2025年中考物理实验探究题专项：透镜及其应用

2025年中考物理实验探究题专项：透镜及其应用 一、实验题 1．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： 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 ； 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； 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 ，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 ； 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 透镜； 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。 ⑥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。 2．学习小组探究凸透镜成像的规律时，进行了如下操作： （1）向水透镜内注入适量的水，调节蜡烛、光屏的位置，如图所示，发现光屏上得到一个清晰倒立的、 的实像，此时物距为 cm； （2）实验过程中蜡烛由于燃烧而变短，为了使烛焰的像再次成在光屏的中心，可以向下移动 （选填“光屏”或“凸透镜”），将透镜的上半部分用手挡住，则光屏上的像会 ； （3）实验过程中，保持蜡烛位置不动，向水透镜内继续注水，将光屏向 （选填“靠近”或“远离”）水透镜的方向移动，又可以得到蜡烛清晰的像，这一过程模拟 （选填“近视眼”或“远视眼”）的形成。 3．某实验小组的同学们用凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等器材，探究凸透镜成像的规律。 （1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次放到光具座上，调整三者的中心到 ； （2）如图甲所示，该实验小组的同学们通过一束平行光射向凸透镜，光屏上得到一个 的光斑，则该凸透镜的焦距为 cm； （3）当蜡烛距凸透镜18cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的倒立、 （填“放大”或“缩小”）的 （填“实”或“虚”）像； （4）某同学在图乙所示位置得到一个清晰的像，老师要求他在蜡烛和光屏不动的情况下，让在光屏上的实像变大些，该同学应当把凸透镜向 （填“远离”或“靠近”）蜡烛的方向移动； （5）实验过程中，飞来一只小昆虫落在凸透镜上，光屏上 （填“会”或“不会”）出现小昆虫的像； （6）网课期间，老师指出部分同学用手机拍照上传作业的图片一头大一头小，如图丙所示，由凸透镜成像规律可知，这是由于成像大的那端离镜头的距离更 。 4．在“探究凸透镜成像规律”的实验中： （1）平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚在光屏上一点，如图甲所示； （2）当把蜡烛、凸透镜和光屏放在图乙位置时，在光屏上能成倒立、 （填“放大”“等大”或“缩小”）的清晰实像。生活中的 （填“投影仪”或“照相机”）就是利用这个原理制成的； （3）在上一步光屏上成清晰的像后，取一副近视眼镜放在凸透镜和蜡烛之间，要使光屏上还能成清晰的像，保持蜡烛和凸透镜的位置不动，可将光屏适当向 （填“左”或“右”）移动，其原因是近视眼镜对光线具有 （填“会聚”或“发散”）作用。 5．小明在做“探究凸透镜成像规律”时，所用的器材有：带刻度尺的光具座、凸透镜、光屏、蜡烛和火柴等； （1）实验前，小明调节 、凸透镜、光屏的中心在同一高度； （2）如图甲所示，将一束平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个 的光斑时停止移动光屏，可测出凸透镜的焦距是 cm； （3）小明在某次实验中，将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上如图乙所示的位置，光屏上呈现清晰的像，此像是倒立放大的 （填“实像”或“虚像”）； （4）保持蜡烛位置不变，移动凸透镜至如图丙所示位置，无论怎样移动光屏都在光屏上看不到烛焰的像，则人眼在图中 （填“A”或“B”）处能观察到烛焰的像； （5）小明将图乙中的透镜换成焦距 f =5 cm 的凸透镜，光屏上烛焰的像变模糊；将烛焰向 （填“左”或“右”）移动适当距离，光屏上重新出现烛焰清晰的像；若不移动蜡烛，在蜡烛和凸透镜之间放置一个度数适当的 （填“近视”或“远视”）眼睛的镜片，光屏上也会重新出现烛焰清晰的像。 6．小明做“探究凸透镜成像规律”的实验，选用的凸透镜焦距为10cm。 (1)蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，恰好能在光屏上接收到清晰的烛焰的像，但像没有成在光屏的中央。为了使像成在光屏的中央，应将凸透镜向 （选填 “上”或“下”）调节； (2)把蜡烛移到光具座25cm刻度线处，凸透镜不动，移动光屏，光屏上再次出现清晰倒立、 （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像； (3)接着，小明取下自己戴的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间，光屏上的像又变得模糊。保持蜡烛和凸透镜不动，当光屏向左移动适当距离后像再次清晰。由此推断。小明的眼镜属于 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）。 7．小明做“探究凸透镜成像规律”实验时，将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上并调节它们的中心在同一高度。 （1）他调节蜡烛和凸透镜的位置，如图甲所示，在光屏上得到了清晰的等大的像，像应该是 （选填“倒立”、“正立”）的； （2）蜡烛和凸透镜的位置如图乙所示，将光屏向 （选填“左”或“右”）移动到合适位置，就能在光屏上得到一个清晰的倒立 的实像（选填“放大”、“等大”或“缩小”），生活中的 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一原理制成的； （3）根据以上实验数据，判断下列哪些说法是正确的 （多选）。 A．由图甲可知透镜焦距为20cm B．在图甲中，若将透镜的上半部分用不透明的纸板挡住，则光屏上仍有完整的像 C．在图乙中，移动光屏成清晰像后，若将蜡烛和光屏位置对调，光屏上能得到清晰的像 D．若将蜡烛放在光具座上40cm~50cm之间，调整光屏位置，就能在屏上得到正立放大的像 E．在图乙中将一镜片放在烛焰和透镜之间后，光屏上的像变模糊了，将光屏向左移动，光屏上再次出现清晰的像，则所加镜片可以矫正远视眼。 8．学习小组“探究凸透镜成像的规律”，进行了如下操作： （1）安装好器材后，调节烛焰、凸透镜和光屏，使它们三者中心在 ，其目的是∶ ； （2）实验时，将凸透镜放置在光具座50.0cm刻度处，如图所示蜡烛移动到35.0cm，光屏移动到80.0cm的位置时，光屏上得到烛焰清晰的像，保持蜡烛和光屏的位置不动，将凸透镜移动到光具座 cm刻度处，光屏上再次出现烛焰 （选填“放大”“等大”或“缩小”）的清晰的像，生活中 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是根据这个原理制成的； （3）将一个老花镜放在蜡烛和凸透镜之间，光屏上的像变得模糊了，向 （选填“左”或“右”）移动光屏，像又变得清晰了。 9．在“研究凸透镜成像规律”的实验中，若保持凸透镜的位置不变，先后把蜡烛放在a、b、c、d四个点，如图所示，分别调整光屏的位置，那么： （1）把蜡烛放在 点，屏上出现最小的像； （2）把蜡烛放在 点，屏上出现最大的像； （3）把蜡烛放在 点，屏上不出现像； （4）如果实验时用纸片把凸透镜的上半部分挡住，会产生下列哪种情况 。 A．光屏上无法出现烛焰的像 B．光屏上只能出现烛焰一半的像 C．仍能成完整的像，但是像变暗 D．光屏上出现纸片的像 10．小明在用蜡烛作为光源完成“探究凸透镜成像的规律”实验后， 发现蜡烛火焰飘忽不定、像与物对比难判定等问题， 小明对实验装置进行了创新， 创新点如图 所示： 光具座上凸透镜所在位置为零刻度线， 数值向左、向右依次增大；在标有均匀格子的面板上用制作成字母“A”形状的 LED 灯（高为 4cm）替代蜡烛；光屏上标有同样的均匀格子。 (1)小明所创新的实验装置的好处有： ①可以从光具座上直接读出物距和 ； ②光屏上所成的像 （选填：“会”或“不会”）飘忽不定； ③从光屏的格子上可以更准确得出像与物的 关系。 (2)小明的实验数据如下表 所示， 请解答： 实验次数 物距/cm 像距/cm 像高/cm 1 30 15 2 2 20 20 4 3 15 30 8 ④由数据可知： 实验中所用的凸透镜的焦距为 cm； ⑤根据实验数据推测， 当把物体“A”放在光具座最左端时，物体所成的像的高度 （选填：“大于”、“小于”或“等于”）2cm.； ⑥分析数据，你可初步得出的凸透镜成像规律之一是： 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1． 同一高度 强 前方 凹 见解析 【详解】①[1]将蜡烛、水透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调整它们的高度，使烛焰、水透镜和光屏三者中心大致在同一高度，是为使烛焰的像成在光屏的中心。 ③[2]用注射器向水透镜里加适量的水，水透镜变厚，焦距变短，水透镜对光的偏折能力变强。 [3]④[4]根据近视眼的成因可知，远处来的光线经晶状体后，在视网膜前会聚，这是晶状体太厚，聚光能力太强或眼球前后距离太远造成的，是近视眼，要佩戴对光有发散作用的凹透镜矫正。 ⑥[5]预防近视的措施有：读书姿势要正确，眼与书的距离要在33cm左右；看书、看电视或使用电脑一小时后要休息一下，要远眺几分钟；要定期检查视力，认真做眼保健操；不在直射的强光下看书；不在光线暗的地方看书；不躺卧看书；不走路看书。 2． 缩小 30.0 凸透镜 变暗 靠近 近视眼 【详解】（1）[1][2]据图可知，此时的物距大于像距，所以成倒立、缩小的实像；此时物距为 （2）[3]蜡烛燃烧变短，根据过凸透镜光心的光线传播方向不变可知，像成在了光屏的上方，为了使像仍成在光屏中央，可以将凸透镜向下移动或将光屏向上移动。 [4]若将凸透镜的部分遮住后，由于其他地方仍能折射光线成像，所以凸透镜仍能成完整的像，但像比原来变暗。 （3）[5][6]保持蜡烛位置不动，向水透镜内继续注水，则水透镜的焦距变短，成的像像距变小，光屏需向靠近水透镜的方向移动，才可以得到清晰的像；近视眼的焦距较小，折光能力变强，像成在视网膜前方，符合该情况，故这一过程模拟了近视眼的形成。 3． 同一高度 最小、最亮 10.0 放大 实 靠近 不会 近 【详解】（1）[1]将蜡烛、凸透镜、光屏依次放到光具座上，调整三者的中心在同一高度上，保证像成在光屏正中央。 （2）[2][3]如图甲所示，该实验小组的同学们通过一束平行光射向凸透镜，最小、最亮的光斑，即为焦点；光心到焦点的距离为焦距，焦距为10.0cm。 （3）[4][5]当蜡烛距凸透镜18cm时，物距在一倍焦距和两倍焦距之间，成的倒立的放大的实像。 （4）[6]在蜡烛和光屏不动的情况下，让在光屏上的实像变大些，物体靠近，像远离，像变大。 （5）[7]飞来一只小昆虫落在凸透镜上，昆虫在一倍焦距以内，成的是虚像，故在光屏上无法承接到像。 （6）[8]根据凸透镜成像规律可知，成实像时，物近像远像变大，故成像大的那端离镜头的距离更近。 4． 缩小 照相机 右 发散 【详解】（1）[1][2]如图甲，凸透镜的焦距为10.0cm，如图乙，物距为30cm，大于两倍的焦距，故成的是倒立、缩小的实像。照相机是利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理制成的。 （3）[3][4]近视眼成像的原因是晶状体过厚，折光能力变强，在视网膜前成像，需要佩戴凹透镜，起发散作用，取一副近视眼镜放在凸透镜和蜡烛之间，对光线有发散作用，故在光屏后成像，需要将光屏右移动。 5． 烛焰 很小、很亮 10.0 实像 B 右 近视 【详解】（1）[1]实验前，小明调节烛焰的中心、凸透镜、光屏的三者中心在同一高度，目的是为了使像成在光屏的正中央。 （2）[2][3]如图甲所示，将一束平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个很小、很亮的光斑，这个光斑就是焦点，从凸透镜中心到光斑的距离为焦距；如图甲所示，分度值为1cm，故读数为10.0cm。 （3）[4]能够在光屏上承接到的像都是实像，是实际光线会聚而成。 （4）[5]保持蜡烛位置不变，移动凸透镜至如图丙所示位置，在一倍的焦距以内，成的是虚像，此时像与物体在凸透镜的同一侧，人眼在B处才能够观察到像。 （4）[6][7]小明将图乙中的透镜换成焦距 f =5 cm 的凸透镜，折光能力变强，会在光屏前成像，故将烛焰向右移动，像才会向右移动，承接在光屏上；若不移动蜡烛，在蜡烛和凸透镜之间放置一个度数适当的发散透镜，成像才会成在光屏上，而近视眼镜是凹透镜，是发散透镜。 6．(1)下 (2)缩小 (3)凸透镜 【详解】（1）由图可知，像的位置偏高，根据凸透镜的三条特殊光线，光线过光心不改变方向，因此为了使烛焰升高，或应使凸透镜降低或使光屏升高。 （2）凸透镜位于50cm刻线处，蜡烛移至25cm刻度线处，物距 u=50cm-25cm=25cm 因为凸透镜的焦距f=10cm，u>2f，由凸透镜成像的特点可知，成倒立、缩小的实像。 （3）把眼镜放于蜡烛和凸透镜之间，光屏向左移动适当距离后像又清晰。说明该眼镜对光线具有会聚作用，为凸透镜。 7． 倒立 左 缩小 照相机 BCE 【详解】（1）[1]此时物距和像距相等，即物体一定在二倍焦距上，像一定也在另一侧的二倍焦距上，此时成一个倒立、等大的实像，所以2倍焦距是20cm，焦距是10cm，光屏上得到倒立等大的像。 （2）[2][3][4]凸透镜成实像时，物远像近，蜡烛向左移，将光屏向左移动，由图可知，此时时，成的是倒立、缩小的实像，这是照相机的工作原理。 （3）[5] A．由图甲可知，透镜焦距为10cm，故A错误； B．挡住透镜上半部分，下半部分仍能折射光线成像，所以光屏上所成的像是完整的，由于折射光线变少，所以亮度变暗，故B正确； C．凸透镜成实像时，透镜不动，若将蜡烛和光屏位置对调，因为折射现象中光路可逆，所以光屏上能得到清晰的像，故C正确； D．如果将蜡烛移到光具座上的40cm~ 50cm刻度线之间的某位置，此时 成正立、放大的虚像，光屏不能承接虚像，故D错误； E．根据题意可知，将光屏向左移动，光屏上再次出现清晰的像，则所加镜片能使光会聚，这种透镜是凸透镜，可以矫正远视眼，故E正确。 故选BCE。 8． 同一高度 使像呈现在光屏中央 65.0 缩小 照相机 左 【详解】（1）[1][2]为了使像呈现在光屏中央，实验前要将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调整到同一高度。 （2）[3][4][5]将凸透镜放置在光具座50.0cm刻度处，如图所示蜡烛移动到35.0cm，光屏移动到80.0cm的位置时，光屏上得到烛焰清晰的像，此时物距为15.0cm，像距为30.0cm，由于光路可逆，所以保持蜡烛和光屏的位置不动，将凸透镜移至光具座65.0cm处，此时物距为30.0cm，像距为15.0cm，也能成清晰的像，此时物距大于像距，成的是倒立、缩小的实像与照相机的成像原理相同。 （3）[6]将一个老花镜放在蜡烛和凸透镜之间，老花镜是远视镜即凸透镜，凸透镜能够会聚光线，使像提前会聚，即像距会变小，为了在光屏上呈现清晰的像，应将光屏向左移。 9． d b a C 【详解】（1）[1]由凸透镜成实像的规律可知，当物距大于二倍焦距时，成倒立缩小的实像，且物距越大，像距越小，像变小。由图可知，蜡烛放在d点时，物距大于二倍焦距，且物距最大，所以把蜡烛放在d点，屏上出现的像最小。 （2）[2]由凸透镜成实像的规律可知，当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成倒立放大的实像，且物距越小，像距越大，像变大。由图可知，蜡烛放在b点时，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，且物距最小，所以把蜡烛放在b点，屏上出现的像最大。 （3）[3]由凸透镜成像的规律可知，当物距小于一倍焦距时，成正立放大的虚像。由图可知，蜡烛放在a点时，物距小于一倍焦距时，所以把蜡烛放在a点，成正立放大的虚像，虚像不能被光屏承接，故屏上不会出现像。 （4）[4]遮住凸透镜的上半部，烛焰上任一点射向凸透镜的下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 10． 像距 不会 大小 10 小于 （1倍焦距外）物距越短像距越大（像越大） 【详解】(1)①[1]光具座上凸透镜所在位置为零刻度，数值向左、向右依次增大，可以直接读出物距以及像距。 ②[2]用制成字母“A”状的LED灯代替蜡烛，光屏上成像更清晰、更稳定，物体不受外界环境的影响，像不会飘忽不定。 ③[3]光屏上标有同样的均匀格子，从光屏上可以准确得出像与物的大小关系。 (2)④[4] 根据u=2f=20cm成等大的实像，结合数据可知凸透镜的焦距为f=10cm； ⑤[5]由第一次实验数据知，当物距为30cm时像高2cm， 当把物体A放在光具座最左端此时物距变大，像距变小，像变小，则物体所成的像的高度小于2cm.。 ⑥[6]依次分析实验1、2、3可初步得出的凸透镜成像规律：（1倍焦距外）物距越短像距越大（像越大）。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$