初中物理透镜试题答案及解析

一、不能正确理解透镜的作用例1．如图1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：(甲透镜/乙透镜)是凹透镜，可用于(近视/远视）眼的矫正．错解：甲透镜近视解析：很多同学看到光线经过甲透镜折射后没有相交成一点，而是逐渐远离，认为甲是凹透镜，而认为乙是凸透镜，这是错误的。我们将入射光线AB、AE沿直线延长，即图2甲中的BC和EF，把它们与经凸透镜射出的光线BD、EG比较，显然折射光线是相互“靠近”了，这就是凸透镜对光线有会聚作用的表现。相反，如果我们把甲换成凹透镜，则根据凹透镜对光线的发散作用，情况应该如图2乙所示。乙正解：乙透镜近视反思：透镜对光是会聚还是发散，不是看折射光线是否相交，而是体现在它们使入射光线变得相互“靠近”了还是“远离”了。凸透镜对光线有会聚作用，“会聚作用”并不等于通过凸透镜后的折射光线都会聚于一点。凹透镜对光线有发散作用，“发散作用”并不等于通过凹透镜后的折射光线都不能会聚于一点。二、混淆实像和虚像的概念例2．关于虚像和实像，下列判断正确的是()A．实像能用光屏接到，虚像不能用光屏接收到B．虚像是人的幻觉并没有光线进入人的眼睛，实像则相反C．平面镜成的一定是虚像，凸透镜一定成实像D．由光的反射而成的像是虚像，由于光的折射成的像一定是实像错解：选B（或C、D）解析：虚像和实像的区别有两点：①成像的原理不同。物体发出（或反射）的光线经光学元件反射或折射后，实际光线会聚到一点，所成的像叫做实像；物体发出（或反射）的光线，经光学元件反射或折射后，光线不能相交，反向延长交于一点，人眼误以为光从这点发出的，所成的像叫做虚像。②承接的方法不同。虚像只能用人眼看到，不能用光屏承接；实像既可以用光屏承接，也可以用人眼直接观看。正解：A反思：虚像和实像只有成像原理及承接方法的不同。解：A、虚像是由实际光线的反向延长线汇聚而成的，只是进入人眼的光是发散的，并不是没有光进入人眼，若真的是没有光进入人眼，将什么也看不到，故A错误；B、实像是由实际光线汇集而成的，但不一定是光的折射形成的，如小孔成像；我们从岸上看水中的东西，看到的是物体的虚像，就是光的折射形成的，故B错误；C、实像是由实际光线汇集而成的，所以实像能呈在光屏上，而虚像是由实际光线的反向延长线汇聚而成的，所以虚像不能呈在光屏上，故C正确；D、因为凸透镜能成实像也能成虚像，故D错误．故选C．三、探究凸透镜成像规律时出错例3．小华想探究凸透镜成像规律。实验桌上有A、B、C三个凸透镜，其中凸透镜A的焦距为10cm，凸透镜B的焦距为50cm，凸透镜C的焦距未知。光具座上标尺的刻度范围如图3所示。（1）小华想探究凸透镜成实像的规律，应选用凸透镜（选填“A”或“B”）。实验过程中，他将点燃的蜡烛放置在距凸透镜25cm处时，移动光屏，直到光屏上呈现出烛焰清晰的像，则该像是倒立、的实像。（选填“放大”或“缩小”）（2）小华将凸透镜C固定在光具座上50cm刻线处，当烛焰在光具座上30cm到40cm刻线之间时，烛焰的像是放大、倒立的实像；当烛焰在光具座上0cm到30cm刻线之间时，烛焰的像是缩小、倒立的实像。由此可判断烛焰在光具座上45cm刻线处时，烛焰的像是放大、的像。错解：不知道怎样思考无法填出答案，或无根据的乱填一气。解析：（1）要探究凸透镜成实像的规律，就要分别让u2f、u=2f、2fuf，若选用焦距为50cm的凸透镜B，当u2f或u=2f时，因光具座长度不够，无法移动光屏获得清晰的像。选用焦距为10cm的凸透镜A，则可以克服上面的不足使实验顺利进行。此时当点燃的蜡烛放置在距凸透镜25cm处时，满足当u2f，所以成倒立缩小的实像。（2）由“凸透镜C固定在光具座上50cm刻线处，烛焰在光具座上30cm到40cm刻线之间”可知，20cmu10cm，再根据“烛焰的像是放大、倒立的实像”，结合凸透镜成像规律判断2fuf。由“烛焰在光具座上0cm到30cm刻线之间”得出u20cm，再根据“烛焰的像是缩小、倒立的实像”，结合凸透镜成像规律判断u2f。由以上两点判断凸透镜C的焦距就等于10cm。当烛焰在光具座上45cm刻线处时，判断出uf。所以烛焰的像是放大、正立的虚像。正解：（1）A缩小（2）正立虚反思：学习新课时，我们是通过实验获得凸透镜成像的规律；遇到考题时，我们需要根据凸透镜成像的规律，来思考实验中的问题。情景不同，思路不同，切记切记！四、应用凸透镜成像规律时出错例4．用水彩笔在磨砂电灯泡的侧面画一个图案，然后把电灯泡接到电路中让其发光，拿一个凸透镜在灯泡图案与其正对的白墙之间（图案与白墙之间距离较大）移动，则所画图案在墙上成清晰像的情况是（）A．不能成像B．能成一次像，是放大、正立的虚像C．能成两次像，一次是放大、倒立的实像，一次是缩小、倒立的实像D．能成三次像，一次是缩小、倒立的实像，一次是等大、倒立的实像，一次是放大、倒立的实像错解：选D解析：题目中的图案是物体，白墙是光屏。凸透镜在灯泡图案与其正对的白墙之间移动，当物距大于像距时，可以成缩小、倒立的实像；当物距小于像距时，可以成放大、倒立的实像。所以A、B选项错误。为什么不能出现等大、倒立的实像呢？我们想到出现此种情况的条件是物距等于二倍焦距，此时像距也等于二倍焦距，即物体和光屏之间的距离应恰好等于四倍焦距。但题目告诉我们“图案与白墙之间距离较大”，其隐含的意思是这个距离比凸透镜焦距大得多，即图案与白墙之间距离应比四倍焦距大得多，不可能出现物体和光屏之间的距离应恰好等于四倍焦距这种情况。正解：C反思：仔细读题，善于发现试题中的言外之意（或隐含条件）可以使我们少犯错误。望远镜和显微镜解疑江苏丰县初级中学刘庆贺一、望远镜的物镜焦距要较长而目镜的焦距要较短的原因使用望远镜（物镜、目镜都是凸透镜）时，为了使远处的物体（天体）经物镜成的实像尽可能明亮，要把物镜做得大些．物镜越大，可以会聚的光线越多，像就越明亮，就越容易观察更远更暗的物体（天体）。镜面越大，其焦距就越长．经物镜成的实像要经过目镜的再次放大，才能看的更清楚。这里采用的方法是经物镜成的实像正好处于目镜的焦距以内，为了尽可能增大视角，目镜的焦距越短越好。例1．如图1是简易天文望远镜内部结构．远处的物体经过物镜成一个的实像，落在目镜的位置；这个实像经过目镜成一个正立像．如果你想制作简易天文望远镜，没有现成的透镜，可以选用合适的（选填“近视”或“远视”）镜片来代替。解析：远处物体的位置在2倍焦距以外，经过物镜成一个倒立缩小的实像；落在目镜一倍焦距以内，以便经过目镜成一个正立放大的虚像；天文望远镜的物镜和目镜都是凸透镜，所以可用远视镜片来代替。答案：倒立缩小一倍焦距以内放大的虚远视点拨：凸透镜既能使物体成放大的实像，又能成放大的虚像，如果利用物镜使远处的物体成一缩小的实像，这个实像再经过目镜放大，就能看清楚较远处的物体，这就是望远镜。利用望远镜能看清楚远处的物体，主要原因有两个：望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小，但它离我们的眼睛很近，再加上目镜的放大作用，视角就可以变得很大。另一个原因是：望远镜物镜的直径比我们眼睛的瞳孔大得多，这样它可以会聚更多的光，使得所成的像更加明亮。这一点在观测天空中的暗星时非常重要。现代天文望远镜都力求把物镜的口径加大，以求观测到更暗的星。由于望远镜物镜的直径比眼睛的瞳孔要大得多，它可以收集更多的光线，使远处的物体看起来更明亮。二、显微镜物镜的焦距要比较短，目镜的焦距要比较长的原因使用显微镜时，从物体（标本）射出的光线，经过物镜后形成一个放大的实像。这个实像被目镜再次放大，经过两次放大，光线变得很弱，不容易看清楚。因此，一方面要使被观察的物体明亮，一方面物体要尽可能离物镜近一些，以便更多的光线进入物镜。为了保证物体经物镜成放大的实像，物体要在一倍焦距以外，故物镜的焦距要设计得短一些。为使经物镜成的实像落在目镜的焦距以内，目镜的焦距又总是设计得长一些。例2．显微镜镜筒的两端各有一组透镜，每组透镜的作用都相当于一个凸透镜，靠近眼睛的凸透镜叫做目镜，靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜．目镜和物镜所成像的情况为（）A．目镜成放大实像，物镜成放大虚像B．目镜成放大虚像，物镜成放大实像C．目镜成放大实像，物镜成放大实像D．目镜成放大虚像，物镜成放大虚像解析：物镜是凸透镜，放在载物片上的物体位于物镜的1倍焦距与2倍焦距之间，经过物镜后，成一放大实像。这个放大的实像作为目镜的物体，处在目镜的一倍焦距之内，成一放大虚像．选项B正确。答案：B点拨：凸透镜既能使物体成放大的实像，又能成放大的虚像，若先用一个凸透镜使物体成一放大的实像，然后再用另一个凸透镜把这个实像再一次放大，就能看清很微小的物体了，这就是显微镜的原理。显微镜的物镜距离要观察的物体较近，使物体成一放大的实像。[第11页第10题](2014广东揭阳,3,4分)数码相机已在我们的生活中普及,照相机的镜头相当于一个________透镜,若照相机镜头的焦距为50mm,当被拍照的人到镜头的距离大于100mm时,会得到一个________、倒立的实像。[答案]凸缩小[解析]照相机利用了凸透镜成像的原理。f=50mm,u2f=100mm时,成倒立、缩小的实像。[第11页第11题](2014广东广州,15)图甲,天宫一号绕地球运动一圈约1.5小时,宇航员在天宫一号做实验。(1)如图乙,用软绳将小球系在铁架台上,小球不动。下列说法唯一正确的是________。a.小球质量比在地面时小b.以地球为参照物,小球是静止的c.绳对小球没有力的作用,小球不受任何力作用d.小球绕地球运动的方向不断改变,所以小球一定受到力的作用(2)如图丙,王亚平仅轻轻碰了一下悬空的聂海胜,聂海胜由于________会在舱内继续前进。(3)如图丁,通过水球看到王亚平的像是________(选填“实像”、“虚像”),水球相当于________(选填“平面镜”、“凸透镜”、“凹透镜”),王亚平与她的像是在水球的________(选填“同侧”、“异侧”)。(4)往图丁中无色水球注入红色的液体,一会儿整个水球都红了,出现这种现象的原因是__________________________。[答案](1)d(2)惯性(3)实像凸透镜异侧(4)分子在永不停息地做无规则运动[解析](1)质量是物体的固有属性,质量与物体位置无关,a项错误;以地球为参照物,小球随天宫一号一起绕地球运动,b项错误;小球绕地球运动的过程中,运动方向时刻在改变,时刻受到地球引力的作用,这就是它绕地球运动的向心力,c项错误,d项正确。所以选d。(2)任何物体都有惯性,由于惯性,物体会保持原来的运动状态不变。(3)水球相当于凸透镜,图中所成的像是倒立、缩小的像,凸透镜成像时倒立的像都是实像,而且像物异侧。(4)水球变红是扩散现象,这是分子在永不停息地做无规则运动的结果。[第11页第1题](2014广东梅州,3,4)以下光学器件中,没有用到凸透镜的是()A.潜望镜B.照相机C.放大镜D.投影仪[答案]A[解析]潜望镜利用平面镜改变了光路,使人可以在水面下看到水面上的物体;照相机、放大镜、投影仪都利用了凸透镜成像。[第11页第4题](2013广东广州,9,3分)图中烛焰在光屏上成清晰缩小的像。下列哪一操作可能使烛焰在光屏上成清晰放大的像()A.透镜不动,蜡烛、光屏靠近透镜B.透镜不动,蜡烛、光屏向右移动C.透镜、光屏都不动,蜡烛向右移动D.蜡烛、光屏都不动,透镜靠近光屏[答案]B[解析]凸透镜成实像时,遵循“物距减小,像和像距都增大”的原理,要想烛焰在光屏上成清晰放大的像,则需物距减小,像距变大,此时物距小于像距。由此可断定选项B正确。[第11页第5题](2014北京,2,2分)图所示的现象中,属于光的色散现象的是()[答案]D[解析]A选项是放大镜,利用了凸透镜可以成正立、放大的虚像的原理,属于光的折射现象,故A错误。当光线从水中斜射入空气中时,会在界面发生折射现象,钢勺好像在水面处折断了,故B错误。水面相当于平面镜,“倒影”是岸上景物经过平面镜所