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透镜及其应用
培优卷
一、选择题
1．用凸透镜观察地图时，应将地图放在凸透镜的（　　）
A．一倍焦距以内
B．焦点处
C．一倍焦距到两倍焦距之间
D．两倍焦距处
2．科幻片《流浪地球2》中，人工智能机器人在影片中起了至关重要的作用。下列关于机器人的摄像头说法正确的是（　　）
A．机器人的摄像头是凹透镜
B．摄像头上成的像是放大的实像
C．当物体靠近摄像头时，所成的像变大
D．在拍摄录像时，物体在摄像头的一倍焦距和二倍焦距之间
3．下列关于凸透镜应用的说法中，正确的是（　　）
A．近视眼需要配戴凸透镜来矫正
B．望远镜中物镜的作用相当于放大镜
C．用手机扫描二维码时，应使二维码位于手机镜头一倍焦距之内
D．当投影仪的镜头靠近投影片时，投影仪成的像将变大
4．12﹣18岁是青少年近视的高发期，长时间上网、玩手机等都有可能导致近视。为了加强全民爱眼意识，我国确定每年6月6日为“全国爱眼日”。如图所示四幅图中，能正确表示近视眼的成因和矫正的示意图是（　　）
A．①④ B．②④ C．①③ D．②③
5．正常人眼通过调节晶状体厚薄来看清远近不同的物体，如果不注意用眼卫生，可能导致对晶状体厚薄的调节能力减弱。下列分析错误的是（　　）
A．晶状体变薄时，对光有发散作用
B．晶状体变厚时，对光的会聚能力增强
C．若晶状体太薄，容易形成远视眼
D．若晶状体太厚，可用凹透镜矫正
6．将物体放在离凸透镜30cm处，恰好能在光屏上得到一个等大的清晰的像；当物体放在离凸透镜10cm处，并移动光屏，则在光屏上（　　）
A．成倒立的缩小实像 B．成倒立的放大实像
C．成正立的放大虚像 D．无像
7．小明利用如图所示的装置探究近视眼的成因和矫正，图中刚好能在光屏上看到烛焰清晰的像，实验过程中光屏与注水胶膜的位置不变，下列说法正确的是（　　）
A．注水的胶膜相当于一个凹透镜
B．图中成像原理与投影仪的成像原理相同
C．向注水的胶膜中再次注水，它的会聚能力增强，将光屏适当左移可再次看到烛焰清晰的像
D．向注水的胶膜中再次注水，它的会聚能力增强，在蜡烛和注水的胶膜间加个放大镜，在光屏上可再次看到烛焰清晰的像
8．在探究凸透镜成像规律时，记录实验数据并绘制了和之间的关系图像，如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．该凸透镜的焦距是
B．物体从距凸透镜处移到处的过程中，所成的像逐渐变大
C．实验过程中移动光屏，只要光屏上观察到像就可以直接利用光具座上的刻度尺读取此时物距所对应的像距大小
D．当u时，在光屏上得到放大的像
二、填空题
9．如图所示，透过手表表盘上光滑透明凸起部分，能清楚地读出日期信息，光滑透明凸起部分相当于 　 　 ，观看到的是日期数字 　 　 （选填写“实”或“虚”）像，手表的背面打磨得非常光滑，能清晰地照出小明的像，此像是由于光的 　 　 形成的。
10．显微镜和望远镜都是由目镜和物镜组成的，作用相同的是 　 　 （选填“目镜”或“物镜”），都是成放大、正立的虚像。
11．如图所示，我们透过装满水的玻璃杯观察铅笔。在由近到远慢慢移动铅笔的过程中，它的像逐渐变长，超过一定距离后，笔尖会突然转向右边。刚开始我们看到的像为 　 　 （选填“实像”或“虚像”）；笔尖刚转向右边时的成像规律与 　 　 （选填“照相机”或“投影仪”）的相同。
三、作图题
12．如图甲所示是博物馆内“刘充国印”的展台，上方是凸透镜，透过它能看到放大的印章；下方是平面镜，通过它能看到印章底部的字。图乙是其示意图，F为凸透镜的焦点，O为凸透镜的光心，光线a平行于凸透镜的主光轴（图中虚线）。请在图乙中画出光线a经过凸透镜折射后的光线。
13．请画出图中两条光线AO，BC经凹透镜所对应的折射光线或入射光线。
14．如图所示一束光射向凸透镜经折射后射到一个平面镜上，请在图中画出射向凸透镜的入射光线和经平面镜反射后的反射光线。
四、实验探究题
15．实验小组用一个焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验。
（1）实验前要调整烛焰焰心、透镜光心和光屏的中心大致在 　 　 ，以便使像成在光屏的中央。
（2）保持凸透镜在图所示位置不动，将蜡烛向右移到20cm刻度线处，此时应将图中的光屏向 　 　 移动，使光屏上得到一个清晰的实像。
（3）实验过程中，小明同学不小心用手指指尖触摸到了凸透镜，这时光屏上 　 　 （选填“会”或“不会”）出现指尖的像。
（4）另一实验小组用由几个发光二极管做成的“F”字样的发光体代替蜡烛进行实验，你认为这样做的好处是 　 　 （写出一点即可）。
16．小华用如图所示的器材探究凸透镜成像规律，已知凸透镜的焦距为10cm。
（1）组装并调整器材，使烛焰、光屏的中心位于凸透镜的 　 　 上；
实验序号 物距/cm 像的大小 像的正倒 光屏到凸透镜的距离/cm
① 50.0 缩小 倒立 12.5
② 30.0 缩小 倒立 15.0
③ 20.0 等大 倒立 20.0
④ 15.0 放大 倒立 30.0
⑤ 12.5 放大 倒立 50.0
⑥ 9.0 光屏上没有像
⑦ 7.0 光屏上没有像
（2）小华按照实验方案完成各操作步骤，将观测到的现象和数据记录在表格中，分析表中信息可得：
①当物距 　 　 焦距时，成倒立，缩小的实像；
②成实像时，随着物距的减小，像的大小逐渐 　 　 。
（3）在第⑥、⑦两次实验中小华无论怎样移动光屏，都不能在光屏上观察到烛焰的像，于是她认为：“物距小于一倍焦距时，物体通过凸透镜不能成像。”这个结论并不严谨，为得出正确的结论，她应该增加的一步操作是：取下光屏，　 　 ；
（4）将一个镜片放在烛焰和凸透镜之间后，光屏上的像变模糊了，向右移动光屏，光屏上再次出现清晰的像，则所加的镜片属于 　 　 透镜，用来矫正 　 　 的视力缺陷。
参考答案
1．【答案】A
【解答】解：放大镜实质是一个凸透镜，用放大镜观察地图时，地图一定放在凸透镜的一倍焦距以内，当u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜。
故选：A。
2．【答案】C
【解答】解：机器人的摄像头是一个凸透镜，成像原理与照相机相同，物体在凸透镜二倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像；当物体靠近凸透镜，即物距变小时，所成的实像远离摄像头，同时像变大，故C正确，ABD错误。
故选：C。
3．【答案】D
【解答】解：
A、近视眼观察远处物体时，像成在视网膜的前方，为使光线延迟会聚，应佩戴具有发散作用的凹透镜来矫正，故A错误；
B、望远镜中物镜成倒立、缩小的实像，相当于照相机，故B错误；
C、手机摄像头是利用物距大于二倍焦距时，成倒立缩小实像的规律工作的，因此，用手机扫描二维码时，应使二维码位于手机镜头的两倍焦距以外，故C错误；
D、要使投影仪成像变大，应减小物距，增大像距，所以，应使投影仪远离屏幕（增大像距），同时使镜头靠近投影片（减小物距），故D正确。
故选：D。
4．【答案】C
【解答】解：近视眼看远处的物体时，像成在视网膜的前面，所以①是近视眼的成像情况。近视眼需戴凹透镜矫正，所以③是近视眼的矫正做法。
故选：C。
5．【答案】A
【解答】解：A．晶状体和角膜共同作用相当于一个凸透镜，对光线具有会聚作用，故A错误；
BD．晶状体变厚时，对光的会聚能力增强，像成在视网膜前，容易形成近视眼，可用凹透镜矫正，故BD正确；
C．若晶状体太薄，对光的会聚能力太弱，像成在视网膜后，容易形成远视眼，故C正确。
故选：A。
6．【答案】D
【解答】解：当物距为30厘米时，物体在光屏上成一个等大的实像，根据凸透镜成像的规律可知，此时的物距为二倍焦距。所以该凸透镜的焦距为15厘米。
当物距为10厘米时，由凸透镜成像的规律可知，此时物体成的像是虚像，虚像不是由实际光线会聚而成的，所以不会成在光屏上。
综上分析，故选D。
7．【答案】C
【解答】解：A、注水的胶膜中间厚、边缘薄，相当于一个凸透镜，故A错误；
B、由题意和图示可知，此时物距大于像距，且刚好能在光屏上看到烛焰清晰的像（实像），由凸透镜成像规律可知此时成倒立、缩小的实像，与投影仪的成像原理不同，故B错误；
C、向注水的胶膜中再次注水，它的会聚能力增强，则成清晰像的位置会向左移动（即像距变短），所以要将光屏适当左移可再次看到烛焰清晰的像，故C正确；
D、向注水的胶膜中再次注水，它的会聚能力增强，在蜡烛和注水胶膜间加个放大镜，因放大镜是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用，则它的会聚能力进一步增强，所以不移动光屏时不会在光屏上再次看到烛焰清晰的像，故D错误。
故选：C。
8．【答案】B
【解答】解：A.当u＝v＝2f，凸透镜成倒立、等大的实像，由图可知，，则 ，所以 ，故A错误；
B.当物体从距凸透镜 处移到 处的过程中，物距变小，但物距始终大于焦距，成实像，所以其所成像逐渐变大，故B正确；
C.实验过程中移动光屏，只有在光屏上观察到清晰的像时，才可以测量物距和像距的大小，故C错误；
D.当 时，物距等于焦距，在光屏上不能得到实像，故D错误。
故选：B。
9．【答案】放大镜；虚；反射。
【解答】解：透明凸起的部分中间比边缘厚是凸透镜，其作用相当于一个放大镜，手表数字在凸透镜的一倍焦距以内，则成正立、放大的虚像；
手表的背面打磨得非常光滑，能清晰地照出小明像，相当于平面镜成像，此像是由于光的反射形成的。
故答案为：放大镜；虚；反射。
10．【答案】目镜。
【解答】解：显微镜和望远镜都是由目镜和物镜组成的，显微镜的物镜相当于投影仪成倒立的放大的实像，望远镜物镜相当于照相机成倒立的缩小的实像。目镜都相当于放大镜，成正立放大的虚像。
故答案为：目镜。
11．【答案】虚像；投影仪
【解答】解：装满水的玻璃杯相当于一个凸透镜，刚开始时，铅笔在凸透镜的一倍焦距之内，成的是正立、放大的虚像；
笔尖刚转向右边时，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成的是倒立、放大的实像，成像规律与投影仪的相同。
故答案为：虚像；投影仪。
12．【答案】见解析。
【解答】解：由图知，光线a平行于主光轴，光线a经过凸透镜折射后经过右焦点F，如下图：
13．【答案】
【解答】解：过凹透镜光心的光线传播方向不改变；延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴。如图所示：
14．【答案】见试题解答内容
【解答】解：首先根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点作出入射光线；
然后过平面镜的入射点垂直镜面作出法线，再根据反射角等于入射角，在法线右侧作出反射光线，如图所示：
15．【答案】（1）同一高度；（2）左；（3）不会；（4）可以增加物体的亮度，成像更清晰。
【解答】解：（1）为了使像成在光屏中央，实验前要调整烛焰焰心、透镜光心和光屏的中心大致在同一高度；
（2）保持凸透镜在图所示位置不动，将蜡烛向右移到20cm刻度线处，此时物距u＝50cm﹣20cm＝30cm＞2f，根据u＞2f，2f＞u＞f，成倒立、缩小的实像，故此时应将图中的光屏向左移动，使光屏上得到一个清晰的实像；
（3）实验过程中，小明同学不小心用手指指尖触摸到了凸透镜，此时手指指尖到凸透镜的距离小于焦距，成正立、放大的虚像，因此光屏上不会出现指尖的像；
（4）发光二极管比烛焰的亮度更大、更环保，更容易看出倒立实像不仅是上下相反、而且是左右相反；同时蜡烛燃烧有火焰，不如发光二极管安全；火焰在有风的时候会晃动，同时蜡烛会越烧越短，而二极管不会。
故答案为：（1）同一高度；（2）左；（3）不会；（4）可以增加物体的亮度，成像更清晰。
16．【答案】（1）主光轴；（2）①大于两倍；②变大；（3）从光屏一侧透过透镜看能否观察到烛焰的像；（4）凹；近视眼。
【解答】解：（1）为了使像成在光屏中央，应调整烛焰、光屏的中心位于凸透镜的主光轴上；
（2）①由表中数据可知，当物距大于两倍焦距时，成倒立，缩小的实像；
②由表中数据可知，凸透镜成实像时，随着物距的减小，像距变大，像变大；
（3）在第⑥、⑦两次实验中u＜f，成正立、放大的虚像，像与物同侧，此时应取下光屏，从光屏一侧透过透镜看能否观察到烛焰的像；
（4）将一个镜片放在烛焰和凸透镜之间后，光屏上的像变模糊了，向右移动光屏，光屏上再次出现清晰的像，说明该镜片对光线具有发散作用，凹透镜对光线具有发散作用，可以矫正近视眼。
故答案为：（1）主光轴；（2）①大于两倍；②变大；（3）从光屏一侧透过透镜看能否观察到烛焰的像；（4）凹；近视眼。

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