初中物理凸透镜成像的应用试题

2019年5月，第二届世界智能大会在天津开幕。如图所示是会场中展示的“ $5G$远程驾驶”，三个大屏幕分别显示多个视角及车速等信息。屏幕上显示的彩色画面是由红、　       　、蓝三种色光混合而成的。被控制的汽车上装有摄像头，其中摄像头的镜头相当于　        　（填“凸”或“凹”）透镜，摄像头成像的原理与　      　（填“显微镜”或“望远镜”）的物镜成像的原理相同。

如图所示，小明将蜡烛、凸透镜 $(f=10\mathit{cm})$、光屏依次摆放在光具座上，光屏上成清晰的烛焰像，然后进行了如下的判断和操作（每次操作均在如图基础上），下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．根据图中凸透镜成像原理可制成投影仪

B．将蜡烛和光屏对调，透镜位置不动，光屏上可再次成清晰的烛焰像

C．小明把自己的眼镜放在蜡烛和透镜之间，向左移动光屏，光屏上可再次成清晰的烛焰像，小明戴的是近视镜             

D．将蜡烛放在 $45\mathit{cm}$刻度线处，移动光屏，光屏上成正立放大的烛焰像

小明探究凸透镜的成像原理，与老师一起研制了如图所示的实验装置，用水透镜模拟眼睛，光屏模拟视网膜，通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄。蜡烛、光屏和水透镜在光具座上的位置如图所示。

（1）实验时，首先要使烛焰、水透镜、光屏三者的中心在　       　上，目的是使像成在光屏中心。

（2）三者摆放位置如图甲所示，在光屏上成了一个清晰的像（像未画出），该像为倒立、　   　的实像。此时水透镜的焦距 $f$的范围为　      　。

（3）用水透镜模拟正常眼睛，将图甲中的烛移动到光具座上 $40\mathit{cm}$处，光屏不动，此时应对水透镜　      　（填“注水”或“抽水”），使其焦距变　      　（填“长”或“短”），才能在光屏上重新得到一个清晰的像。

（4）用水透镜模拟爷爷的老花眼，如图乙所示，若爷爷不戴老花镜时恰好能够看到图中位置上的蜡烛，在图中的虚线框内安装上适当度数的老花镜的镜片，则爷爷将能看清蜡烛位置　      　（填“左侧”或“右侧”）的物体。小明因为长期不注意用眼卫生，变成了近视眼，应该配戴　　      （填“凸“或“凹”）透镜矫正。

在探究“凸透镜成实像的大小与物距的关系”实验中，物体指的是　     　（填“烛焰”或“蜡烛”）；凸透镜固定不动，通过移动物体来改变物距，那么实像与物体的运动方向　      　（填“相同”或相反”）。

教室里有许多与光学有关的知识，下列描述正确的是 $($　　 $)$

A．一体机屏幕上显示的彩色画面，是由红、黄、蓝三种色光混合而成的

B．学生可以从不同的角度看到黑板上的字，是因为发生了镜面反射

C．教室内监控摄像头的镜头是凸透镜

D．遥控器利用紫外线来控制一体机

如图所示是世博园周边安装的智慧灯杆，它除照明外，还增加了充电、视频监控等功能。在用充电桩给新能源汽车电池充电时，电能将转化为　        　能，电能属于　         　（填“一次”或“二次”）能源；视频监控镜头能将物距在　       　（填“ $u>2f$”或“ $2f>u>f$”）范围内的场景录制成影像。

将凸透镜和蜡烛、光屏安装到光具座上，位置如图所示，此时光屏上得到清晰的像，下列说法正确的是 $($ 　　 $)$

A．	此时光屏上的像是放大，正立的虚像
B．	此时成像情况符合投影仪成像原理
C．	保持凸透镜的位置不动，向右移动蜡烛并调整光屏到适当的位置，当光屏上再次得到清晰的像时，这个像一定是缩小的像
D．	保持凸透镜的位置不动，向左移动蜡烛，则光屏一定要向左调整位置才能得到清晰的像

将凸透镜和蜡烛、光屏安装到光具座上，位置如图所示，此时光屏上得到清晰的像，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．此时光屏上的像是放大，正立的虚像

B．此时成像情况符合投影仪成像原理

C．保持凸透镜的位置不动，向右移动蜡烛并调整光屏到适当的位置，当光屏上再次得到清晰的像时，这个像一定是缩小的像             

D．保持凸透镜的位置不动，向左移动蜡烛，则光屏一定要向左调整位置才能得到清晰的像

一束光线射向凸透镜，请补充完整这束光线通过凸透镜的光路图。

深圳市近期运用无人环卫机器人大力推动环卫车"革命"。这种机器人安装了多个高精度摄像头和激光雷达等传感器，它可以及时感应到行人、树木等障碍物，通过转弯、刹车等方式来避让。机器人清扫路面是通过旋转圆形扫把摩擦地面，采用大功率吸尘器吸尘，利用喷嘴喷出水雾防止尘土飞扬。天气炎热时，它可以通过洒水来降温。服务结束后，它会自行返回垃圾站倒垃圾、加水、充电，为下一次服务做好准备。

请你仿照示例完成下表，要求从材料中摘抄出涉及物理知识的相关描述，并写出对应的物理知识或规律（不能与示例相同，知识点不重复）。

序号	相关描述	物理知识或规律
示例	激光雷达	光的反射
①
②

如图所示物体 $\mathit{MN}$ 放在凸透镜前， $0\mathit{cm}$ 处为凸透镜光心， $M$ 点发出的光线 $a$ 平行于主光轴。

①凸透镜的焦距为 　　 $\mathit{cm}$ 。

②画出光线 $b$ 经光心后的光线。

③物体 $\mathit{MN}$ 经凸透镜成的像相对于物是 　　（选填"放大""等大""缩小" $)$ 的。

④要使光线 $a$ 经凸透镜后的光线经过 $K$ 点，应使凸透镜沿主光轴水平向左还是水平向右移动？

关于有拍照功能的手机，下列说法正确的是（　　）

A．手机的摄像镜头相当于凹透镜

B．物体通过镜头成缩小的虚像

C．给关机的手机充电时，手机内部电池相当于电源

D．手机是利用发射和接收电磁波与外界传递信息的

“共建平安盘锦”，我市在重要的位置都安装了“电子眼”，形成“天网”。关于“电子眼”的光学知识说法正确的是（　　）

A．“电子眼”的镜头是凸透镜

B．“电子眼”形成的像是正立的

C．物体距离“电子眼”越远，所成像越小

D．“电子眼”成像原理与显微镜物镜成像原理相同

在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时在光屏上呈现一个清晰的烛焰的像。下列说法正确的是（　　）

A．透镜不动，蜡烛和光屏都向右移动，可以看到像变大

B．此时成正立、放大的实像，与投影仪原理相同

C．透镜右移，眼睛在光屏和透镜间，通过透镜看到正立的像

D．若在透镜和蜡烛之间放远视镜片，应将光屏适当右移，可再次出现清晰的像

在某次光学实验活动中，小明做了如下两个实验：

（1）“探究凸透镜成像规律”实验如图甲所示。

①蜡烛放在A点，移动光屏直到光屏上出现最清晰的像，利用此成像原理可以制成　       　。

②保持蜡烛位置不变，小明将自己的近视镜片放在蜡烛与凸透镜之间，并靠近凸透镜，若想在光屏上再次得到清晰的像，小明应该向　      　（填“靠近”或“远离”）凸透镜方向移动光屏。

③小明又把蜡烛放在B点，继续观察蜡烛所成的像，此时眼睛应在　        　（填“蜡烛一侧”或“光屏一侧”）观察。

（2）“探究平面镜成像特点”实验如图乙所示。

①在水平桌面上平铺一张大白纸，玻璃板应　     　放置。

②把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面，再拿一支外形相同的未点燃的蜡烛在玻璃板后面移动，直到看上去它与前面那支蜡烛的像完全重合。两支蜡烛外形相同是为了验证像与物　          　

③多次实验后，小明将数据记录如表二分析表中数据可以得出平面镜成像时，像与物　                                  　。

次数	蜡烛到玻璃板的距离/cm	像到玻璃板的距离/cm
1	10	10
2	15	15
3	20	20