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【情境化·新趋势】初中物理沪科2024版八全册单元期中期末素养提升卷
第四章 神奇的透镜单元素养提升卷
（满分100分，答题时间90分钟）
一、单项选择题（本大题有12小题，每小题2分，共24分.每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的）
1. 如图所示，光线会聚于b点，在虚线区域内放甲透镜后，光线会聚于主光轴上的c点；在虚线区域内换放乙透镜后，光线会聚于主光轴上的a点，则（ ）
A．甲是凸透镜，乙是凹透镜 B．甲、乙均是凸透镜
C．甲、乙均是凹透镜 D．甲是凹透镜，乙是凸透镜
2. 微雕是集中国文化精华的袖珍艺术品，技艺精湛的微雕大师可以在米粒大小的象牙片、竹片或数毫米的头发丝上进行雕刻。如图所示，为微雕师父正在创造微雕艺术品，他通过佩戴光学元件来看清雕刻痕迹。这个光学元件指的是（　　）
A．凹面镜 B．凸面镜 C．凹透镜 D．凸透镜
3.下列观察仪器的选择与观测范围相匹配的是（　　）
A．天文望远镜适于观察甲区间的物体
B．光学显微镜适于观察乙区间的物体
C．电子显微镜适于观察丙区间的物体
D．放大镜适于观察丁区间的物体
4. 如图甲为李爷爷眼睛成像的示意图，为了矫正视力，他可以配戴的透镜是图乙中的（　　）
A．①② B．①④ C．②④ D．②③
5. 炎炎夏日，汽车停在露天车场，若把装满水的矿泉水瓶留在车内易引起火灾，这是因为这瓶
水（　　）
A．相当于一个凸透镜，对光有会聚作用
B．相当于一个凸透镜，对光有发散作用
C．相当于一个凹透镜，对光有会聚作用
D．相当于一个凹透镜，对光有发散作用
6. 下列几种成像情况，其中属于实像的是（　　）
A．穿衣镜中的人像 B．汽车观后镜中的像
C．电影院屏幕上的画面 D．水中筷子“折了”
7. 如图甲所示，小张将一个装有水的圆柱形玻璃杯放在漫画前，惊奇地发现透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了，还掉头奔向猫，如图乙所示。关于此现象，下列说法正确的是（　　）
A．透过水杯看到变“胖”的老鼠是虚像
B．装有水的圆柱形玻璃杯相当于一个凹透镜
C．将漫画靠近水杯一些，透过水杯看到的老鼠始终是掉头的
D．此时漫画中的老鼠到玻璃杯的距离应满足，与投影仪成像原理相同
8. 购物支付已进入“刷脸”时代，如图所示，消费者结账时只需面对摄像头（相当于一个凸透镜），经系统自动拍照、扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易。下列有关说法不正确的是（　　）
A．光经过摄像头成像利用的是光的折射
B．摄像头的成像特点与投影仪相同
C．“刷脸”时，面部应位于摄像头的二倍焦距点之外
D．“刷脸”时，面部经摄像头成倒立、缩小的实像
9. 在学习了凸透镜成像规律后，小慧同学计划制作一个“手机投影仪”。现有器材如下：焦距分别为10cm、20cm、30cm的凸透镜各一个，手机一部，长为30cm的纸盒，胶带和剪刀等。“投影仪”模型如图所示，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放大的像。下列说法正确的
是（　　）
A．应选择焦距为10cm的凸透镜
B．应选择焦距为20cm的凸透镜
C．将手机正立放置，在墙上看到的像是正立的
D．墙上手机画面的像是虚像
10. 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。下列对大树的像描述正确的是（　　）
A．倒立、缩小的实像 B．倒立、放大的实像
C．正立、放大的虚像 D．正立、缩小的虚像
11. 将蜡烛、凸透镜、光屏放置于光具座上，光屏上呈现一个清晰的像，如图所示。改变蜡烛的位置，移动光屏，直到光屏上再次呈现清晰的像，此时的物距u、像距v可能是（ ）
A．厘米 厘米 B．厘米 厘米
C．厘米 厘米 D．厘米 厘米
12. 保护视力，科学用眼已成为社会共识。图中能模拟近视眼及其矫正原理的图是（ ）
A．甲和丙 B．甲和丁 C．乙和丙 D．乙和丁
二、多项选择题（本大题有3小题，每小题3分，共9分.每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是符合题意的，选对但不全得2分，有选错的得0分，全选对的得3分）
13. 物理科技小组在做探究凸透镜成像规律的实验过程中，某次实验操作时，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成清晰的倒立、等大的实像。则下列说法正确的是（　　）
A. 该凸透镜的焦距是10.0cm
B. 将蜡烛放置在光具座的25cm刻度线处，调整光屏与凸透镜的距离，烛焰在光屏上成清晰的像时，该像的性质与照相机成像的性质相同
C. 将蜡烛放置在光具座的35cm刻度线处，调整光屏与凸透镜的距离，烛焰在光屏上成清晰的像时，该像的性质与投影仪成像的性质相同
D. 将蜡烛放置在光具座的45cm刻度线处，调整光屏与凸透镜的距离，烛焰在光屏上可成清晰的正立、放大的虚像
14. 下图为小明制作的幻灯机的示意图，将一个印有图案的透明胶片插入插槽后，调节胶片到灯泡之间的距离，直至在银幕上出现清晰的像（未画出），则（　　）
A．幻灯机在银幕上成倒立、放大的虚像
B．若要使成像更大一些，胶片应该向左移动适当距离
C．若小昆虫落在凸透镜中央，银幕上仍能呈现胶片完整的像
D．能从不同角度看到银幕上的像，是因为光在银幕上发生了漫反射
15. 如图所示为实验室用显微镜和天文望远镜，关于图中两种仪器下列说法正确的是（　　）
A．显微镜的目镜相当于放大镜，物镜相当于投影仪
B．天文望远镜的目镜相当于放大镜，物镜相当于照相机
C．显微镜的目镜是凸透镜，物镜是凹透镜
D．天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜
三、填空题（本大题有7小题，每空1分，共17 分）
16. 如图在虚框内分别放入甲、乙透镜，平行主光轴的光线分别会聚在主光轴上A点和B点，甲、乙透镜均为 。使光线偏折更显著的是透镜 。
17. 如果你不懂古董的鉴别知识，千万别涉足古董。卖家说是东周的或是西周的，最有可能是上周刚生产的假古董。鉴定的老专家一般用用如图所示的透镜观察观察古董的细节，他用的是 透镜。如果该透镜焦距为10cm，古董到透镜的距离应 （选填“大于”、“等于”或“小于”）10cm。
18. 广东生产的无人驾驶电动垂直起降航空器首飞成功，彰显了我国科技在城市空中交通领域的领先地位。航空器可用于高空摄影、旅游观光等，航空器的摄像头相当于 透镜，远处的物体通过摄像头成倒立缩小的 （选填“实”或“虚”）像。在摄像头远离物体的过程中，像的大小将变 。
19. 张明同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象，如图所示，该凸透镜的焦距是 cm，当把物体从距凸透镜6cm处移动到7.5cm处的过程中，所成像的大小 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
20. 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。
21. 如图所示，小明用同一个相机给同一个古塔先后拍了两张照片，当他拍完第一张照片甲后，应该 （选填“靠近或“远离”）古塔，并把镜头 （选填“伸长”或“缩短”），才能清晰地拍摄到第二张照片乙。
22. 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。
四、作图题（本大题有4小题，每小题3分。共12分）
23. 如图，F是凸透镜的焦点，a、b、c是三条入射光线，请画出这三条光线经凸透镜后的出射光线。
24. 如图所示，根据透镜对光的作用，将图中三条光线补充完整。
25. 如图甲所示是博物馆内“刘充国印”的展台，上方是凸透镜，透过它能看到放大的印章；下方是平面镜，通过它能看到印章底部的字。图乙是其示意图，F为凸透镜的焦点，O为凸透镜的光心，光线a平行于凸透镜的主光轴（图中虚线）。请在图乙中画出：①光线a经过凸透镜折射后的光线；②光线b经过平面镜反射后的光线。
26. 如图所示，凹透镜的主光轴处于水平位置，F是其焦点，平面镜与水平方向成，请画出竖直激光束AO经平面镜反射，再经凹透镜折射的光路图。
五、实验探究题（本大题有2小题，每空1分，共22分）
27．（10分）小明在学习了凸透镜后，想探究凸透镜的焦距大小与什么因素有关，于是他让平行光通过如图（a）的四个透镜（其中甲、乙和丙、丁是两组形状相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制成）。
（1）当与主光轴平行的光经过甲、丙两凸透镜后会聚于焦点处，如图（b）所示，比较两次实验数据，可以得到的结论是：在凸透镜的材料相同时，凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越 　　（选填“大”或“小”）；
（2）如果要探究凸透镜的焦距大小与材料的关系，应选择　　两个透镜，这里主要用到的一个物理研究方法是 　 　；
（3）联想到如图（c）光的色散现象，如果分别用红光和紫光测同一个凸透镜的焦距，用 　 　（选填“红”或“紫”）光测出的凸透镜焦距更大；
（4）小明用乙透镜测焦距时发现边缘有一小块已经缺损，这会使测得的焦距 　　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
28. （12分）探究凸透镜成像的规律。
第一步：测量凸透镜焦距。
(1)让太阳光依次通过多个带孔的挡板，得到平行光后照射到凸透镜上，如图甲所示。若想找到透镜焦点，应 （选填“顺时针”“逆时针”）旋转透镜。找到焦点的位置后，测出透镜的焦距为15cm。
第二步：探究成像规律。
正确安装并调节实验器材，实验过程中凸透镜始终处于50cm刻度处。
(2)图乙中光屏上 （选填“能”“不能”）承接到清晰的像。
(3)将蜡烛移至15cm刻度处，若想在光屏上承接到清晰的像，光屏应向 （选填“左”“右”）移动，请写出生活中利用该成像特点的一个实例 。
(4)当光屏上成清晰的像时，若用遮光板遮住透镜上半部分，像如何变化？ ；若把红色、蓝色两张透明玻璃片从左到右依次放置在蜡烛和凸透镜之间，光屏上是否仍然成像？ （选填“是”“否”）。
六、综合能力题（本大题有2小题，共16分）
29. （6分）阅读短文，回答问题。
菲涅尔透镜
甲图中图1是平凸透镜的截面图，由光学知识可知，平行光由平凸透镜左侧垂直入射时，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。若在图2中将平凸透镜阴影部分去掉，保留图中曲面的白色部分，并将其向左平移到透镜平面处，即图3，这样的透镜叫作菲涅尔透镜（又称螺纹透镜）。菲涅尔透镜与平凸透镜一样，仍能将平行于主光轴的光会聚于焦点。
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，如图乙为手机闪光灯上用到的菲涅尔透镜，从上方俯视，它由多个同心圆的玻璃组成，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，它能提高单位面积上获得的光能，当透镜非螺纹面垂直面向太阳光时，光聚焦在电池片上，将会聚更多的能量，需要的电池面积变小，大大节约了成本。
（1）当平行光由平凸透镜平的一面垂直入射时，在 时才会发生偏折；
（2）菲涅尔透镜与平凸透镜的工作原理 （选填“相同”或“不同”）；
（3）如图丙所示，F、分别是菲涅尔透镜的焦点和主光轴，请画出入射光线经过菲涅尔透镜后的光路；
（4）下列关于菲涅尔透镜的说法，正确的是 。
A．因为制作工艺简单，制造成本低，所以手机的闪光灯大多数使用菲涅尔透镜
B．与相同直径的平凸透镜相比，要损失更多的光能
C．菲涅尔透镜实质上是由一圈圈凸透镜和凹透镜组成的
D．与相同直径的平凸透镜相比，所用材料更少
30．（10分）项目化学习小组从实验室找到几只透镜准备自制一只望远镜。
（1）如图甲所示，将某透镜放在点光源与光屏中间，此时屏上呈现一个比透镜尺寸大的圆形光斑，将光源向 （左/右）移动，若观察到 现象，则该透镜为凸透镜；
（2）选出一对焦距合适的凸透镜作为物镜和目镜，按照如图乙所示方法组装成一只望远镜。小明用望远镜观察天空星星时发现镜中视野范围较小，很难找到目标，为此，他用两块相同的带开口的挡板制作了一个寻星装置，安装在望远镜套筒上后，借助挡板能快捷寻找目标（图丙所示），并将目标锁定在望远镜视野中，下列设计的各挡板中最适合的是 ；
（3）小明用该望远镜看远处物体时，发现像与物相比较上下、左右都颠倒了，为使看到的像与物相比不失真，老师建议他将望远镜设计成物镜与目镜不共轴、中部为空腔的形状（图丁所示），再利用几片小平面镜，安装到中部空腔内以改变光路，可以满足要求。
小明按照图戊所示方法，将两块平面镜彼此平行安装在空腔中，你认为这样制作能够达到要求吗？如果能请说明理由；如果不能，请保留图上可取的设计，对无用的设计打“×”，并补上接下来的设计（只需补上一步即可） ，且至少需要 块平面镜。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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【情境化·新趋势】初中物理沪科2024版八全册单元期中期末素养提升卷
第四章 神奇的透镜单元素养提升卷
（满分100分，答题时间90分钟）
一、单项选择题（本大题有12小题，每小题2分，共24分.每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的）
1. 如图所示，光线会聚于b点，在虚线区域内放甲透镜后，光线会聚于主光轴上的c点；在虚线区域内换放乙透镜后，光线会聚于主光轴上的a点，则（ ）
A．甲是凸透镜，乙是凹透镜 B．甲、乙均是凸透镜
C．甲、乙均是凹透镜 D．甲是凹透镜，乙是凸透镜
【答案】D
【解析】一束光会聚于主光轴上的点b，在虚线区域内放甲透镜后，光会聚于主光轴MN上的c点，则该透镜起到发散作用，故甲是凹透镜；在虚线区域内放乙透镜后，光会聚于主光轴MN上的a点，则该透镜起到会聚作用，故乙是凸透镜，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。
2. 微雕是集中国文化精华的袖珍艺术品，技艺精湛的微雕大师可以在米粒大小的象牙片、竹片或数毫米的头发丝上进行雕刻。如图所示，为微雕师父正在创造微雕艺术品，他通过佩戴光学元件来看清雕刻痕迹。这个光学元件指的是（　　）
A．凹面镜 B．凸面镜 C．凹透镜 D．凸透镜
【答案】D
【解析】AB．由于面镜利用的是光的反射，不能透光，由题意可知，这个光学元件能透光，故AB不符合题意；
CD．凹透镜成的是正立缩小的虚像，与题意不符，凸透镜可以成正立放大的虚像，应用于放大镜，能看清较小的物体，符合题意，故C不符合题意，D符合题意。
故选D。
3.下列观察仪器的选择与观测范围相匹配的是（　　）
A．天文望远镜适于观察甲区间的物体
B．光学显微镜适于观察乙区间的物体
C．电子显微镜适于观察丙区间的物体
D．放大镜适于观察丁区间的物体
【答案】B
【解析】A．苯分子、病毒等分子直径在10﹣10～10﹣8m之间，必须用电子显微镜才能看见，故A不符合题意；
B．酵母菌和衣藻等物质的直径在10﹣6m～10﹣5m之间，需要用光学显微镜，故B符合题意；
C．蜗牛和花等物质的长度在10﹣2m～101m之间，需要用放大镜观察，故C不符合题意；
D．月球、太阳系等天体的直径在106m～1022m之间，需要用天文望远镜观察，故D不符合题意。
故选B。
4. 如图甲为李爷爷眼睛成像的示意图，为了矫正视力，他可以配戴的透镜是图乙中的（　　）
A．①② B．①④ C．②④ D．②③
【答案】C
【解析】由乙图可知，①③是凹透镜，②④是凸透镜。由甲图可知，像呈在视网膜的后方，说明晶状体曲度变小，会聚能力减弱，他所患眼疾是远视眼，应佩戴会聚透镜，即凸透镜进行矫正。故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。
5. 炎炎夏日，汽车停在露天车场，若把装满水的矿泉水瓶留在车内易引起火灾，这是因为这瓶
水（　　）
A．相当于一个凸透镜，对光有会聚作用
B．相当于一个凸透镜，对光有发散作用
C．相当于一个凹透镜，对光有会聚作用
D．相当于一个凹透镜，对光有发散作用
【答案】A
【解析】装满水的矿泉水瓶相当于一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，这样就会使太阳光会聚于一点，使得凸透镜焦点处的温度很高，达到易燃物的着火点，易燃物燃烧引起火灾。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
6. 下列几种成像情况，其中属于实像的是（　　）
A．穿衣镜中的人像 B．汽车观后镜中的像
C．电影院屏幕上的画面 D．水中筷子“折了”
【答案】C
【解析】A．穿衣镜中的人像属于平面镜成像，是虚像，故A不符合题意；
B．汽车观后镜中的像属于凸面镜成像，是虚像，故B不符合题意；
C．电影院屏幕上的画面属于凸透镜成的倒立、放大的实像，故C符合题意；
D．水中筷子“折了”是由于光的折射形成的虚像，故D不符合题意。
故选C。
7. 如图甲所示，小张将一个装有水的圆柱形玻璃杯放在漫画前，惊奇地发现透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了，还掉头奔向猫，如图乙所示。关于此现象，下列说法正确的是（　　）
A．透过水杯看到变“胖”的老鼠是虚像
B．装有水的圆柱形玻璃杯相当于一个凹透镜
C．将漫画靠近水杯一些，透过水杯看到的老鼠始终是掉头的
D．此时漫画中的老鼠到玻璃杯的距离应满足，与投影仪成像原理相同
【答案】D
【解析】A．透过水杯看到变“胖”的老鼠是实像，因为他是倒立的，根据凸透镜成像规律，倒立的都是实像，故A错误；
B．装有水的圆柱形玻璃杯边缘薄，中间厚，相当于凸透镜，故B错误；
C．将漫画靠近水杯一些，物距小于一倍的焦距，可以是放大镜成像，故透过水杯看到的老鼠可以是不掉头的，故C错误；
D．此时漫画中的老鼠是倒立放大的实像，根据凸透镜成像规律，此时老鼠到玻璃杯的距离应满足，与投影仪成像原理相同，故D正确。
故选D。
8. 购物支付已进入“刷脸”时代，如图所示，消费者结账时只需面对摄像头（相当于一个凸透镜），经系统自动拍照、扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易。下列有关说法不正确的是（　　）
A．光经过摄像头成像利用的是光的折射
B．摄像头的成像特点与投影仪相同
C．“刷脸”时，面部应位于摄像头的二倍焦距点之外
D．“刷脸”时，面部经摄像头成倒立、缩小的实像
【答案】B
【解析】A．摄像头相当于一个凸透镜，光经过摄像头成像利用的是光的折射，故A正确，不符合题意；
BCD．“刷脸”时，面部应位于二倍焦距之外，面部通过摄像头成倒立、缩小的实像，成像原理与照相机相同，故B错误，符合题意，CD正确，不符合题意。
故选B。
9. 在学习了凸透镜成像规律后，小慧同学计划制作一个“手机投影仪”。现有器材如下：焦距分别为10cm、20cm、30cm的凸透镜各一个，手机一部，长为30cm的纸盒，胶带和剪刀等。“投影仪”模型如图所示，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放大的像。下列说法正确的
是（　　）
A．应选择焦距为10cm的凸透镜
B．应选择焦距为20cm的凸透镜
C．将手机正立放置，在墙上看到的像是正立的
D．墙上手机画面的像是虚像
【答案】B
【解析】A．若选择焦距为10cm的凸透镜，此时物距为30cm，物距大于两倍焦距，此时会成倒立的缩小的实像，与题意不符，故A不符合题意；
B．若选择焦距为20cm的凸透镜，此时物距为30cm，物距在一倍焦距和两倍焦距之间，成的是倒立的放大的实像，是投影仪原理，故可以满足题意，故B符合题意；
C．将手机正立放置，在墙上看到的像是倒立的像，故C不符合题意；
D．能够在光屏上承接，说明是实像，故D不符合题意。
故选B。
10. 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。下列对大树的像描述正确的是（　　）
A．倒立、缩小的实像 B．倒立、放大的实像
C．正立、放大的虚像 D．正立、缩小的虚像
【答案】A
【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，由凸透镜成像规律可知，物距等于像距，等于二倍焦距时，成倒立、等大的实像，所以凸透镜的二倍焦距小于P、Q的间距；看到了窗外更远处大树在半透明纸上成的像时，由于窗外更远处大树与凸透镜的距离大于二倍焦距，由凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像，故A正确，BCD错误。故选A。
11. 将蜡烛、凸透镜、光屏放置于光具座上，光屏上呈现一个清晰的像，如图所示。改变蜡烛的位置，移动光屏，直到光屏上再次呈现清晰的像，此时的物距u、像距v可能是（ ）
A．厘米 厘米 B．厘米 厘米
C．厘米 厘米 D．厘米 厘米
【答案】D
【解析】由题意和图示知道，此时光屏上呈现清晰的像，且物距为15.0cm，像距为30.0cm，结合凸透镜成像规律可知，此时
凸透镜成倒立、放大的实像；凸透镜成实像时满足“物近像远像变大、物远像近像变小”的规律，即若物距变大，则像距变小，反之，若物距变小，则像距变大；
A．当u=16cm时，与原来相比，物距增大了，则像距变小，此时v一定小于30cm，不可能是32cm，故A不符合题意；
B．当u=14cm时，与原来相比，物距减小了，则像距变大，此时v一定大于30cm，不可能是28cm，故B不符合题意；
C．由A项解答可知，u=16cm、v=32cm时，凸透镜不能成清晰的实像；因凸透镜成像时光路是可逆的，所以，当u=32cm、v=16cm时，凸透镜也不能成清晰的实像，故C不符合题意；
D．当u=13cm时，与原来相比，物距减小了，则像距变大，此时v一定大于30cm，进一步结合凸透镜成像规律知道，像距的增大量应大于物距的减小量，所以此时像距v可能为43cm，故D符合题意。
故选D。
12. 保护视力，科学用眼已成为社会共识。图中能模拟近视眼及其矫正原理的图是（ ）
A．甲和丙 B．甲和丁 C．乙和丙 D．乙和丁
【答案】A
【解析】近视眼是由于晶状体太厚，折光能力太强，远处的物体成像在视网膜的前面，所以甲图反映了近视眼的成因；利用凹透镜对光的发散作用，使像成在视网膜上，因此丙反映了近视眼的矫正，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。
二、多项选择题（本大题有3小题，每小题3分，共9分.每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是符合题意的，选对但不全得2分，有选错的得0分，全选对的得3分）
13. 物理科技小组在做探究凸透镜成像规律的实验过程中，某次实验操作时，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成清晰的倒立、等大的实像。则下列说法正确的是（　　）
A. 该凸透镜的焦距是10.0cm
B. 将蜡烛放置在光具座的25cm刻度线处，调整光屏与凸透镜的距离，烛焰在光屏上成清晰的像时，该像的性质与照相机成像的性质相同
C. 将蜡烛放置在光具座的35cm刻度线处，调整光屏与凸透镜的距离，烛焰在光屏上成清晰的像时，该像的性质与投影仪成像的性质相同
D. 将蜡烛放置在光具座的45cm刻度线处，调整光屏与凸透镜的距离，烛焰在光屏上可成清晰的正立、放大的虚像
【答案】ABC
【解析】A．当光屏成倒立、等大的实像，有u=v=2f
则
故A正确；
B．将蜡烛放置在光具座的25.0cm刻度线处，物距
u=50.0cm 25.0cm=25cm>2f=20.0cm
满足u>2f，成倒立、缩小的实像，照相机是根据这个原理制成的，故B正确；
C．将蜡烛放置在光具座的35.0cm刻度线处，物距
f=100cm满足f成倒立、放大的实像，投影仪是根据这个原理制成的，故C正确；
D．将蜡烛放置在光具座45.0cm刻度线处，物距
u=50.0cm 45.0cm= 5.0cm即物体在凸透镜的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像，但虚像不能呈现在光屏上，故D错误。
故选ABC。
14. 下图为小明制作的幻灯机的示意图，将一个印有图案的透明胶片插入插槽后，调节胶片到灯泡之间的距离，直至在银幕上出现清晰的像（未画出），则（　　）
A．幻灯机在银幕上成倒立、放大的虚像
B．若要使成像更大一些，胶片应该向左移动适当距离
C．若小昆虫落在凸透镜中央，银幕上仍能呈现胶片完整的像
D．能从不同角度看到银幕上的像，是因为光在银幕上发生了漫反射
【答案】CD
【解析】A．幻灯机所成的像是倒立、放大的实像，故A不符合题意；
B．若要使成像更大一些，根据凸透镜成实像的动态规律，应减小物距，增大像距，所以胶片应该靠近凸透镜向右移动适当距离，同时调节凸透镜与银幕的距离，故B不符合题意；
C．实验过程中，小昆虫落在凸透镜中央，挡住透镜折射出的一部分光，其它光仍能折射成像，所以光屏上所成的像是完整的，只是会聚光线比原来变少，像变暗了，故C符合题意；
D．光在银幕上发生的是漫反射，反射光线向各个方向传播，所以能从不同角度看到银幕上的像，故D符合题意。故选CD。
15. 如图所示为实验室用显微镜和天文望远镜，关于图中两种仪器下列说法正确的是（　　）
A．显微镜的目镜相当于放大镜，物镜相当于投影仪
B．天文望远镜的目镜相当于放大镜，物镜相当于照相机
C．显微镜的目镜是凸透镜，物镜是凹透镜
D．天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜
【答案】ABD
【解析】AC．显微镜的目镜和物镜都是凸透镜，目镜相当于放大镜，成正立的放大的虚像，物镜相当于投影仪，成倒立的放大的实像，故A正确，符合题意，C错误，不符合题意；
BD．天文望远镜的目镜和物镜都是由凸透镜组成，目镜相当于放大镜，成正立的放大的虚像，物镜相当于照相机，成倒立缩小的实像，故BD正确，符合题意。
故选ABD。
三、填空题（本大题有7小题，每空1分，共17 分）
16. 如图在虚框内分别放入甲、乙透镜，平行主光轴的光线分别会聚在主光轴上A点和B点，甲、乙透镜均为 。使光线偏折更显著的是透镜 。
【答案】凸透镜 乙
【解析】图中光线经过甲、乙两个透镜后，两个透镜对光具有会聚作用，因此两个透镜均是凸透镜，且凸透镜对光的会聚能力越强，会聚的焦点离透镜越近，即使光线偏折更显著，则使光线偏折更显著的是透镜乙。
17. 如果你不懂古董的鉴别知识，千万别涉足古董。卖家说是东周的或是西周的，最有可能是上周刚生产的假古董。鉴定的老专家一般用用如图所示的透镜观察观察古董的细节，他用的是 透镜。如果该透镜焦距为10cm，古董到透镜的距离应 （选填“大于”、“等于”或“小于”）10cm。
【答案】 凸 小于
【解析】如图所示的透镜观察观察古董的细节，利用的是放大镜的原理，所以他用的是凸透镜。
根据凸透镜成像规律，当物距小于一倍焦距时，成正立放大的虚像，相当于放大镜。透镜焦距为10cm，所以古董到透镜的距离应小于10cm。
18. 广东生产的无人驾驶电动垂直起降航空器首飞成功，彰显了我国科技在城市空中交通领域的领先地位。航空器可用于高空摄影、旅游观光等，航空器的摄像头相当于 透镜，远处的物体通过摄像头成倒立缩小的 （选填“实”或“虚”）像。在摄像头远离物体的过程中，像的大小将变 。
【答案】凸 实 小
【解析】航空器的摄像头相当于凸透镜，其成像原理与照相机相同，即物体在二倍焦距以外成倒立、缩小的实像。
在摄像头远离物体的过程中，物距增大，像距减小，像变小。
19. 张明同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象，如图所示，该凸透镜的焦距是 cm，当把物体从距凸透镜6cm处移动到7.5cm处的过程中，所成像的大小 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
【答案】8 变大
【解析】当
时，凸透镜成倒立、等大的实像，如图可知
所以f＝8cm。当把物体从距凸透镜6cm处移动到7.5cm处的过程中，物距始终小于焦距，成正立、放大的虚像，物距变大，像距变大，像变大。
20. 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。
【答案】（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。
21. 如图所示，小明用同一个相机给同一个古塔先后拍了两张照片，当他拍完第一张照片甲后，应该 （选填“靠近或“远离”）古塔，并把镜头 （选填“伸长”或“缩短”），才能清晰地拍摄到第二张照片乙。
【答案】靠近 伸长
【解析】小明用同一个相机给同一个古塔先后拍了两张照片，当他拍完第一张照片甲后，如图乙所示，是近景图，应该靠近古塔。
根据凸透镜成像规律可知，物体靠近，像变远，故需要伸长镜头。
22. 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。
【答案】 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，像呈在视网膜的前方，应佩戴发散透镜，使光线推迟会聚。
四、作图题（本大题有4小题，每小题3分。共12分）
23. 如图，F是凸透镜的焦点，a、b、c是三条入射光线，请画出这三条光线经凸透镜后的出射光线。
【答案】如图所示
【解析】平行于凸透镜主光轴的光经凸透镜折射后会聚于凸透镜的焦点；过凸透镜光心的光线传播方向不变；过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于凸透镜主光轴。如图所示：
24. 如图所示，根据透镜对光的作用，将图中三条光线补充完整。
【答案】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。
25. 如图甲所示是博物馆内“刘充国印”的展台，上方是凸透镜，透过它能看到放大的印章；下方是平面镜，通过它能看到印章底部的字。图乙是其示意图，F为凸透镜的焦点，O为凸透镜的光心，光线a平行于凸透镜的主光轴（图中虚线）。请在图乙中画出：①光线a经过凸透镜折射后的光线；②光线b经过平面镜反射后的光线。
【答案】如图所示.
【解析】凸透镜能将平行光会聚到焦点，所以平行于主光轴的光线a经过凸透镜后，会聚于焦点；先过入射点做法线垂直于平面镜，由光的反射定律可得，反射角等于入射角，做出反射光线，如图所示.
26. 如图所示，凹透镜的主光轴处于水平位置，F是其焦点，平面镜与水平方向成，请画出竖直激光束AO经平面镜反射，再经凹透镜折射的光路图。
【答案】如图所示：
【解析】过入射点O垂直于镜面作出法线，平面镜与水平线夹角，所以入射光线与平面镜的夹角为，所以反射角等于入射角，据此在法线另一侧画出反射光线；
因为入射光线垂直于主光轴，发生反射时反射角和入射角均为，所以反射光线与入射光线的夹角为，则反射光线平行于主光轴，根据平行于主光轴的光经凹透镜折射后反向延长过焦点画出折射光线。
五、实验探究题（本大题有2小题，每空1分，共22分）
27．（10分）小明在学习了凸透镜后，想探究凸透镜的焦距大小与什么因素有关，于是他让平行光通过如图（a）的四个透镜（其中甲、乙和丙、丁是两组形状相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制成）。
（1）当与主光轴平行的光经过甲、丙两凸透镜后会聚于焦点处，如图（b）所示，比较两次实验数据，可以得到的结论是：在凸透镜的材料相同时，凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越 　　（选填“大”或“小”）；
（2）如果要探究凸透镜的焦距大小与材料的关系，应选择　　两个透镜，这里主要用到的一个物理研究方法是 　 　；
（3）联想到如图（c）光的色散现象，如果分别用红光和紫光测同一个凸透镜的焦距，用 　 　（选填“红”或“紫”）光测出的凸透镜焦距更大；
（4）小明用乙透镜测焦距时发现边缘有一小块已经缺损，这会使测得的焦距 　　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】（1）小；（2）甲、乙；控制变量法；（3）红；（4）不变。
【分析】（1）（2）当被研究问题受多个因素影响时，研究问题和某一个因素的关系时要控制其他因素一定，这种方法叫控制变量法。根据实验目的，按照控制变量法的要求，分析答题；
（3）白光经三棱镜后，光屏上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带，是因为不同颜色的光经凸透镜折射本领不同，据此分析回答；
（4）用乙透镜测焦距时发现边缘有一小块已经缺损，光的会聚点不变，只是会聚的光线变少。
【解答】（1）如图（b）所示，比较两次实验数据，可以得到的结论是：在凸透镜的材料相同时，凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越短；
（2）如果要探究凸透镜的焦距大小与材料的关系，应选择两个凸透镜球形表面弯曲程度相同，而材料不同，应选择甲、乙两个凸透镜，这里主要用到的一个物理研究方法是控制变量法；
（3）根据三棱镜对光线的偏折，由图丙丁可以得出，红光被偏折的程度小，紫光被偏折的程度大，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，所以红光的焦距大；
（4）小明用乙透镜测焦距时发现边缘有一小块已经缺损，光的会聚点不变，只是会聚的光线变少，则测得的焦距不变。
28. （12分）探究凸透镜成像的规律。
第一步：测量凸透镜焦距。
(1)让太阳光依次通过多个带孔的挡板，得到平行光后照射到凸透镜上，如图甲所示。若想找到透镜焦点，应 （选填“顺时针”“逆时针”）旋转透镜。找到焦点的位置后，测出透镜的焦距为15cm。
第二步：探究成像规律。
正确安装并调节实验器材，实验过程中凸透镜始终处于50cm刻度处。
(2)图乙中光屏上 （选填“能”“不能”）承接到清晰的像。
(3)将蜡烛移至15cm刻度处，若想在光屏上承接到清晰的像，光屏应向 （选填“左”“右”）移动，请写出生活中利用该成像特点的一个实例 。
(4)当光屏上成清晰的像时，若用遮光板遮住透镜上半部分，像如何变化？ ；若把红色、蓝色两张透明玻璃片从左到右依次放置在蜡烛和凸透镜之间，光屏上是否仍然成像？ （选填“是”“否”）。
【答案】(1)顺时针 (2)不能 (3) 左 照相机 (4) 像会变暗 否
【解析】（1）根据透镜的三条特殊光线可知，平行于主光轴的光线将汇聚于焦点，故要找到焦点的位置，需要使光线平行于主光轴射入透镜，即应顺时针旋转透镜，使太阳光平行于凸透镜的主光轴射入。
（2）由（1）可知，透镜的焦距为15cm，由图乙可知，此时的物距为20cm，在一倍焦距和二倍焦距之间，根据凸透镜成像规律可知，若要成清晰的像，像距应大于二倍焦距，即大于30cm，而此时光屏与凸透镜的距离恰好为30cm，故不能承接到清晰的像。
（3）将蜡烛移至15cm刻度处，此时的物距为35cm，大于二倍焦距，则像距应在一倍焦距与二倍焦距之间，即65cm与80cm之间，故光屏应向左移动，生活中利用该成像特点制成了照相机。
（4）当光屏上成清晰的像时，若用遮光板遮住透镜上半部分，所成的像仍然完整，但像的亮度会下降，原因是光屏上承接的光线减少了。
红色、蓝色两张透明玻璃片只能分别透过红光和蓝光，蜡烛的光经过红色玻璃板后，玻璃板透过红色光，吸收其他色光，而蓝色玻璃板会吸收红色光，导致最终没有光线到光屏上，故把红色、蓝色两张透明玻璃片从左到右依次放置在蜡烛和凸透镜之间，光屏上不能成像。
六、综合能力题（本大题有2小题，共16分）
29. （6分）阅读短文，回答问题。
菲涅尔透镜
甲图中图1是平凸透镜的截面图，由光学知识可知，平行光由平凸透镜左侧垂直入射时，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。若在图2中将平凸透镜阴影部分去掉，保留图中曲面的白色部分，并将其向左平移到透镜平面处，即图3，这样的透镜叫作菲涅尔透镜（又称螺纹透镜）。菲涅尔透镜与平凸透镜一样，仍能将平行于主光轴的光会聚于焦点。
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，如图乙为手机闪光灯上用到的菲涅尔透镜，从上方俯视，它由多个同心圆的玻璃组成，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，它能提高单位面积上获得的光能，当透镜非螺纹面垂直面向太阳光时，光聚焦在电池片上，将会聚更多的能量，需要的电池面积变小，大大节约了成本。
（1）当平行光由平凸透镜平的一面垂直入射时，在 时才会发生偏折；
（2）菲涅尔透镜与平凸透镜的工作原理 （选填“相同”或“不同”）；
（3）如图丙所示，F、分别是菲涅尔透镜的焦点和主光轴，请画出入射光线经过菲涅尔透镜后的光路；
（4）下列关于菲涅尔透镜的说法，正确的是 。
A．因为制作工艺简单，制造成本低，所以手机的闪光灯大多数使用菲涅尔透镜
B．与相同直径的平凸透镜相比，要损失更多的光能
C．菲涅尔透镜实质上是由一圈圈凸透镜和凹透镜组成的
D．与相同直径的平凸透镜相比，所用材料更少
【答案】（1） 经透镜另一侧曲面（2） 相同 （3） （4） D
【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。
（3）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，所以平行于主光轴的光线经菲涅尔透镜折射后会聚在焦点上，如图所示
（4）AB．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，所以手机的闪光灯部分大多数使用菲涅尔透镜，故AB错误；
C．若在图2中将平凸透镜阴影部分去掉，保留图中曲面的白色部分并将其向左平移到透镜平面处，即为图3，这样的透镜叫做菲涅尔透镜，菲涅尔透镜实质上是由一圈圈凸透镜组成的，故C错误；
D．若在图2中将平凸透镜阴影部分去掉，保留图中曲面的白色部分并将其向左平移到透镜平面处，即为图3，这样的透镜叫做菲涅尔透镜，与相同直径的平凸透镜相比，所用材料更少，故D正确。故选D。
30．（10分）项目化学习小组从实验室找到几只透镜准备自制一只望远镜。
（1）如图甲所示，将某透镜放在点光源与光屏中间，此时屏上呈现一个比透镜尺寸大的圆形光斑，将光源向 （左/右）移动，若观察到 现象，则该透镜为凸透镜；
（2）选出一对焦距合适的凸透镜作为物镜和目镜，按照如图乙所示方法组装成一只望远镜。小明用望远镜观察天空星星时发现镜中视野范围较小，很难找到目标，为此，他用两块相同的带开口的挡板制作了一个寻星装置，安装在望远镜套筒上后，借助挡板能快捷寻找目标（图丙所示），并将目标锁定在望远镜视野中，下列设计的各挡板中最适合的是 ；
（3）小明用该望远镜看远处物体时，发现像与物相比较上下、左右都颠倒了，为使看到的像与物相比不失真，老师建议他将望远镜设计成物镜与目镜不共轴、中部为空腔的形状（图丁所示），再利用几片小平面镜，安装到中部空腔内以改变光路，可以满足要求。
小明按照图戊所示方法，将两块平面镜彼此平行安装在空腔中，你认为这样制作能够达到要求吗？如果能请说明理由；如果不能，请保留图上可取的设计，对无用的设计打“×”，并补上接下来的设计（只需补上一步即可） ，且至少需要 块平面镜。
【答案】（1）左 圆形光斑变小 （2）D （3）能，因为最开始所成的像上下、左右都颠倒，经过平面镜反射后所成的像刚好与物相比不失真 2
【解析】（1）凸透镜对光线具有会聚作用，此时屏上呈现一个比透镜尺寸大的圆形光斑，根据凸透镜成像规律，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小的特点，应将将光源向左移动，若观察到圆形光斑变小现象，且光斑可以变得比透镜小，则该透镜为凸透镜。凹透镜形成的圆形光斑也会变小，但是不可能比透镜小。
（2）A．用两块相同的带开口的挡板制作了一个寻星装置，安装在望远镜套筒上后，借助挡板能快捷寻找目标，利用了光沿直线传播的特点，增大视角，应该选择比较大的圆孔，可以扩大视野范围，故A不符合题意；
B．由A选项可知，故B不符合题意；
C．由A选项可知，故C不符合题意；
D．由A选项可知，故D符合题意。
故选D。
（3）小明按照图戊所示方法，将两块平面镜彼此平行安装在空腔中，那么光路图如下：
因为最开始所成的像上下、左右都颠倒了，而经过平面镜反射后所成的像刚好与物相比不失真，所以能达到要求，所以最少需要2块平面镜。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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