光学典型例题3

一、成像知识回顾 1．成像的主要原因

a．光的直线传播，如小孔成像； b．光的反射，如平面镜成像；

c．光的折射，如水中的折射成像、透镜成像等。 2．成像的性质

像的性质主要有：虚与实、倒与正、放大与缩小或等大。

实像是由物体发出的光经过光学器件会聚形成的，不仅能用眼睛看见，还能用光屏接收并保存下来；虚像是物体发出的光经反射或折射后反向延长相交而成的，不能用光屏接收。“倒与正”、“放大、缩小或等大”都是物体所成的像相对物体而言的。 3．像的动态变化

当物体相对光学器件运动时，所成的像的大小、像离光学器件的距离都有相应的改变，初中阶级主要考查平面镜与凸透镜成像的动态变化，其中凸透镜成像的规律可以整理成口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；物像同侧虚像正，物像异侧实像倒；物近像远像变大，物远则像近像小，像距物距唱反调。即：物体离凸透镜的距离大于一倍焦距时成实像，小于一倍焦距时成虚像；虚像相对于物体是正立的，且和物体在透镜的同侧；实像相对于物体是倒立的，且和物体在透镜的异侧；物体向焦点运动，所成的像变大，物距变大像距变小，物距变小像距变大。 二、作图要点

1．光的反射作图要点：

a．物、像关于平面镜对称；

b．平面镜是物点和像点连线的垂直平分线；

c．反射角等于入射角，法线是反射光线和入射光线夹角的角平分线，且法线与镜面垂直，平面镜成像时，所有反射光线的反向延长线一定经过镜后的像。 2．光的折射作图要点：

a．凸透镜对光起会聚作用，有三条特殊光线。凹透镜对光起发散作用，有三条特殊光线。

b．当光从空气斜射入玻璃或水等其它介质时，折射角小于入射角；反之则折射角大于入射角。

3．作图注意事项：

（1）要借助工具作图，作图一定要规范。

（2）是实际光线画实线，不是实际光线画虚线。

（3）光线要带箭头，光线与光线之间要连接好，不要断开。

（4）作光的反射或折射光路图时，应先在入射点作出法线（虚线），然后根据反射角与入射角或折射角与入射角的关系作出光线。

三、分类精析

1．平面镜成像问题 例1 如图1所示，S’为点光源S在平面镜MN中的像，SA为光源S发出的一条光线，请画出平面镜MN，并完成光线SA的光路。

2．凸透镜成像问题

例2 放映幻灯片时，在屏幕上得到的是幻灯片上景物的（ ） A．正立、放大的虚像； B．正立、放大的实像； C．倒立、放大的虚像； D．倒立、放大的实像。

3．动态的成像问题

例3 一平面镜与水平桌面成45°角，一小球以1m/s的速度沿桌面向平面镜匀速滚去（如图3所示），则小球在平面镜里的像（ ）

A．以1m/s的速度做竖直向上运动； B．以1m/s的速度做竖直向下运动；

C．以2m/s的速度做竖直向上运动； D．以2m/s的速度做竖直向下运动。 四、典型题练习

1．作出下列各图的入射光线（或反射光线、镜面、折射光线）并标出入射角、反射角或折射角。

2．根据平面镜成像特点画出镜中的像（或镜前的物体）。

3．有一束光通过A点射到镜面，反射后过光源S的成像光路图B点，请画出入射光线和反射光线。

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4．完成下列各透镜的光路。

5．在下图方框中填入适当的透镜，并完成光路。

6．下面两图都是时钟在平面镜中成的像，它们的实际时间是甲：________；乙：________。

甲 乙

7．如图是束光在空气与某种透明物质界面上发生反射和折射现象，图中________为分界面；界面的________边是空气；∠________为入射角；∠________为反射角；∠________为折射角。

8．一物体沿凸透镜的主光轴移动，当物距为30厘米时，在凸透镜另一侧的光屏上得到一个放大的实像，当物体移至物距为15厘米时，它的像一定是（ ）

A．放大实像 B．缩小的实像 C．放大的虚像 D．缩小的虚像

9．某同学做“研究凸透镜成像规律”实验时，所给的有下面不同焦距的四块凸透镜，实验中，光屏移到离凸透镜16厘米处，得到烛焰倒立、放大的像，这块凸透镜的焦距可能是（ ）

A．f＝4厘米 B．f＝8厘米 C．f＝12厘米 D．f＝16厘米

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凸透镜在日常生活中的应用

一、作为放大镜的应用

例1 老奶奶用放大镜看报时，为了看到更大的清晰的像，她常常这样做（ ）

A．报与放大镜不动，眼睛离报远些 B．报与眼睛不动，放大镜离报远一些 C．报与放大镜不动，眼睛离报近一些 D．报与眼睛不动，放大镜离报近一些

例2 小明拿着一个直径比较大的实验用的放大镜，伸直手臂观看远处的物体，他可以看到物体的像，下面说法中正确的是（ ）

A．射入眼中的光一定是由像发出的 B．像一定是虚像 C．像一定是倒立的 D．像一定是放大的

二、作为放映机镜头的应用

例3 在农村放映电影，试镜头时，发现屏上的影像小了一点，应当怎样调整放映机（ ） A．放映机离屏远一些，胶片离镜头远一些 B．放映机离屏远一些，胶片离镜头近一些 C．放映机离屏近一些，胶片离镜头远一些 D．放映机离屏近一些，胶片离镜头近一些

三、作为照相机镜头的应用

例4 某同学拍毕业合影后，想拍一张单身像。摄影师应采取的方法是（ ） A．使照相机靠近同学，同时镜头往后缩，离胶片近些 B．使照相机靠近同学，同时镜头往前伸，离胶片远些 C．使照相机远离同学，同时镜头往后缩，离胶片近些 D．使照相机远离同学，同时镜头往前伸，离胶片远些

例5 用照相机拍摄水池底部的物体时，若保持照相机的位置不变，比较池中有水和无水两种情况（假设两种情况下，人眼看到的物体等大），则有水时（ ）

A．暗箱应略短一些，得到的像会略大些 B．暗箱应略短一些，得到的像会略小些 C．暗箱应略长一些，得到的像会略大些 D．暗箱应略长一些，得到的像会略小些

例6 测绘人员绘制地图时，需要在空中的飞机上向地面照相，称为航空摄影，若使用航空摄影照相机的镜头焦距为50mm，则底片到镜头的距离为（ ）

A．10mm之外 B．略小于50mm C．略大于50mm D．等于50mm

四、作为眼镜的应用 例7 如图1所示，把一副近视眼镜放在凸透镜前，移动光屏，使光屏上得到了一个清晰的像，若取下眼镜，则光屏上的像变模糊了，此时，要想得到清晰的像，则光屏应向________移动，如果此时在凸透镜前再放一副远视眼镜，要想得到清晰的像，则光屏应向________移动。

例8 老花镜的“度数”等于它的焦距的倒数乘100。请设计一个粗测老花镜度数的最简单方法。要求写出所用器材、操作步骤和计算公式。

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“光现象”试题练习

一、选择题

1．物体通过凸透镜可以在光屏上形成倒立放大的实像，下列哪个光学仪器应用了这种成像原理（ ） A．照相机 B．放大镜 C．幻灯机 D．汽车后视镜

2．眼睛能看清物体，是因为它把来自物体的光，会聚在视网膜上，形成物体的像．对于视网膜上所成的像，下列说法正确的是（ ）

A．像与物体大小相等 B．成倒立、缩小的实像 C．成正立、放大的虚像 D．成倒立、放大的实像 3．下列几个现象中，要用光的反射来解释的是（ ）

A．能看到本身并不发光的物体 B．在太阳光下，物体的后面有影子 C．水中的鱼，看起来变浅了 D．用放大镜能看清书上的小字 4．如图所示，是某同学检查视力时的情景，下列说法正确的是( )

A．镜中视力表的像是实像 B．镜中视力表的像比视力表小

C．镜中视力表的像到该同学的距离为5 m D．镜中视力表的像是光的直线传播形成的 5．下列情形中，与近视眼矫正相符的是( )

6．下列现象，属于光的色散现象的是（ ）

A．小孔成像 B．水中月亮 C．雨后彩虹 D．海市蜃楼 7．图5所示的现象可以用光的折射解释的是( )

8．下列光路图能正确反映光线从空气斜射入玻璃中的是（ ）

9．人眼是一个高度精密的光学系统，下列围绕人眼的讨论，错误的是（ ）

A．视网膜相当于光屏 B．物体在视网膜上成的像的像距大于2倍焦距 C．晶状体相当于一个凸透镜 D．外界物体在视网膜上成的像是倒立的

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10．在水深1m的湖面上空，一只画眉停在岸边柳树距水面5m高的树杈上婉转的唱歌；在距岸边2m的水中，一条红色的小鲤鱼悠然的游动。静观湖面，“小鲤鱼”、“画眉鸟”和“柳树”浑然一体，好一幅如诗如画的美景！关于上述情景，下列阐述错误的是( )

A．水中的“画眉鸟”是树上的画眉鸟通过水面反射形成的—个虚像 B．水中的“画眉鸟”距离水面1m

C．站在岸边看见的“小鲤鱼”到水面的距离肯定小于1m D．我们看到水中的“画眉鸟”和“小鲤鱼”都是虚像

11．对学习过的知识进行归纳总结，从而加深对知识的理解，是一种重要的学习方法。以下是小洋学习了关于“平面镜成像”和“凸透镜成像”的知识后，总结出的关于实像和虚像的一些特点，其中错误的是（ ） A．虚像不可以用光屏承接 B．虚像可以是正立的，也可以是倒立的 C．实像一定能用光屏承接 D．实像可以是放大的，也可以是缩小的 12．夏日炎炎，人们总喜欢躲在大树的阴影下乘凉，树荫的形成是由于( )

A．光的直线传播 B．光的漫反射 C．光的折射 D．平面镜成像

13．人的眼睛像一架照相机。视力正常的人，物体经晶状体成像在视网膜上，对于近视眼而言( ) A．像成在视网膜的前方，需配戴凸透镜矫正 B．像成在视网膜的前方，需配戴凹透镜矫正 C．像成在视网膜的后方，需配戴凸透镜矫正 D．像成在视网膜的后方，需配戴凹透镜矫正 14．如图所示，是“研究凸透镜成像规律”的示意图，凸透镜的焦距为f，将蜡烛从a点沿主光轴移到b点的过程中，蜡烛的像将( )

A．远离透镜 B．靠近透镜 C．逐渐变大 D．逐渐变小 15．如图所示的四种现象中，由于光的直线传播形成的是( )

16．下图所示的四种现象中，属于光的反射现象是( )

17．小方同学做“探究凸透镜成像规律”实验，当蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示时，光屏上得到了清晰的像。则( )

A．得到的像是正立缩小的实像 B．得到的像是倒立放大的实像

C．把蜡烛向左移动，调整光屏的位置，得到的清晰像变小 D．把蜡烛向右移动少许，要得到清晰的像，应向左移动光屏

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18．把一支铅笔斜插入盛水的玻璃杯里，看上去铅笔好像在水面上折断了，如图所示。这是由于下列什么情况引起的。( )

A．光的折射 B．光的反射

C．光的直线传播 D．光的色散 二、填空题

19． 晶晶站在平面镜前，看到镜中自己的像，这是由于光的 反射 形成的，当她走近镜子时，镜中的像将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。

20．如图所示，许多建筑采用玻璃进行外墙装璜，这在美化城市的同时却造成了光污染，造成这种污染的主要原因是由于阳光在玻璃表面发生了 。

21．在探究“近视眼的形成原因和矫正方法”时，冰蓉同学选择了如下器材：蜡烛（模拟所视物）、水凸透镜（模拟人眼晶状体，并与注射器相连）、光屏（模拟人眼视网膜）、光具座等。（注：水凸透镜的凸起程度可以通过注射器注入或吸取水的多少来调节。）

（1）她安装并调整好实验装置，如图所示，将点燃的蜡烛置于透镜前某一位置时，在光屏上得到了烛焰清晰的像；当向水凸透镜内注入水，使透镜更凸后，发现光屏上已无烛焰清晰的像，若要在光屏上再次得到烛焰清晰的像，应在水凸透镜前放置一块 透镜；若撤去放置的透镜，应将光屏 （选填：“靠近”或“远离”）水凸透镜，才能得到清晰的像。

（2）根据上述实验，可知近视眼的形成原因是： 。 22．物理知识无处不在，生活中的许多现象都与物理知识息息相关。例如：用铅笔在灯光下写作业，会出现铅笔的影子，这是光的 现象；吃饭时筷子放人盛水的碗中，看到筷子向上偏折了，这是光的 现象。

23．在无其他任何光源的情况下，舞台追光灯发出的红光，照在穿白上衣、绿裙子的演员身上，观众看到她的上衣 色，裙子是 色。

24．甲同学是近视眼，那么他佩戴的眼镜应该是 透镜。身高1．5米的乙同学，站在穿衣镜前看到了自己全身像，则其像的高度为 米。

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24．紫金山天文台2009年6月13日通报：2009年7月22日，我国将出现500年一遇的日全食奇观。能够解释日食现象的是光的 传播理论。如图所示，位于地球上A区域的人看到的是日 食，位于B区域的人看到的是日 食。

25．如图甲所示，一束白光经三棱镜折射后，在光屏上形成自上而下为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带，这就是光的 现象。

26风景旖旎的镜湖，各式现代建筑环湖矗立，充满时代气息。如图所示，建筑物在湖中的“倒影”是由光的 所形成的 像 (选填“实像”或“虚像”)。这些“倒影”看起来比建筑物本身“暗”一些，主要是因为建筑物的光射到水面时，有一部分发生 进入了水中；拍摄该照片的照相机镜头

相当于 透镜，这种透镜对光线具有 作用，可用来矫正 (选填“近”或“远”)视。 27．人眼是世界上最精密的 (选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”)，晶状体相当于一个 透镜，视网膜相当于 。只有成像在视网膜上才会看清物体；小莉看不清黑板上的字，她向黑板靠近几步就看清了，说明她是 眼(选填“近视”或“远视”)。如果小莉仍坐在原位，为了使物体的像刚好落在小莉的视网膜上，她应该配戴适当度数的 透镜制作的眼镜来矫正视力。

28．如图1所示，一束太阳光经过三棱镜到达绿纸做的光屏上，光屏上应该有 种色光，但眼睛只能在光屏上看到 光；对于流入市场上的假币，人们常借助验钞机发出的 来辨别真伪。 29．小强利用图15所示的装置来探究凸透镜的成像规律。通过实验，他发现蜡烛离透镜越远，光屏上得到清晰的像越 （填“大”或“小”）。当把蜡烛向凸透镜靠近时，要在光屏上得到清晰的像，光屏应 凸

透镜（填“靠近”或“远离”），此时在光屏上已成清晰的像是 的（填“倒立”或“正立”）。实验

中，屏上已成清晰的像，此时固定蜡烛，将透镜换成一个焦距稍小一点的凸透镜实验，则屏需向 （填“左”或“右”）移动才能成清晰的像，此刻的像比换镜前变 （填“大”或“小”）。 30．除了平面镜外生活中也常用到凹面镜，下图是一束平行光射到凹面镜上的传播情况。

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（1）由图中光路可知，凹面镜对光线起到 作用。

（2）现在有一点光源，若要利用凹面镜获得平行光，应把点光源放在F点 ，依据的原理是 。 （3）请你根据凹面镜对光的作用另举一个应用凹面镜的实例： 31．如图，探究光的反射规律时，在平面镜的上方垂直放置一块光屏，光屏由可以绕ON折转的E、F两块板组成。让一束光贴着光屏左侧的E板沿AO方向射到O点，在右侧F板上能看到反射光线OB。实验时从光屏前不同的方向都能看到光的传播路径，这是因为光在光屏上发生了 (填“镜面”或“漫”)反射。若将F板向后折转一定的角度，则在F板上 (填“能”或“不

能”)看到反射光，此时反射光线和入射光线 (填“在”或“不在”)同一平面内。

32．李云和张芳合作探究“凸透镜成像规律”（如图，物距用u表示，焦距用f表示）。当u>2f时，光屏上得到一个清晰、倒立、缩小的 像（选填“虚”或“实”）；若想得到一个清晰放大的实像，蜡烛应向 凸透镜的方向移动，同时光屏应向 凸透镜的方向移动（两空都选填“远离”或“靠近”）；若无论怎样移动光屏都不能得到蜡烛的像，说明u f（选填“>”、“=”或“<”）。

33．在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中：

（1）如图甲所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图可知，凸透镜对光线具有 作用，该凸透镜的焦距是 cm。

（2）将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，请你指出其中一条可能的原因：

（3）调整后，把烛焰放在距凸透镜16cm处时（如图乙），在凸透镜另一侧前后移动光屏，会在光屏上得到一个 的实像（填写像的性质）； (填光学仪器)就是利用这一成像规律工作的。如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向 (选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动。

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34． 如图所示，东东在探究光的色散现象时，看到白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带。东东对产生的原因进行了思考。

受此启发，在测量凸透镜的焦距时，东东想：如果分别用红光和紫光平行与同一个凸透镜的主光轴射入，红光、紫光对凸透镜的焦距是否相同呢？

三、综合解答题

36．某实验小组在“探究凸透镜成像特点”实验过程中，进行了以下步骤：

(1)将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移动光屏，在距透镜10cm处，屏上呈现出最小、最亮的光斑，由此粗略测出此凸透镜焦距约是多少？

(2)小华同学将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，如图所示，并使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上，实验过程中凸透镜保持在光具座上50cm的位置处不变。将烛焰移动到光具座上的15cm位置处，当光屏在光具座60～70cm间的某位置时，光屏将会接到烛焰的像，该像与物比较有什么特点？应用这一原理可以制成什么光学仪器？

(3)小华同学对凸透镜成像做了进一步的探究，让凸透镜和烛焰的位置保持不变，将光屏向右移动了2cm，结果发现屏上烛焰的像变模糊，接着她将同学的近视眼镜放在透镜与烛焰之间并左右移动进行调节，结果光屏上烛焰的像又重新变清晰。此现象说明近视眼镜是凸透镜还是凹透镜？

37．同学们要探究“凸透镜成像规律”。他们来到实验室，选用的器材如下图： (1)请你简要说出实验探究前应怎样合理摆放和调整器材；

(2)器材调好后，蜡烛从离透镜较远的地方逐渐向透镜移动，调整光屏位置，在光屏上测出了不同位置时像的高度。并将数据填在表格中。凸透镜焦距f=10cm

物体到凸透镜距离u／cm 60 像的高度h／cm 30 20 2 15 4 12 10 0．4 l 文莉同学通过实验现象得出的结论是：凸透镜成的像是倒立的。

林哲同学通过实验数据得出的结论是：物体到凸透镜距离越近，像就越大。请你对他们的实验过程及实验结论作出点评。

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