专题5 透镜及其应用（解析版）

专题5透镜及其应用一、选择题1.（2020·四川省雅安市）在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，某小组同学利用图甲测出了透镜的焦距后，正确安装并调节实验装置如图乙所示，在光屏上得到一个清晰的像。下列说法正确的是A.乙图中成的是倒立放大的实像，符合放大镜的成像原理B.乙图中成的是倒立放大的实像，符合照相机的成像原理C.乙图中如果在烛焰与透镜之间放置一近视眼镜的镜片，则将光屏适当左移可得一个清晰的像D.在乙图中保持凸透镜的位置不变，将蜡烛与光屏的位置互换，则成像情况符合投影仪的原理【答案】D【解析】【分析】凸透镜的焦距是使平行于主光轴的光会聚的点到光心的距离；当物距大于二倍焦距时所成的像是缩小倒立的实像，照相机这一光学器件正是应用了这点；当凹透镜靠近凸透镜时，会聚能力减弱，使像呈在光屏的后方；物距处于f和2f之间，凸透镜成倒立放大的实像；物距大于2f，凸透镜成倒立缩小的实像。【详解】AB．由甲图可知该透镜焦距为40cm−30cm=10cm，由图可知，物距大于像距，当物距大于二倍焦距时所成的像是缩小倒立的实像，是照相机的成像原理，故AB错误；C．凹透镜对光线有发散作用，靠近凸透镜时，使光线发散，像会聚在光屏的后方，像距增大，在光屏上要得到清晰的像，光屏要远离凸透镜，即要将光屏向右移动才能在光屏上成清晰的像，故C正确。D．根据光路的可逆性，若将光屏和蜡烛的位置互换，在光屏上仍能成像，此时物距小于像距，凸透镜成倒立放大的实像，其应用是投影仪，故D错误。故选C。2.（2020·山东省泰安市）小明同学做“探究凸透镜成像的规律”的实验，当他把烛焰移到距透镜18cm的位置时，在光屏上观察到倒立放大清晰的像。他判断凸透镜焦距可能是①6cm、②9cm、③12cm、④16cm，其中正确的是（）A.①②B.②③C.①④D.③④【答案】D【解析】【详解】由题意可知，物距18cm，光屏上观察到倒立放大清晰的像，所以2f＞18cm＞f18cm＞f＞9cm③12cm和④16cm符合题意。故选D。3.（2020·江苏省泰州市）如图是学校测温棚里的红外线测温仪，它既能测温，也能摄像，其镜头相当于凸透镜，它正常工作时所成像的性质是（）A.正立放大的虚像B.倒立缩小的实像C.倒立放大的实像D.正立缩小的实像【答案】B【解析】【详解】摄像机的镜头与照相机的镜头类似，应用的凸透镜成实像时，2uf＞，成倒立缩小的实像。故选B。4.（2020·湖南省常德市）如图关于透镜的应用，下列说法中正确的是（）A.凹透镜可以矫正远视眼B.凸透镜可以矫正近视眼C.显做镜的目镜成正立放大的虚像D.望远镜的目镜成正立放大的实像【答案】C【解析】【详解】A．凹透镜可以矫正近视眼，故A错误；B．凸透镜可以矫正远视眼，故B错误；C．显做镜的目镜成正立放大的虚像，故C正确；D．望远镜的目镜成正立放大的虚像，故D错误。故选C。5.（2020·安徽）图a是放置在水平桌面上的刻度尺的一部分，甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的刻度尺的像。若凸透镜先贴着刻度尺然后逐渐远离，则看到刻度尺的像的先后顺序正确的是A.甲→乙→丙→丁B.乙一丙一甲一丁C.乙一丁→甲一丙D.丙→甲→乙→丁【答案】C【解析】【详解】凸透镜先贴着刻度尺，此时物距小于凸透镜的一倍焦距时成的是正立、放大的虚像，看到的是乙图；接下来凸透镜逐渐远离刻度尺，物距增大，当增大到等于凸透镜的一倍焦距时，不成像；继续远离刻度尺，当物距大于一倍焦距且小于两倍焦距时，成倒立、放大的实像，此时看到的是丁图；继续远离至物距等于凸透镜的两倍焦距时，成倒立、等大的实像，此时看到的是甲图；凸透镜继续远离至大于凸透镜的两倍焦距时，成倒立、缩小的实像，此时看到的是丙图。故ABD错误，C正确。故选C。6.（2020·贵州省黔南州）关于透镜，下列说法正确的是（）A.远视眼的人佩戴的眼镜是凹透镜B.照相机中所成的像是放大正立的C.用投影仪投放出来的电影画面属于虚像D.丢弃的矿泉水瓶容易引起火灾，是因为矿泉水瓶相当于一个凸透镜，能会聚阳光【答案】D【解析】【详解】A．远视眼像成在视网膜的后方，应佩戴凸透镜进行矫正，故错误；B．照相机在使用时物距大于二倍焦距，成倒立缩小的实像，故错误；C．投影仪在使用时物距位于一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立放大的实像，故错误；D．丢弃的矿泉水瓶与瓶内剩余的水组成一个中间厚边缘薄的的凸透镜，能会聚阳光，容易引起火灾，故正确。故选D。二、填空题7.（2020·江苏省连云港市）如图所示，让一束白光经过三棱镜，在三棱镜后放置一凸透镜将光屏放在B处时，观察到色光的颜色是______，光屏先后在A、C两处时，观察到的现象有何不同：______。【答案】(1).白色(2).光屏上彩色光带顺序相反【解析】【详解】[1]白光被三棱镜分解成七种颜色的色光，七种颜色的色光经过凸透镜在B处复合成白光。[2]由图可知，A处上方的光经过B点到达C处的下方，A处下方的光经过B点到达C处的上方，在A、C两处，光屏上彩色光带顺序相反。三、作图题8.（2020·四川省成都市）(1)如图所示，请画出激光束从三棱镜折射人空气时，法线的位置和折射光线的大致位置________；【答案】(1).【解析】【详解】(1)[1]光从玻璃折射出空气，入射角小于折射角，法线垂直于玻璃面，如图所示：9.（2020·江苏省泰州市）根据要求完成下列作图。(1)如图甲所示，完成图中光路__________；【答案】(1).【解析】【详解】(1)[1]经过凹透镜光心的入射光线传播方向不变，向凹透镜虚焦点入射光线，经凹透镜折射后平行于主光轴，如图：10.（2020·贵州省黔南州）如图所示，一束光射向玻璃砖并穿过玻璃砖。画出这束光进入玻璃和离开玻璃后的光线（注意标出法线）（）【答案】【解析】【分析】本题考查光的折射光路图【详解】先在入射面作出法线，由光的折射定律：光从空气斜射入玻璃中，折射角小于入射角，大概作出第一次的折射光线。之后光线会进行第二次折射，从玻璃进入空气，此时折射角大于入射角，且此时的入射角与第一次折射时的折射角相等，根据光线可逆可知，此次的折射角应等于第一次的入射角，所以离开玻璃后的光线应与第一次的入射光线平行。作图如下：四、实验探究题11.（2020·山东省济宁市）小明利用如图（a）所示的器材做“探究凸透镜成像规律”的实验。(1)实验前，应先将烛焰、凸透镜和光屏的中心调节到同一水平高度。小明按要求调好后，将蜡烛放在2倍焦距以外，为了能找到凸透镜成像时像的位置，需要对光屏进行的操作是：______，直到光屏上呈现清晰的像；(2)由于实验时间较长，烛焰的像即将超出光屏的上边缘，这时可以向上移动______（选填“蜡烛”“凸透镜”或“光屏”），再次使像呈现在光屏中央；(3)小明摘下眼镜放到凸透镜前，光屏上呈现清晰的像，如图（b）所示。拿走眼镜，需将光屏向凸透镜方向移动，才能在光屏上再次呈现清晰的像，说明小明戴的眼镜对光有______（选填“会聚”或“发散”）作用。此实验中，光屏相当于人眼睛构造中的______。【答案】(1).移动光屏(2).蜡烛(或光屏均给对)(3).发散(4).视网膜【解析】【详解】(1)[1]凸透镜成像到光屏，蜡烛放在2倍焦距以外，为了能找到像的位置，应该移动光屏，直到光屏上呈现清晰的像，记录数据。(2)[2]蜡烛燃烧一段时间后变短了，像会成到光屏上方，此时可以向上移动蜡烛或光屏使像成到光屏中央，也可以下移凸透镜使像成到光屏中央。(3)[3]拿走眼镜，需将光屏向凸透镜方向移动，才能在光屏上再次呈现清晰的像，说明眼镜具有发散光的作用，为凹透镜，是近视眼镜。[4]人眼中，像成到视网膜上，相当于该实验中的光屏。12.（2020·江苏省连云港市）在探究“凸透镜成像规律”的实验中，下表是小华同学实验时记录的几组数据，根据表中数据完成下列问题。实验次数物距u/cm像距v/cm成像性质13015倒立缩小实像22020倒立等大实像315倒立放大实像(1)此凸透镜的焦距为______cm；(2)第3次实验中像距为______cm，判断依据是______。【答案】(1).10(2).30(3).光路可逆【解析】【详解】(1)[1]由表中第2次实验的数据，物距等于像距，像和物等大，可知，此时u2=v2=2f=20cmf=10cm即该凸透镜的焦距为10cm。(2)[2][3]由实验第1次u1=30cm，v1=15cm成倒立缩小实像，由光路的可逆性可知u3=15cm，v3=30cm13.（2020·河南省）小明和小亮用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。(1)实验前将烛焰、凸透镜和光屏的中心调至同一高度，目的：______；(2)如图所示，光屏上呈现一个清晰的像保持凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动一段距离，要再次在光屏上得到清晰的像，应将光屏向______移动，像的大小将变______；(3)小亮认为：凸透镜成实像时，不但像与物上下是颠倒的，而且左右也是相反的。请你设计一种简单的方法验证小亮的观点______。【答案】(1).确保蜡烛火焰的像成在光屏的中央(2).左(3).变小(4).将蜡烛换成字母“F”的LED灯【解析】【详解】(1)[1]三心同高的目的是确保蜡烛火焰的像成在光屏的中央。(2)[2][3]物远像近像变小，所以光屏左移，像变小。(3)[4]将蜡烛换成字母“F”的LED灯，光屏上可以呈现上下左右都相反的像，即可证明。