第五章 透镜及其应用（综合题30道） 2024-2025学年八年级物理上册热点题型专练（2024人教版）

第五章 透镜及其应用（综合题30道） 1．如图所示，焦距为10cm凸透镜，心为（位于15cm处），在透镜左侧有一发光体SL，S'是S点经过凸透镜所成的像，光线a、b、c是S点发出的三束经过凸透镜后的折射光线，其中光线c平行于主光轴；凸透镜右侧放置一块平面镜。 （1）请画出光线a、b、c的入射光线 ； （2）发光体SL经过凸透镜所成的是 （选填“倒立”或“正立”）、 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）、 （选填“实像”或“虚像”）； （3）若在40cm处放置一块垂直于主光轴的光屏，要在光屏处成清晰的像，则物体应向 移动（选填“左”或“右”）； （4）以E点表示眼睛，请画出人眼经过平面镜看见S'的光路图 。 2．2021年12月9日，“天宫课堂”第一课开讲，如图甲所示，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富担任“太空教师”，在中国空间站进行太空授课，带领同学们了解了很多太空中神奇的物理现象。      （1）航天员王亚平在中国空间站上，通过空间站舷窗看到地球转得很快，她是以 为参照物的。 （2）王亚平在太空中做出了一个水球，当我们看到如图乙所示情景时，成倒立、缩小的 （选填“实像”或“虚像”），这个水球与 （选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）的成像原理相同。 （3）小李同学在做凸透镜成像的实验操作中发现，若保持光屏和凸透镜位置不变（如图丙），LED灯向右移动时，要重新在光屏上得到清晰的像，需换用焦距更小的凸透镜，这让他联想到：物体靠近眼睛时，为看清物体，晶状体要变 （选填“厚”或“薄”）以 （选填“增强”或“减弱”）它的折光能力。 3．（1）小明烧水时发现，水烧开后壶嘴上方冒出一团团“白气”，而靠近壶嘴的地方什么也看不见；这是因为壶内水沸腾时产生了大量的水蒸气，在壶嘴附近由于温度比较高，仍然保持 （选填“液”或“气”）态；水蒸气离开壶嘴上升一段距离以后，遇冷后 形成“白气”，“白气”进一步上升，分散到干燥的空气中，发生 （后两空填写物态变化名称）现象，“白气”不见了； （2）如图所示为投影仪的原理图，投影仪上的平面镜的作用是什么？ 若要使屏幕上的像变大一些，应该怎样操作？ （3）郊游时，小贺对着远处680m的石崖大喊一声：“啊！”请计算小贺的声音从发出到反射回来的时间是多少s？ （空气中的声速是340m/s） 4．我国大约有4亿多人佩戴眼镜，眼镜主要材料的部分指标如下表： 材料技术指标 树脂镜片 玻璃镜片 铜合金 钛合金 透光量 92% 91% —— —— 密度（kg/m3） 1.3×103 2.5×103 8.0×103 4.5×103 性能 较耐磨损 耐腐蚀 较耐磨损 耐腐蚀 请问： （1）王老师佩戴的远视镜是 透镜，该透镜对光线具有 作用； （2）一块体积为4cm3的树脂镜片的质量是多少kg ？ （3）一副铜合金镜架的质量是20g，若以钛合金代替铜合金，一副钛合金镜架的质量是多少 kg？ 5．如图所示，物体MN放在凸透镜前，0cm处为凸透镜的光心。 ①画出光线a经过凸透镜后的光路图； ②画出光线b经过凸透镜后的光路图； ③物体MN经凸透镜成的像M′N′相对于物体是 （选填“放大”“等大”或“缩小”） （选填“正立”或“倒立”）的。 6．（1）如图，甲是位于我国敦煌的塔式光热电站，通过平面镜把太阳光反射后汇聚到吸热塔，乙是某束光的传播路径，在乙中画出平面镜的位置 ；（用“”表示平面镜） （2）如图，来自物体MN的光线a平行于主光轴，0cm位置是透镜的光心，a经过透镜后的光线过主光轴上的一点； ①凸透镜的焦距为 cm，并画出光线b经光心后的光线 ； ②物体MN经透镜所成像的性质是 （选填“倒立缩小的实像”“倒立放大的实像”或“正立放大的虚像”）； ③若透镜不动，物体MN往透镜方向移动3cm，则a经过透镜后的光线过主光轴的点 （选填“向左移动”“向右移动”或“不动”）。 7．如图，凸透镜的焦点为F，光心为O，MN为凸透镜前的一个发光物体，a为MN上某点P发出的一条光线通过凸透镜光心O后的光路。 ①通过作图找出MN上P点并标出其位置； ②P点发出的另一条光线经过凸透镜后与主光轴平行，在图中画出该光路； ③发光体MN通过该凸透镜所成像的性质是 （选填“倒立缩小的实像”“倒立放大的实像”或“正立放大的虚像”）。 8．2021年12月9日，中国空间站阶段的首次太空授课以天地互动的方式，在中国空间站和设在中国科技馆的地面主课堂等同时进行，王亚平老师在太空授课的时候，用一个金属圈插入饮用水袋并抽出后，形成了一个水膜，轻晃金属圈，水膜并未破裂，而是甩出了一个小水滴。再往水膜表面贴上一片画有中国结图案的塑料片，水膜依然完好。更奇迹的时刻：在第二个水膜上，用饮水袋不断注水，水膜很快长成一个晶莹剔透的大水球。我们通过水球，看到王亚平老师倒立缩小的人像，当她往水球中注入空气，水球上呈现出一大一小、一正一反的双重人像。 （1）太空授课非常精彩，不借助任何仪器，我们 （选填“能”或“不能”）直接听到王老师的声音，原因 ； （2）注水后，这个水球可以被看成是一个 ，我们通过水球，看到王亚平老师倒立缩小的人像，当她往水球中注入空气，水球上呈现出一大一小、一正一反的双重人像，内圈会出现正立的像是因为内圈相当于变成了两个 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）的组合； （3）此时，以水球为参照物，王老师是 的，以地球为参照物，王老师是 的（选填“静止”或“运动”）； （4）同时地面小倩同学尝试用自制的水凸透镜来探究“凸透镜成像规律”。 （a）如图甲所示，让一束平行于主光轴的光射向水凸透镜，在光屏上出现一个最小最亮的光斑，则此水凸透镜的焦距为 cm； （b）小倩将蜡烛、水凸透镜和光屏调整至图乙所示的位置时，光屏上出现清晰的烛焰像，小倩接着在蜡烛和光屏位置都不变的情况下，将水凸透镜移至光具座某刻度处，再次得到清晰的烛焰像，这个像的成像原理与 （选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）的成像原理相同。然后，小倩利用注射器从水凸透镜中向外抽少许水，光屏上原来清晰的像变得模糊不清，小倩要想重新得到清晰的烛焰像，在蜡烛和水凸透镜的位置都不变的情况下，应将光屏向 （选填“远离”或“靠近”）水凸透镜的方向移动，或者保持光屏位置不变，给水凸透镜带上合适的 （选填“近视眼镜”或“远视眼镜”）可再次成像到光屏上； （c）当光屏上成清晰的像时，小倩用不透明的纸板挡住透镜下半部分，则光屏上所成的像 （选填“完整”或“不完整”）； （d）实验时，由于实验时间较长，蜡烛变短，烛焰的像不能成在光屏的中央，此时可将光屏向 （选填“上”或“下”）移动，即可让烛焰的像成在光屏的中央。 9．为了提高高速公路通行效率，高速收费站建有ETC专用通道，专用通道需要汽车安装ETC卡（如图甲所示），图乙是ETC专用通道示意图，当汽车进入ETC卡读取器识别范围的时候，卡上的信息被读取，同时栏杆机将横杆抬起，汽车无需停车就实现了缴费，大大节约了通站时间。 （1）汽车在摄像机里所成的像是 （选填“倒立”或“正立”）的，汽车在不断靠近监控摄像机的过程中，像逐渐 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。 （2）某一ETC通道，栏杆机距ETC卡读取器10m，横杆在位置一（如图丙所示）时距地面高度1.2m，栏杆机启动后横杆水平段沿竖直方向以0.2m/s的速度匀速抬起。某人驾驶一台车高为1.6m的车通过该ETC通道，车距ETC卡读取器6m时被读取信息，假设栏杆机横杆水平段同时抬起，以车的高度，车速太快横杆抬起高度不够，会撞杆违章。求： ①栏杆抬起到汽车能通过的最低高度所需要的时间 。 ②车匀速顺利通过通道的最快速度 。 10．如图，来自于物体MN的三束光线a、b、c平行于主光轴，O是透镜的光心，a经过透镜后的光线过主光轴的一点。 （1）在图中画出b、c经透镜后的光线 ，该透镜焦距为 cm； （2）MN经透镜所成像的性质是 （选填“倒立缩小的实像”“倒立放大的实像”或“正立放大的虚像”）； （3）若透镜不动，物体MN保持竖直状态向远离透镜方向向左移动2cm，则a经过透镜后的光线过主光轴的点 （选填“向左移动”“向右移动”或“不动”），MN经透镜所成像 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 11．小明只能看清近处的物体，看不清远处的物体。他到武汉的某眼镜店配眼睛时，发现组成眼镜的主要材料的部分技术参数如表格所示，通过价格、性能比较，最终选择了树脂镜片和钛合金镜架组成的眼镜。 材料技术参数 树脂镜片 玻璃镜片 铜合金 钛合金 透光量 92% 91% / / 密度（kg/m3） 1.3×103 2.5×103 8.0×103 4.5×103 性能 较耐磨损 耐磨损 较耐腐蚀 耐腐蚀 小明所配的眼镜，每块树脂镜片的体积为5cm3，钛合金镜架的质量为9g，请同学们根据所学物理知识帮助小明回答以下问题： （1）小明看远处的物体时眼睛的成像情况如图 ，他购买了度数合适的眼镜戴上后的成像情况如图 （两空均选填“甲”或“乙”或“丙”或“丁”），小明眼睛矫正前成像离视网膜越远，所需眼镜的的“度数”越 （选填“大”或“小”）； （2）小明所购买的眼镜的总质量有多大？( ) （3）小明眼睛度数比较高，镜片较厚，质量较大，如果全部使用钛合金制作镜架，重量太轻，佩戴时眼镜频繁下滑，所以改为铜合金占镜架体积40%，钛合金占镜架体积60%进行搭配制作，在不改变镜架的形状和体积的情况下，请问此时的镜架比钛合金镜架的质量大多少克？( ) 12．（1）在探究凸透镜成像的规律时：如图所示，测出了凸透镜的焦距；若凸透镜不动，把蜡烛移到光具座15cm刻度处，调节光屏，在光屏上会成倒立、 （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的清晰实像，生活中的 （选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）是用这一原理制成的； （2）在探究物质熔化特点时，得到图甲物质温度随时间变化的图像，由图像可知该物质属于 （选填“晶体”或“非晶体”），图中A点的温度如图乙温度计所示，读数为 ℃，熔化过程需 （选填“吸热”或“放热”）。 13．如图为凸透镜右侧一物体成像部分光路图，为物体，F为凸透镜镜焦点。 ①在图中画出两条入射光线经凸透镜后的折射光线，找出像H。 ②与物比较，物体经凸透镜成 （选填“放大”、“缩小”） （选填“正立”、“倒立”）的像。 14．显微镜主要由物镜和目镜两组透镜组成，被观察的细微物体先在物镜中成一个像，这个像就相当于目镜中的物体，然后它在目镜中再次成像。如图，F1为物镜的焦点，F2为目镜的焦点，图中已出细小物体AB在物镜中所成像A’B’的光路图，以及A’B’射向目镜的两条光线。    （1）该显微镜的物镜相当于 （选填“凸透镜”、“凹透镜”）； （2）请你画出光线a，b经目镜L2折射后的光线； （3）与A’B’对比，目镜L2所成的像是一个 （选填“正立”或“倒立”）、 （选填“实像”或“虚像”）。 15．2022年3月23日，“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲；神舟十三号乘组航天员给全中国的孩子们上了一堂精彩的太空课。 （1）如图甲是航天员在演示“神奇的太空小水球”；一开始将水注入水膜之中形成一个漂亮的完整水球，该水球可以被看作一个 镜；当她的脸距离水球球心30cm时，我们透过水球看到了倒立、缩小的人像，其原理与生活中的 （选填“投影仪”、“照相机”或“放大镜”）原理相同，该水球的焦距可能是 。 A．30cm    B．7cm    C．15cm    D．45cm （2）随后，航天员在太空失重环境下向水球中间注入一个气泡，通过水球看到她的正立、倒立的两个像，如图乙所示，通过简化如图丙，可知其中正立的像是光经过1、2两个 （填“凸”或“凹”）透镜形成的像，当光经过3、4区域时，所成的像是倒立、缩小的 像； （3）安装在神舟十三号轨道舱内的摄像机拍摄到了一颗擦身而过小行星，按照从左到右的次序如图丁所示（镜头的焦距不变）；在此过程中，小行星与神舟十三号的距离在变大，摄像机的镜头在 （选填“前推”或“后缩”）。 16．物体AB放在薄凸透镜前，O为凸透镜光心，A点发出两条光线a、b，其中a平行于主光轴，b经光心，光线c是a经凸透镜后的折线光线，如图所示。 （1）此凸透镜的焦距为 （选填以下相对应的字母）； A．    B．     C．     D．无法判断 （2）物体AB经凸透镜成的像相对于物是 （选填以下对应的字母）。 A．放大、倒立的实像    B．缩小、倒立的实像    C．等大、倒立的实像    D．放大、正立的虚像 17．如图所示为教学投影仪的结构示意图，结合所学知识，完成下列问题。 (1)投影片与凸透镜的距离应 （选填“大于2倍焦距”“大于1倍焦距小于2倍焦距”或“小于1倍焦距”），屏幕上得到的是投影片 （选填“倒立”或“正立”）、放大的 （选填“实”或“虚”）像； (2)要使屏幕上的像增大一些，应该 　 　； A．使投影仪靠近屏幕，同时使凸透镜向下移一点 B．使投影仪远离屏幕，同时使凸透镜向下移一点 C．使投影仪靠近屏幕，同时使凸透镜向上移一点 D．使投影仪远离屏幕，同时使凸透镜向上移一点 (3)投影仪上的平面镜的作用是什么？ (4)图中入射到平面镜上的两条光线中，有一条光线的路径没有画完，请你在图中按作图要求将光路补画完整。 18．武汉站到北京西站的D2032次高速列车运行的部分时刻里程表（本题计算结果保留一位小数） 站次 站名 到达时间 开车时间 停留时间 里程 1 武汉 起点站 07：28 -- 0 8 郑州东 09：56 09：59 3分 536公里 13 石家庄 12：03 12：06 3分 公里 18 北京西 14：13 终点站 -- 1229公里 （1）坐在列车上的小明发现透过装满水的圆柱形的玻璃瓶，可以看到玻璃瓶另一侧的铅笔，如图所示。如果把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动，则透过玻璃瓶看到的像不可能的是( ) A、 B、 C、D、 （2）列车由武汉站驶往石家庄站全程的平均速度约为207km/h，武汉站与石家庄站相距多少km。( ) 19．在信息化时代，相机和手机都是常用的图像采集设备。     （1）如图甲所示，用相机拍照时，在芯片上所成的像是 的、缩小的实像。镜头靠近人时，像的大小将变 ，此时像会 （填“靠近”或“远离”）透镜。用相机拍摄远近不同的物体时，通过伸缩镜头，使像清晰地成在芯片上，这个操作过程便是“调焦”，如图乙所示； （2）小明发现手机不能“调焦”但成像也基本清晰，他查阅相关资料后得到有关数据如下表： 序号 1 2 3 4 5 6 7 物距/m 10.00 5.00 2.00 1.00 0.50 0.10 0.05 像距/cm 0.500 0.501 0.502 0.503 0.505 0.526 0.556 根据表中数据，判断手机镜头的焦距大约为 （填选项字母）； A．B．C．D． （3）手机拍摄远近不同的物体不需要“调焦”的原因：手机镜头焦距较 ，拍摄时物距都远大于2倍焦距，像距变化的范围比较 ，所以不需要“调焦”。 20．小明发现自己戴的近视眼镜的镜片是一块凹透镜，于是他查阅相关资料得知：①物体通过凹透镜成缩小的像，且物距越大、像距越大、像越小；②同一物体，物距相同时，通过焦距越小的凹透镜，所成的像越小；③近视眼镜的镜片度数与其焦距的关系如下表： 焦距（米） 镜片度数 2 50 1 100 0.5 200 0.2 500 （1）分析表格数据中近视眼镜的镜片度数与其焦距的数量关系，可得结论： ； （2）小明将近视眼镜逐渐靠近纸上文字时，看到的文字大小将逐渐 （选填“增大”或“减小”）； （3）小明分别将A、B 两副不同度数的近视眼镜，放置在书籍前相同位置，通过镜片观察到不同的像，如图（a）、（b）所示，请判断哪副眼镜的镜片度数较高，并说明理由： 。 21．如图所示，AB为发光体，O为凸透镜的光心，MN是A点发出的经凸透镜折射后与主光轴平行的光线。 （1）请在图中画出光线AO和MN所对应的折射光线和入射光线； （2）请在图中标出凸透镜左侧的焦点F； （3）AB经凸透镜成 （选填“倒立”或“正立”）、 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的 （选填“实像”或“虚像”）。 （选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”）是利用该原理成像的。 22．（1）如图所示，有一个平面镜斜靠墙放置，小明手持一支激光笔，笔口A点发出的一束光经平面镜反射后在天花板上留下光点B 。 ①画出笔口A点在平面镜中的像；②画出上述现象的入射、反射光线和法线； （2）图中凸透镜的焦距为2cm，透镜的光心恰好位于刻度轴上的3cm处，某垂直于轴放置的物体上M点发出的三条光线经过透镜折射后为图中的光线a、b、c，已知b与c平行。 ①在图中画出光线a、b经透镜前的光线并找到M点 ； ②经透镜后的光线c相对于它的入射光线 （选填“靠近”或“远离”）主光轴， ③物体经透镜后的成像情况是 （选填“倒立放大的实像”、“正立放大的虚像”或“不能”）。 23．“学生们的视力”一向受到社会关注，选择合适的镜片对近视远视的矫正至关重要。透镜焦距f的长短标志着折光本领的大小。焦距越短，折光本领越大。通常把透镜焦距的倒数叫做透镜焦度，用Φ表示，即；平时说的眼镜片的度数（远视镜片为正，近视镜片为负），就是镜片的透镜焦度乘100的值。例如，100度远视镜片的透镜焦度是1m-1，它的焦距是1m。 （1）如图是小明眼镜置于太阳光下，他佩戴的是 透镜，用于矫正 视眼； （2）小华新配的远视镜片的度数为400度，则其镜片的焦距是 m。 24．（1）如图甲为电影放映机，其成像原理如图乙所示，为让观众看到清晰的实像，应将胶片放在距离透镜 （选填“一倍焦距以内”“一倍焦距到二倍焦距之间”或“二倍焦距以外”）的位置，为了在银幕上看到正立的像，胶片应该 （选填“正”或“倒”）放，要使银幕上的像变得更大，应将幕布向 （选填“左”或“右”，下同）移，并将凸透镜向 移； （2）如图丙是球形鱼缸，透过鱼缸为什么观察到鱼的像是正立而远处的树木却是倒立的？该鱼缸不宜放置在阳光能直射到的窗边，请用物理知识解释原因。      25．在图中所示透镜中，属于凸透镜的有 ，属于凹透镜的有 ，凸透镜对光线具有 作用。 26．芯片（如图甲）是电子设备的大脑。光刻机是制造芯片的核心装备，某种光刻机的原理和照相机的原理相似，照相机把拍摄的照片印在底片上，光刻机把电路图刻在硅片上。如图乙所示，光刻机在工作时，先在硅片表面涂一层光刻胶，再用紫外线光束透过事先设计好集成电路图的镂空掩模，经过凸透镜去照射下面的硅片，被光线照射到的光刻胶会发生反应，电路图案就转移到了硅片表面的光刻胶上。    （1）若图乙中凸透镜的焦距为f，镂空掩膜到凸透镜光心的距离u，则u与f应满足的关系是 ，镂空掩膜通过凸透镜所成的像是 、 的实像； （2）若某光刻胶的密度为1.3×103kg/m3，则0.065g的光刻胶能够给一块面积为500cm2的硅片表面均匀地涂一层厚度为 μm的光刻胶涂层。 27．2021年12月9日15点40分，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富变身“太空教师”在中国空间站精彩开讲，并面向全球直播。这次授课中，三位太空老师带来了5个物理实验，印象最深刻的是“水球透镜”实验。通过透镜看到的竟然是一正一反两个像，这是为什么呢？其原理解释是： （1）如图甲所示，加气泡之前的水球可以被看作是一个凸透镜。王亚平站在远处（这个凸透镜的两倍焦距以外），我们眼睛看到的是她倒立 的实像； （2）中央加气泡之后，水球因此被气泡变为了两部分，中间是空气，气泡周围是水。这个时候整个水球就变成了两个透镜，外圈部分的凸透镜没有原来完整，透过的光线变少了，但对光线仍然有 作用，所以 （选填“能”或“不能”）够成像；内圈相当于变成了两个凹透镜的组合，所以这个时候中间部分又出现了一个 （选填“正”或“倒”）立的像。因此可以在水球中同时看到一正一倒的两个像； （3）根据上面的实验，请你推测凹透镜的成像特征，在图丙中作出A的像。 28．眼球中的晶状体和角膜相当于一个凸透镜，近视眼的晶状体较厚，需要佩戴 镜来矫正；装水的圆柱状透明玻璃杯类似于凸透镜，但只是在 （选填“水平”或“竖直”）方向上相当于凸透镜。 29．2021年12月9日，“天宫课堂”第一课开讲，如图甲所示，中国航天员翟志刚，王亚平、叶光富担任“太空教师”，在中国空间站进行太空授课，带领同学们了解了很多太空中神奇的物理现象。 （1）航天员在空间站外工作时，哪怕离得再近，也只能通过无线电交谈，其原因是 ； （2）王亚平在太空中向水膜内往水做出了一个水球，当我们看到如图乙所示情景时，这个水球与 （选填“放大镜”、“投影仪“或“照相机”）的成像原理相同； （3）航天员在空间站可以看到的星星绝大部分是自身可以发光的恒星，空间站内的航天员透过玻璃舷窗看到的恒星是由于光的 （选填“反射”或“折射”）形成的 （选填“实“或“虚”）像。 30．电脑中常用光电鼠标，其原理就是利用发光二极管照射移动表面（如图），反射光通过成像透镜成像于光学传感器上。鼠标移动时，并利用芯片处理比较各个影像的数字信号，反馈到计算机。 （1）当发光二极管的光照射在粗糙的鼠标垫上时会发生 （镜面反射/漫反射）； （2）当鼠标平放在鼠标垫上，成像透镜距鼠标垫7mm，光学传感器距成像透镜3mm （倒立/正立）、 （放大/缩小）的 （实/虚）像； （3）将鼠标离开鼠标垫一定高度后悬空向前移动时，电脑显示器上的光标并不移动，是因为像成在光学传感器的 （上/下）方，而且所成的像 （变大/不变/变小）。    学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第5章 透镜及其应用（综合题30道） 1．如图所示，焦距为10cm凸透镜，心为（位于15cm处），在透镜左侧有一发光体SL，S'是S点经过凸透镜所成的像，光线a、b、c是S点发出的三束经过凸透镜后的折射光线，其中光线c平行于主光轴；凸透镜右侧放置一块平面镜。 （1）请画出光线a、b、c的入射光线 ； （2）发光体SL经过凸透镜所成的是 （选填“倒立”或“正立”）、 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）、 （选填“实像”或“虚像”）； （3）若在40cm处放置一块垂直于主光轴的光屏，要在光屏处成清晰的像，则物体应向 移动（选填“左”或“右”）； （4）以E点表示眼睛，请画出人眼经过平面镜看见S'的光路图 。 【答案】    倒立 等大 实像 右    【详解】（1）[1]光线b为过光心的光线，方向不发生改变，光线c是平行于主光轴的光线，其入射光线过焦点，光线a的入射光线来自发光体SL，如图    （2）[2][3][4]发光体SL经过凸透镜所成的像正好在二倍焦距处，是实际光线会聚而成的，像是倒立、等大的实像，发光体SL在二倍焦距处。 （3）[5]若在40cm处放置一块垂直于主光轴的光屏，此时像距大于二倍焦距，要在光屏处成清晰的像，物体应在一倍焦距和二倍焦距之间，则物体应从原来的二倍焦距处向右移动，直到光屏上出现清晰的像。 （4）[6]做出S'关于镜面的对称点，连接和镜面交于O点，连接为镜子的入射光线，OE为反射光线，如图    2．2021年12月9日，“天宫课堂”第一课开讲，如图甲所示，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富担任“太空教师”，在中国空间站进行太空授课，带领同学们了解了很多太空中神奇的物理现象。      （1）航天员王亚平在中国空间站上，通过空间站舷窗看到地球转得很快，她是以 为参照物的。 （2）王亚平在太空中做出了一个水球，当我们看到如图乙所示情景时，成倒立、缩小的 （选填“实像”或“虚像”），这个水球与 （选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）的成像原理相同。 （3）小李同学在做凸透镜成像的实验操作中发现，若保持光屏和凸透镜位置不变（如图丙），LED灯向右移动时，要重新在光屏上得到清晰的像，需换用焦距更小的凸透镜，这让他联想到：物体靠近眼睛时，为看清物体，晶状体要变 （选填“厚”或“薄”）以 （选填“增强”或“减弱”）它的折光能力。 【答案】 空间站 实像 照相机 厚 增强 【详解】（1）[1]一般选择与观察者相对静止的参照物更好，空间站相对于航天员就是静止的，地球转的很快是以空间站为参照物。 （2）[2][3]由乙图可知，水球相当于凸透镜，通过水球看到的是倒立的缩小的实像，则其成像原理与照相机相同。 （3）[4][5]实验中，若保持光屏和凸透镜位置不变，LED灯向右移动时，物距减小，则像距变大，要重新在光屏上得到清晰的像，则需换用焦距更小的凸透镜，这说明：物体靠近眼睛时，为看清物体，晶状体要变厚，以增强它的折光能力。 3．（1）小明烧水时发现，水烧开后壶嘴上方冒出一团团“白气”，而靠近壶嘴的地方什么也看不见；这是因为壶内水沸腾时产生了大量的水蒸气，在壶嘴附近由于温度比较高，仍然保持 （选填“液”或“气”）态；水蒸气离开壶嘴上升一段距离以后，遇冷后 形成“白气”，“白气”进一步上升，分散到干燥的空气中，发生 （后两空填写物态变化名称）现象，“白气”不见了； （2）如图所示为投影仪的原理图，投影仪上的平面镜的作用是什么？ 若要使屏幕上的像变大一些，应该怎样操作？ （3）郊游时，小贺对着远处680m的石崖大喊一声：“啊！”请计算小贺的声音从发出到反射回来的时间是多少s？ （空气中的声速是340m/s） 【答案】 气 液化 汽化 改变光的传播方向 投影仪远离屏幕，并把镜头与幻灯片的距离调小一些 4s 【详解】（1）[1][2][3]在壶嘴附近由于温度比较高，则水蒸气还没有遇冷液化，仍然是气态的；水烧开后壶嘴上方冒出一团团“白气”，这“白气”实质上是壶嘴喷出的水蒸气遇冷发生了液化现象，形成了小水滴；“白气”再上升分散到干燥的空气中后，小水滴又会发生汽化，形成水蒸气飘散在空气中。 （2）[4]投影仪上的平面镜能反射光线，其作用是改变光的传播方向。 [5]若使屏幕上的清晰的像变大些，根据凸透镜成实像的规律：物近像远像变大知，像变大，则像距变大，物距变小，所以应使投影仪远离屏幕，并把镜头与幻灯片的距离调小一些。 （3）[6]他的声音从发出到反射回来时传播的总路程 s=680m×2=1360m 听到回声的时间 4．我国大约有4亿多人佩戴眼镜，眼镜主要材料的部分指标如下表： 材料技术指标 树脂镜片 玻璃镜片 铜合金 钛合金 透光量 92% 91% —— —— 密度（kg/m3） 1.3×103 2.5×103 8.0×103 4.5×103 性能 较耐磨损 耐腐蚀 较耐磨损 耐腐蚀 请问： （1）王老师佩戴的远视镜是 透镜，该透镜对光线具有 作用； （2）一块体积为4cm3的树脂镜片的质量是多少kg ？ （3）一副铜合金镜架的质量是20g，若以钛合金代替铜合金，一副钛合金镜架的质量是多少 kg？ 【答案】 凸 会聚 5.2×10-3kg 1.125×10-2kg 【详解】解：（1）[1][2]远视眼的晶状体太薄，对光线的会聚能力太弱，成像在视网膜的前方，需要戴对光线有会聚能力的凸透镜。 （2）[3]由表格数据可知树脂镜片的密度为1.3×103kg/m3，由密度公式可知，一块体积为4cm3的树脂镜片的质量为 m=ρV=1.3×103kg/m3×4×10-6m3=5.2×10-3kg （3）[4]由表格数据可知铜合金的密度为8.0×103kg/m3，则铜合金镜架的体积为 钛合金的密度为4.5×103kg/m3，则一副钛合金镜架的质量 m″=ρ″V′=4.5×103kg/m3×2.5×10-6m3=1.125×10-2kg 答：（1）王老师佩戴的远视镜是凸透镜，该透镜对光线具有会聚作用； （2）一块体积为4×10-6m3的树脂镜片的质量是5.2×10-3kg； （3）一副钛合金镜架的质量是1.125×10-2kg。 5．如图所示，物体MN放在凸透镜前，0cm处为凸透镜的光心。 ①画出光线a经过凸透镜后的光路图； ②画出光线b经过凸透镜后的光路图； ③物体MN经凸透镜成的像M′N′相对于物体是 （选填“放大”“等大”或“缩小”） （选填“正立”或“倒立”）的。 【答案】 见解析 见解析 放大 倒立 【详解】[1][2]过凸透镜光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变，据此画出光线a经光心后的光线，a的折射光线与另一条折射光线的相交点为M的像M'；光线b经过凸透镜后会经过M'，如图所示： [3][4]由图知，物距u=5.0cm，f=3cm，物距处在2f>u>f，由凸透镜成像规律可知此时成倒立放大的实像，即物体MN经凸透镜成的像相对于物是放大、倒立的。 6．（1）如图，甲是位于我国敦煌的塔式光热电站，通过平面镜把太阳光反射后汇聚到吸热塔，乙是某束光的传播路径，在乙中画出平面镜的位置 ；（用“”表示平面镜） （2）如图，来自物体MN的光线a平行于主光轴，0cm位置是透镜的光心，a经过透镜后的光线过主光轴上的一点； ①凸透镜的焦距为 cm，并画出光线b经光心后的光线 ； ②物体MN经透镜所成像的性质是 （选填“倒立缩小的实像”“倒立放大的实像”或“正立放大的虚像”）； ③若透镜不动，物体MN往透镜方向移动3cm，则a经过透镜后的光线过主光轴的点 （选填“向左移动”“向右移动”或“不动”）。 【答案】 3 倒立缩小的实像 不动 【详解】（1）[1]由图可知，反射光线与入射光线的角平分线与法线重合，反射角等于入射角，据此做出法线，法线与镜面是垂直的，据此作出镜面，如图所示 （2）①[2][3]根据凸透镜平行于主轴的光折射后过焦点，图中3cm位置是焦点，则焦距为3cm；过光心的光线方向不变；如图所示 ②[4]根据焦距为3cm，物体MN到透镜是8cm，物距大于2倍焦距，经透镜所成像的性质是倒立缩小的实像。 ③[5]若透镜不动，物体MN往透镜方向移动3cm，则a仍然是平行于主轴，经过透镜后的光线过主光轴的点仍过焦点，故a经过透镜后的光线过主光轴的点不动。 7．如图，凸透镜的焦点为F，光心为O，MN为凸透镜前的一个发光物体，a为MN上某点P发出的一条光线通过凸透镜光心O后的光路。 ①通过作图找出MN上P点并标出其位置； ②P点发出的另一条光线经过凸透镜后与主光轴平行，在图中画出该光路； ③发光体MN通过该凸透镜所成像的性质是 （选填“倒立缩小的实像”“倒立放大的实像”或“正立放大的虚像”）。 【答案】 见解析 见解析 正立放大的虚像 【详解】① [1]过凸透镜光心的光线其传播方向不变，反向延长折射光线，与发光物体的交点为点的位置，如图： ②[2]过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴，连接，并延长，可得点发出的过凸透镜焦点的光线，经凸透镜折射后平行于凸透镜的主光轴，如图： ③[3]发光体处于凸透镜焦点以内时，成正立放大的虚像。 8．2021年12月9日，中国空间站阶段的首次太空授课以天地互动的方式，在中国空间站和设在中国科技馆的地面主课堂等同时进行，王亚平老师在太空授课的时候，用一个金属圈插入饮用水袋并抽出后，形成了一个水膜，轻晃金属圈，水膜并未破裂，而是甩出了一个小水滴。再往水膜表面贴上一片画有中国结图案的塑料片，水膜依然完好。更奇迹的时刻：在第二个水膜上，用饮水袋不断注水，水膜很快长成一个晶莹剔透的大水球。我们通过水球，看到王亚平老师倒立缩小的人像，当她往水球中注入空气，水球上呈现出一大一小、一正一反的双重人像。 （1）太空授课非常精彩，不借助任何仪器，我们 （选填“能”或“不能”）直接听到王老师的声音，原因 ； （2）注水后，这个水球可以被看成是一个 ，我们通过水球，看到王亚平老师倒立缩小的人像，当她往水球中注入空气，水球上呈现出一大一小、一正一反的双重人像，内圈会出现正立的像是因为内圈相当于变成了两个 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）的组合； （3）此时，以水球为参照物，王老师是 的，以地球为参照物，王老师是 的（选填“静止”或“运动”）； （4）同时地面小倩同学尝试用自制的水凸透镜来探究“凸透镜成像规律”。 （a）如图甲所示，让一束平行于主光轴的光射向水凸透镜，在光屏上出现一个最小最亮的光斑，则此水凸透镜的焦距为 cm； （b）小倩将蜡烛、水凸透镜和光屏调整至图乙所示的位置时，光屏上出现清晰的烛焰像，小倩接着在蜡烛和光屏位置都不变的情况下，将水凸透镜移至光具座某刻度处，再次得到清晰的烛焰像，这个像的成像原理与 （选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）的成像原理相同。然后，小倩利用注射器从水凸透镜中向外抽少许水，光屏上原来清晰的像变得模糊不清，小倩要想重新得到清晰的烛焰像，在蜡烛和水凸透镜的位置都不变的情况下，应将光屏向 （选填“远离”或“靠近”）水凸透镜的方向移动，或者保持光屏位置不变，给水凸透镜带上合适的 （选填“近视眼镜”或“远视眼镜”）可再次成像到光屏上； （c）当光屏上成清晰的像时，小倩用不透明的纸板挡住透镜下半部分，则光屏上所成的像 （选填“完整”或“不完整”）； （d）实验时，由于实验时间较长，蜡烛变短，烛焰的像不能成在光屏的中央，此时可将光屏向 （选填“上”或“下”）移动，即可让烛焰的像成在光屏的中央。 【答案】 不能 真空不能传声 凸透镜 凹透镜 静止 运动 10.0 投影仪 远离 远视眼镜 完整 上 【详解】（1）[1][2]真空中不能传声，太空授课，不借助任何仪器，我们不能直接听到王老师的声音。 （2）[3]注水后，水球中间凸起，相当于凸透镜。 [4]王亚平老师往水球中注入空气，水球上呈现出一大一小、一正一反的双重人像，内圈会出现正立的像是因为内圈的水，中间少，两边多，相当于变成了两个凹透镜的组合。 （3）[5]此时，王老师与水球的相对位置没有发生改变，以水球为参照物，王老师是静止的。 [6]王老师和地球之间的相对位置发生改变，以地球为参照物，王老师是运动的。 （4）（a）[7]让一束平行于主光轴的光射向水凸透镜，在光屏上出现一个最小最亮的光斑，最小最亮的光斑是焦点的位置，此水凸透镜的焦距为 （b）[8]由图乙得，物距大于像距，光屏上此时成的像是倒立、缩小的实像；小倩接着在蜡烛和光屏位置都不变的情况下，将水凸透镜移至光具座某刻度处，则原来的物距变为像距，则原来的像距变为物距，根据光路可逆，再次得到清晰的烛焰像，这时成的像是倒立、放大的实像，这个像的成像原理与投影仪的成像原理相同。 [9][10]小倩利用注射器从水凸透镜中向外抽少许水，凸透镜的焦距变大，会聚能力变小，要使光屏上成像清晰，应将光屏向远离水凸透镜的方向移动。若保持光屏位置不变，给水凸透镜带上合适的凹透镜，即近视镜可再次成像到光屏上。 （c）[11]当光屏上成清晰的像时，小倩用不透明的纸板挡住透镜下半部分，剩下的凸透镜仍能成像，则光屏上所成的像是完整的。 （d）[12]实验时，由于实验时间较长，蜡烛变短，由过光心的光线不发生偏转得，此时可将光屏向上移动，像往上移动，要使像成在光屏的中心，光屏应适当向上移动。 9．为了提高高速公路通行效率，高速收费站建有ETC专用通道，专用通道需要汽车安装ETC卡（如图甲所示），图乙是ETC专用通道示意图，当汽车进入ETC卡读取器识别范围的时候，卡上的信息被读取，同时栏杆机将横杆抬起，汽车无需停车就实现了缴费，大大节约了通站时间。 （1）汽车在摄像机里所成的像是 （选填“倒立”或“正立”）的，汽车在不断靠近监控摄像机的过程中，像逐渐 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。 （2）某一ETC通道，栏杆机距ETC卡读取器10m，横杆在位置一（如图丙所示）时距地面高度1.2m，栏杆机启动后横杆水平段沿竖直方向以0.2m/s的速度匀速抬起。某人驾驶一台车高为1.6m的车通过该ETC通道，车距ETC卡读取器6m时被读取信息，假设栏杆机横杆水平段同时抬起，以车的高度，车速太快横杆抬起高度不够，会撞杆违章。求： ①栏杆抬起到汽车能通过的最低高度所需要的时间 。 ②车匀速顺利通过通道的最快速度 。 【答案】 倒立 变大 2s 8m/s 【详解】（1）[1][2]监控摄像机相当于照相机，汽车在摄像机里所成的像是倒立、缩小的实像。在凸透镜成实像的条件下，物距变小，像距变大，像变大。汽车在不断靠近监控摄像机的过程中，像逐渐变大。 （2）①[3]SUV的高度为1.6m，当横杆距离地面的高度为1.6m时，汽车刚好能通过；则横杆上升的高度为 h=1.6m-1.2m=0.4m 根据速度公式可知栏杆抬起到汽车能通过的最低高度所需要的时间为 ②[4]汽车到横杆的距离为 s=6m+10m=16m 则汽车的最大速度为 10．如图，来自于物体MN的三束光线a、b、c平行于主光轴，O是透镜的光心，a经过透镜后的光线过主光轴的一点。 （1）在图中画出b、c经透镜后的光线 ，该透镜焦距为 cm； （2）MN经透镜所成像的性质是 （选填“倒立缩小的实像”“倒立放大的实像”或“正立放大的虚像”）； （3）若透镜不动，物体MN保持竖直状态向远离透镜方向向左移动2cm，则a经过透镜后的光线过主光轴的点 （选填“向左移动”“向右移动”或“不动”），MN经透镜所成像 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 10.0 倒立放大实像 不动 变小 【详解】（1）[1][2]由图可知，光线a平行于主光轴，经过凸透镜后会过焦点，即焦点的位置在30.0cm刻度线上，焦点到透镜光心的距离为焦距，该透镜焦距为 同理，光线b、c经过凸透镜后也会过焦点，b、c经透镜后的光线如图所示： （2）[3]由图可知物体MN在5.0cm刻度线上，物距为 即 由凸透镜成像规律可知，当物距在一倍和二倍焦距之间时，成倒立放大的实像。 （3）[4][5]若透镜不动，物体MN向远离透镜方向向左移动2cm，a仍是平行主光轴的光线，经过凸透镜后会过焦点，即a经过透镜后的光线过主光轴的点不动；物体MN向远离透镜方向向左移动2cm，物距变大，由凸透镜成像规律可知，成实像时，当物距增大像距减小像变小，所以MN经透镜所成像变小。 11．小明只能看清近处的物体，看不清远处的物体。他到武汉的某眼镜店配眼睛时，发现组成眼镜的主要材料的部分技术参数如表格所示，通过价格、性能比较，最终选择了树脂镜片和钛合金镜架组成的眼镜。 材料技术参数 树脂镜片 玻璃镜片 铜合金 钛合金 透光量 92% 91% / / 密度（kg/m3） 1.3×103 2.5×103 8.0×103 4.5×103 性能 较耐磨损 耐磨损 较耐腐蚀 耐腐蚀 小明所配的眼镜，每块树脂镜片的体积为5cm3，钛合金镜架的质量为9g，请同学们根据所学物理知识帮助小明回答以下问题： （1）小明看远处的物体时眼睛的成像情况如图 ，他购买了度数合适的眼镜戴上后的成像情况如图 （两空均选填“甲”或“乙”或“丙”或“丁”），小明眼睛矫正前成像离视网膜越远，所需眼镜的的“度数”越 （选填“大”或“小”）； （2）小明所购买的眼镜的总质量有多大？( ) （3）小明眼睛度数比较高，镜片较厚，质量较大，如果全部使用钛合金制作镜架，重量太轻，佩戴时眼镜频繁下滑，所以改为铜合金占镜架体积40%，钛合金占镜架体积60%进行搭配制作，在不改变镜架的形状和体积的情况下，请问此时的镜架比钛合金镜架的质量大多少克？( ) 【答案】 甲 丁 大 24g 7g 【详解】解：（1）[1][2]小明只能看清近处的物体，而看不清远处的物体，来自远处某点的光会聚在他的视网膜前，说明晶状体变厚会聚能力变强，是近视眼，需要戴凹透镜进行矫正，因此小明看远处的物体时眼睛的成像情况如图甲，他购买了度数合适的眼镜戴上后的成像情况如图丁。 [3]矫正前成像离视网膜越远，说明近视的程度越严重，则所佩戴眼镜的“度数”越深（或大）。 （2）[4]由得两块树脂镜片的质量 m1=ρ1V1=1.3g/cm3×5cm3×2=13g 已知钛合金镜架的质量为9g，则小明佩戴眼镜的总质量 m总=m1+m2=13g+9g=24g （3）[5]由得，这副钛合金眼镜架的体积 由于它们的体积相同，即 V钛架=V钛合金架=2cm3 则由得这副眼睛架换成铜合金后的质量 m铜架=ρ铜合金V钛架=8.0g/cm3×2cm3＝6g 此时的镜架比钛合金镜架的质量大 Δm=m铜架﹣m钛架＝16g﹣9g＝7g 即此时的镜架比钛合金镜架的质量大7g。 答：（1）小明看远处的物体时眼睛的成像情况如图甲，戴上眼镜后的成像情况如图丁，小明眼睛矫正前成像离视网膜越远，所需眼镜的的“度数”越大； （2）小明所购买的眼镜的总质量为24g； （3）镜架比钛合金镜架的质量大7g。 12．（1）在探究凸透镜成像的规律时：如图所示，测出了凸透镜的焦距；若凸透镜不动，把蜡烛移到光具座15cm刻度处，调节光屏，在光屏上会成倒立、 （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的清晰实像，生活中的 （选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）是用这一原理制成的； （2）在探究物质熔化特点时，得到图甲物质温度随时间变化的图像，由图像可知该物质属于 （选填“晶体”或“非晶体”），图中A点的温度如图乙温度计所示，读数为 ℃，熔化过程需 （选填“吸热”或“放热”）。 【答案】 放大 投影仪 晶体 39 吸热 【详解】（1）[1][2]如图所示，刻度尺的分度值为1cm，凸透镜位于30.0cm处，其焦距为10.0cm，蜡烛移到光具座15cm刻度处，则物距为 即物体处在凸透镜1倍焦距与2倍焦距之间，根据凸透镜成像的规律，成倒立、放大的实像，投影仪的成像特点与之相同，故生活中的投影仪是用这一原理制成的。 （2）[3]晶体熔化时吸热温度保持不变，如图甲所示，该物质熔化时吸热，温度保持不变，属于晶体。 [4]如图乙所示，温度计的分度值为1℃，读数为39℃。 [5]熔化过程需要不断加热，是一个吸热的物态变化，所以熔化需要吸热。 13．如图为凸透镜右侧一物体成像部分光路图，为物体，F为凸透镜镜焦点。 ①在图中画出两条入射光线经凸透镜后的折射光线，找出像H。 ②与物比较，物体经凸透镜成 （选填“放大”、“缩小”） （选填“正立”、“倒立”）的像。 【答案】 放大 倒立 【详解】[1]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点；过光心的光线其传播方向不变；两条折射光线的交点为H，如图所示： [2][3]由图知，像H到主轴的距离大于到主轴的距离，即像距大于物距，此时物距的范围为，凸透镜成倒立、放大的实像。 14．显微镜主要由物镜和目镜两组透镜组成，被观察的细微物体先在物镜中成一个像，这个像就相当于目镜中的物体，然后它在目镜中再次成像。如图，F1为物镜的焦点，F2为目镜的焦点，图中已出细小物体AB在物镜中所成像A’B’的光路图，以及A’B’射向目镜的两条光线。    （1）该显微镜的物镜相当于 （选填“凸透镜”、“凹透镜”）； （2）请你画出光线a，b经目镜L2折射后的光线； （3）与A’B’对比，目镜L2所成的像是一个 （选填“正立”或“倒立”）、 （选填“实像”或“虚像”）。 【答案】 凸透镜 正立 虚像 【详解】（1）[1]由图可知，平行于主光轴的光线经透镜后向焦点会聚，因此显微镜的物镜相当于凸透镜。 （2）[2]显微镜的目镜相当于放大镜，因此根据凸透镜成像规律作图，如下：    （3）[3][4]显微镜的目镜相当于放大镜，因此相对于A’B’成的是正立放大的虚像。 15．2022年3月23日，“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲；神舟十三号乘组航天员给全中国的孩子们上了一堂精彩的太空课。 （1）如图甲是航天员在演示“神奇的太空小水球”；一开始将水注入水膜之中形成一个漂亮的完整水球，该水球可以被看作一个 镜；当她的脸距离水球球心30cm时，我们透过水球看到了倒立、缩小的人像，其原理与生活中的 （选填“投影仪”、“照相机”或“放大镜”）原理相同，该水球的焦距可能是 。 A．30cm    B．7cm    C．15cm    D．45cm （2）随后，航天员在太空失重环境下向水球中间注入一个气泡，通过水球看到她的正立、倒立的两个像，如图乙所示，通过简化如图丙，可知其中正立的像是光经过1、2两个 （填“凸”或“凹”）透镜形成的像，当光经过3、4区域时，所成的像是倒立、缩小的 像； （3）安装在神舟十三号轨道舱内的摄像机拍摄到了一颗擦身而过小行星，按照从左到右的次序如图丁所示（镜头的焦距不变）；在此过程中，小行星与神舟十三号的距离在变大，摄像机的镜头在 （选填“前推”或“后缩”）。 【答案】 凸透 照相机 B 凹透镜 实 后缩 【详解】（1）[1][2][3]水球具有中间厚、边缘薄的特点，则水球相当于一个凸透镜，所以可以看到王亚平的倒立、缩小的实像，与照相机的成像原理相同，此时物距大于二倍焦距，即 30cm>2f 则 f<15cm 故选B。 （2）[4]水球中间部分被气泡分为了两部分，中间是空气、气泡两侧是水，则中间部分1、2区域中间薄，两边厚，相当于变成了两个凹透镜的组合，这个时候又出现了一个正立的虚像，所以光经过1、2是凹透镜形成的像。 [5]水球的3、4部分边缘薄而中间厚，相当于凸透镜，观察丙图可知，此时光经过3、4区域所成的像为倒立缩小的实像。 （3）[6]探测器上的照相机成实像，凸透镜成实像时，物距变大，像距变小，像变小；由图可知（按照从左到右的次序），像逐渐变小，说明小行星和探测器的距离逐渐变大，则镜头和像之间的距离应逐渐变小，即摄像机的镜头应后缩。 16．物体AB放在薄凸透镜前，O为凸透镜光心，A点发出两条光线a、b，其中a平行于主光轴，b经光心，光线c是a经凸透镜后的折线光线，如图所示。 （1）此凸透镜的焦距为 （选填以下相对应的字母）； A．    B．     C．     D．无法判断 （2）物体AB经凸透镜成的像相对于物是 （选填以下对应的字母）。 A．放大、倒立的实像    B．缩小、倒立的实像    C．等大、倒立的实像    D．放大、正立的虚像 【答案】 A D 【详解】（1）[1]根据平行于主光轴的光线经过焦点可知，25.0cm处是焦点，则焦距为 40.0cm-25.0cm=15.0cm 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 （2）[2]由图可知，物体AB在一倍焦距以内，即当u<f，成正立放大的虚像，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 17．如图所示为教学投影仪的结构示意图，结合所学知识，完成下列问题。 (1)投影片与凸透镜的距离应 （选填“大于2倍焦距”“大于1倍焦距小于2倍焦距”或“小于1倍焦距”），屏幕上得到的是投影片 （选填“倒立”或“正立”）、放大的 （选填“实”或“虚”）像； (2)要使屏幕上的像增大一些，应该 　 　； A．使投影仪靠近屏幕，同时使凸透镜向下移一点 B．使投影仪远离屏幕，同时使凸透镜向下移一点 C．使投影仪靠近屏幕，同时使凸透镜向上移一点 D．使投影仪远离屏幕，同时使凸透镜向上移一点 (3)投影仪上的平面镜的作用是什么？ (4)图中入射到平面镜上的两条光线中，有一条光线的路径没有画完，请你在图中按作图要求将光路补画完整。 【答案】(1) 大于1倍焦距小于2倍焦距 倒立 实 (2)B (3)改变光的传播方向 (4) 【详解】（1）[1][2][3]由凸透镜成像原理可知，投影仪成像时，物距是介于1倍焦距与2倍焦距之间的，投影仪成倒立、放大的实像。 （2）凸透镜成实像时，物近像远像变大，所以要使屏幕上的清晰的像变大些，则物距变小，所以把镜头与幻灯片的距离调小一些，故向下调节透镜的位置，将投影仪远离屏幕，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 （3）平面镜的作用是改变光的传播方向，使得射向天花板的光能在屏幕上成像。 （4）由光的反射规律可知，反射角等于入射角，所以过入射点作法线垂直于平面镜，再作反射角等于入射角，画出反射光线，如下图所示： 18．武汉站到北京西站的D2032次高速列车运行的部分时刻里程表（本题计算结果保留一位小数） 站次 站名 到达时间 开车时间 停留时间 里程 1 武汉 起点站 07：28 -- 0 8 郑州东 09：56 09：59 3分 536公里 13 石家庄 12：03 12：06 3分 公里 18 北京西 14：13 终点站 -- 1229公里 （1）坐在列车上的小明发现透过装满水的圆柱形的玻璃瓶，可以看到玻璃瓶另一侧的铅笔，如图所示。如果把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动，则透过玻璃瓶看到的像不可能的是( ) A、 B、 C、D、 （2）列车由武汉站驶往石家庄站全程的平均速度约为207km/h，武汉站与石家庄站相距多少km。( ) 【答案】 D 948.7 【详解】（1）该玻璃瓶相当于一个柱面凸透镜;当铅笔由靠近凸透镜的位置逐渐远离的过程中，透过透镜会看到铅笔逐渐变大，当到达某一位置时，由正立的虚像变为倒立的实像，铅笔尖会改变方向；当将铅笔移动到2倍焦距以外时，会看到一个倒立、缩小的实像；当铅笔处于焦距和2倍焦距之间时，会看到一个倒立、放大的实像；但不会出现正立、缩小的像，故ABC不符合题意；D符合题意。 故选D。 （2）解：武汉站到石家庄站行驶时间为石家庄站的到站时刻t1=12:03，减去武汉站的开车时刻t2=7:28。即 t=12:03-7:28=4h35min=4.583h 由可得武汉站到石家庄站的路程为 s=vt=207km/h×4.583h=948.7.km 答：武汉站到石家庄站的路程为948.7km。 19．在信息化时代，相机和手机都是常用的图像采集设备。     （1）如图甲所示，用相机拍照时，在芯片上所成的像是 的、缩小的实像。镜头靠近人时，像的大小将变 ，此时像会 （填“靠近”或“远离”）透镜。用相机拍摄远近不同的物体时，通过伸缩镜头，使像清晰地成在芯片上，这个操作过程便是“调焦”，如图乙所示； （2）小明发现手机不能“调焦”但成像也基本清晰，他查阅相关资料后得到有关数据如下表： 序号 1 2 3 4 5 6 7 物距/m 10.00 5.00 2.00 1.00 0.50 0.10 0.05 像距/cm 0.500 0.501 0.502 0.503 0.505 0.526 0.556 根据表中数据，判断手机镜头的焦距大约为 （填选项字母）； A．B．C．D． （3）手机拍摄远近不同的物体不需要“调焦”的原因：手机镜头焦距较 ，拍摄时物距都远大于2倍焦距，像距变化的范围比较 ，所以不需要“调焦”。 【答案】 倒立 大 远离 A 小 小 【详解】（1）[1]照相机根据凸透镜成像原理可知，成倒立、缩小的实像。 [2][3]当镜头靠近人时，物距变小，根据“物近像远，像变大”可得，像的大小将变大，此时像会远离透镜。 （2）[4]由表中数据可知，当物距时，像距v保持在左右根据凸透镜成像特点可知，当物距远大于2倍焦距时，像距就越接近焦距，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 （3）[5]根据上述表格分析可知，手机镜头焦距较小，拍摄时物距都远大于2倍焦距，像距变化的范围比较小，所以不需要“调焦”。 20．小明发现自己戴的近视眼镜的镜片是一块凹透镜，于是他查阅相关资料得知：①物体通过凹透镜成缩小的像，且物距越大、像距越大、像越小；②同一物体，物距相同时，通过焦距越小的凹透镜，所成的像越小；③近视眼镜的镜片度数与其焦距的关系如下表： 焦距（米） 镜片度数 2 50 1 100 0.5 200 0.2 500 （1）分析表格数据中近视眼镜的镜片度数与其焦距的数量关系，可得结论： ； （2）小明将近视眼镜逐渐靠近纸上文字时，看到的文字大小将逐渐 （选填“增大”或“减小”）； （3）小明分别将A、B 两副不同度数的近视眼镜，放置在书籍前相同位置，通过镜片观察到不同的像，如图（a）、（b）所示，请判断哪副眼镜的镜片度数较高，并说明理由： 。 【答案】 近视眼镜的镜片度数与焦距成反比 增大 见解析 【详解】（1）[1]分析表中数据可知，焦距变为原来的几分之一，近视眼镜的镜片度数就变为原来的几倍，故得出结论：近视眼镜的镜片度数与焦距成反比。 （2）[2]小明将近视眼镜逐渐靠近纸上文字时，即物距减小，则像会变大，即看到的文字大小将逐渐增大。 （3）[3]将A、B两副不同度数的近视眼镜，放置在书籍前相同位置，由图可知，B眼镜成的像更小，所以B眼镜焦距小，近视眼镜的镜片度数与焦距成反比，所以B眼镜的度数较高。 21．如图所示，AB为发光体，O为凸透镜的光心，MN是A点发出的经凸透镜折射后与主光轴平行的光线。 （1）请在图中画出光线AO和MN所对应的折射光线和入射光线； （2）请在图中标出凸透镜左侧的焦点F； （3）AB经凸透镜成 （选填“倒立”或“正立”）、 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的 （选填“实像”或“虚像”）。 （选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”）是利用该原理成像的。 【答案】 倒立 放大 实像 投影仪 【详解】（1）（2）[1]过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变，将AO光线延长，通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，连接AM为入射光线，AM与主光轴的交点是凸透镜左侧的焦点F，如图所示： （3）[2][3][4][5]AB在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立放大的实像，投影仪就是利用该原理成像的。 22．（1）如图所示，有一个平面镜斜靠墙放置，小明手持一支激光笔，笔口A点发出的一束光经平面镜反射后在天花板上留下光点B 。 ①画出笔口A点在平面镜中的像；②画出上述现象的入射、反射光线和法线； （2）图中凸透镜的焦距为2cm，透镜的光心恰好位于刻度轴上的3cm处，某垂直于轴放置的物体上M点发出的三条光线经过透镜折射后为图中的光线a、b、c，已知b与c平行。 ①在图中画出光线a、b经透镜前的光线并找到M点 ； ②经透镜后的光线c相对于它的入射光线 （选填“靠近”或“远离”）主光轴， ③物体经透镜后的成像情况是 （选填“倒立放大的实像”、“正立放大的虚像”或“不能”）。 【答案】 靠近 不能 【详解】（1）[1]通过A做镜面的垂线然后延长相等的距离，该点处为A的像A'；连接A'B，A'B与平面镜的交点O为入射点，连接AO即为入射光线，则OB为反射光线，如图所示： （2）①[2]平行于主光轴的光线，经凸透镜的折射后过另一侧的焦点；光线经凸透镜的光心后传播方向不改变，两条入射光线的焦点为M，据此作图如下： ②[3]凸透镜对光有会聚作用，经透镜后的光线c相对于它的入射光线靠近主光轴。 ③[4]由图可知，物距是2cm，凸透镜的焦距是2cm，物距等于焦距，光屏上不能成像。 23．“学生们的视力”一向受到社会关注，选择合适的镜片对近视远视的矫正至关重要。透镜焦距f的长短标志着折光本领的大小。焦距越短，折光本领越大。通常把透镜焦距的倒数叫做透镜焦度，用Φ表示，即；平时说的眼镜片的度数（远视镜片为正，近视镜片为负），就是镜片的透镜焦度乘100的值。例如，100度远视镜片的透镜焦度是1m-1，它的焦距是1m。 （1）如图是小明眼镜置于太阳光下，他佩戴的是 透镜，用于矫正 视眼； （2）小华新配的远视镜片的度数为400度，则其镜片的焦距是 m。 【答案】 凹 近 0.25 【详解】（1）[1][2]由图可知，小明眼镜置于太阳光下，光线不能会聚，呈发散状。因此他配戴的是近视眼镜，近视眼镜的镜片是凹透镜。 （2）[3]眼镜片的度数（远视镜片为正，近视镜片为负），就是镜片的透镜焦度乘100的值。镜片的透镜焦度为 它的焦距 24．（1）如图甲为电影放映机，其成像原理如图乙所示，为让观众看到清晰的实像，应将胶片放在距离透镜 （选填“一倍焦距以内”“一倍焦距到二倍焦距之间”或“二倍焦距以外”）的位置，为了在银幕上看到正立的像，胶片应该 （选填“正”或“倒”）放，要使银幕上的像变得更大，应将幕布向 （选填“左”或“右”，下同）移，并将凸透镜向 移； （2）如图丙是球形鱼缸，透过鱼缸为什么观察到鱼的像是正立而远处的树木却是倒立的？该鱼缸不宜放置在阳光能直射到的窗边，请用物理知识解释原因。      【答案】 一倍焦距到二倍焦距之间 倒 右 左 见解析 【详解】（1）[1][2][3][4]电影放映机的镜头相当于一个凸透镜，可以成放大的实像，则此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距，胶片应放在一倍焦距到二倍焦距之间，放映机成的是倒立的实像，为了在银幕上看到正立的像，胶片应该倒放；要使银幕上的像变得更大，根据凸透镜成像规律可知，像距变大，物距变小，应将幕布向右移，并将凸透镜向左移。 （2）[5]球形鱼缸相当于一个凸透镜，透过球形鱼缸观察远处的树木时，物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像；观察金鱼时，物距在一倍焦距之内，成正立、放大的虚像；鱼缸不宜放置在阳光能直射到的窗边，这是因为鱼缸对光线具有会聚作用，能使局部温度过高，容易引发火灾。 25．在图中所示透镜中，属于凸透镜的有 ，属于凹透镜的有 ，凸透镜对光线具有 作用。 【答案】 acd bef 会聚 【详解】[1][3]如图，acd透镜中间比边缘厚是凸透镜，且对光线具有会聚作用。 [2]bef透镜中间比边缘薄是凹透镜，对光线具有发散作用。 26．芯片（如图甲）是电子设备的大脑。光刻机是制造芯片的核心装备，某种光刻机的原理和照相机的原理相似，照相机把拍摄的照片印在底片上，光刻机把电路图刻在硅片上。如图乙所示，光刻机在工作时，先在硅片表面涂一层光刻胶，再用紫外线光束透过事先设计好集成电路图的镂空掩模，经过凸透镜去照射下面的硅片，被光线照射到的光刻胶会发生反应，电路图案就转移到了硅片表面的光刻胶上。    （1）若图乙中凸透镜的焦距为f，镂空掩膜到凸透镜光心的距离u，则u与f应满足的关系是 ，镂空掩膜通过凸透镜所成的像是 、 的实像； （2）若某光刻胶的密度为1.3×103kg/m3，则0.065g的光刻胶能够给一块面积为500cm2的硅片表面均匀地涂一层厚度为 μm的光刻胶涂层。 【答案】 u>2f 倒立 缩小 1 【详解】（1）[1][2][3]图乙中凸透镜的焦距为f，根据照相机的成像原理可知，镂空掩膜到凸透镜光心的距离u应该满足 u＞2f 成的是倒立、缩小的实像。 （2）[4]光刻胶的密度为 根据可知，光刻胶的体积 光刻胶的厚度为 27．2021年12月9日15点40分，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富变身“太空教师”在中国空间站精彩开讲，并面向全球直播。这次授课中，三位太空老师带来了5个物理实验，印象最深刻的是“水球透镜”实验。通过透镜看到的竟然是一正一反两个像，这是为什么呢？其原理解释是： （1）如图甲所示，加气泡之前的水球可以被看作是一个凸透镜。王亚平站在远处（这个凸透镜的两倍焦距以外），我们眼睛看到的是她倒立 的实像； （2）中央加气泡之后，水球因此被气泡变为了两部分，中间是空气，气泡周围是水。这个时候整个水球就变成了两个透镜，外圈部分的凸透镜没有原来完整，透过的光线变少了，但对光线仍然有 作用，所以 （选填“能”或“不能”）够成像；内圈相当于变成了两个凹透镜的组合，所以这个时候中间部分又出现了一个 （选填“正”或“倒”）立的像。因此可以在水球中同时看到一正一倒的两个像； （3）根据上面的实验，请你推测凹透镜的成像特征，在图丙中作出A的像。 【答案】 缩小 会聚 能 正 【详解】（1）[1]水球可以被看作是一个凸透镜，王亚平站在远处（这个凸透镜的两倍焦距以外），由凸透镜成像规律可知 u＞2f 成倒立、缩小的实像。 （2）[2][3][4]中央加气泡之后，水球因此被气泡变为了两部分，中间是空气，气泡周围是水，这个时候整个水球就变成了两个透镜，外圈成为了一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用；内圈相当于变成了两个凹透镜的组合，凹透镜成正立、缩小的虚像，所以中间部分会出现了一个正立的像。 （3）[5]平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点，过凹透镜光心的光线传播方向不改变，过过光心的光线与另一条折射光线的反向延长线交于一点即为像点，然后过像点作垂线即为物体的像，为正立缩小的虚像，由图可知： 28．眼球中的晶状体和角膜相当于一个凸透镜，近视眼的晶状体较厚，需要佩戴 镜来矫正；装水的圆柱状透明玻璃杯类似于凸透镜，但只是在 （选填“水平”或“竖直”）方向上相当于凸透镜。 【答案】 凹透 水平 【详解】[1]人眼的晶状体和角膜相当于凸透镜，视网膜相 当于光屏，外界物体在视网膜上成倒立的实像；近视眼所成的像在视网膜的前方，为使像正好呈在视网膜上，应使光线推迟会聚，即使所成的像相对于晶状体后移，所以应佩戴发散透镜，即佩戴凹透镜进行矫正。 [2]装水的圆柱状透明玻璃杯在水平方向上满足中间厚，边缘薄，相当于凸透镜。 29．2021年12月9日，“天宫课堂”第一课开讲，如图甲所示，中国航天员翟志刚，王亚平、叶光富担任“太空教师”，在中国空间站进行太空授课，带领同学们了解了很多太空中神奇的物理现象。 （1）航天员在空间站外工作时，哪怕离得再近，也只能通过无线电交谈，其原因是 ； （2）王亚平在太空中向水膜内往水做出了一个水球，当我们看到如图乙所示情景时，这个水球与 （选填“放大镜”、“投影仪“或“照相机”）的成像原理相同； （3）航天员在空间站可以看到的星星绝大部分是自身可以发光的恒星，空间站内的航天员透过玻璃舷窗看到的恒星是由于光的 （选填“反射”或“折射”）形成的 （选填“实“或“虚”）像。 【答案】 真空不能传声 照相机 折射 虚 【详解】（1）[1]太空是真空，真空不能传声，所以在在空间站外工作时，哪怕离得再近，也只能通过无线电交谈。 （2）[2]由图乙可知，人在水球中的像是倒立缩小的实像，与照相机的成像原理相同。 （3）[3]玻璃对光有偏折作用，透过玻璃舷窗观察恒星是利用了光的折射。 [4]透过玻璃舷窗观察恒星相当于通过透镜看物体，由透镜的成像规律可知，通过透镜看物体看到的是虚像。 30．电脑中常用光电鼠标，其原理就是利用发光二极管照射移动表面（如图），反射光通过成像透镜成像于光学传感器上。鼠标移动时，并利用芯片处理比较各个影像的数字信号，反馈到计算机。 （1）当发光二极管的光照射在粗糙的鼠标垫上时会发生 （镜面反射/漫反射）； （2）当鼠标平放在鼠标垫上，成像透镜距鼠标垫7mm，光学传感器距成像透镜3mm （倒立/正立）、 （放大/缩小）的 （实/虚）像； （3）将鼠标离开鼠标垫一定高度后悬空向前移动时，电脑显示器上的光标并不移动，是因为像成在光学传感器的 （上/下）方，而且所成的像 （变大/不变/变小）。    【答案】 漫反射 倒立 缩小 实 下 变小 【详解】（1）[1]当发光二极管的光照射在粗糙的鼠标垫上时，反射光线会射向各个方向，故发生的是漫反射。 （2）[2][3][4]由题意可知，当鼠标平放在鼠标垫上，成像透镜距鼠标垫7mm，光学感应器距成像透镜3mm，物距大于像距，因此成倒立、缩小的实像。 （3）[5][6]将鼠标离开鼠标垫一定高度后悬空向前移动时，相当于增大了物距，像成在光学感应器的下方，因此电脑显示器上的光标并不移动。而根据“物近像远像变大”，所成的像将变小。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$