第五章透镜及其应用（45分钟，100分）一、选择题（每小题5分，共35分）1．关于透镜的下列说法中正确的是（　　）A．近视眼镜的镜片是凹透镜B．监控摄像头的镜头相当于一个凹透镜C．凸透镜所成的像都是实像D．隔着放大镜看物体总是放大的2．把高2cm的发光棒立于焦距为5cm凸透镜前，在凸透镜后的光屏上成了4cm高的像，物体离凸透镜的距离可能是（　　）A．7.5cmB.12.5cmC．4.5cmD．10cm　3．显微镜由目镜和物镜等元件构成，下列关于显微镜的说法正确的是（　　）A．目镜的焦距很短B．通过目镜看到放大的实像C．物镜的焦距很短D．显微镜的放大倍数等于物镜和目镜放大倍数之和4．（四川巴中）在“探究凸透镜成像规律的实验”中，将蜡烛置于透镜前30cm处时，在另一侧的光屏上得到了一个倒立、放大清晰的像，现保持透镜位置不动，将蜡烛和光屏的位置对调，则光屏上（　　）A．无法成像B．呈现正立、放大的像C．呈现倒立、放大的像D．呈现倒立、缩小的像5、（江苏常州）2022年12月13日，“嫦娥二号”探测器与“战神”小行星擦身而过，图1按照从左到右的次序，探测器上的照相机先后拍摄了一组照片（镜头的焦距不变）。对此过程，下列说法中正确的是（　　）图1A．小行星与探测器的距离逐渐变小，镜头与像的距离逐渐变小B．小行星与探测器的距离逐渐变小，镜头与像的距离逐渐变大C．小行星与探测器的距离逐渐变大，镜头与像的距离逐渐变小D．小行星与探测器的距离逐渐变大，镜头与像的距离逐渐变大6、下列说法错误的是（　　）A．将冰块磨成凸透镜，聚焦太阳光，将火柴头放在透镜的焦点处，可能在冰凸透镜消融之前点燃火柴头B．照相机可以成倒立缩小的实像，小孔成像也是这样，都是光的折射造成的C．用放大镜看墙上的地图，可能看到放大的像，也可能看到倒立、缩小的像D．蜡烛在凸透镜的主光轴上，以速度v从1.1f匀速运动到1.8f（f为焦距），这段时间，它的像移动的速度设为v′，则移v′＞v7．如图2所示，虚线框内为一透镜，MN为透镜的主光轴，O是透镜光心，a（双箭头）和b6（单箭头）是射向透镜的两条光线．已知光线a通过透镜之后与MN交于P点，光线b通过透镜之后与MN交于Q点。由图可知，下列说法中正确的是（　　）新课标第一网图2A．透镜是凸透镜，距离OP小于焦距B．透镜是凸透镜，距离OP大于焦距C．透镜是凹透镜，距离OQ小于焦距D．透镜是凹透镜，距离OQ大于焦距二、填空题（每空2分，共30分）8．凹透镜对光具有　_________（填“发散”或“会聚”）作用；矫正“老花眼”要利用________　（填“凸透镜”或“凹透镜”）。9（江苏连云港）谷歌公司推出了一款“谷歌眼镜”，它是一个戴在眼睛上的微型电脑，如图3所示：使用时要盯着眼前12mm处的镜片屏幕，上网阅读、观看视频等。它的推出让人惊叹科技的进步，但也带来诸如电磁辐射等负面影响，长期使用不会导致近视，近视眼看远处物体时像成在视网膜的_________（选填“前方”或“后方”），需要配戴_________　（选填“凸透镜”或“凹透镜”）来矫正。图310．小林在家里拿爷爷的放大镜做实验。第一次小林通过放大镜看到书上的字如图4甲所示，此时他看到的是字的_________像；第二次小林通过放大镜看到书上的字如图4乙所示，这时他．看到的是字的_________像（以上两格填“实”或“虚”）。从图甲到图乙的变化过程中，放大镜是逐渐_________（填“靠近”或“远离”）书本的。与图乙所反映的成像规律相同的光学仪器有_________。AB图5图411．（上海）在焦距为5厘米、10厘米或15厘米的凸透镜中选择一个放置于光具座的A点处，如图5所示。将蜡烛、光屏分置于光具座上透镜两侧，调整透镜和光屏的中心大致与烛焰的中心在　_________　高度．先后两次将蜡烛放置在距B点5厘米处，保持透镜在A点位置不变，移动光屏，可在光屏上得到大小不同的两个像。比较两次所成的像，当蜡烛置于光具座　_________　厘米刻度处时，所成的像较大；实验中所用透镜的焦距可能是　_________　厘米。三、作图题（每题8分，共16分）12．（辽宁营口）完成图6中的光路图。6图613．（黑龙江道里区三模）A′B′是物体AB通过凸透镜成的像，请在图7中准确画出凸透镜及凸透镜一侧焦点F的位置。图7四、实验与探究题（共19分）14．【探究名称】探究凸透镜成像的大小与哪些因素有关【提出问题】小明通过前面物理知识的学习，知道放大镜就是凸透镜。在活动课中，他用放大镜观察自己的手指（图8甲），看到手指_________的像；然后再用它观察远处的房屋（图8乙），看到房屋_________的像。（选填“放大”“等大”或“缩小”）图8他想：凸透镜成像的大小可能与哪些因素有关？【进行猜想】凸透镜成像的大小可能与_________有关。【设计并进行实验】小明在如图所示的光具座上，不断改变蜡烛与透镜间的距离，并移动光屏进行实验，所获得的实验数据如下表所示。新|课|标|第|一|网物体到凸透镜的距离/cm光屏上像到凸透镜的距离/cm光屏上像的大小4013.5缩小3015缩小2020等大1530放大10光屏上没有像8光屏上没有像【结论与应用】（1）分析数据可知物体到凸透镜的距离越短，光屏上像的大小就越　_________　，同时发现像到凸透镜的距离就越　_________　。（2）小明班照毕业照时，摄影师发现两旁还有同学没有进入取景框内，这时摄影师应使照相机　_________　同学（选填“靠近”或“远离”），同时还应　_________　照相机的暗箱长度（填“增长”“缩短”或“不改变”）。6参考答案一、1.A点拨：A.近视眼是晶状体太厚，对光线的会聚能力增强，使像成在视网膜的前方，戴近视眼镜使光线发散一些，凹透镜对光线有发散作用，近视眼镜是凹透镜。符合题意。B.摄像头是利用凸透镜u＞2f倒立、缩小的实像，镜头是一个凸透镜。不符合题意。C.凸透镜既能成实像，又能成虚像。不符合题意。D.放大镜是一个凸透镜，隔着放大镜看物体，当u＞2f时能看到一个倒立、缩小像，当2f＞u＞f时，能看到一个倒立、放大的像；当u＜f能看到一个正立、放大的像。不符合题意。故选A。xKb1.Com2.A点拨：根据题干条件，首先知道在光屏上得到的像一定是实像，其次因为物体高2cm，像高4cm，所以是放大的像，所以像应该是倒立放大的实像，根据给出的焦距和凸透镜成像规律分析物距的大小：5cm=f＜u＜2f=10cm，处于这一物距范围内的只有A.7.5cm；故选A。3.C点拨：解答此题要明确显微镜的构造和成像原理：显微镜有物镜和目镜组成，目镜成的是正立、放大的虚像，显微镜的物镜成的是放大、倒立的实像．显微镜的物镜焦距短，目镜焦距长，所以放在载物台上的物体在物镜的一倍焦距和二倍焦距之间，通过物镜成倒立放大的实像；显微镜通过物镜成倒立放大的实像，这个实像位于目镜的焦点之内，通过目镜成正立、放大的虚像；显微镜的放大倍数等于物镜、目镜放大倍数乘积。4.D点拨：将蜡烛置于透镜前30cm处时，在另一侧的光屏上得到了一个倒立、放大清晰的像，则此时物距处于1倍、2倍焦距之间，像距大于2倍焦距；将蜡烛和光屏的位置对调，则物距大于2倍焦距，此时成倒立缩小的实像。5.C方法规律：规律法探测器上的镜头相当于一个照相机，照相机成实像，凸透镜成实像时，物距变大，像距变小，像变小。如图，像逐渐变小，说明小行星和探测器的距离逐渐变大，镜头和像的距离逐渐变小。6.B点拨：A.因为凸透镜对光线起会聚作用，因此将冰块磨成凸透镜，聚焦太阳光，将火柴头放在透镜的焦点处，可能在冰凸透镜消融之前点燃火柴头，说法正确；B.照相机和小孔成像都可以成倒立缩小的实像，但凸透镜成像是由于光的折射形成的，小孔成像是由于光沿直线传播形成的，故B错误；C.因为放大镜是凸透镜，而凸透镜既可以成放大的像，也可能看到倒立、缩小的像，故C正确；D.因为当f＜u＜2f时，像距v＞2f，所以蜡烛在凸透镜的主光轴上，从1.1f匀速运动到1.8f（f为焦距）的过程中，由于像距移动的范围大，因此v′＞v，故D正确。7.A点拨：根据光线经透镜后会聚的特点，可判定此透镜为凸透镜。又因为平行主光轴的光线经凸透镜后汇聚焦点，而a光线如果不发生折射，他将射向OP的外侧，又因为a不是平行主光轴的光线，所以经凸透镜折射后光线一定在焦点的左侧，所以此时OP小于焦距。用排除法可知，只有选项A是正确的。X|k|B|1.c|O|m二、8.发散；凸透镜点拨：掌握凹透镜对光线有发散作用，凸透镜成像的原理及应用是解决此类问题的关键．（1）光线无论是会聚、平行、发散的，凹透镜对这些光线有发散作用；（2）矫正“老花眼”要利用凸透镜，是利用了透镜的会聚作用。9.前方；凹透镜点拨：本题考查了近视眼的成因和矫正方法，近视眼看不清楚远处的物体，原因是远处物体的像成在视网膜的前方，但是我们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，能看清物体。610.虚；实；远离；幻灯机（或投影仪）点拨：本题主要考查的是凸透镜成像规律的应用，关键是记熟成像规律，并搞清物距像距之间的关系。凸透镜成像规律：物距小于焦距成正立放大虚像；应用是放大镜。物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像，像距大于二倍焦距；应用是幻灯机、投影仪。物距等于二倍焦距成倒立等大实像，像距等于二倍焦距。物距大于二倍焦距成倒立缩小实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距；应用是照相机。甲和乙都是利用凸透镜成像。由图知，甲成的是正立、放大的虚像，此时物距小于焦距；乙成的是放大、倒立的实像，此时物距处于1倍和2倍焦距之间。幻灯机、投影仪都是根据这个原理制成的。所以从甲到乙的变化过程中，放大镜是逐渐远离书本。11.同一；35；5或10XkB1.comXkB1.comXkB1.comXkB1.comXkB1.com方法规律：规律法，凸透镜成像规律及其探究实验。点拨：此题通过实验探究了凸透镜成像的规律及特点，并考查了对凸透镜成像规律的应用。（1）根据凸透镜成像规律中实验的要求，首先把凸透镜、蜡烛、光屏放在光具座上，点燃蜡烛并调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度，让烛焰、凸透镜、光屏三者中心放在同一高度上，这样才能使像成在光屏的中心；（2）由“蜡烛放置在距B点5厘米处，保持透镜在A点位置不变，移动光屏，可在光屏上得到大小不同的两个像”可知，在光屏上得到的像是实像，那么所选透镜的焦距一定不是15cm的，因为如果选择透镜的焦距为15cm，蜡烛放置在距B点5厘米处，保持透镜在A点位置不变，移动光屏，那么不能在光屏上得到像，而成为一束平行光；如果选择透镜的焦距为5cm，蜡烛放置在距B点右边5厘米处，即蜡烛置于光具座35厘米刻度处时，此时u＞2f，保持透镜在A点位置不变，移动光屏，在光屏上将得到倒立缩小的实像；当蜡烛放置在距B点左边5厘米处，即蜡烛置于光具座25厘米刻度处时，此时u＞2f，保持透镜在A点位置不变，移动光屏，在光屏上将得到倒立缩小的实像；但比蜡烛置于光具座35厘米刻度处时所成的像还要小；wWw.xKb1.coM如果选择透镜的焦距为10cm，蜡烛放置在距B点右边5厘米处，即蜡烛置于光具座35厘米刻度处时，此时2f＞u＞f，保持透镜在A点位置不变，移动光屏，在光屏上将得到倒立放大的实像；如果选择透镜的焦距为10cm，蜡烛放置在距B点左边5厘米处，即蜡烛置于光具座25厘米刻度处时，此时u＞2f，保持透镜在A点位置不变，移动光屏，在光屏上将得到倒立缩小的实像；综上所述，比较两次所成的像，当蜡烛置于光具座35厘米刻度处时，所成的像较大；实验中所用透镜的焦距可能是5或10厘米。FF三、12.解：（1）平行于主光轴的光线经凹透镜折射后变得发散，其折射光线的反向延长线过焦点；（2）过光心的入射光线，经过凹透镜折射后，其传播方向不变，由此可以画出其折射光线。如答图1所示：613.解：过光心的光线方向不变，连接A、A′，与主光轴相交于一点，即为凸透镜的光心，画出凸透镜．由A点发出平行于主光轴的光线，经过凸透镜折射后过凸透镜的焦点，如答图2所示：ABBB′A′OF答图2四、14.放大；缩小；物体到凸透镜的距离；（1）大；长；（2）远离；缩短方法规律：规律法，此题是探究凸透镜成像的规律，主要考查了实验的探究过程及成像规律的应用。点拨：要解决此题，首先要知道凸透镜成像的规律。设凸透镜的焦距为f，物距为u，则凸透镜成像的规律为：当u＞2f时，成倒立、缩小的实像．对应应用如照相机。当u=2f时，成倒立、等大的实像。当f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，对应应用如幻灯机。当u=f时，无像．经凸透镜折射后的光线是平行的，没有会聚点。当u＜f时，成正立、放大的虚像．如放大镜。可见：u=2f位置是放大和缩小的分界点；u=f是虚像和实像的分界点。当物体成实像时，随着物距u减小，像距增大，同时像也在增大。甲图，看近处的物体时，做为放大镜使用，此时成正立、放大的虚像。乙图，当看远处的物体时，此时成物体倒立、缩小的实像。甲乙两图物体到凸透镜的距离不同，所以可以看出凸透镜成像的大小可能与物体到凸透镜的距离有关。（1）从表格中数据可以看出，成实像时，物距在逐渐减小，成的像逐渐变大，像距也逐渐变大。（2）要想使所有的景物都进入取景框，需要增大物距，为了得到清晰的像，需要减小物距。所以应使照相机远离同学，并缩短暗箱的长度。6