【备考2023】浙教版科学中考第一轮复习--物理模块（四）：凸透镜成像规律【word，含答案解析】

一、凸透镜成像规律
光心：通常位于透镜的几何中心；通过透镜光心的光线传播方向不变。
焦点：平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上一点。
焦距：焦点到光心的距离。
【注意】
①实像与虚像的分界点在焦点处。
②放大像与缩小像的分界点在二倍焦点处。
③不论凸透镜成实像还是虚像，物体离焦点越近，成的像越大。
【总结】透镜成像的两个“一定”：
①实像一定都是倒立的，像和物体处在透镜异侧，是由实际光线会聚而成的，可用光屏承接。
②虚像一定都是正立的，像与物体处在透镜同侧，是由折射光线的反向延长线相交而成的，不能用光屏承接，只能用眼睛直接观看。
记忆口诀：一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小；物近像远像变大；实像倒来虚像正。
二、人的眼球，近视眼和远视眼
近视眼成因：晶状体向外出，焦距变小，折光能力过强。眼球中的晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，能在视网膜上成倒立、缩小的实像
成　　像：像成在视网膜的前方；看近处物体清晰，看远处物体不清晰。
矫正方法：配戴凹透镜。将光发散，使像后移到视网膜上。
远视眼成因：晶状体拉长，焦距变大，折光能力过弱。
成　　像：像成在视网膜的后方；看远处物体清晰，看近处物体不清晰。
矫正方法：配戴凸透镜。会聚光线，使像前移到视网膜上。
色　　盲：失去正常人辨别颜色能力的先天性色觉障碍。
不管是近视、远视还是正常的眼，视觉的形成部位不是眼睛，而是在大脑皮层的视觉中枢。
三、实验探究：凸透镜成像规律
1.实验原理
(1)凸透镜成像原理:凸透镜对光有会聚作用，其本质是光的折射。
(2)成像光路图:利用“三条特殊光线”作图。
2.实验器材与装置
(1)光屏的选择:宜选用表面粗糙的白屏，使各种色光均能在光屏上发生漫反射。
(2)实验前需调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度,使烛焰的像恰能成在光屏的中央。
3.实验操作
(1)焦距的测量:用平行光垂直于凸透镜照射，光屏在凸透镜的另一-侧移动，当光屏上出现最小、最亮的光斑时,凸透镜光心到光斑的距离就是焦距;
也可以利用物距等于二倍焦距时凸透镜成倒立、等大的实像这一一性质来测量焦距。
(2)物距控制:分别探究u>2f、u=2f、f(3)实像与虚像的判断:可以成在光屏上的是实像,不能成在光屏上的是虚像。
(4)当观察到凸透镜成虚像时，移去光屏，从光屏-侧透过凸透镜观察烛焰所成的像。
(5)光路的可逆性:成清晰实像时，对调蜡烛和光屏的位置，光屏上仍成清晰的实像。
(6)换用半块透镜或用纸遮挡透镜的一部分，光屏上的像会变暗，但仍能成完整的像。
4.实验分析和故障处理
(1)光屏上找不到像的原因:
①烛焰在焦点上或在焦点以内;
②凸透镜焦距过大(凸透镜的焦距不能大于光具座长度的四分之一);
③烛焰、凸透镜和光屏三者的中心不在同一-直线上。
(2)蜡烛变短时的现象及处理:蜡烛燃烧变短时，光屏上的像将向上移动，此时应将蜡烛向上移动，或将光屏向上移动。
5.数据分析
数据表格设计:焦距、物距、物距与焦距的关系、像的性质(虚实、大小、正倒)、像距、像距与焦距的关系等。
例1、“方寸天地纳寰宇”描述了小小眼球可尽观广袤世界。下列能够解释眼球成像原理的是（　　）
A． B．
C． D．
例2、用如图所示的装置探究凸透镜成像规律．凸透镜的焦距是15cm．当把凸透镜固定在50cm刻度线处，蜡烛固定在15cm刻度线处时（　　）
A．光屏在“Ⅰ”区域内移动，才能得到清晰的像
B．光屏在“Ⅱ”区域内移动，才能得到清晰的像
C．在光屏上得到的是放大、倒立的像
D．在光屏上得到的是缩小、正立的像
例3、小金同学在“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之间关系的图象，如图所示，下列判断正确的是（　　）
A．该凸透镜的焦距是16cm
B．当u＝12cm时，在光屏上能得到一个缩小的像
C．当u＝20cm时成缩小的像，照相机就是根据这一原理制成的
D．物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，物像间距逐渐变小
例4、为了研究眼的成像原理，小新自主研制了如图所示的实验装置。用水透镜模拟眼的晶状体，通过注水或抽水可改变水透镜凸度大小，光屏和水透镜固定在光具座如图所示的位置。
（1）点燃蜡烛后，调节水透镜凸度，直至光屏上成一个清晰倒立、　 　（填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。若将点燃的蜡烛向右移动一小段距离，要使光屏上重新得到清晰的像，应对水透镜 　 （填“注水”或“抽水”）。
（2）小科将水透镜换成普通凸透镜后继续做凸透镜成像实验，人站在凸透镜的位置，向左观察到发光的物体是一个“R”型的LED灯，当他向右观察光屏上成清晰的像时，观察到的像的形状是 　 。（选填字母）
1．如图是支付宝刷脸支付功能。对准手机屏幕，摄像头会进行识别，免去了很多繁琐的步骤。以下说法错误的是（　　）
A．刷脸的原理是利用了光的反射
B．该摄像机镜头相当于凸透镜
C．镜头所成的像是一个倒立缩小的实像
D．若镜头焦距为 10cm，为了能形成清晰的像，人脸到镜头的距离应大于 20cm
2.如图所示，当我们看远处物体时，远处物体的光线正好聚焦在视网膜上。当我们从看远处物体改为看近处物体时（一般不小于10cm），为了使近处物体成像在视网膜上，晶状体凸度和焦距的变化情况分别是（　　）
A．晶状体凸度变大，焦距变短 B．晶状体凸度变大，焦距变长
C．晶状体凸度变小，焦距变短 D．晶状体凸度变小，焦距变长
3.小宁在探究“平面镜成像”和“凸透镜成像”的两个实验中，分别把一个不透明且不光滑的挡板放在如图甲、乙所示的位置，则（　　）
A．两个实验的挡板上均不能出现蜡烛的像
B．两个实验中，小宁均不能看到蜡烛的像
C．只有乙的挡板出现蜡烛的像且小宁能看到像
D．甲、乙的挡板上均能出现蜡烛的像且小宁均能看到像
4.如图所示是凸透镜成像实验中，将一支点燃的蜡烛放在光具座上，在光屏上得到清晰的像，下列不符合实际的是（　　）
A．光屏上成的是缩小倒立的实像，幻灯机就是应用了此原理
B．若只将光屏和蜡烛位置互换，光屏上仍能成像
C．实验用的透镜焦距可能为10厘米
D．移动蜡烛向凸透镜靠拢，调节光屏可看到像变大
5.小金做“探究凸透镜成像的规律”实验时，首先按图完成仪器安装，图中F点是1倍焦距处，H点是2倍焦距处。
（1）经过调节，在光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高（如图所示），为了使像能成在光屏的中央，应把蜡烛向________（选填“上”或“下”）调。
（2）调节好蜡烛的高度后，她把蜡烛移到A点处，此时光屏上的像很模糊，为了得到清晰的像，应把光屏向________（选填“左”或“右”）移动。
（3）她再次把蜡烛移到B点处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到像，要想看到这个像，观察的方法应是________。
6.小明同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)前面学过，物体离照相机的镜头比较远，成缩小的实像，物体离投影仪的镜头比较近，成放大的实像，物体离放大镜比较近，成放大、正立的虚像。据此小明据出的问题是，像的虚实、大小、正倒跟____有什么关系？
(2)如图甲，小明让平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f＝____cm。
(3)小明所用实验装置如图乙所示，若将凸透镜放在光具座刻度50cm位置处不变，把蜡烛放在刻度10cm处，利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是______(选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”)。
(4)如图丙所示是小明通过实验得到的凸透镜成像时的像距v和物距u关系的图像，由图像可知，成实像时物距逐渐减小，像距逐渐______。当u＞2f时，物体移动速度_________(选填“大于”“小于”或“等于”)像移动的速度；当f＜u＜2f时，物体移动速度_________(选填“大于”“小于”或“等于”)像移动的速度。
1.“天宫课堂”上航天员王亚平制作了一个水球，通过水球可看到一个像（如图甲），往水球内注入气体，在水球中央形成一个气泡，结果同时形成两个人像（如图乙）。下列关于图乙两个像的形成原因解释正确的是（　　）
A．只有正立虚像是凸透镜成像
B．只有倒立实像是凸透镜成像
C．正立虚像、倒立实像都是凸透镜成像
D．正立虚像、倒立实像都不是凸透镜成像
2.在“探究凸透镜的成像特点”实验中，所用凸透镜的焦距为10cm，光屏是用表面涂有白漆的铁板制成。小科把“F”发光物置于离凸透镜13cm处，移动光屏，在光屏上找到清晰的像，如图所示。小科看到光屏上像的形状和大小分别是（　　）
A．、放大 B．、放大 C．、缩小 D．、缩小
3．如图为商场中经常看到的广告投影灯及其内部结构示意图，为了在地面上得到更大的、清晰的广告图标像，下列操作可行的是（　　）
A．增大投影灯离地距离，适当增大镜头到广告片距离
B．增大投影灯离地距离，适当减小镜头到广告片距离
C．减小投影灯离地距离，适当增大镜头到广告片距离
D．减小投影灯离地距离，适当减小镜头到广告片距离
4．如图是二维码扫描收银盒，它是一种影像式移动支付装置，其扫描摄像头为焦距等于5厘米的凸透镜，将二维码放置在扫码区则可生成倒立、缩小的实像。小明用凸透镜成像实验模拟收银盒成像规律，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
5.用如图所示的装置“探究凸透镜成像规律”实验。
（1）如图甲所示，凸透镜位置固定，当发光的小灯泡放在40cm刻度线的位置时，移动光屏，在光屏上始终能呈现一个面积大小不变的光斑，则该透镜的焦距为 　10.0　cm。
（2）在图乙中，小明拿来一副眼镜，将其靠近凸透镜左侧，发现光屏上的像由清晰变模糊，向右移动光屏又发现清晰的像，说明该眼镜的镜片是 　凹　透镜。
答案及解析
例1、人的眼睛的晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，外界物体在视网膜上成倒立、缩小的实像。根据凸透镜成像规律可知，此时u＞2f（或u＞v），成倒立、缩小的实像；
A、图中，u＞v，成倒立缩小的实像，故A符合题意；
B、图中，u＝v，成倒立等大的实像，故B不符合题意；
C、图中，u＜v，成倒立放大的实像，故C不符合题意；
D、图中u＜f，成正立放大的虚像，故D不符合题意；
故选：A。
例2、解：凸透镜焦距是15cm，当把凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm刻度线位置时，物距为50cm﹣15cm＝35cm，大于2倍焦距，所以此时成倒立缩小的实像，像在1倍和2倍焦距之间，即在光具座的65cm﹣80cm之间可以找到清晰的像。
综上所述，只有选项A的说法正确。
故选：A。
例3、解：A、u＝v＝2f，凸透镜成倒立、等大的实像，如图，u＝v＝2f＝16cm 时，所以f＝8cm，故A错误；
B、当u＝12cm时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，故B错误；
C、当u＝20cm时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机，故C正确；
D、物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，物距逐渐增大，根据凸透镜成的实像时有：物远（物距变大）像近（像距变小）像变小，像距逐渐减小，从v＞2f到f＜v＜2f，但像距只能接近1倍焦距，而不能等于或小于1倍焦距，所以物像间距先变小后变大，如下图所示：
故D错误。故选：C。
例4、解：由图可知，物距大于像距，并且能在光屏上成实像，所以物距一定是在二倍焦距之外，所以成的是倒立、缩小的实像；
向右移动蜡烛，即此时的物距变小，像距应该变大，即光屏应该向右移动，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增强，即需要让凸透镜变厚，故应该向内注水；
（2）凸透镜成的实像是倒立的，与物体左右相反、上下也相反，但由于人是向右观察光屏上的像，所以R的像应为C。
故答案为：（1）缩小；注水；（2）C。
1．解：AB、摄像头相当于一个凸透镜，光经过摄像头成像利用的是光的折射，故A错误，B正确；
C、“刷脸”时，面部经摄像头成倒立、缩小的实像，与照相机的成像特点相同，故C正确；
D、当u＞2f时，凸透镜成倒立、缩小的实像，所以，“刷脸”时，面部应位于摄像头两倍焦距之外，即人脸到镜头的距离应大于20cm，故D正确。
故选：A。
2.解：当我们从看远处物体改为看近处物体时（一般不小于10cm），此时的物距变小，像距会变大，像成在视网膜的后面，为了使近处物体成像在视网膜上，需要增大眼睛晶状体对光的偏折能力，即要增大晶状体的凸度，使得焦距变短，故A正确。
故选：A。
3.解：由图可知，蜡烛在凸透镜的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像；图中眼睛透过凸透镜往蜡烛方向观察，因为虚像是光的反向延长线相交得到的，所以在图乙处放置木板对看到虚像不产生影响，即在乙处能看到像；在图甲处木板放置在平面镜前面，挡住了小宁的视线，即在甲处不能看到像，故A正确，BCD错误。
故选：A。
4.解：
A、由图可知，此时的物距大于像距，光屏上成的是缩小倒立实像，照相机就是应用了此原理，故A错误；
B、若只将光屏和蜡烛位置互换，根据光路可逆可知，光屏上能成倒立、放大的实像，故B正确；
C、由图可知，u＝30.0cm＞2f，所以f＜15cm；2f＞v＝15cm＞f，所以15cmf＞7.5cm，所以15cm＞f＞7.5cm，故C正确；
D、移动蜡烛向凸透镜靠拢，物距变小，像距变大，像变大，故D正确。
故选：A。
5.（1）上
（2）右
（3）从凸透镜的右侧透过凸透镜观察
【解析】（1）凸透镜成像规律如下：
【解答】（1）根据光线过凸透镜的光心不改变方向，为了使像成在光屏的中央，应将蜡烛向上移动或将光屏向上移动。（2）蜡烛放在A点，位于1倍焦距和2倍焦距之间，根据凸透镜成像的规律可知此时成的是倒立、放大的实像，且像距大于2倍焦距，因此要把光屏向右移动。（3）B点位于1倍焦距之内，所以成的是正立、放大的虚像，且此时像与物同侧，即都在凸透镜的左侧，所以要从凸透镜的右侧透过凸透镜去观察。
6.物距 10.0 照相机 增大 大于 小于
【解析】 (2)图甲中，平行光线经凸透镜后会聚到一点，说明凸透镜对光线具有会聚作用，光屏上得到的最小最亮的光斑便是凸透镜的焦点，所以焦距为20.0cm－10.0cm＝10.0cm。(3)凸透镜的焦距是10cm，当物体在10cm处时，物距为50cm－10cm＝40cm，物距大于两倍焦距，成倒立、缩小的实像，这是照相机的原理。
1.解：由图甲可知，水球相当于是一个凸透镜，成倒立、缩小的实像；由图乙可知，内圈相当于变成了两个凹透镜的组合，这个时候又出现了一个正立的虚像，成正立、缩小的虚像，故B正确，ACD错误。
故选：B。
2.解：凸透镜的焦距f＝10cm，物距u＝13cm，满足2f＞u＞f条件，成倒立、放大的实像；
由图可知，光源“F”开口向里（即垂直于纸面向里），因凸透镜成的实像是倒立的，即像与物体的左右、上下相反，所以，在光屏前面看到的字母“F”是开口向外的（或开口向右），即像的形状应该是“”，故A正确，BCD错误。
故选：A。
3．解：屏幕上的像的大小不取决于屏幕的大小，而是取决于物距和像距，要使像更大一些，要减小物距，增大像距，所以增大投影灯离地距离，同时减小广告片与镜头的距离；故只有B选项说法正确。
故选：B。
4．解：
将二维码放置在扫码区则可生成倒立、缩小的实像，说明此时的物距要大于二倍焦距（已知f＝5cm），所以物距大于10cm，像距在一倍焦距和二倍焦距之间（即在5cm～10cm之间），
A图中物距等于10.0cm＝2f，B图中物距等于5.0cm＝f，D图中物距为12.0cm＞2f，但其像距为17.0cm＞2f，所以ABD不符合题意；
C中的物距等于12.0cm＞2f，像距为8.0cm，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，故C符合题意。
故选：C。
5.解：（1）根据焦点和焦距的定义可知，当发光的小灯泡距离透镜为50.0cm﹣40.0cm＝10.0cm时，在右侧无论怎样移动光屏，发现光屏上始终是一个大小不变的圆形光斑，说明小灯泡位于凸透镜的焦点处，该透镜的焦距f＝10.0cm；
（2）将眼镜靠近凸透镜左侧，发现光屏上的像由清晰变模糊，向右移动光屏又发观清晰的像，说明该眼镜的镜片，对光线起了发散作用，则为凹透镜。
故答案为：（1）10.0；（2）凹。
2023浙教版科学中考第一轮复习--物理模块（四）
凸透镜成像规律