人教版物理八年级上学期 第五章第三节探究凸透镜成像规律
一、单选题
1．（2021九上·罗湖月考）购物支付已进入“刷脸”时代，如图所示，消费者只需站在距摄像头 40-60cm 的距离，经系统自动拍照、扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易下列有关说法正确的是（ ）
A．光经过摄像头成像利用的是光的反射
B．镜头的焦距小于 20cm
C．刷脸支付时，人脸通过镜头成倒立、缩小的虚像
D．“刷脸”时，面部应位于摄像头 1 倍焦距到 2 倍焦距之间
2．（2020八上·承德期末）如图所示是探究凸透镜成像规律的实验装置，实验中所使用的透镜焦距为10cm，实验中将蜡烛分别放在甲、乙、两、丁四个位置，观察光屏上成像情况（光屏位置未标出）。下列说法正确的是（ ）
A．蜡烛在甲位置时，需将光屏移动到70cm刻度的右侧位置，才能在光屏上成清晰的像
B．蜡烛在乙位置时，透镜成像的特点与幻灯机的原理相同
C．蜡烛在丙位置时，光屏上成的清晰的像为倒立、缩小的实像
D．蜡烛在丁位置时，成正立、放大的虚像，与放大镜成像原理相同
3．（2021·百色）如图所示是“科学探究：凸透镜成像”的实验操作情景，下列说法错误的是（ ）
A．从图甲中可知该透镜的焦距为10.0cm
B．如图乙所示，向左适当移动光屏可以得到缩小的实像
C．如图乙所示，将蜡烛移至30cm处，光屏上可得到等大的实像
D．如图乙所示，将蜡烛移至45cm处，移动光屏可以得到缩小的实像
4．（2020八上·三水期末）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示，此时烛焰在光屏上成一个清晰的像，则以下判断正确的是（ ）
A．这个清晰的像是倒立、放大的实像，照相机就是应用这个原理的
B．当蜡烛因燃烧而变短时，光屏上的像会向上移
C．若将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上仍能呈现出烛焰倒立、放大的实像
D．若将蜡烛移动到以45cm刻度处，光屏适当向右移动会在光屏上呈现清晰的像
5．（2020八上·荆州期末）在“探究凸透镜成像的规律”实验时，某小组测量出物距u和像距v的数据，并绘制成如图所示的图象，下列说法中正确的是（ ）
A．该凸透镜的焦距f=20cm
B．当物距u=8cm时，成正立、放大的虚像，投影仪利用了这条规律
C．当物距u=30cm时，成倒立、缩小的实像，照相机利用了这条规律
D．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
6．（2021·荆州）在探究凸透镜成像规律的实验中，移动光屏距透镜20cm时，在光屏上正好得到烛焰清晰放大的像。则（ ）
A．蜡烛距透镜的距离大于20cm
B．凸透镜的焦距大于10cm
C．投影仪应用了该次实验的成像规律
D．照相机应用了该次实验的成像规律
7．（2021·江西）小明同学在探究凸透镜成像规律时，把蜡烛和凸透镜固定在如图所示位置，移动光具座上的光屏得到一清晰像（光屏未画出），则该透镜的焦距可能是（ ）
A．10cm B．20cm C．30cm D．40cm
二、填空题
8．（2021·贵港）在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，凸透镜的焦距为10cm。实验中，调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在 。将一支点燃的蜡烛放在凸透镜前18cm处，光屏上得到清晰的像。然后在烛焰和凸透镜之间放置了一个近视眼镜片，光屏上烛焰的清晰像变模糊了。若想在光屏上重新得到清晰的烛焰像，应将光屏 凸透镜。
9．（2021·荆门）小华同学将一凸透镜正对一束平行光，可得到一个很小、很亮的光斑如图甲所示，该凸透镜的焦距为 cm。将该凸透镜、蜡烛和光屏按图乙所示安装到光具座上，在光屏上可观察到清晰倒立 （选填“放大”“缩小”或“等大”）的像，我们生活中的 （选填“放大镜”、“近视眼镜”或“照相机”）就是遵循了凸透镜的这一成像规律。把凸透镜换成薄玻璃板，在蜡烛一侧观察玻璃板也能看到一个 （选填“放大”缩小”或“等大”）的蜡烛的像。
10．（2021·广东模拟）某学校师生进入校门时需进行人脸识别，人脸识别机器的工作原理类似摄像机，如题图所示是工作人员在机器的镜头前0.5m处完成人脸识别；此人脸识别机器的镜头相当于 透镜，所成的像是倒立 (选填“缩小”“放大” 或“等大”)的实像，它的焦距应 25cm(选填“大于”“等于”或“小于")。
11．（2021·吉林模拟）如图所示，眼睛经放大镜所成的是正立、放大的 (选填“实像”或“虚像”)放大镜可用于矫正 (选填”近视眼”或“远视眼”)
12．（2021·崇明模拟）“测定小灯泡的功率”的实验是属于 （选填“测量”、“探究”、“验证”）性实验；“测定物质的密度”实验中，采用多次测量是为了 ；“探究凸透镜成像的规律”实验中，采用多个凸透镜做实验是为了 。
13．（2021八下·陈仓期中）如图所示，一束平行光正对凸透镜射入后，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑，则此凸透镜的焦距是 cm；用此凸透镜探究成像规律，将蜡烛放在图中光具座的45cm刻度线处时，成 放大的虚像（选填“正立”或“倒立”），此时人眼要在 一侧才能观察到像。（选填“蜡烛”或“光屏”）。
14．（2021·阿城模拟）如图所示，已知凸透镜焦距为10.0cm，此时光屏可以得到一个清晰倒立 实像。若将蜡烛移到45cm刻度线处，此时所成的像与该蜡烛放在平面镜前所成像的区别是 。
三、作图题
15．（2012·茂名）如图所示，MN 为凸透镜的主光轴，A为蜡烛，A′为蜡烛在光屏上所成的像，根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点，并将它们画出来．
16．（2017·和县模拟）如图L表示凸透镜，M N是主光轴，O为光心，F为焦点．请运用凸透镜的特殊光线在图中画出物体AB所成的像的光路图．如果凸透镜的焦距为f，物体AB的高度为h1，物体到透镜的距离为u，像到透镜的距离为v，请你证明像的高度h2= ．
四、实验探究题
17．（2020八上·承德期末）小伟用如图甲所示的实验装置探究“凸透镜成像的规律”，所用凸透镜的焦距为10cm
（1）小伟在组装器材时，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一水平直线上，这样做的目的是： ．
（2）实验过程中，凸透镜始终固定在光具座50cm刻度线处．当蜡烛距离凸透镜15cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、 的实像（选填“放大”、“等大”或“缩小”）．
（3）接下来小伟将蜡烛向远离凸透镜方向移动一段距离，为了能在光屏上再次看到烛焰清晰的像，他应将光屏向 透镜方向移动（选填“靠近”或“远离”）此时的像与步骤（2）中的像相比，大小将变 ．
（4）如图乙所示，小伟将蜡烛固定在光具座10cm刻度线处，移动光屏，再次得到烛焰清晰的像，利用该成像规律制成的光学仪器是 （选填“放大镜”投影仪”或“照相机”）．小伟发现，随着蜡烛燃烧变短，烛焰在光屏上的像会向 移动．
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】A.摄像头是凸透镜，凸透镜成像的原理是光的折射，故错误。
B.刷脸时，要成倒立缩小的实像，所以u>2f，人站在距离镜头40－60cm处，所以焦距应该小于20cm，故正确。
C.刷脸时，成倒立缩小的实像，故错误。
D.刷脸时，要成倒立缩小的实像，所以面部在二倍焦距以外，故错误。
故答案为：B
【分析】凸透镜成像规律，物距大于二倍焦距，成倒立缩小的实像，物距等于二倍焦距，成倒立等大实像，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立放大实像，物距在一倍焦距以内，成正立放大虚像。
2．【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验；凸透镜成像的应用
【解析】【解答】A．蜡烛在甲位置时，物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，所以需将光屏移动到大于60cm到70cm之间的位置，才能在光屏上成清晰的像，A不符合题意；
B．蜡烛在乙位置时，物距大于二倍焦距，成倒立缩小的实像，透镜成像的特点与照相机的原理相同，B不符合题意；
C．蜡烛在丙位置时，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，光屏上成的清晰的像为倒立、放大的实像，C不符合题意；
D．蜡烛在丁位置时，物距小于焦距，成正立、放大的虚像，与放大镜成像原理相同，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】物体在凸透镜的二倍焦距外时，成倒立缩小的实像；物体在一倍焦距和二倍焦距间成像是倒立放大的实像；物体在焦点内时，成正立放大的虚像。
3．【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验；凸透镜成像的应用
【解析】【解答】A．平行与主光轴的光线经凸透镜折射后在光屏上成最小最亮的光点为凸透镜的焦点，从凸透镜光心到焦点的距离即为焦距，从刻度尺上可以测得该透镜的焦距为10.0cm。A正确，不符合题意；
B．图乙物距为40.0cm，大于二倍焦距，则像距应在一倍焦距和二倍焦距之间，图中光屏位于二倍焦距的位置上，向左适当移动光屏可以得到缩小的实像。B正确，不符合题意；
C．将蜡烛移至30cm处，物距为20cm，蜡烛位于二倍焦距的位置上，像距也在二倍焦距的位置上，此时在光屏上成倒立等大的实像。C正确，不符合题意；
D．将蜡烛移至45cm处，蜡烛位于一倍焦距以内，成正立放大的虚像，所以在光屏上不能得到缩小的实像。D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】平行于主光轴的光线会聚的点是焦点，到凸透镜的距离是焦距；物体在凸透镜的二倍焦距时，成倒立等大的实像；物体在凸透镜的二倍焦距外时，像在一倍焦距和二倍焦距间，成倒立缩小的实像。
4．【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】A．图中物距小于像距，成倒立、放大的实像，成像特点与投影仪原理相同，A不符合题意；
B．实验中，蜡烛越烧越短，根据光线过光心不改变方向，像向光屏的上方移动，B符合题意；
C．根据光路是可逆的，如果把蜡烛与光屏对调，当物距等于原来像距时，仍可在光屏上得到清晰的像，此时成倒立、缩小的实像，C不符合题意；
D．由图可知，物距u＝50.0cm﹣35.0cm＝15.0cm
像距v＝85.0cm﹣50.0cm＝35.0cm
此时像的位置在二倍焦距以外，物体在一倍焦距和二倍焦距之间，即35.0cm＞2f
2f＞15.0cm＞f
所以7.5cm＜f＜15.0cm
将蜡烛移动到45cm刻度处，物距小于焦距，成正立、放大的虚像，虚像不能成在光屏上，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】凸透镜成像时，物距大于像距时，成像应用于照相机；物体下降时，光屏上的实像上移；凸透镜成实像时，物距像距互换时，成像的大小不同；当物体在凸透镜的焦点内时，光屏上不成像。
5．【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验；凸透镜成像的应用
【解析】【解答】A．据凸透镜成像规律可知，当u=v=2f凸透镜成倒立、等大的实像；由图可知u=v=2f=20cm所以f=10cm，A不符合题意；
B．当物距u=8cm时u＜f成正立、放大的虚像，应用于放大镜，B不符合题意；
C．当物距u=30cm时u＞2f成倒立、缩小的实像2f＞v＞f应用于照相机，C符合题意；
D．物体从距凸透镜30cm处移动到15cm处的过程中，物距大于焦距，成实像，凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】凸透镜成像时，像距和物距相等时，物体在二倍焦距，可以计算焦距的大小；根据物体在凸透镜的不同范围，可以判断凸透镜成像的特点。
6．【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验；凸透镜成像的应用
【解析】【解答】B．光屏距透镜20cm时，在光屏上正好得到烛焰清晰放大的像，说明像在二倍焦距以外，即20cm>2f
f<10cm
B不符合题意；
A．此时物体应在一倍焦距和二倍焦距之间，即物距10cmA不符合题意；
CD．在光屏上正好得到烛焰清晰放大的像，投影仪应用了该次实验的成像规律，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】凸透镜成像为倒立放大实像时，实际应用是投影仪。
7．【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】蜡烛在光屏上成的像是实像。当物体距凸透镜大于凸透镜一倍焦距时，即可通过凸透镜成实像。此时，蜡烛与凸透镜的距离为30cm，所以，此实验中，凸透镜的焦距是小于30cm的，10cm、20cm都是有可能的。若其焦距为10cm，此时物距大于二倍焦距，则像距小于二倍焦距且大于一倍焦距，即光屏位置在标尺的70～80cm刻度线之间；若其焦距为20cm，此时物距在一倍焦距与二倍焦距之间，则像成在二倍焦距以外，即像与透镜的距离大于40cm。但透镜到光具座右端的距离只有40cm，此时像成在光具座右端以外了。A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】当物距u>2f时，像距f2f，成倒立、放大的实像，结合物距和像距判断即可。
8．【答案】同一高度；远离
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】为了使像呈现在光屏的中心，应该调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度。
近视镜是凹透镜，对光线具有发散作用，可以使像变远，故在烛焰和凸透镜之间放置了一个近视眼镜片，想在光屏上重新得到清晰的烛焰像，应将光屏远离凸透镜。
【分析】实验前，调节、烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心在同一高度上，使得像呈现在光屏的中央；凹透镜对光线有发散作用，像距变大。
9．【答案】10.0；缩小；照相机；等大
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】凸透镜正对一束平行光，可得到一个很小、很亮的光斑，即为焦点，焦点到凸透镜的距离即为焦距，焦距为10.0cm。
该凸透镜、蜡烛和光屏按图乙，物距为30cm，蜡烛在两倍焦距以外，故成的是倒立、缩小的实像。
照相机就是利用这一原理制成的。
把凸透镜换成薄玻璃板，即平面镜成像，成的是正立、等大的虚像。
【分析】在探究凸透镜成像时，平行光经过透镜后会会聚到一个点上，此点即为焦点，焦点到光心的距离为焦距；当物距u>2f时，像距f10．【答案】凸；缩小；小于
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验；凸透镜成像的应用
【解析】【解答】 人脸识别机器的工作原理类似摄像机 ，由此可以判断镜头是凸透镜，会成倒立缩小的实像，物距大于1倍焦距而小于2倍焦距。
故答案为：凸；缩小；小于。
【分析】摄像机的工作原理是凸透镜在2倍焦距以内成倒立缩小的实像，类比可得知人脸识别机器的工作原理。
11．【答案】虚像；远视眼
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验；远视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】（1）根据图片可知，此时人眼到放大镜的距离在一倍焦距以内，成的是正立、放大的虚像；
（2）远视眼的晶状体偏薄，对光线的会聚能力弱，成像在视网膜后面。要使像前移到视网膜上，必须使光线会聚，因此放大镜用于矫正远视眼。
【分析】（1）根据凸透镜的成像规律分析解答；
（2）根据近视眼和远视眼的成因和矫正方法判断。
12．【答案】测量；减小误差；得到普遍规律
【知识点】设计实验测密度；凸透镜成像规律及其探究实验；探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】在测定小灯泡的功率的实验中需要测量小灯泡两端的电压及通过的电流来求功率，所以这个实验属于测量性实验。
同种物质的密度是不变的，测定物质的密度时，采用多次测量来求平均值从而减小误差。
探究凸透镜成像规律的实验中，采用多个凸透镜做实验是为了得到普遍规律，避免偶然性对实验结论的影响。
【分析】密度是物体的一种特性，不同物体的密度一般来说是不同的，选用多个物体进行测量减小误差 ；凸透镜成像规律与透镜的焦距有关，选用不同的透镜进行实验探究普遍规律。
13．【答案】10.0；正立；光屏
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】一束平行光正对凸透镜射入后，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑，光斑到光心的距离即为焦距。10cm之间有10个小格，1小格代表1cm，刻度尺的分度值为1cm，使用刻度尺读数时，估读到分度值的下一位，此凸透镜的焦距
将蜡烛放在图中光具座的45cm刻度线处时，此时物距
根据凸透镜的成像规律，u【分析】平行于凸透镜的主光轴的光线会聚于焦点，焦点到凸透镜的距离是焦距；物体在凸透镜的焦点内时，成正立放大的虚像。
14．【答案】缩小；凸透镜成像比平面镜成像大（两个像大小不同）
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】由图知，凸透镜焦距为10.0cm，此时物距等于30cm，大于2f，此时光屏可以得到一个倒立、缩小的实像。当将蜡烛移到“45cm”刻度线处，物距小于焦距，成正立、放大虚像，此时所成的像比蜡烛放在平面镜前所成的像大。
【分析】当物距u>2f时，像距f15．【答案】解：1）在烛焰上取一点S，在其成的像上找出其对应的像点S′，连接SS′，其与主光轴的交点O就是凸透镜的光心，由此可以确定凸透镜的位置；
2）过S点做平行于主光轴的入射光线，经过凸透镜折射后要过S′，折射光线与凸透镜右侧的主光轴的交点就是凸透镜的焦点F位置，因为平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后过焦点．
同理可以做出凸透镜左侧的焦点F．
答案如下图所示：
【知识点】主光轴、光心、焦点和焦距；透镜的光路图；凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【分析】选取物体上的一点，找出其对应的像点，结合凸透镜的三条特殊光线：平行于主光轴的，过焦点的；过光心的．利用其对应的入射光线的特点，可以确定凸透镜的位置，焦点的位置．
16．【答案】解：过凸透镜光心的光线其传播方向不变，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点，两条光线反向延长线的交点即为A的像点，然后做主光轴的垂线即可得出物体AB所成的像，如下图所示：
由△AOB∽△A′OB′可得：
= ，即 = ，
所以h2= ．（当然本题也可以根据凸透镜成实像来证明）
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【分析】根据“过凸透镜光心的光线其传播方向不变、平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点”据此做出交点即为像点，据此做出物体AB所成的像的光路图，然后根据相似三角形得出答案．
17．【答案】（1）使像成在光屏的中央
（2）放大
（3）靠近；小
（4）照相机；上
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上．点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在在同一水平直线上．其目的是使像成在光屏的中央；
（2）实验过程中，凸透镜始终固定在光具座50cm刻度线处．当蜡烛距离凸透镜15cm时，f＜u＜2f，凸透镜成倒立放大的实像，所以移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、放大的实像；
（3）接下来小伟将蜡烛向远离凸透镜方向移动一段距离，为了能在光屏上再次看到烛焰清晰的像，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，他应将光屏向靠近透镜方向移动；
像距变小了，所以此时的像与步骤（2）中的像相比，像将变小；
（4）如图乙所示，小伟将蜡烛固定在光具座10cm刻度线处，此时物距大于2倍焦距时，成倒立缩小实像，利用该成像规律制成的光学仪器是照相机；
实验一段时间蜡烛变短，由于凸透镜成的是倒立的实像，或根据过光心的光线传播方向不变，可判断光屏上成的像会向上移动．
【分析】（1）探究凸透镜成像规律时，蜡烛、凸透镜、光屏大致在在同一水平直线上；
（2）当物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距间时，成倒立放大的实像；
（3）当物体远离凸透镜时，像靠近凸透镜像变小；
（4）当物体在凸透镜的二倍焦距外时，成像是倒立缩小的，实际应用是照相机。
1 / 1人教版物理八年级上学期 第五章第三节探究凸透镜成像规律
一、单选题
1．（2021九上·罗湖月考）购物支付已进入“刷脸”时代，如图所示，消费者只需站在距摄像头 40-60cm 的距离，经系统自动拍照、扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易下列有关说法正确的是（ ）
A．光经过摄像头成像利用的是光的反射
B．镜头的焦距小于 20cm
C．刷脸支付时，人脸通过镜头成倒立、缩小的虚像
D．“刷脸”时，面部应位于摄像头 1 倍焦距到 2 倍焦距之间
【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】A.摄像头是凸透镜，凸透镜成像的原理是光的折射，故错误。
B.刷脸时，要成倒立缩小的实像，所以u>2f，人站在距离镜头40－60cm处，所以焦距应该小于20cm，故正确。
C.刷脸时，成倒立缩小的实像，故错误。
D.刷脸时，要成倒立缩小的实像，所以面部在二倍焦距以外，故错误。
故答案为：B
【分析】凸透镜成像规律，物距大于二倍焦距，成倒立缩小的实像，物距等于二倍焦距，成倒立等大实像，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立放大实像，物距在一倍焦距以内，成正立放大虚像。
2．（2020八上·承德期末）如图所示是探究凸透镜成像规律的实验装置，实验中所使用的透镜焦距为10cm，实验中将蜡烛分别放在甲、乙、两、丁四个位置，观察光屏上成像情况（光屏位置未标出）。下列说法正确的是（ ）
A．蜡烛在甲位置时，需将光屏移动到70cm刻度的右侧位置，才能在光屏上成清晰的像
B．蜡烛在乙位置时，透镜成像的特点与幻灯机的原理相同
C．蜡烛在丙位置时，光屏上成的清晰的像为倒立、缩小的实像
D．蜡烛在丁位置时，成正立、放大的虚像，与放大镜成像原理相同
【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验；凸透镜成像的应用
【解析】【解答】A．蜡烛在甲位置时，物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，所以需将光屏移动到大于60cm到70cm之间的位置，才能在光屏上成清晰的像，A不符合题意；
B．蜡烛在乙位置时，物距大于二倍焦距，成倒立缩小的实像，透镜成像的特点与照相机的原理相同，B不符合题意；
C．蜡烛在丙位置时，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，光屏上成的清晰的像为倒立、放大的实像，C不符合题意；
D．蜡烛在丁位置时，物距小于焦距，成正立、放大的虚像，与放大镜成像原理相同，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】物体在凸透镜的二倍焦距外时，成倒立缩小的实像；物体在一倍焦距和二倍焦距间成像是倒立放大的实像；物体在焦点内时，成正立放大的虚像。
3．（2021·百色）如图所示是“科学探究：凸透镜成像”的实验操作情景，下列说法错误的是（ ）
A．从图甲中可知该透镜的焦距为10.0cm
B．如图乙所示，向左适当移动光屏可以得到缩小的实像
C．如图乙所示，将蜡烛移至30cm处，光屏上可得到等大的实像
D．如图乙所示，将蜡烛移至45cm处，移动光屏可以得到缩小的实像
【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验；凸透镜成像的应用
【解析】【解答】A．平行与主光轴的光线经凸透镜折射后在光屏上成最小最亮的光点为凸透镜的焦点，从凸透镜光心到焦点的距离即为焦距，从刻度尺上可以测得该透镜的焦距为10.0cm。A正确，不符合题意；
B．图乙物距为40.0cm，大于二倍焦距，则像距应在一倍焦距和二倍焦距之间，图中光屏位于二倍焦距的位置上，向左适当移动光屏可以得到缩小的实像。B正确，不符合题意；
C．将蜡烛移至30cm处，物距为20cm，蜡烛位于二倍焦距的位置上，像距也在二倍焦距的位置上，此时在光屏上成倒立等大的实像。C正确，不符合题意；
D．将蜡烛移至45cm处，蜡烛位于一倍焦距以内，成正立放大的虚像，所以在光屏上不能得到缩小的实像。D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】平行于主光轴的光线会聚的点是焦点，到凸透镜的距离是焦距；物体在凸透镜的二倍焦距时，成倒立等大的实像；物体在凸透镜的二倍焦距外时，像在一倍焦距和二倍焦距间，成倒立缩小的实像。
4．（2020八上·三水期末）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示，此时烛焰在光屏上成一个清晰的像，则以下判断正确的是（ ）
A．这个清晰的像是倒立、放大的实像，照相机就是应用这个原理的
B．当蜡烛因燃烧而变短时，光屏上的像会向上移
C．若将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上仍能呈现出烛焰倒立、放大的实像
D．若将蜡烛移动到以45cm刻度处，光屏适当向右移动会在光屏上呈现清晰的像
【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】A．图中物距小于像距，成倒立、放大的实像，成像特点与投影仪原理相同，A不符合题意；
B．实验中，蜡烛越烧越短，根据光线过光心不改变方向，像向光屏的上方移动，B符合题意；
C．根据光路是可逆的，如果把蜡烛与光屏对调，当物距等于原来像距时，仍可在光屏上得到清晰的像，此时成倒立、缩小的实像，C不符合题意；
D．由图可知，物距u＝50.0cm﹣35.0cm＝15.0cm
像距v＝85.0cm﹣50.0cm＝35.0cm
此时像的位置在二倍焦距以外，物体在一倍焦距和二倍焦距之间，即35.0cm＞2f
2f＞15.0cm＞f
所以7.5cm＜f＜15.0cm
将蜡烛移动到45cm刻度处，物距小于焦距，成正立、放大的虚像，虚像不能成在光屏上，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】凸透镜成像时，物距大于像距时，成像应用于照相机；物体下降时，光屏上的实像上移；凸透镜成实像时，物距像距互换时，成像的大小不同；当物体在凸透镜的焦点内时，光屏上不成像。
5．（2020八上·荆州期末）在“探究凸透镜成像的规律”实验时，某小组测量出物距u和像距v的数据，并绘制成如图所示的图象，下列说法中正确的是（ ）
A．该凸透镜的焦距f=20cm
B．当物距u=8cm时，成正立、放大的虚像，投影仪利用了这条规律
C．当物距u=30cm时，成倒立、缩小的实像，照相机利用了这条规律
D．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】C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验；凸透镜成像的应用
【解析】【解答】A．据凸透镜成像规律可知，当u=v=2f凸透镜成倒立、等大的实像；由图可知u=v=2f=20cm所以f=10cm，A不符合题意；
B．当物距u=8cm时u＜f成正立、放大的虚像，应用于放大镜，B不符合题意；
C．当物距u=30cm时u＞2f成倒立、缩小的实像2f＞v＞f应用于照相机，C符合题意；
D．物体从距凸透镜30cm处移动到15cm处的过程中，物距大于焦距，成实像，凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】凸透镜成像时，像距和物距相等时，物体在二倍焦距，可以计算焦距的大小；根据物体在凸透镜的不同范围，可以判断凸透镜成像的特点。
6．（2021·荆州）在探究凸透镜成像规律的实验中，移动光屏距透镜20cm时，在光屏上正好得到烛焰清晰放大的像。则（ ）
A．蜡烛距透镜的距离大于20cm
B．凸透镜的焦距大于10cm
C．投影仪应用了该次实验的成像规律
D．照相机应用了该次实验的成像规律
【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验；凸透镜成像的应用
【解析】【解答】B．光屏距透镜20cm时，在光屏上正好得到烛焰清晰放大的像，说明像在二倍焦距以外，即20cm>2f
f<10cm
B不符合题意；
A．此时物体应在一倍焦距和二倍焦距之间，即物距10cmA不符合题意；
CD．在光屏上正好得到烛焰清晰放大的像，投影仪应用了该次实验的成像规律，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】凸透镜成像为倒立放大实像时，实际应用是投影仪。
7．（2021·江西）小明同学在探究凸透镜成像规律时，把蜡烛和凸透镜固定在如图所示位置，移动光具座上的光屏得到一清晰像（光屏未画出），则该透镜的焦距可能是（ ）
A．10cm B．20cm C．30cm D．40cm
【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】蜡烛在光屏上成的像是实像。当物体距凸透镜大于凸透镜一倍焦距时，即可通过凸透镜成实像。此时，蜡烛与凸透镜的距离为30cm，所以，此实验中，凸透镜的焦距是小于30cm的，10cm、20cm都是有可能的。若其焦距为10cm，此时物距大于二倍焦距，则像距小于二倍焦距且大于一倍焦距，即光屏位置在标尺的70～80cm刻度线之间；若其焦距为20cm，此时物距在一倍焦距与二倍焦距之间，则像成在二倍焦距以外，即像与透镜的距离大于40cm。但透镜到光具座右端的距离只有40cm，此时像成在光具座右端以外了。A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】当物距u>2f时，像距f2f，成倒立、放大的实像，结合物距和像距判断即可。
二、填空题
8．（2021·贵港）在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，凸透镜的焦距为10cm。实验中，调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在 。将一支点燃的蜡烛放在凸透镜前18cm处，光屏上得到清晰的像。然后在烛焰和凸透镜之间放置了一个近视眼镜片，光屏上烛焰的清晰像变模糊了。若想在光屏上重新得到清晰的烛焰像，应将光屏 凸透镜。
【答案】同一高度；远离
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】为了使像呈现在光屏的中心，应该调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度。
近视镜是凹透镜，对光线具有发散作用，可以使像变远，故在烛焰和凸透镜之间放置了一个近视眼镜片，想在光屏上重新得到清晰的烛焰像，应将光屏远离凸透镜。
【分析】实验前，调节、烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心在同一高度上，使得像呈现在光屏的中央；凹透镜对光线有发散作用，像距变大。
9．（2021·荆门）小华同学将一凸透镜正对一束平行光，可得到一个很小、很亮的光斑如图甲所示，该凸透镜的焦距为 cm。将该凸透镜、蜡烛和光屏按图乙所示安装到光具座上，在光屏上可观察到清晰倒立 （选填“放大”“缩小”或“等大”）的像，我们生活中的 （选填“放大镜”、“近视眼镜”或“照相机”）就是遵循了凸透镜的这一成像规律。把凸透镜换成薄玻璃板，在蜡烛一侧观察玻璃板也能看到一个 （选填“放大”缩小”或“等大”）的蜡烛的像。
【答案】10.0；缩小；照相机；等大
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】凸透镜正对一束平行光，可得到一个很小、很亮的光斑，即为焦点，焦点到凸透镜的距离即为焦距，焦距为10.0cm。
该凸透镜、蜡烛和光屏按图乙，物距为30cm，蜡烛在两倍焦距以外，故成的是倒立、缩小的实像。
照相机就是利用这一原理制成的。
把凸透镜换成薄玻璃板，即平面镜成像，成的是正立、等大的虚像。
【分析】在探究凸透镜成像时，平行光经过透镜后会会聚到一个点上，此点即为焦点，焦点到光心的距离为焦距；当物距u>2f时，像距f10．（2021·广东模拟）某学校师生进入校门时需进行人脸识别，人脸识别机器的工作原理类似摄像机，如题图所示是工作人员在机器的镜头前0.5m处完成人脸识别；此人脸识别机器的镜头相当于 透镜，所成的像是倒立 (选填“缩小”“放大” 或“等大”)的实像，它的焦距应 25cm(选填“大于”“等于”或“小于")。
【答案】凸；缩小；小于
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验；凸透镜成像的应用
【解析】【解答】 人脸识别机器的工作原理类似摄像机 ，由此可以判断镜头是凸透镜，会成倒立缩小的实像，物距大于1倍焦距而小于2倍焦距。
故答案为：凸；缩小；小于。
【分析】摄像机的工作原理是凸透镜在2倍焦距以内成倒立缩小的实像，类比可得知人脸识别机器的工作原理。
11．（2021·吉林模拟）如图所示，眼睛经放大镜所成的是正立、放大的 (选填“实像”或“虚像”)放大镜可用于矫正 (选填”近视眼”或“远视眼”)
【答案】虚像；远视眼
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验；远视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】（1）根据图片可知，此时人眼到放大镜的距离在一倍焦距以内，成的是正立、放大的虚像；
（2）远视眼的晶状体偏薄，对光线的会聚能力弱，成像在视网膜后面。要使像前移到视网膜上，必须使光线会聚，因此放大镜用于矫正远视眼。
【分析】（1）根据凸透镜的成像规律分析解答；
（2）根据近视眼和远视眼的成因和矫正方法判断。
12．（2021·崇明模拟）“测定小灯泡的功率”的实验是属于 （选填“测量”、“探究”、“验证”）性实验；“测定物质的密度”实验中，采用多次测量是为了 ；“探究凸透镜成像的规律”实验中，采用多个凸透镜做实验是为了 。
【答案】测量；减小误差；得到普遍规律
【知识点】设计实验测密度；凸透镜成像规律及其探究实验；探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】在测定小灯泡的功率的实验中需要测量小灯泡两端的电压及通过的电流来求功率，所以这个实验属于测量性实验。
同种物质的密度是不变的，测定物质的密度时，采用多次测量来求平均值从而减小误差。
探究凸透镜成像规律的实验中，采用多个凸透镜做实验是为了得到普遍规律，避免偶然性对实验结论的影响。
【分析】密度是物体的一种特性，不同物体的密度一般来说是不同的，选用多个物体进行测量减小误差 ；凸透镜成像规律与透镜的焦距有关，选用不同的透镜进行实验探究普遍规律。
13．（2021八下·陈仓期中）如图所示，一束平行光正对凸透镜射入后，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑，则此凸透镜的焦距是 cm；用此凸透镜探究成像规律，将蜡烛放在图中光具座的45cm刻度线处时，成 放大的虚像（选填“正立”或“倒立”），此时人眼要在 一侧才能观察到像。（选填“蜡烛”或“光屏”）。
【答案】10.0；正立；光屏
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】一束平行光正对凸透镜射入后，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑，光斑到光心的距离即为焦距。10cm之间有10个小格，1小格代表1cm，刻度尺的分度值为1cm，使用刻度尺读数时，估读到分度值的下一位，此凸透镜的焦距
将蜡烛放在图中光具座的45cm刻度线处时，此时物距
根据凸透镜的成像规律，u【分析】平行于凸透镜的主光轴的光线会聚于焦点，焦点到凸透镜的距离是焦距；物体在凸透镜的焦点内时，成正立放大的虚像。
14．（2021·阿城模拟）如图所示，已知凸透镜焦距为10.0cm，此时光屏可以得到一个清晰倒立 实像。若将蜡烛移到45cm刻度线处，此时所成的像与该蜡烛放在平面镜前所成像的区别是 。
【答案】缩小；凸透镜成像比平面镜成像大（两个像大小不同）
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】由图知，凸透镜焦距为10.0cm，此时物距等于30cm，大于2f，此时光屏可以得到一个倒立、缩小的实像。当将蜡烛移到“45cm”刻度线处，物距小于焦距，成正立、放大虚像，此时所成的像比蜡烛放在平面镜前所成的像大。
【分析】当物距u>2f时，像距f三、作图题
15．（2012·茂名）如图所示，MN 为凸透镜的主光轴，A为蜡烛，A′为蜡烛在光屏上所成的像，根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点，并将它们画出来．
【答案】解：1）在烛焰上取一点S，在其成的像上找出其对应的像点S′，连接SS′，其与主光轴的交点O就是凸透镜的光心，由此可以确定凸透镜的位置；
2）过S点做平行于主光轴的入射光线，经过凸透镜折射后要过S′，折射光线与凸透镜右侧的主光轴的交点就是凸透镜的焦点F位置，因为平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后过焦点．
同理可以做出凸透镜左侧的焦点F．
答案如下图所示：
【知识点】主光轴、光心、焦点和焦距；透镜的光路图；凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【分析】选取物体上的一点，找出其对应的像点，结合凸透镜的三条特殊光线：平行于主光轴的，过焦点的；过光心的．利用其对应的入射光线的特点，可以确定凸透镜的位置，焦点的位置．
16．（2017·和县模拟）如图L表示凸透镜，M N是主光轴，O为光心，F为焦点．请运用凸透镜的特殊光线在图中画出物体AB所成的像的光路图．如果凸透镜的焦距为f，物体AB的高度为h1，物体到透镜的距离为u，像到透镜的距离为v，请你证明像的高度h2= ．
【答案】解：过凸透镜光心的光线其传播方向不变，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点，两条光线反向延长线的交点即为A的像点，然后做主光轴的垂线即可得出物体AB所成的像，如下图所示：
由△AOB∽△A′OB′可得：
= ，即 = ，
所以h2= ．（当然本题也可以根据凸透镜成实像来证明）
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【分析】根据“过凸透镜光心的光线其传播方向不变、平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点”据此做出交点即为像点，据此做出物体AB所成的像的光路图，然后根据相似三角形得出答案．
四、实验探究题
17．（2020八上·承德期末）小伟用如图甲所示的实验装置探究“凸透镜成像的规律”，所用凸透镜的焦距为10cm
（1）小伟在组装器材时，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一水平直线上，这样做的目的是： ．
（2）实验过程中，凸透镜始终固定在光具座50cm刻度线处．当蜡烛距离凸透镜15cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、 的实像（选填“放大”、“等大”或“缩小”）．
（3）接下来小伟将蜡烛向远离凸透镜方向移动一段距离，为了能在光屏上再次看到烛焰清晰的像，他应将光屏向 透镜方向移动（选填“靠近”或“远离”）此时的像与步骤（2）中的像相比，大小将变 ．
（4）如图乙所示，小伟将蜡烛固定在光具座10cm刻度线处，移动光屏，再次得到烛焰清晰的像，利用该成像规律制成的光学仪器是 （选填“放大镜”投影仪”或“照相机”）．小伟发现，随着蜡烛燃烧变短，烛焰在光屏上的像会向 移动．
【答案】（1）使像成在光屏的中央
（2）放大
（3）靠近；小
（4）照相机；上
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上．点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在在同一水平直线上．其目的是使像成在光屏的中央；
（2）实验过程中，凸透镜始终固定在光具座50cm刻度线处．当蜡烛距离凸透镜15cm时，f＜u＜2f，凸透镜成倒立放大的实像，所以移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、放大的实像；
（3）接下来小伟将蜡烛向远离凸透镜方向移动一段距离，为了能在光屏上再次看到烛焰清晰的像，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，他应将光屏向靠近透镜方向移动；
像距变小了，所以此时的像与步骤（2）中的像相比，像将变小；
（4）如图乙所示，小伟将蜡烛固定在光具座10cm刻度线处，此时物距大于2倍焦距时，成倒立缩小实像，利用该成像规律制成的光学仪器是照相机；
实验一段时间蜡烛变短，由于凸透镜成的是倒立的实像，或根据过光心的光线传播方向不变，可判断光屏上成的像会向上移动．
【分析】（1）探究凸透镜成像规律时，蜡烛、凸透镜、光屏大致在在同一水平直线上；
（2）当物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距间时，成倒立放大的实像；
（3）当物体远离凸透镜时，像靠近凸透镜像变小；
（4）当物体在凸透镜的二倍焦距外时，成像是倒立缩小的，实际应用是照相机。
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