1、第四讲 透镜及其应用(时间：30 分钟 分值：45 分)评分标准：选择题每小题 2分，填空题每空 1分一、选择题1. (2017邵阳)下列关于光的知识应用的说法，不正确的是( )A. 照相机的原理是利用凸透镜能成正立、缩小的实像B. 电视机遥控器是利用红外线实现遥控的C. 近视眼镜是利用凹透镜对光的发散作用D. 投影仪的原理是利用凸透镜能成倒立、放大的实像2. (2017鄂州)2017 年 5月 16日，ofo 共享单车 2万辆投放鄂州，极大地便利了鄂州市民的出行，使用者用手机扫车牌上的二维码，获取验证后自动开锁即可使用关于单车的使用过程，下列说法正确的是( )A. 车牌上的二维码是光源B.
2、二维码上白色部分反射白光，黑色部分吸收光C. 手机上的摄像头相当于一个放大镜D. 扫码时二维码要位于摄像头一倍焦距以内第 2题图 第 3题图3. (2017原创)某新型智能投影仪可以利用手机通过蓝牙控制、操作，如图所示为该投影仪的投影效果展示，下列相关的说法正确的是( )A. 放映投影时，镜头与屏幕的距离要在透镜的 1倍焦距与 2倍焦距之间B. 该投影仪的镜头是凹透镜C. 投影成像主要利用的是光的折射和光的直线传播D. 为了不同方向的观众都能看清投影的图像，屏幕要尽可能的光滑4. (2017西宁)很多车主都在车上安装了行车记录仪，便于及时用摄像头将行车过程中发生的事情记录下来，在夜间可以利用摄
3、像头周边的多点红外线补光，拍出依旧清楚的画面关于行车记录仪，下列说法正确的是( )A. 在拍摄录像时，物体在透镜两倍焦距外B. 行车记录仪的摄像头中用的是凹透镜C. 人肉眼是可以观察到红外线的D. 在拍摄录像时，物体在透镜一倍焦距内5. (2017黄冈)如图是爱动脑筋的小明用手机和透镜自制的简易投影仪，它能将手机上的画面放大投射到白墙上下列说法正确的是( )第 5题图A. 手机到透镜的距离应大于透镜的两倍焦距B. 墙上呈现的是手机画面的正立、放大的虚像C. 制作简易投影仪的透镜可以制作老花眼镜镜片D. 要使墙上的像变大，应增大手机与透镜间的距离6. (2017河北改编)在探究凸透镜成像规律的实
4、验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成一清晰的像下列说法正确的是( )第 6题图A. 凸透镜的焦距可能为 8 cmB. 图中凸透镜成像的特点应用在了幻灯机上C. 保持透镜和光屏位置不动，移动蜡烛，烛焰仍可在光屏上成清晰的像D. 保持蜡烛和光屏位置不动，移动凸透镜，光屏上能成放大清晰的烛焰像二、填空与作图题7. (2017河南)无人机利用携带的焦距一定的微型摄像机进行航拍，来自地面景物的光通过摄像机镜头，会聚在感光晶片上，形成倒立、_(选填“放大”或“缩小”)的实像；当无人机上升时，须_(选填“增大”或“减小”)镜头与感光晶片间的距离，才能拍摄到清晰的画面8. 晓敏将放大镜对
5、准太阳，使太阳光透过放大镜后在纸屑上形成一个又小又亮的光斑，一段时间后，纸屑就会冒烟，随后燃烧放大镜之所以有这样“神奇”的功能，是因为它能够将太阳光_(选填“会聚”或“发散”)，利用它的这种特性可以矫正_(选填“近视眼”或“远视眼”)；若晓敏利用焦距为 10 cm 的放大镜制成了一个简易照相机，使用时，物体与照相机镜头之间的距离应大于_cm.9. (2017铁岭)如图是一款小巧方便的手机投影仪，可以实现将“影院”搬到家中，它的镜头相当于_透镜，所成的像位于_(选填“一倍焦距以内” “一倍与二倍焦距之间”或“二倍焦距以外”)，若让像更大些，应将投影仪_(选填“远离”或“靠近”)屏幕第 9题图 第
6、 10题图10. (2017原创)如图所示是光电鼠标的工作原理图，发光二极管发出的光照射在粗糙的鼠标垫上时发生漫反射，若成像透镜距鼠标垫 7 mm，光学感应器距成像透镜 3 mm，则在光学感应器上所成的像是_(选填“倒”或“正”)立、_(选填“放大”或“缩小”)的_(选填“实”或“虚”)像，当鼠标移动时，感应器会连续拍摄鼠标垫表面所成的像该光学感应器的成像原理与_(选填“照相机”或“投影仪”)相同11. (2017苏州)(1)利用微信“扫一扫”功能，通过智能手机的摄像头扫描二维码(如图甲)可快速获取网络信息，手机摄像头相当于一个凸透镜，二维码到摄像头的距离应满足_的条件(2)如图乙所示，蜡烛恰
7、好在光屏上成清晰的像将光屏移至刻度线 10 cm处，蜡烛向_(选填“远离”或“靠近”)透镜方向移动，光屏上能再次成清晰的像保持透镜位置不变，仅将蜡烛和光屏位置交换，光屏上可观察到倒立_的实像第 11题图12. (2017兰州)眼睛相当于照相机，它能够在一定范围内自动调节_和进入眼睛的光的强度在适当的照明条件下，物体能在视网膜上形成一个缩小、_的实像13. 澳大利亚莫纳什大学的研究团队正在开发一种不需要正常视觉系统的“仿生”球如图所示，这一技术由一系列镜片和电极组成，包含摄像头、眼球运动传感器、数字处理系统，以及无线发送设备通过眼球追踪技术，这些摄像头的移动与常人眼球类似，即_(选填“凸透镜”或
8、“凹透镜”)，所成的像是_(选填“实”或“虚”)像，而后通过电磁波传递信息，产生粗略的图像传入大脑第 13题图14. (2017吉林省卷)(2 分)请在图中画出折射光线第 14题图15. (2017铜仁)(2 分)完成光路图第 15题图16. (2分)请在如图所示的虚线框内画出可以矫正视力的透镜第 16题图三、实验与探究题17. (2017辽阳)(8 分)探究“凸透镜成像”和“平面镜成像的特点”的实验第 17题图(1)在探究“凸透镜成像”的实验中，有三只凸透镜：焦距为 10 cm，焦距为 15 cm，焦距为 20 cm.将其中一只凸透镜固定在 40 cm刻度线处，适当调整点燃蜡烛和光屏的位置，
9、直到光屏上得到清晰的烛焰像(像未画出)，如图所示则选用的凸透镜是_(选填“” “”或“”)，此时烛焰像是_(选填“放大”或“缩小”)的，_(选填“照相机” “投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理工作的(2)将点燃的蜡烛移到 35 cm刻度线处，移动光屏，屏上找不到烛焰像，为了探究此时烛焰像的特点，眼睛应在凸透镜_(选填“左”或“右”)侧观察，会看到一个_(选填“正立”或“倒立”)的烛焰像(3)为了探究“平面镜成像的特点” ，保持点燃蜡烛在 35 cm刻度线处位置不变，将图中的凸透镜换成厚度为_(选填“2 mm”或“5 mm”)的玻璃板；再将光屏换成等大的蜡烛，并移动到_cm 刻度线处，可以比
10、较像与物的关系(4)将点燃的蜡烛远离玻璃板时，玻璃板所成蜡烛像的大小_(选填“变大” “变小”或“不变”)答案1. A 【解析】照相机是利用物距大于二倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像的原理来拍摄照片的，A 错误，符合题意；电视机是通过遥控器发射红外线来实现遥控的，B 正确，不符合题意；近视眼的晶状体折光能力较强，使得物体的像成在视网膜之前，若带上一副由凹透镜制成的眼镜，则该镜能对光线发散，从而使像成在视网膜上，C 正确，不符合题意；投影仪是利用物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成倒立、放大的实像的原理而工作的，D正确，不符合题意故选 A.2. B 3. C4. A 【解析】行车记录仪的摄像头是
11、凸透镜，拍摄录像时成倒立、缩小的实像，故物体在凸透镜二倍焦距之外；红外线在可见光谱以外，故人眼看不到故选 A.5. C 【解析】投影仪成倒立放大的实像，手机到透镜的距离即物距应在一倍焦距和二倍焦距之间，A 错误；墙上呈现的是手机画面的倒立、放大的实像，B 错误；制作简易投影仪的透镜是凸透镜，可以用来制作老花眼镜镜片，C 正确；要使墙上的像变大，应减小物距，增大像距，即应减小手机与透镜间的距离，D 错误故选 C.6. D 【解析】从题图中可以看出物距 30 cm，像距 20 cm.物距大于像距，所以成倒立、缩小的实像，与照相机的成像特点一致，B 错误；此时物体位于二倍焦距以外，成像位置在一倍焦距
12、到二倍焦距之间，即 30 cm2f，f20 cm2f，就有 10 cmf15 cm，凸透镜的焦距不可能是 8 cm，A 错误；物距变化，像距就要变化，像的位置、大小都要变化，C 错误；保持蜡烛、光屏的位置不变，当物距等于 20 cm时，像距就是 30 cm，根据光路可逆原理，可成倒立、放大的实像，D 正确故选 D.7. 缩小 减小 【解析】摄像机是根据物体在凸透镜二倍焦距以外成倒立、缩小的实像制成的，因此在感光晶片上成倒立、缩小的实像，当无人机上升时，物距变大，根据“物远像近像变小”可知像距变小，应该减小镜头到感光晶片的距离8. 会聚 远视眼 20 【解析】放大镜是凸透镜，让太阳光通过凸透镜，
13、太阳光将会聚在焦点，从而使焦点处温度升高，如果在焦点处放些纸屑，一段时间后，纸屑就会冒烟，随后燃烧这是利用了凸透镜的会聚作用远视眼是由于晶状体曲度变小，会聚能力减弱，像成在视网膜的后方，要想使像呈在视网膜上，应使光线提前会聚，应配戴会聚透镜，即凸透镜可以矫正远视眼当物距大于 2倍焦距时，成倒立、缩小的实像，应用于照相机因此晓敏利用焦距为 10 cm的放大镜制成了一个简易照相机，使用时，物体与照相机镜头之间的距离应大于 20 cm.9. 凸 二倍焦距以外 远离 【解析】手机投影仪的镜头相当于凸透镜；物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成像于二倍焦以外；由于投影仪成实像，根据凸透镜成实像时， “物近像远
14、像变大”的规律可知，若让像更大些，应将投影仪远离屏幕10. 倒 缩小 实 照相机 【解析】感应器连续拍摄鼠标垫表面所成的像是利用二倍焦距以外的物体成像的原理，因此光学感应器所成的是倒立、缩小的实像；此原理与照相机的原理相同11. (1)大于 2倍焦距(或 u2 f) (2)靠近 缩小【解析】(1)摄像头相当于照相机，所以物距应该大于二倍焦距；(2)题图乙中已经能够成倒立放大实像，光屏远离透镜时，因为凸透镜成实像时像物移动方向一致，所以要想继续成像在光屏上，物体要靠近透镜；此时将物体和光屏位置交换，根据光路的可逆性，仍然可以在光屏上成像，但是物距与像距的关系由物距小于像距变成了物距大于像距，所以
15、只能成倒立、缩小的实像12. 焦距 倒立 【解析】人体的眼睛相当于一架自行调节焦距的照相机，在适当照明的条件下，成倒立、缩小的实像13. 凸透镜 实14. 如答图所示(2 分)第 14题答图【解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，如答图所示15. 如答图所示(2 分)第 15题答图【解析】当入射光线与主光轴平行，经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过焦点；入射光线过光心，经凹透镜折射后，折射光线传播方向不变，如答图所示16. 如答图所示(2 分)第 16题答图【解析】由题图可知，该眼睛将近处物体的像成在视网膜的后面，属于远视眼，应配戴凸透镜进行矫正，如答图所示17. (每空 1分，共
16、 8分)(1) 放大 投影仪 (2)右 正立 (3)2 mm 45 (4)不变【解析】(1)由题图可知，物距 u40 cm20 cm20 cm，像距 u100 cm40 cm60 cm，u0，在光屏上得到清晰的像，说明成的是倒立、缩小的实像；此时 fu2f，f20 cm2f，解得：10 cmf20 cm，所以所选凸透镜的焦距为 15 cm，故选；投影仪是利用这一原理工作的；(2)若将点燃的蜡烛移到 35 cm刻度线处，光屏上接收不到像，说明此时成正立、放大的虚像，并且物像同侧，观看烛焰的虚像时，眼睛应在凸透镜的右侧观察；(3)因为玻璃板越薄，两个反射面所成的像距离越近，这样可以使像的位置更加准确，厚玻璃板会形成两个像，会影响对实验结果的判断，所以应选用厚度为 2 mm的玻璃板；因为平面镜成正立、等大的虚像，且物距等于像距，此时物距为 u40 cm35 cm5 cm，所以另一支未点燃的蜡烛应放在 45 cm刻度线处；(4)因为平面镜成等大的虚像，将点燃的蜡烛远离玻璃板时，玻璃板所成的蜡烛的像的大小不变