解答:
这个水膜透镜贴近课本上的字,字在这个水膜透镜的一倍焦距以内,成正立放大的虚像;透过水膜透镜看远处的楼房,此时u>2f,成倒立缩小的实像,其应用是照相机;用凹透镜看远处物体能成正立缩小的像,因此透过水膜透镜看远处的楼房成正立缩小的像,说明此时水膜透镜相当于凹透镜。
故答案为:
虚像;照相机;凹透镜。
典例2.(2019四川成都)如图,成都锦江之上,夜色中的安顺廊桥流光溢彩,让游人流连忘返。
下列说法错误的是()
A.小张看到廊桥在水中的倒影,是因为光从水中射入空气,再进入小张的眼睛
B.小郑取下近视眼镜,看到廊桥变模糊了,是因为廊桥的像成在了视网膜的前面
C.小陈拿出携带的放大镜观看远处的廊桥,看到了廊桥倒立的像,这个像是实像
D.小李用手指组成方框“取景”,方框离眼睛越远,“取景”范围越小,是因为光沿直线传播
【答案】A
【解析】
A.小张看到桥在水中的倒影,是因为桥反射的光经水面反射,进入小张的眼睛,故A错误;符合题意;
B.小郑取下近视眼镜,看到廊桥变模糊了,是因为小郑近视,晶状体太厚,廊桥的像成在了视网膜的前面,故B正确;不符合题意;
C.由于放大镜是凸透镜,凸透镜所成的倒立的像为实像,故C正确,不符合题意;
D.由于光沿直线传播,方框离眼睛越远,所看外面景物范围的大小变化如图:
由此可知:
方框离眼睛越远,“取景”范围越小,故D正确;不符合题意。
故正确答案为A。
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考查点1凸透镜与凹透镜
1.(2019山东济宁)平面镜、凸透镜、凹透镜、三棱镜四种光学元件的作用:
①都能改变光的传播方向;②只有平面镜能成虚像;③凸透镜既能成实像也能成虚像;④只有凹透镜能矫正视力;⑤利用三棱镜能研究光的色散.下列选项中,完全正确的是()
A.①②③B.①④⑤
C.③④⑤D.①③⑤
【答案】D
【解析】考点:
平面镜成像的特点、原理、现象及其实验方案,实像与虚像的区别,光的色散,近视眼的成因与矫正办法,远视眼的成因与矫正办法。
①平面镜反射光线,可以改变光的传播方向,凸透镜、凹透镜、三棱镜折射光线,可以改变光的传播方向,故①正确;②平面镜、凹透镜、凸透镜都能成虚像,故②错误;③凸透镜既能成放大、缩小、等大的实像也能成放大的虚像,故③正确;④凸透镜可以矫正远视眼,凹透镜可以矫正近视眼,故④错误;⑤利用三棱镜能研究光的色散实验,故⑤正确。
综上分析可知,正确的是①③⑤。
故选:
D。
2.(2019江苏盐城)小明利用太阳光测量凸透镜的焦距,下列操作最合理的是()
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】利用太阳光测量凸透镜的焦距时,要将让凸透镜正对太阳光,白纸应平行于凸透镜放置在另一侧,改变白纸与凸透镜间的距离,直到纸上出现一个最小、最亮的光斑,这个光斑就是凸透镜的焦点,测出光斑到凸透镜的距离,便可得到凸透镜的焦距;故图中C正确,ABC错误。
故选C。
3.(2019湖北宜昌)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(如图所示)。
这瓶矿泉水所起的作用相当于( )
A.平面镜B.三棱镜
C.凸透镜D.凹透镜
【答案】C
【解析】考点:
生活中的透镜。
装有饮料的饮料瓶相当于一个凸透镜,凸透镜对光线具有会聚作用,容易引发火灾。
装有水的矿泉水瓶相当于一个凸透镜,中间厚边缘薄,由于凸透镜对光线的会聚作用,射入车内的光线经矿泉水瓶折射后集中于它的焦点上,时间一长正好使放置于此处的物品起火。
故选:
C。
4.(2019湖南衡阳)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
【答案】B
【解析】
(1)凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用;
(2)手机摄像头的镜头是凸透镜,其是利用物体在2倍焦距以外,像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立缩小实像的原理制作的。
凸透镜成实像时,物近像远像变大的特点。
A.监控摄像头相当于凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用;近视眼镜的镜片是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,故A错误。
BD、监控摄像头是利用物体在2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;C.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;故选:
B。
考查点2凸透镜成像规律
5.(多选题)(2019河北试卷)如图所示,小明将凸透镜(f=10cm)固定在光具座40cm的位置,探究凸透镜的成像规律。
下列说法正确的是()
A.将蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,像逐渐变小
B.当光屏上成清晰像时,拿开光屏,眼睛在一定范围内仍能看到像
C.将蜡烛放在10cm处,移动光屏,光屏上可得到倒立缩小的清晰像
D.当光屏上成清晰像时,在贴近凸透镜左侧的位置放一远视镜片,向右移动光屏,光屏上仍能得到清晰的像
【答案】ABC
【解析】考点:
凸透镜成像规律及其探究实验。
A.根据“无论实像或虚像,物靠近焦点像变大”可知,蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,即蜡烛远离焦点,所成的虚像将变小,故A正确;B.发光物体发出的光线经凸透镜折射后是会聚的,经过成像点后是发散的,所以眼睛必须在成像点以外的光线发散区域才能看到这个像;当眼睛在原光屏处不能看到发光体的像,眼睛靠近凸透镜也不能看到像,当眼睛从原光屏位置远离凸透镜,能看到像。
故B正确;C.当蜡烛放在10cm处,物距,成倒立缩小的实像,故C正确;
D.若在蜡烛和透镜间放一远视眼镜,远视眼镜为凸透镜,对光线有会聚作用,此时所成的像将靠近透镜,所以应向左移动光屏,故D错误。
故选:
ABC。
6.(2019福建省卷)在探究“凸透镜成像规律”的实验中:
(1)需要将凸透镜、蜡烛和光屏安装在光具座上,置于中间位置的应是_____。
(2)调节好装置,将蜡烛放在凸透镜二倍焦距之外时,光屏上能成_____(填“放大”或“缩小”)、倒立的_____(填“实”或“虚”)像。
生活中常用的_____是利用这一成像规律工作的。
(3)将蜡烛移至一倍焦距与二倍焦距之间的某处,光屏上成清晰的像。
若烛焰中心下降1cm,光屏上的像会_____(填“向上”或“向下”)移动,移动的距离_____(填“大于”、“小于”或“等于”)1cm。
【答案】
(1)凸透镜;
(2)缩小;实;照相机;(3)向上;大于
【解析】
(1)需要将凸透镜、蜡烛和光屏安装在光具座上,置于中间位置的应是凸透镜;
(2)凸透镜成像时,当物距大于二倍焦距时,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,成的是倒立、缩小的实像,这是照相机的工作原理;(3)因为将蜡烛放在一倍焦距和二倍焦距之间时,光屏上成的是倒立、放大的实像,所以若烛焰中心下降则光屏上的像会向上移动,且移动的距离大于。
7.(2019江苏苏州)将一凸透镜正对太阳,可在距凸透镜15cm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,位置如图所示。
下列说法正确的是()
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30cm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40cm刻度处,移动光屏可在屏上得到清晰放大的像
【答案】B
【解析】考点:
凸透镜成像规律及其探究实验。
根据焦点和焦距的定义,当拿着凸透镜正对太阳光,在距透镜中心15cm处得到一个最小最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为该点到透镜的距离,即焦距为15cm。
A.从图上看出,物距u=50.0cm−10.0cm=40.0cm。
v=85cm−50cm=35cm,凸透镜u>2f,2f>v>f,成倒立、缩小的实像,此时像距大于二倍焦距,不会得到清晰的像,故A错误;
B.由A分析可知,像距较大要延迟光线会聚,应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,故B正确;C.u=v=2f,凸透镜成倒立等大的实像,由图可知,将蜡烛移到30cm刻度处,u=50cm−30cm=20cm≠2f,故移动光屏不能在屏上得到清晰等大的像。
故C错误;D.将蜡烛移到40cm刻度处,u=50cm−40cm=10cm,物距满足u故D错误。
故选:
B。
8.(2019山东滨州)在探究“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,并绘制成如图所示的图象,根据图象可知()
A.该凸透镜的焦距
B.当物距时,成倒立、缩小的实像,照相机利用了这条规律
C.当物距时,成倒立、放大的实像,投影仪利用了这条规律
D.若把物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动,在此过程中,所成的像会逐渐变小
【答案】B
【解析】A.当物距等于二倍焦距时,凸透镜成倒立等大的实像,此时像距等于物距,都等于二倍焦距;
分析图象可知,时,,所以,则焦距,故A错误;B.当物距时,,成倒立、缩小的实像,此规律应用于照相机,故B正确;C.当物距时,,成正立、放大的虚像,放大镜利用了这条规律,故C错误;D.在物体距凸透镜处移到距凸透镜的过程中,物距变小,根据“物近像远像变大”的成像规律可知,所成的像会变大,故D错误。
考查点3凸透镜成像规律的应用
9.(2019湖南衡阳)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
【答案】B
【解析】考点:
凸透镜成像的应用。
A.监控摄像头相当于凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用;近视眼镜的镜片是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,故A错误。
B、D、监控摄像头是利用物体在2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;C.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;故选:
B。
10.(2019河南省卷)购物支付已进入“刷脸”时代,如图,消费者结账时只需面对摄像头(相当于一个凸透镜),经系统自动拍照、扫描等,确认相关信息后,即可迅速完成交易.下列有关说法正确的是(C)
A.光经过摄像头成像利用的是光的反射
B.摄像头成像特点与投影仪相同
C.“刷脸”时,面部应位于摄像头两倍焦距之外
D.“刷脸”时,面部经摄像头成正立缩小的实像
【答案】C
【解析】考点:
凸透镜成像的应用。
分析:
(1)凸透镜成像的原理是光的折射;
(2)摄像头是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理制成的,当u>2f时,凸透镜才成倒立、缩小的实像。
A.摄像头相当于一个凸透镜,光经过摄像头成像利用的是光的折射,故A错误;B.光通过摄像头成倒立、缩小的实像,与照相机的成像特点相同,故B错误;C、D当u>2f时,成倒立、缩小的实像,所以,“刷脸”时,面部应位于摄像头两倍焦距之外,故C正确,D错误。
故选:
C。
11.(2019四川达州)甲图为电影放映机,其成像原理如图乙所示。
为让观众看到清晰的实像,应将胶片放在距离透镜___的位置(选填序号:
①一倍焦距以内②一倍焦距到二倍焦距之间③二倍焦距以外),白色银幕是为了___所有颜色的光(选填“反射”或“吸收”)。
【答案】②;反射。
【解析】考点:
凸透镜成像的应用。
分析:
投影仪是利用凸透镜成倒立、放大的实像原理工作的,此时物距2f>u>f,像距v>2f;白色银幕可以反射所有颜色的光。
电影放映机的镜头相当于一个凸透镜,可以成放大的实像,则此时物距2f>u>f,像距v>2f,即所成的像位于二倍焦距以外;白色银幕是为了反射所有颜色的光,让观众看到五彩的画面。
故答案为:
②;反射。
考查点4眼睛与眼睛
12.(2019浙江杭州)关于近视和远视的成因如图所示,下列说法正确的是()
A.甲为近视眼,可配戴凹透镜矫正
B.乙为近视眼,可配戴凸透镜矫正
C.甲为远视眼,可配戴凸透镜矫正
D.乙为远视眼,可配戴凹透镜矫正
【答案】A
【解析】考点:
近视、远视形成的原因及矫正方法。
分析:
(1)近视眼:
如果晶状体的凸度过大大,或眼球前后径过长,形成的物像就会落在视网膜的前方,形成近视眼。
戴凹透镜加以矫正。
(2)远视眼:
如果眼球晶状体的曲度过小,远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像,就会落在视网膜的后方造成的。
戴凸透镜进行矫正。
图甲光线在视网膜前汇聚,表示成像落在视网膜的前方,因此表示的是近视眼,近视眼用丁凹透镜矫正;图乙光线在视网膜后方汇聚,表示成像落在视网膜的后方,因此表示的是远视眼,远视眼用丙凸透镜进行矫正。
所以近视眼示意图以及可以佩戴的矫正眼镜正确的是甲。
故选:
A。
14.(2019四川绵阳)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,上半部分镜片对光具有(选填“会聚”或“发散”)作用.
【答案】凸;发散
【解析】考点:
近视眼的成因与矫正办法,远视眼的成因与矫正办法。
远视眼是只能看清远处的物体,看不清近处的物体;由题意可知,戴上这种眼镜,透过下半部分可以看清书上文字,说明近视远视一体眼镜下半部分起到了远视眼镜的作用,即是凸透镜;近视眼是只能看清近处的物体,看不清远处的物体,对近视眼的矫正可通过凹透镜对光线的发散作用进行纠正。
由题意可知,透过上半部分镜片可以看清远处景物,说明上半部分镜片是凹透镜,该部分对光线有发散作用。
故答案为:
凸;发散。
考查点5显微镜和望远镜
15.(2019广州广东)如图为某望远镜内部部分光路图,物镜是凸透镜,O为光心,F为物镜焦点,焦距为500mm。
(1)在图中画出光线a、b经物镜折射前的入射光线。
(2)目镜是____透镜(选填“凹”、“凸”)。
(3)用此望远镜观测月球时,月球经物镜成一个____(选填“倒立”、“正立”)____(选填“放大”、“等大”“缩小”)的像。
【答案】
(1)见上图;
(2)凹;(3)倒立;缩小。
【解析】考点:
透镜的光路图,望远镜。
(1)已知物镜是凸透镜,O为光心,F为物镜的焦点;由图可知,折射光线a过光心,则过光心的光线其传播方向不变;折射光线b平行于主光轴;则入射光线过焦点F,如下图所示:
(2)由图可知,光线经目镜折射后远离主光轴,则说明目镜对光线有发散作用,而凹透镜对光线有发散作用,所以目镜是凹透镜;(3)用此望远镜观测月球时,因月球到物镜(凸透镜)的距离远大于2倍焦距,所以月球经物镜成一个倒立、缩小实像。
故答案为:
(1)见上图;
(2)凹;(3)倒立;缩小。
考查点6透镜成像作图题
15.(2019辽宁营口)如图所示,A、B是发光点S发出的经平面镜反射后的两条反射光线,请你画出:
(1)发光点S的位置;
(2)A、B两条光线通过凹透镜的折射光线.
【答案】
【解析】
(1)先将两条反射光线反向延长交于一点S’,再作出S’关于平面镜的对称点,即为发光点的位置;
(2)过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变,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。
16.(2019四川遂宁)如图,OA是光源S发出的一条经平面镜反射后的反射光线,反射光线OA经过了凸透镜焦点F.请作出OA的入射光线和经凸透镜折射后的折射光线.
【答案】
【解析】考点:
作光的折射光路图,透镜的光路图。
分析:
(1)根据光的反射定律:
反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线、入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,作出入射光线。
(2)仔细观察入射光线和折射光线的特点,根据凸透镜的光学特点作图。
过反射点垂直于镜面作出法线,根据反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,在法线左侧作出入射光线,对于凸透镜,过焦点的光线经凸透镜折射后,其折射光线平行于主光轴;如上图所示。
考查点7光学综合应用
17.(2019湖南株洲)图为某同学游酒埠江时拍下的一张照片。
根据这张照片可推断()
A.山峰有多高,湖水有多深
B.照片中实景在上,倒影在下
C.群山通过照相机镜头成正立、缩小的实像
D.倒影通过照相机镜头成倒立、缩小的虚像
【答案】B
【解析】考点:
光的反射现象,凸透镜成像的应用。
分析:
平静的水面相当于平面镜,群山在平静的水面成像,是光的反射时平面镜成像的结果,平面镜成像特点物像关于镜面对称。
照相机的镜头相当于一个凸透镜,物体在凸透镜的二倍焦距以外,成倒立、缩小的实像。
A.山峰的高度和湖水的深度没有关系,故A错误;B.倒影是平面镜成像的结果,平面镜成像时物像关于镜面对称,由图知照片中实景在上,倒影在水面下,故B正确;C、D照相机是利用物距大于2倍焦距时凸透镜成倒立、缩小的实像的原理工作的,则群山和倒影都是通过照相机镜头成倒立、缩小的实像,故CD错误。
故选:
B。
18.(2019山东德州)下列说法中正确的是( )
A.近视眼镜、放大镜和照相机镜头都是凸透镜
B.阳光下大树的影子是由光的折射现象形成的
C.光发生漫反射时,每条光线都遵从光的反射定律
D.猴子捞“月亮”时,水中的“月亮”到水面的距离等于水的深度
【答案】C
【解析】考点:
光在均匀介质中直线传播,光的反射现象,漫反射,凸透镜成像的应用。
分析:
(1)近视眼镜的镜片是凹透镜,放大镜和照相机都是凸透镜成像原理。
(2)光在同种均匀介质中沿直线传播。
(3)镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律。
(4)根据平面镜成像的特点,平面镜所成的像与物体关于平面镜对称,像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等。
A、近视眼镜的镜片是凹透镜,放大镜和照相机镜头用的都是凸透镜,故A错误;B、阳光下大树的影子是光在同种均匀介质中沿直线传播形成的,故B错误;
C、镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律,所以光发生漫反射时,每条光线都遵从光的反射定律,故C正确。
D、根据平面镜成像的特点,像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等,所以水中“月亮”到水面的距离等于天上月亮到水面的距离,远远大于水的深度,故D错误。
故选:
C。