第五章透镜及其应用
一、单选题
1．物体放在凸透镜前12厘米处，在透镜另一侧光屏上成一个放大的像．该凸透镜的焦距可能为
A．5厘米 B．8厘米 C．12厘米 D．16厘米
2．如图所示，“p”字形发光物体经透镜L在毛玻璃光屏M上成一实像，观察者从F处观察，看到的像的形状为（ ）
A．p B．q C．b D．d
3．某物体通过凸透镜在距离透镜10厘米的光屏上成缩小的像，透镜的焦距可能为（ ）
A．4厘米 B．6厘米 C．12厘米 D．20厘米
4．物理课上，梓涵手持焦距为10cm的凸透镜观察物理课本，看到一个正立、放大的清晰的像，则课本离凸透镜的距离可能为（ ）
A．7.5cm B．12.5cm C．20cm D．25.5cm
5．一位同学在做探究凸透镜成像规律的实验，如图所示，凸透镜的焦距为10cm，F、为凸透镜的焦点，P、到凸透镜的距离均为2倍焦距，图中光屏上得到了清晰缩小的实像，下列分析正确的是（ ）
A．若把图中蜡烛和光屏的位置互换，光屏上不能承接到烛焰的像
B．若把蜡烛移动到P与F之间，需要向左移动光屏才能再次承接到烛焰清晰的像
C．若改用焦距为8cm的透镜，要在光屏上成清晰的像，可以向右移动蜡烛
D．蜡烛燃烧变短，光屏上的像向下移动
6．关于实像和虚像的区别，下列说法错误的是（ ）
A．实像是由实际光线会聚而成的，虚像则是反射（或折射）光线反向延长线会聚而成的
B．实像可以在光屏上呈现，虚像则不能在光屏上呈现但可以用眼睛直接观察
C．实像都是倒立的，虚像都是正立的
D．实像一定是缩小的，虚像一定是放大的
7．下列关于光学器件的应用，不切实际的是（ ）
A．阳光通过凸透镜可以点燃纸屑是利用了凸透镜对光的会聚作用
B．借助放大镜看地图时，地图与放大镜之间的距离应略大于一倍焦距
C．照相时，被照者与相机的距离应在镜头的二倍焦距之外
D．近视眼镜利用了凹透镜对光的发散作用
8．如图是近视眼和远视眼的成因示意图。下列说法正确的是（ ）
A．甲是近视眼，应佩戴凸透镜矫正 B．甲是近视眼，晶状体折光能力较弱
C．乙是远视眼，晶状体折光能力较弱 D．乙是远视眼，应佩戴凹透镜矫正
9．关于望远镜,下列说法中正确的是
A．望远镜的物镜一定是凸透镜 B．望远镜的物镜将远处物体成一个放大的像
C．望远镜的物镜将远处物体成一个缩小的像 D．望远镜的物镜口径越小越好
10．光刻机是用来生产芯片的关键设备，光刻技术的工作原理如图所示。用紫外光照射镂空掩膜，调整镂空掩膜、缩图透镜的位置，恰好能在硅片上成极小的清晰的像，从而实现集成电路的“光刻”，下列说法正确的是（ ）
A．缩图透镜相当于凸透镜，凸透镜可以用于矫正近视眼
B．镂空掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以内
C．硅片相当于光屏
D．利用紫外线的热效应可以制成夜视仪
二、填空题
11．如图所示，是一款人脸识别门禁一体机，它通过摄像镜头捕捉人脸信息，并将所拍图象与系统数据库中预先录入的人脸照片模板进行比对．该摄像镜头相当于一个凸透镜，它对光线有 作用．
12．凹透镜平行于主光轴的光线经过凹透镜折射后，折射光线的 经过焦点；焦点F不是由实际光线会聚而成，是由实际光线的反向延长线会聚，因此叫 焦点；
向另一侧虚焦点入射的光线经过凹透镜折射后， 于主光轴；
经过光心的光线传播方向 。
13．“眼睛是心灵的窗口”，每年6月6日是全国“爱眼日”。近视眼的成像示意图是图中的 图（选填“甲”或“乙”），应该配戴由 透镜制成的眼镜来矫正。
14．放在凸透镜主轴上焦点以内的点光源S发出的光，通过凸透镜后的光路如图所示，说明凸透镜对光有 作用，若要获得一束平行光，应将S移至 位置，若要获得S的实像，应将S移至 位置（后两空选填“焦点”、“焦点以内”或“焦点以外”）。
15．为了监控取款机前的实时情况，银行ATM自动取款机上方安装有一摄像头。当取款人逐渐靠近取款机时，他所成的像会逐渐 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
16．每年6月6日是全国“爱眼日”．如图中表示近视眼的是 图（选填“甲”或“乙”），近视眼应佩戴 透镜制成的眼镜进行矫正．
17．目前，在很多重要的活动（如奥运会等）场所入口会使用人脸识别系统（如图），识别系统的摄像机可以自动将镜头前1m处的人脸拍摄成数码照片传递给计算机识别．此系统的摄像机的镜头相当于 透镜，它的焦距应 （选填“小于”、“等于”或“大于”）50cm，所成的像是 （选填“虚”或“实”）像．
18．在某次探究凸透镜成像规律的实验中：
（1）小明想知道实验中凸透镜的焦距做了图甲所示的实验，镜面垂直于阳光，在凸透镜下面放上白纸（白纸与透镜平行），测出透镜与白纸间距s/cm与对应的白纸被烤焦的时间t/min，绘出图乙所示的图像，可判断该凸透镜的焦距f为 cm。
（2）如果实验中固定好该凸透镜和蜡烛后，发现无论如左右移动光屏，光屏上只有一个与透镜大小几乎相同的光斑，其原因可能是 。
（3）小明将蜡烛如图丙中位置逐渐靠近凸透镜的过程中，观察到如图丁所示四个不同的像，则四个像出现的先后顺序是 （填符号）。
（4）实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图丙所示时，在光屏上可得到一个清晰的倒立的实像，若保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至 cm刻度线处，光屏上能再次呈现清晰的实像。
三、实验题
19．某实验小组用一个凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验：如图甲所示，先用一束平行主光轴的光线射向该凸透镜，光屏上得到一个最小、最亮的光斑。然后进行如下操作：
（1）将器材安装在光具座上后，为了使烛焰的成像在光屏中央，应该调整烛烟、凸透镜和光屏的中心大致在 ；
（2）在图中蜡烛在光具座上20cm处，凸透镜位置不变，移动光屏，直到光屏上出现清晰的像，则该像是倒立的， （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像；
（3）若在图中将蜡烛移到30cm和40cm之间，凸透镜位置不变，移动光屏，再次看到清晰的像。这时的像是倒立的， （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像；
（4）若在图中，蜡烛的位置不变，将凸透镜移到40cm刻度线处，移动光屏，直到光屏出现清晰的像，则该像是例立的， （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。
20．小明用如图所示装置模拟人眼成像情况，此时烛焰在光屏上成清晰的像．
(1) 实验时，应使烛焰和 的中心位于凸透镜的主光轴上．
(2) 图中物距u应满足( )
A．u>2f B．u=2f C．f
(4) 小明找来了几个透镜，研究凸透镜成像大小与焦距的关系，数据如下表：
分析表中数据并结合你对凸透镜成像规律的了解，可知：在物距一定时，凸透镜的焦距越大，所成实像的像距将越 ，所成像的大小将越 ．
(5) 在第(3)小题的情况下，若用此实验模拟人眼的调节功能，重新在光屏上得到清晰的像，应该进行的操作是：换用 (填“较大”或“较小”)焦距的凸透镜．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C B A C D B C C C
1．B
【分析】利用凸透镜成像的规律据此分析．
【详解】一个物体放在凸透镜前12厘米处，光屏上能成一放大的像，此时物体放在了1倍焦距与2倍焦距之间，即f12cm2f,也就是6cmf12cm,所以B选项是可能的．故选B．
2．C
【详解】由图可知物与像在凸透镜的两侧，故在光屏M上成的是倒立的实像，像与物是上下颠倒的，图中“p”字形发光物体的半圆形垂直于纸面向里，则观察者处于F处时，他看到屏上像的半圆形应垂直于纸面向外，即形状为b。C符合题意。
故选C。
3．B
【详解】根据凸透镜成像规律可知，当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，此时像距大于一倍焦距且小于二倍焦距，则有
解得焦距范围为
故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
4．A
【详解】梓涵手持焦距为10cm的凸透镜观察物理课本，看到一个正立、放大的清晰的像，说明物距小于焦距，物距小于10cm，在四个选项中，只有选项A在这个范围内，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
5．C
【详解】A．凸透镜成像的光路是可逆的，若把图中蜡烛和光屏的位置互换，光屏上承接到倒立放大的像，故A错误；
B．把蜡烛移动到P与F之间，物距减小，像距增大，应向右移动光屏至2倍焦距以外才能再次承接到烛焰清晰的像，故B错误；
C．改用焦距为8cm的透镜，保持蜡烛、光屏位置不动，此时像成在光屏的左侧，要在光屏上成清晰的像，可以向右移动蜡烛，故C正确；
D．蜡烛燃烧变短，根据通过光心的光线传播方向不变，光屏上的像向上移动，故D错误。
故选C。
6．D
【详解】AB． 根据虚实像的定义可知，实像是由实际光线会聚而成的或能够在光屏上承接到，虚像则是反射（或折射）光线反向延长线会聚而成的或在光屏上承接不到，故AB正确，AB不符合题意；
C．对于虚实像的正倒来说，正立的是虚像，倒立的是实像，故C正确，C不符合题意；
D．凸透镜成像实验中，物体可以成缩小的实像，也可以成放大的实像，也可以成等大的实像，故D错误，D符合题意。
故选D。
7．B
【详解】A．凸透镜对光线有会聚作用，阳光通过凸透镜可以点燃纸屑是利用了凸透镜对光的会聚作用，故A正确，不符合题意；
B．物体到凸透镜的距离小于焦距时，成正立、放大的虚像，借助放大镜看地图时，地图与放大镜之间的距离应略小于一倍焦距，故B错误，符合题意；
C．根据凸透镜成像规律，物体到凸透镜的距离大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，照相机就是应用这一原理的，被照者与相机的距离应在镜头的二倍焦距之外，故C正确，不符合题意；
D．近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光有发散作用，故D正确，不符合题意。
故选B。
8．C
【详解】甲图的入射光线会聚在视网膜的前方，是晶状体折光能力太强造成的，所以乙图表示了近视眼的成像情况；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的眼睛以前发散一下，因此需佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正。
乙图的入射光线会聚在视网膜的后方，是晶状体折光能力太弱造成的，所以甲图表示了远视眼的成像情况；为了使光线会聚在原来会聚点前面的视网膜上，就需要在光线进入人的眼睛以前会聚一下，因此需佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜来矫正。
故ABD错误，C正确。
故选C。
9．C
【详解】A.反射望远镜，是用凹面反射镜作物镜的望远镜，故错误；
BC.望远镜的物镜将远处的物体成倒立、缩小的像，故B错误，C正确；
D.望远镜的物镜口径越大，折射光线越多，像越清晰，望远镜物镜的口径越大越好，故错误．
故选C
【点睛】反射望远镜是一种用凹面反射镜作物镜的望远镜，可分为牛顿望远镜、卡塞格林望远镜、格雷果里望远镜、折轴望远镜几种类型；望远镜的物镜相当于照相机，成倒立、缩小的实像；望远镜的物镜口径越大，折射光线越多，像越清晰．
10．C
【详解】A．根据图示可知，缩图透镜对光线具有会聚作用，是凸透镜，可用于矫正远视眼，故A错误；
B．由题知，用紫外光照射镂空掩膜，调整镂空掩膜、缩图透镜的位置，恰好能在硅片上成极小的清晰的像，则该凸透镜成倒立、缩小的实像。与照相机的原理相同，镂空掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以外，故B错误；
C．图中的像成在硅片上，硅片相当于光屏，故C正确；
D．根据红外线的热效应可以制成红外线夜视仪。故D错误。
故选C。
11．会聚
【详解】根据两种透镜对光线的基本作用解答．
人脸识别门禁一体机上安装的摄像镜头相当于一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用．
【点睛】牢记凸透镜和凹透镜对光线的基本作用，即凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，并能运用其特点解释生活中的现象．
12． 反向延长线 虚 平行于 不变
【详解】[1][2]凹透镜也有两个焦点，凹透镜的焦点与凸透镜不同，不是实际光线会聚而成的，是由实际光线的反向延长线会聚而成的，叫做虚焦点。凹透镜也有三条特殊光线，平行于主光轴的光线经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线经过焦点。
[3]向另一侧虚焦点入射的光线经过凹透镜折射后，平行于主光轴。
[4]经过光心的光线传播方向不变。
13． 乙 凹
【详解】[1]近视眼是由于眼球晶状体的曲度过大，远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像，落在视网膜的前方造成近视眼。由图知道，乙是近视眼的成像示意图。
[2]近视矫正时，需佩戴凹透镜，使光线发散而成像在视网膜上。
14． 会聚 焦点 焦点以外
【详解】[1]如图所示，折射光线与入射光线相比，往主光轴偏折，故说明凸透镜对光有会聚作用。
[2]通过凸透镜焦点的光线经凸透镜后平行于主光轴，所以若要获得一束平行光，应将S移至焦点。
[3] 若要获得S的实像，应将S移至焦点外，因为焦点内成虚像，焦点上不成像。
15．变大
【详解】摄像头和照相机都是利用凸透镜成像的规律制成的，其镜头是一个凸透镜，都是利用，成倒立、缩小的实像的原理制成的；取款人逐渐靠近取款机时，物距变小，像距变大，所以他所成的像会逐渐变大。
16． 甲 凹
【详解】近视眼的成因：眼球晶状体的曲度过大，远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的像，会落在视网膜的前方造成近视眼．由图可知，表示近视眼的是图甲；
近视眼应佩戴凹透镜进行矫正；
17． 凸 小于 实
【详解】摄像机的镜头相当于凸透镜，当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，已知物距为1m，则焦距应小于0.5m，即50cm．
故答案为凸；小于；实．
18． 10 将蜡烛置于焦点处 DCAB 25
【详解】(1)[1]由图乙可知，当透镜与白纸间距s=10cm时，白纸被烤焦的时间t=4min，所用的时间最短，说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高，这个点就是凸透镜的焦点，则测出透镜与白纸间距即为焦距f=10cm。
(2)[2]说明光平行于主光轴射出，则可能将蜡烛置于焦点处了。
(3)[3]由图可知，当前物距超过2倍焦距，成D所示的倒立、缩小的实像；将蜡烛逐渐靠近凸透镜，当物距等于2倍焦距时，成C所示的倒立、等大的实像；当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时，成A所示的倒立、放大的实像；当物距小于1倍焦距时，成B所示的正立、放大的虚像。则四个像出现的先后顺序是DCAB。
(4)[4]当蜡烛与凸透镜的距离如图丙所示时，物距为30cm，像距为15cm，根据折射光路可逆性可知，保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜使物距达到15cm时，光屏上能再次呈现清晰的实像，此时透镜位于25cm刻度线处。
19． 同一高度 缩小 放大 等大
【详解】（1）[1]蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心。
（2）[2]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距。由图可知，刻度尺的分度值为1cm，所以凸透镜的焦距是
f=40.0cm-30.0cm =10.0cm
如图所示，把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，将蜡烛移至光具座20cm刻度线处，此时物距为
物距大于2倍焦距，成的是倒立缩小的实像。
（3）[3]保持凸透镜在光具座上的位置不动，若在图中将蜡烛移到30cm和40cm之间，此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距，移动光屏，使得像距大于二倍焦距，会再次看到清晰的像，此时成的是倒立放大的实像。
（4）[4]若在图中，蜡烛的位置不变，将凸透镜移到40cm刻度线处，此时的物距为
成的是倒立等大的实像。
20． 光屏 A 前 大 大 较大
【详解】（1）实验时，为了使像成在光屏的中央，应使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上．
（2）由图，烛焰在光屏上成倒立、缩小的像，所以物距u应满足u＞2f，故A正确为答案．
（3）当蜡烛远离凸透镜时，根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”，烛焰的像将落在光屏的前方．
（4）分析表中数据可知，在物距一定时，凸透镜的焦距越大，所成实像的像距将越大，所成像的大小将越大．
（5）在第(3)小题的情况下，像成在了光屏的前方，与近视眼的成因类似，说明凸透镜的聚光能力较强，焦距太小，为了能重新在光屏上得到清晰的像应换用较大焦距的凸透镜．
答案第1页，共2页
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