内容正文:
考点五 透镜及其应用—2026年中考物理二轮复习高频考点突破专项训练
一、选择题
1.影”是生活中常见的光现象,如做光学游戏的“手影”、 留下美好记忆照片的“摄影”、幻灯机射到屏幕上的“投影”、湖岸景色在水中形成的“倒影”等,如图,它们与物理知识对应关系正确的是( )
A. 手影-平面镜成像 B. 摄影-光的反射
C. 投影-凸透镜成像 D. 倒影-光的折射
2.在“重阳节”到来之际,小阳送给奶奶一个放大镜,奶奶借助这个放大镜能够细致欣赏画报上的图案,如图所示。小阳用该放大镜正对着太阳时,可在距离镜片20cm处得到一个很小很亮的光斑。下列说法正确的是( )
A.该放大镜的焦距为10cm
B.奶奶用这个放大镜观看画报时,画报跟放大镜之间的距离可能为25cm
C.奶奶用这个放大镜观看画报时,画报到放大镜的距离一定小于20cm
D.奶奶用放大镜观看画报时看到的是正立、放大的实像
3.如图是四个透镜实物图,属于凹透镜的是( )
A. B. C. D.
4. 在“探究凸透镜成像的规律”实验中,光具座上各元件位置如图所示,此时在光屏上恰好成一个清晰的像,则下列说法正确的是( )
①利用这一原理制成了投影仪
②该透镜的焦距f一定满足7.5cm<f<15cm
③若将蜡烛稍稍靠近凸透镜,则应将光屏远离凸透镜才能得到清晰的像
④若将光屏与凸透镜间放一个近视眼镜,应把蜡烛稍稍靠近凸透镜才能得到清晰的像
⑤若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像
A.只有①②⑤ B.只有①③④ C.只有②③ D.只有②③④
5.关于近视和远视的成因如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲为近视眼,可佩戴凹透镜矫正 B.乙为近视眼,可佩戴凸透镜矫正
C.甲为远视眼、可佩戴凸透镜矫正 D.乙为远视眼,可佩戴凹透镜矫正
6.在光具座上自左向右依次竖直放置一个凹透镜、凸透镜和平面镜,两个透镜的主光轴重合,凸透镜的焦距为 f,此时两个透镜之间的距离为 L,在凹透镜的左侧有一水平平行光束通过两个 透镜后入射到平面镜上,经平面镜反射后,反射光恰能沿原来的光路返回,据此可判断凹透镜的焦距为( )
A.f B.L C.f+L D.f-L
7.《森林保护法》中规定,禁止在森林里丢弃空罐头和空瓶子,这主要是为了防止( )
A.污染环境 B.行人受伤 C.引起山火 D.动物死亡
8.探究凸透镜成像规律实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成一清晰的像。应用此成像规律工作的是( )
A.照相机 B.投影仪 C.放大镜 D.潜望镜
9.下列光学器件中,对光有会聚作用的是( )
A.平面镜 B.凸面镜 C.凹透镜 D.凸透镜
10.某发光体通过凸透镜在光屏上成一个缩小的像,像距为30厘米。若将发光体向透镜方向移动10厘米,关于成像情况下列判断正确的是( )
A.一定成倒立的像 B.一定成放大的像
C.一定成缩小的像 D.一定成正立的像
二、填空题
11.如图是一款具有摄像、蓝牙功能的手机,可通过摄像头拍照片或通过蓝牙近距离传输和接收图片、音乐、视频等信息。摄像头的镜头相当于一个 镜,图中甲、乙是用这款手机先后拍下同一小车的两张照片(设摄像头焦距不变),拍摄第二张比拍摄第一张摄像头离小车 (填“远”或“近”)些。手机蓝牙是利用 来传递信息。
12.某同学制作的眼球模型如图所示,其中凸透镜相当于晶状体,烧瓶(内有透明液体)相当于玻璃体,其后壁相当于视网膜。该图模拟的是 (选填“近视眼”或“远视眼”),需要戴用 (选填“凸透镜”或“凹透镜”)制作的眼镜来矫正视力。
13.医院、超市、小商店,购买物品时,用手机扫描二维码付款,相当于给二维码拍照。扫码时,二维码要位于摄像头的 ,二维码图案通过手机成的是 (填正立倒立和放大缩小情况)的实像。
14.胡蝶同学设计了一个演示实验。在磨砂玻璃下放一张投影片,再放在投影仪上,无论怎样调节也看不到投影片清晰的像,这是由于光在磨砂玻璃上发生了 反射。当在磨砂玻璃上加些水,磨砂玻璃又变得透明,这时在屏幕上可以看见一个 立 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)、 (选填“实”或“虚”)像。由于水不断 (填物态变化名称),像又慢慢变模糊了,这一过程中水要 热。
15. 小芳和妈妈到位于抚州城东抚河之畔的著名古楼——拟岘台游玩时,用单反相机拍了两张照片,如图所示,如果拍摄这两张照片时的照相机镜头的焦距相同,则在拍完甲照片后改拍乙照片时,应将照相机 (选填“靠近”或“远离”)拍摄对象,同时 (选填“增大”或“减小”)照相机暗箱的长度。
16.小文把一个装水的透明玻璃杯放在漫画前,如图所示。装水的圆柱形玻璃杯起到 (选填“平面镜”、“凸透镜”或“凹透镜”)的作用。透过水杯看到的是老鼠的 (选填“实”或“虚”)像,此时老鼠到玻璃杯的距离满足 (选填“f<u<2f”或“u>2f”)。
三、实验探究题
17.小波用如图所示的装置进行探究凸透镜成像规律实验。
①实验前应将烛焰、凸透镜和光屏的中心调至在同一高度,使像呈在光屏的中央。随着实验时间的延长,若光屏上清晰的像如图所示,应将蜡烛向 移动(选填“上”或“下”);
②调整好蜡烛后,保持凸透镜位置不变,将蜡烛靠近凸透镜,若想光屏上再次得到清晰的像,光屏应向 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动;或光屏保持不动,在凸透镜右侧放置一个 眼镜(选填“近视”或“远视”)。
18.如图甲所示是小林做“探究平面镜成像的特点”的实验装置,A和B是两个外形相同的蜡烛,把玻璃板固定在光具座上40cm刻度线处。
(1)此实验应在 (选填“较暗”或“较亮”)的环境进行;
(2)图甲中,当蜡烛B移到 cm刻度线处时,蜡烛B与蜡烛A的像完全重合;
(3)移去蜡烛B,在其原来位置上放一块光屏,光屏上承接不到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是 (选填“实像”或“虚像”);
(4)在(3)的基础上,撤去玻璃板,在40cm刻度线处放一个凸透镜,再向右移动光屏会得到清晰的烛焰像, 就是利用了此成像特点;
(5)如图乙所示,一束光与镜面成30°角射向平面镜。请画出反射光线,并标出反射角的度数。
19.小明在“探究凸透镜成像的规律”实验中。
(1)如图甲所示,让平行光经过凸透镜后,在光屏上出现一个 的光斑,由此可读出凸透镜的焦距是10.0cm;
(2)为了调节烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度上,比较规范的是 (填选字母);
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
(3)为从不同方向观察光屏上的像,光屏应选 (选填“粗糙”或“光滑”)的玻璃板;
(4)如图乙所示,用该凸透镜做成像实验,把蜡烛放在距凸透镜18cm的位置,移动光屏, 在光屏上形成清晰的像,若撤去光屏,人眼在图乙所示的位置 (选填“能”或“不能”)观察到蜡烛的像;当给凸透镜戴上近视眼镜后,为使光屏上再次呈清晰像,应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动;
(5)若把蜡烛放在距凸透镜25cm的位置,移动光屏,在光屏上形成清晰的像A;接着把蜡烛放在距凸透镜28cm的位置,再移动光屏,在光屏上形成清晰的像B.由实验可知像A (选填“大于”或“小于”)像B;
(6)当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时,小明用不透明的纸挡住透镜下半部分,则光屏上所成的像 (选填“完整”或“不完整”)像的亮度会 ;
(7)将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上(如图丙)做成像实验,记录每次成实像的物距u,像距v,物像间距 L(u+v),绘出图丁(以f为长度单位),由图可知,要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满足L 。经“百度”发现,物理学中,有一个凸透镜成像的“新概念”:放大率 ,结合丙、丁两图,可知当物距u =3f时,n= 。
四、作图题
20.在图中,F是透镜的焦点,请作出烛焰发出的两条光线a、b通过透镜之后的光路图(a与两焦点连线平行,b经过透镜中心)。
21.如图所示透镜的主光轴与水面恰好重合,作出经过透镜的折射光线和射出水面后的折射光线。
五、计算题
22.小关同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录数据并根据数据绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间的关系图像,如图甲所示
(1)凸透镜的焦距是多少?
(2)当u=15cm时,v为多大?此时所成像的特点是什么?
(3)小关同学又想测量蜡烛的像移动速度,于是将该凸透镜固定在长度为1m的光具座的中点并保持凸透镜的位置不变,如图乙所示。他把蜡烛起始位置放在9cm刻度线处;接着蜡烛以0.03m/s的速度向右移至30cm刻度线处,求光屏移至哪条刻度线处时
23.如图所示,物体AB在凸透镜另一侧能成一个等大、倒立的实像,物距u=OB,像距v=OD,凸透镜的焦距为f.其中物距、像距和焦距之间的关系
(1)请你结合数学知识证明凸透镜成等大实像的条件是u=2f;
(2)物理学中用像距和物距的比值来表示凸透镜的放大率,即m= ,请你结合公式和投影仪成像时u和v的大小关系,说明投影仪成像时放大率m是大于1还是小于1。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】 手影是影子,光在沿直线传播过程中遇到不透明的物体,在物体的后面形成的光照不到的暗区叫影子,A不符合题意;
B. 摄影是利用凸透镜成倒立、缩小、实像的原理,透镜是光的折射原理,B不符合题意;
C. 投影是利用凸透镜成倒立、放大、实像的原理,C符合题意;
D. 倒影是平面镜成像,水面相当于平面镜,平面镜成的像与物关于水面对称,所以是倒立的,属于是光的反射,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】投影仪的镜头是凸透镜,是利用光的折射成的像.。
2.【答案】C
3.【答案】C
【解析】【解答】解:A、透镜中间比边缘厚是凸透镜.
B、透镜中间比边缘厚是凸透镜.
C、透镜中间比边缘薄是凹透镜.
D、透镜中间比边缘厚是凸透镜.
故选C.
【分析】根据凸透镜和凹透镜定义进行判断.中间比边缘厚的透镜是凸透镜,中间比边缘薄的透镜是凹透镜.
4.【答案】C
【解析】【解答】 ①据题可知物距小于像距,所以利用这一原理制成了照相机, ① 错误; ②此时物距为30cm,大于二倍焦距,像距为15cm介于一倍焦距等于二倍焦距,该透镜的焦距f一定满足7.5cm<f<15cm , ② 正确; ③ 物近像远像变大,所以 将蜡烛稍稍靠近凸透镜,则应将光屏远离凸透镜才能得到清晰的像 , ③正确; ④ 近视眼镜会使像向后移动,所以 应把蜡烛稍稍原理凸透镜才能得到清晰的像 , ④错误; ⑤在折射过程中,光路是可逆的,所以若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,会在光屏上成一个清晰倒立、放大的像, ⑤ 错误
所以 ②③ ,ABD错误,C正确
综上选C
【分析】根据凸透镜成像规律判识选项
1、近视眼对光线汇聚作用较强,需要凹透镜(对光线具有发散作用)进行矫正,所以近视眼镜会使像向后移动,所以 应把蜡烛稍稍原理凸透镜才能得到清晰的像;
2、透镜成像规律:物体距透镜小于一倍焦距,呈正立放大的虚像,应用为放大镜;
物距大于一倍焦距小于二倍焦距,呈倒立立放大的实像,应用为投影仪;
物体大于二倍焦距,呈现倒立缩小实像,应用为照相机,人眼睛,据题可知物距小于像距,所以利用该原理可制作照相机,据题可知物距为30cm,大于二倍焦距,像距为15cm介于一倍焦距等于二倍焦距,据此计算焦距的取值范围。
5.【答案】A
【解析】【解答】近视眼为晶状体太厚,对光的折射增强,成像在视网膜之前,则甲为近视眼,凹透镜对光起发散作用,则需佩戴凹透镜矫正近视眼;远视眼为晶状体变薄,对光的折射能力变弱,成像在视网膜之后,则乙为远视眼,凸透镜对光起会聚作用,则需佩戴凸透镜矫正远视眼,A符合题意,BCD不符合题意.
故答案为:A
【分析】近视眼的像成在视网膜前,利用凹透镜矫正。
6.【答案】D
7.【答案】C
【解析】【解答】空瓶子中如果灌入雨水形成一个凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,会聚成点,温度比较高,容易引燃干树叶等,引起火灾。
故答案为:C.
【分析】凸透镜:中间厚边缘薄的透镜,它对光线有会聚作用.
8.【答案】A
【解析】【解答】由图可知,物距大于像距,u>2f时,凸透镜成倒立缩小的实像,生活中的照相机是根据这个原理工作的,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】物距大于像距,u>2f时,凸透镜成倒立缩小的实像,生活中的照相机是根据这个原理工作的。
9.【答案】D
【解析】【解答】A. 平面镜能改变光的传播路线,对光没有会聚作用,A不符合题意;
B. 凸面镜对光线有发散作用,B不符合题意;
C. 凹透镜对光线有发散作用,C不符合题意;
D. 凸透镜对光线有会聚作用,D符合题意.
故答案为:D。
【分析】根据各个选项中的器材对光的作用分析判断。
10.【答案】A
11.【答案】凸;近;电磁波
12.【答案】近视眼;凹透镜
13.【答案】二倍焦距以外;倒立、缩小
14.【答案】漫;倒;放大;实;汽化;吸
15.【答案】靠近;增大
【解析】【解答】图中从甲到乙,人像变大,根据凸透镜的成像规律可得,像距应增大,物距应减小,所以改拍乙照片时,拍照者应靠近拍照对象,同时镜头前伸,增大照相机暗箱的长度即像距。
【分析】照相机镜头利用凸透镜成倒立缩小实像的原理工作。成实像时,物距小,相距越大,像越大。
16.【答案】凸透镜;实;f<u<2f
17.【答案】上;远离;远视
18.【答案】(1)较暗
(2)60
(3)虚像
(4)投影仪
(5)
【解析】【解答】解:(1)做“探究平面镜成像的特点”的实验,为使像清晰,此实验应在较暗的环境进行。
(2)由图甲知,物与平面镜的距离为20cm,因像与物到镜面的距离相等,故当蜡烛B移到40cm+20cm=60cm刻度线处时,蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。
(3)虚像不能成在光屏上,移去蜡烛B,在其原来位置上放一块光屏,光屏上承接不到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是虚像。
(4)在(3)的基础上,撤去玻璃板,在40cm刻度线处放一个凸透镜,再向右移动光屏,此时物距不变,像距变大,像距大于物距,会得到清晰的烛焰像,即成倒立、放大的实像,投影仪就是利用了此成像特点。
(5)如图乙所示,一束光与镜面成30°角射向平面镜,过入射点作出法线,入射角为60°,根据反射角等于入射角,据此画出反射光线,反射角的度数为60°,如下所示:
故答案为:(1)较暗;(2)60;(3)虚像;(4)投影仪;(5)。
【分析】 (1)做“探究平面镜成像的特点”的实验时,应在较暗的环境进行,成像较清晰;
(2)由图甲知物与平面镜的距离,根据像与物到镜面的距离相等回答;
(3)虚像不能成在光屏上;
(4)向右移动光屏,此时物距不变,像距变大,像距大于物距,成倒立、放大的实像,据此回答;
(5)根据已知条件可知入射角大小为60°,根据反射角等于入射角作图。
(1)做“探究平面镜成像的特点”的实验,为使像清晰,此实验应在较暗的环境进行。
(2)由图甲知,物与平面镜的距离为20cm,因像与物到镜面的距离相等,故当蜡烛B移到
40cm+20cm=60cm
刻度线处时,蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。
(3)虚像不能成在光屏上,移去蜡烛B,在其原来位置上放一块光屏,光屏上承接不到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是虚像。
(4)在(3)的基础上,撤去玻璃板,在40cm刻度线处放一个凸透镜,再向右移动光屏,此时物距不变,像距变大,像距大于物距,会得到清晰的烛焰像,即成倒立、放大的实像,投影仪就是利用了此成像特点。
(5)如图乙所示,一束光与镜面成30°角射向平面镜,过入射点作出法线,入射角为60°,根据反射角等于入射角,据此画出反射光线,反射角的度数为60°,如下图所示
19.【答案】最小最亮;B;粗糙;能;右;大于;完整;变暗;不小于4f;0.5
20.【答案】
【解析】【解答】①与主轴平行的光,经过凸透镜后,折射光线通过另一侧的焦点;
②射向凸透镜光心的光线,经过凸透镜后,折射光线的传播方向保持不变,如下图所示:
【分析】根据凸透镜的特殊光线完成作图。
21.【答案】
【解析】【解答】对于经过凸透镜的光线:平行于凸透镜主光轴的光线,经凸透镜折射后,折射光线过凸透镜的焦点。
对于射出水面的光线:光从水中斜射入空气中时,折射光线远离法线,折射角大于入射角。先过光线与水面的交点(图中F点)作法线,然后根据折射角大于入射角,作出射出水面后的折射光线。如图所示:
故答案为:。
【分析】1、凸透镜的光学性质:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点,这是凸透镜的基本光学规律,可用于凸透镜对光线的会聚作用的分析。
2、光的折射规律:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折。当光从水(光密介质)斜射入空气(光疏介质)时,折射光线远离法线,折射角大于入射角;反之,当光从光疏介质斜射入光密介质时,折射光线靠近法线,折射角小于入射角。
22.【答案】(1)解: 由图甲可知,u=v=20cm,成倒立,即2f=20cm;
答:凸透镜的焦距是10cm;
(2)解: 由图甲可知,当u=15cm时;此时2f>u=15cm>f、放大的实像;
答:当u=15cm时,v为30cm、放大的实像;
(3)解: 蜡烛起始位置放在6cm刻度线处,蜡烛以0.03m/s的速度向右移至30cm刻度线处,
则蜡烛移动的时间为:;
由题意可知,在7s内以不变的速度将蜡烛移动到30cm刻度线处,像距v=2f,
像移动的路程s′=70cm﹣63cm=7cm=0.07m,
像移动时的平均速度。
答:蜡烛以2.03m/s的速度向右移至30cm刻度线处,光屏移至70cm刻度线处时,这段时间内蜡烛的像移动平均速度为0.01m/s。
【解析】【分析】(1)根据凸透镜成像时,物距等于像距时,物体在二倍焦距点,可以计算焦距;
(2)根据物距、像距图像,结合物距判断像距大小;
(3)利用,计算移动的时间,根据,计算速度。
23.【答案】(1)解:在三角形AOB和COD中,AB=CD,∠AOB=∠COD;则OB=OD,即u=v;因为 ,化简得:
(2)解:投影线能成放大的实像,
【解析】【分析】(1)根据三角形全等的关系,结合物距、像距、焦距关系式,证明物距和像距相等;
(2)投影仪成像时,物体在一倍焦距和二倍焦距之间,像距大于二倍焦距,所以像距和物距的比值大于1。
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