暑假专题预习-凸透镜成像规律2022-2023学年教科版物理八年级上册（ word版有答案）

19.凸透镜成像
【诀窍】
一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；
实像总是异侧倒，虚像总是同侧正。
物近像远像变大，物远像近像变小。
【浅释】
一倍焦距分虚实：以一倍焦距为分界点，焦距以内是虚像，焦距以外都是实像，在焦点上不虚不实不成像，因为焦点发出的光经凸透镜后变成平行光，不会在任何地方相交，也就成不了像。
二倍焦距分大小：以二倍焦距为分界点，二倍焦距以内是放大的，二倍焦距以外都是缩小的，在二倍焦点上不大不小一样大，也就是物体在二倍焦距点上成的像是跟物体等大的。
实像总是异侧倒，虚像总是同侧正：若物体通过透镜成的是实像，则像与物分居在透镜的两侧，且像是倒立的；如果是虚像，则像与物处在透镜的同一侧，且像相对于物是正立的。
物近像远像变大，物远像近像变小：在物体通过凸透镜成实像时，物体离透镜越近，物体的像就离透镜越远也越大；物体离透镜越远，物体通过透镜成的像就离透镜越近且越小。
综合到一个图上如下：
【详解】
为什么一倍焦距之内成虚像，一倍焦距之外成实像呢？
由焦点射向凸透镜的光，经透镜折射后与主光轴平行（如图一所示）。当发光点由焦点沿主光轴向透镜靠近，且保持首次折射的入射点不变。发光点离透镜越近，它射向透镜的光就越分散（张角更大）。透镜显然不可能将其会聚到一点成为实像，而光线的反向延长线能聚到一点，成为虚像。
发光点如图二、三所示的那样，由焦点发出的光经凸透镜折射后变成平行光，成像相当于在透镜的无限远处。当发光点沿主光轴由焦点逐渐远离透镜，经透镜的光折射后由平行变成向主光轴靠拢并相交成为实像；当发光点越远离直至无限远，射向透镜的那部分光也越来越接近于平行光，经透镜折射后相交的点（像）也越来越向焦点靠近。因此，从一倍焦距处开始远离焦点，经凸透镜折射后的光线相交成为实像，且越来越向焦点靠近。这个动态的变化过程同时也是解释“物近像远像变大，物远像近像变小”的缘由。
如图点S远离透镜的过程中，过光心的光传播方向不变，入射光以光心O为支点逆时针缓慢向上旋转，也就是线S S′越来越向主光轴靠拢。S′点到主光轴的距离也会随S的远去而越来越小。同样推理，烛焰上的所有点都发生同样的变化，蜡烛的像越来越小。越远离透镜越向焦点靠近，所成的实像也就会越来越小。二倍焦距点上与原物等大（可以利用几何知识证明其对称，证明像与物等大）。故有：二倍焦距分大小，物越远像越小，物越近像越大，二倍焦距上不大不小一样大。
实像是由实际的折射光线直接交汇而成，且“过光心方向不变”，若物体在透镜的左侧，则折射光交汇成的像就会在透镜的右侧。这样，实像与物也就总是分居在透镜的两侧。
由“过光心方向不变”还可进一步推知，成实像时，若物点在主光轴的上方，则折射光直接会聚而成的像点一定处在主光轴的下方。这样，实像也就总是倒立的。
借助三条特殊光线中平行光和过光心的光，如下图所示，在同一个图上连续画出物体分别在2f以外、2f上、2f与f之间、f点上、f点以内五个特殊位置所成的像，就能快速深刻认识理解透镜成像的规律。
【例题】
例1.实验室里某凸透镜的焦距是 10cm，把物体放在距该凸透镜13cm 处，则物体通过该凸透镜成的像是（ ）
A.正立、缩小的实像 B.倒立、放大的实像
C.正立、放大的虚像 D.倒立、缩小的实像
解析：因为“一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小”，所以只要能确定物体是在“一倍焦距之内”，还是“一倍焦距之外”，就可判定像的“虚实”；只要能确定物体是在“二倍焦距之内”，还是“二倍焦距之外”，就可推定像的“大小”。
因13cm＞10cm，即物体在“一倍焦距之外”，故由“一倍焦距分虚实”（内虚外实）可知所成的是实像；因13 cm＜20 cm，即物体在“二倍焦距之内”，故由“二倍焦距分大小”（内大外小）可知所成的是放大的像。因成的是实像，故由“实像总是异侧倒立的”可知所成的是倒立的像。
所以应选B。
例2. 2012 年 12 月 13 日，“嫦娥二号”探测器与“战神”小行星擦身而过，按照从左到右的次序，探测器上的照相机先后拍摄了一组照片（镜头的焦距不变），如图。对此过程，下列说法中正确的是（ 　 ）
A.小行星与探测器的距离逐渐变小，镜头与像的距离逐渐变小
B.小行星与探测器的距离逐渐变小，镜头与像的距离逐渐变大
C.小行星与探测器的距离逐渐变大，镜头与像的距离逐渐变小
D.小行星与探测器的距离逐渐变大，镜头与像的距离逐渐变大
解析：因是照相机拍得的照片，故“战神”小行星通过相机的镜头所成的像是实像。对于实像，有口诀“物近像远像变大，物远像近像变小”。这样，由像越来越小可推知在拍摄上述那一组照片的过程中，“物远像近”，即小行星与探测器的距离逐渐变大，镜头与像的距离逐渐变小。因此应选C。
【练习】
1.（2020·辽宁沈阳）一幅如图甲所示的漫画立在桌面上。小霞把一个装水的玻璃杯放在漫画前，惊奇地发现：透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了，还掉头奔向猫，如图乙。小霞观察分析：装水的圆柱形玻璃杯横切面中间厚，边缘薄，起到______（填“平面镜”“凸透镜”或“凹透镜”）的作用，使图片横向放大、颠倒，透过水杯看到的是老鼠的______（填“实”或“虚”）像，此时老鼠到玻璃杯的距离满足______（填“f2f”）。
2.（2022·湖北宜昌）如图所示是一种常见的投射灯，它的成像镜头可简化为一个凸透镜，能把投影片ab投射到地面，下图中能正确反映其成像原理的示意图是（ ）
A. B.
C. D.
3.（2022·四川泸州·三模）小明用凸透镜先后两次观察书本上的字，看到如图所示两种情景，以下说法中正确的是（ ）
A.甲图中成的是实像；乙图中成的是虚像
B.甲图中书本在凸透镜2倍焦距以外；乙图中书本在凸透镜1倍焦距以内
C.甲图中成的是虚像；乙图中成的是实像；
D.甲图中成像规律可应用于投影仪；乙图中成像规律可应用于照相机
4.（2022·北京）小京通过焦距为10cm的凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的像，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.“关灯”两字放大的像是实像
B.提示牌上“关灯”两字在凸透镜的焦点上
C.提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于10cm
D.提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于20cm
5.（2021·广西百色·中考真题）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
6.（2022·四川自贡·中考真题）小明同学在第二届农博会上用数码相机（可调焦距）拍摄下了同一盒新品种彩色花菜的两张照片。如图所示，结合图片分析，下面说法不正确的是（ ）
A.照相机的镜头与老花镜属于一类透镜
B.凸透镜能成缩小的实像是照相机的工作原理
C.在物距相同的情况下，拍摄乙照片时，镜头焦距需调得小一些
D.在物距相同的情况下，拍摄乙照片时，镜头焦距需调得大一些
答案：1.凸透镜 实 f