專題05 透鏡及其應(yīng)用（專題限時(shí)練）-2022-2023學(xué)年八年級物理上學(xué)期期末考點(diǎn)大串講（人教版）（解析版）

學(xué)而優(yōu)教有方-2023學(xué)年上學(xué)期專題限時(shí)練測試卷（人教版）專題五透鏡及其應(yīng)用八年級物理·全解全析一、選擇題：本題共10小題，每小題3分，共30分。1．在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”時(shí)，將點(diǎn)燃的蠟燭放在距凸透鏡30cm處，在透鏡另一側(cè)距離透鏡16cm處的光屏上得到燭焰清晰的像．則下列相關(guān)說法正確的是（）①光屏上成倒立、放大的實(shí)像②照相機(jī)是利用這一成像原理工作的③該透鏡的焦距f一定滿足8cm＜f＜15cm④將近視鏡片放在蠟燭和凸透鏡之間，要使光屏上出現(xiàn)清晰的像，光屏應(yīng)靠近透鏡A．只有①和③ B．只有②和④ C．只有②和③ D．只有①和④【答案】C【解析】根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律分析：①將點(diǎn)燃的蠟燭放在距凸透鏡30cm處，在透鏡另一側(cè)距離透鏡16cm處的光屏上得到燭焰清晰的像，即物距大于像距，所以成倒立縮小的實(shí)像，故①錯(cuò)誤；②照相機(jī)就是利用凸透鏡成倒立縮小的實(shí)像的原理制成的，故②正確；③凸透鏡成倒立縮小的實(shí)像時(shí)，物距大于二倍焦距，即，得：；像距為一倍到二倍焦距之間，即，得：，；綜合以上條件得：，故③正確；④將近視鏡片，即凹透鏡放在蠟燭和凸透鏡之間，由于凹透鏡對光線有發(fā)散作用，所以像將遠(yuǎn)離凸透鏡，所以要使光屏上出現(xiàn)清晰的像，光屏應(yīng)遠(yuǎn)離透鏡，故④錯(cuò)誤；故選C．點(diǎn)睛：凸透鏡成像規(guī)律是?？荚嚨膬?nèi)容，應(yīng)牢記凸透鏡的成像規(guī)律，有些同學(xué)總是記不住，要下點(diǎn)功夫，可以結(jié)合成像光路圖進(jìn)行練習(xí)、記憶．2．小軍做凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，將焦距為10cm的凸透鏡固定在光具座上50cm刻度線處，光屏和點(diǎn)燃的蠟燭分別位于凸透鏡兩側(cè)，蠟燭放置在35cm刻度線處，如圖所示．移動(dòng)光屏，直到在光屏上呈現(xiàn)燭焰清晰的像．下列說法中正確的是（

）A．光屏上呈現(xiàn)的是燭焰的虛像 B．光屏上呈現(xiàn)的是燭焰正立的像C．光屏上呈現(xiàn)的是燭焰放大的像 D．該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能說明照相機(jī)的成像特點(diǎn)【答案】C【解析】A.光屏上能呈現(xiàn)燭焰的像，說明是實(shí)像，虛像不能成在光屏上，故A錯(cuò)誤；B.凸透鏡成實(shí)像時(shí)，都是倒立的，成虛像時(shí)是正立的，如圖成的是實(shí)像，是倒立的，故B錯(cuò)誤；C.由圖知，物距位于一倍到二倍焦距之間，像距大于二倍焦距，成倒立放大的實(shí)像，故光屏上呈現(xiàn)的是燭焰放大的像，故C正確；D.該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能說明投影機(jī)的成像特點(diǎn)，而照相機(jī)利用的是成縮小實(shí)像的規(guī)律，故D錯(cuò)誤；故選C．點(diǎn)睛：凸透鏡成像規(guī)律是?？荚嚨膬?nèi)容，應(yīng)牢記凸透鏡的成像規(guī)律，有些同學(xué)總是記不住，要下點(diǎn)功夫，可以結(jié)合成像光路圖進(jìn)行練習(xí)、記憶．3．如圖所示容器水中有一個(gè)空氣泡，則其對水平射入其中的光線有何作用：A．會(huì)聚作用 B．發(fā)散作用C．既不會(huì)聚也不發(fā)散 D．無法判斷【答案】B【解析】光從水斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角，所以會(huì)發(fā)散。如圖：故選B.【點(diǎn)睛】根據(jù)光的折射定律，當(dāng)光從空氣斜射入水中時(shí)，折射角小于入射角，當(dāng)光從水斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角，當(dāng)光線垂直入射時(shí)，傳播方向不改變。4．如圖所示,把眼鏡片放在燭焰與凸透鏡之間,調(diào)節(jié)光屏得到燭焰清晰的像,撤去眼鏡片,像變得模糊,調(diào)節(jié)光屏適當(dāng)遠(yuǎn)離凸透鏡,光屏上重新得到清晰的像.該眼鏡片（

）A．是凹透鏡,屬近視眼鏡 B．是凹透鏡,屬遠(yuǎn)視眼鏡C．是凸透鏡,屬近視眼鏡 D．是凸透鏡、屬遠(yuǎn)視眼鏡【答案】D【解析】當(dāng)將一個(gè)眼鏡片放在凸透鏡和燭焰之間，光屏上的像是清晰的，撤去眼鏡片，稍微將光屏遠(yuǎn)離凸透鏡，屏上再次得到清晰的像，可知開始時(shí)的像距太?。徽f明該透鏡對光線有會(huì)聚作用，因此是凸透鏡、屬遠(yuǎn)視眼鏡．故D正確．5．如圖所示，有一圓柱體PQ，放在凸透鏡前圖示的位置，它所成像P′Q′的形狀應(yīng)該是下列圖中的（）A． B． C． D．【答案】B【解析】圓柱體的右邊Q在f和2f之間，所成的像是倒立放大的實(shí)像；圓柱體的左邊P在2f以外，所成的像是倒立縮小的實(shí)像．當(dāng)u＞f時(shí)，物距減小，像距變大像變大．右邊的像距比左邊的像距遠(yuǎn)，符合要求的只有圖B．6．如圖所示，為凸透鏡成像的另一拓展規(guī)律在照相問題中的運(yùn)用．即用可變焦距的光學(xué)照相機(jī)把遠(yuǎn)處的景物“拉近”進(jìn)行拍攝，就是說，雖然被拍攝的物體與照相機(jī)鏡頭之間的距離基本不變，但仍可以使底片上所成的像變大．關(guān)于這個(gè)過程，下列說法中正確的是（）A．焦距變大，像距也變大B．焦距變小，像距也變小C．焦距變大，像距變小D．焦距變小，像距變大【答案】A【解析】變焦的照相機(jī)，當(dāng)照相機(jī)的焦距增大時(shí)，雖然物距基本不變，但是由于照相機(jī)的焦距變大，物距相對減小，根據(jù)物距和像距的變化關(guān)系可知：當(dāng)物距相對減小時(shí)，像距也變大，像也變大．故【答案】A7．對下列圖示中光現(xiàn)象的描述正確的是

A．圖甲中，漫反射的光線雜亂無章不遵循光的反射定律；B．圖乙中，人佩戴的凹透鏡可以矯正遠(yuǎn)視眼C．圖丙中，光的色散現(xiàn)象說明白光是由各種色光混合而成的D．圖丁中，平面鏡成像時(shí)進(jìn)入眼睛的光線是由像發(fā)出的【答案】C【解析】A．漫反射的光線盡管雜亂無章，但每條光線仍然遵循光的反射定律，該選項(xiàng)說法錯(cuò)誤；B．近視眼需要佩戴凹透鏡矯正，該選項(xiàng)說法錯(cuò)誤；C．白光通過三棱鏡時(shí)，因?yàn)椴煌伾墓馔ㄟ^玻璃時(shí)偏折的角度不同，白光通過三棱鏡分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七色光，該選項(xiàng)說法正確；D．平面鏡成虛像，虛像是反射光線的反向延長線會(huì)聚而成的，虛像不會(huì)發(fā)出光線．該選項(xiàng)說法錯(cuò)誤．8．對下列四幅圖闡述不正確的是A．甲圖：近視眼成像在視網(wǎng)膜前，用凹透鏡矯正B．乙圖：遠(yuǎn)視眼成像在視網(wǎng)膜后，用凹透鏡矯正C．丙圖：顯微鏡的目鏡相當(dāng)于放大鏡，物鏡相當(dāng)于投影儀的鏡頭D．丁圖：天文望遠(yuǎn)鏡的目鏡相當(dāng)于放大鏡，物鏡相當(dāng)于照相機(jī)的鏡頭【答案】B【解析】A、由甲圖可知：像成在視網(wǎng)膜的前方，故該眼睛是近視眼，近視眼是晶狀體曲度變大，會(huì)聚能力增強(qiáng)，即折光能力增強(qiáng)，應(yīng)佩戴發(fā)散透鏡，使光線推遲會(huì)聚；故A正確；B、乙圖中像成在了視網(wǎng)膜的后面，該眼睛是遠(yuǎn)視眼，遠(yuǎn)視眼應(yīng)該佩戴凸透鏡進(jìn)行矯正；故B錯(cuò)誤；C、顯微鏡的物鏡相當(dāng)于投影儀的鏡頭，成放大實(shí)像，目鏡相當(dāng)于放大鏡，成放大的虛像，故C正確；D、望遠(yuǎn)鏡中物鏡的作用相當(dāng)于照相機(jī)，使遠(yuǎn)處的物體成倒立縮小的實(shí)像，這個(gè)倒立縮小的實(shí)像正好落在目鏡焦距內(nèi)的位置，目鏡相當(dāng)于放大鏡，再對這個(gè)像進(jìn)行放大．故D正確．故選B．【點(diǎn)睛】本題主要考查學(xué)生對近視眼和遠(yuǎn)視眼的成因，掌握正常的眼睛看遠(yuǎn)處和近處時(shí)，晶狀體的變化情況及近視眼和遠(yuǎn)視眼的成因、戴什么眼鏡來矯正．本題還考查了顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡的物鏡和目鏡的成像特點(diǎn)．它們都是利用了凸透鏡的成像規(guī)律．9．某班同學(xué)在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，記錄并繪制了像到凸透鏡的距離v跟物體到凸透鏡的距離u之間關(guān)系的圖象，如圖所示，下列判斷正確的是A．該凸透鏡的焦距是16cmB．當(dāng)u=12cm時(shí)，在光屏上能得到一個(gè)縮小的像C．當(dāng)u=20cm時(shí)成放大的像．投影儀就是根據(jù)這一原理制成的D．把物體從距凸透鏡12cm處移動(dòng)到24cm處的過程中，像逐漸變小【答案】D【解析】A．根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知，當(dāng)物距與像距相等時(shí)，物體放在了二倍焦距的地方，由圖像可知，當(dāng)物距為16cm時(shí)，物距與像距相等，故可得焦距應(yīng)為8cm，故A錯(cuò)；B．當(dāng)u=12cm時(shí)，物體是放在了一倍焦距到二倍焦距之間，所成的像是倒立放大的實(shí)像，故B錯(cuò)；C．當(dāng)u=20cm時(shí)，物體是放在了二倍焦距以外，所成的像是倒方縮小的實(shí)像，應(yīng)用是照相機(jī)，故C錯(cuò)；D．根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知，像與物體移動(dòng)的方向是相同的，像的大小隨物距的增大而會(huì)減小，故D正確．10．圖a是放置在水平桌面上的刻度尺的一部分，甲、乙、丙、丁是通過凸透鏡所看到的刻度尺的像。若凸透鏡先貼著刻度尺然后逐漸遠(yuǎn)離，則看到刻度尺的像的先后順序正確的是A．甲→乙→丙→丁B．乙一丙一甲一丁C．乙一丁→甲一丙D．丙→甲→乙→丁【答案】C【解析】凸透鏡先貼著刻度尺，此時(shí)物距小于凸透鏡的一倍焦距時(shí)成的是正立、放大的虛像，看到的是乙圖；接下來凸透鏡逐漸遠(yuǎn)離刻度尺，物距增大，當(dāng)增大到等于凸透鏡的一倍焦距時(shí)，不成像；繼續(xù)遠(yuǎn)離刻度尺，當(dāng)物距大于一倍焦距且小于兩倍焦距時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像，此時(shí)看到的是丁圖；繼續(xù)遠(yuǎn)離至物距等于凸透鏡的兩倍焦距時(shí)，成倒立、等大的實(shí)像，此時(shí)看到的是甲圖；凸透鏡繼續(xù)遠(yuǎn)離至大于凸透鏡的兩倍焦距時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像，此時(shí)看到的是丙圖。故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。第Ⅱ卷二、填空題。（每空2分，共26分）11．近期流行的“自拍神器”給旅行者自拍帶來方便．如圖所示，與直接拿手機(jī)自拍相比，利用自拍桿可以_____物距，減小人像的大小，從而_____取景范圍，取得更好的拍攝效果．（均選填“增大”或“減小”）【答案】

增大

增大【解析】根據(jù)凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距越大，像距越小，像越小，可知“自拍神器”與直接拿手機(jī)自拍相比，利用自拍桿可以增大物距，減小人像的大小，從而增大取景范圍，取得更好的拍攝效果．12．如圖，把一個(gè)凹透鏡A放在一個(gè)凸透鏡B的前10cm處，能使一束平行于主光軸的光能過這兩個(gè)透鏡后，會(huì)聚在P上的一點(diǎn)S；已知光屏距透鏡30cm，現(xiàn)保持光屏和凸透鏡的位置不動(dòng)，把凹透鏡拿走，將一點(diǎn)光源C放在凸透鏡的主光軸上距凸透鏡30cm處，也能使C點(diǎn)的像成在光屏上的S點(diǎn)，則凹透鏡的焦距是_______，凸透鏡的焦距是_______cm．【答案】

20cm

15【解析】（1）把凹透鏡拿走，將一點(diǎn)光源C放在凸透鏡的主光軸上距凸透鏡30cm處，此時(shí)物距等于像距為30cm，所以物距等于像距，根據(jù)凸透鏡成像特點(diǎn)知，2f凸=30cm，所以f凸=15cm；（2）沒放凹透鏡時(shí)：過C點(diǎn)入射光線CB射向凸透鏡，折射后光線BS會(huì)聚到像點(diǎn)S；加上凹透鏡時(shí)：平行光經(jīng)凹透鏡折射后的點(diǎn)至B的光線經(jīng)凸透鏡折射后，恰好也會(huì)聚到像點(diǎn)S；畫光路圖如圖所示，根據(jù)下面的光路圖，依據(jù)光路可逆可知，經(jīng)凹透鏡發(fā)散后的光線（經(jīng)凹透鏡折射后的點(diǎn)至B的光線）與CB在同一條直線上；所以其反向延長線過C點(diǎn)，所以凹透鏡的焦距為C點(diǎn)到其光心的距離．根據(jù)幾何關(guān)系可知其焦點(diǎn)：f′=30cm-10cm=20cm．故答案為20；15．【點(diǎn)睛】解答此題的關(guān)鍵一是根據(jù)凸透鏡成像特點(diǎn)確定凸透鏡的焦距；關(guān)鍵點(diǎn)二是根據(jù)光路的可逆性證明C點(diǎn)即凹透鏡的焦點(diǎn)．13．如圖所示，是光在空氣和玻璃之間發(fā)生折射的光路圖，從圖中可以看出，空氣在界面的_____側(cè)（選填“左”或“右”），此過程中還有部分光發(fā)生了反射，反射角的大小是_____．【答案】

左

60°【解析】由圖示可知，折射光線是靠近法線的，所以應(yīng)是從空氣射向玻璃的，所以可知界面的左側(cè)是空氣，由圖示可知，入射角為60o，由光的反射定律可知，反射角等于入射角也為60o．14．如圖，L表示凸透鏡，MN為主光軸。O為光心，F(xiàn)為焦點(diǎn)。從S點(diǎn)發(fā)出兩條光線，一條經(jīng)過光心，另一條平行于主光軸，請?jiān)趫D中畫出它們經(jīng)凸透鏡后的出射光線______?！敬鸢浮俊窘馕觥客ㄟ^光心后傳播方向不變，故將SO延長，并標(biāo)上向下的箭頭，平行于主光軸后，過焦點(diǎn)，故將折射點(diǎn)與焦點(diǎn)用實(shí)線連接，并標(biāo)上向下的箭頭，故如下圖所示：。15．如圖表示一種光學(xué)儀器的原理，圖中L1是物鏡，L2是目鏡．這種儀器是______（填“望遠(yuǎn)鏡”或“顯微鏡”），目鏡的作用相當(dāng)于______（填“放大鏡”或“投影儀”）．【答案】

望遠(yuǎn)鏡

放大鏡【解析】遠(yuǎn)處的物體通過這種儀器的物鏡成倒立縮小的實(shí)像，落在目鏡一倍焦距以內(nèi)，目鏡將它放大，這種儀器是望遠(yuǎn)鏡。目鏡相當(dāng)于放大鏡。16．一個(gè)圓柱形的玻璃瓶內(nèi)裝滿水，把一支鉛筆放在玻璃瓶的后方，透過玻璃瓶，可以看到這支筆．當(dāng)鉛筆由靠近玻璃瓶的位置向遠(yuǎn)處慢慢移動(dòng)的過程中，透過玻璃瓶會(huì)看到鉛筆尖逐漸_______（選填“變長”或“變短”）；到某一位置時(shí)，鉛筆尖會(huì)突然改變方向，而“改變方向”后的像為___________（選填“實(shí)”或“虛”）像．【答案】

變長

實(shí)【分析】當(dāng)鉛筆由靠近玻璃瓶的位置向遠(yuǎn)處慢慢移動(dòng)的過程中，f＜u＜2f【解析】[1]玻璃瓶裝滿水相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡．當(dāng)鉛筆由靠近瓶子的位置逐漸遠(yuǎn)離時(shí)（u＜f），透過透鏡會(huì)看到正立、放大的虛像，根據(jù)成虛像時(shí)，物遠(yuǎn)像遠(yuǎn)像變大，鉛筆先逐漸變長；[2]當(dāng)物距剛剛超過一倍焦距時(shí)，f＜u＜2f，鉛筆尖忽然改變方向，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知，這是投影儀成像原理，成倒立、放大的實(shí)像。17．一位同學(xué)看到遠(yuǎn)方閃電開始計(jì)時(shí)，過了時(shí)間后聽到雷擊聲．如果已知光在空氣中傳播的速度為，聲音在空氣中傳播的速度為，若用、、三個(gè)量表示打雷處跟同學(xué)的距離，則__________．由于，則上述距離可近似地表示為__________．【答案】

【分析】（1）要理解，閃電和雷鳴聲是同時(shí)發(fā)生的，看到閃電后開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過時(shí)間后聽到雷聲，其實(shí)是光與聲音傳播用時(shí)的時(shí)間差，據(jù)此列出關(guān)系式，求出實(shí)際距離的表達(dá)式；（2）因?yàn)楣馑龠h(yuǎn)遠(yuǎn)大于聲速，光傳播的時(shí)間可以忽略不計(jì)，據(jù)此近似為聲速乘以的距離．【解析】設(shè)發(fā)生雷電處到人的距離為s，則光傳播的時(shí)間：，聲音傳播的時(shí)間：，由題知，加上△t等于聲音傳播的時(shí)間與光傳播的時(shí)間差，△t=t聲-t光，即：，解得：；因?yàn)楣馑龠h(yuǎn)遠(yuǎn)大于聲速，光傳播的時(shí)間通常忽略不計(jì)，所以得：．三、實(shí)驗(yàn)探究題（第20題每空1分，其余每空2分，共28分）18．小莉同學(xué)用焦距為10cm的凸透鏡做“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)：(1)實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)蠟燭與凸透鏡的距離如圖甲所示時(shí)，在光屏上可得到一個(gè)清晰的倒立、___________的實(shí)像，若保持蠟燭和光屏位置不變，移動(dòng)透鏡至___________cm刻度線處，光屏上能再次呈現(xiàn)清晰的像．(2)如圖乙所示，保持蠟燭位置不變，移動(dòng)透鏡至16cm刻度線處，則人眼在___________(選填A(yù)、B、C”)處能觀察到蠟燭的像，像是如圖丙中的___________(選填“1、2、3、4”)．(3)實(shí)驗(yàn)完成之后，小莉把自己的近視眼鏡放在蠟燭與凸透鏡之間，如圖丁所示，光屏上原來清晰的像變得模糊了，若想在光屏上重新得到清晰的像，在不改變蠟燭和凸透鏡位置的情況下，應(yīng)將光屏___________凸透鏡．(選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)【答案】

放大

40

B

4

遠(yuǎn)離【解析】解：（1）由圖乙知，當(dāng)蠟燭在刻度尺的10cm處，與凸透鏡的距離為15cm，即物距u=15cm，此時(shí)2f＞u＞f，成倒立放大的實(shí)像；像距v=55cm-25cm=30cm，根據(jù)折射光路是可逆的，可知保持蠟燭和光屏的位置不變，當(dāng)u=30cm時(shí)，即凸透鏡移動(dòng)至40cm刻度線處，在屏上能再次呈現(xiàn)清晰的像；（2）保持蠟燭位置不變，移動(dòng)透鏡至16cm刻度線處，則u＜f，凸透鏡成正立放大的虛像，光屏上承接不到，透過凸透鏡觀察蠟燭看到正立放大的虛像，故4圖符合像的性質(zhì)；虛像與成像物體同側(cè)，所以應(yīng)從B處觀察；（3）將一副近視眼鏡放在蠟燭和凸透鏡之間，近視眼鏡是凹透鏡，對光線有發(fā)散作用，即像推遲會(huì)聚，應(yīng)將光屏遠(yuǎn)離凸透鏡．19．如圖所示，某同學(xué)用自制的水透鏡來探究凸透鏡成像規(guī)律。當(dāng)向水透鏡里注水時(shí)，水透鏡的焦距將變??；當(dāng)從水透鏡里抽水時(shí)，水透鏡的焦距將變大。(1)如圖1所示，一束平行光平行于主光軸射向水透鏡，在光屏上得到一個(gè)最小光斑，則此時(shí)水透鏡的焦距為___cm。實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)調(diào)節(jié)燭焰、水透鏡和光屏三者中心在___；(2)該同學(xué)移動(dòng)蠟燭、水透鏡和光屏至圖2所示位置時(shí)，恰能在光屏上看到清晰的像，利用此成像特點(diǎn)可制成___（選填“照相機(jī)”或“投影儀”）；若僅將蠟燭與光屏位置對調(diào)，則在光屏上___（選填“能”或“不能”）看到清晰的像；(3)在圖2所示實(shí)驗(yàn)場景下，該同學(xué)把自己的眼鏡給水透鏡“戴上”（如圖3所示）。當(dāng)從水透鏡中抽出適量的水后，他發(fā)現(xiàn)燭焰的像再次變得清晰。由此判斷該同學(xué)戴的是___眼鏡（選填“近視”或“遠(yuǎn)視”）?！敬鸢浮?/p>

8.0

同一高度（凸透鏡主光軸上）

照相機(jī)

能

遠(yuǎn)視【解析】(1)[1]由圖甲知，此時(shí)水透鏡的焦距為18.0cm-10.cm=8.0cm水透鏡的焦距為8.0cm。[2]實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先調(diào)節(jié)光具座上燭焰、水透鏡和光屏三者的中心在同一高度，這樣可使像成在光屏的中央。(2)[3]如圖乙可知，此時(shí)物距大于像距，即物距大于二倍焦距，像距大于一倍焦距，小于二倍焦距，成倒立、縮小的實(shí)像，利用此成像特點(diǎn)可制成照相機(jī)。[4]若僅將蠟燭與光屏位置對調(diào)，據(jù)光路可逆可知，在光屏上能看到清晰的像。(3)[5]當(dāng)向水透鏡里抽出適量的水后，對光線的會(huì)聚能力減弱，發(fā)現(xiàn)燭焰的像再次變得清晰，說明水透鏡“戴上”的是具有會(huì)聚作用的凸透鏡，凸透鏡可用來糾正遠(yuǎn)視眼，則該同學(xué)戴的是遠(yuǎn)視眼鏡。20．學(xué)習(xí)小組用圖甲所示的圓柱形紙質(zhì)套筒做“探究小孔成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)像的大小不同，亮度也不一樣．甲乙（1）關(guān)于像的亮度與哪些因素有關(guān)，他們提出以下猜想：猜想1：與小孔到光屏的距離有關(guān)；猜想2：與小孔的形狀有關(guān)；猜想3：與小孔的大小有關(guān)．①類比利用太陽光測凸透鏡焦距時(shí)，光屏從焦點(diǎn)處遠(yuǎn)離透鏡過程中，光斑越大越暗的現(xiàn)象，可判斷猜想1是_________的．②驗(yàn)證猜想2時(shí)，固定燭焰、紙筒和光屏的位置，更換使用如圖乙所示的三個(gè)小孔進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分別觀察比較所成像的亮度．他們實(shí)驗(yàn)中存在的問題是______________________．③為驗(yàn)證猜想3，固定燭焰、小孔和光屏位置，只改變圓孔直徑，觀察到的現(xiàn)象如下表．圓孔的直徑/mm小于1.01.01.52.02.54.0像的清晰度清晰清晰清晰清晰較模糊模糊像的明亮程度逐漸變亮→實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明：在小孔成像清晰時(shí)，_____________________．（2）學(xué)習(xí)小組對像的清晰度與亮度問題作進(jìn)一步探究．①在紙筒底部中心開一小孔a，又在a上下等距的位置再開兩個(gè)小孔b、c，光屏上觀察到三個(gè)像．在b、c兩孔處放置兩相同的三棱鏡，移動(dòng)光屏到圖丙位置時(shí)，光屏上只出現(xiàn)一個(gè)清晰的更亮的像．則b、c兩小孔處三菱鏡放置的方式可能是________．②他們設(shè)想在b、c兩孔之間再開若干個(gè)小孔，并在小孔處放置棱鏡，所成的像都與b、c兩孔處三棱鏡所成的像重合，則光線通過這些棱鏡的偏折程度比通過b、c兩孔處三棱鏡的要________（選填“大”或“小”）．③若開一個(gè)大孔，并在大孔處放一合適的凸透鏡替代上述所有棱鏡后，恰能在圖丙位置光屏上呈現(xiàn)清晰的像，則此像是_______的倒立實(shí)像；若只用a孔替代凸透鏡，在圖丙位置光屏上所成的像與該透鏡所成的像相比，像的亮度________，像的大小_________．【答案】

正確

沒有控制小孔的大小相等

小孔越大亮度越亮

C

小

縮小

更暗

相等【解析】（1）①根據(jù)題意知道，當(dāng)光屏從焦點(diǎn)處遠(yuǎn)離透鏡過程中，出現(xiàn)光斑越大越暗的現(xiàn)象，則說明像的亮度與小孔到光屏的距離有關(guān)，故可判斷猜想1是正確的；②要探究像的亮度與小孔的形狀的關(guān)系，則需要控制孔的大小不變，只改變形狀，而圖乙中即改變了孔的形狀，沒有改變孔的大小，所以，此過程中存在的問題是：沒有控制小孔的大小相等；③分析表格的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知道：在小孔成像清晰時(shí)，小孔越大，像的明亮程度越亮；（2）①三棱鏡具有偏折光的能力，要想使光都會(huì)聚在光屏中心的位置，則在bc兩處放置的三棱鏡的方式可能是凸透鏡的形狀，即圖C的形狀；②在b、c兩孔之間再開若干個(gè)小孔，并在小孔處放置棱鏡，此裝置類似凸透鏡，過光心時(shí)傳播方向不變，越靠近光心的光線偏折程度的越小，故則光線通過這些棱鏡的偏折程度比通過b、c兩孔處三棱鏡的要??；③根據(jù)圖知，物距大于像距，可以判斷出此時(shí)凸透鏡成的是一個(gè)倒立縮小的實(shí)像，因?yàn)橥雇哥R和小孔都成倒立縮小的實(shí)像，像距和物距相等，所以像的大小是相等的，因?yàn)槿肷涞酵雇哥R上的光數(shù)量較多，經(jīng)凸透鏡折射后，經(jīng)過的像點(diǎn)的光線多，所以看起來亮一些（2）①因?yàn)橥雇哥R對光線有會(huì)聚作用，三棱鏡具有偏折光的能力，所以，要想使光都會(huì)聚在光屏中心的位置，則在bc兩處放置的三棱鏡的方式應(yīng)是凸透鏡的形狀，即圖C所示的形狀．②根據(jù)題意知道，在b、c兩孔之間再開若干個(gè)小孔，并在小孔處放置棱鏡，此裝置類似凸透鏡，由于過光心時(shí)傳播方向不變，越靠近光心的光線偏折程度的越小，所以光線通過這些棱鏡的偏折程度比通過b、c兩孔處三棱鏡的要小些．③若只用a孔替代凸透鏡，像看起來暗一些．【點(diǎn)睛】本題考查的是小孔成像的探究和凸透鏡成像的應(yīng)用，考查了根據(jù)題中信息分析解答能力，有一定的難度．四、綜合計(jì)算題：本題共3小題，共16分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。21．（6分）凸透鏡的成像規(guī)律可以通過畫光路圖去理解。在光路圖中凸透鏡用圖a表示，O點(diǎn)為光心，F(xiàn)為焦點(diǎn)．圖b中A′B′是物體AB經(jīng)透鏡所成的像。（1）請畫出圖b中兩條入射光線的出射光線，完成成像光路圖；（2）在圖b中，物距用u表示，即u=BO；像距用v表示，即v=OB′；焦距用f表示，即f=OF。請運(yùn)用幾何知識證明：【答案】（1）光路圖如下圖所示．（2）如圖b所示，由題意可知：△OAB∽△OA′B′即△AA′C∽△OA′F由題意知OB′=v，BB′=OB+OB′=u+v，AC=OB=u，OF=f變形得即【解析】(1)凸透鏡成像中，經(jīng)過光心的光線傳播方向不變，平行于主光軸的光線出射光線經(jīng)過凸透鏡焦點(diǎn)，連接OA′、CA′、A、O、A′在一條直線上C、F、A′在一條直線上。如圖所示：(2)如圖b所示，△OAB∽△OA′B′所以有即△AA′C∽△OA′F由題意知OB′=v，BB′=OB+OB′=u+v，AC=OB=u，OF=f，所以有變形得即【點(diǎn)睛】凸透鏡成像光路作圖，物距、像距、焦距定量關(guān)系證明（凸透鏡成像規(guī)律定量研究）。22．（6分）（1）如圖，我國教煌的塔式光熱電站通過平面鏡把太陽光反射后匯聚