第05章 透镜及其应用(易错真题汇编)-2025年中考物理一轮复习高频考点精讲与热点题型精练(全国通用)
2024-12-26
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内容正文:
第五章 透镜及其应用(易错真题汇编)
一、选择题(共14小题)
1.(2024•广西)如图所示的眼镜片是( )
A.凸面镜 B.凹面镜 C.凸透镜 D.凹透镜
2.(2024•福建)我国某新型战斗机配有光电搜索跟踪系统,系统中的光学元件相当于晶状体,内置光电传感器相当于视网膜,成像原理与人眼相似。从空中拍摄地面物体时,物体在光电传感器上形成的像是( )
A.倒立、缩小的实像 B.倒立、等大的实像
C.倒立、放大的实像 D.正立、放大的虚像
3.(2024•陕西)“强行透视法”是一种富有创意的拍摄技巧。拍摄时,让两个物体离镜头远近不同,再调整拍摄角度,使两物体的像在同一张照片中呈现出有趣的效果。如图,是利用该技巧拍摄的照片,下列说法正确的是( )
A.照相机镜头对光有发散作用
B.拍摄该照片时,花比人更靠近照相机镜头
C.花和人通过照相机镜头成的是正立、缩小的实像
D.若要使花的像更大一些,可将花移到照相机镜头一倍焦距之内
4.(2024•扬州)在探究凸透镜成像规律时,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,光屏上的像清晰,此成像规律的应用是( )
A.照相机 B.放大镜 C.摄像机 D.投影仪
5.(2024•牡丹江)把凸透镜正对太阳光,在距凸透镜10cm的光屏上得到一个最小最亮的光斑,若将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前15cm处,可得到烛焰清晰的( )
A.正立、放大的虚像 B.倒立、缩小的实像
C.倒立、等大的实像 D.倒立、放大的实像
6.(2024•苏州)如图甲所示是公共场所的宣传投影灯,装在高处的投影灯照在地面上出现图案,其内部结构如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.不同方向都能看到图案是光在地面发生了漫反射
B.该投影灯的成像原理与照相机相同
C.调小镜头与图片的距离图案变小
D.地面上看到的是放大的虚像
7.(2024•无锡)用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律,将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏置于光具座上如图所示的位置,下列说法中正确的是( )
A.只向左移动光屏至适当位置,光屏上能呈现烛焰缩小的像
B.只向右移动光屏至适当位置,光屏上能呈现烛焰放大的像
C.只向右移动蜡烛至适当位置,光屏上能呈现烛焰放大的像
D.只移动凸透镜至适当位置,光屏上能呈现烛焰等大的像
8.(2024•上海)光具座上有凸透镜、光屏及发光源各一个。当光屏和凸透镜的距离为10cm时,此时在光屏上成缩小的像。物理王把光屏沿着光具座移动5cm后,再次移动光源的位置使成清晰的像。对于该像的情况,下列选项正确的是( )
A.一定成放大的像 B.可能成缩小的像
C.成像可能比原来小 D.成像一定比原来小
9.(2024•淄博)在探究凸透镜成像规律时,蜡烛和凸透镜的位置如图所示,光屏上承接到烛焰等大的像(图中未画出光屏)。保持凸透镜位置不变,将蜡烛调至10cm刻度线处时( )
A.向右移动光屏能承接到烛焰的像
B.移动光屏能承接到烛焰缩小的像
C.像的位置在50~60cm刻度线之间
D.投影仪应用了该次实验的成像规律
10.(2024•聊城)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10cm、20cm、30cm的凸透镜各一个,手机一部,长为30cm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( )
A.应选择焦距为10cm的凸透镜
B.应选择焦距为20cm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
11.(2024•山西)如图为青少年眼病患者眼球与正常眼球对比图。关于该患者的晶状体及视力矫正,下列说法正确的是( )
A.对光的会聚能力太强,需佩戴近视眼镜
B.对光的会聚能力太强,需佩戴远视眼镜
C.对光的会聚能力太弱,需佩戴近视眼镜
D.对光的会聚能力太弱,需佩戴远视眼镜
12.(2024•河南)在“爱眼日”宣传活动中,小明用如图所示的装置研究眼睛的成像,此时烛焰在光屏上成清晰的像,用此模拟正常眼睛的成像。接下来下列操作可模拟近视眼的是( )
A.向水透镜注水,烛焰的像成在光屏右侧
B.向水透镜注水,烛焰的像成在光屏左侧
C.从水透镜抽水,烛焰的像成在光屏右侧
D.从水透镜抽水,烛焰的像成在光屏左侧
13.(2024•枣庄)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( )
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
14.(2024•菏泽)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.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
二、填空题(共8小题)
15.(2024•盐城)五一假期,小红和同学到公园游玩。她看到的花是红色的,是因为红花反射了 光;水鸟离开水面,向空中飞去 ,像离水面的距离 ;小红用相机拍下眼前这美丽的景色,是因为照相机的镜头相当于一个 透镜。
16.(2024•威海)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 (填光学元件名称);当水黾游到水浅的地方,暗影面积会 (选填“变小”“不变”“变大”)。
17.(2024•河北)如图所示,烛焰经凸透镜在光屏上成清晰的像,此成像原理可用于制作 。不改变蜡烛与光屏的位置,向 (选填“左”或“右”)移动凸透镜到某一位置,能再次在光屏上成清晰的像。若烛焰的高度大于凸透镜的直径,在足够大的光屏上 (选填“能”或“不能”)成清晰且完整的像。
18.(2024•苏州)探究凸透镜成像规律的实验中,蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示,光屏上恰好成清晰的像,该像是倒立、 的实像,此凸透镜的焦距是 cm。凸透镜和光屏位置不动,将蜡烛远离凸透镜,给凸透镜“戴上”合适的 镜,可再次获得清晰的像。
19.(2024•连云港)小明将凸透镜正对太阳光,在距离凸透镜10cm的白纸上呈现一个最小、最亮的光斑,此凸透镜的焦距为 cm。如图所示是他用该凸透镜观看书本上“中国梦”三个字时的情况,如果他想看到更大的正立的“国”字,小明需要将凸透镜 书本(选填“远离”或“靠近”),凸透镜和书本的距离应满足的条件是 。
20.(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 的作用。
(2)凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的 焦距范围之内。
(3)通过凸透镜看到的是仪表 (填“正立”或“倒立”)的像,像的位置与仪表的位置在凸透镜的 侧。
21.(2024•枣庄)小明探究凸透镜的成像规律时,各器材位置如图所示,光屏上承接到烛焰清晰的像(未画出烛焰的像),此时烛焰的成像特点与 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像特点相同,若凸透镜位置不变,调换蜡烛和光屏的位置, (选填“仍能”或“不能”)在光屏上得到清晰的像,这说明光发生折射时,光路是 的。
22.(2024•兰州)小彤的爷爷能看清远处的物体,却看不清近处的物体,是因为来自近处某点的光会聚在他视网膜的 (选填“前”或“后”)方,小彤推断爷爷可能患上了 (选填“近”或“远”)视眼,需要配戴 (选填“凸”或“凹”)透镜进行矫正。
三、作图题(共2小题)
23.(2024•枣庄)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。
24.(2024•德州)如图所示,A'是点光源A在平面镜中所成的像,A发出的一条光线经平面镜反射后射向凸透镜,反射光线恰好过凸透镜的焦点,请画出:
(1)射向平面镜的入射光线;
(2)经过凸透镜后的折射光线。
四、实验探究题(共3小题)
25.(2024•广安)爱动手爱思考的小军,在做了“探究凸透镜成像规律”实验后,又选用了焦距未知的凸透镜进行拓展探究。
(1)将凸透镜安装在光具座上,用平行光作为光源,移动光屏直至光屏上得到一个最小最亮的光斑,则凸透镜焦距为 cm。(要求估读)
(2)在实验过程中,当物距为5cm时所成像与生活中的 所成像的规律相同。(写出一种即可)
(3)蜡烛随着燃烧而变短,小军发现光屏上所成的像向上移动,从而影响了实验的进行,你认为他最合理的调整方法是 。
A.只需将光屏适当上移;
B.只需将凸透镜适当下移;
C.将光屏和凸透镜都适当下移;
D.以上操作均可行。
(4)小军认为在实验过程中用蜡烛作为发光体除容易变短外,还存在一些不足之处,比如 。(写出合理的一条即可)
26.(2024•武汉)实验小组在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)图甲中,点燃蜡烛后,光屏上恰能成清晰的像, (填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据该成像特点制成的。将蜡烛向左移动一段距离,光屏上的像变模糊了,为了使光屏上再次成清晰的像,同学们提出了两种不同的解决方案。
方案一:仅将光屏向 移动一段距离。
方案二:仅换用焦距较 的凸透镜。
(2)某同学利用焦距为20cm的凸透镜观察指纹,保持指纹到眼睛的距离为40cm不变,将凸透镜调整到如图乙所示的位置,看到了指纹正立放大的像,此时该同学的眼睛通过凸透镜在另一侧能成 (填“倒立缩小”“倒立放大”或“正立放大”)的像。
27.(2024•陕西)如图﹣1,是小明做“探究凸透镜成像的规律”的实验装置。
(1)实验时,调节烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心在同一高度,其目的是 。
(2)固定凸透镜的位置,将蜡烛放在距离凸透镜较远处,此时应移动 直至出现最清晰的像,记录物距、像距、像的性质。
(3)改变物距,重复上述操作,多次实验,将实验数据记录在表中。
凸透镜的焦距:f=5.0cm
实验次数
物距/cm
像距/cm
像的性质
正立或倒立
放大或缩小
虚像或实像
1
18.0
6.9
倒立
缩小
实像
2
10.0
10.0
倒立
等大
实像
3
7.0
17.7
倒立
放大
实像
4
4.0
/
正立
放大
虚像
分析数据可知:当物距大于凸透镜焦距时,物距减小,像距 。
(4)当光屏上出现清晰的像时,小明不小心用手指尖遮挡住了凸透镜的一部分,这时光屏上 (选填“仍能”或“不能”)成烛焰完整的像。
(5)实验中,小明将自己的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上原来清晰的像变模糊。将光屏适当靠近凸透镜后,光屏上再次出现清晰的像,由此可判断小明佩戴的是 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
(6)如图﹣2,当无人机在高空拍摄地面场景时,所成的像最靠近图﹣3中凸透镜主光轴上的 (选填“a”“b”“c”或“d”)点。
(7)生活中常用的放大镜应用了表中第 次实验的成像规律。
五、解答题(共2小题)
28.(2024•呼和浩特)(1)如图1所示,是玉伟同学自制的一个昆虫观察罐,盖子是一个透明的光学镜头。通过盖子可以看到罐底的小昆虫成一个正立、放大的像,则盖子相当于 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),盖子到罐底的距离 (选填“大于”、“小于”或“等于”)焦距,当昆虫靠近瓶盖,则看上去昆虫 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)如图2所示,一束光从水中斜射入空气,请大致画出其折射光线(画出法线)。
29.(2024•哈尔滨)物理与生活息息相关,学习了光学知识后,宏星同学进行了下面的观察与思考。
(1)宏星在湖边看到水中有一条鱼,这是光的 现象;他看到的“鱼”是 像(选填“实”或“虚”)。
(2)湖中有一把水位标尺,他看到鱼恰好在标尺的45cm处,水面在标尺的75cm处,鱼到水面的实际深度应 30cm(选填“小于”或“等于”或“大于”);如果想叉鱼,他应瞄准看到的鱼的 (选填“上方”或“下方”)。
(3)类比是一种解决问题的方法,图甲是利用S点发出的两条特殊光线理性探究凸透镜成像特点的光路图,请参照图甲的方法,在图乙上通过画图理性探究凹透镜成像特点(只需找到像点Q')。
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第五章 透镜及其应用(易错真题汇编)
一、选择题(共14小题)
1.(2024•广西)如图所示的眼镜片是( )
A.凸面镜 B.凹面镜 C.凸透镜 D.凹透镜
解:AB、凸面镜和凹面镜不能透过光线,故AB不符合题意;
CD、由图可知,透过眼镜片看到的是正立、放大的虚像,则该镜片是凸透镜,故C符合题意、D不符合题意。
答案:C。
2.(2024•福建)我国某新型战斗机配有光电搜索跟踪系统,系统中的光学元件相当于晶状体,内置光电传感器相当于视网膜,成像原理与人眼相似。从空中拍摄地面物体时,物体在光电传感器上形成的像是( )
A.倒立、缩小的实像 B.倒立、等大的实像
C.倒立、放大的实像 D.正立、放大的虚像
解:从空中拍摄地面物体时,此时的物距大于二倍焦距,物体在光电传感器上形成倒立、缩小的实像。
答案:A。
3.(2024•陕西)“强行透视法”是一种富有创意的拍摄技巧。拍摄时,让两个物体离镜头远近不同,再调整拍摄角度,使两物体的像在同一张照片中呈现出有趣的效果。如图,是利用该技巧拍摄的照片,下列说法正确的是( )
A.照相机镜头对光有发散作用
B.拍摄该照片时,花比人更靠近照相机镜头
C.花和人通过照相机镜头成的是正立、缩小的实像
D.若要使花的像更大一些,可将花移到照相机镜头一倍焦距之内
解:A、照相机的镜头是凸透镜,对光有会聚作用,故A错误;
B、拍摄该照片时,花比人更靠近照相机镜头,成实像,物近像远像变大,花比人的像大,故B正确;
C、花和人通过照相机镜头成的是倒立、缩小的实像,故C错误;
D、若要使花的像更大一些,可将花向照相机镜头方向移动,花到镜头的距离大于2倍焦距,故D错误。
答案:B。
4.(2024•扬州)在探究凸透镜成像规律时,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,光屏上的像清晰,此成像规律的应用是( )
A.照相机 B.放大镜 C.摄像机 D.投影仪
解:由图可知,物距小于像距,则在光屏上成倒立、放大的实像,利用该成像原理可制成投影仪。
答案:D。
5.(2024•牡丹江)把凸透镜正对太阳光,在距凸透镜10cm的光屏上得到一个最小最亮的光斑,若将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前15cm处,可得到烛焰清晰的( )
A.正立、放大的虚像 B.倒立、缩小的实像
C.倒立、等大的实像 D.倒立、放大的实像
解:依题意分析,把凸透镜正对太阳光时,由此可知该凸透镜焦距f=10cm;
把点燃的蜡烛在凸透镜前15cm处;
根据凸透镜成像规律:物距u=15cm满足10cm<15cm<20cm、放大的实像、B、C错误;
答案:D。
6.(2024•苏州)如图甲所示是公共场所的宣传投影灯,装在高处的投影灯照在地面上出现图案,其内部结构如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.不同方向都能看到图案是光在地面发生了漫反射
B.该投影灯的成像原理与照相机相同
C.调小镜头与图片的距离图案变小
D.地面上看到的是放大的虚像
解:A、不同方向都能看到图案是光在地面发生了漫反射,故A正确;
B、该投影灯利用凸透镜将较小的图案放大为较大的像,应用了当凸透镜成实像时,物距小于像距,成倒立放大的实像,与照相机原理不同,故B错误;
C、凸透镜成实像时,当物距变小时,像距会变大,像也会变大,故调小镜头与图片的距离图案变大,故C错误;
D、地面上能看到放大的图案,是实像,故D错误。
答案:A。
7.(2024•无锡)用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律,将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏置于光具座上如图所示的位置,下列说法中正确的是( )
A.只向左移动光屏至适当位置,光屏上能呈现烛焰缩小的像
B.只向右移动光屏至适当位置,光屏上能呈现烛焰放大的像
C.只向右移动蜡烛至适当位置,光屏上能呈现烛焰放大的像
D.只移动凸透镜至适当位置,光屏上能呈现烛焰等大的像
解:AB、由题意可知,凸透镜的焦距是10cm,由图可知,蜡烛与凸透镜的距离为10cm,即物距在一倍焦距处,无论如何移动光屏,都不能成像,故AB错误;
C、只向右移动蜡烛至适当位置,如图所示,蜡烛与凸透镜的距离小于10cm,即物距在一倍焦距以内,成正立放大的虚像,虚像不能呈现在光屏上,故C错误;
D、如图所示,蜡烛与光屏之间的距离为40cm,移动凸透镜至55cm处,那么蜡烛与凸透镜的距离是20cm,即物距等于两倍焦距,此时光屏到凸透镜的距离,即像距也等于两倍焦距,成倒立等大的实像,故D正确。
答案:D。
8.(2024•上海)光具座上有凸透镜、光屏及发光源各一个。当光屏和凸透镜的距离为10cm时,此时在光屏上成缩小的像。物理王把光屏沿着光具座移动5cm后,再次移动光源的位置使成清晰的像。对于该像的情况,下列选项正确的是( )
A.一定成放大的像 B.可能成缩小的像
C.成像可能比原来小 D.成像一定比原来小
解:当光屏和凸透镜的距离为10cm时,此时在光屏上成缩小的像,则f<10cm<2f,解得5cm<f<10cm;
把光屏沿着光具座移动5cm后,再次移动光源的位置使成清晰的像。如果是将光屏靠近凸透镜,则此时像距是5cm,小于焦距,是不可能成实像的,故不成立;
则光屏必定是远离凸透镜,此时像距变大,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大,此时的一定比原来大,但此时像距15cm不一定大于2倍焦距,故可能是缩小,也可能是放大的实像,故B正确,ACD错误。
答案:B。
9.(2024•淄博)在探究凸透镜成像规律时,蜡烛和凸透镜的位置如图所示,光屏上承接到烛焰等大的像(图中未画出光屏)。保持凸透镜位置不变,将蜡烛调至10cm刻度线处时( )
A.向右移动光屏能承接到烛焰的像
B.移动光屏能承接到烛焰缩小的像
C.像的位置在50~60cm刻度线之间
D.投影仪应用了该次实验的成像规律
解:A、根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”的规律可知,当蜡烛向左移动远离凸透镜时,光屏向左移动靠近凸透镜 可再次承接到烛焰的像,A错误;
BCD、此时光屏上承接到烛焰等大 的像,则此时物距 u=2f,由图可知,u=20cm,则焦距 f= 10cm.保持凸透镜位置不变,将蜡烛调至10cm刻度线处时,物距 u'=40cm 则 u'>2f,成倒立、缩小的实像,此时 f<v'<2f,则像的位置在60cm和70cm刻度线之间,照相机应用了 该次实验的成像规律,B正确,C、D错误。
答案:B。
10.(2024•聊城)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10cm、20cm、30cm的凸透镜各一个,手机一部,长为30cm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( )
A.应选择焦距为10cm的凸透镜
B.应选择焦距为20cm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
解:由凸透镜成像规律可知,通过手机投影仪在墙面上可以看到手机画面清晰放大的像,说明成的是倒立放大的实像,满足的条件是物距大于一倍焦距小于二倍焦距。长为30cm的纸盒是物距,则f<u<2f,
f<30cm<2f,凸透镜的焦距为20cm,故A、C、D错误,B正确。
答案:B。
11.(2024•山西)如图为青少年眼病患者眼球与正常眼球对比图。关于该患者的晶状体及视力矫正,下列说法正确的是( )
A.对光的会聚能力太强,需佩戴近视眼镜
B.对光的会聚能力太强,需佩戴远视眼镜
C.对光的会聚能力太弱,需佩戴近视眼镜
D.对光的会聚能力太弱,需佩戴远视眼镜
解:由图可知,患者眼球的晶状体比正常眼睛的晶状体前后径过长,说明患者是近视眼,晶状体对光的会聚能力太强,需佩戴近视眼镜矫正。
答案:A。
12.(2024•河南)在“爱眼日”宣传活动中,小明用如图所示的装置研究眼睛的成像,此时烛焰在光屏上成清晰的像,用此模拟正常眼睛的成像。接下来下列操作可模拟近视眼的是( )
A.向水透镜注水,烛焰的像成在光屏右侧
B.向水透镜注水,烛焰的像成在光屏左侧
C.从水透镜抽水,烛焰的像成在光屏右侧
D.从水透镜抽水,烛焰的像成在光屏左侧
解:AB、近视眼的晶状体凸度过大或眼球前后径过长,外界物体的像成在视网膜前方,所以应该向透镜内注水,烛焰的像成在光屏左侧,故A错误、B正确;
CD、远视眼的晶状体凸度过小或眼球前后径过短,外界物体的像成在视网膜后方,从水透镜抽水,模拟的是远视眼,不符合题意,故CD错误。
答案:B。
13.(2024•枣庄)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( )
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
解:AB、近视眼是因为晶状体太厚折光能力太强,或者眼球前后半径太长,使远处物体的像落在视网膜前,看不清远处的物体,需要配戴凹透镜进行矫正,故A错误,B正确;
C、矫正远视眼需配戴合适度数的凸透镜,故C错误;
D、正常眼睛看物体时,物体在视网膜上成倒立、缩小的实像,而不是正立的像,故D错误。
答案:B。
14.(2024•菏泽)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.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
解:A、老花镜能成倒立缩小的像,则老花镜的镜片属于凸透镜,故A正确;
B、电影放映机的成倒立放大的实像,故B错误;
C、凸透镜能成正立放大的虚像,则老花镜也能当放大镜使用;
D、眼睛的晶状体相当于凸透镜,成的像刚好在视网膜上,其焦距变大,这就是远视眼。
答案:A。
二、填空题(共8小题)
15.(2024•盐城)五一假期,小红和同学到公园游玩。她看到的花是红色的,是因为红花反射了 红 光;水鸟离开水面,向空中飞去 不变 ,像离水面的距离 变大 ;小红用相机拍下眼前这美丽的景色,是因为照相机的镜头相当于一个 凸 透镜。
解:太阳光照在红色的花朵上,其他颜色的光都被吸收了,所以呈现红色;
水鸟离开水面,向空中飞去,故在水中像的大小不变;
像与物到水面的距离相等,水鸟离开水面,物离水面的距离变大;
照相机的镜头相当于一个凸透镜。
答案:红;不变;凸。
16.(2024•威海)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”“变大”)。
解:水黾对水面的压力使得水面出现凹坑,且水底光环是“暗影”,因此水面此时相当于凹透镜。
平行光经过凹透镜后的光路图如下图所示,其中D为光环暗影的直径。
根据示意图可以得出,当水变浅时,暗影的直径变小。因此水黾游到水浅的地方,暗影面积会变小。
答案:凹透镜;变小。
17.(2024•河北)如图所示,烛焰经凸透镜在光屏上成清晰的像,此成像原理可用于制作 投影仪 。不改变蜡烛与光屏的位置,向 右 (选填“左”或“右”)移动凸透镜到某一位置,能再次在光屏上成清晰的像。若烛焰的高度大于凸透镜的直径,在足够大的光屏上 能 (选填“能”或“不能”)成清晰且完整的像。
解:由图可知,此时物距选用像距,物距小于像距、放大的实像;
不改变蜡烛与光屏的位置,向右移动凸透镜到某一位置,像距等于原来的物距时,光路是可逆的可知;
若烛焰的高度大于凸透镜的直径,部分光线仍能通过凸透镜会聚成完整的像,所以像比原来变暗。
答案:投影仪;右;能。
18.(2024•苏州)探究凸透镜成像规律的实验中,蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示,光屏上恰好成清晰的像,该像是倒立、 等大 的实像,此凸透镜的焦距是 15.0 cm。凸透镜和光屏位置不动,将蜡烛远离凸透镜,给凸透镜“戴上”合适的 凹透 镜,可再次获得清晰的像。
解:(1)由图可知u=v=2f=30.0cm,成倒立、等大的实像,所以该凸透镜的焦距为f=15.0cm;
(2)成实像时,若将蜡烛远离凸透镜,则像靠近凸透镜,不移动光屏的位置,要让像呈在光屏上,则需要使用对光具有发散作用的凹透镜,近视眼镜是凹透镜。
答案:等大;15.0;凹透。
19.(2024•连云港)小明将凸透镜正对太阳光,在距离凸透镜10cm的白纸上呈现一个最小、最亮的光斑,此凸透镜的焦距为 10 cm。如图所示是他用该凸透镜观看书本上“中国梦”三个字时的情况,如果他想看到更大的正立的“国”字,小明需要将凸透镜 远离 书本(选填“远离”或“靠近”),凸透镜和书本的距离应满足的条件是 小于10cm 。
解:(1)如图,让凸透镜正对太阳光照射,在距离凸透镜10cm的白纸上呈现一个最小、最亮的光斑,此点即为凸透镜的焦点处,从此点到凸透镜的距离即为焦距;由图知,该凸透镜的焦距f=10cm;
(2)如图所示,他用该凸透镜观看书本上“中国梦”三个字时,看到的是正立放大的虚像,根据凸透镜的成像特点知,成正立放大的虚像时,离焦点越近时,像越大,所以为了想让看到的字更大些,故应将书远离凸透镜;
(3)由凸透镜成像规律可知,物体在一倍焦距以内时,成正立、放大的虚像,所以凸透镜和书本的距离应满足的条件是小于10cm。
答案:10;远离;小于10cm。
20.(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(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。
解: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
(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 正立的像,像的位置与仪表的位置在凸透镜的同侧。
答案:(1)放大;(2)一倍;(3)正立,同。
21.(2024•枣庄)小明探究凸透镜的成像规律时,各器材位置如图所示,光屏上承接到烛焰清晰的像(未画出烛焰的像),此时烛焰的成像特点与 照相机 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像特点相同,若凸透镜位置不变,调换蜡烛和光屏的位置, 仍能 (选填“仍能”或“不能”)在光屏上得到清晰的像,这说明光发生折射时,光路是 可逆 的。
解:由图可知,物距u=50cm﹣10cm=40cm,像距v=73.5cm﹣50cm=23.5cm,物大于像距,此时u>2f,成倒立、缩小的实像,能够说明照相机的成像原理;
在此基础上,若仅将蜡烛和光屏的位置互换,光屏上仍然能看到烛焰清晰的像,原因是发生折射时,光路是可逆的。
答案:照相机;仍能;可逆。
22.(2024•兰州)小彤的爷爷能看清远处的物体,却看不清近处的物体,是因为来自近处某点的光会聚在他视网膜的 后 (选填“前”或“后”)方,小彤推断爷爷可能患上了 远 (选填“近”或“远”)视眼,需要配戴 凸 (选填“凸”或“凹”)透镜进行矫正。
解:只能看清远处的物体,而看不清近处的物体,这说明患的是远视眼;远视眼看近处的物体,像成在视网膜的后方,如果用凸透镜矫正,光线会聚能力增强,使成像靠前落在视网膜上,能看清物体。答案:后;远;凸。
三、作图题(共2小题)
23.(2024•枣庄)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。
解:延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴,由此画出经过凹透镜后的折射光线;
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,由此画出经凸透镜后的折射光线,如下图所示:
24.(2024•德州)如图所示,A'是点光源A在平面镜中所成的像,A发出的一条光线经平面镜反射后射向凸透镜,反射光线恰好过凸透镜的焦点,请画出:
(1)射向平面镜的入射光线;
(2)经过凸透镜后的折射光线。
解:根据平面镜所成的像与物关于平面镜对称,从 A′点向平面镜作垂线并取等长,画出点光源A;连接A点与平面镜上的入射点,画出射向平面镜的入射光线。过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射 出,据此画出经过凸透镜后的折射光线。
四、实验探究题(共3小题)
25.(2024•广安)爱动手爱思考的小军,在做了“探究凸透镜成像规律”实验后,又选用了焦距未知的凸透镜进行拓展探究。
(1)将凸透镜安装在光具座上,用平行光作为光源,移动光屏直至光屏上得到一个最小最亮的光斑,则凸透镜焦距为 10.0 cm。(要求估读)
(2)在实验过程中,当物距为5cm时所成像与生活中的 放大镜 所成像的规律相同。(写出一种即可)
(3)蜡烛随着燃烧而变短,小军发现光屏上所成的像向上移动,从而影响了实验的进行,你认为他最合理的调整方法是 C 。
A.只需将光屏适当上移;
B.只需将凸透镜适当下移;
C.将光屏和凸透镜都适当下移;
D.以上操作均可行。
(4)小军认为在实验过程中用蜡烛作为发光体除容易变短外,还存在一些不足之处,比如 烛焰不稳定,火焰在有风的时候会晃动,且对环境有污染等 。(写出合理的一条即可)
解:(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,会聚在主光轴上一点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距;
(2)在实验过程中,当物距为5cm,成正立,应用于放大镜;
(3)蜡烛在燃烧中不断变短,烛焰向下移动,光屏上的像向上移动,可将凸透镜向下移动一些,或者将凸透镜和光屏都向下移动一些(即烛焰、光屏的中心大致在同一高度),所以最合理的调整是将凸透镜和光屏都向下移动一些,答案:C;
(4)用烛焰作为发光物体存在不足之处:烛焰不稳定,火焰在有风的时候会晃动。
答案:(1)10.0;(2)放大镜;(4)烛焰不稳定,且对环境有污染等。
26.(2024•武汉)实验小组在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)图甲中,点燃蜡烛后,光屏上恰能成清晰的像, 照相机 (填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据该成像特点制成的。将蜡烛向左移动一段距离,光屏上的像变模糊了,为了使光屏上再次成清晰的像,同学们提出了两种不同的解决方案。
方案一:仅将光屏向 左 移动一段距离。
方案二:仅换用焦距较 大 的凸透镜。
(2)某同学利用焦距为20cm的凸透镜观察指纹,保持指纹到眼睛的距离为40cm不变,将凸透镜调整到如图乙所示的位置,看到了指纹正立放大的像,此时该同学的眼睛通过凸透镜在另一侧能成 倒立放大 (填“倒立缩小”“倒立放大”或“正立放大”)的像。
解:(1)由图甲可知,此时物距大于像距,根据凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立、缩小的实像,应用于照相机;
将蜡烛向左移动一段距离,光屏上的像变模糊了,为了使光屏上再次成清晰的像,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,仅将光屏向左移动一段距离;若不移动光屏,仅换用焦距较大的凸透镜,凸透镜焦距变大,对光的会聚能力变弱,会将光线推迟会聚成像;
(2)某同学利用焦距为20cm的凸透镜观察指纹,保持指纹到眼睛的距离为40cm不变,将凸透镜调整到如图乙所示的位置,看到了指纹正立放大的像,说明u<f,即指纹到凸透镜的距离小于20cm,此时眼睛到凸透镜的距离大于20cm,小于40cm,即2f>u>f,因此该同学的眼睛通过凸透镜在另一侧能成倒立放大的像。
答案:(1)照相机;左;大;(2)倒立放大。
27.(2024•陕西)如图﹣1,是小明做“探究凸透镜成像的规律”的实验装置。
(1)实验时,调节烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心在同一高度,其目的是 使像成在光屏中央 。
(2)固定凸透镜的位置,将蜡烛放在距离凸透镜较远处,此时应移动 光屏 直至出现最清晰的像,记录物距、像距、像的性质。
(3)改变物距,重复上述操作,多次实验,将实验数据记录在表中。
凸透镜的焦距:f=5.0cm
实验次数
物距/cm
像距/cm
像的性质
正立或倒立
放大或缩小
虚像或实像
1
18.0
6.9
倒立
缩小
实像
2
10.0
10.0
倒立
等大
实像
3
7.0
17.7
倒立
放大
实像
4
4.0
/
正立
放大
虚像
分析数据可知:当物距大于凸透镜焦距时,物距减小,像距 增大 。
(4)当光屏上出现清晰的像时,小明不小心用手指尖遮挡住了凸透镜的一部分,这时光屏上 仍能 (选填“仍能”或“不能”)成烛焰完整的像。
(5)实验中,小明将自己的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上原来清晰的像变模糊。将光屏适当靠近凸透镜后,光屏上再次出现清晰的像,由此可判断小明佩戴的是 远视 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
(6)如图﹣2,当无人机在高空拍摄地面场景时,所成的像最靠近图﹣3中凸透镜主光轴上的 b (选填“a”“b”“c”或“d”)点。
(7)生活中常用的放大镜应用了表中第 4 次实验的成像规律。
解:(1)调整凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度上,这样做的目的是使物体的像能够成在光屏的中心;
(2)固定好凸透镜和蜡烛的位置,然后移动光屏找像;
(3)当物距大于凸透镜焦距时,成实像,此时物距减小,像距增大;
(4)光屏上得到发光体清晰的像时,小明不小心用手指尖遮挡住了凸透镜的一部分,仍有光线透过,不会影响透镜成像,光屏上仍能成清晰完整的像;
(5)只将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离时,又在光屏上观察到蜡烛清晰的像,说明物距不变,像距变小了,也就是眼镜对光线有会聚作用,因此这只眼镜是凸透镜,也叫远视眼镜;
(6)照相机的成像原理是物距大于二倍焦距,像距大于一倍焦距小于二倍焦距,物距越大,像距就越小,所以应该成像在b点;
(7)放大镜利用当物距小于一倍焦距,成正立放大的虚像,所以应用了表中第4次实验的规律。
答案:(1)使像成在光屏中央;(2)光屏;(3)增大;(4)仍能;(5)远视;(6)b;(7)4。
五、解答题(共2小题)
28.(2024•呼和浩特)(1)如图1所示,是玉伟同学自制的一个昆虫观察罐,盖子是一个透明的光学镜头。通过盖子可以看到罐底的小昆虫成一个正立、放大的像,则盖子相当于 凸透镜 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),盖子到罐底的距离 小于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)焦距,当昆虫靠近瓶盖,则看上去昆虫 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)如图2所示,一束光从水中斜射入空气,请大致画出其折射光线(画出法线)。
解:(1)通过盖子可以看到罐底的小昆虫成一个正立、放大的像,相当于放大镜,则盖子相当于凸透镜,盖子到罐底的距离小于焦距,当昆虫靠近瓶盖,凸透镜成虚像时,物近像近像变小;则看上去昆虫变小;
(2)如图2所示,一束光从水中斜射入空气,过入射点画出法线,根据折射角大于入射角在水面上方画出折射光线,如图所示:
答案:(1)凸透镜;小于;变小;(2)见解答。
29.(2024•哈尔滨)物理与生活息息相关,学习了光学知识后,宏星同学进行了下面的观察与思考。
(1)宏星在湖边看到水中有一条鱼,这是光的 折射 现象;他看到的“鱼”是 虚 像(选填“实”或“虚”)。
(2)湖中有一把水位标尺,他看到鱼恰好在标尺的45cm处,水面在标尺的75cm处,鱼到水面的实际深度应 等于 30cm(选填“小于”或“等于”或“大于”);如果想叉鱼,他应瞄准看到的鱼的 下方 (选填“上方”或“下方”)。
(3)类比是一种解决问题的方法,图甲是利用S点发出的两条特殊光线理性探究凸透镜成像特点的光路图,请参照图甲的方法,在图乙上通过画图理性探究凹透镜成像特点(只需找到像点Q')。
解:(1)宏星在湖边看到水中有一条鱼,这是光的折射现象;他看到的“鱼”是光的折射所成的虚像。
(2)湖中有一把水位标尺,他看到鱼恰好在标尺的45cm处,水面在标尺的75cm处,根据光的折射的规律,鱼和标尺45cm处都是他们在水中的虚像,说明鱼的实际位置在标尺45cm处,水面在标尺75cm处,所以鱼到水面的距离是30cm;如果想叉鱼,他应瞄准看到的鱼的下方。
(3)经过凹透镜光心的光传播方向不变,平行于凹透镜主光轴的光经过折射后散开,折射光线的反向延长线经过同侧的焦点,作图如下:
答案:(1)折射;虚;(2)等于;下方;(3)如上图。
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