第五章 透镜及其应用 章末总结
一、选择题
1．据晋代张华的《博物志》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则得火”，即用冰磨成一种冰镜，让太阳光透过它点燃柴草取火，这种冰镜应为( )
A.凹透镜 B．凸透镜
C．凹面镜 D．凸面镜
2．关于望远镜的说法正确的是( )
A．物镜、目镜都相当于一个放大镜
B．一定是由两组凸透镜组成的
C．从目镜看到的像是放大的虚像
D．望远镜的物镜和目镜成的像都是实像
3．一位同学在做探究凸透镜成像的规律的实验，如图所示，凸透镜的焦距为10 cm，F、F′为凸透镜的焦点，P、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8 cm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
4．世界卫生组织的一项研究报告显示，我国初高中生近视率高达80%，国家卫生健康委于2023年7月25日开展“启明行动”，主题是：重视儿童眼保健，守护孩子明眸“视”界。如图所示，模拟近视眼成像情况和矫正方法正确的是( )
A．甲、丁 B．乙、丁
C．甲、丙 D．乙、丙
二、填空题
5．小华在参观博物馆时，发现在较小文物上方放了一块____透镜。根据所学的物理知识，小华觉得该透镜到文物的距离应________(选填“大于”“小于”或“等于”)透镜的焦距，才能看清较小文物。
6．正常眼睛观察近距离物体的明视距离约为25 cm。小刚看书时，把书本放在眼睛前15 cm处，为了看清书上的文字，晶状体将会变厚，焦距________(选填“不变”“变大”或“变小”)，长此以往，就可能会形成____(选填“近”或“远”)视眼。
7．如图所示，方形与球形鱼缸并列放置，甜甜从侧面看到两缸中的鱼大小相同。忽略玻璃的影响，看到的鱼是光从______________(选填“水进入空气”或“空气进入水”)时发生折射，从而形成鱼的____(选填“虚”或“实”)像，实际甲缸中的鱼要____(选填“大”或“小”)一些。
8．如图所示，小刚自制了一架模型照相机。已知凸透镜的焦距为10 cm，外壳的长度为20 cm，若将凸透镜对准窗外景物，在外壳内前后移动内纸筒，在半透明膜上可以得到景物________(选填“倒立”或“正立”)的________(选填“放大”或“缩小”)的像；若将凸透镜正对燃烧的蜡烛，当蜡烛距离凸透镜至少______cm时，可以在外壳内移动的半透明膜上得到清晰的烛焰的像。
9．用普通相机拍照时，要根据物距进行“调焦”，较为麻烦。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，从而使拍照的过程十分快捷。这种“傻瓜”相机不用“调焦”的奥秘是：采用了____(选填“长”或“短”)焦距的镜头使远近不同的物体成像的位置接近________(选填“1倍”或“2倍”)焦距处。
10．如图所示，用焦距为10.0 cm的凸透镜模拟视力矫正的情况。组装并调整实验器材，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，要想在光屏上呈现清晰的像，可以不改变蜡烛和透镜的位置，将光屏向________移动；也可以不改变透镜和光屏的位置，将蜡烛向________移动；还可以不改变器材的位置，在透镜和蜡烛之间放置合适的________(选填“近视”或“远视”)眼镜片。
三、作图题
11．根据入射光线的折射光线，在图中的虚线框内画出适当类型的透镜。
12．如图所示，A′B′是物体AB经过凸透镜在光屏上所成的像，F是凸透镜的焦点，请通过作图找出物体AB的位置(请按照光路作图的要求并保留痕迹)。
四、实验探究题
13．在“探究凸透镜成像的规律”的实验中(所用凸透镜的焦距为15.0 cm)：
(1)如图所示，烛焰能在光屏上形成清晰的像，此像是倒立、________的实像。
(2)在图中情况下，如果保持凸透镜的位置不变，将蜡烛和光屏的位置对调，那么在光屏上也能成清晰的像，此像是倒立、________的实像；如果保持蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜移至________cm处，在光屏上仍能成清晰的像。
(3)当光屏上出现烛焰清晰的像时，如果用遮光板挡住透镜的上半部分，我们观察光屏时，将会在光屏上看到________(填字母)。
A．烛焰像的下半部分
B．烛焰像的上半部分
C．烛焰完整的像，像的亮度变暗
D．烛焰完整的像，像的亮度不变
(4)在图中情况下，将凸透镜换成焦距更小的凸透镜，并保持蜡烛、凸透镜的位置都不变，则须使光屏向凸透镜________(选填“靠近”或“远离”)才能在光屏上得到清晰的像。
(5)实验结束后，另一小组的同学又拿来一只眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，且较靠近凸透镜。结果，光屏上原来清晰的像变模糊了，该组同学只将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离时，又在光屏上观察到烛焰清晰的像。由此可见，这只眼镜是____透镜，戴这种眼镜的人的眼睛的缺陷是________(选填“近视”或“远视”)。
(6)某同学认为：凸透镜成实像时，不但像与物上下是颠倒的，而且左右也是相反的。请你设计一种简单的方法验证该同学的观点：
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(7)将图中的蜡烛移到标尺上20.0 cm到30.0 cm之间的某一位置，移动光屏，在光屏上________(选填“能”或“不能”)成清晰的像，此时取下光屏，应从凸透镜的____(选填“左”或“右”)侧透过凸透镜观察像。 第五章 透镜及其应用 章末总结
一、选择题
1．据晋代张华的《博物志》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则得火”，即用冰磨成一种冰镜，让太阳光透过它点燃柴草取火，这种冰镜应为( B )
A.凹透镜 B．凸透镜
C．凹面镜 D．凸面镜
2．关于望远镜的说法正确的是( C )
A．物镜、目镜都相当于一个放大镜
B．一定是由两组凸透镜组成的
C．从目镜看到的像是放大的虚像
D．望远镜的物镜和目镜成的像都是实像
3．一位同学在做探究凸透镜成像的规律的实验，如图所示，凸透镜的焦距为10 cm，F、F′为凸透镜的焦点，P、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( C )
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8 cm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
【解析】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；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；改用焦距为8 cm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；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。
4．世界卫生组织的一项研究报告显示，我国初高中生近视率高达80%，国家卫生健康委于2023年7月25日开展“启明行动”，主题是：重视儿童眼保健，守护孩子明眸“视”界。如图所示，模拟近视眼成像情况和矫正方法正确的是( C )
A．甲、丁 B．乙、丁
C．甲、丙 D．乙、丙
二、填空题
5．小华在参观博物馆时，发现在较小文物上方放了一块____透镜。根据所学的物理知识，小华觉得该透镜到文物的距离应________(选填“大于”“小于”或“等于”)透镜的焦距，才能看清较小文物。
【答案】凸 小于
6．正常眼睛观察近距离物体的明视距离约为25 cm。小刚看书时，把书本放在眼睛前15 cm处，为了看清书上的文字，晶状体将会变厚，焦距________(选填“不变”“变大”或“变小”)，长此以往，就可能会形成____(选填“近”或“远”)视眼。
【答案】变小 近
7．如图所示，方形与球形鱼缸并列放置，甜甜从侧面看到两缸中的鱼大小相同。忽略玻璃的影响，看到的鱼是光从______________(选填“水进入空气”或“空气进入水”)时发生折射，从而形成鱼的____(选填“虚”或“实”)像，实际甲缸中的鱼要____(选填“大”或“小”)一些。
【答案】水进入空气 虚 大
【解析】甜甜从侧面看到两缸中的鱼，看到的鱼是鱼反射的光线从水中斜射入空气中时，发生折射形成的鱼的虚像；装有水的球形鱼缸，中间厚边缘薄，因此球形鱼缸相当于凸透镜，当鱼在凸透镜的1倍焦距以内时，就可以看到正立、放大的虚像，方形鱼缸对鱼没有放大作用，因为甜甜从侧面看到两缸中的鱼大小相同，所以实际上甲缸中的鱼要大一些。
8．如图所示，小刚自制了一架模型照相机。已知凸透镜的焦距为10 cm，外壳的长度为20 cm，若将凸透镜对准窗外景物，在外壳内前后移动内纸筒，在半透明膜上可以得到景物________(选填“倒立”或“正立”)的________(选填“放大”或“缩小”)的像；若将凸透镜正对燃烧的蜡烛，当蜡烛距离凸透镜至少______cm时，可以在外壳内移动的半透明膜上得到清晰的烛焰的像。
【答案】倒立 缩小 20
9．用普通相机拍照时，要根据物距进行“调焦”，较为麻烦。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，从而使拍照的过程十分快捷。这种“傻瓜”相机不用“调焦”的奥秘是：采用了____(选填“长”或“短”)焦距的镜头使远近不同的物体成像的位置接近________(选填“1倍”或“2倍”)焦距处。
【答案】短 1倍
【解析】要得到清晰的像，就要使得像出现在底片上。用“傻瓜”相机拍照时，无论景物的远近，都能得到比较清晰的像，说明物距的改变对像距大小的影响不大，就是说无论物距多大，像总是成在略大于凸透镜1倍焦距的小范围内，因此，要求焦距非常小，使物距总满足远大于2倍的焦距。所以这种“傻瓜”相机不用“调焦”的奥秘是：采用了短焦距的镜头使远近不同的物体成像的位置接近1倍焦距处。
10．如图所示，用焦距为10.0 cm的凸透镜模拟视力矫正的情况。组装并调整实验器材，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，要想在光屏上呈现清晰的像，可以不改变蜡烛和透镜的位置，将光屏向________移动；也可以不改变透镜和光屏的位置，将蜡烛向________移动；还可以不改变器材的位置，在透镜和蜡烛之间放置合适的________(选填“近视”或“远视”)眼镜片。
【答案】左 右 近视
【解析】实验中为了使像成在光屏的中央，要求烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上。不改变蜡烛和透镜的位置，根据凸透镜成像规律可知，将光屏向左移动，或不改变透镜和光屏的位置，将蜡烛向右移动均可以成实像。不改变器材的位置，此时物距大于2倍焦距，则像距处在1倍焦距和2倍焦距之间，此时像距大于2倍焦距，则可以在透镜和蜡烛之间放置合适的凹透镜，即近视眼镜。
三、作图题
11．根据入射光线的折射光线，在图中的虚线框内画出适当类型的透镜。
【答案】如图所示
12．如图所示，A′B′是物体AB经过凸透镜在光屏上所成的像，F是凸透镜的焦点，请通过作图找出物体AB的位置(请按照光路作图的要求并保留痕迹)。
【答案】如图所示
四、实验探究题
13．在“探究凸透镜成像的规律”的实验中(所用凸透镜的焦距为15.0 cm)：
(1)如图所示，烛焰能在光屏上形成清晰的像，此像是倒立、________的实像。
(2)在图中情况下，如果保持凸透镜的位置不变，将蜡烛和光屏的位置对调，那么在光屏上也能成清晰的像，此像是倒立、________的实像；如果保持蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜移至________cm处，在光屏上仍能成清晰的像。
(3)当光屏上出现烛焰清晰的像时，如果用遮光板挡住透镜的上半部分，我们观察光屏时，将会在光屏上看到________(填字母)。
A．烛焰像的下半部分
B．烛焰像的上半部分
C．烛焰完整的像，像的亮度变暗
D．烛焰完整的像，像的亮度不变
(4)在图中情况下，将凸透镜换成焦距更小的凸透镜，并保持蜡烛、凸透镜的位置都不变，则须使光屏向凸透镜________(选填“靠近”或“远离”)才能在光屏上得到清晰的像。
(5)实验结束后，另一小组的同学又拿来一只眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，且较靠近凸透镜。结果，光屏上原来清晰的像变模糊了，该组同学只将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离时，又在光屏上观察到烛焰清晰的像。由此可见，这只眼镜是____透镜，戴这种眼镜的人的眼睛的缺陷是________(选填“近视”或“远视”)。
(6)某同学认为：凸透镜成实像时，不但像与物上下是颠倒的，而且左右也是相反的。请你设计一种简单的方法验证该同学的观点：
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(7)将图中的蜡烛移到标尺上20.0 cm到30.0 cm之间的某一位置，移动光屏，在光屏上________(选填“能”或“不能”)成清晰的像，此时取下光屏，应从凸透镜的____(选填“左”或“右”)侧透过凸透镜观察像。
【答案】(1)放大 (2)缩小 70.0 (3)C (4)靠近 (5)凸 远视 (6)将蜡烛换成字母“F”的LED灯，光屏上可以呈现上下左右都相反的像，即可证明 (7)不能 右
【解析】(1)如题图所示，u＝20.0 cm，v＝60.0 cm，物距小于像距，烛焰能在光屏上形成清晰的像，此像是倒立、放大的实像。
(2)在图中情况下，如果保持凸透镜的位置不变，将蜡烛和光屏的位置对调，此时物距大于像距，根据光路的可逆性，在光屏上也能成清晰的像，此像是倒立、缩小的实像。如果保持蜡烛和光屏的位置不变，只移动凸透镜，根据光路的可逆性，此时物距u′＝v＝60.0 cm，则应将凸透镜向右移至10.0 cm＋60.0 cm＝70.0 cm处，在光屏上仍能成清晰的像。
(3)当光屏上出现烛焰清晰的像时，如果用遮光板挡住透镜的上半部分，透镜的下半部分仍然可以成完整的像，但由于一部分光线被遮挡，会使成像变暗，故选C。
(4)在图中情况下，将凸透镜换成焦距更小的凸透镜，则凸透镜对光线的会聚作用更强，保持蜡烛、凸透镜的位置都不变，则须使光屏靠近凸透镜，才能在光屏上得到清晰的像。
(5)只将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离时，又在光屏上观察到烛焰清晰的像，说明物距不变，像距减小了，也就是眼镜对光线有会聚作用，因此这只眼镜是凸透镜。凸透镜可以矫正远视眼。
(6)可以选用上下左右都不相同的光源，例如将蜡烛换成字母“F”的LED灯，光屏上可以呈现上下左右都相反的像，即可证明。
(7)将图中的蜡烛移到标尺上20.0 cm到30.0 cm之间的某一位置，此时物距小于15.0 cm，小于焦距，凸透镜成虚像，不能呈现在光屏上。要观察凸透镜所成的虚像，应从凸透镜的右侧透过凸透镜观察像。
