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1、专题0 3 透镜及其应用（第 1期）一、选择题（2022 安徽省）1.把凸透镜正对着太阳，在距凸透镜10cm的光屏上得到一个最小、最亮的光斑。若将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前30cm处，在凸透镜的另一侧调节光屏的位置，可得到烛焰清晰的（）A.倒立、缩小的实像 B.倒立、放大的实像C.倒立、等大的实像 D.正立、放大的虚像【答案】A【解析】【详解】把凸透镜正对着太阳，太阳光是平行光，且平行于主光轴，在距凸透镜10cm的光屏上得到一个最小、最亮的光斑，这个光斑就是凸透镜的焦点，所以该凸透镜的焦距是户10cm。将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前30cm处，此时物距根据凸透镜成像规律可知，可以在另一侧的光
2、屏上得到烛焰倒立、缩小的实像，故 A 符合题意，BCD不符合题意。故选Ao（2022 江苏连云港）2.下列关于光现象描述正确的是（)A.凹透镜对光有发散作用B.佩戴凸透镜可以矫正近视眼C.漫反射不遵循光的反射定律D.白光是由红光和绿光混合而成的【答案】A【解析】【详解】A.中间薄，边缘厚的透镜叫凹透镜，对光有发散作用，故 A 正确；B.近视眼的晶状体太厚，折光能力太强，来自远处的光会聚在视网膜前，为了使像成在视网膜上，应配戴凹透镜矫正，因为凹透镜对光有发散作用，故 B 错误；C.镜面发散和漫反射都遵循光的反射定律，故 C 错误；D.太阳光经过三棱镜后形成一条由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等颜色组
3、成的光带，这种现象叫光的色散现象，此实验说明了白光是多种色光组成的，故 D 错误。故选Ao（2022 山东泰安）3.光学知识在我们的生活、学习中有着广泛应用。下列说法中（）近视镜是凸透镜，利用了凸透镜对光有会聚作用照相时，被照者应位于镜头二倍焦距以外放大镜能放大地图，利用了光通过凸透镜能成正立、放大的实像的原理阳光下绿树的影子是光沿直线传播形成的A.只有正确 B.只有正确 C,只有正确 D.只有正确【答案】B【解析】【详解】近视眼的晶状体曲度变大，会聚能力增强，即折光能力增强，成像于视网膜前，应佩戴发散的凹透镜，使光线推迟会聚，故错误；照相机照相的原理是物距大于2倍焦距，成倒立缩小的实像，所以
4、照相时应该站在镜头的二倍焦距以外，故正确；利用放大镜看地图时，物体在焦点之内，物距小于1倍焦距，成正立放大的虚像，故错误；阳光下绿树的影子是光在同种均匀介质中沿直线传播形成的，故正确。故选B。（2022 湖南衡阳）4.凸透镜是照相机，放大镜等光学仪器的重要元件，下列说法正确的是（）A.凸透镜对光线有发散作用 B.近视眼矫正的镜片是凸透镜C.照相机成的是倒立缩小的实像 D.放大镜成的是正立放大的实像【答案】C【解析】【详解】A.凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用，故A错误；B.近视眼是由于晶状体太厚，折光能力太强，像成在视网膜的前方，需要戴一副凹透镜来矫正，故B错误；C.照相机是根据物距
5、大于2倍焦距，成倒立缩小的实像的原理制成的，故C正确；D.由凸透镜成像规律可知，放大镜成正立、放大的虚像，不是实像，故D错误。故选C。（2022 四川内江）5.关于图中“凸透镜成像规律”的实验，下列说法正确的是（）A.图中蜡烛到凸透镜的距离“为/必2/（/为焦距）B.图中凸透镜成像规律与投影仪的成像原理相同C.图中光路图说明光在不同介质间传播的方向一定改变D.从不同方向能看清光屏上的像，是因为光在光屏上发生了漫反射【答案】D【解析】【详解】A.如图物距大于像距，则物距在两倍焦距开外，故A错误；B.物距在两倍焦距开外，成的是倒立的缩小的实像，与照相机成像原理相同，故B错误；C.图中光路图说明光在
6、不同介质间传播的方向不一定改变，因为通过光心的传播方向不变，故c错误；D.从不同方向能看清光屏上的像，光屏比较粗糙，在光屏上发生了漫反射，故D正确。故选D。（2022 山东临沂）6.早在两千多年前，我国古代思想家墨子就在 墨经中论述了小孔成像等光学现象，下列光现象与小孔成像原理相同的是（）地面的人影C.D.B.【答案】A【解析】【详解】A.小孔成像是光的直线传播形成的。影子是光通过不透明物体时，在后面留下阴影形成的，光的直线传播现象，故 A 符合题意;B.水中的倒影是平面镜成像现象，光的反射形成的，故 B 不符合题意；C.空中的彩虹是光的色散现象，光的折射形成的，故 C 不符合题意；D.放大的
7、文字是通过放大镜看到的，是光的折射现象，故 D 不符合题意。故选Ao（2022 四川自贡）7.现代生活，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。如图所示，关于近视眼及其矫正的原理图正确的是（）【答案】B【解析】【详解】图中光线会聚在视网膜后方，是远视眼的成像情况。要佩戴凸透镜进行矫正，即所示矫正原理图；图中光线会聚在视网膜前方，是近视眼的成像情况。要佩戴凹透镜进行矫正，即所示矫正原理图。组合是远视眼及矫正原理图，组合是近视眼及矫正原理图，故A C D错误，B正确。故选B。二、填空题（2022 四川遂宁）8.小 陈发现爷爷看书报时将书报拿得很远，根据所学知识想到人的
8、眼睛与（选 填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像原理相同，爷爷眼 睛 的 问 题 是 因 为 晶 状 体 太 薄 造 成 的 （选 填“近”或“远”）视眼。于是他建议父母带爷爷到眼镜店选配一副由_ _ _ _ _ _ _ _ _ _透镜制成的老花镜。【答案】.照相机.远.凸【解析】【详解】1人的眼睛与照相机的成像原理相同，都是成倒立、缩小的实像。晶状体太薄，导致晶状体对光线的会聚能力变弱，看远处物体时，像呈在视网膜后方，所以爷爷眼睛的问题是因为晶状体太薄造成的远视眼。远视眼是由于看远处物体时，像呈在视网膜后方，所以应该佩戴会聚透镜，即凸透镜，使光线提前会聚。（2022 江苏连云港）9.小
9、明在探究凸透镜成像特点时，将蜡烛、凸透镜、光屏放置在如图所示位置时、光屏上恰好出现等大的清晰的像，此凸透镜的焦距为 cm。当蜡烛被移至57cm刻度处，无论怎样移动光屏，光屏上始终接收不到像，要想观察到像可以从凸透镜的（选 填“左”或“右”）侧用眼睛观察，生活中的是利用这个原理制成的。【答案】.10.0,左.放大镜【解析】【详解】1 蜡烛恰好在光屏上成倒立、等大的像，由图可知，此时w=v=20.0cm=y则户 10.0cm。当蜡烛被移至57.0cm刻度处，此时物距是7.0cm,物距小于焦距，成的是一个正立、放大的虚像，光屏上始终接收不到像，且像和物在凸透镜的同一侧，因此要想看到这个像，应从凸透镜
10、的左侧透过凸透镜去观察。放大镜的原理是物距小于焦距，成正立放大的虚像，所以放大镜是利用这个原理制成的。（2022 云南省）10.某小组利用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律，此时光屏上呈现了烛焰清晰的像，该像是倒立、的 实 像（选 填“放大”或“缩小”），该成像特点是 的成像原理（选 填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）o【答案】.缩小.照相机【解析】【详解】山如图所示，此时光屏上呈现了烛焰清晰的像，物距 =30.0cm,像距y=15.0cm,可知物距大于像距，根据凸透镜成像规律，此时u 2f,f v 2 f,此时成倒立、缩小的实像，该成像特点是照相机的原理。（2 0 2 2 江苏扬州）11.
11、请你补全关于“像”的知识结构图。（1）、（2）.、（3）0【答案】.直线传播.凸透镜.倒立实像【解析】【详解】凸透镜成像是由光的折射形成的，根据凸透镜成像的规律，当物距大于二倍焦距时，成倒立缩小的实像，当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成倒立放大的实像，故当物距大于一倍焦距时成倒立的实像；小孔成像是利用光在同种均匀介质中沿直线传播形成的倒立的实像。故小孔成像和凸透镜成像的相同点是都可以成倒立的实像。三、作图题（2 0 2 2 重庆 A）12 .请在图中画出平行于主光轴的光线经凸透镜折射后的光线_ _ _ _ _.【答案】见解析【解析】【详解】根据凸透镜焦点的定义可知，平行于主光轴的光线经凸透镜
12、折射后，折射光线会经过焦点，据此画出折射光线，如图：点睛：涉及凸透镜或凹透镜的光路作图，应牢记凸透镜和凹透镜的三条特殊光线,在画图中灵活运用，像这一类的作图即可迎刃而解.（20 22 江苏扬州）1 3 .如图，请完成光线通过凸透镜的光路图。（F是凸透镜的焦点）s【详解】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，过焦点的光线经过凸透镜折射后光线与主光轴平行，光路图如下图所示:5（2022 浙江宁波）1 4.如图甲所示，在小宁与平面镜之间有一只杯子，为何杯子和杯子的像在小宁眼球视网膜上成的像大小不同？根 据“平面镜成像”、“视觉的形成”等有关知识,我们可以用作图的方法来解释上述现象。图乙为杯子的像C
13、D在视网膜上成像的示意图，请你在图丙中画出杯子4 8在视网膜上成的像A 8。（要求：先根据平面镜成像规律画出A B,再用图乙的方法画出A b）甲丙丙【解析】【详解】据平面镜成像特点：像与物到镜面的距离相等，像与物的连线与镜面垂直，可分别过C。作镜面的垂线，从而确定杯子A8的位置。眼球的晶状体相当于凸透镜，物体在视网膜上所成的是倒立、缩小的实像。由图乙知，两点射向晶状体的过光心的光线传播方向不改变，这两条折射光线到达视网膜便形成了。在眼球中的像。同理，过A6两点作通过光心的光线，这两条光线到达视网膜的位置，便是杯子在视网膜上成的 像。作图如下：丙四、实验题（20 22 四川南充）1 5.小明在科
14、技书上利用凸透镜制作一个照相机，他找到了一个凸透镜和一些器材，首先在实验室探究凸透镜成像的规律，部分操作如下：（1）实验前先调节烛焰、光屏的中心在同一水平直线上；（2）当蜡烛到凸透镜距离为20 cm 时，能在光屏上呈现等大的像，则该凸透镜焦距 f=cm；（3）小明将蜡烛移动到距离凸透镜3 0 cm 处，调节光屏的位置，光屏上能呈现清晰倒立缩小的（选 填“实”或“虚”）像;（4）小明用一个凸透镜制成照相机的镜头，能在底片上呈现清晰的近处景物的像，而远处景物的像却相当模糊，小明找来了家中废弃的眼镜镜片放在自制照相机镜头前，发现远处景物的像也变得清晰了，则该镜片属于（选 填“近视”或“远视”）眼镜；
15、取走镜片，他（选 填“增大”或“减小”）相机镜头与底片的距离也能使远处景物的像变得清晰。【答案】.凸透镜.1 0 .实.近视.减小【解析】【详解】（1）1 由图可知，光具座上依次摆放蜡烛、凸透镜和光屏，为使凸透镜所成的像在光屏的中央，实验前要将烛焰、凸透镜、光屏的中心调整到同一水平线0（2）当凸透镜成等大的实像时，像和物体都位于凸透镜的二倍焦距的位置上，则凸透镜的焦距f=g x 20a =1 0c m（3）3 当物距为3 0c m 时，蜡烛位于凸透镜的二倍焦距以外，由凸透镜成像规律可知，光屏上应成倒立缩小的实像。（4）4 近处的景物能在底片上成清晰的像，远处的景物通过镜头成像，相当于增加了物距
16、，此时清晰的像在底片的前面，则应减小像距才能在底片上成清晰的像，即减小相机镜头与底片的距离；若像距不变，也可以在镜头前放置一个对光具有发散作用的透镜，让光推迟会聚到底片上成清晰的像。近视眼镜是凹透镜，对光具有发散作用，远视眼镜是凸透镜，对光具有会聚作用，因此应在镜头前放近视眼镜片。（2022 江西省）16.物理创新实验小组的同学探究凸透镜成像的规律。【实验器材】蜡烛、凸透镜、光屏、光具座等【进行实验与收集证据】（I）测焦距：如图所示，让凸透镜正对着太阳光，在它的另一侧找到最小最亮的光斑，说明凸透镜对光具有 作用，该凸透镜的焦距为 cm；（2）组装实验装置：将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，并对
17、三者进行调节、如图所示，是他们分别调节完的实验装置，其中调节正确的是 装 置（填写字母序号），理由是,使像清晰地星现在光屏的中央;（3）设计实验表格：请将表格中和的内容补充到横线上:_ _ _ _ _ _；【分析与论证】略物距“跟焦距了 的关系像的性质大小【拓展】在实验过程中，光屏上呈现了一个清晰的像，此时，某同学将焦距相同、直径更大的凸透镜替换原凸透镜，则 光 屏 上 呈 现 的 像 比 原 来 的 像 （选 填”更大”、“更小”或“更亮”）o【答案】.会聚.5 .D.烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度.虚或实.倒立或正立.更亮【解析】【详解】（1）1 测焦距：如图所示，让凸透镜正对
18、着太阳光，在它的另一侧找到最小最亮的光斑，太阳光折射后比折射前更集中，说明凸透镜对光具有会聚作用。光斑的位置即为焦点的位置，焦点到光心的距离为焦距，故该凸透镜的焦距为5 c m o（2）3 为了能使像始终成在光屏的中央，实验前，应该将将烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致调节在同一高度上，故 A B C 错误，故 D正确。故选D。（3）由凸透镜成像规律得，像有实像和虚像之分，像有放大和缩小之分，像有倒立和正立之分。设计实验表格：请将表格中和的内容补充到横线上：虚或实倒立或正立。7 某同学将焦距相同、凸透镜的折光能力没变，物距不变，成像的位置不会变，像的大小不变，但直径更大的凸透镜替换原凸透镜，折射后
19、的成像光线比原来多,则光屏上呈现的像比原来的像更亮。(2 0 2 2 山东临沂)1 7.用焦距为1 0 c m的凸透镜探究凸透镜成像规律时，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，并将凸透镜固定在5 0 c m刻度线处。(1)点燃蜡烛，调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在_ _ _ _ _;(2)当蜡烛和光屏的位置如图所示时，光屏上承接到烛焰清晰的像。应用了此成像 特 点 的 是 (选 填“照相机”“放大镜”或“投影仪”);(3)将蜡烛移至2 0 c m刻度线处，应将光屏移至_ _ _ _ _cm刻度线处，可再次承接到烛焰清晰的像；(4)将蜡烛移至4 5 m
20、刻度线处，无论怎样移动光屏，始终承接不到烛焰清晰的像。此 时 应 在 凸 透 镜 (选 填“左侧”或“右侧”)透过凸透镜观察像的特点。【答案】.同一高度.投影仪 .6 5.0 .右侧【解析】【详解】(1)1 为了使像成在光屏的中心，点燃蜡烛，应使烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度。(2)2 由图得，此时像距大于物距，凸透镜成的像是放大倒立的实像，投影仪利用该原理工作。(3)3 由图得，当物距w =5 0.0 c m-3 5.0 c m=1 5.0 c m像距v=8 0.0 c m-5().()c m=3().0 c m将蜡烛移至20cm刻度线处，物距变为u=50.0cm-20.
21、0cm=30.0cm由光路可逆得，此时像距应为15.0cm,即应将光屏移到65.0cm位置可再次承接到烛焰清晰的像。(4)4虚像不能在光屏上呈现，将蜡烛移至45m刻度线处，无论怎样移动光屏，始终承接不到烛焰清晰的像，说明此时凸透镜成得像是虚像，虚像在折射光线的反向延长线的交点上，此时应在凸透镜右侧透过凸透镜观察像的特点。(2022 陕西省)18.如图-1所示，人眼的功能类似于照相机，学习了凸透镜成像规律后，小明对人眼和照相机如何成清晰的像，进行了进一步研究；(1)人眼结构中，视网膜到晶状体的距离不变，相当于“探究凸透镜成像规律”实验中，到凸透镜的距离不变，能否看清远近不同的物体，可能与晶状体的
22、焦距有关，使用变焦照相机拍照，能否得到清晰的像，可能同时与焦距和像距有关，于是他用图-2装置进行探究；(2)实验前，调 节“F”光源和光屏的中心在凸透镜的主光轴上，是为了使像呈现在;(3)实验主要步骤：保持光屏到凸透镜的距离不变，换上不同焦距的凸透镜，调 节“尸 光源到凸透镜的距离，直到光屏上成清晰的像，分别记录焦距、物距和像的高度；保持 到凸透镜的距离不变，换上不同焦距的凸透镜，调节光屏到凸透镜的距离，直到光屏上成清晰的像，分别记录焦距、像距和像的高度；(4)实验数据如下表所示：物体的高度=5.0cm实验序号物距/cm像距v/cm焦距/c m像的高度力/cm117.115.08.()4.42
23、3 0.01 5.01 0.02.536 0.01 5.01 2.01.342 5.01 1.88.02.452 5.01 6.71 0.03.362 5.02 3.11 2.04.6分析 三组数据可知：当像距不变时，物距变大，要成清晰的像，凸透镜焦距要变大；分析4、5、6三组数据可知：当物距不变时，凸透镜焦距越_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _,像距越大，像也越大；根据以上探究可知：人眼是通过调节晶状体焦距来看清远近不同物体的；用变焦照相机在同一位置拍摄同一物体时，是通过同时调节焦距和像距，使物体成大小不同的清晰的像；（5）实验结束后，小明和同学们进行了如下交流：人长时间看近处物体，
24、眼睛容易疲劳。学习较长时间后，建议同学们适当远眺，使睫状体放松，晶状体变（选 填“厚”或“薄”），焦距变大，舒缓眼疲劳，保护眼睛；用变焦相机拍完西安钟楼的全景后，要在原地把钟楼上的钟拍得更大一些，应该把照相机的镜头（选 填“向前伸”或“往后缩”）同时增大焦距。【答案】.光屏.光屏中央.“口”光源 .1、2、3 .大（或长）.薄.向前伸【解析】【详解】（1）1 在人眼结构中，外界事物透过晶状体最终成像在视网膜上，视网膜相当于凸透镜成像规律中的光屏，故视网膜到晶状体的距离不变，相当于光屏到凸透镜的距离不变。（2）实验前，调 节“尸”光源和光屏的中心在凸透镜的主光轴上，是为了使像最终能够在光屏的中央
25、显现。（3）保 持“尸”光源到凸透镜的距离不变，保持物距不变，换上不同焦距的凸透镜，直到光屏上成清晰的像，可以探究焦距与像距之间的关系。(4)4 要得出“当像距不变时，物距变大，要成清晰的像，凸透镜焦距要变大。”的结论，需要控制像距保持不变，改变物距，故 选1、2、3组数据。分析4、5、6三组数据可知，物距保持不变，透镜的焦距逐渐增大，发现像距也在逐渐增大，且像的高度也在逐渐增大，故当物距不变时，凸透镜焦距越大，像距越大，像也越大。(5)6 人长时间看近处物体，晶状体收缩变厚，对光的偏折能力变大，眼睛的焦距变小，远眺时，使睫状体放松，晶状体变薄，对光的偏折能力变小，眼睛的焦距变大，远处物体射来的光刚好聚在视网膜上，可以看清远处的事物，可以起到舒缓眼疲劳，保护眼睛的作用。拍完西安钟楼的全景后，需要在原地把钟楼上的钟拍得更大一些，则物距保持不变，像变大，分析表格数据可知，此时焦距变大，故把照相机的镜头像前伸。