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初中物理北师大版八年级下册第六章 常见的光学仪器综合与测试单元测试复习练习题
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这是一份初中物理北师大版八年级下册第六章 常见的光学仪器综合与测试单元测试复习练习题，共23页。试卷主要包含了单选题，填空题，作图题，实验探究题，综合题等内容，欢迎下载使用。
北师大版初中物理八年级下册第六章《常见的光学仪器》单元测试卷
考试范围：第六章；考试时间：75分钟；总分：80分
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共12小题，共24.0分）
1. 如图所示，把一凸透镜放在平面镜前，当用眼睛观察镜子时，光束似乎是从M处发散开来的，则该凸透镜的焦距是 ( )
A. 0.7m B. 0.3m C. 0.4m D. 0.1m
2. 下列对光现象解释正确的是
A. 在光的折射现象中，折射角一定小于入射角
B. 凸透镜对光有会聚作用，因而经过凸透镜的光线一定会交于一点
C. 人向平面镜走近的过程中，人在平面镜中所成的像大小不变
D. 凹面镜对光起发散作用，凸面镜对光起会聚作用
3. 在探究“凸透镜成像的规律”实验中，当蜡烛和凸透镜之间的距离为24 cm时，光屏位于如图所示的位置，得到一个清晰的实像(未画出)。下列说法正确的是 ( )
A. 此时光屏上得到的是一个缩小的像
B. 将蜡烛左移，为在光屏上得到清晰的像，应将光屏右移
C. 将凸透镜右移，移动光屏，直至得到清晰的像，像会变大
D. 将蜡烛移至距离凸透镜18 cm处，移动光屏，在光屏上仍可能得到清晰放大的像
4. 在研究凸透镜成像的实验时发现，物体到凸透镜的距离为5cm时，凸透镜成正立的像；物体到凸透镜的距离为8cm时，成倒立的像，下列说法正确的是( )
A. 物体到凸透镜的距离为3cm时，成放大的实像
B. 物体到凸透镜的距离为10cm时，成放大的实像
C. 物体到凸透镜的距离为13cm时，一定成倒立、缩小的实像
D. 物体到凸透镜的距离为17cm时，一定成倒立、缩小的虚像
5. 如图所示，小丽和小明相距2m，通过同一块焦距为15cm的凸透镜观看对方，小明刚好通过透镜能看到小丽眼睛正立的像，则下列说法中 不 正 确的是 ( )
A. 此时小丽的眼睛在凸透镜的一倍焦距以内
B. 若图片中小丽的手将透镜水平向右移动一定距离，小明看到正立的像有可能变大
C. 小丽从透镜中看不到小明的像
D. 小丽从透镜中看到小明倒立缩小的像
6. 下列关于显微镜和望远镜的说法，正确的是( )
A. 使用显微镜观察物体，看到的是物体被两次放大之后的虚像
B. 通过望远镜看到的是物体被两次放大之后的实像
C. 望远镜的物镜相当于幻灯机的镜头
D. 以上说法都不对
7. 某同学为了探究“视力矫正”原理，利用探究凸透镜成像规律的装置做了以下实验，如图所示。光屏上得到的是模糊的像，他将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间，发现光屏上的像变清晰了，移走眼镜片，稍微将蜡烛靠近凸透镜，屏上再次得到清晰的像，则该眼镜片是( )
A. 近视眼镜片，对光线有发散作用 B. 近视眼镜片，对光线有会聚作用
C. 远视眼镜片，对光线有会聚作用 D. 远视眼镜片，对光线有发散作用
8. 下列哪幅图描述了近视眼的成像情况( )
A. B.
C. D.
9. 小星同学利用太阳光测量凸透镜的焦距，方法如图所示。他注意到让凸透镜正对阳光，但没有仔细调节纸片与透镜的距离，在纸片上的光斑并不是最小时，就测出了光斑到凸透镜中心的距离L.而且他将透镜远离纸片发现光斑变小。那么，凸透镜的实际焦距 ( )
A. 一定小于L B. 一定大于L
C. 可能等于L D. 可能小于L，也可能大于L
10. 将一透镜正对太阳光，其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑，这时光斑到透镜的距离为l。下面说法正确的是
A. 由于纸上呈现一个并非最小的光斑，所以可能是凹透镜
B. 一定是凸透镜，纸上的光斑是太阳通过透镜所成的实像
C. 一定是凸透镜，若透镜远离纸的过程中光斑一直变大，则透镜的焦距一定小于l
D. 一定是凸透镜，若透镜远离纸的过程中光斑一直变大，则透镜的焦距也随之变大
11. 同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图像，如图下列判断正确的是： ( )
A. 该凸透镜的焦距是20cm
B. 当u=15cm时，在光屏上能得到一个缩小的像
C. 当u=25cm时成放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的
D. 把物体从距凸透镜8cm处移动到4cm处的过程中，像逐渐变小
12. “孤帆远影碧空尽，唯见长江天际流”为什么远去的帆船会越来越小，直至消失呢？以下对其原因的分析中错误的是( )
A. 看远处的帆船时，睫状肌处于舒张的状态
B. 看远处的帆船时，晶状体曲度变小
C. 帆船离晶状体越远，视网膜上成的像越小
D. 近处的帆船在视网膜上成放大的像，远处的帆船在视网膜上成缩小的像
第II卷（非选择题）
二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）
13. 隐形眼镜是一种直接贴在角膜表面的超薄镜片，可随着眼球的运动而运动。目前使用的软质隐形眼镜是由甲醛丙烯酸羟乙酯制成的，其中心厚度只有0.05mm。近视眼患者戴的这种超薄镜片的边缘厚度______0.05mm (选填“大于”、“小于”或“等于”)。该眼镜对光线有______作用。
14. 如图所示，投影仪的镜头相当于一个焦距为10cm的凸透镜，当物体到镜头的距离在__________时，在屏幕上就可以看到倒立、放大的像；投影仪上有一块平面镜，它的作用是______________，使像能够投射到屏幕上．
15. 如图，把一个凹透镜A放在一个凸透镜B的前10cm处，能使一束平行于主光轴的光能过这两个透镜后，会聚在P上的一点S；已知光屏距透镜30cm，现保持光屏和凸透镜的位置不动，把凹透镜拿走，将一点光源C放在凸透镜的主光轴上距凸透镜30cm处，也能使C点的像成在光屏上的S点，则凹透镜的焦距是_______，凸透镜的焦距是_______cm。
16. 如图所示，虚线框内为一透镜，MN为透镜的主光轴，O是透镜光心，a(双箭头)和b(单箭头)是射向透镜的两条光线．已知光线a通过透镜之后与MN交于P点，光线b通过透镜之后与MN交于Q点．该透镜是 ______ 透镜，焦距 ______ OQ(选填“大于”、“小于”或“等于”)
三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）
17. 如图所示，是一束菊花的花顶S反射出的三条特殊光线SA、SB和SC.其中，SA平行于主光轴，SB经过光心，SC经过左焦点，请画出这三条光线通过凸透镜折射后出射光线。
18. 如图所示，S点发出的一条光线先经平面镜反射，再经凹透镜折射后平行于凹透镜的主光轴射出，请你完成这个光路．
四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）
19. 在“探究凸透镜成像规律”实验中，所选凸透镜的焦距为10.0cm。
(1)实验步骤：
①观察凸透镜，弄清凸透镜的 ______，并记下f。
②把蜡烛、凸透镜、光屏依次安装到光具座上，点燃蜡烛，调节三个中心大致在 ______，目的是 ______
。
③移动蜡烛，分别把蜡烛放置距凸透镜大于2倍焦距的地方、1倍焦距和2倍焦距之间、在1倍焦距以内时，移动光屏，直到光屏出现 ______的像为止，观察像的特点并记录下此时像距的大小。
④整理数据和器材。
(2)若将蜡烛沿光具座移至35cm刻度线处，需将光屏移至 ______刻度线处(不需估读)，光屏上可再次呈现烛焰清晰的像。
(3)在蜡烛与凸透镜之间，放置一凹透镜，为了使光屏上呈现烛焰清晰的像，应将光屏沿着光具座向 ______移动(选填“左”或“右”)。
(4)实验过程中，随着物距的变小，像距会 ______(变大或变小或不变)。
20. 实验室常用蜡烛完成以下光学实验。
(1)如图甲为小孔成像示意图，小孔成像的原理是____。如果只将蜡烛靠近小孔，像会变得大一点，要想像是清晰的，光屏____(选填“需要”或“不需要”)同时远离小孔；
(2)利用如图乙装置探究“平面镜成像的特点”：在水平桌面上铺一张白纸，再将玻璃板竖立在白纸上，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，再拿一支外形完全相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合。将蜡烛靠近玻璃板，像的大小将____(选填“变大”、“变小”或“不变”)；
(3)蜡烛还可以用于做“探究凸透镜成像规律”实验，图丙中一束平行光射向凸透镜，光屏上得到一个最小、最亮的光斑(未画出)；
①该凸透镜的焦距为____cm；
②若在图丁中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气使烛焰尖部向左偏，发现光屏上“烛焰尖部”变模糊，则将光屏向____(选填“左”或“右”)移动，“烛焰尖部”呈现的像又会变清晰；
③随着蜡烛燃烧而变短，光屏上成的像将向上移动。由于影响到了实验的进行，这时最合理的调整是____。
A.只需将凸透镜向下移动些
B.只需将光屏向上移动些
C.将凸透镜和光屏向下移一些
D.蜡烛适当向上调一些
④当光屏上出现蜡烛清晰的像时，如果用遮光板挡住凸透镜的上面一小部分，我们观察光屏时，将会在光屏上看到____。
A.蜡烛像的下部分
B.蜡烛像的上部分
C.蜡烛完整的像，像的亮度变暗
D.蜡烛完整的像，像的亮度不变
五、综合题（本大题共4小题，共32.0分）
21. 张凯在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，将凸透镜固定在光具座上某位置(图中未标出)不动，实验操作规范。他将点燃的蜡烛放在光具座上的a点，调节光屏的位置，在光屏上得到了烛焰清晰倒立缩小的像。
(1)这个像的成像原理与______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)相同。
(2)他将蜡烛从a点移动到b点后，再移动光屏，屏上得到清晰的像变小，由此可推测，凸透镜在a的______侧(选填“左”或“右”)；蜡烛移动到b点时光屏到凸透镜的距离满足的条件是______。
(3)为了粗测该凸透镜的焦距，张凯上午第二节下课后，将凸透镜与水平地面平行放置，调节凸透镜到地面的距离，直至地面上出现一个最小的亮点，张凯认为此点就是凸透镜焦点的位置。旁边的同学却告诉他，这个亮点不是凸透镜的焦点位置，其理由是______。
22. (1)如图所示，在“验证凸透镜成像规律”的实验中，若凸透镜的焦距为10厘米，将凸透镜置于光具座上所示位置时，在距A点10厘米的光屏上能找到清晰的像，则这个像的特点是______(选填“放大”“等大”或“缩小”)的。此时蜡烛位于光具座的______厘米两条刻度线之间(选填“0−30”“30−40”或“40−50”)。
(2)小明利用天平、金属块、细线、烧杯和适量的水等器材进行“测定金属的密度”实验。实验中，小明操作正确，用天平依次测量金属块的质量m、空烧杯的质量m0和装满水时烧杯的总质量m1之后，他又将金属块轻轻浸没在装满水的烧杯中，再次测量烧杯的总质量为m2。该实验中所测的质量记录在下表中，请完成下列要求(ρ水=1.0×103kg/m3)。
所测质量
大小(千克)
m
0.9
m0
0.2
m1
0.6
m2
1.2
①金属的密度为______kg/m3。
②小明进一步思考发现，表中所列的质量中，有一个不进行测量也可以完成本实验。他据此思路顺利完成实验并写出了金属密度的表达式ρ金属=______(用题中所给物理量符号)。
23. 凸透镜的成像规律可以通过画光路图去理解。在光路图中凸透镜用图甲表示，O点为光心。F为焦点。
(1)请在图乙中根据凸透镜成像光路图画出物体AB经透镜所成的像A′B′；
(2)若图乙中物体AB在凸透镜另一侧能成一个等大、倒立的实像，物距u=OB，像距v=OB′，凸透镜的焦距为f。其中物距、像距和焦距之间的关系1f=1u+1v。请你结合数学知识证明凸透镜成等大实像的条件是u=2f。
24. 小明利用如图所示的光具座(长度为100cm)和其它一些器材，探究凸透镜的成实像规律，现有焦距为10cm的凸透镜甲和30cm的凸透镜乙。
(1)要想利用该光具座成实像，小明只能选用哪个凸透镜？
(2)设光具座长度为L，请证明要想在光屏上成实像，L≥4f(提示： 1f=1u+1υ，L=u+υ )
答案和解析
1.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了眼睛观察镜子时，感到光束是在M点发出的，根据物像关于平面镜对称，可以确定凸透镜焦点的位置，从而判断凸透镜的焦距。
本题关键是根据平面镜成像特点判断凸透镜焦点的位置。
【解答】
根据下图分析，物体在平面镜中成像时，物像关于平面镜对称，根据平面镜成像特点作出凸透镜的焦点F，根据焦距是焦点到凸透镜光心的距离，所以凸透镜的焦距：f=0.4m−0.3m=0.1m，故ABC错误，D正确。
故选D。
2.【答案】C
【解析】解：A、光从空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角；光从其它透明介质斜射入空气时，折射角大于入射角．不符合题意．
B、凸透镜对光有会聚作用，会聚的真正含义是把原来的光路变窄，所以会聚之后的光线可能是平行光，可能是散开的，可能是会聚成点的．不符合题意．
C、人向平面镜走近的过程中，人的大小不变，因为物像大小相等，所以像的大小不变．符合题意．
D、凹面镜对光线有会聚作用，凸面镜对光线有发散作用．凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用．不符合题意．
故选C.会聚的光线提起会聚
(1)光从空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角；光从其它透明介质斜射入空气时，折射角大于入射角．
(2)凸透镜的会聚作用是使原来的光路变窄，会聚的光线提起会聚，平行光会聚成点，发散的光线变为平行光或还是发散小一些的光线．
(3)物体在平面镜中成像，像的大小跟物体大小有关，跟其它因素都没有关系．
(4)凹面镜对光线有会聚作用，凸面镜对光线有发散作用．
(1)眼睛感觉像变小，是因为眼睛看像的视角变大，感觉像变大，这是眼睛的一种错觉．
(2)正确理解凸透镜对光线的会聚作用和凹透镜对光线的发散作用：凸透镜的会聚作用是使原来的光路变窄，会聚的光线提前会聚，平行光会聚成点，发散的光线变为平行光或发散小一些的光线．
凹透镜的发散作用是使原来的光路变宽，会聚的光线错后会聚，平行光线变得发散，发散的光线变得更散．
(3)凸面镜和凸透镜，凹面镜和凹透镜是不同的，注意区分．
3.【答案】D
【解析】解：由图可知，此时的物距小于像距，且光屏上得到一个清晰的实像，由凸透镜成像规律可知，此时物距大于一倍焦距而小于二倍焦距，则光屏上成的是倒立、放大的实像，故A错误。
将蜡烛左移，物距变大，则像距应减小，像变小，所以，为在光屏上得到清晰的像，应将光屏左移，故B错误。
将凸透镜右移，此时物距变大，像距会变小，像会变小，故C错误。
已知物距为24 cm，由上述可知，此时f
4.【答案】B
【解析】解：当物体到凸透镜的距离为5cm时，成正立的像，所以5cm
所以5cm
故选：B。
(1)凸透镜成像时，物距小于一倍焦距成正立的虚像；物距大于一倍焦距时成倒立的实像。根据这个特点判断凸透镜焦距的取值范围。
(2)确定出凸透镜焦距的取值范围，根据物距和焦距的关系再次确定凸透镜成像的性质：
u>2f，成倒立、缩小的实像。
u=2f，成倒立、等大的实像。
2f>u>f，成倒立、放大的实像。
u
5.【答案】D
【解析】
【分析】
掌握凸透镜的三种成像情况和应用，这是凸透镜成像习题的重要依据，一定要熟练掌握。
u>2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机；
2f>u>f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪；
u
ACD.由凸透镜成像时，u2f，成倒立、缩小的实像，此时像距2f>v>f，眼睛中视网膜相当于光屏，而此时小丽的眼睛在凸透镜的一倍焦距以内，所以小丽从透镜中看不到小明的像，故AC正确不符合题意，D错误符合题意；
B.凸透镜成虚像时，物像同侧，若物距越大，像距越大，像越大．因此若图片中小丽的手将透镜水平向右移动一定距离，小明看到正立的像有可能变大，故B正确，B不符合题意。
故选D。
6.【答案】A
【解析】
【分析】
显微镜和望远镜都是有物镜和目镜构成，但成像原理有区别。
本题考查了显微镜和望远镜的相关知识，有一定难度，关键是明确其物镜和目镜的成像原理。
【解答】
显微镜物镜和目镜都是凸透镜，把标本放在物镜的二倍焦距和一倍焦距之间，这样得到一个放大的实像，那么这个放大的实像正好成在目镜焦点以内，由凸透镜成像规律可知，当u
故选A。
7.【答案】A
【解析】
【分析】
①凹透镜对光线有发散作用，能使光线的会聚点推迟延后；
②近视眼是远处物体的像成在视网膜的前方，需佩戴凹透镜。
正确理解凸透镜对光线的会聚作用和凹透镜对光线的发散作用：
凸透镜的会聚作用是使原来的光路变窄，会聚的光线提前会聚，平行光会聚成点，发散的光线变为平行光或发散小一些的光线。
凹透镜的发散作用是使原来的光路变宽，会聚的光线错后会聚，平行光线变得发散，发散的光线变得更散。
【解答】
由图可知，物距大于像距，光屏上能成倒立缩小的实像，此时物距应大于2倍焦距，像距在1倍焦距和2倍焦距之间，但光屏上得到的是模糊的倒立实像，说明像距不合适，他将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间，发现光屏上的像变清晰了，移走眼镜片，稍微将蜡烛靠近凸透镜，屏上再次得到清晰的像，说明该透镜对光线有发散作用，因此是近视眼镜片。
故选A。
8.【答案】A
【解析】
【分析】
本题意在考查对近视眼的原理等所学知识的识记能力和综合应用能力，及熟记和理解基础知识是解答此题的关键。
近视眼的成因是晶状体变得太厚，折光能力太强，像成在视网膜的前方。
【解答】
近视眼的成因是晶状体变得太厚，折光能力太强，近视眼的成像位于视网膜的前方，故A正确，BCD错误。
故选A。
9.【答案】B
【解析】解：只有在焦点处得到的光斑最小、最亮，在焦点之前和焦点之后光斑都不是最小。当测量距离为L时，焦距可能大于L，也可能小于L.当他将透镜远离纸片发现光斑变小。则焦距一定大于L
故选：B。
太阳光可看做是平行光，平行光照射到凸透镜上经过折射后会聚到焦点，若光屏到透镜的距离小于或大于焦距的距离，则在光屏上形成的光斑都不是最小的。
记住平行光会聚在焦点上，还是继续直线传播的。焦点前后光斑都比焦点光斑大。
10.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查凸透镜和凹透镜对光线的作用以及凸透镜成像的三种情况在凸透镜成像习题中有广泛的应用，一定要熟练掌握。
(1)这个光斑可能是焦点之后的，也可能是焦点之前的光斑，从这两种可能进行分析；
(2)凸透镜成像规律：u>2f，成倒立、缩小的实像；2f>u>f，成倒立、放大的实像；u
【解答】
A.太阳光对着凸透镜时，才会形成光斑，而凹透镜不会形成光斑，因此该透镜为凸透镜，故A错误；
B.当光斑的距离小于焦距时，其光斑不是凸透镜的实像，故B错误；
CD.由于光斑到透镜的距离为l时，即像距为l时，纸上呈现一个并非最小的光斑，这个光斑可能是焦点之后的，也可能是焦点之前的光斑，所以凸透镜的焦距f≠l；
若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大，说明凸透镜的焦点不在光斑之后，故焦点应在光斑之前，因此f一定小于l。故C正确，D错误。
故C正确，ABD错误。
故选C。
11.【答案】D
【解析】
【分析】
本题凸透镜成像的四种情况和应用，以及凸透镜成实像时，物距、像距、像之间的关系，是凸透镜成像习题的重要依据，一定要熟练掌握。
(1)根据凸透镜成像的四种情况和应用进行判断
u>2f，成倒立、缩小的实像，2f>v>f，应用于照相机和摄像机。
u=2f，成倒立、等大的实像，v=2f，一般用来求凸透镜的焦距。
2f>u>f，成倒立、放大的实像，v>2f，应用于幻灯机和投影仪。
u
当物距小于一倍焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像，物体越靠近焦点，像越大。
【解答】
A.u=v=2f，凸透镜成倒立、等大的实像，如图，u=v=2f=20cm时，所以f=10cm，故A不正确；
B.当u=15cm时，2f>u>f，成倒立、放大的实像，故B不正确；
C.当u=25cm时，u>2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机，故 C不正确；
D.当物距小于一倍焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像，物体越靠近焦点，像越大；把物体从距凸透镜8cm处移动到4cm处的过程中，成正立、放大的虚像，物距减小，像距变小，像变小，故D正确。
故选D。
12.【答案】D
【解析】解：AB、当睫状体放松时，晶状体比较薄，晶状体曲度变小，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上，眼球可以看清远处的物体；故A、B正确；
C、距离物体越远，视角越小，如果视角小，物体在视网膜上所成的像就小，眼睛所看到的物体就小，故C正确。
D、人眼的晶状体相当于照相机中的凸透镜，视网膜相当于光屏，物体在视网膜上成倒立、缩小的实像，因此近处的帆船和远处的帆船在视网膜上都成缩小的像，故D错误。
故选：D。
(1)人的眼睛是通过调节晶状体的弯曲程度，改变晶状体的焦距来获得清晰的像。
(2)视角大小和距离物体的远近有关，近大远小。
(3)人眼相当于一部微型照相机，视网膜上所成的是倒立、缩小的实像。
本题考查了眼睛的成像原理：眼睛相当于凸透镜，物距在二倍焦距之外时，凸透镜能成倒立缩小的实像。需要强点的是，视角大小和距离物体的远近有关，近大远小。
13.【答案】大于；发散
【解析】解：
近视眼患者戴的镜片是凹透镜，凹透镜的边缘厚度要比中间的厚度大，故这种超薄镜片的边缘厚度大于0.05mm；凹透镜对光线有发散作用。
故答案为：大于；发散。
近视眼用凹透镜来矫正，凹透镜是中间薄，四周厚的透镜，对光有发散作用。
本题考查了凹透镜的构造特点：中间薄，四周厚，以及凹透镜对光的发散作用。
14.【答案】10～20cm之间；改变光路
【解析】
【分析】
本题主要考查投影仪的成像原理。
投影仪的镜头相当于一个凸透镜，当物体到镜头的距离在1倍焦距和2倍焦距之间时，物体通过凸透镜成一个倒立放大的实像；
投影仪成像时，光会竖直向上射出，投射不到屏幕上，加上平面镜，改变了光的传播方向，从而使像能够投射到屏幕上。
【解答】
投影仪的镜头相当于一个焦距为10cm的凸透镜，根据凸透镜成像规律可知，当物体到镜头的距离在1倍焦距和2倍焦距之间时，即在10～20cm时，成倒立、放大的实像；投影仪成像时，按照光沿直线传播的特点，会竖直向上射出，投射不到屏幕上，加上平面镜，改变了光的传播方向，从而使像能够投射到屏幕上。
故答案为：10～20cm；改变光路。
15.【答案】20cm；15。
【解析】
【分析】
本题考查了凸透镜、凹透镜、平面镜对光线的作用，会画透镜的三条特殊光线：①通过焦点的光线经透镜折射后将平行于主光轴；②平行于主光轴的光线经透镜折射后将过焦点；③过光心的光线经透镜折射后传播方向不改变。
(1)由题意知，将一点光源C放在凸透镜的主光轴上距凸透镜30cm处，也能使C点的像成在光屏上的S点，根据凸透镜成像的规律可知，C点在凸透镜的二倍焦距处，成像成在二倍焦距处，据此得出凸透镜的焦距；
(2)通过作图分析，平行于主光轴的光经过这两个透镜后，会聚在P上的一点S处，根据光路可逆，经凹透镜发散后的光线的反向延长线过C点。据此判断凹透镜的焦距。
【解答】
(1)当光源C在二倍焦距处时，成像在二倍焦距处，此时满足2f=30cm，所以f=15cm；
(2)根据下面的光路图，结合凹透镜能使光线发散和凸透镜成像的特点，可知，凹透镜的焦距：f′=30cm−10cm=20cm，
。
故答案为：20cm；15。
16.【答案】凸；小于
【解析】解：由图中可知，a(双箭头)和b(单箭头)是射向透镜的两条光线．经透镜的作用后光线会聚，由此可判定此透镜为凸透镜；
因为平行主光轴的光线经凸透镜后会聚焦点，而a光线如果不发生折射，他将射向OP的外侧，又因为a不是平行主光轴的光线，所以经凸透镜折射后光线一定在焦点的左侧，所以此时OP小于焦距．
故答案为：凸；小于．
根据光线经透镜后会聚的特点，可判定此透镜为凸透镜，再根据平行主光轴的光线经凸透镜后会聚焦点，可知P点在焦点的左侧，然后即可判定OP和焦距的关系．
此题首先根据光线经透镜后的折射情况，确定出该透镜的类型，然后再根据光线会聚的特点与平行主光轴的光线经凸透镜后会聚焦点作比较，然后即可得出正确答案．
17.【答案】解：通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点；过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。如图所示：
【解析】在作凸透镜的光路图时，先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
凸透镜的三条特殊光线：①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。
18.【答案】
【解析】
【分析】
本题综合考查了平面镜成像特点、凹透镜的三条特殊光线的应用，要知道经平面镜后的反射光线好像是从发光点的虚像上发出的。
先根据平面镜成像的特点作出S的像；再根据平面镜成像原理可知，反射光线所有的反向延长线都会过S的像；延长线过凹透镜焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴射出。
【解答】
先通过平面镜作出发光点S的对称点S′即为S的像；
经凹透镜折射后的折射光线平行于凹透镜的主光轴射出，说明入射光线的延长线过凹透镜左侧的焦点，连接凹透镜左侧焦点F和像点S′，与平面镜的交点O即为入射点，并画出反射光线(经平面镜的反射光线)，连接S和入射点O即为入射光线，最后作出平行于凹透镜主光轴的折射光线，如图所示：
。
19.【答案】焦距 同一高度 使像成在光屏中央 清晰 80cm 右 变大
【解析】解：(1)①观察凸透镜，分析凸透镜的焦距大小，为接下来的探究做好准备；
②在做凸透镜成像的实验中，为了使烛焰的像成在光屏的中央，应使得光屏、凸透镜和烛焰的中心在同一高度上；
③光屏出现清晰的像能确保像距大小的准确性，便于观察像的特征；
(2)根据公式1f=1u+1v可知，110.0cm=115cm+1v，解得v=30cm，所以光屏移至80cm处可观察到清晰的像；
(3)凹透镜具有发散作用，会延后成像，所以要向右移动光屏；
(4)物近像远像变大，随着物距的变小，像距会变大。
故答案为：(1)①焦距；②同一高度；使像成在光屏中央；③清晰；(2)80cm；(3)右；(4)变大。
(1)在做凸透镜成像的实验中，先要观察记录凸透镜的焦距，为了使烛焰的像成在光屏的中央，在依次放置好蜡烛、凸透镜、光屏后，就需要对三者的高度进行调节；
在实验操作中，移动光屏确保像在光屏上清晰成像，便于精确测量像距和观察像的特点；
(2)根据公式1f=1u+1v可得像距；
(3)凹透镜具有发散作用，会延后成像。
(4)根据物近像远像变大去判断。
本题考查了凸透镜的成像规律的实验探究，难度不大。
20.【答案】光在同种均匀介质中沿直线传播 不需要 不变 10.0 左 D C
【解析】解：(1)小孔成像原理：光在同种均匀介质中沿直线传播。
小孔成像时物距和像距可以是任意值，光屏上都会呈现清晰的像，所以当将蜡烛靠近小孔，光屏的位置不变即可得到的像变大，所以不需要移动光屏的位置。
(2)蜡烛在玻璃板中成像，像的大小跟蜡烛大小相等，蜡烛靠近玻璃板时蜡烛大小不变，蜡烛像的大小也不变。
(3)①一束平行光射向凸透镜，经凸透镜折射后，在光屏上得到最小最亮的点，这点是凸透镜的焦点，焦点和光心之间的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距为：f=60.0cm−50.0cm=10.0cm。
②若在图丁中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气使烛焰尖部向左偏，相当于烛焰向左移动，物距增大，像距变小，所以光屏向左靠近凸透镜，光屏上会再次得到清晰的像。
③随着蜡烛燃烧而变短，光屏上成的像将向上移动，可以把蜡烛向上移动，可以把凸透镜向下移动，可以把光屏向上移动，都可以使像成在光屏的中央位置，但是如果移动凸透镜或移动光屏，蜡烛每移动一个位置，都有调节凸透镜和光屏的高度，非常麻烦，最合理的方法是蜡烛向上移动，使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，使像成在光屏的中央位置，故选D。
④如果用遮光板挡住凸透镜的上面一小部分，折射光线减少，折射光线会聚成的像变暗淡，像的完整性不变，故选C。
故答案为：(1)光在同种均匀介质中沿直线传播；不需要；(2)不变；(3)①10.0；②左；③D；④C。
(1)小孔成像原理：光在同种均匀介质中沿直线传播。
小孔成像时物距和像距可以是任意值，光屏上都会呈现清晰的像。
(2)物体在平面镜中成像，像和物体大小相等。
(3)①跟主光轴平行的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点和光心之间的距离是凸透镜的焦距。
②凸透镜成实像时，物距变大，像距变小。
③凸透镜成像实验时，烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，使像成在光屏的中央位置。
④凸透镜成像时，遮住凸透镜的一部分，像的大小不变，像会变暗。
本题考查了光的直线传播、平面镜成像和凸透镜成像，这三个实验是光学的三个重要实验，一定要熟练掌握。
21.【答案】照相机 左 2f>V>f 凸透镜没有正对太阳光放置
【解析】解：(1)调节光屏的位置，在光屏上得到了烛焰清晰倒立缩小的像，即说明此时成的是倒立、缩小的实像，故物体处于2倍焦距以外，利用该性质制成了照相机。
(2)将蜡烛从a点移动到b点后，再移动光屏，屏上得到清晰的像变小，即此时一定是像距变小了，即物距变大了，所以此时的凸透镜应该在a点的左侧；此时的像应该成在凸透镜另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间。
(3)太阳光可以近似看为平行光源，将凸透镜正对着太阳光，太阳光经凸透镜后将会聚在焦点。所以把光屏置于另一侧，改变光屏与凸透镜间的距离，直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑，这个光斑便为焦点。测出光斑到凸透镜的距离，便是焦距。
故答案为：(1)照相机；(2)左；2f>V>f(大于一倍焦距，小于二倍焦距)；(3)凸透镜没有正对太阳光放置(太阳光没有平行于主光轴入射到凸透镜上)。
(1)当物体处于2倍焦距以外，此时成一个倒立缩小的实像，利用这种性质制成了照相机。
(2)据物距变大，像距变小，像变小；物距变小，像距变大，像变大的知识分析即可。
(3)平行于主光轴的光线会聚于一点，此点为凸透镜的焦点。由焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距，粗略测量薄透镜的焦距时，可以测出从焦点到凸透镜的距离即可。
掌握凸透镜成像的两种判断方法：根据物距和焦距的关系，根据物距和像距的关系。
本题涉及到的知识点很多，有焦点、焦距、凸透镜的会聚作用等，综合性很强，使试题具有一定的难度。
22.【答案】放大 30−40 3×103 mρ水m+m1−m2
【解析】解：(1)实像能够呈现在光屏上，并且和物体分居凸透镜的两侧，说明此时凸透镜成实像，距A点10厘米的位置有两个：一是60cm处，此时像距v=60cm−50cm=10cm=f，由于成实像时v>f，因此像不在这里；
二是80cm处，此时像距v=80cm−50cm=30cm，v>2f，成倒立、放大的实像，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，即在30～40cm之间；
(2)①金属块放入水中后，
排出的水的质量为：
m溢=m+m1−m2=0.9kg+0.6kg−1.2kg=0.3kg
排出的水的体积为
V排=m溢ρ水=0.3kg1.0×103kg/m3=3×10−4m3
金属块的体积为
V=V排=3×10−4kg/m3
所以金属块的密度为：
ρ=mV=0.9kg3×10−4m3=3×103kg/m3；
②根据①知不用测量空烧杯的质量m0就可以测量出金属块的密度，
表达式为：ρ金属=mV=mm+m1−m2ρ水=mρ水m+m1−m2。
故答案为：(1)放大；30−40；(2)①3×103；②mρ水m+m1−m2。
(1)根据凸透镜成像的规律及实像能呈现在光屏上判断：
u>2f，成倒立、缩小的实像，2f>v>f；
u=2f，成倒立、等大的实像，v=2f；
2f>u>f，成倒立、放大的实像，v>2f；
u=f，不成像；
u
解决本题的关键是，根据烧杯中水的质量的变化推导出金属块的体积。
23.【答案】解：(1)经过光心光线不改变方向；平行于主光轴光线折射经过右焦点。两条光线交点就是成像点，光路图如图所示：
(2)在三角形AOB和COA´中，AB=A´B´，∠AOB=∠A´OB´；则OB=OB´，即u=v；因为1f=1u+1v，即1f=1u+1u
化简得：u=2f。
【解析】凸透镜成像的四种情况和应用，以及凸透镜成实像时，物距、像距、像之间的关系，是凸透镜成像习题的重要依据，一定要熟练掌握。
(1)先弄清两特殊光线的做法，再在b中完成光路图，经过光心光线不改变方向；平行于主光轴光线折射经过右焦点。两条光线交点就是成像点；
(2)根据相似三角形的知识解答。
24.【答案】证明：L=u+v，则v=L−u，
因为1f=1u+1v，
所以1f=u+vuv=Lu(L−u)，
则可得：u2−Lu+fL=0，
成实像时，L2−4Lf≥0，
所以L≥4f。
此光具座的长度L=100cm，根据凸透镜成实像时，L≥4f，
可得f≤25cm，所以小明只能选用甲凸透镜。
故答案为：(1)甲；(2)证明如上。
【解析】根据物距与像距的关系及给出的关系式，代入化简，得到一个关于L、f的方程，根据凸透镜成实像时，△≥0，由此得出最后的结论，根据结论可知应该选择的凸透镜。
本题考查学生对凸透镜成像中的光具座的长度的条件，数学知识是解决物理的基础。
北师大版初中物理八年级下册第六章《常见的光学仪器》单元测试卷
考试范围：第六章；考试时间：75分钟；总分：80分
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共12小题，共24.0分）
1. 如图所示，把一凸透镜放在平面镜前，当用眼睛观察镜子时，光束似乎是从M处发散开来的，则该凸透镜的焦距是 ( )
A. 0.7m B. 0.3m C. 0.4m D. 0.1m
2. 下列对光现象解释正确的是
A. 在光的折射现象中，折射角一定小于入射角
B. 凸透镜对光有会聚作用，因而经过凸透镜的光线一定会交于一点
C. 人向平面镜走近的过程中，人在平面镜中所成的像大小不变
D. 凹面镜对光起发散作用，凸面镜对光起会聚作用
3. 在探究“凸透镜成像的规律”实验中，当蜡烛和凸透镜之间的距离为24 cm时，光屏位于如图所示的位置，得到一个清晰的实像(未画出)。下列说法正确的是 ( )
A. 此时光屏上得到的是一个缩小的像
B. 将蜡烛左移，为在光屏上得到清晰的像，应将光屏右移
C. 将凸透镜右移，移动光屏，直至得到清晰的像，像会变大
D. 将蜡烛移至距离凸透镜18 cm处，移动光屏，在光屏上仍可能得到清晰放大的像
4. 在研究凸透镜成像的实验时发现，物体到凸透镜的距离为5cm时，凸透镜成正立的像；物体到凸透镜的距离为8cm时，成倒立的像，下列说法正确的是( )
A. 物体到凸透镜的距离为3cm时，成放大的实像
B. 物体到凸透镜的距离为10cm时，成放大的实像
C. 物体到凸透镜的距离为13cm时，一定成倒立、缩小的实像
D. 物体到凸透镜的距离为17cm时，一定成倒立、缩小的虚像
5. 如图所示，小丽和小明相距2m，通过同一块焦距为15cm的凸透镜观看对方，小明刚好通过透镜能看到小丽眼睛正立的像，则下列说法中 不 正 确的是 ( )
A. 此时小丽的眼睛在凸透镜的一倍焦距以内
B. 若图片中小丽的手将透镜水平向右移动一定距离，小明看到正立的像有可能变大
C. 小丽从透镜中看不到小明的像
D. 小丽从透镜中看到小明倒立缩小的像
6. 下列关于显微镜和望远镜的说法，正确的是( )
A. 使用显微镜观察物体，看到的是物体被两次放大之后的虚像
B. 通过望远镜看到的是物体被两次放大之后的实像
C. 望远镜的物镜相当于幻灯机的镜头
D. 以上说法都不对
7. 某同学为了探究“视力矫正”原理，利用探究凸透镜成像规律的装置做了以下实验，如图所示。光屏上得到的是模糊的像，他将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间，发现光屏上的像变清晰了，移走眼镜片，稍微将蜡烛靠近凸透镜，屏上再次得到清晰的像，则该眼镜片是( )
A. 近视眼镜片，对光线有发散作用 B. 近视眼镜片，对光线有会聚作用
C. 远视眼镜片，对光线有会聚作用 D. 远视眼镜片，对光线有发散作用
8. 下列哪幅图描述了近视眼的成像情况( )
A. B.
C. D.
9. 小星同学利用太阳光测量凸透镜的焦距，方法如图所示。他注意到让凸透镜正对阳光，但没有仔细调节纸片与透镜的距离，在纸片上的光斑并不是最小时，就测出了光斑到凸透镜中心的距离L.而且他将透镜远离纸片发现光斑变小。那么，凸透镜的实际焦距 ( )
A. 一定小于L B. 一定大于L
C. 可能等于L D. 可能小于L，也可能大于L
10. 将一透镜正对太阳光，其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑，这时光斑到透镜的距离为l。下面说法正确的是
A. 由于纸上呈现一个并非最小的光斑，所以可能是凹透镜
B. 一定是凸透镜，纸上的光斑是太阳通过透镜所成的实像
C. 一定是凸透镜，若透镜远离纸的过程中光斑一直变大，则透镜的焦距一定小于l
D. 一定是凸透镜，若透镜远离纸的过程中光斑一直变大，则透镜的焦距也随之变大
11. 同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图像，如图下列判断正确的是： ( )
A. 该凸透镜的焦距是20cm
B. 当u=15cm时，在光屏上能得到一个缩小的像
C. 当u=25cm时成放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的
D. 把物体从距凸透镜8cm处移动到4cm处的过程中，像逐渐变小
12. “孤帆远影碧空尽，唯见长江天际流”为什么远去的帆船会越来越小，直至消失呢？以下对其原因的分析中错误的是( )
A. 看远处的帆船时，睫状肌处于舒张的状态
B. 看远处的帆船时，晶状体曲度变小
C. 帆船离晶状体越远，视网膜上成的像越小
D. 近处的帆船在视网膜上成放大的像，远处的帆船在视网膜上成缩小的像
第II卷（非选择题）
二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）
13. 隐形眼镜是一种直接贴在角膜表面的超薄镜片，可随着眼球的运动而运动。目前使用的软质隐形眼镜是由甲醛丙烯酸羟乙酯制成的，其中心厚度只有0.05mm。近视眼患者戴的这种超薄镜片的边缘厚度______0.05mm (选填“大于”、“小于”或“等于”)。该眼镜对光线有______作用。
14. 如图所示，投影仪的镜头相当于一个焦距为10cm的凸透镜，当物体到镜头的距离在__________时，在屏幕上就可以看到倒立、放大的像；投影仪上有一块平面镜，它的作用是______________，使像能够投射到屏幕上．
15. 如图，把一个凹透镜A放在一个凸透镜B的前10cm处，能使一束平行于主光轴的光能过这两个透镜后，会聚在P上的一点S；已知光屏距透镜30cm，现保持光屏和凸透镜的位置不动，把凹透镜拿走，将一点光源C放在凸透镜的主光轴上距凸透镜30cm处，也能使C点的像成在光屏上的S点，则凹透镜的焦距是_______，凸透镜的焦距是_______cm。
16. 如图所示，虚线框内为一透镜，MN为透镜的主光轴，O是透镜光心，a(双箭头)和b(单箭头)是射向透镜的两条光线．已知光线a通过透镜之后与MN交于P点，光线b通过透镜之后与MN交于Q点．该透镜是 ______ 透镜，焦距 ______ OQ(选填“大于”、“小于”或“等于”)
三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）
17. 如图所示，是一束菊花的花顶S反射出的三条特殊光线SA、SB和SC.其中，SA平行于主光轴，SB经过光心，SC经过左焦点，请画出这三条光线通过凸透镜折射后出射光线。
18. 如图所示，S点发出的一条光线先经平面镜反射，再经凹透镜折射后平行于凹透镜的主光轴射出，请你完成这个光路．
四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）
19. 在“探究凸透镜成像规律”实验中，所选凸透镜的焦距为10.0cm。
(1)实验步骤：
①观察凸透镜，弄清凸透镜的 ______，并记下f。
②把蜡烛、凸透镜、光屏依次安装到光具座上，点燃蜡烛，调节三个中心大致在 ______，目的是 ______
。
③移动蜡烛，分别把蜡烛放置距凸透镜大于2倍焦距的地方、1倍焦距和2倍焦距之间、在1倍焦距以内时，移动光屏，直到光屏出现 ______的像为止，观察像的特点并记录下此时像距的大小。
④整理数据和器材。
(2)若将蜡烛沿光具座移至35cm刻度线处，需将光屏移至 ______刻度线处(不需估读)，光屏上可再次呈现烛焰清晰的像。
(3)在蜡烛与凸透镜之间，放置一凹透镜，为了使光屏上呈现烛焰清晰的像，应将光屏沿着光具座向 ______移动(选填“左”或“右”)。
(4)实验过程中，随着物距的变小，像距会 ______(变大或变小或不变)。
20. 实验室常用蜡烛完成以下光学实验。
(1)如图甲为小孔成像示意图，小孔成像的原理是____。如果只将蜡烛靠近小孔，像会变得大一点，要想像是清晰的，光屏____(选填“需要”或“不需要”)同时远离小孔；
(2)利用如图乙装置探究“平面镜成像的特点”：在水平桌面上铺一张白纸，再将玻璃板竖立在白纸上，把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，再拿一支外形完全相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合。将蜡烛靠近玻璃板，像的大小将____(选填“变大”、“变小”或“不变”)；
(3)蜡烛还可以用于做“探究凸透镜成像规律”实验，图丙中一束平行光射向凸透镜，光屏上得到一个最小、最亮的光斑(未画出)；
①该凸透镜的焦距为____cm；
②若在图丁中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气使烛焰尖部向左偏，发现光屏上“烛焰尖部”变模糊，则将光屏向____(选填“左”或“右”)移动，“烛焰尖部”呈现的像又会变清晰；
③随着蜡烛燃烧而变短，光屏上成的像将向上移动。由于影响到了实验的进行，这时最合理的调整是____。
A.只需将凸透镜向下移动些
B.只需将光屏向上移动些
C.将凸透镜和光屏向下移一些
D.蜡烛适当向上调一些
④当光屏上出现蜡烛清晰的像时，如果用遮光板挡住凸透镜的上面一小部分，我们观察光屏时，将会在光屏上看到____。
A.蜡烛像的下部分
B.蜡烛像的上部分
C.蜡烛完整的像，像的亮度变暗
D.蜡烛完整的像，像的亮度不变
五、综合题（本大题共4小题，共32.0分）
21. 张凯在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，将凸透镜固定在光具座上某位置(图中未标出)不动，实验操作规范。他将点燃的蜡烛放在光具座上的a点，调节光屏的位置，在光屏上得到了烛焰清晰倒立缩小的像。
(1)这个像的成像原理与______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)相同。
(2)他将蜡烛从a点移动到b点后，再移动光屏，屏上得到清晰的像变小，由此可推测，凸透镜在a的______侧(选填“左”或“右”)；蜡烛移动到b点时光屏到凸透镜的距离满足的条件是______。
(3)为了粗测该凸透镜的焦距，张凯上午第二节下课后，将凸透镜与水平地面平行放置，调节凸透镜到地面的距离，直至地面上出现一个最小的亮点，张凯认为此点就是凸透镜焦点的位置。旁边的同学却告诉他，这个亮点不是凸透镜的焦点位置，其理由是______。
22. (1)如图所示，在“验证凸透镜成像规律”的实验中，若凸透镜的焦距为10厘米，将凸透镜置于光具座上所示位置时，在距A点10厘米的光屏上能找到清晰的像，则这个像的特点是______(选填“放大”“等大”或“缩小”)的。此时蜡烛位于光具座的______厘米两条刻度线之间(选填“0−30”“30−40”或“40−50”)。
(2)小明利用天平、金属块、细线、烧杯和适量的水等器材进行“测定金属的密度”实验。实验中，小明操作正确，用天平依次测量金属块的质量m、空烧杯的质量m0和装满水时烧杯的总质量m1之后，他又将金属块轻轻浸没在装满水的烧杯中，再次测量烧杯的总质量为m2。该实验中所测的质量记录在下表中，请完成下列要求(ρ水=1.0×103kg/m3)。
所测质量
大小(千克)
m
0.9
m0
0.2
m1
0.6
m2
1.2
①金属的密度为______kg/m3。
②小明进一步思考发现，表中所列的质量中，有一个不进行测量也可以完成本实验。他据此思路顺利完成实验并写出了金属密度的表达式ρ金属=______(用题中所给物理量符号)。
23. 凸透镜的成像规律可以通过画光路图去理解。在光路图中凸透镜用图甲表示，O点为光心。F为焦点。
(1)请在图乙中根据凸透镜成像光路图画出物体AB经透镜所成的像A′B′；
(2)若图乙中物体AB在凸透镜另一侧能成一个等大、倒立的实像，物距u=OB，像距v=OB′，凸透镜的焦距为f。其中物距、像距和焦距之间的关系1f=1u+1v。请你结合数学知识证明凸透镜成等大实像的条件是u=2f。
24. 小明利用如图所示的光具座(长度为100cm)和其它一些器材，探究凸透镜的成实像规律，现有焦距为10cm的凸透镜甲和30cm的凸透镜乙。
(1)要想利用该光具座成实像，小明只能选用哪个凸透镜？
(2)设光具座长度为L，请证明要想在光屏上成实像，L≥4f(提示： 1f=1u+1υ，L=u+υ )
答案和解析
1.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了眼睛观察镜子时，感到光束是在M点发出的，根据物像关于平面镜对称，可以确定凸透镜焦点的位置，从而判断凸透镜的焦距。
本题关键是根据平面镜成像特点判断凸透镜焦点的位置。
【解答】
根据下图分析，物体在平面镜中成像时，物像关于平面镜对称，根据平面镜成像特点作出凸透镜的焦点F，根据焦距是焦点到凸透镜光心的距离，所以凸透镜的焦距：f=0.4m−0.3m=0.1m，故ABC错误，D正确。
故选D。
2.【答案】C
【解析】解：A、光从空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角；光从其它透明介质斜射入空气时，折射角大于入射角．不符合题意．
B、凸透镜对光有会聚作用，会聚的真正含义是把原来的光路变窄，所以会聚之后的光线可能是平行光，可能是散开的，可能是会聚成点的．不符合题意．
C、人向平面镜走近的过程中，人的大小不变，因为物像大小相等，所以像的大小不变．符合题意．
D、凹面镜对光线有会聚作用，凸面镜对光线有发散作用．凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用．不符合题意．
故选C.会聚的光线提起会聚
(1)光从空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角；光从其它透明介质斜射入空气时，折射角大于入射角．
(2)凸透镜的会聚作用是使原来的光路变窄，会聚的光线提起会聚，平行光会聚成点，发散的光线变为平行光或还是发散小一些的光线．
(3)物体在平面镜中成像，像的大小跟物体大小有关，跟其它因素都没有关系．
(4)凹面镜对光线有会聚作用，凸面镜对光线有发散作用．
(1)眼睛感觉像变小，是因为眼睛看像的视角变大，感觉像变大，这是眼睛的一种错觉．
(2)正确理解凸透镜对光线的会聚作用和凹透镜对光线的发散作用：凸透镜的会聚作用是使原来的光路变窄，会聚的光线提前会聚，平行光会聚成点，发散的光线变为平行光或发散小一些的光线．
凹透镜的发散作用是使原来的光路变宽，会聚的光线错后会聚，平行光线变得发散，发散的光线变得更散．
(3)凸面镜和凸透镜，凹面镜和凹透镜是不同的，注意区分．
3.【答案】D
【解析】解：由图可知，此时的物距小于像距，且光屏上得到一个清晰的实像，由凸透镜成像规律可知，此时物距大于一倍焦距而小于二倍焦距，则光屏上成的是倒立、放大的实像，故A错误。
将蜡烛左移，物距变大，则像距应减小，像变小，所以，为在光屏上得到清晰的像，应将光屏左移，故B错误。
将凸透镜右移，此时物距变大，像距会变小，像会变小，故C错误。
已知物距为24 cm，由上述可知，此时f
4.【答案】B
【解析】解：当物体到凸透镜的距离为5cm时，成正立的像，所以5cm
所以5cm
故选：B。
(1)凸透镜成像时，物距小于一倍焦距成正立的虚像；物距大于一倍焦距时成倒立的实像。根据这个特点判断凸透镜焦距的取值范围。
(2)确定出凸透镜焦距的取值范围，根据物距和焦距的关系再次确定凸透镜成像的性质：
u>2f，成倒立、缩小的实像。
u=2f，成倒立、等大的实像。
2f>u>f，成倒立、放大的实像。
u
5.【答案】D
【解析】
【分析】
掌握凸透镜的三种成像情况和应用，这是凸透镜成像习题的重要依据，一定要熟练掌握。
u>2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机；
2f>u>f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪；
u
ACD.由凸透镜成像时，u
B.凸透镜成虚像时，物像同侧，若物距越大，像距越大，像越大．因此若图片中小丽的手将透镜水平向右移动一定距离，小明看到正立的像有可能变大，故B正确，B不符合题意。
故选D。
6.【答案】A
【解析】
【分析】
显微镜和望远镜都是有物镜和目镜构成，但成像原理有区别。
本题考查了显微镜和望远镜的相关知识，有一定难度，关键是明确其物镜和目镜的成像原理。
【解答】
显微镜物镜和目镜都是凸透镜，把标本放在物镜的二倍焦距和一倍焦距之间，这样得到一个放大的实像，那么这个放大的实像正好成在目镜焦点以内，由凸透镜成像规律可知，当u
故选A。
7.【答案】A
【解析】
【分析】
①凹透镜对光线有发散作用，能使光线的会聚点推迟延后；
②近视眼是远处物体的像成在视网膜的前方，需佩戴凹透镜。
正确理解凸透镜对光线的会聚作用和凹透镜对光线的发散作用：
凸透镜的会聚作用是使原来的光路变窄，会聚的光线提前会聚，平行光会聚成点，发散的光线变为平行光或发散小一些的光线。
凹透镜的发散作用是使原来的光路变宽，会聚的光线错后会聚，平行光线变得发散，发散的光线变得更散。
【解答】
由图可知，物距大于像距，光屏上能成倒立缩小的实像，此时物距应大于2倍焦距，像距在1倍焦距和2倍焦距之间，但光屏上得到的是模糊的倒立实像，说明像距不合适，他将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间，发现光屏上的像变清晰了，移走眼镜片，稍微将蜡烛靠近凸透镜，屏上再次得到清晰的像，说明该透镜对光线有发散作用，因此是近视眼镜片。
故选A。
8.【答案】A
【解析】
【分析】
本题意在考查对近视眼的原理等所学知识的识记能力和综合应用能力，及熟记和理解基础知识是解答此题的关键。
近视眼的成因是晶状体变得太厚，折光能力太强，像成在视网膜的前方。
【解答】
近视眼的成因是晶状体变得太厚，折光能力太强，近视眼的成像位于视网膜的前方，故A正确，BCD错误。
故选A。
9.【答案】B
【解析】解：只有在焦点处得到的光斑最小、最亮，在焦点之前和焦点之后光斑都不是最小。当测量距离为L时，焦距可能大于L，也可能小于L.当他将透镜远离纸片发现光斑变小。则焦距一定大于L
故选：B。
太阳光可看做是平行光，平行光照射到凸透镜上经过折射后会聚到焦点，若光屏到透镜的距离小于或大于焦距的距离，则在光屏上形成的光斑都不是最小的。
记住平行光会聚在焦点上，还是继续直线传播的。焦点前后光斑都比焦点光斑大。
10.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查凸透镜和凹透镜对光线的作用以及凸透镜成像的三种情况在凸透镜成像习题中有广泛的应用，一定要熟练掌握。
(1)这个光斑可能是焦点之后的，也可能是焦点之前的光斑，从这两种可能进行分析；
(2)凸透镜成像规律：u>2f，成倒立、缩小的实像；2f>u>f，成倒立、放大的实像；u
【解答】
A.太阳光对着凸透镜时，才会形成光斑，而凹透镜不会形成光斑，因此该透镜为凸透镜，故A错误；
B.当光斑的距离小于焦距时，其光斑不是凸透镜的实像，故B错误；
CD.由于光斑到透镜的距离为l时，即像距为l时，纸上呈现一个并非最小的光斑，这个光斑可能是焦点之后的，也可能是焦点之前的光斑，所以凸透镜的焦距f≠l；
若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大，说明凸透镜的焦点不在光斑之后，故焦点应在光斑之前，因此f一定小于l。故C正确，D错误。
故C正确，ABD错误。
故选C。
11.【答案】D
【解析】
【分析】
本题凸透镜成像的四种情况和应用，以及凸透镜成实像时，物距、像距、像之间的关系，是凸透镜成像习题的重要依据，一定要熟练掌握。
(1)根据凸透镜成像的四种情况和应用进行判断
u>2f，成倒立、缩小的实像，2f>v>f，应用于照相机和摄像机。
u=2f，成倒立、等大的实像，v=2f，一般用来求凸透镜的焦距。
2f>u>f，成倒立、放大的实像，v>2f，应用于幻灯机和投影仪。
u
当物距小于一倍焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像，物体越靠近焦点，像越大。
【解答】
A.u=v=2f，凸透镜成倒立、等大的实像，如图，u=v=2f=20cm时，所以f=10cm，故A不正确；
B.当u=15cm时，2f>u>f，成倒立、放大的实像，故B不正确；
C.当u=25cm时，u>2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机，故 C不正确；
D.当物距小于一倍焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像，物体越靠近焦点，像越大；把物体从距凸透镜8cm处移动到4cm处的过程中，成正立、放大的虚像，物距减小，像距变小，像变小，故D正确。
故选D。
12.【答案】D
【解析】解：AB、当睫状体放松时，晶状体比较薄，晶状体曲度变小，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上，眼球可以看清远处的物体；故A、B正确；
C、距离物体越远，视角越小，如果视角小，物体在视网膜上所成的像就小，眼睛所看到的物体就小，故C正确。
D、人眼的晶状体相当于照相机中的凸透镜，视网膜相当于光屏，物体在视网膜上成倒立、缩小的实像，因此近处的帆船和远处的帆船在视网膜上都成缩小的像，故D错误。
故选：D。
(1)人的眼睛是通过调节晶状体的弯曲程度，改变晶状体的焦距来获得清晰的像。
(2)视角大小和距离物体的远近有关，近大远小。
(3)人眼相当于一部微型照相机，视网膜上所成的是倒立、缩小的实像。
本题考查了眼睛的成像原理：眼睛相当于凸透镜，物距在二倍焦距之外时，凸透镜能成倒立缩小的实像。需要强点的是，视角大小和距离物体的远近有关，近大远小。
13.【答案】大于；发散
【解析】解：
近视眼患者戴的镜片是凹透镜，凹透镜的边缘厚度要比中间的厚度大，故这种超薄镜片的边缘厚度大于0.05mm；凹透镜对光线有发散作用。
故答案为：大于；发散。
近视眼用凹透镜来矫正，凹透镜是中间薄，四周厚的透镜，对光有发散作用。
本题考查了凹透镜的构造特点：中间薄，四周厚，以及凹透镜对光的发散作用。
14.【答案】10～20cm之间；改变光路
【解析】
【分析】
本题主要考查投影仪的成像原理。
投影仪的镜头相当于一个凸透镜，当物体到镜头的距离在1倍焦距和2倍焦距之间时，物体通过凸透镜成一个倒立放大的实像；
投影仪成像时，光会竖直向上射出，投射不到屏幕上，加上平面镜，改变了光的传播方向，从而使像能够投射到屏幕上。
【解答】
投影仪的镜头相当于一个焦距为10cm的凸透镜，根据凸透镜成像规律可知，当物体到镜头的距离在1倍焦距和2倍焦距之间时，即在10～20cm时，成倒立、放大的实像；投影仪成像时，按照光沿直线传播的特点，会竖直向上射出，投射不到屏幕上，加上平面镜，改变了光的传播方向，从而使像能够投射到屏幕上。
故答案为：10～20cm；改变光路。
15.【答案】20cm；15。
【解析】
【分析】
本题考查了凸透镜、凹透镜、平面镜对光线的作用，会画透镜的三条特殊光线：①通过焦点的光线经透镜折射后将平行于主光轴；②平行于主光轴的光线经透镜折射后将过焦点；③过光心的光线经透镜折射后传播方向不改变。
(1)由题意知，将一点光源C放在凸透镜的主光轴上距凸透镜30cm处，也能使C点的像成在光屏上的S点，根据凸透镜成像的规律可知，C点在凸透镜的二倍焦距处，成像成在二倍焦距处，据此得出凸透镜的焦距；
(2)通过作图分析，平行于主光轴的光经过这两个透镜后，会聚在P上的一点S处，根据光路可逆，经凹透镜发散后的光线的反向延长线过C点。据此判断凹透镜的焦距。
【解答】
(1)当光源C在二倍焦距处时，成像在二倍焦距处，此时满足2f=30cm，所以f=15cm；
(2)根据下面的光路图，结合凹透镜能使光线发散和凸透镜成像的特点，可知，凹透镜的焦距：f′=30cm−10cm=20cm，
。
故答案为：20cm；15。
16.【答案】凸；小于
【解析】解：由图中可知，a(双箭头)和b(单箭头)是射向透镜的两条光线．经透镜的作用后光线会聚，由此可判定此透镜为凸透镜；
因为平行主光轴的光线经凸透镜后会聚焦点，而a光线如果不发生折射，他将射向OP的外侧，又因为a不是平行主光轴的光线，所以经凸透镜折射后光线一定在焦点的左侧，所以此时OP小于焦距．
故答案为：凸；小于．
根据光线经透镜后会聚的特点，可判定此透镜为凸透镜，再根据平行主光轴的光线经凸透镜后会聚焦点，可知P点在焦点的左侧，然后即可判定OP和焦距的关系．
此题首先根据光线经透镜后的折射情况，确定出该透镜的类型，然后再根据光线会聚的特点与平行主光轴的光线经凸透镜后会聚焦点作比较，然后即可得出正确答案．
17.【答案】解：通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点；过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。如图所示：
【解析】在作凸透镜的光路图时，先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
凸透镜的三条特殊光线：①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。
18.【答案】
【解析】
【分析】
本题综合考查了平面镜成像特点、凹透镜的三条特殊光线的应用，要知道经平面镜后的反射光线好像是从发光点的虚像上发出的。
先根据平面镜成像的特点作出S的像；再根据平面镜成像原理可知，反射光线所有的反向延长线都会过S的像；延长线过凹透镜焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴射出。
【解答】
先通过平面镜作出发光点S的对称点S′即为S的像；
经凹透镜折射后的折射光线平行于凹透镜的主光轴射出，说明入射光线的延长线过凹透镜左侧的焦点，连接凹透镜左侧焦点F和像点S′，与平面镜的交点O即为入射点，并画出反射光线(经平面镜的反射光线)，连接S和入射点O即为入射光线，最后作出平行于凹透镜主光轴的折射光线，如图所示：
。
19.【答案】焦距 同一高度 使像成在光屏中央 清晰 80cm 右 变大
【解析】解：(1)①观察凸透镜，分析凸透镜的焦距大小，为接下来的探究做好准备；
②在做凸透镜成像的实验中，为了使烛焰的像成在光屏的中央，应使得光屏、凸透镜和烛焰的中心在同一高度上；
③光屏出现清晰的像能确保像距大小的准确性，便于观察像的特征；
(2)根据公式1f=1u+1v可知，110.0cm=115cm+1v，解得v=30cm，所以光屏移至80cm处可观察到清晰的像；
(3)凹透镜具有发散作用，会延后成像，所以要向右移动光屏；
(4)物近像远像变大，随着物距的变小，像距会变大。
故答案为：(1)①焦距；②同一高度；使像成在光屏中央；③清晰；(2)80cm；(3)右；(4)变大。
(1)在做凸透镜成像的实验中，先要观察记录凸透镜的焦距，为了使烛焰的像成在光屏的中央，在依次放置好蜡烛、凸透镜、光屏后，就需要对三者的高度进行调节；
在实验操作中，移动光屏确保像在光屏上清晰成像，便于精确测量像距和观察像的特点；
(2)根据公式1f=1u+1v可得像距；
(3)凹透镜具有发散作用，会延后成像。
(4)根据物近像远像变大去判断。
本题考查了凸透镜的成像规律的实验探究，难度不大。
20.【答案】光在同种均匀介质中沿直线传播 不需要 不变 10.0 左 D C
【解析】解：(1)小孔成像原理：光在同种均匀介质中沿直线传播。
小孔成像时物距和像距可以是任意值，光屏上都会呈现清晰的像，所以当将蜡烛靠近小孔，光屏的位置不变即可得到的像变大，所以不需要移动光屏的位置。
(2)蜡烛在玻璃板中成像，像的大小跟蜡烛大小相等，蜡烛靠近玻璃板时蜡烛大小不变，蜡烛像的大小也不变。
(3)①一束平行光射向凸透镜，经凸透镜折射后，在光屏上得到最小最亮的点，这点是凸透镜的焦点，焦点和光心之间的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距为：f=60.0cm−50.0cm=10.0cm。
②若在图丁中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气使烛焰尖部向左偏，相当于烛焰向左移动，物距增大，像距变小，所以光屏向左靠近凸透镜，光屏上会再次得到清晰的像。
③随着蜡烛燃烧而变短，光屏上成的像将向上移动，可以把蜡烛向上移动，可以把凸透镜向下移动，可以把光屏向上移动，都可以使像成在光屏的中央位置，但是如果移动凸透镜或移动光屏，蜡烛每移动一个位置，都有调节凸透镜和光屏的高度，非常麻烦，最合理的方法是蜡烛向上移动，使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，使像成在光屏的中央位置，故选D。
④如果用遮光板挡住凸透镜的上面一小部分，折射光线减少，折射光线会聚成的像变暗淡，像的完整性不变，故选C。
故答案为：(1)光在同种均匀介质中沿直线传播；不需要；(2)不变；(3)①10.0；②左；③D；④C。
(1)小孔成像原理：光在同种均匀介质中沿直线传播。
小孔成像时物距和像距可以是任意值，光屏上都会呈现清晰的像。
(2)物体在平面镜中成像，像和物体大小相等。
(3)①跟主光轴平行的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点和光心之间的距离是凸透镜的焦距。
②凸透镜成实像时，物距变大，像距变小。
③凸透镜成像实验时，烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，使像成在光屏的中央位置。
④凸透镜成像时，遮住凸透镜的一部分，像的大小不变，像会变暗。
本题考查了光的直线传播、平面镜成像和凸透镜成像，这三个实验是光学的三个重要实验，一定要熟练掌握。
21.【答案】照相机 左 2f>V>f 凸透镜没有正对太阳光放置
【解析】解：(1)调节光屏的位置，在光屏上得到了烛焰清晰倒立缩小的像，即说明此时成的是倒立、缩小的实像，故物体处于2倍焦距以外，利用该性质制成了照相机。
(2)将蜡烛从a点移动到b点后，再移动光屏，屏上得到清晰的像变小，即此时一定是像距变小了，即物距变大了，所以此时的凸透镜应该在a点的左侧；此时的像应该成在凸透镜另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间。
(3)太阳光可以近似看为平行光源，将凸透镜正对着太阳光，太阳光经凸透镜后将会聚在焦点。所以把光屏置于另一侧，改变光屏与凸透镜间的距离，直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑，这个光斑便为焦点。测出光斑到凸透镜的距离，便是焦距。
故答案为：(1)照相机；(2)左；2f>V>f(大于一倍焦距，小于二倍焦距)；(3)凸透镜没有正对太阳光放置(太阳光没有平行于主光轴入射到凸透镜上)。
(1)当物体处于2倍焦距以外，此时成一个倒立缩小的实像，利用这种性质制成了照相机。
(2)据物距变大，像距变小，像变小；物距变小，像距变大，像变大的知识分析即可。
(3)平行于主光轴的光线会聚于一点，此点为凸透镜的焦点。由焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距，粗略测量薄透镜的焦距时，可以测出从焦点到凸透镜的距离即可。
掌握凸透镜成像的两种判断方法：根据物距和焦距的关系，根据物距和像距的关系。
本题涉及到的知识点很多，有焦点、焦距、凸透镜的会聚作用等，综合性很强，使试题具有一定的难度。
22.【答案】放大 30−40 3×103 mρ水m+m1−m2
【解析】解：(1)实像能够呈现在光屏上，并且和物体分居凸透镜的两侧，说明此时凸透镜成实像，距A点10厘米的位置有两个：一是60cm处，此时像距v=60cm−50cm=10cm=f，由于成实像时v>f，因此像不在这里；
二是80cm处，此时像距v=80cm−50cm=30cm，v>2f，成倒立、放大的实像，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，即在30～40cm之间；
(2)①金属块放入水中后，
排出的水的质量为：
m溢=m+m1−m2=0.9kg+0.6kg−1.2kg=0.3kg
排出的水的体积为
V排=m溢ρ水=0.3kg1.0×103kg/m3=3×10−4m3
金属块的体积为
V=V排=3×10−4kg/m3
所以金属块的密度为：
ρ=mV=0.9kg3×10−4m3=3×103kg/m3；
②根据①知不用测量空烧杯的质量m0就可以测量出金属块的密度，
表达式为：ρ金属=mV=mm+m1−m2ρ水=mρ水m+m1−m2。
故答案为：(1)放大；30−40；(2)①3×103；②mρ水m+m1−m2。
(1)根据凸透镜成像的规律及实像能呈现在光屏上判断：
u>2f，成倒立、缩小的实像，2f>v>f；
u=2f，成倒立、等大的实像，v=2f；
2f>u>f，成倒立、放大的实像，v>2f；
u=f，不成像；
u
解决本题的关键是，根据烧杯中水的质量的变化推导出金属块的体积。
23.【答案】解：(1)经过光心光线不改变方向；平行于主光轴光线折射经过右焦点。两条光线交点就是成像点，光路图如图所示：
(2)在三角形AOB和COA´中，AB=A´B´，∠AOB=∠A´OB´；则OB=OB´，即u=v；因为1f=1u+1v，即1f=1u+1u
化简得：u=2f。
【解析】凸透镜成像的四种情况和应用，以及凸透镜成实像时，物距、像距、像之间的关系，是凸透镜成像习题的重要依据，一定要熟练掌握。
(1)先弄清两特殊光线的做法，再在b中完成光路图，经过光心光线不改变方向；平行于主光轴光线折射经过右焦点。两条光线交点就是成像点；
(2)根据相似三角形的知识解答。
24.【答案】证明：L=u+v，则v=L−u，
因为1f=1u+1v，
所以1f=u+vuv=Lu(L−u)，
则可得：u2−Lu+fL=0，
成实像时，L2−4Lf≥0，
所以L≥4f。
此光具座的长度L=100cm，根据凸透镜成实像时，L≥4f，
可得f≤25cm，所以小明只能选用甲凸透镜。
故答案为：(1)甲；(2)证明如上。
【解析】根据物距与像距的关系及给出的关系式，代入化简，得到一个关于L、f的方程，根据凸透镜成实像时，△≥0，由此得出最后的结论，根据结论可知应该选择的凸透镜。
本题考查学生对凸透镜成像中的光具座的长度的条件，数学知识是解决物理的基础。
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