專題5.11《透鏡及其應用》單元核心素養(yǎng)綜合達標測試題（解析版）

學而優(yōu)教有方-2024學年度物理八年級上冊同步（拓展）學講練測大講義（人教版通用）第五章透鏡及其應用專題5.11《透鏡及其應用》單元核心素養(yǎng)綜合達標測試題滿分100分，答題時間60分鐘一、選擇題（共7小題，每小題4分，共28分）1.（2022梧州）購物支付已進入“刷臉”時代，消費者結賬時只需面對攝像頭，經系統(tǒng)自動拍照掃描等，確認相關信息后，即可迅速完成交易。下列說法正確的是（）A.攝像頭相當于凹透鏡B.攝像頭成像特點與照相機相同C.“刷臉”時，面部位于攝像頭兩倍焦距以內D.“刷臉”時，面部經攝像頭成正立、縮小的實像【答案】B【解析】A．攝像頭相當于一個凸透鏡，凸透鏡對光有會聚作用，故A錯誤；B．光通過攝像頭成倒立、縮小的實像，跟照相機的成像特點相同，故B正確；C．當u>2f時，成倒立、縮小的實像，因此，“刷臉”時，面部位于攝像頭兩倍焦距以外，故C錯誤；D．“刷臉”時，面部經攝像頭成倒立、縮小的實像，故D錯誤。2．關于透鏡，下列說法正確的是（）A．遠視眼的人佩戴的眼鏡是凹透鏡B．照相機中所成的像是放大正立的C．用投影儀投放出來的電影畫面屬于虛像D．丟棄的礦泉水瓶容易引起火災，是因為礦泉水瓶相當于一個凸透鏡，能會聚陽光【答案】D【解析】A．遠視眼像成在視網膜的后方，應佩戴凸透鏡進行矯正，故錯誤；B．照相機在使用時物距大于二倍焦距，成倒立縮小的實像，故錯誤；C．投影儀在使用時物距位于一倍焦距和二倍焦距之間，成倒立放大的實像，故錯誤；D．丟棄的礦泉水瓶與瓶內剩余的水組成一個中間厚邊緣薄的的凸透鏡，能會聚陽光，容易引起火災，故正確。3．在探究凸透鏡成像的實驗中，蠟燭、凸透鏡和光屏的位置如圖所示，燭焰在光屏上恰好成一清晰的像。下列說法正確的是（）A．凸透鏡的焦距是20cmB．將蠟燭和光屏都向右移動，光屏上可成清晰的像，該成像規(guī)律應用在照相機上C．在貼近凸透鏡的左側放置一眼鏡片，只向左移動光屏，可在光屏上成清晰縮小的像，該鏡片對光起發(fā)散作用D．用f＝15cm的凸透鏡替換圖中透鏡，只向右移動光屏，可在光屏上成清晰的像【答案】D【解析】A．由圖可知，物距等于像距，則光屏上得到一個清晰等大的實像，則有解得故A錯誤；B．將蠟燭和光屏都向右移動，光屏上可成清晰的像，物體處于一倍焦距和二倍焦距之間，成倒立、放大的實像，投影儀就是利用該原理制成的，故B錯誤；C．貼近凸透鏡的左側放置一眼鏡片，只向左移動光屏，說明透鏡對光線有會聚作用，在光屏上成清晰縮小的像，故C錯誤；D．用f＝15cm的凸透鏡替換圖中透鏡，u＝20cm，則f＜u＜2f，此時成倒立、放大的實像，像距大于2倍焦距，向右移動光屏，可在光屏上成清晰的像，故D正確。4.（2022四川成都）圖是龍泉山城市森林公園的“城市之眼”，它見證了成都由“兩山夾一城”到“一山連兩翼”的跨越式發(fā)展，立于此，“城市綠心”跳動的脈搏清晰可感。周末，游人如織，小張拿出手機留影紀念，在黑屏狀態(tài)下通過屏幕看到了身后游人的像，在拍照時通過屏幕看到了“城市之眼”的像，為了探究成像原因，小張用手指擋住攝像頭，發(fā)現(xiàn)不能看到“城市之眼”的像。下列分析正確的是（）A.游人看見“城市之眼”是因為它是光源B.光照在游人的傘面上發(fā)生了鏡面反射C.兩次通過屏幕看到的像成像原理不同D.攝像頭的鏡頭成的是正立縮小的實像【答案】C【解析】A．能夠發(fā)光的物體叫做光源，而“城市之眼”不能自己發(fā)光，但它能夠反射光源的光，游人看見的“城市之眼”，是它的反射的光進入人眼形成的像，故A錯誤；B．鏡面反射是平行光照射到光滑的平面上發(fā)生的反射，而游人的傘面是粗糙不平的，因此光照在游人的傘面上發(fā)生的是漫反射而不是鏡面反射，故B錯誤；C．小張在黑屏狀態(tài)下通過屏幕看到了身后游人的像，是游人反射的光經過手機屏幕反射形成的，屬于平面鏡成像；小張在拍照時通過屏幕看到了“城市之眼”的像，是“城市之眼”反射的光經過鏡頭折射后形成的像，屬于凸透鏡成像，所以兩次通過屏幕看到的像成像原理不同，故C正確；D．小張在拍照時通過屏幕看到了“城市之眼”的像，用手指擋住攝像頭，發(fā)現(xiàn)不能看到“城市之眼”的像說明“城市之眼”和它的像在鏡頭兩側，根據凸透鏡的成像規(guī)律可知此時成的是實像，且像的大小明顯小于物體大小，所以攝像頭的鏡頭的成像原理應該與照相機成像原理相同，而照相機成的是倒立縮小的實像，屏幕上正立的像是通過手機內電子器件的進一步轉換形成的，故D錯誤。故選C。5.全國多地在歡迎援鄂抗疫英雄凱旋時舉行了“飛機過水門”的最高禮儀。某次儀式中，攝影師拍攝了如圖所示的照片，他所用的照相機的鏡頭相當于一個凸透鏡，像成在照相機的底片上，下列說法正確的是()A.所成的像是縮小的實像 B.所成的像是縮小的虛像C.所成的像是放大的實像 D.所成的像是放大的虛像【答案】A【解析】照相機的鏡頭相當于一個凸透鏡，此時飛機很遠，物距大于二倍焦距，凸透鏡成倒立、縮小的實像，A正確，BCD錯誤。故選A。6．如圖所示，燭焰在光屏上剛好成清晰的像。透鏡不動，將蠟燭移至40cm刻度處，移動光屏，在光屏上能觀察到（）A．倒立、縮小的實像 B．倒立、放大的實像 C．正立、放大的實像 D．光屏上不能呈現(xiàn)像【答案】D【解析】如圖，u＝50cm﹣20cm＝30cm，v＝80cm﹣50cm＝30cm，此時光屏上出現(xiàn)清晰的像，u＝v＝2f＝30cm，所以f＝＝15cm，將蠟燭移至40cm刻度處，u'＝50cm﹣40cm＝10cm，物距小于焦距，凸透鏡成正立、放大的虛像，虛像不能用光屏承接，所以光屏上不能呈現(xiàn)像。7.將物體分別放在甲、乙凸透鏡前，物距相同，通過甲凸透鏡成正立放大的像，通過乙透鏡成倒立縮小的像，上面的圖是平行于主光軸的光線通過甲透鏡的光路圖，下面的四幅圖中哪副圖可能是平行于主光軸的光線，通過乙透鏡的光路圖（）ABCD【答案】A【解析】由圖11可知，甲透鏡的焦距為20cm，將物體分別放在甲、乙凸透鏡前，物距相同，通過甲凸透鏡成正立放大的像，通過乙透鏡成倒立縮小的像，所以物距小于甲的焦距20cm，大于乙的2倍焦距，可以得出乙的焦距小于10cm，結合四個選項，故選A。二、填空題（共7小題，每空2分，共30分）1.（2022廣西賀州）如圖所示的四個透鏡，屬于凸透鏡的有______，屬于凹透鏡的有______（兩空均填編號）。【答案】②③①④【解析】中間厚，邊緣薄的透鏡叫凸透鏡，如圖所示的四個透鏡，屬于凸透鏡的有②③。中間薄，邊緣厚的透鏡叫凹透鏡，如圖所示的四個透鏡，屬于凹透鏡的有①④。2.（2022廣西北部灣）在較暗的室內，手持一個凸透鏡，在白墻和點燃的蠟燭間移動（離墻近些），在墻上能看到燭焰______（選填“正立”或“倒立”）縮小的像，根據這個原理可制成______（選填“照相機”或“投影儀”）。【答案】倒立照相機【解析】手持一個凸透鏡，在白墻和點燃的蠟燭間移動（離墻近些），此時物距大于像距，若能在墻上成像，則成倒立、縮小的實像。照相機成的像是倒立、縮小的實像，投影儀成的像是倒立、放大的實像，所以根據這個原理可制成照相機。3．小明同學用一個凸透鏡觀察洗手液的商標，成像情況如圖甲，若想再看到倒立、放大的像，應將凸透鏡向______移動，圖乙的成像原理可應用于______。（選填“照相機”或“放大鏡”【答案】遠離商標的方向照相機【解析】圖甲成正立，放大的虛像，此時若想再看到倒立、放大的像增大物距，因此應將凸透鏡向遠離商標的方向移動。圖乙的成像，成倒立縮小的實像，應用是照相機。4．在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，將凸透鏡正對著太陽，在距凸透鏡15cm處得到一個最小、最亮的光斑，則該凸透鏡的焦距為cm；若將一個物體放在此透鏡前40cm處，可在透鏡另一側光屏上得到一個倒立（選填“放大”、“等大”或“縮小”）的實像。【答案】15；縮小?！窘馕觥繉⒁粋€凸透鏡正對太陽，可在距凸透鏡15cm處得到一個最小、最亮的光斑?？芍灎T正好放在凸透鏡的焦點上了，則該凸透鏡焦距為15cm；將一物體放在此透鏡前40cm處，2f＜40cm，成倒立、縮小的實像。5.小金同學由于經常玩手機，近期發(fā)現(xiàn)視力嚴重下降，經眼科醫(yī)生檢查小金看物體的像成在視網膜之前方，則小金被確診為_____視眼，應佩戴______透鏡矯正．【答案】近凹【解析】近視眼的表現(xiàn)是只能看清楚近處的物體，看不清遠處的東西，即是由于晶狀體太厚，其折光能力太強，或眼球的前后方向太長，使得像成在視網膜的前方造成的，所以小金看物體的像成在視網膜之前方，則小金被確診為近視眼，若想使得像成在視網膜上，即需要讓原來的光線發(fā)散一些，由于凹透鏡對光線有發(fā)散的作用，故用凹透鏡來矯正近視眼．6.如圖所示，下列有關眼睛的示意圖，遠視眼是圖，遠視眼矯正是圖。【答案】?。灰??！窘馕觥垦劬Φ木铙w相當于凸透鏡；甲圖中像呈在視網膜的前方，是近視眼模型，需要佩戴發(fā)散透鏡，即凹透鏡，使光線推遲會聚，如丙圖。丁圖中像呈在視網膜的后方，是遠視眼模型，應佩戴會聚透鏡矯正，即凸透鏡，如圖乙。7．小亮利用圖示裝置“探究凸透鏡成像規(guī)律”，所用凸透鏡的焦距為8cm。小亮將凸透鏡固定在光具座上40cm刻度線處，將點燃的蠟燭放置在光具座上10cm刻度線處，移動光屏直至光屏上呈現(xiàn)出燭焰（選填“正立”或“倒立”）、（選填“放大”或“縮小”）的實像，這一原理應用在（選填“照相機”“幻燈機”或“放大鏡”）上?！敬鸢浮康沽?；縮??；照相機.【解析】由題可知此時u＝40cm﹣10cm＝30cm，f＝8cm，所以u＞2f，由凸透鏡成像規(guī)律可知，成倒立、縮小的實像，照相機就是利用此原理制成的。三、作圖題（本大題有3小題，每小題各4分，共12分）1．（2022?襄陽）請你完成入射光線經過凸透鏡后的光路圖?！敬鸢浮恳娊馕?。【解析】過光心的光線經凸透鏡折射后傳播方向不改變，如圖所示：2．（2022?鞍山）如圖所示，凸透鏡的主光軸與水面重合，F(xiàn)是凸透鏡的焦點，水中有一平面鏡。一束與水面平行的光線經凸透鏡折射后進入水中，再經過水中的平面鏡反射后恰好過P點。請畫出：（1）經過凸透鏡的折射光線；（2）進入水中的折射光線；（3）經平面鏡后的反射光線?！敬鸢浮恳娊馕?。【解析】平行于主光軸的入射光線經過凸透鏡折射后，折射光線過焦點，根據像與物體關于平面鏡對稱，畫出P在平面鏡中形成的像P'，連接FP'，與平面鏡交于M點，F(xiàn)M是水中的折射光線，也是平面鏡的入射光線，連接MP，可得經平面鏡反射的反射光線，如圖所示：3.已知黑箱內有一只凹透鏡和一只平面鏡．請在黑箱內畫出完整的光路，填上光學儀器，并標明凹透鏡焦點F的位置．【答案】如圖所示：【解析】此題主要考查凹透鏡的三條特殊光線，將此知識點與平面鏡相結合，給此題增加了一定的難度，因此屬于難題．根據凹透鏡和平面鏡對光線的作用結合圖示光路解答．圖中已給出了凹透鏡的主光軸，且射出黑箱的光線平行于主光軸，則射向凹透鏡的光線延長后過其焦點，所以，可以先利用平面鏡反射光，光線再射向凹透鏡，且這條光線延長后與凹透鏡的主光軸相交．作法：畫出射入黑箱的光線，在黑箱左側適當位置垂直于主光軸畫出平面鏡，入射光線與平面鏡的交點為入射點，垂直于平面鏡作出法線，根據光在反射時反射角等于入射角作出反射光線；反射光線與射出黑箱的折射光線的延長線的交點為射向凹透鏡的入射點，由此畫出凹透鏡，延長射向凹透鏡的光線與主光軸的交點即為焦點F．四、實驗探究題（本大題有3道小題，共30分）1．（10分）吳江小組進行“探究凸透鏡成像規(guī)律”實驗，如圖所示，實驗桌上備有帶支架的蠟燭、光屏、一個凸透鏡、平行光光源（接通電源后可發(fā)出平行光）、光具座等器材，他們進行了如下操作并得出了相關結論。(1)如圖甲所示，讓平行光光源正對著凸透鏡照射，把光屏置于另一側，改變光屏與凸透鏡間的距離。直到光屏上出現(xiàn)一個最小最亮的光斑，測得凸透鏡的焦距是______；(2)將蠟燭、透鏡和光屏放在光具座上，并使燭焰、透鏡和光屏三者的中心大致在______；(3)吳江小組按照實驗步驟做了四次實驗，如圖乙所示是第一次實驗中蠟燭、透鏡和光屏的位置。實驗序號物距像距像的性質14013△22020倒立、等大的實像31340倒立、放大的實像46無正立、放大的虛像①吳江小組忘了記錄第1次像的性質，表格中標有“△”的位置像的性質是______；②當燭焰從遠處靠近透鏡時，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應______透鏡（選填“遠離”或“靠近”）；③第4次實驗中，光屏上接收不到像；在透鏡的右側觀察，看到的像在透鏡的______側（選填“左”或“右”）。【答案】（1）10.0cm（2）同一高度（3）倒立縮小的實像遠離左【解析】(1)由圖可知，凸透鏡在50.0cm處，光屏上出現(xiàn)一個最小最亮的光斑即為凸透鏡的焦點，此時光屏在60.0cm處，則凸透鏡的焦距為10.0cm。(2)為了使像成在光屏中央應使燭焰、透鏡和光屏三者的中心大致在同一高度。(3)①第1次實驗物距40cm大于二倍焦距由凸透鏡成像規(guī)律可知，此時成倒立縮小的實像。②成實像像時，燭焰從遠處靠近透鏡時，即物距減小時，像距增大，光屏應遠離透鏡。③第4次實驗中，物體在一倍焦距以內，成正立放大的虛像。所以在透鏡的右側觀察，看到的像在透鏡的左側。2.（14分）理趣在探“透成的律”驗：【答案】左，【解析】3.（6分）（2022貴陽）近視程度不同的同學需要佩戴焦距不同的眼鏡。為了探究近視眼的矯正過程，組裝如圖甲所示的實驗裝置，其中“F”字樣的光源代替可視物體，光屏模擬視網膜。選用如圖乙所示的2號凸透鏡模擬晶狀體，打開“F”光源，調節(jié)各個元件的位置，直到光屏上呈現(xiàn)倒立縮小的清晰像，正常眼睛的視物模型便組裝完成。請回答下列問題：（1）模擬近視眼視物情況，選擇圖乙中的_________（填序號）號透鏡替代2號透鏡安裝在光具座上后，光屏上的像變模糊；（2）用如圖丙所示