巅峰突破
一、单选题(本大题共6小题)
1.如图所示,一玻璃砖内有一凸形气泡,一束平行光垂直射向玻璃砖的侧面,通过玻璃砖后,光线将会( )
A. 仍然平行 B. 会聚 C. 发散 D. 无法确定
2.如图是小明戴上眼镜前和戴上眼镜后观察远处帆船的情形,由此可以判断出小明视力存在的问题以及所戴眼镜的镜片类型是( )
A. 远视眼,凸透镜 B. 近视眼,凹透镜 C. 远视眼,凹透镜 D. 近视眼,凸透镜
3.凸透镜的入射光线,来自发光体,对应这条入射光线的折射光线可能是( )
A. B. C. D.
4.老爷爷用放大镜看报纸时,为了看到更大的清晰的像,应( )
A. 报纸与眼睛不动,放大镜离报纸远一些 B. 报纸与眼睛不动,放大镜离报纸近一些
C. 报纸与放大镜不动,眼睛离报纸近一些 D. 报纸与放大镜不动,眼睛离报纸远一些
5.测绘人员绘制地图时,常需要从高空飞机上向地面拍照,若使用的相机镜头焦距为,则胶片与镜头的距离应为( )
A. 以外 B. 恰为 C. 以内 D. 略大于
6.随着科技的发展,我们进入了“刷脸”时代。“刷脸”时人脸面对摄像头,经系统自动拍照、扫描,确认相关信息后,即可迅速完成身份认证。在系统拍照过程中( )
A. 人脸是光源
B. 人脸经摄像头成缩小倒立的实像
C. 人脸经摄像头成像的原理与平面镜相同
D. 人脸应保持在透镜的一倍焦距到两倍焦距之间
二、填空题(本大题共6小题)
7.如图所示是安装在汽车上的“倒车防撞可视雷达”,安装在车尾的摄像头对准车后的障碍物,通过______选填“超声波”或“电磁波”传递信息。障碍物经摄像头中的凸透镜成倒立、缩小的______选填“实”或“虚”像,这个像通过电子装置加工、调整并传递到显示屏上,司机据此可以准确地了解车后的情况。如果看到显示屏中的障碍物的像变大,则障碍物离车尾的距离变______。
8.如图所示,透过水瓶可以看到放大了的文字,这是因为装水的水瓶相当于 透镜,形成了文字正立、放大的像。
9.利用微信“扫一扫”功能,通过智能手机的摄像头扫描二维码如图甲可快速获取网络信息,手机摄像头相当于一个凸透镜,凸透镜对光有 填“会聚”或“发散”作用。如图乙所示,烛焰恰好在光屏上成清晰的像,此实验现象与 填“照相机”“投影仪”或“放大镜”的成像原理相同。
10.如图表示一种光学仪器的原理,图中是物镜,是目镜。这种仪器是 填“望远镜”或“显微镜”,目镜的作用相当于 填“放大镜”或“投影仪”。
11.某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,绘制了如图所示的图象表示像到凸透镜的距离,表示物体到凸透镜的距离,用该凸透镜作放大镜使用时,被观察的物体到透镜的距离在 以内;把物体从距凸透镜处移动到距凸透镜处的过程中,像的大小将 选填“变大”、“变小”、“先变小再变大”、“先变大再变小”。
12.年月日,“天宫课堂”第一课正式开讲。如图是王亚平在演示“神奇的太空小水球”,一开始将水注入水膜之中形成一个漂亮的完整水球,可以看到一个倒立的 填“实”或“虚”像。随后,向水球里注射一个气泡,水球里竟然形成了一正一反的两个人像,此时水球和中间气泡部分相当于两个 填“平面镜”“凸透镜”或“凹透镜”。
三、作图题(本大题共2小题)
13.如图所示,凸透镜的主光轴与水面重合, 是凸透镜的焦点,水中有一平面镜。一束与水面平行的光线经凸透镜折射后进入水中,再经过水中的平面镜反射后恰好过 点。请画出:
经过凸透镜的折射光线;
进入水中的折射光线;
经平面镜后的反射光线。
14.如图所示,物体放在凸透镜前,处为凸透镜光心,点发出的光线平行于主光轴。
凸透镜的焦距为______。
画出光线经光心后的光线。
物体经凸透镜成的像相对于物是______选填“放大”“等大”或“缩小”的。
要使光线经凸透镜后的光线经过点,应使凸透镜沿主光轴水平向左还是水平向右移动?
四、实验探究题(本大题共2小题)
15.小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,固定凸透镜的位置不动,实验操作规范。当他将蜡烛、凸透镜和光屏调节到如图甲所示的位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像。
此时所成的清晰的像的成像原理与________填“放大镜”“投影仪”或“照相机”相同。若将蜡烛向右移动少许,则应将光屏向________填“左”或“右”移动才能再次在光屏上成清晰的像。
若保持凸透镜、光屏的位置不变,在凸透镜左侧附近放置一个凸透镜图中未画出,这时需要将光屏向_________填“左”或“右”移动才能在光屏上成清晰的像。
烛焰成虚像时,人眼应该从_________填“烛焰”或“光屏”一侧向透镜方向观察。
小明测出透镜焦距为,在实验时,小红用该凸透镜观察小明的眼睛,看到小明的眼睛如图乙所示,则物距应该满足的条件是( )
A.小于 大于且小于
C.等于 大于
小明在接下来的实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜,物距随时间的变化图象如图丙所示,则像距与的大致变化关系为图丁中的( )
16.为进一步探究光的反射和折射现象,小明根据老师的要求认真完成了下列实验。
为了证明在光的反射过程中光路是可逆的,如图所示,小明已完成了实验步骤;
在水平白纸板上画一条直线,做垂直于点,画一条斜线;
沿放置平面镜,让一束光沿射向平面镜,在反射光线经过处标上一点;
接下来应该让入射光线沿___________,若反射光线沿___________方向射出,说明光路是可逆的;
如图所示,一束白光通过三棱镜后,在白屏上形成一条彩色的光带。据此可判断:红光和紫光以相同的入射角射向同一块玻璃砖,红光的折射角___________紫光的折射角填“大于”、“小于”或“等于”;
在“探究凸透镜成像的规律”时,记录的实验数据如下表:
像与物距的关系 凸透镜的焦距
物距与焦距的关系 物距 像的性质 像距
虚实 大小 正倒
实像 缩小 倒立
实像 等大 倒立
实像 放大 倒立
虚像 放大 正立
由上表数据可知,凸透镜成实像的条件是___________;成虚像的条件是___________。根据光路是可逆的这一特点可知,当物距时,像距___________;
请写出一种测量凸透镜焦距的方法:___________,并简要说明主要操作步骤:___________。
答案解析
一、单选题(本大题共6小题)
1.如图所示,一玻璃砖内有一凸形气泡,一束平行光垂直射向玻璃砖的侧面,通过玻璃砖后,光线将会( )
A. 仍然平行 B. 会聚 C. 发散 D. 无法确定
【答案】
C
【解析】
【分析】
要判断光线通过玻璃砖后会怎样,关键是要看玻璃砖属于什么透镜;
图中,玻璃砖是被气泡分成了两部分,这两部分都属于凹透镜,凹透镜对光有发散作用;如果同学们不对图片进行分析,很容易认为本题光线是会聚的,这是不对的,因为凸形气泡不是玻璃元件,故它不是凸透镜。
本题中的一个干扰因素就是那个凸形的气泡,学生往往只注意到了气泡的形状,而忽视了对光线起主要作用的其实是玻璃砖;是一道较难的的题,需要学生看到事物的本质。
【解答】
这是一块玻璃砖被气泡分成两部分,这两部分都是中间薄,边缘厚,是凹透镜;因此对照过去的平行光有发散作用,故C正确。
故选C。
2.如图是小明戴上眼镜前和戴上眼镜后观察远处帆船的情形,由此可以判断出小明视力存在的问题以及所戴眼镜的镜片类型是( )
A. 远视眼,凸透镜 B. 近视眼,凹透镜 C. 远视眼,凹透镜 D. 近视眼,凸透镜
【答案】
B
【解析】由题知,小明看远处物体要戴着眼镜,说明小明的视觉特征是:近处看得清,远处看不清,属于近视眼,要戴凹透镜制作的眼镜矫正。
3.凸透镜的入射光线,来自发光体,对应这条入射光线的折射光线可能是( )
A. B. C. D.
【答案】
C
【解析】A、折射光线与入射光线比较,经透镜后变得远离主光轴,变得发散,实际应该变得会聚,故A错误;
B、折射光线平行于透镜主光轴射出,其入射光线应该过凸透镜的焦点,故B错误;
C、折射光线与入射光线比较,经透镜后变得靠近主光轴,变得会聚,偏折程度还没有到焦点,故C正确;
D、折射光线过凸透镜的焦点,其入射光线应该平行于凸透镜的主光轴,故D错误。
故选:。
分析:先分析入射光线的特点不属于特殊光线,再分析、、、四条折射光线的特点,找出入射光线对应的折射光线。
本题考查了凸透镜对光线的作用、凸透镜的三条特殊光线,认真分析图,得出入射光线和折射光线的特点是关键。
4.老爷爷用放大镜看报纸时,为了看到更大的清晰的像,应( )
A. 报纸与眼睛不动,放大镜离报纸远一些 B. 报纸与眼睛不动,放大镜离报纸近一些
C. 报纸与放大镜不动,眼睛离报纸近一些 D. 报纸与放大镜不动,眼睛离报纸远一些
【答案】
A
【解析】
【分析】
本题主要考查生活中的透镜成正立、放大虚像时的像距和物距的调节问题,有一定难度。
放大镜的成像规律:物距在一倍焦距内时,凸透镜成放大正立的虚像,并且物体离焦点近时,成的像较大。
【解答】
根据凸透镜的成像规律可知,成正立放大的虚像时,离焦点越近时,像越大,故应保持报纸与眼睛不动,放大镜离报纸远一些,故A正确,BCD错误。
故选A。
5.测绘人员绘制地图时,常需要从高空飞机上向地面拍照,若使用的相机镜头焦距为,则胶片与镜头的距离应为( )
A. 以外 B. 恰为 C. 以内 D. 略大于
【答案】
D
【解析】解:
,成倒立、缩小的实像,应用于照相机。胶片和镜头之间的距离是像距,。高空飞机上向地面拍照,离镜头较远,故像应该更靠近一倍焦距,故答案为略大于
故选:。
照相机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像工作的,照相机照相时,物距大于二倍焦距,像距大于一倍焦距,小于二倍焦距。
凸透镜成像的三种情况:
,成倒立、缩小的实像,应用于照相机,。
,成倒立、放大的实像,应用于投影仪,。
,成正立、放大的虚像,应用于放大镜。
6.随着科技的发展,我们进入了“刷脸”时代。“刷脸”时人脸面对摄像头,经系统自动拍照、扫描,确认相关信息后,即可迅速完成身份认证。在系统拍照过程中( )
A. 人脸是光源
B. 人脸经摄像头成缩小倒立的实像
C. 人脸经摄像头成像的原理与平面镜相同
D. 人脸应保持在透镜的一倍焦距到两倍焦距之间
【答案】
B
【解析】
【分析】
自身能发光的物体称为光源;
摄像头是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理制成的,当时,成倒立、缩小的实像。
凸透镜成像是光的折射,平面镜成像原理是光的反射。
本题考查了凸透镜的成像特点和应用,要掌握凸透镜成像的规律,搞清每种情况下的应用。在学习过程中要善于总结、寻找规律,学着将所学知识与生活实际联系起来。
【解答】
A、人脸不会发光,故人脸不是光源,故A错误;
B、摄像头相当于一个凸透镜,光通过摄像头成倒立、缩小的实像,与照相机的成像特点相同,故B正确;
C、摄像头相当于一个凸透镜,光经过摄像头成像利用的是光的折射,平面镜成像原理是光的反射,故C错误;
D、当时,成倒立、缩小的实像,所以,“刷脸”时,人脸应位于摄像头两倍焦距之外,故D错误。
二、填空题(本大题共6小题)
7.如图所示是安装在汽车上的“倒车防撞可视雷达”,安装在车尾的摄像头对准车后的障碍物,通过______选填“超声波”或“电磁波”传递信息。障碍物经摄像头中的凸透镜成倒立、缩小的______选填“实”或“虚”像,这个像通过电子装置加工、调整并传递到显示屏上,司机据此可以准确地了解车后的情况。如果看到显示屏中的障碍物的像变大,则障碍物离车尾的距离变______。
【答案】
超声波 实 近
【解析】倒车防撞可视雷达是利用超声波传递信息的,超声波具有定位功能。
摄像头的工作原理相当于凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,在大于倍焦距之外的物体发出或反射的光经透镜折射后,物体经透镜成倒立、缩小的实像。
物距越小,所成的像越大,从图片上看,如果看到显示屏中的障碍物的像变大,则障碍物离车尾的距离变近。
8.如图所示,透过水瓶可以看到放大了的文字,这是因为装水的水瓶相当于 透镜,形成了文字正立、放大的像。
【答案】
凸
【解析】略
9.利用微信“扫一扫”功能,通过智能手机的摄像头扫描二维码如图甲可快速获取网络信息,手机摄像头相当于一个凸透镜,凸透镜对光有 填“会聚”或“发散”作用。如图乙所示,烛焰恰好在光屏上成清晰的像,此实验现象与 填“照相机”“投影仪”或“放大镜”的成像原理相同。
【答案】
会聚;
照相机
【解析】凸透镜对光有会聚作用。由题图乙可知,物距大于像距,成倒立、缩小的实像,照相机就是利用此原理制成的。
10.如图表示一种光学仪器的原理,图中是物镜,是目镜。这种仪器是 填“望远镜”或“显微镜”,目镜的作用相当于 填“放大镜”或“投影仪”。
【答案】
望远镜;
放大镜
【解析】由图可知,来自远处的物体的光先通过物镜成一倒立、缩小的实像,然后目镜把这个实像再放大正立、放大的虚像,就能看清很远处的物体了,这是望远镜的原理,其目镜相当于一个放大镜。
11.某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,绘制了如图所示的图象表示像到凸透镜的距离,表示物体到凸透镜的距离,用该凸透镜作放大镜使用时,被观察的物体到透镜的距离在 以内;把物体从距凸透镜处移动到距凸透镜处的过程中,像的大小将 选填“变大”、“变小”、“先变小再变大”、“先变大再变小”。
【答案】
变小
【解析】由图象可知
所以,作放大镜使用时,被观察的物体到透镜的距离在焦距以内,被观察的物体到透镜的距离在以内。
把物体从距凸透镜处移动到距凸透镜的过程中,物距增大,像距减小,像变小。
12.年月日,“天宫课堂”第一课正式开讲。如图是王亚平在演示“神奇的太空小水球”,一开始将水注入水膜之中形成一个漂亮的完整水球,可以看到一个倒立的 填“实”或“虚”像。随后,向水球里注射一个气泡,水球里竟然形成了一正一反的两个人像,此时水球和中间气泡部分相当于两个 填“平面镜”“凸透镜”或“凹透镜”。
【答案】
实
凹透镜
【解析】水球具有中间厚、边缘薄的特点,则水球相当于一个凸透镜,所以可以看到王亚平的倒立、缩小的实像。
向水球里注射一个气泡,由图可知,中间部分相当于两个凹透镜,凹透镜成正立、缩小的虚像,所以水球里形成了一正一反的两个人像。
三、作图题(本大题共2小题)
13.如图所示,凸透镜的主光轴与水面重合, 是凸透镜的焦点,水中有一平面镜。一束与水面平行的光线经凸透镜折射后进入水中,再经过水中的平面镜反射后恰好过 点。请画出:
经过凸透镜的折射光线;
进入水中的折射光线;
经平面镜后的反射光线。
【答案】
【解析】
【分析】
根据透镜的一条特殊光线,光的折射规律和光的反射定律作图。
本题考查透镜的光路图、光的折射光路图、反射光路图。
【解答】
根据平行于主光轴的光线过焦点,作出过透镜后的折射光线,利用平面镜成像的特点,作出点的像点,连接点和平面镜的交点即是入射点,据此作出进入水中的折射光线和经平面镜后的反射光线,如图所示:
。
14.如图所示,物体放在凸透镜前,处为凸透镜光心,点发出的光线平行于主光轴。
凸透镜的焦距为______。
画出光线经光心后的光线。
物体经凸透镜成的像相对于物是______选填“放大”“等大”或“缩小”的。
要使光线经凸透镜后的光线经过点,应使凸透镜沿主光轴水平向左还是水平向右移动?
【答案】
;;缩小;水平向左。
【解析】解:由图可知,光线平行于主光轴,经凸透镜折射后与主光轴的交点即为焦点,光心到这一点的距离为焦距,则该凸透镜的焦距为。
过凸透镜光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变,据此画出光线经光心后的光线,如图所示:
由图知,物距,大于倍焦距,由凸透镜成像规律可知此时成倒立缩小的实像,即物体经凸透镜成的像相对于物是缩小的;
因光线的入射点和光心的距离不变等于,且凸透镜的焦距不变,所以两次光线的折射光线应平行,作出光线经凸透镜后的光线经过点的光路图,如图所示,所以应将凸透镜水平向左移动,
故答案为:;见上图;缩小;水平向左。
凸透镜有一个重要的光学性质,就是能使平行于主光轴的光线会聚于一点,这个点称之为焦点,它到光心的距离叫做焦距。
光线经凸透镜的光心后传播方向不改变;
凸透镜成像规律之一: 时,凸透镜成倒立、缩小的实像;
要使光线经凸透镜后的光线经过点,先作出其光路图然后即可知凸透镜移动方向。
认识凸透镜、学习凸透镜的光学性质,必须从认识它的基本概念入手,包括焦点、焦距、光心、主光轴等。
四、实验探究题(本大题共2小题)
15.小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,固定凸透镜的位置不动,实验操作规范。当他将蜡烛、凸透镜和光屏调节到如图甲所示的位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像。
此时所成的清晰的像的成像原理与________填“放大镜”“投影仪”或“照相机”相同。若将蜡烛向右移动少许,则应将光屏向________填“左”或“右”移动才能再次在光屏上成清晰的像。
若保持凸透镜、光屏的位置不变,在凸透镜左侧附近放置一个凸透镜图中未画出,这时需要将光屏向_________填“左”或“右”移动才能在光屏上成清晰的像。
烛焰成虚像时,人眼应该从_________填“烛焰”或“光屏”一侧向透镜方向观察。
小明测出透镜焦距为,在实验时,小红用该凸透镜观察小明的眼睛,看到小明的眼睛如图乙所示,则物距应该满足的条件是( )
A.小于 大于且小于
C.等于 大于
小明在接下来的实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜,物距随时间的变化图象如图丙所示,则像距与的大致变化关系为图丁中的( )
【答案】
照相机;右 左 光屏
【解析】解:将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜,物距逐渐增大,根据凸透镜成实像时有:物远物距变大像近像距变小像变小,像距逐渐减小,从到,但像距只能接近一倍焦距,而不能小于一倍焦距,C正确。
16.为进一步探究光的反射和折射现象,小明根据老师的要求认真完成了下列实验。
为了证明在光的反射过程中光路是可逆的,如图所示,小明已完成了实验步骤;
在水平白纸板上画一条直线,做垂直于点,画一条斜线;
沿放置平面镜,让一束光沿射向平面镜,在反射光线经过处标上一点;
接下来应该让入射光线沿___________,若反射光线沿___________方向射出,说明光路是可逆的;
如图所示,一束白光通过三棱镜后,在白屏上形成一条彩色的光带。据此可判断:红光和紫光以相同的入射角射向同一块玻璃砖,红光的折射角___________紫光的折射角填“大于”、“小于”或“等于”;
在“探究凸透镜成像的规律”时,记录的实验数据如下表:
像与物距的关系 凸透镜的焦距
物距与焦距的关系 物距 像的性质 像距
虚实 大小 正倒
实像 缩小 倒立
实像 等大 倒立
实像 放大 倒立
虚像 放大 正立
由上表数据可知,凸透镜成实像的条件是___________;成虚像的条件是___________。根据光路是可逆的这一特点可知,当物距时,像距___________;
请写出一种测量凸透镜焦距的方法:___________,并简要说明主要操作步骤:___________。
【答案】
;;小于;;;;调节光屏与凸透镜之间的距离,直到光屏上出现一个清晰的窗户的像;读出光屏与凸透镜之间的距离大约等于凸透镜的焦距。
【解析】
【分析】
在反射现象中,光路是可逆的;
红光和紫光以相同的入射角射向同一块玻璃砖,红光在玻璃砖中的折射率更小;
凸透镜成像规律:当,成正立、放大的虚像;当,成倒立、放大的实像,此时;当,成倒立、等大的实像,此时;当,成倒立、缩小的实像,此时。在光的折射中,光路是可逆的;
凸透镜的焦距是指凸透镜能使平行于主光轴的光会聚的点到光心的距离。由于物距大于凸透镜的倍焦距,此时物距最大,像更接近焦点,能估测凸透镜的焦距。
掌握凸透镜成像的几种情况和应用,能根据实验数据和现象分析实验、归纳实验结论,是解答本题的关键。
【解答】
让一束光沿方向射向平面镜,即让光线逆着原来的反射光线射向镜面,反射光将沿方向射出,即反射光线逆着原入射光线方向射出,该实验现象说明,在反射现象中,光路是可逆的;
图可知,红光和紫光以相同的入射角射向同一块玻璃砖,红光的偏折角度小,即红光的折射角小于紫光的折射角;
凸透镜焦距,成实像时,物距分别为、、,均大于一倍焦距,故凸透镜成实像的条件是物距大于一倍焦距或;凸透镜焦距,成虚像时,物距分别为、,均小于一倍焦距,故凸透镜成虚像的条件是物距小于一倍焦距;光在折射中,光路是可逆的,实验次数和,当物距等于原来的像距时,像距会变为原来的物距,即当物距时,像距;
物体距离凸透镜足够远大于倍焦距时,所成的像与凸透镜的距离就近似等于凸透镜的焦距。所以将光具座上的凸透镜对准远处建筑物的窗户,调节光屏与凸透镜之间的距离,直到出现一个清晰的窗户的像,读出光屏与凸透镜之间的距离大约等于凸透镜的焦距。
故答案为:;;小于;;;;调节光屏与凸透镜之间的距离,直到光屏上出现一个清晰的窗户的像;读出光屏与凸透镜之间的距离大约等于凸透镜的焦距。
第1页,共1页第四章 透镜及其应用
【中考透视 明确航向】
纵观近两年全国各课改实验区的中考试题,本章在中考中所占的比例为3%—4%,考试的重点和热点: (1)凹、凸透镜的判别.凸透镜焦点的确定及焦距的测量.(2)透镜的特殊光路图.(3)凸透镜成像规律及其应用.(4)凸透镜成像规律的探究.(5)近、远视眼判别及矫正.
【典例探究 提炼技法】
考点一、透镜作图
【例1】:如图所示,请完成光通过透镜的光路图。
【答案】
.
【解析】延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴;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:
练1.如图所示,请分别画出两条入射光线经凸透镜后的折射光线。
练2.如图所示,光线经过平面镜反射后射向凹透镜,请画出射向平面镜的入射光线和经过凹透镜后的折射光线,并在图中标出入射角的度数。
考点二、凸透镜成像规律
命题角度1:判断凸透镜成像特点
【例3】:小明做“探究凸透镜成像的规律”实验时,在光屏上得到烛焰清晰的缩小的像,然后他把燃烧
在“探究凸透镜成像规律”的实验中,首先需调整蜡烛未点燃、凸透镜和光屏,使实验时烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,以下情形属于已经调好的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】解:、图中凸透镜太高,导致烛焰、凸透镜的光心以及光屏的中央不在同一高度,故A错误;
B、图中烛焰的位置太低,导致烛焰、凸透镜的光心以及光屏的中央不在同一高度,故B错误;
C、图中烛焰、凸透镜的光心以及光屏的中央大致在同一高度,故C正确;
D、图中的烛焰和光屏位置都较低,导致烛焰、凸透镜的光心以及光屏的中央不在同一高度,故D错误。
故选:。
根据烛焰、凸透镜的光心以及光屏的中央大致在同一高度进行分析。
本题考查凸透镜实验中各元件的摆放和调节问题,属于基础题。
练1.如图,图中能正确表示像与物关系的是( )
B.
C. D.
命题角度2:凸透镜成像规律的应用
【例4】:为了规范交通行为,城市公安部门在很多路口安装了监控摄像头,如图所示,它可以拍下违章行驶或发生交通事故时的现场照片。拍照时,摄像头的镜头相当于一个( )
A. 凸透镜,成放大的实像 B. 凸透镜,成缩小的实像
C. 凹透镜,成放大的虚像 D. 凹透镜,成缩小的虚像
【答案】B
【解析】
【分析】
本题主要考查生活中的透镜。
摄像机是利用凸透镜成像的原理制成的,由此入手解决此题。
【解答】
摄像机的镜头相当于一个凸透镜,当物体位于其二倍焦距以外时,物体在凸透镜中成倒立缩小的实像。因此其成像情况与照相机相似,故B正确,ACD错误。
故选B。
练1.关于透镜,下列说法正确的是( )
A. 利用投影仪可以把图片放大 B. 利用望远镜可看见血液中的细胞
C. 照相机可成倒立、放大的虚像 D. 放大镜可成正立、放大的实像
命题角度3:生活中的透镜成像大小的调节
【例5】:如图,到凸透镜的距离为焦距,到凸透镜的距离为倍焦距,在凸透镜的右侧调节光屏的位置可找到一个清晰的烛焰像.这个像是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】解:如图点燃的蜡烛放在距离凸透镜倍焦距以外的地方,调节光屏的位置,在光屏上能得到一个倒立、缩小的实像。
故选:。
凸透镜成像时,时,在另一侧光屏上得到倒立、缩小的实像。
掌握凸透镜成像的三种情况和应用是解决该题的关键。
练1.在全班集体照相后,摄影师要给班长来一个特写全体同学不动,则摄影师( )
A. 在照相机远离班长的同时,将镜头向前伸 B. 在照相机靠近班长的同时,将镜头向后缩
C. 在照相机远离班长的同时,将镜头向后缩 D. 在照相机靠近班长的同时,将镜头向前伸
【答案】D
【解析】
【分析】
掌握凸透镜成像的三种成像情况和应用。掌握凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像增大。
凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像减小;物距减小,像距增大,像增大;
物体到镜头的距离是物距,底片上能成像,底片和镜头之间的距离是像距。
【解答】
摄影师为全班集体照相后,又要为班长拍一特写全体同学不动,即人的像会变大,据凸透镜成像的规律可知,此时的像距一定变大,且物距必须减小,所以要减小照相机和人的距离,增大镜头与胶片之间的距离,方可拍出清晰的照片,即在照相机靠近班长的同时,将镜头向前伸。
故选:。
练1.我们外出旅游时总要带上照相机,照相机的镜头是由______透镜组成的。若照相机镜头的焦距是,则拍照时,景物离照相机应大于______若拍摄了全体人员后再拍摄单人相片,则照相机应______选填“靠近”或“远离”人一点。
练2.小林在家里拿爷爷的放大镜做实验.第一次小林通过放大镜看到书上的字如图甲所示,此时他看到的是字的_________实虚像;第二次小林通过放大镜看到书上的字如图乙所示,这时他看到的是字的_________实虚像.从图甲到图乙的变化过程中,放大镜是逐渐_________靠近远离书本的.与图乙所反映的成像规律相同的光学仪器有_________.
【答案】
虚;实;远离;投影仪或幻灯机
【解析】
【分析】
本题主要考查的是凸透镜成像规律的应用,关键是记熟成像规律,并搞清物距像距之间的关系。平时在学习物理知识时,要善于总结规律。
【解答】
甲和乙都是利用凸透镜成像;
由图知,甲成的是正立、放大的虚像,此时物距小于焦距;
乙成的是放大、倒立的实像,此时物距处于倍和倍焦距之间;幻灯机、投影仪都是根据这个原理制成的。
所以从甲到乙的变化过程中,放大镜是逐渐远离书本。
故答案为:虚;实;远离;投影仪或幻灯机。
命题角度4:根据凸透镜成像特点求焦距范围
【例6】:小文利用太阳光测量凸透镜的焦距,方法如图所示。他让凸透镜正对阳光,但纸板上的最小光斑却不易确定。于是他移动纸板找到两次成等大光斑的位置,分别测出了光斑到凸透镜中心的距离为和,则凸透镜的焦距是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】解:只有在焦点处得到的光斑最小、最亮,在焦点之前和焦点之后光斑都不是最小。由图可知在焦点的前后等距的地方关于焦点对称,所以两次成等大光斑的位置到凸透镜中心的距离为和,焦点就在两个位置的中点,即凸透镜的焦距。
故选:。
太阳光可看做是平行光,平行光照射到凸透镜上经过折射后会聚到焦点,若光屏到透镜的距离小于或大于焦距的距离,则在光屏上形成的光斑都不是最小的。
记住平行光会聚在焦点上,还是继续直线传播的。焦点前后光斑都比焦点光斑大,且关于焦点对称。
练1.将凸透镜正对太阳光,其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑,如图所示,这时光斑到凸透镜的距离为。若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大,则该凸透镜的焦距( )
A. 一定小于 B. 一定等于
C. 一定大于 D. 可能小于,也可能大于
练2.用三块凸透镜做成像实验,在保持各凸透镜跟烛焰距离相等的条件下,得到的实验结果如下:透镜甲成放大、倒立、实像;透镜乙成缩小、倒立、实像;透镜丙成放大、正立、虚像。由此可知甲、乙、丙三个透镜的焦距关系为( )
A. B. C. D.
练3.如图所示的虚线框内有一透镜.为透镜的主光轴,是透镜光心,双箭头和单箭头是射向透镜的两条光线.已知光线通过透镜后与交于点,光线通过透镜后与交于点.则下列判断中正确的是( )
A. 透镜是凸透镜,距离大于焦距 B. 透镜是凹透镜,距离大于焦距
C. 透镜是凸透镜,距离小于焦距 D. 透镜是凹透镜,距离小于焦距
命题角度5:凸透镜前置(或撤掉)眼镜后再次成清晰像的调节
【例7】:在探究凸透镜成像规律的实验中,将蜡烛放在凸透镜前适当位置,调节光屏位置得到清晰的像。把眼镜片放在烛焰与凸透镜之间,如图所示,屏上的像变得模糊,调节光屏的位置,适当靠近凸透镜,光屏上又可以得到清晰的像,则该镜片( )
A. 是凹透镜,属近视眼镜 B. 是凹透镜,属远视眼镜
C. 是凸透镜,属近视眼镜 D. 是凸透镜,属远视眼镜
【答案】D
【解析】解:把眼镜片放在烛焰与凸透镜之间,如图所示,屏上的像变得模糊,调节光屏的位置,适当靠近凸透镜,光屏上又可以得到清晰的像,这说明该透镜对光线具有会聚作用,是凸透镜,凸透镜可以矫正远视眼。
故选:。
练1.小明用自制的“水凸透镜”向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小来探究凸透镜成像规律.当他把自己的近视眼镜给水透镜“戴上”时,如图所示,光屏上原来清晰的像变得模糊,为了能在光屏上重新得到清晰的像,下列操作可行的是( )
将光屏靠近“水透镜” 将光屏远离“水透镜”
对“水透镜”注水 将光屏和蜡烛同时靠近“水透镜”
A. 和都行 B. 和都行 C. 和都行 D. 和都行
考点三:眼睛和眼镜
命题角度1:眼睛视物原理
【例8】:人的眼球结构如图所示,眼睛的成像原理跟______(选填“凸”或“凹”)透镜类似,其中______相当于光屏。
【答案】凸 视网膜
【解析】略
命题角度2:远视眼、近视眼的矫正
【例9】:小明将一支点燃的蜡烛放在凸透镜(f=10cm)前18cm处,光屏上得到了烛焰倒立、______ 的清晰像。然后他在蜡烛和凸透镜之间放置了一个远视眼镜片,由于远视眼镜片对光线有______ 作用,所以光屏上烛焰的清晰像变模糊了(如图所示)。若想在光屏上重新得到清晰的烛焰像,他可将光屏______ 凸透镜。
【答案】 放大 会聚 靠近
【详解】[1]已知凸透镜的焦距f=10cm,则二倍焦距
2f=2×10cm=20cm
蜡烛在凸透镜前18cm处,处于一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立放大的实像。
[2]远视眼镜片是凸透镜,所以远视眼镜片对光线有会聚作用。
[3]将远视眼镜片放在蜡烛和凸透镜之间,经过凸透镜的光线会比原来提前会聚成像,所以将光屏靠近凸透镜,才能在光屏上重新得到清晰的像。
练1.岁是青少年近视的高发期,长时间上网、玩手机等都有可能导致近视。为了加强全民爱眼意识,我国确定每年月日为“全国爱眼日”。如图所示四幅图中,能正确表示近视眼的成因和矫正的示意图是( )
A. B. C. D.
练2.小花用水凸透镜模拟人眼的晶状体,光屏相当于视网膜如图。当用注射器向胶膜内注水,水凸透镜的凸起程度增加,光屏上原来清晰的像变模糊了;将蜡烛靠近水凸透镜,光屏上再次得到清晰的像,此过程模拟的眼睛及该眼睛的矫正方法是( )
A. 近视眼 用凸透镜矫正 B. 远视眼 用凸透镜矫正
C. 近视眼 用凹透镜矫正 D. 远视眼 用凹透镜矫正
考点四:显微镜和望远镜
【例10】:用显微镜和望远镜观察物体时,下列说法中正确的是( )
A. 显微镜和望远镜的物镜作用相同,都能得到物体倒立、放大的实像
B. 显微镜和望远镜的目镜作用相同,都能将物镜所成的像放大
C. 用显微镜和望远镜观察到的像与物体相比都是放大的
D. 用显微镜和望远镜观察物体时,为得到正立的像,都应先将物体倒放
【答案】B
【解析】解:用显微镜观察物体时,要将被观察的物体放在物镜的一倍焦距和二倍焦距之间,经过物镜成倒立、放大的实像,实像的位置在目镜的一倍焦距以内,再经目镜放大,最后看到的像是倒立、放大的虚像。
用望远镜观察远处的物体时,物体与物镜的距离远大于物镜的二倍焦距,经过物镜成倒立、缩小的实像,其作用相当于将被观察的物体移近,再经目镜将得到的实像放大,但最后得到的虚像比原物体小得多,仍是倒立的,人们无法将远处的物体倒立放置。
练1.如图所示,小强同学用两只焦距不同的放大镜一前一后放在眼前,观察远处的物体,则下列说法中正确的是( )
A. 两只放大镜对物体进行了两次放大
B. 两只放大镜组合在一起相当于一台显微镜
C. 两只放大镜组合在一起相当于一架望远镜
D. 将两只放大镜的位置对换后,观察同一物体的大小一定是相同的
考点五:探究凸透镜成像规律
【例11】:用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验,图甲中一束平行光射向凸透镜,光屏上得到一个最小、最亮的光斑未画出。
图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像未画出,则该像是倒立、________的实像。
若在图乙中将凸透镜移到刻度线处,可以再次看到清晰的倒立、________的实像,你判断的依据是_____________________________。
小明将蜡烛移到光具座最左端,拿来一副近视眼镜放在凸透镜的左侧并靠近凸透镜后,移动光屏,在光屏上得到清晰的像。拿去眼镜,将光屏向__________选填“靠近”或“远离”透镜方向移动适当距离后,光屏上的像又重新清晰了,说明近视眼看远处物体时,像落在视网膜的___________选填“前方”或“后方”。
【答案】
放大 缩小光在折射过程中光路可逆物距大于倍焦距靠近 前方
【解析】
【分析】
本题主要考查凸透镜成像的规律以及近视眼的矫正,掌握凸透镜成像的规律是解决本题的关键。
凸透镜成像时,当,;成倒立、放大的实像;当时,,成倒立、缩小的实像;光路具有可逆性;
凹透镜对光有发散作用,近视眼是像呈现在视网膜前边,需要用凹透镜进行矫正。
【解答】
本题考查探究凸透镜成像规律的实验.解题的关键是明确实验原理、实验步骤和实验结论.
由图甲可知,实验所用凸透镜的焦距;
图乙中,,像距为;满足,;成倒立、放大的实像.
若将凸透镜移到刻度线处,则,此时满足,此时像距为,以再次看到清晰的倒立、缩小的实像,依据是光在折射过程中光路可逆物距大于倍焦距.
近视眼镜的镜片是凹透镜,对光线有发散作用,若在图乙中凸透镜左侧放一近视眼镜的镜片,成的像将远离凸透镜,将光屏向右移动才能再次看到清晰的像。若拿去眼镜,故将光屏靠近透镜方向移动适当距离后,光屏上的像又重新清晰了,说明近视眼看远处物体时,像落在视网膜的前方。
练1.在探究“平面镜成像特点”和“凸透镜成像规律”的实验中:
小明用如图甲所示的实验器材探究“平面镜成像特点”,请你帮他完成下列问题:
实验时人应在玻璃板的 选填“前”或“后”侧观察蜡烛经玻璃板所成的像。
通过多次实验,发现未点燃的蜡烛与点燃的蜡烛的像完全重合,得出“平面镜所成像的大小与物体的大小相同”的结论。这种确定像和物大小关系的研究方法是 。
如果将蜡烛向玻璃板靠近,像的大小 选填“变大”、“变小”或“不变”。
小红用一个焦距为的凸透镜探究“凸透镜成像规律”。她将蜡烛、凸透镜、光屏依次放置在光具座上,位置如图乙所示时,恰好能在光屏上呈现清晰的烛焰像。
此时的像是 选填“放大”或“缩小”的实像。将蜡烛移到的刻度线上时,应将光屏移到 的刻度线上,才能在光屏上看到清晰的烛焰像。
小红用食指触摸凸透镜时,光屏上 选填“能”或“不能”呈现完整的烛焰像。
小红将自己的近视眼镜放在凸透镜前,光屏上的像变模糊,再次在光屏上得到清晰的烛焰像,应向 选填“左”或“右”移动光屏。
答案解析
【中考透视 明确航向】
纵观近两年全国各课改实验区的中考试题,本章在中考中所占的比例为3%—4%,考试的重点和热点: (1)凹、凸透镜的判别.凸透镜焦点的确定及焦距的测量.(2)透镜的特殊光路图.(3)凸透镜成像规律及其应用.(4)凸透镜成像规律的探究.(5)近、远视眼判别及矫正.
【典例探究 提炼技法】
考点一、透镜作图
【例1】:如图所示,请完成光通过透镜的光路图。
【答案】
.
【解析】延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴;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:
练1.如图所示,请分别画出两条入射光线经凸透镜后的折射光线。
【答案】
【解析】
【分析】
在作凸透镜的光路图时,先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
【解答】
过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点;如下图所示:
练2.如图所示,光线经过平面镜反射后射向凹透镜,请画出射向平面镜的入射光线和经过凹透镜后的折射光线,并在图中标出入射角的度数。
【答案】
【解析】解:
因为反射光线与镜面的夹角为,则反射角为,则入射角也为,根据入射角等于在法线上侧作出入射光线,并标出入射角的度数;
延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴;如图所示:
先求出反射角、入射角,再根据反射角等于入射角画出入射光线。根据“延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴”作出折射光线。
凹透镜三条特殊光线的作图:延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴。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。过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变;
熟记反射定律的内容:反射光线、入射光线、法线在同一个平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,并会作图。
考点二、凸透镜成像规律
命题角度1:判断凸透镜成像特点
【例3】:小明做“探究凸透镜成像的规律”实验时,在光屏上得到烛焰清晰的缩小的像,然后他把燃烧
在“探究凸透镜成像规律”的实验中,首先需调整蜡烛未点燃、凸透镜和光屏,使实验时烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,以下情形属于已经调好的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】解:、图中凸透镜太高,导致烛焰、凸透镜的光心以及光屏的中央不在同一高度,故A错误;
B、图中烛焰的位置太低,导致烛焰、凸透镜的光心以及光屏的中央不在同一高度,故B错误;
C、图中烛焰、凸透镜的光心以及光屏的中央大致在同一高度,故C正确;
D、图中的烛焰和光屏位置都较低,导致烛焰、凸透镜的光心以及光屏的中央不在同一高度,故D错误。
故选:。
根据烛焰、凸透镜的光心以及光屏的中央大致在同一高度进行分析。
本题考查凸透镜实验中各元件的摆放和调节问题,属于基础题。
练1.如图,图中能正确表示像与物关系的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查凸透镜成像和平面镜成像的应用,凸透镜成像的三种情况和平面镜成像的特点一定要熟练掌握。
凸透镜应用:
,成倒立、缩小的实像;
,成倒立、放大的实像;
,成倒正立、放大的虚像;
平面镜成正立、等大的虚像,像与物关于平面镜对称。
【解答】
A.根据图示可知,,,成倒立、缩小的实像,故A正确;
B.,,成倒立、放大的实像,故B错误;
平面镜成正立、等大的虚像,像与物关于平面镜对称,故CD错误。
故选A。
命题角度2:凸透镜成像规律的应用
【例4】:为了规范交通行为,城市公安部门在很多路口安装了监控摄像头,如图所示,它可以拍下违章行驶或发生交通事故时的现场照片。拍照时,摄像头的镜头相当于一个( )
A. 凸透镜,成放大的实像 B. 凸透镜,成缩小的实像
C. 凹透镜,成放大的虚像 D. 凹透镜,成缩小的虚像
【答案】B
【解析】
【分析】
本题主要考查生活中的透镜。
摄像机是利用凸透镜成像的原理制成的,由此入手解决此题。
【解答】
摄像机的镜头相当于一个凸透镜,当物体位于其二倍焦距以外时,物体在凸透镜中成倒立缩小的实像。因此其成像情况与照相机相似,故B正确,ACD错误。
故选B。
练1.关于透镜,下列说法正确的是( )
A. 利用投影仪可以把图片放大 B. 利用望远镜可看见血液中的细胞
C. 照相机可成倒立、放大的虚像 D. 放大镜可成正立、放大的实像
【答案】A
【解析】解:、由凸透镜成像规律及其应用可知,利用投影仪可以成倒立放大的实像,因此把图片放大,故A正确;
B、利用望远镜用来观看远处物体的,利用显微镜可以看见血液中的细胞,故B错误;
C、由凸透镜成像规律及其应用可知,照相机可成倒立、缩小的实像,故C错误;
D、放大镜可成正立、放大的虚像,故D错误。
故选:。
掌握凸透镜成像的三种情况和应用:
,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机。
,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪。
,成正立、放大的虚像,应用于放大镜。
显微镜结构均由两个凸透镜组成,靠近眼睛的凸透镜叫做目镜,靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜,用来看清微小物体的。
而望远镜也是由两组凸透镜组成的,靠近眼睛的凸透镜叫做目镜,靠近被观测物体的凸透镜叫做物镜,用来观看远处物体的。伽利略望远镜则是由凹透镜和凸透镜共同组成。
本题考查了凸透镜成像的三种情况和应用,还考查了对显微镜和望远镜的成像原理、特点的了解。
命题角度3:生活中的透镜成像大小的调节
【例5】:如图,到凸透镜的距离为焦距,到凸透镜的距离为倍焦距,在凸透镜的右侧调节光屏的位置可找到一个清晰的烛焰像.这个像是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】解:如图点燃的蜡烛放在距离凸透镜倍焦距以外的地方,调节光屏的位置,在光屏上能得到一个倒立、缩小的实像。
故选:。
凸透镜成像时,时,在另一侧光屏上得到倒立、缩小的实像。
掌握凸透镜成像的三种情况和应用是解决该题的关键。
练1.在全班集体照相后,摄影师要给班长来一个特写全体同学不动,则摄影师( )
A. 在照相机远离班长的同时,将镜头向前伸 B. 在照相机靠近班长的同时,将镜头向后缩
C. 在照相机远离班长的同时,将镜头向后缩 D. 在照相机靠近班长的同时,将镜头向前伸
【答案】D
【解析】
【分析】
掌握凸透镜成像的三种成像情况和应用。掌握凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像增大。
凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像减小;物距减小,像距增大,像增大;
物体到镜头的距离是物距,底片上能成像,底片和镜头之间的距离是像距。
【解答】
摄影师为全班集体照相后,又要为班长拍一特写全体同学不动,即人的像会变大,据凸透镜成像的规律可知,此时的像距一定变大,且物距必须减小,所以要减小照相机和人的距离,增大镜头与胶片之间的距离,方可拍出清晰的照片,即在照相机靠近班长的同时,将镜头向前伸。
故选:。
练1.我们外出旅游时总要带上照相机,照相机的镜头是由______透镜组成的。若照相机镜头的焦距是,则拍照时,景物离照相机应大于______若拍摄了全体人员后再拍摄单人相片,则照相机应______选填“靠近”或“远离”人一点。
【答案】凸;;靠近
【解析】
【分析】
此题考查了凸透镜的成像规律的应用和成实像时物距、像距的变化规律,是一道综合题。
据凸透镜成像的规律可知,照相机的镜头实质是一个凸透镜,即是利用物体在倍焦距以外,像成在另一侧的倍焦距和倍焦距之间的原理制成的;
凸透镜在成实像时,物距变大,像距变小,像变小;物距变小,像距变大,像变大。
【解答】
解:
照相机的镜头实质是一个凸透镜,即利用物体在倍焦距以外,凸透镜成倒立、缩小实像的原理工作的;若照相机镜头的焦距是,即,所以景物应该在倍焦距以外,即景物离照相机应大于;
若拍摄了全体人员后再拍摄单人相片,此时的像应该变大,由凸透镜成像规律可知,像距应该变大,物距应该变小,故照相机应该靠近人一些。
故答案为:凸;;靠近。
练2.小林在家里拿爷爷的放大镜做实验.第一次小林通过放大镜看到书上的字如图甲所示,此时他看到的是字的_________实虚像;第二次小林通过放大镜看到书上的字如图乙所示,这时他看到的是字的_________实虚像.从图甲到图乙的变化过程中,放大镜是逐渐_________靠近远离书本的.与图乙所反映的成像规律相同的光学仪器有_________.
【答案】
虚;实;远离;投影仪或幻灯机
【解析】
【分析】
本题主要考查的是凸透镜成像规律的应用,关键是记熟成像规律,并搞清物距像距之间的关系。平时在学习物理知识时,要善于总结规律。
【解答】
甲和乙都是利用凸透镜成像;
由图知,甲成的是正立、放大的虚像,此时物距小于焦距;
乙成的是放大、倒立的实像,此时物距处于倍和倍焦距之间;幻灯机、投影仪都是根据这个原理制成的。
所以从甲到乙的变化过程中,放大镜是逐渐远离书本。
故答案为:虚;实;远离;投影仪或幻灯机。
命题角度4:根据凸透镜成像特点求焦距范围
【例6】:小文利用太阳光测量凸透镜的焦距,方法如图所示。他让凸透镜正对阳光,但纸板上的最小光斑却不易确定。于是他移动纸板找到两次成等大光斑的位置,分别测出了光斑到凸透镜中心的距离为和,则凸透镜的焦距是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】解:只有在焦点处得到的光斑最小、最亮,在焦点之前和焦点之后光斑都不是最小。由图可知在焦点的前后等距的地方关于焦点对称,所以两次成等大光斑的位置到凸透镜中心的距离为和,焦点就在两个位置的中点,即凸透镜的焦距。
故选:。
太阳光可看做是平行光,平行光照射到凸透镜上经过折射后会聚到焦点,若光屏到透镜的距离小于或大于焦距的距离,则在光屏上形成的光斑都不是最小的。
记住平行光会聚在焦点上,还是继续直线传播的。焦点前后光斑都比焦点光斑大,且关于焦点对称。
练1.将凸透镜正对太阳光,其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑,如图所示,这时光斑到凸透镜的距离为。若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大,则该凸透镜的焦距( )
A. 一定小于 B. 一定等于
C. 一定大于 D. 可能小于,也可能大于
【答案】A
【解析】
解:由于光斑到凸透镜的距离为时,即像距为时,纸上呈现一个并非最小的光斑,这个光斑可能是焦点之后的,也可能是焦点之前的光斑,所以凸透镜的焦距;若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大,说明凸透镜的焦点不在光斑之后,故焦点应在光斑之前,因此一定小于。故A正确。
故选:。
根据纸上呈现一个并非最小的光斑,这个光斑可能是焦点之后的,也可能是焦点之前的光斑,根据凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大可推断焦点在光斑之前,从而判断焦距。
此题考查的是凸透镜的成像规律,理解“光屏上得到最小物象”时,像距即为焦距是解答此类问题的关键。
练2.用三块凸透镜做成像实验,在保持各凸透镜跟烛焰距离相等的条件下,得到的实验结果如下:透镜甲成放大、倒立、实像;透镜乙成缩小、倒立、实像;透镜丙成放大、正立、虚像。由此可知甲、乙、丙三个透镜的焦距关系为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】解:在保持各凸透镜跟烛焰距离相等的条件下,说明物距相等,
透镜甲成放大、倒立、实像,说明,;
透镜乙成缩小、倒立、实像,说明,;
透镜丙成放大、正立、虚像,说明;
所以,。
故选:。
在保持各凸透镜跟烛焰距离相等的条件下,说明物距相等,根据凸透镜成像的三种情况的物距和焦距的关系解不等式求出三个焦距范围,进行比较。
通过相等的物距,建立焦距和物距的关系,来比较焦距大小。
练2.如图所示的虚线框内有一透镜.为透镜的主光轴,是透镜光心,双箭头和单箭头是射向透镜的两条光线.已知光线通过透镜后与交于点,光线通过透镜后与交于点.则下列判断中正确的是( )
A. 透镜是凸透镜,距离大于焦距 B. 透镜是凹透镜,距离大于焦距
C. 透镜是凸透镜,距离小于焦距 D. 透镜是凹透镜,距离小于焦距
【答案】C
【解析】
【分析】根据光线经透镜后会聚的特点,可判定此透镜为凸透镜,再根据平行主光轴的光线经凸透镜后会聚焦点,可知点在焦点的左侧,然后即可判定和焦距的关系。此题首先根据光线经透镜后的折射情况,确定出该透镜的类型,然后再根据光线会聚的特点与平行主光轴的光线经凸透镜后会聚焦点作比较,然后即可得出正确答案。
【解答】
由图中可知,双箭头和 单箭头是射向透镜的两条光线.经透镜的作用后光线会聚,由此可判定此透镜为凸透镜;
因为平行主光轴的光线经凸透镜后会聚于焦点,平行光线顺时针旋转得到,平行光线的折射光线同样顺时针旋转变成,故焦点在的右侧,小于焦距,故 C正确。
故选C。
命题角度5:凸透镜前置(或撤掉)眼镜后再次成清晰像的调节
【例7】:在探究凸透镜成像规律的实验中,将蜡烛放在凸透镜前适当位置,调节光屏位置得到清晰的像。把眼镜片放在烛焰与凸透镜之间,如图所示,屏上的像变得模糊,调节光屏的位置,适当靠近凸透镜,光屏上又可以得到清晰的像,则该镜片( )
A. 是凹透镜,属近视眼镜 B. 是凹透镜,属远视眼镜
C. 是凸透镜,属近视眼镜 D. 是凸透镜,属远视眼镜
【答案】D
【解析】解:把眼镜片放在烛焰与凸透镜之间,如图所示,屏上的像变得模糊,调节光屏的位置,适当靠近凸透镜,光屏上又可以得到清晰的像,这说明该透镜对光线具有会聚作用,是凸透镜,凸透镜可以矫正远视眼。
故选:。
练1.小明用自制的“水凸透镜”向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小来探究凸透镜成像规律.当他把自己的近视眼镜给水透镜“戴上”时,如图所示,光屏上原来清晰的像变得模糊,为了能在光屏上重新得到清晰的像,下列操作可行的是( )
将光屏靠近“水透镜” 将光屏远离“水透镜”
对“水透镜”注水 将光屏和蜡烛同时靠近“水透镜”
A. 和都行 B. 和都行 C. 和都行 D. 和都行
【答案】B
【解析】近视眼镜是凹透镜,给水透镜戴上近视眼镜后,相当于减弱了水透镜的会聚能力,像远离水透镜.若要在光屏上得到清晰的像,须将光屏远离水透镜或增大水透镜的会聚能力,向水透镜中注水,减小像距.
考点三:眼睛和眼镜
命题角度1:眼睛视物原理
【例8】:人的眼球结构如图所示,眼睛的成像原理跟______(选填“凸”或“凹”)透镜类似,其中______相当于光屏。
【答案】凸 视网膜
【解析】略
命题角度2:远视眼、近视眼的矫正
【例9】:小明将一支点燃的蜡烛放在凸透镜(f=10cm)前18cm处,光屏上得到了烛焰倒立、______ 的清晰像。然后他在蜡烛和凸透镜之间放置了一个远视眼镜片,由于远视眼镜片对光线有______ 作用,所以光屏上烛焰的清晰像变模糊了(如图所示)。若想在光屏上重新得到清晰的烛焰像,他可将光屏______ 凸透镜。
【答案】 放大 会聚 靠近
【详解】[1]已知凸透镜的焦距f=10cm,则二倍焦距
2f=2×10cm=20cm
蜡烛在凸透镜前18cm处,处于一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立放大的实像。
[2]远视眼镜片是凸透镜,所以远视眼镜片对光线有会聚作用。
[3]将远视眼镜片放在蜡烛和凸透镜之间,经过凸透镜的光线会比原来提前会聚成像,所以将光屏靠近凸透镜,才能在光屏上重新得到清晰的像。
练1.岁是青少年近视的高发期,长时间上网、玩手机等都有可能导致近视。为了加强全民爱眼意识,我国确定每年月日为“全国爱眼日”。如图所示四幅图中,能正确表示近视眼的成因和矫正的示意图是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
近视眼:如果晶状体的凸度过大,或眼球前后径过长,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前方,导致看不清远处的物体,形成近视眼。近视眼戴凹透镜加以矫正。
远视眼:如果眼球晶状体的曲度过小,或眼球前后径过短,近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,导致看不清近处的物体,形成远视眼。远视眼戴凸透镜进行矫。
。
解答此类题目的关键是理解掌握近视眼的成像特点、形成原因和矫正措施。
【解答】
近视眼看远处的物体时,像成在视网膜的前面,所以是近视眼的成像情况。近视眼需戴凹透镜矫正,所以是近视眼的矫正做法。
练2.小花用水凸透镜模拟人眼的晶状体,光屏相当于视网膜如图。当用注射器向胶膜内注水,水凸透镜的凸起程度增加,光屏上原来清晰的像变模糊了;将蜡烛靠近水凸透镜,光屏上再次得到清晰的像,此过程模拟的眼睛及该眼睛的矫正方法是( )
A. 近视眼 用凸透镜矫正 B. 远视眼 用凸透镜矫正
C. 近视眼 用凹透镜矫正 D. 远视眼 用凹透镜矫正
【答案】C
【解析】解:当用注射器向胶膜内注水,水凸透镜的凸起程度增加,焦距变小,对光的会聚能力增强,光屏上原来清晰的像变模糊了,将蜡烛靠近水凸透镜,光屏上再次得到清晰的像,这说明像成在光屏的前方,这是近视眼的成因,由于凹透镜对光线具有发散作用,所以可以用凹透镜矫正近视眼。
故选:。
近视眼是晶状体对光的会聚能力增强,远处物体的像成在视网膜的前方,应佩戴凹透镜矫正;
远视眼是晶状体对光的会聚能力减弱,使近处物体的像成在了视网膜的后面,需要佩戴凸透镜进行矫正。
本题主要考查学生对近视眼和远视眼的成因,以及矫正方法的理解和掌握,是一道基础题,也是中考的热点。
考点四:显微镜和望远镜
【例10】:用显微镜和望远镜观察物体时,下列说法中正确的是( )
A. 显微镜和望远镜的物镜作用相同,都能得到物体倒立、放大的实像
B. 显微镜和望远镜的目镜作用相同,都能将物镜所成的像放大
C. 用显微镜和望远镜观察到的像与物体相比都是放大的
D. 用显微镜和望远镜观察物体时,为得到正立的像,都应先将物体倒放
【答案】B
【解析】解:用显微镜观察物体时,要将被观察的物体放在物镜的一倍焦距和二倍焦距之间,经过物镜成倒立、放大的实像,实像的位置在目镜的一倍焦距以内,再经目镜放大,最后看到的像是倒立、放大的虚像。
用望远镜观察远处的物体时,物体与物镜的距离远大于物镜的二倍焦距,经过物镜成倒立、缩小的实像,其作用相当于将被观察的物体移近,再经目镜将得到的实像放大,但最后得到的虚像比原物体小得多,仍是倒立的,人们无法将远处的物体倒立放置。
练1.如图所示,小强同学用两只焦距不同的放大镜一前一后放在眼前,观察远处的物体,则下列说法中正确的是( )
A. 两只放大镜对物体进行了两次放大
B. 两只放大镜组合在一起相当于一台显微镜
C. 两只放大镜组合在一起相当于一架望远镜
D. 将两只放大镜的位置对换后,观察同一物体的大小一定是相同的
【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查显微镜与望远镜成像原理,知道成像原理是解题关键。
显微镜:物镜相当于投影仪的镜头,物体通过物镜成倒立、放大的实像;目镜相当于普通的放大镜;
望远镜:物镜是相当于照相机,物体通过物镜成倒立缩小的实像,目镜是放大镜。
【解答】
放大镜是凸透镜,远处的物体经过前面的“放大镜”后成倒立缩小的实像,后面的“放大镜”将缩小的实像放大,这是望远镜,故AB错误,C正确;
D.将两只“放大镜”对换位置后,后面的“放大镜”在前面放大镜的一倍焦距内,透过后面的凸透镜将观察不到现象,故D错误。
故选C。
考点五:探究凸透镜成像规律
【例11】:用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验,图甲中一束平行光射向凸透镜,光屏上得到一个最小、最亮的光斑未画出。
图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像未画出,则该像是倒立、________的实像。
若在图乙中将凸透镜移到刻度线处,可以再次看到清晰的倒立、________的实像,你判断的依据是_____________________________。
小明将蜡烛移到光具座最左端,拿来一副近视眼镜放在凸透镜的左侧并靠近凸透镜后,移动光屏,在光屏上得到清晰的像。拿去眼镜,将光屏向__________选填“靠近”或“远离”透镜方向移动适当距离后,光屏上的像又重新清晰了,说明近视眼看远处物体时,像落在视网膜的___________选填“前方”或“后方”。
【答案】
放大 缩小光在折射过程中光路可逆物距大于倍焦距靠近 前方
【解析】
【分析】
本题主要考查凸透镜成像的规律以及近视眼的矫正,掌握凸透镜成像的规律是解决本题的关键。
凸透镜成像时,当,;成倒立、放大的实像;当时,,成倒立、缩小的实像;光路具有可逆性;
凹透镜对光有发散作用,近视眼是像呈现在视网膜前边,需要用凹透镜进行矫正。
【解答】
本题考查探究凸透镜成像规律的实验.解题的关键是明确实验原理、实验步骤和实验结论.
由图甲可知,实验所用凸透镜的焦距;
图乙中,,像距为;满足,;成倒立、放大的实像.
若将凸透镜移到刻度线处,则,此时满足,此时像距为,以再次看到清晰的倒立、缩小的实像,依据是光在折射过程中光路可逆物距大于倍焦距.
近视眼镜的镜片是凹透镜,对光线有发散作用,若在图乙中凸透镜左侧放一近视眼镜的镜片,成的像将远离凸透镜,将光屏向右移动才能再次看到清晰的像。若拿去眼镜,故将光屏靠近透镜方向移动适当距离后,光屏上的像又重新清晰了,说明近视眼看远处物体时,像落在视网膜的前方。
练1.在探究“平面镜成像特点”和“凸透镜成像规律”的实验中:
小明用如图甲所示的实验器材探究“平面镜成像特点”,请你帮他完成下列问题:
实验时人应在玻璃板的 选填“前”或“后”侧观察蜡烛经玻璃板所成的像。
通过多次实验,发现未点燃的蜡烛与点燃的蜡烛的像完全重合,得出“平面镜所成像的大小与物体的大小相同”的结论。这种确定像和物大小关系的研究方法是 。
如果将蜡烛向玻璃板靠近,像的大小 选填“变大”、“变小”或“不变”。
小红用一个焦距为的凸透镜探究“凸透镜成像规律”。她将蜡烛、凸透镜、光屏依次放置在光具座上,位置如图乙所示时,恰好能在光屏上呈现清晰的烛焰像。
此时的像是 选填“放大”或“缩小”的实像。将蜡烛移到的刻度线上时,应将光屏移到 的刻度线上,才能在光屏上看到清晰的烛焰像。
小红用食指触摸凸透镜时,光屏上 选填“能”或“不能”呈现完整的烛焰像。
小红将自己的近视眼镜放在凸透镜前,光屏上的像变模糊,再次在光屏上得到清晰的烛焰像,应向 选填“左”或“右”移动光屏。
【答案】
前; 等效替代法; 不变
放大;;
能;
右
【解析】
【分析】
本题考查了平面镜成像实验中需要注意的事项,这既是平时经常强调的地方,又是中考中经常涉及到的地方,要求深入理解,熟练掌握。
由于平面镜所成的像是虚像,这个像光屏接收不到,人眼只能与同一侧,才能接收到反射光线,即看到像;
等效替代法是在保证某种效果相同的前提下,将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法;等效替代法是初中物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一;
物体在平面镜中成虚像,物像大小相等,物像连线与镜面垂直,物像到平面镜的距离相等。
【解答】
平面镜成的像是光的反射形成的,蜡烛发出的光线经玻璃板反射,被人眼接收,才能看到像,故眼睛应在玻璃板的前侧观察蜡烛经玻璃板所成的像。
实验中,通过多次观察点燃的蜡烛的像与没点燃的蜡烛完全重合的现象,得出“平面镜所成像的大小与物体的大小相等”的结论,这种确定像与物大小关系的方法是等效替代法。
平面镜中的像的大小跟物体大小有关,跟物体到平面镜的距离无关,所以物体靠近玻璃板,像也靠近玻璃板,像的大小不变。
【分析】
本题考查了探究凸透镜成像的规律,掌握凸透镜成像的特点与物距、像距之间的关系是解决此题的关键。
物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像,像距大于二倍焦距;
物距大于二倍焦距成倒立缩小实像,像距大于一倍焦距小于二倍焦距;
物体有无数点组成,物体上任一点射向凸透镜有无数条光线,经凸透镜折射后,有无数条折射光线会聚成该点的像;
近视镜片是凹透镜,对光线具有发散作用。
【解答】
如图乙所示,此时在光屏上成清晰的像,物距小于像距,则物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像,像距大于二倍焦距;
将蜡烛移到刻度线处时,物距变为,物距大于二倍焦距成倒立缩小实像,像距大于一倍焦距小于二倍焦距,故须把光屏移到为两刻度线之间才能在光屏上找到清晰的像。
物体有无数点组成,物体上任一点射向凸透镜有无数条光线,经凸透镜折射后,有无数条折射光线会聚成该点的像;食指触摸凸透镜,遮住凸透镜的一部分,还有另外的部分光线,经凸透镜折射会聚成像。
小明将自己的近视眼镜放在蜡烛烛焰和凸透镜之间,由于近视镜片是凹透镜,对光线具有发散作用,会延迟光线的会聚,所以需要将光屏右移。 同步提优
一、单选题(本大题共8小题)
1.潜望镜、远视镜、近视镜、汽车的观后镜,依次用的是
A. 凹透镜、凹透镜、凸透镜、凸面镜 B. 平面镜、凸透镜、凹透镜、凸面镜
C. 平面镜、凸透镜、凹透镜、凸透镜 D. 平面镜、凹透镜、凸透镜、凸透镜
2.小明在笔记中整理了有关光现象的说法,其中错误的是( )
A. 晴天,树荫下的光斑是由于光沿直线传播形成的
B. 验钞机利用红外线辨别钞票的真伪
C. 矫正近视眼要佩戴凹透镜片做成的眼镜
D. 斜插入水中的筷子好像在水面处折断,属于光的折射现象
3.如图所示的四幅图,分别表示来自远处的平行光线经远视眼、近视眼的成像情况和对它们进行矫正的做法,其中表示近视眼成像及矫正做法配对正确的是( )
A. B. C. D.
4.在如图所示的情景中,保持如图所示中的蜡烛和凸透镜的不动,将光屏移到刻度线处,在光屏上得不到清晰的像。如果把凸透镜看成人的眼睛,光屏所在的位置看成视网膜的位置,则此时的成像情况相当于看物体时的成像情况。 ( )
A. 近视眼 B. 远视眼 C. 正常眼睛 D. 老花眼
5.如图,小华同学在做探究“凸透镜成像规律”实验时,把周老师的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上烛焰的像变模糊了。接着,他再将光屏远离凸透镜,又能在光屏上看到烛焰清晰的像。关于周老师的眼睛和眼镜说法正确的是( )
A. 周老师是近视眼,戴凹透镜 B. 周老师是近视眼,戴凸透镜
C. 周老师是远视眼,戴凹透镜 D. 周老师是远视眼,戴凸透镜
6.现代生活,智能手机给人们带来了许多便利,但长时间盯着手机屏幕,容易导致视力下降。图中关于近视眼及其矫正的原理图正确的是( )
甲 乙 丙 丁
A. 甲和丙 B. 甲和丁 C. 乙和丙 D. 乙和丁
7.小雨用凸透镜先后两次观察书本上的字,看到如图所示的两种情景。以下说法中正确的是( )
A. 甲图中成的是实像,乙图中成的是虚像
B. 甲图中的成像规律可应用于投影仪,乙图中的成像规律可应用于照相机
C. 甲图中书本在凸透镜倍焦距以外,乙图中书本在凸透镜倍焦距以内
D. 甲图中像与物在同一侧,乙图中像与物不在同一侧
8.如图所示,通过水球看到王亚平的像。以下说法错误的是( )
A. 实验中没有光屏,该像是虚像
B. 水球相当于凸透镜
C. 王亚平与她的像在水球的异侧
D. 若王亚平逐渐远离水球,她的像会逐渐变小
二、填空题(本大题共6小题)
9.我们外出旅游时总要带上照相机,照相机的镜头是由______透镜组成的。若照相机镜头的焦距是,则拍照时,景物离照相机应大于______若拍摄了全体人员后再拍摄单人相片,则照相机应______选填“靠近”或“远离”人一点。
10.如图,投影仪的镜头相当于一个凸透镜,来自投影片的光通过镜头形成一个 填“正立”或“倒立”、放大的实像,为使我们能在前方屏幕上看到像,在镜头的上方安装了一个平面镜,它的作用是 。
11.如图所示的两个凸透镜中焦距较大的是________选填“”或“”,要想利用凸透镜使小灯泡发出的光变成平行光,小灯泡应放在凸透镜的________位置上。
12.如图,两条光线会聚于点,若在虚线框内放甲透镜后,光会聚于点,若虚线框内放乙透镜后,光会聚于点。则甲透镜是______透镜,乙透镜是______透镜两
选填“凸”或“凹”。
13.如图所示,有一种望远镜由两组凸透镜组成,靠近眼睛的叫做______,靠近被观测物体的叫做______。
14.小明做了如图所示的实验:他选用焦距分别为和的凸透镜,使它们正对相同的字母,且与字母的距离相同,他发现透过凸透镜观察到的字母的像不同。小明提出的问题是:物体经过凸透镜所成的像的大小与______是否有关。
三、作图题(本大题共3小题)
15.如图所示,一束光线经凹透镜折射后,射向与凹透镜主光轴平行的平面镜上,请画出:
射向凹透镜的入射光线;
经平面镜的反射光线。
16.根据光通过透镜的情况,在虚线框内画出合适类型的透镜。
17.请作出图中与凸透镜折射光线对应的入射光线。
四、实验探究题(本大题共2小题)
18.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将凸透镜固定在光具座上刻线处。
如图甲所示,一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图甲可知,凸透镜的焦距为______。
将光屏和点燃的蜡烛分别放在凸透镜的两侧,如图乙所示。为了找到烛焰清晰的像,小明应将光屏向______移动选填“左”或“右”。
小明将光屏移到某一位置时,光屏上呈现烛焰清晰的像,则该像是______像选填“实”或“虚”。
小明将点燃的蜡烛移动到光具座上刻线处,移动光屏可以再次在光屏上观察到烛焰清晰的像,这一实验现象可以说明______的成像特点选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”。
19.利用如图甲所示的装置探究凸透镜成像的规律。
实验前,要调整烛焰、凸透镜和光屏的中心在______。
如图甲所示,此时光屏上恰好得到清晰的像。保持蜡烛和光屏的位置不变,若想再次在光屏上呈现清晰的像,需要把凸透镜移动到光具座上______刻度线处。
由于蜡烛不断燃烧变短,于是小明将光屏向______选填“上”或“下”适当调节,使烛焰的像仍成在光屏的中央。紧接着,他将蜡烛远离凸透镜,为了再次在光屏中央找到清晰的像,需要将光屏______选填“靠近”或“远离”凸透镜并向______选填“上”或“下”适当调节。
如图乙所示,将蜡烛放在凸透镜一倍焦距以内,在透镜另一侧可以看到蜡烛放大的像,若将一不透明的光屏放在虚线处,则人眼看到蜡烛的像______填字母。
A.会消失 B.会变暗 C.没有变化 D.成在光屏上
答案解析
同步提优
一、单选题(本大题共8小题)
1.潜望镜、远视镜、近视镜、汽车的观后镜,依次用的是
A. 凹透镜、凹透镜、凸透镜、凸面镜 B. 平面镜、凸透镜、凹透镜、凸面镜
C. 平面镜、凸透镜、凹透镜、凸透镜 D. 平面镜、凹透镜、凸透镜、凸透镜
【答案】
B
【解析】
【分析】
掌握根据面镜和透镜对光线的作用和应用,是解决本题的关键。凸面镜和凸透镜,凹面镜和凹透镜的对光线的作用截然不同,注意区分。
根据各种透镜和面镜的作用和用途进行选择。
平面镜能改变光路制作潜望镜,能成像制成穿衣镜;
凸面镜能使光线发散,发散光线的反向延长线会聚成像,制成汽车观后镜;
凹面镜能使光线会聚,制成太阳灶和医生检查耳道的额镜;根据光路可逆的,把凹面镜制成汽车头灯、手电筒等;
凸透镜对光线有会聚作用,制成远视镜;
凹透镜对光线有发散作用,制成近视镜。
【解答】
潜望镜利用平面镜改变光路;
远视镜利用凸透镜对光线的会聚作用,使像呈在视网膜上;
近视镜利用凹透镜对光线有发散作用,使像呈在视网膜上;
汽车观后镜利用凸面镜对光线的发散作用,发散光线的反向延长线会聚成像;
所以潜望镜、远视镜、近视镜、汽车的观后镜,依次用的是平面镜、凸透镜、凹透镜、凸面镜。
故选B。
2.小明在笔记中整理了有关光现象的说法,其中错误的是( )
A. 晴天,树荫下的光斑是由于光沿直线传播形成的
B. 验钞机利用红外线辨别钞票的真伪
C. 矫正近视眼要佩戴凹透镜片做成的眼镜
D. 斜插入水中的筷子好像在水面处折断,属于光的折射现象
【答案】
B
【解析】解:、晴天,树荫下的光斑是由于光沿直线传播形成的,说法正确;
B、验钞机利用紫外线辨别钞票的真伪的,说法错误;
C、矫正近视眼要佩戴凹透镜做成的眼镜,说法正确;
D、斜插入水中的筷子好像在水面处折断,属于光的折射的现象,说法正确;
故选:。
光在同种均匀介质中沿直线传播,现象:小孔成像、树荫下的光斑等;
人民币上有用荧光物质印的字,验钞机会发出一种人们看不见的光紫外线,紫外线能使荧光物质发光,从而使我们看到它。
近视眼是由于晶状体变得更凸,焦距变小,像成在视网膜前面,需要带凹透镜使光发散后再会聚到视网膜上;
光从一种介质斜射入另一种介质中时,会发生折射;现象:筷子在水面处折断;水中的鱼等。
本题考查光的直线传播、光的折射、透镜的应用、不可见光的应用,属于基础知识应用,难度不大。
3.如图所示的四幅图,分别表示来自远处的平行光线经远视眼、近视眼的成像情况和对它们进行矫正的做法,其中表示近视眼成像及矫正做法配对正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】
C
【解析】
【分析】
解答本题需掌握:近视眼是晶状体会聚能力增强,像呈在视网膜的前方,应佩戴凹透镜矫正。
本题主要考查学生对近视眼和远视眼的成因,以及矫正方法的理解和掌握,是中招的热点。
【解答】
近视眼是晶状体曲度变大,会聚能力增强,像呈在视网膜的前方,应佩戴发散透镜,即凹透镜进行矫正。故是其成因,是其矫正。
故选C。
4.在如图所示的情景中,保持如图所示中的蜡烛和凸透镜的不动,将光屏移到刻度线处,在光屏上得不到清晰的像。如果把凸透镜看成人的眼睛,光屏所在的位置看成视网膜的位置,则此时的成像情况相当于看物体时的成像情况。 ( )
A. 近视眼 B. 远视眼 C. 正常眼睛 D. 老花眼
【答案】
A
【解析】
【分析】
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。
本题着重考核凸透镜成像规律的运用,并能合理处理实验中出现的问题,对学生的综合实践能力要求较高。
【解答】
保持如图所示中的蜡烛和凸透镜的不动,将光屏移到刻度线处,在光屏上得不到清晰的像,因物距和焦距不变,所以清晰的像仍然在位置;
如果把凸透镜看成人的眼睛,光屏所在的位置看成视网膜的位置,则此时的像呈在了视网膜的前方像在位置,而“视网膜”在位置,为近视眼看物体时的成像情况。
故选A。
5.如图,小华同学在做探究“凸透镜成像规律”实验时,把周老师的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上烛焰的像变模糊了。接着,他再将光屏远离凸透镜,又能在光屏上看到烛焰清晰的像。关于周老师的眼睛和眼镜说法正确的是( )
A. 周老师是近视眼,戴凹透镜 B. 周老师是近视眼,戴凸透镜
C. 周老师是远视眼,戴凹透镜 D. 周老师是远视眼,戴凸透镜
【答案】
A
【解析】
【分析】
近视眼成因:眼球晶状体变厚,远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像,就会落在视网膜的前方造成近视眼。
此题利用探究凸透镜成像的实验,考查了近视眼的成因及其矫正方法,难易程度适中,是一道好题。
【解答】
将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,结果,光屏上原来清晰的像变模糊了,他只将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离时,又在光屏上观察到蜡烛清晰的像,说明延迟成像了,故放置的是使光线发散的凹透镜,这种眼镜是用来矫正近视眼的。
故选:。
6.现代生活,智能手机给人们带来了许多便利,但长时间盯着手机屏幕,容易导致视力下降。图中关于近视眼及其矫正的原理图正确的是( )
甲 乙 丙 丁
A. 甲和丙 B. 甲和丁 C. 乙和丙 D. 乙和丁
【答案】
D
【解析】
【解答】近视眼是由于晶状体焦距太短,像落在视网膜的前方,由图知,乙图的光线会聚在视网膜的前方,所以乙图表示近视眼的成像情况;为了使光线会聚在原来会聚点后面的视网膜上,就需要在光线进入人眼以前发散一些,所以应佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正,则丁图是近视眼的矫正原理图。
【分析】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,由此可以确定哪一个图表示了近视眼的成像情况。近视眼佩戴凹透镜进行矫正。
7.小雨用凸透镜先后两次观察书本上的字,看到如图所示的两种情景。以下说法中正确的是( )
A. 甲图中成的是实像,乙图中成的是虚像
B. 甲图中的成像规律可应用于投影仪,乙图中的成像规律可应用于照相机
C. 甲图中书本在凸透镜倍焦距以外,乙图中书本在凸透镜倍焦距以内
D. 甲图中像与物在同一侧,乙图中像与物不在同一侧
【答案】
D
【解析】
【分析】
本题考查了凸透镜成像。
,成倒立缩小实像,物和像在凸透镜两侧,应用于照相机;
,成倒立放大实像,物和像在凸透镜两侧,应用于投影仪;
,成正立放大虚像,物和像在凸透镜同侧,应用于放大镜。
【解答】
由图知,甲图成正立、放大的虚像,像与物在凸透镜的同一侧,此时的物距小于焦距即书本在凸透镜倍焦距以内;甲图中的成像规律可应用于放大镜,故A、B错误;
乙图成倒立、放大的实像,像与物在凸透镜的异侧,此时的物距大于一倍焦距小于二倍焦距,像距大于二倍焦距即字的清晰的像成在凸透镜二倍焦距以外,乙图中的成像规律可应用于投影仪、幻灯机,综上分析,故C错误,D正确。
8.如图所示,通过水球看到王亚平的像。以下说法错误的是( )
A. 实验中没有光屏,该像是虚像
B. 水球相当于凸透镜
C. 王亚平与她的像在水球的异侧
D. 若王亚平逐渐远离水球,她的像会逐渐变小
【答案】
A
【解析】
【分析】
凸透镜能成实像,成实像时,像和物在凸透镜的异侧;凸透镜成实像时,物距变大,像距变小,像变小。
凸透镜成像的规律:当时,成倒立、缩小的实像;其应用是照相机;当时,成倒立、放大的实像;其应用是投影仪;当时,成正立、放大的虚像;其应用是放大镜。
本题考查凸透镜成像的规律以及物距、像距和像之间的关系,属于常见题型。
【解答】
水球具有中间厚,边缘薄的特点,因此水球相当于一个凸透镜,此时王亚平到水球的距离与水球焦距的关系是大于倍焦距,成倒立、缩小的实像,且像与王亚平位于凸透镜的两侧,其应用相当于照相机,如果王亚平距离水球更远一点,物距变大,像距变小,像变小;综上所述,A错误,BCD正确。
故选:。
二、填空题(本大题共6小题)
9.我们外出旅游时总要带上照相机,照相机的镜头是由______透镜组成的。若照相机镜头的焦距是,则拍照时,景物离照相机应大于______若拍摄了全体人员后再拍摄单人相片,则照相机应______选填“靠近”或“远离”人一点。
【答案】
凸;;靠近
【解析】
【分析】
此题考查了凸透镜的成像规律的应用和成实像时物距、像距的变化规律,是一道综合题。
据凸透镜成像的规律可知,照相机的镜头实质是一个凸透镜,即是利用物体在倍焦距以外,像成在另一侧的倍焦距和倍焦距之间的原理制成的;
凸透镜在成实像时,物距变大,像距变小,像变小;物距变小,像距变大,像变大。
【解答】
解:
照相机的镜头实质是一个凸透镜,即利用物体在倍焦距以外,凸透镜成倒立、缩小实像的原理工作的;若照相机镜头的焦距是,即,所以景物应该在倍焦距以外,即景物离照相机应大于;
若拍摄了全体人员后再拍摄单人相片,此时的像应该变大,由凸透镜成像规律可知,像距应该变大,物距应该变小,故照相机应该靠近人一些。
故答案为:凸;;靠近。
10.如图,投影仪的镜头相当于一个凸透镜,来自投影片的光通过镜头形成一个 填“正立”或“倒立”、放大的实像,为使我们能在前方屏幕上看到像,在镜头的上方安装了一个平面镜,它的作用是 。
【答案】
倒立;改变光的传播方向。
【解析】解:根据凸透镜的成像规律可知,投影仪是利用物距大于一倍焦距小于二倍焦距时,成倒立、放大的实像的原理制成的;
投影仪成像时,按照光沿直线传播,会竖直向上射出,投不到幕布上;加上平面镜,改变了光的传播方向,从而使像能成在幕布上。
故答案为:倒立;改变光的传播方向。
掌握投影仪的制作原理:当时,根据凸透镜成放大、倒立实像的原理制成的。
平面镜的作用是改变光的传播方向,使射向天花板的光能在屏幕上成像。
本题主要考查了投影仪的制作原理及成像特点,平面镜对光的反射作用。
11.如图所示的两个凸透镜中焦距较大的是________选填“”或“”,要想利用凸透镜使小灯泡发出的光变成平行光,小灯泡应放在凸透镜的________位置上。
【答案】
;焦点
【解析】解:凸透镜表面越凸,凸透镜的焦距越小,所以的焦距大;
凸透镜对光线有会聚作用,一束平行于主光轴的平行光经凸透镜折射后会交在凸透镜的焦点上.根据光路是可逆的,将小灯泡放在凸透镜的焦点上,在另一侧也可以得到一束平行光.
故答案为:;焦点.
根据凸透镜表面凸的程度判断焦距大小;过焦点的光线经过凸透镜后将平行于主光轴射出.
本题考查了凸透镜对光线的会聚作用以及折射时光路是可逆的等知识点的理解和掌握,难度不大,属于基础知识.
12.如图,两条光线会聚于点,若在虚线框内放甲透镜后,光会聚于点,若虚线框内放乙透镜后,光会聚于点。则甲透镜是______透镜,乙透镜是______透镜两
选填“凸”或“凹”。
【答案】
凹 凸
【解析】解:
由图知,若光沿直线传播会聚到点,经过甲透镜会聚到点推迟会聚或折射光线偏离主光轴,说明甲对光线有发散作用,是凹透镜;
经过乙透镜会聚到点提前会聚或折射光线偏向主光轴,说明乙对光线有会聚作用,是凸透镜。
故答案为:凹;凸。
根据图判断出甲乙对光线的作用,根据凸透镜和凹透镜对光线的作用进行判断。凸透镜有会聚光线的作用,凹透镜有发散光线的作用。
判断光线是会聚了还是发散了,主要是看经过透镜后的光线与原来相比,是推迟会聚还是提前会聚,若是推迟会聚,即说明该透镜是发散的;若是提前会聚,则说明该透镜是会聚的。
13.如图所示,有一种望远镜由两组凸透镜组成,靠近眼睛的叫做______,靠近被观测物体的叫做______。
【答案】
目镜; 物镜
【解析】解:普通望远镜由两组凸透镜组成的,靠近眼睛的叫做目镜,靠近被观测物体的叫做物镜。
故答案为:目镜;物镜。
望远镜由物镜和目镜组成,物镜和目镜都是凸透镜,物镜相当于照相机,成倒立、缩小的实像,物距越大,像距越小,物体在无限远时,像越接近凸透镜的焦点;目镜相当于放大镜,成正立、放大的虚像。
本题主要考查了望远镜的相关知识,关键知道它的组成和作用,属于光学基础知识的考查。
14.小明做了如图所示的实验:他选用焦距分别为和的凸透镜,使它们正对相同的字母,且与字母的距离相同,他发现透过凸透镜观察到的字母的像不同。小明提出的问题是:物体经过凸透镜所成的像的大小与______是否有关。
【答案】
透镜的焦距
【解析】
【分析】
此类问题是考查对实验探究中的提出问题环节的理解与掌握情况,提出问题是科学探究过程的首个重要环节,也是物理科学研究中重要的一个环节。
凸透镜成像规律:物距小于焦距成正立、放大的虚像;物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立、放大的实像;物距等于二倍焦距成倒立、等大实像;物距大于二倍焦距成倒立、缩小的实像。
【解答】
在研究凸透镜成像规律的实验课上,用焦距分别为和的两种凸透镜进行实验,当字母到透镜的距离相同时,观察到的像的大小却不相同,在此实验过程中,字母大小不变,物距相同,只有两凸透镜的焦距不同,据这一现象可以提出的探究问题是:物体通过凸透镜成像大小与凸透镜的焦距存在着怎样的关系。
三、作图题(本大题共3小题)
15.如图所示,一束光线经凹透镜折射后,射向与凹透镜主光轴平行的平面镜上,请画出:
射向凹透镜的入射光线;
经平面镜的反射光线。
【答案】
解: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,据此画出入射光线;
过平面镜的入射点垂直于镜面作出法线,然后根据反射角等于入射角,在法线右侧作出反射光线,如下图:
【解析】作出入射光线要根据: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。
作出反射光线要根据反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一个平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角来作。
凹透镜三条特殊光线的作图:延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴。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。过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。
熟记反射定律的内容:射光线、入射光线、法线在同一个平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角并会作图。
16.根据光通过透镜的情况,在虚线框内画出合适类型的透镜。
【答案】
.
【解析】图中折射光线相对于入射光线靠近了主光轴,即透镜有会聚作用,所以是凸透镜,如图所示:
17.请作出图中与凸透镜折射光线对应的入射光线。
【答案】
解:
过焦点的入射光线,经过凸透镜折射后,平行于主光轴;过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。由此作图入射光线,如图所示:
【解析】在作凸透镜的光路图时,先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
凸透镜的三条特殊光线:通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。
四、实验探究题(本大题共2小题)
18.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将凸透镜固定在光具座上刻线处。
如图甲所示,一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图甲可知,凸透镜的焦距为______。
将光屏和点燃的蜡烛分别放在凸透镜的两侧,如图乙所示。为了找到烛焰清晰的像,小明应将光屏向______移动选填“左”或“右”。
小明将光屏移到某一位置时,光屏上呈现烛焰清晰的像,则该像是______像选填“实”或“虚”。
小明将点燃的蜡烛移动到光具座上刻线处,移动光屏可以再次在光屏上观察到烛焰清晰的像,这一实验现象可以说明______的成像特点选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”。
【答案】
左 实 投影仪
【解析】解:
平行光线经过凸透镜后会聚于一点,这一点就是焦点。焦点到光心的距离是焦距,根据图示中光屏在刻度尺上的位置,可以读出该凸透镜的焦距是;
当蜡烛位于刻度线处,凸透镜位于刻度线时,此时的物距为,凸透镜的焦距为,物距大于二倍焦距,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,所以应将光屏向左移动,才能在光屏上呈现清晰的像;
能被光屏接收到的像是实像;
把烛焰放在距凸透镜刻度处处时,即时,由凸透镜成像规律可知,成倒立放大的实像,投影仪就是利用此原理制成的。
故答案为:;左;实;投影仪。
通过图所示的现象,结合凸透镜焦点的定义即可确定该凸透镜的焦距;
当物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像,像距在一倍焦距和二倍焦距之间;
当时,成倒立放大的实像,投影仪就是利用此原理制成的。
本题探究凸透镜成像的规律,要熟练掌握凸透镜成像的特点与物距像距的关系,考查了对倒立实像的理解及对实验问题的分析。
19.利用如图甲所示的装置探究凸透镜成像的规律。
实验前,要调整烛焰、凸透镜和光屏的中心在______。
如图甲所示,此时光屏上恰好得到清晰的像。保持蜡烛和光屏的位置不变,若想再次在光屏上呈现清晰的像,需要把凸透镜移动到光具座上______刻度线处。
由于蜡烛不断燃烧变短,于是小明将光屏向______选填“上”或“下”适当调节,使烛焰的像仍成在光屏的中央。紧接着,他将蜡烛远离凸透镜,为了再次在光屏中央找到清晰的像,需要将光屏______选填“靠近”或“远离”凸透镜并向______选填“上”或“下”适当调节。
如图乙所示,将蜡烛放在凸透镜一倍焦距以内,在透镜另一侧可以看到蜡烛放大的像,若将一不透明的光屏放在虚线处,则人眼看到蜡烛的像______填字母。
A.会消失 B.会变暗 C.没有变化 D.成在光屏上
【答案】
同一高度;
;
上;靠近;上;
。
【解析】
【分析】
此题为探究凸透镜成像的规律的实验,考查凸透镜的成像规律,同时考查了实验中需要注意的事项。
为了使像成在光屏的中央,要调整烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度;
根据光路的可逆性分析;
根据穿过光心的光线方向不变分析;
虚像是由光的反向延长线相交得到的,由此分析解答。
【解答】
为了使像成在光屏的中央,要调整烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度;
由题意知,物距为,像距为,像距大于物距,所以此时成倒立放大的实像;
根据折射时光路是可逆的,保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜向右移动:,即将凸透镜移到刻度线处时,此时物距为,像距为,此时光屏上会再次呈现清晰的倒立缩小的像;
穿过光心的光线方向不变,由于蜡烛不断燃烧变短,像会往上移动,应将光屏向上适当调节,使烛焰的像仍成在光屏的中央;
成实像时,物距越大,像距越小,像越小。将蜡烛远离凸透镜,为了再次在光屏中央找到清晰的像,需要将光屏靠近凸透镜并向上适当调节;
因为虚像是光的反射延长线相交得到的,所以在虚线处放置一光屏对成虚像不产生影响,所以烛焰的像不会发生变化,故选C。
第1页,共1页