2.3凸透镜成像 同步测试（3课时，含答案）

3__凸透镜成像__
第1课时　透镜 [学生用书B10]
1．“用冰取火”时，首先要把冰块磨成(　A　)
A．凸透镜 B．凹透镜
C．平面镜 D．凸面镜
【解析】凸透镜对光线有会聚作用，且冰透光。
2．如图所示，F是透镜的焦点，其中正确的光路图是(　C　)
3．关于透镜，下列说法正确的是(　B　)
A．凸透镜对光线有会聚作用，通过凸透镜的光线一定会聚到一点
B．不论是凸透镜还是凹透镜，经过透镜光心的光线方向都不变
C．放在凹透镜焦点上的点光源，它发出的光线经透镜折射后光线平行于主光轴
D．凸透镜有两个虚焦点，凹透镜有两个实焦点
【解析】凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用；凸透镜有两个实焦点，凹透镜有两个虚焦点；不论是凸透镜还是凹透镜，经过透镜光心的光线方向都不变。
4．如图所示，AB为一条经过透镜折射后的光线，MN为透镜的主光轴，L为透镜。由图可知(　B　)
图2－3－1
A．该透镜一定是凸透镜
B．该透镜可能是凹透镜
C．若该透镜是凸透镜，B点一定是透镜的焦点
D．若该透镜是凹透镜，B点一定是透镜的焦点
【解析】图中只给出了折射光线，而没有入射光线，此时无法确定光线相对于原来的光线是会聚还是发散；若入射光线平行于主光轴，则B点为凸透镜的焦点；若入射光线没有平行主光轴，则折射光线不会通过焦点，即B不是焦点，对于凹透镜而言，没有实焦点。
5．如果把一个玻璃球分割成五块，其截面如图所示，再将这五块玻璃a、b、c、d、e分别放在太阳光下，那么能使光线发散的是(　B　)
　图2－3－2
A．a B．b C．c D．d
6．如图所示，由于下雨，一透明塑料薄膜的顶棚积满了水，下面关于它的讨论正确的是(　D　)
图2－3－3
A．这些水构成了一个凹透镜，它对平行光有发散作用
B．透镜必须是固体，水是不可能形成透镜的
C．水的下表面虽然近似为球面，但上表面是平的，所以不能起凸透镜的作用
D．只要是透明物质，就可构成透镜，顶棚的积水构成凸透镜，应注意防止由于它对太阳光的会聚而引燃棚内物品的隐患
7．如图是德国设计师设计的一个球形透镜太阳能系统，通过透镜聚光之后再发电，此透镜是一个(　A　)
图2－3－4
A．凸透镜，对光线具有会聚作用
B．凸透镜，对光线具有发散作用
C．凹透镜，对光线具有会聚作用
D．凹透镜，对光线具有发散作用
8．杭州某些路口装有语音自动提示系统，其工作原理是一旦行人或骑车者在闯红灯时，摄像头即拍下照片，然后将信号传输到语音提示系统，发出声音，提醒行人或骑车者。摄像头工作原理相当于一个__凸透__镜。
图2－3－5
9．如图，已知入射光线或折射光线，画出对应的入射光线或折射光线。
图2－3－6
【答案】 (1)如答图所示。
第9(1)题答图
(2)如答图所示。
第9(2)题答图
(3)如答图所示。
第9(3)题答图
(4)如答图所示。
第9(4)题答图
10．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(　C　)
图2－3－7
A．a B．b、d
C．c D．a、b、c、d
11．一束平行光照射到某个透镜上，在光屏上得到的光斑比透镜大，则这个透镜是(　C　)
A．一定是凸透镜
B．一定是凹透镜
C．凸透镜、凹透镜都有可能
D．凸透镜、凹透镜都不可能
【解析】如图甲所示，当一束平行于主光轴的光照射到凸透镜上时，光屏所在的位置不同，在光屏上形成的光斑大小不同，可大可小；如图乙所示，当一束平行于主光轴的光照射到凹透镜上时，在任意位置的光屏上形成的光斑都比透镜大。
12．如图所示，东东在探究光的色散现象时，看到白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带。东东对产生的原因进行了思考。受此启发，在测量凸透镜的焦距时，东东想：如果分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴射入，红光、紫光对凸透镜的焦距是否相同呢？请写出你的推断：__红__色光对凸透镜的焦距大，你推断的理由是__凸透镜对红光偏折程度小_。
　
图2－3－8
13．如图所示，一束光经过一个透镜后会聚于主光轴上的点A，取掉透镜后，光会聚于点B，则该透镜起到__发散__(选填“会聚”或“发散”)作用，是__凹__透镜。
图2－3－9
14．(2018·株洲)截面为正方形、中空部分为椭圆形的玻璃体如图所示。则这个玻璃体(多选)(　AC　)
图2－3－10
A．可以看做两块凹透镜
B．可以看做一块凸透镜
C．对图示光束具有发散作用
D．对图示光束具有会聚作用
15．如图所示，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，而其他部分是一条与试管平行的亮线。这是因为试管充满水的地方相当于__凸__透镜，而气泡与周围的水组成__凹__透镜，如果把白纸从靠近试管处向下移动到较远处，亮线的粗细变化情况是__先变细后变粗__。
图2－3－11
【解析】圆柱形试管充满水的地方，中间比边缘厚，是凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，会聚成一条亮线。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。亮线的位置相当于焦点的位置，如果把白纸从靠近试管处向下移动过程中，经过焦点时亮线最细；从焦点处向下继续移动时，亮线变粗。
第2课时　凸透镜成像规律 [学生用书A12]
1．把一只点燃的蜡烛放在焦距为10 cm的凸透镜前16 cm处，在凸透镜的另一侧调节光屏的位置可找到一个清晰的烛焰的像，这个像是下图中的(　B　)
2．如图所示是王爷爷小孙女的照片，王爷爷用放大镜贴近照片所看到的像是(　B　)
3．以下光学器件中，没有用到凸透镜的是(　A　)
A．潜望镜 B．照相机
C．放大镜 D．投影仪
4．关于凸透镜，下列说法中正确的是(　B　)
A．用照相机照相时，被照人到镜头的距离必须小于二倍焦距
B．用放大镜观察邮票时，邮票应放在放大镜的一倍焦距以内
C．用幻灯机放映幻灯片时，幻灯片到镜头的距离必须大于二倍焦距
D．照相机、幻灯机的镜头是凸透镜，放大镜的镜头是凹透镜
5．关于凸透镜所成的像的说法中，正确的是(　C　)
A．放大的像一定是虚像
B．放大的像一定是实像
C．缩小的像一定是实像
D．缩小的像一定是虚像
6．(2018·广西)为了公民的安全，公安部门在很多路口安装监控摄像头，如图所示，它可以拍下作案嫌疑人的现场照片，拍照时，摄像头的镜头相当于一个__凸__(选填“凸”或“凹”)透镜，所成的像是缩小的__实__(选填“实”或“虚”)像。
图2－3－14
【解析】摄像头的镜头相当于一个凸透镜，拍摄照片时，物距远大于2倍焦距，根据凸透镜的成像规律可知此时成倒立、缩小的实像。
7．如图所示是医学上常用的内窥镜，它是一种在细管顶端装有小型摄像机的医疗器械。检查时，要使观察更加仔细，就要减小观察范围，此时应该使内窥镜细管顶端__接近__(选填“接近”或“远离”)患处。
图2－3－15
8．小科利用如图所示的器材探究凸透镜成像规律，先用焦距为10 cm的凸透镜进行实验，在光屏上得到了清晰的缩小的实像。接着他改用焦距为5 cm的凸透镜继续进行实验，如果不改变光源和凸透镜的位置，此时像的性质是倒立、__缩小__的实像；若要在光屏上成清晰的像，光屏应该__向左移动__(选填“向右移动”“向左移动”或“保持不变”)。
图2－3－16
9．(2019·德州)如图是小强用手机、透镜和纸盒自制简易“投影仪”，它能将手机上的画面放大投射到白墙上。下列说法不正确的是(　C　)
图2－3－17
A．手机屏幕到透镜的距离应在透镜的一倍焦距和二倍焦距之间
B．白墙上呈现的是手机画面倒立、放大的实像
C．若用不透明的硬纸板遮住透镜的一部分，白墙上的画面将不再完整
D．从各个角度都能清楚的看到白墙上的像，是因为白墙对照射到其上面的光产生漫反射
10．小希对下列光学成像实例进行了分析，判断正确的是(　C　)
实例：①针孔照相机内所成的像；②潜望镜中看到的景物的像；③放大镜看到的物体的像；④幻灯机屏幕上所成的像；⑤照相机中所成的像。
A．反射成像的有②③⑤
B．折射成像的有①③⑤
C．属于实像的是①④⑤
D．属于虚像的是②③④
11．(2018·淄博)在探究凸透镜成像规律的实验中，将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置，在凸透镜后20 cm的光屏上出现一个等大、倒立的像，如果将蜡烛移动到凸透镜前25 cm处，则(　B　)
A．光屏上会出现倒立、放大的实像
B．将光屏靠近凸透镜一段距离，光屏上会出现倒立、缩小的实像
C．将光屏远离凸透镜一段距离，光屏上会出现倒立、放大的实像
D．无论怎样移动光屏，光屏上均找不到像
【解析】距离凸透镜20 cm的光屏上得到一个清晰的与物体等大的像，所以v＝20 cm＝2f，则f＝10 cm；若现将蜡烛移至透镜前25 cm处时，此时物距u＝25 cm，则物距u＞2f，成倒立、缩小的实像。如果将蜡烛移动到凸透镜前25 cm处，物距增大，像距减小，所以应该将光屏靠近凸透镜一段距离，光屏上会出现倒立、缩小的实像。
12．在凸透镜成像实验中，如果用的凸透镜破损了一部分，此时(　D　)
A．无法成像
B．只能成部分的像
C．只能成虚像
D．还能成像，但成像亮度暗些
13．(2018·成都武侯区模拟)如图所示，小丽和小明相距2 m，通过同一块焦距为15 cm的凸透镜观看对方，小明刚好通过透镜能看到小丽眼睛正立的像，则下列说法中不正确的是(　D　)
图2－3－18
A．此时小丽的眼睛在凸透镜的一倍焦距以内
B．若图片中小丽的手将透镜水平向右移动一定距离，小明看到正立的像有可能变大
C．小丽从透镜中看不到小明的像
D．小丽从透镜中看到小明倒立、缩小的像
【解析】由凸透镜成像时，u＜f，成正立、放大的虚像，可知小明刚好通过透镜能看到小丽眼睛正立的像，此时小丽的眼睛在凸透镜的一倍焦距以内，则小明到凸透镜的距离u＞2f，成倒立、缩小的实像，此时像距2f＞v＞f，眼睛中视网膜相当于光屏，而此时小丽的眼睛在凸透镜的一倍焦距以内，所以小丽从透镜中看不到小明的像；凸透镜成虚像时，物像同侧，若物距越大，像距越大，像越大。因此若图片中小丽的手将透镜水平向右移动一定距离，小明看到正立的像有可能变大。
14. (2019·宁波)如图所示，在“用‘凸透镜’观察周围的景物”活动中，小科将印有绿色环保标志“”的纸固定在墙上，再将一只装有水的圆柱形玻璃杯移到标志的正前方，然后改变玻璃杯与标志之间的距离。小科站立时透过玻璃杯和水观察。下列图像中，不可能看到的是(　C　)
图2－3－19
A.　 　　B.　 　　C.　 　　D.
【解析】装有水的圆柱形玻璃杯，在左右方向上玻璃杯面呈弧形，中间厚边缘薄，可看做凸透镜，在上下方向上玻璃杯面没有改变，可看做一个平面镜。当物距小于一倍焦距时，盛水的玻璃杯可看做一个左右方向上放大物像的放大镜，所成的像如A项所示；当物距大于一倍焦距小于两倍焦距时，盛水的玻璃杯所成的像与原标志左右颠倒且放大，上下方向不变，高度相同，如B项所示；当物距大于两倍焦距时，盛水的玻璃杯所成的像与原标志左右颠倒且缩小，上下方向不变，高度相同，如D项所示。
15．小金在实验室利用光具座研究凸透镜成像的规律。
图2－3－20
(1)当小金将三个元件移动到图示位置时，光屏上出现了清晰的像。请你根据此现象回答下列问题：光屏上像的性质为__倒立、等大的实像__，并推算出焦距为__20.0__cm。
(2)保持蜡烛和凸透镜位置不变，小金换了个凸透镜继续实验，并使透镜光心、蜡烛焰心和光屏中心三者高度相同，但在透镜右侧无论怎样移动光屏都无法在屏上成像(光具座足够长)，请你帮助小金分析产生此现象的原因：__因为换的凸透镜焦距大于或等于40__cm，所以物距小于或等于焦距，得不到实像__。
【解析】(1)由图可知，此时的u＝40.0 cm＝v，则u＝2f，f＝20.0 cm；此时成的是倒立、等大的实像。(2)透镜光心、蜡烛焰心和光屏中心三者高度相同，光具座也足够长，故光屏上不成像的原因是物距小于焦距，凸透镜成的是虚像，虚像不能被光屏承接，或物距等于像距，无法成像成平行光射出。
16．(2018·齐河二模)如图，两端开口的圆筒内嵌一光学元件，在圆筒左侧中心轴上放一光源S，圆筒右侧中心轴上垂直固定一光屏。现左右移动圆筒，当圆筒左端面距离光源为a时，恰好在光屏上成一清晰的像；将圆筒向右水平移动距离b时，光屏上第二次出现清晰像。则此光学元件是__凸__透镜，第二次所成像的性质是__缩小__(选填“放大”“等大”或“缩小”)、__倒立__(选填“正立”或“倒立”)的实像。
图2－3－21
【解析】第一次和第二次都能在光屏上成清晰的像，因此所成的像为实像，所以此光学元件为凸透镜。凸透镜成实像并被光屏承接时，保持物体与光屏不动，凸透镜在物、像中间的两个位置均满足光屏上成像条件(一位置的物距是另一位置的像距)。此时当f＜u＜2f＜v时，成倒立放大的实像；当u＞2f＞v＞f时，成倒立缩小的实像。第二次物距较第一次大，因此成倒立缩小的实像。
17．如图所示，把一凸透镜放在平面镜前，当用眼睛观察镜子时，光束似乎是从M处发散开来的，则光束会聚处和M点的距离是__0.6__m，该凸透镜的焦距是__0.2__m。
图2－3－22
18．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，所用凸透镜的焦距是10 cm。用米尺在水平桌面上画一直线并标明刻度，将透镜固定在50 cm处，实验装置如图所示。
图2－3－23
(1)当把点燃的蜡烛放在20 cm刻度处时，为了找到清晰的像，应将光屏在光具座上移到__60～70__cm的刻度范围内，才能在光屏上得到一个倒立、缩小的实像。
(2)当把蜡烛移到35 cm刻度处时，移动光屏可得到一个倒立、放大的实像。照相机、投影仪、放大镜这三种光学仪器正常使用时，与这种成像规律相同的是__投影仪__。小明做完实验后，想进一步研究透镜成像的情况。他又在透明的玻璃板上用黑色笔画了个表盘及指针的位置，然后把这个玻璃板放在蜡烛的位置上，并用平行光源对着玻璃板上的表盘照射，如图所示。移动光屏直到成清晰像为止。此时表盘在光屏上所成的像应是图中的__A__。
图2－3－24
【解析】(1)由凸透镜成像规律可知，物距大于二倍焦距，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、缩小的实像。则应将光屏在光具座上移到60～70 cm的刻度范围内，才能在光屏上得到一个倒立、缩小的实像。(2)蜡烛在35 cm处，则物距为50 cm－35 cm＝15 cm，此时f＜u＜2f，所以成倒立、放大的实像，根据这个原理制成了投影仪。因为凸透镜成倒立的实像，不仅左右相反，而且上下相反。
第3课时　凸透镜成像规律应用 [学生用书B12]
1．下列观察仪器的选择与观测范围相匹配的是(　B　)
图2－3－25
A．天文望远镜适于观察甲区间的物体
B．光学显微镜适于观察乙区间的物体
C．电子显微镜适于观察丙区间的物体
D．放大镜适于观察丁区间的物体
2．如图所示，有一种望远镜由两组凸透镜组成。靠近被观察物体的叫物镜，靠近眼睛的叫目镜。物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成缩小的实像，好像一架(　C　)
图2－3－26
A．投影仪 B．放大镜
C．照相机 D．显微镜
3．下列光学知识的应用中，有一个与其他三个不同，这个应用是(　B　)
A．天文爱好者用望远镜观察天体
B．演员对着镜子练习舞蹈动作
C．老师用投影仪演示文稿
D．摄影师用照相机拍摄照片
4．用天文望远镜观察夜晚的星空时，发现镜头中的左下方有一颗从未有过的美丽天体，要仔细观察必须调节望远镜使这一天体位于镜头的中央，应(　B　)
A．将望远镜镜头向左下方移动直到天体位于镜头的中央
B．将望远镜镜头向右上方移动直到天体位于镜头的中央
C．增大望远镜的放大倍数直到天体位于镜头中央
D．不调节随着地球的移动这个天体会移到镜头中央
5．下列关于望远镜的用途说法错误的是(　D　)
A．望远镜用来观察远处的物体
B．望远镜在军事上有重要的应用
C．望远镜在天文学上有很重要的应用
D．望远镜可用来观察动物细胞的结构
6．关于显微镜下列说法正确的是(　C　)
A．物镜有发散作用，目镜有会聚作用
B．物镜有会聚作用，目镜有发散作用
C．目镜的焦距比物镜的焦距长
D．物镜得不到像，目镜得到物体放大的像
7．(2018·安徽模拟)如图所示是某同学在研究凸透镜成像规律时作出的像距v和物距u的关系图像，根据图像可以判断下列说法正确的是(　D　)
图2－3－27
A．该凸透镜的焦距是20 cm
B．当u＝18 cm时成倒立、缩小的实像
C．当u＝8 cm时，该凸透镜的成像特点与照相机的工作原理相同
D．物距u从15 cm增大到30 cm的过程中，光屏上成的像逐渐变小
8．折射式望远镜物镜的作用是使远处的物体在__焦点__附近成实像，目镜的作用相当于一个__放大镜__，用来把这个像__放大__。天文望远镜物镜口径做得较大，是为了__获得更多来自物体的光__。
9．显微镜镜筒的两端各有一组透镜，每组透镜的作用相当于一个__凸透镜__，靠近被观察物体的是__物镜__，物体经__物镜__成一个放大的像，这个像再经__目镜__放大。这样就可以看到肉眼看不见的微小物体了。
10．天文爱好者使用望远镜观察远处的物体，物体通过物镜成一缩小的实像，目镜再对这个像放大，则通过目镜看到的像比物体__小__(选填“大”或“小”)，但它比我们用眼睛直接观察到的要大，这是因为它离我们眼睛很近，再加上目镜的放大作用，视角就可以变__大__(选填“大”或“小”)。
11．如图表示一种光学仪器的原理，图中L1是物镜，L2是目镜，这种仪器是__望远镜__(选填“望远镜”或“显微镜”)，目镜的作用相当于__放大镜__(选填“放大镜”或“投影仪”)。
图2－3－28
12．下列关于显微镜的说法正确的是(　A　)
A．电子显微镜要比光学显微镜的放大倍数高
B．当室内光线较暗时，要用反光镜的平面
C．显微镜的放大倍数等于物镜和目镜的放大倍数之和
D．显微镜的物镜和目镜都成放大的虚像
13．(2018·平邑模拟)使用显微镜时，被观察物体离物镜的距离(　C　)
A．小于焦距
B．等于2倍焦距
C．小于2倍焦距，大于1倍焦距
D．大于2倍焦距
14．关于望远镜，下列说法中不正确的是(　A　)
A．望远镜的目镜可以是凸透镜，也可以是凹透镜
B．望远镜的目镜观察的是物体第二次成像
C．除了凸透镜外，天文望远镜也常用凹面镜作物镜
D．望远镜的放大倍数等于物镜的放大倍数与目镜的放大倍数之积
15．如图所示，物镜和目镜都由凸透镜组成的望远镜，远处物体通过它成像情况是(　B　)
图2－3－29
A．经物镜成正立、放大的实像，再经目镜成正立、放大的虚像
B．经物镜成倒立、缩小的实像，再经目镜成正立、放大的虚像
C．经物镜成正立、放大的虚像，再经目镜成倒立、放大的实像
D．经物镜成倒立、放大的实像，再经目镜成倒立、缩小的实像
【解析】对于望远镜来说，物体到物镜的距离肯定远远大于物镜的2倍焦距，因此经物镜成的像是倒立、缩小的实像，这个实像对于目镜来说，相当于物体，其位于目镜的1倍焦距以内，故成放大、正立的虚像。
16．我国古代的“千里眼”是富有想象力的神话，随着科学技术的飞速发展，望远镜已将神话变成现实，图中的望远镜是由两个透镜组成的，请完成两条入射光线经过两个透镜的光路(其中F1是透镜L1的焦点，F2是透镜L2的焦点)。
图2－3－30
【答案】 如答图所示。
第16题答图
17．(2019·东台月考)如图所示，小华在一次实验课上，把一支铅笔放在一只盛水的烧杯后，透过烧杯观察铅笔的像。他惊奇地发现，手中铅笔的笔尖本是朝左的，可他看到的像却是笔尖朝右，这是因为盛水的烧杯相当于一个__凸透__镜，小华看到的是铅笔__实__(选填“实”或“虚”)的像，若将铅笔继续远离烧杯，他所看到的像__不可能__(选填“可能”或“不可能”)变成笔尖朝左。
图2－3－31
【解析】盛水的烧杯相当于一个水平方向上的凸透镜，手中铅笔的笔尖本是朝左的，可他看到的像却是笔尖朝右，说明铅笔在凸透镜的焦点以外，看到的是铅笔左右颠倒的实像；当物距小于一倍焦距时，成正立、左右放大的虚像，因此若将铅笔继续靠近烧杯，铅笔在凸透镜的焦点以内时，成正立、左右放大的虚像，则他所看到的像将会变成笔尖朝左；但若将铅笔继续远离烧杯，物距一定大于一倍焦距时，成左右颠倒的实像，因此他所看到的像不可能变成笔尖朝左。
18．取两个焦距不同的放大镜，一只手握住一个，通过两个透镜看前面的物体，如图所示，调整两个放大镜间的距离，直到看得最清楚为止。物体变大了还是变小了？把两个放大镜的位置前后对调，你有什么新的发现？为什么要用两个焦距不同的放大镜？
图2－3－32
【答案】 若焦距大的靠近物体，物体变大了，前后对调，物体就变小了，因此只有物镜焦距长、目镜焦距短时我们才能看到远处物体变大了。若两透镜焦距相等，则看到的物体大小几乎不变，起不到望远镜望远的作用。