第五章《透镜及其应用》自我评估
（满分：100分）
一、单项选择题（每小题3分，共30分）
1．下列光学器件中，对光起发散作用的是（ ）
A．平面镜 B．放大镜 C．潜望镜 D．近视眼镜
2．如图1所示，将凸透镜正对一束水平激光放置，在透镜右侧竖直的光屏上观察到一光斑。若只移动凸透镜，下列关于光斑移动情况判断正确的是（ ）
A．竖直向上移动时，光斑向上移动
B．竖直向上移动时，光斑向下移动
C．水平向左移动时，光斑向上移
D．水平向左移动时，光斑不会移动
3．要使光线发生如图2所示的偏折，则可使用的光学元件是（ ）
A．一定是平面镜 B．一定是凸透镜
C．一定是凹透镜 D．三者均有可能
4．如图3是小贺参观博物馆时观察到的一件展品，展品的上方有一个透镜，透过它能看到展品放大的像，下列说法正确的是（ ）
A．展台上放置的是凹透镜
B．通过该透镜所成的像是正立的虚像
C．该成像原理与投影仪相同
D．展品放置在透镜的二倍焦距之外
5．将一只玩具鹦鹉（如图4甲所示）紧靠凸透镜，然后渐远离透镜的过程中，通过凸透镜观察到三个不同的像（如图乙所示），以下说法正确的是（ ）
A．三个像中a、c是实像 B．三个像中a、c是虚像
C．三个像出现的先后顺序是c、b、a D．三个像出现的先后顺序是c、a、b
6．如图5为酒店机器人，可以实现面部识别功能。下列说法正确的是（ ）
A．机器人摄像头的镜头相当于凹透镜
B．机器人摄像头所成的像是倒立、放大的实像
C．摄像头成像的条件是客人与摄像头的距离大于二倍焦距
D．当机器人走近客人时，其摄像头所成客人的像会变小
7．如图6所示，这是一张利用视觉错位技术一次拍摄而成的创意毕业照片。拍摄时学生到镜头的距离为s1，手到镜头的距离为s2，则s1和s2的大小关系是（ ）
A．s1＞s2 B．s1=s2
C．s1＜s2 D．无法判断
8．探究“凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图7所示，此时在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法正确的是（ ）
A．凸透镜的焦距为15cm
B．要在光屏上得到更大的清晰像，需将蜡烛向右移，光屏向左移
C．蜡烛和光屏位置不动，只将凸透镜向左移到35cm处，光屏上可再次得到清晰的像
D．在凸透镜和蜡烛之间放一“近视镜片”，需将光屏向左移，才能得到清晰的像
9．如图8所示，小明同学取两个焦距不同的放大镜，一只手握住一个，调整两个放大镜间的距离，可以看清远处的高楼大厦。以下说法错误的是（ ）
A．靠近眼睛的镜片，对光线有会聚作用
B．远处的镜片，成的是正立放大像
C．靠近眼睛的镜片，其作用相当于一个放大镜
D．远处的镜片，直径比我们眼睛的瞳孔大得多，这样可以会聚更多的光
10．为满足特殊人群的需求，有一种眼镜的镜片可以改变（如图9甲），它的改变是通过在透明的薄膜中注入或抽出光学液体来实现。图乙是小华看远处物体时的成像情况，下列有关说法正确的是（ ）
A．镜片Ⅰ可用于制作照相机的镜头
B．继续往镜片Ⅱ中注入液体，其焦距将变小
C．小华患有近视眼，需配戴合适的镜片Ⅱ进行矫正
D．小华患有远视眼，需配戴合适的镜片Ⅰ进行矫正
二、填空题（每空2分，共28分）
11．矿井中所使用的矿灯（如图10），优点是光柱射出去后非常集中，几乎相当于平行光，要使小灯泡发出的光变成平行光，则该灯头的镜头镜片应选择________（选填“凸透镜”或“凹透镜”），小灯泡应放在该透镜的________位置上。
12．如图11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 “实”或“虚”）像。
13．探究凸透镜成像规律的实验中，蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图12所示，光屏上恰好成清晰的像，该像是倒立、________（选填“缩小”、“等大”或“放大”）的实像，此凸透镜的焦距是________cm。凸透镜和光屏位置不动，将蜡烛远离凸透镜，给凸透镜“戴上”合适的________镜，可再次获得清晰的像。
14．有一种望远镜是由两组透镜组成的，靠近眼睛的叫目镜，靠近被观测物体的叫物镜。目镜和物镜都是________（选填“凸”或“凹”）透镜，物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成一个倒立、________（选填“缩小”、“等大”或“放大”）的实像。
15．善于观察的小明发现张老师上课时，观察远处的同学要摘下眼镜，而看近处的课本时，又要戴上眼镜。这样频繁地戴上摘下眼镜非常不方便。张老师的眼睛属于________（选填“近视眼”或“远视眼”）。应戴用________（选填“凸透镜”或“凹透镜”）制成的眼镜加以矫正。如图13所示是一种新型眼镜，这种眼镜的镜片分上下两个区，A区厚薄均匀，B区可以矫正视力。张老师戴上这种眼镜就可以通过________（选填“A区”或“B区”）看远处同学，再不需要频繁地戴上摘下眼镜了。
16．【新考法·学科内综合】光刻技术是现代集成电路制作的关键一环，其原理示意图如图14所示，纳米级集成电路“雕刻”时，透过镂空掩膜的紫外线通过缩图透镜后在硅片上成倒立、________（选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像；当将镂空掩膜远离缩图透镜时，调整硅片位置，硅片上所成的清晰的像会________（选填“变大”或“变小”）。
三、作图题（17题2分，18题2分，共4分）
17．如图15所示，请分别画出AB的入射光线和CO的折射光线。
18．如图16所示，请画出图中由发光点S发出的两条光线经过凸透镜后的折射光线，并确定发光点S的像点（在图中用S'标出来）。
三、实验探究题（19题6分，20题6分，21题6分，共18分）
19．【新考法·科学推理】小华利用太阳光测量凸透镜的焦距。
（1）如图17所示，一束平行于凸透镜主光轴的太阳光经过凸透镜后，在白纸屏上形成了一个最小、 最亮的光斑，由图可知，该凸透镜的焦距是________cm。
（2）测量焦距后，小华又将凸透镜正对着太阳，把火柴头放在凸透镜焦点处，一段时间后火柴会被点燃。他想探究不同的透镜对火柴的点燃效果有什么不同，和同学们讨论后，他们提出了以下3种猜想：
猜想1：凹透镜也能点燃火柴。
猜想2：点燃火柴的快慢与凸透镜的焦距有关。
猜想3：点燃火柴的快慢与凸透镜的直径有关。
①根据所学知识，他们经过讨论，判断猜想1是错误的，依据是_________________________。
②为验证猜想2，他们选用________的凸透镜进行多次实验。实验中记录到火柴被点燃的时间基本相等，这说明猜想2是________（选填“正确”或“错误”）的。
③在验证猜想2后，因器材不足，他们直接选用直径和焦距都不等的凸透镜进行多次实验来验证猜想3，该实验________（选填“能”或“不能”）验证猜想3是否正确，理由是________________________________。
20．小明用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律。
（1）小明同学将蜡烛、凸透镜、光屏随意固定在光具座上，点燃蜡烛后，沿光具座无论怎样移动光屏，在光屏上始终得不到烛焰的像，原因可能是___________________（写出一种即可）。
（2）重新调整后，将蜡烛、凸透镜固定在光具座上，如图18甲所示，移动光屏后得到烛焰清晰完整的像，该像是倒立、________（选填“放大”或“缩小”）的实像。
（3）接下来保持蜡烛和光屏的位置不动，将凸透镜向蜡烛方向移动，光屏上再次出现了一个倒立、________（选填“放大”或“缩小”）的清晰实像，与这种成像原理一致的光学仪器是________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜）。
（4）当光屏上出现烛焰清晰的像时，如果用遮光板挡住透镜的上半部分，那么我们观察光屏时，将会在光屏上看到________。
A．烛焰像的下半部分 B．烛焰像的上半部分
C．烛焰完整的像，像的亮度变暗 D．烛焰完整的像，像的亮度不变
（5）某小组实验时对图甲中的装置进行了改进，将蜡烛换成带有“F”形LED灯的光源，光屏贴上方格纸，如图乙所示，请写出改进后的一个优点：__________________。
21．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19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。
（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）用如图丙所示的水透镜模拟近视眼矫正视力。应将水透镜置于光具座上的________（选填“A”、“B”或“C”）点，缓慢调节水透镜中的水量，当水透镜形成焦距合适的________透镜时，光屏上呈现清晰的像，近视眼的成像情况得到改善。
（3）更换焦距更小的凸透镜模拟近视程度更严重的眼睛晶状体，为了改善视网膜上的成像情况，实验时需要用注射器________（选填“抽取”或“注入”）适量水。
（4）根据上述实验，近视程度更严重的同学应选择焦距________（选填“更大”或“更小”）的透镜来矫正，请结合透镜对光的作用来分析选择的理由：________________
_________________________________________________。
四、简答题（22题8分，23题12分，共20分）
22．如图20所示，小明利用凸透镜成像原理来研究电影放映时银幕上的影像情况。
（1）进入影院，小明发现银幕表面较为粗糙，观众在不同位置都可以看到银幕上的影像，这是因为光在银幕上发生了________反射。
（2）小明在银幕上看到了清晰的影像，这个影像相对于胶片上的图案是________（选填“正立”或“倒立”）的。同时，影像又是放大的，是因为胶片放在了距离镜头（ ）
A．一倍焦距以内 B．一倍焦距到二倍焦距之间
C．二倍焦距以外 D．二倍焦距处
（3）放映过程中影像大小超出了银幕边界，要使影像缩小到银幕范围且仍然清晰，在放映机镜头________（选填“靠近”或“远离”）银幕的同时，还要将胶片到镜头的距离调________（填“大”或“小”）一些。
（4）若将放映机中的凸透镜换成焦距相同、镜面较小的凸透镜，在放映时，银幕上所成的像与原来的像比较是（ ）
A．变小 B．变大 C．变暗 D．变亮
23．阅读短文，回答问题。
眼镜的度数
透镜焦距f的长短标志着折光本领的大小。焦距越短，折光本领越大。通常把透镜焦距的倒数叫做透镜焦度，用Φ表示，即Φ=。
如果某透镜的焦距是0.5m，它的焦度就是Φ==2m-1。
如果远视很严重，眼镜上凸透镜的折光本领应该大一些，透镜焦度就要大一些。平时说的眼镜片的度数，就是镜片的透镜焦度乘100的值。例如，100度远视镜片的透镜焦度是1m-1，它的焦距是1m。
凸透镜（远视镜片）的度数是正数，凹透镜（近视镜片）的度数是负数。
（1）若甲、乙两个凸透镜的焦距分别为0.5m和2m，则这两个凸透镜中，________（选填“甲”或“乙”）凸透镜的折光本领更大，________（选填“甲”或“乙”）凸透镜做成的眼镜的度数更大。
（2）某同学的眼镜装有-200度的镜片，可知该眼镜是________（选填“凸”或“凹”）透镜，该同学的眼睛是________（选填“近视”或“远视”）眼，该眼镜的焦距是________。
（3）为了保护视力，请提出一条有效措施：________________________。
第五章《透镜及其应用》自我评估
参考答案：
一、单项选择题
1．D
解析：平面镜能改变光的传播路线；放大镜是凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用；潜望镜是利用了平面镜改变光的传播路线的作用；近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用。
2．A
解析：将凸透镜正对一束水平激光放置，在透镜右侧竖直的光屏上观察到一光斑，当竖直向上移动凸透镜时，凸透镜的光心向上移动，焦点的位置也向上移动，则光斑会向上移动；当水平向左移动凸透镜时，凸透镜的光心、焦点的位置在竖直方向没有变化，只在水平方向改变，则光斑在竖直方向的位置不变，只会变大或者变小。
3．D
解析：从下面的光路图可以看出，凸透镜、平面镜、凹透镜都可使光的方向发生图中的改变。
4．B
解析：如图所示是小贺参观河南博物馆时观察到的一件展品，展品的上方有一个透镜，透过它能看到展品放大的像，所以展台上放置的是凸透镜；由题意可知，成的是正立、放大的虚像，该成像原理与放大镜相同，展品放置在透镜的一倍焦距之内。
5．D
解析：玩具鹦鹉紧靠凸透镜，说明物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像c，且在一倍焦距远离凸透镜的过程中，看到的像逐渐变大；当大于一倍焦距时，成倒立的放大的实像a，继续远离当物距大于二倍焦距成倒立、缩小的实像b；所以三个像的顺序为c、a、b。
6．C
解析：机器人的摄像头与照相机的镜头相同，都是凸透镜制成的；根据凸透镜成像的特点，摄像头成像的原理是当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，因此客人与摄像头的距离大于二倍焦距；根据“成实像时，物近像远像变大”可知，当机器人走近客人时，其摄像头所成客人的像会变大。
7．A
解析：由图可知，手通过照相机镜头成的像比学生的像大，结合凸透镜成像规律可知手比学生离镜头更近，即s1＞s2。
8．C
解析：由图可知，此时物距大于像距，成像原理类似于照相机，故u=30.0cm＞2f，f＜v=15cm＜2f，可得15cm＞f＞7.5cm。凸透镜成实像时，物近像远像变大，要在光屏上得到更大的清晰像，需将蜡烛向右移，光屏向右移。蜡烛和光屏位置不动，只将凸透镜向左移到35cm处，此时u=15cm，v=30cm，根据光路的可逆性，光屏上可再次得到清晰的像。在凸透镜和蜡烛之间放—“近视镜片”，即凹透镜，凹透镜对光具有发散作用，需将光屏向右移，才能得到清晰的像。
9．B
解析：目镜和物镜均为凸透镜，对光线有会聚作用；两个不同焦距的放大镜组成了望远镜，远处的镜片是物镜，成的是倒立缩小的实像；靠近眼睛的镜片是目镜，成的是正立放大的虚像，相当于放大镜；远处的镜片，直径比我们眼睛的瞳孔大得多，这样可以会聚更多的光，使得所成的像更加明亮。
10．B
解析：镜片Ⅰ两边厚中间薄，是凹透镜，照相机的镜头是凸透镜；继续往镜片Ⅱ中注入液体，镜片曲度变大，聚光能力变强，其焦距变小；由图乙可知，像成在视网膜后面，属于远视眼，需配戴合适的镜片Ⅱ进行矫正。
二、填空题
11．凸透镜 焦点
解析：凸透镜对光线有会聚作用，能使小灯泡发出的光变成平行光，因此应选择凸透镜；小灯泡应放在该透镜的焦点位置上，使小灯泡发出的光，经过凸透镜后，变成平行光。
12．凸透镜 虚
解析：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。
13．等大 15.0 凹透
解析：由图可知，u=v=2f=30.0cm，成倒立、等大的实像，所以该凸透镜的焦距为f=15.0cm；成实像时，若将蜡烛远离凸透镜，则像靠近凸透镜，不移动光屏的位置，要让像呈在光屏上，则需要使用对光具有发散作用的凹透镜，近视眼镜是凹透镜。
14．凸 缩小
解析：望远镜的目镜和物镜都是凸透镜，被观测物体在物镜（凸透镜）的二倍焦距以外，成倒立缩小的实像；这个倒立缩小的实像正好落在目镜的一倍焦距内的位置，又通过目镜（凸透镜）成一个正立、放大的虚像。
15．远视眼 凸透镜 A区
解析：远视眼成因是眼球晶状体的曲度过小，远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像，就会落在视网膜的后方造成的。远视矫正方法，需配戴凸透镜。由题意可知，镜片A区厚度相同，B区可以矫正视力，B区相当于凸透镜，现在王老师可以通过B区看书，通过A区看同学。
16．缩小 变小
解析：要制造出含有众多元件的集成电路，则掩膜上的电路在硅片上成的像应变小，所以可知该凸透镜成倒立、缩小的实像；当将镂空掩膜远离缩图透镜时，物距变大，像距应变小，调整硅片位置，硅片上所成的清晰的像会变小。
三、作图题
17．如图所示 18．如图所示
三、实验探究题
19．（1）12.0 （2）①凹透镜对光线有发散作用，不能将太阳会聚到一点 ②直径相同，焦距不同 错误 ③能 火柴被点燃的时间与焦距无关，实验实质上仅改变了凸透镜的直径
20．（1）蜡烛在凸透镜一倍焦距内（合理即可） （2）缩小 （3）放大 投影仪 （4）C （5）便于比较物与像的大小（合理即可）
21．（1）3 （2）B 凹 （3）抽取 （4）更小 近视程度更严重的同学，其晶状体焦距更小，对光的会聚能力更强，故需用对光发散能力更强、焦距更小的凹透镜矫正
四、简答题
22．（1）漫 （2）倒立 B （3）靠近 大 （4）C
23．（1）甲 甲 （2）凹 近视 0.5m （3）不走路看书（合理即可）
