第三章 透镜及其应用
立足教材·夯实基础
1.[教材教八上 P85,T2 改编] 新闻报道的随手丢弃的带水的矿泉水瓶引起森林火灾事件,警醒我们务必不要随地乱扔矿泉水瓶。 关于该现象下列说法正确的是( )
A. 装水的矿泉水瓶相当于凹透镜
B. 装水的矿泉水瓶相当于平面镜
C. 矿泉水瓶对光有会聚作用
D. 矿泉水瓶对光有发散作用
2.[教材人八上 P120 原图]集邮爱好者鉴别邮票时,为了看得更清楚一些,往往利用放大镜来观察,如图所示。 假设放大镜(凸透镜)的焦距为 10 cm,放大镜与邮票的距离应 ( )
A. 大于 20 cm
B. 等于 10 cm
C. 小于 10 cm
D. 在 10 cm 与 20 cm 之间
3. 一题多选 如图是小萌探究“凸透镜成像规律”的实验装置,下列实验操作和相关分析不合理的是 ( )
A. 让平行光正对凸透镜照射,并调整光屏,直到光屏上出现一个最小最亮的光斑,据此可知凸透镜的焦距 f=10.0 cm
B. 把“F”光源、凸透镜、光屏依次放在光具座上,并将三者的中心调到同一高度
C. 当 u=15.0 cm 时,成倒立、放大的实像,投影仪就是根据这一原理制成的
D. 如果把“F”光源与光屏对调,光屏上将不会出现清晰的像
E. 用不透明纸将凸透镜的上半部分挡住,光屏上只能成半个“F”光源的像
F. 保持“F”光源和透镜位置不变,更换焦距更小的凸透镜,只向右移动光屏仍可得到清晰的像
4.[教材人八上 P119 原图] 如图所示是某同学用焦距为 10 cm 的凸透镜自制的照相机模型,以下说法正确的是 ( )
A. 凸透镜对光起发散作用
B. 为了使景物在薄膜上成缩小的像,应使景物和镜头间的距离大于 20 cm
C. 如果想让景物的像变大一些,他应该将景物远离照相机模型
D. 若用凹透镜代替凸透镜,也能在薄膜上得到缩小的像
5.[25·湖北] 2025 年 1 月 20 日,在第九届亚冬会火种采集仪式上,现场用图甲中的冰透镜成功点燃了火炬。 小红为了研究此现象,让光束透过近视眼镜和老花眼镜投射在墙上,如图乙。 _____(选填“上”或“下”)方眼镜的透镜类型与冰透镜相同,为 _____ 透镜。
6.[教材人八上 P126 原图] 如图甲所示是人的眼球结构,其中晶状体和角膜的共同作用相当于一个 _____ 透镜,对光线具有 _____ 作用。 小明的眼睛出现了如图乙所示的成像特点,其患的是 _____,需要戴由 _____(选填“凸透镜”或“凹透镜”)制成的镜片矫正。
7.[教材人八上 P117,T3 高仿] 根据光线经透镜后的偏折情况,在虚线框内画出透镜的类型。
拓展进阶·提高能力
8.[25·邯郸模拟] 某同学利用图中所示的装置做探究凸透镜成像的规律实验,获得的实验数据填入下表。 根据表中数据判断的结论正确的是 ( )
A. 该凸透镜焦距为 30 cm
B. 当物距为 20 cm 时,成缩小的像,是照相机的成像原理
C. 某次实验后,他将远视眼镜放到凸透镜与蜡烛之间,向左移动光屏,能在光屏上再次成清晰的像
D. 把蜡烛从光具座上 30 cm 刻度处逐渐移动到 10 cm 刻度处,蜡烛所成的像一直在变小
9.[25·石家庄长安区一模] 如图甲所示,将
凸透镜正对着太阳光,在凸透镜下方,平行地放上白纸,测出凸透镜与白纸间距 s 与对应的白纸被烤焦的时间 t,绘出图像,如图乙所示,将该凸透镜安装在光具座上如图丙所示,光屏未画出。下列说法正确的是 ( )
A. 该凸透镜的焦距为 6 cm
B. 图丙成像规律与照相机的原理相同
C. 将蜡烛放置在 40 cm 刻度处,可得到倒立、放大的像
D. 蜡烛向左移动且凸透镜换为一个焦距更大的凸透镜,不动光屏也可能在光屏上呈现清晰的像
10.[25·连云港改编] 在利用太阳光测量凸透镜的焦距时,小明将凸透镜正对着太阳,再把一张纸放在它的下方,当在纸上呈现一个光斑时,测得这个光斑到凸透镜的距离为 l。 当纸靠近凸透镜时,光斑变小,说明凸透镜的焦距 f____(选填“>”“<”或“=”)l。 在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上呈现清晰的像,像是倒立、_____ 的实像,利用这一成像规律可以制成 __________。
11.[25·山西]如图为小亮探究凸透镜成像
规律的实验装置,凸透镜的焦距为 10 cm。
(1)实验时,调整烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心位于同一高度,目的是使像始终成在 __________。
(2)当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时,烛焰在光屏上恰好成清晰的像,此时所成的像是倒立、_____ 的实像。 生活中的 _______(举出一例即可)就是利用这一规律来成像的。
(3)只将蜡烛远离凸透镜,光屏上原来清晰的像变模糊了。 若要在光屏上再次得到清晰的像,应将光屏 ______(选填“靠近”或“远离”)凸透镜。
补充设问
(4)当光屏上呈现实像时,将一个眼镜片放在上图中蜡烛和凸透镜间靠近凸透镜的位置,光屏上的像变模糊了,凸透镜和光屏的位置保持不变,向左移动蜡烛,又能在光屏上看到烛焰清晰的像,说明该镜片是 _______(选填“凸透镜”或“凹透镜”)。
(5)拿掉眼镜,保持凸透镜位置不动,将蜡烛移动到光具座 45 cm 处,无论怎样移动光屏始终得不到像,原因是 ___________________
____________,要想看到此时的像,观察的方法是 ___________________________________
_______。
核心素养·中考新考法
12.[25·江西] 用“水透镜”探究近视眼的形成原因。
【证据】(1)如图 1 所示,用注射器向“水透镜”的薄膜中缓慢注水,使薄膜略微凸起。
(2)将“水透镜”置于图 2 中光具座的_____(选填“A”“B”或“C”)滑块上,点燃蜡烛,调节“水透镜”和光屏的高度,使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度上。
(3)移动蜡烛,当物距为 30.0 cm 时,调节光屏的位置,直至呈现烛焰清晰的像并记录像距。
(4)保持 ______ 不变,继续向“水透镜”中注入适量的水,增加“水透镜”的凸起程度,调节光屏的位置,直至呈现烛焰清晰的像并记录像距。
(5)把实验中收集的数据和观察的现象填入下表。
【解释】依据上表,在物距不变的情况下,增加“水透镜”的凸起程度,像距变_____,并且观察到成像变近。
【交流】(1)本实验中用 ________ 模拟眼睛的晶状体,用 ______ 模拟眼睛的视网膜。
(2)经多次实验后,结合所学知识分析,当近视眼观察远处的景物时,晶状体的凸起程度较 _______,折光能力变强,远处景物成像会成在视网膜的______ 方,导致看不清楚。
(3)为了预防近视,我们应养成良好的学习和生活习惯。
第三章 透镜及其应用
立足教材·夯实基础
1. C 提示:装水的矿泉水瓶中间厚、边缘薄,相当于凸透镜,凸透镜对光有会聚作用,故 C 项正确。
2. C 提示:放大镜的成像原理是 u<f,成正立 、放大的虚像 ,所以放大镜与邮票间的距离应小于 10 cm。
3. DEF 提示:凸透镜成像中光路是可逆的,把“F”光源与光屏对调,光屏上会出现清晰的像,故 D 项错误;用不透明纸将凸透镜的上半部分挡住, 光还是能够通过凸透镜的下半部分,仍然能成完整的像,只是像变暗了,故 E 项错误;在成实像的情况下, 物体到凸透镜的距离相同时,凸透镜的焦距越大,像到凸透镜的距离就越大,保持“F”光源和透镜位置不变,更换焦距更小的凸透镜,只向左移动光屏仍可得到清晰的像,故 F 项错误。
4. B 提示:凸透镜对光线有会聚作用,故 A 项错误 ;凸透镜在成实像时 ,“物近像远像变大”,如果想让景物的像变大一些,应该将景物靠近照相机模型,故 C 项错误;若用凹透镜代替凸透镜,凹透镜对光线有发散作用,则不能在薄膜上得到缩小的像,故 D 项错误。
5. 下 凸 提示:利用冰透镜可以取火,说明冰透镜对光有会聚作用;由题图乙可知,光通过近视镜和老花镜后,下面的眼镜将光会聚成了光斑,说明下方的眼镜对光有会聚作用,与冰透镜相同,为凸透镜。
6. 凸 会聚 近视眼 凹透镜
7. 如下图所示
拓展进阶·提高能力
8. C 提示:如题表,u=v=30 cm=2f,凸透镜成倒立、等大的实像,凸透镜的焦距 f=15 cm,故 A 项错误;当物距u=20 cm 时,f<u<2f 时, 成倒立、放大的实像,应用于投影仪,故 B 项错误; 把蜡烛从光具座上 30 cm 刻度处移动至 25 cm 刻度处时,物距小于 1 倍焦距,成倒立、放大的虚像,成虚像时物远像远像变大,从 25 cm刻度处逐渐移动到 10 cm 刻度处时,物距大于 1 倍焦距,成实像,成实像时物远像近像变小,因此蜡烛所成的像先变大后变小,故 D 项错误。
9. D 提示:由题图乙可知,当透镜与白纸间距 s=12 cm 时,白纸被烤焦的时间最短,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,则凸透镜的焦距为f=12 cm,故 A 项错误;题图丙中,蜡烛到透镜的距离为 u=50.0 cm-35.0 cm=15.0 cm,大于 1 倍焦距,小于 2 倍焦距,成倒立、放大的实像,应用是投影仪,故 B 项错误;将蜡烛放置在40 cm 刻度处,物距小于 1 倍焦距,可得到正立、放大的虚像,故 C 项错误。
10. < 放大 投影仪 提示:平行于主光轴的光经凸透镜折射后会聚于焦点,光到达焦点并且继续向前射出。 当纸上呈现的光斑不是最小光斑时,这个光斑可能在焦点之前,也可能在焦点之后。 如果纸靠近凸透镜时光斑变小,说明焦点在光斑之前,即凸透镜的焦距 f 小于 l。 在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,根据题图中蜡烛、凸透镜和光屏的位置可知,物距小于像距。当物距在1 倍焦距到 2 倍焦距之间,像距大于2 倍焦距时,成倒立、放大的实像,投影仪就是根据这个成像规律制成的。
11.(1)光屏中央 (2)缩小 照相机
(3)靠近
【补充设问】(4)凹透镜 (5)物距小于 1 倍焦距,成正立、放大的虚像 眼睛在光屏一侧看向凸透镜,可看到正立、放大的虚像
核心素养·中考新考法
12.【证据】(2)B (4)物距
【解释】小
【交流】(1)“水透镜” 光屏(2)大 前