第4讲透镜及其应用

第 4 讲 透镜及其应用

　 1．(2015，永州)永州阳明山国家森林公园风景秀丽，园内严禁游客随地丢弃饮料瓶，这不仅是为了保护环境，更重要的是因为透明圆饮料瓶装水后相当于一个__凸透__镜，它对太阳光具有__会聚__作用，可能引起森林火灾。

　2．(2017，河池预测)人脸识别门禁一体机是通过摄像机镜头来捕捉人脸信息。该摄像机镜头相当于__凸__透镜，它的成像与__照相机__(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)相似，所成的是__缩小__(填“放大”“缩小”或“等大”)的实像，已知镜头焦距为 f，人脸到镜头的距离应大于__2f__。要使屏幕上的像大些，人应离镜头__近__(填“远”或“近”)些。

　3．(原创)在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏位置如图所示时，恰能在光屏上成一个清晰的像，该像的性质为__倒立放大实像__(填“倒立”或“正立”、“放大”或“缩小”、“虚像”或“实像”)，利用此原理可以制成__投影仪__。

　4．(2016，吉林)如图所示是装有水的圆柱形玻璃杯。将铅笔靠近玻璃杯的后面，透过玻璃杯可以看到笔尖指向左侧，此时成像为正立、__放大__的虚像。如果将铅笔由靠近玻璃杯的位置向远处慢慢移动，你会看到笔尖指向__右__侧。

　5．(2016，襄阳)形成近视眼的原因是晶状体太厚，折光能力__太强__(填“太弱”或“太强”)；预防近视眼的措施之一，就是读写时眼睛与书本的距离应保持在__25__(填“10”“15”或“25”)cm 左右。

　6．(2016，桂林)人的眼球好像照相机，晶状体和角膜共同作用相当于一个__凸透镜__，小丽的眼睛成像情况如图所示，为矫正视力应当配戴镜片为__凹透镜__(填“凸透镜”或“凹透镜”)的眼镜。

　7．(2016，襄阳)近期流行的“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 ) A．增大物距

　B．增大像距 C．增大人像的大小

　D．减小取景范围 8．(2016，南昌)如图甲所示，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图乙中( B )

　9．(2017，桂林预测)如图所示，小华用照相机对着平面镜中的“她”拍照。当小华逐渐远离平面镜时，下列说法正确的是( C )

　A．平面镜中成实像，像大小不变 B．平面镜中成虚像，像逐渐变小 C．照相机中成实像，像逐渐变小 D．照相机中成虚像，像逐渐变小 10．(2016，济宁)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．(2016，绍兴)凸透镜成像实验中，移动物体到某位置时，能在光屏上成清晰缩小的像，则下列能成立的是( D ) ①如果将物体靠近凸透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏必须远离凸透镜，且光屏移动距离先大于后小于物体移动距离； ②同时移动物体与光屏，且移动距离相同，有可能在光屏上成清晰缩小的像； ③换用焦距较小的凸透镜后，仍要在光屏上得到清晰的像，如果只移动光屏，光屏必须靠近凸透镜； ④保持物体和光屏位置不变，移动凸透镜，一定可以在光屏上得到另一个清晰的像。

　A．①③

　B．②④

　C．②③

　D．③④ 12．(2017，南宁预测)下列有关光学知识说法错误的是( B ) A．远视眼的矫正是配戴合适的凸透镜 B．在岸上看到水中的白云是光的折射现象 C．小孔成像中像的大小与小孔到光屏的距离有关 D．烛焰在凸透镜的主光轴上，以速度 v 从 1.2f 处匀速运动到 1.9f 处(f 为焦距)，这段时间内像移动的速度为 v′，则 v′＞v

　13．(2016，贺州模拟)如图所示为正常人眼看远近不同物体时眼睛的自动调节，以下分析正确的是( B ) A．这不可能是同一个人的眼 B．这说明眼睛是一个自动变焦(距)系统 C．看近处的物体晶状体应扁平一些 D．看远处的物体常常需要眯起眼睛看 14．(2016，天津)(多选)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 32 cm 处，在透镜另一侧距透镜 18 cm 处的光屏上得到烛焰清晰的像，则( BC ) 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 9 cm＜f＜16 cm D．该透镜的焦距 f 一定满足 18 cm＜f＜32 cm 15．(2015，长沙)2014 年最为特别的天象之一——“超级月亮”出现于 8 月 11 日凌晨，它比正常时的月亮要大百分之二十。亮度也有所增加，某天文爱好者为了研究这一现象，于是架设一台天文望远镜做进一步观察，关于该望远镜，下列说法正确的是( D ) A．它的物镜和显微镜的物镜作用相同 B．它的物镜相当于放大镜，用来把像放大 C．它的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像 D．它由两组透镜组成。靠近眼睛的为目镜，靠近被观测物体的为物镜 16．(2016，天门)如图所示，AB 为光线经平面镜反射后的反射光线，请作出其入射光线和经凹透镜折射后的大致折射光线。(保留作图痕迹)

　解：

　17．(2016，济宁)一束光经透镜折射后水平射出，小希通过作图提供了一种确定透镜位置的方案，请你按小希的作图方式，在图中的甲、乙位置各提供一种方案确定透镜的位置。

　解：

　18．(2016，河源)如图所示 P 是物体像的位置，“O”是透镜光心的位置，请在图中“O”位置画出所需的透镜并完成光路图。

　 解：

　19．(2016，玉林、防城港模拟)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__点燃__(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__投影仪__(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__B__(填序号)范围的某一位置才能再次在光屏得到清晰的像。

　A．50～60 cm

　B．60～70 cm C．70～80 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__虚__(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 30 cm 刻度处，则光屏上得到的清晰的像应该是图丙中的__B__(填序号)。

　20．(2016，包头)在探究“凸透镜成像的规律”实验中：

　(1)如图甲所示是小明通过实验得到的凸透镜的像距 v 和物距 u 关系的图象。由图象可知凸透镜的焦距是__10__cm。

　(2)把蜡烛放在距凸透镜左侧 16 cm 处时，如图乙所示，在凸透镜另一侧前后移动光屏，会在光屏上得到一个倒立、__放大__的实像。

　(3)实验完成之后，小明把自己的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，如图丙所示，因为近视眼镜对光有__发散__作用，所以光屏上原来清晰的像变得模糊了，若想在光屏上重新得到清晰的烛焰像，在不改变蜡烛和凸透镜位置的情况下，应将光屏__远离__凸透镜。

　21．(2016，安徽)关于凸透镜成像实验，完成以下内容：

　(1)首先应将蜡烛、凸透镜和__光屏__依次固定在光具座上，并调节它们的中心在同一高度。

　(2)图中 O 为凸透镜的光心，F 为焦点，请画出烛焰上的 S 发出的三条光线(中间一条光线平行于主光轴)经凸透镜后的出射光线，并确定其像的位置 S′。

　解：

　(3)实验中当物距 u 等于焦距 f 时，某同学却发现在光屏一侧透过凸透镜看到了烛焰正立放大的像。对此下列解释合理的是__B__。

　A．因为烛焰有一定的宽度，实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍大于焦距 B．因为烛焰有一定的宽度，实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍小于焦距 C．这是烛焰发出的光经凸透镜表面反射形成的像 22．(2016，枣庄)小峰在探究凸透镜成像规律之后，又对凸透镜的焦距与其凸起程度的关系进行了探究。

　(1)小峰第一次选取一个凸起程度较小的凸透镜，测量焦距的实验如图甲所示，测得的焦距为__10.0_cm__。

　(2)第二次他又选用一个凸起程度较大的凸透镜，测得的焦距为 8 cm，由这两次实验可得出的初步结论：__材料和横截面积相同的凸透镜，凸起程度越大，其焦距越小__。

　(3)小峰回想起白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带(如图乙所示)，受此启发，于是他选取焦距为 10 cm 的凸透镜，用红光和蓝光来进行图甲的实验，实验结论：对同一凸透镜，__红光__的焦距大些。

　(4)在用焦距为 10 cm 的凸透镜探究成“等大实像”的实验时，老师发现有两个小组所测像距分别为 17.5 cm 和 22 cm，与理论像距 20 cm 相比偏差较大。若不是因为长度测量方法错误和测量误差导致的，请分析出现这种情况的原因：__光屏上还没有出现清晰的像时就测出了焦距__。

　23．(2016，南宁模拟)(1)物理兴趣小组想知道某只透镜的焦距 f 为多少，做实验甲，镜面垂直于阳光，在透镜下面放上白纸(纸、镜平行)，测出透镜与白纸间距离 s/cm 与对应的白纸被烤焦的时间 t/min，绘出图线乙，则可判断该透镜的焦距 f 为__12_cm__； (2)将该透镜及蜡烛、光屏置于光具座上(如图丙)做成像实验，记录每次成实像的物距 u、像距 v、物像间距 L(即 u＋v)，绘出图线丁所示的 L 与 u 的关系图象(以 f 为长度单位)，由图可知，要想成实像，蜡烛与光屏的间距应满足 L≥__4f__(用 f 表示)； (3)经“百度”发现，物理学中有一个凸透镜成像的“新概念”：放大率 n＝ A′B′AB＝ vu ，结合丙、丁两图，可知当物距 u＝1.5f 时，n＝__2__。

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