内容正文:
专题三 透镜及其应用(解析版)
考点01透镜的基本概念及其应用
考点02透镜对光线的作用
考点03凸透镜成像规律及其应用
考点04眼睛和眼镜
透镜的基本概念及其应用考点01
1.在学习了凸透镜成像规律后,小慧同学计划制作一个“手机投影仪”。现有器材如下:焦距分别为10cm、20cm、30cm的凸透镜各一个,手机一部,长为30cm的纸盒,胶带和剪刀等。“投影仪”模型如图所示,将手机和凸透镜分别固定在纸盒的两端,调整“投影仪”到墙面的距离,可在墙上看到手机画面清晰放大的像。下列说法正确的是( )
A.应选择焦距为10cm的凸透镜
B.应选择焦距为20cm的凸透镜
C.将手机正立放置,在墙上看到的像是正立的
D.墙上手机画面的像是虚像
【答案】B
【详解】A.若选择焦距为10cm的凸透镜,此时物距为30cm,物距大于两倍焦距,此时会成倒立的缩小的实像,与题意不符,故A不符合题意;
B.若选择焦距为20cm的凸透镜,此时物距为30cm,物距在一倍焦距和两倍焦距之间,成的是倒立的放大的实像,是投影仪原理,故可以满足题意,故B符合题意;
C.将手机正立放置,在墙上看到的像是倒立的像,故C不符合题意;
D.能够在光屏上承接,说明是实像,故D不符合题意。
故选B。
2.光让我们通过视觉认识世界,下列说法不正确的是( )
A.甲图:由于漫反射,同学们能从不同方向看到地上的书
B.乙图:小聪在镜中看到小猫,这只“小猫”是能量聚集形成的像
C.丙图:近视眼需要戴凹透镜矫正
D.丁图:利用光在同种均匀介质中沿直线传播的规律可制成针孔照相机
【答案】B
【详解】A.能够从不同方向看到一些本身不发光的物体,说明光在这些物体上发生了漫反射,由于漫反射,同学们能从不同方向看到地上的书,故A正确,不符合题意;
B.平面镜成像是虚像,不是由真实光线会聚而成,即小聪在镜中看到小猫,这只“小猫”不是能量聚集形成的像,故B不正确,符合题意;
C.近视眼的形成原因是晶状体变厚,折光能力变强,像成在视网膜的前方,可用发散作用的凹透镜矫正,使光线会聚能力减弱,能使像成在视网膜上,能看清远处的物体,故C正确,不符合题意;
D.针孔照相机是小孔成像的应用,小孔成像是由于光在同种均匀介质中沿直线传播形成的倒立的实像,故D正确,不符合题意。
故选B。
3.我国某新型战斗机配有光电搜索跟踪系统,系统中的光学元件相当于晶状体,内置光电传感器相当于视网膜,成像原理与人眼相似。从空中拍摄地面物体时,物体在光电传感器上形成的像是( )
A.倒立、缩小的实像 B.倒立、等大的实像
C.倒立、放大的实像 D.正立、放大的虚像
【答案】A
【详解】A.根据题意可知,系统中的光学元件相当于晶状体,内置光电传感器相当于视网膜,成像原理与人眼相似,人眼成像原理与照相机相似,这说明光电搜索跟踪系统和照相机的原理相似,从空中拍摄地面物体时,物体位于二倍焦距以外,物体在光电传感器上形成的像是倒立、缩小的实像,故A符合题意;
B.倒立、等大的实像,可以用来测焦距,故B不符合题意;
C.倒立、放大的实像,是投影仪的原理,故C不符合题意;
D.正立、放大的虚像,是放大镜的原理,故D不符合题意。
故选A。
4.如图所示是一款投影手机,它能够将手机上的内容直接投影在地面上。关于投影手机,下列说法正确的是( )
A.手机的镜头相当于一个凸透镜,该类透镜可用来矫正远视眼
B.光在地面上发生镜面反射
C.手机上的丰富色彩是由红、黄、蓝三种色光混合而成的
D.该手机投影仪所成的像是虚像
【答案】A
【详解】A.投影手机实质是一个投影仪,它的镜头相当于一个凸透镜。同时,凸透镜也是矫正远视眼的镜片,因为远视眼的晶状体曲度变小,会聚能力减弱,像成在视网膜的后方,而凸透镜对光线有会聚作用,可以帮助将像前移到视网膜上。故A正确;
B.光在地面上发生的是漫反射,而不是镜面反射。镜面反射是指平行光线射到平滑的表面上时,反射光线仍然是平行的;而漫反射则是指平行光线射到粗糙的表面上时,反射光线射向各个方向。由于地面通常是粗糙的,所以光在地面上发生的是漫反射。故B错误;
C.手机上的丰富色彩并不是由红、黄、蓝三种色光混合而成的,而是由红、绿、蓝三种色光混合而成的。这三种色光被称为光的三原色,它们按不同的比例混合可以产生各种颜色的光。故C错误;
D.该手机投影仪所成的像是实像,而不是虚像。实像是实际光线会聚而成的像,它可以用光屏承接;而虚像则不是由实际光线会聚而成的,它不能用光屏承接。故D错误。
故选A。
5.如图,手机扫描二维码,相当于给二维码拍了一张照片,手机摄像头相当于凸透镜,感光元件相当于光屏。下列说法正确的是( )
A.物体上的二维码是光源
B.扫码时二维码要位于摄像头二倍焦距以外
C.要使屏幕上二维码的像变大,只需将二维码远离手机
D.感光元件上成的是正立的虚像
【答案】B
【详解】A.二维码本身不发光,不是光源,故A错误;
B.手机摄像头相当于凸透镜,是利用物体在二倍焦距外,凸透镜成倒立、缩小实像的原理工作的,所以扫码时二维码要位于摄像头二倍焦距以外,故B正确;
C.要使屏幕上二维码的像变大,只需将二维码靠近手机,故C错误;
D.影像传感器上成的是倒立缩小的实像,故D错误。
故选B。
6.广东生产的无人驾驶电动垂直起降航空器首飞成功,彰显了我国科技在城市空中交通领域的领先地位。航空器可用于高空摄影、旅游观光等,航空器的摄像头相当于 透镜,远处的物体通过摄像头成倒立缩小的 (选填“实”或“虚”)像。在摄像头远离物体的过程中,像的大小将变 。
【答案】 凸 实 小
【详解】[1][2]航空器的摄像头相当于凸透镜,其成像原理与照相机相同,即物体在二倍焦距以外成倒立、缩小的实像。
[3]在摄像头远离物体的过程中,物距增大,像距减小,像变小。
7.购物支付已进入“刷脸”时代,如图所示,消费者结账时只需面对摄像头(相当于一个凸透镜),经系统自动拍照、扫描等,即可迅速完成交易,摄像头的成像特点与 (选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”)相同;“刷脸”时,面部应位于距摄像头 (选填“二倍焦距之外”“一倍焦距和二倍焦距之外之间”或“一倍焦距之内”)。
【答案】 照相机 二倍焦距之外
【详解】[1]摄像头的镜头是一个凸透镜,是利用凸透镜成倒立、缩小的实像原理工作的,因此与照相机成像原理相同。
[2]摄像头成像特点相当于照相机,是利用物体在二倍焦距之外,成倒立、缩小的实像的原理制成的,所以“刷脸”时,面部应位于摄像头二倍焦距之外,面部经摄像头成倒立、缩小的实像。
8.清晨,花朵上常会出现一些晶莹剔透的水珠,如图所示,一滴水珠相当于一个 ,透过晶莹剔透的水珠,我们可以更清楚地看到花瓣的纹理。此时我们看到的花瓣的纹理是 (选填“虚”或“实”)像。
【答案】 凸透镜 虚
【详解】[1][2]如图所示,花朵上的小水滴中间厚、边缘薄,一滴水珠相当于一个凸透镜,透过晶莹剔透的水珠,我们可以更清楚地看到花瓣的纹理,此时花瓣的纹理在水透镜的一倍焦距以内,水透镜相当于放大镜,成正立放大的虚像,因此,我们看到的花瓣的纹理是虚像。
透镜对光线的作用考点02
9.在图中完成凸透镜光路图,在图中完成凹透镜光路图。
【答案】解:
在图中,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点;通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴;在图中,平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点;过凹透镜光心的光线传播方向不改变;延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴;如图所示:
【解析】在作凸凹透镜的光路图时,先确定所给的光线的特点再根据凸凹透镜的光学特点三条特殊光线来作图。
凸透镜三条特殊光线:通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点;过凸透镜光心的光线传播方向不改变。
凹透镜三条特殊光线:延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴;平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点;过凹透镜光心的光线传播方向不改变。
10.平行光经过凸透镜后会聚在主光轴上的一点,这个点叫凸透镜的焦点;平行光经过凹透镜后,光线发散,发散光线的反向延长线交在主光轴上的一点,这个点叫凹透镜的虚焦点。如图,点既是图示凸透镜的焦点,也是图示凹透镜的虚焦点,请画出图中两条平行于主光轴的光线经过两个透镜的光路图。
【答案】
11.如图所示,在平面镜与凸透镜之间放一物体,为凸透镜的焦点,从点发出的一条光线经平面镜反射后恰好通过凸透镜的焦点,并射向凸透镜,经凸透镜发生折射。请画出:
物体在平面镜中的像。
点发出的光线经平面镜反射后通过焦点的光路。
经凸透镜折射后的光线。
【答案】解:分别作出物体端点、关于平面镜的对称点、,用虚线连接、即为在平面镜中的像;
连接,与平面镜的交点便是入射点,从而做出入射光线和反射光线;
过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴,如下图所示:
【解析】平面镜成像的特点是:像物大小相等、到平面镜的距离相等、连线与镜面垂直、左右互换,即像物关于平面镜对称,利用这一对称性作出的像。
根据反射光线的反向延长线过像点,又过凸透镜的焦点点确定反射光线的位置,补充上入射光线;
根据过焦点的光线经过凸透镜后平行射出作出经过凸透镜的折射光线。
此题考查了光的反射和平面镜成像光路图,同时考查了凸透镜的三条特殊光线作图,综合性强,知识点结合巧妙,且难度适中,是一道好题。
12.如图所示,一条光线经平面镜反射后,过凸透镜的焦点射向凸透镜。请在图中画出射向平面镜的入射光线和经凸透镜后的折射光线;
【答案】解:过平面镜的反射点垂直镜面作出法线,因为反射光线与镜面的夹角为,则反射角为:,则入射角也为,根据入射角等于在法线右侧作出入射光线;
过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴;如图所示:
【解析】反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一个平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角;根据反射定律作出反射光线,反射光线与法线的夹角为反射角。
根据过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴作出折射光线。
凸透镜有三条特殊光线:过光心的光线其传播方向不变;过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点;
熟记反射定律的内容:射光线、入射光线、法线在同一个平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,并会作图。
13.如题所示,光线是经平面镜反射后的反射光线。请你画出:光线的入射光线:光线通过凹透镜的折射光线。
【答案】解:
过反射点垂直于镜面作出法线,然后根据反射角等于入射角,在法线左侧作出入射光线;
入射光线的延长线过另一侧焦点,经凹透镜折射后将平行于主光轴,由此作出折射光线,如图所示:
【解析】根据光的反射定律做出光线的入射光线:反射光线、入射光线、法线在同一个平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角;
凹透镜三条特殊光线的作图:延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴;平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点;过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。
本题考查根据反射定律作图以及凹透镜对特殊光线作用的作图,注意作图要规范。
14.请完成图中,光线通过凸透镜折射,再经平面镜反射的光路图。
【答案】
【解析】
【分析】
本题考查凸透镜三条特殊的光线和光的反射光路。
凸透镜有三条特殊光线:过光心的光线其传播方向不变;过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点;
熟记反射定律的内容:反射光线、入射光线、法线在同一个平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,并会作图。
【解答】
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点;
过平面镜的入射点垂直镜面作出法线,根据反射角等于入射角,在法线右侧作出反射光线。
15.如图所示,为光线经平面镜反射后的光线,为凹透镜的焦点请画出:
光线的入射光线;光线经凹透镜后的折射光线;标出入射角的度数。
【答案】解:
平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点;
先作出法线,反射光线与平面镜夹角为,则反射角等于,根据反射角等于入射角在法线的另一侧画出入射光线,如图所示:
【解析】在作凹透镜的光路图时,先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点画出入射光线;光线入射到平面镜上,根据反射角等于入射角画出入射光线。
本题考查了光的反射作图和凹透镜对光线作图,注意:凹透镜三条特殊光线的作图:延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴,平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点,过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。
凸透镜成像规律及其应用考点03
16.照相机和放大镜都是凸透镜成像原理的具体应用.对应上图,下列关于照相机、放大镜使用和成像的说法正确的是( )
A. 照相机:被拍物体应在甲区域内,成倒立缩小实像
B. 照相机:被拍物体应在乙区域内,成倒立缩小实像
C. 放大镜:被观察物体应在乙区域内,成正立放大虚像
D. 放大镜:被观察物体应在丙区域内,成正立放大实像
【答案】A
【解析】照相时物体在凸透镜二倍焦距以外,通过透镜在底片上成倒立、缩小的实像,因此被拍物体应在甲区域内,A正确,B错误;放大镜的成像原理为物体在凸透镜一倍焦距之内,被观察物体应在丙区域内,放大镜成正立、放大的虚像,C、D错误.故选A.
17. 小明同学做“探究凸透镜成像的规律”的实验,当他把烛焰移到距透镜18 cm的位置时,在光屏上观察到倒立放大清晰的像.他判断凸透镜焦距可能是① 6 cm、② 9 cm、③ 12 cm、④ 16 cm,其中正确的是( )
A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ③④
【答案】 D
【解析】当小明把烛焰移到距透镜18 cm的位置时,在光屏上观察到倒立放大清晰的像,所以2f>u=18 cm>f,解得18 cm>f>9 cm,所以符合条件的只有③④.故选D.
18.将一凸透镜正对太阳,可在距凸透镜15 cm处得到一个最小、最亮的光斑.现将该凸透镜和蜡烛、光屏安装到光具座上,位置如图所示,下列说法正确的是( )
A. 此时可以在光屏上观察到清晰缩小的像
B. 仅在凸透镜左侧附近放一合适的凹透镜,可模拟近视眼的矫正
C. 将蜡烛移到30 cm刻度处,移动光屏可在屏上得到清晰等大的像
D. 将蜡烛移到40 cm刻度处,移动光屏可在屏上得到清晰放大的像
【答案】B
【解析】 凸透镜对着太阳光时,15 cm处得到最小、最亮的光斑,说明焦距f=15 cm,图中u=40 cm>2f,像距应该在1倍焦距和2倍焦距之间,即在15 cm到30 cm之间,而现在光屏离凸透镜35 cm,因此光屏上观察不到清晰的像,A错误;近视眼要用凹透镜来矫正,因此在凸透镜左侧放一个凹透镜可以模拟近视眼的矫正,B正确;蜡烛移到30 cm刻度处.此时u=20 cm, f <u< 2f,凸透镜成倒立、放大的实像,C错误;蜡烛移到40 cm刻度处.此时u=10 cm,u<f时,成虚像,光屏上不能得到蜡烛的像,D错误.故选B.
19. 在“探究凸透镜的成像特点”实验中,所用凸透镜的焦距为10 cm,光屏是用表面涂有白漆的铁板制成.小科把“F”发光物置于离凸透镜13 cm处,移动光屏,在光屏上找到清晰的像,如图所示.小科看到光屏上像的形状和大小分别是( )
A. 、放大 B. 、放大 C. 、缩小 D. 、缩小
【答案】A
【解析】“F”位于凸透镜的一倍焦距到二倍焦距之间,通过凸透镜成倒立、放大的实像,由于人眼在光屏前观察,故可看到像与“F”上下颠倒,A符合题意.故选A.
20.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上承接到烛焰清晰的像。保持凸透镜的位置不变,则( )
A.实验所用凸透镜的焦距可能为10.0cm
B.光屏上承接到的像是烛焰倒立、放大的实像
C.将蜡烛和光屏的位置互换,光屏上仍能承接到像
D.将蜡烛移至45.0cm刻度线上,光屏上仍能承接到像
【答案】C
【详解】AB.如图,物距和像距
联立以上两式解得
凸透镜的焦距不可能为10cm,此时物距大于像距,光屏上成倒立、缩小到实像,故AB不符合题意;
C.将蜡烛和光屏的位置互换,物距和像距互换,根据光路可逆可知,光屏上仍能承接到倒立放大的实像,故C正确;
D.将蜡烛移至45.0cm刻度线上,物距为5cm,小于焦距,此时烛焰成虚像,光屏上不能承接到像,故D不符合题意。
故选C。
21.小明同学找来一个薄壁圆柱形玻璃杯,并将画有箭头的白纸靠在玻璃杯后,观察结果如图甲所示。向杯中加水,使得水面高过箭头位置,透过玻璃杯观察纸上的“箭头”;将白纸逐渐远离杯子的过程中,依次观察到情景可( )
A.丁、乙、丙 B.乙、丙、丁 C.丙、丁、乙 D.丁、丙、乙
【答案】D
【详解】圆柱形玻璃杯中注入水相当于凸透镜,玻璃杯后白纸上的水平箭头为物体。开始白纸在焦距之内,成正立、放大的虚像,成的像如图丁,将白纸逐渐远离杯子的过程中,当白纸在一倍焦距和二倍焦距之间时可以成倒立、放大的实像,成的像如图丙,当白纸在凸透镜的二倍焦距以外时可以成倒立、缩小的实像,成的像如图乙,所以依次观察到情景是丁丙乙,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
22.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,某学习小组用如图甲所示的方法测量凸透镜的焦距:正确安装并调节实验装置后,在光屏上得到一个清晰的像,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.由图甲可知,该凸透镜的焦距是40.0cm
B.照相机成像特点与图乙中烛焰的成像特点相同
C.图乙中的烛焰向远离凸透镜方向移动,所成的像逐渐变小
D.图乙中若用黑纸片将凸透镜挡一半,光屏上成半个烛焰的像
【答案】C
【详解】A.平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将会聚于一点,这点即为此透镜的焦点,从焦点到透镜光心的距离即为焦距,则透镜的焦距为
f=40.0cm-30.0cm=10.0cm
故A错误;
B.图乙中,物距为
u=50.0cm-35.0cm=15.0cm
像距为
v=80.0cm-50.0cm=30.cm
物距小于像距,由凸透镜成像规律可知,图乙中烛焰成的是倒立放大的实像,这个原理制成了投影仪,与照相机不同,故B错误;
C.图乙中的烛焰向远离凸透镜方向移动,物距变大,像距变小,像变小,故C正确;
D.用黑纸片将凸透镜遮挡一半,透镜的上半部分仍能会聚烛焰发出的光线,成烛焰完整的像,只是像比原来变暗,故D错误。
故选C。
眼睛和眼镜考点04
23.正常人的眼睛能看清远处的物体是由于( )
A.睫状体放松,晶状体变薄
B.睫状体放松,晶状体变厚
C.睫状体收缩,晶状体变薄
D.睫状体收缩,晶状体变厚
【答案】A
【解析】人眼晶状体的曲度可以调节,当看远处物体时,睫状体放松,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,睫状体收缩,晶状体变厚,折光能力变弱,也能使像成在
视网膜上。故选A.]
24.如图所示,将凸透镜看作是眼睛的晶状体,光屏看作是眼睛的视网膜,烛焰看作是被眼睛观察的物体。拿一副近视眼镜给“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。如果把近视眼镜换成远视眼镜,为了能在光屏上重新得到清晰的像,下列操作不可行的是( )
A.将蜡烛靠近凸透镜
B.将光屏靠近凸透镜
C.将光屏远离凸透镜
D.将光屏和蜡烛同时靠近凸透镜
【答案】C
【解析】根据题意,拿一副近视眼镜给“眼睛”戴上,光屏上出现烛焰清晰的像,因为近视眼镜为凹透镜,对光线有发散作用,所以拿走近视眼镜则烛焰的像变得模糊,因为像靠近凸透镜了。如果把近视眼镜换成远视眼镜,即换为凸透镜,对光线有会聚作用,所以像会更靠近凸透镜,即像距更小,为了能在光屏上重新得到清晰的像,下列方法中:A.将蜡烛靠近凸透镜,物距减小,则像距增大,像右移到光屏上,方法可行;B.将光屏靠近凸透镜,移动到像的位置,像清晰,方法可行;C.将光屏远离凸透镜,离像更远,更模糊,方法不可行;D.将光屏和蜡烛同时靠近凸透镜,即物距减小时,此时像距会增大,所以在某一位置,像是会变清晰的,方法可行;故选C。
25.下列关于远视眼的说法正确的是( )
A.人患远视眼的主要原因是因为长期看远处的物体造成的
B.远视眼应用凸透镜来矫正
C.患远视眼的人无法看清近处的任何物体
D.远视眼的睫状体一直处于收缩状态
【答案】B
【解析】A.人患远视眼的主要原因是晶状体的曲度过小,睫状体对晶状体的调节能力减弱会造成远视眼,不是因为长期着远处的物体造成的,故A错误;B.远视眼需要戴会聚透镜,即正,透镜进行矫故B正确;C.远视眼是来自近处物体的光将会聚于视网膜的后方,恶远视眼的人看清近处的比较大的物体,故C错误;D.远视眼的原因是晶状体太薄,或者眼球在前后方向上太短,而不是晓状体一直处于收缩状态,故D错误。故选B.
26.眼镜的规格通常不用焦距来表示,而是用度来表示,其度数D等于焦距f(以米作单位)的倒数的100倍,即D═100/f,已知小明的左眼镜片焦距为0.25 m,其度数应为( )
A.100 B.200
C.300 D.400
【答案】D
【解析】据上面的知识可知,该镜片的度数是×100=×100=400度。故选D。
27.下列说法中正确的是( )
A.凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用
B.凸透镜对光线有发散作用,凹透镜对光线有会聚作用
C.矫正近视眼的眼镜镜片是凸透镜
D.矫正远视眼的眼镜镜片是凹透镜
【答案】A
【解析】A.凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用,该说法正确;B.凸透镜对光线有发散作用,凹透镜对光线有会聚作用,该说法错误;C.矫正近视眼的眼镜镜片是凹透镜,该说法错误;D.矫正远视眼的眼镜镜片是凸透镜,该说法错误。故选A。
28.小明同学患了近视眼,使远处物体的像落在视网膜_____(填“前”或“后”)方而看不清远处物体。现在有一种治疗手术,采用激光对角膜进行处理,使晶状体和角膜构成的透镜对光的偏折能力变得_____(填“强”或“弱”)些。
【答案】前 弱
【解析】近视眼,是远处射来的光线经过眼睛的折射,成像在视网膜的前方,是晶状体对光线的偏折能力变强形成的;所以小明同学患了近视眼,使远处物体的像落在视网膜前方而看不清远处物体;现在有一种治疗手术,采用激光对角膜进行处理,使晶状体和角膜构成的透镜对光的偏折能力变得弱一些,则成像后移到视网膜上。
29.激光有一个特点是亮度高,如果激光照射到人眼,激光经过眼球__________(填“会聚”或“发散”)在视网膜上,会严重灼伤视网膜,造成永久性伤害,所以,我们不能用激光灯照射人的眼睛。如果有些同学不注意用眼卫生,患了近视眼,看不清远处的物体,是由于他的晶状体折光能力太________,像成在视网膜_______方。
【答案】会聚 强 前
【解析】如果激光照射到人眼,由于眼球的晶状体相当于凸透镜,凸透镜对光线的会聚作用,激光经过眼球会聚在视网膜上,会严重灼伤视网膜,造成永久性伤害;近视眼的成因是只能看清近处的物体,看不清远处的物体,产生近视眼的原因是:晶状体太厚,折光能力太强,或者眼球在前后方向上太长,因此来自远处点的光会聚在视网膜前,对近视眼的矫正可通过凹透镜对光线的发散作用进行矫正。
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专题三 透镜及其应用(原卷版)
考点01透镜的基本概念及其应用
考点02透镜对光线的作用
考点03凸透镜成像规律及其应用
考点04眼睛和眼镜
透镜的基本概念及其应用考点01
1.在学习了凸透镜成像规律后,小慧同学计划制作一个“手机投影仪”。现有器材如下:焦距分别为10cm、20cm、30cm的凸透镜各一个,手机一部,长为30cm的纸盒,胶带和剪刀等。“投影仪”模型如图所示,将手机和凸透镜分别固定在纸盒的两端,调整“投影仪”到墙面的距离,可在墙上看到手机画面清晰放大的像。下列说法正确的是( )
A.应选择焦距为10cm的凸透镜
B.应选择焦距为20cm的凸透镜
C.将手机正立放置,在墙上看到的像是正立的
D.墙上手机画面的像是虚像
2.光让我们通过视觉认识世界,下列说法不正确的是( )
A.甲图:由于漫反射,同学们能从不同方向看到地上的书
B.乙图:小聪在镜中看到小猫,这只“小猫”是能量聚集形成的像
C.丙图:近视眼需要戴凹透镜矫正
D.丁图:利用光在同种均匀介质中沿直线传播的规律可制成针孔照相机
3.我国某新型战斗机配有光电搜索跟踪系统,系统中的光学元件相当于晶状体,内置光电传感器相当于视网膜,成像原理与人眼相似。从空中拍摄地面物体时,物体在光电传感器上形成的像是( )
A.倒立、缩小的实像 B.倒立、等大的实像
C.倒立、放大的实像 D.正立、放大的虚像
4.如图所示是一款投影手机,它能够将手机上的内容直接投影在地面上。关于投影手机,下列说法正确的是( )
A.手机的镜头相当于一个凸透镜,该类透镜可用来矫正远视眼
B.光在地面上发生镜面反射
C.手机上的丰富色彩是由红、黄、蓝三种色光混合而成的
D.该手机投影仪所成的像是虚像
5.如图,手机扫描二维码,相当于给二维码拍了一张照片,手机摄像头相当于凸透镜,感光元件相当于光屏。下列说法正确的是( )
A.物体上的二维码是光源
B.扫码时二维码要位于摄像头二倍焦距以外
C.要使屏幕上二维码的像变大,只需将二维码远离手机
D.感光元件上成的是正立的虚像
6.广东生产的无人驾驶电动垂直起降航空器首飞成功,彰显了我国科技在城市空中交通领域的领先地位。航空器可用于高空摄影、旅游观光等,航空器的摄像头相当于 透镜,远处的物体通过摄像头成倒立缩小的 (选填“实”或“虚”)像。在摄像头远离物体的过程中,像的大小将变 。
7.购物支付已进入“刷脸”时代,如图所示,消费者结账时只需面对摄像头(相当于一个凸透镜),经系统自动拍照、扫描等,即可迅速完成交易,摄像头的成像特点与 (选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”)相同;“刷脸”时,面部应位于距摄像头 (选填“二倍焦距之外”“一倍焦距和二倍焦距之外之间”或“一倍焦距之内”)。
8.清晨,花朵上常会出现一些晶莹剔透的水珠,如图所示,一滴水珠相当于一个 ,透过晶莹剔透的水珠,我们可以更清楚地看到花瓣的纹理。此时我们看到的花瓣的纹理是 (选填“虚”或“实”)像。
透镜对光线的作用考点02
9.在图中完成凸透镜光路图,在图中完成凹透镜光路图。
10.平行光经过凸透镜后会聚在主光轴上的一点,这个点叫凸透镜的焦点;平行光经过凹透镜后,光线发散,发散光线的反向延长线交在主光轴上的一点,这个点叫凹透镜的虚焦点。如图,点既是图示凸透镜的焦点,也是图示凹透镜的虚焦点,请画出图中两条平行于主光轴的光线经过两个透镜的光路图。
11.如图所示,在平面镜与凸透镜之间放一物体,为凸透镜的焦点,从点发出的一条光线经平面镜反射后恰好通过凸透镜的焦点,并射向凸透镜,经凸透镜发生折射。请画出:
物体在平面镜中的像。
点发出的光线经平面镜反射后通过焦点的光路。
经凸透镜折射后的光线。
12.如图所示,一条光线经平面镜反射后,过凸透镜的焦点射向凸透镜。请在图中画出射向平面镜的入射光线和经凸透镜后的折射光线;
13.如题所示,光线是经平面镜反射后的反射光线。请你画出:光线的入射光线:光线通过凹透镜的折射光线。
14.请完成图中,光线通过凸透镜折射,再经平面镜反射的光路图。
15.如图所示,为光线经平面镜反射后的光线,为凹透镜的焦点请画出:
光线的入射光线;光线经凹透镜后的折射光线;标出入射角的度数。
凸透镜成像规律及其应用考点03
16.照相机和放大镜都是凸透镜成像原理的具体应用.对应上图,下列关于照相机、放大镜使用和成像的说法正确的是( )
A. 照相机:被拍物体应在甲区域内,成倒立缩小实像
B. 照相机:被拍物体应在乙区域内,成倒立缩小实像
C. 放大镜:被观察物体应在乙区域内,成正立放大虚像
D. 放大镜:被观察物体应在丙区域内,成正立放大实像
17. 小明同学做“探究凸透镜成像的规律”的实验,当他把烛焰移到距透镜18 cm的位置时,在光屏上观察到倒立放大清晰的像.他判断凸透镜焦距可能是① 6 cm、② 9 cm、③ 12 cm、④ 16 cm,其中正确的是( )
A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ③④
18.将一凸透镜正对太阳,可在距凸透镜15 cm处得到一个最小、最亮的光斑.现将该凸透镜和蜡烛、光屏安装到光具座上,位置如图所示,下列说法正确的是( )
A. 此时可以在光屏上观察到清晰缩小的像
B. 仅在凸透镜左侧附近放一合适的凹透镜,可模拟近视眼的矫正
C. 将蜡烛移到30 cm刻度处,移动光屏可在屏上得到清晰等大的像
D. 将蜡烛移到40 cm刻度处,移动光屏可在屏上得到清晰放大的像
19. 在“探究凸透镜的成像特点”实验中,所用凸透镜的焦距为10 cm,光屏是用表面涂有白漆的铁板制成.小科把“F”发光物置于离凸透镜13 cm处,移动光屏,在光屏上找到清晰的像,如图所示.小科看到光屏上像的形状和大小分别是( )
A. 、放大 B. 、放大 C. 、缩小 D. 、缩小
20.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上承接到烛焰清晰的像。保持凸透镜的位置不变,则( )
A.实验所用凸透镜的焦距可能为10.0cm
B.光屏上承接到的像是烛焰倒立、放大的实像
C.将蜡烛和光屏的位置互换,光屏上仍能承接到像
D.将蜡烛移至45.0cm刻度线上,光屏上仍能承接到像
21.小明同学找来一个薄壁圆柱形玻璃杯,并将画有箭头的白纸靠在玻璃杯后,观察结果如图甲所示。向杯中加水,使得水面高过箭头位置,透过玻璃杯观察纸上的“箭头”;将白纸逐渐远离杯子的过程中,依次观察到情景可( )
A.丁、乙、丙 B.乙、丙、丁 C.丙、丁、乙 D.丁、丙、乙
22.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,某学习小组用如图甲所示的方法测量凸透镜的焦距:正确安装并调节实验装置后,在光屏上得到一个清晰的像,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.由图甲可知,该凸透镜的焦距是40.0cm
B.照相机成像特点与图乙中烛焰的成像特点相同
C.图乙中的烛焰向远离凸透镜方向移动,所成的像逐渐变小
D.图乙中若用黑纸片将凸透镜挡一半,光屏上成半个烛焰的像
眼睛和眼镜考点04
23.正常人的眼睛能看清远处的物体是由于( )
A.睫状体放松,晶状体变薄
B.睫状体放松,晶状体变厚
C.睫状体收缩,晶状体变薄
D.睫状体收缩,晶状体变厚
24.如图所示,将凸透镜看作是眼睛的晶状体,光屏看作是眼睛的视网膜,烛焰看作是被眼睛观察的物体。拿一副近视眼镜给“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。如果把近视眼镜换成远视眼镜,为了能在光屏上重新得到清晰的像,下列操作不可行的是( )
A.将蜡烛靠近凸透镜
B.将光屏靠近凸透镜
C.将光屏远离凸透镜
D.将光屏和蜡烛同时靠近凸透镜
25.下列关于远视眼的说法正确的是( )
A.人患远视眼的主要原因是因为长期看远处的物体造成的
B.远视眼应用凸透镜来矫正
C.患远视眼的人无法看清近处的任何物体
D.远视眼的睫状体一直处于收缩状态
26.眼镜的规格通常不用焦距来表示,而是用度来表示,其度数D等于焦距f(以米作单位)的倒数的100倍,即D═100/f,已知小明的左眼镜片焦距为0.25 m,其度数应为( )
A.100 B.200
C.300 D.400
27.下列说法中正确的是( )
A.凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用
B.凸透镜对光线有发散作用,凹透镜对光线有会聚作用
C.矫正近视眼的眼镜镜片是凸透镜
D.矫正远视眼的眼镜镜片是凹透镜
28.小明同学患了近视眼,使远处物体的像落在视网膜_____(填“前”或“后”)方而看不清远处物体。现在有一种治疗手术,采用激光对角膜进行处理,使晶状体和角膜构成的透镜对光的偏折能力变得_____(填“强”或“弱”)些。
29.激光有一个特点是亮度高,如果激光照射到人眼,激光经过眼球__________(填“会聚”或“发散”)在视网膜上,会严重灼伤视网膜,造成永久性伤害,所以,我们不能用激光灯照射人的眼睛。如果有些同学不注意用眼卫生,患了近视眼,看不清远处的物体,是由于他的晶状体折光能力太________,像成在视网膜_______方。
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