第三章 透镜及其应用(原卷)
■考点一 透镜 生活中的透镜
1、中间厚、边缘薄的透镜叫做____;中间薄、边缘厚的透镜叫做____。通过透镜两个球面球心的直线叫做____,简称主轴。主轴上有一个特殊点,通过这个点的光传播方向不变,这个点叫做透镜的____。
2、凸透镜对光有____作用,所以凸透镜又叫做____透镜;凹透镜对光有____作用,所以凹透镜又叫做____透镜。
3、凸透镜能使跟主光轴____的光会聚在主光轴上的一点,这个点叫做凸透镜的___,用字母__表示,焦点到凸透镜光心的距离叫做____,用字母f表示;凸透镜两侧各有一个焦点,两侧的两个焦距____;凸透镜的焦距越小,凸透镜对光的___作用越强,
4、三条特殊光线:
凸透镜:①通过光心的光线传播方向____;②平行主光轴的光线通过凸透镜后必经____;③从焦点发出(或经过焦点)的光线通过凸透镜后____主光轴。凹透镜:①通过光心的光线传播方向____;②平行主光轴的光线通过凹透镜后发散光线的反向延长线必经____;③延长线经过焦点的光线通过凹透镜后____主光轴。
4、照相机的镜头是由一组透镜组成的,相当于一个____,照相时,物体离照相机镜头比较远,像是____、____的;投影仪也是利用____来成像的,投影仪上有一个相当____的镜头。播放幻灯片是幻灯片镜头较近,像是____、____的,为了在银幕上得到正立的像,幻灯片必须___放;生活中常用的放大镜也是一个____,这是最常用的光学仪器之一,把放大镜放在物体跟眼睛之间,适当调整距离,我们就能看到____、____的像。
5、来自物体的实际光线会聚而成的像是实像,眼睛能看见实像,实像还能成像在光屏上。虚像是光线的反向延长线相交形成的,眼睛能看见虚像,但虚像不能成像在光屏上。
■考点二 凹透镜的成像规律
6、凸透镜成像规律及其应用
物距u跟焦距的关系
像距v跟焦距的关系
像的性质
应用
缩放
正倒
虚实
无限远
v=f
极小
光斑
测焦距
u>2f
2f>v>f
__
__
__
照相机
u=2f
v=2f
等大
倒立
实像
测焦距
2f>u>f
v>2f
__
__
__
投影仪
u=f
无限远
平行光源
u<f
同侧
__
__
__
放大镜
■考点三 眼睛和眼镜
7、人眼主要是由角膜、瞳孔、____、睫状体、玻璃体、____、视神经组成,____和____的共同作用相当于一个可以改变焦距____;____相当于光屏
8、____只能看清近处的物体,看不清远处的物体,形成近视眼的原因是晶状体太厚,折光能力太强,来自远处某点的光会聚在视网膜___,因此在视网膜上形成一个模糊的光斑;矫正的方法是在眼睛前放一个合适的___,使来自远处物体的光会聚到视网膜上。
9、____只能看清远处的物体,看不清近处的物体,形成近视眼的原因是晶状体太薄,折光能力太强弱,来自近处某点的光会聚在视网膜___,因此在视网膜上形成一个模糊的光斑;矫正的方法是在眼睛前放一个合适的____,使来自近处物体的光会聚到视网膜上。
10、显微镜镜筒的两端各有一组透镜,每组透镜的作用都相当于一个____,靠近眼睛的凸透镜叫做____,靠近被观察物体的凸透镜叫做____。有一种望远镜是由两组凸透镜组成的,靠近眼睛的叫做____,靠近被观察物体的叫做____。光线
■易错提示.:(21世纪教育网)____
1、会聚光线是相对入射光线而言的,会聚光线有可能也是发散的,但相对入射光线会聚了。
2、凸透镜成像规律跟物距和焦距都有关系,不能只看物距的变化。
3、遮挡挡透镜的一部分,仍然能成完整的像,但像的亮度变暗一些。
■考点1:透镜 生活中的透镜
◇典例1:图中画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形。其中凸透镜是:(21世纪教育网)
A.a B.b、d C.c D.a、b、c、d
【考查角度】 透镜对光的作用
【解析】本题考查透镜对光的作用。凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用,透镜对光的会聚或发散是相对于主光轴而言的,由图可知a、b、d光线通过透镜后变得发散了,而c中光线经过透镜后变得会聚,故选C。
【答案】C
◇典例2:照相机的镜头相当于一个____镜,被拍摄的物体应在距镜头较远的位置,在相当于____的胶片上得到______的实像.
【考查角度】照相机
【解析】照相机的镜头相当于凸透镜,被照的物体相当于蜡烛,胶片相当于光屏.物体在凸透镜的二倍焦距以外,胶片上得到倒立缩小的实像.
【答案】凸透;光屏;倒立缩小。
◆变式训练
1.1如图所示的4个透镜,属于凹透镜的有:(21世纪教育网)
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
1.2小林在森林公园里玩时,看到一个丢弃的塑料瓶,她想到,瓶里如果进了水后最容易引起火灾,其主要原因是:(21世纪教育网)
A.盛有水的瓶相当于一个凹透镜,对光线有会聚作用
B.盛有水的瓶相当于一个凸透镜,对光线有发散作用
C.盛有水的瓶相当于一个凸透镜,对光线有会聚作用
D.盛有水的瓶相当于一个凹透镜,对光线有发散作用
1.3为了防盗,在门上装上一个“猫眼”,使屋内的人能看清屋外的人是一个正立缩小的像,屋外面的人却看不清屋内的人,则“猫眼”应该是:(21世纪教育网)
A.凸镜 B.凹镜 C.凹透镜 D.凸透镜
■考点2:凸透镜的成像规律
◇典例1:烛焰通过凸透镜恰好在光屏上得到一个缩小倒立的像,若保持透镜位置不变,把烛焰与光屏的位置对调一下,则:(21世纪教育网)
A.光屏上仍能呈现出一个缩小的像
B.光屏上将能呈现出一个放大的像
C.光屏上不能呈现出像,但眼睛透过透镜能看到像
D.光屏上没有像,需调节光屏的位置像才能呈现出来
【考查角度】凸透镜成像的应用.
【解析】凸透镜成实像时,u>2f,2f>v>f,成倒立、缩小的实像.烛焰和光屏对调位置以后,2f>u>f,v>2f,成倒立、放大的实像.故选B.
【答案】B
◇典例2:如图所示,用焦距为10 cm的凸透镜观察一张印有2014年南京青奥会会徽的图片,此时图片到凸透镜的距离应:(21世纪教育网)
A.大于10 cm小于20 cm B.等于20 cm
C.小于10 cm D.大于20 cm
【考查角度】凸透镜成像的应用.
【解析】本题考查凸透镜成像规律。由题图可知此时凸透镜成的是正立、放大的虚像,当物距小于一倍焦距时,凸透镜成正立、放大的虚像。故选C
【答案】C
◇典例3:小明用焦距为10 cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)调整器材高度时,应____(填“点燃”或“不点燃”)蜡烛。
(2)器材处于图甲所示位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像,这与____(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像特点相同。
(3)将蜡烛移动至20 cm刻度处,应将光屏移动到____(填序号)范围的某一位置才能再次在光屏得到清晰的像。21教育网
A.50 cm~60 cm B.60 cm~70 cm C.70 cm~80 cm
(4)将蜡烛移动至45 cm刻度处时,取下光屏,从凸透镜右侧通过凸透镜可以看到烛焰的放大的____(填“虚”或“实”)像。
(5)张老师用发光二极管制作了一个“F”形光源(如图乙)代替蜡烛放在35 cm刻度处,则光屏上得到的清晰的像应该是图丙中的____ (填序号)。
【考查角度】探究凸透镜成像的规律.
【解析】(1)根据凸透镜成像规律中实验的要求,必须让三者中心在同一高度上,使其成像在光屏的中心;只有先将蜡烛点燃,才可以确定烛焰的中心,所以点燃蜡烛应在调整高度之前;(2)由图知,像距大于物距,此时成倒立、放大的实像,投影仪是根据这个原理制成;(3)由凸透镜成实像规律可知,当蜡烛移到20 cm刻度处时,此时u=30 cm,物距大于二倍焦距,像距大于一倍焦距小于二倍焦距,所以要将光屏移到60 cm~70 cm之间,故B正确;(4)蜡烛移至45 cm刻度线处时,物距u=50 cm-45 cm=5 cm,u<f,成正立、放大的虚像;(5)光源“F”放在35 cm处,物距处于一倍和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,与原物体相比,上下颠倒、左右相反,B正确。
【答案】(1)点燃 (2)投影仪 (3)B (4)虚 (5)B
◆变式训练
2.1许多照相机镜头到胶片的距离是可调的。某次拍摄前摄影师已经“调好焦”,使被摄者在胶片上形成了清晰的像。如果在拍摄前被摄者和摄影者的距离变远了,为了使他在胶片上仍然成清晰的像,镜头与胶片间的距离应:(21世纪教育网)
A.变小 B.变大 C.先变小后变大 D.先变大后变小
2.2在探究“凸透镜成像的规律”时,把蜡烛放在凸透镜前30?cm处,光屏上可接收到倒立、缩小清晰的像。则该凸透镜的焦距可能为:(21世纪教育网)
A.10?cm B.15?cm C.20?cm D.30?cm
2.3如图所示,在探究“凸透镜成像规律”的实验中,所用凸透镜的焦距是10cm。
(1)当把凸透镜放置在如图所示的位置时,在光屏的中央恰好得到烛焰清晰的像,此时的像是倒立、____的实像。
(2)为了探究投影仪成像的原理,把蜡烛放在正确位置后,应该将光屏向____(选填“靠近”或“远离”)凸透镜方向移动,使它到凸透镜的距离要大于___cm。
(3)随着实验的进行,蜡烛由于燃烧逐渐变短,光屏上的像逐渐向___移动。为了保证烛焰、凸透镜和光屏三者中心在同一水平高度,并且使像完整地成在光屏的中央,应该只将____向___移动。
■考点3:眼睛和眼镜
◇典例1:?人眼的晶状体相当于凸透镜,当人观察物体时,物体在视网膜上所成的像是:(21世纪教育网)
A.正立、缩小的虚像 B.正立、缩小的实像
C.倒立、缩小的虚像 D.倒立、缩小的实像
【考查角度】 眼睛的成像原理
【解析】选D。本题考查眼睛的构造及成像原理。若将人眼的晶状体当作凸透镜,视网膜当作光屏,那么在人观察物体时,物距往往要远大于2倍焦距,因此成的像应该是倒立、缩小的实像,故选D。
【答案】D
◇典例2:如图甲是来自远处的光线经某人眼球折光系统的光路。下列关于该人远、近视眼的判断及矫正所需佩戴的眼镜镜片的选择正确的是:(21世纪教育网)
A.近视眼;乙 B.远视眼;乙
C.近视眼;丙 D.远视眼;丙
【考查角度】 眼镜
【解析】选C。本题主要考查近视眼的成因以及矫正方法。由图可知,物体成像在视网膜的前面,这是近视眼的特征;近视眼是眼睛的晶状体会聚能力变强,像成在视网膜的前方,如果要让像成在视网膜上,需要将光线发散些;凹透镜对光线有发散作用,所以可以利用凹透镜进行矫正;乙为凸透镜,丙为凹透镜。故选C。
【答案】C
◆变式训练
3.1有关眼睛病变的解释错误的是:(21世纪教育网)
A.“近视”是由于眼球晶状体变凸,使焦距变短,景物成像于视网膜前造成的
B.“远视”是由于眼球晶状体变扁,使焦距变长,景物成像于视网膜后造成的
C.“近视”可以通过配带合适的凹透镜矫正,“远视”可通过配带合适的凸透镜矫正
D.“近视”可以通过配带合适的凸透镜矫正,“远视”可通过配带合适的凹透镜矫正
3.2小龙发现平时不戴眼镜的陈老师,在阅览室看报时却要戴着眼镜才能看清,小龙对陈老师的眼睛及所戴眼镜的判断合理的是:(21世纪教育网)
A.远视眼,凸透镜 B.远视眼,凹透镜
C.近视眼,凸透镜 D.近视眼,凹透镜
■考点4:显微镜和望远镜
◇典例1:如图是显微镜和望远镜原理示意图,下面关于它们成像的说法正确的是:(21世纪教育网)
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望远镜先成缩小的实像,再成放大的虚像;④望远镜先成放大的实像,再成放大的虚像。
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
【考查角度】显微镜和望远镜
【解析】显微镜物镜和目镜都是凸透镜,把标本放在物镜的一倍焦距和二倍焦距之间,会得到一个放大的实像,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u<f时,成正立、放大的虚像,可见显微镜的物镜成倒立、放大的实像,目镜成正立、放大的虚像,故①正确,②错误;用望远镜观察远处物体时,物体通过物镜成的是倒立、缩小的实像,这个像通过靠近眼睛的目镜成正立、放大的虚像,故③正确,④错误。
【答案】A
◆变式训练
3.1望远镜能对远处的物体进行视角放大,它利用两个焦距不同的凸透镜分别作为物镜和目镜,则物镜和目镜对被观察物体所成的像是:(21世纪教育网)
A.物镜和目镜都成虚像 B.物镜和目镜都成实像
C.物镜成倒立放大的实像 D.目镜成正立放大的虚像
1、如图所示,向透明塑料袋内吹气后,将袋口扎紧,再在袋口下挂一重物,将它放入盛水的玻璃容器中,就成了一个“空气透镜”.当平行光束射到这个“空气透镜”上时,射出的激光束将成为:(21世纪教育网)
A.会聚光束 B.发散光束
C.平行光束 D.不能确定
2、夏天的早晨,树叶上出现了晶莹剔透的露珠,透过露珠观察叶脉,觉得叶脉变大了,这个现象属于:(21世纪教育网)
A.光的反射现象 B.光的折射现象
C.光的直线传播现象 D.光的漫反射现象
3、用一个凸透镜成像时,下面说法中正确的是:(21世纪教育网)
A.实像总是正立的、虚像总是倒立的
B.实像和虚像都可能是放大或缩小的
C.成实像时,物体离凸透镜越近像越大
D.成虚像时,物体离凸透镜越近像越大
4、某班同学在“探究凸透镜成像规律”实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间的图象,如图所示,下列判断正确的是:(21世纪教育网)
A.该凸透镜的焦距是4 cm
B.当u=3.5 cm时,在光屏上能得到一个缩小的像
C.当u=5 cm时成放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的
D.把物体从距凸透镜3 cm处移动到8 cm处的过程中,像逐渐变小
5、如图所示是小华用相机拍摄的桂林市杉湖上的双塔相片。下面说法正确的是:(21世纪教育网)
A.双塔在湖中的倒影是实像
B.要使塔的像更大些,小华或相机镜头应向塔靠近些
C.要使塔的像更大些,小华或相机镜头应离塔更远些
D.要使塔的像更小些,小华或相机镜头应离塔更近些
6、探究凸透镜成像规律时,小明在凸透镜前放一燃着的蜡烛,移动光屏并在光屏上找到清晰的像。然后将蜡烛远离透镜,调节光屏再次找到一个清晰的像,比较两像:(21世纪教育网)
A.像距增大,像增大 B.像距减小,像增大
C.像距减小,像减小 D.像距增大,像减小
7、在探究凸透镜成像规律实验中,当烛焰位于距离凸透镜一倍焦距内时,人眼观察到烛焰成像的情形是如图所示中的:(21世纪教育网)
8、生活中很多光学器件含有透镜,下列光学器件中关于透镜的说法正确的是:(21世纪教育网)
A.教学用的投影仪利用凸透镜成正立放大的实像
B.显微镜的物镜相当于凸透镜,目镜相当于凹透镜
C.照相机中“调焦环”的作用是调节凸透镜焦距的大小
D.近视眼患者眼睛的晶状体变厚,应佩戴凹透镜矫正
9、如图所示的四幅图中阐述正确的是:(21世纪教育网)
A.甲图:近视眼成像在视网膜前,用凸透镜矫正
B.乙图:远视眼成像在视网膜后,用凹透镜矫正
C.丙图:显微镜的目镜相当于放大镜,物镜相当于投影仪的镜头
D.丁图:天文望远镜的目镜相当于投影仪,物镜相当于照相机的镜头
10、如图所示的两条逐渐靠拢的光线AB和CD未相交前照到某光学器材上.将改变传播方向.能使这两条光线改变传播方向仍然能够相交的光学器材可能是:(21世纪教育网)
a.凸透镜 b.凹透镜 c.平面镜 d.凹面镜.
A.a、b、d B.a、c、d
C.a、d D.a、b、c、d
11、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:(21世纪教育网)
12、显微镜由目镜和物镜等元件构成,下列关于显微镜的说法正确的是:(21世纪教育网)
A.目镜的焦距很短 B.通过目镜看到放大的实像
C.物镜的焦距很短 D.显微镜的放大倍数等于物镜和目镜放大倍数之和
13、隐型眼镜是一种直接贴在眼睛角膜表面的超薄镜片,可随眼球的运动而运动.目前使用的软质隐型眼镜由甲醛丙烯酸羟乙酯(HEMA)制成,中心厚度只有 0.05mm.如图是某人观察物体时,物体在眼球内成像的示意图,则该人所患眼病及矫正时应配制的这种隐型眼镜的镜片边缘的厚度分别为:(21世纪教育网)
A.近视眼,大于 0.05mm B.近视眼,小于 0.05mm
C.远视眼,大于 0.05mm D.远视眼,小于 0.05mm
14、(1)请根据凹透镜对光线的作用完成图中的光路。(2)完成图12中的光路,并标出A点的像A′。
15、小明同学用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材完成“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)为了测出凸透镜的焦距,小明将凸透镜正对太阳光,用一个光屏在透镜的另一侧移动,直到光屏上得到一个最小最亮的光斑,这说明凸透镜对光线有____作用(选填“会聚”或“发散”),测出光斑到凸透镜的距离为10?cm,则该透镜的焦距为____cm。
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像,请你指出其中一条可能的原因:____________;
(3)重新调整后,把蜡烛放在距凸透镜18?cm处,在凸透镜的另一侧移动光屏,能在光屏上得到一个倒立、____的实像(选填“放大”“缩小”或“等大”),生活中____(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像规律工作的。
(4)实验中,屏上已成清晰的像,此时固定蜡烛,换用一个焦距略小一些的凸透镜进行实验,则光屏需向____(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动,才能在光屏上再次成清晰的像。
1、(2017北京12)下列说法中正确的是:(21世纪教育网)
A.放大镜的镜片是凹透镜 B.照相机的镜头是凹透镜
C.近视眼镜的镜片是凸透镜 D.远视眼镜的镜片是凸透镜
2、(2016宜昌)小明同学在做凸透镜成像规律的实验中,光屏上得到烛焰清晰的像,同组的小华不小心将手指尖触摸到凸透镜,这时光屏上:(21世纪教育网)
A.出现手指的实像 B.出现手指的影子
C.烛焰的像变得不完整 D.烛焰的像完整,但变暗
3、(多选)(2015江西)如图3所示,凸透镜的应用事例中,所成像的性质完全相同的有:(21世纪教育网)
4、(2015泰安)在“探究凸透镜成像的规律”时,当烛焰离透镜13 cm时成放大的实像,当烛焰离透镜8 cm时成放大的虚像,则这个透镜的焦距可能是:(21世纪教育网)
A.4 cm B.6 cm C.7 cm D.12 cm
5、(2016?大连)在做凸透镜成像实验时,将点燃的蜡烛沿着光具座,从凸透镜二倍焦距以外的某位置向焦点移动.在此过程中,像的大小及像距的变化情况是:(21世纪教育网)
A.像和像距都逐渐变大 B.像和像距都逐渐变小
C.像逐渐变大,像距逐渐变小 D.像逐渐变小,像距逐渐变大
6、(2017威海7)如图所示,让一束平行光经过一凸透镜,在光屏上得到一个最小、最亮的光屏,小明用此透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验,下列说法不正确的是:(21世纪教育网)
A.当物体距透镜8cm时,成正立的像
B.当物体距透镜16cm时,成倒立、放大的实像
C.当物体从距透镜20cm处远离透镜的方向移动时,所成的像逐渐变小
D.当物体从距透镜20cm处靠近透镜移动时,要得到清晰的像应使光屏靠近透镜
7、(2016?河南)如图所示是近视眼和远视眼的成因示意图.下列说法正确的是:(21世纪教育网)
A.甲是远视眼,应佩戴凹透镜矫正
B.甲是远视眼,晶状体折光能力较弱
C.乙是近视眼,应佩戴凸透镜矫正
D.乙是近视眼,晶状体折光能力较弱
8、(2017郴州13)如图所示是小明进行探究“凸透镜成像规律”实验时情景示意图,烛焰位于距透镜1.5倍焦距处,并在光屏上得到清晰的像.工作原理与此成像规律相同的光学器件是:(21世纪教育网)
A.照相机 B.放大镜
C.投影仪 D.潜望镜
9、(2017武汉4)如图所示,早期照相馆里摄影师取景时看到的像是倒立的.有几位同学对此现象展开了讨论:(21世纪教育网)
甲.将照相机靠近两位照相的人,可以看到两位照相人的全身像乙.调整相机和两位照相人之间的距离,人像变小时,应减小相机镜头和胶片之间的距离丙.要使人像更亮,必须在两位照相的人身后进行“补光”丁.现在的相机利用光学或电子技术,把倒立的像转变成正立的,便于观察.
A.甲与乙 B.甲与丙
C.乙与丁 D.丙与丁
10、(2017黄石4)在探究凸透镜成像规律的实验中,小欢同学先将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置时,恰好在镜后26cm处的光屏上出现一个与蜡烛等大倒立的像;若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处时,则:(21世纪教育网)
A.光屏上出现倒立放大的实像
B.光所上出现倒立缩小的实像
C.将光屏远离凸透镜方向移动一段距离,光屏上才会出现倒立放大实像
D.无论怎样移动光屏,光屏上均不会出现实像
11、(2017烟台11)拿一副远视眼镜放在凸透镜前,如图所示,光屏上出现烛焰清晰的像,移走远视眼镜,烛焰的像变得模糊,为了能在光屏上重新得到清晰的像,下列操作可行的是:(21世纪教育网)
A.将蜡烛靠近凸透镜 B.将光屏靠近凸透镜
C.将光屏远离凸透镜 D.将光屏和蜡烛同时靠近凸透镜
12、(多选)(2017天津11)小明同学在探究凸透镜成像成像规律时,用焦距分别为f1、f2的甲、乙两个凸透镜进行实验.先将点燃的蜡烛、透镜甲和光屏放置在光具坐上,调整后的位置如图所示,此时在光屏上得到烛焰清晰的像(图中未标出):再用透镜乙替换透镜甲,且保持蜡烛和透镜的位置不变,将光屏向左移动再次得到烛焰清晰的像.下列判断正确的是:(21世纪教育网)
A.图中光屏上的像是放大的 B.图中光屏上的像是缩小的
C.f1<f2 D.f1>f2
13、(2016巴中)请按下列要求作图.(1)在如图所示中画出光线AB的折射光线和OC的入射光线
14、(2017枣庄19)根据光的传播路径,在图中的虚线框内,填入符合要求的透镜.
15、(2017福建30)在信息化时代,相机和手机都是常用的图象采集设备.
(1)如图所示,用相机拍照时,在芯片上所成的像是倒立的、缩小的____像(选填“实”或“虚”).镜头靠近人时,像的大小将变____,此时像会____透镜(选填“靠近”或“远离”).用相机拍摄远近不同的物体时,通过伸缩镜头,使像清晰地成在芯片上,这个操作过程便是“调焦”,如图所示.
(2)小敏同学发信手机不能“调焦”但成像也基本清晰,她将手机拿到哥哥工作的大学实验室去探究,实验数据如表,根据表中数据,判断手机镜头的焦距大约为____。
次数
1
2
3
4
5
6
7
物距/m
10.00
5.00
2.00
1.00
0.50
0.10
0.05
像距/cm
0.500
0.501
0.502
0.503
0.505
0.526
0.556
A、5m B、0.5m C、0.05m D、0.005m
(3)请分析,手机拍摄远近不同的物体不需要“调焦”的原因是________________________________________。
第三章 透镜及其应用(解析卷)
■考点一 透镜 生活中的透镜
1、中间厚、边缘薄的透镜叫做凸透镜;中间薄、边缘厚的透镜叫做凹透镜。通过透镜两个球面球心的直线叫做主光轴,简称主轴。主轴上有一个特殊点,通过这个点的光传播方向不变,这个点叫做透镜的光心。
2、凸透镜对光有会聚作用,所以凸透镜又叫做会聚透镜;凹透镜对光有发散作用,所以凹透镜又叫做发散透镜。
3、凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点,这个点叫做凸透镜的焦点,用字母F表示,焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距,用字母f表示;凸透镜两侧各有一个焦点,两侧的两个焦距相等;凸透镜的焦距越小,凸透镜对光的会聚作用越强,
4、三条特殊光线:
凸透镜:①通过光心的光线传播方向不改变;②平行主光轴的光线通过凸透镜后必经焦点;③从焦点发出(或经过焦点)的光线通过凸透镜后平行主光轴。凹透镜:①通过光心的光线传播方向不改变;②平行主光轴的光线通过凹透镜后发散光线的反向延长线必经焦点;③延长线经过焦点的光线通过凹透镜后平行主光轴。
4、照相机的镜头是由一组透镜组成的,相当于一个凸透镜,照相时,物体离照相机镜头比较远,像是缩小、倒立的;投影仪也是利用凸透镜来成像的,投影仪上有一个相当凸透镜的镜头。播放幻灯片是幻灯片镜头较近,像是放大、倒立的,为了在银幕上得到正立的像,幻灯片必须倒放;生活中常用的放大镜也是一个凸透镜,这是最常用的光学仪器之一,把放大镜放在物体跟眼睛之间,适当调整距离,我们就能看到放大、正立的像。
5、来自物体的实际光线会聚而成的像是实像,眼睛能看见实像,实像还能成像在光屏上。虚像是光线的反向延长线相交形成的,眼睛能看见虚像,但虚像不能成像在光屏上。
■考点二 凹透镜的成像规律
6、凸透镜成像规律及其应用
物距u跟焦距的关系
像距v跟焦距的关系
像的性质
应用
缩放
正倒
虚实
无限远
v=f
极小
光斑
测焦距
u>2f
2f>v>f
缩小
倒立
实像
照相机
u=2f
v=2f
等大
倒立
实像
测焦距
2f>u>f
v>2f
放大
倒立
实像
投影仪
u=f
无限远
平行光源
u<f
同侧
放大
正立
虚像
放大镜
■考点三 眼睛和眼镜
7、人眼主要是由角膜、瞳孔、晶状体、睫状体、玻璃体、视网膜、视神经组成,晶状体和角膜的共同作用相当于一个可以改变焦距凸透镜;视网膜相当于光屏
8、近视眼只能看清近处的物体,看不清远处的物体,形成近视眼的原因是晶状体太厚,折光能力太强,来自远处某点的光会聚在视网膜前,因此在视网膜上形成一个模糊的光斑;矫正的方法是在眼睛前放一个合适的凹透镜,使来自远处物体的光会聚到视网膜上。
9、远视眼只能看清远处的物体,看不清近处的物体,形成近视眼的原因是晶状体太薄,折光能力太强弱,来自近处某点的光会聚在视网膜后,因此在视网膜上形成一个模糊的光斑;矫正的方法是在眼睛前放一个合适的凸透镜,使来自近处物体的光会聚到视网膜上。
10、显微镜镜筒的两端各有一组透镜,每组透镜的作用都相当于一个凸透镜,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。有一种望远镜是由两组凸透镜组成的,靠近眼睛的叫做目镜,靠近被观察物体的叫做物镜。光线
■易错提示.:(21世纪教育网)____
1、会聚光线是相对入射光线而言的,会聚光线有可能也是发散的,但相对入射光线会聚了。
2、凸透镜成像规律跟物距和焦距都有关系,不能只看物距的变化。
3、遮挡挡透镜的一部分,仍然能成完整的像,但像的亮度变暗一些。
■考点1:透镜 生活中的透镜
◇典例1:图中画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形。其中凸透镜是:(21世纪教育网)
A.a B.b、d C.c D.a、b、c、d
【考查角度】 透镜对光的作用
【解析】本题考查透镜对光的作用。凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用,透镜对光的会聚或发散是相对于主光轴而言的,由图可知a、b、d光线通过透镜后变得发散了,而c中光线经过透镜后变得会聚,故选C。
【答案】C
◇典例2:照相机的镜头相当于一个____镜,被拍摄的物体应在距镜头较远的位置,在相当于____的胶片上得到______的实像.
【考查角度】照相机
【解析】照相机的镜头相当于凸透镜,被照的物体相当于蜡烛,胶片相当于光屏.物体在凸透镜的二倍焦距以外,胶片上得到倒立缩小的实像.
【答案】凸透;光屏;倒立缩小。
◆变式训练
1.1如图所示的4个透镜,属于凹透镜的有:(21世纪教育网)
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【解析】甲透镜中间比边缘厚是凸透镜。乙透镜中间比边缘薄是凹透镜。丙透镜中间比边缘厚是凸透镜。丁透镜中间比边缘薄是凹透镜。故选B。
【答案】B
1.2小林在森林公园里玩时,看到一个丢弃的塑料瓶,她想到,瓶里如果进了水后最容易引起火灾,其主要原因是:(21世纪教育网)
A.盛有水的瓶相当于一个凹透镜,对光线有会聚作用
B.盛有水的瓶相当于一个凸透镜,对光线有发散作用
C.盛有水的瓶相当于一个凸透镜,对光线有会聚作用
D.盛有水的瓶相当于一个凹透镜,对光线有发散作用
【解析】中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜,凸透镜对光线起会聚作用.盛水的透明塑料瓶相当于一个凸透镜,可以将射来的太阳光会聚在一点上,会聚点的温度比较高,可能会引起火灾.故选C
【答案】C
1.3为了防盗,在门上装上一个“猫眼”,使屋内的人能看清屋外的人是一个正立缩小的像,屋外面的人却看不清屋内的人,则“猫眼”应该是:(21世纪教育网)
A.凸镜 B.凹镜 C.凹透镜 D.凸透镜
【解析】(1)凹透镜的焦距极短,它将室外的人或物成一缩小的正立虚像,此像正好落在目镜(凸透镜)焦点之内,此时的目镜起着放大镜的作用,最后得到一个较为放大的正立虚像.(2)人从外向内看时,此时的门镜相当于一个凹透镜,凹透镜对光线有发散的作用,所以看不到屋内成像情况.故选C.
【答案】C
■考点2:凸透镜的成像规律
◇典例1:烛焰通过凸透镜恰好在光屏上得到一个缩小倒立的像,若保持透镜位置不变,把烛焰与光屏的位置对调一下,则:(21世纪教育网)
A.光屏上仍能呈现出一个缩小的像
B.光屏上将能呈现出一个放大的像
C.光屏上不能呈现出像,但眼睛透过透镜能看到像
D.光屏上没有像,需调节光屏的位置像才能呈现出来
【考查角度】凸透镜成像的应用.
【解析】凸透镜成实像时,u>2f,2f>v>f,成倒立、缩小的实像.烛焰和光屏对调位置以后,2f>u>f,v>2f,成倒立、放大的实像.故选B.
【答案】B
◇典例2:如图所示,用焦距为10 cm的凸透镜观察一张印有2014年南京青奥会会徽的图片,此时图片到凸透镜的距离应:(21世纪教育网)
A.大于10 cm小于20 cm B.等于20 cm
C.小于10 cm D.大于20 cm
【考查角度】凸透镜成像的应用.
【解析】本题考查凸透镜成像规律。由题图可知此时凸透镜成的是正立、放大的虚像,当物距小于一倍焦距时,凸透镜成正立、放大的虚像。故选C
【答案】C
◇典例3:小明用焦距为10 cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)调整器材高度时,应____(填“点燃”或“不点燃”)蜡烛。
(2)器材处于图甲所示位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像,这与____(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像特点相同。
(3)将蜡烛移动至20 cm刻度处,应将光屏移动到____(填序号)范围的某一位置才能再次在光屏得到清晰的像。21教育网
A.50 cm~60 cm B.60 cm~70 cm C.70 cm~80 cm
(4)将蜡烛移动至45 cm刻度处时,取下光屏,从凸透镜右侧通过凸透镜可以看到烛焰的放大的____(填“虚”或“实”)像。
(5)张老师用发光二极管制作了一个“F”形光源(如图乙)代替蜡烛放在35 cm刻度处,则光屏上得到的清晰的像应该是图丙中的____ (填序号)。
【解析】(1)根据凸透镜成像规律中实验的要求,必须让三者中心在同一高度上,使其成像在光屏的中心;只有先将蜡烛点燃,才可以确定烛焰的中心,所以点燃蜡烛应在调整高度之前;(2)由图知,像距大于物距,此时成倒立、放大的实像,投影仪是根据这个原理制成;(3)由凸透镜成实像规律可知,当蜡烛移到20 cm刻度处时,此时u=30 cm,物距大于二倍焦距,像距大于一倍焦距小于二倍焦距,所以要将光屏移到60 cm~70 cm之间,故B正确;(4)蜡烛移至45 cm刻度线处时,物距u=50 cm-45 cm=5 cm,u<f,成正立、放大的虚像;(5)光源“F”放在35 cm处,物距处于一倍和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,与原物体相比,上下颠倒、左右相反,B正确。
【答案】(1)点燃 (2)投影仪 (3)B (4)虚 (5)B
◆变式训练
2.1许多照相机镜头到胶片的距离是可调的。某次拍摄前摄影师已经“调好焦”,使被摄者在胶片上形成了清晰的像。如果在拍摄前被摄者和摄影者的距离变远了,为了使他在胶片上仍然成清晰的像,镜头与胶片间的距离应:(21世纪教育网)
A.变小 B.变大 C.先变小后变大 D.先变大后变小
【解析】照相机的镜头是一个凸透镜,根据凸透镜成实像的特点“物远像近像变小”,当被摄者和摄影者的距离变远了,像会离透镜近一些,所以镜头与胶片间的距离应变小。选项A正确。
【答案】A
2.2在探究“凸透镜成像的规律”时,把蜡烛放在凸透镜前30?cm处,光屏上可接收到倒立、缩小清晰的像。则该凸透镜的焦距可能为:(21世纪教育网)
A.10?cm B.15?cm C.20?cm D.30?cm
【解析】根据题意和凸透镜成像规律可得,2f<30?cm,解得f<15?cm。只有选项A符合条件,本题选A。
【答案】A
2.3如图所示,在探究“凸透镜成像规律”的实验中,所用凸透镜的焦距是10cm。
(1)当把凸透镜放置在如图所示的位置时,在光屏的中央恰好得到烛焰清晰的像,此时的像是倒立、____的实像。
(2)为了探究投影仪成像的原理,把蜡烛放在正确位置后,应该将光屏向____(选填“靠近”或“远离”)凸透镜方向移动,使它到凸透镜的距离要大于___cm。
(3)随着实验的进行,蜡烛由于燃烧逐渐变短,光屏上的像逐渐向___移动。为了保证烛焰、凸透镜和光屏三者中心在同一水平高度,并且使像完整地成在光屏的中央,应该只将____向___移动。
【解析】(1)由图知,物距u=50.0cm,物距大于2f,所以在光屏上成烛焰的倒立缩小的实像;(2)投影仪是根据物距处于f和2f之间时,凸透镜成倒立放大实像的原理制成的,所以应将蜡烛置于f和2f之间,将光屏放在2f之外,即将光屏向远离凸透镜的方向移动,使光屏到凸透镜的距离大于20cm;(3)凸透镜成倒立的实像,蜡烛由于燃烧逐渐变短,相对于凸透镜向下移动,所以像逐渐向上移动;为使像成在光屏的中央,应提高蜡烛的位置,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一水平高度处。
【答案】 (1)缩小 (2)远离 20 (3)上 蜡烛 上
■考点3:眼睛和眼镜
◇典例1:?人眼的晶状体相当于凸透镜,当人观察物体时,物体在视网膜上所成的像是:(21世纪教育网)
A.正立、缩小的虚像 B.正立、缩小的实像
C.倒立、缩小的虚像 D.倒立、缩小的实像
【考查角度】 眼睛的成像原理
【解析】选D。本题考查眼睛的构造及成像原理。若将人眼的晶状体当作凸透镜,视网膜当作光屏,那么在人观察物体时,物距往往要远大于2倍焦距,因此成的像应该是倒立、缩小的实像,故选D。
【答案】D
◇典例2:如图甲是来自远处的光线经某人眼球折光系统的光路。下列关于该人远、近视眼的判断及矫正所需佩戴的眼镜镜片的选择正确的是:(21世纪教育网)
A.近视眼;乙 B.远视眼;乙
C.近视眼;丙 D.远视眼;丙
【考查角度】 眼镜
【解析】选C。本题主要考查近视眼的成因以及矫正方法。由图可知,物体成像在视网膜的前面,这是近视眼的特征;近视眼是眼睛的晶状体会聚能力变强,像成在视网膜的前方,如果要让像成在视网膜上,需要将光线发散些;凹透镜对光线有发散作用,所以可以利用凹透镜进行矫正;乙为凸透镜,丙为凹透镜。故选C。
【答案】C
◆变式训练
3.1有关眼睛病变的解释错误的是:(21世纪教育网)
A.“近视”是由于眼球晶状体变凸,使焦距变短,景物成像于视网膜前造成的
B.“远视”是由于眼球晶状体变扁,使焦距变长,景物成像于视网膜后造成的
C.“近视”可以通过配带合适的凹透镜矫正,“远视”可通过配带合适的凸透镜矫正
D.“近视”可以通过配带合适的凸透镜矫正,“远视”可通过配带合适的凹透镜矫正
【解析】“近视”是由于眼球晶状体变凸,使焦距变短,晶状体折光能力太强,像成在视网膜的前方,应佩戴发散透镜,使光线推迟会聚,故应戴合适的凹透镜矫正;“远视”是由于眼球晶状体变扁,使焦距变长,会聚能力减弱,像成在视网膜的后方,需要戴凸透镜进行矫正.综上所述,故ABC正确,D错误.故选ABC.
【答案】ABC
3.2小龙发现平时不戴眼镜的陈老师,在阅览室看报时却要戴着眼镜才能看清,小龙对陈老师的眼睛及所戴眼镜的判断合理的是:(21世纪教育网)
A.远视眼,凸透镜 B.远视眼,凹透镜
C.近视眼,凸透镜 D.近视眼,凹透镜
【解析】本题考查远视眼及其矫正。由题意知,“平时不戴眼镜的陈老师在阅览室看报时却要戴着眼镜才能看清”,这说明陈老师能够看清远处的物体,但不能看清近处的物体,故陈老师的眼睛是远视眼。远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的像会落在视网膜的后方,所以需佩戴凸透镜矫正。故选A。
【答案】A
■考点4:显微镜和望远镜
◇典例1:如图是显微镜和望远镜原理示意图,下面关于它们成像的说法正确的是:(21世纪教育网)
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望远镜先成缩小的实像,再成放大的虚像;④望远镜先成放大的实像,再成放大的虚像。
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
【考查角度】显微镜和望远镜
【解析】显微镜物镜和目镜都是凸透镜,把标本放在物镜的一倍焦距和二倍焦距之间,会得到一个放大的实像,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u<f时,成正立、放大的虚像,可见显微镜的物镜成倒立、放大的实像,目镜成正立、放大的虚像,故①正确,②错误;用望远镜观察远处物体时,物体通过物镜成的是倒立、缩小的实像,这个像通过靠近眼睛的目镜成正立、放大的虚像,故③正确,④错误。
【答案】A
◆变式训练
3.1望远镜能对远处的物体进行视角放大,它利用两个焦距不同的凸透镜分别作为物镜和目镜,则物镜和目镜对被观察物体所成的像是:(21世纪教育网)
A.物镜和目镜都成虚像 B.物镜和目镜都成实像
C.物镜成倒立放大的实像 D.目镜成正立放大的虚像
【解析】望远镜望是由两组透镜组成,物镜成倒立、缩小的实像,与照相机的成像原理相同;目镜成正立、放大的虚像,与放大镜的成像原理相同.故选D.
【答案】D
1、如图所示,向透明塑料袋内吹气后,将袋口扎紧,再在袋口下挂一重物,将它放入盛水的玻璃容器中,就成了一个“空气透镜”.当平行光束射到这个“空气透镜”上时,射出的激光束将成为:(21世纪教育网)
A.会聚光束 B.发散光束
C.平行光束 D.不能确定
【解析】如果同学们不对图片进行分析,很容易选A,这是错误的,因为凸形气泡不是玻璃元件,故它不是凸透镜.以空气为标准,可以把它分解为两个“水凹透镜”.是中间薄,边缘厚.因此对照过去的平行光有发散作用,所以B是正确的.故选B.
【答案】B
2、夏天的早晨,树叶上出现了晶莹剔透的露珠,透过露珠观察叶脉,觉得叶脉变大了,这个现象属于:(21世纪教育网)
A.光的反射现象 B.光的折射现象
C.光的直线传播现象 D.光的漫反射现象
【解析】圆形透明的露珠相当于一个凸透镜,草木的叶脉距离透镜很近,小于一倍焦距,该凸透镜成为了放大镜,露珠经凸透镜折射后,形成了正立、放大的虚像.故选B.
【答案】B
3、用一个凸透镜成像时,下面说法中正确的是:(21世纪教育网)
A.实像总是正立的、虚像总是倒立的
B.实像和虚像都可能是放大或缩小的
C.成实像时,物体离凸透镜越近像越大
D.成虚像时,物体离凸透镜越近像越大
【解析】A、凸透镜成像时,实像都是倒立的,虚像都是正立的.所以A说法错误.B、实像可能放大或缩小;虚像是放大的,所以B说法错误.C、成实像时,物距越小,成的像越大.所以C说法正确.D、成虚像时,物体离凸透镜越远,成的像越大,所以D说法错误.故选C.
【答案】C
4、某班同学在“探究凸透镜成像规律”实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间的图象,如图所示,下列判断正确的是:(21世纪教育网)
A.该凸透镜的焦距是4 cm
B.当u=3.5 cm时,在光屏上能得到一个缩小的像
C.当u=5 cm时成放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的
D.把物体从距凸透镜3 cm处移动到8 cm处的过程中,像逐渐变小
【解析】当物距为4 cm时,像距也为4 cm,根据凸透镜成像的规律,物距等于2倍焦距时,成倒立、等大的实像,此时像距与物距相等,所以2f=4 cm,则f=2 cm,故A错误;f=2 cm,2f=4 cm,当u=3.5 cm时,物距处于f和2f之间,所以成倒立、放大的实像,故B错误;当物距u=5 cm时,物距大于2倍焦距,所以此时成倒立、缩小的实像,照相机是利用这一原理制成的,故C错误;把物体从距凸透镜3 cm处移到8 cm处的过程中,物距逐渐增大,所以成的像逐渐减小,故D正确。
【答案】D
5、如图所示是小华用相机拍摄的桂林市杉湖上的双塔相片。下面说法正确的是:(21世纪教育网)
A.双塔在湖中的倒影是实像
B.要使塔的像更大些,小华或相机镜头应向塔靠近些
C.要使塔的像更大些,小华或相机镜头应离塔更远些
D.要使塔的像更小些,小华或相机镜头应离塔更近些
【解析】本题主要通过照相机考查凸透镜成像的规律。双塔在湖中的倒影是由于光的反射现象形成的虚像,A错;根据凸透镜成实像时“物距越小,像越大,像距越大”的规律,要使塔的像更大些,小华或相机镜头应向塔靠近些,B正确、C错;要使塔的像更小些,小华或相机镜头应离塔更远一些,D错。
【答案】B
6、探究凸透镜成像规律时,小明在凸透镜前放一燃着的蜡烛,移动光屏并在光屏上找到清晰的像。然后将蜡烛远离透镜,调节光屏再次找到一个清晰的像,比较两像:(21世纪教育网)
A.像距增大,像增大 B.像距减小,像增大
C.像距减小,像减小 D.像距增大,像减小
【解析】本题考查凸透镜成像规律。将蜡烛远离透镜时,物距变大,根据凸透镜成实像时“物距越大,像越小,像距越小”,则像将变小,像距将变小。故选C。
【答案】C
7、在探究凸透镜成像规律实验中,当烛焰位于距离凸透镜一倍焦距内时,人眼观察到烛焰成像的情形是如图所示中的:(21世纪教育网)
【解析】当物距小于一倍焦距时,物体在凸透镜成的是正立、放大的虚像。只有选项C中所示的情况符合这个规律。选项C正确。
【答案】C
8、生活中很多光学器件含有透镜,下列光学器件中关于透镜的说法正确的是:(21世纪教育网)
A.教学用的投影仪利用凸透镜成正立放大的实像
B.显微镜的物镜相当于凸透镜,目镜相当于凹透镜
C.照相机中“调焦环”的作用是调节凸透镜焦距的大小
D.近视眼患者眼睛的晶状体变厚,应佩戴凹透镜矫正
【解析】本题考查凸透镜成像规律的应用。教学用的投影仪利用凸透镜成倒立放大的实像,故A错误;显微镜的物镜和目镜相当于凸透镜,故B错误;照相机中“调焦环”的作用是调节镜头和胶片的距离,也就是调节像距大小,故C错误;近视眼的晶状体较厚,会聚能力较强,看远处的物体时,将像成在视网膜的前面,需戴凹透镜矫正。故选D。
【答案】D
9、如图所示的四幅图中阐述正确的是:(21世纪教育网)
A.甲图:近视眼成像在视网膜前,用凸透镜矫正
B.乙图:远视眼成像在视网膜后,用凹透镜矫正
C.丙图:显微镜的目镜相当于放大镜,物镜相当于投影仪的镜头
D.丁图:天文望远镜的目镜相当于投影仪,物镜相当于照相机的镜头
【解析】由甲图可知,像成在视网膜的前方,故该眼睛是近视眼,近视眼是由于晶状体曲度过大,会聚能力过强,即折光能力过强,应戴发散透镜,使光线推迟会聚;乙图中像成在了视网膜的后面,该眼睛是远视眼,远视眼应该戴凸透镜进行矫正;显微镜的物镜相当于投影仪的镜头,成放大实像,目镜成放大的虚像;望远镜中物镜的作用是使远处的物体成倒立、缩小的实像,这个倒立、缩小的实像正好落在目镜焦距内的位置,目镜再对这个像进行放大。故选项C正确,选项A、B、D错误。
【答案】C
10、如图所示的两条逐渐靠拢的光线AB和CD未相交前照到某光学器材上.将改变传播方向.能使这两条光线改变传播方向仍然能够相交的光学器材可能是:(21世纪教育网)
a.凸透镜 b.凹透镜 c.平面镜 d.凹面镜.
A.a、b、d B.a、c、d
C.a、d D.a、b、c、d
【解析】光的传播路线如下:
a.光线通过凸透镜,由图知,光线通过凸透镜折射后可以相交;b.光线通过凹透镜,由图知,光线通过凹透镜折射后可以相交;c.光线照射到平面镜上,由图知,光线通过平面镜反射可以相交;d.光线照射到凹面镜上,由图知,光线通过凹面镜反射后可以相交.
【答案】D
11、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:(21世纪教育网)
【解析】当u>f时,物距减小,像距变大像变大.圆柱体的左边在2f处,所成的像是倒立等大的;圆柱体的右边在2f以内,所成的像是倒立放大的,且右边的像距比左边的像距远.符合要求的只有C图.
【答案】C
12、显微镜由目镜和物镜等元件构成,下列关于显微镜的说法正确的是:(21世纪教育网)
A.目镜的焦距很短 B.通过目镜看到放大的实像
C.物镜的焦距很短 D.显微镜的放大倍数等于物镜和目镜放大倍数之和
【解析】解答此题要明确显微镜的构造和成像原理:显微镜有物镜和目镜组成,目镜成的是正立、放大的虚像,显微镜的物镜成的是放大、倒立的实像.显微镜的物镜焦距短,目镜焦距长,所以放在载物台上的物体在物镜的一倍焦距和二倍焦距之间,通过物镜成倒立放大的实像;显微镜通过物镜成倒立放大的实像,这个实像位于目镜的焦点之内,通过目镜成正立、放大的虚像;显微镜的放大倍数等于物镜、目镜放大倍数乘积
【答案】C?
13、隐型眼镜是一种直接贴在眼睛角膜表面的超薄镜片,可随眼球的运动而运动.目前使用的软质隐型眼镜由甲醛丙烯酸羟乙酯(HEMA)制成,中心厚度只有 0.05mm.如图是某人观察物体时,物体在眼球内成像的示意图,则该人所患眼病及矫正时应配制的这种隐型眼镜的镜片边缘的厚度分别为:(21世纪教育网)
A.近视眼,大于 0.05mm
B.近视眼,小于 0.05mm
C.远视眼,大于 0.05mm
D.远视眼,小于 0.05mm
【解析】由题干中的图可知:像呈在视网膜的后方,所以该人患的是远视眼;远视眼是晶状体曲度变大,会聚能力减弱,即折光能力变弱,应佩戴凸透镜,使光线提前会聚;凸透镜的特点是中间厚边缘薄,所以眼睛镜片的边缘厚度小于0.05mm.
【答案】D
14、(1)请根据凹透镜对光线的作用完成图中的光路。(2)完成图12中的光路,并标出A点的像A′。
【解析】(1)过光心的入射光线,经过凹透镜折射后,其传播方向不变;平行于主光轴的光线经凹透镜折射后变得发散,其折射光线的反向延长线过焦点。由此可以画出其折射光线如图(1)所示。(2)一条折射光线平行于主光轴,则入射光线是过焦点的,另一条折射光线过焦点,则入射光线平行于主光轴。两条折射光线的交点为像点A′。如图(2)所示。
【答案】如图所示
15、小明同学用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材完成“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)为了测出凸透镜的焦距,小明将凸透镜正对太阳光,用一个光屏在透镜的另一侧移动,直到光屏上得到一个最小最亮的光斑,这说明凸透镜对光线有____作用(选填“会聚”或“发散”),测出光斑到凸透镜的距离为10?cm,则该透镜的焦距为____cm。
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像,请你指出其中一条可能的原因:____________;
(3)重新调整后,把蜡烛放在距凸透镜18?cm处,在凸透镜的另一侧移动光屏,能在光屏上得到一个倒立、____的实像(选填“放大”“缩小”或“等大”),生活中____(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像规律工作的。
(4)实验中,屏上已成清晰的像,此时固定蜡烛,换用一个焦距略小一些的凸透镜进行实验,则光屏需向____(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动,才能在光屏上再次成清晰的像。
【解析】(1)太阳光到达地球,接近平行光,凸透镜正对太阳光,太阳光平行于主光轴,经凸透镜折射后形成一个最小最亮的点,这个点是凸透镜的焦点,光点到凸透镜的距离是凸透镜的焦距,所以是10?cm。凸透镜能把平行光会聚成一点,说明凸透镜对光线有会聚作用。(2)无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像,可能是蜡烛、凸透镜、光屏没有在同一高度。(3)把蜡烛放在距凸透镜18?cm处,2f>u>f,成倒立、放大的实像,幻灯机和投影仪应用此原理工作。(4)蜡烛固定不动,换用一个焦距略小一些的凸透镜进行实验,物距相对增大,要减小像距,才能在光屏上得到清晰的像,所以光屏应靠近凸透镜。
【答案】(1)会聚 10 (2)蜡烛、凸透镜、光屏没有在同一高度
(3)放大 投影仪 (4)靠近
1、(2017北京12)下列说法中正确的是:(21世纪教育网)
A.放大镜的镜片是凹透镜 B.照相机的镜头是凹透镜
C.近视眼镜的镜片是凸透镜 D.远视眼镜的镜片是凸透镜
【解析】A、放大镜的镜片是凸透镜,故A错误;B、照相机的镜头是凸透镜,其是利用物体在2倍焦距以外,成倒立缩小实像的原理制作的,故B错误;C、近视眼镜是凹透镜,故C错误;D、远视眼的镜片是凸透镜,故D正确.故选:D.
【答案】D
2、(2016宜昌)小明同学在做凸透镜成像规律的实验中,光屏上得到烛焰清晰的像,同组的小华不小心将手指尖触摸到凸透镜,这时光屏上:(21世纪教育网)
A.出现手指的实像 B.出现手指的影子
C.烛焰的像变得不完整 D.烛焰的像完整,但变暗
【解析】不小心用手指指尖触摸了凸透镜,由于凸透镜的其他部分仍能会聚光线而成像,所以光屏上呈现的仍然是烛焰完整的像,只是此时的像比手指指尖触摸前的像要暗一些.故选D.
【答案】D
3、(多选)(2015江西)如图3所示,凸透镜的应用事例中,所成像的性质完全相同的有:(21世纪教育网)
【解析】投影仪放映是利用当物距大于1倍焦距且小于2倍焦距时凸透镜成倒立、放大的实像的原理工作的,照相机拍照是利用当物距大于2倍焦距时凸透镜成倒立、缩小的实像的原理工作的,放大镜观察物体是利用当物距小于1倍焦距时凸透镜成正立、放大的虚像的原理工作的,监控器摄像是利用当物距大于2倍焦距时凸透镜成倒立、缩小的实像的原理工作的,所以四个应用事例中,所成像的性质完全相同的是B、D选项。
【答案】BD
4、(2015泰安)在“探究凸透镜成像的规律”时,当烛焰离透镜13 cm时成放大的实像,当烛焰离透镜8 cm时成放大的虚像,则这个透镜的焦距可能是:(21世纪教育网)
A.4 cm B.6 cm C.7 cm D.12 cm
【解析】根据凸透镜成像的规律:当烛焰离透镜13 cm时,成放大的实像,则烛焰在一倍焦距和二倍焦距之间,即2f>13 cm>f,所以6.5 cm<f<13 cm;当烛焰离透镜8 cm时成放大的虚像,则烛焰在一倍焦距以内,即8 cm<f,综上所述8 cm<f<13 cm,故选D。
【答案】D
5、(2016?大连)在做凸透镜成像实验时,将点燃的蜡烛沿着光具座,从凸透镜二倍焦距以外的某位置向焦点移动.在此过程中,像的大小及像距的变化情况是:(21世纪教育网)
A.像和像距都逐渐变大 B.像和像距都逐渐变小
C.像逐渐变大,像距逐渐变小 D.像逐渐变小,像距逐渐变大
【解析】当物距大于一倍焦距f时,凸透镜成倒立的实像,且物距越小,像距越大,成的像也越大;所以将蜡烛从二倍焦距外的地方逐渐向凸透镜的焦点靠近的过程中,像距逐渐变大,像逐渐变大.故选A.
【答案】A
6、(2017威海7)如图所示,让一束平行光经过一凸透镜,在光屏上得到一个最小、最亮的光屏,小明用此透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验,下列说法不正确的是:(21世纪教育网)
A.当物体距透镜8cm时,成正立的像
B.当物体距透镜16cm时,成倒立、放大的实像
C.当物体从距透镜20cm处远离透镜的方向移动时,所成的像逐渐变小
D.当物体从距透镜20cm处靠近透镜移动时,要得到清晰的像应使光屏靠近透镜
【解析】A、由图可知,凸透镜的焦距为40cm-30cm=10cm,当物体距透镜8cm时,物距小于一倍焦距,成正立放大的虚像,故A正确;B、当物体距透镜16cm时,物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大的实像,故B正确;C、当物体从距透镜20cm处远离透镜的方向移动时,凸透镜成的是实像,物距变大,像距变小,故C正确;D、当物体从距透镜20cm处靠近透镜移动时,凸透镜成的是实像,物距减小,像距变大,要得到清晰的像应使光屏靠近透镜,故D错误.故选D.
【答案】D
7、(2016?河南)如图所示是近视眼和远视眼的成因示意图.下列说法正确的是:(21世纪教育网)
A.甲是远视眼,应佩戴凹透镜矫正
B.甲是远视眼,晶状体折光能力较弱
C.乙是近视眼,应佩戴凸透镜矫正
D.乙是近视眼,晶状体折光能力较弱
【解析】甲图的入射光线会聚在视网膜的后方,是晶状体折光能力太弱,所以甲图表示了远视眼的成像情况;为了使光线会聚在原来的会聚点前面的视网膜上,就需要在光线进入人的眼睛以前会聚一下,因此带对光线具有发散作用的凸透镜来矫正.乙图的入射光线会聚在视网膜的前方,是晶状体折光能力太强,所以乙图表示了近视眼的成像情况;为了使光线会聚在原来的会聚点后面的视网膜上,就需要在光线进入人的眼睛以前发散一下,因此带对光线具有发散作用的凹透镜来矫正.综上所述,只有选项B说法是正确的.故选B.
【答案】B
8、(2017郴州13)如图所示是小明进行探究“凸透镜成像规律”实验时情景示意图,烛焰位于距透镜1.5倍焦距处,并在光屏上得到清晰的像.工作原理与此成像规律相同的光学器件是:(21世纪教育网)
A.照相机 B.放大镜
C.投影仪 D.潜望镜
【解析】由题知,烛焰位于距透镜1.5倍焦距处,即物距大于焦距而小于二倍焦距,由凸透镜成像规律可知,此时成倒立、放大的实像,幻灯机、投影仪都是根据这个原理制成的,故C正确,ABD错误.故选C.
【答案】C
9、(2017武汉4)如图所示,早期照相馆里摄影师取景时看到的像是倒立的.有几位同学对此现象展开了讨论:(21世纪教育网)
甲.将照相机靠近两位照相的人,可以看到两位照相人的全身像乙.调整相机和两位照相人之间的距离,人像变小时,应减小相机镜头和胶片之间的距离丙.要使人像更亮,必须在两位照相的人身后进行“补光”丁.现在的相机利用光学或电子技术,把倒立的像转变成正立的,便于观察.
A.甲与乙 B.甲与丙 C.乙与丁 D.丙与丁
【解析】甲乙:若要照全身像,是要把成的像变小点,则应使像变小,要使像变小,则必须使物距变大,所以应增大相机和两位照相人之间的距离,物距增大后,像距跟着变小,故乙正确,甲错误;丙:“补光”可以使照片更亮,但若要在两位照相的人身后进行“补光”,则像的背景更亮,而不是人像更亮,故丙错误.丁、现在的相机利用光学或电子技术,把倒立的像转变成正立的,便于观察,故丁正确.故选C.
【答案】C
10、(2017黄石4)在探究凸透镜成像规律的实验中,小欢同学先将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置时,恰好在镜后26cm处的光屏上出现一个与蜡烛等大倒立的像;若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处时,则:(21世纪教育网)
A.光屏上出现倒立放大的实像
B.光所上出现倒立缩小的实像
C.将光屏远离凸透镜方向移动一段距离,光屏上才会出现倒立放大实像
D.无论怎样移动光屏,光屏上均不会出现实像
【解析】距离凸透镜26cm的光屏上得到一个清晰的与物体等大的像,所以v=26cm=2f,则f=13cm;若现将物体移至透镜前10cm处时,此时物距u=10cm,则物距应小于焦距,成正立、放大的虚像,虚像不能呈现在光屏上,故光屏上不会出现像,故ABC错误,D正确.故选D.
【答案】D
11、(2017烟台11)拿一副远视眼镜放在凸透镜前,如图所示,光屏上出现烛焰清晰的像,移走远视眼镜,烛焰的像变得模糊,为了能在光屏上重新得到清晰的像,下列操作可行的是:(21世纪教育网)
A.将蜡烛靠近凸透镜 B.将光屏靠近凸透镜
C.将光屏远离凸透镜 D.将光屏和蜡烛同时靠近凸透镜
【解析】远视眼镜是凸透镜,首要的问题是知道凸透镜对光线有会聚作用,拿一个远视镜给“眼睛”戴上,光屏上出现烛焰清晰的像,而蜡烛烛焰的像实际上在光屏后;拿走远视镜则烛焰的像变得模糊,原因是烛焰清晰的像在光屏的后面,可以用增大光屏与凸透镜的距离或增大蜡烛距离凸透镜的距离使得光屏上呈现一个清晰的像的目的.故选C.
【答案】C
12、(多选)(2017天津11)小明同学在探究凸透镜成像成像规律时,用焦距分别为f1、f2的甲、乙两个凸透镜进行实验.先将点燃的蜡烛、透镜甲和光屏放置在光具坐上,调整后的位置如图所示,此时在光屏上得到烛焰清晰的像(图中未标出):再用透镜乙替换透镜甲,且保持蜡烛和透镜的位置不变,将光屏向左移动再次得到烛焰清晰的像.下列判断正确的是:(21世纪教育网)
A.图中光屏上的像是放大的 B.图中光屏上的像是缩小的
C.f1<f2 D.f1>f2
【解析】AB、由u>v知成倒立缩小的实像,故A错误,B正确;CD、由“保持蜡烛和透镜的位置不变,将光屏向左移动再次得到烛焰清晰的像”可知,像距减小,像变小,相当于物距变大,但物距没变,是焦距变小了,故f1>f2,故C错误,D正确.故选BD.
【答案】BD
13、(2016巴中)请按下列要求作图.(1)在如图所示中画出光线AB的折射光线和OC的入射光线
【解析】(1)平行于主光轴的入射光线,经过凸透镜折射后,折射光线过焦点,过光心的光线传播方向不变.
【答案】如图所示
14、(2017枣庄19)根据光的传播路径,在图中的虚线框内,填入符合要求的透镜.
【解析】第一个图中入射光线是平行的,而折射光线远离主光轴,即透镜有发散作用,所以是凹透镜;第二个图中折射光线平行于主光轴,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。
【答案】如图所示
15、(2017福建30)在信息化时代,相机和手机都是常用的图象采集设备.
(1)如图所示,用相机拍照时,在芯片上所成的像是倒立的、缩小的____像(选填“实”或“虚”).镜头靠近人时,像的大小将变____,此时像会____透镜(选填“靠近”或“远离”).用相机拍摄远近不同的物体时,通过伸缩镜头,使像清晰地成在芯片上,这个操作过程便是“调焦”,如图所示.
(2)小敏同学发信手机不能“调焦”但成像也基本清晰,她将手机拿到哥哥工作的大学实验室去探究,实验数据如表,根据表中数据,判断手机镜头的焦距大约为____。
次数
1
2
3
4
5
6
7
物距/m
10.00
5.00
2.00
1.00
0.50
0.10
0.05
像距/cm
0.500
0.501
0.502
0.503
0.505
0.526
0.556
A、5m B、0.5m C、0.05m D、0.005m
(3)请分析,手机拍摄远近不同的物体不需要“调焦”的原因是________________________________________。
【解析】(1)照相机的镜头相当于一个凸透镜,凸透镜成像时,u>2f,成倒立、缩小的实像,镜头靠近人时,物距变小,像距变大,像会远离透镜,像要变大.(2)由表中数据可知,当物距u>0.50m时,像距v保持0.5cm几乎不变,像距接近焦距,故选D.(3)因为这种手机镜头的焦距小,物距都远大于2倍焦距,像距接近焦距,像距变化的范围小,这样远近不同的物体成像的位置相差不大,所以不用调节.
【答案】(1)实;变大;远离;(2)D;(3)这种手机镜头的焦距小,物距都远大于2倍焦距,像距接近焦距,像距变化的范围小.