第五章《透镜及其应用》章末复习
一、单选题
1．如图，甲、乙 是常见的近视眼和远视眼成像示意图，现要进行视力矫正， 则下列 判断及矫正措施正确的是（ ）
A．甲是近视眼的示意图，需佩戴凸透镜矫正
B．乙是近视眼的示意图， 需佩戴凹透镜矫正
C．甲是远视眼的示意图， 需佩戴凸透镜矫正
D．乙是远视眼的示意图， 需佩戴凸透镜矫正
2．如图是河南卫视“中秋奇妙游”开篇“皮影戏”的一个画面，下列现象中与“皮影戏”形成原因相同的是（ ）
A．树荫下的圆形光斑
B．雨后的彩虹
C．山的“倒影”
D．凸透镜使光会聚
3．如图所示，购物支付已进入“刷脸”时代，消费者结账时站在摄像头前约1m的位置，面对镜头，经系统自动拍照、扫描等，确认信息后，即可进行后续工作，则下列说法正确的是（ ）
A．“刷脸”时，面部应位于摄像头两倍焦距之外 B．摄像头的焦距可能是2m
C．“刷脸”时，面部经摄像头成正立缩小的实像 D．人脸通过摄像头成像是光的反射现象形成的
4．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏在光具座的位置如图所示，此时在光屏上得到烛焰清晰的像。下列判断正确的是（ ）
A．此时光屏上出现倒立放大的实像，生活中的幻灯机就是利用这一原理制成的
B．若只移动凸透镜，不改变蜡烛和光屏的位置，光屏上能再次出现清晰的像
C．若保持蜡烛和透镜位置不动，将光屏移到光具座 70cm 刻度处，此时像距等于物距，光屏上出现倒立等大的实像
D．在蜡烛和凸透镜中间放一个近视眼镜，则需将光屏向左移动到适当位置才能得到清晰的像
5．我们经常提到的像：①小孔成像；②平面镜成像；③放大镜成像；④汽车倒后镜中的像．下列关于以上像的描述正确的是（ ）
A．属于实像的是①②③ B．属于虚像的是②③④
C．由于反射而成的像是②③ D．由于折射而成的像是③④
6．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。如图是课本中甲、乙两眼睛的成像示意图，下列判断正确的是（ ）
A．甲是近视眼，应戴凸透镜制成的眼镜矫正
B．甲是近视眼，应戴凹透镜制成的眼镜矫正
C．乙是近视眼，应戴凸透镜制成的眼镜矫正
D．乙是近视眼，应戴凹透镜制成的眼镜矫正
7．如图所示是小明在活动课中自制的一个水滴显微镜，它是以小水滴作为物镜的，小明利用自制显微镜看到了肉眼看不到的细盐粉、头发丝的细微部分.微小物体经过物镜成一个倒立放大的像，再经过目镜成一个正立放大的像，下列有关水滴显微镜的描述正确的是
A．水滴和目镜一样都起到放大镜的作用，所成的像都是实像
B．水滴和目镜一样都起到放大镜的作用，所成的像都是虚像
C．水滴所成的像为虚像，目镜所成的像为实像
D．水滴所成的像为实像，目镜所成的像为虚像
8．2023年12月16日，部分地区出现了寒潮、降雪等天气，郝闻的朋友用照相机拍摄了雪景照片，如图所示。下列有关说法正确的是（ ）
A．照相机的镜头相当于凹透镜
B．照相机的镜头相当于凸面镜
C．照相机的镜头相当于凸透镜
D．照相机的镜头相当于平面镜
二、多选题
9．下列关于光现象的描述正确的是（ ）
A．图甲：是表示矫正近视眼的光路示意图
B．图乙：凸透镜只对平行于主光轴的光有会聚作用
C．图丙：用放大镜看远处的物体时，像是缩小、倒立的
D．图丁：把纸板NOF向后折，在纸板上不能看到反射光
10．某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律，如图所示，恰能在光屏上看到清晰的像，下列说法正确的是
A．当向水透镜里再次注些水后，将光屏靠近透镜才能在光屏上重新成清晰的像
B．利用此时成像特点可制成照相机
C．若仅将蜡烛与光屏位置对调，则在光屏上出现正立放大的虚像
D．若遮住透镜上半部分，光屏上还可以成完整的像
三、填空题
11．如图是十字路口处安装的监控摄像头，它可以拍下违章行驶的汽车照片，摄像头的镜头相当于一个 镜，可以用来矫正 （近视/远视）眼．甲 、乙是一辆汽车经过十字路口时，先后拍下的两张照片，可以看出汽车是 (靠近/远离)摄像头.观察照片发现，车的外表很清晰，但几乎看不见车内的人，是因为车内的人光线 （亮/暗），摄像头几乎无法成像．夜晚，为了不影响司机开车，车内的灯应 （熄灭/亮着）.
12．光电鼠标在电脑中应用非常广泛，其原理就是利用发光二极管照射移动表面（如图所示），并被反射回鼠标的光学感应器（相当于光屏），用以记录移动动作，以此捕捉移动位置的不同画面。鼠标移动时，感应器会连续拍摄鼠标垫表面所成的像，并利用数字信号处理来比较各个影像，以决定移动的距离和方向。产生的结果会传回计算机，而屏幕上的光标根据这些结果来移动，图中光学感应器、透镜、发光二极管等元件固定在鼠标内：
(1)当发光二极管的光照射在粗糙的鼠标垫上时会发生 （选填“镜面反射”或“漫反射”）；
(2)当鼠标平放在鼠标垫上，成像透镜距鼠标垫7mm，光学感应器距成像透镜3mm，则在光学感应器上成倒立、缩小的 （选填“实”或“虚”）像，这和 成像原理是一样的；
(3)将鼠标离开鼠标垫一定高度后悬空向前移动时，电脑显示器上的光标并不移动，是因为像成在光学感应器的 （选填“上”或“下”）方，而且所成的像 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。
13．如图所示是两束激光分别射向并通过甲、乙两透镜的传播路径。由图可知 透镜是凹透镜，通过 透镜可以看到放大的文字。（以上两空均选填“甲”或“乙”）
14．街道或学校所使用的监控镜头是 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）。当u>2f时，在光屏上能成 的、 的、 像。
15．如图所示的各种透镜中，能够会聚太阳光的是图 所示的透镜（选填序号）。在岸上看到水中有一条鱼在游泳，看到鱼是光的折射现象所产生的 像（选填“虚”或“实”）。
四、实验题
16．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、透镜和光屏的位置如图甲所示。
（1）图甲中光屏上呈一清晰的像，该像是倒立、 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。
（2）图甲中固定蜡烛位置不变，将透镜移到60cm刻度线处，要在光屏上再次看到清晰的像，应将光屏向 （选填“左”或“右”）移动。
（3）图甲中固定透镜位置不变，将蜡烛移到35cm刻度线处，要在光屏上再次看到清晰的像，应将光屏向 （选填“左”或“右”）移动。
（4）图甲中将一个眼镜片放在透镜和烛焰之间，光屏上的像变模糊了，将光屏向左移动，光屏上再次呈现清晰的像，该眼镜片是 （选填“近视”或“远视”）眼镜的镜片。
（5）图乙是通过实验得到的凸透镜成像时像距v和物距u关系图像，由图像可知：凸透镜成缩小的像时，物体移动速度v1与像移动的速度v2的大小关系是：v1 v2。
17．“探究凸镜成像的规律”实验。
（1）实验中，发现像成在光屏的上方，如图所示，要使像成在光屏中央，应向 （选填“上”或“下”）调节凸透镜；
（2）调好后，发现光屏上的像与光源等大，则凸透镜的焦距为 cm；若此时将蜡烛和光屏都适当向右移动，光屏上可成清晰的像，该成像规律应用在 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）上；
（3）如图，若在贴近凸透镜的左侧放置一眼镜片，只向左适当移动光屏，可在光屏上成清晰的像，则该眼镜片是 （选填“近视”或“远视”）镜片；
（4）利用图实验装置，光源位置不变，取下凸透镜，在原透镜位置正确放置带小孔的硬纸板，若想承接放大的像，光屏应该 （选填“左移”、“右移”或“不动”），此时成的像与步骤（1）成的像相比 （选填“较亮”、“较暗”或“一样亮”）。
五、综合题
18．如图所示，将蜡烛放在距凸透镜光心30cm处，在另一侧距凸透镜光心40cm处的光屏上出现了一个清晰的像。
（1）请在图中利用凸透镜成像的特殊光线找出凸透镜右侧焦点F；
（2）请你利用所学的凸透镜成像规律和数学知识，计算该凸透镜焦距的取值范围是多少？
19．（1）如图所示，是一束光由空气斜射入某种透明介质时，在界面上发生反射和折射的光路，则入射光线一定是 ，入射角的大小为 。请在图中合适位置画出法线与分界面并标注出来 ；
（2）在如图的方框内填入适当的透镜 。
六、计算题
20．透镜焦距f的长短标志着折光本领大小。焦距越短，折光本领就越强。通常把透镜焦距的倒数叫作透镜的焦度，用Φ表示，即Φ＝。平常我们说的眼镜片的度数就是镜片的透镜焦度乘以100的值。凸透镜的度数是正值，凹透镜的度数是负值。
(1)求焦距分别为0.25m和0.5m的透镜，其焦度分别为多少？
(2)＋300度和－400度的眼镜片，它们的焦度是多少？-400度的眼镜片焦距是多少？
21．凸透镜成像时的物距u、像距v和焦距f之间的关系是。
（1）当一个物体距离凸透镜u＝20cm时，另一侧光屏上正好得到等大倒立的实像，此凸透镜的焦距是多少？
（2）如图所示是根据每次成实像时的物距u，物像间距L 画出的图像（以f为长度单位），在物理学中，用像距v和物距u的比值来表示凸透镜的放大率m，即，且m＞1时成放大的像，m＜1时成缩小的像，请你通过计算判断，当u＝3f时，凸透镜能成放大还是缩小的像？
参考答案：
1．D
【详解】甲图中像成在视网膜的前方，故该眼睛是近视眼，近视眼是晶状体曲度变大，会聚能力增强即折光能力增强，应佩戴凹透镜；乙图中像成在了视网膜的后面，该眼睛是远视眼，远视眼应该佩戴凸透镜进行矫正，故ABC错误，D正确。
故选D。
2．A
【详解】“皮影戏”是由光的直线传播形成的；
A．树荫下形成圆形光斑是小孔成像，是光的直线传播形成的，故A符合题意；
B．雨过天晴时，常在天空出现彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，所以说雨后的天空出现彩虹是由光的色散形成的，故B不符合题意。
C．山在水中的倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故C不符合题意；
D．凸透镜使光会聚属于光的折射现象，故D不符合题意。
故选A。
3．A
【详解】AC．摄像头工作原理与照相机相同，物距大于2倍焦距，成倒立、缩小的实像，故A正确，C错误；
B．摄像头工作原理与照相机相同，物距大于2倍焦距，消费者结账时站在摄像头前约1m的位置，即物距为1m，则
所以摄像头的焦距，故B错误；
D．摄像头工作原理与照相机相同，属于凸透镜成像，人脸通过摄像头成像是光的折射现象形成的，故D错误。
故选A。
4．B
【详解】A．由图可知，此时，所以物体在二倍焦距以外，像在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、缩小的实像，应用为照相机，故A错误；
B．由于在凸透镜成实像现象中，光路可逆；所以只将凸透镜移到45cm时，此时像距大于物距，光屏上成倒立放大的实像，故B正确；
C．由A可知，此时物距大于二倍焦距，即，所以当光屏移动至70cm处，此时
由凸透镜成像规律可知光屏上不成倒立、等大的实像，故C错误；
D．在蜡烛和凸透镜中间放一个近视眼镜，近视眼镜为凹透镜，对光线具有发散作用，会延迟光线的会聚，所以需将光屏向右移动到适当位置才能得到清晰的像，故D错误。
故选B。
5．B
【详解】试题分析：①小孔成像是由光的直线传播形成的实像；②平面镜成像是由光的反射形成的虚像；③放大镜成像属于凸透镜成像，是由光的折射形成的虚像；④汽车观后镜中的像，观后镜是凸面镜，所以它成的像是由光的反射形成的虚像，故选B．
考点：光的反射；实像与虚像的区别；光的折射现象及其应用
6．B
【详解】CD．由图知，甲图的光线会聚在视网膜的前方，所以甲图表示近视眼的成像情况；乙图的光线会聚在视网膜的后方，所以乙图是远视眼的成像情况，故CD错误；
AB．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，所以应戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正。 乙图的光线会聚在视网膜的后方；为了使光线会聚在原来会聚点前面的视网膜上，就需要在光线进入人眼以前会聚一些，所以应戴对光线具有会聚作用的凸透镜来矫正，故B正确，A错误。
故选B。
7．D
【分析】显微镜有物镜和目镜组成，微镜的物镜成的是放大、倒立的实像,目镜成的是正立、放大的虚像.
【详解】水滴作为物镜，成倒立放大的实像；
目镜成正立放大的虚像，就是一个放大镜．
故选D．
8．C
【详解】照相机的镜头中间厚边缘薄，相当于一个凸透镜，照相机照相时，能得到倒立、缩小的实像，是凸透镜成像原理，故C正确，ABD错误。
故选C。
9．CD
【详解】A．近视眼需要佩戴凹透镜，图中眼睛前面是凸透镜，用来矫正远视眼，故A错误；
B．凸透镜对所有光线有会聚作用，故B错误；
C．用放大镜看远处的物体时，物距大于2倍焦距，成缩小、倒立的实像，故C正确；
D．由于反射光线、入射光线和法线都在同一平面内，把纸板NOF向后折，两块纸板不在同一平面上，在纸板上不能看到反射光，故D正确。
故选CD。
10．ABD
【详解】A．当他继续向凸透镜内注水，使水凸透镜的焦距变小，透镜的聚光能力变强，光线会比注水前要提前交汇，所以像会向透镜方向移动，根据凸透镜成实像时，物远像小像变小，可知，要在光屏上成清晰的像，光屏将靠近透镜向左移动，而且像变小．故A正确；
B．照相机是利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理制成的，故B正确；
C．据光路的可逆性可知，若将蜡烛和光屏的位置对调，也能在光屏上得到一个倒立的实像，且此时的物距小于像距，所以成一个倒立、放大的实像，故C错误
D．若遮住凸透镜的上半部分，则烛焰在光屏上的成像情况是完整的像．因为遮住凸透镜的下半部分，只减小凸透镜的透光面积，并没有改变凸透镜表面结构，其成像功能不变，只是所成的像会变暗而已，故D正确；
11． 凸透 远视 靠近 暗 熄灭
【详解】监控摄像头利用凸透镜成缩小实像的原理工作；
凸透镜对光线有会聚作用，可以用来矫正远视眼．
甲 、乙是一辆汽车经过十字路口时，先后拍下的两张照片，图中汽车的图像变大，说明像距变大，物距变小了，即汽车是靠近摄像头的；
观察照片发现，车的外表很清晰，但几乎看不见车内的人，是因为车内的人光线暗，摄像头几乎无法成像．
夜晚，外部光线暗，如果车内光线强的话，则司机更不容易看清楚外面的路况，所以为了不影响司机开车，车内的灯应灭着．
12． 漫反射 实 照相机 下 变小
【详解】(1)[1]当发光二极管的光照射在粗糙的鼠标垫上时，反射光线会射向各个方向，因此会发生漫反射。
(2)[2][3]由题意可知，当鼠标平放在鼠标垫上，成像透镜距鼠标垫7mm，光学感应器距成像透镜3mm，即物距大于像距，因此，成倒立、缩小的实像，这和照相机成像原理是一样的。
(3)[4][5]将鼠标离开鼠标垫一定高度后悬空向前移动时，相当于增大了物距，此时像距减小，像成在光学感应器的下方，而且所成的像变小，因此电脑显示器上的光标并不移动。
13． 乙 甲
【详解】[1][2]由图可知，通过甲透镜的光线比入射光线向主光轴靠拢，所以甲对光线有会聚作用，因此甲是凸透镜；通过乙的光线比起入射光线更加远离主光轴，所以乙对光线有发散作用，因此乙是凹透镜。通过凸透镜可以看到放大的文字，即通过甲透镜看到放大的文字。
14． 凸透镜 倒立 缩小 实
【详解】[1]凹透镜只能成正立缩小的虚像，街道或学校所使用的监控镜头成像是倒立缩小的实像，故该镜头为凸透镜。
[2][3][4]根据凸透镜成像规律知，当u>2f时，在光屏上能成倒立的、缩小的、实像。
15． （b）、（c）、（d） 虚
【详解】[1]由图可知，（b）（c）（d）都是中间厚边缘薄，是凸透镜，凸透镜对光起会聚作用；（a）中间薄边缘厚是凹透镜，凹透镜对光起发散作用。所以能够会聚太阳光的是图（b）（c）（d）所示的透镜。
[2]当在岸上看到水中有一条鱼在游泳，这是鱼反射的光从水中斜射入空气中时发生折射，折射角大于入射角，人眼逆着折射光线看去，看到的是位置偏高的鱼的虚像。
16． 等大 右 右 远视 ＞
【详解】(1)[1]如图甲所示，蜡烛到凸透镜的距离即物距，与光屏到凸透镜的距离即像距都为20cm，物距等于像距等于两倍焦距，则该凸透镜的焦距为10cm，根据凸透镜成像规律，此时光屏上成的是倒立、等大的实像；
(2)[2]图甲中固定蜡烛位置不变，将透镜移到60cm刻度线处，此时物距大于两倍焦距，成倒立、缩小的实像，像距在一倍焦距与两倍焦距之间，所以应该将光屏向右移动；
(3)[3]图甲中固定透镜位置不变，将蜡烛移到35cm刻度线处，此时物距在一倍焦距与两倍焦距之间，成倒立、放大的实像，像距大于两倍焦距，所以应该将光屏向右移动；
(4)[4]图甲中将一个眼镜片放在透镜和烛焰之间，光屏上的像变模糊了，将光屏向左移动，说明像距变小，即凸透镜的会聚能力变强，故放置的是凸透镜，而凸透镜能矫正远视眼，所以该眼镜片是远视眼镜的镜片；
(5)[5]根据凸透镜成像规律可知，当物体位于两倍焦距以外时才成缩小的像，所以通过乙图分析凸透镜成像时像距v和物距u关系图像，应该看物距大于20cm时，从图中我们可以看到当物距由20cm增大到40cm时，像距由20cm减小到15cm，由此可知，物体移动的速度v1是大于像移动的速度v2的
17． 下 10.0 投影仪 远视 右移 较暗
【详解】（1）[1]由图知，烛焰、凸透镜和光屏三者中心不在同一高度，烛焰的像比较靠上，根据光线过光心不改变方向，所以蜡烛向上移动，或凸透镜向下移动，或光屏向上移动，像才能成在光屏的中心。
（2）[2]如图，物距为
像距为
成倒立、等大的实像，满足条件为
凸透镜的焦距为
[3]若此时将蜡烛和光屏都向右移动，此时物距变小，位于一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，应用为投影仪。
（3）[4]若在贴近凸透镜的左侧放置一眼镜片，只向左移动光屏，可在光屏上成清晰缩小的像，说明像会提前会聚，说明该镜片对光起会聚作用，则说明该眼镜片是凸透镜，为远视镜片。
（4）[5]由图知此时物距等于像距，若取下凸透镜，在原透镜位置正确放置带小孔的遮光板，是通过小孔成像，小孔成等大实像时物距等于像距，若想承接放大的像，光屏应该右移。
[6]凸透镜成像是把照射到凸透镜上的光线会聚形成的，小孔成像是光沿直线传播通过小孔的光线形成的，由于照射到小孔以外的光线被遮光板阻挡，传播到光屏上的光线少，所以像的亮度较暗。
18．（1）；（2）15cm＜f＜20cm
【详解】（1）平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后，折射光线过像点，折射光线与主光轴的交点为焦点，如图所示：
（2）由题知，物距小于像距，物体在一倍焦距和二倍焦距之间，像在二倍焦距之外，成倒立、放大的实像，所以
f
f<30cm<2f
可得
15cm
即
40cm>2f
可得
f<20cm……②
由①②得
15cm
【详解】（1）[1][2][3]当光线从空气射入其它透明介质时，折射角小于入射角。
假设AO或CO是入射光线。则OC或OA为反射光线，OB为折射光线。根据图中的角度关系可知，此时的折射光线与法线重合，不可能。如图
假设AO或CO是入射光线，若OB为反射光线，则OC或OA为折射光线，折射光线与入射光线在法线同侧，不可能，如图
假设BO是入射光线，若OC是反射光铁，OA是折射光线，折射角小于入射角，可能，如下左图；若OA为反射光线，OC是折射光线，折射角小于入射角，可能，如下右图
可见，BO一定是入射光线，OA、OC是反射光线也可能是折射光线；此时反射光线与入射光线之间的夹角都为150°，入射角为。
（2）[4]左图中，光线经过透镜变的远离了主光轴，对光线起到了发散作用，应填凹透镜；
右图中，光线经过透镜变的靠近了主光轴，对光线起到了会聚作用，应填凸透镜。如图所示
20．(1)4m-1；2m-1 ； (2)3m－1 ； 4m－1； 0.25m
【详解】(1)由题可知，焦度；则焦距分别为0.25m和0.5m的透镜，其焦度分别为：
(2)由题可知，眼镜的度数，则透镜的焦度Φ=眼镜的度数÷100； 则+300度和-400度的眼镜片，它们的焦度分别是：
而焦度，故-400度眼镜片的焦距为
答：(1)焦距分别为0.25m和0.5m的透镜，其焦度分别为4m-1和2m-1；
(2)＋300度和－400度的眼镜片，它们的焦度分别是3m－1 和4m－1；-400度的眼镜片焦距是0.25m。
21．（1）10cm；（2）缩小的像
【详解】解：（1）u＝20cm时，另一侧光屏上正好得到等大倒立的实像，此时物体放在二倍焦距处，相距等于物距
解得
（2）)当 时，根据可得
解得
凸透镜的放大率
u＝3f时，m＜1，成缩小的像。
答:（1）凸透镜的焦距是10cm；
（2）当时，能成缩小的像。
