2025年中考物理一轮复习03：凸透镜成像的规律

凸透镜成像规律 一．选择题（共3题） 1．（2024•巴中）在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛、凸透镜、光屏位于如图所示位置时，在光屏上出现一个清晰烛焰的像，其成像特点是（　　） A．倒立放大的实像 B．倒立放大的虚像 C．倒立缩小的实像 D．正立放大的虚像 2．（2024•泰安）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，当蜡烛、凸透镜、光屏放置的位置如图所示时，烛焰在光屏上成清晰的倒立、等大的像。下列说法中（　　） ①该凸透镜的焦距为20cm ②将蜡烛放在d点时成像规律与投影仪成像原理相同 ③将蜡烛由b点移至a点时，移动光屏，可在光屏上成更小的像 ④将蜡烛放在c点，移动光屏，可在光屏上成倒立、放大的像 A．只有①③正确 B．只有④正确 C．只有②④正确 D．只有③④正确 3．（2024•河南）在“爱眼日”宣传活动中，小明用如图所示的装置研究眼睛的成像，此时烛焰在光屏上成清晰的像，用此模拟正常眼睛的成像。接下来下列操作可模拟近视眼的是（　　） A．向水透镜注水，烛焰的像成在光屏右侧 B．向水透镜注水，烛焰的像成在光屏左侧 C．从水透镜抽水，烛焰的像成在光屏右侧 D．从水透镜抽水，烛焰的像成在光屏左侧 二．多选题（共5小题） （多选）4．（2022•河北）小明利用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。将蜡烛放在凸透镜左侧适当位置，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的像，分别测出物距u和像距v，实验数据如下表。 实验次数 1 2 3 4 5 物距u/cm 60 30 20 15 12 像距v/cm 12 15 20 30 60 下列说法正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距为20cm B．从第1次实验到第5次实验，成在光屏上的像越来越大 C．当u＝45cm时，移动光屏，可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像 D．第5次实验后，在贴近凸透镜左侧放一眼镜片，向右移动光屏，能在光屏上成清晰的像，则眼镜片对光起会聚作用 （多选）5．（2023•河北）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、焦距为10cm的凸透镜、光屏位置如图所示时，光屏上恰好呈现烛焰清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．投影仪就是利用这一规律成像的 B．将蜡烛放置在35cm刻度处，仅向右移动光屏，能得到清晰、倒立、放大的实像 C．若飞来一只小虫落在凸透镜上，遮住凸透镜的部分区域，则光屏上烛焰的像不再完整 D．蜡烛、凸透镜、光屏位置不动，用焦距8cm凸透镜替换该透镜，光屏上不再成清晰的像 （多选）6．（2022•天津）探究“凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示，此时在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．投影仪应用了该次实验的成像规律 B．照相机应用了该次实验的成像规律 C．要在光屏上得到更大的清晰像，需将蜡烛靠近透镜，光屏远离透镜 D．要在光屏上得到更大的清晰像，需将蜡烛靠近透镜，光屏靠近透镜 （多选）7．（2023•天津）在探究凸透镜成像规律时，蜡烛和凸透镜的位置如图所示，移动光屏可承接到烛焰清晰等大的像（图中未画出光屏）。若保持透镜位置不变，将蜡烛调至20cm刻度处时，下列判断正确的是（　　） A．该透镜的焦距是10cm B．移动光屏可承接到烛焰清晰放大的像 C．像的位置在60cm～70cm刻度之间 D．照相机应用了该次实验的成像规律 （多选）8．（2024•天津）在用一凸透镜研究其成像的规律时，某同学得到的部分实验信息如下表所示。根据表中信息判定下列说法正确的是（　　） 实验次序 物距/cm 像的性质 像距/cm 1 20 倒立、等大、实像 2 30 15 3 15 倒立、放大、实像 30 A．第1次实验的像距为20cm B．第2次实验成倒立、缩小的实像 C．第3次实验成像特点与照相机成像特点相同 D．若物距是12cm，物体通过透镜所成的像是虚像 三．填空题（共2题） 9．（2024•镇江）在探究凸透镜成像规律的实验中，应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的 　 　上。已知凸透镜焦距为10cm，各元件初位置如图所示，要使光屏上成清晰的像：（1）若移动光屏，应将光屏向 　 　（选填“左”或“右”）移动；（2）若透镜向左移动，最终光屏上成的是倒立、　 　的实像。 10．（2024•河北）如图所示，烛焰经凸透镜在光屏上成清晰的像，此成像原理可用于制作 　 　。不改变蜡烛与光屏的位置，向 　 　（选填“左”或“右”）移动凸透镜到某一位置，能再次在光屏上成清晰的像。若烛焰的高度大于凸透镜的直径，在足够大的光屏上 　 　（选填“能”或“不能”）成清晰且完整的像。 四．作图题（共2题） 11．（2024•德州）如图所示，A'是点光源A在平面镜中所成的像，A发出的一条光线经平面镜反射后射向凸透镜，反射光线恰好过凸透镜的焦点，请画出： （1）射向平面镜的入射光线； （2）经过凸透镜后的折射光线。 12．（2024•徐州）按要求作图。 如图所示，一束光平行于主光轴射向凸透镜，请画出通过凸透镜后的出射光线。 五．实验探究题（共7小题） 13．（2024•淮安）在“探究凸透镜成像规律”实验中： （1）如图甲所示，S为烛焰中心，凸透镜的焦距f＝10cm，O为光心。画出光线SP经过凸透镜后的折射光线。 （2）蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图乙所示，此时光屏上承接到烛焰清晰的像，生活中的 　 　就是根据这一原理制成的。若蜡烛和光屏位置不变，将凸透镜移至 　 　cm刻度线处，光屏上能再次承接到烛焰清晰的像。 （3）凸透镜成像规律被广泛应用于摄像器材中，小明发现手机无需像数码相机那样“调焦”，也能获得清晰的像。他将手机拿到实验室去探究，实验数据如表所示： 实验次数 1 2 3 4 5 6 物距/m 10.00 5.00 2.00 1.00 0.50 0.10 像距/cm 0.500 0.501 0.502 0.503 0.505 0.526 根据表中数据，判断手机镜头的焦距最接近 　 　。 A.5m； B.0.5m； C.0.05m； D.0.005m。 14．（2024•南通）在探究“凸透镜成像规律”的实验中。 （1）为使烛焰的像成在光屏中央，小丽的调节场景如图甲，操作中的不当之处是 　 　。 （2）如图乙，光屏上恰能呈现烛焰倒立、　 　的清晰实像，此时光在光屏上发生 　 　反射；若在凸透镜左侧附近放置一镜片，将光屏向左移动，光屏上可再次呈现清晰的像，该镜片是 　 　透镜。 （3）保持凸透镜位置不变，为使图乙中光屏上的像变大，小丽的操作应是 　 　。 15．（2023•河南）在“探究凸透镜成像的规律”实验中： （1）小强发现用凸透镜看远处物体时，可以看见倒立、缩小的像；用该凸透镜看自己的指纹时，能看见正立、放大的像，由此猜想：凸透镜成像的特点可能与 　 　有关。 （2）在光具座上，将蜡烛、光屏安装在凸透镜两侧，调节三者的高度时，　 　（选填“需要”或“不需要”）点燃蜡烛；调节高度的目的是使像能呈现在 　 　 （3）实验中，当蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上承接到蜡烛清晰的像（像未画出），这个实验现象可以说明 　 　（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）的成像特点。 16．（2024•青岛）小明用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像规律。 （1）将蜡烛、凸透镜和光屏依次放置在光具座上，调节烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心，使它们在 　 　。 （2）如图甲所示，将蜡烛固定在光具座上10cm刻度处，凸透镜固定在50cm刻度处，光屏应在 　 　刻度范围内移动，直到在光屏上看到 　 　、倒立清晰的像，根据这一成像特点可制成 　 　。 （3）S是烛焰上一点，请在图乙中画出它发出的两条光线经凸透镜折射后的光路。 （4）保持蜡烛和光屏位置不变，要使光屏上的像变大，应将凸透镜向 　 　移动。 17．（2024•日照）小明在光学学习中，对色彩斑斓的光学世界产生了浓厚的兴趣，他认识到熟练掌握物、像联动，并用其规律解决实际问题的意义，于是他进行了如下的探索： （1）如图甲，在探究平面镜成像的特点时，用透明玻璃板代替平面镜的目的是 　 　；如果在图中玻璃板与蜡烛的像之间平行于玻璃板放一块不透明的白色光屏，那么在光屏上 　 　（选填“能”或“不能”）看到像。 （2）如图乙，平行光线经过该透镜后将会被 　 　（选填“发散”或“会聚”），这样的透镜可用于矫正 　 　（选填“近视眼”或“远视眼”）。 （3）生活中经常看到的投影灯，其内部结构如图丙所示。图中凸透镜的焦距为50mm，则投影片到凸透镜的距离范围应为 　 　。 （4）在探究照相机原理时，小明将焦距为10.0cm的凸透镜A放置在如图丁所示的位置，向左移动光屏，在光屏上看到了清晰的像。他又将凸透镜A更换成一个焦距为8.0cm的凸透镜B，其它要素不变，发现光屏上的像变模糊了。他认为此现象与 　 　（选填“近视眼”或“远视眼”）的成因相似，为了使光屏上的像恢复清晰，可将光屏向 　 　（选填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动。 （5）若保持图丁中凸透镜B和蜡烛的位置不变，继续实验，撤掉光屏，换成凸透镜A，并移动到光具座66cm刻度处，从A的右侧向左看，在透镜A中也能看到清晰的像，这个像是 　 　（选填“实”或“虚”）像。 18．（2024•宿迁）在“探究凸透镜成像规律”的活动中，利用了如图所示装置。 （1）调节器材，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 　 　上； （2）改变蜡烛和光屏的位置，多次实验，并将数据记录在表格中，分析数据可知凸透镜焦距为 　 　cm，第3次实验中，光屏上成倒立、　 　的实像； 实验序号 物距u/cm 像距v/cm 光屏上看到的像 1 60 15 倒立、缩小、实像 2 24 24 倒立、等大、实像 3 20 30 倒立、、实像 4 8 未找到像 （3）智能汽车通过车载摄像头，识别行人、路标和其他车辆，实现自动导航和驾驶，车载摄像头根据的是第 　 　次实验的原理； （4）物距u＝8cm不变，要想在光屏上看到像，应更换焦距较 　 　的凸透镜。 19．（2024•德州）物理兴趣小组的同学展示了以下两个实验： （1）图甲为探究“光的反射规律”实验，若让另一束光线沿BO方向射向平面镜，反射光线沿OA方向射出，这一现象说明：在光的反射现象中 　 　。 （2）为了得到“反射角等于入射角”这一普遍规律，接下来的操作是改变 　 　，多次实验。 （3）“探究凸透镜成像的规律”实验，凸透镜的焦距为10cm，图乙中光屏上呈现出清晰的像，该像的性质是倒立、　 　的实像，将蜡烛移至5cm刻度线处，其他元件的位置不变，若使清晰的像再次呈现在光屏上，需在蜡烛与凸透镜间放置一个 　 　（选填“近视”或“远视”）眼镜。 （4）实验中，保持蜡烛、凸透镜和光屏的位置不变，用焦距相同、直径更大的凸透镜替换原凸透镜，光屏上呈现的像与原来的像相比 　 　（选填“更大”“更小”或“更亮”）。 凸透镜成像规律 参考答案与试题解析 一．选择题 1．解：由图可知，此时物距小于像距，根据成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像，故A正确。 故选：A。 2．解：①由图可知，u＝v＝20cm，根据u＝v＝2f，成倒立、等大的实像，即2f＝20cm，因此该凸透镜为f＝10cm，故①错误； ②将蜡烛放在d点，此时物距u＝50cm﹣45cm＝5cm＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜，故②错误； ③将蜡烛由b点移至a点，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，移动光屏，可在光屏上成更小的像，故③正确； ④将蜡烛放在c点，此时物距2f＞u＝50cm﹣35cm＝15cm＞f，成倒立、放大的实像，故④正确。 故选：D。 3．解：AB、近视眼的晶状体凸度过大或眼球前后径过长，外界物体的像成在视网膜前方，所以应该向透镜内注水，烛焰的像成在光屏左侧，故A错误、B正确； CD、远视眼的晶状体凸度过小或眼球前后径过短，外界物体的像成在视网膜后方，从水透镜抽水，模拟的是远视眼，不符合题意，故CD错误。 故选：B。 二．多选题 4．解： A、根据表格中的数据可知，当u＝20cm时，v＝20cm，则u＝v＝2f，所以焦距为10cm，故A错误； B、从第1次实验到第5次实验，物距始终大于焦距，物距变小，像距变大，像变大，故B正确； C、当u＝45cm时，物距大于二倍焦距，移动光屏，可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像，故C正确； D、第5次实验后，在贴近凸透镜左侧放一眼镜片，向右移动光屏，能在光屏上成清晰的像，这说明像推迟会聚了，该眼镜片是凹透镜，对光起发散作用，故D错误。 故选：BC。 5．解：A、如图所示，物距大于二倍焦距，此时成倒立、缩小的实像，能够说明照相机的成像原理，故A错误； B、将蜡烛放置在35cm刻度处，此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间，像距要大于二倍焦距，向右移动光屏，能得到清晰、倒立、放大的实像，故B正确； C、若飞来一只小虫落在凸透镜上，遮住凸透镜的部分区域，物体上任一点都有光线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，只是折射光线减少，会聚成的像变暗，故C错误； D、蜡烛、凸透镜、光屏位置不动，用焦距8cm凸透镜替换该透镜，凸透镜的焦距变小，会聚能力变强，像会提前会聚，所以光屏上不再成清晰的像，故D正确。 故选：BD。 6．解：蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示，此时在光屏上得到烛焰清晰的像，由图可知，此时物距大于像距，根据凸透镜成像的规律可知，此时成像的性质一定是倒立缩小的实像，属于照相机原理，故A错误，B正确； 根据凸透镜成像规律的记忆口诀，成实像时，物近像远像变大，若要在光屏上得到更大的清晰像，需将蜡烛靠近透镜，光屏远离透镜，故C正确，D错误。 故选：BC。 7．解：移动光屏可承接到烛焰清晰、等大的像，此时的物距为u＝20.0cm＝2f，所以凸透镜的焦距为f＝10.0cm； 将蜡烛调至20cm刻度处时，此时的物距大于二倍焦距，移动光屏，可以在光屏上呈现倒立、缩小的实像，其应用是照相机，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，即像的位置在60cm～70cm刻度之间，故ACD正确、B错误。 故选：ACD。 8．解：A、由表中信息可知，第1次实验时，u＝20cm，凸透镜成倒立、等大的实像，根据凸透镜成等大实像的条件可知，此时像距v＝u＝2f＝20cm，则该凸透镜的焦距f＝10cm，故A正确； B、由表中信息可知，第2次实验时，u＝30cm＞2f，则凸透镜成倒立、缩小的实像，故B正确； C、由表中信息可知，第3次实验时，凸透镜成倒立、放大的实像，与投影仪的成像特点相同，故C错误； D、若物距是12cm，因2f＞u＝12cm＞f，则物体通过凸透镜成倒立、放大的实像，故D错误。 故选：AB。 三．填空题 9．解：（1）为使像成在光屏的中央，应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度处，位于凸透镜的主光轴上； （2）已知f＝10.0cm，u＝30.0cm＞2f，成倒立、缩小的实像，像距2f＞v＞f，则应将光屏向左移动， （3）若透镜向左移动，当移动到2f＞u＞f，成倒立、放大的实像。 故答案为：主光轴；左；放大。 10．解：由图可知，此时物距选用像距，根据凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像，应用于投影仪； 不改变蜡烛与光屏的位置，向右移动凸透镜到某一位置，当物距等于原来的像距，像距等于原来的物距时，根据在光的折射中，光路是可逆的可知，能再次在光屏上成清晰的像； 若烛焰的高度大于凸透镜的直径，部分光线仍能通过凸透镜会聚成完整的像，但由于会聚的光线比原来减少，所以像比原来变暗。 故答案为：投影仪；右；能。 四．作图题 11．解：根据平面镜所成的像与物关于平面镜对称，从 A′点向平面镜作垂线并取等长，画出点光源A；连接A点与平面镜上的入射点，画出射向平面镜的入射光线。过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射 出，据此画出经过凸透镜后的折射光线。 12．解：平行于主光轴的光线经过凸透镜后要经过焦点，如图所示： 五．实验探究题 13．解：（1）S位于凸透镜的焦点上，经过凸透镜焦点的光折射后平行与主光轴，如图所示： 。 （2）此时的物距小于像距，成倒立、放大的实像，生活中的投影仪就是根据这一原理制成的。此时的物距是50.0cm﹣35.0cm＝15.0cm；像距为80.0cm﹣50.0cm＝30.0cm；根据凸透镜成像的特点和在折射中，光路是可逆的，当物距等于30.0cm，像距等于15.0cm时，成倒立、缩小的实像，若蜡烛和光屏位置不变，将凸透镜移至65.0cm刻度线处，即可满足该条件，光屏上能再次承接到烛焰清晰的像。 （3）物距越大，凸透镜所成的倒立、缩小的实像越靠近焦点，根据表格中的数据分析可知：手机镜头的焦距最靠近像距0.500cm＝0.005m，故选：D。 故答案为：（1）；（2）投影仪；65.0；（3）D。 14．解：（1）为使烛焰的像成在光屏中央，应使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上，进行此操作时需要点燃蜡烛，则图甲中操作不当之处是调节三者的高度时没有点燃蜡烛； （2）如图乙，此时物距u大于像距v，则光屏上呈现烛焰倒立、缩小的实像； 我们能从不同方向看到光屏上的实像，是因为光在光屏上发生了漫反射； 由题可知，在凸透镜左侧附近放置一镜片，将光屏向左移动，光屏上可再次呈现清晰的像，说明放置镜片后像距变小，则该透镜对光有会聚作用，所以该镜片是凸透镜； （3）保持凸透镜位置不变，为使图乙中光屏上的像变大，由凸透镜成实像的规律可知，应减小物距，并适当增大像距，则小丽的操作应是将蜡烛靠近凸透镜一些（或将蜡烛适当向右移动），同时光屏适当远离凸透镜。 故答案为：（1）调节三者的高度时没有点燃蜡烛；（2）缩小；漫；凸；（3）将蜡烛靠近凸透镜一些，同时光屏适当远离凸透镜。 15．解：（1）观察远近不同的物体，小强看到了不同特点的像，说明凸透镜所成像的特点与物距有关； （2）实验时需要调整烛焰的中心、透镜的中心和光屏的中心在同一高度，为了确定烛焰的中心，需点燃蜡烛，使烛焰的像成在光屏中央； （3）实验中，当蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示，此时物距大于像距，根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的。 故答案为：（1）物距；（2）需要；光屏中央；（3）照相机。 16．解：（1）为了使像成在光屏中央，应调节烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心，使它们在同一高度； （2）如图甲所示，将蜡烛固定在光具座上10cm刻度处，凸透镜固定在50cm刻度处，此时物距u＝50cm﹣10cm＝40cm＞2f，根据u＞2f，2f＞v＞f，成倒立、缩小的实像，故光屏应在60～70cm刻度范围内移动，直到在光屏上看到缩小、倒立清晰的像，根据这一成像特点可制成照相机； （3）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴，两条光线的交点为S的像S'，如下图所示： ； （4）保持蜡烛和光屏位置不变，要使光屏上的像变大，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，应将凸透镜向左移动。 故答案为：（1）同一高度；（2）60～70cm；缩小；照相机；（3）见解答图；（4）左。 17．解：（1）采用平板玻璃，既可以反射光线成像，也可以让光线透过，便于确定像的位置； 虚像不能成在光屏上，光屏上不能承接到蜡烛的像光屏上看不到像； （2）此时透镜是凹透镜，对光线有发散作用，可以用来矫正近视眼； （3）投影灯与投影仪的成像原理相同，则投影灯工作时，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，所以广告片离镜头的距离取值范围为在50mm～100mm之间； （4）保持蜡烛和透镜的位置不变，将凸透镜A更换成一个焦距为8.0cm的凸透镜B，透镜会聚光的能力变强，使像提前会聚，此现象与近视眼成像类似，在光具座上向靠近凸透镜移动光屏，光屏上又出现了清晰的像； （5）保持图丁中凸透镜B和蜡烛的位置不变，根据＝可得，+＝，解得v＝10.0cm，所以通过凸透镜B成像在60.0cm处，继续实验，撤掉光屏，换成凸透镜A，并移动到光具座66cm刻度处，此时u＝66.0cm﹣60.0cm＝6.0cm＜f，成正立放大的虚像，从A的右侧向左看，在透镜A中也能看到清晰的像，这个像是虚像。 故答案为：（1）便于确定像的位置；不能（2）发散；近视眼；（3）50mm﹣100mm；（4）近视眼；靠近；（5）虚。 18．解：（1）为了使像成在光屏中央，应调整烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上； （2）由表中数据可知，u＝v＝24cm，根据u＝v＝2f，成倒立、等大的实像，即2f＝24cm，故该凸透镜的焦距为f＝12cm； 第3次实验中，物距2f＞u＝20cm＞f，成倒立、放大的实像； （3）车载摄像头是根据u＞2f，成倒立、缩小的实像的原理制成的，与表中第1次成像原理相同； （4）凸透镜成实像时，物距大于焦距，因此物距u＝8cm不变，要想在光屏上看到像，应更换焦距较小的凸透镜。 故答案为：（1）主光轴；（2）12；放大；（3）1；（4）小。 19．解：（1）让另一束光线沿BO方向射向平面镜，反射光线沿OA方向射出，说明在光的反射现象中，光路是可逆的； （2）要得到“反射角等于入射角”的普遍规律，应改变入射角的大小，进行多次实验； （3）由图乙知，u＝50.0cm﹣20.0cm＝30.0cm＞2f，所以会在光屏上呈现倒立、缩小的实像； 将蜡烛移至5cm刻度线处，物距变大，像将靠近凸透镜，要使像仍在光屏上呈现，应在蜡烛与凸透镜间放置一个对光线有发散作用的凹透镜，所以应选近视镜； （4）物距、焦距、光屏的位置均不变，只是凸透镜的直径变大，所以像的位置不变，只是像比原来变亮了。 故答案为：（1）光路是可逆的；（2）入射角大小；（3）缩小；近视；（4）更亮。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/11/19 15:12:31；用户：物理窦老师；邮箱：15022073490；学号：19147021 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$