透鏡考題分類解析

唐衛(wèi)

透鏡在生產(chǎn)生活中很常見(jiàn)，我們身邊的透鏡有很多，如放大鏡、眼鏡、照相機(jī)、顯微鏡以及望遠(yuǎn)鏡等。下面我們來(lái)具體認(rèn)識(shí)一下照相機(jī)、投影儀和放大鏡。

考點(diǎn)一：照相機(jī)

照相機(jī)的主要結(jié)構(gòu)是鏡頭和膠片，鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，膠片相當(dāng)于光屏，來(lái)自物體的光經(jīng)過(guò)照相機(jī)鏡頭后會(huì)聚在膠片上，形成被照物體的像。照相時(shí)，物體離照相機(jī)鏡頭比較遠(yuǎn)，像是倒立、縮小的實(shí)像。

例1（2020·湖北·武漢）全國(guó)多地在歡迎援鄂抗疫英雄凱旋時(shí)舉行了“飛機(jī)過(guò)水門”的最高禮儀。某次儀式中，攝影師拍攝了如圖1所示的照片，他所用的照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，像成在照相機(jī)的底片上，下列說(shuō)法正確的是（ ）。

A. 所成的像是縮小的實(shí)像

B. 所成的像是縮小的虛像

C. 所成的像是放大的實(shí)像

D. 所成的像是放大的虛像

解析：攝影師拍攝了如圖所示的照片，他所用的照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，成倒立、縮小的實(shí)像，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。

答案：A

小結(jié)：（1）像的倒立指的是與物體的正倒相反，比如人站立時(shí)頭在上面，而膠片上像的頭在下面;（2）照相機(jī)拍攝時(shí)，除了調(diào)節(jié)物距外，還要調(diào)節(jié)像距，不能認(rèn)為只調(diào)節(jié)物距就能成清晰的像。

例2（2019·青?！の鲗帲┤鐖D2所示，在自制“照相機(jī)模型”時(shí)：應(yīng)該選用_______________透鏡作鏡頭。照相時(shí)鏡頭離景物的距離至少要_______________，才能在薄膜上看到清晰的像。照近處的物體時(shí)，拉長(zhǎng)兩筒間的間距，此時(shí)薄膜上的像_______________（選填“變大”或“變小”）。

解析：照相機(jī)使用的是凸透鏡，物體到鏡頭的距離應(yīng)大于凸透鏡的二倍焦距，才能在光屏上成清晰的像。用照相機(jī)照近處的物體時(shí)，物距變小，像要變大，像距也變大，要把兩筒間的間距拉長(zhǎng)。

答案：凸? ?大于凸透鏡的二倍焦距? ?變大

小結(jié)：照相機(jī)利用了物距在大于二倍焦距時(shí)，凸透鏡能成倒立、縮小的像的規(guī)律，為了既能承接像，又能觀察到像，應(yīng)用半透明紙做光屏。

考點(diǎn)二：投影儀

投影儀主要由鏡頭（凸透鏡）、平面鏡（反光鏡）、投影片（物體）、光源（燈泡）、幕布（光屏）等組成，來(lái)自投影片的光，通過(guò)凸透鏡后會(huì)聚在屏幕上，形成圖案的像。物體離投影儀鏡頭比較近，像是倒立、放大的實(shí)像。

例3（2020·山東·日照模擬）如圖3所示是教學(xué)中常用的設(shè)備投影儀，下面關(guān)于投影儀的敘述中不正確的是（ ）。

A.物體在屏幕上所成的像是一個(gè)放大的虛像

B.屏幕表面粗糙，有利于光發(fā)生漫反射

C.平面鏡的作用是改變光的傳播方向

D.投影儀上的鏡頭對(duì)光有會(huì)聚作用

解析：投影儀能成倒立、放大的實(shí)像，故A錯(cuò)誤;屏幕表面粗糙，發(fā)生漫反射，使各個(gè)方向的人都能看到銀幕上的像，故B正確;平面鏡的作用是改變光的傳播方向，故C正確;投影儀上的鏡頭是凸透鏡，凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，故D正確。所以本題應(yīng)選擇A。

答案：A

小結(jié)：為了得到正立的像，投影片須上下顛倒放置。

考點(diǎn)三：放大鏡

放大鏡是一個(gè)凸透鏡，成正立、放大的虛像。當(dāng)把物體放在焦點(diǎn)以內(nèi)時(shí)，凸透鏡才能作為一個(gè)放大鏡使用，而且物體在焦距以內(nèi)越靠近焦點(diǎn)，像越大。

例4（2020·浙江·杭州）照相機(jī)和放大鏡都是凸透鏡成像原理的具體應(yīng)用。對(duì)應(yīng)圖4，下列關(guān)于照相機(jī)、放大鏡使用和成像的說(shuō)法正確的是（ ）。

A.照相機(jī)：被拍物體應(yīng)在甲區(qū)域內(nèi)，成倒立、縮小實(shí)像

B.照相機(jī)：被拍物體應(yīng)在乙區(qū)域內(nèi)，成倒立、縮小實(shí)像

C.放大鏡：被觀察物體應(yīng)在乙區(qū)域內(nèi)，成正立、放大虛像

D.放大鏡：被觀察物體應(yīng)在丙區(qū)域內(nèi)，成正立、放大實(shí)像

解析：當(dāng)物體在甲區(qū)域內(nèi)時(shí)，u>2f，通過(guò)凸透鏡所成的像為倒立、縮小的像，應(yīng)用于照相機(jī)，故A正確，B錯(cuò)誤;

當(dāng)物體在乙區(qū)域內(nèi)時(shí)，f < u < 2f，通過(guò)凸透鏡所成的像為倒立、放大的實(shí)像，應(yīng)用于幻燈機(jī)和投影儀，故C錯(cuò)誤;

當(dāng)物體在丙區(qū)域內(nèi)時(shí)，u

答案：A

小結(jié)：凸透鏡作為放大鏡使用的條件：物體放在凸透鏡的一倍焦距以內(nèi)。

總之，解決有關(guān)照相機(jī)、投影儀和放大鏡應(yīng)用的問(wèn)題都離不開(kāi)凸透鏡成像規(guī)律。凸透鏡成像，物體越靠近焦點(diǎn)，成的像越大，像離凸透鏡越遠(yuǎn)。（實(shí)像、虛像都有這個(gè)規(guī)律）反過(guò)來(lái)，物體離凸透鏡越遠(yuǎn)，成的實(shí)像越小，像越靠近焦點(diǎn)。