内容正文:
专题讲义 苏科版八年级物理上册
重难专题十一
凸透镜成像的规律
(解析版)
苏科版八年级上册 | 凸透镜成像的规律 | 建议用时 45 分钟 | 难度:★★★★☆
▎学习目标
1.通过实验探究凸透镜成像的规律:知道实验器材(光具座、蜡烛、凸透镜、光屏),会把烛焰、凸透镜、光屏的中心调节到同一高度(大致等高),使像成在光屏的中央;会用平行光聚焦法粗测凸透镜的焦距,理解物距 u、像距 v 的含义;
2.熟记凸透镜成像的五种情况——u>2f 成倒立缩小实像(照相机)、u=2f 成倒立等大实像(分界点、可测焦距)、f<u<2f 成倒立放大实像(投影仪)、u=f 不成像(分界点)、u<f 成正立放大虚像(放大镜);理解“一倍焦距分虚实、二倍焦距分大小”,知道实像倒立、与物异侧,虚像正立、与物同侧;
3.掌握成像的动态规律:成实像时“物近像远像变大、物远像近像变小”,成虚像时物体在焦点内远离透镜像变大;能解释光屏上找不到像、透镜被遮挡一半仍成完整像但变暗、蜡烛烧短像向上移等实验问题,并会调节照相机、投影仪、放大镜使像变大或变小。
【思维导图】
凸透镜成像规律
成像规律
u>2f:倒立缩小实像,f<v<2f,照相机
u=2f:倒立等大实像,v=2f(分界点、测焦距)
f<u<2f:倒立放大实像,v>2f,投影仪
u=f:不成像(平行光,虚实分界);u<f:正立放大虚像,放大镜
凸透镜成像规律
实验操作
光具座上烛焰、透镜、光屏三心大致等高
使像成在光屏中央;平行光聚焦法测焦距
光屏找不到像:三心不等高、u≤f、像距过大
凸透镜成像规律
动态变化
成实像:物近像远像变大,物远像近像变小
成虚像(u<f):物体在 f 内远离透镜像变大
遮挡一半仍成完整像但变暗;蜡烛烧短像上移
凸透镜成像规律
应用调节
照相机:像变大则靠近物体、镜头后缩
投影仪:像变大则镜头靠近投影片、远离屏幕
放大镜:适当远离物体(仍在 f 内)像变大
考点一 凸透镜成像规律与实验探究
1.实验装置与操作:如图1,在光具座上从左到右依次放置点燃的蜡烛、凸透镜和光屏。实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度(三心等高),使像成在光屏的中央。物体到透镜光心的距离叫做物距 u,像到光心的距离叫做像距 v。把凸透镜正对着太阳光,在另一侧来回移动光屏,直到出现最小最亮的光斑,光斑到光心的距离就是焦距 f。
图1 探究凸透镜成像规律的实验装置:光具座上依次放置蜡烛、凸透镜、光屏,三心大致等高
2.五种成像情况:保持凸透镜位置不动,把蜡烛由远处逐渐向透镜移近,移动光屏承接像,可观察到凸透镜成像随物距变化的规律。如图2,当物距大于二倍焦距(u>2f)时,成倒立、缩小的实像,像距在一倍到二倍焦距之间;如图3,当物距等于二倍焦距(u=2f)时,成倒立、等大的实像,像距 v=2f;如图4,当物距在一倍到二倍焦距之间(f<u<2f)时,成倒立、放大的实像,像距大于二倍焦距;当物距等于焦距(u=f)时,折射光平行射出,不成像;如图5,当物距小于焦距(u<f)时,成正立、放大的虚像,像与物在透镜的同一侧。
图2 u>2f:倒立、缩小的实像,f<v<2f(照相机原理)
图3 u=2f:倒立、等大的实像,v=2f(实像大小分界点,可测焦距)
图4 f<u<2f:倒立、放大的实像,v>2f(投影仪原理)
图5 u<f:正立、放大的虚像,像物同侧(放大镜原理,光屏承接不到)
表1 凸透镜成像规律一览表
物距 u
像的倒正、大小、虚实
像距 v
应用
u>2f
倒立、缩小的实像
f<v<2f
照相机、眼睛
u=2f
倒立、等大的实像
v=2f
实像大小分界点,可测焦距
f<u<2f
倒立、放大的实像
v>2f
投影仪、幻灯机
u=f
不成像(折射光平行射出)
—
实像与虚像的分界点
u<f
正立、放大的虚像
像物同侧,v>u
放大镜
3.典型例题示范:【例】在“探究凸透镜成像规律”的实验中,已知凸透镜的焦距为 10 cm,把点燃的蜡烛放在距透镜 25 cm 处,移动光屏,光屏上应得到一个怎样的像?【解析】焦距 f=10 cm,则 2f=20 cm。蜡烛距透镜 25 cm,即 u=25 cm>2f,由成像规律可知,此时成倒立、缩小的实像,像距在 f<v<2f(即 10~20 cm)之间,这正是照相机的成像原理。
▎重难诠释
①一倍焦距分虚实:u>f 成实像,u<f 成虚像,u=f 是实像与虚像的分界点;二倍焦距分大小:u>2f 成缩小实像,u<2f 成放大实像(f<u<2f),u=2f 是放大与缩小的分界点;
②实像都是倒立的、与物体在透镜异侧,能成在光屏上;虚像都是正立的、与物体在透镜同侧,不能用光屏承接,只能用眼透过透镜观察;
③u=2f 时成倒立等大实像,利用这一特点(u=v=2f)可以方便地测出凸透镜的焦距;u=f 时不成像,折射光线平行射出;
④实验时三心(烛焰、透镜、光屏中心)要大致在同一高度,像才能成在光屏中央;蜡烛烧短后像会向光屏上方移动。
考点二 动态变化、实验问题与应用调节
1.成像的动态规律:如图6,凸透镜成实像时,物距 u 减小(物体靠近透镜),像距 v 增大,像也变大——即“物近像远像变大、物远像近像变小”;物和像沿光具座向同一个方向移动。成虚像(u<f)时,物体在焦点内适当远离透镜,虚像会变大。图6中当 u=v=2f 时是等大实像的位置,曲线其余部分对应物距增大、像距减小的变化。
图6 光具座上的实验(甲)与凸透镜成像时像距 v 随物距 u 变化的关系图像(乙)
2.常见实验问题:①光屏上找不到像:可能是烛焰、透镜、光屏三心不等高使像成在光屏外;可能是物距 u≤f(不成像或成虚像,光屏承接不到);也可能是像距太大,超出了光具座的长度。②遮住凸透镜的一半,物体仍能成完整的像,只是透过的光变少,像变暗。③蜡烛燃烧变短,像会向光屏的上方移动,可将光屏(或蜡烛)向上调,使像回到中央。④凸透镜成的实像相对于物体上下、左右都是颠倒的。
3.生活中仪器的调节:照相机要使像变大,应让镜头靠近被照物体(物距减小),同时镜头向前伸使像距增大;投影仪要使屏幕上的像变大,应使镜头靠近投影片(减小物距),同时把投影仪远离屏幕(增大像距);放大镜在焦距以内适当远离被观察物体时,看到的虚像会变大。
4.典型例题示范:【例】用照相机给全班同学拍集体照时,发现边上有些同学没有进入画面,应怎样调节?【解析】要使全体同学都进入画面,应让像变小一些。根据成实像“物远像近像变小”的规律,应使照相机远离同学们(增大物距),同时缩短暗箱、减小像距,镜头向后缩,就能在底片上得到较小、范围更大的像。
▎重难诠释
①成实像时物近像远像变大:物体靠近透镜(u 减小),光屏要远离透镜(v 增大)才能再次得到清晰的像,且像变大;反之物远像近像变小;
②遮住透镜一半仍成完整像但变暗:物体每个物点发出的光总有一部分经另一半透镜折射后会聚成像,只是通光量减少;
③虚像(u<f)不能用光屏承接,只能透过透镜用眼观察;实像上下、左右均与物体相反;
④u=2f 成等大实像可用来测焦距;u=f 处不成像,是实像与虚像的分界点;
⑤仪器调节与动态规律一致:照相机像大则物近、投影仪像大则投影片近且屏幕远。
考向一 探究成像实验操作(三心等高·光具座·测焦距·光屏找像·数据表)
1.如图所示为“探究凸透镜成像规律”的实验。组装器材时,应调节烛焰、________ 和光屏的中心在同一高度。实验中当光屏处于成像位置时,光屏上的像很清晰,此时向左或向右移动光屏,像都会变_______ 。当物距小到一定程度时,就不能从光屏上观察到像,此时应该从凸透镜的_____ 侧直接通过凸透镜观察像。
【答案】凸透镜;模糊;右。
【详解】
为了让像成在光屏中央,应调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度;
实验中当光屏处于成像位置时,光屏上的像很清晰,此时向左或向右移动光屏,像都会变模糊;
当物距小到一定程度,即物距小于一倍焦距时,所成的像是虚像,应该从凸透镜的右侧直接通过凸透镜观察像。
故答案为:凸透镜;模糊;右。
2.如图是小军“探究凸透镜成像规律”的实验装置。(1)如图甲,小军用一束平行光正对凸透镜照射,接着移动光屏,直到光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距f= _________ cm;(2)小军要继续探究,他将烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致调节在 _________ 的位置;(3)调整好器材后,利用甲图的凸透镜继续进行实验,根据图乙所示,此时光屏上呈现清晰的像,生活中利用这一光学原理制成的仪器是 ________ (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)。保持凸透镜位置不动,将光屏移动到70cm刻度处,要使此时光屏上呈现清晰的像,此时应将蜡烛移动到 _______ cm刻度处;(4)如图丙所示,将凸透镜看作眼睛的晶状体,光屏看作眼睛的视网膜,烛焰看作眼睛观察的物体。拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上,光屏上出现烛焰清晰的像;拿走近视眼镜,烛焰的像变得模糊。在拿走近视眼镜后,下列操作能使光屏上重新得到清晰的像是 _____ ;
A.将光屏或蜡烛适当靠近凸透镜;
B.同时将光屏和蜡烛适当远离凸透镜;
C.将光屏适当远离凸透镜;
D.将蜡烛适当远离凸透镜。
【答案】(1)10.0;(2)同一高度;(3)照相机;25;(4)A。
【详解】
(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,所以凸透镜的焦距是:f=20.0cm﹣10.0cm=10.0cm;
(2)为了使像成在光屏中央,他应将烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致调节在同一高度的位置;
(3)由乙图可知,蜡烛到凸透镜的距离为u=40.0cm﹣10.0cm=30.0cm,像到光屏的距离为v=55.0cm﹣40.0cm=15.0cm,此时物距大于二倍焦距,由凸透镜成像规律可知,成倒立、缩小的实像,这一光学原理制成的仪器是照相机;
保持凸透镜位置不动,将光屏移动到70cm刻度处,此时像到透镜的距离为v'=70.0cm﹣40.0cm=30.0cm,
等于原来的物距,由光路可逆可知,保持凸透镜位置不动,将蜡烛移动到25cm刻度处,此时物距等于原来的像距,光屏上能呈现清晰的像;
(4)近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用,拿走近视眼镜则烛焰的像成在光屏的前面,可以将光屏靠近凸透镜或减小物距以增大像距的方法使烛焰的像承接在光屏上,故A符合题意,BCD不符合题意;
故选:A。
故答案为:(1)10.0;(2)同一高度;(3)照相机;25;(4)A。
3.如图所示,在探究凸透镜成像的规律的实验中,依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上。(1)实验前,首先应调节凸透镜、光屏和烛焰,使它们的中心在同一直线上,并且大致在_________ ,这样可以使像成在光屏的中心。(2)蜡烛在u>2f的位置时,在凸透镜另一侧移动光屏,会在光屏上得到一个倒立、_______ (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。(3)如果凸透镜焦距为10cm,物距为8cm,从光屏的一侧透过凸透镜可以看到一个正立、放大的_____ (选填“虚”或“实”)像。(4)在实验中已得到清晰的实像,当用黑色硬纸片遮住透镜的上半部分,则所成的像将是_______ (选填“完整”或“不完整”)的,亮度_______ 。(选填“变亮”“变暗”或“不变”)。
【答案】(1)同一高度;(2)缩小;(3)虚;(4)完整;变暗。
【详解】
(1)在凸透镜成像规律中,要遵循“三心同高”,即烛焰焰心、凸透镜光心、光屏中心,所以要让中心在同一个高度上;
(2)蜡烛在u>2f的位置时,在凸透镜另一侧移动光屏,会在光屏上得到一个倒立、缩小的实像;
(3)如果凸透镜焦距为10cm,物距为8cm,则u<f,成正立放大的虚像;
(4)用黑色硬纸片遮住透镜的上半部分,则照射到硬纸片上的光线不能折射到像点,但透镜的其它部分仍有折射光线的作用,所以在光屏上仍可以成烛焰完整的像,只是折射到像点的光线比原来减少了,像比原来变暗了。
故答案为:(1)同一高度;(2)缩小;(3)虚;(4)完整;变暗。
4.小华与同学们一起探究凸透镜成的像的大小、正倒与物距的关系。(1)实验前器材在光具座上的位置如图所示,接下来的操作是将光屏向_____ 移。(2)用高为3cm的F形光源进行实验,保持透镜在30cm刻度线处不变,改变___________ 和光屏的位置,得到的实验数据和现象如下表所示。①当物距为28cm时,将像高与_______ 对比,得出光屏上成倒立、缩小的像。②随着物距的不断减小,像的高度逐渐_______ ,且像都是倒立的。③继续减小物距,光屏上找不到光源的像,此时她在_______ (选填“光屏”或“光源”)一侧通过透镜可看到像。(3)根据表格数据可以推测,光源通过透镜成等大的像时的物距是_______ cm。
物距/cm
28
26
22
18
16
14
12
10
8
5
像高/cm
1.7
1.9
2.5
3.7
5
7.6
15.1
光屏上找不到物体的像
像的正倒
倒
倒
倒
倒
倒
倒
倒
【答案】(1)下;(2)“F”形光源; ①物高; ②增大;③光屏;(3)20。
【详解】
(1)为了使像成在光屏中央,应向下移动光屏,使光屏的中心在凸透镜的主光轴上;
(2)实验中应同时改变物距和像距,即改变“F”形光源和光屏的位置;
①当物距为28cm时,将像高与物高对比,得出光屏上成倒立、缩小的像;
②由题表数据可知,随着物距的不断减小,像的高度逐渐增大,且像都是倒立的;③继续减小物距,光屏上找不到光源的像,此时所成的像是虚像,虚像与光源在同一侧,则她应在光屏一侧通过透镜看像;
(3)凸透镜的放大率m,由题表数据可知,当物距μ=16cm时,物高h=3cm,像高h′=5cm,此时凸透镜的放大率m,像距v16cm,
根据凸透镜成像公式,可得:,
解得凸透镜的焦距f=10cm,凸透镜成等大的像时,物距等于二倍焦距,光源通过透镜成等大的像时的物距μ′=2f =2×10cm=20cm。
故答案为:(1)下;(2)“F”形光源; ①物高; ②增大;③光屏;(3)20。
5.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,凸透镜的焦距为10cm。(1)为了使像能成在光屏的中央,应将三个器件_______ (聚拢/分散)在光具座上进行调整,同时保证透镜平面与光具座的刻度尺_______ 。(2)把点燃的蜡烛由图示位置移至光具座的14cm刻度处时,需将光屏向_____ 适当移动才能在光屏上成清晰、倒立、_______ 的实像;________ 就是利用这一成像规律工作的。(3)完成实验后,继续模拟远视眼的缺陷:给透镜戴上远视眼镜,调节光屏的位置,使烛焰在光屏上成一个清晰的像;取下远视眼镜,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,为使光屏上再次得到清晰的像,应将光屏向_______ 适当移动。
【答案】(1)聚拢;垂直;(2)左;缩小;照相机;(3)远离。
【详解】
(1)为了使像能成在光屏的中央,应将三个器件聚拢在光具座上进行调整,同时保证透镜平面与光具座的刻度尺垂直;
(2)点燃的蜡烛由图示位置移至光具座的14cm刻度处时,u>2f,成倒立、缩小的实像。
像距应大于1倍焦距小于2倍焦距,故需将光屏向左移动才能在光屏上成清晰、倒立、缩小的实像;照相机就是利用这一成像规律工作的;
(3)远视镜是凸透镜,对光线有会聚作用,成像位置向透镜方向偏移,当取下远视眼镜后,成像位置向远离透镜的方向移动,所以应使光屏远离凸透镜。
故答案为:(1)聚拢;垂直;(2)左;缩小;照相机;(3)远离。
考向二 由物距/像距判成像性质(倒正·大小·虚实·照相机/投影仪/放大镜)
6.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当烛焰、凸透镜、光屏处于如图所示的位置时,恰能在光屏上得到一个清晰、缩小的像。利用这个成像规律可以制成( )
A.照相机
B.平面镜
C.投影仪
D.放大镜
【答案】A
【详解】
在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当烛焰、凸透镜、光屏处于如图所示的位置时,由图可知,此时物距大于像距,且能在光屏上呈现倒立、缩小的实像,照相机就是利用这个成像规律制成的,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选:A。
7.物理社团的小东同学,在学习凸透镜的成像规律后,找出家里用的放大镜,给爸妈演示凸透镜的成像规律,如图所示,是他演示的一个情景,在该情境中,光屏上出现清晰的像,像的特点和应用描述均正确的是( )
A.成正立放大的像 放大镜
B.成倒立的缩小的像 照相机
C.成倒立放大的像 投影仪
D.成倒立的等大的像 投影仪
【答案】C
【详解】
由图可知物距小于像距,光屏上出现清晰的像,物距小于像距,根据凸透镜成像规律可知,此时物距在1倍焦距与2倍焦距之间,像距大于2倍焦距,成倒立放大的实像,投影仪利用的就是该原理。放大镜成的是虚像,光屏无法承接到,照相机成倒立缩小的实像,使用时,物距大于2倍焦距,像距在1倍焦距与2倍焦距之间,故C正确,ABD错误。
故选:C。
8.关于凸透镜成像,下列说法中正确的是( )
A.成实像时,物体离凸透镜越远,像越大
B.用幻灯机放映幻灯片时,幻灯片与凸透镜的距离应小于1倍焦距
C.用照相机照相时,物体到凸透镜的距离应大于2倍焦距
D.凸透镜成虚像时,看到的像是缩小的
【答案】C
【详解】
A、由凸透镜成像规律可知,成实像时,物体离凸透镜越远,像越小,故A错误。
B、用幻灯机放映幻灯时,幻灯片与凸透镜的距离应大于一倍焦距小于二倍焦距,故B错误;
C、u>2f,在凸透镜的另一侧得到倒立、缩小的实像,照相机利用此原理。故C正确;
D、当物距小于焦距时,得到正立、放大的虚像。故D错误;
故选:C。
9.在研究凸透镜成像规律时,将焦距为10cm的凸透镜和点燃的蜡烛固定在光具座上(如图),在光屏上得到了烛焰清晰的像(图中光屏未画出)。下列说法正确的是( )
A.光屏上所成的是正立、缩小的实像
B.光屏上所成的是倒立、放大的实像
C.光屏一定位于50~60cm刻度之间
D.光屏一定位于60~70cm刻度之间
【答案】D
【详解】
此时物距u=30cm,此时物距大于二倍焦距,成倒立缩小实像,像距大于一倍焦距小于二倍焦距,光屏一定位于60~70cm刻度之间,生活中照相机就是依据此原理制成的,故ABC错误,D正确。
故选:D。
10.博物馆常在精巧的文物前放置一个光学元件,如图,游客透过它可以看到文物正立、放大的像,这个光学元件是( )
A.平面镜
B.凸透镜
C.三棱镜
D.平行玻璃砖
【答案】B
【详解】
由题意可知,通过该光学元件会看到正立、放大的文物,该成像原理是属于放大镜成像,该元件是凸透镜。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
考向三 动态变化与仪器调节(物近像远像变大·蜡烛变短·遮挡·注水抽水·像大怎么调)
11.在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,当蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示时,光屏上呈现烛焰清晰的像。下列说法正确的是( )
A.随着蜡烛燃烧变短,可将光屏向下移动使像成在光屏中央
B.仅将蜡烛和光屏互换位置,光屏上能得到烛焰清晰放大的像
C.若蜡烛逐渐远离凸透镜,移动光屏,烛焰清晰的像会逐渐变小
D.在烛焰和凸透镜之间放一个近视镜片,为得到清晰的像,光屏应向左移动
【答案】C
【详解】
A、随着蜡烛燃烧变短,根据过光心的光线传播方向不变,此时光屏上的像会向上移动,此时可将凸透镜向下移动使像成在光屏中央,故A错误;
B、凸透镜位置不动,将蜡烛与光屏的位置互换,根据光路的可逆性,光屏上仍能得到清晰、倒立、缩小的实像,故B错误;
C、蜡烛逐渐远离凸透镜,物距增大,根据凸透镜成实像时物远像近像变小的规律,像距减小,像变小,故C正确;
D、近视镜片是凹透镜,对光线有发散作用,在烛焰和凸透镜之间放一个近视镜片,光线延迟会聚,像距变大,光屏应向右移动,故D错误。
故选:C。
12.某同学用自制的水透镜做凸透镜成像实验,在光屏上得到了清晰的像,如图所示。将蜡烛向右移动,如果要保证光屏上还是成清晰的像,我们应该( )
A.向水透镜中注水,此时水透镜的焦距变大
B.向水透镜中注水,此时水透镜的焦距变小
C.从水透镜中排水,此时水透镜的焦距变大
D.从水透镜中排水,此时水透镜的焦距变小
【答案】B
【详解】
将蜡烛向右移动,如果要保证光屏上还是成清晰的像,此时的物距变小了,像距不变,为了使像成在光屏上,应减小凸透镜的焦距,所以应该向水透镜中注水,所以ACD错误,B正确。
故选:B。
13.2025年“苏超”足球半决赛,迎来了足球转播史上首位“机器人摄像师”,关于该镜头的光学原理,下列说法正确的是( )
A.镜头对光线有发散作用
B.拍摄时,足球通过镜头成的是正立、放大的虚像
C.足球离镜头越近,屏幕上成的像越大
D.为了拍摄到更广阔的赛场画面,应将镜头靠近赛场
【答案】C
【详解】
A、照相机镜头是凸透镜,凸透镜的基本光学性质是对光线有会聚作用,对光线起发散作用的是凹透镜(如近视眼镜镜片),故A错误。
B、照相机的成像性质是固定的:凸透镜成倒立、缩小的实像(“倒立”指像与物体的上下、左右相反,相机后期会通过技术转正画面,但成像本质是倒立的)。“正立的像”是虚像(如平面镜、放大镜成的像),无法被相机的感光元件记录,故B错误。
C、凸透镜成实像时,物近像远像变大,因此拍摄时,镜头离物体越近,拍摄到的像越大,故C正确;
D、根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,为了拍摄到更大的像,应将镜头远离赛场,故D错误;
故选:C。
14.在探究凸透镜成像规律时,点燃蜡烛后,调节蜡烛、透镜、光屏的位置,直到光屏上出现清晰的像。第一次调节好后如图所示,下列说法不正确的是( )
A.照相机的成像规律与图中所示的成像规律一致
B.假设蜡烛与光屏位置互换,光屏仍能接收到清晰的像
C.假设透镜的上半部分被遮挡,则在光屏上的像将不完整
D.透镜位置不变,向左移动蜡烛,要接收到清晰的像,光屏应向左移动
【答案】C
【详解】
A.由图可知,物距大于像距,光屏上出现清晰的像,此时光屏上成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机,故A正确;
B.透镜位置不变,将蜡烛与光屏互换位置,现在的像距为原来物距,现在的物距为原来像距,根据光路的可逆性,光屏上仍能得到清晰的像,故B正确;
C.遮挡透镜的上半部分,蜡烛发出的光能穿过凸透镜,在光屏上成完整的像,由于透过凸透镜的光变少,像会变暗,故C错误;
D.凸透镜成实像时的动态变化规律是物远像近像变小,若将蜡烛向左移动远离凸透镜,则应将光屏向左靠近凸透镜才能得到清晰的像,且像逐渐变小,故D正确。
故选:C。
15.在菏泽牡丹花会期间,小明在曹州牡丹园用手机拍摄了甲、乙两张同一牡丹的照片,如图所示。下列说法正确的是( )
A.手机相机镜头与近视眼镜的镜片为同一种透镜
B.甲是牡丹缩小的像,乙是牡丹放大的像
C.拍摄时,牡丹到镜头的距离在一倍焦距和二倍焦距之间
D.若镜头焦距不变,拍摄乙照片时,镜头到牡丹的距离更近
【答案】D
【详解】
A.照相机的镜头是凸透镜,近视眼镜是凹透镜,不属于同一类透镜,故A错误;
B.照相机成的像都是倒立、缩小的实像,故B错误;
C.照相机拍照时,牡丹到镜头的距离在二倍焦距以外,故C错误;
D.凸透镜成实像时,物距变小,像距变大,像变大;乙照片中花的像变大了,故是减小了物距,所以拍摄乙图照片时,镜头到牡丹的距离更近,故D正确。
故选:D。
考向四 规律综合与图像/表格分析(u-v图像·焦距估算·物距排序·实验数据)
16.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示,这时烛焰在光屏上成清晰的像。下列说法中( )①图中凸透镜的焦距可能是14cm②图中成像特点与投影仪成像特点相同③把蜡烛适当左移,透镜保持不动,向左适当移动光屏,会再次在光屏上得到清晰的像④把蜡烛移至45cm处,透镜保持不动,向右适当移动光屏,会再次在光屏上得到清晰的像
A.只有①②正确
B.只有①③正确
C.只有②④正确
D.只有③④正确
【答案】B
【详解】
①由图可知,此时的物距为u=30.0cm,像距为v=20.0cm,则30.0cm>2f、f<20.0cm<2f,解得:10.0cm<f<15.0cm,则焦距可能为14cm,故①正确;
②物距大于像距,成的是倒立、缩小的实像,其应用是照相机,故②错误;
③透镜保持不动,把蜡烛适当左移时,物距变大,根据凸透镜成像的动态规律可知,此时像距变小,所以要再次在光屏上得到清晰的像,应向左适当移动光屏,故③正确;
④将蜡烛移动到45cm的刻度线处,物距u=5cm,小于一倍焦距,成正立放大虚像,虚像不能用光屏承接,故④错误。
所以①③正确。
故选:B。
17.在“探究凸透镜成像的规律”实验时,某小组测量出物距和像距的数据,并绘制成如图所示的图象,根据图象可知( )
A.该凸透镜的焦距f=20cm
B.当物距u=30cm时,成倒立、缩小的实像
C.当物距u=8cm时,所成的像能用光屏承接
D.若把物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动过程中,所成的像会逐渐变小
【答案】B
【详解】
A、由图可知,u=v=20cm,根据u=v=2f,成倒立等大的实像,所以该凸透镜的焦距为f=10cm,故A错误;
B、当物距u=30cm时,此时u>2f,根据u>2f,成倒立缩小的实像,故B正确;
C、当物距u=8cm,此时物距小于焦距,成正立、放大的虚像,虚像不能用光屏承接,故C错误;
D、若把物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动过程中,物距减小,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大可知,所成的像会逐渐变大,故D错误。
故选:B。
18.如图所示,虚线方框内放置一个焦距为f的凸透镜,光心为O,两束光通过透镜前后的方向、路径如图所示,若OA的长度为15cm,OB的长度为50cm,则该凸透镜的焦距可能是( )
A.f=5cm
B.f=10cm
C.f=15cm
D.f=20cm
【答案】B
【详解】
如图所示,虚线方框内放置一个焦距为f的凸透镜,光心为O,两束光通过透镜前后的方向、路径如图所示,若OA的长度为15cm,OB的长度为50cm。由图可知,A点为发光点,B点为像点,OA为物距u=15cm,
OB为像距v=50cm,
因为凸透镜成实像时,物距u、像距v与焦距f满足:当u<v时,f<u<2f,v>2f,
已知u=15cm,
故f<15cm<2f,
解得7.5cm<f<15cm,
又因为v=50cm,50cm>2f,解得f<25cm,
故焦距f的范围为7.5cm<f<15cm,故B正确,ACD错误。
故选:B。
19.在用凸透镜观察物体的活动中,甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的插图的像。关于凸透镜与插图之间的距离,下列判断正确的是( )
A.图甲最大,图丁最小
B.图丁最大,图甲最小
C.图丙最小,图乙最大
D.图丙最小,图甲最大
【答案】A
【详解】
根据凸透镜成实像规律,物距越大,所成的倒立实像越小。由图可知,甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的插图的像,图中甲、乙、丙是倒立的实像,且像的大小关系是:其中甲的像最小,说明甲的物距最大,且大于一倍焦距;丁是正立放大的虚像,说明物距最小,小于一倍焦距,故A正确,BCD错误。
故选:A。
20.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,某小组同学选用了高度h=6cm的光源进行多次实验,记录数据如表。(1)由实验数据可知,该凸透镜的焦距为_________ cm。(2)如图所示为凸透镜成实像的光路示意图。根据凸透镜成像规律可知,当物距从45cm变为50cm时,需要将光屏向_____ (选填“左”或“右”)移动,才能在光屏上再次得到清晰的像。
物距/cm
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
45.0
50.0
60.0
80.0
100.0
像高/cm
18.0
9.0
6.0
4.5
3.6
3.0
2.6
2.0
1.4
1.1
【答案】(1)15.0;(2)左。
【详解】
(1)分析表中数据可知,当物距为30.0cm时,成的像是等大的实像,此时物距满足u=v=2f=30.0cm,故该凸透镜的焦距为15.0cm;
(2)根据凸透镜成像规律可知,当物距从45cm变为50cm时,保持透镜位置不变,物距变大,像距变小,则需要将光屏向左移动,光屏上再次成清晰像。
故答案为:(1)15.0;(2)左。
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(精选高频易错题,覆盖探究成像实验操作、由物距像距判成像性质、动态变化与仪器调节、规律综合与图像表格分析)
21.很多科普小工具配有昆虫观察盒,盒盖上方有一块向外凸起的透明玻璃,透过盒盖可以清晰地观察到盒内小昆虫的细微身体结构。下列对该成像情况判断正确的是( )
A.所成的像不能用光屏承接,凸起镜片对光线具有发散作用
B.所成的像不能用光屏承接,成像原理与放大镜一致
C.所成的像能够用光屏承接,成像原理与投影仪一致
D.所成的像能够用光屏承接,成像原理与照相机一致
【答案】B
【详解】
昆虫观察盒,盒盖上方有一块向外凸起的透明玻璃,透过盒盖可以清晰地观察到盒内小昆虫的细微身体结构。盒盖上方向外凸起的透明玻璃相当于凸透镜,对光线具有会聚作用。透过盒盖观察盒内小昆虫的细微身体结构,像与物在透镜的同一侧,故此时物距小于焦距,根据凸透镜成像规律,成正立、放大的虚像,虚像不能用光屏承接,其成像原理与放大镜一致,故B正确,ACD错误。
故选:B。
22.图甲是眼睛的一种视力缺陷,图乙是小明用弹性膜注水制作了一个水凸透镜来进行模拟,可以通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度。固定透镜,将一个蜡烛放在合适位置后,调节光屏得到清晰的像。下列说法正确的是( )
A.图乙所示水透镜的焦距范围在7.5cm﹣15cm之间
B.模拟图甲的成因时需要从水透镜向外抽水
C.图乙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
D.若将远视眼镜靠近图乙透镜左侧放置,要将光屏远离透镜才能承接到清晰的像
【答案】A
【详解】
A.由图乙可知,此时物距大于像距,根据凸透镜成像规律可知,此成倒立、缩小的实像,物体在两倍焦距之外,即u=40.0cm﹣10.0cm=30.0cm>2f,像在一倍焦距和两倍焦距之间,即f<v=55.0cm﹣40.0cm=15.0cm<2f,凸透镜的焦距范围为7.5cm<f<15cm,故A正确;
B.图甲是近视眼的形成原因,模拟近视眼成因时应向水透镜注水,使水透镜变厚,故B错误;
C.由图乙可知,此时物距大于像距,根据凸透镜成像规律可知,凸透镜成倒立缩小的实像,故C错误;
D.若将远视眼镜靠近图乙透镜左侧放置,远视眼镜片是凸透镜,对光线有会聚作用,放在图乙中凸透镜左侧时,光线会提前会聚相交成像,即像会向光屏左边移动,光屏想要承接到像,光屏应向左移动靠近凸透镜,故D错误。
故选:A。
23.2025年10月4号,VAR(视频助理裁判技术)首次亮相“苏超”淘汰赛,VAR主要依靠遍布足球场上的多个摄像机镜头,多机位,多角度捕捉场上球员的每一个细小动作,从而做到“火眼金睛”。苏超联赛以世界杯级判罚标准护航,用技术打破争议,用细节赢得信任,为中国草根足球树立新标杆。下列说法正确的是( )
A.摄像头利用光的反射原理工作
B.摄像机镜头是凹透镜
C.运动员通过摄像机镜头成一个倒立放大的像
D.运动员射门时,足球向球门框上的镜头靠近的过程中,摄像机中足球的像将变大
【答案】D
【详解】
摄像机与照相机的成像原理相同,利用了光的折射原理,其镜头相当于凸透镜;当物距大于二倍焦距时,镜头所成的像是倒立、缩小的实像;足球向球门框上的镜头靠近的过程中,物距变小,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大,可知,摄像机中足球的像将变大,故ABC错误,D正确。
故选:D。
24.探究凸透镜成像规律的装置如图所示,此时光屏上呈现烛焰的像,下列说法正确的是( )
A.像的性质为正立、放大
B.蜡烛适当向右移,光屏向左移才能在光屏上看到像
C.蜡烛适当向左移,可模拟远视眼
D.蜡烛和光屏向右移相同的距离,光屏上也能成像
【答案】D
【详解】
A、由题图可知,物距为60cm﹣30cm=30cm,像距为75cm﹣60cm=15cm,此时物距大于像距,成倒立、缩小的实像,故A错误;
B、根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律可知,蜡烛向右移,物距变小,则像距变大,光屏要向右移才能在光屏上看到像,故B错误;
C、蜡烛向左移,则像距变小,像成在光屏前面,模拟的是近视眼,故C错误;
D、根据光路的可逆性可知,物距、像距互换可以再次成像,则蜡烛和光屏同时向右移动15 cm时,光屏上也能成像,故D正确。
故选:D。
25.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,调节蜡烛和光屏的位置,使光屏上得到清晰的像,如图所示。下列说法正确的是( )
A.此时光屏上成倒立、缩小的实像
B.若将蜡烛向左移动,要想在光屏上再次得到清晰的像,光屏应向右移动
C.凸透镜的焦距可能为10cm
D.将光屏和蜡烛位置对调,光屏上能得到清晰的缩小的像
【答案】D
【详解】
A、由图可知,此时的物距小于像距,所以成倒立放大的实像,故A错误;
B、根据物近像远像变大,将蜡烛向左移动,要想在光屏上再次得到清晰的像,光屏应向左移动,故B错误;
C、u<v,且成实像,说明2f>u=30cm>f,v=45cm>2f,由此可得焦距的范围15cm<f<22.5cm,故C错误;D、将光屏和蜡烛位置对调,根据光路可逆,物距大于像距,光屏上能得到倒立、缩小的清晰的实像,故D正确。故选:D。
26.小红自制了一个简易投影仪,规格如图甲,在可调范围内推拉纸盒,会有如图乙的画面,则以下说法正确的是( )
A.此时白墙上的画面是虚像
B.若凸透镜到白墙距离变小,则墙上成的像会变大
C.甲图透镜制成的眼镜不能用于矫正丙图眼睛
D.成像如图乙所示的画面时,手机到凸透镜的距离可能为25cm
【答案】C
【详解】
A、实像可以用光屏承接,因此白墙上的画面是实像,故A错误;
B、根据凸透镜成实像的规律“物近像远像变大,物远像近像变小”,若凸透镜到白墙的距离(像距)变小,则墙上成的像会变小,故B错误;
C、甲图中的透镜是凸透镜,用于矫正远视眼。丙图中的眼睛是近视眼,因为光线会聚在视网膜前方,需要用凹透镜来矫正,使光线发散后再进入眼睛。因此,甲图透镜制成的眼镜不能用于矫正丙图眼睛,故C正确;
D、图乙所示的画面是倒立、放大的实像,根据凸透镜成像规律,此时物距(手机到凸透镜的距离)u应满足f<u<2f。已知凸透镜的焦距f=10cm,所以物距范围为10cm<u<20cm,而25cm>2f,此时应成倒立、缩小的实像,不符合题意,故D错误。
故选:C。
27.如图是同学们在物理跨学科实践作业中自制的投影仪,能将手机上的画面放大投影到白墙上。下列说法正确的是( )
A.投影仪内的镜头是凹透镜
B.白墙上看到正立、放大的实像
C.要使墙上的像变大,手机与镜头间的距离应减小
D.为了能从不同角度看见画面,应选择光滑的墙面
【答案】C
【详解】
A、投影仪的镜头是凸透镜,故A错误;
B、根据投影仪的成像特点可知,墙上呈现的是手机画面的倒立、放大的实像,故B错误;
C、要使墙上的像(实像)变大,需要增大像距、减小物距,所以应减小手机与透镜间的距离、增大透镜与白墙之间的距离,故C正确;
D、为了能从不同角度看见画面,墙面需要发生漫反射,应选择粗糙的墙面,故D错误。
故选:C。
28.做“探究凸透镜成像规律”实验时,要先测量凸透镜的焦距,如图甲所示。实验时将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏调试到如图乙所示的位置,光屏中心出现清晰的像。下列说法正确的是( )
A.凸透镜焦距为40.0cm
B.在图乙所示的位置成像的规律与照相机相同
C.将蜡烛从图乙所示位置向凸透镜靠近,所成的像将变小
D.蜡烛燃烧变短,光屏上的像会随之向下移动
【答案】B
【详解】
A.平行光经凸透镜会聚的点为焦点,焦距是焦点到凸透镜光心的距离。由甲图可知,f=40.0cm﹣30.0cm=10.0cm,凸透镜焦距为10.0cm,故A错误;
B.图乙中,物距u=50.0cm﹣10.0cm=40.0cm
满足u>2f,此时凸透镜成倒立、缩小的实像,这一成像规律与照相机的工作原理相同,故B正确;
C.凸透镜成实像时,遵循“物近像远像变大”的规律:蜡烛向凸透镜靠近,所成的像会变大,故C错误;
D.根据“过光心的光线传播方向不变”,蜡烛燃烧变短,烛焰向下移动,光屏上的像会向上移动,故D错误。
故选:B。
29.同学们用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距,并“探究凸透镜成像规律”,当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙时,在光屏上可成清晰的像。下列说法正确的是( )
A.凸透镜的焦距是30cm
B.图乙中烛焰成的是倒立放大的像
C.照相机成像特点与图乙中所成像相同
D.保持蜡烛、光屏位置不变,将凸透镜往左移,也可在光屏上成清晰的像
【答案】B
【详解】
A.由图甲可知,凸透镜在20cm刻度处,焦点在30cm刻度处,所以该凸透镜的焦距 f=30cm﹣20cm=10cm,故A错误;
B.由图乙可知,蜡烛在50cm刻度处,凸透镜在65cm刻度处,光屏在95cm刻度处。物距 u=65cm﹣50cm=15cm,
因为焦距f=10cm,此时物距满足10cm<15cm<20cm,即f<u<2f,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、放大的实像,故B正确;
C.照相机是利用物距u>2f时,成倒立、缩小的实像的原理制成的,图乙中成的是倒立、放大的实像,与照相机的成像特点不同,故C错误;
D.根据光的折射中光路是可逆的,保持蜡烛、光屏位置不变,当物距和像距交换位置时,仍可以在光屏上成清晰的像。图乙中物距u=15cm,像距v=95cm﹣65cm=30cm,交换后,新的物距u'=30cm,新的像距v'=15cm,此时凸透镜应放置在距离蜡烛30cm的位置,50cm+30cm=80cm,故应放在80cm刻度处,由于原来的位置是65cm,所以应该将凸透镜向右移动,而不是向左移动,故D错误。
故选:B。
30.光刻机是制造芯片的核心装备,光刻技术的简化原理如图所示,该技术是利用紫外线将设计好的集成电路图透过凸透镜照射到硅片上成缩小的像。下列说法中正确的是( )
A.在硅片上形成的像是虚像
B.此光刻技术的成像原理与投影仪相同
C.集成电路图位于凸透镜的1倍焦距和2倍焦距之间
D.要使硅片上的像变小,需将凸透镜向下移动
【答案】D
【详解】
由题图可知,光刻技术利用凸透镜使集成电路图在硅片上成缩小的像,硅片相当于光屏,能承接的是实像;成缩小实像时,物距应大于二倍焦距,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,成像原理与照相机相同。
A、硅片能承接像,说明成的是实像,虚像不能用光屏承接,故A错误;
B、投影仪成倒立、放大的实像,光刻技术成缩小的实像,两者成像原理不同,故B错误;
C、凸透镜成缩小实像的条件是物距u>2f,因此集成电路图应位于凸透镜二倍焦距以外,不在1倍焦距和2倍焦距之间,故C错误;
D、凸透镜成实像时,物距增大、像距减小、像变小;将凸透镜向下移动,集成电路图到透镜的距离增大,物距变大,所成的像变小,故D正确。
故选:D。
31.把带双箭头的图片分别放在圆柱形甲、乙玻璃杯后适当位置,并在玻璃杯中加入适量的水,看到的情景如图所示,则( )
A.甲杯中水下的箭头是一个放大的实像
B.乙杯放置时比甲杯距离双箭头的图片近一些
C.甲杯中水下箭头利用了投影仪成像原理
D.乙杯中水下箭头利用了照相机原理
【答案】D
【详解】
A、甲杯水中的箭头呈现正立、放大的像,根据凸透镜成像规律,物距小于焦距时成正立、放大的虚像,所以不是实像,故A错误;
B、甲杯成正立放大的像,说明物距小于焦距;乙杯成倒立的像,说明物距大于焦距,因此乙杯到图片的距离应比甲杯更远,而不是更近,故B错误;
C、甲杯成正立、放大的虚像,这是放大镜的成像原理;投影仪成的是倒立、放大的实像,两者原理不同,故C错误;
D、乙杯水下箭头呈现倒立、缩小的实像,说明物距大于二倍焦距,符合照相机的成像原理,故D正确。
故选:D。
32.大雁塔作为现存最早、规模最大的唐代四方楼阁式砖塔,是古印度佛寺的建筑形式随佛教传入我国,并与华夏文化相融合的典型物证。如图,是小慕同学在西安旅游时所拍摄的一远一近两张大雁塔的照片。对此下列说法正确的是( )
A.拍摄近距离的大雁塔时,镜头焦距需要调大
B.拍照时,大雁塔位于镜头二倍焦距内
C.人眼的成像原理和照相机不相同
D.照相机的镜头属于凹透镜
【答案】A
【详解】
A.拍摄近距离的物体时,物距减小,根据“物近像远像变大”的规律,像距需要增大。通过调大镜头焦距,可以使像距变大,从而在感光元件上得到清晰的像,故A正确;
B.照相机是利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理工作的,此时物距应大于二倍焦距(u>2f ),故B错误;
C.人眼的晶状体和角膜共同作用相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏,物体在视网膜上成倒立、缩小的实像,这与照相机的成像原理是相同的,故C错误;
D.照相机的镜头是凸透镜,它能会聚光线成实像,而凹透镜对光线起发散作用,只能成虚像,故D错误;
故选:A。
33.某兴趣小组的同学利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凸起程度可改变的水透镜。通过注射器向橡皮膜中注水或抽水,可以改变水透镜的凸起程度,如图所示,光屏上出现清晰的烛焰像(像未画出),与________ (选填“照相机“、“投影仪”或“放大镜”)的原理相同;向左移动蜡烛,保持光屏和水透镜的位置不动,为使光屏上出现清晰的像,应通过注射器向橡皮膜中_______ (选填“注水”或“抽水”)。
【答案】投影仪;抽水。
【详解】
由图可以知道,物距小于像距,并且能在光屏上成实像,所以物距一定是在一倍焦距到二倍焦距之间,成的是倒立、放大的实像,与投影仪的成像原理相同;
根据凸透镜成实像时,物远像近像变小,应向左移动蜡烛,此时的物距变大,像距应该变小,即光屏应该向左移动,才能使得像清晰,但若保持光屏和透镜不变,仍使得像成在光屏上,即需要让凸透镜的会聚能力减弱,即需要让凸透镜变薄,故应该向外抽水。
故答案为:投影仪;抽水。
34.滨滨在物理课上做“探究凸透镜成像”的实验时,发现了很多有意思的现象:(1)滨滨根据实验记录,绘制成实像时像离透镜的距离v与物体离透镜的距离u之间的关系图像如图甲所示,现在将该凸透镜_______ 着平行光,在透镜的另一侧移动光屏,在距透镜10cm处光屏上会出现 ______________ 。(2)若将烛焰移至距凸透镜15cm处,移动光屏,使光屏上得到倒立、_______ (填“放大”“或缩小”)的实像。此成像规律应用在 ________ 上。(填一种光学器材名称)(3)做实验时,发现烛焰在光屏上所成的像如图所示,若要使烛焰成像在光屏中心,如果只调节蜡烛的烛焰,应将烛焰向 _____ 调节(填“上”或“下”)。重新固定好蜡烛后发现无论如何移动光屏,光屏中始终没有清晰的像,原因可能是 _________________ 。(4)用此透镜组装一个照相机模型:用来拍毕业照。拍照时,发现有部分学生没有在镜头里,为了拍完整的照片,应使镜头 _______ (填“远离”或“靠近”)学生。
【答案】(1)正对;一个最小最亮的光斑;(2)放大;投影仪;(3)上;蜡烛被固定在一倍焦距以内;(4)远离。
【详解】
(1)根据图像可知,当u=v=20cm时,物距等于像距,根据凸透镜成像特点可知,此时成倒立、等大的实像,此时物距和焦距关系为u=v=2f=20cm,即此凸透镜的焦距为f=10cm;
将该凸透镜正对太阳光,平行光经过凸透镜后会会聚于焦点,成最小、最亮的光斑;
(2)凸透镜的焦距为10cm,物体在15cm处,位于凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,在光屏上得到倒立、放大的实像,应用于投影仪;
(3)烛焰在光屏上的像位置偏高,若要使烛焰成像在光屏中心,根据过光心的光线传播方向不变,可知,应将烛焰向上调节;
重新固定好蜡烛后发现无论如何移动光屏,光屏中始终没有清晰的像,此时不成像或成的是虚像,所以蜡烛被固定在一倍焦距以内或蜡烛被固定在一倍焦距处;
(4)拍照时,发现有部分学生没有在镜头里,为了拍完整的照片,应使像缩小一些,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小,可知,应增大物距,所以镜头应远离学生。
故答案为:(1)正对;一个最小最亮的光斑;(2)放大;投影仪;(3)上;蜡烛被固定在一倍焦距以内;(4)远离。
35.某小组同学利用图甲所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验:(1)小明同学三次在光屏上看到烛焰的像如图乙所示,A′、B′、C′分别是蜡烛在A、B、C三个位置时在光屏上所成的像。在此之前调节仪器时,曾在光屏上看到窗外景物所成的清晰的像。这个像与图乙中烛焰_____ (选填“A”、“B”或“C”)的成像原理相同。蜡烛在C位置,光屏上得到了清晰的像,若将蜡烛稍微上移,屏上的像将_______ (选填“上移”或“下移”)。(2)分析图乙信息,蜡烛远离凸透镜时,烛焰所成的像_______ (选填“靠近”或“远离”)凸透镜。因此用相机拍照,拍完近景再拍远景时,应将相机的镜头向_______ (选填“靠近”或“远离”)景物的方向移动一些,才能拍出清晰的照片。(3)分析图乙信息,凸透镜所成的实像都是_____ (选填“正”或“倒”)立的。实验中,某同学把“上”形状的遮光板放在蜡烛和凸透镜之间,如图丙。则光屏上观察到的形状是_____ 。
【答案】(1)A;下移;(2)靠近;远离;(3)倒;B。
【详解】
(1)小明同学三次在光屏上看到烛焰的像如图乙所示,A'、B'、C′分别是烛焰A、B、C在光屏上所成的像;在此之前调节仪器时,曾在光屏上看到窗外景物所成的清晰的像,此时物距大于2倍焦距,成倒立、缩小的实像,这个像与图乙中烛焰A的成像原理相同;
蜡烛在C位置,光屏上得到了清晰的像,若将蜡烛稍微上移,根据过光心的光线传播方向不变,可知,屏上的像将下移;
(2)由图乙可知,蜡烛远离凸透镜时,烛焰所成的像靠近凸透镜,即凸透镜成实像时,物远像近像变小,因此用相机拍照,拍完近景再拍远景时,应将相机的镜头向远离景物的方向移动一些,才能拍出清晰的照片;
(3)分析图乙中信息,凸透镜所成的实像都是倒立的;
实验中,某同学把“上”形状的遮光板放在蜡烛和凸透镜之间,因凸透镜成的实像都是倒立的,即像与物上下颠倒、左右相反,故选:B。
故答案为:(1)A;下移;(2)靠近;远离;(3)倒;B。
重难突破系列 | 苏科版八年级物理 | 专题十一 凸透镜成像的规律
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$专题讲义 苏科版八年级物理上册 重难专题十一 凸透镜成像的规律 (原卷版) 苏科版八年级上册 | 凸透镜成像的规律 | 建议用时 45 分钟 | 难度: 学习目标 1.通过实验探究凸透镜成像的规律:知道实验器材(光具座、蜡烛、凸透镜、光屏),会把烛焰、凸透镜、光屏的中心调节到同一高度(大致等高),使像成在光屏的中央;会用平行光聚焦法粗测凸透镜的焦距,理解物距 u、像距 v 的含义; 2.熟记凸透镜成像的五种情况——u>2f 成倒立缩小实像(照相机)、u=2f 成倒立等大实像(分界点、可测焦距)、f<u<2f 成倒立放大实像(投影仪)、u=f 不成像(分界点)、u<f 成正立放大虚像(放大镜);理解“一倍焦距分虚实、二倍焦距分大小”,知道实像倒立、与物异侧,虚像正立、与物同侧; 3.掌握成像的动态规律:成实像时“物近像远像变大、物远像近像变小”,成虚像时物体在焦点内远离透镜像变大;能解释光屏上找不到像、透镜被遮挡一半仍成完整像但变暗、蜡烛烧短像向上移等实验问题,并会调节照相机、投影仪、放大镜使像变大或变小。 【思维导图】 凸透镜成像规律 成像规律 u>2f:倒立缩小实像,f<v<2f,照相机 u=2f:倒立等大实像,v=2f(分界点、测焦距) f<u<2f:倒立放大实像,v>2f,投影仪 u=f:不成像(平行光,虚实分界);u<f:正立放大虚像,放大镜 凸透镜成像规律 实验操作 光具座上烛焰、透镜、光屏三心大致等高 使像成在光屏中央;平行光聚焦法测焦距 光屏找不到像:三心不等高、u≤f、像距过大 凸透镜成像规律 动态变化 成实像:物近像远像变大,物远像近像变小 成虚像(u<f):物体在 f 内远离透镜像变大 遮挡一半仍成完整像但变暗;蜡烛烧短像上移 凸透镜成像规律 应用调节 照相机:像变大则靠近物体、镜头后缩 投影仪:像变大则镜头靠近投影片、远离屏幕 放大镜:适当远离物体(仍在 f 内)像变大 考点一 凸透镜成像规律与实验探究 1.实验装置与操作:如图1,在光具座上从左到右依次放置点燃的蜡烛、凸透镜和光屏。实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度(三心等高),使像成在光屏的中央。物体到透镜光心的距离叫做物距 u,像到光心的距离叫做像距 v。把凸透镜正对着太阳光,在另一侧来回移动光屏,直到出现最小最亮的光斑,光斑到光心的距离就是焦距 f。 图1 探究凸透镜成像规律的实验装置:光具座上依次放置蜡烛、凸透镜、光屏,三心大致等高 2.五种成像情况:保持凸透镜位置不动,把蜡烛由远处逐渐向透镜移近,移动光屏承接像,可观察到凸透镜成像随物距变化的规律。如图2,当物距大于二倍焦距(u>2f)时,成倒立、缩小的实像,像距在一倍到二倍焦距之间;如图3,当物距等于二倍焦距(u=2f)时,成倒立、等大的实像,像距 v=2f;如图4,当物距在一倍到二倍焦距之间(f<u<2f)时,成倒立、放大的实像,像距大于二倍焦距;当物距等于焦距(u=f)时,折射光平行射出,不成像;如图5,当物距小于焦距(u<f)时,成正立、放大的虚像,像与物在透镜的同一侧。 图2 u>2f:倒立、缩小的实像,f<v<2f(照相机原理) 图3 u=2f:倒立、等大的实像,v=2f(实像大小分界点,可测焦距) 图4 f<u<2f:倒立、放大的实像,v>2f(投影仪原理) 图5 u<f:正立、放大的虚像,像物同侧(放大镜原理,光屏承接不到) 表1 凸透镜成像规律一览表 物距 u 像的倒正、大小、虚实 像距 v 应用 u>2f 倒立、缩小的实像 f<v<2f 照相机、眼睛 u=2f 倒立、等大的实像 v=2f 实像大小分界点,可测焦距 f<u<2f 倒立、放大的实像 v>2f 投影仪、幻灯机 u=f 不成像(折射光平行射出) — 实像与虚像的分界点 u<f 正立、放大的虚像 像物同侧,v>u 放大镜 3.典型例题示范:【例】在“探究凸透镜成像规律”的实验中,已知凸透镜的焦距为 10 cm,把点燃的蜡烛放在距透镜 25 cm 处,移动光屏,光屏上应得到一个怎样的像?【解析】焦距 f=10 cm,则 2f=20 cm。蜡烛距透镜 25 cm,即 u=25 cm>2f,由成像规律可知,此时成倒立、缩小的实像,像距在 f<v<2f(即 10~20 cm)之间,这正是照相机的成像原理。 重难诠释 ①一倍焦距分虚实:u>f 成实像,u<f 成虚像,u=f 是实像与虚像的分界点;二倍焦距分大小:u>2f 成缩小实像,u<2f 成放大实像(f<u<2f),u=2f 是放大与缩小的分界点; ②实像都是倒立的、与物体在透镜异侧,能成在光屏上;虚像都是正立的、与物体在透镜同侧,不能用光屏承接,只能用眼透过透镜观察; ③u=2f 时成倒立等大实像,利用这一特点(u=v=2f)可以方便地测出凸透镜的焦距;u=f 时不成像,折射光线平行射出; ④实验时三心(烛焰、透镜、光屏中心)要大致在同一高度,像才能成在光屏中央;蜡烛烧短后像会向光屏上方移动。 考点二 动态变化、实验问题与应用调节 1.成像的动态规律:如图6,凸透镜成实像时,物距 u 减小(物体靠近透镜),像距 v 增大,像也变大——即“物近像远像变大、物远像近像变小”;物和像沿光具座向同一个方向移动。成虚像(u<f)时,物体在焦点内适当远离透镜,虚像会变大。图6中当 u=v=2f 时是等大实像的位置,曲线其余部分对应物距增大、像距减小的变化。 图6 光具座上的实验(甲)与凸透镜成像时像距 v 随物距 u 变化的关系图像(乙) 2.常见实验问题:①光屏上找不到像:可能是烛焰、透镜、光屏三心不等高使像成在光屏外;可能是物距 u≤f(不成像或成虚像,光屏承接不到);也可能是像距太大,超出了光具座的长度。②遮住凸透镜的一半,物体仍能成完整的像,只是透过的光变少,像变暗。③蜡烛燃烧变短,像会向光屏的上方移动,可将光屏(或蜡烛)向上调,使像回到中央。④凸透镜成的实像相对于物体上下、左右都是颠倒的。 3.生活中仪器的调节:照相机要使像变大,应让镜头靠近被照物体(物距减小),同时镜头向前伸使像距增大;投影仪要使屏幕上的像变大,应使镜头靠近投影片(减小物距),同时把投影仪远离屏幕(增大像距);放大镜在焦距以内适当远离被观察物体时,看到的虚像会变大。 4.典型例题示范:【例】用照相机给全班同学拍集体照时,发现边上有些同学没有进入画面,应怎样调节?【解析】要使全体同学都进入画面,应让像变小一些。根据成实像“物远像近像变小”的规律,应使照相机远离同学们(增大物距),同时缩短暗箱、减小像距,镜头向后缩,就能在底片上得到较小、范围更大的像。 重难诠释 ①成实像时物近像远像变大:物体靠近透镜(u 减小),光屏要远离透镜(v 增大)才能再次得到清晰的像,且像变大;反之物远像近像变小; ②遮住透镜一半仍成完整像但变暗:物体每个物点发出的光总有一部分经另一半透镜折射后会聚成像,只是通光量减少; ③虚像(u<f)不能用光屏承接,只能透过透镜用眼观察;实像上下、左右均与物体相反; ④u=2f 成等大实像可用来测焦距;u=f 处不成像,是实像与虚像的分界点; ⑤仪器调节与动态规律一致:照相机像大则物近、投影仪像大则投影片近且屏幕远。 考向一 探究成像实验操作(三心等高 光具座 测焦距 光屏找像 数据表) 1.如图所示为“探究凸透镜成像规律”的实验。组装器材时,应调节烛焰、 和光屏的中心在同一高度。实验中当光屏处于成像位置时,光屏上的像很清晰,此时向左或向右移动光屏,像都会变 。当物距小到一定程度时,就不能从光屏上观察到像,此时应该从凸透镜的 侧直接通过凸透镜观察像。 2.如图是小军“探究凸透镜成像规律”的实验装置。(1)如图甲,小军用一束平行光正对凸透镜照射,接着移动光屏,直到光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距f= cm;(2)小军要继续探究,他将烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致调节在 的位置;(3)调整好器材后,利用甲图的凸透镜继续进行实验,根据图乙所示,此时光屏上呈现清晰的像,生活中利用这一光学原理制成的仪器是 (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)。保持凸透镜位置不动,将光屏移动到70cm刻度处,要使此时光屏上呈现清晰的像,此时应将蜡烛移动到 cm刻度处;(4)如图丙所示,将凸透镜看作眼睛的晶状体,光屏看作眼睛的视网膜,烛焰看作眼睛观察的物体。拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上,光屏上出现烛焰清晰的像;拿走近视眼镜,烛焰的像变得模糊。在拿走近视眼镜后,下列操作能使光屏上重新得到清晰的像是 ; A.将光屏或蜡烛适当靠近凸透镜; B.同时将光屏和蜡烛适当远离凸透镜; C.将光屏适当远离凸透镜; D.将蜡烛适当远离凸透镜。 3.如图所示,在探究凸透镜成像的规律的实验中,依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上。(1)实验前,首先应调节凸透镜、光屏和烛焰,使它们的中心在同一直线上,并且大致在 ,这样可以使像成在光屏的中心。(2)蜡烛在u>2f的位置时,在凸透镜另一侧移动光屏,会在光屏上得到一个倒立、 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。(3)如果凸透镜焦距为10cm,物距为8cm,从光屏的一侧透过凸透镜可以看到一个正立、放大的 (选填“虚”或“实”)像。(4)在实验中已得到清晰的实像,当用黑色硬纸片遮住透镜的上半部分,则所成的像将是 (选填“完整”或“不完整”)的,亮度 。(选填“变亮”“变暗”或“不变”)。 4.小华与同学们一起探究凸透镜成的像的大小、正倒与物距的关系。(1)实验前器材在光具座上的位置如图所示,接下来的操作是将光屏向 移。(2)用高为3cm的F形光源进行实验,保持透镜在30cm刻度线处不变,改变 和光屏的位置,得到的实验数据和现象如下表所示。①当物距为28cm时,将像高与 对比,得出光屏上成倒立、缩小的像。②随着物距的不断减小,像的高度逐渐 ,且像都是倒立的。③继续减小物距,光屏上找不到光源的像,此时她在 (选填“光屏”或“光源”)一侧通过透镜可看到像。(3)根据表格数据可以推测,光源通过透镜成等大的像时的物距是 cm。 物距/cm 28 26 22 18 16 14 12 10 8 5 像高/cm 1.7 1.9 2.5 3.7 5 7.6 15.1 光屏上找不到物体的像 像的正倒 倒 倒 倒 倒 倒 倒 倒 5.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,凸透镜的焦距为10cm。(1)为了使像能成在光屏的中央,应将三个器件 (聚拢/分散)在光具座上进行调整,同时保证透镜平面与光具座的刻度尺 。(2)把点燃的蜡烛由图示位置移至光具座的14cm刻度处时,需将光屏向 适当移动才能在光屏上成清晰、倒立、 的实像; 就是利用这一成像规律工作的。(3)完成实验后,继续模拟远视眼的缺陷:给透镜戴上远视眼镜,调节光屏的位置,使烛焰在光屏上成一个清晰的像;取下远视眼镜,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,为使光屏上再次得到清晰的像,应将光屏向 适当移动。 考向二 由物距/像距判成像性质(倒正 大小 虚实 照相机/投影仪/放大镜) 6.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当烛焰、凸透镜、光屏处于如图所示的位置时,恰能在光屏上得到一个清晰、缩小的像。利用这个成像规律可以制成( ) A.照相机 B.平面镜 C.投影仪 D.放大镜 7.物理社团的小东同学,在学习凸透镜的成像规律后,找出家里用的放大镜,给爸妈演示凸透镜的成像规律,如图所示,是他演示的一个情景,在该情境中,光屏上出现清晰的像,像的特点和应用描述均正确的是( ) A.成正立放大的像 放大镜 B.成倒立的缩小的像 照相机 C.成倒立放大的像 投影仪 D.成倒立的等大的像 投影仪 8.关于凸透镜成像,下列说法中正确的是( ) A.成实像时,物体离凸透镜越远,像越大 B.用幻灯机放映幻灯片时,幻灯片与凸透镜的距离应小于1倍焦距 C.用照相机照相时,物体到凸透镜的距离应大于2倍焦距 D.凸透镜成虚像时,看到的像是缩小的 9.在研究凸透镜成像规律时,将焦距为10cm的凸透镜和点燃的蜡烛固定在光具座上(如图),在光屏上得到了烛焰清晰的像(图中光屏未画出)。下列说法正确的是( ) A.光屏上所成的是正立、缩小的实像 B.光屏上所成的是倒立、放大的实像 C.光屏一定位于50~60cm刻度之间 D.光屏一定位于60~70cm刻度之间 10.博物馆常在精巧的文物前放置一个光学元件,如图,游客透过它可以看到文物正立、放大的像,这个光学元件是( ) A.平面镜 B.凸透镜 C.三棱镜 D.平行玻璃砖 考向三 动态变化与仪器调节(物近像远像变大 蜡烛变短 遮挡 注水抽水 像大怎么调) 11.在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,当蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示时,光屏上呈现烛焰清晰的像。下列说法正确的是( ) A.随着蜡烛燃烧变短,可将光屏向下移动使像成在光屏中央 B.仅将蜡烛和光屏互换位置,光屏上能得到烛焰清晰放大的像 C.若蜡烛逐渐远离凸透镜,移动光屏,烛焰清晰的像会逐渐变小 D.在烛焰和凸透镜之间放一个近视镜片,为得到清晰的像,光屏应向左移动 12.某同学用自制的水透镜做凸透镜成像实验,在光屏上得到了清晰的像,如图所示。将蜡烛向右移动,如果要保证光屏上还是成清晰的像,我们应该( ) A.向水透镜中注水,此时水透镜的焦距变大 B.向水透镜中注水,此时水透镜的焦距变小 C.从水透镜中排水,此时水透镜的焦距变大 D.从水透镜中排水,此时水透镜的焦距变小 13.2025年“苏超”足球半决赛,迎来了足球转播史上首位“机器人摄像师”,关于该镜头的光学原理,下列说法正确的是( ) A.镜头对光线有发散作用 B.拍摄时,足球通过镜头成的是正立、放大的虚像 C.足球离镜头越近,屏幕上成的像越大 D.为了拍摄到更广阔的赛场画面,应将镜头靠近赛场 14.在探究凸透镜成像规律时,点燃蜡烛后,调节蜡烛、透镜、光屏的位置,直到光屏上出现清晰的像。第一次调节好后如图所示,下列说法不正确的是( ) A.照相机的成像规律与图中所示的成像规律一致 B.假设蜡烛与光屏位置互换,光屏仍能接收到清晰的像 C.假设透镜的上半部分被遮挡,则在光屏上的像将不完整 D.透镜位置不变,向左移动蜡烛,要接收到清晰的像,光屏应向左移动 15.在菏泽牡丹花会期间,小明在曹州牡丹园用手机拍摄了甲、乙两张同一牡丹的照片,如图所示。下列说法正确的是( ) A.手机相机镜头与近视眼镜的镜片为同一种透镜 B.甲是牡丹缩小的像,乙是牡丹放大的像 C.拍摄时,牡丹到镜头的距离在一倍焦距和二倍焦距之间 D.若镜头焦距不变,拍摄乙照片时,镜头到牡丹的距离更近 考向四 规律综合与图像/表格分析(u-v图像 焦距估算 物距排序 实验数据) 16.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示,这时烛焰在光屏上成清晰的像。下列说法中( )①图中凸透镜的焦距可能是14cm②图中成像特点与投影仪成像特点相同③把蜡烛适当左移,透镜保持不动,向左适当移动光屏,会再次在光屏上得到清晰的像④把蜡烛移至45cm处,透镜保持不动,向右适当移动光屏,会再次在光屏上得到清晰的像 A.只有①②正确 B.只有①③正确 C.只有②④正确 D.只有③④正确 17.在“探究凸透镜成像的规律”实验时,某小组测量出物距和像距的数据,并绘制成如图所示的图象,根据图象可知( ) A.该凸透镜的焦距f=20cm B.当物距u=30cm时,成倒立、缩小的实像 C.当物距u=8cm时,所成的像能用光屏承接 D.若把物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动过程中,所成的像会逐渐变小 18.如图所示,虚线方框内放置一个焦距为f的凸透镜,光心为O,两束光通过透镜前后的方向、路径如图所示,若OA的长度为15cm,OB的长度为50cm,则该凸透镜的焦距可能是( ) A.f=5cm B.f=10cm C.f=15cm D.f=20cm 19.在用凸透镜观察物体的活动中,甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的插图的像。关于凸透镜与插图之间的距离,下列判断正确的是( ) A.图甲最大,图丁最小 B.图丁最大,图甲最小 C.图丙最小,图乙最大 D.图丙最小,图甲最大 20.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,某小组同学选用了高度h=6cm的光源进行多次实验,记录数据如表。(1)由实验数据可知,该凸透镜的焦距为 cm。(2)如图所示为凸透镜成实像的光路示意图。根据凸透镜成像规律可知,当物距从45cm变为50cm时,需要将光屏向 (选填“左”或“右”)移动,才能在光屏上再次得到清晰的像。 物距/cm 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 60.0 80.0 100.0 像高/cm 18.0 9.0 6.0 4.5 3.6 3.0 2.6 2.0 1.4 1.1 重难题型专练(15题) (精选高频易错题,覆盖探究成像实验操作、由物距像距判成像性质、动态变化与仪器调节、规律综合与图像表格分析) 21.很多科普小工具配有昆虫观察盒,盒盖上方有一块向外凸起的透明玻璃,透过盒盖可以清晰地观察到盒内小昆虫的细微身体结构。下列对该成像情况判断正确的是( ) A.所成的像不能用光屏承接,凸起镜片对光线具有发散作用 B.所成的像不能用光屏承接,成像原理与放大镜一致 C.所成的像能够用光屏承接,成像原理与投影仪一致 D.所成的像能够用光屏承接,成像原理与照相机一致 22.图甲是眼睛的一种视力缺陷,图乙是小明用弹性膜注水制作了一个水凸透镜来进行模拟,可以通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度。固定透镜,将一个蜡烛放在合适位置后,调节光屏得到清晰的像。下列说法正确的是( ) A.图乙所示水透镜的焦距范围在7.5cm﹣15cm之间 B.模拟图甲的成因时需要从水透镜向外抽水 C.图乙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 D.若将远视眼镜靠近图乙透镜左侧放置,要将光屏远离透镜才能承接到清晰的像 23.2025年10月4号,VAR(视频助理裁判技术)首次亮相“苏超”淘汰赛,VAR主要依靠遍布足球场上的多个摄像机镜头,多机位,多角度捕捉场上球员的每一个细小动作,从而做到“火眼金睛”。苏超联赛以世界杯级判罚标准护航,用技术打破争议,用细节赢得信任,为中国草根足球树立新标杆。下列说法正确的是( ) A.摄像头利用光的反射原理工作 B.摄像机镜头是凹透镜 C.运动员通过摄像机镜头成一个倒立放大的像 D.运动员射门时,足球向球门框上的镜头靠近的过程中,摄像机中足球的像将变大 24.探究凸透镜成像规律的装置如图所示,此时光屏上呈现烛焰的像,下列说法正确的是( ) A.像的性质为正立、放大 B.蜡烛适当向右移,光屏向左移才能在光屏上看到像 C.蜡烛适当向左移,可模拟远视眼 D.蜡烛和光屏向右移相同的距离,光屏上也能成像 25.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,调节蜡烛和光屏的位置,使光屏上得到清晰的像,如图所示。下列说法正确的是( ) A.此时光屏上成倒立、缩小的实像 B.若将蜡烛向左移动,要想在光屏上再次得到清晰的像,光屏应向右移动 C.凸透镜的焦距可能为10cm D.将光屏和蜡烛位置对调,光屏上能得到清晰的缩小的像 26.小红自制了一个简易投影仪,规格如图甲,在可调范围内推拉纸盒,会有如图乙的画面,则以下说法正确的是( ) A.此时白墙上的画面是虚像 B.若凸透镜到白墙距离变小,则墙上成的像会变大 C.甲图透镜制成的眼镜不能用于矫正丙图眼睛 D.成像如图乙所示的画面时,手机到凸透镜的距离可能为25cm 27.如图是同学们在物理跨学科实践作业中自制的投影仪,能将手机上的画面放大投影到白墙上。下列说法正确的是( ) A.投影仪内的镜头是凹透镜 B.白墙上看到正立、放大的实像 C.要使墙上的像变大,手机与镜头间的距离应减小 D.为了能从不同角度看见画面,应选择光滑的墙面 28.做“探究凸透镜成像规律”实验时,要先测量凸透镜的焦距,如图甲所示。实验时将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏调试到如图乙所示的位置,光屏中心出现清晰的像。下列说法正确的是( ) A.凸透镜焦距为40.0cm B.在图乙所示的位置成像的规律与照相机相同 C.将蜡烛从图乙所示位置向凸透镜靠近,所成的像将变小 D.蜡烛燃烧变短,光屏上的像会随之向下移动 29.同学们用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距,并“探究凸透镜成像规律”,当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙时,在光屏上可成清晰的像。下列说法正确的是( ) A.凸透镜的焦距是30cm B.图乙中烛焰成的是倒立放大的像 C.照相机成像特点与图乙中所成像相同 D.保持蜡烛、光屏位置不变,将凸透镜往左移,也可在光屏上成清晰的像 30.光刻机是制造芯片的核心装备,光刻技术的简化原理如图所示,该技术是利用紫外线将设计好的集成电路图透过凸透镜照射到硅片上成缩小的像。下列说法中正确的是( ) A.在硅片上形成的像是虚像 B.此光刻技术的成像原理与投影仪相同 C.集成电路图位于凸透镜的1倍焦距和2倍焦距之间 D.要使硅片上的像变小,需将凸透镜向下移动 31.把带双箭头的图片分别放在圆柱形甲、乙玻璃杯后适当位置,并在玻璃杯中加入适量的水,看到的情景如图所示,则( ) A.甲杯中水下的箭头是一个放大的实像 B.乙杯放置时比甲杯距离双箭头的图片近一些 C.甲杯中水下箭头利用了投影仪成像原理 D.乙杯中水下箭头利用了照相机原理 32.大雁塔作为现存最早、规模最大的唐代四方楼阁式砖塔,是古印度佛寺的建筑形式随佛教传入我国,并与华夏文化相融合的典型物证。如图,是小慕同学在西安旅游时所拍摄的一远一近两张大雁塔的照片。对此下列说法正确的是( ) A.拍摄近距离的大雁塔时,镜头焦距需要调大 B.拍照时,大雁塔位于镜头二倍焦距内 C.人眼的成像原理和照相机不相同 D.照相机的镜头属于凹透镜 33.某兴趣小组的同学利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凸起程度可改变的水透镜。通过注射器向橡皮膜中注水或抽水,可以改变水透镜的凸起程度,如图所示,光屏上出现清晰的烛焰像(像未画出),与 (选填“照相机“、“投影仪”或“放大镜”)的原理相同;向左移动蜡烛,保持光屏和水透镜的位置不动,为使光屏上出现清晰的像,应通过注射器向橡皮膜中 (选填“注水”或“抽水”)。 34.滨滨在物理课上做“探究凸透镜成像”的实验时,发现了很多有意思的现象:(1)滨滨根据实验记录,绘制成实像时像离透镜的距离v与物体离透镜的距离u之间的关系图像如图甲所示,现在将该凸透镜 着平行光,在透镜的另一侧移动光屏,在距透镜10cm处光屏上会出现 。(2)若将烛焰移至距凸透镜15cm处,移动光屏,使光屏上得到倒立、 (填“放大”“或缩小”)的实像。此成像规律应用在 上。(填一种光学器材名称)(3)做实验时,发现烛焰在光屏上所成的像如图所示,若要使烛焰成像在光屏中心,如果只调节蜡烛的烛焰,应将烛焰向 调节(填“上”或“下”)。重新固定好蜡烛后发现无论如何移动光屏,光屏中始终没有清晰的像,原因可能是 。(4)用此透镜组装一个照相机模型:用来拍毕业照。拍照时,发现有部分学生没有在镜头里,为了拍完整的照片,应使镜头 (填“远离”或“靠近”)学生。 35.某小组同学利用图甲所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验:(1)小明同学三次在光屏上看到烛焰的像如图乙所示,A′、B′、C′分别是蜡烛在A、B、C三个位置时在光屏上所成的像。在此之前调节仪器时,曾在光屏上看到窗外景物所成的清晰的像。这个像与图乙中烛焰 (选填“A”、“B”或“C”)的成像原理相同。蜡烛在C位置,光屏上得到了清晰的像,若将蜡烛稍微上移,屏上的像将 (选填“上移”或“下移”)。(2)分析图乙信息,蜡烛远离凸透镜时,烛焰所成的像 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜。因此用相机拍照,拍完近景再拍远景时,应将相机的镜头向 (选填“靠近”或“远离”)景物的方向移动一些,才能拍出清晰的照片。(3)分析图乙信息,凸透镜所成的实像都是 (选填“正”或“倒”)立的。实验中,某同学把“上”形状的遮光板放在蜡烛和凸透镜之间,如图丙。则光屏上观察到的形状是 。 重难突破系列 | 苏科版八年级物理 | 专题十一 凸透镜成像的规律 — — 学科网(北京)股份有限公司 $