第五章 透镜及其应用第2节 凸透镜成像的规律 寒假巩固 专项练习--------2025-2026学年北师大版物理八年级上学期

北师大版（2024）八年级上册 第五章 透镜及其应用第2节 凸透镜成像的规律 寒假巩固 【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”实验时，小海记录并描绘出了像距随物距变化关系的图线，如图所示。图线中a、b、c三点所对应的蜡烛在光具座上的位置分别为A、B、C。下列说法正确的是（　　） A.该凸透镜的焦距为20cm B.蜡烛处于AB间某一位置时，光屏上成倒立缩小的实像 C.蜡烛处于BC间某一位置时，光屏上成倒立放大的实像 D.将蜡烛从C移动到B的过程中，光屏上所成的像逐渐变大 【举一反三1】在探究“凸透镜成像的规律”实验中，光具座上各元件位置如图所示，此时在光屏上恰好成一个清晰的像（图中未画出）。则下列说法正确的是（　　） ①凸透镜的焦距可能是6cm ②用不透明纸板遮住凸透镜的上半部分，在光屏上仍能成烛焰完整的像 ③若将蜡烛远离凸透镜，则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像，且像逐渐变小 ④若保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置互换，则光屏上成一个清晰倒立、缩小的像 A.只有①②正确 B.只有③④正确 C.只有②③正确 D.只有②③④正确 【举一反三2】小明在探究“凸透镜成实像时，像距与物距的关系”实验中，选择的实验器材有：光具座、凸透镜（f＝10cm）、蜡烛、火柴、光屏等，如图所示。 （1）首先，实验前调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一高度，目的是 ______； （2）同学发现随着实验的进行，蜡烛越烧越短，光屏上的像越来越 ______，可向__________调整凸透镜，使像回到光屏中央； （3）如图位置，烛焰在光屏上成清晰的像，这个像是倒立、______（选填“放大”或“缩小”）的实像。保持凸透镜的位置不变，将点燃的蜡烛和光屏对调，光屏上 ______（选填“能”或“不能”）再次成像； （4）如图位置，在蜡烛和凸透镜间加凹眼镜片时，为了在光屏上再次成清晰的像，光屏应向______（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动； （5）实验中小明还发现：当蜡烛放到物距符合要求的某一位置后，无论怎样移动光屏都找不到像，造成这种现象的主要原因可能是 ____________ 。 【举一反三3】探究凸透镜成像规律的实验                                                      （1）测量焦距的实验如图甲所示， 则测得的焦距为_________cm； （2）固定凸透镜的位置不动，实验操作规范， 将蜡烛、凸透镜和光屏调节到如图乙所示的位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，此成像原理与 _________（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）相同，若将蜡烛稍微向右移动一些，则应将光屏向_________移动（选填“左”或“右”） 才能再次在光屏上成清晰的像； （3）继续向右移动蜡烛， 发现无论怎样移动光屏，都无法在光屏上观察到像， 这是因为此时凸透镜成_________（选填“正立”或“倒立”） 的像； 【举一反三4】在“探究凸透镜成像的规律”实验中，两个小组同学选用的物体高度相同，但凸透镜焦距不同，部分实验数据如表所示： 表1f1＝5cm 表2f2＝10cm （1）由表中数据可知：物体高度相同且凸透镜焦距相同时，物距变大，所成实像高度的变化情况是 　   　。（填“变大”“变小”或“不变”） （2）由实验数据还可知：物体高度相同且物距相同时，　   　不同，则像距不同，像的高度也不同。 【题型2】物距小于一倍焦距时的成像特点 【典型例题】小明把蜡烛移至凸透镜的一倍焦距以内，然后透过凸透镜直接观察蜡烛那么他将看到烛焰成像的情形是图中的（　　） A. B. C. D. 【举一反三1】凸透镜的焦距是15cm，将物体放在距离透镜焦点5cm处，其所成的像一定是（　　） A.正立的像 B.放大的像 C.实像 D.虚像 【举一反三2】一束平行于主光轴的光线射到凸透镜上，经凸透镜折射后会聚于凸透镜另一侧距凸透镜中心10cm的地方。若把点燃的蜡烛分别置于主光轴上距透镜15cm和6cm处，两次成的像（　　） A.都是放大的像 B.都是正立的像 C.都是实像 D.都是虚像 【举一反三3】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”）。 【举一反三4】如图是2024年新年吉祥物“龙辰辰”的图片及其通过凸透镜所成的像甲和像乙，若想使像甲变大，凸透镜到图片的距离应_________ 一些；成像甲和像乙时物距的大小关系为：u甲_________ u乙。    【举一反三5】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3】物距介于一倍焦距二倍焦距时的成像特点 【典型例题】如图所示，小刚在做探究凸透镜成像规律的实验时，将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，在光屏上得到烛焰清晰的像（烛焰未画出）。以下说法中正确的是（　　） A.此透镜的焦距可能为 15cm B.此成像原理与放大镜成像原理相同 C.此时若只向右移动凸透镜，能再次在光屏成清晰的像 D.若将透镜换为焦距更小的凸透镜，则只将光屏右移就能再次接收到清晰的像 【举一反三1】凸透镜甲的焦距为9 cm，凸透镜乙的焦距为15 cm。把同一个物体分别放在甲、乙前25 cm处，通过这两个凸透镜都能在各自合适位置处的光屏上成清晰的像。下列说法中正确的是（　　） A.甲透镜成像较大 B.甲、乙透镜成像大小一样大 C.甲透镜成像的像距大于乙透镜 D.乙透镜成像的像距大于它的物距 【举一反三2】如图所示，F为凸透镜的焦点，P到凸透镜的距离为2倍焦距。把一只点燃的蜡烛放在P与F之间的某点上，在凸透镜的另一侧调节光屏的位置可找到一个清晰的烛焰的像，这个像是下列选项中的（　　） A. B. C. D. 【举一反三3】如图所示，小刚在做探究凸透镜成像规律的实验时，将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，在光屏上得到烛焰清晰的像（烛焰未画出）。以下说法中正确的是（　　） A.此透镜的焦距可能为 15cm B.此成像原理与放大镜成像原理相同 C.此时若只向右移动凸透镜，能再次在光屏成清晰的像 D.若将透镜换为焦距更小的凸透镜，则只将光屏右移就能再次接收到清晰的像 【举一反三4】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”） 【举一反三5】一新建的电影院，在调试设备时，技术人员发现，银幕上的画面超出了整个银幕，如果你是技术人员，你应将放映机 　   　（“靠近”或“远离”）屏幕，同时要 　   　（“增大”或“减小”）镜头与胶片的距离。 【举一反三6】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）。 【举一反三7】如图，来自于物体MN的三束光线a、b、c平行于主光轴，O是透镜的光心，a经过透镜后的光线过主光轴的一点。 （1）在图中画出b、c经透镜后的光线； （2）MN经透镜所成像的性质是 　                 　（选填“倒立缩小的实像”“倒立放大的实像”或“正立放大的虚像”）； （3）若透镜不动，物体MN保持竖直状态向远离透镜方向向左移动2cm，则a经过透镜后的光线过主光轴的点 　   　（选填“向左移动”“向右移动”或“不动”），MN经透镜所成像 　  　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【题型4】物距大于等于二倍焦距时的成像特点 【典型例题】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 【举一反三1】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 【举一反三2】在探究凸透镜成像规律的实验中，如图所示，调整好蜡烛、凸透镜和光屏的位置后（　　） A.因为是清晰的像，所以光在光屏上发生的是镜面反射 B.光屏上成的是烛焰倒立、缩小的像 C.若挡住凸透镜的下半边，光屏上烛焰的像变得不完整 D.保持蜡烛和凸透镜的位置不变，换一个焦距更小的凸透镜，向右移动光屏，光屏上可再次成清晰的像 【举一反三3】喀什地区共享电单车已成为公共交通体系的重要组成部分，是实现城市碳中和的途径之一，如图所示，人们用手机扫描二维码开锁情景，下列说法错误的是（    ） A.手机镜头相当于一个凸透镜 B.所扫描的二维码为光源 C.手机镜头成倒立缩小的实像 D.二维码应位于手机镜头二倍焦距以外 【举一反三4】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 【举一反三5】如图为中央电视台自主研发的一款特种摄像设备—“猎豹”，专门用于2022年北京冬奥会速度滑冰赛事的转播工作。“猎豹”跟踪拍摄运动员比赛，拍摄出的像成_________（选填“放大”或“缩小”）的实像。要想运动员的像更大一些，镜头应该_________（选填“远离”或“靠近”）运动员。 【举一反三6】物体经摄像机镜头所成的是_________（选填“正立”或“倒立”）、_________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的 _________（选填“实像”或“虚像”）；若镜头的焦距为10cm，为了能成清晰的像，人到镜头的距离应大于_________cm。 【举一反三7】学校为了同学们的生命财产安全，安装了监控摄像头。如图所示，拍照时，摄像头的镜头相当于凸透镜，所成的像是_________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的_________（选填“实”或“虚”）像。 【举一反三8】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。 【题型5】凸透镜焦距的判断 【典型例题】物体放在凸透镜前16厘米处，在透镜另一侧的光屏上成一个倒立放大的像。凸透镜的焦距可能是（　　） A.20厘米 B.16厘米 C.10厘米 D.7厘米 【举一反三1】某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物体到凸透镜的距离 u 跟像到凸透镜的距离 v 之间关系的图像，如图所示，下列判断正确的是（　　） A.该凸透镜的焦距是 24cm B.当u=15cm时成放大的像，放大镜就是根据这一原理制成的 C.当u=30cm时，在光屏上能得到一个缩小像 D.把物体从距凸透镜 10cm处移动到 30cm处的过程中，像逐渐变大 【举一反三2】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 【举一反三3】如图所示是某凸透镜成实像时，像距v和物距u的关系图像。分析图像中有关数据可知（　　） A.物距减小时，像距也减小 B.该凸透镜的焦距为10cm C.当物距u=30cm时，像距v=30cm D.当物距u=25cm时，成的是放大的像 【题型6】比较物距与像距判断成像特点 【典型例题】在“探究凸透镜成像的规律”实验中，凸透镜的焦距为10厘米，若物体在光屏上所成的清晰的像与该透镜的距离大于35厘米，则物体与该透镜的距离可能为（　　） A.12厘米 B.20厘米 C.24厘米 D.35厘米 【举一反三1】在“探究凸透镜成像的规律”实验中，放置器材如图所示，此时光屏上呈现倒立、等大的像，下列说法正确的是（　　） A.凸透镜的焦距是20.0cm B.将蜡烛移动到刻度尺20cm处，凸透镜相当于投影仪镜头 C.若将蜡烛向左移动，需将光屏向左移动才能重新找到清晰的像 D.若将凸透镜换成茶色薄玻璃板，光屏上可以找到正立、等大的像 【举一反三2】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 【举一反三3】已知某物体透过凸透镜，在距离透镜20厘米的光屏上成缩小的像，若将物体移动到距离凸透镜10厘米处，则此时成（　　） A.放大的虚像 B.放大的实像 C.等大的实像 D.缩小的实像 【举一反三4】小李同学用焦距固定的手机在郑州市碧沙岗公园中对同一棵蜡梅拍了两张照片甲、乙，则（　　） A.拍摄甲照片时，手机离景物远一些 B.投影仪的成像原理与拍摄甲、乙照片的原理一样 C.蜡梅经手机镜头所成的像都是正立的 D.蜡梅经手机镜头所成的像都是实像 【举一反三5】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。 【举一反三6】现代生活中流行的“自拍神器”给旅行者自拍带来方便。如图所示，与直接拿手机自拍相比，利用自拍杆可以 　   　物距，使人成的像变小，达到 　   　取景范围，取得更好的拍摄效果（均选填“增大”或“减小”）。 【举一反三7】某同学在做探究凸透镜成像规律实验时，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，此时正好能成一清晰的像（像未画出），则该像一定是倒立 　    　（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。 【举一反三8】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7】凸透镜成像的动态变化 【典型例题】如图所示，将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，此时在光屏中心已成烛焰清晰的像，下列说法正确的是（　　） A.烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度 B.此时烛焰在光屏上的成像特点与投影仪成像特点相同 C.当蜡烛移至10cm刻度线处时，要使光屏上仍能成像则应向右移动光屏 D.若蜡烛移至45cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰放大的像 【举一反三1】如图是小明用凸透镜观察课本上的鹦鹉图片的情景，甲图是书上鹦鹉图片，乙图中的四个图是他看到的鹦鹉的像。开始将凸透镜紧靠课本观察，然后逐渐增大凸透镜到课本的距离，则他先后看到的像应是（　　）    A.③②①④ B.②④③① C.④②③① D.④③②① 【举一反三2】如图1是放置在水平桌面上的刻度尺的一部分。图2中甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所成的刻度尺的像，若凸透镜先贴着刻度尺然后逐渐远离，则刻度尺所成像的先后顺序正确的是（　　） A.丁一丙→甲→乙 B.乙→甲→丙→丁 C.丁→甲→乙→丙 D.丙→甲→乙→丁 【举一反三3】小红将凸透镜和光屏放在光具座上，用平行光源射向凸透镜，在光屏上出现一个最小最亮的光斑，如图甲，接着她将蜡烛和透镜放在图乙位置，光屏上得到一个清晰的像，下列实验结果准确的是（　　） A.从图甲中可知该透镜的焦距为5cm B.图乙成像规律可应用于投影仪 C.保持凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏互换位置，光屏上成的像不变，因为折射光路是可逆的 D.若在凸透镜左侧“戴”上奶奶的老花镜，光屏向左移动才能找到清晰的像 【举一反三4】在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛到光屏的距离为40cm时，移动透镜到合适位置，光屏上可成倒立、等大、清晰的像。调节蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示时，在光屏上成清晰的像（像未画出）。下列判断正确的是（　　） ①凸透镜的焦距为20cm ②图中成像原理与投影仪成像原理相同 ③在透镜和蜡烛之间放一近视眼镜，将光屏适当左移，光屏上能再次成清晰的像 ④若保持图中蜡烛和光屏位置不变，只移动凸透镜，光屏上可再次成清晰的像 A.只有①④正确 B.只有②③正确 C.只有①③正确 D.只有②④正确 【举一反三5】毕业班的同学在照毕业照时发现有一部分同学没有进入取景框，为了使全班同学都进入镜头，应使照相机 　   　学生，并调节镜头使镜头 　   　胶片（“远离”或“靠近”）。 【举一反三6】同学们为了探究平面镜成像的特点，准备了平面镜、玻璃板、两支相同的蜡烛A和B、光具座、光屏等实验器材。 （1）如图将一只点燃的蜡烛A放置在光具座的甲位置，选用_________（选填“平面镜”或“玻璃板”）竖直放置在乙位置，然后将未点燃的蜡烛B放置在乙位置右侧，移动蜡烛B到丙位置时，从乙的_________（选填“左”或“右”）侧可观察到，蜡烛B与蜡烛A的像完全重合； （2）接着同学们想利用上述装置探究凸透镜成像规律，将乙处器材换成一个凸透镜，再将蜡烛A移至35cm刻度线处，丙位置的光屏上恰好出现了烛焰清晰的像，生活中的_________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一原理工作的。此时，用直径相同、焦距更大的凸透镜替换原凸透镜，移动光屏也得到了清晰的像，则此时的像与原来的像相比 _________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【举一反三7】小明透过圆柱形透明玻璃杯中有水部分观看竖直放置的白纸上的鹦鹉图片（圆圈中的鹦鹉图与白纸上的鹦鹉图实际大小相等），如图甲所示。将白纸逐渐远离杯子的过程中，不可能看到图乙中_________两幅图，过程中依次观察到情景是_________（以上两空均填写图片序号）。小明又将一支铅笔紧贴杯内壁竖直放置，通过有水部分观察到铅笔放大的像，俯视图如图丙所示，则在将铅笔向前移动的过程中，像将_________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【举一反三8】毕业班的同学在照毕业照时发现有一部分同学没有进入取景框，为了使全班同学都进入镜头，应使照相机 　   　学生，并调节镜头使镜头 　   　胶片（“远离”或“靠近”）。 【题型8】生活中凸透镜成像规律的应用 【典型例题】如图所示是小月拍摄“库车东湖”时的情景。下列分析正确的是（　　） A.人们看到水中“罗什塔”是由于光的折射 B.用照相机拍照时，镜头成的是正立、缩小的实像 C.数码相机屏幕的彩色画面，由红、黄、蓝三种色光组成 D.水中建筑物的倒影是光的反射所成的虚像 【举一反三1】蜡烛放在离凸透镜20厘米的主光轴上，在透镜的另一侧光屏上得到放大的像，若把蜡烛向透镜方向移动8厘米，则所成的像一定是（　　） A.放大的 B.缩小的 C.正立的 D.倒立的 【举一反三2】在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛、凸透镜、光屏一定位置时，烛焰在光屏上呈现一个清晰缩小的像。要使烛焰在光屏上呈现一个清晰放大的像，调节的方法是（　　） A.透镜不动，蜡烛远离透镜，光屏远离透镜 B.透镜不动，蜡烛靠近透镜，光屏靠近透镜 C.蜡烛、光屏不动，透镜靠近蜡烛移动 D.蜡烛、光屏不动，透镜靠近光屏移动 【举一反三3】如图所示的实验说明了光从空气射向透镜，凸透镜对光有 　     　。凸透镜不能成的像是 　  　（①倒立、放大的实像；②正立、缩小的虚像：③正立、放大的虚像；④倒立、缩小的实像）（选填序号）。 【举一反三4】有一种药瓶的瓶盖为凸透镜，可以用来观察说明书，如图所示。调整瓶盖与说明书的距离，看到的情形如图甲、乙、丙所示，则图丙中的瓶盖相当于_________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的镜头，瓶盖与说明书之间距离最近的是图 _________（选填“甲”“乙”或“丙”）。 【举一反三5】认真观察如图所示的投影仪，结合平时学习得到的有关知识，完成下列问题： （1）投影仪上的平面镜的作用是什么？ （2）除屏幕上的像与投影片的景物上下颠倒外，左右有没有颠倒呢？ （3）要使屏幕上的像增大一些，应该怎样操作？ 【举一反三6】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。 北师大版（2024）八年级上册 第五章 透镜及其应用第2节 凸透镜成像的规律 寒假巩固（参考答案） 【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”实验时，小海记录并描绘出了像距随物距变化关系的图线，如图所示。图线中a、b、c三点所对应的蜡烛在光具座上的位置分别为A、B、C。下列说法正确的是（　　） A.该凸透镜的焦距为20cm B.蜡烛处于AB间某一位置时，光屏上成倒立缩小的实像 C.蜡烛处于BC间某一位置时，光屏上成倒立放大的实像 D.将蜡烛从C移动到B的过程中，光屏上所成的像逐渐变大 【答案】D 【解析】A、图中u＝v＝20cm时成像，说明u＝2f＝20cm，则f＝10cm，故A错误；B、蜡烛处于AB间某一位置时，f＜u＜2f，成倒立放大的实像，故B错误；C、蜡烛处于BC间某一位置时，u＞2f，成倒立缩小的实像，故C错误；D、将蜡烛从C移动到B的过程中，u变小，v变大，所成像逐渐变大，故D正确。故选D。 【举一反三1】在探究“凸透镜成像的规律”实验中，光具座上各元件位置如图所示，此时在光屏上恰好成一个清晰的像（图中未画出）。则下列说法正确的是（　　） ①凸透镜的焦距可能是6cm ②用不透明纸板遮住凸透镜的上半部分，在光屏上仍能成烛焰完整的像 ③若将蜡烛远离凸透镜，则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像，且像逐渐变小 ④若保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置互换，则光屏上成一个清晰倒立、缩小的像 A.只有①②正确 B.只有③④正确 C.只有②③正确 D.只有②③④正确 【答案】D 【解析】由图可知，①蜡烛距离凸透镜50.0cm﹣35.0cm＝15.0cm时，在透镜的另一侧80.0cm﹣50.0cm＝30.0cm处光屏上得到一个清晰的像，像距大于物距，成倒立放大的实像，幻灯机利用了此原理，此时2f＞u＝15.0cm＞f，v＝30.0cm＞2f，则15.0cm＞f＞7.50cm，故①错误；②遮住凸透镜的上半部，物体上任一点射向凸透镜的下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗，故②正确；③凸透镜成实像时的动态变化规律是：物远像近像变小，则若将蜡烛远离凸透镜，则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像，且像逐渐变小，故③正确；④若保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置互换，此时u＞2f，2f＞v＞f，此时光屏上成倒立缩小的实像，故④正确。所以，正确的只有②③④。故选D。 【举一反三2】小明在探究“凸透镜成实像时，像距与物距的关系”实验中，选择的实验器材有：光具座、凸透镜（f＝10cm）、蜡烛、火柴、光屏等，如图所示。 （1）首先，实验前调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一高度，目的是 ______； （2）同学发现随着实验的进行，蜡烛越烧越短，光屏上的像越来越 ______，可向__________调整凸透镜，使像回到光屏中央； （3）如图位置，烛焰在光屏上成清晰的像，这个像是倒立、______（选填“放大”或“缩小”）的实像。保持凸透镜的位置不变，将点燃的蜡烛和光屏对调，光屏上 ______（选填“能”或“不能”）再次成像； （4）如图位置，在蜡烛和凸透镜间加凹眼镜片时，为了在光屏上再次成清晰的像，光屏应向______（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动； （5）实验中小明还发现：当蜡烛放到物距符合要求的某一位置后，无论怎样移动光屏都找不到像，造成这种现象的主要原因可能是 ____________ 。 【答案】（1）使像呈在光屏中央 （2）高 下 （3）放大 能 （4）远离 （5）像距太大，超出光具座长度范围 【解析】（1）实验前，要调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致同一高度，这样做的目的是使像呈在光屏的中央位置，便于观察。 （2）在实验过程中，蜡烛越烧越短，物体向下移动，根据通过凸透镜光心的光线其传播方向不变，光屏上的像越来越高，若只调整凸透镜，应向下调，可以使像回到光屏中央。 （3）如图位置，烛焰在光屏上成清晰的像，且物距小于像距，根据凸透镜成像规律可知，此时成倒立放大的实像；根据光路可逆的原则，将点燃的蜡烛和光屏对调，光屏上可以再次成像。 （4）凹透镜对光有发散作用，会使成像点落到光屏的后方，因此需要将光屏向右移动，远离凸透镜。 （5）根据凸透镜成实像规律，物近像远像变大，若蜡烛靠近焦点太近，像距太大，超出光具座长度，则无论怎样移动光屏都找不到像。 【举一反三3】探究凸透镜成像规律的实验                                                      （1）测量焦距的实验如图甲所示， 则测得的焦距为_________cm； （2）固定凸透镜的位置不动，实验操作规范， 将蜡烛、凸透镜和光屏调节到如图乙所示的位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，此成像原理与 _________（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）相同，若将蜡烛稍微向右移动一些，则应将光屏向_________移动（选填“左”或“右”） 才能再次在光屏上成清晰的像； （3）继续向右移动蜡烛， 发现无论怎样移动光屏，都无法在光屏上观察到像， 这是因为此时凸透镜成_________（选填“正立”或“倒立”） 的像； 【答案】（1）10.0 （2）照相机 右 （3）正立 【解析】（1）由图甲可知，刻度尺的分度值为1cm，所以凸透镜的焦距是 f=40.0cm-30.0cm =10.0cm （2）把凸透镜固定在光具座50.0cm刻度线处，将蜡烛移至光具座20.0cm刻度线处，如图乙所示，此时物距为 物距大于2倍焦距，成的是倒立缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的。 若将蜡烛稍微向右移动一些，物距减小，则像和像距变大，应将光屏向右移动，才能再次在光屏上成清晰的像。 （3）继续向右移动蜡烛， 发现无论怎样移动光屏，都无法在光屏上观察到像，此时的物距小于一倍焦距，成的是正立放大的虚像。 【举一反三4】在“探究凸透镜成像的规律”实验中，两个小组同学选用的物体高度相同，但凸透镜焦距不同，部分实验数据如表所示： 表1f1＝5cm 表2f2＝10cm （1）由表中数据可知：物体高度相同且凸透镜焦距相同时，物距变大，所成实像高度的变化情况是 　   　。（填“变大”“变小”或“不变”） （2）由实验数据还可知：物体高度相同且物距相同时，　   　不同，则像距不同，像的高度也不同。 【答案】（1）变小 （2）焦距 【解析】（1）根据表1或者表2的数据可知：物体的高度和凸透镜的焦距都相同时，物距变大，所成实像高度变小。（2）比较表1和表2的第三次数据可知：物体的高度和物距都相同时，焦距不同，像距不同，像的高度也不同。 【题型2】物距小于一倍焦距时的成像特点 【典型例题】小明把蜡烛移至凸透镜的一倍焦距以内，然后透过凸透镜直接观察蜡烛那么他将看到烛焰成像的情形是图中的（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】蜡烛在凸透镜的一倍焦距之内，则成的是正立放大的虚像，与蜡烛在同一侧，且物距要小于像距，故A、B、D不符合题意，C符合题意。 【举一反三1】凸透镜的焦距是15cm，将物体放在距离透镜焦点5cm处，其所成的像一定是（　　） A.正立的像 B.放大的像 C.实像 D.虚像 【答案】B 【解析】有两种情况，一是将物体放在焦点与凸透镜之间，此时物体位于距凸透镜一倍焦距以内，成正大的放大的虚像；一是将物体放在距凸透镜一倍焦距以外的位置，此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立的放大的实像，故A、C、D不符合题意，B符合题意。 【举一反三2】一束平行于主光轴的光线射到凸透镜上，经凸透镜折射后会聚于凸透镜另一侧距凸透镜中心10cm的地方。若把点燃的蜡烛分别置于主光轴上距透镜15cm和6cm处，两次成的像（　　） A.都是放大的像 B.都是正立的像 C.都是实像 D.都是虚像 【答案】A 【解析】一束平行光正对凸透镜照射，经凸透镜折射后会聚于透镜另一侧主光轴上距透镜中心10m的地方，由此可以确定该凸透镜的焦距为10cm。把点燃的蜡烛放在光具座上距凸透镜15cm的地方时，此时的物距大于一倍焦距小于二倍焦距，根据凸透镜成像的规律可知，此时成的像是倒立的放大的实像。把点燃的蜡烛放在光具座上距凸透镜6cm的地方时，此时的物距小于一倍焦距，根据凸透镜成像的规律可知，此时成的像是正立的放大的虚像。综上分析，都是放大的像，故A符合题意，B、C、D不符合题意。 【举一反三3】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。 【举一反三4】如图是2024年新年吉祥物“龙辰辰”的图片及其通过凸透镜所成的像甲和像乙，若想使像甲变大，凸透镜到图片的距离应_________ 一些；成像甲和像乙时物距的大小关系为：u甲_________ u乙。    【答案】远 ＜（小于） 【解析】“龙辰辰”的图片及其通过凸透镜所成的像甲时是正立放大的，此时凸透镜相当于放大镜，要使像变大，则像距应该变大，物距也要变大，凸透镜到图片的距离应大一些。 成像甲时，物距小于1倍焦距，像乙是缩小的，故成像乙时，物距大于2倍焦距，所以u甲＜u乙。 【举一反三5】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3】物距介于一倍焦距二倍焦距时的成像特点 【典型例题】如图所示，小刚在做探究凸透镜成像规律的实验时，将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，在光屏上得到烛焰清晰的像（烛焰未画出）。以下说法中正确的是（　　） A.此透镜的焦距可能为 15cm B.此成像原理与放大镜成像原理相同 C.此时若只向右移动凸透镜，能再次在光屏成清晰的像 D.若将透镜换为焦距更小的凸透镜，则只将光屏右移就能再次接收到清晰的像 【答案】C 【解析】保持透镜在50cm刻度线处不动，物距 像距 物距小于像距，根据凸透镜成像规律可知此时成倒立放大的实像，生活中的投影仪就是利用这一原理制成的，而放大镜成的是正立放大的虚像，且物距在一倍和二倍焦距之间、像距在二倍焦距以外，即可得 解得 故A、B错误； 保持蜡烛和光屏的位置不变，向右移动凸透镜，根据凸透镜光的可逆性当物距等于原像距，能再次在光屏成清晰的像，故C正确； 凸透镜成实像时的动态变化规律是：物远像近像变小，若将透镜换为焦距更小的凸透镜，相当于增大了物距，则像距也应变小，所以将光屏向左移就能再次受到清晰的像，故D错误。 【举一反三1】凸透镜甲的焦距为9 cm，凸透镜乙的焦距为15 cm。把同一个物体分别放在甲、乙前25 cm处，通过这两个凸透镜都能在各自合适位置处的光屏上成清晰的像。下列说法中正确的是（　　） A.甲透镜成像较大 B.甲、乙透镜成像大小一样大 C.甲透镜成像的像距大于乙透镜 D.乙透镜成像的像距大于它的物距 【答案】D 【举一反三2】如图所示，F为凸透镜的焦点，P到凸透镜的距离为2倍焦距。把一只点燃的蜡烛放在P与F之间的某点上，在凸透镜的另一侧调节光屏的位置可找到一个清晰的烛焰的像，这个像是下列选项中的（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】如图点燃的蜡烛放在距离凸透镜一倍至二倍焦距之间的地方，调节光屏的位置，在光屏上能得到一个倒立、放大的实像。由图可知，A是正立放大的实像，故不符合题意；B是倒立放大的实像，符合题意；C是正立缩小的实像，故不符合题意；D是倒立缩小的实像，故不符合题意；故选B。 【举一反三3】如图所示，小刚在做探究凸透镜成像规律的实验时，将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，在光屏上得到烛焰清晰的像（烛焰未画出）。以下说法中正确的是（　　） A.此透镜的焦距可能为 15cm B.此成像原理与放大镜成像原理相同 C.此时若只向右移动凸透镜，能再次在光屏成清晰的像 D.若将透镜换为焦距更小的凸透镜，则只将光屏右移就能再次接收到清晰的像 【答案】C 【解析】保持透镜在50cm刻度线处不动，物距 像距 物距小于像距，根据凸透镜成像规律可知此时成倒立放大的实像，生活中的投影仪就是利用这一原理制成的，而放大镜成的是正立放大的虚像，且物距在一倍和二倍焦距之间、像距在二倍焦距以外，即可得 解得 故A、B错误； 保持蜡烛和光屏的位置不变，向右移动凸透镜，根据凸透镜光的可逆性当物距等于原像距，能再次在光屏成清晰的像，故C正确； 凸透镜成实像时的动态变化规律是：物远像近像变小，若将透镜换为焦距更小的凸透镜，相当于增大了物距，则像距也应变小，所以将光屏向左移就能再次受到清晰的像，故D错误。 【举一反三4】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。 【举一反三5】一新建的电影院，在调试设备时，技术人员发现，银幕上的画面超出了整个银幕，如果你是技术人员，你应将放映机 　   　（“靠近”或“远离”）屏幕，同时要 　   　（“增大”或“减小”）镜头与胶片的距离。 【答案】靠近 增大 【解析】放映机是根据物距处于大于1倍焦距，小于2倍焦距时，成倒立、放大的实像的原理制成的。画面超出了整个屏幕，说明画面大了，应增大物距，减小像距，所以将放映机靠近屏幕减小像距，同时要增大镜头与胶片间的距离，增大物距。 【举一反三6】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。 【举一反三7】如图，来自于物体MN的三束光线a、b、c平行于主光轴，O是透镜的光心，a经过透镜后的光线过主光轴的一点。 （1）在图中画出b、c经透镜后的光线； （2）MN经透镜所成像的性质是 　                 　（选填“倒立缩小的实像”“倒立放大的实像”或“正立放大的虚像”）； （3）若透镜不动，物体MN保持竖直状态向远离透镜方向向左移动2cm，则a经过透镜后的光线过主光轴的点 　   　（选填“向左移动”“向右移动”或“不动”），MN经透镜所成像 　  　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】（1）如图所示 （2）倒立放大的实像 （3）不动 变小 【解析】（1）平行于凸透镜主光轴的光线过焦点，a经过透镜后的光线过主光轴的一点，说明此点为焦点，故连接b光线与凸透镜的折射点和焦点，并标上向下的箭头即为b的折射光线，同理画出c的折射光线，如图所示；（2）焦距f＝30.0cm﹣20.0cm＝10.0cm，此时物体在一倍焦距和两倍焦距之间，MN成的是倒立、放大的实像；（3）物体MN向远离透镜方向移动2cm，物体远离透镜，由于平行凸透镜主光轴的光线过焦点，焦距不变，焦点的位置不变，所以a经过透镜后的光线过主光轴的点不动；此时的物距变大，像距变小，像会变小。 【题型4】物距大于等于二倍焦距时的成像特点 【典型例题】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。 【举一反三1】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。 【举一反三2】在探究凸透镜成像规律的实验中，如图所示，调整好蜡烛、凸透镜和光屏的位置后（　　） A.因为是清晰的像，所以光在光屏上发生的是镜面反射 B.光屏上成的是烛焰倒立、缩小的像 C.若挡住凸透镜的下半边，光屏上烛焰的像变得不完整 D.保持蜡烛和凸透镜的位置不变，换一个焦距更小的凸透镜，向右移动光屏，光屏上可再次成清晰的像 【答案】B 【解析】因为是清晰的像，从各个方向都能看到光屏上的像，光在光屏上发生的是漫反射，故A不符合题意； 从图中可以看到，物距为25.0cm，像距为23.0cm，物距大于像距，根据凸透镜的成像规律，所成清晰的像为倒立、缩小的实像，故B符合题意； 若挡住凸透镜的下半边，通过凸透镜会聚的光线数量减少，光屏上烛焰的像变暗，但不会不完整，故C不符合题意； 保持蜡烛和凸透镜的位置不变，换一个焦距更小的凸透镜，会将光线提前会聚成像，清晰的像成在光屏的前方，应该向左移动光屏，可再次成清晰的像，故D不符合题意。 【举一反三3】喀什地区共享电单车已成为公共交通体系的重要组成部分，是实现城市碳中和的途径之一，如图所示，人们用手机扫描二维码开锁情景，下列说法错误的是（    ） A.手机镜头相当于一个凸透镜 B.所扫描的二维码为光源 C.手机镜头成倒立缩小的实像 D.二维码应位于手机镜头二倍焦距以外 【答案】B 【解析】用手机扫描二维码时，二维码在手机中成倒立缩小的实像，物距应大于二倍焦距，即二维码与手机镜头的距离应大于二倍焦距，则手机镜头相当于一个凸透镜，故A、C、D正确，不符合题意； 二维码自身不能发光，不是光源，故B错误，符合题意。 【举一反三4】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。 【举一反三5】如图为中央电视台自主研发的一款特种摄像设备—“猎豹”，专门用于2022年北京冬奥会速度滑冰赛事的转播工作。“猎豹”跟踪拍摄运动员比赛，拍摄出的像成_________（选填“放大”或“缩小”）的实像。要想运动员的像更大一些，镜头应该_________（选填“远离”或“靠近”）运动员。 【答案】缩小 靠近 【解析】摄像机的镜头相当于一个凸透镜，拍摄时物体在二倍焦距之外，成倒立、缩小的实像。 要想使被拍摄运动员的像更大一些，由凸透镜成实像的规律可知，应减小物距，增大像距，所以镜头应该前伸一些，并靠近运动员。 【举一反三6】物体经摄像机镜头所成的是_________（选填“正立”或“倒立”）、_________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的 _________（选填“实像”或“虚像”）；若镜头的焦距为10cm，为了能成清晰的像，人到镜头的距离应大于_________cm。 【答案】倒立 缩小 实像 20 【解析】摄像镜头相当于一个凸透镜，摄像头是根据凸透镜成倒立、缩小的实像来工作的。 镜头的焦距是10cm，为了能成清晰的像，由凸透镜成像规律可知，人到镜头的距离应大于镜头的二倍焦距，即大于20cm。 【举一反三7】学校为了同学们的生命财产安全，安装了监控摄像头。如图所示，拍照时，摄像头的镜头相当于凸透镜，所成的像是_________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的_________（选填“实”或“虚”）像。 【答案】缩小 实 【解析】拍照时，摄像头的镜头相当于凸透镜，物体的位置位于镜头的二倍焦距之外，所成的像是倒立、缩小的实像。 【举一反三8】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。 【题型5】凸透镜焦距的判断 【典型例题】物体放在凸透镜前16厘米处，在透镜另一侧的光屏上成一个倒立放大的像。凸透镜的焦距可能是（　　） A.20厘米 B.16厘米 C.10厘米 D.7厘米 【答案】C 【解析】凸透镜前16cm处，在透镜另一侧的光屏上成一个倒立放大的像，因为 2f＞u＞f 成倒立、放大的实像，所以 2f＞16cm＞f 即凸透镜的焦距 16cm＞f＞8cm 【举一反三1】某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物体到凸透镜的距离 u 跟像到凸透镜的距离 v 之间关系的图像，如图所示，下列判断正确的是（　　） A.该凸透镜的焦距是 24cm B.当u=15cm时成放大的像，放大镜就是根据这一原理制成的 C.当u=30cm时，在光屏上能得到一个缩小像 D.把物体从距凸透镜 10cm处移动到 30cm处的过程中，像逐渐变大 【答案】C 【解析】由图像得 则即该凸透镜的焦距是 12cm，故A错误； 当时，物距在~2之间，成倒立、放大的实像，投影仪就是根据这一原理制成的，故B错误； 当时，物距大于2f，在光屏上能得到一个倒立、缩小的实像，故C正确； 把物体从距凸透镜 10cm处移动到 30cm处的过程中，物距变大，像距变小，像逐渐变小，故D错误。 【举一反三2】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。 【举一反三3】如图所示是某凸透镜成实像时，像距v和物距u的关系图像。分析图像中有关数据可知（　　） A.物距减小时，像距也减小 B.该凸透镜的焦距为10cm C.当物距u=30cm时，像距v=30cm D.当物距u=25cm时，成的是放大的像 【答案】B 【解析】根据上图可知，物距减小时，像距增大，故A不符合题意； 由图可知 u=v=20cm 根据凸透镜成像规律有 2f=20cm 因此该凸透镜的焦距 f=10cm 故B符合题意； 根据题图可知，当物距u=30cm时，像距v=15cm，故C不符合题意； 因物距 u′=25cm>2f 故成倒立、缩小的实像，故D不符合题意。 【题型6】比较物距与像距判断成像特点 【典型例题】在“探究凸透镜成像的规律”实验中，凸透镜的焦距为10厘米，若物体在光屏上所成的清晰的像与该透镜的距离大于35厘米，则物体与该透镜的距离可能为（　　） A.12厘米 B.20厘米 C.24厘米 D.35厘米 【答案】A 【解析】凸透镜的焦距为10厘米，像距v大于35cm，而二倍焦距2f＝2×10cm，像距大于二倍焦距，则物体离该透镜的距离2f＞u＞f，即20cm＞u＞10cm，所以u＝12cm符合题意。故选A。 【举一反三1】在“探究凸透镜成像的规律”实验中，放置器材如图所示，此时光屏上呈现倒立、等大的像，下列说法正确的是（　　） A.凸透镜的焦距是20.0cm B.将蜡烛移动到刻度尺20cm处，凸透镜相当于投影仪镜头 C.若将蜡烛向左移动，需将光屏向左移动才能重新找到清晰的像 D.若将凸透镜换成茶色薄玻璃板，光屏上可以找到正立、等大的像 【答案】C 【解析】A、由图可知，此时的物距等于像距，为20.0cm，成的是倒立、等大的实像，则u＝2f，故f＝10.0cm，故A错误；B、将蜡烛移动到20cm刻度处时，物距为30.0cm，位于2倍焦距之外，成倒立、缩小的实像，可制成照相机，故B正确；C、当蜡烛向左移动时，物距变大，像距会变小，要在光屏上再次获得清晰的像，可以将光屏向左适当移动，找到清晰的像，故C正确；D、将图中的凸透镜换成薄玻璃板，根据平面镜成像的特点可知，成的是正立、等大的虚像，虚像不能呈在光屏上，把光屏移到像的位置，光屏上没有这个像，故D错误。故选C。 【举一反三2】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】A、像清晰的呈在光屏上，因此甲、乙两像都是实像，故A错误；B、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；CD、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C、D错误；故选B。 【举一反三3】已知某物体透过凸透镜，在距离透镜20厘米的光屏上成缩小的像，若将物体移动到距离凸透镜10厘米处，则此时成（　　） A.放大的虚像 B.放大的实像 C.等大的实像 D.缩小的实像 【答案】A 【解析】某物体透过凸透镜在距离透镜20厘米的光屏上成缩小的像，像距为20cm，此时的像是倒立、缩小的实像，则2f＞20cm＞f，所以10cm＜f＜20cm， 若将物体移动到距离凸透镜10厘米处（即物距u＝10cm），因10cm＜f （即物距小于焦距），所以此时成正立放大的虚像，故B、C、D不正确，A正确。 【举一反三4】小李同学用焦距固定的手机在郑州市碧沙岗公园中对同一棵蜡梅拍了两张照片甲、乙，则（　　） A.拍摄甲照片时，手机离景物远一些 B.投影仪的成像原理与拍摄甲、乙照片的原理一样 C.蜡梅经手机镜头所成的像都是正立的 D.蜡梅经手机镜头所成的像都是实像 【答案】D 【解析】A、由图可知，甲图中的像较大，由凸透镜成像规律可知，此时的像距较大，物距较小（离景物近一些），故A错误；B、手机的摄像头成倒立缩小的像，与电影放映机的原理不同，故B错误；CD、手机照相机成的是倒立、缩小的实像，故C错误，D正确。故选D。 【举一反三5】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＜10f＜10cm，所以凸透镜的焦距可能是8cm。 【举一反三6】现代生活中流行的“自拍神器”给旅行者自拍带来方便。如图所示，与直接拿手机自拍相比，利用自拍杆可以 　   　物距，使人成的像变小，达到 　   　取景范围，取得更好的拍摄效果（均选填“增大”或“减小”）。 【答案】增大 增大 【解析】根据凸透镜成实像时，物距越大，像距越小，像越小，可知“自拍神器”与直接拿手机自拍相比，利用自拍杆可以增大物距，减小人像的大小，从而增大取景范围，取得更好的拍摄效果。 【举一反三7】某同学在做探究凸透镜成像规律实验时，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，此时正好能成一清晰的像（像未画出），则该像一定是倒立 　    　（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。 【答案】等大 【解析】根据图像可知，此时的u＝v＝30.0cm，此时u＝v＝2f，凸透镜成倒立、等大的实像。 【举一反三8】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＜10f＜10cm，所以凸透镜的焦距可能是8cm。 【题型7】凸透镜成像的动态变化 【典型例题】如图所示，将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，此时在光屏中心已成烛焰清晰的像，下列说法正确的是（　　） A.烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度 B.此时烛焰在光屏上的成像特点与投影仪成像特点相同 C.当蜡烛移至10cm刻度线处时，要使光屏上仍能成像则应向右移动光屏 D.若蜡烛移至45cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰放大的像 【答案】A 【解析】A、为了使像成在光屏中央，应调整烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度，故A正确；B、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，应用于照相机，故B错误；C、当蜡烛移至10cm刻度线处，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，使光屏上仍能成像则应向左移动光屏，故C错误；D、若蜡烛移至45cm刻度线处，此时物距u＝50cm﹣45cm＝5cm＜f，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，故D错误。故选A。 【举一反三1】如图是小明用凸透镜观察课本上的鹦鹉图片的情景，甲图是书上鹦鹉图片，乙图中的四个图是他看到的鹦鹉的像。开始将凸透镜紧靠课本观察，然后逐渐增大凸透镜到课本的距离，则他先后看到的像应是（　　）    A.③②①④ B.②④③① C.④②③① D.④③②① 【答案】A 【解析】将凸透镜紧靠鹦鹉图片时，物距小于一倍焦距，凸透镜成的是正立放大的虚像，物体离凸透镜越远，成的虚像越大，故先后看到的为③，然后到②；当物距大于一倍焦距时，成倒立放大的实像，即看到的为①，继续远离大于2倍集距时，看到的是倒立缩小的实像，即为④，则他先后看到的像应是③②①④，故A符合题意，B、C、D不符合题意。 【举一反三2】如图1是放置在水平桌面上的刻度尺的一部分。图2中甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所成的刻度尺的像，若凸透镜先贴着刻度尺然后逐渐远离，则刻度尺所成像的先后顺序正确的是（　　） A.丁一丙→甲→乙 B.乙→甲→丙→丁 C.丁→甲→乙→丙 D.丙→甲→乙→丁 【答案】A 【解析】刻度尺到凸透镜的距离（物距）在一倍焦距以内时，凸透镜成正立、放大的虚像，即丁图。刻度尺到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间时，凸透镜成倒立、放大的实像，即丙图。随着物距的增大，像距越来越小，像也越来越小，所以看到刻度尺的像的先后顺序为丁→丙→甲→乙，故A正确。故选A。 【举一反三3】小红将凸透镜和光屏放在光具座上，用平行光源射向凸透镜，在光屏上出现一个最小最亮的光斑，如图甲，接着她将蜡烛和透镜放在图乙位置，光屏上得到一个清晰的像，下列实验结果准确的是（　　） A.从图甲中可知该透镜的焦距为5cm B.图乙成像规律可应用于投影仪 C.保持凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏互换位置，光屏上成的像不变，因为折射光路是可逆的 D.若在凸透镜左侧“戴”上奶奶的老花镜，光屏向左移动才能找到清晰的像 【答案】D 【解析】A．由图甲可知，平行主光轴的光线经透镜后会聚于焦点，光心到焦点的距离为10.0cm，该凸透镜的焦距为10.0cm，故A错误；B．如图乙所示，物距大于像距，物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，应用于照相机，故B错误；C．由图可知，光屏上成倒立、缩小的实像，保持凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏互换位置，根据折射中，光路可逆可知，光屏上成倒立、放大的实像，故C错误；D．若在凸透镜左侧“戴”上奶奶的老花镜，老花镜是凸透镜，对光有会聚作用，使成像靠近凸透镜，光屏向左移动才能找到清晰的像，故D正确。故选D。 【举一反三4】在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛到光屏的距离为40cm时，移动透镜到合适位置，光屏上可成倒立、等大、清晰的像。调节蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示时，在光屏上成清晰的像（像未画出）。下列判断正确的是（　　） ①凸透镜的焦距为20cm ②图中成像原理与投影仪成像原理相同 ③在透镜和蜡烛之间放一近视眼镜，将光屏适当左移，光屏上能再次成清晰的像 ④若保持图中蜡烛和光屏位置不变，只移动凸透镜，光屏上可再次成清晰的像 A.只有①④正确 B.只有②③正确 C.只有①③正确 D.只有②④正确 【答案】D 【解析】①当蜡烛到光屏的距离为40cm时，移动透镜到合适位置，光屏上可成倒立、等大、清晰的像，即u＝v＝2f＝20cm，故f＝10cm，故①错误；②由图可知物距小于像距，物距为15cm，大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、放大的实像，与投影仪的成像原理一致，故②正确；③在透镜和蜡烛之间放一近视眼镜，近视镜是凹透镜，对光有发散作用，使成像远离透镜，将光屏适当右移，光屏上能再次成清晰的像，故③错误；④若保持图中蜡烛和光屏位置不变，只移动凸透镜，使物距等于原来的像距，像距等于原来的物距，根据折射中，光路可逆可知，光屏上可再次成清晰的像，故④正确，故D正确。故选D。 【举一反三5】毕业班的同学在照毕业照时发现有一部分同学没有进入取景框，为了使全班同学都进入镜头，应使照相机 　   　学生，并调节镜头使镜头 　   　胶片（“远离”或“靠近”）。 【答案】远离 靠近 【解析】照毕业照时发现有一部分同学没有进入取景框，要想使全体同学都进入取景框，则应使像变小，要使像变小，则必须使物距变大，所以应使照相机远离学生，物距增大后，像距跟着变小，要使所成的像清晰，则必须同时调节镜头缩小像距，因此应使镜头靠近胶片。 【举一反三6】同学们为了探究平面镜成像的特点，准备了平面镜、玻璃板、两支相同的蜡烛A和B、光具座、光屏等实验器材。 （1）如图将一只点燃的蜡烛A放置在光具座的甲位置，选用_________（选填“平面镜”或“玻璃板”）竖直放置在乙位置，然后将未点燃的蜡烛B放置在乙位置右侧，移动蜡烛B到丙位置时，从乙的_________（选填“左”或“右”）侧可观察到，蜡烛B与蜡烛A的像完全重合； （2）接着同学们想利用上述装置探究凸透镜成像规律，将乙处器材换成一个凸透镜，再将蜡烛A移至35cm刻度线处，丙位置的光屏上恰好出现了烛焰清晰的像，生活中的_________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一原理工作的。此时，用直径相同、焦距更大的凸透镜替换原凸透镜，移动光屏也得到了清晰的像，则此时的像与原来的像相比 _________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】（1）玻璃板 左 （2）投影仪 变大 【解析】（1）玻璃既能透光又能反射光使物体成像，能看到前面物体在玻璃板后面成的像，也能看到玻璃板后面的物体，便于确定像的位置。所以实验中应选用玻璃板。 根据光的反射特点可知，点燃的蜡烛A成的像是在玻璃板的右侧，因此应从乙的左侧可观察到，蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。 （2）由图可知，将蜡烛A移至35cm刻度线处，此时物距小于像距，成的是倒立、放大的实像，故属于投影仪的成像原理。 当焦距变大时，光线会聚会晚一些，像距变大，所成的像会变大。 【举一反三7】小明透过圆柱形透明玻璃杯中有水部分观看竖直放置的白纸上的鹦鹉图片（圆圈中的鹦鹉图与白纸上的鹦鹉图实际大小相等），如图甲所示。将白纸逐渐远离杯子的过程中，不可能看到图乙中_________两幅图，过程中依次观察到情景是_________（以上两空均填写图片序号）。小明又将一支铅笔紧贴杯内壁竖直放置，通过有水部分观察到铅笔放大的像，俯视图如图丙所示，则在将铅笔向前移动的过程中，像将_________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】②④ ①③ 变小 【解析】因为左右方向的玻璃杯面是一个弧形样子，左右中间厚边缘薄，与凸透镜一样，所以是左右方向发生变化，上下方向大小不会变化，也不会上下颠倒，因此②④不可能出现。当物距小于焦距时，成正立放大的虚像，即左右变大，先出现①；随着物距的增大，当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成倒立、放大的实像，即左右颠倒，宽度变宽；当物距等于二倍焦距时，成倒立、等大的实像，即左右颠倒，宽度不变；当物体大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，即左右颠倒，宽度变窄，因此先看到①，后看到③。 有水部分与玻璃杯外侧构成凸透镜，物距小于1倍焦距时，成正立放大的虚像，在将铅笔向前移动的过程中，物距变小，像会变小。 【举一反三8】毕业班的同学在照毕业照时发现有一部分同学没有进入取景框，为了使全班同学都进入镜头，应使照相机 　   　学生，并调节镜头使镜头 　   　胶片（“远离”或“靠近”）。 【答案】远离 靠近 【解析】照毕业照时发现有一部分同学没有进入取景框，要想使全体同学都进入取景框，则应使像变小，要使像变小，则必须使物距变大，所以应使照相机远离学生，物距增大后，像距跟着变小，要使所成的像清晰，则必须同时调节镜头缩小像距，因此应使镜头靠近胶片。 【题型8】生活中凸透镜成像规律的应用 【典型例题】如图所示是小月拍摄“库车东湖”时的情景。下列分析正确的是（　　） A.人们看到水中“罗什塔”是由于光的折射 B.用照相机拍照时，镜头成的是正立、缩小的实像 C.数码相机屏幕的彩色画面，由红、黄、蓝三种色光组成 D.水中建筑物的倒影是光的反射所成的虚像 【答案】D 【解析】水中“罗什塔”属于平面镜成像，成因是光的反射，故A错误； 用照相机拍照时，镜头成的是倒立、缩小的实像，故B错误； 数码相机屏幕的彩色画面，由红、蓝、绿三种色光组成，故C错误； 水中建筑物的倒影属于平面镜成像，是光的反射所成的虚像，故D正确。 【举一反三1】蜡烛放在离凸透镜20厘米的主光轴上，在透镜的另一侧光屏上得到放大的像，若把蜡烛向透镜方向移动8厘米，则所成的像一定是（　　） A.放大的 B.缩小的 C.正立的 D.倒立的 【答案】A 【解析】透镜的另一侧光屏上得到放大的像，说明物体在一倍焦距和二倍焦距之间，2f＞20cm＞f，得到20cm＞f＞10cm。蜡烛向透镜移动8cm，物距是20cm﹣8cm＝12cm，20cm＞f＞10cm，物距和焦距关系有两种可能：①u＜f，成正立、放大的虚像。②2f＞u＞f，成倒立、放大的实像。故选A。 【举一反三2】在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛、凸透镜、光屏一定位置时，烛焰在光屏上呈现一个清晰缩小的像。要使烛焰在光屏上呈现一个清晰放大的像，调节的方法是（　　） A.透镜不动，蜡烛远离透镜，光屏远离透镜 B.透镜不动，蜡烛靠近透镜，光屏靠近透镜 C.蜡烛、光屏不动，透镜靠近蜡烛移动 D.蜡烛、光屏不动，透镜靠近光屏移动 【答案】C 【解析】AB、要使烛焰在光屏上呈现一个清晰放大的像，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，透镜不动，蜡烛靠近透镜，光屏远离透镜，故A、B错误；CD、要使烛焰在光屏上呈现一个清晰放大的像，若蜡烛、光屏不动，根据在光的折射中，光路是可逆的可知，让透镜靠近蜡烛移动，当物距等于原来的像距，像距等于原来的物距，且物距小于像距，光屏上能再次成倒立、放大的实像，故C正确，D错误。故选C。 【举一反三3】如图所示的实验说明了光从空气射向透镜，凸透镜对光有 　     　。凸透镜不能成的像是 　  　（①倒立、放大的实像；②正立、缩小的虚像：③正立、放大的虚像；④倒立、缩小的实像）（选填序号）。 【答案】会聚作用 ② 【解析】根据图示可知，光从空气射向透镜，经过凸透镜的光线会聚了，这说明凸透镜对光有会聚作用；凸透镜可以成倒立、缩小的实像，倒立、等大的实像，倒立、放大的实像，正立、放大的虚像，但不能成正立、缩小的虚像。 【举一反三4】有一种药瓶的瓶盖为凸透镜，可以用来观察说明书，如图所示。调整瓶盖与说明书的距离，看到的情形如图甲、乙、丙所示，则图丙中的瓶盖相当于_________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的镜头，瓶盖与说明书之间距离最近的是图 _________（选填“甲”“乙”或“丙”）。 【答案】照相机 甲 【解析】由凸透镜成像规律可知：图甲是正立放大的虚像，此时u＜f，应用是放大镜，图乙是倒立放大的实像，此时 ， 其应用是投影仪；图丙是倒立缩小的实像，此时u＞2f，应用是照相机；因此关于瓶盖与说明书之间的距离，图甲最近，图丙最远。 【举一反三5】认真观察如图所示的投影仪，结合平时学习得到的有关知识，完成下列问题： （1）投影仪上的平面镜的作用是什么？ （2）除屏幕上的像与投影片的景物上下颠倒外，左右有没有颠倒呢？ （3）要使屏幕上的像增大一些，应该怎样操作？ 【答案】见解析 【解析】（1）投影仪上的平面镜能反射光线，改变光的传播方向； （2）投影仪的屏幕上的像是倒立放大的实像，屏幕上的像与投影片的景物上下颠倒，左右颠倒； （3）若已在屏幕上呈现清晰的像，若使屏幕上的清晰的像变大些，根据凸透镜成像的规律知，像变大，则像距变大，物距变小，应使投影仪远离屏幕，并把镜头与幻灯片的距离调小一些，即向后移动投影仪，再向下调节透镜的位置。 【举一反三6】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。 学科网（北京）股份有限公司 $