1、专题三透镜及其应用考点1凸透镜成像的基本特点1.(2020安徽,14,2分)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( )图aA.甲乙丙丁B.乙丙甲丁C.乙丁甲丙D.丙甲乙丁考点2凸透镜成像规律的应用2.(2018安徽,12,3分)下列光路图错误的是( )3.(2022安徽,12,2分)把凸透镜正对着太阳,在距凸透镜10 cm的光屏上得到一个最小、最亮的光斑;若将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前30 cm处,在凸透镜的另一侧调节光屏的位置,可得到烛焰清晰的( )A.倒立、缩小的实像B.
2、倒立、放大的实像C.倒立、等大的实像D.正立、放大的虚像考点3透镜作图4.(2021安徽,4,2分)如图,L表示凸透镜,MN为主光轴,O为光心,F为焦点。从S点发出两条光线,一条经过光心,另一条平行于主光轴,请在图中画出它们经凸透镜后的出射光线。基础运用一、填空题(每空2分,图2分,共12分)1.如图,把一支铅笔紧靠装满水的玻璃瓶一侧,透过玻璃瓶可以看到铅笔的像是(选填“放大的”“等大的”或“缩小的”),列举一个生活中与它成像性质相同的透镜:。2. (2022合肥一模)“天宫课堂”第一课正式开讲。如图所示为航天员王亚平带来的水球成像实验,我们可以看到航天员透过水球成两个像,若想要较大的、倒立的
3、像变小一点,则航天员应(选填“靠近”或“远离”)水球。3.(2021吉林)在疫情防控期间,进入公共场所需要出示“吉祥码”,扫描“吉祥码”的摄像头相当于透镜,当摄像头远离“吉祥码”图片时,所成像的大小会变。4.(2022六安模拟)如图所示,光源M(图中没画出)放在焦距为3 cm的凸透镜前,0 cm处为凸透镜光心。a、b、c是M发出的三条光线经凸透镜折射后的光线,相交于M。请在图中画出确定光源M的光路图,并画出c经凸透镜折射前的入射光线。(表示凸透镜)二、选择题(每小题3分,共12分)5.(2022六安模拟)如图中画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形,其中是凸透镜的( )abcdA.只有c B.
4、只有a和cC.只有b和cD.a、b和d6.(2022北京)小京通过焦距为10 cm的凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的像,如图所示。下列说法正确的是( )A.“关灯”两字放大的像是实像B.提示牌上“关灯”两字在凸透镜的焦点上C.提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于10 cmD.提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于20 cm7.(2022庐江一模)如图所示,是根据照相机成像原理自制模型照相机,在“自制照相机模型”时,下列说法正确的是( )A.在取材时,胶片使用的材料是透明薄膜B.为使成像清晰,观察时应选择暗的物体做观察对象C.照相时,镜头离景物的距离要大于二倍焦距,才能在薄膜上看到清晰的
5、像D.用自制的照相机先拍摄到了远处的物体,再拍摄近处物体时,应增大A、B间的距离,此时薄膜上的像变小8.(2022亳州模拟)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时,在光屏上得到烛焰清晰的像(图中未画出)。下列说法中正确的是( )A.光屏上所成的是倒立、放大的实像B.根据此时的成像原理可以制成投影仪C.透镜不动,蜡烛向右移动,光屏向左移动,可再次得到清晰的像D.蜡烛和光屏不动,透镜向左移动,可再次得到清晰的像三、实验题(6分)9.(2021内蒙古鄂尔多斯)同学们选取不同焦距的凸透镜,探究“凸透镜成像的规律”。甲乙(1)安装并调节烛焰、透镜、光屏,使他们三
6、者的中心大致在。(2)小光同学选取焦距为f1=10 cm的凸透镜,当蜡烛放在图甲位置,调节光屏,可在光屏上得到一个倒立、清晰的像(像未画出),生活中(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用此成像原理工作的。(3)在图甲实验的基础上,更换焦距为f2=5 cm的凸透镜,为在光屏上得到清晰的像,光屏应向(选填“左”或“右”)侧移动。(4)小焦同学发现,在(3)的基础上,不移动光屏,将自己的眼镜放到凸透镜前,如图乙,光屏上也能呈现清晰的像(像未画出),说明该眼镜对光有(选填“会聚”或“发散”)作用。综合提升一、填空题(每小题2分,共6分)1.(2022合肥一模)如图是相机成像示意图,若摄影师站
7、立的位置不变,用该相机拍摄更远处的物体时,所成像的大小和像距都会(填“变大”“不变”或“变小”)。2.(2021浙江湖州)小明用手机拍照,发现手机镜头过于靠近拍摄对象时(如图所示)无法正常对焦,拍出的照片模糊,此时像成在感光器(相当于光屏)(选填“前”或“后”)。小明发现将透镜紧靠在手机镜头上可以解决这一问题,从而理解了手机微距镜头的工作原理。3.(2022合肥模拟)如图所示,S为一点光源,S为其像点。请在图中画出凸透镜的位置并通过作光路图标出该凸透镜右焦点F的位置。(提示:用“”表示凸透镜并保留作图痕迹)二、选择题(每小题2分,共10分)4.(2022宿州一模)用焦距为10 cm的凸透镜探究
8、成像规律,如图烛焰在光屏上成清晰的像,下列说法正确的是( )A.光屏到凸透镜的距离可能是 22 cmB.把近视镜片放在凸透镜和蜡烛之间,则光屏向左调节,才能重新成清晰的像C.若保持蜡烛和光屏位置不动,向左移动凸透镜到适当位置,光屏上可再次呈现清晰的像D.蜡烛燃烧变短,导致像偏移到光屏外,可将凸透镜适当升高即可5.(2022马鞍山一模)如图所示,这是公共场所发热人群检测装置,1 min可以对500人实行快速的检测,同时监控主机中的摄像头可以对体温异常者进行人像采集,摄像头的焦距为f。下列说法正确的是( )A.检测装置通过人体发出的紫外线检测人体的体温B.人在摄像头中成正立、缩小的实像C.人像采集
9、时人体属于光源D.在人像采集过程中,被检测人群与摄像头的距离应大于2f6.(2022滁州一模)某物理兴趣小组在“探究凸透镜成像规律”的实验过程中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v和物体到凸透镜的距离u之间关系的图像,如图所示。下列分析判断正确的是( )A.实验中所使用的凸透镜焦距为16 cmB.当u=12 cm时,在光屏上能得到一个缩小的像C.当u=20 cm时成放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的D.把物体从距凸透镜12 cm处移动到24 cm处的过程中,像逐渐变小7.(2021广西梧州)如图甲所示一幅漫画立在桌面上,小明把一个装有水的圆柱形玻璃杯放在漫画前,惊奇地发现:透过水杯看到漫画中的
10、老鼠变“胖”了,还掉头奔向猫,如图乙所示。下列关于此现象的说法正确的是( )A.透过水杯看到变“胖”的老鼠是虚像B.装有水的圆柱形玻璃杯相当于一个凹透镜C.将漫画逐渐靠近水杯,透过水杯看到的老鼠始终是掉头的D.将漫画离水杯远一些,透过水杯看到的老鼠会变“瘦”一些8.(2022河南)小明用透明塑料盒设计了一个昆虫标本观察器,如图所示。盒底上放标本,盒盖上嵌入一凸透镜。有焦距为5 cm和10 cm的两种凸透镜,为了在盒盖上方附近,通过凸透镜观察到标本正立、放大的像,凸透镜焦距f与盒高h选择合理的是( )A. f=5 cmh=10 cmB. f=10 cmh=12 cmC. f=5 cmh=12 c
11、mD. f=10 cmh=6 cm三、实验题(每空2分,共34分)9.(2022滁州模拟)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,所用凸透镜的焦距是10 cm。实验装置如图。(1)当把点燃的蜡烛放在20 cm刻度处时,为了能使像清晰的成在光屏的中央位置,要调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在。(2)当把蜡烛移到35 cm刻度处时,移动光屏可得到一个倒立、(选填“等大”“缩小”或“放大”)的实像;保持透镜位置不变,若要使光屏上的像变大,应将蜡烛向(选填“左”或“右”)移动。(3)小融将蜡烛远离透镜至10 cm刻度处,此时光屏上得到的像是倒立、(选填“等大”“缩小”或“放大”)
12、的实像,若用不透明的物体挡住透镜的上半部分,光屏上(选填“能”或“不能”)成完整的像。(4)当蜡烛燃烧一段时间后会变短,烛焰的像会往(选填“上”或“下”)偏离光屏中心。10. (2022湖北武汉)在探究凸透镜成像规律的实验中:(1)将蜡烛和焦距为10 cm的凸透镜甲固定在如图所示的位置,点燃蜡烛后,位于90 cm刻度线处的光屏上得到烛焰清晰(填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据该原理工作的。(2)保持上述实验中凸透镜位置不变,将蜡烛移动到15 cm刻度线处,应该向(填“左”或“右”)移动光屏,才能再次得到烛焰清晰的像。(3)改用焦距为20 cm的
13、凸透镜乙继续进行实验。将凸透镜乙和光屏分别固定在70 cm和85 cm刻度线处,再将点燃的蜡烛从15 cm刻度线处缓慢地向右移动到50 cm刻度线处,在光屏上得到烛焰清晰像的次数是(填“0”“1”“2”或“3”)。11.(2022江西)物理创新实验小组的同学探究凸透镜成像的规律【实验器材】蜡烛、凸透镜、光屏、光具座等【进行实验与收集证据】(1)测焦距:如图1所示,图1让凸透镜正对着太阳光,在它的另一侧找到最小最亮的光斑,说明凸透镜对光具有作用,该凸透镜的焦距为cm。(2)组装实验装置:将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上,并对三者进行调节。如图2所示,是他们分别调节完的实验装置,其中调节正确的是装
14、置(填写字母序号),理由是,使像清晰地呈现在光屏的中央。ABCD图2(3)设计实验表格:请将表格中和的内容补充到横线上:。物距u跟焦距f的关系像的性质 大小 【拓展】在实验过程中,光屏上呈现了一个清晰的像,此时,某同学将焦距相同、直径更大的凸透镜替换原凸透镜,则光屏上呈现的像比原来的像(选填“更大”“更小”或“更亮”)。专题三透镜及其应用考点1凸透镜成像的基本特点1.(2020安徽,14,2分)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(C)图aA.甲乙丙丁B.乙丙甲丁C.乙丁甲丙D
15、.丙甲乙丁解析凸透镜由贴着刻度尺到逐渐远离的过程中,刻度尺到凸透镜的距离会由“一倍焦距以内”增加到“一倍焦距到二倍焦距之间”,再增加到“二倍焦距以外”,根据凸透镜成像规律可知,凸透镜会先成正立、放大的虚像,再成倒立、放大的实像,像不断减小最后成倒立、缩小的实像,所以成像的阶段会经历“乙、丁、甲、丙”的过程。综合分析,本题选C。考点2凸透镜成像规律的应用2.(2018安徽,12,3分)下列光路图错误的是(C)解析放大镜成正立、放大的虚像,像是由折射光线的反向延长线相交得到的,故A正确。小孔成像是光线通过小孔时沿直线传播会聚成的实像,故B正确。光由空气斜射入水中时,折射光线应靠近法线,折射角应小于
16、入射角,故C错误。近视眼看远处物体时,来自物体的光通过晶状体折射后形成的像会落在视网膜的前方,导致看不清远处的物体;为使像成在视网膜上,应让光线发散一些,所以近视眼应配戴凹透镜加以矫正,故D正确。3.(2022安徽,12,2分)把凸透镜正对着太阳,在距凸透镜10 cm的光屏上得到一个最小、最亮的光斑;若将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前30 cm处,在凸透镜的另一侧调节光屏的位置,可得到烛焰清晰的(A)A.倒立、缩小的实像B.倒立、放大的实像C.倒立、等大的实像D.正立、放大的虚像解析根据题目信息可知凸透镜的焦距f=10 cm,当物距u=30 cm时,u2f,此时凸透镜成倒立、缩小的实像(像距fv
17、2f,即镜头离景物的距离要大于二倍焦距,故C正确;根据“物近像远像变大”可知,小明用自制的照相机先拍摄到了远处的物体,再拍摄近处物体时,即物距减小,像距应增大,薄膜上的像变大,则应将两筒间的距离变大,故D错误。8.(2022亳州模拟)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时,在光屏上得到烛焰清晰的像(图中未画出)。下列说法中正确的是(D)A.光屏上所成的是倒立、放大的实像B.根据此时的成像原理可以制成投影仪C.透镜不动,蜡烛向右移动,光屏向左移动,可再次得到清晰的像D.蜡烛和光屏不动,透镜向左移动,可再次得到清晰的像解析蜡烛距离凸透镜30 cm时,在透镜
18、的另一侧15 cm处的光屏上得到一个清晰的像,物距大于像距,成倒立、缩小的实像,其应用是照相机,故A、B错误;凸透镜成实像时的动态变化规律是:物近像远像变大,透镜不动,蜡烛向右移动,光屏向右移动才能得到清晰的像,故C错误;蜡烛和光屏不动,移动凸透镜到适当位置,将物距和像距互换,根据光路可逆可知,凸透镜成倒立、放大的实像,故D正确。三、实验题(6分)9.(2021内蒙古鄂尔多斯)同学们选取不同焦距的凸透镜,探究“凸透镜成像的规律”。甲乙(1)安装并调节烛焰、透镜、光屏,使他们三者的中心大致在同一高度。(2)小光同学选取焦距为f1=10 cm的凸透镜,当蜡烛放在图甲位置,调节光屏,可在光屏上得到一
19、个倒立、清晰的像(像未画出),生活中投影仪(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用此成像原理工作的。(3)在图甲实验的基础上,更换焦距为f2=5 cm的凸透镜,为在光屏上得到清晰的像,光屏应向左(选填“左”或“右”)侧移动。(4)小焦同学发现,在(3)的基础上,不移动光屏,将自己的眼镜放到凸透镜前,如图乙,光屏上也能呈现清晰的像(像未画出),说明该眼镜对光有发散(选填“会聚”或“发散”)作用。解析(1)根据实验要求,让像成在光屏的中心,必须使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度上;(2)凸透镜的焦距为f1=10 cm,由图可知,此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,
20、其应用是投影仪;(3)在图甲实验的基础上,更换焦距为f2=5 cm的凸透镜,由图可知,此时的物距大于二倍焦距,则像距在一倍焦距和二倍焦距之间,为在光屏上得到清晰的像,光屏应向左侧移动;(4)不移动光屏,将自己的眼镜放到凸透镜前,光屏上也能呈现清晰的像,这说明像推迟会聚了,则该眼镜对光有发散作用。综合提升一、填空题(每小题2分,共6分)1.(2022合肥一模)如图是相机成像示意图,若摄影师站立的位置不变,用该相机拍摄更远处的物体时,所成像的大小和像距都会变小(填“变大”“不变”或“变小”)。解析照相机的镜头相当于一个凸透镜,感光元件是接收像的,感光元件与镜头之间的距离为像距;若摄影师站立的位置不
21、变,用该相机拍摄更远处的物体时,物距变大,则像距变小,像变小。2.(2021浙江湖州)小明用手机拍照,发现手机镜头过于靠近拍摄对象时(如图所示)无法正常对焦,拍出的照片模糊,此时像成在感光器(相当于光屏)后(选填“前”或“后”)。小明发现将凸透镜紧靠在手机镜头上可以解决这一问题,从而理解了手机微距镜头的工作原理。解析用手机拍照,发现手机镜头过于靠近拍摄对象时无法正常对焦,拍出的照片模糊,说明物距太小,像距太大,此时像成在感光器的后面。由于凸透镜对光有会聚作用,故将凸透镜紧靠手机镜头上,可以使光提前会聚,从而解决这一问题。3.(2022合肥模拟)如图所示,S为一点光源,S为其像点。请在图中画出凸
22、透镜的位置并通过作光路图标出该凸透镜右焦点F的位置。(提示:用“”表示凸透镜并保留作图痕迹)答案如图所示解析由题图可知,物与像在主光轴的两侧,故是凸透镜成实像的情况,连接S和S,与主光轴的交点为O点,根据经过凸透镜光心的光线传播方向不变可知,O点为凸透镜的光心,过O点垂直于主光轴作出凸透镜,根据过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出可知,过S作与主光轴平行的光线,与凸透镜的交点为P点,连接SP,与主光轴的交点即为凸透镜的右焦点F。二、选择题(每小题2分,共10分)4.(2022宿州一模)用焦距为10 cm的凸透镜探究成像规律,如图烛焰在光屏上成清晰的像,下列说法正确的是(C)A.光屏
23、到凸透镜的距离可能是 22 cmB.把近视镜片放在凸透镜和蜡烛之间,则光屏向左调节,才能重新成清晰的像C.若保持蜡烛和光屏位置不动,向左移动凸透镜到适当位置,光屏上可再次呈现清晰的像D.蜡烛燃烧变短,导致像偏移到光屏外,可将凸透镜适当升高即可解析由图可知,物距大于像距时,成倒立、缩小的实像,此时u2f,fvf,所以A、B、C错误。D项hf,符合题意,D正确。三、实验题(每空2分,共34分)9.(2022滁州模拟)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,所用凸透镜的焦距是10 cm。实验装置如图。(1)当把点燃的蜡烛放在20 cm刻度处时,为了能使像清晰的成在光屏的中央位置,要调整蜡烛、凸透镜、光屏的
24、高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。(2)当把蜡烛移到35 cm刻度处时,移动光屏可得到一个倒立、放大(选填“等大”“缩小”或“放大”)的实像;保持透镜位置不变,若要使光屏上的像变大,应将蜡烛向右(选填“左”或“右”)移动。(3)小融将蜡烛远离透镜至10 cm刻度处,此时光屏上得到的像是倒立、缩小(选填“等大”“缩小”或“放大”)的实像,若用不透明的物体挡住透镜的上半部分,光屏上能(选填“能”或“不能”)成完整的像。(4)当蜡烛燃烧一段时间后会变短,烛焰的像会往上(选填“上”或“下”)偏离光屏中心。解析(1)当把点燃的蜡烛放在20 cm刻度处时,为了能使像清晰的成在光屏的中央位置,
25、要调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上;(2)蜡烛在35 cm刻度处时,物距为50 cm-35 cm=15 cm,此时fu2f,所以成倒立、放大的实像;保持透镜位置不变,若要使所成的像变大,需要增大像距,减小物距,应将蜡烛向右移动;(3)小融将蜡烛远离透镜至10 m刻度处,此时的物距大于二倍焦距,凸透镜成倒立、缩小的实像;遮住凸透镜的一部分,凸透镜的其他部分仍能透过光线,照样能会聚成像,像的大小不发生变化,折射光线减少,会聚成的像仍然是完整的,只是像的亮度变暗;(4)随着蜡烛燃烧而变短,根据过光心的光线不改变传播方向,像会向上移动,成在光屏的上方。10. (
26、2022湖北武汉)在探究凸透镜成像规律的实验中:(1)将蜡烛和焦距为10 cm的凸透镜甲固定在如图所示的位置,点燃蜡烛后,位于90 cm刻度线处的光屏上得到烛焰清晰放大(填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。投影仪(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据该原理工作的。(2)保持上述实验中凸透镜位置不变,将蜡烛移动到15 cm刻度线处,应该向左(填“左”或“右”)移动光屏,才能再次得到烛焰清晰的像。(3)改用焦距为20 cm的凸透镜乙继续进行实验。将凸透镜乙和光屏分别固定在70 cm和85 cm刻度线处,再将点燃的蜡烛从15 cm刻度线处缓慢地向右移动到50 cm刻度线处,在光屏上得到烛焰
27、清晰像的次数是0(填“0”“1”“2”或“3”)。解析(1)由题图可知,物距小于像距,物距处于f和2f之间,成倒立、放大的实像。应用该原理工作的是投影仪或幻灯机。(2)凸透镜位置不变,将蜡烛移动到15 cm刻度线处,物距变大,像距变小,应该向左移动光屏,才能再次得到烛焰清晰的像。(3)当凸透镜乙和光屏分别固定在70 cm和85 cm刻度线处,即像距为15 cm,小于1倍焦距20 cm,在光屏上不能得到烛焰清晰的像,在光屏上得到烛焰清晰像的次数是0。11.(2022江西)物理创新实验小组的同学探究凸透镜成像的规律【实验器材】蜡烛、凸透镜、光屏、光具座等【进行实验与收集证据】(1)测焦距:如图1所
28、示,图1让凸透镜正对着太阳光,在它的另一侧找到最小最亮的光斑,说明凸透镜对光具有会聚作用,该凸透镜的焦距为5cm。(2)组装实验装置:将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上,并对三者进行调节。如图2所示,是他们分别调节完的实验装置,其中调节正确的是C装置(填写字母序号),理由是凸透镜和光屏的中心跟烛焰的中心在同一高度,且透镜平行于光屏,并与纸面垂直,使像清晰地呈现在光屏的中央。ABCD图2(3)设计实验表格:请将表格中和的内容补充到横线上:正倒虚实。物距u跟焦距f的关系像的性质 大小 【分析与论证】略【拓展】在实验过程中,光屏上呈现了一个清晰的像,此时,某同学将焦距相同、直径更大的凸透镜替换原凸透镜,则光屏上呈现的像比原来的像更亮(选填“更大”“更小”或“更亮”)。解析(1)平行的太阳光经凸透镜折射后会聚到主光轴上形成一个最小、最亮的点,该点是凸透镜焦点,焦点到透镜的距离为焦距,由题图1可知,该透镜焦距为5 cm。(2)调节烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心在同一高度,且透镜平行于光屏,并与纸面垂直,使像呈现在光屏的中央,注意是“烛焰”而不是“蜡烛”的中心。(3)像的虚实、大小、正倒跟物距有一定的关系,因此设计表格时应分别观察像的这三个性质。【拓展】换用直径更大、焦距相同的透镜后,依然在光屏上成清晰的像,像的大小不会变化,只是透过的光更多,则成的像更亮。28
