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中考物理一轮复习单元复习讲练考专题15 透镜及其应用 单元核心素养考试达标试卷（含解析）
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这是一份中考物理一轮复习单元复习讲练考专题15 透镜及其应用 单元核心素养考试达标试卷（含解析），共18页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图题，实验探究题，综合素养题等内容，欢迎下载使用。
（答题时间90分钟，试卷满分100分）
一、选择题（本大题有10道小题，每小题3分，共计30分）
1. （2022江苏连云港）下列关于光现象描述正确的是（ ）
A. 凹透镜对光有发散作用B. 佩戴凸透镜可以矫正近视眼
C. 漫反射不遵循光的反射定律D. 白光是由红光和绿光混合而成的
【答案】A
【解析】A．中间薄，边缘厚的透镜叫凹透镜，对光有发散作用，故A正确；
B．近视眼的晶状体太厚，折光能力太强，来自远处的光会聚在视网膜前，为了使像成在视网膜上，应配戴凹透镜矫正，因为凹透镜对光有发散作用，故B错误；
C．镜面发散和漫反射都遵循光的反射定律，故C错误；
D．太阳光经过三棱镜后形成一条由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等颜色组成的光带，这种现象叫光的色散现象，此实验说明了白光是多种色光组成的，故D错误。故选A
2. （2022北京）小京通过焦距为10cm的凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的像，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. “关灯”两字放大的像是实像
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小于10cm
D. 提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于20cm
【答案】C
【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10cm，所以提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于10cm，故ABD错误，C正确。故选C。
3. （2022河南）小明用透明塑料盒设计了一个昆虫标本观察器，如图所示。盒底上放标本，盒盖上嵌入一凸透镜。有焦距为5cm和10cm的两种凸透镜，为了在盒盖上方附近，通过凸透镜观察到标本正立、放大的像，凸透镜焦距f与盒高h选择合理的是（ ）
A. f=5cm h=10cmB. f=10cm h=12cm
C. f=5cm h=12cmD. f=10cm h=6cm
【答案】D
【解析】ABCD．盒盖处安装凸透镜，盒底处有昆虫标本，要使凸透镜作放大镜使用时，物距必须小于焦距，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。
4. （2022黑龙江龙东）过度使用电子产品导致我国青少年近视率逐年上升，严重危害身心健康。下图中能反映出近视成因及矫正方案是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】AB．近视眼是因为晶状体太厚，折光能力太强，成像在视网膜前方，而看不清远处物体，故A符合题意，B不符合题意；
CD．近视眼应佩戴对光有发散作用的凹透镜矫正，故C符合题意，D不符合题意。故选AC。
5. （2022湖南湘潭）如图，将印有花的透明胶片，贴在发光手电筒前端玻璃上，正对着焦距为10cm的凸透镜，调整位置，墙上出现一朵清晰放大的“花”。下列说法正确的是（ ）
A. 胶片上的花是倒立的
B. 此透镜可作为近视眼镜镜片
C. 胶片与透镜的距离小于10cm
D. 白墙相当于光屏，发生的是镜面反射
【答案】A
【解析】AC．墙上出现一朵清晰放大的“花”，该像是放大、倒立的实像，此时的物距应该在一倍焦距和二倍焦距之间，所以胶片与透镜的距离小于20cm，大于10cm，故A正确，C错误；
B．远视眼的成因是像成在了视网膜的后方，需要佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜矫正；近视眼的成因是像成在了视网膜的前方，需要佩戴对光线具有发散作用的凹透镜矫正，故B错误；
D．白墙的表面凹凸不平，光线照射到白墙后会发生的是漫反射，故D错误。故选A。
6.显微镜最下端反光镜的作用是（ ）
A．反射载物片上物体发出的光；
B．反射由目镜处射来的光；
C．反射由物镜中射来的光；
D．反射光源发出的光使其会聚在被观测物体上
【答案】D
【解析】因为通过调节反光镜可以使我们得到一个明亮但不刺眼的视野,可以清楚观察标本；
反光镜一面是平面镜一面是凹面镜,都起到汇聚光源的作用。
7.（2021长春）华为某款手机的相机配有先进的液态镜头。液态镜头由充满液体的容器和弹性高分子膜组成。液态镜头相当于凸透镜，使物体到相机的距离无论远近，都可以变焦成像。液态镜头（ ）
A. 对光有会聚作用B. 能成倒立的虚像
C. 能成正立的实像D. 能成缩小的虚像
【答案】A
【解析】A．液态镜头相当于凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，故A正确；
BCD．照相机照相时，物体在2倍焦距以外，所成的像是倒立、缩小的实像，故BCD错误。
8. （2022苏州）做凸透镜成像实验时，将光具座上的蜡烛、凸透镜、光屏如图放置，光屏上呈现清晰的像。下列说法正确的是（ ）
A. 屏上的像是倒立放大的
B. 该凸透镜的焦距可能是8cm
C. 先向右移动光屏，再移动凸透镜到某位置一定能在光屏上看到清晰的像
D. 只将蜡烛向左移动一段距离，放上远视眼镜可在屏上再次看到清晰的像
【答案】C
【解析】A．图中物距大于像距，由凸透镜成像规律可知成倒立缩小的实像，故A错误；
B．此时物距为
50.0cm-25.0cm=25.0cm
此时u>2f
即25.0cm>2f①
像距v=67.0cm-50.0cm=17.0cm
此时2f>v>f
即2f>17.0cm>f②
由①②得8.5cm该凸透镜的焦距不可能是8cm，故B错误；
C．凸透镜成实像时，物近像远像变大，向右移动光屏，像距变大，应该减小物距，才能成清晰的像，再向左移动凸透镜到某位置一定能在光屏上看到清晰的像，故C正确；
D．凸透镜成实像时，物远像近像变小，只将蜡烛向左移动一段距离，物距变大，像距变小，像成在光屏的前面，远视眼镜是凸透镜，对光有会聚作用，放上远视眼镜使像更靠近凸透镜，不能在屏上再次看到清晰的像，故D错误。故选C。
9．（2021四川绵阳）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上得到清晰的像。则（ ）
A．透镜焦距一定在10cm到15cm之间
B．透镜焦距一定在15cm到20cm之间
C．把蜡烛向左移动少许，光屏适当向左移动可得到大些的实像
D．把蜡烛向右移动少许，光屏适当向右移动可得到小些的实像
【答案】A
【解析】掌握凸透镜成像的规律，知道当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立放大的实像，此时像距大于2f；且成实像时，遵循物近像远像变大的特点。
AB、观察图示可知此时u＝20cm，v＝30cm，u＜v，成倒立放大的实像，由凸透镜的成像规律可知，此时f＜u＜2f，v＞2f，即有则，f＜20cm＜2f，30cm＞2f，解得10cm＜f＜15cm；故凸透镜的焦距的范围是：10cm＜f＜15cm，故A正确，B错误；
C、把蜡烛向左移动少许，此时物距变大，像距变小，像变小，所以光屏适当向左移动可得到小些的实像，故C错误；
D、把蜡烛向右移动少许，此时物距变小，像距变大，像变大，所以光屏适当向右移动可得到大些的实像，故D错误。
10．（2020苏州）如图所示，烛焰在光屏上刚好成清晰的像。透镜不动，将蜡烛移至40cm刻度处，移动光屏，在光屏上能观察到（ ）
A．倒立、缩小的实像B．倒立、放大的实像
C．正立、放大的实像D．光屏上不能呈现像
【答案】D
【解析】如图，u＝50cm﹣20cm＝30cm，v＝80cm﹣50cm＝30cm，此时光屏上出现清晰的像，
u＝v＝2f＝30cm，所以f＝＝15cm，
将蜡烛移至40cm刻度处，u'＝50cm﹣40cm＝10cm，
物距小于焦距，凸透镜成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，所以光屏上不能呈现像。
二、填空题（每空1分，共计24分）
1. （2022广西贺州）如图所示的四个透镜，属于凸透镜的有______，属于凹透镜的有______（两空均填编号）。
【答案】 ②③ ①④
【解析】中间厚，边缘薄的透镜叫凸透镜，如图所示的四个透镜，属于凸透镜的有②③。
中间薄，边缘厚的透镜叫凹透镜，如图所示的四个透镜，属于凹透镜的有①④。
2. （2022甘肃金昌）烈日下，汽车玻璃窗上的小水珠应尽快擦干，这是由于小水珠相当于一个 ___________（选填“凸透镜”或“凹透镜”），对太阳光有 ___________（选填“会聚”或“发散”）作用，可能使车内某处温度升高而导致火灾。
【答案】 凸透镜 会聚
【解析】小水珠边缘薄，中间厚，所以相当于凸透镜。
凸透镜对光线具有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，而小水珠相当于凸透镜，故对光线有会聚作用。
3. （2022广西北部湾）在较暗的室内，手持一个凸透镜，在白墙和点燃的蜡烛间移动（离墙近些），在墙上能看到烛焰______（选填“正立”或“倒立”）缩小的像，根据这个原理可制成______（选填“照相机”或“投影仪”）。
【答案】 倒立 照相机
【解析】手持一个凸透镜，在白墙和点燃的蜡烛间移动（离墙近些），此时物距大于像距，若能在墙上成像，则成倒立、缩小的实像。
照相机成的像是倒立、缩小的实像，投影仪成的像是倒立、放大的实像，所以根据这个原理可制成照相机。
4. （2022广西玉林）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________（选填“放大镜”或“照相机”）的相同，所成的是倒立、缩小的________（选填“实”或“虚”）像。
【答案】 照相机 实
【解析】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，由凸透镜成像规律可知，实像都是倒立的，所以由图可知，我们看到的是王老师倒立、缩小的实像；生活中照相机成的像也是倒立、缩小的实像，与这一成像原理相同。
5. （2022江苏常州）麻省理工学院的研究团队将直径为9nm、合_________m的特殊颗粒植入豆瓣菜叶子中，发现在黑暗环境下，叶子发出微弱的光，实现化学能向_________能的转化，如图甲所示。研究者通过凸透镜观察到如图乙所示的_________（选填“虚”或“实”）像，该透镜可用来矫正_________（选填“近视”或“远视”）眼。
【答案】 9×10-9 光 虚 远视
【解析】长度单位换算1nm=10-9m，所以9nm=9×10-9m。
叶子发出微弱的光，所以是化学能转化为光能。
通过凸透镜观察到如图乙中正立放大的像，则把凸透镜当放大镜用，放大镜成正立放大的虚像。远视眼成像时成到视网膜的后方，凸透镜可以用来矫正远视眼。
6. （2022江苏连云港）小明在探究凸透镜成像特点时，将蜡烛、凸透镜、光屏放置在如图所示位置时，光屏上恰好出现等大的清晰的像，此凸透镜的焦距为___________ SKIPIF 1 < 0 。当蜡烛被移至 SKIPIF 1 < 0 刻度处，无论怎样移动光屏，光屏上始终接收不到像，要想观察到像可以从凸透镜的___________（选填“左”或“右”）侧用眼睛观察，生活中的___________是利用这个原理制成的。
【答案】 10.0 左 放大镜
【解析】蜡烛恰好在光屏上成倒立、等大的像，由图可知，此时u=v=20.0cm=2f
则f=10.0cm。
当蜡烛被移至 SKIPIF 1 < 0 刻度处，此时物距是7.0cm，物距小于焦距，成的是一个正立、放大的虚像，光屏上始终接收不到像，且像和物在凸透镜的同一侧，因此要想看到这个像，应从凸透镜的左侧透过凸透镜去观察。放大镜的原理是物距小于焦距，成正立放大的虚像，所以放大镜是利用这个原理制成的。
7.（2020黑龙江龙东农垦森工）如图所示，下列有关眼睛的示意图，远视眼是 图，远视眼矫正
是 图。
【答案】丁；乙。
【解析】眼睛的晶状体相当于凸透镜；
甲图中像呈在视网膜的前方，是近视眼模型，需要佩戴发散透镜，即凹透镜，使光线推迟会聚，如丙图。
丁图中像呈在视网膜的后方，是远视眼模型，应佩戴会聚透镜矫正，即凸透镜，如图乙。
8.显微镜的物镜能使物体成像的特点是________;显微镜的目镜能使物体成像的特点是___________;
【答案】物镜成倒立、放大的实像，相当于投影仪；目镜成正立、放大的虚像，相当于放大镜。
【解析】在显微镜中，物镜和目镜都使物体放大，其中物镜成倒立、放大的实像，相当于投影仪；目镜成正立、放大的虚像，相当于放大镜。经显微镜的物镜和目镜两次放大后的像相对于最初的被观察物体而言是倒立的，既上下互换。也左右互换，因此，在调节显微镜时，要把像移到视野的中央，像偏向哪个方向，载玻片(物体)就朝哪个方向移动。
9．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将凸透镜正对着太阳，在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为 cm；若将一个物体放在此透镜前40cm处，可在透镜另一侧光屏上得到一个倒立 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。
【答案】15；缩小。
【解析】将一个凸透镜正对太阳，可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。可知蜡烛正好放在凸透镜的焦点上了，则该凸透镜焦距为15cm；
将一物体放在此透镜前40cm处，2f＜40cm，成倒立、缩小的实像。
10.在探究“凸透镜成像规律”的实验中，下表是小华同学实验时记录的几组数据，根据表中数据完成下列问题。
(1)此凸透镜的焦距为______cm；
(2)第3次实验中像距为______cm，判断依据是_____。
【答案】 (1)10 (2)30 (3)光路可逆
【解析】(1)由表中第2次实验的数据，物距等于像距，像和物等大，可知，此时
u2=v2=2f=20cm，f=10cm
即该凸透镜的焦距为10cm。
(2)由实验第1次，u1=30cm，v1=15cm
成倒立缩小实像，由光路的可逆性可知u3=15cm，v3=30cm
三、作图题（每小题3分，共计15分）
1. （2022江苏扬州）如图，请完成光线通过凸透镜的光路图。（F是凸透镜的焦点）
【答案】如图所示
【解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，过焦点的光线经过凸透镜折射后光线与主光轴平行，光路图如下图所示。
2. （2022广西河池）如图所示，请完成光线通过透镜后的光路。
【答案】如图所示。
【解析】过凹透镜光心的光线传播方向不改变，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，如图所示。
3．（2021内蒙古通辽）如图所示，凸透镜的主光轴与水面相平，F是凸透镜的焦点，一束与水面平行的光射到凸透镜上，经凸透镜折射后在水面发生了反射和折射，请画出此过程的光路图。
【答案】如图所示：
【解析】（1）由图示可知，入射光线平行于凸透镜的主光轴，经凸透镜折射后过焦点；
（2）凸透镜右侧的焦点为入射点，过入射点画出法线，根据光的反射定律、折射规律画出反射光线、折射光线。
解：（1）由图示可知，入射光线平行于凸透镜的主光轴，经凸透镜折射后过焦点；
（2）过焦点（入射点）F画出法线，根据反射角等于入射角在法线右侧空气中画出反射光线；
在法线右侧的水中，根据折射角小于入射角画出折射光线。
4.（2021广东省）如图所示，蜡烛的烛焰中心A在主光轴上距凸透镜光心O二倍焦距以外。
根据凸透镜成像规律，在图甲中标出A所成的像的大致位置。
借助辅助线或光路图，在图乙中找到A所成的像的确切位置，保留作图痕迹。
【答案】见解析。
【解析】根据题意可知，蜡烛的烛焰中心A在主光轴上距凸透镜光心O二倍焦距以外，所以成倒立、缩小的实像，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，如下图所示：
画一条过光心的光线，其传播方向不变，画出折射光线；平行于主光轴画一条入射光线，经凸透镜折射后，折射光线过另一侧的焦点，两条折射光线的交点即为端点B的像点，从向主光轴引垂线，焦点为，连接、即为物体AB的像，箭头向下，如图所示：
5.已知黑箱内有一只凹透镜和一只平面镜．请在黑箱内画出完整的光路，填上光学仪器，并标明凹透镜焦点F的位置．
【答案】如图所示：
【解析】此题主要考查凹透镜的三条特殊光线，将此知识点与平面镜相结合，给此题增加了一定的难度，因此属于难题．
根据凹透镜和平面镜对光线的作用结合图示光路解答．
图中已给出了凹透镜的主光轴，且射出黑箱的光线平行于主光轴，则射向凹透镜的光线延长后过其焦点，所以，可以先利用平面镜反射光，光线再射向凹透镜，且这条光线延长后与凹透镜的主光轴相交．
作法：画出射入黑箱的光线，在黑箱左侧适当位置垂直于主光轴画出平面镜，入射光线与平面镜的交点为入射点，垂直于平面镜作出法线，根据光在反射时反射角等于入射角作出反射光线；反射光线与射出黑箱的折射光线的延长线的交点为射向凹透镜的入射点，由此画出凹透镜，延长射向凹透镜的光线与主光轴的交点即为焦点F．
四、实验探究题（本大题有4道小题，共计24分）
1.（6分） （2022湖北随州）在“探究凸透镜成像规律”实验中，有如下操作：
（1）实验前，小刚利用“平行光聚焦法”（如图甲所示）粗略测出凸透镜的焦距。焦距越小，凸透镜对光的会聚作用越_____（选填“强”或“弱”）；
（2）小刚将（1）中测过焦距的凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙所示，欲使光屏上成一个清晰的实像，应将光屏________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜；
（3）通过步骤（2）的调整，光屏上出现了清晰的像后，某同学将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上的像变模糊了，此时他应将蜡烛_________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜，光屏上才能再次成清晰的像。
【答案】（1）强 （2）靠近 （3）远离
【解析】（1）凸透镜对光具有会聚作用，凸透镜的焦距越小，说明焦点距离光心越近，透镜对光线的折射作用越强。
（2）由图甲可知，凸透镜的焦距为
SKIPIF 1 < 0
当凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙时，物距为
SKIPIF 1 < 0
则物距与焦距的关系是u>2f，根据凸透镜的成像规律可知：u>2f，则
SKIPIF 1 < 0
成倒立缩小的实像，所以光屏应在1倍焦距与2倍焦距之间，在光具座的60cm到70cm之间，光屏应靠近凸透镜。
（3）将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间，由于近视眼镜是凹透镜，对光线起发散作用，成像远离凸透镜，所以应将光屏远离凸透镜，光屏上才能再次成清晰的像。
2. （8分）（2022湖北武汉）在探究凸透镜成像规律的实验中：
（1）将蜡烛和焦距为10cm的凸透镜甲固定在如图所示的位置，点燃蜡烛后，位于90cm刻度线处的光屏上得到烛焰清晰______（填“放大”“缩小”或“等大”）的实像。（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）______就是根据该原理工作的；
（2）保持上述实验中凸透镜位置不变，将蜡烛移动到15cm刻度线处，应该向______（填“左”或“右”）移动光屏，才能再次得到烛焰清晰的像；
（3）改用焦距为20cm的凸透镜乙继续进行实验。将凸透镜乙和光屏分别固定在70cm和85cm刻度线处，再将点燃的婚烛从15cm刻度线处缓慢地向右移动到50cm刻度线处，在光屏上得到烛焰清晰像的次数是______（填“0”“1”“2”或“3”）。
【答案】 （1） 放大 投影仪 （2） 左 （3）0
【解析】（1）如图，物距为12.0cm，在一倍焦距和两倍焦距之间，成的是倒立的放大的实像；投影仪就是利用这一原理制成的，物距在一倍焦距和两倍焦距之间，像距在两倍焦距开外，成的倒立的放大的实像。
（2）保持上述实验中凸透镜位置不变，将蜡烛移动到15.0cm刻度线处，物距变大，则像距变小，光屏需要向左移动。
（3）将凸透镜乙和光屏分别固定在70.0cm和85.0cm刻度线处，则像距为
SKIPIF 1 < 0
像距小于焦距，而此题若点燃的蜡烛从15.0cm刻度线处缓慢地向右移动到50.0cm刻度线处，物距始终大于两倍焦距，若光屏能承接到像，则说明成的是实像，当物距大于两倍的焦距时，像距在一倍焦距和两倍焦距之间，才能够承接到像，而此时像距为15.0cm，小于一倍的焦距，故无法承接到像，故在光屏上得到烛焰清晰像的次数是0。
3. （6分）（2022贵阳）近视程度不同的同学需要佩戴焦距不同的眼镜。为了探究近视眼的矫正过程，组装如图甲所示的实验装置，其中“F”字样的光源代替可视物体，光屏模拟视网膜。选用如图乙所示的2号凸透镜模拟晶状体，打开“F”光源，调节各个元件的位置，直到光屏上呈现倒立缩小的清晰像，正常眼睛的视物模型便组装完成。
请回答下列问题：
（1）模拟近视眼视物情况，选择图乙中的___________（填序号）号透镜替代2号透镜安装在光具座上后，光屏上的像变模糊；
（2）用如图丙所示的水透镜模拟近视眼矫正视力。应将水透镜置于光具座上的___________（选填“A”“B”或“C”）点，缓慢调节水透镜中的水量，当水透镜形成焦距合适的___________透镜时，光屏上呈现清晰的像，近视眼的成像情况得到改善；
（3）更换焦距更小的凸透镜模拟近视程度更严重的眼睛晶状体，为了改善视网膜上的成像情况，实验时需要用注射器___________（选填“抽取”或“注入”）适量水；
（4）根据上述实验，近视程度更严重同学应选择焦距更大还是更小的透镜来矫正呢？___________，请结合透镜对光的作用来分析选择的理由：___________。
【答案】 （1）3 （2）B 凹 （3）抽取 （4）更小 见解析。
【解析】（1）由题意可知，图乙所示的2号凸透镜模拟晶状体，近视眼成像在视网膜前，近视眼的晶状体比正常人眼睛的晶状体对光的会聚能力更强，故模拟近视眼视物情况，选择图乙中的3号透镜替代2号透镜安装在光具座上后，光屏上的像变模糊。
（2）矫正近视眼使用凹透镜，将凹透镜放置于物与凸透镜之间，使成的像正好处于视网膜处，即应将水透镜置于光具座上的B点。当使用的凹透镜焦距合适时，光屏上呈现清晰的像，近视眼的成像情况得到改善。
（3）更换焦距更小的凸透镜模拟近视程度更严重的眼睛晶状体，物成的像在视网膜之前，且距离视网膜更远，使用凹透镜改善视网膜情况时，应使用对光线发散能力更强的凹透镜，即可用注射器抽取适量水。
（4）近视程度更严重的同学，其晶状体焦距更小，对光的会聚能力更强，故需用对光发散能力更强、焦距更小的凹透镜矫正。
4. （4分）（2021江苏扬州）“一双好眼睛，能更好地探索未来”，小丽了解到人眼的晶状体相当于凸透镜，眼睛是如何看清远近不同物体的？她对这一问题产生了浓厚兴趣；
（1）首先用平行光正对凸透镜A照射，如图甲所示，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f=______cm；
（2）然后适当调整凸透镜A和光屏的位置，移动蜡烛，使烛焰在光屏上成清晰的像，如图乙所示；接着她将凸透镜A换为焦距稍大的凸透镜B，并保持位置不变，移动蜡烛，使烛焰在光屏上再次成清晰的像，如图丙所示，可见小丽研究的问题是：当凸透镜成实像时保持______距离不变，探究______的关系；
（3）通过探究发现，当人眼观察近处物体时，晶状体的焦距变______。
【答案】 ①. 10.0 ②. 光屏到凸透镜 ③. 远近不同物体成清晰的像与凸透镜焦距 ④. 短
【解析】（1）[1]图甲中，用平行光正对位于10.0cm刻度处的凸透镜A照射，在位于20.0cm刻度的光屏上出现一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为f=20.0cm-10.0cm=10.0cm
（2）[2][3]小丽提出的问题是“眼睛是如何看清远近不同物体的？”，实验中凸透镜相当于人眼的晶状体，光屏相当于视网膜，蜡烛相当于物体，因为眼球的前后距离是不变的，故乙、丙两图中保持光屏到凸透镜的位置不变，改变了凸透镜的焦距，调整蜡烛到凸透镜的距离，使光屏上再次出现清晰的像。这一过程中，保持了光屏到凸透镜距离不变，探究远近不同物体成清晰的像与凸透镜焦距的关系。
（3）[4]当人眼观察近处物体时，物距减小，若晶状体的焦距不调节，根据凸透镜成像规律可知，此时像距会变大，所成的像会位于视网膜的后方。为了使像前移到视网膜上，则通过晶状体的光线要更加会聚，所以晶状体的凸度要变大，焦距要变短。
五、综合素养题（本大题有2道小题，共计7分）
1.（3分）根据眼睛的构造和成像原理，为了预防近视，保护我们的视力，应该注意哪些问题? 请你提出三条合理化建议。
【答案】①读写姿势要正确，眼与书的距离要在25厘米左右；
②看书、看电视或使用电脑1小时后要休息一下，要远眺几分钟；
③要定期检查视力，认真做眼保健操，等等。
【解析】下列措施均可以预防近视发生：
从小养成良好的用眼卫生习惯，阅读的姿势要正确，眼与阅读物相距30～35cm，不要
歪着头、躺着、乘车走路看书。应有良好的照明，阅读物字迹清楚，不应在暗处或太阳光直接照射下看书，尽量避免长时间近距离阅读，工作和看电视，应每隔一小时休息10分钟以松弛调节功能。
②建立眼的保健制度，定期作视力及眼部检查。
③增强体质，注意营养，使眼部与全身均发育正常。对验光后确诊的真性近视，应戴合适的眼镜，而且要经常戴，以便保持良好的视力和正常调节集合功能。
2.（4分）阅读短文：
望远镜的发明
17世纪初，荷兰制造眼镜的技术已经很精湛了，主要的工艺是磨制凸透镜和凹透镜。人们经常与凸透镜和凹透镜打交道，用它们可以矫正远视眼和近视眼，但是人们从来都没有想到把透镜和透镜放在一起组合起来使用。1608年的一天，在荷兰眼镜制造商汉斯的作坊里，一位学徒无事拿着两个磨制好的透镜片在眼前对着看，结果惊奇地发现远处的物体变得近在眼前而且非常清晰，便把这件怪事告诉了老板汉斯。汉斯马上试验证实了这种现象，为了更便于观察，他把这两个透镜片装在一个筒里，称之为“窥镜”，这就制成了人类历史上第一架望远镜。正是有了望远镜的帮助，荷兰舰队能在敌舰发现他们之前就先行发现敌舰的动向，取得了战争的主动权，打败了强大的西班牙舰队，使荷兰成为一个海上强国。
望远镜发明的消息很快在欧洲各国流传开了。1609年，伽利略得知望远镜这种新仪器，马上意识到它的价值和作用。他立即动手制作，并且不断改进，造出了一架放大20倍的望远镜。伽利略把这架望远镜指向了天空，指向了星星，由此揭开了天文学全新的一页。伽利略利用望远镜发现了木星有卫星，观察了月面，绘制了月面图，观察到太阳黑子。伽利略这一系列重大的天文发现，有力地支持了哥白尼的宇宙学说，在知识界产生了巨大反响，人们争相传诵“哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙”。通过阅读，给我们的启示是什么？
【答案】望远镜的发明，是常见的两个透镜片的组合，看起来应该是非常简单的。但是，人们并没有有意识地运用“组合”这种方法，使得望远镜很晚才出现。如果人们学会运用组合技法的话，望远镜可能会提前很多年被发明出来，由此可以看出方法技巧在技术发明中的重要作用。
【解析】通过对以上短文的阅读，同学们就会体会到只要善于观察，勤于动手，认真思索，就能发现很多科学规律，甚至某些科技产品的发明。
实验次数
物距u/cm
像距v/cm
成像性质
1
30
15
倒立缩小实像
2
20
20
倒立等大实像
3
15
倒立放大实像
（答题时间90分钟，试卷满分100分）
一、选择题（本大题有10道小题，每小题3分，共计30分）
1. （2022江苏连云港）下列关于光现象描述正确的是（ ）
A. 凹透镜对光有发散作用B. 佩戴凸透镜可以矫正近视眼
C. 漫反射不遵循光的反射定律D. 白光是由红光和绿光混合而成的
【答案】A
【解析】A．中间薄，边缘厚的透镜叫凹透镜，对光有发散作用，故A正确；
B．近视眼的晶状体太厚，折光能力太强，来自远处的光会聚在视网膜前，为了使像成在视网膜上，应配戴凹透镜矫正，因为凹透镜对光有发散作用，故B错误；
C．镜面发散和漫反射都遵循光的反射定律，故C错误；
D．太阳光经过三棱镜后形成一条由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等颜色组成的光带，这种现象叫光的色散现象，此实验说明了白光是多种色光组成的，故D错误。故选A
2. （2022北京）小京通过焦距为10cm的凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的像，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. “关灯”两字放大的像是实像
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小于10cm
D. 提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于20cm
【答案】C
【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10cm，所以提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于10cm，故ABD错误，C正确。故选C。
3. （2022河南）小明用透明塑料盒设计了一个昆虫标本观察器，如图所示。盒底上放标本，盒盖上嵌入一凸透镜。有焦距为5cm和10cm的两种凸透镜，为了在盒盖上方附近，通过凸透镜观察到标本正立、放大的像，凸透镜焦距f与盒高h选择合理的是（ ）
A. f=5cm h=10cmB. f=10cm h=12cm
C. f=5cm h=12cmD. f=10cm h=6cm
【答案】D
【解析】ABCD．盒盖处安装凸透镜，盒底处有昆虫标本，要使凸透镜作放大镜使用时，物距必须小于焦距，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。
4. （2022黑龙江龙东）过度使用电子产品导致我国青少年近视率逐年上升，严重危害身心健康。下图中能反映出近视成因及矫正方案是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】AB．近视眼是因为晶状体太厚，折光能力太强，成像在视网膜前方，而看不清远处物体，故A符合题意，B不符合题意；
CD．近视眼应佩戴对光有发散作用的凹透镜矫正，故C符合题意，D不符合题意。故选AC。
5. （2022湖南湘潭）如图，将印有花的透明胶片，贴在发光手电筒前端玻璃上，正对着焦距为10cm的凸透镜，调整位置，墙上出现一朵清晰放大的“花”。下列说法正确的是（ ）
A. 胶片上的花是倒立的
B. 此透镜可作为近视眼镜镜片
C. 胶片与透镜的距离小于10cm
D. 白墙相当于光屏，发生的是镜面反射
【答案】A
【解析】AC．墙上出现一朵清晰放大的“花”，该像是放大、倒立的实像，此时的物距应该在一倍焦距和二倍焦距之间，所以胶片与透镜的距离小于20cm，大于10cm，故A正确，C错误；
B．远视眼的成因是像成在了视网膜的后方，需要佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜矫正；近视眼的成因是像成在了视网膜的前方，需要佩戴对光线具有发散作用的凹透镜矫正，故B错误；
D．白墙的表面凹凸不平，光线照射到白墙后会发生的是漫反射，故D错误。故选A。
6.显微镜最下端反光镜的作用是（ ）
A．反射载物片上物体发出的光；
B．反射由目镜处射来的光；
C．反射由物镜中射来的光；
D．反射光源发出的光使其会聚在被观测物体上
【答案】D
【解析】因为通过调节反光镜可以使我们得到一个明亮但不刺眼的视野,可以清楚观察标本；
反光镜一面是平面镜一面是凹面镜,都起到汇聚光源的作用。
7.（2021长春）华为某款手机的相机配有先进的液态镜头。液态镜头由充满液体的容器和弹性高分子膜组成。液态镜头相当于凸透镜，使物体到相机的距离无论远近，都可以变焦成像。液态镜头（ ）
A. 对光有会聚作用B. 能成倒立的虚像
C. 能成正立的实像D. 能成缩小的虚像
【答案】A
【解析】A．液态镜头相当于凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，故A正确；
BCD．照相机照相时，物体在2倍焦距以外，所成的像是倒立、缩小的实像，故BCD错误。
8. （2022苏州）做凸透镜成像实验时，将光具座上的蜡烛、凸透镜、光屏如图放置，光屏上呈现清晰的像。下列说法正确的是（ ）
A. 屏上的像是倒立放大的
B. 该凸透镜的焦距可能是8cm
C. 先向右移动光屏，再移动凸透镜到某位置一定能在光屏上看到清晰的像
D. 只将蜡烛向左移动一段距离，放上远视眼镜可在屏上再次看到清晰的像
【答案】C
【解析】A．图中物距大于像距，由凸透镜成像规律可知成倒立缩小的实像，故A错误；
B．此时物距为
50.0cm-25.0cm=25.0cm
此时u>2f
即25.0cm>2f①
像距v=67.0cm-50.0cm=17.0cm
此时2f>v>f
即2f>17.0cm>f②
由①②得8.5cm
C．凸透镜成实像时，物近像远像变大，向右移动光屏，像距变大，应该减小物距，才能成清晰的像，再向左移动凸透镜到某位置一定能在光屏上看到清晰的像，故C正确；
D．凸透镜成实像时，物远像近像变小，只将蜡烛向左移动一段距离，物距变大，像距变小，像成在光屏的前面，远视眼镜是凸透镜，对光有会聚作用，放上远视眼镜使像更靠近凸透镜，不能在屏上再次看到清晰的像，故D错误。故选C。
9．（2021四川绵阳）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上得到清晰的像。则（ ）
A．透镜焦距一定在10cm到15cm之间
B．透镜焦距一定在15cm到20cm之间
C．把蜡烛向左移动少许，光屏适当向左移动可得到大些的实像
D．把蜡烛向右移动少许，光屏适当向右移动可得到小些的实像
【答案】A
【解析】掌握凸透镜成像的规律，知道当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立放大的实像，此时像距大于2f；且成实像时，遵循物近像远像变大的特点。
AB、观察图示可知此时u＝20cm，v＝30cm，u＜v，成倒立放大的实像，由凸透镜的成像规律可知，此时f＜u＜2f，v＞2f，即有则，f＜20cm＜2f，30cm＞2f，解得10cm＜f＜15cm；故凸透镜的焦距的范围是：10cm＜f＜15cm，故A正确，B错误；
C、把蜡烛向左移动少许，此时物距变大，像距变小，像变小，所以光屏适当向左移动可得到小些的实像，故C错误；
D、把蜡烛向右移动少许，此时物距变小，像距变大，像变大，所以光屏适当向右移动可得到大些的实像，故D错误。
10．（2020苏州）如图所示，烛焰在光屏上刚好成清晰的像。透镜不动，将蜡烛移至40cm刻度处，移动光屏，在光屏上能观察到（ ）
A．倒立、缩小的实像B．倒立、放大的实像
C．正立、放大的实像D．光屏上不能呈现像
【答案】D
【解析】如图，u＝50cm﹣20cm＝30cm，v＝80cm﹣50cm＝30cm，此时光屏上出现清晰的像，
u＝v＝2f＝30cm，所以f＝＝15cm，
将蜡烛移至40cm刻度处，u'＝50cm﹣40cm＝10cm，
物距小于焦距，凸透镜成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，所以光屏上不能呈现像。
二、填空题（每空1分，共计24分）
1. （2022广西贺州）如图所示的四个透镜，属于凸透镜的有______，属于凹透镜的有______（两空均填编号）。
【答案】 ②③ ①④
【解析】中间厚，边缘薄的透镜叫凸透镜，如图所示的四个透镜，属于凸透镜的有②③。
中间薄，边缘厚的透镜叫凹透镜，如图所示的四个透镜，属于凹透镜的有①④。
2. （2022甘肃金昌）烈日下，汽车玻璃窗上的小水珠应尽快擦干，这是由于小水珠相当于一个 ___________（选填“凸透镜”或“凹透镜”），对太阳光有 ___________（选填“会聚”或“发散”）作用，可能使车内某处温度升高而导致火灾。
【答案】 凸透镜 会聚
【解析】小水珠边缘薄，中间厚，所以相当于凸透镜。
凸透镜对光线具有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，而小水珠相当于凸透镜，故对光线有会聚作用。
3. （2022广西北部湾）在较暗的室内，手持一个凸透镜，在白墙和点燃的蜡烛间移动（离墙近些），在墙上能看到烛焰______（选填“正立”或“倒立”）缩小的像，根据这个原理可制成______（选填“照相机”或“投影仪”）。
【答案】 倒立 照相机
【解析】手持一个凸透镜，在白墙和点燃的蜡烛间移动（离墙近些），此时物距大于像距，若能在墙上成像，则成倒立、缩小的实像。
照相机成的像是倒立、缩小的实像，投影仪成的像是倒立、放大的实像，所以根据这个原理可制成照相机。
4. （2022广西玉林）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________（选填“放大镜”或“照相机”）的相同，所成的是倒立、缩小的________（选填“实”或“虚”）像。
【答案】 照相机 实
【解析】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，由凸透镜成像规律可知，实像都是倒立的，所以由图可知，我们看到的是王老师倒立、缩小的实像；生活中照相机成的像也是倒立、缩小的实像，与这一成像原理相同。
5. （2022江苏常州）麻省理工学院的研究团队将直径为9nm、合_________m的特殊颗粒植入豆瓣菜叶子中，发现在黑暗环境下，叶子发出微弱的光，实现化学能向_________能的转化，如图甲所示。研究者通过凸透镜观察到如图乙所示的_________（选填“虚”或“实”）像，该透镜可用来矫正_________（选填“近视”或“远视”）眼。
【答案】 9×10-9 光 虚 远视
【解析】长度单位换算1nm=10-9m，所以9nm=9×10-9m。
叶子发出微弱的光，所以是化学能转化为光能。
通过凸透镜观察到如图乙中正立放大的像，则把凸透镜当放大镜用，放大镜成正立放大的虚像。远视眼成像时成到视网膜的后方，凸透镜可以用来矫正远视眼。
6. （2022江苏连云港）小明在探究凸透镜成像特点时，将蜡烛、凸透镜、光屏放置在如图所示位置时，光屏上恰好出现等大的清晰的像，此凸透镜的焦距为___________ SKIPIF 1 < 0 。当蜡烛被移至 SKIPIF 1 < 0 刻度处，无论怎样移动光屏，光屏上始终接收不到像，要想观察到像可以从凸透镜的___________（选填“左”或“右”）侧用眼睛观察，生活中的___________是利用这个原理制成的。
【答案】 10.0 左 放大镜
【解析】蜡烛恰好在光屏上成倒立、等大的像，由图可知，此时u=v=20.0cm=2f
则f=10.0cm。
当蜡烛被移至 SKIPIF 1 < 0 刻度处，此时物距是7.0cm，物距小于焦距，成的是一个正立、放大的虚像，光屏上始终接收不到像，且像和物在凸透镜的同一侧，因此要想看到这个像，应从凸透镜的左侧透过凸透镜去观察。放大镜的原理是物距小于焦距，成正立放大的虚像，所以放大镜是利用这个原理制成的。
7.（2020黑龙江龙东农垦森工）如图所示，下列有关眼睛的示意图，远视眼是 图，远视眼矫正
是 图。
【答案】丁；乙。
【解析】眼睛的晶状体相当于凸透镜；
甲图中像呈在视网膜的前方，是近视眼模型，需要佩戴发散透镜，即凹透镜，使光线推迟会聚，如丙图。
丁图中像呈在视网膜的后方，是远视眼模型，应佩戴会聚透镜矫正，即凸透镜，如图乙。
8.显微镜的物镜能使物体成像的特点是________;显微镜的目镜能使物体成像的特点是___________;
【答案】物镜成倒立、放大的实像，相当于投影仪；目镜成正立、放大的虚像，相当于放大镜。
【解析】在显微镜中，物镜和目镜都使物体放大，其中物镜成倒立、放大的实像，相当于投影仪；目镜成正立、放大的虚像，相当于放大镜。经显微镜的物镜和目镜两次放大后的像相对于最初的被观察物体而言是倒立的，既上下互换。也左右互换，因此，在调节显微镜时，要把像移到视野的中央，像偏向哪个方向，载玻片(物体)就朝哪个方向移动。
9．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将凸透镜正对着太阳，在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为 cm；若将一个物体放在此透镜前40cm处，可在透镜另一侧光屏上得到一个倒立 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。
【答案】15；缩小。
【解析】将一个凸透镜正对太阳，可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。可知蜡烛正好放在凸透镜的焦点上了，则该凸透镜焦距为15cm；
将一物体放在此透镜前40cm处，2f＜40cm，成倒立、缩小的实像。
10.在探究“凸透镜成像规律”的实验中，下表是小华同学实验时记录的几组数据，根据表中数据完成下列问题。
(1)此凸透镜的焦距为______cm；
(2)第3次实验中像距为______cm，判断依据是_____。
【答案】 (1)10 (2)30 (3)光路可逆
【解析】(1)由表中第2次实验的数据，物距等于像距，像和物等大，可知，此时
u2=v2=2f=20cm，f=10cm
即该凸透镜的焦距为10cm。
(2)由实验第1次，u1=30cm，v1=15cm
成倒立缩小实像，由光路的可逆性可知u3=15cm，v3=30cm
三、作图题（每小题3分，共计15分）
1. （2022江苏扬州）如图，请完成光线通过凸透镜的光路图。（F是凸透镜的焦点）
【答案】如图所示
【解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，过焦点的光线经过凸透镜折射后光线与主光轴平行，光路图如下图所示。
2. （2022广西河池）如图所示，请完成光线通过透镜后的光路。
【答案】如图所示。
【解析】过凹透镜光心的光线传播方向不改变，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，如图所示。
3．（2021内蒙古通辽）如图所示，凸透镜的主光轴与水面相平，F是凸透镜的焦点，一束与水面平行的光射到凸透镜上，经凸透镜折射后在水面发生了反射和折射，请画出此过程的光路图。
【答案】如图所示：
【解析】（1）由图示可知，入射光线平行于凸透镜的主光轴，经凸透镜折射后过焦点；
（2）凸透镜右侧的焦点为入射点，过入射点画出法线，根据光的反射定律、折射规律画出反射光线、折射光线。
解：（1）由图示可知，入射光线平行于凸透镜的主光轴，经凸透镜折射后过焦点；
（2）过焦点（入射点）F画出法线，根据反射角等于入射角在法线右侧空气中画出反射光线；
在法线右侧的水中，根据折射角小于入射角画出折射光线。
4.（2021广东省）如图所示，蜡烛的烛焰中心A在主光轴上距凸透镜光心O二倍焦距以外。
根据凸透镜成像规律，在图甲中标出A所成的像的大致位置。
借助辅助线或光路图，在图乙中找到A所成的像的确切位置，保留作图痕迹。
【答案】见解析。
【解析】根据题意可知，蜡烛的烛焰中心A在主光轴上距凸透镜光心O二倍焦距以外，所以成倒立、缩小的实像，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，如下图所示：
画一条过光心的光线，其传播方向不变，画出折射光线；平行于主光轴画一条入射光线，经凸透镜折射后，折射光线过另一侧的焦点，两条折射光线的交点即为端点B的像点，从向主光轴引垂线，焦点为，连接、即为物体AB的像，箭头向下，如图所示：
5.已知黑箱内有一只凹透镜和一只平面镜．请在黑箱内画出完整的光路，填上光学仪器，并标明凹透镜焦点F的位置．
【答案】如图所示：
【解析】此题主要考查凹透镜的三条特殊光线，将此知识点与平面镜相结合，给此题增加了一定的难度，因此属于难题．
根据凹透镜和平面镜对光线的作用结合图示光路解答．
图中已给出了凹透镜的主光轴，且射出黑箱的光线平行于主光轴，则射向凹透镜的光线延长后过其焦点，所以，可以先利用平面镜反射光，光线再射向凹透镜，且这条光线延长后与凹透镜的主光轴相交．
作法：画出射入黑箱的光线，在黑箱左侧适当位置垂直于主光轴画出平面镜，入射光线与平面镜的交点为入射点，垂直于平面镜作出法线，根据光在反射时反射角等于入射角作出反射光线；反射光线与射出黑箱的折射光线的延长线的交点为射向凹透镜的入射点，由此画出凹透镜，延长射向凹透镜的光线与主光轴的交点即为焦点F．
四、实验探究题（本大题有4道小题，共计24分）
1.（6分） （2022湖北随州）在“探究凸透镜成像规律”实验中，有如下操作：
（1）实验前，小刚利用“平行光聚焦法”（如图甲所示）粗略测出凸透镜的焦距。焦距越小，凸透镜对光的会聚作用越_____（选填“强”或“弱”）；
（2）小刚将（1）中测过焦距的凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙所示，欲使光屏上成一个清晰的实像，应将光屏________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜；
（3）通过步骤（2）的调整，光屏上出现了清晰的像后，某同学将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上的像变模糊了，此时他应将蜡烛_________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜，光屏上才能再次成清晰的像。
【答案】（1）强 （2）靠近 （3）远离
【解析】（1）凸透镜对光具有会聚作用，凸透镜的焦距越小，说明焦点距离光心越近，透镜对光线的折射作用越强。
（2）由图甲可知，凸透镜的焦距为
SKIPIF 1 < 0
当凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙时，物距为
SKIPIF 1 < 0
则物距与焦距的关系是u>2f，根据凸透镜的成像规律可知：u>2f，则
SKIPIF 1 < 0
成倒立缩小的实像，所以光屏应在1倍焦距与2倍焦距之间，在光具座的60cm到70cm之间，光屏应靠近凸透镜。
（3）将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间，由于近视眼镜是凹透镜，对光线起发散作用，成像远离凸透镜，所以应将光屏远离凸透镜，光屏上才能再次成清晰的像。
2. （8分）（2022湖北武汉）在探究凸透镜成像规律的实验中：
（1）将蜡烛和焦距为10cm的凸透镜甲固定在如图所示的位置，点燃蜡烛后，位于90cm刻度线处的光屏上得到烛焰清晰______（填“放大”“缩小”或“等大”）的实像。（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）______就是根据该原理工作的；
（2）保持上述实验中凸透镜位置不变，将蜡烛移动到15cm刻度线处，应该向______（填“左”或“右”）移动光屏，才能再次得到烛焰清晰的像；
（3）改用焦距为20cm的凸透镜乙继续进行实验。将凸透镜乙和光屏分别固定在70cm和85cm刻度线处，再将点燃的婚烛从15cm刻度线处缓慢地向右移动到50cm刻度线处，在光屏上得到烛焰清晰像的次数是______（填“0”“1”“2”或“3”）。
【答案】 （1） 放大 投影仪 （2） 左 （3）0
【解析】（1）如图，物距为12.0cm，在一倍焦距和两倍焦距之间，成的是倒立的放大的实像；投影仪就是利用这一原理制成的，物距在一倍焦距和两倍焦距之间，像距在两倍焦距开外，成的倒立的放大的实像。
（2）保持上述实验中凸透镜位置不变，将蜡烛移动到15.0cm刻度线处，物距变大，则像距变小，光屏需要向左移动。
（3）将凸透镜乙和光屏分别固定在70.0cm和85.0cm刻度线处，则像距为
SKIPIF 1 < 0
像距小于焦距，而此题若点燃的蜡烛从15.0cm刻度线处缓慢地向右移动到50.0cm刻度线处，物距始终大于两倍焦距，若光屏能承接到像，则说明成的是实像，当物距大于两倍的焦距时，像距在一倍焦距和两倍焦距之间，才能够承接到像，而此时像距为15.0cm，小于一倍的焦距，故无法承接到像，故在光屏上得到烛焰清晰像的次数是0。
3. （6分）（2022贵阳）近视程度不同的同学需要佩戴焦距不同的眼镜。为了探究近视眼的矫正过程，组装如图甲所示的实验装置，其中“F”字样的光源代替可视物体，光屏模拟视网膜。选用如图乙所示的2号凸透镜模拟晶状体，打开“F”光源，调节各个元件的位置，直到光屏上呈现倒立缩小的清晰像，正常眼睛的视物模型便组装完成。
请回答下列问题：
（1）模拟近视眼视物情况，选择图乙中的___________（填序号）号透镜替代2号透镜安装在光具座上后，光屏上的像变模糊；
（2）用如图丙所示的水透镜模拟近视眼矫正视力。应将水透镜置于光具座上的___________（选填“A”“B”或“C”）点，缓慢调节水透镜中的水量，当水透镜形成焦距合适的___________透镜时，光屏上呈现清晰的像，近视眼的成像情况得到改善；
（3）更换焦距更小的凸透镜模拟近视程度更严重的眼睛晶状体，为了改善视网膜上的成像情况，实验时需要用注射器___________（选填“抽取”或“注入”）适量水；
（4）根据上述实验，近视程度更严重同学应选择焦距更大还是更小的透镜来矫正呢？___________，请结合透镜对光的作用来分析选择的理由：___________。
【答案】 （1）3 （2）B 凹 （3）抽取 （4）更小 见解析。
【解析】（1）由题意可知，图乙所示的2号凸透镜模拟晶状体，近视眼成像在视网膜前，近视眼的晶状体比正常人眼睛的晶状体对光的会聚能力更强，故模拟近视眼视物情况，选择图乙中的3号透镜替代2号透镜安装在光具座上后，光屏上的像变模糊。
（2）矫正近视眼使用凹透镜，将凹透镜放置于物与凸透镜之间，使成的像正好处于视网膜处，即应将水透镜置于光具座上的B点。当使用的凹透镜焦距合适时，光屏上呈现清晰的像，近视眼的成像情况得到改善。
（3）更换焦距更小的凸透镜模拟近视程度更严重的眼睛晶状体，物成的像在视网膜之前，且距离视网膜更远，使用凹透镜改善视网膜情况时，应使用对光线发散能力更强的凹透镜，即可用注射器抽取适量水。
（4）近视程度更严重的同学，其晶状体焦距更小，对光的会聚能力更强，故需用对光发散能力更强、焦距更小的凹透镜矫正。
4. （4分）（2021江苏扬州）“一双好眼睛，能更好地探索未来”，小丽了解到人眼的晶状体相当于凸透镜，眼睛是如何看清远近不同物体的？她对这一问题产生了浓厚兴趣；
（1）首先用平行光正对凸透镜A照射，如图甲所示，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f=______cm；
（2）然后适当调整凸透镜A和光屏的位置，移动蜡烛，使烛焰在光屏上成清晰的像，如图乙所示；接着她将凸透镜A换为焦距稍大的凸透镜B，并保持位置不变，移动蜡烛，使烛焰在光屏上再次成清晰的像，如图丙所示，可见小丽研究的问题是：当凸透镜成实像时保持______距离不变，探究______的关系；
（3）通过探究发现，当人眼观察近处物体时，晶状体的焦距变______。
【答案】 ①. 10.0 ②. 光屏到凸透镜 ③. 远近不同物体成清晰的像与凸透镜焦距 ④. 短
【解析】（1）[1]图甲中，用平行光正对位于10.0cm刻度处的凸透镜A照射，在位于20.0cm刻度的光屏上出现一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为f=20.0cm-10.0cm=10.0cm
（2）[2][3]小丽提出的问题是“眼睛是如何看清远近不同物体的？”，实验中凸透镜相当于人眼的晶状体，光屏相当于视网膜，蜡烛相当于物体，因为眼球的前后距离是不变的，故乙、丙两图中保持光屏到凸透镜的位置不变，改变了凸透镜的焦距，调整蜡烛到凸透镜的距离，使光屏上再次出现清晰的像。这一过程中，保持了光屏到凸透镜距离不变，探究远近不同物体成清晰的像与凸透镜焦距的关系。
（3）[4]当人眼观察近处物体时，物距减小，若晶状体的焦距不调节，根据凸透镜成像规律可知，此时像距会变大，所成的像会位于视网膜的后方。为了使像前移到视网膜上，则通过晶状体的光线要更加会聚，所以晶状体的凸度要变大，焦距要变短。
五、综合素养题（本大题有2道小题，共计7分）
1.（3分）根据眼睛的构造和成像原理，为了预防近视，保护我们的视力，应该注意哪些问题? 请你提出三条合理化建议。
【答案】①读写姿势要正确，眼与书的距离要在25厘米左右；
②看书、看电视或使用电脑1小时后要休息一下，要远眺几分钟；
③要定期检查视力，认真做眼保健操，等等。
【解析】下列措施均可以预防近视发生：
从小养成良好的用眼卫生习惯，阅读的姿势要正确，眼与阅读物相距30～35cm，不要
歪着头、躺着、乘车走路看书。应有良好的照明，阅读物字迹清楚，不应在暗处或太阳光直接照射下看书，尽量避免长时间近距离阅读，工作和看电视，应每隔一小时休息10分钟以松弛调节功能。
②建立眼的保健制度，定期作视力及眼部检查。
③增强体质，注意营养，使眼部与全身均发育正常。对验光后确诊的真性近视，应戴合适的眼镜，而且要经常戴，以便保持良好的视力和正常调节集合功能。
2.（4分）阅读短文：
望远镜的发明
17世纪初，荷兰制造眼镜的技术已经很精湛了，主要的工艺是磨制凸透镜和凹透镜。人们经常与凸透镜和凹透镜打交道，用它们可以矫正远视眼和近视眼，但是人们从来都没有想到把透镜和透镜放在一起组合起来使用。1608年的一天，在荷兰眼镜制造商汉斯的作坊里，一位学徒无事拿着两个磨制好的透镜片在眼前对着看，结果惊奇地发现远处的物体变得近在眼前而且非常清晰，便把这件怪事告诉了老板汉斯。汉斯马上试验证实了这种现象，为了更便于观察，他把这两个透镜片装在一个筒里，称之为“窥镜”，这就制成了人类历史上第一架望远镜。正是有了望远镜的帮助，荷兰舰队能在敌舰发现他们之前就先行发现敌舰的动向，取得了战争的主动权，打败了强大的西班牙舰队，使荷兰成为一个海上强国。
望远镜发明的消息很快在欧洲各国流传开了。1609年，伽利略得知望远镜这种新仪器，马上意识到它的价值和作用。他立即动手制作，并且不断改进，造出了一架放大20倍的望远镜。伽利略把这架望远镜指向了天空，指向了星星，由此揭开了天文学全新的一页。伽利略利用望远镜发现了木星有卫星，观察了月面，绘制了月面图，观察到太阳黑子。伽利略这一系列重大的天文发现，有力地支持了哥白尼的宇宙学说，在知识界产生了巨大反响，人们争相传诵“哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙”。通过阅读，给我们的启示是什么？
【答案】望远镜的发明，是常见的两个透镜片的组合，看起来应该是非常简单的。但是，人们并没有有意识地运用“组合”这种方法，使得望远镜很晚才出现。如果人们学会运用组合技法的话，望远镜可能会提前很多年被发明出来，由此可以看出方法技巧在技术发明中的重要作用。
【解析】通过对以上短文的阅读，同学们就会体会到只要善于观察，勤于动手，认真思索，就能发现很多科学规律，甚至某些科技产品的发明。
实验次数
物距u/cm
像距v/cm
成像性质
1
30
15
倒立缩小实像
2
20
20
倒立等大实像
3
15
倒立放大实像
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