2.3 凸透镜成像 同步练习（含解析）

3 凸透镜成像
一、单选题
1.?如图所示，某同学欲拍摄一棵高大树木的全景，但从取景框中只能看到树的一部分，他要拍摄到这棵树的全景，可以采取的方法是（　　）
?
A.?把相机向上举高???????????????????B.?向前再走几步???????????????????C.?向后退几步???????????????????D.?向地面蹲下
2.?外出旅游，照相机是我们必备的工具，它能记录我们沿途所见的美丽风光，在照相机构造中有一个关键的成像光学元件，它相当于一个
A.?反光镜????????????????????????????????B.?凹面镜????????????????????????????????C.?平面镜????????????????????????????????D.?凸透镜
3.如图所示，凸透镜焦距为f ， 烛焰在图示位置时恰能在光屏上成清晰的像。现将蜡烛沿主光轴向同一方向移动距离2f ， 移动蜡烛的同时移动光屏，使烛焰始终能在光屏上成清晰的像．则光屏上的像
A.?一直变小???????????????????????B.?一直变大???????????????????????C.?先变大后变小???????????????????????D.?先变小后变大
4.如图所示的现象或情景中，成实像的是（?? ）
A.?山的倒影????????????????????????B.??演员对着镜子画脸谱
C.?用放大镜鉴赏邮票??????????????????????????????????????????????D.?用照相机照相
5.如图所示实验现象所揭示的物理原理、规律与对应的实用技术的原理、规律不相符的是（　　）
A.?照相机??????????B.?电磁起重机??????????
C.?电动机??????????D.?发电机
6.薄透镜的光心的性质是(??? )
A.?位于透镜中央?????????????????????????????????????????????????????B.?通过光心的光线方向不变
C.?位于主光轴与透镜相交处????????????????????????????????????D.?可使光线会聚于此点
7.下列光路作图及有关说明，不正确的是(? )
A.?经凹透镜折射后的折射光线
B.?舞蹈运动员通过平面镜看到角尖的像的光路图
C.?物体PQ在平面镜中成像P`Q`
D.?进入玻璃砖和穿出玻璃砖后的光路图
8.用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距，并“探究凸透镜成像规律”，当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙时，在光屏上可成清晰的像．下列说法正确的是（??? ）

A.?凸透镜的焦距是30cm
B.?图乙中烛焰成的是倒立放大的像
C.?照相机成像特点与图乙中所成像的特点相同
D.?保持凸透镜、光屏位置不变，将蜡烛远离凸透镜，烛焰仍可在光屏上成清晰的像
9.甲同学拿着焦距为10cm的放大镜去看离他1.5m远处的乙同学，乙同学却通过放大镜看到了甲同学眼睛成正立放大的、清晰的虚像，则放大镜与甲同学的距离（??? ）
A.?小于10cm???????????????????B.?大于10cm小于20cm???????????????????C.?大于20cm???????????????????D.?等于10cm
二、填空题
10.小军同学利用焦距为15cm的凸透镜做了“探究凸透镜成像规律”的实验，实验中当光屏距凸透镜18cm时，会在光屏上出现一个________（选填“缩小”、“等大”或“放大”）的实像．应用这一成像原理制成的光学仪器是________?（答出一个即可）．
11.如图甲所示，冬冬在探究光的色散现象时，看到白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带。
冬冬对产生的原因进行了思考：这是由于不同的色光在通过三棱镜时发生光的________(填“反射“或“折射”)程度不同而造成的。受此启发，在用“平行光聚焦法”测量凸透镜的焦距时，冬冬想：如果分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴入射，如图乙所示，红光、紫光对凸透镜的焦距肯定是不同的。请你说出，凸透镜对________色光的焦距较大，你推断的理由是________。
12.小华用同一个凸透镜进行如下探究。
（1）将凸透镜正对太阳，调节凸透镜下方白纸的位置，直至白纸上出现一最小最亮的光斑，实验示意图如图甲所示，则该透镜的焦距为________cm。将发光小灯泡、凸透镜和光屏如图乙放置，光屏上呈现一个圆形光斑，若将光屏向右移动，光斑大小将________。
（2）凸透镜和光屏的位置如图乙所示，移去小灯泡，将点燃的蜡烛放置于光具座的15 cm刻度处，将光屏向右移动一段合适的距离，能在光屏上得到烛焰清晰倒立、________的实像；小华发现屏上的像时而清晰时而模糊，请分析造成这一现象的可能原因：________。
三、解答题
13.完成下列光路图
14.?????????

（1）完成图甲的光路图。
（2）图乙中有发光点s和像s′，请作出一条由s点发出的光线由平面镜反射后经过A点的反射光线。（保留作图辅助线）
四、实验探究题
15.小明学习了《透镜及其应用》后，了解了透镜的一些知识．请回答以下问题：
（1）近视眼镜的镜片是________?透镜．
（2）通过凸透镜能看清邮票的细微之处，如图甲所示，此时凸透镜与邮票间的距离________?凸透镜的焦距（选填“大于”、“等于”或“小于”）．
（3）在探究“凸透镜成像规律”的实验中，当蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图乙所示时，光屏上有一个烛焰清晰的像，则此像是________（选填“放大”、“等大”或“缩小”）、________?（选填“正立”或“倒立”）的像．如果保持凸透镜的位置不变，对调蜡烛和光屏的位置，________（选填“能”或“不能”）在光屏上再次得到一个烛焰清晰的像．
16.小科在用蜡烛作为光源去学校实验室完成“探究凸透镜成像规律”实验后，发现了该实验装置的一些不足，小科和同学一起对实验装置进行了改进创新，创新点如图所示：光具座上凸透镜所在位置为零刻度，数值向左、向右依次增大；在标有均匀格子的面板上制作字母“A”状LED灯替代蜡烛；光屏上标有同样的均匀格子。

（1）请选择一个方面分析创新后实验装置的优点________。
（2）老师看了小科的改进设计后，指出用这个字母“A”无法探究成的像的一个问题，这个问题是________。
（3）实验时已经在光屏上成一个清晰像的时候，小科继续做拓展实验，他将近视眼镜镜片放在凸透镜和物体之间，若还要成一个清晰的像，他应该将光屏________。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 C
【解析】【解答】解：在探究凸透镜成像的规律的过程中，物体从远处向凸透镜靠近的过程中，物体所成的像逐渐变大，并且像距离凸透镜越来越远．
因此要使此时的像减小，就要使凸透镜逐渐的远离树木，即照相机远离树木，故应向后退几步．
故选C
【分析】从取景框中只能看到树的一部分，说明此时的像太大，因此要采取措施使凸透镜成的像减小，由此入手解决此题
2.【答案】 D
【解析】【解答】解：照相机的镜头相当于一个凸透镜，当景物到镜头的距离大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像．
故选D
【分析】照相机的镜头相当于凸透镜，它是根据凸透镜成倒立、缩小、实像的条件制成的
3.【答案】 A
【解析】【解答】烛焰在图示位置时恰能在光屏上成清晰的像，由图可知，像距大于物距，成倒立放大的实像，将蜡烛沿主光轴向同一方向移动距离2f ， 物距增大，像距变小，像变小；
故选A。
【分析】掌握凸透镜成像规律。
?
4.【答案】 D
【解析】【分析】（1）成实像的情况有：小孔成像和凸透镜成像中当物距大于1倍焦距时，都是成的实像；（2）成虚像的情况有：平面镜成像、折射成像和凸透镜成像中当物距小于1倍焦距时成正立放大的虚像．
【解答】解：A、山的倒影属于平面镜成像，平面镜成的是正立、等大的虚像，不符合题意．
B、演员对着镜子画脸谱，属于平面镜成像，平面镜成的是正立、等大的虚像，不符合题意．
C、放大镜是利用凸透镜成正立、放大的虚像制成的，不符合题意；
D、照相机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像制成的，符合题意．
故选D．
5.【答案】 A
【解析】【分析】（1）凸透镜成像时，u＜f，成正立、放大的虚像，物像在凸透镜的同侧，应用于放大镜和老花镜。（2）电流周围存在着磁场，根据电流周围存在磁场制成电磁铁，应用于电磁起重机。（3）通电导体在磁场中受力而运动，应用于电动机。（4）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中有感应电流，这种现象是电磁感应现象，应用于发电机。奥斯特实验、电动机原理图、发电机原理图、电磁铁原理图，在中考试题中出现的频率很高，要熟练掌握。
【解答】A、如图，物像在凸透镜的同侧，凸透镜成正立、放大的虚像，应用于放大镜或老花镜，符合题意；
B、电磁铁根据通电导体周围存在磁场制成的，电磁起重利用电磁铁制成的，不符合题意；
C、电动机是根据通电导体在磁场中受力而运动的原理工作的，不符合题意；
D、发电机是根据电磁感应原理制成的，不符合题意。
故答案为：A
6.【答案】 B
【解析】【解答】选项A、C描述的是光心的位置，不是光心的性质，不合题意；
光心的性质是：通过光心的光线，传播方向不变，选项B正确，选项D错误；
故选B。
【分析】对于薄透镜，过光心的光线传播方向不改变。
7.【答案】 C
【解析】【分析】A、凹透镜对光线起发散作用；
B、根据平面镜成像的规律进行解答；
C、物体在平面镜后面的部分不能成像；
D、光从空气中斜射入玻璃或从玻璃斜射入空气中时，光线发生折射。
【解答】A、平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其反向延长线经过另一侧的虚焦点，故A正确，但不符合题意；
B、先做出脚尖关于平面镜的对称点Q'，即脚尖在平面镜中成的像，连接Q'和人眼，与平面镜的交点为入射点，连接Q和入射点的光线就是入射光线，连接入射点和眼睛为反射光线，故B正确，但不符合题意；
C、物体PQ在平面镜右侧的部分在平面镜中不能成像，故C错误，但符合题意；
D、光从空气中斜射入空气中，发生第一次折射，过入射点垂直玻璃砖上表面作法线，再在玻璃砖内部法线的另一侧做折射光线，折射角小于入射角，光从玻璃砖下表面斜射入空气中，在玻璃砖的下侧垂直于玻璃砖做法线，在玻璃砖下侧空气中作出折射光线，折射角大于入射角，折射光线与玻璃砖上表面的入射光线平行，故D正确，但不符合题意；
故选C。
8.【答案】 B
【解析】【分析】（1）利用“平行光线会聚法”可测量凸透镜的焦距；
（2）首先确定蜡烛到凸透镜的距离在哪个范围内，再根据凸透镜成像特点确定像的特征；
（3）照相机成倒立、缩小的实像，投影仪成倒立、放大的实像；
（4）根据“物近像远大，物远像近小”判断像的位置。
【解答】A.据甲图可知，光屏的位置就是凸透镜的焦点的位置，从凸透镜到光屏的距离就是焦距f=30cm-20cm=10cm，故A错误；
B.蜡烛的物距u=65cm-50cm=15cm，那么这时f C.照相机成倒立、缩小的实像，与乙图不同，故C错误；
D.将蜡烛远离凸透镜，根据“物远像近小”可知，成的像会靠近凸透镜，如果光屏不动，肯定不能成清晰的像，故D错误。
故选B。
9.【答案】 A
【解析】【分析】根据凸透镜成虚像的原理分析解答。
【解答】乙同学通过凸透镜看到甲同学的眼睛正立放大的虚像，说明甲同学到凸透镜的距离u 故选A。
二、填空题
10.【答案】 缩小；照相机
【解析】【解答】由题意知，f=15cm，当光屏距凸透镜18cm时，像距处于f和2f之间，此时物距大于二倍焦距，所以会在光屏上出现一个倒立缩小的实像，根据这一成像原理制成的光学仪器是照相机．
故答案为：缩小；照相机．
【分析】当像距处于f和2f之间时，物距在二倍焦距之外，凸透镜成倒立缩小的实像，照相机是根据这个原理制成．
11.【答案】 折射；红；红色光较紫色光偏折能力弱
【解析】【分析】光的色散原理是光的折射；不同色光经三棱镜的折射本领不同。
【解答】白光经三棱镜发生光的色散，是由于不同的色光在通过三棱镜时发生光的折射程度不同而造成的。分别用红光和紫光测量凸透镜的焦距时，凸透镜对红色光的焦距较大，这是因为红色光较紫色光偏折能力弱。
故答案为：折射；红；红色光较紫色光偏折能力弱。
12.【答案】 （1）10.0；不变
（2）放大；烛焰在晃动
【解析】【分析】（1）凸透镜的焦距就是焦点到光心的距离；根据凸透镜的三条特殊光线分析；
（2）当f 【解答】（1）根据甲图可知，凸透镜的焦距：f=10cm；将发光小灯泡、凸透镜和光屏如图乙放置，此时小灯泡在焦点上，光线经过凸透镜后变成平行光线，因此光屏向右移动时，光斑的大小保持不变。
（2）移去小灯泡，将点燃的蜡烛放置于光具座的15 cm刻度处，此时物距u=30cm-15cm=15cm，物体在一倍焦距和二倍焦距之间，将光屏向右移动一段合适的距离，能在光屏上得到烛焰清晰倒立、放大的实像；小华发现屏上的像时而清晰时而模糊，造成这一现象的可能原因：烛焰在晃动。
?
三、解答题
13.【答案】 解:
【解析】【解答】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点．如图所示：
【分析】在作凸透镜光路图时，先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图
14.【答案】 （1）
（2）
【解析】【分析】（1）根据凸透镜的“三条特殊光线”解答；
（2）平面镜所成的虚像是所有反射光线的交点，那么通过A点的反射光线肯定也经过S'，将二者连接后与镜面的交点就是对应的入射点，最后将该点分别与发光点和A点连接即可。
【解答】（1）与主光轴平行的光线，经过凸透镜后，折射光线经过另一侧的焦点，如下图所示：

（2）将A和S'连接，与镜面相交于O点；连接SO为待求的入射光线，连接OA为待求的反射光线，如下图所示：

四、实验探究题
15.【答案】 （1）凹　
（2）小于　
（3）缩小　；倒立　；能
【解析】【解答】（1）近视眼的成因是晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，因此来自远处点的光会聚在视网膜前，到达视网膜时已经不是一点而是一个模糊的光斑了；近视眼要佩带凹透镜矫正；
（2）因放大镜成像时，须将物体放在焦点之内，即这时放大镜与邮票之间的距离应小于凸透镜的焦距，此时会成正立放大的虚像；
（3）如图，物距大于像距，当u＞2f，成倒立、缩小的实像，如果保持凸透镜的位置不变，对调蜡烛和光屏的位置，则蜡烛在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，在光屏上能得到倒立、放大的实像．
故答案为：（1）凹；（2）小于；（3）缩小；倒立；能．
【分析】（1）根据近视眼的成因及其矫正方法确定透镜的类型；
（2）用当物体放在凸透镜焦点之内时，会成正立放大的虚像，放大镜正是应用了这一原理．
（3）u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机．
2f＞u＞f，成倒立、放大的实像．
16.【答案】 （1）①可以直接读出物距以及像距；②光屏上成像更清晰、稳定；③从光屏上可以准确得出像与物的大小关系。LED灯代替蜡烛，光源更稳定。
（2）由于A字母左右对称，无法探究成的像是否左右颠倒
（3）远离凸透镜(向右移动、向外侧移动）
【解析】【分析】（1）①刻度尺上的刻度分别向两侧逐渐增大，而凸透镜正好在0刻线上，因此物体所在的刻度就是物镜，光屏所在的刻度就是相距。②LED发光比蜡烛稳定，且亮度高；③通过光屏上的格子可以更加准确的判定成像的大小；
（2）物体通过凸透镜所成的像是倒立的，即上下颠倒，左右颠倒，因此要求物体不能是上下对称或左右对称的物体；
（3）分析放入近视眼镜片后光线是会聚了还是发散了，如果会聚了，那么成像靠前，光屏就靠近凸透镜；如果发散了，那么成像靠后，光屏就远离凸透镜。
【解答】（1）该装置的优点有：①可以直接读出物距以及像距；②光屏上成像更清晰、稳定；③从光屏上可以准确得出像与物的大小关系。LED灯代替蜡烛，光源更稳定。
（2）老师看了小科的改进设计后，指出用这个字母“A”无法探究成的像的一个问题，这个问题是：由于A字母左右对称，无法探究成的像是否左右颠倒。
（3）小科继续做拓展实验，他将近视眼镜镜片放在凸透镜和物体之间，由于近视眼镜片是凹透镜，所以光线发散了，成像靠后了，那么光屏要远离凸透镜。