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文檔簡介
專題09凸透鏡成像規(guī)律與三類應(yīng)用
【核心考點講解】
探究凸透鏡成像的規(guī)律
【提出問題】凸透鏡成像,像的大小、正倒、虛實跟物距有什么關(guān)系?
【實驗器材】帶刻度的光具座、蠟燭、光屏、透鏡(焦距在10?20cm之間)、刻度尺。
【實驗步驟】探討像的大小、正倒、虛實跟物距的關(guān)系
1、把凸透鏡放在光具座標尺中央,在左右兩側(cè)標尺上,分別標出1倍焦距和2倍焦距的位置;
2、點燃蠟燭,調(diào)整高度,使燭焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度;
3、把蠟燭放在離凸透鏡較遠的位置,調(diào)整光屏到透鏡的距離,使燭焰在屏上成一個清晰的像,觀察像的大小、正
倒,測出蠟燭與凸透鏡、凸透鏡與光屏間的距離,把數(shù)據(jù)記錄在表格中。
4、把蠟燭靠近凸透鏡,觀察像的大小、正倒,測出蠟燭與凸透鏡、凸透鏡與光屏間的距離,把數(shù)據(jù)記錄在表格中。
5、當蠟燭到一定位置時,光屏沒有像,用眼睛透過凸透鏡觀察蠟燭的像,觀察像的大小、正倒,測出蠟燭與凸透
鏡、像與凸透鏡間的距離,把數(shù)據(jù)記錄在表格中。
【實驗結(jié)論】
物距U像距v像的性質(zhì)
u>2ff<v<2f倒立縮小實像
f<u<2fv>2f倒立放大實像
u<fv>u正立放大虛像
u=2fv=2f倒立等大實像
u=f不成像
【重要規(guī)律】凸透鏡成像動態(tài)規(guī)律
1、f以外,物體靠近凸透鏡,像遠離凸透鏡,像變大,即物近像遠像變大;物體遠離凸透鏡,像靠近凸透鏡,像變
小,即物遠像近像變小。
2、f以內(nèi),物體靠近凸透鏡,像靠近凸透鏡,像變小,即物近像近像變?。晃矬w遠離凸透鏡,像遠離凸透鏡,像變
大,即物遠像遠像變大。
應(yīng)用一、照相機、投影儀、放大鏡
1、成像特點
(1)照相機:鏡頭是凸透鏡,物體在2倍焦距以外,像在1倍焦距和2倍焦距之間,成倒立縮小的實像。
(2)投影儀:鏡頭是凸透鏡,物體在1倍焦距和2倍焦距之間,像在2倍焦距以外,成倒立放大的實像。
(3)放大鏡:相當于凸透鏡,物體在1倍焦距之內(nèi),透過凸透鏡觀察到正立放大的虛像。
2、成像光路圖
應(yīng)用二、眼睛和眼鏡
1、眼睛的晶狀體相當于凸透鏡,視網(wǎng)膜相當于光屏,明視距離為25cm。
2、近視眼及矯正
(1)成因:晶狀體變厚,對光的偏折能力變強,像落在視網(wǎng)膜前方。
⑵矯正:佩戴凹透鏡(相當于削薄凸透鏡)。
⑶光路圖
3、遠視眼及矯正
(1)成因:晶狀體變薄,對光的偏折能力變?nèi)?,像落在視網(wǎng)膜后方.
⑵矯正:佩戴凸透鏡(相當于加厚凸透鏡)。
(3)光路圖
應(yīng)用三、顯微鏡和望遠鏡
1、顯微鏡
⑴物鏡和目鏡都是凸透鏡;
(2)物鏡相當于投影儀,成倒立放大實像;實像落在目鏡f以內(nèi),目鏡相當于放大鏡,觀察到正立放大虛像;
(3)物鏡x5,目鏡x8,相當于放大5x8=40倍
2、望遠鏡
⑴物鏡和目鏡都是凸透鏡;
(2)物鏡相當于照相機,成倒立縮小實像;實像落在目鏡f以內(nèi),目鏡相當于放大鏡,觀察到正立放大虛像;
【必刷題型精練】
題型01探究凸透鏡成像規(guī)律
甲乙
A.從圖甲中可知該透鏡的焦距為10.0cm
B.如圖乙所示,向左適當移動光屏可以得到縮小的實像
C.如圖乙所示,將蠟燭移至30cm處,光屏上可得到等大的實像
D.如圖乙所示,將蠟燭移至45cm處,移動光屏可以得到縮小的實像
2.(2021?常德中考)在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中,當點燃的蠟燭、凸透鏡及光屏處于如圖所示的位置時,
在光屏上得到燭焰清晰的像。下列說法中正確的是()
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11川||川|||||||喇由|||川|||川川平1川11麗河川4麗川11川川甲111|1川|川1|川1|d
圉6cmi02030405060708090lob限
A.該凸透鏡的焦距范圍為7.5cm<f<15cm
B.光屏上成倒立、放大的實像
C.透鏡不動,蠟燭向右移動,光屏向左移動,可再次得到清晰的像
D.蠟燭和光屏不動,移動凸透鏡到適當位置,光屏上可再次得到清晰的縮小的像
3.(2020?樂山中考)在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗中,下列說法正確的是()
A.將蠟燭移至a處時,移動光屏,可看見放大、正立的實像
B.將蠟燭移至b處時,移動光屏,可看見縮小、倒立的實像
C.將蠟燭移至c處時,移動光屏,可看見放大、倒立的實像
D.將蠟燭移至d處時,移動光屏,可看見放大、正立的虛像
4.(2021?煙臺模擬)實驗室備有甲、乙、丙三個凸透鏡,三個實驗小組分別用這三個凸透鏡探究凸透鏡成像規(guī)律,
實驗時,當蠟燭到透鏡的距離都為12cm時,甲、乙、丙三透鏡分別成縮小的實像、放大的虛像、放大的實像,
則這三個透鏡的焦距f甲、f乙、f丙的大小關(guān)系為()
A.£甲〉£乙〉f丙B.f乙>£丙>£甲
C.f乙>£甲>£丙D.f丙>£乙>£甲
5.(2020?綿陽中考)如圖所示,在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中,凸透鏡焦距是10cm,蠟燭放在A處,位于
C處的光屏(圖中未畫出)上得到了清晰的像;保持透鏡位置不變,將蠟燭移到B處,移動光屏再次得到清晰
的像。關(guān)于光屏移動的方向和移動距離L屏與蠟燭移動距離L燭的大小關(guān)系,正確的是()
F叫川甲|叫?川『11|川中||||1川|1川||||甲1川iiiip川川ip叫川甲川|川平川|1川|
6cmi020304050M7080由1()1)
ABC
A.向右移動光屏,L屏<L燭B.向左移動光屏,1屏<1燭
C.向左移動光屏,L屏>1燭D.向右移動光屏,L屏>1燭
6.(2021?紹興模擬)凸透鏡成像實驗中,移動物體到某位置時,能在光屏上成清晰縮小的像,則下列能成立的是
()
①如果將物體靠近凸透鏡,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏必須遠離凸透鏡,且光屏移動距離先大于后小于物
體移動距離;
②同時移動物體與光屏,且移動距離相同,有可能在光屏上成清晰縮小的像;
③換用焦距較小的凸透鏡后,仍要在光屏上得到清晰的像,如果只移動光屏,光屏必須靠近凸透鏡;
④保持物體和光屏位置不變,移動凸透鏡,一定可以在光屏上的到另一個清晰的像。
A.①③B.②④C.②③D.③④
7.(2021?南通中考)小娟對有關(guān)光學實驗進行比較研究。
(1)探究凸透鏡成像規(guī)律時,調(diào)節(jié)器材使燭焰和光屏的中心位于透鏡的上,器材在圖示位置時,觀察
到光屏上呈現(xiàn)燭焰清晰的像,則該像為倒立、實像,若將蠟燭移至35cm處,此時凸透鏡對燭焰發(fā)出的
光起作用。
(2)將圖中的透鏡換為帶小孔的遮光板,燭焰的像成在光屏下方,要讓像成在光屏中央,應(yīng)將小孔向調(diào)
節(jié),此時的像與圖中透1鏡所成-的-像相比,像的大小。
4.|川4川X||曬川川平|叫H1仲川川平川||T|岫川川甲川||叫一
6cm1020304050607080
8.(2021?云南中考)用焦距為10cm的凸透鏡探究成像規(guī)律,如圖所示,燭焰在光屏上成清晰的像,則光屏到凸透
鏡的距離可能是cm(選填“8”、“18”或“28”);把近視鏡片放在蠟燭和凸透鏡之間,應(yīng)將光屏向
(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié),才能在光屏上重新成清晰的像。
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9.(2021?柳州中考)同學們用如圖甲的裝置探究影響凸透鏡成像虛實的因素,進行如下實驗。
(1)為更好地觀察實驗現(xiàn)象,應(yīng)選擇在(選填“較暗”或“較亮”)的環(huán)境下進行實驗。
(2)用手電筒的光水平照射凸透鏡,通過確定光的會聚點來測量凸透鏡的焦距,在相同實驗條件下,小丁和小
剛測量相同透鏡的焦距,小剛的測量結(jié)果總比小丁的測量結(jié)果小,經(jīng)對比發(fā)現(xiàn)兩人使用的手電筒略有不同(如圖
乙),則使用手電筒的測量結(jié)果準確度較高,小剛使用的應(yīng)該是手電筒o
手電筒H手電筒B
甲乙
(3)正確測出焦距f后,點燃蠟燭繼續(xù)實驗。發(fā)現(xiàn)當物距u<f時,光屏上不能出現(xiàn)燭焰的像,但直接用眼睛透
過透鏡能觀察到燭焰的像,說明該像是(選填“實”或“虛”)像;當u=f時,(選填“能”
或“不能”)觀察到燭焰的像;當u>f時,光屏上能出現(xiàn)燭焰的像,說明該像是(選填“實”或“虛”)
像。同學們分析得出結(jié)論:像的虛實由u和f的大小關(guān)系決定。
10.(2020?大連中考)實驗課上,同學們分組探究“物距大于一倍焦距小于二倍焦距時,凸透鏡成像的虛實、正倒
和大小”。某小組選用的實驗器材有:光具座?!癋”形LED發(fā)光體。凸透鏡(焦距為10cm)。光屏和刻度尺(量
程為0?30cm)。
Fl
in甲叫Hi甲川||川|||川|叫巾1|11叩川|in
Jan106oJ。1050A70809b血10cm,0Jfl4050?
甲乙
(1)第一次實驗時,該小組調(diào)整好LED發(fā)光體、凸透鏡和光屏的高度。如圖甲所示。將發(fā)光體固定在光具座的
零刻度線上,通過移動來達到預(yù)設(shè)的物距。
(2)調(diào)整物距后。移動光屏承接到倒立的實像。該小組發(fā)現(xiàn)這個像的高度與發(fā)光體很接近,依靠視覺很難比較
該像與發(fā)光體的大小關(guān)系。為了能確定兩者的大小關(guān)系。則接下來的實驗操作是:。在本次實驗中。光
屏上的像和凸透鏡的位置如圖乙所示。則像距V1=cm。
(3)該小組繼續(xù)進行實驗。記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表。
凸透鏡的焦距f=10cm
實驗次數(shù)物距u/cm像的虛實像的正倒像的大小像距v/cm
119.0實像倒立放大VI
216.0實像倒立放大26.9
313.0實像倒立放大43.6
分析表中信息,可以得出的探究結(jié)論是:。
(4)得出結(jié)論后。該小組與其他小組進行交流。他們發(fā)現(xiàn)其他小組選取了不同焦距的凸透鏡進行實驗,也得到
了與自己相同的結(jié)論。這樣使該探究的結(jié)論更。
題型02照相機、投影儀、放大鏡
11.(2020?武漢中考)全國多地在歡迎援鄂抗疫英雄凱旋時舉行了“飛機過水門”的最高禮儀。某次儀式中,攝影
師拍攝了如圖所示的照片,他所用的照相機的鏡頭相當于一個凸透鏡,像成在照相機的底片上,下列說法正確的
是()
A.所成的像是縮小的實像B.所成的像是縮小的虛像
C.所成的像是放大的實像D.所成的像是放大的虛像
12.(2021?衡陽中考)如圖所示,購物支付已進入“刷臉”時代,消費者結(jié)賬時站在攝像頭(相當于一個凸透鏡)
前約1m的位置,面對鏡頭,經(jīng)系統(tǒng)自動拍照、掃描等,確認信息后,即可進行后續(xù)工作。則下列說法正確的是
A.攝像頭的焦距可能是2m
B.人臉通過攝像頭成像是光的反射現(xiàn)象形成的
C.“刷臉”時,面部經(jīng)攝像頭成正立縮小的實像
D.“刷臉”時,面部應(yīng)位于攝像頭兩倍焦距之外
13.(2020?鄂州中考)如圖是小強用手機、透鏡和紙盒自制的簡易投影儀,能將手機上的畫面放大投射到白色墻上。
下列說法正確的是()
放置手機
A.手機屏幕到透鏡的距離應(yīng)大于透鏡的二倍焦距
B.白色墻上呈現(xiàn)的是手機畫面倒立、放大的實像
C.若用不透明的硬紙板遮住透鏡的一部分,白色墻上的畫面將不再完整
D.從各個角度都能清楚地看到白色墻上的像,是因為墻對光發(fā)生了鏡面反射
14.(2021?常州模擬)蝴蝶研究專家章麗暉在茅山首次發(fā)現(xiàn)國家二級保護動物-中華虎鳳蝶,他先用相機拍攝了蝴
蝶休憩的照片甲,為了拍攝照片乙,應(yīng)()
A.相機適當靠近蝴蝶,鏡頭略向外伸
B.相機適當靠近蝴蝶,鏡頭略向內(nèi)縮
C.相機適當遠離蝴蝶,鏡頭略向外伸
D.相機適當遠離蝴蝶,鏡頭略向內(nèi)縮
15.(2021?廣州模擬)如圖所示,是麗麗傍晚在商業(yè)街行走時看到投射在地面上的鮮奶廣告,下列對這個像的形成
和性質(zhì)分析正確的是()
A.光的折射形成的實像
B.光的反射形成的實像
C.光的反射形成的虛像
D.光的直線傳播形成的虛像
16.(2020?山西中考)小亮在重陽節(jié)送給奶奶一個臺式放大鏡(如圖)。放大鏡的焦距為25cm。奶奶正確使用這個
放大鏡看書時()
A.書與放大鏡之間的距離應(yīng)等于25cmB.書與放大鏡之間的距離應(yīng)小于25cm
C.看到的是倒立、放大的虛像D.看到的是正立、放大的實像
17.(2020?安徽中考)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離,則看到刻度尺的像的先后順序正確的是()
C.乙一■丁f甲一■丙D.丙一甲一乙丁
18.(2021?梧州中考)如圖甲所示一幅漫畫立在桌面上,小明把一個裝有水的圓柱形玻璃杯放在漫畫前,驚奇地發(fā)
現(xiàn),透過水杯看到漫畫中的老鼠變“胖”了,還掉頭奔向貓,如圖乙所示,下列關(guān)于此現(xiàn)象的說法正確的是()
A.透過水杯看到變“胖”的老鼠是虛像
B.裝有水的圓柱形玻璃杯相當于一個凹透鏡
C.將漫畫逐漸靠近水杯,透過水杯看到的老鼠始終是掉頭的
D.將漫畫離水杯遠一些,透過水杯看到的老鼠會變“瘦”一些
19.(2021?烏魯木齊模擬)夜晚,發(fā)著光的小螢火蟲從放大鏡的2倍焦距處沿著主光軸勻速飛行過程中,螢火蟲發(fā)
出的通過放大鏡部分的光逐漸減少,則螢火蟲的像()
A.遠離放大鏡,平均速度小于螢火蟲的飛行速度
B.遠離放大鏡,平均速度大于螢火蟲的飛行速度
C.靠近放大鏡,平均速度小于螢火蟲的飛行速度
D.靠近放大鏡,平均速度大于螢火蟲的飛行速度
20.(2021?蕪湖模擬)如圖是現(xiàn)代城市很多路口安裝的監(jiān)控攝像頭,它可以拍下違章行駛或發(fā)生交通事故時的現(xiàn)場
照片。攝像頭的鏡頭相當于一個凸透鏡,它的工作原理與(選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”)相
似。
21.(2021?阜新模擬)二維碼在現(xiàn)代生活中隨處可見。我們能看見二維碼是由于光在二維碼圖案上發(fā)生了(填
“反”或“折”)射;用手機掃描二維碼時,手機的鏡頭相當于鏡,二維碼圖案通過手機鏡頭成(填
“實”或“虛”)像。如圖所示是時下流行用自拍桿拍照的情景,與直接拿手機自拍相比,使用自拍桿增大了
22.(2021?汕頭模擬)如圖所示是幻燈機的工作原理圖?;脽魴C的鏡頭相當于一個鏡。為了使觀眾看到正
立的像,幻燈片要(填“順著”或“倒著”)插入架上。用強光照射幻燈片,幻燈片上的畫面在屏幕上
形成像(填“實”或“虛”)。
聚光鏡i-i.i-ru-
23.(2021?武漢模擬)如圖是投影儀成像示意圖,平面鏡的作用是o若將凸透鏡向上移動一點,屏幕需向
(選填“左”或“右”)移動才能看到清晰的像。凸透鏡的作用是使投影片在屏幕上成(選填
“等大”、“縮小”或“放大”)的實像,此時如果有一只飛蟲在透鏡和投影片之間飛過,則屏幕上(選
填“一定能”、“可能”或“不能”)形成小蟲清晰的像。
24.(2021?杭州模擬)如圖所示為放大鏡的結(jié)構(gòu)圖,請回答下列關(guān)于放大鏡的使用方法的問題:
(1)方法一:讓放大鏡觀察的物體,直至圖象大而清晰。
(2)方法二:放大鏡盡量______眼睛,放大鏡不動,移動物體,直至圖象大而清晰。用放大鏡觀察一些較小的
物體時,適當?shù)貙⒎糯箸R物體,可以獲得大而清晰的圖象。
漳片
i鏡橋
25.(2021?宜昌模擬)常用體溫計的刻度部分為三棱體,橫截面如圖,其正面呈圓弧形,這樣就可看清體溫計內(nèi)極
細的水銀柱,以便于讀數(shù),這是因為圓弧形玻璃的作用相當于,使我們能看到水銀柱放大后的像
(填“實”或“虛”)。
題型03眼睛和眼鏡
26.(2021?牡丹江中考)現(xiàn)代生活中,手機給人們帶來了許多便利,但長時間看手機屏幕,容易導致視力下降,如
圖所示的四幅圖是眼球成像及視力矯正的示意圖,其中屬于近視眼的成因及其矯正的是()
A.甲、乙B.甲、丁C.丙、乙D.丙、丁
27.(2021?寧波中考)如圖所示,當我們看遠處物體時,遠處物體的光線正好聚焦在視網(wǎng)膜上。當我們從看遠處物
體改為看近處物體時(一般不小于10cm),為了使近處物體成像在視網(wǎng)膜上,晶狀體凸度和焦距的變化情況分別
是()
A.晶狀體凸度變大,焦距變短
B.晶狀體凸度變大,焦距變長
C.晶狀體凸度變小,焦距變短
D.晶狀體凸度變小,焦距變長
28.(2021?天門中考)小花用水凸透鏡模擬人眼的晶狀體,光屏相當于視網(wǎng)膜(如圖)。當用注射器向膠膜內(nèi)注水,
水凸透鏡的凸起程度增加,光屏上原來清晰的像變模糊了;將蠟燭靠近水凸透鏡,光屏上再次得到清晰的像,此
過程模擬的眼睛及該眼睛的矯正方法是()
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||Iliiii|iniiiii|ini
2030405060708090100
A.近視眼用凸透鏡矯正B.遠視眼用凸透鏡矯正
C.近視眼用凹透鏡矯正D.遠視眼用凹透鏡矯正
29.(2020?臺州中考)為滿足特殊人群的需求,有一種眼鏡的鏡片可以改變(如圖甲),它的改變是通過在透明的
薄膜中注入或抽出光學液體來實現(xiàn)。圖乙是某人看遠處物體時的成像情況,此時該人的視力缺陷和矯正時應(yīng)選擇
的鏡片是()
A.近視眼,鏡片IB.近視眼,鏡片n
C.遠視眼,鏡片ID.遠視眼,鏡片II
30.(2021?成都中考)眼睛的角膜和晶狀體類似于透鏡。青少年如果長時間使用電子產(chǎn)品,缺乏戶外活動,
就可能患上近視?;冀暫笮枰宕魍哥R進行矯正。
31.(2020?揚州中考)同學們課間在走廊上眺望遠方。此時晶狀體變(填“厚”或“薄”),晶狀體的發(fā)
生變化,遠處的景物在視網(wǎng)膜上成倒立、的實像。有些同學看不清遠處的景物,可以佩戴透鏡制
作的眼鏡矯正視力。
32.(2019?綿陽中考)人進入老年后,眼睛睫狀體對晶狀體的調(diào)節(jié)能力減弱,太遠、太近的物體都看不清楚。近視
遠視一體眼鏡(雙光鏡)可以解決這個問題,戴上這種眼鏡,透過下半部分可以看清書上文字,透過上半部分鏡
片可以看清遠處景物。由此可知,近視遠視一體眼鏡下半部分是透鏡,上半部分鏡片對光具有
(選填“會聚”或“發(fā)散”)作用。
33.(2021?長春模擬)小明兩眼視力缺陷不同。將一只2B鉛筆緊貼他所佩戴眼鏡的兩個鏡片,透過鏡片看到鉛筆
的像如圖甲所示。則圖中右側(cè)的鏡片是(選填“凸透鏡”或“凹透鏡”);如圖乙所示,光會聚于b點,
在虛線區(qū)域內(nèi)放入圖甲中眼鏡的(選填“左側(cè)鏡片”或“右側(cè)鏡片”)后,光會聚于主光軸MN的c點。
左右
甲乙
題型04顯微鏡和望遠鏡
34.(2021?黃石模擬)下列關(guān)于顯微鏡和望遠鏡的說法中正確的是()
A.顯微鏡的物鏡相當于照相機成倒立放大的實像
B.望遠鏡的物鏡相當于投影儀成倒立縮小的實像
C.物體經(jīng)過顯微鏡和望遠鏡所成的像都比實際物體大了很多倍
D.顯微鏡和望遠鏡的目鏡都相當于一個放大鏡
35.(2021?長沙模擬)顯微鏡在生物課時我們已學過,顯微鏡的結(jié)構(gòu)如圖所示,則下列分析正確的是()
A.物鏡相當于凸透鏡,目鏡相當于凹透鏡
B.物鏡和目鏡都相當于凸透鏡,但只有目鏡起放大作用
C.物鏡和目鏡都相當于凸透鏡,但只有物鏡起放大作用
D.物鏡和目鏡都相當于凸透鏡,來自被觀察物體的光經(jīng)物鏡成一個放大的像,再經(jīng)目鏡再放大一次
36.(2021?寶雞模擬)如圖所示為實驗室用顯微鏡和天文望遠鏡,關(guān)于圖中兩種儀器下列說法錯誤的是()
A.顯微鏡的目鏡成正立放大的虛像,物鏡成倒立放大的實像
B.天文望遠鏡的目鏡成正立放大的虛像,物鏡成倒立縮小的實像
C.顯微鏡的目鏡相當于凸透鏡,物鏡相當于凹透鏡
D.天文望遠鏡的目鏡和物鏡都相當于凸透鏡
37.(2021?資陽模擬)如圖所示,小強同學用兩只焦距不同的放大鏡一前一后放在眼。前觀察遠處的物體,則下列
說法中正確的是(
A.兩只放大鏡對物體進行了兩次放大
B.兩只放大鏡組合在一起相當于一臺顯微鏡
C.兩只放大鏡組合在一起相當于一架望遠鏡
D.將兩只放大鏡的位置對換后,觀察同一物體的大小是相同的
38.(2021?鞍山模擬)如圖所示為一種光學顯微鏡,其中目鏡和物鏡都是由制成的,在光線較弱的情況下,
反光鏡可以選用(選填:“平面鏡”、“凹面鏡”)。
39.(2021?黃岡模擬)如圖是簡易天文望遠鏡內(nèi)部結(jié)構(gòu)。遠處的物體經(jīng)過物鏡成一個的實像,落在目鏡
的位置;這個實像經(jīng)過目鏡成一個正立像。如果你想制作簡易天文望遠鏡,沒有現(xiàn)成的透鏡,可以選用
合適的(選填“近視”或“遠視”)鏡片來代替。
物鏡
40.(2021?汕頭模擬)如圖所示中的顯微鏡和望遠鏡用到了我們所學的很多光學知識。
(1)甲圖是顯微鏡,它的反光鏡有一面是凹面鏡,它對光起到作用,可在光線較時使用,如
果使用的目鏡放大倍數(shù)40,物鏡放大倍數(shù)20,則觀察的物體被放大了倍。
(2)乙圖是望遠鏡,它物鏡的作用相當于的鏡頭(選填“放大鏡”、“投影儀”或“照相機”),成像
(選填“放大”、“縮小”或“等大”);它目鏡的作用相當于的(選填“放大鏡”、“投影儀”或“照相機”)
成像(選填“虛”或“實”)
專題09凸透鏡成像規(guī)律與三類應(yīng)用
【核心考點講解】
【實驗名稱】探究凸透鏡成像的規(guī)律
【提出問題】凸透鏡成像,像的大小、正倒、虛實跟物距有什么關(guān)系?
【實驗器材】帶刻度的光具座、蠟燭、光屏、透鏡(焦距在10?20cm之間)、刻度尺。
【實驗步驟】探討像的大小、正倒、虛實跟物距的關(guān)系
1、把凸透鏡放在光具座標尺中央,在左右兩側(cè)標尺上,分別標出1倍焦距和2倍焦距的位
置;
2、點燃蠟燭,調(diào)整高度,使燭焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度;
3、把蠟燭放在離凸透鏡較遠的位置,調(diào)整光屏到透鏡的距離,使燭焰在屏上成一個清晰的
像,觀察像的大小、正倒,測出蠟燭與凸透鏡、凸透鏡與光屏間的距離,把數(shù)據(jù)記錄在表格
中。
4、把蠟燭靠近凸透鏡,觀察像的大小、正倒,測出蠟燭與凸透鏡、凸透鏡與光屏間的距離,
把數(shù)據(jù)記錄在表格中。
5、當蠟燭到一定位置時,光屏沒有像,用眼睛透過凸透鏡觀察蠟燭的像,觀察像的大小、
正倒,測出蠟燭與凸透鏡、像與凸透鏡間的距離,把數(shù)據(jù)記錄在表格中。
【實驗結(jié)論】
物距U像距V像的性質(zhì)
u>2ff<v<2f倒立縮小實像
f<u<2fv>2f倒立放大實像
u<fv>u正立放大虛像
u=2fV=2f倒立等大實像
u=f不成像
【重要規(guī)律】凸透鏡成像動態(tài)規(guī)律
1、f以外,物體靠近凸透鏡,像遠離凸透鏡,像變大,即物近像遠像變大;物體遠離凸透
鏡,像靠近凸透鏡,像變小,即物遠像近像變小。
2、f以內(nèi),物體靠近凸透鏡,像靠近凸透鏡,像變小,即物近像近像變??;物體遠離凸透
鏡,像遠離凸透鏡,像變大,即物遠像遠像變大。
應(yīng)用一、照相機、投影儀、放大鏡
2、成像特點
(1)照相機:鏡頭是凸透鏡,物體在2倍焦距以外,像在1倍焦距和2倍焦距之間,成倒立
縮小的實像。
(2)投影儀:鏡頭是凸透鏡,物體在1倍焦距和2倍焦距之間,像在2倍焦距以外,成倒立
放大的實像。
⑶放大鏡:相當于凸透鏡,物體在1倍焦距之內(nèi),透過凸透鏡觀察到正立放大的虛像。
2、成像光路圖
應(yīng)用二、眼睛和眼鏡
1、眼睛的晶狀體相當于凸透鏡,視網(wǎng)膜相當于光屏,明視距離為25cm。
2、近視眼及矯正
(1)成因:晶狀體變厚,對光的偏折能力變強,像落在視網(wǎng)膜前方。
⑵矯正:佩戴凹透鏡(相當于削薄凸透鏡)。
⑶光路圖
3、遠視眼及矯正
(1)成因:晶狀體變薄,對光的偏折能力變?nèi)?,像落在視網(wǎng)膜后方.
⑵矯正:佩戴凸透鏡(相當于加厚凸透鏡)。
⑶光路圖
應(yīng)用三、顯微鏡和望遠鏡
1、顯微鏡
(1)物鏡和目鏡都是凸透鏡;
(2)物鏡相當于投影儀,成倒立放大實像;實像落在目鏡f以內(nèi),目鏡相當于放大鏡,觀察
到正立放大虛像;
⑶物鏡x5,目鏡x8,相當于放大5x8=40倍
2、望遠鏡
⑴物鏡和目鏡都是凸透鏡;
(2)物鏡相當于照相機,成倒立縮小實像;實像落在目鏡f以內(nèi),目鏡相當于放大鏡,觀察
到正立放大虛像;
【必刷題型精練】
1.(2021?百色中考)如圖所示是“科學探究:凸透鏡成像”的實驗操作情景,下列說法錯
誤的是()
A.從圖甲中可知該透鏡的焦距為10.0cm
B.如圖乙所示,向左適當移動光屏可以得到縮小的實像
C.如圖乙所示,將蠟燭移至30cm處,光屏上可得到等大的實像
D.如圖乙所示,將蠟燭移至45cm處,移動光屏可以得到縮小的實像
解:A、由甲圖可知該透鏡焦距為40.0cm-30.0cm=10.0cm,故A正確;
B、由圖乙可知,物距大于二倍焦距,像距在一倍焦距和二倍焦距之間,所以向左適當移
動光屏可以得到倒立、縮小的實像,故B正確;
C、如圖乙所示,將蠟燭移至30cm處,此時的物距等于二倍焦距,所以光屏上可得到倒
立、等大的實像,故C正確;
D、如圖乙所示,將蠟燭移至45cm處,物距小于焦距,凸透鏡成正立、放大的虛像,虛
像不能成在光屏上,故D錯誤。
答案:Do
2.(2021?常德中考)在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中,當點燃的蠟燭、凸透鏡及光屏
處于如圖所示的位置時,在光屏上得到燭焰清晰的像。下列說法中正確的是()
6cm102b3050/7080由島
A.該凸透鏡的焦距范圍為7.5cm<f<15cm
B.光屏上成倒立、放大的實像
C.透鏡不動,蠟燭向右移動,光屏向左移動,可再次得到清晰的像
D.蠟燭和光屏不動,移動凸透鏡到適當位置,光屏上可再次得到清晰的縮小的像
解:AB、蠟燭距離凸透鏡30cm時,在透鏡的另一側(cè)15cm處光屏上得到一個清晰的像,
物距大于像距,成倒立縮小的實像;此時像的位置在一倍焦距和二倍焦距之間,物距在
二倍焦距以外,即2f>15cm>f,30cm>2f;所以15cm>f>7.5cm,故A正確,故B錯
誤;
C、凸透鏡成實像時的動態(tài)變化規(guī)律是:物遠像近像變小,透鏡不動,蠟燭向右移動,光
屏向右移動才能得到清晰的像,故C錯誤;
D、蠟燭和光屏不動,移動凸透鏡到適當位置,將物距和像距互換,此時2f>u>f,成倒
立、放大的實像,故D錯誤;
答案:Ao
3.(2020?樂山中考)在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗中,下列說法正確的是()
A.將蠟燭移至a處時,移動光屏,可看見放大、正立的實像
B.將蠟燭移至b處時,移動光屏,可看見縮小、倒立的實像
C.將蠟燭移至c處時,移動光屏,可看見放大、倒立的實像
D.將蠟燭移至d處時,移動光屏,可看見放大、正立的虛像
解:A.由圖可知,將蠟燭移至a處時,物距小于焦距,成正立、放大的虛像,移動光屏,
找不到像,故A錯誤;
B.將蠟燭移至b處時,物距等于焦距,此時不成像,故B錯誤;
C.將蠟燭移至c處時,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,移動光屏,可看見放大、倒立
的實像,故C正確;
D.將蠟燭移至d處時,物距大于焦距,移動光屏,可看見倒立的實像,故D錯誤。
答案:Co
4.(2021?煙臺模擬)實驗室備有甲、乙、丙三個凸透鏡,三個實驗小組分別用這三個凸透
鏡探究凸透鏡成像規(guī)律,實驗時,當蠟燭到透鏡的距離都為12cm時,甲、乙、丙三透鏡
分別成縮小的實像、放大的虛像、放大的實像,則這三個透鏡的焦距f甲、f乙、f丙的大小
關(guān)系為()
A.f甲>£乙>£丙B.f乙>£丙>£甲
C.f乙>£甲>£丙D.f丙>£乙>£甲
解:物距相同,甲凸透鏡成倒立、縮小的實像,u>2f甲,所以£甲<口=儂l=6cm;
22
乙凸透鏡成正立、放大的虛像,u<fz.;所以fL>u=12cm;
丙凸透鏡成倒立、放大的實像,2f丙>u>f丙,所以12cm=u>fj^>U=絲%=6cm;
22
所以,fL>fpi>f甲。
答案:Bo
5.(2020?綿陽中考)如圖所示,在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中,凸透鏡焦距是10cm,
蠟燭放在A處,位于C處的光屏(圖中未畫出)上得到了清晰的像;保持透鏡位置不變,
將蠟燭移到B處,移動光屏再次得到清晰的像。關(guān)于光屏移動的方向和移動距離L屏與
蠟燭移動距離L燭的大小關(guān)系,正確的是()
J|nn|inipni|ini州inl『i|nn『n|/i,n|nnpni|iin|nii|nii|nii|nii|iiii|iiii|「
圉Acm1020304050607080901()6限
ABC
A.向右移動光屏,1屏<1燭B.向左移動光屏,1屏<1燭
C.向左移動光屏,L屏>1燭D.向右移動光屏,L屏>1燭
解:將蠟燭放在A處時,此時的物距大于二倍焦距,光屏上得到了清晰的縮小像:保持
透鏡位置不變,向右移動蠟燭至B處,物距等于二倍焦距,光屏上得到清晰的等大的像,
像變大了,則像距變大,由于實像與成像物體位于凸透鏡的兩側(cè),光屏應(yīng)向右移動;
在物距大于像距時,移動蠟燭,蠟燭移動的距離要大于像移動的距離,即L屏<L燭;故
A正確。
答案:Ao
6.(2021?紹興模擬)凸透鏡成像實驗中,移動物體到某位置時,能在光屏上成清晰縮小的
像,則下列能成立的是()
①如果將物體靠近凸透鏡,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏必須遠離凸透鏡,且光屏
移動距離先大于后小于物體移動距離;
②同時移動物體與光屏,且移動距離相同,有可能在光屏上成清晰縮小的像;
③換用焦距較小的凸透鏡后,仍要在光屏上得到清晰的像,如果只移動光屏,光屏必須
靠近凸透鏡;
④保持物體和光屏位置不變,移動凸透鏡,一定可以在光屏上的到另一個清晰的像。
A.①③B.②④C.②③D.③④
解:
①物體靠近透鏡即物距減小,像距增大,光屏應(yīng)遠離透鏡,當u>2f時光屏移動距離小
于物體移動距離,當f<u<2f時光屏移動距離大于物體移動距離,所以光屏移動距離是
先小于后大于物體移動距離,所以①錯誤。
②物體要成倒立、縮小、實像時物體移動距離應(yīng)該大于光屏移動距離,所以②錯誤。
③換用焦距更小的透鏡,像會更前面會聚所以光屏必須靠近凸透鏡,所以③正確。
④根據(jù)光路可逆的原理,保持物體和光屏位置不變,移動凸透鏡,可在光屏上成一個倒
立、放大的實像,同時物距剛好是原來的像距,像距剛好是原來物距,所以④正確。
答案:D。
7.(2021?南通中考)小娟對有關(guān)光學實驗進行比較研究。
(1)探究凸透鏡成像規(guī)律時,調(diào)節(jié)器材使燭焰和光屏的中心位于透鏡的主光軸上,
器材在圖示位置時,觀察到光屏上呈現(xiàn)燭焰清晰的像,則該像為倒立、等大實像,
若將蠟燭移至35cm處,此時凸透鏡對燭焰發(fā)出的光起會聚作用。
(2)將圖中的透鏡換為帶小孔的遮光板,燭焰的像成在光屏下方,要讓像成在光屏中央,
應(yīng)將小孔向上調(diào)節(jié),此時的像與圖中透鏡所成的像相比,像的大小不變。
||川||川|||川II響|川平|叫同啊|川平川||而|而||川卜川川||
6cm1020304050.7080
解:(1)探究凸透鏡成像規(guī)律時,調(diào)節(jié)器材使蠟燭、凸透鏡、光屏三者在同一條直線上,
也就是使燭焰和光屏的中心位于凸透鏡的主光軸上,像才能成在光屏的中央,便于觀察;
由圖知,此時v=60cm-40cm=20cm,u=40cm-20cm=20cm,即v=u,所以此時成
倒立、等大的實像;
因為凸透鏡對光線有會聚作用,所以若將蠟燭移至35cm處,此時凸透鏡對燭焰發(fā)出的光
仍然起會聚作用;
(2)將圖中的透鏡換為帶小孔的遮光板,燭焰發(fā)出的光沿直線傳播,通過小孔在光屏上
會聚成倒立的實像。已知燭焰的像成在光屏下方,要讓像成在光屏中央,應(yīng)將小孔向上
調(diào)節(jié);因為像距等于物距,所以像物等大,所以此時的像與圖中透鏡所成的像相比,像
的大小不變。
答案:(1)主光軸;等大;會聚;(2)上;不變。
8.(2021?云南中考)用焦距為10cm的凸透鏡探究成像規(guī)律,如圖所示,燭焰在光屏上成
清晰的像,則光屏到凸透鏡的距離可能是18cm(選填“8”、“18”或“28”);把近
視鏡片放在蠟燭和凸透鏡之間,應(yīng)將光屏向右(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié),才能
在光屏上重新成清晰的像。
上工]
解:由圖可知,此時物距大于像距,在光屏上成像,說明成的是倒立縮小的實像,為照
相機的應(yīng)用,物距應(yīng)該大于二倍焦距,像距在一倍焦距和二倍焦距之間,即應(yīng)大于10cm
小于20cm,所以此時的像距可能是18cm;
近視鏡是凹透鏡,對光線具有發(fā)散作用,會延遲光的會聚,所以把近視鏡片放在蠟燭和
凸透鏡之間,應(yīng)將光屏向右移動。
答案:18;右。
9.(2021?柳州中考)同學們用如圖甲的裝置探究影響凸透鏡成像虛實的因素,進行如下實
驗。
(1)為更好地觀察實驗現(xiàn)象,應(yīng)選擇在較暗(選填“較暗”或“較亮”)的環(huán)境下
進行實驗。
(2)用手電筒的光水平照射凸透鏡,通過確定光的會聚點來測量凸透鏡的焦距,在相同
實驗條件下,小丁和小剛測量相同透鏡的焦距,小剛的測量結(jié)果總比小丁的測量結(jié)果小,
經(jīng)對比發(fā)現(xiàn)兩人使用的手電筒略有不同(如圖乙),則使用手電筒A的測量結(jié)果準確
度較高,小剛使用的應(yīng)該是手電筒A。
手電筒H手電筒B
甲乙
(3)正確測出焦距f后,點燃蠟燭繼續(xù)實驗。發(fā)現(xiàn)當物距u<f時,光屏上不能出現(xiàn)燭焰
的像,但直接用眼睛透過透鏡能觀察到燭焰的像,說明該像是虛(選填“實”或“虛”)
像;當u=f時,不能(選填“能”或“不能”)觀察到燭焰的像;當u>f時,光屏
上能出現(xiàn)燭焰的像,說明該像是實(選填“實”或“虛”)像。同學們分析得出結(jié)
論:像的虛實由u和f的大小關(guān)系決定。
解:(1)在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗中,為了便于觀察實驗現(xiàn)象,實驗的環(huán)境應(yīng)
該較暗一些;
(2)由圖可知,手電筒A發(fā)出的為平行光,而只有平行于主光軸的入射光線經(jīng)凸透鏡折
射以后過焦點,所以手電筒A的測量結(jié)果準確;而手電筒B的是發(fā)散光,經(jīng)凸透鏡折射
后會聚在焦點的后面,所以測量的焦距會偏大,由于小剛的測量結(jié)果總比小丁的測量結(jié)
果小,所以小丁用的手電筒B,而小剛用的手電筒A;
(3)當物距u<f時,成正立放大的虛像;當u=f時,不成像;當u>f時,成倒立的實
像。
答案:(1)較暗;(2)A;A;(3)虛;不能;實。
10.(2020?大連中考)實驗課上,同學們分組探究“物距大于一倍焦距小于二倍焦距時,凸
透鏡成像的虛實、正倒和大小”。某小組選用的實驗器材有:光具座?!癋”形LED發(fā)光
體。凸透鏡(焦距為10cm)。光屏和刻度尺(量程為0?30cm)。
6cm10%加擊50&)7b80此血lQcmSo加4050(
甲乙
(1)第一次實驗時,該小組調(diào)整好LED發(fā)光體、凸透鏡和光屏的高度。如圖甲所示。
將發(fā)光體固定在光具座的零刻度線上,通過移動凸透鏡來達到預(yù)設(shè)的物距。
(2)調(diào)整物距后。移動光屏承接到倒立的實像。該小組發(fā)現(xiàn)這個像的高度與發(fā)光體很接
近,依靠視覺很難比較該像與發(fā)光體的大小關(guān)系。為了能確定兩者的大小關(guān)系。則接下
來的實驗操作是:在光屏上畫出一組等距的平行線,使相鄰兩線的距離等于LED發(fā)光
體高度d。在本次實驗中。光屏上的像和凸透鏡的位置如圖乙所示。則像距vi=21.5
cm。
(3)該小組繼續(xù)進行實驗。記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表。
凸透鏡的焦距f=10cm
實驗次數(shù)物距u/cm像的虛實像的正倒像的大小像距v/cm
119.0實像倒立放大VI
216.0實像倒/放大26.9
313.0實像倒才放大43.6
分析表中信息,可以得出的探究結(jié)論是:物距在一倍焦距和二倍焦距之間時,成倒立、
放大的實像,物距越小,像距越大。
(4)得出結(jié)論后。該小組與其他小組進行交流。他們發(fā)現(xiàn)其他小組選取了不同焦距的凸
透鏡進行實驗,也得到了與自己相同的結(jié)論。這樣使該探究的結(jié)論更具有普遍性。
解:(1)將發(fā)光體固定在光具座的零刻度線上,發(fā)光體的位置不變,通過移動凸透鏡來
達到預(yù)設(shè)的物距;
(2)像的高度與發(fā)光體很接近,這表明像距和物距的大小相接近,所以接下來的實驗操
作是在光屏上畫出一組等距的平行線,使相鄰兩線的距離等于LED發(fā)光體高度d;
由圖可知,光具座的分度值為1cm,則vi=21.5cm;
(3)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知,物距在一倍焦距和二倍焦距之間時,成倒立、放大的實像,
物距越小,像距越大;
(4)其他小組選取了不同焦距的凸透鏡進行實驗,也得到了與自己相同的結(jié)論,通過多
次實驗,能避免偶然性的發(fā)生,使該探究的結(jié)論更具有普遍性。
答案:(1)凸透鏡;(2)在光屏上畫出一組等距的平行線,使相鄰兩線的距離等于LED
發(fā)光體高度d;21.5;(3)物距在一倍焦距和二倍焦距之間時,成倒立、放大的實像,物
距越小,像距越大;(4)具有普遍性。
11.(2020?武漢中考)全國多地在歡迎援鄂抗疫英雄凱旋時舉行了“飛機過水門”的最高禮
儀。某次儀式中,攝影師拍攝了如圖所示的照片,他所用的照相機的鏡頭相當于一個凸
透鏡,像成在照相機的底片上,下列說法正確的是()
A.所成的像是縮小的實像B.所成的像是縮小的虛像
C.所成的像是放大的實像D.所成的像是放大的虛像
解:攝影師拍攝了如圖所示的照片,他所用的照相機的鏡頭相當于一個凸透鏡,成倒立、
縮小的實像,故A正確、BCD錯誤。
答案:A=
12.(2021?衡陽中考)如圖所示,購物支付已進入“刷臉”時代,消費者結(jié)賬時站在攝像頭
(相當于一個凸透鏡)前約1m的位置,面對鏡頭,經(jīng)系統(tǒng)自動拍照、掃描等,確認信
息后,即可進行后續(xù)工作。則下列說法正確的是()
A.攝像頭的焦距可能是2m
B.人臉通過攝像頭成像是光的反射現(xiàn)象形成的
C.“刷臉”時,面部經(jīng)攝像頭成正立縮小的實像
D.“刷臉”時,面部應(yīng)位于攝像頭兩倍焦距之外
解:ACD、當u>2f時,凸透鏡成倒立、縮小的實像,所以,“刷臉”時,面部應(yīng)位于攝
像頭兩倍焦距之外,即lm>2f,貝Uf<50cm,故AC錯誤,D正確。
B、攝像頭相當于一個凸透鏡,人臉通過攝像頭成像是利用的是光的折射,故B錯誤;
答案:Do
13.(2020?鄂州中考)如圖是小強用手機、透鏡和紙盒自制的簡易投影儀,能將手機上的畫
面放大投射到白色墻上。下列說法正確的是()
放置手機
A.手機屏幕到透鏡的距離應(yīng)大于透鏡的二倍焦距
B.白色墻上呈現(xiàn)的是手機畫面倒立、放大的實像
C.若用不透明的硬紙板遮住透鏡的一部分,白色墻上的畫面將不再完整
D.從各個角度都能清楚地看到白色墻上的像,是因為墻對光發(fā)生了鏡面反射
解:
A.根據(jù)投影儀成像的原理可知,手機到透鏡的距離應(yīng)大于焦距,小于二倍焦距,故A
錯誤;
B.投影儀成的像是倒立、放大的實像,故B正確;
C.若用不透明的硬紙板遮住透鏡的一部分,白墻上的畫面仍然完整,只是亮度變暗,故
C錯誤;
D.發(fā)生漫反射的物體可以從不同角度都能看到,因此從各個角度都能清楚的看到白墻上
的像,是因為白墻對照射到其上面的光產(chǎn)生漫反射,故D錯誤。
答案:Bo
14.(2021?常州模擬)蝴蝶研究專家章麗暉在茅山首次發(fā)現(xiàn)國家二級保護動物-中華虎鳳蝶,
他先用相機拍攝了蝴蝶休憩的照片甲,為了拍攝照片乙,應(yīng)()
A.相機適當靠近蝴蝶,鏡頭略向外伸
B.相機適當靠近蝴蝶,鏡頭略向內(nèi)縮
C.相機適當遠離蝴蝶,鏡頭略向外伸
D.相機適當遠離蝴蝶,鏡頭略向內(nèi)縮
解:據(jù)圖能看出,甲圖的像較小,即此時的像距較小,故物距較大;所以在拍攝照片甲
時,相機鏡頭到景物的距離大;乙圖的像大,故其像距大,物距小,故在拍攝乙圖時,
鏡頭到物體的距離變小,但是照相機到底片的距離即像距變大,即相機適當靠近蝴蝶,
鏡頭略向外伸,故A正確。
答案:Ao
15.(2021?廣州模擬)如圖所示,是麗麗傍晚在商業(yè)街行走時看到投射在地面上的鮮奶廣告,
下列對這個像的形成和性質(zhì)分析正確的是()
A.光的折射形成的實像
B.光的反射形成的實像
C.光的反射形成的虛像
D.光的直線傳播形成的虛像
解:投射在地面上的鮮奶廣告,是利用了凸透鏡成像時2f>u>f,成倒立、放大的實像,
凸透鏡成像屬于光的折射,故A正確,BCD錯誤。
答案:Ao
16.(2020?山西中考)小亮在重陽節(jié)送給奶奶一個臺式放大鏡(如圖)。放大鏡的焦距為25cm。
奶奶正確使用這個放大鏡看書時(
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