3.4專題03透鏡及其應(yīng)用

專題03透鏡及其應(yīng)用（測(cè)試）（解析版）（滿分100分，時(shí)間60分鐘）一、選擇題（10小題，每小題3分，共30分）1.如圖所示，畫出了光線通過(guò)透鏡后的光路，其中正確的是（）。A． B．C． D．【答案】C。【解析】AB．由圖可知，圖中透鏡為凹透鏡，對(duì)光線有發(fā)散作用，經(jīng)透鏡折射后的光線較折射之前的光線更會(huì)聚，光路圖不正確，故AB錯(cuò)誤；C．由圖可知，圖中透鏡為凸透鏡，對(duì)光線有會(huì)聚作用，圖中經(jīng)透鏡折射后的光線較折射之前的光線更加會(huì)聚，光路圖正確，故C正確；D．由圖可知，圖中透鏡為凸透鏡，對(duì)光線有會(huì)聚作用，而圖中經(jīng)透鏡折射后的光線較折射之前的光線發(fā)散，光路圖不正確，故D錯(cuò)誤。故選C。2.下列關(guān)于透鏡的說(shuō)法中，正確的是（）。A．凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用；B．凸透鏡只對(duì)平行光有會(huì)聚作用；C．平行光經(jīng)過(guò)凸透鏡折射后一定會(huì)聚于焦點(diǎn)；D．凸透鏡的焦距越大，透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用越強(qiáng)【答案】A?！窘馕觥緼．凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用，故A正確；B．凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，不單指對(duì)平行光，對(duì)所有的光線都有會(huì)聚作用，故B錯(cuò)誤；C．只有平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后才會(huì)聚于焦點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；D．凸透鏡的焦距越大，透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用越弱，焦距越小，對(duì)光的會(huì)聚能力越強(qiáng)，故D錯(cuò)誤。故選A。3.生活中我們常用自拍美顏照，則下列說(shuō)法正確的是（）。A．自拍時(shí)應(yīng)用了凸透鏡成正立縮小的實(shí)像；B．拍照時(shí)人到鏡頭的距離應(yīng)保持在大于f且小于2f；C．要使自拍的照片更大一些，人應(yīng)靠近鏡頭一些；D．鏡頭和監(jiān)控?cái)z像頭成像原理不同【答案】C?！窘馕觥緼B．自拍時(shí)，的照相機(jī)是凸透鏡，拍照時(shí)人到鏡頭的距離是物距，應(yīng)大于二倍焦距，此時(shí)凸透鏡成倒立縮小的實(shí)像，故AB錯(cuò)誤；C．要使自拍的照片更大一些，像距應(yīng)變大，物距應(yīng)變小，所以人應(yīng)靠近鏡頭一些，故C正確；D．鏡頭和監(jiān)控?cái)z像頭成像原理與照相機(jī)的成像原理是相同的，都是利用凸透鏡在物距大于2倍焦距時(shí)，成倒立縮小的實(shí)像的原理，故D錯(cuò)誤。故選C。4.各種光現(xiàn)象所成的像有實(shí)像和虛像兩種。下面所列的成像實(shí)例：①汽車觀后鏡中的像、②在潛望鏡中看到的景物的像、③放大鏡中看到的物體的像、④幻燈機(jī)屏幕上的像、⑤針孔照相機(jī)內(nèi)所成的像，說(shuō)法正確的是（）。A．屬于實(shí)像的是①④；B．屬于虛像的是②③④；C．屬于折射成像的是①③；D．屬于反射成像的是①②【答案】D?！窘馕觥竣倨囉^后鏡中的像屬于凸面鏡成像，是正立縮小的虛像，由光的反射形成的；②在潛望鏡中看到的景物的像是虛像，利用的是平面鏡成像原理，屬于光的反射現(xiàn)象；③放大鏡中看到的物體的像，利用的是光的折射現(xiàn)象中成虛像的情況；④幻燈機(jī)屏幕上的像凸透鏡成倒立的放大的實(shí)像，是由光的折射形成的；⑤針孔照相機(jī)內(nèi)所成的像屬于小孔成像，成的是倒立的實(shí)像，是由光的直線傳播形成的；綜上所述，屬于實(shí)像的是④⑤；屬于虛像的是①②③；屬于折射成像的是③④；屬于反射成像的是①②；故ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D。5.如圖所示，拿一個(gè)近視眼鏡放在凸透鏡前，光屏上出現(xiàn)燭焰清晰的像，而拿走近視眼鏡則燭焰的像變得模糊。那么在拿走近視眼鏡后，下列操作能使光屏上重新得到清晰像的是（）。A．將光屏適當(dāng)遠(yuǎn)離凸透鏡 B．將蠟燭適當(dāng)遠(yuǎn)離凸透鏡C．將光屏適當(dāng)移近凸透鏡 D．同時(shí)將光屏和蠟燭適當(dāng)遠(yuǎn)離凸透鏡【答案】C?！窘馕觥扛鶕?jù)近視眼的成因和矯治原理可知，去掉近視鏡后，像會(huì)成在光屏前，所以要使光屏上重新得到清晰的像可以將光屏適當(dāng)靠近凸透鏡。根據(jù)物近像遠(yuǎn)像變大的規(guī)律，也可以將蠟燭適當(dāng)靠近凸透鏡?；蛘邇煞N做法結(jié)合，同時(shí)將光屏和蠟燭適當(dāng)靠近凸透鏡也可。故選C。6.小京通過(guò)焦距為10cm的凸透鏡看到了提示牌上“關(guān)燈”兩字放大的像，如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）。A．“關(guān)燈”兩字放大的像是實(shí)像；B．提示牌上“關(guān)燈”兩字在凸透鏡的焦點(diǎn)上；C．提示牌上“關(guān)燈”兩字到凸透鏡的距離小于10cm；D．提示牌上“關(guān)燈”兩字到凸透鏡的距離大于20cm【答案】C?！窘馕觥坑蓤D可知，像是正立的，所以成正立放大的虛像，由凸透鏡成像規(guī)律可知，當(dāng)物距小于一倍焦距時(shí)，成正立放大的虛像，由于該凸透鏡焦距為10cm，所以提示牌上“關(guān)燈”兩字到凸透鏡的距離小于10cm，故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。7.現(xiàn)代生活，智能給人們帶來(lái)了許多便利，但長(zhǎng)時(shí)間盯著屏幕，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】由圖知，甲圖的光線會(huì)聚在視網(wǎng)膜的前方，所以甲圖表示近視眼的成像情況；近視眼是由于晶狀體焦距太短，像落在視網(wǎng)膜的前方，為了使光線會(huì)聚在原來(lái)會(huì)聚點(diǎn)后面的視網(wǎng)膜上，就需要在光線進(jìn)入人眼以前發(fā)散一些，所以應(yīng)佩戴對(duì)光線具有發(fā)散作用的凹透鏡來(lái)矯正，則乙圖是近視眼的矯正原理圖。丙圖的光線會(huì)聚在視網(wǎng)膜的后方，所以丙圖表示遠(yuǎn)視眼的成像情況；為了使光線會(huì)聚在原來(lái)會(huì)聚點(diǎn)前面的視網(wǎng)膜上，就需要在光線進(jìn)入人眼以前會(huì)聚一些，所以應(yīng)佩戴對(duì)光線具有會(huì)聚作用的凸透鏡來(lái)矯正，即丁圖是遠(yuǎn)視眼的矯正原理圖。故A正確。故選A。8.小紅想探究“凸透鏡成像的規(guī)律”，在第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)將蠟燭和透鏡放在如圖所示位置（光屏未畫出），移動(dòng)光屏，在光屏上得到一個(gè)清晰的像；然后再移動(dòng)蠟燭、光屏繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)蠟燭在30cm刻度處時(shí)，光屏上得到一個(gè)相同大小、清晰的像，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）。A．該凸透鏡的焦距是10cm；B．第一次實(shí)驗(yàn)得到的像是倒立、縮小的實(shí)像；C．第一次實(shí)驗(yàn)的成像規(guī)律可應(yīng)用于照相機(jī)；D．將蠟燭從圖中位置向25cm刻度處移動(dòng)的過(guò)程中，光屏上的像在逐漸變小【答案】D?！窘馕觥緼．由圖示知，當(dāng)蠟燭在30cm刻度處時(shí)，即物距為20.0cm，光屏上得到一個(gè)相同大小、清晰的像，說(shuō)明物距等于二倍焦距，故該凸透鏡的焦距是10cm。故A正確，不符合題意；BC．在第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)將蠟燭和透鏡放在如圖所示位置，此時(shí)物距為50.0cm15.0cm=35.0cm>2f在光屏上得到一個(gè)倒立縮小的實(shí)像，照相機(jī)就是利用這一原理制成的，故BC正確，不符合題意；D．將蠟燭從圖中位置向25cm刻度處移動(dòng)的過(guò)程中，物距減小，根據(jù)凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大可知，光屏上的像在逐漸變大。故D錯(cuò)誤，符合題意。故選D。9.光學(xué)器件在我們的生活、學(xué)習(xí)中有著廣泛應(yīng)用，對(duì)下面光學(xué)器件的成像原理解釋不正確的是（）。A．顯微鏡：顯微鏡的目鏡和物鏡都是凸透鏡，顯微鏡的原理是：先通過(guò)物鏡使物體成一倒立、放大的實(shí)像，然后再通過(guò)目鏡把這個(gè)實(shí)像再次放大，利用光的折射規(guī)律成像；B．照相機(jī)：物距大于2倍焦距時(shí)，凸透鏡成倒立、縮小的實(shí)像，利用光的折射規(guī)律成像；C．老花鏡：老花鏡即凸透鏡，物距小于1倍焦距時(shí)，凸透鏡成正立、放大的實(shí)像，利用光的折射規(guī)律成像；D．“拐彎鏡”：“拐彎鏡”是凸面鏡，利用光的反射規(guī)律成像，可擴(kuò)大視野范圍【答案】C。【解析】A．顯微鏡的目鏡和物鏡都是凸透鏡，物鏡使物體成一個(gè)倒立、放大的實(shí)像，將倒立的放大的實(shí)像成在目鏡的焦點(diǎn)以內(nèi)，使像再次成正立的放大的虛像，利用光的折射規(guī)律成像，故A正確，不符合題意；B．照相機(jī)原理是，物距大于2倍焦距時(shí)，凸透鏡成倒立、縮小的實(shí)像，利用光的折射規(guī)律成像，故B正確，不符合題意；C．老花鏡即凸透鏡，是利用了凸透鏡的會(huì)聚作用，而不是凸透鏡成正立、放大的實(shí)像，故C錯(cuò)誤，符合題意；D．“拐彎鏡”是凸面鏡，凸面鏡對(duì)光線由發(fā)散作用，利用光的反射規(guī)律成像，可擴(kuò)大視野范圍，故D正確，不符合題意。故選C。10．（雙選）某班同學(xué)在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，記錄并繪制了物體到凸透鏡的距離u跟像到凸透鏡的距離v之間關(guān)系的圖像，如圖所示，下列判斷正確的是（）。A．該凸透鏡的焦距是12cm；B．當(dāng)u＝15cm時(shí)成放大的像，放大鏡就是根據(jù)這一原理制成的；C．當(dāng)u＝30cm時(shí)，在光屏上能得到一個(gè)縮小像；D．把物體從距凸透鏡10cm處移動(dòng)到30cm處的過(guò)程中，像逐漸變大【答案】AC。【解析】A．由圖知，當(dāng)物距為24cm時(shí)，像距也為24cm，根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律，物距等于2倍焦距時(shí)，成倒立等大的實(shí)像，此時(shí)像距與物距相等，所以2f=24cm，則f=12cm，故A正確；B．當(dāng)物距u=15cm時(shí)，物距處于f和2f之間，所以成倒立、放大的實(shí)像，投影儀就是根據(jù)這個(gè)原理制成的，故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)u=30cm時(shí)，物距大于2倍焦距，所以此時(shí)成倒立、縮小的實(shí)像，故C正確；D．把物體從距凸透鏡10cm處移到30cm處的過(guò)程中，從10cm到12cm，成正立放大的虛像，逐漸變大；在12cm處不成像；從12cm到30cm成實(shí)像，像逐漸變小，故D錯(cuò)誤。故選AC。二、填空題（7小題，每空2分，共36分）11.如圖所示，兩束光線經(jīng)過(guò)一個(gè)透鏡后相交于主光軸上的A點(diǎn)，取走透鏡后，光線相交于B點(diǎn)，則該透鏡為（填“凸透鏡”或“凹透鏡”），由此說(shuō)明，能把光線相交于一點(diǎn)的透鏡（填“一定”“不一定”或“一定不”）是凸透鏡?！敬鸢浮堪纪哥R；不一定?！窘馕觥縖1][2]放上透鏡的會(huì)聚點(diǎn)A要比不放透鏡的會(huì)聚點(diǎn)B更要遠(yuǎn)離透鏡，由此可知，該透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用；所以該透鏡是發(fā)散透鏡，即凹透鏡；可見(jiàn)，在此種情況下，會(huì)聚的入射光線經(jīng)過(guò)凹透鏡折射后也會(huì)會(huì)聚于一點(diǎn)；而凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，凸透鏡也可以將光線會(huì)聚于一點(diǎn)。12．如圖所示，西漢時(shí)期的《淮南萬(wàn)畢術(shù)》中記載有“削冰令圓，舉以向日，以艾承其影，則火生?！薄跋鞅顖A”就是把冰塊制成凸透鏡，凸透鏡對(duì)光線有作用，若要“火生”應(yīng)把“艾”放在透鏡的位置?！敬鸢浮繒?huì)聚；焦點(diǎn)?！窘馕觥縖1][2]“削冰令圓”就是把冰磨制成凸透鏡，因凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，能使平行光會(huì)聚于一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)就是凸透鏡的焦點(diǎn)；當(dāng)凸透鏡正對(duì)太陽(yáng)光時(shí)，太陽(yáng)光將會(huì)聚在焦點(diǎn)處，從而使焦點(diǎn)處溫度升高，所以若要“火生”，應(yīng)把“艾”放在鏡的焦點(diǎn)位置。13.攝像頭相當(dāng)于凸透鏡，影像傳感器相當(dāng)于光屏。如圖所示，用掃描二維碼，相當(dāng)于給二維碼拍了一張照片，則攝像頭離二維碼的距離肯定大于（選填“一倍焦距”或“二倍焦距”）。影像傳感器上成的是（選填“正立”或“倒立”）（選填“放大”“縮小”或“等大”）的實(shí)像?！敬鸢浮慷督咕?；倒立；縮小。【解析】[1][2][3]攝像頭相當(dāng)于凸透鏡，是利用物體在2倍焦距以外，成倒立、縮小實(shí)像的原理工作的，所以，掃碼時(shí)二維碼要位于攝像頭的兩倍焦距以外。14.如圖所示，a、b、c、d是距凸透鏡不同距離的四個(gè)點(diǎn)，F(xiàn)為焦點(diǎn)．日常生活中所用的幾種光學(xué)儀器的成像原理與物體在不同點(diǎn)時(shí)的成像情況相對(duì)應(yīng)，其中照相機(jī)是根據(jù)物體放在點(diǎn)時(shí)的成像特點(diǎn)制成的，幻燈機(jī)是根據(jù)物體放在點(diǎn)時(shí)的成像特點(diǎn)制成的?！敬鸢浮縜；c。【解析】由圖知，a點(diǎn)在2倍焦距之外，此時(shí)成倒立縮小的實(shí)像，照相機(jī)是根據(jù)這個(gè)原理制成的；c點(diǎn)處于1倍和2倍焦距之間時(shí)，凸透鏡成倒立放大的實(shí)像，幻燈機(jī)、投影儀都是根據(jù)這個(gè)原理制成的。15．考試時(shí)，我們能從不同方向看到答題卡上用來(lái)識(shí)別考生信息的條形碼（如圖甲），這是由光射到條形碼上時(shí)，發(fā)生了光的（選填“鏡面反射”或“漫反射”）的緣故；二維碼在現(xiàn)代生活中隨處可見(jiàn)，用掃描二維碼時(shí)，的鏡頭相當(dāng)于鏡，二維碼圖案通過(guò)鏡頭成（填“實(shí)“或“虛“）像。如圖乙所示的體溫槍能方便地測(cè)量體溫，是利用（填“紅外線”或“紫外線”）來(lái)工作的?！敬鸢浮柯瓷?；凸透；實(shí)；紅外線?！窘馕觥縖1]我們能從不同方向看到答題卡上用來(lái)識(shí)別考生信息的條形碼，這說(shuō)明反射光線射向四面八方，是發(fā)生了光的漫反射。[2][3]凸透鏡成像時(shí)，物距u＞2f，成倒立縮小的實(shí)像，所以，的鏡頭相當(dāng)于凸透鏡，二維碼反射的光經(jīng)過(guò)攝像頭后，成倒立、縮小的實(shí)像。[4]紅外線的熱作用很強(qiáng)，體溫槍是利用紅外線來(lái)工作的。16.小亮的爺爺是老花眼，爸爸是近視眼，如圖甲、乙示意圖中，圖是爺爺眼睛的成像示意圖，矯正需配戴眼鏡的鏡片應(yīng)選用（填“丙”或“丁”）。爺爺想看書，小亮應(yīng)拿眼鏡給他。（填“A”或“B”）【答案】甲；丁；A?！窘馕觥縖1]甲圖將光線會(huì)聚在視網(wǎng)膜后方，因此甲圖表示遠(yuǎn)視眼，遠(yuǎn)視眼應(yīng)該佩戴凸透鏡進(jìn)行矯正。乙圖將光線會(huì)聚在視網(wǎng)膜前方，因此乙圖表示近視眼，近視眼應(yīng)該佩戴凹透鏡進(jìn)行矯正。[2]因?yàn)樾×恋臓敔斒抢匣ㄑ?，所以甲圖是爺爺眼睛的成像示意圖；矯正需配戴眼鏡的鏡片應(yīng)選用丁凸透鏡。[3]A是成的正立、放大的虛像，與放大鏡的成像情況相符，所以爺爺想看書，小亮應(yīng)拿A眼鏡給他。17．如圖甲所示，是新疆地區(qū)普遍使用的太陽(yáng)灶，這是利用鏡能會(huì)聚光線的特點(diǎn)制成的。如圖乙所示是一部望遠(yuǎn)鏡，它是由兩組凸透鏡組成的，其物鏡成像的道理相當(dāng)于一個(gè)（填“照相機(jī)”“投影儀”或“放大鏡”）?！敬鸢浮堪济?；照相機(jī)?！窘馕觥縖1]因?yàn)槠叫泄馍涞桨济骁R上，經(jīng)凹面鏡反射，反射光線會(huì)聚于焦點(diǎn)，所以可將物體放在凹面鏡的焦點(diǎn)上加熱，太陽(yáng)灶是利用凹面鏡對(duì)光線的會(huì)聚作用制成的；[2]望遠(yuǎn)鏡觀察物體時(shí)，物距大于物鏡的二倍焦距，成倒立縮小的實(shí)像，與照相機(jī)的成像原理相似。三、作圖題（3小題，共10分）18.（4分）補(bǔ)充完成圖中經(jīng)過(guò)凸透鏡的兩條光線的光路圖?！窘馕觥客ㄟ^(guò)焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后將平行于主光軸；過(guò)凸透鏡光心的光線傳播方向不改變，光路如下圖：19.（2分）如圖所示，已給出了入射光線和出射光線，請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)畫出合適的透鏡?！窘馕觥繄D中折射光線與入射光線相比，遠(yuǎn)離主光軸偏折，光線發(fā)散了，故填入凹透鏡，如圖所示：20.（4分）如圖所示A’B’是物體AB在凸透鏡中成的像，請(qǐng)?jiān)趫D中適當(dāng)位置畫出凸透鏡符號(hào)和凸透鏡的焦點(diǎn)F。【解析】根據(jù)凸透鏡特殊光線確定其位置，過(guò)光心的光線方向不發(fā)生變化，則連接A與A’可確定凸透鏡光心位置，與主光軸平行的光線過(guò)異側(cè)焦點(diǎn)，則由此可找到焦點(diǎn)位置，作圖如下：四、實(shí)驗(yàn)題（2小題，共24分）21．（14分）探究凸透鏡成像特點(diǎn)時(shí)。（1）小聰將凸透鏡正對(duì)著太陽(yáng)光，在透鏡下方平行地放上白紙，如圖甲所示，繪出如圖乙所示圖像，測(cè)出透鏡與白紙間距離s與對(duì)應(yīng)的白紙被烤焦的時(shí)間t，繪制如圖乙所示的圖像，由圖可知，白紙被烤焦的最短時(shí)間是2min，對(duì)應(yīng)的s為cm，此距離即為該透鏡的焦距f；（2）當(dāng)透鏡與蠟燭的距離為15cm時(shí)，可在光屏上得到一個(gè)倒立、（選填“放大”“縮小”或“等大”）的清晰實(shí)像，利用這一成像原理可制成生活中的（選填“照相機(jī)”“投影儀”或“放大鏡”）；（3）僅將題（2）中蠟燭和光屏位置對(duì)調(diào)，在光屏上（選填“能”或“不能”）得到一個(gè)清晰的像，原因是；（4）將蠟燭移至如圖丙所示位置，可以透過(guò)凸透鏡看到燭焰所成的（選填“虛”或“實(shí)”）像；（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后小明認(rèn)為：凸透鏡成實(shí)像時(shí)，不但像與物上下是顛倒的，而且左右也是相反的，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的方法，驗(yàn)證小明的觀點(diǎn)：?！敬鸢浮?0；放大；投影儀；能；光路是可逆的；虛；見(jiàn)解析?！窘馕觥浚?）[1]當(dāng)正對(duì)太陽(yáng)光的凸透鏡將陽(yáng)光會(huì)聚為一個(gè)最小、最亮的點(diǎn)時(shí)、能量最大。這點(diǎn)到凸透鏡光心的距離即為焦距，當(dāng)凸透鏡到紙的距離為10cm時(shí)將紙烤焦的時(shí)間最短、所以此距離即為該凸透鏡的焦距。（2）[2][3]當(dāng)透鏡與蠟燭的距離為15cm時(shí)，物距大于一倍焦距而小于二倍焦距，此時(shí)成倒立放大的實(shí)像。投影儀是利用凸透鏡成放大的實(shí)像的原理工作的、照相機(jī)是利用凸透鏡成縮小的實(shí)像的原理工作的、放大鏡是利用凸透鏡成放大的虛像的原理工作的。（3）[4][5]僅將題（2）中蠟燭和光屏位置對(duì)調(diào)，根據(jù)光路可逆可知、光屏上會(huì)成倒立、縮小的清晰實(shí)像。（4）[6]圖丙中，蠟燭與凸透鏡相距6cm，此時(shí)物距小于一倍焦距，故物體經(jīng)透鏡成的像是正立的虛