專題5.11《透鏡及其應(yīng)用》單元核心素養(yǎng)綜合達(dá)標(biāo)測試題（解析版）

學(xué)而優(yōu)教有方-2024學(xué)年度物理八年級(jí)上冊同步（拓展）學(xué)講練測大講義（人教版通用）第五章透鏡及其應(yīng)用專題5.11《透鏡及其應(yīng)用》單元核心素養(yǎng)綜合達(dá)標(biāo)測試題滿分100分，答題時(shí)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(jìn)入“刷臉”時(shí)代，消費(fèi)者結(jié)賬時(shí)只需面對攝像頭，經(jīng)系統(tǒng)自動(dòng)拍照掃描等，確認(rèn)相關(guān)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(dāng)于凹透鏡B.攝像頭成像特點(diǎn)與照相機(jī)相同C.“刷臉”時(shí)，面部位于攝像頭兩倍焦距以內(nèi)D.“刷臉”時(shí)，面部經(jīng)攝像頭成正立、縮小的實(shí)像【答案】B【解析】A．?dāng)z像頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，凸透鏡對光有會(huì)聚作用，故A錯(cuò)誤；B．光通過攝像頭成倒立、縮小的實(shí)像，跟照相機(jī)的成像特點(diǎn)相同，故B正確；C．當(dāng)u>2f時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像，因此，“刷臉”時(shí)，面部位于攝像頭兩倍焦距以外，故C錯(cuò)誤；D．“刷臉”時(shí)，面部經(jīng)攝像頭成倒立、縮小的實(shí)像，故D錯(cuò)誤。2．關(guān)于透鏡，下列說法正確的是（）A．遠(yuǎn)視眼的人佩戴的眼鏡是凹透鏡B．照相機(jī)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(zāi)，是因?yàn)榈V泉水瓶相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，能會(huì)聚陽光【答案】D【解析】A．遠(yuǎn)視眼像成在視網(wǎng)膜的后方，應(yīng)佩戴凸透鏡進(jìn)行矯正，故錯(cuò)誤；B．照相機(jī)在使用時(shí)物距大于二倍焦距，成倒立縮小的實(shí)像，故錯(cuò)誤；C．投影儀在使用時(shí)物距位于一倍焦距和二倍焦距之間，成倒立放大的實(shí)像，故錯(cuò)誤；D．丟棄的礦泉水瓶與瓶內(nèi)剩余的水組成一個(gè)中間厚邊緣薄的的凸透鏡，能會(huì)聚陽光，容易引起火災(zāi)，故正確。3．在探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)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(dòng)，光屏上可成清晰的像，該成像規(guī)律應(yīng)用在照相機(jī)上C．在貼近凸透鏡的左側(cè)放置一眼鏡片，只向左移動(dòng)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(dòng)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(gè)清晰等大的實(shí)像，則有解得故A錯(cuò)誤；B．將蠟燭和光屏都向右移動(dòng)，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(shí)像，投影儀就是利用該原理制成的，故B錯(cuò)誤；C．貼近凸透鏡的左側(cè)放置一眼鏡片，只向左移動(dòng)光屏，說明透鏡對光線有會(huì)聚作用，在光屏上成清晰縮小的像，故C錯(cuò)誤；D．用f＝15cm的凸透鏡替換圖中透鏡，u＝20cm，則f＜u＜2f，此時(shí)成倒立、放大的實(shí)像，像距大于2倍焦距，向右移動(dòng)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(dòng)的脈搏清晰可感。周末，游人如織，小張拿出手機(jī)留影紀(jì)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(shí)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?yàn)樗枪庠碆.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(shí)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(jìn)入人眼形成的像，故A錯(cuò)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(cuò)誤；C．小張?jiān)诤谄翣顟B(tài)下通過屏幕看到了身后游人的像，是游人反射的光經(jīng)過手機(jī)屏幕反射形成的，屬于平面鏡成像；小張?jiān)谂恼諘r(shí)通過屏幕看到了“城市之眼”的像，是“城市之眼”反射的光經(jīng)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?jiān)谂恼諘r(shí)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(cè)，根據(jù)凸透鏡的成像規(guī)律可知此時(shí)成的是實(shí)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(yīng)該與照相機(jī)成像原理相同，而照相機(jī)成的是倒立縮小的實(shí)像，屏幕上正立的像是通過手機(jī)內(nèi)電子器件的進(jìn)一步轉(zhuǎn)換形成的，故D錯(cuò)誤。故選C。5.全國多地在歡迎援鄂抗疫英雄凱旋時(shí)舉行了“飛機(jī)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(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，像成在照相機(jī)的底片上，下列說法正確的是()A.所成的像是縮小的實(shí)像 B.所成的像是縮小的虛像C.所成的像是放大的實(shí)像 D.所成的像是放大的虛像【答案】A【解析】照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，此時(shí)飛機(jī)很遠(yuǎn)，物距大于二倍焦距，凸透鏡成倒立、縮小的實(shí)像，A正確，BCD錯(cuò)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(dòng)，將蠟燭移至40cm刻度處，移動(dòng)光屏，在光屏上能觀察到（）A．倒立、縮小的實(shí)像 B．倒立、放大的實(shí)像 C．正立、放大的實(shí)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(shí)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(jié)合四個(gè)選項(xiàng)，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(gè)透鏡，屬于凸透鏡的有______，屬于凹透鏡的有______（兩空均填編號(hào)）?！敬鸢浮竣冖邰佗堋窘馕觥恐虚g厚，邊緣薄的透鏡叫凸透鏡，如圖所示的四個(gè)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(gè)透鏡，屬于凹透鏡的有①④。2.（2022廣西北部灣）在較暗的室內(nèi)，手持一個(gè)凸透鏡，在白墻和點(diǎn)燃的蠟燭間移動(dòng)（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(jù)這個(gè)原理可制成______（選填“照相機(jī)”或“投影儀”）。【答案】倒立照相機(jī)【解析】手持一個(gè)凸透鏡，在白墻和點(diǎn)燃的蠟燭間移動(dòng)（離墻近些），此時(shí)物距大于像距，若能在墻上成像，則成倒立、縮小的實(shí)像。照相機(jī)成的像是倒立、縮小的實(shí)像，投影儀成的像是倒立、放大的實(shí)像，所以根據(jù)這個(gè)原理可制成照相機(jī)。3．小明同學(xué)用一個(gè)凸透鏡觀察洗手液的商標(biāo)，成像情況如圖甲，若想再看到倒立、放大的像，應(yīng)將凸透鏡向______移動(dòng)，圖乙的成像原理可應(yīng)用于______。（選填“照相機(jī)”或“放大鏡”【答案】遠(yuǎn)離商標(biāo)的方向照相機(jī)【解析】圖甲成正立，放大的虛像，此時(shí)若想再看到倒立、放大的像增大物距，因此應(yīng)將凸透鏡向遠(yuǎn)離商標(biāo)的方向移動(dòng)。圖乙的成像，成倒立縮小的實(shí)像，應(yīng)用是照相機(jī)。4．在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，將凸透鏡正對著太陽，在距凸透鏡15cm處得到一個(gè)最小、最亮的光斑，則該凸透鏡的焦距為cm；若將一個(gè)物體放在此透鏡前40cm處，可在透鏡另一側(cè)光屏上得到一個(gè)倒立（選填“放大”、“等大”或“縮小”）的實(shí)像?！敬鸢浮?5；縮小?！窘馕觥繉⒁粋€(gè)凸透鏡正對太陽，可在距凸透鏡15cm處得到一個(gè)最小、最亮的光斑。可知蠟燭正好放在凸透鏡的焦點(diǎn)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(shí)像。5.小金同學(xué)由于經(jīng)常玩手機(jī)，近期發(fā)現(xiàn)視力嚴(yán)重下降，經(jīng)眼科醫(yī)生檢查小金看物體的像成在視網(wǎng)膜之前方，則小金被確診為_____視眼，應(yīng)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(yuǎn)處的東西，即是由于晶狀體太厚，其折光能力太強(qiáng)，或眼球的前后方向太長，使得像成在視網(wǎng)膜的前方造成的，所以小金看物體的像成在視網(wǎng)膜之前方，則小金被確診為近視眼，若想使得像成在視網(wǎng)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(guān)眼睛的示意圖，遠(yuǎn)視眼是圖，遠(yuǎn)視眼矯正是圖。【答案】??；乙?！窘馕觥垦劬Φ木铙w相當(dāng)于凸透鏡；甲圖中像呈在視網(wǎng)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(huì)聚，如丙圖。丁圖中像呈在視網(wǎng)膜的后方，是遠(yuǎn)視眼模型，應(yīng)佩戴會(huì)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(diǎn)燃的蠟燭放置在光具座上10cm刻度線處，移動(dòng)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(shí)像，這一原理應(yīng)用在（選填“照相機(jī)”“幻燈機(jī)”或“放大鏡”）上?！敬鸢浮康沽?；縮小；照相機(jī).【解析】由題可知此時(shí)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(shí)像，照相機(jī)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(jīng)過凸透鏡后的光路圖?！敬鸢浮恳娊馕觥！窘馕觥窟^光心的光線經(jīng)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(diǎn)，水中有一平面鏡。一束與水面平行的光線經(jīng)凸透鏡折射后進(jìn)入水中，再經(jīng)過水中的平面鏡反射后恰好過P點(diǎn)。請畫出：（1）經(jīng)過凸透鏡的折射光線；（2）進(jìn)入水中的折射光線；（3）經(jīng)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(jīng)過凸透鏡折射后，折射光線過焦點(diǎn)，根據(jù)像與物體關(guān)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(diǎn)，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(jīng)平面鏡反射的反射光線，如圖所示：3.已知黑箱內(nèi)有一只凹透鏡和一只平面鏡．請?jiān)诤谙鋬?nèi)畫出完整的光路，填上光學(xué)儀器，并標(biāo)明凹透鏡焦點(diǎn)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(shí)點(diǎn)與平面鏡相結(jié)合，給此題增加了一定的難度，因此屬于難題．根據(jù)凹透鏡和平面鏡對光線的作用結(jié)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(diǎn)，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(cè)適當(dāng)位置垂直于主光軸畫出平面鏡，入射光線與平面鏡的交點(diǎn)為入射點(diǎn)，垂直于平面鏡作出法線，根據(jù)光在反射時(shí)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(diǎn)為射向凹透鏡的入射點(diǎn)，由此畫出凹透鏡，延長射向凹透鏡的光線與主光軸的交點(diǎn)即為焦點(diǎn)F．四、實(shí)驗(yàn)探究題（本大題有3道小題，共30分）1．（10分）吳江小組進(jìn)行“探究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)，如圖所示，實(shí)驗(yàn)桌上備有帶支架的蠟燭、光屏、一個(gè)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(jìn)行了如下操作并得出了相關(guān)結(jié)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(cè)，改變光屏與凸透鏡間的距離。直到光屏上出現(xiàn)一個(gè)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?fàn)T焰、透鏡和光屏三者的中心大致在______；(3)吳江小組按照實(shí)驗(yàn)步驟做了四次實(shí)驗(yàn)，如圖乙所示是第一次實(shí)驗(yàn)中蠟燭、透鏡和光屏的位置。實(shí)驗(yàn)序號(hào)物距像距像的性質(zhì)14013△22020倒立、等大的實(shí)像31340倒立、放大的實(shí)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(zhì)，表格中標(biāo)有“△”的位置像的性質(zhì)是______；②當(dāng)燭焰從遠(yuǎn)處靠近透鏡時(shí)，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應(yīng)______透鏡（選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）；③第4次實(shí)驗(yàn)中，光屏上接收不到像；在透鏡的右側(cè)觀察，看到的像在透鏡的______側(cè)（選填“左”或“右”）?！敬鸢浮浚?）10.0cm（2）同一高度（3）倒立縮小的實(shí)像遠(yuǎn)離左【解析】(1)由圖可知，凸透鏡在50.0cm處，光屏上出現(xiàn)一個(gè)最小最亮的光斑即為凸透鏡的焦點(diǎn)，此時(shí)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(yīng)使?fàn)T焰、透鏡和光屏三者的中心大致在同一高度。(3)①第1次實(shí)驗(yàn)物距40cm大于二倍焦距由凸透鏡成像規(guī)律可知，此時(shí)成倒立縮小的實(shí)像。②成實(shí)像像時(shí)，燭焰從遠(yuǎn)處靠近透鏡時(shí)，即物距減小時(shí)，像距增大，光屏應(yīng)遠(yuǎn)離透鏡。③第4次實(shí)驗(yàn)中，物體在一倍焦距以內(nèi)，成正立放大的虛像。所以在透鏡的右側(cè)觀察，看到的像在透鏡的左側(cè)。2.（14分）理趣在探“透成的律”驗(yàn)：【答案】左，【解析】3.（6分）（2022貴陽）近視程度不同的同學(xué)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(shí)驗(yàn)裝置，其中“F”字樣的光源代替可視物體，光屏模擬視網(wǎng)膜。選用如圖乙所示的2號(hào)凸透鏡模擬晶狀體，打開“F”光源，調(diào)節(jié)各個(gè)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(hào)）號(hào)透鏡替代2號(hào)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