3.3凸透镜成像的规律2024-2025学年暑假苏科版八年级上册物理启航·探秘手册（盐城专版）

2025年暑假苏科版物理启航·探秘手册12-《3.3凸透镜成像的规律》（盐城专版） ( 一． 预习 目标 1.了解 凸透镜成像规律 的探究过程，掌握探究的方法和步骤。 2.理解凸透镜成像时，像的虚实、倒正、大小与物距之间的关系 ，并能熟练运用规律解题。 3.知道实像和虚像的区别，以及凸透镜成像规律在生活中的应用，如照相机、投影仪、放大镜等。 4.通过对实验数据的分析和归纳，培养逻辑思维能力和归纳总结能力，提高对物理现象的观察和分析能力。 ) ( 二、预习内容 【知识回顾】 用凸透镜观察物体 1.用凸透镜观察书上的文字。从贴近书上的文宇开始，逐渐增大凸透镜与书的距离，你看到的文字是怎样变化的?你有什么发现? 【解析】从贴近书上的文字开始，逐渐增大凸透镜与书的距离，看到的文字先变大变清晰，然后逐渐变小变模糊。 2.通过凸透镜观察窗外的景物，你看到的像有什么特点?它是倒立的还是正立的，是放大的还是缩小的?如图所示，在凸透镜后面放一张白卡纸，并调整它到凸透镜的距离，在白卡纸上能否看到窗外景物的像? 【解析】 通过凸透镜观察窗外景物，看到的像是倒立、缩小的实像；在凸透镜后面放一张白纸，调整白纸到凸透镜的距离，在白纸上能看到窗外景物的像。 观察发现，适当调整物体和光屏到凸透镜的距离，也能看到倒立、缩小或倒立、放大的像，并且有的像还可以呈现在光屏上。 我们看到凸透镜能成不同的像，且成像的情况与物体到透镜的距离有关。凸透镜成像有怎样的规律呢? 探究凸透镜成像的规律 （一）实验准备 1.   实验目的：探究凸透镜成像的规律，明确像的性质（倒立或正立、放大或缩小、实像或虚像 ）与物距之间的关系。 2.   实验器材：光具座、凸透镜（已知焦距）、蜡烛、光屏、火柴。 （1） 光具座：便于测量物距和像距，能让蜡烛、凸透镜、光屏在同一直线上。 （2） 凸透镜：对光线有会聚作用，是成像的关键元件，实验前要了解其焦距并记录。 （3） 蜡烛：作为发光物体，为成像提供光源 。 （4） 光屏：承接蜡烛通过凸透镜所成的像。 （5） 火柴：点燃蜡烛。 ) ( 3.   实验装置安装： （1） 将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上 ，并使它们的中心大致在同一高度，目的是使烛焰的像能成在光屏的中央。可通过调整蜡烛和光屏的高度来实现，若三者中心不在同一高度，光屏上可能无法得到完整的像或者根本找不到像。 （2） 把凸透镜固定在光具座的某一位置（如光具座的中间位置），便于后续改变物距时，光屏有足够的移动空间来承接像。 4 物距和像距 （ 1） 物距：物体到透镜的距离，用u表示。 （ 2） 像距：像到透镜的距离，用v表示。 5.了解或者测量凸透镜的焦距并记录。 （本实验中 假设所选凸透镜的焦距 f=10cm） （二）实验过程 1.改变物距u，观察成像情况： （1）u＞2f时：把蜡烛放在距离凸透镜大于二倍焦距的位置。 例如u = 30cm；然后移动光屏，直到光屏上出现清晰的像。 此时观察像的性质（倒立、缩小、实像 ），并测量像距v，记录数据。 （2）u = 2f时：将蜡烛移到距离凸透镜等于二倍焦距的位置， 即u = 20cm（f = 10cm ），移动光屏找到清晰的像。 此时像的性质是倒立、等大、实像 ，像距v = 2f，像与物在凸透镜两侧，这是实像大小的转折点，可用于测量凸透镜的焦距。 （3）f＜u＜2f时：将蜡烛移到距离凸透镜大于一倍焦距小于二倍焦距的位置， 即u = 15cm（f = 10cm ），移动光屏找到清晰的像。 此时像的性质是倒立、放大、实像 ，像距v ＞2f，像与物在凸透镜两侧。 （4）u = f时：将蜡烛移到距离凸透镜等于二倍焦距的位置， 不成像 （5）u＜f时：把蜡烛移动到距离凸透镜小于一倍焦距的位置， 例如u = 5cm（f = 10cm ）， 此时在光屏上找不到像 ，移开光屏，通过凸透镜向蜡烛一侧观察，会看到一个正立、放大的虚像 ，像与物在凸透镜同侧，放大镜就是根据这个原理制成的。 ) ( 2.记录数据：在实验过程中，要详细记录不同物距u时对应的像距v、像的性质（正立或倒立、放大或缩小、实像或虚像 ） 以及像与物的位置关系等信息，填入设计好的表格中，方便后续分析总结规律。 物距u与 焦距f的关系 物距 u/cm 像的性质 像距 v/cm 大小 倒正 虚实 u＞2f 30 缩小 倒立 实 15 u=2f 20 等大 倒立 实 20 f＜u＜2f 15 放大 倒立 实 30 u=f 10 不成像 u＜f 5 放大 正立 虚 3.多次实验：为了使实验结论更具有普遍性和可靠性，要进行多次实验，改变物距的大小，重复上述操作，记录多组数据 。不能仅根据一次实验数据就得出结论，因为可能存在偶然性。 （三）实验分析与总结 1.成像规律总结： （1）实像：当物距u＞f时，成实像，实像是倒立的，且像与物在凸透镜两侧，能在光屏上承接。其中，u＞2f时，成倒立、缩小的实像，应用于照相机；f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，应用于投影仪。 （2）虚像：当物距u＜f时，成正立、放大的虚像 ，像与物在凸透镜同侧，不能在光屏上承接，应用于放大镜。 （3）分界点：一倍焦距处（u = f）是成实像和虚像的分界点，也叫虚实分界点；二倍焦距处（u = 2f）是成放大像和缩小像的分界点，也叫大小分界点。 （4）动态特性：成实像时，物距增大，像距减小，像变小；物距减小，像距增大，像变大 ，即 “ 物远像近像变小，物近像远像变大 ” 。成虚像时，物距增大，像距增大，像变大；物距减小，像距减小，像变小 。 2.分析实验误差：思考实验过程中可能出现的误差来源，如测量物距和像距时的读数误差、凸透镜焦距测量不准确、光屏上像的清晰度判断不准确等 ，并思考如何减小这些误差。例如，读数时视线要与刻度线垂直，多次测量取平均值来减小测量误差；选择更精确的测量工具来测量焦距等。 注意：(1)实像是由实际 光线会聚 而成，在光屏上可呈现，可用眼睛直接看，所有光线必过 像点 ；(2)虚像不能在光屏上 呈现 ，但能用眼睛看，由光线的 反向延长线 会聚而成。 （ 3） 虚像，物、像同侧；实像，物、像异侧。 【 补充了解】 凹透镜成像规律：凹透镜始终成缩小、正立的虚像，如图所示。 【 总结 】 1. 凸透镜成像的规律和应用见下表： 物的位置 像的位置 像的性质 应用举例 u＞2f 2f＞v＞f 物像 异侧 缩小、倒立、实像 照相机，眼睛 u=2f v=2f 等大、倒立、实像 　特点：实像大小转折点 2f＞u＞f v＞2f 放大、倒立、实像 幻灯，电影机 u=f 不成像 特点：像的虚实转折点 u＜f 　物像同侧 放大、正立、虚像 放大镜 ) ( 可简要归纳成 “ 一焦分虚实，二焦分大小；成实像时，物近像远像变大；成虚像时，物近像近，像变小。 ” （1） “ 一焦分虚实 ” ：物体在一倍焦距以内成虚像，一倍焦距以外成实像。 （2） “ 二焦分大小 ” ：物距小于二倍焦距，成放大的像，（焦点除外） ； 物距大于二倍焦距成缩小的。 （3） “ 成实像时，物近像远像变大 ” ：成实像时，物体靠近透镜，像远离透镜，像逐渐变大。 （4） “ 成虚像时，物近像近像变小 ” ：成虚像时，物体靠近透镜，像也靠近透镜，像逐渐变小。 ) ( 三．知识提炼 1.物体到透镜光心的距离称为______，用字母______表示；像到透镜光心的距离称为______，用字母______表示。 【答案】：物距；u；像距；v 2.能在光屏上呈现的像称为______，它是由实际光线会聚形成的；不能在光屏上呈现，只能用眼睛观察到的像称为______，它是由光线的反向延长线相交而成的。 【答案】：实像；虚像 3.凸透镜成像规律： (1)当物距u＞2f时，像距v的范围是______ ，成______、的______像，应用是________。 【答案】：f＜v＜2f；倒立；缩小；实；照相机 (2)当物距u = 2f时，像距v =______ ，成______、的______像，可用来_________。 【答案】：2f；倒立；等大；实；测焦距 (3)当物距f＜u＜2f时，像距v的范围是______ ，成______、的______像，应用是______。 【答案】：v＞2f；倒立；放大；实；投影仪 (4)当物距u = f时，像 ，此时可获得。 【答案】：不成；平行光 (5)当物距u＜f时，成______、的______像，像与物在凸透镜______侧 ，应用是。 【答案】：正立；放大；虚；同；放大镜 4.成实像和虚像的分界点是______处 ，物体在焦点以外成______像，焦点以内成______像；成放大和缩小像的分界点是______处 ，物体在二倍焦距以外成______的像，在二倍焦距以内成______的像 。 【答案】：一倍焦距；实；虚；二倍焦距；缩小；放大 5.凸透镜成实像时，物距增大，像距______，像______；物距减小，像距______，像______ 。凸透镜成虚像时，物距增大，像距______，像______；物距减小，像距______，像______ 。 【答案】：减小；变小；增大；变大；增大；变大；减小；变小 6.在探究凸透镜成像规律实验中，需要的器材有凸透镜 、 ______ 、 ______ 、______ 等。实验时要调整烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在______ ，目的是______ 。 【答案】：蜡烛；光屏；光具座（或刻度尺）；同一高度；使烛焰的像成在光屏中央 7.实验中，如果无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，可能的原因有： ① ______； ② ______； ③ ______； ④ 蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。 【答案】：蜡烛在焦点以内；烛焰在焦点上；烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度 ) ( 经典例题 例1. 在 “ 探究凸透镜成像规律 ” 时，开始时烛焰在光屏上成缩小的像，接着把物距调整为刚才的一半，移动光屏使烛焰在光屏上成像，此时的像（　　） A．是放大的 B．是缩小的 C．是等大的 D．以上三种都有可能 【答案】D。 【解析】在 “ 探究凸透镜成像规律 ” 时，开始时烛焰在光屏上成缩小的像，此时物距大于二倍焦距（u＞2f），接着把物距调整为刚才的一半，则此时的物距应大于焦距（u ′ ＞f）；若此时的物距大于二倍焦距时，成的是倒立、缩小的实像；若此时的物距等于二倍焦距时，成的是倒立、等大的实像；若此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，成的是倒立、放大的实像；由此可知，光屏上的像可能是放大的，可能是缩小的，也可能是等大的，故D正确。 例2. 如图所示的是小明同学在做 “ 探究凸透镜成像规律 ” 的实验中的一次实验操作情景，这时烛焰在光屏上成清晰的像。若将烛焰移动到距离凸透镜15cm处，调节光屏，在光屏上可得到（　　） A．倒立缩小的实像 B．倒立等大的实像 C．倒立放大的实像 D．正立放大的虚像 【答案】C。 【解析】由图片可知，此时物距u＝50cm ﹣ 22cm＝28cm，像距v＝75cm ﹣ 50cm＝25cm，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，满足：u＞2f、2f＞v＞f，即：28cm＞2f，2f＞25cm＞f，解得，凸透镜焦距：14cm＞f＞12.5cm，将蜡烛移动到距凸透镜15cm处，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像。 例3. 晓维 同学 用一束平行于主光轴的光线照射凸透镜，在光屏上形成了一个清晰的光斑 (如图所示)。取下平行光源，保持凸透镜的位置不变，把点燃的蜡烛放在光具座26cm处，并移动光屏到合适位置，在光屏上得到像的性质是( ) A.倒立的缩小的实像B.倒立的放大的实像 C.倒立的等大的实像D.正立的放大的虚像 【答案】 A 【解析】 首先确定凸透镜焦距f大小；根据研究问题指向寻找物距u的大小；然后比较物距u与焦距f之间的关系。最后根据凸透镜成像特点得到像的性质。平行于主光轴的光线照射到凸透镜上，经过凸透镜折射汇聚在凸透镜焦点上，焦点到凸透镜光心的距离为凸透镜的焦距，本题中凸透镜的焦距f=10cm.。当点燃的蜡烛放在距离凸透镜26cm处时，物距u=26cm.，与凸透镜的焦距f=10cm.比较可以知道：u＞2f当u＞2f时，物体经过凸透镜后，在光屏上成倒立的缩小的实像，相距v满足f＜v＜2f。所以选项A正确。 例4. 在 做“探究凸透镜成像规律”的实验中，某小组同学利用图甲测出了透镜的焦距后，正确安装并调节实验装置如图乙所示，在光屏上得到一个清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．由甲图可知该透镜焦距为40cm B．乙图中成的是倒立放大的实像，符合放大镜的成像原理 C．在乙图中保持凸透镜的位置不变，将蜡烛与光屏的位置互换，则成像情况符合投影仪的原理 D．如果在烛焰与透镜之间放置一近视眼镜的镜片，则将光屏适当左移可得一个清晰的像 ) ( 【答案】C。 【解析】解：A、由甲图可知该透镜焦距为40cm﹣30cm＝10cm，故A错误； B、由图可知，物距大于像距，当物距大于二倍焦距时所成的像是缩小倒立的实像，是照 相机的成像原理，故B错误；C、根据光路的可逆性，若将光屏和蜡烛的位置互换，在光屏上仍能成像，此时物距小于像距，凸透镜成倒立放大的实像，其应用是投影仪，故C 正确。D、凹透镜对光线有发散作用，靠近凸透镜时，使光线发散，像会聚在光屏的后方，像距增大，在光屏上要得到清晰的像，光屏要远离凸透镜，即要将光屏向右移动才能在光屏上成清晰的像，故D错误； 例5. 用如图的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验时，已知凸透镜的焦距为10cm，下列说法正确的是(　　) A．烛焰在如图所示的位置时，成像特点与照相机成像特点相同 B．若将蜡烛移到光具座42cm刻度处时，烛焰所成的像是倒立、放大的 C．若将蜡烛移到光具座30cm刻度处时，烛焰所成的像是等大的 D．若将蜡烛从光具座30cm刻度处向远离凸透镜方向移动时，烛焰所成的像将逐渐变大 【答案】C 【解析】A.由图可知，u＝50cm﹣35cm＝15cm，物距处于f和2f之间，凸透镜成倒立放大的实像，与投影仪的原理相同，故A错误；B.将蜡烛移到光具座42cm刻度处时，物距等于50cm﹣42cm＝8cm，物距小于f，凸透镜成正立放大的虚像，故B错误；C.将蜡烛移到光具座30cm刻度处时，物距等于50cm﹣30cm＝20cm＝2f，物距等于像距，等于2倍焦距，成倒立等大的实像，故C正确；D.将蜡烛从光具座30cm刻度处向远离凸透镜方向移动时，根据物距增大像距减小像减小，烛焰所成的像将逐渐变小。故D错误。 例6. 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 不 正确的是(　　) 实验次序 1 2 3 4 5 物距u/cm 50 40 30 25 20 像距v/cm 22 24 30 38 60 A．该凸透镜的焦距是15cm B．当u=25cm时，凸透镜成放大的像，放大镜就是根据这一原理制成的 C．当v=24cm时，凸透镜成缩小的像，照相相机就是根据这一原理制成 D．若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动，像会逐渐变小 【答案】 B 。 【解析】(1)当u=v=2f时，成倒立、等大的实像；(2)(3)根据凸透镜成像的四种情况和应用进行判断：u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f，应用于照相机和摄像机。u=2f，成倒立、等大的实像，v=2f，一般用来求凸透镜的焦距。2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f，应用于幻灯机和投影仪。u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜和老花镜。(4)凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小。A.由表中的数据可知，实验3中，u=v=30cm，此时u=2f，f=15cm，故A正确；B.当u=25cm时，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，凸透镜成倒立、放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的，故B错误；C.当v=24cm时，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，则物距大于二倍焦距，凸透镜成缩小的像，照相相机就是根据这一原理制成，故C正确；D.若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动，物距变大，像距变小，像变小，故D正确。 例7 让一束平行光经过一透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑(如图所示)，小明用此透镜做“探究透镜成像规律”的实验。下列说法不正确的是(　　) ) ( A．当物体距透镜5cm时，成正立的像 B．当物体距透镜15cm时，成倒立、放大的实像 C．当物体从距透镜20cm处向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处向透镜的方向移动时，要得到清晰的像，应使光屏靠近透镜 【答案】D 【解析】探究凸透镜的成像规律，对于一倍焦距，大于一倍焦距小于二倍焦距、大于二倍焦距这三个点，所成的像应该熟练掌握。从图上应该准确的判断出凸透镜的焦距(一倍焦距)。A.由图可知，凸透镜的焦距为10cm，小于一倍焦距成正立放大的虚像，正确，不符合题意；B.由图可知，凸透镜的焦距为10cm，大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大的实像，正确，不符合题意；C.由图可知，凸透镜的焦距为10cm，大于二倍焦距成倒立缩小实像，正确，不符合题意；D.大于二倍焦距时，要成清晰的像，光屏应该远离透镜，错误，符合题意。 例8. 在“探究凸透镜成像的规律”实验时，某小组测量出物距和像距的数据，并绘制成如图所示的图象，根据图象可知(　　) A．该凸透镜的焦距f＝20cm B．当物距u＝30cm时，成倒立、缩小的实像，照相机利用了这条规律 C．当物距u＝8cm时，成倒立、放大的实像，幻灯机利用了这条规律 D．若把物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动过程中，所成的像会逐渐变小 【答案】B 【解析】A、据凸透镜成像规律可知，当u＝v＝2f，凸透镜成倒立、等大的实像；由图可知，u＝v＝2f＝20cm，所以f＝10cm。故A错误；B、当物距u＝30cm时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f，应用于照相机和摄像机，故B正确；C、当物距u＝8cm时，u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜和老花镜，故C错误；D、物体从距凸透镜30cm处移动到15cm处的过程中，物距大于焦距，成实像，凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大，故D错误。 例9. 小明在探究“凸透镜成像规律”的实验中他把蜡烛放在距透镜30cm时，在光屏上形成 清晰缩小的像，此时的成像特点可应用于 　　 (填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。现将蜡烛向透镜方向移动10cm，要使光屏上再次形成清晰倒立的像，应将光屏 　　 透镜(填“远离”或“靠近”)。 【答案】照相机；远离。 【解析】(1)凸透镜成像的三种情况和应用之一：u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机。(2)凸透镜成实像时，物近像远像变大。把蜡烛放在距透镜30cm时，物距为30cm，在光屏上形成清晰缩小的像，则u＞2f，此时的成像特点可应用于照相机。现将蜡烛向透镜方向移动10cm，物距减小，像距增大、像变大，则要使光屏上再次形成清晰倒立的像，应将光屏远离透镜方向移动。 例10. 探究凸透镜 成像 规律实验用到的器材：凸透镜、_____、蜡烛、光具座(带刻度尺)等。探究凸透镜成像规律实验要能正确的提出问题、做出猜想、设计实验、进行实验和收集证据、_____、评估和交流。 【答案】光屏.分析论证. 【解析】探究透镜成像规律实验用到的器材：凸透镜、光屏、蜡烛、光具座(带刻度尺)等。探究凸透镜成像规律实验要能正确的提出问题、做出猜想、设计实验、进行实验和收集证据、分析论证、评估和交流。 例11 . 如图所示，在探究“凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、透镜、光屏的位置如图所示，光屏上成一个清晰的像，应用这一原理可制成 　　 ；再将蜡烛远离透镜，同时将光 ) ( 屏 　 （ 填“远离”或“靠近” ） 透镜，才能在光屏上再次成一个清晰的像。 【答案】投影仪；靠近。 【解析】由图知，v＞u，所以此时在光屏上得到的是倒立、放大的实像，其应用是投影仪；再将蜡烛远离透镜，物距增大，所以像距减小，需要将光屏靠近凸透镜，才能在光屏上再次成一个清晰的像。 例12. 小明在探究“凸透镜成像规律”的实验中他把蜡烛放在距透镜30cm时，在光屏上形成清晰缩小的像，此时的成像特点可应用于 　　 (填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。现将蜡烛向透镜方向移动10cm，要使光屏上再次形成清晰倒立的像，应将光屏 　　 透镜(填“远离”或“靠近”)。 【答案】照相机；远离。 【解析】(1)凸透镜成像的三种情况和应用之一：u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机。(2)凸透镜成实像时，物近像远像变大。把蜡烛放在距透镜30cm时，物距为30cm，在光屏上形成清晰缩小的像，则u＞2f，此时的成像特点可应用于照相机。现将蜡烛向透镜方向移动10cm，物距减小，像距增大、像变大，则要使光屏上再次形成清晰倒立的像，应将光屏远离透镜方向移动。 例13. 某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，绘制了如图所示的图象(v表示像到凸透镜的距离，u表示物体到凸透镜的距离)，用该凸透镜作放大镜使用时，被观察的物体到透镜的距离在_______m以内；把物体从距凸透镜5cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中，像的大小将______(选填“变大”、“变小”“先变小再变大”、“先变大再变小”)． 【答案】0.05；变小 【解析】(1)由图像可知，当物距:u＝10cm时，像距：v＝10cm，即u＝v， ∴ 焦距：， ∴ 用该凸透镜作放大镜使用时，被观察的物体到透镜的距离在0.05m以内；(2)根据凸透镜成实像时，遵循“物远像近”即物体远离凸透镜时，所成像变近，像变小， ∴ 把物体从距凸透镜5cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中，像的大小将变小． 例14.作图题 （ 1） 如图,MN为凸透镜的主光轴,A为蜡烛,A'为蜡烛在光屏上所成的像,根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点,并将它们画出来。 （ 2） 如图请画出由S点发出的光经过凸透镜后的折射光线，并确定发光点S的像点 【答案】 【解析】 （ 1） 本题考查凸透镜的三条特殊光线的画法。过光心的光线传播方向不变,平行于主光轴的光线经凸透镜后过焦点,过焦点的光线经凸透镜后平行于主光轴,以A为发光点,则A'就为光线经凸透镜后的会聚点。 （ 2） 在作凸透镜的光路图时，先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点作出反射光线，反向延长两条折射光线，即可得到发光点S的像点S′．过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点．两条折射光线的反向延长线的交点即为发光点S的像点S′． 例12. 专业的单反照相机往往配有几个焦距不同的镜头。小明为了探究不同焦距的凸透镜成像特点，利用实验室提供的器材（光源为“F”形状的LED灯），分别用f 甲 ＝15cm和f 乙 ＝20cm的两个凸透镜进行实验。 （1）实验中，当物距为60cm时，光屏上看到清晰的像应是图1中的 　 　 。 （2）图2是小明通过实验得到的物距u和像距v的关系图象，分析发现： ① 同一凸透镜在成实像时，当u越大，v越 　 　 。 ② 物距相同时，凸透镜的焦距越 　 　 ，所成像的越远、越大。 （3）实验后，小明明白了：如果要拍摄远距离景物的特写照片，就需要用 　 　 （选填“长焦镜头”、“短焦镜头”）。 【答案】（1）A；（2） ① 小； ② 大；（3）长焦镜头。 【解析】解：（1）两个凸透镜的焦距分别为f 甲 ＝15cm和f 乙 ＝20cm，当物距为60cm时，无论使用任何一个凸透镜，物距均大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，故A正确，BCD错误； （2） ① 图2中，甲、乙两透镜成实像时，物距与像距关系近似于反比例图象，物距u越大，像距v越小； ② 图2 中，u 甲 ＝u 乙 ＝70cm时，v 甲 ＝15cm，v 乙 ＝30cm；u 甲 ＝u 乙 ＝30cm时，v 甲 ＝30cm，v 乙 ＝60cm；由于f 甲 ＜f 乙 ，可知物距相同时，凸透镜的焦距越大，所成像的越远、越大； （3）由“距相同时，凸透镜的焦距越大，所成像的越远、越大”可知，要拍摄远距离景物的特写照片，就需要用焦距更大的凸透镜作镜头，即“长焦镜头” ) ( 例15. 专业的单反照相机往往配有几个焦距不同的镜头。小明为了探究不同焦距的凸透镜成像特点，利用实验室提供的器材（光源为“F”形状的LED灯），分别用f 甲 ＝15cm和f 乙 ＝20cm的两个凸透镜进行实验。 （1）实验中，当物距为60cm时，光屏上看到清晰的像应是图1中的 　 　 。 （2）图2是小明通过实验得到的物距u和像距v的关系图象，分析发现： ① 同一凸透镜在成实像时，当u越大，v越 　 　 。 ② 物距相同时，凸透镜的焦距越 　 　 ，所成像的越远、越大。 （3）实验后，小明明白了：如果要拍摄远距离景物的特写照片，就需要用 　 　 （选填“长焦镜头”、“短焦镜头”）。 【答案】（1）A；（2） ① 小； ② 大；（3）长焦镜头。 【解析】解：（1）两个凸透镜的焦距分别为f 甲 ＝15cm和f 乙 ＝20cm，当物距为60cm时，无论使用任何一个凸透镜，物距均大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，故A正确，BCD错误；（2） ① 图2中，甲、乙两透镜成实像时，物距与像距关系近似于反比例图象，物距u越大，像距v越小； ② 图2 中，u 甲 ＝u 乙 ＝70cm时，v 甲 ＝15cm，v 乙 ＝30cm；u 甲 ＝u 乙 ＝30cm时，v 甲 ＝30cm，v 乙 ＝60cm；由于f 甲 ＜f 乙 ，可知物距相同时，凸透镜的焦距越大，所成像的越远、越大；（3）由“距相同时，凸透镜的焦距越大，所成像的越远、越大”可知，要拍摄远距离景物的特写照片，就需要用焦距更大的凸透镜作镜头，即“长焦镜头” 16. 在“探究凸透镜成像特点”的实验中，将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处不动，移动蜡烛和光屏至如图所示位置时，光屏上承接到清晰的像。 （1）该凸透镜的焦距为 　 　 cm。 （2）将远视眼镜的镜片放在蜡烛和透镜之间适当位置，此时应将光屏向 　 （选填“左”或“右”）移动，才能再次承接到清晰的像。 （3）取走镜片，将蜡烛向左移动一段距离后，应将光屏移至 　 　 （选填序号）范围内才能承接到清晰的像。 A.50～65cm B.65～80cm C.80～95cm （4）将蜡烛移到37cm刻度线上，观察到的像是 　 　 （选填“倒立”或“正立”）的。 【答案】（1）15；（2）左；（3）B；（4）正立。 【解析】（1）根据图可知，烛焰距凸透镜50cm﹣20cm＝30cm时，移动光屏至某一位置，在光屏上得到一等大清晰的像，说明此时满足80cm﹣50cm＝30cm＝u＝2f，所以f＝15cm； （2）将远视眼镜的镜片放在蜡烛和透镜之间适当位置，对光线能够起到提前会聚的作用，此时应将光屏向左移动，才能再次承接到清晰的像。（3）取走镜片，将蜡烛向左移动一段距离后，此时物距大于2倍焦距，像距应在2倍焦距与1倍焦距之间，凸透镜在50cm处，应将光屏移至65～80cm 范围内才能承接到清晰的像。故选B。（4）将蜡烛移到37cm刻度线上，u′＝50cm﹣37cm＝13cm＜f，凸透镜成正立、放大的虚像，应用于放大镜和老花镜。 ) ( 五．分层练习 《基础过关》 1. 如图所示，在”探究凸透镜成像的规律”实验中，烛焰在距离凸透镜8cm处时，在距离凸透镜15cm处的光屏上成倒立的像。保持蜡烛和光屏不动，现把凸透镜向光屏方向移动7cm，下列关于烛焰在光屏上成像的说法正确的是(　　) A．不能成清晰的像 B．成倒立的缩小的像C．成倒立的放大的像 D．成倒立的等大的像 【答案】B 【解析】如图所示，在”探究凸透镜成像的规律”实验中，烛焰在距离凸透镜8cm处时，在距离凸透镜15cm处的光屏上成倒立的像。此时物距小于像距，f＜u＝8cm＜2f，解得，4cm＜f＜8cm，v＝15cm＞2f，解得f＜7.5cm，焦距范围：4cm＜f＜7.5cm，保持蜡烛和光屏不动，现把凸透镜向光屏方向移动7cm，此时u′＝8cm+7cm＝15cm＞2f，v′＝15cm﹣7cm＝8cm，f＜v′＜2f，凸透镜成倒立缩小的实像，故ACD错误，B正确。 2. 小强在做探究凸透镜成像的规律的实验时，在光屏上得到一个倒立、缩小的清晰的像，下列器材工作时运用上述成像规律的是( ) A. 放大镜 B. 投影仪 C .照相机 D. 平面镜 【答案】C 【解析】A.由凸透镜成像规律可知，放大镜成正立、放大的虚像，故A不符合题意；B.由凸透镜成像规律可知，投影仪成倒立、放大的实像，故B不符合题意；C.由凸透镜成像规律可知，照相机成倒立、缩小的实像，故C符合题意；D.平面镜成正立等大的虚像，故D不符合题意。 3. 某 物理实验小组的同学对光学实验很感兴趣，他们用如图的器材做实验，先用焦距为20cm的透镜甲进行实验，在屏上能得到了清晰的缩小实像：接下来他们想改用焦距为10cm的透镜乙继续进行实验，如果不改变蜡烛和凸透镜的位置，又要在光屏上成清晰的像，则实验小组的同学对此问题以及实验有关问题的讨论，不正确的是（　　） A. 应该将光屏向右移动，得到了清晰的放大实像 B . 应该将光屏向左移动，得到了仍是清晰的缩小实像 C. 实验中所用的透镜成像原理是光的折射 D. 实验中所用的光屏最好是白色，所用的蜡烛换成带有“F”形的LED灯会更好 【答案】A。 【解析】AB、由“先用焦距为20cm的透镜甲进行实验，在屏上得到清晰缩小的实像”可知，此时u＞2f；当改用焦距为10cm的透镜乙继续实验，不改变蜡烛和凸透镜的位置，则相当于增大了物距，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，可知，要在光屏上成清晰的像，光屏将靠近透镜（向左）移动，像变小。故A错误、B正确；C、实验中所用的透镜成像原理是光的折射，故C正确；D、因为白色的物体能反射所有的色光，所以白色光屏反射所有的色光；蜡烛换成LED灯的优点：实验现象更明显、便于观察、减少了污染等，故D正确。 4. 将一凸透镜正对太阳，可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。现将该凸透镜和蜡烛、光屏安装到光具座上，位置如图所示。下列说法正确的是（　　） A．此时可以在光屏上观察到清晰缩小的像 B．仅在凸透镜左侧附近放一合适的凹透镜，可模拟近视眼的矫正 ) ( C．将蜡烛移到30cm刻度处，移动光屏可在屏上得到清晰等大的像 D．将蜡烛移到40cm刻度处，移动光屏可在屏上得到清晰放大的像 【答案】B。 【解析】根据焦点和焦距的定义，当拿着凸透镜正对太阳光，在距透镜中心15cm处得到一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为该点到透镜的距离，即焦距为15cm。A、从图上看出，物距u＝50.0cm﹣10.0cm＝40.0cm。v＝85cm﹣50cm＝35cm，凸透镜u＞2f，2f＞v＞f，成倒立、缩小的实像，此时像距大于二倍焦距，不会得到清晰的像，故A错误； B、由A分析可知，像距较大要延迟光线会聚，应在凸透镜左侧附近放一合适的凹透镜，可模拟近视眼的矫正，故B正确；C、u＝v＝2f，凸透镜成倒立等大的实像，由图可知，将蜡烛移到30cm刻度处，u＝50cm﹣30cm＝20cm≠2f，故移动光屏不能在屏上得到清晰等大的像。故C错误；D、将蜡烛移到40cm刻度处，u＝50cm﹣40cm＝10cm，物距满足u＜f，成正立、放大的虚像，虚像不能成在光屏上。故D错误。 5. 烛焰和光屏的中心在凸透镜主光轴上，它们的初位置如图所示，凸透镜的焦距为10cm。下列操作不可能使烛焰在光屏上成清晰像的是（　　） A．仅将蜡烛移至刻度线M的左侧某处 B．仅将光屏移至刻度线P的右侧某处 C．仅将凸透镜向左移至刻度N处 D．将透镜右移3cm，且光屏移至刻度线Q的右侧某处 【答案】C。 【解析】A、凸透镜的焦距为10cm，由图可知此时的物距等于15cm，像到光屏的距离也为15cm，像距在一倍和2倍焦距之间，故要想使烛焰在光屏上成清晰的像，如果只移动蜡烛就要移到二倍焦距以外，即将蜡烛移至刻度线M的左侧某处，故A可能；B、凸透镜的焦距为10cm，由图可知此时的物距等于15cm，在一倍和2倍焦距之间，如果只移动光屏，需要将光屏移至二倍焦距以外，故B可能；C、如果只将透镜移到N点，此时的物距等于12cm，蜡烛处在一倍焦距和二倍焦距之间，物体成像在二倍焦距以外的位置，此时光屏到透镜间的距离只有18cm，故不能在光屏上成清晰的像，故C不可能；D、如果将凸透镜右移3cm，此时物距为18cm，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，则物体成像在二倍焦距以外的位置，此时光屏移到Q点右侧某个位置能成清晰的像，故D可能。 6 如图所示，在 ” 探究凸透镜成像的规律 ” 实验中，烛焰在距离凸透镜8cm处时，在距离凸透镜15cm处的光屏上成倒立的像。保持蜡烛和光屏不动，现把凸透镜向光屏方向移动7cm，下列关于烛焰在光屏上成像的说法正确的是（　　） A不能成清晰的像 B成倒立的缩小的像 C成倒立的放大的像 D成倒立的等大的像 【答案】B。 【解析】如图所示，在 ” 探究凸透镜成像的规律 ” 实验中，烛焰在距离凸透镜8cm处时，在距离凸透镜15cm处的光屏上成倒立的像。此时物距小于像距，f＜u＝8cm＜2f，解得，4cm＜f＜8cm，v＝15cm＞2f，解得f＜7.5cm，焦距范围：4cm＜f＜7.5cm，保持蜡烛和光屏不动，现把凸透镜向光屏方向移动7cm，此时u ′ ＝8cm+7cm＝15cm＞2f，v ′ ＝15cm ﹣ 7cm＝8cm，f＜v ′ ＜2f，凸透镜成倒立缩小的实像，故ACD错误，B正确。 7. 在探究“凸透镜成像规律”的实验中，将点燃的蜡烛放在距凸透镜32cm处，在透镜另一侧距透镜18cm处的光屏上得到烛焰清晰的像，则(　　) A．光屏上所成的是倒立、放大的实像 B．该透镜的焦距f小于9cm C．将点燃的蜡烛移至距透镜9cm处，不能观察到烛焰放大的虚像 D．透镜位置不变，蜡烛和光屏位置互换，光屏上也得到烛焰清晰的像 ) ( 【答案】D 【解析】AB、蜡烛距离凸透镜32cm时，在透镜的另一侧18cm处光屏上得到一个清晰的像，物距大于像距，成倒立缩小实像；此时物体的位置在二倍焦距以外，像在一倍焦距和二倍焦距之间，即32cm＞2f；2f＞18cm＞f，解得：9cm＜f＜16cm，故AB错误； C、将点燃的蜡烛移至距透镜9cm处，u＜f，可以能观察到烛焰放大的虚像，故C错误； D、光的折射现象中光路可逆，所以保持凸透镜位置不变，将蜡烛与光屏位置互换，光屏上仍能得到清晰的像。故D正确。 8. 小明同学做“探究凸透镜成像的规律”的实验，当他把烛焰移到距透镜18cm的位置时，在光屏上观察到倒立放大清晰的像。他判断凸透镜焦距可能是①6cm、②9cm、③12cm、④16cm，其中正确的是(　　) A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ③④ 【答案】D 【解析】由题意可知，物距18cm，光屏上观察到倒立放大清晰的像，所以2f＞18cm＞f ； 18cm＞f＞9cm③12cm和④16cm符合题意。故选D。 9. 在探究凸透镜成像规律的实验中，小欢同学将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置时， 恰好在凸透镜后30cm处的光屏上出现一个与蜡烛等大倒立的像：若将此蜡烛移至凸透镜前12cm处时，则(　　) A. 光屏上出现倒立放大的实像B. 光屏上出现倒立缩小的实像 C. 无论怎样移动光屏，光屏上均不会出现实像D. 将光屏远离凸透镜方向移动一段距离，光屏上才会出现倒立放大的实像 【答案】C 【解析】距离凸透镜30cm的光屏上得到一个清晰的与物体等大的像，所以v=30cm=2f 则f=15cm若现将物体移至透镜前12cm处时，此时物距u=12cm则物距应小于焦距，成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，故光屏上不会出现像，故ABD不符合题意，C符合题意． 10. 在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时，烛焰在光屏上呈现一个清晰放大的像．要使烛焰在光屏上呈现一个清晰缩小的像，调节的方法是(　　) A. 透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏靠近透镜移动 B. 透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏远离透镜移动 C. 透镜不动，蜡烛靠近透镜移动，光屏远离透镜移动 D. 透镜不动，蜡烛靠近透镜移动，光屏靠近透镜移动 【答案】A 【解析】由图知道，此时物距小于像距，成倒立放大的实像，要使光屏上呈现倒立、缩小的实像，要增大物距，同时减小像距，所以在凸透镜不动时，蜡烛远离凸透镜，同时光屏靠近凸透镜，故选A． 二．填空题 11. 一个圆柱形的玻璃瓶内装满水，把一支铅笔放在玻璃瓶的后方，透过玻璃瓶，可以看到这支笔．当铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动的过程中，透过玻璃瓶会看到铅笔尖逐渐_______(选填“变长”或“变短”)；到某一位置时，铅笔尖会突然改变方向，而“改变方向”后的像为___________(选填“实”或“虚”)像． ) ( 【答案】 变长 实 【解析】玻璃瓶装满水相当于一个凸透镜．当铅笔由靠近瓶子的位置逐渐远离时(u＜f)，透过透镜会看到正立、放大的虚像，根据成虚像时，物远像远像变大，铅笔先逐渐变长；当物距刚刚超过一倍焦距时， f＜u＜2f，铅笔尖忽然改变方向，根据凸透镜成像规律可知，这是投影仪成像原理，成倒立、放大的实像。 12. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将凸透镜正对着太阳，在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为_____cm；若将一个物体放在此透镜前40cm处，可在透镜另一侧光屏上得到一个倒立_____（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。 【答案】15 缩小 【解析】将一个凸透镜正对太阳，可在距凸透镜15 cm处得到一个最小、最亮的光斑。可知蜡烛正好放在凸透镜的焦点上了，则该凸透镜焦距为15 cm；将一物体放在此透镜前40 cm处，40 cm>2f，成倒立、缩小的实像。 13. 如图，用铁丝围成一个内径约4 mm的圆环，在清水中浸一下后取出，布满圆环的水膜犹如透镜，用这个水膜透镜贴近课本上的字，看到的是正立放大的像，此像为____（“实像”或“虚像”）；透过水膜透镜看远处的楼房楼房倒立缩小了，这种成像情况与_______（“照相机”或“幻灯机”）成像原理相同；轻轻甩去一些水（保持水膜完好），透过水膜透镜看远处的楼房成正立缩小的像，此时水膜透镜相当于_______（“凸透镜”或“凹透镜”）。 【答案】虚像 照相机 凹透镜 【解析】水膜透镜相当于凸透镜，根据凸透镜成像规律可知，当其贴近课本上的字，此时物距小于一倍焦距，看到的是正立放大的虚像；当看远处的楼房楼房，此时物距大于二倍焦距，看到的是倒立缩小实像，这种成像情况与照相机成像原理相同；因为通过凹透镜可以看到正立缩小的像（如近视镜），所以此时水透镜相当于凹透镜。 三．解答题 14. 如图所示，在探究“凸透镜成像规律”的实验中，将蜡烛放在位置A时，观测到在位置C成倒立、缩小的实像。若把蜡烛移到位置B，试作图找出蜡烛通过透镜的成像位置。 【答案】 【解析】从物体A的顶端做平行于主光轴的光线，过凸透镜后经过焦点而会聚到像点。由A的顶端发出过光心的光线，传播方向不变。从物体B的顶端做平行主光轴的光线，折射后过焦点，再从B的顶端做过光心的光线，这两条折射光线的反向延长线的交点就是像的位置。 15 在探 究凸透镜成像的实验中，如图甲所示，某同学将镜面垂直于阳光放置，在透镜下面放上白纸（纸、镜平行），测出透镜与白纸间距s/cm与对应的白纸被烤焦的时间t/min，绘出图线如图乙所示。 （1）可判断该透镜的焦距f为 　　 cm； （2）如丙图所示，他再将蜡烛和透镜的位置固定，则调整光屏位置（光屏图中未面出），会在光屏上呈现清晰的 　 （选填“放大”或“缩小”）的像。 （3）随着蜡烛越烧越短，光屏上的像将向 　　 移动，为了使像能回到光屏的中央，可以将透镜向 　 （选填“上”或“下”）移动适当距离。 【答案】（1）12；（2）放大；（3）上；下。 【解析】（1）由图乙可知，当透镜与白纸间距S＝12cm时，白纸被烤焦的时间t＝4min，所用的时间最短，说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高，这个点就是凸透镜的 ) ( 焦点，则测出透镜与白纸间距即为焦距f＝12cm。（2）由图乙可知，他将蜡烛和透镜的位置固定，u＝50cm﹣35cm＝15cm，蜡烛与光屏的距离在一倍焦距到二倍焦距之间，此时呈现的是倒立放大的实像；（3）由于此时成倒立的实像，蜡烛变短，则成的像向上运动，为了使像回到光屏的中央，应该将透镜向下调节； 16. 某同学在做光学实验时，他先将焦距为10cm的凸透镜A固定在光具座上50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜A两侧，蜡烛放置在20cm刻度线处，如图所示。左右移动光屏，直至光屏上呈现烛焰清晰的像。 (1)上述光屏上所成的像是 　　 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。 (2)将透镜B放在凸透镜A与光屏之间某处(图中未画出)，光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏向远离凸透镜A的方向移动，光屏上又呈现烛焰清晰的像，这说明透镜B对光线有 　　 (选填”会聚”或“发散”)作用。透镜B能用来矫正 　　 (选填“近视眼”成“远视眼”)。 【答案】(1)缩小；(2)发散；近视眼。 【解析】(1)凸透镜A焦距10cm，固定在光具座上50cm刻度线处，蜡烛放置在20cm刻度线处，所以物距u＝30cm＞2f，物距大于二倍焦距成倒立缩小实像；(2)将透镜B放在凸透镜A与光屏之间某处，光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏向远离凸透镜A的方向移动，光屏上又呈现烛焰清晰的像，这说明凸透镜B对光线具有发散作用，是凹透镜，透镜B能用来矫正近视眼。 1 7 . 在探究凸透镜成像规律时，如图甲所示，将A凸透镜固定在光具座上35cm刻线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上5cm刻线处，移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的像，由A凸透镜成像中物距和像距的变化关系画出图像如图乙所示；接着他保持蜡烛的位置不变，将凸透镜A换为凸透镜B并保持位置不变，移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的像，如图丙所示. （ 1） 请根据上述实验现象和凸透镜成像规律判断：凸透镜A的焦距是     cm，凸透镜A的焦距    凸透镜B的焦距(选填“大于”、“小于”或“等于”). （ 2） 在甲图中，保持凸透镜不动，把蜡烛向右移动5cm，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该把光屏向 (选填“左”、“右”)移动一段距离，像将 (选填“变大”、“变小”或“不变”). （ 3） 图丙所示的实验现象可以说明 的成像特点(选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”)；若 将远视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了，若保持凸透镜和光屏的位置不动，应使蜡烛 (选填“靠近”、“远离”)凸透镜，则又能在光屏上看到蜡烛清晰的像. 【答案】(1)10，小于(2)右，变大(3) 幻灯机； 靠近。 【解析】本题考查凸透镜成像规律的实验探究。(1)根据图乙可知，当u=v=20cm时，蜡烛成等大的实像，这时u=v=2f，所以f=10cm，即凸透镜A的焦距是10cm。设凸透镜B的 焦距为f B ，由图丙知f B ＜30cm＜2f B ,所以15cm＜f B ＜30cm，所以凸透镜A的焦距小于凸透镜B的焦距。(2)原来蜡烛距离凸透镜30cm，蜡烛右移5cm后，物距变为25cm，根据凸透镜成像特点，物距变小，像距变大，所以光屏应向右移动，像距比原来更大，所以像将变大；(3)图丙所示实验中，蜡烛通过凸透镜成放大倒立的实像，与幻灯机的工作原理一致；把远视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，远视眼镜相当于一个放大镜，所以通过透镜B成像的是蜡烛的放大的虚像，像的位置在蜡烛的左侧，要想还在原来的装置上成像，需要蜡烛靠近透镜，使其通过远视眼镜所成的放大虚像在原来蜡烛的位置上。 ) ( 《达标检测》（时间：45分钟 满分：100分） 一．选择题（24分） 1. 小王同学用光具座做凸透镜成像实验时，蜡烛的像成在了光屏上侧，为了使蜡烛的像能成在光屏中央，以下操作可达到目的的是（ ） A. 将凸透镜往上移 B. 将光屏往下移 C. 将蜡烛往上移 D. 将蜡烛往下移 【答案】C 【解析】凸透镜成像时，在光屏上形成倒立的实像．小王同学用光具座做凸透镜成像实验时，蜡烛的像成在了光屏上侧，为了使蜡烛的像能成在光屏中央，蜡烛应相对于凸透镜向上移．所以可以将蜡烛向上移，或将凸透镜向下移，或将光屏向上移．故选C． 2. 在距凸透镜20cm的光屏上，得到放大的像，则应选择的凸透镜的焦距为（ ） A. 5cm B. 1 0cm C. 15cm D. 20cm 【答案】 A 【解析】由题意知,此时像距v＝20cm, 光屏上得到放大的像说明v 2f,即20cm 2f,解得：f 10cm，故选A. 3 . 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 【解析】已知凸透镜的焦距是10cm，把一个物体从离凸透镜20cm处逐渐向30cm处的过程中，始终成实像，物距增大，像距逐渐变小，像也逐渐变小．故选D. 4 . 当物体距离凸透镜8cm时，在透镜另一侧光屏上成一个清晰放大的像，若保持物体与光屏的位置不变，把凸透镜向光屏方向移动2cm，则在光屏上又成一清晰的缩小的像，则该凸透镜的焦距为（　　） A. f<2cm B. 2cm<f<4cm C. 5cm<f<8cm D. 4cm<f<5cm 【答案】D 【解析】物体离凸透镜8cm时，在透镜的另一侧得到一个倒立的、放大的实像，则2f＞u＞f所以2f＞8cm＞f即8cm＞f＞4cm-----①由“保持物体与光屏的位置不变，把凸透镜向光屏方向移动2cm，则在光屏上又成一清晰的缩小的像”，可知u=10cm＞2f即f＜5cm----②综上所述，由①②可4cm＜f＜5cm故选D。 5 . 让一束平行光经过一透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑(如图7所示)，小明用此透镜做“探究透镜成像规律”的实验．下列说法不正确的是（ ） A. 当物体距透镜5cm时，成正立的像 B. 当物体距透镜15cm时，成倒立、放大的实像 C. 当物体从距透镜20cm处向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处向透镜的方向移动时，要得到清晰的像，应使光屏靠近透镜 【答案】D 【解析】A、由图可知，凸透镜的焦距为10cm，小于一倍焦距成正立放大的虚像，正确，不符合题意；B、由图可知，凸透镜的焦距为10cm，大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大的实像，正确，不符合题意；C、根据物远像近像变小可知，当物体从距透镜20cm处向远离透镜的方向移动时，所成的像逐渐变小，正确，不符合题意；D、根据物近像远像变小，光屏应该远离透镜，错误，符合题意；故选D． 6 . 在探究凸透镜成像的实验中，蜡烛到光屏的距离为50 cm保持不变，某同学将一个焦距为10 cm的透镜从光屏移向蜡烛的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 能在屏上成一次清晰的像 B. 能在屏上成二次清晰的像 C. 能在屏上成三次清晰的像 D. 不能在屏上成清晰的像 ) ( 【答案】B 【解析】在探究凸透镜成像的规律时，蜡烛到光屏的距离为50cm且保持不变，将焦距为10cm的凸透镜从光屏处移动到蜡烛处的过程中，可以出现：u>2f，成倒立、缩小的实像，2f>v>f，2f>u>f，成倒立、放大的实像，v>2f. 所以能在屏上成两次像．故选B. 7 . 两个完全相同的凸透镜L 1 、L 2 如图放置，其中AO 1 ＝O 1 B＝BO 2 ，过A点的一条光线经L 1 折射后按如图方向到达L 2 ，则关于该光线再经L 2 折射后的去向，以下判断正确的是（ ） A. 过L 2 的二倍焦距点 B. 过L 2 的焦点 C. 平行于L 2 的主光轴 D. 过L 2 的二倍焦距以外的点 【答案】A 【解析】两个完全相同的透镜，它们的焦距是相同的，从A点发出的光线经过透镜后到B点，由于A和B到光心的距离相等，它们是两倍焦点，从透镜两倍焦距处发出的光线将通过的另一侧的两倍焦点。故选A。 8 . 某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象，如图所示，下列判断正确的是 A. 该凸透镜的焦距是16cm B. 当u=12cm时，在光屏上能得到一个缩小的像 C. 当u=20cm时成放大的像．投影仪就是根据这一原理制成的 D. 把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，像逐渐变小 【答案】D 【解析】A．根据凸透镜成像规律可知，当物距与像距相等时，物体放在了二倍焦距的地方，由图像可知，当物距为16cm时，物距与像距相等，故可得焦距应为8cm，故A错； B．当u=12cm时，物体是放在了一倍焦距到二倍焦距之间，所成的像是倒立放大的实像，故B错；C．当u=20cm时，物体是放在了二倍焦距以外，所成的像是倒方缩小的实像，应用是照相机，故C错；D．根据凸透镜成像规律可知，像与物体移动的方向是相同的，像的大小随物距的增大而会减小，故D正确． 9. 小丽在做探究凸透镜成像规律的实验时，将焦距为10cm的薄凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处（实验过程中保持透镜在50cm刻度线处不动），将点燃的蜡烛放置在光具座上35cm刻度线处，移动光屏至82cm刻度线处，烛焰在光屏上成清晰的像，如图所示．下列分析正确的是 ( ) A. 如图所示的实验现象能够说明放大镜的成像特点 B. 如果想在光屏上得到更大的清晰的像，应该将蜡烛向右移动，光屏向左移动 C. 若将点燃的蜡烛放在光具座上10cm刻度线处，通过移动光屏，在光屏上可呈现烛焰清晰的倒立缩小实像 D. 若将点燃的蜡烛放在光具座上30cm刻度线处，在透镜的右侧透过凸透镜向蜡烛方向看，看不到蜡烛的像 【答案】C ) ( 【解析】A．置在光具座上35cm刻度线处，物距u＝50cm−35cm＝15cm，满足：2f>u>f条件，成倒立、放大实像，是投影仪的原理，故A错误；B．如果想在光屏上得到更大的清晰的像，应增大像距，减小物距，即蜡烛向右移动，光屏向右移动，故B错误；C．将点燃的蜡烛放在光具座上10cm刻度线处，物距u＝50cm−10cm＝40cm，满足：u>2f条件，成倒立、缩小的实像，故C正确；D．将点燃的蜡烛放在光具座上30cm刻度线处，物距u＝50cm−30cm＝20cm，满足：2f>u>f条件，成倒立、放大的实像，可以直接观察到像，故D错误． 10 . 张强同学在光具座上做“研究凸透镜成像”的实验中，当光屏、透镜及烛焰的相对位置如图所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的像．由此判断，他所用凸透镜的焦距（　　） A. 一定大于20cm B. 一定在10cm到16cm之间 C. 一定小于8cm D. 一定在8cm到10cm之间 【答案】D 【解析】由图可知：u=20cm，v=16cm，且u＞v．由凸透镜成像规律可知，此时的像是倒立缩小的实像．由 解得10cm＞f＞8cm，正确的选择是D． 9. 某同学用自制的水凸透镜做凸透镜成像实验，在光屏上得到到了清晰的像，如图所示．他继续向水凸透镜内注水，使水凸透镜的焦距变小，如果不改变蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上再次成清晰的像（ ） A. 光屏应向左移动，成缩小的像 B. 光屏应向右移动，成放大的像 C. 光屏应向左移动，成放大的像 D. 光屏应向右移动，成缩小的像 【答案】A 【解析】向自制的水凸透镜注入水，因为凸透镜更加凸，相当于减小凸透镜的焦距，即相当于物体远离了透镜，物体成实像时，物距变大，像距变小，像变小，所以应该将光屏向左移动，成缩小的实像。故选A。 12. 某同学用焦距分别为f 1 和f 2 的甲、乙两凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，先将点燃的蜡烛、凸透镜甲和光屏放置在光具坐上，调整后的位置如图所示，此时光屏上得到烛焰清晰的像；再用凸透镜乙替换凸透镜甲，且保持蜡烛和凸透镜的位置不变，将光屏向左移动，再次得到烛焰清晰的像．①图中光屏上的像是烛焰发出的光线经过凸透镜折射后形成的，②图中光屏上的像是倒立放大的实像，③f 1 ＜f 2 ，④f 1 ＞f 2 ，对以上判断完全正确的是（ ） A. ①③ B. ②③ C. ②④ D. ①④ 【答案】D 【解析】（凸透镜成像是光的折射形成的所以①正确；由图可知两次成像时都是U>v所以成的是倒立缩小的实像，故②错误；由“保持蜡烛和透镜的位置不变,将光屏向左移动再次得到烛焰清晰的像”可知,像距减小,像变小,相当于物距变大,但物距没变,是焦距变小了,故f 1 >f 2 ，故③错误，④正确．故选D. ) ( 二．填空题（24分） 13.在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰距凸透镜20cm时，在光屏上成一个倒立、等大的实像，则该凸透镜的焦距是______cm；当烛焰距凸透镜30cm时，移动光屏，可得到一个倒立、______的实像，生活中的______就是利用这一原理制成。 【答案】：10；缩小；照相机 【解析】：当物距等于二倍焦距时，成倒立、等大的实像，所以2f = 20cm，f = 10cm；当物距为30cm时，u＞2f ，成倒立、缩小的实像，照相机就是利用此原理工作。 14.一凸透镜的焦距为15cm，当物体放在距透镜35cm处时，在光屏上得到一个______、______的实像；若要得到一个倒立、放大的实像，物体应放在距透镜______范围内。 【答案】：倒立；缩小；大于15cm小于30cm 【解析】：已知f = 15cm ，u = 35cm ，u＞2f，成倒立、缩小的实像；当f＜u＜2f 时，成倒立、放大的实像，即物体应放在大于15cm小于30cm范围内 。 15.用焦距为10cm的凸透镜做 “ 探究凸透镜成像规律 ” 实验，当蜡烛距凸透镜13cm时，移动光屏，在光屏上能得到一个倒立、的实像；当蜡烛距凸透镜5cm时，成像情况是成正立、放大的，生活中______利用了此成像原理。 【答案】：放大；虚像；放大镜 【解析】：f = 10cm，u = 13cm ，f＜u＜2f，成倒立、放大的实像；u = 5cm ，u＜f，成正立、放大的虚像，放大镜利用此原理。 16.在 “ 探究凸透镜成像规律 ” 实验中，光屏上成清晰像时，像距为25cm，此时物距范围是______，成的是倒立、______的实像，生活中的______利用了这个原理。 【答案】：大于12.5cm小于25cm；放大；投影仪 【解析】：光屏上成清晰像，像距v = 25cm，此时v＞2f ，则f＜12.5cm ，又因为成实像时物距与像距的关系，所以物距范围是f＜u＜2f ，即大于12.5cm小于25cm ，成倒立、放大的实像，投影仪利用此原理。 17.把凸透镜正对着太阳光，可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。若将某一物体放在此透镜前20cm处，可得到一个倒立、的实像，像距范围是；当物体距透镜5cm时，成______像。 【答案】：放大；大于30cm；正立、放大的虚 【解析】：太阳光聚焦得到最小最亮光斑处到凸透镜距离为焦距，所以f = 15cm ，u = 20cm ，f＜u＜2f，成倒立、放大的实像，此时像距v＞2f ，即大于30cm；u = 5cm ，u＜f，成正立、放大的虚像。 18. 小曹在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，所使用的凸透镜焦距为15cm，当把凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在18cm刻度线位置时，光屏应在 　 　 ，（选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域内左右移动，才能在光屏上得到清晰的像。若得到清晰的像后，只将光屏和蜡烛的位置对调，则像的大小 　 　 （选填“变小”、“不变”或“变大”）。当屏上的像清晰时，小曹把自己的近视眼镜放在凸透镜和蜡烛之间，发现光屏上的像变得模糊不清，她应该向 　 　 凸透镜方向移动光屏（选填“靠近”或“远离”），可再次得到清晰的像。 【答案】Ⅱ；变大；远离。 【解析】凸透镜焦距是15cm，当把凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在18cm刻度线位置时，物距为50cm﹣18cm＝33cm，大于2倍焦距，所以此时成倒立缩小的实像，像在1倍和2倍焦距之间，即光屏应在Ⅱ区域内左右移动；此时成的是倒立、缩小的实像；若得到清晰的像后，只将光屏和蜡烛的位置对调，根据光路可逆可知，此时成的是倒立、放大的实像，像的大小变大；视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，把自己的近视眼镜放在凸透镜和蜡烛之间，由于凹透镜的发散作用，像远离凸透镜，所以应该向远离凸透镜的方向移动光屏。 ) ( 19. 如图甲，一束平行光平行于主光轴射向凸透镜，在光所上得到一个最小最亮的光斑，则此凸镜的焦距为 　 　 cm．如图乙所示蜡烛恰好能在光屏上看到清晰的像，利用此成像特点可制成 　 　 （选填“投影仪”或“照相机”），将凸投镜、蜡烛，光屏放在同一直线上如图丙，当蜡烛在B点时，成像在A点；当蜡烛在A点时，成像在C点，则凸透镜一定固定在 　 　 （选填“C点左侧”、“BC之间”、“AB之间”或“A点右侧”）。 【答案】10.0；照相机；BC之间。 【解析】（1）平行于主光轴的光线经凸透镜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；光具座的分度值为1cm，则凸透镜的焦距：f＝45.0cm﹣35.0cm＝10.0cm。（2）如图，物距大于像距，且恰能在光屏上看到清晰的像，说明物距大于2倍焦距，则此时成倒立、缩小的实像，应用于照相机。（3）当烛焰在B点时，成像在A点；当烛焰在A点时，成像在C点，由于凸透镜成实像时光路可逆，故在B点和在A点成像情况不同；故一次成的是实像，一次成的是虚像；由于AB间的距离小于AC间的距离，故当烛焰在B点时，成的是虚像，像与物体在凸透镜的同一侧，故凸透镜应该在B的左边；当烛焰在A点时，成像在C点，成的是实像，凸透镜应在AC之间，故凸透镜的位置应该在BC之间。 20 . 在凸透镜成像中，_____像是倒立的，___像是正立的．缩小的像肯定是______像． 【答案】 实 虚 实 【解析】根据凸透镜成像规律知，在凸透镜成像中，实像都是倒立的；虚像是正立的，且虚像只有放大的；所以如得到缩小的像，肯定是实像． 三．解答题（52分） 21.作图题 （ 1 ） 如图所示，光线a、b、c是在凸透镜主光轴上的三个区域内分别射向凸透镜的三条入射光线，请你画出这三条入射光线经过凸透镜折射后的折射光线的大致光路图。 （ 2 ） 如图是投影仪的简化结构图。请在图中画出入射光线经凸透镜折射及再经平面镜反射后的光路图。 【答案】 【解析】 （ 1） 入射光线a在2倍焦距外相交于主光轴后经过凸透镜折射，折射光线通过主光轴上的相交点应在一倍焦距和二倍焦距之间；入射光线b在1倍到2倍焦距之间相交于主光轴后经过凸透镜折射，折射光线与主光轴的相交点应在二倍焦距之外；入射光线c在1倍焦距内相交于主光轴后经过凸透镜折射，折射光线发散，与主光轴没有交点，三条入射光线的折射光线的大致光路图如下： （ 2） 过焦点的入射光线经过凸透镜折射后的折射光线平行于主光轴；过平面镜的入射点垂直镜面作出法线，因为入射光线与镜面的夹角为45，则入射角为90-45=45，则反射角也为45， ) ( 22. 小明用凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等器材，探究凸透镜成像的规律． （1）如图所示，将凸透镜正对着太阳光，把光屏置于另一侧，改变光屏与凸透镜间的距离，直到光屏上出现一个_____ 的光斑，测得凸透镜的焦距是_____ cm． （2）小明将蜡烛、凸透镜和光屏的中心调到同一高度，无论怎样移动光屏，都不能得到清晰的像原因可能是_____． （3）实验一段时间蜡烛变短，要使烛焰像仍然成在光屏的中心，应将光屏向_____ 移动． 【答案】 （ 1） 最小、最亮 10 （ 2） 物距小于焦距，像是虚像 （ 3） 上 【解析】（1）太阳光可以近似看为平行光源，将凸透镜正对着太阳光，太阳光经凸透镜后将会聚在焦点．所以把光屏置于另一侧，改变光屏与凸透镜间的距离，直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑．这个光斑便为焦点．测出光斑到凸透镜的距离，便是焦距．由图知，凸透镜的焦距是40cm 30cm=10cm．故答案为最小、最亮；10．（2）蜡烛、凸透镜和光屏的中心调到同一高度，仍不能得到清晰的像，这说明此时成的是虚像或者物距小于焦距．故答案为物距小于焦距，像是虚像．（3）实验一段时间蜡烛变短，由于凸透镜成的是倒立的实像，所以成的像将靠近光屏的上方．所以应向上移动光屏．故答案为上． 23. 用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验 （1）如图甲所示，凸透镜位置固定，当发光的小灯泡放在40cm刻度线位置时，移动光屏发现光屏上始终能呈现一个面积大小不变的光斑，则该透镜的焦距为________ cm． （2）小明用蜡烛代替小灯泡继续做实验，必须使烛焰、透镜和光屏的中心在同一________上，烛焰在图乙所示位置能在光屏上成一清晰的像，则该像是________（选填“放大”、或“缩小”）的实像． （3）若想使光屏上的烛焰的像变得再大一些，在不改变凸透镜位置的情况下，应将蜡烛向________（选填“左”或“右”）适当移动一段距离，再调整光屏的位置． 【答案】 （ 1） 10 （ 2） 高度 放大 （ 3） 右 【解析】(1)根据焦点和焦距的定义可知，当蜡烛距离透镜为50cm−40cm＝10cm时，在右侧无论怎样移动光屏，发现光屏上始终是一个大小不变的圆形光斑，则该透镜的焦距约为10cm.(2)“探究凸透镜成像规律”实验时，为使像呈在光屏中央，必须使烛焰、透镜和光屏的中心在同一高度上；由图乙可知，蜡烛与凸透镜的距离为50cm−35cm＝15cm，凸透镜的焦距为f＝10cm，故2f>u>f，由凸透镜成像规律可知，成倒立、放大的实像．(3)凸透镜成实像时，物近像远像变大，因此若想使光屏上烛焰的像变得再大一些，在不改变凸透镜位置的情况下，应将蜡烛向右适当移动一段距离． 24. 如图甲所示，一束平行光经过一凸透镜，调节光屏的位置直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。小明用此凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，并用蜡烛作光源，实验装置如图乙所示。 ) ( （1）该凸透镜的焦距为 _________ cm； （2）实验前要调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰的中心大致在 _________； （3）当蜡烛、凸透镜位于图乙中刻度对应的位置时，光屏上得到一个清晰的像，该像是一个倒立、 ______ 的实像，此时所成的像与 __________所成的像性质相同（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）； （4）小明把自己的近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间且靠近凸透镜的位置，结果光屏上原来清晰的像变模糊了，若不改变蜡烛和凸透镜的位置，应将光屏向 ________（填“左”或“右”） 移动才能在光屏上得到清晰的像。如果将蜡烛移到图乙中30cm刻度线处，这时光屏应向 ________ （选填“左”或“右”）移动才能在光屏上得到清晰的像。 【答案】 （ 1） 10.0 （ 2） 相同高度 缩小 （ 3） 照相机 （ 4） 右 右 【解析 】 （1）由图甲可知，光屏上得到一个最小、最亮的光斑，这个光斑叫做焦点，焦点到光心的距离是焦距，该凸透镜的焦距为 f=40.0cm-30.0cm=10.0cm（2）为了使像呈现在光屏的中央，实验前要调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰的中心大致在相同高度。（3）由图乙可知，物距u=50cm-20cm=30cm＞2f此时在光屏上得到一个倒立、缩小的实像，所成的像与照相机所成的像性质相同。（4 ） 由于近视镜是凹透镜，对光线有发散作用，所以像会聚在光屏的后方，像距增大，若不改变蜡烛和凸透镜的位置，应将光屏向右移动才能在光屏上得到清晰的像。如果将蜡烛移到图乙中30cm刻度线处，物距变小，根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”，像距变大，这时光屏应向右移动才能在光屏上得到清晰的像。 2 5. 在探究凸透镜成像规律时，小明用9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代蜡烛作为光源，又用同样的白色方格板做成光屏，实验使用的凸透镜焦距为10cm，实验装置如图所示． （1）实验时，首先调节光源、凸透镜和光屏 高度，使它们的中心大致在同一高度上，其目的是________． （2）凸透镜固定在光具座零刻度线上，小明将光源移至40cm时，在光屏上出现倒立、缩小的______（选填“实”或“虚”）像；如果小明将光源移至8cm刻度时，他通过凸透镜看到光源的______（选填“倒立”或“正立”）、放大的虚像． （3）同学们对小明使用的实验装置进行如下评价，其中错误的是________ A．与烛焰相比，实验使用的光源不会晃动，光屏上所成的像比较稳定 B．光源镶嵌在白色方格板上，用同样的白色方格板做光屏，便于比较像与物的大小 C．零刻度线刻在光具座标尺的中央，可直接测出物距和像距 D．若凸透镜的焦距未知，则利用此实验装置不能测量凸透镜的焦距 （4）光源“F”放在15cm处，其大小如图所示，凸透镜固定在光具座零刻度线上．如果用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住，则光屏上所成的像_________ 【答案】 （ 1） 使像能呈在光屏的中心 （ 2） 实 正立 （ 3） D （ 4） C 【解析】（1）实验时，首先调节光源、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度上，是为了使像成在光屏中央；（2）凸透镜固定在光具座零刻度线上，小明将光源移至40cm时，u=40cm＞2f=20cm，成倒立缩小的实像；小明将光源移至8cm刻度时，u=8cm＜f=10cm，成正立放大的虚像；（3）小明在实验中：用9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代蜡烛作为光源：光源比较稳定；用同样的白色方格板做成光屏便于比较像与物的大小；零刻度线刻在光具座标尺的中央，可直接测出物距和像距；可以根据像与物大小相等时测出像距和物距，此时u=v=2f算出焦距．故选D．（4）光源“F”放在15cm处，物距处于一倍和二倍焦距之间，成倒立放大的实像，用手捂住凸透镜的一部分，只能影响像的亮暗，无法影响像的性质，所谓倒立的像，左右也是“倒”的；故选C． ) ( 26. 阅读下面短文，回答问题： 随着科技的飞速发展，智能投影仪在我们的生活中越来越常见。智能投影仪利用凸透镜成像原理，将图像或视频投射到屏幕上，给我们带来了震撼的视觉体验。 在智能投影仪中，有一个关键的凸透镜，它可以把来自芯片的光线进行折射成像。当投影仪工作时，物体（即芯片上的图像信息）位于凸透镜的一定位置，通过调整凸透镜与屏幕之间的距离（像距），就能在屏幕上得到清晰的像。如果想要在更大尺寸的屏幕上得到清晰的像，就需要调整投影仪与屏幕的位置关系以及凸透镜的焦距等参数。 已知某智能投影仪的凸透镜焦距为f，当物体在距离凸透镜u的位置时，成像规律如下：当u ＞ 2f时，成倒立、缩小的实像，像距f ＜ v2 ＜ f；当f ＜ u ＜ 2f时，成倒立、放大的实像，像距v ＞ 2f；当u ＜ f时，成正立、放大的虚像 。 （1）智能投影仪的凸透镜对光线有______作用，凹透镜对光线有______作用。（选填 “ 会聚 ” 或 “ 发散 ” ） （2）在智能投影仪工作时，若想在屏幕上得到倒立、放大的实像，芯片上的图像信息应该位于凸透镜______（选填 “ 一倍焦距以内 ”“ 一倍焦距到二倍焦距之间 ” 或 “ 二倍焦距以外 ” ），此时像距v的范围是______。 （3）当投影仪在屏幕上成清晰的像时，若将屏幕远离投影仪，为了能再次在屏幕上得到清晰的像，应该将凸透镜向______（选填 “ 靠近 ” 或 “ 远离 ” ）芯片的方向移动，这是因为像距变______（选填 “ 大 ” 或 “ 小 ” ）了，根据凸透镜成像规律，物距要相应的______（选填 “ 增大 ” 或 “ 减小 ” ）。 （4）以下关于智能投影仪成像的说法正确的是（ ） A. 只能成实像 B. 只能成放大的像 C. 可以成正立的像 D. 成像原理与照相机相同 （5）如果某智能投影仪凸透镜焦距f = 10cm，当芯片上的图像信息距离凸透镜15cm时，在屏幕上成的是______（选填 “ 倒立 ” 或 “ 正立 ” ）、______（选填 “ 放大 ”“ 缩小 ” 或 “ 等大 ” ）的实像。 【 答案 】 ：（1）会聚；发散（2）一倍焦距到二倍焦距之间；v ＞ 2f（3）靠近；大；减小（4）C（5）倒立；放大 【 解析 】 ：（1）凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用 。（2）根据成像规律，成倒立、放大实像时，物体应在一倍焦距到二倍焦距之间，此时像距v ＞ 2f。 （3）屏幕远离投影仪，像距变大，根据凸透镜成实像时 “ 物近像远像变大 ” ，为再次成清晰像，凸透镜应靠近芯片，减小物距。（4）A选项，当u ＜ f时成虚像，A错误；B选项，u ＞ 2f时成缩小实像，B错误；C选项，u ＜ f时成正立、放大虚像，C正确；D选项，照相机成倒立、缩小实像，投影仪成倒立、放大实像，成像原理不同，D错误。 （5）已知f = 10cm，u = 15cm ，f ＜ u ＜ 2f，所以成倒立、放大的实像。 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年暑假苏科版物理启航·探秘手册12-《3.3凸透镜成像的规律》（盐城专版） ( 一． 预习 目标 1.了解 凸透镜成像规律 的探究过程，掌握探究的方法和步骤。 2.理解凸透镜成像时，像的虚实、倒正、大小与物距之间的关系 ，并能熟练运用规律解题。 3.知道实像和虚像的区别，以及凸透镜成像规律在生活中的应用，如照相机、投影仪、放大镜等。 4.通过对实验数据的分析和归纳，培养逻辑思维能力和归纳总结能力，提高对物理现象的观察和分析能力。 ) ( 二、预习内容 【知识回顾】 用凸透镜观察物体 1.用凸透镜观察书上的文字。从贴近书上的文宇开始，逐渐增大凸透镜与书的距离，你看到的文字是怎样变化的?你有什么发现? 2.通过凸透镜观察窗外的景物，你看到的像有什么特点?它是倒立的还是正立的，是放大的还是缩小的?如图所示，在凸透镜后面放一张白卡纸，并调整它到凸透镜的距离，在白卡纸上能否看到窗外景物的像? 观察发现，适当调整物体和光屏到凸透镜的距离，也能看到倒立、缩小或倒立、放大的像，并且有的像还可以呈现在光屏上。 我们看到凸透镜能成不同的像，且成像的情况与物体到透镜的距离有关。凸透镜成像有怎样的规律呢? 探究凸透镜成像的规律 （一）实验准备 1.   实验目的：探究凸透镜成像的规律，明确像的性质（倒立或正立、放大或缩小、实像或虚像 ）与物距之间的关系。 2.   实验器材：光具座、凸透镜（已知焦距）、蜡烛、光屏、火柴。 （1） 光具座：便于测量物距和像距，能让蜡烛、凸透镜、光屏在同一直线上。 （2） 凸透镜：对光线有会聚作用，是成像的关键元件，实验前要了解其焦距并记录。 （3） 蜡烛：作为发光物体，为成像提供光源 。 （4） 光屏：承接蜡烛通过凸透镜所成的像。 （5） 火柴：点燃蜡烛。 ) ( 3.   实验装置安装： （1） 将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上 ，并使它们的中心大致在同一高度，目的是使烛焰的像能成在光屏的中央。可通过调整蜡烛和光屏的高度来实现，若三者中心不在同一高度，光屏上可能无法得到完整的像或者根本找不到像。 （2） 把凸透镜固定在光具座的某一位置（如光具座的中间位置），便于后续改变物距时，光屏有足够的移动空间来承接像。 4 物距和像距 （ 1） 物距：物体到透镜的距离，用u表示。 （ 2） 像距：像到透镜的距离，用v表示。 5.了解或者测量凸透镜的焦距并记录。 （本实验中 假设所选凸透镜的焦距 f=10cm） （二）实验过程 1.改变物距u，观察成像情况： （1）u＞2f时：把蜡烛放在距离凸透镜大于二倍焦距的位置。 例如u = 30cm；然后移动光屏，直到光屏上出现清晰的像。 此时观察像的性质（倒立、缩小、实像 ），并测量像距v，记录数据。 （2）u = 2f时：将蜡烛移到距离凸透镜等于二倍焦距的位置， 即u = 20cm（f = 10cm ），移动光屏找到清晰的像。 此时像的性质是倒立、等大、实像 ，像距v = 2f，像与物在凸透镜两侧，这是实像大小的转折点，可用于测量凸透镜的焦距。 （3）f＜u＜2f时：将蜡烛移到距离凸透镜大于一倍焦距小于二倍焦距的位置， 即u = 15cm（f = 10cm ），移动光屏找到清晰的像。 此时像的性质是倒立、放大、实像 ，像距v ＞2f，像与物在凸透镜两侧。 （4）u = f时：将蜡烛移到距离凸透镜等于二倍焦距的位置， 不成像 （5）u＜f时：把蜡烛移动到距离凸透镜小于一倍焦距的位置， 例如u = 5cm（f = 10cm ）， 此时在光屏上找不到像 ，移开光屏，通过凸透镜向蜡烛一侧观察，会看到一个正立、放大的虚像 ，像与物在凸透镜同侧，放大镜就是根据这个原理制成的。 ) ( 2.记录数据：在实验过程中，要详细记录不同物距u时对应的像距v、像的性质（正立或倒立、放大或缩小、实像或虚像 ） 以及像与物的位置关系等信息，填入设计好的表格中，方便后续分析总结规律。 物距u与 焦距f的关系 物距 u/cm 像的性质 像距 v/cm 大小 倒正 虚实 u＞2f 30 缩小 倒立 实 15 u=2f 20 等大 倒立 实 20 f＜u＜2f 15 放大 倒立 实 30 u=f 10 不成像 u＜f 5 放大 正立 虚 3.多次实验：为了使实验结论更具有普遍性和可靠性，要进行多次实验，改变物距的大小，重复上述操作，记录多组数据 。不能仅根据一次实验数据就得出结论，因为可能存在偶然性。 （三）实验分析与总结 1.成像规律总结： （1）实像：当物距u＞f时，成实像，实像是倒立的，且像与物在凸透镜两侧，能在光屏上承接。其中，u＞2f时，成倒立、缩小的实像，应用于照相机；f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，应用于投影仪。 （2）虚像：当物距u＜f时，成正立、放大的虚像 ，像与物在凸透镜同侧，不能在光屏上承接，应用于放大镜。 （3）分界点：一倍焦距处（u = f）是成实像和虚像的分界点，也叫虚实分界点；二倍焦距处（u = 2f）是成放大像和缩小像的分界点，也叫大小分界点。 （4）动态特性：成实像时，物距增大，像距减小，像变小；物距减小，像距增大，像变大 ，即 “ 物远像近像变小，物近像远像变大 ” 。成虚像时，物距增大，像距增大，像变大；物距减小，像距减小，像变小 。 2.分析实验误差：思考实验过程中可能出现的误差来源，如测量物距和像距时的读数误差、凸透镜焦距测量不准确、光屏上像的清晰度判断不准确等 ，并思考如何减小这些误差。例如，读数时视线要与刻度线垂直，多次测量取平均值来减小测量误差；选择更精确的测量工具来测量焦距等。 注意：(1)实像是由实际 光线会聚 而成，在光屏上可呈现，可用眼睛直接看，所有光线必过 像点 ；(2)虚像不能在光屏上 呈现 ，但能用眼睛看，由光线的 反向延长线 会聚而成。 （ 3） 虚像，物、像同侧；实像，物、像异侧。 【 补充了解】 凹透镜成像规律：凹透镜始终成缩小、正立的虚像，如图所示。 【 总结 】 1. 凸透镜成像的规律和应用见下表： 物的位置 像的位置 像的性质 应用举例 u＞2f 2f＞v＞f 物像 异侧 缩小、倒立、实像 照相机，眼睛 u=2f v=2f 等大、倒立、实像 　特点：实像大小转折点 2f＞u＞f v＞2f 放大、倒立、实像 幻灯，电影机 u=f 不成像 特点：像的虚实转折点 u＜f 　物像同侧 放大、正立、虚像 放大镜 ) ( 可简要归纳成 “ 一焦分虚实，二焦分大小；成实像时，物近像远像变大；成虚像时，物近像近，像变小。 ” （1） “ 一焦分虚实 ” ：物体在一倍焦距以内成虚像，一倍焦距以外成实像。 （2） “ 二焦分大小 ” ：物距小于二倍焦距，成放大的像，（焦点除外） ； 物距大于二倍焦距成缩小的。 （3） “ 成实像时，物近像远像变大 ” ：成实像时，物体靠近透镜，像远离透镜，像逐渐变大。 （4） “ 成虚像时，物近像近像变小 ” ：成虚像时，物体靠近透镜，像也靠近透镜，像逐渐变小。 ) ( 三．知识提炼 1.物体到透镜光心的距离称为______，用字母______表示；像到透镜光心的距离称为______，用字母______表示。 2.能在光屏上呈现的像称为______，它是由实际光线会聚形成的；不能在光屏上呈现，只能用眼睛观察到的像称为______，它是由光线的反向延长线相交而成的。 3.凸透镜成像规律： (1)当物距u＞2f时，像距v的范围是______ ，成______、的______像，应用是________。 (2)当物距u = 2f时，像距v =______ ，成______、的______像，可用来_________。 (3)当物距f＜u＜2f时，像距v的范围是______ ，成______、的______像，应用是______。 (4)当物距u = f时，像 ，此时可获得。 (5)当物距u＜f时，成______、的______像，像与物在凸透镜______侧 ，应用是。 4.成实像和虚像的分界点是______处 ，物体在焦点以外成______像，焦点以内成______像；成放大和缩小像的分界点是______处 ，物体在二倍焦距以外成______的像，在二倍焦距以内成______的像 。 5.凸透镜成实像时，物距增大，像距______，像______；物距减小，像距______，像______ 。凸透镜成虚像时，物距增大，像距______，像______；物距减小，像距______，像______ 。6.在探究凸透镜成像规律实验中，需要的器材有凸透镜 、 ______ 、 ______ 、______ 等。实验时要调整烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在______ ，目的是______ 。 7.实验中，如果无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，可能的原因有： ① ______； ② ______； ③ ______； ④ 蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。 ) ( 经典例题 例1. 在 “ 探究凸透镜成像规律 ” 时，开始时烛焰在光屏上成缩小的像，接着把物距调整为刚才的一半，移动光屏使烛焰在光屏上成像，此时的像（　　） A．是放大的 B．是缩小的 C．是等大的 D．以上三种都有可能 例2. 如图所示的是小明同学在做 “ 探究凸透镜成像规律 ” 的实验中的一次实验操作情景，这时烛焰在光屏上成清晰的像。若将烛焰移动到距离凸透镜15cm处，调节光屏，在光屏上可得到（　　） A．倒立缩小的实像 B．倒立等大的实像 C．倒立放大的实像 D．正立放大的虚像 ) ( 例3. 晓维 同学 用一束平行于主光轴的光线照射凸透镜，在光屏上形成了一个清晰的光斑 (如图所示)。取下平行光源，保持凸透镜的位置不变，把点燃的蜡烛放在光具座26cm处，并移动光屏到合适位置，在光屏上得到像的性质是( ) A.倒立的缩小的实像B.倒立的放大的实像 C.倒立的等大的实像D.正立的放大的虚像 例4. 在 做“探究凸透镜成像规律”的实验中，某小组同学利用图甲测出了透镜的焦距后，正确安装并调节实验装置如图乙所示，在光屏上得到一个清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．由甲图可知该透镜焦距为40cm B．乙图中成的是倒立放大的实像，符合放大镜的成像原理 C．在乙图中保持凸透镜的位置不变，将蜡烛与光屏的位置互换，则成像情况符合投影仪的原理 D．如果在烛焰与透镜之间放置一近视眼镜的镜片，则将光屏适当左移可得一个清晰的像 例5. 用如图的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验时，已知凸透镜的焦距为10cm，下列说法正确的是(　　) A．烛焰在如图所示的位置时，成像特点与照相机成像特点相同 B．若将蜡烛移到光具座42cm刻度处时，烛焰所成的像是倒立、放大的 C．若将蜡烛移到光具座30cm刻度处时，烛焰所成的像是等大的 D．若将蜡烛从光具座30cm刻度处向远离凸透镜方向移动时，烛焰所成的像将逐渐变大 例6. 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 不 正确的是(　　) 实验次序 1 2 3 4 5 物距u/cm 50 40 30 25 20 像距v/cm 22 24 30 38 60 A．该凸透镜的焦距是15cm B．当u=25cm时，凸透镜成放大的像，放大镜就是根据这一原理制成的 C．当v=24cm时，凸透镜成缩小的像，照相相机就是根据这一原理制成 D．若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动，像会逐渐变小 例7 让一束平行光经过一透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑(如图所示)，小明用此透镜做“探究透镜成像规律”的实验。下列说法不正确的是(　　) A．当物体距透镜5cm时，成正立的像 B．当物体距透镜15cm时，成倒立、放大的实像 C．当物体从距透镜20cm处向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处向透镜的方向移动时，要得到清晰的像，应使光屏靠近透镜 ) ( 例8. 在“探究凸透镜成像的规律”实验时，某小组测量出物距和像距的数据，并绘制成如图所示的图象，根据图象可知(　　) A．该凸透镜的焦距f＝20cm B．当物距u＝30cm时，成倒立、缩小的实像，照相机利用了这条规律 C．当物距u＝8cm时，成倒立、放大的实像，幻灯机利用了这条规律 D．若把物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动过程中，所成的像会逐渐变小 例9. 小明在探究“凸透镜成像规律”的实验中他把蜡烛放在距透镜30cm时，在光屏上形成 清晰缩小的像，此时的成像特点可应用于 　　 (填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。现将蜡烛向透镜方向移动10cm，要使光屏上再次形成清晰倒立的像，应将光屏 　　 透镜(填“远离”或“靠近”)。 例10. 探究凸透镜 成像 规律实验用到的器材：凸透镜、_____、蜡烛、光具座(带刻度尺)等。探究凸透镜成像规律实验要能正确的提出问题、做出猜想、设计实验、进行实验和收集证据、_____、评估和交流。 例11 . 如图所示，在探究“凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、透镜、光屏的位置如图所示，光屏上成一个清晰的像，应用这一原理可制成 　　 ；再将蜡烛远离透镜，同时将光屏 　 （ 填“远离”或“靠近” ） 透镜，才能在光屏上再次成一个清晰的像。 例12. 小明在探究“凸透镜成像规律”的实验中他把蜡烛放在距透镜30cm时，在光屏上形成清晰缩小的像，此时的成像特点可应用于 　　 (填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。现将蜡烛向透镜方向移动10cm，要使光屏上再次形成清晰倒立的像，应将光屏 　　 透镜(填“远离”或“靠近”)。 例13. 某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，绘制了如图所示的图象(v表示像到凸透镜的距离，u表示物体到凸透镜的距离)，用该凸透镜作放大镜使用时，被观察的物体到透镜的距离在_______m以内；把物体从距凸透镜5cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中，像的大小将______(选填“变大”、“变小”“先变小再变大”、“先变大再变小”)． 例14.作图题 （ 1） 如图,MN为凸透镜的主光轴,A为蜡烛,A'为蜡烛在光屏上所成的像,根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点,并将它们画出来。 （ 2） 如图请画出由S点发出的光经过凸透镜后的折射光线，并确定发光点S的像点 ) ( 例15. 专业的单反照相机往往配有几个焦距不同的镜头。小明为了探究不同焦距的凸透镜成像特点，利用实验室提供的器材（光源为“F”形状的LED灯），分别用f 甲 ＝15cm和f 乙 ＝20cm的两个凸透镜进行实验。 （1）实验中，当物距为60cm时，光屏上看到清晰的像应是图1中的 　 　 。 （2）图2是小明通过实验得到的物距u和像距v的关系图象，分析发现： ① 同一凸透镜在成实像时，当u越大，v越 　 　 。 ② 物距相同时，凸透镜的焦距越 　 　 ，所成像的越远、越大。 （3）实验后，小明明白了：如果要拍摄远距离景物的特写照片，就需要用 　 　 （选填“长焦镜头”、“短焦镜头”）。 16. 在“探究凸透镜成像特点”的实验中，将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处不动，移动蜡烛和光屏至如图所示位置时，光屏上承接到清晰的像。 （1）该凸透镜的焦距为 　 　 cm。 （2）将远视眼镜的镜片放在蜡烛和透镜之间适当位置，此时应将光屏向 　 （选填“左”或“右”）移动，才能再次承接到清晰的像。 （3）取走镜片，将蜡烛向左移动一段距离后，应将光屏移至 　 　 （选填序号）范围内才能承接到清晰的像。 A.50～65cm B.65～80cm C.80～95cm （4）将蜡烛移到37cm刻度线上，观察到的像是 　 　 （选填“倒立”或“正立”）的。 ) ( 五．分层练习 《基础过关》 1. 如图所示，在”探究凸透镜成像的规律”实验中，烛焰在距离凸透镜8cm处时，在距离凸透镜15cm处的光屏上成倒立的像。保持蜡烛和光屏不动，现把凸透镜向光屏方向移动7cm，下列关于烛焰在光屏上成像的说法正确的是(　　) A．不能成清晰的像 B．成倒立的缩小的像C．成倒立的放大的像 D．成倒立的等大的像 2. 小强在做探究凸透镜成像的规律的实验时，在光屏上得到一个倒立、缩小的清晰的像，下列器材工作时运用上述成像规律的是( ) A. 放大镜 B. 投影仪 C .照相机 D. 平面镜 3. 某物理实验小组的同学对光学实验很感兴趣，他们用如图的器材做实验，先用焦距为 20cm的透镜甲进行实验，在屏上能得到了清晰的缩小实像：接下来他们想改用焦距为10cm的透镜乙继续进行实验，如果不改变蜡烛和凸透镜的位置，又要在光屏上成清晰的像，则实验小组的同学对此问题以及实验有关问题的讨论，不正确的是（　　） ) ( A. 应该将光屏向右移动，得到了清晰的放大实像 B . 应该将光屏向左移动，得到了仍是清晰的缩小实像 C. 实验中所用的透镜成像原理是光的折射 D. 实验中所用的光屏最好是白色，所用的蜡烛换成带有“F”形的LED灯会更好 4. 将一凸透镜正对太阳，可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。现将该凸透镜和蜡烛、光屏安装到光具座上，位置如图所示。下列说法正确的是（　　） A．此时可以在光屏上观察到清晰缩小的像 B．仅在凸透镜左侧附近放一合适的凹透镜，可模拟近视眼的矫正 C．将蜡烛移到30cm刻度处，移动光屏可在屏上得到清晰等大的像 D．将蜡烛移到40cm刻度处，移动光屏可在屏上得到清晰放大的像 5. 烛焰和光屏的中心在凸透镜主光轴上，它们的初位置如图所示，凸透镜的焦距为10cm。下列操作不可能使烛焰在光屏上成清晰像的是（　　） A．仅将蜡烛移至刻度线M的左侧某处 B．仅将光屏移至刻度线P的右侧某处 C．仅将凸透镜向左移至刻度N处 D．将透镜右移3cm，且光屏移至刻度线Q的右侧某处 6 如图所示，在 ” 探究凸透镜成像的规律 ” 实验中，烛焰在距离凸透镜8cm处时，在距离凸透镜15cm处的光屏上成倒立的像。保持蜡烛和光屏不动，现把凸透镜向光屏方向移动7cm，下列关于烛焰在光屏上成像的说法正确的是（　　） A不能成清晰的像 B成倒立的缩小的像 C成倒立的放大的像 D成倒立的等大的像 7. 在探究“凸透镜成像规律”的实验中，将点燃的蜡烛放在距凸透镜32cm处，在透镜另一侧距透镜18cm处的光屏上得到烛焰清晰的像，则(　　) A．光屏上所成的是倒立、放大的实像 B．该透镜的焦距f小于9cm C．将点燃的蜡烛移至距透镜9cm处，不能观察到烛焰放大的虚像 D．透镜位置不变，蜡烛和光屏位置互换，光屏上也得到烛焰清晰的像 8. 小明同学做“探究凸透镜成像的规律”的实验，当他把烛焰移到距透镜18cm的位置时，在光屏上观察到倒立放大清晰的像。他判断凸透镜焦距可能是①6cm、②9cm、③12cm、④16cm，其中正确的是(　　) A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ③④ 9. 在探究凸透镜成像规律的实验中，小欢同学将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置时， 恰好在凸透镜后30cm处的光屏上出现一个与蜡烛等大倒立的像：若将此蜡烛移至凸透镜前12cm处时，则(　　) A. 光屏上出现倒立放大的实像B. 光屏上出现倒立缩小的实像 C. 无论怎样移动光屏，光屏上均不会出现实像D. 将光屏远离凸透镜方向移动一段距离，光屏上才会出现倒立放大的实像 10. 在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时，烛焰在光屏上呈现一个清晰放大的像．要使烛焰在光屏上呈现一个清晰缩小的像，调节的方法是(　　) ) ( A. 透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏靠近透镜移动 B. 透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏远离透镜移动 C. 透镜不动，蜡烛靠近透镜移动，光屏远离透镜移动 D. 透镜不动，蜡烛靠近透镜移动，光屏靠近透镜移动 二．填空题 11. 一个圆柱形的玻璃瓶内装满水，把一支铅笔放在玻璃瓶的后方，透过玻璃瓶，可以看到这支笔．当铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动的过程中，透过玻璃瓶会看到铅笔尖逐渐_______(选填“变长”或“变短”)；到某一位置时，铅笔尖会突然改变方向，而“改变方向”后的像为___________(选填“实”或“虚”)像． 12. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将凸透镜正对着太阳，在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为_____cm；若将一个物体放在此透镜前40cm处，可在透镜另一侧光屏上得到一个倒立_____（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。 13. 如图，用铁丝围成一个内径约4 mm的圆环，在清水中浸一下后取出，布满圆环的水膜犹如透镜，用这个水膜透镜贴近课本上的字，看到的是正立放大的像，此像为____（“实像”或“虚像”）；透过水膜透镜看远处的楼房楼房倒立缩小了，这种成像情况与_______（“照相机”或“幻灯机”）成像原理相同；轻轻甩去一些水（保持水膜完好），透过水膜透镜看远处的楼房成正立缩小的像，此时水膜透镜相当于_______（“凸透镜”或“凹透镜”）。 三．解答题 14. 如图所示，在探究“凸透镜成像规律”的实验中，将蜡烛放在位置A时，观测到在位置C成倒立、缩小的实像。若把蜡烛移到位置B，试作图找出蜡烛通过透镜的成像位置。 15 在探 究凸透镜成像的实验中，如图甲所示，某同学将镜面垂直于阳光放置，在透镜下面放上白纸（纸、镜平行），测出透镜与白纸间距s/cm与对应的白纸被烤焦的时间t/min，绘出图线如图乙所示。 （1）可判断该透镜的焦距f为 　　 cm； （2）如丙图所示，他再将蜡烛和透镜的位置固定，则调整光屏位置（光屏图中未面出），会在光屏上呈现清晰的 　 （选填“放大”或“缩小”）的像。 （3）随着蜡烛越烧越短，光屏上的像将向 　　 移动，为了使像能回到光屏的中央，可以将透镜向 　 （选填“上”或“下”）移动适当距离。 16. 某同学在做光学实验时，他先将焦距为10cm的凸透镜A固定在光具座上50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜A两侧，蜡烛放置在20cm刻度线处，如图所示。左右移动光屏，直至光屏上呈现烛焰清晰的像。 (1)上述光屏上所成的像是 　　 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。 (2)将透镜B放在凸透镜A与光屏之间某处(图中未画出)，光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏向远离凸透镜A的方向移动，光屏上又呈现烛焰清晰的像，这说明透镜B对光线有 　　 (选填”会聚”或“发散”)作用。透镜B能用来矫正 　　 (选填“近视眼”成“远视眼”)。 ) ( 《达标检测》（时间：45分钟 满分：100分） 一．选择题（24分） 1. 小王同学用光具座做凸透镜成像实验时，蜡烛的像成在了光屏上侧，为了使蜡烛的像能成在光屏中央，以下操作可达到目的的是（ ） A. 将凸透镜往上移 B. 将光屏往下移 C. 将蜡烛往上移 D. 将蜡烛往下移 2. 在距凸透镜20cm的光屏上，得到放大的像，则应选择的凸透镜的焦距为（ ） A. 5cm B. 1 0cm C. 15cm D. 20cm 3 . 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 4 . 当物体距离凸透镜8cm时，在透镜另一侧光屏上成一个清晰放大的像，若保持物体与光屏的位置不变，把凸透镜向光屏方向移动2cm，则在光屏上又成一清晰的缩小的像，则该凸透镜的焦距为（　　） A. f<2cm B. 2cm<f<4cm C. 5cm<f<8cm D. 4cm<f<5cm 5 . 让一束平行光经过一透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑(如图7所示)，小明用此透镜做“探究透镜成像规律”的实验．下列说法不正确的是（ ） A. 当物体距透镜5cm时，成正立的像 B. 当物体距透镜15cm时，成倒立、放大的实像 C. 当物体从距透镜20cm处向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处向透镜的方向移动时，要得到清晰的像，应使光屏靠近透镜 6 . 在探究凸透镜成像的实验中，蜡烛到光屏的距离为50 cm保持不变，某同学将一个焦距为10 cm的透镜从光屏移向蜡烛的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 能在屏上成一次清晰的像 B. 能在屏上成二次清晰的像 C. 能在屏上成三次清晰的像 D. 不能在屏上成清晰的像 7 . 两个完全相同的凸透镜L 1 、L 2 如图放置，其中AO 1 ＝O 1 B＝BO 2 ，过A点的一条光线经L 1 折射后按如图方向到达L 2 ，则关于该光线再经L 2 折射后的去向，以下判断正确的是（ ） A. 过L 2 的二倍焦距点 B. 过L 2 的焦点 C. 平行于L 2 的主光轴 D. 过L 2 的二倍焦距以外的点 8 . 某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象，如图所示，下列判断正确的是 A. 该凸透镜的焦距是16cm B. 当u=12cm时，在光屏上能得到一个缩小的像 C. 当u=20cm时成放大的像．投影仪就是根据这一原理制成的 D. 把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，像逐渐变小 ) ( 9. 小丽在做探究凸透镜成像规律的实验时，将焦距为10cm的薄凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处（实验过程中保持透镜在50cm刻度线处不动），将点燃的蜡烛放置在光具座上35cm刻度线处，移动光屏至82cm刻度线处，烛焰在光屏上成清晰的像，如图所示．下列分析正确的是 ( ) A. 如图所示的实验现象能够说明放大镜的成像特点 B. 如果想在光屏上得到更大的清晰的像，应该将蜡烛向右移动，光屏向左移动 C. 若将点燃的蜡烛放在光具座上10cm刻度线处，通过移动光屏，在光屏上可呈现烛焰清晰的倒立缩小实像 D. 若将点燃的蜡烛放在光具座上30cm刻度线处，在透镜的右侧透过凸透镜向蜡烛方向看，看不到蜡烛的像 10 . 张强同学在光具座上做“研究凸透镜成像”的实验中，当光屏、透镜及烛焰的相对位置如图所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的像．由此判断，他所用凸透镜的焦距（　　） A. 一定大于20cm B. 一定在10cm到16cm之间 C. 一定小于8cm D. 一定在8cm到10cm之间 11 . 某同学用自制的水凸透镜做凸透镜成像实验，在光屏上得到到了清晰的像，如图所示．他继续向水凸透镜内注水，使水凸透镜的焦距变小，如果不改变蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上再次成清晰的像（ ） A. 光屏应向左移动，成缩小的像 B. 光屏应向右移动，成放大的像 C. 光屏应向左移动，成放大的像 D. 光屏应向右移动，成缩小的像 12. 某同学用焦距分别为f 1 和f 2 的甲、乙两凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，先将点燃的蜡烛、凸透镜甲和光屏放置在光具坐上，调整后的位置如图所示，此时光屏上得到烛焰清晰的像；再用凸透镜乙替换凸透镜甲，且保持蜡烛和凸透镜的位置不变，将光屏向左移动，再次得到烛焰清晰的像．①图中光屏上的像是烛焰发出的光线经过凸透镜折射后形成的，②图中光屏上的像是倒立放大的实像，③f 1 ＜f 2 ，④f 1 ＞f 2 ，对以上判断完全正确的是（ ） A. ①③ B. ②③ C. ②④ D. ①④ 二．填空题（24分） 13.在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰距凸透镜20cm时，在光屏上成一个倒立、等大的实像，则该凸透镜的焦距是______cm；当烛焰距凸透镜30cm时，移动光屏，可得到一个倒立、______的实像，生活中的______就是利用这一原理制成。 14.一凸透镜的焦距为15cm，当物体放在距透镜35cm处时，在光屏上得到一个______、______的实像；若要得到一个倒立、放大的实像，物体应放在距透镜______范围内。 ) ( 15.用焦距为10cm的凸透镜做 “ 探究凸透镜成像规律 ” 实验，当蜡烛距凸透镜13cm时，移动光屏，在光屏上能得到一个倒立、的实像；当蜡烛距凸透镜5cm时，成像情况是成正立、放大的，生活中______利用了此成像原理。 16.在 “ 探究凸透镜成像规律 ” 实验中，光屏上成清晰像时，像距为25cm，此时物距范围是______，成的是倒立、______的实像，生活中的______利用了这个原理。 17.把凸透镜正对着太阳光，可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。若将某一物体放在此透镜前20cm处，可得到一个倒立、的实像，像距范围是；当物体距透镜5cm时，成______像。 18. 小曹在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，所使用的凸透镜焦距为15cm，当把凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在18cm刻度线位置时，光屏应在 　 　 ，（选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域内左右移动，才能在光屏上得到清晰的像。若得到清晰的像后，只将光屏和蜡烛的位置对调，则像的大小 　 　 （选填“变小”、“不变”或“变大”）。当屏上的像清晰时，小曹把自己的近视眼镜放在凸透镜和蜡烛之间，发现光屏上的像变得模糊不清，她应该向 　 　 凸透镜方向移动光屏（选填“靠近”或“远离”），可再次得到清晰的像。 19. 如图甲，一束平行光平行于主光轴射向凸透镜，在光所上得到一个最小最亮的光斑，则此凸镜的焦距为 　 　 cm．如图乙所示蜡烛恰好能在光屏上看到清晰的像，利用此成像特点可制成 　 　 （选填“投影仪”或“照相机”），将凸投镜、蜡烛，光屏放在同一直线上如图丙，当蜡烛在B点时，成像在A点；当蜡烛在A点时，成像在C点，则凸透镜一定固定在 　 　 （选填“C点左侧”、“BC之间”、“AB之间”或“A点右侧”）。 20 . 在凸透镜成像中，_____像是倒立的，___像是正立的．缩小的像肯定是______像． 三．解答题（52分） 21.作图题 （ 1 ） 如图所示，光线a、b、c是在凸透镜主光轴上的三个区域内分别射向凸透镜的三条入射光线，请你画出这三条入射光线经过凸透镜折射后的折射光线的大致光路图。 （ 2 ） 如图是投影仪的简化结构图。请在图中画出入射光线经凸透镜折射及再经平面镜反射后的光路图。 22. 小明用凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等器材，探究凸透镜成像的规律． ) ( （1）如图所示，将凸透镜正对着太阳光，把光屏置于另一侧，改变光屏与凸透镜间的距离，直到光屏上出现一个_____ 的光斑，测得凸透镜的焦距是_____ cm． （2）小明将蜡烛、凸透镜和光屏的中心调到同一高度，无论怎样移动光屏，都不能得到清晰的像原因可能是_____． （3）实验一段时间蜡烛变短，要使烛焰像仍然成在光屏的中心，应将光屏向_____ 移动． 23. 用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验 （1）如图甲所示，凸透镜位置固定，当发光的小灯泡放在40cm刻度线位置时，移动光屏发现光屏上始终能呈现一个面积大小不变的光斑，则该透镜的焦距为________ cm． （2）小明用蜡烛代替小灯泡继续做实验，必须使烛焰、透镜和光屏的中心在同一________上，烛焰在图乙所示位置能在光屏上成一清晰的像，则该像是________（选填“放大”、或“缩小”）的实像． （3）若想使光屏上的烛焰的像变得再大一些，在不改变凸透镜位置的情况下，应将蜡烛向________（选填“左”或“右”）适当移动一段距离，再调整光屏的位置． 24. 如图甲所示，一束平行光经过一凸透镜，调节光屏的位置直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。小明用此凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，并用蜡烛作光源，实验装置如图乙所示。 （1）该凸透镜的焦距为 _________ cm； （2）实验前要调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰的中心大致在 _________； （3）当蜡烛、凸透镜位于图乙中刻度对应的位置时，光屏上得到一个清晰的像，该像是一个倒立、 ______ 的实像，此时所成的像与 __________所成的像性质相同（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）； （4）小明把自己的近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间且靠近凸透镜的位置，结果光屏上原来清晰的像变模糊了，若不改变蜡烛和凸透镜的位置，应将光屏向 ________（填“左”或“右”） 移动才能在光屏上得到清晰的像。如果将蜡烛移到图乙中30cm刻度线处，这时光屏应向 ________ （选填“左”或“右”）移动才能在光屏上得到清晰的像。 2 5. 在探究凸透镜成像规律时，小明用9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代蜡烛作为光源，又用同样的白色方格板做成光屏，实验使用的凸透镜焦距为10cm，实验装置如图所示． （1）实验时，首先调节光源、凸透镜和光屏 高度，使它们的中心大致在同一高度上，其目的是________． （2）凸透镜固定在光具座零刻度线上，小明将光源移至40cm时，在光屏上出现倒立、缩小的______（选填“实”或“虚”）像；如果小明将光源移至8cm刻度时，他通过凸透镜看到光源的______（选填“倒立”或“正立”）、放大的虚像． ) ( （3）同学们对小明使用的实验装置进行如下评价，其中错误的是________ A．与烛焰相比，实验使用的光源不会晃动，光屏上所成的像比较稳定 B．光源镶嵌在白色方格板上，用同样的白色方格板做光屏，便于比较像与物的大小 C．零刻度线刻在光具座标尺的中央，可直接测出物距和像距 D．若凸透镜的焦距未知，则利用此实验装置不能测量凸透镜的焦距 （4）光源“F”放在15cm处，其大小如图所示，凸透镜固定在光具座零刻度线上．如果用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住，则光屏上所成的像_________ 26. 阅读下面短文，回答问题： 随着科技的飞速发展，智能投影仪在我们的生活中越来越常见。智能投影仪利用凸透镜成像原理，将图像或视频投射到屏幕上，给我们带来了震撼的视觉体验。 在智能投影仪中，有一个关键的凸透镜，它可以把来自芯片的光线进行折射成像。当投影仪工作时，物体（即芯片上的图像信息）位于凸透镜的一定位置，通过调整凸透镜与屏幕之间的距离（像距），就能在屏幕上得到清晰的像。如果想要在更大尺寸的屏幕上得到清晰的像，就需要调整投影仪与屏幕的位置关系以及凸透镜的焦距等参数。 已知某智能投影仪的凸透镜焦距为f，当物体在距离凸透镜u的位置时，成像规律如下：当u ＞ 2f时，成倒立、缩小的实像，像距f ＜ v2 ＜ f；当f ＜ u ＜ 2f时，成倒立、放大的实像，像距v ＞ 2f；当u ＜ f时，成正立、放大的虚像 。 （1）智能投影仪的凸透镜对光线有______作用，凹透镜对光线有______作用。（选填 “ 会聚 ” 或 “ 发散 ” ） （2）在智能投影仪工作时，若想在屏幕上得到倒立、放大的实像，芯片上的图像信息应该位于凸透镜______（选填 “ 一倍焦距以内 ”“ 一倍焦距到二倍焦距之间 ” 或 “ 二倍焦距以外 ” ），此时像距v的范围是______。 （3）当投影仪在屏幕上成清晰的像时，若将屏幕远离投影仪，为了能再次在屏幕上得到清晰的像，应该将凸透镜向______（选填 “ 靠近 ” 或 “ 远离 ” ）芯片的方向移动，这是因为像距变______（选填 “ 大 ” 或 “ 小 ” ）了，根据凸透镜成像规律，物距要相应的______（选填 “ 增大 ” 或 “ 减小 ” ）。 （4）以下关于智能投影仪成像的说法正确的是（ ） A. 只能成实像 B. 只能成放大的像 C. 可以成正立的像 D. 成像原理与照相机相同 （5）如果某智能投影仪凸透镜焦距f = 10cm，当芯片上的图像信息距离凸透镜15cm时，在屏幕上成的是______（选填 “ 倒立 ” 或 “ 正立 ” ）、______（选填 “ 放大 ”“ 缩小 ” 或 “ 等大 ” ）的实像。 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$