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2025年宁夏各地市中考物理模拟试题分类精选考点5 透镜及其应用(Word版附解析)
展开 这是一份2025年宁夏各地市中考物理模拟试题分类精选考点5 透镜及其应用(Word版附解析),共50页。
A.阳光下绿树的影子,是光沿直线传播形成的
B.道路两旁水池中绿树的倒影,是光的折射现象
C.人们用手机拍照留念时,手机镜头成的是正立缩小的实像
D.我们能从不同方向看到油菜花,是光照在油菜花上发生了镜面反射
2.(2025•宁夏校级三模)光刻机是制造芯片的核心装备,简化原理如图,利用紫外线将设计好的集成电路图透过凸透镜照射在涂有光刻胶的硅片上,刻出缩小的电子线路。下列说法正确的是( )
A.电路图在硅片上成正立缩小的实像
B.电路图位于凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间
C.要想刻出更小的电子线路,需将电路图和硅片向上移动
D.电路图到凸透镜的距离小于电子线路到凸透镜的距离
3.(2025•吴忠模拟)2025年春晚《秧BOT》节目播出后,机器人引领科技大潮。机器人舞者身上处处彰显物理知识,其中机器人通过光学传感器捕捉环境信息,进行视觉感知。光学传感器中有一部分就相当于我们所学的凸透镜。在“探究凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时,在光屏上成清晰的烛焰的像。下列说法中( )
①图中成像特点与机器人眼睛成像特点相同
②随着蜡烛燃烧而逐渐变短,光屏上的像也逐渐向下移动
③图中凸透镜的焦距可能是12cm
④把蜡烛适当左移,透镜保持不动,向右适当移动光屏,会再次在光屏上得到清晰的像,且像变小
A.只有①②正确B.只有①③正确
C.只有②④正确D.只有③④正确
4.(2025•兴庆区校级三模)如图是小明“探究凸透镜成像的规律”的实验装置,蜡烛、凸透镜、光屏位于图示位置时,在光屏上恰好呈现烛焰清晰的像。下列说法正确的是( )
A.照相机的成像特点与此成像特点相同
B.将蜡烛向左移动至某一位置,则光屏向右移至合适位置时会再次呈现烛焰清晰的像
C.只移动透镜,光屏上再次呈现清晰的像时,透镜位于60cm刻度处
D.在透镜中心贴一不透明且面积大于烛焰的小圆纸片,光屏上就不会成烛焰完整的像
5.(2025•兴庆区校级三模)如图所示,小明同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验,此时光屏上呈现清晰的像。下列说法中不正确的是( )
A.凸透镜的焦距为10.0cm
B.图甲中光屏上呈现清晰的倒立、缩小的实像
C.图甲中,将蜡烛和光屏的位置互换,光屏上不可能再次呈现清晰的像
D.图甲中,若在透镜和蜡烛之间放一近视镜,则需要将光屏向右移动,才能再次呈现清晰的像
6.(2025•金凤区校级一模)调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一高度,移动透镜、光屏,可以在光屏上得到一个清晰的烛焰的像,若用一不透光物体挡住上半个透镜,则在光屏上( )
A.只能成上半烛焰的像,像的亮度不变
B.只能成下半烛焰的像,像的亮度变暗
C.仍成整个烛焰的像,像的亮度不变
D.仍成整个烛焰的像,像的亮度减弱
7.(2025•兴庆区三模)如图为青少年眼病患者眼球与正常眼球对比图。关于该患者的晶状体及视力矫正,下列说法正确的是( )
A.对光的会聚能力太强,需佩戴近视眼镜
B.对光的会聚能力太强,需佩戴远视眼镜
C.对光的会聚能力太弱,需佩戴近视眼镜
D.对光的会聚能力太弱,需佩戴远视眼镜
8.(2025•兴庆区校级一模)如图所示,智能快递车正在运送包裹,用户通过人脸识别取货。下列分析正确的是( )
A.用户看见快递车,是因为光在它表面发生了折射
B.地面出现快递车的影子,是光的直线传播形成的
C.智能快递车上的摄像头利用了光的反射原理工作
D.人脸识别时,人通过摄像头成倒立、等大的虚像
9.(2025•金凤区校级二模)我国某新型战斗机配有光电搜索跟踪系统,系统中的光学元件相当于晶状体,内置光电传感器相当于视网膜,成像原理与人眼相似。从空中拍摄地面物体时,物体在光电传感器上形成的像是( )
A.倒立、缩小的实像B.倒立、等大的实像
C.倒立、放大的实像D.正立、放大的虚像
10.(2025•兴庆区校级一模)在探究凸透镜成像规律的实验中,将蜡烛放在凸透镜前适当位置,调节光屏位置得到清晰的像。把眼镜片放在烛焰与凸透镜之间,如图所示,屏上的像变得模糊,调节光屏的位置,适当靠近凸透镜,光屏上又可以得到清晰的像,则该镜片( )
A.是凹透镜,属近视眼镜
B.是凹透镜,属远视眼镜
C.是凸透镜,属近视眼镜
D.是凸透镜,属远视眼镜
二.填空题(共4小题)
11.(2025•金凤区校级三模)小明在探究凸透镜成像的规律时,将蜡烛、凸透镜、光屏放置在如图所示的位置,此时光屏上恰好出现等大的清晰的像。当蜡烛被移至35cm刻度线处时,应向 移动光屏,才能得到一个清晰的像,生活中的 (选填“照相机”或“投影仪”)是利用这个原理制成的。
12.(2025•利通区三模)市场上有一款加装了凸透镜的指甲剪,可以方便老年人剪指甲,如图所示。使用时,指甲通过凸透镜成放大的 (选填“实”或“虚”)像,此时指甲距离透镜的距离u和其焦距f的大小关系为 ,此透镜对光有 作用。
13.(2025•金凤区校级一模)中考期间,学校要通过电子识别系统识别学生身份,这种设备的镜头和 (选填“照相机”或“投影仪”)的原理相同,学生通过该镜头时成倒立、 (填“缩小”或“放大”)的实像,要想使被拍摄的像更大,镜头应往 (选填“前伸”或“后缩”)一些。
14.(2025•兴庆区校级一模)如图所示,航天员王亚平在中国空间站用“水球”做成像实验,“水球”成像的原理与 (填“放大镜”或“照相机”)的相同,所成的是倒立、缩小的 (填“实”或“虚”)像。
三.选择说明题(共12小题)
15.(2025•金凤区校级三模)小明利用图甲测量凸透镜的焦距,利用图乙来探究凸透镜成像的规律,当蜡烛在图乙位置时,光屏上恰好成清晰的像。关于图乙,下列说法正确的是( )
A.将蜡烛移到45cm刻度线处,光屏上成正立、放大的虚像
B.只将蜡烛和光屏位置互换,可以在光屏上得到放大的像
C.将蜡烛移到35cm刻度线处后,成像特点与照相机相同
D.在凸透镜前放一近视眼镜,需左移光屏使像再次清晰
理由: 。
16.(2025•利通区校级二模)在“探究凸透镜成像规律”实验时,将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏调节到如图所示的位置,光屏中心正好出现清晰的像。下列说法中正确的是 。
A.投影仪成像原理与图中成像的原理相同
B.凸透镜不动,将蜡烛和光屏位置互换,可以在光屏上得到清晰正立放大的像
C.将蜡烛远离凸透镜时,为了在光屏上得到清晰的像,应将光屏远离凸透镜
D.在凸透镜左侧放一个远视镜片,光屏应向左移动才能再次成清晰的像
理由: 。
17.(2025•西吉县模拟)某同学探究凸透镜成像规律时,光屏上得到了烛焰清晰的像(像未画出),如图所示,下列说法正确的是 。
A.光屏上的像是正立、放大的
B.光屏上的像是倒立、缩小的
C.投影仪是利用此成像原理制成的
D.在透镜前面放一近视镜,烛焰所成的像将靠近透镜
说明理由: 。
18.(2025•盐池县二模)驿站出库扫描仪是一种物流设备。如图所示,货物出库时,扫描仪的镜头对货物条码进行扫描,使倒立缩小的像成到传感器上,经过数据传输完成出库登记。小明用凸透镜成像实验模拟扫描仪成像规律,其中正确的是 。
A.
B.
C.
D.
理由: 。
19.(2025•兴庆区校级一模)如图1是二维码扫描收银盒,它是一种影像式移动支付装置,其扫描摄像头为焦距等于5厘米的凸透镜,将二维码放置在扫码区则可生成缩小的像。小明用凸透镜成像实验模拟收银盒成像规律(如图2),其中正确的是 。
理由: 。
20.(2025•银川校级三模)小明在探究凸透镜成像规律时,做了如下实验:
①用平行光正对凸透镜照射,移动光屏得到一个最小、最亮的光斑,如图甲所示;
②保持该透镜位置不变,将点燃的蜡烛放在图乙所示的位置,移动光屏得到烛焰清晰的像(图中未画出),则错误的是 ;
A.实验①中,测得透镜焦距为10.0cm;
B.实验②中,烛焰在光屏上成放大的像;
C.实验②中,像到透镜的距离一定小于15cm;
D.若增大实验②中蜡烛与透镜的距离,所成的像会变小。
理由: 。
21.(2025•金凤区校级二模)随着科技的发展,AI技术已经进入我们生活的各个领域。如图所示是一款“AI科技化妆镜”,可以用摄像头对人脸拍照,经过AI处理,最终将画面呈现在显示屏上。下列说法正确的是 。
A.化妆镜的摄像头与近视镜属于同一类透镜
B.人脸通过化妆镜的摄像头成正立、缩小的实像
C.人脸与化妆镜摄像头的距离应大于二倍焦距
D.要想显示屏上的像变小,人应靠近化妆镜的摄像头
选择理由: 。
22.(2025•金凤区校级二模)2025年春晚《秧BOT》节目播出后,机器人引领科技大潮。机器人舞者身上处处彰显物理知识,其中机器人通过光学传感器捕捉环境信息,进行视觉感知。光学传感器中有一部分就相当于我们所学的凸透镜。在“探究凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时,在光屏上成清晰的烛焰的像。下列说法中 。
①图中成像特点与机器人眼睛成像特点相同
②随着蜡烛燃烧而逐渐变短,光屏上的像也逐渐向下移动
③图中凸透镜的焦距可能是12cm
④把蜡烛适当左移,透镜保持不动,向右适当移动光屏,会再次在光屏上得到清晰的像,且像变小
A.只有①②正确
B.只有①③正确
C.只有②④正确
D.只有③④正确
理由: 。
23.(2025•银川一模)如图所示是某小组同学在“探究凸透镜成像规律”实验中的一个情景,此时光屏上呈现清晰的像。则下列说法正确的是 。
A.此时凸透镜成像特点与投影仪的成像特点相同
B.只将蜡烛和光屏位置互换,光屏上将成一个倒立、放大的像
C.只将蜡烛移到光具座45cm刻度线处,光屏上仍可成清晰的像
D.在图中贴近凸透镜左侧的位置放置近视镜,光屏向左移动才能再次得到清晰的像
选择理由: 。
24.(2025•兴庆区校级一模)用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距,并“探究凸透镜成像规律”,当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙时,在光屏上可成清晰的像。下列说法正确的是 。
A.凸透镜的焦距是30cm;
B.图乙中烛焰成的是倒立缩小的实像;
C.投影仪成像特点与图乙中所成像的特点相同;
D.图乙中将蜡烛远离凸透镜,光屏应该向远离透镜的方向移动,才能再次在光屏上得到清晰的像。
说明理由: 。
25.(2025•中宁县二模)在探究凸透镜成像规律的实验中,当蜡烛、凸透镜、光屏在如图所示的位置时,凸透镜的焦距为10cm。烛焰在光屏上呈现一个清晰的像。下列说法正确的是 。
A.图中成像特点与投影仪成像特点相同
B.透镜不动,蜡烛靠近透镜,光屏也应靠近透镜才能使像再次清晰
C.实验过程中,蜡烛烧短之后,成像会在光屏的下方
D.在透镜与蜡烛间放置近视眼镜,需将光屏远离透镜才能使像再次清晰
选择理由: 。
26.(2025•兴庆区一模)某同学在“探究凸透镜成像的规律”实验时,烛焰在光屏上成了一个清晰的像,如图所示,下面常用物品工作原理与此现象相同的是 。
A.幻灯机;
B.照相机;
C.放大镜;
D.投影仪;
理由: 。
四.作图题(共2小题)
27.(2025•银川校级三模)如图所示,S′是点光源S在平面镜中所成的像,S发出的一条光线经平面镜反射后恰好经过凸透镜左侧焦点F。要求:
(1)画出点光源S;
(2)补充入射光线;
(3)画出反射光线经过凸透镜的折射光线。
28.(2025•兴庆区校级二模)如图所示,请画出图中入射光线经过凸透镜后的折射光线。
五.实验探究题(共13小题)
29.(2025•兴庆区校级一模)小明在“探究凸透镜成像特点”的实验过程中,进行了以下实验步骤:
(1)让一束平行光正对凸透镜照射,在凸透镜后的光屏上接收到一个最小、最亮的光斑,由此可以测出凸透镜的焦距是 cm;
(2)当烛焰、凸透镜、光屏位于图乙中刻度对应的位置时,光屏上得到一个清晰的倒立、 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像。若将蜡烛和光屏的位置对调,光屏上 (选填“能”或者“否”)再次成清晰地像,原因是 。
(3)一段时间后,蜡烛变短了,要使烛焰的像仍然成在光屏的中心,应该将光屏向 (选填“下”或“上”)移动;
(4)把图丙中的凸透镜看作眼睛的晶状体,光屏看作视网膜。给“眼睛”戴上近视眼镜,使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像,如图丙所示。若取下近视眼镜,为使光屏上得到清晰的像,应将光屏 (选求该填“远离”或“靠近”)透镜。
30.(2025•银川一模)【项目提出】智能手机的普及,给我们生活带来了极大的方便,但同时也给我们的身体带来了一定的伤害,青少年近视的人数在大幅上升。为此,实践小组提出“保护视力,远离近视”的学习主题。
【项目分析】通过凸透镜成像的实验了解健康眼睛视物的原理;模拟近视眼视物的情境,分析近视眼形成的原因;通过水透镜的调节理解矫正近视眼的方法。
【项目实施】
(1)健康眼睛视物
组装如图甲所示的实验装置,其中用“F”字样的光源代替物体,光屏模拟视网膜。选图乙中②号凸透镜模拟晶状体,打开光源,调节光源、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度。模拟健康眼镜视物时,调节器材的位置,使“视网膜”中央呈现倒立、 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的清晰像。
(2)模拟近视眼视物的情境
选择图乙中的 (填序号)号透镜代替②号透镜,光屏上的像变模糊,适当向左移动光屏,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折光能力过 (选填“强”或“弱”)造成的。
(3)矫正近视眼
如果(2)中换用透镜后,保持光源和光屏的位置不变,然后选用图丙中的 (选填“A”或“B”)水透镜放在凸透镜前合适的位置,缓缓调节水量,光屏上的像也可以变清晰。说明佩戴对光具有 (选填“会聚”或“发散”)作用的透镜,可使近视眼的成像情况得到改善。
31.(2025•泾源县三模)小明用凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺器材,探究凸透镜成像的规律。
(1)测量焦距:如图1所示让一束平行光经过凸透镜,在光屏上得到一个最小、最亮的光斑,可得出此透镜的焦距为 cm。
(2)此实验过程中蜡烛燃烧后逐渐变短,则光屏上烛焰的像也将逐渐向 移动,将凸透镜向 调(以上均选填“上”或“下”),使像呈现在光屏的中央。
(3)当蜡烛距凸透镜15cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰的倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的 (选填“实”或“虚”)像。
(4)如图2所示,要在光屏上得到一个清晰的像,小明应该将光屏向 透镜方向移动,得到清晰的像后,要想让在光屏上的实像变大些,小明应当把蜡烛向 透镜方向移动,同时把光屏向 透镜方向移动(均选填“远离”或“靠近”)。
32.(2025•中宁县模拟)如图所示是小明“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)如图甲所示,一束平行于凸透镜主光轴的平行光经过凸透镜折射后,在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)当蜡烛、凸透镜位于图乙所示的位置时,在光屏上能够得到一个清晰的像,该像是倒立、 (选填“放大”“等大”或“缩小”)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,也可以在光屏上得到一个清晰的像,此时利用该成像规律制成的光学仪器是 (选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”);
(3)图乙中,若保持凸透镜的位置不变,将蜡烛移至34cm刻度线处,此时的像应是如图丙所示的 (选填字母“A”、“B”、“C”或“D”);
(4)实验完成后,小明想研究眼睛的成像原理,于是他自制了一个水透镜来模拟眼睛的晶状体,点燃蜡烛后,光屏和水透镜的位置如图丁所示,光屏上出现烛焰清晰的像。用注射器向水透镜里加适量的水,此时光屏上的像变得模糊,应将光屏慢慢 (选填“靠近”或“远离”)水透镜,光屏上才会出现清晰的像。
33.(2025•利通区校级二模)在探究“凸透镜成像规律”的实验中。
(1)如图甲,平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距f= cm。
(2)如图乙,光屏上呈现清晰的像,此像的性质是倒立 的实像。成像原理与图示的成像特点相同的是 (选填“照相机”、“投影仪”、“放大镜”)。
(3)如图丙,保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,则人眼在图中 处能观察到烛焰的像。
(4)如图丁,在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向透镜移动适当距离后,光屏上再次呈现清晰的像。则该眼镜是 眼镜(近视/远视)。
34.(2025•中宁县三模)如图,在做“探究凸透镜成像的规律”实验中,平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚在光屏上一点,如图甲所示。
(1)如图甲可知,该凸透镜的焦距f= cm;
(2)调整器材高度时,应使蜡烛的烛焰、透镜的中心、光屏的中心在 ;
(3)如图乙所示,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,左右移动光屏,在光屏上 (填“能”或“不能”)得到清晰的烛焰的像;
(4)如图丙所示,烛焰能在光屏上形成清晰的像,此像是倒立、 的实像。如果此时撤去光屏,人眼在如图所示的位置 (填“能”或“不能”)直接看到烛焰的实像;
(5)在图丙中,保持凸透镜的位置不变,如果蜡烛向左移动5cm,为了在光屏上得到一个清晰的像,光屏应该向 (选填“左”或“右”)移动。
35.(2025•沙坡头区三模)某实验小组探究凸透镜成像的实验,装置如图:
(1)实验时,调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心,使它们大致在同一高度,目的是 ;
(2)当蜡烛、凸透镜(f=10cm)、光屏在光具座上的位置如图所示时,光屏上出现一个清晰的烛焰的像,则该像是倒立、 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的像,生活中的 (选填“放大镜”“投影仪”“照相机”)就是利用这种成像规律工作的。
(3)小庆同学把蜡烛向左移动一小段距离,发现光屏上烛焰的像变模糊了。要在光屏上得到烛焰清晰的像,他应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动。
(4)完成上述探究后,小庆同学把凸透镜换成一块薄玻璃板,在玻璃板中能看到烛焰 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的像,把光屏移到像所在的位置,直接观察光屏,光屏上 (选填“有”或“没有”)烛焰的像。
36.(2025•金凤区校级三模)在探究近视眼和远视眼成因与矫正的主题实践中,该小组利用橡皮膜和注射器制作了水透镜来模拟眼睛的晶状体,打开夹子,通过注射器向橡皮膜中注水或抽水,来改变橡皮膜凸起的程度,如图甲所示。具体操作如下:
(1)将蜡烛、水透镜和光屏依次摆放在水平光具座上,点燃蜡烛,使烛焰、水透镜和光屏三者的 ;
(2)将蜡烛放在离水透镜较远的位置,移动光屏,直到屏上出现烛焰清晰的像,如图乙所示,记下此时光屏所在的位置;
(3)用注射器向水透镜里加适量的水,水透镜对光的偏折能力变 ,此时屏上的像变得模糊,这是模拟近视眼看远处物体的情况。将光屏慢慢靠近水透镜,直到光屏上出现清晰的像,这说明近视眼所成的像在视网膜的 (选填“前方”或“后方”);
(4)将光屏移回原来标记的位置,选择不同的眼镜在烛焰和水透镜之间前后移动,直到光屏上出现清晰的像,如图丙所示,这说明矫正近视眼应配戴 透镜;
(5)眼睛是心灵的窗户,我们要增强保护视力的意识,做到科学用眼,积极防控近视。请写出一条预防近视的措施。
37.(2025•西夏区校级一模)小华在“探究凸透镜成像规律的实验”中,选择了焦距为10cm的凸透镜。
(1)为了让像成在光屏的中央,小华将烛焰、透镜以及光屏的中心调整到 。
(2)当小华将蜡烛摆放到距离凸透镜18cm处时,调整光屏的位置,在光屏上呈现出清晰的像 (选填“缩小”、“放大”或“等大”)的实像。之后,小华将蜡烛调至如图所示位置,并将光屏向 (选填“左”或“右”)移动到如图所示位置时,在光屏上又成清晰的像。
(3)如图所示的实验,小华将自己的近视镜片放在凸透镜和蜡烛之间,保持蜡烛位置不变,凸透镜向 (选填“左”或“右”)移动,可使光屏上再次成清晰的像。
(4)如图所示,若飞来一只小虫落在凸透镜上,遮住凸透镜的部分区域 (选填序号)。
A.只有小虫清晰的像;
B.小虫和烛焰重叠的像;
C.不完整的烛焰的像;
D.变暗的烛焰的像。
(5)如图所示,将蜡烛和光屏的位置对调,在光屏上仍能成清晰的像,在折射现象中, 。
38.(2025•银川校级一模)小明用如图所示的装置来探究凸透镜成像规律。
(1)实验前应将凸透镜、光屏和烛焰的中心调节到同一直线或同一高度上,这样做的目的是为了 ;
(2)小明用如图中所示的方法测量凸透镜的焦距,则实验中所用凸透镜的焦距为 cm;
(3)当装置处于如图乙所示的位置时,光屏上出现了一个清晰的像,这个像是倒立、 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像,人们根据这个成像特点制成了 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”);若凸透镜位置不动,将蜡烛和光屏调换位置,在光屏上 (选填“能”或“不能”)看到清晰的像;
(4)完成步骤(3)后,小明借来物理老师的眼镜,并将其放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上的像由清晰变模糊,向右移动光屏又发现清晰的像,说明老师的视力缺陷是 (选填“近视”或“远视”)眼。
39.(2025•兴庆区校级一模)如图所示是探究凸透镜成像规律的实验装置(凸透镜的焦距为10cm):
(1)调节烛焰、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在同一高度,其目的 ;该实验在光线较 的环境中进行更便于观察。
(2)蜡烛在25cm刻度线处,移动光屏,烛焰能在光屏上成清晰 的(选填“放大”“缩小”或“等大”)倒立的实像,生活中 (填光学仪器)利用此成像特点制成。
(3)在上一步找到清晰的像后,保持蜡烛和透镜位置不变,将透镜换为焦距为15cm的凸透镜,光屏应向 (选填“左”或“右”)移动才能在光屏上得到清晰的 (与上次成像相比选填“变大”“变小”或“不变”)的像。
40.(2025•宁夏校级三模)小明和小亮在探究“凸透镜成像规律”的实验中,如图甲所示,将焦距为10cm的A凸透镜固定在光具座上,调整好蜡烛和光屏的位置后,光屏上恰好得到烛焰清晰的像(未画出)。
(1)图甲中凸透镜的成像特点与 (选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)的成像特点相同。
(2)接着,小亮用不透光的纸板挡住凸透镜的上半部分,他 (选填“能”或“不能”)在光屏上看到蜡烛完整的像。
(3)保持蜡烛和透镜的位置不变,将A凸透镜换成焦距为15cm的B凸透镜,要想在光屏上呈现烛焰清晰的像,光屏应向 (选填“左”或“右”)移动。
(4)实验一段时间后,原来成在光屏中央的像跑到了图乙所示的位置,下列操作可以让像重新回到光屏中央的是 。
①光屏下移一段距离
②蜡烛下移一段距离
③透镜下移一段距离
41.(2025•金凤区校级一模)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,所用凸透镜的焦距是15cm。
(1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放到光具座上,点燃蜡烛后无论怎么移动光屏,光屏上都找不到像,其原因可能是 。
(2)如图所示当把凸透镜固定在50cm刻度线位置,蜡烛固定到15cm刻度线位置时,光屏在 (选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)区域内左右移动,才能在光屏上得到清晰 (选填“放大”或“缩小”)倒立的实像,生活中 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理制成的。
(3)如果保持光屏、透镜的位置不变,把蜡烛向左移动一小段距离,要想在光屏上得到清晰的像,应该在蜡烛和透镜之间放置一个焦距适当的 (选填“凸透镜”或“凹透镜”)才能实现, (选填“近视”或“远视”)眼就是利用这种透镜矫正的。
考点5 透镜及其应用
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
一.选择题(共10小题)
1.(2025•中宁县三模)“相约花海中,跑进春天里”,2025年3月某市举办了半程马拉松赛事(如图)。参赛选手在畅跑赛道的同时,充分领略沿途的旖旎风光。阳光、绿树、春水和花田在这里相遇,晕染成一幅斑斓油画。下列说法正确的是( )
A.阳光下绿树的影子,是光沿直线传播形成的
B.道路两旁水池中绿树的倒影,是光的折射现象
C.人们用手机拍照留念时,手机镜头成的是正立缩小的实像
D.我们能从不同方向看到油菜花,是光照在油菜花上发生了镜面反射
【答案】A
【解答】解:A.光在同种均匀介质中沿直线传播,阳光下绿树的影子,是由于光沿直线传播过程中,遇到不透明的绿树,在其后形成的光照不到的区域,故A正确;
B.道路两旁水池中绿树的倒影,属于平面镜成像,平面镜成像是光的反射现象,故B错误;
C.手机镜头相当于凸透镜,拍照时,物距大于二倍焦距,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、缩小的实像,故C错误;
D.我们能从不同方向看到油菜花,是因为光照在油菜花上发生了漫反射,反射光线射向各个方向的缘故,故D错误。
故选:A。
2.(2025•宁夏校级三模)光刻机是制造芯片的核心装备,简化原理如图,利用紫外线将设计好的集成电路图透过凸透镜照射在涂有光刻胶的硅片上,刻出缩小的电子线路。下列说法正确的是( )
A.电路图在硅片上成正立缩小的实像
B.电路图位于凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间
C.要想刻出更小的电子线路,需将电路图和硅片向上移动
D.电路图到凸透镜的距离小于电子线路到凸透镜的距离
【答案】C
【解答】解:
A、由题意可知,硅片相当于光屏,硅片上会出现缩小的电路图案,所以可知该凸透镜成倒立、缩小的实像,故A错误;
B、结合凸透镜成缩小实像的条件可知,物距应大于凸透镜的二倍焦距,所以电路图(物体)应位于凸透镜的二倍焦距之外,故B错误;
C、要想刻出更小的电子线路,即像变小,应增大物距,减小像距,所以需将电路图和硅片向上移动,故C正确;
D、由凸透镜成缩小实像的条件可知,电路图到凸透镜的距离(物距)大于二倍焦距,电子线路到凸透镜的距离(像距)在一倍焦距和二倍焦距之间,所以电路图到凸透镜的距离大于电子线路到凸透镜的距离,故D错误。
故选:C。
3.(2025•吴忠模拟)2025年春晚《秧BOT》节目播出后,机器人引领科技大潮。机器人舞者身上处处彰显物理知识,其中机器人通过光学传感器捕捉环境信息,进行视觉感知。光学传感器中有一部分就相当于我们所学的凸透镜。在“探究凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时,在光屏上成清晰的烛焰的像。下列说法中( )
①图中成像特点与机器人眼睛成像特点相同
②随着蜡烛燃烧而逐渐变短,光屏上的像也逐渐向下移动
③图中凸透镜的焦距可能是12cm
④把蜡烛适当左移,透镜保持不动,向右适当移动光屏,会再次在光屏上得到清晰的像,且像变小
A.只有①②正确B.只有①③正确
C.只有②④正确D.只有③④正确
【答案】B
【解答】解:①由图可知,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,与机器人眼睛成像特点相同,故①正确;
②随着蜡烛燃烧而逐渐变短,根据过光心的光线传播方向不变可知,光屏上的像也逐渐向上移动,故②错误;
③由图可知,u>v,且成实像,说明u=30cm>2f,2f>v=20cm>f,即15cm>f>10cm,因此该凸透镜的焦距可能是12cm,故③正确;
④把蜡烛适当左移,透镜保持不动,此时物距增大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,向左适当移动光屏,会再次在光屏上得到清晰的像,且像变小,故④错误。
故选:B。
4.(2025•兴庆区校级三模)如图是小明“探究凸透镜成像的规律”的实验装置,蜡烛、凸透镜、光屏位于图示位置时,在光屏上恰好呈现烛焰清晰的像。下列说法正确的是( )
A.照相机的成像特点与此成像特点相同
B.将蜡烛向左移动至某一位置,则光屏向右移至合适位置时会再次呈现烛焰清晰的像
C.只移动透镜,光屏上再次呈现清晰的像时,透镜位于60cm刻度处
D.在透镜中心贴一不透明且面积大于烛焰的小圆纸片,光屏上就不会成烛焰完整的像
【答案】C
【解答】解:A、由图可知,物距小于像距,故成倒立、放大的实像,投影仪利用此原理制成,故A错误;
B、根据折射现象中,将蜡烛向左移动至某一位置,根据物远像近像变小,光屏向左移至合适位置时会再次呈现烛焰清晰的像,故B错误;
C、由图可知,由图知,物距为20cm,像距为30cm,透镜向右移动10cm,移到60cm刻度线处,根据光路的可逆性,成倒立缩小的实像,故C正确;
D、将一个不透明的小圆纸片贴在凸透镜的中央,物体上任一点射向凸透镜的其他部分,经凸透镜折射后,照样能会聚成像,像的大小不发生变化,折射光线减少,会聚成的像变暗,故D错误。
故选:C。
5.(2025•兴庆区校级三模)如图所示,小明同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验,此时光屏上呈现清晰的像。下列说法中不正确的是( )
A.凸透镜的焦距为10.0cm
B.图甲中光屏上呈现清晰的倒立、缩小的实像
C.图甲中,将蜡烛和光屏的位置互换,光屏上不可能再次呈现清晰的像
D.图甲中,若在透镜和蜡烛之间放一近视镜,则需要将光屏向右移动,才能再次呈现清晰的像
【答案】C
【解答】解:A、u=v=2f,凸透镜成倒立、等大的实像,如图,u=v=2f=20cm 时,所以f=10cm,故A正确;
B、图甲中u=50cm﹣20cm=30cm,此时的物距大于二倍焦距,成缩小、倒立的实像,故B正确;
C、折射时,光路是可逆的,图甲中,将蜡烛和光屏的位置互换,光屏上成倒立、放大的实像,故C错误;
D、图甲中,若在透镜和蜡烛之间放一近视镜,近视镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,使光线推迟会聚,则需要将光屏向右移动,才能再次呈现清晰的像,故D正确。
故选:C。
6.(2025•金凤区校级一模)调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一高度,移动透镜、光屏,可以在光屏上得到一个清晰的烛焰的像,若用一不透光物体挡住上半个透镜,则在光屏上( )
A.只能成上半烛焰的像,像的亮度不变
B.只能成下半烛焰的像,像的亮度变暗
C.仍成整个烛焰的像,像的亮度不变
D.仍成整个烛焰的像,像的亮度减弱
【答案】D
【解答】解:用一不透光的物体挡住半个透镜,透镜的上半部分仍能会聚烛焰发出的光线,成烛焰完整的像,只是像比原来变暗,所以ABC错误,D正确。
故选:D。
7.(2025•兴庆区三模)如图为青少年眼病患者眼球与正常眼球对比图。关于该患者的晶状体及视力矫正,下列说法正确的是( )
A.对光的会聚能力太强,需佩戴近视眼镜
B.对光的会聚能力太强,需佩戴远视眼镜
C.对光的会聚能力太弱,需佩戴近视眼镜
D.对光的会聚能力太弱,需佩戴远视眼镜
【答案】A
【解答】解:由图可知,患者眼球的晶状体比正常眼睛的晶状体前后径过长,说明患者是近视眼,晶状体对光的会聚能力太强,需佩戴近视眼镜矫正。
故选:A。
8.(2025•兴庆区校级一模)如图所示,智能快递车正在运送包裹,用户通过人脸识别取货。下列分析正确的是( )
A.用户看见快递车,是因为光在它表面发生了折射
B.地面出现快递车的影子,是光的直线传播形成的
C.智能快递车上的摄像头利用了光的反射原理工作
D.人脸识别时,人通过摄像头成倒立、等大的虚像
【答案】B
【解答】解:A.用户看见快递车是由于阳光在它表面发生了漫反射,故A错误;
B.地面出现快递车的影子,是光的直线传播形成的,故B正确;
C.摄像头的镜头相当于凸透镜,摄像时利用凸透镜对光折射后会聚的原理工作,故C错误;
D.人脸识别时,摄像头的镜头相当于凸透镜,摄像时符合凸透镜成像规律中的:物距大于二倍焦距,所成的像是倒立、缩小的实像,故D错误。
故选:B。
9.(2025•金凤区校级二模)我国某新型战斗机配有光电搜索跟踪系统,系统中的光学元件相当于晶状体,内置光电传感器相当于视网膜,成像原理与人眼相似。从空中拍摄地面物体时,物体在光电传感器上形成的像是( )
A.倒立、缩小的实像B.倒立、等大的实像
C.倒立、放大的实像D.正立、放大的虚像
【答案】A
【解答】解:从空中拍摄地面物体时,此时的物距大于二倍焦距,物体在光电传感器上形成倒立、缩小的实像。
故选:A。
10.(2025•兴庆区校级一模)在探究凸透镜成像规律的实验中,将蜡烛放在凸透镜前适当位置,调节光屏位置得到清晰的像。把眼镜片放在烛焰与凸透镜之间,如图所示,屏上的像变得模糊,调节光屏的位置,适当靠近凸透镜,光屏上又可以得到清晰的像,则该镜片( )
A.是凹透镜,属近视眼镜
B.是凹透镜,属远视眼镜
C.是凸透镜,属近视眼镜
D.是凸透镜,属远视眼镜
【答案】D
【解答】解:把眼镜片放在烛焰与凸透镜之间,如图所示,屏上的像变得模糊,调节光屏的位置,适当靠近凸透镜,光屏上又可以得到清晰的像,这说明该透镜对光线具有会聚作用,是凸透镜,凸透镜可以矫正远视眼。
故选:D。
二.填空题(共4小题)
11.(2025•金凤区校级三模)小明在探究凸透镜成像的规律时,将蜡烛、凸透镜、光屏放置在如图所示的位置,此时光屏上恰好出现等大的清晰的像。当蜡烛被移至35cm刻度线处时,应向 右 移动光屏,才能得到一个清晰的像,生活中的 投影仪 (选填“照相机”或“投影仪”)是利用这个原理制成的。
【答案】右;投影仪。
【解答】解:光屏上恰好出现等大的清晰的像,说明此时物距和像距都等于凸透镜的二倍焦距,即凸透镜的二倍焦距为20.0cm,所以,此凸透镜的焦距为10.0cm。
当蜡烛被移至35cm刻度处,此时物距变小,根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”可知,光屏应向右移动,此时2f>u>f,成倒立、放大的实像,生活中投影仪就是利用该原理工作的。
故答案为:右;投影仪。
12.(2025•利通区三模)市场上有一款加装了凸透镜的指甲剪,可以方便老年人剪指甲,如图所示。使用时,指甲通过凸透镜成放大的 虚 (选填“实”或“虚”)像,此时指甲距离透镜的距离u和其焦距f的大小关系为 u<f ,此透镜对光有 会聚 作用。
【答案】虚;u<f;会聚。
【解答】解:由图可知,透过凸透镜看到一个正立的像,根据u<f时,成正立、放大的虚像;
凸透镜对光有会聚作用。
故答案为:虚;u<f;会聚。
13.(2025•金凤区校级一模)中考期间,学校要通过电子识别系统识别学生身份,这种设备的镜头和 照相机 (选填“照相机”或“投影仪”)的原理相同,学生通过该镜头时成倒立、 缩小 (填“缩小”或“放大”)的实像,要想使被拍摄的像更大,镜头应往 前伸 (选填“前伸”或“后缩”)一些。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:电子识别系统的镜头与照相机原理相同,它们都是利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理工作的。当物体位于凸透镜的二倍焦距以外时,成倒立、缩小的实像,
根据凸透镜成像规律,物距减小,像距增大,像变大。要想使被拍摄的像更大,应减小物距,即让镜头靠近学生,所以镜头应往前伸一些,同时像距会增大,像也会变大。
故答案为:照相机;缩小;前伸。
14.(2025•兴庆区校级一模)如图所示,航天员王亚平在中国空间站用“水球”做成像实验,“水球”成像的原理与 照相机 (填“放大镜”或“照相机”)的相同,所成的是倒立、缩小的 实 (填“实”或“虚”)像。
【答案】照相机;实。
【解答】解:如图所示,航天员王亚平在中国空间站用“水球”做成像实验,水球具有中间厚,边缘薄的特点,因此水球相当于一个凸透镜,此时王亚平到水球的距离与水球焦距的关系是大于2倍焦距,当u>2f时,成倒立、缩小的实像,照相机利用了此原理。
故答案为:照相机;实。
三.选择说明题(共12小题)
15.(2025•金凤区校级三模)小明利用图甲测量凸透镜的焦距,利用图乙来探究凸透镜成像的规律,当蜡烛在图乙位置时,光屏上恰好成清晰的像。关于图乙,下列说法正确的是( B )
A.将蜡烛移到45cm刻度线处,光屏上成正立、放大的虚像
B.只将蜡烛和光屏位置互换,可以在光屏上得到放大的像
C.将蜡烛移到35cm刻度线处后,成像特点与照相机相同
D.在凸透镜前放一近视眼镜,需左移光屏使像再次清晰
理由: 物距和像距互换,根据光路的可逆性,此时像距大于物距,可以在光屏上得到清晰放大的像 。
【答案】B;物距和像距互换,根据光路的可逆性,此时像距大于物距,可以在光屏上得到清晰放大的像。
【解答】解: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,所以由图可知该凸透镜的焦距f=60.0cm﹣50.0cm=10.0cm
A.将蜡烛移到45cm刻线处,此时的物距是u=50.0cm﹣45.0cm=5.0cm<f
物距小于焦距,成的是正立、放大的虚像,虚像不能成在光屏上,故A错误;
B.只将蜡烛和光屏互换,物距和像距互换,根据光路的可逆性,此时像距大于物距,可以在光屏上得到清晰放大的像,故B正确;
C.将蜡烛移到35cm刻线处,此时的物距是u′=50.0cm﹣35.0cm=15.0cm
物体在一倍焦距与二倍焦距之间,成的是倒立、放大的实像,与投影仪成像特点相同,故C错误;
D.在凸透镜前放一近视眼镜,视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,使光线推迟会聚,因此需右移光屏才能使像再次清晰,故D错误。
故选:B;物距和像距互换,根据光路的可逆性,此时像距大于物距,可以在光屏上得到清晰放大的像。
16.(2025•利通区校级二模)在“探究凸透镜成像规律”实验时,将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏调节到如图所示的位置,光屏中心正好出现清晰的像。下列说法中正确的是 D 。
A.投影仪成像原理与图中成像的原理相同
B.凸透镜不动,将蜡烛和光屏位置互换,可以在光屏上得到清晰正立放大的像
C.将蜡烛远离凸透镜时,为了在光屏上得到清晰的像,应将光屏远离凸透镜
D.在凸透镜左侧放一个远视镜片,光屏应向左移动才能再次成清晰的像
理由: 凸透镜对光线具有会聚作用,会将光线提前会聚成像,光屏应向左移动才能再次成清晰的像 。
【答案】D;凸透镜对光线具有会聚作用,会将光线提前会聚成像,光屏应向左移动才能再次成清晰的像。
【解答】解:A、由图可知,能在光屏上成像,并且物距大于像距,只有u>2f,f<v<2f,成倒立、缩小的实像,是照相机的原理,故A错误;
B、将蜡烛和光屏位置互换后,f<u<2f,而v>2f,成倒立、放大的实像,故B错误;
C、凸透镜成像时,物距增大,像距变小,像变小,将蜡烛远离凸透镜时,即物距增大时,为了在光屏上得到清晰的像,应减小像距,即将光屏靠近凸透镜,故C错误;
D、在透镜左侧放一个远视镜,远视镜是凸透镜,凸透镜对光线具有会聚作用,会将光线提前会聚成像,光屏应向左移动才能再次成清晰的像,故D正确。
故答案为:D;凸透镜对光线具有会聚作用,会将光线提前会聚成像,光屏应向左移动才能再次成清晰的像。
17.(2025•西吉县模拟)某同学探究凸透镜成像规律时,光屏上得到了烛焰清晰的像(像未画出),如图所示,下列说法正确的是 B 。
A.光屏上的像是正立、放大的
B.光屏上的像是倒立、缩小的
C.投影仪是利用此成像原理制成的
D.在透镜前面放一近视镜,烛焰所成的像将靠近透镜
说明理由: 光屏上能出现清晰的像,由图象可知u>v,即成倒立、缩小的实像 。
【答案】B;理由:光屏上能出现清晰的像,由图象可知u>v,即成倒立、缩小的实像。
【解答】解:ABC、由图可知,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,故AC错误,B正确;
D、近视眼镜对光线有发散作用,在透镜前面放一近视镜,烛焰所成的像将远离透镜,故D错误。
故选:B;理由:光屏上能出现清晰的像,由图象可知u>v,即成倒立、缩小的实像。
18.(2025•盐池县二模)驿站出库扫描仪是一种物流设备。如图所示,货物出库时,扫描仪的镜头对货物条码进行扫描,使倒立缩小的像成到传感器上,经过数据传输完成出库登记。小明用凸透镜成像实验模拟扫描仪成像规律,其中正确的是 A 。
A.
B.
C.
D.
理由: 货物的条形码在凸透镜的二倍焦距之外,物距大于像距,货物通过镜头所成的像是倒立、缩小的实像 。
【答案】A;货物的条形码在凸透镜的二倍焦距之外,物距大于像距,货物的条形码通过镜头所成的像是倒立、缩小的实像。
【解答】解:扫描仪的镜头是一个凸透镜,凸透镜对光线具有会聚作用,货物的条形码在凸透镜的二倍焦距之外,物距大于像距,货物的条形码通过镜头所成的像是倒立、缩小的实像,故A正确,BCD错误。故答案为:A;货物的条形码在凸透镜的二倍焦距之外,物距大于像距,货物的条形码通过镜头所成的像是倒立、缩小的实像。
19.(2025•兴庆区校级一模)如图1是二维码扫描收银盒,它是一种影像式移动支付装置,其扫描摄像头为焦距等于5厘米的凸透镜,将二维码放置在扫码区则可生成缩小的像。小明用凸透镜成像实验模拟收银盒成像规律(如图2),其中正确的是 A 。
理由: 摄像头成像时,u>2f,f<v<2f 。
【答案】A;摄像头成像时,u>2f,f<v<2f
【解答】解:
将二维码放置在扫码区则可生成倒立、缩小的实像,说明此时的物距要大于二倍焦距(已知f=5cm),所以物距大于10cm,像距在一倍焦距和二倍焦距之间(即在5cm~10cm之间),
A中的物距等于12.0cm>2f,像距为8.0cm,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,故A符合题意。
故答案为:A;摄像头成像时,u>2f,f<v<2f。
20.(2025•银川校级三模)小明在探究凸透镜成像规律时,做了如下实验:
①用平行光正对凸透镜照射,移动光屏得到一个最小、最亮的光斑,如图甲所示;
②保持该透镜位置不变,将点燃的蜡烛放在图乙所示的位置,移动光屏得到烛焰清晰的像(图中未画出),则错误的是 C ;
A.实验①中,测得透镜焦距为10.0cm;
B.实验②中,烛焰在光屏上成放大的像;
C.实验②中,像到透镜的距离一定小于15cm;
D.若增大实验②中蜡烛与透镜的距离,所成的像会变小。
理由: 见解答 。
【答案】C,理由见解答。
【解答】解:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将会聚于点F,点F即为此透镜的焦点,从焦点到透镜中心的距离即为焦距,则透镜的焦距为60.0cm﹣50.0cm=10.0m;
A、实验①中,测得透镜焦距为10.0cm,故A正确;
B、图乙中,物距u=50cm﹣35cm=15cm,2f>u>f时,成倒立放大的实像,图乙中烛焰成的是倒立放大的实像,故B正确;
C、由凸透镜成像规律可知,当2f>u>f时,v>2f=2×10cm=20cm>15cm。故C错误;
D、因为凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小,故D正确。
故选:C,理由见解答。
21.(2025•金凤区校级二模)随着科技的发展,AI技术已经进入我们生活的各个领域。如图所示是一款“AI科技化妆镜”,可以用摄像头对人脸拍照,经过AI处理,最终将画面呈现在显示屏上。下列说法正确的是 C 。
A.化妆镜的摄像头与近视镜属于同一类透镜
B.人脸通过化妆镜的摄像头成正立、缩小的实像
C.人脸与化妆镜摄像头的距离应大于二倍焦距
D.要想显示屏上的像变小,人应靠近化妆镜的摄像头
选择理由: 凸透镜成倒立、缩小的实像时,物距大于二倍焦距 。
【答案】C;凸透镜成倒立、缩小的实像时,物距大于二倍焦距。
【解答】解:A、化妆镜的摄像头可以对人脸拍照,与照相机成像原理相同,所以是凸透镜,近视镜是凹透镜,故A错误;
BC、人脸通过化妆镜的摄像头成像,与照相机成像原理相同,成倒立、缩小的实像,由凸透镜成像规律可知,物距大于2f,即人脸与化妆镜摄像头的距离应大于二倍焦距,故B错误,C正确;
D、要想显示屏上的像变小,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,人应远离化妆镜的摄像头,故D错误;
故选:C。
故答案为:C;凸透镜成倒立、缩小的实像时,物距大于二倍焦距。
22.(2025•金凤区校级二模)2025年春晚《秧BOT》节目播出后,机器人引领科技大潮。机器人舞者身上处处彰显物理知识,其中机器人通过光学传感器捕捉环境信息,进行视觉感知。光学传感器中有一部分就相当于我们所学的凸透镜。在“探究凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时,在光屏上成清晰的烛焰的像。下列说法中 B 。
①图中成像特点与机器人眼睛成像特点相同
②随着蜡烛燃烧而逐渐变短,光屏上的像也逐渐向下移动
③图中凸透镜的焦距可能是12cm
④把蜡烛适当左移,透镜保持不动,向右适当移动光屏,会再次在光屏上得到清晰的像,且像变小
A.只有①②正确
B.只有①③正确
C.只有②④正确
D.只有③④正确
理由: ①、由图可知,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,是照相机的原理,与机器人眼睛成像特点相同,故①正确;
②、随着蜡烛燃烧而逐渐变短,根据过光心的光线传播方向不变可知,光屏上的像也逐渐向上移动,故②错误;
③、由图可知,u>v,且成实像,说明u=30cm>2f,2f>v=20cm>f,即15cm>f>10cm,因此该凸透镜的焦距可能是12cm,故③正确;
④、把蜡烛适当左移,透镜保持不动,此时物距增大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,向左适当移动光屏,会再次在光屏上得到清晰的像,且像变小,故④错误 。
【答案】B;①、由图可知,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,是照相机的原理,与机器人眼睛成像特点相同,故①正确;
②、随着蜡烛燃烧而逐渐变短,根据过光心的光线传播方向不变可知,光屏上的像也逐渐向上移动,故②错误;
③、由图可知,u>v,且成实像,说明u=30cm>2f,2f>v=20cm>f,即15cm>f>10cm,因此该凸透镜的焦距可能是12cm,故③正确;
④、把蜡烛适当左移,透镜保持不动,此时物距增大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,向左适当移动光屏,会再次在光屏上得到清晰的像,且像变小,故④错误。
【解答】解:①、由图可知,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,是照相机的原理,与机器人眼睛成像特点相同,故①正确;
②、随着蜡烛燃烧而逐渐变短,根据过光心的光线传播方向不变可知,光屏上的像也逐渐向上移动,故②错误;
③、由图可知,u>v,且成实像,说明u=30cm>2f,2f>v=20cm>f,即15cm>f>10cm,因此该凸透镜的焦距可能是12cm,故③正确;
④、把蜡烛适当左移,透镜保持不动,此时物距增大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,向左适当移动光屏,会再次在光屏上得到清晰的像,且像变小,故④错误。
故选:B。
故答案为:B;①、由图可知,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,是照相机的原理,与机器人眼睛成像特点相同,故①正确;
②、随着蜡烛燃烧而逐渐变短,根据过光心的光线传播方向不变可知,光屏上的像也逐渐向上移动,故②错误;
③、由图可知,u>v,且成实像,说明u=30cm>2f,2f>v=20cm>f,即15cm>f>10cm,因此该凸透镜的焦距可能是12cm,故③正确;
④、把蜡烛适当左移,透镜保持不动,此时物距增大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,向左适当移动光屏,会再次在光屏上得到清晰的像,且像变小,故④错误。
23.(2025•银川一模)如图所示是某小组同学在“探究凸透镜成像规律”实验中的一个情景,此时光屏上呈现清晰的像。则下列说法正确的是 B 。
A.此时凸透镜成像特点与投影仪的成像特点相同
B.只将蜡烛和光屏位置互换,光屏上将成一个倒立、放大的像
C.只将蜡烛移到光具座45cm刻度线处,光屏上仍可成清晰的像
D.在图中贴近凸透镜左侧的位置放置近视镜,光屏向左移动才能再次得到清晰的像
选择理由: 折射时,光路是可逆的 。
【答案】B;折射时,光路是可逆的
【解答】解:A、由图可知,此时的物距大于二倍焦距,成缩小、倒立的实像,与照相机的成像特点相同,故A错误;
B、折射时,光路是可逆的,图甲中,将蜡烛和光屏的位置互换,光屏上成倒立、放大的实像,故B正确;
C、图中物距u=50cm﹣5cm=45cm>2f,像距2f>v=15cm>f,则焦距15cm>f>7.5cm,若只将蜡烛移到光具座45cm刻度线处,此时物距u=5cm<f,成正立、放大的虚像,光屏不能承接虚像,故C错误;
D、图甲中,若在透镜和蜡烛之间放一近视镜,近视镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,使光线推迟会聚,则需要将光屏向右移动,才能再次呈现清晰的像,故D错误。
故答案为:B;折射时,光路是可逆的。
24.(2025•兴庆区校级一模)用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距,并“探究凸透镜成像规律”,当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙时,在光屏上可成清晰的像。下列说法正确的是 C 。
A.凸透镜的焦距是30cm;
B.图乙中烛焰成的是倒立缩小的实像;
C.投影仪成像特点与图乙中所成像的特点相同;
D.图乙中将蜡烛远离凸透镜,光屏应该向远离透镜的方向移动,才能再次在光屏上得到清晰的像。
说明理由: 由图乙可知,此时物距2f>u=65cm﹣50cm=15cm>f,成倒立、放大的实像,应用于投影仪 。
【答案】C;由图乙可知,此时物距2f>u=65cm﹣50cm=15cm>f,成倒立、放大的实像,应用于投影仪.。
【解答】解:A、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:f=30.0cm﹣20.0cm=10.0cm,故A错误;
BC、由图乙可知,此时物距2f>u=65cm﹣50cm=15cm>f,成倒立、放大的实像,应用于投影仪,故B错误、C正确;
D、图乙中将蜡烛远离凸透镜,根据物远像近像变小可知,光屏应该向靠近透镜的方向移动,才能再次在光屏上得到清晰的像,故D错误。
故选:C。
故答案为:C;由图乙可知,此时物距2f>u=65cm﹣50cm=15cm>f,成倒立、放大的实像,应用于投影仪.。
25.(2025•中宁县二模)在探究凸透镜成像规律的实验中,当蜡烛、凸透镜、光屏在如图所示的位置时,凸透镜的焦距为10cm。烛焰在光屏上呈现一个清晰的像。下列说法正确的是 D 。
A.图中成像特点与投影仪成像特点相同
B.透镜不动,蜡烛靠近透镜,光屏也应靠近透镜才能使像再次清晰
C.实验过程中,蜡烛烧短之后,成像会在光屏的下方
D.在透镜与蜡烛间放置近视眼镜,需将光屏远离透镜才能使像再次清晰
选择理由: 见解答部分 。
【答案】D;见解答部分
【解答】解:A.由图可知,此时物距大于像距,烛焰在光屏上呈现一个清晰的像,根据凸透镜成像规律可知,此时u>2f,f<v<2f,成倒立缩小的实像,与照相机的成像特点相同,故A错误;
B.透镜不动,蜡烛靠近透镜,则物距减小,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大的规律可知,光屏应远离透镜才能使像再次清晰,故B错误;
C.实验过程中,蜡烛烧短之后,因为经过光心的光线传播方向不变,所以成像会在光屏的上方,故C错误;
D.在透镜与蜡烛间放置近视眼镜,近视镜是凹透镜,对光线有发散作用,因此需将光屏远离透镜才能使像再次清晰,故D正确。
故选:D;见解答部分。
26.(2025•兴庆区一模)某同学在“探究凸透镜成像的规律”实验时,烛焰在光屏上成了一个清晰的像,如图所示,下面常用物品工作原理与此现象相同的是 照相机 。
A.幻灯机;
B.照相机;
C.放大镜;
D.投影仪;
理由: 物距u大于2f,成倒立、缩小的实像 。
【答案】照相机;物距u大于2f,成倒立、缩小的实像
【解答】解:由图可知,此时物距u大于2f,2f>v>f,由凸透镜成像的规律可知,此时成倒立、缩小的实像,照相机是根据这个原理工作的。
故答案为:照相机;物距u大于2f,成倒立、缩小的实像。
四.作图题(共2小题)
27.(2025•银川校级三模)如图所示,S′是点光源S在平面镜中所成的像,S发出的一条光线经平面镜反射后恰好经过凸透镜左侧焦点F。要求:
(1)画出点光源S;
(2)补充入射光线;
(3)画出反射光线经过凸透镜的折射光线。
【答案】
【解答】解:(1)平面镜成像时,像与物体关于镜面是对称的,据此做出发光点S;
(2)由图可知,像与反射光线的连线与镜面的交点为反射点,连接S和反射点,该光线为入射光线;
(3)从焦点发出的光线经过凸透镜后会平行于主光轴;如图所示:
28.(2025•兴庆区校级二模)如图所示,请画出图中入射光线经过凸透镜后的折射光线。
【答案】见解答图
【解答】解:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点;过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴;如图所示:
五.实验探究题(共13小题)
29.(2025•兴庆区校级一模)小明在“探究凸透镜成像特点”的实验过程中,进行了以下实验步骤:
(1)让一束平行光正对凸透镜照射,在凸透镜后的光屏上接收到一个最小、最亮的光斑,由此可以测出凸透镜的焦距是 10.0 cm;
(2)当烛焰、凸透镜、光屏位于图乙中刻度对应的位置时,光屏上得到一个清晰的倒立、 缩小 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像。若将蜡烛和光屏的位置对调,光屏上 能 (选填“能”或者“否”)再次成清晰地像,原因是 折射中,光路可逆 。
(3)一段时间后,蜡烛变短了,要使烛焰的像仍然成在光屏的中心,应该将光屏向 上 (选填“下”或“上”)移动;
(4)把图丙中的凸透镜看作眼睛的晶状体,光屏看作视网膜。给“眼睛”戴上近视眼镜,使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像,如图丙所示。若取下近视眼镜,为使光屏上得到清晰的像,应将光屏 靠近 (选求该填“远离”或“靠近”)透镜。
【答案】(1)10.0;(2)缩小;能;折射中,光路可逆;(3)上;(4)靠近。
【解答】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,所以由图可知该凸透镜的焦距:f=60.0cm﹣50.0cm=10.0cm;
(2)由图可知,此时物距为45.0cm﹣15.0cm=30.0cm,大于二倍焦距,像距为60.0cm﹣45.0cm=15cm,像距大于焦距小于2倍焦距,故成倒立、缩小的实像;
若保持蜡烛和光屏的位置不动,移动凸透镜到30cm刻度线处时,此时物距等于原来的像距,根据光路可逆可知,此时成的是倒立、放大的实像;
(3)实验中蜡烛在原来的位置越烧越短,根据经过光心的光线的传播方向不变可知,像会向上移动,为了使像再次成在光屏中央,应该将透镜往下移或光屏上移或蜡烛上移;
(4)近视眼不戴近视眼镜,由于晶状体变厚,像成在视网膜的前方,给“眼睛”戴上近视眼镜,使光线发散一些,使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像,若取下近视眼镜,又恢复到原来状态,为使光屏上得到清晰的像,应将光屏靠近透镜。
故答案为:(1)10.0;(2)缩小;能;折射中,光路可逆;(3)上;(4)靠近。
30.(2025•银川一模)【项目提出】智能手机的普及,给我们生活带来了极大的方便,但同时也给我们的身体带来了一定的伤害,青少年近视的人数在大幅上升。为此,实践小组提出“保护视力,远离近视”的学习主题。
【项目分析】通过凸透镜成像的实验了解健康眼睛视物的原理;模拟近视眼视物的情境,分析近视眼形成的原因;通过水透镜的调节理解矫正近视眼的方法。
【项目实施】
(1)健康眼睛视物
组装如图甲所示的实验装置,其中用“F”字样的光源代替物体,光屏模拟视网膜。选图乙中②号凸透镜模拟晶状体,打开光源,调节光源、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度。模拟健康眼镜视物时,调节器材的位置,使“视网膜”中央呈现倒立、 缩小 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的清晰像。
(2)模拟近视眼视物的情境
选择图乙中的 ③ (填序号)号透镜代替②号透镜,光屏上的像变模糊,适当向左移动光屏,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折光能力过 强 (选填“强”或“弱”)造成的。
(3)矫正近视眼
如果(2)中换用透镜后,保持光源和光屏的位置不变,然后选用图丙中的 B (选填“A”或“B”)水透镜放在凸透镜前合适的位置,缓缓调节水量,光屏上的像也可以变清晰。说明佩戴对光具有 发散 (选填“会聚”或“发散”)作用的透镜,可使近视眼的成像情况得到改善。
【答案】(1)缩小;(2)③;强;(3)B;发散。
【解答】解:(1)调节器材高度,使光源的中心、透镜的中心和光屏的中心在同一高度。调节器材的位置,由图可知,物距大于像距,使光屏上呈现倒立缩小的清晰的像。
(2)模拟近视眼视物情况,应选择图乙中的③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;适当向左移动光屏,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厚,折光能力过强造成的。
(3)将水透镜置于光具座上的B点,缓缓调节水透镜中的水量,当水透镜形成焦距合适的凹透镜时,使光线发散一些,光屏上呈现清晰的像,近视眼的成像情况得到改善。
故答案为:(1)缩小;(2)③;强;(3)B;发散。
31.(2025•泾源县三模)小明用凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺器材,探究凸透镜成像的规律。
(1)测量焦距:如图1所示让一束平行光经过凸透镜,在光屏上得到一个最小、最亮的光斑,可得出此透镜的焦距为 10.0 cm。
(2)此实验过程中蜡烛燃烧后逐渐变短,则光屏上烛焰的像也将逐渐向 上 移动,将凸透镜向 下 调(以上均选填“上”或“下”),使像呈现在光屏的中央。
(3)当蜡烛距凸透镜15cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰的倒立、 放大 (选填“放大”或“缩小”)的 实 (选填“实”或“虚”)像。
(4)如图2所示,要在光屏上得到一个清晰的像,小明应该将光屏向 靠近 透镜方向移动,得到清晰的像后,要想让在光屏上的实像变大些,小明应当把蜡烛向 靠近 透镜方向移动,同时把光屏向 远离 透镜方向移动(均选填“远离”或“靠近”)。
【答案】(1)10.0;(2)上;下;(3)放大;实;(4)靠近;靠近;远离。
【解答】解:(1)如图所示,凸透镜将平行光线会聚于一点,该点为焦点,焦点到光心的距离为焦距,需要估读到分度值下一位,故读数为10.0cm;
(2)根据通过光心的光线传播方向不变,当蜡烛燃烧后逐渐变短,烛焰的中心与光心的连线向上偏,故像往上移动;
将凸透镜向下调,烛焰的中心与光心的连线向下偏,像移动到光屏的正中央;
(3)当蜡烛距凸透镜15cm时,物距在一倍焦距和两倍焦距之间,成的是倒立的放大的实像;
(4)如图2所示,要在光屏上得到一个清晰的像,此时物距等于35cm,物距大于两倍焦距,像距需要在一倍焦距和两倍焦距之间,故光屏向靠近凸透镜的方向移;
根据凸透镜成实像时,物近像远像变大,要想让在光屏上的实像变大些,小明应当把蜡烛向靠近凸透镜方向移动,光屏向远离凸透镜方向移动。
故答案为:(1)10.0;(2)上;下;(3)放大;实;(4)靠近;靠近;远离。
32.(2025•中宁县模拟)如图所示是小明“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)如图甲所示,一束平行于凸透镜主光轴的平行光经过凸透镜折射后,在光屏上形成一个最小最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为 10.0 cm;
(2)当蜡烛、凸透镜位于图乙所示的位置时,在光屏上能够得到一个清晰的像,该像是倒立、 缩小 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的像。若保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜移至 35 cm刻度线处,也可以在光屏上得到一个清晰的像,此时利用该成像规律制成的光学仪器是 投影仪 (选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”);
(3)图乙中,若保持凸透镜的位置不变,将蜡烛移至34cm刻度线处,此时的像应是如图丙所示的 C (选填字母“A”、“B”、“C”或“D”);
(4)实验完成后,小明想研究眼睛的成像原理,于是他自制了一个水透镜来模拟眼睛的晶状体,点燃蜡烛后,光屏和水透镜的位置如图丁所示,光屏上出现烛焰清晰的像。用注射器向水透镜里加适量的水,此时光屏上的像变得模糊,应将光屏慢慢 靠近 (选填“靠近”或“远离”)水透镜,光屏上才会出现清晰的像。
【答案】(1)10.0;(2)缩小;35;投影仪;(3)C;(4)靠近。
【解答】解:(1)由图甲知,平行光线经凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑,由此可知,凸透镜的焦距f=20.0cm﹣10.0cm=10.0cm;
(2)由图乙知,物距为u=50.0cm﹣10.0cm=40.0cm,此时物距大于2倍焦距,成倒立、缩小的实像;
保持蜡烛和光屏的位置不变,根据光路可逆可知,当物距等于原来的像距时,物距u′=15cm=35cm﹣20cm,故将凸透镜移到35cm刻度线处,光屏上可以得到清晰的倒立、放大的实像,是投影仪的原理;
(3)若保持凸透镜的位置不变,将蜡烛移至34cm刻度处,此时u=50cm﹣34cm=16cm,f<u<2f,成倒立放大的实像,此时的像应是如图丙所示的C;
(4)用注射器向水透镜里加适量的水,水透镜变厚,焦距变小,水透镜对光的偏折能力变强,此时光屏上的像变得模糊,这是模拟近视眼看远处物体的情况。将光屏慢慢靠近水透镜,直到光屏上出现清晰的像。
故答案为:(1)10.0;(2)缩小;35;投影仪;(3)C;(4)靠近。
33.(2025•利通区校级二模)在探究“凸透镜成像规律”的实验中。
(1)如图甲,平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距f= 10.0 cm。
(2)如图乙,光屏上呈现清晰的像,此像的性质是倒立 放大 的实像。成像原理与图示的成像特点相同的是 投影仪 (选填“照相机”、“投影仪”、“放大镜”)。
(3)如图丙,保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,则人眼在图中 B 处能观察到烛焰的像。
(4)如图丁,在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向透镜移动适当距离后,光屏上再次呈现清晰的像。则该眼镜是 远视 眼镜(近视/远视)。
【答案】(1)10.0;(2)放大;投影仪;(3)B;(4)远视。
【解答】解:
(1)由图甲知,焦点到凸透镜的距离为20.0cm﹣10.0cm=10.0cm,所以凸透镜的焦距为f=10.0cm;
(2)由图乙知,当蜡烛在刻度尺的10cm处,u=15cm,2f>u>f,凸透镜成倒立放大的实像,成像原理与图示的成像特点相同的是投影仪;(3)保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,此时u=16cm﹣10cm=6cm,u<f时,凸透镜成正立放大的虚像,光屏上接不到,透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像;虚像与成像物体同侧,所以应从B处观察;
(4)将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,结果,光屏上原来清晰的像变模糊了,他只将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离时,又在光屏上观察到蜡烛清晰的像,说明提前成像了,故放置的是使光线会聚的凸透镜,这种眼镜是用来矫正远视眼的。
故答案为:(1)10.0;(2)放大;投影仪;(3)B;(4)远视。
34.(2025•中宁县三模)如图,在做“探究凸透镜成像的规律”实验中,平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚在光屏上一点,如图甲所示。
(1)如图甲可知,该凸透镜的焦距f= 15.0 cm;
(2)调整器材高度时,应使蜡烛的烛焰、透镜的中心、光屏的中心在 同一高度 ;
(3)如图乙所示,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,左右移动光屏,在光屏上 不能 (填“能”或“不能”)得到清晰的烛焰的像;
(4)如图丙所示,烛焰能在光屏上形成清晰的像,此像是倒立、 放大 的实像。如果此时撤去光屏,人眼在如图所示的位置 能 (填“能”或“不能”)直接看到烛焰的实像;
(5)在图丙中,保持凸透镜的位置不变,如果蜡烛向左移动5cm,为了在光屏上得到一个清晰的像,光屏应该向 左 (选填“左”或“右”)移动。
【答案】(1)15.0;(2)同一高度;(3)不能;(4)放大;能;(5)左。
【解答】解:(1)由图甲知,焦点到凸透镜的距离为35.0cm﹣20.0cm=15.0cm,所以凸透镜的焦距为15.0cm;
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,调节凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与烛焰中心大致在同一高度。其目的是使像成在光屏的中央。
(3)如图乙,此时物距u=20.0cm﹣10.0cm=10.0cm<f,此时成正立放大的虚像,左右移动光屏,在光屏上不能得到清晰的烛焰的像。
(4)如图丙所示,此时物距u=30.0cm﹣10.0cm=20.0cm,大于1倍焦距,小于2倍焦距,成倒立放大的实像,实像可以呈现在光屏上,也可以直接观察,因而人眼在如图所示的位置能直接看到烛焰的实像;
(5)在图丙中,保持凸透镜的位置不变,如果蜡烛向左移动5cm,物距为25.0cm;根据物远像近像变小,因而必须向左移动光屏。
故答案为:(1)15.0;(2)同一高度;(3)不能;(4)放大;能;(5)左。
35.(2025•沙坡头区三模)某实验小组探究凸透镜成像的实验,装置如图:
(1)实验时,调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心,使它们大致在同一高度,目的是 使像成在光屏的中央 ;
(2)当蜡烛、凸透镜(f=10cm)、光屏在光具座上的位置如图所示时,光屏上出现一个清晰的烛焰的像,则该像是倒立、 放大 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的像,生活中的 投影仪 (选填“放大镜”“投影仪”“照相机”)就是利用这种成像规律工作的。
(3)小庆同学把蜡烛向左移动一小段距离,发现光屏上烛焰的像变模糊了。要在光屏上得到烛焰清晰的像,他应将光屏向 左 (选填“左”或“右”)移动。
(4)完成上述探究后,小庆同学把凸透镜换成一块薄玻璃板,在玻璃板中能看到烛焰 等大 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的像,把光屏移到像所在的位置,直接观察光屏,光屏上 没有 (选填“有”或“没有”)烛焰的像。
【答案】(1)使像成在光屏的中央; (2)放大,投影仪;(3)左;(4)等大,没有。
【解答】解:(1)实验时,调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心,使它们大致在同一高度,目的是为了使像成在光屏的中心。
(2)由于v>u,且光屏上出现一个清晰的烛焰的像,故该像是倒立、放大的像,是投影仪的原理;
(3)据凸透镜成像规律,把蜡烛向左移动一小段距离,物距增大,像距减小,像变小,故应调整光屏向左移动;
(4)小庆同学把凸透镜换成一块薄玻璃板,玻璃板是平面镜成像,平面镜成正立、等大的虚像,虚像不能在光屏上呈现,所以光屏上没有这个像。
故答案为:(1)使像成在光屏的中央; (2)放大,投影仪;(3)左;(4)等大,没有。
36.(2025•金凤区校级三模)在探究近视眼和远视眼成因与矫正的主题实践中,该小组利用橡皮膜和注射器制作了水透镜来模拟眼睛的晶状体,打开夹子,通过注射器向橡皮膜中注水或抽水,来改变橡皮膜凸起的程度,如图甲所示。具体操作如下:
(1)将蜡烛、水透镜和光屏依次摆放在水平光具座上,点燃蜡烛,使烛焰、水透镜和光屏三者的 中心在同一高度 ;
(2)将蜡烛放在离水透镜较远的位置,移动光屏,直到屏上出现烛焰清晰的像,如图乙所示,记下此时光屏所在的位置;
(3)用注射器向水透镜里加适量的水,水透镜对光的偏折能力变 强 ,此时屏上的像变得模糊,这是模拟近视眼看远处物体的情况。将光屏慢慢靠近水透镜,直到光屏上出现清晰的像,这说明近视眼所成的像在视网膜的 前方 (选填“前方”或“后方”);
(4)将光屏移回原来标记的位置,选择不同的眼镜在烛焰和水透镜之间前后移动,直到光屏上出现清晰的像,如图丙所示,这说明矫正近视眼应配戴 凹 透镜;
(5)眼睛是心灵的窗户,我们要增强保护视力的意识,做到科学用眼,积极防控近视。请写出一条预防近视的措施。
【答案】(1)中心在同一高度;(3)强;前方;(4)凹;(5)请不要在较暗的环境里阅读。(答案不唯一)
【解答】解:(1)将蜡烛、水透镜和光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,调整它们的高度,使烛焰、水透镜和光屏三者中心大致在同一高度,是为使烛焰的像成在光屏的中心;
(3)用注射器向水透镜里加适量的水,水透镜变厚,焦距变短,水透镜对光的偏折能力变强。
(4)根据近视眼的成因可知,远处来的光线经晶状体后,在视网膜前会聚,这是晶状体太厚,聚光能力太强或眼球前后距离太远造成的,是近视眼,要配戴对光有发散作用的凹透镜矫正。
(5)预防近视的措施有:读书姿势要正确,眼与书的距离要在33cm左右;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。
故答案为:(1)中心在同一高度;(3)强;前方;(4)凹;(5)请不要在较暗的环境里阅读。(答案不唯一)
37.(2025•西夏区校级一模)小华在“探究凸透镜成像规律的实验”中,选择了焦距为10cm的凸透镜。
(1)为了让像成在光屏的中央,小华将烛焰、透镜以及光屏的中心调整到 同一高度 。
(2)当小华将蜡烛摆放到距离凸透镜18cm处时,调整光屏的位置,在光屏上呈现出清晰的像 放大 (选填“缩小”、“放大”或“等大”)的实像。之后,小华将蜡烛调至如图所示位置,并将光屏向 左 (选填“左”或“右”)移动到如图所示位置时,在光屏上又成清晰的像。
(3)如图所示的实验,小华将自己的近视镜片放在凸透镜和蜡烛之间,保持蜡烛位置不变,凸透镜向 左 (选填“左”或“右”)移动,可使光屏上再次成清晰的像。
(4)如图所示,若飞来一只小虫落在凸透镜上,遮住凸透镜的部分区域 D (选填序号)。
A.只有小虫清晰的像;
B.小虫和烛焰重叠的像;
C.不完整的烛焰的像;
D.变暗的烛焰的像。
(5)如图所示,将蜡烛和光屏的位置对调,在光屏上仍能成清晰的像,在折射现象中, 光路是可逆的 。
【答案】(1)同一高度;(2)放大;左;(3)左;(4)D;(5)光路是可逆的。
【解答】解:(1)为了让像成在光屏的中央,小华将烛焰、透镜以及光屏的中心调整到同一高度;
(2)当小华将蜡烛摆放到距离凸透镜18cm处,此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距、成倒立放大的实像;
小华将蜡烛调至如图所示位置,此时物距增大,由于“物远像近像变小”可知应将像距减小,故将光屏向左移动,在光屏上又成清晰的像。
(3)小华将自己的近视镜片放在凸透镜和蜡烛之间,因近视镜片是凹透镜,会将光线推迟会聚成像,故将光屏远离透镜,凸透镜向左移动,相对于光屏向右移动,可使光屏上再次成清晰的像。
(4)如图所示,若飞来一只小虫落在凸透镜上,剩余部分仍能会聚光线成完整的像,只是通光量减小,所以像比原来变暗;
(5)在光的折射中,光路是可逆的,在光屏上仍能成清晰的像。
故答案为:(1)同一高度;(2)放大;左;(3)左;(4)D;(5)光路是可逆的。
38.(2025•银川校级一模)小明用如图所示的装置来探究凸透镜成像规律。
(1)实验前应将凸透镜、光屏和烛焰的中心调节到同一直线或同一高度上,这样做的目的是为了 使像成在光屏的中央位置 ;
(2)小明用如图中所示的方法测量凸透镜的焦距,则实验中所用凸透镜的焦距为 10.0 cm;
(3)当装置处于如图乙所示的位置时,光屏上出现了一个清晰的像,这个像是倒立、 缩小 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像,人们根据这个成像特点制成了 照相机 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”);若凸透镜位置不动,将蜡烛和光屏调换位置,在光屏上 能 (选填“能”或“不能”)看到清晰的像;
(4)完成步骤(3)后,小明借来物理老师的眼镜,并将其放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上的像由清晰变模糊,向右移动光屏又发现清晰的像,说明老师的视力缺陷是 近视 (选填“近视”或“远视”)眼。
【答案】(1)使像成在光屏的中央位置;(2)10.0;(3)缩小;照相机;能;(4)近视。
【解答】解:(1)实验前应将凸透镜、光屏和烛焰的中心调节到同一直线或同一高度上,这样做的目的是为了使像成在光屏的中央位置,便于观察和记录成像情况。
(2)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于一点,这个点就是凸透镜的焦点,焦点到凸透镜光心的距离叫焦距,图甲中刻度尺的分度值为1cm,则凸透镜的焦距为f=40.0cm﹣30.0cm=10.0cm
(3)图中蜡烛到凸透镜的距离为u=30.0cm>2f,像距f<v=15.0cm<2f,此时的物距大于像距,成倒立、缩小实像;人们根据这个成像特点制成了照相机。
凸透镜位置不动,将蜡烛和光屏调换位置,物距和像距对调,根据光路可逆,此时在光屏上能看到倒立、放大、清晰的实像。
(4)将老师的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间时向右移动光屏又发现清晰的像,像距变大,说明此眼镜对光线具有发散作用,因此该眼镜为凹透镜,用来矫正近视眼,说明老师的视力缺陷是近视眼。
故答案为:(1)使像成在光屏的中央位置;(2)10.0;(3)缩小;照相机;能;(4)近视。
39.(2025•兴庆区校级一模)如图所示是探究凸透镜成像规律的实验装置(凸透镜的焦距为10cm):
(1)调节烛焰、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在同一高度,其目的 使像成在光屏的中央 ;该实验在光线较 暗 的环境中进行更便于观察。
(2)蜡烛在25cm刻度线处,移动光屏,烛焰能在光屏上成清晰 缩小 的(选填“放大”“缩小”或“等大”)倒立的实像,生活中 照相机 (填光学仪器)利用此成像特点制成。
(3)在上一步找到清晰的像后,保持蜡烛和透镜位置不变,将透镜换为焦距为15cm的凸透镜,光屏应向 右 (选填“左”或“右”)移动才能在光屏上得到清晰的 变大 (与上次成像相比选填“变大”“变小”或“不变”)的像。
【答案】(1)使像成在光屏的中央;暗;(2)缩小;照相机;(3)右;变大。
【解答】解:(1)点燃蜡烛后,调整凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与烛焰中心大致在同一高度,其目的是使像成在光屏的中央;环境越暗,烛焰相对越亮,烛焰成像会越清晰。
(2)凸透镜的焦距f=10cm,把蜡烛移到光具座25cm刻度线处时,此时物距u=50cm﹣25cm,则物距大于2f,则可在光屏上得到倒立、缩小的实像,照相机是根据这个原理制成的;
(3)保持蜡烛和凸透镜位置不变,将透镜换为焦距为15cm的凸透镜,则物距大于一倍焦距,小于二倍焦距,要想在光屏上得到清晰的像,像距应大于二倍焦距,即增大光屏到凸透镜的距离,所以光屏应该向远离凸透镜方向移动,像会变大。
故答案为:(1)使像成在光屏的中央;暗;(2)缩小;照相机;(3)右;变大。
40.(2025•宁夏校级三模)小明和小亮在探究“凸透镜成像规律”的实验中,如图甲所示,将焦距为10cm的A凸透镜固定在光具座上,调整好蜡烛和光屏的位置后,光屏上恰好得到烛焰清晰的像(未画出)。
(1)图甲中凸透镜的成像特点与 照相机 (选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)的成像特点相同。
(2)接着,小亮用不透光的纸板挡住凸透镜的上半部分,他 能 (选填“能”或“不能”)在光屏上看到蜡烛完整的像。
(3)保持蜡烛和透镜的位置不变,将A凸透镜换成焦距为15cm的B凸透镜,要想在光屏上呈现烛焰清晰的像,光屏应向 右 (选填“左”或“右”)移动。
(4)实验一段时间后,原来成在光屏中央的像跑到了图乙所示的位置,下列操作可以让像重新回到光屏中央的是 ③ 。
①光屏下移一段距离
②蜡烛下移一段距离
③透镜下移一段距离
【答案】(1)照相机;(2)能;(3)右;(4)③。
【解答】解:(1)此时物距为u=50.0cm﹣20.0cm=30.0cm,大于二倍焦距,在光屏上成倒立缩小的实像,应用是照相机;
(2)用不透光的纸板挡住凸透镜的上半边,只是被折射会聚成像的光线减少了,因此影响到的是像的亮度,而不影响它的完整性,因为整个物体上的任何一点都有光能透过透镜而折射后会聚成像;
(3)保持蜡烛位置不变,将A凸透镜换成焦距为15cm的B凸透镜,焦距变大,光线会聚的点会向右移动,所以光屏应该向右移动,才能在光屏上呈现清晰的像;
(4)如图乙所示,实验一段时间后,蜡烛变短,像移动到光屏的上方,要让像重新回到光屏中央,可将蜡烛向上移动、将光屏向上移动、将凸透镜向下移动,能让像重新回到光屏中心的操作是③。
故答案为:(1)照相机;(2)能;(3)右;(4)③。
41.(2025•金凤区校级一模)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,所用凸透镜的焦距是15cm。
(1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放到光具座上,点燃蜡烛后无论怎么移动光屏,光屏上都找不到像,其原因可能是 物距小于焦距,成虚像,不能在光屏上成像 。
(2)如图所示当把凸透镜固定在50cm刻度线位置,蜡烛固定到15cm刻度线位置时,光屏在 Ⅱ (选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)区域内左右移动,才能在光屏上得到清晰 缩小 (选填“放大”或“缩小”)倒立的实像,生活中 照相机 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理制成的。
(3)如果保持光屏、透镜的位置不变,把蜡烛向左移动一小段距离,要想在光屏上得到清晰的像,应该在蜡烛和透镜之间放置一个焦距适当的 凹透镜 (选填“凸透镜”或“凹透镜”)才能实现, 近视 (选填“近视”或“远视”)眼就是利用这种透镜矫正的。
【答案】(1)物距小于焦距,成虚像,不能在光屏上成像;(2)Ⅱ;缩小;照相机;(3)凹透镜;近视。
【解答】解:(1)物距小于焦距,成虚像,不能在光屏上成像;
(2)如图所示当把凸透镜固定在50cm刻度线位置,蜡烛固定到15cm刻度线位置,此时物距u=50cm﹣15cm=35cm>2f,根据u>2f,2f>v>f,成倒立缩小的实像,故光屏在Ⅱ区域内左右移动,才能在光屏上得到清晰缩小倒立的实像,生活中照相机就是利用这一原理制成的;
(3)如果保持光屏、透镜的位置不变,把蜡烛向左移动一小段距离,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,要想在光屏上得到清晰的像,应该在蜡烛和透镜之间放置一个焦距适当的凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用,会将光线推迟会聚成像;凹透镜可以矫正近视眼。
故答案为:(1)物距小于焦距,成虚像,不能在光屏上成像;(2)Ⅱ;缩小;照相机;(3)凹透镜;近视。题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
C
B
C
C
D
A
B
A
D
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