第5章 透镜及其应用 单元培优-2025-2026学年人教版（2024）物理八年级上册

第5章 透镜及其应用 一．选择题（共12小题） 1．如图所示，凸透镜的下半部分被截去，其上半部分的高度为L。在其左焦点F处放有高为L的发光物AB，在右焦点F'处放有一平面镜MN。则关于AB通过凸透镜的成像情况，下列说法中正确的是（　　） A．成一个正立等大的虚像和一个正立放大的虚像 B．成一个正立等大的虚像和一个倒立缩小的实像 C．AB的上半部分成一个等大倒立的实像，下半部分不成像 D．AB的下半部分成一个等大倒立的实像，上半部分不成像 2．如图所示，点光源位于凸透镜的主光轴上（凸透镜位置未画出），当点光源位于A点时，像成在B点；当点光源位于B点时，像成在C点，已知AB＝5cm，BC＝10cm，则凸透镜的焦距大小为（　　） A．1cm B．5cm C．30cm D．60cm 3．人工智能使得人们的生活越来越方便，华人青年王孟秋发明了一款功能强大的便携式家用“无人机相机”，相机内装有多种高科技传感器，底部装有镜头和声呐（发射超声，同时能接受超声的装置），机身只有240克。你认为向下发射超声的“底部声呐”可能与下列相机的哪个功能有关（　　） A．用手机控制相机 B．相机能自动悬浮停在合适高度拍摄 C．相机水平位置运动时遇到障碍物会自动避开 D．笑脸抓拍 4．如图所示，凸透镜竖直放置，凸透镜焦距为f，现有一点光源S在凸透镜左侧以凸透镜两倍焦距处为圆心，在经过主光轴的竖直平面内做顺时针圆周运动，半径为r，且r＜f，则在下列关于点光源所成的像的运动轨迹的各图中，正确的是（　　） A． B． C． D． 5．如图所示，凸透镜的焦距为5厘米，在透镜左侧10厘米处，有一个与主光轴垂直的物体AB，在透镜右侧15厘米处放一个平面镜，镜面与凸透镜的主光轴垂直，则该光具组中，物体AB的成像情况是（　　） A．一个正立实像，一个倒立实像，一个正立虚像 B．一个正立实像，一个正立虚像，一个倒立虚像 C．一个倒立实像，一个正立虚像，一个倒立虚像 D．一个正立实像，一个倒立实像，一个倒立虚像 6．如图主光轴上的S点发出的光经凸透镜折射后交主光轴于S′点，现有一条平行于入射光的光线从R点射向凸透镜，则折射光在凸透镜的另一侧（　　） A．和主光轴有交点，仍在S′点 B．和主光轴有交点，在S′的左侧 C．和主光轴有交点，在S′的右侧 D．和主光轴没有交点 7．在探究凸透镜成像规律的实验中，当物体离透镜16cm时，在光屏上得到一个倒立放大的像；那么，当物体离透镜8cm时，在光屏上将（　　） A．能得到一个倒立放大的像 B．能得到一个倒立缩小的像 C．能得到一个正立放大的像 D．不能得到像，但可以透过透镜看到一个正立放大的像 8．如图所示，O为凸透镜的光心，O1OO2为凸透镜的主光轴，F为凸透镜的两个焦点，用f表示透镜的焦距，A'B'为物体AB的像，A'B'箭头方向平行于主光轴，则关于物体AB所在的区域和箭头方向的下列说法正确的是（　　） A．图中Ⅰ区域，与主光轴平行 B．图中Ⅰ区域，与主光轴不平行 C．图中Ⅱ区域，与主光轴平行 D．图中Ⅱ区域，与主光轴不平行 9．有两块凸透镜L1和L2，它们的焦距分别是f1＝16cm和f2＝6cm。另有一块凹透镜L3，其焦距为f3＝6厘米，欲使一束平行光先后通过其中两块透镜后，仍为平行光，但光束变窄，则下列所选透镜和安置方法都正确的是（　　） A．选L1和L2，使两透镜间距D＝22厘米，并使光先通过L1 B．选L1和L2，使两透镜间距D＝22厘米，并使光先通过L2 C．选L1和L3，使两透镜间距D＝8厘米，使光先通过L1 D．选L2和L3，使两透镜间距D＝2厘米，使光先通过L2 10．如图所示，在凸透镜的主光轴上放一点光源P成像于A点，OP＜OA，A处放有垂直于主光轴的平面镜，通过透镜的光经平面镜反射再经透镜折射后，以下说法正确的个数是（　　） （1）可在OP之间成像； （2）可在P点成像； （3）向右移动透镜，可在P点成像； （4）向左移动透镜，可在P点成像。 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 11．如图所示，在凸透镜的两个焦点处，垂直光轴放置两个大小相同的平面镜，镜面相对。每个平面镜都关于凸透镜的光轴上下对称。现在左侧平面镜的中心处挖去一个小圆孔，在凸透镜左侧两倍焦距处一个点光源，则点光源在该光具组中所成的虚像个数为（　　） A．一个虚像 B．两个虚像 C．无数虚像 D．一个虚像也没有 12．如图所示，AC为入射光线，CB为折射光线，且AO＜OB．已知AO＝10cm，该凸透镜的焦距可能是（　　） A．f＝10cm B．f＝5cm C．f＝8cm D．f＝12cm 二．多选题（共4小题） 13．如图所示，某同学通过两个透镜L1和L2组成的透镜组（两透镜主光轴重合），将一束平行于主光轴的平行光的宽度缩小为原来的，若其中的一个透镜是焦距为f的凸透镜，则两透镜之间的距离有可能为（　　） A． B． C．2f D．3f 14．如图，a、b、c、d是距凸透镜不同距离的四个点，F为焦点，下列说法正确的是（　　） A．摄像机是根据物体放在a点时成像情况制成的 B．人眼看物体时的成像情况与物体放在b点时的成像情况相同 C．投影仪是根据物体放在c点时成像情况制成的 D．正常使用放大镜与物体放在d点时成像情况相同 15．小明一家人在家里收看电视，下列说法正确的是（　　） A．彩色画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成的 B．电视机遥控器利用红外线实现对电视机的控制 C．看电视时，爷爷佩戴的老花眼镜是凸透镜 D．看电视时，小明佩戴的近视眼镜是凸透镜 16．小明用自制的“水凸透镜”探究凸透镜成像规律，当蜡烛、“水凸透镜”和光屏位于如图所示的位置时，光屏上呈现烛焰清晰的像，下列说法正确的是（　　） A．向水透镜中加水，要使光屏上继续有清晰的像，光屏向右移动 B．蜡烛向左移动，要使光屏上有清晰的像，光屏也向左移动 C．保持蜡烛和光屏位置不变，把凸透镜放在“54cm”刻度线处，光屏上成缩小的清晰像 D．蜡烛燃烧变短后，像成在光屏上方 三．填空题（共5小题） 17．在“验证凸透镜成像规律”的实验中，组装和调试装置时，应调节烛焰、透镜中心和 　 　 中心在一条与光具座平行的直线上。如甲图所示，凸透镜A的焦距为20厘米，光屏中心呈现清晰的烛焰像，此时物距为 　 　 厘米，所成的烛焰像是 　 　 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。若用凸透镜B替换凸透镜A继续实验，如乙图所示，光屏上呈现清晰的像，此时像距为 　 　 厘米，透镜B的焦距 　 　 （选填“大于”、“等于”或“小于”）透镜A的焦距。 18．小明在学习了透镜后制作一个如图模型照相机，纸筒A的右端蒙了一层半透明纸，纸筒B的左端应该镶嵌一个　 　 （填“凸透镜”或“凹透镜”）当作镜头，他拿着这个模型在较暗的室内，将镜头B对着明亮的室外的景物，拉动纸筒，调节镜头B和半透明纸之间的距离，就可以在半透明纸上看见室外景物　 　 （填“倒立”或“正立”）缩小的实像；此时半透明纸相当于　 　 ，如果看近处的景物很清楚，再看远处景物时，应该调节B，　 　 （填“增大”或“缩小”）AB之间的距离。 19．如图蜡烛在光屏上成一个清晰的像，这个像是　 　 （选填“倒立”或“正立”）、　 　 （选填“放大”或“缩小”）的实像。照相机、投影仪、放大镜这三种光学仪器正常使用时，与上述成像情况一致的是　 　 。如果在前面的实验中保持蜡烛和光屏的位置不变，只移动中间的凸透镜，要使光屏上再次出现一个明亮清晰的像，则应向　 　 移动凸透镜（选填“左”“右”）。 20．小明在“探究凸透镜成像规律”实验中，用装有6个发光二极管的有方格的白纸板做发光物体，如图甲所示。又用这种有同样大小方格的白纸板做光屏。将发光物体、凸透镜和光屏组装到光具座上并调整好。 （1）当发光物体在a点时，如图乙所示，在光屏上成的像如图丙所示。则光屏上的像是倒立、　 　 的实像。将发光物体由a点移动到b点，要想找到像的位置，应将光屏向　 　 移动，（选填“左”或“右”）直到像最清晰为止。 （2）用这种发光物体和光屏做实验，写出其中的一个优点是：　 　 。 21．在“研究凸透镜成像规律”的实验中，保持凸透镜的位置不变，先后把烛焰放在a、b、c、d各点，如图所示，同时调整光屏的位置，那么： （1）把烛焰放在　 　 点，屏上出现的像最小。 （2）把烛焰放在　 　 点，屏上出现的像最大。 （3）把烛焰放在　 　 点，屏上不出现像。 （4）如果把烛焰从a点移至c点，像到凸透镜的距离　 　 ，像的大小　 　 。（填“变大”、“变小”或“不变”） 四．作图题（共2小题） 22．一条光线与凸透镜主光轴夹角为60°，斜向上入射到放在主光轴上方的平面镜上，如图所示，入射光线与镜面夹角为30°，请完成经平面镜反射后的光路图 23．画出图中两条光线所对应的折射光线和入射光线。 五．实验探究题（共3小题） 24．宸宸学习完眼睛和眼镜一课，就想利用所学知识进行“视力的矫正”探究活动。他从家找出两幅旧眼镜，一个是爸爸的近视眼镜，一个是奶奶的老花镜。他拿出其中的一副眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，如图（a）所示，在光屏上得到了一个倒立、缩小的清晰实像，拿开眼镜后，光屏上的像变得模糊了。 （1）生活中利用如图（a）所示实验的规律制成的光学仪器是 　 　 。 （2）拿开眼镜后，光屏上的像变得模糊了。在不移动光屏和凸透镜位置的前提下，宸宸将蜡烛靠近凸透镜，光屏上的像重新变得清晰，如果用图甲来模拟正常人眼球的晶状体，需要戴此类眼镜是因为他的晶状体变成了图 　 　 （选填“乙”或“丙”）所示的形状。 （3）拿开眼镜后，把凸透镜换成玻璃板，将蜡烛靠近平面镜，平面镜中像的大小 　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 25．在探究“近视眼如何矫正”的主题活动中，实践小组进行了如下实验。 实验思路：如图甲所示，小组同学利用橡皮膜和注射器制作水透镜来模拟眼睛晶状体，探究正常眼睛和近视眼的成像特点，并进行了近视眼的矫正。 实验过程：（1）将蜡烛、水透镜和光屏依次摆放在水平光具座上，调整烛焰、水透镜和光屏三者的中心大致在　 　 。 （2）在模拟正常眼睛观察物体时，小组同学将水透镜固定，蜡烛放在离水透镜较远的位置，移动光屏，直到光屏上出现烛焰清晰的像，如图乙所示，此时光屏上成倒立、　 　 （选填“缩小”“等大”或“放大”）的像，并标记光屏的位置。 （3）为模拟近视眼的成因，他们向水透镜注入适量的水，此时光屏上的像变得模糊。保持蜡烛与水透镜位置不动，需将光屏　 　 （选填“靠近”或“远离”）水透镜，直至光屏上再次出现清晰的像。 实验结论：（4）若将光屏移回原来标记的位置，如图丙所示，需在蜡烛和水透镜之间放置一个对光具有　 　 （选填“会聚”或“发散”）作用的透镜，才会在光屏上再次出现清晰的像。 26．在“探究凸透镜成像规律”实验中，光源是用发光二极管组成的F形发光物体。 （1）本实验不用点燃的蜡烛作光源，是因为 　 　 。（写出一条即可） （2）当发光物体、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示时，光屏上恰好呈现发光物体清晰的像（像未画出），则该凸透镜的焦距为 　 　 cm。 （3）保持凸透镜位置不变，将发光物体移动到光具座上35cm刻度线位置时，调整光屏的位置，使光屏上呈现清晰的像，这个像是 　 　 （填像的正倒和大小）的实像。 （4）继续将发光物体移动到光具座上44cm刻度线的位置，发现无论怎样调整光屏的位置，都无法在光屏上得到像，但撤去光屏后用眼睛从原光屏一侧向凸透镜方向观察，却能观察到发光物体的像。此时凸透镜的成像特点与生活中的 　 　 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像特点相同。 六．计算题（共3小题） 27．透镜焦距f的长短标志着折光本领大小。焦距越短，折光本领就越强。通常把透镜焦距的倒数叫作透镜的焦度，用Φ表示，即Φ。平常我们说的眼镜片的度数就是镜片的透镜焦度乘以100的值。凸透镜的度数是正值，凹透镜的度数是负值。 （1）求焦距分别为0.25m和0.5m的透镜，其焦度分别为多少？ （2）+300度和﹣400度的眼镜片，它们的焦度是多少？﹣400度的眼镜片焦距是多少？ 28．某薄凸透镜对一实物成一倒立的实像，像高为物高的0.5倍，如将物向透镜移近10.0cm，则所得的像就与实物同高，求该薄凸透镜的焦距。 29．透镜焦距的长短标志着折光本领的大小，焦距越短，折光本领就越强。通常把透镜焦距的倒数叫做透镜的焦度，用φ表示，即φ。平常我们说的眼镜片的度数就是镜片的透镜焦度乘以100的值。凸透镜的度数是正值，凹透镜的度数是负值。问： （1）镜片焦距为0.2m的近视眼镜片的度数是多少？ （2）400度的眼镜片的焦距是多少？ 七．综合能力题（共1小题） 30．现如今的大街小巷，不管是商店里还是公交车上，不管你在等车还是在用餐，就连走路的人群里，都能看到这样的人：他们齐刷刷低头盯着屏幕，手里拿着手机、iPad玩游戏、看视频、刷微博、发微信…这就是“手机依赖症的表现，他们被称为“低头族”。 （1）如图甲所示，用相机拍照时，在芯片上所成的像是倒立的、缩小的　 　 像（选填“实”或“虚”）。镜头靠近人时，像的大小将变　 　 ，此时像会　 　 透镜（选填“靠近”或“远离”）。用相机拍摄远近不同的物体时，通过伸缩镜头，使像清晰地成在芯片上，这个操作过程便是“调焦”，如图乙所示。 （2）小敏同学发现手机不能“调焦”，但成像也基本清晰，她将手机拿到哥哥工作的大学实验室去探究，实验数据如下表，根据表中数据，判断手机镜头的焦距大约为　 　 。 A、5m B、0.5m C、0.05m D、0.005m （3）手机拍摄远近不同的物体不需要“调焦”的原因是因为手机镜头焦距较　 　 ，拍摄时物距都远大于2倍焦距，像距变化的范围比较　 　 ，所以不需要“调焦”。（均选填“大或“小”） 次数 物理量 1 2 3 4 5 6 7 物距/m 10.00 5.00 2.00 1.00 0.50 0.10 0.05 像距/cm 0.500 0.501 0.502 0.503 0.505 0.526 0.556 第5章 透镜及其应用 参考答案与试题解析 一．选择题（共12小题） 1．如图所示，凸透镜的下半部分被截去，其上半部分的高度为L。在其左焦点F处放有高为L的发光物AB，在右焦点F'处放有一平面镜MN。则关于AB通过凸透镜的成像情况，下列说法中正确的是（　　） A．成一个正立等大的虚像和一个正立放大的虚像 B．成一个正立等大的虚像和一个倒立缩小的实像 C．AB的上半部分成一个等大倒立的实像，下半部分不成像 D．AB的下半部分成一个等大倒立的实像，上半部分不成像 【答案】D 【分析】本题可用作图法进行分析，取AB物体的中点P分析，P点以上各点发出的光线，P点以下各点发出的光线三种情况进行分析。 【解答】解：（1）如图2（a）所示，取AB物体的中点P分析：从该点发光的光线，经凸透镜折射后，折射光线应为平行光，经平面镜反射后，反射光线仍为平行光。但所有这些光线的位置均在凸透镜光心以下，所以这些光线不可能直接会聚成像，也不可能通过凸透镜会聚成像。 P点以上各点发出的光线，情况与P点相似，但反射光线的位置更要向下移。 P点以下各点发出的光线，情况虽与P点也相似，但反射光线的位置向上移，这些平行光可经凸透镜第二次折射，折射光线应会聚在左侧焦平面上的某点处。 （2）如图（b）所示，点Q发出的光线经凸透镜折射、平面镜反射、再经凸透镜折射后，在Q点正下方距主光轴相同距离的Q’处会聚成像，该像显然是倒立的、等大的。本题正确选项为D。 故选：D。 【点评】这是一道竞赛题，对初中生来说，难度很大，此实验现象可以让学生做实验时动手操作一下，观察有什么现象发生，感性认识印象会更深。 2．如图所示，点光源位于凸透镜的主光轴上（凸透镜位置未画出），当点光源位于A点时，像成在B点；当点光源位于B点时，像成在C点，已知AB＝5cm，BC＝10cm，则凸透镜的焦距大小为（　　） A．1cm B．5cm C．30cm D．60cm 【答案】D 【分析】光学中最基本的高斯成像公式：，即物距的倒数加上像距的倒数等于焦距的倒数。 【解答】解：由题意知，当点光源位于A点时，像成在B点；当点光源位于B点时，像成在C点而不再A，所以根据光路可逆性可知，B为虚像，因此，凸透镜不能在AB之间，凸透镜位于A的左侧： ；， 联立求解得f＝60cm。 故选：D。 【点评】本题需要学生了解凸透镜成像的动态规律及物距像距焦距之间的计算公式，此题难度较大。 3．人工智能使得人们的生活越来越方便，华人青年王孟秋发明了一款功能强大的便携式家用“无人机相机”，相机内装有多种高科技传感器，底部装有镜头和声呐（发射超声，同时能接受超声的装置），机身只有240克。你认为向下发射超声的“底部声呐”可能与下列相机的哪个功能有关（　　） A．用手机控制相机 B．相机能自动悬浮停在合适高度拍摄 C．相机水平位置运动时遇到障碍物会自动避开 D．笑脸抓拍 【答案】B 【分析】和“B超”的原理类似，“底部声呐”发出超声波，被景物反射的超声波再被吸收，据此形成影像，完成拍摄。 【解答】解：A、用手机控制相机，属于电磁波的应用，与声呐功能无关；故A不符合题意； B、“底部声呐”向下发出超声波，该超声波被景物反射，“底部声呐”接收反射回来的超声波，自动测量出相机到景物之间的距离，以便相机悬浮停在合适的高度上进行拍摄；故B符合题意； C、“无人相机”是向下发射超声的“底部声呐”，与相机水平位置运动时遇到障碍物会自动避开功能无关。故C不符合题意； D、拍摄笑脸属于光现象，与声呐功能无关；故D不符合题意。 故选：B。 【点评】本题考查了超声波的原理，由“底部声呐”联想到“B超”进行分析是关键。 4．如图所示，凸透镜竖直放置，凸透镜焦距为f，现有一点光源S在凸透镜左侧以凸透镜两倍焦距处为圆心，在经过主光轴的竖直平面内做顺时针圆周运动，半径为r，且r＜f，则在下列关于点光源所成的像的运动轨迹的各图中，正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【分析】根据物距与像距的关系分析点S在不同位置时，像点的位置及与凸透镜两倍焦距处的距离分析。 【解答】解：将点光源S运动的轨迹看成一个物体，在物体上找出四个点：上、下、左、右各一个，利用凸透镜成像的规律作出像点，可以发现四个点正好在椭圆上，且转动方向为逆时针； 故选：B。 【点评】本题考查了凸透镜成像时的物距与像距的关系。要仔细对照物与像的对应关系才能正确解答。 5．如图所示，凸透镜的焦距为5厘米，在透镜左侧10厘米处，有一个与主光轴垂直的物体AB，在透镜右侧15厘米处放一个平面镜，镜面与凸透镜的主光轴垂直，则该光具组中，物体AB的成像情况是（　　） A．一个正立实像，一个倒立实像，一个正立虚像 B．一个正立实像，一个正立虚像，一个倒立虚像 C．一个倒立实像，一个正立虚像，一个倒立虚像 D．一个正立实像，一个倒立实像，一个倒立虚像 【答案】D 【分析】（1）物体AB在凸透镜的二倍焦距处，得到倒立等大的实像A1B1。 （2）实像A1B1在平面镜中又成相对于A1B1正立等大的虚像A2B2。 （3）虚像A2B2是反射光线的反向延长线会聚形成的，这些反射光线又经凸透镜成相对于A2B2倒立、缩小的实像A3B3。 【解答】解：如图，①物体AB在凸透镜的二倍焦距处，得到倒立等大的实像A1B1。 ②实像A1B1如果不用光屏呈接，空气是比较干净时，眼睛从侧面是无法看到的，但是确实是存在的，实像A1B1又在平面镜中成像，相对A1B1来讲是正立的虚像A2B2。 ③虚像A2B2是反射光线的反向延长线会聚形成的，这些反射光线又经凸透镜成相对于A2B2倒立、缩小的实像A3B3。 AB经凸透镜两次成像，像为A1B1和A3B3，经平面镜一次成像，像为A2B2，三次成像相对于AB来讲，A1B1是倒立、等大的实像，A2B2是倒立、等大的虚像，A3B3是正立、缩小的实像。 故选：D。 【点评】本题首先是物体经凸透镜成倒立、等大的实像，这个实像又通过平面镜成正立、等大的虚像，这个虚像又经凸透镜成倒立、缩小的实像。 6．如图主光轴上的S点发出的光经凸透镜折射后交主光轴于S′点，现有一条平行于入射光的光线从R点射向凸透镜，则折射光在凸透镜的另一侧（　　） A．和主光轴有交点，仍在S′点 B．和主光轴有交点，在S′的左侧 C．和主光轴有交点，在S′的右侧 D．和主光轴没有交点 【答案】B 【分析】根据“过光心的光线不发生变化”，过透镜光心O作平行于S和R的光线c，与S的折射光线相交，交点即为平行线入射后经过透镜会聚的点，可知该点一定在透镜的主平面上，主平面与透镜主轴的焦点F'即为像副焦点； 【解答】解：过光心作平行于光线S和R的入射光线，与S的折射光线相交于一点F′，过焦点F′垂直主轴画一个平面（虚线），将主轴转一个角度与入射光线平行，利用凸透镜成像解释该题S′点是S的实像，所以焦距小于SO，做SA垂直主光轴交R光线于A，得到倒立实像S′A′因此这条光线在凸透镜的另一侧和主光轴有交点，在S′点的左侧如图所示： 故选：B。 【点评】根据图示的入射光线的特点，抓住其对应的折射光线的特点是解决此题的关键。此题有一定的拔高难度，属于难题。 7．在探究凸透镜成像规律的实验中，当物体离透镜16cm时，在光屏上得到一个倒立放大的像；那么，当物体离透镜8cm时，在光屏上将（　　） A．能得到一个倒立放大的像 B．能得到一个倒立缩小的像 C．能得到一个正立放大的像 D．不能得到像，但可以透过透镜看到一个正立放大的像 【答案】D 【分析】凸透镜成像中的三种情况： U＞2f，成倒立、缩小的实像。 2f＞U＞f，成倒立、放大的实像。 U＜f，成正立、放大的虚像。 首先根据物距和焦距的关系解不等式，求出焦距范围，然后根据物距和焦距的关系判断凸透镜的成像情况即可。 【解答】解：一物体在凸透镜前16cm处，在凸透镜另一侧光屏上能得到一个倒立放大的实像，所以，f＜16cm＜2f，即8cm＜f＜16cm； 此时若把物体放在距离透镜8cm的地方，即其处于凸透镜的 1倍焦距以内，故在光屏上不能得到像，但可以透过透镜看到一个正立、放大的虚像。 故选：D。 【点评】掌握凸透镜成像的三种情况，能根据物距和焦距的关系求出焦距，根据物距和焦距的关系判断成像情况是解决该题的关键。 8．如图所示，O为凸透镜的光心，O1OO2为凸透镜的主光轴，F为凸透镜的两个焦点，用f表示透镜的焦距，A'B'为物体AB的像，A'B'箭头方向平行于主光轴，则关于物体AB所在的区域和箭头方向的下列说法正确的是（　　） A．图中Ⅰ区域，与主光轴平行 B．图中Ⅰ区域，与主光轴不平行 C．图中Ⅱ区域，与主光轴平行 D．图中Ⅱ区域，与主光轴不平行 【答案】D 【分析】根据图中告诉的像距与焦距的关系，结合凸透镜成像的规律即可确定像与物体之间的大小关系，以及物距与焦距的关系。 【解答】解：由题意知，像在一倍焦距和二倍焦距之间，根据凸透镜成像的特点，此时物体应在二倍焦距以外，且成的像是倒立缩小的实像，因此物体应比A′B′大，箭头方向向上；像在主光轴下方，根据凸透镜的三条特殊光线，利用折射时光路是可逆的，作出物体AB，由图可知，物体应在主光轴下方，物体在图中Ⅱ区域，箭头方向向右斜上方，与主光轴不平行。综上分析可知，选项ABC错误、D正确。 故选：D。 【点评】凸透镜成像的规律涉及四个方面：①物距与焦距的关系；②成像的性质；③像距与焦距的关系；④应用。只要告诉其中的一个方面，就可以确定其它三个方面的内容。在此题中，根据图示确定了像距与焦距的关系；然后利用凸透镜成像的规律物距与物体与像的大小关系。 9．有两块凸透镜L1和L2，它们的焦距分别是f1＝16cm和f2＝6cm。另有一块凹透镜L3，其焦距为f3＝6厘米，欲使一束平行光先后通过其中两块透镜后，仍为平行光，但光束变窄，则下列所选透镜和安置方法都正确的是（　　） A．选L1和L2，使两透镜间距D＝22厘米，并使光先通过L1 B．选L1和L2，使两透镜间距D＝22厘米，并使光先通过L2 C．选L1和L3，使两透镜间距D＝8厘米，使光先通过L1 D．选L2和L3，使两透镜间距D＝2厘米，使光先通过L2 【答案】A 【分析】根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点，经凹透镜折射后反向延长通过焦点，分别作出四个透镜组合对光线的作用，找到满足题干要求的选择项。 【解答】解：A、对平行于主光轴的光线经L1、L2透镜组合折射后折射光线如图： 能把一束从左侧射入的较宽的平行光变为较窄的平行光，A符合要求； B、对平行于主光轴的光线经L2、L1透镜组合折射后折射光线如图： 能把一束从左侧射入的平行光变为较宽的平行光，B不符合要求； C、选L1和L3，使两透镜间距D＝8厘米，使光先通过L1，一束从左侧射入的平行光，最后的折射光线不再是平行光，C不符合要求； D、对平行于主光轴的光线经L2、L3透镜组合折射后折射光线，一束从左侧射入的平行光，最后的折射光线不再是平行光，D不符合要求； 故选：A。 【点评】透镜组合对光线的作用，要充分利用凸透镜和凹透镜的三条特殊光线，找到各自焦距和透镜距离间的关系，作出光路图。 10．如图所示，在凸透镜的主光轴上放一点光源P成像于A点，OP＜OA，A处放有垂直于主光轴的平面镜，通过透镜的光经平面镜反射再经透镜折射后，以下说法正确的个数是（　　） （1）可在OP之间成像； （2）可在P点成像； （3）向右移动透镜，可在P点成像； （4）向左移动透镜，可在P点成像。 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 【答案】C 【分析】在光的反射和光的折射中，光路是可逆的。 【解答】解：由题意可知，平面镜垂直于主光轴，凸透镜的主光轴上放一点光源P成像于A点，由于平面镜会反射光线，且光路是可逆的，所以照射在A点的光线会逆着入射光线返回，仍然会在P点成像； 由题意和图示可知，OP＜OA（即物距小于像距），且在A点的像为实像，由凸透镜成像规律可知此时f＜u＜2f，v＞2f； 向右移动凸透镜时，若物距等于原来的像距、像距等于原来的物距（即凸透镜移到u、v互换的位置时），根据光路的可逆性可知，可在A点成像，同理经平面镜反射后可再次在P点成像； 向左移动透镜时，若凸透镜移到一倍焦距处，根据凸透镜的特殊光线可知，过焦点的光线经凸透镜折射后会平行于主光轴，同理经平面镜反射后可再次在P点成像； 综上所述，（2）（3）（4）是正确的。 故选：C。 【点评】本题考查了凸透镜成像的规律、平面镜的特点、光路可逆，难度不大。 11．如图所示，在凸透镜的两个焦点处，垂直光轴放置两个大小相同的平面镜，镜面相对。每个平面镜都关于凸透镜的光轴上下对称。现在左侧平面镜的中心处挖去一个小圆孔，在凸透镜左侧两倍焦距处一个点光源，则点光源在该光具组中所成的虚像个数为（　　） A．一个虚像 B．两个虚像 C．无数虚像 D．一个虚像也没有 【答案】D 【分析】根据小孔成像特点可知，光源S先成像在凸透镜上，由于凸透镜和平面镜的放置位置可知，此实像在凸透镜的光心上，再根据通过凸透镜光心的光线传播方向不改变可知，此光源将照在平面镜的中心上，再根据平面镜成像特点可知点光源在该光具组中所成的虚像个数。 【解答】解：因左侧平面镜的中心处挖去一个圆孔，每个平面镜都关于凸透镜的光轴上下对称。所以光源S通过这个圆孔成实像，成在凸透镜的光心上，因为通过凸透镜光心的光线传播方向不改变，而右边平面镜上，两条反向延长线没有交点，故一个虚像也没有。 故选：D。 【点评】此题涉及到小孔成像、平面镜成像的特点、凸透镜的三条特殊光线等知识点的理解和掌握，是光学中一个很重要的知识点，要求熟练掌握，并学会灵活运用。 12．如图所示，AC为入射光线，CB为折射光线，且AO＜OB．已知AO＝10cm，该凸透镜的焦距可能是（　　） A．f＝10cm B．f＝5cm C．f＝8cm D．f＝12cm 【答案】C 【分析】（1）2f＞u＞f，v＞2f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪； （2）据题意，A点通过凸透镜成像在B点，物距AO小于像距OB，A点在一倍焦距和二倍焦距之间，然后根据题中给出的选项讨论判断正确选项。 【解答】解：AC为入射光线，CB为折射光线，A点发出的光线通过光心传播方向不变，会与CB交于B点，则B点是A点通过凸透镜成的像，其中AO是物距u，OB为像距v，因AO＜OB，则像距v大于物距u，成倒立、放大的实像，此时物距u满足f＜u＜2f，即f＜10cm＜2f，故5cm＜f＜10cm，C选项符合题意。 故选：C。 【点评】本题考查焦点概念的理解和凸透镜成像规律的灵活应用，有利于学生能力的培养。 二．多选题（共4小题） 13．如图所示，某同学通过两个透镜L1和L2组成的透镜组（两透镜主光轴重合），将一束平行于主光轴的平行光的宽度缩小为原来的，若其中的一个透镜是焦距为f的凸透镜，则两透镜之间的距离有可能为（　　） A． B． C．2f D．3f 【答案】ABD 【分析】根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点，经凹透镜折射后反向延长通过焦点，分别作出四个透镜组合对光线的作用，找到满足题干要求的选择项。 【解答】解：由题知，其中的一个透镜是焦距为f的凸透镜，则： （1）若另一个透镜也为凸透镜，有2种可能： ①左边放置一个焦距为2f的凸透镜，右边放置焦距为f的凸透镜，两透镜之间的距离为3f，如下图所示： 由图知原来平行光的宽度为2d，根据相似三角形的性质可知，经两透镜折射后平行光的宽度缩小为原来的，符合题意； ②左边放置一个焦距为f的凸透镜，右边放置焦距为的凸透镜，两透镜之间的距离为处，如下图所示： 原来平行光的宽度为2d，根据相似三角形的性质可知，经两透镜折射后平行光的宽度缩小为原来的，符合题意； （2）若另一个透镜为凹透镜， 左边放置一个焦距为f的凸透镜，右边放置焦距为的凹透镜，此时两透镜的实焦点与虚焦点重合，此时两透镜之间的距离为L＝fff，如下图所示： 原来平行光的宽度为2d，根据相似三角形的性质可知，经两透镜折射后平行光的宽度缩小为原来的，符合题意； 综合分析可知，两透镜之间的距离有可能为f、、3f，故ABD正确。 故选：ABD。 【点评】透镜组合对光线的作用，要充分利用凸透镜和凹透镜的三条特殊光线，找到各自焦距和透镜距离间的关系，作出光路图。 14．如图，a、b、c、d是距凸透镜不同距离的四个点，F为焦点，下列说法正确的是（　　） A．摄像机是根据物体放在a点时成像情况制成的 B．人眼看物体时的成像情况与物体放在b点时的成像情况相同 C．投影仪是根据物体放在c点时成像情况制成的 D．正常使用放大镜与物体放在d点时成像情况相同 【答案】ACD 【分析】当u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f，应用于照相机和摄像机； u＝2f，成倒立、等大的实像，v＝2f，一般用来求凸透镜的焦距； 2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f，应用于幻灯机和投影仪。 u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜。 【解答】解：A、物体放在a点，u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机，故A正确； B、物体在b点时，此时的物体在二倍焦距上，此时物体成倒立、等大的实像，而人的眼睛与物距大于二倍焦距时凸透镜成像情况相似，故B错误； C、物体放在c点，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于投影仪，故C正确； D、物体放在d点，u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜，故D正确。 故选：ACD。 【点评】凸透镜成像的应用，以及凸透镜成实像时，物距、像距、像之间的关系，是凸透镜成像习题的重要依据，一定要熟练掌握。 15．小明一家人在家里收看电视，下列说法正确的是（　　） A．彩色画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成的 B．电视机遥控器利用红外线实现对电视机的控制 C．看电视时，爷爷佩戴的老花眼镜是凸透镜 D．看电视时，小明佩戴的近视眼镜是凸透镜 【答案】ABC 【分析】（1）色光的三原色是红、绿、蓝； （2）红外线常用于遥控器、夜视仪、浴灯等方面，红外线的热效应强； （3）近视眼应该用凹透镜矫正； （4）远视眼应该配戴凸透镜矫正。 【解答】解：A．彩色电视机画面上的丰富色彩是由红、绿、蓝三种色光混合而成的，故A正确； B．电视机遥控器利用红外线实现对电视机的控制，故B正确； C．老花眼镜实质是凸透镜，故C正确； D．小明佩戴的近视眼镜是凹透镜，故D错误。 故选：ABC。 【点评】知道红外线的应用、近视眼、远视眼的矫正方法，知道色光的三原色，可解答此题。 16．小明用自制的“水凸透镜”探究凸透镜成像规律，当蜡烛、“水凸透镜”和光屏位于如图所示的位置时，光屏上呈现烛焰清晰的像，下列说法正确的是（　　） A．向水透镜中加水，要使光屏上继续有清晰的像，光屏向右移动 B．蜡烛向左移动，要使光屏上有清晰的像，光屏也向左移动 C．保持蜡烛和光屏位置不变，把凸透镜放在“54cm”刻度线处，光屏上成缩小的清晰像 D．蜡烛燃烧变短后，像成在光屏上方 【答案】BCD 【分析】（1）凸透镜凸度变大，对光的折射能力变强； （2）根据凸透镜成实像时，物远像近像变小分析回答； （3）在光的折射中，光路是可逆的；根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像； （4）根据过光心的光线传播方向不变分析回答。 【解答】解：A、向水透镜中加水，水透镜凸度变大，对光的折射能力变强，会将光线提前会聚成像，因此要使光屏上继续有清楚的像，光屏向左移动，故A错误； B、蜡烛向左移动，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，要使光屏上有清楚的像，光屏也向左移动，故B正确； C、保持蜡烛和光屏位置不变，把凸透镜放在“54cm”处，此时物距等于原来的像距，像距等于原来的物距，根据在光的折射中，光路是可逆的可知，光屏上能成清晰的像，此时物距大于像距，根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，故C正确； D、蜡烛燃烧变短后，根据过光心的光线传播方向不变可知，像成在光屏上方，故D正确。 故选：BCD。 【点评】此题考查了凸透镜成像规律的探究及应用，关键是熟记成像规律的内容，并做到灵活运用。 三．填空题（共5小题） 17．在“验证凸透镜成像规律”的实验中，组装和调试装置时，应调节烛焰、透镜中心和 　光屏　 中心在一条与光具座平行的直线上。如甲图所示，凸透镜A的焦距为20厘米，光屏中心呈现清晰的烛焰像，此时物距为 　30.0　 厘米，所成的烛焰像是 　放大　 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。若用凸透镜B替换凸透镜A继续实验，如乙图所示，光屏上呈现清晰的像，此时像距为 　20.0　 厘米，透镜B的焦距 　小于　 （选填“大于”、“等于”或“小于”）透镜A的焦距。 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）为了使像成在光屏上，实验时要调整蜡烛、凸透镜、光屏三者中心的高度。 （2）利用图示的凸透镜蜡烛的位置去，确定物距，然后结合告诉的焦距，利用凸透镜成像的规律可以确定此时的成像性质。 （3）图乙中，根据凸透镜成像情况，用物距和焦距的关系，求出凸透镜B焦距的取值范围。和凸透镜A的焦距进行比较。 【解答】解：（1）为了使像成在光屏的中心，因此要调整蜡烛、凸透镜、光屏三者中心的高度，三者的中心在同一高度。注意不是同一直线。 （2）凸透镜的A焦距是20厘米，此时所示的物距为30.0厘米，所以物距在一倍焦距和二倍焦距之间，蜡烛成的像是倒立放大的实像。 （3）如图乙，光屏上成倒立、缩小的实像，30cm＞2f'，所以凸透镜B的焦距：15cm＞f'。 凸透镜A焦距是20cm，凸透镜B焦距是小于15cm，透镜B的焦距小于透镜A的焦距。 故答案为：光屏；30.0；放大；20.0；小于。 【点评】本题根据像的性质，判断物距和焦距的关系，求出凸透镜焦距的取值范围，比较凸透镜焦距大小是本题的难点。 18．小明在学习了透镜后制作一个如图模型照相机，纸筒A的右端蒙了一层半透明纸，纸筒B的左端应该镶嵌一个　凸透镜　 （填“凸透镜”或“凹透镜”）当作镜头，他拿着这个模型在较暗的室内，将镜头B对着明亮的室外的景物，拉动纸筒，调节镜头B和半透明纸之间的距离，就可以在半透明纸上看见室外景物　倒立　 （填“倒立”或“正立”）缩小的实像；此时半透明纸相当于　光屏　 ，如果看近处的景物很清楚，再看远处景物时，应该调节B，　缩小　 （填“增大”或“缩小”）AB之间的距离。 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）照相机利用了物距在大于二倍焦距时，凸透镜能成倒立缩小的像的规律，为了既能承接像，又能观察到像，应用半透明纸做光屏。 （2）凸透镜成像时物距变大，照相机所成的像变小了，像距也要变小，镜头到底片的距离变小。 【解答】解：（1）照相机的镜头相当于凸透镜，胶片相当于光屏，模型照相机中用半透明的纸做光屏，被照的物体和凸透镜的距离大于2倍焦距，在胶片上能得到倒立、缩小的实像。 （2）如果看近处的景物很清楚，再看远处景物时，物距变大，像要变小，像距也变小，要把两筒间间距缩短，即应该调节B，缩小AB之间的距离。 故答案为：凸透镜；倒立；光屏；缩小。 【点评】掌握凸透镜成像的三种情况和应用，并且明白照相机中每一种应用中的元件和凸透镜成像实验中的蜡烛、凸透镜、光屏是对应的情况。 19．如图蜡烛在光屏上成一个清晰的像，这个像是　倒立　 （选填“倒立”或“正立”）、　缩小　 （选填“放大”或“缩小”）的实像。照相机、投影仪、放大镜这三种光学仪器正常使用时，与上述成像情况一致的是　照相机　 。如果在前面的实验中保持蜡烛和光屏的位置不变，只移动中间的凸透镜，要使光屏上再次出现一个明亮清晰的像，则应向　左　 移动凸透镜（选填“左”“右”）。 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）光屏上能接到像是实像，光屏上不能接到像是虚像。 （2）凸透镜成实像时，根据物距和像距的关系，能判断凸透镜的成像情况： 物距大于像距，成倒立、缩小的实像，应用于照相机； 物距等于像距，成倒立、等大的实像，一般测量凸透镜的焦距； 物距小于像距，成倒立、放大的实像，应用于投影仪。 【解答】解：物体到凸透镜的距离是物距，像到凸透镜的距离是像距。 如图，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，应用于照相机。 当蜡烛和光屏的位置不变时，只移动中间的凸透镜，要使光屏上再次出现一个明亮清晰的像，可以向左移动凸透镜，物距等于像距，成倒立、等大的实像； 物距小于像距，成倒立、放大的实像。 故答案为：倒立；缩小；照相机；左。 【点评】掌握凸透镜成像的两种判断方法：（1）根据物距和像距的关系判断。（2）根据物距和焦距的关系判断。 20．小明在“探究凸透镜成像规律”实验中，用装有6个发光二极管的有方格的白纸板做发光物体，如图甲所示。又用这种有同样大小方格的白纸板做光屏。将发光物体、凸透镜和光屏组装到光具座上并调整好。 （1）当发光物体在a点时，如图乙所示，在光屏上成的像如图丙所示。则光屏上的像是倒立、　缩小　 的实像。将发光物体由a点移动到b点，要想找到像的位置，应将光屏向　左　 移动，（选填“左”或“右”）直到像最清晰为止。 （2）用这种发光物体和光屏做实验，写出其中的一个优点是：　使成像清晰而便于观察成像特点　 。 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）根据甲和丙图进行比较，判断凸透镜成像的情况。凸透镜成像时，物距增大，像距减小，像变小。 （2）将发光二极管与烛焰比较，找出其优点。发光二极管的亮度更大，更容易观察其像。同时其形状规则，利用方格纸，更容易比较像与物的大小。 【解答】解：（1）甲图“T”比较大，丙图“T”比较小，所以光屏上成倒立、缩小的实像。将发光物体由a点移动到b点，物距增大，像减小，像距减小，要想找到像的位置，光屏要向左移动，直到光屏上得到清晰的像。 （2）这种发光体的亮度大，成的像更清晰，同时其形状规则，利用方格纸更容易比较像与物的大小特点。 故答案为：（1）缩小；左；（2）使成像清晰而便于观察成像特点。 【点评】探究凸透镜成像的规律，主要探究成像特点与物距、像距的关系，合理的选择器材会给实验带来方便，同时考查了凸透镜成像的规律的应用。 21．在“研究凸透镜成像规律”的实验中，保持凸透镜的位置不变，先后把烛焰放在a、b、c、d各点，如图所示，同时调整光屏的位置，那么： （1）把烛焰放在　a　 点，屏上出现的像最小。 （2）把烛焰放在　c　 点，屏上出现的像最大。 （3）把烛焰放在　d　 点，屏上不出现像。 （4）如果把烛焰从a点移至c点，像到凸透镜的距离　变大　 ，像的大小　变大　 。（填“变大”、“变小”或“不变”） 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）掌握凸透镜成像的三种情况及其应用： U＞2f，成倒立、缩小的实像，照相机利用此原理。 2f＞U＞f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机或投影仪。 U＜f，成正立、放大的虚像。放大镜就是利用了此原理，虚像不能成在光屏上。 （2）凸透镜成实像时，物近像远像变大。 【解答】解：（1）abc三点都在焦点外，成实像，a点物距最大，则像最小。 （2）abc三点都在焦点之外，成实像，c点的物距最小，成的像最大；、 d点在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立放大的实像，则屏上出现的像最大。 （3）d点在e点在一倍焦距以内，u＜f，成正立、放大的虚像，不能成在光屏上。 （4）如果把烛焰从a点移至c点，根据凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像也变大。 故答案为：（1）a； （2）c；（3）d；（4）变大；变大。 【点评】本题借助实验考查了实像和虚像的区别，凸透镜成像的三种情况，凸透镜成像的结论等，本题烛焰如果放在了焦点时，凸透镜既不成实像，也不成虚像。 四．作图题（共2小题） 22．一条光线与凸透镜主光轴夹角为60°，斜向上入射到放在主光轴上方的平面镜上，如图所示，入射光线与镜面夹角为30°，请完成经平面镜反射后的光路图 【答案】见试题解答内容 【分析】过入射点作出法线，由反射角等于入射角作出反射光线，根据角的关系知，反射角是60°，反射光线平行于主光轴，而平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，过焦点。 【解答】解： 首先作出法线，入射角＝90°﹣30°＝60°，所以反射角是60°；根据反射角等于入射角在法线另一侧作出反射光线； 已知入射光线与主光轴夹角60°，而反射光线与入射光线夹角为120°，则同旁内角互补，所以反射光线平行于凸透镜的主光轴；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，如下图所示： 【点评】本题考查了反射定律和凸透镜对光线的折射特点。光的反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角。平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，过焦点。 23．画出图中两条光线所对应的折射光线和入射光线。 【答案】见试题解答内容 【分析】先确定所给的入射光线和折射光线的特点，然后根据凹透镜的光学特点作图。 【解答】解：对于凹透镜：延长线过焦点的入射光线经凹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凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点。如下图所示： 【点评】凹透镜三条特殊光线的作图：①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。②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。③过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。 五．实验探究题（共3小题） 24．宸宸学习完眼睛和眼镜一课，就想利用所学知识进行“视力的矫正”探究活动。他从家找出两幅旧眼镜，一个是爸爸的近视眼镜，一个是奶奶的老花镜。他拿出其中的一副眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，如图（a）所示，在光屏上得到了一个倒立、缩小的清晰实像，拿开眼镜后，光屏上的像变得模糊了。 （1）生活中利用如图（a）所示实验的规律制成的光学仪器是 　照相机　 。 （2）拿开眼镜后，光屏上的像变得模糊了。在不移动光屏和凸透镜位置的前提下，宸宸将蜡烛靠近凸透镜，光屏上的像重新变得清晰，如果用图甲来模拟正常人眼球的晶状体，需要戴此类眼镜是因为他的晶状体变成了图 　乙　 （选填“乙”或“丙”）所示的形状。 （3）拿开眼镜后，把凸透镜换成玻璃板，将蜡烛靠近平面镜，平面镜中像的大小 　不变　 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】（1）照相机；（2）乙；（3）不变。 【分析】（1）物体在凸透镜的二倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像，照相机就是利用这一原理制成的； （2）该眼镜对光线有发散作用，是凹透镜，所以拿的是近视眼镜；近视是因为晶状体太厚（即折光能力太强），或者眼球的前后径太长，导致像成在视网膜前方； （3）根据平面镜成像特点，平面镜所成的像与物体大小相等，与物体到平面镜的距离无关。 【解答】解：（1）当物体在凸透镜的二倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像，照相机就是利用这一原理制成的； （2）拿开眼镜后，将蜡烛靠近凸透镜，光屏上的像重新变得清晰，说明该眼镜对光线有发散作用，是凹透镜，所以是近视眼镜。近视是因为晶状体太厚，或者眼球的前后径太长，导致像成在视网膜前方，图乙中晶状体变厚，符合近视眼晶状体的特征。 （3）根据平面镜成像特点，平面镜所成的像与物体大小相等，与物体到平面镜的距离无关。所以把凸透镜换成玻璃板，将蜡烛靠近平面镜，平面镜中像的大小不变。 故答案为：（1）照相机；（2）乙；（3）不变。 【点评】解决此类题目要结合近视眼的成因进行分析解答，要会结合物理知识解决实际问题，有一定的难度。 25．在探究“近视眼如何矫正”的主题活动中，实践小组进行了如下实验。 实验思路：如图甲所示，小组同学利用橡皮膜和注射器制作水透镜来模拟眼睛晶状体，探究正常眼睛和近视眼的成像特点，并进行了近视眼的矫正。 实验过程：（1）将蜡烛、水透镜和光屏依次摆放在水平光具座上，调整烛焰、水透镜和光屏三者的中心大致在　同一高度　 。 （2）在模拟正常眼睛观察物体时，小组同学将水透镜固定，蜡烛放在离水透镜较远的位置，移动光屏，直到光屏上出现烛焰清晰的像，如图乙所示，此时光屏上成倒立、　缩小　 （选填“缩小”“等大”或“放大”）的像，并标记光屏的位置。 （3）为模拟近视眼的成因，他们向水透镜注入适量的水，此时光屏上的像变得模糊。保持蜡烛与水透镜位置不动，需将光屏　靠近　 （选填“靠近”或“远离”）水透镜，直至光屏上再次出现清晰的像。 实验结论：（4）若将光屏移回原来标记的位置，如图丙所示，需在蜡烛和水透镜之间放置一个对光具有　发散　 （选填“会聚”或“发散”）作用的透镜，才会在光屏上再次出现清晰的像。 【答案】（1）同一高度；（2）缩小；（3）靠近；（4）发散。 【分析】（1）实验时将点燃的蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上，并调整使三者的中心在高度上，这样像可以成在光屏中央； （2）当物距大于像距，u＞2f时，凸透镜成倒立、缩小的实像，照相机就是利用这一成像原理工作的； （3）物距不变时，焦距变小，则像距变小； （4）凹透镜对光线有发散作用。 【解答】解：（1）为了使像成在光屏中央，应调节烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度上； （2）小组同学将水透镜固定，蜡烛放在离水透镜较远的位置，移动光屏，直到光屏上出现烛焰清晰的像，如图乙所示，物距大于像距，此时u＞2f，可在光屏上得到一个倒立、缩小的实像，利用该成像规律制成的光学仪器是照相机； （3）向水凸透镜内注入水，凸透镜变厚，此时凸透镜对光的折射能力变强，若将光屏向左移动，靠近凸透镜适当距离，能再次得到清晰的像，说明近视眼所成的像在视网膜的前方； （4）若将光屏移回原来标记的位置，由于近视眼的像成在视网膜之前，需佩戴具有发散作用的凹透镜进行矫正。 故答案为：（1）同一高度；（2）缩小；（3）靠近；（4）发散。 【点评】凸透镜成像规律是光学内容的难点，要解决此类问题，首先要熟练掌握成像特点与物距、像距的关系，并了解其应用，平时多动脑，对规律进行总结。 26．在“探究凸透镜成像规律”实验中，光源是用发光二极管组成的F形发光物体。 （1）本实验不用点燃的蜡烛作光源，是因为 　亮度更大（不受风的影响，不会象蜡烛一样会烧短等）　 。（写出一条即可） （2）当发光物体、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示时，光屏上恰好呈现发光物体清晰的像（像未画出），则该凸透镜的焦距为 　10.0　 cm。 （3）保持凸透镜位置不变，将发光物体移动到光具座上35cm刻度线位置时，调整光屏的位置，使光屏上呈现清晰的像，这个像是 　倒立、放大　 （填像的正倒和大小）的实像。 （4）继续将发光物体移动到光具座上44cm刻度线的位置，发现无论怎样调整光屏的位置，都无法在光屏上得到像，但撤去光屏后用眼睛从原光屏一侧向凸透镜方向观察，却能观察到发光物体的像。此时凸透镜的成像特点与生活中的 　放大镜　 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像特点相同。 【答案】（1）亮度更大（不受风的影响，不会象蜡烛一样会烧短等）；（2）10.0；（3）倒立、放大；（4）放大镜。 【分析】（1）二极管与烛焰的区别：二极管比烛焰的亮度更大，并且形状更特别，在研究时更容易理解倒立实像的含义。并且二极管发光比较环保安全。蜡烛在燃烧时会消耗而变短，同时遇到风会晃动； （2）根据u＝v＝2f，成倒立、等大的实像，据此确定凸透镜的焦距； （3）当f＜u＜2f，成倒立放大的实像，此时v＞2f，应用为投影仪； （4）当u＜f时，成正立放大的虚像，应用为照相机。 【解答】解：（1）发光二极管比烛焰的亮度更大、更环保，更容易看出倒立实像不仅是上下相反、而且是左右相反。同时蜡烛燃烧有火焰，不如发光二极管安全。火焰在有风的时候会晃动，同时蜡烛会越烧越短，而二极管不会； （2）由图可知，u＝v＝20.0cm，根据u＝v＝2f，成倒立、等大的实像，即2f＝20.0cm，故该凸透镜的焦距f＝10.0cm； （3）保持凸透镜位置不变，将发光物体移动到光具座上35cm刻度线位置时，此时物距f＜u＝50.0cm﹣35.0cm＝15.0cm＜2f，成倒立放大的实像，应用于投影仪； （4）将发光物体移动到光具座上44cm刻度线的位置，此时物距u＝50.0cm﹣44.0cm＝6cm＜f，成正立放大的虚像，光屏上不能呈现，应用于放大镜。 故答案为：（1）亮度更大（不受风的影响，不会象蜡烛一样会烧短等）；（2）10.0；（3）倒立、放大；（4）放大镜。 【点评】此题考查了凸透镜成像规律的探究及应用，关键是熟记成像规律的内容，并做到灵活运用。 六．计算题（共3小题） 27．透镜焦距f的长短标志着折光本领大小。焦距越短，折光本领就越强。通常把透镜焦距的倒数叫作透镜的焦度，用Φ表示，即Φ。平常我们说的眼镜片的度数就是镜片的透镜焦度乘以100的值。凸透镜的度数是正值，凹透镜的度数是负值。 （1）求焦距分别为0.25m和0.5m的透镜，其焦度分别为多少？ （2）+300度和﹣400度的眼镜片，它们的焦度是多少？﹣400度的眼镜片焦距是多少？ 【答案】（1）4m﹣1；2m﹣1； （2）3m﹣1，4m﹣1； 0.25m。 【分析】通常把透镜焦距的倒数叫作透镜的焦度，用Φ表示，即Φ。平常我们说的眼镜片的度数就是镜片的透镜焦度乘以100的值。 【解答】解：（1）由Φ可得， Φ14m﹣1； Φ22m﹣1； （2）由题可知，平常我们说的眼镜片的度数就是镜片的透镜焦度乘以100的值。故+300度和﹣400度的眼镜片，它们的焦度是3m﹣1和4m﹣1； ﹣400度的眼镜片焦距为： f0.25m。 故答案为：（1）4m﹣1；2m﹣1； （2）3m﹣1，4m﹣1； 0.25m。 【点评】本题考查的是焦度和焦距的关系，难度不大，但要注意单位。 28．某薄凸透镜对一实物成一倒立的实像，像高为物高的0.5倍，如将物向透镜移近10.0cm，则所得的像就与实物同高，求该薄凸透镜的焦距。 【答案】凸透镜的焦距为10.0cm 【分析】物距等于二倍焦距时，凸透镜成倒立、等大的实像；物距大于二倍焦距，凸透镜成倒立、缩小的实像。 凸透镜成实像时，。 【解答】解：某薄凸透镜对一实物成一倒立的实像，像高为物高的0.5倍，此时成的是倒立、缩小的实像，则①； 如将物向透镜移近10.0cm，则所得的像就与实物同高，此时成的是等大的实像，则：u﹣10.0cm＝2f②； ①②联立可知：u＝30.0cm，f＝10.0cm。 答：凸透镜的焦距为10.0cm。 【点评】本题考查了凸透镜成像规律的应用，属于基础题。 29．透镜焦距的长短标志着折光本领的大小，焦距越短，折光本领就越强。通常把透镜焦距的倒数叫做透镜的焦度，用φ表示，即φ。平常我们说的眼镜片的度数就是镜片的透镜焦度乘以100的值。凸透镜的度数是正值，凹透镜的度数是负值。问： （1）镜片焦距为0.2m的近视眼镜片的度数是多少？ （2）400度的眼镜片的焦距是多少？ 【答案】（1）焦距0.2m的近视眼镜片的度数是﹣500度； （2）400度的眼镜片的焦距是0.25m。 【分析】通常把透镜焦距的倒数叫作透镜的焦度，用φ表示，即φ。平常我们说的眼镜片的度数就是镜片的透镜焦度乘以100的值。 【解答】解：（1）焦距0.2m的透镜其焦度：φ5m﹣1； 故度数是﹣500度。 （2）由题可知，平常我们说的眼镜片的度数就是镜片的透镜焦度乘以100的值。400度的眼镜片，它们的焦度是4m﹣1；400度的眼镜片焦距为： f′0.25m。 答：（1）焦距0.2m的近视眼镜片的度数是﹣500度； （2）400度的眼镜片的焦距是0.25m。 【点评】本题考查的是焦度和焦距的关系，难度不大，但要注意单位。 七．综合能力题（共1小题） 30．现如今的大街小巷，不管是商店里还是公交车上，不管你在等车还是在用餐，就连走路的人群里，都能看到这样的人：他们齐刷刷低头盯着屏幕，手里拿着手机、iPad玩游戏、看视频、刷微博、发微信…这就是“手机依赖症的表现，他们被称为“低头族”。 （1）如图甲所示，用相机拍照时，在芯片上所成的像是倒立的、缩小的　实　 像（选填“实”或“虚”）。镜头靠近人时，像的大小将变　大　 ，此时像会　远离　 透镜（选填“靠近”或“远离”）。用相机拍摄远近不同的物体时，通过伸缩镜头，使像清晰地成在芯片上，这个操作过程便是“调焦”，如图乙所示。 （2）小敏同学发现手机不能“调焦”，但成像也基本清晰，她将手机拿到哥哥工作的大学实验室去探究，实验数据如下表，根据表中数据，判断手机镜头的焦距大约为　D　 。 A、5m B、0.5m C、0.05m D、0.005m （3）手机拍摄远近不同的物体不需要“调焦”的原因是因为手机镜头焦距较　小　 ，拍摄时物距都远大于2倍焦距，像距变化的范围比较　小　 ，所以不需要“调焦”。（均选填“大或“小”） 次数 物理量 1 2 3 4 5 6 7 物距/m 10.00 5.00 2.00 1.00 0.50 0.10 0.05 像距/cm 0.500 0.501 0.502 0.503 0.505 0.526 0.556 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机，凸透镜成像遵循物近像远像变大的规律。 （2）根据凸透镜成像的原理：当物距大于2倍焦距，成倒立缩小的实像，以及其应用来解答此题。 （3）因为这种照相机的焦距小，物距都远大于2倍焦距，像距接近焦距，这样远近不同的物体成像的位置相差不大，所以不用调节； 【解答】解： （1）照相机的镜头相当于一个凸透镜，凸透镜成像时，u＞2f，成倒立、缩小的实像；镜头靠近人时，物距变小，像距变大，像会远离透镜，像要变大。 （2）由表中数据可知，当物距u＞0.50m时，像距v保持在0.5cm＝0.005m左右，根据凸透镜成像特点可知，当物距远大于2倍焦距时，像距就越接近焦距，故选D。 （3）因为这种手机镜头的焦距小，物距都远大于2倍焦距，像距接近焦距，像距变化的范围小，这样远近不同的物体成像的位置相差不大，所以不需要“调焦”。 故答案为：（1）实；大；远离；（2）D；（3）小；小。 【点评】凸透镜成像的三种情况和应用是凸透镜成像习题的重要依据，一定要熟练掌握。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $