3.6 凸透镜成像规律（分层作业）物理新教材沪粤版八年级上册

3.6 凸透镜成像规律 探究凸透镜成像规律知识点1 1．（1）10.0；（2）缩小；（3）左 凹 2．（1）较暗；（2）烛焰 光屏中央；（3）左；（4）右 正立 放大镜 3．（1）光屏中央；（2）11.0；（3）靠近 能 4．（1）同一高度；（2）缩小 照相机；（3）远离 凸透镜成像规律应用知识点2 5．缩小 左 6．（1）焦点；（2）7cm；（3）往后缩 7．A 8．1~2倍焦距之间 倒立 放大 凸透镜成像时像距与物距的关系知识点3 9．二倍焦距 一倍焦距 10．10cm 缩小 11．B 12．（1）20cm；（2）此时成倒立、放大的实像 解：（1）由题意得，凸透镜焦距，物体初始物距 根据凸透镜成像规律，当物距等于2倍焦距时，像距等于2倍焦距，故像到凸透镜的距离 （2）物体向凸透镜移动5cm后，物距 此时，根据凸透镜成像规律，当物距在一倍焦距与二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像。 放大镜和水透镜知识点4 13．成正立、放大的虚像 14．大 ① 15．凸透 一倍焦距之内 正立、放大的虚 16．凸透 正立 会聚 1．B 2．A 3．C 4．C 5．（1）漫 缩小；（2）增大 下 6．260 乙 7．凹 弱 正立 8．凸透镜 凹透镜 变小 9．（1）10.0；（2）同一高度 使像成在光屏中央；（3）缩小 照相机；（4）完整；（5）D 10．（1）10.0 同一高度；（2）放大；（3）上 上；（4）靠近 小；（5）B；（6）B 11．（1）12.0cm；（2）如图乙，AB⊥BD，CD⊥BD，则∠ABO=∠CDO=90°。 AB∥CD，即∠BAO=∠DCO。 凸透镜成倒立、等大实像，则AB=CD。 在△AOB和△COD中，∠ABO= ∠CDO=90°，∠BAO=∠DCO，AB=CD，则△AOB≌△COD，则BO=DO，即，代入  得。 解：（1）如图甲所示，物距 像距 则 解得。 （2）略。 12． 13．B 14．乙 2 倒立 缩小 15．（1）能量；（2） 远离透镜 16．（1）10；（2）80.0 不会；（3）小于；（4）粗细；（5）缩小 17．（1）物体AB位于凸透镜2F点上，在凸透镜另一侧2F点上能成清晰的像，即 根据凸透镜成像规律可知，此时倒立的像，即 因为、、 所以 故 （2） 解：（1）略 （2）由题意可知蜡烛位置和光屏位置固定，二者间距为。第一次成清晰像时，物距 则像距 由凸透镜成像中光路可逆可知，第二次成清晰像时，物距与像距互换，即物距 像距 位置为第一次成像时凸透镜位置，到蜡烛的距离为 位置为第二次成像时凸透镜位置，到蜡烛的距离为 故、之间的距离为二者到蜡烛距离之差，因距离为正值，故取绝对值，为 18． 19．（1）使像成在白屏的中央 40；（2）B；（3）便于调节物距，获得清晰的像；（4）右；（5）凸 靠近 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.6 凸透镜成像规律 目 录 A组 巩固过关 知识点1：探究凸透镜成像规律 知识点2：凸透镜成像规律应用 知识点3：凸透镜成像时像距与物距的关系 知识点4：放大镜和水透镜 B组 能力进阶 C组 思维拔高 探究凸透镜成像规律知识点1 1．小明用凸透镜、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，让一束平行光正对着凸透镜入射，移动光屏，直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。由此可知该凸透镜的焦距为________cm； （2）如图乙所示，正确安装并调节实验装置，当蜡烛距凸透镜的距离为35cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰倒立、________（选填“放大”或“缩小”）的实像； （3）在（2）基础上，将蜡烛向左移动，光屏上的像变模糊，为了能在光屏上呈现烛焰清晰的像，可以将光屏向________（选填“左”或“右”）移动合适距离或者在蜡烛与透镜之间放一个焦距合适的________（选填“凸”或“凹”）透镜。 【答案】（1）10.0；（2）缩小；（3）左 凹 【解析】（1）平行于主光轴的光经凸透镜后，会聚在光屏上形成最小最亮的光斑，光斑到凸透镜的距离就是焦距。由图甲可知，光具座刻度尺的分度值为1cm，可以读出凸透镜位于刻度30.0cm处，光斑位于刻度40.0cm处，因此焦距 （2）由图乙可知，凸透镜在50.0cm刻度处，蜡烛在刻度15.0cm处，物距 根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像。 （3）在（2）基础上，将蜡烛向左移动，物距变大，根据凸透镜成像规律，物距变大、焦距不变，像距将会变小，因此将光屏向左移动合适距离才可以在光屏上呈现烛焰清晰的像； 在不移动光屏的情况下要在光屏上呈现烛焰清晰的像，需要使此时蜡烛的光线延后会聚，需要在蜡烛与透镜之间放发散作用的光学器件，因此需要在两者之间放一个焦距合适的凹透镜。 2．小明同学选用焦距为10cm的凸透镜，做“探究凸透镜的成像规律”的实验。 （1）实验在_________（选填“较暗”或“较亮”）的环境中进行，现象更明显； （2）将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使__________、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度，这样做的目的是使像呈现在_______________； （3）保持凸透镜位置不变，将蜡烛移动到25cm刻度线处，若想在光屏上得到清晰的像，应把光屏向________移动； （4）保持凸透镜位置不变，将图中蜡烛移动到45cm刻度线处，发现无论怎样移动光屏，在光屏上都找不到清晰的像，此时在凸透镜的____侧透过凸透镜能观察到烛焰_________、放大的像，生活中的__________就是利用这样的成像原理工作的。 【答案】（1）较暗；（2）烛焰 光屏中央；（3）左；（4）右 正立 放大镜 【解析】（1）较暗的环境中，烛焰的像和环境的亮度差更大，成像的对比度更高，观察到的像会更清晰明显。 （2）实验要求调整烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，目的是让烛焰的像能够成在光屏的中央。 （3）已知凸透镜焦距，由图可知凸透镜初始在50cm刻度线处；蜡烛移到25cm刻度线处时，物距 满足，根据凸透镜成像规律，此时像距需要满足（即），也就是光屏需要在60~70cm刻度之间，对比图中光屏当前在75cm附近的位置，需要向左移动光屏。 （4）蜡烛移到45cm刻度线处时，物距 满足，此时凸透镜成正立、放大的虚像，虚像不能在光屏上呈现，需要在凸透镜的右侧透过透镜观察，放大镜就是利用该成像原理工作的。 3．小波在做“探究凸透镜成像规律”的实验中。 （1）实验要求烛焰、凸透镜、光屏，三者中心大致在同一高度，这样做的目的是使像成在______________； （2）他将凸透镜正对平行光，当光屏移动到图甲所示位置时，屏上呈现出最小最亮的光斑，则通过刻度尺读出此凸透镜的焦距f=_______cm； （3）如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向________（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动。当光屏上出现清晰的像后，取走光屏，从凸透镜右侧适当位置________（选填“能”或“不能”）看到烛焰倒立的实像 【答案】（1）光屏中央；（2）11.0；（3）靠近 能 【解析】（1）实验调整烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度，是为了让烛焰的像完整成在光屏的中央，方便我们观察清晰的像。 （2）平行光正对凸透镜时，最小最亮的光斑就是凸透镜的焦点，焦点到透镜光心的距离就是焦距。从甲图刻度尺读数，透镜对应30.0cm刻度线，光屏对应41.0cm刻度线，因此焦距 （3）根据凸透镜成像规律，物远像近像变小，蜡烛远离透镜（物距变大）时，像距会变小，因此光屏要向靠近透镜的方向移动才能承接清晰的像； 实像是实际光线会聚形成的，取走光屏后，会聚的光线会继续向前传播进入人眼，所以在透镜右侧适当位置能看到这个倒立的实像。 4．如图是“探究凸透镜成像的规律”的实验装置，已知使用的凸透镜的焦距为10cm。 （1）实验时，要先调节发光物体、凸透镜和光屏，使它们的中心 ___________ 相同。 （2）如图所示，光屏上承接到清晰倒立、___________ （选填“放大”或“缩小”）的实像，___________ （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这个成像原理制成的。 （3）保持凸透镜位置不动，蜡烛从30cm刻度处移动至45cm刻度处时，为了再次得到清晰的像，光屏应 ___________ （选填“远离”或“靠近”）凸透镜。 【答案】（1）同一高度；（2）缩小 照相机；（3）远离 【解析】（1）为使像成在光屏的中央，实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度处。 （2）物距， 像距 物距与像距的关系，光屏上承接到清晰倒立缩小实像，照相机利用这一原理工作。 （3）蜡烛从30.0cm刻度处移动至45.0cm刻度处时，物距减小，像距增大（物近像远像放大），光屏应适当远离透镜，光屏上能再次成清晰的像。 凸透镜成像规律应用知识点2 5．某小组利用图示装置研究凸透镜成像的规律，当器材如图示位置时，光屏上呈现的是倒立、_____（选填“放大”或“缩小”）的实像，当LED灯向左移动时，要在光屏上再次获得清晰的像，只需将光屏向_____（选填“左”或“右”）适当移动。 【答案】 缩小 左 【解析】由图可知，此时物距大于像距，即物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、缩小的实像。LED灯向左移动时物距增大，因凸透镜成实像时物远像近像变小，故像距减小，需将光屏向左适当移动。 6．如图是小阳制作的多用途手电筒，AB处是可插入胶片的小插口，CD、EF是可左右伸缩的套筒，EF处装入凸透镜。 （1）当用手电筒照明时，调节套筒，使灯泡灯丝处于凸透镜的________位置，手电筒就可以射出平行光。 （2）小阳将胶片插入AB后，经调节，幕布上出现了放大的、清晰的像，此时测得幕布到凸透镜的距离为16cm，则该凸透镜的焦距可能是________（选填“7cm”或“9cm”） （3）在第（2）小题操作的基础上，要将该装置作为放大镜使用，应将镜头________（选填“往前伸”或“往后缩”）。 【答案】（1）焦点；（2）7cm；（3）往后缩 【解析】（1）由凸透镜的光路规律可知，焦点处的点光源经凸透镜折射后射出平行光，故灯丝需处于焦点位置。 （2）由凸透镜成像规律可知，成倒立、放大的实像时像距满足。代入，得，故选7cm。 （3）由凸透镜成像规律可知，放大镜成像时物距满足。因第（2）问中物距满足，需减小物距使，故镜头往后缩。 7．淄博琉璃烧制技艺是国家级非物质文化遗产。小聪在琉璃馆参观时用一个焦距为15cm的凸透镜观察琉璃瓶的细节，当凸透镜距离瓶子5cm时，他看到的像是（     ） A．正立、放大的虚像 B．倒立、缩小的实像 C．正立、缩小的虚像 D．倒立、放大的实像 【答案】A 【解析】根据凸透镜成像规律，当物距小于凸透镜的一倍焦距时，成正立、放大的虚像，因为，即物距小于一倍焦距，因此看到的是正立、放大的虚像。故选A。 8．投影仪的镜头相当于一个凸透镜，使用时物体应放在镜头的____________________处（选填“1倍焦距以内”“1~2倍焦距之间”或“2倍焦距以外”），屏幕上成__________、__________的实像。 【答案】 1~2倍焦距之间 倒立 放大 【解析】根据凸透镜成像规律，当物距满足（即1~2倍焦距之间）时，可成倒立、放大的实像，这是投影仪的工作条件原理。 凸透镜成像时像距与物距的关系知识点3 9．物体通过凸透镜所成的像的性质与物距有关。主光轴上有两个位置是成像性质变化的分界点，一个是二倍焦距处，另一个是一倍焦距处（焦点处）。_________处，是成缩小像与放大像的分界点；_________处，是成倒立实像与正立虚像的分界点。 【答案】 二倍焦距 一倍焦距 【解析】根据凸透镜成像规律，物距大于二倍焦距时成倒立、缩小的实像，物距在一倍焦距与二倍焦距之间时成倒立、放大的实像，因此二倍焦距处是成缩小像与放大像的分界点；物距大于一倍焦距时成倒立实像，物距小于一倍焦距时成正立虚像，因此一倍焦距（焦点）处是成倒立实像与正立虚像的分界点。 10．810班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，通过测量、记录数据绘制了物距u和像距v之间关系的图像，如图所示。实验中所用凸透镜的焦距f=____________，若实验中某次测量到的物距是25cm，则光屏的像是____________（填“放大”“缩小”或“等大”）的。 【答案】 10cm 缩小 【解析】由凸透镜成像规律可知，当时，即 由图像可得 故 当物距为25cm时，此时物距 由凸透镜成像规律可知，成倒立缩小的实像，则光屏的像是缩小的。 11．某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间的关系图像，如图所示，下列正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距是16cm B．该凸透镜的焦距是8cm C．当物距时成倒立放大的实像 D．把物体从距凸透镜12cm处移动到距凸透镜24cm处的过程中，像逐渐变大 【答案】B 【解析】AB．根据凸透镜成像规律，时，凸透镜成倒立、等大的实像，如图，解得，故A错误，B正确； C．当物距时，，根据成像规律，此时凸透镜成正立、放大的虚像，故C错误； D．当物体从距透镜12cm移动到24cm时，物距变大，根据“物远像近像变小”的规律，像距会变小，像也会变小，故D错误。 故选B。 12．某凸透镜的焦距为10cm，当物体放在凸透镜前20cm处时，在光屏上得到一个清晰的像。 （1）求像到凸透镜的距离。 （2）若将物体向凸透镜移动5cm，求此时像的性质。 【答案】（1）20cm；（2）此时成倒立、放大的实像 【解析】（1）由题意得，凸透镜焦距，物体初始物距 根据凸透镜成像规律，当物距等于2倍焦距时，像距等于2倍焦距，故像到凸透镜的距离 （2）物体向凸透镜移动5cm后，物距 此时，根据凸透镜成像规律，当物距在一倍焦距与二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像。 放大镜和水透镜知识点4 13．尊老爱幼是中华民族的传统美德，为了方便剪指甲，小明送了爷爷一个带有凸透镜的指甲剪，如图所示。凸透镜的作用是什么？ 【答案】成正立、放大的虚像 【解析】指甲剪上的凸透镜相当于放大镜，此时，成正立、放大的虚像。 14．如图所示，圆形鱼缸里有一条小鱼，从侧面看，它看起来会比真实的鱼要______（选填“大”或“小”），小鱼正处于鱼缸的______（填序号）范围。 ①一倍焦距内  ②两倍焦距以外  ③大于一倍焦距，小于两倍焦距 【答案】 大 ① 【解析】盛水的圆形鱼缸相当于凸透镜，因小鱼位于一倍焦距以内，由凸透镜成像规律可知，此时成正立、放大的虚像，故从侧面看到的鱼比真实的鱼大，对应范围为①。 15．夏天早晨，树叶上常常有一些露珠，透过露珠看到的叶脉更清楚。这种情形下，露珠相当于_______镜，叶脉位于该“镜”的_______（选填“二倍焦距以外”“一倍焦距与二倍焦距之间”或“一倍焦距之内”），透过露珠看到的叶脉是_______（描述正倒、大小与虚实）像。 【答案】 凸透 一倍焦距之内 正立、放大的虚 【解析】露珠中间厚、边缘薄，相当于凸透镜。 因露珠起到放大镜的作用，由凸透镜成像规律可知，物距小于一倍焦距时成正立、放大的虚像，故叶脉位于透镜一倍焦距之内，所成像为正立、放大的虚像。 16．小明透过装有水的矿泉水瓶观察距离很近的树叶发现叶脉会变大，而且很清晰，这是因为此时水瓶相当于____________镜，此时观察到的叶脉是____________（选填“倒立”或“正立”）、放大的虚像；所以在森林中旅行时，请不要随意丢弃饮料瓶，因为饮料瓶内进入水后，对太阳光有____________作用，容易引起火灾。 【答案】 凸透 正立 会聚 【解析】[1]装有水的矿泉水瓶中间厚、边缘薄，符合凸透镜的结构特点，因此相当于凸透镜。 [2]根据凸透镜成像规律，当物体位于凸透镜的一倍焦距以内时，成正立、放大的虚像，此处树叶距离水瓶很近，处于一倍焦距内，所以观察到的叶脉是正立的。 [3]凸透镜对太阳光有会聚作用，饮料瓶内装入水后形成的凸透镜会将太阳光会聚到一点，使该点温度急剧升高，容易引燃周围可燃物，引发火灾。 1．张同学在做“研究凸透镜成像规律”实验时，如图甲所示，先测量了凸透镜的焦距，将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏调试到如图乙所示的位置，光屏中心正好出现清晰的像（未画出）。下列说法正确的是（     ） A．凸透镜焦距为20cm B．光屏上的像是倒立、缩小的实像 C．蜡烛燃烧变短，屏上像的位置会下降 D．取走光屏，则凸透镜不成像 【答案】B 【解析】A．由图甲可知，凸透镜焦距为，故A错误； B．由图乙可知，物距是，物体在二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像，故B正确； C．蜡烛燃烧变短，烛焰向下运动，根据经过光心的光线传播方向不改变可知，屏上像的位置会向上，故C错误； D．取走光屏，烛焰射出的光经凸透镜折射后，仍会聚到原位置，所以仍成像，故D错误。 故选B。 2．某同学在“探究凸透镜成像的规律”实验时，将蜡烛、凸透镜、光屏调试到如图所示的位置，光屏中心正好出现清晰的像（未画出）。下列说法正确的是（　　） A．凸透镜位置不变，将蜡烛移至20cm刻度处，移动光屏可得到倒立、放大的实像 B．光屏上的像是倒立、等大的实像 C．蜡烛燃烧变短，光屏上像的位置会下降 D．凸透镜焦距为20cm 【答案】A 【解析】ABD．由图可知物距 像距 因为，成倒立、缩小的实像，根据凸透镜的成像规律可知，此时 且 得，且 ，解得，将蜡烛移至20cm刻度处，此时物距 因为，所以，成倒立、放大的实像，故A正确，BD错误； C．蜡烛燃烧变短，烛焰向下移动，由过光心的光线传播方向不变可知，像向上移动，故C错误； 故选A。 3．物体通过凸透镜在光屏上成放大的像，像距为30cm、像高为3cm。移动该物体使物距变为45cm，关于此时所成像高度的判断正确的是（     ） A．一定大于3cm B．可能小于3cm C．一定小于3cm D．一定等于3cm 【答案】C 【解析】凸透镜成放大实像时，满足像距，将代入得 解得 物体高度为h，此时像高，即 第二次物距 此时成倒立缩小实像，像高，所以 即像高一定小于3cm。 故选C。 4．如图甲所示为小明妈妈经常吃的某品牌鱼油胶囊，该鱼油胶囊呈透明状，如图乙所示，小明透过水滴状的鱼肝油胶囊观察积木，发现上面的数字“9”变成了“6”，下列有关说法中正确的是（     ） A．鱼肝油胶囊相当于一个凹透镜 B．若想让“6”变大一些，可将胶囊稍微远离积木一些 C．若将胶囊靠近积木，透过胶囊看到数字有可能变成“9” D．若将数字“9”稍微向下移动，透过胶囊看到的“6”会向下移动 【答案】C 【解析】A．鱼肝油胶囊中间厚边缘薄，相当于凸透镜，故A错误。 B．图中看到“6”，说明成倒立的实像，由凸透镜成实像的规律“物近像远像变大”可知，想让像变大，应减小物距，即将胶囊靠近积木，故B错误。 C．若将胶囊靠近积木，当物距时，成正立放大的虚像，透过胶囊看到的数字是正立的“9”，故C正确。 D．此时成倒立的实像，像与物上下颠倒，若将数字“9”向下移动，透过胶囊看到的“6”会向上移动，故D错误。 故选C。 5．光电鼠标的原理就是利用发光二极管的光照射鼠标垫，反射后经凸透镜再进入鼠标的光学感应器（相当于光屏），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、凸透镜、发光二极管等元件固定在鼠标内。 （1）当发光二极管的光照射在粗糙的鼠标垫上时会发生__________反射（选填“镜面”或“漫”），若凸透镜距鼠标垫7mm，光学感应器距凸透镜3mm，则在光学感应器上所成的像是__________（选填“放大”或“缩小”）的实像。 （2）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，是因为鼠标悬空相当于物距__________（选填“增大”或“减小”），像成在光学感应器的__________方（选填“上”或“下”）。 【答案】（1）漫 缩小；（2）增大 下 【解析】（1）当发光二极管的光照射在粗糙的鼠标垫上时，反射光线会射向各个方向，因此会发生漫反射； 由题意可知，当鼠标平放在鼠标垫上，成像透镜距鼠标垫7mm，光学感应器距成像透镜3mm，即物距大于像距，因此成倒立、缩小的实像。 （2）让鼠标离开鼠标垫一定高度后悬空移动，相当于让物距增大，则像距变小，那么所成的像在光学感应器的下方，凸透镜成实像时，物远像近像变小，因此所成的像比悬空前的要小。 6．如图是夜色中的建宁大桥和灯光在水中的倒影，两相辉映，格外漂亮。桥的中央主塔高约130米，塔尖距水中倒影的塔尖约____________米。图是照相机镜头成像原理示意图。小李在家里的阳台上用数码相机（焦距可调）拍摄下了株洲天元大桥美丽的夜景，如图甲、乙所示。结合图分析可知，拍摄照片____________时，镜头焦距调得较大。 【答案】 260 乙 【解析】由平面镜成像特点可知：像与物到镜面距离相等，因此塔尖与倒影塔尖的距离为 物距不变时，凸透镜焦距越大，所成实像越大；乙照片中桥的像更大，故拍摄乙时，镜头焦距调得较大。 7．如图是一种被称为“七仙女”的神奇玻璃酒杯，空杯时什么也看不见，斟上酒，杯底立即显现出栩栩如生的仙女图。此现象可以用我们所学知识尝试分析，其中的原理是仙女图画片放在平凸透镜的焦点处，空杯时不成像。倒上酒后，上方的液体可以看作________（凸/凹）透镜，在它和下方平凸透镜的共同作用下，对光的会聚能力比空杯时________（弱/强），于是就看到了一个________（正立/倒立）、放大的“七仙女”像。 【答案】 凹 弱 正立 【解析】斟上酒后，杯中的酒中间薄、边缘厚，因此上方液体可以看作凹透镜。 凹透镜对光线有发散作用，原本下方的平凸透镜单独作用时光线会聚能力强，加入凹透镜后，凹透镜的发散效果抵消了部分平凸透镜的会聚作用，整体对光的会聚能力比空杯时弱。 空杯时画片刚好在平凸透镜的焦点处，无法成像；加入酒后整体会聚能力变弱，等效焦距变大，此时画片位于组合透镜的一倍焦距以内，根据凸透镜成像规律，物距小于一倍焦距时，成正立、放大的虚像，因此我们看到正立放大的仙女像。 8．甲图为某汽车司机下车时，随手将一瓶矿泉水放在仪表台上，不料因阳光照射、水瓶聚光，车内物品被点燃引起火灾。矿泉水和瓶子相当于________（填光学元件名称）。因此，提醒大家在车内不要放置有聚光效果的物品。乙图摄影爱好者拍摄到“站”在水面上的水黾（一种昆虫）纤细的腿使水面发生了凹陷，同时看到水底有带“光环”的暗斑，如图丙所示，此时“凹陷的水”相当于________（填光学元件名称）。当水黾游到水浅的地方，暗斑面积会________（选填“变小”“不变”“变大”）。 【答案】 凸透镜 凹透镜 变小 【解析】装有水的矿泉水瓶相当于一个凸透镜，中间厚边缘薄；由于凸透镜对光线的会聚作用，射入车内的光线经矿泉水瓶折射后会聚于它的焦点上，时间一长正好使放置于此处的物品起火； 水底形成中间暗四周亮的圆环，是因为“形变的水”将中间的光发散到四周，因此它相当于对光线有发散作用的凹透镜； 当水黾游到水浅的地方，水底（相当于光屏）与凹陷的水（相当于凹透镜）之间的距离变小，所以，暗斑面积会变小。 9．小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律。 （1）如图甲所示，小明将一束平行光正对凸透镜，移动光屏，直到光屏上形成一个最小最亮的光斑，该凸透镜的焦距为________cm； （2）实验时调节光源、凸透镜和光屏的中心大致在________，其目的是________； （3）小明将蜡烛移至光具座20cm刻度线处，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，（如图乙所示）则该像是倒立、________（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像；生活中的________（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）就是利用这种成像规律工作的； （4）观察光屏上像的特点时，小明不小心用手指遮挡住了透镜的上半部分，此时光屏上的像________（选填“完整”或“不完整”）； （5）在如图乙情景中，换用焦距为15cm的凸透镜继续实验，下列说法正确的是________（填序号）。 A．向左移动蜡烛，可在光屏上得到烛焰缩小的清晰的实像 B．向左移动透镜，可在光屏上得到烛焰等大的清晰的实像 C．向右移动光屏，可在光屏上得到烛焰放大的清晰的实像 D．无论怎样移动蜡烛，在光屏上都得不到烛焰的清晰的像 【答案】（1）10.0；（2）同一高度 使像成在光屏中央；（3）缩小 照相机；（4）完整；（5）D 【解析】（1）平行光正对凸透镜时，最小最亮的光斑就是凸透镜的焦点，焦点到透镜光心的距离为焦距。由图可知，刻度尺的分度值为1cm，光心所在位置为20.0cm，焦点所在位置为30.0cm，所以该凸透镜的焦距 （2）实验中，为了使像成在光屏中央，应调整蜡烛和光屏的位置，使两者中心处在凸透镜的主光轴上，即光源、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度处。 （3）由图乙可知，物距大于像距，此时物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，由凸透镜成像规律可知，此时成倒立、缩小的实像，照相机就是利用该原理工作的。 （4）用手指遮挡透镜上半部分后，透镜的下半部分仍可以透过光线，烛焰所有点发出的光仍能通过剩余透镜部分会聚到光屏上对应的像点，因此像仍是完整的，只是透过的光线变少，像的亮度会变暗。 （5）AD．由乙图可知，此时透镜和光屏距离为15cm，换用焦距为15cm的凸透镜继续实验时，由凸透镜成像规律可知，实像不可能出现在1倍焦距处，故无论怎样移动蜡烛，在光屏上都得不到烛焰的清晰的像，故A不符合题意，D符合题意； B．要得到倒立等大的实像，需要满足物距等于2倍焦距、像距也等于2倍焦距，也就是物距和像距都为30cm，即蜡烛和光屏间的距离需要为60cm，当前蜡烛和光屏的总距离为 故向左移动透镜，不能在光屏上得到烛焰等大的清晰的实像，故B不符合题意； C．换用焦距15cm的透镜后，当前初始物距恰好为30cm，也就是物距等于2倍焦距，此时对应的清晰像距也应为30cm，但当前光屏距离透镜仅15cm，仅向右移动光屏，无法直接在光屏上得到放大的清晰实像，故C不符合题意。 故选D。 10．【探究名称】探究凸透镜成像规律 【问题】近年来各大智能手机厂商之间的竞争越来越激烈，影像技术作为智能手机的重要功能，也是各厂争相宣传的重点。小明对比后发现，新的智能手机摄像头比几年前的手机摄像头凸起更多，这引起了他探究凸透镜成像规律的兴趣。小明用蜡烛作为光源，挑选了一个凸透镜和不透明的光屏进行探究。 【证据】 （1）如图甲所示，透镜的焦距为______cm；调整器材高度时，应点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在______ （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乙所示的位置，光屏上呈现清晰的像，此像是倒立、______的实像； （3）实验一段时间后，蜡烛因燃烧变短，所成像将向______（选填“上”或“下”，下同）移动，要使像重新回到光屏的中央，保持凸透镜和光屏不动，只需将蜡烛向______调整； （4）如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向______（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动，此时将观察到更______（选填“大”或“小”）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； 【解释】…… 【交流】 （6）当光屏上出现蜡烛清晰的像时，如果用遮光板挡住透镜的一部分，我们观察光屏时，将会在光屏上看到______。 A．蜡烛完整的像，且亮度不变 B．蜡烛完整的像，像的亮度变暗 C．蜡烛不完整的像，像的亮度不变 【答案】（1）10.0 同一高度；（2）放大；（3）上 上；（4）靠近 小；（5）B （6）B 【解析】（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上的焦点位置，焦点到光心的距离就是凸透镜的焦距。图甲中凸透镜在40.0cm刻度处，光斑在50.0cm刻度处，所以焦距为 调整器材高度时，点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是让像成在光屏中央。 （2）图乙中，物距小于像距，根据凸透镜成像规律，成倒立、放大的实像。 （3）蜡烛因燃烧变短，根据过光心的光线传播方向不变，所成像将向上移动。 要使像重新回到光屏中央，保持凸透镜和光屏不动，根据像与物的移动方向相反，只需将蜡烛向上调整。 （4）将蜡烛在乙图的基础上远离透镜，即物距增大，根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”的规律，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向靠近透镜的方向移动，此时将观察到更小的像。 （5）保持蜡烛位置不变，移动凸透镜至图丙所示位置，此时物距，成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，只能用眼睛在B处透过凸透镜观察到。 （6） 用遮光板挡住透镜的一部分，凸透镜的其他部分仍能折射光线成像，所以光屏上仍能看到蜡烛完整的像，但由于透过的光线变少，像的亮度变暗。 故选B。 11．小徽学习凸透镜成像规律时，查阅资料发现：要成清晰的像，物距（u）、像距（v）和焦距（f）需满足关系式：。 （1）当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图甲所示，光屏上恰好成清晰的像（像未画出），求所用凸透镜的焦距； （2）如图乙为小徽利用作图的方法绘制的蜡烛AB的成像示意图，请结合数学知识证明：凸透镜成倒立、等大实像的条件为v=u=2f。 【答案】（1）12.0cm；（2）如图乙，AB⊥BD，CD⊥BD，则∠ABO=∠CDO=90°。 AB∥CD，即∠BAO=∠DCO。 凸透镜成倒立、等大实像，则AB=CD。 在△AOB和△COD中，∠ABO= ∠CDO=90°，∠BAO=∠DCO，AB=CD，则△AOB≌△COD，则BO=DO，即，代入  得。 【解析】（1）如图甲所示，物距 像距 则 解得。 （2）略。 12．如图所示，A'B'是物体AB经凸透镜所成的像，请根据凸透镜成像规律作出物体A'B'，保留作图痕迹。 【答案】 【解析】根据凸透镜的特点可知，左右两侧的焦距相等，所以凸透镜的光心在主光轴上2个F点的中心位置。根据凸透镜特殊光线规律，从物体A出发，作一条经过凸透镜光心O的入射光线，光路的方向不变。再从物体A出发，作一条平行于主光轴的出射光线，经凸透镜后会发生偏折，折射光线会经过凸透镜的另一侧的焦点。上述两条入射光线的交点就是物体的顶点A'，过A'点作垂直于主光轴的线段，交主光轴于B'点，A'B'就是所求的物体，它位于透镜左侧的2倍焦距以外，是倒立、放大的实像。 13．如图所示，OO为凸透镜的主光轴，将点光源放在A点时，像在B点，将点光源放在B点时，像在C点，则（　　） A．凸透镜一定在C的右侧 B．凸透镜一定在A的左侧 C．凸透镜可能在A、B之间 D．凸透镜可能在B、C之间 【答案】B 【分析】分析本题可根据凸透镜成虚像时，像物同侧，且像距大于物距，成实像时像物异侧，并结合在折射中光路是可逆的，逐个排除，即可选出正确选项。 【解析】AD．如果凸透镜放在B、C之间或C点右侧，当点光源放在A点时，若成虚像，像的位置应在A点左侧，不可能在B点；若成实像，像与物在凸透镜的两侧，像的位置在凸透镜右侧，也不可能在B点，故AD不符合题意； C．若凸透镜在A、B之间，点光源放在A点时，成像位置在B点，此时像物在凸透镜的两侧，成的是实像。则将点光源放在B点时，根据光路是可逆的，成像位置应在A点，而不是C点，故C不符合题意； B．若凸透镜在A点左侧，且焦距大于B点到凸透镜的距离，则点光源在A点时，成像位置可能在B点，点光源在B点时，成像位置可能在C点。且综上所述，凸透镜的位置不可能在A、B之间或B、C之间或C的右侧。所以凸透镜一定在A的左侧。故B符合题意。 故选B。 14．在夜晚的实验室中，小明关闭所有灯光并拉严窗帘。如图所示，将两部手机一起放在水平桌面上，甲手机叠放在乙手机上面。小明手持凸透镜，将其置于甲手机屏幕的正上方，并缓慢向上移动凸透镜。实验全程，两手机屏幕都朝上，且屏幕亮度始终均处于最亮状态；凸透镜镜面始终与手机屏幕平行。当凸透镜处于适当的位置时，在白色天花板上看到一部手机的倒立、放大、清晰的像；小明继续将凸透镜向上移动到某一位置，又在天花板上看到一部手机倒立、放大、清晰的像。在天花板上看到的第一次像是______（选填“甲”或“乙”）手机的像。若继续将凸透镜缓慢向上移动，还有______次在天花板上看到像的机会。整个实验中，天花板上呈现的最后一次像是______（选填“倒立”或“正立”）、______（选填“缩小”“等大”或“放大”）实像。 【答案】 乙 2 倒立 缩小 【分析】本题考查凸透镜成像规律，凸透镜向上移动时，物距逐渐变大，结合成实像时物距与像的大小关系判断。 【解析】乙手机在甲手机下方，与天花板间距离更大。凸透镜上移时，乙手机先满足在天花板上成倒立、放大实像的条件，所以第一次看到的是乙手机的像；继续上移，又看到甲手机倒立、放大的实像。再继续上移，甲、乙手机还会各出现一次倒立、缩小的实像，因此还有2次机会。最后一次成像时物距最大，成倒立、缩小的实像。 15．图甲为我国全球最先进的LY-1型激光武器，于9月3日阅兵式的防空方阵中向全世界展示。观看阅兵后小明心情激动，准备用如图乙所示的红色点光源、透镜等器材模型研究LY-1型激光武器的简单工作过程。上、下、左、右为与主光轴垂直平面上的方向，前、后为主光轴轴线方向。 （1）为了将激光会聚于敌机上，小明使用凸透镜作为镜头，会聚后的激光能烧毁敌机是因为光具有______。 （2）已知实验透镜的焦距f=20cm，为了能使激光光斑落于远处的飞机，点光源到凸透镜的距离d要满足_______范围；当敌机按图示方向，水平向正前方飞行，为了让光斑始终落于飞机上同一点，若镜头保持不动时，则此时光源移动的方向是_______。 【答案】（1）能量；（2） 远离透镜 【解析】（1）激光能烧毁敌机，是因为光具有能量，激光的能量集中，能够在目标处产生较高的热量，从而达到烧毁敌机的效果。 （2）[1]为了使激光光斑落于远处的飞机，相当于光源在飞机处成实像，由图可知，物距小于焦距，所以，光源应在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，即点光源到凸透镜的距离d要满足。 [2]当敌机水平向正前方飞行（靠近透镜方向），相当于像距减小，为了让光斑始终落于飞机上同一点，在镜头保持不动时，光源需要向远离透镜的方向（后）移动，以此增大物距，从而让光斑能跟随敌机移动。 16．在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，如图所示，小明用高为4cm的发光体（由发光二极管组成）作为物体，把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处不动。表是小明记录的凸透镜成实像时的部分实验数据（数据记录时取整数）： 实验次数 物距cm 像距cm 像高cm （1）分析表中数据可知，实验中所用凸透镜的焦距为______ cm。 （2）在第3次实验时，将光屏移到光具座______cm刻度线处，光屏上会出现清晰的像。此时，如果小明不小心用手指尖触碰到了凸透镜，光屏上______（选填“会”或“不会”）出现手指尖的像。 （3）根据实验数据推测，当把物体放在光具座“0”刻度线处时，物体通过凸透镜所成实像的高度______（选填“大于”、“小于”或“等于”）2cm。 （4）小明完成实验后，又找来一个装有水的圆柱形玻璃瓶，把一支铅笔放在玻璃瓶的一侧，透过瓶和水可以看到那支笔，如图2所示。将铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动的过程中，铅笔所成像的______（选填“长短”、“粗细”或“笔尖朝向”）一直不会有明显的变化。 （5）小花在做“探究凸透镜成像的规律”实验时发现，保持蜡烛和屏之间的距离为45cm不变，只改变凸透镜的位置可以在屏上得到两个清晰的像，将凸透镜从成第一个像的位置向蜡烛移动15cm得到第二个像，她通过分析得出第一个像与蜡烛相比是_______（填“缩小”“等大”或“放大”），凸透镜的焦距是_______。 【答案】（1）10；（2）80.0 不会；（3）小于；（4）粗细；（5）缩小 【解析】（1）由表格第2次实验数据可知，物距为20cm，像高等于物高，说明此时成倒立、等大的实像。根据凸透镜成像规律，等大实像满足，因此，解得焦距。 （2）[1]第3次实验物距为15cm，与第1次实验的像距相等。根据光的折射中光路可逆，像距应等于第1次实验的物距30cm。凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，故光屏应移至 刻度线处，光屏上会出现清晰的像。 [2]小明用手指触碰凸透镜时，手指位于透镜表面或极靠近透镜，其到透镜光心的距离小于凸透镜的焦距，因此成正立、放大的虚像，虚像无法呈现在光屏上，所以光屏上不会出现手指的像。 （3）物体放在光具座“0”刻度线处时，物距增大为50cm。根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”的规律，对比第1次实验物距30cm、像高2cm，可知此时实像高度小于2cm。 （4）装有水的圆柱形玻璃瓶相当于凸透镜，其上下方向对光线无会聚作用。将铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处移动时，铅笔尖的长短、朝向会发生变化，但像的粗细一直不会有明显变化。 （5）[1][2]根据题意可得 解得第一次成像时物距为30cm，像距为15cm，物距大于像距，成倒立、缩小的实像。 根据凸透镜成像公式 代入第一次成像的物距，，则 解得焦距 17．如图所示，物体AB位于凸透镜2F点上，在凸透镜另一侧2F点上能成清晰的像。 （1）请你结合数学知识证明； （2）若固定蜡烛与光屏间的距离为L0不变，只移动凸透镜。若第一次成清晰像时蜡烛与凸透镜所在位置A间的距离为L，如图乙所示，凸透镜移动过程中，第二次成清晰像的位置为B（未画出），则前后两次成清晰的像时，所在位置A、B之间的距离为多少？（用L0，L表示） 【答案】（1）物体AB位于凸透镜2F点上，在凸透镜另一侧2F点上能成清晰的像，即 根据凸透镜成像规律可知，此时倒立的像，即 因为、、 所以 故 （2） 【解析】（1）略 （2）由题意可知蜡烛位置和光屏位置固定，二者间距为。第一次成清晰像时，物距 则像距 由凸透镜成像中光路可逆可知，第二次成清晰像时，物距与像距互换，即物距 像距 位置为第一次成像时凸透镜位置，到蜡烛的距离为 位置为第二次成像时凸透镜位置，到蜡烛的距离为 故、之间的距离为二者到蜡烛距离之差，因距离为正值，故取绝对值，为 18．如图甲是小明爷爷看书时用的放大镜，请在图乙中画出小明爷爷用放大镜看书上的文字（用箭头A代替）时成像的光路图。 【答案】 【解析】用放大镜看书，放大镜是凸透镜，箭头A垂直于主光轴，则从A点出来的光线过凸透镜的光心时，传播方向不改变，平行于主光轴的光线，过凸透镜后，折射光线经过焦点，而放大镜成像时，物距小于一倍焦距，成放大的虚像，所以将两折射光线反向延长，会聚点为A点的像点A′，过A′点作主光轴的垂线段，即箭头A对应的像，据此作图。 19．根据下列学科实践活动，回答问题 制作“智能”投影仪 小明用硬纸板制作一个长方体暗箱，配置合适的凸透镜制成一个简易投影仪，将播放视频的手机放到指定位置，白屏上便能观察到放大的视频画面。 [设计与制作] （1）如图甲，制作时使凸透镜（）、手机和白屏三者中心在同一水平直线上，目的是____________；现有宽和高均为18cm，长度分别为10cm、20cm和40cm的三个纸盒，则他应选择长度为____________cm的纸盒做暗箱； （2）为了使投影仪具有更好的观影效果，手机屏幕应该选图乙中的____________（A/B）的放置方式； [优化与改进] （3）小明给暗箱设计了一个可伸缩的抽屉，如图丁所示。这样设计的优点是：____________； （4）若使白屏上的像变得更大，他的操作是适当向____________（左/右）推动抽屉； （5）观影时小明发现白屏上的画面偏暗，于是在暗箱上开槽，如图戊所示，插入某种类型的透镜后，画面的亮度增强，但模糊不清，则这块透镜是____________（凸/凹）透镜。为了得到清晰的像，他接下来应将白屏向____________（靠近/远离）原有凸透镜方向移动。 【答案】（1）使像成在白屏的中央 40；（2）B；（3）便于调节物距，获得清晰的像；（4）右；（5）凸 靠近 【解析】（1）为了使像成在白屏中央，制作时需要保证凸透镜、手机和白屏三者的中心在同一水平直线上。 凸透镜焦距，投影仪成放大实像时，物距需满足，即，暗箱长度需大于才能满足物距调节范围，故选长度为的纸盒。 （2）凸透镜成实像时，像与物体上下、左右均颠倒，为使白屏上的像正立，手机需倒放，故选B。 （3）可伸缩抽屉能改变手机到凸透镜的距离（物距），便于调节物距，从而获得清晰的像或改变像的大小。 （4）根据凸透镜成实像规律，物近像远像变大。要使像变大，需减小物距，因此向右推动抽屉，使手机靠近凸透镜。 （5）插入透镜后画面亮度增强，说明该透镜对光线有会聚作用，故为凸透镜； 凸透镜会使光线提前会聚，像距减小，因此需将白屏向靠近原有凸透镜的方向移动，才能得到清晰的像。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.6 凸透镜成像规律 目 录 A组 巩固过关 知识点1：探究凸透镜成像规律 知识点2：凸透镜成像规律应用 知识点3：凸透镜成像时像距与物距的关系 知识点4：放大镜和水透镜 B组 能力进阶 C组 思维拔高 探究凸透镜成像规律知识点1 1．小明用凸透镜、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，让一束平行光正对着凸透镜入射，移动光屏，直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。由此可知该凸透镜的焦距为________cm； （2）如图乙所示，正确安装并调节实验装置，当蜡烛距凸透镜的距离为35cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰倒立、________（选填“放大”或“缩小”）的实像； （3）在（2）基础上，将蜡烛向左移动，光屏上的像变模糊，为了能在光屏上呈现烛焰清晰的像，可以将光屏向________（选填“左”或“右”）移动合适距离或者在蜡烛与透镜之间放一个焦距合适的________（选填“凸”或“凹”）透镜。 2．小明同学选用焦距为10cm的凸透镜，做“探究凸透镜的成像规律”的实验。 （1）实验在_________（选填“较暗”或“较亮”）的环境中进行，现象更明显； （2）将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使__________、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度，这样做的目的是使像呈现在_______________； （3）保持凸透镜位置不变，将蜡烛移动到25cm刻度线处，若想在光屏上得到清晰的像，应把光屏向________移动； （4）保持凸透镜位置不变，将图中蜡烛移动到45cm刻度线处，发现无论怎样移动光屏，在光屏上都找不到清晰的像，此时在凸透镜的____侧透过凸透镜能观察到烛焰_________、放大的像，生活中的__________就是利用这样的成像原理工作的。 3．小波在做“探究凸透镜成像规律”的实验中。 （1）实验要求烛焰、凸透镜、光屏，三者中心大致在同一高度，这样做的目的是使像成在______________； （2）他将凸透镜正对平行光，当光屏移动到图甲所示位置时，屏上呈现出最小最亮的光斑，则通过刻度尺读出此凸透镜的焦距f=_______cm； （3）如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向________（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动。当光屏上出现清晰的像后，取走光屏，从凸透镜右侧适当位置________（选填“能”或“不能”）看到烛焰倒立的实像 4．如图是“探究凸透镜成像的规律”的实验装置，已知使用的凸透镜的焦距为10cm。 （1）实验时，要先调节发光物体、凸透镜和光屏，使它们的中心 ___________ 相同。 （2）如图所示，光屏上承接到清晰倒立、___________ （选填“放大”或“缩小”）的实像，___________ （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这个成像原理制成的。 （3）保持凸透镜位置不动，蜡烛从30cm刻度处移动至45cm刻度处时，为了再次得到清晰的像，光屏应 ___________ （选填“远离”或“靠近”）凸透镜。 凸透镜成像规律应用知识点2 5．某小组利用图示装置研究凸透镜成像的规律，当器材如图示位置时，光屏上呈现的是倒立、_____（选填“放大”或“缩小”）的实像，当LED灯向左移动时，要在光屏上再次获得清晰的像，只需将光屏向_____（选填“左”或“右”）适当移动。 6．如图是小阳制作的多用途手电筒，AB处是可插入胶片的小插口，CD、EF是可左右伸缩的套筒，EF处装入凸透镜。 （1）当用手电筒照明时，调节套筒，使灯泡灯丝处于凸透镜的________位置，手电筒就可以射出平行光。 （2）小阳将胶片插入AB后，经调节，幕布上出现了放大的、清晰的像，此时测得幕布到凸透镜的距离为16cm，则该凸透镜的焦距可能是________（选填“7cm”或“9cm”） （3）在第（2）小题操作的基础上，要将该装置作为放大镜使用，应将镜头________（选填“往前伸”或“往后缩”）。 7．淄博琉璃烧制技艺是国家级非物质文化遗产。小聪在琉璃馆参观时用一个焦距为15cm的凸透镜观察琉璃瓶的细节，当凸透镜距离瓶子5cm时，他看到的像是（     ） A．正立、放大的虚像 B．倒立、缩小的实像 C．正立、缩小的虚像 D．倒立、放大的实像 8．投影仪的镜头相当于一个凸透镜，使用时物体应放在镜头的____________________处（选填“1倍焦距以内”“1~2倍焦距之间”或“2倍焦距以外”），屏幕上成__________、__________的实像。 凸透镜成像时像距与物距的关系知识点3 9．物体通过凸透镜所成的像的性质与物距有关。主光轴上有两个位置是成像性质变化的分界点，一个是二倍焦距处，另一个是一倍焦距处（焦点处）。_________处，是成缩小像与放大像的分界点；_________处，是成倒立实像与正立虚像的分界点。 10．810班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，通过测量、记录数据绘制了物距u和像距v之间关系的图像，如图所示。实验中所用凸透镜的焦距f=____________，若实验中某次测量到的物距是25cm，则光屏的像是____________（填“放大”“缩小”或“等大”）的。 11．某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间的关系图像，如图所示，下列正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距是16cm B．该凸透镜的焦距是8cm C．当物距时成倒立放大的实像 D．把物体从距凸透镜12cm处移动到距凸透镜24cm处的过程中，像逐渐变大 12．某凸透镜的焦距为10cm，当物体放在凸透镜前20cm处时，在光屏上得到一个清晰的像。 （1）求像到凸透镜的距离。 （2）若将物体向凸透镜移动5cm，求此时像的性质。 放大镜和水透镜知识点4 13．尊老爱幼是中华民族的传统美德，为了方便剪指甲，小明送了爷爷一个带有凸透镜的指甲剪，如图所示。凸透镜的作用是什么？ 14．如图所示，圆形鱼缸里有一条小鱼，从侧面看，它看起来会比真实的鱼要______（选填“大”或“小”），小鱼正处于鱼缸的______（填序号）范围。 ①一倍焦距内  ②两倍焦距以外  ③大于一倍焦距，小于两倍焦距 15．夏天早晨，树叶上常常有一些露珠，透过露珠看到的叶脉更清楚。这种情形下，露珠相当于_______镜，叶脉位于该“镜”的_______（选填“二倍焦距以外”“一倍焦距与二倍焦距之间”或“一倍焦距之内”），透过露珠看到的叶脉是_______（描述正倒、大小与虚实）像。 16．小明透过装有水的矿泉水瓶观察距离很近的树叶发现叶脉会变大，而且很清晰，这是因为此时水瓶相当于____________镜，此时观察到的叶脉是____________（选填“倒立”或“正立”）、放大的虚像；所以在森林中旅行时，请不要随意丢弃饮料瓶，因为饮料瓶内进入水后，对太阳光有____________作用，容易引起火灾。 1．张同学在做“研究凸透镜成像规律”实验时，如图甲所示，先测量了凸透镜的焦距，将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏调试到如图乙所示的位置，光屏中心正好出现清晰的像（未画出）。下列说法正确的是（     ） A．凸透镜焦距为20cm B．光屏上的像是倒立、缩小的实像 C．蜡烛燃烧变短，屏上像的位置会下降 D．取走光屏，则凸透镜不成像 2．某同学在“探究凸透镜成像的规律”实验时，将蜡烛、凸透镜、光屏调试到如图所示的位置，光屏中心正好出现清晰的像（未画出）。下列说法正确的是（　　） A．凸透镜位置不变，将蜡烛移至20cm刻度处，移动光屏可得到倒立、放大的实像 B．光屏上的像是倒立、等大的实像 C．蜡烛燃烧变短，光屏上像的位置会下降 D．凸透镜焦距为20cm 3．物体通过凸透镜在光屏上成放大的像，像距为30cm、像高为3cm。移动该物体使物距变为45cm，关于此时所成像高度的判断正确的是（     ） A．一定大于3cm B．可能小于3cm C．一定小于3cm D．一定等于3cm 4．如图甲所示为小明妈妈经常吃的某品牌鱼油胶囊，该鱼油胶囊呈透明状，如图乙所示，小明透过水滴状的鱼肝油胶囊观察积木，发现上面的数字“9”变成了“6”，下列有关说法中正确的是（     ） A．鱼肝油胶囊相当于一个凹透镜 B．若想让“6”变大一些，可将胶囊稍微远离积木一些 C．若将胶囊靠近积木，透过胶囊看到数字有可能变成“9” D．若将数字“9”稍微向下移动，透过胶囊看到的“6”会向下移动 5．光电鼠标的原理就是利用发光二极管的光照射鼠标垫，反射后经凸透镜再进入鼠标的光学感应器（相当于光屏），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、凸透镜、发光二极管等元件固定在鼠标内。 （1）当发光二极管的光照射在粗糙的鼠标垫上时会发生__________反射（选填“镜面”或“漫”），若凸透镜距鼠标垫7mm，光学感应器距凸透镜3mm，则在光学感应器上所成的像是__________（选填“放大”或“缩小”）的实像。 （2）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，是因为鼠标悬空相当于物距__________（选填“增大”或“减小”），像成在光学感应器的__________方（选填“上”或“下”）。 6．如图是夜色中的建宁大桥和灯光在水中的倒影，两相辉映，格外漂亮。桥的中央主塔高约130米，塔尖距水中倒影的塔尖约____________米。图是照相机镜头成像原理示意图。小李在家里的阳台上用数码相机（焦距可调）拍摄下了株洲天元大桥美丽的夜景，如图甲、乙所示。结合图分析可知，拍摄照片____________时，镜头焦距调得较大。 7．如图是一种被称为“七仙女”的神奇玻璃酒杯，空杯时什么也看不见，斟上酒，杯底立即显现出栩栩如生的仙女图。此现象可以用我们所学知识尝试分析，其中的原理是仙女图画片放在平凸透镜的焦点处，空杯时不成像。倒上酒后，上方的液体可以看作________（凸/凹）透镜，在它和下方平凸透镜的共同作用下，对光的会聚能力比空杯时________（弱/强），于是就看到了一个________（正立/倒立）、放大的“七仙女”像。 8．甲图为某汽车司机下车时，随手将一瓶矿泉水放在仪表台上，不料因阳光照射、水瓶聚光，车内物品被点燃引起火灾。矿泉水和瓶子相当于________（填光学元件名称）。因此，提醒大家在车内不要放置有聚光效果的物品。乙图摄影爱好者拍摄到“站”在水面上的水黾（一种昆虫）纤细的腿使水面发生了凹陷，同时看到水底有带“光环”的暗斑，如图丙所示，此时“凹陷的水”相当于________（填光学元件名称）。当水黾游到水浅的地方，暗斑面积会________（选填“变小”“不变”“变大”）。 9．小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律。 （1）如图甲所示，小明将一束平行光正对凸透镜，移动光屏，直到光屏上形成一个最小最亮的光斑，该凸透镜的焦距为________cm； （2）实验时调节光源、凸透镜和光屏的中心大致在________，其目的是________； （3）小明将蜡烛移至光具座20cm刻度线处，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，（如图乙所示）则该像是倒立、________（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像；生活中的________（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）就是利用这种成像规律工作的； （4）观察光屏上像的特点时，小明不小心用手指遮挡住了透镜的上半部分，此时光屏上的像________（选填“完整”或“不完整”）； （5）在如图乙情景中，换用焦距为15cm的凸透镜继续实验，下列说法正确的是________（填序号）。 A．向左移动蜡烛，可在光屏上得到烛焰缩小的清晰的实像 B．向左移动透镜，可在光屏上得到烛焰等大的清晰的实像 C．向右移动光屏，可在光屏上得到烛焰放大的清晰的实像 D．无论怎样移动蜡烛，在光屏上都得不到烛焰的清晰的像 10．【探究名称】探究凸透镜成像规律 【问题】近年来各大智能手机厂商之间的竞争越来越激烈，影像技术作为智能手机的重要功能，也是各厂争相宣传的重点。小明对比后发现，新的智能手机摄像头比几年前的手机摄像头凸起更多，这引起了他探究凸透镜成像规律的兴趣。小明用蜡烛作为光源，挑选了一个凸透镜和不透明的光屏进行探究。 【证据】 （1）如图甲所示，透镜的焦距为______cm；调整器材高度时，应点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在______ （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乙所示的位置，光屏上呈现清晰的像，此像是倒立、______的实像； （3）实验一段时间后，蜡烛因燃烧变短，所成像将向______（选填“上”或“下”，下同）移动，要使像重新回到光屏的中央，保持凸透镜和光屏不动，只需将蜡烛向______调整； （4）如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向______（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动，此时将观察到更______（选填“大”或“小”）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； 【解释】…… 【交流】 （6）当光屏上出现蜡烛清晰的像时，如果用遮光板挡住透镜的一部分，我们观察光屏时，将会在光屏上看到______。 A．蜡烛完整的像，且亮度不变 B．蜡烛完整的像，像的亮度变暗 C．蜡烛不完整的像，像的亮度不变 11．小徽学习凸透镜成像规律时，查阅资料发现：要成清晰的像，物距（u）、像距（v）和焦距（f）需满足关系式：。 （1）当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图甲所示，光屏上恰好成清晰的像（像未画出），求所用凸透镜的焦距； （2）如图乙为小徽利用作图的方法绘制的蜡烛AB的成像示意图，请结合数学知识证明：凸透镜成倒立、等大实像的条件为v=u=2f。 12．如图所示，A'B'是物体AB经凸透镜所成的像，请根据凸透镜成像规律作出物体A'B'，保留作图痕迹。 13．如图所示，OO为凸透镜的主光轴，将点光源放在A点时，像在B点，将点光源放在B点时，像在C点，则（　　） A．凸透镜一定在C的右侧 B．凸透镜一定在A的左侧 C．凸透镜可能在A、B之间 D．凸透镜可能在B、C之间 14．在夜晚的实验室中，小明关闭所有灯光并拉严窗帘。如图所示，将两部手机一起放在水平桌面上，甲手机叠放在乙手机上面。小明手持凸透镜，将其置于甲手机屏幕的正上方，并缓慢向上移动凸透镜。实验全程，两手机屏幕都朝上，且屏幕亮度始终均处于最亮状态；凸透镜镜面始终与手机屏幕平行。当凸透镜处于适当的位置时，在白色天花板上看到一部手机的倒立、放大、清晰的像；小明继续将凸透镜向上移动到某一位置，又在天花板上看到一部手机倒立、放大、清晰的像。在天花板上看到的第一次像是______（选填“甲”或“乙”）手机的像。若继续将凸透镜缓慢向上移动，还有______次在天花板上看到像的机会。整个实验中，天花板上呈现的最后一次像是______（选填“倒立”或“正立”）、______（选填“缩小”“等大”或“放大”）实像。 15．图甲为我国全球最先进的LY-1型激光武器，于9月3日阅兵式的防空方阵中向全世界展示。观看阅兵后小明心情激动，准备用如图乙所示的红色点光源、透镜等器材模型研究LY-1型激光武器的简单工作过程。上、下、左、右为与主光轴垂直平面上的方向，前、后为主光轴轴线方向。 （1）为了将激光会聚于敌机上，小明使用凸透镜作为镜头，会聚后的激光能烧毁敌机是因为光具有______。 （2）已知实验透镜的焦距f=20cm，为了能使激光光斑落于远处的飞机，点光源到凸透镜的距离d要满足_______范围；当敌机按图示方向，水平向正前方飞行，为了让光斑始终落于飞机上同一点，若镜头保持不动时，则此时光源移动的方向是_______。 16．在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，如图所示，小明用高为4cm的发光体（由发光二极管组成）作为物体，把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处不动。表是小明记录的凸透镜成实像时的部分实验数据（数据记录时取整数）： 实验次数 物距cm 像距cm 像高cm （1）分析表中数据可知，实验中所用凸透镜的焦距为______ cm。 （2）在第3次实验时，将光屏移到光具座______cm刻度线处，光屏上会出现清晰的像。此时，如果小明不小心用手指尖触碰到了凸透镜，光屏上______（选填“会”或“不会”）出现手指尖的像。 （3）根据实验数据推测，当把物体放在光具座“0”刻度线处时，物体通过凸透镜所成实像的高度______（选填“大于”、“小于”或“等于”）2cm。 （4）小明完成实验后，又找来一个装有水的圆柱形玻璃瓶，把一支铅笔放在玻璃瓶的一侧，透过瓶和水可以看到那支笔，如图2所示。将铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动的过程中，铅笔所成像的______（选填“长短”、“粗细”或“笔尖朝向”）一直不会有明显的变化。 （5）小花在做“探究凸透镜成像的规律”实验时发现，保持蜡烛和屏之间的距离为45cm不变，只改变凸透镜的位置可以在屏上得到两个清晰的像，将凸透镜从成第一个像的位置向蜡烛移动15cm得到第二个像，她通过分析得出第一个像与蜡烛相比是_______（填“缩小”“等大”或“放大”），凸透镜的焦距是_______。 17．如图所示，物体AB位于凸透镜2F点上，在凸透镜另一侧2F点上能成清晰的像。 （1）请你结合数学知识证明； （2）若固定蜡烛与光屏间的距离为L0不变，只移动凸透镜。若第一次成清晰像时蜡烛与凸透镜所在位置A间的距离为L，如图乙所示，凸透镜移动过程中，第二次成清晰像的位置为B（未画出），则前后两次成清晰的像时，所在位置A、B之间的距离为多少？（用L0，L表示） 18．如图甲是小明爷爷看书时用的放大镜，请在图乙中画出小明爷爷用放大镜看书上的文字（用箭头A代替）时成像的光路图。 19．根据下列学科实践活动，回答问题 制作“智能”投影仪 小明用硬纸板制作一个长方体暗箱，配置合适的凸透镜制成一个简易投影仪，将播放视频的手机放到指定位置，白屏上便能观察到放大的视频画面。 [设计与制作] （1）如图甲，制作时使凸透镜（）、手机和白屏三者中心在同一水平直线上，目的是____________；现有宽和高均为18cm，长度分别为10cm、20cm和40cm的三个纸盒，则他应选择长度为____________cm的纸盒做暗箱； （2）为了使投影仪具有更好的观影效果，手机屏幕应该选图乙中的____________（A/B）的放置方式； [优化与改进] （3）小明给暗箱设计了一个可伸缩的抽屉，如图丁所示。这样设计的优点是：____________； （4）若使白屏上的像变得更大，他的操作是适当向____________（左/右）推动抽屉； （5）观影时小明发现白屏上的画面偏暗，于是在暗箱上开槽，如图戊所示，插入某种类型的透镜后，画面的亮度增强，但模糊不清，则这块透镜是____________（凸/凹）透镜。为了得到清晰的像，他接下来应将白屏向____________（靠近/远离）原有凸透镜方向移动。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $