3.4专题 凸透镜成像的动态规律-【新教材】2024-2025学年八年级物理上册步步为赢·课课练（苏科版2024）

苏 科 版 物 理 八 年 级 上 册 第三章《光的折射 透镜》 3.4专题 凸透镜成像的动态规律 夯实基础 知识点一 沿主光轴方向的动态规律 1．透镜位置不变，移动蜡烛、光屏 （1）成实像时，物近像远像变大（或物远像近像变小） 我们将成实像的三种情形的光路放到一张图中，可以看到，平行于主光轴的光线的光路不发生变化，而经过光心的光线的角度随物体的移动发生了变化，从而使像点位置发生了变化。如图中物体从位置1移动到位置3，物体越靠近透镜，像变得离透镜越远，像变得越大；反之，物体从位置3移动到位置1，物体越远离透镜，像变得越靠近透镜，像变得越小。 （2）成虚像时，物近像近像变小（或物远像远像变大） 我们将成虚像的两种情形的光路放到一张图中，可以看到，平行于主光轴的光线的光路不发生变化，而经过光心的光线的角度随物体的移动发生了变化，从而使像点位置发生了变化。 如图中物体从位置1移动到位置2，物体越靠近透镜，像越靠近透镜，像越小；反之，物体从位置2移动到位置1，物体越远离透镜，像越远离透镜，像越大。 （3）成实像时，物和像，谁在2倍外，谁移动就快 假设u=10f，则2f>v>f，现在把物体移动到2f点上，像也会移动到2f点上，那么，在此过程中，物体移动了8f的距离，而像移动了小于f的距离，物体移动的距离大于像移动的距离，而此过程中物和像是同时移动同时停止的，所以物体移动的速度大于像移动的速度。反之，v=10f，2f>u>f，则像的移动速度大于物体的移动速度。 （4）成实像时，物近像远像变快 按照上一条的关系易得，如果物体匀速靠近焦点时，像的速度会越来越快。 （5）成实像时，物像距离不固定，u＋v≥4f。 当物体从2f点向透镜移动时，像比物体移动的快，物体与像之间的距离增大；当物体从2f点远离透镜移动时，物体比像移动的快，物体与像之间的距离增大。故当u=2f，v=2f时，物和像的距离最小，为4f。也就是说，u＋v≥4f。 2．透镜位置不变，将蜡烛与光屏互换位置 由以上光路图结合在光的折射现象中光路可逆可知，原来成倒立、缩小像时，互换位置后，成倒立、放大的像；原来成倒立、放大像时，互换位置后，成倒立、缩小的像。 3．蜡烛和光屏不动，移动透镜 当蜡烛和光屏不动时，物和像之间的距离一定，移动透镜，会改变移动后的物距等于原来像距时光屏上可以再次成清晰的像。 4．在凸透镜与蜡烛之间加眼镜(或透镜) （1）加凸透镜（远视镜、老花镜） 凸透镜对光线有会聚作用，原凸透镜前或后再加一个凸透镜时，会使光线提前会聚，像会更靠近凸透镜。如下图所示，原1号凸透镜成像的位置在位置1，在1号凸透镜前后加上2号凸透镜后，成像位置在位置2，更靠近凸透镜。 （2）加凹透镜（近视镜） 凹透镜对光线有发散作用，凸透镜前再加一个凹透镜时，会使光线延迟会聚，像会更远离凸透镜。如下图所示，原1号凸透镜成像的位置在位置1，在1号凸透镜前后加上2号凹透镜后，成像位置在位置2，更远离凸透镜。 5．换用更大或更小焦距的透镜（水透镜抽水或注水） 透镜越厚，对光的偏折能力越强，焦距越小。透镜越薄，对光的偏折能力越弱，焦距越大。 水透镜：由透明橡皮薄膜、注射器、乳胶管、止水阀等器材制成的薄厚可改变的透镜。通过注射器向橡皮膜注水或抽水，可以改变水透镜的厚薄。 （1）换更大焦距的透镜（水透镜抽水） 将原凸透镜更换为更薄（焦距更大）的凸透镜，会使光线延迟会聚，像会更远离凸透镜。如下图所示，原凸透镜成像的位置在位置1，将原凸透镜更换为更薄的凸透镜后，焦点由F点变为F’，焦距变大，成像位置变为位置2，更远离凸透镜。 （2）换更小焦距的透镜（水透镜注水） 将原凸透镜更换为更厚（焦距更小）的凸透镜，会使光线提前会聚，像会更靠近凸透镜。如下图所示，原凸透镜成像的位置在位置1，将原凸透镜更换为更厚的凸透镜后，焦点由F点变为F’，焦距变小，成像位置变为位置2，更靠近凸透镜。 趁热打铁： 例1．将蜡烛放在离凸透镜的主光轴上，在透镜的另一侧光屏上得到蜡烛放大的像，将蜡烛向凸透镜方向移动，若成像，则一定是（　　） A．放大的 B．缩小的 C．正立的 D．倒立的 例2．小敏在家中做凸透镜成像实验，墙上出现一个倒立缩小清晰的像。下列说法正确的是（ ） A．凸透镜成像大小与蜡烛距透镜的距离无关 B．若透镜不动，蜡烛远离透镜，手和透镜的影子大小不变 C．墙上所成的烛焰像是虚像 D．若蜡烛不动，透镜靠近蜡烛，能再次呈现清晰的烛焰像 例3．小张同学用自制的水凸透镜做凸透镜成像实验，如图所示，在光屏上得到了清晰的像。他继续向水凸透镜内注水，使水凸透镜的焦距变小，如果不改变凸透镜和光屏的位置，要在光屏上再次成清晰的像，应该将蜡烛向（　　） A．左移动，成像会变小 B．右移动，成像会变大 C．左移动，成像会变大 D．右移动，成像会变小 例4．【探究名称】探究凸透镜成像的规律 【提出问题】小明上学进校门时进行身份验证，发现屏幕上的头像较小，不能完成人脸识别，后来在工作人员的指导下顺利完成了识别。他了解到屏幕上的头像是通过摄像头内的凸透镜形成的，如何让自己的像变大些呢？于是带着问题进行了以下实验。 【设计实验】小明利用如图甲所示的装置“探究凸透镜成像的规律”，选用凸透镜的焦距为10cm。 （1）实验在 （选填“较暗”或“较亮”）的环境中进行，现象更明显； （2）实验前，要调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上，目的是 ； 【分析与论证】如图甲，小明将蜡烛放在20cm刻度线处，移动光屏，直到光屏上恰好呈现一清晰的像。接着将蜡烛向右移动一段距离，移动光屏再次呈现清晰的像。根据以上实验，小明进行人脸识别时，为使屏幕上的头像变大，他应该 （选填“靠近”或“远离”）镜头； 【交流与合作】 （1）若做实验时，不小心让一碎纸片吸附到了凸透镜上面，将凸透镜的镜面遮挡住了一部分，此时光屏上 （选填“烛焰的像不完整”、“会有纸片的像”或“烛焰的像变暗了些”）； （2）如图甲所示，要想在光屏上呈现清晰的像，若不改变烛焰、透镜和光屏的位置，可在透镜和蜡烛之间放置合适的 （选填“近视”或“远视”）眼镜片； （3）如图乙所示，保持凸透镜的位置不变，再将蜡烛移动到光具座上30cm刻度线处，移动光屏直到光屏上出现清晰的像，则像移动的距离 （选填“大于”、“小于”或“等于”）蜡烛移动的距离。 知识点二 垂直于主光轴方向的动态规律 1．凸透镜不动，物体向下移动，像将向上移动。如下图所示，物体原在位置A1B1，其成的像在位置A1’B1’，现将物体向下移至位置A2B2，其成的像向上移动到位置A2’B2’。反之，由光路可逆可知，凸透镜不动，物体向上移动，像将向下移动。 2．物体不动，凸透镜向下移动，像将向下移动。如下图所示，原物体成的像在位置A’B’,现将凸透镜向下移动，像将向下移动到位置A’’B’’。反之，物体不动，凸透镜向上移动，像将向上移动。 因此在实验时，蜡烛燃烧变短，光屏上的像将向上移动；为使像成在光屛中央，应将凸透镜向下移动或将蜡烛或光屛向上移动。 趁热打铁： 例5．如图所示，在“探究凸透镜成像规律的实验”中。 （1）实验要求烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度，这样做的目的是使像成在 ； （2）如图甲所示，是小明测量焦距时所做的实验，则该凸透镜的焦距为 cm； （3）如图乙所示，将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，把点燃的蜡烛放置在光具座15cm刻度线处时，移动光屏，能成倒立、 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像； （4）实验一段时间后，蜡烛因燃烧变短，所成像向上移动，要使像能够成在光屏的中央，保持蜡烛和凸透镜不动，只需光屏将向 （选填“上”或“下”）调整； （5）如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向 （选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动。当光屏上出现清晰的像后，用不透明物体挡住透镜上半部分，光屏上的像将会 （选填“是”或“不是”）完整的。 例6．在“探究凸透镜成像规律的实验”中： （1）如图甲所示，是小贾同学确定焦距时所做的实验，一束平行主光轴的光线经凸透镜后，在光屏上形成一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为 cm； （2）如图乙所示，小贾同学保持蜡烛和凸透镜的位置不变，左右移动光屏，在光屏 （选填“能”或“不能”）得到清晰的烛焰像。此时取下光屏，从原光屏处透过透镜看蜡烛，看到的是烛焰 的像（选填“正立”或“倒立”）； （3）在图乙中保持蜡烛的位置不变，把凸透镜向右移到刻度为30cm处，适当调节光屏（光具座足够长），光屏上能成一个 的像；此时保持凸透镜位置不变，仅将蜡烛和光屏对调，光屏上又能成一个 的像（两空均选填“放大”、“缩小”或“等大”）；这说明光路是 的； （4）实验一段时间后，蜡烛因燃烧变短，所成像移到光屏顶端，要使像能够成在光屏的中央，应将凸透镜向 （选填“上”或“下”）调整。 融会贯通 ——打基础—— 一、单选题 1．如图所示，让一束平行光经过一凸透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光屏，小明用此透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，下列说法不正确的是（　　） A．当物体距透镜8cm时，成正立的像 B．当物体距透镜16cm时，成倒立、放大的实像 C．当物体从距透镜20cm处远离透镜的方向移动时，所成的像逐渐变小 D．当物体从距透镜20cm处靠近透镜移动时，要得到清晰的像应使光屏从距透镜20cm靠近透镜 2．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，光具座上各元件位置如图甲所示，此时在光屏上成一个清晰的像，则下列说法正确的是（　　） A．图甲中凸透镜焦距可能为20cm B．若实验时有一只蚊子停在图甲的凸透镜上，则在光屏上能看到蚊子的像 C．若保持凸透镜位置不变，对调蜡烛和光屏的位置，则可以在光屏上看到放大的像 D．图乙中，在烛焰和凸透镜之间放置一眼镜，屏上原来清晰的像变得模糊了。现使光屏远离透镜，在光屏上又看到了清晰的像，则该眼镜片能矫正近视眼 3．在探究凸透镜成像的实验中，先用焦距为20cm的透镜甲进行实验，在透镜右侧的光屏上得到了清晰倒立的像。接下来不改变发光体和凸透镜的位置，改用焦距为10cm的透镜乙继续进行实验。下列情形可能发生的是（　　） A．光屏向右移，能接收到清晰放大的实像 B．光屏向左移，能接收到清晰放大的实像 C．光屏向左移，能接收到清晰缩小的实像 D．无论怎样移动光屏，都接收不到清晰的像 4．用如图装置探究凸透镜成像规律，凸透镜焦距为10cm，此时在光屏上恰好成清晰的像，下列说法正确的是（   ） A．保持凸透镜位置不变，只将蜡烛和光屏的位置互换，在光屏上看不到像 B．保持凸透镜位置不变，将蜡烛移动到45.0cm刻度线处，在右侧通过透镜看不到像 C．保持蜡烛和光屏的位置不变，只将透镜适当向右移动，在光屏上不能再次看到像 D．保持蜡烛位置不变，将光屏移动到70.0cm刻度线处，再将透镜适当向左移动，在光屏上不能再次看到像 5．当蜡烛、透镜甲和光屏放置在图示位置时，烛焰在光屏上成清晰的像。现保持蜡烛和透镜的位置不变，将透镜甲更换为透镜乙后，需将光屏向左移动距离s，方可在光屏上再次成清晰的像，则（　　） A．透镜甲的焦距比乙的小 B．透镜甲的焦距为20cm C．第二次所成的像是缩小的 D．光屏移动的距离 6．在做“探究凸透镜成像的规律”的实验中，小明组装的装置如图甲所示，他保持凸透镜的位置不变，不断地移动蜡烛位置，观察到四种烛焰的清晰像，如图乙所示，已知凸透镜的焦距为10cm，按蜡烛到凸透镜距离由近到远所得到的像进行排序，正确顺序为（    ） A．④③②① B．③②①④ C．①②③④ D．④①②③ 二、填空题 7．小明将放大镜放在手指上方，观察自己的手指，看到手指正立的虚像，如图甲所示，小明看到的拇指的像在凸透镜的 侧（选填“上”或“下”），要想使手指的像大些，应将放大镜 （选填“靠近”或“远离”）手指一些；再用它观察远处的房屋，如图乙所示，看到的窗外房屋的倒立的像，该像在凸透镜的 侧（选填“左”或“右”）， 就是利用这一原理制成的，要想得到房屋的像大一些，除了人要靠近房屋外，镜头还要 （选填“前伸”或“后缩”）。 8．用一个透镜观察洗手液的商标，成像情况如图所示，则所成的像是 （选填“实”或“虚”）像，将该透镜靠近商标，看到的字 （选填“变大”或“变小”）。 9．某同学用自制的水透镜做凸透镜成像实验在光屏上得到了清晰的像。如图所示，他继续向水透镜中注水，则水透镜变厚，水透镜的焦距_____（选填：变大、变小或不变）。如果不改变蜡烛和透镜的位置，要使光屏上再次得到清晰的像，应将光屏向_____透镜的方向移动；如果保持透镜和光屏位置不变，使光屏上再次得到清晰的像，应将蜡烛向_____透镜的方向移动。（后两空选填“靠近”或“远离”） 10．如图所示，物体通过凸透镜在光屏上成一个清晰的实像，此凸透镜的焦距约为 厘米（选填“5”、“10”、“15”）．若凸透镜位置不变把物体和光屏互换位置，在光屏上成清晰倒立 的实像；若只把凸透镜向左移动 厘米，在光屏上再次成清晰的实像。 三、实验题 11．某实验小组用蜡烛、凸透镜和光屏等器材做“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）在检查实验器材时，同学们发现了四张不同的凸透镜说明书，提供了如下四种不同焦距的透镜信息，本组同学将器材调整至图1位置时，光屏上得到了清晰的烛焰的像，则这组同学所用透镜的焦距f为 ； A．30cm B．20cm C．15cm D．10cm （2）如图1所示，光屏上得到了烛焰清晰的像，但操作实验的同学不小心用手指指尖触摸到了凸透镜，这时光屏上 出现指尖的像；（选填“会”或“不会”） （3）在探究过程中，让凸透镜保持不动，将蜡烛移至35cm刻度线处，应向 移动光屏，可在光屏上再次呈现烛焰清晰的像， （选填“照相机”或“投影仪”或“放大镜”）就是根据这一原理工作的； （4）如图2在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏向靠近透镜的方向移动适当距离后，光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是 眼镜。（选填“近视”或“远视”） ——提能力—— 1．如图所示，蜡烛位置不动，将凸透镜从图示位置开始向左移动，光屏先后在凸透镜右侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且乙处的像比甲处大，则（　　） A．凸透镜的焦距f＜15cm B．乙处烛焰的像是放大的 C．乙位置在甲位置的左侧 D．乙和甲的位置可能重合 2．如图所示，OO′为凸透镜的主光轴，有一个点光源放在凸透镜的正前方。当点光源放在A点时，成像在B点，当点光源放在B点时，成像在C点，如图所示，则凸透镜的位置在（  ） A．C点右侧 B．BC之间 C．AB之间 D．A点左侧 3．小华用自制的水凸透镜（当向水凸透镜里注水时焦距变小，抽水时焦距变大）来探究凸透镜成像规律。 （1）小华将蜡烛、水凸透镜和光屏调整至图所示的位置时，光屏上出现清晰的烛焰像，它的成像原理与 （照相机/幻灯机/放大镜）的相同，然后，小华利用注射器从水凸透镜中向处抽少许水，光屏上原来清晰的像变得模糊不清，小华要想重新得到清晰的烛焰像，在蜡烛和水凸透镜的位置都不变的情况下，应将光屏向 （远离/靠近）水凸透镜的方向移动； （2）若在烛焰和水凸透镜之间放一片远视眼镜的镜片，则将光屏向 （左/右）移动才能再次看到清晰的像； （3）将蜡烛移至1倍焦距与2倍焦距之间某处，调节光屏，使光屏上成清晰的像，烛焰中心以1cm/s的速度垂直于光具座向下运动，光屏上的像 （向上/向下）移动，移动的速度 （大于/小于/等于）1cm/s； （4）图中蜡烛在大于2倍焦距范围内向右移动，以蜡烛为参照物，像 （静止/向左移动/向右移动）。 4．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，小明选择了一块焦距未知的凸透镜： （1）小明让一束平行光射向该透镜，调节光屏位置，直到光屏上得到一个最小、最亮的光斑（如题图甲所示），该透镜的焦距f= ； （2）如图乙所示，安装好实验器材，在只移动透镜的情况下，无论怎样调节，都不能在光屏上得到清晰的像，造成上述现象的原因是 ； （3）如图丙所示，当蜡烛在光具座A处，光屏在B处时，光屏上得到了烛焰清晰的像，现将蜡烛由A处向左移动距离s到C处，要再次在光屏上接收到清晰的像，应将光屏向 （选填“左”或“右”）移动，光屏移动的距离 s（选填“>”、“<”或“=”）；随着蜡烛向左移动，光屏上的像逐渐 （选填“变大”或“变小”）； （4）实验中，燃烧的蜡烛在不断变短，光屏上的像会向 （选填“上”或“下”）移动。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 苏 科 版 物 理 八 年 级 上 册 第三章《光的折射 透镜》 3.4专题 凸透镜成像的动态规律 夯实基础 知识点一 沿主光轴方向的动态规律 1．透镜位置不变，移动蜡烛、光屏 （1）成实像时，物近像远像变大（或物远像近像变小） 我们将成实像的三种情形的光路放到一张图中，可以看到，平行于主光轴的光线的光路不发生变化，而经过光心的光线的角度随物体的移动发生了变化，从而使像点位置发生了变化。如图中物体从位置1移动到位置3，物体越靠近透镜，像变得离透镜越远，像变得越大；反之，物体从位置3移动到位置1，物体越远离透镜，像变得越靠近透镜，像变得越小。 （2）成虚像时，物近像近像变小（或物远像远像变大） 我们将成虚像的两种情形的光路放到一张图中，可以看到，平行于主光轴的光线的光路不发生变化，而经过光心的光线的角度随物体的移动发生了变化，从而使像点位置发生了变化。 如图中物体从位置1移动到位置2，物体越靠近透镜，像越靠近透镜，像越小；反之，物体从位置2移动到位置1，物体越远离透镜，像越远离透镜，像越大。 （3）成实像时，物和像，谁在2倍外，谁移动就快 假设u=10f，则2f>v>f，现在把物体移动到2f点上，像也会移动到2f点上，那么，在此过程中，物体移动了8f的距离，而像移动了小于f的距离，物体移动的距离大于像移动的距离，而此过程中物和像是同时移动同时停止的，所以物体移动的速度大于像移动的速度。反之，v=10f，2f>u>f，则像的移动速度大于物体的移动速度。 （4）成实像时，物近像远像变快 按照上一条的关系易得，如果物体匀速靠近焦点时，像的速度会越来越快。 （5）成实像时，物像距离不固定，u＋v≥4f。 当物体从2f点向透镜移动时，像比物体移动的快，物体与像之间的距离增大；当物体从2f点远离透镜移动时，物体比像移动的快，物体与像之间的距离增大。故当u=2f，v=2f时，物和像的距离最小，为4f。也就是说，u＋v≥4f。 2．透镜位置不变，将蜡烛与光屏互换位置 由以上光路图结合在光的折射现象中光路可逆可知，原来成倒立、缩小像时，互换位置后，成倒立、放大的像；原来成倒立、放大像时，互换位置后，成倒立、缩小的像。 3．蜡烛和光屏不动，移动透镜 当蜡烛和光屏不动时，物和像之间的距离一定，移动透镜，会改变移动后的物距等于原来像距时光屏上可以再次成清晰的像。 4．在凸透镜与蜡烛之间加眼镜(或透镜) （1）加凸透镜（远视镜、老花镜） 凸透镜对光线有会聚作用，原凸透镜前或后再加一个凸透镜时，会使光线提前会聚，像会更靠近凸透镜。如下图所示，原1号凸透镜成像的位置在位置1，在1号凸透镜前后加上2号凸透镜后，成像位置在位置2，更靠近凸透镜。 （2）加凹透镜（近视镜） 凹透镜对光线有发散作用，凸透镜前再加一个凹透镜时，会使光线延迟会聚，像会更远离凸透镜。如下图所示，原1号凸透镜成像的位置在位置1，在1号凸透镜前后加上2号凹透镜后，成像位置在位置2，更远离凸透镜。 5．换用更大或更小焦距的透镜（水透镜抽水或注水） 透镜越厚，对光的偏折能力越强，焦距越小。透镜越薄，对光的偏折能力越弱，焦距越大。 水透镜：由透明橡皮薄膜、注射器、乳胶管、止水阀等器材制成的薄厚可改变的透镜。通过注射器向橡皮膜注水或抽水，可以改变水透镜的厚薄。 （1）换更大焦距的透镜（水透镜抽水） 将原凸透镜更换为更薄（焦距更大）的凸透镜，会使光线延迟会聚，像会更远离凸透镜。如下图所示，原凸透镜成像的位置在位置1，将原凸透镜更换为更薄的凸透镜后，焦点由F点变为F’，焦距变大，成像位置变为位置2，更远离凸透镜。 （2）换更小焦距的透镜（水透镜注水） 将原凸透镜更换为更厚（焦距更小）的凸透镜，会使光线提前会聚，像会更靠近凸透镜。如下图所示，原凸透镜成像的位置在位置1，将原凸透镜更换为更厚的凸透镜后，焦点由F点变为F’，焦距变小，成像位置变为位置2，更靠近凸透镜。 趁热打铁： 例1．将蜡烛放在离凸透镜的主光轴上，在透镜的另一侧光屏上得到蜡烛放大的像，将蜡烛向凸透镜方向移动，若成像，则一定是（　　） A．放大的 B．缩小的 C．正立的 D．倒立的 【答案】A 【详解】将蜡烛放在离凸透镜15cm的主光轴上，在透镜的另一侧光屏上得到蜡烛放大的像，则成的是倒立、放大的实像，此时物距在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，即 解得，凸透镜焦距的范围为 将蜡烛向凸透镜方向移动6cm，则物距为 此时物距一定小于凸透镜的二倍焦距，可能大于一倍焦距，也可能小于一倍焦距，若成像，可能是倒立、放大的实像，也可能成正立、放大的虚像，所以，若成像，则一定是放大的，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 例2．小敏在家中做凸透镜成像实验，墙上出现一个倒立缩小清晰的像。下列说法正确的是（ ） A．凸透镜成像大小与蜡烛距透镜的距离无关 B．若透镜不动，蜡烛远离透镜，手和透镜的影子大小不变 C．墙上所成的烛焰像是虚像 D．若蜡烛不动，透镜靠近蜡烛，能再次呈现清晰的烛焰像 【答案】D 【详解】AC．由题意可知，墙上出现一个倒立缩小清晰的像，根据凸透镜成像规律可知应得到倒立缩小的实像，凸透镜成像大小与蜡烛距透镜的距离（物距）有关，故AC错误； B．手和透镜的影子是光的直线传播形成的，若透镜不动，蜡烛远离透镜，手和透镜的影子变小，故B错误； D．图中，蜡烛经凸透镜成倒立缩小的实像，此时物距u＞2f，若蜡烛不动，透镜靠近蜡烛，根据折射光路是可逆的，在f＜u＜2f还能成倒立放大的实像，即能再次呈现清晰的烛焰像，故D正确。 故选D。 例3．小张同学用自制的水凸透镜做凸透镜成像实验，如图所示，在光屏上得到了清晰的像。他继续向水凸透镜内注水，使水凸透镜的焦距变小，如果不改变凸透镜和光屏的位置，要在光屏上再次成清晰的像，应该将蜡烛向（　　） A．左移动，成像会变小 B．右移动，成像会变大 C．左移动，成像会变大 D．右移动，成像会变小 【答案】B 【详解】由图中可以看出，此时像距小于物距，在屏上得到清晰缩小的实像，此时u>2f，当他继续向凸透镜内注水，使水凸透镜的焦距变小，透镜的聚光能力变强，光线会比注水前要提前交汇，所以像会向透镜方向移动，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大，可知，要在光屏上成清晰的像，应该将蜡烛向右移动，而且像变大。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 例4．【探究名称】探究凸透镜成像的规律 【提出问题】小明上学进校门时进行身份验证，发现屏幕上的头像较小，不能完成人脸识别，后来在工作人员的指导下顺利完成了识别。他了解到屏幕上的头像是通过摄像头内的凸透镜形成的，如何让自己的像变大些呢？于是带着问题进行了以下实验。 【设计实验】小明利用如图甲所示的装置“探究凸透镜成像的规律”，选用凸透镜的焦距为10cm。 （1）实验在 （选填“较暗”或“较亮”）的环境中进行，现象更明显； （2）实验前，要调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上，目的是 ； 【分析与论证】如图甲，小明将蜡烛放在20cm刻度线处，移动光屏，直到光屏上恰好呈现一清晰的像。接着将蜡烛向右移动一段距离，移动光屏再次呈现清晰的像。根据以上实验，小明进行人脸识别时，为使屏幕上的头像变大，他应该 （选填“靠近”或“远离”）镜头； 【交流与合作】 （1）若做实验时，不小心让一碎纸片吸附到了凸透镜上面，将凸透镜的镜面遮挡住了一部分，此时光屏上 （选填“烛焰的像不完整”、“会有纸片的像”或“烛焰的像变暗了些”）； （2）如图甲所示，要想在光屏上呈现清晰的像，若不改变烛焰、透镜和光屏的位置，可在透镜和蜡烛之间放置合适的 （选填“近视”或“远视”）眼镜片； （3）如图乙所示，保持凸透镜的位置不变，再将蜡烛移动到光具座上30cm刻度线处，移动光屏直到光屏上出现清晰的像，则像移动的距离 （选填“大于”、“小于”或“等于”）蜡烛移动的距离。 【答案】 较暗 使像成在光屏的中央 靠近 烛焰的像变暗了些 近视 小于 【详解】【设计实验】（1）[1]实验在较暗的环境中进行，没有其他光线的干扰，现象更明显。 （2）[2]为了使像成在光屏中央，要调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度。 【分析与论证】[3]凸透镜成实像时，物近像远像变大；人脸识别时，成的是倒立缩小的实像，所以要使像变大，则应靠近镜头。 【交流与合作】（1）[4]烛焰任一点有无数条光线射向凸透镜，经凸透镜折射后，无数条光线会聚成该点的像，纸片将凸透镜的镜面遮挡住了一部分，还有光线经另外的部分透过透镜成像，成一个完整的像，只是像的亮度变暗了。 （2）[5]如图甲，此时物距 u＝50cm－20cm＝30cm＞2f 则像距范围为 f＜v＜2f 而此时光屏到透镜的距离为 L＝70cm－50cm＝20cm＝2f 所以像成在光屏前方，要使像成在光屏上，需将光线进行发散，可在透镜和蜡烛之间放置合适的凹透镜，即近视眼镜片。 （3）[6]如图乙，保持凸透镜的位置不变，将蜡烛移动到光具座上30cm刻度处，此时物距 u=50cm-30cm=20cm=2f根据 u=v=2f可知，此时成倒立、等大的实像，像距v=20cm，即移动光屏到光具座上70cm刻度处，由图乙可知，像移动的距离小于蜡烛移动的距离。 知识点二 垂直于主光轴方向的动态规律 1．凸透镜不动，物体向下移动，像将向上移动。如下图所示，物体原在位置A1B1，其成的像在位置A1’B1’，现将物体向下移至位置A2B2，其成的像向上移动到位置A2’B2’。反之，由光路可逆可知，凸透镜不动，物体向上移动，像将向下移动。 2．物体不动，凸透镜向下移动，像将向下移动。如下图所示，原物体成的像在位置A’B’,现将凸透镜向下移动，像将向下移动到位置A’’B’’。反之，物体不动，凸透镜向上移动，像将向上移动。 因此在实验时，蜡烛燃烧变短，光屏上的像将向上移动；为使像成在光屛中央，应将凸透镜向下移动或将蜡烛或光屛向上移动。 趁热打铁： 例5．如图所示，在“探究凸透镜成像规律的实验”中。 （1）实验要求烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度，这样做的目的是使像成在 ； （2）如图甲所示，是小明测量焦距时所做的实验，则该凸透镜的焦距为 cm； （3）如图乙所示，将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，把点燃的蜡烛放置在光具座15cm刻度线处时，移动光屏，能成倒立、 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像； （4）实验一段时间后，蜡烛因燃烧变短，所成像向上移动，要使像能够成在光屏的中央，保持蜡烛和凸透镜不动，只需光屏将向 （选填“上”或“下”）调整； （5）如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向 （选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动。当光屏上出现清晰的像后，用不透明物体挡住透镜上半部分，光屏上的像将会 （选填“是”或“不是”）完整的。 【答案】 光屏的中央位置 11.0 缩小 上 靠近 是 【详解】（1）[1]实验中，为了使像成在光屏的中央，需要烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度。 （2）[2]凸透镜正对平行光，平行光线平行于主光轴，经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是 f=41.0cm-30.0cm=11.0cm （3）[3]由图乙可知，物距 u=50.0cm-15.0cm=35.0cm>2f 成倒立缩小的实像。 （4）[4]随着蜡烛的燃烧，蜡烛越来越短，所成像向上移动，要使像能够成在光屏的中央，可以将光屏向上移动。 （5）[5]如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜，物距变大，像距变小，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向靠近透镜的方向移动。 [6]用不透明物体挡住透镜上半部分，物体上任一点射向凸透镜的下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗。 例6．在“探究凸透镜成像规律的实验”中： （1）如图甲所示，是小贾同学确定焦距时所做的实验，一束平行主光轴的光线经凸透镜后，在光屏上形成一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为 cm； （2）如图乙所示，小贾同学保持蜡烛和凸透镜的位置不变，左右移动光屏，在光屏 （选填“能”或“不能”）得到清晰的烛焰像。此时取下光屏，从原光屏处透过透镜看蜡烛，看到的是烛焰 的像（选填“正立”或“倒立”）； （3）在图乙中保持蜡烛的位置不变，把凸透镜向右移到刻度为30cm处，适当调节光屏（光具座足够长），光屏上能成一个 的像；此时保持凸透镜位置不变，仅将蜡烛和光屏对调，光屏上又能成一个 的像（两空均选填“放大”、“缩小”或“等大”）；这说明光路是 的； （4）实验一段时间后，蜡烛因燃烧变短，所成像移到光屏顶端，要使像能够成在光屏的中央，应将凸透镜向 （选填“上”或“下”）调整。 【答案】 15.0 不能 正立 放大 缩小 可逆 下 【详解】（1）[1]图甲中，凸透镜的焦距等于凸透镜光心与焦点之间的距离，该刻度尺分度值为1cm，光心对应的刻度值为20.0cm，焦点对应的刻度尺为35.0cm，则该凸透镜的焦距 （2）[2][3]由图乙知，物距 即u1<f，则烛焰通过凸透镜成的是正立、放大的虚像，所以此时在光屏上不能到清晰的烛焰像，取下光屏，从原光屏处透过透镜看蜡烛，看到的是烛焰正立的像。 （3）[4][5][6]在图乙中，保持蜡烛的位置不变，把凸透镜向右移到刻度为30cm处时，物距 u2=30.0cm -10.0cm=20.0cm 可得f<u2<2f，所以此时光屏上成的是倒立、放大的实像；若保持凸透镜位置不变，仅将蜡烛和光屏对调，此时物距将大于像距，所以光屏上成的是倒立、缩小的实像，此现象说明光路是可逆的。 （4）[7]根据光线过凸透镜光心不改变方向，蜡烛因燃烧变短，所成像移动到了光屏顶端，要使像能够成在光屏的中央，应将凸透镜向下调节。 融会贯通 ——打基础—— 一、单选题 1．如图所示，让一束平行光经过一凸透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光屏，小明用此透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，下列说法不正确的是（　　） A．当物体距透镜8cm时，成正立的像 B．当物体距透镜16cm时，成倒立、放大的实像 C．当物体从距透镜20cm处远离透镜的方向移动时，所成的像逐渐变小 D．当物体从距透镜20cm处靠近透镜移动时，要得到清晰的像应使光屏从距透镜20cm靠近透镜 【答案】D 【详解】由图可知，凸透镜的焦距为 A．当物体距透镜8cm时，物距小于一倍焦距，成正立放大的虚像，故A正确，不符合题意； B．当物体距透镜16cm时，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立放大的实像，故B正确，不符合题意； C．物距大于二倍焦距成倒立缩小实像，当物体从距透镜20cm处远离透镜的方向移动时，物距变大，像距变小，所成的像逐渐变小，故C正确，不符合题意； D．物距等于二倍焦距时，成等大清晰的像，当物体从距透镜20cm处靠近透镜移动时，相距变大，要得到清晰的像应使光屏远离透镜，故D错误，符合题意。 故选D。 2．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，光具座上各元件位置如图甲所示，此时在光屏上成一个清晰的像，则下列说法正确的是（　　） A．图甲中凸透镜焦距可能为20cm B．若实验时有一只蚊子停在图甲的凸透镜上，则在光屏上能看到蚊子的像 C．若保持凸透镜位置不变，对调蜡烛和光屏的位置，则可以在光屏上看到放大的像 D．图乙中，在烛焰和凸透镜之间放置一眼镜，屏上原来清晰的像变得模糊了。现使光屏远离透镜，在光屏上又看到了清晰的像，则该眼镜片能矫正近视眼 【答案】D 【详解】A．u＜v，且成像，说明 2f＞u＝15cm＞f v＝30cm＞2f 即 15cm＞f＞7.5cm 故A错误； B．若实验时有一只蚊子停在图甲的凸透镜上，此时物距小于焦距，根据u＜f时，成正立放大的虚像，即光屏上不能看到蚊子的像，故B错误； C．若保持凸透镜位置不变，对调蜡烛和光屏的位置，根据在光的折射中，光路是可逆的可知，依然能在光屏上得到清晰的像，互换前像距大于物距，互换后像距小于物距，根据凸透镜成像规律可知，可以在光屏上得到倒立缩小的实像，故C错误； D．图乙中，在烛焰和凸透镜之间放置一眼镜，屏上原来清晰的像变得模糊了；现使光屏远离透镜，在光屏上又看到了清晰的像，说明该眼镜对光线具有发散作用，会推迟光线会聚成像；近视眼睛是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用，可以矫正近视眼，故D正确。 故选D。 3．在探究凸透镜成像的实验中，先用焦距为20cm的透镜甲进行实验，在透镜右侧的光屏上得到了清晰倒立的像。接下来不改变发光体和凸透镜的位置，改用焦距为10cm的透镜乙继续进行实验。下列情形可能发生的是（　　） A．光屏向右移，能接收到清晰放大的实像 B．光屏向左移，能接收到清晰放大的实像 C．光屏向左移，能接收到清晰缩小的实像 D．无论怎样移动光屏，都接收不到清晰的像 【答案】C 【详解】由题意可知，先用焦距为20cm的透镜甲进行实验，在透镜右侧的光屏上得到了清晰倒立的像，假设发光体和凸透镜的距离为20cm，则在光屏上没有成像，假设发光体和凸透镜的距离小于20cm，则根据凸透镜的成像规律，成正立、放大的虚像，光屏上没有像，所以发光体和凸透镜的距离不为20cm，也不会小于20cm，这时物距是大于20cm；接下来不改变发光体和凸透镜的位置，改用焦距为10cm的透镜乙继续进行实验，则相当于增大了物距，根据凸透镜的动态成像规律，物远像近像变小，可知，若要在光屏上成清晰的像，像距要变小，光屏要向左移，已知物距是大于20cm，透镜乙焦距为10cm，物距大于两倍焦距，根据凸透镜的成像规律，成倒立、缩小的实像；综上所述，可能发生的情形是光屏向左移，能接收到清晰缩小的实像；故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 4．用如图装置探究凸透镜成像规律，凸透镜焦距为10cm，此时在光屏上恰好成清晰的像，下列说法正确的是（   ） A．保持凸透镜位置不变，只将蜡烛和光屏的位置互换，在光屏上看不到像 B．保持凸透镜位置不变，将蜡烛移动到45.0cm刻度线处，在右侧通过透镜看不到像 C．保持蜡烛和光屏的位置不变，只将透镜适当向右移动，在光屏上不能再次看到像 D．保持蜡烛位置不变，将光屏移动到70.0cm刻度线处，再将透镜适当向左移动，在光屏上不能再次看到像 【答案】D 【详解】A．由题意可知，凸透镜焦距为10cm，此时在光屏上恰好成清晰的像，然后根据光路的可逆性，保持凸透镜位置不变，只将蜡烛和光屏的位置互换，在光屏上还是能看到清晰的像，故A错误； B．保持凸透镜位置不变，将蜡烛移动到45.0cm刻度线处，那么物距为5.0cm，小于一倍焦距，根据凸透镜的成像规律，在同一侧成正立、放大的虚像，在右侧通过透镜可以看到像，故B错误； C．保持蜡烛和光屏的位置不变，只将透镜适当向右移动，这时，蜡烛相当于透镜是向左移动，光屏相当于透镜是向左移动，根据凸透镜的动态成像规律，物往左移，像也往左移，所以在光屏上能再次看到清晰的像，故C错误； D．凸透镜成实像时，物体位于2倍焦距点，像距等于物距，此时像物距离最近为4倍焦距，即40cm；保持蜡烛位置不变，将光屏移动到70.0cm刻度线处，像物之间距离为35cm，在光屏上不能再次看到像，故D正确。 故选D。 5．当蜡烛、透镜甲和光屏放置在图示位置时，烛焰在光屏上成清晰的像。现保持蜡烛和透镜的位置不变，将透镜甲更换为透镜乙后，需将光屏向左移动距离s，方可在光屏上再次成清晰的像，则（　　） A．透镜甲的焦距比乙的小 B．透镜甲的焦距为20cm C．第二次所成的像是缩小的 D．光屏移动的距离 【答案】C 【详解】A．将透镜甲更换为透镜乙后，需将光屏向左移动距离s，此时像距减小了，在物距不变的情况下，相当于减小了焦距，所以乙透镜的焦距更短，故A不符合题意； B．当蜡烛、透镜甲和光屏放置在图示位置时，烛焰在光屏上成清晰的像，此时物距等于像距，说明物体和像都在二倍焦距处，二倍焦距是20cm，所以焦距是10cm，故B不符合题意； C．将透镜甲更换为透镜乙后，由于乙的焦距小于甲的焦距，即乙的焦距小于10cm，所以此时蜡烛在乙凸透镜的二倍焦距以外，此时成倒立缩小的实像，故C符合题意； D．将透镜甲更换为透镜乙后，此时蜡烛在乙凸透镜的二倍焦距以外，所以光屏应移动到距离透镜一倍焦距和二倍焦距之间，因为，若乙凸透镜的焦距在5cm以下，则光屏应移动到距离透镜之间，此时光屏移动的距离大于10cm，故D不符合题意。 6．在做“探究凸透镜成像的规律”的实验中，小明组装的装置如图甲所示，他保持凸透镜的位置不变，不断地移动蜡烛位置，观察到四种烛焰的清晰像，如图乙所示，已知凸透镜的焦距为10cm，按蜡烛到凸透镜距离由近到远所得到的像进行排序，正确顺序为（    ） A．④③②① B．③②①④ C．①②③④ D．④①②③ 【答案】A 【详解】按蜡烛到凸透镜距离由近到远所得到的像进行排序，刚开始时，物距小于一倍焦距，成的是正立的放大的虚像④；蜡烛慢慢远离，物距在一倍焦距和两倍焦距之间，成的倒立的放大的实像③，物体慢慢远离，像变近，且像变小，故成的像是②，最后物体大于两倍的焦距，成的是倒立的缩小的实像①，故A符合题意；BCD不符合题意。 故选A。 二、填空题 7．小明将放大镜放在手指上方，观察自己的手指，看到手指正立的虚像，如图甲所示，小明看到的拇指的像在凸透镜的 侧（选填“上”或“下”），要想使手指的像大些，应将放大镜 （选填“靠近”或“远离”）手指一些；再用它观察远处的房屋，如图乙所示，看到的窗外房屋的倒立的像，该像在凸透镜的 侧（选填“左”或“右”）， 就是利用这一原理制成的，要想得到房屋的像大一些，除了人要靠近房屋外，镜头还要 （选填“前伸”或“后缩”）。 【答案】 下 远离 右 照相机 前伸 【详解】[1][2]如图所示，将手指靠近凸透镜，因物距小于一倍焦距，所以成正立、放大的虚像，虚像与物体在凸透镜的同一侧，所以小北看到的拇指的像在凸透镜的下侧；要想使手指的像大些，需要增大物距，应将放大镜远离手指一些。 [3][4][5]当用该放大镜观察远处的房屋时，因物距大于二倍焦距，所以成倒立、缩小的实像，其应用是照相机，像在凸透镜的右侧；要想得到房屋的像大一些，需要增大像距、减小物距，该仪器应靠近房屋一些，同时镜头向前神。 8．用一个透镜观察洗手液的商标，成像情况如图所示，则所成的像是 （选填“实”或“虚”）像，将该透镜靠近商标，看到的字 （选填“变大”或“变小”）。 【答案】 虚 变小 【详解】[1]由图得，此时凸透镜成的像是正立、放大的虚像。 [2]将该透镜靠近商标，物距、像距均变小，看到的字变小。 9．某同学用自制的水透镜做凸透镜成像实验在光屏上得到了清晰的像。如图所示，他继续向水透镜中注水，则水透镜变厚，水透镜的焦距_____（选填：变大、变小或不变）。如果不改变蜡烛和透镜的位置，要使光屏上再次得到清晰的像，应将光屏向_____透镜的方向移动；如果保持透镜和光屏位置不变，使光屏上再次得到清晰的像，应将蜡烛向_____透镜的方向移动。（后两空选填“靠近”或“远离”） 【答案】     变小     靠近     靠近 【详解】[1]某同学用自制的水透镜做凸透镜成像实验在光屏上得到了清晰的像，如图所示他继续向水透镜中注水，则水透镜变厚，曲度变大，折光能力变强，故水透镜的焦距变小。 [2]如果不改变蜡烛和透镜的位置，在物距不变的情况下，折光能力变强，凸透镜的焦距变小，像距变小，要使光屏上再次得到清晰的像，可以向左移动光屏，即靠近凸透镜。 [3]如果保持透镜和光屏位置不变，使光屏上再次得到清晰的像，凸透镜的焦距变小，相当于像距变大，根据凸透镜成实像时有物近像远像变大的特点，应将蜡烛向靠近凸透镜的方向移动，像才会原理落在光屏上成像，故需要将蜡烛靠近凸透镜。 10．如图所示，物体通过凸透镜在光屏上成一个清晰的实像，此凸透镜的焦距约为 厘米（选填“5”、“10”、“15”）．若凸透镜位置不变把物体和光屏互换位置，在光屏上成清晰倒立 的实像；若只把凸透镜向左移动 厘米，在光屏上再次成清晰的实像。 【答案】 10 放大 7.5 【详解】[1]由图可以看到，物距，像距，并且成一个清晰的实像，那么应该是倒立、缩小的实像，满足条件、，即、，化简可得，可知此凸透镜的焦距约为10cm； [2]若凸透镜位置不变把物体和光屏互换位置，那么物距，像距，可知道此时，，根据凸透镜成像规律，在光屏上成清晰倒立放大的实像； [3]若只把凸透镜向左移动一定的距离，在光屏上再次成清晰的实像，这应该是倒立、等大的实像，，可知 可得，把凸透镜向左移动 能在光屏上再次成清晰的实像． 三、实验题 11．某实验小组用蜡烛、凸透镜和光屏等器材做“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）在检查实验器材时，同学们发现了四张不同的凸透镜说明书，提供了如下四种不同焦距的透镜信息，本组同学将器材调整至图1位置时，光屏上得到了清晰的烛焰的像，则这组同学所用透镜的焦距f为 ； A．30cm B．20cm C．15cm D．10cm （2）如图1所示，光屏上得到了烛焰清晰的像，但操作实验的同学不小心用手指指尖触摸到了凸透镜，这时光屏上 出现指尖的像；（选填“会”或“不会”） （3）在探究过程中，让凸透镜保持不动，将蜡烛移至35cm刻度线处，应向 移动光屏，可在光屏上再次呈现烛焰清晰的像， （选填“照相机”或“投影仪”或“放大镜”）就是根据这一原理工作的； （4）如图2在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏向靠近透镜的方向移动适当距离后，光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是 眼镜。（选填“近视”或“远视”） 【答案】 D 不会 右 投影仪 远视 【详解】（1）[1]从图1可以看到，物距，像距，光屏上得到了清晰的烛焰的像，物距大于像距，根据凸透镜的成像规律，成倒立、缩小的实像，物距大于两倍焦距，像距小于两倍焦距，大于一倍焦距，即 解得 对比这四个数据，可知这组同学所用透镜的焦距f为10cm，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 （2）[2]由题意可知，操作实验的同学不小心用手指指尖触摸到了凸透镜，手指指尖反射的光，经凸透镜成像，手指指尖距离凸透镜的距离为小于一倍焦距，根据凸透镜的成像规律，成正立、放大的虚像，在右侧光屏上，是不会出现指尖的像。 （3）[3]由题意可知，让凸透镜保持不动，将蜡烛移至35cm刻度线处，这时物距，物距小于两倍焦距，大于一倍焦距，为了在光屏上再次呈现烛焰清晰的像，根据凸透镜的成像规律，成倒立、放大的实像，像距应该大于两倍焦距，像距大于20cm，应向右移动光屏。 [4]此时成倒立、放大的实像，投影仪就是根据这一原理工作的。 （4）[5]如图2在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，说明经过凸透镜的光线，更加会聚或者发散了，将光屏向靠近透镜的方向移动适当距离后，光屏上再次呈现清晰的像，说明光线应该是更加会聚了，不是发散，凸透镜有会聚的功能，凹透镜有发散的功能，那么这副眼镜是凸透镜，近视眼镜的镜片是凹透镜，远视眼镜的镜片是凸透镜，所以这副眼镜是远视眼镜。 ——提能力—— 1．如图所示，蜡烛位置不动，将凸透镜从图示位置开始向左移动，光屏先后在凸透镜右侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且乙处的像比甲处大，则（　　） A．凸透镜的焦距f＜15cm B．乙处烛焰的像是放大的 C．乙位置在甲位置的左侧 D．乙和甲的位置可能重合 【答案】D 【详解】A．甲、乙处都在凸透镜的同侧成实像，都是倒立的，由于不知道具体的物距、像距，无法判断焦距，故A不符合题意； B．根据蜡烛位置不动，凸透镜靠近蜡烛，物距减小，像距变大，像也变大，由于不知道焦距，乙处的像比甲处的像大，但不一定是放大的，故B不符合题意； CD．乙和甲的位置可能重合，例如凸透镜在某一位置成倒立、缩小的实像，在另一位置成倒立、放大的实像，这时两次成像的物距和像距相等，所以乙和甲的位置可能重合，故C不符合题意，D符合题意。 故选D。 2．如图所示，OO′为凸透镜的主光轴，有一个点光源放在凸透镜的正前方。当点光源放在A点时，成像在B点，当点光源放在B点时，成像在C点，如图所示，则凸透镜的位置在（  ） A．C点右侧 B．BC之间 C．AB之间 D．A点左侧 【答案】D 【详解】AB．由凸透镜成像规律可知，如果物像同侧的话，像是虚像，并且像距大于物距；凸透镜成实像时，物像异侧，且遵循“物近像远像变大”的规律；若凸透镜放在C点右侧，那么当点光源放在A点时，成像在A点左侧，而不是右侧的B点，故AB不符合题意； C．当光源放在A点时，像在透镜的另一侧，说明成实像，那么像距在一倍焦距外，这样当点光源放在B点时就也会在相对于B点的另一侧成实像（也就是A的一侧），而不是成像在C点，故C不符合题意； D．若凸透镜放在A点左侧，那么光源放在A点时，成像在B点，当点光源放在B点时，成像在C点，成像都是虚像，故D符合题意。 故选D。 3．小华用自制的水凸透镜（当向水凸透镜里注水时焦距变小，抽水时焦距变大）来探究凸透镜成像规律。 （1）小华将蜡烛、水凸透镜和光屏调整至图所示的位置时，光屏上出现清晰的烛焰像，它的成像原理与 （照相机/幻灯机/放大镜）的相同，然后，小华利用注射器从水凸透镜中向处抽少许水，光屏上原来清晰的像变得模糊不清，小华要想重新得到清晰的烛焰像，在蜡烛和水凸透镜的位置都不变的情况下，应将光屏向 （远离/靠近）水凸透镜的方向移动； （2）若在烛焰和水凸透镜之间放一片远视眼镜的镜片，则将光屏向 （左/右）移动才能再次看到清晰的像； （3）将蜡烛移至1倍焦距与2倍焦距之间某处，调节光屏，使光屏上成清晰的像，烛焰中心以1cm/s的速度垂直于光具座向下运动，光屏上的像 （向上/向下）移动，移动的速度 （大于/小于/等于）1cm/s； （4）图中蜡烛在大于2倍焦距范围内向右移动，以蜡烛为参照物，像 （静止/向左移动/向右移动）。 【答案】 照相机 远离 左 向上 大于 向左移动 【详解】（1）[1]由图可知，此时物距为 40.0cm-10.0cm=30.0cm 像距为 55.0cm-40.0cm=15.0cm 物距大于像距，光屏上出现清晰的烛焰的像，由凸透镜成实像的规律可知，此时成的是倒立、缩小的实像。照相机就是利用这一成像原理制成的。 [2]小华利用注射器从水凸透镜中向处抽少许水，水凸透镜的会聚能力变弱，像成在光屏的后方，所以光屏上原来清晰的像变得模糊不清，小华要想重新得到清晰的烛焰像，在蜡烛和水凸透镜的位置都不变的情况下，应将光屏向远离水透镜的方向移动。 （2）[3]若在烛焰和水凸透镜之间放一片远视眼镜的镜片，远视眼镜相当于凸透镜，所以放上后对光的会聚能力变强，像会成在光屏的前方，则将光屏向左移动才能再次看到清晰的像。 （3）[4][5]将蜡烛移至1倍焦距与2倍焦距之间某处，调节光屏，由凸透镜成实像的规律可知，光屏上成清晰的倒立、放大的实像，烛焰中心以1cm/s的速度垂直于光具座向下运动，由通过光心的光线不发生偏折可知，光屏的像会向上移动。由于像是放大的，所以像移动的距离大于物体移动的距离，由时间相同可知，像移动的速度大于物体移动的速度，则移动的速度大于1cm/s。 （4）[6]蜡烛在大于2倍焦距范围内向右移动，由凸透镜成实像的规律可知，光屏上成清晰的倒立、缩小的实像，像在1倍焦距和2倍焦距之间向右移动。由于成的是缩小的像，所以蜡烛向右移动的距离大于像向右移动的距离，蜡烛与像之间的距离逐渐缩小。所以蜡烛为参照物，像向左移动。 4．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，小明选择了一块焦距未知的凸透镜： （1）小明让一束平行光射向该透镜，调节光屏位置，直到光屏上得到一个最小、最亮的光斑（如题图甲所示），该透镜的焦距f= ； （2）如图乙所示，安装好实验器材，在只移动透镜的情况下，无论怎样调节，都不能在光屏上得到清晰的像，造成上述现象的原因是 ； （3）如图丙所示，当蜡烛在光具座A处，光屏在B处时，光屏上得到了烛焰清晰的像，现将蜡烛由A处向左移动距离s到C处，要再次在光屏上接收到清晰的像，应将光屏向 （选填“左”或“右”）移动，光屏移动的距离 s（选填“>”、“<”或“=”）；随着蜡烛向左移动，光屏上的像逐渐 （选填“变大”或“变小”）； （4）实验中，燃烧的蜡烛在不断变短，光屏上的像会向 （选填“上”或“下”）移动。 【答案】 10.0 蜡烛和光屏间的距离太小 左 > 变小 上 【详解】（1）[1]在“探究凸透镜成像的规律”实验中，为了测量凸透镜的焦距，可以让一束平行光射向凸透镜。调节光屏的位置，直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑，这个光斑就是凸透镜的焦点。焦点到凸透镜光心的距离就是焦距。从图甲中测得焦距 f=20.0cm-10.0cm=10.0cm （2）[2]凸透镜成实像时，物体和像之间的最小距离为4f；由图乙可知，此时的物体和像之间的距离为 65.0cm-31.0cm=34.0cm<4f=40.0cm 因此造成上述现象的原因是蜡烛和光屏之间距离较小。 （3）[3][4]由图丙可知，物距小于像距，由凸透镜成像规律可知，可在B处的光屏上成一倒立、放大的实像；凸透镜位置不变，蜡烛向左移动，物距增大，则像距应减小，光屏向左移动才能得到清晰的像。当物距等于2f，此时像距也为2f，物像之间的距离最小。当蜡烛由A处向左移动时，由于物体向2f处靠近，所以物像之间的距离在减小。当物体向左移动时物距增大，像向左移动像距减小，物体和像之间的距离在变小，所以物体移动的距离s小于像移动的距离s′。 [5]由凸透镜成实像时“物远像近像变小”的规律可知，随着蜡烛向左移动，此时光屏上的像逐渐变小。 （4）[6]实验中，燃烧的蜡烛逐渐变短，烛焰向下运动。由通过凸透镜光心的光线传播方向不变可知，光屏上的像逐渐向上移动。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！14 学科网（北京）股份有限公司 $$