专题5.11《透镜及其应用》单元核心素养综合达标测试题（解析版）

学而优教有方-2024学年度物理八年级上册同步（拓展）学讲练测大讲义（人教版通用）第五章透镜及其应用专题5.11《透镜及其应用》单元核心素养综合达标测试题满分100分，答题时间60分钟一、选择题（共7小题，每小题4分，共28分）1.（2022梧州）购物支付已进入“刷脸”时代，消费者结账时只需面对摄像头，经系统自动拍照扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易。下列说法正确的是（）A.摄像头相当于凹透镜B.摄像头成像特点与照相机相同C.“刷脸”时，面部位于摄像头两倍焦距以内D.“刷脸”时，面部经摄像头成正立、缩小的实像【答案】B【解析】A．摄像头相当于一个凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，故A错误；B．光通过摄像头成倒立、缩小的实像，跟照相机的成像特点相同，故B正确；C．当u>2f时，成倒立、缩小的实像，因此，“刷脸”时，面部位于摄像头两倍焦距以外，故C错误；D．“刷脸”时，面部经摄像头成倒立、缩小的实像，故D错误。2．关于透镜，下列说法正确的是（）A．远视眼的人佩戴的眼镜是凹透镜B．照相机中所成的像是放大正立的C．用投影仪投放出来的电影画面属于虚像D．丢弃的矿泉水瓶容易引起火灾，是因为矿泉水瓶相当于一个凸透镜，能会聚阳光【答案】D【解析】A．远视眼像成在视网膜的后方，应佩戴凸透镜进行矫正，故错误；B．照相机在使用时物距大于二倍焦距，成倒立缩小的实像，故错误；C．投影仪在使用时物距位于一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立放大的实像，故错误；D．丢弃的矿泉水瓶与瓶内剩余的水组成一个中间厚边缘薄的的凸透镜，能会聚阳光，容易引起火灾，故正确。3．在探究凸透镜成像的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成一清晰的像。下列说法正确的是（）A．凸透镜的焦距是20cmB．将蜡烛和光屏都向右移动，光屏上可成清晰的像，该成像规律应用在照相机上C．在贴近凸透镜的左侧放置一眼镜片，只向左移动光屏，可在光屏上成清晰缩小的像，该镜片对光起发散作用D．用f＝15cm的凸透镜替换图中透镜，只向右移动光屏，可在光屏上成清晰的像【答案】D【解析】A．由图可知，物距等于像距，则光屏上得到一个清晰等大的实像，则有解得故A错误；B．将蜡烛和光屏都向右移动，光屏上可成清晰的像，物体处于一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，投影仪就是利用该原理制成的，故B错误；C．贴近凸透镜的左侧放置一眼镜片，只向左移动光屏，说明透镜对光线有会聚作用，在光屏上成清晰缩小的像，故C错误；D．用f＝15cm的凸透镜替换图中透镜，u＝20cm，则f＜u＜2f，此时成倒立、放大的实像，像距大于2倍焦距，向右移动光屏，可在光屏上成清晰的像，故D正确。4.（2022四川成都）图是龙泉山城市森林公园的“城市之眼”，它见证了成都由“两山夹一城”到“一山连两翼”的跨越式发展，立于此，“城市绿心”跳动的脉搏清晰可感。周末，游人如织，小张拿出手机留影纪念，在黑屏状态下通过屏幕看到了身后游人的像，在拍照时通过屏幕看到了“城市之眼”的像，为了探究成像原因，小张用手指挡住摄像头，发现不能看到“城市之眼”的像。下列分析正确的是（）A.游人看见“城市之眼”是因为它是光源B.光照在游人的伞面上发生了镜面反射C.两次通过屏幕看到的像成像原理不同D.摄像头的镜头成的是正立缩小的实像【答案】C【解析】A．能够发光的物体叫做光源，而“城市之眼”不能自己发光，但它能够反射光源的光，游人看见的“城市之眼”，是它的反射的光进入人眼形成的像，故A错误；B．镜面反射是平行光照射到光滑的平面上发生的反射，而游人的伞面是粗糙不平的，因此光照在游人的伞面上发生的是漫反射而不是镜面反射，故B错误；C．小张在黑屏状态下通过屏幕看到了身后游人的像，是游人反射的光经过手机屏幕反射形成的，属于平面镜成像；小张在拍照时通过屏幕看到了“城市之眼”的像，是“城市之眼”反射的光经过镜头折射后形成的像，属于凸透镜成像，所以两次通过屏幕看到的像成像原理不同，故C正确；D．小张在拍照时通过屏幕看到了“城市之眼”的像，用手指挡住摄像头，发现不能看到“城市之眼”的像说明“城市之眼”和它的像在镜头两侧，根据凸透镜的成像规律可知此时成的是实像，且像的大小明显小于物体大小，所以摄像头的镜头的成像原理应该与照相机成像原理相同，而照相机成的是倒立缩小的实像，屏幕上正立的像是通过手机内电子器件的进一步转换形成的，故D错误。故选C。5.全国多地在欢迎援鄂抗疫英雄凯旋时举行了“飞机过水门”的最高礼仪。某次仪式中，摄影师拍摄了如图所示的照片，他所用的照相机的镜头相当于一个凸透镜，像成在照相机的底片上，下列说法正确的是()A.所成的像是缩小的实像 B.所成的像是缩小的虚像C.所成的像是放大的实像 D.所成的像是放大的虚像【答案】A【解析】照相机的镜头相当于一个凸透镜，此时飞机很远，物距大于二倍焦距，凸透镜成倒立、缩小的实像，A正确，BCD错误。故选A。6．如图所示，烛焰在光屏上刚好成清晰的像。透镜不动，将蜡烛移至40cm刻度处，移动光屏，在光屏上能观察到（）A．倒立、缩小的实像 B．倒立、放大的实像 C．正立、放大的实像 D．光屏上不能呈现像【答案】D【解析】如图，u＝50cm﹣20cm＝30cm，v＝80cm﹣50cm＝30cm，此时光屏上出现清晰的像，u＝v＝2f＝30cm，所以f＝＝15cm，将蜡烛移至40cm刻度处，u'＝50cm﹣40cm＝10cm，物距小于焦距，凸透镜成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，所以光屏上不能呈现像。7.将物体分别放在甲、乙凸透镜前，物距相同，通过甲凸透镜成正立放大的像，通过乙透镜成倒立缩小的像，上面的图是平行于主光轴的光线通过甲透镜的光路图，下面的四幅图中哪副图可能是平行于主光轴的光线，通过乙透镜的光路图（）ABCD【答案】A【解析】由图11可知，甲透镜的焦距为20cm，将物体分别放在甲、乙凸透镜前，物距相同，通过甲凸透镜成正立放大的像，通过乙透镜成倒立缩小的像，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，结合四个选项，故选A。二、填空题（共7小题，每空2分，共30分）1.（2022广西贺州）如图所示的四个透镜，属于凸透镜的有______，属于凹透镜的有______（两空均填编号）。【答案】②③①④【解析】中间厚，边缘薄的透镜叫凸透镜，如图所示的四个透镜，属于凸透镜的有②③。中间薄，边缘厚的透镜叫凹透镜，如图所示的四个透镜，属于凹透镜的有①④。2.（2022广西北部湾）在较暗的室内，手持一个凸透镜，在白墙和点燃的蜡烛间移动（离墙近些），在墙上能看到烛焰______（选填“正立”或“倒立”）缩小的像，根据这个原理可制成______（选填“照相机”或“投影仪”）。【答案】倒立照相机【解析】手持一个凸透镜，在白墙和点燃的蜡烛间移动（离墙近些），此时物距大于像距，若能在墙上成像，则成倒立、缩小的实像。照相机成的像是倒立、缩小的实像，投影仪成的像是倒立、放大的实像，所以根据这个原理可制成照相机。3．小明同学用一个凸透镜观察洗手液的商标，成像情况如图甲，若想再看到倒立、放大的像，应将凸透镜向______移动，图乙的成像原理可应用于______。（选填“照相机”或“放大镜”【答案】远离商标的方向照相机【解析】图甲成正立，放大的虚像，此时若想再看到倒立、放大的像增大物距，因此应将凸透镜向远离商标的方向移动。图乙的成像，成倒立缩小的实像，应用是照相机。4．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将凸透镜正对着太阳，在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为cm；若将一个物体放在此透镜前40cm处，可在透镜另一侧光屏上得到一个倒立（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。【答案】15；缩小。【解析】将一个凸透镜正对太阳，可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。可知蜡烛正好放在凸透镜的焦点上了，则该凸透镜焦距为15cm；将一物体放在此透镜前40cm处，2f＜40cm，成倒立、缩小的实像。5.小金同学由于经常玩手机，近期发现视力严重下降，经眼科医生检查小金看物体的像成在视网膜之前方，则小金被确诊为_____视眼，应佩戴______透镜矫正．【答案】近凹【解析】近视眼的表现是只能看清楚近处的物体，看不清远处的东西，即是由于晶状体太厚，其折光能力太强，或眼球的前后方向太长，使得像成在视网膜的前方造成的，所以小金看物体的像成在视网膜之前方，则小金被确诊为近视眼，若想使得像成在视网膜上，即需要让原来的光线发散一些，由于凹透镜对光线有发散的作用，故用凹透镜来矫正近视眼．6.如图所示，下列有关眼睛的示意图，远视眼是图，远视眼矫正是图。【答案】丁；乙。【解析】眼睛的晶状体相当于凸透镜；甲图中像呈在视网膜的前方，是近视眼模型，需要佩戴发散透镜，即凹透镜，使光线推迟会聚，如丙图。丁图中像呈在视网膜的后方，是远视眼模型，应佩戴会聚透镜矫正，即凸透镜，如图乙。7．小亮利用图示装置“探究凸透镜成像规律”，所用凸透镜的焦距为8cm。小亮将凸透镜固定在光具座上40cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上10cm刻度线处，移动光屏直至光屏上呈现出烛焰（选填“正立”或“倒立”）、（选填“放大”或“缩小”）的实像，这一原理应用在（选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”）上。【答案】倒立；缩小；照相机.【解析】由题可知此时u＝40cm﹣10cm＝30cm，f＝8cm，所以u＞2f，由凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的。三、作图题（本大题有3小题，每小题各4分，共12分）1．（2022•襄阳）请你完成入射光线经过凸透镜后的光路图。【答案】见解析。【解析】过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变，如图所示：2．（2022•鞍山）如图所示，凸透镜的主光轴与水面重合，F是凸透镜的焦点，水中有一平面镜。一束与水面平行的光线经凸透镜折射后进入水中，再经过水中的平面镜反射后恰好过P点。请画出：（1）经过凸透镜的折射光线；（2）进入水中的折射光线；（3）经平面镜后的反射光线。【答案】见解析。【解析】平行于主光轴的入射光线经过凸透镜折射后，折射光线过焦点，根据像与物体关于平面镜对称，画出P在平面镜中形成的像P'，连接FP'，与平面镜交于M点，FM是水中的折射光线，也是平面镜的入射光线，连接MP，可得经平面镜反射的反射光线，如图所示：3.已知黑箱内有一只凹透镜和一只平面镜．请在黑箱内画出完整的光路，填上光学仪器，并标明凹透镜焦点F的位置．【答案】如图所示：【解析】此题主要考查凹透镜的三条特殊光线，将此知识点与平面镜相结合，给此题增加了一定的难度，因此属于难题．根据凹透镜和平面镜对光线的作用结合图示光路解答．图中已给出了凹透镜的主光轴，且射出黑箱的光线平行于主光轴，则射向凹透镜的光线延长后过其焦点，所以，可以先利用平面镜反射光，光线再射向凹透镜，且这条光线延长后与凹透镜的主光轴相交．作法：画出射入黑箱的光线，在黑箱左侧适当位置垂直于主光轴画出平面镜，入射光线与平面镜的交点为入射点，垂直于平面镜作出法线，根据光在反射时反射角等于入射角作出反射光线；反射光线与射出黑箱的折射光线的延长线的交点为射向凹透镜的入射点，由此画出凹透镜，延长射向凹透镜的光线与主光轴的交点即为焦点F．四、实验探究题（本大题有3道小题，共30分）1．（10分）吴江小组进行“探究凸透镜成像规律”实验，如图所示，实验桌上备有带支架的蜡烛、光屏、一个凸透镜、平行光光源（接通电源后可发出平行光）、光具座等器材，他们进行了如下操作并得出了相关结论。(1)如图甲所示，让平行光光源正对着凸透镜照射，把光屏置于另一侧，改变光屏与凸透镜间的距离。直到光屏上出现一个最小最亮的光斑，测得凸透镜的焦距是______；(2)将蜡烛、透镜和光屏放在光具座上，并使烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在______；(3)吴江小组按照实验步骤做了四次实验，如图乙所示是第一次实验中蜡烛、透镜和光屏的位置。实验序号物距像距像的性质14013△22020倒立、等大的实像31340倒立、放大的实像46无正立、放大的虚像①吴江小组忘了记录第1次像的性质，表格中标有“△”的位置像的性质是______；②当烛焰从远处靠近透镜时，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应______透镜（选填“远离”或“靠近”）；③第4次实验中，光屏上接收不到像；在透镜的右侧观察，看到的像在透镜的______侧（选填“左”或“右”）。【答案】（1）10.0cm（2）同一高度（3）倒立缩小的实像远离左【解析】(1)由图可知，凸透镜在50.0cm处，光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点，此时光屏在60.0cm处，则凸透镜的焦距为10.0cm。(2)为了使像成在光屏中央应使烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在同一高度。(3)①第1次实验物距40cm大于二倍焦距由凸透镜成像规律可知，此时成倒立缩小的实像。②成实像像时，烛焰从远处靠近透镜时，即物距减小时，像距增大，光屏应远离透镜。③第4次实验中，物体在一倍焦距以内，成正立放大的虚像。所以在透镜的右侧观察，看到的像在透镜的左侧。2.（14分）理趣在探“透成的律”验：【答案】左，【解析】3.（6分）（2022贵阳）近视程度不同的同学需要佩戴焦距不同的眼镜。为了探究近视眼的矫正过程，组装如图甲所示的实验装置，其中“F”字样的光源代替可视物体，光屏模拟视网膜。选用如图乙所示的2号凸透镜模拟晶状体，打开“F”光源，调节各个元件的位置，直到光屏上呈现倒立缩小的清晰像，正常眼睛的视物模型便组装完成。请回答下列问题：（1）模拟近视眼视物情况，选择图乙中的_________（填序号）号透镜替代2号透镜安装在光具座上后，光屏上的像变模糊；（2）用如图丙所示