1.如图所示,请画出由烛焰S点发出的光经过凸透镜折射后的两条光线。

答案
解:
1. 烛焰S发出的平行于主光轴的入射光线,经凸透镜折射后,折射光线通过凸透镜右侧的焦点F,沿该方向画出带向右箭头的折射光线。
2. 烛焰S发出的经过凸透镜光心的入射光线,经凸透镜折射后传播方向不发生改变,沿原入射光线的方向向右延长,画出带向右箭头的折射光线。
1. 烛焰S发出的平行于主光轴的入射光线,经凸透镜折射后,折射光线通过凸透镜右侧的焦点F,沿该方向画出带向右箭头的折射光线。
2. 烛焰S发出的经过凸透镜光心的入射光线,经凸透镜折射后传播方向不发生改变,沿原入射光线的方向向右延长,画出带向右箭头的折射光线。
解析
【分析】要画出烛焰S点发出的光经过凸透镜折射后的光线,需依据凸透镜的两条特殊光线的折射规律:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会过另一侧焦点;过凸透镜光心的光线传播方向不改变。因此只需从S点画出这两条特殊入射光线,再按折射规律画出对应的折射光线即可。
【解析】1. 从S点作一条平行于主光轴的入射光线,该光线经凸透镜折射后,折射光线通过凸透镜右侧的焦点F,在折射光线上标注向右的箭头;2. 从S点作一条经过凸透镜光心的入射光线,该光线经凸透镜折射后传播方向不发生改变,沿原入射光线方向向右延长,在延长线上标注向右的箭头。
【答案】1. 平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后,折射光线过右侧焦点F,带向右箭头;2. 过凸透镜光心的入射光线经凸透镜折射后方向不变,沿原方向向右,带向右箭头。
【知识点】凸透镜的特殊光线、凸透镜折射规律
【点评】本题考查凸透镜特殊光线的作图,属于光学基础作图题,需牢记凸透镜两条特殊光线的折射规律,是学生应掌握的基础内容,难度较低。
【难度系数】0.8
【解析】1. 从S点作一条平行于主光轴的入射光线,该光线经凸透镜折射后,折射光线通过凸透镜右侧的焦点F,在折射光线上标注向右的箭头;2. 从S点作一条经过凸透镜光心的入射光线,该光线经凸透镜折射后传播方向不发生改变,沿原入射光线方向向右延长,在延长线上标注向右的箭头。
【答案】1. 平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后,折射光线过右侧焦点F,带向右箭头;2. 过凸透镜光心的入射光线经凸透镜折射后方向不变,沿原方向向右,带向右箭头。
【知识点】凸透镜的特殊光线、凸透镜折射规律
【点评】本题考查凸透镜特殊光线的作图,属于光学基础作图题,需牢记凸透镜两条特殊光线的折射规律,是学生应掌握的基础内容,难度较低。
【难度系数】0.8
2.将物体放在凸透镜前某一位置时,在透镜另一侧离透镜10 cm的光屏上成一个倒立、缩小的像。将物体移至凸透镜前10 cm处时,所成的是()。
A.倒立、放大的实像
B.正立、放大的虚像
C.倒立、缩小的实像
D.正立、等大的虚像
A.倒立、放大的实像
B.正立、放大的虚像
C.倒立、缩小的实像
D.正立、等大的虚像
答案
A
解析
【分析】
要解决这道题,需先根据第一次成像的特点确定凸透镜的焦距范围,再结合第二次的物距,利用凸透镜成像规律判断成像性质。首先,凸透镜成倒立、缩小实像时,像距满足f<v<2f,由此可推出焦距的范围;再将第二次的物距与焦距范围对比,即可确定成像类型。
【解析】
1. 第一次成像分析:当光屏上成倒立、缩小的实像时,凸透镜成像规律为:物距u>2f,像距f<v<2f。题目中像距v=10cm,代入得不等式:f < 10cm < 2f,解得焦距范围:5cm < f < 10cm。
2. 第二次成像分析:物体移至透镜前10cm处,此时物距u=10cm。结合焦距范围5cm<f<10cm,可得f < u < 2f(因为f>5cm,故u=10cm>f;又f<10cm,故2f>10cm,即u=10cm<2f)。根据凸透镜成像规律,当f<u<2f时,成倒立、放大的实像,对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的应用,核心是利用第一次成像的像距确定焦距范围,再判断第二次成像的性质,属于初中物理光学部分的基础题型,需学生熟练掌握成像条件。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需先根据第一次成像的特点确定凸透镜的焦距范围,再结合第二次的物距,利用凸透镜成像规律判断成像性质。首先,凸透镜成倒立、缩小实像时,像距满足f<v<2f,由此可推出焦距的范围;再将第二次的物距与焦距范围对比,即可确定成像类型。
【解析】
1. 第一次成像分析:当光屏上成倒立、缩小的实像时,凸透镜成像规律为:物距u>2f,像距f<v<2f。题目中像距v=10cm,代入得不等式:f < 10cm < 2f,解得焦距范围:5cm < f < 10cm。
2. 第二次成像分析:物体移至透镜前10cm处,此时物距u=10cm。结合焦距范围5cm<f<10cm,可得f < u < 2f(因为f>5cm,故u=10cm>f;又f<10cm,故2f>10cm,即u=10cm<2f)。根据凸透镜成像规律,当f<u<2f时,成倒立、放大的实像,对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的应用,核心是利用第一次成像的像距确定焦距范围,再判断第二次成像的性质,属于初中物理光学部分的基础题型,需学生熟练掌握成像条件。
【难度系数】
0.6
3.(多选)如图所示,在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,若此时光屏上成清晰的像,下列说法正确的是()。

A.光屏上成倒立、放大的实像
B.光屏上成倒立、缩小的实像
C.照相机是利用该成像原理制成的
D.投影仪是利用该成像原理制成的
A.光屏上成倒立、放大的实像
B.光屏上成倒立、缩小的实像
C.照相机是利用该成像原理制成的
D.投影仪是利用该成像原理制成的
答案
BC
解析
【分析】要解决此题,首先需确定物距和像距:物距是蜡烛到凸透镜的距离,像距是光屏到凸透镜的距离。从图中读取刻度,蜡烛在20cm处,凸透镜在50cm处,故物距$u=50\mathrm{cm}-20\mathrm{cm}=30\mathrm{cm}$;光屏在65cm处,像距$v=65\mathrm{cm}-50\mathrm{cm}=15\mathrm{cm}$。比较物距和像距,$u>v$,结合凸透镜成像规律:当物距大于2倍焦距时,像距在1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、缩小的实像,该原理应用于照相机,据此判断各选项。
【解析】计算得物距$u=30\mathrm{cm}$,像距$v=15\mathrm{cm}$,$u>v$。根据凸透镜成像规律,当$u>2f$时,$f<v<2f$,成倒立、缩小的实像,对应应用为照相机。因此:A选项“倒立、放大的实像”不符合成像情况,错误;B选项“倒立、缩小的实像”符合,正确;C选项“照相机利用该成像原理”正确;D选项“投影仪利用该原理”错误(投影仪成倒立放大实像)。故正确选项为BC。
【答案】BC
【知识点】凸透镜成像规律、照相机原理
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用,核心是准确计算物距和像距,再结合成像规律判断选项,属于基础题型,需牢记不同成像情况的应用场景。
【难度系数】0.4
【解析】计算得物距$u=30\mathrm{cm}$,像距$v=15\mathrm{cm}$,$u>v$。根据凸透镜成像规律,当$u>2f$时,$f<v<2f$,成倒立、缩小的实像,对应应用为照相机。因此:A选项“倒立、放大的实像”不符合成像情况,错误;B选项“倒立、缩小的实像”符合,正确;C选项“照相机利用该成像原理”正确;D选项“投影仪利用该原理”错误(投影仪成倒立放大实像)。故正确选项为BC。
【答案】BC
【知识点】凸透镜成像规律、照相机原理
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用,核心是准确计算物距和像距,再结合成像规律判断选项,属于基础题型,需牢记不同成像情况的应用场景。
【难度系数】0.4
4.(多选)小杨做“探究凸透镜成像的规律”的实验。如图所示,小杨将焦距为10 cm的凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处,光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧。实验前,调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一水平高度。下列四个选项中,判断正确的是()。

A.将蜡烛放置在10 cm刻度线处,移动光屏,在光屏上不能呈现烛焰清晰的像
B.将蜡烛放置在20 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰、缩小的实像
C.将蜡烛放置在35 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰、放大的实像
D.将蜡烛放置在45 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰、缩小的实像
A.将蜡烛放置在10 cm刻度线处,移动光屏,在光屏上不能呈现烛焰清晰的像
B.将蜡烛放置在20 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰、缩小的实像
C.将蜡烛放置在35 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰、放大的实像
D.将蜡烛放置在45 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰、缩小的实像
答案
BC
解析
【分析】
要解决这道题,需先明确凸透镜的焦距f=10cm,凸透镜固定在光具座50cm刻度线处,物距u为蜡烛到凸透镜的距离(即50cm减去蜡烛所在刻度),再结合凸透镜成像规律逐一分析选项:当u>2f时,成倒立、缩小的实像,f<v<2f;当f<u<2f时,成倒立、放大的实像,v>2f;当u<f时,成正立、放大的虚像,虚像无法在光屏上呈现。
【解析】
已知凸透镜焦距f=10cm,位于50cm刻度线处:
1. 选项A:蜡烛在10cm刻度线处,物距u=50cm-10cm=40cm,u>2f(2f=20cm),根据规律,此时成倒立、缩小的实像,实像可呈现在光屏上,因此A错误。
2. 选项B:蜡烛在20cm刻度线处,物距u=50cm-20cm=30cm,u>2f,成倒立、缩小的实像,移动光屏可承接,因此B正确。
3. 选项C:蜡烛在35cm刻度线处,物距u=50cm-35cm=15cm,f<u<2f,成倒立、放大的实像,移动光屏可承接,因此C正确。
4. 选项D:蜡烛在45cm刻度线处,物距u=50cm-45cm=5cm,u<f,成正立、放大的虚像,虚像无法在光屏上呈现,因此D错误。
【答案】
BC
【知识点】
凸透镜成像规律,物距像距关系,实像虚像
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的应用,核心是掌握不同物距对应的成像特点,需准确计算物距并结合规律判断,属于中等难度的基础题,要求学生熟练掌握成像规律的内容。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需先明确凸透镜的焦距f=10cm,凸透镜固定在光具座50cm刻度线处,物距u为蜡烛到凸透镜的距离(即50cm减去蜡烛所在刻度),再结合凸透镜成像规律逐一分析选项:当u>2f时,成倒立、缩小的实像,f<v<2f;当f<u<2f时,成倒立、放大的实像,v>2f;当u<f时,成正立、放大的虚像,虚像无法在光屏上呈现。
【解析】
已知凸透镜焦距f=10cm,位于50cm刻度线处:
1. 选项A:蜡烛在10cm刻度线处,物距u=50cm-10cm=40cm,u>2f(2f=20cm),根据规律,此时成倒立、缩小的实像,实像可呈现在光屏上,因此A错误。
2. 选项B:蜡烛在20cm刻度线处,物距u=50cm-20cm=30cm,u>2f,成倒立、缩小的实像,移动光屏可承接,因此B正确。
3. 选项C:蜡烛在35cm刻度线处,物距u=50cm-35cm=15cm,f<u<2f,成倒立、放大的实像,移动光屏可承接,因此C正确。
4. 选项D:蜡烛在45cm刻度线处,物距u=50cm-45cm=5cm,u<f,成正立、放大的虚像,虚像无法在光屏上呈现,因此D错误。
【答案】
BC
【知识点】
凸透镜成像规律,物距像距关系,实像虚像
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的应用,核心是掌握不同物距对应的成像特点,需准确计算物距并结合规律判断,属于中等难度的基础题,要求学生熟练掌握成像规律的内容。
【难度系数】
0.5
5. 如图所示是近视眼及其矫正的光路图。下列说法不正确的是()。

A.近视眼的成像原理和凹透镜的成像原理相同
B.近视眼看远处的物体,像成于视网膜前
C.近视眼用凹透镜矫正
D.为预防近视,读写时眼睛与书本的距离应保持在25 cm左右
A.近视眼的成像原理和凹透镜的成像原理相同
B.近视眼看远处的物体,像成于视网膜前
C.近视眼用凹透镜矫正
D.为预防近视,读写时眼睛与书本的距离应保持在25 cm左右
答案
A
解析
【分析】要解答本题,需先明确近视眼的成因、矫正方法,以及各选项涉及的光学原理。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;矫正需用凹透镜,利用其发散作用使像后移到视网膜上。接下来逐一分析选项:A选项中,近视眼的晶状体相当于凸透镜,成像为倒立缩小实像,而凹透镜成正立缩小虚像,二者原理不同;B选项符合近视眼成像特点;C选项是正确的矫正方法;D选项的25cm是明视距离,预防近视需保持。由此可判断不正确的选项。
【解析】逐一分析各选项:
选项A:近视眼的晶状体相当于凸透镜,成像原理是凸透镜成倒立、缩小的实像;凹透镜的成像原理是成正立、缩小的虚像,二者成像原理不同,故该说法错误。
选项B:近视眼的晶状体折光能力过强,看远处物体时,像成在视网膜前方,该说法正确。
选项C:近视眼需佩戴对光线有发散作用的凹透镜矫正,使像后移至视网膜上,该说法正确。
选项D:人眼的明视距离约为25cm,读写时保持眼睛与书本距离在25cm左右可预防近视,该说法正确。
综上,不正确的说法是A。
【答案】A
【知识点】近视眼的成因与矫正、凹透镜成像原理、凸透镜成像规律
【点评】本题考查近视眼的相关光学知识,属于基础题,需学生掌握近视的成因、矫正方法,以及不同透镜的成像特点,难度较低。
【难度系数】0.5
【解析】逐一分析各选项:
选项A:近视眼的晶状体相当于凸透镜,成像原理是凸透镜成倒立、缩小的实像;凹透镜的成像原理是成正立、缩小的虚像,二者成像原理不同,故该说法错误。
选项B:近视眼的晶状体折光能力过强,看远处物体时,像成在视网膜前方,该说法正确。
选项C:近视眼需佩戴对光线有发散作用的凹透镜矫正,使像后移至视网膜上,该说法正确。
选项D:人眼的明视距离约为25cm,读写时保持眼睛与书本距离在25cm左右可预防近视,该说法正确。
综上,不正确的说法是A。
【答案】A
【知识点】近视眼的成因与矫正、凹透镜成像原理、凸透镜成像规律
【点评】本题考查近视眼的相关光学知识,属于基础题,需学生掌握近视的成因、矫正方法,以及不同透镜的成像特点,难度较低。
【难度系数】0.5
6.全国中学生体质健康调研数据表明:中学生近视发生率约为55.22%,且急剧低龄化。如图所示,(选填“甲”或“乙”)图表示近视眼折光系统的光路示意图,矫正近视眼应戴制成的眼镜片。矫正远视眼应戴制成的眼镜片。(均选填“凸透镜”或“凹透镜”)

答案
解:
近视眼的折光系统会将远处物体的像成在视网膜前方,图乙中平行光线经晶状体折射后会聚在视网膜前方,因此乙图表示近视眼折光系统的光路示意图。
凹透镜对光线有发散作用,矫正近视眼应戴凹透镜制成的眼镜片,使光线延迟会聚,让像成在视网膜上。
远视眼的像成在视网膜后方,凸透镜对光线有会聚作用,矫正远视眼应戴凸透镜制成的眼镜片,使光线提前会聚,让像成在视网膜上。
答案依次为:乙;凹透镜;凸透镜。
近视眼的折光系统会将远处物体的像成在视网膜前方,图乙中平行光线经晶状体折射后会聚在视网膜前方,因此乙图表示近视眼折光系统的光路示意图。
凹透镜对光线有发散作用,矫正近视眼应戴凹透镜制成的眼镜片,使光线延迟会聚,让像成在视网膜上。
远视眼的像成在视网膜后方,凸透镜对光线有会聚作用,矫正远视眼应戴凸透镜制成的眼镜片,使光线提前会聚,让像成在视网膜上。
答案依次为:乙;凹透镜;凸透镜。
解析
【分析】
要解决本题,需明确近视眼和远视眼的成像特点及矫正原理:首先,近视眼的成因是晶状体折光能力过强,导致远处物体的像成在视网膜前方;远视眼的成因是晶状体折光能力过弱,导致近处物体的像成在视网膜后方(本题图中为平行光线,对应远处物体)。观察题图,乙图中平行光线经晶状体折射后会聚在视网膜前方,符合近视眼的成像特征;甲图中光线会聚在视网膜后方,是远视眼的成像特征。其次,透镜的作用:凹透镜对光线有发散作用,可使近视眼的像向后移动到视网膜上,故矫正近视眼需用凹透镜;凸透镜对光线有会聚作用,可使远视眼的像向前移动到视网膜上,故矫正远视眼需用凸透镜。
【解析】
1. 判断近视眼光路:平行光线入射时,若像成在视网膜前方,则为近视眼的光路。图乙中光线会聚在视网膜前方,因此乙图表示近视眼的折光系统光路。
2. 近视眼矫正:凹透镜具有发散光线的作用,能使原本会聚在视网膜前方的像延迟会聚,最终落在视网膜上,因此矫正近视眼应戴凹透镜制成的眼镜片。
3. 远视眼矫正:远视眼的像成在视网膜后方,凸透镜具有会聚光线的作用,能使光线提前会聚,让像前移到视网膜上,因此矫正远视眼应戴凸透镜制成的眼镜片。
【答案】
乙;凹透镜;凸透镜
【知识点】
近视眼与远视眼的成因及矫正、透镜对光线的作用
【点评】
本题结合光路图考查眼睛的光学知识,属于基础应用题型,核心是掌握近视眼和远视眼的成像位置及对应矫正透镜的类型,是初中物理的常考题目。
【难度系数】
0.6
要解决本题,需明确近视眼和远视眼的成像特点及矫正原理:首先,近视眼的成因是晶状体折光能力过强,导致远处物体的像成在视网膜前方;远视眼的成因是晶状体折光能力过弱,导致近处物体的像成在视网膜后方(本题图中为平行光线,对应远处物体)。观察题图,乙图中平行光线经晶状体折射后会聚在视网膜前方,符合近视眼的成像特征;甲图中光线会聚在视网膜后方,是远视眼的成像特征。其次,透镜的作用:凹透镜对光线有发散作用,可使近视眼的像向后移动到视网膜上,故矫正近视眼需用凹透镜;凸透镜对光线有会聚作用,可使远视眼的像向前移动到视网膜上,故矫正远视眼需用凸透镜。
【解析】
1. 判断近视眼光路:平行光线入射时,若像成在视网膜前方,则为近视眼的光路。图乙中光线会聚在视网膜前方,因此乙图表示近视眼的折光系统光路。
2. 近视眼矫正:凹透镜具有发散光线的作用,能使原本会聚在视网膜前方的像延迟会聚,最终落在视网膜上,因此矫正近视眼应戴凹透镜制成的眼镜片。
3. 远视眼矫正:远视眼的像成在视网膜后方,凸透镜具有会聚光线的作用,能使光线提前会聚,让像前移到视网膜上,因此矫正远视眼应戴凸透镜制成的眼镜片。
【答案】
乙;凹透镜;凸透镜
【知识点】
近视眼与远视眼的成因及矫正、透镜对光线的作用
【点评】
本题结合光路图考查眼睛的光学知识,属于基础应用题型,核心是掌握近视眼和远视眼的成像位置及对应矫正透镜的类型,是初中物理的常考题目。
【难度系数】
0.6
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