发布时间 : 星期三 文章物理竞赛专题训练（光学）更新完毕开始阅读02ac119aff00bed5b9f31df2
透镜成像及其应用（提高篇）
一．选择题（每小题3分，共30分）
1．如图21-9所示，M．N分别表示两个透镜，其主轴重合．一束平行主轴的光线入射M，要使光线从N射出后仍然平行主轴，只是光束变窄，设M．N的间距
M N 为l，两个透镜的焦距分别为fM和fN，则如下结论中正确的是 （ ） Ａ．fM＞0，fN＞0，且fM+fN＝l
l Ｂ．fM＞0，fN < 0，且fM+fN＝l
图21-9 Ｃ．fM＞0，fN < 0，且fM - fN＝l
Ｄ．fM < 0，fN＞0，且fM - fN＝l
2．有一焦距为f的凸透镜，现将一物体从离透镜4f处沿主轴移到离透镜1.5f处，在此过程中 （ ）
Ａ．物与像间的距离先减小后增大 Ｂ．像速由比物的速度小变为比物的速度大 Ｃ．物与像接近的最小距离为4f Ｄ．像的放大率先减小后增大．
3．一焦距为f的凸透镜，主轴和水平的x轴重合，x轴上有一光点位于透镜的左侧，光点到透镜的距离大于f而小于2f．若将此透镜沿x轴向右平移2f的距离，则在此过程中，光点经透镜所成的像点将 （ ）
A．一直向右移动 B．一直向左移动
C．先向左移动，接着向右移动 D．先向右移动，接着向左移动
4．如图21-10，直径为10 cm．焦距为20 cm的凸透镜L1，其主轴上垂直放有一光屏M，一束平行光入射凸透镜，在凸透镜和屏之间再放一透镜L2，使屏上得到一个直径为5 cm的
L1 圆形光斑，则L2应为 （ ） M A．凸透镜，焦距为5 cm，与L1相距为25cm； O B．凸透镜，焦距为10 cm，与L1相距为30cm；
图21-10 C．凹透镜，焦距为5 cm，与L1相距为15cm；
D．凹透镜，焦距为10 cm，与L1相距为10cm；
5．如图12-11所示，一条光线通过凸透镜主光轴上大于焦距处一点M射向凸透镜，光线与主光轴夹角为θ，当θ逐渐增大时，（但光线仍能射到透镜
上）经透镜后的出射光线将 （ ） Ａ．有可能平行主光轴
Ｂ．出射光线与主光轴交点将远离光心
图21-11 Ｃ．出射光线与主光轴交点将靠近光心
Ｄ．出射光线与主光轴交点将保持不动
6．如图21-12所示，一个物体通过一个焦距为f1的凸透镜成像，再换另一个焦距为f2
的凸透镜又一次成像．两次成像时的物距相同，且f1 >f2，则 （ ）
A．如果两次都成虚像，那么第二次成像的放大率较大 B．如果两次都成实像，那么第一次成像的放大率较大 C．无论成虚像还是成实像，第一次成像的放大率均较大
图21-12
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D．无论成虚像还是成实像，第二次成像的放大率均较大
7．一物体在透镜前10 cm处，当它离开透镜沿主轴向外移动时，其倒立像移动的速度小于物体移动的速度，则 （ ）
A．此透镜是凹透镜 B．此透镜是凸透镜
C．此透镜的焦距f<5 cm D．此透镜的焦距5 cm 8．如图21-13所示，一束平行主轴的光线入射凸透镜，折 射后会聚于透镜另一侧焦点F处．若在O．F间垂直主轴放置一 O 块较厚的玻璃板，则光线从玻璃板射出后将 （ ） F Ａ．会聚于F点左侧某点 Ｂ．会聚于F点右侧某点 图5 Ｃ．仍会聚于F点 Ｄ．将变为发散光束无会聚点 9．在一凸透镜的主轴上距光心2倍焦距处放置一个点光源，在透镜另一侧距离光心3倍焦距的地方，垂直于主轴放置的光屏上得到一个亮圆，若将透镜的上半部遮住，则 （ ） A．光屏上亮圆上半部消失 B．光屏上亮圆下半部消失 C．光屏上亮圆仍完整，只是亮度减弱 D．光屏上亮圆仍完整，而且亮度不变 10．一发光物体沿透镜主轴运动时，其正立像的速度小于物体的运动速度，则 （ ） A．该透镜一定是凸透镜 B．该透镜一定是凹透镜 C．当物体远离透镜做匀速直线运动时，像的运动速度越来越大 D．当物体远离透镜做匀速直线运动时，像的运动速度越来越小 二．填空题（每小题4分，共24分） 1．用平行主轴的红光测得一凸透镜的焦距为f1，用平行主轴的紫光测得同一凸透镜的焦距为f2，则f1 f2（选填“大于”．“小于”或“等于”） 2．光源和光屏相距0.9 m固定，将凸透镜放在它们之间某一位置时，屏上成一放大的像；把凸透镜移到另一位置时，屏上成一缩小的像．若第一次像的长度是第二次像的长度的4倍，则凸透镜的焦距为 ． 3．为了测定凹透镜的焦距，可在透镜中心贴一个半径为太阳光 O A R的黑圆纸片，将透镜主轴对准太阳，则在镜后与镜有一段距 离s且垂直于主光轴的白纸上获得圆纸片的影．（1）试在图 图21－14 21-14所示的图中画出上述过程的有关光路．（2）在这个实验 中只要测定 和 ，就可以计算出所用凹透镜的焦距f= ． L2?d24．在利用公式f?测量凸透镜的焦距时，实验中各器材的位置如图21-15所 4L示，图中OO′表示光具座，A为小灯泡的位置，D为光 A B C O 屏的位置，B．C分别为两次成像时透镜的位置，有关距a b c 26 图21－15 D O′ 离如图21-15中所示，这时凸透镜的焦距的计算式为 ． 5．如图21-16所示，凸透镜L位于玻璃水槽中，一束阳光沿L主轴方向射到L上，经折射后会聚于P点．现把水槽中的水倒掉，其它条件不变，则这束阳光的会聚点将向 边移动． P L 水 图21－16 6．如图21-17所示，一焦距为5 cm的凸透镜前有一束F F 会聚入射光束，如果这束会聚光束不遇到凸透镜，它将在P 主轴上的P点会聚．已知OP=20 cm，那么当这束光遇到这 图21－17 个凸透镜后，它的折射光束应会聚在距O点 cm处． 三．作图题（每小题5分，共15分） 1．画出如图21-18所示的折射光线 O F F 图21－18 2．如图21-19所示，一根米尺垂直主轴放在凸 A 透镜焦点内，要从透镜中看到米尺上A．B间全部 刻度的像，试作图求出观看者所在的范围．（用斜线O F F 表示出此范围） 图21-19 3．（5分）如图21-20所示，L为一凸透镜，F是它的 L 焦点，试作出一条光线先通过图中的A点，经L折射后再通 B A 过图中的B点． F F 图21－20 四．计算题（第3小题11分，其余每小题10分，共31分） 1．在一透镜正中央贴一个半径为R的黑纸片，在距透镜30 cm处放置一个垂直于主轴的屏，若用平行于主轴的光束入射透镜时，在屏上形成半径为2R的黑影，求透镜的焦距． 27 2．有一半径为R的透镜，一点光源S放于透镜主轴上距透镜20 cm处，在透镜另一侧焦点处垂直主轴的光屏上得到一个半径为3R的亮圆，试分析所用透镜的种类和焦距的大小． 3．某人通过焦距为6 cm．直径为5 cm的凸透镜看报，将离眼睛16 cm的报纸成像在离眼睛24 cm处．设该人眼睛位于主轴上，报纸平面垂直主轴，报上密排着宽和高均为0.3 cm的字．则该人通过透镜最多能看清同一行上多少个完整的字？ 28