中小学教育资源及组卷应用平台
第3 讲 透镜与视觉
能力提升
1、司机对信号灯的关注是行车安全的重要环节。下列有关叙述错误的是(▲)
A、如果信号灯光线过强,司机观察信号灯时瞳孔会变小
B、如果要看清远处的信号灯,睫状肌会放松,晶状体变薄
C、信号灯光线经过角膜、晶状体和玻璃体,最后到达视网膜
D、信号灯会在视网膜上成倒立、缩小的实像,并在此形成视觉
2、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(▲)
仍然平行 B、会聚 C、发散 D、无法确定
3、一天,小聪告诉小亮,放大镜不仅能把物体“放大”,还能把物体“缩小”!有些惊讶的小亮立刻找来一个放大镜做起了实验。他把放大镜放到花朵前某一位置时,看到了如图所示的花朵正立、放大的虚像。接着他按小聪的提示进行了操作,终于看到了“缩小”的花朵。关于小亮看到“放大”花朵后的操作及他看到的“缩小”花朵,下列说法正确的是(▲)
A、小亮向靠近花朵的方向移动放大镜,看到的是花朵正立、缩小的虚像,像的位置在放大镜与花朵之间
B、小亮向靠近花朵的方向移动放大镜,看到的是花朵倒立、缩小的实像,像的位置在放大镜与小亮 眼睛之间
C、小亮向远离花朵的方向移动放大镜,看到的是花朵正立、缩小的虚像,像的位置在放大镜与花朵之间
D、小亮向远离花朵的方向移动放大镜,看到的是花朵倒立、缩小的实像,像的位置在放大镜与小亮眼睛之间
4、显微镜和望远镜的原理如图所示,下面是关于它们的二次成像的说法：①显微镜先成放大的实像,再成放大的虚像;②显微镜先成缩小的实像,再成放大的虚像;③望远镜先成放大的实像,再成放大的虚像;④望远镜先成缩小的实像,再成放大的虚像。上述说法中正确的是(▲)
A、①③ B、②④ C、①④ D、②③
5、使用光学仪器时常常需要调节,下列措施中正确的是(▲)
A、用放大镜看地图时,为了放得大些,应将放大镜与地图之间的距离调大些
B、照相机对着某人照相时,底板上恰好呈现清晰的全身像,如果要拍出清晰的半身像,只要将照相机向他移动适当的距离
C、摄影记者采访一会议,先给大会主席台拍了一个特写镜头,为了拍摄主席台全景,他后退了好几步,然后将照相机暗箱长度调长了一些
D、如果幻灯机银幕上呈现的清晰画面太小,那么,应将幻灯机往后移动一定距离,同时将幻灯片与镜头之间的距离调长一些
小明用自制的水凸透镜探究近视眼和远视眼的成像及矫正。若水凸透镜相当于眼睛的晶状体,光屏
相当于视网膜,如图所示,适当调整后在光屏上得到了清晰的像,则不正确的是(▲)
A、这时模拟的是正常眼的成像情况
B、这时光屏上呈现的是倒立、缩小的实像
C、若向水凸透镜内注入适量的水,仍想在光屏上呈现清晰的像,需要在蜡烛和水凸透镜之间加一块度数合适的近视镜片
D、若从水凸透镜内抽出适量的水,仍想在光屏上呈现清晰的像,需要在水凸透镜和光屏之间加一块度数合适的远视镜片
7、如图所示,有一圆柱体PQ,放在凸透镜前如图所示的位置,它所成像P'Q'的形状应该是下列图中的(▲)
A B C D
8、在一个不透明的木板上钻一个小孔。用眼睛通过小孔可以观察到一定的范围,如图所示。在小孔中嵌入一定形状的玻璃制品,可以扩大观察范围,则在下图的四个截面中能够获得最大观察范围的是(▲)
9、在探究“凸透镜成像规律”的实验中：
(1)如图1所示,小明利用太阳光测量凸透镜的焦距,下列操作最合理的是 ▲ 。
图1
(2)按图1中正确的操作,利用太阳光,测出透镜与白纸间距s(单位为cm)和对应的白纸被烤焦的时间t(单位为min),绘出如图2所示的图像,可判断该透镜的焦距f为 ▲ cm。
(3)如果实验中固定好透镜和蜡烛后,发现无论如何移动光屏,光屏上只有一个与透镜大小几乎相同的光斑,其原因可能是 ▲ 。
(4)如图3所示,把一块焦距为15cm的凸透镜固定在50cm刻度线位置,蜡烛固定在15cm刻度线位置时,光屏应在 ▲ (填“I”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)区域内左右移动,才能在光屏上得到清晰的倒立实像。
10、探究“凸透镜成像的规律”的实验装置如图所示,H和H'点均为二倍焦距处。
(1)实验前应将光屏向 ▲ (填“上”或“下”)调,使发光体“F”、凸透镜的中心和光屏的中心在 ▲
上,目的是把像成在光屏的中央。
(2)调节好光屏的高度后,刚好在光屏上能观察到清晰的像,这个像一定是 ▲ (填“放大”、“缩小”或“等大”)的,此时光在光屏上发生了 ▲ 反射。
(3)接着把发光体“F”从H点移到A点处,为了使光屏上模糊的像变得清晰,应将光屏在 ▲ (填“OF'之间”、“F'H'之间”或“H'以外”)调节,会得到倒立、放大的实像。此过程像的移动速度 ▲ (填“小于”或“大于”)物体的移动速度。
(4)再把发光体“F”移到B点处,无论怎样调节光屏,光屏上始终接收不到像,此时人眼透过透镜看到的像是图2中的 ▲ (填“A”、“B”、“C”或“D”)。
(5)实验结束后,对图1中的装置进行了改进,将光屏换成带有方格的光屏,如图3所示,这样做的优点
是 ▲ 。
思维拓展
11、如图所示,小刚将盛满水的圆柱形透明玻璃杯贴近书本,透过玻璃杯看书上的鹦鹉图片(圆圈中的鹦鹉图与书本中的鹦鹉图实际大小相等),他所看到的虚像可能是(▲)
A B C D
12、绍兴的很多街口都安装了360°高清晰摄像头,由公安局实施24小时监控,来保护人民的安全。摄像机的像距几乎不变,但镜头的功能类似于人眼睛的晶状体,焦距可以调节,如图所示。某犯罪嫌疑人在成像板上已经成清晰的像,此时镜头的焦点在F处,在监控此人的过程中(该人在成像板上的像保持清晰),下列说法正确的是(▲)
A、如果该人远离镜头,镜头的焦点可能变到b点
B、如果该人远离镜头,镜头的焦点可能变到a点
C、如果该人靠近镜头,镜头的焦点可能变到c点
D、如果该人靠近镜头,镜头的焦点可能变到b点
13、在“探究凸透镜的成像特点”实验中,所用凸透镜的焦距为10cm,光屏是用表面涂有白漆的铁板制成的。小科把发光物“F”置于离凸透镜13cm处,移动光屏,在光屏上找到清晰的像,如图所示。小科看到光屏上像的形状和大小分别是(▲)
A、、放大 B、、放大 C、、缩小 D、、缩小
14、一光源S发出的光经凸透镜后平行射出,若把凸透镜浸没在水中(如图所示)使光线仍平行射出,则需(▲)
A、把光源上移一些 B、把光源下移一些
C、不需移动光源 D、条件不足,无法判断
15、在光具座上自左向右依次竖直放置一个凹透镜、凸透镜和平面镜,两块透镜的主光轴重合,凸透镜的焦距为f,此时两块透镜之间的距离为L。在凹透镜的左侧有一水平平行光束通过两块透镜后入射到平面镜上,经平面镜反射后,反射光恰能沿原来的光路返回,据此可判断凹透镜的焦距为(▲)
A、f B、L C、f+L D、f-L
16、如图所示,凸透镜的焦距为5cm,在透镜左侧10cm处,有一个与主光轴垂直的物体AB,在透镜右侧15cm处放一个平面镜,镜面与凸透镜的主光轴垂直,则该光具组中,物体AB的成像情况是(▲)
A、一个倒立实像,一个倒立虚像,一个正立实像
B、一个正立实像,一个正立虚像,一个倒立虚像
C、一个正立虚像,一个倒立实像,一个倒立虚像
D、一个正立实像,一个倒立实像,一个正立虚像
17、如图所示,竖直放置的不透光物体(足够大)中紧密嵌有一块凸透镜,透镜左侧二倍焦距处,有一个与主光轴垂直的物体AB,在透镜右侧三倍焦距处竖直放置一平面镜MN,镜面与凸透镜的主光轴垂直,B、N两点都在主光轴上,AB与MN 高度相等,且与透镜上半部分等高。遮住透镜的下半部分,则该光具组中,物体AB的成像情况是(▲)
A、两个实像,一个虚像 B、一个实像,两个虚像
C、只有一个虚像 D、只有一个实像
18、为了研究凸透镜成像规律。某校科学兴趣小组利用一些器材做了一组实验,并且采集了如表1和表2所示的两组数据。请分析两表中的数据,回答下面的问题。
表1(f1=0.10m)
序号 u/m /m u· /m2 /u /m-1 /m-1
1 0.200 0.200 0.0400 1.00 5.00 5.00
2 0.300 0.150 0.0450 0.50 3.33 6.67
3 0.500 0.125 0.0625 0.25 2.00 8.00
表2(f2=0.12m)
序号 u/m /m u· /m2 /u /m-1 /m-1
4 0.200 0.300 0.0600 1.50 5.00 3.33
5 0.300 0.200 0.0600 0.67 3.33 5.00
6 0.500 0.158 0.0790 0.32 2.00 6.33
分析比较实验序号1、2、3(或4、5、6)数据中物距u与像距υ的变化关系及相关条件,得出的初步
结论是： ▲ 。
(2)分析比较实验序号 ▲ 数据中物距u与像距υ的变化关系及相关条件,得出的初步结论是：不同的凸透镜,当它们成实像时,物距相同,像距随焦距的增大而增大。
(3)请进一步综合分析比较表1和表2中经运算后得到的数据及相关条件,请你写出物距u、像距υ和焦距f之间具体的函数关系： ▲ 。
(4)根据你写出的物距u、像距υ和焦距f之间具体的函数关系计算,利用焦距为10cm的凸透镜成像时,若物体到凸透镜的距离为50cm,光屏到凸透镜的距离为 ▲ cm时,光屏上会出现物体的清晰的像。
19、某科学兴趣小组想知道某块透镜的焦距f为多少,做如图甲所示的实验,镜面垂直于阳光,在透镜下面放上白纸(纸、镜平行),测出透镜与白纸间距s和对应的白纸被烤焦的时间t,绘出图线乙,则可判断该透镜的焦距f为 ▲ ;将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上(如图丙所示),做成像实验,记录每次成实像的物距u,像距υ。物像间距为L(即u+υ),绘出图线丁(以f为长度单位),由图可知,要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满足L≥ ▲ (用f表示)。物理学中,有一个凸透镜成像的“新概念”：放大率n=,“结合丙、丁两图,可知当物距u=1.5f时,n= ▲ 。
20、在做光学实验时,某同学需要将一束平行光的宽度放大为2倍,于是他在光束路径中放置了由两块
透镜组成的透镜组来达到此目的,如图所示。
(1)如果其中一块透镜是焦距f的凸透镜,另一块透镜采用的是凸透镜,则其焦距应为多少 应置于何处 请作图说明;
(2)如果其中一块透镜是焦距f的凸透镜,另一块透镜采用的是凹透镜,则其焦距应为多少 应置于何处 请作图说明。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
第3 讲 透镜与视觉
能力提升
1、司机对信号灯的关注是行车安全的重要环节。下列有关叙述错误的是(▲)
A、如果信号灯光线过强,司机观察信号灯时瞳孔会变小
B、如果要看清远处的信号灯,睫状肌会放松,晶状体变薄
C、信号灯光线经过角膜、晶状体和玻璃体,最后到达视网膜
D、信号灯会在视网膜上成倒立、缩小的实像,并在此形成视觉
【答案】D
【解析】视觉的形成：外界物体反射来的光线,经过角膜、房水,由瞳孔进入眼球内部,再经过晶状体和玻璃体的折射作用,在视网膜上能形成清晰的物像,物像刺激了视网膜上的感光细胞,这些感光细胞产生的视觉神经冲动,沿着视神经传到大脑皮层的视觉中枢,就形成视觉。
【分析】回答此题的关键是明确眼球的结构和功能以及视觉的形成过程。
【详解】A、虹膜中央有瞳孔,瞳孔的大小可以调节,能够控制进入眼球内的光线。光线强,瞳孔变小;光线弱,瞳孔变大。因此信号灯过强,司机的瞳孔由大变小,故A正确;B、当我们刚看了近处的物体再看远处物体时,为了使所成的像落在视网膜上,则眼睛的晶状体变薄,并对光线的折射能力变弱,如果晶状体的调节后还看不清远处物体时,此时形成的物像就会落在视网膜的前方,因此需要通过晶状体来调节,要看清远处的信号灯,睫状体处于舒张状态,晶状体曲度变小,故B正确;C、分析视觉的形成过程可知,信号灯光线进入眼球的顺序是：角膜→瞳孔→晶状体→玻璃体→视网膜,故C正确;D、由分析视觉的形成过程可知,形成信号图像和视觉的部位分别是视网膜和视觉中枢,故D错误。故选：D。
2、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(▲)
仍然平行 B、会聚 C、发散 D、无法确定
【答案】C
【解析】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。
【分析】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。
【详解】如果同学们不对图片进行分析,很容易选B,这是错误的,因为凸形气泡不是玻璃元件,故它不是凸透镜。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,都是凹透镜。因此对照过去的平行光有发散作用,所以C是正确的。故选：C。
3、一天,小聪告诉小亮,放大镜不仅能把物体“放大”,还能把物体“缩小”!有些惊讶的小亮立刻找来一个放大镜做起了实验。他把放大镜放到花朵前某一位置时,看到了如图所示的花朵正立、放大的虚像。接着他按小聪的提示进行了操作,终于看到了“缩小”的花朵。关于小亮看到“放大”花朵后的操作及他看到的“缩小”花朵,下列说法正确的是(▲)
A、小亮向靠近花朵的方向移动放大镜,看到的是花朵正立、缩小的虚像,像的位置在放大镜与花朵之间
B、小亮向靠近花朵的方向移动放大镜,看到的是花朵倒立、缩小的实像,像的位置在放大镜与小亮 眼睛之间
C、小亮向远离花朵的方向移动放大镜,看到的是花朵正立、缩小的虚像,像的位置在放大镜与花朵之间
D、小亮向远离花朵的方向移动放大镜,看到的是花朵倒立、缩小的实像,像的位置在放大镜与小亮眼睛之间
【答案】D
【解析】要解决此题,需要掌握凸透镜成像的规律。凸透镜成像规律：物距小于焦距成正立放大虚像。应用是放大镜。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。应用是幻灯机、投影仪。物距等于二倍焦距成倒立等大实像,像距等于二倍焦距。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。应用是照相机。
【分析】此题主要考查了凸透镜成像的规律及应用,要熟练掌握凸透镜成像的规律,并能做到灵活应用。
【详解】小聪看到的正立、放大的虚像,物距在放大镜的1倍焦距之内,当成缩小的像时,物距应大于2倍焦距,此时成倒立、缩小的实像。所以小亮应使放大镜远离花朵,像在放大镜和小亮眼睛之间。故选：D。
4、显微镜和望远镜的原理如图所示,下面是关于它们的二次成像的说法：①显微镜先成放大的实像,再成放大的虚像;②显微镜先成缩小的实像,再成放大的虚像;③望远镜先成放大的实像,再成放大的虚像;④望远镜先成缩小的实像,再成放大的虚像。上述说法中正确的是(▲)
A、①③ B、②④ C、①④ D、②③
【答案】C
【解析】(1)望远镜是由两组透镜组成,靠近眼镜的叫目镜,靠近被测物体的叫物镜;物镜的作用是使物体在焦点附近成倒立、缩小的实像,目镜相当于一个放大镜,成正立、放大的虚像。(2)显微镜包括物镜和目镜,物镜相当于幻灯机(或者投影仪),成倒立、放大的实像,目镜相当于放大镜,成正立、放大的虚像。
【分析】本题考查了显微镜和望远镜的物镜和目镜的成像特点,掌握二者物镜和目镜成像的本质是解答此题的关键。
【详解】(1)显微镜物镜和目镜都是凸透镜,把标本放在物镜的二倍焦距和一倍焦距之间,这样得到一个放大的实像,那么这个放大的实像正好成在目镜焦点以内,由凸透镜成像规律可知,当u5、使用光学仪器时常常需要调节,下列措施中正确的是(▲)
A、用放大镜看地图时,为了放得大些,应将放大镜与地图之间的距离调大些
B、照相机对着某人照相时,底板上恰好呈现清晰的全身像,如果要拍出清晰的半身像,只要将照相机向他移动适当的距离
C、摄影记者采访一会议,先给大会主席台拍了一个特写镜头,为了拍摄主席台全景,他后退了好几步,然后将照相机暗箱长度调长了一些
D、如果幻灯机银幕上呈现的清晰画面太小,那么,应将幻灯机往后移动一定距离,同时将幻灯片与镜头之间的距离调长一些
【答案】A
【解析】(1)凸透镜成虚像时,物距小于焦距,物距越大,虚像越大。(2)凸透镜成实像时,物距大于焦距,物距减小,像距变大,像变大。
【分析】凸透镜成实像和成虚像时,物距的变化和像距的变化情况恰好相反。
【详解】A、用放大镜看地图时,是利用凸透镜成正立、放大的虚像,凸透镜成虚像时,物距越大,像越大，即需要增大放大镜和地图之间的距离,故A符合题意;B、照相机利用凸透镜成倒立、缩小的实像工作的,照完全身像再照半身像,像变大,像距变大,物距要变小,所以照相机离被拍摄的人要近一些,同时将暗箱向前伸,故B不符合题意;C、照相机利用凸透镜成倒立、缩小的实像工作的,从特写到全景,像变小,像距变小,物距变大,所以照相机离主席台要远一些,同时缩短暗箱,故C不符合题意;D、幻灯机是利用凸透镜成倒立、放大的实像工作的,从小画面到大画面,像要增大,像距变大,物距变小,所以幻灯片要靠近镜头,同时幻灯机要远离屏幕后退一些,故D不符合题意。故选：A。
小明用自制的水凸透镜探究近视眼和远视眼的成像及矫正。若水凸透镜相当于眼睛的晶状体,光屏
相当于视网膜,如图所示,适当调整后在光屏上得到了清晰的像,则不正确的是(▲)
A、这时模拟的是正常眼的成像情况
B、这时光屏上呈现的是倒立、缩小的实像
C、若向水凸透镜内注入适量的水,仍想在光屏上呈现清晰的像,需要在蜡烛和水凸透镜之间加一块度数合适的近视镜片
D、若从水凸透镜内抽出适量的水,仍想在光屏上呈现清晰的像,需要在水凸透镜和光屏之间加一块度数合适的远视镜片
【答案】D
【解析】(1)若物距大于像距,成倒立、缩小的实像;(2)若向水透镜内注入适量的水,使水凸透镜的焦距变小,透镜的聚光能力变强的特点分析即可判断;(3)若从水透镜内抽出适量的水,使水凸透镜的焦距变大,透镜的聚光能力变弱的特点分析即可判断。
【分析】此题考查了凸透镜的成像规律的理解、水透镜的应用,常见题目。
【详解】AB、据图可知,此时的物距大于像距,所以成倒立、缩小的实像,故A、B正确;C、若向水透镜内注入适量的水,使水凸透镜的焦距变小,透镜的聚光能力变强,光线会比注水前要提前交汇,所以放上对光线具有发散作用的凹透镜,能再次让光线延迟会聚,光屏上又可以出现清晰的像,故C正确;D、若从水透镜内抽出适量的水,使水凸透镜的焦距变大,透镜的聚光能力变弱,光线会比抽水前要延迟交汇,所以放上对光线具有会聚作用的凸透镜,能再次让光线提前会聚,光屏上又可以出现清晰的像,故D错误。故选：D。
7、如图所示,有一圆柱体PQ,放在凸透镜前如图所示的位置,它所成像P'Q'的形状应该是下列图中的(▲)
A B C D
【答案】B
【解析】【分析】【详解】当U＞f时,物距减小,像距变大像变大。圆柱体的右边Q在f和2f之间,所成的像是倒立放大的实像;圆柱体的左边P在2f以外,所成的像是倒立缩小的实像,且右边的像距比左边的像距远,符合要求的只有图B。故选：B。
8、在一个不透明的木板上钻一个小孔。用眼睛通过小孔可以观察到一定的范围,如图所示。在小孔中嵌入一定形状的玻璃制品,可以扩大观察范围,则在下图的四个截面中能够获得最大观察范围的是(▲)
【答案】D
【解析】光从空气斜射入玻璃,折射光线靠拢法线,光从玻璃斜射入空气,折射光线远离法线。凸透镜对光线有会聚作用,使会聚光线提前会聚。凹透镜对光线有发散作用,使会聚光线错后会聚。根据玻璃砖、凸透镜、凹透镜对光线的作用画图比较观察到的范围,选择合适的玻璃制品。
【分析】真正理解凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。凸透镜的会聚作用是使原来的光路变窄。凹透镜的发散作用是使原来的光路变宽。
【详解】A、如图甲,没有任何光学元件,直接通过小孔,看到的范围。如图乙,小孔内放入玻璃砖,要光线从小孔左侧进入右侧眼睛,经过两次折射,如图光线能进入人的眼睛,人眼看到的范围稍微增大。B、如丙图,小孔内放入凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,能使会聚光线提前会聚,要是光线进入人的眼睛,观察到的范围变窄。C、如丁图,小孔内放入凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,凹透镜使光线错后会聚,要使光线进入人的眼睛,观察到的范围变宽。D、乙图和丁图观察范围都变宽,由于玻璃砖两次折射后的光线与原始光线是平行的,要使光线进入人的眼睛,观察到的范围只是稍微增大。凹透镜的发散作用越强,观察到的范围越大。
故选：D。
9、在探究“凸透镜成像规律”的实验中：
(1)如图1所示,小明利用太阳光测量凸透镜的焦距,下列操作最合理的是 ▲ 。
图1
(2)按图1中正确的操作,利用太阳光,测出透镜与白纸间距s(单位为cm)和对应的白纸被烤焦的时间t(单位为min),绘出如图2所示的图像,可判断该透镜的焦距f为 ▲ cm。
(3)如果实验中固定好透镜和蜡烛后,发现无论如何移动光屏,光屏上只有一个与透镜大小几乎相同的光斑,其原因可能是 ▲ 。
(4)如图3所示,把一块焦距为15cm的凸透镜固定在50cm刻度线位置,蜡烛固定在15cm刻度线位置时,光屏应在 ▲ (填“I”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)区域内左右移动,才能在光屏上得到清晰的倒立实像。
【答案】(1)C; (2)12; (3)将蜡烛置于焦点处了; (4)Ⅱ
【解析】(1)利用太阳光测量凸透镜焦距,应让凸透镜正对太阳光,白纸应与凸透镜平行,来回移动透镜,找到最小最亮的光斑。(2)根据图2找出白纸被烤焦的最短时间,所对应的透镜与白纸间距即为焦距。(3)由焦点发出的光,经凸透镜平行主光轴射出。(4)根据物距大于2倍焦距时,成倒立缩小的实像,像距 处于1倍和2倍焦距之间的特点进行分析。
【分析】本题是探究凸透镜成像规律的实验,考查了焦距的概念、成像规律及其应用,熟练掌握规律内容,搞清成像特点与物距、像距的关系是正确解题的关键。
【详解】(1)利用太阳光测量凸透镜焦距,应让凸透镜正对太阳光,白纸应与凸透镜平行,来回移动透镜,找到最小最亮的光斑,光斑到透镜中心的距离即为焦距,应选择C。(2)由图2可知,当透镜与白纸间距s=12cm时,白纸被烤焦的时间t=4min,所用的时间最短,说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高,这个点就是凸透镜的焦点,则测出透镜与白纸间距即为焦距f=12cm。(3)实验中固定好透镜和蜡烛后,发现无论如何移动光屏,光屏只有一个与透镜大小几乎相同的光斑,说明光平行主光轴射出,则可能将蜡烛置于焦点处了。(4)凸透镜焦距是15cm,当把凸透镜固定在50cm刻度线位置,蜡烛固定在15cm刻度线位置时,物距为50cm-15cm=35cm,大于2倍焦距,所以此时成倒立缩小的实像,像在1倍和2倍焦距之间。故答案为：(1)C; (2)12; (3)将蜡烛置于焦点处了; (4)Ⅱ。
10、探究“凸透镜成像的规律”的实验装置如图所示,H和H'点均为二倍焦距处。
(1)实验前应将光屏向 ▲ (填“上”或“下”)调,使发光体“F”、凸透镜的中心和光屏的中心在 ▲
上,目的是把像成在光屏的中央。
(2)调节好光屏的高度后,刚好在光屏上能观察到清晰的像,这个像一定是 ▲ (填“放大”、“缩小”或“等大”)的,此时光在光屏上发生了 ▲ 反射。
(3)接着把发光体“F”从H点移到A点处,为了使光屏上模糊的像变得清晰,应将光屏在 ▲ (填“OF'之间”、“F'H'之间”或“H'以外”)调节,会得到倒立、放大的实像。此过程像的移动速度 ▲ (填“小于”或“大于”)物体的移动速度。
(4)再把发光体“F”移到B点处,无论怎样调节光屏,光屏上始终接收不到像,此时人眼透过透镜看到的像是图2中的 ▲ (填“A”、“B”、“C”或“D”)。
(5)实验结束后,对图1中的装置进行了改进,将光屏换成带有方格的光屏,如图3所示,这样做的优点
是 ▲ 。
【答案】(1)下; 同一高度; (2)缩小;漫; (3)H'以外;大于; (4)C; (5)便于比较像与物的大小
【解析】【分析】【详解】(1)应将透镜、蜡烛火焰、光屏的中心调到同一高度,像才能呈在光屏的中央位置,所以应该将光屏向下移动。(2)由题可知,此时物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,此时站在不同位置的人都能看到烛焰的像,所以光在光屏上发生了漫反射。(3)接着把发光体“F”从H点移到A点处,此时物距位于一倍焦距和二倍焦距之间,此时像距大于二倍焦距,所以应该光屏移到二倍焦距以外,即移动到H以外,此时成倒立、放大的实像;此过程像的移动速度大于物体的移动速度。(4)再把发光体“F”移到B点处,此时物距小于一倍焦距,成正立放大的虚像,故选C。(5)光屏换成带有方格光屏的优点：便于比较像与物的大小。故答案为(1)下; 同一高度; (2)缩小;漫; (3)H'以外;大于; (4)C; (5)便于比较像与物的大小。
思维拓展
11、如图所示,小刚将盛满水的圆柱形透明玻璃杯贴近书本,透过玻璃杯看书上的鹦鹉图片(圆圈中的鹦鹉图与书本中的鹦鹉图实际大小相等),他所看到的虚像可能是(▲)
A B C D
【答案】A
【解析】盛满水的圆柱形透明玻璃杯竖着看中间厚边缘薄,相当于凸透镜;当小刚把玻璃杯竖着贴近书看鹦鹉图片时,图片离玻璃杯很近,满足物距小于焦距,符合凸透镜成像规律：u＜f,成正立放大的虚像。
【分析】日常生活中有很多透明的物品能形成中间厚边缘薄,如：玻璃杯中盛满水、塑料大棚上的积水、远视镜片等都相当于凸透镜,能具有凸透镜对光线的会聚作用或所成像的特点。
【详解】玻璃杯竖着贴近鹦鹉图片时,左右起到放大镜的作用,鹦鹉图片通过玻璃杯左右成正立放大的虚像;而上下因为玻璃杯相同,不会起到放大作用,所以像比图片应该是左右加宽上下与图片相同,只有A显示的像是符合要求的。故选：A。
12、绍兴的很多街口都安装了360°高清晰摄像头,由公安局实施24小时监控,来保护人民的安全。摄像机的像距几乎不变,但镜头的功能类似于人眼睛的晶状体,焦距可以调节,如图所示。某犯罪嫌疑人在成像板上已经成清晰的像,此时镜头的焦点在F处,在监控此人的过程中(该人在成像板上的像保持清晰),下列说法正确的是(▲)
A、如果该人远离镜头,镜头的焦点可能变到b点
B、如果该人远离镜头,镜头的焦点可能变到a点
C、如果该人靠近镜头,镜头的焦点可能变到c点
D、如果该人靠近镜头,镜头的焦点可能变到b点
【答案】D
【解析】人始终在成像板上成像说明凸透镜成实像,凸透镜成实像时,物距增大(远离凸透镜焦点),像距减小(靠近凸透镜的焦点),像变小;同理：物距减小(靠近凸透镜焦点),像距增大(远离凸透镜的焦点)像变大。
【分析】凸透镜成实像时,物距增大(远离凸透镜焦点),像距减小(靠近凸透镜的焦点)。这是解决本题的关键。
【详解】AB、如果该人远离镜头,物距增大,像距减小,像点更靠近焦点,所以镜头的焦点可能变在c点。故AB错误。CD、如果该人靠近镜头,物距减小,像距增大,像点更远离凸透镜的焦点,所以镜头的焦点可能变在a、b点,故C错误,D正确。故选：D。
13、在“探究凸透镜的成像特点”实验中,所用凸透镜的焦距为10cm,光屏是用表面涂有白漆的铁板制成的。小科把发光物“F”置于离凸透镜13cm处,移动光屏,在光屏上找到清晰的像,如图所示。小科看到光屏上像的形状和大小分别是(▲)
A、、放大 B、、放大 C、、缩小 D、、缩小
【答案】A
【解析】凸透镜成实像时,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像;凸透镜成实像时,像与物上下、左右均倒(是互换的)。
【分析】此题考查凸透镜成像的规律。掌握凸透镜成像的特点是解题关键。
【详解】凸透镜的焦距f=10cm,物距u=13cm,满足2f＞u>f条件,成倒立、放大的实像;由图可知,光源“F”开口向里(即垂直于纸面向里),因凸透镜成的实像是倒立的,即像与物体的左右、上下相反,所以,在光屏前面看到的字母“F”是开口向外的(或开口向右),即像的形状应该是“”,故A正确,BCD错误。故选：A。
14、一光源S发出的光经凸透镜后平行射出,若把凸透镜浸没在水中(如图所示)使光线仍平行射出,则需(▲)
A、把光源上移一些 B、把光源下移一些
C、不需移动光源 D、条件不足,无法判断
【答案】B
【解析】【分析】【详解】根据光路的可逆性,我们假设是从水底有一束平行光线向上射出,经过凸透镜和水面的两次折射后到达光源。如果只是空气,折射光线恰好要通过焦点F,如图：因为有水,光线经过水面进入空气,发生折射,使得光线提前会聚,焦点下移,根据光路是可逆的,光源的位 置应该下移。故选：B。
15、在光具座上自左向右依次竖直放置一个凹透镜、凸透镜和平面镜,两块透镜的主光轴重合,凸透镜的焦距为f,此时两块透镜之间的距离为L。在凹透镜的左侧有一水平平行光束通过两块透镜后入射到平面镜上,经平面镜反射后,反射光恰能沿原来的光路返回,据此可判断凹透镜的焦距为(▲)
A、f B、L C、f+L D、f-L
【答案】D
【解析】【分析】【详解】如图所示,只有当凸透镜与凹透镜的焦点重合时,从凹透镜的左侧水平射入的平行光束,经两个透镜的折射和平面镜的反射后,才能沿原来的光路返回,因此凹透镜的焦距为f'=f-L。
故选：D。
16、如图所示,凸透镜的焦距为5cm,在透镜左侧10cm处,有一个与主光轴垂直的物体AB,在透镜右侧15cm处放一个平面镜,镜面与凸透镜的主光轴垂直,则该光具组中,物体AB的成像情况是(▲)
A、一个倒立实像,一个倒立虚像,一个正立实像
B、一个正立实像,一个正立虚像,一个倒立虚像
C、一个正立虚像,一个倒立实像,一个倒立虚像
D、一个正立实像,一个倒立实像,一个正立虚像
【答案】A
【解析】【分析】【详解】如图所示,物体AB通过透镜在透镜右侧10cm处成一个倒立实像,该像通过平面镜在平面镜右侧成一个倒立虚像,该虚像又通过透镜在透镜左侧成一个正立实像,选项A 正确。
故选：A。
17、如图所示,竖直放置的不透光物体(足够大)中紧密嵌有一块凸透镜,透镜左侧二倍焦距处,有一个与主光轴垂直的物体AB,在透镜右侧三倍焦距处竖直放置一平面镜MN,镜面与凸透镜的主光轴垂直,B、N两点都在主光轴上,AB与MN 高度相等,且与透镜上半部分等高。遮住透镜的下半部分,则该光具组中,物体AB的成像情况是(▲)
A、两个实像,一个虚像 B、一个实像,两个虚像
C、只有一个虚像 D、只有一个实像
【答案】D
【解析】(1)平面镜成像的规律：虚像、物体和像大小相等、物体和像到镜面的距离相等,物体和像的连线与镜面垂直;(2)凸透镜成像规律：当物体位于凸透镜的2倍焦距处,成倒立、等大的实像。
【分析】本题主要考查凸透镜成像规律及其应用,此题的突破点是,AB只有在主光轴上的那点折射后入MN,其它均没有,故只有一个实像。
【详解】(1)按题意,AB在凸透镜右侧距离透镜2f处成一个倒立的等大的实像。(2)由于成像后的光线是射向右下方的,所以不能在平面镜上成像(平面镜只在主光轴的上方),所以只能成一个实像。(3)如果平面镜足够大,则“AB在凸透镜右侧距离透镜2f处成一个倒立的等大的实像”又会在平面镜上成一个等大的虚像,平面像反射后的光线又会经凸透镜成一个缩小的倒立的实像(成在凸透镜左侧f与2f之间。此时相当于物距为4f。当然,也要满足凸透镜是足够大了才有此种情况)。综上所述,只有D正确ABC错误。故选：D。
18、为了研究凸透镜成像规律。某校科学兴趣小组利用一些器材做了一组实验,并且采集了如表1和表2所示的两组数据。请分析两表中的数据,回答下面的问题。
表1(f1=0.10m)
序号 u/m /m u· /m2 /u /m-1 /m-1
1 0.200 0.200 0.0400 1.00 5.00 5.00
2 0.300 0.150 0.0450 0.50 3.33 6.67
3 0.500 0.125 0.0625 0.25 2.00 8.00
表2(f2=0.12m)
序号 u/m /m u· /m2 /u /m-1 /m-1
4 0.200 0.300 0.0600 1.50 5.00 3.33
5 0.300 0.200 0.0600 0.67 3.33 5.00
6 0.500 0.158 0.0790 0.32 2.00 6.33
分析比较实验序号1、2、3(或4、5、6)数据中物距u与像距υ的变化关系及相关条件,得出的初步
结论是： ▲ 。
(2)分析比较实验序号 ▲ 数据中物距u与像距υ的变化关系及相关条件,得出的初步结论是：不同的凸透镜,当它们成实像时,物距相同,像距随焦距的增大而增大。
(3)请进一步综合分析比较表1和表2中经运算后得到的数据及相关条件,请你写出物距u、像距υ和焦距f之间具体的函数关系： ▲ 。
(4)根据你写出的物距u、像距υ和焦距f之间具体的函数关系计算,利用焦距为10cm的凸透镜成像时,若物体到凸透镜的距离为50cm,光屏到凸透镜的距离为 ▲ cm时,光屏上会出现物体的清晰的像。
【答案】(1)同一凸透镜成实像时,物距增大,像距减小; (2)1、4(或2、5或3、6); (3)=; (4)12. 5
【解析】(1)像距大于零凸透镜成实像,像距小于零成虚像。凸透镜成实像时,物距增大,像距减小。(2)选择焦距不同的凸透镜,并且选择凸透镜的物距相同,焦距越大,像距越大的实验。(3)可以看出1u+1υ的值是一定的,并且和焦距的倒数是相等的,即1u+1υ=1f。(4)知道物距和焦距,根据1u+1υ=1f,求出像距。
【分析】对于凸透镜物距、像距、焦距的定量关系,不容易判断出来,首先从物距倒数和像距倒数之和进行判断,然后再找和焦距的关系。三者之间的定量关系是高中课本的知识点,这是为高中知识做好引领,更重要的是提高学生对数据处理的能力。
【详解】(1)实验1、2、3(或4、5、6),像距大于零,凸透镜成实像,同一凸透镜成实像时,物距增大,像距减小。(2)不同的凸透镜,一定从表1和表2中分别找一个实验,并且物距相同时,焦距越大,像距越大。所以实验1、4(或2、5或3、6)说明：不同的凸透镜,当它们成实像时,物距相同,像距随焦点的增大而增大。(3)由表1或表2得,的值是一定的,表1的的值等于10m-1,的值等于10m-1。表2的的值等于8.33m-1,的值等于8.33m-1,所以=。(4)u=50cm,f=10cm,根据=,,所以υ=12. 5cm。故答案为：(1)同一凸透镜成实像时,物距增大,像距减小; (2)1、4(或2、5或3、6); (3)=; (4)12. 5。
19、某科学兴趣小组想知道某块透镜的焦距f为多少,做如图甲所示的实验,镜面垂直于阳光,在透镜下面放上白纸(纸、镜平行),测出透镜与白纸间距s和对应的白纸被烤焦的时间t,绘出图线乙,则可判断该透镜的焦距f为 ▲ ;将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上(如图丙所示),做成像实验,记录每次成实像的物距u,像距υ。物像间距为L(即u+υ),绘出图线丁(以f为长度单位),由图可知,要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满足L≥ ▲ (用f表示)。物理学中,有一个凸透镜成像的“新概念”：放大率n=,“结合丙、丁两图,可知当物距u=1.5f时,n= ▲ 。
【答案】12cm; 4f; 2
【解析】(1)根据图乙找出白纸被烤焦的最短时间,所对应的透镜与白纸间距即为焦距;(2)根据图丁物像间距L与物距u的关系,找出物像间距L的最小值即可;(3)根据图丁,当物距u=1.5f时找出对应的物像间距L,由L=u+υ算出υ,再利用n=即可求出。
【分析】本题主要考查凸透镜成像规律及其应用、焦距的测量和图象的分析能力,解决此题的关键是通过图象确定凸透镜的焦距,涉及到了放大率,有一定的难度。
【详解】(1)由图乙可知,当透镜与白纸间距S=12cm时,白纸被烤焦的时间t=4min,所用的时间最短,说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高,这个点就是凸透镜的焦点,则测出透镜与白纸间距即为焦距f=12cm。(2)根据凸透镜的成实像时满足u>f,由图丁可知,随着物距u的增大,物像间距L先减小后增大,当物距u=2f时,物像间距L最小为4f,因此,要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满足L≥4f。(3)由图丁可知,当物距u=1. 5f时,物像间距L=4. 5f,根据L=u+υ可得,υ=L-u=4. 5f-1. 5f=3f,则放大率n===2。故答案为：12cm; 4f; 2。
20、在做光学实验时,某同学需要将一束平行光的宽度放大为2倍,于是他在光束路径中放置了由两块
透镜组成的透镜组来达到此目的,如图所示。
(1)如果其中一块透镜是焦距f的凸透镜,另一块透镜采用的是凸透镜,则其焦距应为多少 应置于何处 请作图说明;
(2)如果其中一块透镜是焦距f的凸透镜,另一块透镜采用的是凹透镜,则其焦距应为多少 应置于何处 请作图说明。
【答案】(1)有两种解法：①放置一个焦距为2f的凸透镜,放置在第一片后3f处。如图所示。
②放置一个焦距为的凸透镜,放置在第一片前处。如图所示。
(2)放置一个焦距为一的凹透镜,放置在第一片前处 。如图所示。
【解析】若是两个凸透镜,则平行光入射,会聚于一点,再经第二个凸透镜后以平行光射出,则该点一定为第二个凸透镜的焦点。所以,第二个凸透镜的焦距为第一个凸透镜的焦距的2倍。若一个为凸透镜,另一个为凹透镜,则根据两者对光的作用可知,第一个透镜为凹透镜,第二个透镜为凸透镜,且第一个透镜的虚焦点应为第二个透镜的焦点。
【分析】【详解】(1)有两种解法：①放置一个焦距为2f的凸透镜,放置在第一片后3f处。如图所示。
②放置一个焦距为的凸透镜,放置在第一片前处。如图所示。
(2)放置一个焦距为一的凹透镜,放置在第一片前处 。如图所示。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)
