第二节 探究：凸透镜成像的规律（分层作业）物理新教材沪科版八年级全一册

**基本信息** 该同步练习通过A、B、C三级分层设计，以凸透镜成像规律为核心，从基础实验操作到跨学科实践，构建“单一知识点→综合应用→创新探究”的巩固路径，适配新授课差异化教学需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A组巩固过关|实验操作、单一成像规律（投影仪/照相机/放大镜）、焦距计算、水透镜基础|基础填空/选择，聚焦物理观念形成，夯实实验规范| |B组能力进阶|物距像距关系、实验数据图表分析、成像动态变化|综合实验题，培养科学思维（推理/论证），衔接阶段测评| |C组思维拔高|跨学科实践（水滴显微镜/投影盒）、复杂光路图、焦距与成像深度探究|项目式探究题，体现科学探究与责任，拓展创新应用|

第二节 探究：凸透镜成像的规律 目 录 A组 巩固过关 知识点1：探究凸透镜成像的规律 知识点2：凸透镜成放大实像时的物距与像距 投影仪 知识点3：凸透镜成缩小实像时的物距与像距 照相机 知识点4：凸透镜成像时像距与物距的关系 知识点5：根据凸透镜的物像关系求凸透镜的焦距 知识点6：凸透镜成虚像时的物距与像距 放大镜 知识点7：水透镜 B组 能力进阶 C组 思维拔高 探究凸透镜成像的规律知识点1 1．小明同学在“探究凸透镜成像规律”实验中： （1）把蜡烛、焦距为10.0cm的凸透镜、光屏依次安装到光具座上，点燃蜡烛，调节三个中心大致在_______； （2）实验时，将凸透镜放置在光具座“50”刻度处，蜡烛和光屏移动到如图所示位置时，光屏上得到烛焰清晰的像，这个像的性质是倒立_______的实像； （3）实验过程中能从各个方向上观看到光屏上所成的像是因为在光屏上发生了_______反射。 【答案】（1）同一水平高度；（2）放大；（3）漫 【解析】（1）探究凸透镜成像规律的实验中，把蜡烛、凸透镜、光屏依次安装到光具座上，点燃蜡烛，调节三个中心大致在同一高度，使像成在光屏中央。 （2）由图可知，物距为15.0cm，在一倍焦距和二倍焦距之间；像距为30.0cm，像在二倍焦距以外，此时光屏上成倒立、放大的实像。 （3）实验过程中能从各个方向上观看到光屏上所成的像，是因为在光屏上发生了漫反射，反射光线射向各个方向。 2．某小组做探究“凸透镜成像规律”的实验，装置如图甲所示。 （1）如图乙所示，将A、B两块透镜分别正对太阳光时，在离透镜较近的光屏上出现了不同的光斑，由此判断需要用_____ （选填“A”或“B”）透镜完成实验； （2）图丙是实验时像距v随物距u变化的图像，根据图像可知： ①该透镜的焦距f＝_______ cm； ②将蜡烛、凸透镜、光屏分别置于15cm、50cm、70cm刻度线处，为能在光屏上呈清晰的像，可保持蜡烛和凸透镜位置不动，仅将光屏向_____ 移动合适距离。 （3）图丁是小华用该凸透镜观看书本上“中国梦”三个字时的情况，如果他想看到更大的正立的“国”字，小明需要将凸透镜_______ （选填“远离”或“靠近”）书本，凸透镜和书本的距离应满足的条件是___________ 。 【答案】（1）B；（2）10.0 左；（3）远离 小于一倍焦距 【解析】（1）由图乙可以看出，透镜A中心是黑色（无光），周围有一个光环，半径略大于透镜半径，而透镜B中间光斑半径小于透镜半径，说明透镜A对光线是发散作用，是凹透镜，而透镜B对光线是会聚作用，因此是凸透镜。而实验探究的是“凸透镜的成像规律”，因此选择B透镜。 （2）[1]由图丙可知，根据，成倒立、等大的实像，即，故该凸透镜的焦距 [2]因为蜡烛、凸透镜、光屏分别置于15cm、50cm、70cm刻度线处，所以物距为 由于物距大于2倍焦距，则根据凸透镜成像规律，应成倒立、缩小的实像，像距在1倍焦距至2倍焦距之间，即像距，此时光屏距离透镜，因此需要将光屏向左移动合适距离。 （3）[1][2]根据凸透镜成虚像时，物远像远像变大，可知，小明需要将凸透镜远离书本，且凸透镜和书本的距离应满足的条件是小于一倍凸透镜焦距。 3．小明在“探究凸透镜成像的规律”的实验中： （1）实验台上有一个凸透镜和一个凹透镜，小明将他们同时放在阳光下，看到的现象如图甲所示，则_____（选填“左边”或“右边”）的透镜是凸透镜。 （2）小明让一束平行于主光轴的平行光线经过凸透镜，移动光屏，某时刻在光屏上找到一个最小、最亮的光斑如图乙所示，则该凸透镜的焦距是_____cm。 （3）取下平行光源，保持凸透镜的位置不变，把点燃的蜡烛放在光具座20cm刻度线处，移动光屏，会在光屏上得到一个清晰的倒立、_____（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像。 （4）使蜡烛靠近凸透镜，光屏应_____（选填“靠近”、“远离”或“位置不动”）才能再次承接到清晰的像。 （5）当蜡烛移到的位置时，应该在凸透镜的_____（选填“蜡烛”或“光屏”）一侧透过凸透镜观察像。 【答案】（1）右边；（2）10.0；（3）缩小；（4）远离；（5）光屏 【解析】（1）凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。图甲中右边的透镜使光线会聚，所以右边的透镜是凸透镜。 （2）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在焦点上，焦点到光心的距离是焦距。由图乙可知，光屏上最小、最亮的光斑到凸透镜光心的距离为  10.0cm，所以该凸透镜的焦距是10.0cm。 （3）蜡烛放在光具座20cm刻度线处，凸透镜在50cm刻度线处，物距为30cm，满足u＞2f，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像。 （4）根据凸透镜成像规律，成实像时，物近像远像变大，使蜡烛靠近凸透镜（物距减小），光屏应远离凸透镜才能再次承接到清晰的像。 （5）当蜡烛移到45cm的位置时，物距为5cm，满足u＜f，此时成正立、放大的虚像，虚像与物体在凸透镜的同侧，所以应该在凸透镜的光屏一侧透过凸透镜观察像。 凸透镜成放大实像时的物距与像距 投影仪知识点2 4．某同学用焦距为15cm的凸透镜做实验，当物体距离凸透镜20cm时，所成的像为（　　） A．正立、放大的虚像 B．倒立、放大的实像 C．倒立、缩小的实像 D．正立、缩小的虚像 【答案】B 【解析】凸透镜的焦距是15cm，物体距离凸透镜20cm，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、放大的实像，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 5．如图所示，探究凸透镜成像实验时，凸透镜的焦距为10cm，发光体距该凸透镜15cm，移动光屏得到一个清晰的像，这个像是（　　） A．放大的实像 B．缩小的实像 C．等大的实像 D．放大的虚像 【答案】A 【解析】凸透镜的焦距为，发光体距该凸透镜，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BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 6．如图所示，是投影仪成像的原理图。其中______是物体，投影仪的镜头相当于______透镜；像到镜头的距离______（选填“大于”、“等于”或“小于”）物体到镜头的距离；像是______（选填“放大”或“缩小”）、______（选填“倒立”或“正立”）的。 【答案】 投影片 凸 大于 放大 倒立 【解析】[1]由图可知，来自投影片的光经透镜折射后，会聚在天花板上成像，所以物体是投影片。 [2]投影仪的镜头中间厚、边缘薄，所以是凸透镜。 [3][4][5]由图可知，像到镜头距离大于物体到镜头的距离；天花板上的像比物体大，是放大的像；像的左右方向，与投影片完全相反，所以是倒立的像。 凸透镜成缩小实像时的物距与像距 照相机知识点3 7．如图，保持凸透镜位置不变，先后把蜡烛放在a、b、c、d各点，并分别调整光屏的位置寻找清晰的像，则：蜡烛放在a点处时，光屏上呈倒立、______（放大/等大/缩小）的实像。蜡烛放在b点处时，光屏上呈倒立、______（放大/等大/缩小）的实像。 【答案】 缩小 等大 【解析】[1]由图可知，蜡烛放在a处时，物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像。 [2]由图可知，蜡烛放在b处时，物距等于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，成倒立、等大的实像。 8．如图所示，在活动课中，小明用凸透镜观察远处窗外的景物，看到景物成______（选填“正立”或“倒立”）、_______（选填“缩小”或“放大”）的实像。 【答案】 倒立 缩小 【解析】[1][2]小明用凸透镜观察窗外远处的景物时，由于物距大于2倍焦距，所以能看到成倒立缩小的实像，其成像原理与照相机的成像原理相同。 9．如图所示，小新用手机给远处的树木拍风景照。下列说法中正确的是（　　） A．摄像头相当于一个凸透镜 B．手机离树木在透镜的一倍焦距和二倍焦距之间 C．手机远离树木所成的像将变大 D．手机成像原理与平面镜成像原理相同 【答案】A 【解析】AB．手机的摄像头相当于一个凸透镜，根据凸透镜成像规律可知，物体在2倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像，故A正确，B错误； C．根据凸透镜成像规律可知，物距增大时，像距减小且像变小，所以手机远离树木所成的像将变小，C错误； D．手机的摄像头相当于一个凸透镜，所以摄像头成像利用光的折射，平面镜成像利用光的反射，故D错误。 故选A。 凸透镜成像时像距与物距的关系 知识点4 10．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，屏上出现的像最小。 （2）把烛焰放在___________点，光屏上出现清晰的像时，屏距透镜最远。 （3）把烛焰放在___________点，光屏上不会出现像。 【答案】（1）a；（2）c；（3）d、e 【解析】（1）凸透镜成实像时遵循“物远像近像变小”的规律。图中a点的物距最大，且在2倍焦距外成实像，因此此处屏上的像最小。 （2）凸透镜成实像时具有物近像远像变大的规律。因此在一倍焦距以外，离凸透镜最近的烛焰所成的像最大最远，因此把烛焰放在c点，光屏上出现清晰的像时，屏距透镜最远。 （3）当物距小于或等于一倍焦距时，无法在光屏上成实像。d点刚好在焦点上，光线经凸透镜后平行射出，不能会聚成像；e点在一倍焦距以内，成正立放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，因此d、e点都无法在光屏上得到像。 11．关于凸透镜成像规律，下列说法正确的是（     ） A．物距小于焦距时，成倒立、放大的虚像 B．物距在1-2倍焦距之间时，成倒立、放大的实像 C．物距等于2倍焦距时，成正立、等大的实像 D．物距大于2倍焦距时，成正立、缩小的实像 【答案】B 【解析】A．物距小于焦距时，成正立、放大的虚像，不是倒立虚像，故A错误； B．物距在1~2倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，符合规律，故B正确； C．物距等于2倍焦距时，成倒立、等大的实像，不是正立，故C错误； D．物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像，不是正立，故D错误。 故选B。 12．在做“探究凸透镜成像的规律”实验时，所用的器材有：带刻度尺的光具座、凸透镜、光屏、蜡烛和 火柴。 （1）实验前，为使成像在光屏中心，需要调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在___________； （2）如图甲所示，将一束平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最亮的光斑时停止移动光屏，可测出凸透镜的焦距是___________cm； （3）在某次实验中，将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上如图乙所示的位置，光屏上呈现清晰的像，此像是倒立、___________的实像（选填“缩小”或“放大”）； （4）在图乙中，保持凸透镜的位置不变，将烛焰向远离凸透镜的方向移动适当距离，则应将光屏向___________（选填“远离”或“靠近”）透镜方向移动适当距离，光屏上才能再次呈现清晰的像。 （5）保持蜡烛位置不变，移动凸透镜至如图丙所示位置，无论怎样移动光屏都在光屏上看不到烛焰的像，则人眼在图中___________（选填“A”或“B”）处能观察到烛焰的像。 （6）实验过程中蜡烛由于燃烧而变短，此时烛焰在光屏上的像会向上方移动，为了能让烛焰的像回到光屏的中央，该如何调节？___________（写出一种可行办法） （7）小明想利用LED发光字母来探究凸透镜成像时上下、左右的位置关系，图丁中的四个字母适合做LED光源的是___________。 【答案】（1）同一高度；（2）10.0；（3）放大；（4）靠近；（5）B；（6）蜡烛向上移/凸透镜向下移/光屏向上移；（7）R 【解析】（1）实验前，为使像成在光屏中心，需要调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度（或同一水平高度），这样能保证烛焰的像完整地呈现在光屏中央。 （2）平行光正对凸透镜照射，光屏上出现最亮的光斑时，这个光斑就是焦点，从图甲看，刻度尺分度值为1cm，凸透镜在40.0cm处，光屏在50.0cm处，所以焦距 （3）图乙中，刻度尺分度值为1cm，蜡烛在10.0cm处，凸透镜在25.0cm处，所以，，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像。 （4）根据凸透镜成像规律：物远像近像变小，当烛焰向远离凸透镜的方向移动（物距变大），像距会变小，所以应将光屏向靠近透镜的方向移动，才能再次得到清晰的像。 （5）图丙中，蜡烛位置不变，凸透镜移动后，物距，此时成正立、放大的虚像，虚像与物体在同侧，所以人眼要在B处（光屏一侧）才能观察到烛焰的像。 （6）蜡烛燃烧变短，烛焰向下移动，根据过光心的光线传播方向不变，像会向上移动，要让像回到光屏中央，可以将蜡烛向上移或凸透镜向下移或光屏向上移。 （7）探究凸透镜成像上下、左右的位置关系，需要选择上下、左右都不对称的字母作为光源，因此选择图丁中的“R”作为光源。 根据凸透镜的物像关系求凸透镜的焦距 知识点5 13．如题图所示探究凸透镜成像规律，记录并绘制物距u与像距v之间的关系图像，则该凸透镜的焦距是___________cm，当u=15cm时，光屏上成倒立___________的实像，___________就是根据这一原理制成的。 【答案】 10 放大 投影仪 【解析】[1]在探究凸透镜成像规律的实验中，当物距u等于像距v且两者都等于二倍焦距时，凸透镜成倒立、等大的实像，根据物距u与像距v之间的关系图像，可知 解得凸透镜的焦距为 [2][3]当u=15cm时，满足，根据凸透镜成像规律，此时凸透镜成倒立、放大的实像，这一原理被应用于投影仪中。 14．某实验小组探究凸透镜成像的实验，装置如图。 （1）当蜡烛A、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时，光屏上出现一个清晰的烛焰的像，这个凸透镜的焦距可能是___________（填选项字母）。 A．5cm B．10cm C．15cm D．30cm （2）小京同学把蜡烛A向右移动一小段距离，发现光屏上烛焰的像变模糊了。保持透镜位置不变，要在光屏上得到烛焰清晰的像，可以采取的方法是___________（写出一条就可以）。 （3）完成上述实验后，小京同学把光具座上凸透镜换成一块薄玻璃板，探究平面镜成像。请你添加必要的器材，帮助小京设计实验证明：物体在平面镜中所成像的大小与物距无关。写出实验步骤和实验现象。 【答案】（1）C；（2）向右移动光屏；（3）实验步骤：①在光具座刻度为5cm处放上蜡烛A，在玻璃板右侧的光具座上，放上与A完全相同的不点燃的蜡烛B，改变蜡烛B的位置，在蜡烛A一侧观察，使得从不同角度观察，直到蜡烛B与蜡烛A的像均完全重合。②在光具座刻度为20cm处放上蜡烛A，在玻璃板右侧改变蜡烛B的位置，使得从不同角度观察，直到蜡烛B与蜡烛A的像均完全重合。实验现象：若蜡烛B和蜡烛A的像均能够完全重合，则证明物体在平面镜中所成像的大小与物距无关。 【解析】（1）由图可知，此时物距大于像距，根据凸透镜成像规律可知，此时光屏上成倒立、缩小的实像，此时物距为45cm，满足45cm>2f 像距为23cm，满足2f>23cm>f 解得22.5cm>f>11.5cm 故C符合题意。 （2）把蜡烛向右移动一小段距离，此时物距减小，根据凸透镜成实像时的动态规律：物近像远像变大可知，要在光屏上得到烛焰清晰的像，她可以向右移动光屏到某刻度处。 （3）略。 15．在“探究凸透镜成像的规律”时，当烛焰离透镜14cm时成放大的实像，当烛焰离透镜8cm时成放大的虚像，则这个透镜的焦距可能是（　　） A．10cm B．7cm C．5cm D．4cm 【答案】A 【解析】当 cm 时，成放大的实像，放大的实像的条件是 ，即 ，解得焦距满足 当 cm 时，成放大的虚像，放大的虚像的条件是 ，即 。综合得出焦距的范围是 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 凸透镜成虚像时的物距与像距 放大镜 知识点6 16．如图，通过透镜观察邮票时，邮票到透镜的距离________（填“大于”“等于”或“小于”）透镜的焦距，人眼看到的像是________（填“实”或“虚”）像。 【答案】 小于 虚 【解析】从图中可以看出，该透镜将邮票的图案放大了，看到的是正立放大的图像，此时透镜相当于放大镜，根据凸透镜成像规律：当物体到凸透镜的距离小于焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像，因此邮票到透镜的距离小于透镜的焦距，看到的像是一个正立放大的虚像。 17．工匠维护精密仪表时，在眼睛前戴一个凸透镜，便于观察仪表的细微之处，如图所示。凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的________焦距范围之内。通过凸透镜看到的是仪表________（选填“正立”或“倒立”）的像。 【答案】 一倍 正立 【解析】[1][2]由题意可知，凸透镜起到放大镜的作用，当物体在凸透镜一倍焦距范围内时，成正立、放大的虚像，故凸透镜与仪表的距离应在一倍焦距范围之内。 18．物理学中有多浪漫，直观感受一下。如图所示，小张将一个装有水的圆柱形玻璃杯放在漫画前，惊奇地发现透过水杯看到漫画中的女孩不仅变“胖”了，竟然还掉转朝向了。装有水的圆柱形玻璃杯相当于一个_________（选填“凸透镜”“凸面镜”或“凹透镜”）；图中的成像与_________（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）的成像原理相同。小张的同桌用装满水的杯子重新放到漫画前，他看到漫画中的女孩只是变“胖”了，却没有让女孩转身，原因是_________ 【答案】 凸透镜 投影仪 漫画书在凸透镜一倍焦距以内 【解析】[1]圆柱形玻璃杯盛满水，圆柱形玻璃杯中的水中间厚边缘薄，形成水凸透镜。 [2]透过水杯看到漫画中的女孩不仅变“胖”了，竟然还掉转了朝向，小女孩透过杯子成倒立放大的实像，与投影仪的成像原理相同。 [3]小张的同桌用装满水的杯子重新放到漫画前，他看到漫画中的女孩只是变“胖”了，却没有让女孩转身，此时同桌的漫画书距离该“凸透镜”一倍焦距以内，成正立放大的虚像，所以小女孩没有转身。 水透镜 知识点7 19．某汽车司机下车时，随手将一瓶矿泉水放在仪表台上，如图所示。不料因阳光照射、水瓶聚光_______（选填“反射”或“折射”），矿泉水瓶相当于 ________。因此，提醒大家在车内不要放置有聚光效果的物品。 【答案】 折射 凸透镜 【解析】[1][2]从光学的角度，装有水的矿泉水瓶其形状和中间厚、边缘薄的凸透镜相似。凸透镜对光有会聚作用，装有水的矿泉水瓶在阳光照射下发生折射，能够将阳光会聚到一个很小的区域，形成高温，可能会引发火灾等安全隐患。 20．为了安全，小汽车挡风玻璃下不能摆放装有水的矿泉水瓶，因为矿泉水瓶被太阳照射会引起火灾发生，装有水的矿泉水瓶相当于（　　） A．凸面镜 B．平面镜 C．凸透镜 D．凹透镜 【答案】C 【解析】装有水的矿泉水瓶，其形状是中间厚、边缘薄，符合凸透镜的形状特点，对光线有会聚作用，可以将射来的太阳光会聚于一点，会聚点的温度比较高，可能会引起火灾。 故选C。 21．如图所示，下列说法正确的是（       ） A．莲叶呈现碧绿色是因为莲叶发出了绿光 B．周围景物在湖中的倒影，是光的反射形成的等大的实像 C．透过荷叶上的露珠可以清晰看到叶脉，露珠相当于凸透镜 D．雨后，湖面上方架起一道彩虹，这是光的反射现象 【答案】C 【解析】A．莲叶呈现碧绿色，是因为莲叶反射了绿色的光，吸收其它颜色的光，故A错误； B．周围景物在湖中的倒影，属于平面镜成像，是光的反射形成的等大的虚像，故B错误； C．露珠相当于凸透镜，叶脉在凸透镜的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像，故C正确； D．雨后，湖面上方架起一道彩虹，这是由于太阳光照到空气中的小水滴上，被分解为绚丽的七色光，即光的色散，是光的折射现象，故D错误。 故选C。 1．如图，蜡烛距凸透镜20cm时，烛焰在光屏上成清晰的倒立缩小像，则该凸透镜的焦距可能是（　　） A．5cm B．20cm C．30cm D．40cm 【答案】A 【解析】蜡烛距凸透镜20cm时，烛焰在光屏上成清晰的倒立缩小像，说明物距大于两倍焦距，即 则，故A符合题意；BCD不符合题意。 故选A。 2．探究凸透镜成像的规律时，把蜡烛、凸透镜和光屏置于光具座上，先固定好点燃的蜡烛和光屏，再移动凸透镜，当凸透镜距离蜡烛为和时，光屏上先后两次都呈现烛焰清晰的像，下列说法正确的是（　　） A．第一次的像是缩小的 B．第二次的像比第一次大 C．蜡烛和光屏间的距离是 D．凸透镜的焦距是 【答案】C 【解析】ABC．把蜡烛、凸透镜和光屏置于光具座上，先固定好点燃的蜡烛和光屏，再移动凸透镜，当凸透镜距离蜡烛为和时，光屏上先后两次都呈现烛焰清晰的像，由光路的可逆性可知，第一次物距等于第二次的像距，第一次的像距等于第二次的物距，所以第一次物距是16cm，像距是24cm；第二次物距是24cm，像距是16cm；蜡烛和光屏之间的距离为16cm+24cm=40cm 第一次物距小于像距，成倒立放大的实像，第二次物距大于像距，成倒立缩小的实像，第二次像比第一次小，故C正确，AB错误； D．在第二次中，成倒立缩小的实像，物距24cm>2f① 像距2f>16cm>f② 由①和②得到12cm>f>8cm 所以凸透镜的焦距不可能是20cm，故D错误。 故选C。 3．蜡烛S、某光学元件K和光屏P按如图示位置放置在光具座上，它们的中心在同一水平直线。此时光屏上可观察到烛焰清晰的像，则下列说法中正确的是（　　） A．若K是小孔并将光屏向右移动少许，光屏上的像将变小 B．仅需水平移动S、K或P中的一个，即可判断K是小孔还是凸透镜 C．若K是凸透镜，则它的焦距满足 D．若K是凸透镜并移至35.0刻度线处，光屏上将得到清晰的缩小像 【答案】B 【解析】A．小孔成像的原理是光的直线传播，光屏向右移动少许，光屏上的像变大，不会模糊，故A错误； B．小孔成像只能改变像的大小，若K是小孔，则像的清晰度不会发生变化；若K是凸透镜，则像的大小、清晰度都发生变化，仅需水平移动S、K或P中的一个，即可判断K是小孔还是凸透镜，故B正确； C．若K是凸透镜，由图可知，物距大于像距，光屏上可观察到烛焰清晰的像，为倒立、缩小的实像， u=50cm-20cm=30cm此时物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距与二倍焦距之间，即30cm>2f，解得f<15cm，由图可知，像距 v=65cm-50cm=15cm即f<15cm<2f，解得7.5cm<f<15cm，故C错误； D．若K是凸透镜，并移至35.0cm刻度线处，此时物距变为15cm，像距为30cm，正好与第一次成像时的物距和像距互换，由光在折射时光路是可逆的可知，此时光屏上将得到清晰的倒立、放大的实像，故D错误。 故选B。 4．如图是某同学制作的幻灯机，幻灯机的前端是可伸缩圆筒，圆筒一端嵌有凸透镜。将幻灯片插入该装置，开启强光灯，在墙上呈现了幻灯片清晰的像，若要使墙上呈现更大的清晰像，下列操作可行的是（   ） A．幻灯机整体靠近墙面，伸缩筒前伸 B．幻灯机整体远离墙面，伸缩筒前伸 C．幻灯机整体靠近墙面，伸缩筒后缩 D．幻灯机整体远离墙面，伸缩筒后缩 【答案】D 【解析】根据凸透镜成像的规律，要使像变大，需要减小物距，此时像距会相应变大；所以，应该使幻灯片靠近凸透镜，即让伸缩筒后缩，同时使墙远离凸透镜，即让幻灯机整体远离墙面，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 5．物理兴趣小组同学在做凸透镜实验时，光屏和发光体在透镜的___________（选填“同侧”、“两侧”），它们的中心在___________上，此凸透镜的焦距为10cm，发光体距离凸透镜16cm时，成___________（选填“正立放大”、“正立缩小”、“倒立放大”、“倒立缩小”）的实像。 【答案】 两侧 主光轴 倒立放大 【解析】[1]做凸透镜实验时，发光体发出的光通过凸透镜，在光屏上成像，所以光屏和发光体在透镜的两侧。 [2]为了能清晰的观察像，应使像成在光屏中央，所以应调整发光体的中心、凸透镜的光心、光屏的中心在同一高度上，即它们的中心在主光轴上。 [3]凸透镜的焦距为10cm，发光体距离凸透镜16cm时，即物距为16cm，则物距大于一倍焦距，小于二倍焦距，由凸透镜成像规律可知，成倒立、放大的实像。 6．在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，将点燃的蜡烛放在距离透镜20cm处，在透镜另一侧20cm处的光屏上得到清晰的像，则此透镜的焦距为______cm；再将蜡烛向透镜方向移动5cm，调整光屏得到清晰的像，生活中与此成像原理相同的是______（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）。 【答案】 10 投影仪 【解析】[1]探究凸透镜成像的规律的实验中，将点燃的蜡烛放在距离透镜20cm处，在透镜另一侧20cm处的光屏上得到清晰的像，此时像距等于物距 则此透镜的焦距 [2]再将蜡烛向透镜方向移动5cm，此时物距为15cm，物体在一倍焦距和二倍焦距之间，调整光屏得到清晰的倒立、放大的实像，像在二倍焦距以外，生活中与此成像原理相同的是投影仪。 7．在探究凸透镜成像规律的实验中，应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的________上。已知凸透镜焦距为，各元件初位置如图所示，要使光屏上成清晰的像：（1）若移动光屏，应将光屏向________（选填“左”或“右”）移动；（2）若透镜向左移动，最终光屏上成的是倒立、________的实像。    【答案】 主光轴 左 放大 【解析】[1]在探究凸透镜成像规律的实验中，为了确保成像的清晰和准确，我们需要调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心位于同一高度上，即凸透镜的主光轴上。这样，烛焰发出的光线经过凸透镜后，其成像光线才能准确地会聚在光屏上，形成清晰的像。 [2]由于物体（烛焰）到凸透镜的距离（物距）大于两倍焦距（即u>2f），根据凸透镜的成像规律，此时成倒立、缩小的实像，且像距位于一倍焦距和二倍焦距之间（即f<v<2f）。然而，从图中我们可以看出，光屏的初始位置可能并不在这个范围内，因此我们需要移动光屏来找到清晰的像。由于像距小于物距，所以光屏应该向靠近凸透镜的方向移动，即向左移动。 [3]若透镜向左移动，那么物距会减小。当物距减小到一倍焦距和二倍焦距之间，那么像会变大且为倒立、放大的实像。 8．题图是小明通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u的关系图象，由图象可知凸透镜的焦距是________cm，当物距为20cm时，所成的像是倒立、________（选填“放大”“缩小”或“等大”） 的实像；当物距为32cm时，其成像特点可应用于_________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。 【答案】 10 等大 照相机 【解析】[1][2]由图知，当物距为20cm时，像距也为20cm，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=20cm 则f=10cm。 [3]当物距为32cm时，即u>2f，则由凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像，照相机就是根据此原理制成的。 9．雨过初晴，小丽发现透过附在叶片上的水珠，能看到正立放大的“叶片脉络”；而透过在叶片上的水珠能看到远处倒立缩小的“花朵”。针对这一现象，她和同学们一起探究凸透镜成像的正倒、大小与物距的关系。 （1）小丽将F形光源（如图甲）、凸透镜和带有刻度的光屏按图乙所示安装在水平光具座上，接下来她应将三者的中心调整到______。 （2）调整好后，小丽多次改变物距和光屏的位置进行实验，收集的数据和观察的现象如表1所示。小丽分析归纳后，得到初步结论：随着物距不断减小，物体所成实像逐渐______（选填“变大”或“变小”），且像都是______（选填“正立”或“倒立”）的。 表1 序号 物高h/cm 物距x/cm 像高h/cm 像的正倒 像的虚实 1 4.0 30.0 2.0 倒立 实像 2 26.0 2.5 倒立 实像 3 4.0 23.0 3.0 倒立 实像 4 15.0 8.0 倒立 实像 5 13.0 13.5 倒立 实像 6 7.0 找不到像 （3）实验过程中，小丽发现在光屏上始终没有观察到正立放大的像。回想透过水珠观察叶脉的情景，她采用下图______的方式可以观察到正立放大的“F”。 （4）组间交流时，小丽发现小红的实验记录（如表2所示）中有与物体等大的像，而自己却没有观察到这一现象。为了尽快在自己实验中找到等大的像，她应调整物距在______cm和______cm之间反复多次实验。 表2 序号 物高/cm 物距/cm 像高/cm 像的正倒 像的虚实 1 4.0 25.0 1.0 倒立 实像 2 18.0 1.3 倒立 实像 3 15.0 2.0 倒立 实像 4 10.0 4.0 倒立 实像 5 8.0 6.5 倒立 实像 6 4.0 找不到像 （5）小丽进一步对比后发现，凸透镜成像特点不只与物距有关。她得出这个结论的依据是______。咨询老师后得知，两小组所用凸透镜的焦距不同。小丽认为，凸透镜成像特点与物距和焦距均有关系。结合实验数据和老师给的焦距数值，她总结出凸透镜成像规律。 【答案】（1）同一高度 （2） 变大 倒立 （3）丁 （4） 15.0 23.0 （5）由两组实验数据可知，物高均为4.0cm，当物距均为15.0cm时，小丽组实验时的像高为8.0cm，而小红组实验时的像高为2.0cm，由此可知凸透镜成像特点不只与物距有关，还与凸透镜的焦距有关。 【解析】（1）为了使像成在光屏的中央，应将F形光源、凸透镜和带有刻度的光屏安装在水平光具座上，将三者的中心调整到同一高度。 （2）[1][2]由表中数据可知，物体成实像时，随着物距不断减小，物体所成实像逐渐变大，且所成的像始终是倒立的。 （3）由题意知，透过附在叶片上的水珠，能看到正立放大的“叶片脉络”，此时的物距小于凸透镜的焦距，因此应观察物距小于像距时的成像情况，此时像与物同侧，所以应在凸透镜的另一侧观察，故丁符合题意。 （4）[1][2]由小丽的实验数据可知，当物距为15.0cm时，像高为8.0cm，当物距为23.0cm时，像高为3.0cm，因此与物体等高的像4.0cm应当是物距在15.0cm~23.0cm，所以小丽应调整物距在15.0cm和23.0cm之间反复多次实验。 （5）略。 10．如图甲所示，是天宫课堂中航天员王亚平讲授“水球光学实验”时的场景，受此影响“飞天”兴趣小组利用如图乙所示的实验装置展开了“凸透镜成像规律”的探究实验。 （1）图甲中水球相当于一个______，它对光具有______作用； （2）王亚平所成的像是倒立、缩小的______像，生活中______（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一原理工作的； （3）图乙中凸透镜的焦距为15cm，当蜡烛从10cm处移动至30cm处时，为了再次得到清晰的像，光屏应______（选填“远离”或“靠近”）凸透镜，且所成的像是倒立、______的实像； （4）如果将蜡烛换成如图丙所示的“F”字光源，其优点是：______（只写一条即可）。 【答案】 凸透镜 会聚 实 照相机 远离 放大 光源稳定 【解析】（1）[1][2]图甲中水球边缘薄，中间厚，相当于一个凸透镜，它对光具有会聚作用。 （2）[3][4]由图可知，王亚平所成的像是倒立、缩小的实像，此时物距大于二倍焦距，应用是照相机。 （3）[5][6]图乙中凸透镜的焦距为15cm，当蜡烛从10cm处移动至30cm处时，物距变小，根据凸透镜成像规律可知，像距变大，所以，为了再次得到清晰的像，光屏应远离凸透镜，此时物距为 物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像。 （4）[7]将蜡烛换成如图丙所示的“F”字光源，其优点是光源稳定。 11．三束光线射向凸透镜，请补充完整这三束光线通过凸透镜的光路图。 【答案】 【解析】经过凸透镜光心的光传播方向不变；经过凸透镜焦点的光经凸透镜折射后，平行于凸透镜主光轴射出；物距等于二倍焦距时，像距也为二倍焦距，成倒立、等大的实像。所以，过二倍焦距处的入射光线的折射光线通过凸透镜另一侧二倍焦距处。如图所示： 12．图记录了三次改变物距的成像情况，请用A′、B′、C′分别对应标出物体在位置A、B、C时所成的像。 【答案】 【解析】由图可知，物距都大于一倍焦距，根据凸透镜成像的规律可知，物远像近像变小，物近像远像变大，位置A时所成的像最小，位置C时所成的像最大。如图所示： 13． （1）如图，凸透镜的焦距，透镜的光心恰好位于刻度轴上的3cm刻度线处，某垂直于主光轴放置的物体上M点发出的两条光线，经透镜折射后为图中的光线a、b，已知a与b平行。 ①在图中画出光线a、b进入透镜前的入射光线并找到M点。_______ ②物体经透镜后的成像情况是_______（选填“倒立放大的实像”“正立放大的虚像”“不能成像”）。 （2）亮丽的玻璃幕墙大厦，极具现代气息，但设计施工不当，会给周围居民造成光污染。住在大厦对面的小丛家每天傍晚被对面新建的大厦镀膜玻璃强烈的反光刺得睁不开眼。 ①图中A点为入射点，请在图中画出玻璃幕墙的摆放位置________。 ②使用玻璃幕墙的大厦在设计时，下列考虑中不正确的一项是_________ A．要注意幕墙的安装角度 B．应选择材质粗糙的毛玻璃 C．考虑选择双层玻璃 D．玻璃幕墙最适合在凹形建筑物上安装 【答案】（1） 不能成像 （2） D 【解析】（1）①[1]平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后会过焦点，经过光心的光线的传播方向不变，据此做出M点，如下图所示： ②[2]由图可知，两条折射光线a和b是平行光线，不能会聚成像，所以物体经透镜后不成像。 （2）①[1]先作出入射光线与反射光线的角平分线，再过点A与法线的垂线段，即为平面镜的位置，如图所示： ②[2]A．要注意幕墙的安装角度，安装角度可以影响反射光的方向，减少对周围居民的影响，故A正确，不符合题意； B．应选择材质粗糙的毛玻璃，这是为了使光在材料表面上发生漫反射，避免反射光影响市民，故B正确，不符合题意； C．考虑选择双层玻璃，这是因为真空不能传声，能减小噪声污染，故C正确，不符合题意； D．玻璃幕墙最适合在凹形建筑物上安装，凹形建筑物可能会集中反射光线，增加光污染的风险，故D错误，符合题意。 故选D。 14．某同学做“探究凸透镜成像的规律”实验，他保持凸透镜（焦距为f）的位置不变，将发光物由远及近靠近凸透镜，当物距分别为、、时（），记录对应的成像大小为：缩小的、放大的、放大的。已知相邻两次成像的物距变化量相等，则（   ） A．一定小于f B．一定等于f C．可能大于f D．可能大于2f 【答案】C 【解析】由题意知，凸透镜移动过程，相邻两次成像的物距变化量相等，若小于f，因为未移动前，成缩小的像，则u1大于二倍焦距，则移动第一次后，物距2f>u2>f，成倒立、放大的实像，移动第二次，物距仍大于一倍焦距而小于二倍焦距时，成倒立放大的实像；若大于f，移动第一次后，物距大于一倍焦距而小于二倍焦距，成倒立放大的实像，移动第二次，物距小于一倍焦距，成正立放大的虚像。若大于2f，移动第一次，可成像，无法再移动第二次成像。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 15．某放大镜由A、B两个凸透镜组成，如图甲所示。A的直径为D，B的直径为d，将它正对太阳光，把一张白纸放在它的下方，在白纸上得到了如图乙所示的两个直径均为d的圆斑。下列说法正确的是（　　） A．两个透镜的焦距可能相等 B．透镜A的焦距一定大于透镜B C．放大镜远离白纸时，两个光斑一定同时变大 D．用该放大镜观察同一物体，透镜B所成的像一定比A小 【答案】B 【解析】AB．由光学元件正对阳光可知太阳光平行于凸透镜的主光轴，由白纸上的圆斑知，阳光透过凸透镜到达圆斑，根据平行于主光轴的光线经过凸透镜后必过焦点作图，根据图，故完整光路如图所示： 由图可知透镜A的焦点有两种可能，一种在白纸和透镜之间，一种在白纸的右侧，无论哪一种其焦距都比透镜B的焦距大，圆斑的直径d和透镜B的直径d相等。根据相关数学知识可得，B的焦距fB为透镜与白纸间距离的。对于透镜A， 如果焦点在透镜与白纸之间，由于A的直径D大于d， 则 fA 大于透镜与白纸间距离的。如果焦点在白纸外，则 fA 比透镜与白纸间距离还要大，所以 fA一定大于 fB，故B正确，A错误； C．由图可知，凸透镜A有两种可能，当A的焦点在透镜和白纸之间时，白纸向右移动时光斑变大，当A的焦点在白纸右侧时，白纸向右移动时光斑先变小后变大；而凸透镜B只有一种情况，光斑一直变大，所以放大镜远离白纸时，两个光斑可能同时变大，故C错误； D．物距不变，透镜A的焦距比透镜B焦距大；凸透镜成实像时，焦距大的像就大，即透镜B成像比透镜A小；凸透镜成虚像时，焦距大的像就小，即物距在透镜和B的焦点之间时，透镜B成像比透镜A的大，故D错误。 故选B。 16．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10cm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。 【答案】 10.0 左 照相机 【解析】[1]由图可知，刻度尺的分度值为1cm，此时物距为 像距为 则有 根据 成倒立、等大的实像，故该凸透镜的焦距为 [2]仅将蜡烛移到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，为了在光屏上得到清晰的像，接下来应该将光屏适当向左移动。 [3]移动后的物距为 物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、缩小的实像，生活中所用的照相机成像时，为倒立、缩小的实像，与上述实验相同。 17．如图是物理兴趣小组的“自制水滴显微镜”，在实验中，应使被观察物体、小水滴、凸透镜在同一竖直直线上，且始终保持凸透镜是水平的，眼睛离凸透镜不要太近。图中的水滴相当于一个凸透镜，透过它应该能看到一个倒立、__________（选填“放大”或“缩小”）的__________像（选填“实”或“虚”），人眼通过显微镜观察物体时看到的是__________像（选填“实”或“虚”）；若要使看到的像更大，应该适当__________（选填“增大”或“减小”）水滴与物体的距离，并调整凸透镜的位置。 【答案】 放大 实 虚 减小 【解析】[1][2][3]由图可知，凸透镜在上面，应该是目镜；水滴靠近物体，应该是物镜，成的是倒立、放大的实像；凸透镜相当于一个放大镜，成的是一个正立、放大的虚像，则人眼通过显微镜观察物体时看到的是虚像。 [4]若要使看到的像更大，则像距变大，物距减小，应该适当减小水滴与物体的距离，并调整凸透镜的位置。 18．物理科学实验小组进行凸透镜成像的实验。 （1）同学们选取了一个凸透镜进行实验，平行光正对凸透镜的折射情况如图甲所示，则该凸透镜焦距f3＝___________cm； （2）得出凸透镜成像规律后，继续探究凸透镜成像大小与焦距的关系，收集的数据如表所示： 实验次数 焦距f/cm 物距u/cm 像距v/cm 物高L/cm 像高h/cm 1 15.0 7.5 6.0 C 2 20.0 20.0 6.0 6.0 3 25.0 37.5 6.0 9.0 ①实验后发现忘记收集表中C处的数据，他们画出凸透镜成像原理图如图乙所示。观察原理图发现△AOB∽△A'OB′，可见物距u、像距v、物高L、像高h之间的比例关系为：___________（用字母表示），则表中C处数据应为___________cm； ②利用表格中的数据，能否得出当凸透镜成实像时，像的大小和焦距之间的关系呢？若能，请写出分析过程及结论；若不能，说明理由___________。 【答案】（1）15.0；（2） 3.0 不能得出结论 【解析】（1）平行光经凸透镜折射后会聚在焦点，由图甲可知，刻度尺的分度值是1cm，凸透镜在光具座20.0cm处，焦点在35.0cm处，故焦距 （2）[1][2]由，根据相似三角形的性质，满足对应边成比例，可得 代入实验1的数据，u＝15.0cm，v＝7.5cm，L＝6.0cm，则 解得，即C处数据为3.0。 [3]不能得出结论。因为探究“凸透镜成实像时像的大小与焦距的关系”，需要控制物距u不变，改变焦距f，观察像的大小变化。但表格中三次实验的物距u不同，未控制变量，因此无法得出像的大小与焦距的关系。 19．小明同学在做“探究凸透镜成像规律”时，所用的器材有：带刻度尺的光具座、焦距为10cm的凸透镜、光屏、蜡烛和火柴等。 （1）实验前，小明调节烛焰、光屏的中心在凸透镜的主光轴上，目的是 ______________； （2）小明在某次实验中，将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上如图甲所示的位置，光屏上呈现清晰的像，此像是 _______的像（选填“放大、缩小、等大”）； （3）在图甲中，保持凸透镜的位置不变，将烛焰向远离凸透镜的方向移动适当距离，则应将光屏向 _______（选填“远离”或“靠近”）透镜方向移动，光屏上才能再次呈现清晰的像，与（2）相比，像的大小将变 _____（选填“大”或“小”）； （4）保持三个元件位置不动，仅将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜后，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； （5）如图乙所示，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，若将凸透镜向右移到B处（图中未标出），光屏上再次成清晰的像，透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s＝__________（用L0、L表示）。 （6）如图丙所示，元旦假期小华同学用手机拍一张放在水平桌面的作业，发现照片中的作业纸上边小下边大，产生这种现象的原因是平放的手机到作业纸的距离 _________。 A．上近下远 B．上远下近 C．左近右远 D．左远右近 【答案】（1）像成在光屏中央；（2）放大；（3）靠近 小；（4）凹；（5）L0-2L；（6）B 【解析】（1）在探究凸透镜成像规律的实验中，调节烛焰、光屏的中心在凸透镜的主光轴上，是为了使像能够成在光屏的中央，便于观察像的性质等情况。 （2）已知凸透镜焦距f=10cm，由图甲可知，物距u=25.0cm-10.0cm=15.0cm 此时物距满足f<u<2f，根据凸透镜成像规律，当f<u<2f时，成倒立、放大的实像。 （3）[1][2]根据凸透镜成像规律，物远像近像变小。在图甲中，保持凸透镜位置不变，将烛焰向远离凸透镜方向移动，物距增大，所以像距应减小，即应将光屏向靠近透镜方向移动，像的大小将变小。 （4）将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜后，其会聚能力变强，像会成在光屏的前方。为了使光屏上再次得到清晰的像，需要将光线发散一些，凹透镜对光线有发散作用，所以可以在蜡烛和凸透镜之间放置一个凹透镜。 （5）当凸透镜位于光具座上A处时恰好在光屏上成清晰的像，若将凸透镜向右移到B处光屏上再次成清晰的像，根据光路可逆原理，物距和像距互换，原来物距为L，则后来像距为L，所以透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s=L0-2L （6）根据凸透镜成像规律，物距越大，像距越小，像越小。用手机拍放在水平桌面的作业，发现照片中的作业纸上边小下边大，产生这种现象的原因是平放的手机到作业纸的距离上边比下边大，即上远下近。 20．凸透镜的成像规律可以通过画光路图去理解。在光路图中凸透镜用图甲表示，O点为光心，F为焦点。图乙中A′B′是物体AB经透镜所成的像。 （1）请画出图乙中两条入射光线的出射光线，完成成像光路图： （2）在图乙中，物距用u表示，即u=BO；像距用v表示，即v=OB′；焦距用f表示，即f=OF。请运用几何知识证明∶ 【答案】（1） （2）由于△A′B′O~△ABO所以即像和物的大小之比等于像距与物距之比。又由于△A′B′F~△COF所以即像和物的大小之比等于相距焦距之和比焦距，所以得化简得 【解析】（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，过凸透镜光心的光线不发生偏折。如图所示： （2）略。 21．阅读短文，回答问题。 跨学科实践——研究制作“鉴往知来投影盒” 【任务要求】本项目旨在循着古人的智慧，从《墨经》记载的小孔成像出发，探索光影的奥秘，并最终制作一个能将传统窗花等图案清晰投影的“鉴往知来投影盒”。 【设计与实施】 任务一：古法重现。如图甲所示，同学们在暗室中，将点燃的蜡烛、开有小孔的纸板和毛玻璃屏依次放置，成功再现了《墨经》中记载的“景倒”现象。 任务二：承前启后。为使成像更明亮，同学们在小孔上下对称的位置、，再开两个小孔，此时光屏上观察到3个像，像的亮度基本不变。在、处放置相同的三棱镜，适当左右移动毛玻璃，同学们观察到了一个清晰的稍明亮的像。在、之间再开几个小孔，并放入合适的三棱镜，像更亮了一些。 任务三：继往开来。基于以上探究，他们推理，若在、间开一个大圆孔，并放入一个合适的凸透镜代替所有的三棱镜，移动毛玻璃，像会更亮。 为了验证以上推理，他们制作了投影盒，如图乙所示，将透明窗花、带孔的不透明纸板、凸透镜，安装在投影盒的卡槽中，改变投影盒到墙壁的距离，找到清晰的像。减小投影盒与墙壁的距离，看到“像”更小更亮。 如图丙所示，纸板上每个孔的大小约为4~8cm2，凸透镜的焦距分别是5cm、10cm、20cm。将不同的纸板、凸透镜分别插入对应卡槽，多次实验并进行对比验证。 【交流与评价】下表是投影盒制作和使用的评价指标。 等级 优秀 良好 合格 不合格 评价指标 了解成像原理； 像清晰； 大小可方便调节 了解成像原理； 像清晰； 大小可调节 知道成像原理； 对像的概念不清； 大小可调节 原理不清； 未能成像 同学们对实践活动进行了交流和评价。 （1）任务一中，毛玻璃上成倒立、_________的实像。 （2）任务二中，、处三棱镜放置的方式可能是图丁中的__________。、间三棱镜对光的偏折程度，比、处的要_________（选填“大”或“小”）。 （3）任务三中，将焦距为5cm的透镜、①号纸板、透明剪纸插入卡槽，改变投影盒到墙壁的距离，墙壁出现清晰的像。若换用②号纸板，墙壁将出现_________个清晰的像。使用_________号纸板，墙壁有清晰且最亮的像。若换用焦距为10cm的透镜，需要____________（选填“远离”或“靠近”）墙壁，才能得到清晰的像。 （4）根据评价表，你对投影盒制作和使用的评价等级是__________，依据是__________。请对本实践活动提出一个优化建议：____________。 【答案】（1）缩小；（2）B 小（3）1 ④ 远离；（4）良好 实验中将不同的纸板、凸透镜分别插入对应卡槽，物距不方便调节，故参考评价指标为良好。 将固定夹改为可移动，来改变物距可实现图像大小可在规定范围内调节，图像清晰。 【解析】（1）任务一描述的是小孔成像实验。小孔成像的原理是光的直线传播，所成的像是倒立的实像。像的大小与物体到小孔的距离（物距）和光屏到小孔的距离（像距）有关。当像距大于物距时，成放大的像；当像距小于物距时，成缩小的像；当像距等于物距时，成等大的像。图甲中像距小于物距时，因此成缩小的像。 （2）[1]任务二的目标是将多个小孔成的像汇聚到一点，形成一个更亮的像。凸透镜对光有会聚作用，可以看作是由许多三棱镜组合而成的，其边缘部分的三棱镜底边朝向中心。为了使、两处小孔射入的光线向中心会聚，应放置底边相对的三棱镜。处的光线需要向下偏折，应放置底边向下的三棱镜（尖朝上）；处的光线需要向上偏折，应放置底边向上的三棱镜（尖朝下）。因此，图丁中的B选项符合要求。 [2]凸透镜可以看作是由许多三棱镜组成的，越靠近中心（光心）的部分，其表面越平坦，相当于三棱镜的顶角越大，对光的偏折能力越弱。因此，、之间的三棱镜比、处的三棱镜更靠近中心，其对光的偏折程度要小。 （3）[1]投影盒的原理是凸透镜成像。透明剪纸是物体，墙壁是光屏。①号纸板只有一个孔，相当于一个完整的凸透镜，因此在墙上成一个清晰的像。换用②号纸板，它有两个孔，相当于将一个凸透镜分成了两个部分，但每一部分仍然是一个凸透镜，都能独立成像。但这两个像会重叠在一起，墙壁将出现1个清晰的像。 [2]像的亮度取决于通过凸透镜的光通量。在焦距相同的情况下，透镜的有效通光面积越大，成的像越亮。对比①、②、③、④号纸板，③号纸板的孔面积最大，允许通过的光最多，因此成的像最亮。 [3] 根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”，当物距（透明剪纸到凸透镜的距离）不变时，换用焦距更长的凸透镜（从5cm换成10cm），相当于减小了物距相对于焦距的倍数，像距会变大。因此，为了在墙壁上得到清晰的像，需要增大像距，即让投影盒远离墙壁。 （4）[1][2]略。 [3]略。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 探究：凸透镜成像的规律 探究凸透镜成像的规律知识点1 1．（1）同一水平高度；（2）放大；（3）漫 2．（1）B；（2）10.0 左；（3）远离 小于一倍焦距 3．（1）右边；（2）10.0；（3）缩小；（4）远离；（5）光屏 凸透镜成放大实像时的物距与像距 投影仪知识点2 4．B 5．A 6．投影片 凸 大于 放大 倒立 凸透镜成缩小实像时的物距与像距 照相机知识点3 7．缩小 等大 8．倒立 缩小 9．A 凸透镜成像时像距与物距的关系 知识点4 10．（1）a；（2）c；（3）d、e 11．B 12．（1）同一高度；（2）10.0；（3）放大；（4）靠近；（5）B；（6）蜡烛向上移/凸透镜向下移/光屏向上移；（7）R 根据凸透镜的物像关系求凸透镜的焦距 知识点5 13．10 放大 投影仪 14．（1）C；（2）向右移动光屏；（3）实验步骤：①在光具座刻度为5cm处放上蜡烛A，在玻璃板右侧的光具座上，放上与A完全相同的不点燃的蜡烛B，改变蜡烛B的位置，在蜡烛A一侧观察，使得从不同角度观察，直到蜡烛B与蜡烛A的像均完全重合。②在光具座刻度为20cm处放上蜡烛A，在玻璃板右侧改变蜡烛B的位置，使得从不同角度观察，直到蜡烛B与蜡烛A的像均完全重合。实验现象：若蜡烛B和蜡烛A的像均能够完全重合，则证明物体在平面镜中所成像的大小与物距无关。 15．A 凸透镜成虚像时的物距与像距 放大镜 知识点6 16．小于 虚 17．一倍 正立 18．凸透镜 投影仪 漫画书在凸透镜一倍焦距以内 水透镜 知识点7 19．折射 凸透镜 20．C 21．C 1．A 2．C 3．B 4．D 5．两侧 主光轴 倒立放大 6．10 投影仪 7．主光轴 左 放大 8．10 等大 照相机 9．（1）同一高度；（2）变大 倒立；（3）丁；（4）15.0 23.0；（5）由两组实验数据可知，物高均为4.0cm，当物距均为15.0cm时，小丽组实验时的像高为8.0cm，而小红组实验时的像高为2.0cm，由此可知凸透镜成像特点不只与物距有关，还与凸透镜的焦距有关。 10．凸透镜 会聚 实 照相机 远离 放大 光源稳定 11． 12． 13．（1） 不能成像；（2） D 14．C 15．B 16．10.0 左 照相机 17．放大 实 虚 减小 18．（1）15.0；（2） 3.0 不能得出结论 19．（1）像成在光屏中央；（2）放大；（3）靠近 小；（4）凹；（5）L0-2L；（6）B 20．（1）；（2）由于△A′B′O~△ABO所以即像和物的大小之比等于像距与物距之比。又由于△A′B′F~△COF所以即像和物的大小之比等于相距焦距之和比焦距，所以得化简得 21．（1）缩小；（2）B 小（3）1 ④ 远离；（4）良好 实验中将不同的纸板、凸透镜分别插入对应卡槽，物距不方便调节，故参考评价指标为良好。 将固定夹改为可移动，来改变物距可实现图像大小可在规定范围内调节，图像清晰。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 探究：凸透镜成像的规律 目 录 A组 巩固过关 知识点1：探究凸透镜成像的规律 知识点2：凸透镜成放大实像时的物距与像距 投影仪 知识点3：凸透镜成缩小实像时的物距与像距 照相机 知识点4：凸透镜成像时像距与物距的关系 知识点5：根据凸透镜的物像关系求凸透镜的焦距 知识点6：凸透镜成虚像时的物距与像距 放大镜 知识点7：水透镜 B组 能力进阶 C组 思维拔高 探究凸透镜成像的规律知识点1 1．小明同学在“探究凸透镜成像规律”实验中： （1）把蜡烛、焦距为10.0cm的凸透镜、光屏依次安装到光具座上，点燃蜡烛，调节三个中心大致在_______； （2）实验时，将凸透镜放置在光具座“50”刻度处，蜡烛和光屏移动到如图所示位置时，光屏上得到烛焰清晰的像，这个像的性质是倒立_______的实像； （3）实验过程中能从各个方向上观看到光屏上所成的像是因为在光屏上发生了_______反射。 2．某小组做探究“凸透镜成像规律”的实验，装置如图甲所示。 （1）如图乙所示，将A、B两块透镜分别正对太阳光时，在离透镜较近的光屏上出现了不同的光斑，由此判断需要用_____ （选填“A”或“B”）透镜完成实验； （2）图丙是实验时像距v随物距u变化的图像，根据图像可知： ①该透镜的焦距f＝_______ cm； ②将蜡烛、凸透镜、光屏分别置于15cm、50cm、70cm刻度线处，为能在光屏上呈清晰的像，可保持蜡烛和凸透镜位置不动，仅将光屏向_____ 移动合适距离。 （3）图丁是小华用该凸透镜观看书本上“中国梦”三个字时的情况，如果他想看到更大的正立的“国”字，小明需要将凸透镜_______ （选填“远离”或“靠近”）书本，凸透镜和书本的距离应满足的条件是___________ 。 3．小明在“探究凸透镜成像的规律”的实验中： （1）实验台上有一个凸透镜和一个凹透镜，小明将他们同时放在阳光下，看到的现象如图甲所示，则_____（选填“左边”或“右边”）的透镜是凸透镜。 （2）小明让一束平行于主光轴的平行光线经过凸透镜，移动光屏，某时刻在光屏上找到一个最小、最亮的光斑如图乙所示，则该凸透镜的焦距是_____cm。 （3）取下平行光源，保持凸透镜的位置不变，把点燃的蜡烛放在光具座20cm刻度线处，移动光屏，会在光屏上得到一个清晰的倒立、_____（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像。 （4）使蜡烛靠近凸透镜，光屏应_____（选填“靠近”、“远离”或“位置不动”）才能再次承接到清晰的像。 （5）当蜡烛移到的位置时，应该在凸透镜的_____（选填“蜡烛”或“光屏”）一侧透过凸透镜观察像。 凸透镜成放大实像时的物距与像距 投影仪知识点2 4．某同学用焦距为15cm的凸透镜做实验，当物体距离凸透镜20cm时，所成的像为（　　） A．正立、放大的虚像 B．倒立、放大的实像 C．倒立、缩小的实像 D．正立、缩小的虚像 5．如图所示，探究凸透镜成像实验时，凸透镜的焦距为10cm，发光体距该凸透镜15cm，移动光屏得到一个清晰的像，这个像是（　　） A．放大的实像 B．缩小的实像 C．等大的实像 D．放大的虚像 6．如图所示，是投影仪成像的原理图。其中______是物体，投影仪的镜头相当于______透镜；像到镜头的距离______（选填“大于”、“等于”或“小于”）物体到镜头的距离；像是______（选填“放大”或“缩小”）、______（选填“倒立”或“正立”）的。 凸透镜成缩小实像时的物距与像距 照相机知识点3 7．如图，保持凸透镜位置不变，先后把蜡烛放在a、b、c、d各点，并分别调整光屏的位置寻找清晰的像，则：蜡烛放在a点处时，光屏上呈倒立、______（放大/等大/缩小）的实像。蜡烛放在b点处时，光屏上呈倒立、______（放大/等大/缩小）的实像。 8．如图所示，在活动课中，小明用凸透镜观察远处窗外的景物，看到景物成______（选填“正立”或“倒立”）、_______（选填“缩小”或“放大”）的实像。 9．如图所示，小新用手机给远处的树木拍风景照。下列说法中正确的是（　　） A．摄像头相当于一个凸透镜 B．手机离树木在透镜的一倍焦距和二倍焦距之间 C．手机远离树木所成的像将变大 D．手机成像原理与平面镜成像原理相同 凸透镜成像时像距与物距的关系 知识点4 10．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，屏上出现的像最小。 （2）把烛焰放在___________点，光屏上出现清晰的像时，屏距透镜最远。 （3）把烛焰放在___________点，光屏上不会出现像。 11．关于凸透镜成像规律，下列说法正确的是（     ） A．物距小于焦距时，成倒立、放大的虚像 B．物距在1-2倍焦距之间时，成倒立、放大的实像 C．物距等于2倍焦距时，成正立、等大的实像 D．物距大于2倍焦距时，成正立、缩小的实像 12．在做“探究凸透镜成像的规律”实验时，所用的器材有：带刻度尺的光具座、凸透镜、光屏、蜡烛和 火柴。 （1）实验前，为使成像在光屏中心，需要调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在___________； （2）如图甲所示，将一束平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最亮的光斑时停止移动光屏，可测出凸透镜的焦距是___________cm； （3）在某次实验中，将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上如图乙所示的位置，光屏上呈现清晰的像，此像是倒立、___________的实像（选填“缩小”或“放大”）； （4）在图乙中，保持凸透镜的位置不变，将烛焰向远离凸透镜的方向移动适当距离，则应将光屏向___________（选填“远离”或“靠近”）透镜方向移动适当距离，光屏上才能再次呈现清晰的像。 （5）保持蜡烛位置不变，移动凸透镜至如图丙所示位置，无论怎样移动光屏都在光屏上看不到烛焰的像，则人眼在图中___________（选填“A”或“B”）处能观察到烛焰的像。 （6）实验过程中蜡烛由于燃烧而变短，此时烛焰在光屏上的像会向上方移动，为了能让烛焰的像回到光屏的中央，该如何调节？___________（写出一种可行办法） （7）小明想利用LED发光字母来探究凸透镜成像时上下、左右的位置关系，图丁中的四个字母适合做LED光源的是___________。 根据凸透镜的物像关系求凸透镜的焦距 知识点5 13．如题图所示探究凸透镜成像规律，记录并绘制物距u与像距v之间的关系图像，则该凸透镜的焦距是___________cm，当u=15cm时，光屏上成倒立___________的实像，___________就是根据这一原理制成的。 14．某实验小组探究凸透镜成像的实验，装置如图。 （1）当蜡烛A、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时，光屏上出现一个清晰的烛焰的像，这个凸透镜的焦距可能是___________（填选项字母）。 A．5cm B．10cm C．15cm D．30cm （2）小京同学把蜡烛A向右移动一小段距离，发现光屏上烛焰的像变模糊了。保持透镜位置不变，要在光屏上得到烛焰清晰的像，可以采取的方法是___________（写出一条就可以）。 （3）完成上述实验后，小京同学把光具座上凸透镜换成一块薄玻璃板，探究平面镜成像。请你添加必要的器材，帮助小京设计实验证明：物体在平面镜中所成像的大小与物距无关。写出实验步骤和实验现象。 15．在“探究凸透镜成像的规律”时，当烛焰离透镜14cm时成放大的实像，当烛焰离透镜8cm时成放大的虚像，则这个透镜的焦距可能是（　　） A．10cm B．7cm C．5cm D．4cm 凸透镜成虚像时的物距与像距 放大镜 知识点6 16．如图，通过透镜观察邮票时，邮票到透镜的距离________（填“大于”“等于”或“小于”）透镜的焦距，人眼看到的像是________（填“实”或“虚”）像。 17．工匠维护精密仪表时，在眼睛前戴一个凸透镜，便于观察仪表的细微之处，如图所示。凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的________焦距范围之内。通过凸透镜看到的是仪表________（选填“正立”或“倒立”）的像。 18．物理学中有多浪漫，直观感受一下。如图所示，小张将一个装有水的圆柱形玻璃杯放在漫画前，惊奇地发现透过水杯看到漫画中的女孩不仅变“胖”了，竟然还掉转朝向了。装有水的圆柱形玻璃杯相当于一个_________（选填“凸透镜”“凸面镜”或“凹透镜”）；图中的成像与_________（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）的成像原理相同。小张的同桌用装满水的杯子重新放到漫画前，他看到漫画中的女孩只是变“胖”了，却没有让女孩转身，原因是_________ 水透镜 知识点7 19．某汽车司机下车时，随手将一瓶矿泉水放在仪表台上，如图所示。不料因阳光照射、水瓶聚光_______（选填“反射”或“折射”），矿泉水瓶相当于 ________。因此，提醒大家在车内不要放置有聚光效果的物品。 20．为了安全，小汽车挡风玻璃下不能摆放装有水的矿泉水瓶，因为矿泉水瓶被太阳照射会引起火灾发生，装有水的矿泉水瓶相当于（　　） A．凸面镜 B．平面镜 C．凸透镜 D．凹透镜 21．如图所示，下列说法正确的是（       ） A．莲叶呈现碧绿色是因为莲叶发出了绿光 B．周围景物在湖中的倒影，是光的反射形成的等大的实像 C．透过荷叶上的露珠可以清晰看到叶脉，露珠相当于凸透镜 D．雨后，湖面上方架起一道彩虹，这是光的反射现象 1．如图，蜡烛距凸透镜20cm时，烛焰在光屏上成清晰的倒立缩小像，则该凸透镜的焦距可能是（　　） A．5cm B．20cm C．30cm D．40cm 2．探究凸透镜成像的规律时，把蜡烛、凸透镜和光屏置于光具座上，先固定好点燃的蜡烛和光屏，再移动凸透镜，当凸透镜距离蜡烛为和时，光屏上先后两次都呈现烛焰清晰的像，下列说法正确的是（　　） A．第一次的像是缩小的 B．第二次的像比第一次大 C．蜡烛和光屏间的距离是 D．凸透镜的焦距是 3．蜡烛S、某光学元件K和光屏P按如图示位置放置在光具座上，它们的中心在同一水平直线。此时光屏上可观察到烛焰清晰的像，则下列说法中正确的是（　　） A．若K是小孔并将光屏向右移动少许，光屏上的像将变小 B．仅需水平移动S、K或P中的一个，即可判断K是小孔还是凸透镜 C．若K是凸透镜，则它的焦距满足 D．若K是凸透镜并移至35.0刻度线处，光屏上将得到清晰的缩小像 4．如图是某同学制作的幻灯机，幻灯机的前端是可伸缩圆筒，圆筒一端嵌有凸透镜。将幻灯片插入该装置，开启强光灯，在墙上呈现了幻灯片清晰的像，若要使墙上呈现更大的清晰像，下列操作可行的是（   ） A．幻灯机整体靠近墙面，伸缩筒前伸 B．幻灯机整体远离墙面，伸缩筒前伸 C．幻灯机整体靠近墙面，伸缩筒后缩 D．幻灯机整体远离墙面，伸缩筒后缩 5．物理兴趣小组同学在做凸透镜实验时，光屏和发光体在透镜的___________（选填“同侧”、“两侧”），它们的中心在___________上，此凸透镜的焦距为10cm，发光体距离凸透镜16cm时，成___________（选填“正立放大”、“正立缩小”、“倒立放大”、“倒立缩小”）的实像。 6．在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，将点燃的蜡烛放在距离透镜20cm处，在透镜另一侧20cm处的光屏上得到清晰的像，则此透镜的焦距为______cm；再将蜡烛向透镜方向移动5cm，调整光屏得到清晰的像，生活中与此成像原理相同的是______（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）。 7．在探究凸透镜成像规律的实验中，应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的________上。已知凸透镜焦距为，各元件初位置如图所示，要使光屏上成清晰的像：（1）若移动光屏，应将光屏向________（选填“左”或“右”）移动；（2）若透镜向左移动，最终光屏上成的是倒立、________的实像。    8．题图是小明通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u的关系图象，由图象可知凸透镜的焦距是________cm，当物距为20cm时，所成的像是倒立、________（选填“放大”“缩小”或“等大”） 的实像；当物距为32cm时，其成像特点可应用于_________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。 9．雨过初晴，小丽发现透过附在叶片上的水珠，能看到正立放大的“叶片脉络”；而透过在叶片上的水珠能看到远处倒立缩小的“花朵”。针对这一现象，她和同学们一起探究凸透镜成像的正倒、大小与物距的关系。 （1）小丽将F形光源（如图甲）、凸透镜和带有刻度的光屏按图乙所示安装在水平光具座上，接下来她应将三者的中心调整到______。 （2）调整好后，小丽多次改变物距和光屏的位置进行实验，收集的数据和观察的现象如表1所示。小丽分析归纳后，得到初步结论：随着物距不断减小，物体所成实像逐渐______（选填“变大”或“变小”），且像都是______（选填“正立”或“倒立”）的。 表1 序号 物高h/cm 物距x/cm 像高h/cm 像的正倒 像的虚实 1 4.0 30.0 2.0 倒立 实像 2 26.0 2.5 倒立 实像 3 4.0 23.0 3.0 倒立 实像 4 15.0 8.0 倒立 实像 5 13.0 13.5 倒立 实像 6 7.0 找不到像 （3）实验过程中，小丽发现在光屏上始终没有观察到正立放大的像。回想透过水珠观察叶脉的情景，她采用下图______的方式可以观察到正立放大的“F”。 （4）组间交流时，小丽发现小红的实验记录（如表2所示）中有与物体等大的像，而自己却没有观察到这一现象。为了尽快在自己实验中找到等大的像，她应调整物距在______cm和______cm之间反复多次实验。 表2 序号 物高/cm 物距/cm 像高/cm 像的正倒 像的虚实 1 4.0 25.0 1.0 倒立 实像 2 18.0 1.3 倒立 实像 3 15.0 2.0 倒立 实像 4 10.0 4.0 倒立 实像 5 8.0 6.5 倒立 实像 6 4.0 找不到像 （5）小丽进一步对比后发现，凸透镜成像特点不只与物距有关。她得出这个结论的依据是______。咨询老师后得知，两小组所用凸透镜的焦距不同。小丽认为，凸透镜成像特点与物距和焦距均有关系。结合实验数据和老师给的焦距数值，她总结出凸透镜成像规律。 10．如图甲所示，是天宫课堂中航天员王亚平讲授“水球光学实验”时的场景，受此影响“飞天”兴趣小组利用如图乙所示的实验装置展开了“凸透镜成像规律”的探究实验。 （1）图甲中水球相当于一个______，它对光具有______作用； （2）王亚平所成的像是倒立、缩小的______像，生活中______（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一原理工作的； （3）图乙中凸透镜的焦距为15cm，当蜡烛从10cm处移动至30cm处时，为了再次得到清晰的像，光屏应______（选填“远离”或“靠近”）凸透镜，且所成的像是倒立、______的实像； （4）如果将蜡烛换成如图丙所示的“F”字光源，其优点是：______（只写一条即可）。 11．三束光线射向凸透镜，请补充完整这三束光线通过凸透镜的光路图。 12．图记录了三次改变物距的成像情况，请用A′、B′、C′分别对应标出物体在位置A、B、C时所成的像。 13． （1）如图，凸透镜的焦距，透镜的光心恰好位于刻度轴上的3cm刻度线处，某垂直于主光轴放置的物体上M点发出的两条光线，经透镜折射后为图中的光线a、b，已知a与b平行。 ①在图中画出光线a、b进入透镜前的入射光线并找到M点。_______ ②物体经透镜后的成像情况是_______（选填“倒立放大的实像”“正立放大的虚像”“不能成像”）。 （2）亮丽的玻璃幕墙大厦，极具现代气息，但设计施工不当，会给周围居民造成光污染。住在大厦对面的小丛家每天傍晚被对面新建的大厦镀膜玻璃强烈的反光刺得睁不开眼。 ①图中A点为入射点，请在图中画出玻璃幕墙的摆放位置________。 ②使用玻璃幕墙的大厦在设计时，下列考虑中不正确的一项是_________ A．要注意幕墙的安装角度 B．应选择材质粗糙的毛玻璃 C．考虑选择双层玻璃 D．玻璃幕墙最适合在凹形建筑物上安装 14．某同学做“探究凸透镜成像的规律”实验，他保持凸透镜（焦距为f）的位置不变，将发光物由远及近靠近凸透镜，当物距分别为、、时（），记录对应的成像大小为：缩小的、放大的、放大的。已知相邻两次成像的物距变化量相等，则（   ） A．一定小于f B．一定等于f C．可能大于f D．可能大于2f 15．某放大镜由A、B两个凸透镜组成，如图甲所示。A的直径为D，B的直径为d，将它正对太阳光，把一张白纸放在它的下方，在白纸上得到了如图乙所示的两个直径均为d的圆斑。下列说法正确的是（　　） A．两个透镜的焦距可能相等 B．透镜A的焦距一定大于透镜B C．放大镜远离白纸时，两个光斑一定同时变大 D．用该放大镜观察同一物体，透镜B所成的像一定比A小 16．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10cm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。 17．如图是物理兴趣小组的“自制水滴显微镜”，在实验中，应使被观察物体、小水滴、凸透镜在同一竖直直线上，且始终保持凸透镜是水平的，眼睛离凸透镜不要太近。图中的水滴相当于一个凸透镜，透过它应该能看到一个倒立、__________（选填“放大”或“缩小”）的__________像（选填“实”或“虚”），人眼通过显微镜观察物体时看到的是__________像（选填“实”或“虚”）；若要使看到的像更大，应该适当__________（选填“增大”或“减小”）水滴与物体的距离，并调整凸透镜的位置。 18．物理科学实验小组进行凸透镜成像的实验。 （1）同学们选取了一个凸透镜进行实验，平行光正对凸透镜的折射情况如图甲所示，则该凸透镜焦距f3＝___________cm； （2）得出凸透镜成像规律后，继续探究凸透镜成像大小与焦距的关系，收集的数据如表所示： 实验次数 焦距f/cm 物距u/cm 像距v/cm 物高L/cm 像高h/cm 1 15.0 7.5 6.0 C 2 20.0 20.0 6.0 6.0 3 25.0 37.5 6.0 9.0 ①实验后发现忘记收集表中C处的数据，他们画出凸透镜成像原理图如图乙所示。观察原理图发现△AOB∽△A'OB′，可见物距u、像距v、物高L、像高h之间的比例关系为：___________（用字母表示），则表中C处数据应为___________cm； ②利用表格中的数据，能否得出当凸透镜成实像时，像的大小和焦距之间的关系呢？若能，请写出分析过程及结论；若不能，说明理由___________。 19．小明同学在做“探究凸透镜成像规律”时，所用的器材有：带刻度尺的光具座、焦距为10cm的凸透镜、光屏、蜡烛和火柴等。 （1）实验前，小明调节烛焰、光屏的中心在凸透镜的主光轴上，目的是 ______________； （2）小明在某次实验中，将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上如图甲所示的位置，光屏上呈现清晰的像，此像是 _______的像（选填“放大、缩小、等大”）； （3）在图甲中，保持凸透镜的位置不变，将烛焰向远离凸透镜的方向移动适当距离，则应将光屏向 _______（选填“远离”或“靠近”）透镜方向移动，光屏上才能再次呈现清晰的像，与（2）相比，像的大小将变 _____（选填“大”或“小”）； （4）保持三个元件位置不动，仅将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜后，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； （5）如图乙所示，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，若将凸透镜向右移到B处（图中未标出），光屏上再次成清晰的像，透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s＝__________（用L0、L表示）。 （6）如图丙所示，元旦假期小华同学用手机拍一张放在水平桌面的作业，发现照片中的作业纸上边小下边大，产生这种现象的原因是平放的手机到作业纸的距离 _________。 A．上近下远 B．上远下近 C．左近右远 D．左远右近 20．凸透镜的成像规律可以通过画光路图去理解。在光路图中凸透镜用图甲表示，O点为光心，F为焦点。图乙中A′B′是物体AB经透镜所成的像。 （1）请画出图乙中两条入射光线的出射光线，完成成像光路图： （2）在图乙中，物距用u表示，即u=BO；像距用v表示，即v=OB′；焦距用f表示，即f=OF。请运用几何知识证明∶ 21．阅读短文，回答问题。 跨学科实践——研究制作“鉴往知来投影盒” 【任务要求】本项目旨在循着古人的智慧，从《墨经》记载的小孔成像出发，探索光影的奥秘，并最终制作一个能将传统窗花等图案清晰投影的“鉴往知来投影盒”。 【设计与实施】 任务一：古法重现。如图甲所示，同学们在暗室中，将点燃的蜡烛、开有小孔的纸板和毛玻璃屏依次放置，成功再现了《墨经》中记载的“景倒”现象。 任务二：承前启后。为使成像更明亮，同学们在小孔上下对称的位置、，再开两个小孔，此时光屏上观察到3个像，像的亮度基本不变。在、处放置相同的三棱镜，适当左右移动毛玻璃，同学们观察到了一个清晰的稍明亮的像。在、之间再开几个小孔，并放入合适的三棱镜，像更亮了一些。 任务三：继往开来。基于以上探究，他们推理，若在、间开一个大圆孔，并放入一个合适的凸透镜代替所有的三棱镜，移动毛玻璃，像会更亮。 为了验证以上推理，他们制作了投影盒，如图乙所示，将透明窗花、带孔的不透明纸板、凸透镜，安装在投影盒的卡槽中，改变投影盒到墙壁的距离，找到清晰的像。减小投影盒与墙壁的距离，看到“像”更小更亮。 如图丙所示，纸板上每个孔的大小约为4~8cm2，凸透镜的焦距分别是5cm、10cm、20cm。将不同的纸板、凸透镜分别插入对应卡槽，多次实验并进行对比验证。 【交流与评价】下表是投影盒制作和使用的评价指标。 等级 优秀 良好 合格 不合格 评价指标 了解成像原理； 像清晰； 大小可方便调节 了解成像原理； 像清晰； 大小可调节 知道成像原理； 对像的概念不清； 大小可调节 原理不清； 未能成像 同学们对实践活动进行了交流和评价。 （1）任务一中，毛玻璃上成倒立、_________的实像。 （2）任务二中，、处三棱镜放置的方式可能是图丁中的__________。、间三棱镜对光的偏折程度，比、处的要_________（选填“大”或“小”）。 （3）任务三中，将焦距为5cm的透镜、①号纸板、透明剪纸插入卡槽，改变投影盒到墙壁的距离，墙壁出现清晰的像。若换用②号纸板，墙壁将出现_________个清晰的像。使用_________号纸板，墙壁有清晰且最亮的像。若换用焦距为10cm的透镜，需要____________（选填“远离”或“靠近”）墙壁，才能得到清晰的像。 （4）根据评价表，你对投影盒制作和使用的评价等级是__________，依据是__________。请对本实践活动提出一个优化建议：____________。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $