初中物理透镜及其应用易错剖析.docx
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初中物理透镜及其应用易错剖析
初中物理透镜及其应用易错剖析
一、初中物理透镜及其应用
1.下列有关光学知识的叙述正确的是( )
A. 光年是一个非常大的距离单位 B. 近视眼镜利用了凹透镜对光的会聚作用
C. 电视机遥控器是利用紫外线工作的 D. 借助放大镜看地图时,地图到放大镜的距离应大于一倍焦距
【答案】A
【解析】【解答】解:
A、光年是光在一年的时间内走的路程,所以是一个非常大的距离单位,故A正确;
B、近视眼是晶状体的曲度变大,会聚能力增强,即折光能力增强,应佩戴发散透镜,使光线推迟会聚,因此利用了凹透镜对光的发散作用,故B错误;
C、由于红外线的穿透力强,电视机遥控器是利用红外线工作的,故C错误;
D、放大镜是根据物距小于焦距时,凸透镜成正立放大虚像,则借助放大镜看地图时,地图到放大镜的距离应小于一倍焦距,故D错误.
故选A.
【分析】
(1)光年是光在一年的时间内走的路程;
(2)掌握近视眼的成因及矫正,近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用;(3)红外线的穿透力强,紫外线的化学效应强;(4)放大镜是根据物距小于焦距时,凸透镜成正立放大虚像的原理制成的.
2.如图所示是小明看到老师拿着放大镜看自己时的情景,若放大镜镜片的焦距大约在10cm左右,则下列说法中正确的是( )
A.老师看小明是倒立缩小的
B.小明距离老师在10cm以内
C.老师在镜中放大的眼睛其实在真实的眼睛后面
D.小明若戴有近视镜则不可能看到图示情景
【答案】C
【解析】【解答】当凸透镜成像时,若u<f,成正立、放大的虚像,由图知道,可知小明刚好通过透镜能看到老师眼睛正立的虚像,所以此时老师的眼睛在凸透镜的一倍焦距以内,老师在镜中放大的眼睛其实在真实的眼睛后面,C符合题意;由于老师的眼睛在凸透镜的一倍焦距以内,所以,无论小明是否戴有近视镜,小明都能通过透镜能看到老师眼睛正立的虚像,D不符合题意;由于小明到凸透镜的距离是u>2f时,成倒立、缩小的实像,此时像距是2f>v>f,眼睛中视网膜相当于光屏,而此时老师的眼睛在凸透镜的一倍焦距以内,所以老师从透镜中看不到小明的像,AB不符合题意,
故答案为:
C。
【分析】放大镜:
原理、成放大、正立的虚像,u 3.物体放在凸透镜前16厘米处,在透镜另一侧的光屏上成一个倒立缩小的像。 该凸透镜的焦距可能为( ) A.5厘米 B.8厘米 C.10厘米 D.20厘米 【答案】A 【解析】【解答】解: 物体放在凸透镜前16厘米处,在透镜另一侧的光屏上成一个倒立缩小的像,即: u=16cm>2f,解得f<8cm,分析四个选项,其中的5cm符合题意。 故答案为: A。 【分析】 物体位置 像的位置 像的大小 像的性质 应用举例 u>2f f< v <2f 像、物异侧 缩小 倒立实像 照像机 u=2f v =2f 像、物异侧 等大 倒立实像 测焦距 f v >2f 像、物异侧 放大 倒立实像 幻灯机 投影仪 43.物体置于距凸透镜的焦点10厘米处,在透镜另一侧光屏上成一个放大的像。 该透镜的焦距可能为( ) A. 5厘米 B. 8厘米 C. 10厘米 D. 15厘米 【答案】D 【解析】【解答】解: 当物体距凸透镜焦点10cm处,在光屏上成一个放大的像,由凸透镜成像规律可知,2f>u>f,成倒立、放大的实像,因物体距凸透镜焦点10cm处,所以物距u=10cm+f,即2f>10cm+f>f,解得f>10cm,所以该透镜的焦距可能为15cm,D符合题意。 故答案为: D。 【分析】 物体位置 像的位置 像的大小 像的性质 应用举例 u>2f f< v <2f 像、物异侧 缩小 倒立实像 照像机 u=2f v =2f 像、物异侧 等大 倒立实像 测焦距 f v >2f 像、物异侧 放大 倒立实像 幻灯机 投影仪 44.关于光现象,下列说法正确的是( ) A. 凸透镜只对平行光线有会聚作用 B. 人向平面镜走近时,他在镜中的像逐渐变大 C. 黑板面反光是由于光发生漫反射造成的 D. 日食的形成是由于月球挡住了太阳射向地球的光 【答案】D 【解析】【解答】A.凸透镜对任何光线都有会聚作用,A不符合题意; B.平面镜所成的像与物大小相等,故人向平面镜走近时,他在镜中的像不变,B不符合题意; C.当黑板表面太光滑,光射到这里发生了镜面反射,反射光线朝着同一方向射出,反射光线方向的同学看不清黑板上的字,这就是黑板反光问题,C不符合题意; D.光在同一种均匀介质中是沿直线传播的,故日食的形成是由于月球挡住了太阳射向地球的光导致的,D符合题意, 故答案为: D。 【分析】本题考查了光的传播的知识,光在同一种均匀介质中是沿直线传播的,现象有日食、月食的形成,光射到光滑的表面发生了镜面反射,反射光线朝着同一方向射出,平面镜所成的像与物大小相等,凸透镜对光线都有会聚作用. 4.如图所示,是小明同学拍摄的武汉长江大桥的照片,下列说法正确的是( ) A. 要想使桥的像小一些,小明应离桥远一些再拍摄 B. 桥在水中的倒影是由于光的直线传播形成的 C. 桥在水中的倒影是由于光的折射形成的 D. 拍摄时底片上的像是倒立放大的实像 【答案】A 【解析】【解答】A.要使底片上桥的像变小,物距要增大,所以马亮离桥要远一些。 A符合题意。 B.桥在水中的倒影是由于光的反射形成的。 B不符合题意。 C.桥在水中的倒影是由于光的反射形成的。 C不符合题意。 D.拍摄时底片上的像是倒立、缩小的实像。 D不符合题意。 故答案为: A. 【分析】凸透镜成像的应用: 照相机: 原理;成倒立、缩小的实像,u>2f 幻灯机: 原理、成倒立、放大的实像,f 放大镜: 原理、成放大、正立的虚像,u 5.如图所示是被课本反射的光经小洪同学眼睛的晶状体折射的情况,则该同学是( ) A. 近视眼,需要用凹透镜矫正 B. 近视眼,需要用凸透镜矫正 C. 远视眼,需要用凹透镜矫正 D. 远视眼,需要用凸透镜矫正 【答案】D 【解析】【解答】由图可知,一束来自远处物体的光经某同学眼睛的角膜和晶状体折射后所成的像落在视网膜之后,说明该同学患的是远视眼,远视眼看近处的物体,像成在视网膜的后方,用凸透镜矫正,光线会聚能力增强,使成像靠前落在视网膜上,能看清物体。 故答案为: D。 【分析】近视眼看不清远处的景物,需要配戴凹透镜;远视眼看不清近处的景物,需要配戴凸透镜(凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用). 6.下列说法中正确的是( ) A. 投影仪的镜头是凹透镜 B. 照相机的镜头是凹透镜 C. 远视眼镜的镜片是凸透镜 D. 近视眼镜的镜片是凸透镜 【答案】C 【解析】【解答】A投影仪的镜头是凸透镜,其是利用物体在1倍和2倍焦距之间,像成在另一侧的2倍焦距以外,成倒立放大实像的原理制作的,A不符合题意; B.照相机的镜头是凸透镜,其是利用物体在2倍焦距以外,像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立缩小实像的原理制作的,B不符合题意; C.远视眼是由于晶状体太薄或眼球的前后方向太短,像成在视网膜的后方,故用凸透镜来矫正,C符合题意; D.近视眼是由于晶状体太厚或眼球的前后方向太长,导致像成在视网膜的前方,故用凹透镜来矫正,D不符合题意. 故答案为: C. 【分析】投影仪、照相机的晶体是凸透镜,远视眼镜是凸透镜,近视眼镜是凹透镜. 7.用普通照相机拍照时,要按被照物体距相机镜头的远近进行“调焦”,使用起来不太便捷.有一种“傻瓜”相机,只要把想拍摄的景物全部纳入取景器内,不论远处还是近处的物体,在照片上都比较清晰,从而使拍照的过程变得十分快捷.这种“傻瓜”相机不用“调焦”的奥秘是( ) A. 采用了长焦距的镜头,使远近不同的物体成像的位置相差不大 B. 采用了短焦距的镜头,使远近不同的物体成像的位置相差不大 C. 采用了长焦距的镜头,使远近不同的物体成像的位置相同 D. 采用了短焦距的镜头,使远近不同的物体成像的位置相同 【答案】B 【解析】【解答】当物距大于凸透镜的2倍焦距时能成倒立、缩小的实像,所成的像在凸透镜后的1倍焦距与2倍焦距之间,这是胶片的位置,如果用短焦距镜头,其焦距本身就很小,像的位置变化不大,当用这种傻瓜照相机照相时,如果物体到相机镜头距离发生改变时,像距的变化范围很小,像的位置变化不大,可以认为能成近似清晰的像, 故答案为: B。 【分析】照相机利用凸透镜成倒立缩小的实像的原理,物距大于二倍焦距,像距大于一倍焦距小于二倍焦距,当焦距较小时,凸透镜所成像在较小的范围内。 8.在模拟近视眼的实验中,将蜡烛放在离凸透镜较远的位置,如图所示,给凸透镜“戴”上近视眼镜,此时光屏上能成一清晰的像;若“取”下近视眼镜,为使光屏上的像清晰,在保持烛焰和透镜位置不变的条件下,应该将光屏( ) A. 远离透镜 B. 靠近透镜 C. 靠近透镜和远离透镜都可以 D. 保持在原来的位置 【答案】B 【解析】【解答】近视眼睛是凹透镜,对光线有发散作,给凸透镜“戴”上近视眼镜,光屏上成清晰的像,取走近视眼睛,会聚的程度会加强,像会前移,故B符合题意,ACD不符合题意。 故答案为: B 【分析】近视眼睛是凹透镜,对光线有发散作用,使所成像往后移。 9.下列关于光现象的说法中正确的是( ) A. 光滑镜面的反射叫做漫反射,若眼不在反射光束的方向上,镜面看上去是亮的 B. 把来自光源的光向四面八方的反射是镜面反射 C. 当光从空气射入透镜时,凹透镜对光有发散作用 D. 用激光器射出一束光线,当光线从空气射入水中时,折射角一定小于入射角 【答案】C 【解析】【解答】解: A、光滑镜面的反射叫做镜面反射,若眼不在反射光束的方向上,镜面看上去是黑的,A不符合题意; B、来自光源的光向四面八方的反射是漫反射,B不符合题意; C、当光从空气射凹透镜时,出射光线会远离主光轴,说明凹透镜对光有发散作用,C符合题意; D、光从空气斜射入水或其他介质中时,折射角小于入射角,但当光线垂直入射到两种介质的分界面上时,光的传播方向不改变,此时折射角与入射角相等,D不符合题意。 故答案为: C。 【分析】反射分镜面反射和漫反射,平行光线入射到平而光滑反射面上,反射光线还是平行射出,这种反射是镜面反射;平行光线入射到粗糙的反射面上,反射光线射向四面八方,这种反射是漫反射.镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律. 凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用. 10.在“探究凸透镜成像规律”的过程中,小明同学观察到了如图所示的实验现象,下列光学仪器的工作原理与该现象所反映的规律相同的是( ) A. 试衣镜 B. 放大镜 C. 照相机 D. 投影仪 【答案】D 【解析】【解答】解: 由题意知,像是倒立放大的, A、试衣镜利用了平面镜的成正立等大的虚像规律,A不符合题意; B、放大镜利用了能成正立放大的像的规律,B不符合题意; C、照相机利用了凸透镜能成倒立缩小的像的规律,C不符合题意; D、投影仪利用了凸透镜能成倒立放大的像的规律,D符合题意; 故答案为: D。 【分析】结合图中成像特点,利用凸透镜成像的规律分析判断即可. 11.许多高速公路上,在交通标志线上每隔2m安装一个凸起的纯玻璃元件,这种元件叫“夜精灵”。 晚上只要汽车的灯光一照,司机就能看到附近地上的“夜精灵”亮起来(如图所示)。 下列几种元件的工作原理与“夜精灵”完全不同的是( ) A. 公路上反光标志牌 B. 路口的红绿交通标志灯 C. 自行车的尾灯 D. 环卫工人穿的反光马甲 【答案】B 【解析】【解答】解: 由于“夜精灵”的形状如同凸透镜,凸透镜对光线有汇聚作用,当汽车灯光射来时,光线经过玻璃微珠折射后,在玻璃微珠背面发生反射,然后沿原路返回,这样司机就可以看清黑夜中的标志牌。 高速公路反光标志牌、自行车的尾灯、环卫工人身上穿的反光马甲都利用了光的反射原理,只有十字路口的红绿交通标志灯没有用到光的反射。 故答案为: B。 【分析】结合图像,“夜精灵”的形状如同凸透镜,凸透镜对光线有汇聚作用,同时又能将汇聚后光线全反射,反光效率很高. 12.在做“凸透镜成像的规律”实验时,某实验小组所描绘的图象如图所示。 图中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应。 下列说法正确的是( ) A. 凸透镜的焦距是20cm B. 照相机是利用A点的成像原理制成的 C. 蜡烛在C点时成倒立、缩小的实像 D. 将蜡烛从C移到A的过程中,所成像逐渐变小 【答案】C 【解析】【解答】解: A、由图象知,u=v=2f=20cm,凸透镜成倒立、等大的实像,所以凸透镜的焦距: f=10cm,A不符合题意; B、当蜡烛在A点时,由图象可知,2f>u>f,成倒立、放大的实像,是幻灯机和投影仪的原理,B不符合题意; C、当蜡烛在C点时,由图象可知,u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机,C符合题意; D、将蜡烛从C移动到A的过程中,即物距变小,所以此时像距应该变大,同时像变大,D不符合题意。 故答案为: C。 【分析】结合像距-物距图像得出焦距,利用凸透镜成像的特点分析即可. 13.小明将点燃的蜡烛放在距凸透镜32cm处,在透镜另一侧距蜡烛50cm处的光屏上得到烛焰清晰的像,则( ) A. 光屏上所成的是倒立、放大的实像 B. 光屏上所成的是倒立、等大的实像 C. 该透镜的焦距f一定满足9cm<f<16cm D. 该透镜的焦距f一定满足18cm<f<32cm 【答案】A 【解析】【解答】根据物体到凸透镜的距离小于像到凸透镜的距离,则物体在一倍焦距和二倍焦距之间,像在二倍焦距之外,此时的像是倒立、放大的实像,A符合题意,B不符合题意;根据物距和像距范围列不等式: f<32cm<2f,50cm>2f,解得16cm 故答案为: A. 【分析】根据物距和像距的大小可以判断成像特点,并且可以分析凸透镜焦距的取值范围。 14.如图所示,是对同一个物体拍摄的两张清晰程度相同的照片底片,拍摄这两张照片时照相机的镜头焦距相同,下列说法正确的是( ) A. 拍摄a时,照相机与物体的距离较大 B. 拍摄b时,照相机与物体的距离较大 C. 拍摄a与b时,照相机与物体的距离一样大 D. 无法判断 【答案】B 【解析】【解答】由图知,b的像比a的像小,根据凸透镜成像的规律,成的像越小,此时的物距越大,像距越小.所以拍摄b时,相机与物体的距离较大. 故答案为: B. 【分析】此题主要考查了照相机的制作原理及凸透镜成像的规律及应用,成实像时的动态变化规律是: 物近像远像变大,物远像近像变小. 15.烛焰通过焦距为10cm的甲凸透镜在光屏上成清晰的像,如图所示.现用焦距为5cm的乙凸透镜替换甲,不改变蜡烛和凸透镜的位置,关于乙凸透镜的成像情况,正确的说法是( ) A. 要在光屏上成清晰的像,光屏应向左移动 B. 要在光屏上成清晰的像,光屏应向右移动 C. 移动光屏,可以得到一个清晰放大的实像 D. 移动光屏,可以得到一个清晰放大的虚像 【答案】A 【解析】【解答】根据图像,光屏上能成清晰的像,若换用焦距更小的凸透镜,相当于物体离凸透镜的焦距更远,则像更靠近凸透镜,所以光屏要向左移动才能承接清晰的像,A符合题意。 故答案为: A. 【分析】根据凸透镜成像的规律,当物体距离凸透镜焦点更远,像会更靠近凸透镜。 16.光学器件在我们的生活、学习中有着广泛的应用.下面的介绍有一项不切合实际,它是( ) A. 平面镜成像时,像、物到平面镜的距离相等 B. 凹面镜能起到扩大视野的作用 C. 近视眼镜利用了凹透镜对光线的发散作用 D. 阳光通过凸透镜后可以点燃纸屑,是利用了凸透镜对光的会聚作用 【答案】B 【解析】【解答】解: A、平面镜成像时,物像到平面镜的距离相等,故A正确; B、凸面镜对光线有发散的作用,应用在汽车的观后镜上,而不凹面镜,故B错误; C、近视眼是晶状体曲度变大,会聚能力减强,即折光能力强,应佩戴发散透镜,使光线推迟会聚,故C正确; D、因凸透镜对光线的会聚作用,所以阳光通过凸透镜可以会聚一点,热量集中,温度较高可以点燃纸屑,故D正确. 故选B. 【分析】 (1)根据平面镜成像特点进行判断: 物体在平面镜中成虚像,物像大小相等,物像连线与镜面垂直,物像到平面镜的距离相等; (2)凹面镜可以反射光线,而且可使光线会聚到一点;凸面镜可以反射光线,并使光线发散;(3)(4)凸透镜、凹面镜对光线都有会聚作用,凹透镜、凸面镜对光线都有发散作用. 17.小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中,根据测得的数据得到了物距u跟像距v之间关系的图象,如图所示,则下列判断正确的是( ) A. 该凸透镜的焦距是20cm B. 当u=15cm时,在光屏上能得到一个缩小的像 C. 把物体从距凸透镜15cm处移动到30cm处的过程中,像逐渐变小 D. 当u=25cm时成放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的 【答案】C 【解析】【解答】A、u=v=2f,凸透镜成倒立、等大的实像,如图,u=v=2f=20cm时,所以f=10cm,A不符合题意; B、当u=15cm时,2f>u>f,成倒立、放大的实像,B不符合题意; C、物体从距凸透镜15cm处移动到30cm处的过程中,凸透镜的物距大于焦距,成实像,凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小,C符合题意; D、当u=25cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机和摄像机,D不符合题意. 故答案为: C. 【分析】 (1)根据凸透镜成像的四种情况和应用进行判断: u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机和摄像机; u=2f,成倒立、等大的实像,v=2f,一般用来求凸透镜的焦距; 2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f,应用于幻灯机和投影仪; u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜和老花镜; (2)当物距大于焦距时,凸透镜成实像.凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小. 18.小磊在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将凸透镜A固定在光具座上35cm处,移动光屏使烛焰在光屏上成清晰的像,如图甲所示,接着,他将凸透镜A换成凸透镜B并保持烛焰和透镜位置不变,移动光屏再次得到清晰的像如图乙所示,则下列说法中正确的是( ) A. A的焦距小于B的焦距,显微镜的物镜成像原理与图甲相同 B. A的焦距小于B的焦距,显微镜的物镜成像原理与图乙相同 C. A的焦距大于B的焦距,显微镜的物镜成像原理与图甲相同 D. A的焦距大于B的焦距,显微镜的物镜成像原理与图乙相同 【答案】C 【解析】【解答】解: (1)由甲图可知,物距u=35cm﹣5cm=30cm,此时成倒立、放大的实像,所以物距处于f和2f之间,即f<30cm<2f,可得15cm<f<30cm; 由乙图可知,物距仍为30cm,此时成倒立、缩小的实像, 所以30cm>2f,得f<15cm, 所以A的焦距大于B的焦距. (2)显微镜包括物镜和目镜,靠近物体的称之为物镜,另一个称之为目镜,物体首先由物镜成一个倒立、放大的实像,再经目镜成一个正立、放大的虚像.因此,物镜成像原理相当于投影仪,与图甲相同;目镜成像原理相当于放大镜. 可见ABD错、C正确. 故选C. 【分析】 (1)当物距处于f和2f之间时,成倒立、放大的实像;当物距大于2f时,成倒立、缩小的实像,据此比较甲乙两图中凸透镜焦距的大小关系; (2)显微镜有物镜和目镜组成,显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. 19.烛焰通过焦距为10cm的甲凸透镜在光屏上成清晰的像,如图所示.现用焦距为5cm的乙凸透镜替换甲,不改变蜡烛和凸透镜的位置,关于乙凸透镜的成像情况,正确的说法是( ) A. 要在光屏上成清晰的像,光屏应向右移动 B. 要在光屏上成清晰的像,光屏应向左移动 C. 移动光屏,可以得到一个清晰放大的实像 D. 移动光屏,可以得到一个清晰放大的虚像 【答案】B 【解析】【解答】由图知,物距大于像距,此时成倒立缩小的实像;当将凸透镜换成焦距f为5cm时,u>2f,则会在1倍焦距与2倍焦距之间成倒立缩小的实像,所以应将光屏向左移动才能得到清晰的像, 故答案为: B. 【分析】本题考查学生对凸透镜的成像规律的掌握情况。 (1)物体在二倍焦距以外(u>2f),成倒立、缩小的实像(像距: f (2)物体在焦距和二倍焦距之间(f v>2f)。 如幻灯机;(3)物体在焦距之内(u 20.对图中所示光现象的描述正确的是( ) A. 图甲中,漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律 B. 图乙中,人配戴的凹透镜可以矫正远视眼 C. 图丙中,光的色散现象说明白光是由各种色光混合而成的 D. 图丁中,平面镜成像时进入眼睛的光线是由像发出的 【答案】C 【解析】【解答】解: A、漫反射的光线尽管杂乱无章,但每条光线仍然遵循光的反射定律,该选项说法错误. B、近视眼需要佩戴凹透镜矫正,该选项说法错误; C、白光通过三棱镜时,因为不同颜色的光通过玻璃时偏折的角度不同,白光通过三棱镜分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光,该选项说法正确; D、平面镜成虚像,虚像是反射光线的反向延长线会聚而成的,虚像不会发出光线.该选项说法错误. 故选C. 【分析】 (1)平面镜成像时,物体经平面镜反射后,反射光线进入人的眼睛; (2)近视眼的成因是晶状体太厚,折光能力太强,或者眼球在前后方向上太长,因此来自远处点的光会聚在视网膜前,到达视网膜时已经不是一点而是一个模糊的光斑了,应佩戴凹
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- 初中 物理 透镜 及其 应用 剖析
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