专题03 透镜及其应用（解析版）

专题03透镜及其应用（解析版）★考点列表序号考点考点释义备注1透镜概念与透镜作图透镜概念与透镜作图三条特殊光线2透镜成像规律凸透镜的成像规律及应用。3透镜成像规律实验验证透镜成像规律4透镜应用、眼睛和眼镜生活中常见透镜应用；远近视眼的成因及其矫正★三年真题考点一：透镜概念与透镜作图一、选择题1．（2021·云南昆明市）如图1所示，从P点发出的三条特殊光线经过凸透镜后会聚于P点。现有一条光线也从P点发出，经过凸透镜后的传播路径，在图2的四种表示中，正确的是（）。A．甲B．乙C．丙D．丁【答案】A。【解析】P点为像点，经过P点发出的光线最终都会通过P点，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。2.（2020•淮安）将如图甲所示的黑白卡片放在一只未装满水的薄高脚玻璃杯后面，在高脚杯前方观察到的现象如图乙所示，此时装水部分的高脚杯和杯内水的组合相当于一个（）。A．凸透镜B．凹透镜C．凸面镜D．凹面镜【答案】A。【解析】玻璃杯中有水的这一部分中间厚，边缘薄，相当于一个凸透镜。黑白卡片是左右颠倒的，成倒立、放大的实像。故选：A。3．（2020•咸宁）关于常见的光学仪器，下列说法正确的是（）。A．焦距越小的凸透镜，对光的会聚作用越明显；B．校园内安装的监控摄像头，相当于一个凹透镜；C．想要矫正近视眼，要用适当的凸透镜片做成眼镜；D．平行于主光轴的光，通过凹透镜后一定经过焦点【答案】A。【解析】A、焦距越小的凸透镜，焦点离凸透镜越近，偏折越明显，对光线会聚作用越明显，故A正确。B、校园里安装的监控摄像头，和照相机的原理相同，是一个凸透镜，故B错误。C、凹透镜对光线有发散作用，近视眼是因为晶状体过厚，像成在视网膜的前方，所以矫正近视眼选择适当的凹透镜做镜片，故C错误。D、平行于主光轴的光线，通过凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线过焦点，折射光线不过焦点，故D错误。故选：A。4.（2019·盐城）小明利用太阳光测量凸透镜焦距，下列操作最合理的是（）。A.B.C.D.【答案】C。【解析】利用太阳光测量凸透镜焦距，应将透镜正对太阳光，且观察光斑的纸张也应正对太阳光。故C符合要求。二、填空题5．（2021·海南中考真题）近期某地出现了龙卷风特殊天气，龙卷风内外存在巨大的压强差是由于其中心空气流速大，压强________，导致周边的物体被“吸入”龙卷风中心；某人用手机拍下龙卷风的照片，手机镜头相当于__________透镜。【答案】小；凸。【解析】流体压强和流速的关系是：流速越快压强越小。手机镜头是凸透镜，成像利用了凸透镜成像规律。6．（2021·江西中考真题）如图所示是南昌海昏侯博物馆“刘充国印”的展台，透过上方镜能看到放大的印章，这属于光的___________现象；通过下方镜能看到印章底部的字，这属于光的___________现象。【答案】折射；反射。【解析】光通过透镜时，由空气进入玻璃、再进入空气。光由一种物质进入另外一种物质时，会发生折射。印章底部反射出来的光射到下方镜面上时，发生反射，进入人的眼中，人才能看见印章的底部。7．（2021·浙江湖州市）小明用手机拍照，发现手机镜头过于靠近拍摄对象时（如图所示）无法正常对焦，拍出的照片模糊，此时像成在感光器（相当于光屏）______（选填“前”或“后”）。小明发现将______透镜紧靠在手机镜头上可以解决这一问题，从而理解了手机微距镜头的工作原理。【答案】后；凸透镜；【解析】当成像清晰时，像在光屏上，当手机再靠近时，物与像移动方向相同，即像会远离透镜，因此手机镜头过于靠近拍摄对象时，所以像成在感光器（相当于光屏）后。像成在感光器（相当于光屏）后，光线更会聚一点，像就成在光屏上，因此可以在手机镜头前凸透镜解决这个问题。8．（2021·四川泸州市）盛夏凌晨池塘边草木上的露珠是空气中的水蒸气_______形成的。为防止儿童溺水，在池塘边上安装了如图所示的摄像头，其镜头是一个_______（选填“凸”或“凹”）透镜，当儿童靠近池塘的过程中，通过镜头所成的实像越来越_______（选填“大”或“小”）。【答案】液化；凸；大。【解析】露珠是空气中的水蒸气遇冷液化而成的。摄像头的镜头是一个凸透镜，能成缩小倒立实像，儿童靠近池塘时，物距变小，所成的像变大。9.（2020·恩施）将矿泉水瓶遗弃野外易引起山火，是因为瓶中的水相当于______，可会聚太阳光引燃干草或枯枝。隔着薄膜上的水滴看很近的字，会看到通过水滴形成的______的虚像（具体描述像的性质）；如果想让看到的字再变大点，应让水滴______（选填“靠近字、远离字”或“面积增大”）。【答案】(1)凸透镜；(2)正立的放大；(3)远离字。【解析】矿泉水瓶中的水，中间厚，两边薄，相当于一个凸透镜。隔着薄膜上的水滴看很近的字，此时薄膜上的水滴相当于一个放大镜，物距在一倍焦距内，放大镜成正立的放大的虚像，若要让看到的字再变大点，此时应该在一倍焦距的范围内增大物距，即应让水滴远离字。10.（2019·张家界）我校中考成绩连续多年在县区领先，这和我校配备的多媒体投影仪等现代化教学手段不无关系，它是利用（选填“凸透镜”或“凹透镜”）成像的原理。光线在屏幕上发生了，使坐在各个方向的同学都能看见屏幕上的像。①正在播放的投影仪屏幕，②正在播放的笔记本电脑屏幕，是光源。【答案】凸透镜；漫反射；②。【解析】投影仪的镜头是凸透镜，因此投影仪是利用凸透镜成像的原理制成的；屏幕用表面粗糙的白布做成，能使射向屏幕的光发生漫反射，即使光线射向四面八方，能使各个方向的同学都能看到屏幕上的像；（3）正在播放电影的屏幕不能发光，能反射光线，故不是光源；正在播放的笔记本电脑屏幕能发光，故是光源。故②是光源。故答案为：凸透镜；漫反射；②。三、作图题11．（2021·安徽中考真题）如图，L表示凸透镜，MN为主光轴。O为光心，F为焦点。从S点发出两条光线，一条经过光心，另一条平行于主光轴，请在图中画出它们经凸透镜后的出射光线______。【答案】【解析】通过光心后传播方向不变，故将SO延长，并标上向下的箭头，平行于主光轴后，过焦点，故将折射点与焦点用实线连接，并标上向下的箭头，故如下图所示：。12．（2021·广西贵港市）（1）请在图中画出光线经过凹透镜后的光路图。（F为焦点）【解析】（1）平行主光轴的光线射入凹透镜，折射光线的反向延长线直线左侧的虚焦点，故用直线将虚焦点和折射点相连，并延长，标上向上的箭头，即为折射光线，指向虚焦点的将平行主光轴，故过折射点画一条直线，平行主光轴，并在直线上标上箭头，故如下图所示：13．（2021·贵州中考真题）根据下列要求，分别完成作图。（1）请画出图中a、b两条光线经过凹透镜之后的光线；【解析】（1）凹透镜有三条特殊光线：过光心的光线其传播方向不变；指向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴。所以，图中a、b两条光线经过凹透镜之后的光线如下图14．（2021·湖北中考真题）（1）请画出图中对应的折射光线；【解析】（1）由图示知，入射光线过焦点，则通过凸透镜的折射光线平行于主光轴，作图如下：15．（2021·贵州安顺市）如图甲所示是我国首创的“吸毒人员瞳孔检测鉴定仪”，它主要对眼球经凸透镜成的像进行分析，从而为辨别吸毒人员提供了依据。如图乙所示是一束来自眼球表面的光，请画出此光线经凸透镜后折射光线的大致位置。【解析】凸透镜对光有会聚作用，由此确定折射光线的大致位置，如图所示：16．（2021·内蒙古通辽市）如图所示，凸透镜的主光轴与水面相平，F是凸透镜的焦点，一束与水面平行的光射到凸透镜上，经凸透镜折射后在水面发生了反射和折射，请画出此过程的光路图。【解析】由图示知，入射光线平行于主光轴，则通过凸透镜后的折射光线过焦点，此折射光线射向水面，在水面处发生反射和折射，根据反射定律中，反射角等于折射角，确定反射光线的位置，再根据：光从空气射向水中，折射角小于入射角，大概确定折射光线，所以作图如下：17．（2021·广东中考真题）如图所示，蜡烛的烛焰中心A在主光轴上距凸透镜光心O二倍焦距以外。①根据凸透镜成像规律，在图甲中标出A所成的像A′的大致位置；②借助辅助线或光路图，在图乙中找到A所成的像A′的确切位置，保留作图痕迹。【解析】①由题意知，蜡烛与凸透镜的距离大于二倍焦距，由像距小于二倍焦距而大于一倍焦距，且烛焰中心A在主光轴上，则其像也在主光轴上，由此大致可确定像点A′，作图如下：②过A点作出烛焰在主光轴的上面部分，过烛焰的顶端作两条光线，其一平行于主光轴的入射，其折射光线过焦点，另一光线过光心O，其折射光线传播方向不改变，两光线的交点，即是烛焰顶端通过凸透镜所成的像，过此像点作主光轴的垂线，此线与主光轴的交点即为A所成的像A′的确切位置，面烛焰顶端像点与A′的连线即是烛焰上面部分所成的像，作图如下：18．（2021·四川眉山市）如图所示，从点光源S射出的一条光线经P处的平面镜反射后，反射光线射向凹透镜的焦点方向。（1）画出平面镜；（2）作出反射光线经凹透镜折射后的光线。【解析】根据光的反射定律，两角相等，即反射角和入射角相等，故入射光线和反射光线的夹角的角平分线即为法线，再过P点做法线的垂线，即为平面镜的位置，指向凹透镜虚焦点的入射光线，将平行主光轴射出，故过折射点做主光轴的平行线，并标上向右的箭头，故如下图所示：。19．（2021·四川凉山彝族自治州）请在下图的方框内画出合适的光学元件。______、______【解析】折射光线比入射光线向主光轴发散一点，该透镜对光线有发散作用，因此填凹透镜，如图所示：图中的光学元件不能使光线透过，但能改变光路，所以该图中是平面镜，如图所示：20．（2021·湖北恩施土家族苗族自治州）请在图乙中补画出穿过透镜的光线；【解析】）平行于凹透镜主光轴的光经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过透镜焦点，如图所示：21．（2021·湖北宜昌市）小静在玩耍时透过爷爷的老花眼镜看到了小玩偶的像，请你在下图中作光路图确定玩偶S点所成像S′的位置。图中O为老花镜的光心，F为其焦点。【解析】老花眼镜是一个凸透镜，玩偶S点位于该透镜的一倍焦距以内，S点发出的无数条光中，照射到透镜上的光都会发生折射，这些折射光线或折射光线的反向延长线的交点就是S的像。作其中的两条特殊光线：过光心的光传播方向不变；平行于主光轴的光经凸透镜折射后折射光线过焦点。这两条光线的反向延长线的交点即S点的像S′，如图所示：22．（2021·湖南邵阳市）请你将光路补充完整。【解析】根据平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后，折射光线经过焦点，经过光心的光线，传播方向不变，如图所示：23．（2021·新疆中考真题）请在图中画出从光源S射向透镜的两束光的折射光路；【解析】凸透镜中平行于主光轴的光线过焦点，过光心的光线沿直线传播，如下图所示：24．（2021·江苏连云港市）按照题目要求作图。（1）如图甲所示，请画出这条光线经过凸透镜后的折射光线；（____）【解析】平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后通过焦点，如下图所示25．（2021·重庆中考真题）请按要求完成下列作图：在图甲中画出折射光线的入射光线；【解析】（1）由图甲知，通过凹透镜的折射光线的反向延长线过异侧焦点，那么入射光线平行于主光轴，作图如下：26.（2020·孝感）如图所示，SC、SD为点燃的蜡烛发出的两条光线，光线SC平行于凸透镜的主光轴，O为凸透镜的光心，F为凸透镜的焦点：光线SD斜射到平面镜上。请画出：①光线SC经过凸透镜折射后的光线；②光线SD经过平面镜反射后的光线。【解析】过点D作法线DN，作SDNNDE，直线DE即为反射光线；因入射光线SC平行于凸透镜的主光轴，故经凸透镜后的折射光线通过右焦点F，如下图所示。27.（2020•岳阳）图中给出入射光线和出射光线，请在方框中画出适当的透镜。【解析】从光路可知，此题的透镜为会聚透镜，为凸透镜。所选凸透镜如图所示。28.（2020·广东）请画出图中入射光线经凸透镜后的折射光线。【解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点；过光心的