内容正文:
透镜及其应用
基础过关
1.(2025·四川遂宁中考)西晋《博物志》中云:“削冰令圆,举以向日,以艾于后承其影,则得火。”这是我国古代劳动人民把冰制成透镜,利用它对太阳光的 作用来取火。现在人们还利用这种透镜来矫正 (选填“近视眼”或“远视眼”)。
答案 会聚 远视眼
2.(2025·安徽合肥模拟)小庐用手机扫描投影幕上的二维码时,摄像头通过凸透镜形成的二维码图像是 (选填“实像”或“虚像”)。该像会落在摄像头内部的图像传感器上,传感器将光信号转化为电信号,最终在手机屏幕上显示二维码的电子图像。
答案 实像
3.小明将凸透镜正对太阳光,在距离凸透镜10 cm的白纸上呈现一个最小、最亮的光斑,此凸透镜的焦距为 cm。小明用该凸透镜观看书本上“中国梦”三个字时的情况如图所示,如果他想看到更大的正立的“国”字,他需要将凸透镜 (选填“远离”或“靠近”)书本,凸透镜和书本的距离应满足的条件是 。
答案 10 远离 小于10 cm
4.(2025·黑龙江绥化中考)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,将点燃的蜡烛放在距离透镜20 cm处,在透镜另一侧20 cm处的光屏上得到清晰的像,则可知此透镜的焦距为 cm。再将蜡烛向透镜方向移动5 cm,调整光屏得到清晰的像,生活中与此成像原理相同的是 (选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)。
答案 10 投影仪
5.(2025·河南中考)某同学用自制的水凸透镜进行实验探究的情境如图所示,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: 。
答案 缩小 用注射器将水凸透镜中的水抽出一部分
6.(2025·安徽合肥模拟)图甲是用凸透镜观察物体成像活动中的插图,图乙是通过凸透镜所看到的插图的像。请根据图丙中所示的凸透镜和焦点F,用“↑”代表物体,在图丙中完成物体此时成像的光路图。
答案 如图所示。
解析 由题意知,凸透镜成倒立、放大的实像,则物体应放在f<u<2f处。
7.(2025·四川成都中考)人形机器人用“眼睛”感知并获取信息,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
答案 C
8.(2025·四川广安中考)某学习小组在探究凸透镜成像规律时,如图所示,光屏上刚好得到清晰的像,凸透镜的焦距f=10 cm,下列说法正确的是( )
A.光屏上的像是倒立、缩小的虚像
B.光屏上的像是倒立、放大的实像
C.凸透镜可用来矫正近视眼
D.照相机的成像原理与此成像原理相同
答案 B
9.(2025·河北中考)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,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.透镜到光屏的距离与到光源的距离相等
C.仅将透镜向光屏方向适当移动,光屏会再次承接到清晰的像
D.光源靠近透镜,同时光屏远离透镜,光屏会承接到清晰的像且越来越小
答案 B
10.(2025·四川南充中考)透镜在生活中的应用十分广泛,下列调节方法正确的是 ( )
A.使用照相机时,先拍全身照,再拍半身照,将照相机远离人
B.使用投影仪时,显示的画面太大,只需将投影仪向前移动
C.使用放大镜时,为了看到更大的像,适当增大放大镜与物体的距离
D.人脸识别解锁时,人脸离锁越近,拍得的像越小,更容易解锁成功
答案 C
解析 使用照相机时,先拍全身照,再拍半身照,像变大,像距变大,物距变小,所以应将照相机靠近人,选项A错误。使用投影仪时,显示的画面太大,应减小像距,增大物距,所以应将投影仪向前移动,同时将投影片远离镜头,选项B错误。放大镜成正立、放大的虚像,使用放大镜时,为了看到更大的像,适当增大放大镜与物体的距离,选项C正确。人脸识别系统的原理与照相机相同,人脸识别解锁时,人脸离锁越近,拍得的像越大,更容易解锁成功,选项D错误。
11.(2025·安徽合肥模拟)在学习了凸透镜成像规律后,小明同学使用如下器材:焦距分别为10 cm、20 cm、30 cm的凸透镜各一个,手机一部,长为30 cm的纸盒,胶带和剪刀等制作一个“手机投影仪”(其模型如图所示)。将手机和凸透镜分别固定在纸盒的两端,调整“投影仪”到墙面的距离,可在竖直的墙壁上看到手机画面清晰放大的像。下列说法正确的是 ( )
A.应选择焦距为20 cm的凸透镜
B.应选择焦距为10 cm的凸透镜
C.若手机画面正立,在墙壁上看到画面的像也是正立的
D.手机画面在墙壁上成的是放大的虚像
答案 A
解析 由凸透镜成像规律可知,通过手机投影仪在墙面上可以看到手机画面清晰放大的像,说明成的是倒立、放大的实像,满足的条件是物距大于一倍焦距小于二倍焦距。纸盒的长度30 cm是物距,则f<u<2f,f<30 cm<2f,凸透镜的焦距为20 cm,选项B、C、D错误,A正确。
12.(2025·安徽合肥模拟)学校大门口安装了自动闸机,师生可以通过“刷脸机”鉴别身份打开闸机进入校园,如图所示。已知刷脸机与照相机的成像原理相同,下列说法正确的是 ( )
A.“刷脸”时,人脸所成的是正立、缩小的实像
B.摄像头相当于凸透镜,凸透镜可以用来矫正近视眼
C.要使成像变大,人应该远离刷脸机
D.“刷脸”时,人脸应处于透镜的2倍焦距之外
答案 D
能力提升
13.(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 当移动透镜分别距光屏16 cm和24 cm均可在光屏上得到清晰像,根据凸透镜成实像的特点可知,当凸透镜距离蜡烛为16 cm时,应该为f<16 cm<2f①,即物距大于一倍焦距小于二倍焦距,成倒立、放大的实像;当凸透镜距离蜡烛为24 cm时,应该为24 cm>2f②,即物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像。根据①②可得8 cm<f<12 cm,根据成像分析,可知第一次的像是放大的,选项A错误。第二次的像比第一次小,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。凸透镜的焦距范围是8 cm<f<12 cm,选项D错误。
14.(2025·山东烟台中考)在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
甲
乙
(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境,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10.0 cm处,为了能在光屏上呈现清晰的像,应将光屏向 (选填“靠近”或“远离”)透镜方向移动,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45.0 cm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 。
答案 (1)使像成在光屏的中心
(2)30 如图所示。
(3)靠近 变小
(4)此时物距小于一倍焦距,成正立、放大的虚像,故光屏始终得不到像 眼睛在光屏一侧看向凸透镜
解析 (1)实验前,必须将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调整到同一高度,这样烛焰的像才能成在光屏的中心。
(2)由题图甲可知,物距为50.0 cm-20.0 cm=30.0 cm。物距大于像距,在光屏上呈现看到成倒立、缩小的实像,此时在题图乙的方格纸中小红看到的像上下颠倒,如答案图所示。
(3)将光源移动到光具座10.0 cm处,根据物远像近像变小可知,为了在光屏上呈现清晰的像,应将光屏向靠近透镜方向移动,且像变小。
(4)保持题图甲中凸透镜位置不动,将光源移动到光具座45.0 cm处,物距小于一倍焦距,成正立、放大的虚像,故光屏始终得不到像;此时物与像在同一侧,要想看到像,应采取的观察方法是眼睛在光屏一侧看向凸透镜,可看到正立、放大的虚像。
创新题型
15.(跨学科·数学)某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,绘制了如图所示的图像(v表示像到凸透镜的距离,u表示物体到凸透镜的距离),用该凸透镜作放大镜使用时,被观察的物体到透镜的距离在 cm以内。把物体从距凸透镜6 cm处移动到距凸透镜20 cm处的过程中,像的大小将 (选填“变大”“变小”“先变小再变大”或“先变大再变小”)。
答案 5 变小
解析 由凸透镜成像规律可知,u=v=2f时,凸透镜成倒立、等大的实像,由题图可知,此时u=v=2f=10 cm,所以f=5 cm。用该凸透镜作放大镜使用时,u<f,成正立、放大的虚像,即被观察的物体到透镜的距离在5 cm以内。把物体从距凸透镜6 cm处移动到距凸透镜20 cm处的过程中,凸透镜成实像,物距增大,像距减小,像变小。
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透镜及其应用
基础过关
1.(2025·四川遂宁中考)西晋《博物志》中云:“削冰令圆,举以向日,以艾于后承其影,则得火。”这是我国古代劳动人民把冰制成透镜,利用它对太阳光的 作用来取火。现在人们还利用这种透镜来矫正 (选填“近视眼”或“远视眼”)。
2.(2025·安徽合肥模拟)小庐用手机扫描投影幕上的二维码时,摄像头通过凸透镜形成的二维码图像是 (选填“实像”或“虚像”)。该像会落在摄像头内部的图像传感器上,传感器将光信号转化为电信号,最终在手机屏幕上显示二维码的电子图像。
3.小明将凸透镜正对太阳光,在距离凸透镜10 cm的白纸上呈现一个最小、最亮的光斑,此凸透镜的焦距为 cm。小明用该凸透镜观看书本上“中国梦”三个字时的情况如图所示,如果他想看到更大的正立的“国”字,他需要将凸透镜 (选填“远离”或“靠近”)书本,凸透镜和书本的距离应满足的条件是 。
4.(2025·黑龙江绥化中考)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,将点燃的蜡烛放在距离透镜20 cm处,在透镜另一侧20 cm处的光屏上得到清晰的像,则可知此透镜的焦距为 cm。再将蜡烛向透镜方向移动5 cm,调整光屏得到清晰的像,生活中与此成像原理相同的是 (选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)。
5.(2025·河南中考)某同学用自制的水凸透镜进行实验探究的情境如图所示,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: 。
6.(2025·安徽合肥模拟)图甲是用凸透镜观察物体成像活动中的插图,图乙是通过凸透镜所看到的插图的像。请根据图丙中所示的凸透镜和焦点F,用“↑”代表物体,在图丙中完成物体此时成像的光路图。
7.(2025·四川成都中考)人形机器人用“眼睛”感知并获取信息,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
8.(2025·四川广安中考)某学习小组在探究凸透镜成像规律时,如图所示,光屏上刚好得到清晰的像,凸透镜的焦距f=10 cm,下列说法正确的是( )
A.光屏上的像是倒立、缩小的虚像
B.光屏上的像是倒立、放大的实像
C.凸透镜可用来矫正近视眼
D.照相机的成像原理与此成像原理相同
9.(2025·河北中考)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,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.透镜到光屏的距离与到光源的距离相等
C.仅将透镜向光屏方向适当移动,光屏会再次承接到清晰的像
D.光源靠近透镜,同时光屏远离透镜,光屏会承接到清晰的像且越来越小
10.(2025·四川南充中考)透镜在生活中的应用十分广泛,下列调节方法正确的是 ( )
A.使用照相机时,先拍全身照,再拍半身照,将照相机远离人
B.使用投影仪时,显示的画面太大,只需将投影仪向前移动
C.使用放大镜时,为了看到更大的像,适当增大放大镜与物体的距离
D.人脸识别解锁时,人脸离锁越近,拍得的像越小,更容易解锁成功
11.(2025·安徽合肥模拟)在学习了凸透镜成像规律后,小明同学使用如下器材:焦距分别为10 cm、20 cm、30 cm的凸透镜各一个,手机一部,长为30 cm的纸盒,胶带和剪刀等制作一个“手机投影仪”(其模型如图所示)。将手机和凸透镜分别固定在纸盒的两端,调整“投影仪”到墙面的距离,可在竖直的墙壁上看到手机画面清晰放大的像。下列说法正确的是 ( )
A.应选择焦距为20 cm的凸透镜
B.应选择焦距为10 cm的凸透镜
C.若手机画面正立,在墙壁上看到画面的像也是正立的
D.手机画面在墙壁上成的是放大的虚像
12.(2025·安徽合肥模拟)学校大门口安装了自动闸机,师生可以通过“刷脸机”鉴别身份打开闸机进入校园,如图所示。已知刷脸机与照相机的成像原理相同,下列说法正确的是 ( )
A.“刷脸”时,人脸所成的是正立、缩小的实像
B.摄像头相当于凸透镜,凸透镜可以用来矫正近视眼
C.要使成像变大,人应该远离刷脸机
D.“刷脸”时,人脸应处于透镜的2倍焦距之外
能力提升
13.(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
14.(2025·山东烟台中考)在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
甲
乙
(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境,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10.0 cm处,为了能在光屏上呈现清晰的像,应将光屏向 (选填“靠近”或“远离”)透镜方向移动,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45.0 cm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 。
创新题型
15.(跨学科·数学)某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,绘制了如图所示的图像(v表示像到凸透镜的距离,u表示物体到凸透镜的距离),用该凸透镜作放大镜使用时,被观察的物体到透镜的距离在 cm以内。把物体从距凸透镜6 cm处移动到距凸透镜20 cm处的过程中,像的大小将 (选填“变大”“变小”“先变小再变大”或“先变大再变小”)。
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