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考点08透镜及其应用
1．通过实验探究凸透镜成像规律。 2．了解凸透镜、凹透镜对光线的作用。 3．了解凸透镜成像的应用。
3 方法技巧
凸透镜成像的规律及应用的基础知识 物 距（u）像 距（v）像 的 性 质应 用大 小正 倒虚 实无限远v=f极小光斑测焦距 u＞2f2f＞v＞f缩小倒立实像照相机u=2fv=2f等大 倒立实像 测焦距2f＞u＞fv＞2f 放大倒立实像 幻灯机（投影仪）u=f无限远 获平行光源和测焦距u＜f同侧放大正立虚像 放大镜
【母题1】（真题来源：宜宾）如图所示，将一个凸透镜正对太阳，其下方处的白纸上呈现出一个较小的光斑，这个现象提示我们：凸透镜对光有　 　作用；若将该透镜向纸面再靠近一小段距离的过程中，光斑一直变小，由此可以判断该透镜的焦距一定　　（选填“大于”、“等于”或“小于” 。 【分析】（1）太阳光可以看作是平行光，经过凸透镜折射后形成最小最亮光斑，表明光线会聚； （2）太阳光是平行光，凸透镜正对阳光，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚到主光轴上一个最小、最亮的点，这点是凸透镜的焦点。 【解答】解： 将一个凸透镜正对太阳，其下方的白纸上呈现出一个较小的光斑，说明凸透镜对光有会聚作用； 如图所示，点为焦点，白纸最初距凸透镜；若将该透镜向纸面再靠近一小段距离，相当于白纸向左移动一小段距离，已知光斑一直变小，结合下图可知，该透镜的焦距一定小于。 故答案为：会聚；小于。
1．（真题来源：乐山）下列图示光现象中，正确的是　　
A．平面镜成正立放大的虚像
B．光从空气中斜射入水中远离法线偏折
C．凸透镜对光有会聚作用
D．凹透镜对光有会聚作用
【分析】（1）平面镜成像的特点是：物体在平面镜中所成的像是虚像，像和物体的大小相等，像和物体关于平面镜对称，它们的连线垂直于镜面，它们到镜面的距离相等；
（2）光的折射规律，光从空气中斜射入水（或其它介质）中，折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居法线两侧，折射光线靠近法线偏折，折射角小于入射角，光从水（或其它介质）中斜射入空气中，折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居法线两侧，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角，当光垂直射入另一种介质中时，传播方向不变；
（3）理解凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。
【解答】解：、平面镜成的是正立、等大的虚像，故错误；
、光从空气中斜射入水中靠近法线偏折，故正确；
、凸透镜对光有会聚作用，故正确；
、凹透镜对光有发散作用，故错误。
故选：。
2．（真题来源：株洲）炎炎夏日，汽车停在露天车场，若把装满水的矿泉水瓶留在车内，太阳光透过矿泉水瓶后可能把汽车内的易燃物引燃，这是因为这瓶水　　
A．相当于一个凸透镜，会聚光线
B．相当于一个凸透镜，发散光线
C．相当于一个凹透镜，会聚光线
D．相当于一个凹透镜，发散光线
【分析】中间厚、边缘薄的透明物体相当于凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用。
【解答】解：装满水的矿泉水瓶相当于一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，这样就会使太阳光汇聚于一点，凸透镜焦点的温度高，达到易燃物的着火点，易燃物燃烧引起火灾，故正确。
故选：。
3．关于透镜及其应用，下列说法正确的是　　
A．凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用
B．凸透镜只能成实像，凹透镜只能成虚像
C．近视眼镜的镜片是凸透镜
D．放大镜是凹透镜
【分析】（1）凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用；
（2）凸透镜可以成实像，也可以成虚像；
（3）近视镜是凹透镜，对光线有发散作用；
（4）放大镜是凸透镜。
【解答】解：
、根据课本知识可知，凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用，故正确；
、凸透镜既能成放大、缩小、等大的实像也能成放大的虚像，凹透镜成像时是光的反向延长线的交点，是虚像，故错误；
、近视眼是由于晶状体的折光能力太强，需要配戴凹透镜发散光线，从而使成的像在视网膜上，故错误；
、放大镜利用的是凸透镜的物距小于焦距时，成正立、放大的实像，故错误。
故选：。
【母题2】（真题来源：西藏）物理学习小组用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像的规律。 （1）实验前，应使烛焰、凸透镜和光屏的中心在 　 　。 （2）当蜡烛、凸透镜、光屏在如图所示的位置时，光屏上出现了等大清晰的像，此凸透镜的焦距为 　　。 （3）当蜡烛与凸透镜的距离为时，可在光屏上得到一个倒立、　　的实像，利用这一原理可制成生活中的照相机。 （4）凸透镜对光有会聚作用，可以用来制成 　　眼镜。 【分析】（1）实验前，应使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度，目的是使像成在光屏中央； （2）当光屏上出现了等大清晰的像，根据求出焦距； （3）当蜡烛与凸透镜的距离为时，物距大于二倍焦距，可在光屏上得到一个倒立、缩小的实像，利用这一原理可制成生活中的照相机； （4）因晶状体折光能力太弱或前后距离上太短，远视眼在看近处物体时所成的像在视网膜的后方。 【解答】解：（1）实验前，应使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度，目的是使像成在光屏中央。 （2）如图所示，物距，像距；因为光屏上出现了等大清晰的像，所以，此凸透镜的焦距为； （3）当蜡烛与凸透镜的距离为时，可在光屏上得到一个倒立、的实像，利用这一原理可制成生活中的照相机； （4）远视眼对光的折射能力较弱，在看近处物体时所成的像在视网膜的后方，为使从近处物体发出的光能会聚到视网膜上，我们应增加这些光的会聚程度，凸透镜对光线有会聚作用，凸透镜可以达到这样的目的。 故答案为：（1）同一高度；（2）10.0；（3）缩小；（4）远视。
1．（真题来源：滨州）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　 　。
（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刻度线处，当蜡烛距凸透镜时，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 　　（选填“左”或“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 　　。
飞虫的像
飞虫的影子
仍是烛焰的像
【分析】（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，此光斑位置即为凸透镜的焦点位置，据此得出该凸透镜的焦距；
（2）目为了让烛焰的像成在光屏的中央，应点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上；
（3），成倒立、放大的实像，利用该成像规律制成的光学仪器是投影仪；
远视镜片为凸透镜，对光线有会聚作用，据此分析光屏的移动方向；
（4）凸透镜成像属于光的折射现象，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；如果凸透镜的口径大，透过的光多，像就亮；口径小，透过的光少，像就暗，据此分析。
【解答】解：
（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，此光斑位置即为凸透镜的焦点位置，则该凸透镜的焦距；
（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光屏的中央；
（3）如图乙所示，小滨将凸透镜固定在刻度线处，当蜡烛距凸透镜时，，移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、放大的实像，利用该成像规律制成的光学仪器是投影仪；
此时，若在凸透镜与光屏之间放置一远视镜片，远视镜片为凸透镜，对光线有会聚作用，要在光屏上成清晰的像，光屏应向左移动；
（4）凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，飞虫落在透镜上后，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，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，故亮度会变暗，故选。
故答案为：（1）10.0；（2）光屏的中央；（3）放大；投影仪；左；（4）。
2．（真题来源：丹东）如图所示，是“探究凸透镜成像的规律”的实验装置，已知使用的凸透镜的焦距为。
（1）实验时，要将 　 　（选填“蜡烛”或“烛焰” 、凸透镜、光屏三者的中心调到同一 　　。
（2）如图所示，光屏上承接到清晰的实像，像距为 　　，　　（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜” 就是利用这个成像原理制成的。
（3）保持透镜位置不动，将蜡烛向右移动，光屏移动到 　　的刻度线处，光屏上再次得到清晰的像。
（4）实验中，由于蜡烛变短，烛焰在光屏上的像位于光屏的 　　（选填“上半部”或“下半部” 。
【分析】（1）在实验中，为使像能成在光屏的中心，应调整烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度；
（2）凸透镜的成像规律为：当时，成倒立缩小的实像，此时，应用为照相机；
（3）当时，成倒立等大的实像；
（4）凸透镜成实像是倒立的，蜡烛燃烧短了是烛焰向下移动，那么光屏上的像要向上移动。
【解答】解：（1）在实验中，为使像能成在光屏的中心，应调整烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度；
（2）由图丙可知，此时，，此时物距大于二倍焦距，成倒立缩小的实像，应用为照相机；
（3）将蜡烛向右移动，移至处，此时，所以，即光屏需要移到，此时成倒立等大的实像；
（4）凸透镜成实像是倒立的，蜡烛燃烧变短时，烛焰向下移动，根据通过光心的方向不变，那么光屏上的像要向上移动，烛焰在光屏上的像位于光屏的上半部。
故答案为：（1）烛焰；高度；（2）15.0；照相机；（3）80.0；（4）上半部。
3．（真题来源：镇江）如图所示，凸透镜位于处（图中未画出）位置不变，移动蜡烛，光屏先后在同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且甲处的像比乙处大，则　　
A．甲处可能成的是虚像 B．乙处像可能是放大的
C．点位置在甲的左侧 D．蜡烛的移动方向向左
【分析】（1）根据光屏先后在同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且甲处的像比乙处大可知像的大小变化，利用凸透镜成像规律可知凸透镜和物体的位置以及物体的移动方向；根据成实像时，像和物位于凸透镜的两侧、成虚像时，像和物位于凸透镜的同侧分析甲处所成像的性质；
（2）根据物距与焦距的可能关系结合凸透镜成像的规律分析乙处所成像的性质。
【解答】解：（1）由题意可知，光屏先后在同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且甲处的像比乙处大，根据物远像近，像变小可知，像在不断的靠近凸透镜，因此凸透镜在乙的右侧，蜡烛在凸透镜的右侧，此时蜡烛在远离凸透镜，因此蜡烛向右移动，故错误；
由于甲处和蜡烛位于凸透镜的两侧，因此甲处只能成实像，故错误；
（2）由于题干未提供物距和凸透镜的焦距，因此乙处可能成放大的实像也可能成缩小的实像，故正确。
故选：。
【母题3】（真题来源：常州）麻省理工学院的研究团队将直径为、合 　　的特殊颗粒植入豆瓣菜叶子中，发现在黑暗环境下，叶子发出微弱的光，实现化学能向 　　能的转化，如图甲所示。研究者通过凸透镜观察到如图乙所示的 　　（虚实）像，该透镜可用来矫正 　　（近视远视）眼。 【分析】（1）运用不同单位间的具体关系，利用数学上的运算就可解答；叶子发出微弱的光，是把化学能转化为光能； （2）凸透镜成像时，物距小于一倍像距，成正立、放大的虚像，其应用是放大镜；凸透镜对光线有会聚作用，远视镜就是凸透镜。 【解答】解：；故；叶子发出微弱的光，是把化学能转化为光能；如图乙所示是物距小于凸透镜一倍像距时，成正立、放大的虚像；凸透镜对光线有会聚作用，凸透镜可用来矫正远视眼。 故答案为：；光；虚；远视。
1．（真题来源：柳州）人的眼球结构如图所示，眼睛的成像原理跟 　凸　（选填“凸”或“凹” 透镜类似，其中 　　相当于光屏。
【分析】眼睛和照相机类似，晶状体相当于是一个凸透镜，可以将2倍焦距以外的物体成像在视网膜上；当物距大于2倍焦距时，成的是倒立、缩小的实像。
【解答】解：人的眼睛像一架神奇的照相机，晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏，外界物体在视网膜上成倒立、缩小的实像。
故答案为：凸；视网膜。
2．（真题来源：东营）6月6日是全国“爱眼日”，2022年的活动主题为“关注普遍眼健康，共筑‘睛’彩大健康”。如图所示，模拟近视眼成像情况和矫正方法正确的是　　
A．①④ B．②④ C．①③ D．②③
【分析】（1）近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强，使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方，近视眼配戴凹透镜进行矫正。
（2）远视眼的晶状体较薄，会聚能力较弱，看近处的物体时，将像成在视网膜的后面，远视眼配戴凸透镜进行矫正。
【解答】解：①图的入射光线会聚在视网膜的前方，所以①图表示了近视眼的成像情况；近视眼是因为晶状体焦距太短，像落在视网膜的前方，为了使光线会聚在原来的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，因此戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正。因此④图能正确表示近视眼的矫正情况。
故选：。
3．（真题来源：自贡）现代生活，智能手机给人们带来了许多便利，但长时间盯着手机屏幕，容易导致视力下降。如图所示，关于近视眼及其矫正的原理图正确的是　　
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
【分析】近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强，使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方，由此可以确定哪一个图表示了近视眼的成像情况。近视眼配戴凹透镜进行矫正。
【解答】解：
由图知，②图的光线会聚在视网膜的前方，所以②图表示近视眼的成像情况；近视眼是由于晶状体焦距太短，像落在视网膜的前方，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，则④图是近视眼的矫正原理图。
故选：。
【母题4】（真题来源：株洲）如图表示一种光学仪器的原理，图中是物镜，是目镜。这种仪器是 　 　（填“望远镜”或“显微镜” ，目镜的作用相当于 　　（填“放大镜”或“投影仪” 。 【分析】望远镜由物镜和目镜组成，物镜和目镜都是凸透镜，物镜相当于照相机，成倒立、缩小的实像，目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像。望远镜的物镜口径越大，折射光线越多，像越清晰。 【解答】解：由图可见，远处的物体先通过物镜使物体成一倒立、缩小的实像，然后用目镜把这个实像再放大（正立、放大的虚像），就能看清很远处的物体了，这就是望远镜的原理，目镜相当于一个放大镜。 故答案为：望远镜；放大镜。
1．小芬利用复式显微镜观察人的血球细胞，使用相同的目镜，但在两种不同放大倍率下，所呈现的视野分别为甲和乙，如图所示，下列相关叙述何者正确　　
A．若使用相同的光圈，则甲比乙亮
B．在甲中所观察到的细胞，在乙中均可观察到
C．若玻片往右移，甲的影像会往右移而乙的影像则往左移
D．若在甲看到模糊的影像，改换成乙就可以看到清晰的影像
【分析】显微镜包括物镜和目镜，物镜相当于投影仪成倒立的放大的实像，目镜相当于放大镜成正立的放大的虚像。
【解答】解：、显微镜使用相同的光圈，甲放大倍数小，可视范围大，也就是有光的面积比乙大，所以比较亮，故该选项说法正确；
、甲放大倍数小，看到的面积大，乙中看到的只是甲中的一部分，故该选项说法不正确；
、无论玻片往右移还是往左移，甲和乙观察到的影像都是一样的，故该选项说法不正确；
、影像是否模糊，有多方面因素，换成乙后倍率过大，成像更模糊，不清晰，故该选项说法不正确。
故选：。
2．（真题来源：湖北）小明同学参加了学校生物标本制作小组和天文观测兴趣小组，使用简易的显微镜和望远镜都有物镜和目镜。显微镜的物镜是 　 　透镜，望远镜的目镜是 　　透镜（选填“凸”或“凹” 。
【分析】（1）分别根据望远镜和显微镜的构造和工作原理去分析：望远镜是由两组透镜组成，物镜成缩小的实像，目镜成放大的虚像；
（2）显微镜物镜和目镜都是凸透镜，显微镜的物镜成放大实像，目镜呈放大虚像。
【解答】解：望远镜是由两组透镜组成，靠近眼睛的叫目镜，靠近被测物体的叫物镜，物镜的作用是物体在焦点附近成实像，天文望远镜的物镜口径做得较大，是为了会聚更多的光线，从而观测到更暗的星；
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。
故答案为：凸；凸。
3．特别的天象之一 “超级月亮”出现于8月11日凌晨，它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．它的物镜和显微镜的物镜作用相同
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在焦点附近成虚像
D．它由两组透镜组成，靠近眼睛的为目镜，靠近被观测物体的为物镜
【分析】显微镜结构是由两个凸透镜组成，靠近眼睛的凸透镜叫做目镜，靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜，用来看清微小物体的。
而望远镜也是由两组凸透镜组成的，靠近眼睛的凸透镜叫做目镜，靠近被观测物体的凸透镜叫做物镜，用来观看远处物体的。
【解答】解：、望远镜的物镜是使得无限远处的物体成一个倒立缩小的实像，而显微镜的物镜是为了使得载物片上的物体成一个放大的实像，故错误；
、望远镜的目镜相当于一个放大镜，故错误；
、望远镜的物镜的目的是使得无限远处的物体成一个倒立缩小的实像，故错误；
、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，故正确；
故选：。

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