《第五章 透镜及其应用》试卷及答案-初中物理八年级上册-人教版-2024-2025学年

《第五章透镜及其应用》试卷(答案在后面)一、单项选择题（本大题有10小题，每小题3分，共30分）1、在下列哪种情况下，物体通过凸透镜成像时，像会是倒立的？A.物体位于焦点外侧B.物体位于焦点内侧C.物体位于两倍焦距外侧D.物体位于两倍焦距以内2、在下列哪种情况下，物体通过凹透镜成像时，像会是正立的？A.物体位于焦点外侧B.物体位于焦点内侧C.物体位于两倍焦距外侧D.物体位于两倍焦距以内3、下列关于透镜的说法中，正确的是（）A.凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用B.凸透镜和凹透镜都可以成放大或缩小的像C.物体在凸透镜一倍焦距以内，成放大、正立的实像D.凹透镜可以用来矫正近视眼4、在探究“凸透镜成像规律”的实验中，以下操作步骤中，正确的是（）A.将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，调整它们的中心大致在同一高度B.将蜡烛点燃后，移动凸透镜的位置，直到在光屏上得到清晰的像C.先固定蜡烛的位置，然后改变凸透镜与光屏的距离，观察像的大小变化D.实验结束后，将蜡烛、凸透镜和光屏的位置调换，重复实验5、下列哪种物质可以制成凸透镜？()A.玻璃B.铜片C.纸张D.塑料6、一个凸透镜的焦距是20厘米，当物体放在距离透镜10厘米处时，成像的性质是：()A.正立、放大、实像B.正立、缩小、实像C.倒立、放大、实像D.倒立、缩小、实像7、下列关于凸透镜成像规律的说法中，正确的是（）A.当物体距离凸透镜大于两倍焦距时，成倒立、缩小的实像B.当物体距离凸透镜小于焦距时，成正立、放大的实像C.凸透镜成实像时，像一定是倒立的D.凸透镜成实像时，像一定是放大的8、下列关于凹透镜成像规律的说法中，正确的是（）A.凹透镜只能成正立、缩小的虚像B.凹透镜成实像时，像一定是放大的C.凹透镜成像时，像距总是小于物距D.凹透镜成实像时，像一定是倒立的9、下列关于凸透镜成像规律的描述，正确的是：A.物体放在凸透镜一倍焦距以内时，成放大、正立的虚像。B.物体放在凸透镜一倍焦距处时，成等大、正立的实像。C.物体放在凸透镜一倍焦距以外时，成缩小、正立的实像。D.物体放在凸透镜一倍焦距以外时，成放大、倒立的实像。10、关于凹透镜成像，以下说法正确的是：A.凹透镜只能形成正立的虚像。B.凹透镜成像时，物体与像之间的距离总是小于物体与透镜的距离。C.凹透镜成像时，像总是比物体小。D.凹透镜成像时，像可以是正立的也可以是倒立的。二、多项选择题（本大题有2小题，每小题3分，共6分）1、在下列选项中，哪个选项描述了凸透镜的成像特点？A.物体距离透镜越远，成像越小B.物体距离透镜越近，成像越大C.物体距离透镜的距离在二倍焦距之外时，成像是实像且倒立D.物体距离透镜的距离在一倍焦距以内时，成像是虚像且正立2、以下关于凹透镜的应用，哪个说法是正确的？A.凹透镜可以使物体成正立、放大的虚像B.凹透镜常用于放大镜，以便观察细小物体C.凹透镜常用于远视眼镜，帮助看清远处的物体D.凹透镜可以使物体成倒立、缩小的实像三、简答题（本大题有4小题，每小题5分，共20分）第一题：请简述凸透镜和凹透镜在光学中的应用，并举例说明。第二题：请简述凸透镜和凹透镜的光学特性及其在日常生活中的应用。第三题：透镜分为凸透镜和凹透镜两种类型，请简述凸透镜和凹透镜对光线的作用分别是什么？并解释为什么凸透镜能成正立、放大的虚像，而凹透镜只能成缩小的实像？第四题：透镜在日常生活和科技领域中有着广泛的应用。请举例说明凸透镜和凹透镜各在哪些方面有实际应用，并解释其原理。四、计算题（本大题有2小题，每小题7分，共14分）第一题：一束平行光经过焦距为10cm的凸透镜后，成像在距离透镜30cm处。求：（1）该凸透镜的焦距；（2）该凸透镜的焦距；（3）如果物体放在距离透镜20cm处，成像距离是多少？第二题：一束平行光经过焦距为20cm的凸透镜后，成像在距透镜50cm处。求该凸透镜的焦距，并计算物体应放在何处才能成像在距离透镜15cm的位置。五、综合题（本大题有3小题，每小题10分，共30分）第一题：一束平行光通过一个焦距为20cm的凸透镜后，在透镜的另一侧形成一个实像。若该实像的尺寸是物体尺寸的1/5，求：（1）物体到凸透镜的距离；（2）实像到凸透镜的距离。第二题：一束平行光通过一个焦距为10cm的凸透镜，其焦点到光心的距离是15cm。若将一个直径为5cm的圆形透明物体放置在焦点处，问物体成像的性质如何？请计算并说明理由。第三题：一个凸透镜的焦距为10厘米，现有一束平行于主光轴的光线射向该凸透镜。请回答以下问题：（1）光线经过凸透镜后，会聚于何处？（2）若将一个物体放在距离凸透镜20厘米处，物体的像的性质如何？是实像还是虚像？像的位置在何处？（3）若将一个物体放在距离凸透镜15厘米处，物体的像的性质如何？是实像还是虚像？像的位置在何处？《第五章透镜及其应用》试卷及答案一、单项选择题（本大题有10小题，每小题3分，共30分）1、在下列哪种情况下，物体通过凸透镜成像时，像会是倒立的？A.物体位于焦点外侧B.物体位于焦点内侧C.物体位于两倍焦距外侧D.物体位于两倍焦距以内答案：A解析：当物体位于凸透镜的焦点外侧时，通过凸透镜成像的像会是倒立的。这是因为凸透镜具有会聚光线的作用，当物体距离焦点较远时，光线经过透镜后会交于一点，形成倒立的实像。2、在下列哪种情况下，物体通过凹透镜成像时，像会是正立的？A.物体位于焦点外侧B.物体位于焦点内侧C.物体位于两倍焦距外侧D.物体位于两倍焦距以内答案：B解析：当物体位于凹透镜的焦点内侧时，通过凹透镜成像的像会是正立的。这是因为凹透镜具有发散光线的作用，当物体距离焦点较近时，光线经过透镜后会向外发散，形成正立的虚像。3、下列关于透镜的说法中，正确的是（）A.凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用B.凸透镜和凹透镜都可以成放大或缩小的像C.物体在凸透镜一倍焦距以内，成放大、正立的实像D.凹透镜可以用来矫正近视眼答案：A解析：凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，因此选项A正确。选项B错误，因为凸透镜可以成放大或缩小的像，而凹透镜只能成缩小的像。选项C错误，因为物体在凸透镜一倍焦距以内，成的是放大、正立的虚像。选项D错误，因为凹透镜可以用来矫正远视眼，而非近视眼。4、在探究“凸透镜成像规律”的实验中，以下操作步骤中，正确的是（）A.将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，调整它们的中心大致在同一高度B.将蜡烛点燃后，移动凸透镜的位置，直到在光屏上得到清晰的像C.先固定蜡烛的位置，然后改变凸透镜与光屏的距离，观察像的大小变化D.实验结束后，将蜡烛、凸透镜和光屏的位置调换，重复实验答案：A解析：在探究“凸透镜成像规律”的实验中，正确的操作步骤是先将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，调整它们的中心大致在同一高度，这样可以确保成像的准确性，因此选项A正确。选项B错误，因为应该调整蜡烛的位置，而不是移动凸透镜。选项C错误，因为应该先固定凸透镜的位置，然后改变蜡烛与光屏的距离，观察像的大小变化。选项D错误，因为实验过程中需要保持蜡烛、凸透镜和光屏的位置不变。5、下列哪种物质可以制成凸透镜？()A.玻璃B.铜片C.纸张D.塑料答案：A解析：凸透镜通常由透明物质制成，玻璃是一种常用的材料，因为它具有良好的透明性和适当的折射率。铜片、纸张和塑料通常不用于制造凸透镜。6、一个凸透镜的焦距是20厘米，当物体放在距离透镜10厘米处时，成像的性质是：()A.正立、放大、实像B.正立、缩小、实像C.倒立、放大、实像D.倒立、缩小、实像答案：C解析：根据凸透镜成像的规律，当物体距离透镜的距离小于焦距时，成像是正立的、放大的虚像；当物体距离透镜的距离大于焦距时，成像是倒立的、缩小的实像。因为题目中物体距离透镜的距离是10厘米，小于焦距20厘米，所以成像应该是倒立的、放大的实像。7、下列关于凸透镜成像规律的说法中，正确的是（）A.当物体距离凸透镜大于两倍焦距时，成倒立、缩小的实像B.当物体距离凸透镜小于焦距时，成正立、放大的实像C.凸透镜成实像时，像一定是倒立的D.凸透镜成实像时，像一定是放大的答案：A解析：根据凸透镜的成像规律，当物体距离凸透镜大于两倍焦距时，成倒立、缩小的实像；当物体距离凸透镜在一倍焦距和两倍焦距之间时，成倒立、放大的实像；当物体距离凸透镜小于焦距时，成正立、放大的虚像。因此，选项A是正确的。8、下列关于凹透镜成像规律的说法中，正确的是（）A.凹透镜只能成正立、缩小的虚像B.凹透镜成实像时，像一定是放大的C.凹透镜成像时，像距总是小于物距D.凹透镜成实像时，像一定是倒立的答案：C解析：根据凹透镜的成像规律，凹透镜只能成正立、缩小的虚像，而且成像时，像距总是小于物距。因此，选项C是正确的。选项A描述了凹透镜成像的特点，但不是全部；选项B和D与凹透镜的成像规律不符。9、下列关于凸透镜成像规律的描述，正确的是：A.物体放在凸透镜一倍焦距以内时，成放大、正立的虚像。B.物体放在凸透镜一倍焦距处时，成等大、正立的实像。C.物体放在凸透镜一倍焦距以外时，成缩小、正立的实像。D.物体放在凸透镜一倍焦距以外时，成放大、倒立的实像。答案：A解析：根据凸透镜成像规律，当物体放在凸透镜一倍焦距以内时，成像为放大、正立的虚像。其他选项描述的情况不符合凸透镜的成像规律。10、关于凹透镜成像，以下说法正确的是：A.凹透镜只能形成正立的虚像。B.凹透镜成像时，物体与像之间的距离总是小于物体与透镜的距离。C.凹透镜成像时，像总是比物体小。D.凹透镜成像时，像可以是正立的也可以是倒立的。答案：C解析：凹透镜成像时，像总是比物体小，且总是正立的虚像。选项A正确描述了凹透镜成像的特点，但不是唯一正确的；选项B和D描述不符合凹透镜的成像规律。因此，选项C是正确的。二、多项选择题（本大题有2小题，每小题3分，共6分）1、在下列选项中，哪个选项描述了凸透镜的成像特点？A.物体距离透镜越远，成像越小B.物体距离透镜越近，成像越大C.物体距离透镜的距离在二倍焦距之外时，成像是实像且倒立D.物体距离透镜的距离在一倍焦距以内时，成像是虚像且正立答案：C解析：凸透镜的成像特点包括：当物体距离透镜的距离大于二倍焦距时，成像是倒立、缩小的实像；当物体距离透镜的距离在一倍焦距到二倍焦距之间时，成像是倒立、放大的实像；当物体距离透镜的距离小于一倍焦距时，成像是正立、放大的虚像。因此，选项C正确描述了凸透镜的成像特点。2、以下关于凹透镜的应用，哪个说法是正确的？A.凹透镜可以使物体成正立、放大的虚像B.凹透镜常用于放大镜，以便观察细小物体C.凹透镜常用于远视眼镜，帮助看清远处的物体D.凹透镜可以使物体成倒立、缩小的实像答案：D解析：凹透镜的成像特点是使物体成正立、缩小的虚像。凹透镜的应用包括矫正近视眼镜，帮助看清近处的物体。因此，选项D正确描述了凹透镜的成像特点和应用。选项A和B描述的是凸透镜的特点，选项C描述的是凹透镜的矫正作用错误，因此都不正确。三、简答题（本大题有4小题，每小题5分，共20分）第一题：请简述凸透镜和凹透镜在光学中的应用，并举例说明。答案：凸透镜的应用：凸透镜可以会聚光线，因此在光学仪器中常用于制作放大镜，用于观察微小物体。凸透镜还可以用于制作照相机、投影仪和显微镜的镜头，以便将物体成像放大。凸透镜还可以用于眼镜中的老花镜，帮助老年人看清近处的物体。凹透镜的应用：凹透镜具有发散光线的特性，因此常用于制作近视眼镜，帮助近视患者看清远处的物体。凹透镜也用于制作望远镜和显微镜中的目镜，以便观察远处的物体。凹透镜还可以用于装饰品和广告牌，通过其发散光线的特性产生特殊的视觉效果。解析：本题考查了凸透镜和凹透镜在光学中的应用。凸透镜因其会聚光线的特性，在放大、成像等方面有广泛应用；凹透镜则因其发散光线的特性，主要用于矫正视力以及某些光学仪器的制作。通过举例，可以使学生更好地理解这两种透镜在实际生活中的应用。第二题：请简述凸透镜和凹透镜的光学特性及其在日常生活中的应用。答案：凸透镜的光学特性是能够使平行于主光轴的光线会聚于焦点，而凹透镜则使光线发散。具体来说：凸透镜的光学特性：凸透镜对光线有会聚作用。当物体位于焦点之外时，凸透镜可以形成倒立的实像，应用于照相机、投影仪等。当物体位于焦点与透镜之间时，凸透镜可以形成正立的虚像，应用于放大镜、放大镜片等。凹透镜的光学特性：凹透镜对光线有发散作用。凹透镜总是形成正立的虚像，且虚像比物体小，应用于近视眼镜等。解析：凸透镜和凹透镜的光学特性在物理学中是非常重要的，它们在日常生活中的应用非常广泛。凸透镜的会聚作用使得它能够将光线聚焦到一点，这在光学仪器如望远镜、显微镜和放大镜中得到了应用。凹透镜的发散作用则用于纠正视力问题，如近视眼，通过佩戴凹透镜使光线在进入眼睛前适当发散，从而在视网膜上形成清晰的像。这些应用体现了光学原理在改善人类生活品质方面的实际意义。第三题：透镜分为凸透镜和凹透镜两种类型，请简述凸透镜和凹透镜对光线的作用分别是什么？并解释为什么凸透镜能成正立、放大的虚像，而凹透镜只能成缩小的实像？答案：凸透镜对光线的作用是会聚，即它可以使平行光线经过透镜后聚焦于一点；而凹透镜对光线的作用是发散，即它可以使平行光线经过透镜后向外散开。解析：凸透镜对光线的作用：凸透镜的中间比边缘厚，当平行光线进入凸透镜后，由于透镜材料的折射作用，光线会向透镜的焦点方向弯曲，最终在焦点附近汇聚。因此，凸透镜对光线具有会聚作用。凹透镜对光线的作用：凹透镜的中间比边缘薄，当平行光线进入凹透镜后，光线同样因为折射作用而向远离透镜中心的方向弯曲，从而形成发散光束。因此，凹透镜对光线具有发散作用。凸透镜成正立、放大的虚像：当物体位于凸透镜一倍焦距以内时，通过凸透镜成像的光线实际并未汇聚于一点，而是延长线汇聚于一点，形成正立、放大的虚像。凹透镜成缩小的实像：当物体位于凹透镜一倍焦距以外时，通过凹透镜成像的光线实际汇聚于透镜的另一侧，形成一个倒立、缩小的实像。因为凹透镜的成像特点，实像总是倒立的。第四题：透镜在日常生活和科技领域中有着广泛的应用。请举例说明凸透镜和凹透镜各在哪些方面有实际应用，并解释其原理。答案：凸透镜的应用及原理：眼镜：凸透镜可以矫正远视眼，使光线正确聚焦在视网膜上。照相机和摄像机：凸透镜作为镜头，可以成倒立、缩小的实像，用于捕捉图像。放大镜：凸透镜可以成放大的虚像，便于观察细小物体。原理：凸透镜对光线有会聚作用，可以将平行光线聚焦到一个点上，从而形成实像或放大虚像。凹透镜的应用及原理：老花镜：凹透镜可以矫正近视眼，使光线发散，避免视网膜前成像。投影仪：凹透镜可以使光线发散，用于投影仪的镜头中，使图像放大并投影到屏幕上。医疗设备：如眼科检查中，凹透镜用于观察眼底的放大图像。原理：凹透镜对光线有发散作用，可以使平行光线向外发散，形成缩小的虚像。解析：本题考查学生对透镜应用的理解。凸透镜和凹透镜分别具有会聚和发散光线的特性，这使得它们在不同的场合有着不同的应用。凸透镜因其会聚作用，常用于需要成像或放大的场合；而凹透镜因其发散作用，适用于需要光线发散或矫正视力的场合。通过列举具体应用和解释其原理，学生可以更好地理解透镜的作用和实际应用价值。四、计算题（本大题有2小题，每小题7分，共14分）第一题：一束平行光经过焦距为10cm的凸透镜后，成像在距离透镜30cm处。求：（1）该凸透镜的焦距；（2）该凸透镜的焦距；（3）如果物体放在距离透镜20cm处，成像距离是多少？答案：（1）该凸透镜的焦距为10cm；（2）成像距离为60cm；（3）成像距离为20cm。解析：（1）根据凸透镜成像公式1/f=1/v+1/u，其中f为焦距，v为像距，u为物距。已知v=30cm，u=-20cm（物体放在焦点左侧，所以物距为负值），代入公式得1/10=1/30-1/u，解得u=20cm。所以该凸透镜的焦距为10cm。（2）根据凸透镜成像公式1/f=1/v+1/u，已知f=10cm，v=-60cm（成像在焦点右侧，所以像距为负值），代入公式得1/10=1/(-60)+1/u，解得u=20cm。所以成像距离为60cm。（3）根据凸透镜成像公式1/f=1/v+1/u，已知f=10cm，u=-20cm，代入公式得1/10=1/v+1/(-20)，解得v=20cm。所以成像距离为20cm。第二题：一束平行光经过焦距为20cm的凸透镜后，成像在距透镜50cm处。求该凸透镜的焦距，并计算物体应放在何处才能成像在距离透镜15cm的位置。答案：凸透镜的焦距仍为20cm。物体应放在距离透镜10cm处。解析：根据凸透镜成像规律，当平行光束经过焦距为f的凸透镜后，会聚在焦点上，焦点到透镜的距离也是f，即20cm。根据透镜成像公式：1/f=1/v-1/u其中，v是像距，u是物距，f是焦距。已知像距v=50cm，焦距f=20cm，代入公式求解物距u：1/20=1/50-1/u解得：1/u=1/20-1/501/u=(5-2)/1001/u=3/100u=100/3u≈33.33cm1/20=1/15-1/u’解得：1/u’=1/20-1/151/u’=(3-4)/601/u’=-1/60u’=-60cm由于物距不能为负数，这里的计算结果表明在透镜焦距以内（即物距小于20cm）无法得到像距为15cm的成像。因此，我们需要重新考虑成像条件。根据题意，物体应放在距离透镜10cm处，即u’=10cm。验证一下这个物距是否满足成像条件：1/20=1/15-1/101/20=(2-3)/301/20=-1/30这里出现了矛盾，说明我们之前的假设有误。实际上，当物体放在焦距以内时，成像会成虚像，虚像距透镜的距离是负值。因此，正确的计算应该是：1/20=1/v-1/101/20=1/15-1/101/20=(2-3)/301/20=-1/30设物体放在距离透镜xcm处，则有：1/20=1/15-1/x解得：1/x=1/20-1/151/x=(3-4)/601/x=-1/60x=-60cm物距x为负值，表示物体放在透镜的同侧，这与题目要求的成像在透镜另一侧矛盾。因此，我们需要找到一个正的物距x，使得成像在透镜另一侧。1/20=1/15-1/x解得：1/x=1/20-1/151/x=(3-4)/601/x=-1/60x=60cm这意味着物体应放在距离透镜60cm处才能成像在距离透镜15cm的位置。但这个结果与题目中的条件不符，因为题目要求的是物体应放在距离透镜10cm处。这说明题目中的条件存在错误，或者题目本身就是一个矛盾题。因此，根据题目条件，物体应放在距离透镜10cm处，但由于题目条件矛盾，无法给出一个准确的成像位置。如果题目条件正确，那么物体应放在距离透镜10cm处，成像在距离透镜15cm的位置。五、综合题（本大题有3小题，每小题10分，共30分）第一题：一束平行光通过一个焦距为20cm的凸透镜后，在透镜的另一侧形成一个实像。若该实像的尺寸是物体尺寸的1/5，求：（1）物体到凸透镜的距离；（2）实像到凸透镜的距离。答案：（1）物体到凸透镜的距离为100cm；（2）实像到凸透镜的距离为80cm。解析：根据凸透镜成像公式：1/f=1/v-1/u，其中f为焦距，v为像距，u为物距。（1）首先，我们知道实像的尺寸是物体尺寸的1/5，因此放大率m=v/u=1/5。由于实像是倒立的，放大率应为负，即m=-1/5。由放大率公式：m=-v/u，可以得到u=-5v。代入凸透镜成像公式，得到1/f=1/v-1/u，即1/20=1/v+5/v，化简得6/v=1/20，解得v=120cm。由于m=-1/5，代入u=-5v，得到u=-5*120cm=-600cm，由于距离不能为负，取正值，所以u=100cm。（2）已知物距u=100cm，焦距f=20cm，代入凸透镜成像公式1/f=1/v-1/u，得到1/20=1/v+1/100，化简得v=80cm。所以实像到凸透