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一、选择题（共11题，每小题4分，共44分）
1.如图所示，修表师傅可通过“寸镜”看清手表微小结构。“寸镜”内部有一个凸透镜，使用时手表到凸透镜的距离应( )
A.小于1倍焦距
B.等于1倍焦距
C.大于2倍焦距
D.在2倍焦距与1倍焦距之间
2.下列关于透镜的说法，正确的是( )
A.凹透镜没有焦点，凸透镜有焦点
B.任何光通过凸透镜后都能会聚于焦点
C.只有与主光轴平行的光经过凹透镜后才能发散
D.不论是凸透镜还是凹透镜，经过透镜光心的光传播方向都不变
3.机器人跳秧歌舞、跑马拉松、做家务……人形机器人用“眼睛”感知获取信息，如图。人形机器人“眼睛”的光学成像与人眼相似，是通过镜头使物体在图像传感器成像面上（相当于人眼的视网膜）成清晰的像。下列说法正确的是( )
A.物体在成像面上成放大的虚像
B.机器人“眼睛”的镜头对光有发散作用
C.机器人“眼睛”光学成像原理与照相机成像原理相同
D.机器人“眼睛”只能“看见”自身正在发光的物体
4.夏夏同学利用凸透镜进行科学实验时，他发现用激光笔照射两个凸透镜后，发生了有趣的现象，下列哪个光路图能正确反映平行光经折射后的情况( )
A. B.
C. D.
5.如图所示，小智同学将点燃的蜡烛、凸透镜和光屏放置在光具座上，调整后在光屏上得到烛焰清晰的像（光屏上未画出）。下列说法正确的是( )
A.在图示位置，烛焰的成像特点与投影仪的成像特点相同
B.实验过程中蜡烛燃烧变短，光屏上烛焰的像会向下移动
C.若只将凸透镜向左移动5 cm，光屏能得到烛焰清晰放大的像
D.将蜡烛移动到20 cm刻度线处，移动光屏，得到的烛焰清晰的像会变大
6.小文到青海湖旅游时，用照相机记录了青海湖的美景。以下物体与照相机成像规律相同的是( )
A.投影仪
B.近视眼镜
C.摄像头
D.放大镜
7.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”，下列有关说法正确的是( )
A.放大镜成像原理与此相同
B.若想让“6”变大一些，可将胶囊稍微远离积木一些
C.若将胶囊靠近积木，透过胶囊看到的数字有可能会变成“9”
D.若将数字“9”稍向下移动，透过胶囊看到的“6”会向下移动
8.下列各选项的示意图表示由透镜主光轴上P点发射的光线，经过透镜后的偏折情形，则下列选项中透镜的焦距最可能为10 cm的是( )
A. B.
C. D.
9.小亮同学使用盛满水的矿泉水瓶做了一个实验，将其放在太阳底下，调整瓶子的高度得到图中的亮斑，由此联想到之前新闻报道清明节扫墓时瓶子引起的森林火灾事件，也警醒我们务必不要随地乱扔矿泉水瓶。关于该现象下列说法不正确的是( )
A.矿泉水瓶的作用相当于凸透镜
B.矿泉水瓶对光有发散作用
C.矿泉水瓶被压扁后焦距将发生改变
D.瓶子没有水时发生危险概率降低
10.甲图中将某类透镜正对着太阳光，在透镜下方，平行地放上白纸，测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t，并绘出图像，如图乙所示，下列说法正确的是( )
A.该透镜中间薄边缘厚
B.该透镜对光线有发散作用
C.白纸在距离透镜处会形成最小、最亮的光斑
D.该透镜的焦距为
11.（多选）如图所示，现有一竖直放置的凸透镜，在主光轴位置上有一条直轨道。一个发光的人偶从焦点外向右侧匀速走动，下列说法不正确的是( )
A.像和人偶之间的距离一直在减小
B.像移动的脚步始终比人偶移动的脚步大
C.像比人偶大时像移动的脚步大于人偶的，像比人偶小时像移动的脚步小于人偶的，即大像走大步，小像走小步
D.像总朝靠近人偶的方向运动，好像在追人偶
二、非选择题（共5小题，共56分）
12.（3分）如图，凸透镜的主光轴与平静水面重合，F为凸透镜的焦点，入射光线AB平行于主光轴，请画出AB经过凸透镜后的折射光线和进入水中的折射光线。
13.（10分）如图，西晋《博物志》中云：“削冰令圆，举以向日，以艾于后承其影，则得火。”这是我国古代劳动人民把冰制成透镜，利用它对太阳光的________作用来取火，取火时“艾”（易燃物）应放在透镜的________处。
【拓展】2025年1月20日，在第九届亚冬会火种采集仪式上，现场用图甲中的冰透镜成功点燃了火炬。小红为了研究此现象，让光束透过近视眼镜和老花眼镜投射在墙上，如图乙。________（选填“上”或“下”）方眼镜的透镜类型与冰透镜相同，为________透镜。
14.（7分）如图所示，光会聚于MN上的b点，在虚线区域内放甲透镜后，光会聚于主光轴MN上的c点；在虚线区域内换乙透镜后，光会聚于主光轴MN上的a点。现在小明想进一步探究凸透镜成像的特点，应选择__________（填“甲”或“乙”）透镜进行探究。小明选择好透镜后在光具座上进行实验，当物体距离透镜8 cm时，在透镜另一侧光屏上成清晰、放大的实像；若保持物体与光屏的位置不变，把透镜向光屏方向移动2 cm，在光屏上又成清晰、缩小的实像。当物体距离透镜4 cm时，成__________（填“虚”或“实”）像，在照相机、放大镜和投影仪中，成像情况与此类似的是_______________。
15.（19分）雨过初晴，小丽发现透过附在叶片上的水珠，能看到正立放大的“叶片脉络”，同时透过在叶片上的水珠还能看到远处倒立缩小的“花朵”。针对这一现象，她和同学们一起探究凸透镜成像的正倒、大小与物距的关系。
（1）小丽将F形光源（如图甲）、凸透镜和带有刻度的光屏按图乙所示安装在水平光具座上，接下来她应将三者的中心调整到_________。
（2）调整好后，小丽多次改变物距和光屏的位置进行实验，收集的数据和观察的现象如表1所示。小丽分析归纳后，得到初步结论：随着物距不断减小，物体所成实像逐渐_________（填“变大”或“变小”），且像都是_________（填“正立”或“倒立”）的。
表1
序号 物高h/cm 物距u/cm 像高 像的正倒 像的虚实
1 4.0 30.0 2.0 倒立 实像
2 26.0 2.5 倒立 实像
3 23.0 3.0 倒立 实像
4 15.0 8.0 倒立 实像
5 13.0 13.5 倒立 实像
6 7.0 找不到像
（3）实验过程中，小丽发现在光屏上始终没有观察到正立放大的像。回想透过水珠观察叶脉的情景，她采用下图_________的方式可以观察到正立放大的“F”。
（4）组间交流时，小丽发现小红的实验记录（如表2所示）中有与物体等大的像，而自己却没有观察到这一现象。为了尽快在自己实验中找到等大的像，她应调整物距在_________cm和_________cm之间反复多次实验。
表2
序号 物高h/cm 物距u/cm 像高 像的正倒 像的虚实
1 4.0 25.0 1.0 倒立 实像
2 18.0 1.3 倒立 实像
3 15.0 2.0 倒立 实像
4 10.0 4.0 倒立 实像
5 8.0 6.5 倒立 实像
6 4.0 找不到像
（5）小丽进一步对比后发现，凸透镜成像特点不只与物距有关。她得出这个结论的依据是__________________________________。咨询老师后得知，两次实验所用凸透镜的焦距不同。小丽认为，凸透镜成像特点与物距和焦距均有关系。结合实验数据和老师给的焦距数值，她总结出凸透镜成像规律。
16.（17分）科学家利用巨大的天文望远镜接收来自遥远星系的信息。通过分析这些信息，人们对宇宙了解得越来越深入了。某学习小组对望远镜进行了实践学习，制作了一个望远镜。以下是该小组同学交流的实践内容。
【项目分解】
（1）学习了解望远镜的原理；
（2）设计、制作、调试望远镜。
【项目实施】
（1）学习了解望远镜的原理
①望远镜的原理
望远镜有不同的类型，其中有一种望远镜由两组凸透镜组成。如图甲所示，靠近眼睛的叫作目镜，靠近被观测物体的叫作物镜。物镜的作用相当于一个________（填生活中的透镜应用），使远处的物体在________附近成倒立缩小的实像，目镜的作用相当于一个放大镜，用来把这个像放大。
②视角的概念
如图乙所示，物体的两端到人眼处所夹的角叫视角。视角的大小不仅和物体本身的大小有关，还和物体到眼睛的________有关。用望远镜观察物体时，望远镜所成的像离我们的眼睛很近，增大了视角，因而通过望远镜能清楚地看到远处的物体。
（2）设计、制作、调试望远镜
①制作：选用图丙所示的两个凸透镜，用图丁的办法测出其焦距，再用刻度尺测出直径；焦距长、直径大的凸透镜作物镜，焦距短、直径小的凸透镜作目镜。若两个凸透镜的焦距分别为30 cm和10 cm，则做出的望远镜的放大倍率为________倍。
制作时，根据凸透镜的焦距、直径等数据，以及对镜筒长度的要求，利用纸板等制成两个大小不同的镜筒，把物镜和目镜固定在镜筒上。
②试用：把目镜镜筒插入物镜镜筒内，把目镜放到眼前，通过望远镜观察远处的物体。在观察时通过对镜筒长度的调节，改变物镜与目镜间的距离，直到通过望远镜能清楚地看到远处物体为止。
③调整：在观察最远处的物体时，两个凸透镜间的距离约等于两个凸透镜的焦距之和；观察近处的物体时，两个凸透镜间的距离要________一些。
【项目拓展】
如图己所示，一位同学想用两个放大镜直接组合出望远镜，他取两个焦距不同的放大镜，一只手握住一个，把焦距较长的放大镜放在前面远离眼睛，焦距较短的放大镜放在后面靠近眼睛，通过两个放大镜看前面的物体，调整两个放大镜间的距离，清楚地看到远处的物体，若接着把两个放大镜的位置前后对调，物体像的大小将________。
答案以及解析
1.答案：A
解析：“寸镜”内部有一个凸透镜，在修表时作为放大镜使用，所以此时手表到凸透镜的距离应小于1倍焦距，故A正确，B、C、D错误。故选A。
2.答案：D
解析：凸透镜有两个焦点，凹透镜有两个虚焦点，故A错误；凸透镜对光有会聚作用，只有平行于主光轴的光经过凸透镜后才能会聚于焦点，故B错误；无论光是否与主光轴平行，凹透镜都对光有发散作用，故C错误；不论是凸透镜还是凹透镜，经过透镜光心的光传播方向都不变，故D正确。
3.答案：C
解析：人形机器人“眼睛”的光学成像与人眼相似，则与照相机成像原理相同，成倒立、缩小的实像，故A错误，C正确；机器人“眼睛”的镜头是凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，故B错误；只要物体反射的光进入机器人“眼睛”，就能看见物体，并不是只能“看见”自身正在发光的物体，故D错误。故选C。
4.答案：A
解析：凸透镜对光线有会聚作用，光线经凸透镜折射后会更靠近主光轴，如图所示：
故A正确，B、C、D错误。故选A。
5.答案：C
解析：由图知，蜡烛在30 cm刻度线处，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，是照相机的成像原理，故A错误；通过凸透镜光心的光传播方向不变，蜡烛变短，通过光心的光射在光屏上的位置向上移动，所以光屏上的像向上移动，故B错误；只将凸透镜向左移动5 cm，此时物距等于原来的像距，根据光路的可逆性知，成倒立、放大的实像，故C正确；将蜡烛移到20 cm刻度线处，物距增大，根据凸透镜成实像时物远像近像变小知，移动光屏，得到的烛焰清晰的像会变小，故D错误。故选C。
6.答案：C
解析：照相机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理工作的。投影仪是利用凸透镜成倒立、放大的实像的原理工作的，与照相机成像规律不同，故A错误。近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，用来矫正近视眼，其原理与凸透镜成像不同，故B错误。监控摄像头和照相机一样，都是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理工作的，故C正确。放大镜是利用凸透镜成正立、放大的虚像的原理工作的，与照相机成像规律不同，故D错误。故选C。
7.答案：C
解析：水滴状胶囊相当于一个凸透镜，观察到数字“9”变成倒立的“6”，说明此时成倒立、缩小的实像，类似于照相机原理。
A.放大镜成的是正立、放大的虚像，与此成像性质不同，故A错误；
B.若想让“6”变大一些，根据“成实像时，物近像远像变大”可知，可将胶囊适当靠近积木一些，故B错误；
C.若将胶囊靠近积木，当物距小于焦距时，会成正立、放大的虚像，此时看到的可能是正立的“9”，故C正确；
D.凸透镜成实像时，根据过凸透镜光心入射的光线传播方向不变，若将数字“9”稍向下移动，则像（即“6”）应向上移动，故D错误。故选C。
8.答案：B
解析：由题意可知，由透镜主光轴上P点发射的光线，只有B图光线经凸透镜折射后会平行于主光轴射出，则P为焦点，因光心到焦点的距离叫凸透镜的焦距，则B图透镜焦距为10 cm，故B正确，ACD错误。故选B。
9.答案：B
解析：盛满水的矿泉水瓶符合中间厚、边缘薄的特点，因此盛满水的矿泉水瓶相当于凸透镜，对光线有会聚作用，故A正确，B错误；盛满水的矿泉水瓶相当于凸透镜，矿泉水瓶被压扁后，对光的偏折程度发生改变，焦距也会发生改变，故C正确；瓶子没有水时不是凸透镜，起不到会聚作用，发生危险的概率降低，故D正确。故选B。
10.答案：D
解析：由图甲可知，太阳光经过该透镜后会聚成较小的光斑，所以该透镜对光线有会聚作用，为凸透镜，凸透镜中间厚边缘薄，故A、B错误；由图乙可知，当透镜与白纸间距时，白纸被烤焦的时间最短，说明太阳光经过凸透镜会聚后，在距离透镜12 cm处可以形成最小、最亮的光斑，该点的温度最高，这个点的位置就是凸透镜焦点的位置，则焦距，故C错误，D正确。
11.答案：AB
解析：人偶从大于一倍焦距的位置远离凸透镜的过程中，物距等于2f时，物与像之间的距离最小，为4f，故人偶移动过程中，物与像之间的距离先减小后增大，故A错误；当人偶移动到2倍焦距以外时，成倒立、缩小的像，此时像的脚步始终比人偶的小，故B错误；像比人偶大时，人偶在1倍焦距和2倍焦距之间，像在2倍焦距以外，像移动的脚步大于人偶的，而像比人偶小时，人偶在2倍焦距以外，像在1倍焦距和2倍焦距之间，像移动的脚步小于人偶的，即大像走大步，小像走小步，故C正确；因为物距越大，像距越小，像总朝靠近人偶的方向运动，好像在追人偶，故D正确。故选A、B。
12.答案：如图所示
解析：平行于主光轴的入射光线AB经过凸透镜折射后，折射光线过凸透镜的右侧焦点F，由此画出经过凸透镜后的折射光线；光由空气斜射入水中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，过入射点（右侧焦点F）垂直于水面作出法线，根据折射角小于入射角，在水中法线的右侧作出折射光线。
13.答案：会聚；焦点【拓展】下；凸
解析：“削冰令圆”是将冰磨成一种冰透镜，该透镜中间厚、边缘薄，属于凸透镜；“举以向日，以艾于后承其影，则得火”是将磨成的凸透镜正对太阳光，太阳光平行于主光轴经凸透镜后会聚于焦点处，焦点处的温度很高，把“艾”（易燃物）放在焦点上会将“艾”点燃。
【拓展】图甲中的冰透镜成功点燃了火炬，所以冰透镜对光有会聚作用，为凸透镜。图乙中，上方眼镜后的光斑中间暗，对光有发散作用；下方眼镜后的光斑中间亮，对光有会聚作用，所以下方的眼镜是凸透镜，和冰透镜类型相同。
14.答案：乙；虚；放大镜
解析：由图可知，光沿直线传播时会聚到b点，经过甲透镜后会聚到c点，说明甲透镜对光线有发散作用，是凹透镜；经过乙透镜后会聚到a点，说明乙透镜对光线有会聚作用，是凸透镜，所以应选择乙透镜进行探究。当物体距离透镜8 cm时，在透镜另一侧光屏上成清晰、放大的实像，所以，解得；若保持物体与光屏的位置不变，把透镜向光屏方向移动2 cm，此时物距为10 cm，光屏上又成清晰、缩小的实像，所以，解得，综上可知；当物体距离透镜4 cm时，物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，放大镜是根据此原理工作的。
15.答案：（1）同一高度（2）变大；倒立（3）丁（4）15.0；23.0（5）见解析
解析：（1）在将F形光源、凸透镜和带有刻度的光屏安装在水平光具座上后，为了使像成在光屏的中央，应将三者的中心调整到同一高度。
（2）由表1中的数据可知，物体成实像时，随着物距不断减小，物体所成的实像逐渐变大，且所成的像始终是倒立的。
（3）由题意知，透过附在叶片上的水珠，能看到正立放大的“叶片脉络”，此时像与物同侧，所以应在光屏一侧透过透镜观察，故题图丁方式符合题意。
（4）由小丽的实验数据可知，当物距为15.0 cm时，像高为8.0 cm，当物距为23.0 cm时，像高为3.0 cm，因此与物体等高的像，即高为4.0 cm的像对应的物距应在15.0 cm和23.0 cm之间，所以小丽应调整物距在15.0 cm和23.0 cm之间反复多次实验。
（5）由两组实验数据可知，物高均为4.0 cm，当物距均为15.0 cm时，小丽做的实验中的像高为8.0 cm，而小红做的实验中像高为2.0 cm，由此可知凸透镜成像特点不只与物距有关。
16.答案：【项目实施】（1）①照相机；焦点；②距离（2）①3；③增大【项目拓展】变小
解析：【项目实施】（1）①望远镜物镜的作用相当于一个照相机，它的焦距较长，能够将远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像。②视角的大小不仅和物体本身的大小有关，还和物体到眼睛的距离有关。
（2）①望远镜的放大倍率等于物镜焦距与目镜焦距之比，即。③当观察近处的物体时，物距减小，像距增大，所以两个凸透镜间的距离要相应地增大一些。
【项目拓展】当焦距较长的透镜作为物镜（靠近远处物体）时，放大倍率较大；若将两个透镜前后对调，焦距较短的透镜作为物镜，焦距较长的透镜作为目镜，则放大倍率减小，因此物体像的大小会变小。

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