專題25 透鏡問題【有答案】

專題25透鏡問題一、透鏡作圖1.透鏡的三條基本光路（1）平行于主軸的光線，經(jīng)過凸透鏡后會聚凸透鏡焦點。（2）從凸透鏡焦點發(fā)出的光線，經(jīng)過凸透鏡后平行于主軸射出。（3）平行于主軸的光線，經(jīng)過凹透鏡后發(fā)散射出，發(fā)散射出的光線的反向延長線會聚凹透鏡焦點。（4）沿著凹透鏡右側(cè)焦點射出的光線，經(jīng)過凹透鏡后，平行于主軸射出。2.會分析像距v和物距u的關(guān)系圖像含義。二、凸透鏡的成像規(guī)律的應(yīng)用1.凸透鏡的成像規(guī)律（見表格）成像條件物距（u）成像的性質(zhì)像距（v）應(yīng)用u﹥2f倒立、縮小的實像f﹤v﹤2f照相機(jī)u=2f倒立、等大的實像v=2ff﹤u﹤2f倒立、放大的實像v﹥2f投影儀u=f不成像0﹤u﹤f正立、放大的虛像V﹥f放大鏡2．對凸透鏡成像規(guī)律的深刻理解（1）焦點是成虛像和實像的分界點。物體在焦點以外時，在另一側(cè)光屏上一定成實像；物體在焦點以內(nèi)時，一定在同側(cè)成虛像。（2）2f是成放大或縮小實像的分界點。U=2f時，所成實像與物體等大；u＞2f時，所成實像是縮小的；f＜u＜2f時，所成實像是放大的。（3）凸透鏡成像時，物距u越小，像越大，像距v也越大；物距u越大，像越小，像距v也越小。（4）根據(jù)u和v的關(guān)系，也能判斷出像的性質(zhì)。當(dāng)u＞v時，像比物?。划?dāng)u=v時，像和物大小相等；當(dāng)u＜v時，像比物大。（5）凸透鏡所成實像都是倒立的，所成虛像都是正立的。（6）可以這樣記憶理解：實像倒，位異側(cè)；虛像正，位同側(cè)；一倍焦距分虛實，二倍焦距分大小；物體移向凸透鏡，實像變遠(yuǎn)且變大，虛像變近且變小。三、近視眼與遠(yuǎn)視眼成因及其矯正1．近視眼的特點、成因及矯正對于近視眼，眼睛只能看清近處的物體，看不清遠(yuǎn)處的物體。其形成原因是：晶狀體太厚，折光能力太強(qiáng)，或者眼球在前后方向上太長，使來自遠(yuǎn)處某點的光會聚在視網(wǎng)膜前，到達(dá)視網(wǎng)膜時已經(jīng)不是一點，而是一個模糊的光斑。需配戴凹透鏡進(jìn)行矯正。2．遠(yuǎn)視眼的特點、成因及矯正對于遠(yuǎn)視眼，眼睛只能看清遠(yuǎn)處的物體，看不清近處的物體。形成的原因是：晶狀體太薄，折光能力太弱，或者眼球在前后方向上太短，使來自近處一點的光還沒有會聚成一點就到達(dá)視網(wǎng)膜了，視網(wǎng)膜上形成一個模糊的光斑。需配戴凸透鏡進(jìn)行矯正?！纠}1】如圖所示，在”探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗中，燭焰在距離凸透鏡8cm處時，在距離凸透鏡15cm處的光屏上成倒立的像。保持蠟燭和光屏不動，現(xiàn)把凸透鏡向光屏方向移動7cm，下列關(guān)于燭焰在光屏上成像的說法正確的是（）A．不能成清晰的像 B．成倒立的縮小的像 C．成倒立的放大的像 D．成倒立的等大的像【答案】B 【解析】如圖所示，在”探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗中，燭焰在距離凸透鏡8cm處時，在距離凸透鏡15cm處的光屏上成倒立的像。此時物距小于像距，f＜u＝8cm＜2f，解得，4cm＜f＜8cm，v＝15cm＞2f，解得f＜7.5cm，焦距范圍：4cm＜f＜7.5cm，保持蠟燭和光屏不動，現(xiàn)把凸透鏡向光屏方向移動7cm，此時u′＝8cm+7cm＝15cm＞2f，v′＝15cm﹣7cm＝8cm，f＜v′＜2f，凸透鏡成倒立縮小的實像，故ACD錯誤，B正確?！纠}2】將圖中的光路圖補充完整。【答案】【解析】本題考查凹透鏡三條特殊光線的畫法。過光心的光線其傳播方向不變；指向另一側(cè)焦點的光線經(jīng)凹透鏡折射后折射光線平行于主光軸；平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后折射光線反向延長通過焦點?！纠}3】勤于動手的小聰在探究凸透鏡成像規(guī)律過程中，將蠟燭、凸透鏡和光屏按如圖所示放置時，蠟燭通過凸透鏡在光屏上形成一個倒立、（選填“放大”、“縮小”或“等大”）的清晰的像，利用凸透鏡這一成像規(guī)律制成的是（選填“照相機(jī)”、“投影儀”或“放大鏡”）；若保持透鏡和光屏的位置不變，將蠟燭移到“15cm“刻度線位置，他將自己佩戴的眼鏡放在蠟燭和透鏡間適當(dāng)位置時，光屏上又出現(xiàn)了清晰的像，則小明所患的眼疾是。（選填“近視眼”或“遠(yuǎn)視眼”）【答案】縮小；照相機(jī)；近視眼?！窘馕觥浚?）根據(jù)物距和像距的關(guān)系，能判斷凸透鏡的成像情況，從而判斷其應(yīng)用；（2）知道近視眼鏡是凹透鏡，對光有發(fā)散作用。同時知道凸透鏡成實像時，遵循物近像遠(yuǎn)像變大的規(guī)律可做出判斷。燭焰到凸透鏡的距離是物距，光屏到凸透鏡的距離是像距。由圖知，物距大于像距，由凸透鏡成像規(guī)律可知，此時成倒立、縮小的實像，應(yīng)用于照相機(jī)；將蠟燭移到“15cm“刻度線位置，物距變大，則像距會變得更小，即像更靠近凸透鏡。此時保持凸透鏡和光屏的位置不變，在蠟燭和凸透鏡之間放置了一個度數(shù)合適的眼鏡，光屏上也得到了清晰的像，說明這個鏡片對光起到了發(fā)散的作用，因此，他放置的應(yīng)該是矯正近視眼的凹透鏡片?！纠}4】某同學(xué)在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，繪制了如圖所示的圖象（v表示像到凸透鏡的距離，u表示物體到凸透鏡的距離），用該凸透鏡作放大鏡使用時，被觀察的物體到透鏡的距離在_______m以內(nèi)；把物體從距凸透鏡5cm處移動到距凸透鏡20cm處的過程中，像的大小將______（選填“變大”、“變小”“先變小再變大”、“先變大再變小”）．【答案】0.05；變小 【解析】（1）由圖像可知，當(dāng)物距:u＝10cm時，像距：v＝10cm，即u＝v，∴焦距：，∴用該凸透鏡作放大鏡使用時，被觀察的物體到透鏡的距離在0.05m以內(nèi)；（2）根據(jù)凸透鏡成實像時，遵循“物遠(yuǎn)像近”即物體遠(yuǎn)離凸透鏡時，所成像變近，像變小，∴把物體從距凸透鏡5cm處移動到距凸透鏡20cm處的過程中，像的大小將變?。纠}5】在探究凸透鏡成像規(guī)律時，如圖甲所示，將A凸透鏡固定在光具座上35cm刻線處，將點燃的蠟燭放置在光具座上5cm刻線處，移動光屏，使?fàn)T焰在光屏上成清晰的像，由A凸透鏡成像中物距和像距的變化關(guān)系畫出圖像如圖乙所示；接著他保持蠟燭的位置不變，將凸透鏡A換為凸透鏡B并保持位置不變，移動光屏，使?fàn)T焰在光屏上成清晰的像，如圖丙所示.請根據(jù)上述實驗現(xiàn)象和凸透鏡成像規(guī)律判斷：凸透鏡A的焦距是cm，凸透鏡A的焦距凸透鏡B的焦距（選填“大于”、“小于”或“等于”）.圖丙所示的實驗現(xiàn)象可以說明_______的成像特點（選填“照相機(jī)”、“幻燈機(jī)”或“放大鏡”）；若【答案】（1）10；小于；（2）右；變大；（3）靠近?！窘馕觥浚?）根據(jù)圖乙可知，當(dāng)u=v=20cm時，蠟燭成等大的實像，這時u=v=2f，所以f=10cm，即凸透鏡A的焦距是10cm。設(shè)凸透鏡B的焦距為fB，由圖丙知fB＜30cm＜2fB,所以15cm＜fB＜30cm，所以凸透鏡A的焦距小于凸透鏡B的焦距。（2）原來蠟燭距離凸透鏡30cm，蠟燭右移5cm后，物距變?yōu)?5cm，根據(jù)凸透鏡成像特點，物距變小，像距變大，所以光屏應(yīng)向右移動，像距比原來更大，所以像將變大；（3）圖丙所示實驗中，蠟燭通過凸透鏡成放大倒立的實像，與幻燈機(jī)的工作原理一致；把遠(yuǎn)視眼鏡放在蠟燭與凸透鏡之間，遠(yuǎn)視眼鏡相當(dāng)于一個放大鏡，所以通過透鏡B成像的是蠟燭的放大的虛像，像的位置在蠟燭的左側(cè)，要想還在原來的裝置上成像，需要蠟燭靠近透鏡，使其通過遠(yuǎn)視眼鏡所成的放大虛像在原來蠟燭的位置上。一、選擇題1.將物體分別放在甲、乙凸透鏡前，物距相同，通過甲凸透鏡成正立放大的像，通過乙透鏡成倒立縮小的像，上面的圖是平行于主光軸的光線通過甲透鏡的光路圖，下面的四幅圖中哪副圖可能是平行于主光軸的光線，通過乙透鏡的光路圖（）ABCD【答案】A【解析】由圖11可知，甲透鏡的焦距為20cm，將物體分別放在甲、乙凸透鏡前，物距相同，通過甲凸透鏡成正立放大的像，通過乙透鏡成倒立縮小的像，所以物距小于甲的焦距20cm，大于乙的2倍焦距，可以得出乙的焦距小于10cm，結(jié)合四個選項，故選A。2.如圖是某凸透鏡成實像時，像距v和物距u的關(guān)系圖像。分析圖像中有關(guān)數(shù)據(jù)可知（）A．該凸透鏡的焦距為10cmB．當(dāng)物距u=30cm時，像距v=15cmC．物距增大時，像距也增大D．當(dāng)物距u=15cm時，成的是縮小的像101020203030101515u/cmv/cm【答案】A【解析】本題考查凸透鏡成像的規(guī)律以及運用圖像給出的信息解決問題的能力。抓住關(guān)鍵點，即u=20cm時，v=20cm。這時u=v=2f=20cm，解出f=10cm.收集信息和處理信息能力的試題是今后中考的熱點。是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要舉措。A．由圖象可知，u=v=2f=20cm，所以凸透鏡的焦距是10cm，故A正確；B．當(dāng)物距u=30cm＞2f=20cm時，2f＞v＞f，即20cm＞v＞10cm，故B錯誤；C．凸透鏡成實像時，物距增大時像距減小，故C錯誤；D．當(dāng)物距u=15cm，此時2f＞u＞f，成倒立放大的實像，故D錯誤3.在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”時，將點燃的蠟燭放在距凸透鏡30cm處，在透鏡另一側(cè)距離透鏡16cm處的光屏上得到燭焰清晰的像。則下列相關(guān)說法正確的是（）①光屏上成倒立、放大的實像②照相機(jī)是利用這一成像原理工作的③該透鏡的焦距f一定滿足8cm＜f＜15cm④將近視鏡片放在蠟燭和凸透鏡之間，要使光屏上出現(xiàn)清晰的像，光屏應(yīng)靠近透鏡A．只有①和③ B．只有②和④ C．只有②和③ D．只有①和④【答案】C【解析】蠟燭距離凸透鏡30cm時，在透鏡的另一側(cè)16cm處光屏上得到一個清晰的像，物距大于像距，成倒立縮小實像，是照相機(jī)的原理；故①錯誤，②正確；此時物體在二倍焦距以外，像在一倍焦距和二倍焦距之間，即30cm＞2f；2f＞16cm＞f，解得：8cm＜f＜15cm。故③正確；近視鏡片是凹透鏡，對光線具有發(fā)散作用，所以近視鏡片放在蠟燭和凸透鏡之間，像將延遲會聚，為使光屏上看到清晰的像，采取的方法為：使光屏遠(yuǎn)離透鏡，使像成在光屏上，故④錯誤。4.現(xiàn)代生活，智能手機(jī)給人們帶來了許多便利，但長時間盯著手機(jī)屏幕，容易導(dǎo)致視力下降。下列關(guān)于近視眼及其矯正的原理圖正確的是（）A．甲乙B．甲丁C．丙乙D．丙丁【答案】A【解析】近視眼是因為晶狀體太厚或視網(wǎng)膜太靠后，導(dǎo)致眼睛折光能力太強(qiáng)，光線還沒有到達(dá)視網(wǎng)膜就已經(jīng)會聚，可佩帶凹透鏡矯正，所以甲是近視眼成因圖，乙是矯正近視眼圖，丙是遠(yuǎn)視眼成因圖，丁是矯正遠(yuǎn)視眼圖，故A正確；B、C、D不正確．二、填空題5.勤于動手的小聰在探究凸透鏡成像規(guī)律過程中，將蠟燭、凸透鏡和光屏按如圖所示放置時，蠟燭通過凸透鏡在光屏上形成一個倒立、(選填“放大”、“縮小”或“等大”)的清晰的像，利用凸透鏡這一成像規(guī)律制成的是(選填“照相機(jī)”、“投影儀”或“放大鏡”);若保持透鏡和光屏的位置不變，將蠟燭移到“15cm”刻度線位置，他將自己佩戴的眼鏡放在蠟燭和透鏡間適當(dāng)位置時，光屏上又出現(xiàn)了清晰的像，則小聰所患的眼疾是.(選填“近視眼”或“遠(yuǎn)視眼”)【答案】縮??；照相機(jī)；近視眼【解析】從圖中可以看出：物體離凸透鏡遠(yuǎn)像離凸透鏡近，說明物體在二倍焦距以外，故在光屏上形成一個倒立、縮小的像，照相機(jī)是根據(jù)這個原理制成的，若將蠟燭移到“15cm”刻度線位置，應(yīng)向左移動光屏才能出現(xiàn)清晰的像，而小聰將佩戴的眼鏡放在蠟燭和透鏡間適當(dāng)位置時，光屏上能出現(xiàn)清晰的像，說明小聰佩戴的眼鏡對光線起到發(fā)散作用，故小聰所佩戴的是凹透鏡,小聰患的眼疾是近視眼．6.用如圖所示裝置探究凸透鏡成像規(guī)律，圖中凸透鏡的焦距為cm。實驗中，小明移動蠟燭，觀察到光屏上呈現(xiàn)清晰縮小的像，此像是（實/虛）像。繼續(xù)移動蠟燭發(fā)現(xiàn)，在光屏上可以成放大的像，說明物體通過凸透鏡成像的性質(zhì)與有關(guān)?！敬鸢浮?2.0；實；物體到凸透鏡的距離（物距）?！窘馕觥繌墓饩咦峡梢宰x出該凸透鏡的焦距是12.0cm；能夠用光屏收集到的都是實像；物體通過凸透鏡成像的性質(zhì)與物體到凸透鏡的距離（簡稱物距）有關(guān)。7.每年6月6日是全國愛眼日。如果不愛護(hù)眼睛容易患上近視眼，矯正近視眼應(yīng)佩戴透鏡（填“凸”或“凹”）。視力正常的眼睛，遠(yuǎn)近景物都能在視網(wǎng)膜上成倒立、縮小的像（填“實”或“虛”）?！敬鸢浮堪?；實【解析】（1）近視眼是因為晶狀體太厚或眼球過長，遠(yuǎn)處物體的像成在視網(wǎng)膜的前方，凹透鏡對光線有發(fā)散作用，使原來會聚成像的光線錯后會聚到視網(wǎng)膜上。（2）眼睛好像一架照相機(jī)，晶狀體和角膜的共同作用相當(dāng)于一個凸透鏡，它把來自物體的光會聚在視網(wǎng)膜上，形成物體的像。近視眼是晶狀體曲度變大，會聚能力增強(qiáng)，即折光能力增強(qiáng)，像呈在視網(wǎng)膜的前方，應(yīng)佩戴發(fā)散透鏡，即凹透鏡，使光線推遲會聚。當(dāng)物距大于二倍焦距時，凸透鏡成縮小、倒立的實像；眼球好像一架照相機(jī)，晶狀體和角膜的共同作用相當(dāng)于一個凸透鏡，視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏。我們看物體時，通過睫狀體的伸縮來調(diào)節(jié)晶狀體的彎曲程度，改變晶狀體的焦距，使不同遠(yuǎn)近的物體都能在當(dāng)物距大于二倍焦距時，凸透鏡成縮小、倒立的實像。8.某同學(xué)有一個焦距為10cm的凸透鏡，他用該透鏡制作了一個模型照相機(jī)照相，則景物到鏡頭的距離應(yīng)該20cm（選填“大于”、“等于”或“小于”），利用該透鏡（選填“能”或“不能”）矯正近視眼?！敬鸢浮看笥冢徊荒堋窘馕觥浚?）由題知，他用焦距為10cm凸透鏡制作了一個模型照相機(jī)照相，根據(jù)照相機(jī)的工作原理可知，被照的景物和凸透鏡的距離應(yīng)大于2倍焦距，在膠片上能得到倒立、縮小的實像，所以景物到鏡頭的距離應(yīng)該大于20cm；（2）近視眼的形成原因是晶狀體太厚、會聚能力太強(qiáng)，應(yīng)該佩戴具有發(fā)散作用的凹透鏡矯正，使光線延遲會聚，使像成在視網(wǎng)膜上，故凸透鏡不能矯正近視眼。9.眼球的結(jié)構(gòu)類似于（選填“照相機(jī)”、“幻燈機(jī)”或“放大鏡”），把來自外界物體的光會聚在視網(wǎng)膜上形成物體（選填“倒立”或”正立”）的像，小明同學(xué)由于不注意用眼衛(wèi)生，形成了近視眼，應(yīng)當(dāng)戴鏡進(jìn)行矯正?！敬鸢浮空障鄼C(jī)；倒立；凹?！窘馕觥垦矍虻慕Y(jié)構(gòu)類似于一架高級照相機(jī)，物體到眼睛的距離大于二倍焦距時，在視網(wǎng)膜上成倒立縮小的實像；由于不注意用眼衛(wèi)生，形成了近視眼，需要佩戴凹透鏡片做成的眼鏡，能使像后移到視網(wǎng)膜上。三、作圖題10.根據(jù)入射光線和折射光線，在圖中虛線框內(nèi)畫出適當(dāng)類型的透鏡。【答案】如圖所示?！窘馕觥客雇哥R對光線有會聚作用，除過光心的光線之外的所有射向凸透鏡的光線，經(jīng)凸透鏡折射后都會比原來會聚一些；從焦點發(fā)出的光線，經(jīng)凸透鏡后變?yōu)槠叫泄饩€。圖中從焦點發(fā)出的光線，經(jīng)透鏡后變?yōu)槠叫泄饩€，因此該透鏡為凸透鏡，對光線起會聚作用。11.在圖中的實線框內(nèi)填上一個合適的透鏡。【答案】【解析】凹透鏡對光線有發(fā)散作用，除過光心的光線之外的所有射向凹透鏡的光線，經(jīng)凹透鏡折射后都會比原來發(fā)散一些。平行光經(jīng)透鏡后變得發(fā)散，因此該透鏡對光線起發(fā)散作用，為凹透鏡。12.完成光路圖，根據(jù)圖中的入社光線或折射光線作出相應(yīng)折射光線或入射光線．【答案】【