内容正文:
第五章 透镜及其应用
考点一 主光轴、光心、焦点和焦距
典例1 关于透镜,下列说法中正确的是 ( )
A. 凸透镜能使平行光会聚于一点,这个点叫做凸透镜的焦点
B. 通过凹透镜的两束光一定不能相交于一点
C. 凸透镜的焦距越小,对光的会聚作用越弱
D. 通过凸透镜的两束光可能不相交于一点
解析:只有平行于主光轴的光经凸透镜折射后,交于凸透镜的焦点,故A错误;凹透镜对光有发散作用,会聚光经过凹透镜折射后,一定变得比折射前发散,会出现三种情况:① 还是会聚光束,能相交于一点,但是会聚程度明显减弱;② 变成平行光线,这是折射前射向凹透镜虚焦点的光线,是一种特殊情况;③ 变成发散光束,这种情况下凹透镜对光的发散能力很强,故B错误;凸透镜的焦距越小,说明对光的折射能力越强,对光的会聚能力越强,故C错误;凸透镜对光具有会聚作用,两束光只是比原来更会聚,而不一定相交,故D正确。
答案:D
1. 焦距为10cm的凸透镜正对太阳光,其下方的白纸上呈现一光斑,此时光斑到凸透镜的
距离为12cm,若凸透镜靠近白纸,则看到光斑的大小和亮度的变化情况是 ( )
A. 光斑一直变大,亮度越来越暗
B. 光斑一直变小,亮度越来越暗
C. 光斑先变小后变大,亮度先变亮后变暗
D. 光斑一直变大,亮度越来越亮
C
[解析]已知凸透镜的焦距为10cm,此时光斑到凸透镜的距离为12cm,则这个光斑可能是焦点之后,而且比焦点的光斑要大,亮度不如焦点时的亮,因为凸透镜会聚在焦点的光最亮、最小,所以若凸透镜靠近白纸,则光斑先变小后变大,亮度先变亮后变暗,故C正确,A、B、D错误。
2. 把一个焦距为10cm的凸透镜正对太阳放置,则温度最高的点是 ( )
A. 和太阳同侧距凸透镜光心10cm
B. 和太阳异侧距凸透镜光心10cm
C. 和太阳同侧距凸透镜光心5cm
D. 和太阳异侧距凸透镜光心5cm
B
[解析]凸透镜的焦距是10cm,太阳光是平行光,凸透镜正对太阳光,平行的太阳光平行于主光轴入射,经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点,这点是焦点,焦点温度最高,所以和太阳异侧距凸透镜光心10cm温度最高。故选B。
考点二 生活中的透镜
典例2 小凤家的防盗门上有一个“猫眼”,她在屋内能看到屋外人的正立、缩小的像,而屋外面的人却看不清屋内的小凤的家人,“猫眼”应该相当于一个 ( )
A. 凸透镜 B. 凹透镜
C. 凸透镜和凹透镜的组合 D. 凸面镜和凹面镜的组合
解析:“猫眼”是由两块透镜组合而成的;当我们从门内向外看时,物镜是凹透镜,目镜是凸透镜。物镜的焦距极短,它将室外的人或物成一缩得很小的正立虚像,此像正好落在目镜的一倍焦距之内,目镜起着放大镜的作用,最后得到一个较为放大的正立虚像,所以“猫眼”相当于一个凸透镜和凹透镜的组合。
答案:C
3. 二维码成了手机生活服务的重要入口,扫一扫可团购餐饮,扫一扫可拿到打折电影票
等。如图所示为我们熟悉的二维码图片,手机扫描二维码,相当于给二维码拍一张照片,识别软件正是依靠颜色的深浅来完成对二维码的识别。关于涉及的物理知识,下列说法中正确的是 ( )
A. 摄像头是一种凹透镜
B. 黑色区域反射所有色光
C. 二维码反射的光经过摄像头折射后成像
D. 识别软件能直接识别二维码本身发出的亮暗不同的光
C
[解析]摄像头是一种凸透镜,故A错误;二维码中白色区域能够反射所有色光,黑色区域不反射光,故B错误。扫描仪获取二维码信息,是二维码反射的光经过摄像头对光的折射而成像之后,通过软件识别将光信号转换为电信号进而转换为数字信号,故C正确。二维码中白色区域能够反射所有色光,黑色区域不反射光,二维码本身不发光,故D错误。
4. 某校运用了人脸识别系统签到,老师们站在机器前0.5~1.2m处时,安装在墙上的人脸
识别系统的摄像机就可以对其面部特征进行快速核对。由此判断,人脸识别系统的摄像机的镜头 ( )
A. 相当于凸透镜,焦距可能为0.4m
B. 相当于凸透镜,焦距可能为0.1m
C. 相当于凹透镜,焦距可能为0.4m
D. 相当于凹透镜,焦距可能为0.1m
B
[解析]人脸识别系统的摄像机利用的是凸透镜成实像的原理,即摄像机镜头相当于凸透镜,而且所成的像应是倒立、缩小的实像,人到镜头的距离应远远大于二倍焦距,即0.5m>2f,解得f<0.25m,所以B选项正确。
考点三 探究凸透镜成像的规律
典例3 (2022·江西二模)小梦在探究凸透镜成像规律时,将一凸透镜正对太阳光,可在距凸透镜10.0cm处得到一个最小、最亮的光斑。现将该凸透镜、蜡烛和光屏安装到光具座上,并调整三者中心在同一高度上,此时光屏上呈现清晰的像,位置如图所示。下列说法中,正确的是 ( )
A. 此凸透镜的焦距为15.0cm
B. 此