第二十一章  透镜成像及其应用

基础测试

一、选择题（每小题3分，共30分）

　　1．入射凸透镜的会聚光束或发散光束，经凸透镜射出后 （　　 ）

　Ａ．会聚光束入射，出射光束一定是会聚光束

　Ｂ．会聚光束入射，出射光束可能是会聚光束

　Ｃ．发散光束入射，出射光束可能是发散光束

　Ｄ．发散光束入射，出射光束可能是会聚光束

　　2．透镜成虚像时，如下说法中正确的是 （　　　）

　Ａ．凸透镜成放大的虚像，凹透镜成缩小的虚像

　Ｂ．凸透镜所成的虚像可能在焦点内，也可能在焦点外

　Ｃ．凹透镜所成的虚像可能在焦点内，也可能在焦点外

　Ｄ．凹透镜所成的虚像只能在焦点内

　　3．用普通的照相机拍摄人像时，要增大底片上人像的尺寸，则　[　　　]

　A．相机应远离人，同时缩短暗箱的长度

　B．相机应远离人，同时增大暗箱的长度

　C．相机应靠近人，同时缩短暗箱的长度

　D．相机应靠近人，同时增大暗箱的长度

4．如图21-1所示，物体AB由图中位置向透镜移动，则它通过透镜成的像将 （　　　 ）

A．移向透镜越来越小　B．远离透镜越来越大

C．移向透镜越来越大　D．远离透镜越来越小

　　5．如图21-2所示，S为放在凸透镜前的点光源，S′为S经凸透镜所成的像．当S沿平行主轴的方向移向透镜时，像S′将 （　　　）

　　A．沿S′与F₂连线远离透镜移动

　　B．沿S′与O连线远离透镜移动

　　C．沿平行主轴方向远离透镜移动

　　D．以上都不对，沿某一右下方的方向远离透镜移动

6．物和屏相距40 cm固定，把一凸透镜放在物和屏间距离中点时，在屏上成一清晰的像，则凸透镜的焦距为 （　　  ）

A．5 cm　　B．10 cm　　C．15 cm 　 D．20 cm

7．凸透镜的焦距为15cm，一物体放在透镜前，要得到放大率为3的像，则物体离透镜间的距离应为　（　　 ）

　Ａ．25 cm　　Ｂ．20 cm　　Ｃ．10 cm　　Ｄ．5 cm

　　8．如图21-3所示，直径为10 cm的凸透镜与屏相距15 cm放置，一束平行主轴的光束射入透镜，要使屏上得到一个直径为5 cm的圆形光斑，则凸透镜的焦距可能为　（　　　 ）

A．5 cm；　B．10 cm；　C．20 cm；　D．30 cm．

9．关于用眼睛观察像的下列说法中，正确的是 （　　  ）

A．实像能呈现在光屏上，但不能用眼睛直接观察到

B．虚像能用眼睛直接观察到，但不能呈现在光屏上

C．实像是物体发出的会聚光束在视网膜上会聚而成的

D．虚像是物体发出的发散光束在视网膜上会聚而成的

10．当人看到物体时，物体在人眼视网膜上所成的像是 （　　  ）

A．正立缩小的实像　　 B．正立缩小的虚像

C．倒立缩小的实像　　 D．倒立缩小的虚像

二．填空题（每小题4分，共24分）

1．凸透镜的焦距为10 cm，固定在光具座中央，光源和光屏分别位于光具座上透镜的两侧，要在光屏上接收到光源清晰的像，则光源和光屏的最小距离为　　 cm． 

2．一物体在透镜前10 cm，当它向外移动时，其倒立像的移动速度小于物体移动速度，由此可判断出，此透镜一定为　　 透镜，且焦距应　　  5 cm（选填“小于”．“大于”或“等于”）．

　　3．用焦距为f的凹透镜成像，要得到放大率为m的像，物应放于距透镜　　　　处．

 

4．长10 cm的物体，垂直主轴放于透镜前15 cm处，透镜焦距为10 cm．若透镜为凸透镜，则像的长度为　　　　 ；若透镜为凹透镜，则像的长度为　　　　 ．

　　5．蜡烛距光屏90 cm，要使光屏上呈现出放大到2倍的蜡烛的像，则凸透镜的焦距应为　　　　　　　 ． 

　　6．如图21-4所示，长10 cm的粗细均匀的发光棒AB，平行放在焦距为15cm的凸透镜的主轴上，棒的A端距透镜20 cm，则像A′B′的长度为　　　　　 ，像的A′比像的B′端　　　　  ．（填“粗”或“细”）

三．作图题（每小题5分，共10分）

1．如图21-5和21-6所示，MN为透镜的主轴，S′为点光源S经透镜成的像，试用作图法求出各图中透镜光心O（用符号表示出透镜的种类）及两个焦点F₁和F₂的位置，画出透镜．

2．物体AB垂直主轴放置在凸透镜二倍焦距之外，如图21-7所示．作光路图确定AB的像A′B′的位置，并说明在什么范围内观察者可以用眼睛直接看到物体AB完整的像．

四．计算题（每小题9分，共36分）

1．一物体沿凸透镜的主轴移动，当物距为30 cm时，在凸透镜另一侧的光屏上能得到一个放大的像．当物体移到离凸透镜12 cm处时，试分析说明它通过透镜所成像的情况．

2．照相机镜头焦距为1.3 cm，拍摄以72 km/h的速度匀速行驶汽车的像．当汽车在距镜头26 m远处垂直通过镜头主轴时，按下快门爆光，要使汽车的像在底片上的移动量不超过0.05 mm，则爆光时间不得超过多少？

图21-8

3．如图21-8所示，直径为12 cm的凸透镜，在其主轴2倍焦距处垂直于主轴放一长6 cm的物体AB．现于透镜另一侧焦点处放一挡板M，欲使AB经透镜成的像消失，则挡板的最小长度为多少？

　　4．（10分）用焦距为8 cm的凸透镜，使一根每小格为1 mm的直尺成像在直径是6.4 cm的圆形光屏上，要求光屏上显示16个小格，则直尺放置的位置离透镜的距离为多大？（设直尺和光屏均垂直于主轴，光屏的圆心在主轴上，直尺与主轴相交）

6．30 cm，粗．

三．

1．图略．

2．如图21-21所示．

四．

　　1．由已知条件“在凸透镜的另一侧的光屏上能得到一个放大的像”，根据凸透镜的成像规律可知，此像一定为实像，且物距u＝30 cm必处于f＜u＜2f之间，即f＞15 cm．

　　当物体移到离凸透镜12 cm时，由于此时的物距u′＜15 cm，即物距小于凸透镜的焦距，据凸透镜的成像规律可知，此时物体将在凸透镜的同侧成一放大．正立的虚像．

2．5×10^-3 s．

 3．根据凸透镜的成像规律可知，AB将通过凸透镜在透镜的另一侧2倍焦距处成等大．倒立的实像，如图21-22所示．由图中的几何关系可看出，所需遮挡的部分CD恰为梯形MNA′B′的中位线，因此挡板的最小长度为：

CD ==9 cm．

4．10 cm．