5.3 凸透镜成像的规律 2024-2025学年 人教版物理八年级上册重难点过关专题

5.3 凸透镜成像的规律 一、夯实基础 1．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，光具座上各元件位置如图所示，此时在光屏上恰好成一个清晰的像，则下列说法正确的是（　　） ①利用这一原理制成了投影仪 ②该透镜的焦距f一定满足7.5cm＜f＜15cm ③若将蜡烛稍稍靠近凸透镜，则应将光屏远离凸透镜才能得到清晰的像 ④若将光屏与凸透镜间放一个近视眼镜，应把蜡烛稍稍靠近凸透镜才能得到清晰的像 ⑤若保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置互换，会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像 A．只有①②⑤ B．只有①③④ C．只有②③ D．只有②③④ 【答案】C 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验 【解析】【解答】①物距大于像距，成倒立缩小的实像，应用为照相机，故①错误； ②，据图可知此时的物距为30cm，大于二倍焦距时，像距15cm，介于一倍焦距和二倍焦距之间，，，所以，故②正确； ③根据物远像近像变小可知，将蜡烛靠近凸透镜，将光屏远离凸透镜才能得到清晰的像，故③正确； ④若将光屏与凸透镜间放一个近视眼镜，近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，此时延时成像，应把增加物距或者减小像距，从而在光屏上得到清晰的像，故④错误； ⑤将蜡烛和光屏的位置互换，此时像距大于物距，成倒立、放大的实像，故⑤错误； 故正确的只有②③。 故选C。 【分析】透镜成像规律：物体距透镜小于一倍焦距，呈正立放大的虚像，应用为放大镜； 物距大于一倍焦距小于二倍焦距，呈倒立立放大的实像，应用为投影仪； 物体大于二倍焦距，呈现倒立缩小实像，应用为照相机，人眼睛。 2．一个焦距是10cm的凸透镜，当物体从离透镜20cm处逐渐移向30cm处的过程中（　　） A．像逐渐变大，像距逐渐变小 B．像逐渐变小，像距逐渐变大 C．像逐渐变大，像距逐渐变大 D．像逐渐变小，像距逐渐变小 【答案】D 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验 【解析】【解答】凸透镜焦距10cm，物体从20cm移向30cm处，物体离凸透镜远，像到凸透镜的距离变近，物体在凸透镜的距离远，像变小，ABC不符合题意，D符合题意. ​故答案为：D. 【分析】根据凸透镜成像规律，当物体远离凸透镜时，像距变小，像变小. 3．乘客“刷脸”进动车站乘车，“刷脸”相当于给乘客拍了一张照片，摄像头相当于凸透镜，下列说法正确的是（　　） A．正在“刷脸”的乘客是光源 B．乘客要使屏幕上的像变大，需远离“刷脸”机镜头 C．影像传感器上成的是正立的实像 D．“刷脸”的乘客要位于摄像头二倍焦距以外 【答案】D 【知识点】凸透镜成像的应用 【解析】【解答】 A.能自行发光的物体叫做光源，正在“刷脸”的乘客自身不发光，所以不是光源，故A不正确； B. 乘客要使屏幕上的像变大，需要减小物距，增大像距，即要靠近“刷脸”机镜头，故B不正确； CD.摄像头的工作原理与照相机相同，“刷脸”时，人要在凸透镜的二倍焦距之外，成的是倒立、缩小的实像，故C不正确，D正确。故选D。 【分析】 人脸识别系统的摄像机利用的是凸透镜成实像的原理，相当于照相机，物体都是在二倍焦距以外，成像缩小、倒立的实像，这样有利于捕捉目标。 4．在清澈的湖面上空，小燕子正在向下俯冲捕食。在小燕子向下俯冲的过程中，关于它在湖水中的像的虚实。它和像之间的距离（　　） A．虚像，距离变小 B．实像，距离变小 C．实像，距离变大 D．虚像，距离变大 【答案】A 【知识点】实像和虚像的区别；平面镜成像的原理、特点 【解析】【解答】燕子在水中的像，是平面镜成像，是虚像，像和物体的大小相等，当燕子俯冲下降时，像的大小不变，A符合题意。 故答案为：A. 【分析】平面镜成像是光的反射形成的虚像，像和物体大小相等。 5．为“探究凸透镜成像的规律”，小明用图甲所示“”字样的光源、焦距为的凸透镜和光屏进行了实验。请你解答： （1）组装器材时，应调节“”光源、凸透镜和光屏三者的中心在　 　； （2）当透镜和光屏固定在图乙所示的位置时，光源向　 　选填“左”或“右”移动至恰当位置，才能在光屏上看到清晰的　 　选填“缩小”、“等大”或“放大”的　 　选填“”、“”、“”或“”形状的像。 【答案】（1）同一高度 （2）左；缩小； 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验 【解析】【解答】1） 应调节“”光源、凸透镜和光屏三者的中心在 在同一高度 综上 第1空为同一高度 2）LED光源向左移动，看到缩小的、倒立的实像， 综上第1空为左；第2空为缩小；第3空为 【分析】根据透镜成像规律、试验填空 1、透镜成像试验：实验步骤：1）实验前，应调节凸透镜、蜡烛烛焰、光屏的中心大致在同一水平高度，环境越暗，物体反射光越明显，所以实验应在较暗的环境中进行；2） 点燃并蜡烛，在光屏上得到一个等大、清晰的烛焰的像，测量此时物到透镜的距离（焦距）；3）移动蜡烛，观察像的变化 经过透镜光心的光心不会发生偏折，所以蜡烛变短通过光心的光线会折射到光屏上方，导致像向上移动。 2、透镜成像规律：物距大于二倍焦距，像成倒立的缩小的实像，其中倒立的像为左右上下均颠倒 6．如图所示，在“刷脸”取款过程中，摄像头相当于　 　（选填“凹”或“凸”）透镜；面部经摄像头成倒立、缩小的　 　（选填“实”或“虚”）像；当人脸稍靠近摄像头时，摄像头所成的像　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】凸；实；变大 【知识点】凸透镜成像的应用；生活中的透镜 【解析】【解答】摄像头的镜头是凸透镜，刷脸时，面部在摄像头的二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像；当人脸稍靠近摄像头时，物距减小，像距变大，摄像头所成的像变大。 【分析】当物体在凸透镜的二倍焦距外时，成倒立缩小的实像；物距减小，像距变大，像变大。 二、能力发展 7．小明用凸透镜先后观察手指和窗外远处的景物，看到如图所示的两种情景。以下说法中正确的是（　　） A．甲中看到的是虚像；乙中看到的是实像 B．甲中成的是缩小的像；乙中所成的放大的像 C．甲中成像规律可应用于放大镜；乙中成像规律可应用于投影仪 D．甲中手指在凸透镜1倍焦距以外；乙中窗外的景物在凸透镜2倍焦距内 【答案】A 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验；凸透镜成像的应用 【解析】【解答】凸透镜成像规律：当物距小于焦距时，成正立、放大的虚像；当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成倒立、放大的实像；当物距等于二倍焦距时，成倒立、等大实像；当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，当用放大镜观察自己的手指时，此时手指在凸透镜的1倍焦距之内，成放大、正立的虚像，应用于放大镜；若看远处的物体，此时物体在凸透镜的2倍焦距之外，所以成倒立、缩小的实像，应用于照相机，故A正确，BCD错误。 故选A。 【分析】根据凸透镜成像规律进行分析。 8．如图所示，将焦距为10cm的薄凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧，实验前调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一高度。则根据凸透镜成像规律，下列四个选项中，正确的是（　　） A．蜡烛放置在35cm刻度线处，光屏上呈现的像是放大、正立的虚像 B．蜡烛放置在15cm刻度线处，光屏上呈现的像与普通照相机成像的性质相同 C．蜡烛放置在20cm刻度线处，光屏上呈现的像是等大、倒立的实像 D．保持凸透镜不动，若要在光屏上得到更大的清晰的像，应将蜡烛右移，光屏左移 【答案】B 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验 【解析】【解答】A．当物距在一倍和二倍焦距之间时，像距在二倍焦距之外，此时在光屏上成的像为倒立、放大的实像，蜡烛放置在35cm刻度线处，此时蜡烛在一倍焦距和二倍焦距之间，成像在二倍焦距以外，成倒立放大的实像，故A错误； B．当物距大于二倍焦距时，像距在一倍和二倍焦距之间，此时在光屏上成的像为倒立、缩小的实像，蜡烛放置在15cm刻度线处，此时蜡烛在二倍焦距以外，成像在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立缩小的实像，与照相机成像原理相同，故B正确； C．当物距大于二倍焦距时，像距在一倍和二倍焦距之间，此时在光屏上成的像为倒立、缩小的实像，蜡烛放置在20cm刻度线处，此时蜡烛在三倍焦距处，应成倒立缩小的实像，故C错误； D．由凸透镜成像规律可知，物体离透镜越近，像离透镜越远，像越大，故凸透镜不动，若要在光屏上得到更大的清晰的像，应将蜡烛右移，光屏也要右移，故D错误。 故选B。 【分析】当物距大于二倍焦距时，像距在一倍和二倍焦距之间，此时在光屏上成的像为倒立、缩小的实像；当物距在一倍和二倍焦距之间时，像距在二倍焦距之外，此时在光屏上成的像为倒立、放大的实像。由凸透镜成实像规律可知，物体离透镜越近，像离透镜越远，像越大。 9．如图所示，凸透镜的主光轴与水面重合，F是凸透镜的焦点，水中有一平面镜。一束与水面平行的光线经凸透镜折射后进入水中，再经过水中的平面镜反射后恰好过P点。请画出：经过凸透镜的折射光线；进入水中的折射光线；经平面镜后的反射光线。 【答案】 【知识点】作光的反射光路图；作光的折射光路图；凸透镜成像的应用 【解析】【解答】平行于主光轴的光线经过凸透镜会被汇聚到焦点，当光线由空气中斜射进水中时，折射角小于入射角，根据光的反射定律以及平面镜成像的特点刻画出光的反射光路图。 【分析】本题中可先做出P点的像点，连接像点与焦点，即可找到光线在镜面反射时的入射点，其余的光线根据光的折射规律即可做出。 10．2023年2月哈工大宣布突破EUV光刻机关键技术，光刻技术是利用缩图透镜将绘在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的硅片上，在硅片上成像越小芯片制程越小。 （1）光源发出的紫外线　 　（能/不能）被人眼直接观察到； （2）由原理可知，掩膜在硅片上成倒立　 　（放大/缩小）的实像； （3）这次我国直接从90nm突破到了22nm制程的芯片，如果缩图透镜相同，则要将掩膜向移动　 　（上方/下方）。 【答案】（1）不能 （2）缩小 （3）上方 【知识点】紫外线；凸透镜成像的应用 【解析】【解答】 （1）紫外线属于不可见光，人眼看不到； （2）由图和题意可知，该缩图透镜为凸透镜，且要制造出含有众多元件的集成电路，所以可知该凸透镜成倒立、缩小的实像； （3）这次我国直接从90nm突破到了22nm制程的芯片，即像变小，如果缩图透镜相同，由凸透镜成实像的规律“物远像近像变小”可知，应将掩膜向上方移动。 故答案为：（1）不能；（2）缩小；（3）上方。 【分析】 （1）紫外线属于不可见光； （2）该缩图透镜为凸透镜，且要制造出含有众多元件的集成电路，所以可知该凸透镜成倒立、缩小的实像； （3）凸透镜成实像时，物远像近像变小。 11．小强和小红在水平桌面上分别探究“平面镜成像特点”和“凸透镜成像规律”，实验装置分别如图甲和乙所示。 （1）如图甲所示，小强在探究“平面镜成像特点”的实验时，用玻璃板代替平面镜做实验，其好处是　 　，玻璃板应　 　放置。探究像与物的大小关系时，对选取的A、B两只蜡烛的要求是　 　； （2）如图乙所示，小红在探究“凸透镜成像规律”的实验中： ①当蜡烛到凸透镜的距离为20cm时，移动光屏，发现在光屏上可以成清晰的倒立、等大的像。则该凸透镜的焦距为　 　cm； ②当蜡烛到凸透镜的距离为15cm时，移动光屏，直到光屏上成清晰的像，该成像规律在实际生活中的应用是　 　（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）； ③当把蜡烛从距凸透镜15cm移到12cm时，应将光屏　 　（选填“远离”或“靠近”）凸透镜，直到光屏上成清晰的像，观察此时像的大小，与②中所成像的大小相比　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）；若此时凸透镜上恰好飞落了一只小昆虫，遮住凸透镜的部分区域，则小红　 　（选填“能”或“不能”）在光屏上观察到小昆虫的像； ④当蜡烛到凸透镜的距离为5cm时，为观察凸透镜成像的特点，小红应从图乙中　 　（选填“左”或“右”）侧通过凸透镜进行观察。 【答案】（1）便于找到像的位置；垂直；大小相等 （2）10；投影仪；远离；变大；不能；右 【知识点】光的反射；凸透镜成像规律及其探究实验；凸透镜成像的应用；实像和虚像的区别；平面镜成像的原理、特点；探究平面镜成像的特点 【解析】【解答】(1)、如图甲所示，小强在探究“平面镜成像特点”的实验时，用玻璃板代替平面镜做实验，其好处是便于找到像的位置 ，玻璃板应垂直放置。探究像与物的大小关系时，对选取的A、B两只蜡烛的要求是大小相等 。 第一空填写：便于找到像的位置；第二空填写：垂直；第三空填写：大小相等 (2)①当蜡烛到凸透镜的距离为20cm时，移动光屏，发现在光屏上可以成清晰的倒立、等大的像。则该凸透镜的焦距为10cm。 答案填写：10 ②当蜡烛到凸透镜的距离为15cm时，移动光屏，直到光屏上成清晰的像，该成像规律在实际生活中的应用是投影仪； 答案填写：投影仪 ③当把蜡烛从距凸透镜15cm移到12cm时，应将光屏远离凸透镜，直到光屏上成清晰的像，观察此时像的大小，与②中所成像的大小相比变大；若此时凸透镜上恰好飞落了一只小昆虫，遮住凸透镜的部分区域，则小红不能在光屏上观察到小昆虫的像； 第一空填写：远离；第二空填写：变大；第三空填写：不能 ④当蜡烛到凸透镜的距离为5cm时，为观察凸透镜成像的特点，小红应从图乙中右侧通过凸透镜进行观察。 答案填写：右 【分析】平面镜成像的特点是平面镜呈正立等大的虚像。平面镜所成的像与物体到镜面的距离都相等，像的上下与物的上下关系相同，选择玻璃板代替平面镜的目的是物体一侧能看到物体的像，同时还能看到代替物体的另一个物体，便于确定像的位置。凸透镜可以成实像，也可以成虚像；成实像的时候像和物体在凸透镜的两侧，成虚像的时候像和物体在凸透镜的同侧。 凸透镜成像的动态规律：对于实像(u>f)：物和像在凸透镜的两侧，物距减小，像距增大，像变大；物距增大，像距减小，像变小。对于虚像(u<f)：物和像在凸透镜的同侧，物距减小，像距减小，像变小；物距增大，像距增大，像变大。 12．小明用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验，装置如图所示。 （1）实验过程中，蜡烛火焰的像若没能成在光屏的中央而成在了光屏的上方，则应将蜡烛向　 　（填“上”或“下”）调节才能使像成在光屏中央。 （2）实验过程中，当烛焰距凸透镜20cm时，移动光屏至某一位置，能在光屏上得到一个等大清晰的像，则该凸透镜的焦距是　 　cm。 （3）当烛焰距凸透镜35cm时，移动光屏可在光屏上得到一个清晰、倒立、　 　的实像，日常生活中利用这一原理制成的光学仪器是　 　（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜）。要使烛焰在光屏上所成的像变大，应保持透镜的位置不动，调节蜡烛的位置，同时将光屏　 　（填“靠近”或“远离”）透镜，直至得到清晰的像。 （4）如果保持蜡烛和凸透镜的位置不变，把光屏向右移动一小段距离后，要想在光屏上再次得到清晰的像，可在蜡烛与凸透镜之间放一个　 　（填“近视眼镜”或“远视眼镜”）。 （5）实验过程中，如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，则光屏上的像　 　 A．只出现烛焰像的上半部分 B．只出现烛焰像的下半部分 C．出现烛焰完整的像，但像更小了 D．像仍然是完整的，且大小不变，只是变暗了 【答案】上；10；缩小；照相机；远离；近视眼镜；D 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验 【解析】【解答】（1）当像位于光屏中央时，说明此时物、透镜的中心、光屏在同一高度；根据凸透镜成像的光路特点可知，当所成的像不再光屏的中心而偏上方时，应当向上调节物的位置才能使像成在光屏中心，所以应当将蜡烛向上调节； （2）由凸透镜成像的规律可知，凸透镜成倒立等大的实像，应当物体位于凸透镜的2倍焦距处时，所以可知焦距为； （3）此时凸透镜成像规律可知此时成倒立、缩小的实像，因为焦距为10cm，所以物距为35cm时大于3倍焦距，根据照相机的镜头就是利用这一原理制成的；由凸透镜成像规律中的“物近像远像变大”的规律可知，想要使烛焰在光屏上所成的像变大，须保持透镜位置不变，将蜡烛靠近透镜移动，为了能够承接到清晰的像，应当将光屏向远离透镜的方向移动； （4）光线会聚在光屏的前方，因为把光屏向右移动一小段距离后，所以要想在光屏上再次得到清晰的像，需要让光线发散，凹透镜对光线由发散作用，而近视眼镜就是凹透镜，所以可以在蜡烛与凸透镜之间放一个近视眼镜； （5）下半部分仍能够是光线折射而成像，但是挡住上半部分后通过的光线减少，所以成的像会变暗，故D正确。 【分析】(1)为使像能够成在光屏的中央，应调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度处，据此回答； (2)凸透镜成像时，u=2f，成倒立、等大的实像，根据这种方法能求出凸透镜的焦距； (3)当物距u大于2f时，凸透镜成倒立缩小的实像；照相机根据这个原理制成；凸透镜成实像时，遵循物近(物距变小)像远(像距变大)像变大的特点。 三、挑战突破 13．将物距增大到原来的3倍时，通过凸透镜所成的像的大小是原来像的，则此时所成像的放大率可能为（　　）。 A． B． C． D． 【答案】A 【知识点】凸透镜成像的应用 【解析】【解答】根据题意可知，原来的放大率为； 现在像是原来的，即：； 解得：； ①当原来成实像时，后来也是实像，根据得到：①； ②； 解得：； 那么现在的放大率为：； ②原来成虚像时，后来是实像，根据得到：③； ②； 解得：； 那么现在的放大率为：； 故选AD。 【分析】根据放大率的定义，结合凸透镜的焦距、物距和像距之间的关系列式计算即可。 14．物体的高度为12cm，与凸透镜的主光轴垂直放置，经凸透镜成高度为6cm的缩小的像。若将物体朝透镜方向靠近24cm，经凸透镜成高度为30cm的放大的像，则此凸透镜的焦距大小可能为（　　）。 A．10cm B．15cm C．20cm D．25cm 【答案】A,B 【知识点】凸透镜成像的应用 【解析】【解答】物体高度12cm，像高6cm，即成的是倒立、缩小的像， 根据凸透镜对特殊光线的作用作出物体的成像光路图，如图所示： 设第一次成像时，物距为u，由图，像高是物体高的， 根据数学相似三角形知识可知，此时的像距为物距的，即像距为， 根据凸透镜成像公式有：， 即：…① 第二次成像时，物体朝透镜方向靠近24cm，经凸透镜成高度为30cm，即成的是放大像， 此时物距为u-24cm，像高是物体高的2.5倍，所以像距为物距的2.5倍， 即像距为2.5（u-24cm）， 此时所成的像可能是实像也可能是虚像， 根据凸透镜成像公式有：…② 联立①②解得：f=15cm或f=10cm。 故选AB。 【分析】凸透镜成像时物距、像距和焦距的关系为，由此根据物体两次成像的情况分别列式计算焦距的可能值。 15．某人通过焦距为12 cm、直径为4 cm的放大镜(薄凸透镜)看报纸，报纸与放大镜之间的距离为3 cm，且与放大镜的主光轴垂直，保持放大镜的位置不变，眼睛始终位于主轴上且在距离放大镜24cm位置处进行观测(不考虑眼睛的大小)，报纸上有部分区域是“盲区”(即眼睛观测不到) ，该区域的面积为（　　）。 A．9πcm2 B．5πcm2 C．3πcm2 D．2πcm2 【答案】D 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验 【解析】【解答】由题知，放大镜（薄凸透镜）的焦距为12cm，眼睛始终位于主轴上且距离放大镜24cm位置处进行观测， 该距离为放大镜焦距的2倍， 由凸透镜成像规律可知，当物体在另一侧24cm处时，则眼睛可观察到等大的像，如下图所示： 报纸与放大镜的距离为3cm，小于焦距（成虚像，像在凸透镜的右侧），设眼睛可观察到圆形区域的半径为r（如上图），图中R之外的区域可直接观察到； 根据图示，由相似三角形的性质可得：， 解得：； 眼睛始终位于主轴上且距离放大镜24cm位置， 由相似三角形的性质可得：， 解得：； 下图中阴影部分为盲区， 则该区域的面积：S=πR2-πr2=π（cm）2-π（cm）2=2πcm2。 故选D。 【分析】根据放大镜成像原理，以及三角形相似的有关知识解答。 16．小华同学利用才购买的光学学生实验箱进行“凸透镜成像规律”的探究。 （1）测量凸透镜焦距时，小华将凸透镜安装在光具座上，用平行光作光源，移动光屏，直至在光屏上得到一个最小最亮的光斑，如图甲所示，则该凸透镜的焦距为　 　cm； （2）小华调节好烛焰、凸透镜和光屏的高度后，将点燃的蜡烛移到 10cm 刻度线处，如图乙，移动光屏，直到在光屏上得到一个倒立、　 　（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像；生活中　 　（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像原理来工作的； （3）如果将蜡烛在图乙的基础上靠近透镜，光屏应向　 　（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动。 （4）如图丙所示，当凸透镜位于光具座上 A 处时，恰好在光屏上成清晰的像，现在蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向右移到 B 处（图中未标出），光屏上再次成清晰的像，已知蜡烛与光屏间的距离为L0，与凸透镜第一次所在位置A 间的距离为L0，则透镜先后两次所在位置 A、B之间的距离 s=　 　（用 L0，L表示）。 （5）小华在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜，物距 u 随时间 t 的变化图像如图丁所示，则像距 v随时间 t的大致变化关系为下图中的　 　（选填字母）。 （6）另一位同学用由几个发光二极管做成的“F”字样的发光体代替蜡烛进行实验，你认为其好处是　 　；（写出一点即可） 【答案】（1）10.0 （2）缩小；照相机 （3）远离 （4）L0-2L （5）C （6）火焰在有风的时候会晃动，同时蜡烛会越烧越短，而二极管不会 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验 【解析】【解答】（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，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＝60.0cm－50.0cm＝10.0cm； 故填10.0. （2）再将点燃的蜡烛移到10cm刻度线处，如图乙所示，此时物距u＝50cm－10cm＝40cm＞2f成倒立、缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的； 故填缩小；照相机. （3）如果将蜡烛在图乙的基础上靠近透镜，根据物进像远像变大的特点，光屏应向远离透镜的方向移动。 故填远离. （4）在上述探究活动中，若已知蜡烛与光屏间的距离为L0，与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L，成倒立放大实像条件是f<u<2f，如图2所示，则该透镜焦距f<L；当凸透镜移至B位置时，因为在光屏上出现清晰的像，根据光路的可逆性原理，可以假设蜡烛在光屏位置时，像应成在原蜡烛位置，因此，光屏到透镜位置B的距离应为L，透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s=L0-2L； 故填L0-2L. （5）当物距大于焦距时凸透镜成的是实像；将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜，物距变大，像距则变小；故答案为：C； 故填C. 【分析】（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，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。 （2）当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的。 （3）如果将蜡烛在图乙的基础上靠近透镜，根据物进像远像变大的特点，光屏应向远离透镜的方向移动。 （4）当凸透镜移至B位置时，因为在光屏上出现清晰的像，根据光路的可逆性原理，可以假设蜡烛在光屏位置时，像应成在原蜡烛位置，因此，光屏到透镜位置B的距离应为L，透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s=L0-2L。 （5）当物距大于焦距时凸透镜成的是实像；将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜，物距变大，像距则变小。 17．小明在学习了凸透镜成像的规律后，继续深入探究，他选用了表格中某一规格的凸透镜进行了一下实验，调整好器材后如图1所示，此时烛焰在光屏上成放大的像。 凸透镜编号 焦距/cm 直径/cm ① 5 3. 5 ② 5 4. 5 ③ 10 4. 5 ④ 15 4. 5 （1）一段时间后，小明发现烛焰的像如图2所示，此时将蜡烛向　 　调节可以使烛焰的像移到光屏中央； （2）小明在该实验中选用的凸透镜焦距为　 　cm； （3）小明将蜡烛换成F字光源，调整了光源和光屏的位置，在光屏上仍可观察到清晰的像，如图3所示，则小明看到的像应是　 　（选填字母）； （4）小明认为凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关，若要验证其猜想，则可以在表格中选取编号为　 　两个凸透镜进行实验验证。 【答案】（1）上 （2）10 （3）D （4）①② 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验 【解析】【解答】（1）由图2得，像在光屏得上半部分，根据过光心光线不发生偏转得此时将蜡烛向上调节可以使烛焰的像移到光屏中央。 （2） 根据题干“此时烛焰在光屏上成放大的像”，结合凸透镜成像规律，当物距在 f<u<2f 时，成倒立放大的实像，所以 f<u<2f=20cm，即 10<f<20cm。在①②③④中，只有③的焦距 10cm 符合条件。 （3）图3物距50cm-20cm=30cm，像距65cm-50cm=15cm，焦距10cm的凸透镜。当像距在一倍焦距和两倍焦距之间（f＜v＜2f）（　　）时，物距大于两倍焦距（u＞2f），成倒立、缩小的、左右相反的实像。故本题选D。 （4） 若要验证凸透镜成像规律与凸透镜的直径有关，则需要控制其他变量相同，只改变凸透镜的直径。在①②中，焦距均为 5cm，直径不同，符合要求。 【分析】 物距： 1．当物距大于两倍焦距时，像距在一倍焦距和两倍焦距之间 ，成倒立、缩小的实像。 2．当物距等于两倍焦距时，像距等于两倍焦距 ，成倒立、等大的实像。 3．当物距在一倍焦距和两倍焦距之间时，像距大于两倍焦距 ，成倒立、放大的实像。 像距： 1．当像距在一倍焦距和两倍焦距之间时，物距大于两倍焦距 ，成倒立、缩小的实像。 2．当像距等于两倍焦距时，物距等于两倍焦距 ，成倒立、等大的实像。 3．当像距大于两倍焦距时，物距在一倍焦距和两倍焦距之间 ，成倒立、放大的实像。 18．在一个足够大的水平圆盘中心0点处固定放置一个焦距为f的凸透镜，在透镜的主光轴上与透镜相距为r1(r1> f)处放一点光源S1，所成的像为S2，俯视图如图2.136所示。 背景知识： ①物体经过某位置时的速度可以用在很短的时间内移动的距离△s与所用的时间△t的比值来表示。 ②可以证明当a>b时，近似有a(a±b)=a2±ab≈a2。 试结合以上背景知识求解下列问题： （1）若圆盘绕O点匀速转动时， 如图2.136所示，光源S1与透镜保持距离为r1，随透镜一起运动的速度为 v1，则此时像S2的速度v2为多大？ （2）若圆盘静止不动，光源S1沿透镜的主光轴以速度v1'向透镜移动，则当S1与透镜的距离为u时，实像S2的移动速度v2'为多大？ 【答案】（1）设像与透镜的距离为r2，则根据凸透镜成像公式，有，可得r2 =。当圆盘匀速转动时，光源与像都做圆周运动，它们在相等时间内转过的弧长为l1，l2与它们到透镜的距离成正比，即.因此得。 （2）当光源距离透镜为u时，根据透镜成像公式，像距离透镜为，设光源在极短的时间△t内，向透镜靠近了△u的距离，则此时物距为u-△u，对应的像距为y'=，根据速度公式，有，则 化简后有 结合u>>△u时，u-△u≈u，△u+f≈f继续化简得 【知识点】凸透镜成像的应用 【解析】【分析】 （1）利用透镜成像公式和光源速度∝物距与像的速度∝像距的比例关系就可以解出此题； （2）利用透镜成像公式列等式即可求出。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 5.3 凸透镜成像的规律 一、夯实基础 1．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，光具座上各元件位置如图所示，此时在光屏上恰好成一个清晰的像，则下列说法正确的是（　　） ①利用这一原理制成了投影仪 ②该透镜的焦距f一定满足7.5cm＜f＜15cm ③若将蜡烛稍稍靠近凸透镜，则应将光屏远离凸透镜才能得到清晰的像 ④若将光屏与凸透镜间放一个近视眼镜，应把蜡烛稍稍靠近凸透镜才能得到清晰的像 ⑤若保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置互换，会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像 A．只有①②⑤ B．只有①③④ C．只有②③ D．只有②③④ 2．一个焦距是10cm的凸透镜，当物体从离透镜20cm处逐渐移向30cm处的过程中（　　） A．像逐渐变大，像距逐渐变小 B．像逐渐变小，像距逐渐变大 C．像逐渐变大，像距逐渐变大 D．像逐渐变小，像距逐渐变小 3．乘客“刷脸”进动车站乘车，“刷脸”相当于给乘客拍了一张照片，摄像头相当于凸透镜，下列说法正确的是（　　） A．正在“刷脸”的乘客是光源 B．乘客要使屏幕上的像变大，需远离“刷脸”机镜头 C．影像传感器上成的是正立的实像 D．“刷脸”的乘客要位于摄像头二倍焦距以外 4．在清澈的湖面上空，小燕子正在向下俯冲捕食。在小燕子向下俯冲的过程中，关于它在湖水中的像的虚实。它和像之间的距离（　　） A．虚像，距离变小 B．实像，距离变小 C．实像，距离变大 D．虚像，距离变大 5．为“探究凸透镜成像的规律”，小明用图甲所示“”字样的光源、焦距为的凸透镜和光屏进行了实验。请你解答： （1）组装器材时，应调节“”光源、凸透镜和光屏三者的中心在　 　； （2）当透镜和光屏固定在图乙所示的位置时，光源向　 　选填“左”或“右”移动至恰当位置，才能在光屏上看到清晰的　 　选填“缩小”、“等大”或“放大”的　 　选填“”、“”、“”或“”形状的像。 6．如图所示，在“刷脸”取款过程中，摄像头相当于　 　（选填“凹”或“凸”）透镜；面部经摄像头成倒立、缩小的　 　（选填“实”或“虚”）像；当人脸稍靠近摄像头时，摄像头所成的像　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 二、能力发展 7．小明用凸透镜先后观察手指和窗外远处的景物，看到如图所示的两种情景。以下说法中正确的是（　　） A．甲中看到的是虚像；乙中看到的是实像 B．甲中成的是缩小的像；乙中所成的放大的像 C．甲中成像规律可应用于放大镜；乙中成像规律可应用于投影仪 D．甲中手指在凸透镜1倍焦距以外；乙中窗外的景物在凸透镜2倍焦距内 8．如图所示，将焦距为10cm的薄凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧，实验前调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一高度。则根据凸透镜成像规律，下列四个选项中，正确的是（　　） A．蜡烛放置在35cm刻度线处，光屏上呈现的像是放大、正立的虚像 B．蜡烛放置在15cm刻度线处，光屏上呈现的像与普通照相机成像的性质相同 C．蜡烛放置在20cm刻度线处，光屏上呈现的像是等大、倒立的实像 D．保持凸透镜不动，若要在光屏上得到更大的清晰的像，应将蜡烛右移，光屏左移 9．如图所示，凸透镜的主光轴与水面重合，F是凸透镜的焦点，水中有一平面镜。一束与水面平行的光线经凸透镜折射后进入水中，再经过水中的平面镜反射后恰好过P点。请画出：经过凸透镜的折射光线；进入水中的折射光线；经平面镜后的反射光线。 10．哈工大宣布突破EUV光刻机关键技术，光刻技术是利用缩图透镜将绘在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的硅片上，在硅片上成像越小芯片制程越小。 （1）光源发出的紫外线　 　（能/不能）被人眼直接观察到； （2）由原理可知，掩膜在硅片上成倒立　 　（放大/缩小）的实像； （3）这次我国直接从90nm突破到了22nm制程的芯片，如果缩图透镜相同，则要将掩膜向移动　 　（上方/下方）。 11．小强和小红在水平桌面上分别探究“平面镜成像特点”和“凸透镜成像规律”，实验装置分别如图甲和乙所示。 （1）如图甲所示，小强在探究“平面镜成像特点”的实验时，用玻璃板代替平面镜做实验，其好处是　 　，玻璃板应　 　放置。探究像与物的大小关系时，对选取的A、B两只蜡烛的要求是　 　； （2）如图乙所示，小红在探究“凸透镜成像规律”的实验中： ①当蜡烛到凸透镜的距离为20cm时，移动光屏，发现在光屏上可以成清晰的倒立、等大的像。则该凸透镜的焦距为　 　cm； ②当蜡烛到凸透镜的距离为15cm时，移动光屏，直到光屏上成清晰的像，该成像规律在实际生活中的应用是　 　（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）； ③当把蜡烛从距凸透镜15cm移到12cm时，应将光屏　 　（选填“远离”或“靠近”）凸透镜，直到光屏上成清晰的像，观察此时像的大小，与②中所成像的大小相比　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）；若此时凸透镜上恰好飞落了一只小昆虫，遮住凸透镜的部分区域，则小红　 　（选填“能”或“不能”）在光屏上观察到小昆虫的像； ④当蜡烛到凸透镜的距离为5cm时，为观察凸透镜成像的特点，小红应从图乙中　 　（选填“左”或“右”）侧通过凸透镜进行观察。 12．小明用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验，装置如图所示。 （1）实验过程中，蜡烛火焰的像若没能成在光屏的中央而成在了光屏的上方，则应将蜡烛向　 　（填“上”或“下”）调节才能使像成在光屏中央。 （2）实验过程中，当烛焰距凸透镜20cm时，移动光屏至某一位置，能在光屏上得到一个等大清晰的像，则该凸透镜的焦距是　 　cm。 （3）当烛焰距凸透镜35cm时，移动光屏可在光屏上得到一个清晰、倒立、　 　的实像，日常生活中利用这一原理制成的光学仪器是　 　（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜）。要使烛焰在光屏上所成的像变大，应保持透镜的位置不动，调节蜡烛的位置，同时将光屏　 　（填“靠近”或“远离”）透镜，直至得到清晰的像。 （4）如果保持蜡烛和凸透镜的位置不变，把光屏向右移动一小段距离后，要想在光屏上再次得到清晰的像，可在蜡烛与凸透镜之间放一个　 　（填“近视眼镜”或“远视眼镜”）。 （5）实验过程中，如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，则光屏上的像　 　 A．只出现烛焰像的上半部分 B．只出现烛焰像的下半部分 C．出现烛焰完整的像，但像更小了 D．像仍然是完整的，且大小不变，只是变暗了 三、挑战突破 13．将物距增大到原来的3倍时，通过凸透镜所成的像的大小是原来像的，则此时所成像的放大率可能为（　　）。 A． B． C． D． 14．物体的高度为12cm，与凸透镜的主光轴垂直放置，经凸透镜成高度为6cm的缩小的像。若将物体朝透镜方向靠近24cm，经凸透镜成高度为30cm的放大的像，则此凸透镜的焦距大小可能为（　　）。 A．10cm B．15cm C．20cm D．25cm 15．某人通过焦距为12 cm、直径为4 cm的放大镜(薄凸透镜)看报纸，报纸与放大镜之间的距离为3 cm，且与放大镜的主光轴垂直，保持放大镜的位置不变，眼睛始终位于主轴上且在距离放大镜24cm位置处进行观测(不考虑眼睛的大小)，报纸上有部分区域是“盲区”(即眼睛观测不到) ，该区域的面积为（　　）。 A．9πcm2 B．5πcm2 C．3πcm2 D．2πcm2 16．小华同学利用才购买的光学学生实验箱进行“凸透镜成像规律”的探究。 （1）测量凸透镜焦距时，小华将凸透镜安装在光具座上，用平行光作光源，移动光屏，直至在光屏上得到一个最小最亮的光斑，如图甲所示，则该凸透镜的焦距为　 　cm； （2）小华调节好烛焰、凸透镜和光屏的高度后，将点燃的蜡烛移到 10cm 刻度线处，如图乙，移动光屏，直到在光屏上得到一个倒立、　 　（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像；生活中　 　（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像原理来工作的； （3）如果将蜡烛在图乙的基础上靠近透镜，光屏应向　 　（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动。 （4）如图丙所示，当凸透镜位于光具座上 A 处时，恰好在光屏上成清晰的像，现在蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向右移到 B 处（图中未标出），光屏上再次成清晰的像，已知蜡烛与光屏间的距离为L0，与凸透镜第一次所在位置A 间的距离为L0，则透镜先后两次所在位置 A、B之间的距离 s=　 　（用 L0，L表示）。 （5）小华在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜，物距 u 随时间 t 的变化图像如图丁所示，则像距 v随时间 t的大致变化关系为下图中的　 　（选填字母）。 （6）另一位同学用由几个发光二极管做成的“F”字样的发光体代替蜡烛进行实验，你认为其好处是　 　；（写出一点即可） 17．小明在学习了凸透镜成像的规律后，继续深入探究，他选用了表格中某一规格的凸透镜进行了一下实验，调整好器材后如图1所示，此时烛焰在光屏上成放大的像。 凸透镜编号 焦距/cm 直径/cm ① 5 3. 5 ② 5 4. 5 ③ 10 4. 5 ④ 15 4. 5 （1）一段时间后，小明发现烛焰的像如图2所示，此时将蜡烛向　 　调节可以使烛焰的像移到光屏中央； （2）小明在该实验中选用的凸透镜焦距为　 　cm； （3）小明将蜡烛换成F字光源，调整了光源和光屏的位置，在光屏上仍可观察到清晰的像，如图3所示，则小明看到的像应是　 　（选填字母）； （4）小明认为凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关，若要验证其猜想，则可以在表格中选取编号为　 　两个凸透镜进行实验验证。 18．在一个足够大的水平圆盘中心0点处固定放置一个焦距为f的凸透镜，在透镜的主光轴上与透镜相距为r1(r1> f)处放一点光源S1，所成的像为S2，俯视图如图2.136所示。 背景知识： ①物体经过某位置时的速度可以用在很短的时间内移动的距离△s与所用的时间△t的比值来表示。 ②可以证明当a>b时，近似有a(a±b)=a2±ab≈a2。 试结合以上背景知识求解下列问题： （1）若圆盘绕O点匀速转动时， 如图2.136所示，光源S1与透镜保持距离为r1，随透镜一起运动的速度为 v1，则此时像S2的速度v2为多大？ （2）若圆盘静止不动，光源S1沿透镜的主光轴以速度v1'向透镜移动，则当S1与透镜的距离为u时，实像S2的移动速度v2'为多大？ 答案解析部分 1．【答案】C 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验 【解析】【解答】①物距大于像距，成倒立缩小的实像，应用为照相机，故①错误； ②，据图可知此时的物距为30cm，大于二倍焦距时，像距15cm，介于一倍焦距和二倍焦距之间，，，所以，故②正确； ③根据物远像近像变小可知，将蜡烛靠近凸透镜，将光屏远离凸透镜才能得到清晰的像，故③正确； ④若将光屏与凸透镜间放一个近视眼镜，近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，此时延时成像，应把增加物距或者减小像距，从而在光屏上得到清晰的像，故④错误； ⑤将蜡烛和光屏的位置互换，此时像距大于物距，成倒立、放大的实像，故⑤错误； 故正确的只有②③。 故选C。 【分析】透镜成像规律：物体距透镜小于一倍焦距，呈正立放大的虚像，应用为放大镜； 物距大于一倍焦距小于二倍焦距，呈倒立立放大的实像，应用为投影仪； 物体大于二倍焦距，呈现倒立缩小实像，应用为照相机，人眼睛。 2．【答案】D 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验 【解析】【解答】凸透镜焦距10cm，物体从20cm移向30cm处，物体离凸透镜远，像到凸透镜的距离变近，物体在凸透镜的距离远，像变小，ABC不符合题意，D符合题意. ​故答案为：D. 【分析】根据凸透镜成像规律，当物体远离凸透镜时，像距变小，像变小. 3．【答案】D 【知识点】凸透镜成像的应用 【解析】【解答】 A.能自行发光的物体叫做光源，正在“刷脸”的乘客自身不发光，所以不是光源，故A不正确； B. 乘客要使屏幕上的像变大，需要减小物距，增大像距，即要靠近“刷脸”机镜头，故B不正确； CD.摄像头的工作原理与照相机相同，“刷脸”时，人要在凸透镜的二倍焦距之外，成的是倒立、缩小的实像，故C不正确，D正确。故选D。 【分析】 人脸识别系统的摄像机利用的是凸透镜成实像的原理，相当于照相机，物体都是在二倍焦距以外，成像缩小、倒立的实像，这样有利于捕捉目标。 4．【答案】A 【知识点】实像和虚像的区别；平面镜成像的原理、特点 【解析】【解答】燕子在水中的像，是平面镜成像，是虚像，像和物体的大小相等，当燕子俯冲下降时，像的大小不变，A符合题意。 故答案为：A. 【分析】平面镜成像是光的反射形成的虚像，像和物体大小相等。 5．【答案】（1）同一高度 （2）左；缩小； 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验 【解析】【解答】1） 应调节“”光源、凸透镜和光屏三者的中心在 在同一高度 综上 第1空为同一高度 2）LED光源向左移动，看到缩小的、倒立的实像， 综上第1空为左；第2空为缩小；第3空为 【分析】根据透镜成像规律、试验填空 1、透镜成像试验：实验步骤：1）实验前，应调节凸透镜、蜡烛烛焰、光屏的中心大致在同一水平高度，环境越暗，物体反射光越明显，所以实验应在较暗的环境中进行；2） 点燃并蜡烛，在光屏上得到一个等大、清晰的烛焰的像，测量此时物到透镜的距离（焦距）；3）移动蜡烛，观察像的变化 经过透镜光心的光心不会发生偏折，所以蜡烛变短通过光心的光线会折射到光屏上方，导致像向上移动。 2、透镜成像规律：物距大于二倍焦距，像成倒立的缩小的实像，其中倒立的像为左右上下均颠倒 6．【答案】凸；实；变大 【知识点】凸透镜成像的应用；生活中的透镜 【解析】【解答】摄像头的镜头是凸透镜，刷脸时，面部在摄像头的二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像；当人脸稍靠近摄像头时，物距减小，像距变大，摄像头所成的像变大。 【分析】当物体在凸透镜的二倍焦距外时，成倒立缩小的实像；物距减小，像距变大，像变大。 7．【答案】A 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验；凸透镜成像的应用 【解析】【解答】凸透镜成像规律：当物距小于焦距时，成正立、放大的虚像；当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成倒立、放大的实像；当物距等于二倍焦距时，成倒立、等大实像；当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，当用放大镜观察自己的手指时，此时手指在凸透镜的1倍焦距之内，成放大、正立的虚像，应用于放大镜；若看远处的物体，此时物体在凸透镜的2倍焦距之外，所以成倒立、缩小的实像，应用于照相机，故A正确，BCD错误。 故选A。 【分析】根据凸透镜成像规律进行分析。 8．【答案】B 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验 【解析】【解答】A．当物距在一倍和二倍焦距之间时，像距在二倍焦距之外，此时在光屏上成的像为倒立、放大的实像，蜡烛放置在35cm刻度线处，此时蜡烛在一倍焦距和二倍焦距之间，成像在二倍焦距以外，成倒立放大的实像，故A错误； B．当物距大于二倍焦距时，像距在一倍和二倍焦距之间，此时在光屏上成的像为倒立、缩小的实像，蜡烛放置在15cm刻度线处，此时蜡烛在二倍焦距以外，成像在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立缩小的实像，与照相机成像原理相同，故B正确； C．当物距大于二倍焦距时，像距在一倍和二倍焦距之间，此时在光屏上成的像为倒立、缩小的实像，蜡烛放置在20cm刻度线处，此时蜡烛在三倍焦距处，应成倒立缩小的实像，故C错误； D．由凸透镜成像规律可知，物体离透镜越近，像离透镜越远，像越大，故凸透镜不动，若要在光屏上得到更大的清晰的像，应将蜡烛右移，光屏也要右移，故D错误。 故选B。 【分析】当物距大于二倍焦距时，像距在一倍和二倍焦距之间，此时在光屏上成的像为倒立、缩小的实像；当物距在一倍和二倍焦距之间时，像距在二倍焦距之外，此时在光屏上成的像为倒立、放大的实像。由凸透镜成实像规律可知，物体离透镜越近，像离透镜越远，像越大。 9．【答案】 【知识点】作光的反射光路图；作光的折射光路图；凸透镜成像的应用 【解析】【解答】平行于主光轴的光线经过凸透镜会被汇聚到焦点，当光线由空气中斜射进水中时，折射角小于入射角，根据光的反射定律以及平面镜成像的特点刻画出光的反射光路图。 【分析】本题中可先做出P点的像点，连接像点与焦点，即可找到光线在镜面反射时的入射点，其余的光线根据光的折射规律即可做出。 10．【答案】（1）不能 （2）缩小 （3）上方 【知识点】紫外线；凸透镜成像的应用 【解析】【解答】 （1）紫外线属于不可见光，人眼看不到； （2）由图和题意可知，该缩图透镜为凸透镜，且要制造出含有众多元件的集成电路，所以可知该凸透镜成倒立、缩小的实像； （3）这次我国直接从90nm突破到了22nm制程的芯片，即像变小，如果缩图透镜相同，由凸透镜成实像的规律“物远像近像变小”可知，应将掩膜向上方移动。 故答案为：（1）不能；（2）缩小；（3）上方。 【分析】 （1）紫外线属于不可见光； （2）该缩图透镜为凸透镜，且要制造出含有众多元件的集成电路，所以可知该凸透镜成倒立、缩小的实像； （3）凸透镜成实像时，物远像近像变小。 11．【答案】（1）便于找到像的位置；垂直；大小相等 （2）10；投影仪；远离；变大；不能；右 【知识点】光的反射；凸透镜成像规律及其探究实验；凸透镜成像的应用；实像和虚像的区别；平面镜成像的原理、特点；探究平面镜成像的特点 【解析】【解答】(1)、如图甲所示，小强在探究“平面镜成像特点”的实验时，用玻璃板代替平面镜做实验，其好处是便于找到像的位置 ，玻璃板应垂直放置。探究像与物的大小关系时，对选取的A、B两只蜡烛的要求是大小相等 。 第一空填写：便于找到像的位置；第二空填写：垂直；第三空填写：大小相等 (2)①当蜡烛到凸透镜的距离为20cm时，移动光屏，发现在光屏上可以成清晰的倒立、等大的像。则该凸透镜的焦距为10cm。 答案填写：10 ②当蜡烛到凸透镜的距离为15cm时，移动光屏，直到光屏上成清晰的像，该成像规律在实际生活中的应用是投影仪； 答案填写：投影仪 ③当把蜡烛从距凸透镜15cm移到12cm时，应将光屏远离凸透镜，直到光屏上成清晰的像，观察此时像的大小，与②中所成像的大小相比变大；若此时凸透镜上恰好飞落了一只小昆虫，遮住凸透镜的部分区域，则小红不能在光屏上观察到小昆虫的像； 第一空填写：远离；第二空填写：变大；第三空填写：不能 ④当蜡烛到凸透镜的距离为5cm时，为观察凸透镜成像的特点，小红应从图乙中右侧通过凸透镜进行观察。 答案填写：右 【分析】平面镜成像的特点是平面镜呈正立等大的虚像。平面镜所成的像与物体到镜面的距离都相等，像的上下与物的上下关系相同，选择玻璃板代替平面镜的目的是物体一侧能看到物体的像，同时还能看到代替物体的另一个物体，便于确定像的位置。凸透镜可以成实像，也可以成虚像；成实像的时候像和物体在凸透镜的两侧，成虚像的时候像和物体在凸透镜的同侧。 凸透镜成像的动态规律：对于实像(u>f)：物和像在凸透镜的两侧，物距减小，像距增大，像变大；物距增大，像距减小，像变小。对于虚像(u<f)：物和像在凸透镜的同侧，物距减小，像距减小，像变小；物距增大，像距增大，像变大。 12．【答案】上；10；缩小；照相机；远离；近视眼镜；D 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验 【解析】【解答】（1）当像位于光屏中央时，说明此时物、透镜的中心、光屏在同一高度；根据凸透镜成像的光路特点可知，当所成的像不再光屏的中心而偏上方时，应当向上调节物的位置才能使像成在光屏中心，所以应当将蜡烛向上调节； （2）由凸透镜成像的规律可知，凸透镜成倒立等大的实像，应当物体位于凸透镜的2倍焦距处时，所以可知焦距为； （3）此时凸透镜成像规律可知此时成倒立、缩小的实像，因为焦距为10cm，所以物距为35cm时大于3倍焦距，根据照相机的镜头就是利用这一原理制成的；由凸透镜成像规律中的“物近像远像变大”的规律可知，想要使烛焰在光屏上所成的像变大，须保持透镜位置不变，将蜡烛靠近透镜移动，为了能够承接到清晰的像，应当将光屏向远离透镜的方向移动； （4）光线会聚在光屏的前方，因为把光屏向右移动一小段距离后，所以要想在光屏上再次得到清晰的像，需要让光线发散，凹透镜对光线由发散作用，而近视眼镜就是凹透镜，所以可以在蜡烛与凸透镜之间放一个近视眼镜； （5）下半部分仍能够是光线折射而成像，但是挡住上半部分后通过的光线减少，所以成的像会变暗，故D正确。 【分析】(1)为使像能够成在光屏的中央，应调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度处，据此回答； (2)凸透镜成像时，u=2f，成倒立、等大的实像，根据这种方法能求出凸透镜的焦距； (3)当物距u大于2f时，凸透镜成倒立缩小的实像；照相机根据这个原理制成；凸透镜成实像时，遵循物近(物距变小)像远(像距变大)像变大的特点。 13．【答案】A 【知识点】凸透镜成像的应用 【解析】【解答】根据题意可知，原来的放大率为； 现在像是原来的，即：； 解得：； ①当原来成实像时，后来也是实像，根据得到：①； ②； 解得：； 那么现在的放大率为：； ②原来成虚像时，后来是实像，根据得到：③； ②； 解得：； 那么现在的放大率为：； 故选AD。 【分析】根据放大率的定义，结合凸透镜的焦距、物距和像距之间的关系列式计算即可。 14．【答案】A,B 【知识点】凸透镜成像的应用 【解析】【解答】物体高度12cm，像高6cm，即成的是倒立、缩小的像， 根据凸透镜对特殊光线的作用作出物体的成像光路图，如图所示： 设第一次成像时，物距为u，由图，像高是物体高的， 根据数学相似三角形知识可知，此时的像距为物距的，即像距为， 根据凸透镜成像公式有：， 即：…① 第二次成像时，物体朝透镜方向靠近24cm，经凸透镜成高度为30cm，即成的是放大像， 此时物距为u-24cm，像高是物体高的2.5倍，所以像距为物距的2.5倍， 即像距为2.5（u-24cm）， 此时所成的像可能是实像也可能是虚像， 根据凸透镜成像公式有：…② 联立①②解得：f=15cm或f=10cm。 故选AB。 【分析】凸透镜成像时物距、像距和焦距的关系为，由此根据物体两次成像的情况分别列式计算焦距的可能值。 15．【答案】D 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验 【解析】【解答】由题知，放大镜（薄凸透镜）的焦距为12cm，眼睛始终位于主轴上且距离放大镜24cm位置处进行观测， 该距离为放大镜焦距的2倍， 由凸透镜成像规律可知，当物体在另一侧24cm处时，则眼睛可观察到等大的像，如下图所示： 报纸与放大镜的距离为3cm，小于焦距（成虚像，像在凸透镜的右侧），设眼睛可观察到圆形区域的半径为r（如上图），图中R之外的区域可直接观察到； 根据图示，由相似三角形的性质可得：， 解得：； 眼睛始终位于主轴上且距离放大镜24cm位置， 由相似三角形的性质可得：， 解得：； 下图中阴影部分为盲区， 则该区域的面积：S=πR2-πr2=π（cm）2-π（cm）2=2πcm2。 故选D。 【分析】根据放大镜成像原理，以及三角形相似的有关知识解答。 16．【答案】（1）10.0 （2）缩小；照相机 （3）远离 （4）L0-2L （5）C （6）火焰在有风的时候会晃动，同时蜡烛会越烧越短，而二极管不会 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验 【解析】【解答】（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，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＝60.0cm－50.0cm＝10.0cm； 故填10.0. （2）再将点燃的蜡烛移到10cm刻度线处，如图乙所示，此时物距u＝50cm－10cm＝40cm＞2f成倒立、缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的； 故填缩小；照相机. （3）如果将蜡烛在图乙的基础上靠近透镜，根据物进像远像变大的特点，光屏应向远离透镜的方向移动。 故填远离. （4）在上述探究活动中，若已知蜡烛与光屏间的距离为L0，与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L，成倒立放大实像条件是f<u<2f，如图2所示，则该透镜焦距f<L；当凸透镜移至B位置时，因为在光屏上出现清晰的像，根据光路的可逆性原理，可以假设蜡烛在光屏位置时，像应成在原蜡烛位置，因此，光屏到透镜位置B的距离应为L，透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s=L0-2L； 故填L0-2L. （5）当物距大于焦距时凸透镜成的是实像；将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜，物距变大，像距则变小；故答案为：C； 故填C. 【分析】（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，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。 （2）当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的。 （3）如果将蜡烛在图乙的基础上靠近透镜，根据物进像远像变大的特点，光屏应向远离透镜的方向移动。 （4）当凸透镜移至B位置时，因为在光屏上出现清晰的像，根据光路的可逆性原理，可以假设蜡烛在光屏位置时，像应成在原蜡烛位置，因此，光屏到透镜位置B的距离应为L，透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s=L0-2L。 （5）当物距大于焦距时凸透镜成的是实像；将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜，物距变大，像距则变小。 17．【答案】（1）上 （2）10 （3）D （4）①② 【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验 【解析】【解答】（1）由图2得，像在光屏得上半部分，根据过光心光线不发生偏转得此时将蜡烛向上调节可以使烛焰的像移到光屏中央。 （2） 根据题干“此时烛焰在光屏上成放大的像”，结合凸透镜成像规律，当物距在 f<u<2f 时，成倒立放大的实像，所以 f<u<2f=20cm，即 10<f<20cm。在①②③④中，只有③的焦距 10cm 符合条件。 （3）图3物距50cm-20cm=30cm，像距65cm-50cm=15cm，焦距10cm的凸透镜。当像距在一倍焦距和两倍焦距之间（f＜v＜2f）（　　）时，物距大于两倍焦距（u＞2f），成倒立、缩小的、左右相反的实像。故本题选D。 （4） 若要验证凸透镜成像规律与凸透镜的直径有关，则需要控制其他变量相同，只改变凸透镜的直径。在①②中，焦距均为 5cm，直径不同，符合要求。 【分析】 物距： 1．当物距大于两倍焦距时，像距在一倍焦距和两倍焦距之间 ，成倒立、缩小的实像。 2．当物距等于两倍焦距时，像距等于两倍焦距 ，成倒立、等大的实像。 3．当物距在一倍焦距和两倍焦距之间时，像距大于两倍焦距 ，成倒立、放大的实像。 像距： 1．当像距在一倍焦距和两倍焦距之间时，物距大于两倍焦距 ，成倒立、缩小的实像。 2．当像距等于两倍焦距时，物距等于两倍焦距 ，成倒立、等大的实像。 3．当像距大于两倍焦距时，物距在一倍焦距和两倍焦距之间 ，成倒立、放大的实像。 18．【答案】（1）设像与透镜的距离为r2，则根据凸透镜成像公式，有，可得r2 =。当圆盘匀速转动时，光源与像都做圆周运动，它们在相等时间内转过的弧长为l1，l2与它们到透镜的距离成正比，即.因此得。 （2）当光源距离透镜为u时，根据透镜成像公式，像距离透镜为，设光源在极短的时间△t内，向透镜靠近了△u的距离，则此时物距为u-△u，对应的像距为y'=，根据速度公式，有，则 化简后有 结合u>>△u时，u-△u≈u，△u+f≈f继续化简得 【知识点】凸透镜成像的应用 【解析】【分析】 （1）利用透镜成像公式和光源速度∝物距与像的速度∝像距的比例关系就可以解出此题； （2）利用透镜成像公式列等式即可求出。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$