第5课时 透镜及其应用
知能优化训练
中考回顾
1.(2018·山东威海中考)下列关于凸透镜应用的说法,正确的是( )
A.近视眼需要戴用凸透镜制成的眼镜来矫正
B.放大镜成正立、放大的实像
C.用手机扫描二维码时,应使二维码位于手机镜头一倍焦距之内
D.要使投影仪成像变大,应使投影仪远离屏幕,同时使镜头靠近幻灯片
答案D
2.(2018·湖北咸宁中考)一凸透镜的焦距为15 cm,将点燃的蜡烛从离凸透镜40 cm处沿主光轴移到距凸透镜20 cm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
答案A
3.(2018·湖南长沙中考)现代生活中,智能手机给人们带来了许多便利,但长时间盯着手机屏幕,容易导致视力下降。下列关于近视眼及其矫正的原理图正确的是( )
A.甲、乙 B.甲、丁 C.丙、乙 D.丙、丁
答案A
4.(2018·浙江湖州中考)小华在研究凸透镜成像规律时,将平行光正对凸透镜照射,另一侧的光屏移动到距凸透镜10 cm处时,得到一个最小最亮的光斑。接着把光源换成蜡烛,调整好相关器材的高度,将凸透镜固定在光具座中央50 cm刻度线处,移动蜡烛到光具座的左端并点燃,再移动光屏至如图所示位置时,在光屏中央得到一个清晰的像。保持凸透镜位置不变,通过移动蜡烛及光屏的位置,下列成像情况符合实际的是( )
A.若蜡烛放置在10 cm刻度线处,移动光屏,在光屏上不能呈清晰的像
B.若蜡烛放置在30 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈清晰缩小的像
C.若蜡烛放置在35 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈清晰放大的像
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D.若蜡烛放置在45 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈清晰放大的像
答案C
5.(2018·四川遂宁中考)勤于动手的小聪在探究凸透镜成像规律过程中,将蜡烛、凸透镜和光屏如下图所示放置时,蜡烛通过凸透镜在光屏上形成一个倒立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的清晰的像,利用凸透镜这一成像规律制成的是 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”);若保持透镜和光屏的位置不变,将蜡烛移到15 cm刻度线位置,他将自己佩戴的眼镜放在蜡烛和透镜间适当位置时,光屏上又出现了清晰的像,则小明所患的眼疾是 (选填“近视眼”或“远视眼”)。
答案缩小 照相机 近视眼
模拟预测
1.如图所示,一束光从左侧射向O处的光学元件后会聚于主光轴上的S点,去掉光学元件后,光会聚于S1点,则该元件一定是( )
A.平面镜 B.凹面镜 C.凸透镜 D.凹透镜
答案D
解析由题意可知,光线通过该元件发生了折射,故应为透镜,且该透镜对光起发散作用,所以是凹透镜。
2.将一个凸透镜正对太阳,在距凸透镜20 cm处得到一个最小、最亮的光斑。将一个物体放在此透镜前40 cm处,则可在凸透镜的另一侧得到一个( )
A.倒立、放大的实像 B.倒立、缩小的实像
C.倒立、等大的实像 D.正立、放大的虚像
答案C
解析将一个凸透镜对准太阳光,可在距透镜20cm的地方得到一个最小亮点,所以凸透镜的焦距f=20cm。一个物体放在这个透镜前40cm处,u=2f,成倒立、等大的实像。故选C。
3.在探究凸透镜成像规律的实验中,小聪选用了焦距为10 cm的凸透镜。他将凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上35 cm刻度线处,当光屏移动到如图所示刻度线处时,在光屏上恰好呈现出烛焰清晰的像。如果将蜡烛从图中位置移动,关于该实验,下列说法正确的是( )
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A.蜡烛向左移动2 cm,光屏应向右移动到适当位置才能呈现烛焰清晰的像
B.蜡烛向右移动10 cm,光屏应向右移动到适当位置才能呈现烛焰清晰的像
C.蜡烛向右移动2 cm,光屏应向右移动到适当位置才能呈现烛焰清晰的像
D.蜡烛移到20 cm刻度线处,光屏应移到70 cm刻度线处才能呈现烛焰清晰的像
答案C
解析蜡烛向左移动2cm,则物距增大,像距应该减小,所以光屏应向左移动,A错误;蜡烛向右移动10cm,则物距小于焦距,此时成虚像,所以不能在光屏上成像,B错误;蜡烛向右移动2cm,物距减小,此时像距要增大,成的像也增大,光屏应向右移动,所以C正确;由题图知,物距为15cm,像距为30cm,蜡烛移到20cm刻度线处,此时物距为30cm,根据光路的可逆性,此时像距应为15cm,在65cm刻度处,D错误。故选C。
4.自动对焦相机用红外线或超声波进行测距。下列说法正确的是( )
A.超声波和红外线都是电磁波
B.相机底片上成的像一定是实像
C.焦距35 mm的相机底片离镜头距离小于35 mm
D.红外线测距照相机和超声波测距照相机都可用来在月球上拍照
答案B
解析超声波属于声波,不属于电磁波,选项A错误;相机是利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理制成的,所以在光屏上所成的像一定是实像,选项B正确;照相机所成像的位置应该大于一倍焦距小于二倍焦距,选项C错误;声音的传播需要介质,真空不能传声,所以超声波测距照相机不能在月球上拍照,选项D错误。
5.如图所示,将凸透镜看作眼睛的晶状体,光屏看作眼睛的视网膜,烛焰看作被眼睛观察的物体。拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上,光屏上出现烛焰清晰的像,而拿走近视眼镜则烛焰的像变得模糊。在拿走近视眼镜后,为了能在光屏上重新得到清晰的像,下列操作可行的是( )
A.将蜡烛远离凸透镜
B.将光屏远离凸透镜
C.将光屏靠近凸透镜
D.将光屏和蜡烛同时远离凸透镜
答案C
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解析近视眼镜是凹透镜,使光线变得发散。在拿走近视眼镜后,烛焰通过凸透镜所成的像靠近凸透镜,所以应将光屏靠近凸透镜才能在光屏上重新得到清晰的像。
6.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,被照物体与相机的距离是在镜头的二倍焦距之外
C.借助放大镜看地图时,地图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
答案C
解析近视眼是晶状体曲度变大,会聚能力增强,即折光能力增强,像成在视网膜的前方,应佩戴发散透镜,使光线推迟会聚,因此选项A说法正确;照相机照相的原理是将二倍焦距以外的物体成像在胶片上,所以照相时应该站在镜头的二倍焦距以外,因此选项B说法正确;借助放大镜看地图时,地图到放大镜的距离应小于一倍焦距,因此选项C说法错误;因凸透镜对光线的会聚作用,所以阳光通过凸透镜可以会聚到一点,热量集中,温度较高可以点燃纸屑,因此选项D说法正确。
7.甲、乙两眼睛的成像示意图如图所示,下列判断正确的是( )
A.甲是近视眼,应戴凸透镜制成的眼镜矫正
B.甲是近视眼,应戴凹透镜制成的眼镜矫正
C.乙是近视眼,应戴凸透镜制成的眼镜矫正
D.乙是近视眼,应戴凹透镜制成的眼镜矫正
答案D
解析本题考查了近视眼的成因及矫正。近视眼是由于像成在了视网膜的前方,即折射能力太强,应该戴对光线有发散作用的凹透镜来矫正。
8.小玉同学研究凸透镜成像规律,发现蜡烛、凸透镜和光屏如图所示放置时,蜡烛通过凸透镜在光屏上形成一个清晰的像,这个像的特点是 (选填“正立”或“倒立”;“放大”或“缩小”)的实像, (选填“照相机”或“投影仪”)就是利用凸透镜的这个特点制成的。现保持凸透镜的位置不变,将光屏与蜡烛的位置对调,则光屏上 (选填“能”或“不能”)形成一个清晰的像。
答案倒立、放大 投影仪 能
解析物体到凸透镜的距离是物距,像到凸透镜的距离是像距。由题图,物距小于像距,成倒立、放大的实像,应用于投影仪。因为光的折射中光路是可逆的,保持凸透镜的位置不变,将光屏与蜡烛的位置对调,则物距等于原来的像距,成倒立、缩小的实像。光屏上能接收到实像。
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9.夏季校园里鲜花盛开,小刚用照相机将美丽的鲜花拍摄了下来。照相机的镜头对光有 (选填“会聚”或“发散”)作用。若想使鲜花的像更大些,应使镜头 (选填“靠近”或“远离”)鲜花。
答案会聚 靠近
解析因为照相机的镜头是凸透镜,因此照相机的镜头对光有会聚作用。照相机的镜头相当于一个凸透镜,所照景物放在镜头的二倍焦距以外,在胶片上成缩小的实像;由凸透镜成实像规律,物近像远像变大可知,若要把鲜花的像拍得更大一些,则应使照相机镜头靠近鲜花。
10.市公交公司为了保证人们上下车的安全,在公交车上安装了“电视监控器”。凸透镜是该装置光学系统的主要部件,“电视监控器”的摄像头能成 (选填“正立”或“倒立”)、 (选填“放大”或“缩小”)的实像。
答案倒立 缩小
解析车载电视监控是记录车内情况,即利用凸透镜成像规律完成的,即凸透镜成像时,u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像头。
11.一种光学仪器的原理如图所示,图中L1是物镜,L2是目镜。这种仪器是 (选填“望远镜”或“显微镜”),目镜的作用相当于 (选填“放大镜”或“投影仪”)。
答案望远镜 放大镜
解析由题图可知,远处的物体先通过物镜使物体成一倒立、缩小的实像,然后用目镜把这个实像再放大(正立、放大的虚像),就能看清很远处的物体了,这是望远镜的原理,目镜相当于一个放大镜。
12.如图所示,在凸透镜的右焦点处有一平面镜垂直于主光轴放置。一束平行于主光轴的光AB经凸透镜和平面镜怎样传播?画出光路图。
答案如图所示
解析平行于主光轴的光线经凸透镜折射后射向焦点F;射向焦点F的光线入射到平面镜上,入射点为F,根据反射角等于入射角,画出反射光线;该反射光线是从凸透镜焦点发出的光线,经凸透镜再次折射后将平行于主光轴射出。
13.如图所示,作出光线通过凹透镜的光路(保留必要的作图痕迹)。
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答案如图所示
解析凹透镜对光线有发散作用,平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,折射光线反向延长线通过焦点。
14.凸透镜的成像规律可以通过画光路图去理解。在光路图中凸透镜如图甲所示那样表示,O点为光心,F为焦点。图乙中A'B'是物体AB经透镜所成的像。请画出图乙中两条入射光线的出射光线,完成成像光路图。
答案如图所示
解析由于A'是A通过凸透镜所成的像,所以入射光线AC经凸透镜后的折射光线必通过A',据此可画出折射光线。
15.小明同学用一个焦距未知的凸透镜、蜡烛、光屏、光具座探究凸透镜成像规律。
(1)由图甲可知,该凸透镜的焦距是 cm。
(2)如图乙所示,若在光屏上(光屏未画出)能得到清晰放大的烛焰的像,则蜡烛可能置于凸透镜左边a、b、c、d四点中的 点上(P是该凸透镜的二倍焦距处),此成像特点可应用在 上。
(3)通过实验,小明发现蜡烛离凸透镜越远,光屏上得到的清晰像越 (选填“大”或“小”)。把蜡烛向凸透镜靠近时,要在光屏上成清晰的像,光屏应 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜,此时在光屏上成的清晰像是 (选填“倒立”或“正立”)的。
(4)实验中,光屏上已成清晰的、缩小的像,此时小明固定蜡烛和凸透镜,在光屏和凸透镜间放上自己所戴的近视眼镜,若仍要在光屏上成清晰的像,则需将光屏向 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动,此时所成的清晰像为 (选填“实”或“虚”)像。
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答案(1)11.0 (2)c 投影仪 (3)小 远离 倒立 (4)远离 实
解析(1)根据焦距的定义,此时光屏到凸透镜的距离为焦距,f=41.0cm-30.0cm=11.0cm。(2)要想在光屏上得到清晰放大的烛焰的像,蜡烛应放在凸透镜的二倍焦距与焦距之间,即图中的c点,图中的此成像特点可应用在投影仪上。(3)根据物距与像距的变化规律可知,蜡烛离凸透镜越远,光屏上得到的清晰像越小。把蜡烛向凸透镜靠近时,要在光屏上成清晰的像,光屏应远离凸透镜,此时在光屏上成的清晰像是倒立的。(4)近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,实验中,光屏上已成清晰的、缩小的像,此时固定蜡烛和凸透镜,在光屏和凸透镜间放上凹透镜,若仍要在光屏上成清晰的像,由于光线发散,会延迟会聚,则需将光屏向远离凸透镜的方向移动,此时所成的清晰像仍为实像。
16.人类的眼睛好像一架照相机,通过调节晶状体的凹凸程度可以使远近不同的物体在视网膜上成清晰的像。眼睛调节的两个极限点叫作远点和近点,正常人眼睛的远点在无限远,近点大约是10 cm处。正常人眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是25 cm,这个距离叫明视距离。
根据上文:
(1)你认为正常人眼睛的观察范围是( )
A.0到10 cm B.10到25 cm
C.25 cm到极远处 D.10 cm到极远处
(2)远视眼是来自近处物体的光成像于视网膜 (选填“前”或“后”);矫正时在眼睛前面放一个如图 (选填“甲”或“乙”)中的透镜,就能使光会聚到视网膜上。
答案(1)D (2)后 甲
解析(1)正常人眼睛的明视距离为25cm,正常人眼睛的观察范围是10cm到极远处。故选项D符合题意。(2)远视眼只能看清远处的物体,看不清近处的物体,产生的原因是由于晶状体太薄,折光能力太弱,或者眼球在前后方向上太短,成像在视网膜的后方,可利用凸透镜的会聚作用来矫正。
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