内容正文:
考点 4 透镜 凸透镜成像的规律及其应用
基础过关
1.(2025·江苏淮安中考)如图所示,将发光的小灯泡放置于凸透镜前A位置,在透镜另一侧用光屏(未画出)可以呈现灯丝放大的像,此时A位置到光心O的距离为l,则l与透镜焦距f之间的关系为( )
A.l<f B.l=f
C.f<l<2f D.l>2f
答案:C
解析:光屏上呈现灯丝放大的像,说明此时A位置到光心O的距离大于一倍焦距小于二倍焦距,选项A、B、D错误,C正确。
2.(2025·江苏无锡中考)小明透过眼镜看玩具“兔子”的情景如图所示,图中眼镜片( )
A.是凸透镜,可用于矫正远视眼
B.是凹透镜,可用于矫正远视眼
C.是凸透镜,可用于矫正近视眼
D.是凹透镜,可用于矫正近视眼
答案:D
解析:小明透过眼镜看玩具“兔子”,兔子成正立、缩小的像,所以是凹透镜,可用于矫正近视眼,选项D正确,A、B、C错误。
3.(2025·江苏南通中考)晋代《博物志》中记载,用冰块制成聚光透镜,能将枯叶点燃。利用这种透镜观察远处的物体,看到的像是( )
A.放大的虚像 B.放大的实像
C.缩小的虚像 D.缩小的实像
答案:D
解析:由于冰块制成的透镜对光线具有会聚作用,说明该透镜为凸透镜;利用这种透镜观察远处的物体,此时物距大于二倍焦距,根据u>2f,成倒立、缩小的实像,因此看到的像是缩小的实像,选项A、B、C错误,D正确。
4.(2025·江苏徐州模拟)用放大镜在近处观察一只蚂蚁的情形如图所示,下列说法正确的是( )
A.可以用光屏承接蚂蚁的像
B.蚂蚁的像是虚像
C.物距大于一倍焦距
D.放大镜进一步靠近蚂蚁时,所成的像变大
答案:B
解析:用放大镜观察蚂蚁时,观察到蚂蚁的像是正立、放大的虚像,由凸透镜成像规律可知,蚂蚁到放大镜的距离(物距)要小于一倍焦距,虚像不能用光屏承接,选项A、C错误,B正确。凸透镜成虚像时,物近像近像变小,所以放大镜进一步靠近蚂蚁时,物距变小,像距变小,所成的像变小,选项D错误。
5.(2025·江苏苏州中考)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大
C.蜡烛和光屏间的距离是40 cm
D.凸透镜的焦距是20 cm
答案:C
解析:当移动透镜分别距蜡烛16 cm和24 cm时均可在光屏上得到清晰像,根据凸透镜成实像的特点可以得到, 当凸透镜距离蜡烛为16 cm时,应该为f<16 cm<2f ①,即物距大于一倍焦距小于二倍焦距,成倒立、放大的实像,选项A错误。当凸透镜距离蜡烛为24 cm时,应该为24 cm>2f ②,即物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,选项B错误。凸透镜距离蜡烛为16 cm和24 cm所成的实像,是两个互逆的光路,所以u1=v2,v1=u2,蜡烛和光屏间的距离是16 cm+24 cm=40 cm,选项C正确。根据①②可得凸透镜的焦距范围是8 cm<f<12 cm,选项D错误。
6.(2024·江苏苏州中考)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.不同方向都能看到图案是光在地面发生了漫反射
B.该投影灯的成像原理与照相机相同
C.调小镜头与图片的距离图案变小
D.地面上看到的是放大的虚像
答案:A
解析:不同方向都能看到图案是光在地面发生了漫反射,选项A正确。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,物距小于像距时,成倒立、放大的像,与照相机原理不同,选项B错误。凸透镜成实像,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,选项C错误。地面上能看到放大的图案,是实像,选项D错误。
7.(2025·江苏徐州模拟)小宇发现家中小猫趴在鱼缸旁边,望着缸里的金鱼,小宇走到鱼缸的另一面,透过鱼缸看小猫,发现小猫的脸变得异常可笑,如图所示。由此可知,此时鱼缸相当于一个 ,小宇所看到的小猫的脸是一个正立、 (选填“放大”或“缩小”)的 (选填“实”或“虚”)像。
答案:凸透镜 放大 虚
解析:由题图知,鱼缸相当于一个凸透镜,小猫的脸紧贴鱼缸,物距小于一倍焦距,成正立、放大的虚像。
8.(2025·江苏徐州模拟)如图所示,在透明塑料板上先滴一滴小水滴,小水滴相当于一个焦距较短的 透镜,再用一个焦距较长的 透镜作为目镜,可以看到昆虫翅膀 (选填“缩小”或“放大”)的像。
答案:凸 凸 放大
解析:往板上滴一滴小水滴,小水滴中间厚、边缘薄,小水滴可以看作焦距很短的凸透镜,成倒立、放大的实像,此时的小水滴相当于显微镜的物镜;再用一个焦距较长的凸透镜作为目镜,缓慢调节透镜与水滴间的距离就会看到昆虫翅膀放大的像。
9.(2025·江苏盐城东台一模)小林在家里拿爷爷的“放大镜”做实验。通过镜片看到书上的字分别如图甲和乙所示。此镜片对光有 作用。两图中像能成在光屏上的是图 ,镜片离字较远的是图 。
答案:会聚 乙 乙
解析:放大镜通常是凸透镜,此镜片对光具有会聚作用。如题图甲,当物体在凸透镜焦点以内时,成放大、正立的虚像,不能成在光屏上;如题图乙,物体在二倍焦距以外,成倒立、缩小的实像,像在一倍焦距和二倍焦距之间,实像能成在光屏上。两图中像能成在光屏上的是题图乙,镜片离字较远的是题图乙。
能力提升
10.(2025·江苏淮安一模)在探究凸透镜成像规律的实验中,点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时,在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距可能是15 cm
B.图中成像特点与投影仪的成像特点相同
C.燃烧的蜡烛不断变短,光屏上成的像会下移
D.将蜡烛移至30.0 cm的位置,向右移动光屏仍能在光屏上得到清晰的像
答案:D
解析:由题图可知,物距大于像距,成倒立、缩小的实像,成像特点与照相机的成像特点相同,与投影仪不同,物距u=50.0 cm-20.0 cm=30.0 cm,像距v=65.0 cm-50.0 cm=15.0 cm,根据凸透镜成像规律有30.0 cm>2f,f<15.0 cm<2f,解得该凸透镜的焦距满足7.5 cm<f<15 cm,所以该凸透镜的焦距不可能是15 cm,选项A、B错误。根据过透镜光心的光线传播方向不变,燃烧的蜡烛不断变短,光屏上成的像会上移,选项C错误。凸透镜的焦距满足7.5 cm<f<15 cm,将蜡烛移至30.0 cm的位置,物距变为u'=50.0 cm-30.0 cm=20.0 cm,则物距大于一倍焦距,仍可以成实像,根据“物近像远像变大”可知,向右移动光屏仍能在光屏上得到清晰的像,选项D正确。
11.(2025·江苏淮安金湖一模)探究凸透镜成像规律的实验操作情景如图所示,下列说法正确的是( )
甲
乙
A.从图甲中可知该透镜的焦距为 40.0 cm
B.如图乙所示,向左适当移动光屏可以得到缩小的实像
C.如图乙所示,将蜡烛移至30 cm处,光屏向右适当移动可得到放大的实像
D.如图乙所示,将蜡烛移至45 cm处,移动光屏可以得到放大的实像
答案:B
解析:由题图甲可知该透镜焦距为40.0 cm-30.0 cm=10.0 cm,选项A错误。由题图乙可知,物距大于二倍焦距,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,所以向左适当移动光屏可以得到倒立、缩小的实像,选项B正确。如题图乙所示,将蜡烛移至30 cm处,此时的物距等于二倍焦距,所以光屏上可得到倒立、等大的实像,选项C错误。如题图乙所示,将蜡烛移至45 cm处,物距小于焦距,凸透镜成正立、放大的虚像,虚像不能成在光屏上,选项D错误。
12.(2025·江苏连云港中考)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。在探究凸透镜成像的规律的实验中,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 。
答案:< 缩小 照相机
解析:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于焦点,光线到达焦点并且继续向前射出。当纸上呈现的光斑不是最小光斑时,这个光斑可能在焦点之前,也可能在焦点之后。如果纸靠近凸透镜时光斑变小,说明焦点在光斑之前,即凸透镜的焦距f小于l。在探究凸透镜成像的规律实验中,根据图中蜡烛、凸透镜和光屏的位置可知,物距大于像距。当物距大于二倍焦距时,像距在一倍焦距到二倍焦距之间,成倒立、缩小的实像,照相机就是根据这个成像规律制成的。
13.据专家介绍,12~18岁是青少年近视的高发期,爱眼护眼势在必行。如图所示, (选填“甲”或“乙”)图表示近视眼成像原理,应佩戴 (选填“丙”或“丁”)图的眼镜进行矫正。
答案:乙 丁
解析:近视眼是晶状体太厚,折光能力太强,来自远方的光在视网膜前便会聚了,即像成在视网膜的前方,因此题图乙是近视眼的成像原理,所以应佩戴凹透镜矫正。题图丙是放大镜,成正立、放大的虚像,放大镜属于凸透镜;题图丁成正立、缩小的像,是凹透镜,因此应佩戴题图丁的眼镜进行矫正。
14.(2025·江苏扬州邗江一模)如图所示,请作出凸透镜的入射光线和进入水中的折射光线。
答案:如图所示
解析:平行于主光轴的入射光线经过凸透镜折射后,折射光线过焦点,由此可以确定该条折射光线对应的入射光线。过入射点垂直界面作出法线,根据折射角小于入射角,在水中法线的另一侧作出折射光线。
创新拓展
15.(2025·江西中考)用“水透镜”探究近视眼的形成原因。
【证据】
(1)如图甲所示,用注射器向“水透镜”的薄膜中缓慢注水,使薄膜略微凸起。
(2)将“水透镜”置于图乙中光具座的 (选填“A”“B”或“C”)滑块上,点燃蜡烛,调节“水透镜”和光屏的高度,使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度上。
甲
乙
(3)移动蜡烛,当物距为30.0 cm时,调节光屏的位置,直至呈现烛焰清晰的像并记录像距。
(4)保持 不变,继续向“水透镜”中注入适量的水,增加“水透镜”的凸起程度,调节光屏的位置,直至呈现烛焰清晰的像并记录像距。
(5)把实验中收集的数据和观察的现象填入表中。
序号
物距/cm
“水透镜”的凸起程度
像距/cm
1
30.0
较小
17.4
2
30.0
较大
9.2
【解释】依据表格,在物距不变的情况下,增加“水透镜”的凸起程度,像距变 。
【交流】
(1)本实验中用 模拟眼睛的晶状体,用 模拟眼睛的视网膜。
(2)经多次实验后,结合所学知识分析,当近视眼观察远处的景物时,由于晶状体的凸起程度较 ,折光能力变强,远处景物成像会成在视网膜的 方,导致看不清楚。
(3)为了预防近视,我们应养成良好的学习和生活习惯。
答案:【证据】(2)B (4)物距 【解释】小
【交流】(1)水透镜 光屏 (2)大 前
学科网(北京)股份有限公司
$
考点 4 透镜 凸透镜成像的规律及其应用
基础过关
1.(2025·江苏淮安中考)如图所示,将发光的小灯泡放置于凸透镜前A位置,在透镜另一侧用光屏(未画出)可以呈现灯丝放大的像,此时A位置到光心O的距离为l,则l与透镜焦距f之间的关系为( )
A.l<f B.l=f
C.f<l<2f D.l>2f
2.(2025·江苏无锡中考)小明透过眼镜看玩具“兔子”的情景如图所示,图中眼镜片( )
A.是凸透镜,可用于矫正远视眼
B.是凹透镜,可用于矫正远视眼
C.是凸透镜,可用于矫正近视眼
D.是凹透镜,可用于矫正近视眼
3.(2025·江苏南通中考)晋代《博物志》中记载,用冰块制成聚光透镜,能将枯叶点燃。利用这种透镜观察远处的物体,看到的像是( )
A.放大的虚像 B.放大的实像
C.缩小的虚像 D.缩小的实像
4.(2025·江苏徐州模拟)用放大镜在近处观察一只蚂蚁的情形如图所示,下列说法正确的是( )
A.可以用光屏承接蚂蚁的像
B.蚂蚁的像是虚像
C.物距大于一倍焦距
D.放大镜进一步靠近蚂蚁时,所成的像变大
5.(2025·江苏苏州中考)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大
C.蜡烛和光屏间的距离是40 cm
D.凸透镜的焦距是20 cm
6.(2024·江苏苏州中考)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.不同方向都能看到图案是光在地面发生了漫反射
B.该投影灯的成像原理与照相机相同
C.调小镜头与图片的距离图案变小
D.地面上看到的是放大的虚像
7.(2025·江苏徐州模拟)小宇发现家中小猫趴在鱼缸旁边,望着缸里的金鱼,小宇走到鱼缸的另一面,透过鱼缸看小猫,发现小猫的脸变得异常可笑,如图所示。由此可知,此时鱼缸相当于一个 ,小宇所看到的小猫的脸是一个正立、 (选填“放大”或“缩小”)的 (选填“实”或“虚”)像。
8.(2025·江苏徐州模拟)如图所示,在透明塑料板上先滴一滴小水滴,小水滴相当于一个焦距较短的 透镜,再用一个焦距较长的 透镜作为目镜,可以看到昆虫翅膀 (选填“缩小”或“放大”)的像。
9.(2025·江苏盐城东台一模)小林在家里拿爷爷的“放大镜”做实验。通过镜片看到书上的字分别如图甲和乙所示。此镜片对光有 作用。两图中像能成在光屏上的是图 ,镜片离字较远的是图 。
能力提升
10.(2025·江苏淮安一模)在探究凸透镜成像规律的实验中,点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时,在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距可能是15 cm
B.图中成像特点与投影仪的成像特点相同
C.燃烧的蜡烛不断变短,光屏上成的像会下移
D.将蜡烛移至30.0 cm的位置,向右移动光屏仍能在光屏上得到清晰的像
11.(2025·江苏淮安金湖一模)探究凸透镜成像规律的实验操作情景如图所示,下列说法正确的是( )
甲
乙
A.从图甲中可知该透镜的焦距为 40.0 cm
B.如图乙所示,向左适当移动光屏可以得到缩小的实像
C.如图乙所示,将蜡烛移至30 cm处,光屏向右适当移动可得到放大的实像
D.如图乙所示,将蜡烛移至45 cm处,移动光屏可以得到放大的实像
12.(2025·江苏连云港中考)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。在探究凸透镜成像的规律的实验中,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 。
13.据专家介绍,12~18岁是青少年近视的高发期,爱眼护眼势在必行。如图所示, (选填“甲”或“乙”)图表示近视眼成像原理,应佩戴 (选填“丙”或“丁”)图的眼镜进行矫正。
14.(2025·江苏扬州邗江一模)如图所示,请作出凸透镜的入射光线和进入水中的折射光线。
创新拓展
15.(2025·江西中考)用“水透镜”探究近视眼的形成原因。
【证据】
(1)如图甲所示,用注射器向“水透镜”的薄膜中缓慢注水,使薄膜略微凸起。
(2)将“水透镜”置于图乙中光具座的 (选填“A”“B”或“C”)滑块上,点燃蜡烛,调节“水透镜”和光屏的高度,使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度上。
甲
乙
(3)移动蜡烛,当物距为30.0 cm时,调节光屏的位置,直至呈现烛焰清晰的像并记录像距。
(4)保持 不变,继续向“水透镜”中注入适量的水,增加“水透镜”的凸起程度,调节光屏的位置,直至呈现烛焰清晰的像并记录像距。
(5)把实验中收集的数据和观察的现象填入表中。
序号
物距/cm
“水透镜”的凸起程度
像距/cm
1
30.0
较小
17.4
2
30.0
较大
9.2
【解释】依据表格,在物距不变的情况下,增加“水透镜”的凸起程度,像距变 。
【交流】
(1)本实验中用 模拟眼睛的晶状体,用 模拟眼睛的视网膜。
(2)经多次实验后,结合所学知识分析,当近视眼观察远处的景物时,由于晶状体的凸起程度较 ,折光能力变强,远处景物成像会成在视网膜的 方,导致看不清楚。
(3)为了预防近视,我们应养成良好的学习和生活习惯。
学科网(北京)股份有限公司
$