资源描述
第5课时 透镜及其应用
真题回顾 把握考向
命题点一 凸透镜成像规律及应用
1.[2018·呼和浩特,19题 4分]在玻璃板下放置一个用眼睛看不清楚的小物体,把一滴水滴在小物体正上方的玻璃板上,水滴就是一个凸透镜,如果还看不清小物体,再拿一个凸透镜位于水滴正上方,调节凸透镜与水滴间的距离,就能看清玻璃板下的小物体。此时看到的是小物体的 (选填“正立”或“倒立”)、 (选填“放大”或“缩小”)的 (选填“实”或“虚”)像。这个组合与 (选填“望远镜”或“显微镜”)的原理相同。
命题点二 透镜作图
2.[2019·呼和浩特,19题(2)2分]如图5-1所示,S是点光源。请正确画出从点光源S发出的两条射向凸透镜的光线,以及其通过凸透镜折射后的光线。(要求两条光线不能重复)
图5-1
3.[2014·呼和浩特,12题3分]有一凸透镜成像情况如图5-2所示,其中AC是从物点A发出的一条射到凸透镜上的光线。
图5-2
(1)请作出这条光线经过凸透镜后的折射光线。
(2)如果AB向左移动,则它成的像将向 (选填“左”或“右”)移动。
(3)主光轴上有刻度,每一小格代表1 cm,请你通过作图读出凸透镜的焦距为 m。
命题点三 探究凸透镜成像规律
4.[2017·呼和浩特,11题3分]在“探究凸透镜成像特点”的实验中,凸透镜的光心,烛焰、光屏中心在同一水平直线上,蜡烛、凸透镜位置如图5-3所示,当光屏移至光具座80 cm刻度线处时,在光屏上观测到等大、倒立的实像。
图5-3
(1)该凸透镜的焦距是 cm。
(2)在题干中成像的情况下,把蜡烛向左移动5 cm,光屏应向 (选填“左”或“右”)移动才能再次得到清晰的像。
(3)在题干中成像的情况下,把蜡烛向右移动5 cm,然后移动光屏可成清晰的像,这种成像特点与实际生活中
(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)的成像原理相同。
5.[2016·呼和浩特,19题4分]学习透镜知识时,秦老师与同学们发现照相机、投影仪与放大镜,在距离、成像等方面有差异,经过讨论,确立了探究课题“凸透镜所成像的虚实、大小、倒正跟 (选填‘物体的大小’或‘物距’)有什么关系”。小敏同学利用如图5-4所示装置进行实验时,发现当物距大于二倍焦距时,移动光屏,能承接到一个倒立、 的实像,与上面探究过的 成像原理相同;若想让所成实像变大些,可将蜡烛适当 (选填“靠近”或“远离”)透镜。
图5-4
6.[2015·呼和浩特,12题3分]小玉同学探究凸透镜成像规律时,发现将蜡烛、凸透镜和光屏按如图5-5所示放置后,蜡烛通过凸透镜在光屏上形成一个清晰的像,这个像的特点是 (选填“正立”或“倒立”)、
(选填“放大”或“缩小”)的实像, (选填“照相机”或“投影仪”)就是利用凸透镜的这一成像特点制成的。现保持凸透镜的位置不变,将光屏与蜡烛的位置对调,则光屏上 (选填“能”或“不能”)形成一个清晰的像。
图5-5
达标检测 巩固提升
|基础达标|
一、选择题
1.[2019·宜昌]据央视新闻报道,我国台湾省台中市一辆小客车,因车主将矿泉水随手放在仪表盘上的防滑垫上,导致防滑垫起火,如图5-19所示。这瓶矿泉水所起的作用相当于 ( )
图5-19
A.平面镜 B.三棱镜
C.凸透镜 D.凹透镜
2.[2019·盐城]小明利用太阳光测量凸透镜的焦距,如图5-20所示操作最合理的是 ( )
图5-20
3.[2019·邵阳]小红同学利用爷爷不用了的老花镜的一片镜片做凸透镜成像实验,肯定不能得到 ( )
A.放大的实像 B.倒立的虚像
C.倒立的实像 D.放大的虚像
4.[2019·湘潭]在“探究凸透镜成像的规律”时,当烛焰离透镜14 cm时成放大的实像,当烛焰离透镜8 cm时成放大的虚像,则这个透镜的焦距可能是( )
A.4 cm B.7 cm
C.10 cm D.16 cm
5.[2019·烟台]如图5-21所示是小明同学在做“探究凸透镜成像规律”实验中的一次实验操作情景,这时烛焰在光屏上成清晰的像。若将烛焰移动到距离凸透镜15 cm处,调节光屏,在光屏上可得到 ( )
图5-21
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
6.[2019·滨州]在做“探究凸透镜成像的规律”实验时,某小组测量出物距和像距的数据,并绘制成如图5-22所示的图像,根据图像可知 ( )
图5-22
A.该凸透镜的焦距f=20 cm
B.当物距u=30 cm时,成倒立、缩小的实像,照相机利用了这条规律
C.当物距u=8 cm时,成倒立、放大的实像,幻灯机利用了这条规律
D.把物体从距凸透镜30 cm处向距凸透镜15 cm处移动过程中,所成的像会逐渐变小
7.[2019·苏州]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5-23所示。下列说法正确的是 ( )
图5-23
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,移动光屏可在光屏上得到清晰放大的像
8.[2019·常州]如图5-24所示,把眼镜片放在烛焰与凸透镜之间,调节光屏得到烛焰清晰的像,撤去眼镜片,像变得模糊,调节光屏适当远离凸透镜,光屏上重新得到清晰的像, 该眼镜片 ( )
图5-24
A.是凹透镜,属近视眼镜
B.是凹透镜,属远视眼镜
C.是凸透镜,属近视眼镜
D.是凸透镜,属远视眼镜
9.(多选)[2019·株洲]为使倒车更安全,车辆通常会配置倒车可视和倒车雷达。倒车时,可视系统自动接通车尾摄像头,将车后状况显示在液晶屏上,如图5-25甲所示;保险杠上的超声波探头(如图乙所示)探测到障碍物进入危险距离时,蜂鸣器就开始鸣叫,提醒司机及时停车。关于摄像头和探头的作用,下列说法正确的是( )
图5-25
A.摄像头相当于凸透镜 B.摄像头相当于凹透镜
C.探头相当于声呐 D.探头相当于喇叭
10.[2019·衡阳]当汽车经过十字路口时,监控摄像头就会拍下照片。摄像头相当于一个透镜,影像传感器相当于光屏。下列说法正确的是( )
A.监控摄像头和近视眼镜的镜片都对光有会聚作用
B.拍照时,汽车位于摄像头二倍焦距以外
C.当汽车远离摄像头时,影像传感器上的像变大
D.影像传感器上成的是正立的虚像
11.[2019·自贡]小明同学用数码相机(可调焦距)拍摄了同一花菜的两张照片,如图5-26所示,结合图片分析,下面说法不正确的是 ( )
图5-26
A.照相机的镜头与老花镜属于同一类透镜
B.凸透镜能成缩小的实像是照相机的工作原理
C.在物距相同的情况下,拍摄乙照片时,镜头焦距需调得小一些
D.在物距相同的情况下,拍摄乙照片时,镜头焦距需调得大一些
12.[2019·德州]图5-27是小强用手机、透镜和纸盒自制的简易“投影仪”,它能将手机上的画面放大投射到白墙上。下列说法不正确的是 ( )
图5-27
A.手机屏幕到透镜的距离应在透镜的一倍焦距和二倍焦距之间
B.白墙上呈现的是手机画面倒立、放大的实像
C.若用不透明的硬纸板遮住透镜的一部分,白墙上的画面将不再完整
D.从各个角度都能清楚地看到白墙上的像,是因为白墙对照射到其上面的光产生漫反射
二、实验题
13.[2019·内江]如图5-28所示,是矫正远视眼的光路示意图,请在虚线方框内画出相应的透镜。
图5-28
14.[2019·赤峰]如图5-29所示,平面镜垂直于凸透镜主光轴放置,且在凸透镜右侧焦点上,请把光路补充完整。
图5-29
15.[2019·南京]用如图5-30所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。图甲中一束平行光射向凸透镜,光屏上得到一个最小、最亮的光斑(未画出)。
图5-30
(1)图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(未画出),则该像是倒立、 的实像。
(2)若在图乙中将凸透镜移到55 cm刻度线处,则将光屏移动到 cm刻度线处,可以再次看到清晰的像。
(3)若在图乙中烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜的镜片,则将光屏向 (选填“左”或“右”)移动才能再次看到清晰的像。
(4)若在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气,发现光屏上“烛焰尖部”变模糊,则将光屏向 移动,“烛焰尖部”又会成清晰的像。
16.[2019·淄博]小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中,所用凸透镜的焦距为15 cm。
(1)如图5-31甲所示,移动光屏找到清晰的烛焰的像,这个像是图乙中的 ,利用此原理可以制成
(选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”)。
图5-31
(2)小明把蜡烛依次放在A、B位置,在坐标纸上记录了光屏上像的位置和大小,如图丙所示,A'、B'分别表示蜡烛在A、B处所成的像。跟同学们交流后发现:
①成倒立、放大像的条件是 ;
②成实像时,物距减小,像距 。
(3)保持凸透镜位置不动,小明又把蜡烛放在距凸透镜18 cm处,在光具座上无论怎样移动光屏,都找不到清晰的像,原因可能是 。聪明的小明拿起一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜处,在光具座上移动光屏,光屏上出现了清晰的像,则小明拿起的眼镜是 (选填“近视镜”或“远视镜”)。
17.[2019·临沂]在“探究凸透镜成像特点”的实验中,将凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处不动,移动蜡烛和光屏至如图5-32所示位置时,光屏上承接到清晰的像。
图5-32
(1)该凸透镜的焦距为 cm。
(2)将远视眼镜的镜片放在蜡烛和透镜之间适当位置,此时应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动,才能再次承接到清晰的像。
(3)取走镜片,将蜡烛向左移动一段距离后,应将光屏移至 (选填序号)范围内才能承接到清晰的像。
A.50~65 cm B.65~80 cm
C.80~95 cm
(4)将蜡烛移到37 cm刻度线处,观察到的像是 (选填“倒立”或“正立”)的。
三、综合题
18.[2019·绵阳]人进入老年后,眼睛睫状体对晶状体的调节能力减弱,太远、太近的物体都看不清楚。近视远视一体眼镜(双光镜)可以解决这个问题,戴上这种眼镜,透过下半部分可以看清书上的文字,透过上半部分镜片可以看清远处景物。由此可知,近视远视一体眼镜下半部分是 透镜,上半部分镜片对光具有
(选填“会聚”或“发散”)作用。
图5-33
19.[2019·泰州]如图5-33所示,用铁丝绕成一个内径约为4 mm的圆环,在清水中浸一下后取出,布满圆环的水膜犹如透镜,用这个水膜透镜贴近课本上的字,看到的是正立、放大的像,此像为 (选填“实像”或“虚像”);透过水膜透镜看远处的楼房,楼房倒立、缩小了,这种成像情况与 (选填“照相机”或“幻灯机”)成像原理相同;轻轻甩去一些水(保持水膜完好),透过水膜透镜看远处的楼房成正立、缩小的像,此时水膜透镜相当于 (选填“凸透镜”或“凹透镜”)。
|挑战自我|
20.[2019·安顺]下列关于图中5-34光学现象的描述或解释不正确的是 ( )
图5-34
A.图甲中小孔成的是倒立的实像
B.图乙中凹透镜可以矫正远视眼
C.图丙中白光通过三棱镜会分解成多种色光
D.图丁中漫反射的光线遵循光的反射定律
21.[2019·温州]将一蜡烛放在装有水的烧瓶前,调整蜡烛和烧瓶至如图5-35所示位置,在墙壁上得到清晰的像。该像的性质是 ( )
A.缩小的虚像 B.放大的虚像
C.缩小的实像 D.放大的实像
图5-35
22.[2019·泰安]如图5-36所示,在“探究凸透镜成像的规律”实验中,烛焰在距离凸透镜8 cm处时,在距离凸透镜15 cm处的光屏上成倒立的像。保持蜡烛和光屏不动,现把凸透镜向光屏方向移动7 cm, 下列关于烛焰在光屏上成像的说法正确的是 ( )
图5-36
A.不能成清晰的像 B.成倒立、缩小的像
C.成倒立、放大的像 D.成倒立、等大的像
23.[2019·徐州]在“探究凸透镜成像规律”实验中,开始时烛焰在光屏上成缩小的像,接着把物距调整为刚才的一半,移动光屏使烛焰在光屏上成像,此时的像 ( )
A.是放大的 B.是缩小的
C.是等大的 D.以上三种都有可能
24.如图5-37所示,在“用‘凸透镜’观察周围的景物”活动中,小科将印有绿色环保标志“”的纸固定在墙上,再将一只装有水的圆柱形玻璃杯移到标志的正前方,然后改变玻璃杯与标志之间的距离。小科站立时透过玻璃杯和水观察。图5-38所示图像中,不可能看到的是 ( )
图5-37
图5-38
25.[2019·孝感]如图5-39所示,凸透镜斜放,其主光轴与水平面成45°角,F是焦点。一条入射光线经过凸透镜折射后,入射到水平放置的平面镜上被反射,已知折射光线BO与水平面成45°角,请完成光路图,画出入射到凸透镜的入射光线和经平面镜反射的反射光线。
图5-39
26.[2019·威海]黑洞是宇宙中质量很大的天体。如图5-40所示,两恒星1、2发出的光在经过某黑洞附近时发生了弯曲之后射向地球,地球上的人类观测到恒星1的位置比原位置 (选填“偏高”“偏低”或“不变”);若在黑洞的位置用一个光学元件代替它对光的作用(光学元件的尺寸可大于黑洞),该光学元件为 。
图5-40
27.[2019·嘉兴]如图5-41所示,保持矿泉水瓶与白纸的位置不变,当向空瓶中倒入水后,可观察到“黑白颠倒”的现象,这是由于倒入水后的矿泉水瓶相当于形成了一块 镜。此时,若要将“黑白颠倒”的现象重新颠倒回来,白纸应 (选填“靠近”或“远离”)矿泉水瓶。
图5-41
【参考答案】
真题回顾 把握考向
1.倒立 放大 虚 显微镜
2.如图所示
3.(1)如图所示
(2)左
(3)0.115(0.109~0.121 m均可)
4.(1)7.5 (2)左 (3)投影仪
5.物距 缩小 照相机 靠近
6.倒立 放大 投影仪 能
达标检测 巩固提升
1.C [解析]凸透镜对光有会聚作用,装水的矿泉水瓶相当于一个凸透镜,可以将太阳光会聚,导致防滑垫起火,故C正确。
2.C
3.B
4.C [解析]当烛焰离透镜14 cm时成放大的实像,则蜡烛在一倍焦距和二倍焦距之间,即2f>14 cm>f,所以7 cm<f<14 cm;当烛焰离透镜8 cm时成的是放大的虚像,则蜡烛在一倍焦距以内,即8 cm<f。综上所述8 cm<f<14 cm,故选C。
5.C
6.B [解析]根据凸透镜的成像规律可知:当物距等于像距等于二倍焦距时,成倒立、等大的实像,由图像可知:当物距u=20 cm时,像距v=20 cm,所以凸透镜的焦距为f=10 cm,故A错误;当物距u=30 cm时,物距大于二倍焦距,凸透镜成倒立、缩小的实像,照相机利用了这条规律,故B正确;当物距u=8 cm时,物距小于焦距,凸透镜成正立、放大的虚像,放大镜是利用该原理来工作的,故C错误;物体从距凸透镜30 cm处向距凸透镜15 cm 处移动时,物距变小,当凸透镜成实像时,物距越小,像距越大,像越大,故D错误。
7.B [解析]由题意可知,透镜的焦距是15 cm,图中物距是40 cm,大于二倍焦距,由凸透镜成像规律可知,在透镜的另一侧一倍焦距和二倍焦距之间成倒立、缩小的实像,而图中光屏在二倍焦距之外,因此光屏上不能呈现清晰像,故A错误;仅在凸透镜左侧附近放一合适的凹透镜,相当于使成在视网膜前的像,通过凹透镜的发散作用而落在视网膜上,即模拟近视眼的矫正,故B正确;将蜡烛移到30 cm刻度处,此时物距在一倍焦距和二倍焦距之间,根据凸透镜成像规律,移动光屏可在屏上得到清晰放大的实像,而不是等大的,故C错误;将蜡烛移到40 cm刻度处,物距在一倍焦距之内,此时会在蜡烛同侧成正立、放大的虚像,移动光屏无法得到任何像,故D错误。
8.D [解析]把眼镜片放在烛焰与凸透镜之间,调节光屏得到烛焰清晰的像,撤去眼镜片,像变得模糊,将光屏远离凸透镜适当距离后光屏上重新出现清晰的像,说明移走眼镜片后,成像推迟了,即对光的会聚能力减弱了,说明移走的眼镜片对光线有会聚作用,则该眼镜片应该是凸透镜,属于远视眼镜,故D选项符合题意。
9.AC [解析]摄像头是根据物距大于二倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像的原理制成的,故A正确,B错误。保险杠上的超声波探头探测到障碍物进入危险距离时,蜂鸣器就开始鸣叫,提醒司机及时停车,说明探头相当于声呐的作用,故C正确,D错误。
10.B [解析]监控摄像头相当于凸透镜,凸透镜对光有会聚作用;近视眼镜的镜片是凹透镜,凹透镜对光有发散作用,故 A错误。监控摄像头是利用物体在二倍焦距以外,成倒立、缩小实像的原理工作的,即影像传感器上成的是倒立、缩小的实像,故B正确,D错误。凸透镜成实像时,物远像近像变小,则当汽车远离摄像头时,影像传感器上的像变小,故C错误。
11.C [解析]照相机的镜头是凸透镜,老花镜也是凸透镜,属于同一类透镜,故A正确,不符合题意。当u>2f时,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机,故B正确,不符合题意。照相机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理工作的,在物距不变的条件下,乙照片中的花菜大些,则拍摄乙照片时镜头的焦距需调得大些,故C错误,符合题意,D正确,不符合题意。
12.C [解析]根据投影仪成像的原理可知,手机到透镜的距离应大于一倍焦距,小于二倍焦距,故A正确,不符合题意;投影仪成的像是倒立、放大的实像,故B正确,不符合题意;若用不透明的硬纸板遮住透镜的一部分,白墙上的画面仍然完整,只是亮度变暗,故C错误,符合题意;发生漫反射的物体可以从不同角度都能看到,因此从各个角度都能清楚地看到白墙上的像,是因为白墙对照射到其上面的光产生了漫反射,故D正确,不符合题意。
13.如图所示
14.如图所示
15.(1)放大 (2)75 (3)右 (4)左
[解析](1)由图甲知,焦距f=60 cm-50 cm=10 cm;当蜡烛、凸透镜位于图乙所示的位置时,物距小于像距,凸透镜成倒立、放大的实像。
(2)在图乙中将凸透镜移到55 cm刻度线处时,物距为u=55 cm-35 cm=20 cm=2f,则成倒立、等大的实像。此时像距等于物距,则光屏应移到75 cm刻度线处。
(3)凹透镜对光线有发散作用,会使像会聚在光屏的后方,即要将光屏向右移动才能在光屏上成清晰的像。
(4)在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气,A点气体流速大,流体流速大的位置压强小,则“火焰尖部”向左移动,物距增大,像距应减小,故应将光屏向左移动,才能使“烛焰尖部”又成清晰的像。
16.(1)D 照相机
(2)①物距在一倍焦距和二倍焦距之间 ②增大
(3)像距太长,光具座太短 远视镜
[解析](1)从图甲可以知道:此时的物距为40 cm,在二倍焦距以外,凸透镜成倒立、缩小的实像,即图乙中的D,利用该原理制成了照相机。
(2)当物体到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间时,凸透镜成倒立、放大的实像;凸透镜成实像时,物距减小,像距变大,像变大。
(3)小明又把蜡烛放在距凸透镜18 cm处,在光具座上无论怎样移动光屏,都找不到清晰的像,原因可能是像距太长,光具座太短;聪明的小明拿起一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜处,在光具座上移动光屏,光屏上出现了清晰的像,说明两个透镜组合起来以后,光屏上接收到了蜡烛的像,说明像距变短了,则小明拿起的眼镜对光具有会聚作用,是远视镜。
17.(1)15.0
(2)左
(3)B
(4)正立
18.凸 发散
19.虚像 照相机 凹透镜
[解析]看到的是正立、放大的像,说明水膜透镜相当于凸透镜,根据凸透镜成像规律可知,当其贴近课本上的字,物距小于一倍焦距时,看到的是正立、放大的虚像;当看远处的楼房时,物距大于二倍焦距,看到的是倒立、缩小实像,这种成像情况与照相机成像原理相同;因为通过凹透镜可以看到正立、缩小的像(如近视镜),所以甩去一些水后水膜透镜相当于凹透镜。
20.B
21.D [解析]装有水的烧瓶中间厚边缘薄,相当于一个凸透镜;因为墙壁到烧瓶的距离大于蜡烛到烧瓶的距离,即像距大于物距,所以成的是倒立、放大的实像,故选D。
22.B
23.D
24.C
25.如图所示
26.偏高 凸透镜
27.凸透 靠近
[解析]倒入水后的矿泉水瓶相当于凸透镜,可观察到“黑白颠倒”的现象,说明成倒立的像,若要将“黑白颠倒”的像重新颠倒回来,需要成正立的像,当物体在凸透镜的焦距之内时可以成正立、放大的虚像,因此白纸应靠近矿泉水瓶,位于凸透镜的焦距之内即可。
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