广东地区2021、2022两年物理中考真题、模拟题分类选编—透镜及其应用 练习题
一、单选题
1.(2021·广东深圳·中考真题)下列说法正确的是( )
A.放大镜下拇指变大——光的色散
B.列队时,前面的同学挡住了后面的同学——平面镜成像
C.彩虹——光沿直线传播
D.深圳湾大桥的倒影——光的反射
2.(2022·广东揭阳·一模)如图所示,F1、F2是凸透镜的焦点,AB 是放在凸透镜前的物体,A′B′是 AB 经凸透镜所成的像。下列四个图中,其中关于 AB 所的成像情况正确图是( )
A.
B.
C.
D.
3.(2022·广东广州·模拟预测)下列四种情景中,属于光的反射现象的是( )
A. 墙上的“手影”
B.错位的“钢笔”
C.镜中的“我”
D.变大的“字”
4.(2022·广东揭阳·一模)如图所示,这是一款测温5G警用巡逻机器人,它装有5个高清摄像头,可实现全景无死角巡逻另外可实现5m以内红外线快速测量体温,下列有关说法正确的是( )
A.摄像头拍摄到的是倒立、缩小的虚像
B.在拍摄时,人到摄像头的距离在一倍焦距和二倍焦距之间
C.当被拍摄的人远离摄像头时,人经摄像头成的像会变小
D.红外测温利用的是人的体温越高,辐射的红外线越弱
5.(2021·广东广州·一模)蜡烛放在如图所示位置,一条平行于主光轴的光线经透镜后的光路图。下列说法正确的是( )
A.透镜的焦距等于 10cm B.透镜成的是虚像
C.透镜成的是正立的像 D.透镜成的是缩小的像
二、多选题
6.(2022·广东深圳·模拟预测)在“探究凸透镜成像的规律”实验时,某小组测量出物距和像距的数据,并绘制成如图所示的图象,根据图象可知( )
A.该凸透镜的焦距f=20cm
B.当物距u=30cm时,成倒立、缩小的实像,照相机利用了这条规律
C.当物距小于像距时,成正立、放大的实像,“刷脸支付”利用了这条规律
D.若把物体从距凸透镜8cm处向凸透镜移动过程中,所成的像会逐渐变小
7.(2021·广东深圳·模拟预测)用手机的摄像头对着“微信”或“支付宝”的二维码扫一扫,就可以快捷方便地完成收付款交易。下列说法正确的是( )
A.手机的摄像头相当于一个凸透镜
B.手机这种摄像头可用来矫正近视眼
C.手机拍摄物体成缩小的实像时与显微镜物镜成像的原理是一样的
D.当手机的摄像头靠近二维码时,看到二维码所成的像将变大
三、填空题
8.(2022·广东·中考真题)如图所示,电子蜡烛的“烛焰”通过凸透镜在光屏上成一个清晰___________立的实像。利用这一成像规律可制成___________(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”),若保持蜡烛和光屏的位置不变,仅将凸透镜更换成另一个焦距相同、尺寸更大的凸透镜,此时光屏上像的大小与原来的像对比应___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
9.(2022·广东广州·一模)盒子内有一透镜,物体AB上的一点A发出的一条光线经过盒子后的折射光线如图所示。由此可判断盒子内的透镜是___________(选填“凹透镜”或“凸透镜”)
10.(2022·广东广州·一模)请在图中画出烛焰的两条入射光线经过凸透镜后的折射光线.
( )
烛焰所成像的性质是_____(选填“放大”、“等大”、“缩小”)、_____(选填“正立”、“倒立”)的_____像(选填“实”、“虚”).
11.(2022·广东江门·一模)小明利用焦距为10.0cm的凸透镜做实验,透镜、蜡烛、光屏所在位置以及光屏上得到清晰像的情况如图所示,此时成 _______、倒立的实像;若将蜡烛移至25cm刻线处,移动光屏,在光屏上 _______接收到蜡烛的像(选填“能”或“不能”);图示中,只将凸透镜换为焦距为8cm的凸透镜,为在光屏上得到清晰的像,光屏应向 ___________侧移动(选填“左”或“右”)。
12.(2022·广东汕头·一模)将一玩具鹦鹉(如图甲)紧靠凸透镜,然后逐渐远离的过程中,通过凸透镜观察到三个不同的像(如图乙),则三个像中______是实像,______是虚像。三个像出现的先后顺序是______。
13.(2022·广东汕头·一模)如图所示,小明正在模拟_________(选填“显微镜”或“望远镜”)的使用,其中目镜和物镜都是由_______(选填“凸透镜”或“凹透镜”)制成的,该透镜对光线具有_______作用。
14.(2021·广东汕头·一模)小明将一支点燃的蜡烛放在凸透镜(f=10cm)前18cm处,光屏上得到了烛焰倒立、______的清晰像。然后他在蜡烛和凸透镜之间放置了一个远视眼镜片,由于远视眼镜片对光线有______作用,所以光屏上烛焰的清晰像变模糊了(如图所示)。若想在光屏上重新得到清晰的烛焰像,他可将光屏______凸透镜(选填:“靠近”或“远离”)。
15.(2021·广东佛山·一模)人眼的成像原理与 _____ (选填 “照相机”、“投影仪”或“放大镜”)相同。不少学生视力下降,患上近视眼,图 _____ (选填“甲”或“乙”)是近视眼的光路示意图,应该佩戴由。 _____ 透镜制成的眼镜来矫正。
16.(2021·广东茂名·一模)小锐在课外物理实践活动中,透过没有水的圆柱形塑料瓶看白纸上两个完全相同的字母,现象如图甲所示,往瓶中倒入适量的水,透过塑料瓶,看到其中一个字母发生了变化,如图乙所示,小锐分析:圆柱形塑料瓶装有水的部分起到凸透镜的作用,根据凸透镜成像规律可以判定,看到的这个发生变化的字母是放大______(选填“实”或“虚”)像,若把水瓶靠近字母,还会出现丙图中如______(填序号)的像;请你仔细观察这两个像,与凸透镜成像相比的不同之处是______(写出一点不同即可)。
四、作图题
17.(2022·广东广州·中考真题)如图,凸透镜的焦点为F,光心为O。
①在图中画出S点发出的光线a经过透镜光心后的光线
②S点发出的一条光线经过透镜后与主光轴平行,在图中画出上述光路。
18.(2022·广东惠州·二模)如图所示,光线经过平面镜反射后射向凹透镜,请画出射向平面镜的入射光线和经过凹透镜后的折射光线,并在图中标出入射角的度数_____-.
19.(2022·广东广州·三模)如图所示,从点光源S射出的一条光线经P处的平面镜反射后,反射光线射向凹透镜的焦点方向。
(1)画出平面镜;(2)作出反射光线经凹透镜折射后的光线。
20.(2022·广东揭阳·一模)如图,凹透镜与凸透镜的主光轴平行且凸透镜的主光轴与水面重合,凹透镜的虚焦点为,凸透镜的焦点为,一条光线经凹透镜(该光线的延长线过凹透镜的虚焦点F1)折射后射向凸透镜,后经凸透镜折射后最终射入水中,请画出此过程的光路图。
21.(2022·广东肇庆·一模)在如图中,完成光线从右边射向凸透镜折射后,再射向凹透镜折射后的光路。
22.(2021·广东汕头·一模)有一点光源S,它在平面镜中的像与凸透镜的焦点F重合,S发出的一条光线经平面镜反射后,反射光线为a,如图所示.请在图中画出:
(1)凸透镜的焦点F;
(2)点光源S的位置;
(3)光线a经过凸透镜后的折射光线.
( )
23.(2021·广东广州·二模)蜡烛放在如图所示的位置,通过透镜成倒立、等大的像。蜡烛上A点发出一束平行于主光轴的光线,请在图中画出入射光线经透镜的折射光线。
24.(2021·广东清远·二模)如图所示,一凸透镜放置于水中其主光轴与水面重合,现有一束平行于水面的入射光线通过凸透镜后折射入水中,请画出完整的光路.
( )
五、实验题
25.(2021·广东深圳·中考真题)(一)测量平均速度
某同学跑八百米,使用电子表计时,刚开始起跑时示数如图甲,跑到400m处示数如图乙,跑完800m时示数如图丙。
(1)该实验的原理是______;
(2)他前400m的平均速度是______;
(3)他前400m的平均速度______后400m的平均速度(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(二)在探究“凸透镜成像规律”的实验中
(1)当透镜移至如图甲所示位置时,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则该凸透镜的焦距是______cm;
(2)若蜡烛、光屏和透镜如图乙所示,想得到一个倒立等大的实像,那么需要将光源向______移动(选填“左”或“右”),除了要将光源移动以外,还需要将光屏______凸透镜(选填“靠近”或“远离”)。
26.(2022·广东惠州·二模)实验室常用蜡烛完成以图光学实验:
(1)图甲为小孔成像示意图,该现象可以用______来解释.
(2)图乙为探究平面镜成像特点的实验装置,若蜡烛A到玻璃板距离为10cm,则蜡烛的像B与蜡烛A之间的距离为______cm;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,______(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放置一个适当的______透镜(选填“凸”或“凹”)也能在光屏上得到一个清晰的像.
27.(2022·广东清远·一模)小明在复习凸透镜成像的知识时想到了2021年12月9日“太空教师”王亚平给我们展示的“天宫课堂”中的水球成像实验,于是利用水透镜(注射器和弹性膜制成的凸透镜)、蜡烛、光屏、光具座等器材进行探究,小明在测量水透镜焦距时发现:当向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时;水透镜的焦距将变大。
(1)如图甲所示,一束平行于主光轴的光线射向水透镜,在光屏上得到一个最小最亮光斑,则此水透镜的焦距为______cm;
(2)再将蜡烛置于光具座上,并让烛焰、水透镜光心和光屏中心处于______;
(3)将实验器材按图乙位置放置,光屏上成清晰的像,此像应该是倒立、______(选填“放大”或“缩小”)的实像,这与生活中______(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)原理相同;
(4)王亚平在天宫课堂上展示了一个中间充有气泡的水球,透过这个水球我们可以看到“一正一倒”两个缩小的像,如图丙所示,中间气泡中形成的缩小、正立的像______(填“是”或“不是”)凸透镜成像的结果,倒立的像是水球所成的倒立、缩小的实像,若王亚平靠近水球,倒立的像______(选填“变大”“变小”或“不变”);
(5)在图乙所示的实验情景下,该同学从水透镜中抽水,应将光屏向______(选填“左”或“右”)移动,才能看到清晰的像。
28.(2022·广东中山·一模)在探究“凸透镜成像规律”的实验中。
(1)小红用平行光作光源,移动光屏,在光屏上得到一个最小最亮的光斑,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为___cm;
(2)如图乙蜡烛位置,调节光屏刚好在光屏上得到一个倒立、_____的实像,在生活中的应用是___;
(3)如图丙所示,保持蜡烛的位置不变,移动透镜至图丙所示刻度线处,则人眼应该在图中______(选填“A”、“B”或“C”)处且朝着相应方向,才能观察到烛焰正立、放大的像;
(4)图丁中,点燃蜡烛,经过凸透镜在光屏上成清晰的、倒立缩小的实像。然后,在烛焰和凸透镜之间放一副近视眼镜,发现光屏上的像变模糊了,不改变眼镜和透镜的位置,要使光屏上再次呈现清晰的像,可以进行的操作是___(填“光屏远离透镜”或“蜡烛靠近透镜”);
(5)小红不断改变蜡烛与透镜间的距离,并移动光屏进行实验,所获得的实验数据如表所示。
实验次序 物体到凸透镜的距离 光屏上像到凸透镜的距离 光屏上像的大小
1 60 12 缩小
2 30 15 缩小
3 20 20 等大
4 15 30 放大
5 12 60 放大
小红同学的实验过程是不全面的,因为她只记录了像的大小,没有记录像的___。
29.(2021·广东汕头·一模)在探究“凸透镜成像规律”的实验中,凸透镜的焦距为10cm。
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在 ______ ;
(2)蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示,观察到光屏上有烛焰清晰的像(像未画出),该像是 ______ (填”正立”或“倒立”)、 ______ (填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像,生活中的 ______ (填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这个原理制成的;
(3)实验过程中由于蜡烛燃烧变短,烛焰在光屏上的像将向 ______ 移动,为了使烛焰的像再次成在光屏中央,应将凸透镜向 ______ 移动。(两空均填“上”或“下”)
30.(2021·广东惠州·一模)小明做“探究凸透镜成像规律”实验。
(1)调整实验器材高度时,蜡烛______ (选填“需要”或“不需要”)点燃。
(2)他用同一凸透镜做了两次实验,如1图、2图所示,光屏上均有清晰的像(未画出),其中成缩小像的是______ (选填“1”或“2”)图。
(3)本实验中凸透镜的焦距可能是______ (填字母)。
A.5cm B.8cm C.10cm D.15cm
(4)在2图中将一镜片放在烛焰和透镜之间后,光屏上的像变模糊了,将光屏向左移动,光屏上再次出现清晰的像,则所加镜片可以矫正______ (选填“3”或“4”)图中的视力缺陷。
(5)如5图所示,是探究凸透镜成像规律实验时发光体AB所处的位置,请你根据所学的透镜知识,用特殊光线作出AB在光屏上所成像A'B'的大致位置______。
六、综合题
31.(2021·广东广州·中考真题)(1)如图,我国教煌的塔式光热电站通过平面镜把太阳光反射后汇聚到吸热塔,其中某束光的传播路径如图所示,在图中画出平面镜的位置______;(用表示平而镜)
(2)如图,来自物体MN的三束光线a、b、c平行于主光轴,O是透镜的光心,a经过透镜后的光线过主光轴的一点;
①在图中画出b、c经透镜后的光线______;
②MN经透镜所成像的性质是______(选填“倒立缩小的实像”“倒立放大的实像”或“正立放大的虚像”);
③若透镜不动,物体MN往透镜方向移动2cm,则a经过透镜后的光线过主光轴的点______(选填“向左移动”“向右移动”或“不动”)。
32.(2022·广东广州·一模)(1)如图所示,有一个平面镜斜靠墙放置,小明手持一支激光笔,笔口A点发出的一束光经平面镜反射后在天花板上留下光点B______。
①画出笔口A点在平面镜中的像;②画出上述现象的入射、反射光线和法线;
(2)图中凸透镜的焦距为2cm,透镜的光心恰好位于刻度轴上的3cm处,某垂直于轴放置的物体上M点发出的三条光线经过透镜折射后为图中的光线a、b、c,已知b与c平行。
①在图中画出光线a、b经透镜前的光线并找到M点______;
②经透镜后的光线c相对于它的入射光线______(选填“靠近”或“远离”)主光轴,
③物体经透镜后的成像情况是______(选填“倒立放大的实像”、“正立放大的虚像”或“不能”)。
33.(2022·广东佛山·二模)电脑中常用光电鼠标,其原理就是利用发光二极管照射移动表面(如图),反射光通过成像透镜成像于光学传感器上。鼠标移动时,传感器会连续拍摄鼠标垫表面所成的像,并利用芯片处理比较各个影像的数字信号,反馈到计算机,决定屏幕上的光标移动距离和方向。图中光学传感器、透镜、发光二极管等元件固定在鼠标内。
(1)当发光二极管的光照射在粗糙的鼠标垫上时会发生 ______(选填“镜面反射”或“漫反射”);
(2)当鼠标平放在鼠标垫上,成像透镜距鼠标垫7mm,光学传感器距成像透镜3mm,则在光学传感器上成 ______(选填“倒立”或“正立”)、______(选填“放大”或“缩小”)的 ______(选填“实”或“虚”)像;
(3)将鼠标离开鼠标垫一定高度后悬空向前移动时,电脑显示器上的光标并不移动,是因为像成在光学传感器的______(选填“上”或“下”)方,而且所成的像 ______(选填“变大”“不变”或“变小”)。
34.(2022·广东广州·一模)图为某种光学仪器内部部分光路图,物镜是凸透镜,F为物镜焦点,物体M点发出两条光线,一条光线a经光心O,另一条光线b是经物镜折射后平行于主光轴的光线;
(1)在图中画出光线a经物镜后的光线、光线b经物镜前的光线;______
(2)目镜是_____透镜(选填“凹”、“凸”);
(3)物体M经物镜所成的像相对于物体M是_____(选填“倒立”“正立”)_____(选填“放大”“等大”“缩小”)的像。
35.(2021·广东广州·一模)(1)两条光线通过透镜的光路如图所示,该透镜是______透镜(选填“凸”“凹”),光线a透过玻璃砖,照射在木板上,画出______:
①光线a穿过玻璃砖的大致光路;
②木板M点在玻璃砖AB平面成的像M'。
(2)如图所示,烛焰S点发出三条光线(图中没画出),经过凸透镜后会聚到S点。
①请画出图中三条光线对应的入射光线及烛焰S点______;
②烛焰经凸透镜成的像,相对于物是______的(选填“放大”“缩小”)。
36.(2021·广东汕头·一模)请你用学过的物理知识解答汽车的相关现象:
(1)汽车的后视镜是一个______镜,是因为它能扩大视野;
(2)汽车后挡风玻璃上面有很多的细条纹,其实那些细条纹都是非常细的发热丝,汽车启动后发热丝就会发热,使后挡风玻璃上的水雾发生______(填一种物态变化),就不会影响司机的视野了,到了冬天水凝固结成冰会把水箱胀破,所以往往在水里添加某种试剂使水的凝固点______(选填“降低”、“升高”);
(3)汽车上的“倒车防撞可视雷达”,通过安装在车尾的摄像头对准车后的障碍物,障碍物经摄像头中的凸透镜成倒立______(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像,这个像通过电子调整并传递到显示屏上,司机据此可以准确地了解车后的情况。如果看到显示屏中的障碍物的像变大,则障碍物离车尾的距离变______;(选填“近”或“远”)
(4)小轿车前面安装的挡风玻璃是倾斜的,这样做的好处之一是______。(填字母)
A.倾斜放置的挡风玻璃不易被震碎
B.有利于光的反射,便于观察车外的情况
C.避免车内物品的像成在司机的正前方,保证行车安全
D.使车内物品的像成在司机的前上方,有利于观察车内情况
参考答案:
1.D
【详解】A.放大镜下拇指变大——是手指经过空气、放大镜折射形成的放大的虚像,故A错误;
B.列队时,前面的同学挡住了后面的同学——人是不透明的物体,光线在不透明的介质中不能沿直线传播,故B错误;
C.彩虹——太阳光经过水珠发生色散现象,故C错误;
D.深圳湾大桥的倒影——大桥在水面上成像,是光的反射,故D正确。
故选D。
2.D
【详解】A点射出的光线有无数条,其中有一条平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后过焦点。还有一条过光心不改变方向的光线,两条折射光线会聚成像点A′。
同理B′点射出的光线有无数条,其中有一条平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后过焦点。还有一条过光心不改变方向的光线,两条折射光线会聚成像点B′。
连接A′B′就是AB的像。
故选D。
3.C
【详解】A.手影中影子的形成说明光是沿直线传播的,由于光的直线传播,被物体挡住后,物体后面就会呈现出阴影区域,就是影子,故A不符合题意;
B.透过玻璃砖看到钢笔“错位”了是由于钢笔经玻璃砖的两次折射,属于光的折射现象,故B不符合题意;
C.镜中的“我”,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故C符合题意;
D.用放大镜看字时,字变大了,属于凸透镜成像,是由于光的折射形成的,故D不符合题意。
故选C。
4.C
【详解】AB.摄像头相当于一个凸透镜,其成像原理与照相机相同,人到摄像头的距离在二倍焦距以外时,摄像头拍摄到的是倒立、缩小的实像,故AB错误;
C.根据“凸透镜成实像时物远像近像变小”的规律,当被拍摄的人远离摄像头时,物距变大,像距变小,人经摄像头成的像会变小,故C正确;
D.物体的温度越高,辐射的红外线越强。所以,红外测温利用的是人的体温越高,辐射的红外线越强,故D错误。
故选C。
5.A
【详解】A.平行光经凸透镜折射后过透镜的焦点,所以此透镜的焦距为10cm,故A正确;
BCD.物距是15cm,物距大于1倍焦距小于2倍焦距,成的是倒立、放大的实像,故BCD错误。
故选A。
6.BD
【详解】A.从图像上可看出物体位于2倍焦距处,物距等于像距都为20cm,焦距为10cm。故A不符合题意;
B.当物距u=30cm时,物体位于2倍焦距之外,成倒立、缩小的实像,照相机利用了这条规律,故B符合题意;
C.当物距小于像距时,成倒立、放大的实像,“刷脸支付”没有利用这条规律,故C不符合题意;
D.把物体从距凸透镜8cm处向凸透镜移动过程中,物体在一倍焦距内,所成的像会逐渐变小,故D符合题意。
故选BD。
7.AD
【详解】A.手机摄像头相当于凸透镜,利用手机自拍时,成倒立、缩小的实像,故A正确;
B.手机摄像头相当于凸透镜,凸透镜可以矫正远视眼,故B错误;
C.显微镜物镜成像的原理是投影仪,与手机镜头的成像原理是不同的,故C错误;
D.当手机的摄像头靠近二维码时,物距变小,像距变大,看到二维码所成的像将变大,故D正确。
故选AD。
8. 倒 照相机 不变
【详解】[1][2]由图可知,物距大于像距,即电子蜡烛位于凸透镜的二倍焦距之外,凸透镜成倒立、缩小的实像,照相机的成像原理与之相同。
[3]凸透镜成像性质是由物距所决定的,实验中保持蜡烛和光屏的位置不变,仅更换焦距相同、尺寸更大的凸透镜,相当于物距大小不变,此时光屏上所成像的大小不变。
9.凸透镜
【详解】由图示知,物体发出的光线经盒子后传播方向向透镜的主光轴靠近了,说明盒子中的透镜对光线有会聚作用,是凸透镜。
10. 放大 倒立 实
【分析】(1)在作凸透镜、凹透镜的光路图时,先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图.
(2)凸透镜成像的三种情况和应用.
U>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机.
2f>U>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪.
U<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜.
【详解】(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点.过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变.如图所示:
(2)由图可知,2f>U>f,根据成像规律,此时成倒立、放大的实像.
11. 放大 不能 左
【详解】[1]由图示知,刻度尺的分度值为1cm,蜡烛与凸透镜的距离即物距为18.0cm,而凸透镜的焦距为10.0cm,说明物距大于一倍焦距而小于二倍焦距,所以在光屏上成倒立、放大的实像。
[2]将蜡烛移至25cm刻度线处,物距为5cm,小于一倍焦距,成的是虚像,所以在光屏上不能承接到像。
[3]只将凸透镜换为焦距为8cm的凸透镜,则物距仍为18.0cm,但是物距此时大于二倍焦距,成倒立缩小的实像,像距应小于二倍焦距而大于一倍焦距,所以应将光屏向左移动。
12. ① ②③ ②③①
【详解】[1][2][3]玩具鹦鹉紧靠凸透镜,说明一开始物距小于一倍焦距,此时成正立、放大的虚像,且在一倍焦距远离凸透镜的过程中,看到的像逐渐变大;当大于一倍焦距时,成倒立的实像。所以①是实像,②③是虚像,三个像的顺序为②③①。
13. 望远镜 凸透镜 会聚
【详解】[1]开普勒望远镜物镜使物体成一倒立、缩小的实像,然后再用目镜把这个实像放大,这就是望远镜的原理,由图可知,小明正在模拟的就是望远镜的使用。
[2]望远镜的目镜和物镜都是凸透镜制成的。
[3]凸透镜中间厚,边缘薄,对光线具有会聚作用。
14. 放大 会聚 靠近
【详解】[1]小明将一支点燃的蜡烛放在凸透镜(f=10cm)前18cm(物距)处,因10cm <18cm<20cm,此时物体处于一倍焦距与二倍焦距之间,故凸透镜成倒立、放大的实像。
[2] [3]然后他在蜡烛和凸透镜之间放置了一个远视眼镜片,因远视眼镜片是凸透镜,对光线有会聚作用,光线在光屏前会聚了,所以光屏上烛焰的清晰像变模糊了。若想在光屏上重新得到清晰的烛焰像,他可将光屏靠近凸透镜。
15. 照相机 甲 凹
【详解】[1]眼球好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏, 我们看物体时,通过睫状体的伸缩来调节晶状体的弯曲程度,改变晶状体的焦距,使不同远近的物体都能在物距大于二倍焦距的范围,在视网膜上成缩小、倒立的实像。
[2][3]近视眼是晶状体的曲度变大,会聚能力(即折光能力)增强,像呈在视网膜的前方,应佩戴发散透镜,即凹透镜,使光线推迟会聚。
16. 实 ① 横向放大,纵向不放大
【详解】[1] [2] 圆柱形塑料瓶装有水的部分起到凸透镜的作用,所以其外形中间厚边缘薄,由乙图可知,我们看到的一个字母是左右相反且放大的像,根据凸透镜成像规律,倒立的像一定是实像,此时物体在一倍焦距和二倍焦距之间,若把水瓶靠近字母,若位于焦点以内,还会出现正立放大的虚像,即图丙中①的像。
[3] 根据乙图可知与凸透镜成像相比,该像横向放大,纵向不放大(或横向颠倒,纵向不颠倒)。
17.
【详解】[1][2]过光心的光线,经透镜后传播方向不改变,如图。S点发出的一条光线经过透镜后与主光轴平行,故它的入射光线一定过焦点,如图:
18.
【详解】根据光的反射定律和凹透镜的特殊光线作图.
如图反射光线与镜面的夹角为60度,所以反射角为30度,根据反射角等于入射角画出入射光线,标出入射角30度,如图;
如图入射光线的延长线过凹透镜的焦点,则经过凹透镜折射后,平行于主光轴射出,据此画出折射光线,如图:
点睛:涉及凸透镜或凹透镜的光路作图,应牢记凸透镜和凹透镜的三条光线,在画图中灵活运用,像这一类的作图即可迎刃而解.
19.
【详解】根据光的反射定律,两角相等,即反射角和入射角相等,故入射光线和反射光线的夹角的角平分线即为法线,再过P点做法线的垂线,即为平面镜的位置,指向凹透镜虚焦点的入射光线,将平行主光轴射出,故过折射点做主光轴的平行线,并标上向右的箭头,故如下图所示:
。
20.
【详解】对准凹透镜的虚焦点入射的光线,经透镜折射后,折射光线平行于主光轴;平行于凸透镜主光轴入射的光线,经凸透镜折射后,折射光线的经过凸透镜的焦点;当光从空气中斜射入水中时,在水和空气的界面发生折射,折射角小于入射角,如下图所示。
21.
【详解】对于凸透镜,入射光线过焦点,经凸透镜折射后折射光线主光轴平行。该折射光线又平行于凹透镜的主光轴入射到凹透镜上,则折射光线的反向延长线过凹透镜右边的焦点,如图所示:
。
22.
【详解】因为反射光线好像是从虚像上发出的,已知点光源S在平面镜中的像与凸透镜的焦点F重合,所以反向延长光线a,与主光轴的交点为凸透镜的焦点F;画出像S′(F)的对称点,可得点光源的位置S;光线a过凸透镜的焦点,经凸透镜后折射光线平行于主光轴,如图所示:
23.
【详解】
蜡烛放在如图所示的位置,物距为
u=20cm
蜡烛通过凸透镜成倒立、等大的像,此时
u=2f=20cm
则凸透镜的焦距
f=10cm
凸透镜右侧的焦点在凸透镜右侧“10”刻度处,平行于凸透镜主光轴的光线将凸透镜折射后,折射光线过凸透镜另一侧的焦点,如图所示:
24.
【详解】平行于主光轴的入射光线经过凸透镜折射后,折射光线过焦点,由此可以确定对应的折射光线;过入射点(焦点)垂直于界面作出法线,根据折射角小于入射角,在水中法线的另一侧作出折射光线,故完整的光路如图:
25. 5m/s 大于 8.0 右 靠近
【详解】(1)[1]要测量平均速度,需要知道路程的大小和时间,然后路程除以时间,即可得到平均速度的大小,所以该实验的原理是。
(2)[2]他前400m跑的路程是,跑到400m处示数如图乙,从图乙可以看到,这时间
根据可知,他前400m的平均速度
他前400m的平均速度是5m/s。
(3)[3]跑完800m时示数如图丙,可知这时的示数是2min52s,跑到400m处示数是1min20s,那么后400m需要的时间
后400m需要的时间是92s,根据可知,他后400m的平均速度
他后400m的平均速度约是4.3m/s,他前400m的平均速度是5m/s,他前400m的平均速度大于后400m的平均速度。
(1)[4]从图甲可以看到,透镜左边是平行于主光轴的光,透镜移至如图甲所示位置时,光屏上出现一个最小最亮的光斑,那么这个光斑所在的位置就是透镜焦点所在的位置,透镜对应的位置是10.0cm,光屏对应的位置是18.0cm,那么焦距
该凸透镜的焦距是8.0cm。
(2)[5][6]若蜡烛、光屏和透镜如图乙所示,可看到物距是20.0cm,像距是20.0cm,由[4]可知该凸透镜的焦距是8.0cm,想得到一个倒立等大的实像,根据凸透镜的成像规律可知,物距应该等于两倍焦距,即是物距是16.0cm,像距也是等于两倍焦距,像距是16.0cm,从图乙可以看到,这时光源要向右移动,到达34.0cm的位置,这时物距才是16.0cm,除了要将光源移动以外,还需要将光屏靠近凸透镜,到达66.0cm的位置,这时像距才是16.0cm。
26. 光的直线传播 20 能 右 放大 凸
【详解】第一空.图甲为小孔成像示意图,这属于光的直线传播现象,可以用光的直线传播来解释;
第二空.图乙为探究平面镜成像特点的实验装置,若蜡烛A到玻璃板距离为10m,根据平面镜物像到平面镜的距离相等,蜡烛A的像到玻璃板的距离也是10cm,则蜡烛的像B与蜡烛A之间的距离为10cm+10cm=20cm;
第三空.平面镜所成的像是虚像,虚像是不能成在光屏上的,但玻璃板仍会出现平面镜成像现象,用不透明的挡板在玻璃板后面挡住蜡烛B,在蜡烛A一侧观察,玻璃板后将仍能观察到蜡烛A的像.
第四空.蜡烛到凸透镜的距离为20cm时,光屏上呈现一个倒立等大的像,则2f=20cm,所以f=10cm,将蜡烛向右移动到35cm刻度线处,由物近像远像变大可知,此时需将光屏向右移动适当距离才能再次呈现清晰的像;
第五空.因焦距为10cm,当蜡烛位于35cm刻度线处,物距为50cm-35cm=15cm,大于一倍焦距小于二倍焦距,可以在光屏上得到一个清晰的倒立、放大的实像;
第六空.若不移动光屏的位置,由物近像远像变大可知,此时像落在光屏的右侧,为了使像提前会聚,重新成在光屏上,因此需在烛焰和透镜之间放置一个适当的凸透镜;
27. 12.0 同一高度 缩小 照相机 不是 变大 右
【详解】(1)[1]由甲图可知凸透镜所在刻度为40.0cm,光屏所在刻度为52.0cm,在光屏上得到最小最亮光斑时凸透镜到光屏的距离即为凸透镜的焦距,则凸透镜焦距为
f=52.0cm-40cm=12.0cm
(2)[2]烛焰、水透镜光心和所成的像在同一直线上,要使所成的像在光屏的中央并便于读出物距、像距需将烛焰、水透镜光心和光屏的中心调整至同一高度。
(3)[3]由乙图可知此时的物距大于像距,物距大于像距时成倒立、缩小的实像。
[4]生活中照相机成倒立、缩小的实像,故生活中照相机的工作原理与之相同。
(4)[5]凸透镜成正立的像时成正立、放大的虚像,凹透镜成像时可成正立、缩小的虚像,可知中间气泡并不是凸透镜成像的结果。
[6]倒立的像是凸透镜成像的结果,王亚平靠近水球时物距减小,由物近像远像变大可知,此时倒立的像会变大。
(5)[7]从水透镜中抽水时透镜的凸起程度减小,则焦距变大,光线经凸透镜后光线的交点向右移动,则成的像向右移动,此时需将光屏向右移动才能看到清晰的像。
28. 10.0 放大 投影仪 B 光屏远离透镜 正倒
【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
f=20.0cm-10.0cm=10.0cm
所以凸透镜的焦距是凸透镜的焦距是10.0cm。
(2)[2][3]由图可知此时的物距为15cm,位于一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立放大实像;是投影仪的应用。
(3)[4]当物距小于一倍焦距时,凸透镜成正立放大的虚像,光屏上承接不到,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,C处眼睛在观察光屏,虚像要透过透镜观察,所以应从B处观察。
(4)[5]近视眼镜的镜片为凹透镜,对光有发散作用,可使光线的会聚点推迟延后。因此,不改变眼镜和透镜的位置,要使光屏上再次呈现清晰的像,可以进行的操作是:将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离或将蜡烛向远离凸透镜的方向移动适当距离。
(5)[6]小红同学的实验过程不够全面,因为他只记录了像的大小,没有记录像的正倒,所以他的记录不全。
29. 同一高度 倒立 放大 投影仪 上 下
【详解】(1)[1]调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度,目的是使像呈现在光屏的中央。
(2)[2][3][4]由图可知,物距小于像距且能成清晰的像,故原理和投影仪一样,成倒立放大的实像。
(3)[5][6]蜡烛变短,光屏上的像会偏上,此时应将凸透镜向下,使三者中心还在同一高度。
30. 需要 1 C 4
【详解】(1)[1] 进行凸透镜成像实验时,是利用烛焰成像,要调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度,像才能成在光屏的中央位置,所以需要点燃蜡烛后再调节实验器材高度。
(2)[2]成缩小像时,物距大于二倍焦距,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,物距大于像距;成放大像时,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,像距大于二倍焦距,物距小于像距,所以成缩小像的是1图。
(3)[3]由1图得
,
,
解得
①
由2图得
,
,
解得
②
由①②得
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(4)[4] 3图,像成在视网膜的前方,是近视眼,需要凹透镜矫正。4图,像成在视网膜的后方,是远视眼,需要凸透镜矫正。在题2图中将一镜片放在烛焰和透镜之间后,光屏上的像变模糊了,将光屏向左移动,光屏上再次出现清晰的像,说明所放的镜片对光线有会聚作用,是矫正远视眼的凸透镜,故可矫正4图中的视力缺陷。
(5)[5]
过光心的光线,经凸透镜后方向不变;平行于凸透镜主光轴的光线,经凸透镜后,过凸透镜的焦点;经过凸透镜折射后的光线交于一点,该点是物体AB的A点像的位置,由该点向主光轴作垂线,垂线段即为AB在光屏上所成的像A'B'的大致位置。如下图所示:
31. 倒立放大的实像 不动
【详解】(1)[1]找到入射光线和反射光线的角平分线,即为法线,过O点做法线的垂线,即为平面镜,故如下图所示:
(2)[2]平行主光轴的光线必然过焦点,从a经过透镜后的光线过主光轴的一点,说明此点为焦点,故连接b光线与凸透镜的折射点和焦点,并标上向下的箭头即为b的折射光线,同理画出c的折射光线,故如下图所示:
[3][4]如图所示,焦距为10cm,此时物体在一倍焦距和两倍焦距之间,故成的是倒立的放大的实像;物体MN往透镜方向移动2cm,物体靠近,由于平行主光轴的光线必然过焦点,焦距不变,焦点的位置不变,故 a经过透镜后的光线过主光轴的点不动。
32. 靠近 不能
【详解】(1)[1]通过A做镜面的垂线然后延长相等的距离,该点处为A的像A';连接A'B,A'B与平面镜的交点O为入射点,连接AO即为入射光线,则OB为反射光线,如图所示:
(2)①[2]平行于主光轴的光线,经凸透镜的折射后过另一侧的焦点;光线经凸透镜的光心后传播方向不改变,两条入射光线的焦点为M,据此作图如下:
②[3]凸透镜对光有会聚作用,经透镜后的光线c相对于它的入射光线靠近主光轴。
③[4]由图可知,物距是2cm,凸透镜的焦距是2cm,物距等于焦距,光屏上不能成像。
33. 漫反射 倒立 缩小 实 下 变小
【详解】(1)[1]当发光二极管的光照射在粗糙的鼠标垫上时,反射光线会射向各个方向,因此会发生漫反射。
(2)[2][3][4]由题意可知,当鼠标平放在鼠标垫上,成像透镜距鼠标垫7mm,光学感应器距成像透镜3mm,即物距大于像距,根据凸透镜成像规律可知,成倒立、缩小的实像。
(3)[5][6]将鼠标离开鼠标垫一定高度后悬空向前移动时,相当于增大了物距,此时像距减小,像成在光学感应器的下方,而且所成的像变小,因此电脑显示器上的光标并不移动。
34. 凸 倒立 缩小
【详解】(1)[1]过凸透镜光心的光线传播方向不发生变化,过凸透镜焦点的光线经过凸透镜折射后平行于主光轴,故如图所示:
(2)[2]由图可知,平行于主光轴的光线b经过目镜后会聚了,故目镜是凸透镜。
(3)[3][4]由图可知,物体M在凸透镜的二倍焦距之外,根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立,缩小的实像,是照相机的成像原理。
35. 凹 缩小
【详解】(1)[1]由图示知,光线经过透镜被发散了,所以经过的透镜是凹透镜。
[2]光线a由空气斜射入玻璃中,则折射角小于入射角,折射光线在玻璃砖中继续传播,在AB界面斜射入空气中,此时的折射角大于入射角,且第二次折射时的入射角等于第一次折射时的折射角,据光的折射现象中光路可逆知,第二次的折射角等于第一次的入射角,所以从玻璃砖折射出来的光线与光线a平行。
木板上的M点在玻璃砖的AB面成像,这时的AB面相当于平面镜,据平面镜的成像原理,先将AB面反向延长,然后过M点作AB的垂线,据像到镜面的距离与物体到镜面的距离,确定像点M'的位置。作图如下:
(2)[3]由图示知,经凸透镜折射后的三条光线中:一条经过焦点,此光线的入射光线平行于主光轴;一条经过光心,此光线的入射光线传播方向与折射光线相同,这两条入射光线的交点,即为烛焰S点,连接S与第三个入射点,即为第三条入射光线。所以作图如下:
[4]由作出的图示知,烛焰经凸透镜成像时的物距大于像距,所以所成的是缩小、倒立的实像。
36. 凸面 汽化 降低 缩小 近 C
【详解】(1)[1]汽车的后视镜实质是一个凸面镜,对光线起发散作用,可以扩大视野。
(2)[2]汽车启动后发热丝就会发热,使后挡风玻璃上的水雾吸热,由液态变为气态,所以发生了汽化。
[3]到了冬天水凝固结成冰会把水箱胀破,所以为了使水不容易凝固结冰,往往在水里添加某种试剂使水的凝固点降低。
(3)[4]摄像头在工作时,物体距离凸透镜的距离大于二倍焦距,此时成倒立、缩小的实像。
[5]如果看到显示屏中的障碍物的像变大,由凸透镜成像规律可知,此时物距变小,像距变大,即碍物离车尾的距离变近。
(4)[5]小汽车前面的挡风玻璃相当于平面镜,平面镜成像的特点是像与物关于平面镜对称,如果竖直安装,车内物体的像会在正前方,干扰司机观察路况,倾斜安装可以避免车内物品的像成在司机的正前方,保证行车安全。
故选C。