第二节 探究：凸透镜成像的规律（重难点专练）物理新教材沪科版八年级全一册

第二节 探究：凸透镜成像的规律 ▌题型01 凸透镜成像规律的实验探究 1．（1）10；（2）大于 2．（1）15.0；（2）不能 物距小于凸透镜的1倍焦距，此时凸透镜成正立放大的虚像，虚像不能在光屏上呈现；（3）倒立 实 能；（4）左；（5）右 3．（1）同一高度；（2）15 ；（3）左；（4）上 上；（5）凸透镜；（6）完整 D；（7）C；（8）红光 4．（1）撤去光屏，在原来光屏一侧透过凸透镜观察；（2）缩小 照相机 35 变大；（3）上 仍然完整 5．（1）10 左 缩小 照相机；（2）15~25 ；（3）小 大 ▌题型02 凸透镜成像的核心规律 6． a、b、c 反射 折射 7．5 放大 8．凸 缩小 大于80 9．（1）；（2）A；（3）对比像高和物高，像高大于物高是放大像，像高小于物高是缩小像 10.0 10．（1）光的直线传播 不是；（2） 将书签向远离凸透镜的方向移动 ▌题型03 凸透镜成像的动态变化规律 11． 乙 12．B 13．D 14．D 15．10 4 ▌题型04 实验异常现象与故障分析 16．（1）焦距；（2）物距 像距；（3）放大；（4）左；（5）应将蜡烛向上调节 17．（1）确定像的位置；（2）玻璃板没有与水平桌面垂直放置；（3）相等；（4）R；（5）；（6）10；（7）不能；（8）左 照相机；（9）C；（10） 18．同一高度 放大 向外拉动注射器，从水凸透镜中抽出适量的水 19．（1）反射光线 50 使用量角器分别测量入射角和反射角的大小，并记录下来；（2）光屏的中央 15 60 正立、放大的虚像；（3）将光屏向上移动/将凸透镜向下移动/将蜡烛向上移动；（4）收集证据 20．（1）75.0 等大；（2）蜡烛在燃烧过程中不断缩短，烛焰向下移动；（3）C；（4）上 ▌题型05 凸透镜成像规律的生活应用 21．C 22．AB 23．（1）便于确定像的位置 不能；（2）发散 近视眼；（3）；（4）近视眼 靠近；（5）虚 24．增大 > 25．10.0 ＞ B 小丽 由甲图可知文物前的凸透镜成的是正立、放大的像，而第4、5两组实验中成的是倒立、放大的像，与甲图文物成像性质不同，小丽实验中当物距等于8.0cm时，成正立、放大的像，与甲成像性质相同，此时，所以，小丽的推测合理。 2 / 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 题型01 凸透镜成像规律的实验探究 题型02 凸透镜成像的核心规律 题型03 凸透镜成像的动态变化规律 题型04 实验异常现象与故障分析 题型05 凸透镜成像规律的生活应用 ▌题型01 凸透镜成像规律的实验探究 1．实验目的：探究凸透镜成像的规律，区分实像与虚像。 2．实验器材：已知焦距的凸透镜、带刻度尺的光具座、蜡烛（光源）、光屏、火柴。 3．核心操作要求 安装顺序：蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上； 等高调节：调整光屏、凸透镜、烛焰的高度，使它们的中心在同一高度，目的是使像成在光屏的中央。 4．实验操作与对应结论 蜡烛放在 2 倍焦距外：光屏上成倒立、缩小的实像； 蜡烛移到 2 倍焦距处：光屏上成倒立、等大的实像； 蜡烛移到 1 倍焦距与 2 倍焦距之间：光屏上成倒立、放大的实像； 蜡烛移到焦点处：光屏上不能成像，折射光平行射出； 蜡烛移到 1 倍焦距以内：光屏上不能成像，透过凸透镜观察，成正立、放大的虚像。 5．清晰像的判断：前后移动光屏，直到光屏上的像最清晰、边缘最分明，此时即为清晰的像。 6．多次实验的目的：改变物距多次实验，避免实验偶然性，得出普遍适用的凸透镜成像规律。 7．实像与虚像的区别：实像能在光屏上呈现，是实际光线会聚而成；虚像不能在光屏上呈现，是光线的反向延长线会聚而成。 8．高频易错点 混淆实验器材的安装顺序，必须是蜡烛 - 透镜 - 光屏依次排列； 误认为等高调节是为了改变像的大小，其目的是使像成在光屏中央。 9．考法点拨：单元测、月考必考实验大题，常考操作目的、现象分析、结论总结；中考常作为光学核心实验题，考查实验设计与规律探究。 1．在“探究凸透镜成像规律”的实验中： （1）依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，当蜡烛距离凸透镜20cm时，移动光屏，得到一个清晰、等大、倒立的像，则该凸透镜的焦距为 _______ cm。 （2）移动蜡烛和光屏，使得光屏上呈现一个清晰、倒立、缩小的像，此时蜡烛和光屏之间的距离必定 _______ 40cm（填大于、等于或小于） 2．在探究“凸透镜成像规律”的实验中。 （1）如图1所示，让平行光正对着凸透镜照射，左右移动光屏，直到光屏出现一个最小最亮的光斑，测得凸透镜的焦距________。 （2）如图2所示，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，左右移动光屏，在光屏上________（选填能/不能）得到清晰的烛焰像，因为：________。 （3）如图3所示，烛焰能在光屏上形成清晰的________（选填：倒立/正立）、放大的________（选填虚/实）像。如果此时撤去光屏，人眼在如图所示的位置________（选项“能”或“不能”）直接看到烛焰的实像。 （4）在图3中，保持凸透镜的位置不变，如果蜡烛向左移动，为了在光屏上得到一个清晰的像，光屏应该向________（选填“左”或“右”）移动。 （5）在图3的基础上，保持凸透镜和蜡烛位置不变，在凸透镜和蜡烛之间加入一个近视眼镜的镜片，调节镜片的光心与光屏中心等高，则应该向________（填“左”或“右”）适当移动光屏，才能再次得到清晰的像。 3．实验小组同学们用如图所示的实验器材做“探究凸透镜成像规律”的实验： （1）实验开始时，小东在如图所示位置放置好了点燃的蜡烛、凸透镜、光屏，并调整蜡烛的焰心、透镜的光心和光屏的中心在__________； （2）小东观察到蜡烛在如图甲所示的位置时，可以在光屏上观察到清晰的等大、倒立的实像。由此他判断出实验所用透镜的焦距为__________cm； （3）小东把点燃的蜡烛向左移到光具座的10cm刻度线处，他又向______（选填“左”或“右”）移动光屏到适当的位置，才能再次在光屏上观察到一个清晰的实像； （4）随着实验的进行，蜡烛燃烧得越来越短，可以观察到光屏上的像向______移动，为方便实验继续进行，应将蜡烛适当向______移动（均选填“上”或“下”）。 （5）在烛焰和凸透镜之间放一透镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了。将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离后，光屏上再次呈现清晰的像，则该透镜是______（填“凸透镜”或“凹透镜”）. （6）此时，小华用不透明纸将透镜遮去一半，屏上将得到______（选填“完整”或“一半”）的像。小华将光屏取走，那么______（填字母）； A．不可能再看到像    B．烛焰不再成像    C．烛焰经凸透镜成虚像    D．烛焰仍成实像且像仍在原处 （7）而小华多准备了一个平行光光源（接通电源后可发出平行光），她进行了如图乙的实验：将凸透镜固定在图示位置，光源发出平行于主光轴的光照射到凸透镜上，在透镜另一侧移动光屏直到屏上的光斑最小，小华将光源由图示位置缓慢向右移到35cm刻度线处，观察到光屏上光斑______（填字母）； A．缓慢变大 B．缓慢变小 C．大小不变 D．逐渐消失 （8）小阳同学回想起白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带（如图丁所示）受此启发，于是他选取焦距为10cm的凸透镜，用红光和蓝光来进行图丙的实验，实验结论：对同一凸透镜，____________（选填“红光”或“蓝光”）的焦距大些。 4．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，由图甲可知，凸透镜的焦距是。 （1）小明把凸透镜固定在光具座上刻度线处，将蜡烛移至光具座上刻度线处，探究时的成像规律。无论怎样移动光屏，都没办法在光屏上成清晰的像，他接下来的操作是_______。 （2）如图乙所示，改变蜡烛的位置，使其位于刻度线处，再移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的倒立、______（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像，这与______（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像原理相同。如果保持蜡烛和光屏位置不动，只移动凸透镜，则当凸透镜移到______刻度线处时，光屏上能再次成清晰的像。此时观察到的像与原来的像相比将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 （3）小芳同学在实验中，按图丙所示组装仪器（图中点是焦点，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。为了使像能成在光屏的中央，她可以把光屏向_______（选填“上”或“下”）调。当光屏上出现清晰的像时，她遮住上半部分透镜，观察到像_______（选填“仍然完整”“缺上半部分”或“缺下半部分”）。 5．物理课上，同学们做“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）小红将“F”光源、透镜、光屏放置在光具座上，调整好后，固定透镜位置，使“F”光源从距离透镜较远处逐次靠近透镜，每次都调节光屏到透镜的距离，使“F”光源在光屏上成清晰的像，将结果记录在下表中，则该透镜的焦距为________。当“F”光源位于如图1所示位置时，光屏应适当向________（选填“左”或“右”）移动，才能在光屏上得到清晰的像；实验序号1中①位置应为________，根据该成像特点可制成________（选填“投影仪”、“放大镜”或“照相机”）。 实验序号 物距 像距 像的性质 1 30 15 倒立、①的像 2 20 20 倒立、等大的像 3 15 30 倒立、放大的像 （2）在了解了该透镜的成像规律后，小红用长方形不透明纸盒、平面镜、该透镜设计制作了一个投影仪，其剖面图如2图所示，平面镜与底面夹角为，平面镜的中心位于透镜的主光轴上，盒上方开一方形孔，将“F”光源按照图示方式朝下平放在方形孔上、中心与平面镜中心在一条竖直线上，若盒子高度h为，为保证在正对透镜前方的屏幕上能看到一个放大的投影，则盒子长度l的范围为________，屏幕上所成的图像形状是________。（选填“”、“”或“”） （3）为了探究凸透镜所成实像的高度与物距焦距的关系，三个小组的同学用高度相同的发光体以及焦距不同的凸透镜等器材进行实验，部分实验数据如下表所示： 表1（f1=5cm） 物距u/cm 像高h/cm 15 1.6 18 1.2 40 0.5 表2（f2=9cm） 物距u/cm 像高h/cm 18 3.2 30 1.4 40 0.9 表3（f3=10cm） 物距u/cm 像高h/cm 25 2.1 35 1.3 40 1.1 由表中数据可知：物体高度、凸透镜焦距一定时，物距越________，实像的高度越高。物体高度、物距一定时，凸透镜焦距越________，所成实像的高度越高（两空均选填大或小）。 ▌题型02 凸透镜成像的核心规律 1．成像规律总表 物距范围 像的性质 像距范围 典型应用 倒立、缩小、实像 照相机、人眼 倒立、等大、实 测量凸透镜焦距 倒立、放大、实像 投影仪、幻灯机 不成像 —— 获得平行光 正立、放大、虚像 —— 放大镜 2．规律口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；实像倒立异侧居，虚像正立同侧立。 3．光路可逆性：凸透镜成像中光路可逆，若将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上仍能成清晰的像，成像的大小与原来相反。 4．高频易错点 混淆像距与物距的范围，记反放大和缩小对应的物距区间； 误认为虚像也能呈现在光屏上，虚像只能透过透镜观察。 5．考法点拨：单元测、月考常以选择、填空题考查规律识记；中考常结合情境考查成像性质的判断与应用。 6．装水的薄壁玻璃杯中放入一条小鱼，如图从某一角度观察到鱼的三个像分别为a、b、c；其中是虚像的是____________（填字母）；c位置看到“翻肚”的小鱼，这是由于光先发生____________，后发生____________所形成的像。 7．某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，绘制了如图所示的图像（表示像到凸透镜的距离，表示物体到凸透镜的距离）。由图可知：该透镜的焦距是______，当物距为时，光屏上所成的是_______（选填“放大”“缩小”）的像。 8．如图所示的是我国自主研制的某新型战斗机上的光电搜索跟踪系统，其功能与照相机相似。该系统的光学元件相当于一个_________透镜，在光电传感器上成的是倒立、_________的实像；若该透镜的焦距为40 mm，周围景物通过该透镜成像时，景物到镜头的距离_________________mm。 9．物体在主光轴P处，它经凸透镜成的实像为。A点发出的一条光线经过光心的传播径迹如图所示。 （1）请用作图的方法，在图中确定凸透镜其中一个焦点F； （2）水平移至主光轴位置Q，它发出的光经凸透镜折射后（     ） A．成倒立缩小的像 B．成倒立放大的像 C．不成像 D．成正立放大的像 （3）验证凸透镜成像规律时，小明测得的物高为。实验的其它数据如下表所示。 物距 4.0 8.0 10.0 12.0 15.0 18.0 20.0 22.0 26.0 28.0 像距 60.4 30.0 22.3 20.0 18.4 16.6 15.7 像高 15.1 6.0 3.7 3.0 2.5 2.1 1.7 像的正倒 正 正 倒 倒 倒 倒 倒 倒 倒 ①实验中怎样判断实像是放大的还是缩小的？答：________。 ②该凸透镜的焦距是________。 ③分析数据，并结合所学知识可知：要使所成实像高度大于物高的两倍，物距u和焦距f的关系应满足条件________________。 10．小昕有一枚木棉花书签（如图甲），为放大书签供大家欣赏，小昕做了以下几种尝试： （1）如图乙，小昕将书签置于手电筒灯光下，在墙壁上观察到书签的影子。书签影子的形成是由于________（选填“光的直线传播”“光的反射”或“光的折射”）形成，它________（选填“是”或者“不是”）书签的实像； （2）如图丙，小昕用凸透镜（）、手电筒和铁架台制成简易投影仪，在天花板上观察到书签放大的像，此时： ①书签到凸透镜的距离与凸透镜焦距的关系是________（选填“”“ ”或“”） ②如下图，已知光线a平行于凸透镜的主光轴，光线b过光心。请画出光线a和b经过凸透镜后的折射光线。________ ③小昕发现，在天花板上只能观察到书签局部放大的像，为了扩大观察范围，请你提出一个有效的建议：_______； ▌题型03 凸透镜成像的动态变化规律 1．实像的动态规律（物距大于焦距时） 物体靠近凸透镜（物距减小）：像远离凸透镜，像变大；即物近像远像变大； 物体远离凸透镜（物距增大）：像靠近凸透镜，像变小；即物远像近像变小。 2．虚像的动态规律（物距小于焦距时） 物体靠近凸透镜（物距减小）：像靠近凸透镜，像变小； 物体远离凸透镜（物距增大）：像远离凸透镜，像变大。 3．蜡烛燃烧变短的影响：蜡烛燃烧逐渐变短，烛焰下移，光屏上的像会向上移动；要使像回到光屏中央，可将蜡烛向上移，或将凸透镜向下移，或将光屏向上移。 4．高频易错点 虚像的动态变化与实像记反，虚像与物体同侧，变化趋势与实像不同； 误认为物体靠近透镜像一定变大，实像符合该规律，虚像在靠近透镜时是变小的。 5．考法点拨：单元测、月考常以选择题、实验题考查动态变化；中考常结合调节情境考查成像的变化分析。 11．小明进行了如下实践活动。把带双箭头的图片放在装有水的圆柱形玻璃杯后，看到的情景如图甲和乙所示，此时的玻璃杯相当于凸透镜；图甲此时的物距是__________（选填“”、“”或“”）；箭头离玻璃杯较远的是图_______。 12．在“探究凸透镜成像规律”实验中，某小组做了四次实验，并将实验数据记录如表所示（没有记录第4次实验的像距），根据表格中数据，小聪同学做了如下推测，其中正确的是（     ） 次数 1 2 3 4 物距/cm 30 20 15 13 像距/cm 15 20 30 A．该小组使用的凸透镜的焦距为20cm B．做完第1次实验后，保持光源和光屏不变，只移动凸透镜就可以得到第3次的数据 C．放大镜就是根据第4次成像情况工作的 D．从第1次到第3次的过程中，光屏上所成的像逐渐变小 13．如图所示，光电鼠标的原理就是利用发光二极管照射鼠标垫，并被反射回鼠标的光学感应器，用以记录移动动作，以此捕捉移动位置的不同画面。图中光学感应器、透镜、发光二极管等元件固定在鼠标内，关于光电鼠标，下列说法正确的是（     ） A．光照射在鼠标垫上时发生的是镜面反射 B．光学感应器上所成的像是虚像 C．当鼠标向前推移时，感光器件上的像相对于光学感应器在向后移动 D．将鼠标离开鼠标垫一定高度后悬空向前移动时，电脑显示器上的光标并不移动，是因为像没有成在光学感应器上 14．在用焦距为f的凸透镜探究凸透镜成像规律时，多次实验，记录凸透镜成实像时的物距u、像距v；算出物像间距L（即u＋v）；绘出如下图线（以f为长度单位）；结合图像，下列说法错误的是（     ） A．c点的成像特点与照相机成像特点一样 B．c和d两点的成像特点是一样的 C．a和d两点数据可以说明光路是可逆的 D．当凸透镜成实像时，其物像间距满足L≥4.5f 15．“探究凸透镜成像的规律”，分别测出物距u和像距v的实验数据如下表所示。由此推断出使用的凸透镜的焦距是________cm，所成的像最大的是第________次实验。 实验次数 1 2 3 4 物距u/cm 60 30 20 15 像距v/cm 12 15 20 30 ▌题型04 实验异常现象与故障分析 1．光屏上找不到像的常见原因 蜡烛、凸透镜、光屏的中心不在同一高度，像成在光屏之外； 蜡烛放在一倍焦距以内，成虚像，虚像不能呈现在光屏上； 蜡烛放在焦点处，不成像，折射光线平行，无法会聚成像； 光具座的长度太短，小于 4 倍焦距，像距过大，光屏无法承接。 2．像位置偏移的调节 像偏上：蜡烛上调，或透镜下调，或光屏上调； 像偏下：蜡烛下调，或透镜上调，或光屏下调。 3．透镜部分遮挡的影响：凸透镜被挡住一部分，仍能成完整的像，只是透过的光线减少，像的亮度变暗。 4．高频易错点 误认为透镜破损后像会残缺，实际上像仍然完整，只是亮度变暗； 找不到像时只考虑物距原因，忽略等高调节和光具座长度的影响。 5．考法点拨：单元测、月考常以实验题考查故障分析；中考常结合实验情境考查异常现象的判断与解决。 16．用如图所示的装置做“探究凸透镜成像的规律”实验。 （1）实验前，需要记录凸透镜的________； （2）以下实验记录表格中（）（）处的内容为：（）________；（）________； 实验序号 （） （） 像的性质 1 2 ⋯ … … … （3）图中光屏上恰好成清晰的像，该像的性质是倒立、________的实像； （4）若将蜡烛向左移动至位置处，要使光屏上仍成清晰的像，应将光屏向________移动（选填“左”或“右”）； （5）小红发现，随着蜡烛燃烧，烛焰的像在光屏的位置会向上偏移，为了使像重新回到光屏的中央，接下来的操作是__________（任意一种，合理即可）。 17．Ⅰ．图甲是小明参观博物馆创意文物数字展厅时拍的照片，询问老师后知道，这实际上是平面镜成像的原理，于是小龙利用实验探究“平面镜成像的特点”。 （1）如图乙，实验时小明选择玻璃板而不选择平面镜，是为了便于_________； （2）把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，再拿一支与蜡烛A外形相同的蜡烛B在玻璃板后面移动，发现看上去它跟蜡烛A的像无法完全重合，理由可能是_________； （3）小明改变蜡烛A的位置，进行三次实验，用直尺将物和像的位置连接起来，如图丙所示，发现物和像的连线与镜面垂直，用刻度尺测得像和物到镜面的距离_________； （4）小明为了更好地研究像与物的位置关系，采用了彩色LED光源进行实验，现有“A”、“R”、“X”三种字母形状的光源供选择，你认为最佳选择是_________（选填字母）。 （5）如图是小明观察水缸中鱼的场景。左图中所示的S、两个位置，一个代表鱼的实际位置，一个代表着到的鱼的虚像。请在右图中画出小明看到鱼的光路图。 Ⅱ．小明发现博物馆为方便游客观察小型文物配备了放大镜（如图甲），由此他联想到生活中放大镜、照相机等光学仪器的成像原理，于是继续利用蜡烛、凸透镜、光屏等器材，探究凸透镜成像的规律。 正确安装并调节实验器材，实验过程中凸透镜始终处于50cm刻度处，如图乙： （6）将蜡烛固定在40cm刻度线处时，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； （7）此时图乙中光屏上________（选填“能”“不能”）承接到清晰的像。 （8）将蜡烛移至15cm刻度处，若想在光屏上承接到清晰的像，光屏应向________（选填“左”“右”）移动，请写出生活中利用该成像特点的一个实例________。 （9）当光屏上成清晰的像时，若用遮光板遮住透镜上半部分，像如何变化？________ A．像的上半部分消失，下半部分清晰存在 B．像的下半部分消失，上半部分清晰存在 C．像依然完整，只是亮度变暗 D．像会变得模糊，且大小发生改变 （10）如图所示，请画出蜡烛AB经凸透镜所成的像。 18．如图所示是小明用自制水凸透镜进行实验探究的场景，他首先应将蜡烛、凸透镜和光屏中心调整到______________，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，写出一种简单可行的操作方法：______________。 19．小明与同学一起复习光学实验，请帮助完成下列问题。 （1）首先利用如图所示装置探究光的反射规律，将白纸板放在水平桌面上，再将一块平面镜竖直放在纸板上，在纸板上移动激光笔，使其发出的光紧贴纸板入射。此实验中，平面镜的作用是______；图中的反射角是______°；经过正确操作，在纸板上记录每次光的径迹（如图乙所示）。取下纸板，接下来进行的操作应是______，最后分析得出结论。 （2）接着安装光具座，做“探究凸透镜成像规律”的实验。如图，把蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上，并将蜡烛烛焰和光屏的中心调到凸透镜的主光轴上，目的是使像成在____________； 再按要求进行观察和测量，并将部分观测情况记录在下列表中： 实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的高度 像的性质 1 60 20 倒立、缩小、实像 2 30 30 倒立、等大、实像 3 20 4 10 分析表格可知：①凸透镜焦距______cm；②当物距时，像距______cm；③当物距时，像的性质是_____。 （3）当实验进行到后阶段，蜡烛燃烧变短了，为了让光屏上得到完整的像，可进行的操作是______。 （4）如果增加测量光屏上烛焰的高度，从探究环节来看，属于______（选填“提出问题”“收集证据”“解释结论”或“交流评价”）。 20．小强用焦距为12.5cm的凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材，探究凸透镜成像的规律。 （1）如图甲所示，正确安装实验器材后，为了验证凸透镜的焦距是否等于12.5cm，小强把蜡烛和凸透镜放在如图所示的刻度线处，把光屏移到光具座的______cm刻度线处，观察光屏上是否承接到倒立、______、清晰的像，经验证，凸透镜的焦距准确。 （2）实验进行一段时间后，发现光屏上烛焰的像上移了一段距离，在没有移动器材的情况下，造成上述现象的原因是__________。 （3）若把蜡烛放在如图甲所示的A、B、C、D四个点对应的刻度线处，在______点能够在光屏上承接到清晰、最大的烛焰的像。 （4）实验结束后，小强还想利用LED发光字研究凸透镜所成实像与发光物体在上下左右的位置关系，如图乙所示的汉字中，适合做本次研究的LED光源是______字。 ▌题型05 凸透镜成像规律的生活应用 1．照相机 原理：物距大于 2 倍焦距，成倒立、缩小的实像；镜头相当于凸透镜，底片相当于光屏。 调节：要拍更大的像（半身照），相机靠近被拍物体，同时镜头向前伸（增大像距）；要拍更小的像（全身照），相机远离被拍物体，同时镜头向后缩（减小像距）。 2．投影仪、幻灯机 原理：物距在 1 倍焦距与 2 倍焦距之间，成倒立、放大的实像； 调节：要使屏幕上的像更大，应减小物距（镜头靠近幻灯片），增大像距（投影仪远离屏幕）。 3．放大镜 原理：物距小于 1 倍焦距，成正立、放大的虚像； 调节：要使看到的像更大，应让放大镜适当远离物体（仍在一倍焦距以内）。 4．高频易错点 照相机调节时混淆物距和像距的变化方向，像变大时物距变小、像距变大； 误认为投影仪成正立的像，投影仪成的是倒立实像，幻灯片要倒插才能看到正立的画面。 5．考法点拨：单元测、月考常结合生活情境考查应用；中考常结合实际器材考查成像原理与调节方法。 21．机器人跳秧歌舞、跑马拉松、做家务……人形机器人用“眼睛”感知获取信息，如图。人形机器人“眼睛”的光学成像与人眼相似，是通过镜头使物体在图像传感器成像面上（相当于人眼的视网膜）成清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．物体在成像面上成放大的虚像 B．机器人“眼睛”的镜头对光有发散作用 C．机器人“眼睛”光学成像原理与照相机成像原理相同 D．机器人“眼睛”只能“看见”自身正在发光的物体 22．（多选）“强行透视法”是一种富有创意的拍摄技巧。拍摄时，让两个物体离镜头远近不同，再调整拍摄角度，使两物体的像在同一张照片中呈现出有趣的效果。如图，是利用该技巧拍摄的照片，下列说法正确的是（   ） A．照相机镜头对光有会聚作用 B．拍摄该照片时，花比人更靠近照相机镜头 C．花和人通过照相机镜头成的是正立、缩小的实像 D．若要使花的像更大一些，可将花移到照相机镜头一倍焦距之内 23．小明在光学学习中，对色彩斑斓的光学世界产生了浓厚的兴趣，他认识到熟练掌握物、像联动，并用其规律解决实际问题的意义，于是他进行了如下的探索： （1）如图甲，在探究平面镜成像的特点时，用透明玻璃板代替平面镜的目的是______；如果在图中玻璃板与蜡烛的像之间平行于玻璃板放一块不透明的白色光屏，那么在光屏上______（选填“能”或“不能”）看到像； （2）如图乙，平行光线经过该透镜后将会被______（选填“发散”或“会聚”），这样的透镜可用于矫正______（选填“近视眼”或“远视眼”）； （3）生活中经常看到的投影灯，其内部结构如图丙所示。图中凸透镜的焦距为50mm，则投影片到凸透镜的距离范围应为______； （4）在探究照相机原理时，小明将焦距为10.0cm的凸透镜A放置在图丁所示的位置，向左移动光屏，在光屏上看到了清晰的像，他又将凸透镜A更换成一个焦距为8.0cm的凸透镜B，其它要素不变，发现光屏上的像变模糊了。他认为此现象与______（选填“近视眼”或“远视眼”）的成因相似，为了使光屏上的像恢复清晰，可将光屏向______（选填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动； （5）若保持图丁中凸透镜B和蜡烛的位置不变，继续实验，撤掉光屏，换成凸透镜A，并移动到光具座66cm刻度处，从A的右侧向左看，在透镜A中也能看到清晰的像，这个像是______（选填“实”或“虚”）像。 24．“梦天”学习小组用硬纸板做了两个纸筒，使一个纸筒刚好能够套入另一个纸筒内，并能前后滑动，如图所示。在一个纸筒的一端嵌上一个焦距为8cm的凸透镜，另一个纸筒的一端蒙上一层半透明薄膜，就做成了模型照相机。用它来观察远处的教学楼，他们发现半透明薄膜上的像太小，于是靠近教学楼，并________（选填“增大”或“减小”）两纸筒间的距离，才看到薄膜上清晰的像，此时模型照相机的镜头与教学楼的距离________16cm（选填“>”、“<”或“＝”）。 25．同学们参观博物馆时发现一件秦代木牍前放置着凸透镜，通过凸透镜看到的情景如图甲。为了弄清其原理，他们进行了如下探究。 （1）如图乙，用太阳光照射凸透镜，移动光屏直至光屏上出现一个最小最亮的光斑，此凸透镜的焦距为_________cm； （2）如图丙，将蜡烛放在较远处，移动光屏使光屏上呈现清晰的实像，观察像的性质，测出物距和像距；逐次改变物距，重复上述操作，实验记录如下表； 序号 物距/cm 像的性质 像距/cm 正倒 大小 1 24.0 倒立 缩小 17.2 2 22.0 倒立 缩小 18.8 3 20.0 倒立 等大 20.0 4 18.0 倒立 放大 22.4 5 16.0 倒立 放大 27.0 …… 凸透镜成缩小实像时，物距_________（填“＞”“＜”或“＝”）像距； （3）小宇受第4、5组实验结果启发，推测文物与其前方凸透镜的距离u和凸透镜焦距f的关系为时，成放大的像。小丽对小宇的观点提出了质疑，她继续减小物距，发现蜡烛在某位置时，无论怎样移动光屏，光屏上都看不到像。小丽撤去光屏，从图丙中_________侧（填“A”或“B”）向透镜方向观察，看到了正立放大的像，测得物距为8.0cm，她推测u和f的关系应为。_________的推测合理，理由是______。 2 / 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 题型01 凸透镜成像规律的实验探究 题型02 凸透镜成像的核心规律 题型03 凸透镜成像的动态变化规律 题型04 实验异常现象与故障分析 题型05 凸透镜成像规律的生活应用 ▌题型01 凸透镜成像规律的实验探究 1．实验目的：探究凸透镜成像的规律，区分实像与虚像。 2．实验器材：已知焦距的凸透镜、带刻度尺的光具座、蜡烛（光源）、光屏、火柴。 3．核心操作要求 安装顺序：蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上； 等高调节：调整光屏、凸透镜、烛焰的高度，使它们的中心在同一高度，目的是使像成在光屏的中央。 4．实验操作与对应结论 蜡烛放在 2 倍焦距外：光屏上成倒立、缩小的实像； 蜡烛移到 2 倍焦距处：光屏上成倒立、等大的实像； 蜡烛移到 1 倍焦距与 2 倍焦距之间：光屏上成倒立、放大的实像； 蜡烛移到焦点处：光屏上不能成像，折射光平行射出； 蜡烛移到 1 倍焦距以内：光屏上不能成像，透过凸透镜观察，成正立、放大的虚像。 5．清晰像的判断：前后移动光屏，直到光屏上的像最清晰、边缘最分明，此时即为清晰的像。 6．多次实验的目的：改变物距多次实验，避免实验偶然性，得出普遍适用的凸透镜成像规律。 7．实像与虚像的区别：实像能在光屏上呈现，是实际光线会聚而成；虚像不能在光屏上呈现，是光线的反向延长线会聚而成。 8．高频易错点 混淆实验器材的安装顺序，必须是蜡烛 - 透镜 - 光屏依次排列； 误认为等高调节是为了改变像的大小，其目的是使像成在光屏中央。 9．考法点拨：单元测、月考必考实验大题，常考操作目的、现象分析、结论总结；中考常作为光学核心实验题，考查实验设计与规律探究。 1．在“探究凸透镜成像规律”的实验中： （1）依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，当蜡烛距离凸透镜20cm时，移动光屏，得到一个清晰、等大、倒立的像，则该凸透镜的焦距为 _______ cm。 （2）移动蜡烛和光屏，使得光屏上呈现一个清晰、倒立、缩小的像，此时蜡烛和光屏之间的距离必定 _______ 40cm（填大于、等于或小于） 【答案】（1）10；（2）大于 【解析】（1）当蜡烛距离凸透镜20cm时，移动光屏，得到一个清晰、等大、倒立的像，此时，根据，成倒立、等大的实像，即，因此该凸透镜的焦距 （2）结合成等大实像时物像距离 而成缩小实像时，物远离透镜、像靠近透镜的过程中，物体移动速度大于像的移动速度，物和像的总距离会大于4倍焦距，因此蜡烛和光屏的总距离必定大于40cm。 2．在探究“凸透镜成像规律”的实验中。 （1）如图1所示，让平行光正对着凸透镜照射，左右移动光屏，直到光屏出现一个最小最亮的光斑，测得凸透镜的焦距________。 （2）如图2所示，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，左右移动光屏，在光屏上________（选填能/不能）得到清晰的烛焰像，因为：________。 （3）如图3所示，烛焰能在光屏上形成清晰的________（选填：倒立/正立）、放大的________（选填虚/实）像。如果此时撤去光屏，人眼在如图所示的位置________（选项“能”或“不能”）直接看到烛焰的实像。 （4）在图3中，保持凸透镜的位置不变，如果蜡烛向左移动，为了在光屏上得到一个清晰的像，光屏应该向________（选填“左”或“右”）移动。 （5）在图3的基础上，保持凸透镜和蜡烛位置不变，在凸透镜和蜡烛之间加入一个近视眼镜的镜片，调节镜片的光心与光屏中心等高，则应该向________（填“左”或“右”）适当移动光屏，才能再次得到清晰的像。 【答案】（1）15.0；（2）不能 物距小于凸透镜的1倍焦距，此时凸透镜成正立放大的虚像，虚像不能在光屏上呈现；（3）倒立 实 能；（4）左；（5）右 【解析】（1）平行于主光轴的光经凸透镜后会聚在焦点，焦点到光心的距离就是焦距。图1中凸透镜在20.0cm刻度处，最小最亮的光斑在35.0cm刻度处，因此焦距 （2）图2中蜡烛在10cm刻度处，凸透镜在20cm刻度处，物距为10cm，小于1倍焦距15cm。根据凸透镜成像规律，物距小于1倍焦距时成正立、放大的虚像，虚像无法用光屏承接，因此光屏上不能得到清晰的像。 （3）蜡烛在10cm，透镜在30cm，物距20cm，符合 此时的成像特点是倒立、放大的实像。 实像是真实光线会聚得到，撤掉光屏，人的眼睛可以直接接收这些折射光线，眼睛能看到这个实像。 （4）根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”的规律，因为蜡烛左移物距变大，所以像距会变小，所以光屏向左移动。 （5）因为近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，会使像的位置延后，所以需要向远离透镜的方向移动光屏才能承接清晰的像，即向右移动光屏。 3．实验小组同学们用如图所示的实验器材做“探究凸透镜成像规律”的实验： （1）实验开始时，小东在如图所示位置放置好了点燃的蜡烛、凸透镜、光屏，并调整蜡烛的焰心、透镜的光心和光屏的中心在__________； （2）小东观察到蜡烛在如图甲所示的位置时，可以在光屏上观察到清晰的等大、倒立的实像。由此他判断出实验所用透镜的焦距为__________cm； （3）小东把点燃的蜡烛向左移到光具座的10cm刻度线处，他又向______（选填“左”或“右”）移动光屏到适当的位置，才能再次在光屏上观察到一个清晰的实像； （4）随着实验的进行，蜡烛燃烧得越来越短，可以观察到光屏上的像向______移动，为方便实验继续进行，应将蜡烛适当向______移动（均选填“上”或“下”）。 （5）在烛焰和凸透镜之间放一透镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了。将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离后，光屏上再次呈现清晰的像，则该透镜是______（填“凸透镜”或“凹透镜”）. （6）此时，小华用不透明纸将透镜遮去一半，屏上将得到______（选填“完整”或“一半”）的像。小华将光屏取走，那么______（填字母）； A．不可能再看到像    B．烛焰不再成像    C．烛焰经凸透镜成虚像    D．烛焰仍成实像且像仍在原处 （7）而小华多准备了一个平行光光源（接通电源后可发出平行光），她进行了如图乙的实验：将凸透镜固定在图示位置，光源发出平行于主光轴的光照射到凸透镜上，在透镜另一侧移动光屏直到屏上的光斑最小，小华将光源由图示位置缓慢向右移到35cm刻度线处，观察到光屏上光斑______（填字母）； A．缓慢变大 B．缓慢变小 C．大小不变 D．逐渐消失 （8）小阳同学回想起白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带（如图丁所示）受此启发，于是他选取焦距为10cm的凸透镜，用红光和蓝光来进行图丙的实验，实验结论：对同一凸透镜，____________（选填“红光”或“蓝光”）的焦距大些。 【答案】（1）同一高度；（2）15 ；（3）左；（4）上 上；（5）凸透镜；（6）完整 D；（7）C；（8）红光 【解析】（1）实验调整烛焰、透镜光心、光屏中心在同一高度，是为了让烛焰的像能成在光屏的中央，便于观察成像。 （2）当凸透镜成倒立、等大的实像时，满足物距。从甲图可知，物距 因此，解得焦距。 （3）蜡烛向左移到10cm刻度线处，物距变大，根据凸透镜成实像“物远像近像变小”的规律，像距会相应减小，因此需要向左移动光屏才能承接清晰的像。 （4）蜡烛燃烧变短后，烛焰位置向下移动，由于凸透镜成倒立实像，像的移动方向与物体相反，因此光屏上的像会向上移动；为了让像重回光屏中央，可将蜡烛适当向上移动，使三者中心重新对齐。 （5）放入透镜后，光屏需要向靠近透镜的方向移动才能重新得到清晰像，说明该透镜对光线有会聚作用，提前让光线会聚成像，因此是凸透镜。 （6）遮去透镜一半后，剩余的透镜部分仍能折射全部烛焰的光线，因此屏上会得到完整的像，只是像的亮度会变暗；实像是实际光线会聚形成的，是否存在和光屏无关，取走光屏后烛焰仍在原处成实像。故选D。 （7）由图乙可知，光点到凸透镜的距离为10.0cm，所以凸透镜的焦距为10.0cm。光源从图示的位置，向右移到35cm处，它依然是平行光，所以折射光线仍然会聚到焦点上，因此光屏上的光斑大小不发生变化。故选C。 （8）从三棱镜色散规律可知，蓝光的偏折能力比红光强，经过凸透镜时，蓝光会更早会聚，对应的焦距更小，因此同一凸透镜对红光的焦距更大。 4．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，由图甲可知，凸透镜的焦距是。 （1）小明把凸透镜固定在光具座上刻度线处，将蜡烛移至光具座上刻度线处，探究时的成像规律。无论怎样移动光屏，都没办法在光屏上成清晰的像，他接下来的操作是_______。 （2）如图乙所示，改变蜡烛的位置，使其位于刻度线处，再移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的倒立、______（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像，这与______（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像原理相同。如果保持蜡烛和光屏位置不动，只移动凸透镜，则当凸透镜移到______刻度线处时，光屏上能再次成清晰的像。此时观察到的像与原来的像相比将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 （3）小芳同学在实验中，按图丙所示组装仪器（图中点是焦点，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。为了使像能成在光屏的中央，她可以把光屏向_______（选填“上”或“下”）调。当光屏上出现清晰的像时，她遮住上半部分透镜，观察到像_______（选填“仍然完整”“缺上半部分”或“缺下半部分”）。 【答案】（1）撤去光屏，在原来光屏一侧透过凸透镜观察；（2）缩小 照相机 35 变大；（3）上 仍然完整 【解析】（1）已知凸透镜焦距，蜡烛在刻度线处，凸透镜在刻度线处，此时物距，凸透镜成正立放大的虚像，虚像不能在光屏上呈现，因此需要直接透过透镜观察虚像。 （2）[1][2]蜡烛在刻度线处，凸透镜在刻度线处，物距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，和照相机成像原理一致。 [3][4]图乙中光屏在刻度线处，原来的像距。根据光路可逆原理，保持蜡烛和光屏不动，当新物距等于原来的像距时，会再次成清晰像，因此凸透镜位置为刻度线处。 此时新像距为，像距大于物距，成倒立放大的实像，因此像和原来的缩小实像相比变大。 （3）[1]像的位置偏高，为了让像成在光屏中央，可以直接将光屏向上调节，承接偏高的像。 [2]遮住透镜上半部分时，透镜下半部分仍能折射全部烛焰的光线，因此像仍然是完整的，只是透过的光线变少，像的亮度变暗。 5．物理课上，同学们做“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）小红将“F”光源、透镜、光屏放置在光具座上，调整好后，固定透镜位置，使“F”光源从距离透镜较远处逐次靠近透镜，每次都调节光屏到透镜的距离，使“F”光源在光屏上成清晰的像，将结果记录在下表中，则该透镜的焦距为________。当“F”光源位于如图1所示位置时，光屏应适当向________（选填“左”或“右”）移动，才能在光屏上得到清晰的像；实验序号1中①位置应为________，根据该成像特点可制成________（选填“投影仪”、“放大镜”或“照相机”）。 实验序号 物距 像距 像的性质 1 30 15 倒立、①的像 2 20 20 倒立、等大的像 3 15 30 倒立、放大的像 （2）在了解了该透镜的成像规律后，小红用长方形不透明纸盒、平面镜、该透镜设计制作了一个投影仪，其剖面图如2图所示，平面镜与底面夹角为，平面镜的中心位于透镜的主光轴上，盒上方开一方形孔，将“F”光源按照图示方式朝下平放在方形孔上、中心与平面镜中心在一条竖直线上，若盒子高度h为，为保证在正对透镜前方的屏幕上能看到一个放大的投影，则盒子长度l的范围为________，屏幕上所成的图像形状是________。（选填“”、“”或“”） （3）为了探究凸透镜所成实像的高度与物距焦距的关系，三个小组的同学用高度相同的发光体以及焦距不同的凸透镜等器材进行实验，部分实验数据如下表所示： 表1（f1=5cm） 物距u/cm 像高h/cm 15 1.6 18 1.2 40 0.5 表2（f2=9cm） 物距u/cm 像高h/cm 18 3.2 30 1.4 40 0.9 表3（f3=10cm） 物距u/cm 像高h/cm 25 2.1 35 1.3 40 1.1 由表中数据可知：物体高度、凸透镜焦距一定时，物距越________，实像的高度越高。物体高度、物距一定时，凸透镜焦距越________，所成实像的高度越高（两空均选填大或小）。 【答案】（1）10 左 缩小 照相机；（2）15~25 ；（3）小 大 【解析】（1）[1]根据实验序号2，当物距时，像距，此时成倒立、等大的实像，根据凸透镜成像规律，当时成倒立、等大的实像，所以，则。 [2]当“F”光源位于如图1所示位置时，相对于3号实验，物距变大，根据凸透镜成像规律，像距应变小，所以光屏应适当向左移动，才能在光屏上得到清晰的像。 [3][4]实验序号1中，物距，，根据成像规律，此时成倒立、缩小的像，根据该成像特点可制成照相机。 （2）[1]因为要在正对透镜前方的屏幕上看到一个放大的投影，根据投影仪原理，物距应在一倍焦距和二倍焦距之间，即，已知，则，由于平面镜与底面夹角为，方形孔中心与平面镜中心在一条竖直线上，且盒子高度为,可知平面镜中心到盒子的右边距离为，平面镜中心到盒子左边距离为物距，所以盒子长度的范围为15~25cm。 [2]经过平面镜反射后，像的形状为“”，再经过凸透镜成像后，上下左右均会颠倒，所以屏幕上所成的图像形状是“” 。 （3）[1]分析表2（）数据，物距从18cm到40cm增大，像高从3.2cm到0.9cm减小，可知物体高度、凸透镜焦距一定时，物距越小，实像的高度越高； [2]分析表1（）、表2（）、表3（）数据，物距都为40cm时，焦距从5cm到10cm增大，像高从0.5cm到1.1cm增大，可知物体高度、物距一定时，凸透镜焦距越大，所成实像的高度越高。 ▌题型02 凸透镜成像的核心规律 1．成像规律总表 物距范围 像的性质 像距范围 典型应用 倒立、缩小、实像 照相机、人眼 倒立、等大、实 测量凸透镜焦距 倒立、放大、实像 投影仪、幻灯机 不成像 —— 获得平行光 正立、放大、虚像 —— 放大镜 2．规律口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；实像倒立异侧居，虚像正立同侧立。 3．光路可逆性：凸透镜成像中光路可逆，若将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上仍能成清晰的像，成像的大小与原来相反。 4．高频易错点 混淆像距与物距的范围，记反放大和缩小对应的物距区间； 误认为虚像也能呈现在光屏上，虚像只能透过透镜观察。 5．考法点拨：单元测、月考常以选择、填空题考查规律识记；中考常结合情境考查成像性质的判断与应用。 6．装水的薄壁玻璃杯中放入一条小鱼，如图从某一角度观察到鱼的三个像分别为a、b、c；其中是虚像的是____________（填字母）；c位置看到“翻肚”的小鱼，这是由于光先发生____________，后发生____________所形成的像。 【答案】 a、b、c 反射 折射 【解析】我们看到a位置的小鱼，是经鱼反射的光，经过水，再进入空气，在界面发生折射进入人眼的，是由于光的折射形成的一个虚像；我们看到b位置的小鱼（变大），这是因为鱼缸装水相当于一个凸透镜，鱼在一倍焦距以内，所以成一个正立放大的虚像；c位置看到“翻肚”的小鱼，是鱼反射的光经过杯底反射后，再经杯壁射入空气中，发生折射后进入人眼，形成的虚像。 7．某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，绘制了如图所示的图像（表示像到凸透镜的距离，表示物体到凸透镜的距离）。由图可知：该透镜的焦距是______，当物距为时，光屏上所成的是_______（选填“放大”“缩小”）的像。 【答案】 5 放大 【解析】由凸透镜成像规律可知，当物距等于2倍焦距时，像距等于2倍焦距，像距与物距相等。由图可知， 故。 因物距为时满足，由凸透镜成像规律可知，此时成倒立、放大的实像。 8．如图所示的是我国自主研制的某新型战斗机上的光电搜索跟踪系统，其功能与照相机相似。该系统的光学元件相当于一个_________透镜，在光电传感器上成的是倒立、_________的实像；若该透镜的焦距为40 mm，周围景物通过该透镜成像时，景物到镜头的距离_________________mm。 【答案】 凸 缩小 大于80 【解析】[1][2][3]照相机的镜头是凸透镜，照相机成像特点：成倒立、缩小的实像。凸透镜焦距，根据照相机成像条件，物距。计算：，所以景物到镜头的距离大于。 9．物体在主光轴P处，它经凸透镜成的实像为。A点发出的一条光线经过光心的传播径迹如图所示。 （1）请用作图的方法，在图中确定凸透镜其中一个焦点F； （2）水平移至主光轴位置Q，它发出的光经凸透镜折射后（     ） A．成倒立缩小的像 B．成倒立放大的像 C．不成像 D．成正立放大的像 （3）验证凸透镜成像规律时，小明测得的物高为。实验的其它数据如下表所示。 物距 4.0 8.0 10.0 12.0 15.0 18.0 20.0 22.0 26.0 28.0 像距 60.4 30.0 22.3 20.0 18.4 16.6 15.7 像高 15.1 6.0 3.7 3.0 2.5 2.1 1.7 像的正倒 正 正 倒 倒 倒 倒 倒 倒 倒 ①实验中怎样判断实像是放大的还是缩小的？答：________。 ②该凸透镜的焦距是________。 ③分析数据，并结合所学知识可知：要使所成实像高度大于物高的两倍，物距u和焦距f的关系应满足条件________________。 【答案】（1）；（2）A；（3）对比像高和物高，像高大于物高是放大像，像高小于物高是缩小像 10.0 【解析】（1）从A点作平行于主光轴的入射光线，这条光线经凸透镜折射后一定会过像点，折射光线与主光轴的交点就是焦点F。 （2）原来物体在P点，成倒立缩小实像，说明原来。物体水平移至Q点，由图可知，物体发出的光经凸透镜折射后，仍成倒立、缩小的实像，故选A。 （3）要判断所成的实像是放大的还是缩小的，需要比较像高与物高的大小。像高大于物高为放大像，像高小于物高为缩小像。 当凸透镜成等大、实像时，物距。由表格数据可知，当物距时，像高和物高相等（即此时成倒立等大的实像），所以 当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大实像，且需像高度大于物高两倍（即像高大于6.0cm）时，由表中数据可知，此时的物距应在10cm~15cm之间，即。 10．小昕有一枚木棉花书签（如图甲），为放大书签供大家欣赏，小昕做了以下几种尝试： （1）如图乙，小昕将书签置于手电筒灯光下，在墙壁上观察到书签的影子。书签影子的形成是由于________（选填“光的直线传播”“光的反射”或“光的折射”）形成，它________（选填“是”或者“不是”）书签的实像； （2）如图丙，小昕用凸透镜（）、手电筒和铁架台制成简易投影仪，在天花板上观察到书签放大的像，此时： ①书签到凸透镜的距离与凸透镜焦距的关系是________（选填“”“ ”或“”） ②如下图，已知光线a平行于凸透镜的主光轴，光线b过光心。请画出光线a和b经过凸透镜后的折射光线。________ ③小昕发现，在天花板上只能观察到书签局部放大的像，为了扩大观察范围，请你提出一个有效的建议：_______； 【答案】（1）光的直线传播 不是；（2） 将书签向远离凸透镜的方向移动 【解析】（1）影子的形成是因为光在传播过程中遇到不透明的书签，光无法穿过书签，在书签后方形成光照不到的暗区，这是光的直线传播现象。 影子只是光被遮挡后形成的暗区，没有实际光线会聚，而实像是实际光线会聚形成的，影子本质上不是像。 （2）由题意，在天花板上观察到放大的像，且是投影仪原理，投影仪成的是倒立、放大的实像，此时物距应该为一倍焦距到二倍焦距之间。 光线a水平向右平行于主光轴射向凸透镜，折射后向上偏折经过右侧焦点F，继续射向天花板。光线b从A点斜向上过光心，直线穿过凸透镜继续直线传播。 适当增大物距，减小像距或者换用更小焦距的凸透镜可以有效扩大观察范围。 ▌题型03 凸透镜成像的动态变化规律 1．实像的动态规律（物距大于焦距时） 物体靠近凸透镜（物距减小）：像远离凸透镜，像变大；即物近像远像变大； 物体远离凸透镜（物距增大）：像靠近凸透镜，像变小；即物远像近像变小。 2．虚像的动态规律（物距小于焦距时） 物体靠近凸透镜（物距减小）：像靠近凸透镜，像变小； 物体远离凸透镜（物距增大）：像远离凸透镜，像变大。 3．蜡烛燃烧变短的影响：蜡烛燃烧逐渐变短，烛焰下移，光屏上的像会向上移动；要使像回到光屏中央，可将蜡烛向上移，或将凸透镜向下移，或将光屏向上移。 4．高频易错点 虚像的动态变化与实像记反，虚像与物体同侧，变化趋势与实像不同； 误认为物体靠近透镜像一定变大，实像符合该规律，虚像在靠近透镜时是变小的。 5．考法点拨：单元测、月考常以选择题、实验题考查动态变化；中考常结合调节情境考查成像的变化分析。 11．小明进行了如下实践活动。把带双箭头的图片放在装有水的圆柱形玻璃杯后，看到的情景如图甲和乙所示，此时的玻璃杯相当于凸透镜；图甲此时的物距是__________（选填“”、“”或“”）；箭头离玻璃杯较远的是图_______。 【答案】 乙 【解析】图甲中装水的玻璃杯作为凸透镜，成正立、放大的虚像，由凸透镜成像规律可知，此时物距。 图乙中凸透镜成倒立、缩小的实像，由凸透镜成像规律可知此时物距，因乙的物距大于甲的物距，故箭头离玻璃杯较远的是图乙。 12．在“探究凸透镜成像规律”实验中，某小组做了四次实验，并将实验数据记录如表所示（没有记录第4次实验的像距），根据表格中数据，小聪同学做了如下推测，其中正确的是（     ） 次数 1 2 3 4 物距/cm 30 20 15 13 像距/cm 15 20 30 A．该小组使用的凸透镜的焦距为20cm B．做完第1次实验后，保持光源和光屏不变，只移动凸透镜就可以得到第3次的数据 C．放大镜就是根据第4次成像情况工作的 D．从第1次到第3次的过程中，光屏上所成的像逐渐变小 【答案】B 【解析】A．由第2次实验数据，，，根据凸透镜成像规律，当 时成等大倒立实像，得，故A错误； B．第1次实验物屏总距 第3次实验物屏总距 ，根据光路可逆原理，保持光源和光屏不变，移动透镜可实现两次成像，故B正确； C．第4次物距，满足 成倒立放大实像，对应投影仪工作原理，放大镜成像条件为，故C错误； D．第1到3次实验，物距始终大于，物距逐渐减小，根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”，像逐渐变大，故D错误。 故选B。 13．如图所示，光电鼠标的原理就是利用发光二极管照射鼠标垫，并被反射回鼠标的光学感应器，用以记录移动动作，以此捕捉移动位置的不同画面。图中光学感应器、透镜、发光二极管等元件固定在鼠标内，关于光电鼠标，下列说法正确的是（     ） A．光照射在鼠标垫上时发生的是镜面反射 B．光学感应器上所成的像是虚像 C．当鼠标向前推移时，感光器件上的像相对于光学感应器在向后移动 D．将鼠标离开鼠标垫一定高度后悬空向前移动时，电脑显示器上的光标并不移动，是因为像没有成在光学感应器上 【答案】D 【解析】A．鼠标垫表面粗糙，当光照射在粗糙的鼠标垫上时，反射光线会射向各个方向，会发生漫反射，故A错误； B．光学感应器相当于光屏，承接的是实像，虚像无法呈现在光屏上，故B错误； C．当鼠标向前推移时，二极管、成像透镜均向前移动，鼠标垫相对鼠标向后移动，由凸透镜成实像时，像是倒立的可知，感光器上的像相对于光学感应器也在向前移动，故C错误； D．鼠标悬空相当于增大了物距，这时像距会变小，因为成像透镜和光学感应器距离是不变的，导致像成在光学感应器的下方，即像没有成在光学感应器上，故D正确。 故选D。 14．在用焦距为f的凸透镜探究凸透镜成像规律时，多次实验，记录凸透镜成实像时的物距u、像距v；算出物像间距L（即u＋v）；绘出如下图线（以f为长度单位）；结合图像，下列说法错误的是（     ） A．c点的成像特点与照相机成像特点一样 B．c和d两点的成像特点是一样的 C．a和d两点数据可以说明光路是可逆的 D．当凸透镜成实像时，其物像间距满足L≥4.5f 【答案】D 【解析】AB．点物距，点物距，均满足，成倒立缩小的实像，与照相机成像特点一样，故AB正确； C．点物距，物像间距，像距 点物距，物像间距，像距 、两点物距与像距数值互换，说明光路是可逆的，故C正确； D．由图像可知，凸透镜成实像时，物像间距的最小值为点的物像间距，即物像间距满足，故D错误。 本题选择说法错误的，故选D。 15．“探究凸透镜成像的规律”，分别测出物距u和像距v的实验数据如下表所示。由此推断出使用的凸透镜的焦距是________cm，所成的像最大的是第________次实验。 实验次数 1 2 3 4 物距u/cm 60 30 20 15 像距v/cm 12 15 20 30 【答案】 10 4 【解析】由凸透镜成像规律，当物距等于像距时，即时成倒立等大的实像，第3次实验中，故凸透镜的焦距为 当时，凸透镜成实像，物距越小像越大，4次实验中第4次物距最小，故所成的像最大。 ▌题型04 实验异常现象与故障分析 1．光屏上找不到像的常见原因 蜡烛、凸透镜、光屏的中心不在同一高度，像成在光屏之外； 蜡烛放在一倍焦距以内，成虚像，虚像不能呈现在光屏上； 蜡烛放在焦点处，不成像，折射光线平行，无法会聚成像； 光具座的长度太短，小于 4 倍焦距，像距过大，光屏无法承接。 2．像位置偏移的调节 像偏上：蜡烛上调，或透镜下调，或光屏上调； 像偏下：蜡烛下调，或透镜上调，或光屏下调。 3．透镜部分遮挡的影响：凸透镜被挡住一部分，仍能成完整的像，只是透过的光线减少，像的亮度变暗。 4．高频易错点 误认为透镜破损后像会残缺，实际上像仍然完整，只是亮度变暗； 找不到像时只考虑物距原因，忽略等高调节和光具座长度的影响。 5．考法点拨：单元测、月考常以实验题考查故障分析；中考常结合实验情境考查异常现象的判断与解决。 16．用如图所示的装置做“探究凸透镜成像的规律”实验。 （1）实验前，需要记录凸透镜的________； （2）以下实验记录表格中（）（）处的内容为：（）________；（）________； 实验序号 （） （） 像的性质 1 2 ⋯ … … … （3）图中光屏上恰好成清晰的像，该像的性质是倒立、________的实像； （4）若将蜡烛向左移动至位置处，要使光屏上仍成清晰的像，应将光屏向________移动（选填“左”或“右”）； （5）小红发现，随着蜡烛燃烧，烛焰的像在光屏的位置会向上偏移，为了使像重新回到光屏的中央，接下来的操作是__________（任意一种，合理即可）。 【答案】（1）焦距；（2）物距 像距；（3）放大；（4）左；（5）应将蜡烛向上调节 【解析】（1）凸透镜成像的特征主要由物距与焦距的大小决定的，实验前，需要记录凸透镜的焦距。 （2）实验时要记录物距和像距，所以（a）物距u/cm；（b）像距v/cm。 （3）图中光屏上恰好成一清晰的像，此时的像距大于物距，成的是倒立、放大的实像，投影仪是利用这一原理工作的。 （4）烛焰在光屏上成清晰的像后，将蜡烛向左移动至20cm位置处，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，为了在光屏上仍成清晰的像，应将光屏向左移动。 （5）若实验的过程中蜡烛点燃的时间太长，导致光屏上烛焰的像位于光屏上方边缘，根据穿过光心的光线方向不变，可知应将蜡烛向上调节，最终使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。 17．Ⅰ．图甲是小明参观博物馆创意文物数字展厅时拍的照片，询问老师后知道，这实际上是平面镜成像的原理，于是小龙利用实验探究“平面镜成像的特点”。 （1）如图乙，实验时小明选择玻璃板而不选择平面镜，是为了便于_________； （2）把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，再拿一支与蜡烛A外形相同的蜡烛B在玻璃板后面移动，发现看上去它跟蜡烛A的像无法完全重合，理由可能是_________； （3）小明改变蜡烛A的位置，进行三次实验，用直尺将物和像的位置连接起来，如图丙所示，发现物和像的连线与镜面垂直，用刻度尺测得像和物到镜面的距离_________； （4）小明为了更好地研究像与物的位置关系，采用了彩色LED光源进行实验，现有“A”、“R”、“X”三种字母形状的光源供选择，你认为最佳选择是_________（选填字母）。 （5）如图是小明观察水缸中鱼的场景。左图中所示的S、两个位置，一个代表鱼的实际位置，一个代表着到的鱼的虚像。请在右图中画出小明看到鱼的光路图。 Ⅱ．小明发现博物馆为方便游客观察小型文物配备了放大镜（如图甲），由此他联想到生活中放大镜、照相机等光学仪器的成像原理，于是继续利用蜡烛、凸透镜、光屏等器材，探究凸透镜成像的规律。 正确安装并调节实验器材，实验过程中凸透镜始终处于50cm刻度处，如图乙： （6）将蜡烛固定在40cm刻度线处时，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； （7）此时图乙中光屏上________（选填“能”“不能”）承接到清晰的像。 （8）将蜡烛移至15cm刻度处，若想在光屏上承接到清晰的像，光屏应向________（选填“左”“右”）移动，请写出生活中利用该成像特点的一个实例________。 （9）当光屏上成清晰的像时，若用遮光板遮住透镜上半部分，像如何变化？________ A．像的上半部分消失，下半部分清晰存在 B．像的下半部分消失，上半部分清晰存在 C．像依然完整，只是亮度变暗 D．像会变得模糊，且大小发生改变 （10）如图所示，请画出蜡烛AB经凸透镜所成的像。 【答案】（1）确定像的位置；（2）玻璃板没有与水平桌面垂直放置；（3）相等；（4）R；（5）；（6）10；（7）不能；（8）左 照相机；（9）C；（10） 【解析】（1）玻璃板透明，实验中可以透过玻璃板观察到后方的蜡烛，方便确定像的位置。 （2）若玻璃板不竖直放置，蜡烛的像会偏上或偏下，导致后方蜡烛无法与像完全重合。 （3）如图丙，A1与B1、A2与B2、A3与B3到平面镜的距离都相等，所以用刻度尺测得像和物到镜面的距离相等。 平面镜成像像与物关于镜面对称（左右颠倒），要验证该特点，需要选择左右不对称的图形；A、X都是左右对称，成像后和原物形状一致无法区分，R左右不对称，因此是最佳选择。 是鱼的实际位置，是看到的虚像：①连接眼睛与，与界面（容器壁）交于入射点；②连接到入射点，即入射光线，连接入射点到眼睛，箭头指向眼睛，为折射光线。 （4）凸透镜在刻度，蜡烛在刻度，物距 此时光屏得到大小不变的光斑，说明蜡烛恰好位于凸透镜的焦点上，因此焦距。 （5）图乙中蜡烛在刻度，物距 根据成像规律，此时像距应为，即光屏需要在刻度处才能承接到清晰像，图乙中光屏位置不符合，因此不能承接到清晰像。 （6）蜡烛移到刻度后，物距，根据“物远像近像变小”，像距会减小，因此光屏需要向左移动；此时凸透镜成倒立、缩小的实像，生活中照相机就是利用该原理工作。 （7）遮住透镜上半部分，透镜下半部分仍可以折射光线，因此仍然会成完整的像，只是透过透镜的光线减少，像的亮度会变暗，故选C。 （8） 平行于主光轴的入射光线，经凸透镜后折射过右侧焦点；过光心的入射光线传播方向不变；两条折射光线的交点为的像，过向主光轴作垂线得到的像，最终得到倒立缩小的实像。 18．如图所示是小明用自制水凸透镜进行实验探究的场景，他首先应将蜡烛、凸透镜和光屏中心调整到______________，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，写出一种简单可行的操作方法：______________。 【答案】 同一高度 放大 向外拉动注射器，从水凸透镜中抽出适量的水 【解析】凸透镜成像实验中，首先需要将蜡烛、凸透镜、光屏的中心调整到同一高度，目的是让像成在光屏的中央，便于观察。 由图可知，物距 像距 当时，，成倒立、放大的实像。 蜡烛向左移动后，物距变大，像会成在光屏左侧；保持水凸透镜、蜡烛、光屏位置不变，要让像重新落在光屏上，需要降低水凸透镜的会聚能力（增大焦距），因此最简单的操作是从水凸透镜中抽出适量的水，使水凸透镜变薄，焦距变大，会聚能力减弱，像会向右移动到光屏上。 19．小明与同学一起复习光学实验，请帮助完成下列问题。 （1）首先利用如图所示装置探究光的反射规律，将白纸板放在水平桌面上，再将一块平面镜竖直放在纸板上，在纸板上移动激光笔，使其发出的光紧贴纸板入射。此实验中，平面镜的作用是______；图中的反射角是______°；经过正确操作，在纸板上记录每次光的径迹（如图乙所示）。取下纸板，接下来进行的操作应是______，最后分析得出结论。 （2）接着安装光具座，做“探究凸透镜成像规律”的实验。如图，把蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上，并将蜡烛烛焰和光屏的中心调到凸透镜的主光轴上，目的是使像成在____________； 再按要求进行观察和测量，并将部分观测情况记录在下列表中： 实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的高度 像的性质 1 60 20 倒立、缩小、实像 2 30 30 倒立、等大、实像 3 20 4 10 分析表格可知：①凸透镜焦距______cm；②当物距时，像距______cm；③当物距时，像的性质是_____。 （3）当实验进行到后阶段，蜡烛燃烧变短了，为了让光屏上得到完整的像，可进行的操作是______。 （4）如果增加测量光屏上烛焰的高度，从探究环节来看，属于______（选填“提出问题”“收集证据”“解释结论”或“交流评价”）。 【答案】（1）反射光线 50 使用量角器分别测量入射角和反射角的大小，并记录下来；（2）光屏的中央 15 60 正立、放大的虚像；（3）将光屏向上移动/将凸透镜向下移动/将蜡烛向上移动；（4）收集证据 【解析】（1）[1]在探究光的反射规律实验中，平面镜的作用是反射光线，从而让我们能够探究光的反射现象。 [2]由图可知，入射光线与平面镜夹角为40°，而入射角是入射光线与法线的夹角，则入射角为 根据反射角等于入射角可知，反射角为50°。 [3]取下纸板后，接下来应使用量角器分别测量入射角和反射角的大小，并记录下来，以便分析得出光的反射规律。 （2）[1]把蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上，并将蜡烛烛焰和光屏的中心调到凸透镜的主光轴上，目的是使像成在光屏的中央。 [2]由表格数据可知，当物距时，像距，此时成倒立、等大的实像，根据凸透镜成像规律，当时成倒立、等大的实像，则，所以凸透镜焦距。 [3]因为光路可逆，当物距时，由表格中第1组数据物距，像距，可知此时像距。 [4]当物距时，满足，根据凸透镜成像规律，此时像的性质是正立、放大的虚像。 （3）当蜡烛燃烧变短后，像会向上移动，为了让光屏上得到完整的像，可进行的操作是将光屏向上移动，或者将凸透镜向下移动，或者将蜡烛向上移动。 （4）如果增加测量光屏上烛焰的高度，这是在获取更多与实验相关的数据，从探究环节来看，属于收集证据。 20．小强用焦距为12.5cm的凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材，探究凸透镜成像的规律。 （1）如图甲所示，正确安装实验器材后，为了验证凸透镜的焦距是否等于12.5cm，小强把蜡烛和凸透镜放在如图所示的刻度线处，把光屏移到光具座的______cm刻度线处，观察光屏上是否承接到倒立、______、清晰的像，经验证，凸透镜的焦距准确。 （2）实验进行一段时间后，发现光屏上烛焰的像上移了一段距离，在没有移动器材的情况下，造成上述现象的原因是__________。 （3）若把蜡烛放在如图甲所示的A、B、C、D四个点对应的刻度线处，在______点能够在光屏上承接到清晰、最大的烛焰的像。 （4）实验结束后，小强还想利用LED发光字研究凸透镜所成实像与发光物体在上下左右的位置关系，如图乙所示的汉字中，适合做本次研究的LED光源是______字。 【答案】（1）75.0 等大；（2）蜡烛在燃烧过程中不断缩短，烛焰向下移动；（3）C；（4）上 【解析】（1）[1][2]验证凸透镜焦距时，需将蜡烛放在2倍焦距处，即物距，此时像距满足，焦距，则 由图甲知，凸透镜在50.0cm刻度处，蜡烛应放在75.0cm刻度处，此时物距 当时，像距，此时成倒立、等大的实像。 （2）蜡烛燃烧时逐渐缩短，烛焰位置下移，根据凸透镜成像的特点，光线通过光心传播方向不变，所以蜡烛燃烧时逐渐缩短，像会向上移动。 （3）凸透镜成实像时，物距越小，像越大。当物距满足时成放大的实像，C点的物距更接近，此时物距最小，故在C点能成最大的实像。 （4）研究像与物体的上下左右位置关系，需选用上下、左右不对称的字。“上”字上下、左右有明显差异，便于观察像的颠倒情况，故选择“上”字。 ▌题型05 凸透镜成像规律的生活应用 1．照相机 原理：物距大于 2 倍焦距，成倒立、缩小的实像；镜头相当于凸透镜，底片相当于光屏。 调节：要拍更大的像（半身照），相机靠近被拍物体，同时镜头向前伸（增大像距）；要拍更小的像（全身照），相机远离被拍物体，同时镜头向后缩（减小像距）。 2．投影仪、幻灯机 原理：物距在 1 倍焦距与 2 倍焦距之间，成倒立、放大的实像； 调节：要使屏幕上的像更大，应减小物距（镜头靠近幻灯片），增大像距（投影仪远离屏幕）。 3．放大镜 原理：物距小于 1 倍焦距，成正立、放大的虚像； 调节：要使看到的像更大，应让放大镜适当远离物体（仍在一倍焦距以内）。 4．高频易错点 照相机调节时混淆物距和像距的变化方向，像变大时物距变小、像距变大； 误认为投影仪成正立的像，投影仪成的是倒立实像，幻灯片要倒插才能看到正立的画面。 5．考法点拨：单元测、月考常结合生活情境考查应用；中考常结合实际器材考查成像原理与调节方法。 21．机器人跳秧歌舞、跑马拉松、做家务……人形机器人用“眼睛”感知获取信息，如图。人形机器人“眼睛”的光学成像与人眼相似，是通过镜头使物体在图像传感器成像面上（相当于人眼的视网膜）成清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．物体在成像面上成放大的虚像 B．机器人“眼睛”的镜头对光有发散作用 C．机器人“眼睛”光学成像原理与照相机成像原理相同 D．机器人“眼睛”只能“看见”自身正在发光的物体 【答案】C 【解析】AC．由题意可知，人形机器人“眼睛”的光学成像与人眼相似，由于人眼成像原理与照相机成像原理相似，成倒立、缩小的实像，所以人形机器人“眼睛”的光学成像原理与照相机成像原理相同，物体在成像面上成倒立、缩小的实像，故A错误，C正确； B．机器人“眼睛”的镜头与照相机的镜头相似，利用凸透镜成像原理成像，所以机器人“眼睛”的镜头相当于凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，故B错误； D．机器人“眼睛”与照相机的镜头相似，能接收光源发出的光，也能接收物体反射的光，所以不仅能“看见”自身正在发光的物体，也能看到反射光的物体，故D错误。 故选C。 22．（多选）“强行透视法”是一种富有创意的拍摄技巧。拍摄时，让两个物体离镜头远近不同，再调整拍摄角度，使两物体的像在同一张照片中呈现出有趣的效果。如图，是利用该技巧拍摄的照片，下列说法正确的是（   ） A．照相机镜头对光有会聚作用 B．拍摄该照片时，花比人更靠近照相机镜头 C．花和人通过照相机镜头成的是正立、缩小的实像 D．若要使花的像更大一些，可将花移到照相机镜头一倍焦距之内 【答案】AB 【解析】A．照相机镜头是凸透镜，对光有会聚作用，故A正确； B．拍摄该照片时，花比人更靠近照相机镜头，根据凸透镜成实像的规律可知，花比人的物距小，因此在利用同一凸透镜成像时花比人的像距大，像也大，故B正确； C．由于花和人都在二倍焦距以外，通过照相机镜头成的是倒立、缩小的实像，故C错误； D．若要使花的像更大一些，可将花再向镜头方向移动适当的距离，但花到照相机镜头的距离应始终大于镜头的二倍焦距，故D错误。 故选AB。 23．小明在光学学习中，对色彩斑斓的光学世界产生了浓厚的兴趣，他认识到熟练掌握物、像联动，并用其规律解决实际问题的意义，于是他进行了如下的探索： （1）如图甲，在探究平面镜成像的特点时，用透明玻璃板代替平面镜的目的是______；如果在图中玻璃板与蜡烛的像之间平行于玻璃板放一块不透明的白色光屏，那么在光屏上______（选填“能”或“不能”）看到像； （2）如图乙，平行光线经过该透镜后将会被______（选填“发散”或“会聚”），这样的透镜可用于矫正______（选填“近视眼”或“远视眼”）； （3）生活中经常看到的投影灯，其内部结构如图丙所示。图中凸透镜的焦距为50mm，则投影片到凸透镜的距离范围应为______； （4）在探究照相机原理时，小明将焦距为10.0cm的凸透镜A放置在图丁所示的位置，向左移动光屏，在光屏上看到了清晰的像，他又将凸透镜A更换成一个焦距为8.0cm的凸透镜B，其它要素不变，发现光屏上的像变模糊了。他认为此现象与______（选填“近视眼”或“远视眼”）的成因相似，为了使光屏上的像恢复清晰，可将光屏向______（选填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动； （5）若保持图丁中凸透镜B和蜡烛的位置不变，继续实验，撤掉光屏，换成凸透镜A，并移动到光具座66cm刻度处，从A的右侧向左看，在透镜A中也能看到清晰的像，这个像是______（选填“实”或“虚”）像。 【答案】（1）便于确定像的位置 不能；（2）发散 近视眼；（3）；（4）近视眼 靠近；（5）虚 【解析】（1）[1]玻璃板可以透光，也可以成像，选择玻璃板代替平面镜便于确定像的位置。 [2]在玻璃板与蜡烛的像之间平行于玻璃板放一块不透明的白色光屏，不能看到像。因为平面镜所成的像是虚像，虚像不是实际光线会聚而成的，无法在光屏上呈现。 （2）[1]由图乙可知，该透镜中间薄、边缘厚，所以是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用。 [2]近视眼的晶状体较厚，会聚能力较强，看远处的物体时，将像成在视网膜的前面，需戴凹透镜矫正。 （3）对于投影仪工作时，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，即，已知凸透镜的焦距，所以投影片到凸透镜的距离范围应为。 （4）[1][2]小明将焦距为10.0cm的凸透镜A更换成一个焦距为8.0cm的凸透镜B，相当于晶状体变凸，会聚能力变强，此现象与近视眼的成因相似，因为近视眼是晶状体太厚，对光线的会聚能力太强，像成在视网膜前方；由于会聚能力变强，像提前会聚了，为了使光屏上的像恢复清晰，可将光屏向靠近凸透镜的方向移动。 （5）由题意知，对于焦距为8.0cm的凸透镜B，由于物距u=50cm-10cm=40cm>2f=16cm 根据成像规律，此时成倒立、缩小的实像，像距f<v<2f，即8cm<v<16cm，这个实像又作为凸透镜A的物，所以对于焦距为10cm的凸透镜A到这个实像的距离为0cm<u'<8cm，所以小于凸透镜A的焦距，则会成正立、放大的虚像，所以从A的右侧向左看，在透镜A中能看到正立、放大的虚像。 24．“梦天”学习小组用硬纸板做了两个纸筒，使一个纸筒刚好能够套入另一个纸筒内，并能前后滑动，如图所示。在一个纸筒的一端嵌上一个焦距为8cm的凸透镜，另一个纸筒的一端蒙上一层半透明薄膜，就做成了模型照相机。用它来观察远处的教学楼，他们发现半透明薄膜上的像太小，于是靠近教学楼，并________（选填“增大”或“减小”）两纸筒间的距离，才看到薄膜上清晰的像，此时模型照相机的镜头与教学楼的距离________16cm（选填“>”、“<”或“＝”）。 【答案】 增大 > 【解析】[1][2]凸透镜成实像时，物近像远像变大，半透明薄膜上的像太小，照相机靠近教学楼，物距减小，像距变大，需要增大两纸筒间的距离，才看到薄膜上清晰的像；由照相机的原理，物距大于2倍焦距，成倒立、缩小的实像可知，此时模型照相机的镜头与教学楼的距离大于16cm。 25．同学们参观博物馆时发现一件秦代木牍前放置着凸透镜，通过凸透镜看到的情景如图甲。为了弄清其原理，他们进行了如下探究。 （1）如图乙，用太阳光照射凸透镜，移动光屏直至光屏上出现一个最小最亮的光斑，此凸透镜的焦距为_________cm； （2）如图丙，将蜡烛放在较远处，移动光屏使光屏上呈现清晰的实像，观察像的性质，测出物距和像距；逐次改变物距，重复上述操作，实验记录如下表； 序号 物距/cm 像的性质 像距/cm 正倒 大小 1 24.0 倒立 缩小 17.2 2 22.0 倒立 缩小 18.8 3 20.0 倒立 等大 20.0 4 18.0 倒立 放大 22.4 5 16.0 倒立 放大 27.0 …… 凸透镜成缩小实像时，物距_________（填“＞”“＜”或“＝”）像距； （3）小宇受第4、5组实验结果启发，推测文物与其前方凸透镜的距离u和凸透镜焦距f的关系为时，成放大的像。小丽对小宇的观点提出了质疑，她继续减小物距，发现蜡烛在某位置时，无论怎样移动光屏，光屏上都看不到像。小丽撤去光屏，从图丙中_________侧（填“A”或“B”）向透镜方向观察，看到了正立放大的像，测得物距为8.0cm，她推测u和f的关系应为。_________的推测合理，理由是______。 【答案】 10.0 ＞ B 小丽 由甲图可知文物前的凸透镜成的是正立、放大的像，而第4、5两组实验中成的是倒立、放大的像，与甲图文物成像性质不同，小丽实验中当物距等于8.0cm时，成正立、放大的像，与甲成像性质相同，此时，所以，小丽的推测合理。 【解析】（1）[1]一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，会聚于一点，凸透镜与光屏间的距离为焦距，由图乙知道，该凸透镜的焦距为 （2）[2]分析表格数据知道，当凸透镜成缩小的像时，物距大于像距。 （3）[3]根据题意知道，当物距小于焦距，成正立、放大的虚像，像物同侧，应该在B处观察。 [4][5]略。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $