2.3 凸透镜成像 同步练习（word版，含解析）

(
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
(
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
)
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
凸透镜成像
一、单选题
1.小闻同学在做“探究凸透镜成像规律”实验时，将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏调节到如图所示的位置，光屏中心正好出现清晰的像(未画出)。下列说法中正确的是（??
）
A.?凸透镜的焦距为20cm
B.?屏上的像是倒立等大的实像
C.?取走光屏，则凸透镜不成像
D.?蜡烛燃烧变短，屏上像的位置会上升
2.如图所示，小宇同学正在用“自拍神器”摄影留念。与用手直接拿手机自拍相比，利用自拍杆可以（??
）
A.?增大物距，减小像的大小，从而增大取景范围????B.?减小物距，减小像的大小，从而减小取景范围
C.?增大物距，增大像的大小，从而减小取景范围????D.?减小物距，增大像的大小，从而增大取景范围
3.在凸透镜的主光轴上放一根粗细均匀的木棒，a端在2倍焦距之外，b端在1倍焦距与2倍焦距之间，如图所示，那么木棒在光屏上的像是（
??）
A.?a端变细，b端变细????????B.?a端变粗，b端变粗????????C.?a端变细，b端变粗????????D.?a端变粗，b端变细
4.如图所示，小宇同学正在用“自拍神器”摄影留念。与用手直接拿自拍相比，利用自拍杆可以（???
）
A.?增大物距，增大像的大小，从而减小取景范围????B.?减小物距，减小像的大小，从而减小取景范围
C.?增大物距，减小像的大小，从而增大取景范围????D.?减小物距，增大像的大小，从而增大取景范围
5.在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛在距凸透镜40厘米时，在透镜另一侧的光屏上得到清晰缩小的像。若将蜡烛与光屏的位置对调，则所成的像一定是???
(?
)
?
A.?放大的虚像???????????????????????B.?放大的实像???????????????????????C.?缩小的虚像???????????????????????D.?缩小的实像
6.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，关于下列现象的分析，不正确的是（???
）
A.?此时在光屏上得到的是倒立缩小的实像
B.?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，又能得到清晰的像，说明透镜越凸，焦距越小
C.?仅将蜡烛和光屏的位置对调，也能在光屏上得到一个倒立的实像
D.?若用一张纸遮住水凸透镜的上半部分，会发现光屏上的像缺失了下半部分
7.下列说法正确的是（??
）
A.?凸透镜对光有会聚作用，因此通过凸透镜的光都一定会聚在焦点上
B.?凸透镜有一个焦点，凹透镜有两个焦点
C.?光线经过凹透镜后一定不可能相交于一点
D.?不论是凸透镜还是凹透镜，经过透镜光心的光线方向不改变
8.有一次，小明上学前取自己的眼镜时，发现自己的近视镜和爷爷的老花镜混在一起，外形完全一样，如图所示，小明要想找出自己的眼镜，下列做法正确的是（??
）
A.?用手摸镜时，中间厚边缘薄的是近视眼镜
B.?拿着镜片近距离看书本上的字，把字放大的是近视眼镜
C.?让镜片正对太阳光，太阳光通过镜片后能呈现一个大光斑的是近视眼镜
D.?让镜片正对太阳光，太阳光通过镜片能呈现一个明亮小光斑的是近视眼镜
9.在某些重要会议入场时，采用人脸识别系统，识别系统的摄像机可以自动将镜头前0.5m处的人脸拍摄成数码相片，通过信号线传递给计算机识别．摄像机的镜头(?
)
A.?相当于凸透镜，焦距可为0.5m????????????????????????????B.?相当于凹透镜，焦距可为0.5m
C.?相当于凸透镜，焦距可为0.2m????????????????????????????D.?相当于凹透镜，焦距可为0.2m
10.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、清晰虚像。则放大镜与甲同学的距离是(?
)
A.?小于10cm??????????????????B.?大于10cm小于20cm??????????????????????C.?大于20cm??????????????????D.?等于10cm
11.如图所示，涛涛将盛满水的圆柱形透明玻璃杯贴近书本，并逐渐改变玻璃杯子到书本的距离，尝试透过玻璃杯观看书上的鹦鹉图片（圆圈中的鹦鹉图与书本中的鹦鹉图实际大小相等），他所看到像不可能是（?
）
A.???????????????????????B.???????????????????????C.???????????????????????D.?
12.张宁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40cm?????
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.?将蜡烛远离凸透镜，保持凸透镜、光屏位置不变，烛焰可在光屏上成清晰的像
13.关于实像和虚像，下列说法正确的是（?
）
A.?实像一定是光的折射形成的，虚像一定是光的反射形成的
B.?虚像是人的幻觉，并没有光线进入人眼
C.?平面镜成虚像，凸透镜成实像
D.?实像能用光屏接收到，而虚像不能
14.秋游时，小王所在班级照集体像时，摄影师发现两旁还有同学没有进入取景框内，要想得到全班同学清晰满意的画面，摄影师应（?
）
A.?使照相机向前移，并缩短照相机的暗箱长度????????B.?使照相机向后移，并缩短照相机的暗箱长度
C.?使照相机向前移，并增加照相机的暗箱长度????????D.?使照相机向后移，并增加照相机的暗箱长度
15.下列光学器材不是凸透镜成像规律应用的是（?
）
A.?照相机???????????????????????????????????????????B.?折射式望远镜
C.?自行车尾灯?????????????????????????????D.?放大镜
16.某同学做“探究凸透镜成像规律”实验，当蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示时，光屏上得到了清晰的像．则像是（　　）
A.?正立缩小的实像?????????????B.?倒立放大的实像?????????????C.?倒立缩小的实像?????????????D.?正立放大的虚像
17.星期天，小方同学按照课后动手动脑学物理的操作要求，验证了一个有趣的实验：找一个圆柱形的玻璃瓶，里面装满水。把一支普通铅笔放在玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶，可以看到那支笔，如图所示。如果把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动，会看到什么现象？小方记录了这个过程中所看到的现象，其中有错误的是（　　）
A.?先成虚像，后成实像???????????????????????????????????????????B.?笔尖一直变长变大
C.?到某一位置时，笔尖突然改变方向??????????????????????D.?笔尖先变长变大，后变短变小
二、填空题
18.如图投影仪是教学中常用的电化教学设备，你知道它的工作原理吗？投影仪是利用凸透镜来成像的。如图所示，投影仪上有一个用凸透镜做的镜头，投影片上的图案通过这个凸透镜成像。
（1）凸透镜的作用是成________（填“等大”、“缩小”或“放大”）、________（填“正立”、“倒立”）的实像。平面镜的作用是________。
（2）使用投影仪时，如果屏幕上的像太小，应该使影片离镜头________（填“近一些”或“远一些”），同时需使投影仪离屏幕________（填“近一些”或“远一些”）。
三、解答题
19.如图，已知入射光线或折射光线，画出对应的入射光线或折射光线。
四、实验探究题
20.为了“探究凸透镜成实像的规律”，小闻和小涛同学利用焦距f1为10厘米的凸透镜、一个高度为6厘米的发光体、光屏和光具座等进行实验。实验中，他们正确组装和调试实验器材，按表一中的物距u依次进行实验，每次都使光屏上发光体的像最清晰，并将相应的像距v、成像情况记录在表一中。然后他们换用焦距f2为15厘米的凸透镜，重复上述实验，并将数据记录在表二中。
表一焦距10厘米
实验序号(厘米)
物距
像距(厘米)
像高(厘米)
1
20
20
6
2
30
15
3
3
40
13.3
2
4
50
12.5
1.5
表二焦距15厘米
实验序号(厘米)
物距
像距(厘米)
像高(厘米)
5
20
60
18
6
30
30
6
7
40
24
3.6
8
50
21.4
2.57
（1）分析比较实验序号1或6数据中物距u与像距v的大小关系及成像情况，可得出的初步结论是：________。
（2）分析比较实验序号1、2、3、4或5、6、7、8数据中物距u、像距v及成像的变化情况，可得出的初步结论是：________。
（3）小闻同学计算了表一中物距与像距之和，由此得出结论：同一物体经同一凸透镜成实像时，物距与像距之和越小，成的像越大。小涛通过分析比较实验序号________，判断小闻的结论是________的（选填“正确”、“错误”）。
（4）根据上述实验结果可以判断：凸透镜所成像的性质可能与物距和________有关。
答案解析部分
一、单选题
1.
D
分析：（1）（2）根据凸透镜成像的规律判断；
（3）根据此时凸透镜成像的特点判断；
（4）根据对“倒立”的认识判断。
解答：根据图像可知，此时像距小于物距，应该成倒立、缩小的实像，故B错误；
此时物距u=50cm-10cm=40cm，像距v=80cm-50cm=30cm，则：40cm>2f，f<30cm<2f，解得：15cm此时凸透镜所成的是实像，光屏只是用来承接像的，即使没有光屏，像也会成在相应的位置，故C错误；
“倒立”，不但指像的形状，还指像的运动方向。蜡烛燃烧变短，相当于火焰向下移动，根据“倒立”的规律可知，屏上像的位置会上升，故D正确。
故选D。
2.
A
分析：照相机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像工作的，凸透镜成实像时，物距越大，像距越小，像越小。
解答：根据凸透镜成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小，利用自拍杆可以增大物距，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正确。
故答案为：A。
3.
C
分析：凸透镜成像规律如下图：
解答：由图可知，a端的物距大于2倍焦距，所以此时会成一个倒立、缩小的实像，所以会变细，b端的物距大于1倍焦距而小于2倍焦距，所以此时会成一个倒立、放大的实像，所以会变粗，故C说法正确。
故答案为：C
4.
C
分析：
“自拍神器”是利用凸透镜成像的原理制成的，当u>2f时，成倒立缩小的实像，物距越大，所成像越小。
解答：根据凸透镜成像的规律，物距越大，成像越小，则用“自拍神器”与用手直接拿手机自拍，增大了物距，减小像的的大小，从而增大了取景的范围，故C正确；
故答案为：C。
5.
B
分析：凸透镜成像的规律：
u＞2f，成倒立、缩小的实像；
u=2f，成倒立、等大的实像；
f＜u＜2f，成倒立、放大的实像；
u=f，不成像；
u＜f，成正立、放大的虚像。
解答：根据凸透镜成像规律和题干信息：蜡烛在距凸透镜40厘米时，在透镜另一侧的光屏上得到清晰缩小的像。可知此时物距大于二倍焦距。若将蜡烛与光屏的位置对调，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，则所成的像倒立、放大的实像。B选项符合题意。
故答案为B.
6.
D
分析：本题考查了凸透镜成像的规律如图，要注意理解应用。此题比较有拓展性，有一定的拔高难度；首先根据物距与像距的关系，确定像的性质，然后再根据凸透镜成实像时，物远像小像变小来确定调节光屏的方法；凸透镜成实像是因为物体发出的光线经过凸透镜后会聚到像点，若遮住凸透镜的一部分，则凸透镜其它部分仍然能够会聚光线，所以仍能成完整的像，只是照射到像上的光线数量减少，像比原来变暗。
解答：A、由图中可以看出，物距大于像距，在屛上得到清晰缩小倒立的实像，此时u＞2f，故A正确；
B、继续向凸透镜内注水，使水凸透镜的焦距变小，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，故B正确；
C、由图可知，物距大于2倍焦距，此时成倒立缩小的实像，将蜡烛和光屏的位置对调，则此时物距处于1倍、2倍焦距之间，像距大于2倍焦距；
在另一侧的光屏上得到了一个倒立、放大清晰的像，故C正确；
D、遮住凸透镜的上半部，物体上任一点射向凸透镜的下半部的光线，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗，故D错误。
故选D
7.
D
分析：（1）虽然凸透镜对光线的会聚作用，并不一定会聚到焦点或一点，而是指光线通过凸透镜折射后，折射光线比原来的入射光线沿原方向传播更偏近主光轴，使它的光束变窄、变收缩．（2）凸透镜有两个焦点，且都是实焦点，凹透镜有两个虚焦点．（3）光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点．（4）过凸透镜、凹透镜光心的光线方向不改变．
解答：解：
A、凸透镜对光线的会聚作用，并不一定会聚到焦点或一点，所以A选项是错误的；
B、凸透镜有两个实焦点，而凹透镜有两个虚焦点，所以B选项是错误的；
C、因平行光线经凹透镜后的发散光线的反向延长线相交在主光轴一点上，会聚光束经过凹透镜后可能发散，可能平行光射出，也可能会聚于一点，所以C是错误的；
D、而不论是凸透镜还是凹透镜，经过透镜光心的光线方向都不会改变，所以D是正确的．
故选D．
8.
C
分析：（1）中间厚边缘薄的是凸透镜，用于矫正远视眼；同时凸透镜能使得光线会聚，能成像；（2）中间薄边缘厚的是凹透镜，用于矫正远视眼；同时凹透镜能使得光线发散；
解答：解：
A、中间厚边缘薄的是凸透镜，用于矫正远视眼，故A错误；
B、拿着镜片看字，把字放大的是放大镜，即是凸透镜，是远视镜，故B错误；
C、让镜片正对太阳光，太阳光通过镜片后能呈现一个大光斑，即能使得光线发散，所以是凹透镜，即是近视镜，故C正确；
D、让镜片正对太阳光，太阳光通过镜片能呈现一个明亮小光斑的是凸透镜，即是远视镜，故D错误．
故选C．
9.
C
分析：要解决此题，需要知道摄像机的构造及制作原理，知道摄像机的镜头相当于凸透镜，是根据物距大于2倍焦距时成倒立、缩小实像的原理制成．
解答：解：摄像机的镜头相当于凸透镜，当人距镜头距离大于透镜的2倍焦距时，成倒立、缩小的实像．又因为识别系统的摄像机可以自动将镜头前0.5m处的人脸拍摄成数码相片，所以0.5m应大于2倍焦距，即0.5m＞2f．所以焦距f＜0.25m．符合题意的是C选项．
故选C．
10.
A
分析：凸透镜成像时，u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜．
解答：解：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，此时凸透镜的焦距是10cm．
那么放大镜与甲同学的距离距离小于10cm，所以只有A选项符合题意．
故选A．
11.
D
分析：凸透镜成像的规律及应用：
当u＞2f时，成倒立、缩小的实像．
当u=2f时，成倒立、等大的实像．
当f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像．
当u＜f时，成正立、放大的虚像．
日常生活中有很多透明的物品能形成中间厚边缘薄，如：玻璃杯中盛满水、塑料大棚上的积水、远视镜片等都相当于凸透镜，能具有凸透镜对光线的会聚作用或所成像的特点．
解答：解：因为左右方向的玻璃杯面是一个弧形样子，中间厚边缘薄，与凸透镜一样，所以是左右方向发生变化；
当物距小于焦距时，成正立放大的虚像，即左右变大；
当物距大于焦距小于二倍焦距时，成倒立、放大的实像，即左右颠倒；
当物距等于二倍焦距时，成倒立、等大的实像，即左右颠倒；
当物体大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，即左右颠倒．
由于玻璃杯面上下相同（不是弧形样子），不会起到放大作用，所以像与图片应该是左右发生变化，而上下与图片相同，故不可能出现D选项中的图片．
故选D．
12.
B
分析：（1）根据凸透镜对光线的折射作用知：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，然后可知其焦距；（2）根据图中表示的焦距与物距，利用凸透镜成像的规律可以确定成像的性质；（3）当u＞2f时，成倒立缩小的实像，应用于照相机；（4）凸透镜成实像时，物距增大，像距减小．本题主要考查了测量焦距的方法和凸透镜的成像规律．凸透镜成实像时如果物距变小，那么像距变大，像的大小也变大，凸透镜成虚像时，如果物距变小，那么像距变小，像的大小也变小．
解答：解：A、平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将汇聚于点F，点F即为此透镜的焦点，从焦点到透镜中心的距离即为焦距，则透镜的焦距为40cm-30cm=10cm，故本选项错误；
B、图乙中，物距u=12cm，像距v=23cm，像距大于物距，由凸透镜成像规律可知，图乙中烛焰成的是倒立放大的实像，故本选项正确；
C、由凸透镜成像规律可知，当u＞2f时，成倒立缩小的实像，应用于照相机．故本选项错误；
D、因为凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，所以将蜡烛远离凸透镜，保持凸透镜、光屏位置不变，则在光屏上不能成清晰的像，要想在光屏上成清晰的像，应将光屏向靠近透镜的方向移动，故本选项错误．
故选B．
13.
D
分析：①实像是由实际光线汇集而成的，可以用光屏承接．而虚像是由实际光线的反向延长线汇聚而成的，不能用光屏承接．②凸透镜成像也是折射：物体在焦点内成虚像，在焦点外成实像．实像和虚像的区别：不同点：①成因不同，实像是由实际光线会聚而成的，而虚像是由实际光线的反向延长线会聚而成的；②像的正倒不一样，实像一般是倒立的，而虚像是正立的；③呈现效果不同，实像可以用光屏接收，而虚像不能用光屏接收．
共同点：实像和虚像都能用眼睛看得到．
解答：解：①实像是实像是实际的光聚成的，能用光屏接收到的，虚像不是，是光的反射光线的延长线汇聚而成的，因此虚像是不能用光屏接收到的，故A、B错误，D正确；③凸透镜成像也是折射：物体在焦点内成虚像，在焦点外成实像，所以C说法错误．
故选D．
14.
B
分析：凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大．题主要考查对凸透镜成像规律的理解和运用能力．要知道照相机是根据凸透镜成像规律制成的，要熟练掌握凸透镜成像的规律，特别是成像特点与物距、像距之间的关系．
解答：解：摄影师发现两旁还有同学没有进入取景框内，说明所照的像大了，应该让像变小一些，则摄影师要使照相机远离同学，增大物距，同时应减小像距才可以在底片上得到清晰的像，即使照相机向后移，并缩短照相机的暗箱长度．
故选B．
本
15.
C
分析：当物体在凸透镜不同位置时，可以成不同特点的像，因此，在具体应用中，应针对其特点，进行具体分析才行。因为凸透镜可以成不同特点的像，因此它的应用特别广泛，我们应在全面理解其成像原理的基础上，了解它的各类应用。
解答：A、照相机是利用了凸透镜可成倒立缩小的实像的原理，所以不合题意；
B、望远镜有物镜和目镜组成，物镜利用凸透镜可成倒立缩小的实像的原理，目镜利用凸透镜成放大虚像的原理，所以不合题意；
C、自行车尾灯是利用了平面镜对光的反射作用，改变光的传播方向，所以符合题意；
D、放大镜是利用了凸透镜可成放大虚像的原理，所以不合题意。
故答案为：C
16.
C
分析：根据凸透镜成像的规律，物距大于2f时，成倒立缩小的实像来判断。
解答：凸透镜成像规律如下：
观察图示可知u＞2f，f＜v＜2f，根据凸透镜成像规律可知应得到倒立缩小的实像
故选：C
17.
B
分析：由凸透镜成像的规律知，当物距在一倍焦距以内时，得到正立、放大的虚像；物体在一倍焦距到二倍焦距之间时，得到倒立、放大的实像；物体在二倍焦距以外时，得到倒立、缩小的实像。此题主要考查凸透镜成像规律的应用，涉及到光的反射、光的折射、凸透镜成像的规律等知识，属于一道光学综合题。此实验最好亲自做一下比较好。
解答：当笔尖离的玻璃瓶较近时玻璃瓶相当于放大镜，成正立放大的虚像，当离的玻璃瓶较远时成倒立缩小的实像。
玻璃瓶相当于一个柱面透镜．当铅笔由靠近瓶子的位置逐渐远离时，透过透镜会看到铅笔尖逐渐变长，到达某一位置时，铅笔尖忽然改变方向；
利用凸透镜做实验，当铅笔由靠近凸透镜的位置逐渐远离的过程中，透过透镜会看到铅笔逐渐变大，但形状保持不变，到达某一位置时，铅笔尖也会改变方向。
故答案为：B
二、填空题
18.
（1）放大；倒立；改变
（2）近一些；远一些
分析：（1）根据凸透镜成像的应用的知识解答。投影片通过凸透镜所成的像在正上方，即成在天花板上；通过最上面平面镜的反射，改变的光线的传播方向，从而使像成在竖直的墙壁上，便于学生观看。
（2）根据“物近像远大，物远像近小”的规律解答。
解答：（1）在投影器中，凸透镜的作用是成放大、倒立的实像。平面镜的作用是改变光线的传播方向。
（2）使用投影仪时，如果屏幕上的像太小，想让其变大些，根据“物近像远大”可知，此时需要减小物距，即使影片离镜头近一些；像距变大，即使投影仪的屏幕远一些。
三、解答题
19.
⑴如答图所示。
⑵如答图所示。
⑶如答图所示。
⑷如答图所示。
分析：根据凸透镜和凹透镜的三条特殊光线完成作图。
解答：（1）平行与主光轴的光线，经过凸透镜后，折射光线经过另一侧的焦点，如下图所示：
（2）射向凹透镜另一侧虚焦点的光线，经过凹透镜后，折射光线与主轴平行，如下图所示：
?
（3）①从焦点射出的光线，经过凸透镜后，折射光线与主轴平行；
②射向凸透镜光心的光心，传播方向不发散改变，如下图所示：
（4）①射向凹透镜光心的光心，传播方向不发散改变；
②与主轴平行的光线，经过凹透镜后，折射光线的反向延长线经过入射光线同侧的虚焦点，如下图所示：
四、实验探究题
20.
（1）当物距等于像距，物与像大小相等
（2）物距越大，像距越小，像越小
（3）5、6；错误
（4）焦距
分析：（1）分析实验序号1和6中物距和像距的大小关系，确定物和像的大小关系；
（2）比较实验序号1、2、3，分析物距、像距和像大小的变化规律；
（3）将表格中的像距和物距相加，比较大小，并判断像的大小是否与其存在小闻描述的关系；
（4）根据表格中记录的变量分析解答。
解答：（1）分析比较实验序号1或6数据中物距u与像距v的大小关系及成像情况，可得出的初步结论是：当物距等于像距，物与像大小相等；
（2）分析比较实验序号1、2、3、4或5、6、7、8数据中物距u、像距v及成像的变化情况，可得出的初步结论是：物距越大，像距越小，像越小。
（3）在实验5中，物距和像距的和是80cm，像高18cm；在实验6中，物距和像距的和是60cm，像高只有6cm，此时实验6的和小，像也小，则小涛通过分析比较实验序号5和6，判断小闻的结论是错误的。
（4）根据上述实验结果可以判断：凸透镜所成像的性质可能与物距和像距有关。