内容正文:
分层作业本·山东物理
模
块
二
光
学
命题点 3 透镜及其成像规律
考向 1
透镜及其对光的作用(含作图)
1. (多选)截面为正方形、中空部分为椭圆形的玻
璃体如图所示. 则这个玻璃体 ( C )
A. 可以看作两块凹透镜
B. 可以看作一块凸透镜
C. 对图示光束具有发散作用
D. 对图示光束具有会聚作用
第 1 题图 第 2 题图
2. (2019 威海 17 题)黑洞是宇宙中质量很大的天
体. 如图所示,两恒星 1、2 发出的光在经过某
黑洞附近时发生了弯曲之后射向地球,地球上的
人类观测到恒星 1 的位置比原位置 偏高 (选
填“偏高”“偏低”或“不变”);若在黑洞的位置用
一个光学元件代替它对光的作用(光学元件的尺
寸可大于黑洞),该光学元件为 凸透镜 .
3. (2023 枣庄 23 题)用冰取火,似乎不可思议,但
这绝非讹传. 据晋代张华的《博物志》记载,我
国古代就把冰块制成透镜,利用透镜对光的
会聚 作用将物体点燃,如图所示. 此类透
第 3 题图
镜应用非常广泛,用它制作的
眼镜片可以用来矫正 远视
眼;照相机的镜头也相当于这
类透镜,用照相机拍照时,胶片
上形成 倒立、缩小的实像
(填像的性质).
拓展设问
在某次“削冰取火”的过程中,应把要点燃
的物体放在 焦点 位置. 从能量的转化
角度看,“削冰取火”过程将 光 能转化为
内 能;“削冰取火”是通过 热传递 的
方式改变物体的内能.
4. (2024 枣庄 23 题)如图所示,一束光射向凹透镜,
请画出该光经过凹透镜、凸透镜的折射光路.
第 4 题图 第 5 题图
5. (2023 重庆)根据画出的光线,在图中虚线框内
画出一个适当的透镜.
6. (2023 威海 21 题)从光源 A 点发出的一束光其传
播径迹如图所示,请再画出从 A 点发出的另一束
光的传播径迹,以此来确定 A的像点并标为 A′.
第 6 题图
考向 2
凸透镜成像规律
7. ( 2022 枣庄 3 题改编) 在
“探究凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛、凸透
镜、光屏在光具座上的位置如图所示,这时烛
焰在光屏上能成等大清晰的像. 请回答下列
问题.
第 7 题图
(1)【根据成像规律求解焦距】烛焰在光屏上能成
等大清晰的像,此时 u = v = 2f,由图可知 u =
20
cm,则焦距 f= 10 cm.
(2)【根据物距和焦距判断成像特点】把蜡烛移至
刻度尺 20
cm 处,凸透镜不动,移动光屏,能在
光屏上得到 倒立、缩小 清晰的实像,此成像
特点应用于 照相机 ;当把蜡烛移至刻度尺
45
cm 处时,凸透镜不动,移动光屏, 不能 (选
填“能”或“不能”)在光屏上得到清晰的像.
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二
光
学
(3)【蜡烛燃烧变短】当蜡烛因燃烧逐渐变短,光
屏上的像会逐渐向 上 移动,为了使像成在
光屏的中央,应向 上 调节蜡烛.
(4)【透镜被遮挡】如果用遮光板挡住透镜的下
半部分,上半部分 能 (选填“能”或“不
能”)会聚光线成完整的像,但由于会聚的光线
减少,所以像比原来的 暗 .
(5)【加眼镜或透镜】若在蜡烛和凸透镜之间放
置一个远视镜,远视镜是 凸 透镜,对光线
有 会聚 作用,会使像成在光屏的 左
(选填“左”或“右”)侧,为得到清晰的像光屏
应向 左 移动.
8. (2024 临沂 13 题改编) 在
“探究凸透镜成像的规律”实验中,当蜡烛、凸
透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上承接到
烛焰清晰的像(像未画出). 请回答下列问题.
第 8 题图
(1)【根据物距和像距判断成像特点】由图可知,物
距大于像距,此时光屏上成 倒立、缩小 的
实像.
(2)【不等式关系求解焦距范围】已知当 u>2f,f<v
< 2f 时, 成 倒 立、 缩 小 的 实 像, 即 2f < u =
30. 0 cm,f<v= 10. 0 cm<2f,则透镜的焦
距范围为 5
cm<f<10
cm .
(3)【根据物距和焦距判断成像特点】将蜡烛移至
45. 0
cm 刻度线上,凸透镜不动,移动光屏,
不能 (选填“能”或“不能”)在光屏上得到
清晰的像.
(4)【透镜不动,移动蜡烛】保持透镜不动,将蜡烛
靠近透镜(u>f),为了使光屏上得到清晰的像,应
该向 右 移动光屏,光屏上的像将 变大 .
(5)【透镜不动,蜡烛和光屏互换位置】透镜不动,
将蜡烛与光屏互换位置,根据光路可逆可知,
光屏上仍能得到清晰的像, 此时成倒立、
放大 的实像,此成像特点应用于 投影仪 .
(6)【蜡烛和光屏不动,移动透镜】保持蜡烛与光
屏不动,向左移动透镜至合适位置,当物距
等于 原来像距时,可在光屏上得到清晰的
像,此时成倒立、 放大 的实像.
(7)【加眼镜或透镜】紧靠凸透镜加放另一透镜,
发现光屏上的像变模糊,保持蜡烛和凸透镜的
位置不变,只将光屏向右移动又重新得到清晰
的像,说明所加透镜对光线有 发散 作用,
则所加的透镜为 凹 透镜.
考向 3
生活中透镜的应用和调节
9. (2023 威海 16 题)如图所示,深秋的清晨观察到
草叶上形成了串串露珠,透过露珠能够看到远
处景物倒立的像,露珠相当于 凸透镜 (填
光学元件);在生活中利用该成像原理的仪器
有: 照相机 (写出一个即可).
第 9 题图
10. (2023 日照 4 题)某兴趣小组开展“创新服务生
活,科技改变未来”的科技创新活动,模拟制
作一款“智能”行驶玩具车. 该玩具车利用车
载传感器(摄像头、雷达)采集生成道路特征
数据,完成“自动”驾驶. 作为传感器之一的摄
像头,下列说法正确的是 ( B )
A. 摄像头的镜头是凹透镜
B. 遇障碍物时,要想生成更大的像,镜头应该
向前伸
C. 摄像头成的像是正立的虚像
D. 成像时障碍物位于镜头的两倍焦距以内
11. (2023 潍坊 10 题) (多选)2023 年 2 月哈工大宣
布突破 EUV 光刻机关键技术,光刻技术是利
用缩图透镜将绘制在掩膜上的电路图通过光
源投射到涂有光刻胶的硅片上,从而制造出
集成电路的方法,其工作原理如图所示. 若图
示中掩膜上的电路图恰好在硅片上成清晰缩
小的像,下列说法正确的是 ( B )
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二
光
学
A. 掩膜上的电路图在硅片上成实像
B. 掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以外
C. 硅片位于缩图透镜的一倍焦距以内
D. 要减小硅片上的像,需将掩膜向下移动
第 11 题图 第 12 题图
12. (2024 包头)工匠师维护精密仪表时,在眼睛前
戴一个凸透镜,便于观察仪表的细微之处,如
图所示.
(1)凸透镜起到 放大 的作用.
(2)凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的 一
倍 焦距范围之内.
(3)通过凸透镜看到的是仪表 正立 (选填
“正立”或“倒立”) 的像,像的位置与仪表的
位置在凸透镜的 同 侧.
拓展设问
为使看到的仪表细微处更大一些,应将放大
镜 远离 (选填“靠近”或“远离”)仪表.
13. (2024 聊城 5 题)在学习了凸透镜
成像规律后,小慧同学计划制作一个“手机投
影仪”. 现有器材如下:焦距分别为 10
cm、
20
cm、30
cm 的凸透镜各一个,手机一部,长
为 30
cm 的纸盒,胶带和剪刀等. “投影仪”模
型如图所示,将手机和凸透镜分别固定在纸
盒的两端,调整“投影仪”到墙面的距离,可在
墙上看到手机画面清晰放大的像. 下列说法
正确的是 ( B )
第 13 题图
A. 应选择焦距为 10
cm 的凸透镜
B. 应选择焦距为 20
cm 的凸透镜
C. 将手机正立放置,在墙上看到的像是正立的
D. 墙上手机画面的像是虚像
考向 4
眼睛与视力矫正
14. (2024 枣庄 2 题)2024 年 6 月 6 日是第 29 个全
国“爱眼日”,其主题是:关注普遍的眼健康.
保护视力、科学用眼已成为社会共识,下列有
关眼睛和眼镜的说法正确的是 ( B )
A. 近视眼看远处物体,像成在视网膜的后方
B. 矫正近视眼需配戴合适度数的凹透镜
C. 矫正远视眼需配戴合适度数的凹透镜
D. 物体在正常眼睛的视网膜上成正立的实像
15. (2024 宜宾)据专家介绍,12~ 18 岁是青少年近
视的高发期,爱眼护眼势在必行. 如图所示,
乙 (选填“甲”或“乙”)图表示近视眼成
像原理,应佩戴 丁 (选填“丙”或“丁”)图
的眼镜进行矫正.
第 15 题图
16. (2024 菏泽 4 题)小明透过爷爷的老花镜看远
处的楼房,发现楼房成倒立缩小的像. 以下说
法正确的是 ( A )
A. 老花镜对光有会聚作用
B. 电影放映机的成像原理与该成像原理相同
C. 老花镜不能当放大镜使用
D. 爷爷远视眼是因为晶状体变厚了
探究凸透镜成像的规律(2022 版课标必
做实验)
17. (2024 威海 23 题)探究凸透镜成像的规律.
第一步:测量凸透镜焦距.
第 17 题图甲
(1)让太阳光依次通过多个带孔的挡板,得到
平行光后照射到凸透镜上,如图甲所示. 若想
找到透镜焦点,应 顺时针 (选填“顺时针”
或“逆时针”)旋转透镜. 找到焦点的位置后,
测出透镜的焦距为 15
cm.
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二
光
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第二步:探究成像规律.
正确安装并调节实验器材,实验过程中凸透
镜始终处于 50
cm 刻度处.
第 17 题图乙
(2)图乙中光屏上 不能 (选填“能”或“不
能”)承接到清晰的像.
(3)将蜡烛移至 15
cm 刻度处,若想在光屏上
承接到清晰的像,光屏应向 左 (选填“左”
或“右”)移动,请写出生活中利用该成像特点
的一个实例 照相机 .
(4)当光屏上成清晰的像时,若用遮光板遮住
透镜上半部分,像如何变化? 像会变暗 ;
若把红色、蓝色两张透明玻璃片从左到右依
次放置在蜡烛和凸透镜之间,光屏上是否仍
然成像? 否 (选填“是”或“否”).
18. (2024 贵州)如图所示,用焦距为 10
cm 的凸透
镜、高度为 6
cm 的 F 形光源、光屏和光具座
等器材探究凸透镜成像大小的变化规律,通
过测量像的高度反映像的大小.
第 18 题图
(1)若要测量光源在光屏上所成像的高度,还
需要的测量工具是 刻度尺 .
(2)将光源逐渐靠近凸透镜,移动光屏,三次
成倒立实像的相关数据记录如下表. 分析表
中数据,可得出结论:凸透镜成实像时,物距
变小,像距变 大 ,像变 大 .
物高 6
cm
实验次数 1 2 3
物距 / cm 30 20 15
像距 / cm 15 20 30
像高 / cm 3 6 12
(3)继续移动光源至物距为 6
cm 时,发现无
论如何移动光屏,均不能在光屏上成像,人眼
应从 光屏 (选填“光源”或“光屏”)一侧
透过凸透镜观察光源的像,此时能否用(1)问
中的测量工具直接测出观察到的像高?
不能 (选填“能”或“不能”).
(4)若保持光源到光屏的距离为 45
cm 不变,仅
移动凸透镜改变物距,则表中第 2 次实验的
成像情况不能探究,理由是: u+v<45
cm .
19. [模型建构] (2024 威海 17 题)摄影爱好者拍摄
到“站”在水面上的水黾(一种昆虫)纤细的
腿使水面发生了形变,如图甲所示;同时看到
水底有带“光环” 的暗影,如图乙所示. 此时
“形变的水”相当于 凹透镜 (填光学元件
名称);当水黾游到水浅的地方,暗影面积会
变小 (选填“变小”“不变”或“变大”).
甲 乙
第 19 题图
20. (2021 东营 9 题)如图所示,小明同学在探究凸
透镜成像的规律时,记录并绘制了物距 u 和
像距 v 之间的关系图像. 下列说法正确的是
( C )
第 20 题图
A. 凸透镜焦距为 20
cm
B. 物距为 5
cm 时,可以通过移动光屏承接到
清晰的像
C. 物距为 15
cm 时,成放大的像,根据这一原
理可以制成投影仪
D. 物距由 15
cm 增大到 30
cm 的过程中,在
光屏上看到的像一直是变大的
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二
光
学
21. (2023 泰安 12 题)小芳利用如图所示的装置探
究“凸透镜成像的规律”. 将蜡烛放在凸透镜左
侧适当位置,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰
在光屏上成清晰的像,分别测出物距 u 和像
距 v,实验数据如表所示. 下列说法中 ( B )
第 21 题图
实验次数 1 2 3 4 5
物距 u / cm 60 30 20 15 12
像距 v / cm 12 15 20 30 60
①该凸透镜的焦距为 20
cm
②第 1 次实验的成像规律与照相机成像原理
相同
③从第 1 次实验到第 5 次实验,成在光屏上
的像越来越大
④当 u= 11
cm 时,移动光屏,可在光屏上成倒
立、缩小的清晰实像
A. 只有①④正确 B. 只有②③正确
C. 只有①②正确 D. 只有②③④正确
22. (2024 烟台 22 题)在以《眼睛和眼
镜》为主题的跨学科实践活动中:
(1)学习小组对于眼睛视物原理进行了探究
实践. 请你观察图甲中照相机和眼睛的构造,
把照相机与眼睛功能类似的部分填入表
乙中.
甲
照相机 镜头 胶卷 光圈
眼睛 晶体和角膜 视网膜 瞳孔
乙
第 22(1)题图
(2)在探究近视眼和远视眼成因与矫正的主
题实践中,该小组利用橡皮膜和注射器制作
了水透镜来模拟眼睛的晶状体,打开夹子,通过
注射器向橡皮膜中注水或抽水,来改变橡皮膜凸
起的程度,如图甲所示. 具体操作如下:
第 22(2)题图甲
①将蜡烛、水透镜和光屏依次摆放在水平光
具座上,点燃蜡烛,使烛焰、水透镜和光屏三
者的中心在 同一高度 ;
②将蜡烛放在离水透镜较远的位置,移动光
屏,直到屏上出现烛焰清晰的像,如图乙所
示,记下此时光屏所在的位置;
第 22(2)题图乙
③用注射器向水透镜里加适量的水,水透镜
对光的偏折能力变 强 ,此时屏上的像变
得模糊,这是模拟近视眼看远处物体的情况.
将光屏慢慢靠近水透镜,直到光屏上出现清
晰的像,这说明近视眼所成的像在视网膜的
前面 ;
④将光屏移回原来标记的位置,选择不同的
眼镜在烛焰和水透镜之间前后移动,直到光
屏上出现清晰的像,如图丙所示,这说明矫正
近视眼应配戴 凹 透镜;
第 22(2)题图丙
⑤从水透镜里向外抽取适量的水,再次实验,
探究远视眼的成因和矫正.
(3)眼睛是心灵的窗户,我们要增强保护视力
的意识,做到科学用眼,积极防控近视. 请写
出一条预防近视的措施.
答:读书写字的姿势要正确,读书写字时眼与
书的距离保持在 33
cm 左右.
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二
光
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专项提思维 1 光学综合作图
方法指导
光现象作图注意事项
(1)物体、镜面和实际光线(入射光线、反射光线和
折射光线)用实线,并用箭头表示光的传播方向,光
线要连续,不能断开.
(2)法线、辅助线、光线的反向延长线、虚像用虚线,且
法线与反射面(或折射面)垂直,并注明垂足.
(3)平面镜的反射面和非反射面不能混淆,用如
“ ”图示区分.
(4)光现象作图要符合光的反射定律、折射特点,平
面镜成像时像物关于镜面对称,光的折射作图中注
意“空气中的角大”原则.
1. [2022 滨州 19 题(2)]一条光线从水中斜射入空
气中时,其反射光线如图所示. 请在图中画出
入射光线、折射光线的大致位置并标出入射角
的度数.
第 1 题图 第 2 题图
2. (2023 日照 17 题)一个底面镀银的球冠形玻璃
球放置在水平桌面上,其横截面如图所示. 一
条光线从玻璃球冠上表面的 M 点通过球心 O
射到球冠的底面 N 点. 虚线 PN 为底面 AB 的
法线. 画出该光线经底面 AB 反射后在球冠形
玻璃球内外的光路图.
3. (2022 潍坊 13 题)如图所示,水池边有一路灯 S,
路灯上方有一平面镜 MN,S 发出的光能经 MN
反射后射入水中,请画出:(1)S 在平面镜中所
成的像 S′;
(2)经 MN 反射后过 A 点的反射光
线 OA;(3)OA 照射到水池底的光路图.
第 3 题图 第 4 题图
4. (2023 潍坊 13 题)为测量容器中水的深度,一同
学将刻度尺竖直插入水中,如图所示. 从 A 处
向水中看去,看到刻度尺上 B 点在水中所成的
像位于 C 点,同时看到水中 D 点的像也位于 C
点. 请据此:(1) 用虚线画出水面位置;(2) 完
成看到 D 点的光路图.
5. (2024 潍坊 1 题)如图所示,水槽内装满水,槽底
有一点光源 S,紧贴右侧槽壁竖直固定一平面
镜. S 发出的一条光线经水面折射,又经平面镜反
射后过 P 点. (1)画出 P 点在平面镜中所成的像
P′;(2)将 S 点到 P 点的光路图补充完整.
第 5 题图 第 6 题图
6. (2020 潍坊 17 题)如图所示,在清水池底水平放
置一平面镜,一束光射向水面的 A 点,经水折
射和平面镜一次反射后射向水面的 B 点,请作
出该过程的光路图.
7. 如图所示,从点光源 S 射出的一条光线经 P 处
的平面镜反射后,反射光线射向凹透镜的焦点
方向. (1)画出平面镜;(2)作出反射光线经凹
透镜折射后的光线.
第 7 题图 第 8 题图
8. (2023 凉山州)如图所示,凸透镜的主光轴与水
面重合,F 是凸透镜的焦点,水下有一块平面
镜 M,一束与水面平行的光线经凸透镜折射后
进入水中,再经水中的平面镜反射后恰过 P
点,请将光路图补充完整.
81
参考答案与重难题解析·山东物理
分
层
作
业
本
13. C 【解析】根据题意,小球水平向右运动,小球的像竖直
向下运动,所以小球到达 A 点时,像也到达 A 点,所以平
面镜应过水平方向和竖直方向的交点 A;根据题意,当小
球在图示中的 B 点时,像点在竖直方向的 C 点,平面镜
过 BC 连线的中点 D;平面镜一定在 AD 连线上,其中:∵
BD= CD, AD ⊥ BC, ∴ AD 是 ∠BAC 的角平分线, 又 ∵
∠BAC= 90°,∴ ∠BAD= 45°,如图所示,所以题干中的夹
角 α= 45°,故选 C.
命题点 3 透镜及其成像规律
1. AC 2. 偏高 凸透镜
3. 会聚 远视 倒立、缩小的实像
【拓展设问】焦点 光 内 热传递
4. 如答图所示
5. 如答图所示 6. 如答图所示
7. (1)10 (2)倒立、缩小 照相机 不能 (3) 上 上
(4)能 暗 (5)凸 会聚 左 左
8. (1)倒立、缩小 (2)30. 0 10. 0 5
cm<f<10
cm
(3)不能 (4)右 变大 (5)放大 投影仪
(6)等于 放大 (7)发散 凹
9. 凸透镜 照相机 10. B 11. AB
12. (1)放大 (2)一倍 (3)正立 同 【拓展设问】远离
13. B 14. B 15. 乙 丁 16. A
17. (1)顺时针 (2)不能 (3)左 照相机 (4)像会变暗 否
18. (1)刻度尺 (2)大 大 (3)光屏 不能 (4)2 u+v<
45
cm
19. 凹透镜 变小 20. C 21. B
22. (1)镜头 视网膜 瞳孔 (2) ①同一高度 ③强 前
面 ④凹 (3)答:读书写字的姿势要正确,读书写字时
眼与书的距离保持在 33
cm 左右.
专项提思维 1 光学综合作图
1. 如答图所示 2. 如答图所示
3. 如答图所示 4. 如答图所示
5. 如答图所示 6. 如答图所示
7. 如答图所示 8. 如答图所示
模块三 热
学
命题点 1 温度、物态变化
1. D 2. D 3. C 4. D
5. 0. 1 38. 9 高于 比热容 【拓展设问】不高于 医用
酒精 沸水的温度高于体温计的最大测量值,会损坏体
温计
6. (1)气体 (2)左 (3)大气压
7. B 8. D 9. B 10. A 11. D 12. A
13. 液化 冰箱外
14. 熔化 热传递 【拓展设问】凝固 放出
15. 熔化 汽化和液化 16. 大 降低温度 吸收
17. 汽化 压缩体积
18. B 19. BCD 20. A 21. C 22. 熔化 钨
命题点 2 物态变化实验
1. C 2. D
3. C 【变式训练】-6 5 减小
4. (1)自下而上 -3 (2)晶体 增大 (4)降低
5. 不变 高 【拓展设问】不会
6. 一个标准大气压 液态 增大
7. (1)浸没在水中,且不接触烧杯壁和底部 (2)99 放热
(3)提高水的初温,以缩短加热时间(或减少水的质量,以
缩短加热时间;或增大酒精灯的火焰,以缩短加热时间;或
在烧杯上方加盖纸板,以缩短加热时间;或减小坐标纸每
一小格代表的温度值,以提高描点的准确性;或增大纵坐
标的初始值,以提高描点的准确性;或适当延长加热时间,
再多记录几组数据) ( 4) 同时做一组加热水的对比实
验,比较茶水和水的沸点(或测量出此时气压并查出此气
压下水的沸点,与茶水的沸点比较)
【拓展设问】抽气 沸点温度 沸点随气压降低而降低
8. (1)秒表 (2)保持不变 98 小于 (3)盐水
【拓展设问】D
9. (1)①如答图所示 ②100 (2)液化 放出 (3)高
10. ABC
11. 空气 水 温度 减小
12. 液体的表面积越大、液体表面附近空气流动越快、液体的
温度越高,液体蒸发就越快
13. (1)表面积 (2)乙、丙 (3)温度 正确
14. (1)低于 (2) 气泡变化 (3) 温度计 ( 4) 减少水的
质量
15. 答:(1)已知铜的熔点为 1
083
℃ ,若想复刻铸造纯铜钱
2