資源簡介

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2024年中考物理一輪單元復習學思講測全攻略學案（人教版全國通用）
單元05 透鏡及其應用
1. 了解凸透鏡對光的會聚作用和凹透鏡對光的發散作用。
2. 探究并了解凸透鏡成像的規律。
3. 了解凸透鏡成像規律的應用。
通過完成填空的自主學習方式深化對考點知識的理解
考點1. 透鏡及透鏡作圖
1.透鏡的分類：凸透鏡和凹透鏡。
凸透鏡：中間厚邊緣薄的透鏡；
凹透鏡：中間薄邊緣厚的透鏡。
2.有關透鏡的科學術語：
主光軸，光心，焦點（F），焦距（f），
3. 透鏡對光線的作用：
凸透鏡對光線有會聚作用，又叫會聚透鏡；凹透鏡對光線有發散作用，又叫發散透鏡。
4.三條特殊光線：（如圖所示，比較兩透鏡的異同）
（1）凸透鏡
A.平行于凸透鏡主光軸的光線，經凸透鏡折射后，通過透鏡的焦點；
B.通過凸透鏡焦點的光線，經凸透鏡折射后，平行于主光軸；
C.通過凸透鏡光心的光線，經凸透鏡折射后，傳播方向不改變。
（2）凹透鏡
A.平行于凹透鏡主光軸的光線，經凹透鏡折射后，折射光線的反向延長線通過同側虛焦點；
B.正對凹透鏡另一側焦點射出的光線，經凹透鏡折射后，折射光線平行于主光軸；
C.通過凹透鏡光心的光線，經凹透鏡折射后，折射光線傳播方向不改變。
考點2. 凸透鏡成像的規律及應用
物 距（u） 像 距（v） 像 的 性 質 應 用
大 小 正 倒 虛 實
無限遠 v=f 極小 光斑 測焦距
u＞2f 2f＞v＞f 縮小 倒立 實像 照相機
u=2f v=2f 等大 倒立 實像 測焦距
2f＞u＞f v＞2f 放大 倒立 實像 幻燈機（投影儀）
u=f 無限遠 獲平行光源和測焦距
u＜f 同側 放大 正立 虛像 放大鏡
考點3. 眼睛和眼鏡
（一）眼睛
1.構造：睫狀體、瞳孔、角膜、晶狀體、視網膜、視神經、玻璃體等部分構成。眼睛的晶狀體相當于凸透鏡，視網膜相當于光屏（膠卷）。
2.視物原理：晶狀體和角膜的共同作用相當于凸透鏡，來自物體的光，經過他的折射后在視網膜上成倒立縮小的實像，再經視神經系統傳入大腦，就能看到物體。
3.遠點：依靠眼睛的調節所能看清的最遠的點。正常眼睛的遠點在無限遠處。
4.近點：依靠眼睛的調節所能看清的最近的點。正常眼睛的近點大約在10cm處。
5.明視距離：正常眼睛觀察近處物體最清晰而又不疲勞的距離大約是25cm，這個距離叫明視距離。
（二）近視眼及其矯正
1.表現與成因：近視眼看不清遠處的物體，原因是晶狀體太厚折射能力太強，或眼球在前后方向上太長，因此來自遠處某點的光線匯聚在視網膜前，遠處的物體成像在視網膜前面，到達視網膜上的是一個模糊的光斑。
2.矯正：佩戴凹透鏡。矯正近視眼，要抵消過度的折光作用。可配戴用凹透鏡制成的近視眼鏡，使入射的光線經凹透鏡發散后再射入眼睛，會聚點就能移到視網膜上，如圖所示。
（三）遠視眼及其矯正
表現與成因：遠視眼看不清近處的物體，是因為晶狀體太薄折射能力太弱，或眼球在前后方向上太短，因此來自近處某點的光線還沒匯聚就到達視網膜上了，近處的的物體成像在視網膜后面，在視網膜上形成一個模糊的光斑。
2.矯正：佩戴凸透鏡。矯正遠視眼，增強對光的折射作用。可配戴用凸透鏡制成的遠視眼鏡，使入射的光線經凸透鏡折射后進入眼睛，會聚點就能移到視網膜上，如圖所示。
（四）眼鏡的度數
1.透鏡的焦度：把透鏡焦距的倒數叫做透鏡焦度。
2.透鏡的度數：透鏡焦度乘以100的值。叫做透鏡度數。
D＝100/f，遠視鏡的度數為正數，近視眼的度數為負數。
考點4. 顯微鏡和望遠鏡
（一）顯微鏡
1.構造：目鏡、物鏡、載物片、反光鏡等幾部分構成。如圖所示
2.目鏡和物鏡：目鏡和物鏡都相當于凸透鏡，靠近物體的叫物鏡，焦距較短；靠近眼睛的叫目鏡，焦距較長，兩鏡間的距離是可以調節的。
3.成像原理：來自被觀察物體的光經物鏡后，在物鏡的焦點以內成倒立、放大的實像，這一實像又經目鏡成正立、放大的虛像。如圖所示：
說明：1.顯微鏡由目鏡和物鏡組成，物鏡、目鏡都是凸透鏡，它們使物體兩次放大。物鏡像投影儀一樣成像，成倒立、放大的實像；目鏡的作用像一個普通放大鏡，以物鏡成的實像為物，再成一個正立、放大虛像。所以總的來說，顯微鏡成的是倒立、放大、虛像。（物鏡的實像被目鏡又變成虛像了，而我們看到的是目鏡成的虛像，而不是物鏡成的實像）。
2.對于顯微鏡，要理解它的結構由物鏡和目鏡組成，它兩次成像，一次成實像一次成虛像，放大倍數等于兩次放大倍數之積。
（二）望遠鏡
1.構造：由兩種凸透鏡組成，靠近被觀察物體的叫物鏡，焦距較長；靠近眼睛的叫目鏡，焦距較短。如圖：
2.成像原理：由于從天體上各點射到物鏡上的光可以看作是平行光，經物鏡折射后，在物鏡焦點外很近的地方，得到天體的倒立縮小的實像。目鏡的前焦點和物鏡的后焦點重合在—起，所以天體通過物鏡所成的實像，位于目鏡的一倍焦距以內。這倒立的縮小的實像對目鏡來說是物體，它經目鏡所成的像是放大的虛像。
3.視角：被觀察的物體兩端到人眼光心所夾的角叫視角。如圖所示視角的大小和物體到眼睛的距離，物體越大，或離眼睛越近，視角越大。
說明：1.望遠鏡由目鏡和物鏡組成，物鏡、目鏡都是凸透鏡，它們使遠處物體先成實像，后成虛像。物鏡使物體成縮小、倒立的實像（相當照相機）；目鏡的作用像一個普通放大鏡，以物鏡成的實像為物，成一個正立、放大虛像。
2.望遠鏡的作用是看清遠處的物體，望遠鏡的物鏡成的像是倒立縮小的，但是像離我們的眼睛更近了，經過目鏡的放大，我們觀察像的視角變大，這樣就能觀察的清楚了。
3.望遠鏡的物鏡的直徑越大，來自遠處的物體的光射到物鏡上的就越多，經物鏡會聚后所成的像就越亮。這對與觀察天空中的暗星非常重要。
注意：顯微鏡與望遠鏡區別
1.對于顯微鏡而言
（1）作用：用來觀察細微物體或物體細微部分。
（2）原理：先用一個接近物體的凸透鏡使物體成一放大的實像，然后再用另一個接近眼睛的凸透鏡把這個實像再一次放大，就能看清很微小的物體了。
離物體近的這個透鏡叫物鏡，其焦距較短；離眼睛近的這個透鏡叫目鏡，其焦距比物鏡稍大。兩鏡間的距離可以調節。
（3）使用顯微鏡的注意事項
①拿顯微鏡時，要一手緊握鏡臂，一手托鏡座，不要單手提拿，以防目鏡或其他零件滑落。
②顯微鏡不可放置在實驗臺的邊緣，以免碰翻落地。
③不要隨意取下目鏡或拆卸顯微鏡的各種部件，以防灰塵落入內部或發生丟失損壞等。
④使用顯微鏡時，操作要正規，養成兩眼同睜、兩手并用的習慣，邊觀察邊計數和繪圖等。
⑤要保持顯微鏡的清潔，發現有灰塵或操作中不慎使鏡頭和載物臺沾上染料、水滴等，應及時擦去。光學和照明部分的鏡面只能用擦鏡紙輕輕擦拭，切勿用手指、手帕和綢布等擦摸，以免磨損鏡面。機械部分可以用布擦拭。
⑥顯微鏡使用完畢，轉動粗調螺旋上升鏡筒或下降載物臺，取下標本片，轉動轉換器使物鏡離開通光孔，然后再下降鏡筒或上升載物臺使接近物鏡，垂直反光鏡，下降集光器，關閉虹彩光闌，復原傾斜關節和報片器位置，把顯微鏡放回鏡箱。
（4）顯微鏡的放大倍數
①顯微鏡的放大倍數等于物鏡和放大倍數和目鏡的放大倍數的乘積。
②顯微鏡的放大倍數是指長和寬的倍數
③物鏡、目鏡的焦距越短，放大率越高。
2.對于望遠鏡而言
（1）作用：利用望遠鏡能看清遠處的（大）物體。
（2）組成：有一種望遠鏡（開普勒望遠鏡）由兩組凸透鏡組成。靠近物體的叫物鏡，焦距較長；靠近眼睛的叫目鏡，焦距較短。物鏡的第二焦點與目鏡的第一焦點重合。
（3）原理：物鏡的作用是使遠處的物體在焦點附近成實像，目鏡的作用相當于一個放大鏡，用來把這個像放大。
（4）視覺效果：望遠鏡所成的像是縮小的，但是由于“視角”增大，人感覺物體被放大了。
望遠鏡的直徑比我們的眼睛的瞳孔大得多，這樣它可以會聚更多的光，使得所成的像明亮。
還有一種望遠鏡用凸透鏡作物鏡，用凹透鏡作目鏡（伽利略望遠鏡）。天文望遠鏡也常用凹面鏡作物鏡。望遠鏡成的是倒立的像，而日常及軍用望遠鏡所成的像是正立的。
一、對透鏡作圖問題的思維方法
掌握三條特殊的入射光線，經過透鏡折射后的折射光線的特點是透鏡光路作圖的重要方法。
二、對凸透鏡成像規律理解的思維方法
（1）焦點是成實像和虛像的分界點；
（2）二倍焦距處是成放大實像和縮小實像的分界點；
（3）倒立的都是實像、正立的都是虛像；
（4）當u>v時，像是縮小的；反之，像是放大的；
（5）成實像時：當物距減小時，像距和像都增大；
反之，物距增大，像和像距都減小。簡言之“物近像遠像變大；”
（6）無論是成實像還是虛像，只要物體向焦點靠近，所成的像都變大；
（7）像與物左右相反，上下相反；
（8）凸透鏡破損或有污漬，不影響成像的完整性，只是讓像變暗；
（9）物和像在透鏡同側的是虛像；異側的是實像。
三、探究凸透鏡成像規律實驗思維方法
1.實驗操作：實驗時點燃蠟燭，使燭焰中心、凸透鏡光心、光屏的中心（即焰心、光心、光屏中心）大致在同一高度，目的是：使燭焰的像成在光屏中央。 實驗時發現蠟燭的像呈在光屏的上半部分，要想使像呈在光屏的中心，該如何操作：①向上移動光屏；②向上移動蠟燭；③向下移動凸透鏡。
2.如果用手將凸透鏡遮住一半，則光屏上依然是一個完整的像，但亮度較暗。
3.若在實驗時，無論怎樣移動光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：
①蠟燭在焦點以內（u②燭焰在焦點上(u=f) ；
③燭焰、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度 ；
④蠟燭到凸透鏡的距離稍大于焦距，成像在很遠的地方，光具座的光屏無法移到該位置。
4.燃燒的蠟燭不斷變短，光屏上的像向上移動，為使像呈在光屏中央，應該將光屏向上移動或蠟燭向上移動或凸透鏡向下移動。
5.實驗結論：凸透鏡成像規律內容。
6.對規律的進一步認識：一倍焦距分虛實 二倍焦距分大小，物近像遠像變大。像跟著物體跑。
考點1. 透鏡及透鏡作圖
【例題1】（2023深圳） 畫出兩條光線經透鏡折射后的光路。
【答案】如圖所示。
【解析】由于凸透鏡能將平行光會聚到焦點上，所以平行于主光軸的光，經過凸透鏡折射，經過焦點；經過光心的光，不發生折射，沿原來的傳播方向傳播，如圖所示。
【例題2】請在圖中畫出光線經過凹透鏡后的光路圖。（F為焦點）
【答案】如圖所示。
；
【解析】平行于凹透鏡主軸的光線，經過凹透鏡的作用，折射后的發散光線，反向延長后交于凹透鏡的焦點；沿著凹透鏡焦點的入射光線，經過凹透鏡作用后，折射光線平行于主光軸。
【例題3】把帶雙箭頭的圖片放在圓柱形透明玻璃杯后適當位置并在玻璃杯中加入適重的水，看到的情景如圖所示，圖甲與______ ，圖乙與______ 光學儀器成像的原理相同兩空均選填“照相機”、“投影儀”、“放大鏡”或“近視眼鏡”。
【答案】放大鏡 照相機
【解析】未放水杯前，箭頭的方向都是向右的；
甲圖中，下面的箭頭的方向不變，成的是正立的、放大的像，則是正立、放大的虛像，其應用是放大鏡；
乙圖中，下面的箭頭的方向發生了改變，成的是倒立、縮小的像，其應用是照相機。
考點2. 凸透鏡成像的規律及應用
【例題4】（2023安徽）某小組探究平面鏡和凸透鏡成像的特點，將光源和光屏分別豎直放置在水平光具座上的A、C位置，B是AC的中點，如圖1所示。在AB之間朝向A觀察，看到的光源形狀如圖2中的甲所示。
（1）在B處豎直放置一塊平面鏡，鏡面朝向光源，小麗在AB之間觀察平面鏡中的像，小明在BC之間觀察光屏。此后，小亮將平面鏡更換為一個凸透鏡，恰能在光屏上成等大的像，他在BC之間觀察光屏上的像。上述實驗過程中，小麗、小明和小亮觀察到的分別是圖2中的______（選填“①”“②”“③”或“④”）；
①甲、丙、戊　　②乙、丙、丁　　③乙、乙、丁　　④乙、乙、戊
（2）小亮繼續實驗，要在光屏上得到一個縮小的像，可保持光源位置不變，將凸透鏡向______（選填“A”或“C”）移動，并調節光屏的位置直到呈現清晰的像。
【答案】（1）② （2）C
【解析】（1）平面鏡成像原理是光的反射，成正立、等大的虛像，虛像與物體左右相反。所以小麗在AB之間觀察平面鏡中的像，由于光的反射，看到的像是圖乙；小明在BC之間觀察光屏，由于虛像不能用光屏承接，所以小明在光屏上看不到像，如圖丙；在B點放置凸透鏡，此時
u=v=2f
在光屏上成倒立、等大的實像，且左右相反，小亮觀察到的像如圖丁，故②符合題意，①③④不符合題意。
故選②。
（2）根據凸透鏡成像特點可知，要在光屏上得到一個縮小的像，物距u>2f，光源位置不變，需將凸透鏡向C移動，并調節光屏的位置直到呈現清晰的像。
【例題5】（2023河北）在“探究凸透鏡成像的規律”實驗中，蠟燭、焦距為10cm的凸透鏡、光屏位置如圖所示時，光屏上恰好呈現燭焰清晰的像。下列說法正確的是（　　）
A. 投影儀就是利用這一規律成像的
B. 將蠟燭放置在35cm刻度處，僅向右移動光屏，能得到清晰、倒立、放大的實像
C. 若飛來一只小蟲落在凸透鏡上，遮住凸透鏡的部分區域，則光屏上燭焰的像不再完整
D. 蠟燭、凸透鏡、光屏位置不動，用焦距8cm凸透鏡替換該透鏡，光屏上不再成清晰的像
【答案】BD
【解析】A．如圖，物距大于像距，此時成倒立、縮小的實像，照相機就是利用這一規律成像的，故A錯誤；
B．將蠟燭放置在35cm刻度處，物距在一倍焦距與二倍焦距之間，像應成在二倍焦距以外，僅向右移動光屏，能得到清晰、倒立、放大的實像，故B正確；
C．若飛來一只小蟲落在凸透鏡上，遮住凸透鏡的部分區域，則透鏡的其它部位能使光線透過，光屏上燭焰的像扔完整，由于透過的光線減少，像比以前變暗，故C錯誤；
D．蠟燭、凸透鏡位置不動，用焦距8cm凸透鏡替換該透鏡，相當于增大了物距，要想在光屏上成清晰的像，要減小像距，即光屏向左移動，所以光屏若不移動，就不再成清晰的像。故D正確。
故選BD。
考點3. 眼睛和眼鏡
【例題6】（2023廣西）為矯正遠視眼，佩戴的眼鏡片是（　　）
A. 凸透鏡 B. 凹透鏡 C. 平面鏡 D. 凸面鏡
【答案】A
【解析】遠視眼的成因是晶狀體太薄，折光能力太弱、或者是眼球前后距離過長，成像在視網膜后方，需利用凸透鏡的會聚作用矯正，故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。
【例題7】（2023湖北天門）如圖是近視眼及其矯正的光路圖，下列說法不正確的是（ ）
A. 近視眼的成像原理和小孔成像的原理相同
B. 近視眼看遠處的物體，像成于視網膜前
C. 近視眼用凹透鏡矯正
D. 為預防近視，讀寫時眼睛與書本的距離應保持在25cm左右
【答案】A
【解析】A．晶狀體和角膜的共同作用相當于一個凸透鏡，眼睛成像利用了凸透鏡的成像原理，而小孔成像利用光的直線傳播，二者原理不同，故A錯誤，符合題意；
B．近視眼晶狀體折光能力強或眼球前后徑過長，看不清遠處的物體，遠處物體的像成于視網膜前，故B正確，不符合題意；
C．凹透鏡對光線有發散作用，可以使光線延后成像，正好成在視網膜上，近視眼用凹透鏡矯正，故C正確，不符合題意；
D．為預防近視，應養成良好的用眼習慣，讀寫時眼睛與書本的距離應保持在25cm左右，故D正確，不符合題意。故選A。
考點4. 顯微鏡和望遠鏡
【例題8】顯微鏡在生物課時我們已學過，顯微鏡的結構如圖所示，則下列分析正確的是（　　）
A．物鏡相當于凸透鏡，目鏡相當于凹透鏡
B．物鏡和目鏡都相當于凸透鏡，但只有目鏡起放大作用
C．物鏡和目鏡都相當于凸透鏡，但只有物鏡起放大作用
D．物鏡和目鏡都相當于凸透鏡，來自被觀察物體的光經物鏡成一個放大的像，再經目鏡再放大一次
【答案】D
【解析】A、物鏡相當于凸透鏡，目鏡相當于凸透鏡，故A錯誤；BC、物鏡和目鏡都相當于凸透鏡，都起放大作用，故BC錯誤；D、物鏡和目鏡都相當于凸透鏡，來自被觀察物體的光經物鏡成一個放大的像，再經目鏡再放大一次，這樣就可看到肉眼看不到的小物體了，故D正確。故選D。
【例題9】如圖表示一種光學儀器的原理，圖中L1是物鏡，L2是目鏡。這種儀器是　 　（填“望遠鏡”或“顯微鏡”），目鏡的作用相當于　 　（填“放大鏡”或“投影儀”）。
【答案】望遠鏡；放大鏡。
【解析】由圖可見，遠處的物體先通過物鏡使物體成一倒立、縮小的實像，然后用目鏡把這個實像再放大（正立、放大的虛像），就能看清很遠處的物體，這就是望遠鏡的原理，目鏡相當于一個放大鏡。
《透鏡及其應用》單元綜合素養精準達標模擬檢測試卷
（答題時間90分鐘，試卷滿分100分）
一、選擇題（本大題有12道小題，每小題3分，共計36分）
1. 在如圖所示的光學元件中，屬于凸透鏡的是（　　）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】AB．中間薄，邊緣厚的透鏡是凹透鏡，故AB不符合題意；
C．該透鏡中間厚，邊緣薄，屬于凸透鏡，故C符合題意；
D．該元件厚度相同，不是凹透鏡，也不是凸透鏡，故D不符合題意。
故選C。
2．小明利用太陽光測量凸透鏡的焦距。下列操作最合理的是（　　）
A B C D
【答案】C
【解析】利用會聚太陽光法測焦距時，要將凸透鏡正對著太陽光，太陽光經凸透鏡后將會聚在焦點。所以把白紙（光屏）置于另一側，改變白紙與凸透鏡間的距離，直到光屏上出現一個最小、最亮的光斑，這個光斑便為焦點，測出光斑到凸透鏡的距離，可得凸透鏡的焦距。可見ABD錯、C正確。故選：C。
3．如圖所示，通過透鏡的光路圖正確的是（　　）
A．B． C．D．
【答案】A
【解析】A、對于凸透鏡，過焦點的光線經凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸，故A正確；B、對于凸透鏡，平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后折射光線通過焦點，故B錯誤；C、對于凹透鏡，平行于主光軸的入射光線經凹透鏡折射后折射光線反向延長通過焦點，故C錯誤；D、對于凹透鏡，過焦點的光線不屬于特殊光線，折射光線將遠離主光軸，故D錯誤。故選：A。
4．一塑料薄膜組成的頂棚下堆放著一堆干草，夏天雨后，陽光穿過薄膜上的積水，照射到干草上，則下列說法正確的是（　　）
A．薄膜上的積水形成一個大的凸透鏡，如果其焦點恰好在干草處，干草有可能燃燒
B．透鏡都是固體物質組成的，液體不能起凸透鏡作用
C．起凸透鏡作用的應是塑料薄膜
D．水和塑料薄膜共同起凹透鏡作用
【答案】A
【解析】薄膜上的積水中間厚，邊緣薄，恰好形成了一個大的凸透鏡，而此時太陽光通過這個凸透鏡發生折射，干草又在凸透鏡的焦點處，就很容易引起干草的燃燒。故選A。故選：A。
5. 小明用透明塑料盒設計了一個昆蟲標本觀察器，如圖所示。盒底上放標本，盒蓋上嵌入一凸透鏡。有焦距為5cm和10cm的兩種凸透鏡，為了在盒蓋上方附近，通過凸透鏡觀察到標本正立、放大的像，凸透鏡焦距f與盒高h選擇合理的是（　　）
A. f=5cm h=10cm B. f=10cm h=12cm
C. f=5cm h=12cm D. f=10cm h=6cm
【答案】D
【解析】ABCD．盒蓋處安裝凸透鏡，盒底處有昆蟲標本，要使凸透鏡作放大鏡使用時，物距必須小于焦距，故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。
6. （2023江蘇連云港）在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中，當燭焰、凸透鏡、光屏在圖所示的位置時，恰能在光屏上得到一個清晰的像，利用這個成像規律可以制成（ ）
A. 照機機 B. 潛望鏡 C. 幻燈機 D. 放大鏡
【答案】C
【解析】當時，，成倒立、縮小的實像，照相機、攝像機就是根據這個原理制成的；
當時，，成倒立、等大的實像；當時，，成倒立、放大的實像．幻燈機、投影儀就是根據這個原理制成的；當時，無像．經凸透鏡折射后的光線是平行的，沒有會聚點；當時，成正立、放大的虛像．放大鏡就是根據這個原理制成的；
圖中的物距小于像距且凸透鏡成的倒立放大的實像，故是幻燈機的原理；所以利用這個成像規律可以制成幻燈機；故C項符合題意、ABD項不符合題意.
7. （2023湖北天門）如圖是近視眼及其矯正的光路圖，下列說法不正確的是（ ）
A. 近視眼的成像原理和小孔成像的原理相同
B. 近視眼看遠處的物體，像成于視網膜前
C. 近視眼用凹透鏡矯正
D. 為預防近視，讀寫時眼睛與書本的距離應保持在25cm左右
【答案】A
【解析】A．晶狀體和角膜的共同作用相當于一個凸透鏡，眼睛成像利用了凸透鏡的成像原理，而小孔成像利用光的直線傳播，二者原理不同，故A錯誤，符合題意；
B．近視眼晶狀體折光能力強或眼球前后徑過長，看不清遠處的物體，遠處物體的像成于視網膜前，故B正確，不符合題意；
C．凹透鏡對光線有發散作用，可以使光線延后成像，正好成在視網膜上，近視眼用凹透鏡矯正，故C正確，不符合題意；
D．為預防近視，應養成良好的用眼習慣，讀寫時眼睛與書本的距離應保持在25cm左右，故D正確，不符合題意。故選A。
8．如圖所示為實驗室用顯微鏡和天文望遠鏡，關于圖中兩種儀器下列說法錯誤的是（　　）
A．顯微鏡的目鏡成正立放大的虛像，物鏡成倒立放大的實像
B．天文望遠鏡的目鏡成正立放大的虛像，物鏡成倒立縮小的實像
C．顯微鏡的目鏡相當于凸透鏡，物鏡相當于凹透鏡
D．天文望遠鏡的目鏡和物鏡都相當于凸透鏡
【答案】：C
【解析】：AC、顯微鏡的目鏡和物鏡都是凸透鏡，目鏡成正立放大的虛像，物鏡成倒立放大的實像，故A正確，C不正確；BD、天文望遠鏡的目鏡和物鏡都是由凸透鏡組成，目鏡成正立放大的虛像，物鏡成倒立縮小的實像，故BD正確；因此說法錯誤的是C。故選：C。
9．在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中，當蠟燭、凸透鏡和光屏的位置如圖所示時，光屏上得到清晰的像。則（　　）
A．透鏡焦距一定在10cm到15cm之間
B．透鏡焦距一定在15cm到20cm之間
C．把蠟燭向左移動少許，光屏適當向左移動可得到大些的實像
D．把蠟燭向右移動少許，光屏適當向右移動可得到小些的實像
【答案】A
【解析】掌握凸透鏡成像的規律，知道當物距在一倍焦距和二倍焦距之間時，成倒立放大的實像，此時像距大于2f；且成實像時，遵循物近像遠像變大的特點。
AB、觀察圖示可知此時u＝20cm，v＝30cm，u＜v，成倒立放大的實像，由凸透鏡的成像規律可知，此時f＜u＜2f，v＞2f，即有則，f＜20cm＜2f，30cm＞2f，解得10cm＜f＜15cm；故凸透鏡的焦距的范圍是：10cm＜f＜15cm，故A正確，B錯誤；
C、把蠟燭向左移動少許，此時物距變大，像距變小，像變小，所以光屏適當向左移動可得到小些的實像，故C錯誤；
D、把蠟燭向右移動少許，此時物距變小，像距變大，像變大，所以光屏適當向右移動可得到大些的實像，故D錯誤。
10. （2023湖南郴州）如圖所示，燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心在同一高度，該凸透鏡的焦距為10.0cm，凸透鏡的位置保持不變。以下說法正確的是（　　）
A. 當蠟燭放在圖中A區域時，光屏應放在圖中D區域才可能呈現清晰的像
B. 蠟燭從圖中位置逐漸遠離透鏡時，所成的像會逐漸變小
C. 若無論怎么移動光屏，在光屏上都找不到像，則蠟燭可能放在圖中B區域
D. 若光屏上要得到一個放大的像，則蠟燭應該放在圖中C區域
【答案】B
【解析】A．蠟燭放在圖中A區域，即蠟燭在該透鏡的兩倍焦距以外，此時成倒立、縮小的實像，像在透鏡另一側的一倍焦距和兩倍焦距之間，即圖中的E區域，故A錯誤；
B．凸透鏡成實像時，物體離透鏡越遠，所成的實像越小，圖中蠟燭位于該透鏡的兩倍焦距以外，成倒立、縮小的實像，所以蠟燭從圖中位置逐漸遠離透鏡時，所成的實像會逐漸變小，故B正確；
C．蠟燭放在圖中B區域，即該透鏡的一倍焦距和二倍焦距之間，此時成倒立、放大的實像，像的位置在透鏡另一側的兩倍焦距以外，即如果蠟燭放在圖中B區域，則在圖中的F區域的光屏上能找到像，故C錯誤；
D．當蠟燭放在圖中C區域，即該透鏡的一倍焦距以內，此時成正立、放大的虛像，虛像是用光屏承接不到的，故D錯誤。故選B。
11. 一凸透鏡的焦距為12cm，將點燃的蠟燭從離凸透鏡30cm處沿主光軸移到15cm處的過程中，像的大小和像距的變化情況是（　　）
A. 像變小，像距變小 B. 像變大，像距變大
C. 像變大，像距變小 D. 像變小，像距變大
【答案】B
【解析】凸透鏡的焦距為12cm，點燃的蠟燭從離凸透鏡30cm處沿主光軸移到15cm處的過程中，即物距從大于二倍焦距處，移到小于二倍焦距、大于一倍焦距處，物距一直變小，因此像距一直增大，像也一直增大，像從縮小的像一直增大為放大的像，故B符合題意。
12．潛望鏡、老花鏡、近視鏡、汽車的觀后鏡，依次用的是（　　）
A．凹透鏡、凹透鏡、凸透鏡、凸面鏡
B．平面鏡、凸透鏡、凹透鏡、凸面鏡
C．平面鏡、凸透鏡、凹透鏡、凸透鏡
D．平面鏡、凹透鏡、凸透鏡、凸透鏡
【答案】B
【解析】潛望鏡利用平面鏡改變光路；老花鏡利用凸透鏡對光線的會聚作用，使像呈在視網膜上；近視鏡利用凹透鏡對光線有發散作用，使像呈在視網膜上；汽車觀后鏡利用凸面鏡對光線的發散作用，發散光線的反向延長線會聚成像；所以依次用的是平面鏡、凸透鏡、凹透鏡、凸透鏡。故選：B。
二、填空題（每空1分，共計28分）
1. （2022廣西賀州）如圖所示的四個透鏡，屬于凸透鏡的有______，屬于凹透鏡的有______（兩空均填編號）。
【答案】 ②③ ①④
【解析】中間厚，邊緣薄的透鏡叫凸透鏡，如圖所示的四個透鏡，屬于凸透鏡的有②③。
中間薄，邊緣厚的透鏡叫凹透鏡，如圖所示的四個透鏡，屬于凹透鏡的有①④。
2. 烈日下，汽車玻璃窗上的小水珠應盡快擦干，這是由于小水珠相當于一個 ______（選填“凸透鏡”或“凹透鏡”），對太陽光有 _____（選填“會聚”或“發散”）作用，可能使車內某處溫度升高而導致火災。
【答案】 凸透鏡 會聚
【解析】小水珠邊緣薄，中間厚，所以相當于凸透鏡。
凸透鏡對光線具有會聚作用，凹透鏡對光線有發散作用，而小水珠相當于凸透鏡，故對光線有會聚作用。
3. 如圖所示，西漢時期的《淮南萬畢術》中記載有“削冰令圓，舉以向日，以艾承其影，則火生。”請你用學過的光學知識判斷“削冰令圓”就是把冰塊制成____鏡，若要“火生”應把“艾”放在鏡的_____位置。
【答案】 凸透 焦點
【解析】削冰令圓，舉以向日，以艾承其影，則火生，將冰削圓，對著太陽能生火，說明削成的圓冰對火有會聚作用，所以是冰塊制成凸透鏡。
太陽光都會會聚到凸透鏡的焦點位置，要快速生火，需把“艾”放在鏡的焦點位置。
4. （2023重慶A）小剛用焦距為10cm的凸透鏡探究凸透鏡成像的規律，當蠟燭、凸透鏡、光屏三者高度如圖所示時，適當調節______的高度后便可開始實驗；當蠟燭距凸透鏡25cm時，移動光屏，在光屏上承接到一個清晰縮小的像，生活中的______就是根據該成像規律制成的；把蠟燭適當靠近凸透鏡，應將光屏____（選填“靠近”或“遠離”）凸透鏡，才能再次承接到清晰的像。
【答案】 蠟燭 照相機 遠離
【解析】探究凸透鏡成像的規律時，要調節蠟燭、凸透鏡、光屏三者同一高度，由圖可知，蠟燭偏高，則要適當將蠟燭向下調節。
當蠟燭距凸透鏡25cm，即物距大于兩倍焦距時，移動光屏，在光屏上承接到一個清晰縮小的像，照相機就是根據該成像規律制成的。把蠟燭適當靠近凸透鏡，即物距變小，則像距變大，則應將光屏遠離凸透鏡，才能再次承接到清晰的像。
5. （2023黑龍江龍東）某學習小組用圖甲探究“凸透鏡成像規律”，通過實驗，繪制了像距v隨物距u變化圖像如圖乙所示，此凸透鏡的焦距是________cm。當蠟燭放在如圖甲所示位置時，調節光屏位置，直到光屏上得到清晰的像，若此時在蠟燭與凸透鏡之間靠近凸透鏡處放一個近視眼鏡，若想在光屏上還能得到清晰的像，應該將光屏向_______（選填“靠近”或“遠離”）凸透鏡方向移動。
【答案】 5 遠離
【解析】凸透鏡成像時，當
物體成倒立、等大的實像，由圖乙可知
解得此凸透鏡的焦距是f=5cm。
近視眼鏡是凹透鏡，對光線有發散作用，凹透鏡放在蠟燭和凸透鏡之間靠近凸透鏡的位置，使原來會聚成像的光線往后會聚，像的位置會遠離凸透鏡，所以將光屏遠離凸透鏡，光屏上會再次接到清晰的像。
6.如圖所示，下列有關眼睛的示意圖，遠視眼是　 　圖，遠視眼矯正是　 　圖。
【答案】丁；乙。
【解析】眼睛的晶狀體相當于凸透鏡；
甲圖中像呈在視網膜的前方，是近視眼模型，需要佩戴發散透鏡，即凹透鏡，使光線推遲會聚，如丙圖。
丁圖中像呈在視網膜的后方，是遠視眼模型，應佩戴會聚透鏡矯正，即凸透鏡，如圖乙。
7. （2023新疆）芯片是電子設備的核心組件，光刻機是制造芯片的核心裝備。
（1）某光刻機通過極紫外光照射鏤空的集成電路模板，經過透鏡組后在硅晶圓表面的光刻膠上刻出縮小的電路圖案。該透鏡組相當于一個_______透鏡，極紫外光在制成透鏡的玻璃內沿_______（填“直線”或“曲線”）傳播，集成電路模板到透鏡的距離_______（填“大于”或“小于”）硅晶圓到透鏡的距離。
（2）為防止芯片工作時溫度過高，常用散熱片將熱量散失到環境中，這是通過_______（“做功”或“熱傳遞”）的方式改變芯片的內能。一般情況下，物體顏色越深，熱輻射散熱能力越強，故散熱片的顏色多為_______（填“黑”或“白”）色。一個指甲蓋大小的芯片可能有上百億個晶體管，晶體管的空間尺度_______（填“大于”或“小于”）原子的空間尺度。
【答案】 （1）凸 直線 大于 （2）熱傳遞 黑 大于
【解析】（1）光刻機通過極紫外光照射鏤空的集成電路模板，經過透鏡組后在硅晶圓表面的光刻膠上刻出縮小的電路圖案，此時成倒立縮小的實像，故透鏡是凸透鏡。
光在同種均勻介質中沿直線傳播，故極紫外光在制成透鏡的玻璃內沿直線傳播。
集成電路模板到透鏡的距離相當于物距，硅晶圓到透鏡的距離相當于像距，此時成縮小的實像，故集成電路模板到透鏡的距離大于硅晶圓到透鏡的距離。
（2）改變內能的方式有做功和熱傳遞，散熱片將熱量散失到環境中，這是通過熱傳遞的方式。
由題意可知：物體顏色越深，熱輻射散熱能力越強，故散熱片的顏色多為深色，即黑色。
晶體管空間尺度約為5nm，即，而原子的空間尺度約為，故晶體管的空間尺度大于原子的空間尺度。
8. （2023廣東省廣州市）如圖，凸透鏡的光心在0cm處，物體MN上M發出的光線b經過光心，M發出的光線c經過凸透鏡后的光線平行于主光軸。
①畫出b經過光心后的光線；
②該凸透鏡的焦距為______cm；MN經凸透鏡成的像相對于MN是______（選填“放大”“縮小”“等大”）、______（選填“正立”“倒立”）的像。
【答案】 ①.
②. 10 縮小 倒立
【解析】 ①過凸透鏡光心的光線經凸透鏡折射后傳播方向不改變，據此畫出光線b經光心后的光線，如圖所示。
②由圖可知，光線a經凸透鏡折射平行于主光軸，光線a與主光軸的交點即為焦點，光心O到這一點的距離為焦距，則該凸透鏡的焦距為10cm。
由圖知，物距u=25cm，u>2f，根據凸透鏡成像規律可知此時成倒立縮小的實像，即物體MN經凸透鏡成的像相對于物是縮小的倒立的。
9.在探究“凸透鏡成像規律”的實驗中，下表是小華同學實驗時記錄的幾組數據，根據表中數據完成下列問題。
實驗次數 物距u/cm 像距v/cm 成像性質
1 30 15 倒立縮小實像
2 20 20 倒立等大實像
3 15 倒立放大實像
(1)此凸透鏡的焦距為______cm；
(2)第3次實驗中像距為______cm，判斷依據是_____。
【答案】 (1)10 (2)30 (3)光路可逆
【解析】(1)由表中第2次實驗的數據，物距等于像距，像和物等大，可知，此時
u2=v2=2f=20cm，f=10cm
即該凸透鏡的焦距為10cm。
(2)由實驗第1次，u1=30cm，v1=15cm
成倒立縮小實像，由光路的可逆性可知u3=15cm，v3=30cm
10.如圖所示，把一凸透鏡放在平面鏡前，當用眼睛觀察鏡子時，光束似乎是從M處發散開來的，則光束會聚處和M點的距離是____m，該凸透鏡的焦距是___ m。
【答案】0.6；0.2。
【解析】平面鏡成像是由于光的反射而形成的，其成像的特點是：平面鏡所成像是正立的、等大的虛像，物像到鏡面的距離相等，即物像關于鏡面對稱。由題意知：光束似乎是從M處發散開來的，則光束會聚處（即焦點）和M點關于鏡面對稱，故它們之間的距離是0.6m，該凸透鏡的焦距是0.2m。
三、作圖題（每小題2分，共計6分）
1. （2023山東煙臺）光通過透鏡會發生折射，請將圖中的入射光線或折射光線補畫完整。
【答案】如圖所示。
【解析】圖中透鏡是凸透鏡，凸透鏡有三條特殊光線：過焦點的光線經凸透鏡折射后平行于主光軸；穿過光心的光線傳播方向不變；與主光軸平行的光線折射后穿過凸透鏡的焦點，光路圖如圖所示。
2. （2023重慶A）在如圖中畫出入射光線經凹透鏡折射后的光線。
【答案】如圖所示.
【解析】凹透鏡對光有發散作用，射向凹透鏡另一側焦點的光線經凹透鏡折射后平行于主光軸射出，如答案圖所示.
3．如圖所示，凸透鏡的主光軸與水面相平，F是凸透鏡的焦點，一束與水面平行的光射到凸透鏡上，經凸透鏡折射后在水面發生了反射和折射，請畫出此過程的光路圖。
【答案】如圖所示：
【解析】（1）由圖示可知，入射光線平行于凸透鏡的主光軸，經凸透鏡折射后過焦點；
（2）過焦點（入射點）F畫出法線，根據反射角等于入射角在法線右側空氣中畫出反射光線；
在法線右側的水中，根據折射角小于入射角畫出折射光線。
四、實驗探究題（本大題有3道小題，共計18分）
1. （6分）（2023湖南衡陽）小明同學利用光具座、凸透鏡、蠟燭、光屏等實驗器材探究凸透鏡成像規律：
（1）如圖甲所示，小明將一束平行光正對凸透鏡，移動光屏，直到光屏上形成一個最小最亮的光斑，該凸透鏡的焦距為______cm；
（2）實驗時，把凸透鏡固定在光具座50cm刻度線處，為使像成在光屏中央，應將燭焰、凸透鏡和光屏三者中心調到_______；
（3）小明將蠟燭移至光具座20cm刻度線處，如圖乙所示，移動光屏，直到燭焰在光屏上成清晰的像，則該像是倒立、_______的實像。生活中的______（選填“放大鏡”、“投影儀”或“照相機”）就是利用這種成像規律工作的；
（4）接著，小明保持凸透鏡在光具座上的位置不動，如果僅將圖乙中蠟燭和光屏的位置互換，發現光屏上仍能觀察到燭焰清晰的像。這是因為在光的折射現象中，光路是______的；
（5）在如圖乙所示實驗情形下，如果保持凸透鏡和光屏的位置不變，將蠟燭適當遠離凸透鏡，發現光屏上燭焰的像變得模糊不清，此現象可以體現______（選填“近視眼”或“遠視眼”）的成像情況。
【答案】（1）10.0 （2）同一水平高度上 （3）縮小 照相機 （4）可逆 （5）近視眼
【解析】（1）根據凸透鏡焦距的定義可知，此時光屏到凸透鏡的距離為焦距，即
f=30.0cm-20.0cm=10.0cm
（2）在光具座上將點燃的蠟燭、光屏放在凸透鏡的兩側，調節它們的高度，使燭焰、凸透鏡和光屏的中心在同一水平高度上，這樣做的目的是使像呈現在光屏中央。
（3）將蠟燭移至光具座20cm刻度線處時，此時的物距為
即物距大于兩倍焦距，成的是倒立縮小的實像，生活中照相機就是利用這個原理工作的。
（4）在（3）的基礎上，保持凸透鏡在光具座上的位置不動，將蠟燭和光屏的位置互換，互換后物距應是大于一倍焦距而小于兩倍焦距，成的是倒立放大的實像，在光屏上像是清晰的，由此可知，在光的折射現象中，光路是可逆的。
（5）如果保持凸透鏡和光屏的位置不變，將蠟燭適當遠離凸透鏡，發現光屏上燭焰的像變得模糊不清。根據凸透鏡成像規律，物遠像近像變小，像成在光屏的前方，此現象可以體現近視眼的成像情況。
2.（6分）（2023北京） 在探究凸透鏡所成實像的高度與物距、焦距的關系時，三個小組的同學用高度相同的發光體以及焦距不同的凸透鏡等器材進行了實驗，部分實驗數據如表中所示。
表1（f =5cm）
物距u/cm 像高h/cm
11 5
17 2.5
40 0.9
表2（f =8cm）
物距u/cm 像高h/cm
24 3
36 1.7
40 1.5
表3（f =10cm）
物距u/cm 像高h/cm
25 4
28 3.3
40 2
（1）由表中數據可知：物體高度、凸透鏡焦距一定時，物距變大，所成實像高度的變化情況是：________；物體高度、物距一定時，凸透鏡焦距變大，所成實像的高度變化情況是：________。
（2）講臺上有一發光體，同學們利用凸透鏡和光屏觀察發光體在各自光屏上所成的像，小京所用凸透鏡離發光體較近，小強所用凸透鏡離發光體較遠，發現兩人光屏上呈現的像的高度相等，則小京所用凸透鏡的焦距________小強所用凸透鏡的焦距。（選填“大于”“等于”或“小于”）
【答案】 （1）變小 變大 （2）小于
【解析】（1）表1中，凸透鏡焦距不變f =5cm，物距11cm、17cm、40cm不斷增大，像高5cm、2.5cm、0.9cm逐漸減小；同理表2中、表3中也可看出物體高度、凸透鏡焦距一定時，物距變大，所成實像高度變小；
觀察三個表中的最后一項，凸透鏡焦距變大5cm、8cm、10cm，物距不變都是40cm，像高變大0.9cm、1.5cm、2cm。
（2）同一個物體，兩個凸透鏡所成像的高度相等，離物體近的透鏡對光的折射能力強，焦距短，所以小京所用凸透鏡的焦距小于小強所用凸透鏡的焦距。
3.（6分）（2023遼寧撫順） 小毛用凸透鏡、蠟燭、光屏和光具座等器材探究“凸透鏡成像的規律”。
（1）小毛將一束平行于凸透鏡主光軸的光線射向凸透鏡，調節光屏到凸透鏡的距離，直到光屏上出現_______，此時凸透鏡和光屏的位置如圖甲所示，從而正確測出凸透鏡的焦距；
（2）實驗前，為了使燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度，應將如圖乙所示的_____適當向下調節；
（3）將蠟燭、凸透鏡保持在如圖乙位置不動，在______（填“50cm~60cm”“60cm~70cm”或“0cm~80cm”）刻度之間移動光屏，直至光屏上出現燭焰清晰的像。生活中的_____（填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”）就是利用這一成像原理工作的；
（4）在（3）的基礎上，保持凸透鏡位置不動，對調蠟燭和光屏，則光屏上燭焰的像相對燭焰是______（填“放大”或“縮小”）的。此時小毛將近視眼鏡的鏡片放在凸透鏡與蠟燭之間合適的位置，則應將光屏______（填“遠離”或“靠近”）凸透鏡，可使光屏上再次出現燭焰清晰的像。
【答案】 （1）很小、很亮的光斑 （2） 光屏 （3） 60cm~70cm 照相機 （4）放大 遠離
【解析】（1）小毛將一束平行于凸透鏡主光軸的光線射向凸透鏡，調節光屏到凸透鏡的距離，直到光屏上出很小、很亮的光斑，這個光斑叫焦點；此時凸透鏡和光屏的位置如圖甲所示，可知凸透鏡的焦距為
f=40.0cm-30.0cm=10.0cm
（2）實驗前，為了使像成在光屏上，要調節燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度，應將如圖乙所示的光屏適當向下調節。
（3）將蠟燭、凸透鏡保持在如圖乙位置不動，可知物距大于2倍焦距（成倒立、縮小實像），像距在1倍焦距和2倍焦距之間，即在60cm~ 70cm刻度之間移動光屏，直至光屏上出現燭焰清晰的像；生活中的照相機就是利用這一成像原理工作的。
（4）在（3）的基礎上，保持凸透鏡位置不動，對調蠟燭和光屏，根據光路的可逆性，則光屏上燭焰的像相對燭焰是放大的。
此時小毛將近視眼鏡的鏡片放在凸透鏡與蠟燭之間合適的位置，因近視眼鏡對光線有發散作用，則應將光屏遠離凸透鏡，可使光屏上再次出現燭焰清晰的像。
五、綜合素養題（本大題有4道小題，共計12分）
1.（3分）（2023上海）放大鏡是生活中常見的凸透鏡：
（1）成虛像時，物距和像距的大小關系為：__________________；
（2）成虛像時，物距越大，像距越大，像__________________；
（3）物體在物距L1時，成虛像，物體在物距L2時，成實像，請比較L1、L2的大小關系并說明理由：________。
【答案】（1）物距小于像距 （2）越大 （3）見解析
【解析】（1）根據凸透鏡成像規律知，物體在凸透鏡的一倍焦距以內，成正立放大的虛像，且此時物體離放大鏡越遠，像離放大鏡越遠，像變大，像距大于物距。放大鏡成虛像時，物距和像距的大小關系為：物距小于像距。
（2）根據凸透鏡成像規律知，物體在凸透鏡的一倍焦距以內，成正立放大的虛像，且此時物體離放大鏡越遠，像離放大鏡越遠，像變大。成虛像時，物距越大，像距越大，像越大。
（3）根據凸透鏡成像規律知，物距小于凸透鏡的一倍焦距時，成正立放大的虛像；物距大于凸透鏡的一倍焦距時，成倒立的實像；物體在物距L1時，成虛像，物體在物距L2時，成實像，所以物距L1小于物距L2。
2. （3分）（2023蘇州）人眼對觀察到的景物有暫時的“記憶”，在外界景物消失后，視神經對它的印象還會延續0.1s左右，這種特征叫視覺暫留．例如在一張白色卡片紙的正、反面分別畫上鳥籠和鳥，讓卡片紙快速旋轉，當正、反兩面交替出現在眼前的時間間隔在0.1s之內時，人眼就能看到鳥在籠中的現象（圖甲）。
一些城市地鐵行駛在某些區間時，乘客能看到窗外出現清晰的動態廣告，往往也是利用了視覺暫留的原理。某段地鐵內隧道廣告的制作方法如下：在隧道側壁與車窗相同高度處，沿運行方向每經過距離d，安裝一塊大小相同的廣告燈箱，如圖乙。燈箱采用頻閃方式實現亮、暗交替，且工作時各燈箱亮、暗同步變化（人的視覺暫留時間以0.1s計算）。
（1）要實現時長15s的廣告效果，至少需要安裝______塊廣告燈箱；
（2）燈箱安裝好后，調節燈箱發光頻率f，控制地鐵速度v，當它們滿足下述哪種情況時，乘客能看到流暢穩定的廣告畫面？答：______。
A．，且
B．，且
C．，且
D．，且
（3）座位上乘客發現正常顯示的廣告畫面突然向地鐵前進方向緩慢移動，可能原因是___（寫出一種即可）。
【答案】 （1） 150 （2） C （3）地鐵速度稍稍減慢
【解析】（1）每個廣告牌視覺暫留的時間為0.1s，要實現時長15s的廣告效果，需要的廣告牌數量為
（2）燈箱發光頻率為f，周期為，則
要看到流暢穩定的廣告畫面，應使相鄰兩個廣告牌交替閃亮出現在眼前的時間間隔為0.1s，即0.1s廣告牌閃亮2次，1s閃亮20次，則燈箱發光頻率f=20Hz，故C符合題意，ABD不符合題意。
故選C。
（3）廣告畫面向地鐵前進方向緩慢移動， 說明地鐵的速度小于頻率與廣告牌間距的乘積，可能是地鐵在減速。
3.（3分）如圖所示，把一滴水滴在玻璃板上，在玻璃板下面放置一個用眼睛看不清楚的小物體。可以看到水滴就是一個放大鏡。如果還看不清小物體，再拿一個放大鏡位于水滴的上方。慢慢調節放大鏡與水滴之間的距離，你就可以看清玻璃板下的微小物體！請你利用所學知識解釋這個現象。
【答案】水滴就是一個放大鏡。玻璃板下方小物體通過水滴成一個正立放大的虛像，這個虛像在另一個凸透鏡一倍焦距與二倍焦距之間，所以經過另一個凸透鏡后成倒立、放大的實像。
【解析】利用這一結構，先通過物鏡使物體成一倒立、放大的實像，然后用目鏡把這個實像再一次放大(正立、放大的虛像)，就能看清很微小的物體了，這就是顯微鏡的原理。而題中的微小物體是先成正立放大虛像，然后再成倒立放大實像。和顯微鏡觀察物體過程相反，但都起到放大的作用。
4.（3分）根據眼睛的構造和成像原理，為了預防近視，保護我們的視力，應該注意哪些問題 請你提出三條合理化建議。
【答案】①讀寫姿勢要正確，眼與書的距離要在25厘米左右；
②看書、看電視或使用電腦1小時后要休息一下，要遠眺幾分鐘；
③要定期檢查視力，認真做眼保健操，等等。
【解析】下列措施均可以預防近視發生：
從小養成良好的用眼衛生習慣，閱讀的姿勢要正確，眼與閱讀物相距30～35cm，不要
歪著頭、躺著、乘車走路看書。應有良好的照明，閱讀物字跡清楚，不應在暗處或太陽光直接照射下看書，盡量避免長時間近距離閱讀，工作和看電視，應每隔一小時休息10分鐘以松弛調節功能。 　　
②建立眼的保健制度，定期作視力及眼部檢查。 　　
③增強體質，注意營養，使眼部與全身均發育正常。對驗光后確診的真性近視，應戴合適的眼鏡，而且要經常戴，以便保持良好的視力和正常調節集合功能。
物理光學的締造者——菲涅耳
菲涅耳在衍射和偏振方面做出了巨大的貢獻，被稱為物理光學的締造者。眾所周知，埃菲爾鐵塔是法國巴黎最富盛名的地標建筑，去往巴黎的游客一般都會游覽這個地方，但是塔身上鐫刻著的72個人名卻鮮有人注意。這些人名都雕刻在埃菲爾鐵塔第一個平臺的四個壁面上，每個字母有半米多高，他們全部都是法國的物理學家、化學家、數學家、工程師以及其他領域的杰出人物，而奧古斯丁·菲涅耳正好是其中之一。
1788年，菲涅耳出生于法國厄爾省布羅格利耶的一個建筑師家庭。他從小就體弱多病，在家里接受母親的啟蒙教育。和愛因斯坦很像，年少時小菲涅耳并沒有表現出自己天才的一面，反而在學習上有些遲鈍，一直到八歲在閱讀上還存在障礙。但到了九歲似乎突然開了竅，開始展現出自己在科學技術上的天分，獨立制造出了玩具弓箭和玩具槍。1804年，菲涅耳以優異的成績考入了巴黎綜合理工學院，在校期間，還是一直體弱多病，但他孜孜不倦地學習，成績依然優異，在繪畫和幾何學方面表現尤為突出。1806年畢業后，菲涅耳進入法國國立路橋學校繼續深造。畢業后成為了一名工程師，主要進行道路建設的工作。1815年，拿破侖復辟，反對拿破侖的菲涅耳受到了迫害，被解除職務關押了起來。滑鐵盧之戰，拿破侖戰敗被二次流放，百日王朝終結，波旁王朝再次復辟，菲涅耳才重獲自由。恰恰是被關押的這幾個月菲涅耳開始了幾項光學研究，其中關于衍射的研究甚至引發了光學革命。之前菲涅耳只是在業余時間進行研究，而這次關押讓他全身心投入到了光學中去。期間，他還寫了一篇關于恒星光行差的論文，雖然這篇論文未能發表，但也是他工作中的一項重要成就，并為其以后的進一步研究奠定了基礎。1818年，正是第二次波粒戰爭進行得如火如荼之時，法國科學院舉辦了一場懸賞征文競賽，競賽題目是《利用精密的實驗確定光的衍射效應以及推導出光線通過物體附近時的運動情況》。競賽評委會由很多著名的科學家組成，比如支持微粒說的拉普拉斯、泊松、比奧和支持波動說的阿拉果。這場征文競賽也成為了第二次波粒戰爭中的重要戰場。
1819年，名不見經傳的年輕工程師菲涅耳在物理學家阿拉果和安培的鼓勵下，向征文競賽組委會提交了一篇論文。這篇論文的核心就是后來被人們稱為惠更斯-菲涅耳原理的理論。惠更斯原理是指波面上的每一點均為發射子波的波源，這些子波的包絡面就是新的波陣面。惠更斯原理可以很好地解釋光的直線傳播、反射、折射現象，也能定性解釋衍射現象的成因。但是其缺陷也很明顯：一是無法定量計算衍射波的強度分布；二是根據理論會有倒退波出現，這明顯和實際不符。菲涅耳在惠更斯原理的基礎上，對子波的振幅和相位作了定量描述，同時又引入了相干疊加的概念——空間任一點振動為所有子波在該點相干疊加的結果，最終形成的理論就是著名的惠更斯-菲涅耳原理。菲涅耳闡述這套理論的論文推導嚴謹、天衣無縫，讓諸多評委為之贊嘆，但是堅信微粒說的評委泊松并不認可這一理論，對這篇論文進行了極為細致的審查，并使用論文中的理論進行了計算，當這個理論應用于圓盤衍射時，陰影中心會出現一個亮斑，這個計算結果有悖于人們的直覺。泊松也認為這個很荒謬，于是拿著這個計算結果對菲涅耳的論文進行質疑。圓盤衍射陰影中央出現亮斑的確有些匪夷所思，這個質疑差點讓菲涅耳的論文不能通過評委會審查。萬幸的是支持波動說的評委阿拉果堅持進行實驗驗證，實驗結果發現圓盤衍射陰影中央的確出現了一個亮斑，位置和亮度與理論計算結果完美吻合，菲涅耳的理論獲得了勝利。泊松計算的亮斑本來是用來質疑菲涅耳衍射理論的，最后反而成為支持這個理論的有力證據，圓盤衍射陰影中心的那個亮斑后來被誤導性地稱為泊松亮斑，更加增添了這個事件的戲劇性。同年，菲涅耳還發明了菲涅耳透鏡，與原透鏡相比，菲涅耳透鏡對應各處曲率相等，仍然可以起到透鏡的效果，只是焦距更短了。這種設計比一般的透鏡減少了材料，體積更小、鏡片更薄，可以透過更多的光，同時也易于建造更大孔徑的透鏡。最早運用在了燈塔上面，在生產生活中也有著廣泛地應用，比如汽車頭燈、手機閃光燈、航母菲涅爾光學助降系統中都有菲涅耳透鏡的身影。菲涅耳以波動學說為基礎的理論很好地解釋了衍射現象，對光的微粒說給予了沉重一擊，但是光的偏振現象卻不能很好地解釋。為此，菲涅耳革命性地把光假設成橫波，并和前文提到的阿拉果一起對偏振光的干涉進行了研究，于1821年發表了一篇論文——《關于偏振光線的相互作用》，使用橫波理論成功地解釋了偏振現象。菲涅耳還發現了圓偏振光和橢圓偏振光，并對其進行了解釋；推導出了著名的菲涅耳公式；解釋了雙折射現象和反射光偏振現象。1823年，菲涅耳當選為法國科學院院士，1825年當選為英國皇家學會會員，1827年因肺結核病逝世，享年39歲。常年疾病纏身并沒有擊垮菲涅耳，他仍孜孜不倦地攀登著科學高峰，在衍射和偏振兩方面做出了卓越的貢獻，被后世譽為“物理光學的締造者”。
課標要求
自學考點
思維方法
考點例題講析
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2024年中考物理一輪單元復習學思講測全攻略學案（人教版全國通用）
單元05 透鏡及其應用
1. 了解凸透鏡對光的會聚作用和凹透鏡對光的發散作用。
2. 探究并了解凸透鏡成像的規律。
3. 了解凸透鏡成像規律的應用。
通過完成填空的自主學習方式深化對考點知識的理解
考點1. 透鏡及透鏡作圖
1.透鏡的分類：凸透鏡和凹透鏡。
凸透鏡：中間_____邊緣_____的透鏡；
凹透鏡：中間_____邊緣_____的透鏡。
2.有關透鏡的科學術語：
主光軸，_____，焦點（F），焦距（f），
3. 透鏡對光線的作用：
凸透鏡對光線有_____作用，又叫會聚透鏡；凹透鏡對光線有_____作用，又叫發散透鏡。
4.三條特殊光線：（如圖所示，比較兩透鏡的異同）
（1）凸透鏡
A.平行于凸透鏡主光軸的光線，經凸透鏡折射后，通過透鏡的_____；
B.通過凸透鏡焦點的光線，經凸透鏡折射后，_____于主光軸；
C.通過凸透鏡光心的光線，經凸透鏡折射后，_____不改變。
（2）凹透鏡
A.平行于凹透鏡主光軸的光線，經凹透鏡折射后，折射光線的_____通過同側虛焦點；
B.正對凹透鏡另一側焦點射出的光線，經凹透鏡折射后，折射光線_____于主光軸；
C.通過凹透鏡光心的光線，經凹透鏡折射后，折射光線_____不改變。
考點2. 凸透鏡成像的規律及應用
物 距（u） 像 距（v） 像 的 性 質 應 用
大 小 正 倒 虛 實
無限遠 v=f 極小 光斑 測焦距
u＞2f 2f＞v＞f 縮小 倒立 實像 照相機
u=2f v=2f 等大 倒立 實像 測焦距
2f＞u＞f v＞2f 放大 倒立 實像 幻燈機（投影儀）
u=f 無限遠 獲平行光源和測焦距
u＜f 同側 放大 正立 虛像 放大鏡
考點3. 眼睛和眼鏡
（一）眼睛
1.構造：睫狀體、瞳孔、角膜、晶狀體、_____、視神經、玻璃體等部分構成。眼睛的晶狀體相當于凸透鏡，視網膜相當于光屏（膠卷）。
2.視物原理：晶狀體和角膜的共同作用相當于_____，來自物體的光，經過他的折射后在視網膜上成倒立縮小的實像，再經視神經系統傳入大腦，就能看到物體。
3.遠點：依靠眼睛的調節所能看清的最遠的點。正常眼睛的遠點在_____遠處。
4.近點：依靠眼睛的調節所能看清的最近的點。正常眼睛的近點大約在_____cm處。
5.明視距離：正常眼睛觀察近處物體最清晰而又不疲勞的距離大約是_____cm，這個距離叫明視距離。
（二）近視眼及其矯正
1.表現與成因：近視眼看不清_____處的物體，原因是晶狀體太厚折射能力太強，或眼球在前后方向上太長，因此來自遠處某點的光線匯聚在視網膜前，遠處的物體成像在視網膜前面，到達視網膜上的是一個模糊的光斑。
2.矯正：佩戴_____。矯正近視眼，要抵消過度的折光作用。可配戴用凹透鏡制成的近視眼鏡，使入射的光線經凹透鏡發散后再射入眼睛，會聚點就能移到視網膜上，如圖所示。
（三）遠視眼及其矯正
表現與成因：遠視眼看不清_____處的物體，是因為晶狀體太薄折射能力太弱，或眼球在前后方向上太短，因此來自近處某點的光線還沒匯聚就到達視網膜上了，近處的的物體成像在視網膜后面，在視網膜上形成一個模糊的光斑。
2.矯正：佩戴_____。矯正遠視眼，增強對光的折射作用。可配戴用凸透鏡制成的遠視眼鏡，使入射的光線經凸透鏡折射后進入眼睛，會聚點就能移到視網膜上，如圖所示。
（四）眼鏡的度數
1.透鏡的焦度：把透鏡焦距的_____叫做透鏡焦度。
2.透鏡的度數：透鏡焦度乘以_____的值。叫做透鏡度數。
D＝100/f，遠視鏡的度數為正數，近視眼的度數為負數。
考點4. 顯微鏡和望遠鏡
（一）顯微鏡
1.構造：目鏡、物鏡、載物片、_____等幾部分構成。如圖所示
2.目鏡和物鏡：目鏡和物鏡都相當于_____，靠近物體的叫物鏡，焦距較短；靠近眼睛的叫目鏡，焦距較長，兩鏡間的距離是可以調節的。
3.成像原理：來自被觀察物體的光經物鏡后，在物鏡的_____成倒立、放大的實像，這一實像又經目鏡成正立、放大的虛像。如圖所示：
說明：1.顯微鏡由目鏡和物鏡組成，物鏡、目鏡都是凸透鏡，它們使物體兩次放大。物鏡像投影儀一樣成像，成倒立、放大的實像；目鏡的作用像一個普通放大鏡，以物鏡成的實像為物，再成一個正立、放大虛像。所以總的來說，顯微鏡成的是倒立、放大、虛像。（物鏡的實像被目鏡又變成虛像了，而我們看到的是目鏡成的虛像，而不是物鏡成的實像）。
2.對于顯微鏡，要理解它的結構由物鏡和目鏡組成，它兩次成像，一次成實像一次成虛像，放大倍數等于兩次放大倍數之積。
（二）望遠鏡
1.構造：由兩種凸透鏡組成，靠近被觀察物體的叫_____，焦距較長；靠近眼睛的叫_____，焦距較短。如圖：
2.成像原理：由于從天體上各點射到物鏡上的光可以看作是平行光，經物鏡折射后，在物鏡焦點外很近的地方，得到天體的倒立縮小的實像。目鏡的前焦點和物鏡的后焦點重合在—起，所以天體通過物鏡所成的實像，位于目鏡的一倍焦距以內。這倒立的縮小的實像對目鏡來說是物體，它經目鏡所成的像是放大的虛像。
3.視角：被觀察的物體_____到人眼光心所夾的角叫視角。如圖所示視角的大小和物體到眼睛的距離，物體越大，或離眼睛越近，視角越大。
說明：1.望遠鏡由目鏡和物鏡組成，物鏡、目鏡都是凸透鏡，它們使遠處物體先成實像，后成虛像。物鏡使物體成縮小、倒立的實像（相當照相機）；目鏡的作用像一個普通放大鏡，以物鏡成的實像為物，成一個正立、放大虛像。
2.望遠鏡的作用是看清遠處的物體，望遠鏡的物鏡成的像是倒立縮小的，但是像離我們的眼睛更近了，經過目鏡的放大，我們觀察像的視角變大，這樣就能觀察的清楚了。
3.望遠鏡的物鏡的直徑越大，來自遠處的物體的光射到物鏡上的就越多，經物鏡會聚后所成的像就越亮。這對與觀察天空中的暗星非常重要。
注意：顯微鏡與望遠鏡區別
1.對于顯微鏡而言
（1）作用：用來觀察細微物體或物體細微部分。
（2）原理：先用一個接近物體的凸透鏡使物體成一放大的實像，然后再用另一個接近眼睛的凸透鏡把這個實像再一次放大，就能看清很微小的物體了。
離物體近的這個透鏡叫物鏡，其焦距較短；離眼睛近的這個透鏡叫目鏡，其焦距比物鏡稍大。兩鏡間的距離可以調節。
（3）使用顯微鏡的注意事項
①拿顯微鏡時，要一手緊握鏡臂，一手托鏡座，不要單手提拿，以防目鏡或其他零件滑落。
②顯微鏡不可放置在實驗臺的邊緣，以免碰翻落地。
③不要隨意取下目鏡或拆卸顯微鏡的各種部件，以防灰塵落入內部或發生丟失損壞等。
④使用顯微鏡時，操作要正規，養成兩眼同睜、兩手并用的習慣，邊觀察邊計數和繪圖等。
⑤要保持顯微鏡的清潔，發現有灰塵或操作中不慎使鏡頭和載物臺沾上染料、水滴等，應及時擦去。光學和照明部分的鏡面只能用擦鏡紙輕輕擦拭，切勿用手指、手帕和綢布等擦摸，以免磨損鏡面。機械部分可以用布擦拭。
⑥顯微鏡使用完畢，轉動粗調螺旋上升鏡筒或下降載物臺，取下標本片，轉動轉換器使物鏡離開通光孔，然后再下降鏡筒或上升載物臺使接近物鏡，垂直反光鏡，下降集光器，關閉虹彩光闌，復原傾斜關節和報片器位置，把顯微鏡放回鏡箱。
（4）顯微鏡的放大倍數
①顯微鏡的放大倍數等于物鏡和放大倍數和目鏡的放大倍數的乘積。
②顯微鏡的放大倍數是指長和寬的倍數
③物鏡、目鏡的焦距越短，放大率越高。
2.對于望遠鏡而言
（1）作用：利用望遠鏡能看清遠處的（大）物體。
（2）組成：有一種望遠鏡（開普勒望遠鏡）由兩組凸透鏡組成。靠近物體的叫物鏡，焦距較長；靠近眼睛的叫目鏡，焦距較短。物鏡的第二焦點與目鏡的第一焦點重合。
（3）原理：物鏡的作用是使遠處的物體在焦點附近成實像，目鏡的作用相當于一個放大鏡，用來把這個像放大。
（4）視覺效果：望遠鏡所成的像是縮小的，但是由于“視角”增大，人感覺物體被放大了。
望遠鏡的直徑比我們的眼睛的瞳孔大得多，這樣它可以會聚更多的光，使得所成的像明亮。
還有一種望遠鏡用凸透鏡作物鏡，用凹透鏡作目鏡（伽利略望遠鏡）。天文望遠鏡也常用凹面鏡作物鏡。望遠鏡成的是倒立的像，而日常及軍用望遠鏡所成的像是正立的。
一、對透鏡作圖問題的思維方法
掌握三條特殊的入射光線，經過透鏡折射后的折射光線的特點是透鏡光路作圖的重要方法。
二、對凸透鏡成像規律理解的思維方法
（1）焦點是成實像和虛像的分界點；
（2）二倍焦距處是成放大實像和縮小實像的分界點；
（3）倒立的都是實像、正立的都是虛像；
（4）當u>v時，像是縮小的；反之，像是放大的；
（5）成實像時：當物距減小時，像距和像都增大；
反之，物距增大，像和像距都減小。簡言之“物近像遠像變大；”
（6）無論是成實像還是虛像，只要物體向焦點靠近，所成的像都變大；
（7）像與物左右相反，上下相反；
（8）凸透鏡破損或有污漬，不影響成像的完整性，只是讓像變暗；
（9）物和像在透鏡同側的是虛像；異側的是實像。
三、探究凸透鏡成像規律實驗思維方法
1.實驗操作：實驗時點燃蠟燭，使燭焰中心、凸透鏡光心、光屏的中心（即焰心、光心、光屏中心）大致在同一高度，目的是：使燭焰的像成在光屏中央。 實驗時發現蠟燭的像呈在光屏的上半部分，要想使像呈在光屏的中心，該如何操作：①向上移動光屏；②向上移動蠟燭；③向下移動凸透鏡。
2.如果用手將凸透鏡遮住一半，則光屏上依然是一個完整的像，但亮度較暗。
3.若在實驗時，無論怎樣移動光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：
①蠟燭在焦點以內（u②燭焰在焦點上(u=f) ；
③燭焰、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度 ；
④蠟燭到凸透鏡的距離稍大于焦距，成像在很遠的地方，光具座的光屏無法移到該位置。
4.燃燒的蠟燭不斷變短，光屏上的像向上移動，為使像呈在光屏中央，應該將光屏向上移動或蠟燭向上移動或凸透鏡向下移動。
5.實驗結論：凸透鏡成像規律內容。
6.對規律的進一步認識：一倍焦距分虛實 二倍焦距分大小，物近像遠像變大。像跟著物體跑。
考點1. 透鏡及透鏡作圖
【例題1】（2023深圳） 畫出兩條光線經透鏡折射后的光路。
【例題2】請在圖中畫出光線經過凹透鏡后的光路圖。（F為焦點）
【例題3】把帶雙箭頭的圖片放在圓柱形透明玻璃杯后適當位置并在玻璃杯中加入適重的水，看到的情景如圖所示，圖甲與______ ，圖乙與______ 光學儀器成像的原理相同兩空均選填“照相機”、“投影儀”、“放大鏡”或“近視眼鏡”。
考點2. 凸透鏡成像的規律及應用
【例題4】（2023安徽）某小組探究平面鏡和凸透鏡成像的特點，將光源和光屏分別豎直放置在水平光具座上的A、C位置，B是AC的中點，如圖1所示。在AB之間朝向A觀察，看到的光源形狀如圖2中的甲所示。
（1）在B處豎直放置一塊平面鏡，鏡面朝向光源，小麗在AB之間觀察平面鏡中的像，小明在BC之間觀察光屏。此后，小亮將平面鏡更換為一個凸透鏡，恰能在光屏上成等大的像，他在BC之間觀察光屏上的像。上述實驗過程中，小麗、小明和小亮觀察到的分別是圖2中的______（選填“①”“②”“③”或“④”）；
①甲、丙、戊　　②乙、丙、丁　　③乙、乙、丁　　④乙、乙、戊
（2）小亮繼續實驗，要在光屏上得到一個縮小的像，可保持光源位置不變，將凸透鏡向______（選填“A”或“C”）移動，并調節光屏的位置直到呈現清晰的像。
【例題5】（2023河北）在“探究凸透鏡成像的規律”實驗中，蠟燭、焦距為10cm的凸透鏡、光屏位置如圖所示時，光屏上恰好呈現燭焰清晰的像。下列說法正確的是（　　）
A. 投影儀就是利用這一規律成像的
B. 將蠟燭放置在35cm刻度處，僅向右移動光屏，能得到清晰、倒立、放大的實像
C. 若飛來一只小蟲落在凸透鏡上，遮住凸透鏡的部分區域，則光屏上燭焰的像不再完整
D. 蠟燭、凸透鏡、光屏位置不動，用焦距8cm凸透鏡替換該透鏡，光屏上不再成清晰的像
考點3. 眼睛和眼鏡
【例題6】（2023廣西）為矯正遠視眼，佩戴的眼鏡片是（　　）
A. 凸透鏡 B. 凹透鏡 C. 平面鏡 D. 凸面鏡
【例題7】（2023湖北天門）如圖是近視眼及其矯正的光路圖，下列說法不正確的是（ ）
A. 近視眼的成像原理和小孔成像的原理相同
B. 近視眼看遠處的物體，像成于視網膜前
C. 近視眼用凹透鏡矯正
D. 為預防近視，讀寫時眼睛與書本的距離應保持在25cm左右
考點4. 顯微鏡和望遠鏡
【例題8】顯微鏡在生物課時我們已學過，顯微鏡的結構如圖所示，則下列分析正確的是（　　）
A．物鏡相當于凸透鏡，目鏡相當于凹透鏡
B．物鏡和目鏡都相當于凸透鏡，但只有目鏡起放大作用
C．物鏡和目鏡都相當于凸透鏡，但只有物鏡起放大作用
D．物鏡和目鏡都相當于凸透鏡，來自被觀察物體的光經物鏡成一個放大的像，再經目鏡再放大一次
【例題9】如圖表示一種光學儀器的原理，圖中L1是物鏡，L2是目鏡。這種儀器是　 　（填“望遠鏡”或“顯微鏡”），目鏡的作用相當于　 　（填“放大鏡”或“投影儀”）。
《透鏡及其應用》單元綜合素養精準達標模擬檢測試卷
（答題時間90分鐘，試卷滿分100分）
一、選擇題（本大題有12道小題，每小題3分，共計36分）
1. 在如圖所示的光學元件中，屬于凸透鏡的是（　　）
A. B. C. D.
2．小明利用太陽光測量凸透鏡的焦距。下列操作最合理的是（　　）
A B C D
3．如圖所示，通過透鏡的光路圖正確的是（　　）
A．B． C．D．
4．一塑料薄膜組成的頂棚下堆放著一堆干草，夏天雨后，陽光穿過薄膜上的積水，照射到干草上，則下列說法正確的是（　　）
A．薄膜上的積水形成一個大的凸透鏡，如果其焦點恰好在干草處，干草有可能燃燒
B．透鏡都是固體物質組成的，液體不能起凸透鏡作用
C．起凸透鏡作用的應是塑料薄膜
D．水和塑料薄膜共同起凹透鏡作用
5. 小明用透明塑料盒設計了一個昆蟲標本觀察器，如圖所示。盒底上放標本，盒蓋上嵌入一凸透鏡。有焦距為5cm和10cm的兩種凸透鏡，為了在盒蓋上方附近，通過凸透鏡觀察到標本正立、放大的像，凸透鏡焦距f與盒高h選擇合理的是（　　）
A. f=5cm h=10cm B. f=10cm h=12cm
C. f=5cm h=12cm D. f=10cm h=6cm
6. （2023江蘇連云港）在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中，當燭焰、凸透鏡、光屏在圖所示的位置時，恰能在光屏上得到一個清晰的像，利用這個成像規律可以制成（ ）
A. 照機機 B. 潛望鏡 C. 幻燈機 D. 放大鏡
7. （2023湖北天門）如圖是近視眼及其矯正的光路圖，下列說法不正確的是（ ）
A. 近視眼的成像原理和小孔成像的原理相同
B. 近視眼看遠處的物體，像成于視網膜前
C. 近視眼用凹透鏡矯正
D. 為預防近視，讀寫時眼睛與書本的距離應保持在25cm左右
8．如圖所示為實驗室用顯微鏡和天文望遠鏡，關于圖中兩種儀器下列說法錯誤的是（　　）
A．顯微鏡的目鏡成正立放大的虛像，物鏡成倒立放大的實像
B．天文望遠鏡的目鏡成正立放大的虛像，物鏡成倒立縮小的實像
C．顯微鏡的目鏡相當于凸透鏡，物鏡相當于凹透鏡
D．天文望遠鏡的目鏡和物鏡都相當于凸透鏡
9．在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中，當蠟燭、凸透鏡和光屏的位置如圖所示時，光屏上得到清晰的像。則（　　）
A．透鏡焦距一定在10cm到15cm之間
B．透鏡焦距一定在15cm到20cm之間
C．把蠟燭向左移動少許，光屏適當向左移動可得到大些的實像
D．把蠟燭向右移動少許，光屏適當向右移動可得到小些的實像
10. （2023湖南郴州）如圖所示，燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心在同一高度，該凸透鏡的焦距為10.0cm，凸透鏡的位置保持不變。以下說法正確的是（　　）
A. 當蠟燭放在圖中A區域時，光屏應放在圖中D區域才可能呈現清晰的像
B. 蠟燭從圖中位置逐漸遠離透鏡時，所成的像會逐漸變小
C. 若無論怎么移動光屏，在光屏上都找不到像，則蠟燭可能放在圖中B區域
D. 若光屏上要得到一個放大的像，則蠟燭應該放在圖中C區域
11. 一凸透鏡的焦距為12cm，將點燃的蠟燭從離凸透鏡30cm處沿主光軸移到15cm處的過程中，像的大小和像距的變化情況是（　　）
A. 像變小，像距變小 B. 像變大，像距變大
C. 像變大，像距變小 D. 像變小，像距變大
12．潛望鏡、老花鏡、近視鏡、汽車的觀后鏡，依次用的是（　　）
A．凹透鏡、凹透鏡、凸透鏡、凸面鏡
B．平面鏡、凸透鏡、凹透鏡、凸面鏡
C．平面鏡、凸透鏡、凹透鏡、凸透鏡
D．平面鏡、凹透鏡、凸透鏡、凸透鏡
二、填空題（每空1分，共計28分）
1. （2022廣西賀州）如圖所示的四個透鏡，屬于凸透鏡的有______，屬于凹透鏡的有______（兩空均填編號）。
2. 烈日下，汽車玻璃窗上的小水珠應盡快擦干，這是由于小水珠相當于一個 ______（選填“凸透鏡”或“凹透鏡”），對太陽光有 _____（選填“會聚”或“發散”）作用，可能使車內某處溫度升高而導致火災。
3. 如圖所示，西漢時期的《淮南萬畢術》中記載有“削冰令圓，舉以向日，以艾承其影，則火生。”請你用學過的光學知識判斷“削冰令圓”就是把冰塊制成____鏡，若要“火生”應把“艾”放在鏡的_____位置。
4. （2023重慶A）小剛用焦距為10cm的凸透鏡探究凸透鏡成像的規律，當蠟燭、凸透鏡、光屏三者高度如圖所示時，適當調節______的高度后便可開始實驗；當蠟燭距凸透鏡25cm時，移動光屏，在光屏上承接到一個清晰縮小的像，生活中的______就是根據該成像規律制成的；把蠟燭適當靠近凸透鏡，應將光屏____（選填“靠近”或“遠離”）凸透鏡，才能再次承接到清晰的像。
5. （2023黑龍江龍東）某學習小組用圖甲探究“凸透鏡成像規律”，通過實驗，繪制了像距v隨物距u變化圖像如圖乙所示，此凸透鏡的焦距是________cm。當蠟燭放在如圖甲所示位置時，調節光屏位置，直到光屏上得到清晰的像，若此時在蠟燭與凸透鏡之間靠近凸透鏡處放一個近視眼鏡，若想在光屏上還能得到清晰的像，應該將光屏向_______（選填“靠近”或“遠離”）凸透鏡方向移動。
6.如圖所示，下列有關眼睛的示意圖，遠視眼是　 　圖，遠視眼矯正是　 　圖。
7. （2023新疆）芯片是電子設備的核心組件，光刻機是制造芯片的核心裝備。
（1）某光刻機通過極紫外光照射鏤空的集成電路模板，經過透鏡組后在硅晶圓表面的光刻膠上刻出縮小的電路圖案。該透鏡組相當于一個_______透鏡，極紫外光在制成透鏡的玻璃內沿_______（填“直線”或“曲線”）傳播，集成電路模板到透鏡的距離_______（填“大于”或“小于”）硅晶圓到透鏡的距離。
（2）為防止芯片工作時溫度過高，常用散熱片將熱量散失到環境中，這是通過_______（“做功”或“熱傳遞”）的方式改變芯片的內能。一般情況下，物體顏色越深，熱輻射散熱能力越強，故散熱片的顏色多為_______（填“黑”或“白”）色。一個指甲蓋大小的芯片可能有上百億個晶體管，晶體管的空間尺度_______（填“大于”或“小于”）原子的空間尺度。
8. （2023廣東省廣州市）如圖，凸透鏡的光心在0cm處，物體MN上M發出的光線b經過光心，M發出的光線c經過凸透鏡后的光線平行于主光軸。
①畫出b經過光心后的光線；
②該凸透鏡的焦距為______cm；MN經凸透鏡成的像相對于MN是______（選填“放大”“縮小”“等大”）、______（選填“正立”“倒立”）的像。
9.在探究“凸透鏡成像規律”的實驗中，下表是小華同學實驗時記錄的幾組數據，根據表中數據完成下列問題。
實驗次數 物距u/cm 像距v/cm 成像性質
1 30 15 倒立縮小實像
2 20 20 倒立等大實像
3 15 倒立放大實像
(1)此凸透鏡的焦距為______cm；
(2)第3次實驗中像距為______cm，判斷依據是_____。
10.如圖所示，把一凸透鏡放在平面鏡前，當用眼睛觀察鏡子時，光束似乎是從M處發散開來的，則光束會聚處和M點的距離是____m，該凸透鏡的焦距是___ m。
三、作圖題（每小題2分，共計6分）
1. （2023山東煙臺）光通過透鏡會發生折射，請將圖中的入射光線或折射光線補畫完整。
2. （2023重慶A）在如圖中畫出入射光線經凹透鏡折射后的光線。
3．如圖所示，凸透鏡的主光軸與水面相平，F是凸透鏡的焦點，一束與水面平行的光射到凸透鏡上，經凸透鏡折射后在水面發生了反射和折射，請畫出此過程的光路圖。
四、實驗探究題（本大題有3道小題，共計18分）
1. （6分）（2023湖南衡陽）小明同學利用光具座、凸透鏡、蠟燭、光屏等實驗器材探究凸透鏡成像規律：
（1）如圖甲所示，小明將一束平行光正對凸透鏡，移動光屏，直到光屏上形成一個最小最亮的光斑，該凸透鏡的焦距為______cm；
（2）實驗時，把凸透鏡固定在光具座50cm刻度線處，為使像成在光屏中央，應將燭焰、凸透鏡和光屏三者中心調到_______；
（3）小明將蠟燭移至光具座20cm刻度線處，如圖乙所示，移動光屏，直到燭焰在光屏上成清晰的像，則該像是倒立、_______的實像。生活中的______（選填“放大鏡”、“投影儀”或“照相機”）就是利用這種成像規律工作的；
（4）接著，小明保持凸透鏡在光具座上的位置不動，如果僅將圖乙中蠟燭和光屏的位置互換，發現光屏上仍能觀察到燭焰清晰的像。這是因為在光的折射現象中，光路是______的；
（5）在如圖乙所示實驗情形下，如果保持凸透鏡和光屏的位置不變，將蠟燭適當遠離凸透鏡，發現光屏上燭焰的像變得模糊不清，此現象可以體現______（選填“近視眼”或“遠視眼”）的成像情況。
2.（6分）（2023北京） 在探究凸透鏡所成實像的高度與物距、焦距的關系時，三個小組的同學用高度相同的發光體以及焦距不同的凸透鏡等器材進行了實驗，部分實驗數據如表中所示。
表1（f =5cm）
物距u/cm 像高h/cm
11 5
17 2.5
40 0.9
表2（f =8cm）
物距u/cm 像高h/cm
24 3
36 1.7
40 1.5
表3（f =10cm）
物距u/cm 像高h/cm
25 4
28 3.3
40 2
（1）由表中數據可知：物體高度、凸透鏡焦距一定時，物距變大，所成實像高度的變化情況是：________；物體高度、物距一定時，凸透鏡焦距變大，所成實像的高度變化情況是：________。
（2）講臺上有一發光體，同學們利用凸透鏡和光屏觀察發光體在各自光屏上所成的像，小京所用凸透鏡離發光體較近，小強所用凸透鏡離發光體較遠，發現兩人光屏上呈現的像的高度相等，則小京所用凸透鏡的焦距________小強所用凸透鏡的焦距。（選填“大于”“等于”或“小于”）
3.（6分）（2023遼寧撫順） 小毛用凸透鏡、蠟燭、光屏和光具座等器材探究“凸透鏡成像的規律”。
（1）小毛將一束平行于凸透鏡主光軸的光線射向凸透鏡，調節光屏到凸透鏡的距離，直到光屏上出現_______，此時凸透鏡和光屏的位置如圖甲所示，從而正確測出凸透鏡的焦距；
（2）實驗前，為了使燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度，應將如圖乙所示的_____適當向下調節；
（3）將蠟燭、凸透鏡保持在如圖乙位置不動，在______（填“50cm~60cm”“60cm~70cm”或“0cm~80cm”）刻度之間移動光屏，直至光屏上出現燭焰清晰的像。生活中的_____（填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”）就是利用這一成像原理工作的；
（4）在（3）的基礎上，保持凸透鏡位置不動，對調蠟燭和光屏，則光屏上燭焰的像相對燭焰是______（填“放大”或“縮小”）的。此時小毛將近視眼鏡的鏡片放在凸透鏡與蠟燭之間合適的位置，則應將光屏______（填“遠離”或“靠近”）凸透鏡，可使光屏上再次出現燭焰清晰的像。
五、綜合素養題（本大題有4道小題，共計12分）
1.（3分）（2023上海）放大鏡是生活中常見的凸透鏡：
（1）成虛像時，物距和像距的大小關系為：__________________；
（2）成虛像時，物距越大，像距越大，像__________________；
（3）物體在物距L1時，成虛像，物體在物距L2時，成實像，請比較L1、L2的大小關系并說明理由：________。
2. （3分）（2023蘇州）人眼對觀察到的景物有暫時的“記憶”，在外界景物消失后，視神經對它的印象還會延續0.1s左右，這種特征叫視覺暫留．例如在一張白色卡片紙的正、反面分別畫上鳥籠和鳥，讓卡片紙快速旋轉，當正、反兩面交替出現在眼前的時間間隔在0.1s之內時，人眼就能看到鳥在籠中的現象（圖甲）。
一些城市地鐵行駛在某些區間時，乘客能看到窗外出現清晰的動態廣告，往往也是利用了視覺暫留的原理。某段地鐵內隧道廣告的制作方法如下：在隧道側壁與車窗相同高度處，沿運行方向每經過距離d，安裝一塊大小相同的廣告燈箱，如圖乙。燈箱采用頻閃方式實現亮、暗交替，且工作時各燈箱亮、暗同步變化（人的視覺暫留時間以0.1s計算）。
（1）要實現時長15s的廣告效果，至少需要安裝______塊廣告燈箱；
（2）燈箱安裝好后，調節燈箱發光頻率f，控制地鐵速度v，當它們滿足下述哪種情況時，乘客能看到流暢穩定的廣告畫面？答：______。
A．，且
B．，且
C．，且
D．，且
（3）座位上乘客發現正常顯示的廣告畫面突然向地鐵前進方向緩慢移動，可能原因是___（寫出一種即可）。
3.（3分）如圖所示，把一滴水滴在玻璃板上，在玻璃板下面放置一個用眼睛看不清楚的小物體。可以看到水滴就是一個放大鏡。如果還看不清小物體，再拿一個放大鏡位于水滴的上方。慢慢調節放大鏡與水滴之間的距離，你就可以看清玻璃板下的微小物體！請你利用所學知識解釋這個現象。
4.（3分）根據眼睛的構造和成像原理，為了預防近視，保護我們的視力，應該注意哪些問題 請你提出三條合理化建議。
物理光學的締造者——菲涅耳
菲涅耳在衍射和偏振方面做出了巨大的貢獻，被稱為物理光學的締造者。眾所周知，埃菲爾鐵塔是法國巴黎最富盛名的地標建筑，去往巴黎的游客一般都會游覽這個地方，但是塔身上鐫刻著的72個人名卻鮮有人注意。這些人名都雕刻在埃菲爾鐵塔第一個平臺的四個壁面上，每個字母有半米多高，他們全部都是法國的物理學家、化學家、數學家、工程師以及其他領域的杰出人物，而奧古斯丁·菲涅耳正好是其中之一。
1788年，菲涅耳出生于法國厄爾省布羅格利耶的一個建筑師家庭。他從小就體弱多病，在家里接受母親的啟蒙教育。和愛因斯坦很像，年少時小菲涅耳并沒有表現出自己天才的一面，反而在學習上有些遲鈍，一直到八歲在閱讀上還存在障礙。但到了九歲似乎突然開了竅，開始展現出自己在科學技術上的天分，獨立制造出了玩具弓箭和玩具槍。1804年，菲涅耳以優異的成績考入了巴黎綜合理工學院，在校期間，還是一直體弱多病，但他孜孜不倦地學習，成績依然優異，在繪畫和幾何學方面表現尤為突出。1806年畢業后，菲涅耳進入法國國立路橋學校繼續深造。畢業后成為了一名工程師，主要進行道路建設的工作。1815年，拿破侖復辟，反對拿破侖的菲涅耳受到了迫害，被解除職務關押了起來。滑鐵盧之戰，拿破侖戰敗被二次流放，百日王朝終結，波旁王朝再次復辟，菲涅耳才重獲自由。恰恰是被關押的這幾個月菲涅耳開始了幾項光學研究，其中關于衍射的研究甚至引發了光學革命。之前菲涅耳只是在業余時間進行研究，而這次關押讓他全身心投入到了光學中去。期間，他還寫了一篇關于恒星光行差的論文，雖然這篇論文未能發表，但也是他工作中的一項重要成就，并為其以后的進一步研究奠定了基礎。1818年，正是第二次波粒戰爭進行得如火如荼之時，法國科學院舉辦了一場懸賞征文競賽，競賽題目是《利用精密的實驗確定光的衍射效應以及推導出光線通過物體附近時的運動情況》。競賽評委會由很多著名的科學家組成，比如支持微粒說的拉普拉斯、泊松、比奧和支持波動說的阿拉果。這場征文競賽也成為了第二次波粒戰爭中的重要戰場。
1819年，名不見經傳的年輕工程師菲涅耳在物理學家阿拉果和安培的鼓勵下，向征文競賽組委會提交了一篇論文。這篇論文的核心就是后來被人們稱為惠更斯-菲涅耳原理的理論。惠更斯原理是指波面上的每一點均為發射子波的波源，這些子波的包絡面就是新的波陣面。惠更斯原理可以很好地解釋光的直線傳播、反射、折射現象，也能定性解釋衍射現象的成因。但是其缺陷也很明顯：一是無法定量計算衍射波的強度分布；二是根據理論會有倒退波出現，這明顯和實際不符。菲涅耳在惠更斯原理的基礎上，對子波的振幅和相位作了定量描述，同時又引入了相干疊加的概念——空間任一點振動為所有子波在該點相干疊加的結果，最終形成的理論就是著名的惠更斯-菲涅耳原理。菲涅耳闡述這套理論的論文推導嚴謹、天衣無縫，讓諸多評委為之贊嘆，但是堅信微粒說的評委泊松并不認可這一理論，對這篇論文進行了極為細致的審查，并使用論文中的理論進行了計算，當這個理論應用于圓盤衍射時，陰影中心會出現一個亮斑，這個計算結果有悖于人們的直覺。泊松也認為這個很荒謬，于是拿著這個計算結果對菲涅耳的論文進行質疑。圓盤衍射陰影中央出現亮斑的確有些匪夷所思，這個質疑差點讓菲涅耳的論文不能通過評委會審查。萬幸的是支持波動說的評委阿拉果堅持進行實驗驗證，實驗結果發現圓盤衍射陰影中央的確出現了一個亮斑，位置和亮度與理論計算結果完美吻合，菲涅耳的理論獲得了勝利。泊松計算的亮斑本來是用來質疑菲涅耳衍射理論的，最后反而成為支持這個理論的有力證據，圓盤衍射陰影中心的那個亮斑后來被誤導性地稱為泊松亮斑，更加增添了這個事件的戲劇性。同年，菲涅耳還發明了菲涅耳透鏡，與原透鏡相比，菲涅耳透鏡對應各處曲率相等，仍然可以起到透鏡的效果，只是焦距更短了。這種設計比一般的透鏡減少了材料，體積更小、鏡片更薄，可以透過更多的光，同時也易于建造更大孔徑的透鏡。最早運用在了燈塔上面，在生產生活中也有著廣泛地應用，比如汽車頭燈、手機閃光燈、航母菲涅爾光學助降系統中都有菲涅耳透鏡的身影。菲涅耳以波動學說為基礎的理論很好地解釋了衍射現象，對光的微粒說給予了沉重一擊，但是光的偏振現象卻不能很好地解釋。為此，菲涅耳革命性地把光假設成橫波，并和前文提到的阿拉果一起對偏振光的干涉進行了研究，于1821年發表了一篇論文——《關于偏振光線的相互作用》，使用橫波理論成功地解釋了偏振現象。菲涅耳還發現了圓偏振光和橢圓偏振光，并對其進行了解釋；推導出了著名的菲涅耳公式；解釋了雙折射現象和反射光偏振現象。1823年，菲涅耳當選為法國科學院院士，1825年當選為英國皇家學會會員，1827年因肺結核病逝世，享年39歲。常年疾病纏身并沒有擊垮菲涅耳，他仍孜孜不倦地攀登著科學高峰，在衍射和偏振兩方面做出了卓越的貢獻，被后世譽為“物理光學的締造者”。
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