第四章综合素质评价
一、选择题(每题3分，共30分)
1．放在凸透镜主光轴上焦点F与透镜之间的光源S发出的光，通过凸透镜后的光路如图所示，则下列说法正确的是( )
(第1题)
A.凸透镜可以对光起发散作用
B.焦点F是凸透镜起会聚作用和发散作用的分界点
C.凸透镜对光的作用的光路是不可逆的
D.通过凸透镜后的光发散程度比原来小，因此凸透镜的作用是对光起会聚作用
2．如图所示，MN为透镜L的主光轴，AB为一条从左边射向透镜后折射的光线，由此可以判定( )
(第2题)
A.若L是凸透镜，B点一定是L的焦点
B.若B点是L的焦点，则L一定不是凸透镜
C.若B点是L的焦点，AB的入射光线一定平行于主光轴
D.若AB的入射光线是从无穷远处主光轴上一点发出的，则L一定不是凹透镜
3．[2024·长治模拟]摄影师在东方明珠塔下，利用水晶球作为道具拍摄。在水晶球中可以看到“东方明珠塔”倒立、缩小的像。则下列说法正确的是( )
A.水晶球相当于一个凸透镜
B.水晶球相当于一个凹透镜
C.水晶球中所成的像是虚像
D.水晶球远离东方明珠塔时，其中的像变大
4．[2024·扬州江都区月考]如图所示，A、B、C、D在凸透镜的主光轴上，F为焦点，若保持凸透镜和光屏的位置不变，则物体放在哪个位置时，可能在光屏上观察到物体成倒立、放大的实像( )
(第4题)
A. A点 B. B点 C. C点 D. D点
5．[2024·溧阳模拟]小明同学的奶奶年龄大了，总看不清手机屏幕，需要把手机拿得远远的才能勉强看清，细心的小明在网上帮奶奶购买了一个手机屏幕放大器，将手机放在支架处，透过透明的屏幕放大器即可看到手机屏幕放大的像，如图所示为其观看效果。下列分析不正确的是( )
(第5题)
A.屏幕放大器相当于一个凸透镜
B.透过屏幕放大器看到的像是实像
C.手机放在屏幕放大器的1倍焦距以内
D.小明奶奶戴远视眼镜即可看清近处物体
6．[2024·淄博一模]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.为使薄膜上出现蜡烛清晰的像，需拉长凸透镜和薄膜的距离
7．[2024·北京东城区二模]小东用凸透镜、纸盒等器材自制了一个简易投影仪，可以将手机屏幕画面投影到白墙上，如图甲所示。该投影仪工作示意图如图乙所示，使用时将手机屏幕调至“冰墩墩”画面，然后放在纸盒中某位置，使屏幕正对凸透镜，调整该投影仪与白墙之间的距离，可在墙上得到一个清晰、放大的像。下列说法正确的是( )
A.手机屏幕到透镜的距离应大于透镜的2倍焦距
B.透镜到墙面的距离应在透镜的1倍焦距和2倍焦距之间
C.能从不同角度看到墙上的“冰墩墩”，是由于光在墙面上发生了镜面反射
D.墙上呈现的是手机画面倒立的实像
8．[2024·福建模拟]世界卫生组织的一项研究报告显示，我国初高中生近视率高达80％，国家卫生健康委于2023年7月25日开展“启明行动”，主题是重视儿童眼保健，守护孩子明眸“视”界。如图所示，模拟近视眼成像情况和矫正方法正确的是( )
A. ad B. bd C. ac D. bc
9．在探究凸透镜成像实验中，烛焰到透镜的距离为20 cm，在另一侧12 cm的光屏上观察到一个像，则( )
A.一定成缩小的实像 B.一定成等大的实像
C.可能成虚像 D.可能成放大的实像
10．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，实验桌上有光具座、蜡烛、光屏、焦距分别为15 cm和20 cm的凸透镜L1和L2等器材，小明先将蜡烛、凸透镜L1、光屏正确安装在光具座上，如图所示，在光屏上得到烛焰清晰的像，下列说法正确的是( )
(第10题)
A.光屏上能成倒立、放大的像，此成像原理可以应用于投影仪
B.蜡烛燃烧变短，向上适当调节透镜，可使像再次成在光屏中央
C.保持蜡烛和透镜的位置不变，若将L1换成L2，此时将光屏靠近凸透镜适当距离可以再次得到清晰的像
D.保持蜡烛和透镜位置不变，若将L1换成L2，在透镜和蜡烛间加合适的老花镜，可再次得到清晰的像
二、填空题(每空2分，共40分)
11．[2023·天长期末]如图所示，一束光经过一个透镜后会聚于主光轴上的点A，取掉透镜后，光会聚于B点，则该透镜起到 (填“会聚”或“发散”)作用，是 透镜。
(第11题)
12．如图所示，沿凸透镜的主光轴放置一把刻度尺，自发光点S出发的三条光线a、b、c射向凸透镜，其折射光线如图所示。从图上可以估测凸透镜的焦距约为 cm，发光点S所成的像是 (填“实”或“虚”)像。
(第12题)
13．[2023·郑州金水区期末]人眼看同一个物体，会出现“近大远小”的现象，这和物体与人的眼睛所成视角的大小有关，如图所示。同一个物体离人眼越远时，视角越 。当人离不同大小的物体一样远时，视角也会不同，物体越大，则视角越 。(均填“大”或“小”)
(第13题)
14．如图所示是小明制作的简易望远镜，它由两个焦距不同的凸透镜组成，调整两个凸透镜间的距离，就可以看清远处的景物。前面靠近物体的凸透镜成像原理和 相同，后面靠近眼睛的凸透镜成像原理和 相同。(均填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)
(第14题)
15．[2024·铁岭模拟]正月十五的元宵灯会上，小张拿出手机准备留影纪念，发现通过黑屏状态下的手机屏幕能看到身后游人的像，这个像是 (填“实”或“虚”)像；当他打开手机拍摄兔子灯时，为了使屏幕上的像大些，他应离兔子灯 (填“远”或“近”)一些。
16．显微镜的物镜相当于一个 (填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的镜头，显微镜的目镜相当于一个 (填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)，某同学在用显微镜观察洋葱的细胞组成时，发现物体的像太小，看不清楚，这时他应该使物镜 (填“靠近”或“远离”)物体，目镜远离物镜一些。
17．[2023·达州达川区期中]小东将一支点燃的蜡烛放在凸透镜(f＝10 cm)前28 cm处，光屏上得到了烛焰倒立、 的实像，然后他在蜡烛和凸透镜之间放置了一个远视眼镜片(如图所示)，由于远视眼镜片对光有 作用，所以光屏上烛焰的像变模糊了，若想在光屏上重新得到清晰的像，他可将光屏 (填“远离”或“靠近”)凸透镜。
(第17题)
18．[2024·武威凉州区校级一模]如图，在探究凸透镜成像规律实验中，凸透镜、蜡烛、光屏放在同一直线上。当烛焰在B点时，成像在A点；当烛焰在A点时，成像在C点，则凸透镜一定固定在 之间，两次成像的虚实情况 (填“相同”或“不同”)。
(第18题)
19．某小组在“探究凸透镜成像规律”的实验过程中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v和物体到凸透镜的距离u之间关系的图像，如图所示。由图可知，实验中使用的凸透镜的焦距是 cm；若物距为25 cm，则所成像的性质与 (填“幻灯机”或“照相机”)的成像性质相同。
(第19题)
三、作图题(每题4分，共8分)
20．[2024·西安碑林区校级模拟]如图所示，完成凹透镜两条光线对应的折射光线和入射光线。
(第20题)
21．[2024·广州海珠区校级二模]一束白光通过三棱镜折射后，在屏上形成了由红到紫连续排列的彩色光带，如图甲所示；在图乙中，一束红光和紫光平行于主光轴射入凸透镜后，分别经过图乙中的A、B两点，请完成两束光经过凸透镜的光路图。
(第21题)
四、实验探究题(每空2分，共22分)
22．某同学用如图甲所示的装置探究“凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物距u和像距v之间的关系图像(如图乙所示)。
(1)按照图甲安装实验器材时，为了使像成在光屏中央，除了将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，还应调整烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在 ；由图乙可得出该实验所用凸透镜的焦距是 cm。
(2)当各元件位置如图甲所示时，可在光屏上得到一个清晰的实像，生活中的
(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像原理制成的。
(3)若要使(2)中光屏上的像变大，应将蜡烛向 移动，同时将光屏向
移动。(均填“左”或“右”)
(4)如图丙所示，将蜡烛置于凸透镜1倍焦距以内，在透镜另一侧可以观察到放大的虚像，若将一不透明的光屏置于如图丙中的虚线处，则烛焰的像
(填写正确选项的字母)。
A.会消失 B.亮度变暗 C.没有变化 D.成在光屏上
23．[2024·德州二模]如图甲所示，人眼的功能类似于照相机。学习了凸透镜成像规律后，小明对人眼和照相机如何成清晰的像，进行了进一步研究。
(1)人眼结构中，视网膜到晶状体的距离不变，相当于“探究凸透镜成像规律”实验中， 到凸透镜的距离不变，能否看清远近不同的物体，可能与晶状体的焦距有关；小明猜测使用变焦照相机拍照，能否得到清晰的像，可能同时与焦距和像距有关。于是他用图乙装置进行探究。
(2)实验前，调节“F”光源和光屏的中心在凸透镜的主光轴上，是为了使像呈现在 。
(3)实验主要步骤：
①保持光屏到凸透镜的距离不变，换上不同焦距的凸透镜，调节“F”光源到凸透镜的距离，直到光屏上成清晰的像，分别记录焦距、物距和像的高度；
②保持 到凸透镜的距离不变，换上不同焦距的凸透镜，调节光屏到凸透镜的距离，直到光屏上成清晰的像，分别记录焦距、像距和像的高度。
(4)实验数据如表所示：
物体高度为H＝5.0 cm
实验次数 物距/cm 像距/cm 焦距/ cm 像的高度/cm
1 17.1 15.0 8.0 4.4
2 30.0 15.0 10.0 2.5
3 60.0 15.0 12.0 1.3
4 25.0 11.8 8.0 2.4
5 25.0 16.7 10.0 3.3
6 25.0 23.1 12.0 4.6
①分析 三组数据可知：当像距不变时，物距变大，要成清晰的像，凸透镜焦距要变大；
②分析4、5、6三组数据可知：当物距不变时，凸透镜焦距越 ，像距越大，像也越大；
根据以上探究可知：人眼是通过调节晶状体焦距来看清远近不同物体的；用变焦照相机在同一位置拍摄同一物体时，是通过同时调节焦距和像距，使物体成大小不同的清晰的像。
参考答案
1． D 【点拨】通过凸透镜后的光发散程度比原来小，因此凸透镜的作用是对光起会聚作用，故A错误，D正确；平行于主光轴的光经过凸透镜后会聚于一点，这个点就是焦点，焦点F不是凸透镜起会聚作用和发散作用的分界点，故B错误；凸透镜利用的是光的折射，在光的折射中，光路是可逆的，故C错误。
2． D 【点拨】若L是凸透镜，入射光线平行于主光轴，则B点为凸透镜的焦点，若入射光线没有平行于主光轴，则折射光线不会通过焦点，即B不是焦点，A错误。若B点是L的焦点(可以是实焦点，也可以是虚焦点)，L可能为凸透镜，也可能为凹透镜。当L为凸透镜时，AB的入射光线一定平行于主光轴；当L为凹透镜时，AB的入射光线一定不平行于主光轴，BC错误。若AB的入射光线是从无穷远处主光轴上一点发出的，L若是凹透镜，光通透镜后将变得发散，不会折射到B，所以一定不是凹透镜，D正确。故选D。
3． A 【点拨】水晶球中间厚、边缘薄，相当于凸透镜，故A正确，B错误；根据凸透镜成像规律，成倒立的像一定是实像，故C错误；根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，当水晶球远离东方明珠塔时，物距变大，像距变小，像将变小，故D错误。
4． B 【点拨】由凸透镜成像规律可知，当物体在1倍焦距和2倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，且像和物体在凸透镜的异侧。故选B。
5． B 【点拨】手机屏幕放大器的实质是一个凸透镜，把手机放在凸透镜的1倍焦距之内，成正立、放大的虚像，故AC正确，B错误；远视眼镜是凸透镜，小明的奶奶戴远视眼镜后能看清近处的物体，故D正确。
6． D 【点拨】在较暗的室内，先将凸透镜对着室外的景物，此时的物距大于2倍焦距，成的是倒立、缩小的实像，像距在凸透镜的1倍焦距和2倍焦距之间，即10 cm至20 cm之间，AB错误；凸透镜对着室内点燃的蜡烛，薄膜上出现清晰的像，由于不知道此时物距和焦距的关系，所以无法判定成像的大小特点，C错误；景物成像时的物距大于蜡烛成像时的物距，蜡烛成像时，物距变小，像距变大，为使薄膜上出现蜡烛清晰的像，需拉长凸透镜和薄膜的距离，D正确。故选D。
7． D 【点拨】手机画面通过透镜成的是倒立、放大的实像，此时手机屏幕到透镜的距离应在1倍焦距和2倍焦距之间，透镜到墙面的距离应该大于透镜的2倍焦距，故AB错误，D正确；能从不同角度看到墙上的“冰墩墩”，是由于光在墙面上发生了漫反射，故C错误。
8． C 【点拨】近视眼是因为晶状体焦距太短，像落在视网膜的前方，为了使光会聚在原来的会聚点后面的视网膜上，就需要使光在进入人的眼睛以前发散一下，因此戴对光具有发散作用的凹透镜来矫正。故选C。
9． A 【点拨】根据凸透镜成像规律可知，物距大于像距时成倒立、缩小的实像。
10． D 【点拨】由图可知，此时物距大于像距，成倒立、缩小的实像，应用为照相机，故A错误；蜡烛变短会使像成在光屏中心的上方，要使像再次成在光屏中央，应将蜡烛向上调或将凸透镜向下调，故B错误；保持蜡烛和透镜位置不变，若将L1换成L2，此时焦距变大，会聚能力变弱，则像距增大，所以为了再次在光屏上成像，可以将光屏远离透镜，或者在透镜和蜡烛间加合适的具有会聚作用的老花镜，故C错误，D正确。故选D。
11．发散；凹 【点拨】放上透镜的会聚点A要比不放透镜的会聚点B更远离透镜，由此可知，该透镜对光有发散作用，所以该透镜是发散透镜，即凹透镜。
12．5.00；虚 【点拨】平行于主光轴的光经凸透镜折射后，会聚于主光轴上的某一点，这一点叫做凸透镜的焦点，从这一点到光心的距离叫做焦距，由图可知，a光线是平行于主光轴的光线，则该凸透镜的焦距f＝5.00 cm；由图可知，此时物距u＝2.00 cm，则此时物距小于1倍焦距，根据凸透镜的成像规律可知，此时凸透镜成正立、放大的虚像。
13．小；大
14．照相机；放大镜 【点拨】该望远镜的物镜和目镜都是凸透镜，物镜成倒立、缩小的实像，和照相机的成像原理相同，这个像成在目镜1倍焦距以内，目镜成正立、放大的虚像，和放大镜的成像原理相同。
15．虚；近 【点拨】黑屏状态下的手机屏幕相当于平面镜，由平面镜成像的特点知，通过黑屏状态下的手机屏幕看到身后游人的像是虚像；根据凸透镜成实像规律，物近像远像变大，所以为了使屏幕上的像大些，他应离兔子灯近一些。
16．投影仪；放大镜；靠近 【点拨】显微镜的物镜成的是倒立、放大的实像，相当于投影仪的镜头；显微镜的目镜成的是正立、放大的虚像，相当于一个放大镜；显微镜的物镜成的是倒立、放大的实像，根据“成实像时物近像远像变大”的规律，应缩小物距，才能使像变大。
17．缩小；会聚；靠近 【点拨】已知f＝10 cm，则2f＝20 cm，蜡烛在凸透镜前28 cm处，物距大于2f，成倒立、缩小的实像；远视眼镜片是凸透镜，所以远视眼镜片对光有会聚作用；将远视眼镜片放在蜡烛和凸透镜之间，经过凸透镜的光会比原来提前会聚成像，所以将光屏靠近凸透镜，才能在光屏上重新得到清晰的像。
18． B、C；不同 【点拨】若凸透镜在B、A之间，当烛焰在B点时，成像在A点，根据光路的可逆性，当烛焰在A点时，成像应在B点，与题意不符，则凸透镜一定固定在B、C之间，当烛焰在B点时，成像在A点，物像在同侧，成虚像；当烛焰在A点时，成像在C点，物像在两侧，成实像；两次成像的虚实情况不同。
19．10；照相机 【点拨】由图可知，当物距和像距相等，都为20 cm时，成等大、倒立的实像，此时的物距等于2倍焦距，所以凸透镜的焦距f＝10 cm。当物距为25 cm时，物距大于2倍焦距，成倒立、缩小的实像，与照相机成像性质相同。
20．【解】如图所示。
21．【解】如图所示。
22．(1)同一高度；8 (2)照相机 (3)右；右 (4)C
【点拨】(1)为了能使像成在光屏的中央，必须使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度。根据凸透镜的成像规律，当物距等于2倍焦距时，物体成倒立、等大的实像，此时像距与物距相等，所以根据图乙可知，当物距、像距都等于16 cm时，符合要求，因此凸透镜的焦距为8 cm。(2)由图甲可知，此时物距是30 cm，大于2倍焦距，成倒立、缩小的实像，照相机就是应用这一原理制成的。(3)根据凸透镜成实像时物近像远像变大的规律可知，当蜡烛向右移动时，靠近凸透镜，物距变小，所成的像就变大，同时像距变大，所以要将光屏向右移动。(4)因为虚像是折射光线的反向延长线相交得到的，所以在虚线处放置一光屏对成虚像不产生影响，所以烛焰的像没有变化，故选C。
23．(1)光屏 (2)光屏中央 (3)②“F”光源 (4)①1、2、3；②大
【点拨】(2)为了使像成在光屏中央，实验前，应调节“F”光源和光屏的中心在凸透镜的主光轴上。(3)实验步骤②中改变了焦距和像距，因此应控制物距不变，即保持“F”光源到凸透镜的距离不变。(4)①由表中数据可知，像距不变的三组实验分别是1、2、3；②分析4、5、6三组数据可知，物距不变，像距逐渐变大，焦距也逐渐变大，像的高度也变高，说明像也变大，所以当物距不变时，凸透镜焦距越大，像距越大，像也越大。
