第五章 透镜及其应用(巩固与提高)
考点1:生活中的透镜
【例题】(2019?平顶山模拟)潜望镜、老花镜、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
【练习1】(2015?杭州二模)如图,在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡,使太阳光从试管的正上方向下照,观察试管下方的白纸,可以发现白纸上与空气泡相对应的位置上,有一椭圆黑影,而其它部分竟是一条与试管平行的亮线,下列说法正确的是( )
A.试管充满水的地方相当于凸透镜,气泡与周边的水组成凸透镜
B.试管充满水的地方相当于凹透镜,气泡与周边的水组成凹透镜
C.试管充满水的地方相当于凸透镜,气泡与周边的水组成凹透镜
D.试管充满水的地方相当于凹透镜,气泡与周边的水组成凸透镜
【练习2】(2017春?杭州月考)根据你学的光学知识或是平时的生活经验,判断下列哪一个仪器上使用的光学元件与另外三个不是同一类型的( )
A.照相机镜头 B.显微镜目镜
C.放大镜 D.汽车观后镜
【练习3】(多选题)如图所示,通过茶杯壁看到杯中的茶叶有被放大的感觉,对此现象,下列说法正确的是( )
A.是人眼的错觉造成的,看到的都是虚的
B.杯壁和水在一起相当于一个凸透镜,对茶叶有放大作用
C.茶叶反射出的光经水和玻璃折射进入人眼,形成了正立放大的虚像
D.人眼的视线从空气进入杯壁和水时,发生了折射现象,形成了正立放大的虚像
考点2:透镜的分类及其辨别
2.1透镜的分类
【例1】(2018秋?渠县校级月考)透镜是由透明物质做成的一种光学器件,中间厚,边缘薄的叫 透镜,中间薄,边缘厚的透镜,叫 透镜。 透镜对光有会聚作用。 透镜对光有发散作用。
【练习1】(2018春?永州期末)如图所示,属于凹透镜的是( )
A. B. C. D.
【练习2】(2019春?房山区期末)图所示的透镜中,属于凸透镜的是( )
A. B.
C. D.
2.2透镜的辨别
【例题】(2015?怀化)如图所示,表示小欣同学用激光分别射向甲、乙两透镜后光的传播路径,由图可知甲透镜应是 透镜,乙透镜应是 透镜。(两空选填“凹”或“凸”)
【练习1】(2019春?咸安区期末)如图是把一副眼镜放在太阳光下,在地面上看到的情形,由此可以判断镜片是( )
A.凹透镜 B.凹面镜
C.凸透镜 D.凸面镜
【练习2】(2018秋?闵行区期中)关于区分凸透镜和凹透镜,以下说法正确的是( )
A.放在太阳光下,出现一大块光斑的是凸透镜
B.用透镜观察景物,放大的是凹透镜
C.用手摸形状,中间较边缘薄的是凹透镜
D.以上做法都对
【练习3】(2016秋?博白县期末)小明上学前取自己的眼镜时,发现自己的近视镜和爷爷的老花镜混在一起,外形完全一样,如图所示,小明要想找出自己的眼镜,下列判断不正确的是( )
A.用手摸镜时,中间薄边缘厚的是近视镜
B.让镜片正对太阳光,通过镜片能呈现一个明亮小光斑的是近视镜
C.拿着镜片看字,能把字放大的是远视镜
D.两种镜片都是通过光的折射矫正视力的
考点3:主光轴、光心、焦点和焦距
【例题】(2019?白山模拟) 于凸透镜主光轴的光线通过凸透镜后会聚在主光轴上一点,这个点叫做凸透镜的 ,凸透镜的焦点有 个,焦点到凸透镜中心的距离叫 。把光源放在凸透镜的 处,通过凸透镜后的光线会成为一束平行光线。
【练习1】(2018秋?徐州期末)在利用太阳光测量凸透镜的焦距时,小华将凸透镜正对太阳,再把一张纸放在它的下方,如图所示。当在纸上呈现一个并非最小的光斑时,测得这个光斑到凸透镜的距离为l,你认为该凸透镜的焦距f( )
A.一定大于l B.一定等于l
C.一定小于l D.可能大于l也可能小于l
【练习2】(2018春?陈仓区期中)关于透镜的下列说法正确的是( )
A.凸透镜有实焦点
B.凹透镜有实焦点
C.凸透镜和凹透镜都有实焦点
D.通过凸透镜的光都一定会聚到焦点
【练习3】(2015秋?南通期末)如图所示,焦距为10cm的凸透镜正对太阳光,其下方的白纸上呈现一光斑,此时光斑到凸透镜的距离为12cm.若凸透镜远离白纸,看到光斑的大小和亮度的变化情况是( )
A.光斑一直变大,亮度越来越暗
B.光斑一直变小,亮度越来越暗
C.光斑先变小后变大,亮度先变亮后变暗
D.光斑一直变大,亮度越来越亮
考点4:凸透镜的汇聚作用
【例题】(2018秋?防城港期末)小明在森林公园里玩时,看到一个丢弃的塑料瓶,她想若瓶里盛有水后容易引起火灾,其主要原因是盛有水的瓶相当于一个( )
A.凸透镜,对光线有发散作用
B.凸透镜,对光线有会聚作用
C.凹透镜,对光线有会聚作用
D.凹透镜,对光线有发散作用
【练习1】(2018秋?岳池县期末)如图(a)是白光通过三棱镜发生光的色散情形,图(b)是平行的红色激光通过凸透镜的情形。若将图(b)中的红色激光改为蓝色激光,则焦点F′的位置将在图(b)中F位置的( )
A.左侧 B.右侧 C.同一位置 D.不确定
【练习2】(2018秋?乐亭县期末)一塑料薄膜组成的顶棚下堆放着一堆干草,夏天雨后,阳光穿过薄膜上的积水,照射到干草上,则下列说法正确的是( )
A.薄膜上的积水形成一个大的凸透镜,如果其焦点恰好在干草处,干草有可能燃烧
B.透镜都是固体物质组成的,液体不能起凸透镜作用
C.起凸透镜作用的应是塑料薄膜
D.水和塑料薄膜共同起凹透镜作用
【练习3】(2018秋?广陵区校级月考)如图,表示对入射光线起会聚作用的图是( )
A.只有(a)图
B.(a)图和(b)图
C.(a)图、(b)图和(c)图
D.(a)图、(b)图、(c)图和(d)图
考点5:凹透镜的发散作用
【例题】(2018秋?惠安县校级月考)如图画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形,其中凹透镜的是( )
A.甲、乙、丙 B.甲、乙、丁
C.乙、丁 D.甲、乙、丙、丁
【练习1】(2018秋?朝阳区期末)下列关于对凹透镜的认识,正确的是( )
A.凹透镜的形状是中央厚边缘薄
B.凹透镜对光有发散作用
C.凹透镜可以矫正远视眼
D.阳光透过凹透镜后能得到一个又小又亮的光斑
【练习2】(2017春?萧山区期中)如图所示,有一塑石英正方体,内有一空气层,当一束平行光垂直通过石英正方体时,光在空气层中发生的现象是( )
A.光束在空气层中将变的发散
B.光束在空气层中将变的会聚
C.光束在空气层中传播方向不会发生变化
D.光束在空气层中将发生反射
考点6:实像与虚像的区别
【例题】(2018秋?奉节县期末)对学习过的知识进行归纳总结,从而加深对知识的理解,是一种重要的学习方法。 以下是小洋学习了关于“平面镜成像”和“凸透镜成像”的知识后,总结出的关于实像和虚像的一些特点,其中不正确的是( )
A.虚像可以是正立的,也可以是倒立的
B.虚像不可以用光屏承接
C.实像可以是放大的,也可以是缩小的
D.实像能用光屏承接
【练习1】(2019?宛城区二模)下列对光现象的分析,正确的是说法是( )
A.看到物体成的虚像时,没有光射入眼睛
B.通过放大镜看书,看到的字是实像
C.红外线能使荧光物质发光,紫外线具有热效应
D.雨后天空出现彩虹是因为水珠对不同颜色的光折射程度不同
【练习2】(2018秋?薛城区期末)以下四种成像情景中,其中成实像的是( )
A.王亚平在悬浮水球中的像
B.通过潜望镜看到的景物
C.岸上观察者眼中的“鱼”
D.用放大镜看到的蜜蜂像
【练习3】(多选题)(2016秋?宝丰县期末)像的成因有三个,直线传播成像、反射成像和折射成像,所成的像有实像和虚像两种。对下面所列的六个成像实例,说法正确的是( )
①针孔照相机内所成的像;
②在潜望镜中看到的像;
③汽车观后镜中的像;
④放大镜中看到的像;
⑤电影银幕上的画面;
⑥海市蜃楼的奇观。
A.属于实像的是①④⑤
B.属于直线传播成像的是①②
C.属于折射成像的是④⑤⑥
D.属于反射成像的是②③
考点7:透镜的光路图
解读:三条特殊光线:(如图1所示,比较两透镜的异同)
(1)凸透镜
A.平行主光轴的光线----通过焦点;
B.通过焦点的光线----平行于主光轴;
C.通过光心的光线----传播方向不改变。
(2)凹透镜
A.平行主光轴的光线----反向延长线通过同侧虚焦点;
B.正对凹透镜另一侧焦点射出的光线----平行于主光轴;
C.通过光心的光线----传播方向不改变。
图1:三条特殊光线
图2:凸透镜与凹透镜的比较
【例1】(2019春?永登县期中)如图所示,通过透镜的光路图正确的是( )
A. B.
C. D.
【例2】(多选题)(2018秋?双台子区校级月考)下列说法正确的是( )
A.不论是凸透镜还是凹透镜,经过光心的光线传播方向不改变
B.不论是凸透镜还是凹透镜,他们的光学性质都是由于光线透过时,发生了两次折射形成的
C.凸透镜对光线有会聚作用,所以通过凸透镜的光线一定相交于一点
D.凹透镜对光线有发散作用,所以通过凹透镜的光线一定是发散开的
【练习1】(2019?天河区校级二模)如图,水平放置的长方形暗盒N内有水平向右的平行光,P为暗盒右侧面上的一个圆孔,用一个外径与圆孔P相同的光学器件嵌入其中,发现在暗盒右侧与盒侧面平行的光屏M上呈现出一个比圆孔P大的圆形光斑,则嵌入圆孔P的光学器件( )
A.一定是凹透镜 B.一定是凸透镜
C.可能是凸透镜或凹透镜 D.可能是厚平板玻璃
【练习2】(2019春?岐山县月考)图中光路图错误的是( )
A. B.
C.D.
【练习3】(多选题)(2011秋?涪陵区校级期中)下列说法中,不正确的是( )
A.所有通过透镜光心的光线都不会改变方向
B.平行于主光轴的光线经过透镜后会聚于焦点
C.光线通过凸透镜的光路是可逆的
D.光线通过凹透镜的光路是不可逆的
【练习4】(2019?海门市二模)分别完成如图所示的折射光线和入射光线的光路图。
【练习5】(2019?中山市二模)如图所示,画出对应的入射光线和折射光线;
【练习6】(2017秋?南召县期末)图中画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形,其中是凸透镜的是 ;是凹透镜的是 。(填序号)
【练习7】 图甲中画出了蜡烛发出的三条光线,请画出它们通过凸透镜后的光路。
考点8:凸透镜成像规律
透镜成像规律及应用表
重点点拨:一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;实像分居两侧倒,虚像则是同侧正;成实像时,物近像远像变大,物远像近像越小;成虚像时,物近像近像变小,物远像远像变大。
(1)“一焦分虚实”:物体在一倍焦距以内成虚像,一倍焦距以外成实像。且一焦是成正立像和倒立像的分界点(2)“二焦分大小”:物距小于二倍焦距,成放大的像,(焦点除外);物距大于二倍焦距成缩小的像。(3)“成实像时,物近像远像变大”:成实像时,物近→像远、像变大;物远→像近、像变小;
(4)“成虚像时,物近像近,像变小”:成虚像时,物远→像远、像变大;物近→像近、像变小。
(5)物体与像移动速度大小比较:
①当u>2f,物体比像移动得快;②当f<u<2f,物体比像移动得慢。
【例1】(2014?天津)某同学对凸透镜的光学特性进行研究,完成了下列实验:
(1)将凸透镜正对着太阳光,在距透镜中心12cm处得到一个最小最亮的光斑。
(2)他再将该凸透镜和点燃的蜡烛分别固定在光具座上,移动光屏后得到一个清晰的像,如上图,对于上述实验,下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距f为6cm
B.实验(2)中,物距u为20cm
C.实验(2)中,物距u为30cm
D.实验(2)中,得到的像为放大实像
【例2】(2016?天津)小明在探究凸透镜成像规律的实验时,将点燃的蜡烛放在距凸透镜32cm处,在透镜另一侧距透镜18cm处的光屏上得到烛焰清晰的像,则( )
A.光屏上所成的是倒立、放大的实像
B.光屏上所成的是倒立、缩小的实像
C.该透镜的焦距f一定满足9cm<f<16cm
D.该透镜的焦距f一定满足18cm<f<32cm
【例3】(2010?天津)某同学在探究凸透镜成像的规律时,在光屏上得到了一个清晰的烛焰的像(如图所示),为使光屏上清晰的像变大些,下列调节方法可行的是( )
A.将蜡烛适当远离透镜,光屏适当靠近透镜
B.将蜡烛适当靠近透镜,光屏适当远离透镜
C.将透镜适当靠近蜡烛
D.将透镜适当靠近光屏
【练习1】(2014?河北)如图所示,是小明探究甲凸透镜(f甲=20cm)的成像情况。此时,他又用乙凸透镜(f乙=10cm)替换甲凸透镜,不改变蜡烛和凸透镜的位置,继续实验。下列关于乙凸透镜成像情况,说法正确的是( )
A.要在光屏上成清晰的像,光屏应向右移动
B.要在光屏上成清晰的像,光屏应向左移动
C.移动光屏,在光屏上可以得到一个清晰放大的像
D.移动光屏,在光屏上可以得到一个清晰缩小的像
【练习2】(2013?天津)在探究“凸透镜成像规律”的实验中,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图象;若保持透镜位置不动,将蜡烛移到光具座的40cm刻度处,对于此时像的性质判断正确的是( )
A.一定是放大的像 B.一定是缩小的像
C.一定是倒立的像 D.一定是正立的像
【练习3】(2017?天津)小明同学在探究凸透镜成像规律时,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座上,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
【练习4】(2018?天津)在用一凸透镜研究其成像的规律时,某同学得到的部分实验信息如下表所示。根据表中信息判定下列说法正确的是( )
实验次序
1
2
3
4
5
物距u/cm
50
40
30
25
20
像距v/cm
22
24
30
38
60
A.该凸透镜的焦距是15cm
B.当u=25cm时,凸透镜成放大的像,放大镜就是根据这一原理制成的
C.当v=24cm时,凸透镜成缩小的像,照相相机就是根据这一原理制成
D.若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动,像会逐渐变小
【练习5】(2019?西青区一模)在探究凸透镜成像规律的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成一清晰等大的实像,下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是20cm
B.将蜡烛移动到20cm刻度处,移动光屏可得到倒立、缩小的实像
C.将蜡烛移动到35cm刻度处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向右移动光屏
D.将蜡烛移动到45cm刻度处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向左移动光屏
【练习6】(2019?天津一模)小明同学在探究凸透镜成像规律时,将点燃的蜡烛、透镜和光屏放置在光具座上,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),下列判断正确的是( )
A.光屏上成倒立、缩小的实像
B.投影仪是利用这一成像原理工作的
C.透镜不动,将蜡烛与光屏互换位置,光屏上仍能得到清晰的像
D.透镜不动,将蜻烛放到刻度线40cm处,向右移动光屏一定能得到一个清晰的像
【练习7】(2018?红桥区二模)在“探究凸透镜成像规律的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,此时烛焰在光屏上成一个清晰的像,由此判断下列说法正确的是( )
A.光屏上的像是倒立、放大的实像
B.光屏上的像是倒立、缩小的实像,照相机是根据该原理制成的
C.当凸透镜的一部分被遮住时,光屏上不能呈现完整的像
D.保持蜡烛和光屏位置不动,移动凸透镜,光屏上能成放大清晰的烛焰像
【练习8】(2018?河北区二模)用如图所示的装置探究凸透镜成像规律。凸透镜的焦距是15cm.当把凸透镜固定在50cm刻度线处,蜡烛固定在15cm刻度线处时( )
A.光屏在“Ⅰ”区域内移动,才能得到清晰的像
B.光屏在“Ⅱ”区域内移动,才能得到清晰的像
C.在光屏上得到的是放大、倒立的像
D.在光屏上得到的是缩小、倒立的像
考点9:眼睛和眼镜
9.1眼睛及其工作原理
【例题】(2019?江西模拟)如图所示,是人的眼睛视物原理的光路图,下列描述正确的是( )
A.眼睛的晶状体和角膜共同作用相当于凹透镜
B.景物在视网膜上成的是虚像
C.甲图是观察远处景物的光路图
D.人看近处的物体时,晶状体会变薄
【考点】B9:眼睛及其视物原理
【分析】人类和某些动物的眼睛很像一架照相机。眼球内的晶状体相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏,我们看物体时,是通过睫状体的伸缩来调节晶状体的弯曲程度,改变晶状体的焦距,使不同远近的物体都能在像距相同的视网膜上生成清晰的倒立实像。
【练习1】(2019春?颍泉区校级期中)如图所示是人眼球的成像原理图,晶状体相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏。当物体在很远的地方时,物体成像在视网膜上。当物体靠近人眼时,若晶状体的焦距不变,则它的像将会落在视网膜 (选填“前”、“上”或“后”而导致看不清物体。但实际上,人眼在由远到近地观察物体时,晶状体的焦距会 (选填“变大”、“不变”或“变小”),所以人们还是能清晰地观察到物体。
【练习2】(2019春?江阴市月考)如图所示,发生日全食时,太阳、地球、月球应处在同一直线上,这是因为日全食的原理是 地球应在图中所示的 (甲/乙)位置。观察日全食时一定要用专用器材,严禁肉眼直接观察。因为人眼中的晶状体相当于 ,会对光线起 作用,从而灼伤视网膜。
【练习3】(2018秋?大同期末)对于正常的眼来说,外界的物体不管是远处的还是近处的,在视网膜上成像后,所成的像都是( )
A.正立缩小的虚像 B.倒立缩小的实像
C.倒立放大的实像 D.正立放大的虚像
【练习4】(2018秋?临河区期末)不论较近或较远的物体,对于正常人来说都能使物像落在视网膜上,这主要是因为( )
A.视网膜可以前后移动调节
B.眼球的前后径能随意调节
C.瞳孔可以缩小或放大
D.晶状体的曲度可以调节
【练习5】(2018春?杭州期中)“孤帆远影碧空尽,唯见长江天际流”为什么远去的帆船会越来越小,直至消失呢?以下对其原因的分析中错误的是( )
A.看远处的帆船时,睫状肌处于舒张的状态
B.看远处的帆船时,晶状体曲度变小
C.帆船离晶状体越远,视网膜上成的像越小
D.近处的帆船在视网膜上成放大的像,远处的帆船在视网膜上成缩小的像
9.2近视眼的成因及其矫正
【例题】(2019?苏州一模)保护视力,养成正确的读书与写字的好习惯,需要坚持做到“三个一”,即“一尺、一拳、一寸”,其中一尺指书本与眼睛保持一尺左右(30﹣35厘米)。如果患上近视眼疾,必须到专业眼镜店配近视眼镜,关于配戴了近视眼镜能正常阅读的同学,下列说法正确的是( )
A.该同学的眼睛不再是近视眼了
B.戴上近视眼镜后在视网膜上成的像是虚像
C.戴上近视眼镜后像仍然成在视网膜的前方
D.近视眼镜对光有发散作用
【练习1】(2018秋?大连期末)下列关于近视的看法,正确的是( )
A.近视的眼睛晶状体太薄,折光能力太弱
B.近视的眼晴晶状体焦距变小
C.来自远处某点的光经折射后会聚在视网膜后
D.近视眼可用会聚透镜进行矫正
【练习2】(2018秋?思明区期末)某同学为了探究“视力矫正”原理,利用探究凸透镜成像规律的装置做了以下实验。如图所示,光屏上得到的是模糊的倒立实像,他将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间,发现光屏上的像变清晰了,他移走眼镜片,稍微将光屏远离凸透镜,屏上再次得到清晰的像,则该眼镜片是( )
A.远视眼镜片,对光线有会聚作用
B.远视眼镜片,对光线有发散作用
C.近视眼镜片,对光线有会聚作用
D.近视眼镜片,对光线有发散作用
【练习3】(2017秋?尚志市期末)以下关于近视眼和远视眼成因的说法中正确的是( )
A.近视眼、远视眼的晶状体都较厚
B.近视眼的眼球在前后方向有可能太长,像成在视网膜前
C.远视眼的眼球在前后方向有可能太短,像成在视网膜前
D.远视眼的晶状体太薄,折光能力太强
9.3远视眼的成因及其矫正
【例题】(2018秋?龙岩期末)图中能正确表示远视眼成像情况及其矫正方法的是( )
A.甲和乙 B.乙和丙
C.丙和丁 D.乙和丁
【练习1】(2018?临沂模拟)如图所示,来自物体A的光线经过眼睛的晶状体成像在视网膜后面的B点。要使B点的像靠近视网膜,A点应该向 (选填“左”或“右”)移动;或戴一个合适的 透镜做成的眼镜也能使A点的像成在视网膜上。
【练习2】(2017秋?尚志市期末)以下关于近视眼和远视眼成因的说法中正确的是( )
A.近视眼、远视眼的晶状体都较厚
B.近视眼的眼球在前后方向有可能太长,像成在视网膜前
C.远视眼的眼球在前后方向有可能太短,像成在视网膜前
D.远视眼的晶状体太薄,折光能力太强
【练习3】(2019?淄博一模)当小明在观察阳光通过甲、乙两个眼镜在地面上形成的光斑时,发现两个眼镜形成的光斑不同。阳光通过眼镜甲形成的光斑中间比四周亮,而阳光通过眼镜乙形成的光斑中间比四周暗,由此可以判断眼镜甲是 透镜,眼镜乙是 透镜。如果小明近视眼,应该佩戴眼镜 。(选填“甲”或“乙”)
【练习4】(2019?江西模拟)如图所示为神舟十号宇航员王亚平在太空授课时通过悬浮水球成像的情景,该水球成像的原理可以应用于矫正 (选填“远视眼”或“近视眼”),若该水球的焦距为12cm,此时王亚平的脸距离球心中的距离应 。
【练习5】(2018?大兴区一模)小云由于某种原因导致两眼的视力分别是远视和近视,她将一只2B铅笔放在她的眼镜的后面1cm处时,透过眼镜看到铅笔的形状如图所示,则图中右侧的镜片是 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),该镜片所矫正的是 (选填“近视”或“远视”)眼。
【练习6】(2018?临沂模拟)如图所示,来自物体A的光线经过眼睛的晶状体成像在视网膜后面的B点。要使B点的像靠近视网膜,A点应该向 (选填“左”或“右”)移动;或戴一个合适的 透镜做成的眼镜也能使A点的像成在视网膜上。
考点10:显微镜和望远镜
10.1显微镜
【例题】(2018秋?武侯区期末)小明在用显微镜观察上皮组织细胞时,通过调节,已使被观察物体处在视野的中央了,但像太小,观察不清楚,这时他应该( )
A.使物镜远离物体,目镜位置不变
B.使物镜靠近物体,目镜远离物镜一些
C.使物镜远离物体,目镜靠近物镜一些
D.使物镜位置不变,目镜靠近物镜一些
【练习1】(2018秋?长沙期末)显微镜在生物课时我们已学过,显微镜的结构如图所示,则下列分析正确的是( )
A.物镜相当于凸透镜,目镜相当于凹透镜
B.物镜和目镜都相当于凸透镜,但只有目镜起放大作用
C.物镜和目镜都相当于凸透镜,但只有物镜起放大作用
D.物镜和目镜都相当于凸透镜,来自被观察物体的光经物镜成一个放大的像,再经目镜再放大一次
【练习2】(2019?临沂一模)物体通过显微镜的物镜成倒立、 的实像;再经目镜成 、 的虚像,其原理与 相似;经过物镜和目镜的共同作用,大大增加了 ,从而可以看清微小的物体。
【练习3】(2018春?余杭区期末)某学习小组在科学拓展性课程学习中,对光学显微镜的成像是“实像”还是“虚像”进行了探究与讨论。目前实验室使用的光学显微镜其成像原理如图所示。请据图分析判断:
显微镜双镜头最终成的像是 (“实像”或“虚像”)。如要用实验来求证显微镜所成的像是倒立的,你该选择下列写有哪种中文字符的玻片进行探究?
A.写有“田”字的玻片 B.写有“上”字的玻片
C.写有“口”字的玻片 D.写有“日”字的玻片
【练习4】(2016秋?岳西县期末)在观察玻片标本时,发现所看到的目标在视野的左下方,如果想将目标移到视野的中央,玻片标本的移动方向应该是 (选填“右上”“右下”“左上”或“左下”)。
10.2望远镜
【例题】(2018秋?沈阳期末)在2018年1月31日晚,受到世人瞩目的“超级月亮”、“红月亮”、“蓝月亮”组团在天空中亮相。小虎用如图所示的天文望远镜观察,关于该望远镜,下列说法正确的是( )
A.物镜成放大的实像
B.物镜焦距比目镜焦距短
C.目镜相当于放大镜,使像更靠近眼睛
D.物镜越大,成像越清晰
【练习1】(2018秋?薛城区期末)如图是天文爱好者所使用的望远镜,以下有关说法正确的是( )
A.A镜是目镜,B镜是物镜
B.太空中的星体通过A镜成的是虚像
C.望远镜的物镜相当于投影仪
D.通过目镜看到的是放大的虚像
【练习2】(2017?邹平县模拟)据美国《基督教科学箴言报》11月2日报道,经过约20年的努力美国国家航天局(NASA)官员表示,有史以来最大的太空望远镜﹣﹣詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)现已竣工,准备测试,借助其灵敏的红外照相机,韦伯望远镜能探索恒星、行星以及宇宙大爆炸形成的第一个星系的诞生地。下列关于望远镜及红外线、照相机的说法中正确的是( )
A.望远镜物镜和目镜都是凸透镜且物镜成的是倒立放大的实像,目镜成的是正立放大的虚像
B.一切物体都在不停地辐射红外线且红外线容易穿过云雾、烟尘
C.红外线最显著的作用就是热作用,另外红外线还有很强的荧光作用
D.照相机工作时感光胶片到照相机镜头的距离大于2倍的镜头焦距
第五章 透镜及其应用(巩固与提高)
答案与解析
考点1:生活中的透镜
【例题】(2019?平顶山模拟)潜望镜、老花镜、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
【分析】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,制成老花镜。凹透镜对光线有发散作用,制成近视镜。
【解答】解:潜望镜利用平面镜改变光路;老花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;所以依次用的是平面镜、凸透镜、凹透镜、凸透镜。故选:B。
【练习1】(2015?杭州二模)如图,在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡,使太阳光从试管的正上方向下照,观察试管下方的白纸,可以发现白纸上与空气泡相对应的位置上,有一椭圆黑影,而其它部分竟是一条与试管平行的亮线,下列说法正确的是( )
A.试管充满水的地方相当于凸透镜,气泡与周边的水组成凸透镜
B.试管充满水的地方相当于凹透镜,气泡与周边的水组成凹透镜
C.试管充满水的地方相当于凸透镜,气泡与周边的水组成凹透镜
D.试管充满水的地方相当于凹透镜,气泡与周边的水组成凸透镜
【分析】(1)透明的材料都可以制成凸透镜和凹透镜,材料不同,对光线的作用是相同的。
(2)中间比边缘厚的是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用。
(3)中间比边缘薄的是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用。
【解答】解:(1)圆柱型试管充满水的地方,中间比边缘厚,是水凸透镜,凸透镜对光线有会聚的作用,会聚成一条亮线。(2)由于气泡的存在,气泡周边的水形成中间薄边缘厚的凹透镜,凹透镜对光线有发散的作用,在气泡的下面对应的位置有黑影。(3)亮线的位置相当于焦点的位置,如果把白纸从靠近试管向下移动过程中,经过焦点时亮线最细;从焦点处向下继续移动时,亮线变粗,是因为光线继续由焦点的位置向前沿直线传播。故选:C。
【练习2】(2017春?杭州月考)根据你学的光学知识或是平时的生活经验,判断下列哪一个仪器上使用的光学元件与另外三个不是同一类型的( )
A.照相机镜头 B.显微镜目镜
C.放大镜 D.汽车观后镜
【分析】明确照相机的成像特点、显微镜的物镜和目镜、放大镜和汽车观后镜的结构是解决本题的关键。
【解答】解:A、照相机成倒立、缩小的实像,利用了凸透镜成像的原理。B、显微镜的目镜相当于放大镜,成正立、放大的虚像,利用了凸透镜成像的原理。C、放大镜成正立、放大的虚像,利用了凸透镜成像的原理。D、汽车的观后镜是凸面镜,利用了光的反射。综合分析可知:D汽车观后镜和其它三个光学元件不是同一类型。故选:D。
【练习3】如图所示,通过茶杯壁看到杯中的茶叶有被放大的感觉,对此现象,下列说法正确的是( )
A.是人眼的错觉造成的,看到的都是虚的
B.杯壁和水在一起相当于一个凸透镜,对茶叶有放大作用
C.茶叶反射出的光经水和玻璃折射进入人眼,形成了正立放大的虚像
D.人眼的视线从空气进入杯壁和水时,发生了折射现象,形成了正立放大的虚像
【分析】生活中的凸透镜,能起放大作用,利用凸透镜成像的特点分析回答。
【解答】解:AB、装水的茶杯靠近人的半边相当于一凸透镜,茶叶处在凸透镜的焦点以内,能成正立、放大的虚像,不是人眼的错觉造成的,故A错误,B正确;CD、茶叶反射出的光经水和玻璃折射进入人眼,形成了正立放大的虚像,而不是人眼的视线从空气进入杯壁和水发生了折射形成的。故C正确,D错误。故选:BC。
考点2:透镜的分类及其辨别
2.1透镜的分类
【例1】(2018秋?渠县校级月考)透镜是由透明物质做成的一种光学器件,中间厚,边缘薄的叫 凸 透镜,中间薄,边缘厚的透镜,叫 凹 透镜。 凸 透镜对光有会聚作用。 凹 透镜对光有发散作用。
【分析】(1)凸透镜是指中间比边缘厚的透镜,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚的点叫焦点,且是实焦点,故凸透镜对光线有会聚作用;(2)凹透镜是指中间比边缘薄的透镜,平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线的反向延长线会交于一点,叫做凹透镜的焦点,且是虚焦点,故凹透镜对光线有发散作用。
【解答】解:中间厚,边缘薄,叫做凸透镜,凸透镜对光有会聚作用;中间薄,边缘厚,叫做凹透镜,凹透镜对光有发散作用。故答案为:凸;凹;凸;凹。
【练习1】(2018春?永州期末)如图所示,属于凹透镜的是( )
A. B. C. D.
【分析】中间厚,边缘薄的叫凸透镜,对光有会聚作用;中间薄,边缘厚的叫凹透镜,对光有发散作用。
【解答】解:中间厚,边缘薄的叫凸透镜,故ABD是凸透镜;中间薄,边缘厚的叫凹透镜,故C是凹透镜,故C正确,ABD错误。故选:C。
【练习2】(2019春?房山区期末)图所示的透镜中,属于凸透镜的是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据凸透镜和凹透镜定义进行判断。中间比边缘厚的透镜是凸透镜。中间比边缘薄的透镜是凹透镜。
【解答】解:根据透镜的概念,中间比边缘厚的透镜是凸透镜,中间比边缘薄的透镜是凹透镜。故图中B为凸透镜,ACD为凹透镜。故选:B。
2.2透镜的辨别
【例题】(2015?怀化)如图所示,表示小欣同学用激光分别射向甲、乙两透镜后光的传播路径,由图可知甲透镜应是 凹 透镜,乙透镜应是 凸 透镜。(两空选填“凹”或“凸”)
【考点】B2:辨别凸透镜和凹透镜的方法.
【分析】要解决此题,需要掌握凸透镜与凹透镜对光线的作用,知道凸透镜有会聚光线的作用,凹透镜有发散光线的作用。
【解答】解:通过甲透镜的光线比起入射光线更加远离主光轴,所以甲对光线有发散作用,因此甲是凹透镜。从图知,通过乙透镜的光线比入射光线向主光轴靠拢,所以乙对光线有会聚作用,因此乙是凸透镜。故答案为:凹;凸。
【练习1】(2019春?咸安区期末)如图是把一副眼镜放在太阳光下,在地面上看到的情形,由此可以判断镜片是( )
A.凹透镜 B.凹面镜
C.凸透镜 D.凸面镜
【分析】凸透镜和凹透镜的区分:
(1)边缘薄、中间厚的凸透镜,边缘厚、中间薄的凹透镜;
(2)对光起会聚作用的是凸透镜,对光起发散作用的是凹透镜;
(3)能成实像的是凸透镜;能起放大作用的是凸透镜。
【解答】解:由图可见,阳光通过眼镜形成的光斑中间较四周暗,对光线起发散作用,因此是凹透镜。故选:A。
【练习2】(2018秋?闵行区期中)关于区分凸透镜和凹透镜,以下说法正确的是( )
A.放在太阳光下,出现一大块光斑的是凸透镜
B.用透镜观察景物,放大的是凹透镜
C.用手摸形状,中间较边缘薄的是凹透镜
D.以上做法都对
【分析】凸透镜和凹透镜的区分:
(1)边缘薄、中间厚的是凸透镜,边缘厚、中间薄的是凹透镜;
(2)对光起会聚作用的是凸透镜,对光起发散作用的是凹透镜;
【解答】解:A、放在太阳光下,出现一大块光斑,对光线起发散作用,因此是凹透镜,故A错误。B、用透镜观察景物,放大的是凸透镜,故B错误;CD、用手摸形状,中间较边缘薄的是凹透镜,边缘薄、中间厚的是凸透镜,故C正确,D错误。故选:C。
【练习3】(2016秋?博白县期末)小明上学前取自己的眼镜时,发现自己的近视镜和爷爷的老花镜混在一起,外形完全一样,如图所示,小明要想找出自己的眼镜,下列判断不正确的是( )
A.用手摸镜时,中间薄边缘厚的是近视镜
B.让镜片正对太阳光,通过镜片能呈现一个明亮小光斑的是近视镜
C.拿着镜片看字,能把字放大的是远视镜
D.两种镜片都是通过光的折射矫正视力的
【分析】(1)中间厚边缘薄的是凸透镜,用于矫正远视眼;同时凸透镜能使得光线会聚,能成像;(2)中间薄边缘厚的是凹透镜,用于矫正远视眼;同时凹透镜能使得光线发散;
【解答】解:A、用手摸镜时,中间薄边缘厚的是凹透镜,用于矫正近视眼,故A正确;
B、让镜片正对太阳光,太阳光通过镜片能呈现一个明亮小光斑的是凸透镜,即是远视镜,故B错误;C、拿着镜片看字,把字放大的是放大镜,即是凸透镜,是远视镜,即老花镜,故C正确;D、凸透镜能使得光线会聚,凹透镜能使得光线发散,两种镜片都是通过光的折射矫正视力的,故D正确。故选:B。
考点3:主光轴、光心、焦点和焦距
【例题】(2019?白山模拟) 平行 于凸透镜主光轴的光线通过凸透镜后会聚在主光轴上一点,这个点叫做凸透镜的 焦点 ,凸透镜的焦点有 2 个,焦点到凸透镜中心的距离叫 焦距 。把光源放在凸透镜的 焦点 处,通过凸透镜后的光线会成为一束平行光线。
【分析】(1)根据凸透镜焦点和焦距的定义进行判断,凸透镜有两个焦距。
(2)根据光路是可逆的进行判断。
【解答】解:(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚到主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点。凸透镜有2个焦点。焦点到光心的距离是凸透镜的焦距。
(2)根据光路是可逆的,把光源放在焦点上,光线经凸透镜折射后会平行射出。故答案为:平行;焦点;2;焦距;焦点。
【练习1】(2018秋?徐州期末)在利用太阳光测量凸透镜的焦距时,小华将凸透镜正对太阳,再把一张纸放在它的下方,如图所示。当在纸上呈现一个并非最小的光斑时,测得这个光斑到凸透镜的距离为l,你认为该凸透镜的焦距f( )
A.一定大于l B.一定等于l
C.一定小于l D.可能大于l也可能小于l
网版权所有【分析】这个光斑可能是焦点之后的,也可能是焦点之前的光斑,从这两种可能进行分析。
【解答】解:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚一点,这点是凸透镜的焦点,光线到达焦点并且继续向前射出,这个非最小的光斑可能在焦点之前,也可能在焦点之后,该凸透镜的焦距f可能大于l也可能小于l,故D正确。故选:D。
【练习2】(2018春?陈仓区期中)关于透镜的下列说法正确的是( )
A.凸透镜有实焦点
B.凹透镜有实焦点
C.凸透镜和凹透镜都有实焦点
D.通过凸透镜的光都一定会聚到焦点
【分析】①平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚的点叫焦点,且是实焦点,故凸透镜对光线有会聚作用;
②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线的反向延长线会交于一点,叫做凹透镜的焦点,且是虚焦点,故凹透镜对光线有发散作用。
【解答】解:ABC、平行于主光轴的光线经凸透镜折射后能够会聚在主光轴上的一点,所以凸透镜有实焦点;平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线的反向延长线会交于主光轴上一点,所以凹透镜有虚焦点;故A正确,BC错误;D、平行于主光轴的光经过凸透镜后一定会聚到焦点,但其它入射光线不一定会聚到焦点上。故D错误。故选:A。
【练习3】(2015秋?南通期末)如图所示,焦距为10cm的凸透镜正对太阳光,其下方的白纸上呈现一光斑,此时光斑到凸透镜的距离为12cm.若凸透镜远离白纸,看到光斑的大小和亮度的变化情况是( )
A.光斑一直变大,亮度越来越暗
B.光斑一直变小,亮度越来越暗
C.光斑先变小后变大,亮度先变亮后变暗
D.光斑一直变大,亮度越来越亮
【分析】太阳光相当于平行光,利用凸透镜正对着太阳光,移动凸透镜,直到地面上会聚成的最小、最亮的点,这个点就是凸透镜的焦点。焦点到透镜光心的距离为焦距,用焦距为10cm的凸透镜正对太阳光,其下方的白纸上呈现一光斑,当光斑到凸透镜的距离为12cm时,此时距离大于焦距。故此时光斑比焦点的光斑要大,亮度不如焦点时的亮度。
【解答】解:已知凸透镜的焦距为10cm,此时光斑到凸透镜的距离为12cm,则这个光斑可能是焦点之后,而且比焦点的光斑要大,亮度不如焦点时的亮,
因为凸透镜会聚在焦点的光最亮、最小,所以若凸透镜远离白纸,则光斑将一直变大,亮度会越来越暗,故A正确,BCD错误;故选:A。
考点4:凸透镜的汇聚作用
【例题】(2018秋?防城港期末)小明在森林公园里玩时,看到一个丢弃的塑料瓶,她想若瓶里盛有水后容易引起火灾,其主要原因是盛有水的瓶相当于一个( )
A.凸透镜,对光线有发散作用
B.凸透镜,对光线有会聚作用
C.凹透镜,对光线有会聚作用
D.凹透镜,对光线有发散作用
【分析】中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜,凸透镜对光线起会聚作用。
【解答】解: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(即对光线有会聚作用),会聚点的温度比较高,可能会引起火灾,故B正确,ACD错误。故选:B。
【练习1】(2018秋?岳池县期末)如图(a)是白光通过三棱镜发生光的色散情形,图(b)是平行的红色激光通过凸透镜的情形。若将图(b)中的红色激光改为蓝色激光,则焦点F′的位置将在图(b)中F位置的( )
A.左侧 B.右侧 C.同一位置 D.不确定
【分析】由图(a)判断出红光与蓝光的折射率,在判断焦点位置。
【解答】解:由图(a)可知,透过厚薄不均的透明物体后,蓝光比红光的折射角度大(折射率大),因此平行的蓝色激光通过凸透镜后会比红色激光提前会聚到主光轴上,即焦点F′的位置将左移。故选:A。
【练习2】(2018秋?乐亭县期末)一塑料薄膜组成的顶棚下堆放着一堆干草,夏天雨后,阳光穿过薄膜上的积水,照射到干草上,则下列说法正确的是( )
A.薄膜上的积水形成一个大的凸透镜,如果其焦点恰好在干草处,干草有可能燃烧
B.透镜都是固体物质组成的,液体不能起凸透镜作用
C.起凸透镜作用的应是塑料薄膜
D.水和塑料薄膜共同起凹透镜作用
【分析】凸透镜对光线有会聚作用,射到地面上的太阳光看作是平行光,当平行光通过凸透镜折射会聚在焦点上,如果达到一定温度,恰好是干草的燃点,那么干草就会燃烧。
【解答】解:薄膜上的积水中间厚,边缘薄,恰好形成了一个大的凸透镜,而此时太阳光通过这个凸透镜发生折射,干草又在凸透镜的焦点处,就很容易引起干草的燃烧。故选A。故选:A。
【练习3】(2018秋?广陵区校级月考)如图,表示对入射光线起会聚作用的图是( )
A.只有(a)图
B.(a)图和(b)图
C.(a)图、(b)图和(c)图
D.(a)图、(b)图、(c)图和(d)图
【分析】入射光线是否起会聚作用,关键是看出射光线是靠近还是远离主光轴。若远离主光轴,说明对入射光线起发散作用;若靠近主光轴,说明对入射光线起会聚作用。
【解答】解:由图可知,(a)图、(b)图和(c)图中的入射光线,经凸透镜后的出射光线更靠近主光轴,说明凸透镜对入射光线起会聚作用;(d)图中的入射光线,经凹透镜后的出射光线更远离主光轴,说明凹透镜对入射光线起发散作用;故ABD错误,C正确。故选:C。
考点5:凹透镜的发散作用
【例题】(2018秋?惠安县校级月考)如图画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形,其中凹透镜的是( )
A.甲、乙、丙 B.甲、乙、丁
C.乙、丁 D.甲、乙、丙、丁
【分析】首先要仔细观察入射光线和折射光线的特点,然后再根据凸透镜和凹透镜的光学特点来作出选择。
【解答】解:从四个光线通过透镜的情形可知,甲、乙、丁的折射光线相对于入射光线是发散的,所以都是凹透镜;只有丙是凸透镜,且入射光线是从凸透镜的焦点以内发出的,折射光线变得会聚了。
故选:B。
【练习1】(2018秋?朝阳区期末)下列关于对凹透镜的认识,正确的是( )
A.凹透镜的形状是中央厚边缘薄
B.凹透镜对光有发散作用
C.凹透镜可以矫正远视眼
D.阳光透过凹透镜后能得到一个又小又亮的光斑
【分析】(1)中间厚,边缘薄的叫凸透镜,对光有会聚作用;中间薄,边缘厚的叫凹透镜,对光有发散作用。
(2)近视眼用凹透镜矫正,远视眼用凸透镜矫正。
【解答】解:A、凹透镜的形状是中间薄,边缘厚,故A错误;B、凹透镜对光有发散作用。故B正确;C、凹透镜可以矫正近视眼,故C错误;D、凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用。阳光透过凸透镜后能得到一个又小又亮的光斑,阳光透过凹透镜后不能得到一个又小又亮的光斑。故D错误。故选:B。
【练习2】(2017春?萧山区期中)如图所示,有一塑石英正方体,内有一空气层,当一束平行光垂直通过石英正方体时,光在空气层中发生的现象是( )
A.光束在空气层中将变的发散
B.光束在空气层中将变的会聚
C.光束在空气层中传播方向不会发生变化
D.光束在空气层中将发生反射
【分析】(1)根据正方体内空气层的形状可以确定,空气层的左边和右边的石英体部分构成了两个凸透镜。
(2)当平行光线经过凸透镜时,根据凸透镜的光学性质可以确定空气层中的光束情况。
【解答】解:(1)由于空气层的形状中央薄,边缘厚,所以其周围的石英是中央厚,边缘薄,这样空气层两边的石英就构成了两个凸透镜。(2)当平行光无论是从左边进入还是从右边进入石英正方体,都会经过凸透镜会聚,从而在空气层中形成一个会聚光束。
综上分析故选B。
考点6:实像与虚像的区别
【例题】(2018秋?奉节县期末)对学习过的知识进行归纳总结,从而加深对知识的理解,是一种重要的学习方法。 以下是小洋学习了关于“平面镜成像”和“凸透镜成像”的知识后,总结出的关于实像和虚像的一些特点,其中不正确的是( )
A.虚像可以是正立的,也可以是倒立的
B.虚像不可以用光屏承接
C.实像可以是放大的,也可以是缩小的
D.实像能用光屏承接
【分析】(1)实像和虚像的区别:实像是实际光线会聚成的,虚像是实际光线的反向延长线会聚成的;实像可以呈现在光屏上,虚像不能呈现在光屏上。
(2)平面镜的成像特点:正立、等大的虚像。
(3)凸透镜成像特点:①U>2f时,成倒立、缩小的实像;②2f>U>f时,成倒立、放大的实像;③U<f时,成正立、放大的虚像。
【解答】解:A、虚像是正立的。平面镜的虚像是正立的,但是左右相反;凸透镜的虚像是正立的、左右是一致的,不可以是倒立的,故本选项错误。B、实像可以呈现在光屏上,虚像不能呈现在光屏上。故本选项正确。C、实像有放大的、缩小的、等大的。故本选项正确。D、实像可以呈现在光屏上,虚像不能呈现在光屏上。故本选项正确。故选:A。
【练习1】(2019?宛城区二模)下列对光现象的分析,正确的是说法是( )
A.看到物体成的虚像时,没有光射入眼睛
B.通过放大镜看书,看到的字是实像
C.红外线能使荧光物质发光,紫外线具有热效应
D.雨后天空出现彩虹是因为水珠对不同颜色的光折射程度不同
【分析】(1)人看到物体或物体的像,一定有光线进入人的眼睛。
(2)凸透镜成像规律及其应用之一:u<f,成正立放大的虚像,应用与放大镜和老花镜。
(3)太阳光的不可见光中,红外线具有热效应,而紫外线具有化学效应。
(4)彩虹是光的色散形成的。
【解答】解:A、无论虚像还是实像,只要人眼睛能看到,一定有光线进入人的眼睛,故A错误;B、通过放大镜看书,看到的是字的正立放大的虚像,故B错误;C、紫外线能使荧光物质发光,具有化学效应;红外线具有明显的热效应,故C错误;D、雨过天晴时,常在天空出现彩虹,这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,因为水珠对不同颜色的光折射程度不同,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,这种现象叫做光的色散现象,故D正确。故选:D。
【练习2】(2018秋?薛城区期末)以下四种成像情景中,其中成实像的是( )
A.王亚平在悬浮水球中的像
B.通过潜望镜看到的景物
C.岸上观察者眼中的“鱼”
D.用放大镜看到的蜜蜂像
【分析】首先明确这四种事物的成像规律,才可做出判断,哪些是反射成像,哪些是折射成像。哪些成实像,哪些成虚像。
【解答】解:A、王亚平在悬浮水球中的像属于凸透镜成像,是利用光的折射成倒立、缩小的实像,故A符合题意;B、潜望镜是两块平面镜,平面镜成虚像,通过潜望镜看到的景物虚像,故B不符合题意;C、岸上观察者看到的鱼是由水中的鱼发出的光线由水中进入空气中发生折射形成的,是鱼的虚像,故C不符合题意;D、用放大镜看到的蜜蜂像属于凸透镜成像,是利用光的折射成正立、放大的虚像,故D不符合题意。故选:A。
【练习3】(多选题)(2016秋?宝丰县期末)像的成因有三个,直线传播成像、反射成像和折射成像,所成的像有实像和虚像两种。对下面所列的六个成像实例,说法正确的是( )
①针孔照相机内所成的像;
②在潜望镜中看到的像;
③汽车观后镜中的像;
④放大镜中看到的像;
⑤电影银幕上的画面;
⑥海市蜃楼的奇观。
A.属于实像的是①④⑤
B.属于直线传播成像的是①②
C.属于折射成像的是④⑤⑥
D.属于反射成像的是②③
【分析】(1)光在同种均匀物质中沿直线传播,在日常生活中,激光准直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的;
(2)当光照射到物体界面上时,有一部分光被反射回来发生反射现象,例如:平面镜成像、水中倒影等;
(3)当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向的会偏折,发生折射现象,如:看水里的鱼比实际位置浅等。
【解答】解:(1)针孔照相机属于小孔成像原理,因此成的是实像,它是光的直线传播原理形成的;(2)从潜望镜中观察景物,观察到的是虚像,利用的是平面镜成像原理,属于光的反射现象;(3)汽车观后镜是凸面镜,观察到的是虚像,是利用光的反射原理成像的;(4)用放大镜看物体,利用的是光的折射现象中成虚像的情况;(5)电影银幕上的画面,是凸透镜成像,属于光的折射现象,成的是实像;(6)海市蜃楼的奇观,是由于光线发生弯曲形成的现象,是光的折射现象,成的是虚像。A、由分析可知,属于实像的是①⑤,故A错误;B、属于直线传播成像的是①,故B错误;C、属于折射成像的是④⑤⑥,故C正确;D、属于反射成像的是②③,故D正确。故选:CD。
考点7:透镜的光路图
解读:三条特殊光线:(如图1所示,比较两透镜的异同)
(1)凸透镜
A.平行主光轴的光线----通过焦点;
B.通过焦点的光线----平行于主光轴;
C.通过光心的光线----传播方向不改变。
(2)凹透镜
A.平行主光轴的光线----反向延长线通过同侧虚焦点;
B.正对凹透镜另一侧焦点射出的光线----平行于主光轴;
C.通过光心的光线----传播方向不改变。
图1:三条特殊光线
图2:凸透镜与凹透镜的比较
【例1】(2019春?永登县期中)如图所示,通过透镜的光路图正确的是( )
A. B.
C. D.
【分析】在作凸透镜或凹透镜的光路图时,先确定所给光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
【解答】解:A、对于凸透镜,过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴,故A正确;B、对于凸透镜,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点,故B错误;C、对于凹透镜,平行于主光轴的入射光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点,故C错误;D、对于凹透镜,过焦点的光线不属于特殊光线,折射光线将远离主光轴,故D错误。故选:A。
【例2】(多选题)(2018秋?双台子区校级月考)下列说法正确的是( )
A.不论是凸透镜还是凹透镜,经过光心的光线传播方向不改变
B.不论是凸透镜还是凹透镜,他们的光学性质都是由于光线透过时,发生了两次折射形成的
C.凸透镜对光线有会聚作用,所以通过凸透镜的光线一定相交于一点
D.凹透镜对光线有发散作用,所以通过凹透镜的光线一定是发散开的
【分析】(1)经过凸透镜、凹透镜光心的光线方向不改变;
(2)凸透镜和凹透镜,它们的光学性质都是由于光线透过时,在两侧表面发生了两次折射形成的;
(3)凸透镜对光线有会聚作用,所以平行光线通过凸透镜的光线会聚一点;
(4)会聚的入射光线经过凹透镜折射后也会会聚于一点。
【解答】解:A、不管是凸透镜还是凹透镜,经过光心的光线方向不改变,故A正确;
B、不论是凸透镜还是凹透镜,它们的光学性质都是由于光线透过时,在两侧表面发生了两次折射形成,故B正确;C、凸透镜对光线有会聚作用,但通过凸透镜的光线不一定相交于一点,故C错误;D、会聚的入射光线经过凹透镜折射后也会会聚于一点,故D错误。故选:AB。
【练习1】(2019?天河区校级二模)如图,水平放置的长方形暗盒N内有水平向右的平行光,P为暗盒右侧面上的一个圆孔,用一个外径与圆孔P相同的光学器件嵌入其中,发现在暗盒右侧与盒侧面平行的光屏M上呈现出一个比圆孔P大的圆形光斑,则嵌入圆孔P的光学器件( )
A.一定是凹透镜 B.一定是凸透镜
C.可能是凸透镜或凹透镜 D.可能是厚平板玻璃
【分析】平板玻璃、凸透镜、凹透镜这三个光学器件中取一个嵌入圆孔P中,根据凸透镜对光线的会聚作用以及凹透镜对光线的发散作用和平板玻璃对光线即没有会聚也没有发散作用,来分别分析即可得出结论。
【解答】解:①当在暗盒处嵌入一个凹透镜时,因为凹透镜对光线有发散作用,所以光斑要比暗盒圆孔大。②当在暗盒处嵌入一个焦距较小的凸透镜时,因为凸透镜对光线有会聚作用,光线在暗盒圆孔和光屏之间会聚,所以光斑要比暗盒圆孔大。③当在暗盒处嵌入一个时平板玻璃时,因为平板玻璃对光线即没有会聚也没有发散作用,所以光斑与暗盒圆孔一样大。因此嵌人暗盒圆孔的那个光学器可能是凹透镜也可能是凸透镜。故选:C。
【练习2】(2019春?岐山县月考)图中光路图错误的是( )
A. B.
C.D.
【分析】根据凸透镜的特殊光线有三条:过光心的光线其传播方向不变,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点,过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴;
凹透镜的特殊光线有三条:过光心的光线其传播方向不变,平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点,指向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴。对各个选项逐一分析即可。
【解答】解:A、平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点,此图正确;B、过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴,此图正确;C、平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点,此图正确;D、从凹透镜的虚焦点发出的光线将远离主光轴,不会平行主光轴,故此图错误。故选:D。
【练习3】(多选题)(2011秋?涪陵区校级期中)下列说法中,不正确的是( )
A.所有通过透镜光心的光线都不会改变方向
B.平行于主光轴的光线经过透镜后会聚于焦点
C.光线通过凸透镜的光路是可逆的
D.光线通过凹透镜的光路是不可逆的
【分析】解答此题从以下两点入手:
①过光心的光线不管是经凸透镜折射还是经凹透镜折射,其传播方向不改变。
②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。
③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。
④折射时,光路是可逆的。
【解答】解:A、通过透镜光心的光线都不会改变方向,故本选项正确;B、平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚于焦点,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。故本选项错误;C、折射时,光路是可逆的,所以光线通过凸透镜折射后,光路是可逆的,故本选项正确;D、因为折射时,光路是可逆的,所以光线通过凹透镜的光路也是可逆的,故本选项错误。故选:BD。
【练习4】(2019?海门市二模)分别完成如图所示的折射光线和入射光线的光路图。
【分析】在作凸透镜、凹透镜的光路图时,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】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。过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。如图所示:
【练习5】(2019?中山市二模)如图所示,画出对应的入射光线和折射光线;
【分析】仔细观察入射光线和折射光线的特点,根据凸透镜的光学特点作图。
【解答】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后,传播方向不变。如下图所示:
【练习6】(2017秋?南召县期末)图中画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形,其中是凸透镜的是 ③⑤⑥ ;是凹透镜的是 ①②④ 。(填序号)
【分析】凸透镜能使光线会聚,凹透镜能使光线发散;通过图中光线的折射情况来确定是什么透镜。
【解答】解:由图可知,①②④图中的光线经透镜折射后远离主光轴,说明透镜对光线具有发散作用,所以是凹透镜;由图可知,③⑤⑥中图中的光线经透镜折射后靠近主光轴,说明透镜对光线具有会聚作用,所以是凸透镜。故答案为:③⑤⑥;①②④。
【练习7】 图甲中画出了蜡烛发出的三条光线,请画出它们通过凸透镜后的光路。
参考答案:
考点8:凸透镜成像规律
透镜成像规律及应用表
重点点拨:一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;实像分居两侧倒,虚像则是同侧正;成实像时,物近像远像变大,物远像近像越小;成虚像时,物近像近像变小,物远像远像变大。
(1)“一焦分虚实”:物体在一倍焦距以内成虚像,一倍焦距以外成实像。且一焦是成正立像和倒立像的分界点(2)“二焦分大小”:物距小于二倍焦距,成放大的像,(焦点除外);物距大于二倍焦距成缩小的像。(3)“成实像时,物近像远像变大”:成实像时,物近→像远、像变大;物远→像近、像变小;
(4)“成虚像时,物近像近,像变小”:成虚像时,物远→像远、像变大;物近→像近、像变小。
(5)物体与像移动速度大小比较:
①当u>2f,物体比像移动得快;②当f<u<2f,物体比像移动得慢。
【例1】(2014?天津)某同学对凸透镜的光学特性进行研究,完成了下列实验:
(1)将凸透镜正对着太阳光,在距透镜中心12cm处得到一个最小最亮的光斑。
(2)他再将该凸透镜和点燃的蜡烛分别固定在光具座上,移动光屏后得到一个清晰的像,如上图,对于上述实验,下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距f为6cm
B.实验(2)中,物距u为20cm
C.实验(2)中,物距u为30cm
D.实验(2)中,得到的像为放大实像
【解答】解:(1)根据焦点和焦距的定义,当拿着凸透镜正对太阳光,在距透镜中心12cm处得到一个最小最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为该点到透镜的距离,即焦距为12cm.故A错误;(2)从图上看出,实验(2)中,物距u=50.0cm﹣30.0cm=20.0cm,2f>u>f,由凸透镜成像规律可知,成倒立、放大的实像。故C错误;故BD正确。故选:BD。
【例2】(2016?天津)小明在探究凸透镜成像规律的实验时,将点燃的蜡烛放在距凸透镜32cm处,在透镜另一侧距透镜18cm处的光屏上得到烛焰清晰的像,则( )
A.光屏上所成的是倒立、放大的实像
B.光屏上所成的是倒立、缩小的实像
C.该透镜的焦距f一定满足9cm<f<16cm
D.该透镜的焦距f一定满足18cm<f<32cm
【解答】解:蜡烛距离凸透镜32cm时,在透镜的另一侧18cm处光屏上得到一个清晰的像,物距大于像距,成倒立缩小实像;此时物体的位置在二倍焦距以外,像在一倍焦距和二倍焦距之间,即32cm>2f;2f>18cm>f,解得:9cm<f<16cm,故选:BC。
【例3】(2010?天津)某同学在探究凸透镜成像的规律时,在光屏上得到了一个清晰的烛焰的像(如图所示),为使光屏上清晰的像变大些,下列调节方法可行的是( )
A.将蜡烛适当远离透镜,光屏适当靠近透镜
B.将蜡烛适当靠近透镜,光屏适当远离透镜
C.将透镜适当靠近蜡烛
D.将透镜适当靠近光屏
【解答】解:由凸透镜成像的规律可知,当物距大于二倍焦距时,物体成缩小的像,且像距在一倍焦距和二倍焦距之间;当物距等于二倍焦距时,物体成的像是等大的实像,且像距等于二倍焦距;当物距小于二倍焦距大于一倍焦距时,物体成的像是放大的实像,且像距大于二倍焦距。由此可知,当物距减小时,物体所成的像在逐渐的变大,并且像距离也在增大。由此可知要使光屏上清晰的像变大,就要减小物距,增大像距。综上分析,故选BC。
【练习1】(2014?河北)如图所示,是小明探究甲凸透镜(f甲=20cm)的成像情况。此时,他又用乙凸透镜(f乙=10cm)替换甲凸透镜,不改变蜡烛和凸透镜的位置,继续实验。下列关于乙凸透镜成像情况,说法正确的是( )
A.要在光屏上成清晰的像,光屏应向右移动
B.要在光屏上成清晰的像,光屏应向左移动
C.移动光屏,在光屏上可以得到一个清晰放大的像
D.移动光屏,在光屏上可以得到一个清晰缩小的像
【解答】解:(1)由图知,物距大于像距,此时成倒立缩小的实像;(2)当将凸透镜换成焦距f为10cm的,由图可知,此时u>2f,则成倒立缩小的实像;
相当于增大了物距,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大,可知应将光屏向左移动才能得到清晰的像,综上分析,选项BD正确,AC错误。故选:BD。
【练习2】(2013?天津)在探究“凸透镜成像规律”的实验中,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图象;若保持透镜位置不动,将蜡烛移到光具座的40cm刻度处,对于此时像的性质判断正确的是( )
A.一定是放大的像 B.一定是缩小的像
C.一定是倒立的像 D.一定是正立的像
【解答】解:由图知,物距大于像距,此时成倒立缩小的实像,因此物距大于2倍焦距,像距处于1倍和2倍焦距之间。物距=50cm﹣30cm=20cm;像距=65cm﹣50cm=15cm。由上分析得:20cm>2f f<15cm<2f解得:7.5cm<f<10cm将蜡烛移到光具座的40cm刻度处时,物距=50cm﹣40cm=10cm,处于1倍和2倍焦距之间,所以成倒立放大的实像。故选:AC。
【练习3】(2017?天津)小明同学在探究凸透镜成像规律时,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座上,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
【解答】解: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,会聚作用加强了。所以光屏才左移。会聚作用越强,焦距越短,故f1>f2,故C错误,D正确。故选:BD。
【练习4】(2018?天津)在用一凸透镜研究其成像的规律时,某同学得到的部分实验信息如下表所示。根据表中信息判定下列说法正确的是( )
实验次序
1
2
3
4
5
物距u/cm
50
40
30
25
20
像距v/cm
22
24
30
38
60
A.该凸透镜的焦距是15cm
B.当u=25cm时,凸透镜成放大的像,放大镜就是根据这一原理制成的
C.当v=24cm时,凸透镜成缩小的像,照相相机就是根据这一原理制成
D.若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动,像会逐渐变小
【解答】解:A、由表中的数据可知,实验3中,u=v=30cm,此时u=2f,f=15cm,故A正确;
B、当u=25cm时,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,凸透镜成倒立、放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的,故B错误;C、当v=24cm时,像距大于一倍焦距小于二倍焦距,则物距大于二倍焦距,凸透镜成缩小的像,照相相机就是根据这一原理制成,故C正确;D、若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动,物距变大,像距变小,像变小,故D正确。故选:ACD。
【练习5】(2019?西青区一模)在探究凸透镜成像规律的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成一清晰等大的实像,下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是20cm
B.将蜡烛移动到20cm刻度处,移动光屏可得到倒立、缩小的实像
C.将蜡烛移动到35cm刻度处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向右移动光屏
D.将蜡烛移动到45cm刻度处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向左移动光屏
【解答】解:A、由图可知,此时的物距为20cm,成的是倒立、等大的实像,则u=2f,故f=10cm,故A错误;B、将蜡烛移动到20cm刻度处时,物距为50cm﹣20cm=30cm>2f,成的是倒立、缩小的实像,故B正确;C、将蜡烛移动到35cm刻度处,u=50cm﹣35cm=15cm,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,像距应大于二倍焦距,故应向右移动光屏,才能在光屏上呈现清晰的像,故C正确;D、将蜡烛移动到45cm刻度处,u=50cm﹣45cm=5cm,物距小于焦距,成正立、放大的虚像,故光屏上接收不到像,故D错误。故选:BC。
【练习6】(2019?天津一模)小明同学在探究凸透镜成像规律时,将点燃的蜡烛、透镜和光屏放置在光具座上,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),下列判断正确的是( )
A.光屏上成倒立、缩小的实像
B.投影仪是利用这一成像原理工作的
C.透镜不动,将蜡烛与光屏互换位置,光屏上仍能得到清晰的像
D.透镜不动,将蜻烛放到刻度线40cm处,向右移动光屏一定能得到一个清晰的像
【解答】解:A、由图可知,物距大于像距,u>2f,f<v<2f,此时光屏上成倒立缩小的实像,故A正确;
B、u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机,故B错误;C、若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,根据折射现象中光路可逆的原理,光屏上仍能得到清晰的像,故C正确;D、由图可知,30cm>2f,f<15cm<2f,解得,7.5cm<f<15cm,将蜡烛放到刻度线40cm处,物距为10cm,可能大于焦距也可能小于焦距,所以光屏上不一定得到清晰的像,故D错误;故选:AC。
【练习7】(2018?红桥区二模)在“探究凸透镜成像规律的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,此时烛焰在光屏上成一个清晰的像,由此判断下列说法正确的是( )
A.光屏上的像是倒立、放大的实像
B.光屏上的像是倒立、缩小的实像,照相机是根据该原理制成的
C.当凸透镜的一部分被遮住时,光屏上不能呈现完整的像
D.保持蜡烛和光屏位置不动,移动凸透镜,光屏上能成放大清晰的烛焰像
【解答】解:AB、由图知,物距大于像距,此时物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像。照相机、摄像机就是根据这个原理制成的。故A错误;B正确;
C、当凸透镜的一部分被遮住时,物体上任一点射向凸透镜的其他部分,经凸透镜折射后,照样能会聚成像,像的大小不发生变化,折射光线减少,会聚成的像变暗,故C错误。D、根据光路是可逆的,若蜡烛和光屏位置不变,将凸透镜向左移动适当距离,当物距等于原来像距时,仍可在光屏上得到清晰的像,此时成倒立、放大的实像,故D正确;故选:BD。
【练习8】(2018?河北区二模)用如图所示的装置探究凸透镜成像规律。凸透镜的焦距是15cm.当把凸透镜固定在50cm刻度线处,蜡烛固定在15cm刻度线处时( )
A.光屏在“Ⅰ”区域内移动,才能得到清晰的像
B.光屏在“Ⅱ”区域内移动,才能得到清晰的像
C.在光屏上得到的是放大、倒立的像
D.在光屏上得到的是缩小、倒立的像
【解答】解: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,即在光具座的65cm﹣80cm之间可以找到清晰的像。综上所述,只有选项A、D的说法正确,符合题意。故选:AD。
考点9:眼睛和眼镜
9.1眼睛及其工作原理
【例题】(2019?江西模拟)如图所示,是人的眼睛视物原理的光路图,下列描述正确的是( )
A.眼睛的晶状体和角膜共同作用相当于凹透镜
B.景物在视网膜上成的是虚像
C.甲图是观察远处景物的光路图
D.人看近处的物体时,晶状体会变薄
【考点】B9:眼睛及其视物原理.
【分析】人类和某些动物的眼睛很像一架照相机。眼球内的晶状体相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏,我们看物体时,是通过睫状体的伸缩来调节晶状体的弯曲程度,改变晶状体的焦距,使不同远近的物体都能在像距相同的视网膜上生成清晰的倒立实像。
【解答】解:A、眼睛的晶状体和角膜共同作用相当于凸透镜,故A错误;
B、景物在视网膜上成的是倒立、缩小的实像,故B错误;
C、晶状体相当于凸透镜成像实验中的凸透镜,眼球的晶状体是通过睫状体来改变的,当睫状体放松时,晶状体比较薄对光的偏折能力变小,远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上,眼球可以看清远处的物体,则甲图是观察远处景物的光路图,故C正确;
D、当睫状体收缩时,晶状体变厚,对光的偏折能力变大,近处物体射来的光会聚在视网膜上,眼睛就可以看清近处的物体;故D错误。
故选:C。
【练习1】(2019春?颍泉区校级期中)如图所示是人眼球的成像原理图,晶状体相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏。当物体在很远的地方时,物体成像在视网膜上。当物体靠近人眼时,若晶状体的焦距不变,则它的像将会落在视网膜 后 (选填“前”、“上”或“后”而导致看不清物体。但实际上,人眼在由远到近地观察物体时,晶状体的焦距会 变小 (选填“变大”、“不变”或“变小”),所以人们还是能清晰地观察到物体。
【考点】B9:眼睛及其视物原理.
【分析】人看远处的物体时,入射光线从远处来几乎是平行的,看近处的物体时,入射光线几乎是从一点发散出来的。所以当看远处的物体时,晶状体比较薄,远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上;当看近处的物体时,晶状体变厚,对光的折射能力变大,近处物体射来的光会聚在视网膜上,否则,像会落在视网膜的后面。
【解答】解:看远处的物体时,入射光线几乎平行,物体成像在视网膜上;但看近处的物体时,如下图所示,入射光线比较发散,若晶状体的焦距不变,则像会落在视网膜的后面。若想看清近处的物体,就应该增大晶状体的会聚功能,即使晶状体的焦距变小。
故答案为:后;变小。
【练习2】(2019春?江阴市月考)如图所示,发生日全食时,太阳、地球、月球应处在同一直线上,这是因为日全食的原理是 光的直线传播 地球应在图中所示的 乙 (甲/乙)位置。观察日全食时一定要用专用器材,严禁肉眼直接观察。因为人眼中的晶状体相当于 凸透镜 ,会对光线起 会聚 作用,从而灼伤视网膜。
【考点】A3:光直线传播的应用;B9:眼睛及其视物原理.
【分析】(1)日食现象是月亮挡住了太阳射向地球的光而形成的;
(2)凸透镜对光线具有会聚作用,人的眼睛中的晶状体就是天然的凸透镜。
【解答】解:(1)因为光的直线传播,当太阳、地球、月球处在同一直线上,月球处在太阳和地球之间,即地球处在乙位置,月球处在甲位置时,月球的影子会落到地球上,在地球上月球影子里的人就看不到太阳,这就是日食现象;
(2)人的眼睛中的晶状体就是天然的凸透镜,对光线起会聚作用。
故答案为:光的直线传播;乙;凸透镜;会聚。
【练习3】(2018秋?大同期末)对于正常的眼来说,外界的物体不管是远处的还是近处的,在视网膜上成像后,所成的像都是( )
A.正立缩小的虚像 B.倒立缩小的实像
C.倒立放大的实像 D.正立放大的虚像
【考点】B9:眼睛及其视物原理.
【分析】人类和某些动物的眼睛很像一架照相机。眼球内的晶状体相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏,我们看物体时,是通过睫状体的伸缩来调节晶状体的弯曲程度,改变晶状体的焦距,使不同远近的物体都能在像距相同的视网膜上生成清晰的倒立实像。
【解答】解: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。
故选:B。
【练习4】(2018秋?临河区期末)不论较近或较远的物体,对于正常人来说都能使物像落在视网膜上,这主要是因为( )
A.视网膜可以前后移动调节
B.眼球的前后径能随意调节
C.瞳孔可以缩小或放大
D.晶状体的曲度可以调节
【考点】B9:眼睛及其视物原理.
【分析】睫状体内有平滑肌,晶状体依靠悬韧带与睫状体相连,眼睛通过睫状体内平滑肌的收缩和舒张来调节晶状体的曲度,使物像落在视网膜上,来看清远近不同的物体。
【解答】解:视觉的形成过程是: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象,物象刺激了视网膜上的感光细胞,这些感光细胞产生的神经冲动,沿着视神经传到大脑皮层的视觉中枢,就形成视觉。其中晶状体的曲度可以调节,晶状体与睫状体相连,眼睛通过睫状体来调节晶状体的曲度,来看清远近不同的物体。
故选:D。
【练习5】(2018春?杭州期中)“孤帆远影碧空尽,唯见长江天际流”为什么远去的帆船会越来越小,直至消失呢?以下对其原因的分析中错误的是( )
A.看远处的帆船时,睫状肌处于舒张的状态
B.看远处的帆船时,晶状体曲度变小
C.帆船离晶状体越远,视网膜上成的像越小
D.近处的帆船在视网膜上成放大的像,远处的帆船在视网膜上成缩小的像
【考点】B9:眼睛及其视物原理.
【分析】(1)人的眼睛是通过调节晶状体的弯曲程度,改变晶状体的焦距来获得清晰的像。
(2)视角大小和距离物体的远近有关,近大远小。
(3)人眼相当于一部微型照相机,视网膜上所成的是倒立、缩小的实像。
【解答】解:AB、当睫状体放松时,晶状体比较薄,晶状体曲度变小,远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上,眼球可以看清远处的物体;故A、B正确;
C、距离物体越远,视角越小,如果视角小,物体在视网膜上所成的像就小,眼睛所看到的物体就小,故C正确。
D、人眼的晶状体相当于照相机中的凸透镜,视网膜相当于光屏,物体在视网膜上成倒立、缩小的实像,因此近处的帆船和远处的帆船在视网膜上都成缩小的像,故D错误。
故选:D。
9.2近视眼的成因及其矫正
【例题】(2019?苏州一模)保护视力,养成正确的读书与写字的好习惯,需要坚持做到“三个一”,即“一尺、一拳、一寸”,其中一尺指书本与眼睛保持一尺左右(30﹣35厘米)。如果患上近视眼疾,必须到专业眼镜店配近视眼镜,关于配戴了近视眼镜能正常阅读的同学,下列说法正确的是( )
A.该同学的眼睛不再是近视眼了
B.戴上近视眼镜后在视网膜上成的像是虚像
C.戴上近视眼镜后像仍然成在视网膜的前方
D.近视眼镜对光有发散作用
【考点】BA:近视眼的成因与矫正办法.
【分析】要解答本题需掌握:(1)人的眼睛像一架神奇的照相机,晶状体和角膜相当于凸透镜,外界物体在视网膜上成倒立、缩小的实像;
(2)近视镜片属于凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,
【解答】解:A、近视眼是由于人眼的晶状体变凸,会聚能力增强,像呈在视网膜的前方,故应佩戴发散透镜,使所成的像后移,正好移到视网膜上,并不能说同学的眼睛不再是近视眼了,故A错误;
B、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缩小倒立的实像;戴上近视眼镜后在视网膜上成的像仍然是实像,故B错误;
C、戴上近视眼镜后像正好成在视网膜上,故C错误;
D、近视镜片属于凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,故D正确。
故选:D。
【练习1】(2018秋?大连期末)下列关于近视的看法,正确的是( )
A.近视的眼睛晶状体太薄,折光能力太弱
B.近视的眼晴晶状体焦距变小
C.来自远处某点的光经折射后会聚在视网膜后
D.近视眼可用会聚透镜进行矫正
【考点】BA:近视眼的成因与矫正办法.
【分析】解答本题需掌握:近视眼是晶状体会聚能力增强,像成在视网膜的前方,应佩戴凹透镜矫正;
远视眼是晶状体会聚能力减弱,使像成在了视网膜的后面,需要佩戴凸透镜进行矫正。
【解答】解:
如果晶状体的凸度过大,或晶状体太厚,眼球前后径过长,折光能力太强,焦距变小,来自远处某点的光经折射后会聚在视网膜前方(像成在视网膜的前方),形成近视眼;需要佩戴具有发散作用的凹透镜加以矫正。
。
故选:B。
【练习2】(2018秋?思明区期末)某同学为了探究“视力矫正”原理,利用探究凸透镜成像规律的装置做了以下实验。如图所示,光屏上得到的是模糊的倒立实像,他将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间,发现光屏上的像变清晰了,他移走眼镜片,稍微将光屏远离凸透镜,屏上再次得到清晰的像,则该眼镜片是( )
A.远视眼镜片,对光线有会聚作用
B.远视眼镜片,对光线有发散作用
C.近视眼镜片,对光线有会聚作用
D.近视眼镜片,对光线有发散作用
【考点】BA:近视眼的成因与矫正办法.
【分析】①凸透镜对光线有会聚作用,能使光线的会聚点提前会聚;
②远视眼是远处物体的像成在视网膜的后方,需佩戴凸透镜。
【解答】解:由图可知,物距大于像距,光屏上能成倒立缩小的实像,此时物距应大于2倍焦距,像距在1倍焦距和2倍焦距之间,但光屏上得到的是模糊的倒立实像,说明像距不合适,由稍微将光屏远离凸透镜,屏上再次得到清晰的像,可知像距太近了,所以当将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间,发现光屏上的像变清晰,说明该透镜对光线有会聚作用,因此是远视眼镜片。
故选:A。
【练习3】(2017秋?尚志市期末)以下关于近视眼和远视眼成因的说法中正确的是( )
A.近视眼、远视眼的晶状体都较厚
B.近视眼的眼球在前后方向有可能太长,像成在视网膜前
C.远视眼的眼球在前后方向有可能太短,像成在视网膜前
D.远视眼的晶状体太薄,折光能力太强
【考点】BA:近视眼的成因与矫正办法;BB:远视眼的成因与矫正办法.
【分析】远视眼的晶状体变薄,会聚能力减弱,像成在视网膜的后方。远视眼能看清远处的物体,不能看清近处的物体,要看清近处的物体需要戴凸透镜进行矫正。
近视眼的晶状体变厚,会聚能力增强,像成在视网膜的前方。近视眼能看清近处的物体,不能看清远处的物体,要看清远处的物体需要戴凹透镜进行矫正。
【解答】解:近视眼的眼球在前后方向有可能太长,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B符合题意。
远视眼的晶状体变薄,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,故A不符合题意,C不符合题意,D不符合题意。
故选:B。
9.3远视眼的成因及其矫正
【例题】(2018秋?龙岩期末)图中能正确表示远视眼成像情况及其矫正方法的是( )
A.甲和乙 B.乙和丙
C.丙和丁 D.乙和丁
【考点】BB:远视眼的成因与矫正办法.
【分析】本题要抓住远视眼成因:眼球晶状体的曲度过小,远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像,就会落在视网膜的后方造成的。远视矫正方法,需佩戴凸透镜。
【解答】解:远视眼是晶状体曲度变小,会聚能力减弱,即折光能力减弱,像呈在视网膜的后方;故乙图是远视眼的成因图;
要矫正远视眼应佩戴会聚透镜,即凸透镜,使光线提前会聚;故丁图是矫正远视眼的。
故选:D。
【练习1】(2018?临沂模拟)如图所示,来自物体A的光线经过眼睛的晶状体成像在视网膜后面的B点。要使B点的像靠近视网膜,A点应该向 左 (选填“左”或“右”)移动;或戴一个合适的 凸 透镜做成的眼镜也能使A点的像成在视网膜上。
【考点】BB:远视眼的成因与矫正办法.
【分析】首先根据现象判断是近视眼还是远视眼,然后根据近视眼用凹透镜矫正,远视眼用凸透镜矫正。
【解答】解:来自A的光线经过眼睛的晶状体成像在视网膜的后面,说明是远视眼;要使像靠近视网膜,物体应远离眼睛即向左移动;远视眼戴凸透镜进行矫正。
故答案为:左;凸。
【练习2】(2017秋?尚志市期末)以下关于近视眼和远视眼成因的说法中正确的是( )
A.近视眼、远视眼的晶状体都较厚
B.近视眼的眼球在前后方向有可能太长,像成在视网膜前
C.远视眼的眼球在前后方向有可能太短,像成在视网膜前
D.远视眼的晶状体太薄,折光能力太强
【考点】BA:近视眼的成因与矫正办法;BB:远视眼的成因与矫正办法.
【分析】远视眼的晶状体变薄,会聚能力减弱,像成在视网膜的后方。远视眼能看清远处的物体,不能看清近处的物体,要看清近处的物体需要戴凸透镜进行矫正。
近视眼的晶状体变厚,会聚能力增强,像成在视网膜的前方。近视眼能看清近处的物体,不能看清远处的物体,要看清远处的物体需要戴凹透镜进行矫正。
【解答】解:近视眼的眼球在前后方向有可能太长,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B符合题意。
远视眼的晶状体变薄,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,故A不符合题意,C不符合题意,D不符合题意。
故选:B。
【练习3】(2019?淄博一模)当小明在观察阳光通过甲、乙两个眼镜在地面上形成的光斑时,发现两个眼镜形成的光斑不同。阳光通过眼镜甲形成的光斑中间比四周亮,而阳光通过眼镜乙形成的光斑中间比四周暗,由此可以判断眼镜甲是 凸 透镜,眼镜乙是 凹 透镜。如果小明近视眼,应该佩戴眼镜 乙 。(选填“甲”或“乙”)
【考点】BB:远视眼的成因与矫正办法.
【分析】解答此题从以下知识点入手:①凸透镜能使光线会聚,凹透镜能使光线发散。
②远视眼的物像落在视网膜的后方。远视矫正方法,需佩戴凸透镜。近视眼的物像落在视网膜的前方。近视矫正方法,需佩戴凹透镜。
【解答】解:阳光通过眼镜甲形成的光斑中间较四周亮,说明光线会聚,是凸透镜,可用来矫正远视眼,故甲是凸透镜;
阳光通过眼镜乙形成的光斑中间较四周暗,说明光线发散,是凹透镜,可用来矫正近视眼,故乙是凹透镜,如果小明是近视眼,则应该佩戴眼镜乙。
故答案为:凸;凹;乙。
【练习4】(2019?江西模拟)如图所示为神舟十号宇航员王亚平在太空授课时通过悬浮水球成像的情景,该水球成像的原理可以应用于矫正 远视眼 (选填“远视眼”或“近视眼”),若该水球的焦距为12cm,此时王亚平的脸距离球心中的距离应 大于24cm 。
【考点】B8:凸透镜成像的应用;BB:远视眼的成因与矫正办法.
【分析】(1)近视眼戴凹透镜加以矫正,远视眼戴凸透镜进行矫正。
(2)凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立缩小的实像,应用于照相机来解答此题。
【解答】解:
(1)图 中的水珠相当于凸透镜;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,可以戴凸透镜进行矫正;
(2)图中所成的像为倒立、缩小的实像,此时王亚平的脸距离球心的距离(物距)应大于2倍焦距,已知水球的焦距为12cm,则王亚平到水球的距离应大于24cm。
故答案为:远视眼;大于24cm。
【练习5】(2018?大兴区一模)小云由于某种原因导致两眼的视力分别是远视和近视,她将一只2B铅笔放在她的眼镜的后面1cm处时,透过眼镜看到铅笔的形状如图所示,则图中右侧的镜片是 凸透镜 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),该镜片所矫正的是 远视 (选填“近视”或“远视”)眼。
【考点】B2:辨别凸透镜和凹透镜的方法;BB:远视眼的成因与矫正办法.
【分析】凸透镜对光有会聚作用,远视眼是由于晶状体太薄,折光能力变弱,像成在了视网膜的后方,为了将光线会聚,需要用凸透镜来矫正远视眼,这样才能看清近处的物体;
【解答】解:由题意可知,透过眼镜看到铅笔的形状,左侧是正立缩小的虚像,右侧是正立放大的虚像,根据凸透镜成像规律可知,右侧的镜片是凸透镜,左侧的镜片是凹透镜,
远视眼成因:眼球晶状体的曲度过小,远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像,就会落在视网膜的后方造成的;
因凸透镜对光线有会聚作用,所以远视眼应该配戴凸透镜才能看清近处的物体。
故答案为:凸透镜;远视。
【练习6】(2018?临沂模拟)如图所示,来自物体A的光线经过眼睛的晶状体成像在视网膜后面的B点。要使B点的像靠近视网膜,A点应该向 左 (选填“左”或“右”)移动;或戴一个合适的 凸 透镜做成的眼镜也能使A点的像成在视网膜上。
【考点】BB:远视眼的成因与矫正办法.
【分析】首先根据现象判断是近视眼还是远视眼,然后根据近视眼用凹透镜矫正,远视眼用凸透镜矫正。
【解答】解:来自A的光线经过眼睛的晶状体成像在视网膜的后面,说明是远视眼;要使像靠近视网膜,物体应远离眼睛即向左移动;远视眼戴凸透镜进行矫正。
故答案为:左;凸。
考点10:显微镜和望远镜
10.1显微镜
【例题】(2018秋?武侯区期末)小明在用显微镜观察上皮组织细胞时,通过调节,已使被观察物体处在视野的中央了,但像太小,观察不清楚,这时他应该( )
A.使物镜远离物体,目镜位置不变
B.使物镜靠近物体,目镜远离物镜一些
C.使物镜远离物体,目镜靠近物镜一些
D.使物镜位置不变,目镜靠近物镜一些
【考点】BC:显微镜.
【分析】根据显微镜在成像时,物镜与目镜所起的作用,可判断它们各自的成像位置及物、像大小的变化情况。
【解答】解:显微镜的物镜是将物体成一个倒立放大的实像,相当于投影仪的作用,根据“物近像远像变大”的规律,应缩小物距,才能使像变大;
显微镜的目镜是起一个放大镜的作用,以物镜所成的像为物体,再进行二次成像,此时的“物体”在目镜的焦距之内,根据放大镜“物远像远像变大”的规律,应使目镜远离物镜一些。
对照选项可知,只有B符合题意。
故选:B。
【练习1】(2018秋?长沙期末)显微镜在生物课时我们已学过,显微镜的结构如图所示,则下列分析正确的是( )
A.物镜相当于