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专题05透镜及其应用
考点1透镜
1.【答案】A
2.【答案】c
3.【答案】
4.【答案】①会聚
②先变小后变大
③8
S
5.【答案】
77777777
6.【答案】(1)
(2)
116
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(2)平静的湖面相当于平面镜,根据平面镜成像的特点,作出A关于水面
的对称点,即为其所成的像A';连接A'与人眼,与水面交于O,则O到人眼的光线为反射光线,连接AO
A
77777777
○
为入射光线,如图所示:
A
7.【答案】
8.【答案】①凸透
②不同
9.【答案】(1)
(2)
216
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M
(2)先将两条反射光线AB、CD反向延长交于一点S',在通过平面镜作
出S的对称点S,即为点光源的位置,并连接SA、SC画出入射光线。如图所示:
B
D
MP77777M'
S
10.【答案】①凸
②凹
③甲
④乙
》
考点2生活中的透镜
1.【答案】D
2.【答案】D
3.【答案】A
4.【答案】c
5.【答案】①倒
②放大
③bc
3/6
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6.【答案】①凸面
②放大
③照相机
》
考点3凸透镜成像的规律
1.【答案】C
2.【答案】c
3.【答案】C
4.【答案】D
5.【答案】A
6.【答案】c
7.【答案】c
8.【答案】C
9.【答案】AC
10.【答案】①实
②望远镜
③大
考点4眼睛和眼镜
1.【答案】A
2.【答案】B
3.【答案】c
4.【答案】BC
5.【答案】①远视
②凸透镜
416
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6.【答案】①倒立
②乙
③凹
7.【答案】①4
②2
③0.25m
2》
考点5探究凸透镜成像的规律
1.【答案】B
2.【答案】(1)10.0
(2)①主光轴
②B
(3)左
(4)①上
方
②向下
(5)①完整且变暗
②向左
③凹透镜
3.【答案】(1)10.0
(2)①4
②左
(3)投影仪
(4)
65.0
(5)近视
(6)①仍能
②b
4.【答案】(1)10.0
(2)同一高度
(3)①照相机
②靠近
③
小
(4)放大
(5)①远视眼
②远离
(6)D
5.【答案】(1)同一高度上
(2)10.0
(3)①放大
②
能
(4)A
(5)放大镜
(6)成像更加稳定
6.【答案】(1)同一高度
(2)①IⅡ
②变大
(3)远离
(4)
完整
(5)上升
(6)A
7.【答案】(1)需要
(2)10.0
(3)缩小
(4)上
8.【答案】(1)10.0
(2)主光轴
(3)①等大
②30.0
③
大
④大
(4)完整光源的像
9.【答案】(1)15.0
(2)同一高度(同一水平线)
(3)①缩小
②
能
③光路是可逆的
(4)①远离
②倒立
10.【答案】(1)10.0
(2)同一高度
(3)34.0
(4)①③
②
(5)A
(6)注水
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列
考点6跨学科实践:制作望远镜
1.【答案】(1)①c
②b
(2)①照相机
②放大镜
(3)①缩
小
②小
(4)D
616
专题05 透镜及其应用
6大高频考点
1. 透镜
2. 生活中的透镜
3. 凸透镜成像的规律
4. 眼睛和眼镜
5. 探究凸透镜成像的规律
6. 跨学科实践:制作望远镜
考点1 透镜
1.(2025-2026八上·陕西西安·期中)在如图所示的虚线框内,甲、乙均是透镜,下列说法正确的是( )
A. 甲、乙都是凸透镜
B. 甲、乙都是凹透镜
C. 甲是凸透镜,乙是凹透镜
D. 甲是凹透镜,乙是凸透镜
2.(2025-2026八上·陕西汉中·期中)透镜在生活中很常见,下列透镜属于凸透镜的是( )
A. B.
C. D.
3.(2025-2026八上·陕西西安高新一中·期中)如图所示,请画出由烛焰S点发出的光经过凸透镜折射后的两条光线。
4.(2025-2026八上·陕西西安·期中)为测量某凸透镜焦距,小芳先在纸上画一个小于透镜大小的圆环,如图所示,将凸透镜正对太阳光,在其下方距透镜10cm处的白纸上的光斑恰好与圆环重合,这个现象表明凸透镜对光有 作用;当将该透镜靠近白纸垂直移动4cm时,此时白纸上的光斑再次与圆环重合,此过程中光斑的大小 (选填“先变小后变大”、或“先变大后变小”),通过计算可以得到该凸透镜的焦距为 cm。
5.(2025-2026八上·陕西西安铁一中学·期中)如图甲所示是带放大镜的指甲刀,图乙是其简化光路图。点S表示手指甲的位置,点表示对应的虚像位置,O是凸透镜光心,光线SA平行于主光轴,请在乙图中做出SO的折射光线,并作图确定凸透镜右侧焦点F的位置。
6.(2025-2026八上·陕西汉中·期中) (1)请在图中将凹透镜的入射光线和折射光线补画完整。
(2)如图所示,白鹭A掠过平静的湖面,请画出小红看到它在水中像的光路图。
7.(2025-2026八上·陕西西安铁一中学·期中)如图所示,试画出两条光线经凹透镜折射后的光路图。
8.(2025-2026八上·陕西西安高新一中·期中)在炎热的夏天正午不能向叶子上洒水,这是因为水会在树叶上形成圆形的水珠,如图甲所示,圆形的水珠相当于 镜,会“烧糊”叶片。如图乙所示一束光经过一个透镜后会聚于主光轴上的点A,取下透镜后,光会聚于B点,该透镜对光的作用与水珠对光所起到的作用 (填“相同”或“不同”)。
9.(2025-2026八上·陕西咸阳实验中学·期中)按要求完成下列作图;
(1)请在图甲中画出通过凹透镜的两条光线的入射光线和折射光线。
(2)如图乙,MM'为平面镜,AB、CD是点光源S发出的光经平面镜反射后的两条反射光线,请通过作图确定S的位置并画出入射光线。
10.(2025-2026八上·陕西西安交通大学附属中学·期中)在充满烟雾的容器内,用平行光照射两种透镜,观察到如图所示的现象,则图甲中的是 透镜,图乙中的是 透镜(前两空均选填“凸”或“凹”);图丙中用某一透镜观察邮票,可以看到正立、放大的像,则图丙中用的透镜与图 中的透镜相同;图丁中通过某一眼镜看到小兔玩偶正立、缩小的像,则图丁中的眼镜镜片与图 (后两空均选填“甲”或“乙”)中的透镜相同。
考点2 生活中的透镜
1.(2025-2026八上·陕西西安交通大学附属中学·期中)下列选项中属于实像的是( )
A. 水杯的影子 B. 镜子中的人
C. 夏天傍晚海面上变扁的太阳 D. 蜡烛通过小孔在光屏上成的像
2.(2025-2026八上·陕西西安高新一中·期中)如图所示,手表维修店的工匠师维护精密仪表时,会在眼睛前戴一个透镜,便于观察仪表的细微之处。下列说法正确的是( )
A. 若想将细微处看得更清晰,需将透镜尽可能靠近仪表
B. 该透镜成像的原理是光的反射
C. 透镜与仪表的距离应在透镜的1倍焦距到2倍焦距之间
D. 通过透镜看到仪表的像是正立的虚像
3.(2025-2026八上·陕西西安爱知中学等校-11月·期中)如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
4.(2025-2026八上·陕西西安雁塔区八十五中·期中)如图所示,为了方便老年人剪指甲,设计师在指甲剪的上方加装了一块小透镜。下列有关说法正确的是( )
A. 该透镜是凸透镜,可以用于矫正近视眼
B. 指甲盖位于透镜的一倍焦距和二倍焦距之间
C. 要想看到指甲盖更大的像,应适当将透镜向上移动,远离指甲盖
D. 若一只小虫子误停在透镜上,将影响观察指甲盖完整的像
5.(2025-2026八上·陕西咸阳实验中学·期中)(多选)“工欲善其事,必先利其器。”人们对微观世界的观察离不开显微镜,如图甲。显微镜的物镜成 (选填“正”或“倒”)立、 (选填“缩小”“放大”或“等大”)的像。图乙中与它属于同一类透镜的是 (填序号)。
6.(2025-2026八上·陕西汉中·期中)如图甲所示,有些道路的拐弯处会放一个反光镜,它是 (选填“凸面”或“凹面”)镜;如图乙所示显微镜的物镜成 (选填“放大”或“缩小”)的实像;图丙是简易天文望远镜内部结构图,物镜的成像原理与 (选填“投影仪”或“照相机”)相同。
考点3 凸透镜成像的规律
1.(2025-2026八上·陕西西安·期中)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,某实验小组所描绘的图像如图所示。图像中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应。下列说法中正确的是( )
A. 凸透镜的焦距是20cm
B. 蜡烛处于A点时,所成像的特点的典型应用是照相机
C. 蜡烛从B点移动到C点的过程中,所成的像逐渐变小
D. 只有当蜡烛在B点时,将蜡烛与光屏的位置互换,光屏上才能成清晰的像
2.(2025-2026八上·陕西西安高新一中·期中)光刻机是芯片制造的核心设备之一,其工作原理如图所示。光源发出的光照射设计好的电路图样(即掩膜),带有掩膜结构信息的光通过缩图透镜成清晰的像并打在涂抹了光刻胶的硅晶圆上,胶遇光变化且被腐蚀后留下凹槽,往凹槽里添加硼、磷等介质,就会形成半导体或者电容。多次重复以上操作,即可制成复杂的集成电路。根据图、文信息判断以下说法错误的是( )
A. 缩图透镜对光线有会聚作用,相当于凸透镜
B. 光源可提高像的亮度
C. 只改变缩图透镜的焦距,晶圆上成的像仍然清晰且大小不变
D. 要使晶圆上的像变大,需将掩膜和晶圆均向下移动
3.(2025-2026八上·陕西西安·期中)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。保持凸透镜的位置不变,则( )
A. 实验所用凸透镜的焦距可能为12.0cm
B. 光屏上承接到的像是烛焰倒立、放大的实像
C. 将蜡烛和光屏的位置互换,光屏上仍能承接到像
D. 将蜡烛移至45.0cm刻度线上,光屏上仍能承接到像
4.(2025-2026八上·陕西西安·期中)如图甲所示一幅漫画立在桌面上,小明把一个装有水的圆柱形玻璃杯放在漫画前,惊奇地发现,透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了,还掉头奔向猫,如图乙所示,下列关于此现象的说法正确的是( )
A. 透过水杯看到变“胖”的老鼠是虚像
B. 装有水的圆柱形玻璃杯相当于一个凹透镜
C. 将漫画逐渐靠近水杯,透过水杯看到的老鼠始终是掉头的
D. 将漫画离水杯远一些,透过水杯看到的老鼠会变“瘦”一些
5.(2025-2026八上·陕西西安·期中)蝴蝶研究专家章丽晖在茅山首次发现国家二级保护动物——中华虎凤蝶,他先用相机拍摄了蝴蝶休憩的照片甲,为了拍摄照片乙,应( )
A. 相机适当靠近蝴蝶,镜头略向外伸
B. 相机适当靠近蝴蝶,镜头略向内缩
C. 相机适当远离蝴蝶,镜头略向外伸
D. 相机适当远离蝴蝶,镜头略向内缩
6.(2025-2026八上·陕西西安铁一中学·期中)“强迫透视法”是一种富有创意的拍摄技巧。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有趣的效果。如图,是利用该技巧拍摄的照片,下列说法正确的是( )
A. 照相机镜头对光有发散作用
B. 铁塔和手臂通过照相机镜头成的是正立、缩小的实像
C. 拍摄该照片时,手臂比铁塔更靠近照相机镜头
D. 要使手臂的像更大,可将手臂移到照相机镜头一倍焦距之内
7.(2025-2026八上·陕西西安铁一中学·期中)如图所示,某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律,在水透镜中注入少量水后光屏上成清晰的像。以下判断正确的是( )
A. 光屏上成倒立缩小的实像
B. 此时透镜的焦距10cm<f<15cm
C. 保持蜡烛和光屏不动,将透镜移动到40cm刻度线处光屏上能得到清晰的像
D. 向水透镜注水后,要使光屏上重新得到清晰的像,需要将光屏向右移动
8.(2025-2026八上·陕西咸阳实验中学·期中)在用凸透镜观察物体的活动中,甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的插图的像。若凸透镜先贴着插图然后逐渐远离,关于凸透镜与插图之间的距离,下列判断正确的是( )
A. 图甲最大
B. 图乙最大
C. 图丙最大
D. 图丁最大
9.(2025-2026八上·陕西西安爱知中学等校-11月·期中)(多选)将凸透镜及蜡烛、光屏置于光具座上,完成如图甲所示的成像实验,记录每次成清晰的实像的物距u,像距v,物像间距L(u+v),绘出如图乙所示的图线(f为焦距)。经查阅资料发现,在物理学中,有一个凸透镜成像的“新概念”:放大率,下列说法正确的是( )
A. 当物距u=1.5f,烛焰成清晰的实像时,放大率n=2
B. 移动蜡烛每次成清晰的实像时,蜡烛与光屏的间距的最小值为2f
C. 经分析,图中a的值为3f
D. 当烛焰成清晰实像时,在凸透镜前面放一个凹透镜,移动光屏再次得到清晰的像,此时放大率n变小
10.(2025-2026八上·陕西西安爱知中学等校-11月·期中)智能无人驾驶汽车可以通过车上的摄像机和激光雷达识别道路状况。车上的摄像机识别道路上的行人时,其镜头相当于一个凸透镜,行人在摄像机感光元件上成倒立、缩小的 像, (填“望远镜”或“显微镜”)的物镜成像规律与此相同。当车靠近行人时,摄像机感光元件上所成的像将变 。
考点4 眼睛和眼镜
1.(2025-2026八上·陕西西安铁一中学·期中)甲、乙两图分别是正常人眼通过调节晶状体等结构看清远处和近处物体的示意图。下列关于丙、丁两图模拟近、远视眼的情况以及应该佩戴何种透镜进行矫正的说法正确的是( )
A. 丙图是近视眼,应该配戴凹透镜
B. 丙图是远视眼,应该配戴凸透镜
C. 丁图是近视眼,应该配戴凸透镜
D. 丁图是远视眼,应该配戴凹透镜
2.(2025-2026八上·陕西咸阳实验中学·期中)眼睛是心灵的窗户,爱眼护眼势在必行。如图甲表示眼睛观察远处物体时的光路,下列有关眼睛和眼镜的说法正确的是( )
A. 图甲表示近视眼成像原理,应戴图乙所示透镜矫正
B. 图甲表示近视眼成像原理,应戴图丙所示透镜矫正
C. 图甲表示远视眼成像原理,应戴图乙所示透镜矫正
D. 图甲表示远视眼成像原理,应戴图丙所示透镜矫正
3.(2025-2026八上·陕西西安·期中)如图所示,关于近视眼的形成和矫正方法,正确的是( )
A. ①③
B. ②④
C. ①④
D. ②③
4.(2025-2026八上·陕西西安爱知中学等校-11月·期中)(多选)老师戴着眼镜正在批作业,听到远处有学生叫她,为了看清该学生的容貌,老师立即摘下眼镜跟这位学生打招呼。下列说法正确的是( )
A. 老师是近视眼
B. 老师所戴眼镜的镜片是凸透镜
C. 老师不戴眼镜看近处的物体时,像会成在视网膜的后方
D. 老师所戴眼镜的镜片是凹透镜
5.(2025-2026八上·陕西西安雁塔区八十五中·期中)如图所示的眼镜是 (选填“近视”或“远视”)眼镜,是由 (选填“凸透镜”或“凹透镜”)制成的。
6.(2025-2026八上·陕西汉中·期中)人眼相当于照相机,晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏,成的像是 (选填“倒立”或“正立”)缩小的实像。由于不合理使用手机,小华患上了近视眼,图 (选填“甲”或“乙”)是近视眼的光路图,矫正用 (选填“凹”或“凸”)透镜。
7.(2025-2026八上·陕西西安·期中)透镜焦距f的长短标志着折光本领大小。焦距越短,折光本领就越强。通常把透镜焦距的倒数叫作透镜的焦度,用Φ表示,即。平常我们说的眼镜片的度数就是镜片的透镜焦度乘以100的值。凸透镜的度数是正值,凹透镜的度数是负值。焦距为0.25m的透镜的焦度为 ,+200度的眼镜片的焦度是 ,-400度的眼镜片焦距是 。
考点5 探究凸透镜成像的规律
1.(2025-2026八上·陕西西安第八十三中学·期中)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象,根据图象可知( )
A. 该凸透镜的焦距f=20cm
B. 当物距u=30cm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
2.(2025-2026八上·陕西西安高新一中·期中)小亮用凸透镜分别观察近处课本上的字和远处黑板上的字,发现看到的情况是不同的,于是他打算探究凸透镜成像规律:
(1)如图甲所示,可知他所选取的凸透镜焦距为 cm;
(2)实验前,同组同学提出需先调节蜡焰和光屏的中心在凸透镜的 上,目的是为了使像呈现在光屏的中央。比较规范的操作是 (选填选项前的字母)。
A.将三者分散排列,然后用目测的方法调节;
B.将三者靠拢,然后用目测的方法调节。
(3)开始实验后,小亮将蜡烛、凸透镜和光屏放在如图乙所示位置。为了寻找像,小亮需将光屏向 (选填“左”或“右”)移动,直到光屏上出现清晰的像。
(4)实验中小亮将蜡烛移动到20cm刻度线处如图丙所示,移动光屏直到光屏上成清晰倒立缩小的像。随着蜡烛燃烧变短,烛焰的像将处于光屏的 (选填“上方”或“下方”),若想使烛焰成像回到光屏中央,凸透镜应该 (选填“向上”或“向下”)调节适当距离。
(5)小亮不改变图丙中蜡烛和透镜位置,又进行了如下探究:
①若将凸透镜换成焦距相同、镜面较小的凸透镜,再次实验,光屏上所成的像与原来相比 (选填“完整且变小”“完整且变暗”或“不完整且变暗”);
②若将凸透镜换成镜面大小相同、焦距稍小的凸透镜,再次实验,则需将光屏 (选填“向左”或“向右”)移动才能成清晰的像;若光屏不移动,在烛焰和透镜之间加一个焦距合适的 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),光屏上也能得到清晰的像。
3.(2025-2026八上·陕西西安·期中)在探究“凸透镜成像规律”“实验中如图所示:
(1)如图甲所示,凸透镜位置固定,发光的小灯泡放在40.0cm刻度线位置时,移动光屏发现光屏上始终能呈现一个面积大小不变的光斑,则该凸透镜的焦距为 cm;
(2)在图甲中再次移动蜡烛至45cm刻度线处,则观察到的像是图丙中的 (选填“1”、“2”、“3”或“4”),此时将蜡烛向 (选填“左”、“右”)移动,观察到的像会变大;
(3)图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(未画出), (选填“照相机”、“投影仪”和“放大镜”)就是利用这一成像规律工作的;
(4)保持图乙中蜡烛和光屏不动,只移动凸透镜到 cm刻度线处,光屏上可以再次呈现清晰的像;
(5)实验小组又借来同学的眼镜并将其靠近凸透镜左侧(如图丁),发现光屏上的像变模糊,向右移动光屏又出现清晰的像,则该同学佩戴的是 眼镜。(选填“近视”、“远视”)
(6)当光屏上出现清晰的像时,不小心用手指尖遮挡住了凸透镜的一部分,这时光屏上 (选填“仍能”或“不能”)成烛焰完整的像。
如图戊,当无人机在高空拍摄地面场景时,所成的像最靠近图中凸透镜主光轴上的 (选填“a”“b”“c”或“d”)点。
4.(2025-2026八上·陕西西安铁一中学·期中)小龙和小华两位同学利用凸透镜、刻度尺、光屏和光具座做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)利用太阳光测凸透镜的焦距时。小龙将一把木质刻度尺的一端支于水平地面上并不断调节刻度尺的倾角和方向,使尺的方向与太阳光的方向平行,如图甲所示、小龙保持刻度尺不动、小华将光屏A和凸透镜L按照如图甲所示的方式垂直于刻度尺摆放,其中光屏A置于刻度尺零刻度线的位置,调整凸透镜L的位置,当其位于如图甲所示的位置时,光屏上形成一个最小、最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为 cm;
(2)将点燃的蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上,调整它们的高度,使烛焰、凸透镜和光屏的中心在 (选填“同一高度”或“同一直线”);
(3)当蜡烛、凸透镜、光屏调整到如图乙所示的位置时,光屏上呈现出烛焰清晰的像,生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用该成像原理成像的。如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向 (选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动,像的大小是变 (选填“大”或“小”);
(4)小龙好动且思维颇有创意,他突发奇想:当在完成图乙所示的实验后,要是把蜡烛与光屏的位置互换,结果会怎样呢?他立即一试,哇塞!太神奇了,光屏上的像依旧十分清晰,这时他看到的是 (选填“放大”或“缩小”或“等大”)的像;
(5)小龙又将凸透镜更换成一个焦距为12cm的凸透镜,蜡烛的位置不变,发现光屏上的像变模糊了。他认为此现象与 的成因相似(选填“近视眼”或“远视眼”),为了使光屏上的像恢复清晰,可将光屏向 凸透镜的方向移动(选填“靠近”或“远离”);
(6)小华同学找来一个薄壁圆柱形玻璃杯,并将画有箭头的白纸靠在玻璃杯后,观察结果如图丙所示。向杯中加水,使得水面高过箭头位置,透过玻璃杯观察纸上的“箭头”;将白纸逐渐远离杯子的过程中,不能观察到情景是 。(选填“A”、“B”、“C”或“D”)
5.(2025-2026八上·陕西咸阳实验中学·期中)在“探究凸透镜成像规律”实验中,光源是用发光二极管组成的“F”平面光源。
(1)实验前,将“F”平面光源、凸透镜和白色光屏依次放在水平放置的光具座上,使“F”平面光源、凸透镜、光屏三者的中心大致在 ;
(2)当“F”平面光源、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示时,光屏上恰好呈现发光物体清晰的像(像未画出),则该凸透镜的焦距为 cm;
(3)保持凸透镜在“50cm”刻度线处不动,将“F”平面光源移动到光具座上“35cm”刻度线处,调整光屏的位置,使光屏上呈现清晰的像,这个像是倒立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。将光源和光屏的位置对调,对调后在光屏上 (选填“能”或“不能”)看到“F”光源的像;
(4)保持凸透镜在“50cm”刻度线处不动,光屏上呈现了清晰的像,小石只将焦距相同、直径更大的凸透镜替换原凸透镜(位置不变),则光屏上呈现清晰的像与原来的像对比会发现( )(填序号)
A. 像的大小不变,亮度变亮
B. 像的大小变大,亮度变亮
(5)保持凸透镜在“50cm”刻度线处不动,将“F”平面光源移动到光具座上“44cm”刻度线处,发现无论怎样调整光屏位置,都无法在光屏上得到像;但撤去光屏后,从原光屏一侧向凸透镜方向观察,能看到发光物体的像,此时凸透镜的成像特点与生活中的 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像特点相同;
(6)请分析使用“F”平面光源比使用蜡烛的优点是 。(写出一条即可)
6.(2025-2026八上·陕西汉中·期中)小林“探究凸透镜成像的规律”实验,所用的凸透镜焦距为15cm。
(1)实验前,将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,把烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心调整到 ;
(2)如图所示,把凸透镜固定在50cm刻度线位置,蜡烛移动到15cm刻度线位置时,光屏应在 (选填“I”“II”或“III”)区域内左右移动,才能在光屏上得到清晰的像;若得到清晰的像后,只将光屏和蜡烛的位置对调,像将 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)若把图中的蜡烛向右移动时,要在光屏上得到清晰的像,应使光屏向 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动适当距离;
(4)当光屏上出现清晰的像后,用不透明物体挡住凸透镜的上半部分,光屏上的像是 (选填“完整”或“不完整”)的;
(5)蜡烛逐渐燃烧变短时,光屏上烛焰的像随之 (选填“上升”“下降”或“不变”);
(6)用蜡烛做实验有各种缺点,小林用LED光源继续实验,应选择 形状光源更好。
A. “F”形状
B. “E”形状
C. “I”形状
7.(2025-2026八上·陕西西安交通大学附属中学·期中)如图是探究“凸透镜成像规律”的实验装置。
(1)实验前,调节器材的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心位于同一高度,这一过程中蜡烛 (填“需要”或“不需要”)点燃。
(2)实验中,发现当蜡烛、透镜和光屏位于如图甲所示的位置时,光屏上会得到一个清晰的倒立等大的像,则凸透镜的焦距是 cm。
(3)若保持透镜位置不变,将蜡烛和光屏移至如图乙所示的位置时,光屏上再次得到一个清晰的像,则该像是倒立、 的像(选填“放大”、“等大”或“缩小”)。
(4)一段时间后,蜡烛变短了,烛焰在光屏上成的像会向 (选填“上”或“下”)移动。
8.(2025-2026八上·陕西西安第八十三中学·期中)小新同学用“F”光源、凸透镜、光屏、光具座等器材做“探究凸透镜成像的规律”实验。
(1)通过图甲的实验操作,确定该凸透镜的焦距为 cm。
(2)为了使像呈现在光屏中央,应调节“F”光源、光屏两者的中心在凸透镜的 上。
(3)固定好凸透镜后,不断改变“F”光源到透镜的距离,移动光屏寻找“F”光源清晰的像,记录的实验数据如下表∶
实验序号
物距/
像距/
像的性质
正倒
大小
虚实
倒立
缩小
实像
倒立
缩小
实像
倒立
实像
倒立
放大
实像
倒立
放大
实像
不成像
①表中a处相应的内容是 ,b处相应的内容是 。
②分析实验数据可得∶当凸透镜成实像时,物距变小,像距变 ,像变 。
(4)实验过程中,小新在光屏上得到一个清晰完整的“F”光源的像后,他的食指指尖不小心触摸到了凸透镜镜面,此时光屏上会出现 (选填“指尖的像”“完整光源的像”或“部分光源的像”)。
9.(2025-2026八上·陕西西安雁塔区八十五中·期中)小明所在的实验小组做“探究凸透镜成像的规律”的实验:
(1)通过如图-1所示的实验操作,确定该凸透镜的焦距为 cm。
(2)实验时,他首先将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,调节烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心大致在 。
(3)将蜡烛移至光具座上10cm刻度线处,如图-2所示,固定透镜,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,该像是倒立 (选填“放大”或“缩小”)的实像;若保持图中凸透镜的位置不变,对调蜡烛和光屏的位置, (选填“能”或“不能”)在光屏上看到清晰的像,这是因为在光的折射现象中 。
(4)将蜡烛移至光具座上25cm刻度线处,为了在光屏上再次得到清晰的像,应将光屏向 (选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动,该像是 (选填“倒立”或“正立”)的实像。
10.(2025-2026八上·陕西西安爱知中学等校-11月·期中)如图甲所示,一束平行光经过一凸透镜,调节光屏的位置,直到光屏上得到一个最小、最亮的光斑。小明用此凸透镜“探究凸透镜成像规律”的实验,实验装置如图乙所示。
(1)该凸透镜的焦距为 cm;
(2)实验前,为使像成在光屏中央,应调节烛焰、光屏的中心在 ;
(3)当蜡烛、凸透镜位于图乙所示位置时,在光屏上得到一个清晰的像,若保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜移至 cm刻度线处,可以在光屏上得到一个倒立、放大的清晰的像;
(4)若保持凸透镜的位置不变,将蜡烛移至44cm刻度处,接下来的操作应该是 (填“①”“②”或“③”),此时的像应是如图丙所示的 (填字母“A”“B”“C”或“D”);
①适当移动光屏,直到在光屏上找到清晰的像
②取下光屏,眼睛从透镜左侧透过透镜观察成像情况
③取下光屏,眼睛从透镜右侧透过透镜观察成像情况
(5)如图丁所示,拿一个近视眼镜放在凸透镜前,光屏上出现烛焰清晰的像;拿走近视眼镜,烛焰的像变得模糊。下列操作能使光屏上重新得到清晰的像的是______。
A. 将光屏或蜡烛适当靠近凸透镜
B. 同时将光屏和蜡烛适当远离凸透镜
C. 将光屏适当远离凸透镜
D. 将蜡烛适当远离凸透镜
(6)小明用水透镜模拟眼睛,光屏模拟视网膜,通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄,蜡烛、光屏和水透镜在光具座上的位置如图戊所示,此时在光屏上成了一个清晰的像(像未画出),用水透镜模拟正常眼睛,将蜡烛移动到光具座上40cm刻度线处,光屏不动,此时应对水透镜 (注水/抽水),才能在光屏上重新得到一个清晰的像。
考点6 跨学科实践:制作望远镜
1.(2025-2026八上·陕西西安雁塔区八十五中·期中)跨学科实践课上同学们准备自制天文望远镜,实验室有四种规格的凸透镜如下表。
序号
a
b
c
d
直径/cm
4
5
8
5
焦距/cm
10
10
30
20
查得资料:望远镜的放大倍率取2至3倍为宜,放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比。选物镜与目镜直径大的,可适当增大观察范围,并使成像更亮更清晰。
(1)为获得较大放大倍率,小组应选用 (填序号,下同)透镜做物镜、 透镜做目镜最适宜;
(2)制作时,小明通过截取适当尺寸的瓦楞纸板,并把它卷起来制成套筒,如图-1所示。物镜的原理相当于 (选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”,下同),目镜相当于 ;
(3)制作完成后,小明用该望远镜观察远处的物体,与原物相比,通过望远镜所成的是物体 (选填“放大”或“缩小”)的像。当他观察更远处的物体时,两块凸透镜间的距离要稍 (选填“大”或“小)一些;
(4)小明用望远镜观察远处树木,肉眼直接观察树木如图-2所示,则在原地用自制望远镜看到的像是__________(选填字母)。
A. B.
C. D.
试卷第1页,共3页
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专题05 透镜及其应用
6大高频考点
1. 透镜
2. 生活中的透镜
3. 凸透镜成像的规律
4. 眼睛和眼镜
5. 探究凸透镜成像的规律
6. 跨学科实践:制作望远镜
考点1 透镜
1.(2025-2026八上·陕西西安·期中)在如图所示的虚线框内,甲、乙均是透镜,下列说法正确的是( )
A. 甲、乙都是凸透镜
B. 甲、乙都是凹透镜
C. 甲是凸透镜,乙是凹透镜
D. 甲是凹透镜,乙是凸透镜
【答案】A
【详解】图中所示,光源发出的两束光经过甲、乙两透镜之后,折射光线会聚了,由于凸透镜对光具有会聚作用,因此甲、乙两透镜均为凸透镜,故A正确,BCD错误。故选A。
2.(2025-2026八上·陕西汉中·期中)透镜在生活中很常见,下列透镜属于凸透镜的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】中间比边缘厚的是凸透镜,所以C是凸透镜;中间比边缘薄的是凹透镜,所以ABD是凹透镜。故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
3.(2025-2026八上·陕西西安高新一中·期中)如图所示,请画出由烛焰S点发出的光经过凸透镜折射后的两条光线。
【答案】
【详解】过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后经过焦点,如图所示:
4.(2025-2026八上·陕西西安·期中)为测量某凸透镜焦距,小芳先在纸上画一个小于透镜大小的圆环,如图所示,将凸透镜正对太阳光,在其下方距透镜10cm处的白纸上的光斑恰好与圆环重合,这个现象表明凸透镜对光有 作用;当将该透镜靠近白纸垂直移动4cm时,此时白纸上的光斑再次与圆环重合,此过程中光斑的大小 (选填“先变小后变大”、或“先变大后变小”),通过计算可以得到该凸透镜的焦距为 cm。
【答案】① 会聚 ② 先变小后变大 ③ 8
【分析】【详解】[1]小芳先在纸上画一个小于透镜大小的圆环,将凸透镜正对太阳光,在其下方距透镜10cm处的白纸上的光斑恰好与圆环重合,这表明光会聚了,即凸透镜对光线具有会聚作用。[2][3]当将该透镜靠近白纸垂直移动4cm时,此时白纸上的光斑都不是最小最亮的光斑,也就是说不是凸透镜的焦点的位置,说明凸透镜的焦点在两次出现光斑的中间,可知此过程中的光斑是先变小后变大,两次光斑之间的距离为4cm,凸透镜焦点距第一次的光斑距离为=2cm即凸透镜焦点距离第二次的光斑距离也是2cm,所以凸透镜的焦距为10cm﹣2cm=8cm
5.(2025-2026八上·陕西西安铁一中学·期中)如图甲所示是带放大镜的指甲刀,图乙是其简化光路图。点S表示手指甲的位置,点表示对应的虚像位置,O是凸透镜光心,光线SA平行于主光轴,请在乙图中做出SO的折射光线,并作图确定凸透镜右侧焦点F的位置。
【答案】
【详解】根据题意,S´是S的虚像位置,利用凸透镜的三条特殊光线可知,与主光轴平行的光线经过凸透镜折射后会聚于焦点,根据凸透镜成像规律可知,像与物在凸透镜同侧,成虚像,因此折射光线的反向延长线会聚于虚像,所以连接S´与光线SA的入射点,其延长线与凸透镜右侧的主光轴相交一点,该点就是凸透镜的焦点F。过光心的光线经凸透镜折射后方向不改变,光路图如图所示:
6.(2025-2026八上·陕西汉中·期中) (1)请在图中将凹透镜的入射光线和折射光线补画完整。
(2)如图所示,白鹭A掠过平静的湖面,请画出小红看到它在水中像的光路图。
【答案】(1) (2)
【讲解】(1) 指向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴,如图所示:
(2) 平静的湖面相当于平面镜,根据平面镜成像的特点,作出A关于水面的对称点,即为其所成的像A′;连接A′与人眼,与水面交于O,则O到人眼的光线为反射光线,连接AO为入射光线,如图所示:
7.(2025-2026八上·陕西西安铁一中学·期中)如图所示,试画出两条光线经凹透镜折射后的光路图。
【答案】
【详解】过光心的光线:因为过透镜光心的光线传播方向不变,沿原入射方向直接延长画出折射光线即可;延长线指向右侧焦点的光线:经凹透镜折射后,折射光线平行于主光轴射出,沿平行主光轴方向画出带箭头的折射光线即可。
8.(2025-2026八上·陕西西安高新一中·期中)在炎热的夏天正午不能向叶子上洒水,这是因为水会在树叶上形成圆形的水珠,如图甲所示,圆形的水珠相当于 镜,会“烧糊”叶片。如图乙所示一束光经过一个透镜后会聚于主光轴上的点A,取下透镜后,光会聚于B点,该透镜对光的作用与水珠对光所起到的作用 (填“相同”或“不同”)。
【答案】① 凸透 ② 不同
【详解】[1]圆形的水珠中间厚、边缘薄,相当于一个凸透镜,对光线有会聚作用;[2]一束光经过一个透镜后会聚于主光轴上的点A,取下透镜后,光会聚于B点,该透镜对光具有发散作用,与水珠对光所起到的作用不同。
9.(2025-2026八上·陕西咸阳实验中学·期中)按要求完成下列作图;
(1)请在图甲中画出通过凹透镜的两条光线的入射光线和折射光线。
(2)如图乙,MM'为平面镜,AB、CD是点光源S发出的光经平面镜反射后的两条反射光线,请通过作图确定S的位置并画出入射光线。
【答案】(1) (2)
【讲解】(1) 根据凹透镜的特殊光线规律可知,指向凹透镜另一侧焦点的入射光线,经凹透镜折射后,折射光线平行于主光轴;对于过光心的光线,经凹透镜后传播方向不改变。因此对于平行的折射光线,应该连接右侧焦点和平行光线与凹透镜的交点,凹透镜左侧为实线,右侧为虚线;对于过光心的光线,在凹透镜右侧画延长线。如图所示:
(2) 先将两条反射光线AB、CD反向延长交于一点S',在通过平面镜作出S'的对称点S,即为点光源的位置,并连接SA、SC画出入射光线。如图所示:
10.(2025-2026八上·陕西西安交通大学附属中学·期中)在充满烟雾的容器内,用平行光照射两种透镜,观察到如图所示的现象,则图甲中的是 透镜,图乙中的是 透镜(前两空均选填“凸”或“凹”);图丙中用某一透镜观察邮票,可以看到正立、放大的像,则图丙中用的透镜与图 中的透镜相同;图丁中通过某一眼镜看到小兔玩偶正立、缩小的像,则图丁中的眼镜镜片与图 (后两空均选填“甲”或“乙”)中的透镜相同。
【答案】① 凸 ② 凹 ③ 甲 ④ 乙
【讲解】(1) 题详解: [1][2]凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。观察图甲,平行光通过透镜后光线会聚,所以图甲中的是凸透镜;观察图乙,平行光通过透镜后光线发散,所以图乙中的是凹透镜。[3]当用凸透镜贴近邮票时,物距小于一倍焦距,透过凸透镜可以看见邮票正立、放大的虚像。所以图丙中用的是凸透镜,与图甲中的透镜相同。[4]通过凹透镜观察物体时,会看到正立、缩小的像。图丁中通过某一眼镜看到小兔玩偶正立、缩小的像,所以图丁中的眼镜镜片是凹透镜,与图乙中的透镜相同。
考点2 生活中的透镜
1.(2025-2026八上·陕西西安交通大学附属中学·期中)下列选项中属于实像的是( )
A. 水杯的影子 B. 镜子中的人
C. 夏天傍晚海面上变扁的太阳 D. 蜡烛通过小孔在光屏上成的像
【答案】D
【详解】A.水杯的影子是光在沿直线传播过程中,被不透明的水杯挡住,在水杯后面光照不到的暗区,不是像,故A不符合题意; B.镜子中的人是平面镜成的像,是光的反射形成的等大、正立的虚像,故B不符合题意;C.夏天傍晚海面上变扁的太阳是光的折射现象,是太阳的虚像,故C不符合题意; D.蜡烛通过小孔在光屏上成的像是小孔成像,是光的直线传播形成的倒立的实像,因为它是实际光线会聚而成的,能呈现在光屏上,故D符合题意。 故选D。
2.(2025-2026八上·陕西西安高新一中·期中)如图所示,手表维修店的工匠师维护精密仪表时,会在眼睛前戴一个透镜,便于观察仪表的细微之处。下列说法正确的是( )
A. 若想将细微处看得更清晰,需将透镜尽可能靠近仪表
B. 该透镜成像的原理是光的反射
C. 透镜与仪表的距离应在透镜的1倍焦距到2倍焦距之间
D. 通过透镜看到仪表的像是正立的虚像
【答案】D
【详解】当物体在凸透镜一倍焦距范围内时,成正立、放大的虚像,所以凸透镜与仪表的距离应在一倍焦距范围之内,要想观察到更大的像,根据凸透镜成虚像时,物远像远像变大可知,应该将仪表适当远离凸透镜,故D正确,ABC错误。故选D。
3.(2025-2026八上·陕西西安爱知中学等校-11月·期中)如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
【详解】A.不同方向都能看到图案是光照在粗糙地面向各个方向反射即发生了漫反射,故A正确;B.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时,物体位于一倍焦距和两倍焦距之间,成倒立放大的实像,与照相机原理不同,故B错误;C.凸透镜成实像时,当物距变小时,像距会变大,像也变会变大,故调小镜头与图片的距离图案变大,故C错误;D.地面上能看到放大的图案,是实像,故D错误。故选A。
4.(2025-2026八上·陕西西安雁塔区八十五中·期中)如图所示,为了方便老年人剪指甲,设计师在指甲剪的上方加装了一块小透镜。下列有关说法正确的是( )
A. 该透镜是凸透镜,可以用于矫正近视眼
B. 指甲盖位于透镜的一倍焦距和二倍焦距之间
C. 要想看到指甲盖更大的像,应适当将透镜向上移动,远离指甲盖
D. 若一只小虫子误停在透镜上,将影响观察指甲盖完整的像
【答案】C
【详解】A.指甲剪上加装的小透镜起到了放大镜的作用,是一个凸透镜,凸透镜可以用于矫正远视眼,故A错误;BC.由凸透镜成像的规律可知,指甲盖位于透镜的一倍焦距以内,此时凸透镜成正立、放大的虚像;根据凸透镜成虚像时的规律,物远像远像变大,要想看到指甲盖更大的像,应适当将透镜向上移动,远离指甲盖,使指甲盖靠近凸透镜的焦点,故B错误,C正确;D.若一只小虫子误停在透镜上,光线会从其它位置透过,不会影响观察指甲盖完整的像,故D错误。故选C。
5.(2025-2026八上·陕西咸阳实验中学·期中)(多选)“工欲善其事,必先利其器。”人们对微观世界的观察离不开显微镜,如图甲。显微镜的物镜成 (选填“正”或“倒”)立、 (选填“缩小”“放大”或“等大”)的像。图乙中与它属于同一类透镜的是 (填序号)。
【答案】① 倒 ② 放大 ③ bc
【详解】[1][2][3]由图甲的光路图可知,显微镜的物镜其成像原理与投影仪相似,投影仪成倒立、放大的实像,故其也是成倒立、放大的实像。显微镜的物镜为凸透镜。图乙中,a为凹透镜,b、c为凸透镜,故与它属于同一类透镜的是b、c。
6.(2025-2026八上·陕西汉中·期中)如图甲所示,有些道路的拐弯处会放一个反光镜,它是 (选填“凸面”或“凹面”)镜;如图乙所示显微镜的物镜成 (选填“放大”或“缩小”)的实像;图丙是简易天文望远镜内部结构图,物镜的成像原理与 (选填“投影仪”或“照相机”)相同。
【答案】① 凸面 ② 放大 ③ 照相机
【详解】[1]道路拐弯处的反光镜主要是为了扩大视野,便于观察周围情况,它是凸面镜。[2]如图乙所示显微镜的物镜成倒立、放大的实像,它的物镜成像特点与投影仪相同。[3]望远镜中物镜的作用相当于照相机,使远处的物体成倒立缩小的实像。
考点3 凸透镜成像的规律
1.(2025-2026八上·陕西西安·期中)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,某实验小组所描绘的图像如图所示。图像中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应。下列说法中正确的是( )
A. 凸透镜的焦距是20cm
B. 蜡烛处于A点时,所成像的特点的典型应用是照相机
C. 蜡烛从B点移动到C点的过程中,所成的像逐渐变小
D. 只有当蜡烛在B点时,将蜡烛与光屏的位置互换,光屏上才能成清晰的像
【答案】C
【详解】A.由图可知,B点时,物距等于像距,根据凸透镜成像规律可知,此时则焦距f=10cm。故A错误;B.由图可知,A点时,物距与焦距的关系为成倒立、放大的实像,是幻灯机和投影仪的原理,故B错误;C.将蜡烛从B移动到C的过程中,即物距变大,u>2f,此时像距变小,同时像变小,故C正确;D.折射时,光路是可逆的,当蜡烛在A、B、C三点时,将蜡烛与光屏的位置互换,光屏上都能成清晰的像,故D错误。故选C。
2.(2025-2026八上·陕西西安高新一中·期中)光刻机是芯片制造的核心设备之一,其工作原理如图所示。光源发出的光照射设计好的电路图样(即掩膜),带有掩膜结构信息的光通过缩图透镜成清晰的像并打在涂抹了光刻胶的硅晶圆上,胶遇光变化且被腐蚀后留下凹槽,往凹槽里添加硼、磷等介质,就会形成半导体或者电容。多次重复以上操作,即可制成复杂的集成电路。根据图、文信息判断以下说法错误的是( )
A. 缩图透镜对光线有会聚作用,相当于凸透镜
B. 光源可提高像的亮度
C. 只改变缩图透镜的焦距,晶圆上成的像仍然清晰且大小不变
D. 要使晶圆上的像变大,需将掩膜和晶圆均向下移动
【答案】C
【详解】A.能在光屏(晶圆)上成实像的透镜是凸透镜,凹透镜只能成虚像。同时,题干中提到“缩图”,凸透镜在物距大于两倍焦距时,可以成倒立、缩小的实像。凸透镜对光线有会聚作用,故A正确,不符合题意;B.光源是提供光线的装置,光源越亮,单位时间内通过掩膜和透镜的光线就越多,到达晶圆上像的光能也越多,像的亮度就越高。故B正确,不符合题意;C.根据凸透镜成像规律,物距u、像距v和焦距f满足关系式当在晶圆上成清晰的像时,说明此时的物距(掩膜到透镜的距离)、像距(透镜到晶圆的距离)和焦距满足该关系。如果只改变透镜的焦距f,而物距u和像距v保持不变,则的值不变,而成像公式将不再成立,因此在晶圆上无法得到清晰的像。故C错误,符合题意;D.根据凸透镜成实像的规律“物近像远像变大”,要使晶圆上的像变大,需要减小物距(掩膜到透镜的距离)同时增大像距(透镜到晶圆的距离)。从图中可以看出,减小物距需要将掩膜向下移动(靠近透镜),增大像距也需要将晶圆向下移动(远离透镜)。故D正确,不符合题意。故选C。
3.(2025-2026八上·陕西西安·期中)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。保持凸透镜的位置不变,则( )
A. 实验所用凸透镜的焦距可能为12.0cm
B. 光屏上承接到的像是烛焰倒立、放大的实像
C. 将蜡烛和光屏的位置互换,光屏上仍能承接到像
D. 将蜡烛移至45.0cm刻度线上,光屏上仍能承接到像
【答案】C
【详解】A.由图可知,,且成实像,说明解得,焦距的范围为故A不符合题意;B.由图可知,,根据凸透镜成像规律,物距大于像距时,成倒立、缩小的实像,故B不符合题意;C.将蜡烛和光屏的位置互换,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,光路是可逆的可知,光屏上仍能承接到像,故C符合题意;D.将蜡烛移至45.0cm刻度线上,此时物距成正立、放大的虚像,虚像不能用光屏承接,故D不符合题意。故选C。
4.(2025-2026八上·陕西西安·期中)如图甲所示一幅漫画立在桌面上,小明把一个装有水的圆柱形玻璃杯放在漫画前,惊奇地发现,透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了,还掉头奔向猫,如图乙所示,下列关于此现象的说法正确的是( )
A. 透过水杯看到变“胖”的老鼠是虚像
B. 装有水的圆柱形玻璃杯相当于一个凹透镜
C. 将漫画逐渐靠近水杯,透过水杯看到的老鼠始终是掉头的
D. 将漫画离水杯远一些,透过水杯看到的老鼠会变“瘦”一些
【答案】D
【分析】【详解】AB.圆柱形玻璃杯装有水后,形成一个中间厚边缘薄的凸透镜,由图可知此时透过水杯看到变“胖”的老鼠是倒立、放大的实像,故AB错误;C.将漫画逐渐靠近水杯,即物距减小,而当物距小于焦距时,成正立、放大的虚像,透过水杯看到的老鼠始终是向右跑的,故C错误;D.将漫画离水杯远一些,即物距变大,像距变小,像变小,则透过水杯看到的老鼠会变“瘦”一些,故D正确。故选D。
5.(2025-2026八上·陕西西安·期中)蝴蝶研究专家章丽晖在茅山首次发现国家二级保护动物——中华虎凤蝶,他先用相机拍摄了蝴蝶休憩的照片甲,为了拍摄照片乙,应( )
A. 相机适当靠近蝴蝶,镜头略向外伸
B. 相机适当靠近蝴蝶,镜头略向内缩
C. 相机适当远离蝴蝶,镜头略向外伸
D. 相机适当远离蝴蝶,镜头略向内缩
【答案】A
【详解】比较甲、乙两图,乙的像更大.根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”,为了拍摄照片乙,应减小物距,相机适当靠近蝴蝶,同时增大像距,镜头略向外伸,故A正确为答案.【点睛】根据凸透镜成像规律,当u>2f时,成倒立、缩小的实像,照相机就是根据这一原理工作的.
6.(2025-2026八上·陕西西安铁一中学·期中)“强迫透视法”是一种富有创意的拍摄技巧。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有趣的效果。如图,是利用该技巧拍摄的照片,下列说法正确的是( )
A. 照相机镜头对光有发散作用
B. 铁塔和手臂通过照相机镜头成的是正立、缩小的实像
C. 拍摄该照片时,手臂比铁塔更靠近照相机镜头
D. 要使手臂的像更大,可将手臂移到照相机镜头一倍焦距之内
【答案】C
【详解】A.照相机镜头使用的是凸透镜,对光线具有会聚作用,故A错误;B.照相机成像利用的是凸透镜成像中,物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,即均成缩小的像,故B错误;C.图中成像手臂比铁塔成像大,根据凸透镜成像规律“物近像远,像变大”可知,拍摄该照片时,手臂比铁塔更靠近照相机镜头,故C正确;D.照相机成像利用的是物距大于二倍焦距,故D错误。故选C。
7.(2025-2026八上·陕西西安铁一中学·期中)如图所示,某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律,在水透镜中注入少量水后光屏上成清晰的像。以下判断正确的是( )
A. 光屏上成倒立缩小的实像
B. 此时透镜的焦距10cm<f<15cm
C. 保持蜡烛和光屏不动,将透镜移动到40cm刻度线处光屏上能得到清晰的像
D. 向水透镜注水后,要使光屏上重新得到清晰的像,需要将光屏向右移动
【答案】C
【详解】A.由图可知,物距小于像距,且能够成实像,根据凸透镜成像规律可知,成倒立、放大的实像,故A错误;B.由图可知,,解得透镜的焦距,故B错误;C.保持蜡烛和光屏不动,将透镜移动到40cm刻度线处,,即现在的物距为原来的像距,根据光路可逆性可知,光屏仍能得到清晰的像,故C正确;D.向水透镜注水后,凸透镜的焦距变小,要使光屏上重新得到清晰的像,需要将光屏向左移动,故D错误。故选C。
8.(2025-2026八上·陕西咸阳实验中学·期中)在用凸透镜观察物体的活动中,甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的插图的像。若凸透镜先贴着插图然后逐渐远离,关于凸透镜与插图之间的距离,下列判断正确的是( )
A. 图甲最大
B. 图乙最大
C. 图丙最大
D. 图丁最大
【答案】C
【详解】凸透镜先贴着插图然后逐渐远离,先是满足物距在一倍焦距以内,成正立放大的虚像如图乙;然后是物距在一倍焦距到两倍焦距之间,成倒立放大的实像,且物距越远像越小,如图丁、甲;最后是物距大于两倍焦距时,成倒立缩小的实像,如图丙。A.图甲成倒立放大的实像,物距在一倍焦距到两倍焦距之间,凸透镜与插图之间的距离不是最大,故A不符合题意;B.图乙成正立放大的虚像,物距在一倍焦距以内,凸透镜与插图之间的距离最小,故B不符合题意;C.图丙成倒立缩小的实像,物距大于两倍焦距,凸透镜与插图之间的距离最大,故C符合题意;D.图丁成倒立放大的实像,物距在一倍焦距到两倍焦距之间,凸透镜与插图之间的距离不是最大,故D不符合题意。故选C。
9.(2025-2026八上·陕西西安爱知中学等校-11月·期中)(多选)将凸透镜及蜡烛、光屏置于光具座上,完成如图甲所示的成像实验,记录每次成清晰的实像的物距u,像距v,物像间距L(u+v),绘出如图乙所示的图线(f为焦距)。经查阅资料发现,在物理学中,有一个凸透镜成像的“新概念”:放大率,下列说法正确的是( )
A. 当物距u=1.5f,烛焰成清晰的实像时,放大率n=2
B. 移动蜡烛每次成清晰的实像时,蜡烛与光屏的间距的最小值为2f
C. 经分析,图中a的值为3f
D. 当烛焰成清晰实像时,在凸透镜前面放一个凹透镜,移动光屏再次得到清晰的像,此时放大率n变小
【答案】AC
【详解】A.由图乙可知,当物距u=1.5f,物像间距L(u+v)=4.5f,根据,放大率,故A正确;B.由图乙可知,当物距u=2f,物像间距最小,此时L(u+v)=4f,即蜡烛与光屏的间距的最小值为4f,故B错误;C.由图乙可知,当L(u+v)=4.5f时,曲线对应的横坐标为1.5f和a。当u=1.5f时,v=3f。根据光路可逆,当v=1.5f,则有u=3f,即图中a的值为3f,故C正确;D.当烛焰成清晰实像时,在凸透镜前面放一个凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用,会使成像位置后移,像距变大。根据放大率可知,物距不变像距变大时,放大率变大,故D错误。故选AC。
10.(2025-2026八上·陕西西安爱知中学等校-11月·期中)智能无人驾驶汽车可以通过车上的摄像机和激光雷达识别道路状况。车上的摄像机识别道路上的行人时,其镜头相当于一个凸透镜,行人在摄像机感光元件上成倒立、缩小的 像, (填“望远镜”或“显微镜”)的物镜成像规律与此相同。当车靠近行人时,摄像机感光元件上所成的像将变 。
【答案】① 实 ② 望远镜 ③ 大
【详解】[1]摄像机镜头属于凸透镜识别行人时,行人在镜头的二倍焦距以外,根据凸透镜成像规律,此时成实像(倒立、缩小的实像)。[2]望远镜的物镜是凸透镜,成像规律为“物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像”,与摄像机镜头的成像规律相同;显微镜的物镜是成倒立、放大的实像(物距在一倍焦距和二倍焦距之间),因此选望远镜。[3]当车靠近行人时,物距减小,根据凸透镜成像规律,物近像远像变大,摄像机感光元件上所成的像将变大。
考点4 眼睛和眼镜
1.(2025-2026八上·陕西西安铁一中学·期中)甲、乙两图分别是正常人眼通过调节晶状体等结构看清远处和近处物体的示意图。下列关于丙、丁两图模拟近、远视眼的情况以及应该佩戴何种透镜进行矫正的说法正确的是( )
A. 丙图是近视眼,应该配戴凹透镜
B. 丙图是远视眼,应该配戴凸透镜
C. 丁图是近视眼,应该配戴凸透镜
D. 丁图是远视眼,应该配戴凹透镜
【答案】A
【详解】丙图中像呈在视网膜的前方,故是近视眼,应该配戴凹透镜来矫正;丁图中像呈在视网膜的后方,故是远视眼,应该配戴凸透镜来矫正,故A正确,BCD错误。故选A。
2.(2025-2026八上·陕西咸阳实验中学·期中)眼睛是心灵的窗户,爱眼护眼势在必行。如图甲表示眼睛观察远处物体时的光路,下列有关眼睛和眼镜的说法正确的是( )
A. 图甲表示近视眼成像原理,应戴图乙所示透镜矫正
B. 图甲表示近视眼成像原理,应戴图丙所示透镜矫正
C. 图甲表示远视眼成像原理,应戴图乙所示透镜矫正
D. 图甲表示远视眼成像原理,应戴图丙所示透镜矫正
【答案】B
【详解】图甲中远处物体的像成在视网膜前方,这是近视眼的成像原理,图乙所示为凸透镜,图丙所示为凹透镜。凹透镜对光线有发散作用,能使像成在视网膜上,所以近视眼应戴图丙所示透镜矫正,故ACD错误,B正确。故选B。
3.(2025-2026八上·陕西西安·期中)如图所示,关于近视眼的形成和矫正方法,正确的是( )
A. ①③
B. ②④
C. ①④
D. ②③
【答案】C
【详解】近视眼是由于晶状体太厚,远处物体的像落在视网膜前,而看不清远处的物体,应戴凹透镜进行矫正;远视眼是由于晶状体太薄,近处物体的像落在视网膜后,而看不清远处的物体,应戴凸透镜进行矫正,故选C。
4.(2025-2026八上·陕西西安爱知中学等校-11月·期中)(多选)老师戴着眼镜正在批作业,听到远处有学生叫她,为了看清该学生的容貌,老师立即摘下眼镜跟这位学生打招呼。下列说法正确的是( )
A. 老师是近视眼
B. 老师所戴眼镜的镜片是凸透镜
C. 老师不戴眼镜看近处的物体时,像会成在视网膜的后方
D. 老师所戴眼镜的镜片是凹透镜
【答案】BC
【详解】高老师批改作业时看近物需要佩戴眼镜,听到远处学生叫她,为了看清远处学生的容貌摘下眼镜,这表明高老师看近物时需要戴眼镜才能看清,而看远物时不需要戴眼镜反而能看清,则高老师是远视眼。远视眼是由于晶状体太薄,折光能力太弱,或者眼球在前后方向上太短,来自近处某点的光还没有会聚成一点就到达视网膜了,在视网膜上形成一个模糊的光斑,所以远视眼看不清近处的物体,看远处的物体时,像成在视网膜上,能看清。矫正方法是佩戴凸透镜,使光线会聚,使像成在视网膜上。远视眼不戴眼镜看近物时,像会成在视网膜后方。故BC正确,AD错误。故选BC。
5.(2025-2026八上·陕西西安雁塔区八十五中·期中)如图所示的眼镜是 (选填“近视”或“远视”)眼镜,是由 (选填“凸透镜”或“凹透镜”)制成的。
【答案】① 远视 ② 凸透镜
【讲解】(1) 题详解: [1][2]由图可知,通过该眼镜看到一个正立放大的像,根据凸透镜成像规律可知,此时应该是物距小于一倍焦距,成正立放大的虚像,即该眼镜是凸透镜,可用于矫正远视眼。
6.(2025-2026八上·陕西汉中·期中)人眼相当于照相机,晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏,成的像是 (选填“倒立”或“正立”)缩小的实像。由于不合理使用手机,小华患上了近视眼,图 (选填“甲”或“乙”)是近视眼的光路图,矫正用 (选填“凹”或“凸”)透镜。
【答案】① 倒立 ② 乙 ③ 凹
【详解】[1]由凸透镜成像规律可知,照相机所成的像是倒立、缩小的实像,人眼相当于照相机,故成的像是倒立、缩小的实像。[2]近视眼的晶状体曲度过大,像成在视网膜的前方,由图可知,图乙是近视眼的光路图。[3]矫正近视眼要佩戴具有发散光线功能的凹透镜,使像重新成在视网膜上。
7.(2025-2026八上·陕西西安·期中)透镜焦距f的长短标志着折光本领大小。焦距越短,折光本领就越强。通常把透镜焦距的倒数叫作透镜的焦度,用Φ表示,即。平常我们说的眼镜片的度数就是镜片的透镜焦度乘以100的值。凸透镜的度数是正值,凹透镜的度数是负值。焦距为0.25m的透镜的焦度为 ,+200度的眼镜片的焦度是 ,-400度的眼镜片焦距是 。
【答案】① 4 ② 2 ③ 0.25m
【详解】[1]焦距的透镜的焦度为[2]+200度的眼镜片的焦度[3]-400度的眼镜片的焦度由得
考点5 探究凸透镜成像的规律
1.(2025-2026八上·陕西西安第八十三中学·期中)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象,根据图象可知( )
A. 该凸透镜的焦距f=20cm
B. 当物距u=30cm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
【答案】B
【详解】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不符合题意;B.当物距u=30cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像,故B符合题意;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不符合题意;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不符合题意。故选B。
2.(2025-2026八上·陕西西安高新一中·期中)小亮用凸透镜分别观察近处课本上的字和远处黑板上的字,发现看到的情况是不同的,于是他打算探究凸透镜成像规律:
(1)如图甲所示,可知他所选取的凸透镜焦距为 cm;
(2)实验前,同组同学提出需先调节蜡焰和光屏的中心在凸透镜的 上,目的是为了使像呈现在光屏的中央。比较规范的操作是 (选填选项前的字母)。
A.将三者分散排列,然后用目测的方法调节;
B.将三者靠拢,然后用目测的方法调节。
(3)开始实验后,小亮将蜡烛、凸透镜和光屏放在如图乙所示位置。为了寻找像,小亮需将光屏向 (选填“左”或“右”)移动,直到光屏上出现清晰的像。
(4)实验中小亮将蜡烛移动到20cm刻度线处如图丙所示,移动光屏直到光屏上成清晰倒立缩小的像。随着蜡烛燃烧变短,烛焰的像将处于光屏的 (选填“上方”或“下方”),若想使烛焰成像回到光屏中央,凸透镜应该 (选填“向上”或“向下”)调节适当距离。
(5)小亮不改变图丙中蜡烛和透镜位置,又进行了如下探究:
①若将凸透镜换成焦距相同、镜面较小的凸透镜,再次实验,光屏上所成的像与原来相比 (选填“完整且变小”“完整且变暗”或“不完整且变暗”);
②若将凸透镜换成镜面大小相同、焦距稍小的凸透镜,再次实验,则需将光屏 (选填“向左”或“向右”)移动才能成清晰的像;若光屏不移动,在烛焰和透镜之间加一个焦距合适的 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),光屏上也能得到清晰的像。
【答案】(1)10.0 (2)① 主光轴 ② B (3)左 (4)① 上方 ② 向下 (5)① 完整且变暗 ② 向左 ③ 凹透镜
【讲解】(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
(2) [1]为了使像成在光屏中央,应调节蜡焰和光屏的中心在凸透镜的主光轴上。[2]比较规范的是将三者靠拢,然后用目测的方法调节,这样误差较小,故选B。
(3) 由图可知,此时物距,根据,,成倒立、缩小的实像,因此为了寻找像,小亮需将光屏向左移动,直到光屏上出现清晰的像。
(4) [1][2]根据过光心的光线传播方向不变可知,随着蜡烛燃烧变短,烛焰的像将处于光屏的上方,若想使烛焰成像回到光屏中央,凸透镜应该向下调节适当距离。
(5) [1]凸透镜成像的完整性由物体上每个点发出的光线能否通过透镜成像决定。当镜面变小但焦距相同时,物体上每个点发出的光线仍然能通过透镜折射会聚,所以像的形状和大小都是完整的。 但因为镜面变小,通过透镜的光线总量减少,所以光屏上的像会变暗。[2] 若将凸透镜换成镜面大小相同、焦距稍小的凸透镜,凸透镜焦距越小,对光的会聚能力越强,会将光线提前会聚成像,因此需将光屏向左移动才能成清晰的像。[3] 若光屏不移动,在烛焰和透镜之间加一个焦距合适的凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用,会将光线推迟会聚成像,光屏上也能得到清晰的像。
3.(2025-2026八上·陕西西安·期中)在探究“凸透镜成像规律”“实验中如图所示:
(1)如图甲所示,凸透镜位置固定,发光的小灯泡放在40.0cm刻度线位置时,移动光屏发现光屏上始终能呈现一个面积大小不变的光斑,则该凸透镜的焦距为 cm;
(2)在图甲中再次移动蜡烛至45cm刻度线处,则观察到的像是图丙中的 (选填“1”、“2”、“3”或“4”),此时将蜡烛向 (选填“左”、“右”)移动,观察到的像会变大;
(3)图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(未画出), (选填“照相机”、“投影仪”和“放大镜”)就是利用这一成像规律工作的;
(4)保持图乙中蜡烛和光屏不动,只移动凸透镜到 cm刻度线处,光屏上可以再次呈现清晰的像;
(5)实验小组又借来同学的眼镜并将其靠近凸透镜左侧(如图丁),发现光屏上的像变模糊,向右移动光屏又出现清晰的像,则该同学佩戴的是 眼镜。(选填“近视”、“远视”)
(6)当光屏上出现清晰的像时,不小心用手指尖遮挡住了凸透镜的一部分,这时光屏上 (选填“仍能”或“不能”)成烛焰完整的像。
如图戊,当无人机在高空拍摄地面场景时,所成的像最靠近图中凸透镜主光轴上的 (选填“a”“b”“c”或“d”)点。
【答案】(1)10.0 (2)① 4 ② 左 (3)投影仪 (4)65.0 (5)近视 (6)① 仍能 ② b
【讲解】(1) 当光源位于凸透镜的焦点处时,经过凸透镜折射后的光线是平行光,无论光屏在什么位置,都会形成一个大小不变的光斑,即平行光照射到光屏上形成的光斑大小不随距离改变,所以此时蜡烛在焦点位置,如图,刻度尺的分度值为1cm,凸透镜在50.0cm处,所以焦距
(2) [1][2]移动蜡烛至45cm刻度线处后,此时物距根据凸透镜成像规律可知,此时成正立、放大的虚像,不能呈现在光屏上,只能通过透镜观察,如图丙中的4,成虚像时,物距越大,虚像越大,所以应该将蜡烛向左移动。
(3) 由图乙可知,此时蜡烛在35.0cm处,所以物距光屏在80.0cm处,所以像距根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立放大的实像,这是投影仪的工作原理。
(4) 根据光的可逆性,当保持图乙中蜡烛和光屏不动时,移动凸透镜,当使新的物距等于原来的像距时,能再次成清晰的像,即所以凸透镜应该移到的位置为
(5) 原来像是清晰的,加上眼镜后,像变模糊,向右移动光屏后再次清晰,说明像距变大,即像向右移,也就是说眼镜使光线发散了,导致像推迟会聚,即该眼镜是凹透镜,其用于矫正近视眼。
(6) [1]遮住一部分透镜,只是减少了通过的光线,但每个点发出的光仍能通过其他部分成像,所以像仍然是完整的,只是变暗了。[2]无人机在高空拍摄地面,相当于物距非常大,此时成像在焦点附近,即像距运动与焦距,所以成像靠近图戊中的b点。
4.(2025-2026八上·陕西西安铁一中学·期中)小龙和小华两位同学利用凸透镜、刻度尺、光屏和光具座做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)利用太阳光测凸透镜的焦距时。小龙将一把木质刻度尺的一端支于水平地面上并不断调节刻度尺的倾角和方向,使尺的方向与太阳光的方向平行,如图甲所示、小龙保持刻度尺不动、小华将光屏A和凸透镜L按照如图甲所示的方式垂直于刻度尺摆放,其中光屏A置于刻度尺零刻度线的位置,调整凸透镜L的位置,当其位于如图甲所示的位置时,光屏上形成一个最小、最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为 cm;
(2)将点燃的蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上,调整它们的高度,使烛焰、凸透镜和光屏的中心在 (选填“同一高度”或“同一直线”);
(3)当蜡烛、凸透镜、光屏调整到如图乙所示的位置时,光屏上呈现出烛焰清晰的像,生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用该成像原理成像的。如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向 (选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动,像的大小是变 (选填“大”或“小”);
(4)小龙好动且思维颇有创意,他突发奇想:当在完成图乙所示的实验后,要是把蜡烛与光屏的位置互换,结果会怎样呢?他立即一试,哇塞!太神奇了,光屏上的像依旧十分清晰,这时他看到的是 (选填“放大”或“缩小”或“等大”)的像;
(5)小龙又将凸透镜更换成一个焦距为12cm的凸透镜,蜡烛的位置不变,发现光屏上的像变模糊了。他认为此现象与 的成因相似(选填“近视眼”或“远视眼”),为了使光屏上的像恢复清晰,可将光屏向 凸透镜的方向移动(选填“靠近”或“远离”);
(6)小华同学找来一个薄壁圆柱形玻璃杯,并将画有箭头的白纸靠在玻璃杯后,观察结果如图丙所示。向杯中加水,使得水面高过箭头位置,透过玻璃杯观察纸上的“箭头”;将白纸逐渐远离杯子的过程中,不能观察到情景是 。(选填“A”、“B”、“C”或“D”)
【答案】(1)10.0 (2)同一高度 (3)① 照相机 ② 靠近 ③ 小 (4)放大 (5)① 远视眼 ② 远离 (6)D
【详解】
(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,图中刻度尺的分度值为1cm,所以凸透镜的焦距是。
(2)为了使像成在光屏中央,应调整烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度。
(3)[1]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,应用于照相机。[2][3]如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜,此时物距增大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向靠近透镜的方向移动,像的大小是变小。
(4)把蜡烛与光屏的位置互换,此时物距小于像距,根据凸透镜成实像时,物距小于像距,成倒立、放大的实像。
(5)[1][2]小龙又将凸透镜更换成一个焦距为12cm的凸透镜,相当于晶状体变薄,会聚能力变弱,此现象与远视眼的成因相似,因为远视眼是晶状体太薄,对光线的会聚能力太弱,像成在视网膜后方;由于会聚能力变弱,像延迟会聚了,为了使光屏上的像恢复清晰,可将光屏向远离凸透镜的方向移动。
(6)圆柱形玻璃杯中注入水相当于凸透镜,将白纸逐渐远离杯子的过程中,开始靠近玻璃杯,位于1倍焦距以内,成正立、放大的虚像,箭头方向不变,左右变长,是C图;接着移动到1倍焦距到2倍焦距之间,成倒立、放大的实像,左右方向改变,左右变长,是B图;移动到2倍焦距以外,成倒立、缩小的实像,左右变短,方向改变,故是A图;由于圆柱形玻璃杯上下粗细相同,所以箭头在竖直方向上大小不变,故D是不能观察到情景。
5.(2025-2026八上·陕西咸阳实验中学·期中)在“探究凸透镜成像规律”实验中,光源是用发光二极管组成的“F”平面光源。
(1)实验前,将“F”平面光源、凸透镜和白色光屏依次放在水平放置的光具座上,使“F”平面光源、凸透镜、光屏三者的中心大致在 ;
(2)当“F”平面光源、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示时,光屏上恰好呈现发光物体清晰的像(像未画出),则该凸透镜的焦距为 cm;
(3)保持凸透镜在“50cm”刻度线处不动,将“F”平面光源移动到光具座上“35cm”刻度线处,调整光屏的位置,使光屏上呈现清晰的像,这个像是倒立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。将光源和光屏的位置对调,对调后在光屏上 (选填“能”或“不能”)看到“F”光源的像;
(4)保持凸透镜在“50cm”刻度线处不动,光屏上呈现了清晰的像,小石只将焦距相同、直径更大的凸透镜替换原凸透镜(位置不变),则光屏上呈现清晰的像与原来的像对比会发现( )(填序号)
A. 像的大小不变,亮度变亮
B. 像的大小变大,亮度变亮
(5)保持凸透镜在“50cm”刻度线处不动,将“F”平面光源移动到光具座上“44cm”刻度线处,发现无论怎样调整光屏位置,都无法在光屏上得到像;但撤去光屏后,从原光屏一侧向凸透镜方向观察,能看到发光物体的像,此时凸透镜的成像特点与生活中的 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像特点相同;
(6)请分析使用“F”平面光源比使用蜡烛的优点是 。(写出一条即可)
【答案】(1)同一高度上 (2)10.0 (3)① 放大 ② 能 (4)A (5)放大镜 (6)成像更加稳定
【讲解】(1) 为了使像成在光屏中央,安装器材时,应使“F”平面光源、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度上。
(2) 由图可知,此时像距等于物距,因光屏上恰好呈现发光物体清晰的像,可知成的是与发光物体等大的像,故此时的物距等于2倍焦距。刻度尺读出物距为20.0cm,则该凸透镜的焦距为10.0cm。
(3) [1]保持凸透镜在“50cm”刻度线处不动,将“F”平面光源移动到光具座上35cm刻度线处,此时物距为15.0cm,在1倍焦距和2倍焦距之间,根据凸透镜成像的规律可知,此时成的是倒立、放大的实像。[2]将光源和光屏的位置对调,即像距与物距对调,因光路是可逆的,故对调后在光屏上能看到“F”光源的像。
(4) 小石只将焦距相同、直径更大的凸透镜替换原凸透镜(位置不变),则物距不变,凸透镜的焦距不变,像距不变,所以像的大小不变;换的凸透镜直径更大,则通过凸透镜的光线变多,所以像的亮度变亮。故A符合题意,B不符合题意。故选A。
(5) 保持凸透镜在“50cm”刻度线处不动,将“F”平面光源移动到光具座上“44cm”刻度线处,此时物距为6.0cm,在1倍焦距以内,根据凸透镜成像的规律可知,此时成的是正立、放大的虚像,故与放大镜的成像特点相同。
(6) 使用“F”平面光源与使用蜡烛相比,因不受燃烧影响,不存在火焰摇动变形、蜡烛高度减小等变化,发光物体更加稳定,因此一个优点是成像也更加稳定。
6.(2025-2026八上·陕西汉中·期中)小林“探究凸透镜成像的规律”实验,所用的凸透镜焦距为15cm。
(1)实验前,将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,把烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心调整到 ;
(2)如图所示,把凸透镜固定在50cm刻度线位置,蜡烛移动到15cm刻度线位置时,光屏应在 (选填“I”“II”或“III”)区域内左右移动,才能在光屏上得到清晰的像;若得到清晰的像后,只将光屏和蜡烛的位置对调,像将 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)若把图中的蜡烛向右移动时,要在光屏上得到清晰的像,应使光屏向 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动适当距离;
(4)当光屏上出现清晰的像后,用不透明物体挡住凸透镜的上半部分,光屏上的像是 (选填“完整”或“不完整”)的;
(5)蜡烛逐渐燃烧变短时,光屏上烛焰的像随之 (选填“上升”“下降”或“不变”);
(6)用蜡烛做实验有各种缺点,小林用LED光源继续实验,应选择 形状光源更好。
A. “F”形状
B. “E”形状
C. “I”形状
【答案】(1)同一高度 (2)① II ② 变大 (3)远离 (4)完整 (5)上升 (6)A
【讲解】(1) 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,使它们在同一高度上。
(2) [1]凸透镜的焦距是15cm,由图可知,物距为物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,光屏在II区域内左右移动,才能在光屏上得到清晰的像。[2]若得到清晰的像后,只将光屏和蜡烛的位置对调,此时的物距等于原来的像距,像距等于原来的物距,由光路的可逆性可知,此时成的是倒立、放大的实像,像将变大。
(3) 当凸透镜成实像时,物近像远像变大,把图中的蜡烛向右移动时,物距减小,像距增大,要在光屏上得到清晰的像,应使光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离。
(4) 当遮住凸透镜的上半部分时,蜡烛发出的光线被挡住了一部分,但仍有光线通过凸透镜的下半部分而照在光屏上成完整的像,只不过是通过的光线减少,图象的亮度变暗。
(5) 蜡烛由于燃烧逐渐变短,过光心的光线传播方向不变,像逐渐向上移动。
(6) A.“F”形状可以很清楚分辨像是否倒立、左右颠倒,故A符合题意;B.“E”形状上下颠倒后形状仍一样,也无法分辨像是否倒立,故B不符合题意;C.“I”形状上下左右颠倒后形状仍一样,也无法分辨像是否倒立,故C不符合题意。故选A。
7.(2025-2026八上·陕西西安交通大学附属中学·期中)如图是探究“凸透镜成像规律”的实验装置。
(1)实验前,调节器材的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心位于同一高度,这一过程中蜡烛 (填“需要”或“不需要”)点燃。
(2)实验中,发现当蜡烛、透镜和光屏位于如图甲所示的位置时,光屏上会得到一个清晰的倒立等大的像,则凸透镜的焦距是 cm。
(3)若保持透镜位置不变,将蜡烛和光屏移至如图乙所示的位置时,光屏上再次得到一个清晰的像,则该像是倒立、 的像(选填“放大”、“等大”或“缩小”)。
(4)一段时间后,蜡烛变短了,烛焰在光屏上成的像会向 (选填“上”或“下”)移动。
【答案】(1)需要 (2)10.0 (3)缩小 (4)上
【讲解】(1) 探究凸透镜成像的规律实验时,要将蜡烛、光屏安装在凸透镜两侧,并调节使蜡烛烛焰、光屏、凸透镜三者在同一高度,所以需要点燃蜡烛。
(2) 根据凸透镜成像规律可知,当时,成倒立等大的实像。由甲图可知,成等大实像时,,所以。
(3) 由乙图可知,,根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立、缩小的实像。
(4) 一段时间后,蜡烛变短了,根据过光心的光线传播方向不变可知,烛焰在光屏上成的像会向上移动。
8.(2025-2026八上·陕西西安第八十三中学·期中)小新同学用“F”光源、凸透镜、光屏、光具座等器材做“探究凸透镜成像的规律”实验。
(1)通过图甲的实验操作,确定该凸透镜的焦距为 cm。
(2)为了使像呈现在光屏中央,应调节“F”光源、光屏两者的中心在凸透镜的 上。
(3)固定好凸透镜后,不断改变“F”光源到透镜的距离,移动光屏寻找“F”光源清晰的像,记录的实验数据如下表∶
实验序号
物距/
像距/
像的性质
正倒
大小
虚实
倒立
缩小
实像
倒立
缩小
实像
倒立
实像
倒立
放大
实像
倒立
放大
实像
不成像
①表中a处相应的内容是 ,b处相应的内容是 。
②分析实验数据可得∶当凸透镜成实像时,物距变小,像距变 ,像变 。
(4)实验过程中,小新在光屏上得到一个清晰完整的“F”光源的像后,他的食指指尖不小心触摸到了凸透镜镜面,此时光屏上会出现 (选填“指尖的像”“完整光源的像”或“部分光源的像”)。
【答案】(1)10.0 (2)主光轴 (3)① 等大 ② 30.0 ③ 大 ④ 大 (4)完整光源的像
【讲解】(1) 图甲中,平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚在光屏上,形成最小最亮的光斑,该光斑到凸透镜的距离即为焦距。由图甲可知,凸透镜在50.0cm刻度处,光斑在60.0cm刻度处,故焦距
(2) 为使像呈现在光屏中央,需调节“F”光源、凸透镜、光屏的中心在同一高度(即凸透镜的主光轴上),保证光线经凸透镜后能会聚在光屏中央。
(3) [1][2]当物距()时,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、等大的实像,故a处为等大。凸透镜成像中,物距与像距具有可逆性(实验2中物距30.0cm对应像距15.0cm),因此实验4中物距15.0cm时,像距应为30.0cm,故b处为30.0。[3][4]分析实验数据可知,当凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像也变大。
(4) 指尖触摸凸透镜镜面,会遮挡部分入射光线,但其余光线仍能经凸透镜成像,因此光屏上仍会呈现光源的像,但像的亮度会变暗(即呈现完整光源的像)。
9.(2025-2026八上·陕西西安雁塔区八十五中·期中)小明所在的实验小组做“探究凸透镜成像的规律”的实验:
(1)通过如图-1所示的实验操作,确定该凸透镜的焦距为 cm。
(2)实验时,他首先将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,调节烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心大致在 。
(3)将蜡烛移至光具座上10cm刻度线处,如图-2所示,固定透镜,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,该像是倒立 (选填“放大”或“缩小”)的实像;若保持图中凸透镜的位置不变,对调蜡烛和光屏的位置, (选填“能”或“不能”)在光屏上看到清晰的像,这是因为在光的折射现象中 。
(4)将蜡烛移至光具座上25cm刻度线处,为了在光屏上再次得到清晰的像,应将光屏向 (选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动,该像是 (选填“倒立”或“正立”)的实像。
【答案】(1)15.0 (2)同一高度(同一水平线) (3)① 缩小 ② 能 ③ 光路是可逆的 (4)① 远离 ② 倒立
【讲解】(1) 由图-1可知,平行光线经过凸透镜后会聚于一点,在光屏上,所以该点是焦点,从透镜中心到焦点的距离就是焦距,该刻度尺分度值为1cm,透镜在50.0cm 刻度处,光屏在65.0cm 刻度处,所以凸透镜焦距
(2) 为了使像能成在光屏中央,必须让烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度,即同一水平线上。
(3) [1]蜡烛位于10.0cm刻度处,即物距根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立缩小的实像。[2][3]根据光路可逆,若保持图中凸透镜的位置不变,对调蜡烛和光屏的位置可以在光屏上看到清晰的像,此时成倒立放大的实像。
(4) [1][2]蜡烛移至25cm刻度处,即此时物距根据凸透镜成实像的规律,物距变小,像距应该变大,即光屏应向右即远离凸透镜的方向,移动适当距离才能得到清晰的像,此时成倒立放大的实像。
10.(2025-2026八上·陕西西安爱知中学等校-11月·期中)如图甲所示,一束平行光经过一凸透镜,调节光屏的位置,直到光屏上得到一个最小、最亮的光斑。小明用此凸透镜“探究凸透镜成像规律”的实验,实验装置如图乙所示。
(1)该凸透镜的焦距为 cm;
(2)实验前,为使像成在光屏中央,应调节烛焰、光屏的中心在 ;
(3)当蜡烛、凸透镜位于图乙所示位置时,在光屏上得到一个清晰的像,若保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜移至 cm刻度线处,可以在光屏上得到一个倒立、放大的清晰的像;
(4)若保持凸透镜的位置不变,将蜡烛移至44cm刻度处,接下来的操作应该是 (填“①”“②”或“③”),此时的像应是如图丙所示的 (填字母“A”“B”“C”或“D”);
①适当移动光屏,直到在光屏上找到清晰的像
②取下光屏,眼睛从透镜左侧透过透镜观察成像情况
③取下光屏,眼睛从透镜右侧透过透镜观察成像情况
(5)如图丁所示,拿一个近视眼镜放在凸透镜前,光屏上出现烛焰清晰的像;拿走近视眼镜,烛焰的像变得模糊。下列操作能使光屏上重新得到清晰的像的是______。
A. 将光屏或蜡烛适当靠近凸透镜
B. 同时将光屏和蜡烛适当远离凸透镜
C. 将光屏适当远离凸透镜
D. 将蜡烛适当远离凸透镜
(6)小明用水透镜模拟眼睛,光屏模拟视网膜,通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄,蜡烛、光屏和水透镜在光具座上的位置如图戊所示,此时在光屏上成了一个清晰的像(像未画出),用水透镜模拟正常眼睛,将蜡烛移动到光具座上40cm刻度线处,光屏不动,此时应对水透镜 (注水/抽水),才能在光屏上重新得到一个清晰的像。
【答案】(1)10.0 (2)同一高度 (3)34.0 (4)① ③ ② D (5)A (6)注水
【讲解】(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,刻度尺的分度值为1cm,该凸透镜的焦距为
(2) 实验前,为使像成在光屏中央,根据穿过光心的光线方向不变可知,应调节烛焰、光屏的中心在同一高度。
(3) 当蜡烛、凸透镜位于图乙所示位置时,在光屏上得到一个清晰的像,此时物距为30cm,像距为14cm,若保持蜡烛和光屏的位置不变,根据光路的可逆性可知,当物距为14cm,像距为30cm时,即将凸透镜移到可以在光屏上得到一个倒立、放大的清晰的像。
(4) [1][2]凸透镜的位置不变,蜡烛移到44cm刻度线处,物距为6cm,物距小于一倍焦距,成正立放大的虚像,即图丙中的D,像与物在同一侧,在光屏上承接不到像,所以取下光屏后,应从透镜的右侧透过透镜观察成像情况,所以接下来的操作是③ 。
(5) [1][2]近视眼镜是凹透镜,对光有发散作用,将近视眼镜拿走,若蜡烛的位置不变,烛焰发出的光线直接经凸透镜,会聚点会变近,即像距变小,所以光屏应向靠近凸透镜方向移动,才能承接到清晰的像;若光屏的位置不变,即像距不变,可将蜡烛靠近凸透镜,减小物距,像距随之增大,光屏上仍可承接到清晰的像。故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
(6) 用水透镜模拟正常眼睛,将图甲中的烛移动到光具座上40cm处,物距减小,光屏不动,像距不变,也就是需要透镜对光线的会聚能力更强,所以此时应对水透镜注水,使其焦距变短,才能在光屏上重新得到一个清晰的像。
考点6 跨学科实践:制作望远镜
1.(2025-2026八上·陕西西安雁塔区八十五中·期中)跨学科实践课上同学们准备自制天文望远镜,实验室有四种规格的凸透镜如下表。
序号
a
b
c
d
直径/cm
4
5
8
5
焦距/cm
10
10
30
20
查得资料:望远镜的放大倍率取2至3倍为宜,放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比。选物镜与目镜直径大的,可适当增大观察范围,并使成像更亮更清晰。
(1)为获得较大放大倍率,小组应选用 (填序号,下同)透镜做物镜、 透镜做目镜最适宜;
(2)制作时,小明通过截取适当尺寸的瓦楞纸板,并把它卷起来制成套筒,如图-1所示。物镜的原理相当于 (选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”,下同),目镜相当于 ;
(3)制作完成后,小明用该望远镜观察远处的物体,与原物相比,通过望远镜所成的是物体 (选填“放大”或“缩小”)的像。当他观察更远处的物体时,两块凸透镜间的距离要稍 (选填“大”或“小)一些;
(4)小明用望远镜观察远处树木,肉眼直接观察树木如图-2所示,则在原地用自制望远镜看到的像是__________(选填字母)。
A. B.
C. D.
【答案】(1)① c ② b (2)① 照相机 ② 放大镜 (3)① 缩小 ② 小 (4)D
【讲解】(1) [1][2]望远镜的放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比,且放大倍率取2至3倍为宜。要获得较大放大倍率,应选择焦距较长的凸透镜作为物镜,焦距较短的凸透镜作为目镜。在给出的四种凸透镜中,c透镜的焦距为30cm,是最长的,适合作为物镜;a、b透镜的焦距均为10cm,相对较短,可作为目镜。同时,c透镜的直径为8cm,是所有透镜中最大的,能增大观察范围并使成像更亮更清晰;而a、b透镜中,b透镜的直径为5cm,大于a透镜的4cm,所以选择b透镜做目镜更适宜。故应选用c透镜做物镜、b透镜做目镜。
(2) [1][2]望远镜的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像,这与照相机的成像原理相似;目镜的作用是将物镜所成的实像再次放大,成正立、放大的虚像,其原理相当于放大镜。
(3) [1]用望远镜观察远处的物体时,因为物镜成缩小的实像,目镜将这个实像放大,但整体而言,与原物相比还是缩小的。[2]凸透镜成实像中,根据“物远像近像变小”可知,若想要用望远镜来观察较远处的物体,物距变大了,像距变小了,像变小了,也就更远离目镜,为了确保物镜成的实像仍在目镜的一倍焦距内,应适当缩小两块凸透镜间的距离。
(4) 通过望远镜最终看到的像是经过物镜成倒立实像和目镜成正立虚像后的结果,所以看到的是倒立的像。观察远处树木,肉眼直接观察树木是正立的,那么通过自制望远镜看到的像应该是倒立的,与原物相比,通过望远镜所成的是树木缩小的虚像。因为物镜成缩小的实像,目镜将这个实像放大,但整体而言,与原物相比还是缩小的。但可以确定看到的像是倒立的、缩小的虚像,故选D。
试卷第1页,共3页
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