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第二部分 光学
2.3 透镜 透镜成像 透镜应用
一、透镜
1.透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件,透镜是根据光的 制成的。
2.透镜与面镜区别:面镜利用光的反射现象成像,透镜利用光的折射现象成像;透镜成像遵循光的 ,面镜成像遵循光的 。
3.透镜分类:透镜分为 ( http: / / baike.gaofen.com / czbk / ct_603.html ) 和 ( http: / / baike.gaofen.com / czbk / ct_608.html ) 。
(1)凸透镜 ( http: / / baike.gaofen.com / czbk / ct_603.html ):中间厚、边缘薄的透镜(远视镜镜片,照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等)。
(2)凹透镜 ( http: / / baike.gaofen.com / czbk / ct_608.html ):中间薄、边缘厚的透镜(近视镜等)。
4.透镜光路基本概念:图(1)是透镜光路示意图。
(1)过透镜两个球面球心的直线叫 (主轴),用“CC/”表示,透镜的几何中心叫 ,用“O”表示。
a.凸透镜光路 b.凹透镜光路
图(1) 透镜光路示意图
(2)平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后 于主光轴上一点,这点叫凸透镜 ,用“F”表示,如图(2)a所示;平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后 ,其反向延长线会交于一点,这是凹透镜的 (虚焦点),如图(2)b所示。
a.凸透镜光路概念 b.凹透镜光路概念
图(2)透镜光路概念
(3)焦点到光心的距离 ( http: / / baike.gaofen.com / czbk / ct_682.html ),焦距用“f”表示,图(1)中就是“OF”之间的距离。 ( http: / / baike.gaofen.com / czbk / ct_716.html )都各有两个焦点,凸透镜的焦点是实焦点,凹透镜的焦点是虚焦点。
(4)物体到光心的距离叫 ,用“u”表示。
(5)像到光心的距离叫 ,用“v”表示。
5.透镜的三条特殊光线
(1)过光心的光线,经透镜折射后传播方向 ,如图(3)所示。
图(3)过光心的光线
(2)平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后经过另一侧 ;经凹透镜折射后向外发散,但其反向延长线过同侧 ,如图(4)所示。
图(4)平行于主轴的光线
(3)经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后 主光轴;射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后 主光轴,如图(5)所示。
图(5)过焦点的光线
6.透镜的作用:凸透镜有 作用,所以凸透镜也叫 ;凹透镜有 作用,所以凹透镜也叫 。
二、透镜成像
1.凸透镜成像规律:如图(6)是常见凸透镜成像规律光路图,请完成表(1)。
表(1)凸透镜成像规律表
成像条件物距(u) 成像的性质 像距(v) 应用
u﹥2f 照相机(图(6)a)
u=2f 图(6)d
f﹤u﹤2f 投影仪(图(6)b)
u=f 射出的是平行光线
0﹤u﹤f 放大镜(图(6)c)
a. u﹥2f b. f﹤u﹤2f
c.0﹤u﹤f d.u=2f
图(6)凸透镜成像光路图
凸透镜成像规律需要牢记,同学们可以自己总结其规律。也可以背下下面口诀:“物大焦,倒立实,物越大,像越小;物小焦,正立虚;物为焦,不成像”。这里的“物”指物距,“像”指像距,“焦”指焦距。
注意:(1)实像是由 会聚而成,在光屏上可 ,可用眼睛直接看,所有光线必过像点;(2)虚像不能在光屏上 ,但能用眼睛看,由光线的 会聚而成。
2.凹透镜成像规律:凹透镜始终成 、 的 ,如图(7)所示。
图(7)凹透镜成像光路图
3.凸透镜与凹透镜比较:表(2)对凸透镜、凹透镜做出了比较,凹透镜、凸透镜的辨别、特点、典型光路和应用作出了系统性总结。
注意:大家还要记住:虚像,物、像同侧;实像,物、像异侧。
表(2)凸透镜、凹透镜比较表
三、透镜应用
1.照相机:镜头是凸透镜,物距 二倍焦距,成倒立、缩小的 ( http: / / baike.gaofen.com / czbk / ct_677.html )。
2.投影仪:镜头是凸透镜,物体在 之间,成倒立、放大的实像;透过平面镜使倒立,放大的像再倒立一次,这样我们在屏幕上看到的就是一个正立的实像了。
注意:照相机、投影仪要使像变大,应该让透镜 ,远离胶卷、屏幕。
3.放大镜:放大镜是凸透镜,放大镜到物体的距离(物距) 一倍焦距,成的是 。
4.眼睛:眼睛的晶状体相当于 ,视网膜相当于 (胶卷)。
(1)眼睛的成像原理:从物体发出的光线经过 等一个综合的凸透镜在 上形成 ,分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激,把这个信号传输给大脑,人就可以看到这个物体了(眼睛的晶状体相当于 ,视网膜相当于 (胶卷))。
(2)近视眼看不清远处的物体,远处的物体所成像在视网膜 ,晶状体曲度过大,需戴 调节,所以近视镜是 。
(3)远视眼 ( http: / / baike.gaofen.com / czbk / ct_684.html )看不清近处的物体,近处的物体所成像在视网膜 ,晶状体曲度过小,需戴 调节,所以远视镜(花镜)是 。
5.显微镜 ( http: / / baike.gaofen.com / czbk / ct_685.html ):显微镜由目镜和物镜组成,物镜、目镜都是 ,它们对物体进行两次 。
普通光学显微镜是根据 成像原理,经过凸透镜的两次成像。第一次先经过物镜(凸透镜1)成像,这时候的物体应该在物镜(凸透镜1)的一倍焦距和两倍焦距之间,成的像应该是 。而后以第一次成的物像作为“物体”,经过目镜的第二次成像。由于我们观察的时候是在目镜的另外一侧,第二次成的像应该是 ,这样像和物才在同一侧,因此第一次成的像应该在目镜(凸透镜2)的 以内,这样经过第二次成像,第二次成的像是一个 。
6.望远镜:望远镜也是由两组 (目镜和物镜)组成,它的结构特点是物镜的焦距长而目镜的焦距短。
望远镜的成像原理是:物镜的作用是得到远处 ,由于物体离物镜非常远,所以物体上各点发射到物镜上的光线几乎是平行光束,这样的光线经过物镜汇聚后,就在物镜 ,在离焦点很近的地方,形成了一个 。这个倒立的、缩小的实像又位于目镜的 以内,所以目镜起了放大镜的作用,目镜把经过物镜的倒立、缩小的实像放大成了 。这就是远处物体通过望远镜所成的 。
INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA998.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA998.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA998.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA998.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA998.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA998.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA998.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA998.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA998.tmp.png" \* MERGEFORMATINET
考点一:透镜
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A.投影仪;B.放大镜;C.照相机;D.潜望镜
【解析】从图中可知,凸透镜成像是倒立、缩小的实像。从给出的四个答案看,只有照相机的成像原理和图中给出的相同,故正确答案是C。
【答案】C。
【考点点评】考点:透镜成像、透镜的应用。
变式跟进1:(2017·南通)将一凸透镜正对太阳,可在距透镜20cm处得到一个最小、最亮的光斑。若将一个物体放在此透镜前30cm处,则可在透镜另一侧得到( )。
A.倒立、缩小的实像;B.正立、缩小的实像;
C.倒立、放大的实像;D.正立、放大的虚像
考点二:透镜成像
INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9BA.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9BA.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9BA.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9BA.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9BA.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9BA.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9BA.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9BA.tmp.png" \* MERGEFORMATINET (2017·深圳)下列关于透镜的描述,错误的是( )。
A.放大镜看报纸可以看到放大的字;
B.教室使用投影仪可以在屏幕上形成正立、放大的虚像;
C.用手机拍照,物和镜头的距离需要大于镜头的二倍焦距;
D.近视眼可以用凹透镜矫正
【解析】用放大镜看物体时,物距小于焦距,放大镜成正立、放大的虚像;故放大镜看报纸可以看到放大的字,故A正确。在2f>u>f,情况下,凸透镜成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪,故使用投影仪时,看到屏幕上所成的是倒立放大的实像,虚像无法再屏幕上接收下来,故B错误。用照相机照相时,物体在凸透镜的二倍焦距以外,成倒立缩小的实像,故C正确。近视眼是晶状体变厚,折光能力变强,像成在视网膜的前方,利用凹透镜的发散作用使像成在视网膜上,故D正确。所以,说法错误的是B,答案是B。
【答案】B。
【考点点评】考点:透镜成像规律、透镜的应用。
变式跟进2:(2017·益阳)一凸透镜的焦距为15cm,在主光轴上将点燃的蜡烛从离凸透镜20cm处移到40cm处的过程中,像的大小和像距的变化情况是( )。
A.像变大,像距变大;B.像变小,像距变小;
C.像变大,像距变小;D.像变小,像距变大
考点三:透镜的应用
INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9EF.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9EF.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9EF.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9EF.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9EF.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9EF.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9EF.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9EF.tmp.png" \* MERGEFORMATINET (2017·武汉)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,下面说法正确的是( )。
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.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;此说法错误。要想看到照相人的全身像,应该将照相机远离照相人。
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;此说法正确。人像变小时,物距在增大,像距应逐渐变小,故应减小镜头和胶片之间的距离,也就是减小像距。
丙.要使人像更亮,必须在两位照相的人身后进行“补光”;此说法错误。要使人像更亮,应该在他们前面补光,不应在其身后。
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;此说法正确。现在的相机,可以把倒立的像转变成正立的。
此题答案是乙和丁,故选C。
【答案】C。
【考点点评】考点:照相机、透镜应用。
变式跟进3:(2015 深圳)把一瓶矿泉水放在物理课本上,看到的情景如图所示,下列光学设备中,成像情况与它相同的是( )。
A.放大镜;B.投影仪;C.照相机;D.近视眼镜
1.(2017·成都)下列说法正确的是( )。
A.在“小孔成像”的实验中,离小孔越近的物体所成的像一定越大;
B.游泳运动员在平静的水面下看到游泳池边的物体可能变矮了;
C.蜡烛经凸透镜成像时,当蜡烛靠近透镜,蜡烛的像一定远离透镜;
D.小球沿水平方向运动,它在平面镜中的像可能沿竖直方向运动
2.(2017·徐州)小明拿着放大镜,伸直手臂,通过放大镜观察远处的景物,看到的是景物的( )。
A.正立放大的像;B.倒立放大的像;C.倒立缩小的像;D.正立缩小的像
3.(2017·通辽)近期流行一种“自拍神器”给旅行者自拍带来了方便。如图所示,与直接拿手机自拍相比,利用自拍杆可以( )。
A.增大像距;B.增大取景范围;
C.增大人像的大小;D.缩短景物到镜头距离
4.(2017·泰州)某凸透镜焦距为15cm,若将一物体放在此凸透镜前25cm处,则可在透镜另一侧得到一个( )。
A. 倒立、放大的实像;B. 倒立、缩小的实像;
C. 正立、放大的虚像;D. 正立、缩小的实像
5.(2017·常德)毕业了,小明与全班同学用胶片照相机照了合影后,接着照一张单身像。下列说法正确的是( )。
A.小明应远离镜头,同时胶片应靠近镜头;
B.小明应靠近镜头,同时胶片应远离镜头;
C.小明在相机中的像是倒立、放大的实像;
D.小明在相机中的像是正立、放大的虚像
6.(2017·邵阳)下列关于光的知识应用的说法,不正确的是( )。
A.照相机的原理是利用凸透镜能成正立、缩小的实像;
B.电视机遥控器是利用红外线实现遥控的;
C.近视眼镜是利用凹透镜对光的发散作用;
D.投影仪的原理是利用凸透镜能成倒立、放大的实像
7.(2017·连云港)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,小明将烛焰放在凸透镜前某一位置时,恰好在凸透镜后20cm处的光屏上出现一个与该烛焰等大的像,下列说法正确的是( )。
A.该凸透镜的焦距是20cm;
B.此时的物距大于20cm;
C.当物距是30cm时,光屏上呈现倒立缩小的像;
D.当凸透镜的一部分被遮住时,光屏上不能呈现完整的像
8.(2017·滨州)关于“凸透镜成像规律”的应用,下列说法正确的是( )。
A.照相机成倒立、缩小的实像;
B.幻灯机、投影仪成倒立、放大的虚像;
C.放大镜成正立、放大的实像;
D.近视眼需要戴一副由凸透镜片做的眼镜来矫正
9.(2017·黄石)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( )。
A.光屏上出现倒立放大的实像;
B.光屏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
10.(2017·烟台)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( )。
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
11.(2017·大连)某人只能看清远处的物体,看不清近处的物体,关于该人的视力情况,下列说法正确的是( )。
A.远视眼,用凸透镜矫正;B.远视眼,用凹透镜矫正;
C.近视眼,用凸透镜矫正;D.近视眼,用凹透镜矫正
12.(2017·营口)在“探究凸透镜成像规律的实验”中,小红调节蜡烛,凸透镜和光屏的位置,在光屏上成清晰的像如图所示,下列说法正确的是( )。
A.教学中使用的投影仪就是利用了图中的成像规律;
B.换上焦距小一些的凸透镜,只将蜡烛向右适当移动就能在光屏上接收到清晰的像;
C.如果使蜡烛向左移动,光屏需要向右移动才能接收到清晰的像;
D.如果把蜡烛与光屏对调,光屏上将不会出现清晰的像。
13.(2017·自贡)对下列图示中光现象的描述正确的是( )。
A.图甲中,漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律;
B.图乙中,人佩戴的凹透镜可以矫正远视眼;
C.图丙中,光的色散现象说明白光是由各种色光混合而成的;
D.图丁中,平面镜成像时进入眼睛的光线是由像发出的
14.(2017·泰安)关于透镜的应用,下列说法正确的是( )。
A.远视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用;
B.照相时,景物在镜头二倍焦距以内;
C.投影仪中的投影片在镜头二倍焦距以外;
D.望远镜的物镜使远处的物体成正立、放大的虚像
15.(2017·天津)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( )。
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
二、填空题
16.(2017·绵阳)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,先将蜡烛焰、凸透镜、光屏的中心调到同一水平线上,然后将凸透镜固定在光具座上50cm处,将点燃的蜡烛放置在光具座上30cm处,然后再移动光屏在光屏上得到烛焰清晰的像,再将蜡烛向凸透镜移近几厘米,应向 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜方向移动光屏,才有可能再次在光屏上得到烛焰清晰的像;又将蜡烛移至光具座上43cm 处,无论怎么移动光屏,都不能在光屏上得到烛焰清晰的像。由此可以推断该凸透镜焦距的范围,该范围的最大值小于 cm。
17.(2017·连云港)近视眼看不清远处的物体,是因为物体的像落在视网膜的 方(选项“前”或“后”),需要佩戴 加以矫正(选填“凸透镜”或“凹透镜”)。
18.(2017·镇江)如图所示,用焦距为5cm的凸透镜进行了如下实验操作:将蜡烛放在A处时,位于P处(图中未画出)的光屏上得到了清晰的缩小像;保持透镜位置不变,向右移动蜡烛至B处,再将光屏从P处移至另一位置得到清晰的放大像,则两次所成的像都是 立的,P位于A的 侧,上述过程中光屏是向 侧移动的,用刻度表示透镜在光具座上的位置: 。
19.(2017·盐城)探究凸透镜成像规律时,应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的 上。当蜡烛距凸透镜30.0cm时,在光屏上成一个等大的实像,则凸透镜的焦距是 cm;将蜡烛远离透镜移动到适当位置,要在光屏上成清晰的像,就将光屏向 (远离/靠近)透镜方向移动。
20.(2017·鸡西)由于长时间过度使用手机,导致青少年未老先衰,新型疾病“手机老花眼”患者剧增,患者主要表现为观察近处物体不清晰,此疾病的形成原理与下面 (选填“甲”或“乙”)图相符,应配戴 (选填“凹”或“凸”)透镜,予以矫正。
21.(2017·兰州)眼睛相当于照相机,它能够在一定范围内自动调节 和进入眼睛的光的强度。在适当的照明条件下,物体能在视网膜上形成一个缩小、 的实像。
22.(2017·广东)如题图所示,小李用点燃的蜡烛、凸透镜和光屏进行“探究凸透镜成像规律”的实验,凸透镜的焦距为12cm。
(1)蜡烛和凸透镜的位置不变,要使光屏承接到一个倒立、 清晰的实像,具体的操作是:
首先将光屏向右移动, ,直到找到最清晰的像,日常生活中 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理制成的。
(2)当蜡烛燃烧一段时间后会变短,烛焰的像会往 偏离光屏中心。
(3)请你指出用烛焰作为发光物体完成“探究凸透镜成像规律”实验存在的两点不足之处:
① ;② 。
三、作图题
23.(2017·青岛)综合作图—光学黑箱:已知黑箱内有一只凹透镜和一只平面镜。请在黑箱内画出完整的光路,填上光学仪器,并标明凹透镜焦点F的位置。
24.(2017·兰州)画出图中从S点射出的两条入射光线经过透镜后的折射光线。
INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsAA5E.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsAA5E.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsAA5E.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsAA5E.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsAA5E.tmp.png" \* MERGEFORMATINET
一、选择题
1.(2015 深圳市模拟)人眼的晶状体相当于凸透镜,下列关于近视眼的成因说法中正确的是( )。
A.晶状体太薄,折光能力太弱;B.晶状体太薄,折光能力太强;
C.晶状体太厚,折光能力太弱;D.晶状体太厚,折光能力太强
2.(2016·深圳市宝山、嘉定区模拟)在验证凸透镜成像实验中,蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示,此时在光屏上得到烛焰清晰的像;若保持透镜位置不变,将蜡烛在光具座上移动5厘米,对于此时成像的性质判断正确的是( )。
A.一定是缩小的实像;B.可能是放大的实像;
C.一定是正立的虚像;D.可能是放大的虚像
3.(2016·深圳市罗湖区模拟)下列图中,作图有错误的是( )。
A B C D
A.平面镜成像;B.光的反射;C.放大镜成像;D.照相机成像
4.(2016·深圳市宝安区模拟)如图所示,下面四个图中,哪个是正常人的眼睛( )。
A B C D
5.(2015·深圳市模拟)光学器件在我们的生活、学习中有着广泛的应用。下面的介绍有一项不切实际,它是( )。
A.近视眼镜利用了凹透镜对光的发散作用;
B.照相时,被照者与相机的距离是在镜头的二倍焦距之外;
C.借助放大镜看邮票时,邮票到放大镜的距离应略大于一倍焦距;
D.阳光通过凸透镜可以点燃纸屑,这利用了凸透镜对光的会聚作用
6.(2016·深圳市模拟)在做凸透镜成像的实验时,小明把物体放在距离凸透镜40cm处,在光屏上得到一个倒立、缩小的实像,则该凸透镜的焦距可能是( )。
A.30cm;B.25cm;C.20cm;D.15cm
7.(2016·深圳市罗湖区模拟)一物体沿凸透镜的主光轴移动,当物体距凸透镜20cm时,能在凸透镜的另一侧光屏上得到一个放大、倒立的像,当物体离凸透镜9cm时,则( )。
A.一定成正立、放大的虚像;B.一定成倒立、缩小的实像;
C.可能成倒立、缩小的实像;D.可能成正立、放大的虚像
8.(2015 深圳市模拟)光学仪器在生活中应用十分普遍,以下关于四种光学仪器的成像情况,正确的是( )。
A.放大镜成正立、放大的实像,且物离镜越远,成的像越大;
B.照相机成正立、缩小的实像,且物离镜越远,成的像越大;
C.平面镜成正立、等大的虚像,且物离镜越远,成的像越小;
D.幻灯机成倒立、放大的实像,且物离镜越远,成的像越小
9.(2016·深圳市罗湖区模拟)下列关于成像的说法正确的是:( )。
A.蜡烛的火焰经过凸透镜在光屏上成一清晰的像,如果用硬纸片盖住凸透镜的上半部分,则光屏上的像将只剩下下半部分;
B.平面镜中的像之所以叫虚像是因为它模糊不清;
C.用圆形透明的鱼缸养鱼,从侧面观赏缸内的鱼,你看到的那条鱼是实物;
D.将凸透镜5倍焦距以外的物体,沿着主光轴逐渐移到1.5倍焦距处,像会从小变大
10.(2016·深圳市盐田区模拟)如图是陈大爷眼睛看物体时的成像情况,则他的眼睛类型及矫正需要选用的透镜分别是( )。
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
11.(2015·深圳市模拟)某物体放在凸透镜前20cm处时,在光屏上得到了物体倒立放大的实像,则该凸透镜的焦距可能是( )。
A.10cm;B.15cm;C.20cm;D.25cm
12.(2015·深圳市模拟)小燕同学在做“研究凸透镜成像规律”实验时,将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏调试到如图所示的位置,光屏中心正好出现清晰的像(未画出)。下列说法中正确的是( )。
A.凸透镜焦距为20cm;B.屏上的像是倒立、缩小的实像;
C.焟烛燃烧变短,屏上像的位置会下降;D.取走光屏,则凸透镜不成像
二、非选择题
13.(2016·深圳市罗湖区模拟)如下图所示,把一支点燃的蜡烛放在距离凸透镜2倍焦距以外的地方,在透镜的另一侧调节光屏位置可找到一个清晰的像。这个像是下图中的 。
14.(2017·深圳市模拟)在探究凸透镜成像的大小与哪些因素有关的实验中:小明通过物理知识的学习,知道放大镜就是凸透镜.在活动课中,他用放大镜观察自己的手指,看到手指 的像;再用放大镜观察远处的房屋,看到房屋 的像(选填“放大”、“等大”或“缩小”).
三、作图题
15.(2016·深圳市福田区五校联考)(1)根据光线通过透镜前后的方向,请在甲图虚线框中画出适当的透镜;(2)在乙图中已知通过透镜后的折射光线,请画出它们的入射光线。
16.(2016·深圳市宝安区模拟)如图所示,请画出由S点发出的光经过凸透镜后的折射光线,并确定发光点S的像点S′。
17.(2016·深圳市宝山、嘉定区模拟)根据光通过透镜前后的方向,在图中的虚框内画上适当类型的透镜。
四、实验探究题
18.(2016·深圳市福田区五校联考)在用光具座研究凸透镜成像规律的实验中:
(1)测量凸透镜的焦距如图所示,则该凸透镜的焦距为 cm。
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,并且要让烛焰中心、透镜中心、光屏中心在同一 。
序号 ① ② ③ ④
物距/cm 30 25 18 15
像距 15 17 23 30
像的性质 倒立、缩小、实像 倒立、缩小、实像 倒立、放大、实像 倒立、放大、实像
(3)上表是小王实验时记录数据的一部分,比较①②组数据可得出的规律是:物距大于二倍焦距时,凸透镜成倒立缩小的实像,这一规律可应用于 (选填“放大镜”、“照相机”、“投影仪”)。
19.(2017·深圳市福田区模拟)(1)如图甲所示,有两束光线射向凸透镜,请完成光路(F为焦点,O为光心);
(2)某同学利用上述凸透镜来探究“凸透镜成像规律”:
①如图乙所示,让平行光经过凸透镜后,在光屏上出现一个最小最亮的光斑,由此可知,凸透镜的焦距是 cm;
②蜡烛与凸透镜的位置如图丙所示,移动光屏,在光屏上能形成淸晰的倒立的、 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的像,根据此原理可以制成 (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”);
③如果保持蜡烛和凸透镜的位置不变,把光屏向右移动一小段距离后,要想在光屏上再次得到清晰的像,可在蜡烛与凸透镜之间放一个 (选填“近视眼镜”或“远视眼镜”)。
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第二部分 光学
2.3 透镜 透镜成像 透镜应用
一、透镜
1.透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件,透镜是根据光的折射现象制成的。
2.透镜与面镜区别:面镜利用光的反射现象成像,透镜利用光的折射现象成像;透镜成像遵循光的折射定律,面镜成像遵循光的反射定律。
3.透镜分类:透镜分为 凸透镜 ( http: / / baike.gaofen.com / czbk / ct_603.html ) 和 凹透镜 ( http: / / baike.gaofen.com / czbk / ct_608.html ) 。
(1)凸透镜 ( http: / / baike.gaofen.com / czbk / ct_603.html ):中间厚、边缘薄的透镜(远视镜镜片,照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等)。
(2)凹透镜 ( http: / / baike.gaofen.com / czbk / ct_608.html ):中间薄、边缘厚的透镜(近视镜等)。
4.透镜光路基本概念:图(1)是透镜光路示意图。
(1)过透镜两个球面球心的直线叫主光轴(主轴),用“CC/”表示,透镜的几何中心叫光心,用“O”表示。
a.凸透镜光路 b.凹透镜光路
图(1) 透镜光路示意图
(2)平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上一点,这点叫凸透镜焦点,用“F”表示,如图(2)a所示;平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后发散,其反向延长线会交于一点,这是凹透镜的焦点(虚焦点),如图(2)b所示。
a.凸透镜光路概念 b.凹透镜光路概念
图(2)透镜光路概念
(3)焦点到光心的距离焦距 ( http: / / baike.gaofen.com / czbk / ct_682.html ),焦距用“f”表示,图(1)中就是“OF”之间的距离。凸透镜和凹透镜 ( http: / / baike.gaofen.com / czbk / ct_716.html )都各有两个焦点,凸透镜的焦点是实焦点,凹透镜的焦点是虚焦点。
(4)物体到光心的距离叫物距,用“u”表示。
(5)像到光心的距离叫像距,用“v”表示。
5.透镜的三条特殊光线
(1)过光心的光线,经透镜折射后传播方向不改变,如图(3)所示。
图(3)过光心的光线
(2)平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后经过另一侧焦点;经凹透镜折射后向外发散,但其反向延长线过同侧焦点,如图(4)所示。
图(4)平行于主轴的光线
(3)经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴;射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴,如图(5)所示。
图(5)过焦点的光线
6.透镜的作用:凸透镜有会聚光线作用,所以凸透镜也叫会聚透镜;凹透镜有发散光线作用,所以凹透镜也叫发散透镜。
二、透镜成像
1.凸透镜成像规律:如图(6)是常见凸透镜成像规律光路图,请完成表(1)。
表(1)凸透镜成像规律表
成像条件物距(u) 成像的性质 像距(v) 应用
u﹥2f 倒立、缩小的实像 f﹤v﹤2f 照相机(图(6)a)
u=2f 倒立、等大的实像 v=2f 图(6)d
f﹤u﹤2f 倒立、放大的实像 v﹥2f 投影仪(图(6)b)
u=f 不成像 射出的是平行光线
0﹤u﹤f 正立、放大的虚像 v﹥f 放大镜(图(6)c)
a. u﹥2f b. f﹤u﹤2f
c.0﹤u﹤f d.u=2f
图(6)凸透镜成像光路图
凸透镜成像规律需要牢记,同学们可以自己总结其规律。也可以背下下面口诀:“物大焦,倒立实,物越大,像越小;物小焦,正立虚;物为焦,不成像”。这里的“物”指物距,“像”指像距,“焦”指焦距。
注意:(1)实像是由实际光线会聚而成,在光屏上可呈现,可用眼睛直接看,所有光线必过像点;(2)虚像不能在光屏上呈现,但能用眼睛看,由光线的反向延长线会聚而成。
2.凹透镜成像规律:凹透镜始终成缩小、正立的虚像,如图(7)所示。
图(7)凹透镜成像光路图
3.凸透镜与凹透镜比较:表(2)对凸透镜、凹透镜做出了比较,凹透镜、凸透镜的辨别、特点、典型光路和应用作出了系统性总结。
注意:大家还要记住:虚像,物、像同侧;实像,物、像异侧。
表(2)凸透镜、凹透镜比较表
三、透镜应用
1.照相机:镜头是凸透镜,物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像 ( http: / / baike.gaofen.com / czbk / ct_677.html )。
2.投影仪:镜头是凸透镜,物体在一倍焦距与二倍焦距之间,成倒立、放大的实像;透过平面镜使倒立,放大的像再倒立一次,这样我们在屏幕上看到的就是一个正立的实像了。
注意:照相机、投影仪要使像变大,应该让透镜靠近物体,远离胶卷、屏幕。
3.放大镜:放大镜是凸透镜,放大镜到物体的距离(物距)小于一倍焦距,成的是放大、正立的虚像。
4.眼睛:眼睛的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏(胶卷)。
(1)眼睛的成像原理:从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上形成倒立,缩小的实像,分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激,把这个信号传输给大脑,人就可以看到这个物体了(眼睛的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏(胶卷))。
(2)近视眼看不清远处的物体,远处的物体所成像在视网膜前,晶状体曲度过大,需戴凹透镜调节,所以近视镜是凹透镜。
(3)远视眼 ( http: / / baike.gaofen.com / czbk / ct_684.html )看不清近处的物体,近处的物体所成像在视网膜后面,晶状体曲度过小,需戴凸透镜调节,所以远视镜(花镜)是凸透镜。
5.显微镜 ( http: / / baike.gaofen.com / czbk / ct_685.html ):显微镜由目镜和物镜组成,物镜、目镜都是凸透镜,它们对物体进行两次放大。
普通光学显微镜是根据凸透镜成像原理,经过凸透镜的两次成像。第一次先经过物镜(凸透镜1)成像,这时候的物体应该在物镜(凸透镜1)的一倍焦距和两倍焦距之间,成的像应该是放大倒立的实像。而后以第一次成的物像作为“物体”,经过目镜的第二次成像。由于我们观察的时候是在目镜的另外一侧,第二次成的像应该是一个虚像,这样像和物才在同一侧,因此第一次成的像应该在目镜(凸透镜2)的一倍焦距以内,这样经过第二次成像,第二次成的像是一个放大的正立的虚像。
6.望远镜:望远镜也是由两组凸透镜(目镜和物镜)组成,它的结构特点是物镜的焦距长而目镜的焦距短。
望远镜的成像原理是:物镜的作用是得到远处物体的实像,由于物体离物镜非常远,所以物体上各点发射到物镜上的光线几乎是平行光束,这样的光线经过物镜汇聚后,就在物镜焦点以外,在离焦点很近的地方,形成了一个倒立的、缩小的实像。这个倒立的、缩小的实像又位于目镜的焦点以内,所以目镜起了放大镜的作用,目镜把经过物镜的倒立、缩小的实像放大成了一个正立的、放大的虚像。这就是远处物体通过望远镜所成的虚像。
INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA998.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA998.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA998.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA998.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA998.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA998.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA998.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA998.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA998.tmp.png" \* MERGEFORMATINET
考点一:透镜
INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9A8.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9A8.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9A8.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9A8.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9A8.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9A8.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9A8.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9A8.tmp.png" \* MERGEFORMATINET (2016 深圳)下面的光学设备中,利用了图中原理的是( )。
A.投影仪;B.放大镜;C.照相机;D.潜望镜
【解析】从图中可知,凸透镜成像是倒立、缩小的实像。从给出的四个答案看,只有照相机的成像原理和图中给出的相同,故正确答案是C。
【答案】C。
【考点点评】考点:透镜成像、透镜的应用。
变式跟进1:(2017·南通)将一凸透镜正对太阳,可在距透镜20cm处得到一个最小、最亮的光斑。若将一个物体放在此透镜前30cm处,则可在透镜另一侧得到( )。
A.倒立、缩小的实像;B.正立、缩小的实像;
C.倒立、放大的实像;D.正立、放大的虚像
【解析】在距透镜20cm处得到一个最小、最亮的光斑,说明此透镜的焦距是20cm;如果物体放在透镜前30cm处,物距在焦距和2倍焦距之间,根据透镜成像规律,物体应该成倒立、放大的实像。所以,正确答案是C。
【答案】C。
【考点点评】考点:透镜成像。
考点二:透镜成像
INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9BA.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9BA.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9BA.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9BA.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9BA.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9BA.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9BA.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9BA.tmp.png" \* MERGEFORMATINET (2017·深圳)下列关于透镜的描述,错误的是( )。
A.放大镜看报纸可以看到放大的字;
B.教室使用投影仪可以在屏幕上形成正立、放大的虚像;
C.用手机拍照,物和镜头的距离需要大于镜头的二倍焦距;
D.近视眼可以用凹透镜矫正
【解析】用放大镜看物体时,物距小于焦距,放大镜成正立、放大的虚像;故放大镜看报纸可以看到放大的字,故A正确。在2f>u>f,情况下,凸透镜成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪,故使用投影仪时,看到屏幕上所成的是倒立放大的实像,虚像无法再屏幕上接收下来,故B错误。用照相机照相时,物体在凸透镜的二倍焦距以外,成倒立缩小的实像,故C正确。近视眼是晶状体变厚,折光能力变强,像成在视网膜的前方,利用凹透镜的发散作用使像成在视网膜上,故D正确。所以,说法错误的是B,答案是B。
【答案】B。
【考点点评】考点:透镜成像规律、透镜的应用。
变式跟进2:(2017·益阳)一凸透镜的焦距为15cm,在主光轴上将点燃的蜡烛从离凸透镜20cm处移到40cm处的过程中,像的大小和像距的变化情况是( )。
A.像变大,像距变大;B.像变小,像距变小;
C.像变大,像距变小;D.像变小,像距变大
【解析】透镜焦距是15cm,蜡烛从20cm处逐渐移动到40cm处,此过程物距逐渐增大,像逐渐变小,像距逐渐变小。故正确答案是B。
【答案】B。
【考点点评】考点:凸透镜成像。
考点三:透镜的应用
INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9EF.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9EF.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9EF.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9EF.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9EF.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9EF.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9EF.tmp.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\ksohtml\\wpsA9EF.tmp.png" \* MERGEFORMATINET (2017·武汉)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,下面说法正确的是( )。
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.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;此说法错误。要想看到照相人的全身像,应该将照相机远离照相人。
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;此说法正确。人像变小时,物距在增大,像距应逐渐变小,故应减小镜头和胶片之间的距离,也就是减小像距。
丙.要使人像更亮,必须在两位照相的人身后进行“补光”;此说法错误。要使人像更亮,应该在他们前面补光,不应在其身后。
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;此说法正确。现在的相机,可以把倒立的像转变成正立的。
此题答案是乙和丁,故选C。
【答案】C。
【考点点评】考点:照相机、透镜应用。
变式跟进3:(2015 深圳)把一瓶矿泉水放在物理课本上,看到的情景如图所示,下列光学设备中,成像情况与它相同的是( )。
A.放大镜;B.投影仪;C.照相机;D.近视眼镜
【解析】装有水的矿泉水瓶是一个圆柱形,有水的矿泉水瓶就构成了一个凸透镜。若物体在凸透镜的1倍焦距以内时,成一个正立、放大的虚像,故此时能看到一个正立放大的虚像,它与放大镜成像情况相同,故A正确。投影仪、照相机所成的像均是实像,故B、C错;近视眼镜是凹透镜,成像原理肯定不同。故正确答案是A。
【答案】A。
【考点点评】考点:凸透镜成像。此题通过一个日常现象,考查了凸透镜成像,此类实例很多,学会通过所学内容分析判断事物。
1.(2017·成都)下列说法正确的是( )。
A.在“小孔成像”的实验中,离小孔越近的物体所成的像一定越大;
B.游泳运动员在平静的水面下看到游泳池边的物体可能变矮了;
C.蜡烛经凸透镜成像时,当蜡烛靠近透镜,蜡烛的像一定远离透镜;
D.小球沿水平方向运动,它在平面镜中的像可能沿竖直方向运动
【解析】A.在“小孔成像”的实验中,离小孔越近的物体所成的像一定越大;此说法正确。小孔成像的规律是:倒立的实像,当光屏与小孔位置不变时,物距小孔越近,像就越大。
B.游泳运动员在平静的水面下看到游泳池边的物体可能变矮了;此说法错误。在水下看水上的物体,像游泳池边的物体,应该是变大了,不是变小了。
C.蜡烛经凸透镜成像时,当蜡烛靠近透镜,蜡烛的像一定远离透镜;此说法错误。凸透镜成像时,物距逐渐减小时,像距会发生变化,但要看物距在焦距以外还是焦距以内;在焦距以外时,像距逐渐变大;在焦距以内时,像距逐渐变小。
D.小球沿水平方向运动,它在平面镜中的像可能沿竖直方向运动;此说法错误。平面镜成像规律是:像与物等大、对称、反向的虚像;故小球在水平方向运动时不可能在平面镜中的像沿竖直方向运动。
此题正确答案是A。
【答案】A。
【考点点评】考点:小孔成像、平面镜成像、透镜成像、光的折射。
2.(2017·徐州)小明拿着放大镜,伸直手臂,通过放大镜观察远处的景物,看到的是景物的( )。
A.正立放大的像;B.倒立放大的像;C.倒立缩小的像;D.正立缩小的像
【解析】小明拿着放大镜(凸透镜),伸直手臂,通过放大镜观察远处的景物,一定是物距大于2倍焦距,这时看到的景物一定是倒立缩小的实像。故,此题答案是C。
【答案】C。
【考点点评】考点:凸透镜成像。
3.(2017·通辽)近期流行一种“自拍神器”给旅行者自拍带来了方便。如图所示,与直接拿手机自拍相比,利用自拍杆可以( )。
A.增大像距;B.增大取景范围;
C.增大人像的大小;D.缩短景物到镜头距离
【解析】用“自拍神器”的目的是增大物距,让自拍者在相机中的取景范围扩大。故,正确答案是B。
【答案】B。
【考点点评】考点:照相机、透镜成像。
4.(2017·泰州)某凸透镜焦距为15cm,若将一物体放在此凸透镜前25cm处,则可在透镜另一侧得到一个( )。
A. 倒立、放大的实像;B. 倒立、缩小的实像;
C. 正立、放大的虚像;D. 正立、缩小的实像
【解析】凸透镜焦距为15cm,如果物体放在凸透镜前25cm处,物距在一倍焦距和2倍焦距之间;根据凸透镜成像规律,此时凸透镜所成的像一定是倒立、放大的实像。
所以,正确答案是A。
【答案】A。
【考点点评】考点:凸透镜成像。
5.(2017·常德)毕业了,小明与全班同学用胶片照相机照了合影后,接着照一张单身像。下列说法正确的是( )。
A.小明应远离镜头,同时胶片应靠近镜头;
B.小明应靠近镜头,同时胶片应远离镜头;
C.小明在相机中的像是倒立、放大的实像;
D.小明在相机中的像是正立、放大的虚像
【解析】照合影像时,为了把全班学生都照进去,需要拉远相机和人之间的距离,也就是增大物距;如果照单人照,为了让人在相机里的像大些,就应该靠近镜头,同时让胶片原理镜头,也就是增大像距。
照相机的镜头是凸透镜,照相机所成的像必须是实像才能在胶片上曝光;凸透镜成像是实像的时候都是倒立的。
故,A、C、D都是错的,正确答案是B。
【答案】B。
【考点点评】考点:凸透镜成像、透镜应用。
6.(2017·邵阳)下列关于光的知识应用的说法,不正确的是( )。
A.照相机的原理是利用凸透镜能成正立、缩小的实像;
B.电视机遥控器是利用红外线实现遥控的;
C.近视眼镜是利用凹透镜对光的发散作用;
D.投影仪的原理是利用凸透镜能成倒立、放大的实像
【解析】A.照相机的原理是利用凸透镜能成正立、缩小的实像;此说法错误。照相机的镜头是凸透镜,凸透镜成像不会出现正立的实像。
B.电视机遥控器是利用红外线实现遥控的;此说法正确。电视机遥控器利用的是红外线进行信号交换的。
C.近视眼镜是利用凹透镜对光的发散作用;此说法正确。近视眼是成像在视网膜前,是因为晶状体对光的会聚作用太强,故应在眼睛前加凹透镜减小对光的会聚。
D.投影仪的原理是利用凸透镜能成倒立、放大的实像;此说法正确。投影仪成像是倒立、放大的实像。
符合题意的是A,答案是A。
【答案】A。
【考点点评】考点:透镜成像、透镜应用。
7.(2017·连云港)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,小明将烛焰放在凸透镜前某一位置时,恰好在凸透镜后20cm处的光屏上出现一个与该烛焰等大的像,下列说法正确的是( )。
A.该凸透镜的焦距是20cm;
B.此时的物距大于20cm;
C.当物距是30cm时,光屏上呈现倒立缩小的像;
D.当凸透镜的一部分被遮住时,光屏上不能呈现完整的像
【解析】根据凸透镜成像规律,如果在凸透镜后20cm处的光屏上出现一个与该烛焰等大的像,说明此时像距和物距相等,并且物体在2倍焦距位置,所以焦距是10cm。由此可见,A、B选项都是错误的。
如果物距是30cm,此时物距大于2倍焦距,物体经凸透镜所成的像,一定是倒立缩小的实像,故C的说法正确。
如果凸透镜的一部分被遮挡,不影响透镜成像,故D的说法是错误的。
此题答案是C。
【答案】C。
【考点点评】考点:凸透镜成像。
8.(2017·滨州)关于“凸透镜成像规律”的应用,下列说法正确的是( )。
A.照相机成倒立、缩小的实像;
B.幻灯机、投影仪成倒立、放大的虚像;
C.放大镜成正立、放大的实像;
D.近视眼需要戴一副由凸透镜片做的眼镜来矫正
【解析】熟悉凸透镜成像规律,此题不难解答。
A.照相机成倒立、缩小的实像;此说法正确。照相机是根据凸透镜成像原理制成的光学设备,照相机成像在胶片上,所成的像一定是倒立缩小的实像。
B.幻灯机、投影仪成倒立、放大的虚像;此说法错误。如果幻灯机、投影仪所成的像是虚像,就不可能在屏幕上接收到像。
C.放大镜成正立、放大的实像;此说法错误。放大镜在使用时,物都在焦距以内,所成的像是正立放大的虚像。
D.近视眼需要戴一副由凸透镜片做的眼镜来矫正;此说法错误。近视眼所佩戴的是凹透镜,因为凹透镜有发散作用。
正确答案是A。
【答案】A。
【考点点评】考点:透镜成像、透镜应用。
9.(2017·黄石)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( )。
A.光屏上出现倒立放大的实像;
B.光屏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】如果在透镜后方光屏上出现与蜡烛等大的实像,说明此时物距大于像距,物体在透镜2倍焦距位置,也就是说透镜的焦距是13cm。如果把蜡烛移至距透镜10cm处,此时物距小于焦距,透镜所成的像一定是正立、放大的虚像。光屏无法接收到像。
由此可见,正确选项是D。
【答案】D。
【考点点评】考点:凸透镜成像规律。
10.(2017·烟台)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( )。
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】远视眼睛是凸透镜,如果用一副远视眼镜放在凸透镜前,光屏上出现烛焰清晰的像,这说明经过两次会聚才可以在光屏上得到清晰的像;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,光屏应该向后移动,也就是加大像距。
所以,正确答案是C。
【答案】C。
【考点点评】考点:凸透镜成像。
11.(2017·大连)某人只能看清远处的物体,看不清近处的物体,关于该人的视力情况,下列说法正确的是( )。
A.远视眼,用凸透镜矫正;B.远视眼,用凹透镜矫正;
C.近视眼,用凸透镜矫正;D.近视眼,用凹透镜矫正
【解析】某人只能看清远处的物体,看不清近处的物体,说明此人是远视眼,需要佩戴远视眼镜,也就是凸透镜。故,正确答案是A。
【答案】A。
【考点点评】考点:透镜的应用、视力的矫正。
12.(2017·营口)在“探究凸透镜成像规律的实验”中,小红调节蜡烛,凸透镜和光屏的位置,在光屏上成清晰的像如图所示,下列说法正确的是( )。
A.教学中使用的投影仪就是利用了图中的成像规律;
B.换上焦距小一些的凸透镜,只将蜡烛向右适当移动就能在光屏上接收到清晰的像;
C.如果使蜡烛向左移动,光屏需要向右移动才能接收到清晰的像;
D.如果把蜡烛与光屏对调,光屏上将不会出现清晰的像。
【解析】从图中可以看出,凸透镜在光屏上所成的像是倒立、缩小的实像;此时,蜡烛在题图的2倍焦距以外,像距小于物距。由此可以回答上面四个选项。
A.教学中使用的投影仪就是利用了图中的成像规律;此说法错误。投影仪成像是放大的实像,和此实验不符。
B.换上焦距小一些的凸透镜,只将蜡烛向右适当移动就能在光屏上接收到清晰的像;此说法正确。如果换上焦距小一些的透镜,物体距离2倍焦距位置更远一些,要想在光屏上重新成像,需要把蜡烛移近透镜即可。
C.如果使蜡烛向左移动,光屏需要向右移动才能接收到清晰的像;此说法错误。如果使蜡烛向左移动,所成的像会更小,光屏应像左移动。
D.如果把蜡烛与光屏对调,光屏上将不会出现清晰的像;此说法错误。因为光路是可逆的,如果把蜡烛和光屏对调,光屏上照样可以得到清晰的像。
故,正确答案是B。
【答案】B。
【考点点评】考点:透镜成像规律。
13.(2017·自贡)对下列图示中光现象的描述正确的是( )。
A.图甲中,漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律;
B.图乙中,人佩戴的凹透镜可以矫正远视眼;
C.图丙中,光的色散现象说明白光是由各种色光混合而成的;
D.图丁中,平面镜成像时进入眼睛的光线是由像发出的
【解析】A.图甲中,漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律;此说法错误。漫反射也是光的反射,照样遵循光的反射定律。
B.图乙中,人佩戴的凹透镜可以矫正远视眼;此说法错误。佩戴凹透镜矫正的是近视眼,不是远视眼。
C.图丙中,光的色散现象说明白光是由各种色光混合而成的;此说法正确。通过光的色散可以证明白光是复色光,它是由色光混合而成的。
D.图丁中,平面镜成像时进入眼睛的光线是由像发出的;此说法错误。人看到平面镜中的像,是光线经平面镜反射后直接射入眼睛的。
此题正确答案是C。
【答案】C。
【考点点评】考点:光的反射、复色光、透镜的应用、平面镜成像。
14.(2017·泰安)关于透镜的应用,下列说法正确的是( )。
A.远视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用;
B.照相时,景物在镜头二倍焦距以内;
C.投影仪中的投影片在镜头二倍焦距以外;
D.望远镜的物镜使远处的物体成正立、放大的虚像
【解析】A.远视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用;此说法正确。远视眼是因为成像在视网膜后面,晶状体对光的会聚作用变差产生的。所以应该佩戴凸透镜进行矫正。
B.照相时,景物在镜头二倍焦距以内;此说法错误。照相机照相时,景物都在镜头的2倍焦距以外。
C.投影仪中的投影片在镜头二倍焦距以外;此说法错误。投影仪所成的像是倒立、放大的实像,投影片应该在焦距和2倍焦距之间。
D.望远镜的物镜使远处的物体成正立、放大的虚像;此说法错误。望远镜的物镜是凸透镜,看远处物体时,所成的像一定时倒立、缩小的实像。
正确答案是A。
【答案】A。
【考点点评】考点:透镜应用、视力矫正、投影仪、望远镜。
15.(2017·天津)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( )。
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】根据此题的题意可知,把透镜甲换成透镜乙后,在蜡烛和透镜位置不变时,光屏向左移动才能得到清晰的像,这说明乙透镜的焦距比甲透镜的焦距小,即f1>f2。
A的说法是错误的,应为此时物距大于像距;B的说法也是正确的,因为此时物距大于像距,像是缩小的。
此题正确答案是B和D。
【答案】BD。
【考点点评】考点:透镜成像。
二、填空题
16.(2017·绵阳)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,先将蜡烛焰、凸透镜、光屏的中心调到同一水平线上,然后将凸透镜固定在光具座上50cm处,将点燃的蜡烛放置在光具座上30cm处,然后再移动光屏在光屏上得到烛焰清晰的像,再将蜡烛向凸透镜移近几厘米,应向 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜方向移动光屏,才有可能再次在光屏上得到烛焰清晰的像;又将蜡烛移至光具座上43cm 处,无论怎么移动光屏,都不能在光屏上得到烛焰清晰的像。由此可以推断该凸透镜焦距的范围,该范围的最大值小于 cm。
【解析】如果将凸透镜固定在光具座上50cm处,将点燃的蜡烛放置在光具座上30cm处,此时物距为20cm;移动光屏并在光屏上得到烛焰清晰的像时,此时成像为倒立的实像;如再将蜡烛向凸透镜移近几厘米,物距将减小,必然会是所成的像增大,像距变大,这时应将光屏远离凸透镜才能在光屏上呈现清晰的像。如果将蜡烛放在光具座的43cm处,无论怎么移动光屏都不能得到烛焰清晰的像,说明凸透镜焦距大于7cm,而凸透镜的焦距必须小于20cm。故凸透镜焦距的最大值小于20cm。
故,此题答案是:远离、20。
【答案】远离、20。
【考点点评】考点:凸透镜成像规律。
17.(2017·连云港)近视眼看不清远处的物体,是因为物体的像落在视网膜的 方(选项“前”或“后”),需要佩戴 加以矫正(选填“凸透镜”或“凹透镜”)。
【解析】近视眼看不清远处的物体,是因为物体成像在视网膜前方;也说明晶状体会聚光的能力太强,需要佩戴凹透镜进行矫正。故,答案是:前、凹透镜。
【答案】前、凹透镜。
【考点点评】考点:透镜应用、视力的矫正。
18.(2017·镇江)如图所示,用焦距为5cm的凸透镜进行了如下实验操作:将蜡烛放在A处时,位于P处(图中未画出)的光屏上得到了清晰的缩小像;保持透镜位置不变,向右移动蜡烛至B处,再将光屏从P处移至另一位置得到清晰的放大像,则两次所成的像都是 立的,P位于A的 侧,上述过程中光屏是向 侧移动的,用刻度表示透镜在光具座上的位置: 。
【解析】凸透镜要想成像灶光屏上,所成的像必然是实像,实像都是倒立的;此时光屏一定在A点右侧;如果蜡烛在光具座的B点,移动光屏后能得到清晰放大的实像,此时光屏必然向右移动。B处的物距一定大于5cm,小于10cm;此时透镜应在55-60之间。
答案是:倒、右、右、55-60。
【答案】倒、右、右、55-60。
【考点点评】考点:透镜成像规律、透镜实验。
19.(2017·盐城)探究凸透镜成像规律时,应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的 上。当蜡烛距凸透镜30.0cm时,在光屏上成一个等大的实像,则凸透镜的焦距是 cm;将蜡烛远离透镜移动到适当位置,要在光屏上成清晰的像,就将光屏向 (远离/靠近)透镜方向移动。
【解析】在探究凸透镜成像规律时,应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的中心线上。当蜡烛距凸透镜30.0cm时(此时物距大于2倍焦距),在光屏上成一个等大的实像,则凸透镜的焦距是15cm;将蜡烛远离透镜移动到适当位置,要在光屏上成清晰的像,就将光屏向靠近透镜方向移动。
答案是:中心线、15、靠近。
【答案】中心线、15、靠近。
【考点点评】考点:透镜成像实验。
20.(2017·鸡西)由于长时间过度使用手机,导致青少年未老先衰,新型疾病“手机老花眼”患者剧增,患者主要表现为观察近处物体不清晰,此疾病的形成原理与下面 (选填“甲”或“乙”)图相符,应配戴 (选填“凹”或“凸”)透镜,予以矫正。
【解析】“老花眼”是远视眼病,近处的物体看不清楚,这主要是近处物体成像在视网膜的后方,如甲图所示;此时需要佩戴凸透镜进行矫正。故,此题答案是:甲、凸。
【答案】甲、凸。
【考点点评】考点:透镜的应用、视力的矫正。
21.(2017·兰州)眼睛相当于照相机,它能够在一定范围内自动调节 和进入眼睛的光的强度。在适当的照明条件下,物体能在视网膜上形成一个缩小、 的实像。
【解析】眼睛相当于照相机,它能在一定范围内调节焦距和进入眼睛的光的强度。物体在视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像。故,此题答案是:焦距、倒立。
【答案】焦距、倒立。
【考点点评】考点:照相机、透镜的应用。
22.(2017·广东)如题图所示,小李用点燃的蜡烛、凸透镜和光屏进行“探究凸透镜成像规律”的实验,凸透镜的焦距为12cm。
(1)蜡烛和凸透镜的位置不变,要使光屏承接到一个倒立、 清晰的实像,具体的操作是:
首先将光屏向右移动, ,直到找到最清晰的像,日常生活中 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理制成的。
(2)当蜡烛燃烧一段时间后会变短,烛焰的像会往 偏离光屏中心。
(3)请你指出用烛焰作为发光物体完成“探究凸透镜成像规律”实验存在的两点不足之处:
① ;② 。
【解析】(1)凸透镜焦距是12cm,由图可知物距是15cm,此时凸透镜成像一定是倒立、放大的实像;如果蜡烛和透镜位置不变,光屏需要在大于65cm刻度线右侧,此时的成像和生活中的投影仪的工作原理相同。
蜡烛变短,会使烛焰的像往上移动。
用蜡烛做发光物体主要的不足有:烛焰位置会发生变化;烛焰遇风会晃动,对观察成像有影响。
答案为:(1)放大、以65刻度线为界;(2)上;(3)①烛焰位置会发生变化,②烛焰晃动对观察成像有影响。
【答案】(1)放大、以65刻度线为界;(2)上;(3)①烛焰位置会发生变化,②烛焰晃动对观察成像有影响。
【考点点评】考点:透镜成像实验。
三、作图题
23.(2017·青岛)综合作图—光学黑箱:已知黑箱内有一只凹透镜和一只平面镜。请在黑箱内画出完整的光路,填上光学仪器,并标明凹透镜焦点F的位置。
【解析】掌握平面镜成像和凹透镜成像规律,此题便可解答。凹透镜是发散透镜,从暗箱中出来的光线是平行于主轴的,所以射入凹透镜的光线必然是射向凹透镜右侧焦点的光线。首先画出射入凹透镜的光线,此光线与射入暗箱的光线相交即为平面镜上的入射点;因为反射角大于入射角,即可画出平面镜的位置。具体作图如图所示。
【答案】如图。
【考点点评】考点:平面镜、凹透镜作图。
24.(2017·兰州)画出图中从S点射出的两条入射光线经过透镜后的折射光线。
【解析】凹透镜的三条特殊关系与凸透镜不同,除了通过光心的光线不改变方向外,其他两条应该是:平行于主轴的光线,经凹透镜折射后的光线的反向延长线经过同侧焦点;射向异侧焦点的光线,经透镜折射后平行于主轴。如图所示。
【答案】如图。
【考点点评】考点:凹透镜作图。
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一、选择题
1.(2015 深圳市模拟)人眼的晶状体相当于凸透镜,下列关于近视眼的成因说法中正确的是( )。
A.晶状体太薄,折光能力太弱;B.晶状体太薄,折光能力太强;
C.晶状体太厚,折光能力太弱;D.晶状体太厚,折光能力太强
【解析】所谓近视眼是指物体成像在人的视网膜前面,又因为人的晶状体相对于凸透镜,也就是说透镜汇聚光的能力太强,透镜焦距太短造成的。焦距短,是因为晶状体太厚,晶状体的折光能力强,故D是正确的。
【答案】D。
【考点点评】考点:透镜、透镜的基本概念。
2.(2016·深圳市宝山、嘉定区模拟)在验证凸透镜成像实验中,蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示,此时在光屏上得到烛焰清晰的像;若保持透镜位置不变,将蜡烛在光具座上移动5厘米,对于此时成像的性质判断正确的是( )。
A.一定是缩小的实像;B.可能是放大的实像;
C.一定是正立的虚像;D.可能是放大的虚像
【解析】由图可知,在移动蜡烛前,像距等于物距,此时成像是倒立、等大的实像;也说明了物体在2倍焦距位置上,故凸透镜的焦距是10cm;如果在光具座上移动蜡烛5cm,一种可能物距大于2倍焦距,另一种可能物距大于焦距小于2倍焦距;前一种情况,蜡烛的像成倒立缩小的实像,后一种情况,蜡烛的像成倒立放大的实像;从给出的四种答案看,唯一正确的是B。
【答案】B。
【考点点评】考点:透镜成像。
3.(2016·深圳市罗湖区模拟)下列图中,作图有错误的是( )。
A B C D
A.平面镜成像;B.光的反射;C.放大镜成像;D.照相机成像
【解析】此题涉及到平面镜成像和凸透镜成像,根据平面镜成像规律,像与物等大、对称、反向等规律可知A图是正确的;B图是平面镜光路,反射角等于入射角,也是正确的;D图凸透镜成像倒立、缩小的实像,也是对的;只有C图是错误的,凸透镜成虚像时,一定是正立放大的虚像,像距大于物距,故虚像不可能在蜡烛与凸透镜之间,应该在蜡烛左侧,故C图是错的。本题答案是C。
【答案】C。
【考点点评】考点:平面镜成像、透镜成像。
4.(2016·深圳市宝安区模拟)如图所示,下面四个图中,哪个是正常人的眼睛( )。
A B C D
【解析】①人眼的晶状体和角膜相当于凸透镜,视网膜相当于光屏,外界物体在视网膜上成倒立、缩小的实像;②近视眼是像成在视网膜的前方,应佩戴凹透镜;③远视眼是像成在视网膜的后方,应佩戴凸透镜。A图,光线射入眼睛,像正好在视网膜上,属于正常人的眼睛,正确答案是A;B图,该眼睛佩戴凹透镜后,像才能成在视网膜上,属于近视眼,故B错;C图,该眼睛佩戴凸透镜后,像才能成在视网膜上,属于远视眼,故C错;D图,光线射入眼睛后,像成在视网膜前方,属于近视眼,故D错。所以正确答案为:A。
【答案】A。
【考点点评】考点:透镜的应用。眼睛及其工作原理、近视眼、远视眼的成因与矫正办法。
5.(2015·深圳市模拟)光学器件在我们的生活、学习中有着广泛的应用。下面的介绍有一项不切实际,它是( )。
A.近视眼镜利用了凹透镜对光的发散作用;
B.照相时,被照者与相机的距离是在镜头的二倍焦距之外;
C.借助放大镜看邮票时,邮票到放大镜的距离应略大于一倍焦距;
D.阳光通过凸透镜可以点燃纸屑,这利用了凸透镜对光的会聚作用
【解析】近视眼是像成在视网膜的前面,说明晶状体第光的汇聚作用太强,所以用凹透镜进行矫正是正确的,所以“近视眼镜利用了凹透镜对光的发散作用”这句话是正确的;照相机成像是倒立、缩小的实像,物距应大于照相机镜头的2倍焦距,故“照相时,被照者与相机的距离是在镜头的二倍焦距之外”这句话是正确的;用放大镜看邮票,目的是成放大正立的虚像,这就要求邮票必须在放大镜的焦距之内,故“借助放大镜看邮票时,邮票到放大镜的距离应略大于一倍焦距”这句话是错误的;凸透镜有会聚作用,平行射来的太阳光,可以借助凸透镜让光线会聚在一起,可以点燃纸屑,所以“阳光通过凸透镜可以点燃纸屑,这利用了凸透镜对光的会聚作用”这句话是正确的。不切合实际的是C,故正确答案是C。
【答案】C。
【考点点评】考点:凸透镜、透镜成像。
6.(2016·深圳市模拟)在做凸透镜成像的实验时,小明把物体放在距离凸透镜40cm处,在光屏上得到一个倒立、缩小的实像,则该凸透镜的焦距可能是( )。
A.30cm;B.25cm;C.20cm;D.15cm
【解析】在做凸透镜成像的实验时,如果物体放在距离凸透镜40cm处,物距为40cm;在光屏上得到一个倒立、缩小的实像,说明物体在2倍焦距以外,也就是说,透镜的焦距应小于20cm,则正确答案应是15cm。故正确答案是D。
【答案】D。
【考点点评】考点:透镜成像规律。
7.(2016·深圳市罗湖区模拟)一物体沿凸透镜的主光轴移动,当物体距凸透镜20cm时,能在凸透镜的另一侧光屏上得到一个放大、倒立的像,当物体离凸透镜9cm时,则( )。
A.一定成正立、放大的虚像;B.一定成倒立、缩小的实像;
C.可能成倒立、缩小的实像;D.可能成正立、放大的虚像
【解析】如果物体距凸透镜20cm时,能在凸透镜的另一侧光屏上得到一个放大、倒立的像,根据凸透镜成像规律,此时物距一定在焦距和2倍焦距之间,也就是说凸透镜的焦距一定是10cm【答案】A。
【考点点评】考点:透镜成像规律。
8.(2015 深圳市模拟)光学仪器在生活中应用十分普遍,以下关于四种光学仪器的成像情况,正确的是( )。
A.放大镜成正立、放大的实像,且物离镜越远,成的像越大;
B.照相机成正立、缩小的实像,且物离镜越远,成的像越大;
C.平面镜成正立、等大的虚像,且物离镜越远,成的像越小;
D.幻灯机成倒立、放大的实像,且物离镜越远,成的像越小
【解析】放大镜所成的像是正立放大的虚像,用放大镜看物体时,物体应放在焦距以内,物离镜越远,像越小,故A错;照相机成倒立、缩小的实像,不是正立,故B错;平面镜成正立、等大的虚像,且物与离镜的距离,不影响像的大小,故C错;幻灯机成倒立放大的实像,且物离镜越远,物距越大,它所成的像就越小,此种说法是正确的。故正确答案是D。
【答案】D。
【考点点评】考点:透镜成像规律、透镜的应用。
9.(2016·深圳市罗湖区模拟)下列关于成像的说法正确的是:( )。
A.蜡烛的火焰经过凸透镜在光屏上成一清晰的像,如果用硬纸片盖住凸透镜的上半部分,则光屏上的像将只剩下下半部分;
B.平面镜中的像之所以叫虚像是因为它模糊不清;
C.用圆形透明的鱼缸养鱼,从侧面观赏缸内的鱼,你看到的那条鱼是实物;
D.将凸透镜5倍焦距以外的物体,沿着主光轴逐渐移到1.5倍焦距处,像会从小变大
【解析】A中,蜡烛的火焰经过凸透镜在光屏上所成的清晰的像,不会因为透镜某部分被遮挡而受到影响,因为虽然被遮挡的部分不能进行光的折射,但其他区域仍可以进行成像,故A错。平面镜成像是虚像,虚像不是说它模糊不清;虚像的含义是光线不能达到像的位置,无法用光屏接收,故B错。用圆形透明的鱼缸养鱼,鱼缸相对于一个凸透镜,所以从侧面赏缸内的鱼,我们看到的是鱼的像,不是实物;故C错。凸透镜成像时,如果物体从2倍焦距以外,逐渐接近于透镜焦距时,物体的像会逐渐变大,故D正确。
【答案】D。
【考点点评】考点:透镜成像、透镜应用。
10.(2016·深圳市盐田区模拟)如图是陈大爷眼睛看物体时的成像情况,则他的眼睛类型及矫正需要选用的透镜分别是( )。
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】从图中可以看出,陈大爷患上了远视眼,远视眼是因为晶状体会聚光的能力变差,成像在视网膜后面,故需要佩戴凸透镜提高他对光线的会聚作用,应戴凸透镜。故A正确。
【答案】A。
【考点点评】考点:透镜应用、视力的矫正。
11.(2015·深圳市模拟)某物体放在凸透镜前20cm处时,在光屏上得到了物体倒立放大的实像,则该凸透镜的焦距可能是( )。
A.10cm;B.15cm;C.20cm;D.25cm
【解析】物体成倒立清晰的实像,说明物体在透镜焦点以外,也就是说凸透镜的焦距一定小于20cm;成放大的实像说明物距在焦距和2倍焦距之间,故唯一正确的答案是B。
【答案】B。
【考点点评】考点:透镜成像规律。
12.(2015·深圳市模拟)小燕同学在做“研究凸透镜成像规律”实验时,将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏调试到如图所示的位置,光屏中心正好出现清晰的像(未画出)。下列说法中正确的是( )。
A.凸透镜焦距为20cm;B.屏上的像是倒立、缩小的实像;
C.焟烛燃烧变短,屏上像的位置会下降;D.取走光屏,则凸透镜不成像
【解析】在图中所示的情况下,光屏中心正好出现清晰的像,说明此时物体所成的像是实像;凸透镜成像实像时一定是倒立的;从物与光屏位置可以看出,物距大于像距,也就是说,成像是缩小的实像,为此可以判断正确答案是B。凸透镜焦距从光具座上无法判断,故A错;蜡烛燃烧变短,像的位置应向上移动,故C错;取走光屏,凸透镜照样成像,只是没有显示在光屏上而已,故D错。正确答案是B。
【答案】B。
【考点点评】考点:透镜成像。
二、非选择题
13.(2016·深圳市罗湖区模拟)如下图所示,把一支点燃的蜡烛放在距离凸透镜2倍焦距以外的地方,在透镜的另一侧调节光屏位置可找到一个清晰的像。这个像是下图中的 。
【解析】把一支点燃的蜡烛放在距离凸透镜2倍焦距以外的地方,在透镜的另一侧调节光屏位置可找到一个清晰的像,此像应是倒立、缩小的实像,对照图中给出的答案,可以看出正确答案是B。
【答案】B。
【考点点评】考点:透镜成像。
14.(2017·深圳市模拟)在探究凸透镜成像的大小与哪些因素有关的实验中:小明通过物理知识的学习,知道放大镜就是凸透镜.在活动课中,他用放大镜观察自己的手指,看到手指 的像;再用放大镜观察远处的房屋,看到房屋 的像(选填“放大”、“等大”或“缩小”).
【解析】看近处的手指,手指是放大的虚像,看远处的房屋看到是缩小的像。故答案是:放大、缩小。
【答案】放大、缩小。
【考点点评】考点:凸透镜成像规律。
三、作图题
15.(2016·深圳市福田区五校联考)(1)根据光线通过透镜前后的方向,请在甲图虚线框中画出适当的透镜;(2)在乙图中已知通过透镜后的折射光线,请画出它们的入射光线。
【解析】此题属于透镜作图题。根据透镜成像规律和透镜三条主要光线,即可解答。甲图,属于光线发散,应该是凹透镜;折射光线平行射出,入射光线的延长线一定是过凹透镜焦点。乙图,凸透镜的折射光线平行主轴,入射光线一定是从焦点发出的。丙图,折射光线通过光心,入射光线与折射光线方向相同。故,作图如图所示。
【答案】见下图。
【考点点评】考点:透镜成像作图、三条主要光线。
16.(2016·深圳市宝安区模拟)如图所示,请画出由S点发出的光经过凸透镜后的折射光线,并确定发光点S的像点S′。
【解析】蜡烛位于凸透镜焦点之内,故成像为正立、放大的虚像,作图时一定要把关键线段画出来。
【答案】见下图。
【考点点评】考点:透镜成像作图、三条主要光线。
17.(2016·深圳市宝山、嘉定区模拟)根据光通过透镜前后的方向,在图中的虚框内画上适当类型的透镜。
【解析】从图中的光路看,此透镜是一个汇聚透镜,也就是凸透镜。
【答案】见下图。
【考点点评】考点:凸透镜成像作图。
四、实验探究题
18.(2016·深圳市福田区五校联考)在用光具座研究凸透镜成像规律的实验中:
(1)测量凸透镜的焦距如图所示,则该凸透镜的焦距为 cm。
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,并且要让烛焰中心、透镜中心、光屏中心在同一 。
序号 ① ② ③ ④
物距/cm 30 25 18 15
像距 15 17 23 30
像的性质 倒立、缩小、实像 倒立、缩小、实像 倒立、放大、实像 倒立、放大、实像
(3)上表是小王实验时记录数据的一部分,比较①②组数据可得出的规律是:物距大于二倍焦距时,凸透镜成倒立缩小的实像,这一规律可应用于 (选填“放大镜”、“照相机”、“投影仪”)。
【解析】(1)从图中可知,此凸透镜的焦距为10cm;因为一束平行光射入凸透镜后汇聚于一点,该点到透镜距离为10cm。
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,并且要让烛焰中心、透镜中心、光屏中心在同一水平线上。其目的是使成像处在光屏中心位置,有利于实验。
(3)从表中给出的实验数据看,物体成像是倒立、缩小的实像,此规律照相机成像规律相同。
【答案】10cm,水平线上,照相机。
【考点点评】考点:凸透镜成像规律,实验探究。
19.(2017·深圳市福田区模拟)(1)如图甲所示,有两束光线射向凸透镜,请完成光路(F为焦点,O为光心);
(2)某同学利用上述凸透镜来探究“凸透镜成像规律”:
①如图乙所示,让平行光经过凸透镜后,在光屏上出现一个最小最亮的光斑,由此可知,凸透镜的焦距是 cm;
②蜡烛与凸透镜的位置如图丙所示,移动光屏,在光屏上能形成淸晰的倒立的、 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的像,根据此原理可以制成 (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”);
③如果保持蜡烛和凸透镜的位置不变,把光屏向右移动一小段距离后,要想在光屏上再次得到清晰的像,可在蜡烛与凸透镜之间放一个 (选填“近视眼镜”或“远视眼镜”)。
【解析】(1)对凸透镜作图,只要清楚凸透镜成像规律,即可完成答题。答案见下图。
(2)①让平行光经过凸透镜后,在光屏上出现一个最小最亮的光斑,说明此处是凸透镜的焦点,从光具座可以看出凸透镜焦距为10cm;②由丙图可以看出,物距大于像距,故成像为倒立缩小的实像,应填“缩小”;它的成像原理与照相机相同,故应填“照相机”。③如果保持蜡烛和凸透镜的位置不变,把光屏向右移动,说明成像提前了,要想在光屏上再次得到清晰的像,可在蜡烛与凸透镜之间放一凹透镜,也就是“近视眼镜”。
【答案】(1)如图。
(2)①10cm;②缩小、照相机;③近视眼镜。
【考点点评】考点:凸透镜成像规律,实验探究。此种类型的题目出现几率较大,同学们需要好好掌握。
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