模块一 专题03 透镜及其应用（解析版 )

考向一：透镜 1 （2024 广西）如图所示的眼镜片是（ ） 凸面镜 B 凹面镜 凸透镜 D 凹透镜 【答】 【解析】图中眼镜片将字放大，成正立放大的虚像，所以眼镜片是凸透镜。故符合题意，BD 不符合 题意。 故选。 2 （2024 安徽省）据晋代张华的《博物志》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则得 火。”这种利用冰透镜向日取火的方法，体现了我国古代劳动人民的智慧。如图所示，若把冰块制 成的凸透镜正对着太阳，将太阳光看成平行光，冰透镜的焦点为F，请在图中完成光路。 【答】如图所示 【好题汇编】2024 年中考物理真题分类汇编（全国通 用） 模块一 声光力热电磁知识真题 专题03 透镜及其应用 基础把关 【解析】根据凸透镜对光的三条特殊光线可知，平行于主光轴的光线经凸透镜后向焦点会聚。 3 （2024 福建）在图中，根据折射光线画出对应的入射光线。 【答】如图所示 【解析】通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴射出，过光心的光线传播方向不变。 4 （2024 重庆B）在图中，画出平行于凸选镜主光轴的入射光线B 经透镜折射后的光线． 【答】如图所示 【解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。 5 （2024 山东滨州）根据图中的入射光线或折射光线，画出相应的折射光线或入射光线。 【答】如图所示 【解析】根据凸透镜的三条特殊光线可知，过光心的光线经凸透镜后传播方向不变，平行于主光轴 的光线，经凸透镜后过焦点。 6 （2024 四川宜宾）如图所示，根据透镜对光的作用，将图中三条光线补充完整。 【答】如图所示 【解析】凹透镜对光线有发散作用，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长 线过焦点；延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴，过光心的光线传播方向不 变。 考向二：生活中的透镜 1 （2024 四川达州）光，让我们的世界充满温暖，让我们的世界绚丽多彩。下列有关光现象的描 述错误的是（ ） 甲图中射击时要求“三点一线”，是利用光的直线传播原 理 B 乙图中太阳光经过三棱镜后，在白屏上呈现彩色光带，说明太阳光是由 多种色光混合而成 丙图中通过平静的湖面可以看到廊桥在水中的倒影，这是光的反射现象 D 丁图中我们透过放大镜看到的是正立、放大的实像 【答】D 【解析】．射击时要求“三点一线”，即枪口、准星和靶心在同一直线上，这是利用了光的直线传 播原理，故正确，不符合题意； B．太阳光经过三棱镜后，被分解成各种色光，这是光的色散现象，说明太阳光是由多种色光混合 而成的，故B 正确，不符合题意； ．通过平静的湖面可以看到廊桥在水中的倒影，属于平面镜成像，是光的反射现象，故正确，不符 合题意； D．放大镜成正立、放大的虚像，故D 错误，符合题意。 故选D。 2 （2024 长春市）用凸透镜看远处的物体，看到的像是（ ） 放大的 B 等大的 倒立的 D 正立的 【答】 【解析】用凸透镜看远处的物体，物体到凸透镜的距离是物距，且大于了二倍焦距，成缩小、倒立 的实像，会聚成实像的光线继续沿直线传播，进入人的眼睛，眼睛看到倒立、缩小的实像，故BD 不符合题意，符合题意。 故选。 3 （2024 山东滨州）关于光现象，下列说法正确的是（ ） 小孔成像是由光的折射形成的 B “潭清疑水浅”是由光的反射形成的 用手机扫描二维码时，二维码应位于手机摄像头的二倍焦距以外 D 近视眼需要配戴由凸透镜片制成的眼镜进行矫正 【答】 【解析】．小孔成像是由光沿直线传播形成的，故错误； B．“潭清疑水浅”是光由水中射向空气时发生折射，光远离透镜偏折，人眼沿着折射光线看过去， 觉得水很浅，因此由光的折射形成的，故B 错误； ．用手机扫描二维码时，摄像头相当于照相机，根据凸透镜成像的特点可知，二维码应位于手机摄 像头的二倍焦距以外，此时成倒立缩小的实像，故正确； D．近视眼是晶状体太厚，对光的会聚能力变强，使像成在视膜的前方，因此需要配戴由凹透镜片 制成的眼镜进行矫正，故D 错误。 故选。 4 （2024 内蒙古包头）工匠师维护精密仪表时，在眼睛前戴一个凸透镜，便于观察仪表的细微之处， 如图所示。 （1）凸透镜起到______的作用； （2）凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的______焦距范围之内； （3）通过凸透镜看到的是仪表______（填“正立”或“倒立”）的像，像的位置与仪表的位置在凸 透镜的______侧。 【答】 （1）放大镜 （2）一倍 （3）正立 同 【解析】（1）中间厚两边薄的透镜叫凸透镜，工匠师维护精密仪表时，在眼睛前戴一个凸透镜，便 于观察仪表的细微之处，凸透镜起到放大镜的作用。 （2）当物体在凸透镜一倍焦距范围内时，成正立、放大的虚像，故凸透镜与仪表的距离应在一倍焦 距范围之内。 （3）当物体在凸透镜一倍焦距范围内时，通过凸透镜看到的是仪表正立的像，像的位置与仪表的位 置在凸透镜的同侧。 考向三：凸透镜成像的规律 1 （2024 山东临沂）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示 时，光屏上承接到烛焰清晰的像。保持凸透镜的位置不变，则（ ） 实验所用凸透镜的焦距可能为100m B 光屏上承接到的像是烛焰倒立、放大的实像 将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上仍能承接到像 D 将蜡烛移至450m 刻度线上，光屏上仍能承接到像 【答】 【解析】B．如图，物距和像距 联立以上两式解得 凸透镜的焦距不可能为10m，此时物距大于像距，光屏上成倒立、缩小到实像，故B 不符合题意； ．将蜡烛和光屏的位置互换，物距和像距互换，根据光路可逆可知，光屏上仍能承接到倒立放大的 实像，故正确； D．将蜡烛移至450m 刻度线上，物距为 5m，小于焦距，此时烛焰成虚像，光屏上不能承接到像， 故D 不符合题意。 故选。 2 （2024 云南）如图所示，在探究凸透镜成像规律的实验中，若此时光屏上成清晰的像，下列说法 正确的是（ ） 光屏上成倒立、放大的实像 B 光屏上成倒立、缩小的实像 照相机是利用该成像原理制成的 D 投影仪是利用该成像原理制成的 【答】B 【解析】由图可知，此时物距大于像距，成的是倒立、缩小的实像，与照相机的成像原理相同，投 影仪成的是倒立、放大的实像。 故选B。 3 （2024 江苏无锡市）用焦距为10m 的凸透镜探究凸透镜成像的规律，将点燃的蜡烛、凸透镜、光 屏置于光具座上如图所示的位置，下列说法中正确的是（ ） 只向左移动光屏至适当位置，光屏上能呈现烛焰缩小的像 B 只向右移动光屏至适当位置，光屏上能呈现烛焰放大的像 只向右移动蜡烛至适当位置，光屏上能呈现烛焰放大的像 D 只移动凸透镜至适当位置，光屏上能呈现烛焰等大的像 【答】D 【解析】图中物距为 450m-350m=100m 凸透镜的焦距是10m，物距等于焦距，光屏不能成像，只向左或向右移动光屏至适当位置，光屏上 不能成像，故B 错误； ．只向右移动蜡烛至适当位置，物距小于焦距，成正立放大的虚像，光屏不能成像，故错误； D．将凸透镜移动到55m，物距为 550m-350m=200m 像距为 750m-550m=200m 此时 u=v=2f 光屏上能呈现烛焰等大的像，故D 正确。 故选D。 4 （2024 上海）光具座上有凸透镜、光屏及发光源各一个。当光屏和凸透镜的距离为10m 时，此时 在光屏上成缩小的像。物理王把光屏沿着光具座移动5m 后，再次移动光源的位置使成清晰的像。 对于该像的情况，下列选项正确的是（ ） 一定成放大的像 B 可能成缩小的像 成像可能比原来小 D 成像一定比原来小 【答】B 【解析】D．当光屏成倒立、缩小的实像，则 f<v=10m<2f 此时解得 5m<f<10m 把光屏沿着光具座靠近凸透镜5m 时 v=10m-5m=5m<f 光屏不成像； 把光屏沿着光具座远离凸透镜5m 后，再次移动光源的位置使成清晰的像，则 f<v=10m+5m=15m<2f 像距变大，物距变小仍为u>2f，根据“物近像远像大”的成实像规律，成像大小变大，但只是比原 来变大了，故D 错误； B．当u>2f 时，光屏上成倒立、缩小的实像，故错误，B 正确。 故选B。 5 （2024 天津）在用一凸透镜研究其成像的规律时，某同学得到的部分实验信息如下表所示。根据 表中信息判定下列说法正确的是（ ） 实验次 序 物距/m 像的性质 像距/m 1 20 倒立、等大、实 像 2 30 15 3 15 倒立、放大、实 像 30 第1 次实验的像距为20m B 第2 次实验成倒立、缩小的实像 第3 次实验成像特点与照相机成像特点相同 D 若物距是12m，物体通过透镜所成的像是虚 像 【答】B 【解析】．当物距为20m 时，成倒立、等大的实像，则物距等于二倍焦距，即f=10m，此时像距等 于物距，也为20m，故正确； B．当物距为30m 时，物距大于二倍焦距，所以此时成倒立缩小的实像，故B 正确； ．当物距为15m 时，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，所以此时成倒立放大的实像，其应用是幻灯 机或投影仪，而照相机是根据物距大于二倍焦距时，成倒立缩小实像的原理制成的，故错误； D．若物距是12m，即物距大于一倍焦距小于二倍焦距，所以此时成倒立放大的实像，故D 错误。 故选B。 6 （2024 江苏扬州）在探究凸透镜成像规律时，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，光屏上的像 清晰，此成像规律的应用是（ ） 照相机 B 放大镜 摄像机 D 投影仪 【答】D 【解析】如图，此时物距小于像距，成的是倒立、放大的实像，此成像规律的应用是投影仪，故B 不符合题意，D 符合题意。 故选D。 7 （2024 江苏连云港）小明将凸透镜正对太阳光，在距离凸透镜10m 的白纸上呈现一个最小、最亮 的光斑，此凸透镜的焦距为_______m。如图是他用该凸透镜观看书本上“中国梦”三个字时的情况， 如果他想看到更大的正立的“国”字，小明需要将凸透镜______书本（选填“远离”或“靠近”）， 凸透镜和书本的距离应满足的条件是________。 【答】 10 远离 小于10m 【解析】平行光经过凸透镜折射后会聚于一点，这一点就是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离为焦 距，所以根据题意可知此凸透镜的焦距为10m。 因为想要看到正立的像，所以可知此时凸透镜相当于一个放大镜，放大镜利用的是当物距小于一倍 焦距时，成正立、放大的虚像的原理，所以想看到正立的“国”字，凸透镜和书本的距离应小于 10m，而当凸透镜成正立、放大的虚像时，物距越大，像距越大，成的虚像越大，所以可知想要看 到更大的正立的“国”字，小明需要将凸透镜远离书本，但是距离不能大于10m。 8（2024 苏州） 探究凸透镜成像规律的实验中，蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示，光屏上恰好 成清晰的像，该像是倒立、_________的实像，此凸透镜的焦距是_________m。凸透镜和光屏位置 不动，将蜡烛远离凸透镜，给凸透镜“戴上”合适的_________镜，可再次获得清晰的像。 【答】 等大 150 凹透 【解析】由图可知，物距 u=500m-200m=300m 像距 v=800m-500m=300m 则物距等于像距，根据凸透镜成像规律可知，此时成倒立、等大的实像。 物距等于像距时，有 u=v=2f=300m 解得f=150m。 凸透镜和光屏位置不动，将蜡烛远离凸透镜，物距会变大，像距会变小，为了再次获得清晰的像， 需要使光线向远离凸透镜方向会聚，故需要给凸透镜“戴上”合适的凹透镜。 9 （2024 四川遂宁）亮亮在探究凸透镜成像规律时，用甲图所示的方法测凸透镜的焦距，图中光屏 上呈现最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距是_________m（估读到分度值的下一位）。当凸透镜和 蜡烛的位置如乙图所示时，光屏上呈现一个清晰的像，此时成像的原理与_________（选填“照相 机”、“投影仪”或“放大镜”）相同。 【答】 100 投影仪 【解析】由图甲可知，刻度尺的分度值为1m，光屏上出现的最小、最亮的光斑即为焦点，焦点到凸 透镜的距离是 600m-500m=100m 所以凸透镜的焦距是100m。 当凸透镜和蜡烛的位置如乙图所示时，光屏上呈现一个清晰的像，由图乙可知，物距小于像距，根 据凸透镜成像规律可知，此时成倒立放大的实像，此时的成像原理与投影仪相同。 10 （2024 河北）如图所示，烛焰经凸透镜在光屏上成清晰的像，此成像原理可用于制作__________ _。不改变蜡烛与光屏的位置，向___________（选填“左”或“右”）移动凸透镜到某一位置，能 再次在光屏上成清晰的像。若烛焰的高度大于凸透镜的直径，在足够大的光屏上___________（选填 “能”或“不能”）成清晰且完整的像。 【答】 投影仪 右 能 【解析】根据凸透镜的成像规律可知，此时物距小于像距，成倒立、放大的实像，是投影仪的成像 原理。 根据光路可逆知识可知，在不改变蜡烛和光屏的情况下，向右移动凸透镜，当现在的物距等于原来 的像距，现在的像距等于原来的物距时，会再次在光屏上成清晰的像。 由题意可知，此时成倒立的像，烛焰的高度大于凸透镜的直径，蜡烛的光仍然可以经凸透镜折射后 在光屏的靠下方位置成清晰完整的像，像清晰和完整与凸透镜的大小无关。 考向四：眼睛和眼镜 1 （2024 齐齐哈尔市）关于光学知识在生活中的应用，下列说法正确的是（ ） 电视画面的颜色是由红、黄、蓝三种色条合成的 B 近视眼可以戴度数合适的凹透镜片做的眼镜矫正 医院里经常使用红外线消毒病房和手术室 D 牙科医生用来检查牙齿的小镜子是凹面镜 【答】B 【解析】．光的三原色是红绿蓝，电视画面的颜色是由红、绿、蓝三种色条合成的，故错误； B．近视眼可以戴度数合适的 凹透镜片做的眼镜矫正，利用凹透镜对光线的发散作用延迟成像，故B 正确； ．医院里经常使用紫外线消毒病房和手术室，故错误； D．牙科医生用来检查牙齿的小镜子是平面镜，借助平面镜看清口腔内情况，故D 错误。 故选B。 2 （2024 福建）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（ ） 倒立、缩小的实像 B 倒立、等大的实像 倒立、放大的实像 D 正立、放大的虚像 【答】 【解析】．根据题意可知，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膜，成像原 理与人眼相似，人眼成像原理与照相机相似，这说明光电搜索跟踪系统和照相机的原理相似，从空 中拍摄地面物体时，物体位于二倍焦距以外，物体在光电传感器上形成的像是倒立、缩小的实像， 故符合题意； B．倒立、等大的实像，可以用来测焦距，故B 不符合题意； ．倒立、放大的实像，是投影仪的原理，故不符合题意； D．正立、放大的虚像，是放大镜的原理，故D 不符合题意。 故选。 3 （2024 山西）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（ ） 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 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】 【解析】由图可知，患者眼球中的晶状体太厚，折光能力太强，形成的物像就会落在视膜的前方， 形成近视眼，因此应戴近视眼镜即凹透镜加以矫正。 故选。 4 （2024 河南）在“爱眼日”宣传活动中，小明用图所示的装置研究眼睛的成像，此时烛焰在光 屏上成清晰的像，用此模拟正常眼睛的成像。接下来下列操作可模拟近视眼的是（ ） 向水透镜注水，烛焰的像成在光屏右侧 B 向水透镜注水，烛焰的 像成在光屏左侧 从水透镜抽水，烛焰的像成在光屏右侧 D 从水透镜抽水，烛焰的像成在光屏左侧 【答】B 【解析】近视眼是由于长期看近处的东西导致晶状体变厚，折光能力变强，像成在视膜前。所以用 水透镜模拟近视眼，也就是需要透镜对光线的会聚能力更强，所以此时应对水透镜注水，使得凸透 镜变厚，焦距变小，使得像成在光屏左侧。故B 符合题意，D 不符合题意。 故选B。 5 （2024 四川宜宾）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。 【答】 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，来自远方的光在视膜前便 会聚了，即像成在视膜的前方，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。 6 （2024 黑龙江龙东）正常人眼通过调节晶状体薄厚来看清远近不同的物体，如果不注意用眼卫生， 可能使晶状体薄厚的调节能力减弱，导致晶状体变厚，看不清远处的物体，形成__________眼，应 用___________透镜矫正。 【答】 近视 凹 【解析】近视眼是晶状体曲度变大，会聚能力增强，即折光能力增强，像呈在视膜的前方，应佩戴 发散透镜，使光线推迟会聚。 7 （2024 甘肃临夏）眼睛是人类心灵的窗户，眼球好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当 于凸透镜。如图是科技兴趣小组的同学利用注射器和水膜模拟眼睛看物体的情境。光屏相当于视膜， 这时光屏上呈现倒立缩小的________（选填“实像”或“虚像”）。为了模拟正常人眼看近处物体， 注射器应________（选填“推入”或“抽出”）水。 【答】 实像 推入 【解析】由图可知，物距大于像距，所以光屏上的像是倒立缩小的实像。 当睫状体收缩时，晶状体变厚，对光的偏折能力变大，近处物体射来的光会聚在视膜上，眼睛就可 以看清近处的物体。所以为了模拟正常人眼看近处物体，注射器应推入水。 考向五：与透镜及其应用有关的创新类综合问题 1 （2024 四川达州）一束平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后在水面发生反射和折射，请完成 光路图。 【答】如图所示 【解析】凸透镜光线有会聚作用，平行于主光轴的光线经过凸透镜后将会聚于焦点，当光线达到水 面时水面会发生反射和折射现象，与水面的交点即为入射点，先作出法线，法线与入射光线的夹角 为入射角，根据反射角等于入射角在水面上方作出反射光线，再根据光线与法线在空气中的夹角大 于在水中的夹角，在水面下方作出折射光线。 2 （2024 山东烟台）学习小组对于眼睛视物原理进行了探究实践。请你观察图甲中照相机和眼睛的 能力拓展 构造，把照相机与眼睛功能类似的部分填入表乙中。 表乙 照相机 ①____ 胶卷