专题04【科普阅读题 范围：第五单元 透镜及其应用】-2025-2026学年八年级物理上册高分秘籍（人教版2024）

参考答案 1．(1) 会聚 相同 (2)C (3)4 (4)A 【详解】（1）[1]菲涅尔透镜与平凸透镜一样，都能将平行于主光轴的光线会聚于焦点，对光线都有会聚作用。 [2]它们的工作原理是相同的，都是通过透镜的曲面使管线发生折射，实现光线的会聚。 （2）A．与平凸透镜相比，菲涅尔透镜可以做的更薄，则使用菲涅尔透镜的手机，闪光灯部分可以做得更薄，故A正确，不符合题意； BD．与平凸透镜相比，菲涅尔透镜减少了光在透镜中直线传播的部分，只保留透镜发生折射的曲面，在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失，故BD正确，不符合题意； C．菲涅尔透镜是由无数个同心圆纹路的玻璃组成，不是由一圈圈凸透镜和凹透镜组成，故C错误，符合题意。 故选C。 （3）由图丙所示，从上方垂直菲涅尔透镜入射的光束，在透镜下方一半焦距处面积只有原来的四分之一，则太阳能板受光部分单位面积上的光能提高约为原来的4倍。 （4）将菲涅尔透镜放置在阳光下从而将光集中在太阳能板上，为保证最佳的聚光效果，正确的放置方法是菲涅尔透镜的凸面正对太阳，太阳能板位于菲涅尔透镜的焦点处，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．(1)漫 (2)110 (3)小 【详解】（1）镜面反射是指平行光线射到光滑表面上时，反射光线是平行的。根据题干信息“碰到障碍物后向各个方向反射”，可知这是漫反射的特征。因此，红外线碰到障碍物时发生的是漫反射。 （2）红外传感器的检测器到透镜的距离为 红外发射器中心线与接收透镜主光轴之间的距离为 偏移值为 此时红外传感器到障碍物的距离为 （3）红外传感器到障碍物的距离 如果偏移值更大一些，即L更大一些，红外传感器到障碍物的距离D会更小。 3．(1)反射 (2)乙 (3)C (4)D (5)1 【详解】（1）根据短文知道，红外传感器发射红外光束，遇到物体时，光束会发生反射。 （2）根据短文知道，“要检测越远的物体，CCD的分辨率要求就越高”，由于乙的探测范围大于甲的探测范围，所以，乙的CCD检测器分辨率较高。 （3）A．滤镜为凸透镜，对光有会聚作用，故A错误； B．当D很小（离得很近）时，L值较大，光点可能超出探测器的探测范围，即L超过某一值时，输出值会随着L的增大而快速变小，直至变为零 ，L变为0就检测不到了，故B错误； C．由原文：深色物体检出率和环境光抗干扰能力，因为深色物体会吸收部分光能量，而环境光可能对测量产生干扰，这些是红外传感器的研发方向之一。环境光可能会干扰测量，故C正确； D．根据材料可知，探测的可靠性与物体的颜色有关，故D错误。 故选C。 （4）正常情况下，物体离传感器越远，D的值越大，L就越小，输出值也越小，但当D很小时，L值较大，光点可能超出探测器的探测范围，即L超过某一值时，输出值会随着L的增大而快速变小，直至变为零，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 （5）圆盘的直径是30cm=0.3m，要清扫宽3.3m的房间，实际行走的距离 已知行走速度，由可知，从一侧走到另一侧需要的时间 4． B C 凸透镜 远离 【详解】【项目实施】（一）[1]过光心的光线经凸透镜后传播方向不变；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点。据此画出对应折射光线，成像为倒立、缩小的实像，如图所示： （二）[2]照相机成像原理是：当物距大于二倍焦距时，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，模型照相机中，半透明膜相当于底片，半透明膜到凸透镜的距离为像距，所以其中纸筒M的长度最大为凸透镜二倍焦距最佳，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 （三）（1）[3]凸透镜成实像时，像距越大，像越大，所以若在同一位置观察同一物体，想使薄膜上的像更大些，应使像距大一些，则应选择焦距大些的透镜，我们应该选择凸透镜C。 （2）[4]照相机的镜头是凸透镜，拍照时凸透镜对着明亮的景物。所以在较暗的室内，把凸透镜对着明亮的室外。 [5]如果想使薄膜上的这个像更大一些，应减小物距，增大像距，即将自制相机靠近景物，同时向远离凸透镜方向移动纸筒N。 【项目交流】[6]人机航拍时，若匀速向上提升，物距增大，像距应减小，而物距变化大，像距变化小，且物距增大相等距离，像距减小量越来越小，所以摄像头自动对焦连续拍摄，镜头会减速后缩，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 5．(1) 温度 升华 吸 (2) 略大于 后缩 (3)25 【详解】（1）[1]任何物体都会向外辐射红外线，温度越高，辐射红外线越强。则红外夜视仪夜晚能够识别人体、岩石，是因为被识别物体的温度不同，发出的红外线强度不同。 [2][3]根据物质的物态变化特点可知，固态直接变为气态是升华，所以无人机向空中喷洒某种固体小颗粒，并迅速升华成气体，从周围空气中吸收大量的热，使空气中的水蒸气迅速液化，变成小水珠以凝结污染物，令其降落在地面上。 （2）[1][2]根据凸透镜成像的特点，当物距大于二倍焦距时，成倒立缩小的实像，应用于照相机，此时的像距在一倍焦距到二倍焦距之间，因此胶片到镜头的距离是略大于60mm。当无人机远离被拍摄物体时，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，要成像仍然清晰，应减小像距，所以其镜头应该向后缩。 （3）由题意可知，摄像机拍摄速度11000帧/秒，已知某轿车通行50m的过程中高速摄像22000帧，则轿车运动的时间为2s，则轿车的速度为 6．(1) 不能在真空中传播 反射 (2)0 (3)D (4)熔化 【详解】（1）[1]由于太空是真空环境，真空不能传声，所以在太空中物体振动产生的声音不能传播，故蔡旭哲感觉周围一片寂静。 [2]地球本身不能够发光，看到漆黑的夜空中悬挂的美丽地球，是因为地球在反射光。 （2）神舟十九号飞船与天宫一号对接完成后，相对位置没有发生改变，即相对静止，二者的速度相等，所以以神舟十九号飞船为参照物，天宫一号的运行速度为0。 （3）AB．水球相当于凸透镜，王亚平在水球中的“倒影”，是光的折射形成的实像，可以成在光屏上，故AB错误； C．水球具有中间厚、边缘薄的特点，因此水球相当于一个凸透镜，成倒立、缩小的实像，照相机是利用这一成像原理制成的，故C错误； D．透过水球看到倒影，是凸透镜成实像，若王亚平距水球变远，则物距增大，像距减小，像变小，即“倒影”会变小，故D正确。 故选D。 （4）钛合金和铝是金属材料，在高温下由固态变成液态，是熔化现象。 7．(1)缩小 (2) B 小 (3) 1 ④ 远离 (4) 优秀 见解析 见解析 【详解】（1）将点燃的蜡烛、开有小孔的纸板和毛玻璃屏依次放置，蜡烛发出的光经过小孔会在毛玻璃上成倒立的实像，物体经过小孔所成的像的性质与物距跟像距有关，当像距跟物距相等时，成倒立等大的实像；当像距小于物距时，成倒立缩小的实像；当像距大于物距时，成倒立放大的实像，图甲中蜡烛到小孔的距离大于毛玻璃到小孔的距离，即像距小于物距，则成倒立缩小的实像。 （2）[1]三棱镜具有偏折光的能力，要想使光都会聚在光屏中心的位置，则在a、b两处放置的三棱镜的方式可能是凸透镜的形状，即图丁中的B的形状。 [2]在a、b两处之间再开若干个小孔，并在小孔处放置棱镜，此装置类似凸透镜，过光心时传播方向不变，越靠近光心的光线偏折程度越小，故光线通过这些棱镜的偏折程度比通过a、b两孔处的要小。 （3）[1][2]当插入①号纸板时，改变投影盒到墙壁的距离，墙壁出现清晰的像，当换用②号纸板时，纸板上面孔的个数只是改变到达凸透镜的光亮，则换用②号纸板时，墙壁将出现1个像，只是像比插入①号纸板时亮，故墙壁要有清晰且最亮的像，则纸板上孔的个数要最多，则应使用④号纸板。 [3]若换用焦距为10cm的透镜，凸透镜的焦距变大，相当于减小物距，根据凸透镜成像的规律，应增大像距，即需要远离墙壁。 （4）[1][2]同学们了解小孔成像和凸透镜成像的原理，制作的投影盒能成清晰的像，并且可以调节像的大小，根据评价表，评价等级是优秀。 [3]将投影盒设计成可以伸缩的结构，方便调节像的大小和清晰度。 8．(1)温度 (2) 不能 不能 (3)信息 (4)B (5) 小 大 【详解】（1）一个物体的温度升高时，辐射的红外线会增强。机器人携带的设备能够利用红外线检测体温，是因为不同物体的温度不同，发出的红外线强度不同，从而识别体温。 （2）[1]人耳的听觉范围一般为20Hz到20000Hz，超声波的频率高于20000Hz，机器人发射的超声波人耳不能听见。 [2]月球周围为真空，真空不能传声，超声波不能用来测量地球到月球的距离。 （3）语音报警，说明语音有传递警告功能，所以说明声音可传递信息。 （4）A．调节机器人的音量，改变的是声音的大小，即改变声音的响度。故A正确，不符合题意； B．菲涅尔透镜将红外线会聚到探测器上，即对光线有会聚作用，相当于凸透镜，故B错误，符合题意； C．人体会不断地向外辐射红外线，且温度不同，辐射的红外线的强度和波长分布等也不同。红外线测温仪能够检测到人体辐射出的红外线，从而实现对人体体温的测量。故C正确，不符合题意； D．红、绿、蓝是光的三原色，监控中心屏幕上的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成，故D正确，不符合题意。 故选B。 （5）[1][2]根据凸透镜成像规律，机器人在拍照过程中远离被拍摄的物体时，物距变大，物体所成实像的像距将变小。为了仍能拍摄出清晰的像，根据 “物远像近像变小，若想让像清晰，当物距变大，可增大焦距”，机器人会自动调大镜头焦距，使远距拍摄的物体清晰成像。 9．(1)10.0 (2) 放大 65 (3)完整的像 (4) 5 照相机 【详解】（1）平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后会聚于一点，该点就是凸透镜的焦点，焦点到透镜光心的距离叫焦距，由图可知，刻度尺的分度值是1cm，该凸透镜的焦距为 （2）[1]由图乙可知，蜡烛所在位置为如刻度线处，此时物距为 则符合，根据凸透镜成像规律可知，此时成的像为倒立、放大的实像。 [2]若蜡烛和光屏位置不变，光屏上能再次承接到烛焰清晰的像，根据光路具有可逆性，原来的物距变为现在的像距，则原来物距为15cm，变为像距15cm，光屏在图中的位置为80cm，因此将凸透镜移至 （3）若一只苍蝇趴在凸透镜的中心，物体反射的光线射向凸透镜的其他部分，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，只是折射光线减少，会聚成的像变暗，所以在光屏上所成的烛焰的像是完整的像。 （4）[1]由图丙可知，当时，光屏上成倒立、等大的实像，此时 则 [2]将点燃的蜡烛放在距此凸透镜处，则物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，此时成的像为倒立、缩小的实像，其应用为照相机。 10．(1)焦距 (2) 凹 0.25 (3)D (4)做眼保健操 【详解】（1）由题可知，人的眼睛是通过调节晶状体的弯曲程度，改变晶状体的焦距来获得清晰的像。 （2）[1]近视眼的形成原因：远处物体成像在视网膜前方，需要发散光线，使像后移，使用凹透镜。 [2]由题可知，眼镜度数D和焦距f之间的关系为（其中f用m作单位），所以当小明配戴400度的眼镜时，眼镜镜片的焦距 （3）由题可知，正常眼的近点约距眼睛10cm，是最近能看清楚物体的距离，正常眼的远点在极远处，是最远能看清楚的地方，所以，正常人眼能清晰看到的范围是从10cm到极远处，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 （4）由题可知，长时间看书、看电视、用电脑会引起眼睛疲劳，明视距离为25cm，长时间近距离用眼易疲劳等，所以可以每用眼一段时间就远眺几分钟。 11．(1)A (2)A (3)D (4)B (5)D 【详解】（1）在一个没有任何光线的真空环境里，没有光线进入我们的眼睛，所以我们看不到任何的东西；在真空中有发光的物体，如果光源发出来的光进入了我们的眼睛，人的眼睛是可以看到物体的，故A符合题意，B不符合题意。 故选A。 （2）近视眼成因：眼球晶状体的曲度过大，远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像，就会落在视网膜的前方造成近视眼，近视眼需戴凹透镜矫正，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 （3）图乙中光线在视网膜后汇聚，表示物像落在视网膜后方，因此是远视眼，凸透镜表示远视眼的矫正，所以丁是远视眼的矫正做法，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 （4）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 （5）人的眼睛看到物体的原理与照相机的原理相同，根据凸透镜成像的基本规律可得：当物体远离凸透镜时，物距增大，像距减小，像变小。此时人看远处景物时，物距变大，像距减小；凸透镜对光线有会聚作用，凸透镜越薄，对光的会聚能力越弱，焦距越大，像离透镜越远，所以当物距相同时，增大凸透镜的焦距，像距变大，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 12．(1)准分子激光是冷光源 (2) 变平 大 【详解】（1）由文中信息可知，准分子激光是冷光源，不会产生热量，因而对切削部分的周围组织不会造成损伤。 （2）[1][2]利用激光切削角膜，使角膜曲率变平，即让晶状体和角膜构成的“凸透镜”的焦距变大，对光的折射能力减弱，可以让像成在视网膜上。 13． 倒立、缩小的实像 B C 凸透镜 远离 C 【详解】[1]过光心的光线经凸透镜后传播方向不变；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点。据此画出对应折射光线，成像为倒立、缩小的实像，如图所示： [2]如图可知，物距大于像距，底片上成倒、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]照相机成像原理是：当物距大于二倍焦距时，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，模型照相机中，半透明膜相当于底片，半透明膜到凸透镜的距离为像距，所以其中纸筒M的长度最大为凸透镜二倍焦距最佳，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 [4]凸透镜成像规律中，当物体在凸透镜的一倍焦距以外时，物距减小，像距增大，像也变大。在制作照相机的情境下，我们是通过调节凸透镜与物体的距离（物距）以及凸透镜与薄膜（相当于光屏）的距离（像距）来使物体成像在薄膜上。  对于不同焦距的凸透镜，在同一位置观察同一物体，要使像更大些，就需要让物体能在更靠近凸透镜的位置成像（因为这样物距相对较小，像距相对较大，像就更大），也就是需要选择焦距较大的凸透镜，我们应该选择凸透镜C。 [5]照相机的镜头是凸透镜，需要把凸透镜对着明亮的室外，物体的光线通过凸透镜后才能在薄膜（相当于光屏）上成像。 [6]如果想使薄膜上的这个像更大一些，应减小物距，增大像距，即将自制相机靠近景物，同时向远离凸透镜方向移动纸筒N。 [7]无人机航拍时，若匀速向上提升，物距增大，像距应减小，而物距变化大，像距变化小，且物距增大相等距离，像距减小量越来越小，所以摄像头自动对焦连续拍摄，镜头会减速后缩，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 14． B 实 放大镜 10 增大 反射 【详解】[1]A．根据资料，黄昏系数反映了不同口径和放大倍率的望远镜在暗光条件下的观察效能，故A错误； B．根据资料，恒星或星系远离我们的速度与它跟我们之间的距离成正比，因此v与s的比值是不变的，故B正确。 故选B。 （1）[2]望远镜的物镜与照相机原理相同，成倒立、缩小的实像。 [3]目镜成正立、放大的虚像，成像原理与放大镜相同。 （2）[4]根据资料黄昏系数是望远镜的倍率和物镜的直径的乘积再求开平方，物镜的直径是50mm，则该望远镜的黄昏系数为 （3）[5]用望远镜观察远处的物体后，再观察较近的物体，相当于物距变小，根据凸透镜成像规律“物近像远，像变大”可知，应增大物镜和目镜的之间的距离。 [6]平面镜对光的作用是反射，因此利用光的反射改变了光路。 15． 折射 光学 倒 实 静止 长度 缺少反射面，没有光经过反射进入人眼 【详解】（1）[1]大气层中含有密度不均匀的空气，星光在透过不均匀的大气层时，会发生折射现象，形成“大气像差”。 （2）[2][3][4]由题意得巡天望远镜可以捕捉近紫外至可见光波段，属于光学望远镜。在观测太空时，由于观测的天体距离物镜距离很远，所以根据凸透镜成像规律可知，此时可以成倒立缩小的实像。 （3）[5]两者对接时，巡天望远镜与“天宫”空间站之间的位置关系一直保持不变，因此它们之间是相对静止的。 （4）[6][7]光年指的是光在真空传播，经过一年所通过的路程，因此属于长度计量单位。由速度公式可知，该束光从天体到达地球的时间为 （5）[8]太空中是真空状态，因此光穿过时，没有物体可以被照射，也就没有反射面，因此人的眼睛就看不到反射到眼睛中的光，因此一切看起来都是黑暗的。 答案第10页，共12页 答案第9页，共12页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年人教版八年级物理上册高分秘籍 第五单元 透镜及其应用 (专题04 科普阅读题) 目录概览 考点一 透镜 考点二 生活中的透镜 考点三 凸透镜成像的规律 考点四 眼睛和眼镜 考点五 制作望远镜 题型演练 考点一 透镜 1．阅读短文，回答问题。 菲涅尔透镜 甲图中图1是平凸透镜的截面图，由光学知识可知，平行光由平凸透镜左侧垂直入射，在透镜中传播方向不变，只有经透镜另一侧曲面时才会发生偏折，并会聚于焦点。若在图2中将平凸透镜阴影部分去掉，保留图中曲面的白色部分并将其向左平移到透镜平面处，即为图3，这样的透镜叫做菲涅尔透镜（又称螺纹透镜）。 菲涅尔透镜与平凸透镜一样，都能将平行于主光轴的光线会聚于焦点。与平凸透镜相比，菲涅尔透镜减少了光在透镜中直线传播的部分，只保留透镜发生折射的曲面，在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失。 菲涅尔透镜有着广泛的应用，如图乙为手机闪光灯上用到的菲涅尔透镜，从上方俯视，它由数个同心圆纹路的玻璃组成。大型菲涅尔透镜是聚光太阳能系统中重要的光学部件之一，它能提高太阳能板上单位面积获得的光能；如图丙所示，从上方垂直菲涅尔透镜入射的光束，在透镜下方一半焦距处面积只有原来的四分之一。 (1)菲涅尔透镜与平凸透镜对光都有 （会聚/发散）作用，它们的工作原理是 （相同/不同）的； (2)下面关于菲涅尔透镜的说法，不正确的是（   ）； A．使用菲涅尔透镜的手机，闪光灯部分可以做得更薄 B．与相同直径的平凸透镜相比，光能损失减少 C．菲涅尔透镜是由一圈圈凸透镜和凹透镜组成 D．与相同直径的平凸透镜相比，所用材料减少 (3)不考虑光传播过程中的能量损失，如图丙所示，一太阳能板置于菲涅尔透镜下方的一半焦距处，则与不放置菲涅尔透镜相比，太阳能板受光部分单位面积上的光能提高约为原来的 倍； (4)将菲涅尔透镜放置在阳光下从而将光集中在太阳能板上，为保证最佳的聚光效果，正确的放置方法是（   ） A． B． C． D． 2．短文阅读，回答问题： 机器人的“眼睛” 很多机器人为了“看见”周围的物体，需要有自己的“眼睛”，例如家庭中的扫地机器人，工作时就要能探知前方的家具、墙壁等障碍物。红外传感器就是一种机器人的“眼睛”，其工作原理如图所示。红外发射器向前方发射一束红外线，碰到障碍物后向各个方向反射，其中一束光通过接收透镜中心，照射到红外检测器上的某一位置。该位置偏离透镜主光轴的距离称为偏移值。如果检测器到透镜的距离为f，红外发射器中心线与接收透镜主光轴之间的距离为d，当偏移值为L时，根据三角形的相似关系，可计算出红外传感器到障碍物的距离。 (1)红外线碰到障碍物时发生 （选填“镜面”或“漫”）反射； (2)一个红外传感器的检测器到透镜的距离为10cm，红外发射器中心线与接收透镜主光轴之间的距离为20cm，一次测量时偏移值为2cm，则红外传感器到障碍物的距离为 cm； (3)如果偏移值更大一些，说明红外传感器到障碍物的距离更 （选填“大”或“小”）。 3．阅读短文，回答问题： 扫地机器人的“眼睛” 扫地机器人能自动避开障碍物，像是长了眼睛，它的“眼睛”是什么呢？目前市面上大部分机型使用的是红外探测器。红外探测器测距的原理如图所示，红外发射器以一定的角度发射红外光束，光束遇到物体被反射，再通过有滤光作用的凸透镜（又叫滤镜）后照射到CCD检测器上的某一位置，该位置不在透镜的主光轴（中心线）上，偏离的距离叫偏移值L．根据几何关系可知：物体离传感器越远，L就越小。在知道了偏移值L、两中心线间距X以及滤镜的焦距f后，可以计算得到距离D，也就知道物体有多远了。 CCD检测器能将测得的光信号转化为电信号，电信号的大小叫做探测器的输出值，输出值与偏移值L成正比，L增大2倍，输出值也增大2倍，当然有例外，当D很小时，L值较大，光点可能超出探测器的探测范围，即L超过某一值时，输出值会随着L的增大而快速变小，直至变为零；当D很大时，L值又会很小，这时检测器能否分辨得出这个很小的L值成为关键，也就是说CCD的分辨率决定能不能获得足够精确的L值，要检测越远的物体，CCD的分辨率要求就越高，所以通常的探测器只能在一定的范围内有效测量距离D。 红外探测器在使用中有两个性能指标：深色物体检出率和环境光抗干扰能力，因为深色物体会吸收部分光能量，而环境光可能对测量产生干扰，这些是红外传感器的研发方向之一。 (1)红外传感器发射红外光束，遇到物体时，光束会发生 ； (2)若某品牌红外探测器：甲探测范围10cm——80cm，乙探测范围20cm——150cm，则 （甲/乙）的CCD检测器分辨率较高； (3)下列关于红外探测器的说法，正确的是（　　） A．滤镜对光束有发散作用 B．物体离得越近越容易探测 C．环境光可能会干扰测量 D．探测的可靠性与物体的颜色无关 (4)文中所述的红外探测器的输出值与到物体的距离的关系图像大致为（　　） A． B． C． D． (5)某型号扫地机器人呈圆盘形，圆盘的直径是30cm，工作时的行走速度约为3m/min，要清扫一个宽3.3m的空房间，它沿3.3m的宽边从一侧走到另一侧需要 min。 考点二 生活中的透镜 4．跨学科实践 制作照相机 随着科技发展，摄像功能被应用于智能手机、笔记本电脑、平板电脑、监控摄像头以及智能家居设备等，使人们的工作和生活更便捷、高效。而摄像功能的主要设备就是相当于凸透镜的镜头，它的基本原理与照相机成像原理相同。下面就根据凸透镜的知识，自己制作一个照相机，深入了解其基本原理。 【项目分析】 要自己制作照相机．你需要完成以下任务。 A．了解照相机的基本原理； B．设计一个照相机，能够用它承接并观察室外景物的像； C．根据你的设计方案，选用合适的器材，制作一个照相机并进行调试。 【项目实施】 （一）了解照相机的基本原理 照相机的简易结构如图甲所示，镜头相当于凸透镜，在底片上成像，请在图乙中作出入射光线对应的折射光线，明确凸透镜的成像原理。 （二）设计简易照相机 用硬纸板作两个粗细相差很小的纸筒，使一个纸筒刚好能套入另一个纸筒内，并能前后滑动。在一个纸筒M的一端嵌上一个凸透镜，在另一个纸筒N的一端蒙上一层半透明薄膜，如图丙所示将两个纸筒套在一起，如图丁所示，就制成了照相机，其中纸筒M的长度最大为凸透镜 最佳。 A．一倍焦距             B．二倍焦距            C．三倍焦距            D．四倍焦距 （三）制作及调试照相机 （1）制作 制作时，可选择的凸透镜有A、B、C三个，焦距分别为，，。若在同一位置观察同一物体，想使薄膜上的像更大些，我们应该选择凸透镜 （选填“A”“B”或“C”）。按照设计方案，制作照相机； （2）试用与调整 在较暗的室内，把 （选填“凸透镜”或“薄膜”）对着明亮的室外，拉动纸筒N，如图丁所示，改变凸透镜和薄膜间的距离，就可以在薄膜上看到景物清晰的像，如果想使薄膜上的这个像更大一些，应将自制相机靠近景物，同时向 凸透镜方向移动纸筒N。（选填“靠近”或“远离”） 【项目交流】 我国无人机航拍技术在国际上处于先进水平，尤其在民用领域表现突出。无人机航拍技术简单讲就是利用无人机搭载摄像头进行空中拍摄的一种技术，无人机航拍时，若匀速向上提升，摄像头自动对焦连续拍摄，镜头会 。 A．匀速后缩            B．匀速前伸            C．减速后缩             D．加速前伸 5．阅读短文，回答问题： 无所不能的智能化无人机 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、又能红外光成像，携带的激光扫描仪具有高效率、高精度、三维扫描等特点……被称为“百变小能手”。下表是某小型无人机的部分参数（帧·秒-1指每秒拍摄的画面数）。 参数名称 最大飞行半径R/km 拍摄速度v/帧·秒-1 最大飞行速度v/km∙h-1 数据 6 11000 72 (1)红外夜视仪夜晚能够识别人体、岩石，是因为被识别物体的 不同，发出的红外线强度不同；我国在早在2014年就研究出新型除雾霾无人机并已经投入使用，无人机向空中喷洒某种固体小颗粒，并迅速 （填物态变化名称）成气体，从周围空气 热，使空气中的水蒸气迅速变成小水珠以凝结污染物，令其降落在地面上。 (2)无人机携带的高分辨率高速摄像机，若焦距为60mm的相机在高空拍照，此时胶片到镜头的距离是 60mm（等于/略大于/略小于）。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/后缩）。 (3)交警部门利用无人机进行高速公路通行情况实时监测。某时段测得一辆轿车通行50m的过程中，高速摄像机拍摄画面为22000帧，该轿车的行驶速度是 m/s。 考点三 凸透镜成像的规律 6．阅读下文，解答问题。 神舟十九号 如图甲是长征火箭将神舟十九号载人飞船发射升空的现场场景，火箭的总长度为58m，火箭点火后竖直向上做直线运动，为使火管搭载的飞船更轻巧更坚硬，其外壳和部分零件由钢制改为钛铝合金。已知钛的熔点1725℃；铝的熔点660℃，沸点2467℃。 2024年10月30日11时，神舟十九号飞船与天宫一号空间站自动对接后以28440km/h的速度绕地球运转。神舟十号九号航天员乘组完成了与神舟十八号航天员乘组顺利交接。空间站上我国第一位“太空教师”王亚平完成了如图丙所示的水球实验，通过水球我们可以看到她的“倒影”。神十九的成功发射标志着中国人向着征服太空的梦想又迈进了一大步。 (1)在太空中神舟十九号成员蔡旭哲感觉周围一片寂静，这说明声音 ，但他能看到漆黑的夜空中悬挂的美丽地球，这是因为地球在 （选填“发出”或“反射”）光； (2)神舟十九号飞船与天宫一号对接完成后，以神舟十九号飞船为参照物，天宫一号绕地球的运行速度为 m/s； (3)关于通过小水球看到女航天员王亚平“倒影”的现象，下列说法正确的是_________； A．该“倒影”不能成在光屏上 B．该“倒影”是光的反射形成的 C．幻灯机是根据这一成像特点制成的 D．若王亚平远离水球，“倒影”会变小 (4)制作钛铝合金零件时采用先进的3D激光打印技术，在高能激光的作用下，金属钛和铝先 （填物态变化名称）成液态，然后按零件形状重新结晶。 7．阅读短文，回答问题 跨学科实践——研究制作“鉴往知来投影盒” 【任务要求】本项目旨在循着古人的智慧，从《墨经》记载的小孔成像出发，探索光影的奥秘，并最终制作一个能将传统窗花等图案清晰投影的“鉴往知来投影盒”。 【设计与实施】 任务一：古法重现。如图甲所示，同学们在暗室中，将点燃的蜡烛、开有小孔的纸板和毛玻璃屏依次放置，成功再现了《墨经》中记载的“景倒”现象。 任务二：承前启后。为使成像更明亮，同学们在小孔上下对称的位置a、b，再开两个小孔，此时光屏上观察到3个像，像的亮度基本不变。在a、b处放置相同的三棱镜，适当左右移动毛玻璃，同学们观察到了一个清晰的稍明亮的像。在a、b之间再开几个小孔，并放入合适的三棱镜，像更亮了一些。 任务三：继往开来。基于以上探究，他们推理，若在a、b间开一个大圆孔，并放入一个合适的凸透镜代替所有的三棱镜，移动毛玻璃，像会更亮。 为了验证以上推理，他们制作了投影盒，如图乙所示，将透明窗花、带孔的不透明纸板、凸透镜，安装在投影盒的卡槽中，改变投影盒到墙壁的距离，找到清晰的像。减小投影盒与墙壁的距离，看到“像”更小更亮。 如图丙所示，纸板上每个孔的大小约为4~8cm2，凸透镜的焦距分别是5cm、10cm、20cm。将不同的纸板、凸透镜分别插入对应卡槽，多次实验并进行对比验证。 【交流与评价】下表是投影盒制作和使用的评价指标。 等级 优秀 良好 合格 不合格 评价指标 了解成像原理； 像清晰； 大小可方便调节 了解成像原理； 像清晰； 大小可调节 知道成像原理； 对像的概念不清；大小可调节 原理不清； 未能成像 同学们对实践活动进行了交流和评价。 (1)任务一中，毛玻璃上成倒立、 的实像； (2)任务二中，a、b处三棱镜放置的方式可能是图丁中的 ；在a、b之间再开几个小孔，则a、b间三棱镜对光的偏折程度比a、b孔处的要 （选填“大”或“小”）； (3)任务三中，将焦距为5cm的透镜、①号纸板、透明剪纸插入卡槽，改变投影盒到墙壁的距离，墙壁出现清晰的像。若换用②号纸板，墙壁将出现 个清晰的像。使用 号纸板，墙壁有清晰且最亮的像。若换用焦距为10cm的透镜，需要 （选填“远离”或“靠近”）墙壁，才能得到清晰的像； (4)根据评价表，你对投影盒制作和使用的评价等级是 ，依据是 。请对本实践活动提出一个优化建议： 。 8．阅读短文，回答问题。 智能机器人 如图为某款智能机器人，除了常规照相功能外还具有自主测温摄像、移动、避障、5G人机交互等功能，镜头中的菲涅尔透镜（螺纹透镜）可将人体辐射的红外线会聚到探测器上，通过处理系统转变为热图像，实现对人群的体温检测，当发现超温人员时，系统会自动语音报警，并在显示屏上用红色框标注人的脸部，机器人把实时拍摄的画面信息通过网络传输到监控中心。 机器人在运动过程中可发射、接收超声波来侦测障碍物信息巧妙避障，当感知到前方有障碍物时，机器人会依靠减速器自动减速，并重新调整行驶路线。 (1)机器人携带的设备能够利用红外线检测体温，是因为不同物体的 不同，发出的红外线强度不同，从而识别体温。 (2)机器人发射的超声波人耳 （填“能”或“不能”）听见，超声波 （选填“能”或“不能”）用来测量地球到月球的距离。 (3)智能机器人可语音报警说明声音可传递 。 (4)关于智能机器人，下列说法错误的是 。 A．调节机器人的音量，是改变了声音的响度 B．菲涅尔透镜的作用相当于凹透镜 C．红外线测温仪是通过接收人发出的红外线来测人体体温的 D．监控中心屏幕上的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成 (5)机器人在拍照过程中远离被拍摄的物体时，物体所成实像的像距将变 （选填“大”或“小”），所以从相机中看到的像变模糊，为了仍能拍摄出清晰的像，机器人会自动调 （选填“大”或“小”）镜头焦距，使远距拍摄的物体清晰成像。 9．阅读短文，回答文后问题： 凸透镜与生活 凸透镜虽是一个简单的光学元件，却以其核心的成像与聚光能力，深深地融入了我们生活的每一个角落。它不仅是拓展我们视野的窗口—从洞察微观的显微镜到遥望宇宙的望远镜，从记录瞬间的相机到呈现精彩的投影；也是守护我们清晰视界的伙伴，通过眼镜矫正着我们的视觉。同时，它更将自然的恩赐—阳光，转化为灶中的火焰与清洁的能源。甚至我们感知世界的窗户—眼睛，其本身就是一个精妙的“活”凸透镜。从日常到科技，从艺术到科学，凸透镜无声地诠释着：简单的物理原理，足以照亮并塑造我们丰富多彩的现代文明。为了更好地了解凸透镜，小明同学做了如下的实验： (1)如图甲，让平行光正对着凸透镜照射，左右移动光屏，测得凸透镜的焦距 ； (2)某次实验情境如图乙所示，蜡烛所在位置为如刻度线处，移动光屏后接收到的像的性质是倒立 （填“放大”或“缩小”）的实像；若蜡烛和光屏位置不变，将凸透镜移至 刻度线处，光屏上能再次承接到烛焰清晰的像； (3)在实验过程中，刚好一只苍蝇趴在凸透镜的中心，则在光屏上所成的烛焰的像为 （选填“完整的像”、“不完整的像”）； (4)有一只新的透镜，实验绘制成实像时像离透镜的距离v与物体离透镜的距离u之间的关系图像如图丙，从图像可得所用凸透镜的焦距为 。将点燃的蜡烛放在距此凸透镜处， （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这样的成像原理而制成的。 考点四 眼睛和眼镜 10．请仔细阅读下文，按要求回答问题。 人类的眼睛 人类的眼睛很像一架照相机，眼睛与照相机的不同之处是：人的眼睛是通过调节晶状体的弯曲程度，改变晶状体的焦距来获得清晰的像，如图所示；普通照相机是在物距确定的情况下通过改变像距使像变得清晰。由眼睛的调节作用所能看清楚的最远点，叫远点，正常眼的远点在极远处；眼睛所能看清楚的最近点，叫近点，正常眼的近点约距眼睛10cm。眼睛是人体的重要器官，长时间的用眼，如看书、看电视、计算机，都可以引起眼睛的疲劳，眼睛疲劳的常见症状是头疼脑胀、眼睛发干，看物体时间较长也不易感到疲劳的距离叫明视距离，正常眼的明视距离为25cm。如果眼睛长期使用不当就会造成眼睛缺陷，常见的有近视和远视，它们都需要配戴眼镜（透镜）来矫正视力。人们通常所说的眼镜度数D和焦距f之间的关系可用下列公式表示：眼镜的度数（其中f用m作单位） (1)人的眼睛是通过改变晶状体 来获得清晰的像 (2)小明是近视眼，则应配戴 透镜。验光师给小明验光后建议小明配戴400度的眼镜，该眼镜镜片的焦距为 m； (3)根据上文，你认为正常人眼的观察范围是______； A．0~10cm B．10~25cm C．0~25cm D．从10cm到极远处 (4)如何预防眼睛疲劳，请你提出一条合理化建议： 。 11．阅读短文，回答问题： 关于视力的矫正 眼睛要看清物体，必须使物体成像在视网膜上。视网膜的位置是固定不变的，而物体到眼睛的距离却远近不同，眼睛是怎样使远近不同的物体都在视网膜上成清晰的像呢？ 原来，晶状体是有弹性的，它的弯曲程度可以靠周围的肌肉——睫状肌来调节。在观看远处物体时，由于周围肌肉的作用，晶状体的弯曲程度变小，晶状体变得扁平，眼睛的焦距变大；在观看近处物体时，由于周围肌肉的作用，晶状体的弯曲程度变大，晶状体变凸，眼睛的焦距变小。因此，无论是远处的物体还是近处的物体都能在视网膜上成清晰的像。 可见，眼睛是一个精巧的变焦距的系统，在物距改变时，它能靠改变晶状体的弯曲程度来改变焦距，眼睛的这种作用叫做眼睛的调节。 如果不好好保护眼睛，就会近视。所谓近视眼，就是视网膜到晶状体的距离过远，或者说晶状体比正常眼睛的晶状体要凸一些，从无限远射来的平行光不能会聚在视网膜上，而会聚在视网膜前。所以近视眼的人不能看清远处的物体，只能看清一定距离内的物体。 为了矫正近视眼，使它像正常眼睛那样把无限远处射来的平行光线会聚在视网膜上，应该用透镜来矫正，使入射的平行光先经过该透镜变得发散些再进入眼睛，从而使会聚点后移到视网膜上。 除了近视眼以外，还有远视眼，俗称的老花眼就是远视眼。远视眼就是视网膜到晶状体的距离过近，或晶状体比正常眼睛的晶状体扁平些，射入眼睛的光线将会聚在视网膜的后面。矫正远视眼的方法也是用另一种透镜做眼镜，使射入的光线先经过透镜变得会聚一些再进入眼睛，从而使会聚点前移到视网膜上。 (1)眼睛看到任何物体，都因为有光进入眼睛，所以请你想象一下在真空中眼睛能否看到本身会发光的物体 （选填“能”或“不能”）； A．能 B．不能 (2)甲、乙、丙、丁四幅图中表示近视眼成像原理图的是 ； A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 (3)甲、乙、丙、丁四幅图中表示矫正远视眼的工作原理图的是 ； A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 (4)近视眼镜对光起 作用； A．会聚 B．发散 C．不起 D．都有可能 (5)人眼睛的晶状体相当于一个凸透镜，若凸透镜的焦距固定不变，看远处景物时，物距变大，像距 ，像将不会落在视网膜上。但正常人的眼睛是个变焦距的系统，看远处物体时，眼睛的焦距变大，像依然成在视网膜上，可见当物距相同时，增大凸透镜的焦距，可以 像距。 A．增大  增大 B．减小  减小 C．增大  减小 D．减小  增大 12．阅读短文，回答问题。 近视眼激光矫正术 近视眼激光手术是临床常用的矫正近视的手术，主要是利用激光能够精确切削组织的特性，用光束重塑角膜曲率，从而达到矫正近视的目的。治疗近视眼使用的是准分子激光，它是一种能够精确聚焦和控制的紫外线光束，其切削精度非常高，每个光脉冲切削深度为0.2微米（1米=106微米）。准分子激光是冷光源，不会产生热量，因而对切削部分的周围组织不会造成损伤。 激光治疗是在电脑控制下进行的，医生在治疗前将近视度数输入电脑，由电脑来控制切削的范围和深度，指挥激光器发出一系列的激光脉冲照射到角膜上，在角膜中心削出一个光滑的平面，每个脉冲切除一薄层中心角膜组织，多个脉冲照射到角膜组织上以后，使角膜曲率变平，矫正原有屈光误差，使患者看到清晰的物体。 (1)医生用准分子激光刀切削时，不会对切削部分周围的组织造成损伤。原因是 。 (2)利用激光切削角膜，使角膜曲率 ，让晶状体和角膜构成的凸透镜的焦距变 （选填“大”或“小”），会使成在视网膜前的像再次落在视网膜上。 考点五 制作望远镜 13．阅读短文，完成下列问题： 跨学科实践活动：制作照相机 随着科技发展，摄像功能被应用于智能手机、笔记本电脑、平板电脑、监控摄像头以及智能家居设备等，使人们的工作和生活更便捷、高效。而摄像功能的主要设备就是相当于凸透镜的镜头，它的基本原理与照相机成像原理相同。下面就根据凸透镜的知识，自己制作一个照相机，深入了解其基本原理。 【项目分析】 要自己制作照相机。你需要完成以下任务。 A．了解照相机的基本原理； B．设计一个照相机，能够用它承接并观察室外景物的像； C．根据你的设计方案，选用合适的器材，制作一个照相机并进行调试。 【项目实施】 （一）了解照相机的基本原理 照相机的简易结构如图甲所示，镜头相当于凸透镜，在底片上成像，请在图乙中作出入射光线对应的折射光线，明确凸透镜的成像原理 。 由图可知，照相机是利用凸透镜成 （填大小、正倒、虚实）像的原理工作的。 （二）设计简易照相机 用硬纸板作两个粗细相差很小的纸筒，使一个纸筒刚好能套入另一个纸筒内，并能前后滑动。在一个纸筒M的一端嵌上一个凸透镜，在另一个纸筒N的一端蒙上一层半透明薄膜，如图丙所示将两个纸筒套在一起，如图丁所示，就制成了照相机，其中纸筒M的长度最大为凸透镜 最佳。 A．一倍焦距             B．二倍焦距            C．三倍焦距            D．四倍焦距 （三）制作及调试照相机 （1）制作 制作时，可选择的凸透镜有A、B、C三个，焦距分别为，，。若在同一位置观察同一物体，想使薄膜上的像更大些，我们应该选择凸透镜 （选填“A”“B”或“C”）。按照设计方案，制作照相机； （2）试用与调整 在较暗的室内，把 （选填“凸透镜”或“薄膜”）对着明亮的室外，拉动纸筒N，如图丁所示，改变凸透镜和薄膜间的距离，就可以在薄膜上看到景物清晰的像，如果想使薄膜上的这个像更大一些，应将自制相机靠近景物，同时向 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜方向移动纸筒N。 【项目交流】 我国无人机航拍技术在国际上处于先进水平，尤其在民用领域表现突出。无人机航拍技术简单讲就是利用无人机搭载摄像头进行空中拍摄的一种技术，无人机航拍时，若匀速向上提升，摄像头自动对焦连续拍摄，镜头会 。 A．匀速后缩    B．匀速前伸    C．减速后缩    D．加速前伸 14．跨学科实践：制作望远镜 【项目提出】 项目化小组要制作望远镜，在了解相关知识时，查阅到如下两段资料： 材料1  黄昏系数是望远镜的常见参数之一，反映了不同口径和放大倍率的望远镜在暗光条件下的观察效能，黄昏系数越大的望远镜效能越好。黄昏系数的计算方法是望远镜的倍率和物镜的直径（单位：mm）的乘积再求开平方。 材料2  目前世界上最好的光谱望远镜是由中国天文学家自主研制的。项目观测表明，恒星或星系远离我们的速度与它跟我们之间的距离成正比，根据恒星或星系远离我们的速度可以知道这个恒星或星系距离我们有多远。 思考：小组成员通过阅读材料总结了如下两个结论，其中正确的是( )； A．黄昏系数可以反映出望远镜在高亮背景条件下的观察效能。 B．若某恒星远离我们的速度为v，它跟我们之间的距离为s，则v与s的比值是不变的。 【项目分析】 根据透镜成像的知识，分析查阅的信息，制定相关任务。 【项目实施】 （1）了解望远镜的基本原理 望远镜有多种类型，其中一种望远镜的物镜和目镜都是凸透镜。物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的 像，而目镜的作用则与生活中 （选填“投影仪”或“放大镜”）的原理相同，用来把这个像放大； （2）设计和制作简易望远镜 a、为了保证成像质量，项目小组自制的望远镜放大倍率为2倍； b、选择一对焦距适当的凸透镜分别作为物镜和目镜。如果物镜的直径是50mm，则该望远镜的黄昏系数为 （忽略单位）； c、镜筒设计成两段，按照如图所示组装成一只望远镜； （3）试用与调整望远镜 用望远镜观察远处的物体后，再观察较近的物体，观察时需对镜筒的长度进行调节，应适当 （选填“增大”或“减小”）物镜和目镜的之间的距离； 【展示交流】 小组成员用该望远镜看远处物体时，发现看到像与实际物体相比较，上下、左右都颠倒了。为了使看到的像与物体上下、左右都一致，在老师的帮助下，同学们又设计了下图所示的望远镜。该望远镜的物镜与目镜不共轴、中部为空腔。在中部空腔（转光腔）内安装了两片小平面镜，利用光的 改变了光路，这样人们就可以通过目镜看到远处物体正立的像。 15．如图1所示，我国首个大型巡天空间望远镜目前正在研制，按照中国载人航天工程计划，该望远镜预计于2024年投入科学运行。    【巡天空间望远镜与中国天眼（FAST）】 中国天眼（FAST）是射电望远镜，它接收来自宇宙天体的微弱无线电波，传给后端计算机记录。由于无线电波可穿透宇宙空间，射电望远镜不太会受光照和气候的影响，可以全天候工作。巡天空间望远镜则是光学望远镜，捕捉的是近紫外至可见光波段，通过组成望远镜的直径大、焦距长的物镜和直径小、焦距短的目镜，实现远距离物体近处成像。 请阅读上述短文，回答下列问题： （1）地面望远镜容易受到地球大气的影响，会使星光在观测路径中发生光的 ，形成所谓的“大气像差”； （2）巡天空间望远镜属于 （选填“射电”、“光学”）望远镜，在观测宇宙时，物镜所成的像是 立、缩小的 像； （3）如图2所示，巡天空间望远镜在维修升级时，与“天宫”空间站交会对接。该过程中，巡天空间望远镜与空间站是相对 的； （4）目前，人类观测到的最远的天体距离我们约130亿光年。光年是 （选填“长度”、“时间”）计量单位，也就是说，如果有一束光以的速度从这个天体发出，那么要经过约 年才能到达地球。 （5）如图3所示，“四周特别黑，深不见底的黑，万丈深渊都不足以形容。”这是我国宇航员刘洋在太空中生活的一句评价。请你从物理的角度解释“黑”的原因： 。 第14页，共16页 学科网（北京）股份有限公司 $