内容正文:
主题一 声、光、热
第03讲 透镜及其现象
(试题分值:100分 测试时间:60分钟)
一、选择题(本题包括12小题,每小题3分,共36分。每小题只有一个正确答案)
1.用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距,并“探究凸透镜成像规律”,当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙时,在光屏上可成清晰的像。下列说法正确的是( )
A.凸透镜的焦距是
B.图乙中烛焰成的是倒立放大的像
C.照相机成像特点与图乙中所成像的特点相同
D.保持凸透镜、光屏位置不变,将蜡烛远离凸透镜,烛焰仍可在光屏上成清晰的像
【答案】C
【详解】A.平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将会聚于点F,点F即为此透镜的焦点,从焦点到透镜中心的距离即为焦距,由图甲知,该透镜的焦距为
故A错误;
B.在图乙中,物距
像距
物距大于像距,由凸透镜成像规律可知,图乙中烛焰成的是倒立缩小的实像,故B错误;
C.由凸透镜成像规律可知,当
时,成倒立缩小的实像,应用于照相机,故C正确;
D.保持凸透镜、光屏位置不变,将蜡烛远离凸透镜,物距增大,根据凸透镜成像规律知,像距减小,烛焰的像成在光屏前,故D错误。
故选C。
2.(【新素材】先进技术)(2023·湖南长沙·中考真题)2023年5月9日,全自动无人驾驶云巴(如图)在湖南湘江新区正式开通。下列有关云巴的说法正确的是( )
A.刷脸支付使用的镜头相当于一个凹透镜
B.利用胶轮在轨道上行驶来降噪属于在人耳处控制噪声
C.给蓄电池充电时,蓄电池是电源
D.智能芯片采用了半导体材料
【答案】D
【详解】A.刷脸支付使用的镜头相当于一个凸透镜,利用了凸透镜成倒立、缩小实像的原理, 故A错误;
B.利用胶轮在轨道上行驶来降噪属于在声源处减弱噪声,故B错误;
C.给蓄电池充电时,蓄电池将电能转化为化学能储存在蓄电池里,蓄电池是用电器,故C错误;
D.半导体是制造电子元件的重要材料,智能芯片采用了半导体材料,故D正确。
故选D。
3.(2023·湖南常德·中考真题)下列关于凸透镜应用的说法中,正确的是( )
A.近视眼需要配戴凸透镜来矫正
B.望远镜中物镜的作用相当于放大镜
C.用手机扫描二维码时,应使二维码位于手机镜头一倍焦距之内
D.当投影仪的镜头靠近投影片时,投影仪成的像将变大
【答案】D
【详解】A.近视眼观察远处物体时,像成在视网膜的前方,为使光线延迟会聚,应佩戴具有发散作用的凹透镜来矫正,故A错误;
B.望远镜中物镜成倒立、缩小的实像,相当于照相机,故B错误;
C.手机摄像头是利用物距大于二倍焦距时,成倒立缩小实像的规律工作的,因此,用手机扫描二维码时,应使二维码位于手机镜头的两倍焦距以外,故C错误;
D.凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大,要使投影仪成像变大,应减小物距,增大像距,所以,应使投影仪远离屏幕(增大像距),同时使镜头靠近投影片(减小物距),故D正确。
故选D。
4.(【物理与生活】)(2024·湖南益阳·二模)小明在家里拿着爷爷的放大镜,在卧室内从南边的窗户移向北边的白墙,离白墙近些时,看到窗外的物体在墙壁上成清晰的像。下面说法正确的是( )
A.像一定是放大的 B.像一定是虚像
C.像一定是倒立的 D.像是光源
【答案】C
【详解】在卧室内从南边的窗户移向北边的白墙,离白墙近些时,看到窗外的物体在墙壁上成清晰的像,像能被接收到,所以像是实像,实像是倒立的;因为离白墙近些,所以物距大于像距,由凸透镜成像规律可知像是缩小的;我们看到像,是因为墙壁反射了光,像自身不能发光,不是光源;故ABD错误,C正确。
故选C。
5.(【跨学科】先进技术)(2024·湖南长沙·三模)2023年底,小米发布了最新的仿生四足机器人CyberDog2,它配备有激光雷达、五个摄像头、四个传感器和多个微型电机,能实现手势互动,语音控制,人脸识别,跟随避障。下列分析正确的是( )
A.当四足机器人静止时,机器人对地面的压力和地面对机器人的支持力是一对平衡力
B.人脸识别时,人脸经过摄像头形成的是倒立放大的实像
C.微型电机工作原理是磁场对电流的作用
D.语音可以控制四足机器人,说明声音可以传递能量
【答案】C
【详解】A.机器人对地面的压力和地面对机器人的支持力是一对平衡力,故A错误;
B.人脸识别时,满足u>2f,凸透镜成倒立、缩小的实像,故B错误;
C.电动机的原理为通电线圈在磁场中受力转动,即磁场对电流有力的作用,故C正确;
D.语音可以控制四足机器人,说明声音可以传递信息,故D错误。
故选C。
6.(2024·湖南邵阳·三模)下列光路图错误的是( )
A.放大镜成像 B.小孔成像
C.平行光经过凹透镜 D.近视眼的矫正
【答案】C
【详解】A.放大镜成像根据经过凸透镜光心的光线传播方向不变和平行于主光轴的入射光,折射光经过焦点,然后将两条折射光反向延长相交的点为像点,此时物体在凸透镜的一倍焦距以内,像与物在凸透镜同一侧,成正立放大的虚像,故A正确,A不符合题意;
B.小孔成像利用了光的直线传播,从物体入射的光经小孔后沿直线传播,在另一侧光屏上成倒立的实像,故B正确,B不符合题意;
C.平行光经凹透镜后,其折射光线的反向延长线经过同侧焦点,而不是折射光线经过焦点,故C错误,C符合题意;
D.近视眼需要佩戴凹透镜矫正,矫正后像呈现在视网膜上,故D正确,D不符合题意。
故选C。
7.(2024·湖南娄底·三模)如图所示,小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,点燃蜡烛并放置在光具座上35cm刻度线处。移动光屏至80cm刻度线处,在光屏上得到烛焰清晰的像(烛焰的像未画出),以下说法中正确的( )
A.凸透镜焦距可能为7cm
B.此时成的是倒立缩小的实像
C.凸透镜位置不动,将蜡烛和光屏互换,在光屏上也能成清晰的像
D.若将透镜换为焦距更大的凸透镜,则只将光屏左移也能再次接收到清晰的像
【答案】C
【详解】AB.图中物距小于像距,成的是倒立、放大的实像,此时物距在一倍和两倍焦距之间,像距大于两倍焦距,图中物距为15cm,所以焦距大于7.5cm,故AB错误;
C.光路具有可逆性,凸透镜位置不动,将蜡烛和光屏互换,在光屏上也能成清晰的像,此时物距大于像距,成的是倒立、缩小的实像,故C正确;
D.若将透镜换为焦距更大的凸透镜,即凸透镜聚光能力变弱,若此时物距大于一倍焦距,则像会向右移动,所以要将光屏右移才能再次接收到清晰的像,若物距小于一倍焦距,成的是虚像,不能呈现在光屏上,故D错误。
故选C。
8.(【物理与生活】)(2024·湖南·二模)如图,手机扫描二维码,相当于给二维码拍了一张照片,手机摄像头相当于凸透镜,感光元件相当于光屏。下列说法正确的是( )
A.物体上的二维码是光源
B.扫码时二维码要位于摄像头二倍焦距以外
C.要使屏幕上二维码的像变大,只需将二维码远离手机
D.感光元件上成的是正立的虚像
【答案】B
【详解】A.二维码本身不发光,不是光源,故A错误;
B.手机摄像头相当于凸透镜,是利用物体在二倍焦距外,凸透镜成倒立、缩小实像的原理工作的,所以扫码时二维码要位于摄像头二倍焦距以外,故B正确;
C.要使屏幕上二维码的像变大,只需将二维码靠近手机,故C错误;
D.影像传感器上成的是倒立缩小的实像,故D错误。
故选B。
9.(2024·湖南岳阳·模拟预测)平面镜、凸透镜、凹透镜、三棱镜四种光学元件的作用:①都能改变光的传播方向;②只有平面镜能成等大的像;③凸透镜既能成实像也能成虚像;④只有凹透镜能矫正视力;⑤利用三棱镜能研究光的色散。下列选项中,完全正确的是( )
A.①②③ B.①④⑤ C.③④⑤ D.①③⑤
【答案】D
【详解】①平面镜反射光线,可以改变光的传播方向,凸透镜、凹透镜、三棱镜折射光线,可以改变光的传播方向,故①正确;
②平面镜、凹透镜、凸透镜都能成等大的像,故②错误;
③凸透镜既能成放大、缩小、等大的实像也能成放大的虚像,故③正确;
④凸透镜可以矫正远视眼,凹透镜可以矫正近视眼,故④错误;
⑤根据三棱镜的特点,可利用三棱镜能研究光的色散实验,故⑤正确。
故选D。
10.(【科学探究】)(2024·湖南长沙·一模)小明用弹性膜充水制作了一个水透镜,通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度。如图是他模拟正常眼睛看物体的情形,固定透镜,将F形光源放在合适的位置后,调节光屏得到清晰的像。下列说法正确的是( )
A.此时光源放在透镜一倍焦距以内
B.此时光屏上成倒立、放大的实像
C.模拟近视眼的成因时,需向透镜内注水
D.模拟近视眼的成因后,可向右移动光屏重新得到清晰的像
【答案】C
【详解】AB.人的眼睛相当于一架照相机,成的是倒立、缩小的实像;根据图示可知,此时的像是倒立、缩小的实像,此时光源在二倍焦距之外,故AB错误;
C.近视眼是因为晶状体太厚,像成在了视网膜的前方,此时对光会聚能力变强,所以模拟近视眼的成因时,应该向透镜内注水,故C正确;
D.模拟近视眼的成因后,成的像靠近透镜,所以可向左移动光屏重新得到清晰的像,故D错误。
故选C。
11.(2024·湖南郴州·二模)关于透镜,下列说法正确的是( )
A.照相机中所成的像是倒立缩小的虚像
B.投影仪所成的像相对于投影片是正立放大的
C.矫正远视眼要使用凹透镜
D.凸透镜对光有会聚作用
【答案】D
【详解】A.照相机的镜头相当于一个凸透镜,用照相机给景物照相时,成的是倒立、缩小的实像,故A错误;
B.根据凸透镜成像的规律可知,当2f>u>f时,成倒立、放大的实像,投影仪就是利用了这一原理,故B错误;
C.远视眼成像在视网膜后方,应该戴凸透镜进行矫正,故C错误;
D.凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用,故D正确;
故选D。
12.当物体距离凸透镜8cm时,在透镜另一侧光屏上成一个清晰放大的实像,若保持物体与光屏的位置不变,把凸透镜向光屏方向移动2cm,则在光屏上又成一清晰的缩小的像。则凸透镜的焦距为( )
A.f<2cm B.2cm<f<4cm C.4cm<f<5cm D.5cm<f<8cm
【答案】C
【详解】物体离凸透镜8cm时,在透镜的另一侧得到一个清晰放大的实像,2f>u>f,所以2f>8cm>f,即
8cm>f>4cm
保持物体与光屏的位置不变,把凸透镜向光屏方向移动2cm,在光屏上又成一清晰的缩小的像,可知
u=10cm>2f
即
f<5cm
综上所述
4cm<f<5cm
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
二、填空题(本题5小题,每空2分,共28分)
13.如图,表示的是 (选填“近视眼”或“远视眼”)的成像情况,需要用 (选填“凸”或“凹”)透镜来矫正.
【答案】 近视眼 凹
【分析】正常的眼睛可以将光线会聚在视网膜上.近视眼会将光线会聚在视网膜之前,应该佩戴凹透镜进行矫正,据此分析即可.
【详解】近视眼的表现是看不清远处的东西,即是由于晶状体太厚,其折光能力太强,或眼球的前后方向太长,使得像成在视网膜的前方造成的,图中将光线会聚在视网膜前方,因此表示近视眼的成像情况,故若想使得像成在视网膜上,即需要让原来的光线发散一些,由于凹透镜对光线有发散的作用,故用凹透镜来矫正近视眼.
14.(2021·湖南张家界·中考真题)把带双箭头的图片放在圆柱形透明玻璃杯后适当位置并在玻璃杯中加入适量的水,看到的情景如图所示,图甲与 ,图乙与 光学仪器成像的原理相同(两空均选填“照相机”、“投影仪”、“放大镜”或“近视眼镜”)。
【答案】 放大镜 照相机
【详解】[1]未放水杯前,箭头的方向都是向右的,玻璃杯中加入适量的水后,甲图中,下面的箭头的方向不变,成的是正立的、放大的像,其应用是放大镜。
[2]玻璃杯中加入适量的水后,乙图中,下面的箭头的方向发生了改变,成的倒立、缩小的像,其应用是照相机。
15.如图所示,用焦距为10.0cm的凸透镜模拟视力矫正的情况。组装并调整实验器材,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,要想在光屏上呈现清晰的像,可以不改变蜡烛和透镜的位置,将光屏向 移动;也可以不改变透镜和光屏的位置,将蜡烛向 移动:还可以不改变器材的位置,在透镜和蜡烛之间放置合适的 (选填“近视”或“远视”)眼镜片。
【答案】 左 右 近视
【详解】[1]如图,物距为30.0cm,物距大于二倍焦距,则像距应在一倍焦距和二倍焦距之间,此时光屏到透镜的距离等于二倍焦距,要想在光屏上呈现清晰的像,可以不改变蜡烛和透镜的位置,将光屏向左移动。
[2]不改变透镜和光屏的位置,要想使光屏上成清晰像,应使像距变大,应将蜡烛向右移动,使物距变小,像距变大,使像清晰地成在光屏上。
[3]近视镜为凹透镜,对光有发散作用,可以不改变器材的位置,在透镜和蜡烛之间放置合适的近视镜,使像距变大,使像清晰地成在光屏上。
16.(【物理与生活】)(2024·湖南湘潭·模拟预测)假期到了,小明带着单反相机(镜头可以前后伸缩),在河滨公园同一地点,通过调节相机镜头如图A、B、C所示,拍了三张照片 (选填“大于”“小于”或“等于”)相机的二倍焦距;照片 (选填“甲”“乙”或“丙”)是用A拍摄的。
【答案】 大于 丙
【详解】[1]照相机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像制成的,拍照时景物到照相机的距离大于照相机二倍焦距。
[2]由左边三幅图可知,从A→B→C,根据凸透镜成实像时的动态变化规律可知物远像近,像逐渐变小,所以,丙是A拍摄的,乙是B拍摄的,甲是C拍摄的,故丙是用A相机拍摄的。
17.(2023·湖南怀化·中考真题)智能手机扫码功能可快速获取信息,手机摄像头相当于 (选填“凸透镜”或“凹透镜”);二维码通过摄像头在手机中所成的是 (选填“实”或“虚”)像。图乙,蜡烛恰好在光屏上成清晰的像,此时光屏上可观察到倒立 (选填“放大”或“缩小”)的 (选填“实”或“虚”)像,生活中的应用是 (选填“投影仪”或“照相机”)。
【答案】 凸透镜 实 放大 实 投影仪
【详解】[1]手机上的摄像头相当于是照相机的镜头,是凸透镜,手机拍照符合凸透镜成像原理。
[2]手机扫二维码时,二维码到手机镜头的距离即物距大于二倍焦距,成缩小、倒立的实像。则二维码通过摄像头在手机中所成的是实像。
[3][4][5]如图乙所示,物距小于像距时成清晰的像,符合物距大于一倍焦距小于二倍焦距,像距大于二倍焦距的情况,此时光屏上成放大、倒立的实像;生活中的投影仪就是利用这个原理成的放大的像。
三、作图题(本题2小题,每图3分,共6分)
18.在图中画出对应的入射光线。
【答案】
【详解】由凸透镜成像规律可知,与主光轴平行的光线折射后的反向延长线过虚焦点,可知入射光线平行于主光轴,如图所示:
。
19.(2023·湖南长沙·中考真题)在课后实践活动中,小明自制了一个如图甲所示的手电筒,他将小灯泡放在凸透镜的焦点处,请在图乙中画出光通过凸透镜后的光线。
【答案】
【详解】过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴,如图所示:
四、实验题(本题3小题,每空2分,共26分)
20.(2023·湖南岳阳·中考真题)在探究性学习活动中,小聪做了如下两个光学实验。
(1)图甲是探究平面镜成像特点的实验,改变蜡烛A的位置,发现外形相同的蜡烛B总能与蜡烛A的像重合,表明像与物的大小 ;蜡烛A的像不能用光屏承接,说明平面镜所成的像是 像;
(2)图乙是探究凸透镜成像规律的实验,凸透镜的焦距是10cm,图中光屏上恰好成一清晰的像,这个像是 (选填“正立”或“倒立”)缩小的实像。
【答案】 相等 虚 倒立
【详解】(1)[1]该实验中,蜡烛B与蜡烛A是等大的,改变蜡烛A的位置,发现外形相同的蜡烛B总能与蜡烛A的像重合,表明像与物的大小相等。
[2]蜡烛A的像不能用光屏承接,说明平面镜所成的像不是由实际光线会聚而成的像,是虚像。
(2)[3]由图可知,蜡烛到凸透镜的距离大于2倍焦距,这是照相机的成像原理,说明这个像是倒立、缩小的实像。
21.(【变式训练】)(2022·湖南益阳·中考真题)小明利用水透镜(注射器和弹性膜制成的凸透镜)、蜡烛、光屏、光具座等器材探究凸透镜成像规律。
(1)如图甲所示,一束平行于主光轴的光线射向水透镜,在光屏上得到一个最小最亮光斑,则此水透镜的焦距为 cm。
(2)将实验器材按图乙所示放置,光屏上恰好成清晰像,此像与生活中 (填“照相机”或“投影仪”)成像原理相同。
(3)小明通过抽水使水透镜变薄,焦距变长,为使光屏上再次得到清晰的像,小明可采取的操作是 。
(4)通过实验,小明进一步想到:如果要拍摄远距离景物的特写照片,需选用 (填“长焦”或“短焦”)镜头。
【答案】 12.0 照相机 将光屏向右移动(将蜡烛向左移动) 长焦
【详解】(l)[1]平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点。焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,所以凸透镜的焦距
f=52.0cm-40.0cm=l2.0cm
(2)[2]如图,物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,应用于照相机。
(3)[3]该同学从水透镜中抽水,凸透镜的凸度变小,焦距变大,在物距不变的情况下,像距会变大,应将光屏向右移动,才 能看到清晰的像。
(4)[4]由“物距相同时,凸透镜的焦距越大,所成的像越远、越大”可知,要拍摄远距离景物的特写照片,就需要用焦距更大 的凸透镜作镜头,即“长焦镜头” 。
22.(2023·湖南衡阳·中考真题)小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律:
(1)如图甲所示,小明将一束平行光正对凸透镜,移动光屏,直到光屏上形成一个最小最亮的光斑,该凸透镜的焦距为 cm;
(2)实验时,把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处,为使像成在光屏中央,应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到 ;
(3)小明将蜡烛移至光具座20cm刻度线处,如图乙所示,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是倒立、 的实像。生活中的 (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)就是利用这种成像规律工作的;
(4)接着,小明保持凸透镜在光具座上的位置不动,如果仅将图乙中蜡烛和光屏的位置互换,发现光屏上仍能观察到烛焰清晰的像。这是因为在光的折射现象中,光路是 的;
(5)在如图乙所示实验情形下,如果保持凸透镜和光屏的位置不变,将蜡烛适当远离凸透镜,发现光屏上烛焰的像变得模糊不清,此现象可以体现 (选填“近视眼”或“远视眼”)的成像情况。
【答案】 10.0 同一水平高度上 缩小 照相机 可逆 近视眼
【详解】(1)[1]根据凸透镜焦距的定义可知,此时光屏到凸透镜的距离为焦距,即
f=30.0cm-20.0cm=10.0cm
(2)[2]在光具座上将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧,调节它们的高度,使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一水平高度上,这样做的目的是使像呈现在光屏中央。
(3)[3][4]将蜡烛移至光具座20cm刻度线处时,此时的物距为
即物距大于两倍焦距,成的是倒立缩小的实像,生活中照相机就是利用这个原理工作的。
(4)[5]在(3)的基础上,保持凸透镜在光具座上的位置不动,将蜡烛和光屏的位置互换,互换后物距应是大于一倍焦距而小于两倍焦距,成的是倒立放大的实像,在光屏上像是清晰的,由此可知,在光的折射现象中,光路是可逆的。
(5)[6]如果保持凸透镜和光屏的位置不变,将蜡烛适当远离凸透镜,发现光屏上烛焰的像变得模糊不清。根据凸透镜成像规律,物远像近像变小,像成在光屏的前方,此现象可以体现近视眼的成像情况。
五、综合题(本题1小题,共4分)
23.凸透镜成像时的物距u、像距v和焦距f之间的满足。
(1)当一个物体距离凸透镜u1=15cm时,另一侧距离凸透镜v1=30cm的光屏上正好得到清晰的像,则此凸透镜的焦距是多少?
(2)小李用另一块凸透镜做实验,当一个物体距离凸透镜u2=30cm时,另一侧距离凸透镜v2=60cm的光屏上正好得到清晰的像,则将物体移至距离凸透镜u3=38cm时,光屏上所成的清晰的像的性质是什么?
【答案】(1)10cm (2)成倒立、放大的实像
【详解】(1)当一个物体距离凸透镜u1=15cm时,另一侧距离凸透镜v1=30cm的光屏上正好得到清晰的像,则
解得f1=10cm。
(2)当一个物体距离凸透镜u2=30cm时,另一侧距离凸透镜v2=60cm的光屏上正好得到清晰的像,则
解得f2=20cm。将物体移至距离凸透镜u3=38cm时,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,像距大于二倍焦距,成倒立、放大的实像。
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主题一 声、光、热
第03讲 透镜及其现象
(试题分值:100分 测试时间:60分钟)
一、选择题(本题包括12小题,每小题3分,共36分。每小题只有一个正确答案)
1.用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距,并“探究凸透镜成像规律”,当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙时,在光屏上可成清晰的像。下列说法正确的是( )
A.凸透镜的焦距是
B.图乙中烛焰成的是倒立放大的像
C.照相机成像特点与图乙中所成像的特点相同
D.保持凸透镜、光屏位置不变,将蜡烛远离凸透镜,烛焰仍可在光屏上成清晰的像
2.(【新素材】先进技术)(2023·湖南长沙·中考真题)2023年5月9日,全自动无人驾驶云巴(如图)在湖南湘江新区正式开通。下列有关云巴的说法正确的是( )
A.刷脸支付使用的镜头相当于一个凹透镜
B.利用胶轮在轨道上行驶来降噪属于在人耳处控制噪声
C.给蓄电池充电时,蓄电池是电源
D.智能芯片采用了半导体材料
3.(2023·湖南常德·中考真题)下列关于凸透镜应用的说法中,正确的是( )
A.近视眼需要配戴凸透镜来矫正
B.望远镜中物镜的作用相当于放大镜
C.用手机扫描二维码时,应使二维码位于手机镜头一倍焦距之内
D.当投影仪的镜头靠近投影片时,投影仪成的像将变大
4.(【物理与生活】)(2024·湖南益阳·二模)小明在家里拿着爷爷的放大镜,在卧室内从南边的窗户移向北边的白墙,离白墙近些时,看到窗外的物体在墙壁上成清晰的像。下面说法正确的是( )
A.像一定是放大的 B.像一定是虚像
C.像一定是倒立的 D.像是光源
5.(【跨学科】先进技术)(2024·湖南长沙·三模)2023年底,小米发布了最新的仿生四足机器人CyberDog2,它配备有激光雷达、五个摄像头、四个传感器和多个微型电机,能实现手势互动,语音控制,人脸识别,跟随避障。下列分析正确的是( )
A.当四足机器人静止时,机器人对地面的压力和地面对机器人的支持力是一对平衡力
B.人脸识别时,人脸经过摄像头形成的是倒立放大的实像
C.微型电机工作原理是磁场对电流的作用
D.语音可以控制四足机器人,说明声音可以传递能量
6.(2024·湖南邵阳·三模)下列光路图错误的是( )
A.放大镜成像 B.小孔成像
C.平行光经过凹透镜 D.近视眼的矫正
7.(2024·湖南娄底·三模)如图所示,小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,点燃蜡烛并放置在光具座上35cm刻度线处。移动光屏至80cm刻度线处,在光屏上得到烛焰清晰的像(烛焰的像未画出),以下说法中正确的( )
A.凸透镜焦距可能为7cm
B.此时成的是倒立缩小的实像
C.凸透镜位置不动,将蜡烛和光屏互换,在光屏上也能成清晰的像
D.若将透镜换为焦距更大的凸透镜,则只将光屏左移也能再次接收到清晰的像
8.(【物理与生活】)(2024·湖南·二模)如图,手机扫描二维码,相当于给二维码拍了一张照片,手机摄像头相当于凸透镜,感光元件相当于光屏。下列说法正确的是( )
A.物体上的二维码是光源
B.扫码时二维码要位于摄像头二倍焦距以外
C.要使屏幕上二维码的像变大,只需将二维码远离手机
D.感光元件上成的是正立的虚像
9.(2024·湖南岳阳·模拟预测)平面镜、凸透镜、凹透镜、三棱镜四种光学元件的作用:①都能改变光的传播方向;②只有平面镜能成等大的像;③凸透镜既能成实像也能成虚像;④只有凹透镜能矫正视力;⑤利用三棱镜能研究光的色散。下列选项中,完全正确的是( )
A.①②③ B.①④⑤ C.③④⑤ D.①③⑤
10.(【科学探究】)(2024·湖南长沙·一模)小明用弹性膜充水制作了一个水透镜,通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度。如图是他模拟正常眼睛看物体的情形,固定透镜,将F形光源放在合适的位置后,调节光屏得到清晰的像。下列说法正确的是( )
A.此时光源放在透镜一倍焦距以内
B.此时光屏上成倒立、放大的实像
C.模拟近视眼的成因时,需向透镜内注水
D.模拟近视眼的成因后,可向右移动光屏重新得到清晰的像
11.(2024·湖南郴州·二模)关于透镜,下列说法正确的是( )
A.照相机中所成的像是倒立缩小的虚像
B.投影仪所成的像相对于投影片是正立放大的
C.矫正远视眼要使用凹透镜
D.凸透镜对光有会聚作用
12.当物体距离凸透镜8cm时,在透镜另一侧光屏上成一个清晰放大的实像,若保持物体与光屏的位置不变,把凸透镜向光屏方向移动2cm,则在光屏上又成一清晰的缩小的像。则凸透镜的焦距为( )
A.f<2cm B.2cm<f<4cm C.4cm<f<5cm D.5cm<f<8cm
二、填空题(本题5小题,每空2分,共28分)
13.如图,表示的是 (选填“近视眼”或“远视眼”)的成像情况,需要用 (选填“凸”或“凹”)透镜来矫正.
14.(2021·湖南张家界·中考真题)把带双箭头的图片放在圆柱形透明玻璃杯后适当位置并在玻璃杯中加入适量的水,看到的情景如图所示,图甲与 ,图乙与 光学仪器成像的原理相同(两空均选填“照相机”、“投影仪”、“放大镜”或“近视眼镜”)。
15.如图所示,用焦距为10.0cm的凸透镜模拟视力矫正的情况。组装并调整实验器材,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,要想在光屏上呈现清晰的像,可以不改变蜡烛和透镜的位置,将光屏向 移动;也可以不改变透镜和光屏的位置,将蜡烛向 移动:还可以不改变器材的位置,在透镜和蜡烛之间放置合适的 (选填“近视”或“远视”)眼镜片。
16.(【物理与生活】)(2024·湖南湘潭·模拟预测)假期到了,小明带着单反相机(镜头可以前后伸缩),在河滨公园同一地点,通过调节相机镜头如图A、B、C所示,拍了三张照片 (选填“大于”“小于”或“等于”)相机的二倍焦距;照片 (选填“甲”“乙”或“丙”)是用A拍摄的。
17.(2023·湖南怀化·中考真题)智能手机扫码功能可快速获取信息,手机摄像头相当于 (选填“凸透镜”或“凹透镜”);二维码通过摄像头在手机中所成的是 (选填“实”或“虚”)像。图乙,蜡烛恰好在光屏上成清晰的像,此时光屏上可观察到倒立 (选填“放大”或“缩小”)的 (选填“实”或“虚”)像,生活中的应用是 (选填“投影仪”或“照相机”)。
三、作图题(本题2小题,每图3分,共6分)
18.在图中画出对应的入射光线。
19.(2023·湖南长沙·中考真题)在课后实践活动中,小明自制了一个如图甲所示的手电筒,他将小灯泡放在凸透镜的焦点处,请在图乙中画出光通过凸透镜后的光线。
四、实验题(本题3小题,每空2分,共26分)
20.(2023·湖南岳阳·中考真题)在探究性学习活动中,小聪做了如下两个光学实验。
(1)图甲是探究平面镜成像特点的实验,改变蜡烛A的位置,发现外形相同的蜡烛B总能与蜡烛A的像重合,表明像与物的大小 ;蜡烛A的像不能用光屏承接,说明平面镜所成的像是 像;
(2)图乙是探究凸透镜成像规律的实验,凸透镜的焦距是10cm,图中光屏上恰好成一清晰的像,这个像是 (选填“正立”或“倒立”)缩小的实像。
21.(【变式训练】)(2022·湖南益阳·中考真题)小明利用水透镜(注射器和弹性膜制成的凸透镜)、蜡烛、光屏、光具座等器材探究凸透镜成像规律。
(1)如图甲所示,一束平行于主光轴的光线射向水透镜,在光屏上得到一个最小最亮光斑,则此水透镜的焦距为 cm。
(2)将实验器材按图乙所示放置,光屏上恰好成清晰像,此像与生活中 (填“照相机”或“投影仪”)成像原理相同。
(3)小明通过抽水使水透镜变薄,焦距变长,为使光屏上再次得到清晰的像,小明可采取的操作是 。
(4)通过实验,小明进一步想到:如果要拍摄远距离景物的特写照片,需选用 (填“长焦”或“短焦”)镜头。
22.(2023·湖南衡阳·中考真题)小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律:
(1)如图甲所示,小明将一束平行光正对凸透镜,移动光屏,直到光屏上形成一个最小最亮的光斑,该凸透镜的焦距为 cm;
(2)实验时,把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处,为使像成在光屏中央,应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到 ;
(3)小明将蜡烛移至光具座20cm刻度线处,如图乙所示,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是倒立、 的实像。生活中的 (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)就是利用这种成像规律工作的;
(4)接着,小明保持凸透镜在光具座上的位置不动,如果仅将图乙中蜡烛和光屏的位置互换,发现光屏上仍能观察到烛焰清晰的像。这是因为在光的折射现象中,光路是 的;
(5)在如图乙所示实验情形下,如果保持凸透镜和光屏的位置不变,将蜡烛适当远离凸透镜,发现光屏上烛焰的像变得模糊不清,此现象可以体现 (选填“近视眼”或“远视眼”)的成像情况。
五、综合题(本题1小题,共4分)
23.凸透镜成像时的物距u、像距v和焦距f之间的满足。
(1)当一个物体距离凸透镜u1=15cm时,另一侧距离凸透镜v1=30cm的光屏上正好得到清晰的像,则此凸透镜的焦距是多少?
(2)小李用另一块凸透镜做实验,当一个物体距离凸透镜u2=30cm时,另一侧距离凸透镜v2=60cm的光屏上正好得到清晰的像,则将物体移至距离凸透镜u3=38cm时,光屏上所成的清晰的像的性质是什么?
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