第五章《透镜及其应用》章末复习
一、单选题
1．近年来，青少年由于长时间看电子产品等，不注意用眼习惯导致视力下降。下图关于近视眼的成因及其矫正的原理图正确的是（ ）
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
2．如图所示，利用水透镜探究凸透镜成像规律，在光屏上恰好成清晰的像，下列说法正确的是（ ）
A．水透镜的焦距范围为
B．透镜注水后，仅右移光屏，能在屏上成清晰的像，可模拟远视眼的成因
C．实验过程中，光屏上的像将缓慢向下移动
D．向透镜外抽水后，在水透镜左侧放合适凸透镜能在屏上成清晰的像，可模拟远视眼的矫正
3．烈日下，一辆小客车车主因将矿泉水随手放在仪表盘上方的防滑垫上，导致防滑垫起火。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
4．用凸透镜成像时
A．实像看得见,虚像看不见 B．实像与虚像都能在屏上成清晰的像
C．实像与虚像都可能是放大或缩小的 D．实像总是倒立的,虚像总是正立的
5．在做凸透镜成像的实验时，若将凸透镜的一半用纸片遮住，则（ ）
A．光屏上没有像了
B．光屏上只剩下半部分像
C．光屏上出现纸片的像
D．光屏上可看到完整的像，但稍暗些
6．在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，当烛焰离透镜13cm时成放大的实像，当烛焰离透镜8cm时成放大的虚像，该凸透镜的焦距可能是（ ）
A．4cm B．6cm C．7cm D．10cm
7．凸透镜成像实验中光屏上成实像，如果这时用硬纸板将凸透镜遮住一半，则（ ）
A．屏上不能成像
B．屏上仍能成完整的像，但比原来暗
C．屏上不能成完整的像
D．屏上仍能成完整的像，且和原来的像没有任何不同
8．如果你想仔细观察一片树叶的内部结构，最好使用（ ）
A．平面镜 B．凹透镜 C．望远镜 D．显微镜
9．按照望远镜的发展过程，从前往后出现的顺序正确的是（ ）
A．开普勒望远镜、伽利略望远镜：射电望远镜、哈勃望远镜
B．伽利略望远镜、开普勒望远镜、射电望远镜、哈勃望远镜
C．射电望远镜、伽利略望远镜、开普勒望远镜、哈勃望远镜
D．哈勃望远镜、射电望远镜、伽利略望远镜、开普勒望远镜
10．下列关于凸透镜应用的说法，正确的是（ ）
A．近视眼需要佩戴凸透镜来矫正
B．放大镜成正立、放大的实像
C．用手机扫描二维码时，应使二维码位于手机镜头一倍焦距之内
D．要使投影仪成像变大，应使投影仪远离屏幕，同时使镜头靠近投片
二、多选题
11．如图所示，将凸透镜固定在光具座上某位置（图中未标出），点燃的蜡烛放在光具座上的a点，调节光屏的位置，在光屏上得到烛焰清晰倒立、放大的像；将蜡烛从a点滑到b点后，再移动光屏，屏上得到清晰的像变大。则（ ）
A．凸透镜位于a点左侧 B．凸透镜位于b点右侧
C．蜡烛在a点时，物距大于二倍焦距 D．蜡烛在b点时，像距大于二倍焦距
12．天文爱好者所使用的望远镜的光路如图所示。下列判断正确的是（ ）
A．B镜是用凹透镜制成的
B．A镜对光线有会聚作用
C．由于没有光屏，太空中的星体通过A镜成虚像
D．太空中的星体通过A镜成倒立、缩小的像
三、填空题
13．小玉同学研究凸透镜成像规律，发现蜡烛、凸透镜和光屏如图所示放置时，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”；“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个特点制成的，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。
14．小明从眼镜上取下一块镜片，透过镜片观看邮票上的文字（如图甲所示）。小明用的镜片是 透镜。小明将此镜片放在蜡烛和光屏之间，移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的像，然后在镜片前放置一眼镜（如图乙所示），光屏上的像变模糊了，向后移动光屏，像又清晰了。此眼镜是 （选填 “近视”或“远视”）眼镜。
15．2019年2月24日，华为公司全球首推5G折叠屏手机。如图所示，这种手机屏轻轻一折就可实现大小屏幕的灵活变化，这说明力可以改变物体的 ；手机屏幕呈现出的多彩画面是由红、 、蓝三种色光混合而成。长时间使用手机容易造成眼睛近视，矫正近视眼时应该配戴 透镜制成的眼镜。
16．周末，小丽和家人去湿地公园游玩，看见平静的水里，鱼儿在白云中游来游去，看到的鱼儿是由于光的 射形成的像；若湖水深2m，则白云形成的像到水面的距离 选填“大于”、“小于”或“等于” ；
常见的视力缺陷类型有近视眼和远视眼，如图所示是一位视力缺陷者的眼球成像示意图，他的视力缺陷类型是 ，要矫正他的视力缺陷应配带 选填“凸透镜”或“凹透镜”
四、实验题
17．小明用如图所示实验装置来探究“凸透镜的成像规律”：
(1)如图所示，依次放置好蜡烛、凸透镜、光屏并将它们调整好后，点燃蜡烛，无论怎样移动光屏，光屏上都没出现烛焰的像，但取掉光屏，在放光屏同侧通过凸透镜可以看到烛焰的像。则此凸透镜的焦距 （选填“大于”、 “等于”或“小于”） 15cm。 看到的像是 （选填“ 虚”或“实”）像；
(2)将蜡烛移至零刻度处，凸透镜位置不变，当把光屏放在如图所示位置时，在光屏上看到了烛焰模糊的像，当把光屏向 （选 填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动，在光屏上可以看到烛焰 （ 选填“放大”、“等大”或“缩小”）的清晰像，在看到清晰像后，保持蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜 （选填“靠近”或“远离”）光屏的方向移动，在光屏上可以再次看到烛焰的清晰像。
18．小华进行“探究凸透镜成像规律”的实验。如图所示，实验桌上备有带支架的蜡烛、光屏、凸透镜A、凸透镜B、平行光光源（接通电源后可发出平行光）、光具座等器材。
(1)根据图甲所示，该凸透镜A的焦距是fA= cm。
(2)如图乙，实验时，需要把凸透镜A、光屏和蜡烛烛焰的中心调到 。
(3)如图乙，小华把凸透镜A固定在光具座上50cm刻度线处，将蜡烛移至光具座上20cm刻度线处，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是 （选填“放大”、 “等大”或“缩小”）的实像，此成像特点常应用在 （选填“放大镜”“照相机”或“幻灯机”）上。
(4)保持蜡烛位置不变，小华用焦距fB为12cm的凸透镜B替换凸透镜A，将凸透镜B固定在光具座上50cm刻线处，若想在光屏上得到清晰的像，光屏向 （选填“左”或“右”）移动。
五、综合题
19．如图所示，眼睛、显微镜、望远镜和投影仪用到了我们所学的很多光学知识，里面有眼睛的晶状体，显微镜和望远镜的目镜和物镜、投影仪的平面镜和镜头。
（1）其工作原理与照相机相同的有： ，其工作原理与放大镜相同的有： ，利用光的反射的有： 。（以上3个空格均选填图中序号）
（2）图甲中是 眼，要戴上 透镜来矫正。
（3）投影仪屏幕上的像是 立、放大的实像；要使屏幕上的像更大一些，应该将镜头向 调节，同时投影仪应适当 屏幕。
20．森林中旅游时，导游会提醒你，不要随意丢弃饮料瓶。这是由于下雨时瓶内灌了雨水后，相当于一个 （选填“凸透镜”或“凹透镜”），太阳出来后，它对光线有 作用，可能会引起森林火灾。小华发现一个山洞，想利用平面镜将太阳光束反射进一个水平山洞（如图所示），请你通过作图标出平面镜的放置 。
六、计算题
21．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上成清晰的像（像未在图中画出来），求此凸透镜的焦距范围。
22．有两个焦距分别为2cm和8cm的凸透镜，将它们制成简易显微镜，若物体距物镜2.2cm，要使像距目镜24cm，则应使两凸透镜的光心距离多远？
参考答案：
1．B
【详解】近视眼是由于晶状体焦距太短，像落在视网膜的前方，图①的光线会聚在视网膜的前方，所以表示近视眼的成像情况；为了使光线会聚在原来会聚点后面的视网膜上，就需要在光线进入人眼以前发散一些，所以应佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正，图④是近视眼的矫正原理图。
故选B。
2．D
【详解】A．由图可知，此时物距大于像距，凸透镜成倒立缩小的实像；此时物距
u=70.0cm-20.0cm=50.0cm
像距
v=90.0cm-70.0cm=20.0cm
则
f＜20.0cm＜2f
解得
10.0cm＜f＜20.0cm
故A错误；
B．透镜注水后，凸透镜的焦距变小，对光线的会聚能力增强，像成在光屏的左侧，这是近视眼的成因，故B错误；
C．实验过程中，蜡烛变短，根据经过光心的光线的传播方向不变可知，像将向上移动，故C错误；
D．向透镜外抽水后，凸透镜的焦距变大，会聚能力减弱，在水透镜左侧放合适凸透镜能在屏上成清晰的像，可模拟远视眼的矫正，故D正确。
故选D。
3．C
【详解】这瓶矿泉水的形状为中间厚、边缘薄，与凸透镜的形状相同，所以这瓶矿泉水所起的作用相当于凸透镜，对光具有会聚作用，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
4．D
【详解】由凸透镜成像规律可知：u＞2f，成倒立、缩小的实像；2f＞u＞f，成倒立、放大的实像；u＜f，成正立、放大的虚像；
综上，实像有缩小、等大、放大三种．物距越小，像距越大，实像越大．物体放在焦点之内，在凸透镜同一侧成正立、放大的虚像．物距越小，像距越小，虚像越小，所以实像和虚像不可能都放大或缩小，实像能成在屏上，虚像不能成在屏上．且实像和虚像都能看见，故选项ABC错误，选项D正确．
故答案为D．
5．D
【详解】蜡烛上的某一点发出无数条光线经过凸透镜后成像在光屏上，当遮住凸透镜的一半时，蜡烛发出的光线被挡住了一部分，但仍有光线通过凸透镜的另一半而照在光屏上成完整的像，只不过是通过的光线减少，图象的亮度变暗。
故选D。
6．D
【详解】在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，当烛焰离透镜13cm时成放大的实像，此时蜡烛在一倍焦距和二倍焦距之间，因此13cm＞f＞6.5cm；当烛焰离透镜8cm时成放大的虚像，此时蜡烛在一倍焦距以内，因此f＞8cm；综上13cm＞f＞8cm，故ABC错误，D正确。
7．B
【详解】凸透镜成像时，物体发出的光线经凸透镜折射后，会聚在凸透镜另一侧的光屏上，形成物体的实像．如果这时用硬纸板将凸透镜遮住一半，物体发出的光虽有一部分被挡住，但还有一部分光通过其余一半凸透镜而会聚成像，像与原来相比，仍然完整，只是折射出的光线与原来相比减少了一半，亮度会减弱，变暗了，故选B．
8．D
【详解】观察树叶的内部结构需要把内部的结构进行多次放大，且必须是可见光线穿过镜片，如果不透光就不能成像，因此镜片应使用凸透镜，下列各光学仪器中只有显微镜使用了凸透镜且进行多次放大，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
9．B
【详解】按照望远镜的发展过程，从前往后出现的顺序是伽利略望远镜、开普勒望远镜、射电望远镜、哈勃望远镜。
故选B。
10．D
【详解】A. 近视眼需要佩戴凹透镜来矫正，远视眼佩戴凸透镜矫正，故A错误；
B. 根据凸透镜的成像规律知，物距在焦距以内时，即放大镜的应用，成的是正立、放大的虚像，故B错误；
C. 用手机扫描二维码时，应用的是凸透镜成倒立缩小的实像的原理，此时物距应大于二倍焦距，所以应使二维码位于手机镜头二倍焦距以外，故C错误；
D. 根据凸透镜成倒立实像时的规律，要使投影仪成像变大，应增大像距，使投影仪远离屏幕，同时减小物距，使镜头靠近投影片，故D正确；
故选D．
点睛：牢记成实像时物距和像距变化的特点，当物距增大时，像距减小，像也会变小，这里的像变小，是与之前比变小，要比较像与物体的大小，要看像距和物距的比较，像距大于物距，像就放大．
11．BD
【详解】由题意知，点燃的蜡烛放在光具座上的a点，在光屏上得到烛焰清晰放大倒立的像，根据凸透镜成像的特点，此时物距处于1倍和2倍焦距之间，且像距大于2倍焦距，将蜡烛从a点滑到b点后，屏上得到清晰的像变大，说明物距减小了，所以凸透镜应在b的右侧，且此时物距仍处于1倍和2倍焦距之间，且像距仍大于2倍焦距。
故选BD。
12．BD
【详解】AB．图中A镜是物镜，B镜是目镜，望远镜的物镜和目镜都是凸透镜，对光有会聚作用，故A错误，B正确；
CD．物镜的作用是成倒立缩小的实像，则太空中的星体通过A镜成倒立、缩小的实像，故C错误，D正确。
故选BD。
13． 倒立 放大 投影仪 能
【详解】[1][2][3]由题图可知，物距小于像距，且能在光屏上成清晰的像，根据凸透镜成像规律知，像的特点为倒立放大的实像，而且投影仪就是利用凸透镜的这个特点制成的。
[4]现保持凸透镜的位置不变，将光屏与蜡烛的位置对调，物距大于像距，根据凸透镜成像特点，光屏上仍能成一个倒立缩小的实像。
14． 凸 近视
【详解】[1]由图可知，透镜成正立放大的像，所以此镜片是凸透镜。
[2]当凸透镜成实像时，在凸透镜与光屏之间插入一眼镜后，当把光屏向后移动一段距离，像才变清晰，说明加入的眼镜延迟了光线的会聚，因此是一个发散透镜，所以此眼镜是近视眼镜。
15． 形状 绿 凹
【详解】[1]手机屏轻轻一折就可实现大小屏幕的灵活变化，这说明力可以改变物体的形状；
[2]屏幕的多彩画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成；
[3]近视眼是由于人眼的晶状体变厚，会聚光的能力增强，像成在视网膜的前方，故应配戴由凹透镜制成的眼镜，使光线发散.
16． 折 大于 近视眼 凹透镜
【详解】（1）[1][2]看到的鱼儿是鱼反射的光线从水中斜射入空气中，进入人眼而形成的虚像，属于光的折射现象；水面相当于平面镜，白云离水面的距离一定大于2m，故白云的像离水面的距离也大于2m，像离水面的距离与水深无关；
（2）[3][4]近视眼是由于晶状体的曲度变大，会聚能力增强，像呈在视网膜的前方，应佩戴发散透镜，即凹透镜进行矫正。
17． 大于 虚 远离 放大 靠近
【分析】本题考查的是凸透镜成像规律的应用。
【详解】(1)[1][2]点燃蜡烛，无论怎样移动光屏，光屏上都没出现烛焰的像，在放光屏同侧通过凸透镜可以看到烛焰的像，说明此时的像是虚像，此时物距为15cm，物距要小于焦距，即焦距大于15cm。
(2)[3][4]将蜡烛移至零刻度处，凸透镜位置不变，此时物距为30cm，由于凸透镜的焦距大于15cm，故此时物距要小于二倍焦距，成实像时，像距应大于二倍焦距，即像距大于30cm，故应将光屏向右移动，此时成的是倒立、放大的实像。
[5]在看到清晰像后，保持蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜向靠近光屏的方向移动，根据光路可逆可知，当物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之间时，在光屏上可以再次看到烛焰缩小的清晰的像。
18． 10cm 同一水平高度 缩小 照相机 右
【分析】(1)根据凸透镜焦点和焦距的定义进行判断．焦点到凸透镜光心的距离即为焦距。
(2)为使像成在光光屏中央，应把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到同一高度上。
(3)掌握凸透镜成像的规律及应用，知道照相机是根据当物距大于2倍焦距时，成缩小倒立实像的原理制成的。
(4)物距大小不变，但是凸透镜的焦距变小，会聚能力变强，相当于物距增大，根据凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大进行判断。
【详解】(1)[1]由图甲可知，平行光光源发出平行于透镜主光轴的平行光照射到凸透镜A上，在透镜另一侧移动光屏直到光屏上的光斑最小，则最小的光斑即为焦点，焦点到凸透镜光心的距离为10.0cm，所以凸透镜的焦距f A=10.0cm。
(2)[2]把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到同一高度上，其目的是使像成在光屏中央。
(3)[3][4]如图乙所示，保持凸透镜A位置不变，将点燃的蜡烛放在光具座上20cm刻线处时，此时物距
则物距大于2倍焦距，移动光屏，此时应该能成一个倒立、缩小的实像，照相机是根据这个原理制成的。
(4)[5]保持蜡烛与凸透镜在如图所示的位置不变，用焦距f B为12cm的凸透镜B替换凸透镜A，凸透镜的焦距变大，对光线的会聚能力变弱，像距要增大，则光屏要向右移动靠近凸透镜。
19． ①⑤ ②⑥ ④⑦ 近视 凹 倒 物体 远离
【详解】（1）[1]眼睛晶状体是将远处的物体经过晶状体折射后在视网膜成倒立缩小的实像，与望远镜的物镜、照相机成像原理相同。
[2]显微镜中的目镜与望远镜的目镜与物镜所成的实像距离较近，距离小于一倍焦距，作用所将实像再次放大，所以它们相当于放大镜。
[3]显微镜中的反光镜是将光线反射到载物台上，增加载玻片亮度；投影仪中的平面镜将光线反射到屏幕上，它们都利用光的反射。
（2）[4][5]图甲中，眼睛成像在视网膜之前，说明是晶状体变厚了，是近视眼，要戴上凹透镜来矫正。
（3）[6][7][8]投影仪的物距在1到2倍焦距之间，成的是倒立放大的实像，根据凸透镜成像特点，此时物距变小，像就变大，所以要使屏幕上的像更大一些，应该将镜头向物体调节；为了在屏幕上成清晰的像，根据物距变小时像距变大，所以投影仪应适当远离屏幕；投影仪要倒插幻灯片，所以在屏幕上的像是正立的。
20． 凸透镜 会聚
【详解】[1][2]因为瓶内灌了雨水后，瓶中水的形状是中间厚、边缘薄，符合凸透镜的形状特点，对光线有会聚作用，如果热量集中，会造成树叶燃烧，造成火灾。
[3]作出反射光线和入射光线夹角的角平分线，即为法线；然后过反射点垂直于法线作出平面镜，此时入射角为60°，则平面镜与水平面的夹角为30°，所以，应将平面镜与水平地面成30°夹角放置，如图
21．10cm
u=50cm-20cm=30cm
像距
v=70cm-50cm=20cm
当u>v时，凸透镜成倒立缩小的像，应有
u=30cm>2f，f
10cm
【详解】解：显微镜的物镜：成倒立、放大的实像，物体在一倍焦距以外，焦距越短放大倍数越高，所以焦距为2cm的透镜作为物镜；显微镜的目镜：把物镜的像成一个正立、放大的虚像，物镜的像成在目镜一倍焦距以内，目镜焦距越大，所成的像就越大，所以用焦距为8cm的透镜作为目镜；设两凸透镜的光心距离为d，由成像公式得到
①
②
由①和②得到
s=22cm，d=28cm
答：应使两凸透镜的光心距离是28cm。
