3.6 凸透镜成像规律（高效培优讲义）物理沪粤版2024八年级上册

第6节 凸透镜成像规律 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 探究凸透镜成像的规律 1 题型2 凸透镜的应用（放大镜） 3 【能力培优练】 17 【链接中考】 24 【重难题型讲解】 题型1 探究凸透镜成像的规律 1．现象探究：探究凸透镜成像的规律（F、F’为一倍焦距处，P、P’为二倍焦距处） 实例 现象 结论 U>2f时，f<v<2f， 成倒立缩小的实像 U=2f时，v=2f， 成倒立等大的实像 f<U<2f时，v>2f， 成倒立放大的实像 U=f时， 不成像 U<f时， 成正立放大的虚像 【探究归纳】 物体位置 像的性质 像距v与焦距f的关系 相对凸透镜的位置 应用 正倒 大小 虚实 u＞2f 倒立 缩小 实像 f＜v＜2f 与物异侧 照相机 u=2f 倒立 等大 实像 v=2f 与物异侧 测焦距 f<u<2f 倒立 放大 实像 v＞2f 与物异侧 投影仪 u=f 不成像 —— u＜f 正立 放大 虚像 —— 与物同侧 放大镜 ★特别提醒 一焦分虚实，二焦分大小 实像异侧倒，虚像同侧正 像跟物体跑，物近像远大 2．实像和虚像 实像特点： ①实像是实际光线会聚而成的，能用眼睛观察到。 ②实像都是倒立的，能用光屏承接。 ③像和物位于凸透镜两侧。 例如：小孔成像、照相机成像、投影仪成像 虚像特点： ①虚像是实际光线的反向延长线会聚而成的，能 用眼睛观察到。 ②虚像都是正立的，不能用光屏承接。 ③像和物位于凸透镜同侧。 例如：平面镜成像、光的折射、放大镜成像 3．判断凸透镜的焦距 图例 方法 归纳分析 规律法 ①凸透镜成像规律(倒立等大的实像) ②判断焦距范围 图像法 u-v图像（u=v） 补充：①过焦平行法:（左右移动光屏，成和凸透镜等大的光斑，则光源位于焦点处。） ②焦点不成像法 ③十倍焦距法：（傻瓜相机原理：物离透镜足够远（十倍焦距以上），像离焦点无限近，v略大于f（默认v=f）。） 【典例1-1】小西在做“探究凸透镜成像的规律”实验。 (1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上，点燃蜡烛，为了在光屏中央承接像，需要调整烛焰、透镜和光屏三者中心在 。 (2)实验所用凸透镜焦距为 ，如图所示，光屏上已成清晰的像（未画出），则光屏上的像是倒立、 的实像。 (3)当蜡烛逐渐靠近凸透镜，应将光屏 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜，才能再次承接到清晰的像。 (4)当光屏上出现清晰的像时，小明不小心用手指尖遮挡住了凸透镜的一部分，这时光屏上 （选填“仍能”或“不能”）成烛焰完整的像。 【答案】(1)同一高度 (2)缩小 (3)远离 (4)仍能 【解析】（1）为了使像成在光屏的中央，在实验时，将蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上，点燃蜡烛，调整烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一高度。 （2）凸透镜焦距为 ，由图可知，此时物距 根据凸透镜成像规律可知，此时光屏上承接到清晰的倒立、缩小的实像。 （3）根据“凸透镜成实像时，物近像远像变大”可知，当蜡烛逐渐靠近凸透镜，像将远离光屏，且像变大，所以应将光屏远离凸透镜，才能再次承接到清晰的像。 （4）不小心用手指尖遮挡住了凸透镜的一部分，由于凸透镜的其他部分仍能会聚光线而成像，所以这时光屏上仍能成烛焰完整的像，只是此时像比手指尖遮挡住前的像要暗一些。 【典例1-2】如图所示，轩轩同学在做“探究凸透镜成像的规律”实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v与物体到凸透镜的距离u的关系图像，下列说法中正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距 B．物体从处向透镜靠近的过程中，光屏上的像先变大后变小 C．时，将透镜遮挡住一部分，光屏上的像会变暗 D．时，在光屏上成缩小的像 【答案】C。 【解析】A．当u=v=2f时，成倒立、等大的实像，由图像可知，u=v=2f=16cm ，因此焦距f=8cm，故A错误； B．物体从u=32cm处向透镜靠近的过程中，在u=8cm之前，物体在光屏上成实像，物近、像远、像变大，在u=8cm之后，成虚像，光屏上不成像，故B错误； C．u=24cm时，物体在光屏上成倒立、缩小的实像，将透镜遮挡住一部分，光屏上还能成像，只是由于通过的光线变少，所成的像会变暗，故C正确； D．当8cm<u<16cm时,f<u<2f，由凸透镜成像规律可知，成倒立、放大的实像，故D错误。 故选C。 跟踪训练1 在探究“凸透镜成像规律”的实验中。 (1)如图甲所示，平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小、最亮的光斑，则凸透镜的焦距f= cm； (2)实验前应调节 中心、凸透镜的光心和光屏的中心在 ； (3)实验中，当蜡烛与凸透镜的距离如图乙所示时，在光屏上可得到一个清晰的像，这个像是 （选填“放大”或“缩小”）的实像； (4)如图丙所示，保持蜡烛的位置不变，移动透镜至18.0cm刻度线处，则人眼在图中 （选填“A”、“B”或“C”）处能观察到烛焰的像； (5)随着蜡烛越烧越短，烛焰通过凸透镜所成像在光屏上的位置偏上，要使烛焰的像成在光屏的中央，此时应将蜡烛向 （选填“上”或“下”）移动。 【答案】(1)10.0 (2) 烛焰 同一高度 (3)放大 (4)B (5)上 【解析】（1）凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点，这个点叫凸透镜的焦点，焦点到透镜光心的距离为焦距。如图甲所示，刻度尺的分度值是1cm，一束平行光正对凸透镜照射，直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑，这个光斑即为凸透镜的焦点，由此可以测出凸透镜的焦距为f=40.0cm-30.0cm=10.0cm （2）[1][2]为使烛焰成像在光屏中心，将蜡烛、凸透镜、光屏安装在光具座上，然后调节三者的高度，使烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心在同一高度上，否则，有可能光屏上成的像不完整。 （3）由图乙可知，蜡烛到凸透镜的距离u=15cm，已知f=10.0cm，此时f<u<2f，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像。 （4）保持蜡烛的位置不变，移动透镜至18.0cm刻度线处，此时u=18.0cm=10.0cm=8.0cm，根据凸透镜成像规律，此时成正立、放大的虚像，虚像与物体在凸透镜的同一侧，所以人眼在图中B处观察到烛焰的像。 （5）随着蜡烛越烧越短，烛焰通过凸透镜所成像在光屏上的位置偏上，根据通过光心的光线传播方向不变，要使烛焰的像成在光屏的中央，此时应将蜡烛向上移动。 跟踪训练2 小明在光具座上探究凸透镜成像的规律，当物距为30cm时，像距为20cm，则凸透镜的焦距可能为（　　） A．9cm B．12cm C．15cm D．18cm 【答案】B 【解析】根据物距与像距的关系可知，物距大于像距时，遵循物远像近像变小的原则，凸透镜成的是倒立缩小的实像，则有物距 像距 解①②得焦距的范围是10cm<f<15cm 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 跟踪训练3 如图甲所示，在装有水的杯子里，小胡将一支铅笔紧贴杯壁外竖直放置，观察到铅笔的像，俯视图如图乙所示。将铅笔沿虚线向后移动，下列说法正确的是（ ） A．铅笔的像先变大后变小 B．看到的铅笔的像一定是实像 C．看到的像可能上下左右均颠倒 D．装有水的杯子相当于一个凹透镜 【答案】A 【解析】A．铅笔向后移动，物距变大，当铅笔在凸透镜的一倍焦距以内，由凸透镜成虚像的规律可知，像距也变大，像变大；当铅笔在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，物距变大时，像距变小，像变小；当铅笔在二倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像，物距变大时，像距变小，像变小；所以图乙中铅笔向后移，像先变大后变小，故A正确； B．铅笔向后移动，物距变大，当铅笔在凸透镜的一倍焦距以内，成的像是虚像，故B错误； C．装满水的杯子相当于一个柱形透镜，上下等大，光线不会向上下偏折，所以透过装满水的圆柱形水杯看物体，不会上下左右都颠倒，只会出现左右方向的颠倒，故C错误； D．装有水的圆柱形玻璃杯边缘薄，中间厚，相当于凸透镜，故D错误。 故选A。 题型2 凸透镜的应用（放大镜） 放大镜成像特点： （1）放大镜成正立、放大的虚像。 （2）物体到镜头的距离小于像到 镜头的距离。 （3）像和物体位于凸透镜的同侧。 ★特别提醒 可以选用焦距比较小的凸透镜作为放大镜 【典例2-1】小明用凸透镜正对着太阳时，在距透镜 处得到一个最亮、最小的光斑。若小明想通过此透镜观察微雕作品得到正立放大的像，则作品到透镜的距离应满足（　　） A．小于15cm B．大于15cm C．大于30cm D．大于15cm而小于30cm 【答案】A 【解析】用凸透镜正对着太阳时，在距透镜15cm处得到一个最亮、最小的光斑，这个最亮最小的光斑就是凸透镜的焦点，焦点到凸透镜的距离就是焦距，因此此凸透镜的焦距为15cm。根据凸透镜成像的规律，当物距小于一倍焦距时，成正立放大的虚像，因此想通过此透镜观察微雕作品得到正立放大的像，则作品到透镜的距离应满足小于15cm。 故选A。 【典例2-2】如图所示，小华通过透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的 （选填“实”或“虚”）像，该透镜是一个 透镜，对光有 作用；若逐渐减小透镜到提示牌上字的距离，看到的字大小将会 （选填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】虚 凸 会聚 变小 【解析】通过透镜看到放大的像，且该像能直接用眼睛观察到，不是由实际光线会聚而成，所以是虚像。 在常见透镜中，只有凸透镜能成正立放大的虚像，凹透镜成的是正立缩小的虚像，因此该透镜是凸透镜。 凸透镜的光学性质是对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，所以此透镜对光有会聚作用。 当凸透镜成正立放大的虚像时，物距越小，所成的虚像越小，因此减小透镜到字的距离（物距变小），看到的字大小将会变小。 跟踪训练1 如图所示，鱼缸中只有一条小鱼，而眼睛从A点可以观察到两条，一条鱼的位置变浅，另一条鱼变大。前者是由于 形成的 像（选填“实”或“虚”）；后者是由于鱼缸的 侧部分（选填“左”或“右”）相当于 而形成的虚像。 【答案】折射 虚 右 放大镜 【解析】我们看到的第一条鱼，不是鱼的实际位置，而是由于光的折射形成的一个虚像。由于光线从水中斜射入空气时发生折射，折射角大于入射角，所以看到的鱼的位置变浅。 我们看到的另一条鱼变大，这是因为鱼缸的右侧部分相当于一个凸透镜，鱼恰好在焦距以内，所以成一个正立放大的虚像，与放大镜的作用相同。 跟踪训练2 在鉴定文物时，专家常用放大镜观察文物的细微部分。如果使用的放大镜焦距是8cm，那么放大镜到文物的距离应该 （选填“大于”“小于”或“等于”）8cm，这时看到的像是 。若将放大镜适当靠近文物，则观察到的像将变 。 【答案】小于 正立、放大的虚像 小 【解析】放大镜是利用凸透镜能成正立、放大的虚像的原理制成的，放大镜成像时物距小于焦距，即放大镜到文物的距离小于8cm，所成的像是正立、放大的虚像；若将放大镜适当靠近文物，根据凸透镜成虚像的规律，物距越小，像距越小，像也越小，则观察到的像将变小。 跟踪训练3 如图所示是用放大镜观察一只蚂蚁的情形，下列说法正确的是（　　） A．放大镜本质是一个凹透镜 B．蚂蚁位于放大镜的二倍焦距之外 C．人眼看到的是蚂蚁正立、放大的虚像 D．可以用光屏承接蚂蚁的像 【答案】C 【解析】A．放大镜是凸透镜，具有会聚光线的作用，故A错误； BC．放大镜利用的是物体在凸透镜一倍焦距以内时成正立、放大的虚像，即蚂蚁位于放大镜的一倍焦距以内，人眼看到的是蚂蚁正立、放大的虚像，故B错误，C正确； D．放大镜成的是虚像，虚像不能呈现在光屏上，故D错误。 故选C。 【能力培优练】 1．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，调节蜡烛和光屏的位置，使光屏上得到清晰的像，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．此时光屏上成倒立、缩小的实像 B．若将蜡烛向左移动，要想在光屏上再次得到清晰的像，光屏应向左移动 C．若将蜡烛向左移动5cm，要想在光屏上再次得到清晰的像，光屏移动的距离应小于5cm D．若将凸透镜遮挡住一部分，光屏上的像会变得模糊不清且亮度变暗 【答案】B 【解析】A．由图可知，此时物距小于像距，根据凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像，故A错误； B．保持凸透镜位置不动，把蜡烛向左移动，物距变大，像距变小，像变小，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该把光屏向左移动一段距离，故B正确； C．凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动5cm，此时物距增大，要想在光屏上再次成清晰的像，需要将像距减小，即将光屏向左移动；此时的像距大于物距，则光屏移动的距离大于5cm，故C错误； D．因为凸透镜成像中，通过凸透镜的有效面积大小不影响成像清晰度，但影响成像的明暗程度，所以将凸透镜遮挡住一部分，光屏上的像仍清晰，亮度变暗，故D错误。 故选B。 2．一凸透镜的焦距为12厘米，把一物体置于主光轴上，当物体距离透镜15cm和5cm时，两次所成的像（　　） A．前者成缩小的虚像，后者成放大的实像 B．前者成倒立的、放大的实像，后者成放大的、正立的虚像 C．都成放大的实像 D．都成正立的虚像 【答案】B 【解析】凸透镜的焦距为 ，当物体距离透镜15cm时，此时物距大于焦距小于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知成倒立、放大的实像；当物体距离透镜5cm时，此时物距小于焦距，根据凸透镜成像规律可知成正立、放大的虚像，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选 B。 3．物理小组同学在探究凸透镜成像的规律时，记录并绘制了物距u和像距v之间的关系图像。下列说法正确的是（ ） A．物距为80cm时，成放大的像 B．物距由30cm减小到10cm的过程中，在光屏上看到的像始终是放大的 C．物距为10cm时，在光屏一侧透过凸透镜可以在其后面看到一个正立的像 D．物距为5cm时，无论怎样移动光屏，都无法在光屏上找到一个清晰的像 【答案】D 【解析】A．由图可知，当物距等于20cm时，像距也为20cm，此时物距等于像距等于2倍焦距，所以凸透镜的焦距为10cm，当物距为80cm时，大于2倍焦距，成的是倒立、缩小的实像，故A错误； B．因为凸透镜的焦距为10cm，则物距由30cm减小到10cm的过程中，物距变近，像距变远，像变大，到物距为10cm时在光屏上不能成像，故B错误； C．凸透镜的焦距为10cm，当物距等于10cm时，即物距等于焦距，光线经凸透镜后平行于主光轴射出，不成像，故C错误； D．物距为5cm时，小于1倍焦距，成的是正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，所以无论怎样移动光屏，都无法在光屏上找到一个清晰的像，故D正确。 故选D。 4．如图所示，一个圆柱形的玻璃杯内装有水（相当于凸透镜），把一支铅笔水平放在玻璃杯的一侧，透过水杯可以看到这支笔。把铅笔由靠近玻璃杯的位置慢慢向远处移动的过程中，透过玻璃杯会看到铅笔尖 （选填“一直变长”、“先变长后变短”或“一直变短”）。当铅笔移动到“某一位置”时，铅笔尖会突然改变方向，你认为“某一位置”指的是 。 【答案】先变长后变短 一倍焦距 【解析】玻璃杯相当于一个柱面透镜，当铅笔靠近杯子的位置较近时，杯子起到放大镜的作用，成正立放大的虚像；逐渐远离时，即逐渐靠近焦点，由凸透镜成虚像的规律可知，透过透镜会看到铅笔尖逐渐变长；当铅笔距离杯子超过一倍焦距时，铅笔通过杯子所成的像是倒立的实像，铅笔尖忽然改变方向；此时的铅笔处于一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立的实像；当铅笔向远处慢慢移动的同时，物距变大，像距变小，像变小。 5．水透镜可以通过注水和抽水改变自身厚薄程度，小福用它来模拟眼睛成像。图中，烛焰在光屏上成一个倒立、 （选填“放大”“等大”或“缩小”）、清晰的实像，此时水透镜的焦点为F点，请把图中经水透镜折射后的光线补充完整。将蜡烛左移，保持水透镜和光屏的位置不变，要使光屏上仍成清晰的像，水透镜应 （选填“注水”或“抽水”）。 【答案】缩小 抽水 【解析】由图可知，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。 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，如图所示： 若将点燃的蜡烛向左移动，物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，此时像成在光屏的左侧，要使光屏上重新得到清晰的像，应对水透镜抽水，抽水后，水透镜折光能力变小，焦距变大，像往右移动，成在光屏上。 6．小梁“探究凸透镜成像规律”的实验时：所使用的凸透镜焦距是15cm。 (1)如图所示，分别放置蜡烛、凸透镜和光屏，下列说法正确的是_______（填字母）。 A．将三者中心调至同一直线 B．将三者中心调至同一高度 (2)当把凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm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，则像的大小将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 (3)当屏上的像清晰时，小梁把自己的近视眼镜放在凸透镜和蜡烛之间，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。 (4)蜡烛逐渐燃烧变短时，光屏上烛焰的像随之 （选填“上升”、“下降”或“不变”）。 【答案】(1)B (2) Ⅱ 变大 (3)远离 (4)上升 【解析】（1）如图所示，实验前应将蜡烛烛焰位置、凸透镜的中心和光屏中心调整到同一高度，以便使像始终能成在光屏中央，便于观察；因光具座水平放置，透镜、蜡烛、光屏竖直放置，若只调节在同一直线上，可能不是水平直线，这样像就无法使像始终成在光屏的中央，故A不符合题意，B符合题意。 故选B。 （2）当把凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm刻度线位置时，此时的物距为u=50cm-15cm=35cm 凸透镜的焦距是15cm，二倍焦距为30cm，故此时物距大于二倍焦距，根据凸透镜成实像的规律可知，此时像在一倍焦距与二倍焦距之间。一倍焦距与二倍焦距位置对应的刻度线为50cm+15cm=65cm、50cm+30cm=80cm，故像在65cm刻度线与80cm刻度线之间，所以光屏应在Ⅱ区域内左右移动。 光屏上此时得到清晰的像，物距大于二倍焦距，由凸透镜成实像的规律可知，成的是倒立缩小的像；只将光屏和蜡烛的位置对调，因光路是可逆的，光屏上仍可呈清晰的像，此时像距大于物距，物距在一倍焦距与二倍焦距之间，由凸透镜成实像的规律可知，成的是倒立放大的像，因此像将变大。 （3）近视眼镜是凹透镜，对光有发散作用；在凸透镜和蜡烛之间放上近视眼镜，会使成像靠后，故应向远离凸透镜的方向移动光屏，可再次得到清晰的像。 （4）实验过程中，蜡烛逐渐燃烧变短时，根据经过光心的光线的传播方向不变可知，光屏上烛焰的像随之上升。 7．在“探究凸透镜成像规律”的实验中： (1)将凸透镜安装在光具座上，用平行光 着凸透镜，移动光屏直至光屏上得到一个最小最亮的光斑，如图甲所示，则凸透镜焦距为 cm； (2)如图乙所示，在光屏上观察到清晰的像，则该像是倒立、 （选填“缩小”“等大”或“放大”）的实像；将蜡烛移到光具座35cm刻度线处，若想在光屏上得到清晰的像，应将光屏向 （选填“左”或“右”）移动，且光屏上的像将 （选填“变大”或“变小”）； (3)继续移动光源至45cm处时，发现无论如何移动光屏，均不能在光屏上成像，人眼应从 （选填“光源”或“光屏”）一侧透过凸透镜观察光源的像； (4)如图乙所示保持三个元件位置不动，更换另一凸透镜后，发现光屏上的像变模糊，此时成像在光屏后，图丙是①、②两个凸透镜成实像时的像距v与物距u的关系图像，则更换的凸透镜可能是 （选填“①”或“②”）凸透镜。 【答案】(1)正对 10.0 (2)缩小 右 变大 (3)光屏 (4)① 【解析】（1）凸透镜对平行光有会聚作用的特点，让平行光沿主光轴方向正对着凸透镜照射，经过凸透镜折射后，光线会会聚于一点，这个点就是凸透镜的焦点，焦点到凸透镜光心的距离就是焦距。 图甲中，光屏上得到最小最亮的光斑时，凸透镜与光屏的距离等于焦距。刻度尺的分度值为1cm，则凸透镜的焦距f=40.0cm-30.0cm=10.0cm （2）由凸透镜的成像规律可知，图乙中，物距大于像距，此时物距大于2倍焦距，所以在光屏上成倒立缩小的实像。 将蜡烛移动到光具座35cm刻度线处，此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立放大的实像，此时物距变小，像距应变大，像也变大，应将光屏向右移动，光屏上的像变大。 （3）继续移动光源至45cm处时，发现无论如何移动光屏，均不能在光屏上成像，此时物距小于一倍焦距，在蜡烛一侧成正立放大的虚像，人眼应从光屏一侧透过凸透镜观察光源的像。 （4）图乙中，三个元件位置不动，更换另一凸透镜后，光屏上的像变模糊，像成在光屏后，说明此时的凸透镜对光线的会聚距离变远了，则会聚能力变弱了，所以凸透镜的焦距变大了。图丙中，②凸透镜的物距为10cm，像距也为10cm，则物距等于二倍焦距，焦距为5cm。①凸透镜物距和像距相等时，为30cm，则焦距为15cm。所以更换的凸透镜可能是①凸透镜。 8．将蜡烛放在离凸透镜的地方，在离凸透镜的光屏上可以得到烛焰的清晰的像，则（　　） A．凸透镜的焦距是，像是放大的 B．凸透镜的焦距是，像是放大的 C．凸透镜的焦距是，像是放大的 D．凸透镜的焦距是，像是缩小的 【答案】D 【解析】AB．由题意可知，物距为u=30cm时，像距为v=15cm时，物距大于像距，光屏可以得到清晰的像，根据凸透镜成像规律可得， 即 解得 7.5cm<f<15cm 故AB不符合题意； CD．凸透镜的焦距为10cm时，物距在二倍焦距之外，凸透镜成倒立缩小的实像，故C不符合题意，D符合题意。 故选D。 9．在“探究凸透镜成像规律”实验中，发光体到凸透镜的距离为20厘米，在凸透镜另一侧的光屏上能呈现清晰的像；保持凸透镜位置不变，交换发光体与光屏的位置，观察到光屏上仍呈现清晰的像，且比原来小，则该凸透镜的焦距可能为（ ） A．10厘米 B．12厘米 C．20厘米 D．24厘米 【答案】B 【解析】发光体到凸透镜的距离为20厘米，在凸透镜另一侧的光屏上能呈现清晰的像；保持凸透镜位置不变，交换发光体与光屏的位置，观察到光屏上仍呈现清晰的像，且比原来小，由此结合光路可逆可知，交换后成倒立、缩小的实像，像距为20cm，像距在一倍焦距与二倍焦距之间，即f<20cm<2f 解得焦距范围为10cm<f<20cm 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 10．如图所示，这是一款带放大镜的指甲剪，适合老年人使用。当小明的爷爷使用该款指甲剪修剪指甲时，下列有关说法正确的是（　　） A．通过放大镜看到的是正立、等大的实像 B．通过放大镜看到的是倒立、放大的虚像 C．指甲距放大镜应小于一倍焦距 D．指甲距放大镜应大于一倍焦距 【答案】C 【解析】放大镜是凸透镜，当物体在凸透镜的一倍焦距以内时，成正立、放大的虚像。由题有“带放大镜的指甲剪”，老年人用放大镜看指甲，显然是为了放大，所以指甲应放在一倍焦距以内，成虚像，故ABD错误，C正确。 故选 C。 11．将消毒凝胶滴在刻度尺上，透过凝胶会看到刻度线的间距变宽了，这时凝胶相当于 镜，刻度线通过消毒凝胶成 （选填“虚”或“实”）像。 【答案】凸透镜 虚 【解析】消毒凝胶滴中间厚、边缘薄相当于凸透镜，它利用的是光的折射原理成像；刻度在一倍焦距之内，根据凸透镜成像规律，成的是正立放大的虚像。 12．如图是小东制作的昆虫观察盒，在盒盖上端安装凸透镜便于观察盒内小昆虫放大的像，盒盖到盒底的距离为10cm。他应该选择凸透镜的规格是（　　） A．焦距为3cm B．焦距为5cm C．焦距为10cm D．焦距为12cm 【答案】D 【解析】盒盖到盒底的距离为10cm，物距是10cm，凸透镜做放大镜使用，凸透镜的焦距要大于10cm，所以凸透镜的焦距应选择12cm，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 【链接中考】 1．（2024·江苏常州）《重庆市消防条例》规定：2024年7月1日起，禁止携带电动自行车或其电池进入电梯轿厢，一旦有人违规操作，会被电梯内的摄像头拍摄成像并智能识别，电梯将停止运行并发出声、光警报，如图所示，某次警报时，摄像头凸透镜成像的像距为10.1mm，则凸透镜的焦距可能为（     ） A．5mm B．10mm C．15mm D．20mm 【答案】B 【解析】摄像头凸透镜成倒立缩小的实像，物距大于2倍焦距，像距大于1倍焦距小于2倍焦距，所以 2f>10.1mm>f 10.1mm>f>5.05mm 故选B。 2．（2024·四川巴中）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 【答案】A 【解析】由图知道，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符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．（2024年四川广安）爱动手爱思考的小军，在做了“探究凸透镜成像规律”实验后，又选用了焦距未知的凸透镜进行拓展探究。 （1）将凸透镜安装在光具座上，用平行光作为光源，移动光屏直至光屏上得到一个最小最亮的光斑，如图甲所示，则凸透镜焦距为______cm；（要求估读） （2）在实验过程中，当物距为5cm时所成像与生活中的______所成像的规律相同；（写出一种即可） （3）蜡烛随着燃烧而变短，小军发现光屏上所成的像向上移动，从而影响了实验的进行，如图乙所示。为了解决这一问题，你认为他最合理的调整方法是______； A.只需将光屏适当上移 B.只需将凸透镜适当下移 C.将光屏和凸透镜都适当下移 D.以上操作均可行 （4）小军认为在实验过程中用蜡烛作为发光体除容易变短外，还存在一些不足之处，比如______。（写出合理的一条即可） 【答案】①. 10.0 ②. 放大镜 ③. AB ④. 见解析 【解析】（1）图甲中，刻度尺的分度值为1cm，平行光经过凸透镜后在光屏上得到一个最小最亮的光斑，这个光斑即为焦点，焦点到凸透镜的距离即为焦距，则焦距为 F=40.0cm-30.0cm=10.0cm （2）在实验过程中，当物距为5cm时，小于1倍焦距，成正立放大的虚像，放大镜就是根据该原理制成的。 （3）蜡烛在燃放中不断缩短，向下移动，光屏上的像向上移动，要使像能够成在光屏中央，可向上移动光屏；或向上移动蜡烛或向下移动凸透镜。故AB符合题意，CD不符合题意。 故选AB。 （4）实验中烛焰会随空气的流动飘忽不定，影响像的稳定，不方便测量。 4．（2024江苏连云港）小明将凸透镜正对太阳光，在距离凸透镜10cm的白纸上呈现一个最小、最亮的光斑，此凸透镜的焦距为___________cm。如图是他用该凸透镜观看书本上“中国梦”三个字时的情况，如果他想看到更大的正立的“国”字，小明需要将凸透镜___________书本（选填“远离”或“靠近”），凸透镜和书本的距离应满足的条件是___________。 【答案】①. 10 ②. 远离 ③. 小于10cm 【解析】平行光经过凸透镜折射后会聚于一点，这一点就是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离为焦距，所以根据题意可知此凸透镜的焦距为10cm。 因为想要看到正立的像，所以可知此时凸透镜相当于一个放大镜，放大镜利用的是当物距小于一倍焦距时，成正立、放大的虚像的原理，所以想看到正立的“国”字，凸透镜和书本的距离应小于10cm，而当凸透镜成正立、放大的虚像时，物距越大，像距越大，成的虚像越大，所以可知想要看到更大的正立的“国”字，小明需要将凸透镜远离书本，但是距离不能大于10cm。 5．（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 【答案】AB 【解析】A．当物距为20cm时，成倒立、等大的实像，则物距等于二倍焦距，即f=10cm，此时像距等于物距，也为20cm，故A正确； B．当物距为30cm时，物距大于二倍焦距，所以此时成倒立缩小的实像，故B正确； C．当物距为15cm时，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，所以此时成倒立放大的实像，其应用是幻灯机或投影仪，而照相机是根据物距大于二倍焦距时，成倒立缩小实像的原理制成的，故C错误； D．若物距是12cm，即物距大于一倍焦距小于二倍焦距，所以此时成倒立放大的实像，故D错误。 故选AB。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $