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第六章 常见的光学仪器 章节测试
一、选择题
1．关于照相机、放大镜、幻灯机的使用，下列说法正确的是（ ）
A．应将被拍照物体放在照相机镜头的二倍距离以内
B．应把被观察的物体放在放大镜焦点上
C．应将幻灯片放在幻灯机镜头的一倍焦距至二倍焦距之间
D．应将幻灯片放在幻灯机镜头的焦点以内
2．2021年5月，新疆库木塔格沙漠惊现美丽的“海市蜃楼”奇观，下列光现象中与“海市蜃楼”形成的原理一致的是（　　）
A．叶脉经露珠放大 B．池水映明月
C．皮影戏 D．月食
3．如图所示，下列透镜对有会聚作用的是
A．①②③ B．④⑤⑥ C．③④⑤ D．①③⑥
4．有甲、乙二个凸透镜，焦距分别为f甲、f乙，将它们分别放在光具座上做蜡烛成像实验。实验结果是甲成倒立放大实像，乙成倒立缩小实像，若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
5．如图是照相机的成像示意图，下列说法中正确的是（　　）

A．要在胶片上成缩小的像，物距必须大于2倍焦距
B．所成的像是正立、缩小的实像
C．要使胶片上的像变大，只把镜头后缩就可以
D．人眼相当于一架照相机，在视网膜上成的像是正立的
6．去年6月20日，“神舟十号”航天员王亚平，在天宫一号内为我们上了一节充满奇幻的太空课．如图所示，是她在展示她制作的一个太空水球，根据这张图片上的情景可以判断，这个水球（ ）
A．相当于一个凸透镜 B．相当于一个凹透镜
C．相当于一个平面镜 D．所成王亚平的像是虚像
7．下列光现象中，能说明光沿直线传播的是（ ）
A． 显微镜
B． 鱼在哪
C． 手影
D． 投影仪
8．小明同学做“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上成清晰的像（像未在图中画出来），下列说法正确的是（ ）
A．光屏上形成的是烛焰倒立缩小的实像
B．图中成像特点与幻灯机成像特点完全相同
C．将蜡烛移到光具座10cm刻度线处，保持凸透镜不动，移动光屏，光屏上可成倒立、缩小的清晰的烛焰像
D．将蜡烛移到光具座40cm刻度线处，保持凸透镜不动，无论怎样移动光屏，它上面都得不到清晰的烛焰像
9．如图是小军组的同学做“凸透镜成像规律”的实验探究情况，F、 为凸透镜一倍焦距的位置，A、B到凸透镜的距离均为2倍焦距，下列说法正确的是（　　）
A．为了让像成在光屏的中心处，便于观察的像的大小情况，烛焰的中心、透镜中心、光屏的中心应该在同一条直线上，并且应该在同一高度上
B．图中烛焰在光屏上成的应该是倒立的、缩小的虚像
C．若把蜡烛由图中位置移到A与F之间，则光屏位置应向右移动适当的距离，在光屏上得到的像将会变大
D．若把蜡烛移动F的位置上，则在光屏上不会呈现蜡烛的像
10．如图所示，是探究凸透镜成像规律的实验，已知凸透镜的焦距是，此时光屏上能成清晰的像，下列说法正确的是（　　）
A．此时光屏上成的是倒立、缩小的实像
B．将蜡烛移到处时，为了在光屏上得到清晰的像，应将光屏靠近凸透镜移动
C．只将蜡烛和光屏互换，可以在光屏上得到清晰等大的像
D．用不透明的纸板将凸透镜下半部分遮住，光屏上的像会变成一半
二、填空题
11．一凸透镜焦距为10cm，用该凸透镜做放大镜使用时，被观察的物体到透镜的距离应在 cm以内；把物体从距凸透镜15cm处移动到距凸透镜30cm处的过程中，像的大小将 （填“变大”“变小”或“不变”）。
12．我们眼球的结构类似于 选填（“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）把来自外界物体的光会聚在视网膜上形成物体 （选填“正立”或“倒立”）的像，小明同学由于不注意用眼卫生，形成了近视眼，他所戴的近视眼镜对光有 （选填“会聚”或“发散”）作用．
13．如图所示将放大镜正对太阳光，在白纸上看见中间亮边缘暗的原因是放大镜是 镜，它对射向它的太阳光有 作用。

14．凸透镜对光有 作用，凹透镜对光有 作用．（填“会聚”或“发散”）
15．老爷爷用放大镜看报纸，报纸到放大镜的距离；为了看到更大的清晰的像，应保持眼睛不动，放大镜离报纸 （选填“远”或“近”）一些．
三、作图题
16．如图，请画出蜡烛烛焰上一点S发出的两束光线射向透镜后，经过透镜的光路，并依此确定出发光点S的像点S′．
( )
17．如图所示，作出经凹透镜折射后的光线 。
四、实验题
18．学习凸透镜成像规律之后，有一组同学想探究凸透镜厚度对光线作用的影响，于是利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凸起程度可改变的液体透镜。
（1）在探究“凸透镜对光线的作用”时，首先在两个透明玻璃长方体容器中充入蚊香烟雾，其目的是 ，然后将水注入橡皮膜，制成液体透镜，再将液体透镜放置在两个玻璃容器之间，使其保持在如图甲所示的位置，让光线沿图示方向射入玻璃容器，经透镜 后的光线将 （填“偏离”或“偏向”）主光轴。如果此时再用注射器向橡皮膜注水，改变液体透镜的凸起程度，则折射光线偏折的程度 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）在用液体透镜探究“凸透镜成像规律”时，蜡烛、光屏和液体透镜的位置如图乙所示，光屏上出现清晰的烛焰像，则烛焰经凸透镜所成的是 、 的实像。
（3）在第（2）步的操作中，小明只将蜡烛移至10cm处，并未移动光屏，此时清晰的像成在光屏的 侧（填“左”或“右”），要让像清晰地成在光屏上，则应在蜡烛与透镜之间放 （填“近视镜”或“老花镜”）。
19．（一）小明做“探究凸透镜成像规”实验：
（1）他用同一凸透镜做了两次实验，如图甲、乙所示，光屏上均有清晰的像（未画出），其成放大像的是图
（2）凸透镜的焦距可能是
A．5cm B．8cm C．10cm D．15cm
（3）实验后，保持凸透镜的位置不变，将蜡烛与光屏的位置对调后，在光屏上还会出现一个清晰的像，这时所成的像是 （放大、等大或缩小）的实像，
（4）在实验中他发现光屏上的像偏下，那么他应该把凸透镜向 （上或下）调节，使像最终成在光屏的中央。
（二）为了研究眼的成像原理，小明研制了如图所示的实验装置。用水透镜模拟眼的晶状体，通过注水或抽水可改变水透镜凸度大小。注水时，水透镜的焦距变短；抽水时，水透镜的焦距变长。光屏和水透镜固定在光具座如图所示的位置。
（1）点燃蜡烛后，调节水透镜凸度，直至光屏上成一个清晰倒立、 （放大、等大或缩小）的实像。
（2）若将点燃的蜡烛向左移动一小段距离，这时的水透镜相当于 （远视或近视）眼的晶状体，要使光屏上重新得到清晰的像，可以对水透镜 （注水或抽水）。
五、简答题
20．小明同学用镜头焦距为10cm的普通照相机给小芳同学拍照，按快门时不小心将中指的指尖触摸到镜头一小部分，这张照片上能不能有小明同学指尖清晰像？请说明理由。
21．照相机、投影仪、放大镜的成像都遵循凸透镜成像的规律，说一说它们分别应用了凸透镜成像的哪个规律。
六、计算题
22．如图所示，O为凸透镜的光心，F为焦点，请将图中两条光线的光路补充完整。
23．凸透镜成像时的物距u、像距v和焦距f之间的满足；
（1）当一个物体距离凸透镜u1＝10cm时，另一侧距离凸透镜v1＝10cm的光屏上正好得到清晰的像，则此凸透镜的焦距是多少？
（2）当一个物体距离凸透镜u2＝30cm时，另一侧距离凸透镜v2＝60cm的光屏上正好得到清晰的像，则将物体移至距离凸透镜u＝38cm时，光屏上所成的清晰的像的性质是什么？
参考答案：
1．C
【详解】A、用照相机时，被拍照物体放在普通照相机镜头的二倍焦距以外，故本选项错误；
B、因用放大镜时，须把物体放在放大镜焦点以内，如果把被观察的物体放在放大镜焦点上，将无法成像，故本选项错误；
C、幻灯机使用时须将幻灯片放在放在幻灯机镜头的一倍焦距和二倍焦距之间，故本选项正确；D选项错误．
故选C．
2．A
【详解】A．海市蜃楼是因为光在不均匀的空气中折射形成的，叶脉经露珠放大，是因为露珠相当于放大镜，放大镜的原理是光的折射，故A符合题意；
B．池水映明月是平面镜成像现象，是光的反射形成的，故B不符合题意；
C．皮影戏的原理是光的直线传播，故C不符合题意；
D．月食的原理是光的直线传播，故D不符合题意。
故选A。
3．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．
【详解】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．
4．A
【详解】物体到甲乙凸透镜的距离都是u，物体经甲凸透镜成倒立、放大的实像，
2f甲＞u＞f甲，
物体经乙凸透镜成倒立、缩小的实像，
u＞2f乙，
f乙＜，
所以
f甲＞f乙，
故选A。
5．A
【详解】A．根据凸透镜成像特点可知，要在胶片上成缩小的像，物距必须大于二倍焦距， 此时像距大于一倍焦距小于二倍焦距，故A正确；
B．物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，故B错误；
C．要使胶片上的像变大，应减小物距，照相机靠近物体，同时要增大像距，镜头前伸，故C错误；
D．人眼相当于一架照相机，视网膜相当于光屏，物体在视网膜上成倒立、缩小的实像，故D错误。
故选A。
6．A
【详解】试题分析：根据图示可知，王亚平经太空水球形成的像为倒立、缩小的实像，所以水球相当于凸透镜，利用凸透镜u＞2f时成倒立、缩小的实像的特点，照相机就是利用这一成像原理，故选项A正确．
考点：凸透镜成像规律的应用．
7．C
【详解】试题分析：显微镜是利用光的折射成像的原理，故A错；水中的鱼不是鱼的真实位置，这是由光的折射造成的，故B错；手影是由于光的直线传播形成的，故C正确；投影仪是利用光的折射原理成像的，故D错；应选C．
【考点定位】光现象
8．BCD
【分析】凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像；物距小于像距时，成倒立、放大的实像；投影仪是利用物体在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、放大的实像的原理工作的；由图中成像情况，根据凸透镜成像规律判断凸透镜的焦距，再判断成像情况。
【详解】A．据图知道，物距小于像距时，此时成倒立、放大的实像，故A错误；
B．投影仪是利用物体在1倍焦距和2倍焦距之间时，成倒立、放大的实像的原理工作的，所以图中成像特点与投影仪成像特点相同，故B正确；
CD．由图知道，像距v＞2f，即
40cm＞2f，2f＞u＞f
20cm＞f＞12.5cm
所以当将蜡烛移到光具座40cm刻度线处时，物距
u=10cm＜f
由于物体一倍焦距以内不成实像，所以光屏上得到不清晰的像，将蜡烛移到光具座10cm刻度线处，此时物距为40cm，大于二倍焦距，成的是倒立、缩小的实像，故CD正确。
故选BCD。
9．ACD
【详解】A．为了让像成在光屏的中心处，便于观察的像的大小情况，应调节烛焰的中心、透镜中心、光屏的中心同一高度上，故A正确；
B．图中烛焰在二倍焦距以外，光屏上成的应该是倒立的、缩小的实像，像在一倍焦距和二倍焦距之间，故B错误；
C．若把蜡烛由图中位置移到A与F之间，烛焰在一倍焦距和二倍焦距之间，像在二倍焦距以外，则光屏位置应向右移动适当的距离，像距越远像越大，因此在光屏上得到的像将会变大，故C正确；
D．若把蜡烛移动F（焦点）的位置上，从烛焰发出的光经凸透镜折射后平行于主光轴，不能汇聚，则在光屏上不会呈现蜡烛的像，故D正确。
故选ACD。
10．AB
【详解】A．透镜焦距10cm，由图可知，物距为30cm，像距为14cm，物距大于像距，此时光屏上成的是倒立、缩小的实像，故A正确；
B．将蜡烛移到0cm处时，即将物远离透镜，为了在光屏上得到清晰的像，应将光屏靠近凸透镜移动，故B正确；
C．只将蜡烛和光屏互换，根据光路可逆，物距为14cm，像距为30cm，物距小于像距，可以在光屏上得到清晰放大的像，故C错误；
D．用不透明的纸板将凸透镜下半部分遮住，光屏上的像依然完整，但会变暗，故D错误。
故选AB。
11． 10 变小
【详解】[1]一凸透镜焦距为10cm，根据凸透镜成像规律，当物距小于1倍焦距时，成正立放大的虚像，放大镜就是利用该原理工作的。因此用该凸透镜做放大镜使用时，被观察的物体到透镜的距离应小于焦距，即在10cm以内。
[2]把物体从距凸透镜15cm处移动到距凸透镜30cm处的过程中，物距大于焦距，物距变大，像距变小，像变小。
12． 照相机 倒立 发散
【详解】眼球好像一架照相机，晶状体和角膜共同作用相当于一个凸透镜．把来自外界物体的光会聚在视网膜上成倒立、缩小的实像．不注意用眼卫生，患上近视是因为晶状体变厚，对光线的会聚能力增强，要矫正近视眼需要使光线发散一些，由于凹透镜对光线有发散作用，故用凹透镜来矫正．
13． 凸透镜 会聚
【详解】[1][2]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，该点是凸透镜的焦点；焦点到光心的距离是凸透镜的焦距；将放大镜正对太阳光，在白纸上看见中间亮边缘暗的原因是放大镜是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用。
14． 会聚 发散
【详解】试题分析：由基础知识可知，凸透镜对光线有会聚作用．凹透镜对光线有发散作用．
考点：凸透镜的会聚作用．凹透镜的发散作用
点评：记住相关的基础知识，解决此类识记性题目非常方便．
15．远
【详解】试题分析：根据凸透镜的成像特点知，成正立放大的虚像时，离焦点越近时，像越大，故应报纸与眼睛不动，放大镜离报纸远一些．
考点：凸透镜成像的应用
16．．
【详解】由图知道，给出的是凸透镜的两条特殊光线，即平行于主光轴的光线和过光心的光线；由于过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变；而平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，所以，两条折射光线的反向延长线的交点即为发光点S的像点S′，故光路如下图：
17．
【详解】平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过焦点；如图所示：
。
18． 显示光路 折射 偏向 增大 倒立 放大 左 近视镜
【详解】(1)[1]光路在无色透明空气中无法观察到，在容器中充入烟雾，可以显示光路；
[2][3]透镜是玻璃，属于光的折射现象，对光线的作用是会聚，光线折射后偏向主光轴；
[4]焦距与曲度有关，注水时增大凸起程度，焦距变小，偏折增大。
(2)[5][6]如图乙所示，物距小于像距，成倒立、放大、实像。
(3)[7]在成像规律中，物与像移动方向相同，蜡烛移到10厘米处，是向左移，像也应像左移动；
[8]在不移动光屏的基础上，要将像成在光屏上，即要将像向右移，即光线要发散，利用近视眼镜是发散透镜。
19． 乙 C 缩小 上 缩小 近视 抽水
【详解】（一）(1)[1]像距大于物距时成放大的像，如图乙所示。
(2)[2]图甲成缩小实像，根据凸透镜成像规律
图乙成放大实像，根据凸透镜成像规律
可得
(3)[3]图乙成放大实像，交换物与屏，根据光路可逆，成像清晰，成倒立缩小实像。
(4)[4]物与像倒立，像偏下，说明物偏上，要将透镜向上调节。
（二）(1)[5]根据物距大于像距可知成缩小的实像。
(2)[6][7]蜡烛左移时，像也左移，在屏前，相当于近视眼，要将像重新呈现在屏上，可以对水透镜抽水，减小折射能力。
20．见解析
【详解】答：不能；因为照相机相当于一个凸透镜，它是根据物体位于凸透镜二倍焦距之外成倒立缩小实像的原理而工作的，由于小明同学的指尖触摸镜头时，指尖位于凸透镜一倍焦距之内成正立放大的虚像，所以不会在底片上得到指尖清晰的像。
21．见解析
【详解】照相机是利用物体到凸透镜的距离大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像；投影仪是利用物体到凸透镜的距离在1倍焦距和2倍焦距之间时，成倒立、放大的实像；放大镜是利用物体到凸透镜的距离小于1倍焦距时，成正立、放大的虚像。
22．
【详解】凸透镜中，平行于主光轴的光线，折射光线过焦点；过光心的光线不发生偏转，如图所示：
23．（1）5cm；（2）成倒立、放大的实像
【详解】解：（1）当
时，物体成倒立、等大的像，所以
即
（2）当一个物体距离凸透镜
时，另一侧距离凸透镜
光屏上正好得到清晰的像，则
所以
将物体移至距离凸透镜
时，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像。
答：（1）凸透镜的焦距是5cm；
（2）光屏上成倒立、放大的实像。

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