物理光学与应用光学习题解第五章

第五章透镜及其应用一、单选题1•学习了透镜知识后，小勇回家认真研究爷爷的老花镜，并得出以下结论，你认为他的这些结论中不妥当的是（）A .老花镜是一种凹透镜B .老花镜可以用来做放大镜C.老花镜能在阳光下点燃白纸D .爷爷是个远视眼2•如图所示，将凸透镜看作是眼睛的晶状体，光屏看作是眼睛的视网膜，烛焰看作是被眼睛观察的物体.拿一个远视眼镜给眼睛”戴上，光屏上出现烛焰清晰的像，而拿走远视眼镜则烛焰的像变得模糊.在拿走远视眼镜后，为了能在光屏上重新得到清晰的像，下列操作可行的是（）A .将蜡烛靠近凸透镜B .将光屏靠近凸透镜C.将光屏远离凸透镜D .将光屏和蜡烛同时靠近凸透镜3•—支蜡烛位于焦距为10cm的凸透镜前，调节好透镜和光屏的位置后，光屏上呈现倒立、缩小的像，这支蜡烛可能距离透镜（）A. 10cmB. 15cmC. 20cmD. 25cmA.甲、丁C.乙、丁D.甲、丙5•使用下列光学器材，使物体成正立、放大的虚像的是（）A. 放大镜B. 照相机C. 幻灯机D. 平面镜6•下列光学设备中，应用的原理与如图5所示的凸透镜成像规律相同的是A. 幻灯机B. 老花镜C. 照相机D. 放大镜7•下列透镜中，属于凹透镜的是（8•某些手表上有一个圆滑的透明凸起，通过它看日期会觉得很清楚，这是因为这个圆滑的凸起相当于一个_________ ，我们看到的实际上是一个 ___________ （选填放大”或缩小”的____________ （选填实像”或虚像）9•在探究凸透镜成像规律”的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏位置如图所示时，恰能在光屏上成一个清晰的像，该像的性质为_________ （包括倒立或正立、放大或缩小、虚像或实像），利用此原理可以制成_______ •10. 如图是微型手电筒所用的小灯泡，小灯泡前端的A部分相当于，对光有___________ 作用.11. 一般放大镜的放大倍数有限，要想看清楚动植物的细胞等非常小的物体，就要使用____________ •这种仪器镜筒的两端各有一组透镜，每组透镜的作用都相当于一个_____________ 透镜.12. 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，使远处物体在视网膜上成倒立、 _____ 的实像.13. 有一种望远镜也是由两组 _______ 组成的，靠近眼睛的叫做__________ ，靠近被观测物体的叫做•物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成_______________ （填放大”或缩小”的________ （填实像”或虚像”），目镜的作用当于一个_________________ ，用来把这个像放大•由于像被拉近，靠近人眼，______ 较大，所以使我们看到远处物体的像大而清晰.14. 有一种交通标志牌，由基板和背面涂有反射胶的玻璃微珠组成，结构如图•黑夜中，当汽车灯光射来时，光线经过玻璃微珠____________________ （填反射”折射”后，在玻璃微珠背面发生____________ （填反射”或折射”）然后沿原路返回，这样司机就可以看清黑夜中的标志牌•这里的玻璃微珠对光线起_____________ 作用（填会聚”或发散” •）(1) _________________________ 实验时，应使烛焰和的中心位于凸透镜的主光轴上. (2) ______________________ 图中物距u 应满足 .(3) ______________________________________________ 当蜡烛远离凸透镜时，烛焰的像将落在光屏的 ____________________________________________________ 方.(4) 在第(3)小题的情况下，若用此实验模拟人眼的调节功能，重新在光屏上得到清晰的像， 应该进行的操作是 _______ . A .将光屏靠近凸透镜 B •将光屏远离凸透镜 C. 换焦距更大的凸透镜 D. 换焦距更小的凸透镜.(5) 在第(3)小题的情况下，若拿来一只眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，且较靠近凸透镜，结果 重新在光屏上得到清晰的像，这只眼镜是 _________ 透镜.16. 小组同学在做 验证凸透镜成像规律 ”实验的过程中发现：当发光物体与光屏之间的距离 时，将凸透镜从发光物体处缓慢向光屏移动的过程中，有时能在光屏上成两次清晰的像，有时只 能成一次清晰的像，有时不能在光屏上成像•为了研究产生这些现象的条件，该小组同学进行实 验，并将每次实验中的相关数据及现象记录在表中.朝「炖丼i(<■*)博的11435r ax2 IS tsft*LSj4020w*不■莊柯］轴欣底律二、实验题15•用如图所示装置模拟人眼成像情况，此时烛焰在光屏上成清晰的像L 确定(1)分析比较实验序号1、2、3 (或5、6、7)的第一次成像数据中像距v和物距u的变化关系及相关条件，可得出的结论：________ ；(2)分析比较实验序号 1 (或2、或5、或6)的第一次和第二次成像数据中物距与像距的关系及相关条件，可得出的结论：同一凸透镜，当 ______ 一定，移动凸透镜能在光屏上成两次像时，(3)继续分析比较表格物屏距离L与凸透镜焦距f的数据及观察到的现象，可得出的结论：只要适当移动凸透镜，可以在光屏上得到一次放大的像和一次缩小的像•请你对他所得出的结论做出点评.17. 小华在做探究凸透镜成像规律的实验时，将焦距为10cm的薄凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻度线处，移动光屏至65cm刻度线处，使烛焰在光屏上成清晰的像•如图所示•请结合此实验完成下列问题：(1 )如图所示的实验现象能够说明_________ 的成像特点.A .照相机B.幻灯机C.放大镜(2)保持透镜在50cm刻度线处不动，如果想在光屏上得到更大的清晰的像，应该进行的操作是A •将蜡烛左移，光屏左移B •将蜡烛左移，光屏右移C.将蜡烛右移•光屏左移 D •将蜡烛右移•光屏右移(3)保持透镜在50cm刻度线处不动，若将点燃的蜡烛放在光具座上80cm刻度线处，将光屏放在光具座上透镜的左侧，通过移动光屏，在光屏上可呈现烛焰清晰______ 的像.A •倒立放大B •倒立缩小C.正立放大.四、计算题18. 如图所示，物体AB经凸透镜折射后所成像为A B'已知AB的高为h i，物距u,像距v,试用19.在下图所示的光路图中，分别填入合适的透镜.20.如图，根据近视眼成因及矫正方法，在如图所示方框内画出矫正所需的透镜并完成光路图.21. 我国古代的千里眼”是富有想象力的神话，随着科学技术的飞速发展，天文望远镜已将神话变成现实•图中天文望远镜是由两个透镜组成的，请完成两条入射光线经过两个透镜的光路（其中22. 你了解实像和虚像吗？自从学习光现象以来，我们分别学习了实像和虚像，对于这两种像的区别与联系掌握起来却有点麻烦•实像是由实际光线会聚的，而且是倒立的，并且能用光屏承接；虚像是由实际光线的反向延长线会聚的，因此不能用光屏承接，并且都是正立的；无论是实像还是虚像都能用眼睛看到.请根据上述信息回答一下问题：(1)下列现象中，只能成虚像的是( )A •照相机照相B •平面镜成像C.凸透镜成像D •小孔成像(2)透过放大镜可以看到物体被放大的虚像，关于放大镜的说法中正确的是( )A •透过放大镜总能看到物体被放大的虚像B .透过放大镜看到放大物体的虚像与物体在放大镜的两侧C.物体距离放大镜越近成的虚像就越小D .放大镜其实就是凹透镜(3)对实像和虚像的认识正确的是( )A •只有通过光的反射才可以成虚像B •只有通过光的折射才可以成虚像C・通过光的反射可以成实像和虚像D •通过光的折射可以成实像和虚像.23. 请仔细阅读下文，按要求回答问题人类的眼睛人类的眼睛很像一架照相机，眼睛与照相机的不同之处是：人的眼睛是通过调节晶状体的弯曲程度，改变晶状体的焦距来获得清晰的像，如图所示；普通照相机是在物距确定的情况下通过改变像距使像变得清晰•由眼睛的调节作用所能看清楚的最远点，叫远点，正常眼的远点在极远处；眼睛所能看清楚的最近点，叫近点，正常眼的近点约距眼睛10cm.眼睛是人体的重要器官，长时间的用眼，如看书、看电视、计算机，都可以引起眼睛的疲劳，眼睛疲劳的常见症状是头疼脑胀、眼睛发干，看物体时间较长也不易感到疲劳的距离叫明视距离，正常眼的明视距离为25cm.如果眼睛长期使用不当就会造成眼睛缺陷，常见的有近视和远视，它们都需要配戴眼镜(透镜)来矫正视力•人们通常所说的眼镜度数0和焦距f之间的关系可用下列公式表示：(1)人的眼睛是通过改变晶状体的来获得清晰的像；普通照相机是在物距确定的情况下通过改变使像变得清晰•(2)_____________________________ 小明是近视眼，则应配戴透镜。

第五章透镜及其应用期末复习基础训练一、单选题1.关于凸透镜对光线的作用，以下说法中正确的是A. 通过凸透镜的光线，折射后一定与主光轴相交B. 经过凸透镜会聚的光线一定经过焦点C. 凸透镜只能使平行于主光轴的光线发生会聚作用D. 过凸透镜光心的光线，传播方向不改变【答案】D【解析】A.凸透镜对光有会聚作用，经凸透镜折射后的光线将靠近主光轴偏折，但不一定与主光轴相交，故A错误；B.凸透镜对光有会聚作用，平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后，交于凸透镜的焦点，所以经过凸透镜会聚的光线不一定经过焦点，故B错误；C.凸透镜对光线有会聚作用，不是仅仅指平行于主光轴的光线，故C错误；D.过凸透镜光心的光线，一定不改变传播的方向，故D正确。

2.如图所示，投影仪是教学中常用的设备，下面关于投影仪的叙述中不正确的是( )A. 平面镜的作用是改变光的传播方向B. 屏幕表面粗糙，有利于光发生漫反射C. 物体在屏幕上所成的像是一个放大的虚像D. 若使屏幕上的像变大，应使凸透镜靠近投影片【答案】C【解析】A.投影仪中平面镜的作用就是改变光的传播方向，使像成在屏幕上，故选项A说法正确，不符合题意；B.屏幕表面粗糙，有利于光发生漫反射，从而使各个方向的人都能看到屏幕上的像，故选项B说法正确，不符合题意；C.投影仪应用的是凸透镜成倒立、放大的实像的规律，故选项C说法错误，符合题意；D.凸透镜成实像时，根据“物近像远像变大”的变化规律可知，要使像变大，像距要变大，物距要变小，所以应使凸透镜靠近投影片，故选项D说法正确，不符合题意。

故选C。

3.很多车主都在车上安装了行车记录仪，便于及时用摄像头将行车过程中发生的事情记录下来，在夜间可以利用摄像头周边的多点红外线补光，拍出依旧清楚的画面。

关于行车记录仪，下列说法正确的是( )A. 在拍摄录像时，物体在透镜两倍焦距外B. 行车记录仪的摄像头中用的是凹透镜C. 人肉眼是可以观察到红外线的D. 在拍摄录像时，物体在透镜一倍焦距内【答案】A【解析】解：AD、摄像机的镜头与照相机的镜头类似，应用的凸透镜成实像时u>2f，成倒立缩小的实像；故A正确，D错误；B、行车记录仪的摄像头中用的是凸透镜，故B错误；C、红外线属于不可见光，人肉眼是不可以观察到红外线的，故C错误。

第五章透镜及其应用期末复习提高训练班级姓名一、单选题1.要使光线发生如图所示的偏折，下面的光学元件中可以实现的有( )①平面镜；②凸透镜；③凹透镜A. ①②③B. ①②C. ①③D. ②③【答案】A【解析】解：从下面的光路图可以看出，凸透镜、凹透镜和平面镜都可使光的方向发生图中的改变。

如图所示：故选A。

2.将凸透镜正对太阳光，其下方的纸上出现一个并非最小的光班(如图所示)，这时光斑到透镜的距离为L，若凸透镜远离纸的过程中光斑先变小后变大，则该透镜的焦距()A. 一定小于LB. 可能小于L，也可能大于LC. 一定大于LD. 一定等于L【答案】C【解析】将凸透镜正对太阳光，其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑，这时光斑到凸透镜的距离为L，若凸透镜远离纸的过程中光斑先变小，说明此时光斑在焦点之前，即L<f，后变大，说明此时凸透镜到纸面的距离大于焦距了。

故选C。

3.一块矩形玻璃砖，切割成图中形状后拉开一段距离，平行于光轴的光线从左面射入，右边射出的光线( )．A. 仍然保持平行B. 一定是发散光线C. 一定是会聚光线D. 可能是会聚的，也可能是发散的【答案】D【解析】玻璃砖切开后，左边相当于凸透镜，右边相当于焦距大小与它相等的凹透镜；第一种情况，拉开的距离超过焦距，如左图所示，此时，最右边射出的光线是发散光线，第二种情况，拉开的距离小于焦距，如右图所示，此时，最右边射出的光线是会聚光线，第三种情况，由于表面弯曲程度相同，所以凹透镜和凸透镜的焦距相同，两焦点不可能重合，因此不可能是平行光线。

故选D。

4.如图，S是凸透镜主光轴上的一个发光点，SA是发光点发出一条射向凸透镜的光线，经凸透镜后的光线可能是( )A. ABB. ACC. ADD. AE【答案】B【解析】解：S是凸透镜主光轴上的一个发光点，由图知，发光点S在凸透镜的二倍焦距之外，根据凸透镜成像规律可知，其像点应该在一倍焦距和二倍焦距之间，即折射光线与主光轴的交点位置应在一倍焦距和二倍焦距之间，由图可知，光线AC符合题意。

人教版初二物理上册第五章透镜及其应用测带参考答案和解析选择题下列光学器件中，没有用到凸透镜的是( )A. B. C. D.【答案】C【解析】A. 照相机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像工作的，故A不符合题意；B. 投影仪是利用凸透镜成倒立、放大的实像工作的，故B 不符合题意；C梳妆镜即平面镜是利用光的反射的原理，与凸透镜无关，故C符合题意；D. 放大镜实质就是一个凸透镜，即成正立、放大的虚像，故D不符合题意。

故选C.选择题图中画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形。

其中凸透镜是A. aB. b.dC. cD.a.b.c.d【答案】C【解析】本题涉及的是透镜对光的作用，考查学生对会聚和发散的理解。

凸透镜和凹透镜都光路的改变都是遵循光的折射原理。

凸透镜是中心厚边缘薄，光路径透镜两次折射都是向靠近光轴方向（中心的方向）偏折，所以它有会聚作用。

凹透镜是中心薄边缘厚，光路径透镜两次折射都是向远离光轴方向（中心的方向）偏折，所以它有发散作用。

从a、b、c、d四个图可以看出对光有会聚作用的只有c。

选择题下列关于透镜的说法正确的是( )A. 凸透镜对光有发散作用，凹透镜对光有会聚作用B. 凸透镜的焦距越小，对光的会聚作用越强C. 任何光线经过凸透镜折射后都能会聚于一点D. 凹透镜只对平行于主光轴的光具有发散作用【答案】B【解析】A、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；B、凸透镜的焦距越小，说明其对光的会聚作用越强，故B正确；C、发散光线经过凸透镜折射后可能成平行光线，故C错误；D、凹透镜可使任何光线发散，而不是只对平行于主光轴的光线具有发散作用，故D错误。

故选B。

选择题像的成因有三个：光的直线传播成像、反射成像和折射成像，所成的像有实像和虚像两种。

关于下面所列的成像实例：①针孔照相机内所成的像；②在潜望镜中看到的景物的像；③放大镜中看到的物体的像；④幻灯机屏幕上的像；⑤汽车观后镜中的像。

下列说法中正确的是( )A. 属于实像的是①④B. 属于虚像的是②③④C. 属于折射成像的是①③D. 属于反射成像的是①②⑤【答案】A【解析】①针孔照相机属于小孔成像原理，因此成的是实像，它是光的直线传播原理形成的；②从潜望镜中观察景物，观察到的是虚像，利用的是平面镜成像原理，属于光的反射现象；③用放大镜看物体，利用的是光的折射现象中成虚像的情况；④看幻灯机屏幕上的像，是光的折射现象，成的是倒立放大的实像；⑤汽车观后镜中的像是正立缩小的虚像。

1. 试确定下面两列光波E 1=A 0[e x cos （wt-kz ）+e y cos （wt-kz-π/2）] E 2=A 0[e x sin （wt-kz ）+e y sin （wt-kz-π/2）] 的偏振态。

解 ：E 1 =A 0[e x cos(wt-kz)+e y cos(wt-kz-π/2)]=A 0[e x cos(wt-kz)+e y sin(wt-kz)] 为左旋圆偏振光E 2 =A 0[e x sin(wt-kz)+e y sin(wt-kz-π/2)]=A 0[e x sin(wt-kz)+e y cos(wt-kz)] 为右旋圆偏振光2. 为了比较两个被自然光照射的表面的亮度，对其中一个表面直接进行观察，另一个表面通过两块偏振片来观察。

两偏振片透振方向的夹角为60°。

若观察到两表面的亮度相同，则两表面的亮度比是多少？已知光通过每一块偏振片后损失入射光能量的10%。

解∶∵亮度比 = 光强比设直接观察的光的光强为I 0,入射到偏振片上的光强为I ，则通过偏振片系统的光强为I'：I'=(1/2)I (1-10%)cos 2600∙(1-10%) 因此：∴ I 0/ I = 0.5×(1-10%)cos 2600∙(1-10%) = 10.125%.3. 两个尼科耳N 1和N 2的夹角为60°，在他们之间放置另一个尼科耳N 3，让平行的自然光通过这个系统。

假设各尼科耳对非常光均无吸收，试问N 3和N 1 的偏振方向的夹角为何值时，通过系统的光强最大？设入射光强为I 0，求此时所能通过的最大光强。

解：201I I()()()()有最大值时，亦可得令注：此时透过的最大光强为，须使欲使I I d d d dI I I II I I II I II I 20cos cos 2329434323060cos 30cos 2302602cos cos 2cos cos 2cos 2222max22232213θααθαααθααθααθαα==⎥⎦⎤⎢⎣⎡-==⋅⋅=-=====∴-=-===4. 在两个理想的偏振片之间有一个偏振片以匀角速度ω绕光的传播方向旋转（见题5.4图），若入射的自然光强为I 0，试证明透射光强为I =16πI 0（1-cos4ωt ）.解: I = 12I 0 cos 2ωt cos 2（2π-ωt ） = 12 I 0cos 2ωtsin 2 ωt = 18 I 0 1-cos4t2ω= I 0（1-cos4ωt ） `题5. 线偏振光入射到折射率为1.732的玻璃片上，入射角是60°，入射光的电失量与入射面成30°角。

人教版物理八年级上册第五章透镜及其应用一．选择题（共26小题）1．如图所示，某同学将凸透镜正对着太阳光，将一张白纸在透镜的另一侧逐渐远离透镜，可能看到的现象是（）A．白纸上有缩小的光斑（小亮点），光斑的大小不变B．白纸上的光斑先变大，再变小C．白纸上的光斑先变小，再变大D．白纸上有放大的光斑（暗亮点），光斑的大小不变2．如图所示，某同学将凸透镜正对着太阳，将一张白纸在透镜的另一侧从透镜处逐渐远离透镜，看到的现象是（）A．白纸上有缩小的光斑，且光斑的大小不变B．白纸上有光斑，且先变小再变大C．白纸上有光斑，且先变大再变小D．白纸上有光斑，且一直变大3．如图所示，一束平行光正对着凸透镜照射，在透镜另一侧离透镜10cm处得到一个亮点。

当物体位于这个透镜前的25cm处时，在透镜的另一侧可以得到（）A．倒立缩小的实像B．倒立放大的实像C．正立放大的虚像D．无法确定4．如图，L是凸透镜，OO’是它的主轴，AB是垂直主轴的光源，P是垂直于主轴的光屏。

当光源和光屏到凸透镜的距离相等时，在光屏上得到清晰的像。

如将AB向右移动任意一段距离后（不越过L），再移动P，则在P上（）A．总能得到缩小的像B．总能得到放大的像C．可能得到放大的像，也可能得到缩小的像D．可能得到放大的像，也可能得不到像5．老奶奶用放大镜看报纸时，为了看到更大的清晰的像，她常常这样做（）A．报纸与眼睛不动，放大镜离报纸远一些B．报纸与眼睛不动，放大镜离报纸近一些C．报纸与放大镜不动，眼睛离报纸远一些D．报纸与放大镜不动，眼睛离报纸近一些6．“探究凸透镜成像”实验中发现，物距等于6cm时成正立的像，物距等于9cm时成倒立的像，那么，下列判断正确的是（）A．物距等于8Cm时，成放大实像B．物距等于12Cm时，成放大实像C．物距等于10Cm时，成缩小实像D．物距等于18Cm时，成等大实像7．一凸透镜的焦距为15cm，当物体放在距焦点5cm处，一定能得到（）A．正立、放大的虚像B．倒立、放大的实像C．倒立、缩小的实像D．倒立、放大实像或正立、放大虚像8．像的成因有三个：光沿直线传播成像、反射成像、折射成像，所成的像有实像和虚像两种。

总复习第一章 几何光学的基本定律 返回内容提要有关光传播路径的定律是本章的主要问题。

折射定律(光学不变量)及其矢量形式反射定律(是折射定律当时的特殊情况)费马原理(极端光程定律)，由费马原理导出折射定律和反射定律(实、虚)物空间、像空间概念 完善成像条件(等光程条件)及特例第二章 球面与球面系统 返回内容提要球面系统仅对细小平面以细光束成完善像基本公式：阿贝不变量放大率及其关系：拉氏不变量反射球面的有关公式由可得。

第三章 平面与平面系统返回内容提要平面镜成镜像夹角为 α 的双平面镜的二次像特征 平行平板引起的轴向位移反射棱镜的展开，结构常数，棱镜转像系统折射棱镜的最小偏角，光楔与双光楔关键问题：坐标系判断，奇次反射成像像，偶次反射成一致像，并考虑屋脊的作用。

第四章 理想光学系统返回内容提要主点、主平面，焦点、焦平面，节点、节平面的概念高斯公式与牛顿公式：当时化为，并有三种放大率，，拉氏不变量，，厚透镜：看成两光组组合。

＋＋组合：间隔小时为正光焦度，增大后可变成望远镜，间隔更大时为负光焦度。

－－组合：总是负光焦度 ＋－组合：可得到长焦距短工作距离、短焦距长工作距离系统，其中负弯月形透镜可在间隔增大时变 成望远镜，间隔更大时为正光焦度。

第五章 光学系统中的光束限制 返回内容提要本部分应与典型光学系统部分相结合进行复习。

孔阑，入瞳，出瞳；视阑，入窗，出窗；孔径角、视场角及其作用 拦光，渐晕，渐晕光阑 系统可能存在二个渐晕光阑，一个拦下光线，一个拦上光线 对准平面，景像平面，远景平面，近景平面，景深 物方（像方）远心光路——物方（像方）主光线平行于光轴第六章 光能及其计算 返回内容提要本章重点在于光能有关概念、单位和像面照度计算。

辐射能通量，光通量，光谱光视效率，发光效率 发光强度，光照度，光出射度，光亮度的概念、单位及其关系 光束经反射、折射后亮度的变化，经光学系统的光能损失， 通过光学系统的光通量，像面照度总之,第七章 典型光学系统 返回内容提要本章需要熟练掌握各类典型光学系统的成像原理、放大倍率、光束限制、分辨本领以及显微镜与照明 系统、望远镜与转像系统的光瞳匹配关系，光学系统的外形尺寸计算。