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
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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
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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
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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 ．
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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．
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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．
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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？
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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）
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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．
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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．