考向6 凸透镜成像规律及应用-【拔尖特训】2024-2025学年新教材八年级上册物理(沪粤版2024)

103 考向六　凸透镜成像规律及应用 ▶ “答案与解析”见P37 (第1题) 1. (2024·黄冈模拟)小华在参观博 物馆时,发现在较小文物上方放了 一块 透镜,根据所学的物 理知识,小华觉得该透镜到文物的 距离应 (选填“大于”“小 于”或“等于”)透镜的焦距,才能看清较小 文物。 2. (2023·眉山)班主任用照相机拍摄初三毕业 照,在相机底片上成 (选填“放大”或 “缩小”)的实像;若两名同学的像出现在照相 机取景框外,要拍摄所有同学完整的像,照相 机应 (选填“远离”或“靠近”)同学 们,同时将镜头向后缩。 3. (2023·龙东地区)某学习小组用图甲装置探 究“凸透镜成像规律”,通过实验,绘制了像距 v随物距u 变化的图像如图乙所示,此凸透 镜的焦距是 cm。当蜡烛放在如图 甲所示位置时,调节光屏位置,直到光屏上得 到清晰的像,若此时在蜡烛与凸透镜之间靠 近凸透镜处放一个近视眼镜,若想在光屏上 还能得到清晰的像,应该将光屏向 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜方向移动。 (第3题) 4. 如图所示,在研究凸透镜成像规律的实验中, 光屏上呈现了烛焰倒立清晰的像。如果去掉 光屏,眼睛在A 处 (选填“能”或“不 能”)看到这个像。若保持蜡烛和光屏的位置 不动,移动凸透镜,光屏上可再次成倒立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。 (第4题) 5. (2023·攀枝花)正常眼睛观察近距离物体的 明视距离约为25cm。小刚看书时,把书本放 在眼睛前15cm处,为了看清书上的文字,晶 状体将会变厚,焦距 (选填“变大” “变小”或“不变”),长此以往,就可能会形成 (选填“近”或“远”)视眼。 6. 当汽车经过十字路口时,监控摄像头就会拍 下照片。监控摄像头的镜头相当于一个透 镜,影像传感器相当于光屏。下列说法中,正 确的是 ( ) A. 监控摄像头的镜头相当于一个凹透镜 B. 拍照时,汽车位于镜头的2倍焦距以外 C. 当汽车远离监控摄像头时,影像传感器上 的像变大 D. 影像传感器上成的是正立的虚像 答案讲解 7. 如图所示,创新小组做了一个实验, 将印有花的透明胶片贴在发光手电 筒前端玻璃上,正对着焦距为10cm 的凸透镜,调整位置,墙上出现一朵清晰放大 的“花”。下列说法中,正确的是 ( ) (第7题) A. 胶片与凸透镜的距离应小于10cm B. 凸透镜与白墙的距离应小于20cm C. 该成像原理与照相机相同 D. 胶片上的花是倒立的 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 期末压轴题特训 104 8. 用三个透镜做实验,在透镜与物体距离相同 的情况下得到如表所示的记录,可知这三个 透镜焦距的关系为 ( ) 透 镜 像的性质 A 放大、倒立的实像 B 缩小、倒立的实像 C 放大、正立的虚像 A. fA<fB<fC B. fA>fB>fC C. fC>fA>fB D. fA>fC>fB 9. 在一次物理实验探究课上,某学习小组在“探 究凸透镜成像的规律”实验中,进行了如下 操作: (1) 安装并调节烛焰、凸透镜和光屏的位置, 使三者中心大致在 上。 (第9题甲) (2) 通过探究,记录并绘制 了像距v与物距u之间的 关系图像(如图甲),则该凸 透镜的焦距是 cm。 (3) 当蜡烛和光屏在如图 乙所示的位置时,光屏上可得到一个清晰的 像,由此可以判断此时光屏上成的是倒立、 的实像,生活中的 (选填 “照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用该 成像原理工作的。 (第9题乙) (4) 如图乙所示,保持蜡烛和光屏的位置不 动,把凸透镜移到 cm刻度线处,光 屏上可以重新出现一个清晰的像。 (5) 在图乙中,小明借来物理老师的眼镜,将 其放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上原本 清晰的像变模糊了,向右移动光屏,光屏上的 像又变清晰了,说明该物理老师的眼镜是 (选填“近视”或“远视”)眼镜。 答案讲解 10. (核心素养·科学推理)(2024·广州 增城二模)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,“太空教师”带给大家印象最深刻的 是“水球透镜”实验。王亚平对实验做了一 个小小的升级,通过透镜看到的竟然是一正 一反两个像,这是为什么呢? 其原理解释如下: (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2倍焦距以外),我们眼睛看到的 是她 、 的实像。 (第10题) (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 分的凸透镜虽然没有原来完整,但对光线仍 然有 作用,依然能够成像,只不过 透过的光线变少了而已,所以依然呈现出一 个倒立的像;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 个正立的像。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,你推测一下,凹透镜 成的是正立的 的 像。请 通过在图丙中作出光路图加以证明。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(沪粤版)八年级上 不影响反射光线进入人的眼睛,所以 在蜡烛A 一侧仍能看到蜡烛A 的像, 故选项A错误;人能看到像,是因为 蜡烛A 发出的光线经平面镜反射后 进入人眼,蜡烛B 本身不会发光,故 选项B错误;平面镜所成的像与物体 关于平面镜对称,蜡烛的位置不变,将 平面镜向上移,蜡烛A 的像与蜡烛A 仍然对称,像的位置不变,故选项C 错误;由平面镜成像特点可知,图②玻 璃板中蜡烛A 所成的像偏高且倾斜, 故选项D正确。 6. B 7. D 8. (1) 等效替代法 (2) D (3) 3 (4) 4.6 (5) C [解析](1) 点燃A 蜡烛,小心地移动B 蜡烛,直到与A 蜡烛的像重合为止,说明像与物体大 小相等;用B 蜡烛代替A 蜡烛去和A 蜡烛的像进行比较,这种方法是等效 替代法。(2) 平面镜所成的像和物体 形状、大小相同,与平面镜的大小无 关,半个平面镜仍能成完整像;平面镜 左右两部分都能成完整的像,像与小 猫关于镜面对称,因为其中的一半平 行向后移一段距离,所以两个像的位 置是不同的,故选项D正确。(3) 由 于平面镜成的像与物体关于镜面对 称,所以表面上的刻度是左右相反的, 此时A 手表指针指在9点整,那么B 手表的指针应调至3点整才能与A 手表指针的像完全重合。(4) 如图所 示,视力表到平面镜的距离是2.5m, 由平面镜成像特点可知,人到视力表 的像的距离为4.6m。(5) 由图可知, 四个模型分别为 、、、,只有 左 右不同,而 、、,左右相同,所以只 有模型 能够达到实验目的。 考向六　凸透镜成像 规律及应用 1. 凸 小于 2. 缩小 远离 [解析]照相机成的 是倒立、缩小的实像,若两名同学的像 出现在照相机取景框外,说明所成的 像偏大,由凸透镜成像动态规律可知, 摄影师要使照相机远离同学,增大物 距,同时减小像距才可以在底片上得 到清晰的像。 3. 5 远离 [解析]由图乙可知,物 距为10cm时,像距也为10cm,由凸 透镜成像规律可知,该凸透镜的焦距 f=5cm;近视眼镜是凹透镜,对光线 有发散作用,会使原来会聚成像的光 线推迟会聚,要用光屏接收到清晰的 像,应将光屏向右调节,即向远离凸透 镜的方向调节,才能使像变清晰。 4. 能 缩小 5. 变小 近 [解析]正常眼睛观察 近距离物体的明视距离约为25cm。 小刚 看 书 时,把 书 本 放 在 眼 睛 前 15cm处,为了看清书上的文字,晶状 体将会变厚,偏折能力变强,焦距变 小,长此以往就可能会形成只能看清 近处物体,而看不清远处物体的近 视眼。 6. B [解析]监控摄像头的镜头相当 于一个凸透镜,故A错误;监控摄像 头是利用物体在2倍焦距以外成倒 立、缩小的实像的原理工作的,所以影 像传感器上成的是倒立、缩小的实像, 故B正确,D错误;凸透镜成实像时, 物距增大,像距随之变小,像将变小。 当汽车远离监控摄像头时,影像传感 器上的像变小,故C错误。 7. D [解析]由图可知,此时物距小 于像距,成的是倒立、放大的实像,与 投影仪的成像原理相同;由于像是正 立的,所以胶片是倒置的;此时的物距 应该在1倍焦距和2倍焦距之间,像 距大于2倍焦距,所以胶片与透镜的 距离小于20cm、大于10cm,凸透镜 与白墙的距离大于20cm,故D正确。 8. C [解析]保持各凸透镜跟物体距 离相等说明物距相同,由凸透镜成像 规律可知,物距大于A 凸透镜的1倍 焦距、小于2倍焦距,物距大于B 凸 透镜的2倍焦距,物距小于C 凸透镜 的焦距。则C 凸透镜的焦距最大,A 凸透镜次之,B 凸透镜最小,故选项C 正确。 9. (1) 同一高度 (2) 10 (3) 放大 投影仪 (4) 65 (5) 近视 [解析](1) 为了使像能成在光屏的中 央,必须使烛焰、凸透镜和光屏三者的 中心大致在同一高度上。(2) 由图甲 可知,u=v=2f=20cm,所以凸透镜 焦距f=10cm。(3) 当蜡烛和光屏 在如图乙所示的位置时,光屏上可得 到一个清晰的像,此时u'=50cm- 35cm=15cm,大于1倍焦距且小于 2倍焦距,在光屏上成的是倒立、放大 的实像,生活中的投影仪就是利用该 成像原理工作的。(4) 原来图乙中的 物距为15cm,像距为30cm,根据光 路的可逆性,当物距为30cm时,像距 为15cm,若保持图乙中蜡烛和光屏 的位置不变,则将凸透镜移到65cm 刻度线处可以得到清晰的倒立、缩小 的实像。(5) 将老师的眼镜放在蜡烛 和凸透镜之间,发现光屏上的像由清 晰变模糊,向右移动光屏,光屏上的像 又变清晰了,说明老师所戴眼镜的镜 片对光线起了发散作用,为凹透镜,说 明该物理老师的眼镜是近视眼镜。 10. (1) 倒立 缩小 (2) 会聚 (3) 缩小 虚 如图所示 (第10题) [解析](1) 水球可以被看作是一个凸 透镜,王亚平站在远处,则物距大于凸 透镜的2倍焦距,成倒立、缩小的实 像。(2) 水球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。(3) 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,过光心的光线与另 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 73 一条折射光线的反向延长线交于一点 即为像点,然后过像点作垂直于主光 轴的垂线即为物体的像,由图可知,该 凹透镜成的是正立、缩小的虚像。 考向七　物态变化 1. 晶体 熔化吸热 2. 吸热 该晶体的熔点较低且能继 续吸热 3. 汽化 吸收 小水滴 4. 升华 5. B [解析]肉表面结的霜是水蒸气 凝华形成的,故选项A错误;冻肉的 熔化过程需要吸收热量,故选项B正 确;在肉上撒了一些盐,肉很快就“解 冻”了,说明撒盐可以降低冰的熔点, 故选项C错误;水珠是空气中的水蒸 气遇冷液化形成的,故选项D错误。 6. A [解析]由于1个标准大气压下 酒精的沸点低于水的沸点,所以在给 烧杯加热过程中,试管中的酒精先达 到沸点并能从热水中吸热而沸腾,且 酒精在沸腾过程中温度不变;当烧杯 中的水沸腾时,继续加热,试管中酒精 的温度低于沸水的温度,酒精能继续 吸热,继续沸腾,故选项A正确。 7. B [解析]雾是水蒸气从气态变为 液态的过程,属于液化现象,故A错 误;冰是由水凝固而成的,故B正确; 霜是水蒸气遇冷变成的小冰晶,是凝 华过程,故C错误;露是水蒸气遇冷 变成的小水珠,是液化过程,故 D 错误。 8. A 9. (1) 由下往上 (2) 不变 固液共 存态 (3) 48 (4) 非晶体 (5) 18 (6) 不能 (7) 液化 [解析](1) 小 莉安装图甲装置时应该由下往上安 装。(2) (3) 由图乙可知,固体a 在 熔化过程中,吸收热量,温度不变,所 以该物质为晶体;该物质在熔化过程 中,温度保持48℃不变,则其熔点为 48℃,晶体在熔化过程中处于固液共 存态。(4) 由图丙可知,固体b在熔 化过程中温度不断升高,故b为非晶 体。(5) 温 度 计 的 示 数 为18℃。 (6) 液体沸腾的条件:达到沸点,继续 吸热。试管中的水可以达到沸点,继 续加热,因试管内外温度相同,试管内 的水不能继续吸热,所以不能沸腾。 (7) 水沸腾后,烧杯上方出现的大量 “白气”是水蒸气液化形成的小水珠。 10. (1) 自下而上 (2) B (3) 98 保持不变 (4) 升高 后 考向八　质量和密度 1. 小 110 不变 [解析]泡沫金属 是一种含有大量气孔的金属材料,由 于其内部的多孔结构,其密度要比普 通金属的密度小;设泡沫铝的体积为 V,则铝的体积V铝=(1-90%)×V= 10%V,铝的质量m=ρV铝=10%ρV, 所以 泡 沫 铝 的 密 度 ρ泡 = m V = 10%ρV V =10%ρ=0.1ρ ,将其加工改 变形状后,密度不变。 2. 100 15×103 1.93 [解析]由 ρ= m V 可得,文物的体积V=V纪念品= m铁 ρ铁 = 790g7.9g/cm3 =100cm3,文物的密 度ρ= m V = 1.5×103g 100 cm3 =15g /cm3= 15×103kg/m3;纯金的文物的质量 m金=ρ金V=19.3g/cm3×100cm3= 1930g=1.93kg。 3. 3 大于 Ⅲ 4. 不变 m1 mS [解析]物体的质量 与形状、状态、位置无关,展开地图时, 地图的质量不变;设地图的厚度为h, 已知整张地图的面积为S,则地图的 体积V=Sh,整张地图的质量为m, 则该地图的密度ρ= m V= m Sh ,该县地 图的密度ρ= m1 V1= m1 S1h ,即m1 S1h= m Sh , 则S1= m1 mS 。 5. 316 1.8×103 6. D 7. C [解析]设注射器的质量为m, 液体 的 密 度 为ρ,V1 =20mL= 20cm3,V2=30mL=30cm3,由ρ= m V 可得m=ρV,则20mL液体的质量 m1=ρV1=ρ×20cm3;30mL液体的 质量m2=ρV2=ρ×30cm3,则有m+ ρ×20cm3 =39.49g,m +ρ× 30cm3=50.09g,综 上 可 得 m = 18.29g,ρ=1.06g/cm3,故选项A、B 不符合题意;20mL液体的质量m1= ρV1=1.06g/cm3×20cm3=21.2g, 故选项D不符合题意;由于注射器的 体积未知,所以注射器的密度无法计 算,故选项C符合题意。 8. D [解析]由题意可知,酱油的密 度大于米酒的密度,由ρ= m V 可知,质 量相同时,酱油的体积小于米酒的体 积,所以甲容器是量取酱油的,故选项 A错误;由图可知,乙容器的容积大于 甲容器的容积,由m=ρV 可知,若两 个容器均装满酱油,其质量不同,故选 项B错误;由图可知,甲、乙容器装满 酱油和米酒时的质量均为250g,由 ρ= m V 可得,甲容器与乙容器的体积 之比 V甲 V乙= m ρ酱油 m ρ米酒 =ρ 米酒 ρ酱油 =0.9g /cm3 1.2g/cm3 = 3 4 ,故选项C错误;甲容器的容积 V甲= m甲 ρ酱油 = 250g1.2g/cm3 =6253 cm 3,甲 容器装满米酒时米酒的质量m甲'= ρ米酒V甲 =0.9g/cm3 × 625 3 cm 3 = 187.5g,所以两容器均装满米酒时乙 比甲多装250g-187.5=62.5g,故选 项D正确。 9. D [解析]由图像可知,当水和烧 杯总质量为m1=80g,水的体积为 V1=50cm3;当未知液体和烧杯总质 量为m2=100g,液体的体积为V2= 100cm3;设烧杯的质量为 m杯。由 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 83