2024解析：第五章透镜及其应用-讲核心（解析版）

第五章透镜及其应用-讲核心模块要点考查方式学习要求考查类型等级划分3个要点透镜凸透镜和凹透镜对光线的作用概念辨析常考点☆☆透镜的光路图规律应用易错点☆☆凸透镜成像规律实验探究凸透镜的成像规律实验探究常考点☆☆☆凸透镜成像规律的应用规律应用难点☆☆☆凸透镜的应用放大镜、投影仪、照相机的原理及其调节规律应用易错点☆☆☆近视远视的成因及其矫正规律应用常考点☆☆☆显微镜望远镜的工作原理规律应用常考点☆1.透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件，透镜是根据光的______制成的。2.透镜与面镜区别：面镜利用光的______成像，透镜利用光的______成像；透镜成像遵循光的______，面镜成像遵循光的______。3.透镜分类：透镜分凸透镜和凹透镜。（1）凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜（远视镜镜片，照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等）。（2）凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜（近视镜等）。4.透镜光路基本概念：（1）过透镜两个球面球心的直线叫______（主轴），透镜的几何中心叫光心，用“O”表示。（2）平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后______主光轴上一点，这点叫凸透镜焦点，用“F”表示；平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后发散，其______会交于一点，这是凹透镜的焦点（虚焦点）（3）焦点到光心的距离______，焦距用“f”表示，图中就是“OF”之间的距离。凸透镜和凹透镜都各有两个焦点，凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点是虚焦点。（4）物体到光心的距离叫______，用“u”表示。（5）像到光心的距离叫______，用“v”表示。凸透镜相关概念凹透镜相关概念5.透镜的三条特殊光线入射光线光路图折射光线平行于主光轴会聚于焦点经过焦点或从焦点发出的光线平行于主光轴经过光心传播方向不变2.凹透镜三条特殊光线入射光线光路图折射光线平行于主光轴折射光线的反向延长线经过入射光线一侧虚焦点延长线经过凹透镜侧虚焦点平行于主光轴经过光心传播方向不变【答案】1.折射现象2.反射现象折射现象折射定律反射定律4.主光轴会聚于反向延长线焦距物距像距1.一个透明均匀的玻璃球被摔碎成三部分，下列说法正确的是（）A.①②都是凸透镜 B.①③对光具有会聚作用C.②③对光具有发散作用 D.只有①对光具有会聚作用【答案】B【解析】【详解】A．由透镜的定义可知，中间比边缘厚的透镜叫做凸透镜，中间比边缘薄的透镜叫做凹透镜，故由图中可知，①③的中间比边缘厚，是凸透镜；②的中间比边缘薄，是凹透镜，故A错误；BCD．由A中可知，①③是凸透镜，对光有会聚作用；②是凹透镜，对光有发散作用，故可知B正确，CD错误。故选B。2.如图所示，属于凹透镜的是（）A.①②③ B.①②④⑤ C.①③⑤ D.②④⑥【答案】D【解析】【详解】中间厚边缘薄的透镜为凸透镜，中间薄边缘厚的透镜为凹透镜，图中②④⑥为凹透镜，①③⑤为凸透镜，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。3.虚线方框内各放置一个透镜，两束光通过透镜前后的方向如图所示，则（）A.甲为凸透镜，乙为凹透镜 B.甲、乙都为凸透镜C.甲为凹透镜、乙为凸透镜 D.甲、乙都为凹透镜【答案】A【解析】【详解】发光点发出的两束光通过甲透镜后折射光线变得会聚了，因此甲应是凸透镜；光线通过乙透镜后折射光线变得发散了，由于凹透镜对光线有发散作用，故乙图中是凹透镜。故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。4.如图所示，画出了光线通过透镜后的光路，其中正确的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【详解】AB．由图可知，图中透镜为凹透镜，对光线有发散作用，经透镜折射后的光线较折射之前的光线更会聚，光路图不正确，故AB错误；C．由图可知，图中透镜为凸透镜，对光线有会聚作用，图中经透镜折射后的光线较折射之前的光线更加会聚，光路图正确，故C正确；D．由图可知，图中透镜为凸透镜，对光线有会聚作用，而图中经透镜折射后的光线较折射之前的光线发散，光路图不正确，故D错误。故选C。5.让甲、乙两个透镜正对平行光，观察到的现象如图所示，下列说法正确的是（）A.甲、乙两个透镜对光线都是会聚的B.甲透镜对光线是会聚的，乙透镜对光线发散C.甲是凹透镜，乙是凸透镜D.甲是凸透镜，乙是凹透镜【答案】C【解析】【详解】凸透镜对光线具有会聚作用，凹透镜对光线具有发散作用。图甲光斑的中间比较暗，图乙中间出现亮斑，所以甲对光线具有发散作用，是凹透镜，乙对光线具有会聚作用，是凸透镜，故ABD错误，C正确。故选C。6.如图中画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中凸透镜是（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【分析】【详解】从光线通过凸透镜的情形可知，ABC的折射光线相对于入射光线是发散的，所以是凹透镜；而D的折射光线是会聚的，所以是凸透镜，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。7.如图，点光源S位于凸透镜一侧。在图中画出S发出的两条光线通过凸透镜后的折射光线。【答案】【解析】【详解】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变，如图所示：8.请画出入射光线通过透镜后的折射光线．（）【答案】【解析】【详解】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，过光心的光线其传播方向不变；如图所示：9.如图所示，物体AB经凸透镜成像A'B'，请你通过作图的方法尝试确定凸透镜光心（O）和焦点（F）的位置。【答案】【解析】【详解】由题意可知，BB'为主光轴所在的位置，题中已经给出了物体AB和像A'B'的位置，根据凸透镜的特殊光线规律，通过光心的光线经凸透镜折射后，不改变传播方向，则连接AA'，AA'与BB'这两条线的交点，为凸透镜光心O；大致作出凸透镜，根据凸透镜的特殊光线规律，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，通过焦点，则过A点作平行于主光轴的光线，交于凸透镜，再连接凸透镜交点和A'，交于BB'，这交点就为右端焦点F的位置；根据凸透镜的特殊光线规律，通过焦点的光线经凸透镜折射后，平行于主光轴，则过A'点作平行于主光轴的光线，交于凸透镜，再连接凸透镜交点和A，交于BB'，这交点就为左端焦点F的位置；如下图所示。10.如图所示，请分别画出AB的入射光线和CO的折射光线。【答案】【解析】【详解】根据凹透镜的三条特殊光线可知，延长线过凹透镜另一侧焦点的光线经凹透镜折射后，将平行于主光轴；过凹透镜光心的光线经凹透镜折射后，传播方向不变，据此完成AB的入射光线和CO的折射光线，如图所示：11.请你将如图所示的光路图补充完整。【答案】【解析】【详解】由图可知，这是凹透镜，凹透镜有三条特殊光线：其一是过光心的光线传播方向不变；其二是射向另一侧焦点的光线折射后与主光轴平行射出，如图，过光心的光线，沿光线方向延长；另一个光线，先用虚线连接入射点和右侧焦点F，然后用实线延长做出入射光线。12.如图所示，凸透镜与凹透镜的一个焦点重合，请根据入射光线，画出相应的出射光线。【答案】【解析】【详解】过焦点的光线，经过凸透镜折射后，折射光线要平行于主光轴；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要过凹透镜的虚焦点，作图如下：1.实验装置2.实验步骤3.实验结论（1）静态成像规律静态成像图物距与焦距的关系像距与焦距的关系成像特点应用倒立缩小的实像照相机倒立等大的实像测焦距倒立放大的实像投影仪/不成像//正立放大的虚像放大镜（2）动态成像规律①成实像时，物距增大，像距减小，像变小；物距减小，像距增大，像变大；②成虚像时，物距增大，像距增大，像变大；物距减小，像距减小，像变小.注意事项（1）实验前点燃蜡烛，调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，使像成在光屏的中央；（2）验证光路可逆的方法：光屏上成清晰像时，对调蜡烛与光屏的位置；（3）实验过程中，蜡烛燃烧变短，像的位置向上移动.速记口诀一倍焦距分虚实，内虚外实，实倒虚正；二倍焦距分大小，内大外小；成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小；成虚像时，物近像近像变小，物远像远像变大.13.小滨同学“探究凸透镜成像的规律”。（1）如图甲所示，小滨让凸透镜正对平行光，调整凸透镜到光屏的距离，光屏上会出现一个很小、很亮的光斑，则该凸透镜的焦距f=________cm；（2）小滨在组装器材时，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上，目的是让烛焰的像成在_________；（3）如图乙所示，小滨将凸透镜固定在50cm刻度线处，当蜡烛距凸透镜15cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、________（选填“缩小”、“等大”或“放大”）的实像，利用该成像规律制成的光学仪器是________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。此时，若在凸透镜与光屏之间放置一远视镜片，要在光屏上成清晰的像，光屏应向________（选“左”、“右”）移动；（4）小滨在实验过程中，光屏上得到清晰的像，突然，一只飞虫落到了凸透镜表面上，则光屏上出现________。A．飞虫的像B．飞虫的影子C．仍是烛焰的像【答案】①.10.0②.光屏正中央③.放大④.投影仪⑤.左⑥.C【解析】【详解】（1）[1]平行主光轴的光线会聚于一个很小、很亮的光斑，这个光班称为焦点，焦点到光心的距离是焦距，故焦距为30.0cm-20.0cm=10.0cm（2）[2]点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上，烛焰的中心发出的光线经过凸透镜的光心传播方向不变，故当烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上，像成在光屏的正中央。（3）[3][4]当蜡烛距凸透镜15cm时，物距在一倍焦距和两倍的焦距之间，成的是倒立的放大的实像，投影仪就是利用这一原理制成的。[5]远视眼是晶状体太薄，折光能力变弱，需要佩戴凸透镜，故远视镜片是凸透镜，当在凸透镜与光屏之间放置一远视镜片，对光线有会聚作用，故需要将光屏向左移动。（4）[6]A．飞虫在1倍焦距以内，成的是虚像，无法用光屏承接，故A不符合题意；B．影子是光照射不到的地方形成区域，而凸透镜成像原理是烛焰发出光线经过凸透镜折射后形成的像，经光屏反射后进入人眼，人就可以看到像，光屏上比较亮，不会形成影子，故B不符合题意；C．凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，小虫落在透镜上后，整个物体发出的光虽有一小部分被挡住，但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同，仍是烛焰的像，大小不变；由于透镜的一小部分被遮住，因此折射出的光线与原来相比减少了，像将完好，但亮度会变暗。故C符合题意。故选C。14.小明在复习凸透镜成像的知识时想到了2021年12月9日“太空教师”王亚平给我们展示的“天宫课堂”中的水球成像实验，于是利用水透镜（注射器和弹性膜制成的凸透镜）、蜡烛、光屏、光具座等器材进行探究，小明在测量水透镜焦距时发现：当向水透镜里注水时，水透镜的焦距将变小；当从水透镜里抽水时，水透镜的焦距将变大。（1）如图甲所示，一束平行于主光轴的光线射向水透镜，在光屏上得到一个最小最亮光斑，则此水透镜的焦距为_______cm。（2）再将蜡烛置于光具座上，并让烛焰、水透镜光心和光屏中心处于_______。（3）将实验器材按图乙位置放置，光屏上成清晰的像，此像应该是倒立、_______（选填“放大”或“缩小”）的实像，这与生活中_______（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）原理相同。（4）王亚平在天宫课堂上展示了一个中间充有气泡的水球，透过这个水球我们可以看到“一正一倒”两个缩小的像，如图丙所示，中间气泡中形成的缩小、正立的像_______（填“是”或“不是”）凸透镜成像的结果，倒立的像是水球所成的倒立、缩小的实像，若王亚平靠近水球，倒立的像_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。（5）在图乙所示的实验情景下，该同学从水透镜中抽水发现光屏上的像变模糊了，为了使像再次清晰，他应将蜡烛适当_______（选填“靠近”或“远离”）透镜；若不移动蜡烛，要让光屏上的像变清晰，可在蜡烛与水透镜之间适当的位置安装一个_______（选填“凸”或“凹”）透镜。【答案】①.12.0②.同一高度③.缩小④.照相机⑤.不是⑥.变大⑦.远离⑧.凸【解析】【详解】（1）[1]平行于主光轴的光线经凸透镜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，所以凸透镜的焦距f＝52.0cm﹣40.0cm＝12.0cm（2）[2]实验前应先调节光具座上烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一高度，这样可使像成在光屏的中央。（3）[3][4]如图，物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，应用于照相机。（4）[5]水球中间是空气，气泡周围是水，整个水球成了两个透镜，外圈是一个凸透镜，成的是倒立、缩小的实像，内圈被气泡分成两个凹透镜的组合，成正立、缩小的像，所以中间的像不是凸透镜成的像。[6]若王亚平靠近水球，物距变小，像距变大，则倒立的像变大。（5）[7][8]该同学从水透镜中抽水，凸透镜的凸度变小，焦距变大，在物距不变的情况下，像距会变大，为使像再次清晰，需要增大物距，应将蜡烛适当远离透镜。若不移动蜡烛，要让光屏上的像变清晰，需要使光线提前会聚，故可在蜡烛与水透镜之间适当的位置安装一个凸透镜。15.小明做“探究凸透镜成像规律”实验，凸透镜的焦距是10cm。（1）为了使像成在光屏的中央，小明需要调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在______；（2）接着小明同学调节光屏如图1所示，发现光屏上得到一个倒立、______（选填“放大”“缩小”或“等大”）的清晰实像，生活中的______（选填“照相机”或“投影仪”或“测焦距”）就可以利用这样的成像原理；（3）如图2，保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，则人眼在图中______处能观察到烛焰的像；（4）如图3，在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏向透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是______眼镜（选填“近视”或“远视”）；（5）透镜位置不变，若将印有字母“F”的纸片放在离凸透镜12cm的地方，我们能看到的清晰的像是图丁中______。【答案】①.同一高度②.缩小③.照相机④.B⑤.远视⑥.B【解析】【详解】（1）[1]实验过程中，调整凸透镜和光屏的高度，使蜡烛、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度，目的是使烛焰的像成在光屏的中央。（2）[2][3]当蜡烛、凸透镜位于图乙中刻度对应的位置时，物距在大于2倍焦距，凸透镜能成倒立、缩小的实像，照相机是根据这个原理制成的。（3）[4]此时物距为u=16cm-10cm=6cm物距小于焦距，成正立、放大的虚像，则人眼在图中B处能观察到烛焰的像。（4）[5]将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，结果，光屏上原来清晰的像变模糊了，他只将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离时，又在光屏上观察到蜡烛清晰的像，说明提前成像了，故放置的是使光线会聚的凸透镜，这种眼镜是用来矫正远视眼的。（5）[6]若将印有字母“F”的纸片放在离凸透镜12cm的地方，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、放大的实像，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。16.在“探究凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上能成等大清晰的像。关于本实验下列说法正确的是（）A.凸透镜焦距是20cmB.把蜡烛移至刻度尺10cm处，凸透镜不动，移动光屏，能在光屏上得到清晰的像C.把蜡烛移至刻度尺32cm处，凸透镜不动，移动光屏，能在光屏上得到清晰的像。这与照相机的成像原理相同D.把蜡烛移至刻度尺45cm处，凸透镜不动，移动光屏，会再次在光屏上得到清晰的像【答案】B【解析】【详解】A．当物距等于二倍焦距时，凸透镜成等大像时，由图可知u=20cm=2f解得f=10cm，故A错误；B．把蜡烛移至刻度尺10cm处，凸透镜不动，此时物距40cm，大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，移动光屏，能在光屏上得到清晰的倒立的缩小的实像，故B正确；C．把蜡烛移至刻度尺32cm处，凸透镜不动，此时物距为18cm，等于一倍焦距而小于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，移动光屏，能在光屏上得到清晰的倒立的放大的实像，这与投影仪的成像原理相同，故C错误；D．把蜡烛移至刻度尺45cm处，凸透镜不动，此时物距为5cm，小于焦距，根据凸透镜成像规律可知，此时成的是虚像，不能在光屏上不成像，故D错误。故选B。17.实验操作考试临近，同学们上实验室动手实验，通过训练提高操作技能。如图，小明正在做凸透镜成像实验，此时光屏上出现了清晰的像。下列说法正确的是（）A.该透镜与近视眼镜的镜片是同一类透镜B.该透镜的焦距是30cmC.此时成的是倒立、等大的实像D.如果将蜡烛向左移，光屏需要适当右移才能再次形成清晰的像【答案】C【解析】【详解】A．实验中的透镜是凸透镜，近视眼镜是凹透镜，所以不是同种透镜，故A错误；BC．由图可知，此时的物距为：40cm-10cm=30cm，像距为：70cm-40cm=30cm，成的是倒立、等大的实像，则u=2f，故f=15cm，故B错误，C正确；D．凸透镜成实像时，具有物远像近像变小，将蜡烛向左移，光屏需要适当左移才能再次形成清晰的像，故D错误。故选C。18.如图所示是一种常见的投射灯，它的成像镜头可简化为一一个凸透镜，能把投影片ab投射到地面，下图中能正确反映其成像原理的示意图是（）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】由图结合题意可知，灯内部较小的投影片在地面成倒立、放大的实像，根据凸透镜成像规律可知，此时投影片位于凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，其实像在凸透镜另一侧二倍焦距之外，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。19.某同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v与物到凸透镜的距离u的关系图像，如图所示。下列判断正确的有（）A.该同学所用凸透镜的焦距B.当时，在光屏上得到的是倒立、缩小的实像C.把物体从处移动到处的过程中，像逐渐变小D.当时，在光屏得到的是放大的像，投影仪利用这一原理【答案】C【解析】【详解】A．由图像可得当u＝10cm时v＝10cm，根据凸透镜成像规律可知2f＝10cm，即f＝5cm，故A错误；B．当u＝6cm时根据凸透镜成像规律可知像成倒立放大的实像，故B错误；C．根据凸透镜成像规律，像随着物距变大逐渐变小，像距逐渐变小，故C正确；D．当u=15cm时大于2f，则像距v大于f并小于2f，成倒立缩小的实像，照相机正是利用这一原理，故D错误。故选C。20.在“探究凸透镜成像的规律”时，将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm处，在透镜另一侧距离透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像．则下列相关说法正确的是（）①光屏上成倒立、放大的实像②照相机是利用这一成像原理工作的③该透镜的焦距f一定满足8cm＜f＜15cm④将近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间，要使光屏上出现清晰的像，光屏应靠近透镜A.只有①和③ B.只有②和④ C.只有②和③ D.只有①和④【答案】C【解析】【详解】根据凸透镜成像的规律分析：①将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm处，在透镜另一侧距离透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像，即物距大于像距，所以成倒立缩小的实像，故①错误；②照相机就是利用凸透镜成倒立缩小的实像的原理制成的，故②正确；③凸透镜成倒立缩小的实像时，物距大于二倍焦距，即，得：；像距为一倍到二倍焦距之间，即，得：，；综合以上条件得：，故③正确；④将近视镜片，即凹透镜放在蜡烛和凸透镜之间，由于凹透镜对光线有发散作用，所以像将远离凸透镜，所以要使光屏上出现清晰的像，光屏应远离透镜，故④错误；故选C．点睛：凸透镜成像规律是常考试的内容，应牢记凸透镜的成像规律，有些同学总是记不住，要下点功夫，可以结合成像光路图进行练习、记忆．21.如图所示，有一圆柱体PQ，放在凸透镜前图示的位置，它所成像P′Q′的形状应该是下列图中的（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】圆柱体的右边Q在f和2f之间，所成的像是倒立放大的实像；圆柱体的左边P在2f以外，所成的像是倒立缩小的实像．当u＞f时，物距减小，像距变大像变大．右边的像距比左边的像距远，符合要求的只有图B．22.在一个圆柱形的玻璃瓶里面装满水，把一支铅笔水平地放在玻璃瓶的一侧，将铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢的移动，如图甲所示，这个装满水的圆柱形的玻璃瓶对光线具有______作用（选填“发散”、“会聚”或者“平行”）。如图乙所示，透过玻璃瓶不可能看到的现象是______（选填字母）。【答案】①.会聚②.B【解析】【详解】[1]装满水的玻璃瓶相当于一个凸透镜，对光线有会聚作用。[2]当笔离玻璃瓶较近时，玻璃瓶相当于放大镜，成正立放大的虚像；当笔离玻璃瓶较远时（物距大于焦距），成倒立的实像；当铅笔由靠近瓶子的位置逐渐远离时，先成虚像后成实像，且虚像是正立的、实像是倒立的，所以到达某一位置时，笔尖会突然改变方向；凸透镜成虚像时，物远像远像变大（即越靠近焦点，虚像越大）；凸透镜成实像时，物远像近像变小，所以，把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动时，笔先变长变大，后变短变小；由此可知，不会观察到的现象是笔尖朝向相同且等大的铅笔。故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。1.照相机：镜头是凸透镜，物距大于二倍焦距，成______、______的______（实像是由实际光线会聚而成,胶片能感光,所以能成实像）。2.投影仪：镜头是凸透镜，物体在一倍焦距与二倍焦距之间，成______、______的______；透过平面镜使倒立，放大的像再倒立一次，这样我们在屏幕上看到的就是一个正立的实像了。注意：照相机、投影仪要使像变大，应该让透镜靠近物体，远离胶卷、屏幕。3.放大镜：放大镜是一个短焦距凸透镜，放大镜到物体的距离（物距）小于一倍焦距，成的是______、______的______。4.实像和虚像区别（1）成像原理不同实像：物体上每一点射出的光线经反射或折射后，光线会聚到一点所成的像。虚像：物体上每一点射出的光线经反射或折射后，光线散发，但其反方向延长线相交与一点。（2）承接方式不同实像：可以用光屏承接，也可以用眼睛观看。虚像：只能用眼睛观看。5.眼睛成像原理眼睛结构眼睛成像原理眼球如同照相机：晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体的像.正常人眼睛能看清距离大于约10cm处的物体成像特点成倒立、缩小的实像近视眼与远视眼的成因及其矫正近视眼远视眼成像位置近视眼成像于视网膜前远视眼成像于视网膜后特点只能看清近处物体只能看清远处物体成因晶状体太厚，折光能力太强晶状体太薄，折光能力太弱矫正方法配戴凹透镜配戴凸透镜6.显微镜和望远镜显微镜望远镜图示结构目镜相当于放大镜物镜相当于投影仪相当于照相机反光镜有两个反射面，作用是增加光的强度，照亮被观察物体/成像原理物镜成倒立放大的实像，目镜成正立放大的虚像，最终成倒立放大的虚像物镜成倒立缩小的实像，目镜成正立放大的虚像，最终成倒立缩小的虚像【答案】1.倒立缩小实像2.倒立放大实像3.放大正立虚像23.下列关于放大镜、幻灯机、照相机的说法错误的是（）A.它们都是利用凸透镜成像的B.用照相机拍照时，景物在2倍焦距以外C.幻灯片必须放在2倍焦距以外D.用放大镜看书，书与透镜的距离应小于1倍焦距【答案】C【解析】【详解】A．放大镜、幻灯机、照相机的镜头都是凸透镜，利用了凸透镜成像规律，故A正确，不符合题意；B．照相机成的是倒立、缩小的实像，此时物距大于2倍焦，即距景物在2倍焦距以外，故B正确，不符合题意；C．幻灯机成倒立、放大的实像，此时物距大于1倍焦距小于2倍焦距，即幻灯片必须放在1倍焦距和2倍焦距之间，故C错误，符合题意；D．用放大镜成倒立、放大的虚像，此时物距小于焦距，即书与透镜的距离应小于1倍焦距，故D正确，不符合题意。故选C。24.用普通相机拍照时，要根据物距进行“调焦”，使用起来不太便捷。有一种“傻瓜”相机，只要将景物全部纳入取景区内，不论景物的远近，都能得到比较清晰的像，从而使拍照的过程变得十分快捷。这种“傻瓜”相机不用“调焦”的奥秘是（）A.采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大B.采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大C.采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同D.采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同【答案】B【解析】【详解】简易“傻瓜”照相机镜头的焦距不能改变，暗箱长度也不能改变。拍照时只要把景物全部纳入取景器内，无论物距如何变化，都能拍出比较清晰的照片，这主要是因为这种照相机的焦距小，物距都远大于2倍焦距，像距接近焦距，这样远近不同的物体成像的位置相差不大，所以不用调节。故选B。25.如图甲所示，把一支铅笔水平地放在空玻璃瓶的后方，透过玻璃瓶观察到的情形如图乙；将玻璃瓶灌满水后，将铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动，同时透过玻璃瓶观察铅笔的像。关于以上实验，下列说法正确的是（）A.如图乙，人能透过空玻璃观察到铅笔是光的反射成像，此像是虚像B.人透过装水的玻璃瓶可以观察到如图A所示的像，此像是虚像C.人通过盛水的玻璃瓶可以观察到如图B所示的像，此像是实像D.人通过盛水的玻璃瓶可以观察到如图C所示的像，此像是实像【答案】C【解析】【详解】A．把一支铅笔水平地放在空玻璃瓶的后方，透过玻璃瓶观察到图乙的像是光的折射成像，此像是虚像，故A选项错误；D．玻璃瓶装满水相当于一个凸透镜。当铅笔由靠近瓶子的位置逐渐远离时，透过透镜会看到正立、放大的虚像，并且先逐渐变长，如图C，故D选项错误；C．当到达某一位置时，铅笔尖忽然改变方向，成倒立、放大的实像，如图B，继续移动像逐渐变短变小，如图D，故C选项正确；B．该“水透镜”左右两侧薄，中间厚，所以在一倍焦距内纵向上几乎不会放大，即笔不会变粗，所以A图中的现象不会发生，故B选项错误。故选C。【点睛】由凸透镜成像的规律知，当物距在一倍焦距以内时，得到正立、放大的虚像；此题主要考查凸透镜成像规律的应用，涉及到光的反射、光的折射、凸透镜成像的规律等知识，属于一道光学综合题。26.小亮在重阳节送给奶奶一个台式放大镜（如图）。放大镜的焦距为25cm。奶奶正确使用这个放大镜看书时（）A.书与放大镜之间的距离应等于25cmB.书与放大镜之间的距离应小于25cmC.看到的是倒立、放大的虚像D.看到的是正立、放大的实像【答案】B【解析】【详解】正确使用这个放大镜看书时，放大镜成正立、放大的虚像，需满足，即书书与放大镜之间的距离应小于25cm，故B正确。故选B。27.如图所示是投影仪成像的示意图。其中凸透镜的作用是成倒立、___________（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。若图中h=40cm，则凸透镜焦距不可能小于___________cm。在使用过程中发现成像超出了屏幕范围，则应将投影仪___________（填“靠近”或“远离”）屏幕，并将镜头适当往___________（选填“上”或“下”）调。【答案】①.放大②.20③.靠近④.上【解析】【详解】[1]由图可知，投影仪就是根据凸透镜成放大、倒立实像的原理制成的。[2]由凸透镜成像规律可得，此时f<40cm<2f所以20cm<f<40cm因此凸透镜的焦距不可能小于20cm。[3][4]在使用过程中发现成像超出了屏幕范围，要使像变小，像距变小，物距变大，故应将投影仪靠近屏幕，镜头远离投影片，向上调节。28.2021年9月28日第十三届中国航展在珠海进行，如图甲、乙是一位军事爱好者用一架焦距不变的相机在同一位置先后两次拍到的同一架歼﹣20的画面。则拍摄甲画面时，歼-20战机和相机的距离比拍乙画面时的距离___________（选填“远”或“近”）。拍完甲之后再拍摄乙照片，此时需要将相机镜头___________（选填“拉长”或“缩短”）。【答案】①.近②.缩短【解析】【详解】[1]由图可知，甲的像大，乙的像小，根据凸透镜成实像时，物距越小，像距越大，像越大，可知拍摄甲画面时，歼-20战机和相机的距离比拍乙画面时的距离近。[2]拍完甲之后再拍摄乙照片，由图可知像变小了，根据凸透镜成像规律可知，像距变小，所以此时需要将相机镜头缩短。29.近期流行的“自拍神器”给旅行者自拍带来方便．如图所示，与直接拿手机自拍相比，利用自拍杆可以_____物距，减小人像的大小，从而_____取景范围，取得更好的拍摄效果．（均选填“增大”或“减小”）【答案】①.增大②.增大【解析】【详解】根据凸透镜成实像时，物距越大，像距越小，像越小，可知“自拍神器”与直接拿手机自拍相比，利用自拍杆可以增大物距，减小人像的大小，从而增大取景范围，取得更好的拍摄效果．30.如图甲所示是现代城市很多路口安装的监控摄像头，它可以拍下违章行驶或发生交通事故时的现场照片。摄像头的镜头相当于一个_______透镜，它的工作原理与________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）相似。如图乙和丙是一辆汽车经过路口时与一辆自行车相撞后被先后拍下的两张照片，由图可以看出汽车是逐渐__________（选填“靠近”或“远离”）摄像头。【答案】①.凸②.照相机③.远离【解析】【详解】[1][2]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u＞2f，成倒立缩小的实像。[3]图中汽车的像逐渐减小，说明汽车远离摄像机镜头，像距减小。31.小胖的爷爷和爸爸都是老花眼，爷爷的老花眼更重一些，小胖的妈妈即不近视，又不远视，戴一个装饰用的平光镜（镜片即不是凸透镜也不是凹透镜），小胖则是近视眼，他们四副眼镜放在报纸上，如图所示，由图中的信息可知，爸爸的眼镜是如图中的（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】由图可知，AB是成的正立、放大的虚像，与放大镜的成像情况相符，所以AB是凸透镜，凸透镜可以矫正远视眼；A所成的像要大于B所成的像，则A的凸度更大，可以矫正更大的近视眼，所以A是爷爷的眼镜，B是爸爸的眼镜；C是等大的像，则C是平光镜；D是缩小的像，是凹透镜。故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。32.初中阶段是学生近视眼的高发期，在下列四幅图中，分别表示近视眼成像情况和矫正做法的是（）A.①④ B.①③ C.②④ D.②③【答案】B【解析】【详解】近视眼看远处的物体时，像成在视网膜的前面，所以①是近视眼的成像情况。近视眼需戴凹透镜矫正，所以③是近视眼的矫正做法。故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。33.如图是小明戴上眼镜前、后观察到的远处帆船的情形，下列相关说法正确的是（）A.小明的眼睛是远视眼B.小明的眼镜对光线有会聚作用C.戴眼镜前帆船模糊的原因是帆船成像在视网膜的前方D.帆船通过眼睛的晶状体在视网膜上成缩小正立的虚像【答案】C【解析】【详解】眼睛相当于一架照相机，远处的物体通过眼睛在视网膜成倒立、缩小的实像；近视眼的表现是看不清远处的东西，即是由于晶状体太厚，其折光能力太强，或眼球的前后距离方向太长，使得像成在视网膜的前方造成的，因此观察到的远处帆船比较模糊；故若想使得像成在视网膜上，即需要让原来的光线发散一些，由于凹透镜对光线有发散的作用，故用凹透镜来矫正近视眼，因此小明戴上眼镜后观察到的远处帆船就比较清晰了；由此可以判断出小明是近视眼，所戴眼镜的镜片为凹透镜，故C正确，ABD错误。故选C。34.如图所示，将凸透镜看作是眼睛的晶状体，光屏看作是眼睛的视网膜，烛焰看作是被眼睛观察的物体．拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上，光屏上出现烛焰清晰的像，而拿走近视眼镜则烛焰的像变得模糊．在拿走近视眼镜后，为了能在光屏上重新得到清晰的像，下列操作可行的是（）A.将蜡烛远离凸透镜 B.将光屏远离凸透镜C.将光屏靠近凸透镜 D.将光屏和蜡烛同时远离凸透镜【答案】C【解析】【详解】近视镜片属于凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，有近视镜片时，凸透镜所成的像会后移；拿走近视镜片后，蜡烛烛焰的像成在光屏的前面，即凸透镜所成的清晰的像应该在光屏和透镜之间，所以应将光屏向靠近透镜方向移动或将蜡烛靠近凸透镜，才能得到清晰的烛焰的像．35.小白用水凸透镜模拟人眼的晶状体，光屏相当于视网膜（如图）。当用注射器向胶膜内注水，水凸透镜的凸起程度增加，光屏上原来清晰的像变模糊了；将光屏靠近水凸透镜，光屏上再次得到清晰的像，此过程模拟的是________的成因，该眼睛用_______进行矫正。【答案】①.近视眼②.凹透镜【解析】【详解】[1]当用注射器向胶膜内注水，水凸透镜的凸起程度增加，焦距变小，会聚能力增强，使像向水透镜靠近，光屏上原来清晰的像变模糊了；将光屏靠近水凸透镜，光屏上再次得到清晰的像，这说明像成在光屏的前方，这是近视眼的成因。[2]近视眼是由于晶状体对光线会聚能力太强，由于凹透镜对光线具有发散作用，所以可以用凹透镜矫正近视眼。36.以下是显微镜和望远镜原理示意图，下面是关于它们的二次成像的说法：①显微镜先成放大的实像，再成放大的虚像；②显微镜先成缩小的实像，再成放大的虚像；③望远镜先成放大的实像，再成放大的虚像；④望远镜先成缩小的实像，再成放大的虚像；上述说法中正确的是（）A.①③ B.①④ C.②④ D.②③【答案】B【解析】【详解】显微镜物镜和目镜都是凸透镜，把标本放在物镜的二倍焦距和一倍焦距之间，这样得到一个放大的实像，那么这个放大的实像正好成在目镜焦点以内，由凸透镜成像规律可知，当时，成正立放大的虚像，所以显微镜的物镜成倒立、放大的实像，目镜成正立、放大的虚像，故①正确，②错误；用望远镜观察远处物体时，物体通过物镜成的是倒立、缩小的实像，这个像通过靠近眼睛的目镜成正立、放大的虚像，故③错误，④正确，综上分析知，故ACD错误，B正确。故选B。37.“超级月亮”比正常时的月亮要大百分之二十。亮度也有所增加，某天文爱好者为了研究这一现象，于是架设一台天文望远镜做进一步观察，关于该望远镜，下列说法正确的是（）A.它的物镜相当幻灯机的镜头，作用是使远处的物体成放大的实像B.它的物镜相当于放大镜，用来把像放大C.它的物镜的作用是使远处的物体成虚像D.靠近眼睛的为目镜，作用相当于放大镜【答案】D【解析】【详解】ABC．幻灯机的成像原理是物距位于一倍焦距与二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，望远镜使用时，被观察的物体到物镜的距离远大于物距的二倍焦距，成一个倒立、缩小的实像，相当于照相机的镜头，故ABC错误；D．望远镜由两组透镜组成，靠近眼睛的为目镜，靠近被观测物体的为物镜，目镜的作用相当于一个放大镜，使经过物镜形成的像再次成正立、放大的虚像，故D正确。故选D。38.如图所示是一台光学显微镜，显微镜的物镜相当于___________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”），用显微镜观察时，若载玻片及物体顺时针旋转，则在目镜中看到的像的旋转方向是___________（选填“顺时针”或“逆时针”）。【答案】①.投影仪②.顺时针【解析】【详解】[1]显微镜的物镜相当于投影仪的镜头，成倒立、放大的实像。[2]由于物镜成倒立、放大的实像，也就是旋转180°得到的像，因此用显微镜观察时，若载玻片及物体顺时针旋转，则在目镜中看到的像的旋转方向也是顺时针的。一、单选题39.小华用弹性膜充水制作了一个水凸透镜，通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度，如图是他用其模拟眼睛看物体的实验装置。模拟正常眼睛时，固定透镜，将一个F形光源放在合适的位置后，调节光屏得到清晰的像，下列说法正确的是（）A.此时光源放在透镜2倍焦距以内B.此时光屏上成倒立放大的实像C.光源远离透镜时，要将光屏靠近透镜才能再次得到清晰的像D.模拟近视眼的成因时需要从透镜向外抽水【答案】C【解析】【详解】AB．眼睛相当于照相机，在视网膜成倒立缩小的实像，因此物距应大于二倍焦距，即此时光源放在透镜2倍焦距以外，在光屏上成倒立缩小的实像，故AB错误；C．根据凸透镜成实像时的特点，物远像近像变小，因此光源远离透镜时，要将光屏靠近透镜才能再次得到清晰的像，故C正确；D．近视眼是因为晶状体太厚，对光线会聚能力太强导致的，因此模拟近视眼的成因时需要从透镜向里注水，故D错误。故选C。40.当用手机扫描健康二维码时（如图所示），下列说法正确的是（）A.物体上的二维码是光源B.扫码时二维码要位于摄像头二倍焦距以外C.二维码通过摄像头成的是正立缩小的实像D.要使屏幕上二维码的像变小，只需将二维码靠近凸透镜【答案】B【解析】【详解】A．物体上的二维码只能反射光线，自身不能发光，不是光源，故A错误；B．由照相机的成像规律可知，成像时物距大于二倍焦距，故扫码时二维码要位于摄像头二倍焦距以外，故B正确；C．此时物距大于二倍焦距，由凸透镜的成像规律可知，二维码通过摄像头成的是倒立缩小的实像，故C错误；D．要使屏幕上二维码的像变小，由“物远像近像变小”可知，应将二维码远离凸透镜，故D错误。故选B。41.如图为投影式电子白板，它利用投影机将画面投影到屏幕上。下列说法正确的是（）A.屏幕上的丰富色彩由红、黄、蓝三种色光混合而成B.镜头到屏幕的距离应在镜头的一倍和二倍焦距之间C.画面经投影机镜头成的是正立放大的虚像D.投影机的镜头相当于凸透镜，对光有会聚作用【答案】D【解析】【详解】A．屏幕上的丰富色彩由光的三基色：红、绿、蓝三种色光混合而成，故A错误；B．投影机成的像是倒立、放大的实像，像距大于2f，即镜头到屏幕的距离应大于二倍焦距，故B错误；C．画面经投影机镜头成的是倒立放大的实像，故C错误；D．投影机应用的是凸透镜成倒立放大的实像，镜头相当于凸透镜，对光有会聚作用，故D正确。故选D。42.如图，创新小组做了一个实验，将印有花的透明胶片贴在发光手电筒前端玻璃上，正对着焦距为10cm的凸透镜，调整位置，墙上出现一朵清晰放大的“花”。下列说法正确的是（）A.胶片与凸透镜的距离应小于10cmB.凸透镜与白墙的距离应小于20cmC.该成像原理与照相机相同D.胶片上的花是倒立的【答案】D【解析】【详解】由图可知，此时的物距小于像距，成倒立的放大的实像，成像原理与投影仪相同，此时的物距应该在一倍焦距和二倍焦距之间，所以胶片与透镜的距离小于20cm，凸透镜与白墙的距离大于20cm，故ABC错误，D正确。故选D。43.购物支付已进入“刷脸”时代，如图所示，消费者结账时只需站在距摄像头（相当于一个凸透镜）40cm~60cm的距离，经系统自动拍照、扫描等，确认相关信息后，即可完成交易。下列相关说法中（）①摄像头成像特点与照相机相同②刷脸时，面部应位于摄像头的一倍焦距和二倍焦距之间③图中摄像头的焦距可能为15cm④若消费者逐渐远离摄像头，则她的像会逐渐变大A.只有②④正确 B.只有①④正确C.只有②③正确 D.只有①③正确【答案】D【解析】【详解】①从图中可以看到，消费者结账时只需站在距摄像头40cm~60cm的距离，并且是缩小的实像，根据凸透镜的成像规律，可知，这是倒立、缩小的实像，照相机也是这特点，所以摄像头成像特点与照相机相同，故①正确；②由①解析可知，摄像头成像特点与照相机相同，成倒立、缩小的实像，根据凸透镜的成像规律，可知，物距应该大于两倍焦距，即面部应位于摄像头的两倍焦距以外，故②错误；③假设图中摄像头的焦距为15cm，两倍焦距为30cm，消费者距摄像头的距离为40cm~60cm，消费者距摄像头的距离最小为40cm，这距离大于两倍焦距，成倒立、缩小的实像，符合题意，假设成立，图中摄像头的焦距可能为15cm，故③正确；④根据凸透镜的动态成像规律，物远像近像变小，若消费者逐渐远离摄像头，消费者与摄像头的距离增大，她的像会逐渐变小，故④错误；综上所述，①③正确，②④错误；故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。44.小明做“研究远视眼的矫正”实验时，他把凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看作眼睛的视网膜，烛焰看作眼睛观察的物体。小明拿一个远视眼镜放在凸透镜前，光屏上出现烛焰清晰的像，如图所示。而拿走远视眼镜则烛焰的像变得模糊，下列操作能使光屏上重新得到清晰像的是（）A.将光屏适当靠近凸透镜 B.将蜡烛适当靠近凸透镜C.同时将光屏和蜡烛适当靠近凸透镜 D.将光屏适当远离凸透镜【答案】D【解析】【详解】远视眼镜是凸透镜，对光有会聚作用，烛焰与凸透镜间放入远视眼镜，烛焰的光线先会聚了，再经凸透镜，光会提前会聚，则像距会变近，拿走远视眼镜后，蜡烛位置不变时，像距比有远视眼镜时大，即像后移了（像距变长了），此时应将光屏适当远离凸透镜；光屏位置不变时，应增大物距，才能使像前移到原来的光屏上，即应将蜡烛远离凸透镜，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。45.小敏在家中做凸透镜成像实验，墙上出现一个倒立缩小清晰的像。下列说法正确的是（）A.凸透镜成像大小与蜡烛距透镜的距离无关B.若透镜不动，蜡烛远离透镜，手和透镜的影子大小不变C.墙上所成的烛焰像是虚像D.若蜡烛不动，透镜靠近蜡烛，能再次呈现清晰的烛焰像【答案】D【解析】【详解】AC．由题意可知，墙上出现一个倒立缩小清晰的像，根据凸透镜成像规律可知应得到倒立缩小的实像，凸透镜成像大小与蜡烛距透镜的距离（物距）有关，故AC错误；B．手和透镜的影子是光的直线传播形成的，若透镜不动，蜡烛远离透镜，手和透镜的影子变小，故B错误；D．图中，蜡烛经凸透镜成倒立缩小的实像，此时物距u＞2f，若蜡烛不动，透镜靠近蜡烛，根据折射光路是可逆的，在f＜u＜2f还能成倒立放大的实像，即能再次呈现清晰的烛焰像，故D正确。故选D。二、多选题46.在“探究凸透镜成像的规律”时，将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm处，在透镜另一侧距离透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像。则下列相关说法正确的是（）A.光屏上成倒立、放大的实像B.照相机是利用这一成像原理工作的C.该透镜的焦距f满足8cm<f<15cmD.若将透镜的上半部分遮住，则光屏上成的是蜡烛下半部分的像【答案】BC【解析】【详解】AB．蜡烛距离凸透镜30cm时，在透镜的另一侧16cm处光屏上得到一个清晰的像，物距大于像距，成倒立缩小实像，是照相机的原理；故A错误，B正确；C．物体在二倍焦距以外，像在一倍焦距和二倍焦距之间，即30cm＞2f2f＞16cm＞f解得8cm＜f＜15cm故C正确；D．将凸透镜的上半部分遮住，仍有光线透过透镜成像，只是透过的光线减少，成像变暗，像仍然是完整的，故D错误。故选BC。三、填空题47.春季到，桃花开！我们能看到桃花是由于光在桃花上发生了_________（填“反”或“折”）射；用照相机拍摄桃花时，照相机的镜头相当于_________镜；某同学拍摄了桃花的照片（如图所示），如果他想拍一张尺寸相同，但桃花看起来更大的照片，那么照相机离桃花的距离要_________（填“变远”、“变近”或“不变”）。【答案】①.反②.