第3节《凸透镜成像规律》同步基础试题
一、单选题
1.如图所示，“虚拟试衣镜”亮相南京国际软件产品博览会。该款“虚拟试衣镜”的摄像头能监视顾客的移动，在屏幕上展现衣服的背面。摄像镜头是凸透镜，为了成清晰的缩小实像，人到镜头的距离应（ ）
A.小于一倍焦距
B.大于一倍焦距
C.等于二倍焦距
D.大于二倍焦距
【答案】D
【解析】人通过“虚拟试衣镜”摄像头成的像是缩小实像，摄像头相当于凸透镜，人到镜头的距离应大于2倍焦距，成倒立、缩小、实像，这个倒立的像通过摄像机的处理变成正立的呈现在我们面前。
故选D。
2.如图所示，烛焰在光屏上成了一个清晰的像，下列说法正确的是（ ）
A.此时成倒立放大的实像
B.要使光屏上烛焰的像变小，只须将蜡烛靠近凸透镜
C.在凸透镜左侧放一个凹透镜，需要把光屏向右移才能再次看到清晰的像
D.为了便于从不同方向观察光屏上的像，光屏应选用较光滑的玻璃板
【答案】C
【解析】A.由图可知，物距大于2倍焦距，像距在1倍焦距和2倍焦距之间，此时成倒立、缩小的实像，故A错误；
B.将蜡烛靠近凸透镜时，烛焰的像变大，故B错误；
C.在凸透镜左侧放一个凹透镜，因为凹透镜有发散光的作用，会使像退远，光屏也需随之退远，才能找到清晰的像，故C正确；
D.光屏选用较光滑的玻璃板后发生镜面反射，不便于从不同方向观察光屏上的像，故D错误。
故选C。
3.小明拿着放大镜，伸直手臂，通过放大镜观察远处的景物，看到的是景物的（ ）
A.正立放大的像
B.倒立放大的像
C.倒立缩小的像
D.正立缩小的像
【答案】C
【解析】放大镜是一个凸透镜，通过放大镜观察远处的景物，景物在凸透镜的二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像，所以小明看到的是景物的倒立、缩小的实像，故应选C.
4.近年流行的“自拍神器”给旅行者自拍带来方便.如图所示，与直接拿手机自拍相比，利用自拍杆自拍时可以（ ）
A.增大物距，增大取景范围，拍出的像变小
B.增大物距，增大取景范围，拍出的像变大
C.减小物距，减小取景范围，拍出的像变小
D.减小物距，增大取景范围，拍出的像变大
【答案】A
【解析】根据凸透镜成实像时，物距越大，像距越小，像越小，可知自拍神器与直接拿手机自拍相比，利用自拍神器可以增大物距，减小人像的大小，从而增大取景范围，取得更好的拍摄效果，故A说法正确.故选A.
5.当汽车经过十字路口时，监控摄像头就会拍下照片。摄像头相当于一个透镜，影像传感器相当于光屏。下列说法正确的是（ ）
A.监控摄像头的镜片对光有发散作用
B.影像传感器上成的是正立的像
C.当汽车远离摄像头时，影像传感器上的像变大
D.拍照时，汽车位于摄像头二倍焦距以外
【答案】D
【解析】A.监控摄像头相当于凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，故A错误；
BD.监控摄像头是利用物体在2倍焦距以外，成倒立、缩小实像的原理工作的，即影像传感器上成的是倒立、缩小的实像，故B错误，D正确；
C.凸透镜成实像时，物远像近像变小，则当汽车远离摄像头时，影像传感器上的像变小，故C错误。
故选D。
6.在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰位于凸透镜一倍焦距内时，人眼观察到烛焰成像的情形是下图中的（ ）
A.?
B.?????
C.
D.
【答案】C
【解析】当物距小于一倍焦距时，物体在凸透镜成的是正立的放大的虚像。只有选择项C中所示的情况符合这个规律。故选C。
7.在“探究凸透镜成像的规律”时，当烛焰离透镜13cm时成放大的实像，当烛焰离透镜8cm时成放大的虚像，则这个透镜的焦距可能是（ ）
A.4cm
B.6cm
C.7cm
D.12cm
【答案】D
【解析】当烛焰离透镜13厘米时时，得放大的实像，则物体在一倍焦距和二倍焦距之间，即
2f＞13cm＞f，
所以
6.5cm＜f＜13cm；
当烛焰离透镜8厘米时成的是放大的虚像，则物体在一倍焦距以内，即8cm＜f.
综上所述
8cm＜f＜13cm，
D符合题意.
8.今年春天新冠病毒疫情防控期间，钉钉对实现停课不停学做出了不可磨灭的贡献，为了缓解视疲劳，很多同学使用电脑版钉钉，然后通过手机扫描电脑屏幕上显示的二维码登录（如图所示）。这个过程中是（ ）
A.手机镜头扫描二维码所成的是正立的实像
B.二维码发出亮暗不同的光经镜头折射成像
C.二维码黑色部分吸收光，白色部分反射光
D.手机镜头靠近二维码，所成的像变小
【答案】C
【解析】A.手机镜头扫描二维码所成的是倒立、缩小的实像，故A不符合题意；
BC.二维码本身不能发光，不是光源；二维码白色部分能够反射所有色光，黑色部分不反射光，吸收光，故B不符合题意，C符合题意；
D.手机镜头靠近二维码时，物距变小，像距变大，像变大，故D不符合题意。
故选C。
9.（多选）如图所示将凸透镜和蜡烛、光屏安装到光具座上时，光屏恰能成清晰的像。下列说法正确的是（ ）
A.此时光屏上成倒立缩小的实像
B.将图中的凸透镜向右移动，在光屏上可再次观察到清晰的像，此时的成像特点与照相机原理相同
C.在图中的蜡烛和凸透镜之间加一远视眼镜片，缓慢向左移动光屏，在光屏上可再次看到清晰的像
D.将蜡烛移到35cm刻度处，移动光屏，可在光屏上成清晰缩小的像
【答案】BCD
【解析】A.图像显示，物体到凸透镜的距离小于像到凸透镜的距离，根据凸透镜成像规律物近像远像变大可知，光屏上成倒立放大的实像。A选项错误，不符合题意。
B.将图中的凸透镜向右移动，物距逐渐变大，像距逐渐变小，根据凸透镜成像规律物远像近像变小可知，在光屏上可再次观察到清晰的像为倒立缩小的实像，此时的成像特点与照相机原理相同，B选项正确，符合题意。
C.远视眼镜片为凸透镜，对光线具有会聚作用。在图中的蜡烛和凸透镜之间加一远视眼镜片，对光线的会聚能力增强，像距变小，故缓慢向左移动光屏，在光屏上可再次看到清晰的像，C选项正确，符合题意。
D.图像显示物距为15cm，像距为30cm，光屏上成倒立放大的实像，则物体位于一倍焦距和二倍焦距之间，像位于二倍焦距以外。即
两式联立解出
即
将蜡烛移到35cm刻度处，此时物距变为30cm，物体位于凸透镜二倍焦距以外，故移动光屏，可在光屏上成清晰缩小的像，D选项正确。
故选BCD。
10.（多选）某同学在做凸透镜成像的实验时，保持凸透镜位置不变，如图所示，先后使蜡烛位于a、b、c、d四点，并观察总结凸透镜成像的规律。关于a、b、c、d四点的成像情况，他归纳出下列说法，其中正确的是（ ）
A.烛焰位于a点时，屏上出现的实像最小
B.烛焰位于c点时，屏上出现的实像最小
C.烛焰位于b点时，成等大倒立的实像
D.烛焰位于d点时，成放大的虚像
【答案】AD
【解析】从图中可以看到，烛焰位于a点时，物距大于两倍焦距，根据凸透镜的成像规律可知，成倒立、缩小的实像，在b、c点时，成倒立、放大的实像，d点光屏上不成像，在凸透镜的左侧成放大的虚像；所以烛焰位于a点时，屏上出现的实像最小，烛焰位于d点时，成放大的虚像；A、D正确。
故选AD。
二、填空题
11.为保障市民的出行安全，交管部门在很多十字路口安装了监控摄像头，它可以拍下违章车辆的现场照片，拍照时，摄像头的镜头相当于一个凸透镜，所成的像是_________（选填“放大”，“缩小”或“等大”）的实像，当车辆远离摄像头时，所成的像将会_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】缩小
变小
【解析】[1]拍照时，摄像头的镜头相当于一个凸透镜；照相机和摄像头的原理相同，即当u>2f时，凸透镜成倒立、缩小的实像。
[2]当车辆远离摄像头时，物距增大，像距减小，则像变小。
12.如图是凸透镜成实像时像距v和物距u的关系图象.分析图象可知：该凸透镜的焦距是_____cm，当物距u＝30cm时，成_____的像（选填”放大“等大“或”缩小“）
【答案】10
缩小
【解析】由图知，当物距为20cm时，像距也为20cm，根据凸透镜成像的规律，物距等于2倍焦距时，成倒立等大的实像，此时像距与物距相等，即2f＝20cm，得f＝10cm；已知f＝10cm，当物距u＝30cm时，u＞2f，成倒立、缩小的实像.
13.某单位利用人工智能技术刷脸考勤,如图，当人靠近摄像头时，光源自动打开，照亮________(填“人脸”或”显示屏”)，当人脸到摄像头的距离__________
时，人脸通过摄像头成一个倒立、________的实像，与录入信息进行比对，从而记录考勤.
【答案】人脸
大于二倍焦距
缩小
【解析】[1]人脸反射的光线经过摄像头在底片上成像，反射的光越强像越亮，因此应照亮人脸；
[2][3]摄像头是利用当物距大于二倍焦距时，凸透镜成倒立缩小的实像的原理制成的。
14.在探究凸透镜成像规律时，如果凸透镜焦距为10cm，物距为25cm，移动光屏，可以在光屏上得到一个倒立、________的实像.在照相机和投影仪中，成像情况与此类似的是________.
【答案】缩小
照相机
【解析】如果凸透镜焦距为10cm，物距为25cm，即u＞2f，由凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像，应用于照相机。
15.找一个圆柱形玻璃瓶，里面装满水。透过玻璃瓶可以看到那只铅笔。当水平放置的铅笔紧贴玻璃杯时，看见铅笔的像比铅笔本身粗细________，长度________，（选填“变大”、“不变”或“变小”）如果把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动，会看到的现象是________。
【答案】变大
变大
笔尖位置反了
【解析】[1][2][3]圆形的玻璃瓶中装水时，相当于凸透镜，当铅笔靠近玻璃瓶时，玻璃瓶相当于放大镜，看到的铅笔变粗，长度变大，若铅笔远离玻璃瓶时，会成倒立的像，铅笔尖位置变反。
16.小军做凸透镜成像规律的实验时，将光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜两侧，当它们的位置如图所示时。在光屏上呈现烛焰清晰的像。该实验现象能说明_________（选填“幻灯机”“照相机”或“放大镜”）的成像特点。
【答案】幻灯机。
【解析】由图可知，物距小于像距，在光屏上可呈现烛焰清晰倒立、放大的实像，其应用是幻灯机。
三、实验题
17.在探究”凸透镜成像规律”的实验中，小峻同学进行了如下实验：
（1）按如图甲所示操作，测出本实验所用凸透镜的焦距为_______cm.
（2）接着小峻调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图乙所示，发现光屏上得到一个倒立、_______（选填“放大“缩小”或“等大”）的清晰实像，生活中的_______（选填“照相机”投影仪”或“放大镜”）就是利用了这样的成像原理.
（3）保持图乙中凸透镜的位置不变，当向右移动蜡烛时，应该向_______（选填“左”或“右”）移动光屏，才能再次得到清晰的像.
（4）保持凸透镜的位置仍然不变，小峻继续向右移动蜡烛至45cm刻度线处，移动光屏，发现_______（选填“能”或“不能”）得到蜡烛清晰的像.
【答案】10.0
放大
投影仪
右
不能
【解析】（1）平行光经过透镜以后将会聚到主光轴上一点，这个点即透镜的焦点，焦点到光心的距离即焦距，有甲图可知透镜的焦距是10cm(2)由图乙可以看出相距小于物距，根据透镜的成像规律可知此时可成倒立放大的实像，投影仪就是根据这一原理制成的.（3）
凸透镜的位置不变,当向右移动蜡烛时物距变小，根据物距和像距的变化关系可知：此时像距应该变大，所以应该向右移动光屏.(4)保持凸透镜的位置仍然不变,向右移动蜡烛至45cm刻度线处此时u,所以无论如何移动光屏都不能在光屏上得到蜡烛清晰的像.
四、简答题
18.如图所示，小明手拿一个透明玻璃球，将其放置在距眼睛较远的位置，透过它能看到远处大树倒立、缩小的像。请解释这个现象。
【答案】见解析
【解析】玻璃球中间厚，边缘薄，相当于凸透镜。远处的建筑物距玻璃球的距离大于2倍焦距，来自建筑物的光经过玻璃球折射，成一个倒立、缩小的像。人眼距玻璃球距离大于像距，会聚成像的光线继续传播到人眼，就看到了这个像。
1第三节《凸透镜成像规律》教学设计
教学目标
1.知识与技能
理解凸透镜成像的规律。
知道凸透镜成放大、缩小实像和成虚像的条件。
2.过程与方法
通过探究活动，体验科学探究的全过程和方法。
通过实验探究，知道凸透镜成像的规律。
在探究活动中，培养初步学生的观察能力和提出问题的能力。
3.情感、态度与价值观
通过探究过程，提升对证据的分析和论证能力。
（2）通过探究活动，体会实验探究活动在认识事物过程中的重要意义。
教学重点：组织设计探究凸透镜成像的规律
教学难点：指导学生在探究过程中，建立实验和物理模型之间的联系；凸透镜成像性质的描述。
知识点梳理：（1）凸透镜成像规律及探究实验；（2）凸透镜成像规律的应用。
复习提问、引入新课
照相机、投影仪、放大镜所成的像各有什么特点？
物体距离透镜的距离不同（物距），所成像的特点不同，物体到透镜距离相同时，透镜焦距不同，所成像的特点不同。由此可知，像的虚实、大小、正倒跟物体离凸透镜的距离（物距）有关，同时也跟透镜的焦距的有关。因此，物距和焦距是影响像特点的因素。
本实验设计的思路：本来成像特点是受两个因素影响的，但是实验探究中只探究了物距对成像特点的影响，而控制了焦距不变，同时在进行物距的表示时，为了找到内在的规律性，其实物距是表示为焦距的倍数关系，同时这也体现了本实验内在较强的规律性，从数学角度来说满足某种内在关联性。本实验中的像距是一个因变量，也就是说像距（因变量）的大小是由物距和焦距来唯一确定的。
所以本题就会出现一种问题，即当物体到透镜的距离不变时，改变透镜的焦距，然后再分析成像情况，那么分析思路还是相同的。如下方法：
结论：解题时，将物体到透镜的具体的长度距离转变为对应透镜焦距的倍数关系，然后再根据所得出的结论进行确定像的特点以及像距。
知识点一：探究凸透镜成像的规律（实验）
实验目的
探究像的正倒、大小、虚实跟物距之间的关系。
实验器材及安装
凸透镜（）、蜡烛、光屏、光具座（带刻度尺）。
调节烛焰、透镜、光屏的中心，使它们的三者中心大致在同一高度上（共轴调节，为了使烛焰的像成在光屏的中央）。
注意：不能说成是三者中心在同一直线上。（语言精准）
实验过程
凸透镜成像时的三个物理量：（1）焦距用表示；（2）物距用表示；（3）像距用表示；（4）实验前，将透镜焦距作为已知量确定下来，注意估读，且改变物距的方式是移动蜡烛，而不是移动透镜，所以应该将透镜固定下来。
注意实验中表示物距的方式是，将、的大小表示为的倍数。
进行实验与收集数据：
=
10
cm
将透镜固定在50cm处
说明：在用凸透镜测焦距时，会涉及到刻度尺的读数，那么是否要估读，这个不作硬性规定。
此部分会出现一种题型，即蜡烛不动，改变透镜的焦距，问像距的范围与成像的特点。
例题：如图所示，凸透镜的焦距为15cm，此时在光屏上成像特点为，若蜡烛不动，将凸透镜的焦距更换为12cm，要使光屏上仍然能成清晰的放大的实像，则蜡烛应该（填写“向左”或“向右”）移动，光屏应该（填写“向左”或“向右”）移动
①把蜡烛放在距凸透镜光心大于二倍焦距的地方，移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，同时测出此时的物距和像距。改变物距大小，重复实验，得出结论。
实验中取了物距的5个范围来进行实验，每个范围内多组实验，目的是让实验结论更具有普遍性。每个范围的划定是依据成像特点不同来进行的。
实验数据记录：
实验次序
与关系
物距/cm
像距/cm
成像特点
应用
1
40
13.3
倒立、缩小的实像
照相机
2
30
15
倒立、缩小的实像
照相机
3
21
19.1
倒立、缩小的实像
照相机
结论：
物距
光路分析图示
像距
成像特点
像与物相对透镜的位置
应用
倒立、缩小的实像
异侧
照相机
成实像时的像大小变化规律：物近像远像变大，物远像近像变小。
思考：实验中，当物距确定下来以后，是如何确定像距的？
思考：实验中是如何找到清晰的像的？
注意语言的叙述方式：清晰。
②把蜡烛向凸透镜方向移动，让蜡烛与凸透镜光心的距离等于二倍焦距，移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录此时像的大小和正倒，并测出此时的物距和像距。
实验数据记录：
实验次序
与关系
物距/cm
像距/cm
成像特点
应用
4
20
20
倒立、等大的实像
测焦距
结论：
物距
光路分析图示
像距
成像特点
像与物相对透镜的位置
应用
倒立、等大的实像
异侧
测焦距
【例题】
某班同学在“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，该透镜的焦距为cm，当物距为16cm时，成像特点为、的实像，当物距为21cm时，成像特点为、的实像。当物距从32cm逐渐减小到16cm时，像距逐渐（填写“变小”或“变大”），像逐渐（填写“变小”或“变大”）。
答案：8
倒立等大倒立缩小变大变大
③把蜡烛再靠近凸透镜，让蜡烛与凸透镜光心的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录此时像的大小和正倒，测出此时的物距和像距。
实验数据记录：
实验次序
与关系
物距/cm
像距/cm
成像特点
应用
5
19
21.1
倒立、放大的实像
投影仪
6
15
29.9
倒立、放大的实像
投影仪
7
13
43.1
倒立、放大的实像
投影仪
结论：
物距
光路分析图示
像距
成像特点
像与物相对透镜的位置
应用
倒立、放大的实像
异侧
投影仪
成实像时的像大小变化规律：物近像远像变大，物远像近像变小。
思考：当物距从大于二倍焦距外逐渐减小到二倍焦距以内时，像距如何变化？像的大小如何变化？像的虚实情况，正倒情况，物体和像相对透镜的位置情况如何变化？
思考：像从变小到变大的临界点在哪个点？
④将蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛在凸透镜的焦点上，移动光屏，观察光屏上是否能成像。
实验数据记录：
实验次序
与关系
物距/cm
像距/cm
成像特点
应用
8
10
不成像
测焦距
结论：
物距
光路分析图示
像距
成像特点
像与物相对透镜的位置
应用
侧焦距
⑤把蜡烛移动到凸透镜的1倍焦距以内，移动光屏，观察光屏上是否能成像。如果不能，可以从光屏这一侧透过凸透镜用眼晴直接观察像的特点，并记录，在1倍焦距之内改变物距，多次实验。
实验数据记录：
实验次序
与关系
物距/cm
像距/cm
成像特点
应用
9
8
正立、放大的虚像
放大镜
10
6
正立、放大的虚像
放大镜
11
5
正立、放大的虚像
放大镜
结论：
物距
光路分析图示
像距
成像特点
像与物相对透镜的位置
应用
正立、放大的虚像
同侧
放大镜
成虚像时的像大小变化规律：物近像近像变小，物远像远像变大。
思考：成像的虚实分界点在哪个点？
思考：成虚像时，我们应该从哪一侧观察像？
实验结论：
物距
成像特点
像距
物与像相对透镜的位置
光屏能
否承接
应用
正、倒
放大、缩小
虚、实
口诀：凸透镜成像规律
一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；（实）物近像远像变大、物远像近像变小。
（虚）物近像近像变小，物远像远像变大。
实像异侧倒，虚像同侧立
成实像时：
当，成倒立、缩小、实像；
当，成倒立、等大、实像；
当，成倒立、放大、实像。
归纳总结（重复）
（1）凸透镜所成的实像都是倒立的，且物、像位于凸透镜的两侧；凸透镜所成的虚像都是正立的，且物、像位于凸透镜的同侧。
（2）—倍焦距处是实像和虚像的分界点，当物距大于一倍焦距时成实像，当物距小于一倍焦距时成虚像。
（3）二倍焦距处是成放大实像和缩小实像的分界点，当物距大于二倍焦距时成缩小实像，当物距等于二倍焦距时成等大的实像，当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时成放大的实像。
（4）凸透镜成实像时，随着物距的变小，像和像距都变大；凸透镜成虚像时，随着物距的变小，像和像距都变小。（物近像近像变小）
交流与评估
实验中光屏上不能成像的原因
①蜡烛在1倍焦距内，凸透镜成虚像，不能呈现在光屏上。
②蜡烛在焦点上，凸透镜没有成像。
③蜡烛到凸透镜的距离稍大于1倍焦距，成像在很远的地方，光屏无法移动到该位置。
④蜡烛、凸透镜、光屏三者中心不在同一高度，像不在光屏上。
知识点二：凸透镜成像规律的应用
用照相机照相时，要使胶片上的像大一些，应使被照物体离镜头近一些，同时使胶片离镜头远一些，即镜头前伸。（成实像：物近像远像变大）
使用投影仪时，要使屏幕上的像小一些，应使投影片离镜头远一些，同时屏幕离镜头近一些。（成实像：物远像近像变小）
使用放大镜观察物体时，要想让被观察物体大一些，应使被观察物体离放大镜稍远一些。（成虚像：物远像远像变大）
知识拓展：高斯成像公式（选学）
透镜成像的物距、像距和焦距之间的关系还可以用公式定量表示出来：
当透镜被纸遮住一部分以后，所成的像有什么变化？
如图所示，能成完整的像，只是像的亮度变暗了
像不在光屏中央位置，如何调节？
当光屏上的像偏上时，有三种调节方法：（方法：烛焰、透镜中心、烛焰的像三者在一条线上）
①将光屏上调；②将凸透镜下调；③将蜡烛上调。
光屏上能成清晰像时，对调蜡烛和光屏的位置，光屏上仍能成清晰的像（光路可逆）
焦距的测量及判断
用平行光垂直照射到凸透镜上，在凸透镜的另一侧用光屏承接到最小最亮的点，这个点到凸透镜光心的距离即为焦距；②一定蜡烛和光屏，是光屏上成倒立、等大的实像，此时物距等于二倍焦距（）
凸透镜成像和平面镜成像的区别
凸透镜可以成实像，也可以成虚像，平面镜成的是虚像。除了正立倒立的区别以外，还有一个不同：
平面镜成的虚像是“翻转”（数学里的轴对称），正立是正立，但左右相反，相对位置发生了改变；
凸透镜成的实像是“旋转”（数学里的中心对称），相对位置没发生改变；
凸透镜成的虚像，左右不相反，相对位置没发生改变。
题目中，将物距或像距的具体数值转化为与焦距倍数关系，然后再根据成像规律解题。
【例题】在用一凸透镜研究其成像的规律时，某同学得到的部分实验信息如下表所示。根据表中信息判定下列说法正确的是（）
实验次序
1
2
3
4
5
物距u/cm
50
40
30
25
20
像距v/cm
22
24
30
38
60
A.该凸透镜的焦距是15cm
B.当u=25cm时，凸透镜成放大的像，放大镜就是根据这一原理制成的
C.当v=24cm时，凸透镜成缩小的像，照相相机就是根据这一原理制成
D.若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动，像会逐渐变小
答案：A
1第3节《凸透镜成像的规律》同步综合试题
一、单选题
1.如图所示，烛焰在光屏上刚好成清晰的像。透镜不动，将蜡烛移至刻度处，移动光屏，在光屏上能观察到（）
A.倒立、缩小的实像
B.倒立、放大的实像
C.正立、放大的实像
D.光屏上不能呈现像
【答案】D
【解析】如图，物距、像距分别为
此时光屏上出现清晰的像，即
所以焦距为
将蜡烛移至刻度处时，物距变为
物距小于焦距，凸透镜成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，所以光屏上不能呈现像；故D符合题意。
故选D。
2.在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时，烛焰在光屏上呈现一个清晰放大的像.要使烛焰在光屏上呈现一个清晰缩小的像，调节的方法是（ ）
A.透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏靠近透镜移动
B.透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏远离透镜移动
C.透镜不动，蜡烛靠近透镜移动，光屏远离透镜移动
D.透镜不动，蜡烛靠近透镜移动，光屏靠近透镜移动
【答案】A
【解析】由图知道，此时物距小于像距，成倒立放大的实像，要使光屏上呈现倒立、缩小的实像，要增大物距，同时减小像距，所以在凸透镜不动时，蜡烛远离凸透镜，同时光屏靠近凸透镜，故选A.
3.在探究凸透镜成像规律的实验中，小欢同学将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置时，恰好在凸透镜后30cm处的光屏上出现一个与蜡烛等大倒立的像：若将此蜡烛移至凸透镜前12cm处时，则（ ）
A.光屏上出现倒立放大的实像
B.光屏上出现倒立缩小的实像
C.无论怎样移动光屏，光屏上均不会出现实像
D.将光屏远离凸透镜方向移动一段距离，光屏上才会出现倒立放大的实像
【答案】C
【解析】距离凸透镜30cm的光屏上得到一个清晰的与物体等大的像，所以
v=30cm=2f
则
f=15cm
若现将物体移至透镜前12cm处时，此时物距
u=12cm
则物距应小于焦距，成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，故光屏上不会出现像，故ABD不符合题意，C符合题意.
4.如图所示，将凸透镜看作是眼睛的晶状体，光屏看作是眼睛的视网膜，烛焰看作是眼睛观察的物体.拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上，光屏上出现烛焰清晰的像，而拿走近视眼镜则烛焰的像变得模糊.那么在拿走近视眼镜后，下列操作能使光屏上重新得到清晰像的是（）
A.将光屏适当远离凸透镜
B.将蜡烛适当远离凸透镜
C.将光屏适当移近凸透镜或将蜡烛适当移近凸透镜
D.同时将光屏和蜡烛适当远离凸透镜
【答案】C
【解析】近视眼物体成像在视网膜的前方，用凹透镜矫正后，像后移到视网膜上.由题意可知：拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上，像后移落到光屏上，而拿走近视眼镜则烛焰的像前移，使光屏上的像变得模糊，要使你仍落在光屏上，则将光屏适当靠近凸透镜，或将蜡烛适当靠近凸透镜，或将光屏适当移近凸透镜或将蜡烛适当移近凸透镜.故本题符合题意的选项是A、B、D.
5.如图所示，小刚在做探究凸透镜成像规律的实验时，将焦距为10cm的薄凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上35cm刻度线处，移动光屏至80cm刻度线处，在光屏上得到烛焰清晰的像，以下说法正确的是（）
A.此时光屏上成倒立缩小的实像
B.此成像原理可以应用在放大镜上
C.保持凸透镜位置不变，蜡烛向左移动，光屏向右移动才能在光屏上得到清晰的像
D.保持蜡烛的位置不变，在蜡烛和凸透镜之间放一个老花眼镜，要在光屏上得到清晰的像，必须将光屏向左移动
【答案】D
【解析】AB.由图知道，此时物距小于像距，即说明光屏上成倒立、放大的实像，幻灯机就是利用该原理制成的，故AB错误；
C.保持凸透镜不动，凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小，将蜡烛向左移动，光屏也要向左移动才能在光屏上得到一个清晰的像，故C错误；
D.保持蜡烛的位置不变，在蜡烛和凸透镜之间放一个老花眼镜，老花镜是凸透镜，对光线有会聚作用，所以，可以提前成像，若要再在光屏成清晰的像，则必须将光屏向左移动，故D正确。
6.如图所示，白板上画有两个黑色箭头（图甲），用玻璃杯装半杯水放在白板前（图乙），人眼观察到位于下方的箭头明显发生了变化，下列判断正确的是（ ）
A.玻璃杯下半部相当于一个凹透镜
B.下方箭头是凸透镜形成的虚像
C.下方箭头成像原理在生活中的应用是照相机
D.把玻璃杯移得离白板更远一点，观察到下方的箭头比移动前变得更大
【答案】C
【解析】A.玻璃杯下半部分的中间厚，边缘薄，相当于一个凸透镜，故A错误；
B.据图能看出，此时成一个倒立、缩小的实像，故B错误；
C.据B可知，成倒立、缩小的实像，所以此时相当于物体处于2倍焦距以外，像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像，照相机就是利用该原理制成的，故C正确；
D.凸透镜成实像时，增大物距，像距缩短，像变小；把玻璃杯移得离白板更远一点，即增大物距，观察到下方的箭头比移动前变得更小，故D错误。
故选C。
7.如图所示，F为凸透镜的两个焦点，A′B′为物体AB的像，则物体AB在（）
A.图中Ⅰ区域，箭头水平向右
B.图中Ⅱ区域，箭头水平向右
C.图中Ⅱ区域，箭头方向向左斜上方
D.图中Ⅰ区域，箭头方向向右斜上方
【答案】D
【解析】根据图中告诉的像距与焦距的关系，结合凸透镜成像的规律即可确定像与物体之间的大小关系，以及物距与焦距的关系.由题意知，像在一倍焦距和二倍焦距之间，根据凸透镜成像的特点，此时物体应在二倍焦距以外，且成的像是倒立缩小的实像，因此物体应比A′B′大，箭头方向向上；像在主光轴下方，根据凸透镜的三条特殊光线，利用折射时光路是可逆的，作出物体AB，由图可知；则物体应在主光轴下方，所以物体在图中Ⅰ区域，箭头方向向右斜上方.
故选D.
8.在探究“凸透镜成像规律”的实验中，小明将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐向远离凸透镜的方向移动，物距u随时间t的变化图像如图甲所示，则像距v与t的大致变化关系为乙图中的（）
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透,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,从到,但像距只能接近1倍焦距,而不能小于1倍焦距,故只有C正确,ABD错误.?
所以C选项是正确的.
9.（多选）在探究凸透镜成像规律时，小明用焦距为f甲=10cm和f乙=5cm的甲、乙两个凸透镜依次进行实验。当将蜡烛及透镜均分别放在如图所示位置时，烛焰通过透镜都能在光屏上成清晰的像（图中未画出），并且其中一次是光屏在图中ab间移动得到的。则（ ）
A.焦距为10cm的甲透镜成像较小
B.焦距为5cm的乙透镜成像较小
C.在ab间移动得到像时用的是甲透镜
D.在ab间移动得到像时用的是乙透镜
【答案】BC
【解析】由图可知，物体到透镜的距离为15cm，即，，根据凸透镜成像规律，放在甲凸透镜前，f甲=10cm，2f甲=20cm，则
20cm>15cm>10cm
即
此时成倒立放大的实像，此时像距
在ab间移动得到倒立、放大的实像；放在乙凸透镜前：f乙=5cm，2
f乙=10cm，则
15cm>10cm
即
此时物距大于二倍焦距，故成倒立、缩小的实像，此时像距
即
在ab间移动不能得到像，所以甲透镜成像较大，故AD不符合题意，BC符合题意。
故选BC。
10.（多选）小磊在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将凸透镜A固定在光具座上35cm处，移动光屏使烛焰在光屏上成清晰的像，如图甲所示。接着，他将凸透镜A换成凸透镜B并保持烛焰和透镜位置不变，移动光屏再次得到清晰的像如图乙所示。则下列说法中正确的是（ ）
A.照相机的物镜成像原理与图甲相同
B.放大镜的物镜成像原理与图乙相同
C.凸透镜A的焦距大于凸透镜B的焦距
D.凸透镜B的焦距大于凸透镜A的焦距
【答案】AD
【解析】A.由图甲可知，光屏上呈现倒立缩小的实像，所以照相机的物镜成像原理与图甲相同，故A正确；
B.由乙图可知，此时成倒立、放大的实像，所以放大镜的物镜成像原理与图乙不相同，故B错误；
CD.由甲图可知，物距
此时成倒立、缩小的实像，所以物距大于两倍焦距，所以
得
由乙图可知，物距仍为30cm，此时成倒立、放大的实像，所以物距处于f和2f之间，即
可得
所以A的焦距小于B的焦距；故C错误，D正确。
故选AD。
二、填空题
11.在探究凸透镜成像规律的实验中，如图所示，光屏上可成清晰的像，此成像特点与________（填“投影仪”或“照相机”）的相同；现将蜡烛向左移一定的距离，为了在光屏上再次成清晰的像，应在蜡烛和凸透镜间加入________透镜。
【答案】照相机凹
【解析】[1]由图可知，物距大于像距，在光屏上成实像，此时物体应该在凸透镜的两倍焦距以外，成倒立、缩小的实像，照相机是利用这一原理工作的。
[2]将蜡烛向左移一定的距离，物距增大，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大的特点可知此时像距缩短了，即光会聚在光屏的左边，而光屏不动，要想在光屏上再次成清晰的像，应该将光发散一下，即应在蜡烛和凸透镜间加入凹透镜。
12.小明同学用蜡烛、凸透镜和光屏等器材做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)一束平行光通过凸透镜后在光屏上得到一个最小最亮的光点，如图甲所示，则凸透镜的焦距为_____cm。
(2)如图乙所示，生活中的_____（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用了这样的成像原理。
(3)如图乙所示，保持凸透镜位置不变，在透镜与蜡烛之间放一凸透镜，若不移动光屏，蜡烛应向_____（填“左”“右”）移动才能使光屏上仍呈现清晰的像。
(4)如图乙所示，小明向左移动蜡烛时，要在光屏上成清晰的像，则光屏应向_____（填“左”“右”）移动。
(5)张老师用发光二极管使用“F”形光源，如图，代替蜡烛放在图乙10cm刻度处，则光屏上得到的清晰的像应该是下图中的（______）
A.
B.
C.
D.
【答案】10.0
投影仪右左
A
【解析】(1)[1]结合题意和图甲，可知凸透镜的焦距为10.0cm。
(2)[2]由图乙知，物距为15cm，像距为30cm，即物距小于像距，生活中，投影仪应用了这个成像原理。
(3)[3]在图乙所操作的实验过程中，保持凸透镜的位置不变，在透镜与蜡烛之间放一凸透镜，则蜡烛发出的光线被会聚了，那么成像的距离变近，所以要向右移动蜡烛，让入射光线比之前发散一下，这样才能使光屏仍呈现清晰的像。
(4)[4]如图乙所示，向左移动蜡烛时，即物距变大，那么像距应变小，所以光屏应向左移动，才能再次成清晰的像。
(5)[5]若用发光二极管代替蜡烛放在图乙10cm刻度处，则物距为40cm，此时物距大于二倍焦距，所成的像是倒立、缩小的实像，所以应是图中A图。
13.小明将一支点燃的蜡烛放在凸透镜（f=10cm）前18cm处，光屏上得到了烛焰倒立、放大的清晰像。然后他在蜡烛和透镜之间放置了一个远视眼镜片，由于远视眼镜片对光线有___作用，所以光屏上烛焰的清晰像变模糊了（如图所示）。若想在光屏上重新得到清晰的烛焰像，他可将光屏___（选填“靠近”或“远离”）凸透镜。
【答案】会聚靠近
【解析】[1]远视镜片是凸透镜，凸透镜对光有会聚作用。
[2]凸透镜对光有会聚作用，而远视镜片对光也是会聚作用，所成清晰的像会靠近凸透镜，所以若想在光屏上重新得到清晰的烛焰像，他可将光屏靠近凸透镜。
14.物理兴趣小组想知道某只透镜的焦距f为多少，做实验甲，镜面垂直于阳光，在透镜下面放上白纸（纸、镜平行），测出透镜与白纸间距s/cm与对应的白纸被烤焦的时间t/min，绘出图纸乙，则可判断该透镜的焦距f为______.
将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上，（如图丙）做成像实验，记录每次成实像的物距u、像距v、物像间距L(u+v)，绘出图线丁（以f为长度单位），由图可知，要想成实像，蜡烛与光屏的间距应满足L≥______（用表示）
经“百度”发现，物理学中，有一个凸透镜成像的“新概念”：放大率n==，结合丙、丁两图，可知当物距u=1.5f时，n=
______.
【答案】12cm
4f
2
【解析】[1]由图乙可知，当透镜与白纸间距s=12cm时，白纸被烤焦的时间t=4min，所用的时间最短，说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高，这个点就是凸透镜的焦点，则测出透镜与白纸间距即为焦距f=12cm.
[2]根据凸透镜的成实像时满足u>f，由图丁可知，随着物距u的增大，物像间距L先减小后增大，当物距u=2f时，物像间距L最小为4f，
因此，要想成实像，蜡烛与光屏的间距应满足L?4f.
[3]由图丁可知，当物距u=1.5f时，物像间距L=4.5f，
根据L=u+v可得:
v=L?u=4.5f?1.5f=3f，
则放大率:
n=
=
==2
三、实验题
15.探究凸透镜成像的规律：
(1)实验所用凸透镜的焦距为10cm。某次实验情形如图甲所示，此时光屏上恰好得到烛焰清晰的像，则物距u=______cm，烛焰的像应为图乙中的______，生活中的______就是利用这一原理工作的。
(2)在图甲所示实验情形下，紧靠凸透镜加放另一透镜，发现光屏上的像变模糊。保持蜡烛和凸透镜的位置不变，只将光屏向右移动又重新得到清晰的像，则所加的透镜为______。
【答案】30
C
照相机凹透镜
【解析】(1)[1]由图甲可知，凸透镜在50cm刻度处，蜡烛在20cm刻度处，则物距
u=50cm-20cm=30cm
[2][3]由图可知，物距大于像距，且光屏上成清晰的像，此时成的是倒立、缩小的实像，所以烛焰的像应该是图乙中的C，生活中照相机是利用这一原理工作的。
(4)[4]保持蜡烛和凸透镜的位置不变，只将光屏向右移动又重新得到清晰的像，即相对于没加透镜之前像距变大了，说明成像光线被扩散了，所以加的透镜为凹透镜。
16.如图，在某次探究凸透镜成像规律的实验中：
(1)小明想知道实验中某块透镜的焦距，做了实验甲，镜面正对着太阳光，在透镜下面放上白纸（纸、镜平行），测出透镜与白纸间距s/cm与对应的白纸被烤焦的时间t/min，绘出图像乙，可判断该透镜的焦距f为______cm；
(2)如图丙，当把一块焦距为15
cm的凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm刻度线位置时，光屏应在______（填“Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ”）区域内左右移动，直到在光屏上像最________时，才能确定像的位置。
(3)实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致光屏上的像向____（上/下）移动；为了使烛焰的像能成在光屏中央，在不更换实验器材的情况下，最科学可行的方法是将___________。
【答案】12
Ⅱ
清晰上蜡烛向上移动适当的距离
【解析】(1)[1]太阳光是平行光，经凸透镜折射后，会聚在焦点，在焦点光线的能量最强，其它位置光线较弱，能量最强则温度上升最快，在较短时间内能把白纸烤焦，从图乙可看到，当透镜与白纸间距是12cm时，烤焦的时间最短，那么焦距是12cm。
(2)[2][3]根据凸透镜的成像规律可知，物距
则像距大于一倍焦距小于两倍焦距，即
清晰像应该在65.0cm至80.0cm处，即光屏应在Ⅱ区域内左右移动，才能成清晰的像。
(3)[4]实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，根据“过光心的光线其传播方向不变”可知，光屏上的像向上移动。
[5]为了使烛焰的像能成在光屏中央，在不更换实验器材的情况下，由过光心的光线传播方向不变可知最科学可行的方法是将蜡烛向上移动适当的距离，那么烛焰的像会向下移动。
1(共18张PPT)
1
5.3
凸透镜成像的规律
复习回顾：三种光学仪器的成像特点
倒立缩小的实像
正立放大的虚像
倒立放大的实像
实验目的
探究像的正倒、大小、虚实跟物距之间的关系。
实验器材及设计实验
凸透镜（f=10cm）、蜡烛、光屏、光具座（带刻度尺）。
知识点一
探究凸透镜成像规律的实验
1.组装实验器材，将烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心调整到同一高度。
2.把蜡烛放在较远处，使物距u＞2f，使烛焰在光屏上成清晰的实像，观察实像的大小和正倒，记录物距和像距，并画出光路图。
3.把蜡烛向凸透镜移近，减小物距u，仍使u＞2f，仿照步骤2再做一次实验，观察像的变化。
4.把蜡烛向凸透镜移近,
使物距u=2f，重复以上操作，进行观察和测量，并画出光路图。
5.把蜡烛继续向凸透镜移近，使物距在2f和f之间，即f＜u＜2f，重复以上操作，进行观察和测量，并画出光路图。
6.把蜡烛向凸透镜移近，减小物距u，仍使f＜u＜2f，仿照步骤5再做一次实验，观察像的变化。
7.继续移近蜡烛，使物距u=f，在屏上还能得到蜡烛的像吗？
8.继续移近蜡烛，使物距u＜f，在屏上还能得到蜡烛的像吗？怎样才能观察到蜡烛的像？是虚像还是实像？观察像的大小、正倒、测出物距，估测出像距，并画出光路图。
成像作图
物距
像的性质
像距
应用
虚实
大小
正倒
u＞2f
实
缩小
倒立
f＜v＜2f
照相机
u=2f
f＜u＜2f
u=f
u＜f
F
F
F
F
成像作图
物距
像的性质
像距
应用
虚实
大小
正倒
u＞2f
实
缩小
倒立
f＜v＜2f
照相机
u=2f
实
等大
倒立
v=2f
f＜u＜2f
u=f
u＜f
2F
2F
F
F
成像作图
物距
像的性质
像距
应用
虚实
大小
正倒
u＞2f
实
缩小
倒立
f＜v＜2f
照相机
u=2f
实
等大
倒立
v=2f
f＜u＜2f
实
放大
倒立
v＞2f
幻灯机
u=f
u＜f
F
F
成像作图
物距
像的性质
像距
应用
虚实
大小
正倒
u＞2f
实
缩小
倒立
f＜v＜2f
照相机
u=2f
实
等大
倒立
v=2f
f＜u＜2f
实
放大
倒立
v＞2f
幻灯机
u=f
/
/
/
/
/
u＜f
F
F
成像作图
物距
像的性质
像距
应用
虚实
大小
正倒
u＞2f
实
缩小
倒立
f＜v＜2f
照相机
u=2f
实
等大
倒立
v=2f
f＜u＜2f
实
放大
倒立
v＞2f
幻灯机
u=f
/
/
/
/
/
u＜f
虚
放大
正立
u＜v
放大镜
物距（u）
像的性质
应用
正倒
大小
虚实
像距（
v）
u＞2f
倒立
缩小
实像
f＜v＜2f
照相机
u＝2f
倒立
等大
实像
v＝2f
f＜u＜2f
倒立
放大
实像
v＞2f
投影仪
u＝f
不成像、得到一束平行光
u＜f
正立
放大
虚像
放大镜
1.对凸透镜成像进一步总结
（1）一倍焦距分虚实；
（2）二倍焦距分大小；
（3）实像异侧倒，虚像同侧立。
2.成实像变化规律：
物近像远像变大，物远像近像变小；
成虚像变化规律：
物近像近像变小，物远像远像变小。
如何理解成虚像时的变化特点
物近像近像变小，物远像远像变大。因为此时，物距增大则是靠近焦点，折射光线行，反向延长线在很远处相交成像。故像变大。
F
F
f
当透镜被纸遮住一部分以后，所成的像有什么变化？
能成完整的像，只是像的亮度变暗了。
如果光屏上看不见像，是什么原因？
①蜡烛在1倍焦点内，凸透镜成虚像，不能呈现在光屏上。
②蜡烛到凸透镜的距离稍大于1倍焦距，成像在很远的地方，光屏无法移动到该位置。
③蜡烛、凸透镜、光屏三者中心不在同一高度。
④蜡烛在焦点上，凸透镜没有成像。
像不在光屏中央位置，如何调节？
当光屏上的像偏上时，有三者调节方法：
（解题思想：烛焰的中心位置要比凸透镜中心位置低）
①将光屏上调；
②将凸透镜下调；
③将蜡烛上调。
凸透镜成像规律
一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小．
物远像近像变小，物近像远像变大．
2f
f
O
f
2f
照相机
幻灯机
放大镜
成倒立
缩小实像
成倒立
放大实像
U>2f
2f>u>f
u
