资源描述
3.6 探究凸透镜成像规律
学校：___________姓名：___________班级：___________
一．选择题〔共10小题〕
1．〔2022•咸宁〕一凸透镜的焦距为15cm，将点燃的蜡烛从离凸透镜40cm处沿主光轴移到20cm处的过程中，像的大小和像距的变化情况是〔 〕
A．像变大，像距变大 B．像变小，像距变小
C．像变大，像距变小 D．像变小，像距变大
2．〔2022•临沂〕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下图，烛焰在光屏上恰好成一清晰等大的实像，以下说法正确的选项是〔 〕
A．该凸透镜的焦距是20cm
B．将蜡烛移动到20cm刻度处，移动光屏可得到倒立、放大的实像
C．将蜡烛移动到35cm刻度处，为使烛焰在光屏上成一清晰的像，应向右移动光屏
D．将蜡烛移动到45cm刻度处，为使烛焰在光屏上成一清晰的像，应向右移动光屏
3．〔2022•淄博〕在探究凸透镜成像规律的实验中，将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置，在凸透镜后20cm的光屏上出现一个等大倒立的像，如果将蜡烛移动到凸透镜前25cm处，那么〔 〕
A．光屏上会出现倒立放大的实像
B．将光屏靠近凸透镜一段距离，光屏上会出现倒立缩小的实像
C．将光屏远离凸透镜一段距离，光屏上会出现倒立放大的实像
D．无论怎样移动光屏，光屏上均找不到像
4．〔2022•包头〕如下图，将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，此时在光屏中心已成烛焰清晰的像，以下说法正确的选项是〔 〕
A．此时烛焰在光屏上的成像特点于投影仪成像特点相同
B．假设蜡烛移至20cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰缩小的像
C．假设蜡烛移至45cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰放大的像
D．在图示中的烛焰和凸透镜之间放一副近视镜，将光屏左移可再次成清晰的像
5．〔2022•江汉区一模〕如下图，小东同学在“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，以下说法正确的选项是〔 〕
A．利用这一成像规律可制成幻灯机
B．实验中，蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像向上移动
C．要使光屏上烛焰的像变小，只须将蜡烛靠近凸透镜
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
6．〔2022•新泰市一模〕如图，一束平行光经过一凸透镜，调节光屏到图示位置时，光屏上得到一个最小、最亮的光斑。假设小明用此凸透镜做“探究凸透镜成像规律〞的实验，当物体距凸透镜30cm时，重新调节光屏的位置，便可以得到〔 〕
A．倒立等大的实像 B．倒立放大的实像
C．倒立缩小的实像 D．正立放大的虚像
7．〔2022•自贡〕关于凸透镜的应用，以下说法正确的选项是〔 〕
A．凸透镜成的像都是实像 B．照相时，景物在镜头二倍焦距以内
C．投影仪中的投影片放在镜头二倍焦距以外D．远视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用
8．〔2022•威海〕以下关于凸透镜应用的说法，正确的选项是〔 〕
A．近视眼需要佩戴凸透镜来矫正
B．放大镜成正立、放大的实像
C．用 扫描二维码时，应使二维码位于 镜头一倍焦距之内
D．要使投影仪成像变大，应使投影仪远离屏幕，同时使镜头靠近投片
9．〔2022•通辽〕如图， 扫描二维码，相当于给二维码拍了一张照片， 摄像头相当于凸透镜，影像传感器相当于光屏，以下说法正确的选项是〔 〕
A．物体上的二维码是光源
B．扫码时二维码要位于摄像头二倍焦距以外
C．要使屏幕上二堆码的像变小，只需将二维码靠近凸透镜
D．影像传感器上成的是正立的实像
10．〔2022•菏泽〕凸透镜的焦距为15cm，以下说法正确的选项是〔 〕
A．当物体距凸透镜10cm时，成正立、放大的实像
B．当物体距凸透镜20cm时，成倒立、放大的实像
C．当物体距凸透镜35cm时，成倒立、放大的实像
D．当物体从距凸透镜20cm处远离凸透镜时，在凸透镜另一侧所成的像逐渐变大
二．填空题〔共6小题〕
11．〔2022•东营〕东营市开展了“红色电影进社区〞活动，受到居民好评。电影放映机的镜头相当于一个 〔选填“凸透镜〞、“凹透镜〞〕，电影放映时在银幕上形成的是 立、放大的实像。
12．〔2022•绵阳〕将点燃的蜡烛和光屏放置在光具座上，再将焦距为30cm的凸透镜甲放置在蜡烛和屏之间适当位置，在屏上得到清晰的缩小实像；在透镜甲位置上换上焦距为20cm的凸透镜乙，不改变蜡烛位置，将光屏 〔选填“靠近〞或“远离〞〕透镜适当距离，就可以再光屏上得到清晰的 〔选填“放大〞“缩小〞或“等大〞〕实像。
13．〔2022•遂宁〕勤于动手的小聪在探究凸透镜成像规律过程中，将蜡烛、凸透镜和光屏按如下图放置时，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〞〕；假设保持透镜和光屏的位置不变，将蜡烛移到“15cm“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，那么小明所患的眼疾是 。〔选填“近视眼〞或“远视眼〞〕
14．〔2022•达州〕某同学在“探究凸透镜成像规律〞的实验中，绘制了如下图的图象〔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 m以内；把物体从距凸透镜5cm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〞〕。
15．〔2022•江苏一模〕如下图，志刚同学在一次实验课上，把一支铅笔放在一只盛水的烧杯后，透过烧杯观察铅笔的像。他惊奇地发现，手中铅笔的笔尖本是朝左的，可他看到的像却是笔尖朝右，这是因为盛水的烧杯相当于一个 镜，志刚同学看到的是铅笔 〔“实〞或“虚〞〕的像，假设将铅笔继续 〔“靠近〞或“远离〞〕烧杯，他所看到的像将会变成笔尖朝左。
16．〔2022•西山区一模〕无人机利用携带焦距一定的微型摄像机进行航拍时，来自地面景物的光通过摄像机镜头会聚在感光晶片上，形成倒立、 的实像；当无人机下降时，须 〔填“增大〞或“减小〞〕镜头与感光晶片间的距离，才能拍摄到清晰的画面，此时所成的像 〔选填“变大〞“变小〞或“不变〞〕
三．作图题〔共2小题〕
17．〔2022•滨州模拟〕完成图中的光路图
18．〔2022•日照〕如下图，在探究“凸透镜成像规律〞的实验中，将蜡烛放在位置A时，观测到在位置C成倒立、缩小的实像。假设把蜡烛移到位置B，试作图找出蜡烛通过透镜的成像位置。
四．实验探究题〔共2小题〕
19．〔2022•赤峰〕小明同学在做“探究凸透镜成像规律〞的实验中，先用焦距20cm的凸透镜甲进行实验，在光屏上得到了清晰的缩小，实像如下图。
〔1〕他改用10cm的凸透镜乙继续进行实验，如果不改变发光体和凸透镜的位置，要在光屏上成清晰的像，光屏应向 移动〔选填“左〞、“右〞〕。
〔2〕改用10cm的凸透镜乙继续进行实验时，光屏所成清晰的像偏下，要是光屏所成的像移动到光屏中央处位置，应使凸透镜向 移动〔选填“上〞、“下〞〕。
〔3〕光屏上得到发光体清晰的像时，小明不小心用手指尖触摸到凸透镜，此时光屏上 〔选填“会有指尖的像、“会出现指尖的影子〞、“发光体的像暗了一些〞〕。
20．〔2022•滨州〕小明同学在做“探究凸透镜成像现律〞的实验，
〔1〕前面学过，物体离照相机的镜头比拟远，成缩小的实像，物体离投影仪的镜头比拟近，成放大的实像，物体离放大镜比拟近，成放大、正立的虚像。据此小明据出的问题是，像的虚实、大小，正倒跟 有什么关系？
〔2〕如图甲，小明让平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，那么凸透镜的焦距f= cm。
〔3〕小明所用实验装置如图乙所示，假设将凸透镇放在光具座刻度50cm位置处不变，把蜡烛放在刻度10cm处，利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是 〔选填“照相机〞、“放大镜〞或〞投影仪〞〕
〔4〕如图丙所示是小明通过实验得到的凸透镜成像时的像距v和物距u关系的图象，由图象可知成实像时物距逐渐减小，像距逐渐 。当u＞2f时，物体移动速度 〔选“大于〞、“小于“或“等于〞〕像移动的速度，当f＜u＜2f时，物体移动速度 〔选填“大于〞，“小于〞或“等于〞〕像移动的速度。
参考答案与试题解析
一．选择题〔共10小题〕
1．解：凸透镜的焦距是15cm，将点燃的蜡烛从离凸透镜40cm处移到20cm处的过程中，物距始终大于焦距，因此凸透镜成实像，由于物距减小，那么像距变大，像变大。
应选：A。
2．解：A、由图可知，此时的物距为20cm，成的是倒立、等大的实像，那么u=2f，故f=10cm，故A错误；
B、将蜡烛移动到20cm刻度处时，物距为50cm﹣20cm=30cm＞2f，成的是倒立、缩小的实像，故B错误；
C、将蜡烛移动到35cm刻度处，u=50cm﹣35cm=15cm，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，像距应大于二倍焦距，故应向右移动光屏，才能在光屏上呈现清晰的像，故C正确；
D、将蜡烛移动到45cm刻度处，u=50cm﹣45cm=5cm，物距小于焦距，成正立、放大的虚像，故光屏上接收不到像，故D错误。
应选：C。
3．解：距离凸透镜20cm的光屏上得到一个清晰的与物体等大的像，所以v=20cm=2f，那么f=10cm；
A、假设现将蜡烛移至透镜前25cm处时，此时物距u=25cm，那么物距u＞2f，光屏上成倒立、缩小的实像，故A错误。
B、C、D、如果将蜡烛移动到凸透镜前25cm处，物距增大，像距减小，所以应该将光屏靠近凸透镜一段距离，光屏上会出现倒立缩小的实像，故B正确，CD错误；
应选：B。
4．解：A、由图可知，物距大于像距，成的是倒立、缩小的实像，其应用是照相机，故A错误；
B、蜡烛移至20cm刻度线处，当u＞2f、f＜v＜2f时，成倒立、缩小的实像，物距变大，并将光屏向左移动，像距变小，像变小。故B正确；
C、假设蜡烛移至45cm刻度线处，u＜f时，成正立，放大的虚像，光屏上没用像，故C错误；
D、在图示中的烛焰和凸透镜之间放一副近视镜，近视镜是发散透镜，对光线由发散作用，成的像要远离凸透镜，故将光屏右移可再次成清晰的像，故D错误。
应选：B。
5．解：A、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。而幻灯机是根据物距处于f和2f之间时，成放大、倒立的实像原理制成。故本选项说法错误。
B、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，故本选项说法正确。
C、要使光屏上的烛焰的像变小，蜡烛应远离凸透镜，同时要将光屏靠近凸透镜。故本选项说法错误。
D、为了便于从不同方向观察光屏上的像，光屏应选用较粗糙的毛玻璃板。故本选项说法错误。
应选：B。
6．解：由图可知，光屏上最小、最亮的光斑到凸透镜的距离为10.0cm，即焦距f=10.0cm；
当物体距凸透镜30cm 时，即物距u=30cm，大于2倍焦距，根据凸透镜成像的规律可知，此时凸透镜成倒立、缩小的实像；
应选：C。
7．解：
A、凸透镜可以成实像，也可以成虚像；当u＜f时，凸透镜成正立、放大的虚像，故A错误；
B、照相机是根据物距大于二倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像工作的，所以，照相时，景物在镜头二倍焦距以外，故B错误；
C、投影仪是根据物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，凸透镜成倒立、放大的实像工作的，所以，投影仪中的投影片应放在镜头的一倍焦距和二倍焦距之间，故C错误；
D、远视眼将像成在视网膜之后，远视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用，可使光线提前会聚，故D正确。
应选：D。
8．解：
A、近视眼观察远处物体时，像成在视网膜的前方，为使光线延迟会聚，应佩戴具有发散作用的凹透镜来矫正，故A错误；
B、放大镜成的是正立、放大的虚像，故B错误；
C、 摄像头是利用物距大于二倍焦距时，成倒立缩小实像的规律工作的，因此，用 扫描二维码时，应使二维码位于 镜头的两倍焦距以外，故C错误；
D、要使投影仪成像变大，应减小物距，增大像距，所以，应使投影仪远离屏幕〔增大像距〕，同时使镜头靠近投片〔减小物距〕，故D正确。
应选：D。
9．解：A、二维码本身不发光，不是光源，故A错误；
B、 摄像头相当于凸透镜，其是利用物体在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，故B正确；
C、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，应将二维码远离凸透镜，故C错误。
D、 摄像头相当于凸透镜，影像传感器相当于光屏，影像传感器上成的是倒立缩小实像，故D错误。
应选：B。
10．解：A、当u=10cm时，u＜f=15cm，成正立、放大的虚像，故A错误；
B、当u=20cm时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，故B正确；
C、当u=35cm时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f，故C错误；
D、当物体从距凸透镜20cm处远离凸透镜时，物距增大，在凸透镜另一侧所成的像逐渐变小。故D错误。
应选：B。
二．填空题〔共6小题〕
11．解：放映机的镜头相当于凸透镜，投影片放置在一倍焦距和二倍焦距之间时，在银幕上所成的像是倒立、放大的实像。
故答案为：凸透镜；倒。
12．解：光屏上得到一个倒立缩小的实像时，v＞2f，即v＞60cm，保持透镜的位置不变，在焦距为30cm的透镜甲的位置上换上焦距为20cm的凸透镜乙，凸透镜的折光能力增强，不改变蜡烛位置，v＞60cm，相当于物远了，那么屏上的像变近、像变小大些，故应减小像距，即应将光屏靠近透镜；
故答案为：靠近；缩小。
13．解：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，由凸透镜成像规律可知，此时成倒立、缩小的实像，应用于照相机；
将蜡烛移到“15cm“刻度线位置，物距变大，那么像距会变得更小，即像更靠近凸透镜。此时保持凸透镜和光屏的位置不变，在蜡烛和凸透镜之间放置了一个度数适宜的眼镜，光屏上也得到了清晰的像，说明这个镜片对光起到了发散的作用，因此，他放置的应该是矫正近视眼的凹透镜片。
故答案为：缩小；照相机；近视眼。
14．解：由凸透镜成像规律可知，u=v=2f，凸透镜成倒立、等大的实像，由图象可知，u=v=2f=10cm 时，所以f=5cm=0.05m，
用该凸透镜作放大镜使用时，u＜f，成正立、放大的虚像，即被观察的物体到透镜的距离在0.05m以内；
把物体从距凸透镜5cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中，物距增大，像距减小，像变小；
故答案为：0.05；变小。
15．解：装满水后的烧瓶相当于一个凸透镜，当物体在焦点以外时，成倒立、放大的实像；
手中铅笔的笔尖本是朝左的，可他看到的像却是笔尖朝右，说明铅笔在凸透镜的焦点以外，看到的是铅笔倒立、放大的实像；
当物距小于一倍焦距时，成正立、放大的虚像。因此假设将铅笔继续靠近烧杯，铅笔在凸透镜的焦点以内时，成成正立、放大的虚像。那么他所看到的像将会变成笔尖朝左。
故答案为：凸透；实；靠近。
16．解：摄像机的镜头相当于一个凸透镜，其成像的原理是：当物距大于二倍焦距时，凸透镜成倒立缩小的实像；
当无人机下降时，镜头到物体的距离变小，即物距减小，应增大像距，即增大镜头与感光晶片间的距离，才能拍摄到清晰的画面，像距变大，像变大。
故答案为：缩小；增大；变大。
三．作图题〔共2小题〕
17．解：据图可知，过光心的光线传播方向不变，且只有平行于主光轴的光线，经过凸透镜后才会会聚与焦点上，故如下图：
18．解：从物体A的顶端做平行于主光轴的光线，过凸透镜后经过焦点而会聚到像点。
由A的顶端发出过光心的光线，传播方向不变。
从物体B的顶端做平行主光轴的光线，折射后过焦点，再从B的顶端做过光心的光线，这两条折射光线的反向延长线的交点就是像的位置，如下图：
四．实验探究题〔共2小题〕
19．解：〔1〕由“先用焦距为20cm的透镜甲进行实验，在屏上得到清晰缩小的实像〞可知，此时u＞2f；
当改用焦距为10cm的透镜乙继续实验，不改变发光体和凸透镜的位置，那么相当于增大了物距，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，可知，要在光屏上成清晰的像，光屏将靠近透镜移动，即向左；
〔2〕根据光线过光心不改变方向，如图，像成在光屏的下方，要使像成在光屏的中央位置，可以让蜡烛向下移动，或凸透镜向上移动，或光屏向下移动。
〔3〕不小心用手指指尖触摸了凸透镜，由于凸透镜的其他局部仍能会聚光线而成像，所以光屏上呈现的仍然是烛焰完整的像，只是此时的像比手指指尖触摸前的像要暗一些。
故答案为：〔1〕左；〔2〕上；〔3〕发光体的像暗了一些。
20．解：〔1〕根据物体离照相机的镜头比拟远，成缩小的实像，物体离投影仪的镜头比拟近，成放大的实像，物体离放大镜比拟近，成放大、正立的虚像。据此小明提出的问题是，像的虚实、大小，正倒跟物距有关；
〔2〕由图中，平行光线经凸透镜后会聚到一点，说明凸透镜对光线具有会聚作用，光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透镜的焦点，所以焦距为20.0cm﹣10.0cm=10.0cm；
〔3〕由于凸透镜的焦距是10cm，当物体在15cm处时，物距为50cm﹣10cm=40cm，物距大于二倍焦距，成倒立缩小的实像，这是照相机的原理；
〔4〕如图丙所示是小明通过实验得到的凸透镜成像时的像距v和物距u关系的图象，由图象可知成实像时物距逐渐减小，像距逐渐增大。当u＞2f时，物体移动速度大于像移动的速度，当f＜u＜2f时，物体移动速度小于像移动的速度。
故答案为：〔1〕物距；〔2 〕10.0；〔3〕照相机；〔4〕增大；大于；小于。
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