第三章 光和眼睛（透镜及其应用）（专项训练）物理新教材沪粤版八年级上册

第三章 光和眼睛（透镜及其应用） 常考题型·精准突破 考点一 奇妙的透镜 题型1凸透镜与凹透镜的辨别 题型2透镜对光的作用（高频） 题型3焦点与焦距（重点） 考点二 凸透镜成像规律 题型1凸透镜成像规律基础（高频） 题型2凸透镜成像实验（重点・实验必考） 题型3成像规律的应用——放大镜 考点三 眼睛与光学仪器 题型1眼睛的成像原理 题型2近视与远视的矫正（高频） 题型3 常见光学仪器 综合攻坚·知能拔高 常考题型·精准突破 考点一 奇妙的透镜 ◆题型1凸透镜与凹透镜的辨别 1．下列关于透镜的知识，叙述正确的是 A．凸透镜是很厚的透镜，凹透镜是很薄的透镜 B．透镜只能用透明玻璃制造 C．王红戴的近视眼镜的镜片中间厚、边缘薄 D．凸透镜表面越凸，焦距越短 2．香水的主要成分是易燃酒精。如图所示为三瓶香水，透明玻璃瓶盖形状各异，容易在阳光下引发火灾的有______（选填“a”、“b”或“c”），我们用这类透镜制成______（选填“近视镜”或“老花镜”）。 ◆题型2透镜对光的作用（高频） 3．如图所示为研究凸透镜和凹透镜对光作用的实验，其中说法错误的是（      ） A．为了便于观察，实验时，一般选择让平行于主光轴的光射向凸透镜和凹透镜 B．实验时，需要观察光通过透镜后的偏折方向，与进入透镜的光线对比，从而得出结论 C．实验表明，凸透镜对光有发散作用，凹透镜对光有会聚作用 D．凸透镜又叫会聚透镜，凹透镜又叫发散透镜 4．小明在学习了凸透镜后，想探究凸透镜的焦距大小与什么因素有关，于是他让平行光通过如图（a）的四个透镜（其中甲、乙和丙、丁是两组形状相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制成）。 （1）当与主光轴平行的光经过甲、丙两凸透镜后会聚于焦点，如图（b）所示，比较两次实验数据，可以得到的结论是：在凸透镜的材料相同时，凸透镜表面越凸，则凸透镜的焦距越________（选填“大”或“小”），对光的会聚能力越________（选填“强”或“弱”）； （2）如果选择凸透镜丙和丁进行实验，他是在探究“凸透镜的焦距大小与________的关系； （3）图（c）所示为光的色散现象，同一个三棱镜对________（选填“红光”或“紫光”）的偏折程度更大，用红光和紫光测同一个凸透镜的焦距，用_________（选填“红光”或“紫光”）测出的凸透镜焦距更大； （4）学了光学后，小蓝将凸透镜、平面镜进行组合，得到如图（d）所示的装置。其中F是凸透镜的焦点，是光源S（图中未画出）在平面镜中的像，像与左侧焦点F重合，a是光源S发出的一束光经平面镜反射后的光线，其反向延长线过左侧焦点F； ①反射光线a与平面镜的夹角为25°，则入射角的大小为________； ②光源S发出的光经平面镜反射后，部分反射光射到凸透镜上，这部分反射光经凸透镜折射后________。 A．均平行于透镜主光轴 B．均不平行于透镜主光轴 C．一部分平行于透镜主光轴 ◆题型3焦点与焦距（重点） 5．透镜光路基本概念：图（1）是透镜光路示意图。 （1）过透镜两个球面球心的直线叫_____（主轴），用“CC”表示。透镜的几何中心叫______，用“O”表示。 （2）焦点：平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后 ____主光轴上一点，这点叫凸透镜____，用“F”表示，如图（2）a所示；平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后发散，其_____会交于一点，这是凹透镜的焦点（虚焦点），如图（2）b所示。 （3）焦距：焦点到光心的距离叫___，焦距用“f”表示。 （4）物距：物体到光心的距离叫___，用“u”表示。 （5）像距：像到光心的距离叫___ ，用“v”表示。 6．如图所示，某同学将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移动白纸，在距透镜10cm时白纸上出现一个最小、最亮的光斑，该凸透镜的焦距是 ___________cm。换成凹透镜再做这个实验，在纸上 ___________（选填“能”或“不能”）看到很小、很亮的光斑。    7．关于透镜的说法正确的是（　　） A．中间厚边缘薄的透镜一定是凸透镜 B．凸透镜既有实焦点，也有虚焦点 C．焦点是与凹透镜主光轴平行的光线，经过凹透镜后会聚在主光轴上的某一点 D．任何时候观察凸透镜所成的实像时，都必须用光屏承接才能观察到 考点二 凸透镜成像规律 ◆题型1凸透镜成像规律基础（高频） 8．某校物理学习小组进行一组光学综合实践活动。 （1）如图甲所示，通过三个不透明白板A、B、C的小孔去观察烛焰，若要看到烛焰，应满足的条件是______，此时从小孔中看见的______（是/不是）烛焰通过小孔成的像； （2）火焰的形状如图乙的①所示，此时想看烛焰通过小孔成的像，人眼应直接看白板______（A/B/C），所看到的像为图乙中的______（②/③/④）； （3）如图丙，探究时应将烛焰、透镜和光屏三者中心调整到______，此时所成像的应用是______（投影仪/照相机/放大镜）。 9．某学习小组开展了一次实验探究活动 【探究名称】探究凸透镜成像规律 【实验器材】凸透镜（焦距为）、光屏、蜡烛、火柴、光具座 【问题】小明用凸透镜看近处和远处的物体时，发现它们的成像特点不同，于是他猜想凸透镜的成像特点可能跟_____到凸透镜的距离有关。 【证据】 （1）小明用焦距为的凸透镜按如图所示进行了多次实验并记录（如下表）。实验时，为了方便观察，应该使凸透镜中心、_____中心和光屏中心在同一高度。 实验次数 物距u/cm 像的虚实 像的正倒 像的大小 像距v/cm 1 8.0 虚像 正立 放大 像在物体后侧 2 10.0 / / / / 3 14.0 实像 倒立 放大 35.0 4 15.0 实像 倒立 放大 30.0 5 17.0 实像 倒立 放大 25.0 6 20.0 实像 倒立 等大 20.0 7 25.0 实像 倒立 缩小 16.7 8 35.0 实像 倒立 缩小 14.0 （2）经过多组实验发现当物距在到之间时，成倒立放大的实像；当物距大于时，成倒立缩小的实像；当物距小于时，从透镜的另一侧可以看到正立放大的虚像。 【解释】小明分析上述数据发现物距为和的位置非常特殊。物距为_____处是成实像和虚像的分界点，_____是成放大像和缩小像的分界点。进一步分析发现恰好是该透镜的一倍焦距的长度，恰好是该透镜二倍焦距的长度。 【交流】 （1）这是巧合还是必然呢?为此，他提出了一个新的猜想：物距相同时，凸透镜的成像特点可能还跟凸透镜的_____有关。 （2）为了进一步验证该猜想，还要补充的器材是_____。实验时应该控制物体到凸透镜的距离不变，改变凸透镜，并调节光屏到透镜的距离，进行多次观察实验。 （3）某次烛焰在光屏上成像位置如图，所成像性质与_____（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）相似。 10．小明同学在做“探究凸透镜成像规律”时，所用的器材有：带刻度尺的光具座、焦距为10cm的凸透镜、光屏、蜡烛和火柴等。 （1）实验前，小明调节烛焰、光屏的中心在凸透镜的________上，目的是使像成在光屏中央便于观察； （2）小明在某次实验中，将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上如图甲所示的位置，光屏上呈现清晰的像，此像是______（正立/倒立）、______（放大/缩小）的实像，像距是______cm，此种状况下的一种应用是________（照相机/投影仪）； （3）在图甲中，保持凸透镜的位置不变，将烛焰向远离凸透镜的方向移动适当距离，则应将光屏向________（远离/靠近）透镜方向移动，光屏上才能再次呈现清晰的像，与（2）相比，像的大小将变________（大/小）；若实验时将凸透镜挡住一部分，光屏上_______（能/不能）得到完整的像； （4）图甲中，小明拿物理老师的眼镜，放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原本清晰的像变模糊了，向左移动蜡烛，光屏上的像又变清晰了，说明老师的眼睛是________（近视眼/远视眼），老师不戴眼镜时，看远处物体所成的像在视网膜的________（前面/后面）； （5）如图乙所示，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，若将凸透镜向右移到B处（图中未标出），光屏上再次成清晰的像，透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s＝_________（用L0、L表示）。 ◆题型2凸透镜成像实验（重点・实验必考） 11．小致在做“探究凸透镜成像规律”的实验中时，凸透镜的位置固定不动，在图甲所示位置时，蜡烛恰好在光屏上成清晰的像。凸透镜焦距。 （1）实验前，应在光具座上调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在___________，这样做的目的是___________； （2）图甲中烛焰在光屏上所成的是___________（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像； （3）当蜡烛在30cm处时，光屏应在___________cm处才能得到清晰的实像； （4）图甲中保持透镜、光屏位置不变，将蜡烛左移，应在透镜和蜡烛之间加___________（选填“凸透镜”或“凹透镜”，才能在光屏上成清晰的像； （5）若图甲中保持蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜移动到___________cm刻度处，光屏上会再次出现一个清晰的像； （6）实验过程中蜡烛燃烧变短，烛焰的像偏离了光屏中央，在保持蜡烛和光屏不动的条件下，使像重新回到光屏的中央，应将凸透镜向___________调节； （7）当蜡烛移动到小于一倍焦距时，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上得到烛焰的像。此时眼睛在___________一侧通过透镜观察，可以看到正立、放大的虚像； （8）小致认为在实验过程中用蜡烛作为发光体除容易变短外，还存在一些不足之处，比如___________；（写出合理的一条即可） （9）如图丙所示，请作出两条光线通过透镜之后的光路图。 12．某实验小组在做“探究凸透镜成像规律”的实验时：该凸透镜的焦距为10cm。 （1）实验前，应调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的______上； （2）如图1所示，将该凸透镜固定在光具座上，当把发光物体蜡烛放在光具座上20cm位置时，恰好可以在右侧65cm位置处的光屏上得到一个清晰的______（“正立”或“倒立”）、______（填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像，若保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至______cm刻度线处，则屏上能再次呈现清晰的像； （3）在图1中，保持凸透镜在50cm位置处，当把蜡烛放在光具座上______cm位置时，发现无论怎样移动凸透镜右侧的光屏，在光屏上始终只有一个大小不变的圆形光斑； （4）如图2所示，烛焰通过凸透镜成正立的像时，则人眼在图中______处能观察到烛焰的像； （5）如图3所示，将盛满水的圆柱形透明玻璃杯贴近书本，改变玻璃杯到书本的距离，尝试透过玻璃杯观看书上的鹦鹉图片（圆圈中的鹦鹉图与书本中的鹦鹉图实际大小相等），他所看到像不可能是______（选填“A”、“B”、“C”或“D”）。 ◆题型3成像规律的应用 —— 放大镜 13．如图甲、乙所示，小佳手拿一个凸透镜，先看了自己的指纹，再伸直手臂看窗外远处的物体，看到的像是不同的。这是为什么呢？他做了如图丙所示的实验，凸透镜的焦距为10cm。 （1）他将蜡烛、凸透镜、光屏依次组装到光具座上，点燃蜡烛，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在_____上。然后将蜡烛放在A、B、C三个区域内，调整光屏的位置，观察成像情况。将蜡烛放在______区域时，反映的是图甲的成像原理，此时眼睛要在______（选“蜡烛”或“光屏”）一侧观察，才能看到一个______（选“正立”或“倒立”）、放大的虚像。 （2）将蜡烛放在______区域时，反映的是图乙的成像原理，这个成像性质在实际生活中的应用是______（选“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。 （3）实验完毕，小佳将蜡烛换成一个高亮度的LED小灯，调整好高度，把它放到光具座的某一位置，左右移动光屏，发现光屏上出现了一个大小始终不变的圆形光斑（不是像），出现这种情况的原因是______。 14．如图所示，小明在网上让“鉴宝”主播鉴赏一枚古币时，使用放大镜观察古币上的字，看到的字是正立、放大的________（选填“虚”或“实”）像；古币与放大镜之间的距离________（选填“大于”“小于”或“等于”）透镜的1倍焦距。若想让字更大一些看得更清楚，应将放大镜适当________（选填“远离”或“靠近”）古币。 考点三 眼睛与光学仪器 ◆题型1眼睛的成像原理 15．人类的眼睛像一架神奇的照相机。如图甲所示，眼球的晶状体相当于镜头，视网膜相当于胶片。由眼睛的调节作用所能看清的最远点，叫远点，正常眼的远点在极远处。眼睛能看清的最近点，叫近点，正常眼的近点约距眼睛10cm。看清物体时间较长也不易感到疲劳的距离叫明视距离，正常眼睛的明视距离是25cm。 （1）根据上文，你认为正常人的眼睛观察范围是：___________（填以下选项）。 A．0~10cm B．10cm~25cm C．10cm~极远处 D．0~25cm （2）小李同学在做凸透镜成像实验时，如图乙所示，此时光屏上成清晰的像。若换上焦距更小的透镜，光屏上的像变模糊了，为使光屏上再次呈现清晰的像，以下操作可行的是___________。 ①将光屏靠近凸透镜        ②将光屏远离凸透镜 ③将蜡烛靠近凸透镜        ④将蜡烛远离凸透镜 ⑤给凸透镜前戴上凸透镜    ⑥给凸透镜前戴上凹透镜 16．小明在学习凸透镜成实像的规律后，进一步研究物距不变时，实像的像距与凸透镜焦距的关系。他选用焦距不同的凸透镜，分别进行实验，将焦距、物距和像距记录在下表中。 （1）分析表中序号1～6中凸透镜成清晰像时的像距和焦距的大小变化关系，可以得出的初步结论是：______； 序号 焦距（厘米） 物距（厘米） 像距（厘米） 1 30 70 53 2 25 70 39 3 20 70 28 4 15 70 19 5 10 70 12 6 8 70 9 （2）人眼的晶状体相当于一个凸透镜，通过调节晶状体的弯曲程度使远近不同的物体在视网膜上成清晰的像，从而能看清远近不同的物体，如图所示。小明查阅了相关资料后得知：同种材料制成的凸透镜的焦距大小与透镜表面的弯曲程度有关，弯曲程度越大，焦距越短。人眼的视网膜到晶状体的距离相当于像距，当物体慢慢靠近人眼时，为了能在视网膜上始终有清晰的像，晶状体的弯曲程度变______（选填“大”或“小”）。 （3）已知近视眼晶状体的弯曲程度大于正常眼睛且难以调节，近视眼患者在看不清远处的物体时，物体所成清晰的像在视网膜之______（选填“前”或“后”）。 ◆题型2近视与远视的矫正（高频） 17．探究近视成因及矫正问题。 眼球中晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，于是小明选用两个直径相同但厚度不同的凸透镜进行实验，如图甲所示。 【证据】 （1）图甲中，通过平行光经过两凸透镜之后的光线情况，可判断出凸透镜________（选填“A”或“B”）使光偏折更显著； （2）选择凸透镜A进行实验。实验前，应先调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在________，这是为了________； （3）进行实验，如图乙所示，烛焰恰好在光屏上呈现一个清晰的像，这是________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的工作原理； （4）保持蜡烛位置不变，将凸透镜A换成凸透镜B，若要在光屏上继续看到烛焰清晰的像，则应向________（选填“左”或“右”）移动光屏； 【解释】近视眼看不清远处的物体，形成近视眼的原因之一是晶状体变太厚，折光能力变强，根据实验中的结论，可在眼睛前放一个合适的________透镜就可以将远处物体的像成在视网膜上； 【交流】为了防止患上近视眼，请提出一条日常学习中合理的用眼建议：________。 18．进入初二年级后，部分同学由于用眼过度，导致视力下降，形成了近视眼。小组同学开展了“保护视力，远离近视”的项目学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助他们完成以下内容。 【项目分解】 （i）探究“凸透镜成像规律”， （ii）近视眼的形成原因及如何矫正近视眼； 【项目实施】 （1）探究“凸透镜成像规律” 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，凸透镜的焦距是___________cm； ②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，___________（照相机/投影仪/放大镜）就是利用这一原理工作的。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； （2）①近视眼的形成原因 小明使用“F”字样的光源代替物体，光屏模拟视网膜。图丁所示的②号凸透镜模拟晶状体，打开光源，调节器材高度和位置，直到光屏上呈现倒立缩小的清晰的像。请回答下列问题： 模拟近视眼视物情况，应选择图丁中的 ___________（填序号）号透镜代替②号透镜安装在光具座上后，光屏上的像变模糊；保持光源不动，适当向___________（填“左”或“右”）移动光屏，光屏上的像再次清晰。由此可知近视眼的形成原因可能是晶状体过 ___________（填“厚”或“薄”），折光能力过强造成的。 ②如何矫正近视眼 用如图戊所示的水透镜放在光具座上的合适位置，代替眼镜模拟近视眼矫正视力。应将水透镜置于光具座上的 ___________（填“A”“B”或“C”）点，缓缓调节水透镜中的水量，当水透镜形成焦距合适的 ___________透镜时，光屏上呈现清晰的像，近视眼的成像情况得到改善。近视程度更严重的同学应选择焦距更 ___________（填“大”或“小”）的透镜来矫正视力。 【项目拓展】 该小组同学查阅资料得知，近视是由于角膜或晶状体的屈光力过强，或者是眼轴过度延长，从而导致外界光线经过眼睛的屈光系统折射之后，“焦点”没有能够准确地聚在视网膜上，而是聚在视网膜前，造成视网膜上投影模糊不清，引起视力下降。 老花眼则是由于年龄因素引起晶状体弹性降低，睫状体的调节功能减退，不能将近距离30cm内的细小物件和字体聚焦成像于视网膜，导致患者近视力下降，属于一种生理性的衰退现象。 现在有一款眼镜（如图），集近视眼镜和老花眼镜功能于一身，给人们带来极大的便利。这款眼镜叫渐进多焦点眼镜，镜片不同区域有不同焦点、不同度数，一般分四个区域：远用区域A、近用区域B、渐进区域C、左右变形区D（也可称周边区或模糊区），如图所示。 A区，用于看清远处物体。 B区，用于看清近处物体。 C区，是一个自上而下规律变化的区域，用于看清中间距离的物体。 D区，是度数变化区域，通过该区域看东西会感到模糊，但会随着使用过程中的适应程度而逐渐改善。 有了这款眼镜，无论是在户外眺望远方，还是在家中看书学习，都不会再有更换眼镜的烦恼了。 请阅读上述材料结合所学知识，回答下列问题： （3）同一个物体放在人眼前远近不同位置观察，物体在远处时视网膜上所成的像 ___________（选填“大于”“小于”或“等于”）在近处时视网膜上所成的像。 （4）远视眼所成的清晰像处于视网膜 ___________（选填“前”或“后“）方，需佩戴远视眼镜进行校正，远视眼镜属于 ___________（选填“凸”或“凹”）透镜；渐进多焦点眼镜的 ___________区镜片相当于此眼镜。 （5）如果把眼镜上方的A区设置成看近区，你认为 ___________（选填“合适”或“不合适”）。 19．（多选）下列关于眼睛和眼镜的说法，正确的是（　　） A．正常人的眼睛能看清远近不同的物体，是因为晶状体的厚度可以调节 B．远视眼患者看近处物体时，像成在视网膜的后方 C．近视眼患者看近处物体时，像成在视网膜的前方 D．矫正远视眼的眼镜镜片可以使光线发散 ◆题型3常见光学仪器 20．小华在学习摄影时发现：站在一固定位置，使用照相机拍摄远处天空中的飞鸟时，镜头需要向后调节；拍摄近处的花朵时，镜头需要向前调节。查阅资料后得知这是为了让像清晰地成在照相机的感光元件（相当于光屏）上。已知照相机的镜头相当于一个凸透镜，以下说法正确的是（     ） A．拍摄飞鸟时，飞鸟在镜头的二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像 B．拍摄花朵时，花朵在镜头的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像 C．照相机的镜头可以用来矫正近视眼 D．如果镜头上有一小块污渍，拍摄飞鸟时感光元件上将不能呈现飞鸟完整的像 21．（1）如图所示，室内游泳池上方有一盏灯S，人眼从池边B点看到灯S在水中的倒影正好与看到池底A点的像在C处重合，请画出灯S的位置和人眼看到池底A点的像的光路_________。 （2）显微镜主要由物镜和目镜两组透镜组成，被观察的细微物体先在物镜中成一个像，这个像就相当于目镜中的物体，然后它在目镜中再次成像。如图，F1为物镜的焦点，F2为目镜的焦点，图中已出细小物体AB在物镜中所成像A’B’的光路图，以及A’B’射向目镜的两条光线。 ①该显微镜的物镜相当于__________（选填“凸透镜”、“凹透镜”）； ②请你画出光线a，b经目镜L2折射后的光线_________； ③与A′B′对比，目镜L2所成的像是一个_________（选填“正立”或“倒立”）、__________（选填“实像”或“虚像”）。 22．有一种望远镜是由两个凸透镜组成的（如图1所示）。靠近被测物体的叫做物镜，靠近眼睛的叫做目镜。某组同学选用不同凸透镜（焦距的规格：甲20cm、乙15cm、丙10cm、丁5cm）作为望远镜的物镜与目镜，控制物镜和目镜间距离不变，用望远镜正对着远处的同一个物体，然后观察目镜中的像，将成像的情况与相关数据记录在表中。 序号 物镜 目镜 正/倒 像的大小 1 甲 乙 倒 大 2 乙 丁 倒 最大 3 乙 丙 倒 较大 4 乙 甲 倒 小 5 丁 甲 倒 最小 （1）分析表中数据，可推断若要观察到更大的像，应选择焦距更_______的物镜，焦距更_______的目镜（选填“大”或“小”）。依据是：______________________。 （2）为了了解该望远镜的成像原理，他查阅了相关资料，得知物体通过物镜成第一次成像后，第一个像再通过目镜形成了最终看到的像。他大致绘制了原理图，如图2所示，其中A是物体，B是物体通过物镜所成像，F是目镜的焦点，请你根据凸透镜成像规律，判断最后看到的像可能是_______。（选填“C”“D”或“E”） （3）该望远镜的目镜能把物镜成的像放大，作用相当于一个_______。 A．照相机 B．放大镜 C．投影仪 综合攻坚·知能拔高 23．甲、乙、丙是3个透镜，相邻两块透镜的焦点恰好重合，从光源S向右发出一条与主光轴平行的光线，先后经3个透镜折射，光路如图所示，下列判断正确的是（     ） A．甲是凸透镜，乙是凹透镜 B．乙是凸透镜，丙是凹透镜 C．甲是凸透镜，乙是凸透镜 D．乙是凹透镜，丙是凸透镜 24．张同学在做“研究凸透镜成像规律”实验时，如图甲所示，先测量了凸透镜的焦距，将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏调试到如图乙所示的位置，光屏中心正好出现清晰的像（未画出）。下列说法正确的是（     ） A．凸透镜焦距为20cm B．光屏上的像是倒立、缩小的实像 C．蜡烛燃烧变短，屏上像的位置会下降 D．取走光屏，则凸透镜不成像 25．如图所示，摄影师用相机拍摄时，让两个物体离镜头远近不同，再调整拍摄角度，使两物体的像在同一张照片中呈现出“手捏月亮”的趣味效果。这是一种富有创意的拍摄技巧——“强迫透视法”利用这种技巧拍摄这张照片时（     ） A．镜头对光有发散的作用 B．手和月亮通过镜头成的像都是实像 C．通过镜头手成放大的像而月亮成缩小的像 D．若要放大像的大小，应将镜头焦距调小一些 26．某跨学科实践小组通过纯手工打磨镜片自制了望远镜，该望远镜不仅可以看到8亿公里外的木星，甚至能清晰地看到木星表面的斑纹，如图是该望远镜内部结构及光路示意图。下列关于该自制望远镜的说法正确的是（　　） A．小组通过纯手工磨制的镜片是凹透镜 B．装在望远镜套筒上的寻星装置利用了光沿直线传播原理制作的 C．木星到物镜的距离u满足（f为物镜的焦距） D．人眼通过目镜观察到的是放大实像 27．如图所示，两条光线会聚于主光轴MN上的b点，在虚线框内放入甲透镜后，光线将会聚于主光轴MN上的c点；在虚线框内放入乙透镜后，光线将会聚于主光轴MN上的a点，则甲是________透镜，乙是________透镜。（选填“凸”或“凹”） 28．在“探究平面镜成像特点”的实验中，若物体以0.2m/s的速度向玻璃板靠近，则像相对于物体的速度为 ________ m/s。小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当蜡烛位于如图所示位置时，恰能在光屏上得到等大的像，则该凸透镜焦距为 _________ 厘米。保持凸透镜位置不变，为了得到放大的像，可将蜡烛置于光具座上的 ________ 点（选填字母“A、B、C、D”）。 29．如图所示是投影仪的示意图，它的镜头是凸透镜，是利用凸透镜能成倒立、_________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的像的原理制成的；在使用投影仪时，发现在屏幕上画面太小，正确的调节方法之一是_________（选填“适当降低”或“适当升高”）凸透镜，并使屏幕_________（选填“靠近”或“远离”）投影仪；若投影片左侧有一处污点，则屏幕上投影画面的_________侧也发现一处污点。 30．戴近视眼镜的小强发现其眼镜与爷爷的老花镜外观相同，为了区别它们，他把其中一副眼镜靠近物理课本，发现课本上的文字变大了，说明这副眼镜是________（选填“近视镜”或“老花镜”），没戴这副眼镜之前，所看物体成像在人眼视网膜________（选填“前”或“后”）。眼镜度数规定是（f为透镜焦距，单位为米），度数为值的100倍，若该副眼镜的度数是500度，则该透镜的焦距为________米。 31．在探究凸透镜成像规律时，小明用9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代蜡烛作为光源，又用同样的白色方格板做成光屏，实验使用的凸透镜焦距为10cm，实验装置如图所示。 （1）实验时，首先调节光源、凸透镜和光屏的高度，使它们中心大致在同一高度上，其目的是：________； （2）凸透镜固定在光具座零刻度线上，小明将光源移至40cm时，在光屏上出现倒立、________的________；如果小明将光源移至8cm刻度时，他通过凸透镜看到光源的________、放大的虚像。 （3）同学们对小明使用的实验装置进行如下评价，其中错误的是________。 A．与烛焰相比，实验使用的光源不会晃动，光屏上所成的像比较稳定 B．光源镶嵌在白色方格板上，用同样的白色方格板做光屏，便于比较像与物的大小 C．零刻度线刻在光具座标尺的中央，可直接测出物距和像距 D．若凸透镜的焦距未知，则利用此实验装置不能测量凸透镜的焦距 （4）小明在实验过程中，光屏上得到清晰的像，突然，一只飞虫落到了凸透镜表面上，则光屏上出现________。 A．飞虫的像 B．飞虫的影子 C．仍是“F”字样光源的像 32．小明做凸透镜成像实验时，将光具座上的蜡烛、凸透镜、光屏如图甲放置，光屏上呈现清晰的像。 （1）屏上的像是倒立、____________（选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像，根据这一原理人们制成了____________。 （2）保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至____________cm刻度线处，光屏上能再次呈现清晰的像。若图中固定蜡烛位置不变，将透镜移到60cm刻度线处，要在光屏上再次看到清晰的像，应将光屏向____________（选填“左”或“右”）移动。 （3）如图乙所示小明把他自己的近视眼镜放在烛焰和凸透镜之间，移动光屏成一清晰的像；然后移去近视眼镜，光屏上的像变得模糊。为了能在光屏上重新得到清晰的像，善于学习的小明总结了如下方案： a.将蜡烛向____________移。 b.换一个焦距更____________的凸透镜。 c.若将凸透镜换成自制的“水凸透镜”进行探究（向水透镜里注水其焦距将变小，抽水则焦距变大），如图丙。则可对“水透镜”____________（选填“抽水”或“注水”）。 33．科研探究小组同学准备探究“凸透镜成像规律”，老师为同学们准备了凸透镜、凹透镜、光具座、蜡烛、光屏等器材： （1）小明在挑选透镜时，把两个透镜a、b分别正对太阳光，在光屏上出现了如图甲所示的光斑，你认为他应该选择________（选填“a”、“b”）透镜来进行实验； （2）如图乙所示，为了方便于观察所成的像，实验时，应先将烛焰中心、光屏中心调到凸透镜的________； （3）此组同学进行了多次实验，并得到的凸透镜的像距v和物距u关系的图象如图丙、由图象可知凸透镜的焦距是________cm； （4）进行实验探究时，他们将其中两组蜡烛与光屏上像的位置和大小记录在记录纸上，如图丁（用带箭头的线段表示物，A'、B'分别表示蜡烛在A、B处像的位置）所示，从图丁中可以看出，蜡烛在A、B位置时光屏上得到的都是倒立、________（选填“放大”或“缩小”）的实像；光屏在B'成像时，小明将图丁中的凸透镜换成焦距相同、直径较小的凸透镜，光屏上所成的像和与原来相比会变________（填序号）。①小②大③暗④亮⑤不完整 （5）各小组交流后发现，当蜡烛在距透镜15cm~30cm之间时，像均成在透镜另一侧距透镜30cm以外处。但是，当它们把蜡烛放在C位置时，在光具座上无论怎样移动光屏，都不能得到清晰的像，原因是________。为了让蜡烛在C位置的像成在光具座上的光屏上，他们采用了两种做法： ①做法一：保持蜡烛和透镜的位置不变，更换凸透镜，在光具座上移动光屏，光屏上又出现了清晰的像，这表明像距变________（选填“大”或“小”）了，由此推断更换的凸透镜会聚光的能力较________（选填“强”或“弱”），此透镜焦距________15cm（选填“大于”、“小于”或“等于”）； ②做法二：保持蜡烛和透镜的位置不变，在蜡烛和透镜之间再放置一个________（选填“凸透镜”或“凹透镜”），在光具座上移动光屏，光屏上又出现了清晰的像，由此实验联系实际，此实验类似于________（选填“远视眼”或“近视眼”）的矫正； （6）某小组在做成像实验时，记录下每次成清晰像的实像的物距，像距，物像间距，会出如图戊所示的图（为焦距），查阅资料发现，在物理学中，有一个凸透镜成像的“新概念”：放大率： ①当物距，烛焰成清晰的实像时，放大率=________； ②经分析，图中的值为________。 34．如图所示，请画出入射或折射光线，使光路完整。 35．请在图上画出处于2倍焦距处的物体AB通过凸透镜所成的像，并画出光线AC经过凸透镜的折射光线。 36．根据下列学科实践活动，回答问题。 小明制作“智能”投影仪，他用硬纸板制作长方体暗箱，配置合适的凸透镜制成简易投影仪，将播放视频的手机放到指定位置，调整白屏，使呈现放大的画面。 （1）由图甲所示，该凸透镜的焦距是________；现有宽、高相同，长分别为、和的三个纸盒，他应选择长为________的纸盒做暗箱； （2）如图乙所示，制作时使凸透镜、手机、白屏三者中心在同一水平直线上，目的是________；为使投影仪具有更好的观影效果，手机图片应该________（选填“正立”、“倒立”或“侧立”）放置；固定手机、凸透镜的位置，手机播放视频，无论怎样调节白屏的位置，均不能在白屏上呈现清晰的像，原因可能是________。 （3）优化“投影仪”如图丙所示，给暗箱加装可左右移动的抽屉，能改变凸透镜到手机的距离。通过调节，小明在墙面上找到了清晰放大的像，为了使像更大，应移动抽屉，使手机与凸透镜的距离变________，同时使“投影仪”与墙面的距离变________；调节至画面最清晰时，用纸遮掉透镜上半部分，墙上的画面将________；人站墙面处，透过凸透镜看手机，看到的画面是________（选填“倒立放大的虚像”、“正立缩小的实像”或“一片亮光”）。 （4）观影时小明发现白屏上的画面偏暗，于是在暗箱上开槽，如图丁所示，插入某种类型的透镜后，画面的亮度增强，但模糊不清，为了得到清晰的像，他接下来应将白屏向________（选填“靠近”或“远离”）原有凸透镜方向移动。 37．阅读短文，回答问题。 跨学科实践——制作简易照相机 【任务要求】小明学习了凸透镜成像的知识后，在综合实践课上，他和物理小组的同学们开展了“认识照相机并制作简易照相机”的跨学科实践活动。 【任务实施】 任务一：认识照相机 （1）如图甲所示为照相机的结构图，把镜头盒内多块透镜的组合视作凸透镜，把胶片盒内的感光芯片视作光屏。利用如图乙所示的光具座可以模拟照相机的成像情况，调整烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心位于凸透镜的主光轴上，接着调节蜡烛、凸透镜和光屏在如图位置时，光屏上恰好呈现清晰的烛焰像（图中未画出），该像是倒立、________的实像； （2）实验过程中，小明将一副眼镜放在图乙中凸透镜左侧附近，结果光屏上的像由清晰变模糊了，他将光屏向右移动适当距离后再次呈现了清晰的像，由此可知小明是_______（远/近）视眼，他配戴的眼镜是________（凸/凹）透镜。 任务二：设计简易照相机： 器材：卡纸、凸透镜、半透明薄膜、美工刀、胶带等。 （3）小华同学利用器材设计了如图丙所示的“简易照相机”。 自制照相机评价量表 指标 优秀 合格 待改进 功能 像的大小及清晰度都可调 像的大小可调。但清晰度不可调 像的大小及清晰度都不可调 根据评价量表，请评价该“简易照相机”属于_____等级，理由是__________ （4）小明的设计：用卡纸做两个粗细相差很小的纸筒，使一个纸筒刚好能套入另一个纸筒内，并能前后滑动，在一个纸筒M的一端嵌上一个凸透镜，在另一个纸筒N的一端蒙上一层半透明薄膜，将两个纸筒套在一起，如图丁所示，其中纸筒M的长度最大为凸透镜_______倍焦距最佳。 任务三：制作与调试 （5）制作“简易照相机”时，可选择的凸透镜有A、B、C三个，焦距分别为、、。若在同一位置观察同一物体，想使薄膜上的像更大些，我们应该选择凸透镜________（A/B/C）。 （6）在较暗的室内，小明把制作好的“简易照相机”的__________（凸透镜/薄膜）对着明亮的室外，调节后可在薄膜上看到景物清晰的像，如果想使薄膜上的这个像更大一些，他的操作是__________。 【应用】 （7）我国无人机航拍技术在国际上处于先进水平，尤其在民用领域表现突出。无人机航拍技术简单讲就是利用无人机搭载摄像头进行空中拍摄的一种技术，无人机航拍时，若匀速向上提升，摄像头自动对焦连续拍摄，镜头会________。 A．匀速后缩 B．匀速前伸 C．减速后缩 D．加速前伸 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章 光和眼睛（透镜及其应用） 常考题型·精准突破 考点一 奇妙的透镜 ◆题型1凸透镜与凹透镜的辨别 1．D 2．a、c 老花镜 ◆题型2透镜对光的作用（高频） 3．C 4．（1）小 强；（2）材料；（3）紫光 红光；（4）65° A ◆题型3焦点与焦距（重点） 5．主光轴 光心 会聚于 焦点 反向延长线 焦距 物距 像距 6．10 不能 7．A 考点二 凸透镜成像规律 ◆题型1凸透镜成像规律基础（高频） 8．（1）烛焰、三个小孔、眼睛在同一直线上 不是；（2）B ③；（3）同一高度 照相机 9．物体 烛焰 10 20 焦距 不同焦距的凸透镜 投影仪 10．（1）主光轴；（2）倒立 放大 30.0 投影仪；（3）靠近 小 能；（4）近视眼 前面；（5） ◆题型2凸透镜成像实验（重点・实验必考） 11．（1）同一高度 使像成在光屏中央；（2）缩小；（3）70；（4）凹透镜；（5）23；（6）下；（7）光屏；（8）污染环境；（9） 12．主光轴 倒立 缩小 35 40 B D ◆题型3成像规律的应用 —— 放大镜 13．同一高度 C 光屏 正立 A 照相机 LED小灯放在焦点上 14．虚 小于 远离 考点三 眼睛与光学仪器 ◆题型1眼睛的成像原理 15．（1）C；（2）①③⑥ 16．（1）物距相同时，焦距越小像距越小；（2）大；（3）前 ◆题型2近视与远视的矫正（高频） 17．（1）B；（2）同一高度 使像成在光屏中央；（3）照相机；（4）左 凹 保持正确的读写姿势/控制用眼时间/避免在强光下看书等 18．（1）最小 11.0 投影仪 能；（2）③ 左 厚 B 凹 小；（3）小于；（4）后 凸 B；（5）不合适 19．AB ◆题型3常见光学仪器 20．A 21． 凸透镜 正立 虚像 22．（1）大 小 物镜焦距越大、目镜焦距越小，放大倍数越大，像越大；（2）C；（3）B 综合攻坚·知能拔高 23．C 24．B 25．B 26．B 27．凹 凸 28．0.4 20.0 B、D 29．放大 适当降低 远离 右 30．老花镜 后 0.2 31．（1）使光源的像成在光屏的中心；（2）缩小 实像 正立；（3）D；（4）C 32．（1）缩小 照相机；（2）42.0 右；（3）右 大 抽水 33．（1）b；（2）主光轴上；（3）15.0；（4）放大 ③；（5）像距太大，超出光具座范围 小 强 小于 凸透镜 远视眼；（6）2 3f 34． 35． 36．（1）20.0 35；（2）使像成在光屏的中央 倒立 手机放在凸透镜一倍焦距以内；（3）小 大 变暗 一片亮光；（4）靠近 37．（1）缩小；（2）近 凹；（3）待改进 无法改变凸透镜和半透明薄膜的距离，像的大小和清晰度都不可调；（4）/一；（5）C；（6）凸透镜 将简易照相机靠近被拍摄物体，同时拉长纸筒增大凸透镜与半透明薄膜的距离；（7）A / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章 光和眼睛（透镜及其应用） 常考题型·精准突破 考点一 奇妙的透镜 题型1凸透镜与凹透镜的辨别 题型2透镜对光的作用（高频） 题型3焦点与焦距（重点） 考点二 凸透镜成像规律 题型1凸透镜成像规律基础（高频） 题型2凸透镜成像实验（重点・实验必考） 题型3成像规律的应用——放大镜 考点三 眼睛与光学仪器 题型1眼睛的成像原理 题型2近视与远视的矫正（高频） 题型3 常见光学仪器 综合攻坚·知能拔高 常考题型·精准突破 考点一 奇妙的透镜 ◆题型1凸透镜与凹透镜的辨别 1．下列关于透镜的知识，叙述正确的是 A．凸透镜是很厚的透镜，凹透镜是很薄的透镜 B．透镜只能用透明玻璃制造 C．王红戴的近视眼镜的镜片中间厚、边缘薄 D．凸透镜表面越凸，焦距越短 【答案】D 【解析】A．根据凸透镜和凹透镜的定义可知，区分凸透镜和凹透镜是看中间比边缘厚或是薄，并不是看整个镜片有多厚或是多薄，故A错误． B．透明物质都要可以做透镜，如冰，故B错误． C．近视眼镜的镜片是凹透镜，中间薄边缘厚，故C错误． D．凸透镜表面越凸，折射能力越强，折射光线就会在距离光心较近的地方相交，所以焦距越短．故D正确． 【点睛】中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜，中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜．近视眼镜的镜片是凹透镜，远视眼镜的镜片是凸透镜． 2．香水的主要成分是易燃酒精。如图所示为三瓶香水，透明玻璃瓶盖形状各异，容易在阳光下引发火灾的有______（选填“a”、“b”或“c”），我们用这类透镜制成______（选填“近视镜”或“老花镜”）。 【答案】 a、c 老花镜 【解析】[1][2]如图所示，a、c都是中间厚，边缘薄，是凸透镜，对光有会聚作用，最容易在阳光下引发火灾。 [3]远视眼是由于晶状体太薄，看近处物体时成像在视网膜的后方，应该佩戴凸透镜进行矫正，就是我们平时所说的老花镜。 ◆题型2透镜对光的作用（高频） 3．如图所示为研究凸透镜和凹透镜对光作用的实验，其中说法错误的是（      ） A．为了便于观察，实验时，一般选择让平行于主光轴的光射向凸透镜和凹透镜 B．实验时，需要观察光通过透镜后的偏折方向，与进入透镜的光线对比，从而得出结论 C．实验表明，凸透镜对光有发散作用，凹透镜对光有会聚作用 D．凸透镜又叫会聚透镜，凹透镜又叫发散透镜 【答案】C 【解析】AB．研究凸透镜和凹透镜对光的作用时，为了便于观察，实验时，一般选择让平行于主光轴的光射向凸透镜和凹透镜，需要观察光通过透镜后的偏折方向，与进入透镜的光线对比，是会聚了一些还是发散了一些，从而得出结论，故AB正确，不符合题意； C．实验表明，凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用，故C错误，符合题意； D．凸透镜对光线有会聚作用，所以凸透镜又称为会聚透镜，凹透镜对光线有发散作用，所以凹透镜又称发散透镜，故D正确，不符合题意。 故选C。 4．小明在学习了凸透镜后，想探究凸透镜的焦距大小与什么因素有关，于是他让平行光通过如图（a）的四个透镜（其中甲、乙和丙、丁是两组形状相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制成）。 （1）当与主光轴平行的光经过甲、丙两凸透镜后会聚于焦点，如图（b）所示，比较两次实验数据，可以得到的结论是：在凸透镜的材料相同时，凸透镜表面越凸，则凸透镜的焦距越________（选填“大”或“小”），对光的会聚能力越________（选填“强”或“弱”）； （2）如果选择凸透镜丙和丁进行实验，他是在探究“凸透镜的焦距大小与________的关系； （3）图（c）所示为光的色散现象，同一个三棱镜对________（选填“红光”或“紫光”）的偏折程度更大，用红光和紫光测同一个凸透镜的焦距，用_________（选填“红光”或“紫光”）测出的凸透镜焦距更大； （4）学了光学后，小蓝将凸透镜、平面镜进行组合，得到如图（d）所示的装置。其中F是凸透镜的焦点，是光源S（图中未画出）在平面镜中的像，像与左侧焦点F重合，a是光源S发出的一束光经平面镜反射后的光线，其反向延长线过左侧焦点F； ①反射光线a与平面镜的夹角为25°，则入射角的大小为________； ②光源S发出的光经平面镜反射后，部分反射光射到凸透镜上，这部分反射光经凸透镜折射后________。 A．均平行于透镜主光轴 B．均不平行于透镜主光轴 C．一部分平行于透镜主光轴 【答案】（1）小 强；（2）材料；（3）紫光 红光；（4）65° A 【解析】（1）[1][2]平行光经过凸透镜后发生折射，相交于凸透镜的焦点位置，焦点到光心的距离称为焦距，由图可知，形状更凸的凸透镜丙的焦点至其光心的距离更近，所以丙的焦距更小，聚光能力更强，故可得：在凸透镜的材料相同时，凸透镜表面越凸，则凸透镜的焦距越小，聚光能力越强。 （2）丙丁两个凸透镜形状相同而材料不同，所以可用于探究凸透镜的焦距大小与材料的关系。 （3）[1]由图可知，紫光的折射角更小，说明紫光的偏折能力更强。 [2]使用紫光和红光测量同一凸透镜的焦距时，因红光的偏折能力更强，所以光线将推迟会聚，故测得的焦距会更大。 （4）[1]在光的反射中，反射角等于入射角，反射光线a与平面镜的夹角为25°，则反射角为 所以入射角为65°。 [2]像与左侧焦点F重合，即光源发出的光线经平面镜反射后，反射光的反向延长线均经过凸透镜的焦点，经过凸透镜焦点的光线经过凸透镜后将沿着与主光轴平行的方向射出。 故选A。 ◆题型3焦点与焦距（重点） 5．透镜光路基本概念：图（1）是透镜光路示意图。 （1）过透镜两个球面球心的直线叫_____（主轴），用“CC”表示。透镜的几何中心叫______，用“O”表示。 （2）焦点：平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后 ____主光轴上一点，这点叫凸透镜____，用“F”表示，如图（2）a所示；平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后发散，其_____会交于一点，这是凹透镜的焦点（虚焦点），如图（2）b所示。 （3）焦距：焦点到光心的距离叫___，焦距用“f”表示。 （4）物距：物体到光心的距离叫___，用“u”表示。 （5）像距：像到光心的距离叫___ ，用“v”表示。 【答案】 主光轴 光心 会聚于 焦点 反向延长线 焦距 物距 像距 【解析】（1）[1][2]透镜一般是由两个凸凹圆形透明体组成，每个透明体均有两个曲率半径和两个球心，连接两个球面的中心就是主光轴，简称主轴，图中用“CC”表示，透镜的中心叫光心，图中用“O”表示。 （2）[3][4]由图a知道，跟主光轴平行的光线，经凸透镜折射后会聚于一点，这点就是凸透镜的焦点，用字母F表示。 [5]由图b知道，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线的反向延长线会交于一点，叫做凹透镜的焦点，且是虚焦点，故凹透镜对光线有发散作用。 （3）[6]焦点到透镜光心的距离叫焦距，用字母f表示。 （4）[7]由课本知道，物体到光心的距离叫物距，用“u”表示。 （5）[8]由课本知道，像到光心的距离叫像距，用“v”表示 6．如图所示，某同学将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移动白纸，在距透镜10cm时白纸上出现一个最小、最亮的光斑，该凸透镜的焦距是 ___________cm。换成凹透镜再做这个实验，在纸上 ___________（选填“能”或“不能”）看到很小、很亮的光斑。    【答案】 10 不能 【解析】[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；太阳光会聚在透镜另一侧10cm处，故凸透镜的焦距为10cm。 [2]换成凹透镜再做这个实验，凹透镜对光线具有发散作用，所以在纸上不能看到很小、很亮的光斑。 7．关于透镜的说法正确的是（　　） A．中间厚边缘薄的透镜一定是凸透镜 B．凸透镜既有实焦点，也有虚焦点 C．焦点是与凹透镜主光轴平行的光线，经过凹透镜后会聚在主光轴上的某一点 D．任何时候观察凸透镜所成的实像时，都必须用光屏承接才能观察到 【答案】A 【解析】A．中间厚，边缘薄的透镜是凸透镜，中间薄，边缘厚的透镜是凹透镜，故A正确； B．凸透镜只有两个实焦点，故B错误； C．平行于主光轴的光线经过凹透镜后会发散，其发散光线的反向延长线的交点为其焦点，故C错误； D．凸透镜成实像时可以用光屏承接，也可以透过凸透镜直接观察到实像，故D错误。 故选A。 考点二 凸透镜成像规律 ◆题型1凸透镜成像规律基础（高频） 8．某校物理学习小组进行一组光学综合实践活动。 （1）如图甲所示，通过三个不透明白板A、B、C的小孔去观察烛焰，若要看到烛焰，应满足的条件是______，此时从小孔中看见的______（是/不是）烛焰通过小孔成的像； （2）火焰的形状如图乙的①所示，此时想看烛焰通过小孔成的像，人眼应直接看白板______（A/B/C），所看到的像为图乙中的______（②/③/④）； （3）如图丙，探究时应将烛焰、透镜和光屏三者中心调整到______，此时所成像的应用是______（投影仪/照相机/放大镜）。 【答案】（1）烛焰、三个小孔、眼睛在同一直线上 不是；（2）B ③；（3）同一高度 照相机 【解析】（1）[1][2]根据光的直线传播知道，当三个小孔与烛焰、眼睛在同一条直线上时，我们就能看到后面的蜡烛；通过三个小孔看见的是蜡烛，不是蜡烛通过小孔成的像。 （2）[1][2]人眼在图甲的位置直接看火焰，其形状如图乙所示的①，即烛焰是正立、向右飘的；要想看烛焰通过小孔成的像，实际是利用了小孔成像，人眼应直接看白板B（光屏）进行观察，可以看倒立的实像，且烛焰向左飘，所以看到的像为图乙中的③。 （3）[1]为使像能成在光屏的中央，应调整凸透镜、光屏和烛焰，使三者的中心大致在同一高度处。 [2]由图丙知道，物距大于像距，成倒立缩小的实像，应用于照相机。 9．某学习小组开展了一次实验探究活动 【探究名称】探究凸透镜成像规律 【实验器材】凸透镜（焦距为）、光屏、蜡烛、火柴、光具座 【问题】小明用凸透镜看近处和远处的物体时，发现它们的成像特点不同，于是他猜想凸透镜的成像特点可能跟_____到凸透镜的距离有关。 【证据】 （1）小明用焦距为的凸透镜按如图所示进行了多次实验并记录（如下表）。实验时，为了方便观察，应该使凸透镜中心、_____中心和光屏中心在同一高度。 实验次数 物距u/cm 像的虚实 像的正倒 像的大小 像距v/cm 1 8.0 虚像 正立 放大 像在物体后侧 2 10.0 / / / / 3 14.0 实像 倒立 放大 35.0 4 15.0 实像 倒立 放大 30.0 5 17.0 实像 倒立 放大 25.0 6 20.0 实像 倒立 等大 20.0 7 25.0 实像 倒立 缩小 16.7 8 35.0 实像 倒立 缩小 14.0 （2）经过多组实验发现当物距在到之间时，成倒立放大的实像；当物距大于时，成倒立缩小的实像；当物距小于时，从透镜的另一侧可以看到正立放大的虚像。 【解释】小明分析上述数据发现物距为和的位置非常特殊。物距为_____处是成实像和虚像的分界点，_____是成放大像和缩小像的分界点。进一步分析发现恰好是该透镜的一倍焦距的长度，恰好是该透镜二倍焦距的长度。 【交流】 （1）这是巧合还是必然呢?为此，他提出了一个新的猜想：物距相同时，凸透镜的成像特点可能还跟凸透镜的_____有关。 （2）为了进一步验证该猜想，还要补充的器材是_____。实验时应该控制物体到凸透镜的距离不变，改变凸透镜，并调节光屏到透镜的距离，进行多次观察实验。 （3）某次烛焰在光屏上成像位置如图，所成像性质与_____（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）相似。 【答案】 物体 烛焰 10 20 焦距 不同焦距的凸透镜 投影仪 【解析】【问题】[1]近处物体和远处物体到凸透镜的距离不同，导致成像情况也不同。 【证据】（1）[2]为了使像成在光屏中央，须将凸透镜、烛焰、光屏三者中心调节到同一高度。 【解释】[3]物距大于10cm时，成实像，小于10cm时成虚像。故物距10cm是成虚像和成实像的分界点。 [4]物距大于20cm时成缩小的实像，小于20cm时成放大的实像，故物距20cm是成放大像和缩小像的分界点。 【交流】（1）[5]10cm恰好等于凸透镜焦距，20cm恰好是二倍焦距，以此推理，成像情况可能与凸透镜焦距有关。 （2）[6]为了探究成像情况与凸透镜焦距的关系，需要多个焦距不同的凸透镜进行实验，所以至少要补充一个焦距不等于10cm的凸透镜。 （3）[7]此时物距小于像距，成的是倒立放大的实像，是投影仪的成像原理。 10．小明同学在做“探究凸透镜成像规律”时，所用的器材有：带刻度尺的光具座、焦距为10cm的凸透镜、光屏、蜡烛和火柴等。 （1）实验前，小明调节烛焰、光屏的中心在凸透镜的________上，目的是使像成在光屏中央便于观察； （2）小明在某次实验中，将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上如图甲所示的位置，光屏上呈现清晰的像，此像是______（正立/倒立）、______（放大/缩小）的实像，像距是______cm，此种状况下的一种应用是________（照相机/投影仪）； （3）在图甲中，保持凸透镜的位置不变，将烛焰向远离凸透镜的方向移动适当距离，则应将光屏向________（远离/靠近）透镜方向移动，光屏上才能再次呈现清晰的像，与（2）相比，像的大小将变________（大/小）；若实验时将凸透镜挡住一部分，光屏上_______（能/不能）得到完整的像； （4）图甲中，小明拿物理老师的眼镜，放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原本清晰的像变模糊了，向左移动蜡烛，光屏上的像又变清晰了，说明老师的眼睛是________（近视眼/远视眼），老师不戴眼镜时，看远处物体所成的像在视网膜的________（前面/后面）； （5）如图乙所示，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，若将凸透镜向右移到B处（图中未标出），光屏上再次成清晰的像，透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s＝_________（用L0、L表示）。 【答案】（1）主光轴；（2）倒立 放大 30.0 投影仪；（3）靠近 小 能；（4）近视眼 前面；（5） 【解析】（1）实验前，小明调节烛焰、光屏的中心在凸透镜的主光轴上，使得三心等高，目的是使像成在光屏中央便于观察。 （2）[1][2][3][4]如图甲所示，物距为，像距为，光屏上呈现清晰的像，则为实像，物距小于像距，则所成的像是倒立放大的实像，此种状况下的应用是投影仪。 （3）[1][2]在图甲中，保持凸透镜的位置不变，将烛焰向远离凸透镜的方向移动适当距离，物距增大，根据凸透镜成实像时遵循的物远像近像缩小的规律可知，则像距应减小，即将光屏向靠近透镜方向移动，光屏上才能再次呈现清晰的像。与（2）相比，像的大小将变小。 [3]挡住凸透镜一部分，剩余部分仍能折射光线，因此光屏上能成完整的像，只是像的亮度会变暗。 （4）[1]眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，向左移动蜡烛（增大物距）才能重新得到清晰的像，说明该眼镜对光线有发散作用，是凹透镜，用于矫正近视眼。 [2]近视眼的成因是晶状体太厚，折光能力太强，看远处物体时，像成在视网膜的前面。 （5）当凸透镜位于光具座上A处时成像，凸透镜移动B处时又成像，且物与光屏的位置没有动，根据光路的可逆性原理可知，这两次成像时物距和像距的大小是互换的。原来凸透镜在A点距蜡烛距离为L，后来凸透镜在B点时距光屏的距离为L，故透镜先后两次所在位置A、B之间的距离为 ◆题型2凸透镜成像实验（重点・实验必考） 11．小致在做“探究凸透镜成像规律”的实验中时，凸透镜的位置固定不动，在图甲所示位置时，蜡烛恰好在光屏上成清晰的像。凸透镜焦距。 （1）实验前，应在光具座上调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在___________，这样做的目的是___________； （2）图甲中烛焰在光屏上所成的是___________（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像； （3）当蜡烛在30cm处时，光屏应在___________cm处才能得到清晰的实像； （4）图甲中保持透镜、光屏位置不变，将蜡烛左移，应在透镜和蜡烛之间加___________（选填“凸透镜”或“凹透镜”，才能在光屏上成清晰的像； （5）若图甲中保持蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜移动到___________cm刻度处，光屏上会再次出现一个清晰的像； （6）实验过程中蜡烛燃烧变短，烛焰的像偏离了光屏中央，在保持蜡烛和光屏不动的条件下，使像重新回到光屏的中央，应将凸透镜向___________调节； （7）当蜡烛移动到小于一倍焦距时，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上得到烛焰的像。此时眼睛在___________一侧通过透镜观察，可以看到正立、放大的虚像； （8）小致认为在实验过程中用蜡烛作为发光体除容易变短外，还存在一些不足之处，比如___________；（写出合理的一条即可） （9）如图丙所示，请作出两条光线通过透镜之后的光路图。 【答案】（1）同一高度 使像成在光屏中央；（2）缩小；（3）70；（4）凹透镜；（5）23；（6）下；（7）光屏；（8）污染环境；（9） 【解析】（1）[1][2]为了使像成在光屏中央，应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度上。 （2）由图甲知道，此时物距 故成倒立、缩小的实像。 （3）当蜡烛在30cm处，此时物距 根据u=v=2f知道，成倒立、等大的实像，故光屏应在70cm处才能得到等大、倒立的实像。 （4）图甲中保持透镜、光屏位置不变，将蜡烛左移，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，此时像成在光屏的左侧，要使光屏上成清晰的像，应在透镜和蜡烛之间加凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用，会将光线推迟会聚成像。 （5）若图甲中保持蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜移动到23cm刻度处，此时物距等于原来的像距，像距等于原来的物距，根据在光的折射中，光路是可逆的知道，光屏上会再次出现一个清晰的像。 （6）蜡烛燃烧变短，根据过光心的光传播方向不变，可知像将向光屏上方移动。为使像重新回到光屏中央，应将凸透镜向下调节。 （7）当物距小于一倍焦距时成虚像，此时眼睛应在光屏一侧透过透镜观察。 （8）用烛焰作为发光物体存在不足之处：烛焰不稳定，火焰在有风的时候会晃动，且对环境有污染等。 （9）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，过光心的光线其传播方向不变，如下图 12．某实验小组在做“探究凸透镜成像规律”的实验时：该凸透镜的焦距为10cm。 （1）实验前，应调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的______上； （2）如图1所示，将该凸透镜固定在光具座上，当把发光物体蜡烛放在光具座上20cm位置时，恰好可以在右侧65cm位置处的光屏上得到一个清晰的______（“正立”或“倒立”）、______（填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像，若保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至______cm刻度线处，则屏上能再次呈现清晰的像； （3）在图1中，保持凸透镜在50cm位置处，当把蜡烛放在光具座上______cm位置时，发现无论怎样移动凸透镜右侧的光屏，在光屏上始终只有一个大小不变的圆形光斑； （4）如图2所示，烛焰通过凸透镜成正立的像时，则人眼在图中______处能观察到烛焰的像； （5）如图3所示，将盛满水的圆柱形透明玻璃杯贴近书本，改变玻璃杯到书本的距离，尝试透过玻璃杯观看书上的鹦鹉图片（圆圈中的鹦鹉图与书本中的鹦鹉图实际大小相等），他所看到像不可能是______（选填“A”、“B”、“C”或“D”）。 【答案】 主光轴 倒立 缩小 35 40 B D 【解析】（1）[1]实验前，应调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的主光轴上，这样像才能成在光屏的中央。 （2）[2][3]如图1所示，将该凸透镜固定在光具座上，当把发光物体蜡烛放在光具座上20cm位置时，物距u=50cm-20cm=30cm＞2f 恰好可以在右侧65cm位置处的光屏上得到一个清晰的倒立、缩小的实像，此时像距是65cm-50cm=15cm [4]若保持蜡烛和光屏位置不变，根据光的可逆性，移动透镜使物距等于原来的像距，至20cm+15cm=35cm 刻度线处，则屏上能再次呈现清晰的像。 （3）[5]在图1中，保持凸透镜在50cm位置处，当把蜡烛放在光具座上40cm位置时，物距等于焦距，即物体正好放在凸透镜的焦点上，发现无论怎样移动凸透镜右侧的光屏，在光屏上始终只有一个大小不变的圆形光斑。 （4）[6]由图2可知，物距小于焦距，凸透镜成放大的虚像，像和物体同侧，人眼在图中B处能观察到烛焰的像。 （5）[7]因为左右方向的玻璃杯面是一个弧形样子，中间厚边缘薄，与凸透镜一样，所以是左右方向发生变化；当物距小于焦距时，成正立放大的虚像，即左右变大；当物距大于焦距小于二倍焦距时，成倒立、放大的实像，即左右颠倒；当物距等于二倍焦距时，成倒立、等大的实像，即左右颠倒；当物体大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，即左右颠倒。由于玻璃杯面上下相同（不是弧形样子），不会起到放大作用，所以像与图片应该是左右发生变化，而上下与图片相同，故不可能出现D选项中的图片。 ◆题型3成像规律的应用 —— 放大镜 13．如图甲、乙所示，小佳手拿一个凸透镜，先看了自己的指纹，再伸直手臂看窗外远处的物体，看到的像是不同的。这是为什么呢？他做了如图丙所示的实验，凸透镜的焦距为10cm。 （1）他将蜡烛、凸透镜、光屏依次组装到光具座上，点燃蜡烛，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在_____上。然后将蜡烛放在A、B、C三个区域内，调整光屏的位置，观察成像情况。将蜡烛放在______区域时，反映的是图甲的成像原理，此时眼睛要在______（选“蜡烛”或“光屏”）一侧观察，才能看到一个______（选“正立”或“倒立”）、放大的虚像。 （2）将蜡烛放在______区域时，反映的是图乙的成像原理，这个成像性质在实际生活中的应用是______（选“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。 （3）实验完毕，小佳将蜡烛换成一个高亮度的LED小灯，调整好高度，把它放到光具座的某一位置，左右移动光屏，发现光屏上出现了一个大小始终不变的圆形光斑（不是像），出现这种情况的原因是______。 【答案】 同一高度 C 光屏 正立 A 照相机 LED小灯放在焦点上 【解析】（1）[1]烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度，是为了是像成在光屏的中央。 [2][3][4]甲图中用放大镜看自己的手指，手指成的是正立、放大的虚像，此时物距应该在一倍焦距之内，故应把蜡烛放在C区域；凸透镜成虚像时，虚像与物体在凸透镜的同一侧，所以眼镜要在光屏一侧观察。 （2）[5]乙图中用凸透镜观看远处的物体，成的是倒立、缩小的实像，此时的物距要大于二倍焦距，所以应该将蜡烛放在A区域。 [6]乙图中用凸透镜观看远处的物体，成的是倒立、缩小的实像，其应用是照相机。 （3）[7]当u=f 不成像，只成一个光斑，故LED小灯在光屏上出现了一个大小始终不变的圆形光斑，即LED小灯放在焦点上。 14．如图所示，小明在网上让“鉴宝”主播鉴赏一枚古币时，使用放大镜观察古币上的字，看到的字是正立、放大的________（选填“虚”或“实”）像；古币与放大镜之间的距离________（选填“大于”“小于”或“等于”）透镜的1倍焦距。若想让字更大一些看得更清楚，应将放大镜适当________（选填“远离”或“靠近”）古币。 【答案】 虚 小于 远离 【解析】由凸透镜成像规律可知，物距小于1倍焦距时成正立、放大的虚像，故前两空依次为虚、小于。因凸透镜成虚像时，一倍焦距内物距越大像越大，故想让字更大，应将放大镜适当远离古币。 考点三 眼睛与光学仪器 ◆题型1眼睛的成像原理 15．人类的眼睛像一架神奇的照相机。如图甲所示，眼球的晶状体相当于镜头，视网膜相当于胶片。由眼睛的调节作用所能看清的最远点，叫远点，正常眼的远点在极远处。眼睛能看清的最近点，叫近点，正常眼的近点约距眼睛10cm。看清物体时间较长也不易感到疲劳的距离叫明视距离，正常眼睛的明视距离是25cm。 （1）根据上文，你认为正常人的眼睛观察范围是：___________（填以下选项）。 A．0~10cm B．10cm~25cm C．10cm~极远处 D．0~25cm （2）小李同学在做凸透镜成像实验时，如图乙所示，此时光屏上成清晰的像。若换上焦距更小的透镜，光屏上的像变模糊了，为使光屏上再次呈现清晰的像，以下操作可行的是___________。 ①将光屏靠近凸透镜        ②将光屏远离凸透镜 ③将蜡烛靠近凸透镜        ④将蜡烛远离凸透镜 ⑤给凸透镜前戴上凸透镜    ⑥给凸透镜前戴上凹透镜 【答案】（1）C；（2）①③⑥ 【解析】（1）正常眼的近点约10cm，远点在极远处，因此正常人眼睛的观察范围是极远处，故选C。 （2）换上焦距更小的凸透镜后，凸透镜对光线的会聚能力变强，像会成在原光屏的前方，也就是更靠近凸透镜的位置，像更靠近凸透镜，因此将光屏靠近凸透镜即可重新承接到清晰的像，故①正确，②错误； 根据凸透镜成像规律“物近像远”，若光屏不动，减小物距，也就是将蜡烛靠近凸透镜，可以让像距增大，使像移动到光屏处，故③正确，④错误； 若蜡烛、光屏都不动，需要让光线推迟会聚，凹透镜对光线有发散作用，能让像后移到光屏上，因此在凸透镜前加凹透镜即可，故⑥正确，⑤错误。 因此可行的操作是①③⑥。 16．小明在学习凸透镜成实像的规律后，进一步研究物距不变时，实像的像距与凸透镜焦距的关系。他选用焦距不同的凸透镜，分别进行实验，将焦距、物距和像距记录在下表中。 （1）分析表中序号1～6中凸透镜成清晰像时的像距和焦距的大小变化关系，可以得出的初步结论是：______； 序号 焦距（厘米） 物距（厘米） 像距（厘米） 1 30 70 53 2 25 70 39 3 20 70 28 4 15 70 19 5 10 70 12 6 8 70 9 （2）人眼的晶状体相当于一个凸透镜，通过调节晶状体的弯曲程度使远近不同的物体在视网膜上成清晰的像，从而能看清远近不同的物体，如图所示。小明查阅了相关资料后得知：同种材料制成的凸透镜的焦距大小与透镜表面的弯曲程度有关，弯曲程度越大，焦距越短。人眼的视网膜到晶状体的距离相当于像距，当物体慢慢靠近人眼时，为了能在视网膜上始终有清晰的像，晶状体的弯曲程度变______（选填“大”或“小”）。 （3）已知近视眼晶状体的弯曲程度大于正常眼睛且难以调节，近视眼患者在看不清远处的物体时，物体所成清晰的像在视网膜之______（选填“前”或“后”）。 【答案】（1）物距相同时，焦距越小像距越小；（2）大；（3）前 【解析】（1）由表格实验数据可知，物距不变时，凸透镜的焦距越大（或小），对应的像距越大（或小）。 （2）当物体慢慢靠近人眼时，根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”可知，要使像距（即视网膜到晶状体的距离）不变，需要减小凸透镜的焦距。由题意可知，晶状体的弯曲程度越大，焦距越小，故当物体慢慢靠近人眼时，晶状体的弯曲程度应变大，才能使像清晰的成在视网膜上。 （3）近视眼患者的晶状体弯曲程度过大，焦距变小，对光的会聚能力变强。看远处物体时，物体发出的光经晶状体折射后，会在视网膜前方形成清晰的像，导致视网膜上无法成清晰的像，因此看不清远处的物体。 ◆题型2近视与远视的矫正（高频） 17．探究近视成因及矫正问题。 眼球中晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，于是小明选用两个直径相同但厚度不同的凸透镜进行实验，如图甲所示。 【证据】 （1）图甲中，通过平行光经过两凸透镜之后的光线情况，可判断出凸透镜________（选填“A”或“B”）使光偏折更显著； （2）选择凸透镜A进行实验。实验前，应先调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在________，这是为了________； （3）进行实验，如图乙所示，烛焰恰好在光屏上呈现一个清晰的像，这是________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的工作原理； （4）保持蜡烛位置不变，将凸透镜A换成凸透镜B，若要在光屏上继续看到烛焰清晰的像，则应向________（选填“左”或“右”）移动光屏； 【解释】近视眼看不清远处的物体，形成近视眼的原因之一是晶状体变太厚，折光能力变强，根据实验中的结论，可在眼睛前放一个合适的________透镜就可以将远处物体的像成在视网膜上； 【交流】为了防止患上近视眼，请提出一条日常学习中合理的用眼建议：________。 【答案】（1）B；（2）同一高度 使像成在光屏中央；（3）照相机；（4）左 凹 保持正确的读写姿势/控制用眼时间/避免在强光下看书等 【解析】（1）凸透镜对光线的偏折能力与焦距有关，焦距越短，偏折能力越强。图甲中，平行光经过凸透镜后会聚于焦点，焦点到凸透镜光心的距离为焦距。通过观察可知，凸透镜B的焦距比A短，因此B对光线的偏折更显著。 （2）[1][2]实验前调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是使烛焰的像能成在光屏的中央位置，便于观察和测量像的性质。 （3）由图乙知，此时物距大于像距，且在光屏上成清晰的像，成倒立、缩小的实像，这是照相机的工作原理。 （4）[1]保持蜡烛位置不变，将凸透镜A换成焦距更短的凸透镜B，由于B的折光能力更强，光线会提前会聚，导致像的位置靠近凸透镜。因此，要在光屏上得到清晰的像，需将光屏向靠近凸透镜的方向移动，即向左移动。 [2]近视眼的成因是晶状体太厚，折光能力太强，远处物体的像成在视网膜前方；凹透镜对光有发散作用，佩戴合适的凹透镜可以使像后移到视网膜上，矫正近视。 [3]预防近视要做到三要、四不看：读书姿势要正确，眼睛和书本要保持一定的距离；看书、看电视或使用电脑一小时后要休息一下，要远眺几分钟；要定期检查视力，认真做眼保健操；不在直射的强光下看书；不在光线暗的地方看书；不躺卧看书；不走路看书。 18．进入初二年级后，部分同学由于用眼过度，导致视力下降，形成了近视眼。小组同学开展了“保护视力，远离近视”的项目学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助他们完成以下内容。 【项目分解】 （i）探究“凸透镜成像规律”， （ii）近视眼的形成原因及如何矫正近视眼； 【项目实施】 （1）探究“凸透镜成像规律” 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，凸透镜的焦距是___________cm； ②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，___________（照相机/投影仪/放大镜）就是利用这一原理工作的。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； （2）①近视眼的形成原因 小明使用“F”字样的光源代替物体，光屏模拟视网膜。图丁所示的②号凸透镜模拟晶状体，打开光源，调节器材高度和位置，直到光屏上呈现倒立缩小的清晰的像。请回答下列问题： 模拟近视眼视物情况，应选择图丁中的 ___________（填序号）号透镜代替②号透镜安装在光具座上后，光屏上的像变模糊；保持光源不动，适当向___________（填“左”或“右”）移动光屏，光屏上的像再次清晰。由此可知近视眼的形成原因可能是晶状体过 ___________（填“厚”或“薄”），折光能力过强造成的。 ②如何矫正近视眼 用如图戊所示的水透镜放在光具座上的合适位置，代替眼镜模拟近视眼矫正视力。应将水透镜置于光具座上的 ___________（填“A”“B”或“C”）点，缓缓调节水透镜中的水量，当水透镜形成焦距合适的 ___________透镜时，光屏上呈现清晰的像，近视眼的成像情况得到改善。近视程度更严重的同学应选择焦距更 ___________（填“大”或“小”）的透镜来矫正视力。 【项目拓展】 该小组同学查阅资料得知，近视是由于角膜或晶状体的屈光力过强，或者是眼轴过度延长，从而导致外界光线经过眼睛的屈光系统折射之后，“焦点”没有能够准确地聚在视网膜上，而是聚在视网膜前，造成视网膜上投影模糊不清，引起视力下降。 老花眼则是由于年龄因素引起晶状体弹性降低，睫状体的调节功能减退，不能将近距离30cm内的细小物件和字体聚焦成像于视网膜，导致患者近视力下降，属于一种生理性的衰退现象。 现在有一款眼镜（如图），集近视眼镜和老花眼镜功能于一身，给人们带来极大的便利。这款眼镜叫渐进多焦点眼镜，镜片不同区域有不同焦点、不同度数，一般分四个区域：远用区域A、近用区域B、渐进区域C、左右变形区D（也可称周边区或模糊区），如图所示。 A区，用于看清远处物体。 B区，用于看清近处物体。 C区，是一个自上而下规律变化的区域，用于看清中间距离的物体。 D区，是度数变化区域，通过该区域看东西会感到模糊，但会随着使用过程中的适应程度而逐渐改善。 有了这款眼镜，无论是在户外眺望远方，还是在家中看书学习，都不会再有更换眼镜的烦恼了。 请阅读上述材料结合所学知识，回答下列问题： （3）同一个物体放在人眼前远近不同位置观察，物体在远处时视网膜上所成的像 ___________（选填“大于”“小于”或“等于”）在近处时视网膜上所成的像。 （4）远视眼所成的清晰像处于视网膜 ___________（选填“前”或“后“）方，需佩戴远视眼镜进行校正，远视眼镜属于 ___________（选填“凸”或“凹”）透镜；渐进多焦点眼镜的 ___________区镜片相当于此眼镜。 （5）如果把眼镜上方的A区设置成看近区，你认为 ___________（选填“合适”或“不合适”）。 【答案】（1）最小 11.0 投影仪 能；（2）③ 左 厚 B 凹 小；（3）小于；（4）后 凸 B；（5）不合适 【解析】（1）[1]根据焦点的定义可知，让平行光经过凸透镜后，在光屏上出现一个最小的光斑即为焦点。 [2]焦点到透镜光心的距离即为焦距，即 [3]由图可知此时物距为u=18cm，这时2f>u>f，成倒立、放大实像，投影仪就是利用这个原理。 [4]由于实像是由实际光线会聚形成的，所以人眼睛在图乙所示的位置能看到物体的实像。 （2）[1][2][3]近视眼是晶状体凸度过大或眼球前后径过长，外界物体的像成在视网膜前方引起的，因此应选取凸度更大的③号透镜模拟近视眼的晶状体，由此可知，近视眼的形成原因可能是晶状体过厚，折光能力过强造成的。凸透镜会聚作用使得像成在光屏的前方，所以需要向左移动光屏才能得到清晰的像。 [4]图丙中C点在凸透镜（晶状体）和光屏（视网膜）之间，是眼睛的内部，因此模拟近视眼镜的水透镜应放置在模拟晶状体的凸透镜前的B点。 [5]由于近视眼需要配戴凹透镜矫正，因此应将水透镜调节成焦距合适的凹透镜。 [6]根据上述实验现象可知，近视程度更严重的同学，其晶状体焦距更小，对光的会聚能力更强，故需用对光发散能力更强焦距更小的凹透镜矫正。 （3）凸透镜成像原理物远像近像变小，物近像远像变大，由此可知同一物体放在眼前远近不同的位置观察，物距远像小，物距近像大，故同一物体放在眼前远近不同的位置观察，物体在远处时视网膜上的像小于在近处时视网膜上所成的像。 （4）[1]远视眼是由于晶状体的弹性降低，晶状体的调节能力减弱引起的看近处的物体时所成的像在视网膜后面。 [2]为了使像在视网膜上，要纠正远视眼需要把光线会聚即用凸透镜。 [3]渐进多焦点眼镜B区看近处区的镜片是纠正远视眼的。 （5）上方改为看近区不合适，因为人们看近处的物体向下看，看远处的物体向上看。 19．（多选）下列关于眼睛和眼镜的说法，正确的是（　　） A．正常人的眼睛能看清远近不同的物体，是因为晶状体的厚度可以调节 B．远视眼患者看近处物体时，像成在视网膜的后方 C．近视眼患者看近处物体时，像成在视网膜的前方 D．矫正远视眼的眼镜镜片可以使光线发散 【答案】AB 【解析】A．正常人的眼睛可以通过睫状体调节晶状体的厚度，改变晶状体的焦距，让远近不同的物体都能成像在视网膜上，因此可以看清远近不同的物体，故A正确； B．远视眼患者的晶状体折光能力偏弱，看近处物体时，光线会聚后成像在视网膜的后方，因此看不清近处物体，故B正确； C．近视眼是晶状体折光能力过强，只有看远处物体时，像才会成在视网膜前方；看近处物体时像可以成在视网膜上，故C错误； D．矫正远视眼需要用凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用；对光线有发散作用的是凹透镜（用于矫正近视），故D错误。 故选AB。 ◆题型3常见光学仪器 20．小华在学习摄影时发现：站在一固定位置，使用照相机拍摄远处天空中的飞鸟时，镜头需要向后调节；拍摄近处的花朵时，镜头需要向前调节。查阅资料后得知这是为了让像清晰地成在照相机的感光元件（相当于光屏）上。已知照相机的镜头相当于一个凸透镜，以下说法正确的是（     ） A．拍摄飞鸟时，飞鸟在镜头的二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像 B．拍摄花朵时，花朵在镜头的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像 C．照相机的镜头可以用来矫正近视眼 D．如果镜头上有一小块污渍，拍摄飞鸟时感光元件上将不能呈现飞鸟完整的像 【答案】A 【解析】AB．照相机的成像原理是：物体在凸透镜二倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像，拍摄远景近景都遵循这个规律，故A正确，B错误； C．近视眼需要凹透镜矫正，照相机镜头是凸透镜，用于矫正远视眼，故C错误； D．镜头上有小块污渍时，仅会挡住部分光线，物体发出的其余光线仍能通过镜头的其他部分会聚，最终在感光元件上成完整的像，只是像的亮度变暗，故D错误。 故选A。 21．（1）如图所示，室内游泳池上方有一盏灯S，人眼从池边B点看到灯S在水中的倒影正好与看到池底A点的像在C处重合，请画出灯S的位置和人眼看到池底A点的像的光路_________。 （2）显微镜主要由物镜和目镜两组透镜组成，被观察的细微物体先在物镜中成一个像，这个像就相当于目镜中的物体，然后它在目镜中再次成像。如图，F1为物镜的焦点，F2为目镜的焦点，图中已出细小物体AB在物镜中所成像A’B’的光路图，以及A’B’射向目镜的两条光线。 ①该显微镜的物镜相当于__________（选填“凸透镜”、“凹透镜”）； ②请你画出光线a，b经目镜L2折射后的光线_________； ③与A′B′对比，目镜L2所成的像是一个_________（选填“正立”或“倒立”）、__________（选填“实像”或“虚像”）。 【答案】 凸透镜 正立 虚像 【解析】（1）池底A点反射的光通过水平时发生折射，在B点看好像是从池底的像处即C点发出的，而灯的倒影正好贴在变浅的池底的虚像上即C点，根据平面镜成像规律，做出C关于水面的对称点，即为灯S的位置，连接CB交水面于O点，连接AO、OB并画上箭头即为人眼看到池底A点的像的光路，作图如下： 。 （2）①[1]由图可知，平行于主光轴的光线经透镜后向焦点会聚，因此显微镜的物镜相当于凸透镜。 ②[2]显微镜的目镜相当于放大镜，因此根据凸透镜成像规律作图，如下： ③[3][4]由图可知，显微镜的目镜相当于放大镜，相对于A′B′成的是正立、放大的虚像。 22．有一种望远镜是由两个凸透镜组成的（如图1所示）。靠近被测物体的叫做物镜，靠近眼睛的叫做目镜。某组同学选用不同凸透镜（焦距的规格：甲20cm、乙15cm、丙10cm、丁5cm）作为望远镜的物镜与目镜，控制物镜和目镜间距离不变，用望远镜正对着远处的同一个物体，然后观察目镜中的像，将成像的情况与相关数据记录在表中。 序号 物镜 目镜 正/倒 像的大小 1 甲 乙 倒 大 2 乙 丁 倒 最大 3 乙 丙 倒 较大 4 乙 甲 倒 小 5 丁 甲 倒 最小 （1）分析表中数据，可推断若要观察到更大的像，应选择焦距更_______的物镜，焦距更_______的目镜（选填“大”或“小”）。依据是：______________________。 （2）为了了解该望远镜的成像原理，他查阅了相关资料，得知物体通过物镜成第一次成像后，第一个像再通过目镜形成了最终看到的像。他大致绘制了原理图，如图2所示，其中A是物体，B是物体通过物镜所成像，F是目镜的焦点，请你根据凸透镜成像规律，判断最后看到的像可能是_______。（选填“C”“D”或“E”） （3）该望远镜的目镜能把物镜成的像放大，作用相当于一个_______。 A．照相机 B．放大镜 C．投影仪 【答案】（1）大 小 物镜焦距越大、目镜焦距越小，放大倍数越大，像越大；（2）C；（3）B 【解析】（1）分析表格数据：对比实验4、5，目镜焦距相同，物镜焦距越大，像越大；对比实验2、3、4，物镜焦距相同，目镜焦距越小，像越大。因此要得到更大的像，应选焦距更大的物镜、焦距更小的目镜。 （2）物镜成的像B位于目镜的一倍焦距以内，根据凸透镜成像规律，物距小于一倍焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像，虚像与物体在透镜同侧。B在目镜左侧，因此最终像也在目镜左侧，即C的位置。 （3）望远镜的目镜对物镜成的实像进行放大，原理是物距小于一倍焦距时成放大虚像，作用相当于放大镜，故选B。 综合攻坚·知能拔高 23．甲、乙、丙是3个透镜，相邻两块透镜的焦点恰好重合，从光源S向右发出一条与主光轴平行的光线，先后经3个透镜折射，光路如图所示，下列判断正确的是（     ） A．甲是凸透镜，乙是凹透镜 B．乙是凸透镜，丙是凹透镜 C．甲是凸透镜，乙是凸透镜 D．乙是凹透镜，丙是凸透镜 【答案】C 【解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，因此甲为凸透镜； 过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴，因此乙为凸透镜； 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，因此丙为凸透镜。 故ABD错误，C正确。 故选C。 24．张同学在做“研究凸透镜成像规律”实验时，如图甲所示，先测量了凸透镜的焦距，将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏调试到如图乙所示的位置，光屏中心正好出现清晰的像（未画出）。下列说法正确的是（     ） A．凸透镜焦距为20cm B．光屏上的像是倒立、缩小的实像 C．蜡烛燃烧变短，屏上像的位置会下降 D．取走光屏，则凸透镜不成像 【答案】B 【解析】A．由图甲可知，凸透镜焦距为，故A错误； B．由图乙可知，物距是，物体在二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像，故B正确； C．蜡烛燃烧变短，烛焰向下运动，根据经过光心的光线传播方向不改变可知，屏上像的位置会向上，故C错误； D．取走光屏，烛焰射出的光经凸透镜折射后，仍会聚到原位置，所以仍成像，故D错误。 故选B。 25．如图所示，摄影师用相机拍摄时，让两个物体离镜头远近不同，再调整拍摄角度，使两物体的像在同一张照片中呈现出“手捏月亮”的趣味效果。这是一种富有创意的拍摄技巧——“强迫透视法”利用这种技巧拍摄这张照片时（     ） A．镜头对光有发散的作用 B．手和月亮通过镜头成的像都是实像 C．通过镜头手成放大的像而月亮成缩小的像 D．若要放大像的大小，应将镜头焦距调小一些 【答案】B 【解析】A．照相机的镜头是凸透镜，不是凹透镜，对光有会聚作用，故A不符合题意； B．相机的成像原理是物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像，手和月亮都在相机镜头的2倍焦距以外，因此通过镜头成的像都是实像，故B符合题意； C．相机拍摄时所有被摄物体都满足物距的条件，成的都是倒立缩小的实像，只是因为手离镜头很近、月亮离镜头极远，最终呈现的像大小相近，并非手成放大的像，故C不符合题意； D．根据凸透镜成像规律，要让像变大，需要减小物距同时增大像距；若调小镜头焦距，相当于相对增大了物距，会让像变小。要放大像的大小，应将镜头焦距调大，故D不符合题意。 故选B。 26．某跨学科实践小组通过纯手工打磨镜片自制了望远镜，该望远镜不仅可以看到8亿公里外的木星，甚至能清晰地看到木星表面的斑纹，如图是该望远镜内部结构及光路示意图。下列关于该自制望远镜的说法正确的是（　　） A．小组通过纯手工磨制的镜片是凹透镜 B．装在望远镜套筒上的寻星装置利用了光沿直线传播原理制作的 C．木星到物镜的距离u满足（f为物镜的焦距） D．人眼通过目镜观察到的是放大实像 【答案】B 【解析】A．由图可知，望远镜的物镜和目镜都对光线有会聚作用，均为凸透镜，故A错误； B．寻星装置是对齐观测目标的简易准直结构，利用了光沿直线传播的原理，保证寻星方向和望远镜光路方向一致，故B正确； C．木星到物镜的距离u满足，成倒立、缩小的实像，故C错误； D．目镜相当于一个放大镜，成正立、放大的虚像，故D错误。 故选B。 27．如图所示，两条光线会聚于主光轴MN上的b点，在虚线框内放入甲透镜后，光线将会聚于主光轴MN上的c点；在虚线框内放入乙透镜后，光线将会聚于主光轴MN上的a点，则甲是________透镜，乙是________透镜。（选填“凸”或“凹”） 【答案】 凹 凸 【解析】放入甲透镜后光线会聚点后移，说明甲对光线有发散作用，故甲是凹透镜； 放入乙透镜后光线会聚点前移，说明乙对光线有会聚作用，故乙是凸透镜。 28．在“探究平面镜成像特点”的实验中，若物体以0.2m/s的速度向玻璃板靠近，则像相对于物体的速度为 ________ m/s。小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当蜡烛位于如图所示位置时，恰能在光屏上得到等大的像，则该凸透镜焦距为 _________ 厘米。保持凸透镜位置不变，为了得到放大的像，可将蜡烛置于光具座上的 ________ 点（选填字母“A、B、C、D”）。 【答案】 0.4 20.0 B、D 【解析】在探究“平面镜成像的特点”实验中，物体以0.2m/s的速度靠近平面镜时，像也以0.2m/s的速度靠近平面镜，像相对于物体的移动速度为0.4m/s。 由图可知，此时物距等于像距，光屏上呈现一个倒立等大的像，蜡烛到凸透镜的距离为 所以焦距 A点到凸透镜的距离，大于2f，成倒立缩小的实像；C点到凸透镜的距离为 等于f，不成像；B点到凸透镜的距离处于f和2f之间，成倒立放大的实像；D点到凸透镜的距离为小于f，成正立放大的虚像；所以当蜡烛置于图中B、D点处能成放大的像。 29．如图所示是投影仪的示意图，它的镜头是凸透镜，是利用凸透镜能成倒立、_________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的像的原理制成的；在使用投影仪时，发现在屏幕上画面太小，正确的调节方法之一是_________（选填“适当降低”或“适当升高”）凸透镜，并使屏幕_________（选填“靠近”或“远离”）投影仪；若投影片左侧有一处污点，则屏幕上投影画面的_________侧也发现一处污点。 【答案】 放大 适当降低 远离 右 【解析】投影仪的成像原理是当物距在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像； 根据凸透镜成像的动态规律“物近像远像变大”，要让屏幕上的画面变大，需要减小物距（即投影片到凸透镜的距离），因此要适当降低凸透镜，同时需要增大像距，因此要让屏幕远离投影仪； 凸透镜成的实像与物体是上下颠倒、左右相反的，投影片的左侧的污点，对应的实像会出现在画面的右侧。 30．戴近视眼镜的小强发现其眼镜与爷爷的老花镜外观相同，为了区别它们，他把其中一副眼镜靠近物理课本，发现课本上的文字变大了，说明这副眼镜是________（选填“近视镜”或“老花镜”），没戴这副眼镜之前，所看物体成像在人眼视网膜________（选填“前”或“后”）。眼镜度数规定是（f为透镜焦距，单位为米），度数为值的100倍，若该副眼镜的度数是500度，则该透镜的焦距为________米。 【答案】 老花镜 后 0.2 【解析】因凸透镜物距小于焦距时成正立放大虚像，凹透镜成正立缩小虚像，能使文字变大的为凸透镜即老花镜。老花镜矫正远视眼，远视眼未戴镜时物体成像在视网膜后方。 眼镜的度数是公式中D值的100倍，已知度数为500度， 31．在探究凸透镜成像规律时，小明用9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代蜡烛作为光源，又用同样的白色方格板做成光屏，实验使用的凸透镜焦距为10cm，实验装置如图所示。 （1）实验时，首先调节光源、凸透镜和光屏的高度，使它们中心大致在同一高度上，其目的是：________； （2）凸透镜固定在光具座零刻度线上，小明将光源移至40cm时，在光屏上出现倒立、________的________；如果小明将光源移至8cm刻度时，他通过凸透镜看到光源的________、放大的虚像。 （3）同学们对小明使用的实验装置进行如下评价，其中错误的是________。 A．与烛焰相比，实验使用的光源不会晃动，光屏上所成的像比较稳定 B．光源镶嵌在白色方格板上，用同样的白色方格板做光屏，便于比较像与物的大小 C．零刻度线刻在光具座标尺的中央，可直接测出物距和像距 D．若凸透镜的焦距未知，则利用此实验装置不能测量凸透镜的焦距 （4）小明在实验过程中，光屏上得到清晰的像，突然，一只飞虫落到了凸透镜表面上，则光屏上出现________。 A．飞虫的像 B．飞虫的影子 C．仍是“F”字样光源的像 【答案】（1）使光源的像成在光屏的中心；（2）缩小 实像 正立；（3）D；（4）C 【解析】（1）蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心。 （2）凸透镜焦距为10cm，光源移至40cm时，，根据凸透镜的成像规律，此时成倒立、缩小的实像，照相机就是根据此原理制成的；光源移至8cm刻度时，，此时成正立、放大的虚像。 （3）A．发光二极管作为光源与烛焰相比，像更稳定，故A正确； B．用同样的白色方格板做光屏，便于比较像与物的大小，故B正确； C．零刻度线刻在光具座标尺的中央，这样可以直接从光具座读出物距和像距，故C正确； D．若凸透镜的焦距未知，可调节物距及像距，当成等大的实像时，物距便等于2倍焦距，这样可以测出凸透镜的焦距，故D错误。 本题选择描述错误的，故选D。 （4）凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，飞虫落在透镜上后，整个物体发出的光虽有一小部分被挡住，但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像，此时在光屏上只出现“F”字样光源的像。故选C。 32．小明做凸透镜成像实验时，将光具座上的蜡烛、凸透镜、光屏如图甲放置，光屏上呈现清晰的像。 （1）屏上的像是倒立、____________（选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像，根据这一原理人们制成了____________。 （2）保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至____________cm刻度线处，光屏上能再次呈现清晰的像。若图中固定蜡烛位置不变，将透镜移到60cm刻度线处，要在光屏上再次看到清晰的像，应将光屏向____________（选填“左”或“右”）移动。 （3）如图乙所示小明把他自己的近视眼镜放在烛焰和凸透镜之间，移动光屏成一清晰的像；然后移去近视眼镜，光屏上的像变得模糊。为了能在光屏上重新得到清晰的像，善于学习的小明总结了如下方案： a.将蜡烛向____________移。 b.换一个焦距更____________的凸透镜。 c.若将凸透镜换成自制的“水凸透镜”进行探究（向水透镜里注水其焦距将变小，抽水则焦距变大），如图丙。则可对“水透镜”____________（选填“抽水”或“注水”）。 【答案】（1）缩小 照相机；（2）42.0 右；（3）右 大 抽水 【解析】（1）从图甲刻度可知，蜡烛在25.0cm刻度线处，凸透镜在50.0cm刻度线处，光屏在67.0cm刻度线处。物距 像距 满足，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，照相机就是利用这一成像原理制成的。 （2）根据光路可逆原理，保持蜡烛和光屏位置不变，当新的物距等于原来的像距17.0cm时，会再次成清晰的像，因此透镜需要移动到刻度线处。 因为，，计算可知，该凸透镜的焦距满足 若固定蜡烛在25.0cm处，将透镜移到60cm刻度线处，此时新物距 大于原来的25.0cm，根据凸透镜成像规律可知，光屏到透镜的距离应在一倍焦距与二倍焦距之间，即至少应大于8.5cm，因此光屏要向右移动。 （3）近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，放上时像距被拉大；移去凹透镜后，光线不再发散，像会成在原光屏的前方，像距变小。根据成像规律，要让像重新成在原光屏上，可以减小物距，因此将蜡烛向右移动，让像距对应变大到原光屏的位置；换用焦距更大的凸透镜，能让光线延迟会聚，使像后移到原光屏上；水透镜抽水时焦距会变大，对光线的会聚能力减弱，同样可以让像后移到光屏上。 33．科研探究小组同学准备探究“凸透镜成像规律”，老师为同学们准备了凸透镜、凹透镜、光具座、蜡烛、光屏等器材： （1）小明在挑选透镜时，把两个透镜a、b分别正对太阳光，在光屏上出现了如图甲所示的光斑，你认为他应该选择________（选填“a”、“b”）透镜来进行实验； （2）如图乙所示，为了方便于观察所成的像，实验时，应先将烛焰中心、光屏中心调到凸透镜的________； （3）此组同学进行了多次实验，并得到的凸透镜的像距v和物距u关系的图象如图丙、由图象可知凸透镜的焦距是________cm； （4）进行实验探究时，他们将其中两组蜡烛与光屏上像的位置和大小记录在记录纸上，如图丁（用带箭头的线段表示物，A'、B'分别表示蜡烛在A、B处像的位置）所示，从图丁中可以看出，蜡烛在A、B位置时光屏上得到的都是倒立、________（选填“放大”或“缩小”）的实像；光屏在B'成像时，小明将图丁中的凸透镜换成焦距相同、直径较小的凸透镜，光屏上所成的像和与原来相比会变________（填序号）。①小②大③暗④亮⑤不完整 （5）各小组交流后发现，当蜡烛在距透镜15cm~30cm之间时，像均成在透镜另一侧距透镜30cm以外处。但是，当它们把蜡烛放在C位置时，在光具座上无论怎样移动光屏，都不能得到清晰的像，原因是________。为了让蜡烛在C位置的像成在光具座上的光屏上，他们采用了两种做法： ①做法一：保持蜡烛和透镜的位置不变，更换凸透镜，在光具座上移动光屏，光屏上又出现了清晰的像，这表明像距变________（选填“大”或“小”）了，由此推断更换的凸透镜会聚光的能力较________（选填“强”或“弱”），此透镜焦距________15cm（选填“大于”、“小于”或“等于”）； ②做法二：保持蜡烛和透镜的位置不变，在蜡烛和透镜之间再放置一个________（选填“凸透镜”或“凹透镜”），在光具座上移动光屏，光屏上又出现了清晰的像，由此实验联系实际，此实验类似于________（选填“远视眼”或“近视眼”）的矫正； （6）某小组在做成像实验时，记录下每次成清晰像的实像的物距，像距，物像间距，会出如图戊所示的图（为焦距），查阅资料发现，在物理学中，有一个凸透镜成像的“新概念”：放大率： ①当物距，烛焰成清晰的实像时，放大率=________； ②经分析，图中的值为________。 【答案】（1）b；（2）主光轴上；（3）15.0；（4）放大 ③；（5）像距太大，超出光具座范围 小 强 小于 凸透镜 远视眼；（6）2 3f 【解析】（1）a光斑的中间比较暗，b中间出现亮斑，所以a对光线具有发散作用，是凹透镜，b对光线具有会聚作用，是凸透镜，所以要选择b透镜进行实验。 （2）如图乙所示，为了方便于观察所成的像，实验时，应先将烛焰中心、光屏中心调到凸透镜的主光轴上，使成像在光屏的中心位置，方便观察。 （3）根据物距等于2倍焦距时，像距也在2倍焦距，成倒立、等大的实像可知，由凸透镜的像距v和物距u关系的图象，当物距为30.0cm时像距也为30.0cm，可知此时2f=30.0cm，可知凸透镜的焦距是15.0cm。 （4）[1]如图丁（用带箭头的线段表示物，A'、B'分别表示蜡烛在A、B处像的位置）所示，物距小于像距，且物像分居透镜两则，满足物距小于2倍焦距、大于1倍焦距，像距大于2倍焦距，成倒立、放大的实像，即蜡烛在A、B位置时光屏上得到的都是倒立、放大的实像。 [2]用另一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜，替代原来的凸透镜再次实验，成像大小不会变化，但经凸透镜的光线变少，所成的像与原来的像相比，比原来暗。 （5）[1]当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时，则像距大于2倍焦距，成倒立、放大的实像，即当蜡烛在距透镜15.0～30.0cm之间时，像均成在透镜另一侧距透镜30.0cm以外处，且随着物距减小，像距会增大，当它们把蜡烛放在C位置时，有可能会因为像距太大，光具座长度不够，导致在光具座上无论怎样移动光屏，都不能得到清晰的像。 [2][3][4]为了让蜡烛在C位置的像成在光具座上的光屏上，做法一：保持蜡烛和透镜的位置不变，更换聚光能力较强的凸透镜，使光提前会聚，在光具座上移动光屏可以再次观察到清晰的像，这表明成像距离透镜更近，即像距变小、焦距变小，聚光能力较强，此透镜焦距小于原来透镜的焦距即15.0cm。 [5][6]做法二：保持蜡烛和透镜的位置不变，在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜，在光线到达原透镜前提前会聚，在光具座上移动光屏又出现清晰的像，类似于远视眼的成因和矫正，远视眼是由于远处的物体，成像在视网膜之后，需要使用对光有会聚作用的凸透镜矫正。 （6）[1]由题意，当时，，则 故 [2]蜡烛与光屏间的距离即，有图像知，最小值为。 当时，，，由光路可逆知，当时，，则 故。 34．如图所示，请画出入射或折射光线，使光路完整。 【答案】 【解析】对于凹透镜，指向另一侧焦点的入射光线经凹透镜折射后平行于主光轴；对于凸透镜，过光心的光线其传播方向不变，据此作图。 35．请在图上画出处于2倍焦距处的物体AB通过凸透镜所成的像，并画出光线AC经过凸透镜的折射光线。 【答案】 【解析】过A点作平行于主光轴的入射光线，经凸透镜折射后的光线一定过右侧焦点 F。 过A点作过光心O的光线，过光心后传播方向不发生改变。 两折射光线交点即为A点的像点A'。 从 A'向主光轴作垂线，垂足为 B' ， A'B' 就是 AB 的像。A点发出的入射光，折射后必过A点的像点A'，因此连接C 和A'  ，这条连线就是光线 AC 经凸透镜后的折射光线CA'。据此作图。 36．根据下列学科实践活动，回答问题。 小明制作“智能”投影仪，他用硬纸板制作长方体暗箱，配置合适的凸透镜制成简易投影仪，将播放视频的手机放到指定位置，调整白屏，使呈现放大的画面。 （1）由图甲所示，该凸透镜的焦距是________；现有宽、高相同，长分别为、和的三个纸盒，他应选择长为________的纸盒做暗箱； （2）如图乙所示，制作时使凸透镜、手机、白屏三者中心在同一水平直线上，目的是________；为使投影仪具有更好的观影效果，手机图片应该________（选填“正立”、“倒立”或“侧立”）放置；固定手机、凸透镜的位置，手机播放视频，无论怎样调节白屏的位置，均不能在白屏上呈现清晰的像，原因可能是________。 （3）优化“投影仪”如图丙所示，给暗箱加装可左右移动的抽屉，能改变凸透镜到手机的距离。通过调节，小明在墙面上找到了清晰放大的像，为了使像更大，应移动抽屉，使手机与凸透镜的距离变________，同时使“投影仪”与墙面的距离变________；调节至画面最清晰时，用纸遮掉透镜上半部分，墙上的画面将________；人站墙面处，透过凸透镜看手机，看到的画面是________（选填“倒立放大的虚像”、“正立缩小的实像”或“一片亮光”）。 （4）观影时小明发现白屏上的画面偏暗，于是在暗箱上开槽，如图丁所示，插入某种类型的透镜后，画面的亮度增强，但模糊不清，为了得到清晰的像，他接下来应将白屏向________（选填“靠近”或“远离”）原有凸透镜方向移动。 【答案】（1）20.0 35；（2）使像成在光屏的中央 倒立 手机放在凸透镜一倍焦距以内；（3）小 大 变暗 一片亮光；（4）靠近 【解析】（1）图甲利用平行光聚焦法测焦距，平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚在焦点，刻度尺显示透镜位置在10.0cm刻度处，焦点位置在30.0cm刻度处，因此焦距。 投影仪是根据物距制成的，即手机屏幕到凸透镜的距离应大于20cm，小于40cm，故只有35cm的纸盒长度能满足要求。 （2）调整三者中心在同一高度，是为了让烛焰（此处为手机画面）的像完整成在光屏中央。 凸透镜成倒立的实像，为了让最终屏上的画面是正立的，手机需要倒立放置。若物距小于等于一倍焦距，凸透镜无法成实像，因此无论怎么调节白屏都得不到清晰的像。 （3）根据凸透镜成像“物近像远像变大”的规律，要让实像更大，需要减小物距（手机和透镜的距离变小），同时增大像距（投影仪和墙面的距离变大）。 遮住透镜上半部分，透镜的下半部分仍能折射全部物体的光线成像，因此像依旧完整，只是透过的光变少，亮度变暗。 人站在墙面处（也就是原实像的位置，在透镜的另一侧、大于2倍焦距的位置），透过凸透镜看手机，光线经过凸透镜后直接进入人眼，无法会聚形成虚像，因此看到的是一片亮光。 （4）新增的凸透镜对光线有会聚作用，会使光线的会聚能力增强，像成在原像的前方，即更靠近原凸透镜，因此需要将白屏向靠近凸透镜的方向移动，才能得到清晰的像。 37．阅读短文，回答问题。 跨学科实践——制作简易照相机 【任务要求】小明学习了凸透镜成像的知识后，在综合实践课上，他和物理小组的同学们开展了“认识照相机并制作简易照相机”的跨学科实践活动。 【任务实施】 任务一：认识照相机 （1）如图甲所示为照相机的结构图，把镜头盒内多块透镜的组合视作凸透镜，把胶片盒内的感光芯片视作光屏。利用如图乙所示的光具座可以模拟照相机的成像情况，调整烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心位于凸透镜的主光轴上，接着调节蜡烛、凸透镜和光屏在如图位置时，光屏上恰好呈现清晰的烛焰像（图中未画出），该像是倒立、________的实像； （2）实验过程中，小明将一副眼镜放在图乙中凸透镜左侧附近，结果光屏上的像由清晰变模糊了，他将光屏向右移动适当距离后再次呈现了清晰的像，由此可知小明是_______（远/近）视眼，他配戴的眼镜是________（凸/凹）透镜。 任务二：设计简易照相机： 器材：卡纸、凸透镜、半透明薄膜、美工刀、胶带等。 （3）小华同学利用器材设计了如图丙所示的“简易照相机”。 自制照相机评价量表 指标 优秀 合格 待改进 功能 像的大小及清晰度都可调 像的大小可调。但清晰度不可调 像的大小及清晰度都不可调 根据评价量表，请评价该“简易照相机”属于_____等级，理由是__________ （4）小明的设计：用卡纸做两个粗细相差很小的纸筒，使一个纸筒刚好能套入另一个纸筒内，并能前后滑动，在一个纸筒M的一端嵌上一个凸透镜，在另一个纸筒N的一端蒙上一层半透明薄膜，将两个纸筒套在一起，如图丁所示，其中纸筒M的长度最大为凸透镜_______倍焦距最佳。 任务三：制作与调试 （5）制作“简易照相机”时，可选择的凸透镜有A、B、C三个，焦距分别为、、。若在同一位置观察同一物体，想使薄膜上的像更大些，我们应该选择凸透镜________（A/B/C）。 （6）在较暗的室内，小明把制作好的“简易照相机”的__________（凸透镜/薄膜）对着明亮的室外，调节后可在薄膜上看到景物清晰的像，如果想使薄膜上的这个像更大一些，他的操作是__________。 【应用】 （7）我国无人机航拍技术在国际上处于先进水平，尤其在民用领域表现突出。无人机航拍技术简单讲就是利用无人机搭载摄像头进行空中拍摄的一种技术，无人机航拍时，若匀速向上提升，摄像头自动对焦连续拍摄，镜头会________。 A．匀速后缩 B．匀速前伸 C．减速后缩 D．加速前伸 【答案】（1）缩小；（2）近 凹；（3）待改进 无法改变凸透镜和半透明薄膜的距离，像的大小和清晰度都不可调；（4）/一；（5）C；（6）凸透镜 将简易照相机靠近被拍摄物体，同时拉长纸筒增大凸透镜与半透明薄膜的距离；（7）A 【解析】（1）由图乙可得，物距 像距 满足，且光屏上成实像，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，符合照相机成像特点。 （2）放入眼镜后，光屏需要向右移动才能重新得到清晰像，说明该眼镜使光线延后会聚，对光线有发散作用，因此该眼镜是凹透镜。凹透镜是矫正近视眼的镜片，因此小明是近视眼。 （3）图丙的简易照相机是固定纸筒，凸透镜和半透明薄膜的位置固定，无法调节两者间距（即无法调节像距），因此像的大小和清晰度都不可调，符合评价量表中“待改进”的标准。 （4）照相机成像时，物体位于凸透镜二倍焦距外，像成在一倍焦距和二倍焦距之间；拍摄远处物体时，像距接近一倍焦距，纸筒嵌固定凸透镜，纸筒滑动调节像距，因此纸筒的最大长度为凸透镜的1倍焦距最佳。 （5）同一位置观察同一物体，物距不变时，凸透镜焦距越大，会聚能力越弱，使得像距越大，成的像越大，因此选择焦距最大的C凸透镜。 （6）简易照相机需要将凸透镜对准明亮的室外，使景物的光线进入凸透镜成像，才能在半透明薄膜上得到清晰的像；若要使像更大，根据成像规律“物近像远像变大”，需要减小物距（将相机靠近被拍摄物体），同时增大像距（拉长纸筒，增大凸透镜和薄膜的间距）。 （7）无人机匀速向上提升时，与地面被拍摄景物的物距匀速增大，根据“物远像近像变小”，像距需要匀速减小，因此镜头需要匀速后缩，故选A。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $