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一、填空题和作图题
1. 航空摄影人员从高空给城市拍照，若所用的照相机镜头的焦距为80 mm，则胶卷与镜头的距离应（选填“大于”或“小于”）80 mm，所成的像为缩小、（选填“倒立”或“正立”）的（选填“实”或“虚”）像。
1. 航空摄影人员从高空给城市拍照，若所用的照相机镜头的焦距为80 mm，则胶卷与镜头的距离应（选填“大于”或“小于”）80 mm，所成的像为缩小、（选填“倒立”或“正立”）的（选填“实”或“虚”）像。
答案
解：照相机的镜头相当于凸透镜，根据凸透镜成像规律，当物距大于2倍焦距时，像距在1倍焦距和2倍焦距之间，此时成倒立、缩小的实像，这是照相机的工作原理。
已知镜头焦距f=80mm，高空摄影时物距远大于2倍焦距，因此胶卷与镜头的距离（像距）大于80mm，小于160mm。
答案依次为：大于；倒立；实。
已知镜头焦距f=80mm，高空摄影时物距远大于2倍焦距，因此胶卷与镜头的距离（像距）大于80mm，小于160mm。
答案依次为：大于；倒立；实。
解析
【分析】
本题考查凸透镜成像规律在照相机中的应用。首先明确照相机镜头是凸透镜，需回忆凸透镜成像规律：当物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像，此时像距在1倍焦距和2倍焦距之间。结合题目中焦距的数值，即可判断胶卷与镜头的距离及像的性质。
【解析】
1. 照相机的镜头相当于凸透镜，其工作原理为：当物距远大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像，此时像距满足$f ＜ v ＜ 2f$。
2. 已知镜头焦距$f = 80\ \mathrm{mm}$，因此像距$v$需在$80\ \mathrm{mm}$到$160\ \mathrm{mm}$之间，即胶卷与镜头的距离（像距）应大于$80\ \mathrm{mm}$。
3. 根据凸透镜成像规律，该情况下成的是倒立、缩小的实像。
【答案】大于；倒立；实
【知识点】凸透镜成像规律、照相机的原理
【点评】本题是凸透镜成像规律的基础应用题，紧扣照相机的工作原理，只需牢记成像规律即可解答，属于常规基础题。
【难度系数】0.8
本题考查凸透镜成像规律在照相机中的应用。首先明确照相机镜头是凸透镜，需回忆凸透镜成像规律：当物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像，此时像距在1倍焦距和2倍焦距之间。结合题目中焦距的数值，即可判断胶卷与镜头的距离及像的性质。
【解析】
1. 照相机的镜头相当于凸透镜，其工作原理为：当物距远大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像，此时像距满足$f ＜ v ＜ 2f$。
2. 已知镜头焦距$f = 80\ \mathrm{mm}$，因此像距$v$需在$80\ \mathrm{mm}$到$160\ \mathrm{mm}$之间，即胶卷与镜头的距离（像距）应大于$80\ \mathrm{mm}$。
3. 根据凸透镜成像规律，该情况下成的是倒立、缩小的实像。
【答案】大于；倒立；实
【知识点】凸透镜成像规律、照相机的原理
【点评】本题是凸透镜成像规律的基础应用题，紧扣照相机的工作原理，只需牢记成像规律即可解答，属于常规基础题。
【难度系数】0.8
2. 若一束来自远处某点的光经角膜和晶状体折射后所成的像落在视网膜（选填“前”或“后”），则眼睛是近视眼。矫正方法是佩戴由（选填“凸”或“凹”）透镜片做的眼镜。矫正前成像离视网膜越远，所配眼镜的“度数”越。
答案
解：
近视眼的折光能力过强，来自远处某点的光经角膜和晶状体折射后所成的像落在视网膜前；凹透镜对光线有发散作用，可使像后移到视网膜上，用于矫正近视眼；矫正前成像离视网膜越远，说明晶状体折光能力越强，需要透镜的发散程度越高，所配眼镜的“度数”越大。
答案依次为：前；凹；大（高）。
近视眼的折光能力过强，来自远处某点的光经角膜和晶状体折射后所成的像落在视网膜前；凹透镜对光线有发散作用，可使像后移到视网膜上，用于矫正近视眼；矫正前成像离视网膜越远，说明晶状体折光能力越强，需要透镜的发散程度越高，所配眼镜的“度数”越大。
答案依次为：前；凹；大（高）。
解析
【分析】
要解决这道题，需明确近视眼的成因、矫正方法及眼镜度数的相关知识：首先，近视眼是由于晶状体折光能力过强，导致远处物体的像成在视网膜前方；其次，矫正近视眼需用对光线有发散作用的凹透镜；最后，成像离视网膜越远，说明需要的发散程度越大，眼镜度数越高。
【解析】
1. 近视眼的成像位置：近视眼的晶状体太厚，折光能力太强，来自远处的光经角膜和晶状体折射后，所成的像落在视网膜的前方，因此第一个空填“前”。
2. 近视眼的矫正：凹透镜对光线有发散作用，能减弱光线的会聚效果，使原本成在视网膜前方的像向后移动，最终落在视网膜上，因此需佩戴由凹透镜片做的眼镜，第二个空填“凹”。
3. 眼镜度数的判断：矫正前成像离视网膜越远，说明晶状体的折光能力越强，需要凹透镜的发散程度越大，所配眼镜的“度数”越高，因此第三个空填“大（高）”。
【答案】
前；凹；大（高）
【知识点】
近视眼的成因与矫正、凹透镜的光学作用
【点评】
本题考查眼睛与眼镜部分的基础知识点，聚焦近视眼的成像特点、矫正方法及度数的判断，属于识记类题目，难度较低，只要掌握相关概念即可正确作答。
【难度系数】
0.3
要解决这道题，需明确近视眼的成因、矫正方法及眼镜度数的相关知识：首先，近视眼是由于晶状体折光能力过强，导致远处物体的像成在视网膜前方；其次，矫正近视眼需用对光线有发散作用的凹透镜；最后，成像离视网膜越远，说明需要的发散程度越大，眼镜度数越高。
【解析】
1. 近视眼的成像位置：近视眼的晶状体太厚，折光能力太强，来自远处的光经角膜和晶状体折射后，所成的像落在视网膜的前方，因此第一个空填“前”。
2. 近视眼的矫正：凹透镜对光线有发散作用，能减弱光线的会聚效果，使原本成在视网膜前方的像向后移动，最终落在视网膜上，因此需佩戴由凹透镜片做的眼镜，第二个空填“凹”。
3. 眼镜度数的判断：矫正前成像离视网膜越远，说明晶状体的折光能力越强，需要凹透镜的发散程度越大，所配眼镜的“度数”越高，因此第三个空填“大（高）”。
【答案】
前；凹；大（高）
【知识点】
近视眼的成因与矫正、凹透镜的光学作用
【点评】
本题考查眼睛与眼镜部分的基础知识点，聚焦近视眼的成像特点、矫正方法及度数的判断，属于识记类题目，难度较低，只要掌握相关概念即可正确作答。
【难度系数】
0.3
3. 有一种特种摄像设备——“猎豹”专门用于速度滑冰赛事的转播工作。这种设备的镜头相当于（选填“凸透镜”或“凹透镜”）。若运动员保持不动，要想使被拍摄运动员的像更大，则镜头应往（选填“前伸”或“后缩”）一些。
答案
解：
摄像设备的镜头相当于凸透镜，利用物体在二倍焦距外成倒立、缩小实像的原理工作。
根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律，运动员保持不动，要使被拍摄运动员的像更大，需要减小镜头与运动员的物距，同时增大镜头与成像元件的像距，因此镜头应往前伸一些。
答案依次为：凸透镜；前伸。
摄像设备的镜头相当于凸透镜，利用物体在二倍焦距外成倒立、缩小实像的原理工作。
根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律，运动员保持不动，要使被拍摄运动员的像更大，需要减小镜头与运动员的物距，同时增大镜头与成像元件的像距，因此镜头应往前伸一些。
答案依次为：凸透镜；前伸。
解析
【分析】
首先，摄像设备需要成倒立、缩小的实像，凹透镜只能成正立缩小的虚像，因此镜头相当于凸透镜；其次，根据凸透镜成实像的规律，当物距减小、像距增大时，像会变大。运动员保持不动，要让像更大，需减小镜头与运动员的物距（即镜头靠近运动员），同时增大镜头与成像元件的像距，因此镜头应往前伸。
【解析】
摄像设备的镜头利用凸透镜成像原理工作，可成倒立、缩小的实像，故镜头相当于凸透镜；根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律，运动员保持不动，要使被拍摄运动员的像更大，需减小物距（镜头靠近运动员）、增大像距，因此镜头应往前伸。
【答案】
凸透镜；前伸
【知识点】
凸透镜成像规律；透镜的应用
【点评】
本题结合实际应用考查凸透镜成像规律，属于初中光学基础题，需掌握凸透镜成实像时物距、像距与像大小的关系，是光学部分的常考题型，难度适中。
【难度系数】
0.7
首先，摄像设备需要成倒立、缩小的实像，凹透镜只能成正立缩小的虚像，因此镜头相当于凸透镜；其次，根据凸透镜成实像的规律，当物距减小、像距增大时，像会变大。运动员保持不动，要让像更大，需减小镜头与运动员的物距（即镜头靠近运动员），同时增大镜头与成像元件的像距，因此镜头应往前伸。
【解析】
摄像设备的镜头利用凸透镜成像原理工作，可成倒立、缩小的实像，故镜头相当于凸透镜；根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律，运动员保持不动，要使被拍摄运动员的像更大，需减小物距（镜头靠近运动员）、增大像距，因此镜头应往前伸。
【答案】
凸透镜；前伸
【知识点】
凸透镜成像规律；透镜的应用
【点评】
本题结合实际应用考查凸透镜成像规律，属于初中光学基础题，需掌握凸透镜成实像时物距、像距与像大小的关系，是光学部分的常考题型，难度适中。
【难度系数】
0.7
4. 如图所示，在图中画出与折射光线对应的入射光线。
答案
解：
根据凸透镜的特殊光路规律绘制对应入射光线：
1. 对于过光心的折射光线：过光心的光线经凸透镜后传播方向不改变，沿该折射光线反向向透镜左侧延长，得到与折射光线共线、指向光心的入射光线。
2. 对于平行于主光轴向右的折射光线：经凸透镜折射后平行于主光轴的光线，对应的入射光线从凸透镜左侧的焦点F出发，指向该光线在凸透镜上的入射点。
最终绘制的两条入射光线均标注指向透镜的箭头，符合凸透镜光路规则。
根据凸透镜的特殊光路规律绘制对应入射光线：
1. 对于过光心的折射光线：过光心的光线经凸透镜后传播方向不改变，沿该折射光线反向向透镜左侧延长，得到与折射光线共线、指向光心的入射光线。
2. 对于平行于主光轴向右的折射光线：经凸透镜折射后平行于主光轴的光线，对应的入射光线从凸透镜左侧的焦点F出发，指向该光线在凸透镜上的入射点。
最终绘制的两条入射光线均标注指向透镜的箭头，符合凸透镜光路规则。
解析
【分析】要画出与折射光线对应的入射光线，需利用凸透镜的特殊光路规律：凸透镜的特殊光线中，过光心的光线经凸透镜后传播方向不变，折射后平行于主光轴的光线对应入射光线从左侧焦点发出。本题是已知折射光线求入射光线，属于特殊光路的逆用，需分两种折射光线情况推导：若折射光线过光心，入射光线与折射光线共线；若折射光线平行于主光轴，入射光线从左侧焦点指向透镜上的入射点。
【解析】1. 若折射光线过凸透镜光心：依据“过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变”，沿折射光线向透镜左侧反向延长，得到与折射光线共线、指向光心的入射光线，标注箭头指向透镜；2. 若折射光线平行于凸透镜主光轴：依据“经凸透镜折射后平行于主光轴的光线，其入射光线从凸透镜左侧焦点F发出”，连接左侧焦点F与折射光线在透镜上的入射点，得到入射光线，标注箭头指向透镜。
【答案】按上述方法绘制的入射光线：① 过光心的入射光线与对应折射光线共线，方向指向透镜；② 平行于主光轴的折射光线对应的入射光线从左侧焦点F出发，指向透镜上的入射点，方向指向透镜（符合凸透镜光路规则）。
【知识点】凸透镜的特殊光路；光的折射规律
【点评】本题考查凸透镜特殊光路的逆应用，核心是掌握凸透镜特殊光线的规律，作图时需注意光线方向，属于光学基础作图题，难度较低。
【难度系数】0.6
【解析】1. 若折射光线过凸透镜光心：依据“过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变”，沿折射光线向透镜左侧反向延长，得到与折射光线共线、指向光心的入射光线，标注箭头指向透镜；2. 若折射光线平行于凸透镜主光轴：依据“经凸透镜折射后平行于主光轴的光线，其入射光线从凸透镜左侧焦点F发出”，连接左侧焦点F与折射光线在透镜上的入射点，得到入射光线，标注箭头指向透镜。
【答案】按上述方法绘制的入射光线：① 过光心的入射光线与对应折射光线共线，方向指向透镜；② 平行于主光轴的折射光线对应的入射光线从左侧焦点F出发，指向透镜上的入射点，方向指向透镜（符合凸透镜光路规则）。
【知识点】凸透镜的特殊光路；光的折射规律
【点评】本题考查凸透镜特殊光路的逆应用，核心是掌握凸透镜特殊光线的规律，作图时需注意光线方向，属于光学基础作图题，难度较低。
【难度系数】0.6
二、选择题
6. 常见普通温度计的横截面是圆形的，而体温计的横截面近似于一个三角形，如图所示。体温计做成这种形状的主要作用是（）。
A.使表面粗糙，便于握紧向下甩
B.把示数刻在较平的面上，刻度更精确
C.节约材料，美观好看
D.对液柱有放大作用，便于读数
6. 常见普通温度计的横截面是圆形的，而体温计的横截面近似于一个三角形，如图所示。体温计做成这种形状的主要作用是（）。
A.使表面粗糙，便于握紧向下甩
B.把示数刻在较平的面上，刻度更精确
C.节约材料，美观好看
D.对液柱有放大作用，便于读数
答案
D
解析
【分析】要解答本题，需结合体温计的结构特点，运用凸透镜成像的光学知识分析其设计作用。首先回忆：当物体在凸透镜一倍焦距以内时，成正立、放大的虚像，这是放大镜的原理。体温计的三角形横截面中，弧形侧面相当于凸透镜，可放大液柱便于读数；同时需逐一排除错误选项，明确各选项的不合理之处。
【解析】体温计的横截面近似三角形，其弧形侧面相当于凸透镜，观察液柱时，液柱位于该凸透镜的一倍焦距内，会成正立、放大的虚像，能将细液柱放大，方便准确读数，因此选项D正确。
选项A：体温计表面光滑，并非粗糙，且设计目的不是便于握紧向下甩，错误；
选项B：其设计核心不是将示数刻在平的面上，而是放大液柱，错误；
选项C：该形状设计并非为了节约材料或美观，错误。
【答案】D
【知识点】凸透镜成像、放大镜原理
【点评】本题将光学知识与生活中体温计的实际结构结合，考查学生对凸透镜成像规律的应用能力，属于贴近生活的基础物理应用题目。
【难度系数】0.6
【解析】体温计的横截面近似三角形，其弧形侧面相当于凸透镜，观察液柱时，液柱位于该凸透镜的一倍焦距内，会成正立、放大的虚像，能将细液柱放大，方便准确读数，因此选项D正确。
选项A：体温计表面光滑，并非粗糙，且设计目的不是便于握紧向下甩，错误；
选项B：其设计核心不是将示数刻在平的面上，而是放大液柱，错误；
选项C：该形状设计并非为了节约材料或美观，错误。
【答案】D
【知识点】凸透镜成像、放大镜原理
【点评】本题将光学知识与生活中体温计的实际结构结合，考查学生对凸透镜成像规律的应用能力，属于贴近生活的基础物理应用题目。
【难度系数】0.6
7. 当质量检查人员检查纺织品的质量时，要检查纺织品的布纹是否有缺陷，应该使用（）。
A.凸透镜，并使纺织品与透镜的距离小于焦距
B.凸透镜，并使纺织品与透镜的距离大于焦距且小于2倍焦距
C.凸透镜，并使纺织品与透镜的距离大于2倍焦距
D.凹透镜，并把纺织品放在它的焦点上
A.凸透镜，并使纺织品与透镜的距离小于焦距
B.凸透镜，并使纺织品与透镜的距离大于焦距且小于2倍焦距
C.凸透镜，并使纺织品与透镜的距离大于2倍焦距
D.凹透镜，并把纺织品放在它的焦点上
答案
A
解析
【分析】
要解决这道题，需明确检查纺织品布纹缺陷需要放大观察细微处，结合透镜的成像规律判断合适的透镜及物距。首先，凹透镜成正立缩小的虚像，无法放大细节，可先排除选项D；再回忆凸透镜的成像规律：物距小于焦距时成正立放大的虚像（放大镜原理），物距在一倍到二倍焦距之间成倒立放大的实像（投影仪原理），物距大于二倍焦距成倒立缩小的实像（照相机原理），结合需求即可选出正确选项。
【解析】
检查纺织品布纹缺陷，需放大观察细微处，因此应选用能成放大像的透镜：
1. 凹透镜成正立缩小的虚像，无法放大细节，排除选项D；
2. 凸透镜成像规律分析：
当物距小于焦距（u＜f）时，成正立、放大的虚像，即放大镜原理，适合观察细微物体，对应选项A；
当物距在一倍焦距和二倍焦距之间（f＜u＜2f）时，成倒立、放大的实像，应用为投影仪，不适合观察布纹；
当物距大于二倍焦距（u＞2f）时，成倒立、缩小的实像，应用为照相机，也不适合观察布纹；
综上，正确选项为A。
【答案】
A
【知识点】
凸透镜成像规律及其应用
【点评】
本题考查凸透镜成像规律在实际生活中的应用，结合放大镜的原理即可轻松解答，属于基础题。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需明确检查纺织品布纹缺陷需要放大观察细微处，结合透镜的成像规律判断合适的透镜及物距。首先，凹透镜成正立缩小的虚像，无法放大细节，可先排除选项D；再回忆凸透镜的成像规律：物距小于焦距时成正立放大的虚像（放大镜原理），物距在一倍到二倍焦距之间成倒立放大的实像（投影仪原理），物距大于二倍焦距成倒立缩小的实像（照相机原理），结合需求即可选出正确选项。
【解析】
检查纺织品布纹缺陷，需放大观察细微处，因此应选用能成放大像的透镜：
1. 凹透镜成正立缩小的虚像，无法放大细节，排除选项D；
2. 凸透镜成像规律分析：
当物距小于焦距（u＜f）时，成正立、放大的虚像，即放大镜原理，适合观察细微物体，对应选项A；
当物距在一倍焦距和二倍焦距之间（f＜u＜2f）时，成倒立、放大的实像，应用为投影仪，不适合观察布纹；
当物距大于二倍焦距（u＞2f）时，成倒立、缩小的实像，应用为照相机，也不适合观察布纹；
综上，正确选项为A。
【答案】
A
【知识点】
凸透镜成像规律及其应用
【点评】
本题考查凸透镜成像规律在实际生活中的应用，结合放大镜的原理即可轻松解答，属于基础题。
【难度系数】
0.6
8. 要使光发生如图所示的偏折，应使用的光学元件（）。
A.一定是平面镜
B.一定是凸透镜
C.一定是凹透镜
D.可能是凹透镜
A.一定是平面镜
B.一定是凸透镜
C.一定是凹透镜
D.可能是凹透镜
答案
D
解析
【分析】
要解决这道题，需明确不同光学元件改变光路的原理：平面镜通过光的反射改变光线传播方向，凸透镜、凹透镜通过光的折射改变光线传播方向，且不同元件对光线的作用不同。题目中光线发生了偏折，需判断哪种元件可能实现该偏折，逐一分析选项即可得出结论。
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：平面镜可通过反射使光线偏折，但凸透镜、凹透镜也可通过折射使光线发生类似偏折，因此“一定是平面镜”错误。
选项B：凸透镜对光线有会聚作用，不一定能实现图中的光线偏折，且还有其他元件可实现，故“一定是凸透镜”错误。
选项C：凹透镜对光线有发散作用，虽可使光线偏折，但平面镜也能实现该偏折，因此“一定是凹透镜”错误。
选项D：凹透镜能通过折射使光线发生如图所示的偏折，同时平面镜也可实现，所以“可能是凹透镜”的说法正确。
【答案】
D
【知识点】
光的反射、光的折射、透镜作用
【点评】
本题考查光学元件对光线的作用，需区分光的反射和折射改变光路的不同元件，理解平面镜、凸透镜、凹透镜的工作原理是解题关键，难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需明确不同光学元件改变光路的原理：平面镜通过光的反射改变光线传播方向，凸透镜、凹透镜通过光的折射改变光线传播方向，且不同元件对光线的作用不同。题目中光线发生了偏折，需判断哪种元件可能实现该偏折，逐一分析选项即可得出结论。
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：平面镜可通过反射使光线偏折，但凸透镜、凹透镜也可通过折射使光线发生类似偏折，因此“一定是平面镜”错误。
选项B：凸透镜对光线有会聚作用，不一定能实现图中的光线偏折，且还有其他元件可实现，故“一定是凸透镜”错误。
选项C：凹透镜对光线有发散作用，虽可使光线偏折，但平面镜也能实现该偏折，因此“一定是凹透镜”错误。
选项D：凹透镜能通过折射使光线发生如图所示的偏折，同时平面镜也可实现，所以“可能是凹透镜”的说法正确。
【答案】
D
【知识点】
光的反射、光的折射、透镜作用
【点评】
本题考查光学元件对光线的作用，需区分光的反射和折射改变光路的不同元件，理解平面镜、凸透镜、凹透镜的工作原理是解题关键，难度适中。
【难度系数】
0.5
