2021学年第五章 透镜及其应用综合与测试单元测试课堂检测

第五章 透镜及其应用 单元测试

一、单选题

1．如图所示，下列透镜对有会聚作用的是（    ）

A．①②③ B．④⑤⑥ C．③④⑤ D．①③⑥

2．关于像，下列说法不正确的是（    ）

A．实像是实际光线相交形成，光屏能接受到

B．虚像是实际光线相交形成，但光屏接受不到

C．小孔成像成的是倒立实像

D．实像、虚像都能用眼睛观察到

3．如图,手机扫描二维码,相当于绘二码拍了一张照片,手机摄像头相当于凸透镜,影像传感器相当于光屏,下列说法正确的是（    ）

A．物体上的二维码是光源

B．扫码时二维码要位于摄像头二倍焦距以外

C．要使屏幕上二维码的像变小,只需将二维码靠近凸透镜

D．影像传感器上成的是正立的实像

4．如图甲是来自远处的光线经某人眼球折光系统的光路．下列关于该人远、近视眼的判断及矫正所需配戴的眼镜镜片的选择正确的是（    ）

A．远视眼；乙 B．近视眼；乙 C．远视眼；丙 D．近视眼；丙

5．如图所示，S是凸透镜主光轴上的一个发光点，SA是发光点发出的一条射向凸透镜的光线，经凸透镜折射后，折射光线可能是（P、是与透镜距离等于2倍焦距的位置）（    ）

A．AB B．AC C．AD D．AE

6．如图所示是一名摄影爱好者所拍的照片，下列说法错误的是（    ）

A．天鹅在水中的倒影，是光的反射形成的虚像

B．摄影爱好者使用的照相机的主要部件是镜头，它是凸透镜

C．当发现天鹅没有全部进入照相机取景框内时，摄影者应靠近天鹅并将镜头前伸

D．当发现天鹅没有全部进人照相机取景框内时，摄影者应远离天鹅并将镜头后缩

7．如图所示，在练习调节教学投影仪的实践活动中，小明发现银幕上的像太小，想让像变大些，可以采取的办法是（    ）

A．将幻灯机移近银幕，同时使幻灯片远离镜头

B．将幻灯机远离银幕，同时使幻灯片远离镜头

C．将幻灯机移近银幕，同时使幻灯片移近镜头

D．将幻灯机远离银幕，同时使幻灯片移近镜头

8．小雨在探究“凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离跟物体到凸透镜的距离之间关系的图象，如图所示，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11cm处移动到距凸透镜30cm处的过程中，像逐渐变小

9．关于光现象，下列说法正确的是（    ）

A．人远离平面镜时，平面镜中的像越来越小

B．物体经小孔成的像一定是倒立的、缩小的实像

C．利用凸透镜成实像时物、像之间的总间距可以小于（代表该凸透镜焦距）

D．如图中空气泡对入射的平行光线具有发散作用

10．如图所示，MN为透镜L的主光轴，AB为一条从左边射向透镜后折射的光线，由此可以判定（　　）

A．若L是凸透镜，B点一定是L的焦点

B．若B点是L的焦点，则L一定不是凸透镜

C．若B点是L的焦点，AB的入射线一定平行于主光轴

D．若AB的入射光线是从无穷远处主光轴上一点发出的，则L一定不是凹透镜

二、填空题

11．如图所示，常用体温计的刻度部分为三棱体，其正面呈现弧形，这样就可以看清体温计内极细的水银柱，以便于读数，这是因为圆弧形玻璃的作用相当于_____，使我们能看到水银柱放大后的_____像。

12．小明的爷爷是老花眼，爸爸是近视眼，如图甲、乙示意图中，图 ________ （选填“甲”或“乙”）是爷爷眼睛的成像示意图，矫正需戴眼镜的镜片应选用图 ________ （选填“丙”或“丁”）.爷爷想看书，小明应拿 _____ （选填“A”或“B”）眼镜给他.

13．如图所示，A是_____镜，它的作用是_____，在使用投影仪时发现屏幕上的画面太大，正确的调节方法是_____（选填“增大”或“减小”）投影仪与屏幕间的距离，或_____（选填“上调”或“下调”）凸透镜，增大凸透镜到物体间的距离．

14．2018年1月31日，天空中上演月全食大戏，我国大部分地区都能欣赏到一轮“红月亮”高悬夜空的迷人景象，月食发生时，月面并不会完全看不见，而是呈现暗淡的红铜色，原因是因阳光穿过地球周边的大气层时，部分的红色光被大气_____（选填“反射”或“折射”）至影子区内照射月面，形成“红月面现象”．小明走近实验楼的自动感应玻璃门时，门自动平移打开，则他在玻璃门中的像将_____（填“随”或“不随”）门平移．

15．如图所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成一个最小最亮的光斑，由图a可知凸透镜的焦距是 ______；现把蜡烛放在距凸透镜处（如图b所示），在凸透镜另一侧前后移动光屏，光屏上可以看到一个 ______ （填“放大”“缩小”或“等大”）的清晰的像．这时，若给凸透镜“戴”上近视眼镜，则要想在光屏上看到像，需将光屏 ______ （填“靠近凸透镜”“远离凸透镜”或“不动”）．

16．在“研究凸透镜成像”的实验中，点燃的蜡烛分别放在a、b、c、d、e五个位置，如图所示．其中蜡烛放在_____处所得的实像最小；放在_________处所得的实像与烛焰大小相同；放在________处所得的实像比烛焰大；放在_______处能看到放大的虚象．若在实验中发现光屏上所成的像偏左偏上，为了使烛焰的像能成在光屏中央，应向_______、向_________调烛焰的位置（选填“上”“下”“左”“右”）．                                                                   

三、作图题

17．如图所示，M、N为凸透镜的主光轴，A为蜡烛，A′为蜡烛在光屏上所成的像。根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点F，并把它们画出来。

18．画出图中两条入射光线经凸透镜后的折射光线，并画出实像．

四、实验题

19．探究凸透镜成像规律

20．小明同学用一个焦距未知的凸透镜、蜡烛、光屏、光具座探究凸透镜成像规律：

（1）如左图可知，该凸透镜的焦距是________cm．

（2）如右图所示，若在光屏上（光屏未画出）能得到清晰放大的烛焰的像，则蜡烛可能置于凸透镜左边a、b、c、d四点中的_____点上（P是该凸透镜的2倍焦距处），此成像特点可应用在______上．

（3）通过实验，小明发现蜡烛离凸透镜越远，光屏上得到的清晰像越_____（填“大”或“小”）．把蜡烛向凸透镜靠近时，要在光屏上成清晰的像，光屏应______凸透镜（填“靠近”或“远离”），此时在光屏上成的清晰像是______的（填“倒立”或“正立”）．

（4）如图所示，把凸透镜换成焦距为30cm的，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，移动光屏，在光屏上_________（选填“能”或“不能”）得到一个清晰的像，原因是_________________________________________________

（5）实验中怎样判断光屏上的像是否最清晰？

五、综合题

21．如图所示，光电鼠标是利用发光二极管照亮鼠标垫，鼠标垫通过成像透镜在光学感应器上成像。当鼠标移动时，感应器会连续拍摄鼠标垫表面所成的像，产生的结果会传回计算机，电脑屏幕上的光标根据这些结果来移动，图中光学感应器、透镜、发光二极管等元件固定在鼠标内。

（1）为了使被照亮的鼠标垫能在光学感应器上成像，鼠标垫应选用________（选填“光滑”或“粗糙”）的材料。

（2）当鼠标平放在鼠标垫上，成像透镜距鼠标垫7mm，光学感应器距成像透镜3mm，则在光学感应器上成__________（选填“正立、放大的虚”、“倒立、放大的实”或“倒立、缩小的实”）像。

（3）当鼠标向前推移时，所成的像相对于光学感应器在向________（选填“前”或“后”）移动。

（4）将鼠标离开鼠标垫一定高度后悬空向前移动时，电脑显示器上的光标并不移动，是因为像成在光学感应器的 ________（选填“上”或“下”）方，而且所成的像 ________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。

22．阅读短文，回答问题．

光的全反射

小慧在做光的折射规律实验时偶然发现：当激光从水中斜射向空气中时，当入射角增大到一定角度时，折射光线会消失，只剩下反射光线（如图甲所示）．这到底是什么原因呢通过查阅资料，他终于明白了其中的奥妙．

当光线从一种介质1（如水）射向另一种介质2（如空气）时，本来应该有一部分光进入介质2，称为折射光，另一部分光反射回介质1，称为反射光（如图乙所示）．但当介质1(如水)的折射率大于介质2（如空气）的折射率，即光从光密介质射向光疏介质时，折射角大于入射角，当入射角增大时，折射角也增大，但折射角先增大到90度，此时折射光消失，只剩下反射光，这种现象称为全反射现象．刚好发生全反射时的入射角叫做临界角． 只有入射角大于或等于临界角时，才会发生全反射现象．

光密介质和光疏介质是相对的．例如，水折射率大于空气，所以相对于空气而言，水就是光密介质；而玻璃的折射率比水大，所以相对于玻璃而言， 水就是光疏介质．介质的折射率小越小，光在其中传播的速度越快．

光纤通信就是利用光的全反射原理．光导纤维在结构上有内芯和外套两种不同介质，光从内芯传播时遇到光纤弯曲处，会发生全反射现象，而保证光线不会泄漏到光纤外．

（1）由全反射的条件可知，当光从空气斜射到水中时____（会/不会）发生全反射现象．

（2）若光由水进入空气的临界角是48.5°，则入射光以60°的入射角从水射向空气时_____（会/不会）发生全反射现象．

（3）光导纤维的外套相对于内芯介质来说是_____（光疏介质/光密介质）；外套的折射率____内芯介质（大于/等于/小于）

（4））一个三棱镜由上述玻璃构成，让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入（如图所示），请在图中完成这束入射光的光路图_________．(光由玻璃进入空气的临界角是41.8°)

参考答案

1．C

  分析：凸透镜的中间厚、边缘薄，对光线有会聚作用；凹透镜的中间薄、边缘厚，对光线有发散作用，据此即可解答。

  解析：由图知道，③④⑤都是中间厚、边缘薄的透镜，即都是凸透镜，①②⑥都是中间薄、边缘厚的透镜，即都是凹透镜，由于凸透镜对光线有聚作用，所以可以对光有会聚作用的是③④⑤，故选C。

2．B

  解析：实像是实际光线会聚而成的，虚像是由实际光线的反向延长线会聚而成的，所以，实像能用光屏呈接，虚像呈接不到，故A正确，B错误；小孔成像是由于光沿直线传播成的倒立的实像，且像的大小取决与光屏距小孔的距离，故C正确；不管实像还是虚像，只要物体发出的光成像以后，能进入人眼，就可以用眼睛看得到，故D正确，故选B。

3．B

  分析：能发光的物体称为光源．手机摄像头的镜头是凸透镜，其是利用物体在2倍焦距以外，像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立缩小实像的原理制作的．凸透镜成实像时，物近像远像变大的特点．

  解析：A、二维码本身不发光，不是光源，故A错误；

B、手机摄像头相当于凸透镜，其是利用物体在2倍焦距以外，像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立缩小实像的原理制作的，故B正确；

C、如果要让像变小一些，凸透镜成实像时，物远像近像变小，应增大物距，应将二维码远离凸透镜，故C错误．

D、手机摄像头相当于凸透镜，影像传感器相当于光屏，影像传感器上成的是倒立缩小实像，故D错误．故选B．

4．D

  分析：近视眼是由于像呈在视网膜的前方，应佩戴发散透镜矫正．

  解析：像成在了视网膜的前面，这是近视眼的特征，要让成像在视网膜上，需要将光线发散些；凹透镜对光有发散作用，可以利用凹透镜进行矫正．

故选D．

5．A

  解析：根据凸透镜成像规律可知，光线SA在一倍焦距和二倍焦距之间，则经凸透镜折射后，折射光线的位置应该在2倍焦距以外，由图可知，折射光线可能是光线AB，故A符合题意，BCD不符合题意．

6．C

  解析：A．天鹅在水中的倒影是光的反射形成的等大的虚像，故A正确，不符合题意；

B．照相机的镜头是凸透镜，照相机成像利用了物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像的原理，故B正确，不符合题意；

CD．凸透镜成实像时，物近、像远、像变大，因此当发现天鹅没有全部进入照相机取景框内时，应使底片上的像变小些，摄影者应远离天鹅并将镜头后缩，故C错误，符合题意，D正确，不符合题意．

7．D

  解析：因当物体能过凸透镜成倒立的实像时，物距越小，像距越大，实像越大，此时让像变大，就要减小物距，增大像距，幻灯片与镜头的距离为物距，银幕与镜头的距离为像距，故应将幻灯片机远离银幕，同时使幻灯片移近镜头，ABC不符合题意，D符合题意．

8．D

  解析：A．当物距u=20cm时，像距v=20cm，此时满足u=v=2f=20cm，所以此凸透镜的焦距为10cm，A错误；

B．当物距u=15cm时，物体在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，B错误；

C．当物距u=25cm时，物距满足大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，照相机根据此原理制成的，C错误；

D．凸透镜成实像时，物远像近像变小，物体从距凸透镜11cm处移动到距凸透镜30cm处的过程中，物距逐渐变大，像距会相应减小，像也变小，D正确．

9．D

  解析：A.人远离平面镜时,平面镜中的像也远离,但像的大小与物体等大,故错误．

B.小孔成像成的像是倒立的，可以是放大的、缩小的、等大的，其大小由物体距离小孔的远近决定，故错误．

C.凸透镜成实像时,像距和物距之和至少等于该凸透镜焦距的4倍，即

,故错误．

D.玻璃砖被气泡分成两部分,这两部分都是中间薄、边缘厚的凹透镜，因此对平行光有发散作用，故正确． 
故选D

10．D

  分析：凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，据此分析判断。

  解析：A．若L是凸透镜，入射光线平行于主光轴，则B点为凸透镜的焦点，若入射光线没有平行主光轴，则折射光线不会通过焦点， B当然也不是焦点，故A错误；

BC．若B点是L的焦点（可以是实焦点，也可以是虚焦点），L可能为凸透镜，也可能为凹透镜。当L为凸透镜时，AB的入射线一定平行于主光轴；当L为凹透镜时，AB的入射线一定不平行于主光轴，故BC错误；

D．若AB的入射光线是从无穷远处主光轴上一点发出的，L若是凹透镜，将变得发散，不会折射到B，所以一定不是凹透镜，而是凸透镜，故D正确。

故选D。

11．凸透镜    正立的虚   

  解析：从右图中体温计的横截面看，从圆弧形表面看去，此温度计相当于凸透镜，当物距小于焦距时，可以成放大、正立的虚像。

12．甲    丁    A   

  解析：[1]甲图将光线会聚在视网膜后方，因此甲图表示远视眼，远视眼应该佩戴凸透镜进行矫正．乙图将光线会聚在视网膜前方，因此乙图表示近视眼，近视眼应该佩戴凹透镜进行矫正．因为小明的爷爷是老花眼，所以甲图是爷爷眼睛的成像示意图；

[2]矫正远视眼需配戴眼镜的镜片是凸透镜（图丁）；

[3]A是成的正立、放大的虚像，与放大镜的成像情况相符，所以爷爷想看书，应拿A眼镜给他．

13．平面    改变光的传播方向    减小    上调   

  解析：[1]图中A元件是平面镜；

[2]平面镜可以改变光的传播方向；

[3]使屏幕上的画面变小，根据凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像减小可知，可以减小投影仪与屏幕间的距离；

[4]也可以向上调节凸透镜，增大凸透镜到物体间的距离．

14．折射    不随   

  解析：）发生月食时，地球挡住了太阳射向月球的光，但是还会有部分光线通过地球大气层发生折射，由于红光的折射能力最强，所以会有部分地球大气层折射后的红色光射向月亮，这就让我们看到了“红月亮”；根据平面镜成像的特点，由于人不动，所以门自动平移打开时，他在玻璃门中的像将不随门移动．

15．15    缩小    远离凸透镜   

  解析：[1]焦点到光心的距离是焦距，根据图示中光屏在刻度尺上的位置，可以读出该凸透镜的焦距是15.0厘米．

[2]当物距为35厘米时，由于35厘米大于该凸透镜的二倍焦距，根据凸透镜成像规律可以确定此时的物体在光屏上成倒立缩小的实像．

[3]近视镜是凹透镜，对光线具有发散作用，若给凸透镜“戴”上近视眼镜，则像将远离凸透镜，想要在光屏上看到像，需将光屏远离凸透镜．

16．a    b    c    e    左    上   

  解析：如图，d点，即F点为一倍焦距的位置，b点为二倍焦距的位置；

根据凸透镜成像的规律，当物距越大时，像距越小，所成的实像也越小，所以蜡烛放在a处所得的实像最小；

当物距等于二倍焦距时，像距也等于二倍焦距，像与物体等大，所以放在b处所得的实像与烛焰大小相同；

放在c处时，烛焰在一倍到二倍焦距之间，成倒立放大的实像，故所得的实像比烛焰大；

当物距小于焦距时，成正立放大的虚像，所以放在e处能看到放大的虚象．

成像时，物体、凸透镜、光屏三者的中心在一条直线上，若在实验中发现光屏上所成的像偏左偏上，为了使烛焰的像能成在光屏中央，应向左、向上调整烛焰的位置，则像会向右、向下移动．

17．

  解析：(1)在烛焰上取一点S，在其成的像上找出对应的像点S'，连接SS'，其与主光轴的交点O就是凸透镜的光心，由此可以确定凸透镜的位置。

(2)过S点做平行于主光轴的入射光线经过凸透镜折射后要过S'，折射光线与凸透镜右侧的主光轴的交点就是凸透镜的焦点F位置，同理可以作出凸透镜左侧的焦点F，如图所示：

。

18．

  解析：由凸透镜的三条特殊光线的特点知道，与凸透镜主光轴平行的光线经凸透镜折射后过焦点，过凸透镜光心的光线传播方向不变，两条折射光线的交点，即为M点的实像点，过作主光轴的垂线即得MN的实像，光路如下：

19．e    等大    不成像    虚像    相等    等效替代   

  解析：[1]当u＞2f ，凸透镜成倒立、缩小的实像，且成实像时，物距变大，像距变小，像变小；所以蜡烛处于e点时，物距最大，像距最小，像最小；

[2]当u=2f 时，凸透镜成倒立、等大的实像；

[3]当u=f时，凸透镜不成像，可以得到平行光；

[4]当u＜f时，凸透镜成正立、放大的虚像；

[5]玻璃板前放一支点燃的蜡烛，在玻璃板后用另一支相同的未点燃的蜡烛来回移动，直至玻璃板后蜡烛与前面蜡烛所成的像完全重合，由实验现象可知像与物大小相等；

[6]为了比较像物大小相等，用相同的蜡烛代替蜡烛的像进行比较，这种方法是等效替代法．

20．10.0    c    投影仪（幻灯机）    小    远离    倒立    不能    见解析    见解析   

  解析：（1）利用聚焦平行光的方法可以测得凸透镜的焦距，如下左图可知，该凸透镜的焦距是10.0cm．

（2）根据凸透镜成像的规律知，当物距位于一倍到二倍焦距之间时，成倒立放大的实像，由图知，c点位于一倍到二倍焦距之间，故蜡烛放在c点能得到清晰放大的烛焰的像；

投影仪和幻灯机就是利用此成像特点制成的．

（3）通过实验，小明发现蜡烛离凸透镜越远，即物距越大时，像距越小，像也越小；

把蜡烛向凸透镜靠近时，即物距减小时，像距增大，所以要在光屏上成清晰的像，光屏应远离凸透镜，此时在光屏上成的清晰像是倒立的，因为实像一定是倒立的．

（4）如丙图所示，把凸透镜换成焦距为30cm的，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，移动光屏，在光屏上不能得到一个清晰的像；

因为：由图知，此时物距略大于焦距，成像在二倍焦距以外，而凸透镜到光具座右端的距离小于二倍焦距，故不能成清晰的像．

（5）实验中在成像位置附近慢慢移动光屏时，主要从像的亮度和像边缘的清晰度判断像是否清晰，清晰的像亮度最高，边缘明显可辨．

21．粗糙    倒立、缩小的实    后    下    变小   

  分析：（1）光射到粗糙的物体表面时，反射光线会射向各个方向，这就是漫反射；
（2）鼠标中的镜头相当于凸透镜，根据凸透镜成像的规律分析像的特点；
（3）凸透镜成实像时，当物距增大时，像距减小，像变小。据此可对其变化的规律做出判断。

  解析：（1）当发光二极管的光照射在粗糙的鼠标垫上时，反射光线会射向各个方向，会发生漫反射；

（2）由题意可知，当鼠标平放在鼠标垫上，成像透镜距鼠标垫7mm，光学感应器距成像透镜3mm，即物距大于像距，因此，成倒立、缩小的实像；

（3）当鼠标向前推移时，二极管、成像透镜均向前移动，所以感光器件上的像相对于光学感应器也在向前移动；

（4）将鼠标离开鼠标垫一定高度后悬空向前移动时，相当于增大了物距，此时像距减小，像成在光学感应器的下方，而且所成的像变小，因此电脑显示器上的光标并不移动。

22．不会    会    光疏介质    小于       

  解析：解答：(1)由题意可知，当光线从一种介质1（光密介质射）射向另一种介质2（光疏介质时，）时，只有折射角大入社角时，才会发生全反射现象．因此，当光从空气斜射到水中时不会发生全反射现象；（2）若光由水进入空气的临界角是48.5°,则入射光以60°的入射角从水射向空气时，此时角度大于临界角，所以会发生全反射现象．(3)由题意可知，光导纤维的外套相对于内芯介质来说，外套的折射率小于 内芯介质，所以说外套是光疏介质； (4)光线从空气进入玻璃时,因是垂直照射,所以方向不变;当从玻璃中斜射入空气时,其入射角为45 ∘大于临界角，故其发生全反射，其大致路径如下图：