专题05 透镜及其应用中考物理压轴题揭秘原卷版.docx
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专题05透镜及其应用中考物理压轴题揭秘原卷版
决胜2020年中考物理压轴题全揭秘
专题05透镜及其应用
【考点1】:
生活中的透镜
【例1】(2019•广西)为加强校园安全管理,在校内安装监控摄像机,来自物体的光经过摄像机的镜头后形成( )
A.倒立、缩小的实像B.正立、放大的实像
C.倒立、放大的虚像D.正立、缩小的虚像
【变式1-1】(2019•河南)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。
下列有关说法正确的是( )
A.光经过摄像头成像利用的是光的反射
B.摄像头成像特点与投影仪相同
C.“刷脸”时,面部应位于摄像头两倍焦距之外
D.“刷脸”时,面部经摄像头成正立缩小的实像
【变式1-2】(2019•广州)如图为某望远镜内部部分光路图,物镜是凸透镜,O为光心,F为物镜焦点,焦距为500mm。
(1)在图中画出光线a、b经物镜折射前的入射光线。
(2)目镜是 透镜(选填“凹”、“凸“)。
(3)用此望远镜观测月球时,月球经物镜成一个 (选填“倒立”、“正立”) (选填“放大”、“等大”“缩小”)的像。
【考点2】:
透镜成像规律
【例2】(2019•滨州)在“探究凸透镜成像的规律”实验时,某小组测量出物距和像距的数据,并绘制成如图所示的图象,根据图象可知( )
A.该凸透镜的焦距f=20cm
B.当物距u=30cm时,成倒立、缩小的实像,照相机利用了这条规律
C.当物距u=8cm时,成倒立、放大的实像,幻灯机利用了这条规律
D.若把物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动过程中,所成的像会逐渐变小
【变式2-1】(2019•百色)在探究“凸透镜成像规律”的实验中,将点燃的蜡烛放在距凸透镜32cm处,在透镜另一侧距透镜18cm处的光屏上得到烛焰清晰的像,则( )
A.光屏上所成的是倒立、放大的实像
B.该透镜的焦距f小于9cm
C.将点燃的蜡烛移至距透镜9cm处,不能观察到烛焰放大的虚像
D.透镜位置不变,蜡烛和光屏位置互换,光屏上也得到烛焰清晰的像
【变式2-2】(2019•苏州)将一凸透镜正对太阳,可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。
现将该凸透镜和蜡烛、光屏安装到光具座上,位置如图所示。
下列说法正确的是( )
A.此时可以在光屏上观察到清晰缩小的像
B.仅在凸透镜左侧附近放一合适的凹透镜,可模拟近视眼的矫正
C.将蜡烛移到30cm刻度处,移动光屏可在屏上得到清晰等大的像
D.将蜡烛移到40cm刻度处,移动光屏可在屏上得到清晰放大的像
【考点3】眼睛和眼镜
【例3】(2019•常州)如图所示,把眼镜片放在烛焰与凸透镜之间,调节光屏得到烛焰清晰的像,撤去眼镜片,像变得模糊,调节光屏适当远离凸透镜,光屏上重新得到清晰的像。
该眼镜片( )
A.是凹透镜,属近视眼镜B.是凹透镜、属远视眼镜
C.是凸透镜,属近视眼镜D.是凸透镜、属远视眼镜
【变式3-1】(2019•台州)2014年,人工视网膜通过临床试验,为失明患者带来福音。
人工视网膜主要由装有摄像头,的眼镜、电子设备和芯片电极三部分组成,其工作原理如图。
(1)从眼球的成像原理来看,眼球对光的作用相当于 镜。
(2)从反射弧的组成来看,“人工视网膜”相当于反射弧中的 。
(3)摄像头中的对焦机构能调节镜头和CCD之间的距离。
当配有人工视网膜的人向远处眺望,对焦机构将使镜头与CCD之间的距离变 。
【变式3-2】(2019•丹东)小明探究凸透镜的成像原理,与老师一起研制了如图所示的实验装置,用水透镜模拟眼睛,光屏模拟视网膜,通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄。
蜡烛、光屏和水透镜在光具座上的位置如图所示。
(1)实验时,首先要使烛焰、水透镜、光屏三者的中心在 上,目的是使像成在光屏中心。
(2)三者摆放位置如图甲所示,在光屏上成了一个清晰的像(像未画出),该像为倒立、 的实像。
此时水透镜的焦距f的范围为 。
(3)用水透镜模拟正常眼睛,将图甲中的烛移动到光具座上40cm处,光屏不动,此时应对水透镜 (填“注水”或“抽水”),使其焦距变 (填“长”或“短”),才能在光屏上重新得到一个清晰的像。
(4)用水透镜模拟爷爷的老花眼,如图乙所示,若爷爷不戴老花镜时恰好能够看到图中位置上的蜡烛,在图中的虚线框内安装上适当度数的老花镜的镜片,则爷爷将能看清蜡烛位置 (填“左侧”或“右侧”)的物体。
小明因为长期不注意用眼卫生,变成了近视眼,应该配戴 (填“凸“或“凹”)透镜矫正。
【考点4】透镜作图
【例4】(2019•抚顺)如图所示,有一点光源S发出的一条光线经平面镜反射后,反射光线经过凸透镜上方的焦点。
请画出:
(1)入射光线。
(2)反射光线。
(3)经凸透镜折射后的折射光线。
【变式4-1】(2019•孝感)如图所示,凸透镜斜放,其主光轴与水平成45°角,F是焦点。
一条入射光线,经过凸透镜折射后,入射到水平放置的平面镜上被反射,已知折射光线BO与水平成45°角,请完成光路图,画出入射到凸透镜的入射光线和经平面镜反射的反射光线。
【变式4-2】(2019•毕节市)如图所示,凸透镜主光轴与水面重合,即:
上半部分在空气中,下半部分在水中,请作出通过凸透镜的入射光线,以及折射入水后的光线(方向大致符合物理规律即可)。
【考点5】透镜综合实验
【例5】(2019•广东)小明在用蜡烛作为光源完成“探究凸透镜成像的规律”实验后,发现蜡烛火焰飘忽不定,像与物对比难判定等问题,小明和老师、同学一起对实验装置进行了一系列创新,创新点如图所示:
光具座上凸透镜所在位置为零刻度,数值向左、向右依次增大;在标有均匀格子的面板上制作字母“A”状LED灯替代蜡烛;光屏上标有同样的均匀格子。
(1)请分析创新后实验装置的优点:
①可以直接读出物距以及 :
②光屏上成像更清晰、 ;
③从光屏上可以准确得出像与物的 关系。
(2)完成“探究凸透镜成像的规律”实验后,还可以更换(或增加)实验器材进行拓展探究。
请仿照示例写出两种不同方案。
项目
更换(或增加)实验器材及操作
探究的问题
示例
用黑色纸片遮挡凸透镜的一部分
探究凸透镜没被遮挡部分的成像情况
方案1
①
②
方案2
③
④
【变式5-1】(2019•南京)用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。
图甲中一束平行光射向凸透镜,光屏上得到一个最小、最亮的光斑(未画出)。
(1)图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(未画出),则该像是倒立、 的实像。
(2)若在图乙中将凸透镜移到55cm刻度线处,则将光屏移动到 cm刻度线处,可以再次看到清晰的像。
(3)若在图乙中烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜的镜片,则将光屏向 (选填“左”或“右”,下同)移动才能再次看到清晰的像。
(4)若在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气,发现光屏上“烛焰尖部”变模糊,则将光屏向 移动,“烛焰尖部”又会变清晰。
【变式5-2】(2019•威海)如图是“探究凸透镜成像的规律”实验装置,小明通过实验得到了如表所示的实验数据,请回答下列问题:
物距u(cm)
60
50
35
30
20
19
18
17
16
15
14
12
像距v(cm)
12
12.5
14
15
20
21.1
22.5
24.3
26.7
30
35
60
(1)根据表可知凸透镜的焦距f= cm。
(2)当u=25cm时,像距ν应该在 (选填“15﹣16”、“16﹣17”、“17﹣18“、“18﹣19”或“19﹣20”)cm范围内;当u=60cm时,光屏上成 (选填“放大”或“缩小”)的像,此种成像原理可以制成什么光学仪器?
(选填“照相机”或“投影仪“);此时,用遮光板遮住LED光源的一部分,光屏上的像相比原来的像会 (选填“变暗”“缩小”或“不完整”)。
(3)LED光源的高度h=10cm,小明经过认真测量,得到像高h′与物距u的数据,如图2所示,请在图中画出h′与u的关系图象。
1.(2019•杭州模拟)2019年1月9日上午,《2018年微信年度数据报告》发布,数据显示每个月有超过10亿用户保持活跃,其中微信支付是大家常用的功能,当我们用手机摄像头扫描收款码(如图)就可以实现网上轻松付款,扫描收款码时( )
A.收款码应放置在摄像头的一倍焦距和二倍焦距之间
B.要使屏幕上收款码的像变大,可以将凸透镜靠近收款码
C.收款码上面发生的是镜面反射交付
D.收款码中黑色部分反射光,白色部分吸收光
2.(2019•阜新)如图所示,小明将蜡烛、凸透镜(f=10cm)、光屏依次摆放在光具座上,光屏上成清晰的烛焰像,然后进行了如下的判断和操作(每次操作均在如图基础上),下
列说法正确的是( )
A.根据图中凸透镜成像原理可制成投影仪
B.将蜡烛和光屏对调,透镜位置不动,光屏上可再次成清晰的烛焰像
C.小明把自己的眼镜放在蜡烛和透镜之间,向左移动光屏,光屏上可再次成清晰的烛焰像,小明戴的是近视镜
D.将蜡烛放在45cm刻度线处,移动光屏,光屏上成正立放大的烛焰像
3.(2019•泰安)如图所示,在”探究凸透镜成像的规律”实验中,烛焰在距离凸透镜8cm处时,在距离凸透镜15cm处的光屏上成倒立的像。
保持蜡烛和光屏不动,现把凸透镜向光屏方向移动7cm,下列关于烛焰在光屏上成像的说法正确的是( )
A.不能成清晰的像B.成倒立的缩小的像
C.成倒立的放大的像D.成倒立的等大的像
4.(2019•湘潭)在“探究凸透镜成像的规律”时,当烛焰离透镜14cm时成放大的实像,当烛焰离透镜8cm时成放大的虚像,则这个透镜的焦距可能是( )
A.4cmB.7cmC.10cmD.16cm
5.(2019•衡阳)当汽车经过十字路口时,监控摄像头就会拍下照片。
摄像头相当于一个透镜影像传感器相当于光屏。
下列说法正确的是( )
A.监控摄像头和近视眼镜的镜片都对光有会聚作用
B.拍照时,汽车位于摄像头二倍焦距以外
C.当汽车远离摄像头时,影像传感器上的像变大
D.影像传感器上成的是正立的虚像
6.(2019•温州)将一蜡烛放在装有水的烧瓶前,调整蜡烛和烧瓶至如图所示位置,在墙壁上得到清晰的像。
该像的性质是( )
A.缩小的虚像B.放大的虚像C.缩小的实像D.放大的实像
7.(2019•宁波)如图所示,在“用‘凸透镜’观察周围的景物”活动中,小科将印有绿色环保标志”
”的纸固定在墙上,再将一只装有水的圆柱形玻璃杯移到标志的正前方,然后改变破璃杯与标志之间的距离。
小科站立时透过玻璃杯和水观察。
下列图象中,不可能看到的是( )
A.
B.
C.
D.
8.(2019•济宁)平面镜、凸透镜、凹透镜、三棱镜四种光学元件的作用:
①都能改变光的传播方向;
②只有平面镜能成虚像;
③凸透镜既能成实像也能成虚像;
④只有凹透镜能矫正视力;
⑤利用三棱镜能研究光的色散。
下列选项中,完全正确的是( )
A.①②③B.①④⑤C.③④⑤D.①③⑤
9.(2019•自贡)小明同学用数码相机(可调焦距)拍摄了同一花菜的两张照片。
如图所示,结合图片分析,下面说法不正确的是( )
A.照相机的镜头与老花镜属于一类透镜
B.凸透镜能成缩小的实像是照相机的工作原理
C.在物距相同的情况下,拍摄乙照片时,镜头焦距需调得小一些
D.在物距相同的情况下,拍摄乙照片时,镜头焦距需调得大一些
10.(2019•黄冈)为了加强管理,某单位利用人工智能技术,实行刷脸考勤制度。
如图,当人靠近摄像头时,光源自动打开,照亮 (选填“人脸”或“显示屏”)。
人脸通过摄像头成一个倒立、 的实像,并与录入的信息进行比对,从而记录考勤。
11.(2019•盐城)在探究凸透镜成像规律时,实验进行一段时间后,蜡烛变短,像会出现在光屏的 方,为使像回到光屏中央,合理的操作是 或 。
12.(2019•绵阳)人进入老年后,眼睛睫状体对晶状体的调节能力减弱,太远、太近的物体都看不清楚。
近视远视一体眼镜(双光镜)可以解决这个问题,戴上这种眼镜,透过下半部分可以看清书上文字,透过上半部分镜片可以看清远处景物。
由此可知,近视远视一体眼镜下半部分是 透镜,上半部分镜片对光具有 (选填“会聚”或“发散”)作用。
13.(2019•泰州)如图,用铁丝围成一个内径约4mm的圆环,在清水中浸一下后取出,布满圆环的水膜犹如透镜,用这个水膜透镜贴近课本上的字,看到的是正立放大的像,此像为 (实像/虚像);透过水膜透镜看远处的楼房,楼房倒立缩小了,这种成像情况与 (照相机/幻灯机)成像原理相同;轻轻甩去一些水(保持水膜完好),透过水膜透镜看远处的楼房成正立缩小的像,此时水膜透镜相当于 (凸透镜/凹透镜)。
14.(2019•嘉兴)如图,保持矿泉水瓶与白纸的位置不变,当向空瓶中倒入水后,可观察到“黑白颠倒”的现象,这是由于倒入水后的矿泉水瓶相当于形成子一块 镜。
此时,若要将“黑白颠倒”的现象重新颠倒回来,白纸应 矿泉水瓶(选填“靠近”或“远离”)。
15.(2019•潍坊)如图所示,AB为遮光板,S′是点光源S在平面镜中所成的像,S发出的一条光线经平面镜反射后恰好经过凸透镜左侧焦点F。
请画出:
(1)光源S的位置;
(2)光线EF的入射光线;
(3)光线EF经凸透镜后的出射光线。
16.(2019•眉山)如图所示,ab是光源S发出经平面镜反射后射向凸透镜焦点F的一条光线,S′是光源S在平面镜中的像。
请画出:
(1)光源S的位置;
(2)光线ab经凸透镜后折射光线的大致位置。
17.(2019•鄂尔多斯)康巴什是全国首个以城市景观命名的国家4A级景区,来自南京的小华拍了一张康巴什大桥的照片,如图甲,感觉有点小,更换镜头站在原地又拍了一张,如图乙。
两次像的大小不同是何原因呢?
他猜想可能是两个镜头的焦距不同造成的,为此,返校后小华在实验室找来相关器材进行了以下探究:
(1)如图丙,他先将f=10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度处,再将蜡烛放在10cm刻度处,移动光屏直到成清晰的像,此时光屏应在 刻度范围内。
(2)基于实验目的,接下来他换用f=5cm的凸透镜仍固定在50cm刻度处,保持蜡烛位置不变,移动光屏找到最清晰的像,此像大小比
(1)中所成的像 。
(3)依据
(2)问的结论,他又联想到望远镜的物镜(凸透镜)和目镜(凸透镜)的焦距大小也不同,为了尽可能成更大更清晰的像,则f物 f目,若将物镜和目镜互换位置,站在原地看同一物体,此时所成像的大小 不换位置时所成像的大小(均选填“>”“<”“=”)。
18.(2018•上海)某小组同学在“探究凸透镜成像的规律”实验中,得到凸透镜成实像的初步规律后,为了进一步研究凸透镜成实像时,像的大小与物距u、像距v之间的关系,他们计算了像与物体的距离l,并将相关数据记录在如表中。
实验序号
物距u(厘米)
像距v(厘米)
像高h像(厘米)
像与物体的大小比较
像与物体的距离l(厘米)
1
48.0
9.6
0.6
缩小
57.6
2
28.0
11.2
1.2
39.2
3
18.0
14.4
2.4
32.4
4
13.0
20.8
4.8
放大
33.8
5
12.0
24.0
6.0
36.0
6
10.0
40.0
12.0
50.0
(1)根据实验序号1﹣6的数据,分析比较像距v、像高h像随物距u的变化情况,可得出的初步结论是:
同一凸透镜成像时,物距u变小, 。
(2)根据实验序号1﹣6的数据,分析比较像与物体的距离l随物距u的变化情况,可得出的初步结论是:
(a)同一凸透镜成缩小的实像时,
(b)同一凸透镜成放大的实像时,
(3)请根据表中信息判断:
当像与物体的距离l为35厘米时,像高h像的范围
19.(2019•苏州中学自主招生)物理兴趣小组想知道某只透镜的焦距f为多少,做实验甲,镜面垂直于阳光,在透镜下面放上白纸(纸、镜平行),测出透镜与白纸间距S/cm与对应的白纸被烤焦的时间t/min,绘出图纸乙,则可判断该透镜的焦距f为 ;
将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上,(如图丙)做成像实验,记录每次成实像的物距u,像距v.物像间距L(u+v),绘出图线丁(以f为长度单位),由图可知,要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满足L≥ (用f表示)。
经“XX”发现,物理学中,有一个凸透镜成像的“新概念”:
放大率n=
=
,结合丙、丁两图,可知当物距u=1.5f时,n= 。
20.(2019•南京模拟)阅读《可调式眼镜》回答下题。
可调式眼镜
人的眼睛看清物体是通过改变晶状体的形状来实现的,晶状体相当于全自动变焦镜头。
看近处物体时,晶状体变凸一些,折射光线的能力变强;看远处物体时,晶状体变扁平一些,折射光线的能力变弱。
通过这样的调节,使远近不同的物体均能在视网膜上成像。
若晶状体调节能力变弱,就会出现看不清远处物体或近处物体的情况,需要佩戴合适的眼镜进行矫正。
有人发明了一种能矫正视力的可调式眼镜,如图1所示,这种眼镜的镜片中含有一种特殊液体。
图2是可调式眼镜的结构示意图,镜架上有表示移出和加入液体含量的标尺;移动标尺上的滑块可以定量改变镜片中的液体含量,从而改变镜片的形状;镜片中液体含量的改变量V可以用滑块在标尺上的位置表示。
滑块位于标尺上0刻度线处,表示眼镜的初始状态,此时,镜片的形状是扁平的,如图2甲所示。
当滑块位于标尺上1、2刻度线处时,分别表示镜片中加入一些液体、加满液体,图2乙是镜片中加满液体的示意图。
当滑块位于标尺上﹣1、﹣2刻度线处时,分别表示从镜片中移出一些液体、移出全部液体,图2丙是镜片中移出全部液体的示意图。
为探究可调式眼镜的矫正效果,首先要确定以下程序和标准:
选定同一棵树作为观察对象,选定远、中、近三个观察位置,用S表示观察位置到树的距离,如图3甲所示;用D表示看到树的清晰程度,清晰程度分为清晰、不清晰、模糊三个等级,如图3乙所示。
小京和小贝视力不同,没有佩戴眼镜时,小京在近处看树“清晰”,在远处看树“不清晰”;小贝在远处看树“清晰”,但在近处看树“不清晰”。
小京和小贝佩戴眼镜后,进行实验的主要步骤如下:
①调节镜片中的液体处于初始状态。
②选择不同观察位置,观察树,将观察结果记录在表格中。
③改变镜片中液体的含量,重复步骤②。
小京和小贝的实验结果记录表(部分数据)分别如表一、表二所示:
表一小京的实验结果记录表
﹣2
﹣1
0
1
2
近
清晰
清晰
清晰
中
清晰
清晰
远
清晰
不清晰
模糊
表二小贝的实验结果记录表
﹣2
﹣1
0
1
2
近
不清晰
清晰
清晰
中
清晰
远
清晰
通过实验及对实验结果的分析,两位同学对可调式眼镜有了新的认识。
请根据上述材料,回答下列问题:
(选填选项前的字母)
(1)调节眼睛晶状体形状的作用是帮助我们看清 C 。
(只有一个选项正确)
A.不同亮度的物体B.不同颜色的物体
C.不同距离的物体D.不同大小的物体
(2)为了使小京在远、中、近处看树都“清晰”,调节镜片内液体含量的措施是 C 。
(只有一个选项正确)
A.加满液体B.加入一些液体C.移出一些液体D.移出全部液体
(3)为了使小贝在近处看树“清晰”,调节镜片内液体含量的措施是 AB 。
(至少有一个选项正确)
A.加满液体B.加入一些液体C.移出一些液体D.移出全部液体。
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