1、第五章透镜及其应用第1节透镜1.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()A.aB.bC.cD.d2.下列关于透镜光学性质的说法正确的是()A.凡是过光心的光线,其传播方向都不变B.经透镜后其光线是发散的,该透镜肯定是凹透镜C.经透镜后其光线是会聚的,该透镜肯定是凸透镜D.以上说法都正确3.下列光路图中,正确的是()4.一种手电筒上所用的聚光电珠如图所示,其前端相当于一个玻璃制的凸透镜,为了使灯丝发出的光经凸透镜后变成平行光,应把灯珠放在()A.焦点处B.焦点以内C.焦点以外D.任意位置5.下图中画出了光线通过透镜(图
2、中未画出)的情形。其中凸透镜是()A.aB.b、dC.cD.a、b、c、d6.张家界因山而著名,吸引许多中外游客来旅游,有少数游客在山上游玩时将空纯净水瓶扔在山上,这样做既污染了环境,同时还可能引起山林火灾。这是因为当下雨时纯净水瓶装入水后,就相当于一个透镜。晴天强太阳光照射它时,它对光线会产生作用,可能会引起枯叶着火。因此我们在山中游玩时一定要注意保护环境。7.晴朗的夏日中午,往树或花的叶子上浇水,常会把叶子烧焦,其原因是这时叶面上的水珠相当于,它对光起作用,使透过它的光可能而将叶子烧焦。8.给你一个透镜,不知道是凸透镜还是凹透镜,请你简要写出两种判断方法。(1)。(2)。9.如图所示,SA
3、、SB是光源S发出的两条光线。其中SA平行于主光轴,SB过左焦点,请画出这两条光线通过凸透镜后的出射光线(注意标出箭头方向)。探究创新10.小明有3个凸透镜,它们用同种材料制成,形状如图所示。(1)你猜想它们的焦距是否相同?如果不同,你认为哪个焦距大?哪个焦距小?(2)请设计实验证明你的猜想:简要写出实验步骤,画出记录实验数据的表格。(3)小明根据实验观察画出的三组光路图如图所示。根据这个实验记录,你可以得到什么结论?1.B使光线发散,这是凹透镜对光线的作用,而凹透镜的形状是中间薄、边缘厚。2.A凸透镜对光线起会聚作用,凹透镜对光线起发散作用。会聚是指入射光线经透镜折射后,更靠近主光轴,但折射
4、光线可能是会聚的,也可能是发散的。发散是指入射光线经透镜折射后更远离主光轴,但折射光线可能是会聚的,也可能是发散的。3.A要解决此题,需要掌握凸透镜与凹透镜对光线的作用,凸透镜有会聚光线的作用,凹透镜有发散光线的作用。并且要掌握三条特殊的光线通过透镜的情况。平行于主光轴的光线,通过透镜后过焦点。“过焦点”:凸透镜会聚于焦点,凹透镜折射光线的反向延长线过焦点。过光心的光线,传播方向不变。过焦点的光线,通过透镜后平行于主光轴。“过焦点”:凸透镜从焦点发出或经过焦点,凹透镜是欲会聚于异侧焦点。4.A此题以日常生活中的聚光电珠作为研究对象,将物理知识应用到现实生活中,激发了学生的学习兴趣。根据凸透镜对
5、光的会聚作用,结合光路的可逆性可知,从焦点发出的光经凸透镜折射后将平行于主光轴,所以选A。5.C凸透镜是中间厚边缘薄,光路经透镜两次折射后都是向靠近光轴方向(中心方向)偏折,所以它具有会聚作用。凹透镜是中心薄边缘厚,光路经透镜两次折射后都是向远离光轴方向(中心方向)偏折,所以它有发散作用。从a、b、c、d四个图可以看出对光有会聚作用的只有c。6.解析:装入水的纯净水瓶能透光,并且中间厚、边缘薄,此时就是一个水凸透镜,在一些特定的条件下,会因为会聚的阳光恰好使易燃物因温度升高而燃烧,发生火灾。答案:凸会聚7.解析:叶面上的水珠相当于凸透镜,它对光起会聚作用,使透过它的光可能会聚于一点而将叶子烧焦
6、。答案:凸透镜会聚会聚于一点8.答案:(1)利用透镜的形状进行判断:用手去摸,中间厚、两边薄的是凸透镜(2)利用透镜对平行光的作用进行判断:让透镜对着太阳光(或平行光源)移动,能会聚光线的是凸透镜,反之是凹透镜9.解析:本题考查凸透镜的两条特殊光线的作图,平行于凸透镜主光轴的光线,经过凸透镜后,折射光线必定经过凸透镜的焦点;过焦点的光线通过凸透镜后,必定平行于主光轴。答案:如图所示10.解析:要证明自己的猜想,关键在于测出三个凸透镜的焦距进行比较。测定凸透镜焦点最简单的方法,就是让太阳光平行于主光轴通过凸透镜会聚于一点。答案:(1)不相同A的焦距最大,C的焦距最小(2)分别测出3个凸透镜的焦距
7、,具体方法是让凸透镜正对太阳光,在透过阳光的一侧前后移动白纸,直到白纸上出现一个小亮点(焦点),用刻度尺测量焦点到凸透镜光心的距离,就是凸透镜的焦距。比较3个凸透镜焦距的大小,看猜想是否正确。记录数据的表格见下表。凸透镜A透镜B透镜C透镜焦距/cm(3)同种材料制成的凸透镜,表面越凸,焦距越小(表面越扁平,焦距越大)。第2节生活中的透镜1.以下物品中没有应用凸透镜成像原理的是()A.穿衣镜B.投影仪C.照相机D.放大镜2.某同学把照相机、投影仪及放大镜成的像作了比较后,他认为这三种仪器所成的像具有如下特点,其中错误的是()A.实像都和物体分别居于透镜两侧B.虚像都和物体在透镜的同一侧C.实像都
8、是倒立的,虚像都是正立的D.虚像都是放大的,实像都是缩小的3.广州亚运会吉祥物“乐羊羊”在胶片上的图样如图所示,若把投影仪的反射平面镜卸掉,该胶片的像成在天花板上,这时天花板上看到的像的形状为下图中的()4.下列说法中正确的是()A.平面镜成等大、正立的实像B.照相机成缩小、倒立的实像C.投影仪成放大、正立的虚像D.放大镜成放大、倒立的虚像5.照相机、投影仪、放大镜是常用的三种光学仪器,放大镜是一块凸透镜,照相机和投影仪的镜头相当于一个透镜,它们之中能成缩小、倒立实像的是,能成放大、倒立实像的是,能成放大、正立虚像的是。6.小伟同学拿着放大镜看书,当他把放大镜放到一个位置上时,从放大镜中看到的
9、字如图所示。则此图原理与(选填“投影仪”或“照相机”)的成像原理相同。7.图甲是城市很多路口安装的监控摄像头,它可以拍摄违章行驶或发生交通事故时的现场照片。摄像头的镜头相当于一个凸透镜,它的工作原理与相似。图乙和丙是一辆汽车经过路口时与一辆自行车相撞后拍摄的两张照片,由图可以看出汽车所成的像变小,与此对应的像距将变。探究创新8.如图所示漫画中,照相机的镜头相当于。请你根据照相机成像特点判断,像A处和像B处分别是图甲、乙、丙、丁中的哪个像:A;B。#1.A穿衣镜利用了平面镜成像原理,投影仪、照相机、放大镜都利用了凸透镜成像原理,故A项正确。2.D总结照相机、投影仪及放大镜的成像特点:实像都是倒立
10、的,且像与物位于透镜的异侧;虚像都是正立的,且像与物位于透镜的同侧;虚像都是放大的;实像有缩小的、放大的和等大的,D说法错误。3.A本题考查的是投影仪的成像特点,胶片在投影仪中是用来作为成像的物体,经过凸透镜后,在天花板上所成的像是倒立、放大的像,故选A。4.B平面镜成等大、正立的虚像;照相机成缩小、倒立的实像;投影仪成放大、倒立的实像;放大镜成放大、正立的虚像,故A、C、D项错误。5.解析:照相机和投影仪都有一个相当于凸透镜的镜头,可以呈现不同的像,其中照相机上的凸透镜能成缩小、倒立的实像,投影仪上的凸透镜能成放大、倒立的实像。放大镜能成放大、正立的虚像。答案:凸照相机投影仪放大镜6.解析:
11、由题图可以看出,凸透镜成的是倒立、缩小的实像,这和照相机的成像原理是一样的。答案:照相机7.解析:摄像头的成像原理与照相机的成像原理相似,都成缩小、倒立的实像,像的大小取决于物体到凸透镜的距离,当物体到凸透镜的距离越远时,成像越小。答案:照相机小8.解析:本题主要考查照相机的成像原理,成倒立、缩小的实像,并且像物左右颠倒。我们把两个人看作一个整体,让他们倒立、缩小,就能够找到他们所在的位置。答案:凸透镜乙丁第3节凸透镜成像的规律1.让一束平行光经过一透镜,在光屏上得到一个最小、最亮的光斑(如图所示)。小明用此透镜做“探究透镜成像规律”的实验,下列说法不正确的是()A.当物体距透镜5 cm时,成
12、正立的像B.当物体距透镜15 cm时,成倒立、放大的实像C.当物体从距透镜20 cm处向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20 cm处向透镜的方向移动时,要得到清晰的像,应使光屏靠近透镜2.在探究凸透镜成像规律的实验中,当烛焰、凸透镜、光屏处于如图所示的位置时,恰能在光屏上得到一个清晰的像。利用这一成像原理可以制成()A.幻灯机B.照相机C.放大镜D.潜望镜3.在探究凸透镜成像规律的实验中,蜡烛在距凸透镜40 cm时,在透镜的另一侧的光屏上得到清晰缩小的像。若将蜡烛与光屏的位置对调,则所得像一定是()A.放大的虚像B.放大的实像C.缩小的虚像D.缩小的实像4.图中的蜡烛在
13、光屏上成清晰缩小的像。下列可能使烛焰在光屏上成清晰放大的像的操作是()A.透镜不动,蜡烛、光屏靠近透镜B.透镜不动,蜡烛、光屏向右移动C.透镜、光屏都不动,蜡烛向右移动D.蜡烛、光屏都不动,透镜靠近光屏5.一物体放在距凸透镜20 cm处时,在另一侧距凸透镜6 cm处的光屏上出现了一个清晰的像。那么该透镜的焦距可能是()A.3 cmB.5 cmC.7 cmD.9 cm6.小明在探究凸透镜成像的规律实验中看到的一种成像的情况如图所示。此时凸透镜所成的像是(选填“实”或“虚”)像,其成像的条件是。7.王军在房间里用焦距为15 cm的凸透镜将明亮的窗户成像在一张作业本的空白纸上。根据王军的实验情况,可
14、推测窗户距凸透镜的距离范围为,所成的像是(填成像的性质)。8.下图是一款人脸识别门禁一体机,它通过摄像镜头来捕捉人脸信息,该摄像镜头相当于透镜,所成的是(选填“放大”“缩小”或“等大”)的(选填“实”或“虚”)像;若镜头的焦距为10 cm,为了能成清晰的像,人脸到镜头的距离应大于cm。9.数码相机同普通照相机不同之处,在于它没有底片,而是通过一个特殊的感光层CCD,将图像的光信号转化成为数字信号保存起来。下表是某数码相机的一些参数,请你根据这个表格,用所学过的知识来说明,感光层离开镜头的距离要满足什么条件:;要成像,物体离开镜头的距离要满足什么条件:。型号镜头焦距光圈快门CCD解析度-S703
15、4 mm8- s1 02476810.下图给出物体AB及像AB的位置,请在图中画出凸透镜及其焦点F的大致位置。11.小雪小组在探究凸透镜成像大小与焦距的关系实验中,对课本的实验装置进行了改进,如图所示。(1)他们不用蜡烛,而用由几个发光二极管做成“F”字样的发光体进行实验,你认为其好处是。(写出一点即可)(2)他们用三个焦距不同的凸透镜进行实验,数据记录如下表。分析表中数据可知,在物距一定时,凸透镜的焦距越大,所成实像的像距;根据你所学凸透镜成像规律分析,此时所成像的大小。(均选填“越大”“越小”或“不变”)次数物距u/cm焦距f/cm像距v/cm11557.52817.531029.0探究创
16、新12.在凸透镜成像实验中,所用的实验器材有:光具座、凸透镜、光屏、蜡烛等。(1)将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上,点燃蜡烛,调整凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者的大致在同一高度。(2)调整好器材后,将蜡烛放在一倍焦距和二倍焦距之间的某点,在凸透镜的另一侧无论怎样移动光屏,都找不到像,说明像距太大了,导致像距太大的原因是。(3)将蜡烛放在一倍焦距以内的某点,所成的像是正立、的虚像。如果将蜡烛从该点向凸透镜移动,在这个移动过程中,所成的像(选填“逐渐变大”“逐渐变小”或“大小不变”)。(4)如图所示,把蜡烛放在二倍焦距以外的A点,移动光屏找到像。光屏和凸透镜不动,把蜡烛从A点移到B点
17、,如果在B点和O点之间加一个透镜,使烛焰的像还成在光屏上,则所加的透镜应该是(选填“凸透镜”或“凹透镜”)。#1.D本题考查凸透镜成像的规律。由题图可以看出,该凸透镜的焦距是10cm。根据凸透镜成像规律,A、B、C都是正确的;当物体从距透镜20cm处向透镜的方向移动时,要想得到清晰的像,光屏应远离透镜的方向移动,故D是错的。2.A本题考查凸透镜成像规律及应用。由题图所示可知烛焰所在物距fu2f。此时物体在光屏上能成一个倒立、放大的实像,规律应用是幻灯机。3.B由题可知所成像是缩小的实像,蜡烛是在二倍焦距以外,像在一倍焦距和二倍焦距之间。当蜡烛和光屏对调位置后,蜡烛便在一倍焦距和二倍焦距之间,根
18、据凸透镜成像规律,则所成像一定是放大的实像。4.B由题知所成像为清晰缩小的像,因此物距u2f,像距fv2f,此时要成清晰放大的像,则需要调整fu2f,因此答案为B。5.B本题考查凸透镜成像特点,物距为u=20cm,像距为v=6cm,因为物距大于像距,所以此时凸透镜成倒立、缩小的实像,即u=20cm2f可知f10cm,fv=6cm2f可知3cmf2f,成倒立、缩小的实像,当f2=8cm时,fu2f,成倒立、放大的实像,由此可知:物距一定时,凸透镜的焦距越大,所成实像越大。答案:(1)见解析(2)越大越大12.解析:凸透镜成像的性质与物距有关,物体距凸透镜的距离不同,所成像的性质不同,所以解决这类
19、问题的关键是准确判断物距与焦距的关系。如下图所示:以一倍焦距、二倍焦距为分界线,把物距分成三个区域。只要明确物距所在的区域,就能准确判断所成像的性质。(1)为了保证烛焰的像能够成在光屏上,必须使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度。(2)当物距在“”区内时,物距越近,像距就越远。实验中像距太远,说明此时的物距太近。(3)当物距处于区内时,成放大、正立的虚像;且当物距减小时,像逐渐变小。(4)把蜡烛从A点移到B点,物距增大,像距减小即像的位置在光屏的前方;要使像仍然成在光屏上,就必须让光“发散”一些,所以需要加一个凹透镜。答案:(1)中心(2)物体太靠近焦点(3)放大逐渐变小(4)凹透镜第
20、4节眼睛和眼镜1.正常人的眼睛能将物体的像始终成在视网膜上,从而看清远处或近处的物体,这是由于()A.不断改变物距,使像成在视网膜上B.不断改变晶状体的凸起程度,使像成在视网膜上C.不断改变像距,使像成在视网膜上D.以上说法均不正确2.小强同学由于不注意用眼卫生,看书时眼睛与书的距离比正常情况越来越近了,你认为下列判断及矫正措施正确的是()A.小强同学已患上近视眼,需要佩戴用凸透镜制成的眼镜B.小强同学已患上近视眼,需要佩戴用凹透镜制成的眼镜C.小强同学已患上远视眼,需要佩戴用凸透镜制成的眼镜D.小强同学已患上远视眼,需要佩戴用凹透镜制成的眼镜3.如图所示,表示近视眼矫正的是()4.张大胜同学
21、眼睛近视。自习课上他戴着眼镜看书,如果摘下眼镜,要想还能够看清书上的字迹,关于他的做法以及书上的字在视网膜上成像的情况,下列说法中正确的是()A.将书靠近眼睛,像是倒立的B.将书靠近眼睛,像是正立的C.将书远离眼睛,像是倒立的D.将书远离眼睛,像是正立的5.报纸上放有小明的近视眼镜、爸爸的老花眼镜、奶奶度数更深的老花眼镜及妈妈的平光眼镜,如图所示,则奶奶的眼镜是图中的()6.人用眼睛观察一个物体,例如观察一棵树,其光学原理就像下图中的一支蜡烛通过凸透镜在光屏上成像一样。就相当于图中的蜡烛,人眼睛的就相当于凸透镜,就相当于光屏。7.隐形眼镜是一种直接贴在角膜表面的超薄镜片,可随着眼球的运动而运动
22、,目前使用的软质隐形眼镜是由甲醛丙烯酸(HEMA)制成的,中心厚度只有0.05 mm。近视眼患者戴的HEMA超薄镜片的边缘厚(选填“小于”“等于”或“大于”)0.05 mm,此镜片对光有(选填“会聚”或“发散”)作用。探究创新8.阅读文字材料,完成后面的问题。透镜的焦距f的长短标志着折光本领的大小,焦距越短,折光本领越大。通常把透镜焦距的倒数叫作透镜的焦度,用表示,即=。如果某透镜的焦距是0.5m,它的焦度就是=2m-1。平时说的眼镜片的度数,就是镜片的透镜焦度乘100的值。例如,400度远视镜片的透镜焦度是4m-1,它的焦距是0.25m。注意:凸透镜(远视镜片)的度数是正数,凹透镜(近视镜片
23、)的度数是负数。(1)小明的眼睛看物体时的成像情况如图所示,则他的眼病及需要用来矫正的透镜分别是()A.近视凸透镜B.近视凹透镜C.远视凸透镜D.远视凹透镜(2)若他所戴眼镜镜片的焦距为0.2 m,则该镜片的透镜焦度为m-1,度数为度。#1.B人眼晶状体的曲度可以调节,当看远处物体时,晶状体变薄,折光能力变弱,使像成在视网膜上;当看近处的物体时,晶状体变厚,折光能力变强,也能使像成在视网膜上。2.B本题考查了近视眼的成因及矫正。解决这个问题的关键是了解近视眼的成因和表现以及矫正措施,“近视眼管近不管远”,小强看书近了,说明他只能看清近处的物体,患了近视眼,需要用凹透镜来矫正。3.DA项表示远视眼的成因;B项表示用凸透镜矫正远视眼;C项表示近视眼的成因;D项表示用凹透镜矫正近视眼。4.A近视眼是因为晶状体比正常眼变凸,折光能力增强,焦距变短,摘下眼镜后,要想还能够看清书上的字,需要将书靠近眼睛,此时成倒立、缩小的实像。5.A因为奶奶的眼镜是老花镜,由凸透镜成像特点可知,当uu=1.6cmf,所以1.6cmf0.8cm;凸透镜成虚像时,物距变大,像变大,要看到更大的像,目镜应远离小水滴,向上适当移动。答案:(1)直线(2)物倒立放大0.81.6 cm(3)上
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