初中物理人教版八年级上册第3节 凸透镜成像的规律课后作业题

第20课  凸透镜成像的规律

知识点01  凸透镜成像的规律

1.凸透镜成像规律：如图是常见凸透镜成像规律光路图，详见下表(1)。

凸透镜成像规律表

凸透镜成像光路图

2.凹透镜成像规律：凹透镜始终成缩小、正立的虚像，如图所示。

凹透镜成像光路图

注意：大家还要记住：虚像，物、像同侧；实像，物、像异侧。

【知识详解】凸透镜成像的规律

规律1:当物距大于2倍焦距时，则像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像。此时像距小于物距，像比物小，物像异侧。应用:照相机、摄像机。

规律2: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。此时物距等于像距，像与物大小相等，物像异侧。应用:测焦距。

规律3:当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时，则像距大于2倍焦距， 成倒立、放大的实像。此时像距大于物距，像比物大，物像异侧。应用:投影仪、幻灯机、电影放映机。

规律4:当物距等于1倍焦距时，则不成像，成平行光射出。

规律5:当物距小于1倍焦距时，则成正立、放大的虚像。此时像距大于物距，像比物大，物像同侧。应用:放大镜。

【知识拓展一】凸透镜成像中的“物”“像”关系

凸透镜成像中，“物”(这里指的是物距)的变化会引起“像”的变化，这种变化不仅是大小的变化，倒立与正立，像的虚实都有可能发生变化。这一问题是学生学习的难点，应该加以重视。下面对这一问题进行概括总结：

1.记忆口诀

一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，二倍焦点物像等。

实像总是异侧倒。物近像远像变大，物远像近像变小。

虚像总是同侧正。物远像远像变大，物近像近像变小。

像的大小像距定，像儿追着物体跑，物距像距和在变。

(1)一倍焦距分虚实，“由虚像变实像”，刚好一倍不成像。

(2)二倍焦距分大小，“物像由大变小”，刚好两倍一样大 。物近像远像变大；物远像近像变小。实像倒立在异侧；虚像正立在同侧。

2.凸透镜成像的两个分界点：2f点是成放大、缩小实像的分界点；f点是成实像、虚像的分界点。

3.二焦以外倒实小，我们用作照相机；一二焦间倒实大，我们用作投影仪；焦点以内正大虚，我们用作放大镜；欲想得到等实像，两倍焦距物体放；焦点之上不成像，点光可变平行光。

4.物进像退，像越退越大。

【知识拓展二】实像与虚像

(1)实像是由实际光线会聚而成，在光屏上可呈现，可用眼睛直接看，所有光线必过像点；

(2)虚像不能在光屏上呈现，但能用眼睛看，由光线的反向延长线会聚而成。

实像和虚像的区别：

(1)成像原理不同：物体射出的光线经光学元件反射或折射后，重新会聚所成的像叫做实像，它是实际光线的交点。在凸透镜成像中，所成实像都是倒立的。如果物体发出的光经光学元件反射或折射后发散，则它们反向延长后相交所成的像叫做虚像。

(2)承接方式不同：虚像能用眼睛直接观看，但不能用光屏承接；实像既可以用光屏承接，也可以用眼睛直接观看。人看虚像时，仍有光线进入人眼，但光线并不是来自虚像，而是被光学元件反射或折射的光线，只是人们有“光沿直线传播”的经验，以为它们是从虚像发出的。虚像可能因反射形成，也可能因折射形成，如平面镜成等大的虚像，凸透镜成放大的虚像。

(3)成像位置不同：实像在反射成像中，物、像处于镜面同侧，在折射成像中，物像处于透镜异侧；虚像在反射成像中，物、像处于镜面异侧，在折射成像中，物像处于透镜同侧。

【知识拓展三】凸透镜成像的规律实验探究

1.实验内容

【实验目的】透镜凸透镜成像规律。像与物的大小关系、物距变化成像规律变化、像的虚实。

【实验器材】凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴等。

【实验步骤】一、按图组装器材。调整蜡烛、凸透镜、光屏在同一水平线上。

二、将蜡烛放在远处(此时u>2f)，移动光屏直至在光屏上成清晰的像；观察像的大小、正立还是倒立，并测量物距和像距；数据记录实验表格。

三、将蜡烛往凸透镜方向移动，使2f>u>f，移动光屏直至在光屏上成清晰的像；观察像的大小、正立还是倒立，并测量物距和像距；数据记录实验表格。

四、将蜡烛继续往凸透镜方向移动，使u=f，移动光屏，看能否成像。

五、将蜡烛继续往凸透镜方向移动，使u<f，移动光屏，看在光屏上能否找到像。

六、实验表格

七、整理器材。

【实验结论】等大、等距、对称、反向、虚像。

2.考查内容

知识点一：凸透镜成像的规律

【例题1】小明在探究“凸透镜成像规律”的实验中他把蜡烛放在距透镜30cm时，在光屏上形成清晰缩小的像，此时的成像特点可应用于　　(填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。现将蜡烛向透镜方向移动10cm，要使光屏上再次形成清晰倒立的像，应将光屏　　透镜(填“远离”或“靠近”)。

【答案】照相机；远离。

【解析】(1)凸透镜成像的三种情况和应用之一：u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机。(2)凸透镜成实像时，物近像远像变大。

把蜡烛放在距透镜30cm时，物距为30cm，在光屏上形成清晰缩小的像，则u＞2f，此时的成像特点可应用于照相机。

现将蜡烛向透镜方向移动10cm，物距减小，像距增大、像变大，则要使光屏上再次形成清晰倒立的像，应将光屏远离透镜方向移动。

【例题2】在“探究凸透镜成像的规律”实验中，下列说法正确的是(　　)。

A. 将蜡烛移至a处时，移动光屏，可看见放大、正立的实像；

B. 将蜡烛移至b处时，移动光屏，可看见缩小、倒立的实像；

C. 将蜡烛移至c处时，移动光屏，可看见放大、倒立的实像；

D. 将蜡烛移至d处时，移动光屏，可看见放大、正立的虚像

【答案】C。

【解析】A．由图可知，将蜡烛移至a处时，物距小于焦距，成正立、放大的虚像，移动光屏，找不到像，故A错误；

B．将蜡烛移至b处时，物距等于焦距，此时不成像，故B错误；

C．将蜡烛移至c处时，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，移动光屏，可看见放大、倒立的实像，故C正确；D．将蜡烛移至d处时，物距大于焦距，移动光屏，可看见倒立的实像，故D错误。故选C。

知识点二：凸透镜成像的规律的应用

【例题3】如图所示，在”探究凸透镜成像的规律”实验中，烛焰在距离凸透镜8cm处时，在距离凸透镜15cm处的光屏上成倒立的像。保持蜡烛和光屏不动，现把凸透镜向光屏方向移动7cm，下列关于烛焰在光屏上成像的说法正确的是(　　)

A．不能成清晰的像     B．成倒立的缩小的像 

C．成倒立的放大的像   D．成倒立的等大的像

【答案】B

【解析】如图所示，在”探究凸透镜成像的规律”实验中，烛焰在距离凸透镜8cm处时，在距离凸透镜15cm处的光屏上成倒立的像。

此时物距小于像距，f＜u＝8cm＜2f，解得，4cm＜f＜8cm，

v＝15cm＞2f，解得f＜7.5cm，

焦距范围：4cm＜f＜7.5cm，

保持蜡烛和光屏不动，现把凸透镜向光屏方向移动7cm，此时u′＝8cm+7cm＝15cm＞2f，

v′＝15cm﹣7cm＝8cm，f＜v′＜2f，凸透镜成倒立缩小的实像，故ACD错误，B正确。

知识点三：探究凸透镜成像

【例题4】在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上并调节它们的中心在同一高度，如图所示。现进行如下操作：

(1)将蜡烛第一次放置在M处，第二次放置在N处，则蜡烛与所成像的位置关系为______；

A.两次都在凸透镜同侧

B.两次都在凸透镜两侧

C.第一次在凸透镜同侧，第二次在凸透镜两侧

D.第一次在凸透镜两侧，第二次在凸透镜同侧

(2)某次实验中将蜡烛放置在P处，光屏上所成的像在Q处，现将蜡烛放置Q处，根据______原理，光屏上所成的像______(选填“在”或“不在”)P处。

【答案】(1)C；(2)光路可逆；(3)在。

【解析】(1)蜡烛放置在M处时，物距小于一倍焦距，则此时所成的是虚像，像与物在同一侧，放置在N处时，物距大于二倍焦距，则此时所成的是实像，物与像在凸透镜的两侧，所以C选项正确。

(2)蜡烛先放置在P处，像在Q处，当将蜡烛放在Q处，光屏在P处能承接到蜡烛的像，这是根据光路可逆原理。

【例题5】如表是小海同学用焦距f＝10cm的凸透镜探究其成像规律的记录表，根据表格完成下列问题：

(1)分析实验数据可知，当物距u满足条件　   　(选填“u＜f”、“f＜u＜2f”或u＞2f”)时，凸透镜会成一个倒立放大的实像，生活中　   　(选填“照相机”、“投影仪”“放大镜”)的成像原理应用了凸透镜的这个成像规律。

(2)保持凸透镜的位置不变，移动蜡烛使物距由20cm变为22cm时，为了在光屏上得到清晰的像，小海应将光屏　   　(选填“靠近”或“远离”)凸透镜。

【答案】(1)f＜u＜2f；投影仪；(2)靠近。

【解析】(1)由数据可知，物距为12、14、16cm时成放大实像，物距等于20cm，即2f时成等大实像，说明成放大实像需物距小于二倍焦距；

物距等于10cm，即u＝f时不成像，物距小于10cm，即u＜f时成虚像，说明成放大实像需物距大于一倍焦距，综上可知，凸透镜成倒立、放大实像条件：2f＞u＞f；

生活中投影仪是利用2f＞u＞f时，成倒立、放大实像的原理工作的；

(2)使物距由20cm变为22cm时，物距变大，则像距变小，像变小，为了在光屏上得到清晰的像，小海应将光屏靠近凸透镜，减小像距。

题组A  基础过关练

1.某凸透镜的焦距为10厘米，若物理在光屏上所成的像离该透镜的距离大于30厘米，则物体离该透镜的距离可能为(    )。

A． 3厘米           B． 13厘米        C． 23厘米          D． 33厘米

【答案】B。

【解析】 由题意可知，像距大于30cm也就是像成在了二倍焦距以，此时的物体应放在一倍焦距到二倍焦距之间，也就是物距应大于10cm，而小于20cm，故应选B。

2.在做凸透镜成像实验时，将点燃的蜡烛沿着光具座，从凸透镜二倍焦距以外的某位置向焦点移动，在此过程中，像的大小及像距的变化情况是(     )。

A、像和像距都逐渐变大   B、像和像距都逐渐变小

C、像逐渐变大 ，像距逐渐变小  D、像逐渐变小，像距逐渐变大

【答案】A。

【解析】 当物距大于一倍焦距f时，凸透镜成倒立的实像，且物距越小，像距越大，成的像也越大；因此将蜡烛从二倍焦距外的地方逐渐向凸透镜的焦点靠近的过程中，像距逐渐变大，像逐渐变大，故应选A。

3.在探究凸透镜成像规律的实验中，当把物体放在距离凸透镜40cm处时，在另一侧距离凸透镜40cm处得到一个倒立、等大的实像．下列说法正确的是(　　)。

A．将物体移至距离透镜30cm处时，得到的像与照相机成像的性质相同；

B．将物体移至距离透镜10cm处时，在另一侧会得到倒立、放大的实像；

C．将物体移至距离透镜10cm处时，在同一侧会得到正立、放大的实像；

D．距离透镜40cm处发出的两条光线(如图)，经过透镜后能汇聚在主光轴上的一点

【答案】D。

【解析】物体放在距凸透镜40cm处时，在光屏上得到一个清晰等大的像，说明40cm=2f，则f=20cm。

将物体移至距离透镜30cm处时，此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、放大的实像，得到的像与投影仪成像的性质相同，故A错误；

如果将物体移至距离透镜10cm处时，物距小于焦距，成正立、放大的虚像，故B、C错误；

从距离透镜40cm处发出的两条光线，物距等于二倍焦距，成倒立、等大的实像，则这两条光线经过凸透镜后能汇聚在主光轴上的一点，这一点为2倍焦距处，故D正确；故应选D。

4.小何同学在“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υ跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图像，如图3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，成放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的；

D．把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，像逐渐变小

【答案】D。

【解析】由图示可知，当物距为16cm时，像距也为16cm，此时物距为二倍焦距，可知焦距为8cm，故A错；

当物距为12cm时，处于一倍焦距到二倍焦距之间，所成的像是倒立、放大的实像，故B错；

当物距为20cm时，处于二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像，应用是照相机，故C错；

物体和像移动的方向是相同的，当物距增大时，像距会缩小，同时像也会变小，故D正确；应选D。

5.如图所示，小聪同学在“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幻灯机；

B．要使光屏上烛焰的像变小，只须将蜡烛靠近凸透镜；

C．实验中，蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像向上移动；

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】从图中可知，蜡烛在透镜的2倍焦距以外，“烛焰在光屏上成了一个清晰的像”这像一定是倒立缩小的实像。对幻灯机来说，成像规律应是倒立放大的实像，故A的说法是错误的；

如果只移动蜡烛，蜡烛往透镜方向移动时，屏上所成的像会逐步变大，故B的说法错误；因蜡烛的像是倒立缩小的实像，蜡烛越来越短时，烛焰会向上移动，故C的说法是正确的；

光屏是接收屏，光屏越是光滑，光屏发生反射镜面反射能力越强，不同角度的人看清光屏就越困难，所以“光屏应选用较光滑的玻璃板”的说法是错误的。此题正确答案是C。

6.一物体沿凸透镜的主光轴移动，当物体距凸透镜20cm时，能在凸透镜的另一侧光屏上得到一个放大、倒立的像，当物体离凸透镜9cm时，则(   )。

A．一定成正立、放大的虚像；

B．一定成倒立、缩小的实像；

C．可能成倒立、缩小的实像；

D．可能成正立、放大的虚像

【答案】A。

【解析】如果物体距凸透镜20cm时，能在凸透镜的另一侧光屏上得到一个放大、倒立的像，根据凸透镜成像规律，此时物距一定在焦距和2倍焦距之间，也就是说凸透镜的焦距一定是10cm<f<20cm；当物距为9cm时，物距在焦距之内，故物体成像是正立、放大的虚像。故正确答案是A。

7.如图所示，将点燃的蜡烛依次放在a，b，c，d，e点处，其中蜡烛放在     处得到的实像离凸透镜最远，放在      处得到的实像最小。

【答案】b、e。

【解析】凸透镜成像规律是物距大于2倍焦距，成倒立、缩小的实像，物距越大，实像越小；当物距在焦距和2倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，物距越接近焦距，实像越大，像距越大。

由此可知，要想得到距离透镜越远的实像，物体越接近焦点，故应是b点。要想得到最小的实像，物距越远，实像就越小，故选e点。

答案是：b、e。

8.如图8甲所示的装置测出凸透镜的焦距为__________cm，用该透镜“探究凸透镜成像规律”，当蜡烛、透镜位置如图8乙时，移动光屏可成清晰的倒立、_________的实像。

【答案】10.0；放大。

【解析】由图甲可以看出，平行于主光轴的光线过凸透镜会聚于光屏上的一点，这点就是焦点，所以焦距是f=20.0cm-10.0cm=10.0cm。根据图乙可知物距u=15cm,由凸透镜成像规律，当f<u<2f时，成倒立、放大的实像。

9.如图所示，是某实验小组合作探究“凸透镜成像规律”的实验装置，实验时当烛焰离凸透镜20cm时，移动光屏可得到一个清晰、倒立、缩小的烛焰的实像，由此可以知道该凸透镜的焦距应小于_______cm；随着蜡烛的燃烧，可观察到光屏上的像向_______(选填“上”或“下”)移动。移动蜡烛，使烛焰离凸透镜10cm，再移动光屏，_______(选填“能”或“不能”)在光屏上得到一个清晰的烛焰的像。

【答案】10cm、上、能。

【解析】根据凸透镜成像规律，当烛焰离凸透镜20cm时，移动光屏可得到一个清晰、倒立、缩小的烛焰的实像，说明20cm大于2倍焦距，所以焦距应小于10cm；因为像是倒立的，所以随着蜡烛的燃烧，烛焰下降，烛焰的像会往上移动；

移动蜡烛，当蜡烛距离透镜10cm时，也就是物距为10cm，此时物距大于焦距小于2倍焦距，根据成像规律，蜡烛的像应是倒立、放大的实像，所以如果移动光屏，是会在光屏上成像的。

故答案是：10cm、上和能。

10.小峰在探究凸透镜成像规律之后，又对凸透镜的焦距与其凸起程度的关系进行了探究：

(1)小峰第一次选取一个凸起程度较小的凸透镜，测量焦距的实验如图甲所示，测得的焦距为　    　。

(2)第二次他又选用一个凸起程度较大的凸透镜，测得的焦距为8cm，由这两次实验可得出的初步结论：　                                          　。

(3)小峰回想起白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带(如图乙所示)，受此启发，于是他选取焦距为10cm的凸透镜，用红光和蓝光来进行图甲的实验，实验结论：对同一凸透镜，　               　的焦距大些。

(4)在用焦距为10cm的凸透镜探究成“等大实像”的实验时，老师发现有两个小组所测像距分别为17.5cm和22cm，与理论像距20cm相比偏差较大．若不是因为长度测量方法错误和测量误差导致的，请分析出现这种情况的原因：　                                             　。

【答案】(1)10.0cm；(2)材料和横截面积相同的凸透镜，凸面程度越大其焦距越小；(3)红；(4)光屏上还没有出现清晰的像时就测出了像距。

【解析】(1)焦点到透镜中心的距离为焦距，刻度尺的分度值为1cm，此时读数为10.0cm，即透镜焦距为f=10.0cm；

(2)由甲图可知，第一次测得凸透镜的焦距为10cm；根据1、2次的实验数据可知，材料和横截面积相同的凸透镜，凸起程度越大其焦距越小；

(3)用红光和蓝光平行于同一个凸透镜的主光轴射入，红光、蓝光对凸透镜的焦距不相同．红色光较蓝色光偏折能力弱，所以红色光对凸透镜的焦距大；蓝光入射时焦距小些；

(4)同一凸透镜，物距一定，像距一定，小组实验的像距不同，是因为光屏上还没有出现清晰的像就测像距。

题组B  能力提升练

1.将一个凸透镜正对着太阳光，在凸透镜另一侧15cm处的纸上出现一个最小、最亮的光斑，将一个物体放在该凸透镜主光轴上距光心20cm处，则在凸透镜的另一侧光屏上会出现一个(　　)。

A．正立、放大的虚像    B．正立、缩小的虚像 

C．倒立、放大的实像 D．倒立、缩小的实像

【答案】C。

【解析】 根据阳光聚焦方法得到焦距：太阳光射到地球上是平行光，平行于主光轴的光线经凸透镜会聚后得到凸透镜的焦点，凸透镜成像时，2f＞U＞f，成倒立、放大的实像。把一个凸透镜对准太阳光，可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑，所以，f=15cm，U=20cm，2f＞U＞f，成倒立、放大的实像，故选C

2.(多选)小明在做探究凸透镜成像规律的实验时，将点燃的蜡烛放在距凸透镜32cm处，在透镜另一侧距离透镜18cm处的光屏上得到烛焰清晰的像，则(    )。

A.光屏上所成的是倒立、放大的实像         B.光屏上所成的是倒立、缩小的实像

C.该透镜的焦距f一定满足9cm<f<16cm      D.该透镜的焦距f一定满足18cm<f<32cm

【答案】BC。

【解析】当物距大于2倍焦距时，则像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像。此时像距小于物距，像比物小，物像异侧；

根据题意知道物距等于32cm，像距等于18cm，且在光屏上得到烛焰清晰的像，即满足像距小于物距，且成实像，故得到的是倒立、缩小的实像，B正确；

由32>2f，f<18<2f解得焦距f满足9cm<f<16cm，故C正确。

3.在探究凸透镜成像规律的实验中，将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm处时，在透镜另一侧距透镜15cm处的光屏上得到烛焰清晰的像｡则(　　)。

A. 光屏上成倒立､放大的实像；

B. 光屏上成倒立､缩小的实像；

C. 照相机应用了该次实验的成像规律；

D. 投影仪应用了该次实验的成像规律

【答案】BC。

【解析】据题意知，此次实验所成的像能用光屏来承接，所成的像应是倒立、实像，而且像距小于物距，那么所成的像是缩小的，这个是照相机成像所应用的规律，故BC正确，AD错误。故选BC。

4.在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，光屏上得到一个倒立、等大的实像，若想再模拟照相机的成像原理，应将(   )。

A．蜡烛和光屏都远离透镜；

B．蜡烛和光屏都靠近透镜；

C．蜡烛远离透镜且光屏靠近透镜；

D．蜡烛靠近透镜且光屏远离透镜

【答案】C。

【解析】由题意和成像规律，可得题中的成像是：u＝v＝2f。欲再模拟照相机，照相机成倒立、缩小的实像，即应使物距u＞2f，像距f＜v＜2f，故应使蜡烛远离透镜，同时光屏靠近透镜。

故选：C。

5.当蜡烛、透镜甲和光屏放置在图示位置时，烛焰在光屏上成清晰的像。现保持蜡烛和透镜的位置不变，将透镜甲更换为透镜乙后，需将光屏向左移动距离s，方可在光屏上再次成清晰的像，则(   )。

A．透镜甲的焦距为20cm；

B．透镜甲的焦距比乙的大；

C．第二次所成的像是放大的；

D．光屏移动的距离s＜10cm

【答案】B。

【解析】A、由图可知，此时的u＝v＝2f，成的是倒立、等大的实像，所以2f＝20cm，则f＝10cm，故A错误；

B、现保持蜡烛和透镜的位置不变，将透镜甲更换为透镜乙后，需将光屏向左移动距离s，此时的像距减小，则物距不变的情况下，相当于减小了焦距，所以透镜甲的焦距比乙的大；故B正确；

C、替换乙后，此时的物距大于像距，成倒立、缩小的实像，故C错误；

D、由于不知道乙透镜的焦距的大小，所以无法判定光屏移动的距离，故D错误。故选：B。

6.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，此时物距等于像距等于二倍焦距，所以凸透镜焦距：f＝v＝×30cm＝15cm；

若现将物体移至透镜前12cm处时，物距：u＝12cm，满足u＜f条件，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。故选：C。

7.在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，小敏所在的小组利用如图甲所示的装置。测出凸透镜的焦距，正确安装并调节实验装置后，在光屏上得到一个清晰的像，如图乙所示。下列说法中正确的是(   )。

A．由图甲可知该凸透镜的焦距是40.0cm；

B．烛焰在如图乙所示的位置时，成像特点与照相机成像特点相同；

C．若烛焰从光具座30.0cm刻线处向远离凸透镜方向移动，烛焰所成的像将逐渐变小；

D．烛焰在如图乙所示的位置时，若用黑纸片将凸透镜遮挡一半，这时在光屏上只能成半个烛焰的像

【答案】C。

【解析】A、由甲图可知该透镜焦距为40.0cm﹣30.0cm＝10.0cm，故A错误；

B、由图可知，物距处于f和2f之间，凸透镜成倒立放大的实像，是投影仪的成像原理，故B错误；

C、烛焰从光具座30.0cm刻线处向远离凸透镜方向移动，根据物距增大像距减小像减小，烛焰所成的像将逐渐变小，故C正确。

D、用黑纸片将凸透镜遮挡一半，透镜的上半部分仍能会聚烛焰发出的光线，成烛焰完整的像，只是像比原来变暗，故D错误；故选：C。

8.安安和康康在老师指导下完成“探究凸透镜成像的规律”的实验，实验所用凸透镜的焦距为。他们把凸透镜固定在光具座上处，调节蜡烛的烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度。

(1)如图甲所示，若此时他们想在实验中能用光屏承接到烛焰的实像，光屏应在______(选填“”、“”或“”)范围内移动；

(2)他们保持凸透镜位置不变，把蜡烛放在刻度线处，调整光屏到透镜的距离，则会在光屏上看到烛焰______(选填“放大”、“缩小”或“等大”)倒立的像；

(3)他们想模拟投影仪的成像原理，康康应在步骤(2)的基础上将蜡烛向______(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动，同时调节光屏的位置，使烛焰在光屏上成清晰的像；

(4)他们保持凸透镜的位置不变，同时取下光屏，直接用眼睛观察凸透镜成像的各种情况。康康移动蜡烛使它从零刻度线处逐渐靠近凸透镜，同时安安从透镜的右侧透过透镜现察烛焰的像，图乙是安安整理并记录看到的像的情况，根据你所学的知识，判断地最先看到的像的编号是______(选填代表像编号的数字)； (5)请在图丙中完成从烛焰发出一束光通过透镜的光路______。

【答案】(1)60cm~70cm；(2)等大；(3)靠近；(4)1；(5)如图。

【解析】(1)由图甲可知，物距为

此时要在光屏上成像，则像距应该满足，已知凸透镜固定在光具座上处，则光屏的距离到凸透镜的距离为

则光屏的位置应在60cm~70cm处。

(2)保持凸透镜位置不变，把蜡烛放在刻度线处，此时物距为

根据凸透镜成像规律可知，当时，成等大、倒立的实像。

(3)投影仪的成像原理是，当，时，成放大，倒立的实像，因此物距要减小，像距要增大，即蜡烛向靠近凸透镜的方向移动。

(4)保持凸透镜位置不变，移动蜡烛使它从零刻度线处逐渐靠近凸透镜，即物距原来处于2倍焦距以外，当它从2倍焦距以外向焦点处移动时，物距变小，像距变大，像变大，且成倒立的像，故最先看到的是编号1。

(5)图丙所示入射光线经过凸透镜的焦点从左边射进凸透镜，则折射光线平行于主光轴从右边射出来，如图所示

题组C  培优拔尖练

1．(2021·广西贺州市)在探究凸透镜成像规律的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，蜡烛在光屏上恰好成一清晰等大的实像，则下列说法正确的是(  )。

A．将蜡烛移动到光具座10cm处，保持凸透镜的位置不变，要在光屏上得到清晰的像，光屏应向右移动；

B．将蜡烛移动到光具座10cm处，保持凸透镜的位置不变，移动光屏所成清晰的像与照相机成像的原理相同；

C．该凸透镜的焦距为20cm；

D．随着实验的进行蜡烛逐渐变短，在光屏上所成的像会向下移动

【答案】B。

【解析】ABC．由图示知，物距为20.0cm，光屏上成等大的清晰像，则此凸透镜的焦距

f=u=×20.0cm=10.0cm

将蜡烛移动到10cm刻度线处，则物距为40.0cm，凸透镜位置不变，则与图示位置比较，物距变大，像距应变小，应向左移动光屏，才能再次承接到清晰的像。而此时的物距大于二倍焦距，所成的像是倒立、缩小的实像，这与照相机的原理相同，故AC错误，B正确；

D．实验中，蜡烛变短，过凸透镜光心的光线沿直线传播。故通过凸透镜所成的像会向上移动，故D错误。故选B。

2．(2021·湖南常德市)在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时，在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法中正确的是(  )。

A．该凸透镜的焦距范围为7.5cm＜f＜15cm；

B．光屏上成倒立、放大的实像；

C．透镜不动，蜡烛向右移动，光屏向左移动，可再次得到清晰的像；

D．蜡烛和光屏不动，移动凸透镜到适当位置，光屏上可再次得到清晰的缩小的像

【答案】A。

【解析】A．由图，物距大于像距，成倒立缩小实像，物距满足的条件

像距满足的条件

即

可解得，故A正确；

B．由图，物距大于像距，成倒立缩小实像，故B错误；

C．成实像时，物与像移动方向相同，即透镜不动，蜡烛向右移动，光屏应向右移动，可再次得到清晰的像，故C错误；

D．现在成倒立缩小实像，根据光路可逆，蜡烛和光屏不动，移动凸透镜到适当位置，光屏上可再次得到清晰的放大的像，故D错误。故选A。

3．(2021·天津中考真题)在硏究凸透镜成像规律时，将焦距为10cm的凸透镜和点燃的蜡烛固定在光具座上(如图)，在光屏上得到了烛焰清晰的像(图中光屏未画出)。下列说法正确的是(  )。

A．光屏上所成的是倒立、缩小的实像 B．光屏上所成的是倒立、放大的实像

C．光屏一定位于60~70cm刻度之间 D．光屏一定位于70~90cm刻度之间

【答案】AC。

【解析】AB．由题意知，凸透镜的焦距为10cm，由图可知物距为

u=50.0cm-20.0cm=30.0cm

因为物距u＞2f，在光屏上呈现倒立缩小的实像，故B错误，A正确；

C．因为物距u＞2f，根据凸透镜成像的规律，像距大于1倍焦距，小于2倍焦距，即10cm＜v＜20cm

所以，光屏一定位于60~70cm刻度之间，故D错误，C正确。故选AC。

4．(2021·福建中考真题)在“探究凸透镜成像规律实验”中：

(1)将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上，点燃蜡烛，调整它们的高度使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在______；

(2)如图甲所示，光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推断，保持蜡烛和光屏的位置不变，只移动透镜到______cm 刻度处，光屏上可再次成清晰______、倒立的实像；

(3)实验一段时间后，原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方，如图乙所示位置。能让像重新回到光屏中心的操作是______；(填序号)

①光屏下调        ②蜡烛上调        ③透镜上调

(4)实验中，光屏上成模糊的像，如果蜡烛和透镜位置不变，将光屏往凸透镜方向靠近，光屏上能成清晰的像；如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变，在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的凹透镜。光屏上也能成清晰的像。上述现象说明凹透镜对光具有______作用。______视眼的矫正与上述成像过程类似。

【答案】同一高度；55；缩小；②；发散；近。

【解析】(1)为了是蜡烛的像呈现在光屏的中央，应该将点燃蜡烛，调整它们的高度使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在同一高度。

(2)如图甲所示，光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推断，

u1=v2=40.0cm-25.0cm=15.0cm

v1=u2=70.0cm-40.0cm=30.0cm

保持蜡烛和光屏的位置不变，移动透镜到刻度尺上的刻度为

70.0cm-15.0cm=55.0cm

如图甲所示，光屏上呈现的是倒立、放大的实像，根据光路的可逆性，光屏上可再次成清晰缩小、倒立的实像。

(3)实验一段时间后，蜡烛燃烧变短，原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方，要让像重新回到光屏中心，可将蜡烛上调、将光屏上调或将透镜下调，故①③不符合题意，②符合题意。故选②。

(4)实验中，光屏上成模糊的像，如果蜡烛和透镜位置不变，将光屏往凸透镜方向靠近，光屏上能成清晰的像，说明此时像呈现在原来位置的前侧，与近视眼类似。如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变，在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的凹透镜，光屏上也能成清晰的像。说明凹透镜对光线具有发散作用。