专题四 透镜及其应用 （含解析） 中考一轮复习收官测试卷

专题四 透镜及其应用——中考一轮复习收官测试卷
（试卷满分：100分；考试时间：60分钟）
一、选择题：本题共12小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，每小题4分。
1.为满足特殊人群的需求，有一种眼镜的镜片可以改变（如图甲），它的改变是通过在透明的薄膜中注入或抽出光学液体来实现。图乙是某人看远处物体时的成像情况，此时该人的视力缺陷和矫正时应选择的镜片是( )
A.近视眼，镜片Ⅰ B.近视眼，镜片Ⅱ C.远视眼，镜片Ⅰ D.远视眼，镜片Ⅱ
2.如图1，在装有水的杯子里，小红将一支铅笔分别紧贴杯壁内、外竖直放置，两次都观察到铅笔放大的像，俯视图如图2、图3所示。下列说法正确的是( )
A.图2中铅笔向前移，像一直变小 B.图2中铅笔向前移，像先变小后变大
C.图3中铅笔向后移，像一直变大 D.图3中铅笔向后移，像先变小后变大
3.为方便旅客出行，高铁站安装了人脸识别门禁系统，如图所示。乘客通过摄像头拍摄的面部信息，与身份信息进行比对，比对成功后自动开门。下列说法正确的是( )
A.门禁摄像头对太阳光有发散作用
B.识别时，人脸位于摄像头一倍焦距以内
C.人脸靠近摄像头时，屏幕上所成的像会变大
D.门禁系统的这种摄像头可以用来矫正近视眼
4.如上图所示，小金通过焦距为12cm的凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的像。下列说法正确的是( )
A.“关灯”两字是放大的虚像
B.提示牌上“关灯”两字在凸透镜的焦点上
C.提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于24cm
D.提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于12cm
5.如图所示，四个图画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中凸透镜是( )
A. B.
C. D.
6.小明不小心把一个玻璃凸透镜摔坏了，他用这个残缺了三分之一的凸透镜（如图所示）做“探究凸透镜成像规律”的实验，光屏上接收到的是( )
A.不能接收到像 B.只有三分之二的物体的像
C.一个无法调清晰的“像” D.一个稍暗的完整的像
7.如图是小华同学自制的一个投影仪模型。将手机和凸透镜分别固定在纸盒的两端，调整“投影仪”到墙面的距离，可在墙上看到手机画面清晰的像。下列说法正确的是( )
A.墙上手机画面的像是放大的虚像
B.自制投影仪的凸透镜焦距可能是
C.将手机正立放置，在墙上看到的像是正立的
D.若想让像变大，可适当缩短纸盒的长度
8.物理实践活动课上，小明将半透明纸蒙在较粗纸筒的P端，将凸透镜安装在较细纸筒的Q端（凸透镜未画出），两纸筒套在一起组成模拟照相机，如图所示。通过调节P、Q的间距，他看到了桌子上蜡烛的火焰在半透明纸上成的等大的像，再次调节P、Q的间距，他看到了窗外更远处大树在半透明纸上成的像。下列对P、Q间距调节和对大树的像描述正确的是( )
A.增大P、Q间距 倒立、放大的实像
B.减小P、Q间距 倒立、缩小的实像
C.增大P、Q间距 正立、放大的虚像
D.减小P、Q间距 正立、缩小的虚像
9.如图甲所示，把一支铅笔水平地放在空玻璃瓶的后方，透过玻璃瓶观察到的情形如图乙；将玻璃瓶灌满水后，将铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动，同时透过玻璃瓶观察铅笔的像。
关于以上实验，下列说法正确的是( )
A.如图乙，人能透过空玻璃观察到铅笔是光的反射成像，此像是虚像
B.人透过装水的玻璃瓶可以观察到如图A所示的像，此像是虚像
C.人通过盛水的玻璃瓶可以观察到如图B所示的像，此像是实像
D.人通过盛水的玻璃瓶可以观察到如图C所示的像，此像是实像
10.在同一张眼球彩图上，用凸透镜代表晶状体，用平行光照射透镜，观察到如图甲、乙、丙所示的现象、其中透镜A比透镜B薄，透镜C为凹透镜，下列说法中正确的是( )
①透镜A的焦距大于透镜B
②晶状体焦距变长导致近视眼
③凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用
④仅将图丙中透镜C向右移动，平行光在眼球后方的会聚点位置不变
A.只有① B.只有①③ C.只有①③④ D.①②③④都正确
11.如图甲，某透镜L正对太阳光，在另一侧与透镜平行放置一张白纸，在白纸上看到的现象如图乙。下列判断正确的是( )
A.透镜远离白纸，若Ⅰ区变小，则L是凸透镜
B.透镜靠近白纸，若Ⅱ区变大，则L是凹透镜
C.无需操作，就能判断该透镜是凸透镜
D.无需操作，就能判断该透镜是凹透镜
12.如图所示装有水的圆柱形试管内留有一稍大空气泡，将试管水平放在白纸上方，让太阳光竖直照射到试管上，可以发现白纸上与空气泡相对应的位置上，有一椭圆，而其它部分竟是一条与试管平行的亮线，下列分析错误的是( )
A.该现象是因为光的折射
B.试管中充满水的部分相当于凸透镜
C.白纸上椭圆部分比周围亮
D.把白纸从贴近试管位置向下移动到较远处过程中，亮线先变细后变粗
二、填空题，每空2分，共30分。
13.据专家介绍，12~18岁是青少年近视的高发期，爱眼护眼势在必行。如图所示，_________（选填“甲”或“乙”）图表示近视眼成像原理，应佩戴_________（选填“丙”或“丁”）图的眼镜进行矫正。
14.如图所示，a、b是由点光源S发出的两条光线经过凸透镜后的折射光线，可以判断此时S经凸透镜成的像相对于S是________（选填“缩小”或“放大”）的像；若要使S在光屏上成放大的像，应该将S________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜.
15.如图甲所示，向透明塑料袋内吹气后，将袋口扎紧，再在袋口下挂一重物，将它放入盛水的玻璃容器中，就成了一个“空气透镜”，当平行光束正对这个“空气透镜”照射，射出的光束将成为________（会聚/发散）光束。乙图中，根据光的传播路径，应该在虚线框内放入________（凸/凹）透镜。丙图中，分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴射入，将会发现________（红/紫）光对凸透镜的焦距小。
16.如图所示，小明透过水滴状的鱼肝油胶囊观察积木，发现上面的数字“9”变成了“6”，与该成像原理相同的光学仪器有_______；若想让“6”变大一些，可将积木与胶囊的距离_______。
17.如图所示，将水滴在刻度尺上，会看到刻度间距变宽了，这是光的______现象；刻度尺通过水滴成正立放大的虚像，相当于一个______（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）。
18.阅读短文，回答问题。
菲涅尔透镜
图甲是一个平凸透镜，当平行光束从平凸透镜的平面一侧垂直入射时，这些光束在透镜内部的传播方向保持不变，它们仅在通过透镜另一侧的曲面时才会发生偏折，并最终会聚于一个焦点。接下来，如果我们移除平凸透镜的深色部分（如图乙），仅保留曲面的白色区域（如图丙），并将这部分向左平移至原透镜的平面位置（如图丁），这样得到的透镜就被称为菲涅尔透镜，也被称为螺纹透镜。与平凸透镜相比，光在菲涅尔透镜中传播时减少了在透镜中直线传播的部分，只保留透镜发生折射的曲面，因此，在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失。
菲涅尔透镜有着广泛的应用，大型菲涅尔透镜是聚光太阳能系统中重要的光学部件之一。如图戊，当透镜非螺纹面面向太阳光，太阳光垂直照射到菲涅尔透镜上时，光通过菲涅尔透镜会聚到焦点上。若将太阳能电池板放置在一半焦距处，光束会聚后照射面积仅为原来的四分之一，因而所需太阳能电池板面积也就减小为原来的四分之一，大大节约成本的同时，也提高了单位面积上接收到的光照强度。
（1）当平行光由平凸透镜平面一侧垂直入射，在______（选填“透镜平面一侧”或“透镜曲面一侧”）会发生偏折。
（2）菲涅尔透镜对光有______（选填“会聚”或“发散”）作用，与平凸透镜相比，菲涅尔透镜具有的优点是______（写出一条即可）。
（3）图戊中，将一太阳能电池板放置于菲涅尔透镜下方的一半焦距（即）处，与不放置菲涅尔透镜相比，太阳能电池板上受光照的部分在相同时间内接收到的光能提高为原来的______倍。（不考虑光在传播过程中的能量损失）
三、实验探究题，共22分。
19.（10分）小明用自制的水透镜做实验。
（1）如图甲，平行于主光轴的光射向水透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑，水透镜相当于________（选填“凸”或“凹”）透镜。向水透镜里注水时，光斑变大，向左移动光屏，光屏上再现最小、最亮的光斑，说明水透镜的________改变了；
（2）调节F形光源、水透镜和光屏至图乙位置时，光屏上得到清晰的像，这个像是________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的。写出一个利用此成像原理制成的光学仪器：________；
（3）如图乙，向水透镜中注水，光屏上的像变模糊。将光源向右移动，光屏上的像再次变清晰。若不移动光源，需要在水透镜的左侧“佩戴”一个合适的________（选填“凸”或“凹”）透镜，才能在光屏上再现清晰的像。以上过程是模拟________（选填“近视眼”或“远视眼”）及其矫正。
20.（12分）在探究“凸透镜成像规律”的实验中：
（1）在光具座上，将蜡烛、光屏安装在凸透镜两侧，_______（选填“需要”或“不需要”）点燃蜡烛，为了使烛焰的像能呈在光屏的中央，在调节三者高度时，比较便捷的方法是：_______；
（2）甲图是某一次获得清晰像的实验情景，此时在光屏上得到的是倒立、_______（选填“放大”或“缩小”）的实像，_______（填光学仪器名称）就是利用这一成像规律来工作的；如果将蜡烛向远离凸透镜的方向移动，为了能在光屏上得到清晰的像，光屏应向_______（选填“左”或“右”）移动；
（3）在如甲图所示实验的基础上，小华在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，如图乙所示，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏适当靠近凸透镜后，光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是_______（选填“近视”或“远视”）眼镜；
（4）“F”光源、透镜和光屏如图丙放置，在光屏上可呈现清晰的像，若人眼在图示位置观察，则看到的像如图丁中的_______。
答案以及解析
1.答案：A
解析：由题图乙可知，某人看远处物体时，像成在了视网膜的前方，所以是近视眼，需要配戴凹透镜矫正，镜片Ⅰ是凹透镜。故选A。
2.答案：A
解析：装有水的杯子在水平方向上相当于凸透镜，小红将一支铅笔分别紧贴杯壁内、外竖直放置，两次都观察到铅笔放大的像，由此可知像与铅笔在透镜的同侧，则可知透镜成的是正立、放大的虚像，且图2、3中的铅笔均在透镜的一倍焦距之内。图2中的铅笔向前移，物距变小，由凸透镜成虚像时的规律可知，像距也变小，像一直变小。图3中的铅笔向后移动，物距变大，当铅笔在透镜的一倍焦距以内时，由凸透镜成虚像时的规律可知，像距也变大，像变大；当铅笔在透镜的一倍焦距和二倍焦距之间时，成左右相反、放大的实像，物距变大时，像距变小，像变小；当铅笔在透镜的二倍焦距以外时，成左右相反、缩小的实像，物距变大时，像距变小，像变小；所以图3中铅笔向后移，像先变大后变小。综上所述，A正确。
3.答案：C
解析：门禁摄像头是凸透镜，对太阳光有会聚作用，故A错误；
识别时，成像原理和照相机相似，人脸位于摄像头二倍焦距以外，故B错误；
人脸靠近摄像头时，物距变小，像距变大，像也变大，所以，屏幕上所成的像会变大，故C正确；
门禁系统的这种摄像头是凸透镜，可以用来矫正远视眼，近视眼需要配戴凹透镜矫正，故D错误。
故选C。
4.答案：A
解析：由图可知，像是正立的，所以成正立放大的虚像，由凸透镜成像规律可知，当物距小于一倍焦距时，成正立放大的虚像，由于该凸透镜焦距为12cm，所以提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于12cm，故A正确，BCD错误。
故选A。
5.答案：C
解析：由图知，折射光线相对于入射光线是发散的；凹透镜对光线有发散作用，ABD是凹透镜，故ABD不符合题意；
入射光线经透镜折射后变得会聚，凸透镜对光线有会聚作用，所以C是凸透镜，故C符合题意；
故选C。
6.答案：D
解析：凸透镜缺一部分，光经过其它部分仍能成像，不影响像的完整性，由于镜面变小，成像光线变少，像会变暗一些，所以，光屏上接收到的是一个稍暗的完整的像，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
7.答案：D
解析：能够在光屏上承接，说明是实像，故A错误；
当物距为一倍焦距时不成像，故凸透镜焦距小于20cm，故B错误；
投影仪成倒立放大的实像，将手机正立放置，在墙上看到的像是倒立的，故C错误；
根据凸透镜成实像时的特点，“物近像远像变大”，若想让像变大，可适当缩短纸盒的长度即减小物距，故D正确。
故选D。
8.答案：B
解析：通过调节P、Q的间距，他看到了桌子上蜡烛的火焰在半透明纸上成的等大的像，此时物距等于像距等于二倍焦距，再次调节P、Q的间距，看到了窗外更远处大树在半透明纸上成的像，此时物体距离透镜的距离较远，物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，故应减小P、Q的间距，在半透明膜上成大树倒立、缩小的实像，故ACD错误，B正确。
故选B。
9.答案：C
解析：A.把一支铅笔水平地放在空玻璃瓶的后方，透过玻璃瓶观察到图乙的像是光的折射成像，此像是虚像，故A选项错误；
D.玻璃瓶装满水相当于一个凸透镜。当铅笔由靠近瓶子的位置逐渐远离时，透过透镜会看到正立、放大的虚像，并且先逐渐变长，如图C，故D选项错误；
C.当到达某一位置时，铅笔尖忽然改变方向，成倒立、放大的实像，如图B，继续移动像逐渐变短变小，如图D，故C选项正确；
B.该“水透镜”左右两侧薄，中间厚，所以在一倍焦距内纵向上几乎不会放大，即笔不会变粗，所以A图中的现象不会发生，故B选项错误。
故选C。
10.答案：B
解析：①根据甲、乙可知，平行光线经过透镜A后的会聚点到光心的距离大于平行光线经过透镜B后的会聚点到光心的距离，这说明透镜A的焦距大于透镜B，故①正确；
②晶状体焦距变长，会聚能力变弱，使像成在了视网膜的后方，导致远视眼，故②错误；
③根据透镜对光线的作用，凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用，故③正确；
④仅将图丙中透镜C向右移动，经过透镜B的入射光线改变了，所以眼球后方的会聚点位置也会改变，故④错误。
故选B。
11.答案：D
解析：由图乙知，透镜对太阳光有发散作用，因为中间的Ⅰ区比边缘的Ⅱ区暗，太阳光不是向中间会聚，而是向四周发散，所以可判断为凹透镜，故ABC错误，D正确。
故选D。
12.答案：C
解析：AC.由于气泡的存在，气泡周边的水形成中间薄边缘厚的凹透镜，凹透镜对光线有发散作用。凹透镜会使光线向外偏折，所以在气泡对应的位置下方的白纸上会出现黑影，故A正确，不符合题意；C错误，符合题意；
B.圆柱型试管充满水的地方，中间比边缘厚，相当于凸透镜，故B正确，不符合题意；
D.亮线的位置相当于焦点的位置，如果把白纸从靠近试管向下移动过程中，经过焦点时亮线最细；从焦点处向下继续移动时，亮线变粗，是因为光线继续由焦点的位置向前沿直线传播，故D正确，不符合题意；
故选C 。
13.答案：乙；丁
解析：近视眼是晶状体太厚折光能力太强，或者眼球在前后方向太长，来自远方的光在视网膜前便会聚了，即像成在视网膜的前方，因此图乙是近视眼的成像原理，所以应佩戴凹透镜，先将光线发散一下，使像成在视网膜上。图丙是放大镜，成正立放大的虚像，放大镜属于凸透镜；而近视镜成正立缩小的虚像，图丁成缩小的像，是近视镜，因此应佩戴丁图的眼镜进行矫正。
14.答案：放大；远离
解析：由题图可知，点光源S发出的两条光线经过凸透镜后的折射光线呈发散状，则点光源S位于凸透镜的1倍焦距以内（），由凸透镜的成像规律可知，此时成正立放大的虚像；若要使S在光屏上成放大的像（放大的实像），则，应该将S远离凸透镜.
15.答案：发散；凸；紫
解析：甲图中，水中的空气可以把水分解为两个“水凹透镜”（中间薄，边缘厚），凹透镜对光有发散作用，因此当平行光束射到这个“空气透镜”上时，射出的光束将成为发散光束。
凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用；由乙图的光传播路径可知，下面的入射光线经过透镜后往右上射出，上面的入射光线经透镜折射后往右下射出，说明光线会聚后又发散了，由此可知，该透镜对光有会聚作用，为凸透镜，故应该在虚线框内放入凸透镜。
由于红光被透镜偏折的程度小，紫光被透镜偏折的程度大，当红光和紫光分别平行射向相同的凸透镜时，红光的会聚点，也就是红光的焦点距离透镜远，而紫光的焦点离透镜近，所以红光对凸透镜的焦距大，紫光对凸透镜的焦距小。
16.答案：照相机（合理即可）；减小
解析：水滴状的鱼肝油胶囊相当于凸透镜，由题图可知，积木经胶囊成倒立、缩小的实像，与照相机的成像原理相同。由凸透镜的成像规律可知，若想让“6”变大一些，则应使物距变小，故应减小积木和胶囊的距离。
17.答案：折射；放大镜
解析：滴在刻度尺上水滴的相当于一块凸透镜，光线经过水和空气两种介质，在传播过程中发生了折射。
由凸透镜成像规律可知，放大镜的物距在一倍焦距以内，成的是正立放大的虚像，与图中水滴成像原理相同，故水滴相当于一个放大镜。
18.答案：（1）透镜曲面一侧（2）会聚；减少了光在透镜中传播的光能损失（3）4
解析：（1）因为平行光由平凸透镜左侧垂直入射，在透镜中传播方向不变，只有经透镜另一侧曲面时才会发生偏折，并会聚于焦点，所以当平行光由平凸透镜平的一面垂直入射，在经透镜另一侧曲面时才会发生偏折。
（2）因为菲涅尔透镜与平凸透镜一样，仍能将平行于主光轴的光线会聚于焦点，它们对光线都有会聚作用，工作原理相同。
由“若将太阳能电池板放置在一半焦距处，光束会聚后照射面积仅为原来的四分之一，因而所需太阳能电池板面积也就减小为原来的四分之一，大大节约成本的同时，也提高了单位面积上接收到的光照强度。”可知与平凸透镜相比，菲涅尔透镜具有的优点是减少了光在透镜中传播的光能损失。
（3）如下图所示，太阳能板置于菲涅尔透镜正后方的一半焦距处，太阳能板受光照部分直径CD是螺纹透镜直径AB的，所以由可知，太阳能板上受光照部分面积是螺纹透镜面积的，不考虑光传播过程中能量的损失，即两者上的光能是相等的，所以太阳能板上受光照部分的光能提高为原来的4倍。
19.答案：（1）凸；焦距（2）缩小；照相机（3）凹；近视眼
解析：（1）平行于主光轴的光射向水透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑，说明该水透镜对光有会聚作用，水透镜是凸透镜；向水透镜里注水时，水透镜变凸一些，向左移动光屏，光屏上再现最小、最亮的光斑，水透镜的焦点到透镜的光心的距离变小了，即水透镜的焦距变小。
（2）图乙中，物距大于像距，即物距大于2倍焦距，成倒立、缩小的实像，照相机根据此原理制成的。
（3）向水透镜中注水，对光的会聚能力变强，凸透镜的焦距变小，像成在光屏的前方，凸透镜成实像时，物近像远像变大，将光源向右移动，光屏上的像再次变清晰；若不移动光源，需要在水透镜的左侧“佩戴”一个合适的凹透镜，凹透镜对光有发散作用，会将光线推迟会聚成像，近视眼的折光能力变强，像成在视网膜的前方，需要佩戴凹透镜进行矫正，所以该过程是模拟近视眼及其矫正。
20.答案：（1）需要；使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上
（2）放大；投影仪；左
（3）远视
（4）B
解析：（1）因实验时，是观察烛焰的像，因此需要点燃蜡烛。
为了使烛焰的像能呈在光屏的中央，应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心，使它们在同一高度上。
（2）由图甲知，凸透镜成实像时，物距小于像距，凸透镜成倒立放大的实像，利用这个规律制成的光学仪器是投影仪。
如果将蜡烛向远离凸透镜的方向移动，则物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小的规律，为了能在光屏上得到清晰的像，则应减小像距，因此应将光屏向左移动。
（3）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。
（4）图丙中，物距大于像距，成倒立缩小的实像，像与物上下、左右都颠倒，故AC不符合题意，B符合题意。
故选B。