2025年中考物理复习题—《透镜及其应用》专题
2025-02-10
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内容正文:
2025年中考物理复习典型题—《透镜及其应用》专题
一.选择题(共35小题)
1.如图所示,是小红自制望远镜的结构示意图,对此判断不正确的是( )
A.A镜应为物镜,B镜应为目镜
B.望远镜的目镜和物镜作用不相同
C.目镜的焦距应较长,物镜的焦距应较短
D.物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像
2.2024年6月6日是我国第29个爱眼日,倡导“每个人都是自己健康第一责任人”。人眼的晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜,如图所示的四种情景中,能正确表示近视眼成像情况和矫正方法的是( )
A.甲和丙 B.甲和丁 C.乙和丙 D.乙和丁
3.光线经过甲、乙两透镜后的折射光线如图所示,关于两透镜的类型,下列说法正确的是( )
A.甲是凸透镜,乙是凹透镜
B.甲是凹透镜,乙是凸透镜
C.甲、乙都是凸透镜
D.甲、乙都是凹透镜
4.某放大镜由A、B两个凸透镜组成,如图甲所示。A的直径为D,B的直径为d,将它正对太阳光,把一张白纸放在它的下方,在白纸上得到了如图乙所示的两个直径均为d的圆斑。下列说法正确的是( )
A.两个透镜的焦距可能相等
B.透镜A的焦距一定大于透镜B
C.放大镜远离白纸时,两个光斑一定同时变大
D.用该放大镜观察同一物体,透镜B所成的像一定比A小
5.将一张画有箭头的纸板放在圆柱形的空水瓶后一定距离处,透过空瓶观察到的箭头向右,如图甲所示。向瓶中倒入适量水后,透过水瓶观察到的箭头向左,如图乙所示。关于此现象下列说法正确的是( )
A.放大的箭头成像原理与放大镜相同
B.透过水瓶观察到的放大的箭头是虚像
C.装水后的圆柱形水瓶相当于一个凹透镜
D.改变纸板位置透过水瓶可看到箭头向右的像
6.在探究凸透镜成像的实验中,将凸透镜固定在50cm刻度线处,当蜡烛和光屏的位置如图所示时,在光屏上得到一个清晰缩小的实像,下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距可能为10cm
B.只将蜡烛向右移动,可在光屏上得到清晰放大的像
C.将蜡烛远离凸透镜时,为了在光屏上得到清晰的像,应将光屏靠近凸透镜
D.若在凸透镜前放一个远视眼镜,则光屏应后移才得到一个清晰的像
7.小宇同学的奶奶年龄大了,总看不清手机屏幕,需要把手机拿得远远的才能勉强看清。细心的小宇在网上帮奶奶购买了一个手机屏幕放大器(图甲)。将手机放在支架处,透过透明的屏幕放大器即可看到手机屏幕放大的像,图乙为其观看效果。下列分析正确的是( )
A.屏幕放大器与投影仪成像原理相同
B.手机应在屏幕放大器的一倍焦距以内
C.透过屏幕放大器看到的像是实像
D.小宝奶奶戴近凹透镜即可看清近处物体
8.购物支付已进入“刷脸”时代,如图所示,消费者结账时只需面对摄像头,经系统自动拍照、扫描等,确认相关信息后,即可迅速完成交易。下列有关说法正确的是( )
A.光经过摄像头成像利用的是光的反射
B.镜头相当于一个凹透镜
C.“刷脸”时,面部应位于摄像头两倍焦距之外
D.“刷脸”时,面部经摄像头成正立缩小的实像
9.购物支付已进入“刷脸”时代,如图所示,只需站在距摄像头40~60cm的距离处,经系统自动拍照、扫描等,确认相关信息后,即可迅速完成交易。下列有关说法错误的是( )
A.光经过摄像头成像利用的是光的折射
B.镜头的焦距小于20cm
C.刷脸支付时,人脸通过镜头成倒立、缩小的虚像
D.“刷脸”时,面部应位于摄像头2倍焦距以外
10.如图所示,小明将凸透镜(f=10cm)固定在光具座40cm的位置,探究凸透镜的成像规律。下列说法错误的是( )
A.将蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,像逐渐变小
B.当光屏上成清晰像时,拿开光屏,眼睛在一定范围内仍能看到像
C.将蜡烛放在10cm处,移动光屏,光屏上可得到倒立缩小的清晰像
D.当光屏成清晰像时,在贴近凸透镜左侧的位置放一个远视镜片,向右移动光屏,光屏上仍能得到清晰的像
11.2024年9月25日,中国成功向太平洋公海试射了一枚洲际弹道导弹,让全世界看见了中国的军事实力,射程经历12000km,最高时速30马赫(1马赫=340m/s),试射用的是钱学森弹道,只有起点和终点固定,整个弹道飞行轨迹变幻莫测,这种无解的末端变轨能力让全球任何国家都无法拦截(如图)。关于此次试射,下列判断正确的是( )
A.洲际导弹从起点到终点做的是匀速直线运动
B.若平均时速为20马赫,则整个试射过程经历大约0.5小时
C.洲际导弹发射升空时,以洲际导弹为参照物,地面在向上运动
D.我们目送洲际导弹升空远去的过程时,眼睛的晶状体逐渐变厚
12.如图小文同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验中获得的有关数据。下列说法中正确的是( )
A.图乙光屏上得到一个清晰的像,利用此凸透镜成像的特点制成的光学仪器是投影仪
B.图甲让平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜焦距f=10.0cm
C.图丙是通过实验得到的凸透镜成像时的像距v和物距u的关系图象,成实像时u<f
D.由图丙知当u>2f时,物体移动速度小于像移动的速度
13.如图所示,用透明弹性薄膜充水可以制作水透镜,通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度。下列说法正确的是( )
A.这是一个凹透镜,注水使焦距变大
B.这是一个凹透镜,注水使焦距变小
C.这是一个凸透镜,注水使焦距变大
D.这是一个凸透镜,注水使焦距变小
14.许多博物馆会在较为精巧的文物前放置透镜,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.文物前放置的透镜是凹透镜
B.文物到透镜距离小于一倍焦距
C.为了让像变大,透镜应靠近文物
D.透镜成像原理与望远镜物镜的原理相同
15.如图所示现象中,说法正确的是( )
A.如图甲,博物馆里放在精巧文物前的凸透镜对光具有发散作用
B.如图乙,街头路口的反光镜是凸面镜,生活中常用来扩大视野
C.如图丙,汽车前灯的反光装置是凹面镜,对光线有发散的作用
D.如图丁,近视眼矫正时佩戴的是凹透镜,对光线有会聚的作用
16.如图所示是小明完成实践性作业自制的照相机模型。纸筒A的一端蒙了一层半透明纸,纸筒B的一端嵌了一个凸透镜,两纸筒套在一起组成了一个照相机模型。为了在半透明纸上得到清晰的像,要调整半透明纸和凸透镜之间的距离。下列关于此自制照相机的说法正确的是( )
A.使用时,应把半透明纸朝着较暗的室内,凸透镜朝着明亮的室外
B.使用时,把半透明纸对着室外,眼睛应对着凸透镜向筒内观察,看像是否清晰
C.如果看远处景物时像很清晰,再看近处景物时应该把B向内推,减小半透明纸和凸透镜之间的距离
D.当在此照相机上看到远处楼房完整的像时,此时像距大于物距
17.某兴趣小组利用光具座、可变焦的水透镜、注射器等器材,开展了“制作可调节的眼球成像模型”跨学科实践活动。当向水透镜注水时,透镜变厚,发现光屏需向透镜靠近才能重新得到清晰的像。对于本次模拟活动,下列分析正确的是( )
A.模拟近视眼成因,需配戴凹透镜矫正
B.模拟近视眼成因,需配戴凸透镜矫正
C.模拟远视眼成因,需配戴凹透镜矫正
D.模拟远视眼成因,需配戴凸透镜矫正
18.某凸透镜的焦距为20厘米,某物体透过凸透镜,在距离透镜35厘米的光屏上成一个清晰的像。则该像是图中的( )
A. B. C. D.
19.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水平地面上出现图案,其内部结构如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.调小镜头与图片的距离所成的图案将变小
B.该投影灯的成像原理与照相机相同
C.不同方向都能看到图案是光在地面发生漫反射
D.在水平地面上所呈现的是正立放大的虚像
20.如图所示,是小红制作的一架简易的天文望远镜,选用的凸透镜焦距为5cm和50cm。她将寻星装置安装在套筒上,将望远镜固定在三角架上,用于观察月球,下列说法中不正确的是( )
A.应该将焦距为50cm的凸透镜作为物镜,焦距为5cm的凸透镜作为目镜
B.通过寻星装置寻找月球,是利用了光沿直线传播的原理
C.观察时调节套筒的长度,使物镜和目镜的距离约为55cm
D.通过望远镜看到的是月球正立、缩小的虚像
21.光刻机是用来生产芯片的关键设备,光刻技术的工作原理如图所示。用紫外光照射镂空掩膜,调整镂空掩膜、缩图透镜的位置,恰好能在硅片上成极小的清晰的像,从而实现集成电路的“光刻”,下列说法正确的是( )
A.缩图透镜相当于凸透镜,凸透镜可以用于矫正近视眼
B.镂空掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以内
C.镂空掩膜的像是倒立缩小的
D.镂空掩膜的像是虚像
22.如图所示,小明自制了一个简易投影仪,在暗室中将印有杭州亚运会吉祥物“宸宸”的透明胶片贴在白光手电筒上,并正对着焦距为10cm的凸透镜,调整手电筒、凸透镜、白墙之间的位置,在墙上得到了一个清晰放大的像,下列说法不正确的是( )
A.手电筒与凸透镜的距离应大于10cm小于20cm
B.能从不同角度看到墙上“宸宸”的像,是因为墙面上发生的是漫反射
C.凸透镜位置不变,将手电筒向左移动,要使墙上的像变清晰,可在贴近凸透镜左侧位置放一远视镜片
D.手电筒位置不变,将凸透镜向右移动适当距离,可在白墙上得到一个清晰缩小的像
23.如图所示,小郭同学透过同一个盛水的玻璃杯看物理课本上的字。当玻璃杯距离书本很近时,看到的字是放大的;当玻璃杯距离书本较远时,看到的字又是缩小的。根据上述现象,最合理的猜想是:透过玻璃杯看到的字的大小和( )
A.玻璃杯距离课本的远近有关
B.课本上的文字大小有关
C.玻璃杯的大小有关
D.观察的人有关
24.夜晚漫步在城市街道,地面上的广告投影引人注目,其内部结构如图所示,下列说法不正确的是( )
A.该投影灯的原理与幻灯机相同
B.广告片到镜头的距离应在一倍焦距到二倍焦距之间
C.若使广告投射灯成更大清晰的像,只需将广告片向凸透镜方向移动
D.该广告投影所成的是倒立放大的实像
25.圆柱形的玻璃瓶,里面装水。把一支笔水平放在玻璃瓶的一侧,透过玻璃瓶可以看到这支笔,将笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动,下列哪个不是观察到的像( )
A. B.
C. D.
26.在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,当F光源、凸透镜和光屏的位置如图所示时,F光源在光屏上恰好成一清晰的像。下列说法正确的是( )
A.生活中利用该成像原理制成了投影仪
B.该凸透镜的焦距满足:20cm<f<30cm
C.保持F光源和光屏的位置不变,向左移动凸透镜,能在光屏上得到一个倒立、缩小的实像
D.保持F光源和光屏的位置不变,改用焦距为10cm的透镜实验,想在光屏上得到缩小的像,透镜应放在原位置的右侧
27.将如图所示的纸片放在装有水的圆柱形玻璃杯后方,改变纸片到玻璃杯的距离,透过玻璃杯平视观察,不可能出现的是( )
A. B.
C. D.
28.当蜡烛、透镜和光屏放置在如图位置时,烛焰在光屏上成清晰的像。下列说法正确的是( )
A.光屏上成倒立、放大的实像
B.该透镜的焦距可能是8cm
C.将蜡烛移到30.0cm刻度线处,光屏移到90.0cm刻度线处,光屏上可以再次成清晰的像
D.保持蜡烛和透镜的位置不变,换用焦距更长的透镜,要在光屏上呈现清晰的像,需将光屏向左移动
29.某同学把眼镜放在台灯下,看到眼镜镜片后面的区域比眼镜周围暗,如图所示。有关眼镜镜片说法正确的是( )
A.镜片是凸透镜 B.镜片是凹面镜
C.对光线有发散作用 D.对光线有会聚作用
30.如图,早期照相馆里摄影师取景时看到的像是倒立的。几位同学对此现象展开了讨论:①将照相机向上移,可以看到两位照相人的全身像
②人像要变小,应增大相机镜头和照相的人之间的距离
③要使人像更亮,必须在两位照相的人身后进行“补光”
④现在的相机利用光学或电子技术,把倒立的像转变成正立的,便于观察
其中正确的是( )
A.①② B.②③ C.②④ D.①④
31.如图所示是某同学用焦距为10cm的凸透镜自制的照相机模型,以下说法正确的是( )
A.凸透镜对光起发散作用
B.为了使景物在薄膜上成缩小的像,应使景物和镜头间的距离大于20cm
C.如果想让景物的像变大一些,他应该将景物远离照相机模型
D.若用凹透镜代替凸透镜,也能在薄膜上得到缩小的像
32.某同学利用水凸透镜(注射器和弹性膜制成的凸透镜)、蜡烛、光屏、光具座等器材进行探究,此时光屏上能成清晰的像(图中未画出),如图所示。下列说法正确的是( )
A.用注射器向水凸透镜中注入水后,水凸透镜的焦距变大
B.蜡烛和凸透镜位置不变,向水透镜中注水,光屏向左移动才能再次得到清晰的像
C.若一只甲虫落在凸透镜的正中央,则光屏上所成的像不完整
D.向水透镜中注水,观察成像特点的变化,可以模拟近视眼的矫正
33.如图是某款广告投影灯及其内部结构示意图,它主要由光源、广告片和凸透镜组成。下列说法正确的是( )
A.广告投影灯的成像原理与照相机相同
B.广告片到凸透镜的距离应在一倍焦距以内
C.要从不同角度看到广告图标,应投向光滑地面
D.要得到更大的广告图标,广告投影灯应远离地面
34.《淮南万毕术》记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生”,其描述的现象如图所示。下列解释不正确的是( )
A.“削冰令圆”指的是把冰削成凸透镜
B.“举以向日”指的是冰透镜正对太阳光
C.“以艾承其影”中的“影”指太阳的像
D.“则火生”是因为冰透镜能会聚光线
35.炎炎夏日,汽车停在露天车场,若把装满水的矿泉水瓶留在车内易引起火灾如图所示,关于这个现象,下列说法正确的是( )
A.矿泉水瓶对光有发散作用
B.矿泉水瓶的作用相当于一个凸透镜
C.发生该现象的原理是光的反射
D.矿泉水瓶压扁后焦距不会改变
二.填空题(共17小题)
36.小明取两个焦距不同的凸透镜来制作一个简易天文望远镜。其中,A透镜焦距较大,B透镜焦距较小。
(1)如图甲所示,选择两个刚好可以套在一起的圆筒,分别把物镜和目镜固定在圆筒的两端,目镜应选 透镜;
(2)镜筒的长度,大约为 ,因为物镜的成像点是在目镜的焦点附近;
(3)该望远镜成像原理如图乙所示,物镜成像特点与 成像原理相同;目镜成像特点与 成像原理相同。(以上两空选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)
37.随着科技的发展,购物支付已进入“刷脸”时代,消费者结账时只需面对摄像头,即可迅速完成交易,如图所示,摄像头的镜片是一个 (选填“凹”或“凸”)透镜。老年人到了一定年龄时,看近处的东西模糊,称之为老花眼,所成的像在视网膜 (选填“前”或“后”)方,可佩戴 (选填“凹”或“凸”)透镜制成的眼镜进行矫正。
38.如图所示,这是在第十五届中国国际航空航天博览会上亮相的“机器狼”,其头部的摄像头能为“机器狼”提供感知外界的“视觉”。头部的摄像头相当于一个 透镜,“机器狼”前方的物体经摄像头成倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像。
39.现在很多学生不注意用眼保健,以至近视眼越来越多,表示近视眼成像的光路图是图 (选填“甲”或“乙”),可选用图中的 (选填“丙”或“丁”)透镜放在眼前进行矫正。
40.2024年,某款警用巡逻机器人在郑州街头正式上岗。当机器人发现违章或不当行为时,会迅速拍照留存证据,同时呼叫指挥中心及时进行处理。机器人拍照时,物体通过摄像头所成的像是倒立、 的实像,当机器人想拍摄一幅更大的照片,且不改变物距时,可以让摄像头的焦距变得 (选填“大”或“小”)一些。
41.如图所示是投影仪成像示意图。其中凸透镜的作用是成 (填“等大”、“缩小”或“放大”)、倒立的实像,平面镜的作用是改变光路。如果图中h=40cm,则凸透镜焦距不可能小于 cm。
42.某同学自制了一个水透镜来模拟眼睛的成像情况,此时光屏上成了一个倒立缩小的实像(如图),若将蜡烛远离水透镜,保持水透镜和光屏的距离不变,要使像仍旧成在光屏上,可以向水透镜 (选填“注水”或“抽水”),或在蜡烛与水透镜之间放上 透镜。
43.许多博物馆会在较为精巧的文物前放置凸透镜(如图甲),便于更好观察文物,凸透镜成像时的简图如图乙所示,F点为凸透镜的焦点,则文物应该放置在 (选填“a”、“b”、“c”或“d”)点。若将文物放在d点,成 像。
44.校园安全,关乎你我。如图所示是一款学校安装的“一键报警柱”,按下按钮就可通过摄像头进行面对面视频通话,实现校园安全紧急事件的快速预警。该摄像头在夜间无光的情况下也能拍摄周围人的活动,夜间能拍摄到人体是因为人体能发出 (选填“红外线”或“紫外线”)。“报警”时,面部经摄像头成 (选填“倒立”或“正立”)的像。
45.如图所示,工匠师维护精密仪表时,常戴一个凸透镜,便于观察仪表的细微之处。
(1)凸透镜对光有 作用;
(2)凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的 范围之内;
(3)透过凸透镜看到仪表的像,其像的性质是 (包括“正立”或“倒立”、“放大”或“缩小”以及“实像”或者“虚像”),像与仪表位于凸透镜的 (选填“同侧”或“异侧”)。
46.普通汽车的倒车雷达使用的是FUS﹣40E声波来探测障碍物,这运用了声音能够传递 (选填“信息”或“能量”)。而无人驾驶汽车(如图)通过车载激光雷达摄像头来探测,障碍物通过摄像头所成的像是 (选填“实像”或“虚像”)。
47.如图,小聪把焦距较长的凸透镜放在前面,焦距较短的凸透镜放在后面,正在模拟 (选填“望远镜”或“显微镜”)的使用,其中,目镜的使用相当于 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”);制作望远镜时,在选择两块凸透镜时,除了满足焦距的要求,物镜的直径比目镜的直径要 (选填“大一些”或“小一些”)。
48.2024年的夏天,有报道称山东烟台有一桶装大豆食用油在太阳直晒下聚光点燃旁边的纸箱,幸亏发现及时,否则后果不堪设想。请从物理学的角度回答下列问题。
(1)这桶油对太阳光作用相当于 (选填“凸透镜”或“凹透镜”)。
(2)为了避免类似的情况再次发生,请提出两条“不同类别”的合理建议。
第一条: ;
第二条: 。
49.如图所示,小明制作了一个照相机模型,透镜的焦距为10cm。使用时,应在 (选填“透镜”或“半透明纸”)的一侧观察像,调节纸筒A、B,成清晰像时,像是 (选填“正”或“倒”)立的,L的长度大于 cm。
50.如图所示,小明用一个焦距为10cm的凸透镜来观察提示牌上的字,看到了放大的 (选填“实”或“虚”)像,提示牌到凸透镜的距离 (选填“大于”“小于”或“等于”)10cm。
51.香水的主要成分是易燃酒精,如图所示为三瓶香水,透明玻璃瓶盖形状各异,最不容易在阳光下引发火灾的是 (选填“A”、“B”或“C”)瓶,生活中类似这种瓶盖的透镜是 (选填“近视”或“远视”)眼镜的镜片。
52.贵阳的很多街口都安装了360°高清摄像头,其镜头与成像板位置固定。这些镜头相当于一个可自动调节焦距的凸透镜,不管人走进还是走远,都能自动调节焦距以保证人与镜头的距离在2倍焦距以外,使得成像板上成倒立、 的实像,成像原理如图所示。当人走进摄像头时,镜头的焦距 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
三.实验探究题(共6小题)
53.光学天文望远镜和生活中的照相机、放大镜等,都用到了凸透镜,以下是小亮实验小组在“探究凸透镜成像规律”过程中的部分步骤。
(1)实验前需要在两个透镜中选出一个,进行了如图甲所示的操作,他应该选 (填“A”“B”)透镜进行实验;
(2)各元件所在位置如图乙所示,此时光屏上恰能成清晰的像,像的性质与生活中 (填“照相机”“投影仪”“放大镜”)的成像的性质相同;若保持凸透镜位置不变,将“F”光源适当远离凸透镜,为使光屏上再次成清晰的像,可将光屏 (填“远离”“靠近”)透镜;
(3)根据图乙中的数据,可以判断他们使用凸透镜的焦距是: ;
A.5cm B.10cm C.15cm
(4)当光屏上出现清晰的像时,小明用手指尖遮挡住了凸透镜的一部分,这时光屏上 (填“仍能”“不能”)成“F”完整的像,且像比原来 (填“亮”“暗”);
(5)完成对凸透镜成像规律探究后,小明对观察凸透镜成像有了更全面的认识。要看到窗外景物倒立缩小的像,需采用 (填“左”“右”)图的方式进行,此时他看到的是 (填“虚”“实”)像。
54.光明湖风景区栖息了多种鸟类,但是湖对面的鸟儿很难用肉眼观察到,小明想制作简易望远镜来观鸟。
(1)图甲是一种望远镜。
①两个凸透镜中,透镜甲是 (选填“目镜”或“物镜”);
②测量凸透镜的焦距f。如图乙所示,将凸透镜正对着太阳光,当白纸上呈现一个并非最小的光斑时,用刻度尺测出光斑到凸透镜的距离为L,稍微增大凸透镜与白纸之间距离,发现光斑变大,则f与L的大小关系是:f L。
(2)小明找到的器材有:凸透镜若干,镜筒若干,刻度尺。使用不同规格的凸透镜作物镜来制作望远镜,并观察物体,收集到下表中的证据:
望远镜
A
B
C
目镜焦距
5cm
5cm
5cm
物镜焦距
10cm
10cm
30cm
物镜直径
3cm
5cm
5cm
成像亮度
暗
亮
亮
视角放大倍数
2倍
6倍
①分析表中信息,可得结论:相同条件下,物镜的直径越大,望远镜成像亮度越 ;
②由表中信息可推导出:望远镜B的视角放大倍数是 倍。
(3)如下为小明制定的评价量表:
自制望远镜评价量表
级别内容
优秀
合格
待改进
外观
结构牢固,镜筒调节顺畅,镜筒尺寸合适
结构比较牢固,镜筒能够调节,镜筒尺寸比较合适
结构不够牢固,镜筒不能够调节,镜筒尺寸不合适
成像效果
能观察到清晰的远景
能观察到模糊的远景
不能观察到远景
小明用望远镜B观察远处的鸟儿时,清楚看到一只后颈部呈栗黄色的金腰燕。根据评价量表对望远镜B的成像效果进行评价,级别是 。
55.某小组利用如图所示器材“探究凸透镜成像规律”,已知凸透镜焦距为10cm。
(1)安装器材时,首先将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,调节烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度。下列操作中更为规范的是 (填选项前的字母);
A.将三者分散排列,然后用目测的方法调节
B.将三者靠拢,然后用目测的方法调节
(2)将蜡烛、透镜固定至图甲所示位置,此时光屏上出现一个倒立模糊的烛焰轮廓(像未画出),为了使光屏上的像变得清晰,应 (选填“一直向左”“一直向右”或“左右反复”)移动光屏;直到观察到光屏上呈现清晰、倒立、 的实像;这是生活中 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的工作原理;
(3)实验进行一段时间后,发现原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方如图乙所示位置;能让像重新回到光屏中心的操作是 (填字母序号)。
A.光屏下调
B.蜡烛上调
C.透镜上调
(4)实验后老师在课上总结:当物距为一倍焦距时不成像。但小陈在实验中却发现,当光源放置于一倍焦距处,还是会有模糊的像成在光屏上,于是在课上提出了自己的疑惑,造成该现象的原因可能是: 。
56.小刚同学利用凸透镜、光具座、“F”形电光源、光屏等器材“探究凸透镜成像规律”。实验装置如图1所示。
(1)小刚同学测量凸透镜焦距的实验装置如图1甲所示,则此凸透镜的焦距为 cm;
(2)组装器材时,小刚同学将“F”形电光源、凸透镜和光屏依次安装在光具座上后,接下来应先调节三者的中心在 ;
(3)当各器材位置如图1乙所示时,光屏上有了最清晰的像(像未画出)。此时若保持凸透镜的位置固定不动,将“F”形电光源移到光具座的35cm处时,光屏移动到 cm处,光屏上才能承接到最清晰的像,生活中 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是应用了这个成像规律制成的;
(4)在探究了凸透镜成像规律后,小刚同学联想到摄影师拍摄荷叶上的青蛙时的情景,如图2所示。拍摄时人需要保持静止不动,通过“变焦镜头”使青蛙的像变大或变小。于是利用上图中的器材探究“像的大小与焦距的关系”。
①为了完成该实验探究,除了增加刻度尺外,还需增加的器材是 ;
②该探究在多次实验中保持物距不变,移动光屏待像最清晰时,用刻度尺测出像的高度,并记录数据。如表是小刚同学多次实验记录的数据。
实验次数
1
2
3
4
5
6
焦距/cm
4
6
8
10
12
14
像高/cm
1.5
2.5
3.6
4.8
6.3
8.0
根据数据可以得出结论:上述情景中,用相机拍照时, 。
57.(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中。
照相机
①
胶卷
光圈
眼睛
晶状体和角膜
②
③
(2)如图乙所示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。
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 (选填“一倍”或“二倍”)焦距范围之内;
③通过凸透镜看到的是仪表 (选填“正立”或“倒立”)的像,像的位置与仪表的位置在凸透镜的 侧。
58.如图甲所示,是“探究凸透镜成像的规律”实验装置。
(1)实验时,调整“F”光源、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度,目的是 。
(2)固定凸透镜的位置,将“F”光源放在距离凸透镜较远处,接下来移动光屏直至出现最清晰的像,记录物距、像距和像的性质。改变物距,重复上述操作,多次实验后,将实验数据记录在下表中。分析数据可知:当物距大于凸透镜焦距时,物距减小,像距 。
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
(3)如图乙所示,无人机正在高空拍摄地面场景,此时所成的像最靠近图丙中凸透镜主光轴上的 (选填“a”“b”“c”或“d”)点。
(4)生活中常用的 应用了表中第4次实验的成像规律。
(5)当光屏上出现清晰的像时,若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“F”光源完整的像。
(6)实验中,将某同学的眼镜放在“F”光源和凸透镜之间,发现光屏上原来清晰的像变模糊。将光屏适当远离凸透镜后,光屏上再次出现清晰的像,则该同学佩戴的是 眼镜。
四.科普阅读题(共2小题)
59.阅读材料,回答问题。
相机快门
快门是控制光进入相机时间长短的装置,其中幕帘快门常用于单反相机,位于透镜与胶片之间,如图甲所示。它由前后两个幕帘组成,前帘打开快门使胶片开始曝光,后帘关闭快门结束曝光。胶片上某个位置被光照射的时间叫曝光时间,曝光时间越长,胶片上的感光物质反应越充分,照片上对应的位置就越亮。幕帘快门的工作过程大致如下:
a.初始状态如图乙所示,前帘和后帘首尾部分重叠,将胶片完全遮挡。
b.按下快门按钮,前帘先以速度v向左匀速运动,经过一段时间t,前、后帘形成宽度为L的缝隙,如图丙所示,此时,后帘才以相同的速度v向左运动。
c.缝隙从胶片右端运动到左端的过程中,光通过缝隙使胶片各个部分依次曝光。
同一相机的幕帘速度v是固定的,在不同的光照环境下,可以通过选择不同的t来改变胶片曝光时间,从而控制照片的亮度。
光照不足时,拍摄照片需使用闪光灯照明,闪光灯发光时间短(约几毫秒),发光强度高。为了使拍摄的照片亮度均匀,闪光过程需使整个胶片同时曝光。
(1)如图甲所示,胶片上所成的像是 (选填“实”或“虚”)像;为了拍出更亮的照片,应该 (选填“延长”或“缩短”)曝光时间。
(2)幕帘快门相机完成一次拍摄时,胶片左边位置的曝光时间 (选填“大于”“小于”或“等于”)右边位置的曝光时间。
(3)小明站在地面用一台幕帘快门相机拍摄汽车,胶片长度D=35mm。
①当设置t=1×10﹣3s时,L=2.5mm,则幕帘的速度v= m/s;同等条件下,拍摄与幕帘运动方向相同汽车的像比汽车静止时的像会 (填选项)一些。
A.长;
B.短;
C.亮;
D.暗。
②如果使用闪光灯,发光时间为2×10﹣3s,则曝光时间至少为 s。
60.近几年我市近视率逐年攀升,医生为乐乐同学做视力检测后,发现乐乐近视情况极为严重,若佩戴框架眼镜进行视力矫正,可能感觉不舒适,或者看远处物体太小,影响视觉体验;若佩戴隐形眼镜进行视力矫正,又有损伤角膜的风险。因此,医生向乐乐父母建议乐乐暂时先佩戴框架眼镜进行视力矫正,等乐乐18岁之后可以考虑进行飞秒手术矫正视力,并向乐乐父母讲解飞秒激光近视手术的原理。医生介绍,这种手术仅需几十秒即可完成一只眼睛的矫正(且真正持续作用在眼睛上的时间只有几个飞秒),它是利用飞秒激光在角膜层间进行两次扫描形成一枚透镜,然后通过2~4mm的微切口将透镜取出,以此切除部分角膜,达到矫正近视的效果。(所谓飞秒(fs)也叫毫微微秒,是时间长短的一种国际计量单位,为千万亿分之一秒)
(节选自“全飞秒技术:让“摘镜”更安全世界更清晰”,有删改)
(1)人眼成像情况与生活中照相机成像类似,视网膜与光学实验器材中光屏类似,外界的光通过眼睛在视网膜上成 (选填“倒立”或“正立”)的像。
(2)人的眼球中晶状体与睫状肌是由悬韧带连接的,睫状肌可以调节晶状体的厚薄程度,乐乐近视眼的成因及矫正正确的是 。
A.晶状体变厚配戴凸透镜
B.晶状体变薄配戴凸透镜
C.晶状体变厚配戴凹透镜
D.晶状体变薄配戴凹透镜
(3)通常把透镜焦距的倒数叫做透镜焦度,用φ表示,即。如果某透镜的焦距是0.5m,它的透镜焦度就是:。平时说的眼镜片的度数,就是镜片的透镜焦度乘100的值。例如,400°远视镜片的透镜焦距是0.25m(注意:凸透镜的度数是正数,凹透镜的度数是负数)。医生检测到乐乐晶状体的焦距为0.125m,则应该给乐乐佩戴的眼镜镜片度数为 。
(4)飞秒手术矫正视力是通过切除部分角膜,从而减弱眼睛对光线的偏折能力,使成像位置回到视网膜上。假设飞秒手术中一次飞秒激光作用在眼睛上的时间为3.2飞秒,等于 秒(使用科学记数法)。
2025年中考物理复习典型题—《透镜及其应用》专题
参考答案
一.选择题(共35小题)
1.如图所示,是小红自制望远镜的结构示意图,对此判断不正确的是( )
A.A镜应为物镜,B镜应为目镜
B.望远镜的目镜和物镜作用不相同
C.目镜的焦距应较长,物镜的焦距应较短
D.物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像
【分析】物镜的焦距比较长,直径要大一些,目镜的焦距比较短,直径应小一些;
望远镜的物镜相当于照相机,目镜相当于放大镜。
【解答】解:AC、物镜的焦距比较长,直径要大一些,故A镜是物镜,目镜的焦距比较短,直径应小一些,B镜是目镜,故A正确,C错误;
B、望远镜的物镜相当于照相机,目镜作用相当于放大镜,故B正确;
D、观察最远处的物体时,物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查了望远镜,属于基础题目。
2.2024年6月6日是我国第29个爱眼日,倡导“每个人都是自己健康第一责任人”。人眼的晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜,如图所示的四种情景中,能正确表示近视眼成像情况和矫正方法的是( )
A.甲和丙 B.甲和丁 C.乙和丙 D.乙和丁
【分析】(1)近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强,使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方,由此可以确定哪一个图表示了近视眼的成像情况。近视眼配戴凹透镜进行矫正。
(2)远视眼的晶状体较薄,会聚能力较弱,看近处的物体时,将像成在视网膜的后面,远视眼配戴凸透镜进行矫正。
【解答】解:近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强造成的,使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方;
由图知,甲图的入射光线会聚在视网膜的前方,所以甲图表示了近视眼的成像情况;
结合图示可知,为了使像刚好成在视网膜上,需要使入射光线发散一些,所以应佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正,则丁图能正确表示近视眼的矫正情况。
故选:B。
【点评】图示的四个图来源于课本,分别表示了远视眼和近视眼的成因与矫正的光路图。明确近视眼与远视眼的成因是解决此题的关键。
3.光线经过甲、乙两透镜后的折射光线如图所示,关于两透镜的类型,下列说法正确的是( )
A.甲是凸透镜,乙是凹透镜
B.甲是凹透镜,乙是凸透镜
C.甲、乙都是凸透镜
D.甲、乙都是凹透镜
【分析】(1)当入射光线平行于透镜的主光轴,折射光线发散时,该透镜为凹透镜。这是因为凹透镜对光线具有发散作用。
(2)当入射光线会聚,但经透镜折射后相比原来发散时,该透镜也为凹透镜。这是因为凹透镜同样具有发散光线的作用。
(3)当入射光线平行于透镜的主光轴,折射光线会聚时,该透镜为凸透镜。这是因为凸透镜对光线具有会聚作用。
(4)当入射光线发散,但经透镜折射后平行与主光轴时,该透镜同样为凸透镜。这是因为凸透镜具有会聚光线的作用。
【解答】解:光源发出的两束光经过甲透镜之后,折射光线发散了,甲应为凹透镜,而光线通过乙透镜后折射光线发散了,因此乙为凹透镜,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查透镜对光线的作用,属于基础题。
4.某放大镜由A、B两个凸透镜组成,如图甲所示。A的直径为D,B的直径为d,将它正对太阳光,把一张白纸放在它的下方,在白纸上得到了如图乙所示的两个直径均为d的圆斑。下列说法正确的是( )
A.两个透镜的焦距可能相等
B.透镜A的焦距一定大于透镜B
C.放大镜远离白纸时,两个光斑一定同时变大
D.用该放大镜观察同一物体,透镜B所成的像一定比A小
【分析】已知光学元件正对阳光,根据平行于主光轴的光线经过凸透镜后必过焦点作图即可进行分析说明。
【解答】解:ABC、由白纸上的圆斑知,阳光透过凸透镜到达圆斑,根据平行于主光轴的光线经过凸透镜后必过焦点作图,根据图D>d,故完整光路如图所示:
由图可知透镜A的焦点有两种可能,一种在白纸和透镜之间,一种在白纸的右侧,无论哪一种其焦距都比透镜B的焦距大,光学元件远离白纸时,相当于光学元件不动,白纸向右移动;由图可知,凸透镜A有两种可能,当A的焦点在透镜和白纸之间时,白纸向右移动时光斑变大,当A的焦点在白纸右侧时,白纸向右移动时光斑先变小后变大;而凸透镜B只有一种情况,光斑一直变大;所以,光学元件远离白纸时,两个光斑可能同时变大,故B正确,AC错误;
D、物距不变,透镜A的焦距比透镜B焦距大;凸透镜成实像时,透镜B成像比透镜A小;凸透镜成虚像时,焦距大的像就小,透镜B成像比透镜A的大,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查凸透镜成像规律和作图,有一定难度,关键是准确做出光路图。
5.将一张画有箭头的纸板放在圆柱形的空水瓶后一定距离处,透过空瓶观察到的箭头向右,如图甲所示。向瓶中倒入适量水后,透过水瓶观察到的箭头向左,如图乙所示。关于此现象下列说法正确的是( )
A.放大的箭头成像原理与放大镜相同
B.透过水瓶观察到的放大的箭头是虚像
C.装水后的圆柱形水瓶相当于一个凹透镜
D.改变纸板位置透过水瓶可看到箭头向右的像
【分析】由凸透镜成像的规律知,当物距在一倍焦距以内时,得到正立、放大的虚像,应用放大镜;
物体在一倍焦距到二倍焦距之间时,得到倒立、放大的实像,应用是投影仪;
物体在二倍焦距以外时,得到倒立、缩小的实像,应用是照相机。
【解答】解:
ABC、圆柱形水杯装有水的部分具有中间厚、边缘薄的特征,相当于一个凸透镜,
图中放大的箭头为倒立、放大的实像,成像原理与投影仪的工作原理相同,故ABC错误;
D、改变纸条的位置,当物距大于二倍焦距时,透过水杯可能看到倒立、缩小的像,即此时的箭头的像是向右的,故D正确。
故选:D。
【点评】水、玻璃、水晶、冰等透明物质,都可以制成凸透镜和凹透镜,虽然材料不同,对光线的作用相同,成像性质相同。
6.在探究凸透镜成像的实验中,将凸透镜固定在50cm刻度线处,当蜡烛和光屏的位置如图所示时,在光屏上得到一个清晰缩小的实像,下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距可能为10cm
B.只将蜡烛向右移动,可在光屏上得到清晰放大的像
C.将蜡烛远离凸透镜时,为了在光屏上得到清晰的像,应将光屏靠近凸透镜
D.若在凸透镜前放一个远视眼镜,则光屏应后移才得到一个清晰的像
【分析】(1)根据凸透镜成像规律,凸透镜成实像时,物距大于二倍焦距,成倒立缩小的实像,物距大于像距;
(2)(3)凸透镜成实像时,物远像近像变小;
(4)远视眼镜是凸透镜,凸透镜对光线具有会聚作用。
【解答】解:A、由图可知,此时的物距大于像距,所以成倒立缩小的实像,物距大于两倍焦距,凸透镜的焦距可能为10cm,故A正确;
B、蜡烛靠近凸透镜时,物距减小,为了在光屏上得到清晰的像,应增大像距,光屏应远离凸透镜,故B错误;
C、凸透镜成实像时,物远像近像变小,将蜡烛远离凸透镜时,为了在光屏上得到清晰的像,应将光屏靠近凸透镜,故C正确;
D、远视镜片是凸透镜,对光具有会聚作用,在凸透镜前放上一个远视眼镜,光线提前会聚,将会使所成的像靠近凸透镜,因此,要想重新得到一个清晰的像,光屏应靠近透镜移动,故D错误。
故选:C。
【点评】本题是探究凸透镜成像规律实验,主要考查了成像规律的应用。
7.小宇同学的奶奶年龄大了,总看不清手机屏幕,需要把手机拿得远远的才能勉强看清。细心的小宇在网上帮奶奶购买了一个手机屏幕放大器(图甲)。将手机放在支架处,透过透明的屏幕放大器即可看到手机屏幕放大的像,图乙为其观看效果。下列分析正确的是( )
A.屏幕放大器与投影仪成像原理相同
B.手机应在屏幕放大器的一倍焦距以内
C.透过屏幕放大器看到的像是实像
D.小宝奶奶戴近凹透镜即可看清近处物体
【分析】放大镜的成像特点:物距在一倍焦距内时,凸透镜成放大正立的虚像;近视眼的晶状体较厚,会聚能力较强,看远处的物体时,将像成在视网膜的前面,需戴凹透镜矫正;远视眼的晶状体较薄,会聚能力较弱,看近处的物体时,将像成在视网膜的后面,需戴凸透镜矫正。
【解答】解:
ABC、手机屏幕放大器的实质是一个凸透镜,把手机屏幕放在凸透镜的一倍焦距之内,成正立放大的虚像,则屏幕放大器与放大镜成像原理相同,故AC错误,B正确;
D、小宝同学的奶奶年龄大了,总看不清手机屏幕,需要把手机拿得远远的才能勉强看清,这说明小宝的奶奶是远视眼,需要戴远视镜才能看清近处的物体,远视眼镜是凸透镜,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了凸透镜成正立放大的虚像的特点和规律,难度不大。
8.购物支付已进入“刷脸”时代,如图所示,消费者结账时只需面对摄像头,经系统自动拍照、扫描等,确认相关信息后,即可迅速完成交易。下列有关说法正确的是( )
A.光经过摄像头成像利用的是光的反射
B.镜头相当于一个凹透镜
C.“刷脸”时,面部应位于摄像头两倍焦距之外
D.“刷脸”时,面部经摄像头成正立缩小的实像
【分析】(1)凸透镜成像的原理是光的折射;
(2)摄像头是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理制成的,当u>2f时,凸透镜才成倒立、缩小的实像。
【解答】解:AB.摄像头相当于一个凸透镜,光经过摄像头成像利用的是光的折射,故AB错误;
CD.“刷脸”时,面部应位于摄像头两倍焦距之外,光通过摄像头成倒立、缩小的实像,与照相机的成像规律相同;故C正确,D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了凸透镜的成像特点和应用,要掌握凸透镜成像的规律,搞清每种情况下的应用,在学习过程中要善于总结、寻找规律,学着将所学知识与生活实际联系起来。
9.购物支付已进入“刷脸”时代,如图所示,只需站在距摄像头40~60cm的距离处,经系统自动拍照、扫描等,确认相关信息后,即可迅速完成交易。下列有关说法错误的是( )
A.光经过摄像头成像利用的是光的折射
B.镜头的焦距小于20cm
C.刷脸支付时,人脸通过镜头成倒立、缩小的虚像
D.“刷脸”时,面部应位于摄像头2倍焦距以外
【分析】(1)凸透镜成像的原理是光的折射;
(2)摄像头是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理制成的,当u>2f时,凸透镜才成倒立、缩小的实像。
【解答】解:A、摄像头相当于一个凸透镜,光经过摄像头成像利用的是光的折射,故A正确;
BCD、当u>2f时,成倒立、缩小的实像,所以,“刷脸”时,面部应位于摄像头两倍焦距之外;物距为40﹣60cm,则焦距要小于20cm,故BD正确,C错误。
故选:C。
【点评】本题考查了凸透镜的成像特点和应用,要掌握凸透镜成像的规律,搞清每种情况下的应用。在学习过程中要善于总结、寻找规律,学着将所学知识与生活实际联系起来。
10.如图所示,小明将凸透镜(f=10cm)固定在光具座40cm的位置,探究凸透镜的成像规律。下列说法错误的是( )
A.将蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,像逐渐变小
B.当光屏上成清晰像时,拿开光屏,眼睛在一定范围内仍能看到像
C.将蜡烛放在10cm处,移动光屏,光屏上可得到倒立缩小的清晰像
D.当光屏成清晰像时,在贴近凸透镜左侧的位置放一个远视镜片,向右移动光屏,光屏上仍能得到清晰的像
【分析】(1)根据“无论实像或虚像,物靠近焦点像变大”可判断物距变化时,像距及像的大小的变化;
(2)实像可以用光屏承接,虚像不能用光屏承接,不论实像和虚像眼睛都能直接观察。
(3)根据凸透镜成像规律中像距和物距的关系即可判断;
(4)根据凸透镜对光线有会聚作用可判断像的变化情况,进而得出光屏的移动方向。
【解答】解:A、根据“无论实像或虚像,物靠近焦点像变大”可知,蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,即蜡烛远离焦点,所成的虚像将变小,故A正确;
B、当光屏上成清晰像时,拿开光屏,此时成的是实像,眼睛在一定范围内仍能看到像,故B正确;
C、当蜡烛放在10cm处,物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,故C正确;
D、若在蜡烛和透镜间放一凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,此时所成的像将靠近透镜,所以应向左移动光屏,光屏上仍能得到清晰的像,故D错误。
故选:D。
【点评】此题考查了学生对凸透镜成像规律的应用,不仅要掌握成像特点与物距、像距的关系,同时要自己做出规律性的总结,如物距变化和像距变化的大小关系。
11.2024年9月25日,中国成功向太平洋公海试射了一枚洲际弹道导弹,让全世界看见了中国的军事实力,射程经历12000km,最高时速30马赫(1马赫=340m/s),试射用的是钱学森弹道,只有起点和终点固定,整个弹道飞行轨迹变幻莫测,这种无解的末端变轨能力让全球任何国家都无法拦截(如图)。关于此次试射,下列判断正确的是( )
A.洲际导弹从起点到终点做的是匀速直线运动
B.若平均时速为20马赫,则整个试射过程经历大约0.5小时
C.洲际导弹发射升空时,以洲际导弹为参照物,地面在向上运动
D.我们目送洲际导弹升空远去的过程时,眼睛的晶状体逐渐变厚
【分析】(1)匀速直线运动是物体的速度不变,运动的路线是直线;
(2)根据速度的变形公式得到整个试射过程的时间;
(3)判断物体的运动与静止时,要看物体相对于参照物的位置是否改变;
(4)眼镜看远处物体时,晶状体变薄。
【解答】解:A、洲际导弹从起点到终点做的是变速运动,故A错误;
B、若平均时速为20马赫=20×340m/s=6800m/s,整个试射过程经历的时间t0.5s,故B正确;
C、洲际导弹发射升空时,以洲际导弹为参照物,地面在向下运动,故C错误;
D、我们目送洲际导弹升空远去的过程时,眼睛的晶状体逐渐变薄,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查运动、速度的计算、运动和静止的相对性和眼镜的知识,属于综合题。
12.如图小文同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验中获得的有关数据。下列说法中正确的是( )
A.图乙光屏上得到一个清晰的像,利用此凸透镜成像的特点制成的光学仪器是投影仪
B.图甲让平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜焦距f=10.0cm
C.图丙是通过实验得到的凸透镜成像时的像距v和物距u的关系图象,成实像时u<f
D.由图丙知当u>2f时,物体移动速度小于像移动的速度
【分析】(1)焦距等于焦点到凸透镜的光心的距离;
(2)当u>v时,成倒立缩小的实像,应用为照相机;
(3)凸透镜成实像时,u>f;
(4)当u>2f时,物距的变化大于像距的变化,物体移动速度大于像移动的速度。
【解答】解:A、由图可知,此时u>v,成倒立缩小的实像,应用为照相机,故A错误;
B、由图可知,凸透镜的焦距为u=20.0cm﹣10.0cm=10.0cm,故B正确;
C、凸透镜成像时,当u<f时,成正立放大的虚像,当u>f时,成倒立的实像,故C错误;
D、当u>2f时,物距的变化大于像距的变化,物体移动速度大于像移动的速度,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查学生对探究凸透镜成像的规律的掌握,一定要熟练掌握规律的内容,做到灵活运用,此类题在考试中经常出现,因此要求学生审题时一定要仔细、认真。
13.如图所示,用透明弹性薄膜充水可以制作水透镜,通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度。下列说法正确的是( )
A.这是一个凹透镜,注水使焦距变大
B.这是一个凹透镜,注水使焦距变小
C.这是一个凸透镜,注水使焦距变大
D.这是一个凸透镜,注水使焦距变小
【分析】同一材料制成的凸透镜,表面越凸,焦距越短,会聚能力越强。
【解答】解:用透明弹性薄膜充水可以制作水透镜,水透镜是凸透镜,通过注射器注水使焦距变小,抽水使焦距变大。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查水凸透镜注水或抽水改变凸透镜的焦距,属于基础题。
14.许多博物馆会在较为精巧的文物前放置透镜,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.文物前放置的透镜是凹透镜
B.文物到透镜距离小于一倍焦距
C.为了让像变大,透镜应靠近文物
D.透镜成像原理与望远镜物镜的原理相同
【分析】(1)根据凸透镜成像的规律之一进行解答,即:当物距小于焦距时,物体通过凸透镜成正立、放大的虚像;
(2)凸透镜成虚像时,物距变小,像变小,物距变大,像变大;
(3)望远镜的物镜成倒立、缩小的实像。
【解答】解:AB、博物馆会在较为精巧的文物前放置凸透镜,看到正立的像,故主要起放大镜作用,看到的是正立、放大的虚像,文物放在焦点之内,此时像与物体在放大镜的同一侧,故A错误,B正确;
C、凸透镜成虚像时,物距变大,像变大,因此要想使像变大应该增大透镜与文物的距离,故C错误;
D、望远镜的物镜成倒立、缩小的实像,两者的成像原理不同,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了凸透镜成像规律的应用,关键是熟记和理解成像规律,并搞清成像特点与物距之间的关系。
15.如图所示现象中,说法正确的是( )
A.如图甲,博物馆里放在精巧文物前的凸透镜对光具有发散作用
B.如图乙,街头路口的反光镜是凸面镜,生活中常用来扩大视野
C.如图丙,汽车前灯的反光装置是凹面镜,对光线有发散的作用
D.如图丁,近视眼矫正时佩戴的是凹透镜,对光线有会聚的作用
【分析】(1)凸透镜对光有会聚作用;
(2)凸面镜对光有发散作用,能扩大视野范围;
(3)凹面镜对光有会聚作用,能让热量集中于一点;
(4)近视眼是晶状体会聚能力增强,像成在视网膜的前方,应配戴凹透镜矫正,凹透镜对光有发散作用。
【解答】解:A、博物馆里放在精巧文物前的凸透镜对光具有会聚作用,故A错误;
B、街头路口的反光镜,是凸面镜,凸面镜成缩小的虚像,能扩大视野范围,故B正确;
C、汽车前灯的反光装置是凹面镜,对光线有会聚的作用,故C错误;
D、近视眼矫正时佩戴的是凹透镜,对光线有发散的作用,故D错误。
故选:B。
【点评】本题主要考查了面镜和透镜在日常生活中的应用,属于基础题型。
16.如图所示是小明完成实践性作业自制的照相机模型。纸筒A的一端蒙了一层半透明纸,纸筒B的一端嵌了一个凸透镜,两纸筒套在一起组成了一个照相机模型。为了在半透明纸上得到清晰的像,要调整半透明纸和凸透镜之间的距离。下列关于此自制照相机的说法正确的是( )
A.使用时,应把半透明纸朝着较暗的室内,凸透镜朝着明亮的室外
B.使用时,把半透明纸对着室外,眼睛应对着凸透镜向筒内观察,看像是否清晰
C.如果看远处景物时像很清晰,再看近处景物时应该把B向内推,减小半透明纸和凸透镜之间的距离
D.当在此照相机上看到远处楼房完整的像时,此时像距大于物距
【分析】(1)(2)模型照相机中在纸筒B的右端为凸透镜,纸筒A的左端的半透明纸就相当于真实照相机的底片,在半透明纸上所看到的就是凸透镜前方的景物通过凸透镜所生成的像;
(3)凸透镜成实像时:u>2f,成倒立缩小的实像,在调节上,符合物近像远像变大,像要变小,物距要增大;
(4)照相机成像时,物距大于像距。
【解答】解:AB、凸透镜成的实像,像和物体在透镜的两侧,使用时,把B端对着室外,眼睛应对着A端观察,通过调节A、B间的距离,使像成在半透明纸上,不用向筒内观察,故A正确,B错误;
C、先看远处景物时,再看近处景物时,物距变小,像距变大,应该把B向外拉,增加A、B间的距离,故C错误;
D、照相机成像时,物距大于二倍焦距,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,所以像距小于物距,故D错误。
故选:A。
【点评】照相机应用的是凸透镜成实像时:u>2f,成倒立缩小的实像;在调节上,符合物近像远像变大:像要变小,物距要增大,像距要变小。
17.某兴趣小组利用光具座、可变焦的水透镜、注射器等器材,开展了“制作可调节的眼球成像模型”跨学科实践活动。当向水透镜注水时,透镜变厚,发现光屏需向透镜靠近才能重新得到清晰的像。对于本次模拟活动,下列分析正确的是( )
A.模拟近视眼成因,需配戴凹透镜矫正
B.模拟近视眼成因,需配戴凸透镜矫正
C.模拟远视眼成因,需配戴凹透镜矫正
D.模拟远视眼成因,需配戴凸透镜矫正
【分析】注射器注入水后,水透镜凸度变大,焦距变小,对光的会聚能力变强。
【解答】解:近视眼的成因是晶状体的会聚能力变强,像呈现在视网膜的前方,故向水透镜中注水,可以模拟近视眼的成因,近视眼需要配戴凹透镜来矫正,故A正确。
故选:A。
【点评】本题考查了近视眼的成因和矫正方法,属于基础题。
18.某凸透镜的焦距为20厘米,某物体透过凸透镜,在距离透镜35厘米的光屏上成一个清晰的像。则该像是图中的( )
A. B. C. D.
【分析】根据像的性质、像距的大小判定焦距的大小,然后根据物距和焦距的关系分析成像的性质。
【解答】解:某凸透镜的焦距为20厘米,某物体透过凸透镜,在距离透镜35厘米的光屏上成一个清晰的像,则2f>u>f,成倒立放大的实像,只有A符合题意。
故选:A。
【点评】本题考查了凸透镜成像规律的应用,属于基础题。
19.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水平地面上出现图案,其内部结构如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.调小镜头与图片的距离所成的图案将变小
B.该投影灯的成像原理与照相机相同
C.不同方向都能看到图案是光在地面发生漫反射
D.在水平地面上所呈现的是正立放大的虚像
【分析】(1)凸透镜成实像时,当物距变小时,像距会变大,像也会变大;
(2)凸透镜成实像时,当物距小于像距时,成倒立放大的实像,投影仪应用了这一原理;当物距大于像距时,成倒立缩小的实像,照相机应用了这一原理;
(3)光发生漫反射时,反射光会向各个方向反射,使我们能从各个方向看到物体;
(4)凸透镜成虚像时,不能在光屏上观察到虚像。
【解答】解:A、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A错误;
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、不同方向都能看到图案是光在地面发生了漫反射,故C正确;
D、地面上能看到放大的图案,是实像,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查光的反射和凸透镜成像的规律应用,难度不大。
20.如图所示,是小红制作的一架简易的天文望远镜,选用的凸透镜焦距为5cm和50cm。她将寻星装置安装在套筒上,将望远镜固定在三角架上,用于观察月球,下列说法中不正确的是( )
A.应该将焦距为50cm的凸透镜作为物镜,焦距为5cm的凸透镜作为目镜
B.通过寻星装置寻找月球,是利用了光沿直线传播的原理
C.观察时调节套筒的长度,使物镜和目镜的距离约为55cm
D.通过望远镜看到的是月球正立、缩小的虚像
【分析】望远镜的物镜相当于照相机,成倒立缩小的实像;目镜相当于放大镜,成正立放大的虚像。结合凸透镜成像的特点可做出分析。
【解答】解:A、望远镜的物镜用来将远处的物体成像,而目镜是为了将这个像放大,所以应该将焦距为50cm的凸透镜作为物镜,焦距为5cm的凸透镜作为目镜,故A正确;
B、通过寻星装置寻找月球,是利用了光沿直线传播的原理,故B正确;
C、观察时,星星的像在二倍焦距之外,像成了焦点附近,而目镜相当于放大镜,物体应在焦点之内,所以应调节套筒的长度,使物镜和目镜的距离约为55cm,故C正确;
D、望远镜的物镜相当于照相机,成倒立缩小的实像;目镜相当于放大镜,成正立放大的虚像。通过望远镜感觉看到的像大,是因为所成像离眼睛近,又被目镜放大,所以视角大。通过两次成像后,像与物体相比,是倒立、缩小的虚像,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查了对望远镜工作原理的分析与应用,属易错题。
21.光刻机是用来生产芯片的关键设备,光刻技术的工作原理如图所示。用紫外光照射镂空掩膜,调整镂空掩膜、缩图透镜的位置,恰好能在硅片上成极小的清晰的像,从而实现集成电路的“光刻”,下列说法正确的是( )
A.缩图透镜相当于凸透镜,凸透镜可以用于矫正近视眼
B.镂空掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以内
C.镂空掩膜的像是倒立缩小的
D.镂空掩膜的像是虚像
【分析】(1)凸透镜成像的规律及其应用:
当u>2f时,成倒立、缩小的实像。照相机、摄像机就是根据这个原理制成的;
当u=2f时,成倒立、等大的实像;
当f<u<2f时,成倒立、放大的实像。幻灯机、投影仪就是根据这个原理制成的;
当u=f时,无像。经凸透镜折射后的光线是平行的,没有会聚点;
当u<f时,成正立、放大的虚像。放大镜就是根据这个原理制成的;
(2)凸透镜对光线有会聚作用,凸透镜可以矫正远视眼。
【解答】解:A、缩图透镜对光线有会聚作用,相当于凸透镜,凸透镜可以用于矫正远视眼,故A错误;
BCD、镂空掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以外,成倒立、缩小的实像,故C正确,BD错误。
故选:C。
【点评】解答此题的关键是掌握凸透镜成像的规律,搞清像距、像的大小与物距之间的关系。
22.如图所示,小明自制了一个简易投影仪,在暗室中将印有杭州亚运会吉祥物“宸宸”的透明胶片贴在白光手电筒上,并正对着焦距为10cm的凸透镜,调整手电筒、凸透镜、白墙之间的位置,在墙上得到了一个清晰放大的像,下列说法不正确的是( )
A.手电筒与凸透镜的距离应大于10cm小于20cm
B.能从不同角度看到墙上“宸宸”的像,是因为墙面上发生的是漫反射
C.凸透镜位置不变,将手电筒向左移动,要使墙上的像变清晰,可在贴近凸透镜左侧位置放一远视镜片
D.手电筒位置不变,将凸透镜向右移动适当距离,可在白墙上得到一个清晰缩小的像
【分析】(1)投影仪的成像原理:f<u<2f,成倒立、放大的实像;
(2)漫反射使我们能从不同角度看到物体;
(3)凸透镜成实像时,物距变大,像距减小,像变小;凹透镜对光线具有发散作用;
(4)根据光路具有可逆性分析。
【解答】解:A、因为凸透镜的焦距f=10cm,所以发白光的手电筒上透明胶片到凸透镜的距离应满足10cm<u<20cm,才能成倒立放大的实像,故A正确;
B、光在墙面上发生的是漫反射,反射光线向各个方向传播,能从不同角度看到墙上的像,故B正确;
C、保持凸透镜位置不变,将手电筒向左移动,物距变大,像距变小,由相当于近视眼,像成在视网膜前方,由于凹透镜对光线具有发散作用,要使墙上的像恢复清晰,可在凸透镜前放一个凹透镜;远视镜片是凸透镜,故C错误;
D、手电筒位置不变,将凸透镜向右移动适当距离,当物距和像距交换时,根据光路可逆可知,成倒立、缩小的实像,故D正确。
故选:C。
【点评】本题主要考查了凸透镜成像的规律、光的漫反射现象在生活中的应用,属于中档题。
23.如图所示,小郭同学透过同一个盛水的玻璃杯看物理课本上的字。当玻璃杯距离书本很近时,看到的字是放大的;当玻璃杯距离书本较远时,看到的字又是缩小的。根据上述现象,最合理的猜想是:透过玻璃杯看到的字的大小和( )
A.玻璃杯距离课本的远近有关
B.课本上的文字大小有关
C.玻璃杯的大小有关
D.观察的人有关
【分析】凸透镜成像时,物体到凸透镜的距离不同,所成的像是不同的。
【解答】解:一个盛水的玻璃杯中间厚,边缘薄,相当于是一个凸透镜;当玻璃杯距离课本很近时,此时物距小于焦距,成正立、放大的虚像,则看到的字是放大的;当玻璃杯距离课本较远时,此时物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,即看到的字又是缩小的,这表明像的大小与课本到玻璃杯的距离有关,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查了凸透镜成像的规律,属于基础知识,要熟记凸透镜成像的特点。
24.夜晚漫步在城市街道,地面上的广告投影引人注目,其内部结构如图所示,下列说法不正确的是( )
A.该投影灯的原理与幻灯机相同
B.广告片到镜头的距离应在一倍焦距到二倍焦距之间
C.若使广告投射灯成更大清晰的像,只需将广告片向凸透镜方向移动
D.该广告投影所成的是倒立放大的实像
【分析】(1)物体到凸透镜的距离在一倍焦距和两倍焦距之间,成倒立、放大的实像;投影仪和幻灯机就是利用该原理制成的。
(2)广告片到镜头的距离在一倍焦距和两倍焦距之间。
(3)物体成实像时,物距越小,像越大,像距越大。
【解答】解:ABD、该投影仪成的是放大的实像,则广告片到镜头的距离在一倍焦距和两倍焦距之间,该投影灯的成像原理与投影仪相同;照相机的成像原理是物距大于两倍焦距,成倒立、缩小的实像,故ABD错误;
C、要在地面上得到更清晰、更大的广告图标像,根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律,可适当减小镜头到广告片的距离,增大投影灯离地面的距离,故C正确。
故选:C。
【点评】本题考查的是凸透镜的成像规律;知道凸透镜成放大实像的条件;知道照相机和投影仪的应用。
25.圆柱形的玻璃瓶,里面装水。把一支笔水平放在玻璃瓶的一侧,透过玻璃瓶可以看到这支笔,将笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动,下列哪个不是观察到的像( )
A. B.
C. D.
【分析】由凸透镜成像的规律知,当物距在一倍焦距以内时,得到正立、放大的虚像;物体在一倍焦距到二倍焦距之间时,得到倒立、放大的实像;物体在二倍焦距以外时,得到倒立、缩小的实像;
凸透镜成实像时,物距变大,像距变小,像变小。
【解答】解:装满水的玻璃瓶相当于一个凸透镜;
当笔尖离玻璃瓶较近时,玻璃瓶相当于放大镜,成正立放大的虚像;当笔尖离玻璃瓶较远时(物距大于焦距),成倒立的实像,所以先成虚像,后成实像,实像是倒立的,所以到达某一位置时,笔尖会改变方向,如图A,凸透镜成实像时,物距变大,像距变小,像变小,所以将笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动,看到的像一直在变小,如图BC;D图与原图相比是正立等大的,凸透镜不能成正立等大的像,故D符合题意。
故选:D。
【点评】此题主要考查凸透镜成像规律的应用,此实验最好亲自做一下比较好。
26.在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,当F光源、凸透镜和光屏的位置如图所示时,F光源在光屏上恰好成一清晰的像。下列说法正确的是( )
A.生活中利用该成像原理制成了投影仪
B.该凸透镜的焦距满足:20cm<f<30cm
C.保持F光源和光屏的位置不变,向左移动凸透镜,能在光屏上得到一个倒立、缩小的实像
D.保持F光源和光屏的位置不变,改用焦距为10cm的透镜实验,想在光屏上得到缩小的像,透镜应放在原位置的右侧
【分析】(1)凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立缩小的实像,是照相机的原理;
(2)当u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机和摄像机,据此列不等式求得该凸透镜的焦距;
(3)2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f,应用于幻灯机和投影仪;
(4)凸透镜的焦距越小,对光的偏折能力越强,据此分析。
【解答】解:A、如图可知,物距大于像距,光屏上成倒立、缩小的实像,是照相机的原理,故A错误;
B、如图可知,u=30cm>2f,2f>v=20cm>f,解得10cm<f<15cm,故B错误;
C、保持F光源和光屏的位置不变,向左移动凸透镜,当2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f,故C错误;
D、改用焦距为10cm的透镜乙继续实验。若不改变凸透镜的位置,像会成在光屏的前方,如果不改变发光体和光屏的位置,要使得像重新成在光屏上,则需减小像距(同时增大了物距),所以,想在光屏上得到缩小的实像,透镜应该放在原位置的右侧,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了凸透镜成像规律的应用,要求学生会用学过的知识分析日常生活中的相关现象,平时多注意观察,将知识活学活用。
27.将如图所示的纸片放在装有水的圆柱形玻璃杯后方,改变纸片到玻璃杯的距离,透过玻璃杯平视观察,不可能出现的是( )
A. B.
C. D.
【分析】圆柱形玻璃杯中注入水相当于凸透镜(左右两边薄、上下厚度一样),根据在不同情况下凸透镜成像的特点,可对选项中的图像进行逐一判断。
【解答】解:圆柱形玻璃杯中注入水相当于凸透镜,玻璃杯后白纸上的水平箭头为物体;
A、图中的像相对于物体是倒立、缩小的,当物体在凸透镜的二倍焦距以外时可以成倒立、缩小的实像,故A有可能;
B、图中的像相对于物体是倒立、放大的,物体在大于一倍焦距小于二倍焦距时可以成倒立、放大的实像,故B有可能;
C、图中的像相对于物体是正立放大的,当物体在凸透镜的焦距之内时可以成正立、放大的虚像,故C有可能;
D、图中的像是正立、变粗的像,由于玻璃杯上下的形状是相同的,故像在上下方向的大小是不变的,故D不可能;
故选:D。
【点评】本题考查凸透镜的成像规律,关键是搞清物距,并记熟成像特点与物距之间的关系。
28.当蜡烛、透镜和光屏放置在如图位置时,烛焰在光屏上成清晰的像。下列说法正确的是( )
A.光屏上成倒立、放大的实像
B.该透镜的焦距可能是8cm
C.将蜡烛移到30.0cm刻度线处,光屏移到90.0cm刻度线处,光屏上可以再次成清晰的像
D.保持蜡烛和透镜的位置不变,换用焦距更长的透镜,要在光屏上呈现清晰的像,需将光屏向左移动
【分析】(1)物距大于像距,成清晰的倒立、缩小的实像;
(2)由图可知,物距大于像距,且u>2f,f<v<2f,据此得出焦距的范围;
(3)根据光路的可逆性分析;
(4)保持蜡烛和透镜不动,换用焦距更长的透镜,凸透镜折光能力变弱,光线延迟会聚。
【解答】解:A、由题图可知,物距大于像距,根据凸透镜成像规律可知,此时光屏上成清晰的倒立、缩小的实像,故A错误;
B、由图可知,物距大于像距,物距u=50.0cm﹣10.0cm=40.0cm>2f,像距f<v=70.0cm﹣50.0cm=20.0cm<2f,可得10.0cm<f<20.0cm,故B错误;
C、将蜡烛移到30.0cm刻度线处,光屏移到90.0cm刻度线处,像距与物距与图中情况恰好相反,根据光路的可逆性可知,光屏会成倒立、放大的实像,故C正确;
D、保持蜡烛和透镜不动,换用焦距更长的透镜,凸透镜折光能力变弱,光线延迟会聚,故要在光屏上呈现清晰的像,需将光屏向右移动,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用,有一定难度。
29.某同学把眼镜放在台灯下,看到眼镜镜片后面的区域比眼镜周围暗,如图所示。有关眼镜镜片说法正确的是( )
A.镜片是凸透镜 B.镜片是凹面镜
C.对光线有发散作用 D.对光线有会聚作用
【分析】(1)边缘薄、中间厚的凸透镜,边缘厚、中间薄的凹透镜;
(2)对光起会聚作用的是凸透镜,对光起发散作用的是凹透镜。
【解答】解:把眼镜放在台灯下,看到眼镜镜片后面的区域比眼镜周围暗,说明该眼镜镜片对光线具有发散作用,因此是凹透镜。故选项ABD错误、C正确。
故选:C。
【点评】此题考查我们对于凹透镜对光线有发散作用特点的了解,是一道基础题。
30.如图,早期照相馆里摄影师取景时看到的像是倒立的。几位同学对此现象展开了讨论:①将照相机向上移,可以看到两位照相人的全身像
②人像要变小,应增大相机镜头和照相的人之间的距离
③要使人像更亮,必须在两位照相的人身后进行“补光”
④现在的相机利用光学或电子技术,把倒立的像转变成正立的,便于观察
其中正确的是( )
A.①② B.②③ C.②④ D.①④
【分析】(1)凸透镜成像规律及其应用之一,当u>2f,成倒立缩小实像,应用于照相机,物体离凸透镜越近,物体经凸透镜所成的像越大,像离凸透镜越远。
(2)补光可以使照片的光亮更亮一些;
(3)现在的相机利用光学或电子技术,把倒立的像转变成正立的。
【解答】解:①②若要照全身像,是要把成的像变小点,则应使像变小,要使像变小,则必须使物距变大所以应增大相机和两位照相人之间的距离,物距增大后,像距跟着变小,应减小相机镜头和胶片之间的距离,故①错误、②正确;
③“补光”可以使照片更亮,但若要在两位照相的人身后进行“补光”,则像的背景更亮,而不是人像更亮,故③错误;
④现在的相机利用光学或电子技术,把倒立的像转变成正立的,便于观察,故④正确;
故选:C。
【点评】本题主要考查对照相机成像原理的掌握,属于基础题。
31.如图所示是某同学用焦距为10cm的凸透镜自制的照相机模型,以下说法正确的是( )
A.凸透镜对光起发散作用
B.为了使景物在薄膜上成缩小的像,应使景物和镜头间的距离大于20cm
C.如果想让景物的像变大一些,他应该将景物远离照相机模型
D.若用凹透镜代替凸透镜,也能在薄膜上得到缩小的像
【分析】(1)凸透镜对光线有会聚作用;
(2)照相机利用了物距在大于二倍焦距时,凸透镜能成倒立缩小的像的规律;
(3)凸透镜在成实像时,物距变化,像距也变化,像的大小也跟着变化,具体规律为:“物近像远像变大”;
(4)凹透镜对光线有发散作用。
【解答】解:A、照相机的镜头是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,故A错误;
B、如果模型照相机镜头的焦距是10cm,则物距大于二倍焦距,即大于20cm,景物在薄膜上成倒立缩小的实像,故B正确;
C、如果想让景物的像变大一些,凸透镜在成实像时,“物近像远像变大”,即他应该将景物靠近照相机模型,故C错误;
D、若用凹透镜代替凸透镜,凹透镜对光线有发散作用,则不能在薄膜上得到缩小的像,故D错误。
故选:B。
【点评】凸透镜成像的应用,以及凸透镜成实像时,物距、像距、像之间的关系,是凸透镜成像习题的重要依据,一定要熟练掌握。
32.某同学利用水凸透镜(注射器和弹性膜制成的凸透镜)、蜡烛、光屏、光具座等器材进行探究,此时光屏上能成清晰的像(图中未画出),如图所示。下列说法正确的是( )
A.用注射器向水凸透镜中注入水后,水凸透镜的焦距变大
B.蜡烛和凸透镜位置不变,向水透镜中注水,光屏向左移动才能再次得到清晰的像
C.若一只甲虫落在凸透镜的正中央,则光屏上所成的像不完整
D.向水透镜中注水,观察成像特点的变化,可以模拟近视眼的矫正
【分析】(1)注射器注入水后,凸透镜的焦距会变小,会聚能力变强;
(2)物体有无数点组成,物体上任一点射向凸透镜有无数条光线,经凸透镜折射后,有无数条折射光线会聚成该点的像。当遮住凸透镜的一部分,还有另外的部分光线,经凸透镜折射会聚成像;
(3)近视眼的成因是像呈现在视网膜的前方。
【解答】解:A、用注射器向水透镜中注入水后,凸透镜变厚,焦距会变小,故A错误;
B、蜡烛和凸透镜位置不变、向水透镜中注水,凸透镜焦距变小,会聚能力变强,像成在了光屏的前面,光屏要向左移动才能再次得到清晰的像,故B正确;
C、一只甲虫落在凸透镜的正中央,遮住凸透镜的一部分,还有另外的部分光线,经凸透镜折射会聚成像,所以所成的像依然完整,故C错误;
D、近视眼的成因是晶状体的会聚能力变强,像呈现在视网膜的前方,故向水透镜中注水,可以模拟近视眼的成因,不能模拟近视眼的矫正,故D错误。
故选:B。
【点评】本题首先确定凸透镜的焦距,然后根据凸透镜成像的几种情况进行判断,要熟练掌握成像特点与物距、像距之间的关系及其应用。
33.如图是某款广告投影灯及其内部结构示意图,它主要由光源、广告片和凸透镜组成。下列说法正确的是( )
A.广告投影灯的成像原理与照相机相同
B.广告片到凸透镜的距离应在一倍焦距以内
C.要从不同角度看到广告图标,应投向光滑地面
D.要得到更大的广告图标,广告投影灯应远离地面
【分析】(1)物体到凸透镜的距离在一倍焦距和两倍焦距之间,成倒立、放大的实像;投影仪和幻灯机就是利用该原理制成的。
(2)广告片到镜头的距离在一倍焦距和两倍焦距之间。
(3)为了从不同角度看到地面上的广告图标,应选择粗糙的地面,让光发生漫反射。
(4)物体成实像时,物距越小,像越大,像距越大。
【解答】解:AB、该投影仪成的是放大的实像,则广告片到镜头的距离在一倍焦距和两倍焦距之间,该投影灯的成像原理与投影仪相同;照相机的成像原理是物距大于两倍焦距,成倒立、缩小的实像,故AB错误;
C、为了从不同角度看到地面上的广告图标,光照在地面上需要发生漫反射,因此应该选择粗糙的地面,故C错误;
D、要在地面上得到更清晰、更大的广告图标像,根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律,可适当减小镜头到广告片的距离,增大投影灯离地面的距离,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查的是凸透镜的成像规律;知道凸透镜成放大实像的条件;知道照相机和投影仪的应用。
34.《淮南万毕术》记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生”,其描述的现象如图所示。下列解释不正确的是( )
A.“削冰令圆”指的是把冰削成凸透镜
B.“举以向日”指的是冰透镜正对太阳光
C.“以艾承其影”中的“影”指太阳的像
D.“则火生”是因为冰透镜能会聚光线
【分析】凸透镜对光线具有会聚作用、凹透镜对光线具有发散作用,据此分析判断。
【解答】解:古人将冰磨成一种冰透镜,该透镜中间厚、边缘薄,属于凸透镜,凸透镜对光线具有会聚作用,能使光线发生折射;冰透镜正对太阳光,能使太阳光会聚焦点,“以艾承其影”中的“影”指冰透镜的焦点,从而能点燃艾草取火,故C错误、ABD正确。
故选:C。
【点评】本题考查了凸透镜对光线的作用,属于基础知识。
35.炎炎夏日,汽车停在露天车场,若把装满水的矿泉水瓶留在车内易引起火灾如图所示,关于这个现象,下列说法正确的是( )
A.矿泉水瓶对光有发散作用
B.矿泉水瓶的作用相当于一个凸透镜
C.发生该现象的原理是光的反射
D.矿泉水瓶压扁后焦距不会改变
【分析】(1)中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜,凸透镜对光线起会聚作用。
(2)凸透镜的焦点到光心的距离为焦距。
【解答】解:ABC、盛满水的矿泉水瓶符合中间厚、边缘薄的特点,因此盛满水的矿泉水瓶相当于凸透镜,对光线有会聚作用,这是光的折射现象,可以将射来的太阳光会聚在一点上,会聚点的温度比较高,可能会引起火灾,故B正确、AC错误;
D、盛满水的矿泉水相当于凸透镜,矿泉水瓶压扁后,凸透镜的焦点到光心的距离变小,即焦距将变小,故D错误;
故选:B。
【点评】此题考查我们对于凸透镜和凸透镜会聚光线特点的了解,我们要能够根据凸透镜的定义分析出生活中的凸透镜。
二.填空题(共17小题)
36.小明取两个焦距不同的凸透镜来制作一个简易天文望远镜。其中,A透镜焦距较大,B透镜焦距较小。
(1)如图甲所示,选择两个刚好可以套在一起的圆筒,分别把物镜和目镜固定在圆筒的两端,目镜应选 凸 透镜;
(2)镜筒的长度,大约为 物镜的一倍焦距长 ,因为物镜的成像点是在目镜的焦点附近;
(3)该望远镜成像原理如图乙所示,物镜成像特点与 照相机 成像原理相同;目镜成像特点与 放大镜 成像原理相同。(以上两空选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)
【分析】(1)目镜应选凸透镜;
(2)镜筒的长度,大约为物镜的一倍焦距长;
(3)该望远镜成像原理如图乙所示,物镜成像特点为倒立、缩小的实像,目镜成像特点为正立、放大的虚像,据此分析。
【解答】解:(1)如图甲所示,选择两个刚好可以套在一起的圆筒,分别把物镜和目镜固定在圆筒的两端,目镜应选凸透镜;
(2)镜筒的长度,大约为物镜的一倍焦距长,因为物镜的成像点是在目镜的焦点附近;
(3)该望远镜成像原理如图乙所示,物镜成像特点为倒立、缩小的实像,与照相机成像原理相同;目镜成像特点为正立、放大的虚像,与放大镜成像原理相同。
故答案为:(1)凸;(2)物镜的一倍焦距长;(3)照相机;放大镜。
【点评】本题考查凸透镜成像的有关知识,是一道基础题。
37.随着科技的发展,购物支付已进入“刷脸”时代,消费者结账时只需面对摄像头,即可迅速完成交易,如图所示,摄像头的镜片是一个 凸 (选填“凹”或“凸”)透镜。老年人到了一定年龄时,看近处的东西模糊,称之为老花眼,所成的像在视网膜 后 (选填“前”或“后”)方,可佩戴 凸 (选填“凹”或“凸”)透镜制成的眼镜进行矫正。
【分析】根据凸透镜成像规律及其应用之一,当u>2f时,成倒立缩小实像,应用于照相机和摄像头;
远视眼的晶状体较薄,会聚能力较弱,远视眼是像成在了视网膜的后方,用凸透镜矫正。
【解答】解:摄像头的镜片相当于一个凸透镜,当物体位于其二倍焦距以外时,物体在凸透镜中成倒立缩小的实像。
老花眼是由于晶状体的调节能力减弱,导致看近处的物体时,光线不能准确聚焦在视网膜上,所成的像在视网膜的后方,凸透镜对光有会聚作用,能使光线提前会聚,所以应利用凸透镜矫正。
故答案为:凸;后;凸。
【点评】本题考查了远视眼的成因及矫正和摄像头的原理,属于基础题。
38.如图所示,这是在第十五届中国国际航空航天博览会上亮相的“机器狼”,其头部的摄像头能为“机器狼”提供感知外界的“视觉”。头部的摄像头相当于一个 凸 透镜,“机器狼”前方的物体经摄像头成倒立、 缩小 (选填“放大”或“缩小”)的实像。
【分析】凸透镜成像规律及其应用之一:当u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机和摄像机。
【解答】解:“机器狼”头部的摄像头相当于一个凸透镜,“机器狼”前方的物体位于二倍焦距之外,通过摄像头成倒立、缩小的实像。
故答案为:凸;缩小。
【点评】本题考查了凸透镜的成像特点和应用,要掌握凸透镜成像的规律,搞清每种情况下的应用。在学习过程中要善于总结、寻找规律,学着将所学知识与生活实际联系起来。
39.现在很多学生不注意用眼保健,以至近视眼越来越多,表示近视眼成像的光路图是图 甲 (选填“甲”或“乙”),可选用图中的 丙 (选填“丙”或“丁”)透镜放在眼前进行矫正。
【分析】近视眼的成因是只能看清近处的物体,看不清远处的物体,晶状体太厚,折光能力太强,或者眼球在前后方向上太长,因此来自远处点的光会聚在视网膜前;对近视眼的矫正可通过凹透镜对光线的发散作用进行纠正。
【解答】解:近视眼形成的原因是:晶状体变厚,焦距变短,对光的折射能力变强,像成在视网膜的前方,甲图能反映近视眼的成因,凹透镜对光线的发散作用,可以使像远离晶状体,成在视网膜上,矫正近视眼,图中丙图是凹透镜。
故答案为:甲;丙。
【点评】本题主要考查了眼睛及其视物原理与近视眼的成因及矫正方法。
40.2024年,某款警用巡逻机器人在郑州街头正式上岗。当机器人发现违章或不当行为时,会迅速拍照留存证据,同时呼叫指挥中心及时进行处理。机器人拍照时,物体通过摄像头所成的像是倒立、 缩小 的实像,当机器人想拍摄一幅更大的照片,且不改变物距时,可以让摄像头的焦距变得 大 (选填“大”或“小”)一些。
【分析】当u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机和摄像机,当物距大于焦距时,凸透镜成实像;凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小。
【解答】解:摄像头是利用凸透镜成倒立、缩小、实像的原理制成的;
若想让像变大,像距必须变大,即让光线延迟成像,凸透镜的会聚能力变弱,所以焦距应该变大。
故答案为:缩小;大。
【点评】凸透镜成像的应用,以及凸透镜成实像时,物距、像距、像之间的关系,是凸透镜成像习题的重要依据,一定要熟练掌握。
41.如图所示是投影仪成像示意图。其中凸透镜的作用是成 放大 (填“等大”、“缩小”或“放大”)、倒立的实像,平面镜的作用是改变光路。如果图中h=40cm,则凸透镜焦距不可能小于 20 cm。
【分析】凸透镜成像规律及其应用之一:
当f<u<2f时,成倒立、放大的实像。投影仪就是根据这个原理制成的,然后根据成像特点和物距判断凸透镜的焦距。
【解答】解:投影仪就是根据凸透镜成放大、倒立实像的原理制成的。所以凸透镜的作用就是成放大、倒立的实像。
由凸透镜成像规律得,f<40cm<2f,所以20cm<f<40cm。
故答案为:放大;20。
【点评】此题主要考查了投影仪的制作原理及成像特点,知道投影、幻灯都是利用物距处于1倍、2倍焦距之间时成放大、倒立实像的原理制成的。
42.某同学自制了一个水透镜来模拟眼睛的成像情况,此时光屏上成了一个倒立缩小的实像(如图),若将蜡烛远离水透镜,保持水透镜和光屏的距离不变,要使像仍旧成在光屏上,可以向水透镜 抽水 (选填“注水”或“抽水”),或在蜡烛与水透镜之间放上 凹 透镜。
【分析】(1)根据凸透镜成实像时,物远像近像变小;凸透镜凸度越小,对光的会聚能力越弱;
(2)凹透镜对光线具有发散作用。
【解答】解:若将蜡烛远离水透镜,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,此时像成在光屏的左侧;若保持水透镜和光屏的距离不变,要使像仍旧成在光屏上,可以向水透抽水,抽水后水透镜的凸度变小,对光的会聚能力变弱,会将光线推迟会聚成像;
或在蜡烛与水透镜之间放上凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用,会将光线推迟会聚成像。
故答案为:抽水;凹。
【点评】此题考查凸透镜成像的规律。掌握凸透镜成像的特点是解题关键。
43.许多博物馆会在较为精巧的文物前放置凸透镜(如图甲),便于更好观察文物,凸透镜成像时的简图如图乙所示,F点为凸透镜的焦点,则文物应该放置在 a (选填“a”、“b”、“c”或“d”)点。若将文物放在d点,成 倒立、缩小的实 像。
【分析】凸透镜成像的三种情况和应用:
u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机,
2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪,
u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜,
【解答】解:便于更好观察文物,将凸透镜作为放大镜使用,u<f,成正立、放大的虚像,则文物应该放置在小于焦距的a点位置;
若将文物放在d点,此时u>2f,成倒立、缩小的实像。
故答案为:a;倒立、缩小的实。
【点评】凸透镜成像的应用,以及凸透镜成实像时,物距、像距、像之间的关系,是凸透镜成像习题的重要依据,一定要熟练掌握。
44.校园安全,关乎你我。如图所示是一款学校安装的“一键报警柱”,按下按钮就可通过摄像头进行面对面视频通话,实现校园安全紧急事件的快速预警。该摄像头在夜间无光的情况下也能拍摄周围人的活动,夜间能拍摄到人体是因为人体能发出 红外线 (选填“红外线”或“紫外线”)。“报警”时,面部经摄像头成 倒立 (选填“倒立”或“正立”)的像。
【分析】人体向外辐射红外线,测温枪接收红外线来感知温度;
照相机成倒立、缩小的实像。
【解答】解:摄像头与照相机成像原理相同,夜间拍摄到人体是因为人体能发出红外线“报警”时,面部经摄像头成倒立、缩小的实像。
故答案为:红外线;倒立。
【点评】本题考查了红外线的应用和凸透镜的成像规律,属于基础题。
45.如图所示,工匠师维护精密仪表时,常戴一个凸透镜,便于观察仪表的细微之处。
(1)凸透镜对光有 会聚 作用;
(2)凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的 一倍焦距(或u<f) 范围之内;
(3)透过凸透镜看到仪表的像,其像的性质是 正立、放大、虚像 (包括“正立”或“倒立”、“放大”或“缩小”以及“实像”或者“虚像”),像与仪表位于凸透镜的 同侧 (选填“同侧”或“异侧”)。
【分析】凸透镜对光线有会聚作用;凸透镜物距在一倍焦距以内,成正立、放大的虚像,物与像同侧。
【解答】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)凸透镜对光线有会聚作用。
(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、放大的虚像,像的位置与仪表的位置在凸透镜的同侧。
故答案为:(1)会聚;(2)一倍焦距(或u<f);(3)正立、放大、虚像;同侧。
【点评】凸透镜成像的应用,以及凸透镜成实像时,物距、像距、像之间的关系,是凸透镜成像习题的重要依据,一定要熟练掌握。
46.普通汽车的倒车雷达使用的是FUS﹣40E声波来探测障碍物,这运用了声音能够传递 信息 (选填“信息”或“能量”)。而无人驾驶汽车(如图)通过车载激光雷达摄像头来探测,障碍物通过摄像头所成的像是 实像 (选填“实像”或“虚像”)。
【分析】(1)声音可以传递信息和能量;
(2)摄像头是利用照相机的原理工作的,成倒立、缩小的实像。
【解答】解:(1)普通汽车的倒车雷达使用的是FUS﹣40E声波来探测障碍物,这运用了声音能够传递信息;
(2)摄像头是利用照相机的原理工作的,障碍物通过摄像头所成的像是倒立、缩小的实像。
故答案为:信息;实像。
【点评】本题考查了声音的利用和凸透镜成像的规律,属于基础题。
47.如图,小聪把焦距较长的凸透镜放在前面,焦距较短的凸透镜放在后面,正在模拟 望远镜 (选填“望远镜”或“显微镜”)的使用,其中,目镜的使用相当于 放大镜 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”);制作望远镜时,在选择两块凸透镜时,除了满足焦距的要求,物镜的直径比目镜的直径要 大一些 (选填“大一些”或“小一些”)。
【分析】(1)两组凸透镜组成的望远镜,首先通过物镜成物体倒立缩小的实像,这与照相机的成像原理相似;然后通过目镜成正立放大的虚像,这与放大镜的成像原理相似;
(2)望远镜是由两组透镜组成,应选择焦距较长、直径较大的凸透镜作为物镜。
【解答】解:望远镜物镜使物体成一倒立、缩小的实像,然后再用目镜把这个实像放大,这就是望远镜的原理,由图可知,小聪正在模拟的就是望远镜的使用;目镜的作用相当于放大镜;
制作望远镜时,在选择两块凸透镜时,除了满足焦距的要求,应选择焦距较长、直径较大的凸透镜作为物镜。
故答案为:望远镜;放大镜;大一些。
【点评】本题考查了两组凸透镜组成的望远镜,物镜和目镜的成像特点,属于光学基础知识。
48.2024年的夏天,有报道称山东烟台有一桶装大豆食用油在太阳直晒下聚光点燃旁边的纸箱,幸亏发现及时,否则后果不堪设想。请从物理学的角度回答下列问题。
(1)这桶油对太阳光作用相当于 凸透镜 (选填“凸透镜”或“凹透镜”)。
(2)为了避免类似的情况再次发生,请提出两条“不同类别”的合理建议。
第一条: 选用不透明的容器来装食用油 ;
第二条: 将食用油存放在阴凉、通风且远离易燃物的地方 。
【分析】凸透镜的特点是中间厚边缘薄,对光有会聚作用。
【解答】解:(1)由题知,油桶具有中间厚、边缘薄的特点,从而构建凸透镜模型;
(2)选用不透明的容器来装食用油;将食用油存放在阴凉、通风且远离易燃物的地方。
故答案为:(1)凸透镜;(2)选用不透明的容器来装食用油;将食用油存放在阴凉、通风且远离易燃物的地方。
【点评】本题主要考查了利用模型法的思维方式来进行分析,要注意抓住事物的主要因素,忽略次要因素,此题主要考查凸透镜的应用。
49.如图所示,小明制作了一个照相机模型,透镜的焦距为10cm。使用时,应在 半透明纸 (选填“透镜”或“半透明纸”)的一侧观察像,调节纸筒A、B,成清晰像时,像是 倒 (选填“正”或“倒”)立的,L的长度大于 10 cm。
【分析】利用凸透镜成像规律分析。
【解答】解:照相机成像是利用凸透镜成倒立、缩小的实像原理,实像能呈现在光屏上,所以应在半透明纸(相当于光屏)的一侧观察像;照相机成的是倒立的实像,所以像是倒立的;照相机成像时,物距u>2f,像距f<u<2f。
故答案为:半透明;倒;10。
【点评】本题是有关凸透镜成像的应用,关键掌握凸透镜成像规律。
50.如图所示,小明用一个焦距为10cm的凸透镜来观察提示牌上的字,看到了放大的 虚 (选填“实”或“虚”)像,提示牌到凸透镜的距离 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)10cm。
【分析】凸透镜成像规律及其应用之一,u<f,成正立放大的虚像,应用于放大镜。
【解答】解:由图可知,物体通过凸透镜成正立、放大的虚像,此时提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于一倍焦距,即小于10cm。
故答案为:虚;小于。
【点评】本题考查了放大镜的成像原理,属于基础题。
51.香水的主要成分是易燃酒精,如图所示为三瓶香水,透明玻璃瓶盖形状各异,最不容易在阳光下引发火灾的是 C (选填“A”、“B”或“C”)瓶,生活中类似这种瓶盖的透镜是 近视 (选填“近视”或“远视”)眼镜的镜片。
【分析】凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用;
凸透镜可用于矫正远视眼,凹透镜可用于矫正近视眼。
【解答】解:如图所示,透明玻璃瓶盖形状各异,最不容易在阳光下引发火灾的是C,中间薄,边缘厚,是凹透镜,对光有发散作用,最不容易在阳光下引发火灾。
近视眼需配戴凹透镜矫正。
故答案为:C;近视。
【点评】本题考查了的凹透镜的发散作用和近视眼的矫正,属于基础题。
52.贵阳的很多街口都安装了360°高清摄像头,其镜头与成像板位置固定。这些镜头相当于一个可自动调节焦距的凸透镜,不管人走进还是走远,都能自动调节焦距以保证人与镜头的距离在2倍焦距以外,使得成像板上成倒立、 缩小 的实像,成像原理如图所示。当人走进摄像头时,镜头的焦距 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【分析】(1)当物体在透镜的2倍焦距之外时,物体经透镜能成倒立、缩小的实像;
(2)凸透镜成像的规律中,成实像时,物像异侧,物距变大,像距变小,像变小。
【解答】解:由凸透镜成像规律可知,人与镜头的距离在2倍焦距以外时,在成像板上成倒立、缩小的实像,
当人走进摄像头时,物距减小,因这些镜头相当于一个可自动调节焦距的凸透镜,为了保证人与镜头的距离在2倍焦距以外,则物体镜头的焦距应变小。
故答案为:缩小;变小。
【点评】本题考查了凸透镜成像规律的应用,要求学生会用学过的知识分析日常生活中的相关现象,平时多注意观察,将知识活学活用。
三.实验探究题(共6小题)
53.光学天文望远镜和生活中的照相机、放大镜等,都用到了凸透镜,以下是小亮实验小组在“探究凸透镜成像规律”过程中的部分步骤。
(1)实验前需要在两个透镜中选出一个,进行了如图甲所示的操作,他应该选 B (填“A”“B”)透镜进行实验;
(2)各元件所在位置如图乙所示,此时光屏上恰能成清晰的像,像的性质与生活中 照相机 (填“照相机”“投影仪”“放大镜”)的成像的性质相同;若保持凸透镜位置不变,将“F”光源适当远离凸透镜,为使光屏上再次成清晰的像,可将光屏 靠近 (填“远离”“靠近”)透镜;
(3)根据图乙中的数据,可以判断他们使用凸透镜的焦距是: B ;
A.5cm
B.10cm
C.15cm
(4)当光屏上出现清晰的像时,小明用手指尖遮挡住了凸透镜的一部分,这时光屏上 仍能 (填“仍能”“不能”)成“F”完整的像,且像比原来 暗 (填“亮”“暗”);
(5)完成对凸透镜成像规律探究后,小明对观察凸透镜成像有了更全面的认识。要看到窗外景物倒立缩小的像,需采用 左 (填“左”“右”)图的方式进行,此时他看到的是 实 (填“虚”“实”)像。
【分析】(1)凸透镜对光线具有会聚作用,凹透镜对光线具有发散作用;
(2)凸透镜成实像时,u>v时,成倒立、缩小的实像,应用为照相机;根据物远像近像变小进行分析;
(3)根据凸透镜成像规律判断透镜焦距;
(4)凸透镜被挡住一半,仍然能成完整的像,只是像变暗;
(5)要看到窗外景物倒立缩小的实像,此时u>2f,f<v<2f,据此分析。
【解答】解:(1)图A光斑的中间比较暗,图B中间出现亮斑,所以A对光线具有发散作用,是凹透镜,B对光线具有会聚作用,是凸透镜,所以要选择B透镜进行实验;
(2)由图可知,此时u>v时,成倒立、缩小的实像,应用为照相机;
若保持凸透镜位置不变,将“F”光源适当远离凸透镜,根据物远像近像变小可知,为使光屏上再次成清晰的像,可将光屏靠近透镜;
(3)由图乙可知,物距v=15.0cm,此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距,
A.5cm,此时v=3f,不符合题意;
B.10cm,此时f<v<2f,符合题意;
C.15cm,此时v=f,不符合题意,
故选:B;
(4)凸透镜成实像时,所有透过透镜的光会聚到光屏上成像,如果凸透镜被某同学用纸片挡住一半,整个物体发出的光虽有一小部分被挡住,但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像,因此,像与原来相同,还是完整的;
(5)要看到窗外景物倒立缩小的像,此时u>2f,f<v<2f,故左侧图符合;
此时成倒立、缩小的实像。
故答案为:(1)B;(2)照相机;靠近;(3)B;(4)仍能;暗;(5)左;实。
【点评】此题是探究凸透镜成像的规律,主要考查了实验过程中的要求及成像的规律和应用。
54.光明湖风景区栖息了多种鸟类,但是湖对面的鸟儿很难用肉眼观察到,小明想制作简易望远镜来观鸟。
(1)图甲是一种望远镜。
①两个凸透镜中,透镜甲是 物镜 (选填“目镜”或“物镜”);
②测量凸透镜的焦距f。如图乙所示,将凸透镜正对着太阳光,当白纸上呈现一个并非最小的光斑时,用刻度尺测出光斑到凸透镜的距离为L,稍微增大凸透镜与白纸之间距离,发现光斑变大,则f与L的大小关系是:f < L。
(2)小明找到的器材有:凸透镜若干,镜筒若干,刻度尺。使用不同规格的凸透镜作物镜来制作望远镜,并观察物体,收集到下表中的证据:
望远镜
A
B
C
目镜焦距
5cm
5cm
5cm
物镜焦距
10cm
10cm
30cm
物镜直径
3cm
5cm
5cm
成像亮度
暗
亮
亮
视角放大倍数
2倍
6倍
①分析表中信息,可得结论:相同条件下,物镜的直径越大,望远镜成像亮度越 高 ;
②由表中信息可推导出:望远镜B的视角放大倍数是 2 倍。
(3)如下为小明制定的评价量表:
自制望远镜评价量表
级别内容
优秀
合格
待改进
外观
结构牢固,镜筒调节顺畅,镜筒尺寸合适
结构比较牢固,镜筒能够调节,镜筒尺寸比较合适
结构不够牢固,镜筒不能够调节,镜筒尺寸不合适
成像效果
能观察到清晰的远景
能观察到模糊的远景
不能观察到远景
小明用望远镜B观察远处的鸟儿时,清楚看到一只后颈部呈栗黄色的金腰燕。根据评价量表对望远镜B的成像效果进行评价,级别是 优秀 。
【分析】(1)①从图甲可知,透镜甲为物镜;
②将凸透镜正对着太阳光,白纸上呈现并非最小的光斑,说明此时光斑可能在焦距前也可能在焦距后,此时光斑离镜筒的距离为L,当稍微增大凸透镜与白纸之间的距离是时,发现光斑变大,说明光斑在焦点的后面;
(2)①从表中可知,物镜的直径变大,收集到的光线越多,成像亮度和清晰度越高;
②从表中数据可知,视角的放大倍数等于物镜的焦距除以目镜的焦距;
(3)从小明用望远镜B观察远处的鸟儿时,清楚看到一只后颈部呈栗黄色的金腰燕,由此进行判断。
【解答】解:(1)①从图甲所示可知,透镜甲为物镜;
②将凸透镜正对着太阳光,白纸上呈现并非最小的光斑,说明此时光斑可能在焦距前也可能在焦距后,此时光斑离镜筒的距离为L,当稍微增大凸透镜与白纸之间的距离是时,发现光斑变大,说明光斑在焦点的后面,故此时f<L;
(2)①从表中可知,相同条件下,物镜的直径变大,望远镜成像亮度越高;
②从表中数据可知,视角放大倍数等于物镜的焦距除以目镜的焦距,望远镜B的物镜焦距为10cm,目镜焦距为5cm,故视角放大倍数为2倍;
(3)从小明用望远镜B观察远处的鸟儿时,能清楚看到一只后颈部呈栗黄色的金腰燕,所用用此望远镜B能观察到清晰的远景,故望远镜B的成像效果为优秀。
故答案为:(1)①物镜;②<;(2)①高;②2;(3)优秀。
【点评】本题考查了望远镜物镜和目镜,凸透镜焦距的测量,望远镜的视角放大倍数,对制作的望远镜成像效果评价。
55.某小组利用如图所示器材“探究凸透镜成像规律”,已知凸透镜焦距为10cm。
(1)安装器材时,首先将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,调节烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度。下列操作中更为规范的是 B (填选项前的字母);
A.将三者分散排列,然后用目测的方法调节
B.将三者靠拢,然后用目测的方法调节
(2)将蜡烛、透镜固定至图甲所示位置,此时光屏上出现一个倒立模糊的烛焰轮廓(像未画出),为了使光屏上的像变得清晰,应 左右反复 (选填“一直向左”“一直向右”或“左右反复”)移动光屏;直到观察到光屏上呈现清晰、倒立、 缩小 的实像;这是生活中 照相机 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的工作原理;
(3)实验进行一段时间后,发现原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方如图乙所示位置;能让像重新回到光屏中心的操作是 B (填字母序号)。
A.光屏下调
B.蜡烛上调
C.透镜上调
(4)实验后老师在课上总结:当物距为一倍焦距时不成像。但小陈在实验中却发现,当光源放置于一倍焦距处,还是会有模糊的像成在光屏上,于是在课上提出了自己的疑惑,造成该现象的原因可能是: 部分光源到凸透镜的距离大于一倍焦距 。
【分析】(1)为了使像成在光屏中央,应调整光源、凸透镜、光屏三者的中心在同一水平线上;
(2)为了使光屏上的像变得清晰,应左右反复移动光屏,直至光屏上出现清晰的像为止;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;
(3)根据过光心的光线传播方向不变分析回答;
(4)当光源放置于一倍焦距处,还是会有模糊的像成在光屏上,说明部分光源到凸透镜的距离大于一倍焦距。
【解答】解:(1)将三者靠拢,可以减小光源、透镜、光屏三者的距离,更便于将光源、透镜、光屏三者的中心调节到同一高度,故选:B;
(2)光屏上随即出现了一个倒立模糊的烛焰轮廓,此时像可能在光屏的前方,也可能在光屏后方,则应左右反复移动光屏,直到观察到光屏上呈现清晰的像;
由图可知,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;
(3)实验进行一段时间后,发现原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方如图乙所示位置,为了让像重新回到光屏中心,根据过光心的光线传播方向不变可知,应将蜡烛上调,故选:B;
(4)实验后老师在课上总结:当物距为一倍焦距时不成像。但小陈在实验中却发现,当光源放置于一倍焦距处,还是会有模糊的像成在光屏上,说明部分光源到凸透镜的距离大于一倍焦距。
故答案为:(1)B;(2)左右反复;缩小;照相机;(3)B;(4)部分光源到凸透镜的距离大于一倍焦距。
【点评】此题考查了凸透镜成像规律的探究及应用,关键是熟记成像规律的内容,并做到灵活运用。
56.小刚同学利用凸透镜、光具座、“F”形电光源、光屏等器材“探究凸透镜成像规律”。实验装置如图1所示。
(1)小刚同学测量凸透镜焦距的实验装置如图1甲所示,则此凸透镜的焦距为 10.0 cm;
(2)组装器材时,小刚同学将“F”形电光源、凸透镜和光屏依次安装在光具座上后,接下来应先调节三者的中心在 同一高度 ;
(3)当各器材位置如图1乙所示时,光屏上有了最清晰的像(像未画出)。此时若保持凸透镜的位置固定不动,将“F”形电光源移到光具座的35cm处时,光屏移动到 80 cm处,光屏上才能承接到最清晰的像,生活中 投影仪 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是应用了这个成像规律制成的;
(4)在探究了凸透镜成像规律后,小刚同学联想到摄影师拍摄荷叶上的青蛙时的情景,如图2所示。拍摄时人需要保持静止不动,通过“变焦镜头”使青蛙的像变大或变小。于是利用上图中的器材探究“像的大小与焦距的关系”。
①为了完成该实验探究,除了增加刻度尺外,还需增加的器材是 不同焦距的凸透镜 ;
②该探究在多次实验中保持物距不变,移动光屏待像最清晰时,用刻度尺测出像的高度,并记录数据。如表是小刚同学多次实验记录的数据。
实验次数
1
2
3
4
5
6
焦距/cm
4
6
8
10
12
14
像高/cm
1.5
2.5
3.6
4.8
6.3
8.0
根据数据可以得出结论:上述情景中,用相机拍照时, 物距一定,照相机的镜头焦距越大,像越大 。
【分析】(1)平行于主光轴的光会聚于主光轴上一点,这一点叫焦点,焦点到光心的距离叫焦距,读数时估读到分度值的下一位;
(2)为了使像成在光屏中央,应调整“F”形电光源、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度;
(3)在光的折射中,光路是可逆的;根据凸透镜成实像时,物距小于像距,成倒立、放大的实像,应用于投影仪;
(4)①根据实验目的分析回答;②根据控制变量法分析回答;根据表中数据分析回答。
【解答】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,这点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,所以凸透镜的焦距是:f=40.0cm﹣30.0cm=10.0cm;
(2)为了使像成在光屏中央,应调整“F”形电光源、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度;
(3)若保持凸透镜的位置固定不动,将“F”形电光源移到光具座的35cm处,此时物距等于原来的像距,要使光屏上承接到最清晰的像,根据在光的折射中,光路是可逆的可知,应将光屏移动到80cm刻度线处,此时物距小于像距,根据凸透镜成实像时,物距小于像距,成倒立、放大的实像,应用于投影仪;
(4)①要探究“像的大小与焦距的关系”,除了增加刻度尺外,还需增加的器材是不同焦距的凸透镜;
②要探究“像的大小与焦距的关系”,根据控制变量法可知,在多次实验中必须保持物距不变,改变凸透镜的焦距;
由表中数据可知,不同焦距但相同物距时,对比分析,可得出结论:用相机拍照时,物距一定,照相机的镜头焦距越大,像越大。
故答案为:(1)10.0;(2)同一高度;(3)80;投影仪;(4)①不同焦距的凸透镜;②物距一定,照相机的镜头焦距越大,像越大。
【点评】本题“探究凸透镜成像规律”的实验,考查了凸透镜成像的规律及应用,要熟练掌握规律内容,并自己对其进行规律性的总结,做到灵活应用。
57.(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中。
照相机
① 镜头
胶卷
光圈
眼睛
晶状体和角膜
② 视网膜
③ 瞳孔
(2)如图乙所示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。
①凸透镜起到 放大镜 的作用;
②凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的 一倍 (选填“一倍”或“二倍”)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。
【分析】(1)人的眼睛相当于一架微型照相机,晶状体相当于镜头,视网膜相当于实验中的光屏,利用物体在晶状体的2倍焦距以外,像成在视网膜上,成的是倒立、缩小的实像的原理来工作的;
(2)凸透镜成像规律及其应用之一:u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜,凸透镜成虚像时,物像同侧。
【解答】解:(1)由图可知,人的眼睛像一架神奇的照相机,晶状体和角膜相当于镜头,视网膜相当于胶卷(底片);瞳孔相当于光圈,调节光线的射入量,眼睑相当于快门,快门打开才能有光线进入,快门与眼睑的作用是相同的;
(2)如图乙所示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。
①凸透镜起到放大镜的作用;
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放大的虚像,像的位置与仪表的位置在凸透镜的同侧。
故答案为:(1)①镜头;②视网膜;③瞳孔;(2)①放大镜;②一倍;③正立;同。
【点评】本题考查了凸透镜的成像特点和应用,要掌握凸透镜成像的规律,搞清每种情况下的应用。在学习过程中要善于总结、寻找规律,学着将所学知识与生活实际联系起来。
58.如图甲所示,是“探究凸透镜成像的规律”实验装置。
(1)实验时,调整“F”光源、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度,目的是 使像成在光屏中央 。
(2)固定凸透镜的位置,将“F”光源放在距离凸透镜较远处,接下来移动光屏直至出现最清晰的像,记录物距、像距和像的性质。改变物距,重复上述操作,多次实验后,将实验数据记录在下表中。分析数据可知:当物距大于凸透镜焦距时,物距减小,像距 变大 。
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
(3)如图乙所示,无人机正在高空拍摄地面场景,此时所成的像最靠近图丙中凸透镜主光轴上的 b (选填“a”“b”“c”或“d”)点。
(4)生活中常用的 放大镜 应用了表中第4次实验的成像规律。
(5)当光屏上出现清晰的像时,若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“F”光源完整的像。
(6)实验中,将某同学的眼镜放在“F”光源和凸透镜之间,发现光屏上原来清晰的像变模糊。将光屏适当远离凸透镜后,光屏上再次出现清晰的像,则该同学佩戴的是 近视 眼镜。
【分析】(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)根据表格数据得出答案;
(3)凸透镜成实像时,物近像远像变大;
(4)当物距小于一倍焦距时,成正立放大的虚像,应用于放大镜;
(5)不小心用手指尖遮挡住了凸透镜的一部分,光屏上仍能成清晰完整的像;
(6)凸透镜对光线有会聚作用;凹透镜对光线有发散作用。
【解答】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)分析数据可知:当物距大于凸透镜焦距时,成实像,此时物距减小,像距增大;
(3)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;
(4)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;
(5)光屏上得到发光体清晰的像时,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;
(6)只将光屏向远离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,像距变大了,也就是眼镜对光线有发散作用,因此这只眼镜是凹透镜,也叫近视眼镜。
故答案为:(1)使像成在光屏中央;(2)变大;(3)b;(4)放大镜;(5)仍能;(6)近视。
【点评】此题是探究凸透镜成像的实验,考查了凸透镜成像的规律、焦距的测量及实验的操作,要熟练掌握规律的内容,做到灵活应用。
四.科普阅读题(共2小题)
59.阅读材料,回答问题。
相机快门
快门是控制光进入相机时间长短的装置,其中幕帘快门常用于单反相机,位于透镜与胶片之间,如图甲所示。它由前后两个幕帘组成,前帘打开快门使胶片开始曝光,后帘关闭快门结束曝光。胶片上某个位置被光照射的时间叫曝光时间,曝光时间越长,胶片上的感光物质反应越充分,照片上对应的位置就越亮。幕帘快门的工作过程大致如下:
a.初始状态如图乙所示,前帘和后帘首尾部分重叠,将胶片完全遮挡。
b.按下快门按钮,前帘先以速度v向左匀速运动,经过一段时间t,前、后帘形成宽度为L的缝隙,如图丙所示,此时,后帘才以相同的速度v向左运动。
c.缝隙从胶片右端运动到左端的过程中,光通过缝隙使胶片各个部分依次曝光。
同一相机的幕帘速度v是固定的,在不同的光照环境下,可以通过选择不同的t来改变胶片曝光时间,从而控制照片的亮度。
光照不足时,拍摄照片需使用闪光灯照明,闪光灯发光时间短(约几毫秒),发光强度高。为了使拍摄的照片亮度均匀,闪光过程需使整个胶片同时曝光。
(1)如图甲所示,胶片上所成的像是 实 (选填“实”或“虚”)像;为了拍出更亮的照片,应该 延长 (选填“延长”或“缩短”)曝光时间。
(2)幕帘快门相机完成一次拍摄时,胶片左边位置的曝光时间 等于 (选填“大于”“小于”或“等于”)右边位置的曝光时间。
(3)小明站在地面用一台幕帘快门相机拍摄汽车,胶片长度D=35mm。
①当设置t=1×10﹣3s时,L=2.5mm,则幕帘的速度v= 2.5 m/s;同等条件下,拍摄与幕帘运动方向相同汽车的像比汽车静止时的像会 A (填选项)一些。
A.长;
B.短;
C.亮;
D.暗。
②如果使用闪光灯,发光时间为2×10﹣3s,则曝光时间至少为 1.4×10﹣2 s。
【分析】(1)利用凸透镜成像规律分析;
(2)(3)利用运动学公式分析。
【解答】解:(1)照相机成的是实像;曝光时间越长,进光量越多;
(2)缝隙是匀速运动的,曝光时间相等;
(3)根据速度公式:v2.5m/s;同等条件下,拍摄与幕帘运动方向相同汽车时,汽车在曝光时间内会移动一段距离,使得像在胶片上的成像范围增大,所以像比汽车静止时的像会长一些,答案选 A;因为闪光灯发光时间为2×10﹣3S,要使整个胶片都能被闪光灯照亮,幕帘必须在闪光灯发光时间内完全通过胶片,已知幕帘速度2.5m/s,胶片长度D=35mm,则幕帘通过胶片的时间,t1.4×10﹣2s,所以曝光时间至少为1.4×10﹣2s。
故答案为:(1)实;延长;(2)等于;(3)2.5;A;(4)1.4×10﹣2。
【点评】首先明确照相机的工作原理,才能完成本题,本题主要考查速度计算,并且和数学联系起来,体现学科间的整合。
60.近几年我市近视率逐年攀升,医生为乐乐同学做视力检测后,发现乐乐近视情况极为严重,若佩戴框架眼镜进行视力矫正,可能感觉不舒适,或者看远处物体太小,影响视觉体验;若佩戴隐形眼镜进行视力矫正,又有损伤角膜的风险。因此,医生向乐乐父母建议乐乐暂时先佩戴框架眼镜进行视力矫正,等乐乐18岁之后可以考虑进行飞秒手术矫正视力,并向乐乐父母讲解飞秒激光近视手术的原理。医生介绍,这种手术仅需几十秒即可完成一只眼睛的矫正(且真正持续作用在眼睛上的时间只有几个飞秒),它是利用飞秒激光在角膜层间进行两次扫描形成一枚透镜,然后通过2~4mm的微切口将透镜取出,以此切除部分角膜,达到矫正近视的效果。(所谓飞秒(fs)也叫毫微微秒,是时间长短的一种国际计量单位,为千万亿分之一秒)
(节选自“全飞秒技术:让“摘镜”更安全世界更清晰”,有删改)
(1)人眼成像情况与生活中照相机成像类似,视网膜与光学实验器材中光屏类似,外界的光通过眼睛在视网膜上成 倒立 (选填“倒立”或“正立”)的像。
(2)人的眼球中晶状体与睫状肌是由悬韧带连接的,睫状肌可以调节晶状体的厚薄程度,乐乐近视眼的成因及矫正正确的是 C 。
A.晶状体变厚配戴凸透镜
B.晶状体变薄配戴凸透镜
C.晶状体变厚配戴凹透镜
D.晶状体变薄配戴凹透镜
(3)通常把透镜焦距的倒数叫做透镜焦度,用φ表示,即。如果某透镜的焦距是0.5m,它的透镜焦度就是:。平时说的眼镜片的度数,就是镜片的透镜焦度乘100的值。例如,400°远视镜片的透镜焦距是0.25m(注意:凸透镜的度数是正数,凹透镜的度数是负数)。医生检测到乐乐晶状体的焦距为0.125m,则应该给乐乐佩戴的眼镜镜片度数为 800度 。
(4)飞秒手术矫正视力是通过切除部分角膜,从而减弱眼睛对光线的偏折能力,使成像位置回到视网膜上。假设飞秒手术中一次飞秒激光作用在眼睛上的时间为3.2飞秒,等于 3.2×10−15 秒(使用科学记数法)。
【分析】(1)正常人的眼睛成的是倒立、缩小的实像;
(2)近视眼是由于晶状体太厚,对光线的会聚作用太强,使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方,需要配戴凹透镜矫正;
(3)透镜焦度,眼镜的度数=透镜焦度×100,据此求出乐乐佩戴的眼镜镜片度数;
(4)1飞秒= 1×10−15 秒1×10−15秒,据此求出3.2飞秒等于多少秒。
【解答】解:(1)外界的光通过眼睛在视网膜上成倒立、缩小的实像;
(2)近视眼是由于晶状体太厚,对光线的会聚作用太强,使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方,需要配戴凹透镜矫正,故选:C;
(3)乐乐晶状体的焦距为0.125m,其焦度为φ8m﹣1,眼镜镜片度数为φ×100=8×100=800度;
(4)1飞秒= 1×10−15秒,则3.2飞秒=3.2×10−15秒。
故答案为:(1)倒立;(2)C;(3)800度;(4)3.2×10−15。
【点评】明确近视眼、远视眼、正常眼的成像特点以及近视眼和远视眼的矫正原理和措施是解决此类题的关键。
声明:试题解析著作权属所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2025/2/7 20:52:44;用户:康广会;邮箱:ts6z10@xyh.com;学号:47830284
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