第五章 透镜及其应用（综合题30道）-【刷好题】2025-2026学年八年级物理上册热点题型专练（2024北师大版）

第十第五章 透镜及其应用（综合题30道） 二章 欧姆第1．光电鼠标在电脑中应用非常广泛，其原理就是利用发光二极管照射移动表面（如图所示），并被反射回鼠标的光学感应器（相当于光屏），用以记录移动动作，以此来捕捉移动位置的不同画面。当鼠标移动时，感应器会连续拍摄鼠标垫表面所成的像， 并利用数字信号处理来比较各个影像，以决定移动的距离和方向。产生的结果会传回计算机，而屏幕上的光标会根据这些结果来移动，图中光学感应器、透镜、发光二极管等元件固定在鼠标内。 （1）当发光二极管的光照射在粗糙的鼠标垫上时会发生 （填“镜面反射”或“漫反射”）； （2）当鼠标平放在鼠标垫上，成像透镜到鼠标垫距离 7mm，光学感应器距成像透镜 3mm， 则在光学感应器上成 （放大或缩小）的 （选填“实”或“虚”）像； （3）将鼠标离开鼠标垫一定高度后悬空向前移动时，电脑显示器上的光标并不移动，是因 为像成在光学感应器的 （选填“上”或“下”）方。 2．放大镜是利用了凸透镜成像规律的光学仪器，它的成像原理是：当物体到凸透镜的距离小于一倍焦距时，凸透镜所成的像是 的虚像。当人通过放大镜观察地图上的A点时，看到了它的像为A′，请你在图中画出光路图。 3．我们学习了凸透镜成像知识以后，通过实验知道：当物体在二倍焦距上时，物体通过凸透镜所成的像是倒立、等大的实像。根据要求，请完成下列问题： （1）如下图所示，物体AB竖直立在凸透镜的2倍焦距上，请根据已知的两条入射光线，画出物体AB的像，并完成光路图； （2）已知物距，请你运用数学知识证明：当时像与物大小相等，即：。 4．李潇在水塘中看到形状特殊的“虾”，拍照得到虾的胶片后，他用如图所示的装置展示给同学们看： （1）测得胶片到凸透镜的距离为8cm，则该凸透镜的焦距可能是( ) A．2cm      B．7cm      C．9cm     D．10cm （2）要使像变得更大，应将屏幕适当向 （左/右）移，并将凸透镜适当向 （左/右）移。 5．如图，凸透镜位于0cm处，物体MN（图中未画出）发出的光通过凸透镜后，形成像M′N′，a、b分别是N点发出的两条光线通过凸透镜后的光线，其中b光线经过凸透镜前平行于主光轴。 （1）请画出a光线经过凸透镜前的光线，并标出N点的位置； （2）该凸透镜的焦距是 cm，与MN对比，M′N′是 （选填“正立的实像”、“倒立的实像”、“正立的虚像”或“倒立的虚像”）。 6．小东在学习了凸透镜成像规律及应用知识后，进行了如下操作。请回答下列问题： （1）将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上的适当位置，把点燃的蜡烛置于凸透镜的左侧，光屏置于凸透镜的右侧。调节烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心在同一高度。改变蜡烛在光具座上的位置，发现当蜡烛到凸透镜的距离大于10cm且小于20cm时，通过调节光屏的位置，都能在光屏上呈现清晰 （选填“倒立”或“正立”）、放大的实像。 （2）这个现象可以说明 （选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”）的成像特点。 7．如图所示，眼睛、显微镜、望远镜和投影仪用到了我们所学的很多光学知识，里面有眼睛的晶状体，显微镜和望远镜的目镜和物镜、投影仪的平面镜和镜头。 　　 （1）其工作原理与照相机相同的有： ，其工作原理与放大镜相同的有： ，利用光的反射的有： 。（以上3个空格均选填图中序号） （2）图甲中是 眼，要戴上 透镜来矫正。 （3）投影仪屏幕上的像是 立、放大的实像；要使屏幕上的像更大一些，应该将镜头向 调节，同时投影仪应适当 屏幕。 8．小林在做“探究凸透镜成像的规律”的实验： （1）如图甲所示，他将凸透镜放置在光具座上的50cm刻度处，分别将蜡烛、光屏依次放在光具座上，再进行调节，使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在 。他把点燃的蜡烛移到光具座上的“30cm”刻度处，再移动光屏到某一位置恰能在光屏上成清晰的倒立、等大的像，则凸透镜的焦距是 cm； （2）在上一步实验的基础上，他想进一步探究视力矫正的原理，就将蜡烛移到光具座的“10cm”刻度处，再移动光屏可得到一个清晰的倒立、 （填“放大”或“缩小”）的实像；之后他在蜡烛和透镜之间（靠近透镜）放置了一个近视眼镜的镜片，发现光屏上的像变得模糊不清，要使光屏上再次得到清晰的像，若只移动光屏，则应向 （填“左”或“右”）移动光屏； （3）如图乙所示，O为凸透镜的光心，F为焦点，请画出烛焰上的S点发出的三条光线（中间一条光线平行于主光轴）经凸透镜后的出射光线，并确定其像S'的位置 。 9．把凸透镜正对太阳光，可在距凸透镜10 cm处得到一个最小最亮的光斑。若用此透镜来观察邮票上较小的图案，则邮票到透镜的距离应( ) A．小于10cm      B．大于10 cm       C．大于20cm       D．在10cm和20cm之间 选择理由： 10．图为某种光学仪器内部部分光路图，物镜是凸透镜，F为物镜焦点，物体M点发出两条光线，一条光线a经光心O，另一条光线b是经物镜折射后平行于主光轴的光线； （1）在图中画出光线a经物镜后的光线、光线b经物镜前的光线； （2）目镜是 透镜（选填“凹”、“凸”）； （3）物体M经物镜所成的像相对于物体M是 （选填“倒立”“正立”） （选填“放大”“等大”“缩小”）的像。 11．如图甲所示凸透镜的入射光线P，来自发光体上的一点S，对应这条入射光线的折射光线可能是 （选填折射光线序号），发光体经透镜所成像的性质是 （选填“倒立缩小的实像”、“倒立放大的实像”或“正立放大的虚像”）。在图乙中画出：①点S发出的光线a经过透镜光心后的光线；②S点发出的一条光线经过透镜后与主光轴平行。( ) 12．如图所示，O是透镜的光心，来自物体甲的光线a、b平行于主光轴，c光线过光心O，b、c光线都从物体甲上的同一个点M发出，光线a经过透镜后的光线过主光轴上的S点。 （1）透镜AB是一个 透镜（选填“凸”或“凹”）； （2）请分别画出b、c光线经过透镜后的光路图，并确定发光点M成像的位置，标记为M′ ； （3）此时甲物体可在光屏上得到一个 （选填“放大”或“缩小”）、 （选填“倒立”或“正立”）的实像。 13．(1)当光射向凸透镜和凹透镜时会发生折射，请完成下列光路图； (2)晋代张华的《博物志》中记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则得火”。“削冰令圆”就是要把冰块制成 透镜。要得火，应把“艾”放在透镜的 位置。 14．显微镜是主要由物镜和目镜两组透镜组成，被观察的细微物体先在物镜中成一个像，这个像就相当于目镜中的物体，然后它在目镜中再次成像。如图，F1为物镜的焦点，F2为目镜的焦点，图中已给出细小物体AB在物镜中所成像A′B′的光路图，以及A′B′射向目镜的两条光线。 请思考： （1）该显微镜的物镜是 （凸/凹）透镜； （2）请你画出光线a、b经目镜L2折射后的光线 ； （3）与A′B′对比，目镜L2所成的像是一个 、 的虚像。 （4）请在理解显微镜光路图的基础上，思考并画出：物体AB在由本题中相同的两个透镜构成的望远镜里的成像光路图 。 15．小涛在成长笔记中记下了如下错题，请你帮他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。 错题记录 错题改正 如图所示，将蜡烛放在距凸透镜20cm处时，在另一侧距凸透镜12cm处的光屏上出现了一个清晰的像。请你利用所学的凸透镜的成像规律和数学知识，计算该凸透镜焦距的取值范围是多少？ 解：由题意知，物体经凸透镜后成的是实像，物距为20cm，像距为12cm，物距大于像距，即f<v<2f。根据凸透镜成像的规律可知，f<12cm<2f，所以6cm<f<12cm 错误之处： 错因分析： 正确解答： 16．如图，凸透镜的焦距为10cm，光心在15cm处，光源M发出的光线a经过光心后的光线为b；M发出的光线c经过透镜后的光线d与主光轴平行。 ①在图中画出光线b、c、d； ②要使光线b经过P点，应沿主光轴水平向左移动 （选填“透镜”“光源M”）。 17．凸透镜成像解释： (1)我们以烛焰上一发光点A为研究对象，它发出无数条光线，请完成图中两条光线经过凸透镜后的光路。 (2)凸透镜对光线起 作用，这两条光线通过透镜后相交于一点，A点发出通过凸透镜后的其他光线也相交于这点。将光屏放在该点，会看到光屏上有一特别亮的点，这就是A点的 像（虚/实）。 18．光电鼠标的原理就是利用发光二极管的光照射鼠标垫，反射后经凸透镜再进入鼠标的光学感应器（相当于光屏），用以记录移动动作，以此捕捉移动位置的不同画面。图中光学感应器、凸透镜、发光二极管等元件固定在鼠标内。 （1）当发光二极管的光照射在粗糙的鼠标垫上时会发生 （选填“镜面反射”或“漫反射”），光线通过透镜时发生 （选填“反射”、“折射”或“直线传播”）； （2）若成像透镜距鼠标垫，光学感应器距成像透镜，则在光学感应器上所成的像是 （选填“放大”或“缩小”）的实像； （3）当鼠标向前移动时，感光器件上的像相对于光学感应器在向 （选填“前”或“后”）移动； （4）将鼠标离开鼠标垫一定高度后悬空向前移动时，电脑显示器上的光标并不移动，是因为像成在光学传感器的 （上/下）方，而且所成的像 （变大/不变/变小）。 19．小明学习了光学知识后，很快完成了以下内容： （1）看到湖水中游动的“鱼”比其实际位置要 （选填“深”或“浅”）； （2）老花镜的镜片是 透镜，它的度数等于它焦距（用米作单位）的倒数乘以100。小明拿着爷爷的老花镜正对太阳光，再拿一张纸在老花镜下来回移动，纸上得到一个最小的光斑距老花镜20cm，则小明爷爷老花镜的度数是 度； （3）普通照相机的镜头相当于一个凸透镜，一架普通照相机镜头的焦距为40cm，当被拍照的人到镜头的距离大于 cm时，底片上会得到一个倒立、 的实像。 20． 小唐妈妈是远视眼，某天她和妈妈去眼镜店配眼镜，店员介绍他们的眼镜镜片的材料有玻璃和水晶两类，每种材质不同的镜片价格也不一样，配出眼镜的重量也不同。据此，学习过凸透镜成像知识的小唐猜想：“凸透镜的焦距是否与材料有关”。于是她利用“探究凸透镜的成像规律”的实验装置来验证猜想。准备的实验器材有平行光源，两只大小、厚薄、形状完全相同的由玻璃和水晶制成的凸透镜，光屏，光具座，刻度尺等。把平行光源、玻璃凸透镜、光屏依次放在光具座上，调整它们的中心在同一高度，让平行光源垂直照射玻璃凸透镜，前后移动光屏，在光屏上出现最亮最小的点，接下来的操作是 ， 然后 。如果 ，说明凸透镜的焦距和材料无关； 如果 ，说明凸透镜的焦距和材料有关。 21．2022年3月23日，“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲；神舟十三号乘组航天员给全中国的孩子们上了一堂精彩的太空课。 （1）如图甲是航天员在演示“神奇的太空小水球”；一开始将水注入水膜之中形成一个漂亮的完整水球，该水球可以被看作一个 镜；当她的脸距离水球球心30cm时，我们透过水球看到了倒立、缩小的人像，其原理与生活中的 （选填“投影仪”、“照相机”或“放大镜”）原理相同，该水球的焦距可能是 。 A．30cm    B．7cm    C．15cm    D．45cm （2）随后，航天员在太空失重环境下向水球中间注入一个气泡，通过水球看到她的正立、倒立的两个像，如图乙所示，通过简化如图丙，可知其中正立的像是光经过1、2两个 （填“凸”或“凹”）透镜形成的像，当光经过3、4区域时，所成的像是倒立、缩小的 像； （3）安装在神舟十三号轨道舱内的摄像机拍摄到了一颗擦身而过小行星，按照从左到右的次序如图丁所示（镜头的焦距不变）；在此过程中，小行星与神舟十三号的距离在变大，摄像机的镜头在 （选填“前推”或“后缩”）。 22．请根据上述材料，回答下列问题；（选填选项前的字母） 可调式眼镜 人的眼睛看清物体是通过改变晶状体的形状来实现的，晶状体相当于全自动变焦镜头。看近处物体时，晶状体变凸一些，折射光线的能力变强；看远处物体时，晶状体变扁平一些，折射光线的能力变弱。通过这样的调节，使远近不同的物体均能在视网膜上成像。若晶状体调节能力变弱，就会出现看不清远处物体或近处物体的情况，需要佩戴合适的眼镜进行矫正。 有人发明了一种能矫正视力的可调式眼镜，如右图所示，这种眼镜的镜片中含有一种特殊液体。如图所示是可调式眼镜的结构示意图，镜架上有表示移出和加入液体含量的标尺；移动标尺上的滑块可以定量改变镜片中的液体含量，从而改变镜片的形状；镜片中液体含量的改变量V可以用滑块在标尺上的位置表示。滑块位于标尺上0刻度线处，表示眼镜的初始状态，此时，镜片的形状是扁平的，如图甲所示。当滑块位于标尺上1、2刻度线处时，分别表示镜片中加入一些液体、加满液体，图乙是镜片中加满液体的示意图。当滑块位于标尺上-1、-2刻度线处时，分别表示从镜片中移出一些液体、移出全部液体，图丙是镜片中移出全部液体的示意图。 为探究可调式眼镜的矫正效果，首先要确定以下程序和标准： 选定同一棵树作为观察对象，选定远、中、近三个观察位置，用S表示观察位置到树的距离，如下图甲所示；用D表示看到树的清晰程度，清晰程度分为清晰、不清晰、模糊三个等级，如图乙所示。 小京和小贝视力不同，没有佩戴眼镜时，小京在近处看树“清晰”，在远处看树“不清晰”；小贝在远处看树“清晰”，但在近处看树“不清晰”。 小京和小贝配戴眼镜后，进行实验的主要步骤如下： ①调节镜片中的液体处于初始状态。 ②选择不同观察位置,观察树，将观察结果记录在表格中。 ③改变镜片中液体的含量，重复步骤②。 小京和小贝的实验结果记录表（部分数据）分别如表一、表二所示： 表一小京的实验结果记录表 V S D -2 -1 0 1 2 近 清晰 清晰 清晰 中 清晰 清晰 远 清晰 不清晰 模糊 表二小贝的实验结果记录表 V S D -2 -1 0 1 2 近 不清晰 清晰 清晰 中 清晰 远 清晰 通过实验及对实验结果的分析，两位同学对可调式眼镜有了新的认识。 (1)调节眼睛晶状体形状的作用是帮助我们看清________（只有一个选项正确）。 A．不同亮度的物体 B．不同颜色的物体 C．不同距离的物体 D．不同大小的物体 (2)为了使小京在远、中、近处看树都“清晰”，调节镜片内液体含量的措施是_______（只有一个选项正确）。 A．加满液体 B．加入一些液体 C．移出一些液体 D．移出全部液体 (3)为了使小贝在近处看树“清晰”，调节镜片内液体含量的措施是__________（至少有一个选项正确）） A．加满液体 B．加入一些液体 C．移出一些液体 D．移出全部液体 23．小刚分别利用“作图法”和“实验法”来研究凸透镜成像相关问题。 (1)如图甲所示，O为凸透镜的光心，F为焦点，AC、AO为两条特殊光路，请你利用这两条特殊光线作出物体AB所成的像A'B'； (2)运用“实验法”研究凸透镜成像规律，当三个元件移动到如图乙所示的位置时，光屏上出现了清晰的缩小实像，测量出此时光屏到凸透镜的距离为20cm，请分析判断该凸透镜焦距的大致范围。 24．2021年12月9日15点40分，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富变身“太空教师”在中国空间站精彩开讲，并面向全球直播。这次授课中，三位太空老师带来了5个物理实验，印象最深刻的是“水球透镜”实验。通过透镜看到的竟然是一正一反两个像，这是为什么呢？其原理解释是： （1）如图甲所示，加气泡之前的水球可以被看作是一个凸透镜。王亚平站在远处（这个凸透镜的两倍焦距以外），我们眼睛看到的是她倒立 的实像； （2）中央加气泡之后，水球因此被气泡变为了两部分，中间是空气，气泡周围是水。这个时候整个水球就变成了两个透镜，外圈部分的凸透镜没有原来完整，透过的光线变少了，但对光线仍然有 作用，所以 （选填“能”或“不能”）够成像；内圈相当于变成了两个凹透镜的组合，所以这个时候中间部分又出现了一个 （选填“正”或“倒”）立的像。因此可以在水球中同时看到一正一倒的两个像； （3）根据上面的实验，请你推测凹透镜的成像特征，在图丙中作出A的像。 25．第十五届中国国际航空航天博览会（珠海航展）于2024年11月12日至17日在珠海国际航展中心隆重召开。无人机具有成本低、智能化、生存能力强、机动性能好、使用方便等优点， 在航拍、农业、植保、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检等领域都有广泛的应用。无人机携带的高分辨率高速摄像机和轻型光学相机既能可见光成像，又能红外线成像。科技小组同学针对无人成像原理及使用领域展开项目式探究。 (1)成像原理 ①无人机携带了高分辨率高速摄像机，下列关于摄像机说法中正确的是( ) A．摄像机的摄像头对光线有会聚作用 B．被拍摄的景物应位于摄像头二倍焦距以外 C．当无人机远离被拍摄物体时， 要成像仍然清晰， 其镜头应该向前伸 D．摄像头成在传感器（相当于胶片）上的像是倒立、缩小的实像 ②无人机携带的设备能够实现夜间红外线成像，是因为夜间人和草木、岩石的 不同，辐射的红外线强度不同。 (2)使用领域 ①如图是工作人员操控植保无人机从水平地面由静止开始经历加速、匀速、减速三个竖直上升阶段， 共用时20s， 然后悬停在地面16m的高度， 在整个上升阶段飞机的平均速度为 m/s： ②雾霾是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述， 尤其是PM2.5被认为是造成雾霾天气的“元凶”。无人机向空中喷洒某种固体小颗粒，并迅速 成气体，从周围空气中吸热， 使空气中的水蒸气迅速 成小水珠， 以凝结污染物， 令其降落在地面上。 ③2023年8月17日晚， 在浑河上空区域举办沈阳有史以来最大规模的无人机表演活动，表演以三维立体图形为主， 动态展示辽宁、沈阳风采， 为大家呈现一场视觉的饕餮盛宴！如图为沈城某市民拍摄的闪耀夜空的璀璨光影秀照片。下列有关说法正确的是( ) A． 正在发光的无人机不属于光源 B． 我们看到高楼色彩缤纷的霓虹灯是光的色散形成的 C． 音乐声是由物体的振动产生的，可在空气中传播 D． 对正在欣赏表演的观众来说，音乐声属于噪声 26．请你用学过的物理知识解答汽车的相关现象： （1）汽车的后视镜是一个 镜，是因为它能扩大视野； （2）汽车后挡风玻璃上面有很多的细条纹，其实那些细条纹都是非常细的发热丝，汽车启动后发热丝就会发热，使后挡风玻璃上的水雾发生 （填一种物态变化），就不会影响司机的视野了，到了冬天水凝固结成冰会把水箱胀破，所以往往在水里添加某种试剂使水的凝固点 （选填“降低”、“升高”）； （3）汽车上的“倒车防撞可视雷达”，通过安装在车尾的摄像头对准车后的障碍物，障碍物经摄像头中的凸透镜成倒立 （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像，这个像通过电子调整并传递到显示屏上，司机据此可以准确地了解车后的情况。如果看到显示屏中的障碍物的像变大，则障碍物离车尾的距离变 ；（选填“近”或“远”） （4）小轿车前面安装的挡风玻璃是倾斜的，这样做的好处之一是 。（填字母） A．倾斜放置的挡风玻璃不易被震碎 B．有利于光的反射，便于观察车外的情况 C．避免车内物品的像成在司机的正前方，保证行车安全 D．使车内物品的像成在司机的前上方，有利于观察车内情况 27．如图甲所示是平行于主光轴的光经过某凸透镜的光路。画出该凸透镜及其主光轴，并标上刻度（用cm作单位），如图乙所示。 （1）物体要通过该凸透镜成实像，物距应该满足什么条件？ 。 （2）一条形物体AB，可用“”表示，把它放在图乙中凸透镜左侧，且垂直主光轴。图乙中两条光线由A点发出，通过作图确定A点； （3）作出这两条光线经过该凸透镜后的光路 ； （4）此时凸透镜所成的像与AB比较，是 （选填“正立”或“倒立”）， （选填“放大”“缩小”或“等大”）的 （选填“实”或“虚”）像。 28．如图为某望远镜内部部分光路图和一个光学暗箱，其中物镜是凸透镜，O为光心，F为物镜焦点，焦距为500mm。 (1)目镜是 透镜（选填“凹”、“凸”）； (2)用此望远镜观测月球时，月球经物镜成一个 （选填“倒立”、“正立”） （选填“放大”、“等大”“缩小”）的像； (3)在图中画出光线a、b经物镜折射前的入射光线； (4)已知黑箱内有一只凹透镜和一只平面镜。清在黑箱内画出完整的光路，填上光学仪器，并标明凹透镜焦点F的位置。 29．显微镜主要由物镜和目镜两组透镜组成，被观察的细微物体先在物镜中成一个像，这个像就相当于目镜中的物体，然后它在目镜中再次成像。如图，F1为物镜的焦点，F2为目镜的焦点，图中已出细小物体AB在物镜中所成像A’B’的光路图，以及A’B’射向目镜的两条光线。    （1）该显微镜的物镜相当于 （选填“凸透镜”、“凹透镜”）； （2）请你画出光线a，b经目镜L2折射后的光线； （3）与A’B’对比，目镜L2所成的像是一个 （选填“正立”或“倒立”）、 （选填“实像”或“虚像”）。 30．魔术师通过魔术箱为我们展现神奇的魔术，而它背后则是奇妙的物理原理，请你运用所学知识尝试揭秘。 (1)如图甲是一只魔术箱，正面看起来是一个完整的空纸箱。把纸币从空箱顶端的投币口投入，结果纸币“不翼而飞”，这是因为魔术箱中有一块 （选填“玻璃板”或“平面镜”），它与箱底的夹角为 度； (2)图乙也是一只魔术箱，同一水平线上箱的左右两侧各有一个小孔，一束光从左侧小孔射入、右侧小孔射出，现将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中，正好与入射光线位于同一高度，光仍从右孔射出，丙图三种设计方案中不能完成该魔术的有 。若魔术箱内只使用平面镜，则至少要 块。 十二章 欧姆定律定第十二章 欧姆定律 学科网（北京）股份有限公司 $ 第五章 透镜及第五章 第五章 透镜及其应用（综合题30道） 1．光电鼠标在电脑中应用非常广泛，其原理就是利用发光二极管照射移动表面（如图所示），并被反射回鼠标的光学感应器（相当于光屏），用以记录移动动作，以此来捕捉移动位置的不同画面。当鼠标移动时，感应器会连续拍摄鼠标垫表面所成的像， 并利用数字信号处理来比较各个影像，以决定移动的距离和方向。产生的结果会传回计算机，而屏幕上的光标会根据这些结果来移动，图中光学感应器、透镜、发光二极管等元件固定在鼠标内。 （1）当发光二极管的光照射在粗糙的鼠标垫上时会发生 （填“镜面反射”或“漫反射”）； （2）当鼠标平放在鼠标垫上，成像透镜到鼠标垫距离 7mm，光学感应器距成像透镜 3mm， 则在光学感应器上成 （放大或缩小）的 （选填“实”或“虚”）像； （3）将鼠标离开鼠标垫一定高度后悬空向前移动时，电脑显示器上的光标并不移动，是因 为像成在光学感应器的 （选填“上”或“下”）方。 【答案】 漫反射 缩小 实 下 【详解】（1）[1]因为鼠标垫是粗糙的，反射光线会射向各个方向，所以当二极管的光射在鼠标垫时会发生漫反射。 （2）[2][3]由成像透镜到鼠标垫距离7mm和光学感应器距成像透镜3mm，可知，物距大于像距，则感应器连续拍摄鼠标垫表面所成的像是利用二倍焦距以外的物体成像的原理，因此光学感应器上所成的是倒立、缩小的实像。 （3）[4]鼠标悬空相当于增大了物距这时候像距会变小，因为成像透镜和光学感应器距离是不变的，导致像成在光学感应器下方。 2．放大镜是利用了凸透镜成像规律的光学仪器，它的成像原理是：当物体到凸透镜的距离小于一倍焦距时，凸透镜所成的像是 的虚像。当人通过放大镜观察地图上的A点时，看到了它的像为A′，请你在图中画出光路图。 【答案】 正立、放大 【详解】[1]由凸透镜的成像规律知道，物距小于焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像，其应用是放大镜。 [2]从A作平行于主光轴的光线，经过凸透镜后过焦点；从A点作经过光心的光线，传播方向不变，两条折射光线的反向延长线的交点为A的像A′，如下图 。 3．我们学习了凸透镜成像知识以后，通过实验知道：当物体在二倍焦距上时，物体通过凸透镜所成的像是倒立、等大的实像。根据要求，请完成下列问题： （1）如下图所示，物体AB竖直立在凸透镜的2倍焦距上，请根据已知的两条入射光线，画出物体AB的像，并完成光路图； （2）已知物距，请你运用数学知识证明：当时像与物大小相等，即：。 【答案】（1）见解析；（2）见解析 【详解】（1）[1]经过凸透镜光线的光线不发生偏折，沿原来的方向射出；平行光经过凸透镜时发生偏折，经过凸透镜的焦点，两条光线相交的点即为像的位置，如图所示         （2）[2]因为物距，像距，所以，即。物体AB和像都垂直于主光轴，故 又因为，所以三角形与三角形ABO相似，故，即当时像与物大小相等。 4．李潇在水塘中看到形状特殊的“虾”，拍照得到虾的胶片后，他用如图所示的装置展示给同学们看： （1）测得胶片到凸透镜的距离为8cm，则该凸透镜的焦距可能是( ) A．2cm      B．7cm      C．9cm     D．10cm （2）要使像变得更大，应将屏幕适当向 （左/右）移，并将凸透镜适当向 （左/右）移。 【答案】 B 右 左 【详解】（1）[1]因为投影仪的原理是物距大于f小于2f时，成倒立放大的实像，故 f＜8cm＜2f 则 4cm＜f＜8cm 故选B。 （2）[2][3]凸透镜成实像时，物距越小，像距越大，像越大，因此要想使像变大，应将幕布向右移，并将凸透镜向左移。 5．如图，凸透镜位于0cm处，物体MN（图中未画出）发出的光通过凸透镜后，形成像M′N′，a、b分别是N点发出的两条光线通过凸透镜后的光线，其中b光线经过凸透镜前平行于主光轴。 （1）请画出a光线经过凸透镜前的光线，并标出N点的位置； （2）该凸透镜的焦距是 cm，与MN对比，M′N′是 （选填“正立的实像”、“倒立的实像”、“正立的虚像”或“倒立的虚像”）。 【答案】 4 倒立的实像 【详解】（1）[1]a光线经过光心，经过光心的光线传播方向不变，因此a光线经过凸透镜前的光线与经过凸透镜后的光线在同一直线上。反向延长a光线，反向延长b光线经过凸透镜前的平行于主光轴的光线，两条反向延长线的交点即为N点，如图所示： （2）[2][3]b光线经过凸透镜前平行于主光轴，经过凸透镜后与主光轴的交点即为焦点，由图可知，焦距为4cm；由图可知，物体MN位于一倍焦距以外，成倒立的实像。 6．小东在学习了凸透镜成像规律及应用知识后，进行了如下操作。请回答下列问题： （1）将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上的适当位置，把点燃的蜡烛置于凸透镜的左侧，光屏置于凸透镜的右侧。调节烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心在同一高度。改变蜡烛在光具座上的位置，发现当蜡烛到凸透镜的距离大于10cm且小于20cm时，通过调节光屏的位置，都能在光屏上呈现清晰 （选填“倒立”或“正立”）、放大的实像。 （2）这个现象可以说明 （选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”）的成像特点。 【答案】 倒立 幻灯机 【详解】（1）[1]凸透镜焦距为10cm，当蜡烛到凸透镜的距离大于10cm且小于20cm时，即物距大于一倍焦距，小于二倍焦距，根据凸透镜成像规则，成倒立、放大、实像。 （2）[2]照相机成倒立、缩小的实像，幻灯机成倒立、放大的实像，放大镜成正立、放大的虚像，故这个现象可以说明幻灯机的成像特点。 7．如图所示，眼睛、显微镜、望远镜和投影仪用到了我们所学的很多光学知识，里面有眼睛的晶状体，显微镜和望远镜的目镜和物镜、投影仪的平面镜和镜头。 　　 （1）其工作原理与照相机相同的有： ，其工作原理与放大镜相同的有： ，利用光的反射的有： 。（以上3个空格均选填图中序号） （2）图甲中是 眼，要戴上 透镜来矫正。 （3）投影仪屏幕上的像是 立、放大的实像；要使屏幕上的像更大一些，应该将镜头向 调节，同时投影仪应适当 屏幕。 【答案】 ①⑤ ②⑥ ④⑦ 近视 凹 倒 物体 远离 【详解】（1）[1]眼睛晶状体是将远处的物体经过晶状体折射后在视网膜成倒立缩小的实像，与望远镜的物镜、照相机成像原理相同。 [2]显微镜中的目镜与望远镜的目镜与物镜所成的实像距离较近，距离小于一倍焦距，作用所将实像再次放大，所以它们相当于放大镜。 [3]显微镜中的反光镜是将光线反射到载物台上，增加载玻片亮度；投影仪中的平面镜将光线反射到屏幕上，它们都利用光的反射。 （2）[4][5]图甲中，眼睛成像在视网膜之前，说明是晶状体变厚了，是近视眼，要戴上凹透镜来矫正。 （3）[6][7][8]投影仪的物距在1到2倍焦距之间，成的是倒立放大的实像，根据凸透镜成像特点，此时物距变小，像就变大，所以要使屏幕上的像更大一些，应该将镜头向物体调节；为了在屏幕上成清晰的像，根据物距变小时像距变大，所以投影仪应适当远离屏幕；投影仪要倒插幻灯片，所以在屏幕上的像是正立的。 8．小林在做“探究凸透镜成像的规律”的实验： （1）如图甲所示，他将凸透镜放置在光具座上的50cm刻度处，分别将蜡烛、光屏依次放在光具座上，再进行调节，使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在 。他把点燃的蜡烛移到光具座上的“30cm”刻度处，再移动光屏到某一位置恰能在光屏上成清晰的倒立、等大的像，则凸透镜的焦距是 cm； （2）在上一步实验的基础上，他想进一步探究视力矫正的原理，就将蜡烛移到光具座的“10cm”刻度处，再移动光屏可得到一个清晰的倒立、 （填“放大”或“缩小”）的实像；之后他在蜡烛和透镜之间（靠近透镜）放置了一个近视眼镜的镜片，发现光屏上的像变得模糊不清，要使光屏上再次得到清晰的像，若只移动光屏，则应向 （填“左”或“右”）移动光屏； （3）如图乙所示，O为凸透镜的光心，F为焦点，请画出烛焰上的S点发出的三条光线（中间一条光线平行于主光轴）经凸透镜后的出射光线，并确定其像S'的位置 。 【答案】 同一高度 10 缩小 右 见解析 【详解】（1）[1]为了使像成在光屏中央，实验前应该调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度上。 [2]点燃的蜡烛移到光具座上的“30cm”刻度线处，此时u＝20cm，成倒立、等大的像，即 u＝2f＝20cm 则凸透镜的焦距f=10cm。 （2）[3]将蜡烛移到光具座的“10cm”刻度线处，此时物距为40cm，大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像。 [4]在蜡烛和透镜之间（靠近透镜）放置了一个近视眼镜的镜片，近视眼镜是凹透镜，对光有发散作用，所以成像的像距变大，应向右移动光屏。 （3）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，通过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不变，这两条光线的交点为S的像点S′，然后根据像点做出最上方光线的折射光线，如图所示： 9．把凸透镜正对太阳光，可在距凸透镜10 cm处得到一个最小最亮的光斑。若用此透镜来观察邮票上较小的图案，则邮票到透镜的距离应( ) A．小于10cm      B．大于10 cm       C．大于20cm       D．在10cm和20cm之间 选择理由： 【答案】 A 见解析 【详解】[1]凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在焦点，并且焦点到凸透镜光心的距离为焦距，则这个凸透镜的焦距为 f=10cm 而当物距小于凸透镜的焦距时，成放大、正立的虚像。故若用此透镜来观察邮票上较小的图案，邮票到透镜的距离应小于10cm，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 [2]选择的理由：根据凸透镜成像规律，当物距小于焦距时，凸透镜成放大、正立的虚像。 10．图为某种光学仪器内部部分光路图，物镜是凸透镜，F为物镜焦点，物体M点发出两条光线，一条光线a经光心O，另一条光线b是经物镜折射后平行于主光轴的光线； （1）在图中画出光线a经物镜后的光线、光线b经物镜前的光线； （2）目镜是 透镜（选填“凹”、“凸”）； （3）物体M经物镜所成的像相对于物体M是 （选填“倒立”“正立”） （选填“放大”“等大”“缩小”）的像。 【答案】 凸 倒立 缩小 【详解】（1）[1]过凸透镜光心的光线传播方向不发生变化，过凸透镜焦点的光线经过凸透镜折射后平行于主光轴，故如图所示： （2）[2]由图可知，平行于主光轴的光线b经过目镜后会聚了，故目镜是凸透镜。 （3）[3][4]由图可知，物体M在凸透镜的二倍焦距之外，根据凸透镜成像规律可知，此时成倒立，缩小的实像，是照相机的成像原理。 11．如图甲所示凸透镜的入射光线P，来自发光体上的一点S，对应这条入射光线的折射光线可能是 （选填折射光线序号），发光体经透镜所成像的性质是 （选填“倒立缩小的实像”、“倒立放大的实像”或“正立放大的虚像”）。在图乙中画出：①点S发出的光线a经过透镜光心后的光线；②S点发出的一条光线经过透镜后与主光轴平行。( ) 【答案】 c 正立放大的虚像 【详解】[1]折射光线a与入射光线P比较，经透镜后没有变得会聚，故a不符合；折射光线b经透镜后平行于透镜主光轴射出，其入射光线应该过凸透镜的焦点，故b不符合题意；折射光线c与入射光线P比较，经透镜后变得靠拢透镜的主光轴，变得会聚，偏折程度还没有到焦点，故c符合题意；折射光线d经透镜后平行于过凸透镜的焦点，其入射光线应该平行于凸透镜的主光轴，故d不符合题意。 故选c。 [2]由凸透镜成像原理可知，发光体处于一倍焦距以内，成的是正立放大的虚像。 [3]过光心的光线，经透镜后传播方向不改变，S点发出的一条光线经过透镜后与主光轴平行，故它的入射光线一定过焦点，如下图所示： 12．如图所示，O是透镜的光心，来自物体甲的光线a、b平行于主光轴，c光线过光心O，b、c光线都从物体甲上的同一个点M发出，光线a经过透镜后的光线过主光轴上的S点。 （1）透镜AB是一个 透镜（选填“凸”或“凹”）； （2）请分别画出b、c光线经过透镜后的光路图，并确定发光点M成像的位置，标记为M′ ； （3）此时甲物体可在光屏上得到一个 （选填“放大”或“缩小”）、 （选填“倒立”或“正立”）的实像。 【答案】 凸 放大 倒立 【详解】（1）[1]由图可知，该透镜对光有会聚作用，则该透镜是凸透镜。 （2）[2]平行于凸透镜主光轴的光线过焦点，a经过透镜后的光线过主光轴的一点，说明此点S为焦点，故连接b光线与凸透镜的焦点并延长，标上向下的箭头即为b的折射光线，根据过凸透镜光心的光线传播方向不变，c经过透镜后传播方向不变，c和b的折射光线交点是M′，如图所示： （3）[3][4]由图可知，焦距是 30.0cm-20.0cm=10.0cm 物距是 20.0cm-5.0cm=15.0cm 物距大于1倍焦距小于2倍焦距，成倒立放大的实像。 13．(1)当光射向凸透镜和凹透镜时会发生折射，请完成下列光路图； (2)晋代张华的《博物志》中记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则得火”。“削冰令圆”就是要把冰块制成 透镜。要得火，应把“艾”放在透镜的 位置。 【答案】(1) (2) 凸 焦点 【详解】（1）根据凸透镜的三条特殊光线可知，平行于主光轴的光线经过凸透镜后折射光线会过焦点；平行于主光轴的光线经过凹透镜后折射光线的反向延长线会过平行光线同侧的虚焦点，如下图所示： （2）[1][2]要取火需要将光线会聚，所以应该将冰块制成凸透镜，透镜会把光线集中在焦点上，所以当把艾放在焦点上时，会随着温度的升高达到燃点时即可燃烧。 14．显微镜是主要由物镜和目镜两组透镜组成，被观察的细微物体先在物镜中成一个像，这个像就相当于目镜中的物体，然后它在目镜中再次成像。如图，F1为物镜的焦点，F2为目镜的焦点，图中已给出细小物体AB在物镜中所成像A′B′的光路图，以及A′B′射向目镜的两条光线。 请思考： （1）该显微镜的物镜是 （凸/凹）透镜； （2）请你画出光线a、b经目镜L2折射后的光线 ； （3）与A′B′对比，目镜L2所成的像是一个 、 的虚像。 （4）请在理解显微镜光路图的基础上，思考并画出：物体AB在由本题中相同的两个透镜构成的望远镜里的成像光路图 。 【答案】 凸 见解析 正立 放大 见解析 【详解】（1）[1]显微镜的物镜是一个凸透镜，相当于投影仪的镜头，成倒立放大的实像。 （2）[2]a光线过光心不改变传播方向，b光线平行于主光轴经凸透镜折射后过焦点，如图所示： （3）[3][4][A′B′在目镜的焦点以内，目镜L2相当于放大镜，成正立放大的虚像。 （4）[5] 望远镜中物镜的作用是使远处的物体成倒立、缩小的实像，它与照相机镜头的成像原理相同，这个倒立、缩小的实像正好落在目镜焦距内的位置，目镜的作用相当于一个放大镜，这个实像经过目镜成一个正立、放大的虚像。F1为物镜焦点，F2为目镜的焦点，用该望远镜观测物体AB时，物体在2倍焦距以外，光线过光心不改变方向，光线过光心不改变方向，物体经过物镜成像A′B′，此时A′B′在焦点以内，a光线过光心不改变方向，b光线平行于主光轴经凸透镜折射后过焦点，画出两条折射光线，两条折射光线的反向延长线会聚的像是放大的虚像，如图所示： 15．小涛在成长笔记中记下了如下错题，请你帮他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。 错题记录 错题改正 如图所示，将蜡烛放在距凸透镜20cm处时，在另一侧距凸透镜12cm处的光屏上出现了一个清晰的像。请你利用所学的凸透镜的成像规律和数学知识，计算该凸透镜焦距的取值范围是多少？ 解：由题意知，物体经凸透镜后成的是实像，物距为20cm，像距为12cm，物距大于像距，即f<v<2f。根据凸透镜成像的规律可知，f<12cm<2f，所以6cm<f<12cm 错误之处： 错因分析： 正确解答： 【答案】 6cm<f<12cm 见解析 6cm<f<10cm 【详解】[1][2][3]由题意知，物距为20cm，像距为12cm，在光屏上成像，成的是实像，物距大于像距，则成的是倒立缩小的实像，所以物距大于二倍焦距，u>2f，即20cm>2f，所以f<10cm。像距小于二倍焦距而大于一倍焦距，所以 f<12cm<2f 则 6cm<f<12cm 由以上可得 6cm<f<10cm 16．如图，凸透镜的焦距为10cm，光心在15cm处，光源M发出的光线a经过光心后的光线为b；M发出的光线c经过透镜后的光线d与主光轴平行。 ①在图中画出光线b、c、d； ②要使光线b经过P点，应沿主光轴水平向左移动 （选填“透镜”“光源M”）。 【答案】 透镜 【详解】[1]由凸透镜的特点可知通过光心的光线传播方向不变，所以光线b为光线a的延长线，而焦距出发出的光线经过凸透镜后平行于主光轴，所以光线c与光源M和焦距（25cm刻度线处）的连线共线，方向指向凸透镜，光线c与凸透镜的交点为光线d的起始点，光线d平行于主光轴，方向向左。如图所示： [2]由图可知，想要使光线b通过P点，须让它靠近主光轴偏折，而让光源远离透镜可以使发出的光线相比于原来靠近主光轴偏折，所以应沿主光轴水平向左移动透镜。 17．凸透镜成像解释： (1)我们以烛焰上一发光点A为研究对象，它发出无数条光线，请完成图中两条光线经过凸透镜后的光路。 (2)凸透镜对光线起 作用，这两条光线通过透镜后相交于一点，A点发出通过凸透镜后的其他光线也相交于这点。将光屏放在该点，会看到光屏上有一特别亮的点，这就是A点的 像（虚/实）。 【答案】(1) (2) 会聚 实 【详解】（1）根据凸透镜的三条特殊光线，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点；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： （2）[1][2]凸透镜对光线起会聚作用，这两条光线通过透镜后相交于一点，将光屏放在该点，会看到光屏上有一特别亮的点是实际光线会聚形成，是A点的实像。 18．光电鼠标的原理就是利用发光二极管的光照射鼠标垫，反射后经凸透镜再进入鼠标的光学感应器（相当于光屏），用以记录移动动作，以此捕捉移动位置的不同画面。图中光学感应器、凸透镜、发光二极管等元件固定在鼠标内。 （1）当发光二极管的光照射在粗糙的鼠标垫上时会发生 （选填“镜面反射”或“漫反射”），光线通过透镜时发生 （选填“反射”、“折射”或“直线传播”）； （2）若成像透镜距鼠标垫，光学感应器距成像透镜，则在光学感应器上所成的像是 （选填“放大”或“缩小”）的实像； （3）当鼠标向前移动时，感光器件上的像相对于光学感应器在向 （选填“前”或“后”）移动； （4）将鼠标离开鼠标垫一定高度后悬空向前移动时，电脑显示器上的光标并不移动，是因为像成在光学传感器的 （上/下）方，而且所成的像 （变大/不变/变小）。 【答案】 漫反射 折射 缩小 前 下 变小 【详解】（1）[1]当发光二极管的光照射在粗糙的鼠标垫上时，反射光线射向各个方向，会发生漫反射。 [2]光线从空气经过透镜是光从一种介质到另一种介质，会发生折射现象。 （2）[3]光学感应器距成像透镜，即物距为3mm，成像透镜距鼠标垫，即物距为7mm，物距大于像距，因此光学感应器上所成的是倒立、缩小的实像。 （3）[4]感应器上成的是倒立、缩小的实像，鼠标向前推移时，物（鼠标垫上的反光点）相对于鼠标向后推移，而凸透镜和光学感应器是一起移动的，感光器件上的像相对于光学感应器向前移动。 （4）[5][6]让鼠标离开鼠标垫一定高度后悬空移动，相当于让物距增大，则像距变小，那么所成的像在光学感应器的下方，凸透镜成实像时，物远像近像变小，因此所成的像比悬空前的要小。 19．小明学习了光学知识后，很快完成了以下内容： （1）看到湖水中游动的“鱼”比其实际位置要 （选填“深”或“浅”）； （2）老花镜的镜片是 透镜，它的度数等于它焦距（用米作单位）的倒数乘以100。小明拿着爷爷的老花镜正对太阳光，再拿一张纸在老花镜下来回移动，纸上得到一个最小的光斑距老花镜20cm，则小明爷爷老花镜的度数是 度； （3）普通照相机的镜头相当于一个凸透镜，一架普通照相机镜头的焦距为40cm，当被拍照的人到镜头的距离大于 cm时，底片上会得到一个倒立、 的实像。 【答案】 浅 凸 500 80 缩小 【详解】（1）[1] 水中鱼的反射光线穿过水面，折射进入人眼，此时光线在水面处发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人会误认为折射而来的光是沿直线传播而来的，所以当人眼逆着折射光线的方向看去，看到的是鱼经水面折射所成的虚像，且虚像在实际鱼的上方，所以从岸边看到水中“鱼”的位置比鱼实际位置要浅一些。 （2）[2]老花眼是远视眼，所以要戴凸透镜来矫正。 [3]凸透镜的焦距为 f=20cm＝0.2m 所以老花镜的镜片度数 （3）[4][5]照相机的镜头相当于一个凸透镜，物体和镜头之间的距离是物距，当u＞2f时成倒立、缩小的实像，即 u＞80cm 20． 小唐妈妈是远视眼，某天她和妈妈去眼镜店配眼镜，店员介绍他们的眼镜镜片的材料有玻璃和水晶两类，每种材质不同的镜片价格也不一样，配出眼镜的重量也不同。据此，学习过凸透镜成像知识的小唐猜想：“凸透镜的焦距是否与材料有关”。于是她利用“探究凸透镜的成像规律”的实验装置来验证猜想。准备的实验器材有平行光源，两只大小、厚薄、形状完全相同的由玻璃和水晶制成的凸透镜，光屏，光具座，刻度尺等。把平行光源、玻璃凸透镜、光屏依次放在光具座上，调整它们的中心在同一高度，让平行光源垂直照射玻璃凸透镜，前后移动光屏，在光屏上出现最亮最小的点，接下来的操作是 ， 然后 。如果 ，说明凸透镜的焦距和材料无关； 如果 ，说明凸透镜的焦距和材料有关。 【答案】 用刻度尺测量出玻璃凸透镜到光屏的距离 将玻璃凸透镜更换为水晶凸透镜，调整中心，前后移动光屏，在光屏上出现最小最亮的点，用刻度尺测量出水晶凸透镜到光屏的距离，分别记录玻璃和水晶凸透镜到光屏的距离、 【详解】[1][2]在光屏上出现最亮最小的点，该点到凸透镜光心的距离即为焦距，因此用刻度尺测量出玻璃凸透镜到光屏的距离；再将玻璃凸透镜更换为水晶凸透镜，调整中心，前后移动光屏，在光屏上出现最小最亮的点，用刻度尺测量出水晶凸透镜到光屏的距离L2。 [3][4]比较测量的焦距，若说明凸透镜的焦距和材料无关；若说明凸透镜的焦距和材料有关。 21．2022年3月23日，“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲；神舟十三号乘组航天员给全中国的孩子们上了一堂精彩的太空课。 （1）如图甲是航天员在演示“神奇的太空小水球”；一开始将水注入水膜之中形成一个漂亮的完整水球，该水球可以被看作一个 镜；当她的脸距离水球球心30cm时，我们透过水球看到了倒立、缩小的人像，其原理与生活中的 （选填“投影仪”、“照相机”或“放大镜”）原理相同，该水球的焦距可能是 。 A．30cm    B．7cm    C．15cm    D．45cm （2）随后，航天员在太空失重环境下向水球中间注入一个气泡，通过水球看到她的正立、倒立的两个像，如图乙所示，通过简化如图丙，可知其中正立的像是光经过1、2两个 （填“凸”或“凹”）透镜形成的像，当光经过3、4区域时，所成的像是倒立、缩小的 像； （3）安装在神舟十三号轨道舱内的摄像机拍摄到了一颗擦身而过小行星，按照从左到右的次序如图丁所示（镜头的焦距不变）；在此过程中，小行星与神舟十三号的距离在变大，摄像机的镜头在 （选填“前推”或“后缩”）。 【答案】 凸透 照相机 B 凹透镜 实 后缩 【详解】（1）[1][2][3]水球具有中间厚、边缘薄的特点，则水球相当于一个凸透镜，所以可以看到王亚平的倒立、缩小的实像，与照相机的成像原理相同，此时物距大于二倍焦距，即 30cm>2f 则 f<15cm 故选B。 （2）[4]水球中间部分被气泡分为了两部分，中间是空气、气泡两侧是水，则中间部分1、2区域中间薄，两边厚，相当于变成了两个凹透镜的组合，这个时候又出现了一个正立的虚像，所以光经过1、2是凹透镜形成的像。 [5]水球的3、4部分边缘薄而中间厚，相当于凸透镜，观察丙图可知，此时光经过3、4区域所成的像为倒立缩小的实像。 （3）[6]探测器上的照相机成实像，凸透镜成实像时，物距变大，像距变小，像变小；由图可知（按照从左到右的次序），像逐渐变小，说明小行星和探测器的距离逐渐变大，则镜头和像之间的距离应逐渐变小，即摄像机的镜头应后缩。 22．请根据上述材料，回答下列问题；（选填选项前的字母） 可调式眼镜 人的眼睛看清物体是通过改变晶状体的形状来实现的，晶状体相当于全自动变焦镜头。看近处物体时，晶状体变凸一些，折射光线的能力变强；看远处物体时，晶状体变扁平一些，折射光线的能力变弱。通过这样的调节，使远近不同的物体均能在视网膜上成像。若晶状体调节能力变弱，就会出现看不清远处物体或近处物体的情况，需要佩戴合适的眼镜进行矫正。 有人发明了一种能矫正视力的可调式眼镜，如右图所示，这种眼镜的镜片中含有一种特殊液体。如图所示是可调式眼镜的结构示意图，镜架上有表示移出和加入液体含量的标尺；移动标尺上的滑块可以定量改变镜片中的液体含量，从而改变镜片的形状；镜片中液体含量的改变量V可以用滑块在标尺上的位置表示。滑块位于标尺上0刻度线处，表示眼镜的初始状态，此时，镜片的形状是扁平的，如图甲所示。当滑块位于标尺上1、2刻度线处时，分别表示镜片中加入一些液体、加满液体，图乙是镜片中加满液体的示意图。当滑块位于标尺上-1、-2刻度线处时，分别表示从镜片中移出一些液体、移出全部液体，图丙是镜片中移出全部液体的示意图。 为探究可调式眼镜的矫正效果，首先要确定以下程序和标准： 选定同一棵树作为观察对象，选定远、中、近三个观察位置，用S表示观察位置到树的距离，如下图甲所示；用D表示看到树的清晰程度，清晰程度分为清晰、不清晰、模糊三个等级，如图乙所示。 小京和小贝视力不同，没有佩戴眼镜时，小京在近处看树“清晰”，在远处看树“不清晰”；小贝在远处看树“清晰”，但在近处看树“不清晰”。 小京和小贝配戴眼镜后，进行实验的主要步骤如下： ①调节镜片中的液体处于初始状态。 ②选择不同观察位置,观察树，将观察结果记录在表格中。 ③改变镜片中液体的含量，重复步骤②。 小京和小贝的实验结果记录表（部分数据）分别如表一、表二所示： 表一小京的实验结果记录表 V S D -2 -1 0 1 2 近 清晰 清晰 清晰 中 清晰 清晰 远 清晰 不清晰 模糊 表二小贝的实验结果记录表 V S D -2 -1 0 1 2 近 不清晰 清晰 清晰 中 清晰 远 清晰 通过实验及对实验结果的分析，两位同学对可调式眼镜有了新的认识。 (1)调节眼睛晶状体形状的作用是帮助我们看清________（只有一个选项正确）。 A．不同亮度的物体 B．不同颜色的物体 C．不同距离的物体 D．不同大小的物体 (2)为了使小京在远、中、近处看树都“清晰”，调节镜片内液体含量的措施是_______（只有一个选项正确）。 A．加满液体 B．加入一些液体 C．移出一些液体 D．移出全部液体 (3)为了使小贝在近处看树“清晰”，调节镜片内液体含量的措施是__________（至少有一个选项正确）） A．加满液体 B．加入一些液体 C．移出一些液体 D．移出全部液体 【答案】(1)C (2)C (3)B 【详解】（1）由文中，看近处物体时，晶状体变凸一些，折射光线的能力变强；看远处物体时，晶状体变扁平一些，折射光线的能力变弱。通过这样的调节，使远近不同的物体均能在视网膜上成像。调节眼睛晶状体形状的作用是帮助我们看清不同距离的物体，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 （2）小京在近处看树“清晰”，在远处看树“不清晰”，是近视眼，晶状体太厚，因此应移出一些液体，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 （3）小贝在远处看树“清晰”，但在近处看树“不清晰”，是远视眼，晶状体太薄，为了使小贝在近处看树“清晰”，应加入一些液体，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 23．小刚分别利用“作图法”和“实验法”来研究凸透镜成像相关问题。 (1)如图甲所示，O为凸透镜的光心，F为焦点，AC、AO为两条特殊光路，请你利用这两条特殊光线作出物体AB所成的像A'B'； (2)运用“实验法”研究凸透镜成像规律，当三个元件移动到如图乙所示的位置时，光屏上出现了清晰的缩小实像，测量出此时光屏到凸透镜的距离为20cm，请分析判断该凸透镜焦距的大致范围。 【答案】(1) ；(2)10cm＜f＜20cm 【详解】(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，经过光心的光线传播方向不变，则可以作出物体AB所成的像A'B'如图所示： (2)由图可知u＞v，所成的像是倒立缩小的实像，则u＞2f，像距范围f＜v＜2f，即f＜20cm＜2f，解得 10cm＜f＜20cm 24．2021年12月9日15点40分，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富变身“太空教师”在中国空间站精彩开讲，并面向全球直播。这次授课中，三位太空老师带来了5个物理实验，印象最深刻的是“水球透镜”实验。通过透镜看到的竟然是一正一反两个像，这是为什么呢？其原理解释是： （1）如图甲所示，加气泡之前的水球可以被看作是一个凸透镜。王亚平站在远处（这个凸透镜的两倍焦距以外），我们眼睛看到的是她倒立 的实像； （2）中央加气泡之后，水球因此被气泡变为了两部分，中间是空气，气泡周围是水。这个时候整个水球就变成了两个透镜，外圈部分的凸透镜没有原来完整，透过的光线变少了，但对光线仍然有 作用，所以 （选填“能”或“不能”）够成像；内圈相当于变成了两个凹透镜的组合，所以这个时候中间部分又出现了一个 （选填“正”或“倒”）立的像。因此可以在水球中同时看到一正一倒的两个像； （3）根据上面的实验，请你推测凹透镜的成像特征，在图丙中作出A的像。 【答案】 缩小 会聚 能 正 【详解】（1）[1]水球可以被看作是一个凸透镜，王亚平站在远处（这个凸透镜的两倍焦距以外），由凸透镜成像规律可知 u＞2f 成倒立、缩小的实像。 （2）[2][3][4]中央加气泡之后，水球因此被气泡变为了两部分，中间是空气，气泡周围是水，这个时候整个水球就变成了两个透镜，外圈成为了一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用；内圈相当于变成了两个凹透镜的组合，凹透镜成正立、缩小的虚像，所以中间部分会出现了一个正立的像。 （3）[5]平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点，过凹透镜光心的光线传播方向不改变，过过光心的光线与另一条折射光线的反向延长线交于一点即为像点，然后过像点作垂线即为物体的像，为正立缩小的虚像，由图可知： 25．第十五届中国国际航空航天博览会（珠海航展）于2024年11月12日至17日在珠海国际航展中心隆重召开。无人机具有成本低、智能化、生存能力强、机动性能好、使用方便等优点， 在航拍、农业、植保、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检等领域都有广泛的应用。无人机携带的高分辨率高速摄像机和轻型光学相机既能可见光成像，又能红外线成像。科技小组同学针对无人成像原理及使用领域展开项目式探究。 (1)成像原理 ①无人机携带了高分辨率高速摄像机，下列关于摄像机说法中正确的是( ) A．摄像机的摄像头对光线有会聚作用 B．被拍摄的景物应位于摄像头二倍焦距以外 C．当无人机远离被拍摄物体时， 要成像仍然清晰， 其镜头应该向前伸 D．摄像头成在传感器（相当于胶片）上的像是倒立、缩小的实像 ②无人机携带的设备能够实现夜间红外线成像，是因为夜间人和草木、岩石的 不同，辐射的红外线强度不同。 (2)使用领域 ①如图是工作人员操控植保无人机从水平地面由静止开始经历加速、匀速、减速三个竖直上升阶段， 共用时20s， 然后悬停在地面16m的高度， 在整个上升阶段飞机的平均速度为 m/s： ②雾霾是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述， 尤其是PM2.5被认为是造成雾霾天气的“元凶”。无人机向空中喷洒某种固体小颗粒，并迅速 成气体，从周围空气中吸热， 使空气中的水蒸气迅速 成小水珠， 以凝结污染物， 令其降落在地面上。 ③2023年8月17日晚， 在浑河上空区域举办沈阳有史以来最大规模的无人机表演活动，表演以三维立体图形为主， 动态展示辽宁、沈阳风采， 为大家呈现一场视觉的饕餮盛宴！如图为沈城某市民拍摄的闪耀夜空的璀璨光影秀照片。下列有关说法正确的是( ) A． 正在发光的无人机不属于光源 B． 我们看到高楼色彩缤纷的霓虹灯是光的色散形成的 C． 音乐声是由物体的振动产生的，可在空气中传播 D． 对正在欣赏表演的观众来说，音乐声属于噪声 【答案】(1) ABD 温度 (2) 0.8 升华 液化 C 【详解】（1）①A．摄像机的摄像头是凸透镜，对光有会聚作用，故A正确； B．摄像机的成像原理是，被拍摄的对象位于摄像头的二倍焦距外，在胶片上成倒立、缩小的实像，故BD正确； C．当无人机远离被拍摄物体时，物距变大，根据“物远像近像变小”可知，要成像仍然清晰，其镜头应该向后缩，故C错误。 故选ABD。 ②一切物体都能发射红外线，且物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同，无人机携带的设备能够实现红外线成像，是利用不同物体的温度不同发出的红外线强度不同进而成像的原理。 （2）①在整个上升阶段飞机的平均速度为 ②[1][2]无人机向空中喷洒某种固体小颗粒，并迅速变成气体，由固态变成气态是升华现象；升华吸热，从周围空气中吸热，使空气中的水蒸气迅速液化成小水珠。 ③A．无人机自身能发光，属于光源，故A错误； B．我们看到高楼色彩缤纷的霓虹灯是由不同颜色的灯发出的，不属于光的色散，故B错误； C．声音是由物体振动产生的，可在固、液、气中传播，故C正确； D．对正在欣赏表演的观众来说，音乐声属于乐音，故D错误。 故选C。 26．请你用学过的物理知识解答汽车的相关现象： （1）汽车的后视镜是一个 镜，是因为它能扩大视野； （2）汽车后挡风玻璃上面有很多的细条纹，其实那些细条纹都是非常细的发热丝，汽车启动后发热丝就会发热，使后挡风玻璃上的水雾发生 （填一种物态变化），就不会影响司机的视野了，到了冬天水凝固结成冰会把水箱胀破，所以往往在水里添加某种试剂使水的凝固点 （选填“降低”、“升高”）； （3）汽车上的“倒车防撞可视雷达”，通过安装在车尾的摄像头对准车后的障碍物，障碍物经摄像头中的凸透镜成倒立 （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像，这个像通过电子调整并传递到显示屏上，司机据此可以准确地了解车后的情况。如果看到显示屏中的障碍物的像变大，则障碍物离车尾的距离变 ；（选填“近”或“远”） （4）小轿车前面安装的挡风玻璃是倾斜的，这样做的好处之一是 。（填字母） A．倾斜放置的挡风玻璃不易被震碎 B．有利于光的反射，便于观察车外的情况 C．避免车内物品的像成在司机的正前方，保证行车安全 D．使车内物品的像成在司机的前上方，有利于观察车内情况 【答案】 凸面 汽化 降低 缩小 近 C 【详解】（1）[1]汽车的后视镜实质是一个凸面镜，对光线起发散作用，可以扩大视野。 （2）[2]汽车启动后发热丝就会发热，使后挡风玻璃上的水雾吸热，由液态变为气态，所以发生了汽化。 [3]到了冬天水凝固结成冰会把水箱胀破，所以为了使水不容易凝固结冰，往往在水里添加某种试剂使水的凝固点降低。 （3）[4]摄像头在工作时，物体距离凸透镜的距离大于二倍焦距，此时成倒立、缩小的实像。 [5]如果看到显示屏中的障碍物的像变大，由凸透镜成像规律可知，此时物距变小，像距变大，即碍物离车尾的距离变近。 （4）[5]小汽车前面的挡风玻璃相当于平面镜，平面镜成像的特点是像与物关于平面镜对称，如果竖直安装，车内物体的像会在正前方，干扰司机观察路况，倾斜安装可以避免车内物品的像成在司机的正前方，保证行车安全。 故选C。 27．如图甲所示是平行于主光轴的光经过某凸透镜的光路。画出该凸透镜及其主光轴，并标上刻度（用cm作单位），如图乙所示。 （1）物体要通过该凸透镜成实像，物距应该满足什么条件？ 。 （2）一条形物体AB，可用“”表示，把它放在图乙中凸透镜左侧，且垂直主光轴。图乙中两条光线由A点发出，通过作图确定A点； （3）作出这两条光线经过该凸透镜后的光路 ； （4）此时凸透镜所成的像与AB比较，是 （选填“正立”或“倒立”）， （选填“放大”“缩小”或“等大”）的 （选填“实”或“虚”）像。 【答案】 物距大于一倍焦距 正立 放大 虚 【详解】（1）[1]凸透镜成实像的条件是物距大于一倍焦距。 （3）[2]由图甲可知，主光轴的最小分度值为1cm，所以该凸透镜的焦距为10.0cm，反向延长两条光线，其交点即为点A，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，过光心的光线经凸透镜后传播方向不变，如图下所示： （4）[3][4][5]由图可知，此时的物距小于一倍焦距，由凸透镜成像规律得，此时成正立、放大的虚像。 28．如图为某望远镜内部部分光路图和一个光学暗箱，其中物镜是凸透镜，O为光心，F为物镜焦点，焦距为500mm。 (1)目镜是 透镜（选填“凹”、“凸”）； (2)用此望远镜观测月球时，月球经物镜成一个 （选填“倒立”、“正立”） （选填“放大”、“等大”“缩小”）的像； (3)在图中画出光线a、b经物镜折射前的入射光线； (4)已知黑箱内有一只凹透镜和一只平面镜。清在黑箱内画出完整的光路，填上光学仪器，并标明凹透镜焦点F的位置。 【答案】(1)凹 (2) 倒立 缩小 (3) (4) 【详解】（1）由图可知，目镜对光线有发散作用，所以目镜是凹透镜。 （2）[1][2]用此望远镜观测月球时，因月球到物镜（凸透镜）的距离远大于2倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像。 （3）过凸透镜光心的光线不改变方向，过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴，如图所示： （4）图中已给出了凹透镜的主光轴，且射出黑箱的光线平行于主光轴，则射向凹透镜的光线延长后过其焦点，所以，可以先利用平面镜反射光，光线再射向凹透镜，且这条光线延长后与凹透镜的主光轴相交（交点即为凹透镜的焦点F）。 作法：画出射入黑箱的光线，在黑箱左侧适当位置垂直于主光轴画出平面镜，入射光线与平面镜的交点为入射点，垂直于平面镜作出法线，根据反射角等于入射角作出反射光线；反射光线与射出黑箱的折射光线的延长线的交点为射向凹透镜的入射点，由此画出凹透镜，延长射向凹透镜的光线与主光轴的交点即为焦点F，如图所示： 29．显微镜主要由物镜和目镜两组透镜组成，被观察的细微物体先在物镜中成一个像，这个像就相当于目镜中的物体，然后它在目镜中再次成像。如图，F1为物镜的焦点，F2为目镜的焦点，图中已出细小物体AB在物镜中所成像A’B’的光路图，以及A’B’射向目镜的两条光线。    （1）该显微镜的物镜相当于 （选填“凸透镜”、“凹透镜”）； （2）请你画出光线a，b经目镜L2折射后的光线； （3）与A’B’对比，目镜L2所成的像是一个 （选填“正立”或“倒立”）、 （选填“实像”或“虚像”）。 【答案】 凸透镜 正立 虚像 【详解】（1）[1]由图可知，平行于主光轴的光线经透镜后向焦点会聚，因此显微镜的物镜相当于凸透镜。 （2）[2]显微镜的目镜相当于放大镜，因此根据凸透镜成像规律作图，如下：    （3）[3][4]显微镜的目镜相当于放大镜，因此相对于A’B’成的是正立放大的虚像。 30．魔术师通过魔术箱为我们展现神奇的魔术，而它背后则是奇妙的物理原理，请你运用所学知识尝试揭秘。 (1)如图甲是一只魔术箱，正面看起来是一个完整的空纸箱。把纸币从空箱顶端的投币口投入，结果纸币“不翼而飞”，这是因为魔术箱中有一块 （选填“玻璃板”或“平面镜”），它与箱底的夹角为 度； (2)图乙也是一只魔术箱，同一水平线上箱的左右两侧各有一个小孔，一束光从左侧小孔射入、右侧小孔射出，现将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中，正好与入射光线位于同一高度，光仍从右孔射出，丙图三种设计方案中不能完成该魔术的有 。若魔术箱内只使用平面镜，则至少要 块。 【答案】(1) 平面镜 45 (2) B 3 【详解】（1）[1][2]从甲图观察口看到正前方是方格子，整体好像是一个空箱子，甲图中的空箱子是利用平面镜成像得到 的，因此镜面与箱底的夹角为45度；把纸币从空箱顶端的投币口投入，实际上纸币在平面镜后面，观众不能看 见平面镜后面的纸币。 （2）[1]ABC．图中平行于主光轴的入射光线，折射后通过焦点，通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴可以实现一束光从左侧的小孔射入，将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中，正好挡住光线，可光仍从右孔射出，故A不能完成；B中为一凹透镜和一凸透镜，左边的凹透镜 对光线有发散作用，而图中凹透镜对光线却有会聚的作用，故B不能实现；C中有两个凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点，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，故C能实视，故AC不符合题意，B符合题意。 故选B。 [2]由激光束从乙图左侧的小孔射入，需要至少经过三次反射才能从右侧小孔射出时，光线的方向没有发生改变， 其实就是通过三块平面镜的反射实现的。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $