专题05 透镜及其应用(5年汇编)(北京专用)2022-2026年中考物理真题分类汇编
2026-08-19
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3份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 透镜及其应用 |
| 使用场景 | 中考复习-真题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.30 MB |
| 发布时间 | 2026-08-19 |
| 更新时间 | 2026-08-19 |
| 作者 | 名师汇知识铺 |
| 品牌系列 | 好题汇编·中考真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-08-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59257944.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦北京中考透镜专题,整合2022-2026年真题及模拟题,突出实验探究与生活科技情境结合,适配中考从基础识记到探究设计的命题趋势。
**题型特征**
|题型|题量|知识覆盖|命题特色|
|----|----|----------|----------|
|选择题|8道|凸透镜成像应用(照相机、投影仪、眼睛矫正、光刻机)|结合爱眼日、AI摄像头等真实情境,辨析成像原理|
|实验探究题|10道|探究成像规律(焦距测量、动态规律、像高与焦距关系)|注重控制变量法实验设计,分析数据归纳结论,如2025年考像高与焦距关系需控制物距|
内容正文:
专题05 透镜及其应用
5年真题1年模拟
考点分类
北京考情(2022-2026)
命题规律
考点01 探究凸透镜成像的规律
2023年、2025—2026年实验探究题
核心考查:平行光测焦距、成像性质判断、“物近像远像变大”动态规律、光路可逆、遮挡透镜部分仍成完整变暗的像。实验探究侧重控制变量法实验设计、数据表格分析与结论归纳。高频易错点:探究像高与焦距关系时须控制物距和物体高度不变。命题趋势:从基础规律识记转向探究性实验设计与数据分析,区分度逐年提升。
考点02 凸透镜成像规律的应用
2022年选择题
命题情境紧密结合生活与科技:照相机/摄像头对应u>2f 成倒立缩小实像;投影仪/广告投影灯对应f<u<2f成倒立放大实像;放大镜对应u<f成正立放大虚像;眼睛与眼镜是高频综合考点,用水透镜模拟晶状体,注水变凸模拟近视眼,抽水变薄模拟远视眼。高频易错点:近视眼戴凹透镜、物体靠近镜头时像变大。命题趋势:前沿科技(芯片光刻机、深空探测相机)与爱眼日护眼情境结合增多,注重在真实场景中辨析成像原理与矫正方法。
考点01 探究凸透镜成像的规律
1.(2026•北京中考)(1)某同学用图甲所示的装置探究光在反射时反射角与入射角的关系,使一束光贴着纸板EF沿某一个角度射到O点,经平面镜M反射,沿另一个方向射出。在纸板上用笔描出入射光AO和反射光OB。改变光束入射的角度,重复实验。测量∠i和∠r的数据记录在下表中。
入射角i
70°
60°
50°
40°
30°
20°
反射角r
70°
60°
50°
40°
30°
20°
实验结论是 。
(2)某同学利用同一凸透镜做了两次实验,蜡烛、透镜、光屏所在位置以及光屏上得到清晰像的情况如图乙、丙所示,并据此得出相应的结论。该同学探究的问题是 。
2.(2025•北京中考)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。
3.(2023•北京中考)在探究凸透镜所成实像的高度与物距、焦距的关系时,三个小组的同学用高度相同的发光体以及焦距不同的凸透镜等器材进行了实验,部分实验数据如表中所示。
表1(f1=5cm):
物距u/cm
像高h/cm
11
5
17
2.5
40
0.9
表2(f2=8cm):
物距u/cm
像高h/cm
24
3
36
1.7
40
1.5
表3(f3=10cm):
物距u/cm
像高h/cm
25
4
28
3.3
40
2
(1)由表中数据可知:物体高度、凸透镜焦距一定时,物距变大,所成实像高度的变化情况是: ;物体高度、物距一定时,凸透镜焦距变大,所成实像的高度变化情况是: 。
(2)讲台上有一发光体,同学们利用凸透镜和光屏观察发光体在各自光屏上所成的像,小京所用凸透镜离发光体较近,小强所用凸透镜离发光体较远,发现两人光屏上呈现的像的高度相等,则小京所用凸透镜的焦距 小强所用凸透镜的焦距。(选填“大于”“等于”或“小于”)
考点02 凸透镜成像规律的应用
1.(2022•北京中考)小京通过焦距为10cm的凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的像,如图所示。下列说法正确的是( )
A.“关灯”两字放大的像是实像
B.提示牌上“关灯”两字在凸透镜的焦点上
C.提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于10cm
D.提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于20cm
一、选择题
1.(2026•海淀区二模)图甲中编号为1、2、3的三个凸透镜的焦距关系为f1>f2>f3。小明选用图甲中的2号透镜进行实验,他调节光具座上各元件至图乙中所示位置,光屏上呈现清晰的像(图中未画出),此时可用来反映正常人眼的成像情况,下列说法正确的是( )
A.此时光屏上成倒立放大的实像
B.2号透镜的焦距可能是10cm
C.要模拟近视眼的成像情况,仅需用图甲中的1号透镜替代2号透镜
D.当仅将蜡烛远离透镜时,若仍要在光屏上呈现清晰的像,可在透镜前放置一个合适的凹透镜
2.(2026•丰台区二模)在爱眼日宣传活动中,某同学利用蜡烛、水透镜、注射器、光屏、光具座等器材,模拟人眼的成像原理。其中用水透镜模拟人眼的晶状体,用光屏模拟视网膜,通过对水透镜注水或抽水可以调节水透镜的焦距。蜡烛、光屏和水透镜在光具座上的位置如图所示,此时蜡烛恰好在光屏上成清晰的像。下列说法正确的是( )
A.人眼相当于幻灯机,成倒立、放大的实像
B.向水透镜中注入适量的水,保持蜡烛和光屏位置不变,可以模拟近视眼的成像特点
C.向水透镜中注入适量的水,保持蜡烛和光屏位置不变,为了在光屏上得到清晰的像,可在水透镜与蜡烛之间放置一个适当的凸透镜
D.从水透镜中抽出适量的水,保持水透镜和光屏的位置不变,向右移动蜡烛可在光屏上得到清晰的像
3.(2026•顺义区二模)如图所示是某同学眼睛的成像示意图。图中为光经过四个透镜的光路图,选择其中一个透镜制成眼镜为该同学进行矫正,应选择的是( )
A. B. C. D.
4.(2026•朝阳区一模)光刻机是芯片制造中至关重要的设备。有一种光刻机的成像原理和照相机的原理相同,如图所示,这种光刻机工作时先在硅片表面涂一层光刻胶,再用紫外线光束透过有电路图案的掩膜版,经过透镜组照射下面的硅片,被光束照射到的光刻胶会发生反应,电路图案就被印到了硅片表面的光刻胶上。下列说法正确的是( )
A.该光刻机上的透镜组相当于一个凹透镜
B.该光刻机所成的像为正立缩小的实像
C.透镜组的焦距小于掩膜版到透镜组的距离
D.掩膜版靠近透镜组,光刻胶上的像会变小
5.(2026•西城区校级模拟)《北京中考市消防条例》明确提出禁止电动自行车、充电电池进入电梯。某小区电梯轿厢内安装有AI摄像头,如图所示,一旦有人违规操作,摄像头会拍摄成像并智能识别,电梯将停止运行并发出声、光警报。某次警报时,摄像头凸透镜成像的像距约为8mm,则凸透镜的焦距可能为( )
A.3mm B.5mm C.10mm D.12mm
6.(2026•房山区二模)如图所示,许多博物馆会在较为精巧的文物前放置凸透镜,参观者通过凸透镜看到文物正立放大的像。下列说法正确的是( )
A.参观者通过凸透镜看到的是文物的实像
B.文物的像与文物在凸透镜的异侧
C.文物到凸透镜的距离小于凸透镜的一倍焦距
D.文物放在凸透镜的焦点上
7.(2026•东城区校级模拟)某款广告投影灯及其内部结构如图所示,它主要由光源、广告片和凸透镜组成,下列说法正确的是( )
A.该投影灯的原理与照相机相同
B.广告片到镜头的距离应在一倍焦距以内
C.为从不同角度看见地面上的广告图标,应选择光滑的地面
D.若要在地面上得到清晰、更大的广告图标像,可适当减小镜头到广告片距离,增大投影灯离地距离
8.(2026•朝阳区校级模拟)如图所示,祝融号是天问一号任务火星车。高度约1.85m,质量达到240kg左右。“祝融号”火星车用其后置变焦数码照相机拍摄了着陆点全景、火星地形地貌、“中国印迹”和“着巡合影”等照片。关于后置照相机的说法正确的是( )
A.照相机的镜头是一个凹透镜
B.拍照时照相机接收到的是一个倒立、缩小的虚像
C.被拍摄的景物到镜头的距离u和镜头焦距f的关系是u>2f
D.若拍摄的物体靠近照相机,所成的像将变小
二、实验探究题
9.(2026•西城区一模)物理课上,同学们做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)将焦距为10cm的凸透镜A固定在光具座上50cm刻线处,将点燃的蜡烛和光屏分别放在凸透镜的两侧,点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻线处,如图所示。移动光屏,在光屏上可呈现烛焰清晰的倒立、 (选填“缩小”、“等大”或“放大”)的实像,在生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用该原理成像的。
(2)若将蜡烛向右移动5cm,要在光屏上再次成清晰的像,应将光屏适当向 (选填“右”或“左”)移动;若不移动光屏与凸透镜,也可以在蜡烛和凸透镜之间放一个合适的 (选填“近视镜”或“老花镜”),在光屏上也能出现清晰的像。
10.(2026•海淀区模拟)在探究“凸透镜成像规律”的实验中:
(1)挑选透镜时,把两个透镜甲、乙分别正对太阳光,在光屏上出现了如图1所示的光斑,则应选
(选填“甲”或“乙”)透镜来进行实验。
(2)如图2所示,蜡烛在光屏上成倒立、等大的像,若保持凸透镜的位置不变,将蜡烛逐渐靠近凸透镜,要使光屏上仍能得到清晰的像,光屏应适当 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜。
(3)如图3所示,将蜡烛放在P点的位置,若遮挡凸透镜中间的阴影部分,烛光通过透镜折射后能成 个像,所成的像与未遮挡前相比会 。
(4)保持凸透镜位置不变,将蜡烛换成A字形光源,将凸透镜紧贴A字形光源,然后逐渐远离它,透过透镜能一次看到4个像,如图4所示,则在远离的过程中看到4个像的先后顺序是: 。
11.(2026•丰台区一模)如图所示,某同学将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上35cm刻度线处,移动光屏至80cm刻度线处,烛焰在光屏上恰好成清晰的像。
(1)光屏上所成的像是 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。这个成像规律可以说明 (选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)的成像原理。
(2)保持凸透镜位置不变,仅将蜡烛和光屏互换位置,光屏上 (选填“能”或“不能”)成清晰的像。
(3)该同学在上述器材的基础上,又补充了焦距不同的凸透镜和刻度尺,继续探究凸透镜成实像时,像的高度与焦距的关系。实验测得的数据如下表所示。由表中数据可知:当物距相同时,凸透镜所成实像的高度变化情况是: 。
焦距f/cm
5
10
15
20
像高h/cm
0.6
1.5
3
6
12.(2026•朝阳区校级模拟)小华进行“探究凸透镜成像规律”的实验。实验器材有带支架的电子蜡烛(图甲)、光屏、两个焦距不同的凸透镜A和B、平行光光源(接通电源后可发出平行光)、光具座等器材。
(1)小华安装调试好器材后,首先测量凸透镜A的焦距。他接通平行光光源的电源,在透镜另一侧不断移动光屏,直到光屏上的光斑最亮最小,此时各元件位置如图乙所示,则凸透镜A的焦距为 cm。
(2)小华只将平行光源替换成电子蜡烛。若要探究“凸透镜成像时,像的特点与物距的关系”,他应当不断改变 ,并移动光屏,观察所成像的情况。
(3)在探究“凸透镜成像时,像的特点与凸透镜的焦距是否有关”时,小华使蜡烛到凸透镜A的距离为20cm,移动光屏直到光屏上呈现清晰的像,如图丙所示;换上凸透镜B后,保持物距不变,移动光屏直到光屏上呈现清晰的像,如图丁所示。可以得到的结论是: 。根据两次成像情况可知,凸透镜 (选填“A”或“B”)的焦距比较大。
13.(2026•海淀区校级一模)小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像的规律。
(1)如图甲所示,让一束平行光正对着凸透镜入射,移动光屏,直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。由此可知该凸透镜的焦距为 cm;
(2)如图乙所示,把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛,将烛焰中心、凸透镜中心、光屏中心三者调到同一高度。当蜡烛放在光具座上15cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像;
(3)在(2)基础上,若将一副眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上的像变模糊,适当向左调节光屏的位置,像又会变清晰。则所用的眼镜为 (选填“近视”或“远视”)眼镜;
(4)在(2)基础上,若只将图乙中的凸透镜换成焦距为30cm的凸透镜,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,在光具座上移动光屏,在光屏上 (选填“能”或“不能”)得到一个清晰的像。
14.(2026•西城区校级模拟)某兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成形状可改变的水透镜(凸起程度越大,其焦距越小)进行以下探究实验,装置如图所示。
次数
1
2
3
4
5
物距/cm
30.0
15.0
10.0
7.5
6.0
像距/cm
6.0
7.5
10.0
15.0
30.0
(1)保持水透镜的形状不变,依次改变蜡烛的位置,并移动光屏呈现清晰的像,记录数据如表所示。根据表中数据可推断此水透镜的焦距为 cm。
(2)向水凸透镜内注入适量的水来模拟近视眼,发现光屏上原来清晰的像变模糊了。若想在光屏上再次得到清晰的像,可以将光屏向 透镜的方向移动适当距离(选填“远离”或“靠近”);或者光屏不移动,在烛焰和水透镜间加一个焦距合适的 透镜也可以。
(3)实验过程中,如果用不透明的硬纸板挡住水透镜的上半部分,则光屏上的像 。
A.只出现烛焰像的上半部分
B.只出现烛焰像的下半部分
C.出现烛焰完整的像,但像更小了
D.像仍然是完整的,且大小不变,只是变暗了
15.(2026•顺义区二模)实验桌上有光具座、凸透镜A和B(焦距分别为5cm,10cm)、电子蜡烛、光屏、刻度尺。现利用上述器材探究物距一定时,物体经凸透镜所成实像的高度h与凸透镜焦距f是否有关。
(1)实验步骤如下,请补充完整。
①将电子蜡烛、凸透镜A和光屏从左到右依次固定在光具座的滑块上,使三者的中心 ;
②将A放在光具座上50cm刻度线处,将点亮的电子蜡烛固定在20cm刻度线处,移动光屏直至在屏上呈现烛焰清晰的像,用刻度尺测量像的高度h,将焦距f与h记录在表格中;
③ ,移动光屏直至在屏上呈现烛焰清晰的像,用刻度尺测量像的高度h,将焦距f与h记录在表格中。
(2)画出实验数据记录表格。
16.(2026•朝阳区二模)实验器材如图所示,一个焦距为f的凸透镜、光屏、高度为3.0cm的F形光源、光具座和刻度尺。实验小组的实验数据如下表所示。
物距/cm
30.0
26.0
22.0
18.0
14.0
像高/cm
1.5
1.9
2.5
3.7
7.6
(1)由表中数据可知,实验小组的同学探究的问题是:凸透镜成实像时, 。
(2)当F形光源放在20cm刻度线处、光屏放在65cm刻度线处时,在光屏中央得到一个清晰的像。若把光屏移至70cm刻度线处,光屏上呈现一个模糊的“像”。为了使光屏上再次呈现清晰的像,可以在F形光源和凸透镜之间放置一个适当的 (选填“凸透镜”或“凹透镜”);也可以用焦距 (选填“大于”或“小于”)f的凸透镜替换图中的凸透镜。
17.(2026•平谷区二模)实验桌上有高度不同的发光物体A和B,焦距分别为10cm和20cm的两个凸透镜,刻度尺、光具座和光屏各一个。小华选用这些器材,探究“凸透镜成实像时,像的高度与物距是否有关”。小华的主要实验步骤如下:
①将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座中央,将发光物体A、光屏分别放在凸透镜两侧。调节发光物体A、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心在同一高度。
②用刻度尺测出发光物体A的高度,并记录在表格中。将发光物体A放在光具座上距凸透镜30cm处,移动光屏,在光屏上得到发光物体A清晰的像,用刻度尺测量像的高度,并记录在表格中。
③将焦距为20cm的凸透镜替换焦距为10cm的凸透镜,将发光物体B放在光具座上距凸透镜40cm处,移动光屏,在光屏上得到发光物体B清晰的像,用刻度尺测量像的高度,并记录在表格中。
根据以上叙述,回答下列问题:
(1)小华的探究过程中存在的问题: 。
(2)请你针对小华探究过程中存在的问题,写出改正措施: 。
18.(2026•顺义区校级模拟)如图所示,小丽在做探究凸透镜成像规律的实验时,她将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜的两侧,蜡烛放置在光具座上35cm刻度线处。左右移动光屏,直至光屏上呈现烛焰清晰的像)
(1)上述实验中,光屏上呈现出烛焰的倒立、 的实像,这一原理应用在 (选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”)上。
(2)如果保持凸透镜的位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,此时的物距等于原来的像距,根据在光的折射现象中 的原理,此时的像距等于原来的物距,光屏上将呈现出烛焰的倒立、 的实像。
(3)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。
试卷第1页,共3页
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专题05 透镜及其应用
5年真题1年模拟
考点分类
北京考情(2022-2026)
命题规律
考点01 探究凸透镜成像的规律
2023年、2025—2026年实验探究题
核心考查:平行光测焦距、成像性质判断、“物近像远像变大”动态规律、光路可逆、遮挡透镜部分仍成完整变暗的像。实验探究侧重控制变量法实验设计、数据表格分析与结论归纳。高频易错点:探究像高与焦距关系时须控制物距和物体高度不变。命题趋势:从基础规律识记转向探究性实验设计与数据分析,区分度逐年提升。
考点02 凸透镜成像规律的应用
2022年选择题
命题情境紧密结合生活与科技:照相机/摄像头对应u>2f 成倒立缩小实像;投影仪/广告投影灯对应f<u<2f成倒立放大实像;放大镜对应u<f成正立放大虚像;眼睛与眼镜是高频综合考点,用水透镜模拟晶状体,注水变凸模拟近视眼,抽水变薄模拟远视眼。高频易错点:近视眼戴凹透镜、物体靠近镜头时像变大。命题趋势:前沿科技(芯片光刻机、深空探测相机)与爱眼日护眼情境结合增多,注重在真实场景中辨析成像原理与矫正方法。
考点01 探究凸透镜成像的规律
1.(2026•北京中考)(1)某同学用图甲所示的装置探究光在反射时反射角与入射角的关系,使一束光贴着纸板EF沿某一个角度射到O点,经平面镜M反射,沿另一个方向射出。在纸板上用笔描出入射光AO和反射光OB。改变光束入射的角度,重复实验。测量∠i和∠r的数据记录在下表中。
入射角i
70°
60°
50°
40°
30°
20°
反射角r
70°
60°
50°
40°
30°
20°
实验结论是 光的反射中,反射角等于入射角 。
(2)某同学利用同一凸透镜做了两次实验,蜡烛、透镜、光屏所在位置以及光屏上得到清晰像的情况如图乙、丙所示,并据此得出相应的结论。该同学探究的问题是 凸透镜成实像时,像距与物距的关系 。
解:(1)分析表格数据可知:当入射角为70°时,反射角为70°;当入射角为60°时,反射角为60° ……在六次实验中,反射角的大小始终等于入射角的大小。由此可得出实验结论:在光的反射现象中,反射角等于入射角;
(2)观察图乙和图丙可知,该同学使用的是同一个凸透镜,说明透镜的焦距f是一定的。
在图乙中,物距较小(蜡烛离透镜近),像距较大(光屏离透镜远),光屏上成的是倒立、放大的实像;
在图丙中,物距较大(蜡烛离透镜远),像距较小(光屏离透镜近),光屏上成的是倒立、缩小的实像。
由此可见,该同学改变了物距,观察像距和像的大小的变化。因此,该同学探究的问题是:凸透镜成实像时,像距(或像的大小)与物距的关系。
答案:(1)在光的反射现象中,反射角等于入射角;(2)凸透镜成实像时,像距与物距的关系(或凸透镜成像规律与物距的关系)。
2.(2025•北京中考)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 M (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 M和N (选填“M和N”或“M或N”),将发光体放在距凸透镜 相同 (选填“相同”或“不同”)距离处,用光屏接收像,若 像的高度不同 ,则说明像的高度与焦距有关。
解:(1)凸透镜的焦距越小,折光能力越强。由图可知,M透镜的焦距小于N透镜的焦距,故M透镜对光的折光能力更强;
(2)探究凸透镜成实像时,像的高度与焦距是否有关,需要控制距离不变,改变凸透镜的焦距,故需要M和N透镜;
发光体距离凸透镜的距离保持不变,先后换用M与N透镜,观察光屏上像的高度,如果高度不同,说明像的高度与焦距有关。
答案:(1)M;(2)M和N;相同;像的高度不同。
3.(2023•北京中考)在探究凸透镜所成实像的高度与物距、焦距的关系时,三个小组的同学用高度相同的发光体以及焦距不同的凸透镜等器材进行了实验,部分实验数据如表中所示。
表1(f1=5cm):
物距u/cm
像高h/cm
11
5
17
2.5
40
0.9
表2(f2=8cm):
物距u/cm
像高h/cm
24
3
36
1.7
40
1.5
表3(f3=10cm):
物距u/cm
像高h/cm
25
4
28
3.3
40
2
(1)由表中数据可知:物体高度、凸透镜焦距一定时,物距变大,所成实像高度的变化情况是: 变小 ;物体高度、物距一定时,凸透镜焦距变大,所成实像的高度变化情况是: 变大 。
(2)讲台上有一发光体,同学们利用凸透镜和光屏观察发光体在各自光屏上所成的像,小京所用凸透镜离发光体较近,小强所用凸透镜离发光体较远,发现两人光屏上呈现的像的高度相等,则小京所用凸透镜的焦距 小于 小强所用凸透镜的焦距。(选填“大于”“等于”或“小于”)
解:(1)由表中数据可知,物体高度、凸透镜焦距一定时,物距变大,所成实像的高度变小;
由三个表中最后一组数据可知,物体高度、物距一定时,凸透镜焦距变大,所成实像的高度变大;
(2)同学们利用凸透镜和光屏观察发光体在各自光屏上所成的像,小京所用凸透镜离发光体较近,小强所用凸透镜离发光体较远,说明小强的物距大于小京物距,而两人光屏上呈现的像的高度相等,根据物距一定时,凸透镜焦距变大,所成实像的高度变大可知,小京所用凸透镜的焦距小于小强所用凸透镜的焦距。
答案:(1)变小;变大;(2)小于。
考点02 凸透镜成像规律的应用
1.(2022•北京中考)小京通过焦距为10cm的凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的像,如图所示。下列说法正确的是( )
A.“关灯”两字放大的像是实像
B.提示牌上“关灯”两字在凸透镜的焦点上
C.提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于10cm
D.提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于20cm
解:A、由图可知,物体通过凸透镜成正立放大的虚像,故A错误;
BCD、当物体通过凸透镜成正立放大的虚像时,物距小于焦距,即提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于10cm,故BD错误、C正确。
答案:C。
一、选择题
1.(2026•海淀区二模)图甲中编号为1、2、3的三个凸透镜的焦距关系为f1>f2>f3。小明选用图甲中的2号透镜进行实验,他调节光具座上各元件至图乙中所示位置,光屏上呈现清晰的像(图中未画出),此时可用来反映正常人眼的成像情况,下列说法正确的是( )
A.此时光屏上成倒立放大的实像
B.2号透镜的焦距可能是10cm
C.要模拟近视眼的成像情况,仅需用图甲中的1号透镜替代2号透镜
D.当仅将蜡烛远离透镜时,若仍要在光屏上呈现清晰的像,可在透镜前放置一个合适的凹透镜
解:A、由图乙可知,此时物距大于像距,根据凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立、缩小的实像,故A错误;
B、小明选用图甲中的2号透镜进行实验,由图乙可知,此时u>v,且成实像,说明u=50cm>2f,2f>v=20cm>f,即20cm>f>10cm,故B错误;
C、近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强,凸度较大,使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方,因此仅需用图甲中的3号透镜替代2号透镜,故C错误;
D、当仅将蜡烛远离透镜时,物距变大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小,可知,此时像成在光屏的前方,若仍要在光屏上呈现清晰的像,可在透镜前放置一个合适的凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用,会将光线推迟会聚成像,故D正确。
答案:D。
2.(2026•丰台区二模)在爱眼日宣传活动中,某同学利用蜡烛、水透镜、注射器、光屏、光具座等器材,模拟人眼的成像原理。其中用水透镜模拟人眼的晶状体,用光屏模拟视网膜,通过对水透镜注水或抽水可以调节水透镜的焦距。蜡烛、光屏和水透镜在光具座上的位置如图所示,此时蜡烛恰好在光屏上成清晰的像。下列说法正确的是( )
A.人眼相当于幻灯机,成倒立、放大的实像
B.向水透镜中注入适量的水,保持蜡烛和光屏位置不变,可以模拟近视眼的成像特点
C.向水透镜中注入适量的水,保持蜡烛和光屏位置不变,为了在光屏上得到清晰的像,可在水透镜与蜡烛之间放置一个适当的凸透镜
D.从水透镜中抽出适量的水,保持水透镜和光屏的位置不变,向右移动蜡烛可在光屏上得到清晰的像
解:A、由图可知,物距大于像距,物体位于二倍焦距之外时,成倒立、缩小的实像,故A错误;
B、向水透镜注入适量的水,此时凸透镜凸度变大,对光的偏折能力变强,焦距变小,像成到光屏的左侧,可以模拟近视眼的成像特点,故B正确;
C、向水透镜注入适量的水,此时凸透镜凸度变大,对光的偏折能力变强,焦距变小,此时像在光屏的左侧,需在蜡烛和透镜之间放一凹透镜,利用凹透镜对光的发散作用,会在光屏上再次出现清晰的像,故C错误;
D、从水透镜中抽出适量的水,使透镜对光的折射能力减弱,保持水透镜和光屏的位置不变,像成在光屏的右侧,根据物近像远像变大,向右移动蜡烛不能在光屏上得到清晰的像,故D错误。
答案:B。
3.(2026•顺义区二模)如图所示是某同学眼睛的成像示意图。图中为光经过四个透镜的光路图,选择其中一个透镜制成眼镜为该同学进行矫正,应选择的是( )
A. B. C. D.
解: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,需要配戴凹透镜矫正;
ACD、图中光线经过透镜后会聚,说明都是凸透镜,故ACD不符合题意;
B、图中光线经过透镜后发散,说明是凹透镜,故B符合题意。
答案:B。
4.(2026•朝阳区一模)光刻机是芯片制造中至关重要的设备。有一种光刻机的成像原理和照相机的原理相同,如图所示,这种光刻机工作时先在硅片表面涂一层光刻胶,再用紫外线光束透过有电路图案的掩膜版,经过透镜组照射下面的硅片,被光束照射到的光刻胶会发生反应,电路图案就被印到了硅片表面的光刻胶上。下列说法正确的是( )
A.该光刻机上的透镜组相当于一个凹透镜
B.该光刻机所成的像为正立缩小的实像
C.透镜组的焦距小于掩膜版到透镜组的距离
D.掩膜版靠近透镜组,光刻胶上的像会变小
解:AB、要制造出含有众多元件的集成电路,由图可知光刻机上的透镜组相当于一个凸透镜,掩膜上的电路在硅片上的像变小,所以可知该凸透镜成倒立、缩小的实像,故AB错误;
C、结合凸透镜成缩小实像的条件可知,物距应大于凸透镜二倍焦距,所以透镜组的焦距小于掩膜版到透镜组的距离,故C正确;
D、要想硅片上的像变小应增大物距,所以需将掩膜版远离透镜组,故D错误。
答案:C。
5.(2026•西城区校级模拟)《北京中考市消防条例》明确提出禁止电动自行车、充电电池进入电梯。某小区电梯轿厢内安装有AI摄像头,如图所示,一旦有人违规操作,摄像头会拍摄成像并智能识别,电梯将停止运行并发出声、光警报。某次警报时,摄像头凸透镜成像的像距约为8mm,则凸透镜的焦距可能为( )
A.3mm B.5mm C.10mm D.12mm
解:摄像头凸透镜成像的原理和照相机一样,需要像距2f>v>f,故可得:
f<8mm<2f,解得4mm<f<8mm,只有B选项符合题意。
答案:B。
6.(2026•房山区二模)如图所示,许多博物馆会在较为精巧的文物前放置凸透镜,参观者通过凸透镜看到文物正立放大的像。下列说法正确的是( )
A.参观者通过凸透镜看到的是文物的实像
B.文物的像与文物在凸透镜的异侧
C.文物到凸透镜的距离小于凸透镜的一倍焦距
D.文物放在凸透镜的焦点上
解:博物馆会在较为精巧的文物前放置凸透镜,与照相机镜头相同,看到正立的像,故主要起放大镜作用,看到的是正立放大的虚像,文物放在焦点之内,此时像与物体在放大镜的同一侧,故ABD错误,C正确。
答案:C。
7.(2026•东城区校级模拟)某款广告投影灯及其内部结构如图所示,它主要由光源、广告片和凸透镜组成,下列说法正确的是( )
A.该投影灯的原理与照相机相同
B.广告片到镜头的距离应在一倍焦距以内
C.为从不同角度看见地面上的广告图标,应选择光滑的地面
D.若要在地面上得到清晰、更大的广告图标像,可适当减小镜头到广告片距离,增大投影灯离地距离
解:AB、该投影仪成的是放大的实像,则广告片到镜头的距离在一倍焦距和两倍焦距之间,该投影灯的成像原理与投影仪相同;照相机的成像原理是物距大于两倍焦距,成倒立、缩小的实像,故AB错误;
C、为了从不同角度看到地面上的广告图标,光照在地面上需要发生漫反射,因此应该选择粗糙的地面,故C错误;
D、要在地面上得到更清晰、更大的广告图标像,根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律,可适当减小镜头到广告片的距离,增大投影灯离地面的距离,故D正确。
答案:D。
8.(2026•朝阳区校级模拟)如图所示,祝融号是天问一号任务火星车。高度约1.85m,质量达到240kg左右。“祝融号”火星车用其后置变焦数码照相机拍摄了着陆点全景、火星地形地貌、“中国印迹”和“着巡合影”等照片。关于后置照相机的说法正确的是( )
A.照相机的镜头是一个凹透镜
B.拍照时照相机接收到的是一个倒立、缩小的虚像
C.被拍摄的景物到镜头的距离u和镜头焦距f的关系是u>2f
D.若拍摄的物体靠近照相机,所成的像将变小
解:ABC.照相机的镜头是一个凸透镜,照相机的原理是当物距大于2倍焦距时,成的是倒立、缩小的实像,故AB错误,C正确;
D.若拍摄的物体靠近照相机,物距变小,像距变大,所成的像将变大,故D错误。
答案:C。
二、实验探究题
9.(2026•西城区一模)物理课上,同学们做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)将焦距为10cm的凸透镜A固定在光具座上50cm刻线处,将点燃的蜡烛和光屏分别放在凸透镜的两侧,点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻线处,如图所示。移动光屏,在光屏上可呈现烛焰清晰的倒立、 缩小 (选填“缩小”、“等大”或“放大”)的实像,在生活中的 照相机 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用该原理成像的。
(2)若将蜡烛向右移动5cm,要在光屏上再次成清晰的像,应将光屏适当向 右 (选填“右”或“左”)移动;若不移动光屏与凸透镜,也可以在蜡烛和凸透镜之间放一个合适的 老花镜 (选填“近视镜”或“老花镜”),在光屏上也能出现清晰的像。
解:
(1)由图可知,此时物距u=50cm﹣20cm=30cm>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机;
(2)若将蜡烛向右移动5cm,此时物距减小,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大,可知,要在光屏上再次成清晰的像,应将光屏适当向右移动;若不移动光屏与凸透镜,也可以在蜡烛和凸透镜之间放一个合适的老花镜,老花镜是凸透镜,凸透镜对光线具有会聚作用,会将光线提前会聚成像。
答案:(1)缩小;照相机;(2)右;老花镜。
10.(2026•海淀区模拟)在探究“凸透镜成像规律”的实验中:
(1)挑选透镜时,把两个透镜甲、乙分别正对太阳光,在光屏上出现了如图1所示的光斑,则应选 乙 (选填“甲”或“乙”)透镜来进行实验。
(2)如图2所示,蜡烛在光屏上成倒立、等大的像,若保持凸透镜的位置不变,将蜡烛逐渐靠近凸透镜,要使光屏上仍能得到清晰的像,光屏应适当 远离 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜。
(3)如图3所示,将蜡烛放在P点的位置,若遮挡凸透镜中间的阴影部分,烛光通过透镜折射后能成 1 个像,所成的像与未遮挡前相比会 变暗 。
(4)保持凸透镜位置不变,将蜡烛换成A字形光源,将凸透镜紧贴A字形光源,然后逐渐远离它,透过透镜能一次看到4个像,如图4所示,则在远离的过程中看到4个像的先后顺序是: ④②③① 。
解:(1)图甲光斑的中间比较暗,图乙中间出现亮斑,这说明甲对光线具有发散作用,则甲是凹透镜,乙对光线具有会聚作用,则乙是凸透镜,所以要选择乙透镜探究“凸透镜成像规律”;
(2)若保持凸透镜的位置不变,将蜡烛逐渐靠近凸透镜,此时物距减小,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大可知,要使光屏上仍能得到清晰的像,光屏应适当远离凸透镜;
(3)用不透明的纸板挡住透镜中间部分,凸透镜剩余部分仍能折射光线成像,即烛光通过透镜折射后能成1个像,只是会聚光线比原来变少,像变暗了;
(4)将凸透镜紧贴A字形光源,然后逐渐远离它,当物距小于一倍焦距时,根据凸透镜成虚像时,物远像远像变大可知,最先看到的是④,然后是②;当物距大于一倍焦距时,凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,先看到的是③,然后是①,即在远离的过程中看到4个像的先后顺序是:④②③①。
答案:(1)乙;(2)远离;(3)1;变暗;(4)④②③①。
11.(2026•丰台区一模)如图所示,某同学将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上35cm刻度线处,移动光屏至80cm刻度线处,烛焰在光屏上恰好成清晰的像。
(1)光屏上所成的像是 放大 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。这个成像规律可以说明 投影仪 (选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)的成像原理。
(2)保持凸透镜位置不变,仅将蜡烛和光屏互换位置,光屏上 能 (选填“能”或“不能”)成清晰的像。
(3)该同学在上述器材的基础上,又补充了焦距不同的凸透镜和刻度尺,继续探究凸透镜成实像时,像的高度与焦距的关系。实验测得的数据如下表所示。由表中数据可知:当物距相同时,凸透镜所成实像的高度变化情况是: 凸透镜焦距变大,所成实像的高度变大 。
焦距f/cm
5
10
15
20
像高h/cm
0.6
1.5
3
6
解:(1)由图可知,此时物距为50.0cm﹣35.0cm=15.0cm,此时物距处于一倍焦距和二倍焦距之间,根据2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于投影仪;
(2)保持凸透镜位置不变,仅将蜡烛和光屏互换位置,此时物距等于原来的像距,像距等于原来的物距,根据在光的折射现象中,光路是可逆的可知,光屏上能呈现烛焰清晰的像;
(3)据表格分析可知,物体高度、物距一定时,凸透镜焦距变大,所成实像的高度变大。
答案:(1)放大;投影仪;(2)能;(3)凸透镜焦距变大,所成实像的高度变大。
12.(2026•朝阳区校级模拟)小华进行“探究凸透镜成像规律”的实验。实验器材有带支架的电子蜡烛(图甲)、光屏、两个焦距不同的凸透镜A和B、平行光光源(接通电源后可发出平行光)、光具座等器材。
(1)小华安装调试好器材后,首先测量凸透镜A的焦距。他接通平行光光源的电源,在透镜另一侧不断移动光屏,直到光屏上的光斑最亮最小,此时各元件位置如图乙所示,则凸透镜A的焦距为10.0cm。
(2)小华只将平行光源替换成电子蜡烛。若要探究“凸透镜成像时,像的特点与物距的关系”,他应当不断改变 电子蜡烛到透镜A的距离 ,并移动光屏,观察所成像的情况。
(3)在探究“凸透镜成像时,像的特点与凸透镜的焦距是否有关”时,小华使蜡烛到凸透镜A的距离为20cm,移动光屏直到光屏上呈现清晰的像,如图丙所示;换上凸透镜B后,保持物距不变,移动光屏直到光屏上呈现清晰的像,如图丁所示。可以得到的结论是: 凸透镜成实像时,像的特点与凸透镜的焦距有关 。根据两次成像情况可知,凸透镜 B (选填“A”或“B”)的焦距比较大。
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,所以凸透镜的焦距是:f=60.0cm﹣50.0cm=10.0cm;
(2)若要探究“凸透镜成像时,像的特点与物距的关系”,根据控制变量法,他应保持凸透镜焦距不变,改变电子蜡烛到透镜A的距离,即物距,并移动光屏,观察所成像的情况;
(3)由图丙、丁可知,当物距相同时,蜡烛经凸透镜A、B在光屏上成像大小不同,说明凸透镜成实像时,像的特点与凸透镜的焦距有关;
凸透镜焦距越大,对光的会聚能力越弱,会将光线推迟会聚成像,此时像距变大,像变大;由图丙、丁可知,当物距相同时,凸透镜B成像较大,说明凸透镜B的焦距比较大。
答案:(1)10.0;(2)电子蜡烛到透镜A的距离;(3)凸透镜成实像时,像的特点与凸透镜的焦距有关;B。
13.(2026•海淀区校级一模)小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像的规律。
(1)如图甲所示,让一束平行光正对着凸透镜入射,移动光屏,直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。由此可知该凸透镜的焦距为 10.0 cm;
(2)如图乙所示,把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛,将烛焰中心、凸透镜中心、光屏中心三者调到同一高度。当蜡烛放在光具座上15cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰倒立、 缩小 (选填“放大”或“缩小”)的实像;
(3)在(2)基础上,若将一副眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上的像变模糊,适当向左调节光屏的位置,像又会变清晰。则所用的眼镜为 远视 (选填“近视”或“远视”)眼镜;
(4)在(2)基础上,若只将图乙中的凸透镜换成焦距为30cm的凸透镜,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,在光具座上移动光屏,在光屏上 不能 (选填“能”或“不能”)得到一个清晰的像。
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,由图甲可知,刻度尺的分度值为1cm,所以凸透镜的焦距是:f=40.0cm﹣30.0cm=10.0cm;
(2)当蜡烛放在光具座上15cm刻度线处,此时物距u=50cm﹣15cn=35cm>2f,成倒立、缩小的实像;
(3)在(2)基础上,若将一副眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上的像变模糊,适当向左调节光屏的位置,像又会变清晰。此时像距减小,说明该眼镜对光线具有会聚作用,是凸透镜,则所用的眼镜为远视眼镜;
(4)若只将图乙中的凸透镜换成焦距为30cm的凸透镜,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,在光具座上移动光屏,在光屏上不能得到一个清晰的像,因为物距大于一倍焦距小于二倍焦距,像距大于60cm,光具座不够长。
答案:(1)10.0;(2)缩小;(3)远视;(4)不能。
14.(2026•西城区校级模拟)某兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成形状可改变的水透镜(凸起程度越大,其焦距越小)进行以下探究实验,装置如图所示。
次数
1
2
3
4
5
物距/cm
30.0
15.0
10.0
7.5
6.0
像距/cm
6.0
7.5
10.0
15.0
30.0
(1)保持水透镜的形状不变,依次改变蜡烛的位置,并移动光屏呈现清晰的像,记录数据如表所示。根据表中数据可推断此水透镜的焦距为 5.0 cm。
(2)向水凸透镜内注入适量的水来模拟近视眼,发现光屏上原来清晰的像变模糊了。若想在光屏上再次得到清晰的像,可以将光屏向 靠近 透镜的方向移动适当距离(选填“远离”或“靠近”);或者光屏不移动,在烛焰和水透镜间加一个焦距合适的 凹 透镜也可以。
(3)实验过程中,如果用不透明的硬纸板挡住水透镜的上半部分,则光屏上的像 D 。
A.只出现烛焰像的上半部分
B.只出现烛焰像的下半部分
C.出现烛焰完整的像,但像更小了
D.像仍然是完整的,且大小不变,只是变暗了
解:(1)由第3组数据可知,物距u=10.0cm时,像距v=10.0cm,此时成倒立、等大的实像,且u=v=2f,故水透镜的焦距:f=u=×10.0cm=5.0cm;
(2)用注射器向水凸透镜里加水,使凸透镜变凸,由于凸透镜折射能力变强,所以像将靠近透镜,像距变小,此时像变模糊,相当于像成在视网膜前,是近视眼的成因;要在光屏上得到清晰的像,光屏应向靠近透镜的方向移动,或者在蜡烛与凸透镜之间再加上一个适当的凹透镜,对光线起发散作用,使像成在原来的位置;
(3)挡住透镜上半部分,下半部分仍能折射光线成像,所以光屏上所成的像是完整的,只是会聚光线比原来变少,像变暗了,D正确。
答案:(1)5.0;(2)靠近;凹;(3)D。
15.(2026•顺义区二模)实验桌上有光具座、凸透镜A和B(焦距分别为5cm,10cm)、电子蜡烛、光屏、刻度尺。现利用上述器材探究物距一定时,物体经凸透镜所成实像的高度h与凸透镜焦距f是否有关。
(1)实验步骤如下,请补充完整。
①将电子蜡烛、凸透镜A和光屏从左到右依次固定在光具座的滑块上,使三者的中心 在同一高度 ;
②将A放在光具座上50cm刻度线处,将点亮的电子蜡烛固定在20cm刻度线处,移动光屏直至在屏上呈现烛焰清晰的像,用刻度尺测量像的高度h,将焦距f与h记录在表格中;
③ 将凸透镜A取下,换上凸透镜B,保持电子蜡烛和凸透镜的位置不变 ,移动光屏直至在屏上呈现烛焰清晰的像,用刻度尺测量像的高度h,将焦距f与h记录在表格中。
(2)画出实验数据记录表格。
解:(1)①为了使像成在光屏的中央,应调整电子蜡烛、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度;
③本实验采用控制变量法,探究物距一定时实像高度与焦距的关系,需控制物距不变,改变焦距。因此步骤③中需取下凸透镜A,换上焦距不同的凸透镜B,同时保持电子蜡烛和凸透镜的位置不变,保证物距与步骤②一致,再移动光屏找到清晰的像并测量记录;
(2)实验需要记录不同焦距对应的像的高度,因此表格设置实验次数、焦距、像的高度三个栏目;由于有两个不同焦距的凸透镜,设置2次实验,分别记录对应焦距下的像高即可,如下表所示:
实验次数
焦距f/cm
像的高度h/cm
1
5
2
10
答案:(1)①在同一高度;③将凸透镜A取下,换上凸透镜B,保持电子蜡烛和凸透镜的位置不变;(2)
实验次数
焦距f/cm
像的高度h/cm
1
5
2
10
16.(2026•朝阳区二模)实验器材如图所示,一个焦距为f的凸透镜、光屏、高度为3.0cm的F形光源、光具座和刻度尺。实验小组的实验数据如下表所示。
物距/cm
30.0
26.0
22.0
18.0
14.0
像高/cm
1.5
1.9
2.5
3.7
7.6
(1)由表中数据可知,实验小组的同学探究的问题是:凸透镜成实像时, 像高与物距的关系 。
(2)当F形光源放在20cm刻度线处、光屏放在65cm刻度线处时,在光屏中央得到一个清晰的像。若把光屏移至70cm刻度线处,光屏上呈现一个模糊的“像”。为了使光屏上再次呈现清晰的像,可以在F形光源和凸透镜之间放置一个适当的 凹透镜 (选填“凸透镜”或“凹透镜”);也可以用焦距 大于 (选填“大于”或“小于”)f的凸透镜替换图中的凸透镜。
解:(1)由表格数据可知,实验记录了不同物距下所对应的像高,因此该实验探究的问题是:凸透镜成实像时,像高与物距的关系;
(2)根据题意,当F形光源放在20cm刻度线处,凸透镜在50cm刻度线处,光屏在65cm刻度线处时,成一个清晰的像。
此时,物距u=50cm−20cm=30cm。
像距v=65cm−50cm=15cm。
根据凸透镜成像公式,可得:,
解得,该凸透镜的焦距f=10cm。当把光屏移至70cm刻度线处时,光屏与凸透镜的距离(新的像距)变为v′=70cm−50cm=20cm。
由于像距变大,而物距不变,导致像成在了光屏的前方,所以光屏上呈现模糊的像。为了使光屏上再次呈现清晰的像,需要使光线延迟会聚,即让像距变大。
在F形光源和凸透镜之间放置一个适当的凹透镜。凹透镜对光线有发散作用,可以使射向凸透镜的光线发散一些,从而使像点后移,在更远的光屏上成像。
答案:(1)像高与物距的关系(2)凹透镜;大于。
17.(2026•平谷区二模)实验桌上有高度不同的发光物体A和B,焦距分别为10cm和20cm的两个凸透镜,刻度尺、光具座和光屏各一个。小华选用这些器材,探究“凸透镜成实像时,像的高度与物距是否有关”。小华的主要实验步骤如下:
①将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座中央,将发光物体A、光屏分别放在凸透镜两侧。调节发光物体A、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心在同一高度。
②用刻度尺测出发光物体A的高度,并记录在表格中。将发光物体A放在光具座上距凸透镜30cm处,移动光屏,在光屏上得到发光物体A清晰的像,用刻度尺测量像的高度,并记录在表格中。
③将焦距为20cm的凸透镜替换焦距为10cm的凸透镜,将发光物体B放在光具座上距凸透镜40cm处,移动光屏,在光屏上得到发光物体B清晰的像,用刻度尺测量像的高度,并记录在表格中。
根据以上叙述,回答下列问题:
(1)小华的探究过程中存在的问题: 没有控制焦距和物体高度一定 。
(2)请你针对小华探究过程中存在的问题,写出改正措施: 将步骤③改为:不改变凸透镜焦距,将发光物体A放在光具座上距凸透镜40cm处,移动光屏,在光屏上得到发光体A清晰的像,用刻度尺测量出像的高度,并记录在表格中 。
解:(1)探究“凸透镜成实像时,像的高度与物距是否有关,应控制透镜的焦距、物体的高度一定,改变物距;而步骤②、③分别使用了高度不等的两个发光体A、B,使用了焦距不同的两个凸透镜,不符合控制变量的思想,故小华的探究过程中存在的问题是没有控制焦距和物体高度一定;
(2)根据控制变量法的要求,需控制两次实验中使用的凸透镜焦距相同、发光体的高度相同,故将步骤③改为:不改变凸透镜的焦距,将发光物体A放在光具座上距凸透镜40cm处,移动光屏,在光屏上得到发光体A清晰的像,用刻度尺测量出像的高度,并记录在表格中。
答案:(1)没有控制焦距和物体高度一定;(2)将步骤③改为:不改变凸透镜焦距,将发光物体A放在光具座上距凸透镜40cm处,移动光屏,在光屏上得到发光体A清晰的像,用刻度尺测量出像的高度,并记录在表格中。
18.(2026•顺义区校级模拟)如图所示,小丽在做探究凸透镜成像规律的实验时,她将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜的两侧,蜡烛放置在光具座上35cm刻度线处。左右移动光屏,直至光屏上呈现烛焰清晰的像)
(1)上述实验中,光屏上呈现出烛焰的倒立、 放大 的实像,这一原理应用在 幻灯机 (选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”)上。
(2)如果保持凸透镜的位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,此时的物距等于原来的像距,根据在光的折射现象中 光路可逆 的原理,此时的像距等于原来的物距,光屏上将呈现出烛焰的倒立、 缩小 的实像。
(3)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。
解:(1)将凸透镜固定在光具座上50cm刻线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上35cm刻线处时,即u=50.0cm−35.0cm=15.0cm,2f>u>f时,由凸透镜成像规律可知,成倒立放大的实像,幻灯机就是利用此原理制成的;
(2)由于光路可逆,将蜡烛与光屏的位置互换后,此时v<u,成倒立缩小的实像;
(3)改用焦距为8cm的凸透镜实验,凸透镜的焦距变小,聚光能力变强,蜡烛的位置不变时,通过凸透镜的光线会聚提前,像距变小,光屏应靠近透镜移动,光屏上能再次成清晰的像。
答案:(1)放大;幻灯机;(2)光路可逆;缩小;(3)靠近。
试卷第1页,共3页
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专题05 透镜及其应用
5年真题1年模拟·答案版
考点01 探究凸透镜成像的规律
1.(1)在光的反射现象中,反射角等于入射角;(2)凸透镜成实像时,像距与物距的关系(或凸透镜成像规律与物距的关系)。
2.(1)M;(2)M和N;相同;像的高度不同。
3.(1)变小;变大;(2)小于。
考点02 凸透镜成像规律的应用
1.C
一、选择题
1.D
2.B
3.B
4.C
5.B
6.C
7.D
8.C
二、实验探究题
9.(1)缩小;照相机;(2)右;老花镜。
10.(1)乙;(2)远离;(3)1;变暗;(4)④②③①。
11.(1)放大;投影仪;(2)能;(3)凸透镜焦距变大,所成实像的高度变大。
12.(1)10.0;(2)电子蜡烛到透镜A的距离;(3)凸透镜成实像时,像的特点与凸透镜的焦距有关;B。
13.(1)10.0;(2)缩小;(3)远视;(4)不能。
14.(1)5.0;(2)靠近;凹;(3)D。
15.(1)①在同一高度;③将凸透镜A取下,换上凸透镜B,保持电子蜡烛和凸透镜的位置不变;
(2)
实验次数
焦距f/cm
像的高度h/cm
1
5
2
10
16.(1)像高与物距的关系(2)凹透镜;大于。
17.(1)没有控制焦距和物体高度一定;(2)将步骤③改为:不改变凸透镜焦距,将发光物体A放在光具座上距凸透镜40cm处,移动光屏,在光屏上得到发光体A清晰的像,用刻度尺测量出像的高度,并记录在表格中。
18.(1)放大;幻灯机;(2)光路可逆;缩小;(3)靠近。
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