【弯道超车】 第14讲 探究凸透镜成像的规律 预习学案-2026-2027学年物理八年级上册沪科版

【弯道超车】沪科版2024物理八年级（上） 预习学案 【弯道超车】沪科版八年级物理全册预习学案（有答案）： 内容：激趣导入+细读教材+典例精讲+热身训练 +拓展阅读； 适合：暑假或提前学习8年级内容的人群； 特点：资料讲解细致，对应新课标2022把握重要知识点； 作用：拓展阅读、增长见闻，拓宽视野，为开学学习奠定坚实的学习基础。 第14讲 4.2 探究：凸透镜成像的规律 1. 物理观念： (1)探究并知道凸透镜成像的规律。 (2)学习分析实验数据，归纳出结论。 2．科学思维：学习从物理现象中归纳科学规律的方法。 3.科学探究：通过探究活动，体验探究的全过程和方法，进一步熟悉科学探究的环节，认识到设计实验与制订计划的重要性。 4．科学态度与责任：培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理，初步建立将科学技术应用于实际的意识。 同学们，上课前我们先来玩个小游戏！请同桌两人一组，快速完成这个挑战： 把手机摄像头对准教室里的窗户，慢慢靠近玻璃，观察屏幕上窗户的影像发生了什么变化？ （学生操作后邀请2-3组分享发现，教师总结） 大家发现了吗？当手机靠近玻璃时，窗户的影像从“缩小”变成了“放大”，甚至还能看到“倒立”的画面！其实，我们每天用的手机、照相机、投影仪，背后都藏着一个神奇的“光学小能手”——凸透镜！ 今天，我们就化身“光学小侦探”，一起揭开凸透镜成像的奥秘：它到底能变出哪些奇妙的影像？什么情况下会放大、缩小、正立或倒立？这些规律又藏着怎样的科学智慧？ 准备好和你的凸透镜“玩”起来了吗？让我们开启今天的探究之旅——《凸透镜成像规律》！ 知识点一：探究：凸透镜成像规律 1.实验目标 通过改变物距（u），观察并记录像的大小、正倒、虚实变化，总结物距与成像性质的定量关系。 2.实验器材与实验准备 基础器材：光具座（带刻度）、凸透镜（需提前测量焦距f，常用f=10cm或15cm）、光屏（承接实像）、蜡烛（或LED发光体，更安全）、火柴。 · 规范操作：实验前需调节烛焰焰心、凸透镜光心、光屏中心在同一高度（简称“三心等高”），确保像能成在光屏中央。 3. 实验与数据记录 以焦距f的凸透镜分4种物距范围探究成像特点： 物距范围（u） 像的性质（大小、正倒、虚实） 像距范围（v） 典型应用 u > 2f 倒立、缩小、实像 f < v < 2f 照相机、摄像机 u = 2f 倒立、等大、实像 v = 2f 测凸透镜焦距的参考点 f < u < 2f 倒立、放大、实像 v > 2f 幻灯机、投影仪、放映机 u = f 不成像（光线平行射出） - 探照灯（平行光源） u < f 正立、放大、虚像 像与物同侧 放大镜 知识点二：凸透镜的规律 总结：三分界、三特点 1. 三个分界点 焦点F（物距u=f）：实像与虚像的分界点。 规律：u > f成实像，u < f成虚像。 2倍焦点（2F，u=2f）：放大实像与缩小实像的分界点。 规律：u > 2f成缩小实像，f < u < 2f成放大实像，u = 2f成等大实像。 口诀记忆：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，实像倒，居异侧，虚像正，居同侧，物近像远像变大，焦点以内反变化。 2. 动态变化规律（物距变化时，像的变化趋势） 当物体从远处向凸透镜靠近（u逐渐减小）： 实像阶段：像逐渐变大，像距（v）逐渐变大； 虚像阶段：像逐渐变大，像距（v）逐渐变大（虚像始终在物体同侧，且比物体更远）。 口诀记忆：“物近像远像变大，物远像近像变小”（仅适用于实像；虚像阶段“物近像近像变小”）。 知识点三：生活中的凸透镜 1.照相机：利用u > 2f时成倒立、缩小实像的原理，通过调整镜头（凸透镜）与底片（光屏）的距离，实现清晰成像。 2.投影仪/幻灯机：利用f < u < 2f时成倒立、放大实像的原理，将幻灯片（物体）放大投射到屏幕上。 3.放大镜：利用u < f时成正立、放大虚像的原理，观察细小物体。 1.实像与虚像的本质区别： 实像是实际光线会聚而成，能呈现在光屏上；虚像是光线的反向延长线会聚而成，只能用眼睛透过凸透镜观察，无法用光屏承接。 2.像的“倒立”与“正立”定义： 凸透镜成的实像一定是“倒立”的（上下、左右均颠倒）；虚像一定是“正立”的（与物体方向一致）。 3.实验故障判断： 光屏上无像：可能是“三心”未等高、物距等于焦距（u=f）、光屏位置未调整到像距处。 像不完整：通常是“三心”高度偏差较大，导致像部分移出光屏。 题型1：探究：凸透镜成像的规律 【典例1】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 【分析】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）。 【解答】由图可知，凸透镜的焦距为10cm； A、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； B、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； C、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。 故选：D。 【变式1-1】小安做“探究凸透镜成像规律”的实验时，将一焦距为10cm的薄凸透镜、点燃的蜡烛、光屏（图中未画出）固定在光具座上，如图所示，蜡烛在光屏上成清晰的倒立、缩小的像。下列说法正确的是（　　） A．光屏上的像的成像原理为投影仪的原理 B．当蜡烛和光屏互换位置时，无论怎样移动光屏，在光屏上都不能得到像 C．当蜡烛远离凸透镜时，所成的像逐渐变大 D．凸透镜固定在光具座50 cm处，将蜡烛移到光具座上35 cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、放大的像 【答案】D 【分析】（1）2f＞u＞f,成倒立、放大的实像。根据这个道理制成了照相机 （2）在折射时，光路是可逆的。 （3）凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大。 （4）u＞2f,成倒立、缩小的实像。 【解答】A、因为f=10cm,u=50cm-20cm=30cm＞2f,所以光屏上成倒立、缩小的实像，照相机就是利用该原理制成的，故A错误； B、保持透镜在不动，当蜡烛和光屏互换位置时，根据光路可逆，在光屏上成倒立、放大的实像，故B错误； C、保持凸透镜不动，当蜡烛远离凸透镜时，物距增大，所成的像逐渐变小，故C错误； D、保持凸透镜不动，若将点燃的蜡烛放在光具座35cm刻度线处，此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，故D正确。 故选：D。 【变式1-2】在“探究凸透镜成像规律”实验中，如图所示，恰好在光屏上得到清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．此时在光屏上成一倒立、缩小的虚像 B．利用这一成像原理可制成放大镜 C．为了便于从不同方向观察光屏上的像，应选用表面粗糙的玻璃板作为光屏 D．实验中，蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像向下移动 【答案】C 【分析】（1）（2）物体处于2倍焦距之外时，成倒立、缩小的实像，照相机是利用该原理制成； （3）漫反射的反射光线是向着四面八方的； （4）凸透镜成倒立的实像，像与物体的移动方向相反的。 【解答】A、B、图中物距大于像距，物体处于2倍焦距外，成倒立、缩小的实像，照相机是利用该原理制成，故AB错误； C、为了从不同方向观察光屏上的像，在光屏上要发生漫反射，应选用非常粗糙的玻璃板，故C正确； D、蜡烛越烧越短，向下移动，则光屏上蜡烛的像向上移动，故D错误。 故选：C。 【变式1-3】小明在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，将蜡烛、凸透镜、光屏移至如图所示的位置时，光屏上出现了一个清晰的像， （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用该原理制成的。在保持凸透镜和光屏位置不变的情况下，小明将蜡烛向左移动了一段距离，光屏上的像变模糊，此时的成像情况与 （选填“近”或“远”）视眼看不清物体的情况相同。 【答案】照相机；近。 【分析】根据凸透镜的成像规律为：当u＞2f时，成倒立缩小的实像，此时f＜v＜2f,应用为照相机； 近视眼的晶状体变厚，会聚能力增强，像距减小，像呈在视网膜的前方。 【解答】根据凸透镜的成像规律为：当u＞2f时，成倒立缩小的实像，此时f＜v＜2f,物距大于像距，应用为照相机； 小明将蜡烛向左移动了一段距离，物距增大，根据物远像近像变小可知，像距变小，像成在光屏的左侧，这与近视眼的成因相同。 故答案为：照相机；近。 题型2：凸透镜成像性质 【例题2】如图所示，小明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之间的关系图象。下列说法正确的是（　　） A．凸透镜焦距为20cm B．物距为5cm时，可以通过移动光屏承接到清晰的像 C．物距由15cm增大到30cm的过程中，在光屏上看到的像一直是变大的 D．物距为15cm时，成放大的像，根据这一原理可以制成投影仪。 【答案】D 【分析】（1）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； （2）凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大。 【解答】A、当u=v=2f时，凸透镜成倒立、等大的实像，如图，u=v=2f=20cm,所以f=10cm,故A错误； B、当u=5cm时，u＜f,凸透镜成正立、放大的虚像，在光屏上得不到像，故B错误； C、当物体从距凸透镜15cm处移动到30cm处的过程中，物距变大，像距应该变小，像变小，故C错误； D、当u=15cm时，此时物距位于一倍焦距和二倍焦距之间，所以成倒立、放大的实像，应用为投影仪，故D正确。 故选：D。 【变式2-1】如图所示是凸透镜成像时，像距v和物距u的关系图像，根据图像可以判断下列说法错误的是（　　） A．实验中，使用凸透镜的焦距为10cm B．A状态下，可在光屏上观察到一个放大的像 C．D状态下，光屏上会成缩小的像 D．从C状态变化到B状态的过程中，所成像逐渐变大。 【答案】B 【分析】（1）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。 （2）凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小，物距减小，像距增大，像变。 【解答】A、u=v=2f,凸透镜成倒立、等大的实像，如图，u=v=2f=20cm,所以f=10cm,故A正确； B、A状态下，u＜f,成正立、放大的虚像，故B错误； C、D状态下，u＞2f,成倒立、缩小的实像，与照相机成像原理相同，故C正确； D、从C状态变化到B状态过程中，物距减小，凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大，故D正确。 故选：B。 【变式2-2】用图中所示实验装置可得到蜡烛的烛焰通过凸透镜在光屏上成像时，像距v随物距u变化的图像。下列v-u图像，合理的是（　　） 【答案】D 【分析】凸透镜成像的规律以及物距与像距的关系。 物距大于二倍焦距成倒立、缩小的实像。像距大于一倍焦距小于二倍焦距。 物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立、放大的实像，像距大于二倍焦距。 物距等于二倍焦距成倒立、等大实像，像距等于二倍焦距。 物距小于焦距成正立、放大的虚像。凸透镜成实像时，物近像远像变大。 【解答】用图中所示实验装置可得到蜡烛的烛焰通过凸透镜在光屏上成像时，比较图可得AC错误；凸透镜成实像时，物近像远像变大，即物近变大，像距变小，物近变小，像距变大，比较图可知B错误，D正确。 故选：D。 【变式2-3】小亮在探究“凸透镜成像规律”实验中，通过实验得到的凸透镜成实像时的像距v和物距u关系的图像如图甲所示。下列说法正确的是（　　） A．实验所用凸透镜的焦距为20cm B．图乙中的成像规律可应用于投影仪 C．一段时间后，烛焰的像向光屏上方移动 D．在图乙中的透镜和光屏之间放一个近视眼镜后，将蜡烛适当右移，光屏上仍会出现清晰的像。 【答案】C 【分析】（1）根据u=v=2f,成倒立等大的实像，据此确定凸透镜的焦距； （2）根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的； （3）根据过光心的光线传播方向不变分析回答； （4）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用。 【解答】A．在探究“凸透镜成像规律”实验中，通过实验得到的凸透镜成实像时的像距v和物距u关系的图像如图甲所示。由图甲可知u=v=20cm, 根据u=v=2f成倒立等大的实像，即2f=20cm,则该凸透镜的焦距f=10cm,故A错误； B．图乙中，物距u=50cm-10cm=40cm 满足u＞2f,此时凸透镜成倒立、缩小的实像，成像规律应用于照相机，不是投影仪（投影仪成倒立放大的实像，要求2f＞u＞f），故B错误； C．实验一段时间后，蜡烛会变短，根据过光心的光线传播方向不变可知，烛焰的像将位于光屏的上方，故C正确； D．近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用。在透镜和光屏之间放一个近视眼镜，会使像距变大，像会成在光屏的右侧。为了在光屏上重新得到清晰的像，应增大物距，即应将蜡烛向左移动，而不是向右移动，故D错误。 故选：C。 题型3：凸透镜成像规律的应用 【例题3】如图，将印有花的透明胶片贴在发光手电筒前端玻璃上，正对着焦距为10cm的凸透镜，调整位置，墙上出现一朵清晰放大的“花”。下列说法正确的是（　　） A．胶片上的花是倒立的 B．此透镜可作为近视眼镜镜片 C．胶片与透镜的距离小于10cm D．白墙与透镜的距离大于10cm小于20cm 【答案】A 【分析】当物距在一倍焦距和二倍焦距之间、像距大于二倍焦距时，凸透镜成倒立、放大的实像； 凸透镜对光线具有会聚作用，可以矫正远视眼。 【解答】 ACD、由图可知，此时的物距小于像距，则成的是放大、倒立的实像，像是正立的，则胶片是倒置的；此时的物距应该在一倍焦距和二倍焦距之间，所以胶片与透镜的距离小于20cm、大于10cm,此时的像距大于二倍焦距，所以白墙与透镜的距离大于20cm,故A正确、CD错误； B、远视眼的成因是像成在了视网膜的后方，需要佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜矫正；近视眼的成因是像成在了视网膜的前方，需要佩戴对光线具有发散作用的凹透镜矫正，故B错误。 故选：A。 【变式3-1】如图所示是物理兴趣小组制作的投影手电筒内部结构示意图，它主要由手电筒、可伸缩纸筒、投影片、（　　） A．投影片与凸透镜之间的距离是像距 B．白墙上成投影片正立、放大的实像 C．手电筒内的凹面镜对光有会聚作用 D．要让白墙上清晰的像变大，只需将纸筒往外拉动一些 【答案】C 【分析】（1）投影片与凸透镜之间的距离是物距； （2）根据凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像，应用于投影仪； （3）凹面镜对光有会聚作用； （4）根据凸透镜成实像时，物近像远像变大分析回答。 【解答】A、投影片与凸透镜之间的距离是物距，故A错误； B、由图可知，投影手电筒物距小于像距，成倒立、放大的实像，利用了投影仪的原理，故B错误； C、手电筒内的凹面镜对光有会聚作用，故C正确； D、若要使墙上的图案清晰且变大，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，应将图片靠近凸透镜，同时手电筒远离墙面，故D错误。 故选：C。 【变式3-2】光刻机是用来生产芯片的关键设备，光刻技术的工作原理如图所示。用紫外线照射镂空掩模，调整镂空掩模、缩图透镜的位置，恰好能在硅片上成极小的清晰的像，从而实现集成电路的“光刻”。下列说法不正确的是（　　） A．光刻机成像原理与照相机成像原理相似 B．要想使硅片上的像变小，需将镂空掩模和硅片均向上移动 C．缩图透镜对光有发散作用 D．用纸板挡住缩图透镜的左半部分，硅片上的电路图案仍然完整 【答案】C 【分析】（1）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； （2）凸透镜成实像时，物远像近像变小； （3）凸透镜对光线具有会聚作用； （4）凸透镜成像时，像是否完整与凸透镜的大小无关。 【解答】A、光刻机成像时，镂空掩模到缩图透镜的距离大于硅片到缩图透镜的距离，成倒立、缩小的实像，这和照相机的成像原理相似，故A正确； B、要让硅片上的像变小，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，可知，需要增大物距，将镂空掩模向上移动，远离透镜，同时减小像距，将硅片向上移动，靠近透镜，故B正确； C、缩图透镜是凸透镜，对光有会聚作用，故C错误； D、用纸板挡住缩图透镜的左半部分，透镜仍能通过右半部分成像，只是像的亮度会变暗，图案仍然完整，故D正确。 故选：C。 【变式3-3】如图是一张妙趣横生的照片，让两个离照相机远近不同的物体的像呈现在同一张照片中，不用后期处理，达到一种艺术效果。下列说法正确的是（　　） A．拍摄该照片时，只有人所成的是实像 B．鞋和人通过镜头分别成放大和缩小的像 C．拍摄该照片时，鞋比人离照相机镜头更远一些 D．若使鞋的像变大一些，可将鞋离镜头更近一些 【答案】D 【分析】根据凸透镜成实像时，u＞2f,成倒立、缩小的实像，应用于照相机；凸透镜成实像时，物远像近像变小，物近像远像变大分析回答。 【解答】AB、照相机所成的像是倒立、缩小的实像，鞋和人都是实像，故AB错误； CD、由图可知，人所成的像较小，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，可知，拍摄该照片时鞋比人离照相机镜头更近一些，使鞋的像变大一些，可将鞋离镜头更近一些，故C错误，D正确。故选：D。 一．选择题（共8小题） 1．在做凸透镜成像规律的实验时，小红将蜡烛、透镜a和光屏放置在如图甲所示的位置，烛焙在光屏上成清晰的像。之后保持蜡烛和透镜的位置不变，将透镜a更换为透镜b，调节光屏位置如图乙所示，在光屏上再次形成清晰的像。下列分析正确的是（　　） A．透镜a的焦距为20.0cm B．透镜b的焦距可能是16.0cm C．图甲中成的像比图乙中成的像小 D．图乙中成像的特点与照相机成像原理相同 2．如图所示，学校图书馆入口处安装了人脸识别闸机，师生通过“刷脸”完成身份验证即可进入。其摄像头内部装有焦距固定的透镜，并配有自动补光灯。以下说法正确的是（　　） A．人脸识别闸机内部摄像头的镜头相当于一个凹透镜 B．“刷脸”时，人脸通过摄像头成倒立、缩小的实像 C．若识别机的镜头上有污垢，会导致“刷脸”时，人脸的像有残缺 D．若要使人脸在识别系统中的像变大，人应该远离人脸识别闸机 3．如图所示，某校食堂安装了人脸识别团餐机，通过摄像镜头捕捉人脸信息“刷脸”付款。下列说法正确的是（　　） A．摄像头成像特点与放大镜相同 B．要使成像变大，人应该远离刷脸机 C．“刷脸”时，人脸应处于透镜的两倍焦距之外 D．“刷脸”时，人脸通过镜头成的是正立、缩小的实像 4．在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，将同一蜡烛在光具座上移动，其中移到的a、b、c、d四个位置如图1所示，移动光屏观察烛焰的成像情况，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（如图2所示）。下列说法中正确的是 （　　） A．该凸透镜的焦距为20cm B．蜡烛在a处时，成像特点与投影仪成像特点相同 C．蜡烛在b处时，光屏上成的清晰像比在c处时小 D．蜡烛在d处时，光屏上可得到清晰放大的像 5．如图所示的AI视觉秤可利用摄像头采集图像完成商品的识别与计价。下列关于视觉秤摄像头镜头的说法正确的是（　　） A．相当于一个凹透镜 B．成像原理与投影仪相同 C．成放大的虚像 D．对光有会聚作用 6．某同学想进一步了解近视眼矫正的原理，于是用弹性膜注水制作了一个水凸透镜，通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度，如图所示，固定透镜，将“F”光源放在合适位置后，调节光屏得到清晰的像（像未画出）。下列说法正确的是（　　） A．图中模拟正常人眼球观察物体时的成像情况，光屏上成倒立放大的实像 B．从水凸透镜内往外抽水可模拟近视眼的成因 C．若将近视眼镜片靠近水凸透镜左侧放置，然后向水凸透镜内注入适量水，光屏会再次承接到清晰的像 D．若用不透明纸板挡住“F”光源的上半部分，所成的像依然是完整的 7．如图所示，当蜡烛放在a点时，光屏上可得到一个清晰的像，下列说法中正确的是（　　） A．此时光屏上的像是倒立缩小的 B．当蜡烛由a点向b点移动时，像的大小逐渐变大 C．当蜡烛移动到c点时，调节光屏可在屏上看到一个正立放大的像 D．将图中蜡烛和光屏的位置对调，此时的成像情况与照相机的成像原理相同 8．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，则将蜡烛适当右移可得一个清晰的像 二．多选题（共2小题） （多选）9．在用一凸透镜研究其成像规律时，某同学得到的部分实验信息如表所示。根据表中信息判定下列说法正确的是（　　） 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，像会逐渐变大 （多选）10．小安在做探究凸透镜成像规律的实验时，将焦距f1＝10cm的凸透镜A固定在光具座上50cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻度线处，移动光屏至65cm刻度线处，烛焰在光屏上成清晰的像，如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．该实验现象能够说明照相机的成像特点 B．透镜位置不动，只把蜡烛跟光屏的位置互换，则在光屏上可呈现烛焰正立放大的像 C．若只将凸透镜A换为焦距f2的凸透镜B，光屏需向左侧移动才能得到清晰的像，由此判断：f2＜10cm D．若将透镜C放在凸透镜A与蜡烛之间某处（图中未画出），光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏向右移动才能呈现烛焰清晰的像，这说明透镜C对光有发散作用 三．填空题（共6小题） 11．小明自制了一个如图甲所示的简易投影仪，在可调范围内推拉纸盒可以在白墙上看到如图乙所示的放大的　 　 （虚/实）像，像的高度为　 　 cm。此时必须将手机以甲图中的　 　 （A/B）方向放置，且手机到凸透镜的距离可能是　 　 （25/15/8）cm。 12．2027年海南体育中考将新增必考类项目4分钟跳绳。小海利用手机上的跳绳训练辅助系统，通过手机摄像头记录跳绳次数、速度、节奏等数据进行分析（如图）。手机镜头与　 　 （选填“远视”或“近视”）眼镜属于同类透镜；当他靠近手机镜头时，通过镜头所成的像会　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 13．小茗同学通过AI了解用凸透镜成像规律解释光刻机原理：光刻技术是利用缩图透镜将绘在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的硅片上，从而制造出集成电路。光刻机的缩图成像时，若要让硅片上的电路像更小，芯片制程更小，在透镜和硅片位置不变的情况下，应将掩膜向　 　 移动（选填“远离透镜方向”或“靠近透镜方向”）。 14．小明同学使用如下器材：焦距分别为10cm、20cm、30cm的凸透镜各一个，手机一部，长为30cm的纸盒，胶带和剪刀等制作一个“手机投影仪”（其模型如图所示）。应选择焦距为 　 　 cm的凸透镜。将手机正立放置，在墙上看到的像是 　 　 （选填“正立”或“倒立”）的 　 　 （选填“实”或“虚”）像。 15．小红在探究凸透镜成像规律时，调节蜡烛、凸透镜与光屏到如图所示的位置，可在光屏上得到清晰的像，则凸透镜焦距为　 　 cm。仅将蜡烛移到5cm刻度线处，为了在光屏上得到清晰的像，接下来她应将光屏适当向　 　 移动，生活中所用的　 　 成像时的物像大小关系与上述实验相同。 16．如图所示，这是某同学用自制的水凸透镜进行实验探究的场景，此时光屏上呈现烛焰清晰的像（未画出），该像是倒立　 　 （选填“放大”或“缩小”）的实像。将蜡烛向左移动一小段距离后，保持水凸透镜、蜡烛的位置不变，要使光屏上再次呈现清晰的像，请写出一种简单可行的操作方法：　 　 。 四．简答题（共1小题） 17．我们通过自助检票机时，发现需同时进行身份证扫描和人脸识别，当我们站在安检口，人脸识别系统的摄像头会迅速捕捉并核对其面部特征，当与系统存储的信息完全匹配时方可进入。 （1）请分析身份证识别系统和人脸识别系统的连接方式是怎样连接的？ （2）人脸识别系统中的摄像头所成的像是放大的，还是缩小的？若我们距离摄像头过近，将无法被识别。请运用所学的物理知识来解释造成这一现象可能的原因。 五．实验探究题（共2小题） 18．物理兴趣小组利用图中的装置探究凸透镜成像特点与物距（物体到透镜的距离）的关系。已知实验所用凸透镜的焦距为10cm，“F”形光源的高度为4cm。 （1）为了让像能成在光屏中央，应将图中的凸透镜适当向　 　 调节。 （2）小组同学依次改变物距，重复实验，并将光屏上观察到的成像特点记录在表格中，分析数据可知： 序号 物距u/cm 像距v/cm 像高h/cm 像的正倒 1 15 30 8 倒立 2 20 20 4 倒立 3 30 15 2 倒立 4 40 13.3 1.3 倒立 ①当u＝2f时，成倒立、　 　 的像； ②当物体从足够远处逐渐靠近凸透镜的焦点时，所成像的大小将　 　 。 19．如图为小明探究“凸透镜成像的规律”实验。 （1）实验时，应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的　 　 上，目的是　 　 。 （2）如图甲，光屏上呈现清晰的像，像的性质是倒立　 　 的实像，生活中与此成像性质相同的是　 　 （照相机/投影仪/放大镜）； （3）保持蜡烛和光屏位置不变，移动凸透镜至　 　 cm刻度处可以再次成清晰的像，实验中使用的凸透镜的焦距可能为　 　 ； A.5cm B.7cm C.10cm D.15cm （4）如图乙，在蜡烛和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏远离透镜适当距离后光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜属于　 　 眼镜。 六．解答题（共2小题） 20．在探究凸透镜成像规律实验中，图甲位置的光屏上刚好成清晰实像，则物距为　 　 cm，此时光屏上成的是倒立、　 　 的实像。若要模拟照相机的成像原理，保持蜡烛和光屏位置不变，把凸透镜移到　 　 cm的刻度线处。在图乙中画出入射光线SA通过透镜后的折射光线。 21．小芳同学在“探究凸透镜成像”的规律的实验中，她按如图装配仪器（图中F点是焦点，H点是2倍焦距处），此时光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高。 （1）造成这一现象的原因是　 　 ； （2）为了使像能成在光屏的中央，她应把蜡烛向　 　 调（填“上”、“下”）；调节好蜡烛的高度后，她把蜡烛移到A点，此时光屏上的像很模糊。为了得到清晰的像，应把光屏向　 　 移动（填“左”或“右”）； （3）若想从光屏侧透过透镜看到蜡烛正立的像，可将物体放在　 　 点（填字母符号）。 七．综合能力题（共1小题） 22．图甲、图乙是眼睛的两种视力缺陷，图丙是用弹性膜注水制作的一个水凸透镜，固定透镜，将一个蜡烛放在图示位置后，调节光屏得到清晰的像。 （1）若要模拟图甲的成因，需要用注射器从水透镜　 　 （选填“注水”或“抽水”）； （2）若将远视眼镜靠近图丙透镜左侧放置后，要使光屏再次承接到清晰的像，可将蜡烛向　 　 移动； （3）若图丙中保持蜡烛和光屏位置不动，仅移动凸透镜，光屏　 　 （选填“一定会”、“可能会”或“不会”）出现一个等大的实像； （4）若模拟图乙的成像特点，可保持蜡烛和光屏位置不动，将透镜略向　 　 移动一段距离。 22．阅读短文，回答问题。 智慧交通一路绿灯 我国无人驾驶汽车已经在特定区域广泛应用。深圳地区某些路口的“智慧交通系统”，为装有传感器的无人驾驶汽车实时传递整体路网情况，动态调整绿灯时长，降低汽车平均等待时间。如调控到绿波时速（“绿波时速”是指在一个路口遇到的是绿灯，按指示牌上的时速保持下去，那么就会一路绿灯），车辆将畅通无阻。利用“智慧交通系统”还可以发布“拥堵延时指数”（“拥堵延时指数”是指汽车在拥堵状态所用时间与畅通状态所用时间的比值），方便人们做出行规划。 （1）无人驾驶汽车可以通过车上的摄像头识别行人，行人通过摄像机镜头成 　 　 （填“放大”、“缩小”或“等大”）的像。正在以绿波时速行驶的汽车，如果以 　 　 为参照物，汽车是静止的。 （2）节假日同路段越拥堵，说明“拥堵延时指数”越 　 　 。 （3）汽车倒车系统通过发出 　 　 声波来判断与后方障碍物的距离。 （4）小罗从家坐车去体育馆，借助“智慧交通系统”得到两套出行方案： 方案①：路程较短，为12km，拥堵延时指数1.5； 方案②：时间较短，路程较长，为18km，拥堵延时指数1.2； 如图所示，方案中的道路限速（40表示汽车在该道路上行驶的最高限速为40km/h）和拥堵延时指数均已标明，已知畅通状态下汽车的平均速度为最高限速的90%。畅通状态下，方案①中汽车的平均速度为 　 　 km/h；同样在畅通状态下，方案②汽车用时 　 　 min；如果方案①和②都在拥堵状态下，则方案②会比方案①用时节省 　 　 min。 热身训练参考答案与试题解析 一．选择题（共8小题） 1．【答案】C 【分析】（1）当u＝v＝2f，成倒立、等大的实像，据此确定凸透镜的焦距； （2）u＜v，且成实像，说明2f＞u＝20.0cm＞f，v＝30.0cm＞2f，由此可得焦距的范围； （3）凸透镜成实像时，u＜v，成倒立、放大的实像，应用于投影仪。 【解答】A、由图甲可知，此时u＝v＝20.0cm，且成清晰的像，根据u＝v＝2f，成倒立、等大的实像，即2f＝20.0cm，因此透镜a的焦距为10.0cm，故A错误； B、由图乙可知，此时u＜v，且成实像，说明2f＞u＝20.0cm＞f，v＝30.0cm＞2f，即15.0cm＞f＞10.0cm，因此透镜b的焦距不可能是16.0cm，故B错误； C、由A可知，图甲中成的像是倒立、等大的实像；由图乙可知，此时u＜v，根据凸透镜成实像时，u＜v，成倒立、放大的实像，且物体大小没有改变，因此图甲中成的像比图乙中成的像小；故C正确； D、由C可知，图乙中成倒立、放大的实像，应用于投影仪，与照相机成像原理不相同，故D错误。 故选：C。 2．【答案】B 【分析】（1）当u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机； （2）凸透镜成实像时与凸透镜的大小无关； （3）凸透镜成实像时，物近像远像变大。 【解答】AB、人脸识别闸机内部摄像头相当于一个凸透镜，成像原理与照相机相同，成倒立、缩小的实像，故A错误，B正确； C、若识别机的镜头上有污垢，会挡住透镜一部分，剩余部分仍能会聚光线成完整的像，但由于会聚的光线比原来减少，所以像比原来变暗，故C错误； D、若要使人脸在识别系统中的像变大，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大，可知，人应该靠近人脸识别闸机，故D错误。 故选：B。 3．【答案】C 【分析】（1）当u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f，应用于照相机和摄像机； （2）凸透镜成实像时的动态变化规律：物近像远像变大，物远像近像变小。 【解答】ACD、已知刷脸机与照相机的成像原理相同，“刷脸”时，人脸应处于透镜的两倍焦距之外，即物距大于二倍焦距，此时成倒立、缩小的实像，故AD错误，C正确； B、根据凸透镜成实像时的规律“物近像远像变大”可知，要使成像变大，人应该靠近刷脸机，减小物距，故B错误。 故选：C。 4．【答案】C 【分析】（1）根据u＝v＝2f，成倒立、等大的实像，据此确定凸透镜的焦距； （2）当u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机； （3）凸透镜成实像时，物近像远像变大； （4）当u＜f，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接。 【解答】A、由图2可知，u＝v＝20cm，根据u＝v＝2f，成倒立、等大的实像，即2f＝20cm，因此该凸透镜的焦距f＝10cm，故A错误； B、蜡烛在a处，此时物距u＝50cm﹣20cm＝30cm＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机，故B错误； C、由图1可知，c比b更靠近凸透镜，且物距都大于焦距，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大，可知，蜡烛在b处成的清晰像比在c处小，故C正确； D、蜡烛在d处时，物距u＝50cm﹣43cm＝7cm＜f，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，故D错误。 故选：C。 5．【答案】D 【分析】凸透镜成像规律和我们生活中的照相机的原理是一样的，当物体在透镜的2倍焦距之外时，物体经透镜能成倒立、缩小的实像；凸透镜对光线具有会聚作用。 【解答】A、视觉秤利用照相机的摄像头采集图像，照相机的镜头相当于一个凸透镜，故A不符合题意； B、视觉秤摄像头镜头成像原理与照相机相同，故B不符合题意； C、照相机成倒立、缩小的实像，故C不符合题意； D、凸透镜对光有会聚作用，故D符合题意。 故选：D。 6．【答案】C 【分析】（1）凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像； （2）凸透镜凸度变小，折光能力变弱； （3）近视眼镜片是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用；凸透镜凸度变大，对光的会聚能力变强； （4）挡住F光源的上半部分，F光源上半部分没有光线射出，据此分析。 【解答】A、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，不是放大的实像，故A错误； B、近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强，使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方；往外抽水会让透镜变薄，折光能力变弱，模拟的是远视眼成因，故B错误； C、近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，放在透镜左侧后，光线延迟会聚，像会成在原光屏的右侧；向水凸透镜注水后，透镜变厚，会聚能力变强，会让像向左移动，重新回到原光屏位置，因此光屏能再次承接到清晰的像，故C正确； D、挡住F光源的上半部分，F光源上半部分没有光线射出，因此只能成下半部分的像，像不完整，故D错误。 故选：C。 7．【答案】D 【分析】（1）根据2f＞u＞f，成倒立、放大的实像； （2）根据凸透镜成实像时，物远像近像变小分析回答； （3）根据u＜f，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接； （4）在光的折射中，光路是可逆的；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。 【解答】A、当蜡烛放在a点，此时2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，故A错误； B、当蜡烛由a点向b点移动，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，像的大小逐渐变小，故B错误； C、当蜡烛移动到c点，此时u＜f，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，故C错误； D、将图中蜡烛和光屏的位置对调，根据在光的折射中，光路是可逆的可知，光屏上能再次成清晰的像，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D正确。 故选：D。 8．【答案】C 【分析】（1）平行于主光轴的光经凸透镜后会聚于主光轴上一点，这一点叫焦点，焦点到光心的距离叫焦距，读数时估读到分度值的下一位； （2）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； （3）在光的折射中，光路是可逆的；凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像，应用于投影仪； （4）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用；凸透镜成实像时，物远像近像变小。 【解答】A、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，读数时估读到分度值的下一位，由图可知，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，故A错误； 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、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；为了使光屏上成清晰的像，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，可知，应将蜡烛适当左移可得一个清晰的像，故D错误。 故选：C。 二．多选题（共2小题） 9．【答案】AC 【分析】（1）当u＝v＝2f时，成倒立、等大的实像； （2）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； （3）凸透镜成实像时，物远像近像变小，物近像远像变大。 【解答】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、放大的实像，应用为幻灯机和投影仪，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，凸透镜成倒立、缩小的实像，应用为照相机，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，此时物距变大，像距变小，像变小，故D错误。 故选：AC。 10．【答案】ACD 【分析】（1）当u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机； （2）当2f＞u＞f，v＞2f，成倒立、放大的实像； （3）凸透镜焦距越小，对光的会聚能力越强； （4）凹透镜对光线具有发散。 【解答】A、由图可知，此时的物距u＝50.0cm﹣20.0cm＝30.0cm，u＞2f1，成倒立、缩小的实像，应用于照相机，故A正确； B、透镜位置不动，蜡烛和光屏位置互换后，f1＜u′＝15.0cm＜2f，v′＝30.0cm＞2f1，此时成倒立、放大的实像，并非正立的像，故B错误； C、换用凸透镜B后，光屏需向左移动才能成清晰的像，说明像距变小，即凸透镜B的会聚能力更强，焦距更小，因此f2＜10cm，故C正确； D、将透镜C放在A与蜡烛之间，光屏需向右移动才能成清晰的像，此时像距变大，说明光线被透镜C发散，即透镜C对光有发散作用，故D正确。 故选：ACD。 三．填空题（共6小题） 11．【答案】实；37.0；A；15。 【分析】（1）实像可以用光屏承接，虚像则不能； （2）在对刻度尺进行读数时，应看清分度值，视线应与尺的末端刻度垂直，最终的结果要估读到分度值的下一位； （3）当2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于投影仪。 【解答】实像可以用光屏承接，因此白墙上的画面是实像； 由图乙可知，刻度尺分度值为1cm，像的高度为57.0cm﹣20.0cm＝37.0cm； 由图乙可知，白墙上像是倒立、放大的实像，此时必须将手机以甲图中的A方向放置； 根据物距大于一倍焦距且小于两倍焦距，成倒立、放大的实像；凸透镜焦距为10cm，此时手机到凸透镜的距离大于10cm小于20cm，则手机到凸透镜的距离可能是15cm。 故答案为：实；37.0；A；15。 12．【答案】远视；变大。 【分析】近视眼戴凹透镜、远视眼戴凸透镜，手机的镜头是一个凸透镜；凸透镜成实像时，物近像远像变大。 【解答】近视眼戴凹透镜、远视眼戴凸透镜，手机的镜头是一个凸透镜，与远视眼镜属于同一类透镜； 当他靠近手机镜头时，物距减小，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大，可知，通过镜头所成的像会变大。 故答案为：远视；变大。 13．【答案】远离透镜方向。 【分析】凸透镜成实像时，物远像近像变小。 【解答】若要让硅片上的电路像更小，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，可知，应将掩膜向远离透镜方向移动。 故答案为：远离透镜方向。 14．【答案】20；倒立；实。 【分析】当2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于投影仪。 【解答】由图可知，手机到凸透镜的距离为30cm，根据2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于投影仪，因此2f＞30cm＞f，即30cm＞f＞15cm，故应选择焦距为20cm的凸透镜，此时在墙上看到的像是倒立的实像。 故答案为：20；倒立；实。 15．【答案】10.0；左；照相机。 【分析】本题考查凸透镜成像规律。首先明确凸透镜成像的规律：当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，像距在一倍焦距和二倍焦距之间；当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，像距大于二倍焦距；当物距小于焦距时，成正立、放大的虚像。 【解答】由图可知，此时物距u＝50.0cm﹣30.0cm＝20.0cm，像距v＝70.0cm﹣50.0cm＝20.0cm，因为在光屏上得到清晰的像，u＝v＝2f，可知凸透镜焦距f＝10.0cm；仅将蜡烛移到5cm刻度线处，此时物距u'＝50.0cm﹣5.0cm＝45.0cm，u'＞2f，根据凸透镜成像规律，此时像距v'应满足f＜v'＜2f，所以为了在光屏上得到清晰的像，接下来她应将光屏适当向左移动，此时成倒立、缩小的实像，生活中所用的照相机应用此原理制成。故答案为：10.0；左；照相机。 16．【答案】放大；将光屏向左移动。 【分析】（1）凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像； （2）凸透镜成实像时，物远像近像变小。 【解答】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； 蜡烛向左移动后，物距变大，由“物远像近像变小”可知，像距变小，像成在光屏左侧；保持蜡烛和水凸透镜位置不变时，要让像重新成在光屏上，可以将光屏向左移动。 故答案为：放大；将光屏向左移动。 四．简答题（共1小题） 17．【答案】（1）刷身份证或人脸识别都可以接通电路，打开门禁通道，相当于电路中的开关，而且这两种连接方式可以单独接通电路，是并联的； （2）人脸识别摄像头成像原理和照相机相同，利用凸透镜物距大于2倍焦距时，成倒立缩小实像的规律工作；根据凸透镜成实像的规律物近像远像变大，当人距离摄像头过近时，物距过小，像距会随之变大，清晰的像无法成在摄像头的感光元件上，无法得到清晰的人像；若物距小于一倍焦距，凸透镜只能成虚像，虚像无法被感光元件承接，因此无法识别。 【分析】（1）电路的基本连接形式有两种：一种是串联，在串联电路中电流只有一条路径，各用电器之间相互影响；另一种是并联，在并联电路中电流有多条流通路径，各个用电器之间互不影响，独立工作； （2）当u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机。 【解答】答：（1）刷身份证或人脸识别都可以接通电路，打开门禁通道，相当于电路中的开关，而且这两种连接方式可以单独接通电路，是并联的； （2）人脸识别摄像头成像原理和照相机相同，利用凸透镜物距大于2倍焦距时，成倒立缩小实像的规律工作；根据凸透镜成实像的规律物近像远像变大，当人距离摄像头过近时，物距过小，像距会随之变大，清晰的像无法成在摄像头的感光元件上，无法得到清晰的人像；若物距小于一倍焦距，凸透镜只能成虚像，虚像无法被感光元件承接，因此无法识别。 五．实验探究题（共2小题） 18．【答案】（1）上；（2）①等大；②变大。 【分析】（1）为了让像能成在光屏中央，应将光源中心、凸透镜光心、光屏中心调到同一高度； （2）①当u＝v＝2f，成倒立、等大的实像； ②根据表中数据分析回答。 【解答】（1）为了让像能成在光屏中央，应将光源中心、凸透镜光心、光屏中心调到同一高度；由图可知，凸透镜的光心靠下，因此应将凸透镜适当向上调节； （2）①凸透镜的焦距f＝10cm，当u＝2f＝20cm时，由表中第2次实验数据可知，u＝20cm时，像高4cm，与物体的高度相等，说明u＝20cm时，成倒立、等大的实像； ②由表中数据可知，物距由40cm变到15cm，物距变小；物体靠近凸透镜，像的高度由1.3cm变到8cm，即所成像的大小变大。 故答案为：（1）上；（2）①等大；②变大。 19．【答案】（1）主光轴；使像成在光屏中央；（2）放大；投影仪；（3）40；C；（4）近视。 【分析】（1）为了使像成在光屏中央，实验时，应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上； （2）凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像，应用于投影仪； （3）在光的折射中，光路是可逆的；u＜v，且成实像，说明2f＞u＝15cm＞f，v＝30cm＞2f，由此可得焦距的范围； （4）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用。 【解答】（1）为了使像成在光屏中央，实验时，应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上； （2）由图甲可知，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，应用于投影仪； （3）保持蜡烛和光屏位置不变，移动凸透镜至40cm刻度处，此时物距等于原来的像距，像距等于原来的物距，根据光路的可逆性可知，可以再次成清晰的像； 由图甲可知，u＜v，且成实像，说明2f＞u＝15cm＞f，v＝30cm＞2f，即15cm＞f＞7.5cm，故选：C； （4）如图乙所示，在蜡烛和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏远离透镜适当距离后光屏上再次呈现清晰的像，说明像距变大了，即该眼镜对光有发散作用，这是凹透镜，用于矫正近视，则该眼镜属于近视眼镜。 故答案为：（1）主光轴；使像成在光屏中央；（2）放大；投影仪；（3）40；C；（4）近视。 六．解答题（共2小题） 20．【答案】15.0；放大；65；。 【分析】（1）物体到凸透镜光心的距离叫做物距； （2）凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像； （3）在光的折射中，光路是可逆的； （4）根据凸透镜三条特殊光线画图。 【解答】由图甲可知，物距u＝50.0cm﹣35.0cm＝15.0cm； 由图甲可知，此时物距小于像距，成倒立、放大的实像； 若要模拟照相机的成像原理，保持蜡烛和光屏位置不变，根据光路的可逆性可知，把凸透镜移到65cm的刻度线处； 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后经过焦点，如下图所示： 。 故答案为：15.0；放大；65；。 21．【答案】见试题解答内容 【分析】要解答本题需掌握：凸透镜物距不同时，成像的情况不同。 【解答】由题中图知道，烛焰的像偏上，主要是因为烛焰，凸透镜，光屏三者中心不在同一高度；为了使像能成在光屏的中央她应把蜡烛向上调节； 调节好蜡烛的高度后，把蜡烛移到A点，物距减小了，此时光屏上的像很模糊。为了得到清晰的像，应把光屏向右调节，使像距增大； 若想从光屏侧透过透镜看到蜡烛正立的像，应该使物距在一倍焦距以内，所以应该把物体放B点。 故答案为：烛焰，凸透镜，光屏三者中心不在同一高度；上；右；B点。 七．综合能力题（共1小题） 22．【答案】（1）注水；（2）右；（3）不会；（4）右。 【分析】（1）近视眼是由于晶状体太厚，对光线的会聚作用太强，使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方； （2）远视眼镜是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用； （3）在光的折射中，光路是可逆的； （4）图乙是远视眼成因，成像在视网膜后方。 【解答】（1）图甲是近视眼成因，近视眼是由于晶状体太厚，对光线的会聚作用太强，使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方；若要模拟图甲的成因，因此需要用注射器向水透镜注水； （2）远视眼镜是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用，会将光线提前会聚成像，因此要使光屏再次承接到清晰的像，可将蜡烛向右移动； （3）图丙中物距为30cm时，光屏上呈现清晰的像，像距为15cm，保持蜡烛和光屏的位置不动，仅移动凸透镜，根据光路的可逆性，只有当物距为前一次的像距15cm，即凸透镜位于25cm刻度线处，光屏上会再一次出现清晰的像，此时的像距为前一次的物距30cm，所以光屏上只会再呈现一次放大的像，不会出现一个等大的实像； （4）图乙是远视眼成因，成像在视网膜后方；要模拟此特点，需让水凸透镜折光能力变弱（像成在光屏后方）；保持蜡烛和光屏位置不动，将透镜向右（远离蜡烛）移动，可使像成在光屏后方，模拟远视眼的成像特点。 故答案为：（1）注水；（2）右；（3）不会；（4）右。 八．科普阅读题（共1小题） 23．【答案】（1）缩小；司机；（2）大；（3）超；（4）36；20；6。 【分析】（1）u＞2f，成倒立、缩小的实像；运动和静止是相对的，判断物体的运动和静止，首先确定一个参照物，如果被研究的物体和参照物之间没有发生位置的改变，被研究的物体是静止的，否则是运动的； （2）“拥堵延时指数”是指汽车在拥堵状态所用时间与畅通状态所用时间的比值，据此分析； （3）汽车倒车雷达是利用超声波的原理工作的； （4）根据标注速度和畅通状态下汽车的平均速度为最高限速的90%计算速度，由速度公式计算时间。 【解答】（1）摄像机的镜头相当于一个凸透镜，此时行人距摄像头的距离大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像； 正在以绿波时速行驶的汽车，如果以司机为参照物，汽车相对于司机的位置没有发生变化，是静止的； （2）“拥堵延时指数”是指汽车在拥堵状态所用时间与畅通状态所用时间的比值；节假日堵车，说明拥堵所用的时间越长，拥堵状态所用时间与畅通状态所用时间的比值就越大； （3）汽车倒车雷达是利用超声波的原理工作的，即汽车倒车系统通过发出超声波来判断与后方障碍物的距离； （4）通畅状态下汽车的平均速度为最高限速的90%， 则方案①中通畅状态下汽车的平均速度为：v1＝40km/h×90%＝36km/h； 畅通状态下所用的时间： t畅通1h＝20min； 方案①的拥堵延时指数为1.5，则方案①在拥堵状态下所用的时间：t拥堵1＝1.5t畅通1＝1.5×20min＝30min； 方案②中通畅状态下汽车的平均速度为：v2＝60km/h×90%＝54km/h， 根据题意可知，方案②在畅通状态下所用的时间： t畅通2h＝20min； 拥堵状态下所用的时间：t拥堵2＝1.2×20min＝24min； 如果方案①和②都在拥堵状态下，则方案②会比方案①用时节省时间为： Δt＝t拥堵1﹣t拥堵2＝30min﹣24min＝6min。 故答案为：（1）缩小；司机；（2）大；（3）超；（4）36；20；6。 学科网（北京）股份有限公司 $ 【弯道超车】沪科版2024物理八年级（上） 预习学案 【弯道超车】沪科版八年级物理全册预习学案（有答案）： 内容：激趣导入+细读教材+典例精讲+热身训练 +拓展阅读； 适合：暑假或提前学习8年级内容的人群； 特点：资料讲解细致，对应新课标2022把握重要知识点； 作用：拓展阅读、增长见闻，拓宽视野，为开学学习奠定坚实的学习基础。 第14讲 4.2 探究：凸透镜成像的规律 1. 物理观念： (1)探究并知道凸透镜成像的规律。 (2)学习分析实验数据，归纳出结论。 2．科学思维：学习从物理现象中归纳科学规律的方法。 3.科学探究：通过探究活动，体验探究的全过程和方法，进一步熟悉科学探究的环节，认识到设计实验与制订计划的重要性。 4．科学态度与责任：培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理，初步建立将科学技术应用于实际的意识。 同学们，上课前我们先来玩个小游戏！请同桌两人一组，快速完成这个挑战： 把手机摄像头对准教室里的窗户，慢慢靠近玻璃，观察屏幕上窗户的影像发生了什么变化？ （学生操作后邀请2-3组分享发现，教师总结） 大家发现了吗？当手机靠近玻璃时，窗户的影像从“缩小”变成了“放大”，甚至还能看到“倒立”的画面！其实，我们每天用的手机、照相机、投影仪，背后都藏着一个神奇的“光学小能手”——凸透镜！ 今天，我们就化身“光学小侦探”，一起揭开凸透镜成像的奥秘：它到底能变出哪些奇妙的影像？什么情况下会放大、缩小、正立或倒立？这些规律又藏着怎样的科学智慧？ 准备好和你的凸透镜“玩”起来了吗？让我们开启今天的探究之旅——《凸透镜成像规律》！ 知识点一：探究：凸透镜成像规律 1.实验目标 通过改变物距（u），观察并记录像的大小、正倒、虚实变化，总结物距与成像性质的定量关系。 2.实验器材与实验准备 基础器材：光具座（带刻度）、凸透镜（需提前测量焦距f，常用f=10cm或15cm）、光屏（承接实像）、蜡烛（或LED发光体，更安全）、火柴。 · 规范操作：实验前需调节烛焰焰心、凸透镜光心、光屏中心在同一高度（简称“三心等高”），确保像能成在光屏中央。 3. 实验与数据记录 以焦距f的凸透镜分4种物距范围探究成像特点： 物距范围（u） 像的性质（大小、正倒、虚实） 像距范围（v） 典型应用 u > 2f 倒立、缩小、实像 f < v < 2f 照相机、摄像机 u = 2f 倒立、等大、实像 v = 2f 测凸透镜焦距的参考点 f < u < 2f 倒立、放大、实像 v > 2f 幻灯机、投影仪、放映机 u = f 不成像（光线平行射出） - 探照灯（平行光源） u < f 正立、放大、虚像 像与物同侧 放大镜 知识点二：凸透镜的规律 总结：三分界、三特点 1. 三个分界点 焦点F（物距u=f）：实像与虚像的分界点。 规律：u > f成实像，u < f成虚像。 2倍焦点（2F，u=2f）：放大实像与缩小实像的分界点。 规律：u > 2f成缩小实像，f < u < 2f成放大实像，u = 2f成等大实像。 口诀记忆：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，实像倒，居异侧，虚像正，居同侧，物近像远像变大，焦点以内反变化。 2. 动态变化规律（物距变化时，像的变化趋势） 当物体从远处向凸透镜靠近（u逐渐减小）： 实像阶段：像逐渐变大，像距（v）逐渐变大； 虚像阶段：像逐渐变大，像距（v）逐渐变大（虚像始终在物体同侧，且比物体更远）。 口诀记忆：“物近像远像变大，物远像近像变小”（仅适用于实像；虚像阶段“物近像近像变小”）。 知识点三：生活中的凸透镜 1.照相机：利用u > 2f时成倒立、缩小实像的原理，通过调整镜头（凸透镜）与底片（光屏）的距离，实现清晰成像。 2.投影仪/幻灯机：利用f < u < 2f时成倒立、放大实像的原理，将幻灯片（物体）放大投射到屏幕上。 3.放大镜：利用u < f时成正立、放大虚像的原理，观察细小物体。 1.实像与虚像的本质区别： 实像是实际光线会聚而成，能呈现在光屏上；虚像是光线的反向延长线会聚而成，只能用眼睛透过凸透镜观察，无法用光屏承接。 2.像的“倒立”与“正立”定义： 凸透镜成的实像一定是“倒立”的（上下、左右均颠倒）；虚像一定是“正立”的（与物体方向一致）。 3.实验故障判断： 光屏上无像：可能是“三心”未等高、物距等于焦距（u=f）、光屏位置未调整到像距处。 像不完整：通常是“三心”高度偏差较大，导致像部分移出光屏。 题型1：探究：凸透镜成像的规律 【典例1】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 【变式1-1】小安做“探究凸透镜成像规律”的实验时，将一焦距为10cm的薄凸透镜、点燃的蜡烛、光屏（图中未画出）固定在光具座上，如图所示，蜡烛在光屏上成清晰的倒立、缩小的像。下列说法正确的是（　　） A．光屏上的像的成像原理为投影仪的原理 B．当蜡烛和光屏互换位置时，无论怎样移动光屏，在光屏上都不能得到像 C．当蜡烛远离凸透镜时，所成的像逐渐变大 D．凸透镜固定在光具座50 cm处，将蜡烛移到光具座上35 cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、放大的像 【变式1-2】在“探究凸透镜成像规律”实验中，如图所示，恰好在光屏上得到清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．此时在光屏上成一倒立、缩小的虚像 B．利用这一成像原理可制成放大镜 C．为了便于从不同方向观察光屏上的像，应选用表面粗糙的玻璃板作为光屏 D．实验中，蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像向下移动 【变式1-3】小明在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，将蜡烛、凸透镜、光屏移至如图所示的位置时，光屏上出现了一个清晰的像， （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用该原理制成的。在保持凸透镜和光屏位置不变的情况下，小明将蜡烛向左移动了一段距离，光屏上的像变模糊，此时的成像情况与 （选填“近”或“远”）视眼看不清物体的情况相同。 题型2：凸透镜成像性质 【例题2】如图所示，小明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之间的关系图象。下列说法正确的是（　　） A．凸透镜焦距为20cm B．物距为5cm时，可以通过移动光屏承接到清晰的像 C．物距由15cm增大到30cm的过程中，在光屏上看到的像一直是变大的 D．物距为15cm时，成放大的像，根据这一原理可以制成投影仪。 【变式2-1】如图所示是凸透镜成像时，像距v和物距u的关系图像，根据图像可以判断下列说法错误的是（　　） A．实验中，使用凸透镜的焦距为10cm B．A状态下，可在光屏上观察到一个放大的像 C．D状态下，光屏上会成缩小的像 D．从C状态变化到B状态的过程中，所成像逐渐变大。 【变式2-2】用图中所示实验装置可得到蜡烛的烛焰通过凸透镜在光屏上成像时，像距v随物距u变化的图像。下列v-u图像，合理的是（　　） 【变式2-3】小亮在探究“凸透镜成像规律”实验中，通过实验得到的凸透镜成实像时的像距v和物距u关系的图像如图甲所示。下列说法正确的是（　　） A．实验所用凸透镜的焦距为20cm B．图乙中的成像规律可应用于投影仪 C．一段时间后，烛焰的像向光屏上方移动 D．在图乙中的透镜和光屏之间放一个近视眼镜后，将蜡烛适当右移，光屏上仍会出现清晰的像。 题型3：凸透镜成像规律的应用 【例题3】如图，将印有花的透明胶片贴在发光手电筒前端玻璃上，正对着焦距为10cm的凸透镜，调整位置，墙上出现一朵清晰放大的“花”。下列说法正确的是（　　） A．胶片上的花是倒立的 B．此透镜可作为近视眼镜镜片 C．胶片与透镜的距离小于10cm D．白墙与透镜的距离大于10cm小于20cm 【变式3-1】如图所示是物理兴趣小组制作的投影手电筒内部结构示意图，它主要由手电筒、可伸缩纸筒、投影片、（　　） A．投影片与凸透镜之间的距离是像距 B．白墙上成投影片正立、放大的实像 C．手电筒内的凹面镜对光有会聚作用 D．要让白墙上清晰的像变大，只需将纸筒往外拉动一些 【变式3-2】光刻机是用来生产芯片的关键设备，光刻技术的工作原理如图所示。用紫外线照射镂空掩模，调整镂空掩模、缩图透镜的位置，恰好能在硅片上成极小的清晰的像，从而实现集成电路的“光刻”。下列说法不正确的是（　　） A．光刻机成像原理与照相机成像原理相似 B．要想使硅片上的像变小，需将镂空掩模和硅片均向上移动 C．缩图透镜对光有发散作用 D．用纸板挡住缩图透镜的左半部分，硅片上的电路图案仍然完整 【变式3-3】如图是一张妙趣横生的照片，让两个离照相机远近不同的物体的像呈现在同一张照片中，不用后期处理，达到一种艺术效果。下列说法正确的是（　　） A．拍摄该照片时，只有人所成的是实像 B．鞋和人通过镜头分别成放大和缩小的像 C．拍摄该照片时，鞋比人离照相机镜头更远一些 D．若使鞋的像变大一些，可将鞋离镜头更近一些 一．选择题（共8小题） 1．在做凸透镜成像规律的实验时，小红将蜡烛、透镜a和光屏放置在如图甲所示的位置，烛焙在光屏上成清晰的像。之后保持蜡烛和透镜的位置不变，将透镜a更换为透镜b，调节光屏位置如图乙所示，在光屏上再次形成清晰的像。下列分析正确的是（　　） A．透镜a的焦距为20.0cm B．透镜b的焦距可能是16.0cm C．图甲中成的像比图乙中成的像小 D．图乙中成像的特点与照相机成像原理相同 2．如图所示，学校图书馆入口处安装了人脸识别闸机，师生通过“刷脸”完成身份验证即可进入。其摄像头内部装有焦距固定的透镜，并配有自动补光灯。以下说法正确的是（　　） A．人脸识别闸机内部摄像头的镜头相当于一个凹透镜 B．“刷脸”时，人脸通过摄像头成倒立、缩小的实像 C．若识别机的镜头上有污垢，会导致“刷脸”时，人脸的像有残缺 D．若要使人脸在识别系统中的像变大，人应该远离人脸识别闸机 3．如图所示，某校食堂安装了人脸识别团餐机，通过摄像镜头捕捉人脸信息“刷脸”付款。下列说法正确的是（　　） A．摄像头成像特点与放大镜相同 B．要使成像变大，人应该远离刷脸机 C．“刷脸”时，人脸应处于透镜的两倍焦距之外 D．“刷脸”时，人脸通过镜头成的是正立、缩小的实像 4．在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，将同一蜡烛在光具座上移动，其中移到的a、b、c、d四个位置如图1所示，移动光屏观察烛焰的成像情况，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（如图2所示）。下列说法中正确的是 （　　） A．该凸透镜的焦距为20cm B．蜡烛在a处时，成像特点与投影仪成像特点相同 C．蜡烛在b处时，光屏上成的清晰像比在c处时小 D．蜡烛在d处时，光屏上可得到清晰放大的像 5．如图所示的AI视觉秤可利用摄像头采集图像完成商品的识别与计价。下列关于视觉秤摄像头镜头的说法正确的是（　　） A．相当于一个凹透镜 B．成像原理与投影仪相同 C．成放大的虚像 D．对光有会聚作用 6．某同学想进一步了解近视眼矫正的原理，于是用弹性膜注水制作了一个水凸透镜，通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度，如图所示，固定透镜，将“F”光源放在合适位置后，调节光屏得到清晰的像（像未画出）。下列说法正确的是（　　） A．图中模拟正常人眼球观察物体时的成像情况，光屏上成倒立放大的实像 B．从水凸透镜内往外抽水可模拟近视眼的成因 C．若将近视眼镜片靠近水凸透镜左侧放置，然后向水凸透镜内注入适量水，光屏会再次承接到清晰的像 D．若用不透明纸板挡住“F”光源的上半部分，所成的像依然是完整的 7．如图所示，当蜡烛放在a点时，光屏上可得到一个清晰的像，下列说法中正确的是（　　） A．此时光屏上的像是倒立缩小的 B．当蜡烛由a点向b点移动时，像的大小逐渐变大 C．当蜡烛移动到c点时，调节光屏可在屏上看到一个正立放大的像 D．将图中蜡烛和光屏的位置对调，此时的成像情况与照相机的成像原理相同 8．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，则将蜡烛适当右移可得一个清晰的像 二．多选题（共2小题） （多选）9．在用一凸透镜研究其成像规律时，某同学得到的部分实验信息如表所示。根据表中信息判定下列说法正确的是（　　） 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，像会逐渐变大 （多选）10．小安在做探究凸透镜成像规律的实验时，将焦距f1＝10cm的凸透镜A固定在光具座上50cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻度线处，移动光屏至65cm刻度线处，烛焰在光屏上成清晰的像，如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．该实验现象能够说明照相机的成像特点 B．透镜位置不动，只把蜡烛跟光屏的位置互换，则在光屏上可呈现烛焰正立放大的像 C．若只将凸透镜A换为焦距f2的凸透镜B，光屏需向左侧移动才能得到清晰的像，由此判断：f2＜10cm D．若将透镜C放在凸透镜A与蜡烛之间某处（图中未画出），光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏向右移动才能呈现烛焰清晰的像，这说明透镜C对光有发散作用 三．填空题（共6小题） 11．小明自制了一个如图甲所示的简易投影仪，在可调范围内推拉纸盒可以在白墙上看到如图乙所示的放大的　 　 （虚/实）像，像的高度为　 　 cm。此时必须将手机以甲图中的　 　 （A/B）方向放置，且手机到凸透镜的距离可能是　 　 （25/15/8）cm。 12．2027年海南体育中考将新增必考类项目4分钟跳绳。小海利用手机上的跳绳训练辅助系统，通过手机摄像头记录跳绳次数、速度、节奏等数据进行分析（如图）。手机镜头与　 　 （选填“远视”或“近视”）眼镜属于同类透镜；当他靠近手机镜头时，通过镜头所成的像会　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 13．小茗同学通过AI了解用凸透镜成像规律解释光刻机原理：光刻技术是利用缩图透镜将绘在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的硅片上，从而制造出集成电路。光刻机的缩图成像时，若要让硅片上的电路像更小，芯片制程更小，在透镜和硅片位置不变的情况下，应将掩膜向　 　 移动（选填“远离透镜方向”或“靠近透镜方向”）。 14．小明同学使用如下器材：焦距分别为10cm、20cm、30cm的凸透镜各一个，手机一部，长为30cm的纸盒，胶带和剪刀等制作一个“手机投影仪”（其模型如图所示）。应选择焦距为 　 　 cm的凸透镜。将手机正立放置，在墙上看到的像是 　 　 （选填“正立”或“倒立”）的 　 　 （选填“实”或“虚”）像。 15．小红在探究凸透镜成像规律时，调节蜡烛、凸透镜与光屏到如图所示的位置，可在光屏上得到清晰的像，则凸透镜焦距为　 　 cm。仅将蜡烛移到5cm刻度线处，为了在光屏上得到清晰的像，接下来她应将光屏适当向　 　 移动，生活中所用的　 　 成像时的物像大小关系与上述实验相同。 16．如图所示，这是某同学用自制的水凸透镜进行实验探究的场景，此时光屏上呈现烛焰清晰的像（未画出），该像是倒立　 　 （选填“放大”或“缩小”）的实像。将蜡烛向左移动一小段距离后，保持水凸透镜、蜡烛的位置不变，要使光屏上再次呈现清晰的像，请写出一种简单可行的操作方法：　 　 。 四．简答题（共1小题） 17．我们通过自助检票机时，发现需同时进行身份证扫描和人脸识别，当我们站在安检口，人脸识别系统的摄像头会迅速捕捉并核对其面部特征，当与系统存储的信息完全匹配时方可进入。 （1）请分析身份证识别系统和人脸识别系统的连接方式是怎样连接的？ （2）人脸识别系统中的摄像头所成的像是放大的，还是缩小的？若我们距离摄像头过近，将无法被识别。请运用所学的物理知识来解释造成这一现象可能的原因。 五．实验探究题（共2小题） 18．物理兴趣小组利用图中的装置探究凸透镜成像特点与物距（物体到透镜的距离）的关系。已知实验所用凸透镜的焦距为10cm，“F”形光源的高度为4cm。 （1）为了让像能成在光屏中央，应将图中的凸透镜适当向　 　 调节。 （2）小组同学依次改变物距，重复实验，并将光屏上观察到的成像特点记录在表格中，分析数据可知： 序号 物距u/cm 像距v/cm 像高h/cm 像的正倒 1 15 30 8 倒立 2 20 20 4 倒立 3 30 15 2 倒立 4 40 13.3 1.3 倒立 ①当u＝2f时，成倒立、　 　 的像； ②当物体从足够远处逐渐靠近凸透镜的焦点时，所成像的大小将　 　 。 19．如图为小明探究“凸透镜成像的规律”实验。 （1）实验时，应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的　 　 上，目的是　 　 。 （2）如图甲，光屏上呈现清晰的像，像的性质是倒立　 　 的实像，生活中与此成像性质相同的是　 　 （照相机/投影仪/放大镜）； （3）保持蜡烛和光屏位置不变，移动凸透镜至　 　 cm刻度处可以再次成清晰的像，实验中使用的凸透镜的焦距可能为　 　 ； A.5cm B.7cm C.10cm D.15cm （4）如图乙，在蜡烛和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏远离透镜适当距离后光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜属于　 　 眼镜。 六．解答题（共2小题） 20．在探究凸透镜成像规律实验中，图甲位置的光屏上刚好成清晰实像，则物距为　 　 cm，此时光屏上成的是倒立、　 　 的实像。若要模拟照相机的成像原理，保持蜡烛和光屏位置不变，把凸透镜移到　 　 cm的刻度线处。在图乙中画出入射光线SA通过透镜后的折射光线。 21．小芳同学在“探究凸透镜成像”的规律的实验中，她按如图装配仪器（图中F点是焦点，H点是2倍焦距处），此时光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高。 （1）造成这一现象的原因是　 　 ； （2）为了使像能成在光屏的中央，她应把蜡烛向　 　 调（填“上”、“下”）；调节好蜡烛的高度后，她把蜡烛移到A点，此时光屏上的像很模糊。为了得到清晰的像，应把光屏向　 　 移动（填“左”或“右”）； （3）若想从光屏侧透过透镜看到蜡烛正立的像，可将物体放在　 　 点（填字母符号）。 七．综合能力题（共1小题） 22．图甲、图乙是眼睛的两种视力缺陷，图丙是用弹性膜注水制作的一个水凸透镜，固定透镜，将一个蜡烛放在图示位置后，调节光屏得到清晰的像。 （1）若要模拟图甲的成因，需要用注射器从水透镜　 　 （选填“注水”或“抽水”）； （2）若将远视眼镜靠近图丙透镜左侧放置后，要使光屏再次承接到清晰的像，可将蜡烛向　 　 移动； （3）若图丙中保持蜡烛和光屏位置不动，仅移动凸透镜，光屏　 　 （选填“一定会”、“可能会”或“不会”）出现一个等大的实像； （4）若模拟图乙的成像特点，可保持蜡烛和光屏位置不动，将透镜略向　 　 移动一段距离。 22．阅读短文，回答问题。 智慧交通一路绿灯 我国无人驾驶汽车已经在特定区域广泛应用。深圳地区某些路口的“智慧交通系统”，为装有传感器的无人驾驶汽车实时传递整体路网情况，动态调整绿灯时长，降低汽车平均等待时间。如调控到绿波时速（“绿波时速”是指在一个路口遇到的是绿灯，按指示牌上的时速保持下去，那么就会一路绿灯），车辆将畅通无阻。利用“智慧交通系统”还可以发布“拥堵延时指数”（“拥堵延时指数”是指汽车在拥堵状态所用时间与畅通状态所用时间的比值），方便人们做出行规划。 （1）无人驾驶汽车可以通过车上的摄像头识别行人，行人通过摄像机镜头成 　 　 （填“放大”、“缩小”或“等大”）的像。正在以绿波时速行驶的汽车，如果以 　 　 为参照物，汽车是静止的。 （2）节假日同路段越拥堵，说明“拥堵延时指数”越 　 　 。 （3）汽车倒车系统通过发出 　 　 声波来判断与后方障碍物的距离。 （4）小罗从家坐车去体育馆，借助“智慧交通系统”得到两套出行方案： 方案①：路程较短，为12km，拥堵延时指数1.5； 方案②：时间较短，路程较长，为18km，拥堵延时指数1.2； 如图所示，方案中的道路限速（40表示汽车在该道路上行驶的最高限速为40km/h）和拥堵延时指数均已标明，已知畅通状态下汽车的平均速度为最高限速的90%。畅通状态下，方案①中汽车的平均速度为 　 　 km/h；同样在畅通状态下，方案②汽车用时 　 　 min；如果方案①和②都在拥堵状态下，则方案②会比方案①用时节省 　 　 min。 学科网（北京）股份有限公司 $