中考物理一轮复习讲练测(全国通用)第05讲透镜及其应用(模拟检测)(原卷版+解析)

这是一份中考物理一轮复习讲练测(全国通用)第05讲透镜及其应用(模拟检测)(原卷版+解析)，共28页。试卷主要包含了请将答案正确填写在答题卡上，下列现象属于光的直线传播的是等内容，欢迎下载使用。

考试范围：透镜及其应用；考试时间：90分钟；满分：100分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
一、单选题
1．如图是在庆祝澳门回归祖国20周年庆典仪式现场，记者拍摄的一张升旗时的照片，记者拍完后想单独给五星红旗拍一张照片，记者应该（ ）
A．靠近五星红旗，镜头向后缩B．靠近五星红旗，镜头向前伸
C．远离五星红旗，镜头向后缩D．远离五星红旗，镜头向前伸
2．物体放在凸透镜前12cm时，在透镜另一侧的光屏上成一个清晰倒立放大的像：则一束平行于主光轴（标注了刻度）的光线入射到这个凸透镜后折射的光线，正确的画法应是图中的
A．
B．
C．
D．
3．集体照相时，发现有些人没有进入镜头，为了使全体人员都进入镜头，应采取（ ）
A．人不动，照相机离人远一些，镜头往里缩一些
B．人不动，照相机离人近一些，镜头往里缩一些
C．人不动，照相机离人近一些，镜头往前伸一些
D．照相机和镜头都不动，人站近一些
4．如图所示，利用图甲来测凸透镜的焦距，利用图乙来探究凸透镜成像的规律，在如图乙所示的位置光屏上成清晰的像，下列说法正确的是（ ）
A．由图甲可知凸透镜的焦距是12cm
B．图乙中光屏上成一个倒立放大实像
C．图乙中若将凸透镜用不透明的物体遮住一半，则光屏上还是完整的烛焰的像
D．图乙中如果凸透镜不动，将光屏和蜡烛的位置对调可以成倒立缩小的实像
5．如图关于光学现象的描述或解释正确的是（ ）
A．如图中，小孔成的是倒立的虚像
B．如图中，人配戴的凹透镜可以矫正近视眼
C．如图中，白光通过三棱镜要分解成红、橙、黄、绿、蓝、灰、紫七色光
D．如图中，漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律
6．下列现象属于光的直线传播的是（ ）
A．向深处投掷鱼叉叉鱼
B．月食现象
C．缸中的鱼“变大”
D．监控探头的应用
7．下列有关光学知识的说法，正确的是( )
A．彩虹是由于光的直线传播形成的
B．黑板反光是因为光在黑板表面发生了漫反射
C．近视眼需用凹透镜制成的镜片进行矫正
D．人在岸上观察到水中的鱼是实像
8．如图所示的四种情境中，图文内容对应且描述正确的是（ ）
A．近视眼的成因：应佩戴凸透镜
B．光的色散实验：说明太阳光只可以分解成七种色光
C． 紫外线验钞机：紫外线可使荧光物质发光
D． 倒车雷达：声可以传递能量
二、填空题
9．某同学在“研究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像距v和物距u之间关系的图象，如图所示
（1）该凸透镜的焦距是_____；
（2）图中P点所对应的凸透镜成像特点，与_____（选填“放大镜”“照相机”或“投影仪”）的成像特点相似。
10．如图所示，甲成像情况是______的工作原理图（选填“照相机”或“放大镜”），乙成的像______在光屏上显示（选填“能”或“不能”）。
11．如图为无人机航拍时的照片。航拍时，物体通过镜头成倒立、_______（选填“缩小”、“等大”或“放大”）的实像，为了镜头里能出现更多景色，那么需要无人机飞的_______（选填“高”或“低”）些。
12．某同学在家用一个玻璃球做成像实验，如图所示。墙上的像是______（选填“实”或“虚”）像，墙面到玻璃球球心的距离 ______（选填“大于”、“小于”或“等于”）蜡烛到玻璃球球心的距离。
13．小明将蜡烛、凸透镜和光屏调到如图所示位置时，在光屏上得到了一个清晰的像，这个像一定是______（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的。若将凸透镜向右移动______cm，屏上即可再次成清晰的像。
14．显微镜的目镜和物镜使用的都是凸透镜。载物片在物镜的_______（选填“二倍焦距以外”、“一倍焦距与二倍焦距之间”或“一倍焦距以内”），它的目镜的成像特点与我们生活中的_____（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）成像性质相同。
15．在一个圆柱形的玻璃瓶里面装满水，把一支铅笔水平地放在玻璃瓶的一侧，将铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢的移动，如图甲所示，这个装满水的圆柱形的玻璃瓶对光线具有______作用（选填“发散”、“会聚”或者“平行”）。如图乙所示，透过玻璃瓶不可能看到的现象是______（选填字母）。
16．如图甲所示的电路，当开关闭合后，电压表V1、V2的指针偏转均如图乙所示，则L1两端电压为___________V，灯泡L1和L2的电阻之比是___________。
17．2022年6月6日是第27个全国“爱眼日”。近年来青少年近视眼患病率呈上升趋势，需要佩戴___________透镜制作的眼镜进行视力矫正，这种透镜对光线有___________作用。
18．人的眼球结构如图所示，眼睛的成像原理跟 ___________（选填“凸”或“凹”）透镜类似，其中 ___________相当于光屏。
三、作图题
19．根据图中的光路图在长方形框中填上适当类型的透镜。
20．作出图中两条光线经过透镜后的折射光线；
四、实验题
21．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在光屏上得到一个最小、最亮的光斑、小明用此凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，并用蜡烛作光源，实验装置如图乙所示。
（1）如图甲所示，小明所用的凸透镜的焦距为 _____cm；
（2）实验前要调整烛焰和光屏的高度，使它们的中心在凸透镜的 _____上；
（3）当蜡烛、凸透镜位于图乙中刻度对应的位置时，光屏上得到一个清晰的像，该像是一个倒立、_____（填“放大”或“缩小”）的 _____（填“实”或“虚”）像，此时所成的像与______所成的像性质相同（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。如果此时透镜上落上一只小虫，则光屏上蜡烛的像 _____（填“完整”或“不完整”）；
（4）将图乙中的凸透镜换成焦距为28cm的凸透镜，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，在光具座上移动光屏 _____（填“能”或“不能”）找到某一位置，使像清晰的呈现在光屏上，理由是 _____；
（5）请画出从烛焰射向透镜的光线AB经过透镜折射后的光路。______
22．在探究凸透镜成像规律的实验中：
(1)如果点燃蜡烛后，无论怎样移动光屏，光屏上始终不能出现蜡烛火焰的像，你认为产生这种现象的原因可能是什么？（写出一条即可）______。为了方便从不同方向观察光屏上的像，光屏应选用较______（选填“粗糙”或“光滑”）的白色硬纸板；
(2)当蜡烛、凸透镜、光屏置于图的位置时，光屏上得到清晰的像，这个像是______的（选填“放大”、“等大”或“缩小”），该像规律在生活中的应用是______。若保持蜡烛和透镜的位置不变，将光屏适当远离凸透镜，光屏上得的像变得模糊，这时在蜡烛和凸透镜之间放上一个合适的______（选填“近视”或“远视”）镜片，能在光屏上重新得到清晰的像；
(3)实验过程中蜡烛燃烧不断缩短，导致光屏上的像向______（选填“上”或“下”）方移动。
23．如图是小丽探究凸透镜成像规律的实验装置。
（1）如图甲，小丽用一束平行光正对凸透镜照射，移动光屏，直到光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f＝_______cm；
（2）接着小丽将蜡烛、凸透镜、光屏安装在光具座上，然后调节三者的高度，使烛焰中心、透镜中心和光屏中心在___________上，目的是_____________；
（3）当小丽将蜡烛、光屏的位置调到如图乙所示时，在光屏上得到了清晰的像，此时凸透镜所成的是_________（选填“正立”或“倒立”）、_________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像。保持透镜位置不动，向右适当移动蜡烛，应将光屏向_________移动才能在光屏上得到清晰的像；
（4）若保持图乙中蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜移到________cm刻度线处，能够在光屏上得到清晰的像。一段时间后，小丽发现烛焰所成的像在光屏中心偏上，她应将蜡烛向_______调节，可以使像回到光屏中心。
五、计算题
24．凸透镜成像时的物距u、像距v和焦距f之间的关系是。
（1）当一个物体距离凸透镜u＝20cm时，另一侧光屏上正好得到等大倒立的实像，此凸透镜的焦距是多少？
（2）如图所示是根据每次成实像时的物距u，物像间距L 画出的图像（以f为长度单位），在物理学中，用像距v和物距u的比值来表示凸透镜的放大率m，即，且m＞1时成放大的像，m＜1时成缩小的像，请你通过计算判断，当u＝3f时，凸透镜能成放大还是缩小的像？
25．如图，将蜡烛放在距凸透镜20cm处时，在另一侧距凸透镜6cm处的光屏上观察到一个清晰的缩小的像。
（1）该凸透镜焦距的范围是多少？
（2）保持凸透镜位置不动，将蜡烛向凸透镜靠近，当蜡烛距凸透镜10cm时，光屏上可以观察到清晰的倒立等大的像，则当蜡烛距凸透镜9cm时，光屏距离凸透镜的距离范围是多少？
26．在完成“探究凸透镜成像规律”的实验后，小安想测一测烛焰和像移动时的速度，于是她将f=10cm的凸透镜固定在长度为1m的光具座的中点并保持凸透镜的位置不变，进行了如下测量和计算。（计算中涉及速度相关计算可应用公式，，等，v表示速度，s表示路程，k表示时间）
（1）如图所示，使烛焰起始位置在9cm刻度线处，移动光屏，在63cm刻度线处得到一个清晰的像，在7s内将烛焰移至30cm刻度线处，求7s内烛焰和像各自移动时的速度；
（2）将烛焰从30cm刻度线处继续以原来的速度向右移动2s，若这2s内烛焰的像移动的速度是烛焰移动速度的2.5倍，请通过计算确定：光屏上承接到清晰的像时，光屏位于光具座的哪条刻度线上？
第05讲—《透镜及其应用》
2023年中考物理一轮复习讲练测
考试范围：透镜及其应用；考试时间：90分钟；满分：100分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
一、单选题
1．如图是在庆祝澳门回归祖国20周年庆典仪式现场，记者拍摄的一张升旗时的照片，记者拍完后想单独给五星红旗拍一张照片，记者应该（ ）
A．靠近五星红旗，镜头向后缩B．靠近五星红旗，镜头向前伸
C．远离五星红旗，镜头向后缩D．远离五星红旗，镜头向前伸
【答案】B
【详解】记者拍完后想单独给五星红旗拍一张照片，说明此时像变大，由凸透镜成实像的规律可知，像距应变大，物距应减小，所以记者应该靠近五星红旗，镜头向前伸，故选B。
2．物体放在凸透镜前12cm时，在透镜另一侧的光屏上成一个清晰倒立放大的像：则一束平行于主光轴（标注了刻度）的光线入射到这个凸透镜后折射的光线，正确的画法应是图中的
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【详解】设物距为u、焦距为f，由题可知u=12cm，因为物体在透镜另一侧的光屏上成一个清晰倒立、放大的像，所以由凸透镜成像的规律可得f＜u＜2f，即f＜12cm＜2f，可得6cm＜f＜12cm，因平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，则可知：
A图中的焦距小于6cm，
B图中的焦距等于10cm，
CD两图中的焦距均大于12cm，
可见，只有B符合题意，ACD不符合题意．
故选B．
3．集体照相时，发现有些人没有进入镜头，为了使全体人员都进入镜头，应采取（ ）
A．人不动，照相机离人远一些，镜头往里缩一些
B．人不动，照相机离人近一些，镜头往里缩一些
C．人不动，照相机离人近一些，镜头往前伸一些
D．照相机和镜头都不动，人站近一些
【答案】A
【详解】集体照相时，发现有些人没有进入镜头，说明像太大了，为了使全体人员都进入镜头，要减小像的大小，同时增大物距，减小像距。也就是增大人和照相机的距离，同时减小镜头和胶片的距离。也可以说是人不动，照相机离人远一些，镜头往里缩一些，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
4．如图所示，利用图甲来测凸透镜的焦距，利用图乙来探究凸透镜成像的规律，在如图乙所示的位置光屏上成清晰的像，下列说法正确的是（ ）
A．由图甲可知凸透镜的焦距是12cm
B．图乙中光屏上成一个倒立放大实像
C．图乙中若将凸透镜用不透明的物体遮住一半，则光屏上还是完整的烛焰的像
D．图乙中如果凸透镜不动，将光屏和蜡烛的位置对调可以成倒立缩小的实像
【答案】C
【详解】A．根据甲图可以知道f＝60.0cm﹣50.0cm＝10.0cm，凸透镜的焦距为10.0cm，故A错误；
B．根据乙图u＞2f，根据凸透镜成像规律：u＞2f，成倒立、缩小的实像，与照相机的原理是相同的，故B错误；
C．若将凸透镜用不透明的物体遮住一半， 透过的光线变少，会使像的亮度变暗，光屏上像仍是完整的像的烛焰，故C正确；
D．图乙中如果凸透镜不动，将光屏和蜡烛的位置对调，根据光路的可逆性知，2f＞u＞f，可以成倒立、放大的实像。
故D错误。
5．如图关于光学现象的描述或解释正确的是（ ）
A．如图中，小孔成的是倒立的虚像
B．如图中，人配戴的凹透镜可以矫正近视眼
C．如图中，白光通过三棱镜要分解成红、橙、黄、绿、蓝、灰、紫七色光
D．如图中，漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律
【答案】B
【详解】A．小孔成像是由光的直线传播形成的，所成的像是实像，可以用光屏承接，不是虚像，故A错误；
B．近视眼的形成是因为晶状体曲度过大，折光能力太强而使近处物体的像成在视网膜前面，需用凹透镜矫正，故B正确；
C．白光通过三棱镜时，不同颜色的色光通过三棱镜的偏折角度不同，白光被三棱镜分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光，故C错误；
D．光发生反射时，都遵循光的反射定律，镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律，故D错误。
故选B。
6．下列现象属于光的直线传播的是（ ）
A．向深处投掷鱼叉叉鱼
B．月食现象
C．缸中的鱼“变大”
D．监控探头的应用
【答案】B
【详解】A．鱼反射出的光线要经过水和空气两种介质后才能够进入人眼，属于光的折射，故A不符合题意；
B．月食的形成是由于地球挡住了太阳射向月球的光，属于光的直线传播，故B符合题意；
C．缸中的鱼成正立放大的虚像，相当于一个放大镜，属于光的折射，故C不符合题意；
D．监控探头，利用了凸透镜成像，属于光的折射，故D不符合题意。
故选B。
7．下列有关光学知识的说法，正确的是( )
A．彩虹是由于光的直线传播形成的
B．黑板反光是因为光在黑板表面发生了漫反射
C．近视眼需用凹透镜制成的镜片进行矫正
D．人在岸上观察到水中的鱼是实像
【答案】C
【分析】本题考查三种光现象、镜面反射、漫反射、眼睛和眼镜。
【详解】A．彩虹是光的色散现象，是太阳光在传播中遇到空气中的水滴，经反射、折射后产生的现象，A错误；
B．黑板反光是由于黑板发生了镜面反射，使进入人眼的光太强，从而看不清黑板上的字，B错误；
C．近视眼是由于晶状体的曲度变大，会聚能力增强，即折光能力增强，应配戴凹透镜制成的眼镜进行矫正，C正确；
D．因为人看到水中的鱼是由于光线从水中通过折射进入空气，再进入人的眼睛，因此是光的折射现象形成的虚像，D错误。
【点睛】中等题．失分的原因是①对生活中常见光现象的原理不理解；②对“反光”不理解，不清楚镜面反射和漫反射的特点；③不知道近视眼的成像特点及矫正；④不清楚光的折射现象的特点。
8．如图所示的四种情境中，图文内容对应且描述正确的是（ ）
A．近视眼的成因：应佩戴凸透镜
B．光的色散实验：说明太阳光只可以分解成七种色光
C． 紫外线验钞机：紫外线可使荧光物质发光
D． 倒车雷达：声可以传递能量
【答案】C
【详解】A．由成像在视网膜之外可知图片反应的是远视眼的成因，应佩戴凸透镜进行矫正，故A错误；
B．光的色散时将太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种不同颜色的看得见的单色光，在光谱的红光以外，有一种看不见的光叫红外线，在光谱的紫光以外也有一种看不见的光叫紫外线，故B错误；
C．紫外线可以使荧光物质发光，钞票上某些位置用荧光物质印上标记，在紫外线照射下识别这些标记，从而辨别钞票的真伪，故C正确；
D．倒车雷达是利用超声波传递信息来确定障碍物的远近，故D错误。
故选C。
二、填空题
9．某同学在“研究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像距v和物距u之间关系的图象，如图所示
（1）该凸透镜的焦距是_____；
（2）图中P点所对应的凸透镜成像特点，与_____（选填“放大镜”“照相机”或“投影仪”）的成像特点相似。
【答案】 10 投影仪
【详解】（1）[1]当物距等于二倍距时成倒立等大实像，物距等于像距，都等于二倍焦距。分析图可知物距等于20cm时，像距等于20cm，所以二倍焦距等于20cm，则焦距为10cm。
（2）[2]当物距大于焦距时，凸透镜成实像，图中P点所对应的物距小于像距，v=30cm，u=15cm，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，故是投影仪的原理。
10．如图所示，甲成像情况是______的工作原理图（选填“照相机”或“放大镜”），乙成的像______在光屏上显示（选填“能”或“不能”）。
【答案】 照相机 不能
【详解】[1]如图甲，物体到凸透镜的距离大于二倍焦距，成倒立缩小实像，是照相机的原理。
[2]如图乙，物体到凸透镜的距离小于一倍焦距，在物体的同一侧成正立放大的虚像，光屏上不能显示。
11．如图为无人机航拍时的照片。航拍时，物体通过镜头成倒立、_______（选填“缩小”、“等大”或“放大”）的实像，为了镜头里能出现更多景色，那么需要无人机飞的_______（选填“高”或“低”）些。
【答案】 缩小 高
【详解】[1]摄像机的镜头相当于一个凸透镜，其成像的原理是：当物距大于二倍焦距时，凸透镜成倒立缩小的实像。
[2]为了镜头里能出现更多景色，需要将像拍摄小一些，根据“物远像近像变小”可知，需要无人机飞的高些来增大物距。
12．某同学在家用一个玻璃球做成像实验，如图所示。墙上的像是______（选填“实”或“虚”）像，墙面到玻璃球球心的距离 ______（选填“大于”、“小于”或“等于”）蜡烛到玻璃球球心的距离。
【答案】 实 小于
【详解】[1]墙面能够承接的像为实像。
[2]玻璃球成在墙面的像为倒立缩小的实像，所以与照相机的成像原理相同，所以物距大于二倍焦距，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，墙面到玻璃球球心的距离为像距，蜡烛到玻璃球球心的距离为物距，所以墙面到玻璃球球心的距离小于蜡烛到玻璃球球心的距离。
13．小明将蜡烛、凸透镜和光屏调到如图所示位置时，在光屏上得到了一个清晰的像，这个像一定是______（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的。若将凸透镜向右移动______cm，屏上即可再次成清晰的像。
【答案】 放大 15
【详解】[1]当如图位置时，物距u=25cm，像距v=40cm，u[2]若将凸透镜向右移动15cm，此时物距u=40cm，像距为25cm，根据折射时光路是可逆的可知，此时屏上可再次成清晰倒立、缩小的实像。
14．显微镜的目镜和物镜使用的都是凸透镜。载物片在物镜的_______（选填“二倍焦距以外”、“一倍焦距与二倍焦距之间”或“一倍焦距以内”），它的目镜的成像特点与我们生活中的_____（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）成像性质相同。
【答案】 一倍焦距与二倍焦距之间 放大镜
【详解】[1]载物片离物镜距离较小，位于物镜的一倍焦距与二倍焦距之间，根据凸透镜成像规律可知，成倒立放大的实像。
[2]物镜所成的实像位于目镜的一倍焦距之内，通过目镜再次成正立、放大的虚像，与生活中的放大镜工作原理相同。
15．在一个圆柱形的玻璃瓶里面装满水，把一支铅笔水平地放在玻璃瓶的一侧，将铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢的移动，如图甲所示，这个装满水的圆柱形的玻璃瓶对光线具有______作用（选填“发散”、“会聚”或者“平行”）。如图乙所示，透过玻璃瓶不可能看到的现象是______（选填字母）。
【答案】 会聚 B
【详解】[1]装满水的玻璃瓶相当于一个凸透镜，对光线有会聚作用。
[2]当笔离玻璃瓶较近时，玻璃瓶相当于放大镜，成正立放大的虚像；当笔离玻璃瓶较远时（物距大于焦距），成倒立的实像；当铅笔由靠近瓶子的位置逐渐远离时，先成虚像后成实像，且虚像是正立的、实像是倒立的，所以到达某一位置时，笔尖会突然改变方向；凸透镜成虚像时，物远像远像变大（即越靠近焦点，虚像越大）；凸透镜成实像时，物远像近像变小，所以，把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动时，笔先变长变大，后变短变小；由此可知，不会观察到的现象是笔尖朝向相同且等大的铅笔。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
16．如图甲所示的电路，当开关闭合后，电压表V1、V2的指针偏转均如图乙所示，则L1两端电压为___________V，灯泡L1和L2的电阻之比是___________。
【答案】 6 4∶1
【详解】[1]如图甲所示，灯L1和L2串联，电压表V1测的是灯L2两端的电压，电压表V2测的是L1和L2两端的总电压，则电压表V2的示数大于V1的示数，电压表V1、V2的指针偏转均在如图乙的同一位置，故电压表V2连接的是大量程，分度值为0.5V，示数为U=7.5V；电压表V1连接的是小量程，分度值为0.1V，示数为U2=1.5V，所以L1两端的电压为
[2]根据串联电路的分压特点可知，灯泡L1和L2的电阻之比是
17．2022年6月6日是第27个全国“爱眼日”。近年来青少年近视眼患病率呈上升趋势，需要佩戴___________透镜制作的眼镜进行视力矫正，这种透镜对光线有___________作用。
【答案】 凹 发散
【详解】[1]与视力正常的眼睛相比，近视眼的晶状体，对光线的会聚能力较强，使像成在视网膜的前方，要想看清远处的物体，让光线发散一些，使用凹透镜进行矫正，使像成在视网膜上。
[2]凹透镜对光线有发散作用，凸透镜对光线有会聚作用。近视镜是凹透镜，所以对光线有发散作用。
18．人的眼球结构如图所示，眼睛的成像原理跟 ___________（选填“凸”或“凹”）透镜类似，其中 ___________相当于光屏。
【答案】 凸 视网膜
【详解】[1][2]人的眼球好像一架照相机，晶状体和角膜共同作用相当于一个凸透镜，它把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体倒立缩小的实像，视网膜相当于光屏。
三、作图题
19．根据图中的光路图在长方形框中填上适当类型的透镜。
【答案】
【详解】由图可以看出折射光线比起入射光线更加远离主光轴，所以该透镜对光线有发散作用，因此填凹透镜；然后根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，作图如下：
20．作出图中两条光线经过透镜后的折射光线；
【答案】
【详解】平行于主光轴的光线经过凸透镜折射，折射光线会聚在焦点上；经过焦点的光线经凸透镜折射，折射光线平行于主光轴，如图所示：
四、实验题
21．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在光屏上得到一个最小、最亮的光斑、小明用此凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，并用蜡烛作光源，实验装置如图乙所示。
（1）如图甲所示，小明所用的凸透镜的焦距为 _____cm；
（2）实验前要调整烛焰和光屏的高度，使它们的中心在凸透镜的 _____上；
（3）当蜡烛、凸透镜位于图乙中刻度对应的位置时，光屏上得到一个清晰的像，该像是一个倒立、_____（填“放大”或“缩小”）的 _____（填“实”或“虚”）像，此时所成的像与______所成的像性质相同（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。如果此时透镜上落上一只小虫，则光屏上蜡烛的像 _____（填“完整”或“不完整”）；
（4）将图乙中的凸透镜换成焦距为28cm的凸透镜，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，在光具座上移动光屏 _____（填“能”或“不能”）找到某一位置，使像清晰的呈现在光屏上，理由是 _____；
（5）请画出从烛焰射向透镜的光线AB经过透镜折射后的光路。______
【答案】 10.0 主光轴 缩小 实 照相机 完整 不能 像距过大，超出了光具座所提供的长度
【详解】（1）[1]由图可知，最小、最亮的光斑距离凸透镜10.0cm，故凸透镜的焦距为10.0cm。
（2）[2]实验中为使像能成在光屏的中央，应使光具座上的烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度，使它们的中心在凸透镜的主光轴上。
（3）[3][4][5]由图乙可知，物距是30cm，物距大于2倍焦距，成倒立缩小的实像，此现象应用于照相机。
[6]小虫落在透镜上后，烛焰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，因此，像与原来相同，即光屏上所成的像仍然是完整的。
（4）[7][8]物距是30cm，将图中的凸透镜换成焦距为28cm的凸透镜，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，则物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像，像距大于二倍焦距，即v＞56cm，像距过大，超出了光具座所提供的长度，所以光屏上找不到清晰的像。
（5）[9]烛焰射向透镜的光线AB经凸透镜折射后过像点，据此画出折射光线，如图所示：
22．在探究凸透镜成像规律的实验中：
(1)如果点燃蜡烛后，无论怎样移动光屏，光屏上始终不能出现蜡烛火焰的像，你认为产生这种现象的原因可能是什么？（写出一条即可）______。为了方便从不同方向观察光屏上的像，光屏应选用较______（选填“粗糙”或“光滑”）的白色硬纸板；
(2)当蜡烛、凸透镜、光屏置于图的位置时，光屏上得到清晰的像，这个像是______的（选填“放大”、“等大”或“缩小”），该像规律在生活中的应用是______。若保持蜡烛和透镜的位置不变，将光屏适当远离凸透镜，光屏上得的像变得模糊，这时在蜡烛和凸透镜之间放上一个合适的______（选填“近视”或“远视”）镜片，能在光屏上重新得到清晰的像；
(3)实验过程中蜡烛燃烧不断缩短，导致光屏上的像向______（选填“上”或“下”）方移动。
【答案】 见解析 粗糙 缩小 照相机 近视 上
【详解】(1)[1]点燃蜡烛后，无论怎样移动光屏，光屏上始终不能出现蜡烛火焰的像，可能成虚像，光屏上观察不到，所以蜡烛放在了凸透镜的一倍焦距以内。
[2]从不同方向都能观察到光屏上的像，光屏上发生了漫反射，表面应该是粗糙的。
(2)[3][4]由图可知，物距大于像距，根据凸透镜成像特点可知，此时成倒立缩小的实像，其应用为照相机。
[5]保持蜡烛和透镜的位置不变，将光屏适当远离凸透镜，光屏上得的像变得模糊，因为凹透镜对光有发散作用，会使像距变大，所以在蜡烛和凸透镜之间放上一个合适的凹透镜能在光屏上重新得到清晰的像。
(3)[6]蜡烛燃烧不断缩短，过光心的光线不改变方向，像的位置向上移动。
23．如图是小丽探究凸透镜成像规律的实验装置。
（1）如图甲，小丽用一束平行光正对凸透镜照射，移动光屏，直到光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f＝_______cm；
（2）接着小丽将蜡烛、凸透镜、光屏安装在光具座上，然后调节三者的高度，使烛焰中心、透镜中心和光屏中心在___________上，目的是_____________；
（3）当小丽将蜡烛、光屏的位置调到如图乙所示时，在光屏上得到了清晰的像，此时凸透镜所成的是_________（选填“正立”或“倒立”）、_________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像。保持透镜位置不动，向右适当移动蜡烛，应将光屏向_________移动才能在光屏上得到清晰的像；
（4）若保持图乙中蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜移到________cm刻度线处，能够在光屏上得到清晰的像。一段时间后，小丽发现烛焰所成的像在光屏中心偏上，她应将蜡烛向_______调节，可以使像回到光屏中心。
【答案】 10.0 同一高度 使烛焰成像在光屏中心 倒立 缩小 右 35.0 上
【详解】（1）[1]凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点，这个点叫凸透镜的焦点，焦点到透镜光心的距离为焦距。如图甲所示，一束平行光正对凸透镜照射，直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑，这个光斑即为凸透镜的焦点，由此可以测出凸透镜的焦距为
f=20.0cm-10.0cm=10.0cm
（2）[2][3]为使烛焰成像在光屏中心，将蜡烛、凸透镜、光屏安装在光具座上，然后调节三者的高度，使烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一高度上，否则，有可能光屏上成的像不完整。
（3）[4][5]如图乙所示时，易知物距为30.0 cm，大于2倍焦距，此时凸透镜所成的是倒立、缩小的实像。
[6]凸透镜在成实像的条件下，物距变小，像变大，像距变大，故保持透镜位置不动，向右适当移动蜡烛，应将光屏向右移动才能在光屏上得到清晰的像。
（4）[7]原来乙图中的物距为30.0cm，像距为15.0cm，根据光路的可逆性，当物距为15.0cm时，则像距为30.0cm。若保持图乙中蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜移到
20.0cm+15.0cm=35.0cm
刻度线处，能够在光屏上得到清晰的像。
[8]因过光心的光线传播方向不变，故一段时间后，小丽发现烛焰所成的像在光屏中心偏上，她应将蜡烛向上调节，可以使像回到光屏中心。
五、计算题
24．凸透镜成像时的物距u、像距v和焦距f之间的关系是。
（1）当一个物体距离凸透镜u＝20cm时，另一侧光屏上正好得到等大倒立的实像，此凸透镜的焦距是多少？
（2）如图所示是根据每次成实像时的物距u，物像间距L 画出的图像（以f为长度单位），在物理学中，用像距v和物距u的比值来表示凸透镜的放大率m，即，且m＞1时成放大的像，m＜1时成缩小的像，请你通过计算判断，当u＝3f时，凸透镜能成放大还是缩小的像？
【答案】（1）10cm；（2）缩小的像
【详解】解：（1）u＝20cm时，另一侧光屏上正好得到等大倒立的实像，此时物体放在二倍焦距处，相距等于物距
解得
（2）)当 时，根据可得
解得
凸透镜的放大率
u＝3f时，m＜1，成缩小的像。
答:（1）凸透镜的焦距是10cm；
（2）当时，能成缩小的像。
25．如图，将蜡烛放在距凸透镜20cm处时，在另一侧距凸透镜6cm处的光屏上观察到一个清晰的缩小的像。
（1）该凸透镜焦距的范围是多少？
（2）保持凸透镜位置不动，将蜡烛向凸透镜靠近，当蜡烛距凸透镜10cm时，光屏上可以观察到清晰的倒立等大的像，则当蜡烛距凸透镜9cm时，光屏距离凸透镜的距离范围是多少？
【答案】（1）3cm＜f＜6cm；（2）大于10cm
【详解】解：（1）由图可知，物体经凸透镜后成的是实像。
物距为u=20cm，像距为v=6cm，物距大于像距，即
u＞2f，f＜v＜2f
根据凸透镜成像的规律可知
20cm＞2f，则f＜10cm·····①
f＜6cm＜2f，所以3cm＜f＜6cm·····②
综合①②得
3cm＜f＜6cm
（2）保持凸透镜位置不动，将蜡烛向凸透镜靠近，当蜡烛距凸透镜10cm时，光屏上可以观察到清晰的倒立等大的像，此时物距
u＝10cm＝2f
则凸透镜的焦距
f＝5cm
当蜡烛距凸透镜9cm时，蜡烛在凸透镜的1倍焦距与2倍焦距之间，像距将大于2倍焦距，所以光屏距离凸透镜的距离范围是大于2倍焦距，即
v＞10cm
答：（1）凸透镜焦距的取值范围是3cm＜f＜6cm；
（2）光屏距离凸透镜的距离范围是大于2倍焦距，即像距大于10cm。
26．在完成“探究凸透镜成像规律”的实验后，小安想测一测烛焰和像移动时的速度，于是她将f=10cm的凸透镜固定在长度为1m的光具座的中点并保持凸透镜的位置不变，进行了如下测量和计算。（计算中涉及速度相关计算可应用公式，，等，v表示速度，s表示路程，k表示时间）
（1）如图所示，使烛焰起始位置在9cm刻度线处，移动光屏，在63cm刻度线处得到一个清晰的像，在7s内将烛焰移至30cm刻度线处，求7s内烛焰和像各自移动时的速度；
（2）将烛焰从30cm刻度线处继续以原来的速度向右移动2s，若这2s内烛焰的像移动的速度是烛焰移动速度的2.5倍，请通过计算确定：光屏上承接到清晰的像时，光屏位于光具座的哪条刻度线上？
【答案】（1）0.01m/s；（2）85cm的刻度线处
【详解】解：（1）她焰起始位置在9cm刻度线处，在7s内将烛焰移至30cm刻度线处，移动路程
时间t=7s，则烛焰移动的速度
由题意可知，在7s内将烛焰移至30cm刻度线处，此时物距
像距
则光屏从右侧63cm刻度线处移至70cm刻度线处，像移动的路程
像移动的速度
（2）像的移动速度为
则2s后像移动的距离为
因为光屏原来在70cm刻度线处，为了承接清晰的像，则光屏应向右移动到
的刻度线处
答：（1）7s内烛焰和像各自移动时的速度为；
（2）光屏位于光具座的哪条刻度线上。