第五章 透镜及其应用 第3节 凸透镜成像的规律 寒假巩固 练习 ----2025-2026学年人教版物理八年级上学期

第五章 透镜及其应用 第3节 凸透镜成像的规律 xix   快速定位题型 题 型 目 录 【题型1】探究凸透镜成像的规律 1 【题型2】凸透镜成像实验数据处理 5 【题型3】凸透镜成像实验操作注意事项 11 【题型4】物距小于一倍焦距时的成像特点 14 【题型5】物距介于一倍焦距二倍焦距时的成像特点 16 【题型6】物距大于等于二倍焦距时的成像特点 20 【题型7】凸透镜焦距的判断 27 【题型8】比较物距与像距判断成像特点 31 【题型9】凸透镜成像性质随物距变化判断 34 【题型10】放大镜 37 【题型11】照相机 40 【题型12】投影仪 45 xix   夯实必备知识 新 知 梳 理 【题型1】探究凸透镜成像的规律 【典型例题】在做“探究凸透镜成像的规律”实验中，小敏所在的小组利用如图甲所示的装置。测出凸透镜的焦距，正确安装并调节实验装置后，在光屏上得到一个清晰的像，如图乙所示。下列说法中不正确的是(　　) A.由图甲可知该凸透镜的焦距是40.0 cm B.烛焰在如图乙所示的位置时，成像特点与照相机成像特点相同 C.若烛焰从光具座30.0 cm刻度线处向远离凸透镜方向移动，烛焰所成的像将逐渐变小 D.烛焰在图乙所示位置时，若用黑纸片将凸透镜遮挡一半，这时在光屏上只能成半个烛焰的像 【答案】C 【解析】由题图甲可知该凸透镜焦距为f＝40.0 cm－30.0 cm＝10.0 cm，故A错误；由题图乙可知，物距处于f和2f之间，凸透镜成倒立、放大的实像，是投影仪的成像原理，故B错误；烛焰从光具座30.0 cm刻度线处向远离凸透镜方向移动，根据物距增大像距减小像变小可知，烛焰所成的像将逐渐变小，故C正确；用黑纸片将凸透镜遮挡一半，透镜的另外一半仍能会聚烛焰发出的光线，成烛焰完整的像，只是像比原来变暗，故D错误。 【举一反三1】凸透镜置于光具座上P点不动（图中未画出），移动光具座上的蜡烛（图中未画出）和光屏，先后在P点同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，如图所示。下列分析正确的是（　　） A.甲、乙两像都是虚像 B.甲处像可能是放大的 C.P点位置在甲的右侧 D.蜡烛的移动方向向左 【答案】B 【解析】像清晰的呈在光屏上，因此甲、乙两像都是实像，故A错误； 由于题干未提供物距和凸透镜的焦距，因此，甲处可能成放大的实像，也可能成缩小的实像，故B正确；由题意可知，先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且乙处的像比甲处大，根据“凸透镜成实像时物近像远像变大”可知，像在不断地远离凸透镜，所以凸透镜（P点位置）在甲、乙的左侧，因凸透镜成实像时物像异侧，则蜡烛在凸透镜的左侧，此时蜡烛在靠近凸透镜，即蜡烛向右移动，故CD错误。 【举一反三2】如图所示，在探究“凸透镜成像规律”的实验中，依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，调节烛焰、光屏的中心大致在凸透镜的主光轴上。表是小华同学实验时记录的几组数据： （1）由表可知，这个凸透镜的焦距是    cm，第3次实验时的像距v是    cm，第4次实验时所成像的特点应用于    （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）； （2）当光屏上得到一个倒立、放大的实像时，保持凸透镜的位置不变，要使屏上的像变小些，应将蜡烛    （选填“靠近”或“远离”）透镜。 【答案】（1）10；30；放大镜；（2）远离。 【解析】（1）由表实验数据可知，第2次实验时，像距与物距相等均为20cm，此时成倒立等大的实像，则u＝v＝2f＝20cm，该凸透镜的焦距f＝10cm； 比第1次和第3次实验的数据可知，第3次实验的物距是第1次实验的像距，由于在光的折射中光路是可逆的，所以此时的像距应为第1次实验的物距，即此时的像距是30cm，由于物距等于一倍焦距时不成像，所以第4次实验的物距应小于一倍焦距，此时成正立、放大的虚像，第4次成像原理应用于放大镜； （2）光屏上得到一个倒立放大的实像时，保持透镜的位置不变，要使屏上的像变小些，应增大物距，减小像距，即应将蜡烛远离透镜，光屏靠近透镜移动。 【举一反三3】学习了透镜的知识以后，小明借来了爷爷的眼镜片进行了探究： (1)如图甲所示，太阳光经过镜片在光屏上形成了一个最小最亮的光斑，由此判断，爷爷配戴的镜片的焦距是________cm。 (2)他把镜片放置在桌子上，调节到如图乙所示的位置，墙上出现了窗户清晰的像(像未画出)，这个像是倒立、________的实像，__________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像原理工作的。 (3)小明将镜片向上移动一定高度，墙壁上的像将______________(选填“向上移动”“向下移动”或“仍然成在原来的位置”)。 【答案】(1)25.0　(2)缩小　照相机　(3)向上移动 【解析】(1)让凸透镜正对着平行光，移动光屏形成的最小最亮的光斑为焦点，从焦点到凸透镜的距离约等于焦距，故镜片的焦距为25.0 cm； (2)由题图可知，物距大于像距，当物距大于2f、像距处于f和2f之间时，凸透镜成倒立缩小的实像，照相机是根据这个原理制成的； (3)在凸透镜成实像时，通过凸透镜光心的光线方向不变，由此分析可知像向上移动。 【举一反三4】小红同学通过实验探究凸透镜成像的规律。实验器材有：一个凸透镜、光屏、高度为3.0cm的光源和刻度尺。实验时，物距从4.0cm开始，每次增加2.0cm。下表是他们记录的物距、像距、像的高度和正倒情况。 (1)请根据表中数据判断，该凸透镜的焦距是        ； (2)根据数据分析，像高比物高时，像距       （选填“>”“＜”或“=”）物距； (3)根据实验数据可知，要想使照相机所成像变大，可以        （选填“增大”或“减小”）照相机与所拍物体的距离，并适当将镜头        （选填“前伸”或“回缩”），此时镜头调节的距离          （选填“大于”“等于”或“小于”）照相机机身移动的距离； (4)在某次实验中，小红在光屏上得到了缩小的实像。接下来她想换用焦距为原来一半的凸透镜继续进行实验。如果不改变光源和光屏的位置，还想在光屏上得到缩小的实像，此时透镜应该是      （选填“靠近”或“远离”）光源。 【答案】(1)10.0cm (2)> (3)减小 前伸 大于 (4)远离 【解析】（1）由表中数据可知，则凸透镜的焦距为（2）由表中数据可知，当像距大于物距时，像高比物高。（3）由表中数据可知，凸透镜成倒立，物近像远像变大，因此要想使照相机所成像变大，可以减小照相机与所拍物体的距离。由表格中数据得，物体成实像时，像变大时，物距改变量小于像距的改变量，则此时镜头调节的距离大于照相机机身移动的距离。 （4）小红在光屏上得到了缩小的实像，接下来他想改用焦距为原来一半，凸透镜的焦距越小，对光的偏折能力越强，若不改变凸透镜的位置，如果不改变发光体和光屏的位置，则需减小像距（同时增大了物距），想在光屏上得到缩小的实像，此时透镜应远离光源。 【题型2】凸透镜成像实验数据处理 【典型例题】在探究凸透镜成像规律时，记录实验数据并绘制了物距和像距之间的关系图象如图所示，下列说法正确的是（　　） A.该凸透镜的焦距是 B.当物体从距凸透镜处移到处的过程中，其所成像逐渐变大 C.实验过程中移动光屏，只要光屏上观察到像就可以直接利用光具座上的刻度尺读取此时物距所对应的像距大小 D.当u＝时，在光屏上得到放大的像 【答案】B 【解析】u＝v＝2f，凸透镜成倒立、等大的实像，由图可知，＝＝，则u＝v＝2f＝，所以f＝，故A错误； 当物体从距凸透镜处移到处的过程中，物距变小，但物距始终大于焦距，成实像，所以其所成像逐渐变大，故B正确； 实验过程中移动光屏，只有在光屏上观察到清晰的像时，才可以测量物距和像距的大小，故C错误； 当u＝时，物距小于焦距，在光屏上不能得到实像，故D错误。 【举一反三1】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，实验数据如表。下列说法正确的是（　　） A.该凸透镜的焦距为30cm B.从第1次实验到第5次实验，成在光屏上的像都是倒立的像 C.第5次实验时的成像原理与照相机的成像原理相同 D.第1次实验基础上，在蜡烛和凸透镜之间紧贴透镜的位置处放一个近视镜片，向左适当移动光屏，会再次在光屏上得到清晰的像 【答案】B 【解析】当u＝v＝2f时，成倒立、等大的实像，由表中数据可知，此时u＝v＝30cm，即2f＝30cm，所以f＝15cm，故A错误； 从第1次实验到第5次实验，物距都大于焦距15cm，所以在光屏上的像都是倒立的实像，故B正确； 第5次实验时，u＝20cm，大于1倍焦距小于二倍焦距，所以成倒立、放大的实像，投影仪就是利用此原理制成的，故C错误； 第1次实验基础上，在蜡烛和凸透镜之间紧贴透镜的位置处放一个近视镜片，近视镜是凹透镜制成的，对光有发散作用，会将光线推迟会聚成像，所以需向右适当移动光屏，会再次在光屏上得到清晰的像，故D错误。 【举一反三2】在一次物理实验探究课上，某学习小组在“探究凸透镜成像的规律实验”中，进行了如下操作： （1）安装并调节烛焰、凸透镜和光屏的位置，使它们三者中心大致在同一高度，目的是 _________ ； （2）通过探究，记录并绘制了像距v与物距u之间的关系图像，如图甲所示，则该凸透镜的焦距是_________ cm； （3）当蜡烛在如图乙所标位置时，调节光屏的位置可在光屏上得到一个倒立、_________的实像，生活中的_________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用该成像原理工作的； （4）在图乙中，保持凸透镜的位置不变，如果蜡烛向左移动3cm，为了在光屏上得到一个清晰的像，光屏应该_________（选填“左”或“右”）移动。 【答案】（1）为了使像能成在光屏的中央位置 （2）10 （3）放大 投影仪 （4）左 【解析】（1）为了使像能成在光屏的中央位置，安装并调节烛焰、凸透镜和光屏的位置，使它们三者中心大致在同一高度。 （2）凸透镜成像时 物体成倒立、等大的实像，根据这个特点，结合图甲可得凸透镜的焦距为10cm。 （3）由乙图可知，物距为 相距为 此时f＜u＜2f成倒立、放大的实像，在生活中的应用是投影仪。 （4）在图乙中，保持凸透镜的位置不变，如果蜡烛向左移动3cm，则物距变大，根据凸透镜成实像时物远像近像变小，为了在光屏上得到一个清晰的像，光屏应该向左移动。 【举一反三3】某学习小组“探究凸透镜成像的规律”，进行了如下操作： （1）安装并调节烛焰、透镜、光屏，使它们三者中心大致在    。 （2）通过探究，记录并绘制了物距u与像距v之间的关系图像，如图甲所示，则该凸透镜的焦距是    cm。 （3）当蜡烛放在如图乙所示位置时，调节光屏，可在光屏上得到一个    、   的实像，生活中的    （选填“照相机”“投影仪”、“放大镜”）就是利用这样的成像原理工作的。 （4）若将透镜的上半部分用不透明的纸板挡住，则光屏上    （选填“能”或“不能”）成完整的像。 （5）在图乙中，小明借来物理老师的眼镜将其放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原本清晰的像变模糊了，向右移动光屏，光屏上的像又变清晰，说明老师戴的是    （选填“近视”或“远视”）眼镜。 【答案】（1）同一高度；（2）5；（3）倒立；缩小；照相机；（4）能；（5）近视 【解析】（1）根据实验的要求，让像成在光屏的中心，必须使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心放在同一高度上；（2）由图像可知，u＝v＝2f＝10cm，所以f＝5cm； （3）当蜡烛放在如图乙所示位置时，物距为15cm，焦距为5cm，此时的物距大于二倍焦距，调节光屏，能在光屏上得到一个倒立、缩小的实像，其应用是照相机； （4）凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，当将透镜的上半部分挡住后，整个物体发出的光虽有一部分被挡住，但总会有一部分光通过下半部分凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同，仍然完整；由于透镜的一半被遮住，因此折射出的光线与原来相比减少了一半，故亮度会减弱，变暗了； （5）将老师的眼镜靠近凸透镜左侧，发现光屏上的像由清晰变模糊，向右移动光屏又发现清晰的像，说明老师所戴眼镜的镜片，对光线起了发散作用，则为凹透镜；近视眼是远处物体的像不能呈现在视网膜上，而是呈现在视网膜的前方，因此需配戴凹透镜才能看清远处的物体。 【举一反三4】小明在探究“凸透镜成像规律”的实验中，根据测量的数据，绘制了像距v随物距u变化的图象，如图所示，分析图象可知，该凸透镜的焦距为 　 　cm，当物距u＝12cm时，物体通过凸透镜成倒立、　  　的实像，生活中的 　   　（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用了这样的成像原理。 【答案】5；缩小；照相机。 【解析】由图知，当物距为10cm时，像距也为10cm，根据凸透镜成像的规律，物距等于2倍焦距时，成倒立等大的实像，此时像距与物距相等。所以2f＝10cm，则f＝5cm； 当物距u＝12cm时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，生活中的照相机就是利用了这样的成像原理。 【举一反三5】某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，所用凸透镜焦距为10厘米，实验过程如下： （1）将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，并调整三者的中心，使它们的中心在 　    　。 （2）然后，该同学共做六次实验，他将实验数据和观察到的结果记录在如表中： （3）该同学分析如表，将物距和像距与凸透镜的一倍、两倍焦距比较，分析表中序号3和4得出：当物距 　          　，像距 　   　时，能在光屏上成一个倒立、放大的像。 （4）通过比较每次像和物的大小及虚实，他得出初步结论：①两倍焦距处是 　    　的分界点；②一倍焦距处是 　   　的分界点。 （5）通过比较1与2与3与4物距和像距的变化情况，他还得出初步结论：　 　。 【答案】（1）同一高度　（3）大于一倍焦距，小于两倍焦距　大于两倍焦距　（4）放大与缩小像　实像和虚像　（5）凸透镜成实像时，物近像远像变大 【解析】（1）为了使像成在光屏中央，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度； （3）由表中序号3和4可知，当物距2f＞u＞f，像距v＞2f时，能在光屏上成一个倒立、放大的实像； （4）凸透镜成像时，物距大于一倍焦距成实像，小于一倍焦距成虚像；物距大于二倍焦距成缩小的像，小于二倍焦距成放大的像； （5）通过比较1与2与3与4物距和像距的变化情况可知，凸透镜成实像时，物近像远像变大。 【题型3】凸透镜成像实验操作注意事项 【典型例题】在“探究凸透镜成像的规律”时，将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm处，在透镜另一侧距离透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像。则下列相关说法正确的是（　　） ①光屏上成倒立、放大的实像 ②照相机是利用这一成像原理工作的 ③该透镜的焦距f满足8cm＜f＜15cm ④若将透镜的上半部分遮住，则光屏上成的是蜡烛下半部分的像 A.只有①和② B.只有③和④ C.只有②和③ D.只有②和④ 【答案】C 【解析】①②蜡烛距离凸透镜30cm时，在透镜的另一侧16cm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，是照相机的原理；故①错误、②正确； ③此时物体在二倍焦距以外，像在一倍焦距和二倍焦距之间，即30cm＞2f；2f＞16cm＞f，解得：8cm＜f＜15cm，故③正确； ④将透镜的上半部分遮住，由于凸透镜的下半部分仍能会聚光线而成像，所以光屏上呈现的仍然是烛焰完整的像，只是此时的像比遮住前的像要暗一些；故④错误。 【举一反三1】如果不慎在照相机的镜头上沾上了一个小墨点，则照出的相片上（　　） A.没有墨点的像 B.有一个缩小的墨点的像 C.有一个放大的墨点的像 D.一片漆黑 【答案】A 【解析】遮住凸透镜一部分，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗。 【举一反三2】光与影的世界美妙无穷。如图所示是用蜡烛完成的两个光学实验。甲为小孔成像示意图，小孔成像的原理与“潭清疑水浅”中“水浅”形成原理    （选填“相同”或“不同”）；乙图中随着蜡烛燃烧变短，烛焰在光屏上的像会    （选填“向上方移动”“向下方移动”或“仍在原来的位置”）。 【答案】不同；向上方移动 【解析】小孔成像是利用光的直线传播的原理，“潭清疑水浅”中“水浅”是光的折射形成的，因此两者形成原理不同；乙图中随着蜡烛燃烧变短，根据过光心的光线传播方向不变可知，烛焰在光屏上的像会向上方移动。 【举一反三3】小明同学利用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验，凸透镜固定在光具座50cm刻度处不变。 （1）实验前将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调节到同一高度，目的是    。将蜡烛固定在40cm刻度处时，移动光屏，在光屏上始终得到一个大小不变的光斑，则该凸透镜的焦距为    cm； （2）当他将三个元件移动到如图所示的位置时，光屏上恰好出现了烛焰清晰的像，利用该成像规律制成的光学仪器是    （选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）。此时保持蜡烛和光屏不动，将凸透镜移动到    cm刻度处时，仍能在光屏上成清晰的像； （3）在成像清晰的情况下，用一张不透明纸把透镜上半部分遮挡住，看到的像会如何变化？   （选填“像部分消失”、“像完整亮度不变”或“像完整亮度变暗”）； （4）将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜后，其他元件不动，为了使光屏上再次得到清晰的像，可以在蜡烛和凸透镜之间放置一个    （选填“凸”或“凹”）透镜，所放置的透镜可以用来矫正    （选填“近视眼”或“远视眼”）。 【答案】（1）使烛焰的像成在光屏的中央；10.0；（2）照相机；35.0；（3）像完整亮度变暗；（4）凹；近视眼 【解析】（1）实验过程中，调整凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度，目的是使烛焰的像成在光屏的中央； 由题意可知，当蜡烛距离透镜为50.0cm﹣40.0cm＝10.0cm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（即凸透镜右侧为平行光），说明蜡烛正好在焦点上，则由焦距的定义可知该透镜的焦距为10.0cm； （2）由图可知，此时的物距为30cm，大于二倍焦距，成倒立缩小的实像，应用为照相机； 保持蜡烛和光屏的位置不动，将凸透镜移动到光具座35.0cm刻度处，此时的物距等于原来的像距，根据光路可逆可知，光屏上再次出现烛焰倒立、放大的实像； （3）当用纸挡住透镜的某一部分时，由于通过凸透镜会聚的光线数量减少，所以像会比原来变暗，但仍成完整的像； （4）将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜后，由于焦距变小，折光能力变强，像会成在光屏的前方，所以需要在蜡烛和凸透镜之间放置一个可以使光线发散的凹透镜，凹透镜可以用来矫正近视眼。 【举一反三4】在探究“凸透镜成像﹣﹣物距大于2倍焦距时像的性质”的实验中，由于蜡烛燃烧变短，物体的像会向光屏的 　     　方移动。探究时，改变物距做了三次实验，这样做的目的是：　                             　。 【答案】上；使实验结论具有普遍性，避免偶然性。 【解析】凸透镜成倒立的实像，蜡烛变短，相对于凸透镜向下移动，所以其像向上移动；探究中，要改变物距做三次实验，其目的是进行多次实验来使实验结论具有普遍性，避免偶然性。 【题型4】物距小于一倍焦距时的成像特点 【典型例题】在探究凸透镜成像规律实验中，当烛焰位于距离凸透镜一倍焦距以内时，人眼观察到烛焰成像的情形是图中的（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】当物距小于一倍焦距时，物体通过凸透镜在蜡烛的同侧成正立的放大的虚像，且像距大于物距，只有选择项B中所示的情况符合这个规律。故选B。 【举一反三1】将蜡烛a放在凸透镜左侧，人眼通过凸透镜观察到蜡烛经凸透镜所成的像b如图所示，以下说法正确的是（    ） A.人眼可以在蜡烛a的左侧看到所成的像 B.蜡烛a经凸透镜所成的像b是一个倒立、放大的像 C.若将蜡烛a向凸透镜靠近，人眼所观察到的像会变小 D.如果把光屏放在像b的位置，在光屏上可以呈现这个像 【答案】C 【解析】由图可知，此时u<f，成正立放大的虚像，人眼应在凸透镜的右侧通过凸透镜观察所成的像，故A、B错误； 因为物体越靠近焦点像越大，故将蜡烛a向凸透镜靠近，会远离焦点，人眼所观察到的像会变小，故C正确； 因所成的是虚像，虚像不能呈现在光屏上，故把光屏放在像b的位置，在光屏上不可以呈现这个像，故D错误。 【举一反三2】如图所示，小李通过凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的_________（选填“实”或“虚”）像，如果想让看到的字再变大点，应让凸透镜_________（选填“靠近字”或“远离字”）。 【答案】虚 远离 【解析】由图可知，小李看到的是正立、放大的像。由凸透镜成像规律可知，当物体在凸透镜焦点以内时，成正立、放大的虚像，利用此原理制成了放大镜。 凸透镜成正立、放大的虚像时，物体越靠近焦点，所成的虚像越大，所以如果想让看到的字再变大点，应让凸透镜远离字。 【举一反三3】在“研究凸透镜成像规律”的实验中，要调整烛焰、凸透镜、光屏，使它们的中心大致在同一_________上。若凸透镜的焦距，物距，则光屏上_________（选填“能”或“不能”）接收到像。 【答案】高度 不能 【解析】烛焰，凸透镜，光屏，使它们的中心大致在同一高度上，目的是成像在光屏的中心，便于测出物距和像距。 若凸透镜的焦距，物距时，物距小于1倍焦距，由凸透镜成像规律可知，当物距在1倍焦距之内时，成正立放大的虚像，虚像不能被光屏接收到。 【举一反三4】根据凸透镜成像规律，作出图中物体AB过凸透镜所成的像A'B'。 【答案】见解析图 【解析】由题图可知，物体在一倍焦距以内，成的是正立放大的虚像。连接A与凸透镜的中心并延长，且A发出的一条平行于主光轴光线通过凸透镜后，其折射光线过焦点，将其折射光线反向延长，两条折射光线的反向延长线的会聚点即为像点A′，作该点垂直于主光轴，即为物体AB所成的像A′B′的位置，如图所示： 【题型5】物距介于一倍焦距二倍焦距时的成像特点 【典型例题】如图是爱动脑筋的小明用手机和透镜自制的简易投影仪，它能将手机上的画面放大投射到白墙上，下列说法正确的是（　　） A.制作简易投影仪的透镜不可制成放大镜 B.手机到透镜的距离在透镜的一倍焦距和二倍焦距之间 C.墙上呈现的是手机画面正立、放大的实像 D.要使墙上的像变大，应增加手机与透镜间的距离 【答案】B 【解析】投影仪利用凸透镜成像的规律，因此，制作简易投影仪的透镜是凸透镜，可以制作放大镜，故A错误； 根据投影仪成像的原理可知，手机到透镜的距离应大于一倍焦距，小于二倍焦距，故B正确； 投影仪成的像是倒立、放大的实像，所以墙上呈现的是手机画面倒立、放大的实像，故C错误； 要使墙上的像变大，根据“物近像远像变大”的规律可知，应减小手机与透镜间的距离，故D错误。 【举一反三1】如图甲所示，把凸透镜正对着太阳光，可在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。若调节蜡烛、透镜、光屏的位置如图乙时，恰好在光屏上得到一个清晰的像，可得到一个（　　） A.倒立缩小的实像 B.正立放大的实像 C.倒立放大的实像 D.正立放大的虚像 【答案】C 【解析】最小最亮的光斑处即凸透镜的焦点，则该凸透镜的焦距为10.0cm； 由图乙可知，此时物距为15.0cm，位于一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，故C正确，ABD错误。 【举一反三2】把凸透镜正对着太阳，在距凸透镜10cm的光屏上得到一个最小、最亮的光斑。若将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前15cm处，在凸透镜的另一侧调节光屏的位置，可得到烛焰清晰的（　　） A.倒立、缩小的实像 B.倒立、放大的实像 C.倒立、等大的实像 D.正立、放大的虚像 【答案】B 【解析】由题意知，凸透镜的焦距是10cm，将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前15cm处，物距是15cm，物距大于1倍焦距小于2倍焦距，成倒立、放大的实像。 【举一反三3】小明在探究凸透镜成像规律时，做了如下实验： ①用平行光正对凸透镜照射，移动光屏得到一个最小、最亮的光斑，如图甲所示； ②保持该透镜位置不变，将点燃的蜡烛放在图乙所示的位置，移动光屏得到烛焰清晰的像（图中未画出）。 则下列说法不正确的是（　　） A.实验②中，烛焰在光屏上成倒立放大的实像 B.实验②中，像到透镜的距离一定大于20cm C.若增大蜡烛与透镜的距离，所成的像会变小 D.若蜡烛与透镜的距离大于10cm，则在另一侧通过透镜可以观察到烛焰正立、放大的虚像 【答案】D 【解析】由①可知，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；实验②中，此时物距u＝50cm﹣35cm＝15cm，大于一倍焦距，小于二倍焦距，根据2f＞u＞f，v＞2f，即像距大于20cm，成倒立、放大的实像，故A、B正确； 若增大蜡烛与透镜的距离，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，所成的像会变小，故C正确。 若蜡烛与透镜的距离大于10cm，即物距大于一倍焦距成实像，故D错误。 【举一反三4】如图所示，在“探究凸透镜成像规律”的实验中： （1）如图甲所示，凸透镜的焦距为_________ cm； （2）如图乙所示，蜡烛恰好在光屏上成倒立、_________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像。人们利用这一成像特点，制成了_________（选填“照相机”或“投影仪）。 【答案】（1）10.0 （2）放大 投影仪 【解析】（1）凸透镜焦点到光心的距离叫焦距。如图甲所示，凸透镜的焦距为 （2）如图乙所示，物距 此时 根据凸透镜成像规律可知，蜡烛在光屏上成倒立、放大的实像，人们利用这一成像特点，制成了投影仪。 【举一反三5】小陈探究“凸透镜成像规律”的实验装置如图乙所示，光屏和蜡烛分别位于凸透镜两侧。 （1）如图甲，该透镜的焦距是     cm； （2）如图乙，实验前，把凸透镜、光屏和蜡烛烛焰的中心调到     ； （3）小陈把凸透镜固定在光具座上50.0cm刻度线处，将蜡烛移至光具座上20.0cm刻度线处，移动光屏到65.0cm处，此时烛焰刚好在光屏上成清晰的像，则该像是     （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像；此时成像的原理与     （选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）相同； （4）若此时凸透镜上飞来一只小蜜蜂，则光屏上     （选填“有”或“没有”）小蜜蜂的像； （5）小陈将蜡烛从20.0cm刻度线处移动到35.0cm刻度线处时，若要让烛焰在光屏上能再次成清晰的像，光屏应向     （选填“远离”或“靠近”）凸透镜方向移动；当光屏移动到光具座上     cm刻度线处时，烛焰在光屏上可成清晰、    （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的像；此时小陈将他的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，仅向     （选填“远离”或“靠近”）凸透镜方向即可再次呈现清晰的像。 【答案】（1）10.0；（2）同一高度；（3）缩小；照相机；（4）没有；（5）远离；80.0；放大；远离。 【解析】（1）由图甲，平行光线经凸透镜后会聚到一点，最小、最亮的光斑便是凸透镜的焦点，所以焦距为f＝40.0cm−30.0cm＝10.0cm。 （2）把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到同一高度上，其目的是使像成在光屏中央。 （3）凸透镜的焦距是10cm，由图可知，物距u＝30.0cm＞2f，成倒立、缩小的实像，照相机就是利用这一成像规律工作的。 （4）若有一只小蜜蜂落到凸透镜上，小蜜蜂到透镜光心的距离小于焦距，成的是虚像，虚像不能成在光屏上，故光屏上没有小蜜蜂的像。 （5）将蜡烛从20.0cm刻度线处移动到35.0cm刻度线处时，物距减小为15cm，即物距大于一倍焦距小于二倍焦距，像和像距变大，应将光屏向右移动（即远离凸透镜），才能再次在光屏上成清晰的像；根据光路可逆可知，当光屏移动到80.0cm刻度线时，成倒立、放大的实像。近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，则成像远离透镜，若想在光屏上重新得到清晰的像，在不改变蜡烛和凸透镜位置的情况下，应将光屏远离透镜。 【举一反三6】小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，所用凸透镜焦距为15cm，当蜡烛距离凸透镜20cm的时候，在光屏上能得到一个清晰倒立_________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的像。潜水员在水下看到岸上的树比实际要_________。（选填“高”或“矮”） 【答案】放大 高 【解析】凸透镜焦距为15cm，蜡烛距离凸透镜20cm，此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距，像在二倍焦距以外，所以成倒立放大的实像。 岸上的树反射的光线从空气进入水中时发生折射，折射角小于入射角，折射光线靠近法线，折射光线进入潜水员的眼中，潜水员在水下看到岸上的树比实际要高。 【题型6】物距大于等于二倍焦距时的成像特点 【典型例题】2023年5月11日，我国发射的“天舟六号”货运飞船与中国空间站组合体成功交会对接，如图所示。空间站组合体上的摄像机完整记录了交会对接过程。下列说法正确的是（　　） A.光通过摄像机的镜头始终沿直线传播 B.摄像机所成的像是虚像 C.“天舟六号”靠近空间站组合体时，摄像机成的像逐渐变小 D.摄像机的工作原理与照相机的工作原理相同 【答案】D 【解析】摄像机的镜头相当于一个凸透镜，通过凸透镜光心的光线沿直线传播，射向凸透镜其他位置的光线会发生光的折射，故A错误； 摄像机镜头的原理是利用凸透镜成倒立、缩小的实像，而不是虚像，故B错误； “天舟六号”靠近空间站组合体时，物距变小，像距变大，像变大，即摄像机镜头成的像逐渐变大，故C错误； 照相机与摄像机的工作原理都是利用凸透镜成倒立、缩小的实像，工作原理相同，故D正确。 【举一反三1】购物支付已进入“刷脸”时代，消费者结账时只需面对摄像头（相当于一个凸透镜），经系统自动拍照（利用电子技术进行倒转正处理）、扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易。下列有关说法正确的是（    ） A.摄像头成像特点与投影仪相同 B.面部应位于镜头两倍焦距之外 C.经过摄像头成像利用的是光的反射 D.面部经摄像头成的是正立放大的虚像 【答案】B 【解析】摄像头成倒立缩小的实像，投影仪成倒立放大的实像，特点不同，故A错误； 摄像头成倒立缩小的实像，物距应大于两倍焦距，所以面部应位于镜头两倍焦距外，故B正确； 摄像头相当于一个凸透镜，凸透镜成像利用的是光的折射，故C错误； 面部经过摄像头成的是倒立缩小的实像，故D错误。 【举一反三2】如图，商家推出扫码兑奖活动，手机扫描瓶盖二维码时，相当于给二维码拍了一张照片，手机摄像头相当于凸透镜，影像传感器相当于光屏，下列说法正确的是（    ） A.瓶盖上的二维码是光源 B.影像传感器上成的是正立缩小的实像 C.扫码时二维码要位于摄像头二倍焦距以外 D.摄像头成像特点与投影仪相同 【答案】C 【解析】瓶盖上的二维码不能自主发光所以不是光源，只是反射了光源的光，故A错误； 手机摄像头成实像在影像传感器上，此时成倒立、缩小的实像，根据凸透镜成像原理可知，此时物距大于二倍焦距，即二维码要位于摄像头二倍焦距以外，故B错误，C正确； 摄像头成倒立、缩小的实像，成像原理与照相机相同，故D错误。 【举一反三3】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制在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的硅片上，从而制造出集成电路的方法，其工作原理如图所示。若图示中掩膜上的电路图恰好在硅片上成清晰缩小的像，下列说法正确的是（　　） A.摸膜上的电路图在硅片上成实像 B.掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以内 C.硅片位于缩图透镜的一倍焦距以内 D.要使硅片上的像变小，需将掩膜向下移动 【答案】A 【解析】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，故A正确； 结合凸透镜成缩小实像的条件可知，掩膜位于缩图透镜二倍焦距之外，硅片到缩图透镜的距离（像距）在一倍焦距和二倍焦距之间，此投射原理与照相机的原理相同，故B、C错误； 由图可知，该透镜将光会聚，所以这是一个凸透镜成像的过程，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小的原理，缩图透镜不变，想要实现制程变小的突破，要将掩膜向上方移动，故D错误。 【举一反三4】二维码在现代生活中随处可见，我们能看见二维码是由于光在二维码图案上发生了_________（选填“反射”或“折射”）；如果手机镜头焦距为5cm，用手机扫描二维码，为保证成像清晰，手机到二维码的距离应大于_________cm，二维码经摄像头扫描成倒立、_________（选填“缩小”“等大”或“放大”）的实像。 【答案】反射 10 缩小 【解析】看见二维码是由于光在二维码图案上发生了反射，反射光线进入了人的眼睛。 手机扫描二维码，相当于给二维码照了一张照片，手机的镜头是凸透镜，此时二维码到镜头的距离应大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像。手机镜头焦距为5cm，则手机到二维码的距离应大于10cm。 【举一反三5】小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材探究“凸透镜成像的规律”。 （1）小明将一束平行于凸透镜主光轴的光线射向凸透镜，调节光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现_________ 的光斑，此时凸透镜和光屏的位置如图甲所示，则该凸透镜的焦距为_________ cm； （2）如图乙所示，实验前应该调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在_________； （3）将蜡烛、凸透镜保持在如图乙位置不动，在_________、选填“50cm~60cm”“60cm~70cm”或“70cm~80cm”）刻度之间移动光屏，直至光屏上出现烛焰清晰的像。生活中的_________就是利用这一成像原理工作的； （4）在（3）的基础上，保持凸透镜位置不动，对调蜡烛和光屏，则光屏上烛焰的像相对烛焰是_________（选填“放大”或“缩小”）的。 【答案】（1）最小、最亮 10.0 （2）同一高度 （3）60cm~70cm 照相机 （4）放大 【解析】（1）小明将一束平行于凸透镜主光轴的光线射向凸透镜，调节光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出最小、最亮的光斑，这个光斑位置就是焦点所处位置；此时凸透镜和光屏的位置如图甲所示，可知凸透镜的焦距为 f=40.0cm-30.0cm=10.0cm （2）实验前，为了使像成在光屏的中央，要调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度。 （3）将蜡烛、凸透镜保持在如图乙位置不动，可知物距大于2倍焦距（成倒立、缩小的实像），像距在1倍焦距和2倍焦距之间，即在60cm~ 70cm刻度之间移动光屏，直至光屏上出现烛焰清晰的像；生活中的照相机就是利用这一成像原理工作的。 （4）在（3）的基础上，保持凸透镜位置不动，对调蜡烛和光屏，根据光路的可逆性，则光屏上烛焰的像相对烛焰是放大的。 【举一反三6】小明做“探究凸透镜成像规律”的实验，选用的凸透镜焦距为10cm。 （1）为尽量使像更加的明亮清晰，实验室应保持较     （亮/暗）的环境，如图甲，在光屏上已经呈现一个较为清晰的蜡烛火焰的像，为进一步判断此像是否最清晰，需要     （向左/向右/左右）小范围移动光屏，并观察像是否会变模糊。 （2）实验发现，在图甲所示情况下，光屏上的像刚好最清晰，但像不在光屏的中央，为了使像成在光屏的中央，应将凸透镜向     （选填“上”或“下”）调节。 （3）把蜡烛移到光具座24cm刻度线处，凸透镜不动，移动光屏，光屏上再次出现清晰的实像，此时的成像性质在生活中的应用是     （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。 （4）接着，小明取下自己戴的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间，光屏上的像又变得模糊了，保持蜡烛和凸透镜不动，当光屏向左移动适当距离后像又变清晰了。由此推断，小明眼睛有如图     （选填“乙”或“丙”）所示的视力缺陷。 （5）小明取走自己的眼镜，将蜡烛移到光具座30cm刻度线处，凸透镜不动，移动光屏，当光屏上再次出现清晰的像时，发现蜡烛和光屏之间的距离     （大于/等于/小于）问题（3）中光屏上出现清晰的像时蜡烛和光屏之间的距离。 【答案】（1）暗；左右；（2）下；（3）照相机；（4）丙；（5）小于。 【解析】（1）为尽量使像更加的明亮清晰，周围环境与烛焰的亮度应该差距较大，即应该在较暗的环境进行实验； 为了判断光屏上的像是否最清晰，需要将光屏在左右小范围内移动，以改变光屏到凸透镜的距离，从而观察像是否变模糊； （2）由图甲可知，像的位置偏高，根据光线过光心不改变方向，凸透镜降应向下移动； （3）凸透镜位于50cm刻线处，蜡烛移至24cm刻度线处，物距u＝50cm﹣24cm＝26cm，凸透镜的焦距f＝10cm，u＞2f，成倒立、缩小的实像；其应用是照相机； （4）把眼镜放于蜡烛和凸透镜之间，光屏向左移动适当距离后像又清晰。说明该眼镜对光线具有会聚作用，为凸透镜，是远视眼镜；远视眼成像在视网膜后，故小明眼睛的缺陷如图丙； （5）将蜡烛移到光具座30cm刻度线处，此时的物距为20.0cm＝2f，凸透镜不动，移动光屏，当光屏上再次出现清晰的像时，像距为v＝2f＝20.0cm；此时像与物体之间的距离为40.0cm；在凸透镜成实像时，物像之间的最小距离为40.0cm，所以此时蜡烛和光屏之间的距离小于（3）操作中光屏上出现清晰的像时蜡烛和光屏的距离。 【举一反三7】如图所示，在“探究凸透镜成像的规律”实验中，让平行光线通过凸透镜，移动光屏使光屏上形成一个最小的亮点。该凸透镜的焦距为________ cm。保持各器件的位置不变，将平行光源换成烛焰。接着需移动光屏的位置，这样做的目的是为了找到像，最终光屏应处在光具座70 cm刻度线的________(选填“左”或“右”)侧，光屏上的像是________(选填“放大”或“缩小”)的。 【答案】10.0　左　缩小 【解析】凸透镜对光有会聚作用，平行于主光轴的光经凸透镜折射后会聚在光屏上的点，就是凸透镜的焦点，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＝60.0 cm－50.0 cm＝10.0 cm。 保持各器件的位置不变，将平行光源换成烛焰，由题图知物距u＝50 cm－5 cm＝45 cm＞2f，成倒立、缩小的实像，此时像距在一倍焦距和二倍焦距之间，即f＜v＜2f，所以10 cm＜v＜20 cm，即像在60～70 cm之间，最终光屏应处在光具座70 cm刻度线的左侧。 【题型7】凸透镜焦距的判断 【典型例题】在“研究凸透镜成像规律”的实验中，测得透镜与蜡烛及光屏之间的相对位置如图所示，光屏上恰好得到清晰的像，由此可知这个凸透镜的焦距应该（　　） A.大于10cm小于15cm B.等于15cm C.大于15cm小于20cm D.大于20cm 【答案】A 【解析】由图可知，物距u=30.0cm，像距v=20.0cm，且u＞v；由凸透镜成像规律可知，此时凸透镜成倒立、缩小的实像；则应满足 u＞2f，f<v<2f 代入数据得 30.0cm>2f，f<20.0cm<2f 解得10cm＜f＜15cm，故A符合题意，B、C、D不符合题意。 【举一反三1】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之间的图像，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=6cm时，在光屏上能得到一个放大的像 C.当u=20cm时，在光屏上的像是正立的 D.把物体从距凸透镜12cm处移动到18cm处的过程中，物像之间的距离先变小后变大 【答案】D 【解析】据凸透镜成像规律可知，当u=v=2f 时，凸透镜成倒立、等大的实像；由图可知 所以f=8cm，故A错误； 当u=6cm时，物距小于焦距，成正立、放大的虚像，虚像不能成在光屏上，故B错误； 当u=20cm时，物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，故C错误； 物距处于12～18cm时，物距大于焦距，成实像，当物距等于2倍焦距，此时物像总距离最小，故D正确。 【举一反三2】将蜡烛、凸透镜、光屏按如图所示的位置摆放，此时恰好在光屏上成烛焰清晰的像，则凸透镜焦距可能是（　　） A.5cm B.10cm C.15cm D.20cm 【答案】B 【解析】由图可知，u＝30.0cm，v＝15.0cm，u＞v时，成倒立、缩小的实像，此时u＞2f，f＜v＜2f，即30.0cm＞2f，f＜15.0cm＜2f，解得7.5cm＜f＜15.0cm，故B正确。 【举一反三3】在探究凸透镜成像的规律实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成清晰的像。下列说法正确的是(　　) A.凸透镜的焦距是20 cm B.此时光屏上的像是放大的 C.用f＝15 cm的凸透镜替换图中透镜，需向右移动光屏，可在光屏上成清晰的像 D.用f＝15 cm的凸透镜替换图中透镜，需向左移动光屏，可在光屏上成清晰的像 【答案】C 【解析】此时，物距等于像距，所以此时光屏上的像和烛焰是等大的，蜡烛处于2倍焦距处，凸透镜的焦距是f＝10 cm，故A、B错误；用f＝15 cm的凸透镜替换题图中透镜，烛焰在1倍焦距与2倍焦距间，透过凸透镜成放大的像，故需向右移动光屏，可在光屏上成清晰的像。故选C。 【举一反三4】将蜡烛、凸透镜、光屏按如图所示的位置摆放，此时恰好在光屏上成烛焰清晰的像，则凸透镜焦距可能是（　　） A.5cm B.10cm C.15cm D.20cm 【答案】B 【解析】由图可知，u＝30.0cm，v＝15.0cm，u＞v时，成倒立、缩小的实像，此时u＞2f，f＜v＜2f，即30.0cm＞2f，f＜15.0cm＜2f，解得7.5cm＜f＜15.0cm，故B正确。 【举一反三5】小丽同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律： （1）调整好实验器材后，小丽将蜡烛移至光具座20cm刻度线处，如图甲所示，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是倒立、________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像； （2）若保持凸透镜的位置不动，调换蜡烛和光屏的位置，________（选填“仍能”或“不能”）在光屏上看到蜡烛清晰的像； （3）图乙是小丽通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u的关系图像，由图像可知凸透镜的焦距是________ cm。 【答案】（1）缩小 （2）仍能 （3）10 【解析】（1）由图甲可知，物距大于像距，则u>2f，f<v<2f，成倒立缩小的实像。 （2）根据光的可逆性，保持凸透镜的位置不动，调换蜡烛和光屏的位置，仍能在光屏上看到蜡烛清晰的像。 （3）由图乙可知，当物距u=20cm时，像距v=20cm，由凸透镜成像规律可知，此时 u=v=2f=20cm 解得凸透镜的焦距f=10cm。 【举一反三6】某学习小组“探究凸透镜成像的规律”，进行了如下操作： （1）将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧，并将烛焰、凸透镜和光屏的中心调整到 ________； （2）通过探究，记录并绘制了物距u与像距v之间的关系图像，如图甲所示，则该凸透镜的焦距是________ cm； （3）将凸透镜固定在图乙中的光具座上，位于50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧；小华将蜡烛移至35cm刻度线处，移动光屏，直到光屏上出现了烛焰清晰的像，则该像是倒立、________（选填“缩小”“放大”或“等大”）的实像，生活中的________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）利用了这条成像规律； （4）若将透镜的上半部分用不透明的纸板挡住，则光屏上________（选填“能”或“不能”）成完整的像。 【答案】（1）同一高度 （2）10 （3）放大 投影仪 （4）能 【解析】（1）根据实验的要求，为使像成在光屏的中心，要将烛焰、凸透镜和光屏三者的中心调整到同一高度。 （2）由图像可知 u1=v=2f=20cm， 所以该凸透镜的焦距是 f=10cm； （3）小华将蜡烛移至35cm刻度线处，物距为 u2=50cm-35cm=15cm， 物距大于一倍焦距小于二倍焦距，调节光屏，能在光屏上得到一个倒立、放大的实像，其应用是投影仪。 （4）物体由无数点组成，物体上任一点射向凸透镜有无数条光线，经凸透镜折射后，有无数条折射光线会聚成该点的像；当遮住凸透镜的一部分，还有另外的部分光线，经凸透镜折射会聚成像。当将透镜的上半部分挡住后，整个物体发出的光虽有一部分被挡住，但总会有一部分光通过下半部分凸透镜而会聚成像，因此，光屏上能成完整的像。 【举一反三7】较暗的室内用手持一个凸透镜在白墙和点燃的蜡烛间移动，在白墙上能看到烛焰倒立、缩小的清晰像，且测出凸透镜到墙面的距离是10cm，则凸透镜的焦距可能是 　 　（选填“10”“8”或“5”）cm。 【答案】8 【解析】根据题意可知，在白墙上能看到烛焰倒立、缩小的清晰像，测出凸透镜到墙面的距离是10cm，此时像距在一倍焦距和二倍焦距之间，则：f＜10cm＜2f，凸透镜的焦距为：5cm＜f＜10cm，所以凸透镜的焦距可能是8cm。 【题型8】比较物距与像距判断成像特点 【典型例题】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、最亮的光点，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靠近透镜 【答案】D 【解析】由图可知，凸透镜的焦距为10cm； 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； 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； 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，所成的像逐渐变小，故C正确； D、物距大于二倍焦距时，要成清晰的像，光屏应该远离透镜，故当物体从距透镜20cm处靠近透镜移动时，要得到清晰的像应使光屏远离透镜，故D错误。 【举一反三1】把高2cm的发光棒立于焦距为5cm的凸透镜前，在凸透镜后的光屏上成了4cm高的像，物体离凸透镜的距离可能是（　　） A.7.5cm B.12.5cm C.4.5cm D.10cm 【答案】A 【解析】根据题干条件，此时所成的像是倒立放大的实像，所以满足：5cm＝f＜u＜2f＝10cm，处于这一物距范围内的只有7.5cm。 【举一反三2】在探究“凸透镜成像规律”的实验中，当光屏、凸透镜和蜡烛在如图所示位置时，光屏上呈现烛焰倒立、   的实像。若此时将光屏移走，烛焰通过凸透镜    （选填“能”或“不能”）成实像。 【答案】放大；能 【解析】在探究“凸透镜成像规律”的实验中，当光屏、凸透镜和蜡烛在如图所示位置时，物距小于像距，光屏上呈现烛焰倒立、放大的实像。若此时将光屏移走，凸透镜成像条件不变，烛焰通过凸透镜能成实像。 【举一反三3】在“探究凸透镜成像的规律”实验中，凸透镜的焦距为10 cm。 (1)如图所示，若不移动蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上得到清晰的像，应将光屏移到标尺刻度的________范围内(选填字母)。 A．40～50 cm B．50～60 cm C．60～70 cm D．70～80 cm (2)若将图中蜡烛逐渐远离凸透镜的过程中，所成的像将逐渐变________(选填“大”或“小”)。 (3)若将蜡烛放在图中离焦点8 cm处，此时移动光屏____(选填“一定”或“可能”)找到像。 【答案】(1)B　(2)小　(3)可能 【解析】(1)凸透镜的焦距为10 cm，蜡烛放在15 cm刻度线的位置，则物距为 u＝40 cm－15 cm＝25 cm， 大于二倍焦距，此时成倒立、缩小的实像；像距在一倍焦距和二倍焦距之间，光屏应该在标尺刻度的50～60 cm之间，故选B。 (2)将题图中蜡烛逐渐远离凸透镜的过程中，物距变大，由凸透镜成像规律知，像将变小，像距也变小。 (3)若将蜡烛放在题图中离焦点8 cm处，有两种情况： 此时如果在焦点(30 cm刻度线)的右侧，物距小于焦距，成正立、放大的虚像，不能在光屏上找到像。 此时如果在焦点(30 cm刻度线)的左侧，则物距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、放大的实像，能在光屏上找到像。综合两种情况，当移动光屏时，可能找到像。 【题型9】凸透镜成像性质随物距变化判断 【典型例题】在探究“凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜、光屏固定位置如图，此时在光屏上得到一个清晰像。下列说法正确的是（　　） A.保持蜡烛位置不变，将透镜向右移动适当距离，可在光屏上得到缩小的像 B.如果将蜡烛移到20cm刻线位置，可在光屏上得到倒立、等大的实像 C.如果此时撤掉光屏，就没有像了 D.将凸透镜向右适当移动一段距离，光屏上得不到一个清晰的像 【答案】A 【解析】由图示可知，此时物距为15cm，像距为30cm，则物距小于像距，所以在光屏上成的是倒立、放大的实像；保持蜡烛位置不变，将透镜向右移动适当距离，根据光路的可逆性可知，当物距等于原来的像距，像距等于原来的物距时，可在光屏上得到缩小的像，故A正确，D错误； 如果将蜡烛移到20cm刻度位置，此时物距为30cm，根据光路的可逆性，当光屏位于65cm刻线处，在光屏上可得到倒立、缩小的实像，故B错误； 光屏是用来接收像的，存在与否，不影响成像，故C错误。 【举一反三1】在“探究凸透镜成像的规律”实验中，下列说法正确的是(　　) A.将蜡烛移至a处时，移动光屏，可看见放大、正立的实像 B.将蜡烛移至b处时，移动光屏，可看见缩小、倒立的实像 C.将蜡烛移至c处时，移动光屏，可看见放大、倒立的实像 D.将蜡烛移至d处时，移动光屏，可看见放大、正立的虚像 【答案】C 【解析】由题图可知，将蜡烛移至a处时，物距小于焦距，成正立、放大的虚像，移动光屏，找不到像，故A错误；将蜡烛移至b处时，物距等于焦距，此时不成像，故B错误；将蜡烛移至c处时，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，移动光屏，可看见放大、倒立的实像，故C正确；将蜡烛移至d处时，物距大于二倍焦距，移动光屏，可看见倒立、缩小的实像，故D错误。 【举一反三2】在探究凸透镜成像的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成一清晰的像。下列说法正确的是（　　） A.凸透镜的焦距是20cm B.将蜡烛和光屏都向右移动，光屏上可成清晰的像，该成像规律应用在照相机上 C.在贴近凸透镜的左侧放置一眼镜片，只向左移动光屏，可在光屏上成清晰缩小的像，该镜片对光起发散作用 D.用f＝15cm的凸透镜替换图中透镜，只向右移动光屏，可在光屏上成清晰的像 【答案】D 【解析】由图可知u＝40cm﹣20cm＝20cm，光屏上得到一个清晰等大的实像，则u＝2f＝20cm，解得f＝10cm，故A错误； 将蜡烛和光屏都向右移动，光屏上可成清晰的像，物体处于一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，投影仪就是利用该原理制成的，故B错误； 贴近凸透镜的左侧放置一眼镜片，只向左移动光屏，说明透镜对光线有会聚作用，在光屏上成清晰缩小的像，故C错误； 用f＝15cm的凸透镜替换图中透镜，物距＝20cm，f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，像距大于2倍焦距，向右移动光屏，可在光屏上成清晰的像，故D正确。 【举一反三3】找一个透明圆柱形的玻璃瓶，里面装满水。把一支铅笔水平地放在玻璃瓶的一侧，如图所示。如果把铅笔沿水平方向由紧贴玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动，透过玻璃瓶观察这支铅笔。关于看到的像下列描述错误的是（    ） A.铅笔先变粗后变细 B.铅笔在某一位置笔尖会反向 C.铅笔先变长后变短 D.先成虚像后成实像 【答案】A 【解析】玻璃瓶装满水在水平方向上相当于一个凸透镜，在竖直方向上，因为水的厚度相同，不能相当于凸透镜，铅笔不会变粗或变细，故A错误，符合题意； 当铅笔由靠近瓶子的位置逐渐远离时，透过透镜会看到正立、放大的虚像（横向放大，纵向不放大），所以会逐渐变长，当到达某一位置时，铅笔尖忽然改变方向，成倒立、放大的实像（横向放大，纵向不放大，也就是变长，但是不能变粗），继续移动，当物距大于二倍焦距时，横向缩小，所以变短，故B、C、D正确，不符合题意。 【举一反三4】如图所示，保持凸透镜的位置不变，先后把烛焰放在a、b、c、d、e各点，并分别调整光屏的位置。则： (1)把烛焰放在________点，屏上出现的像最大； (2)把烛焰放在________点，屏上出现的像最小。 (3)把烛焰放在________点，光屏上出现清晰的像时，屏距透镜最远。 (4)把烛焰放在________两点，光屏上不会出现像。 【答案】(1)c　(2)a　(3)c　(4)d、e 【举一反三5】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，把点燃的蜡烛从光具座15cm刻度线处移动到35cm刻度线处，此时光屏应_________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜，像才能清晰。 【答案】（1）光屏中央 （2）10.0 （3）远离 【解析】（1）为了使像在光屏的中心，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，调整烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一高度。 （2）通过图甲 的实验操作，凸透镜的焦点在60.0cm位置，光心在50.0cm位置，可知该凸透镜的焦距为 f=60.0cm-50.0cm=10.0cm （3）由图乙知道，点燃的蜡烛从光具座15cm刻度线处时，物距 u＝50.0cm﹣15.0cm＝35.0cm 此时u＞2f，能够成倒立、缩小的实像，若蜡烛移至35.0cm刻度线处，此时的物距为 50.0cm﹣35.0cm＝15.0cm 此时物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成的是倒立、放大的实像。物近像远像变大，所以光屏应远离凸透镜，像才能清晰。 【举一反三6】如图所示，保持凸透镜的位置不变，先后把烛焰放在a、b、c、d、e各点，并分别调整光屏的位置。则： (1)把烛焰放在________点，屏上出现的像最大； (2)把烛焰放在________点，屏上出现的像最小。 (3)把烛焰放在________点，光屏上出现清晰的像时，屏距透镜最远。 (4)把烛焰放在________两点，光屏上不会出现像。 【答案】(1)c　(2)a　(3)c　(4)d、e 【题型10】放大镜 【典型例题】下列与光的直线传播原理相同的现象是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】叶子经露珠成放大的像，此时的露珠相当于放大镜，叶子的像是光的折射形成的，故A不符合题意； 荷花在水中形成倒影，此时的水面相当于平面镜，倒影是平面镜成像现象，光的反射形成的，故B不符合题意； 光线笔直射入树木中，说明光在同种均匀的介质中沿直线传播，故C符合题意； 手机拍照，手机的镜头是凸透镜，拍照所成的像是光的折射现象，故D不符合题意。 【举一反三1】在天宫课堂中，王亚平向大水球中间注入一个气泡，如图甲所示；通过水球看到两个她的像，一个是正立、缩小的像，另一个是倒立、缩小的像，如图乙所示。为了解释这两个像的成因，老师画出如图丙所示的原理图。下列说法正确的是（　　） A.中间部分气泡相当于放大镜 B.中间部分相当于两个凹透镜 C.水球上半部分不能成完整的像 D.倒立的像是虚像 【答案】B 【解析】中间有空气时，由图丙可知，上、下两部分相当于凸透镜，而凸透镜能成像是因为光折射形成的，在右侧适当位置的光屏上能成倒立实像，像是完整的； 由图丙可知，中间部分中间薄边缘厚，相当于两个凹透镜，只能成正立的虚像，故B正确。 【举一反三2】夏天的清晨，花草的叶子上有很多晶莹的露珠，非常漂亮。透过这些露珠，叶子的叶脉可以看得非常清晰。晶莹的露珠起了_________（填写透镜名称）的作用，我们看到的是叶脉_________立的 _________（选填“实”或“虚”）像。 【答案】凸透镜 正 虚 【解析】晶莹的露珠相当于凸透镜，起放大镜的作用，透过露珠观察下面叶子的叶脉时，叶脉在该“凸透镜”的一倍焦距以内，则看到的是叶脉的正立、放大的虚像。 【举一反三3】监测呼吸系统疾病时都要测量体温，某同学在测量自己的体温时（如图甲），分别沿A、B、C、D方向观察读数，其中沿　 　方向观察易于读数，这是因为体温计在设计时应用了 　  （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的原理；测出的体温（如图乙）是 　 　℃。 【答案】B　放大镜　36.8 【解析】常用体温计的刻度部分为三棱镜，横截面如图甲所示，其正面B处成圆弧状，这时圆弧形玻璃的作用相当于凸透镜，利用了放大镜的原理，物体放在小于焦距处，它能够成一个正立、放大的虚像，这样就可以看清体温计内极细的水银柱，以便于读数； 体温计的每一个大格代表1℃，每一个小格代表0.1℃，示数是37.8℃。 【举一反三4】如图，铅笔斜插入装有水的圆柱形玻璃杯中，请用所学的光学知识解释： （1）从侧面看铅笔好像在水面处折断了，这是光的什么现象； （2）为什么水中部分看起来比水面上的部分要粗一些。 【答案】（1）见解析　（2）见解析 【解析】（1）铅笔斜插入盛水的玻璃杯里，水中铅笔反射的光进入空气中会发生折射，折射角大于入射角，从上面看上去，水中的部分比实际位置高了，看起来像折断了。 （2）水中部分看起来比水面上的部分要粗一些，这是因为圆柱形的玻璃杯相当于凸透镜，具有放大镜的功能，成正立、放大的虚像。 【题型11】照相机 【典型例题】如图，汽车电子后视镜通过摄像头成像，将车侧后方路况呈现在显示屏上，下列说法正确的是（　　） A.摄像头的镜头与近视眼镜为同一种透镜 B.屏幕上的丰富色彩由红、黄、蓝三种色光混合而成 C.汽车车窗玻璃上贴太阳膜主要用于防晒、隔热 D.电子后视镜的成像原理与平面镜的成像原理相同 【答案】C 【解析】摄像头的镜头是凸透镜，近视眼的镜片是凹透镜，摄像头的成像原理与照相机相同，当物体位于摄像头二倍焦距之外时，摄像头成倒立、缩小的实像，与平面镜的成像原理不同，故A、D错误； 屏幕上的丰富色彩由红、绿、蓝三种色光混合而成，故B错误； 汽车车窗玻璃上贴太阳膜主要是防止太阳对人体的晒伤，故C正确。 【举一反三1】照集体相时发现有些人没有进入镜头，为了使全体人员都进入镜头应采取（　　） A.照相机和镜头都不动，人站近一些 B.人不动，照相机离人近一些，镜头往里缩一些 C.人不动，照相机离人近一些，镜头往外伸一些 D.人不动，照相机离人远一些，镜头往里缩一些 【答案】D 【解析】集体照相时，发现有些人没有进入镜头，说明人像太大了，为了使全体人员都进入镜头，要减小像的大小，由凸透镜成实像的规律可知，应增大物距，并减小像距；也就是增大人和照相机的距离，同时减小镜头和胶片的距离；人不动时，照相机应离人远一些，镜头往里缩一些。故D正确。 【举一反三2】2022年5月10日，在蔚蓝地球的映衬下，我国发射的天舟四号货运飞船成功对接空间站的天和核心舱。如图所示是对接过程中核心舱上摄像机拍摄的照片。下列说法正确的是（　　） A.核心舱摄像机的镜头相当于凸透镜 B.光通过摄像机的镜头都是沿直线传播 C.地球通过核心舱上摄像机的镜头成虚像 D.天舟四号靠近核心舱时，它在核心舱摄像机上成的像逐渐变小 【答案】A 【解析】摄像头相当于一个凸透镜，光经过摄像头成像利用的是光的折射，故A正确，B错误； 摄像头是利用凸透镜成倒立、缩小的实像，故C错误；凸透镜成实像时，物近像远像变大，因此天舟四号靠近核心舱时，成的像更大，故D错误。 【举一反三3】如图所示是“祝融号”火星探测器的后置照相机对着平台先后拍摄得到甲、乙、丙3张照片，下列说法正确的是（　　） A.照相机的镜头是凹透镜 B.照相机拍摄时感光片上成倒立缩小的实像 C.照相机拍摄时感光片上成倒立放大的虚像 D.拍摄过程中相机镜头逐渐靠近平台 【答案】B 【解析】照相机的镜头是凸透镜，故A错误； 照相机所成的像是倒立、缩小的实像，故B正确，C错误； 如图甲、乙、丙，像在变小，说明像距在变小，物距在变大，即镜头在逐渐远离平台，故D错误。 【举一反三4】照集体相时发现有些人没有进入镜头，为了使全体人员都进入镜头应采取（　　） A.照相机和镜头都不动，人站近一些 B.人不动，照相机离人近一些，镜头往里缩一些 C.人不动，照相机离人近一些，镜头往外伸一些 D.人不动，照相机离人远一些，镜头往里缩一些 【答案】D 【解析】集体照相时，发现有些人没有进入镜头，说明人像太大了，为了使全体人员都进入镜头，要减小像的大小，由凸透镜成实像的规律可知，应增大物距，并减小像距；也就是增大人和照相机的距离，同时减小镜头和胶片的距离；人不动时，照相机应离人远一些，镜头往里缩一些。故D正确。 【举一反三5】为了行车安全，很多家用汽车都安装了电子后视镜。电子后视镜通过摄像头成像，将车侧后方的车况呈现在显示屏上，如图所示。摄像头的镜头相当于一个_________透镜，后面的车辆通过摄像头的镜头成_________ 、缩小的像。 【答案】凸 倒立 【解析】摄像头类似照相机，镜头利用的是凸透镜的原理进行成像的，所以相当于一个凸透镜。 后面的车辆在摄像头镜头的二倍焦距以外成倒立缩小的实像，在经过内部电路转化，所以我们看到的是正立的像。 【举一反三6】购物支付已进入“刷脸”时代，如图所示，消费者结账时只需面对摄像头，经系统自动拍照、扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易。“刷脸”支付过程中，摄像头相当于凸透镜，面部经摄像头成倒立、________(选填“缩小”“等大”或“放大”)的实像，若此时人脸到摄像头的距离为1 m，则像到摄像头的距离________(选填字母)。 A．可能是1 m B．一定是0.5 m C．可能是0.2 m 【答案】缩小　C 【解析】摄像机的镜头相当于一个凸透镜，当物体位于二倍焦距以外时，物体在凸透镜中成倒立、缩小的实像。物距u>2f,1 m>2f，焦距f<0.5 m，像距f＜v＜2f。因为焦距最大值小于0.5 m，最小值不确定，所以只有选项C正确。 【举一反三7】我县客运站使用了如图所示的5G警用巡逻机器人，这款测温5G警用巡逻机器人有5个高清摄像头，可实现全景无死角巡逻。机器人上的摄像头相当于一个透镜，它的成像原理和我们生活中的_________ （选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”）的成像原理相同。当行人靠近摄像头时，它所成的像是_________（选 填“实”或“虚”）像。 【答案】照相机 实 【解析】机器人上的摄像头能成倒立、缩小的实像，相当于一个凸透镜，它的成像原理和我们生活中的照相机的成像原理相同。当行人靠近摄像头时，要通过摄像头成像，人到摄像头的距离仍会大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像。 【举一反三8】如图的智能手机具有独立的操作系统和运行空间，可以由用户自行安装游戏、导航等程序，并可以通过移动通讯网络来实现无线接入。在智能手机上安装了一些应用软件后，可以上网冲浪、播放视频、在线聊天；利用手机中的北斗导航系统，可以通过卫星精确定位手机所在的位置，可以根据位置的移动进行测速、测距、导航等；利用手机中的声音软件，可以测量声音的频率，甚至还能记录并播放出某些超、次声；手机前后有两个摄像头（又称镜头），前置摄像头焦距短，利用软件可以实现自拍和照镜子的功能，后置摄像头像素高，利用软件可以拍摄非常清晰的图像，高档智能手机还具有调焦（调整镜头和感光芯片的距离）的功能。 （1）智能手机摄像头的主要元件是    （选填“凸”或“凹”）透镜，抓拍蜻蜓点水的细腻动作时，要用手机的    （选填“前”或“后”）置摄像头； （2）关于智能手机，下列说法错误的是    ； A.手机屏之所以能显示出彩色，是因为它利用了光的三基色混合的原理 B.我们能从手机中听到它所录下的“超声”，是因为播放软件播放时减慢了所录超声的频率 C.拍摄照片时，物体距离手机前摄像头可以比距离后摄像头稍近一些 D.智能手机的“对焦功能”是指能够调节摄像头的焦距 （3）从手机的厚度来分析，镜头焦距要比普通相机的焦距要小的多，用手机镜头和普通相机镜头同距离拍摄远处的同一景物时，手机镜头拍出来的像显得    （选填“更大”或“更小”）。 【答案】（1）凸；后；（2）D；（3）更小 【解析】（1）智能手机摄像头的主要元件是凸透镜；后置摄像头像素高，利用软件可以拍摄非常清晰的图像，抓拍蜻蜓点水的细腻动作时，要用手机的后置摄像头； （2）手机屏之所以能显示出彩色，是因为它利用了光的三原色混合的原理，故A正确； 我们能从手机中听到它所录下的“超声”，是因为播放软件减慢了所录超声的频率，故B正确； 前置摄像头焦距短，利用软件可以实现自拍和照镜子的功能，所以，拍摄照片时，物体距离手机前摄像头可以比距离后摄像头稍近一些，故C正确； 高档智能手机还具有调焦（调整镜头和感光芯片的距离）的功能，故D错误。 （3）从手机的厚度来分析，镜头焦距要比普通相机的焦距小，用手机镜头和普通相机镜头同距离拍摄远处的同一景物时，手机镜头拍出来的像显得更小。 【题型12】投影仪 【典型例题】小聪在小制作展示活动中展示了用焦距为10cm的透镜自制的简易投影仪，如图所示，它能将手机上的画面放大投射到白墙上。下列说法正确的是（　　） A.手机与透镜的距离可能为12cm B.所用透镜与近视眼镜的镜片是同种透镜 C.在墙上成正立、放大的虚像 D.要使墙上清晰的画面放大些，可将透镜靠近墙面 【答案】A 【解析】投影仪工作时，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，凸透镜的焦距为10cm，所以手机与透镜的距离可能为12cm，故A正确； 投影仪的镜头是一个凸透镜；近视眼需要佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正，故B错误； 投影仪成的像是倒立、放大的实像，故C错误； 要使墙上的像变大，根据物近像远像变大的规律可知，应减小手机与透镜间的距离，透镜远离墙面，故D错误。 【举一反三1】小明自制了一个简易投影仪如图，在暗室中将印有冬奥会吉祥物“冰墩墩”的透明胶片，贴在白光的手电筒上，并正对着焦距为10cm的凸透镜。调整手电筒、凸透镜、白色墙壁之间的位置，在墙上得到了一个清晰放大的像，下列说法错误的是（　　） A.凸透镜能成放大的像，是因为凸透镜对光线有发散作用 B.手电筒与凸透镜的距离应大于10cm小于20cm，且胶片应倒立放置 C.能从不同角度看到墙上“冰墩墩”的像，是因为光在墙面上发生的是漫反射 D.保持凸透镜位置不变，将手电筒向左移动，要使墙上的像恢复清晰，可在凸透镜前放一个近视镜 【答案】A 【解析】凸透镜对光线有会聚作用；当物距小于一倍焦距时，凸透镜能成正立、放大的像，当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，凸透镜成倒立、放大的实像，故A错误； 因为凸透镜的焦距f＝10cm，所以发白光的手电筒上透明冰墩墩胶片，到凸透镜的距离应满足10cm＜u＜20cm，才能成倒立放大的实像，而且冰墩墩胶片应倒立放置，故B正确； 光在墙面上发生的是漫反射，反射光线向各个方向传播，能从不同角度看到墙上冰墩墩的像，故C正确； 保持凸透镜位置不变，将手电筒向左移动，物距变大，像距变小，由于凹透镜对光线具有发散作用，要使墙上的像恢复清晰，可在凸透镜前放一个凹透镜，故D正确。 【举一反三2】小明家买了一台家庭投影仪，利用投影仪将画面投射到银幕上。下列说法正确的是（　　） A.投影仪的成像原理是光的直线传播 B.银幕上的像是放大的实像 C.银幕上的丰富色彩由红、黄、蓝三种色光混合而成 D.从各个角度都能看见画面是因为银幕发生了镜面反射 【答案】B 【解析】投影仪的镜头是凸透镜，成像原理利用了光的折射，故A错误； 投影仪利用物体在凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间成倒立、放大实像的原理制成的，故B正确； 银幕上的丰富色彩由红、绿、蓝三种色光混合而成，故C错误； 从各个角度都能看见画面是因为光照射到凹凸不平的银幕表面时，发生了漫反射，故D错误。 【举一反三3】如果要自制一个简易的投影仪，除了暗箱、平行光源、距离调节螺杆等器件外，下列器材中必须要的组件是（　　） A.凸透镜 B.凹透镜 C.凸面镜 D.三棱镜 【答案】A 【解析】投影仪是利用凸透镜成倒立、放大的实像的原理制成的；所以，必须要的组件是凸透镜。 【举一反三4】物理课中使用幻灯机投影，投影屏幕上得到了放大的_________（选填“虚像”或“实像”）；投影屏幕使用粗糙的白布做成，这是利用光在白布上发生_________ ，可以使教室里各个座位上的同学都能看到画面。 【答案】实像 漫反射 【解析】幻灯机是利用凸透镜成倒立、放大的实像的原理制成的，当物距大于1倍焦距小于2倍焦距时，在屏幕上成倒立、放大的实像。 用表面粗糙的白布做屏幕，能使射向屏幕的光发生漫反射，使光线射向四面八方，能使各个方向的同学都能看到屏幕上的像。 【举一反三5】如图所示为投影仪投影光路。如果用投影仪投影胶片时，想使屏幕上的字大一点，应使投影仪远离屏幕，同时将镜头    （选填“靠近”或“远离”）胶片一些。图中的平面镜此时起到    的作用（选填“成像”或“改变光路”）。 【答案】靠近；改变光路 【举一反三6】幻灯机的工作原理：幻灯机的镜头相当于一个_________镜。为了使观众看到正立的像，幻灯片要 _________（选填“顺着”或“倒着”）插入架上。 【答案】凸透 倒着 【解析】幻灯机的镜头是中间厚、边缘薄，它是一个凸透镜。放映时，幻灯片位于凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间，此时凸透镜成的是一个倒立放大的实像，所以为了使观众看到正立的像，幻灯片要倒着放。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第五章 透镜及其应用 第3节 凸透镜成像的规律 xix   快速定位题型 题 型 目 录 【题型1】探究凸透镜成像的规律 1 【题型2】凸透镜成像实验数据处理 4 【题型3】凸透镜成像实验操作注意事项 7 【题型4】物距小于一倍焦距时的成像特点 9 【题型5】物距介于一倍焦距二倍焦距时的成像特点 10 【题型6】物距大于等于二倍焦距时的成像特点 13 【题型7】凸透镜焦距的判断 17 【题型8】比较物距与像距判断成像特点 19 【题型9】凸透镜成像性质随物距变化判断 21 【题型10】放大镜 23 【题型11】照相机 25 【题型12】投影仪 28 xix   夯实必备知识 新 知 梳 理 【题型1】探究凸透镜成像的规律 【典型例题】在做“探究凸透镜成像的规律”实验中，小敏所在的小组利用如图甲所示的装置。测出凸透镜的焦距，正确安装并调节实验装置后，在光屏上得到一个清晰的像，如图乙所示。下列说法中不正确的是(　　) A.由图甲可知该凸透镜的焦距是40.0 cm B.烛焰在如图乙所示的位置时，成像特点与照相机成像特点相同 C.若烛焰从光具座30.0 cm刻度线处向远离凸透镜方向移动，烛焰所成的像将逐渐变小 D.烛焰在图乙所示位置时，若用黑纸片将凸透镜遮挡一半，这时在光屏上只能成半个烛焰的像 【举一反三1】凸透镜置于光具座上P点不动（图中未画出），移动光具座上的蜡烛（图中未画出）和光屏，先后在P点同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，如图所示。下列分析正确的是（　　） A.甲、乙两像都是虚像 B.甲处像可能是放大的 C.P点位置在甲的右侧 D.蜡烛的移动方向向左 【举一反三2】如图所示，在探究“凸透镜成像规律”的实验中，依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，调节烛焰、光屏的中心大致在凸透镜的主光轴上。表是小华同学实验时记录的几组数据： （1）由表可知，这个凸透镜的焦距是    cm，第3次实验时的像距v是    cm，第4次实验时所成像的特点应用于    （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）； （2）当光屏上得到一个倒立、放大的实像时，保持凸透镜的位置不变，要使屏上的像变小些，应将蜡烛    （选填“靠近”或“远离”）透镜。 【举一反三3】学习了透镜的知识以后，小明借来了爷爷的眼镜片进行了探究： (1)如图甲所示，太阳光经过镜片在光屏上形成了一个最小最亮的光斑，由此判断，爷爷配戴的镜片的焦距是________cm。 (2)他把镜片放置在桌子上，调节到如图乙所示的位置，墙上出现了窗户清晰的像(像未画出)，这个像是倒立、________的实像，__________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像原理工作的。 (3)小明将镜片向上移动一定高度，墙壁上的像将______________(选填“向上移动”“向下移动”或“仍然成在原来的位置”)。 【举一反三4】小红同学通过实验探究凸透镜成像的规律。实验器材有：一个凸透镜、光屏、高度为3.0cm的光源和刻度尺。实验时，物距从4.0cm开始，每次增加2.0cm。下表是他们记录的物距、像距、像的高度和正倒情况。 (1)请根据表中数据判断，该凸透镜的焦距是        ； (2)根据数据分析，像高比物高时，像距       （选填“>”“＜”或“=”）物距； (3)根据实验数据可知，要想使照相机所成像变大，可以        （选填“增大”或“减小”）照相机与所拍物体的距离，并适当将镜头        （选填“前伸”或“回缩”），此时镜头调节的距离          （选填“大于”“等于”或“小于”）照相机机身移动的距离； (4)在某次实验中，小红在光屏上得到了缩小的实像。接下来她想换用焦距为原来一半的凸透镜继续进行实验。如果不改变光源和光屏的位置，还想在光屏上得到缩小的实像，此时透镜应该是      （选填“靠近”或“远离”）光源。 【题型2】凸透镜成像实验数据处理 【典型例题】在探究凸透镜成像规律时，记录实验数据并绘制了物距和像距之间的关系图象如图所示，下列说法正确的是（　　） A.该凸透镜的焦距是 B.当物体从距凸透镜处移到处的过程中，其所成像逐渐变大 C.实验过程中移动光屏，只要光屏上观察到像就可以直接利用光具座上的刻度尺读取此时物距所对应的像距大小 D.当u＝时，在光屏上得到放大的像 【举一反三1】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，实验数据如表。下列说法正确的是（　　） A.该凸透镜的焦距为30cm B.从第1次实验到第5次实验，成在光屏上的像都是倒立的像 C.第5次实验时的成像原理与照相机的成像原理相同 D.第1次实验基础上，在蜡烛和凸透镜之间紧贴透镜的位置处放一个近视镜片，向左适当移动光屏，会再次在光屏上得到清晰的像 【举一反三2】在一次物理实验探究课上，某学习小组在“探究凸透镜成像的规律实验”中，进行了如下操作： （1）安装并调节烛焰、凸透镜和光屏的位置，使它们三者中心大致在同一高度，目的是 _________ ； （2）通过探究，记录并绘制了像距v与物距u之间的关系图像，如图甲所示，则该凸透镜的焦距是_________ cm； （3）当蜡烛在如图乙所标位置时，调节光屏的位置可在光屏上得到一个倒立、_________的实像，生活中的_________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用该成像原理工作的； （4）在图乙中，保持凸透镜的位置不变，如果蜡烛向左移动3cm，为了在光屏上得到一个清晰的像，光屏应该_________（选填“左”或“右”）移动。 【举一反三3】某学习小组“探究凸透镜成像的规律”，进行了如下操作： （1）安装并调节烛焰、透镜、光屏，使它们三者中心大致在    。 （2）通过探究，记录并绘制了物距u与像距v之间的关系图像，如图甲所示，则该凸透镜的焦距是    cm。 （3）当蜡烛放在如图乙所示位置时，调节光屏，可在光屏上得到一个    、   的实像，生活中的    （选填“照相机”“投影仪”、“放大镜”）就是利用这样的成像原理工作的。 （4）若将透镜的上半部分用不透明的纸板挡住，则光屏上    （选填“能”或“不能”）成完整的像。 （5）在图乙中，小明借来物理老师的眼镜将其放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原本清晰的像变模糊了，向右移动光屏，光屏上的像又变清晰，说明老师戴的是    （选填“近视”或“远视”）眼镜。 【举一反三4】小明在探究“凸透镜成像规律”的实验中，根据测量的数据，绘制了像距v随物距u变化的图象，如图所示，分析图象可知，该凸透镜的焦距为 　 　cm，当物距u＝12cm时，物体通过凸透镜成倒立、　  　的实像，生活中的 　   　（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用了这样的成像原理。 【举一反三5】某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，所用凸透镜焦距为10厘米，实验过程如下： （1）将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，并调整三者的中心，使它们的中心在 　    　。 （2）然后，该同学共做六次实验，他将实验数据和观察到的结果记录在如表中： （3）该同学分析如表，将物距和像距与凸透镜的一倍、两倍焦距比较，分析表中序号3和4得出：当物距 　          　，像距 　   　时，能在光屏上成一个倒立、放大的像。 （4）通过比较每次像和物的大小及虚实，他得出初步结论：①两倍焦距处是 　    　的分界点；②一倍焦距处是 　   　的分界点。 （5）通过比较1与2与3与4物距和像距的变化情况，他还得出初步结论：　 　。 【题型3】凸透镜成像实验操作注意事项 【典型例题】在“探究凸透镜成像的规律”时，将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm处，在透镜另一侧距离透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像。则下列相关说法正确的是（　　） ①光屏上成倒立、放大的实像 ②照相机是利用这一成像原理工作的 ③该透镜的焦距f满足8cm＜f＜15cm ④若将透镜的上半部分遮住，则光屏上成的是蜡烛下半部分的像 A.只有①和② B.只有③和④ C.只有②和③ D.只有②和④ 【举一反三1】如果不慎在照相机的镜头上沾上了一个小墨点，则照出的相片上（　　） A.没有墨点的像 B.有一个缩小的墨点的像 C.有一个放大的墨点的像 D.一片漆黑 【举一反三2】光与影的世界美妙无穷。如图所示是用蜡烛完成的两个光学实验。甲为小孔成像示意图，小孔成像的原理与“潭清疑水浅”中“水浅”形成原理    （选填“相同”或“不同”）；乙图中随着蜡烛燃烧变短，烛焰在光屏上的像会    （选填“向上方移动”“向下方移动”或“仍在原来的位置”）。 【举一反三3】小明同学利用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验，凸透镜固定在光具座50cm刻度处不变。 （1）实验前将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调节到同一高度，目的是    。将蜡烛固定在40cm刻度处时，移动光屏，在光屏上始终得到一个大小不变的光斑，则该凸透镜的焦距为    cm； （2）当他将三个元件移动到如图所示的位置时，光屏上恰好出现了烛焰清晰的像，利用该成像规律制成的光学仪器是    （选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）。此时保持蜡烛和光屏不动，将凸透镜移动到    cm刻度处时，仍能在光屏上成清晰的像； （3）在成像清晰的情况下，用一张不透明纸把透镜上半部分遮挡住，看到的像会如何变化？   （选填“像部分消失”、“像完整亮度不变”或“像完整亮度变暗”）； （4）将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜后，其他元件不动，为了使光屏上再次得到清晰的像，可以在蜡烛和凸透镜之间放置一个    （选填“凸”或“凹”）透镜，所放置的透镜可以用来矫正    （选填“近视眼”或“远视眼”）。 【举一反三4】在探究“凸透镜成像﹣﹣物距大于2倍焦距时像的性质”的实验中，由于蜡烛燃烧变短，物体的像会向光屏的 　     　方移动。探究时，改变物距做了三次实验，这样做的目的是：　                             　。 【题型4】物距小于一倍焦距时的成像特点 【典型例题】在探究凸透镜成像规律实验中，当烛焰位于距离凸透镜一倍焦距以内时，人眼观察到烛焰成像的情形是图中的（　　） A. B. C. D. 【举一反三1】将蜡烛a放在凸透镜左侧，人眼通过凸透镜观察到蜡烛经凸透镜所成的像b如图所示，以下说法正确的是（    ） A.人眼可以在蜡烛a的左侧看到所成的像 B.蜡烛a经凸透镜所成的像b是一个倒立、放大的像 C.若将蜡烛a向凸透镜靠近，人眼所观察到的像会变小 D.如果把光屏放在像b的位置，在光屏上可以呈现这个像 【举一反三2】如图所示，小李通过凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的_________（选填“实”或“虚”）像，如果想让看到的字再变大点，应让凸透镜_________（选填“靠近字”或“远离字”）。 【举一反三3】在“研究凸透镜成像规律”的实验中，要调整烛焰、凸透镜、光屏，使它们的中心大致在同一_________上。若凸透镜的焦距，物距，则光屏上_________（选填“能”或“不能”）接收到像。 【举一反三4】根据凸透镜成像规律，作出图中物体AB过凸透镜所成的像A'B'。 【题型5】物距介于一倍焦距二倍焦距时的成像特点 【典型例题】如图是爱动脑筋的小明用手机和透镜自制的简易投影仪，它能将手机上的画面放大投射到白墙上，下列说法正确的是（　　） A.制作简易投影仪的透镜不可制成放大镜 B.手机到透镜的距离在透镜的一倍焦距和二倍焦距之间 C.墙上呈现的是手机画面正立、放大的实像 D.要使墙上的像变大，应增加手机与透镜间的距离 【举一反三1】如图甲所示，把凸透镜正对着太阳光，可在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。若调节蜡烛、透镜、光屏的位置如图乙时，恰好在光屏上得到一个清晰的像，可得到一个（　　） A.倒立缩小的实像 B.正立放大的实像 C.倒立放大的实像 D.正立放大的虚像 【举一反三2】把凸透镜正对着太阳，在距凸透镜10cm的光屏上得到一个最小、最亮的光斑。若将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前15cm处，在凸透镜的另一侧调节光屏的位置，可得到烛焰清晰的（　　） A.倒立、缩小的实像 B.倒立、放大的实像 C.倒立、等大的实像 D.正立、放大的虚像 【举一反三3】小明在探究凸透镜成像规律时，做了如下实验： ①用平行光正对凸透镜照射，移动光屏得到一个最小、最亮的光斑，如图甲所示； ②保持该透镜位置不变，将点燃的蜡烛放在图乙所示的位置，移动光屏得到烛焰清晰的像（图中未画出）。 则下列说法不正确的是（　　） A.实验②中，烛焰在光屏上成倒立放大的实像 B.实验②中，像到透镜的距离一定大于20cm C.若增大蜡烛与透镜的距离，所成的像会变小 D.若蜡烛与透镜的距离大于10cm，则在另一侧通过透镜可以观察到烛焰正立、放大的虚像 【举一反三4】如图所示，在“探究凸透镜成像规律”的实验中： （1）如图甲所示，凸透镜的焦距为_________ cm； （2）如图乙所示，蜡烛恰好在光屏上成倒立、_________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像。人们利用这一成像特点，制成了_________（选填“照相机”或“投影仪）。 【举一反三5】小陈探究“凸透镜成像规律”的实验装置如图乙所示，光屏和蜡烛分别位于凸透镜两侧。 （1）如图甲，该透镜的焦距是     cm； （2）如图乙，实验前，把凸透镜、光屏和蜡烛烛焰的中心调到     ； （3）小陈把凸透镜固定在光具座上50.0cm刻度线处，将蜡烛移至光具座上20.0cm刻度线处，移动光屏到65.0cm处，此时烛焰刚好在光屏上成清晰的像，则该像是     （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像；此时成像的原理与     （选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）相同； （4）若此时凸透镜上飞来一只小蜜蜂，则光屏上     （选填“有”或“没有”）小蜜蜂的像； （5）小陈将蜡烛从20.0cm刻度线处移动到35.0cm刻度线处时，若要让烛焰在光屏上能再次成清晰的像，光屏应向     （选填“远离”或“靠近”）凸透镜方向移动；当光屏移动到光具座上     cm刻度线处时，烛焰在光屏上可成清晰、    （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的像；此时小陈将他的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，仅向     （选填“远离”或“靠近”）凸透镜方向即可再次呈现清晰的像。 【举一反三6】小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，所用凸透镜焦距为15cm，当蜡烛距离凸透镜20cm的时候，在光屏上能得到一个清晰倒立_________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的像。潜水员在水下看到岸上的树比实际要_________。（选填“高”或“矮”） 【题型6】物距大于等于二倍焦距时的成像特点 【典型例题】2023年5月11日，我国发射的“天舟六号”货运飞船与中国空间站组合体成功交会对接，如图所示。空间站组合体上的摄像机完整记录了交会对接过程。下列说法正确的是（　　） A.光通过摄像机的镜头始终沿直线传播 B.摄像机所成的像是虚像 C.“天舟六号”靠近空间站组合体时，摄像机成的像逐渐变小 D.摄像机的工作原理与照相机的工作原理相同 【举一反三1】购物支付已进入“刷脸”时代，消费者结账时只需面对摄像头（相当于一个凸透镜），经系统自动拍照（利用电子技术进行倒转正处理）、扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易。下列有关说法正确的是（    ） A.摄像头成像特点与投影仪相同 B.面部应位于镜头两倍焦距之外 C.经过摄像头成像利用的是光的反射 D.面部经摄像头成的是正立放大的虚像 【举一反三2】如图，商家推出扫码兑奖活动，手机扫描瓶盖二维码时，相当于给二维码拍了一张照片，手机摄像头相当于凸透镜，影像传感器相当于光屏，下列说法正确的是（    ） A.瓶盖上的二维码是光源 B.影像传感器上成的是正立缩小的实像 C.扫码时二维码要位于摄像头二倍焦距以外 D.摄像头成像特点与投影仪相同 【举一反三3】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制在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的硅片上，从而制造出集成电路的方法，其工作原理如图所示。若图示中掩膜上的电路图恰好在硅片上成清晰缩小的像，下列说法正确的是（　　） A.摸膜上的电路图在硅片上成实像 B.掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以内 C.硅片位于缩图透镜的一倍焦距以内 D.要使硅片上的像变小，需将掩膜向下移动 【举一反三4】二维码在现代生活中随处可见，我们能看见二维码是由于光在二维码图案上发生了_________（选填“反射”或“折射”）；如果手机镜头焦距为5cm，用手机扫描二维码，为保证成像清晰，手机到二维码的距离应大于_________cm，二维码经摄像头扫描成倒立、_________（选填“缩小”“等大”或“放大”）的实像。 【举一反三5】小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材探究“凸透镜成像的规律”。 （1）小明将一束平行于凸透镜主光轴的光线射向凸透镜，调节光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现_________ 的光斑，此时凸透镜和光屏的位置如图甲所示，则该凸透镜的焦距为_________ cm； （2）如图乙所示，实验前应该调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在_________； （3）将蜡烛、凸透镜保持在如图乙位置不动，在_________、选填“50cm~60cm”“60cm~70cm”或“70cm~80cm”）刻度之间移动光屏，直至光屏上出现烛焰清晰的像。生活中的_________就是利用这一成像原理工作的； （4）在（3）的基础上，保持凸透镜位置不动，对调蜡烛和光屏，则光屏上烛焰的像相对烛焰是_________（选填“放大”或“缩小”）的。 【举一反三6】小明做“探究凸透镜成像规律”的实验，选用的凸透镜焦距为10cm。 （1）为尽量使像更加的明亮清晰，实验室应保持较     （亮/暗）的环境，如图甲，在光屏上已经呈现一个较为清晰的蜡烛火焰的像，为进一步判断此像是否最清晰，需要     （向左/向右/左右）小范围移动光屏，并观察像是否会变模糊。 （2）实验发现，在图甲所示情况下，光屏上的像刚好最清晰，但像不在光屏的中央，为了使像成在光屏的中央，应将凸透镜向     （选填“上”或“下”）调节。 （3）把蜡烛移到光具座24cm刻度线处，凸透镜不动，移动光屏，光屏上再次出现清晰的实像，此时的成像性质在生活中的应用是     （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。 （4）接着，小明取下自己戴的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间，光屏上的像又变得模糊了，保持蜡烛和凸透镜不动，当光屏向左移动适当距离后像又变清晰了。由此推断，小明眼睛有如图     （选填“乙”或“丙”）所示的视力缺陷。 （5）小明取走自己的眼镜，将蜡烛移到光具座30cm刻度线处，凸透镜不动，移动光屏，当光屏上再次出现清晰的像时，发现蜡烛和光屏之间的距离     （大于/等于/小于）问题（3）中光屏上出现清晰的像时蜡烛和光屏之间的距离。 【举一反三7】如图所示，在“探究凸透镜成像的规律”实验中，让平行光线通过凸透镜，移动光屏使光屏上形成一个最小的亮点。该凸透镜的焦距为________ cm。保持各器件的位置不变，将平行光源换成烛焰。接着需移动光屏的位置，这样做的目的是为了找到像，最终光屏应处在光具座70 cm刻度线的________(选填“左”或“右”)侧，光屏上的像是________(选填“放大”或“缩小”)的。 【题型7】凸透镜焦距的判断 【典型例题】在“研究凸透镜成像规律”的实验中，测得透镜与蜡烛及光屏之间的相对位置如图所示，光屏上恰好得到清晰的像，由此可知这个凸透镜的焦距应该（　　） A.大于10cm小于15cm B.等于15cm C.大于15cm小于20cm D.大于20cm 【举一反三1】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之间的图像，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=6cm时，在光屏上能得到一个放大的像 C.当u=20cm时，在光屏上的像是正立的 D.把物体从距凸透镜12cm处移动到18cm处的过程中，物像之间的距离先变小后变大 【举一反三2】将蜡烛、凸透镜、光屏按如图所示的位置摆放，此时恰好在光屏上成烛焰清晰的像，则凸透镜焦距可能是（　　） A.5cm B.10cm C.15cm D.20cm 【举一反三3】在探究凸透镜成像的规律实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成清晰的像。下列说法正确的是(　　) A.凸透镜的焦距是20 cm B.此时光屏上的像是放大的 C.用f＝15 cm的凸透镜替换图中透镜，需向右移动光屏，可在光屏上成清晰的像 D.用f＝15 cm的凸透镜替换图中透镜，需向左移动光屏，可在光屏上成清晰的像 【举一反三4】将蜡烛、凸透镜、光屏按如图所示的位置摆放，此时恰好在光屏上成烛焰清晰的像，则凸透镜焦距可能是（　　） A.5cm B.10cm C.15cm D.20cm 【举一反三5】小丽同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律： （1）调整好实验器材后，小丽将蜡烛移至光具座20cm刻度线处，如图甲所示，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是倒立、________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像； （2）若保持凸透镜的位置不动，调换蜡烛和光屏的位置，________（选填“仍能”或“不能”）在光屏上看到蜡烛清晰的像； （3）图乙是小丽通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u的关系图像，由图像可知凸透镜的焦距是________ cm。 【举一反三6】某学习小组“探究凸透镜成像的规律”，进行了如下操作： （1）将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧，并将烛焰、凸透镜和光屏的中心调整到 ________； （2）通过探究，记录并绘制了物距u与像距v之间的关系图像，如图甲所示，则该凸透镜的焦距是________ cm； （3）将凸透镜固定在图乙中的光具座上，位于50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧；小华将蜡烛移至35cm刻度线处，移动光屏，直到光屏上出现了烛焰清晰的像，则该像是倒立、________（选填“缩小”“放大”或“等大”）的实像，生活中的________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）利用了这条成像规律； （4）若将透镜的上半部分用不透明的纸板挡住，则光屏上________（选填“能”或“不能”）成完整的像。 【举一反三7】较暗的室内用手持一个凸透镜在白墙和点燃的蜡烛间移动，在白墙上能看到烛焰倒立、缩小的清晰像，且测出凸透镜到墙面的距离是10cm，则凸透镜的焦距可能是 　 　（选填“10”“8”或“5”）cm。 【题型8】比较物距与像距判断成像特点 【典型例题】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、最亮的光点，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靠近透镜 【举一反三1】把高2cm的发光棒立于焦距为5cm的凸透镜前，在凸透镜后的光屏上成了4cm高的像，物体离凸透镜的距离可能是（　　） A.7.5cm B.12.5cm C.4.5cm D.10cm 【举一反三2】在探究“凸透镜成像规律”的实验中，当光屏、凸透镜和蜡烛在如图所示位置时，光屏上呈现烛焰倒立、   的实像。若此时将光屏移走，烛焰通过凸透镜    （选填“能”或“不能”）成实像。 【举一反三3】在“探究凸透镜成像的规律”实验中，凸透镜的焦距为10 cm。 (1)如图所示，若不移动蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上得到清晰的像，应将光屏移到标尺刻度的________范围内(选填字母)。 A．40～50 cm B．50～60 cm C．60～70 cm D．70～80 cm (2)若将图中蜡烛逐渐远离凸透镜的过程中，所成的像将逐渐变________(选填“大”或“小”)。 (3)若将蜡烛放在图中离焦点8 cm处，此时移动光屏____(选填“一定”或“可能”)找到像。 【题型9】凸透镜成像性质随物距变化判断 【典型例题】在探究“凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜、光屏固定位置如图，此时在光屏上得到一个清晰像。下列说法正确的是（　　） A.保持蜡烛位置不变，将透镜向右移动适当距离，可在光屏上得到缩小的像 B.如果将蜡烛移到20cm刻线位置，可在光屏上得到倒立、等大的实像 C.如果此时撤掉光屏，就没有像了 D.将凸透镜向右适当移动一段距离，光屏上得不到一个清晰的像 【举一反三1】在“探究凸透镜成像的规律”实验中，下列说法正确的是(　　) A.将蜡烛移至a处时，移动光屏，可看见放大、正立的实像 B.将蜡烛移至b处时，移动光屏，可看见缩小、倒立的实像 C.将蜡烛移至c处时，移动光屏，可看见放大、倒立的实像 D.将蜡烛移至d处时，移动光屏，可看见放大、正立的虚像 【举一反三2】在探究凸透镜成像的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成一清晰的像。下列说法正确的是（　　） A.凸透镜的焦距是20cm B.将蜡烛和光屏都向右移动，光屏上可成清晰的像，该成像规律应用在照相机上 C.在贴近凸透镜的左侧放置一眼镜片，只向左移动光屏，可在光屏上成清晰缩小的像，该镜片对光起发散作用 D.用f＝15cm的凸透镜替换图中透镜，只向右移动光屏，可在光屏上成清晰的像 【举一反三3】找一个透明圆柱形的玻璃瓶，里面装满水。把一支铅笔水平地放在玻璃瓶的一侧，如图所示。如果把铅笔沿水平方向由紧贴玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动，透过玻璃瓶观察这支铅笔。关于看到的像下列描述错误的是（    ） A.铅笔先变粗后变细 B.铅笔在某一位置笔尖会反向 C.铅笔先变长后变短 D.先成虚像后成实像 【举一反三4】如图所示，保持凸透镜的位置不变，先后把烛焰放在a、b、c、d、e各点，并分别调整光屏的位置。则： (1)把烛焰放在________点，屏上出现的像最大； (2)把烛焰放在________点，屏上出现的像最小。 (3)把烛焰放在________点，光屏上出现清晰的像时，屏距透镜最远。 (4)把烛焰放在________两点，光屏上不会出现像。 【举一反三5】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，把点燃的蜡烛从光具座15cm刻度线处移动到35cm刻度线处，此时光屏应_________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜，像才能清晰。 【举一反三6】如图所示，保持凸透镜的位置不变，先后把烛焰放在a、b、c、d、e各点，并分别调整光屏的位置。则： (1)把烛焰放在________点，屏上出现的像最大； (2)把烛焰放在________点，屏上出现的像最小。 (3)把烛焰放在________点，光屏上出现清晰的像时，屏距透镜最远。 (4)把烛焰放在________两点，光屏上不会出现像。 【题型10】放大镜 【典型例题】下列与光的直线传播原理相同的现象是（　　） A. B. C. D. 【举一反三1】在天宫课堂中，王亚平向大水球中间注入一个气泡，如图甲所示；通过水球看到两个她的像，一个是正立、缩小的像，另一个是倒立、缩小的像，如图乙所示。为了解释这两个像的成因，老师画出如图丙所示的原理图。下列说法正确的是（　　） A.中间部分气泡相当于放大镜 B.中间部分相当于两个凹透镜 C.水球上半部分不能成完整的像 D.倒立的像是虚像 【举一反三2】夏天的清晨，花草的叶子上有很多晶莹的露珠，非常漂亮。透过这些露珠，叶子的叶脉可以看得非常清晰。晶莹的露珠起了_________（填写透镜名称）的作用，我们看到的是叶脉_________立的 _________（选填“实”或“虚”）像。 【举一反三3】监测呼吸系统疾病时都要测量体温，某同学在测量自己的体温时（如图甲），分别沿A、B、C、D方向观察读数，其中沿　 　方向观察易于读数，这是因为体温计在设计时应用了 　  （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的原理；测出的体温（如图乙）是 　 　℃。 【举一反三4】如图，铅笔斜插入装有水的圆柱形玻璃杯中，请用所学的光学知识解释： （1）从侧面看铅笔好像在水面处折断了，这是光的什么现象； （2）为什么水中部分看起来比水面上的部分要粗一些。 【题型11】照相机 【典型例题】如图，汽车电子后视镜通过摄像头成像，将车侧后方路况呈现在显示屏上，下列说法正确的是（　　） A.摄像头的镜头与近视眼镜为同一种透镜 B.屏幕上的丰富色彩由红、黄、蓝三种色光混合而成 C.汽车车窗玻璃上贴太阳膜主要用于防晒、隔热 D.电子后视镜的成像原理与平面镜的成像原理相同 【举一反三1】照集体相时发现有些人没有进入镜头，为了使全体人员都进入镜头应采取（　　） A.照相机和镜头都不动，人站近一些 B.人不动，照相机离人近一些，镜头往里缩一些 C.人不动，照相机离人近一些，镜头往外伸一些 D.人不动，照相机离人远一些，镜头往里缩一些 【举一反三2】2022年5月10日，在蔚蓝地球的映衬下，我国发射的天舟四号货运飞船成功对接空间站的天和核心舱。如图所示是对接过程中核心舱上摄像机拍摄的照片。下列说法正确的是（　　） A.核心舱摄像机的镜头相当于凸透镜 B.光通过摄像机的镜头都是沿直线传播 C.地球通过核心舱上摄像机的镜头成虚像 D.天舟四号靠近核心舱时，它在核心舱摄像机上成的像逐渐变小 【举一反三3】如图所示是“祝融号”火星探测器的后置照相机对着平台先后拍摄得到甲、乙、丙3张照片，下列说法正确的是（　　） A.照相机的镜头是凹透镜 B.照相机拍摄时感光片上成倒立缩小的实像 C.照相机拍摄时感光片上成倒立放大的虚像 D.拍摄过程中相机镜头逐渐靠近平台 【举一反三4】照集体相时发现有些人没有进入镜头，为了使全体人员都进入镜头应采取（　　） A.照相机和镜头都不动，人站近一些 B.人不动，照相机离人近一些，镜头往里缩一些 C.人不动，照相机离人近一些，镜头往外伸一些 D.人不动，照相机离人远一些，镜头往里缩一些 【举一反三5】为了行车安全，很多家用汽车都安装了电子后视镜。电子后视镜通过摄像头成像，将车侧后方的车况呈现在显示屏上，如图所示。摄像头的镜头相当于一个_________透镜，后面的车辆通过摄像头的镜头成_________ 、缩小的像。 【举一反三6】购物支付已进入“刷脸”时代，如图所示，消费者结账时只需面对摄像头，经系统自动拍照、扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易。“刷脸”支付过程中，摄像头相当于凸透镜，面部经摄像头成倒立、________(选填“缩小”“等大”或“放大”)的实像，若此时人脸到摄像头的距离为1 m，则像到摄像头的距离________(选填字母)。 A．可能是1 m B．一定是0.5 m C．可能是0.2 m 【举一反三7】我县客运站使用了如图所示的5G警用巡逻机器人，这款测温5G警用巡逻机器人有5个高清摄像头，可实现全景无死角巡逻。机器人上的摄像头相当于一个透镜，它的成像原理和我们生活中的_________ （选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”）的成像原理相同。当行人靠近摄像头时，它所成的像是_________（选 填“实”或“虚”）像。 【举一反三8】如图的智能手机具有独立的操作系统和运行空间，可以由用户自行安装游戏、导航等程序，并可以通过移动通讯网络来实现无线接入。在智能手机上安装了一些应用软件后，可以上网冲浪、播放视频、在线聊天；利用手机中的北斗导航系统，可以通过卫星精确定位手机所在的位置，可以根据位置的移动进行测速、测距、导航等；利用手机中的声音软件，可以测量声音的频率，甚至还能记录并播放出某些超、次声；手机前后有两个摄像头（又称镜头），前置摄像头焦距短，利用软件可以实现自拍和照镜子的功能，后置摄像头像素高，利用软件可以拍摄非常清晰的图像，高档智能手机还具有调焦（调整镜头和感光芯片的距离）的功能。 （1）智能手机摄像头的主要元件是    （选填“凸”或“凹”）透镜，抓拍蜻蜓点水的细腻动作时，要用手机的    （选填“前”或“后”）置摄像头； （2）关于智能手机，下列说法错误的是    ； A.手机屏之所以能显示出彩色，是因为它利用了光的三基色混合的原理 B.我们能从手机中听到它所录下的“超声”，是因为播放软件播放时减慢了所录超声的频率 C.拍摄照片时，物体距离手机前摄像头可以比距离后摄像头稍近一些 D.智能手机的“对焦功能”是指能够调节摄像头的焦距 （3）从手机的厚度来分析，镜头焦距要比普通相机的焦距要小的多，用手机镜头和普通相机镜头同距离拍摄远处的同一景物时，手机镜头拍出来的像显得    （选填“更大”或“更小”）。 【题型12】投影仪 【典型例题】小聪在小制作展示活动中展示了用焦距为10cm的透镜自制的简易投影仪，如图所示，它能将手机上的画面放大投射到白墙上。下列说法正确的是（　　） A.手机与透镜的距离可能为12cm B.所用透镜与近视眼镜的镜片是同种透镜 C.在墙上成正立、放大的虚像 D.要使墙上清晰的画面放大些，可将透镜靠近墙面 【举一反三1】小明自制了一个简易投影仪如图，在暗室中将印有冬奥会吉祥物“冰墩墩”的透明胶片，贴在白光的手电筒上，并正对着焦距为10cm的凸透镜。调整手电筒、凸透镜、白色墙壁之间的位置，在墙上得到了一个清晰放大的像，下列说法错误的是（　　） A.凸透镜能成放大的像，是因为凸透镜对光线有发散作用 B.手电筒与凸透镜的距离应大于10cm小于20cm，且胶片应倒立放置 C.能从不同角度看到墙上“冰墩墩”的像，是因为光在墙面上发生的是漫反射 D.保持凸透镜位置不变，将手电筒向左移动，要使墙上的像恢复清晰，可在凸透镜前放一个近视镜 【举一反三2】小明家买了一台家庭投影仪，利用投影仪将画面投射到银幕上。下列说法正确的是（　　） A.投影仪的成像原理是光的直线传播 B.银幕上的像是放大的实像 C.银幕上的丰富色彩由红、黄、蓝三种色光混合而成 D.从各个角度都能看见画面是因为银幕发生了镜面反射 【举一反三3】如果要自制一个简易的投影仪，除了暗箱、平行光源、距离调节螺杆等器件外，下列器材中必须要的组件是（　　） A.凸透镜 B.凹透镜 C.凸面镜 D.三棱镜 【举一反三4】物理课中使用幻灯机投影，投影屏幕上得到了放大的_________（选填“虚像”或“实像”）；投影屏幕使用粗糙的白布做成，这是利用光在白布上发生_________ ，可以使教室里各个座位上的同学都能看到画面。 【举一反三5】如图所示为投影仪投影光路。如果用投影仪投影胶片时，想使屏幕上的字大一点，应使投影仪远离屏幕，同时将镜头    （选填“靠近”或“远离”）胶片一些。图中的平面镜此时起到    的作用（选填“成像”或“改变光路”）。 【举一反三6】幻灯机的工作原理：幻灯机的镜头相当于一个_________镜。为了使观众看到正立的像，幻灯片要 _________（选填“顺着”或“倒着”）插入架上。 学科网（北京）股份有限公司 $