第五章透鏡及其應用一、選擇題(每題4分,共40分)1.【跨學科·工程實踐】(2025廣西桂林期末)單反相機鏡頭由

多種光學器件組成,其中較為重要的是透鏡組,如圖所示透鏡

組中屬于凹透鏡的是

()

B

A.①

B.②

C.③

D.④解析中間厚、邊緣薄的透鏡叫凸透鏡,中間薄、邊緣厚的

透鏡叫凹透鏡,圖中②是凹透鏡。2.下列關于透鏡的說法,正確的是

()A.凹透鏡沒有焦點,凸透鏡有焦點B.任何光通過凸透鏡后都能會聚于焦點C.只有與主光軸平行的光經過凹透鏡后才能發散D.不論是凸透鏡還是凹透鏡,經過透鏡光心的光傳播方向都

不變

D

解析凸透鏡有兩個焦點,凹透鏡有兩個虛焦點,故A錯誤;凸

透鏡對光有會聚作用,只有平行于主光軸的光經過凸透鏡后

才能會聚于焦點,故B錯誤;無論光是否與主光軸平行,凹透鏡

都對光有發散作用,故C錯誤;不論是凸透鏡還是凹透鏡,經過

透鏡光心的光傳播方向都不變,故D正確。3.(2024廣西中考)如圖所示的眼鏡片是

()

A.凸面鏡

B.凹面鏡C.凸透鏡

D.凹透鏡

C

解析圖中眼鏡片將字放大,物體經眼鏡片成正立放大的虛

像,則該眼鏡片是凸透鏡。4.(2025河南嵩縣期末)在利用太陽光測量凸透鏡的焦距時,小

明將凸透鏡正對著太陽,再將一張白紙放在它的正下方,如圖

所示。當白紙上呈現一個并非最小的光斑時,測得這個光斑

到凸透鏡的距離為L。以下推斷正確的是

()A.凸透鏡的焦距f一定大于L

D

B.凸透鏡的焦距f一定小于LC.凸透鏡的焦距f一定等于LD.凸透鏡的焦距f一定不等于L解析平行于主光軸的光經凸透鏡折射后會聚于一點,這點

是凸透鏡的焦點,光到達焦點后還可以繼續向前傳播,因此這

個并非最小的光斑可能在焦點之前,也可能在焦點之后,故選

D。5.【新課標·物理觀念】(2025陜西西安蓮湖期末)如圖,某型號

投影電視機將傳輸過來的圖像通過投影儀的鏡頭成像,并將

所成的像投射到特制屏幕或者白墻上;屏幕畫面的大小可通

過前后移動投影儀來調節。下列說法正確的是

()

B

A.投影儀的鏡頭與近視眼鏡鏡片是同一類型的透鏡B.投影儀在屏幕上成倒立、放大的像C.投影儀的成像特點與照相機相同D.屏幕離投影儀的距離小于鏡頭焦距的2倍解析投影儀的鏡頭相當于一個凸透鏡,物距在一倍焦距和

二倍焦距之間時,像距大于二倍焦距,成倒立、放大的實像,近

視眼鏡鏡片是凹透鏡,故A、D錯誤,B正確。u>2f時,凸透鏡成

倒立、縮小的實像,應用于照相機,故C錯誤。6.【新特色·教材圖片變式】(2025河南輝縣期末)甲、乙兩同

學的眼睛的成像示意圖分別如圖甲、乙所示。下列說法正確

的是

()

A.甲患近視,應戴凹透鏡制成的眼鏡矯正B.甲患遠視,應戴凸透鏡制成的眼鏡矯正C.乙患近視,應戴凸透鏡制成的眼鏡矯正D.乙患遠視,應戴凹透鏡制成的眼鏡矯正

B

解析由圖甲知,來自近處物體的光會聚在視網膜的后方,是

遠視眼的成像情況,應戴對光具有會聚作用的凸透鏡進行矯

正;由圖乙知,來自遠處物體的光會聚在視網膜的前方,是近視

眼的成像情況,應戴對光具有發散作用的凹透鏡進行矯正,故

選B。7.(2024新疆哈密伊州期末)物體放在凸透鏡前16cm處,在透

鏡另一側的光屏上成一個倒立放大的像。凸透鏡的焦距可能

是

()A.20cm

B.16cm

C.10cm

D.7cm

C

解析因為2f>u>f時,物體經凸透鏡成倒立、放大的實像,所

以2f>16cm>f,即16cm>f>8cm。8.(2024山東樂陵期末)如圖,小明和小紅用焦距相等的同一型

號的照相機對小強同學拍照,洗出的底片分別為甲和乙,則

()

D

A.小紅和小明離小強的距離相同B.小紅離小強比較近C.若小紅要使底片上的像與小明的一樣大,小紅應遠離小強,

再增大鏡頭到底片的距離D.若小紅要使底片上的像與小明的一樣大,小紅應靠近小強,

再增大鏡頭到底片的距離解析由圖知,小紅拍的像比小明拍的像小,根據凸透鏡成像

規律知,成的像越小,物距越大,像距越小,所以小紅離小強的距

離比小明離小強的距離遠,故A、B錯誤。若小紅要使底片上

的像與小明的一樣大,即要增大像,應增大像距,減小物距,所以

小紅應靠近小強,再增大鏡頭到底片的距離,故C錯誤,D正確。9.(2024江蘇無錫錫山期末)如圖所示,用照相機拍攝遠近不同

的物體時,通過伸縮鏡頭,使像清晰地成在芯片上,這個操作過

程便是“調焦”。小敏同學發現手機不能“調焦”,但成像

也基本清晰,她將手機拿到哥哥工作的大學實驗室去探究,實

驗數據如表,分析表中數據可知手機鏡頭的焦距大約為

(

)D

次數1234567物距/m10.005.002.001.000.500.100.05像距/cm0.5000.5010.5020.5030.5050.5260.556A.0.25m

B.0.025mC.0.05m

D.0.005m解析由表中數據可知,當物距大于0.50m時,像距接近0.5

cm,根據凸透鏡成像特點可知,當物距遠大于2倍焦距時,像距

接近焦距,因此可知手機鏡頭的焦距大約為0.005m。10.(2025重慶合川期末)當蠟燭、透鏡甲和光屏放置在如圖所

示位置時,燭焰在光屏上成清晰的像a(圖中未畫出)。小明再

進行以下兩種操作,均可在光屏上再次成清晰的像。操作一:

保持蠟燭和光屏在圖示位置不變,將透鏡甲向左移到M點時,

在光屏上的像為b。操作二:保持蠟燭和透鏡在圖示位置不變,

將透鏡甲換成透鏡乙,再向左移動光屏到N點時,在光屏上的

像為c。下列說法正確的是

()

A

A.光屏上三次成像的大小順序是b>a>cB.蠟燭的像c是放大的C.透鏡乙的焦距大于20cmD.透鏡甲對光的會聚能力比透鏡乙更強解析由圖可知,物距大于像距,則像a是倒立、縮小的實像;

保持蠟燭和光屏在圖示位置不變,將透鏡甲向左移到M點時,

在光屏上的像為b,根據光路可逆可知,此時像b是倒立、放大

的實像,所以b大于a;保持蠟燭和透鏡在圖示位置不變,將透鏡

甲換成透鏡乙,再向左移動光屏到N點時,像距變小,像變小,在

光屏上得到縮小的像c,所以c小于a,故光屏上三次成像的大小

順序是b>a>c,故A正確,B錯誤。由圖可知,物距大于二倍焦

距、像距在一倍焦距和二倍焦距之間,即u=40.0cm>2f、f<20.0cm<2f,則凸透鏡甲的焦距范圍為10.0cm<f<20.0cm,將透鏡甲換成透鏡乙,光屏向左移動,所以乙的會聚能力比甲的強,乙的焦距小于甲的焦距,所以透鏡乙的焦距小于20cm,故C、D錯誤。二、填空題(每空2分,共22分)11.(2025江蘇常州期末)如圖所示,盒子中有水平向右的平行

光,P為盒子右側面上的一個圓孔,M是豎直光屏。小明在厚平

板玻璃、凸透鏡、凹透鏡這三個光學器件中取一個恰好嵌入

圓孔P,發現在左右移動光屏M的過程中,始終在光屏上呈現一

個比圓孔P大的圓形光斑。則嵌入圓孔P的光學器件是

__________,該光學器件對光有_______作用。發散

凹透鏡

解析在左右移動光屏M的過程中,始終在光屏上呈現一個

比圓孔P大的圓形光斑,說明嵌入圓孔的光學器件對光有發散

作用,所以嵌入的光學器件是凹透鏡。12.(2025河南內鄉期末)如圖所示是人眼的成像原理圖,晶狀

體相當于一個焦距可變的______透鏡,視網膜相當于光屏。

當物體在很遠的地方時,物體成像在視網膜上;當物體靠近人

眼時,若晶狀體的焦距不變,則它的像將會成在視網膜______

(選填“前方”“上”或“后方”),而導致看不清物體;實

際上,人眼在由遠到近地觀察物體時,晶狀體的焦距會變_____

(選填“大”或“小”),所以人們仍能清晰地觀察到物體。小后方凸

解析晶狀體相當于一個焦距可變的凸透鏡,視網膜相當于

光屏。人眼在看遠處物體時,晶狀體較薄,焦距較大,光剛好會

聚在視網膜上;當看近處物體時,晶狀體變厚,焦距變小,對光的

偏折能力變大,光會聚在視網膜上。當物體靠近人眼時,如果

晶狀體的焦距不變,像將會成在視網膜后方。人眼由遠到近

地觀察物體時,晶狀體的焦距會變小。13.(2025廣西柳州期中)生活中為了方便老年人剪指甲,如圖

所示的新型指甲剪在上方加裝了一個小凸透鏡,用該指甲剪

剪指甲時,凸透鏡可以成正立、_______的虛像。為使放大

效果更好,此透鏡的焦距選擇_________(選填“1cm”或“5

cm”)更合適。

5cm

放大

解析根據凸透鏡成像規律知,u<f時,成正立、放大的虛像,

所以物體應放在焦點以內,該凸透鏡的焦距為5cm更合適。14.【跨學科·社會發展】(2024河北雄安新區期末)如圖,是某

地投放使用的智能無人駕駛小巴車,它可以通過車上的攝像

機和激光雷達識別道路狀況。小巴車上的攝像機識別道路上

的行人時,其鏡頭相當于一個______透鏡,行人在攝像機感光

元件上成倒立、_______(選填“放大”“縮小”或“等

大”)的______像。當小巴車靠近公交站牌時,站牌在攝像機

感光元件上所成的像_______(選填“變大”“變小”或

“不變”)。變大

實

縮小

凸

解析攝像機在使用時相當于照相機,利用的是凸透鏡成像,

所以其鏡頭相當于一個凸透鏡。根據凸透鏡成像的規律,照

相機、攝像機利用的是物距在二倍焦距以外,成倒立、縮小

的實像。根據凸透鏡成實像時“物近像遠像變大”,當小巴

車靠近公交站牌時,物距變小,像距變大,站牌在攝像機感光元

件上所成的像變大。三、作圖題(每題4分,共8分)15.(2024山東新泰期末)請完成圖中光路圖(F是凹透鏡的虛焦

點)。解析對于凹透鏡,延長線過另一側焦點的光線經凹透鏡折

射后將平行于主光軸,經過凹透鏡光心的光線傳播方向不

變。

16.(2025河南內鄉期末)根據凸透鏡成像規律作出物體AB通

過凸透鏡所成的像A'B',并畫出光線a所對應的折射光線。

解析從A作平行于主光軸的光線,經凸透鏡折射后過焦點;

過光心的光線傳播方向不改變,兩條折射光線的交點為A的像

A',由此作出AB的像A'B';從A點射出的光線a經凸透鏡折射后

的折射光線過像點A'。

四、實驗題(共30分)17.(2024河南周口淮陽期末)(12分)如圖甲所示,在“天宮課

堂”的水球實驗中,小玉同學看到王亞平老師的倒立、縮小

的像,激發了自己的學習興趣。于是她利用實驗室的光學器

材探究凸透鏡成像的規律。

(1)小玉找到了一個焦距為15cm的凸透鏡后,先將蠟燭、凸透鏡、光屏依次安裝在水平放置的光具座上,此時她點燃蠟燭

并調整燭焰、凸透鏡和光屏,使它們的中心在同一高度,目的

是使像成在____________;(2)如圖乙所示,實驗中若保持蠟燭和凸透鏡的位置不變,她應

向______(選填“左”或“右”)移動光屏,才能在光屏上得到

燭焰清晰的像,則觀察到的清晰像是倒立、_______的實像;(3)小玉繼續將蠟燭適當向遠離透鏡的方向移動,為了找到清

晰的像,應將光屏向______(選填“左”或“右”)移動,此過

程中所成的像逐漸_______(選填“變大”或“變小”);變小

左

等大

右

光屏中央

_________(選填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”)就是利用了這條規律制成的;(4)如圖丙所示,當凸透鏡位于光具座上A處時,恰好在光屏上

成清晰的像,蠟燭燃燒一段時間后,燭焰的像將位于光屏中心

的______(選填“上”或“下”)方;(5)在保持圖丙中蠟燭和光屏位置不變的情況下,將凸透鏡向

右移(圖中未標出),光屏上再次成清晰的像;在上述探究活動

中,若已知蠟燭與光屏間的距離為L0,蠟燭與凸透鏡第一次所

在位置A間的距離為L,則該透鏡的焦距f______(選填“>”

<

上

照相機

“<”或“=”)L,透鏡先后兩次所在位置之間的距離s=______

(用L0、L表示)。

L0-2L解析

(1)調整燭焰、凸透鏡和光屏,使它們的中心在同一高

度,目的是使像成在光屏中央,便于觀察像的性質;(2)透鏡的焦

距為15cm,由圖乙可知物距為30.0cm,物距等于二倍焦距,像

距也等于二倍焦距,要想在光屏上成清晰的像,應將光屏向右

移動至二倍焦距處,成倒立、等大的實像;(3)根據凸透鏡成實

像時“物遠像近像變小”可知,將蠟燭適當向遠離透鏡的方

向移動,所成像應該向靠近透鏡的方向移動,故光屏應該向左

移動,所成像變小,此時物距大于像距,成倒立、縮小的實像,是

照相機的成像原理;(4)蠟燭燃燒一段時間后,蠟燭變短,根據過光心的光傳播方向不變,可知燭焰的像將位于光屏中心的上

方;(5)由圖丙可知物距在一倍焦距和二倍焦距之間,物距為L,

即f<L<2f;根據光路可逆,第一次物距為L,第二次像距為L,則s=

L0-2L。18.【新中考·項目式學習】(2025廣東江門期末)(9分)項目式

學習小組從實驗室找到幾個凸透鏡準備自制一個望遠鏡。

(1)他們要先學習望遠鏡的成像原理。如圖甲所示是簡易天

文望遠鏡的內部結構示意圖。遠處的物體經過物鏡后,成一

個_______、_______的實像,該實像經過目鏡折射后,又成

一個正立、_______的虛像。(2)他們選擇了焦距為50cm、直徑約12cm的凸透鏡作物鏡,

選擇了焦距為30cm、直徑約8cm的凸透鏡作目鏡。然后他放大

縮小

倒立

們根據所選凸透鏡的直徑數據和_______數據,制作合適的

鏡筒。焦距

(3)他們把如圖乙所示的瓦楞紙用剪刀剪成長方形,并卷成內

徑分別為12cm和8cm、長約20cm的鏡筒,同時把兩個凸透

鏡與鏡筒用膠水粘好(如圖丙),最后把它們套在一起(如圖丁)。①他們用自制的望遠鏡看遠處的科技樓,發現無論怎樣改變

目鏡與物鏡的距離,都看不到科技樓清晰的像,原因可能是__________________。鏡筒的長度太短

②問題解決后,他們看到了遠處科技樓清晰的像。接下來他

們觀察近處樹木時,如果需要調節物鏡和目鏡之間的距離,則

應_______(選填“增大”或“減小”)目鏡與物鏡間的距離。增大

解析

(1)望遠鏡的物鏡相當于照相機的鏡頭,成倒立、縮小

的實像,這個實像落在目鏡的一倍焦距之內,經目鏡折射后成

正立、放大的虛像。(2)鏡筒內徑應與所選凸透鏡的直徑相

近,鏡筒長度要大于物鏡一倍焦距。因此,他們應該根據所選

凸透鏡的直徑數據和焦距數據來制作合適的