2023年中考物理真题分类汇编-专题03 透镜及其应用

专题03 透镜及其应用

考点1  透镜

1．（2023四川成都）如图甲所示是博物馆内“刘充国印”的展台，上方是凸透镜，透过它能看到放大的印章；下方是平面镜，通过它能看到印章底部的字。图乙是其示意图，F为凸透镜的焦点，O为凸透镜的光心，光线a平行于凸透镜的主光轴（图中虚线）。请在图乙中画出：①光线a经过凸透镜折射后的光线；②光线b经过平面镜反射后的光线。

【答案】  

【解析】凸透镜能将平行光会聚到焦点，所以平行于主光轴的光线a经过凸透镜后，会聚于焦点；先过入射点做法线垂直于平面镜，由光的反射定律可得，反射角等于入射角，做出反射光线

2．（2023重庆）在如图中画出入射光线经凹透镜折射后的光线。

【答案】  

【解析】凹透镜对光有发散作用，射向凹透镜另一侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴射出

3．（2023重庆）请根据画出的光线，在答图中虚线框内画出一个适当的透镜。

【答案】  

【解析】平行的光线经透镜折射后变得发散，因此该透镜起发散作用，为凹透镜

4．（2023四川南充）如图所示，一束光射向凸透镜，请画出该光经过凸透镜、凹透镜的折射光路。

【答案】  

【解析】过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴，平行于主光轴的光线经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过凹透镜的虚焦点  

考点2  生活中的透镜

5．（2023湖北随州）细心观察的小明发现身边处处有物理。下列他观察到的现象或事例可以用“光的直线传播”解释的是（　　）

A．课堂上老师用投影仪将同学们的忧秀作品展示投影

B．太阳高照时校园长廊下斑驳的树影

C．午后阳光通过课桌上透明水杯形成的彩色光带

D．晚自习时教室窗户玻璃里出现的另一个“自己”

【答案】B

【解析】A．课堂上老师用投影仪将同学们的忧秀作品展示投影，利用的是凸透镜成倒立放大的实像的规律，凸透镜成像利用的是光的折射现象，故A不符合题意；

B．太阳高照时校园长廊下斑驳的树影，影子的形成是光的直线传播现象，故B符合题意；

C．午后阳光通过课桌上透明水杯形成的彩色光带是光的色散现象，光的色散属于光的折射现象，故C不符合题意；

D．晚自习时教室窗户玻璃里出现的另一个“自己”，利用的是平面镜成像的特点，平面镜成像是光的反射现象，故D不符合题意。

故选B。

6．（2023山东临沂）4月20日，天空上演了2023年的首次日食，本次日食出现了日全环食现象，给人们带来难得一见的天文盛宴。下列光现象，与该现象成因相同的是（　　）

A．  小孔成像           B．  水中倒影

C．    镜中文字          D．  空中彩虹

【答案】A

【解析】日食是光的直线传播形成的。

A．小孔成像是由于光的直线传播形成的，故A符合题意；

B．水中倒影是由于光的反射形成的，故B不符合题意；

C．镜中的文字是凸透镜成像，属于光的折射，故C不符合题意；

D．空中彩虹是光的色散现象，属于光的折射现象，故D不符合题意。

故选A。

7．（2023重庆）诗人李白根据光的反射现象写下美妙诗句“峨眉山月半轮秋，影入平羌江水流”，图中也属于光的反射现象的是（    ）

A．  水球成像B．  晷针留影

C．江面倒影 D．铅笔“折断”

【答案】C

【解析】A．水球成像属于凸透镜成像，是光的折射现象，故A不符合题意；    

B．晷针留影是光沿直线传播的结果，故B不符合题意；

C．江面倒影是平面镜成像现象，利用光的反射，故C符合题意；

D．铅笔“折断”是光经过不同介质发生的折射现象，故D不符合题意。

故选C。

8.（2023山东枣庄）用冰取火，似乎不可思议，但这绝非传。据晋代张华的《博物志》记载，我国古代就把冰块制成透镜，利用透镜对光的__________作用将物体点燃，如图所示。此类透镜应用非常广泛，用它制作的眼镜片可以用来矫正__________眼；照相机的镜头也相当于这类透镜，用照相机拍照时，胶片上形成__________（填像的性质）。

【答案】会聚     远视     倒立缩小的实像

【解析】由于凸透镜对光有会聚作用，可以把冰块削成凸透镜形状，把太阳光会聚在焦点上，就可以点燃物体；远处物体通过人眼所成的像成在视网膜的后方，为远视眼。为了使像成在视网膜上，需要佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜；照相机的镜头相当于一个凸透镜，其原理是物体在凸透镜的2倍焦距以外，像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间，成一个倒立、缩小的实像。

考点3  凸透镜成像的规律

9．（2023山东泰安）小芳利用如图所示的装置“探究凸透镜成像的规律”。将蜡烛放在凸透镜左侧适当位置，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的像，分别测出物距u和像距v，实验数据如表所示。下列说法中（　　）

①该凸透镜的焦距为20cm

②第1次实验的成像规律与照相机成像原理相同

③从第1次实验到第5次实验，成在光屏上的像越来越大

④当时，移动光屏，可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像

A．只有①④正确 B．只有②③正确 C．只有①②正确 D．只有②③④正确

【答案】B

【解析】①凸透镜成像中，物距等于像距时，物与像为2f位置，由表格中数据得，则，故①不符合题意；

②第1次实验中物距大于像距，此时成的像是倒立缩小的实像，成像规律与照相机成像原理相同，故②符合题意；

③从第1次实验到第5次实验，像距越来远大，成在光屏上的像越来越大，故③符合题意；

④当时，在移动光屏，可在光屏上成倒立、放大的清晰实像，故④不符合题意，

故B符合题意，ACD不符合题意。

故选B。

10．（2023四川广元）某物理兴趣小组在“探究凸透镜成像规律”时，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两侧，实验前调整好实验器材。如图所示，将蜡烛移至25cm刻度线处，移动光屏，呈现在光屏上清晰的像的特点是（　　）

A．倒立、缩小的实像 B．正立、放大的虚像

C．倒立、放大的实像 D．与投影仪的成像特点相同

【答案】A

【解析】凸透镜的焦距是10cm，由题可知，此时的物距是25cm，物距大于2倍焦距，移动光屏，就会得到倒立、缩小的实像；此时的成像特点与照相机的成像特点相同。故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A。

11．（2023山东临沂）在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上恰能承接到烛焰清晰的像，下列判断正确的是（　　）

A．实验用凸透镜的焦距为15.0cm

B．光屏上的像是烛焰放大的实像

C．仅将凸透镜左移不能再次成像

D．仅将光屏右移可模拟近视眼成像

【答案】D

【解析】AB．由图可知，此时的物距为，像距为，即，根据凸透镜成像规律可知此时：，，则，，由上述式子可知，焦距范围为，成的是倒立缩小的实像，故AB错误；

C．仅将凸透镜左移，此时物距减小，像距增大，由凸透镜成像规律可知，成实像时，物距减小，像距增大，所以仅将凸透镜左移能再次成像，故C错误；

D．近视眼成像是光提前会聚，在视网膜前方会聚成像，仅将光屏右移，此时像距减小，相当于光提前会聚，故D正确。

故选D。

12．（多选）（2023河北）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、焦距为10cm的凸透镜、光屏位置如图所示时，光屏上恰好呈现烛焰清晰的像。下列说法正确的是（　　）

A．投影仪就是利用这一规律成像的

B．将蜡烛放置在35cm刻度处，仅向右移动光屏，能得到清晰、倒立、放大的实像

C．若飞来一只小虫落在凸透镜上，遮住凸透镜的部分区域，则光屏上烛焰的像不再完整

D．蜡烛、凸透镜、光屏位置不动，用焦距8cm凸透镜替换该透镜，光屏上不再成清晰的像

【答案】BD

【解析】A．如图，物距大于像距，此时成倒立、缩小的实像，照相机就是利用这一规律成像的，故A错误；

B．将蜡烛放置在35cm刻度处，物距在一倍焦距与二倍焦距之间，像应成在二倍焦距以外，仅向右移动光屏，能得到清晰、倒立、放大的实像，故B正确；

C．若飞来一只小虫落在凸透镜上，遮住凸透镜的部分区域，则透镜的其它部位能使光线透过，光屏上烛焰的像扔完整，由于透过的光线减少，像比以前变暗，故C错误；

D．蜡烛、凸透镜位置不动，用焦距8cm凸透镜替换该透镜，相当于增大了物距，要想在光屏上成清晰的像，要减小像距，即光屏向左移动，所以光屏若不移动，就不再成清晰的像。故D正确。

故选BD。

13．（多选）（2023天津）在探究凸透镜成像规律时，蜡烛和凸透镜的位置如图所示，移动光屏可承接到烛焰清晰等大的像（图中未画出光屏）。若保持透镜位置不交，将蜡烛调至20cm刻度处时，下列判断正确的是（　　）

A．该透镜的焦距是10cm

B．移动光屏可承接到烛焰清晰放大的像

C．像的位置在60cm~70cm刻度之间

D．照相机应用了该次实验的成像规律

【答案】ACD

【解析】A．由图可知，移动光屏可承接到烛焰清晰等大的像，此时的物距等于像距，物距为20.0cm，成的是倒立、等大的实像，则u=2f，故f=l0.0cm，故A正确；

BCD．将蜡烛调至20cm刻度处时，物距u=50cm-20cm=30cm，u>2f，光屏上可成倒立、缩小的实像，此时像距为f＜v＜2f，所以像的位置在60cm～70cm刻度之间，应用为照相机。故B错误，CD正确。

故选ACD。

14．（2023四川泸州）小明在探究凸透镜成像规律时，安装好器材，调节蜡烛、凸透镜与光屏在如图所示的位置，在光屏上得到清晰的像，则凸透镜的焦距为 _________cm。固定凸透镜位置，他将蜡烛移到15cm刻度处，为了在光屏上得到清晰的像，接下来小明应该进行的操作是 ________________；生活中应用这一规律的光学器材是 ________。

【答案】     10.0     将光屏向左移动适当距离     照相机

【解析】由图可知，此时物距和像距的关系是u=v=20.0cm，根据u=v=2f，成倒立等大的实像，所以，该凸透镜的焦距为f=10.0cm

将蜡烛移到15cm刻度处，此时u=50cm-15cm=35cm＞2f，根据u＞2f，2f＞v＞f，成倒立缩小的实像，所以，为了在光屏上得到清晰的像，接下来小明应该进行的操作是将光屏向左移动适当距离，照相机就是利用此原理制成的。

15．（2023重庆）小刚用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律，当蜡烛、凸透镜、光屏三者高度如图所示时，适当调节__________的高度后便可开始实验；当蜡烛距凸透镜25cm时，移动光屏，在光屏上承接到一个清晰缩小的像，生活中的__________就是根据该成像规律制成的；把蜡烛适当靠近凸透镜，应将光屏____（选填“靠近”或“远离”）凸透镜，才能再次承接到清晰的像。

【答案】     蜡烛     照相机     远离

【解析】探究凸透镜成像的规律时，要调节蜡烛、凸透镜、光屏三者同一高度，由图可知，蜡烛偏高，则要适当将蜡烛向下调节。

当蜡烛距凸透镜25cm，即物距大于两倍焦距时，移动光屏，在光屏上承接到一个清晰缩小的像，照相机就是根据该成像规律制成的。

把蜡烛适当靠近凸透镜，即物距变小，则像距变大，则应将光屏远离凸透镜，才能再次承接到清晰的像。

16．（2023湖南怀化）智能手机扫码功能可快速获取信息，手机摄像头相当于______（选填“凸透镜”或“凹透镜”）；二维码通过摄像头在手机中所成的是______（选填“实”或“虚”）像。图乙，蜡烛恰好在光屏上成清晰的像，此时光屏上可观察到倒立______（选填“放大”或“缩小”）的______（选填“实”或“虚”）像，生活中的应用是______（选填“投影仪”或“照相机”）。

【答案】     凸透镜     实     放大     实     投影仪

【解析】手机上的摄像头相当于是照相机的镜头，是凸透镜，手机拍照符合凸透镜成像原理。

手机扫二维码时，二维码到手机镜头的距离即物距大于二倍焦距，成缩小、倒立的实像。则二维码通过摄像头在手机中所成的是实像。

如图乙所示，物距小于像距时成清晰的像，符合物距大于一倍焦距小于二倍焦距，像距大于二倍焦距的情况，此时光屏上成放大、倒立的实像；生活中的投影仪就是利用这个原理成的放大的像。

17．（2023湖北随州）在“探究凸透镜成像规律”实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏处于如图所示的位置时，在光屏上恰好得到一个清晰的像。

（1）此凸透镜的焦距f=_________cm；

（2）保持凸透镜位置不变，若将蜡烛放置在42cm刻度线处，生活中的_________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像原理工作的；

（3）保持凸透镜位置不变，蜡烛从30cm处移动到10cm刻度线处，光屏应向_________（选填“左”或“右”）移动才能得到清晰的像。

【答案】（1）10.0     （2）放大镜     （3）左

【解析】（1）如图所示，此时物距为u=50.0cm-30.0cm=20.0cm，像距为v=70.0cm-50.ocm=20.0cm，物距等于像距，则此时物距等于二倍焦距，成倒立、等大的实像，即u=v=2f=20.0cm，焦距f=10.0cm。

（2）保持凸透镜位置不变，若将蜡烛放置在42cm刻度线处，物距为u1=50.0cm-42.0cm=8.0cm，物距小于焦距，成正立、放大的虚像，生活中的放大镜就是利用这一成像原理工作的。

（3）保持凸透镜位置不变，蜡烛从30cm处移动到10cm刻度线处，根据凸透镜成实像的规律，物体远离凸透镜，则像靠近凸透镜，应该光屏应向左移动才能得到清晰的像。

18．（2023湖南岳阳）在探究性学习活动中，小聪做了如下两个光学实验。

（1）图甲是探究平面镜成像特点的实验，改变蜡烛A的位置，发现外形相同的蜡烛B总能与蜡烛A的像重合，表明像与物的大小___________；蜡烛A的像不能用光屏承接，说明平面镜所成的像是___________像；

（2）图乙是探究凸透镜成像规律的实验，凸透镜的焦距是10cm，图中光屏上恰好成一清晰的像，这个像是___________（选填“正立”或“倒立”）缩小的实像。

【答案】（1）相等     虚     （2）倒立

【解析】（1）该实验中，蜡烛B与蜡烛A是等大的，改变蜡烛A的位置，发现外形相同的蜡烛B总能与蜡烛A的像重合，表明像与物的大小相等。

蜡烛A的像不能用光屏承接，说明平面镜所成的像不是由实际光线会聚而成的像，是虚像。

（2）由图可知，蜡烛到凸透镜的距离大于2倍焦距，这是照相机的成像原理，说明这个像是倒立、缩小的实像。

19．（2023江苏苏州）在“探究凸透镜成像规律”的实验中。

（1）如图甲，把蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上，并将蜡烛烛焰和光屏的中心调到凸透镜的主光轴上，目的是使像成在_________；

（2）按要求进行观察和测量，并将部分观测情况记录在下列表中：

①凸透镜焦距f＝_________cm；

②当物距u=20cm时，像距v＝_________cm；

③当物距u=10cm时，像的性质是_________；

（3）如图乙是航天员王亚平太空授课制作水球时呈现的情景，假设她稍向后远离水球，则她在球中所成的像将_________（“变大”、“变小”或“不变”）。

【答案】（1）光屏中央     （2）15     60     正立、放大、虚像     （3）变小

【解析】（1）将蜡烛烛焰、凸透镜中心和光屏中央调到同一高度，目的是使像成在光屏中央。

（2）①观察表格中数据，当物距为30cm时，像距也为30cm，可知，此时蜡烛在2倍焦距处，因此该凸透镜额焦距f=15cm

 ②观察表格数据，当物距为60cm时，像距为20cm，根据光的折射中光路可逆可知，当物距为20cm时，像距为60cm。

③当物距为10cm，物距小于一倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，此时成正立、放大的虚像。

（3）图中成倒立的像，说明此时成实像。当王亚平稍向后远离水球，则物距变大，根据凸透镜成实像时的规律（物远像近像变小）可知，她在球中所成的像变小。

20．（2023湖南衡阳）小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律：

（1）如图甲所示，小明将一束平行光正对凸透镜，移动光屏，直到光屏上形成一个最小最亮的光斑，该凸透镜的焦距为___________cm；

（2）实验时，把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，为使像成在光屏中央，应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到___________；

（3）小明将蜡烛移至光具座20cm刻度线处，如图乙所示，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是倒立、___________的实像。生活中的___________（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）就是利用这种成像规律工作的；

（4）接着，小明保持凸透镜在光具座上的位置不动，如果仅将图乙中蜡烛和光屏的位置互换，发现光屏上仍能观察到烛焰清晰的像。这是因为在光的折射现象中，光路是___________的；

（5）在如图乙所示实验情形下，如果保持凸透镜和光屏的位置不变，将蜡烛适当远离凸透镜，发现光屏上烛焰的像变得模糊不清，此现象可以体现___________（选填“近视眼”或“远视眼”）的成像情况。

【答案】（1）10.0     （2）同一水平高度上     （3）缩小     照相机     （4）可逆     （5）近视眼

【解析】（1）根据凸透镜焦距的定义可知，此时光屏到凸透镜的距离为焦距，即f=30.0cm-20.0cm=10.0cm

（2）在光具座上将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧，调节它们的高度，使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一水平高度上，这样做的目的是使像呈现在光屏中央。

（3）将蜡烛移至光具座20cm刻度线处时，此时的物距为，即物距大于两倍焦距，成的是倒立缩小的实像，生活中照相机就是利用这个原理工作的。

（4）在（3）的基础上，保持凸透镜在光具座上的位置不动，将蜡烛和光屏的位置互换，互换后物距应是大于一倍焦距而小于两倍焦距，成的是倒立放大的实像，在光屏上像是清晰的，由此可知，在光的折射现象中，光路是可逆的。

（5）如果保持凸透镜和光屏的位置不变，将蜡烛适当远离凸透镜，发现光屏上烛焰的像变得模糊不清。根据凸透镜成像规律，物远像近像变小，像成在光屏的前方，此现象可以体现近视眼的成像情况。

21．（2023四川自贡）小明同学将点燃的蜡烛、凸透镜和光屏放在如图所示的位置时，在光屏上观察到了清晰的像。

（1）由图可以判断出实验所用透镜的焦距为______cm；

（2）小明把蜡烛移到光具座的10cm刻度线处，需要把光屏向______适当移动（选填“左”或“右”），才能在光屏上得到一个清晰的像，此时的像将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

【答案】（1）15.0     （2）左     变小

【解析】（1）由图可知，此时u=v=2f=30.0cm，烛焰成倒立、等大的实像，所以

（2）把蜡烛移到光具座的10cm刻度线处，此时物距u=40.0cm>2f，根据凸透镜成像特点可知，像距f<v<2f，需要把光屏向左移动，才能在光屏上得到一个倒立、缩小的实像，即像将变小。

22．（2023重庆）在“探究凸透镜成像的规律”实验中：

（1）小宇先将蜡烛、光屏安装在凸透镜两侧，然后点燃蜡烛，并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在______；

（2）实验所用凸透镜焦距，移动蜡烛、凸透镜及光屏位置到如图所示时，恰能在光屏上得到一个清晰、倒立、______的实像，生活中的______是利用该成像规律制成的。

【答案】（1）同一高度     （2）缩小     照相机

【解析】（1）探究凸透镜成像的实验时，要调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中央位置。

（2）凸透镜的焦距是10cm，由图可知物距为50.0cm-20.0cm=30.0cm，此时物距大于2倍焦距，成倒立缩小的实像，照相机应用此原理制成的。

考点4  眼睛和眼镜

23．（2023湖北潜江、天门、仙桃、汉江）如图是近视眼及其矫正的光路图，下列说法不正确的是（   ）

A．近视眼的成像原理和小孔成像的原理相同

B．近视眼看远处的物体，像成于视网膜前

C．近视眼用凹透镜矫正

D．为预防近视，读写时眼睛与书本的距离应保持在25cm左右

【答案】A

【解析】A．晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，眼睛成像利用了凸透镜的成像原理，而小孔成像利用光的直线传播，二者原理不同，故A错误，符合题意；

B．近视眼晶状体折光能力强或眼球前后径过长，看不清远处的物体，远处物体的像成于视网膜前，故B正确，不符合题意；

C．凹透镜对光线有发散作用，可以使光线延后成像，正好成在视网膜上，近视眼用凹透镜矫正，故C正确，不符合题意；

D．为预防近视，应养成良好的用眼习惯，读写时眼睛与书本的距离应保持在25cm左右，故D正确，不符合题意。

故选A。

24．（2023山东泰安）智能手机等电子产品给人们带来了许多便利，但长时间盯着屏幕，容易导致视力受损。某人看远处物体时，成像示意图如图所示，则他需要佩戴_________（选填“凸”或“凹”）透镜进行矫正。

【答案】凹

【解析】由图可知，成像在视网膜的前面，属于近视眼，近视眼是晶状体的曲度变大，会聚能力增强，应佩戴发散透镜，即凹透镜，使光线推迟会聚。

25．（2023四川成都）今年6月6日是全国第28个爱眼日。正常眼睛观察物体最清晰而又不易疲劳的距离，约为25cm，叫做明视距离。近视眼的明视距离______正常眼的明视距离（选填“大于”“等于”或“小于”）。与近视眼不同，远视眼需要佩戴______透镜矫正。

【答案】小于     凸

【解析】正常眼睛的明视距离为25cm，近视眼的明视距离相对正常眼要（短），即近视眼的明视距离比正常眼的明视距离小。

远视眼的晶状体凸度过小或眼球前后径过短，外界物体的像成在视网膜后方，故应佩戴凸透镜，使进入眼睛的光线会聚一些后再通过晶状体，使像成在视网膜上。

26．（2023四川内江）如图是近视眼矫正的示意图，请大致画出图中两条平行光线经过晶状体后的折射光线。

【答案】  

【解析】近视眼看不清楚远处的物体，若不佩戴眼镜，远处射来的平行光经过晶状体后会聚于视网膜前方，所以近视眼需要佩戴凹透镜制成的眼镜，先对光线进行发散，使远处射来的平行光经过晶状体后正好汇聚于视网膜上

考点5  显微镜和望远镜

27．（2023四川成都）“因为有了光，自然界才绚丽多彩，世界才生机勃勃……”，下列对光现象描述正确的是（    ）

A．太阳发出的光沿直线传播到达学校操场

B．太阳光照在人身上的反射不遵循光的反射定律

C．通过天文望远镜看到月球环形山，此时像与物等大

D．白光经三棱镜分解成的彩色光，可通过凸透镜合成白光

【答案】D

【解析】A．光从太阳处发出，经过的不是同种均匀介质，则不是沿直线传播到达学校操场，故A错误；

B．无论是镜面反射还是漫反射，都遵循光的反射定律，故B错误；

C．由于天文望远镜看到的像是放大的，可知看到月球环形山，此时像比物大，故C错误；

D．白光被三棱镜分解成七种颜色的色光，由于凸透镜对光有会聚作用，七种颜色的色光经过凸透镜会复合成白光，故D正确。

故选D。