浙教版七年级下册第6节 透镜和视觉同步练习题

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一、透镜
透镜的类型
主光轴：通过透镜的两个球面球心的直线叫主光轴，简称“主轴”，画主光轴应用“点划线”
光心：每个透镜主光轴上都有个特殊的点，凡是通过该点的光，其传播方向不变，这个点叫透镜的光心。用字母“O”表示，可以认为薄透镜的光心就在透镜的中心。
凸透镜的焦点和焦距
焦点：凸透镜能使与主光轴平行的光线汇聚在主光轴上的一点，这一点叫凸透镜的焦点。用字母“F”表示
焦距：焦点到凸透镜光心的距离（FO）叫焦距，用字母“f”表示
凹透镜的焦点和焦距
焦点：凹透镜能使与主光轴平行的光线通过它后变得发散，且这些发散光线反向延长线相交在主光轴上的一点，这一点叫凹透镜的虚焦点。用字母“F”表示
焦距：虚焦点F到凹透镜光心O的距离（FO）叫焦距，用字母“f”表示
透镜中的三条特殊光线
【口诀】过光心不变，过焦点平行，平行过焦点
二、凸透镜的成像规律
基本概念
实像：实像由实际光线会聚而成，能用光屏承接，能使胶片感光，能用眼睛观察到，物、像分布在凸透镜两侧。实像都是倒立的
虚像：虚像不是实际光线会聚而成，而是由折射光线的反向延长线相交而成的，不能用光屏承接，只能用眼睛观察到，物、像位于凸透镜同侧。虚像都是正立的
物距（u）：物体到凸透镜的距离
像距（v）：像到凸透镜的距离
凸透镜的成像规律
【口诀】一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；成实像，物近像远像变大， 成虚像，物近像近像变小；虚像正立实像倒，这一规律要记牢
利用光路图理解凸透镜成像规律
三、放大镜和照相机
放大镜
原理：将放大镜镜片放在物体上方，使物体在凸透镜的1倍焦距以内，透过放大镜我们可以看到一个正立、放大的虚像
成像特点：
被观察的物体的像是放大的
物体和通过透镜所成的像在透镜的同侧
照相机
原理：照相机的镜头相当于一个凸透镜，拍照就是利用景物在2倍焦距之外时凸透镜成倒立、缩小的实像
成像特点
成缩小、倒立的实像。拍照时，镜头离物体的距离越近，像离镜头的距离越远，所成的像越大（成实像，物近像远像变大）；镜头离物体的距离越远，像离镜头的距离越近，所成的像越小
四、眼睛
眼球的结构及基本功能
眼球好比一架照相机。晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，它把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体的像，视网膜上的感光细胞受到光的刺激产生信号，视神经把这个信号传输给大脑，我们就看到了物体
附：眼睛与照相机对比
眼睛的视物原理
眼睛看远处物体时，睫状肌放松，晶状体变薄，对光的折射能力变小，远处的物体射来的光刚好会聚在视网膜上
眼睛看近处物体时，睫状肌收缩，晶状体变厚，对光的折射能力变大，近处物体射来的光刚好会聚在视网膜上
人类视觉上的限制
明视距离
在合适的照明条件下，眼部肌肉处于正常状态而能十分仔细地看清物体时，物体离眼睛的距离称为明视距离。正常眼睛的明视距离是25厘米
盲点
在视神经离开视网膜的地方，也是视网膜上唯一没有任何感光细胞的地方，这个地方叫盲点
五、视力缺陷与矫正
近视与矫正
近视眼的成因：晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，因此来自远处的平行光会聚在视网膜前（如下图左）
矫正：利用凹透镜能使光线发散的特点，在眼睛前面放一个合适的凹透镜，就能使来自远处物体的光通过凹透镜发散后再进入眼睛，就能够会聚在视网膜上（如上图右）
远视与矫正
远视眼的原因：晶状体太薄，折光能力太弱，或者眼球在前后方向上太短，来自近处的光还没有会聚成一点就到达视网膜了，在视网膜上形成了一个模糊的光斑（如下图左）
矫正：利用凸透镜能使光线会聚的特点，在眼睛前面放一个凸透镜，就能使来自近处物体的光通过凸透镜会聚后再射入眼睛会聚在视网膜上，所以远视眼应配戴凸透镜来矫正（凸透镜的作用也相当于把近处的物体1移到了远处2，如上图右）
【近视和远视成因及矫正口诀】近前凹，远后凸
色盲
失去正常人辨别颜色能力的先天性色觉障碍，就是色盲。色盲有红色盲、绿色盲、红绿色盲、黄蓝色盲和全色盲之分
色盲者不可担任驾驶员或其他需要辨别颜色能力的工作，如色盲者担任驾驶员，会由于分辨信号错误而酿成车祸
【例题精析】
例1．照相机和放大镜都是凸透镜成像原理的具体应用。对应图，下列关于照相机、放大镜使用和成像的说法正确的是（ ）
A．照相机：被拍物体应在甲区域内，成倒立缩小实像
B．照相机：被拍物体应在乙区域内，成倒立缩小实像
C．放大镜：被观察物体应在乙区域内，成正立放大虚像
D．放大镜：被观察物体应在丙区域内，成正立放大实像
例2．关于近视眼和远视眼的成因如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．甲为近视眼，应佩戴凹透镜矫正
B．乙为近视眼，应佩戴凸透镜矫正
C．甲为远视眼，应佩戴凸透镜矫正
D．乙为远视眼，应佩戴凹透镜矫正
例3．移动支付已经逐渐成为人们常用的支付手段。2018年8月18日，支付宝向外界宣布，其刷脸支付功能已经成熟，付款时顾客只需面对付款设备，该设备就会利用摄像头自动进行人脸识别，识别成功即表示付款完成。以下关于该设备摄像头的说法错误的是（ ）
A．该摄像机镜头相当于凸透镜，中间厚边缘薄
B．人脸到镜头的距离只要大于焦距就能成清晰的像
C．这种镜头能使光发生偏折，对光线有会聚作用
D．这种镜头成像原理与照相机成像的原理相同
例4．如图是我们熟悉的二维码的图片。手机扫描二维码时相当于给二维码拍一张照片，识别软件依靠颜色的深浅来完成对二维码识别，再转换成数字信号。关于涉及到的科学知识，下列说法正确的是（ ）
A．黑色区域能够反射所有的色光
B．识别软件能识别二维码本身发出的亮暗不同的光
C．识别时，二维码反射的光经过摄像头折射后成虚像
D．二维码位于摄像头的二倍焦距之外才能被清晰识别
例5．在“探究凸透镜的成像特点”实验中，所用凸透镜的焦距为10cm，光屏是用表面涂有白漆的铁板制成。小科把“F”发光物置于离凸透镜13cm处，移动光屏，在光屏上找到清晰的像，如图所示。小科看到光屏上像的形状和大小分别是（ ）
A．、放大B．、放大C．、缩小D．、缩小
例6．小乐利用光具座研究凸透镜成像的规律。
（1）当小乐将三个元件移动到图示位置时，光屏中心出现了清晰的像，则光屏上像的性质为 。
（2）在（1）的基础上，保持凸透镜不动，将蜡烛移至20cm刻度处，若仍要在光屏上得到清晰的像，应进行的操作是 。
（3）若实验中用发绿光的F字形作光源，也恰好在图示位置，光屏上有清晰的F字形的像，此时，将光源换成大小和形状都相同、发红光的F字形，要在光屏上得到清晰的像，理论上应将光屏向 （选填“左”或“右”）移到合适位置，这是因为凸透镜对红光的偏折能力更 （选填“强”或“弱”）。
例7．在探究“凸透镜成像规律”的实验中：
（1）如图甲，平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f＝ 厘米；（2）如图乙，光屏上呈现清晰的像，此像的性质是 的实像，若保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至 厘米刻度线处，光屏上能再次呈现清晰的像；
（3）由于蜡烛变短，像成在了光屏上方，要使像重新成在光屏的中心，应把凸透镜往
调；
（4）实像与物的最小距离为 cm；
（5）如图丙，保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，则人眼在图中 处能观察到烛焰的像；（6）如图丁，在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏向透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是
眼镜（选填“近视”或“远视”）。
例8．在探究凸透镜成像规律时，小明用9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代蜡烛作为光源，又用同样的白色方格板做成光屏，实验使用的凸透镜焦距为10cm，实验装置如图1所示。
（1）实验时，首先调节光源、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度上，其目的是 。
（2）将凸透镜固定在光具座零刻度线上，小明将光源移至40cm刻度线处，光屏上出现倒立、缩小的 （选填“实”或“虚”）像；如果小明将光源移至8cm刻度线处，他通过凸透镜可看到光源的 （选填“倒立”或“正立”）、放大的虚像。
（3）凸透镜固定在光具座零刻度线上，将大小如图2所示的光源放在光具座15cm刻度线处，如果此时用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住，则从左侧看光屏上所成的像是图3中的
（4）同学们看了小明使用的实验装置后，进行了如下评价，其中错误的是 。
A．与烛焰相比，实验使用的光源不会晃动，光屏上所成的像比较稳定
B．光源镶嵌在白色方格板上，用同样的白色方格板做光屏，便于比较像与物的大小
C．零刻度线刻在光具座标尺的中央，可直接测出物距和像距
D．若凸透镜的焦距未知，则利用此实验装置一定不能测量凸透镜的焦距。
【巩固提高】
一．选择题（共8小题）
1．保护好眼和耳有利于青少年准确地获取信息。下列有关眼睛和耳的叙述错误的是（ ）
A．近视眼可以戴凹透镜加以矫正
B．晶状体相当于照相机的镜头
C．人的视觉是在视网膜上形成的
D．耳蜗内有听觉感受器
2．将一蜡烛放在装有水的烧瓶前，调整蜡烛和烧瓶至如图所示位置，在墙壁上得到清晰的像。该像的性质是（ ）
A．缩小的虚像B．放大的虚像C．缩小的实像D．放大的实像
3．如图是近视眼和远视眼的成因示意图。下列说法正确的是（ ）
A．甲是近视眼，应佩戴凹透镜矫正
B．甲是远视眼，晶状体折光能力较弱
C．乙是近视眼，应佩戴凸透镜矫正
D．乙是远视眼，晶状体折光能力较强
4．在观察凸透镜成像的实验中，把物体从距凸透镜1.5倍焦距处逐渐远离凸透镜的过程中，光屏上所成的像将（ ）
A．一直变大B．一直变小
C．先变大后变小D．先变小后变大
5．如图所示为某款数码相机的成像原理，镜头相当于一个凸透镜，影像传感器相当于光屏。拍照时，将镜头对准景物，相机通过自动调节，就能得到清晰的像。下列说法正确的是（ ）
A．为了拍摄到更大的像应该将镜头远离景物
B．景物在镜头前任何位置都能在影像传感器上成像
C．影像传感器上成的是正立的实像
D．景物在二倍焦距以外才能成缩小的像
6．如图所示，有一塑石英正方体，内有一空气层，当一束平行光垂直通过石英正方体时，光在空气层中发生的现象是（ ）
A．光束在空气层中将变的发散
B．光束在空气层中将变的会聚
C．光束在空气层中传播方向不会发生变化
D．光束在空气层中将发生反射
7．一天，小聪告诉小亮，放大镜不仅能把物体“放大”，还能把物体“缩小”！有些惊讶的小亮立刻找来一个放大镜做起了实验。他把放大镜放到花朵前某一位置时，看到了如图所示的花朵的正立放大虚像。接着他按小聪的提示进行了操作，终于看到了“缩小”的花朵。关于小亮看到“放大”花朵后的操作及他看到的“缩小”花朵，下列说法正确的是（ ）
A．小亮向靠近花朵的方向移动放大镜，看到的是花朵的正立缩小虚像，像的位置在放大镜与花朵之间
B．小亮向靠近花朵的方向移动放大镜，看到的是花朵的倒立缩小实像，像的位置在放大镜与小亮眼睛之间
C．小亮向远离花朵的方向移动放大镜，看到的是花朵的正立缩小虚像，像的位置在放大镜与花朵之间
D．小亮向远离花朵的方向移动放大镜，看到的是花朵的倒立缩小实像，像的位置在放大镜与小亮眼睛之间
8．
有甲、乙两块凸透镜，焦距分别是f甲、f乙，将它们分别放在光具座上做烛焰成像实验。实验结果如表所示，若两次实验烛焰到凸透镜的距离都相等，则（ ）
A．f甲＜f乙B．f甲＞f乙
C．f甲＝f乙D．条件不足，无法判断
二．实验探究题（共2小题）
9．如图所示是某实验小组合作探究“凸透镜成像规律”的实验装置（足够长）。
（1）实验时应先调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在 。
（2）调节三者的位置后在另一侧光屏上得到一个清晰烛焰的像，随着蜡烛的燃烧，可观察到光屏上的像向 （上/下）移动。
（3）小燕根据实验记录，绘制了物体离凸透镜的距离u跟实像到透镜的距离v之间的关系（乙图），则此凸透镜的焦距为 。
A.60cm B.40cm C.20cm D.10cm
（4）将物体由距凸透镜40cm处匀速移动到20cm处，所用的时间为2s。物体移动的平均速度 物体的像移动的平均速度。（选填“＞”、“＝”或“＜”）
（5）如果将蜡烛在甲图的基础上远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向
（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动。
（6）如图所示，某同学自制了水透镜，当向水透镜里注水时，水透镜的焦距将变小；当从水透镜里抽水时，水透镜的焦距将变大。
该同学移动蜡烛，水透镜和光屏至如图所示位置时，恰能在光屏上看到清晰的像，利用此成像特点可制成 （选填“照相机”或“投影仪”）；若仅将蜡烛与光屏位置对调，则在光屏上 （选填“能”或“不能”）看到清晰的像；在如图丙所示实验场景下，该同学把自己的眼镜给水透镜“戴上”（如图丁所示），当从水透镜中抽出适量的水后，他发现烛焰的像再次变得清晰，由此判断该同学戴的是 眼镜（选填“近视”或“远视”）。
10．小滨探究“凸透镜成像规律”的实验装置如图1所示，其中焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，光屏和蜡烛分别位于凸透镜两侧。
（1）小滨将蜡烛移至光具座上10cm刻度线处，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是 选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。
（2）小滨将蜡烛从光具座上10cm向35cm移动时，若要让烛焰在光屏上能再次成清晰的像，光屏应向 （选填“远离”或“靠近”）凸透镜方向移动。
（3）实验过程中，如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，则光屏上的像 ；
A．只出现烛焰像上的上半部分B．只出现烛焰像的下半部分
C．出现烛焰完整的像，但像更小了D．像仍然是完整的，且大小不变，只是变暗
（4）实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致光屏上的像向 （填“上”或“下”）移动。
（5）香水的主要成分是易燃酒精，有人为某款香水设计了四种不同形状的透明的玻璃瓶盖，如图2所示。小滨根据学过的知识判断出在阳光下最容易被引燃的是
三．解答题（共8小题）
11．在信息化时代，相机和手机都是常用的图象采集设备。
（1）如图所示，用相机拍照时，在芯片上所成的像是倒立的、缩小的像。为了使拍的像更大些，人靠近镜头，此时像会 透镜（选填“靠近”或“远离”）。用相机拍摄远近不同的物体时，通过伸缩镜头，使像清晰地成在芯片上，这个操作过程便是“调焦”，如图1所示。
（2）小敏同学发现手机不能“调焦”但成像也基本清晰，她将手机拿到哥哥工作的大学实验室去探究，实验数据如表，根据表中数据，判断手机镜头的焦距大约为
A、5m B、0.5m C、0.05m D、0.005m
（3）请分析手机拍摄远近不同的物体不需要“调焦”的原因是 。
12．根据图中的入射光线作出相应的折射光线：
13．（1）如图所示，人的眼球好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个 透镜（选填“凸”或“凹”），小明得了近视眼，则他不戴眼镜时像成在视网膜的 方，他应该戴 透镜（选填“凸”或“凹”）做成的眼镜。
（2）小明在研究爷爷的老花镜时，不小心将镜片掉在地上碎成三块，他不知道碎镜片的焦距是否与原透镜相等，于是他选取其中一块镜片，准备测量其焦距。
①要测量所选镜片（如图所示）的焦距，需要的主要器材除了蜡烛外还应有 和 ；请在答题卡图中的虚线框内画出小明实验的示意图。
②小明通过实验后，发现这块镜片的焦距与原透镜相等，由此得出“每块镜片的焦距都与原来透视镜相等”的结论，小明这种推断方法存在的主要问题是 。
14．一束光经透镜折射后水平射出，小希通过作图提供了一种确定透镜位置的方案，请你按小希的作图方式，在图中的甲、乙位置各提供一种方案确定透镜的位置。
15．据统计，我国青少年近视率已高达36.7%．预防近视，珍爱双眼，注意用眼卫生，青少年要从我做起。请结合图示回答下列问题：
（1）若长时间近距离看书写字，就容易造成近视，图1中近视眼成像情况及矫正方法分别是 。
（2）课间休息，进行远眺，是预防近视的有效措施，在由近及远的远眺过程中，如图2所示结构[1]发生的变化是 。
（3）你能看到远处的物体，是因为它的物像落在[ ]上，产生的神经冲动通过[9]的传导在 形成视觉。
（4）你是否有这样的经历：夜晚看书时突然停电，瞬间眼前一片漆黑，什么都看不到；片刻后才逐渐看见周围的物体。这种变化是因为眼球的[ ]变大。
16．小华在“探究凸透镜成像规律的实验”中发现像高与像距、物距之间有一定的关系，为了进一步探究，进行如下实验。
（1）实验开始前，首先在光具座上依次安装蜡烛、凸透镜和光屏并进行调节，使它们的中心在 。但小华点燃蜡烛后调节光屏，发现像的位置如图所示，于是他向 调节凸透镜，使像成在光屏的中央。
（2）下表是小华同学实验时记录的几组数据：
①该凸透镜的焦距为 cm。
②从表中的数据可以看出，当像距小于物距时，像高与物高的比值小于1；当像距大于物距时，像高与物高的比值 1（选填“大于”或“小于”）。
③小华通过进一步分析实验数据又得出了像高与物高的比值和像距与物距之间的具体关系。他的结论是
（3）当物距为5cm时，小华无论如何移动光屏，均无法得到像。他透过凸透镜往左看，看到一个 、 的 像，其成像性质与 （填“照相机”、“投影仪”、“放大镜”）所成像的性质相同。无意中，小华透过凸透镜往右看，也看到了如图丙的一个像，请问这个像的形成原理是 。
17．小明利用光具座、凸透镜、蜡烛、火柴、光屏，做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）当蜡烛和透镜的相对位置如图1所示，将光屏移动到90cm处时，在光屏上看到了清晰的烛焰像。这时，所成像的是一个倒立、 、实像。
（2）接着小明用不透光的纸板遮挡住凸透镜的上半边，前后移动光屏，小明 （填“能”或“不能”）在光屏上得到完整的像。
（3）实验中发现光屏上成像如图2，可以通过 （填“向上”或“向下”）移动凸透镜使像成在光屏的中央。
（4）另一个同学小科在探究光的色散现象时如图3，看到白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了从红到紫的色带，他对产生的原因进行了思考。受此启发，在测量凸透镜的焦距时，小科想：如果分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴射入，红光、紫光对凸透镜的焦距是否不同呢？哪种色光对凸透镜的焦距大？请写出你的推断及理由 。
18．实验中有时需要将一束粗平行光变成细平行光，这可以利用两块透镜的组合来解决。请在图的两个方框中各画出一种组合方式（要在图中画清光束粗细的变化），分别写出两块透镜间的距离S跟两块透镜到各自焦点的距离f1、f2的关系。
s＝ s＝ 。
种类
定义
图示
凸透镜
中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜
凹透镜
边缘厚、中间薄的透镜叫凹透镜
凸透镜
通过光心的的光线经凸透镜折射后，折射光线传播方向不变
通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后，折射光线平行于主光轴射出
跟主光轴平行的光线经凸透镜折射后，折射光线通过焦点
凹透镜
通过光心的光线经凹透镜折射后，折射光线传播方向不变（如光线2）
射向凹透镜的光线，如果其延长线通过虚焦点，则该光线经凹透镜折射后，折射光线平行于主光轴射出（如光线3）
跟主光轴平行的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过虚焦点（如光线1）
物距u和焦距f的关系
像的性质
像的位置
像距v和焦距f的关系
应用举例
正立/倒立
缩小/放大
实像/虚像
与物同侧或异侧
u＞2f
倒立
缩小
实像
异侧
f＜v＜2f
照相机
u＝2f
倒立
等大
实像
异侧
v＝2f
f＜u＜2f
倒立
放大
实像
异侧
v＞2f
投影仪
u＝f
不成像，光经过凸透镜成平行于主光轴的光线
获得平行光源
u＜f
正立
放大
虚像
同侧
放大镜
眼睛
照相机
成像的原理
透镜类型
角膜和晶状体的共同作用相当于一个凸透镜
凸透镜
承接屏
视网膜
胶片
控制光的强度
瞳孔
光圈
凸透镜
像的性质
甲
倒立、缩小、实像
乙
正立、放大、虚像
次数
物理量
1
2
3
4
5
6
7
物距/m
10.00
5.00
2.00
1.00
0.50
0.10
0.05
像距/cm
0.500
0.501
0.502
0.503
0.505
0.526
0.556
实验次数
物距u/cm
像距v/cm
物高L/cm
像高h/cm
1
35
14
5
2
2
30
15
5
2.5
3
20
20
5
5
4
15
30
5
10
5
12
60
5
25