第五章 透镜及其应用(单元练习)-2026-2027学年人教版物理八年级上册
2026-08-18
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摘要:
**基本信息**
本单元卷聚焦初中物理“透镜及其应用”,以生活情境(如东湖樱花园拍照、无人机航拍)与科技实例(极紫外光刻技术)为载体,覆盖凸透镜成像规律、视力矫正等核心知识,适配单元复习,强化物理观念与科学思维。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|12小题|凸透镜成像应用(如第5题无人机镜头)、视力矫正(第2题)、实验分析(第7题)|结合生活场景,层次分明,考查科学推理|
|填空题|8小题|透镜对光作用(第13题)、成像特点(第14题放大镜)|联系实际,强化物理观念|
|作图题|2小题|透镜光路图(第21、22题)|基础技能,注重模型建构|
|实验探究题|1小题|凸透镜成像规律实验(第23题)|科学探究完整,培养证据分析能力|
内容正文:
第五章 透镜及其应用
一.选择题(共12小题)
1.(2026•鄂州模拟)作为世界三大赏樱胜地之一,东湖樱花园总面积约550亩,栽植樱花上万株。清明节期间,园区内樱花正处于盛放末期,或绯红热烈,或粉白柔美,缀满枝头与亭台溪水、唐风五重塔相映成趣,构成一幅唯美动人的春日画卷。如图所示是晓晓同学在东湖樱花园拍摄的两张照片,下列说法中正确的是( )
A.甲图晓晓同学离樱花较远
B.甲图是正立的虚像
C.乙图是放大的实像
D.照相机成像原理与显微镜的物镜成像原理相同
2.(2026•山东模拟)图甲为某眼病患者眼球与正常眼球对比图,图乙中能反映该患者眼疾成因及其矫正原理的是( )
A.(a)和(c) B.(a)和(d) C.(b)和(d) D.(b)和(c)
3.(2026•通州区模拟)小桐将透明气球充水后,制成三个鼓起程度不同的水透镜模拟眼球中的晶状体。图甲中的水透镜表示正常眼睛的晶状体,测得其焦距为10cm;图乙比图甲的水透镜略鼓,图丙比图甲的要扁平一些。下列说法中正确的是( )
A.正常眼变为远视眼的过程,相当于晶状体由甲透镜变为丙透镜
B.乙透镜的焦距大于10cm
C.正常眼变为近视眼后,可以用丙透镜去矫正
D.用甲透镜模拟正常人眼看近处物体时,物体到甲透镜的距离需小于10cm
4.(2026•高陵区校级模拟)如图是一款无人驾驶快递车,该无人车采用传感器融合技术,车身配有12个摄像头,可实时清晰识别红绿灯、车道线、行人和障碍物。它在运送快递的过程中涉及了许多物理知识,下列分析正确的是( )
A.摄像头的成像原理和投影仪相同
B.摄像头成像的条件是摄像头前的物体与摄像头的距离小于焦距
C.摄像头所成的像是倒立、缩小的实像
D.智能无人驾驶快递车走近障碍物时,其摄像头内所成障碍物的像会变小
5.(2026•永州一模)运动会期间,航模小组的同学用无人机进行航拍,如图所示,下列说法正确的是( )
A.该无人机镜头对光具有发散作用
B.高空航拍时,所成的像是正立、缩小的实像
C.如果想要增大拍摄的范围,则可以降低无人机的飞行高度
D.无人机的镜头与远视眼镜的镜片类型相同
6.(2026•太原模拟)如图所示是挂在植物上的露珠,通过露珠我们可以看到远处景物的像,则下列说法正确的是( )
A.看到的像与景物是关于露珠对称的
B.景物到露珠距离小于像到露珠距离
C.看到景物的像是倒立缩小的虚像
D.景物到露珠距离应大于二倍焦距
7.(2026•河北模拟)小高在“探究凸透镜成像的规律”实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上承接到烛焰清晰的像。下列说法正确的是( )
A.凸透镜的焦距为20cm
B.照相机应用了这一成像规律
C.若凸透镜上有一小块污渍,光屏上仍能得到完整的像
D.将蜡烛移至45cm刻度处,移动光屏可以得到清晰的像
8.(2026•聊城模拟)实验小组的同学通过实验探究凸透镜成像的规律。已知光源的高度为3.0cm,下表是他们记录的物距、像距、像的高度和正倒情况。有关此实验,请分析表格判断下列说法正确的是( )
物距/cm
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
16.0
18.0
20.0
22.0
24.0
26.0
像距/cm
\
\
\
60.4
35.6
26.6
22.3
20.0
18.4
17.3
16.6
像的高度/cm
\
\
\
15.1
7.6
5.0
3.7
3.0
2.5
2.1
1.9
像的正倒
正
正
\
倒
倒
倒
倒
倒
倒
倒
倒
A.该凸透镜的焦距是20.0cm
B.成倒立放大的像时,物距总是小于像距
C.实验中可以根据像的正倒判断像是放大的还是缩小的
D.要使所成的像为虚像,光源和透镜间的距离应大于10cm
9.(2026•湖南模拟)在“探究凸透镜成像的规律”实验时,某小组测量出物距和像距的数据,并绘制成如图所示的图像,根据图象可知( )
A.该凸透镜的焦距f=20cm
B.当物距u=24cm时,成倒立、缩小的实像
C.当物距u=8cm时,所成的像能用光屏承接
D.若把物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动过程中,所成的像会逐渐变小
10.(2026•伊川县模拟)如图是很多学校设立的“刷脸智能公用电话”,可以满足学生与家长的沟通需求。人站在设备前刷脸即可拨打视频电话,下列相关物理知识说法正确的是( )
A.刷脸时摄像头所成的像是正立、缩小的实像
B.人脸应保持在透镜的一倍焦距到两倍焦距之间
C.刷脸摄像头成像原理与照相机相同
D.人脸靠近镜头时,人脸的像会变小
11.(2026•柘城县模拟)2026年6月6日是第31个全国“爱眼日”。图甲为眼睛的结构示意图,图7乙为某科学兴趣小组自制的一个用来模拟眼睛变焦过程的装置,此时光屏上成清晰的像。下列说法正确的是( )
A.图甲中的视网膜相当于图乙中的水凸透镜
B.眼睛在看远处的物体时,会将晶状体变厚
C.图乙中蜡烛越烧越短,光屏上的像会随之向上移动
D.若只向水凸透镜中注水,光屏上的像会先变模糊再变清晰
12.(2026•河北模拟)小明用显微镜观察番茄果肉细胞时,只要调整物镜就可以使图中视野甲变为视野乙。于是突发奇想,用丙图实验装置来模拟物镜的成像情况。下列说法正确的是( )
A.丙图此时的成像情况,刚好可以模拟显微镜物镜成倒立、放大的实像
B.若要模拟从甲图到乙图的变化过程,可使水透镜变薄或将蜡烛远离透镜
C.若要模拟从甲图到乙图的变化过程,可向水透镜内注水或将蜡烛远离透镜
D.若用手挡住一部分水透镜,光屏上可以呈现不完整的像,像会变的更亮
二.填空题(共8小题)
13.(2026•鹿邑县模拟)近几年无人机已经广泛用于高空摄影、旅游观光等场合。无人机的摄像镜头相当于一个凸透镜,对光 (选填“折射”或“反射”)后成像,远离拍摄对象时,光屏上所成的像逐渐 (选填“变大”或“变小”)。
14.(2026•端州区校级一模)透过水滴可以清晰的看到草叶的纹路,如图甲所示,这是由于此时的水滴相当于一个 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”),草叶上的纹路经过水滴形成一个放大的 (选填“实”或“虚”)像。如图乙所示,远处的物体在照相机的底片上成 (填像的正倒、缩放)的实像。
15.(2026•威海一模)如图所示,小明透过水滴状的鱼肝油胶囊观察积木,发现上面的数字“9”变成了“6”,则该胶囊对光线的作用,与纠正视力中的 (填“近视”或“远视”)眼镜相似;若将胶囊不断靠近积木,请你简要叙述此过程中像的变化情况 。
16.(2026•西平县二模)人眼的晶状体相当于凸透镜,如图所示,生活中的 (填“放大镜”“照相机”或“投影仪”)与人眼的晶状体成像原理相同;当晶状体变 (填“厚”或“薄”),来自远处某点的光会聚在视网膜前,形成近视眼。
17.(2026•青山湖区校级模拟)如图所示,小勇利用焦距为10cm的放大镜看自己的手指纹时,应将手指放在距放大镜 (选填“大于”、“小于”或“等于”)10cm的位置。当他将手臂伸直,用这个放大镜看窗外远处的物体时,他所看到的是 (选填“倒立放大”、“倒立缩小”或“倒立等大”“正立放大”)的像。
18.(2026•沙坪坝区校级二模)物体通过晶状体在视网膜上成倒立、 的实像,随着电子产品的普及,青少年近视率攀升,近视眼需要佩戴 透镜进行矫正。
19.(2026•樊城区模拟)如图甲所示是小铭同学手持玻璃球观看远处建筑物的场景。将玻璃球远离建筑物,所成建筑物的像将 (选填“变大”“不变”或“变小”);该玻璃球可以矫正图乙中 (选填“a”或“b”)所示的视力。
20.(2026•宜昌模拟)我国科研团队在极紫外光刻胶技术领域取得重大突破,为制造更先进的国产芯片奠定了坚实基础。“光刻”是芯片制造的核心步骤,在传统的光刻技术中,“投影物镜组”相当于一个精密的 (填“凸”或“凹”)透镜,其作用是将掩模版上的电路图成像在硅片的光刻胶上并让光刻胶产生化学变化,这个像是 (填“正立”或“倒立”)的。
三.作图题(共2小题)
21.(2026•新疆模拟)如图所示,请画出入射光线经过透镜后的折射光线。
22.(2026•禹城市二模)请在图中画出入射光线经过凸透镜后的折射光线,再画出该折射光线经过凹透镜后的光路。
四.实验探究题(共1小题)
23.(2026•宛城区模拟)如图所示是探究“凸透镜成像的规律”的实验:
(1)图甲是利用平行光测量凸透镜的焦距,此凸透镜的焦距为 cm;
(2)如图乙所示的条件下,烛焰恰好能在光屏上成清晰的像,此时的像是倒立、 的实像,这一原理可应用在 (选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”)上;
(3)如果保持凸透镜的位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,光屏上将呈现出烛焰的倒立、 的实像;
(4)在图乙中,用焦距为8cm的凸透镜替代原来的凸透镜,保持凸透镜和光屏的位置不变,要使光屏上呈现清晰的像,蜡烛应向 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动。
参考答案
一.选择题(共12小题)
1.(2026•鄂州模拟)作为世界三大赏樱胜地之一,东湖樱花园总面积约550亩,栽植樱花上万株。清明节期间,园区内樱花正处于盛放末期,或绯红热烈,或粉白柔美,缀满枝头与亭台溪水、唐风五重塔相映成趣,构成一幅唯美动人的春日画卷。如图所示是晓晓同学在东湖樱花园拍摄的两张照片,下列说法中正确的是( )
A.甲图晓晓同学离樱花较远
B.甲图是正立的虚像
C.乙图是放大的实像
D.照相机成像原理与显微镜的物镜成像原理相同
【分析】(1)凸透镜成实像时,物距越小,像越大,像距越大。
(2)照相机成的像是倒立、缩小的实像。
(3)显微镜的目镜成正立放大的虚像,物镜成倒立、放大的实像。
【解答】解:A、对比甲和乙图,甲图中的像小一些,说明物距较大,甲图晓晓同学离樱花较远,故A正确;
BC、照相机所成的像是倒立、缩小的实像,故BC错误;
D、照相机成像原理与显微镜的物镜成像原理不同,显微镜的目镜成正立放大的虚像,物镜成倒立、放大的实像,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查的是凸透镜成像的特点及应用,属于基础性题目。
2.(2026•山东模拟)图甲为某眼病患者眼球与正常眼球对比图,图乙中能反映该患者眼疾成因及其矫正原理的是( )
A.(a)和(c) B.(a)和(d) C.(b)和(d) D.(b)和(c)
【分析】根据近视眼是晶状体会聚能力增强,可确定模拟近视眼的图;
近视眼用凹透镜来矫正,凹透镜是中间薄,四周厚的透镜。凹透镜对光线有发散作用。
【解答】解:图甲为某眼病患者眼球与正常眼球对比图可知,患者眼球的晶状体比正常眼球的晶状体更凸,其对光的会聚能力更强,所成的像会聚在视网膜的前方,这是近视眼的成因;在图乙中,(a)图中光线会聚在视网膜前方,反映了近视眼的成因;近视眼需要配戴凹透镜进行矫正,凹透镜对光线有发散作用,能使像成在视网膜上,(c)图中配戴凹透镜矫正,反映了近视眼的矫正原理。所以能反映该患者眼疾成因及其矫正原理的是(a)和(c)。
故选:A。
【点评】本题考查了远视眼、近视眼的形成原因及其矫正方法,凸透镜成像的规律及其应用等相关知识,掌握远视眼、近视眼的形成原因是解答此题的关键。
3.(2026•通州区模拟)小桐将透明气球充水后,制成三个鼓起程度不同的水透镜模拟眼球中的晶状体。图甲中的水透镜表示正常眼睛的晶状体,测得其焦距为10cm;图乙比图甲的水透镜略鼓,图丙比图甲的要扁平一些。下列说法中正确的是( )
A.正常眼变为远视眼的过程,相当于晶状体由甲透镜变为丙透镜
B.乙透镜的焦距大于10cm
C.正常眼变为近视眼后,可以用丙透镜去矫正
D.用甲透镜模拟正常人眼看近处物体时,物体到甲透镜的距离需小于10cm
【分析】(1)根据图中乙、丙的凸度大小即可确定测得小于10cm的焦距;乙图的凸度比丙图大,则测得焦距小于10cm的是图乙,测得焦距大于10cm的是丙;因为乙的焦距比丙的焦距小,所以会聚能力强,因此乙模拟的是近视眼,用凹透镜来矫正近视眼根据近视眼是晶状体会聚能力增强,可确定模拟近视眼的图;
(2)模拟正常人眼看近处物体时,物体到甲透镜的距离需大于2倍焦距。
【解答】解:A、正常眼变为远视眼的过程,晶状体变薄,相当于晶状体由甲透镜变为丙透镜,故A正确;
BCD、因凸透镜的凸度越大,焦距越小,所以实验中测得甲图焦距为10cm,由图可以看出,乙图的凸度比丙图大,则测得焦距小于10cm的是图乙,测得焦距大于10cm的是丙;
因为乙的焦距比丙的焦距小,所以会聚能力强,因此乙模拟的是近视眼,用凹透镜来矫正近视眼;用甲透镜模拟正常人眼看近处物体时,物体到甲透镜的距离需大于2倍焦距,即20cm,故BCD错误。
故选:A。
【点评】解决此类题目要结合近视眼的成因进行分析解答,要会结合物理知识解决实际问题,有一定的难度。
4.(2026•高陵区校级模拟)如图是一款无人驾驶快递车,该无人车采用传感器融合技术,车身配有12个摄像头,可实时清晰识别红绿灯、车道线、行人和障碍物。它在运送快递的过程中涉及了许多物理知识,下列分析正确的是( )
A.摄像头的成像原理和投影仪相同
B.摄像头成像的条件是摄像头前的物体与摄像头的距离小于焦距
C.摄像头所成的像是倒立、缩小的实像
D.智能无人驾驶快递车走近障碍物时,其摄像头内所成障碍物的像会变小
【分析】(1)根据凸透镜成像的四种情况和应用进行判断:u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机和摄像机。u=2f,成倒立、等大的实像,v=2f,一般用来求凸透镜的焦距。2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f,应用于幻灯机和投影仪。u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜;
(2)当物距大于焦距时,凸透镜成实像;凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小。
【解答】解:ABC、智能无人驾驶快递车的摄像头的镜头是凸透镜,凸透镜成像的工作原理是利用光的折射,摄像头成像的条件是物距大于二倍焦距,像距在一倍焦距到二倍焦距之间,成倒立、缩小的实像,与照相机的原理相同,故AB错误,C正确;
D、成实像时根据物近像远像变大的原理可知,智能无人驾驶快递车走近障碍物时,物距减小,镜头内的像是变大的,故D错误。
故选:C。
【点评】凸透镜成像的四种情况和应用,以及凸透镜成实像时,物距、像距、像之间的关系,是凸透镜成像习题的重要依据,一定要熟练掌握。
5.(2026•永州一模)运动会期间,航模小组的同学用无人机进行航拍,如图所示,下列说法正确的是( )
A.该无人机镜头对光具有发散作用
B.高空航拍时,所成的像是正立、缩小的实像
C.如果想要增大拍摄的范围,则可以降低无人机的飞行高度
D.无人机的镜头与远视眼镜的镜片类型相同
【分析】凸透镜成像的三种情况和应用:u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机。2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪。u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜。
凸透镜成实像时,物距变大,像距变小,像变小。
【解答】解:AD、航拍摄像机镜头用的是凸透镜,对光线有会聚作用,凸透镜可以矫正远视眼,所以无人机的镜头与远视眼镜的镜片类型相同,故A错误、D正确;
B、当物体在凸透镜的二倍焦距之外时,航拍摄像机感光晶片上所成的像为倒立缩小的实像,故B错误;
C、如果想要增大拍摄的范围,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,可以增加无人机的飞行高度,故C错误。
故选:D。
【点评】此题主要考查了凸透镜成像规律的应用,关键是记熟成像规律并能做到举一反三。
6.(2026•太原模拟)如图所示是挂在植物上的露珠,通过露珠我们可以看到远处景物的像,则下列说法正确的是( )
A.看到的像与景物是关于露珠对称的
B.景物到露珠距离小于像到露珠距离
C.看到景物的像是倒立缩小的虚像
D.景物到露珠距离应大于二倍焦距
【分析】(1)露珠中间厚,边缘薄,形成一个水凸透镜,乙图叶脉在水凸透镜的一倍焦距以内,成正立、放大的虚像,和放大镜的原理是相同的;
(2)凸透镜成像规律之一:u>2f,成倒立缩小实像。
【解答】解:A.只有平面镜反射成像才关于镜面对称,露珠是凸透镜折射成像,不存在对称关系,故A错误;
B.当物距大于二倍焦距时,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,因此景物到露珠的距离大于像到露珠的距离,故B错误;
CD.观察远处景物时,景物距露珠的距离大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,故C错误,D正确。
故选:D。
【点评】此题主要考查凸透镜成像的应用,基础题目。
7.(2026•河北模拟)小高在“探究凸透镜成像的规律”实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上承接到烛焰清晰的像。下列说法正确的是( )
A.凸透镜的焦距为20cm
B.照相机应用了这一成像规律
C.若凸透镜上有一小块污渍,光屏上仍能得到完整的像
D.将蜡烛移至45cm刻度处,移动光屏可以得到清晰的像
【分析】(1)物体到凸透镜的距离等于两倍焦距时,成倒立等大的实像。
(2)物体到凸透镜的距离大于两倍焦距时,成倒立、缩小的实像,照相机就是利用该原理制成的。
(3)凸透镜有污渍不影响它的成像情况,只是像会变暗一些。
(4)当物体到凸透镜的距离小于一倍焦距时,成正立放大的虚像。
【解答】解:A.蜡烛在30cm刻度处,凸透镜在50cm刻度处,光屏在70cm刻度处,计算得物距u=50cm﹣30cm=20cm;像距v=70cm﹣50cm=20cm;满足u=v=2f,成倒立等大的实像,凸透镜焦距f=10cm,故A错误;
B.照相机的原理是物距大于2倍焦距,成倒立缩小的实像,故B错误;
C.凸透镜有小块污渍时,凸透镜其余部分仍可以折射光线会聚成完整的像,像会变暗,故C正确;
D.蜡烛移到45cm刻度处,物距u=50cm﹣45cm=5cm<f;成正立放大的虚像,光屏上承接不到像,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查的是凸透镜的成像规律及其应用,属于基础性题目。
8.(2026•聊城模拟)实验小组的同学通过实验探究凸透镜成像的规律。已知光源的高度为3.0cm,下表是他们记录的物距、像距、像的高度和正倒情况。有关此实验,请分析表格判断下列说法正确的是( )
物距/cm
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
16.0
18.0
20.0
22.0
24.0
26.0
像距/cm
\
\
\
60.4
35.6
26.6
22.3
20.0
18.4
17.3
16.6
像的高度/cm
\
\
\
15.1
7.6
5.0
3.7
3.0
2.5
2.1
1.9
像的正倒
正
正
\
倒
倒
倒
倒
倒
倒
倒
倒
A.该凸透镜的焦距是20.0cm
B.成倒立放大的像时,物距总是小于像距
C.实验中可以根据像的正倒判断像是放大的还是缩小的
D.要使所成的像为虚像,光源和透镜间的距离应大于10cm
【分析】凸透镜成像规律:当u=v=2f时,成倒立、等大的实像;
当f<u<2f时,v>2f,成倒立、放大的实像;
当u<f时,成正立、放大的虚像。
【解答】解:A.当物距u=20.0cm时,像距v=20.0cm,由像与物等高,都是3cm,由光源的高度是3.0cm,由凸透镜成像规律:当u=v=2f时,成倒立、等大的实像可知凸透镜的焦距f=10.0cm,故A错误;
B.由表格数据可知当物距大于1倍焦距小于2倍焦距时,成倒立、放大的实像,像距大于2倍焦距,即物距总是小于像距,故B正确;
C.由表格数据可知正立像必为虚像(u<f=10cm),此时像总是放大(如u=8cm时像正立);倒立像为实像,实像既有放大的,也有缩小的,仅凭正倒无法直接判断大小,故C错误;
D.由表格数据可知成虚像的条件为u<f=10cm,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用和数据分析能力,难度中等。
9.(2026•湖南模拟)在“探究凸透镜成像的规律”实验时,某小组测量出物距和像距的数据,并绘制成如图所示的图像,根据图象可知( )
A.该凸透镜的焦距f=20cm
B.当物距u=24cm时,成倒立、缩小的实像
C.当物距u=8cm时,所成的像能用光屏承接
D.若把物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动过程中,所成的像会逐渐变小
【分析】(1)根据u=v=2f,成倒立等大的实像,据此确定凸透镜的焦距;
(2)根据u>2f,成倒立缩小的实像;
(3)根据u<f,成正立、放大的虚像;
(4)根据凸透镜成实像时,物近像远像变大分析回答。
【解答】解:A.根据凸透镜成像规律可知,当u=v=2f凸透镜成倒立、等大的实像,由图可知u=v=2f=20cm,所以f=10cm,故A错误;
B.当物距u=24cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像,故B正确;
C.当物距u=8cm时,u<f,成正立、放大的虚像,虚像不能用光屏承接,故C错误;
D.物体从距凸透镜30cm处移动到15cm处的过程中,物距大于焦距,成实像,凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大,故D错误。
故选:B。
【点评】此题考查了凸透镜成像规律的探究及应用,关键是熟记成像规律的内容,并做到灵活运用。
10.(2026•伊川县模拟)如图是很多学校设立的“刷脸智能公用电话”,可以满足学生与家长的沟通需求。人站在设备前刷脸即可拨打视频电话,下列相关物理知识说法正确的是( )
A.刷脸时摄像头所成的像是正立、缩小的实像
B.人脸应保持在透镜的一倍焦距到两倍焦距之间
C.刷脸摄像头成像原理与照相机相同
D.人脸靠近镜头时,人脸的像会变小
【分析】(1)摄像头相当于一个凸透镜,摄像头与照相机的成像原理相同,即:当u>2f时,凸透镜成倒立、缩小的实像;
(2)凸透镜成实像时,物近像远像变大。
【解答】解:ABC、摄像头相当于一个凸透镜,摄像头与照相机的成像特点相同,即人脸经摄像头成缩小、倒立的实像,当u>2f时,凸透镜成倒立、缩小的实像,所以,“刷脸”时,人脸应位于摄像头的两倍焦距之外,故C正确,故AB错误;D、人脸靠近摄像头时,物距变小,像距变大,成的像变大,故D错误。故选:C。
【点评】本题考查了凸透镜成像规律在生活中的应用,关键要知道摄像头和照相机的成像原理相同。
11.(2026•柘城县模拟)2026年6月6日是第31个全国“爱眼日”。图甲为眼睛的结构示意图,图7乙为某科学兴趣小组自制的一个用来模拟眼睛变焦过程的装置,此时光屏上成清晰的像。下列说法正确的是( )
A.图甲中的视网膜相当于图乙中的水凸透镜
B.眼睛在看远处的物体时,会将晶状体变厚
C.图乙中蜡烛越烧越短,光屏上的像会随之向上移动
D.若只向水凸透镜中注水,光屏上的像会先变模糊再变清晰
【分析】(1)根据眼睛的成像原理,视网膜是接收光线并形成清晰图像的部位,水凸透镜模拟的是晶状体;
(2)眼睛看远处物体时,睫状体放松,晶状体变薄;
(3)根据过光心的光线传播方向不变分析;
(4)根据凸透镜成像规律,注入适量的水会使水透镜变厚,其焦距变小,对光线的折射能力增强。在物距不变的情况下,像距会变小,清晰的像会成在光屏的前方。
【解答】解:A、图甲中的视网膜是成像的光屏,而图乙中的水凸透镜模拟的是晶状体,不是视网膜,故A错误;
B、眼睛看远处物体时,睫状体放松,晶状体变薄,对光的偏折能力变弱,使像成在视网膜上,不是变厚,故B错误;
C、图乙中蜡烛越烧越短,烛焰向下移动,根据过光心的光线传播方向不变,光屏上的像会随之向上移动,故C正确;
D、向水凸透镜中注水,晶状体变厚,焦距变小,对光的偏折能力变强,像会成在光屏前方,光屏上的像会变模糊,且不移动光屏或蜡烛的话,像不会再变清晰,故D错误。
故选:C。
【点评】本题主要考查眼睛成像原理以及凸透镜成像规律的应用。
12.(2026•河北模拟)小明用显微镜观察番茄果肉细胞时,只要调整物镜就可以使图中视野甲变为视野乙。于是突发奇想,用丙图实验装置来模拟物镜的成像情况。下列说法正确的是( )
A.丙图此时的成像情况,刚好可以模拟显微镜物镜成倒立、放大的实像
B.若要模拟从甲图到乙图的变化过程,可使水透镜变薄或将蜡烛远离透镜
C.若要模拟从甲图到乙图的变化过程,可向水透镜内注水或将蜡烛远离透镜
D.若用手挡住一部分水透镜,光屏上可以呈现不完整的像,像会变的更亮
【分析】(1)当物距小于像距时,凸透镜成倒立、放大的实像。
(2)显微镜的物镜相当于投影仪,目镜相当于放大镜。
(3)凸透镜成实像时,物距越小,像越大。
(4)凸透镜不完整时,挡住一部分,成像是完整的,亮度变暗。
【解答】解:A、图中的物距小于像距,刚好可以模拟显微镜物镜成倒立、放大的实像,故A正确;
B、若要模拟从甲图到乙图的变化过程,可使水透镜变厚并将蜡烛靠近透镜,故B错误;
C、若要模拟从甲图到乙图的变化过程,可向水透镜内注水并将蜡烛靠近透镜,故C错误;
D、若用手挡住一部分水透镜,光屏上可以呈现完整的像,像会变的更暗,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查的是凸透镜的成像规律;会根据显微镜的成像原理调整物距或像距。
二.填空题(共8小题)
13.(2026•鹿邑县模拟)近几年无人机已经广泛用于高空摄影、旅游观光等场合。无人机的摄像镜头相当于一个凸透镜,对光 折射 (选填“折射”或“反射”)后成像,远离拍摄对象时,光屏上所成的像逐渐 变小 (选填“变大”或“变小”)。
【分析】(1)根据凸透镜对光的作用进行分析;
(2)根据凸透镜成实像时物距与像距、像大小的关系进行分析。
【解答】解:无人机的摄像镜头相当于一个凸透镜,凸透镜是中间厚、边缘薄的透镜,光从空气进入透镜再射出时,会发生折射现象,因此凸透镜对光有折射作用,成像原理是光的折射。
凸透镜成实像时,遵循“物远像近像变小”的规律。当远离拍摄对象时,物距增大,此时像距会减小,光屏上所成的像也会逐渐变小。答案:折射;变小。
【点评】本题主要考查凸透镜对光的作用及凸透镜成像规律的应用,注意完成此题,可以从题干中抽取有用的信息,结合已有的知识进行解题。
14.(2026•端州区校级一模)透过水滴可以清晰的看到草叶的纹路,如图甲所示,这是由于此时的水滴相当于一个 放大镜 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”),草叶上的纹路经过水滴形成一个放大的 虚 (选填“实”或“虚”)像。如图乙所示,远处的物体在照相机的底片上成 倒立、缩小 (填像的正倒、缩放)的实像。
【分析】(1)根据u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜;
(2)根据u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机。
【解答】解:水滴相当于凸透镜,荷叶的纹路与水滴间的距离很小,小于水滴的焦距,所以会成纹路的正立、放大的虚像;
照相机是根据u>2f,成倒立、缩小的实像。
故答案为:放大镜;虚;倒立、缩小。
【点评】此题考查凸透镜成像的规律。掌握凸透镜成像的特点是解题关键。
15.(2026•威海一模)如图所示,小明透过水滴状的鱼肝油胶囊观察积木,发现上面的数字“9”变成了“6”,则该胶囊对光线的作用,与纠正视力中的 远视 (填“近视”或“远视”)眼镜相似;若将胶囊不断靠近积木,请你简要叙述此过程中像的变化情况 先倒立的像逐渐变大,物距小于一倍焦距后变为正立的像,继续靠近时像逐渐变小 。
【分析】(1)u>2f时,成倒立、缩小的实像,应用于照相机;
(2)根据凸透镜成实像时,物近像远像变大分析回答;u<f,成正立、放大的虚像,成虚像时物距越小(透镜越靠近物体),像越小。
【解答】解:水滴状鱼肝油胶囊中间厚、边缘薄,相当于凸透镜,对光线有会聚作用。远视眼的成因是晶状体折光能力偏弱,像成在视网膜后方,需要对光线有会聚作用的凸透镜矫正,而近视眼用凹透镜矫正;
根据凸透镜成像规律:物距大于一倍焦距时成倒立实像,满足“物近像远像变大”,因此胶囊靠近积木(物距减小)的过程中,倒立的实像逐渐变大;当物距减小到小于一倍焦距后,凸透镜成正立放大的虚像,成虚像时物距越小(透镜越靠近物体),像越小,因此继续靠近时,正立的虚像会逐渐变小。
故答案为:远视;先倒立的像逐渐变大,物距小于一倍焦距后变为正立的像,继续靠近时像逐渐变小。
【点评】此题考查凸透镜成像的规律。掌握凸透镜成像的特点是解题关键。
16.(2026•西平县二模)人眼的晶状体相当于凸透镜,如图所示,生活中的 照相机 (填“放大镜”“照相机”或“投影仪”)与人眼的晶状体成像原理相同;当晶状体变 厚 (填“厚”或“薄”),来自远处某点的光会聚在视网膜前,形成近视眼。
【分析】人的眼睛像一架神奇的照相机,晶状体和角膜相当于凸透镜,外界物体在视网膜上成倒立、缩小的实像;
近视眼的成因是晶状体太厚,折光能力太强,或者眼球在前后方向上太长,因此来自远处点的光会聚在视网膜前,只能看清近处的物体,看不清远处的物体。
【解答】解:由题意可知,眼球好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,把来自物体的光会聚在视网膜上,此时物距大于2倍焦距,成一个倒立缩小的实像;
近视眼的晶状体太厚,对光线会聚能力较强,晶状体无法自动调节,看远处的物体时,将像成在视网膜的前面。
故答案为:照相机;厚。
【点评】本题主要考查学生对眼睛及其视物原理的了解和掌握,结合凸透镜成像的规律或生活的体验很好理解。
17.(2026•青山湖区校级模拟)如图所示,小勇利用焦距为10cm的放大镜看自己的手指纹时,应将手指放在距放大镜 小于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)10cm的位置。当他将手臂伸直,用这个放大镜看窗外远处的物体时,他所看到的是 倒立缩小 (选填“倒立放大”、“倒立缩小”或“倒立等大”“正立放大”)的像。
【分析】题目中给了两种凸透镜成像的情况,分别利用每种告诉的已知条件结合凸透镜成像规律来确定:物距的范围、像的性质。
【解答】解:小勇利用焦距为10cm的放大镜看自己的手指纹时,则此时的凸透镜就作为一个放大镜使用,放大镜是利用了物距小于一倍焦距时凸透镜的成像规律工作的;因为焦距为10厘米,故应将手指放在距放大镜小于10cm的位置。
当他将手臂伸直,此时的物体距凸透镜的距离大于该透镜的2倍焦距,由凸透镜成像规律可知,成的是倒立、缩小的实像。
故答案为:小于;倒立缩小。
【点评】此题主要考查了凸透镜成像规律的应用,关键是记熟成像规律并能做到举一反三。
18.(2026•沙坪坝区校级二模)物体通过晶状体在视网膜上成倒立、 缩小 的实像,随着电子产品的普及,青少年近视率攀升,近视眼需要佩戴 凹 透镜进行矫正。
【分析】人的眼睛相当于照相机,晶状体和角膜共同作用相当于凸透镜,视网膜相当于光屏。根据凸透镜成像规律判断像的特点;近视眼是因为像成在视网膜前方,需用凹透镜发散光线来矫正。
【解答】解:人的眼球结构中,晶状体相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏。物体位于二倍焦距以外时,通过凸透镜会形成倒立、缩小的实像,所以物体通过晶状体在视网膜上成的是倒立、缩小的实像。
近视眼是由于晶状体折光能力过强,远处物体的像成在视网膜前方。凹透镜对光线具有发散作用,能使像向后移动到视网膜上,所以近视眼需配戴凹透镜矫正。
故答案为:缩小;凹。
【点评】本题考查眼睛成像原理及近视眼矫正,关键是理解凸透镜成像的应用和凹透镜对光线的作用。
19.(2026•樊城区模拟)如图甲所示是小铭同学手持玻璃球观看远处建筑物的场景。将玻璃球远离建筑物,所成建筑物的像将 变小 (选填“变大”“不变”或“变小”);该玻璃球可以矫正图乙中 b (选填“a”或“b”)所示的视力。
【分析】(1)凸透镜成实像时的动态变化规律:物近像远像变大,物远像近像变小;
(2)近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强,使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方,近视眼配戴凹透镜进行矫正;
远视眼的晶状体较薄,会聚能力较弱,看近处的物体时,将像成在视网膜的后面,远视眼配戴凸透镜进行矫正。
【解答】解:玻璃球相当于凸透镜,观看远处建筑物时成实像,根据凸透镜成像规律:成实像时,物距越大,像越小。玻璃球远离建筑物,物距增大,因此所成的像将变小。
图乙中:a的像成在视网膜前方,是近视眼,近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强,使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方,近视眼配戴凹透镜进行矫正;b的像成在视网膜后方,是远视眼,需要对光线有会聚作用的凸透镜矫正。玻璃球相当于凸透镜,因此可以矫正b的视力问题。
故答案为:变小;b。
【点评】本题考查了凸透镜成实像时的动态变化规律,这一规律在拍照时经常用到,要熟练掌握。
20.(2026•宜昌模拟)我国科研团队在极紫外光刻胶技术领域取得重大突破,为制造更先进的国产芯片奠定了坚实基础。“光刻”是芯片制造的核心步骤,在传统的光刻技术中,“投影物镜组”相当于一个精密的 凸 (填“凸”或“凹”)透镜,其作用是将掩模版上的电路图成像在硅片的光刻胶上并让光刻胶产生化学变化,这个像是 倒立 (填“正立”或“倒立”)的。
【分析】光刻技术中的投影物镜组相当于凸透镜,成倒立的实像。
【解答】解:投影物镜组需要把掩模版的电路图成像在硅片上,得到能让光刻胶反应的实像;凸透镜所成的实像都是倒立的,投影类光学系统成的是实像,因此这个像为倒立的。
故答案为:凸;倒立。
【点评】本题考查的是凸透镜成像的特点及应用,属于基础性题目。
三.作图题(共2小题)
21.(2026•新疆模拟)如图所示,请画出入射光线经过透镜后的折射光线。
【分析】凸透镜的三条特殊光线:①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴;②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点;③过凸透镜光心的光线传播方向不改变。
【解答】解:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,如图所示:
【点评】本题考查凸透镜的三条特殊光线,属于基础题。
22.(2026•禹城市二模)请在图中画出入射光线经过凸透镜后的折射光线,再画出该折射光线经过凹透镜后的光路。
【分析】在作凸透镜、凹透镜的光路图时,先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
【解答】解:通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点,如图所示:
【点评】凹透镜三条特殊光线的作图:①延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴,②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点,③过凹透镜光心的光线传播方向不变;
凸透镜的三条特殊光线:①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,③过凸透镜光心的光线传播方向不改变。
四.实验探究题(共1小题)
23.(2026•宛城区模拟)如图所示是探究“凸透镜成像的规律”的实验:
(1)图甲是利用平行光测量凸透镜的焦距,此凸透镜的焦距为 10.0 cm;
(2)如图乙所示的条件下,烛焰恰好能在光屏上成清晰的像,此时的像是倒立、 放大 的实像,这一原理可应用在 幻灯机 (选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”)上;
(3)如果保持凸透镜的位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,光屏上将呈现出烛焰的倒立、 缩小 的实像;
(4)在图乙中,用焦距为8cm的凸透镜替代原来的凸透镜,保持凸透镜和光屏的位置不变,要使光屏上呈现清晰的像,蜡烛应向 靠近 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动。
【分析】(1)平行于主光轴的光经凸透镜后会聚于主光轴上一点,这一点叫焦点,焦点到光心的距离叫焦距,读数时估读到分度值的下一位;
(2)凸透镜成实像时,物距小于像距,成倒立、放大的实像,应用于投影仪或幻灯机;
(3)在光的折射中,光路是可逆的;凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立、缩小的实像;
(4)凸透镜焦距变小,聚光能力变强。
【解答】解:(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,读数时估读到分度值的下一位,所以凸透镜的焦距是:f=40.0cm﹣30.0cm=10.0cm;
(2)由图可知,此时物距小于像距,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机;
(3)如果保持凸透镜的位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,根据光路的可逆性可知,光屏上能成清晰的实像,此时物距大于像距,成倒立、缩小的实像;
(4)改用焦距为8cm的凸透镜实验,凸透镜的焦距变小,折光能力变强,要保持光屏的位置不变,需将蜡烛向靠近凸透镜的方向移动,减小物距,使像距增大以匹配光屏位置,光屏上才能呈现清晰的像。
故答案为:(1)10.0;(2)放大;幻灯机;(3)缩小;(4)靠近。
【点评】此题考查了凸透镜成像规律的探究及应用,关键是熟记成像规律的内容,并做到灵活运用。
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