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2023年江苏省九年级物理中考模拟题分项选编:透镜及其应用(有解析)

2023年江苏省九年级物理中考模拟题分项选编:透镜及其应用
一、单选题
1.(2023·江苏常州·统考模拟预测)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
2.(2023·江苏宿迁·统考一模)如图所示,人透过透镜所观察到的烛焰的像是(  )
A.实像,这个像能用光屏承接
B.实像,这个像不能用光屏承接
C.虚像,这个像能用光屏承接
D.虚像,这个像不能用光屏承接
3.(2023·江苏苏州·统考模拟预测)一平行光正对凸透镜照射,在离透镜10cm处的光屏上得到一个最小最亮的光斑,那么当物体位于透镜前25cm处,在透镜另一侧可以得到(  )
A.倒立、缩小的实像 B.倒立、放大的实像
C.正立、放大的虚像 D.正立、缩小的虚像
4.(2023·江苏南京·统考一模)如图所示,线段为一凸透镜成像的物距倒数和像距倒数的对应关系。下列推测正确的是(  )
A.该凸透镜的焦距等于
B.物距为时所成像为正立放大虚像
C.物距从增至的过程中,所成的像逐渐变小
D.物距从增至的过程中,像距逐渐变小
5.(2023·江苏无锡·统考一模)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时,在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法中正确的是(  )
A.图中成像特点与照相机的成像特点相同
B.该凸透镜的焦距范围为10cm<f<15cm
C.透镜不动,蜡烛从刻度为30cm处移动到5cm处的过程中,像一直变小
D.实验过程中,如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分,则光屏上的像是不完整的,且变暗
6.(2023·江苏淮安·统考一模)毕业班的同学在照毕业照时发现有一部分同学没有进入取景框,为了使全班同学都进入取景框,接下来的操作是( )
A.应使照相机靠近学生,并调节镜头使镜头靠近胶片
B.应使照相机远离学生,并调节镜头使镜头靠近胶片
C.应使照相机远离学生,并调节镜头使镜头远离胶片
D.应使照相机靠近学生,并调节镜头使镜头远离胶片
二、填空题
7.(2023·江苏苏州·统考二模)物理学家牛顿曾用如图所示的实验装置来研究太阳光的色散现象,该装置主要由三个三棱镜(标记为1、2、3)和一个凸透镜构成,三棱镜2与三棱镜3之间的光束应为___________(白/彩色)光;其中凸透镜对光束具有___________作用;如果紧贴凸透镜放置一光屏遮挡住凸透镜的一半,那么墙上的彩色光带将会___________(不变/变窄/变宽)。

8.(2023·江苏苏州·统考二模)手机已成为我们日常生活中不可或缺的一部分。
(1)利用手机拍照成的是倒立、___________(放大/缩小/等大)的实像;图甲和图乙是小明站在不同位置用手机(焦距相同〕对同一物体拍摄的两张照片,拍摄图乙时,像距更___________(大/小)一些,小明离物体更___________(远/近)一些;
(2)如图丙所示为一款手机放大器,图丁为其观看效果,将手机放在支架处,透过透明的屏幕放大器看到的是手机屏幕的___________(虚/实)像。
9.(2023·江苏无锡·统考一模)当前,购物支付、银行取款、小区进出等已进入“刷脸”时代,如图所示,小明的妈妈取款时只需面对“刷脸”取款机的摄像头,经系统自动拍照、扫描确认后,即可迅速完成交易。在“刷脸”取款过程中,摄像头相当于_________透镜;面部经摄像头成倒立、_________的实像;当人脸稍远离摄像头时,摄像头所成的像_________(选填“变小”、“不变”或“变大”)。

10.(2023·江苏南通·统考一模)2023年2月哈工大宣布突破EUV光刻机关键技术,光刻技术是利用缩图透镜将绘在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的硅片上,在硅片上成像越小芯片制程越小。
(1)光源发出的紫外线__________(选填“能”或“不能”)被人眼直接观察到。
(2)由原理图可知,掩膜在硅片上成__________像,缩图透镜的焦点在硅片的__________(选填“上方”或“下方”)
(3)这次我国直接从90nm突破到了22nm制程的芯片,如果缩图透镜相同,则要将掩膜向__________移动(选填“上方”或“下方”)。
11.(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”)。
12.(2023·江苏无锡·统考一模)每年6月6日是全国“爱眼日”.如图中表示近视眼的是_____图(选填“甲”或“乙”),近视眼应佩戴_____透镜制成的眼镜进行矫正.
三、作图题
13.(2023·江苏泰州·统考一模)在图中,请画出与入射光线对应的折射光线。
14.(2023·江苏扬州·统考一模)按照题目要求作图:请你将图中的光路图补充完整(保留作图痕迹)。
15.(2023·江苏宿迁·统考一模)如图,从点光源S射出的一条光线经P处的平面镜反射,反射光线经过凸透镜的焦点。要求:画出平面镜并作出反射光线经凸透镜折射后的光线。
16.(2023·江苏扬州·统考一模)如图所示,MN为凸透镜的主光轴,A为蜡烛,为蜡烛在光屏上所成的像,根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点,并将它们画出来。
四、实验题
17.(2023·江苏南京·统考二模)如图是“探究凸透镜成像规律”的实验。

(1)如图所示位置得到了清晰的像;
①保持图中蜡烛、光屏位置不变,将透镜移至光具座______cm处,可再次看到清晰的像;
②将一眼镜片放在烛焰和透镜之间,光屏上的像变模糊,向右移动蜡烛可再次看到清晰的像,则所加眼镜片为______透镜;
(2)小明想继续用该装置探究平面镜的成像特点,保持图中的元件位置不变,仅将凸透镜更换为玻璃板,眼睛应该在______(选填“蜡烛”或“光屏”)一侧观察蜡烛的像。为验证平面镜成的是虚像,还应进行的操作是______;
(3)下列关于凸透镜成像和平面镜成像的说法,正确的是( ) 。
A.都可以成正立的像
B.人观察到虚像时,没有光线进入人眼
C.实像有放大的有缩小的,虛像都是与物等大的
D.实像都是由光的折射形成的,虚像都是由光的反射形成的
18.(2023·江苏常州·统考模拟预测)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,所用凸透镜的焦距是10cm,将透镜固定在50cm处,实验装置如图甲所示。

(1)实验时,调整烛焰、透镜和光屏的中心大致在__________以保证像能成在光屏中央;
(2)当把点燃的蜡烛放在20cm刻度处时,在光具座上移动光屏到__________cm之间的刻度范围内,可在光屏上得到烛焰清晰的倒立的__________的(选填“放大”或“缩小”)实像。与这种成像规律相同的应用是__________;
(3)在上述实验的基础上,将蜡烛向远离透镜的方向移动,要在光屏上得到清晰的像则应将光屏__________(远离/靠近)透镜,光屏上的像__________(变大/变小/不变);遮住凸透镜的下半部分,则烛焰在光屏上的成像情况是__________(选填“完整的像”、“一半的像”或“无法成像”);
(4)小明做完实验后,想进一步研究透镜成像的情况。他又在透明的玻璃板上用黑色笔画了个表盘及指针的位置,然后把这个玻璃板放在蜡烛的位置上,并用平行光源对着玻璃板上的表盘照射,如图乙所示,移动光屏直到成清晰像为止。此时表盘在光屏上所成的像应是下列图中的__________。
A. B.
C. D.
19.(2023·江苏宿迁·统考二模)用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验,图甲中一束平行光射向凸透镜,光屏上得到一个最小、最亮的光斑(未画出)。

(1)由图甲可知,该透镜的焦距为_________cm。
(2)图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像,则该像是倒立、_________的实像。若此时将凸透镜移到55cm刻度线处,则将光屏移动到_________cm刻度线处,可以再次看到清晰的像,然后将凸透镜上半部用纸遮住,屏上将得到烛焰_________(选填“上一半”、“下一半”或“完整”)的像。
(3)若在图乙中烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜的镜片,则应将蜡烛向_________移动适当距离才能再次看到清晰的像。
20.(2023·江苏淮安·统考一模)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,就可以测出凸透镜的焦距为______,为使像完整呈现在光屏中央,应调节烛焰、光屏和透镜,使烛焰和光屏的中心在凸透镜的______上;
(2)如图乙,此时光屏上承接到清晰的像,该像是倒立、______(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像,生活中的______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)应用了此成像规律;
(3)实验时,由于实验时间较长,蜡烛变短,烛焰的像在光屏上的位置会向______方移动,此时应向______调节凸透镜,使烛焰的像回到光屏中央;
(4)兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凸起程度可改变的水透镜。通过注射器向橡皮膜注水或抽水,可以改变水透镜的凸起程度。如图丙所示,光屏上出现清晰的烛焰像,向左移动蜡烛,保持光屏和水透镜位置不动,为使光屏上出现清晰的像,应通过注射器向橡皮膜______。(选填“注水”或“抽水)
21.(2023·江苏扬州·统考一模)在“制作小孔成像观察仪”活动中,小明把制作好的圆筒插入易拉罐中,如图所示,圆筒的___________(A/B)端是半透明薄纸制成的光屏。
(1)用制成的小孔成像观察仪观察静物时,小明移动圆筒位置,增大光屏与小孔之间距离,则光屏上像将___________ (变大/不变/变小),且所成的像是物体 ___________(正立/倒立)的像;
(2)后来,小明拿掉圆筒上的光屏,仍然象刚才那样观察,他___________(能/不能)观察到像;
(3)学习小组对像的清晰度与亮度问题作进一步探究。
①在纸筒底部中心开一小孔 a,又在 a 上下等距的位置再开两个小孔 b、c,光屏上观察到三个像。在 b、c 两孔处放置两相同的三棱镜,移动光屏到图丙位置时,光屏上只出现一个清晰的更亮的像。则 b、c 两小孔处三棱镜放置的方式可能是___________;
A. B.
C. D.
②若开一个大孔,并在大孔处放一合适的凸透镜替代上述所有棱镜后,恰能在图丙位置光屏上呈现清晰的像,则此像是___________(放大/缩小/等大)的倒立实像;若只用 a 孔替代凸透镜,在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比,像的亮度___________,像的大小___________。
22.(2023·江苏扬州·统考一模)在光现象的学习过程中,小明同学进行了如下实验:
(1)图甲为小孔成像示意图,它成的像是________(选填“实”或“虚”)像,该现象用________来解释;
(2)图乙为探究平面镜成像特点的实验装置,选用透明的玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃板透明的特点,便于________;若在像和玻璃板之间放置一个不透明的挡板,从蜡烛A一侧观察玻璃板,________(选填“能”或“不能”)看到蜡烛所成的像;
(3)图丙为探究凸透镜成像规律的实验装置。当蜡烛、凸透镜和光屏处于图示位置时,可在光屏上得到清晰的像,保持凸透镜位置不变,将蜡烛向右移动到35cm刻度线处,此时可将光屏向________(选填“左”或“右”)移动适当距离能再次得到清晰的倒立的实像;若不移动光屏,可在烛焰和透镜之间适当位置放一副________眼镜(选填“近视“或“远视”)也能在光屏上得到一个清晰的像。
23.(2023·江苏宿迁·统考一模)在“凸透镜成像规律”实验中;
(1)为了使蜡烛的像出现在光屏的中央,应调整蜡烛、凸透镜和光屏,使它们的中心在___________;
(2)如图所示,蜡焰在光屏上已成清晰倒立___________的实像,若保持凸透镜的位置不变,将蜡烛逐渐远离凸透镜,要使光屏上仍能得到清晰的像,光屏应___________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜。若保持凸透镜的位置不变,将点燃的蜡烛放在光具座上35cm刻线处,移动光屏得到烛焰倒立清晰的实像。此实验现象可说明___________的成像特点(选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”);
(3)如图所示,将点燃的蜡烛放在P点的位置,若切除凸透镜中间的阴影部分,再将剩余部分靠拢合在一起,蜡焰能成___________个(选填“1”、“2”、“3”或“无数”)像。
24.(2023·江苏泰州·统考一模)小敏同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,绘制了如图所示的图像( v表示像到凸透镜的距离,u表示物体到凸透镜的距离)。用该凸透镜进行实验时,在光屏上得到一个清晰的缩小实像,接下来他想改用焦距为20 cm的透镜继续进行实验,如果不改变发光体和凸透镜的位置,要在光屏上成清晰的像,光屏应该向________方向移动(选填“靠近透镜”或“远离透镜”)。移动光屏后得到发光体清晰的像,但他不小心用手指指尖触摸到了凸透镜,这时光屏上________出现指尖的像(选填“会”或“不会”)。
25.(2023·江苏苏州·统考一模)小华在探究凸透镜成像的规律中:
(1)如图甲所示,让凸透镜正对太阳光,移动光屏直到在光屏上形成_______的光斑F,用刻度尺量出距离_______(选填“a”“b”或“c”)即该透镜的焦距f为10cm;
(2)如图乙所示,用该透镜进行实验,此时光屏上成清晰的倒立、_______(选填“放大”或“缩小”)的实像。该成像情况与_______(选填“照相机”或“投影仪”)的成像原理相同;
(3)为模拟近视眼镜片对成像位置的调节情况,小华应将另一块________(选填“凸透镜”或“凹透镜”)放置在位置________(选填“P”或“Q”),此时需将光屏适当向______(选填“左”或“右”)移,才能再次在光屏上成清晰的像。
26.(2023·江苏宿迁·统考一模)小明用薄膜充水后制成水透镜模拟眼球中的晶状体,来比较正常眼、近视眼和远视眼的焦距大小。实验中测得甲图焦距为8cm,再将甲分别挤压成乙图、丙图的形状,并分别测量焦距,如图所示。

(1)测得焦距大于8cm的是图______;模拟近视眼的是图______;
(2)在同一位置,用甲、乙、丙透镜分别对着远处的某一物体,移动光屏得到清晰的像,其中像距较大的是______图;
(3)目前很多近视患者戴隐形眼镜来矫正视力。隐形眼镜是一种直接贴在角膜表面的超薄镜片,可随着眼球运动,其中心厚度只有0.06mm,则此镜片的边缘厚度______0.06mm(选填“小于”、“等于”或“大于”),此镜片对光有______作用(选填“会聚”或“发散”)。
27.(2023·江苏扬州·统考一模)用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。
(1)图甲中一束平行光射向凸透镜,光屏上得到一个最小、最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为__________cm。图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(未画出)。
(2)若在图乙中烛焰和凸透镜之间合适位置放一眼镜的镜片,将光屏向右移动适当距离才能再次看到清晰的像。说明该眼镜对光线具有__________(选填“发散”或“会聚”)作用,是__________(选填“近视”或“远视”)眼镜。
(3)若在图乙中将蜡烛移到35cm刻度线处,则将光屏移动到__________cm刻度线处,可以再次看到清晰的像。日常生活中,__________(选填“照相机"“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理制成的。
(4)若将图乙中的凸透镜换成焦距为25cm凸透镜,保持蜡烛和凸透镜在原来位置不变,在光具座上移动光屏,__________(选填“能”或“不能”)找到一个位置,使像清晰的呈现在光屏上。(光具座总长100cm)
28.(2023·江苏泰州·统考一模)在探究“凸透镜成像的规律”实验中:
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度,使烛焰、光屏的中心大致在凸透镜的___________。以下调整实验器材高度比较规范的是___________(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;
C.以上都可以
(2)将蜡烛和光屏移动到如图甲所示的位置时,光屏上恰好得到一个清晰的像,据此可知此凸透镜的焦距为___________cm;
(3)改变蜡烛位置,移动光屏到如图乙所示的位置时,光屏上又得到一个清晰的像,生活中的___________(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这样的成像原理工作的。保持凸透镜位置不变,将蜡烛向左移动3cm,为了在光屏上得到清晰的像,应把光屏向___________(选填“左”或“右”)移动,移动的距离___________(选填“大于”、“等于”或“小于”)3cm。或者保持光屏不动,在凸透镜前面加上一个度数合适的___________(选填“近视”或“远视”)眼镜也可以使光屏上呈现清晰的像。
29.(2023·江苏南京·模拟预测)小光用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材,探究凸透镜成像的规律。
(1)该凸透镜的焦距为___________cm;
(2)如图乙所示,所成的像是倒立、___________的实像,这与___________(选填“照相机”或“投影仪”或“放大镜”)的原理相同;
(3)实验一段时间后,蜡烛变短了,原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方,能让像重新回到光屏中心的操作是___________(填序号);
①光屏下调   ②蜡烛下调   ③透镜下调
(4)小光取来物理老师的眼镜放在蜡烛与凸透镜中间,将光屏向右移才能得到清晰的像,则物理老师的眼镜是___________(选填“近视镜”或“远视镜”)。
参考答案:
1.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。
2.D
【详解】图示的像是一个正立的放大的像,根据凸透镜成像的规律可知,此时是物距小于一倍焦距时的成像情况.当物距小于一倍焦距时,物体成的像是虚像,根据虚像的形成过程可知,它不是由实际光线会聚而成,而是由光线的反向延长线会聚而成的,所以不能成在光屏上.
3.A
【详解】一束平行光正对凸透镜照射,在离透镜10厘米处的光屏上得到一个亮点,由此可以确定该凸透镜的焦距为10cm。当物体位于透镜前25cm时,此时物距大于二倍焦距,根据凸透镜成像的规律可知,此时成的像是倒立、缩小的实像。
故选A。
4.D
【详解】A.由图可知
此时
v=u=0.2m
成倒立等大的实像,物距等于2倍焦距,即
2f=0.2m
所以凸透镜的焦距f=0.1m,故A错误;
B.当物体距透镜0.3m时,物距大于2倍焦距,物体所成倒立缩小的实像,故B错误;
C.物距从增至的过程中,物距小于焦距,成正立的虚像,物距增大,像距增大,所成的像逐渐变大,故C错误;
D.物距从0.1m增至0.8m过程中所成像,先是倒立放大的,等大的实像,然后为倒立缩小实像,物距变大,像距变小,像变小,故D正确。
故选D。
5.C
【详解】A.图中,物距比较小,像距比较大,物距小于像距,故成的是倒立的放大的实像,此原理应用于投影仪,故A错误;
B.根据图可知,物距在一倍焦距和两倍焦距之间,像距在两倍的焦距开外,故可以列等式
该凸透镜的焦距范围为
故B错误;
C.透镜不动,蜡烛从刻度为30cm处移动到5cm处的过程中,物距变大,像一直变小,故C正确;
D.实验过程中,如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分,烛焰的全部光线会经过凸透镜下部分,故仍然能够成完整的像,由于射到透镜的光线减少,所以像变暗。故D错误。
故选C。
6.B
【详解】毕业班的同学在照毕业照时发现有一部分同学没有进入取景框,为了使全班同学都进入取景框,即是要把像变小,根据凸透镜的动态成像规律,像要更加小,那么物距应该变大,应使照相机远离学生,同时为了成清晰的像,像距要变小,即调节镜头使镜头靠近胶片,故选B。
7. 白 会聚 不变
【详解】[1]太阳光是复色光,经过三棱镜后分解成七种色光,三棱镜2与三棱镜3之间的光束是重新聚拢的太阳光,因此是白色的。
[2]由图可知,凸透镜将分散的光线重新汇聚,因此凸透镜对光线有会聚作用。
[3]如果紧贴凸透镜放置一光屏遮挡住凸透镜的一半,透过光线偏折的角度不变,因此墙上的彩色光带不变,只是射到墙上的光线会减少,光带变暗。
8. 缩小 大 近 虚
【详解】(1)[1][2][3]手机拍照的原理和照相机相同,成的是倒立缩小的实像;由图可知,甲的像要比乙的像小,物距相同时,像越大,则像距大,物距越小,离物体越近。
(2)[4]手机屏幕放大器的实质是一个放大镜,把手机屏幕放在凸透镜的一倍焦距之内,成正立放大的虚像。
9. 凸 缩小 变小
【详解】[1][2]摄像机的镜头是凸透镜,拍摄时成倒立、缩小的实像。
[3]当人脸稍远离摄像头时,物距变大,像距变小,所成的像变小。
10. 不能 倒立缩小的实 上方 上方
【详解】(1)[1]紫外线属于不可见光,人眼无法直接观察。
(2)[2][3]由原理图可知,该缩图透镜将光会聚,所以这相当于一个凸透镜成像的过程,最终恰好在硅片上成清晰缩小的像,硅片相当于光屏,则所成的像为实像,结合凸透镜成像的特点知,掩膜在硅片上成倒立缩小的实像,硅片到缩图透镜的距离(像距)应在一倍焦距与二倍焦距之间。
(3)[4]芯片制程从90nm突破到了22mm,说明电路图在硅片上成的像变小,缩图透镜相同,根据凸透镜成像的特点知,应将掩膜远离透镜,向上移动。
11. 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。
12. 甲 凹
【详解】近视眼的成因:眼球晶状体的曲度过大,远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的像,会落在视网膜的前方造成近视眼.由图可知,表示近视眼的是图甲;
近视眼应佩戴凹透镜进行矫正;
13.
【详解】平行于主光轴的光线经凸透镜后,过凸透镜另一侧的焦点;过凸透镜光心的光线,光的传播方向不发生改变,如图所示:
14.
【详解】经过凹透镜光心的光线传播方向不变,折射光线平行于主光轴,其入射光线对着异侧焦点射入,作图如下:
15.
【详解】由图知道,知道入射光线和反射光线,做出入射光线和反射光线夹角的角平分线,该角平分线也是法线,根据镜面与法线垂直作出平面镜的位置;又因为反射光线经过凸透镜的焦点,所以,经过凸透镜后会平行于主光轴,光路如图所示:
16.
【详解】在烛焰上取一点S,在所成的像上找出其对应的像点S′,连接SS′,其与主光轴的交点O就是凸透镜的光心,由此可以确定凸透镜的位置;过S点作平行于主光轴的入射光线,经过凸透镜折射后要过S′,折射光线与主光轴的交点就是凸透镜焦点F的位置,根据光折射时光路可逆做出凸透镜左侧的焦点F,如下图所示:
17. 50 凸 蜡烛 将光屏移动到50厘米刻度线处,直接观察光屏上是否有像 A
【详解】(1)[1]如图所示,蜡烛到透镜的距离即物距为15cm,光屏到透镜的距离即像距为30cm,如果保持图中蜡烛、光屏位置不变,只移动凸透镜的位置可再次看到清晰的像,根据光路可逆的规律,当新的像距为15cm时可再次看到清晰的像,即凸透镜移到50cm刻度线处即可。
[2] 将一眼镜片放在烛焰和透镜之间,光屏上的像变模糊,向右移动蜡烛可再次看到清晰的像。向右移动蜡烛等同于物距相对变小,造成这种情况的原因是组合透镜的焦距变小,所以可以判断出放在烛焰和透镜之间的是凸透镜,因为给凸透镜叠加凸透镜形成的组合透镜能起到减小焦距的效果。
(2)[3] 探究平面镜成像特点时,眼睛应该和蜡烛在同一侧,因为平面镜成像的实质是光的反射。
[4] 为验证平面镜成的是虚像,应该把光屏移到像的位置,也就是50cm刻度线处,因为平面镜中的像到镜面的距离等于蜡烛到镜面的距离。然后观察光屏上是否有像呈现,如果没有说明平面镜成的是虚像。
(3)[5] A.平面镜成的像是正立、等大的虚像;当物距小于焦距时,凸透镜成正立、放大的虚像,故A正确;
B.如果没有光线进入人眼,人就感觉不到像的存在,故B错误;
C.当物距小于焦距时,凸透镜成正立、放大的虚像,故C错误;
D.我们看到水中鱼的虚像是由光的折射形成的,故D错误。
故选A。
18. 同一高度 60~70 缩小 照相机 靠近 变小 完整的像 A
【详解】(1)[1]在研究凸透镜成像的实验中,将蜡烛、凸透镜、光屏依次放置在光具上,调节凸透镜、光屏的高度,使三者的中心在同一高度上,这样做的目的是使像能呈在光屏的中心。
(2)[2][3][4]由题意知,f=10cm,将蜡烛移至光具座的“20cm”刻度处时,物距等于
50cm-20cm=30cm>2f
此时在光屏上成一个倒立缩小的实像,像距处于f和2f之间,所以光屏应在60cm~70cm之间移动,此时光屏上的像是倒立、缩小的实像,其应用是照相机。
(3)[5][6][7]当蜡烛向远离透镜的方向移动时,物距增大,则像距需减小,像变小,即光屏需向靠近透镜的方向移动,并且光屏上的像会变小。若遮住凸透镜的下半部分,则凸透镜的上半部分仍能折射光线,成烛焰完整的像;由于凸透镜折射光线的数量比原来减少,所以像比原来变暗。
(4)[8]因为凸透镜成倒立的实像,不仅左右相反,而且上下相反,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
19. 10.0 放大 75 完整 左
【详解】(1)[1]刻度尺的分度值为1cm,则凸透镜的焦距
(2)[2][3][4]从图乙中可知凸透镜
成倒立、放大的实像;在图乙中将凸透镜移到55cm刻度线处,物距为
成倒立、等大的实像,像成在二倍焦距的位置
光屏在75cm的位置,所以光屏向左移动;将凸透镜上半部用纸遮住,下半部分仍能折射成像,所以光屏上所成的像是完整的,由于折射光线变少,所以亮度变暗。
(3)[5]近视镜片是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,放在凸透镜前时,使光线发散,像呈现在光屏的后方,像距增大,在光屏上要得到清晰的像,光屏要远离凸透镜,或将蜡烛向左移动才能在光屏上成清晰的像。
20. 10.0cm 主光轴 放大 投影仪 上 下 抽水
【详解】(1)[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]为了使像成在光屏中央,应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上,即应使烛焰和光屏的中心在凸透镜的主光轴上。
(2)[3][4]由图乙可知,此时物距
大于一倍焦距,小于二倍焦距,凸透镜成倒立、放大的实像,其应用是投影仪。
(3)[5][6]实验时,由于实验时间较长,蜡烛变短,根据过光心的光线传播方向不变可知,烛焰的像在光屏上的位置会向上方移动,此时应向下调节凸透镜,使烛焰的像回到光屏中央。
(4)[7]向左移动蜡烛,即此时的物距变大,像距应该变小,即光屏应该向左移动,才能使得像清晰,但若保持光屏和透镜不变,仍使得像成在光屏上,即需要让凸透镜的会聚能力减弱,即需要让凸透镜变薄,故应该向外抽水。
21. A 变大 倒立 不能 C 缩小 变暗 不变
【详解】[1]小孔成像是光在同种均匀介质中沿直线传播的具体应用,半透明薄纸相当于光屏,为了成像更清晰,便于观察,半透明的薄纸应该放在圆筒的A端。
(1)[2][3]物体与小孔的距离不变时,像的大小与光屏和小孔之间的距离有关,光屏与小孔之间的距离增大时,光屏上的像将变大;光沿直线传播,所成的像是倒立的实像。
(2)[4]小明拿掉圆筒上的光屏,仍然像刚才那样观察,由于此时眼睛的位置不是光线会聚成像的位置(不在原光屏的位置),所以他不能观察到像。
(3)①[5]三棱镜具有偏折光的能力,要想使光都会聚在光屏中心的位置,则在bc两处放置的三棱镜的方式可能是凸透镜的形状,即图C的形状。
②[6][7][8]由图知道,物距大于像距,可以判断出此时凸透镜成的是一个倒立缩小的实像,因为凸透镜和小孔都成倒立缩小的实像,像距和物距相等,所以像的大小是相等的,因为入射到凸透镜上的光数量较多,经凸透镜折射后,经过的像点的光线多,所以看起来亮一些。
22. 实 光的直线传播 确定像的位置 能 右 远视
【详解】(1)[1][2]小孔成像原理是光的直线传播,所以图甲为“小孔成像”示意图,该现象可以用光的直线传播原理来解释,像可以在光屏上呈现,所以成的是倒立的实像。
(2)[3][4]在实验时,选用透明的玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃板透明的特点,即便于确定像的位置;平面镜成像成的为虚像,所以若在像和玻璃板之间放置一个不透明的挡板,从蜡烛A一侧观察玻璃板,能看到蜡烛所成的像。
(3)[5]当蜡烛、凸透镜和光屏处于图示位置时,像距等于物距,由凸透镜成像规律可知,此时物体在距凸透镜二倍焦距的位置,所以该凸透镜的焦距为
保持凸透镜位置不变,将蜡烛向右移动到35cm刻度线处,此时物距变小,像距变大,所以此时可将光屏向右移动适当距离能再次得到清晰的像,此时物体在距离凸透镜一倍焦距与二倍焦距之间的位置,成倒立、放大的实像。
[6]像距变大,像呈现在光屏所在位置的后方,若不移动光屏,可在烛焰和透镜之间放置一个适当的凸透镜也能在光屏上得到一个清晰的像,而远视眼镜就是凸透镜。
23. 同一高度 等大 靠近 幻灯机 2
【详解】(1)[1]做凸透镜成像实验,要使烛焰的焰心、凸透镜的光心、光屏的中心三者位于同一高度,目的是使像成在光屏的中央。
(2)[2]观察图像可知,此时物距等于像距,都等于20.0cm,由于能成实像,所以此时物距等于像距等于二倍焦距,成倒立、等大的实像,由此可知,凸透镜的焦距为10cm。
[3]保持凸透镜的位置不变,将蜡烛逐渐远离凸透镜,由凸透镜成实像时“物远像近像变小”可知,要使光屏上仍能得到清晰的像,应将光屏靠近凸透镜。
[4]保持凸透镜的位置不变,将点燃的蜡烛放在光具座上35cm刻线处,由图像可知,物距等于
50.0cm-35.0cm=15.0cm
物距大于一倍焦距小于二倍焦距,成倒立、放大的实像,所以是幻灯机的成像原理。
(3)[5]因为凸透镜中间厚,边缘薄,切去部分后相当于两个透镜,光心位置改变了,上面的像下移,下面的像上移,错位将成两个像。
24. 远离透镜 不会
【详解】[1]由图可知
则凸透镜的焦距为10cm;用该凸透镜进行实验时,在光屏上得到一个清晰的缩小实像,当改用焦距为20cm的透镜继续实验,不改变发光体和凸透镜的位置,则相当于减小了物距,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大,可知,要在光屏上成清晰的像,光屏将远离透镜移动。
[2]依据凸透镜成像规律,当手指指尖触摸到了凸透镜,物距接近于零,u<f,成虚像,在光屏上不会出现指尖的像。
25. 最小最亮 c 缩小 照相机 凹透镜 P 右
【详解】(1)[1][2]如图甲所示,让凸透镜正对太阳光,调节凸透镜与光屏间的距离,直到光屏上形成一个最小、最亮的光斑,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,所以凸透镜的焦距是c。
(2)[3][4]由图乙可知,物距是
50.0cm-20.0cm=30.0cm
此时物距大于2倍焦距,此时光屏上成清晰的倒立、缩小的实像,照相机根据此原理制成的。
(3)[5][6][7]近视眼镜片是凹透镜,为模拟近视眼镜片对成像位置的调节情况,应将另一块凹透镜放置在位置凸透镜和蜡烛之间,即P位置,凹透镜对光有发散作用,所以需将光屏适当向右移动,才能再次在光屏上成清晰的像。
26. 丙 乙 丙 大于 发散
【详解】(1)[1][2]因凸透镜的凸度越大,会聚能力越强,焦距越小,所以实验中测得甲图焦距为8cm,由图可以看出,丙图的凸度比乙图小,则测得焦距大于8cm的是图丙;因为丙的焦距比乙的焦距大,所以会聚能力弱,因此丙模拟的是远视眼,乙模拟的是近视眼。
(2)[3]由图可知,甲、乙、丙透镜中焦距最大的是丙,用甲、乙、丙透镜分别对着远处的某一物体,物距相同,凸透镜的焦距越大,则凸透镜成像时的相对物距越小,像距就越大,因此像距最大的是焦距最大的图丙。
(3)[4][5]近视眼患者戴的是凹透镜,凹透镜中间薄边缘厚,故这种超薄镜片的边缘厚度大于0.06mm.凹透镜对光有发散作用。
27. 10.0 发散 近视 80 投影仪 不能
【详解】(1)[1]一束平行光经凸透镜折射后,可以聚集在一个点上,这个点就是凸透镜的焦点,焦点到透镜中心的距离就是焦距。由图可知,此凸透镜的焦距为10.0cm。
(2)[2][3]在图乙中烛焰和凸透镜之间合适位置放一眼镜的镜片,将光屏向右移动适当距离才能再次看到清晰的像,说明推迟了像的形成,因此此透镜对光具有发散作用,判断为凹透镜,是近视眼镜。
(3)[4]由图可知,此时物距为30cm,像距为15cm,当将蜡烛移到35cm刻度线处后,物距变为15cm,根据光路是可逆的判断像距为30cm,可知将光屏移动到80cm处。
[5]当物距小于像距时,根据凸透镜成实像的特点,此时成倒立放大的实像,应用于投影仪。
(4)[6]将图乙中的凸透镜换成焦距为25cm凸透镜后,此时物距为30cm,物距在一倍焦距到二倍焦距之间,此时成倒立缩小的实像,像距大于二倍焦距,即v>50cm,凸透镜在50cm处,因此光屏需在100cm处以外才能承接像。因此不能在光具座上移动光屏找到一个位置,使像清晰的呈现在光屏上。
28. 主光轴上 B 10.0 照相机 左 小于 近视
【详解】(1)[1][2]点燃蜡烛后,调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度,且在凸透镜的主光轴上,像才会成在光屏的中央;“调节烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度上”的操作,比较规范的是将三者靠拢,用目测的方法调节,这样容易比较它们的高度。故选B。
(2)[3]图甲可知,物距等于像距,凸透镜成倒立、等大的实像,此时
u=v=2f=20.0cm
则f=10.0cm,即焦距为10.0cm。
(3)[4]由图乙可知,物距为
50.0cm-12.0cm=38.0cm>2f
光屏上成倒立缩小的实像,照相机应用此原理制成的。
[5][6]当凸透镜位置不变,将蜡烛向左移动3cm,此时物距增大,要想在光屏上再一次成清晰的像,需要将像距减小,即将光屏向左移动;此时的像距小于物距,则光屏移动的距离小于3cm。
[7]凸透镜成实像时,物远像近像变小,将蜡烛向左移动3cm,此时物距增大,像距减小,保持光屏不动,像成在光屏的前面,要想在光屏上再次得到清晰的像,应让光线发散,凹透镜对光线有发散作用,近视眼镜是凹透镜,故可在蜡烛与凸透镜之间放一个度数合适的近视眼镜。
29. 10.0 缩小 照相机 ③ 近视镜
【详解】(1)[1]平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚于一点,这一点就是焦点,焦点到光心的距离是焦距;根据图示中光屏在刻度尺上的位置,可以读出该凸透镜的焦距是
f=40.0cm-30.0cm=10.0cm
(2)[2][3]由图乙可知,物距为
u=50.0cm-20.0cm=30.0cm>2f
成倒立缩小的实像,照相机应用此原理制成的。
(3)[4]实验一段时间后,蜡烛变短,透过凸透镜光心的光线传播方向不变,所以原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方,可以将蜡烛上调、光屏上调或者凸透镜下调使像回到光屏中央,故选③。
(4)[5]将老师的眼镜放在蜡烛与凸透镜中间,将光屏向右移才能得到清晰的像,说明透镜对光线有发散作用,为凹透镜,故老师戴的是近视眼镜。

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