专题03透镜及其应用1．（2019·新疆自治区兵团）下列光学仪器或日常用品中，能够成与物体大小相等的虚像的是A．穿衣镜B．老花镜C．显微镜D．望远镜【答案】A【解析】穿衣镜是平面镜，平面镜成正立等大虚像，故A符合题意；老花镜是凸透镜，凸透镜可以成倒立缩小、倒立放大、倒立等大的实像，也可以成正立、放大的虚像，不能成与物体大小相等的虚像，故B不符合题意；显微镜包括物镜和目镜，物镜相当于幻灯机（或者投影仪），成倒立、放大的实像，目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像，故C不符合题意；望远镜是由两组透镜组成，靠近眼镜的叫目镜，靠近被测物体的叫物镜；物镜的作用是使物体在焦点附近成倒立、缩小的实像，目镜相当于一个放大镜，成正立、放大的虚像，故D不符合题意。2．（2019·云南昆明）下列说法中正确的是A．放大镜是凹透镜B．凸透镜总是成实像C．凸透镜只能成倒立的像D．凹透镜对光线有发散作用【答案】D【解析】放大镜是凸透镜，根据物距小于焦距时，成正立放大虚像的原理制成，故A错误；由凸透镜成像规律可知，凸透镜可以成倒立的实像，也可以成正立的放大的虚像，故BC错误；凹透镜对光线有发散作用，故D正确。3．（2019·广东深圳）下列与照相机成像原理相同的设备是A．放大镜B．近视眼镜C．监控摄像头D．投影仪【答案】C【解析】根据凸透镜成像特点，当物距大于两倍焦距时，凸透镜能够成倒立缩小的实像为照相机原理。放大镜是利用凸透镜成正立放大虚像的原理，故A错误；近视眼镜利用了凹透镜对光线的发散作用，故B错误；监控摄像头是利用凸透镜成倒立缩小的实像的原理，故C正确；投影仪是利用凸透镜成倒立放大实像的原理，故D错误。4．（2019·湖南衡阳）当汽车经过十字路口时，监控摄像头就会拍下照片，摄像头相当于一个透镜，影像传感器相当于光屏，下列说法正确的是A．监控摄像头和近视眼镜的镜片都对光有会聚作用B．拍照时，汽车位于摄像头二倍焦距以外C．当汽车远离摄像头时，影像传感器上的像变大D．影像传感器上成的是正立的虚像【答案】B【解析】监控摄像头相当于凸透镜，近视眼镜的镜片是凹透镜，凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，故A错误；监控摄像头是利用物体在2倍焦距以外，成倒立、缩小实像的原理工作的，即影像传感器上成的是倒立、缩小的实像，故B正确，D错误；凸透镜成实像时，物远像近像变小，所以，当汽车远离摄像头时，影像传感器上的像变小，故C错误。5．（2019·湖北鄂州）在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，某小组同学利用图甲测出了透镜的焦距后，正确安装并调节实验装置如图乙所示，在光屏上得到一个清晰的像。下列说法正确的是A．由甲图可知该透镜焦距为40cmB．乙图中成的是倒立放大的实像，符合放大镜的成像原理C．在乙图中保持凸透镜的位置不变，将蜡烛与光屏的位置互换，则成像情况符合投影仪的原理D．如果在烛焰与透镜之间放置一近视眼镜的镜片，则将光屏适当左移可得一个清晰的像【答案】C【解析】由甲图可知该透镜焦距为40cm–30cm=10cm，故A错误；由图可知，物距大于像距，当物距大于二倍焦距时所成的像是缩小倒立的实像，是照相机的成像原理，故B错误；根据光路的可逆性，若将光屏和蜡烛的位置互换，在光屏上仍能成像，此时物距小于像距，凸透镜成倒立放大的实像，其应用是投影仪，故C正确。凹透镜对光线有发散作用，靠近凸透镜时，使光线发散，像会聚在光屏的后方，像距增大，在光屏上要得到清晰的像，光屏要远离凸透镜，即要将光屏向右移动才能在光屏上成清晰的像，故D错误。6．（2019·河南）购物支付已进入“刷脸”时代，如图所示，消费者结账时只需面对摄像头（相当于一个凸透镜），经系统自动拍照、扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易。下列有关说法正确的是A．光经过摄像头成像利用的是光的反射B．摄像头成像特点与投影仪相同C．“刷脸”时，面部应位于摄像头两倍焦距之外D．“刷脸”时，面部经摄像头成正立缩小的实像【答案】C【解析】摄像头为凸透镜，其原理为光的折射，应用的是凸透镜成倒立缩小的实像，与照相机的特点相同，物距应大于二倍焦距，则面部应位于摄像头两倍焦距以外，故C正确。7．（2019·宜宾市）眼球把来自外界物体的光会聚在视网膜上形成物体的________（选填“倒立实像”或“正立虚像”），小李同学由于没有养成良好的用眼习惯，成了近视眼，进行矫正时应当戴用________（选填“凸透镜”或“凹透镜”）制作的眼镜。【答案】倒立实像凹透镜【解析】眼球好像一架照相机，晶状体和角膜共同作用相当于一个凸透镜。把来自外界物体的光会聚在视网膜上形成倒立、缩小的实像。不注意用眼卫生，患上近视是因为晶状体变厚，对光线的会聚能力增强，要矫正近视眼需要使光线发散一些，由于凹透镜对光线有发散作用，故近视眼用凹透镜制作的眼镜来矫正。8．（2019·陕西）6月6日是全国爱眼日。眼球中晶状体和角膜的共同作用相当于一个_______透镜。视力正常的人看物体时，物体在视网膜上成_________（选填“正立”或“倒立”）、缩小的实像。近视眼需佩戴______透镜矫正视力。【答案】凸倒立凹【解析】本题考查眼睛及近视眼的矫正，眼睛相当于一架精密的照相机，眼球中的晶状体和角膜共同作用相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏，视力正常的人看物体时，远近不同的物体都会在视网膜上成倒立、缩小的实像，当人患上近视眼这种视力疾病时，远处的物体就会成像在视网膜的前方，要用凹透镜的来矫正。9．（2019·湖北黄冈）为了加强管理，某单位利用人工智能技术，实行刷脸考勤制度。如图，当人靠近摄像头时，光源自动打开，照亮________（选填“人脸”或“显示屏”）。人脸通过摄像头成一个倒立、_______的实像，并与录入的信息进行比对，从而记录考勤。【答案】人脸缩小【解析】】只有将更多的光射到人脸上，才能看得更清楚，所以当人靠近摄像头时，光源自动打开，照亮人脸。摄像头实际上是一个凸透镜，人在凸透镜的二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像。10．（2019·湖北襄阳）照相机是利用了凸透镜可以成倒立、_____的实像的原理来工作的；小明在游玩古隆中途中，为父母拍摄时发现武侯祠没有完全进入取景框，为了将父母和武侯祠都拍摄下来，他向后退一段距离，并将照相机的镜头__________（选填“向前伸”或“向后缩”）一点。【答案】缩小向后缩【解析】照相机是利用物体在凸透镜2倍焦距以外成倒立、缩小的实像的原理制成的。为了将父母和武侯祠都进入镜头，需要增大物距，为了得到清晰的像，需要减小像距。所以他向后退一段距离，并将照相机的镜头向后缩一点。11．（2019·新疆自治区兵团）从焦点射向凸透镜的一束光如图所示，请画出通过透镜后的光线。【答案】【解析】从焦点射向凸透镜的光线，经凸透镜折射后将平行于主光轴。如图所示：12．（2019·四川巴中）请将光路图补充完整。【答案】【解析】平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点；过光心的光线传播方向不变，据此作图如下：13．（2019·湖北孝感）如图所示，凸透镜斜放，其主光轴与水平成45°角，F是焦点。一条入射光线，经过凸透镜折射后，入射到水平放置的平面镜上被反射，已知折射光线BO与水平成45°角，请完成光路图，画出入射到凸透镜的入射光线和经平面镜反射的反射光线。【答案】【解析】由凸透镜三条特殊光线性质可知，过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出，可作出入射到凸透镜的入射光线，根据光的反射定律可知，光线BO与镜面的交点O即为反射光路的入射点，再结合反射角等于入射角，法线垂直于镜面即可完成经平面镜反射的反射光线。14．（2019·湖北咸宁）用如图所示装置探究凸透镜成像规律，调整物距u，测量对应的像距v，部分数据如下表所示。根据表中数据可知该凸透镜的焦距是___cm；如果u=27cm，移动光屏可得到倒立、__（选填“放大”或“缩小”）的实像，_______（选填“幻灯机”或“照相机”）应用了这一原理。【答案】10缩小照相机【解析】由表格可知当物距为20cm时像距也为20cm，此时应是物距等于像距等于二倍焦距成像，因此焦距等于10cm，如果u=27cm此时物距大于二倍焦距，成倒立缩小的实像，照相机应用了这一原理。15．（2019·山东淄博）小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中，所用凸透镜的焦距为15cm。（1）如图甲所示，移动光屏找到清晰的蜡烛的像，这个像是图乙中的________，利用此原理可以制成________。（选填“照相机”、“幻灯片”、“放大镜”）（2）小明把蜡烛依次放在A、B位置，在坐标纸上记录了光屏上像的大小。如图丙所示（A’、B’分别表示蜡烛在A、B处所成的像）。跟同学们交流后发现：①成倒立放大像的条件是________；②成实像时，物距减小，像距________。（3）保持凸透镜位置不动，小明又把蜡烛放在距凸透镜18cm处，在光具座上无论怎样移动光屏，都找不到清晰的像，原因可能是________。聪明的小明拿起一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜处，在光具座上移动光屏，光屏上出现了清晰的像，则小明拿起的眼镜是________。（选填“近视镜”或“远视镜”）【答案】（1）D照相机（2）f＞u＞2f增大（3）像在100cm之外远视镜【解析】（1）已知凸透镜的焦距为15cm，由图甲可知，物距为40cm，则u＞2f，所以，凸透镜成倒立缩小的实像，这个像是图乙中的D，利用此原理可以制成照相机；（2）①成倒立放大像的条件是：f＞u＞2f；②由图丙可知，凸透镜成实像时，物距减小，像距增大；（3）把蜡烛放在距凸透镜18cm处（即u=18cm），物距在一倍焦距与二倍焦距之间，凸透镜成实像，根据图丙可知，像可能在100cm之外，所以在光具座上无论怎样移动光屏，都找不到清晰的像。实验中，小明拿起一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜处，在光具座上移动光屏，光屏上出现了清晰的像，即说明该眼镜对光线有会聚作用（使光线提前会聚而成像在光屏上），故这副眼镜是凸透镜，即是远视眼镜。16．（2019·四川攀枝花）如图所示为某兴趣小组“探究凸透镜成像规律”的情景。（1）若光屏上清晰像的位置如图所示，为使烛焰的像呈现在光屏中央，应将蜡烛向_____（填“上”或“下”）移动；（2）蜡烛发出的光在光屏上发生了______（填“镜面反射”或“漫反射”）；（3）为了模拟人眼成像特点，有同学提议将光屏和蜡烛位置互换，你认为可行吗？答：_____。【答案】（1）下（2）漫反射（3）可行【解析】（1）若光屏上清晰像的位置如图所示，说明蜡烛、透镜、光屏的中心不在同一高度，蜡烛的中心偏高，为使烛焰的像呈现在光屏中央，应将蜡烛向下移动；（2）蜡烛呈现在光屏上的像，从不同的方向都可以看到，所以蜡烛发出的光在光屏上发生了漫反射；（3）根据光路的可逆性，这个方法是可行的。
