17.(2024·镇江二模)如图是小明探究甲凸透镜成像实验时的情景,此时光屏上恰能成清晰的像。若小明将透镜换成乙透镜,仅将乙透镜向左移,光屏上能再次成清晰的像,下列说法正确的是(

A.甲透镜的焦距为20 cm
B.乙透镜的焦距大于10 cm
C.利用此时乙透镜成像规律可制成照相机
D.更换乙透镜后若不移动凸透镜,在凸透镜前加一个合适的近视眼镜,也能在光屏上呈清晰的像
D
)A.甲透镜的焦距为20 cm
B.乙透镜的焦距大于10 cm
C.利用此时乙透镜成像规律可制成照相机
D.更换乙透镜后若不移动凸透镜,在凸透镜前加一个合适的近视眼镜,也能在光屏上呈清晰的像
答案
17. D
解析
【分析】
首先根据图中刻度确定甲透镜成像时的物距和像距,结合凸透镜成像规律判断甲透镜的焦距,排除错误选项A;再分析更换乙透镜后移动透镜时的物距、像距关系,推导乙透镜的焦距和成像性质,排除选项B、C;最后结合近视眼镜(凹透镜)对光线的发散作用,判断选项D的正确性。
【解析】
1. 分析甲透镜:由图可知,蜡烛在30cm刻度处,甲透镜在50cm刻度处,光屏在70cm刻度处,因此甲透镜的物距$u_甲 = 50cm - 30cm = 20cm$,像距$v_甲 =70cm -50cm=20cm$。根据凸透镜成像规律,当$u=2f$时成倒立、等大的实像,此时$2f_甲=20cm$,得$f_甲=10cm$,故A选项错误。
2. 分析乙透镜:更换乙透镜后,仅将乙透镜向左移,光屏上再次成清晰的像,说明此时乙透镜的物距$u_乙 < v_乙$,成倒立、放大的实像,应用是投影仪,而非照相机,故C选项错误;根据凸透镜成像规律,成倒立放大实像时满足$f_乙 < u_乙 < 2f_乙$、$v_乙>2f_乙$,结合成像时物距、像距的变化,可推出$f_乙 <10cm$,故B选项错误。
3. 分析D选项:近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用,更换乙透镜后若不移动凸透镜,在凸透镜前加合适的近视眼镜,可使光线延迟会聚,从而在光屏上重新成清晰的像,故D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律、透镜的应用
【点评】
本题综合考查凸透镜成像规律的应用,需结合物距、像距的变化分析焦距和成像性质,同时掌握凹透镜对光线的作用,解题时需逐步推导,避免概念混淆。
【难度系数】
0.5
首先根据图中刻度确定甲透镜成像时的物距和像距,结合凸透镜成像规律判断甲透镜的焦距,排除错误选项A;再分析更换乙透镜后移动透镜时的物距、像距关系,推导乙透镜的焦距和成像性质,排除选项B、C;最后结合近视眼镜(凹透镜)对光线的发散作用,判断选项D的正确性。
【解析】
1. 分析甲透镜:由图可知,蜡烛在30cm刻度处,甲透镜在50cm刻度处,光屏在70cm刻度处,因此甲透镜的物距$u_甲 = 50cm - 30cm = 20cm$,像距$v_甲 =70cm -50cm=20cm$。根据凸透镜成像规律,当$u=2f$时成倒立、等大的实像,此时$2f_甲=20cm$,得$f_甲=10cm$,故A选项错误。
2. 分析乙透镜:更换乙透镜后,仅将乙透镜向左移,光屏上再次成清晰的像,说明此时乙透镜的物距$u_乙 < v_乙$,成倒立、放大的实像,应用是投影仪,而非照相机,故C选项错误;根据凸透镜成像规律,成倒立放大实像时满足$f_乙 < u_乙 < 2f_乙$、$v_乙>2f_乙$,结合成像时物距、像距的变化,可推出$f_乙 <10cm$,故B选项错误。
3. 分析D选项:近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用,更换乙透镜后若不移动凸透镜,在凸透镜前加合适的近视眼镜,可使光线延迟会聚,从而在光屏上重新成清晰的像,故D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律、透镜的应用
【点评】
本题综合考查凸透镜成像规律的应用,需结合物距、像距的变化分析焦距和成像性质,同时掌握凹透镜对光线的作用,解题时需逐步推导,避免概念混淆。
【难度系数】
0.5
18. (2024·南京鼓楼校级三模)小明同学找来一个薄壁圆柱形玻璃杯,并将画有箭头的白纸靠在玻璃杯后,观察结果如图甲所示。向杯中加水,使得水面高过箭头位置,透过玻璃杯观察纸上的“箭头”;将白纸逐渐远离杯子的过程中,可依次观察到情景(

A.丁、乙、丙
B.乙、丙、丁
C.丙、丁、乙
D.丁、丙、乙
D
)A.丁、乙、丙
B.乙、丙、丁
C.丙、丁、乙
D.丁、丙、乙
答案
18. D
解析
【分析】
本题考查凸透镜成像规律的应用,圆柱形装水的玻璃杯相当于柱形凸透镜,水平方向具有凸透镜的成像特性,竖直方向不影响水平箭头的方向。当带箭头的白纸逐渐远离杯子时,物距逐渐增大,成像会依次发生变化:首先物距小于一倍焦距,成正立放大的虚像,箭头方向与原方向相同;接着物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立放大的实像,箭头方向反转且放大;最后物距大于二倍焦距,成倒立缩小的实像,箭头方向反转且缩小,据此可判断观察到的情景顺序。
【解析】
圆柱形装水玻璃杯相当于凸透镜,水平方向遵循凸透镜成像规律:
1. 当白纸靠近杯子时,物距小于一倍焦距,成正立、放大的虚像,箭头方向与原方向(向右)一致,对应图丁;
2. 当白纸逐渐远离,物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,成倒立、放大的实像,箭头方向向左,对应图丙;
3. 当白纸继续远离,物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像,箭头方向向左且像缩小,对应图乙。
因此依次观察到的情景为丁、丙、乙,对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律、透镜的应用
【点评】
本题结合生活中的常见物品(装水玻璃杯)考查凸透镜成像规律,需要明确柱形透镜的成像特点,理解物距变化时像的正倒、大小、虚实的变化规律,是对光学成像知识的实际应用考查。
【难度系数】
0.5
本题考查凸透镜成像规律的应用,圆柱形装水的玻璃杯相当于柱形凸透镜,水平方向具有凸透镜的成像特性,竖直方向不影响水平箭头的方向。当带箭头的白纸逐渐远离杯子时,物距逐渐增大,成像会依次发生变化:首先物距小于一倍焦距,成正立放大的虚像,箭头方向与原方向相同;接着物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立放大的实像,箭头方向反转且放大;最后物距大于二倍焦距,成倒立缩小的实像,箭头方向反转且缩小,据此可判断观察到的情景顺序。
【解析】
圆柱形装水玻璃杯相当于凸透镜,水平方向遵循凸透镜成像规律:
1. 当白纸靠近杯子时,物距小于一倍焦距,成正立、放大的虚像,箭头方向与原方向(向右)一致,对应图丁;
2. 当白纸逐渐远离,物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,成倒立、放大的实像,箭头方向向左,对应图丙;
3. 当白纸继续远离,物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像,箭头方向向左且像缩小,对应图乙。
因此依次观察到的情景为丁、丙、乙,对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律、透镜的应用
【点评】
本题结合生活中的常见物品(装水玻璃杯)考查凸透镜成像规律,需要明确柱形透镜的成像特点,理解物距变化时像的正倒、大小、虚实的变化规律,是对光学成像知识的实际应用考查。
【难度系数】
0.5
19. (2024·连云港二模)小李利用纸筒M、N,焦距为10 cm的凸透镜和半透明薄膜,制成一个模型照相机,如图所示。在较暗的室内,先将凸透镜对着室外的景物,再将凸透镜对着室内点燃的蜡烛,两次均要调节薄膜和凸透镜的距离,使薄膜上看到清晰的像。下列关于成像情况的说法正确的是 (

A.室外景物在薄膜上成的是正立、缩小的像
B.室外景物在薄膜上成的像到凸透镜的距离大于20 cm
C.点燃的蜡烛在薄膜上成的像一定是倒立、放大的
D.为使薄膜上出现清晰的像,需拉长凸透镜和薄膜的距离
D
)A.室外景物在薄膜上成的是正立、缩小的像
B.室外景物在薄膜上成的像到凸透镜的距离大于20 cm
C.点燃的蜡烛在薄膜上成的像一定是倒立、放大的
D.为使薄膜上出现清晰的像,需拉长凸透镜和薄膜的距离
答案
19. D
解析
【分析】
要解决本题,需结合凸透镜成像规律分析模型照相机的成像原理:模型照相机中,凸透镜相当于镜头,半透明薄膜相当于光屏,利用凸透镜成实像的规律工作。已知凸透镜焦距f=10cm,2f=20cm,根据凸透镜成像规律:当物距u>2f时,成倒立、缩小的实像,像距f<v<2f;当f<u<2f时,成倒立、放大的实像,像距v>2f;且物距减小,像距增大,像变大。接下来逐一分析选项。
【解析】
1. 选项A:室外景物到凸透镜的距离(物距u)远大于2f(20cm),根据规律,此时成倒立、缩小的实像,而非正立,故A错误。
2. 选项B:当u>2f时,像距v满足f<v<2f,即10cm<v<20cm,并非大于20cm,故B错误。
3. 选项C:室内点燃的蜡烛,物距不确定,可能大于2f(成缩小像)、等于2f(成等大像)、或在f与2f之间(成放大像),因此不一定成倒立、放大的像,故C错误。
4. 选项D:将凸透镜从室外景物转向室内蜡烛时,物距减小,根据“物近像远像变大”,要得到清晰的像,需增大像距,即拉长凸透镜和薄膜的距离,故D正确。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律、照相机原理
【点评】
本题结合模型照相机考查凸透镜成像规律的实际应用,需准确理解物距、像距与成像性质的关系,属于基础应用类题目,难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决本题,需结合凸透镜成像规律分析模型照相机的成像原理:模型照相机中,凸透镜相当于镜头,半透明薄膜相当于光屏,利用凸透镜成实像的规律工作。已知凸透镜焦距f=10cm,2f=20cm,根据凸透镜成像规律:当物距u>2f时,成倒立、缩小的实像,像距f<v<2f;当f<u<2f时,成倒立、放大的实像,像距v>2f;且物距减小,像距增大,像变大。接下来逐一分析选项。
【解析】
1. 选项A:室外景物到凸透镜的距离(物距u)远大于2f(20cm),根据规律,此时成倒立、缩小的实像,而非正立,故A错误。
2. 选项B:当u>2f时,像距v满足f<v<2f,即10cm<v<20cm,并非大于20cm,故B错误。
3. 选项C:室内点燃的蜡烛,物距不确定,可能大于2f(成缩小像)、等于2f(成等大像)、或在f与2f之间(成放大像),因此不一定成倒立、放大的像,故C错误。
4. 选项D:将凸透镜从室外景物转向室内蜡烛时,物距减小,根据“物近像远像变大”,要得到清晰的像,需增大像距,即拉长凸透镜和薄膜的距离,故D正确。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律、照相机原理
【点评】
本题结合模型照相机考查凸透镜成像规律的实际应用,需准确理解物距、像距与成像性质的关系,属于基础应用类题目,难度适中。
【难度系数】
0.6
20. (2023·烟台)近视是影响青少年健康的重大问题,保护视力、科学用眼已成为社会共识。下列有关眼睛和眼镜的说法正确的是 (
A.物体在正常眼睛的视网膜上成倒立、缩小的虚像
B.近视眼看远处的物体时,像成在视网膜的前方
C.矫正近视眼的方法是戴合适度数的凸透镜
D.矫正近视眼前,像离视网膜越近,戴眼镜的度数越高
B
)A.物体在正常眼睛的视网膜上成倒立、缩小的虚像
B.近视眼看远处的物体时,像成在视网膜的前方
C.矫正近视眼的方法是戴合适度数的凸透镜
D.矫正近视眼前,像离视网膜越近,戴眼镜的度数越高
答案
20. B
解析
【分析】
要判断各选项的正误,需明确眼睛的成像原理、近视眼的成因及矫正方法:正常眼睛成像类似照相机,成倒立缩小的实像;近视眼因晶状体折光能力过强,像成在视网膜前方,需用凹透镜矫正,且近视程度越轻,像离视网膜越近,眼镜度数越低。逐一分析选项即可得出答案。
【解析】
选项A:正常眼睛的成像原理与照相机一致,物体在视网膜上成倒立、缩小的实像,而非虚像,故A错误。
选项B:近视眼的成因是晶状体曲度过大,折光能力过强,看远处物体时,像会成在视网膜的前方,故B正确。
选项C:矫正近视眼需佩戴对光线有发散作用的凹透镜,凸透镜用于矫正远视眼,故C错误。
选项D:矫正近视前,像离视网膜越近,说明近视程度越轻,所需佩戴眼镜的度数越低,故D错误。
【答案】
B
【知识点】
眼睛和眼镜、近视眼的成因与矫正
【点评】
本题考查眼睛与眼镜的基础知识点,需准确掌握成像特点、近视眼的成因及矫正方法,属于易混淆但基础的题目,需仔细辨析各选项细节。
【难度系数】
0.7
要判断各选项的正误,需明确眼睛的成像原理、近视眼的成因及矫正方法:正常眼睛成像类似照相机,成倒立缩小的实像;近视眼因晶状体折光能力过强,像成在视网膜前方,需用凹透镜矫正,且近视程度越轻,像离视网膜越近,眼镜度数越低。逐一分析选项即可得出答案。
【解析】
选项A:正常眼睛的成像原理与照相机一致,物体在视网膜上成倒立、缩小的实像,而非虚像,故A错误。
选项B:近视眼的成因是晶状体曲度过大,折光能力过强,看远处物体时,像会成在视网膜的前方,故B正确。
选项C:矫正近视眼需佩戴对光线有发散作用的凹透镜,凸透镜用于矫正远视眼,故C错误。
选项D:矫正近视前,像离视网膜越近,说明近视程度越轻,所需佩戴眼镜的度数越低,故D错误。
【答案】
B
【知识点】
眼睛和眼镜、近视眼的成因与矫正
【点评】
本题考查眼睛与眼镜的基础知识点,需准确掌握成像特点、近视眼的成因及矫正方法,属于易混淆但基础的题目,需仔细辨析各选项细节。
【难度系数】
0.7
21. (2023·南通)运载火箭搭载神舟十六号飞船腾空而起,它在地面摄像机中所成的像是 (
A.实像,像变大
B.实像,像变小
C.虚像,像变大
D.虚像,像变小
B
)A.实像,像变大
B.实像,像变小
C.虚像,像变大
D.虚像,像变小
答案
21. B
解析
【分析】首先明确摄像机的镜头属于凸透镜,其成像遵循凸透镜的成像规律:当物体在凸透镜2倍焦距以外时,成倒立、缩小的实像;当物体远离凸透镜(物距增大)时,根据“物远像近像变小”的规律,所成的像会变小。运载火箭腾空而起时,相对于地面摄像机的物距不断变大,据此判断像的性质和变化。
【解析】摄像机的镜头相当于凸透镜,成像原理为:当物距$u>2f$($f$为焦距)时,凸透镜成倒立、缩小的实像。运载火箭腾空而起时,火箭到摄像机镜头的距离(物距)逐渐增大,根据凸透镜成像规律“物远像近像变小”,可知火箭在摄像机中所成的实像会逐渐变小,因此符合条件的选项是B。
【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律、生活中的透镜
【点评】本题结合实际场景考查凸透镜成像规律的应用,属于基础知识点考查,需掌握摄像机的成像原理及物距变化对像的影响,难度较低,是常见基础题。
【难度系数】0.7
【解析】摄像机的镜头相当于凸透镜,成像原理为:当物距$u>2f$($f$为焦距)时,凸透镜成倒立、缩小的实像。运载火箭腾空而起时,火箭到摄像机镜头的距离(物距)逐渐增大,根据凸透镜成像规律“物远像近像变小”,可知火箭在摄像机中所成的实像会逐渐变小,因此符合条件的选项是B。
【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律、生活中的透镜
【点评】本题结合实际场景考查凸透镜成像规律的应用,属于基础知识点考查,需掌握摄像机的成像原理及物距变化对像的影响,难度较低,是常见基础题。
【难度系数】0.7
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