内容正文:
分类训练3 透镜及其应用
考点 1 凸透镜成像规律
考向1 静态成像规律
1.(2025 广东)放大镜属于 (选填“凸”或“凹”)透镜。如题图,邮票通过透镜所成的像是 (选填“实”或“虚”)像,邮票到透镜的距离 (选填“大于”或“小于”)透镜的焦距。
2.(2025连云港)在利用太阳光测量凸透镜的焦距时,小明将凸透镜正对着太阳,再把一张纸放在它的下方,当在纸上呈现一个光斑时,测得这个光斑到凸透镜的距离为l。当纸靠近凸透镜时,光斑变小,说明凸透镜的焦距f (选填“>”“<”或“=”)l。在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上呈现清晰的像,像是倒立、 的实像,利用这一成像规律可以制成 。
考向2 动态成像规律
3.(2025 河北)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,小明发现光屏上承接到的清晰的像与光源大小相等,下列说法正确的是( )
A.光屏上的像是虚像
B.凸透镜到光屏的距离与到光源的距离相等
C.仅将凸透镜向光屏方向适当移动,光屏会再次承接到清晰的像
D.光源靠近凸透镜,同时光屏远离凸透镜,光屏会承接到清晰的像且越来越小
4.(2025 苏州)探究凸透镜成像的规律时,把蜡烛、凸透镜和光屏置于光具座上,先固定好点燃的蜡烛和光屏,再移动凸透镜。当凸透镜距离蜡烛为16 cm和24 cm时,光屏上先后两次都呈现烛焰清晰的像。下列说法正确的是 ( )
A.第一次的像是缩小的
B.第二次的像比第一次的大
C.蜡烛和光屏间的距离是40 cm
D.凸透镜的焦距是20cm
5.(2025天津)(多选)用焦距为15 cm的凸透镜探究凸透镜成像规律。实验中将同一蜡烛先后放在光具座的a、b、c、d四个位置,如图所示。移动光屏观察烛焰的成像情况,则 ( )
A.蜡烛在a处时,光屏上可得到清晰缩小的像
B.蜡烛在b处时,光屏上成的清晰像比在a处时大
C.蜡烛在c处时,成像特点与照相机成像特点相同
D.蜡烛在d处时,眼睛应从光屏一侧透过透镜观察像
考点/2凸透镜成像的实际应用
6.(2025 福建)如图所示,修表师傅可通过“寸镜”看清手表微小结构。“寸镜”内部有一个凸透镜,使用时手表到凸透镜的距离应( )
A.小于1倍焦距
B.等于1倍焦距
C.大于2倍焦距
D.在2倍焦距与1 倍焦距之间
7.(2025 长沙)晚上看电视时,小星将一个凸透镜在电视机和对面墙壁之间来回移动,发现移动到某位置时,墙上清晰地呈现出电视画面倒立、缩小的像。这个像与下列哪种光学器材的成像情况相同 ( )
A.放大镜 B.照相机 C.投影仪 D.平面镜
8.(2025 成都)机器人跳秧歌舞、跑马拉松、做家务……人形机器人用“眼睛”感知获取信息,如图所示。人形机器人“眼睛”的光学成像与人眼相似,是通过镜头使物体在图像传感器成像面上(相当于人眼的视网膜)成清晰的像。下列说法正确的是 ( )
A.物体在成像面上成放大的虚像
B.机器人“眼睛”的镜头对光有发散作用
C.机器人“眼睛”光学成像原理与照相机成像原理相同
D.机器人“眼睛”只能“看见”自身正在发光的物体
考点 3 眼睛与视力矫正
9.(2025 兰州)甲、乙两图分别是正常人眼通过调节晶状体等结构看清远处和近处物体的示意图。下列关于丙、丁两图模拟近、远视眼的情况以及应该佩戴何种透镜进行矫正的说法正确的是( )
A.丙图是近视眼,应该佩戴凹透镜
B.丙图是远视眼,应该佩戴凸透镜
C.丁图是近视眼,应该佩戴凸透镜
D.丁图是远视眼,应该佩戴凹透镜
10.(2025 广西)由于平时不注意科学用眼,小明只能看清近处物体,看不清远处物体,他患了 视眼,可佩戴由 (选填“凹”或“凸”)透镜制成的眼镜矫正视力。
考点4透镜作图
考向1 补画透镜
11.(2025辽宁)如图所示,根据入射光线和折射光线,在图中的虚线框内画出一个透镜。
考向2 三条特殊光线作图
12.(2025 广东)请在题图中画出平行于主光轴的两条入射光线经过透镜后的光线。
13.(2024 宜宾)如图所示,根据透镜对光的作用,将图中三条光线补充完整。
考点 5 探究凸透镜成像的规律
14.(2025山西)如图为小亮探究“凸透镜成像规律”的实验装置,凸透镜的焦距为10 cm。
(1)实验时,调整烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心位于同一高度,目的是使像始终成在 。
(2)当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时,烛焰在光屏上恰好成清晰的像,此时所成的像是倒立、 的实像。生活中的 (举出一例即可)就是利用这一规律来成像的。
(3)只将蜡烛远离凸透镜,光屏上原来清晰的像变模糊了。若要在光屏上再次得到清晰的像,应将光屏 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜。
15.(2025 武汉)某小组利用焦距不同的凸透镜模拟正常眼睛通过调节晶状体的形状看清远处和近处的物体。
(1)如图所示是同学们先用焦距为15 cm的凸透镜模拟看清远处物体的情景。点燃蜡烛后,光屏上恰能成清晰的像,这个像是 、倒立的实像。
(2)为了接着模拟正常眼睛通过调节晶状体的形状看清近处的物体,同学们保持凸透镜和光屏的位置不变,选用焦距为 (选填“10”“12”“16”或“20”) cm 的凸透镜替换图中的凸透镜,移动蜡烛,直到光屏上再次成清晰的像。
(3)同学们由此联想到:通过远跳可以让睫状体放松,晶状体厚度 (选填“变薄”“不变”或“变厚”),对光的偏折能力 ,有助于缓解长时间用眼导致的疲劳和预防近视。
16.(2025 烟台)在“探究凸透镜成像的规律”实验中:
(1)调节光源、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度,其目的是 。
(2)图甲是小红所在小组实验时的情景,此时光屏上呈现清晰的像,由图可知物距为 cm(不要求估读)。请在图乙的方格纸中大致画出图甲中小红看到的像。
(3)保持图甲中凸透镜位置不动,将光源移动到光具座10.0cm处,为了在光屏上呈现清晰的像,应将光屏向 (选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动,像的大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)保持图甲中凸透镜位置不动,将光源移动到光具座45.0cm处,无论怎样移动光屏始终得不到像,原因是 ,要想看到此时的像,观察的方法是 。
创新考法提升练
1.新考法 科学推理(2025 广州)如图所示,蜡烛距凸透镜20cm时,烛焰在光屏上成清晰的倒立缩小像,则该凸透镜的焦距可能是( )
A.5cm B.20 cm C.30 cm D.40 cm
2.新考法生活物理(2025湖北)2025年1月20 日,在第九届亚冬会火种采集仪式上,现场用图甲中的冰透镜成功点燃了火炬。小红为了研究此现象,让光束透过近视眼镜和老花眼镜投射在墙上,如图乙。 (选填“上”或“下”)方眼镜的透镜类型与冰透镜相同,为 透镜。
3.新考法开放性试题(2025 河南)如图为某同学用自制的水凸透镜进行实验探究的情景,此时光屏上呈现了烛焰清晰的像(像未画出),该像是倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像。将蜡烛向左移动一小段距离后,保持水凸透镜、蜡烛的位置不变,为使光屏上再次成清晰的像,请写出一种简单可行的操作方法: 。
4.新考法,创新实验(2025 北京)某同学进行了如下实验:
(1)将两个凸透镜分别固定在光具座上,并用一束平行主光轴的光分别射向两个凸透镜,调节光屏的位置,直至在各自光屏上形成了一个最小的亮斑,如图所示。由此可知凸透镜 (选填“M”或“N”)对光的会聚作用更强。
(2)该同学继续利用上述器材及一个发光体、刻度尺探究凸透镜成实像时,像的高度与焦距是否有关。实验中需要选用凸透镜 (选填“M 和 N”或“M 或 N”),将发光体放在距凸透镜 (选填“相同”或“不同”)距离处,用光屏接收像,若 ,则说明像的高度与焦距有关。
分类训练3透镜及其应用
1.凸 虚 小于
【解题思路】放大镜属于凸透镜,由题图可知,邮票通过透镜所成的像是正立、放大的像,由凸透镜的成像规律可知,此时物距(邮票到透镜的距离)小于透镜的焦距,所成的像为虚像。
2缩小 照相机
3B
4. C 由光路的可逆性可知,当物距为16cm时,像距为24cm;当物距为24 cm时,像距为16cm。
A(×)第一次的物距为16 cm,像距为24 cm,物距小于像距,成倒立、放大的实像。
B(×)第二次的物距为24 cm,像距为16cm,物距大于像距,成倒立、缩小的实像,所以第二次的像比第一次的小。
C(✔)由上述分析可知,蜡烛和光屏间的距离为40cm。
D(×)依据题意,根据凸透镜成像的规律,当物距为16 cm时,有f<16cm<2/①;当物距为24 cm时,有24 cm>2/②。由①②可知,8cm<f<12cm。
5 ABD
6.A修表师傅通过“寸镜”看清手表微小结构(关锐信息),“寸镜”内部有一个凸透镜,可知该凸透镜起到放大镜的作用(关锭信息),所以使用时手表到凸透镜的距离应小于1倍焦距(关键信息)。
7 B 晚上看电视时,将一个凸透镜在电视机和对面墙壁之间来回移动,发现移动到某位置时,墙上清晰地呈现出电视画面倒立、缩小的像(关键信息)。
A(×)放大镜是利用凸透镜成正立、放大的虚像来工作的。
B(✔)照相机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像来工作的。
C(×)投影仪是利用凸透镜成倒立、放大的实像来工作的。
D(×)平面镜成正立、等大的虚像。
8 C A(×)人眼看物体的原理是物体在晶状体(凸透镜)的二倍焦距以外,在视网膜上成倒立、缩小的实像,由于机器人“眼睛”的光学成像与人眼相似(关键信息),故物体在成像面上成缩小的实像。
B(×)机器人的“眼睛”相当于凸透镜,对光有会聚作用。
C(✔)物体通过机器人的“眼睛”成倒立、缩小的实像,与照相机的原理相同。
D(×)无论物体自身发出的光,还是物体反射的光,都可以通过机器人的“眼睛”在成像面上成像。
9A
10 近 凹
【解题思路】“只能看清近处物体,看不清远处物体”是近视眼的特点,故小明患了近视眼;近视眼需要佩戴对光有发散作用的凹透镜进行矫正。
111如图所示。
【解题思路】由题图可知,此透镜对光有会聚作用,故虚线框内应该为凸透镜。
12 如图所示。
【解题思路】平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后过凸透镜的焦点,据此作出两条人射光线的折射光线。
13 如图所示。
【解题思路】
14 (1)光屏中央 (2)缩小 照相机(答案合理即可)
(3)靠近
[解题思路](1)为使像能成在光屏的中央,应使凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处。
(2)由题图可知,此时u=50.0cm-20.0cm=30.0cm>2f,由凸透镜的成像规律可知,此时光屏上成倒立、缩小的实像。生活中的照相机就是利用这一成像规律制成的。
(3)将蜡烛向远离凸透镜方向移动(物距增大)一段距离,为了能在光屏上再次得到烛焰清晰的像,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小(关键规律),应将光屏向靠近凸透镜的方向移动。
15 (1)缩小 (2)12 (3)变薄 变弱
【解题思路】(1)图中物距大于凸透镜的2倍焦距,此时成的是缩小、倒立的实像。
(2)看近处的物体,即物距变小,当凸透镜的焦距不变时,像距变大,即光屏向后移动才能承接到像,若保持凸透镜和光屏的位置不变,即像距不变,则需要使凸透镜对光的会聚作用变强,即需要换一个焦距小于 15 cm的凸透镜;由图可知,像距为20cm,则有f<20cm<2f,解得10 cm<f<20cm。所以10 cm<f<15 cm,应选用焦距为12 cm的凸透镜。
(3)远跳时是看远处的物体,根据(2)间中看近处物体需要使凸透镜的焦距变小的规律,可知远跳时需要使品状体的焦距变大,即品状体的厚度变薄,对光的偏折能力变弱。
16 (1)使像成在光屏的中央 (2)30 如图所示。(3)靠近变小 (4)u<f,成正立、放大的虚像 从右侧通过凸透镜观察像
【解题思路】(2)物距是物体到凸透镜的距离,由题图甲知,物距为50cm-20 cm=30cm;在物距大于像距时,成倒立、缩小的实像。
(3)凸透镜成像的动态变化规律;在焦点外,物远像近像变小。创造示画凸透镜成的像时,实像是上下颠倒、左右颠倒!
创新考法提升练
1 A 物距u=20cm时,烛焰在光屏上成清晰的倒立缩小像(关键信息),可知u>2f,即20cm>2f,解得f<10 cm,该凸透镜的焦距可能是5cm。
2 下 凸
【解题思路】使用冰透镜可以将火炬点燃,说明冰透镜对光有会聚作用,属于凸透镜;由题图乙可知,上方的透镜对光有发散作用,下方的透镜对光有会聚作用,故上方的眼镜属于四透镜,下方的眼镜属于凸透镜。
3缩小 将光屏向左移动适当距离(或用注射器从水凸透镜中抽取适量的水)
4 (1)M (2)M和N 相同 光屏上所成像的高度不同
学科网(北京)股份有限公司
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