专题05透镜及其应用-2024年中考物理【热点·重点·难点】专练（江苏专用）

这是一份专题05透镜及其应用-2024年中考物理【热点·重点·难点】专练（江苏专用），共37页。试卷主要包含了单选题，填空题，作图题，实验题等内容，欢迎下载使用。
2023年考点与往年变化不大，考法上更加注重对学生能力的考查，在生活生产实例中运用物理知识解决问题。
如：探究凸透镜成像规律的实验及结论仍是高频考点，占分比较重；近视眼和远视眼、照相机、放大镜、投影仪等的原理也是常考点；另外还有结合其他知识点综合考查，与电磁的结合，与声现象等的结合。
预测今年中考考点不会变化太大，考点还是会延续之前的考点。考查方式会进一步突出对能力的考查，即用所学知识解决问题，情景设置上更加新颖、贴近生活、加入最近科技信息，考有所依，学有所用。
（建议用时：20分钟）
一、单选题
1．（2023·江苏扬州·二模）张老师从实验室中拿给你一个凸透镜，用它不能解决的问题是（ ）
A．把天上的星星放大B．把文字放大
C．把文字缩小D．让一张干纸片着火
【答案】A
【详解】A．天上的星星一定处于凸透镜的2倍焦距以外，所以此时通过凸透镜只能成一个倒立缩小的实像，故不可能将天上的星星放大，故A符合题意；
B．当将字放到凸透镜的1倍焦距以内时，此时看到的就是一个正立放大的虚像，故B不符合题意；
C．当将字放到凸透镜的2倍焦距以外时，此时看到的就是一个倒立、缩小的实像，故C不符合题意；
D．由于凸透镜对光线有会聚的作用，所以它可以让一张干纸片着火，故D不符合题意。
故选A。
2．（2023·江苏镇江·一模）日环食是天空中壮观的景观，火红的太阳逐渐变成了一个金色的“指环”（如图），下列现象与此成因相同的是（ ）

A． 手影B． 倒影
C． 放大镜D． 光的色散
【答案】A
【详解】日环食是光沿直线传播的现象。
A．手影是光沿直线传播的现象，故A符合题意；
B．倒影属于平面镜成像，是光的反射现象，故B不符合题意；
C．放大镜是光的折射现象，故C不符合题意；
D．光的色散是太阳光经过三棱镜分解成七种颜色的光，是光的折射现象，故D不符合题意。
故选A。
3．（2023·江苏徐州·一模）将一凸透镜正对太阳，可在距透镜20cm处得到一个最小、最亮的光斑，若将一个物体放在此透镜前30cm处，则可在透镜另一侧得到（ ）
A．倒立、缩小的实像B．正立、缩小的实像
C．倒立、放大的实像D．正立、放大的虚像
【答案】C
【详解】把一个凸透镜对准太阳光，可在距凸透镜20cm处得到一个最小、最亮的光斑，所以焦距f=20cm。若将一个物体放在此透镜前30cm处，物距u=30cm，则
2f>u>f
此时光屏上成倒立、放大的实像。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
4．（2023·江苏南京·二模）如图所示，利用水透镜探究凸透镜成像规律，在光屏上恰好成清晰的像，下列说法正确的是（ ）

A．水透镜的焦距范围为
B．透镜注水后，仅右移光屏，能在屏上成清晰的像，可模拟远视眼的成因
C．实验过程中，光屏上的像将缓慢向下移动
D．向透镜外抽水后，在水透镜左侧放合适凸透镜能在屏上成清晰的像，可模拟远视眼的矫正
【答案】D
【详解】A．由图可知，此时物距大于像距，凸透镜成倒立缩小的实像；此时物距
u=70.0cm-20.0cm=50.0cm
像距
v=90.0cm-70.0cm=20.0cm
则
f＜20.0cm＜2f
解得
10.0cm＜f＜20.0cm
故A错误；
B．透镜注水后，凸透镜的焦距变小，对光线的会聚能力增强，像成在光屏的左侧，这是近视眼的成因，故B错误；
C．实验过程中，蜡烛变短，根据经过光心的光线的传播方向不变可知，像将向上移动，故C错误；
D．向透镜外抽水后，凸透镜的焦距变大，会聚能力减弱，在水透镜左侧放合适凸透镜能在屏上成清晰的像，可模拟远视眼的矫正，故D正确。
故选D。
5．（2023·江苏苏州·二模）实验室有两个没有标注焦距的凸透镜甲和乙。如图所示，小欣先调节烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心在同一水平高度，然后将凸透镜甲固定在光具座上40cm刻线处保持不动，将点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻线处，调节光屏到透镜的距离，直到光屏上得到烛焰清晰的像，此时光屏位于光具座上60cm刻线处。小欣用此方法测出了凸透镜甲的焦距，并进一步通过实验研究凸透镜成像的规律。关于小欣的实验，下列描述错误的是（ ）

A．凸透镜甲的焦距为10.0cm
B．将蜡烛和光屏向左移动，光屏上可能得到烛焰清晰的缩小的像，此规律应用在照相机上
C．将蜡烛移至光具座上35cm刻线处，移动光屏，在光屏上可能得到烛焰放大的像
D．保持蜡烛位于光具座上20cm刻线处不动，用凸透镜乙替换凸透镜甲，发现光屏左移可得到烛焰清晰的缩小的像，说明凸透镜乙的焦距一定比甲小
【答案】C
【详解】A．由图可知，此时
u=v=20cm
根据
u=v=2f
时，成倒立等大的实像，则凸透镜焦距为f甲=10cm，故A正确，不符合题意；
B．将蜡烛和光屏都向左移动，此时物距增大，像距变小，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，光屏上可以得到烛焰清晰的缩小的像，照相机就是利用此原理制成的，故B正确，不符合题意；
C．将蜡烛移至光具座上35cm刻线处，此时
u= 40cm－35cm=5cm
根据物距小于1倍焦距时，成正立放大的虚像，光屏上不能得到烛焰清晰的像，故C错误，符合题意；
D．保持蜡烛位于光具座上20cm刻线处不动，用凸透镜乙替换凸透镜甲，发现光屏左移可得到烛焰清晰的缩小的像，说明物距变大，像距变小，由于减小凸透镜焦距，相当于增大物距，所以凸透镜乙的焦距比甲小，故D正确，不符合题意。
故选C。
6．（2023·江苏淮安·一模）如图所示，眼睛角膜是晶状体会聚光线的重要组成部分。激光治疗近视手术是运用激光，精确切削眼睛角膜基质层，制作出均匀完美的角膜瓣和角膜透镜，以矫正患者近视。手术的结果是（ ）

A．眼球会聚光线的能力变强，成像到视网膜
B．眼球发散光线的能力变强，成像到视网膜
C．晶状体的会聚光能力没变，成像视网膜前
D．晶状体的发散光能力没变，成像视网膜后
【答案】B
【详解】近视眼的晶状体和角膜构成的透镜较厚，会聚能力较强，看远处的物体时，将像成在视网膜的前面；激光治疗近视手术是运用激光，精确切削眼睛角膜基质层，使晶状体和角膜构成的凸透镜对光的偏折能力变得弱一些，将像成在视网膜上，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
7．（2023·江苏泰州·模拟预测）抗击新冠疫情期间，我市部分中小学对校园门禁系统进行了升级，配备了人脸识别和测温系统，如图所示。通过校门时，只需将人脸面向屏幕摄像头，该系统就能将测试者的面部信息与备案信息进行比对并获取体温，决定放行与否。关于门禁系统，下列说法中正确的是（ ）

A．该系统的体温监测功能是通过探测人体发出的红外线实现的
B．该系统的摄像头所成的像是正立缩小的实像
C．该系统的核心光学元件是凸透镜，成像原理主要是光的反射
D．系统屏幕边框呈黑色是由于所选材质对光的反射能力较强
【答案】A
【详解】A．红外线具有热效应，测温系统是通过接受人体表面辐射出来的红外线来测温的，故A正确；
B．该系统的摄像头与照相机的成像原理相同，所成的像是倒立、缩小的实像，故B错误；
C．该系统的核心光学元件是凸透镜，成像原理主要是利用光的折射，故C错误；
D．系统屏幕边框呈黑色是由于黑色物体吸收所有颜色的光，因而对光的反射能力较弱，白色对光的反射能力较强，故D错误。
故选A。
8．（2023·江苏镇江·一模）如图所示，蜡烛位置不动，将凸透镜从图示位置开始向左移动，光屏先后在凸透镜右侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且乙处的像比甲处大，则（ ）

A．凸透镜的焦距f＜15cmB．乙处烛焰的像是放大的
C．乙位置在甲位置的左侧D．乙和甲的位置可能重合
【答案】D
【详解】A．甲、乙处都在凸透镜的同侧成实像，都是倒立的，由于不知道具体的物距、像距，无法判断焦距，故A不符合题意；
B．根据蜡烛位置不动，凸透镜靠近蜡烛，物距减小，像距变大，像也变大，由于不知道焦距，乙处的像比甲处的像大，但不一定是放大的，故B不符合题意；
CD．乙和甲的位置可能重合，例如凸透镜在某一位置成倒立、缩小的实像，在另一位置成倒立、放大的实像，这时两次成像的物距和像距相等，所以乙和甲的位置可能重合，故C不符合题意，D符合题意。
故选D。
9．（2023·江苏淮安·二模）在探究“凸透镜成像规律”的实验中，光具座上各元件位置如图甲所示，此时在光屏上成一个清晰的像，则下列说法正确的是（ ）

A．图甲中凸透镜焦距可能为20cm
B．若实验时有一只蚊子停在图甲的凸透镜上，则在光屏上能看到蚊子的像
C．若保持凸透镜位置不变，对调蜡烛和光屏的位置，则可以在光屏上看到放大的像
D．图乙中，在烛焰和凸透镜之间放置一眼镜，屏上原来清晰的像变得模糊了。现使光屏远离透镜，在光屏上又看到了清晰的像，则该眼镜片能矫正近视眼
【答案】D
【详解】A．u＜v，且成像，说明
2f＞u＝15cm＞f
v＝30cm＞2f
即
15cm＞f＞7.5cm
故A错误；
B．若实验时有一只蚊子停在图甲的凸透镜上，此时物距小于焦距，根据u＜f时，成正立放大的虚像，即光屏上不能看到蚊子的像，故B错误；
C．若保持凸透镜位置不变，对调蜡烛和光屏的位置，根据在光的折射中，光路是可逆的可知，依然能在光屏上得到清晰的像，互换前像距大于物距，互换后像距小于物距，根据凸透镜成像规律可知，可以在光屏上得到倒立缩小的实像，故C错误；
D．图乙中，在烛焰和凸透镜之间放置一眼镜，屏上原来清晰的像变得模糊了；现使光屏远离透镜，在光屏上又看到了清晰的像，说明该眼镜对光线具有发散作用，会推迟光线会聚成像；近视眼睛是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用，可以矫正近视眼，故D正确。
故选D。
10．（2023·江苏常州·模拟预测）某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图象，如图所示，下列判断正确的是（ ）

A．该凸透镜的焦距是20cm
B．当u＝15cm时，在光屏上能得到一个缩小的像
C．当u＝25cm时成缩小的像，投影仪就是根据这一原理制成的
D．把物体从距凸透镜10cm处移动到30cm处的过程中，像逐渐变小
【答案】D
【详解】A．当u＝v＝2f时，凸透镜成倒立、等大的实像，由图可知
则该凸透镜的焦距为
故A错误；
B．当u＝15cm时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像。故B错误；
C．当u＝25cm时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机。故C错误；
D．物体从距凸透镜10cm处移动到30cm处的过程中，凸透镜的物距大于焦距，成实像，凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小。故D正确。
故选D。
二、填空题
11．（2023·江苏淮安·二模）如图甲所示是直播上课的场景，老师的电脑上的摄像头相当于一个 透镜，若该透镜的焦距（或虚焦距）为10cm，直播老师应坐在如图乙所示的 （选填“AO”“BA”或“CB”）区间上，经摄像头就能成清晰的 （选填“倒立”或“正立”）的影像。

【答案】 凸 CB 倒立
【详解】[1]摄像头工作原理与照相机相同，镜头相当于一个凸透镜。
[2][3]根据凸透镜成像规律可知，照相机成像时物距应大于二倍焦距，所以教师到摄像头的距离应满足大于二倍焦距的条件，图乙中CB区间在二倍焦距以外，所以直播老师应坐在如图乙所示的CB区间上，摄像头成倒立、缩小的实像。
12．（2023·江苏宿迁·一模）小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，将装置调整到如图所示的位置，可以在光屏上看到一个清晰的 （填“放大”、“等大”或“缩小”）的像，若此时将蜡烛向右移动，要想得到清晰的像，需将光屏向 （填“左”或“右”）移动；小红没有调节光屏，将自己的眼镜放在蜡烛与光屏中间也能得到清晰的像，小红戴的是 眼镜（填“近视”或“远视”）。
【答案】 缩小 向右 远视
【详解】[1]由图知道，物距大于像距，根据凸透镜成像规律知道，此时成的是倒立、缩小的实像。
[2][3]根据凸透镜成实像时，物近像远像变大知道，将蜡烛向右移动，要想得到清晰的像，需将光屏向右移动。若不调节光屏，此时像呈在光屏的后面，此时相当于远视眼，要想得到清晰的像，用在蜡烛与透镜之间再放一个凸透镜，以使像呈在光屏上，故小红佩戴的是远视眼镜。
13．（2023·江苏无锡·二模）如图甲，F和F'为凸透镜的焦点，P和P'到凸透镜的距离为二倍焦距。蜡烛、凸透镜的位置不变时，应将光屏向 （左/右）移动，才能在光屏上得到清晰的像，此成像特点可应用在 上（照相机/投影机/放大镜）。现代人们大量使用手机、平板和电脑等电子设备，长时间盯着屏幕，容易导致视力下降，患上近视眼；图中 （乙/丙）是近视眼的光路示意图、近视眼应配戴 透镜（凸/凹）制成的眼镜来矫正。

【答案】 左 照相机 丙 凹
【详解】[1][2]由图中可知，蜡烛在2倍焦距（P点）之外，所以成倒立、缩小的实像。要想在光屏上得到清晰倒立的、缩小的实像，需要像距满足
f2f 电磁
【详解】[1]声音的传播需要介质，小明听到的枪声是通过空气传播的。
[2][3]摄像头是一个凸透镜，当物距u>2f时，成倒立、缩小的实像，照相机（摄像机）就是利用这一原理工作的。
[4]手机是通过电磁波传递信息的，即市民通过电磁波将手机拍的照片发朋友圈。
三、实验题
8．（2023·江苏镇江·中考真题）小华利用“F”光源来研究凸透镜成像。
（1）实验前，小华应调整“F”光源和光屏的中心在凸透镜的 上；
（2）小华将“F”光源、凸透镜和光屏按照图1所示位置放置时，光屏上能成清晰的像，所成的像是 立的。凸透镜的焦距为 cm；
（3）小华继续进行研究，当出现图2所示场景时，光屏上的像是清晰的；
①依此成像原理可制成 （选填“投影仪”“照相机”或“放大镜”）；
②现保持光源和光屏位置不变，小华将凸透镜移至另一位置，发现光屏上也成清晰的像，此时凸透镜所在位置的刻度是 cm。若要再模拟近视眼成因，小华仅需将光屏向 移动少许。
【答案】 主光轴 倒 5.0 投影仪 17.5 右
【详解】（1）[1]为了使像成在光屏中央，应调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的主光轴上。
（2）[2]当蜡烛、凸透镜和光屏处于图1所示位置时，恰好在光屏上成清晰的像，由图可知，此时物距等于像距，在光屏上成倒立、等大的实像。
[3]此时物距等于像距等于二倍焦距，此时物距
u=20.0cm-10.0cm=10.0cm
物距是10.0cm，则焦距为5.0cm。
（3）[4]图2中物距小于像距，则成倒立、放大的实像，投影仪根据此原理工作的。
[5]保持光源和光屏位置不变，小华将凸透镜移至另一位置，发现光屏上也成清晰的像，根据光路可逆，此时物距与像距交换，原来物距是7.0cm，移动后的像距为7.0cm，则凸透镜的位置
l=24.5cm-7cm=17.5cm
[6]要模拟近视眼，即像成在光屏的前方，因而将光屏向右移动一段距离即可。
9．（2023·江苏泰州·统考中考真题）小华用如图所示的器材探究凸透镜成像规律，已知凸透镜的焦距为10.0cm。

（1）组装并调整器材，使烛焰、光屏的中心位于凸透镜的 上；
（2）小华按照实验方案完成各操作步骤，将观测到的现象和数据记录在表格中，分析表中信息可得：
①当物距 焦距时，成倒立、缩小的实像；
②成实像时，随着物距的减小，像的大小逐渐 。
（3）在第⑥、⑦两次实验中小华无论怎样移动蜡烛、凸透镜和光屏，都不能在光屏上观察到烛焰的像，于是她认为：“物距小于一倍焦距时，物体通过凸透镜不能成像。”这个结论并不严谨，为得出正确的结论，她应该增加的一步操作是：取下光屏， ；
（4）将一个镜片放在烛焰和凸透镜之间后，光屏上的像变模糊了，向右移动光屏，光屏上再次出现清晰的像，则所加的镜片属于 透镜，用来矫正 的视力缺陷。
【答案】 主光轴 大于两倍 变大 从光屏一侧透过透镜看能否观察到烛焰的像 凹 近视眼
【详解】（1）[1]探究凸透镜成像规律的实验中，为了使像呈现在光屏中央，应该调整烛焰、光屏的中心位于凸透镜的主光轴上。
（2）①[2]分析实验数据中的物距和焦距的大小关系以及成像的性质，可得到的结论是：当物距大于两倍焦距时，成倒立、缩小的实像。
②[3]分析实验数据中的物距和焦距的大小关系以及成像大小情况，可得出物距、像距、成像大小变化规律：成实像时，物距减小，像距变大，像变大。
（3）[4]物距等于焦距时，不能成像；而物距小于焦距时，成正立、放大的虚像，物像同侧，所以应该增加的一步操作是：取下光屏，从光屏一侧透过透镜看能否观察到烛焰的像。
（4）[5][6]将一个镜片放在烛焰和凸透镜之间后，光屏上的像变模糊了，向右移动光屏，光屏上再次出现清晰的像，相当于像距变大了，说明该透镜对光有发散作用，是一个凹透镜，可用于矫正近视眼。
10．（2023·江苏宿迁·统考中考真题）在实验操作大赛上，小明与小华分别展示了下面两个实验：

（1）图甲是小明展示的“探究平面镜成像特点”的实验，他在透明玻璃板中既能够看到蜡烛A的像，同时又能看见玻璃板后的蜡烛B，这是因为在玻璃与空气分界面处分别发生了 、 （选填“光的直线传播”、“光的反射”或“光的折射”）；
（2）图乙是小华展示的“探究凸透镜成像规律”的实验，凸透镜的焦距为10cm，当各元件位于图中的位置时，光屏上承接到清晰的像，这个像是倒立、 的实像。将蜡烛移至5cm刻度线处，其他元件的位置不变，若使清晰的像呈现在光屏上需在蜡烛与透镜间放置一个 眼镜。
【答案】 光的反射 光的折射 缩小 近视
【详解】（1）[1]根据平面镜成像原理可知，看到蜡烛A的像，是因为发生光的反射形成的虚像。
[2]透过玻璃板，能看到玻璃板后的蜡烛B，光经过不同的介质，发生光的折射。
（2）[3]由图乙可知，凸透镜的焦距是10cm，此时的物距大于2倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像。
[4]将蜡烛移至5cm刻度线处，此时物距变大，根据凸透镜成像规律可知，所成的像靠近凸透镜，而保持光屏位置不变，说明所加的镜片对光线具有发散的作用，所以放置的是近视眼镜。
11．（2023·江苏无锡·统考中考真题）小红拿到一块玻璃透镜，仔细观察这块透镜，发现一面有螺纹，一面是光滑的，她对此透镜进行了探究。

（1）她把该透镜靠近书上的“实验”二字，观察到如图甲所示的现象，由此可以判定该透镜是 （选填“凸”或“凹”）透镜；
（2）小红查阅资料后了解到，用如图乙所示的三棱镜组合可以描述该透镜对光的作用，请在图乙中画出平行光入射两个三棱镜后出射光线的大致方向 ；

（3）为探究该透镜的成像规律，小红将“F”光源、透镜、光屏放置在光具座上，调整好后，固定透镜位置，使“F”光源从距离透镜较远处逐次靠近透镜，每次都调节光屏到透镜的距离，使“F”光源在光屏上成清晰的像，将结果记录在下表中，则该透镜的焦距为 。当“F”光源位于如图丙所示位置时，光屏应适当向 （选填“左”或“右”）移动，才能在光屏上得到清晰的像。
（4）在了解了该透镜的成像规律后，小红用长方形不透明纸盒、平面镜、该透镜设计制作了一个投影仪，其剖面图如图丁所示，平面镜与底面夹角为，平面镜的中心位于透镜的主光轴上，盒上方开一方形孔，将“F”光源按照图示方式朝下平放在方形孔上、中心与平面镜中心在一条竖直线上，若盒子高度h为，为保证在正对透镜前方的屏幕上能看到一个放大的投影，则盒子长度l的范围为 ，屏幕上所成的图像形状是 。（选填“ ”、“ ”或“ ”）
【答案】 凸 10 左 10cm