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八年级物理第五章:透镜及其应用要点分析及答案

发布时间:2014-01-23 16:58:53  

透镜及其应用知识点范例

一、【难点例析】

[例1]图3—2中正确表示了光通过透镜的是????????????????( )

A.甲图 B.乙图 C.丙图 D.丁图

思路分析

根据凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用,对比观察入射前和出射后光的变化情况.光通过甲图中的凸透镜变得比原来会聚了,光通过乙图中的凹透镜变得比原来会聚了,光通过丙图中的凸透镜变得比原来发散了,光通过丁图中的凹透镜变得比原来会聚了.透镜对光的(明确会聚和发散的区别)“会聚”作用和“发散”作用并非只是针对平行于主轴的平行光而言,“会聚作用”应该理解为出射光比入射光会聚了一些;“发散作用”应该理解为出射光比入射光发散了一些,图3-3所示. 答:A

[例2]下列说法正确的是?????????????????????????( )

A.凡是透镜一定有两个焦点

B.凹透镜没有焦点

C.任何方向的光线经透镜折射后传播方向都会发生偏转

D.以上说法都不正确

思路分析

一般的透镜若有两个球面,就意味着有两个焦点;但少数透镜只有一个球面,这就意味着这种透镜只有一个焦点.对于凸透镜应有两个实焦点(或一个实焦点),对于凹透镜应有两个虚焦点(或一个虚焦点).而且入射光线如果指向凸透镜或凹透镜,且通过光心,则不会发生折射现象,而是沿直线传播. 因此选D正确. (注意凸透镜和凹透镜的焦点的性质) 答:D

[例3]怎样利用太阳光测未知凸透镜的焦距呢?

答:由于太阳离地球很远.所以射到地球表面的太阳光小范围内可以近似看成是平行光, 1

根据焦点的定义,平行光通过凸透镜后会聚到焦点上.具体做法是在透镜下放一与镜平行的光屏,让透镜对准太阳光,前后移动透镜会在屏上看到一个光斑,测量光斑最小最亮时透镜边缘到屏面的距离,这个距离大约等于凸透镜的焦距.

(此方法只能粗测焦距)

[例4]根据图3—4(a)中入射光和出射光的情况在方框内填上一个适当的光学元件.

思路分析 (注意这五种镜子的区别)

我们知道的光学元件一般有平面镜、凸透镜、凹透镜、凸面镜、凹面镜五种,其中平面镜对光的作用是能够改变光的传播方向;凸透镜和凹面镜对光有会聚作用;凹透镜和凸面镜对光有发散作用.将各图中的出射光与入射光进行比较:甲图中,入射光是会聚光,出射光变为平行光而不是反射光;乙图中平行光入射,出射光是发散光,而不是反射光,注意到两条入射光线出射时上下位置颠倒了,只有平行光通过凸透镜且出射光过焦点后位置才会发生颠倒;丙图中,出射光与入射光都是平行光,只是光的传播方向发生了变化.

答:如图

3-4(b)

[例5]完成图3-5中的光路图

思路分析

图中所给的四个透镜,(a)、(b)是凸透镜.(c)、(d)为凹透镜,并且(a)、(c)给出入射光线,要求画出折射光线.而(b)、(d)则给出折射光线,要求画出入射光线.根据光心、焦点的定义方法就能画出这些特殊光线.

2

在画图中要注意光的传播方向. (利用基本概念完成作图)

答:如图3—6所示.

[例6]利用两面凸透镜把二束平行光变成另二束平行光,同时使“上、下”的光线更换位置. (用画图的方法完成这个题目.)

思路分析

平行放置这两个透镜L1和L2,同时使L1的右侧焦点与L2的左侧焦点重合.按透镜的焦点性质就可以画出此图.

答:如图3-7所示. (通过透镜性质明确作图方法

)

[例7]一个“上”字形霓虹灯,通过凸透镜成像在光屏上,图3—8中四个像正确的是

( )

思路分析

一般来说,凸透镜所成的实像总是倒立的,并且是上下颠倒,在实际问题中,由于凸透镜是一个圆形的,光除了能被透镜上、下偏折,同样也能使光在左、右偏折,即光通过凸透镜后总是向中心,玻璃厚的部分偏折,因此凸透镜所成的像不仅上、下颠倒,左、右也要颠倒,所以只有D图符合要求. (从一个平面分析成像情况) 答:D 3

[例8]一支蜡烛立在凸透镜前,调节光屏的位置,恰好在光屏上得到缩小的清晰的像.若

保持透镜位置不动,把蜡烛和光屏对调一下位置,则???????????( )

A.在光屏上仍可呈现缩小的像

B.隔着透镜可看到蜡烛的像

C.在光屏上呈现放大的像

D.在光屏上呈现与蜡烛等大的像

思路分析 (根据光路可逆性进行分析)

根据教材中的探究问题(实验),就应该知道,当物体在光屏上成缩小的实像时,此时物距大于二倍焦距,则所成的像应在一倍焦距和二倍焦距之间.若透镜位置不动,而把物体和光屏的位置对调,则原来的像距为现在的物距,原来的物距为现在的像距.根据上述分析蜡烛应在光屏上呈现放大的像,因此选C正确.

答:C

[例9]物体放在距凸透镜前30cm的位置上时,在另一侧的光屏上能够得到放大的倒立的

像,透镜的焦距可能是????????????????????????( )

A.7.5cm B.20cm C.30cm D.40cm

思路分析

物体通过透镜成放大倒立实像的条件是物体在透镜的焦点到2倍焦距之间,因此f<30cm<2f,由此可以算出30cm>f>15cm,在答案中找出满足条件的选项. (这点是分析本题的关键)

答:B

[例10]物体距凸透镜20cm时,可在光屏上得到一个缩小的实像,若把物体向透镜方向移

8cm,又可在光屏上得到一个放大的实像,则透镜的焦距是?????????( )

A.20cm B.10cm C.9cm D.5cm 思路分析 可用u表示物距,v表示像距,f表示焦距

根据题意,当u=20cm时,物体通过凸透镜在光屏上成倒立、缩小的实像.即物距必须满足u>2f,也就是f<10cm.错解A.当焦距为10cm时,物体在20cm处成等大实像,不符合题意.而当焦距为5cm,根据题意,物体又向透镜移动8cm,不可能成放大实像.因此只有焦距为9cm时,才刚好同时满足题意中的两个条件.因此选C正确.

答:C (注意:物体移动时的分析方法)

[例11]有一张照片,发现其景物模糊不清,而且整个画面偏黑,其形成的原因是在拍照

时,没有调节好???????????????????????????( )

A.调焦环 B.快门 C.光圈 D.以上说法都正确 思路分析

根据上述照相机的工作情况知道,用照相机拍照时,景物若模糊不清,说明像距没有调好.因此应该使用调焦环.同时整个画面偏黑,说明曝光过度,应调整快门时间和光圈的大小.因此本题应选D正确.

答:D (注意:光圈、快门和调焦环的区别)

[例12]下面说法正确的是????????????????????????( )

A.近视眼应用凸透镜矫正

4

B.近视眼应用凹透镜矫正

C.远视眼产生的原因是晶状体太厚

D.远视眼产生的原因与近视眼产生的原因一样,是玻璃体变混浊

思路分析

人眼中相当于凸透镜的主要结构有晶状体和角膜,它把来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体的像通过其他组织就可以使人看见物体了.近视眼产生的原因是晶状体太厚,折光能力太强.使光会聚在视网膜前.所以在眼睛前要放一个凹透镜进行矫正. 因此B正确.

答:B (会根据人眼结构进行物理现象的分析)

[例13]关于人眼所“见”,下列说法正确的是????????????????( )

A.透过窗户玻璃看到的像都是实像

B.通过近视眼镜看到的可能是虚像

C.通过近视眼镜看到的一定是虚像

D.人眼通过透明介质看到的像一定是实物的虚像

思路分析

根据光的折射规律,窗户玻璃对光线有折射作用,能使其形成的虚像平移.近视眼镜是用凹透镜制成的,它是发散透镜,通过图3—9可以说明总是成正立、缩小的虚像.而人的眼睛中的晶状体相当于凸透镜,它能使折射光线落在视网膜上形成实像.答:C

【综合能力提升测试】

一、填空题:

1.透镜是利用光的___________现象制成的,凸透镜对光有___________作用,凹透镜对光

线有______________作用。

答案: 折射 会聚 发散

2.要想利用凸透镜使小灯泡发出的光变成平行光,应该把小灯泡放在凸透镜的________处。

答案:焦点

5

3.当物体与凸透镜的距离大于透镜靠近焦距时,物体成_______立的_______像(填“虚”

或“实”),此时物体从较远处向透镜的焦距靠近时,像逐渐_________(填“变大”或“变小”),像到透镜的距离逐渐_________(填“变大”或“缩小”),当物体与透镜的距离小于焦距时,成_______立________(填“放大”或“缩小”)的___________像。(填“虚”或“实”)

答案: 倒 实 变大 变大 正 放大 虚

4.小午有一块焦距为5cm的凸透镜,若想用它做一个模拟照相机,则景物到凸透镜的距离

应____________,若想用它做投影仪的镜头,则胶片到凸透镜的距离应_________,若想将它作为放大镜使用,则被观察的物体到凸透镜的距离应______________

答案:>10cm 小于 10cm,大于5cm <5cm

5.将蜡烛、焦距为10厘米的凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛,使烛焰、透镜和光屏

的中心在同一高度上。移动蜡烛使烛焰距凸透镜25厘米,在凸透镜另一侧移动光屏,会在光屏上得到一个倒立、__________的实像。根据这一成像规律,请举一个生活中的应用实例:__________。

答案: 缩小 照相机

6.某小区楼道设有多功能电子门铃,此装置可以通过其内置摄像镜头来识别来访者,该摄像

镜头相当于凸透镜,经摄像镜头所成的是____________(选填“正立”或“倒立”)、 ____________(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像;若镜头的焦距为l0cm,为了能成清晰的像,人到镜头的距离应大于____________cm.

答案:倒立 缩小 20

7.为了矫正视力,近视眼应佩戴 透镜的眼镜,远视眼应佩戴 透

镜的眼镜。

答案: 凹透镜 凸透镜

8.目前,青少年近视现象十分严重,近视眼在看远处物体时,物体的像落在视网膜的

____________(选填“前方”或“后面”),需要配戴对光线有________作用的_____透镜进行矫正,使远处物体在视网膜上成倒立、_________的实像。

答案:前方 发散 凹 缩小

9.凸透镜是许多光学仪器是重要元件,可以呈现不同的像,应用凸透镜,在照相机中成

___________(填“实”或“虚”)像,在投影仪中成__________(填“正立”或“倒 6

立”) 的像,而直接用凸透镜做放大镜时成正立的____________(填“放大”或“缩小”)的像。

答案: 实,倒立,放大

10.显微镜镜筒的两端各有一组透镜,每组透镜的作用相当于一个______透镜,人眼通过显

微镜观察微小物体时,看到的是放大的_____(填“虚”或“实”)像。

答案: 凸;虚

二、选择题:(每小题3分。共39分) 1.利用“凸透镜成像规律”可以制成........................................( ACD)

A.幻灯机 B.潜望镜 C.放大镜 D.照相机

分析: 凸透镜成像的三种情况和应用.

U>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机. 2f>U>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪.

U<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜.

2.关于四种光学仪器的成像情况,以下说法中正确的是........................( C )

A.放大镜只能成正立放大的实像 B.照相机只能成正立缩小的实像

C.平面镜只能成正立等大的虚像 D.幻灯机只能成正立等大的实像

3.关于虚像和实像,正确的判断依据是.....................................( B )

A.平面镜成虚像,凸透镜成实像 B.光的折射可以成实像也可以成虚像

C.光的反射成实像,光的折射成虚像 D.光的反射可成实像也可成虚像

分析:水中倒影是由于光的反射现象形成的,倒影上每个与物体对应的点都是由物点上实际

反射光线的反向延长线相交而成的。 水中倒影特点是:倒影与物关于水面对称,即倒影、物等大;倒影、物等距(倒影与物到水面的距离相等);倒影与物对应点的连线与水面垂直。 水中倒影所成的是虚像;实像是由实际光线会聚而形成的像,它既能够用光屏承接到,也能够用眼睛直接观看;虚像是由实际反射光线的反向延长线相交而形成的像,它不能用光屏承接到,但能用眼睛观看。平面镜所成的像是虚像,所以它不能用光屏承接到。

4.下列光学仪器中得到的实像比物体大的是..................................( D )

A.放大镜 B.照相机 C.平面镜 D.投影仪

5.下列光路图正确的是....................................................( A ) 7

6.一个物体在凸透镜前30cm处时,在屏上成一侧立缩小的像,则凸透镜的焦距f为..( C )

A.15cm<f<30cm B.f>15cm C.f<15cm D.f>30cm

7.下列镜子中对光起发散作用的是.........................................( D )

A.凸透镜 B.平面镜 C.放大镜 D.凹透镜

8.下列光学仪器中能成倒立、缩小实像的是...................................( A )

A.照相机 B.凸面镜 C.平面镜 D.幻灯机

9.把一个凸透镜对准太阳光,在距凸透镜10cm处得到一个最小最亮的光斑。若将一物体放在此透镜前15cm处,经凸透镜所成的像是.................................( B )

A.倒立、缩小的实像 B.倒立、放大的实像

C.正立、放大的实像 D.正立、缩小的

10.在探究“凸透镜成像规律”的实验中,已知凸透镜的焦距为15cm,若将蜡烛放在离凸透镜10cm处时,移动光屏,在光屏上将看 到.................................( D )

A.倒立缩小的实像 B.倒立放大的实像

C.正立放大的虚像 D.无像

11.来自于物体的光经过晶状体等会聚在视网膜上,形成物体的像。下列说法错误的是( D )

A.晶状体相当于凸透镜 B.视网膜相当于光屏

C.所成的像是实像 D.所成的像相对于物体是正立的

12.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。拿一副近视眼镜给“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。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...........................................................( C )

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

13.物体从距凸透镜12cm移到距凸透镜18cm

的过程中,调整光屏的位置,总能在光屏上得

8

到倒立放大的像,由此可知,此凸透镜的焦距可能是........................( B )

A.6cm B.10 cm C.16 cm D.20 cm

14.如图所示,a、b、c、d是距凸透镜不同距离的四个点,F为焦点。下列几种光学仪器的成像原理与物体在不同点时的成像情况相对应,下列说法正确的是.............( B )

A. 照相机是根据物体放在d点时的成像特点制成的

B. 幻灯机是根据物体放在c点时的成像特点制成的

C.使用放大镜时的成像情况与物体放在a点时的成像情况相似 15.物体AB通过凸透镜成像如图所示,利用这一成像规律制造的光学仪器是.......( B )

A.照相机 B.放大镜 C.幻灯机 D.潜望镜

分析:①凸透镜成像的三种情况和应用.U>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄

像机.2f>U>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪.U<f,成倒正立、放大的虚像,应用于放大镜.

②首先判断出物距与焦距,再判断出所成像的性质,从而可以判断出利用这一成像规律制造的光学仪器.

16.下列关于凸透镜成像的说正确的是......................................( B )

A.在照相机中成缩小、正立的实像 B.在投影仪中成放大、倒立的实像

C.在摄像头中成缩小、正立的实像 D.做放大镜时,成放大、正立的实像

17.人的眼睛像一架照相机,从物体射出的光经过晶状体折射后成像于视网膜上,在视网膜上所成的像是..........................................................(C )

A.倒立、放大的实像

B.正立、缩小的虚像

C.倒立、缩小的实像 D.正立、放大的虚像

18.小明用凸透镜先后两次观察书本上的字,看到如图两种情景.以下说法正确的是( C )

A.甲图中成的是实像;乙图中成的是虚像

9

B.甲图中书本在凸透镜2倍焦距以外;乙图中书本在凸透镜l倍焦距以内

C.甲图中凸透镜靠近书本,所成的像变小;乙图中凸透镜远离书本,所成的像也变小

D.甲图中成像规律可应用于投影仪;乙图中成像规律可应用于照相机

18题 19题

19.在探究凸透镜成像规律的实验中,当烛焰、凸透镜、光屏处于图所示的位置时,恰能在光屏上得到一个清晰的像。利用这一成像原理可以制成.....................( A )

A.幻灯机 B.照相机 C.放大镜 D.潜望镜

20.人的眼睛像一架神奇的照相机,对于近视者而言,远处物体经晶状体折射所形成像的位置以及相应的矫正方式是...............................................( A )

A.像落在视网膜的前方,需佩戴凹透镜矫正

B.像落在视网膜的前方,需佩戴凸透镜矫正

C.像落在视网膜的后方.需佩戴凹透镜矫正

D.像落在视网膜的后方.需佩戴凸透镜矫正

21.如图所示,是小华用相机拍摄的桂林市杉湖上的双塔相片。下面说法正确的是( B )

A.双塔在湖中的倒影是实像

B.要使塔的像更大些,小华或相机镜头应向塔靠近些

C.要使塔的像更大些,小华或相机镜头应离塔更远些

D.要使塔的像更小些,小华或相机镜头应离塔更近些

22.某兴趣小组同学在研究凸透镜成像规律试验时,记录并绘制了物体离凸透镜的距离u跟

实像到凸透镜的距离v之间的关系如图所示,则凸透镜的焦距为.............(

D

10

A.60cm B.40cm C.20cm D.10cm

解:当物距等于二倍距时成倒立等大实像,物距等于像距,都等于二倍焦距.分析图可

知物距等于20cm时像距等于20cm,所以二倍焦距等于20cm,则焦距为10cm.A,B,C错误,D正确.

故选D.

三、作图题:

1.如图.作出光线通过凹透镜的光路(保留必要的作图痕迹)。

答案:

2.在图中画出入射光线对应的折射光线。

答案:

3.在图中,画出通过透镜的折射光线

答案:

4.如图所示,MN 为凸透镜的主光轴,A为蜡烛,A’为蜡烛在光屏上所成的像,根据凸透镜

成像原理确定凸透镜的位置及其焦点,并将它们画出来。

答案:

11

5.入射光线和出射光线如图所示,可知方框内的光学元件对光有_______作用,请将该元件

画在方框内.

答案:

四、实验题:

1.小明在探究“凸透镜成像规律”时,所用凸透镜的焦距是10cm。

(1)他将蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上

依次摆放,点燃蜡烛后,发现无论如何

移动光屏总找不到像,其原因可能

是______________________________。(写出一种即可)

(2)调整好后,当蜡烛与凸透镜的距离为36cm时,可在光屏上得到倒立________的实像;

再将蜡烛向凸透镜靠近一些,要获得清晰的实像.光屏应_________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜。

答案:(1)烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度(或物距小于焦距)(答案科学合理即可) (2)缩小 (3)远离

2.小芳利用光具座探究凸透镜成像规律。实验中:

(1)她先让一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成一个 的光斑,测出该光斑到凸透镜的距离是10cm。

(2)小芳将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像,请你指出一条可能的原因: 。

(3)调整后,小芳把蜡烛放在距凸透镜12cm处时,得到一个清晰的像, (填 光学仪器)就是利用这一成像规律制成的;透镜位置不动,小芳将蜡烛向远离透镜方向移动一段后,为在光屏上得到清晰的像,光屏应向 (选填“远离”或“靠近”)透镜方向移动。

答案:(1)最小、最亮; (2)光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度上; (3)投影仪;靠近;

3.某同学探究“视力的矫正”原理,如图所示。他实验观察到如下现象:

12

①将眼镜甲放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上原来清晰的

像变得模糊了;只将光屏远离透镜移动时,又能在光

屏上看到烛焰清晰的像。

②将另一只眼镜乙放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上原来

清晰的像也变得模糊了;只将光屏靠近透镜移动时,

又可以在光屏上看到烛焰清晰的像。

(1)(2分)分析实验现象可知:甲乙两个眼镜中,_________是凸透镜,__________是

凹透镜。

(2)(2分)在实验现象①和②中,属于近视眼矫正原理的是__________,属于远视眼

矫正原理的是___________。(填写实验现象序号)

答案:乙,甲;①,②

4.某小组的同学用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验。

⑴如图所示,要使像能够成在光屏的中央,应将光屏向 调整。

⑵实验过程中,当烛焰距凸透镜15cm时,移动光屏至某一位置,在光屏上得到一个等大清晰的像,则该凸透镜的焦距是 cm。如果将烛焰向左移动5cm,则光屏应该向 移动到某一位置,才能在屏上得到一个倒立、 (填“放大”、“缩小”或“等大”)、清晰的像。

⑶实验时,小明发现凸透镜中间有一块用镜头纸也不能擦掉的黑色污渍,为此小组内的同学展开了如下的讨论,你觉得合理的想法应该是 同学的。

小明:将蜡烛、凸透镜和光屏调整到合适的位置后,可以看到烛焰的像,但像的中间没有了。 小强:将蜡烛、凸透镜和光屏调整到合适的位置后,可以看到烛焰完整的像,但像的亮度较暗。

小霞:无论怎样调整蜡烛、凸透镜和光屏的位置,都只能看到那块污渍的像。

答案:(5分)⑴下 ⑵7.5;左;缩小 ⑶小强

5.在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中:

13

(1)如图甲所示,一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、

最亮的光斑。由图可知,凸透镜对光线具有 作用,该凸透镜的焦距是 cm。

(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,无论怎样移动光屏都不

能在光屏上得到像,请你指出其中一条可能的原因: .

(3)调整后,把烛焰放在距凸透镜16cm处时(如图乙),在凸透镜另一侧前后移动光屏,

会在光屏上得到一个倒立、 的实像(填写像的性质); (填光学仪器)就是利用这一成像规律工作的。如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向 (选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动。 答案:(1)会聚(1分) 11(1分) (2)蜡烛放在了凸透镜焦点以内(或蜡

烛、凸透镜和光屏三者的中心不在同一条直线上)(1分) (3)放大(1分) 投影仪(或幻灯机)(1分) 靠近(1分)

6.在“探究凸透镜成像的规律”实验中:

①除下图所示的实验器材外,还需要的器材是__________;

②按正确的操作和实验步骤,测得的数据和观察到的结果如下表。

③根据表中数据,可以推断__

A.13cm>f>8cm B.13cm>f>9cm C.12cm>f>8cm D.12cm>f>9cm

④分析表中数据,可以得到结论:凸透镜成放大的像时,物距与像距相比,物距_____像距。(选填“大于”、“等于”或“小于”)

答案:①刻度尺或米尺 ③D ④小于

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