第五章透镜及其应用（单元测试）八年级物理上册（人教版）

第五章透镜及其应用单元测试姓名：班级：分数：（满分：100分时间：60分钟）题型选择题填空题作图题实验题综合题总计题数12933128小题分数362615176100分得分一、单项选择题（每题1分，共计36分）1．下列物体尺度最大的是（）A．太阳 B．月亮 C．地球 D．人造卫星【答案】A【详解】地球是太阳的行星，月亮和人造卫星都是地球的卫星，人造卫星比月亮小的多，所以，尺度最大的是太阳。所以选A。2．如图所示，关于近视眼和远视眼的说法正确的是（）

A．甲为远视眼，用凸透镜矫正B．乙为远视眼，用凹透镜矫正C．甲为近视眼，用凹透镜矫正D．乙为近视眼，用凸透镜矫正【答案】C【详解】图甲中的光线在视网膜前会聚，表示像成在视网膜的前方，因此表示的是近视眼，近视眼应该配戴凹透镜矫正；图乙中的光线在视网膜后方会聚，表示像成在视网膜的后方，因此表示的是远视眼，远视眼应该配戴凸透镜进行矫正；由此可知，C正确，ABD错误。所以选C。3．2023年5月11日，我国发射的天舟六号货运飞船与中国空间站组合体成功交会对接，如图所示。空间站组合体上的摄像机完整记录了交会对接过程。下列说法正确的是（

）A．光通过摄像机的镜头始终沿直线传播B．摄像机所成的像是实像C．摄像机的工作原理与投影仪的工作原理相同D．天舟六号靠近空间站组合体时，摄像机成的像逐渐变小

【答案】B。【详解】A．光在不均匀介质中传播时会发生偏折，因此光斜射入摄像机的镜头时传播方向会发生变化，故A错误；B．摄像机是根据物距大于二倍焦距成倒立缩小的实像制成的。故B正确；C．投影仪是根据凸透镜成倒立、放大的实像制成的，与摄像机的工作原理不同，故C错误；D．摄像机安装在空间站组合体上，当天舟六号靠近空间站组合体时，物距减小，则像距增大，像逐渐变大。故D错误。故选B。4．物理课上，同学们用凸透镜观察周围的物体，透过凸透镜不能看到的像是（）

A．正立放大的像 B．正立缩小的像C．倒立放大的像 D．倒立缩小的像【答案】B【详解】AB．当u＜f，成正立放大的虚像，故A不符合题意，B符合题意；C．f＜u＜2f，成倒立放大的实像，应用于幻灯机，故C不符合题意；D．当u>2f，成倒立缩小的实像,应用于照相机，故D不符合题意；故选B。5．关于显微镜和望远镜所成的像和所观察到的像，下列说法中正确的是（）A．用显微镜观察到的是虚像，用望远镜看到的是实像B．用显微镜观察到的是倒立、放大的实像C．目镜成的是虚像，物镜成的是实像D．显微镜的目镜成的是放大的实像，物镜成的是放大的虚像【答案】C【详解】CD．显微镜的物镜相当于投影仪，成倒立、放大的实像。目镜相当于放大镜，将物镜所成倒立的放大的实像再次放大，目镜所成的像为放大的虚像；望远镜物镜相当于照相机，成倒立、缩小的实像，这个实像正好落在目镜的焦点以内，目镜跟放大镜的成像原理相同，目镜将物镜成的缩小的实像放大，目镜所成的像是虚像。故D错误，C正确；AB．根据显微镜和望远镜的成像原理可知，最终通过目镜所观察到的都是虚像，故AB错误。故选C。6．小明从侧面透过球形的鱼缸看水中的金鱼时，看到的金鱼比实际的要大，可以用来解释这个现象的图是（）A

B

C

D

【答案】C【详解】小明从侧面透过球形的鱼缸看水中的金鱼时，鱼缸相当于凸透镜，看到的金鱼比实际的要大，成的是正立、放大的虚像，是折射现象。A．蜡烛透过小孔成像，属于光的直线传播现象，故A不符合题意；B．图中蜡烛经过平面镜成像，属于光的直线传播现象，故B不符合题意；C．眼睛透过凸透镜看到蜡烛正立、放大的虚像，是折射现象，故C符合题意；D．图中是凸透镜倒立、等大的实像，故D不符合题意。故选C。7．小明用自制的“水凸透镜”探究凸透镜成像规律，当蜡烛、“水凸透镜”和光屏位于如图所示的位置时，光屏上呈现烛焰清晰的像，下列说法错误的是（）

A．此时成像特点与投影仪的相同B．此时“水凸透镜”的焦距为15.0cmC．调节“水凸透镜”的厚度可改变其焦距D．蜡烛燃烧变短，光屏上的像会向上移动【答案】B【详解】A．由图可知，此时光屏上成倒立放大的实像，与投影仪成的像相同，所以A正确；B．由图可知此时物距u=15cm，像距v=29cm，光屏上成倒立、放大的实像，说明f＜15cm＜2f29cm＞2f所以此时水透镜的焦距7.5cm＜f＜14.5cm；所以B错误；C．可以向水透镜内注水和排水，通过调节“水凸透镜”的厚度去改变其焦距，故C正确；D．过凸透镜光心的光线沿直线传播，所以蜡烛燃烧变短后，则像向光屏上方移动，故D正确。故选B。8．如图所示，烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，该凸透镜的焦距为10.0cm，凸透镜的位置保持不变。以下说法正确的是（）

A．当蜡烛放在图中A区域时，光屏应放在图中D区域才可能呈现清晰的像B．蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，所成的像会逐渐变小C．若无论怎么移动光屏，在光屏上都找不到像，则蜡烛可能放在图中B区域D．若光屏上要得到一个放大的像，则蜡烛应该放在图中C区域【答案】B【详解】A．蜡烛放在图中A区域，即蜡烛在该透镜的两倍焦距以外，此时成倒立、缩小的实像，像在透镜另一侧的一倍焦距和两倍焦距之间，即图中的E区域，故A错误；B．凸透镜成实像时，物体离透镜越远，所成的实像越小，图中蜡烛位于该透镜的两倍焦距以外，成倒立、缩小的实像，所以蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，所成的实像会逐渐变小，故B正确；C．蜡烛放在图中B区域，即该透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，此时成倒立、放大的实像，像的位置在透镜另一侧的两倍焦距以外，即如果蜡烛放在图中B区域，则在图中的F区域的光屏上能找到像，故C错误；D．当蜡烛放在图中C区域，即该透镜的一倍焦距以内，此时成正立、放大的虚像，虚像是用光屏承接不到的，故D错误。故选B。9．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，光具座上各元件位置如图甲所示，此时在光屏上成一个清晰的像，则下列说法正确的是（）

A．图甲中凸透镜焦距可能为20cmB．若实验时有一只蚊子停在图甲的凸透镜上，则在光屏上能看到蚊子的像C．若保持凸透镜位置不变，对调蜡烛和光屏的位置，则可以在光屏上看到放大的像D．图乙中，在烛焰和凸透镜之间放置一眼镜，屏上原来清晰的像变得模糊了。现使光屏远离透镜，在光屏上又看到了清晰的像，则该眼镜片能矫正近视眼【答案】D【详解】A．因为u＜v，且成倒立放大的实像，说明2f＞u＞fu＝15cmv＝30cm＞2f即15cm＞f＞7.5cm；故A错误；B．若实验时有一只蚊子停在图甲的凸透镜上，此时物距小于焦距，根据u＜f时，成正立放大的虚像，即光屏上不能看到蚊子的像，故B错误；C．若保持凸透镜位置不变，对调蜡烛和光屏的位置，根据在光的折射中，光路是可逆的可知，依然能在光屏上得到清晰的像，互换前像距大于物距，互换后像距小于物距，根据凸透镜成像规律可知，可以在光屏上得到倒立缩小的实像，故C错误；D．图乙中，在烛焰和凸透镜之间放置一眼镜，屏上原来清晰的像变得模糊了；现使光屏远离透镜，在光屏上又看到了清晰的像，说明该眼镜对光线具有发散作用，会推迟光线会聚成像；近视眼睛是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用，可以矫正近视眼，故D正确。故选D。10．某照相机的镜头和底片之间的距离可在2~4cm之间调节。这台照相机是用下列哪一个透镜做镜头（）A．焦距为2cm的凸面镜 B．焦距为2cm的凹透镜C．焦距为2cm的凸透镜 D．焦距为4cm的凸透镜【答案】C【详解】照相机的工作原理是凸透镜成倒立缩小的实像，物距大于2f，像距在f~2f之间，某照相机的镜头和底片之间的距离可在2~4cm之间调节，则像距2f＞v＞f即2f1＞2cm＞f12f2＞4cm＞f2得出2cm＞f1＞1cm4cm＞f2＞2cm所以4cm＞f＞1cm故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。11．购物支付已进入“刷脸”时代，如图所示，消费者结账时只需站在距摄像头（相当于一个凸透镜）40cm~60cm的距离，经系统自动拍照、扫描等，确认相关信息后，即可完成交易。下列相关说法中（）

①摄像头成像特点与照相机相同②刷脸时，面部应位于摄像头的一倍焦距和二倍焦距之间③图中摄像头的焦距可能为15cm④若消费者逐渐远离摄像头，则她的像会逐渐变大A．只有②④正确 B．只有①④正确C．只有②③正确 D．只有①③正确【答案】D【详解】①从图中可以看到，消费者结账时只需站在距摄像头40cm~60cm的距离，并且是缩小的实像，根据凸透镜的成像规律，可知，这是倒立、缩小的实像，照相机也是这特点，所以摄像头成像特点与照相机相同，故①正确；②由①解析可知，摄像头成像特点与照相机相同，成倒立、缩小的实像，根据凸透镜的成像规律，可知，物距应该大于两倍焦距，即面部应位于摄像头的两倍焦距以外，故②错误；③假设图中摄像头的焦距为15cm，两倍焦距为30cm，消费者距摄像头的距离为40cm~60cm，消费者距摄像头的距离最小为40cm，这距离大于两倍焦距，成倒立、缩小的实像，符合题意，假设成立，图中摄像头的焦距可能为15cm，故③正确；④根据凸透镜的动态成像规律，物远像近像变小，若消费者逐渐远离摄像头，消费者与摄像头的距离增大，她的像会逐渐变小，故④错误；综上所述，①③正确，②④错误；故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。12．小明做“研究远视眼的矫正”实验时，他把凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看作眼睛的视网膜，烛焰看作眼睛观察的物体。小明拿一个远视眼镜放在凸透镜前，光屏上出现烛焰清晰的像，如图所示。而拿走远视眼镜则烛焰的像变得模糊，下列操作能使光屏上重新得到清晰像的是（）A．将光屏适当靠近凸透镜 B．将蜡烛适当靠近凸透镜C．同时将光屏和蜡烛适当靠近凸透镜 D．将光屏适当远离凸透镜【答案】D【详解】远视眼镜是凸透镜，对光有会聚作用，烛焰与凸透镜间放入远视眼镜，烛焰的光线先会聚了，再经凸透镜，光会提前会聚，则像距会变近，拿走远视眼镜后，蜡烛位置不变时，像距比有远视眼镜时大，即像后移了（像距变长了），此时应将光屏适当远离凸透镜；光屏位置不变时，应增大物距，才能使像前移到原来的光屏上，即应将蜡烛远离凸透镜，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。二、填空题（每空1分，共计26分）13．如图所示，某同学将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移动白纸，在距透镜10cm时白纸上出现一个最小、最亮的光斑，该凸透镜的焦距是cm。换成凹透镜再做这个实验，在纸上（选填“能”或“不能”）看到很小、很亮的光斑。

【答案】10，不能。【详解】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，这点是凸透镜的焦点。焦点到光心的距离是凸透镜的焦距；太阳光会聚在透镜另一侧10cm处，故凸透镜的焦距为10cm。换成凹透镜再做这个实验，凹透镜对光线具有发散作用，所以在纸上不能看到很小、很亮的光斑。14．在森林中旅游时，导游会提醒你，不要随意丢弃饮料瓶，这是由于下雨时瓶内灌了雨水后，相当于一个（选填“凸透镜”或“凹透镜”），太阳出来后，它对光线有作用，可能会引起森林火灾。【答案】凸透镜，会聚。【详解】因为瓶内灌了雨水后，瓶中水的形状是中间厚、边缘薄，符合凸透镜的形状特点，对光线有会聚作用，如果热量集中，会造成树叶燃烧，造成火灾。15．宇宙是一个（选填“有”或“无”）层次的天体结构系统，天文学中常用光年做（选填“时间”或“长度”）单位；在太阳系中，太阳是（选填“星系”、“恒星”或“星”）。【答案】有，长度，恒。【详解】宇宙是有层次结构的、物质形态多样的、不断运动发展的天体系统。光年是光在一年内通过的路程，天体之间相距遥远，天文学中常用光年做长度单位。在太阳系中，太阳自身能发光发热是恒星。16．如图所示，小丽从鱼缸侧面看鱼，发现所看到的鱼比真实的鱼要大一些，她思考抓住影响问题的主要因素是鱼缸；忽略影响问题的次要因素是等；建立模型，就可以解释鱼被放大的原因了。

【答案】中间厚边缘薄、透明，鱼缸的材质，凸透镜。【详解】由题意可知，装有水的圆形鱼缸在形状上具有中间厚边缘薄、透明的特点，因此，这是影响这个问题的主要因素，在分析时，忽略掉了影响问题的次要因素鱼缸材质等，从而构建凸透镜模型。17．小军同学上生物课时，用一透镜观察标本，如图所示，若该透镜的焦距为10cm，则标本到透镜的距离应（选填“大于”“等于”或“小于”）10cm。该透镜还可以应用于照相机中，此时所成的像是（选填“正立”或“倒立”）、缩小的（选填“实像”或“虚像”）。【答案】小于，倒立，实像。【详解】如图所示，观察到标本的像是一个正立的、放大的虚像，根据凸透镜成像的规律，此时的物距应小于焦距，即标本到透镜的距离应小于10cm。照相机成像的工作原理是物距大于2倍的焦距，根据凸透镜成像的规律，此时所成的像应为倒立、缩小的实像。18．如图所示，纸筒A的一端蒙有一层半透明纸，纸筒B的一端嵌了一个凸透镜，两纸筒套在一起组成了一个照相机模型。为了在A端得到清晰的像，调整A、B间的距离，这时（选填“A”或“B”）端朝着明亮的室外看才能看清像；当看近处的景物时很清楚，再看远处的景物时就应该使A、B间的距离变（选填“大”或“小”）。【答案】B，小。【详解】模型照相机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像工作的，凸透镜成实像时，物像在凸透镜的异侧，像成在半透明纸上，为了得到清晰的像，成像的物体就应该在明亮的地方，所以把B端朝向明亮的室外看才能看清像。凸透镜成实像时，物远像近像变小，当看近处的景物时很清楚，再看远处的景物时，物距变大，像距应该变小，所以应该减小A、B间的距离。19．显微镜镜筒的两端各由一组凸透镜组成，它的目镜的作用相当于（填光学仪器名称），使物体成正立、（选填“放大”或“缩小”）的虚像；幻灯机是利用透镜工作的，为了使观众看到正立的像，幻灯片要（选填“正着”或“倒着”）插入架上。【答案】放大镜，放大，凸，倒着。【详解】显微镜物镜和目镜都是凸透镜，靠近眼睛的凸透镜叫做目镜，靠近物体的凸透镜叫做物境；把标本放在物镜的二倍焦距和一倍焦距之间，这样得到一个倒立、放大的实像，相当于一个投影仪；目镜与物镜所称像之间的距离小于一倍焦距，成正立的、放大的虚像，相当于一个放大镜。幻灯机的镜头是一个凸透镜。放映时，幻灯片位于凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间，此时凸透镜成的是一个倒立放大的实像，所以为了使观众看到正立的像，幻灯片要倒着放。20．显微镜和望远镜都是由物镜和目镜组成。显微镜的物镜相当于________的镜头，望远镜的物镜相当于_________的镜头，都是成倒立的实像；而显微镜和望远镜的目镜都相当于一个______，都成正立的虚像（均选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜"）。【答案】照相机；投影仪；放大镜。【详解】显微镜的物镜相当于幻灯机的镜头，望远镜的物镜相当于照相机的镜头，都是成倒立的实像，而显微镜和望远镜的目镜都相当于一个放大镜，都成正立的虚像。21．人眼能不能看清一个物体，物体对我们所成的视角的大小十分重要。望远镜物镜所成的像虽然比远方物体小，但由于它离我们的眼睛很近，再加上_____镜的放大作用，视角就可以变得很_____了。现代天文望远镜力求把物镜的口径做得很_____，比我们眼睛的瞳孔大得多，就可以_____更多的光，以求观测到更暗的星。【答案】目，大，大，会聚。【详解】使用望远镜观察远处的物体，物体在物镜镜头的两倍焦距以外，此时物体经物镜（凸透镜）成倒立缩小的实像，所成的像虽然比远方物体小，但由于它离我们的眼睛很近，再加上此时成的像在目镜的镜头的一倍焦距以内，经过物镜成像再次被放大成虚线，所以视角就变得很大了。现代天文望远镜力求把物镜的口径加大，这样可以会聚更多的光，使成的像更加明亮，以求观测到更暗的星体。三、作图题（每小题3分，共计15分）22．（1）请在图中画出两条入射光线经过凸透镜后的折射光线．【答案】见右图。【详解】通过凸透镜光心的光线方向不变；由通过凸透镜焦点的光线经折射后，折射光线平行于主光轴射出，如图所示。（2）如图所示，请完成光线通过透镜后的光路。【答案】见右图。【详解】过凹透镜光心的光线传播方向不改变，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点，如图所示。23.（1）请在虚线方框内画出能矫正该眼睛视力的透镜。【答案】见右图。【解析】由图可知，物体成像在视网膜的后方，因此是远视眼，要其矫正方法是在眼睛前面佩戴一个合适的凸透镜，使得像前移，如图所示。（2）如图所示，在眼睛的构造图中上，用两条光线画出近视眼睛的示意图。【答案】见右图。【详解】近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强，使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方，如图所示。24．图中L为凸透镜，MN为其主光轴，O为光心，若物体AB经凸透镜成的实像为A'B'，试用作图的方法确定凸透镜的一个焦点F，并在图中标出F的位置．【答案】见下图。【详解】根据凸透镜成像原理，过光心的光传播方向不变，因此A和像点的连线过光心，过A点的与主光轴的平行光线过凸透镜后会聚与焦点，与过光心的光线交点即A的像点．如图所示：四、实验题（每空1分，共17分）25．小云同学学习了透镜、眼睛和眼镜的知识之后，利用水透镜模拟了眼睛看物体的过程，如图甲，眼睛的结构如图乙。

（1）正常人眼看远近不同物体时能实现自动变焦使物体在视网膜上成一个倒立的、的实像，与该成像特点相同的光学仪器是（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）；（2）小云移动蜡烛、水透镜和光屏至图甲所示位置时，恰能在光屏上看到清晰的像。将蜡烛再向左移动一段距离，发现光屏上的像变模糊，此过程可模拟眼（选填“近视”或“远视”）成因；此时，若要在光屏上得到清晰的像须向水透镜内适量的水（选填“注入”或“抽出”）。【答案】（1）缩小，照相机；（2）近视，抽出。【详解】（1）人眼看物体时，晶状体相当于凸透镜，物距大于二倍焦距，在视网膜上成一个倒立、缩小的实像，照相机的成像原理与此相同。（2）由图甲可知，此时物距大于像距，成倒立、缩小的实像，将蜡烛再向左移动一段距离时，此时物距变大，若使像成在光屏上，光屏应向左移动，而题意中光屏不动，则光屏上的像变模糊，即成像点落在光屏左方，相当于近视眼的成因。若要在光屏上得到清晰的像，需使水透镜的会聚能力减弱，使成像点落在光屏上，须向水透镜内抽水，使水透镜变薄一些，会聚能力减弱。26．如图甲所示，A、B（或C、D）两个凸透镜的制造材料不同，球形表面的弯曲程度相同；A、C两个凸透镜的制造材料相同，球形表面的弯曲程度不同。（1）探究凸透镜的焦距与其制造材料的关系时，应选取两个凸透镜进行实验；目的是控制等因素相同，仅改变。（2）探究凸透镜的焦距与透镜球形表面弯曲程度的关系时，应选取两个凸透镜；让与主光轴平行的光通过两个凸透镜后，会聚于焦点处（图乙），由此得到的结论是：。【答案】（1）A、B（或C、D），球形表面的弯曲程度，材料。（2）A、C，材料相同的凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越小。【详解】（1）实验时要采用控制变量的方法，所以要研究凸透镜的焦距大小与材料的关系，必须控制两个凸透镜球形表面弯曲程度相同，而材料不同，所以应该选用A、B（或C、D）。（2）要探究凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系，应选择材料相同而透镜球形表面弯曲程度不同的透镜做实验，所以应选A、C。如图乙所示，比较两次实验的现象，可以得到的结论是：相同材料的凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越小。27．某实验小组进行探究凸透镜成像的实验，操作如下：

（1）实验前，调整烛焰和光屏的中心与凸透镜的光心在_________；（2）正确测出凸透镜的焦距f，当物距u<f时，烛焰成正立放大虚像；当u=f时，（填“能”或“不能”）观察到烛焰的像；当u>f时，烛焰成（填“正立实像”、“正立虚像”、“倒立实像”或“倒立虚像”）。同学们分析得出：像的虚实由大小关系决定；（3）当蜡烛、凸透镜和光屏处于图甲所示位置时，恰好在光屏上成清晰的像，此时光屏上所成像的特点与（填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”）原理相同；（4）若仅将图甲中凸透镜换成焦距相同直径较小的凸透镜，光屏上所成的像与原来相比（填“变小”、“变暗”或“变不完整”）了；（5）若仅将图甲中凸透镜换成直径大小相同、焦距稍小的凸透镜，则需将光屏（填“向左”或“向右”）移动才能成清晰的像；（6）如图乙所示，凸透镜的焦距为10cm，保持光屏位置不变，让蜡烛和凸透镜分别以4cm/s和2cm/s的速度，同时沿光具座匀速向左运动，经过2.5s，光屏上成清晰（填“放大”、“等大”或“缩小”）的像。【答案】（1）同一高度；（2）不能，倒立实像，物距；（3）投影仪；（4）变暗；（5）向左；（6）等大.【详解】（1）实验前，调整烛焰和光屏的中心与凸透镜的光心在同一高度。（2）根据凸透镜成像规律可知，正确测出凸透镜的焦距f，当物距u<f时，烛焰成正立放大虚像；当u=f时，不能观察到烛焰的像；当u>f时，烛焰成倒立实像；分析得出：像的虚实由物距大小关系决定。（3）像距大于物距，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，此时光屏上所成像的特点是倒立放大的实像，与投影仪原理相同。（4）用另一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜，替代原来的凸透镜再次实验，成像大小不会变化，但经凸透镜的光线变少，所成的像与原来的像相比，比原来暗。（5）如果将凸透镜换成镜面直径相同、但焦距稍小的凸透镜，比起原来就相当于将物距变大了，那么像距就要减小，像变小；光屏要靠近凸透镜，即向左移动。（6）由乙图可知，原物距u=15cm，像距v=15cm，保持光屏位置不变，让蜡烛和凸透镜分别以4cm/s和2cm/s的速度，同时匀速向左运动，则经过2.5s时，物距为u′=15cm+（4c