初中物理 三轮复习学案 挑战中考压轴题-专题二：凸透镜成像规律 有解析

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挑战中考压轴题-专题二：凸透镜成像规律
考点透视
1.凸透镜和凹透镜：透镜对光的作用；焦点和焦距。
2.凸透镜成像的应用：照相机、投影仪、放大镜的原理。
3.眼睛和眼镜：正常眼睛、近视眼和远视眼。
4.显微镜和望远镜。
满分技巧
1.通过透镜的三条特殊光线：
有三条光线通过透镜的光路很特别，如图甲、乙所示。 A．平行于凸（凹）透镜主光轴的光线，经凸（凹）透镜折射后（反向延长线）会聚于（虚）焦点； B．通过凸（凹）透镜光心的光线传播方向不变； C．通过透镜（虚）焦点的光线，经凸（凹）透镜折射后平行于主光轴射出。
2.探究凸透镜成像规律的实验：
在研究凸透镜成像特点的实验中，依次把蜡烛、凸透镜和光屏放在同一直线上，并调整它们的高度，使蜡烛、凸透镜和光屏的中心大致在同一水平高度，目的是使所成的像在光屏中间，同时便于我们观察。
3.凸透镜成像规律：
照相机 投影仪 放大镜
原理 u>2f，f2f u像的性质 倒立、缩小的实像 倒立、放大的实像 正立、放大的虚像
光路图
说明：当u=2f时，v=2f，成倒立、等大的实像，为成像大小的分界点；当u=f时，不成像，为成像虚实的分界点。
4.凸透镜成像规律的技巧：
凸透镜成像规律是一难点，考生出错率较高，可分以下几步进行研究。
第一步：弄清题中数据的含义，看是物距、像距、焦距。
第二步：从题中信息弄清楚到底是哪一种成像规律。
第三步：确定物距和焦距的关系或像距和焦距的关系，并用字母具体表示出来。
第四步：将数据代入字母关系式中解不等式，问题就得到解决。
5.显微镜
物镜：f物目镜：u'6.望远镜：
物镜：u>2f物，成倒立、缩小、实像。
目镜：u'典型例题
考点一：透镜
典型例题
（2019·福建厦门一中初二期中）一块玻璃砖内有一个饼形气泡，如图所示，一束平行光线垂直通过玻璃砖后将
A．被发散 B．被会聚 C．还是平行光 D．无法判断
【参考答案】A
【详细解析】玻璃砖被气泡分成两部分，这两部分都是中间薄，边缘厚，都是凹透镜，对光线有发散作用，因此平行光经过玻璃砖后，会变得发散，故A符合题意，BCD不符合题意。
变式练习
1．（2019·山东初二期末）透镜对光具有发散或会聚作用，下面有关凸透镜和凹透镜的光路图正确的是
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】A．平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，故A正确。B．过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线应平行于主光轴，故B错误。C．光线经凹透镜折射后折射光线应发散出去，而图中是会聚，故C错误。D．平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点，故D错误。故选A。
2．（2019·上海市培华学校初二期中）户外的探照灯主要由凸透镜和光源组成的。如果要产生如图所示的平行光，光源应放在凸透镜的
A．焦点处 B．二倍焦距处
C．一倍焦距以内 D．二倍焦距以外
【答案】A
【解析】凸透镜三条特殊的光线通过凸透镜的情况：过光心的光线，过凸透镜后其传播方向不改变；平行主光轴的光线，经过凸透镜后折射光线过焦点；过焦点射向凸透镜的光线，折射后将平行于主光轴传播。所以如果要产生如图所示的平行光，光源应放在凸透镜的焦点处，故选A。
考点二：凸透镜成像规律
典型例题
（2019·广东中考模拟）小红在探究凸透镜成像规律的实验中，选择了焦距为10 cm的凸透镜。她将点燃的蜡烛、凸透镜和光屏依次固定在光具座上，如图所示。在保持蜡烛和光屏的位置不变的条件下，为了在光屏上得到烛焰放大的像，小红应将凸透镜向_________移动（选填“左”或“右”），这一实验现象可以说明_________成像特点（选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）；若点燃的蜡烛与凸透镜间距离小于10 cm，小红应该在_________（选填“蜡烛”或“光屏”）一侧透过凸透镜观察成像。
【参考答案】左 幻灯机 光屏
【详细解析】根据凸透镜成像的规律可知，2f>u>f，成倒立、放大的实像，为了在光屏上找到烛焰清晰放大的像，应将凸透镜向左移动，使物距变小，像距变大。这一实验现象可以说明幻灯机的成像特点。若点燃的蜡烛与凸透镜间距小于10 cm，即u变式练习
1．（2019·龙口市第五中学初三期中）如图所示，小梦同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，烛焰在光屏上形成一个清晰的像。关于此实验，下列说法正确的是
A．蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像向下移动
B．照相机就是利用如图所示的成像原理制成的
C．该实验用的透镜，可用于矫正近视眼
D．蜡烛靠近凸透镜，在光屏上烛焰的像会变小
【答案】B
【解析】A．由于成的实像是倒立的，所以蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像就应该越向上移动，故A错误，不符合题意；B．由图知，蜡烛放在2倍焦距之外，所以此时成缩小、倒立的实像．照相机是根据这个原理制成的．故B正确，符合题意；C．矫正近视眼用的是凹透镜，故C错误，不符合题意；D．蜡烛靠近凸透镜，物距变小，在光屏上烛焰的像会变大，故D错误，不符合题意。
2．（2019·天津中考模拟）小明同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图像，如图所示，下列判断正确的是
A．该凸透镜的焦距是20 cm
B．当u=15 cm时，在光屏上能得到一个放大的像
C．当u=25 cm时，在光屏上能得到一个缩小的像
D．把物体从距凸透镜12 cm处移动到30 cm处的过程中，像逐渐变小
【答案】BCD
【解析】A、由u–v图像可知，u=v=20 cm=2f，此时凸透镜成倒立、等大的实像，故f=10 cm，A错误，不符合题意。B、当u=15 cm时，2f>u>f，成倒立、放大的实像。故B正确，符合题意。C、当u=25 cm时，u>2f，在光屏上成倒立、缩小的实像，故C正确，符合题意。D、物体从距凸透镜12 cm处移动到30 cm处的过程中，凸透镜的物距大于焦距，成实像，根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”，物距增大，像距减小，像变小。故D正确，符合题意。
考点三：生活中的透镜
典型例题
（2019·安徽中考模拟）透镜在我们的生活中应用广泛，下列说法中正确的是
A．借助放大镜看地图时，地图到放大镜的距离应大于一倍焦距
B．投影仪能使物体在屏幕上成正立、放大的实像
C．照相时，要使所拍摄景物的像变大，应将照相机的镜头远离被拍摄物体
D．近视眼镜利用了凹透镜对光的发散作用
【参考答案】D
【详细解析】A．根据凸透镜的成像规律可知：借助放大镜看地图时，地图到放大镜的距离应小于一倍焦距，故A错误；B．投影仪能使物体在屏幕上成倒立、放大的实像，而不是正立的，故B错误；C．照相时，要使所拍摄景物的像变大，可增大像距，使像变大，即将照相机的镜头靠近被拍摄物体，故C错误；D．凹透镜对光有发散作用，近视眼镜利用了这一点，使光线延迟会聚，使像成在视网膜上，故D正确。
变式练习
1．（2019·福建厦门双十中学思明分校初二期中）如图所示为女航天员王亚平太空授课的情景，图中水球相当于凸透镜，假设水球的焦距为f，则此时王亚平到水球的距离u应该是
A．u2f
【答案】D
【解析】水球相当于一个凸透镜，此时王亚平所成倒立、缩小的实像，根据凸透镜成倒立缩小实像的规律知，王亚平到水球的距离应大于2倍焦距。故D符合题意。
2．（2019·河南中考模拟）如图所示，用手机摄像头（相当于凸透镜）扫描二维码向商家进行支付，给人们生活带来了许多方便。扫码时，二维码应位于摄像头的______________，要使屏幕上二维码的像变小，只需将手机________（选填“靠近”或“远离”）二维码。
【答案】2倍焦距以外 远离
【解析】手机摄像头相当于凸透镜，利用物体在2倍焦距以外，像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立缩小实像的原理制作的，扫码时，二维码应位于摄像头的2倍焦距以外；如果要让像变小一些，凸透镜成实像时，物远像近像变小，应增大物距，应将手机远离二维码。
考题预测
一、单选题
1.“超级月亮”比正常时的月亮要大百分之二十，亮度也有所增加，某天文爱好者为了研究这一现象，于是架设一台天文望远镜做进一步观察，关于该望远镜，下列说法正确的是（ ）
A. 它的物镜和显微镜的物镜作用相同
B. 它的物镜相当于放大镜，用来把像放大
C. 它的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像
D. 它由两组透镜组成，靠近眼镜的为目镜，靠近被观测物体的为物镜
2.如图所示，在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛和凸透镜之间的距离为26㎝时，在光屏上得到一个清晰缩小的实像．下列说法正确的是（ ）
A. 该凸透镜的焦距大于13㎝
B. 只将凸透镜向左移，可以在光屏上得到清晰放大的像
C. 只将蜡烛和光屏互换，可以在光屏上得到清晰缩小的像
D. 将蜡烛远离凸透镜时，为了在光屏上得到清晰的像，应将光屏远离凸透镜
3.如图是同学们在探究凸透镜成像规律实验时，烛焰在光屏上成了一个清晰的像，下列说法正确的是（ ）
A. 利用这一成像规律可制成照相机
B. 实验中，蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像向下移动
C. 要使光屏上烛焰的像变小，只需将蜡烛靠近凸透镜
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
4.2020年6月21日，我国多地可以看到罕见的日环食，天文爱好者通过墨水成像、小孔成像、相机拍照等方式观看或记录了这一天象奇观。下列说法正确的是( )
A. 日食形成的原因是光沿直线传播 B. 太阳在墨水中形成倒影，这是光的折射现象
C. 太阳通过小孔成像，这是光的反射现象 D. 太阳通过照相机镜头成的是虚像
5.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 ，实验中将蜡烛分别放在甲、乙、丙、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，需将光屏移动到大于 的位置，才能在光屏上成清晰的像
B. 将蜡烛从甲位置移到乙位置，需将光屏向右移动才能再次得到清晰的像
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、放大的实像，与放大镜成像原理相同
6.如图所示，F点发出的两条光线经凸透镜后的折射光线平行于主光轴，P为2倍焦距处，则下列说法正确的是（ ）
A. 物体放在A点时，所成的像跟照相机的成像性质相同
B. 物体放在B点时，无法用眼睛直接观察到像
C. 物体放在C点时，所成的像跟投影仪的成像性质相同
D. 物体放在C点时，经凸透镜成正立、放大的实像
7.如图所示，图甲是“测凸透镜焦距”的装置图。图乙是“探究凸透镜成像规律”的装置图，在图乙所示的位置烛焰能在光屏上成完整清晰的像。下列说法正确的是（ ）
A. 由图甲可知凸透镜的焦距是40cm
B. 图乙的成像特点与投影仪的成像特点相同
C. 图乙中若用遮光板挡住凸透镜的上半部分，光屏上只出现烛焰下半部分的像
D. 图乙中若将蜡烛与光屏的位置互换，光屏上仍能成清晰的像
二、多选题
8.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像，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，放大镜利用了这条规律
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
9.如图所示是一款用于看书的台式放大镜，它可以调节上端镜片到书的距离，使人清晰的看到书上的字，关于这款台式放大镜说法正确的是（ ）
A. 通过台式放大镜看到的是正立放大的虚像
B. 书应该放在距离镜片大于二倍焦距的位置
C. 适当向上调节镜片可以看到书上更大的字
D. 这款台式放大镜和投影仪的成像原理相同
10.如图所示，烛焰通过凸透镜在光屏上成倒立、放大的像，小明在图上画出了其中一条光线的传播光路。下列说法正确的是（ ）
A. 小明画的光路不正确
B. 此时光屏到透镜的距离一定大于
C. 透镜不动，将蜡烛和光屏的位置对调，光屏上依然能成清晰的像
D. 若紧贴透镜再放一近视镜片，如图中的入射光线对应的折射光线与主光轴的交点将向左移动
11.如图所示，某同学用自制的水凸透镜做凸透镜成像实验，在光屏上得到了清晰的像，关于下列现象分析，正确的是（ ）
A. 此时在光屏上得到的是倒立放大的实像
B. 如果利用注射器继续向水凸透镜内注水，发现光屏上的像不清晰了，这时将光屏向透镜方向移动，又能得到一个清晰的更小的实像
C. 保持蜡烛和光屏不变，向左移动水凸透镜到适当的位置后，利用注射器从水凸透镜内慢慢抽水，在光屏上有可能得到一个倒立等大的实像
D. 水凸透镜内有一个正方形纸片，则在光屏上不会得到蜡烛完整的像
12.如图所示，凸透镜的焦距为 ，此时蜡烛在光屏上成一个清晰的像。凸透镜的位置固定不变，只移动点燃的蜡烛和光屏，下列说法正确的是（ ）
A. 把蜡烛移到刻度值为 处，再向左移动光屏，能在光屏上得到倒立缩小的清晰实像，成像规律可以应用于照相机
B. 若烛焰从光具座 刻线处向靠近凸透镜方向移动，烛焰所成的像将逐渐变大
C. 把蜡烛移到刻度值为 处，再向右移动光屏，能在光屏上得到正立放大的虚像，成像规律可以应用于放大镜
D. 蜡烛在光屏上已成一个清晰的像，如果在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜，为了在光屏上重新得到清晰的像，光屏应向左移动
13.将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻线处，将光屏和点燃的蜡烛分别放在凸透镜的两侧，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 为了找到蜡烛烛焰在光具座0cm处清晰的像，应将光屏向左移动到60~70cm刻度的位置
B. 把蜡烛放置在光具座上35cm处，调节光屏，光屏上可出现烛焰倒立缩小的实像
C. 实验中，光屏上得到清晰地像后，用一不透明的金属罩将焰心尖端部分罩住，光屏上的像仍然是完整的，且变暗一些
D. 蜡烛在光具座20cm处，移动光屏成清晰的像时，若在蜡烛和凸透镜之间放一个远视眼镜，将光屏向左移动才能得到一个清晰的像
三、填空题
14.小玉同学研究凸透镜成像规律，发现蜡烛、凸透镜和光屏如图所示放置时，蜡烛通过凸透镜在光屏上形成一个清晰的像，这个像的特点是________、________：（选填“正立”或“倒立”；“放大”或“缩小”）的实像，________（选填“照相机”或“投影仪”）就是利用凸透镜的这个特点制成的，现保持凸透镜的位置不变，将光屏与蜡烛的位置对调，则光屏上________（选填“能”或“不能”）形成一个清晰的像。
15.如图所示，在探究凸透镜成像规律时，将焦距为 的凸透镜A固定在光具座上 刻线处。将点燃的蜡烛放置在光具座上 刻线处，移动光屏到________ 刻线处，烛焰在光屏上能成清晰的像。保持蜡烛的位置不变，将凸透镜A换成焦距为 的凸透镜B并保持位置不变，为使烛焰在光屏上成清晰的像，应将光屏________（填“向左”、“向右”或“不”）移动。
16.
（1）如图所示光源P发出的一束光经平面镜反射后在屏上显示出一个光点Q。
①画出光源P在平面镜中的像________。
②请画出上述现象的入射光线和反射光线。________。
（2）图为某工具镜内部部分光路图物镜是凸透镜，F为物镜焦点，物体M有一条发出的光线a经光心O，另一条发出的光线经物镜折射后的光线b平行于主光轴。
①在图中画出光线a、b经物镜前或后的光线________。
②目镜是________透镜（选填“凹”“凸”）。
③物体M经物镜所成的像相对于M是________（选填“倒立”“正立”）、________(填“放大”“等大”“缩小”）的像。
17.勤于动手的小聪在探究凸透镜成像规律过程中，将蜡烛、凸透镜和光屏按如图所示放置时，蜡烛通过凸透镜在光屏上形成一个倒立、________（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的清晰的像，利用凸透镜这一成像规律制成的是________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）；若保持透镜和光屏的位置不变，将蜡烛移到“28cm”刻度线位置，他将自己佩戴的眼镜放在蜡烛和透镜间适当位置时，光屏上又出现了清晰的像，则小明所患的眼疾是________。（选填“近视眼”或“远视眼”）。
18.某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，绘制了如图所示的图像（v表示像到凸透镜的距离，u表示物体到凸透镜的距离），用该凸透镜作放大镜使用时，被观察的物体到透镜的距离在________cm以内；把物体从距凸透镜3cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中，像的大小将________（选填“变大”“变小”“先变小再变大”“先变大再变小”）。
四、实验探究题
19.在“探究凸透镜成像规律”的实验中：
（1）实验装置正确安装并调节后，小芳同学某次实验情景如图所示，此时她在光屏上看到了烛焰清晰的像，生活中的________就是利用这一原理制成的；
（2）实验过程中，如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，则光屏上的像_____；
A.只出现烛焰像的上半部分
B.只出现烛焰像的下半部分
C.出现烛焰完整的像，但像更小了
D.像仍然是完整的，且大小不变，只是变暗了
（3）如果保持蜡烛和凸透镜的位置不变，把光屏向右移一小段距离后，要想在光屏上再次得到清晰的像，可在蜡烛与凸透镜之间放一个________（选填“近视眼镜”或“远视眼镜”）；
（4）实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致光屏上的像向上移动，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，请写出一种可行的方法：________。
20.同学们在“探究凸透镜成像规律”的实验时，将蜡烛、凸透镜、光屏、刻度尺放在水平桌面上，如图所示。
（1）他们把未点燃的蜡烛，凸透镜和光屏依次放在________上，点燃蜡烛，调节使烛焰、凸透镜、光屏的中心在________上；
（2）在实验过程中，他们将蜡烛由远及近的向凸透镜靠近，为了得到完整准确的凸透镜成像规律，请写出两点操作过程中的注意事项________；
（3）如图是用同一相机拍摄的被列入《世界遗产名录》的苏州留园曲溪楼的景色照片。根据凸透镜成像规律，请写出拍摄甲照片后，若要拍摄乙照片应怎样调节________。
21.利用光具座、蜡烛、凸透镜和光屏等器材进行“凸透像成像规律”的实验探究。在实验过程中，因蜡烛燃烧其长度不断缩短而出现的实验情形如图所示。请你完成下列问题：
（1）如图所示，如果保持蜡烛和光屏的高度不变，为使烛焰像仍能成在光屏中央，将凸透镜向________调节适当的距离即可（选填“上”或“下”）；
（2）适当调节凸透镜的高度后，小明维续进行实验，如果紧贴着凸透镜左侧放置一个“老花镜片”（相当于凸透镜），为使光屏上仍能接收到清晰的烛焰像，此时如果保持其他因素不变，可将光屏向________移动适当的距离（进填“左”或“右”）。
22.小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验，其实验装置如图所示。
（1）如图甲所示，若在光屏上可看到一个清晰、倒立的实像，则该实像一定是________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的。
（2）保持蜡烛和凸透镜的位置不变，在蜡烛和凸透镜之间增加一个合适的凹透镜，若让光屏上仍成清晰的像，则需要向________（选填“左”或“右”）移动光屏，才能看到清晰的实像。
（3）在某次实验中，在光屏上得到一个清晰的像，如图乙所示，若要使像成在光屏的中心，则需将凸透镜向________（选填“上”或“下”）调节。
23.某同学用光具座 凸透镜 蜡烛，光屏和度尺等实验器材，探究“凸透镜成像的规律”
（1）为了测量凸透镜的焦距，让一束平行于主光轴的光射向凸透镜，移动光屏，直到光屏上出现最小，最亮的光斑，用刻度尺测出光斑到凸透镜中心的距离，如图甲所示，凸透镜焦距为________cm；
（2）将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，蜡烛放置在光具座40m刻度线处，点燃蜡烛，左右移动光屏，出现图乙所示现象（成像清晰） 为使像呈现在光屏中央，应将光屏向________调节；
（3）保持凸透镜位置不变，调整烛焰中心 透镜中心和光屏中心在同一高度，将蜡烛移至34cm刻度线处，移动光屏 直到光屏上再次出现清晰的像，该像是倒立________的实像，保持凸透镜位置不变，将蜡烛续向左移动10.0cm，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向________移动一段距离
24.小亮用如图所示的实验装置探究“凸透镜成像的规律”。
（1）实验中，有三只凸透镜：①焦距为5cm、②焦距为10cm、③焦距为20cm。将其中一只凸透镜固定在50cm刻度线处，适当调整点燃蜡烛和光屏的位置，直到光屏上得到清晰的烛焰像（像未画出），如图所示。则选用的凸透镜是________（填“①”、“②”或“③”），此时烛焰像是________（填“放大”或“缩小”）的，________（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）， 就是利用这一原理工作的。
（2）如果此时将蜡烛远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向________（填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动。若不移动光屏，只需在蜡烛和透镜之间靠近透镜位置放置一个度数合适的________（填“近视”或“远视”）眼镜，也可以在光屏上成清晰的像。
（3）实验过程中，同组同学向左轻吹蜡烛的火焰，小亮观察到烛焰的像向左侧偏斜，说明此时烛焰通过凸透镜成的是________像（填“实”或“虚”），像和蜡烛在透镜的________（填“同侧”或“异侧”）。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 D
【解答】A. 望远镜的物镜是使得无限远处的物体成一个倒立缩小的实像，而显微镜的物镜是为了使得载物片上的物体成一个放大的实像，A不符合题意；B. 望远镜的物镜相当于照相机的镜头，使远处的物体成一个倒立缩小的实像，B不符合题意；C. 望远镜的物镜的目的是使得无限远处的物体成一个倒立缩小的实像，C不符合题意；D. 望远镜由两组透镜组成，靠近眼镜的为目镜，靠近被观测物体的为物镜，D符合题意．
故答案为：D.
【分析】显微镜是由物镜和目镜组成，物镜和目镜都是凸透镜，望远镜，靠近眼睛的为目镜，靠近物体的物镜。
2.【答案】 B
【解答】成实像时，物距大于两倍焦距成倒立缩小的实像，此时物距为26cm，故焦距小于13cm．根据光路具有可逆性，蜡烛的光屏呼唤位置，光屏上将出现倒立放大的实像．只将凸透镜向左移动，可以在光屏上得到倒立放大的实像．B符合题意。
故答案为：B
【分析】根据凸透镜成像时的物距和像距范围，可以计算焦距范围；凸透镜成实像时，物距和像距互换有两次成像。
3.【答案】 A
【解答】A．由图示知，蜡烛与透镜的距离大于2倍焦距，所成的是缩小倒立的实像，照相机便是利用这一规律工作，A符合题意；
B．实验中，蜡烛越烧越短，则光屏上所成的像会向上移动，B不符合题意；
C．据凸透镜的成像规律有：物远像近像变小，要想烛焰上的像变小，应让蜡烛远离透镜，C不符合题意；
D．为了便于观察光屏上的像，应让光在光屏表面发生漫反射，则光屏的表面应较粗糙，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】当物距u>2f时，像距f4.【答案】 A
【解答】A.当月球转到太阳和地球之间，太阳、地球和月球三者在同一直线上，因为光是沿直线传播的，太阳发出的光线被月球遮挡，地球上的人在某个区域看到日环食，在某个区域看到日偏食，所以日环食是光直线传播的结果，A符合题意。
B.太阳在墨水中形成的倒影，属于平面镜成像，是光的反射现象，B不符合题意。
C.太阳通过小孔成像是太阳光穿过小孔而形成的像，由光的直线传播形成的，C不符合题意。
D.太阳通过照相机镜头成倒立、缩小的实像，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】本题主要考查的是光学内容，主要包括了三条规律：光的直线传播、光的反射和光的折射，掌握小孔成像、平面镜成像和凸透镜成像的原理、特点和应用是答题的关键。
5.【答案】 B
【解答】A．蜡烛在甲位置时，物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距到二倍焦距之间，所以需要将光屏移动到60cm～70cm之间的位置，才能在光屏上成清晰的像，A不符合题意；
B．将蜡烛从甲位置移到乙位置，物距变小，像距变大、像变大，需要将光屏向右移动才能再次得到清晰的像，B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不符合题意。
故答案为：B。
【分析】该题目考查的是凸透镜成像规律，当物距不同时，成像的性质也不同，结合凸透镜成像规律分析求解即可。
6.【答案】 A
【解答】由图可知，从F出发的光线经过凸透镜后变为平行于主光轴的光线，则F为焦点。
A．物体放在A点时，物距大于二倍焦距，则成倒立、缩小的实像，应用于照相机，A符合题意；
B．物体放在B点时，物距在一倍焦距到二倍焦距之间，则成倒立、放大的实像，用眼睛能直接观察到像，B不符合题意；
CD．物体放在C点时，物距小于焦距，则成正立、放大的虚像，应用于放大镜，CD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，应用为幻灯机、电影放映机、投影仪。
7.【答案】 D
【解答】A．由图甲可知凸透镜的焦距是40.0cm-30.0cm=10.0cm
A不符合题意；
B．图乙中“物远像近”，物体在凸透镜的二倍焦距外，像在凸透镜的一倍到二倍焦距间，成倒立、缩小的实像，成像特点与照相机的成像特点相同，B不符合题意；
C．图乙中若用遮光板挡住凸透镜的上半部分，光屏上所成的像的亮度变暗，但光屏上仍能成烛焰完整的像，C不符合题意；
D．图乙中若将蜡烛与光屏的位置互换，由折射光路的可逆性知光屏上仍能成清晰的像，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】光发生折射时，光路是可逆的，光可以逆着通过凸透镜会聚在光屏上。
二、多选题
8.【答案】 B,C
【解答】A．根据凸透镜成像规律可知，当物距等于像距，且为二倍焦距时，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，uC．当物距u=3cm时，u>2f，成倒立、缩小的实像，照相机利用了这条规律，C符合题意；
D．物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动过程中，物距大于焦距，成实像，物距减小，像距增大，像变大，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】当物距u>2f时，像距fu，成正立、放大的虚像，应用为放大镜。
9.【答案】 A,C
【解答】ABD．台式放大镜成的是正立、放大的虚像，与放大镜的原理相同，此时的物距在一倍焦距之内，书应该放在距离镜片1倍焦距以内，A符合题意，BD不符合题意；
C．适当向上调节镜片，物距变大，则像距变大，像变大，可以看到书上更大的字；C符合题意。
故答案为：AC。
【分析】当物uu，成正立、放大的虚像，应用为放大镜，当凸透镜成虚像时，遵循“物远像远大，物近像近小”的规律。
10.【答案】 A,C
【解答】A．由图知道，物距为20cm，已知物体经凸透镜折射后成倒立、放大的像，说明f＜u＜2f，即f＜20cm＜2f，所以10cm＜f＜20cm平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，而10cm＜f＜20cm，所以折射光线不可能过凸透镜右侧的“20cm”处，A符合题意；
B．根据题意知道，此时像距应大于二倍焦距，即大于20cm，B不符合题意；
C．透镜不动，将蜡烛和光屏的位置对调，由光路可逆知道，所成的像是倒立、缩小的实像，即像会变小，C符合题意；
D．近视镜片是凹透镜，对光线有发散作用，即增大了像距，像会成在光屏的右边，此时图中的入射光线对应的折射光线与主光轴的交点将向右移动，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】凸透镜作图，三条特殊的光线：经过光心的光线不改变方向，焦点发出的光线会变成平行光，平行光经过凸透镜会聚在焦点上。
11.【答案】 B,C
【解答】A．由图可知，此时的物距大于像距，所以成倒立、缩小的实像，A不符合题意；
B．当他继续向凸透镜内注水，使凸透镜的焦距变小，透镜的聚光能力变强，光线会比注水前要提前交汇，所以像会向透镜方向移动，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，可知，要在光屏上成清晰地像，光屏将靠近透镜向左移动，而且像变小，B符合题意；
C．水透镜移动到蜡烛和光屏中点时，利用注射器抽水，水透镜的焦距变大，当焦距变大为蜡烛和光屏距离的四分之一时，会在光屏上成倒立等大的实像，C符合题意；
D．水凸透镜内有一个正方形的纸片，遮住凸透镜的一部分，物体上任一点射向凸透镜的光线，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生改变，折射光线变少，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】该题目考查的是凸透镜成像规律，当物距不同时，成像的性质也不同，结合凸透镜成像规律分析求解即可。
12.【答案】 A,B
【解答】A．把蜡烛移到刻度值为30cm处，物距大于2倍焦距，像距大于1倍焦距小于2倍焦距，光屏应该在10cm-20cm之间，所以向左移动光屏，能在光屏上得到倒立缩小的清晰实像，照相机应用此原理制成的，A符合题意；
B．凸透镜成实像时，物近像远像变大，烛焰从光具座20cm刻线处向靠近凸透镜方向移动，物距减小，烛焰所成的像将逐渐变大，B符合题意；
C．把蜡烛移到刻度值为5cm处，物距小于焦距，成正立放大的虚像，光屏上不能成虚像，C不符合题意；
D．蜡烛在光屏上已成一个清晰的像，如果在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜，近视眼镜是凹透镜，对光有发散作用，为了在光屏上重新得到清晰的像，光屏应向右移动，D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】当物体位于凸透镜的二倍焦距外时，差倒立缩小的实像，实际应用有照相机；物体靠近凸透镜，像远离凸透镜。
13.【答案】 A,D
【解答】A．凸透镜的焦距为10cm，蜡烛烛焰在光具座0cm处，物距为50cm，处于2倍焦距以外，像距处于1倍焦距和2倍焦距之间，故光屏向左移动到60~70cm刻度的位置，A符合题意；
B．把蜡烛放置在光具座上35cm处，物距为15cm，处于1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立放大的实像，B不符合题意；
C．实验中，光屏上得到清晰地像后，用一不透明的金属罩将焰心尖端部分罩住，物体发生了改变不是整个点燃的蜡烛，而是焰心被罩住的部分点燃的蜡烛，则光屏上的像也发生变化，不是完整的，C不符合题意；
D．远视眼镜是凸透镜，把远视眼镜放在凸透镜与蜡烛之间，凸透镜对光线具有会聚作用，像将靠近凸透镜，应当向靠近透镜的方向移动光屏，即将光屏向左移动才能得到一个清晰的像，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】当物体在凸透镜的二倍焦距以外时，光屏在一倍焦距和二倍焦距之间；物体在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立放大的实像；远视眼镜是凸透镜，对光有会聚作用。
三、填空题
14.【答案】 倒立；放大；投影仪；能
【解答】由题图可知，物距小于像距，且能在光屏上成清晰的像，根据凸透镜成像规律知，像的特点为倒立放大的实像，而且投影仪就是利用凸透镜的这个特点制成的。现保持凸透镜的位置不变，将光屏与蜡烛的位置对调，物距大于像距，根据凸透镜成像特点，光屏上仍能成一个倒立缩小的实像。
【分析】当物距f2f，成倒立、放大的实像，应用为幻灯机、电影放映机、投影仪。
15.【答案】 70；向左
【解答】将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻线处。将点燃的蜡烛放置在光具座上30cm刻线处，物距为u=50cm-30cm=20cm=2f
要使烛焰在光屏上能成清晰的像，像距为v=u=20cm=2f
移动光屏到50cm+20cm=70cm
刻线处。保持蜡烛的位置不变，将凸透镜A换成焦距为8cm的凸透镜B并保持位置不变时，凸透镜焦距减小，相当于物距变大，像距变小，应将光屏向左移动。
【分析】当物距u=2f时，像距v=2f，成倒立、等大的实像，应用为测焦距；当凸透镜成实像时，物距发生改变时，像距和像的大小的变化遵循“物远像近小、物近像远大”的变化规律。
16.【答案】 （1）；
（2）；凸；倒立；放大
【解答】(1)①根据平面镜成像特点可知，物体与像等大、二者连线与镜面垂直，物体到平面镜的距离等于像到平面镜的距离，如图所示：

②连接P Q，与镜面的交点为O，则O就是入射点，连接PO，即入射光线，OQ即为反射光线，如图所示：
(2)①因为物镜是凸透镜，则经过凸透镜光心的光线，传播方向不变；光凸透镜后的折射光线平行于主光轴的入射光线应该过该凸透镜的焦点，如图所示：
②由图可知，光线b经过凸透镜后的折射光线靠近主光轴，即该透镜有会聚作用，则该透镜为凸透镜。
③由图可知，M在该物镜的一倍焦距到二倍焦距之间，根据凸透镜成像规律可知，此时成倒立放大的实像。
【分析】（1）物体的表面发生光的反射现象，入射角与反射角的大小相等，并且分布在法线的两侧，结合光的反射定律作图即可； （2）凸透镜作图，三条特殊的光线：经过光心的光线不改变方向，焦点发出的光线会变成平行光，平行光经过凸透镜会聚在焦点上。
17.【答案】 缩小；照相机；远视眼
【解答】烛焰到凸透镜的距离是物距，光屏到凸透镜的距离是像距。由图知，物距大于像距，且光屏上能成清晰的像，由凸透镜成像规律可知，此时成倒立、缩小的实像。照相机就是利用凸透镜这一成像规律制成的。若保持透镜和光屏的位置不变，将蜡烛移到“28cm”刻度线位置，物距减小了，像距会变大，像成在光屏的后方，他将自己佩戴的眼镜放在蜡烛和透镜间适当位置时，光屏上又出现了清晰的像，这说明该眼镜对光线具有会聚作用，即该眼镜是凸透镜，能矫正远视眼。
【分析】当物距u>2f时，像距f18.【答案】 5；先变大再变小
【解答】根据当物距等于2倍焦距时，则像距也在2倍焦距，成倒立、等大的实像可知，2f=10cm，即焦距f为5cm；用该凸透镜作放大镜使用时，物距小于1倍焦距，成正立、放大的虚像，即被观察的物体到透镜的距离在5cm以内。把物体从距凸透镜3cm处，此时物距小于1倍焦距成正立、放大的虚像，且成虚像时物距越大像越大；当物距等于1倍焦距时不成像，成平行光射出；当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时，成倒立、放大的实像；当物距等于2倍焦距时成倒立、等大的实像；当物距大于2倍焦距时成倒立、缩小的实像；综上可知移动到距凸透镜20cm处的过程中，像的大小将先变大再变小。
【分析】凸透镜成像中，物距等于像距时，物距等于二倍焦距；物体在凸透镜的焦点内时，成正立放大的虚像；物体靠近焦点时，像变大，远离凸透镜时，像变小。
四、实验探究题
19.【答案】 （1）照相机
（2）D
（3）近视眼镜
（4）将蜡烛向上调节（或将光屏向上调节）
【解答】（1）由图知，像距小于物距，此时成倒立缩小的实像，照相机是根据这个原理制成的。

（2）挡住透镜上半部分，下半部分仍能折射光线成像，所以光屏上所成的像是完整的，由于物距不变，所以像的大小不变，只是会聚光线比原来变少，像变暗了，D符合题意，ABC不符合题意；
故答案为：D。
（3）把光屏向右移动一小段距离，要想在光屏上再次得到清晰的像，应使像向右移动，所以要使光线发散一些，则需在凸透镜和蜡烛之间放置适当的凹透镜，近视眼就是利用这种透镜矫正的，所以需要放近视眼镜。
（4）蜡烛在燃放中不断缩短，向下移动，光屏上的像向上移动，要使像能够成在光屏中央，可向上移动光屏，或向上移动蜡烛或向下移动凸透镜。
【分析】（1）当物距u>2f时，像距f（2）光线经过凸透镜折射后会成像，用纸板挡住一部分光线后，其他的光线仍然会聚可以成像，只是像变暗了；
（3）物距不变，像距变大，故透镜对光线进行发散；
（4）通过光心的光线不改变方向确定像的位置，移动蜡烛、凸透镜和光屏使之在中央即可。
20.【答案】 （1）同一直线；同一高度
（2）每种成像情况至少收集三组证据；移动光屏，在光屏上得到最清晰的像时再记录像距及对应的成像情况
（3）将镜头远离景物，并将镜头靠近底片
【解答】(1)由图示知，实验中没有光具座，那么应将蜡烛、凸透镜和光屏放在同一直线上，且调节三者的中心在同一高度，这样才能让蜡烛的像成在光屏的中心。
(2)在实验中，为了避免结论的偶然性，每个成像情况都至少收集三组实验数据，移动光屏时，需要在光屏上得到最清晰的像，才能记录对应的像距及成像情况。
(3)由图甲及乙知，两次成像是由大变小，据凸透镜的成像规律知，像变小，则物距变大，像距变小，所以应调节镜头远离景物，并将镜头靠近底片。

【分析】(1)将三者放在刻度尺上是为了探究物距像距与成像的关系，将三者调节在同一高度，是为了将烛焰的像成在光屏的中央；
(2)多次测量，确保实验结果准确；由远及近的移动蜡烛，即物距减小，移动光屏以成清晰的像，以便得到完整准确的凸透镜成像规律；
(3)看图可知，乙图比甲图成的像变小，根据物远像近像变小的规律，应调节镜头远离景物。

21.【答案】 （1）下
（2）左
【解答】(1)由图可知，蜡烛的像在光屏的上面，为使烛焰像仍能成在光屏中央，应该使烛焰重心、光心和凸透镜的中心在同一直线上，即向下移动凸透镜。

(2)老花镜片是凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，当把凸透镜前放上一个老花镜后像会变近，所以应该将光屏向左移动才能使光屏上得到清晰的像。
【分析】通过光心的光线不改变方向确定像的位置，移动蜡烛、凸透镜和光屏使之在中央；当凸透镜成实像时，物距发生改变时，像距和像的大小的变化遵循“物远像近小、物近像远大”的变化规律。
22.【答案】 （1）放大
（2）右
（3）下
【解答】（1）如图甲所示，此时的物距小于像距，成倒立、放大的实像。

（2）保持蜡烛和凸透镜的位置不变，在蜡烛和凸透镜之间增加一个合适的凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用，使像推迟会聚，若让光屏上仍成清晰的像，则需要向右移动光屏，才能看到清晰的实像。
（3）由图知，像落在光屏的上方，要使像成在光屏的中央，根据经过光心的光线的传播方向不变可知，应将凸透镜向下调整。
【分析】（1）当物距f2f，成倒立、放大的实像，应用为幻灯机、电影放映机、投影仪；
（2）当凸透镜成实像时，物距发生改变时，像距和像的大小的变化遵循“物远像近小、物近像远大”的变化规律。
（3）通过光心的光线不改变方向确定像的位置，移动蜡烛、凸透镜和光屏使之在中央即可。
23.【答案】 （1）8.0
（2）上
（3）等大；左
【解答】(1)结合图甲及题意知，凸透镜的焦距为8.0cm。
(2)由图乙知，蜡烛在光屏上的像偏上，是因为蜡烛的高度太低了，应该向上调整蜡烛的高度。
(3)蜡烛在34cm刻度线时，物距为16cm，即物距等于二倍焦距，所成的倒立、等大的实像。凸透镜位置不变，蜡烛向左移动10.0cm，则光屏应向左移动，才能在光屏上再次得到清晰的像，其根据是：物近像远像变大，反过来，物远，像就变近了。
【分析】（1）平行光会聚的点和凸透镜的距离是焦距；（2）凸透镜成像时，光屏上的像是实像，实像是倒立的像；（3）物体在凸透镜的二倍焦距点时，成倒立等大的实像；凸透镜成像时，物体靠近凸透镜，像远离凸透镜。
24.【答案】 （1）②；放大；投影仪
（2）靠近；近视
（3）虚；同侧
【解答】(1)由图可知，物距小于像距，所成的像为倒立、放大的实像，投影仪就是利用这一原理工作的；此时f＜u＜2f

即f＜15.0cm＜2f
可得7.5cm＜f＜15.0cm
则选用的是焦距为10cm的凸透镜②。
(2)如果此时将蜡烛远离透镜，物距变大，像距变小，要在光屏上得到清晰的像，光屏应向靠近透镜的方向移动；若不移动光屏，应使光线发散一些，由于凹透镜对光线具有发散作用，可以矫正近视眼，故只需在蜡烛和透镜之间靠近透镜位置放置一个度数合适的近视眼镜，也可以在光屏上成清晰的像。
(3)同组同学向左轻吹蜡烛的火焰，小亮观察到烛焰的像向左侧偏斜，这说明像与烛焰运动的方向相同，所以此时成的是正立、放大的虚像，像和蜡烛在透镜的同侧。
【分析】（1）当物距f2f，成倒立、放大的实像，应用为幻灯机、电影放映机、投影仪；
（2）物距不变，像距减小，应该使用凹透镜发散光线增加像距；
（3）凸透镜成像时，虚像一定是倒立的，与物体异侧实像一定是正立的，与物体同侧。
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