专题03透镜及其应用1．（2019·山东济宁）平面镜、凸透镜、凹透镜、三棱镜四种光学元件的作用:①都能改变光的传播方向；②只有平面镜能成虚像；③凸透镜既能成实像也能成虚像；④只有凹透镜能矫正视力；⑤利用三棱镜能研究光的色散。下列选项中，完全正确的是A．①②③B．①④⑤C．③④⑤D．①③⑤【答案】D【解析】平面镜可以反射光线，能改变光的传播方向，凸透镜、凹透镜、三棱镜对光线有折射作用，都能改变光的传播方向；平面镜成等大的虚像，凸透镜既能成实像也能成虚像；凸透镜可以矫正远视眼，凹透镜可以矫正近视眼；三棱镜能研究光的色散；综上所述，故ABC错误，D正确。2．（2019·天津）小明在探究凸透镜成像规律时，做了如下实验：①用平行光正对凸透镜照射，移动光屏得到一个最小、最亮的光斑，如图1所示；②保持该透镜位置不变，将点燃的蜡烛放在如图2所示的位置，移动光屏得到烛焰清晰的像（图中未画出）。则A．实验②中，烛焰在光屏上成放大的像B．实验②中，像到透镜的距离一定大于15cmC．若增大蜡烛与透镜距离，所成的像会变大D．若使该透镜成虚像，蜡烛与透镜的距离应小于10cm【答案】ABD【解析】由实验①可知，透镜焦距为10cm，实验②中，物距为15cm，处满足1倍焦距和2倍焦距之间，根据凸透镜成像规律，此时成倒立放大的实像，像距大于2倍焦距，即大于20cm。增大蜡烛与透镜见的距离，所成实像会逐渐变小。直到物距恰好是2倍焦距时，物象等大，超过2倍焦距实像缩小。要是凸透镜成虚像，需要使物距小于焦距，即蜡烛与透镜距离小于10cm。故选ABD。3．（2019·江苏苏州）将凸透镜正对太阳，可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。现将该凸透镜和蜡烛、光屏安装到光具座上，位置如图所示，下列说法正确的是A．此时可以在光屏上观察到清晰缩小的像B．仅在凸透镜左侧附近放一合适的凹透镜，可模拟近视眼的矫正C．将蜡烛形到30cm刻度处，移动光屏可在屏上得到清晰等大的像D．将蜡烛移到40cm刻度处，动光屏可在光屏上很到清晰放大的像【答案】B【解析】由焦点和焦距的定义，当拿着凸透镜正对太阳光，在距透镜中心15cm处得到一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为该点到透镜的距离，即焦距为15cm。由图知道，物距u=50.0cm–10.0cm=40.0cm，v=85cm–50cm=35cm，当凸透镜u>2f，2f>v>f，成倒立、缩小的实像，此时像距大于二倍焦距，不会得到清晰的像，故A错误；由A分析知道，像距较大要延迟光线会聚，应在凸透镜左侧附近放一合适的凹透镜，可模拟近视眼的矫正，故B正确；当u=v=2f时，凸透镜成倒立等大的实像，由图知道，将蜡烛移到30cm刻度处，u=50cm–30cm=20cm≠2f，故移动光屏不能在屏上得到清晰等大的像，故C错误；将蜡烛移到40cm刻度处，u=50cm–40cm=10cm，物距满足u＜f，成正立、放大的虚像，虚像不能成在光屏上，故D错误。4．（2019·江西）校园内安装了许多监控探头，监控探头中的镜头相当于一个______透镜，它能成倒立、缩小的_____像。【答案】凸实【解析】监控探头中的镜头相当于一个凸透镜，记录校园内的情况，物距远大于2倍焦距，所以此时成倒立缩小的实像。5．（2019·湘西土家族苗族自治州）某同学把一个凸透镜正对着太阳光，再把一张白纸放在它的另一侧，适当调整位置后，在白纸上出现一个很小很亮的光斑，经过测量得出光斑到凸透镜中心的距离为20cm，则该凸透镜的焦距为________cm。【答案】20【解析】凸透镜对光起会聚作用，当平行光照射在凸透镜上时，会会聚到异侧焦点，太阳光可看做平行光，当太阳光经过凸透镜在异侧20cm处形成最小最亮的光斑，则可得到焦距为20cm。6．（2019·江苏连云港）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将凸透镜正对着太阳，在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为_____cm；若将一个物体放在此透镜前40cm处，可在透镜另一侧光屏上得到一个倒立_____（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。【答案】15缩小【解析】将一个凸透镜正对太阳，可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。可知蜡烛正好放在凸透镜的焦点上了，则该凸透镜焦距为15cm；将一物体放在此透镜前40cm处，40cm>2f，成倒立、缩小的实像。7．（2019·四川乐山）如图为小红看远处物体时，眼球成像情况的示意图。由图可知，小红是________（选填“近视眼”或“远视眼”），为了能正常学习和生活，需要佩戴________（选填“凸透镜”或“凹透镜”）。【答案】近视眼凹透镜【解析】由图知道，眼球成像在视网膜前，说明是晶状体曲度变大，会聚能力增强，他应属于近视眼；应佩戴发散透镜即凹透镜进行矫正。8．（2019·四川绵阳）人进入老年后，眼睛睫状体对晶状体的调节能力减弱，太远、太近的物体都看不清楚。近视远视一体眼镜（双光镜）可以解决这个问题，戴上这种眼镜，透过下半部分可以看清书上文字，透过上半部分镜片可以看清远处景物。由此可知，近视远视一体眼镜下半部分是______透镜，上半部分镜片对光具有_____（选填“会聚”或“发散”）作用。【答案】凸发散【解析】透过下半部分可以看清书上文字，说明不戴眼镜时不能看清近处物体，是远视眼，须凸透镜矫正，所以下半部分是凸透镜；透过上半部分镜片可以看清远处景物，说明不戴眼镜时不能看清远处物体，是近视眼，须凹透镜矫正，所以上半部分是凹透镜，对光具有发散作用。9．（2019·四川南充）小明在探究“凸透镜成像规律”的实验中，他把蜡烛放在距透镜30cm时，在光屏上形成清晰缩小的像，此时的成像特点可应用于___________（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。现将蜡烛向透镜方向移动10cm，要使光屏上再次形成清晰倒立的像，应将光屏___________透镜（填“远离”或“靠近”）。【答案】照相机远离【解析】把蜡烛放在距透镜30cm时，物距为30cm，在光屏上形成清晰缩小的像，则u>2f，此时的成像特点可应用于照相机。现将蜡烛向透镜方向移动10cm，物距减小，像距增大、像变大，则要使光屏上再次形成清晰倒立的像，应将光屏远离透镜方向移动。【名师点睛】此题主要考查凸透镜成像的应用，凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大，考查的频率很高，一定要熟练掌握。10．（2019·江苏泰州）如图，用铁丝围成一个内径约4mm的圆环，在清水中浸一下后取出，布满圆环的水膜犹如透镜，用这个水膜透镜贴近课本上的字，看到的是正立放大的像，此像为____（“实像”或“虚像”）；透过水膜透镜看远处的楼房楼房倒立缩小了，这种成像情况与_______（“照相机”或“幻灯机”）成像原理相同；轻轻甩去一些水（保持水膜完好），透过水膜透镜看远处的楼房成正立缩小的像，此时水膜透镜相当于_______（“凸透镜”或“凹透镜”）。【答案】虚像照相机凹透镜【解析】水膜透镜相当于凸透镜，根据凸透镜成像规律可知，当其贴近课本上的字，此时物距小于一倍焦距，看到的是正立放大的虚像；当看远处的楼房楼房，此时物距大于二倍焦距，看到的是倒立缩小实像，这种成像情况与照相机成像原理相同；因为通过凹透镜可以看到正立缩小的像（如近视镜），所以此时水透镜相当于凹透镜。11．（2019·四川德阳）请画出图中两条入射光线对应的出射光线。【答案】【解析】由凸透镜的三条特殊光线的特点知道，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，故光路如图所示：12．（2019·江苏扬州）如图，请完成光线通过凸透镜的光路图。【答案】【解析】光线经过经过凸透镜光心传播方向不改变，光线经过凸透镜二倍焦距时，透过凸透镜后折射光线过另一方二倍焦距处。【名师点睛】对于凹透镜、凸透镜特殊光线作图题一定要熟记。13．（2019·重庆A）在下图中画出人射光线经过凹透镜后的折射光线；【答案】【解析】根据凹透镜三条特殊光线知道，延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴，故光路如图。14．（2019·重庆B）在图中画出入射光线经过凹透镜后的出射光线。【答案】【解析】由图知道，入射光线的延长线过另一侧焦点，所以经凹透镜折射后将平行于主光轴，光路如图所示：15．（2019·湖南常德）（1）如下图所示，请完成折射光路图。（2）画出下图中小球所受重力的示意图。【答案】【解析】（1）对于凸透镜：过光心的光线传播方向不改变、平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点、通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，如图所示。（2）无论处于什么状态，重力的方向始终是竖直向下的，如图所示。16．（2019·江苏无锡）小明和小红做“探究凸透镜成像规律”的实验。（1）利用太阳光测量凸透镜的焦距时，小明将一把木质刻度尺的一端支于水平地面上，观察尺在地面上形成的影子，不断调节刻度尺，使其在地面的影子________。这时尺的方向就与太阳光的方向平行，小明保持尺不动，小红将光屏和凸透境按照图甲所示均垂直于刻度尺摆放，光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为________cm；（2）将此凸透镜、点燃的蜡烛、光屏置于光具座上如图乙所示的位罝时，光屏上呈现烛焰的到立、________的实像；保持图乙中蜡烛和光屏的位罝不变，将凸透镜移到光具座上________刻度线处，光屏上能再次呈现蜡烛清晰的像。【答案】（1）最短10.0（2）缩小35cm【解析】（1）根据光的直线传播可知，光与物体的影子最短时，刻度尺与光线平行；保持尺不动，将光屏和凸透镜按照图甲所示的方式均垂直于刻度尺摆放，光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。则该凸透镜的焦距为：f=10.0cm–0=10.0cm；（2）由图可知，光屏上得到一个清晰的像，蜡烛到凸透镜距离大于光屏到凸透镜距离，即物距大于像距，所以此时所成的像是倒立、缩小的实像；由图乙可知，蜡烛在刻度尺的20cm处，u=50cm–20cm=30cm，v=65cm–50cm=15cm，根据折射中光路可逆性可知，保持蜡烛和光屏位置不变，当u=15cm时，即凸透镜移动至35cm刻度线处，在屏上能再次呈现清晰的像。17．（2019·江苏扬州）在“探究凸透镜成像规律”的实验中。（1）使发光体F和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，最简便的操作是：_____。（2）如图所示，发光体F在光屏上成倒立、____的淸晰的实像，______就是这一原理的应用。（3）接着给凸透镜戴上近视眼镜，发现光屏上的像变模糊，在不移动发光体F和凸透镜位置的情况下，为使光屏上再次呈现淸晰的像，应将光屏向______（“靠近”或“远离”）凸透镜方向移动。【答案】（1）将发光体F、凸透镜和光屏靠拢再进行调节（2）缩小照相机（3）远离【解析】将发光体F、凸透镜和光屏靠拢后调节是最简便的方法；物远像近像变小，成倒立缩小的实像，照相机根据该原理制成；近视眼镜为凹透镜，对光起发散作用，则需要将光屏原理凸透镜才能再次呈清晰的像。18．（2019·山东临沂）在“探究凸透镜成像特点”的实验中，将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处不动，移动蜡烛和光屏至如图所示位置时，光屏上承接到清晰的像。（1）该凸透镜的焦距为______cm。（2）将远视眼镜镜片放在蜡烛和透镜之间适当位置，此时应将光屏向_____（选填“左”或“右”）移动，才能再次承接到清晰的像。（3）取走镜片，将蜡烛向左移动一段距离后，应将光屏移至______（选填序号）范围内才能承接到清晰的像。A．50~65cmB．65~80cmC．80~95cm（4）将蜡烛移到37cm刻度线上，观察到的像是______（选填“倒立”或“正立”）的。【答案】（1）15.0（2）左（3）B（4）正立【解析】如图光屏上承接到清晰的像，此时物距等于像距，成等大倒立的实像，物距像距均等于二倍焦距，则焦距为15.0cm；远视眼镜为凸透镜，对光起会聚的作用，则需要将光屏向左移动；取走镜片，蜡烛左移，物距大于二倍焦距，则像距应在一倍二倍焦距之间，为65~80cm之间；当蜡烛移至37cm处时，物距为13cm，小于一倍焦距，成正立放大的虚像。19．（2019·重庆A）小薇同学探究凸透镜和平面镜的成像规律：（1）先将光具座上蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏三者中心调至____________；（2）移动蜡烛，光屏上呈现了烛焰的清晰像，如图所示，生活中的_____（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用了这样的成像原理；（3）她想用大小合适的玻璃板替换凸透镜探究平面镜成像规律，现有厚、薄两块玻璃板，应选择较_______的玻璃板；（4）再取两支相同的蜡烛是为了比较像与物的__________关系；光具座上的刻度可以方便比较像与物到玻璃板的___________关系。【答案】（1）同一高度（2）照相机（3）薄（4）大小距离【解析】（1）为了像能成在光屏的中央位置，所以，需要将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，调整三者的中心大致在同一高度。（2）由图知道，此时物体在凸透镜的物距大于像距，所以，成倒立缩小的实像，照相机就是利用这样的规律工作的；（3）由于厚玻璃板的两个面都可以当作反射面，所以会出现两个像，而影响到实验效果，故应选用薄玻璃板；（4）取两只大小相同的蜡烛，使后面的蜡烛与前面蜡烛的像完全重合，就可以证明像与物大小相同，所以用两段相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系，根据光具座上的刻度可以测出两支蜡烛到玻璃板的距离，即可得出像和物体到玻璃板的距离关系。
