北方课堂初中物理透镜及其应用简答题试题与解析（北方课堂初中物理透镜及其应用简答题试题与解析）

北方课堂初中物理透镜及其应用简答题试题与解析

北方老师原创

1．秋高气爽，天气晴朗，小杰去森林公园玩，看见这样的告示：禁止随地丢弃装水的透明水瓶，以免引起火灾。请根据光学知识解释其中的道理。

【解答】装水的透明水瓶相当于一个凸透镜，能将阳光会聚在焦点，使处于焦点的干草或易燃物着火，引起火灾。

2．为了提高防火意识，消防部门当众演示了一个令人惊奇的实验。将装有水的球形鱼缸摆放在窗边，让阳光透过鱼缸照射到窗帘上，窗帘上聚光点的温度迅速上升，一会儿后，窗帘被点燃了。请你用光学及能量转化的知识解释这一现象。

【解答】装有水的球形鱼缸相当于凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用。当阳光透过球形鱼缸时，将会聚于窗帘上某点处，太阳能转化为内能，窗帘上的聚光点温度上升，窗帘被点燃。

3．海上有风时，海面出现波浪，某区域海面呈圆弧形，O为圆心，圆弧形海面正下方的水中有一条鱼（用箭头AB表示），如图所示。此时，从圆弧形海面上方看到了水中的这条"鱼"。看到的"鱼"是鱼的缩小的虚像，请分析说明其原因。（注：可以在图上画光路图，以辅助说明）

【解答】如图所示，来自A点射向圆心的光线，出射光线方向不变。来自A点斜射向界面的光线，出射光线远离法线偏折；两条出射光线反向延长线相较于A′点，A′是A的虚像；同理，B点成像于B′点，A′B′小于AB；所以，看到的"鱼"是鱼的缩小的虚像。

4．实验中学八年级5班教室里，物理教师把外形相同的凸透镜和凹透镜混合在一起，然后问同学："谁上来帮我把这两种透镜分开来"。班上同学纷纷举手，相信你也有办法，请你写出两种不同的简单方法，并说明理由。

【解答】根据凸透镜和凹透镜的成像特点设计方法如下：

方法一：放大镜法：将透镜放到书上，透过透镜看到书上的字变小的是凹透镜，字变大的是凸透镜。

方法二：成实像方法：将透镜放在眼前正对前面的景物，如果看到倒立缩小的物像是凸透镜，正立的是凹透镜。

方法三：阳光聚焦的方法：把透镜正对着太阳光，上下移动能在地面上出现最小最亮的光斑是凸透镜；同样的操作在地面上出现暗圈的是凹透镜。

5．春光明媚，春意昂然，晴朗的天空中飘着几朵白云。小芳来到波平如镜的湖边散步，她看到岸边的柳枝和天上的白云倒映在湖中，鱼儿在清澈见底的湖水里自由地游来游去，仿佛中，鱼儿好像穿梭在柳枝和白云之间…问：

①小芳看到湖中的鱼儿是物还是像？是实像还是虚像？是怎样形成的？

②小芳看到湖中的柳枝和白云是物还是像？是实像还是虚像？是怎样形成的？

【解答】①从鱼发出的光线由水中进入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得鱼变浅了，所以小芳看到湖中的鱼儿，会看到鱼的虚像，其位置比鱼得实际位置高一些。

②当光遇到水面时会发生反射，此时水面相当于一平面镜，湖中的柳枝和白云通过水面成虚像，

答：①小芳看到湖中的鱼儿是像，是虚像，是由于光的折射形成的；

②小芳看到湖中的柳枝和白云是像，是虚像，是由于平面镜成像形成的。

6．为什么使用自拍杆自拍，比直接拿手机自拍取景范围要广呢？

【解答】根据凸透镜成实像时，物距越大，像距越小，像越小，可知"自拍神器"与直接拿手机自拍相比，利用自拍杆可以增大物距，减小人像的大小，从而增大取景范围，取得更好的拍摄效果。

7．夏天正午，烈日当空，小勇给庭院里的花草洒水，他认为这样可以保护花草，而爸爸却说这样做不妥。果然，水珠蒸发以后，花草叶上出现了一个个焦黄的斑点，这是被高温灼伤的原因，为什么？

【解答】小水珠相当于凸透镜，对光线有会聚作用，可以使平行的太阳光会聚在一起，会聚点的温度较高从而使叶片被烫伤，出现一个个焦黄的斑点。

8．有两个完全一样的圆柱形玻璃瓶，一个装有纯净水，一个是空的，上面都有盖，在不碰到玻璃瓶的前提下，判断哪个瓶是装有纯净水的？请你写出判断的方法和利用到的物理知识。

【解答】凸透镜能起放大作用，把两个完全一样的圆柱形玻璃瓶靠近一个小物体，在另一面通过玻璃瓶观察物体，如果物体成放大的像，则瓶子装有纯净水。

9．我们常说眼见为实，但是通过光的学习，我们发现许多眼见为虚的例子。试举三个不同类型例子说明眼见为虚，并解释原因。

【解答】水中月，水中的鱼，水中楼的倒影。

A、水中月是月亮在水中的像，是月光经水面反射进入我们眼睛形成的，是光的反射，虚像；

B、水中的鱼是我们看到的鱼在水中的虚像，是鱼身上的光经水面折射进入我们眼睛形成的，这是光的折射，虚像；

C、水中楼的倒影是岸上楼房在水中的像，是楼房的光经水面反射进入我们眼睛形成的，这是光的反射，虚像。

10．在平静的湖水中，看到鱼在云中游动。看到的这些鱼和云是实物还是它们的虚像？请你作出判断，并简要说说它们的形成涉及光的什么现象。

【解答】（1）因为鱼儿是在水中的实际物体，是由于光线从水中通过空气折射进入了人的眼睛，我们看到水中的鱼，看到的是鱼的虚像，是由光的折射形成的。

（2）水中的白云，"白云"是在水中形成的像，即平面镜成像，故看到水中的白云是由光的反射形成的与物体等大的虚像。

11．（1）在森林里游客如随地丢弃装水的透明圆形饮料瓶，可能会引起森林火灾，请根据你所学的知识说明这是因为什么？

（2）北方的冬天，窗户上会有冰花出现，它属于什么现象？会出现在玻璃的哪一侧？

【解答】（1）因为装水的透明圆饮料瓶，瓶中的水形状是中间厚、边缘薄，符合凸透镜的形状特点，对光线有会聚作用，会造成树叶燃烧，造成火灾。

（2）北方很冷的冬天，玻璃的温度很低，室内的水蒸气遇冷的玻璃凝华成小冰晶粘在玻璃的内层，这就是冰花。

12．如何测量老花镜的度数？

【解答】（1）晴天把镜片放在阳光下，使阳光与镜片垂直；

（2）调整镜片与地面的距离，使地面上的光点最小，最清楚。

（3）以m为单位用刻度尺测量镜面到地面上光点的距离，用f表示。

计算度数D＝100/f。

13．在使用温度计测温度的时候，小华发现温度都有很哼的玻璃外壳实验室温度计的玻璃外壳是圆样形的，而体温计的是三棱样形的，莫非这样设计有什么科学道理吗？请你认为小华解释以下其中的道理。

【解答】体温计的是三棱样形的，从圆弧形表面看去，此温度计相当于凸透镜（放大镜），水银柱处在焦点以内，可以成放大、正立的虚像，这样能准确观察液柱的变化，便于读数。

14．彩色电视机为什么会呈现丰富多彩的色彩。在工作的电视机屏幕或电脑屏幕上滴一滴水珠，透过小水珠你看到了什么？由此能想到什么？

【解答】透过小水珠可以看到屏幕由三种色光组成，分别为红、绿、蓝。这是因为在工作的电视机屏幕或电脑屏幕上滴一滴水珠，此时小水珠相当于放大镜，可对屏幕起到放大作用。透过小水珠可以看到屏幕由三种色光组成，分别为红、绿、蓝，它们是光的三原色，混合在一起可组成各种色光。

15．某次实验时，在暗室中需要用平行光照亮一个物体。可身边只有一个不知道焦距的凸透镜和一个可以发光的小灯泡，应该怎么办？

【解答】（1）让太阳光正对凸透镜照射，在凸透镜后的光屏上接收到一个最小、最亮的光斑，这个亮斑就是所有通过凸透镜的光线的汇聚点，因此叫焦点，焦点到凸透镜的距离叫焦距。

（2）根据光路可逆的，把小灯泡放在凸透镜的焦点上，经凸透镜折射后会平行射出，这样便可得到所需要的平行光。

16．像的倒立与正立的含义是什么？怎样区分？

【解答】像的倒立与正立的含义是相对于原来物体而言。

像的倒立与原来物体和方向上下左右，都相反；正立，与原来物体和方向都相同。

17．缩小的像和像变小含义相同吗？

【解答】缩小的像缩小的像是相对于物体而言的，例如凸透镜成像规律及其应用之一中的，u＞2f，成倒立缩小的实像，这个倒立缩小的实像是相对于物体而言的；而像变小是相对原来的像而言的，例如凸透镜成实像时，物远像近，像变小。所以说缩小的像和像变小含义是不相同的。

18．请指出以下三句话中的不当之处：

（1）虚像不能呈现在屏上，因此照相机无法拍摄虚像。

（2）物体在眼睛的视网膜上所成的像都是正立的。

（3）某人站在岸边，用渔叉对准水中的鱼叉去，一定能百发百中。

【解答】（1）虚像可以用照相机拍摄，被平面镜反射的发散光或被凸透镜折射后的发散光，跟从"虚像处射来"的光是一样的，因此可以用照相机拍摄；但拍摄时的物距，是照相机镜头到虚像的距离；

（2）物体通过人的晶状体在视网膜上成的像是倒立的、缩小的实像；

（3）我们眼睛看到的鱼，实际是鱼的虚像，实际鱼在下面，对着虚像叉去，是叉不到鱼的。

19．纺织工人在观看纺织品的布纹是否有缺陷时应该用什么样的透镜？应怎样使用？这样做的目的是什么？

【解答】由凸透镜成像规律可知，u＜f时，成正立、放大的虚像，应用于放大镜；所以，纺织工人在观看纺织品的布纹是否有缺陷时应该用凸透镜，把纺织品放在凸透镜的焦点以内，目的是让凸透镜成正立、放大的虚像。

20．在凸透镜成像实验中，当在光屏上得到一个缩小的像时，小明量了一下像距为20厘米，若现在小明将蜡烛移到距离凸透镜25厘米的位置时，移动光屏得到一个清晰的像，问他可能得到像的性质？

【解答】当在光屏上得到一个缩小的像时，像距v为20厘米，此时物体在二倍焦距以外，像在一倍焦距和二倍焦距之间，即f＜v＝20cm＜2f，

所以10cm＜f＜20cm；

当小明将蜡烛移到距离凸透镜25厘米的位置时，物体可能在二倍焦距以外，成倒立缩小的实像，也可能在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立放大的实像。

21．（1）红外线、紫外线跟你的生活有什么联系？各举两例。

（2）照相机、投影仪，放大镜的成像都遵循凸透镜成像的规律。说一说他们分别应用了凸透镜成像的哪个规律？

【解答】（1）红外线的热作用很强，制成热谱仪、红外线夜视仪、电视遥控器；紫外线能杀菌制成消毒灯；能使荧光物质发光制成验钞机；

（2）照相机是利用物体到凸透镜的距离大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像；投影仪是利用物体到凸透镜的距离在2倍焦距和1倍焦距之间时，成倒立、放大的实像；放大镜是利用物体到凸透镜的距离小于1倍焦距时，成正立、放大的虚像。

22．小芸在看地图时，有一个细小地方总是看不清楚，她想放大了再看，于是将地图放在玻璃板下，在玻璃板上滴一滴水，这样就看清楚了，请你分析这是因为是什么？

【解答】在玻璃板上滴一滴水看下面的字，相当于凸透镜，字正好在透镜的焦距以内，所以成正立放大的虚像，起到了放大镜的作用，所以看清楚了。

23．近视的小红摘下眼镜，能看清近处的物体，看不清远处的物体。如图所示，她背靠窗户站立，拿一面镜子看窗外远处景物，虽然镜面离眼睛很近，却无法看清楚镜中的"景物"。请分析说明近视的小红摘下眼镜看不清镜中"景物"的原因。

【解答】小红是近视眼，能看清近处的物体，却看不清远处的物体。拿一面镜子看窗外远处景物，由于平面镜成像时像与物到镜面的距离相等，因此，虽然镜面离眼睛很近，但人所观察的景物依然是在远处，因此近视眼的小红无法看清这些"景物"。

24．（1）如图所示，这个眼睛存在什么视力问题？

（2）要想使这个眼睛得到矫正，应该配戴什么透镜？为什么这样做能使眼睛看清楚物体？

【解答】（1）由图可知，物体成像在视网膜前，这是近视眼。

（2）想使这个眼睛得到矫正，应戴合适的凹透镜，因为近视眼是晶状体曲度变大，会聚能力增强，即折光能力增强，应佩戴发散透镜，因为凹透镜对光线具有发散作用，通过凹透镜的光线再经过晶状体折射后，使光线推迟会聚，使像成在视网膜上。

25．简述近视眼的成因，如何矫正？并谈谈你平时爱护眼睛，保护视力的一些做法。

【解答】（1）晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，它把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体的像。

而近视眼的成因是只能看清近处的物体，看不清远处的物体，产生近视眼的原因是：晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，因此来自远处点的光会聚在视网膜前，对近视眼的矫正可通过凹透镜对光线的发散作用进行矫正。

（2）眼睛是我们心灵的窗户，为了爱护自己的眼睛，不在强光下看书，走路时不要看书，经常做眼保健操等。

26．请简述人眼睛看不同距离物体时的工作原理。

【解答】（1）人的眼睛成像原理与照相机的成像原理是相同的，晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于胶片，通过晶状体的调节将远近不同的物体成像在视网膜上。

（2）当物体离眼睛变近时，晶状体的焦距也变小了；当物体离眼睛变远时，晶状体的焦距也变大了；始终在视网膜上成一个清晰的像。

27．随着科技的发展，人们可以通过天文望远镜来了解遥远的太空，有这样一种说法，用天文望远镜可以观测到月全食，你认为这种说法是否正确？为什么？

【解答】说法错误。使用望远镜时物体的光经物镜成缩小的实像，这个实像再经目镜放大后被人眼看到。而发生月全食时，月球上没有光射向望远镜，所以不能经物镜和目镜成像，人眼通过望远镜观察不到月全食。

28．我们在生物课上经常使用显微镜，请你回忆使用显微镜的过程，提出一个与光学内容有关的问题，并作出解释。

【解答】问题：为什么将物像从视野左上方移动中央，载片应向左上方移动？

因为显微镜的目镜和物镜都是凸透镜，物镜经过凸透镜成倒立、放大的实像，这个像又经目镜成放大正立的虚像，所以进入观察者眼睛的是倒立的虚像，要将物像从视野左上方移动中央，载片应向左上方移动。

29．小杰同学在用显微镜观察洋葱表皮细胞时，发现细胞位于视野的左侧，他应该怎样调节才能使细胞位于视野的中央？

【解答】显微镜是根据凸透镜成像原理制成的，由物镜成的是物体倒立的实像，像和物体运动方向相反，细胞偏在了视野的左方，要想让物象位于视野中央，则应该将玻片向左方移动，物像才能往右方移动到达视野中央。

30．小萍想利用录音盒、一支滴管、清水及普通放大镜来制作一个显微镜，她组成了如图所示装置，请回答下列问题：

（1）对凸透镜有何要求？

（2）观察时要注意什么？

【解答】（1）显微镜要观察很细小的物体，要求两组凸透镜的放大倍数大，所以应选择凸度大的放大镜作为目镜；

（2）水滴相当于显微镜的物镜，成倒立放大的实像，放大镜相当于显微镜的目镜，成正立放大的虚像，所以观察时，被观察物体要靠近水滴，把放大镜调整到水滴的一倍焦距和2倍焦距之间。

31．小明与小华计划自制一个简易的显微镜，他们找到了一个短焦距的凸透镜A和一个长焦距的凸透镜B，并把两凸透镜安置在圆纸筒的两端，如图所示。小华同学拿着做好的显微镜来观察微小的物体后高兴地说到"成功了"！小明同学也拿过来观察一下，但他对着小物体观察时没有看到放大的现象，当他举起看远处的景物后惊呼到"怎么是个望远镜啊？"你能帮他们分析一下这是怎么回事吗？

【解答】显微镜有两组透镜。一组是相当一个投影仪，成倒立的放大的实像；一组是相当于一个放大镜，成正立的放大的虚像，小华同学是把凸透镜B当做目镜的；小明把凸透镜A当做目镜观察时，远处的物体通过凸透镜B成倒立缩小的实像，目镜的作用相当于一个放大镜，所示是望远镜。

32．从显微镜中观察到的植物的表皮细胞是属于光的折射现象吗？请说明原因。

【解答】从显微镜中观察植物的表皮细胞，属于光的折射现象；

原因是：显微镜是2个凸透镜组成的，光线从空气进入透镜时发生折射，先成放大实像，再成放大虚像。

33．实验探究：

1609年，荷兰一家眼镜店老板的儿子在玩镜片时，小孩无意间一只手拿起一个近视片，另一只手拿起一个老花镜，把它们放在一前一后的位置，眼睛对着镜片向远处看。他突然惊叫到："教堂的塔尖变近了。"根据这个办法，利佩尔席做成了第一架望远镜。

今天我们在这里也来模仿一下他们的做法，看看你有什么新发现没有？再想一想如果我们用两个同焦距的凸透镜来做实验，又会如何？

【解答】（1）当用凸透镜与凹透镜组合时，从远处物体射来的平行光线，经物镜折射后，向焦点处会聚，在经过凹透镜时变得发散，人眼逆着发散射来的光线看去，会看到一个物体的正立放大的虚像。如图所示；

（2）用两个同焦距的凸透镜组合时，从远处物体射来的平行光线，经物镜后，在焦点以外距焦点很近处成一倒立缩小实像。实像位于目镜和它的焦点之间距焦点很近的地方，目镜以此为物形成放大的虚像。如图所示。

34．取两个焦距不同的放大镜，一只手握住一个，通过两个透镜看前面的物体，如图所示，调整两个放大镜问的距离，直到看得最清楚为止。物体变大了还是变小了？把两个放大镜的位置前后对调，你有什么新的发现？为什么要用两个焦距不同的放大镜？

【解答】若焦距大的靠近物体，物体变大了，前后对调，物体就变小了，因此只有物镜焦距长、目镜焦距短时我们才能看到远处物体变大了。若两透镜焦距相等，则看到的物体大小几乎不变，起不到望远镜望远的作用。

35．为什么天文望远镜的物镜做得十分大，而显微镜的物镜直径十分小？

【解答】（1）天文望远镜是用来观测太空星体的，星体发出的光到达地球时，已十分微弱，需要用直径较大的凸透镜来汇集光；

（2）显微镜是观测载物台上的物体的，载物台上反射的光十分强烈，只需要直径较小的凸透镜就可以；

故原因是：因为射入望远镜的光十分弱，而射到载物台进入显微镜的光十分强。

36．取一个玩具望远镜，先将目镜放在眼睛前面观察前面的景物，然后将望远镜掉个头，将物镜放在眼睛前面观察前面的物体，你两次观察到的景物是否相同？为什么？

【解答】不同，看到的景物变小了。

玩具望远镜是采用一个凸透镜和一个凹透镜的结构，凸透镜即物镜距离物体的距离时比较大，远远的大于二倍焦距，成倒立的缩小的实像，这个实像在凸透镜的另一侧的一倍焦距和二倍焦距之间，又恰好成在凹透镜（目镜）的一倍虚焦距和二倍虚焦距之间，通过凹透镜的折射，在凹透镜的另一侧成一个倒立的放大的虚像，倒立再倒立，就成了正立的像了。

若将望远镜掉头，物体在凹透镜的二倍焦距之外，就会在凹透镜的另一侧成一个倒立的缩小的虚像，这个虚像又恰好在目镜（凸透镜）的一倍焦距和二倍焦距之间，凸透镜就会把这个像放大，但放大倍数肯定没有正放时大。

37．同学们眼睛离书太近，或长时间地看书学习以后，要向远处跳望休息几分钟，这样可有效地预防近视眼的发生，为什么？

【解答】离书本太近，或长时间看书，晶状体长时间处于收缩状态，近视就是晶状体长期保持收缩，久而久之恢复不过来了。看看远方，让它放松以下。而晶状体的作用就是调节焦距，使看物体时处于最清晰的状态。