透鏡考題分類解析

唐衛

透鏡在生產生活中很常見，我們身邊的透鏡有很多，如放大鏡、眼鏡、照相機、顯微鏡以及望遠鏡等。下面我們來具體認識一下照相機、投影儀和放大鏡。

考點一：照相機

照相機的主要結構是鏡頭和膠片，鏡頭相當于一個凸透鏡，膠片相當于光屏，來自物體的光經過照相機鏡頭后會聚在膠片上，形成被照物體的像。照相時，物體離照相機鏡頭比較遠，像是倒立、縮小的實像。

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

A. 所成的像是縮小的實像

B. 所成的像是縮小的虛像

C. 所成的像是放大的實像

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，他所用的照相機的鏡頭相當于一個凸透鏡，成倒立、縮小的實像，故A正確，B、C、D錯誤。

答案：A

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

例2（2019·青?！の鲗帲┤鐖D2所示，在自制“照相機模型”時：應該選用_______________透鏡作鏡頭。照相時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，拉長兩筒間的間距，此時薄膜上的像_______________（選填“變大”或“變小”）。

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

答案：凸? ?大于凸透鏡的二倍焦距? ?變大

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

考點二：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，來自投影片的光，通過凸透鏡后會聚在屏幕上，形成圖案的像。物體離投影儀鏡頭比較近，像是倒立、放大的實像。

例3（2020·山東·日照模擬）如圖3所示是教學中常用的設備投影儀，下面關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放大的虛像

B.屏幕表面粗糙，有利于光發生漫反射

C.平面鏡的作用是改變光的傳播方向

D.投影儀上的鏡頭對光有會聚作用

解析：投影儀能成倒立、放大的實像，故A錯誤;屏幕表面粗糙，發生漫反射，使各個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，凸透鏡對光有會聚作用，故D正確。所以本題應選擇A。

答案：A

小結：為了得到正立的像，投影片須上下顛倒放置。

考點三：放大鏡

放大鏡是一個凸透鏡，成正立、放大的虛像。當把物體放在焦點以內時，凸透鏡才能作為一個放大鏡使用，而且物體在焦距以內越靠近焦點，像越大。

例4（2020·浙江·杭州）照相機和放大鏡都是凸透鏡成像原理的具體應用。對應圖4，下列關于照相機、放大鏡使用和成像的說法正確的是（ ）。

A.照相機：被拍物體應在甲區域內，成倒立、縮小實像

B.照相機：被拍物體應在乙區域內，成倒立、縮小實像

C.放大鏡：被觀察物體應在乙區域內，成正立、放大虛像

D.放大鏡：被觀察物體應在丙區域內，成正立、放大實像

解析：當物體在甲區域內時，u>2f，通過凸透鏡所成的像為倒立、縮小的像，應用于照相機，故A正確，B錯誤;

當物體在乙區域內時，f < u < 2f，通過凸透鏡所成的像為倒立、放大的實像，應用于幻燈機和投影儀，故C錯誤;

當物體在丙區域內時，u

答案：A

小結：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。

總之，解決有關照相機、投影儀和放大鏡應用的問題都離不開凸透鏡成像規律。凸透鏡成像，物體越靠近焦點，成的像越大，像離凸透鏡越遠。（實像、虛像都有這個規律）反過來，物體離凸透鏡越遠，成的實像越小，像越靠近焦點。