第六章 常见的光学仪器

第一节透镜 1．（上海19大同中学杯）如图所示，有一圆柱形玻璃体，在它的中心轴线上有一球形气泡，柱体低面是磨砂的毛面，当平行光沿轴方向向下照射时，在磨砂的毛面上可能会看到（ ）

A．圆形亮斑 B．圆型暗斑

C．圆形暗斑且中心有一亮点 D．圆形亮斑且中心有一暗点

2．(11常州) 在淹城民俗街上，小明对一雕刻于半粒大米(上圆下平) 上的微雕作品“”产生了浓厚兴趣。

(1)为看清微雕作品上的文字和图像，小明应利用如图所示透镜中的 (选填序号)进行观察。

(2)正确选择透镜后，小明拿透镜正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，当在纸上呈现一个最小最亮的光斑时，测得这个光斑到透镜的距离为5 cm。 (3)透过透镜观察微雕作品“是 。

”，小明看到的像如图所示，此时透镜到微雕作品的距离

A．小于5cmB．大于5cm且小于10cm C．等于10cmD．大于10cm 3．（10年学而思杯初二）如图所示Ｓ是发光体，Ｓ′是它通过凸透镜成所的像，请画出凸透镜的位置并找出焦点（一个即可）。

4．（10年学而思杯初二）实验中有时需要将一束平行光变成细平行光，这可以利用两块透

镜的组合来解决，请在下图的两个方框中各画出一种组合方式。

5．（趣味链接）西汉淮南王刘安（公元前179~前122年）和门客著有《淮南鸿烈》，又名《淮南子》。《淮南子?万毕术》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影则火。”这就是说，把一块洁净的冰两面削成球面状，实际上就是用洁净的冰块削成一凸透镜，用它对着太阳，使平行的太阳光折射，让太阳光的能量聚集到焦点上，再把易燃的艾绒放到焦点处，最后被点着起火。

你认为该方法可行吗？试用你所学的知识解释其中的道理。

参考答案

1．D 【解析】当平行光沿轴方向向下照射时，对准气泡周围入射的光，方向不变，在磨砂面（相当于“光屏”）上有光到达，形成亮斑。气泡和它竖直方向上、下层玻璃共同的作用相当于一个凹透镜，即平行光经这个“凹透镜”后会发散，使磨砂面中心无光，形成暗斑。 2．（1）A (3)A

【解析】要看清微雕作品必须对它进行放大，即要用放大镜进行观察，而放大镜就是一个短焦距的凸透镜，在第（1）问中A、B、C、D四个选项中只有A选项是凸透镜。而凸透镜要当放大镜使用，物体必须放在凸透镜的焦距以内，即物距要小于一倍焦距，所以在第(3)问中答案选A。 3．图略

【解析】凸透镜的三条特殊光线：通过光心的入射光线传播方向不改变；平行主光轴的入射光线经凸透镜折射后通过焦点；通过焦点的入射光线经凸透镜折射后平行主光轴。本题中我们只需要把发光体S和它的像Ｓ′连接起来，它们的连线与主光轴的交点就是凸透镜的光心所在的位置（即凸透镜的位置）。从发光体S作平行于主光轴的入射光线与凸透镜的交点就是入射点，连接入射点与像点Ｓ′，此连线与主光轴的交点就是凸透镜的焦点。 4．图略

【解析】在本题中入射光线比出射光线间的距离小，说明光经透镜折射后会聚了。凸透镜对光有会聚作用，首先想到的是在方框内放置两个凸透镜。其次，我们还可以想象，凹透镜虽然对光有发散作用，但只要凹透透的发散程度小于凸透镜的会聚程度，光经两者组合折射后，还是有会聚作用。所以我们还可以在方框内填凸透镜和凹透镜组合。

5．该方法可行。凸透镜对光有会聚作用，让太阳光会聚于焦点，从而使热量集中到焦点上，使焦点处的干草温度升高，达到其着火点而被点燃。

【解析】平行光经凸透镜折射后会聚于一点，太阳光是平行光，经冰凸透镜折射后会聚于一点，这一点温度很高，可以点燃可燃物。

第二节学生实验：探究——凸透镜成像 1．（16届江苏初二）如左图所示，有一个圆柱体ΡQ，放在凸透镜前图示位置，它所成像的形状应该如右图中的（ ）

2．(04初赛)在儿童乐园，摄影师给卡通人照相，在调焦时，发现毛玻璃上卡通人像的位置如图甲所示。为了使毛玻璃上卡通人像的位置如图乙所示，摄影师应当将镜头适当地（ ）

A．向下并且向左移B．向下并且向右移 C．向上并且向左移D．向上并且向右移 3．（11鸡西）在探究凸透镜成像的大小与哪些因素有关的实验中：

（1）吴洋同学通过物理知识的学习，知道放大镜就是凸透镜。在活动课中，他用放大镜观察自己的手指（如图甲所示），看到手指 的像；再用放大镜观察远处的房屋（如图乙所示），看到房屋 的像。（选填“放大”“等大”或“缩小”）

（2）他猜想：凸透镜成像的大小可能与蜡烛到透镜的距离有关。于是，他在如图丙所示的光具座上，不断改变蜡烛到透镜的距离，并移动光屏进行实验，所获得的实验数据如下表所示：

物体到凸透镜的距离/cm 光屏上像到凸透镜的距离/cm 光屏上像的大小 3.00 5.00 12.00 20.00 25.00 30.00 光屏上没有像 光屏上没有像 60.00 20.00 16.67 15.00 放大 等大 缩小 缩小 分析数据可知，物体到凸透镜的距离越大，光屏上像的大小就越 。

（3）吴洋所在班级照毕业相时，摄影师发现两旁还有同学没有进入取景框内，摄影师使照相机远离同学，同时还应 （选填“增加”“缩短”或“不改变”）照相机的暗箱长度，才会在取景框内得到清晰满意的画面。 4．（2011福州）小雪小组在“探究凸透镜成像大小与焦距的关系”实验中，对课本的实验

装置进行了改进，如图所示。

（1）他们不用蜡烛，而用由几个发光二极管做成“F”字样的发光体进行实验，你认为其好处是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（写出一点即可）

次数 1 2 3 物距u/cm 15 焦距f/cm 5 8 10 像距v/cm 7.5 17.5 29.0 （2）他们用三个焦距不同的凸透镜进行实验，数据记录如上表。分析表中数据可知，在物距一定时，凸透镜的焦距越大，所成实像的像距＿＿＿＿；根据你所学凸透镜成像规律分析，此时所成像的大小＿＿＿＿。（均选填“越大”“越小”或“不变”） 5．（2012?连云港）小华在“探究凸透镜成像规律的实验”中发现像高与像距、物距之间有一定的关系，为了进一步探究，他将5cm长的发光体放在一个竖直支架上作为光源进行实验。 （1）实验开始前，首先在光具座上依次安装发光体、凸透镜和光屏并进行调节，使它们的中心在 。

（2）下表是小华同学实验时记录的几组数据： 实验次数 1 2 3 4 5 物距u/cm 35 30 20 15 12 像距v/cm 14 15 20 30 60 物高l/cm 5 5 5 5 5 像高h/cm 2 2.5 5 10 25 ①该凸透镜的焦距为 cm；

②从表中的数据可以看出，当像距小于物距时，像高与物高的比值 （选填“大于”或“小于”）1；当像距大于物距时，像高与物高的比值 （选填“大于”或“小于”）1。

③小华通过进一步分析实验数据又得出了像高与物高的比值和像距与物距比值之间的具体关系，他的结沦是 。

参考答案 1. B 【解析】物体在凸透镜焦点以外成实像，而且物体离凸透镜越远（即物距越大）所成的实像就越小，像距也越小。圆柱体ΡQ的P端离凸透镜远些所成的像要小些，像距也要小些。 2. B 【解析】物体通过凸透镜成实像时，像与物体上下关系相反，左右关系相反。要让物体通过凸透镜所成的像向下并且向右移动，在物体位置不变的情况下，凸透镜要向下并且向右移动。

3．(1)放大 缩小 (2)小 (3)缩短

【解析】物体在凸透镜的焦点以内成正立、放大的虚像；物体在凸透镜焦点以外成实像，而且物体离凸透镜越远（即物距越大）所成的实像就越小，像距也越小。