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【名师导航】中考物理一轮复习学案
第8章 透镜及其应用
考点分布 考查频率 考点内容 命题趋势
1. 透镜 ★★★★ 1.理解探究凸透镜成像的规律，了解凸透镜成像的应用。 2.了解显微镜、望远镜的基本结构。 3.了解眼睛的构造，知道眼睛是怎样看见物体的，了解怎样矫正视力，使学生具有眼睛保健意识。 凸透镜成像作图、成像规律凸透镜会聚光线、远视眼和矫正。2022年仍考凸透镜成像知识和生活中透镜及热点视力矫正，题型是选择题、实验题、作图题，分值3－4分。
2.凸透镜成像规律及应用 ★★★
3.眼睛与眼镜 ★★★★
4.显微镜和望远镜 ★★★★★
知识点一：透镜
1．透镜分为凸透镜和凹透镜两种，两者的特征比较
凸透镜 凹透镜
外形特征 中间厚、边缘薄 中间薄、边缘厚
对光的作用 会聚 发散
相关 概念
三条特 殊光线
1.在以下四种透镜中，能对光线起会聚作用的是_________，能对光线起发散作用的是________。
2.夏天，严禁把带有水的矿泉水瓶在森林里随意丢弃，这是因为带水的矿泉水瓶相当于_______，对太阳光起______作用，易引起火灾．
参考答案：（1）甲、丙；乙、丁；（2）凸透镜；会聚。
知识点二：凸透镜的成像规律及其应用
1.凸透镜成像规律及应用
物距(u) 和焦距(f) 的关系 像的性质 像和物的位置关系 像距(v) 和焦距(f)的关系 应用
正立或倒立 放大等大或缩小 实像或虚像 像和物同侧或异侧
u＞2f 倒立 缩小 实像 异侧 f＜v＜2f 照相机
u＝2f 倒立 等大 实像 异侧 v＝2f 测焦距
f＜u＜2f 倒立 放大 实像 异侧 v＞2f 投影仪
u＝f 不成像 —— —— —— —— 不成像会聚一点
u＜f 正立 放大 虚像 同侧 —— 放大镜
①焦点分界：2f是成放大实像与缩小实像的分界点，f是成实像与虚像的分界点。②凸透镜成实像的动态规律：物体沿主光轴移动时，像和物移动方向一致，即物距减小(增大)，像距增大(减小)，像变大(小)；成虚像的动态规律：物体沿主光轴移动时，像和物移动方向一致，物近像近像变小，物远像远像变大。
2.生活中的透镜
3.凸透镜成像变化规律口诀法：一焦分虚实，二焦分大小，虚像同侧正，实像异侧倒，物体移向凸透镜，实像变远且变大，虚像变近且变小。
4.探究凸透镜成像规律注意问题：
（1）做实验时，根据光具座的长度l与透镜焦距f的关系是l>4f。
（2）实验中，先将凸透镜固定在光具座中间的某一刻度处，做好记录，再将蜡烛和光屏分别置于两侧。
（3）为了使像成在光屏的中央，应使烛焰的焰心、透镜的光心、光屏的中心在同一高度。
（4）如果烛焰的像靠近光屏上端，原因可能是凸透镜太高、烛焰太低、光屏太低，调整的方法分别是透镜下移、烛焰上移、光屏上移。
（5）在探究凸透镜成像规律时，凸透镜不动，将蜡烛逐渐靠近凸透镜，光屏则相应地远离凸透镜直到光屏上呈现清晰的像。
（6）凸透镜在成实像时，物距变大，像距变小，像变小，在u>2f时，物距的变化量Δu大于像距的变化量Δv，在f（7）若将凸透镜的一部分遮住，成像的性质不变，但像变暗。
（8）成实像，像与物上下颠倒，左右颠倒。
3.小明同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将凸透镜安装在光具座上，用平行光作光源，移动光屏，在光屏上得到一个最小最亮的光斑，如图所示，则该凸透镜的焦距为_______cm.当把烛焰放在距凸透镜25 cm处时，在凸透镜另一侧前后移动光屏，会在光屏上得到一个倒立______(选填“放大”“缩小”或“等大”)的清晰的实像．
4.小明同学模拟投影仪成像原理时，将点燃的蜡烛放在凸透镜前，光屏上得到倒立、放大的清晰实像．保持透镜位置不变，为使光屏上清晰的像变小一些，下列说法正确的是(　　)
A. 蜡烛向右移，光屏向右移
B. 蜡烛向左移，光屏向左移
C. 蜡烛向左移，光屏向右移
D. 只需要将蜡烛向左移动
参考答案：3. 10.0；缩小。4.B
知识点三：眼睛与眼镜
1．眼睛与照相机比较
眼睛 照相机
折光元件 晶状体、角膜 凸透镜
成像元件 视网膜 光屏
看远近不同 物体的调节 调节晶状体的弯曲 程度(调节焦距) 调节像距
2.近视眼和远视眼的比较
近视眼 远视眼
视觉特征 近处清，远处模糊 远处清，近处模糊
形成原因 晶状体太厚 眼球前后方向太长 晶状体太薄 眼球前后方向太短
成像情况
矫正眼镜 凹透镜 凸透镜
5. 小莉站在教室后面看不清黑板上的字，当她走到教室中央就能看清了，说明她是______眼(选填“近视”或“远视”)，需要戴________(选填“凸透镜”或“凹透镜”)矫正.
6. （2021 南平二模）如图表示远视眼的是图 （选填“甲”或“乙”），近视眼应配戴 透镜制成的眼镜进行矫正。
参考答案：5.近视；凹透镜；6. 乙；凹。
知识点四：显微镜和望远镜
1.显微镜的结构与作用
物体―→物镜目镜眼睛
2.望远镜的结构与作用
物体―→物镜目镜眼睛
3.视角:物体对眼睛所成视角的大小与物体本身的大小和物体到眼睛的距离有关。
7.（2021春 黑山县期中）显微镜的目镜和物镜使用的都是 镜。当被观察物体在物镜的一倍焦距和两倍焦距之间时，物体通过物镜成一个 像（填“实”或“虚”），然后这个像位于目镜的一倍焦距以内，物体通过目镜成一个 像（填“实”或“虚”），这样我们就能看清楚很微小的物体。
参考答案：凸透；实；虚。
易错点1　透镜对光线的会聚作用与发散作用
典例1：（2020 乐亭县一模）下列光学元件对光起发散作用的是（　　）
A．凸透镜 B．凹透镜 C．平面镜 D．凹面镜
【错解】选D，理由：凹面镜与凹透镜对光的作用相同，对光都起发散作用。
【析错】（1）对光线会聚的光学元件有：凸透镜、凹面镜；（2）对光线有发散作用的光学元件有：凸面镜、凹透镜；（3）平面镜对光线既不发散也不会聚，凹透镜和凸面镜对光线有发散作用。
【正解】选B，理由：根据课本中的相关知识可知，对光线有发散作用的是凹透镜和凸面镜。故选：B。
▲▲变式练习1
（2021春 秦都区期末）如图所示，属于凹透镜的是（　　）
A．①③⑤ B．①②③ C．②④⑥ D．②④⑤⑥
▲▲变式练习2
（2021春 房山区期末）如图所示，《淮南万毕术》关于冰透镜记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生”。关于此现象，下列说法正确的是（　　）
A．应用了凸透镜对光线的会聚作用 B．应用了凸透镜对光线的发散作用
C．应用了凹透镜对光线的会聚作用 D．应用子凹透镜对光线的发散作用
参考答案：1.C；2.A
易错点2　实像与物的上下左右关系
典例2：用照相机拍摄，照片上像与物上下左右一致，一个同学用照相机（不用闪光灯）拍摄自己在平面镜中的像，其结果是（　　）
A．拍摄不出，因为平面镜成的是虚像
B．拍摄不出，因为平面镜发生的是镜面反射
C．能拍摄出，但照片上像的左、右与人相反
D．能拍摄出，但照片上像的上、下、左、右与人相反
【错解】选D，理由：照相机成像是凸透镜成像，成的是倒立缩小的实像，所以像与人比上下左右都颠倒了。
【析错】这里有两次成像，一次是平面镜成虚像，像与人比上下一致，左右相同，虚像又作为物体通过凸透镜成像，成的像与虚像比是上下颠倒，左右颠倒，但照片上像的左、右与人相反.
【正解】选C，理由：因为照相机所成的像为倒立、缩小的实像，因此能够拍出，并且底片上的像与镜中人的上、下、左、右都相反，但照片上的像左右与人相反．故选C．
▲▲变式练习1
（2021春 阿克苏市月考）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10cm，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70cm刻度的右侧位置，才能在光屏上成清晰的像
B．蜡烛在乙位置时，透镜成像的特点与幻灯机的原理相同
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、放大的虚像，与放大镜成像原理相同
▲▲变式练习2
（2021 淮北模拟）将凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看作眼睛的视网膜，烛焰看作眼睛观察的物体。如图所示，拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上，光屏上出现烛焰清晰的像（未画出），而拿走近视眼镜，则烛焰的像变得模糊。那么，在拿走近视眼镜后，下列操作中能使光屏上重新得到清晰像的是（　　）
A．将光屏适当向凸透镜靠近
B．同时将光屏和蜡烛适当远离凸透镜
C．将蜡烛适当远离凸透镜
D．将光屏适当远离凸透镜或将蜡烛适当远离凸透镜
参考答案：1.D；2.A.
易错点3　凸透镜成像的变焦距问题
典例3：（2020 河南一模）如图所示，某兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凸透镜，并利用液体透镜探究“凸透镜成像规律”。下列分析不正确的是（　　）
A．按照图甲测出水凸透镜的焦距，如果将该水透镜放在图乙所示位置，光屏上恰能成倒立、放大的实像
B．若在图乙中蜡烛和透镜间放一近视眼镜，要再次成清晰的像，需将光屏向左移动
C．若保持图乙中透镜位置不变，将蜡烛向右移动3cm，要在光屏上得到清晰的像，光屏向右移动的距离应大于3cm
D．如图甲所示，在透镜中继续注入少许水，发现焦点位置左移，这一现象说明：凸透镜的凸出程度越大，焦距越小
【错解】选C，理由：水凸透镜的物距减小3cm，像距也增大3cm。
【析错】（1）根据焦点读出焦距；根据物距和像距的关系判断成像的特点；（2）近视镜是凹透镜，凹透镜有发散光线的作用；（3）凸透镜成实像时，物近像远像变大，物远像近像变；（4）根据焦点的变化判断焦距的变化。
【正解】选B，理由：A、由图甲可知凸透镜的焦距为52.0cm-40.0cm=12.0cm；由图乙可知，物距u=30cm-10cm=20cm，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，故A正确；B、把近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，由于近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，所以通过凸透镜的光线比以前会聚得要晚了，像距更大了，因此要得到清晰的像，需将光屏远离凸透镜，即将光屏向右移动，故B错误；C、凸透镜成倒立、放大的实像，像距大于物距，将蜡烛向右移动3cm，物距减小，像距变大，像变大，故光屏应向右移动，且移动距离大于3cm，故C正确；D、在透镜中继续注入少许水，焦点左移，即焦距减小，说明水透镜的凸出程度越大，焦距越小，故D正确。故选：B。
变式练习1
（2021 五华区模拟）小明用焦距为15cm的凸透镜“探究凸透镜成像的规律”，做了如下探究：
（1）小明将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，蜡烛固定在15cm刻度线处，如图甲所示调节蜡烛、透镜、光屏三者的中心在，当光屏移动到 （填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域内某位置时，在光屏上成清晰倒立的实像， （填“投影仪”、“放大镜”或“照相机”）就是利用这一原理制成的；
（2）小明将蜡烛逐渐靠近透镜继续探究，光屏上成的像将逐渐 （填“变大”或“变小”）；当蜡烛移至45cm刻度线处时，可在 （填“蜡烛”或“光屏”）一侧透过透镜观察到烛焰放大的像；
（3）为了验证实验结论是否对其他透镜也成立，小明用透明橡皮膜充水后模拟不同焦距透镜继续实验，如图乙所示，此时光屏上恰好成烛焰清晰放大的像，现给该透镜再注入少量水，光屏应 （填“向左”或“向右”）移动或者在蜡烛和透镜之间放上一块 透镜（填“凸”或“凹”），才能使光屏上的像再次清晰。
变式练习2
（2021 滨江区一模）小金制作了一个水透镜，测得透镜焦距为10cm，并用该透镜进行如下探究：
（1）将发光小灯泡、凸透镜和光屏如图放置，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）移去小灯泡，将点燃的蜡烛放置于光具座的15cm刻度处，为了找到像的位置，光屏应在光具座的 cm刻度范围内移动（选填“40-50”或“大于50”）才能看到清晰的像。
（3）将烛焰看成物体，水透镜看做晶状体，光屏看做视网膜。当向水透镜中注水（即增加晶状体的厚度），光屏（视网膜）上的像不清晰，则此时像的位置是在图中视网膜 （选填“左侧”“右侧”或“上面”）。
参考答案：1. （1）Ⅱ；缩小；照相机；（2）变大；光屏；（3）向左；凹；2. （1）不变；（2）大于50；（3）左侧。
易错点4　成实像时物距和像距的变化规律
典例4：（2020 绵阳）如图所示，在“探究凸透镜成像规律”的实验中，凸透镜焦距是10cm，蜡烛放在A处，位于C处的光屏（图中未画出）上得到了清晰的像；保持透镜位置不变，将蜡烛移到B处，移动光屏再次得到清晰的像。关于光屏移动的方向和移动距离L屏与蜡烛移动距离L烛的大小关系，正确的是（　　）
A．向右移动光屏，L屏＜L烛 B．向左移动光屏，L屏＜L烛
C．向左移动光屏，L屏＞L烛 D．向右移动光屏，L屏＞L烛
【错解】选B，理由：将点燃的蜡烛向凸透镜靠近，物距减小，像距也减小，则向左移动光屏，且L屏＜L烛。
【正解】选A，理由：将蜡烛放在A处时，此时的物距大于二倍焦距，光屏上得到了清晰的缩小像：保持透镜位置不变，向右移动蜡烛至B处，物距等于二倍焦距；光屏上得到清晰的放大像，像变大，则像距变大，由于实像与成像物体位于凸透镜的两侧，光屏应向右移动；
在物距大于像距时，移动蜡烛，蜡烛移动的距离要大于像移动的距离，即L屏＜L烛；故A正确。
故选：A。
▲▲变式练习1
（2021春 滦州市月考）在做“探究凸透镜成像规律“的实验中，某小组同学利用图甲测出了透镜的焦距后，正确安装并调节实验装置如图乙所示，此时在光屏上得到一个清晰的像。下列说法不正确的是（　　）
A．该凸透镜的焦距为10厘米
B．乙图中成的是倒立缩小的实像，符合照相机的成像原理
C．乙图中保持凸透镜位置不变，将蜡烛与光屏的位置互换，则光屏上得不到清晰的像
D．乙图中如果只将蜡烛移到10cm的刻度处，则光屏需向左移动才能得到清晰的像
▲▲变式练习2
（2021 贺兰县模拟）在研究“近视眼的矫正”时，王亮拿一个近视镜放在凸透镜前，光屏上出现如图所示烛焰清晰的像，移去近视镜则烛焰的像又变得模糊。则下列操作能使光屏上重新得到清晰像的是（　　）
A．将蜡烛适当远离凸透镜
B．将光屏适当靠近凸透镜或将蜡烛适当靠近凸透镜
C．将光屏适当远离凸透镜
D．同时将光屏和蜡烛适当远离凸透镜
参考答案：1.C；2.B.
易错点5 物和光屏互换位置成像情况
典例5：（2020 张店区一模）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，某同学先用图甲装置测出凸透镜的焦距，然后把蜡烛、透镜、光屏的位置如图乙所示放置，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5cm
B．图乙中成像特点与投影仪成像特点相同
C．将蜡烛和光屏的位置互换一下，不能在光屏上得到一个清晰的像
D．图乙中若在凸透镜左侧“戴”上近视镜，光屏向右移动才能再次得到清晰的像
【错解】选C，理由：将蜡烛和光屏的位置互换一下，由于物距小于像距，不能在光屏上得到一个清晰的像。
【析错】（1）根据焦距的定义求出焦距的大小；（2）u＞2f，成倒立、缩小的实像；（3）在光的折射中，光路是可逆的；（4）凸透镜成实像时，物近像远，像变大；近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用。
【正解】选D，理由：A、由图甲可知，凸透镜的焦距f=40.0cm-30.0cm=10.0cm，故A错误；
B、图乙中u=47.0cm＞2f=20.0cm，成倒立、缩小的实像，与照相机的原理是相同的；故B错误；
C、将蜡烛和光屏的位置互换一下，根据光路可逆可知，能在光屏上得到一个清晰倒立的、放大的实像。故C错误；D、近视镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，若在凸透镜左侧“戴”上近视镜，成像会推迟，光屏向右移动才能再次得到清晰的像，故D正确。故选：D。
▲▲变式练习1
（2021春 滦州市月考）在做“探究凸透镜成像规律“的实验中，某小组同学利用图甲测出了透镜的焦距后，正确安装并调节实验装置如图乙所示，此时在光屏上得到一个清晰的像。下列说法不正确的是（　　）
A．该凸透镜的焦距为10厘米
B．乙图中成的是倒立缩小的实像，符合照相机的成像原理
C．乙图中保持凸透镜位置不变，将蜡烛与光屏的位置互换，则光屏上得不到清晰的像
D．乙图中如果只将蜡烛移到10cm的刻度处，则光屏需向左移动才能得到清晰的像
▲▲变式练习2
（2021春 恩施市月考）一支蜡烛位于凸透镜前，调节蜡烛、光屏的位置可在屏上成清晰、放大的像，若保持透镜的位置不变，把蜡烛和光屏的位置对调一下，则（　　）
A．在光屏上不再呈现像 B．在光屏上呈现缩小的像
C．隔着透镜可以看到蜡烛的像 D．在光屏上呈现放大的像
参考答案：1.C；2.B。
易错点6　透镜部分被遮挡的成像情况
典例6：（2020春 灯塔市月考）一物体位于凸透镜前的主光轴上，当把透镜挡住一半后，物体AB在光屏上的像（　　）
A．只有上半部分，亮度不变
B．只有下半部分，亮度不变
C．与原来相同，亮度不变
D．与原来相同，亮度变暗
【错解】选B，理由：凸透镜成像是由于光线通过透镜折射后会聚而成的像，当把透镜挡住一半后，光线只能由下部分折射，所以所成的像只有下半部分，且下半部分的亮度不变。
【析错】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。
【正解】选C，理由：用一不透光的物体挡住半个透镜，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，所以ABC错误，D正确。故选：D。
▲▲变式练习1
（2021 安丘市模拟）在探究凸透镜成像规律的实验中，将点燃的蜡烛放在距离凸透镜32cm处，在凸透镜另一侧距离凸透镜50cm处的光屏上得到烛清晰的像，该凸透镜的焦距应该满足的条件是（　　）
A．f＜16cm B．16cm＜f＜25cm C．25cm＜f＜32cm D．32cm＜f＜50cm
▲▲变式练习2
（2021 泰安模拟）如图所示是某凸透镜成实像时，像距v和物距u的关系图像。分析图像中有关数据可知（　　）
A．该凸透镜的焦距为20cm
B．物距增大时，像距也增大
C．当物距u=15cm时，成的是放大的像
D．当物距u=30cm时，像距v=30cm
参考答案：1.B；2.C
一．选择题（共9小题，第1-4小题为单项选择题，第5-9题为多项选择题）
1．（2021 兴安盟）如图所示，烛焰在光屏上刚好成清晰的像。若凸透镜不动，将蜡烛移至20cm刻度处，移动光屏，在光屏上能观察到（　　）
A．正立放大的虚像 B．倒立等大的实像
C．倒立放大的实像 D．倒立缩小的实像
2．（2021 东营）如图所示，小明同学在探究凸透镜成像的规律时，记录并绘制了物距u和像距v之间的关系图象。下列说法正确的是（　　）
A．凸透镜焦距为20cm
B．物距为5cm时，可以通过移动光屏承接到清晰的像
C．物距为15cm时，成放大的像，根据这一原理可以制成投影仪
D．物距由15cm增大到30cm的过程中，在光屏上看到的像一直是变大的
3．（2021 江西）小明同学在探究凸透镜成像规律时，把蜡烛和凸透镜固定在如图所示位置，移动光具座上的光屏得到一清晰像（光屏未画出），则该透镜的焦距可能是（　　）
A．10cm B．20cm C．30cm D．40cm
4．（2021 泰安）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上成清晰的像。下列说法中（　　）
①图中凸透镜的焦距可能是14cm
②图中成像特点与投影仪成像特点相同
③把蜡烛适当左移，透镜保持不动，向左适当移动光屏，会再次在光屏上得到清晰的像
④把蜡烛移至45cm处，透镜保持不动，向右适当移动光屏，会再次在光屏上得到清晰的像
A．只有①②正确 B．只有①③正确 C．只有②④正确 D．只有③④正确
5．（2021 潍坊）某同学利用光具座、透镜、蜡烛、光屏探究凸透镜成像规律，记录物距u、像距v得到的图象如图所示，则（　　）
A．当u＝10cm时，成倒立、等大的像
B．当u＝15cm时，成倒立、放大的像
C．当u＝20cm时，成倒立、放大的像
D．当u＝25cm时，成倒立、缩小的像
6．（2021 青岛）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，如图放置器材，此时光屏上呈现倒立、等大的像，下列说法正确的是（　　）
A．凸透镜的焦距是10cm
B．根据蜡烛移动到刻度尺上20m处的成像特点，可制成幻灯机
C．若将蜡烛向左移动，需将光屏向左移动才能重新找到清的像
D．若将凸透镜换成薄玻璃板，光屏上可以找到正立、等大的像
7．（2021 辽阳）汽车电子后视镜通过摄像头成像，将车侧后方路况呈现在显示屏上，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．摄像头成的是正立、缩小的虚像
B．当侧后方车靠近摄像头时，显示屏上车的像变大
C．屏上的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成
D．普通后视镜与电子后视镜成像原理相同
8．（2021 齐齐哈尔）光的世界丰富多彩，光学器件在我们的生活、学习中有着广泛的应用。你认为下面介绍符合实际的是（　　）
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．用照相机拍摄景物时，景物到镜头的距离应大于二倍焦距
C．阳光通过凸透镜可形成一个很小很亮的光斑，是利用了凸透镜对光线有会聚作用
D．近视眼镜是利用凹透镜对光线有发散作用来矫正近视的
9．（2021 天津）在研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
二．填空题（共6小题）
10．（2021 南充）凸透镜可用于 　 　（选填“远视”或“近视”）眼的矫正，手机的镜头相当于一个凸透镜，若某手机镜头焦距为5cm，用它扫描健康码时，为保证扫描清晰，手机到健康码的距离应大于 　 　cm。
11．（2021 云南）用焦距为10cm的凸透镜探究成像规律，如图所示，烛焰在光屏上成清晰的像，则光屏到凸透镜的距离可能是 　 　cm（选填“8”、“18”或“28”）；把近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间，应将光屏向 　 　（选填“左”或“右”）调节，才能在光屏上重新成清晰的像。
12．（2021 黑龙江）如图所示，某同学在探究凸透镜成像规律实验中，他将焦距为10cm的凸透镜A固定在光具座50cm刻度线处，蜡烛放置在20cm刻度线处时，移动光屏可得到一个清晰倒立的、　 　的实像（选填“放大”、“等大”、“缩小”）；该同学又在蜡烛与凸透镜之间靠近凸透镜处，放置一近视镜片，为了使光屏上再次呈现烛焰清晰的像，应将光屏沿着光具座向 　 　移动（选填“左”或“右”）。
13．（2021 湖州）小明用手机拍照，发现手机镜头过于靠近拍摄对象时（如图所示）无法正常对焦，拍出的照片模糊，此时像成在感光器（相当于光屏） 　 　（选填“前”或“后”）。小明发现将 　 　透镜紧靠在手机镜头上可以解决这一问题，从而理解了手机微距镜头的工作原理。
14．（2021 南通）小娟对有关光学实验进行比较研究。
（1）探究凸透镜成像规律时，调节器材使烛焰和光屏的中心位于透镜的 　 　上，器材在图示位置时，观察到光屏上呈现烛焰清晰的像，则该像为倒立、　 　实像，若将蜡烛移至35cm处，此时凸透镜对烛焰发出的光起 　 　作用。
（2）将图中的透镜换为带小孔的遮光板，烛焰的像成在光屏下方，要让像成在光屏中央，应将小孔向 　 　调节，此时的像与图中透镜所成的像相比，像的大小 　 　。
15．（2021 兰州）小美做探究凸透镜成像规律的实验，将烛焰、凸透镜和光屏移到如图所示的位置时，恰能在光屏中央得到一个清晰的像，跟这一成像原理相同的光学仪器是 　 　（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”），若要使光屏上的像变大，小美应将蜡烛和光屏都向 　 　（选填“左”或“右”）移动。
三．综合题（共25小题）
16．（2021 重庆）在图中画出折射光线的入射光线。
17．（2021 遵义）图1为存在视力缺陷的人眼成像光路图。请在图2虚线框内画出能对其进行纠正的透镜。
18．（2021 玉林）如图所示，请在图中画出近视眼能看清近处物体发出的两束入射光线经晶状体折射后对应的光线。
19．（2021 安顺）如图甲所示是我国首创的“吸毒人员瞳孔检测鉴定仪”，它主要对眼球经凸透镜成的像进行分析，从而为辨别吸毒人员提供了依据。如图乙所示是一束来自眼球表面的光，请画出此光线经凸透镜后折射光线的大致位置。
20．（2021 眉山）如图所示，从点光源S射出的一条光线经P处的平面镜反射后，反射光线射向凹透镜的焦点方向。
（1）画出平面镜；
（2）作出反射光线经凹透镜折射后的光线。
21．（2021 青海）如图所示，O为凸透镜的光心，F1、F2为凸透镜的两个焦点，请在图中画出光源S经凸透镜所成的像S'。
22．（2021 宜昌）小静在玩耍时透过爷爷的老花眼镜看到了小玩偶的像，请你在图中作光路图确定玩偶S点所成像S′的位置。图中O为老花镜的光心，F为其焦点。
23．（2021 邵阳）请你将如图的光路补充完整。
24．（2021 南充）一束光线射向凸透镜后再经平面镜反射射出，请将光路图补充完整。
25．（2021 营口）如图所示，S′是点光源S在平面镜中所成的像，S发出的一条光线经平面镜反射后恰好经过凸透镜左侧焦点F。要求：
（1）画出点光源S；
（2）补充入射光线；
（3）画出反射光线经过凸透镜的折射光线。
26．（2021 达州）如图所示，凹透镜的主光轴处于水平位置，F是其焦点，平面镜与水平方向成45°，请画出竖直激光束AO经平面镜反射，再经凹透镜折射的光路图。
27．（2021 凉山州）请在如图的方框内画出合适的光学元件。
28．（2021 无锡）图中物体AB在凸透镜两倍焦距以外，请画出AB经凸透镜所成像A'B'的大致位置。
29．（2021 广东）如图所示，蜡烛的烛焰中心A在主光轴上距凸透镜光心O二倍焦距以外。
①根据凸透镜成像规律，在图甲中标出A所成的像A′的大致位置。
②借助辅助线或光路图，在图乙中找到A所成的像A′的确切位置，保留作图痕迹。
30．（2021 新疆）请在图中画出从光源S射向透镜的两束光的折射光路。
31．（2021 鞍山）小明同学利用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验，凸透镜固定在光具座50cm刻度处不变。
（1）实验前将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调节到同一高度，目的是 　 　。将蜡烛固定在40cm刻度处时，移动光屏，在光屏上始终得到一个大小不变的光斑，则该凸透镜的焦距为 　 　cm；
（2）当他将三个元件移动到如图所示的位置时，光屏上恰好出现了烛焰清晰的像，利用该成像规律制成的光学仪器是 　 　（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）。此时保持蜡烛和光屏不动，将凸透镜移动到 　 　cm刻度处时，仍能在光屏上成清晰的像；
（3）在成像清晰的情况下，用一张不透明纸把透镜上半部分遮挡住，看到的像会如何变化？　 　（选填“像部分消失”、“像完整亮度不变”或“像完整亮度变暗”）；
（4）将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜后，其他元件不动，为了使光屏上再次得到清晰的像，可以在蜡烛和凸透镜之间放置一个 　 　（选填“凸”或“凹”）透镜，所放置的透镜可以用来矫正 　 　（选填“近视眼”或“远视眼”）。
32．（2021 河池）某物理兴趣小组在做“探究凸透镜成像的规律”实验时，进行了如下操作：
（1）从左到右在光具座上依次安放蜡烛、凸透镜、光屏，点燃蜡烛，调节烛焰、凸透镜、光屏，使它们的中心大致在 　 　；
（2）当蜡烛距凸透镜20cm时，把光屏移至适当位置，恰能在光屏上得到一个等大清晰的像，则凸透镜的焦距是 　 　cm；
（3）当蜡烛放在如图所示位置时，调节光屏至适当位置，可在光屏上得到一个倒立、　 　的实像。
33．（2021 柳州）同学们用如图甲的装置探究影响凸透镜成像虚实的因素，进行如下实验。
（1）为更好地观察实验现象，应选择在 　 　（选填“较暗”或“较亮”）的环境下进行实验。
（2）用手电筒的光水平照射凸透镜，通过确定光的会聚点来测量凸透镜的焦距，在相同实验条件下，小丁和小刚测量相同透镜的焦距，小刚的测量结果总比小丁的测量结果小，经对比发现两人使用的手电筒略有不同（如图乙），则使用手电筒 　 　的测量结果准确度较高，小刚使用的应该是手电筒 　 　。
（3）正确测出焦距f后，点燃蜡烛继续实验。发现当物距u＜f时，光屏上不能出现烛焰的像，但直接用眼睛透过透镜能观察到烛焰的像，说明该像是 　 　（选填“实”或“虚”）像；当u＝f时，　 　（选填“能”或“不能”）观察到烛焰的像；当u＞f时，光屏上能出现烛焰的像，说明该像是 　 　（选填“实”或“虚”）像。同学们分析得出结论：像的虚实由u和f的大小关系决定。
34．（2021 镇江）小林用图甲装置来探究凸透镜成像的规律。
（1）实验前，应调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的 　 　上。
（2）当蜡烛、凸透镜和光屏处于图甲所示位置时，恰好在光屏上成清晰的像，所成的像是 　 　（填“正立”或“倒立”）的 　 　（填“实”或“虚”）像。
（3）保持凸透镜位置不变，将图甲中蜡烛和光屏的位置互换，此时光屏上所成像的特点与 　 　（填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”）相同。
（4）小林进行了进一步探究：如图乙所示，凸透镜的焦距为10cm，保持光屏位置不变，让蜡烛和凸透镜分别以2cm/s和1cm/s的速度，从图示位置同时匀速向左运动，经过 　 　s，光屏上成清晰 　 　（填“放大”、“等大”或“缩小”）的像。
35．（2021 淮安）如图所示，用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）为了使像成在光屏中央，应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 　 　上。
（2）如图所示，当蜡烛距离凸透镜15cm时，移动光屏，可在光屏上找到一个清晰的倒立、　 　（填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。在照相机、投影仪、放大镜中，成像情况与之类似的是 　 　。
（3）当光屏上成清晰的像时，用白纸遮住凸透镜的上半部分，则烛焰的像亮度将 　 　。
36．（2021 重庆）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当光屏上有清晰的烛焰像时，蜡烛、透镜、光屏位置如图所示，则光屏上的像应为倒立、　 　（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像，生活中的 　 　（选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”）就是根据这一原理制成的；小琴同学用不透明的硬纸板挡住凸透镜的下半部分后，发现光屏上呈现的像是 　 　（选填“完整”或“不完整”）的。
37．（2021 湘潭）探究凸透镜成像特点时。
（1）小聪将凸透镜正对着太阳光，在透镜下方平行地放上白纸，如图1所示，测出透镜与白纸间距离s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘出如图2所示图像，由图可知，白纸被烤焦的最短时间为2min，对应的s为 　 　cm，此距离即为该透镜的焦距f；
（2）当透镜与蜡烛的距离为15cm时，可在光屏上得到一个倒立、　 　（选填“放大”“缩小”或“等大”）的清晰实像，利用这一成像原理可制成生活中的 　 　（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）；
（3）仅将题（2）中蜡烛和光屏位置对调，根据光路可逆，在光屏上 　 　（选填“能”或“不能”）得到一个清晰的像；
（4）将蜡烛移至如图3所示位置，可以透过凸透镜看到烛焰所成的 　 　（选填“虚”或“实”）像；
（5）凸透镜对光有会聚作用，可以用来制成 　 　（选填“近视”或“远视”）眼镜。
38．（2021 南京）小明用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。
（1）图中光屏上恰好成一清晰的像，该像的性质是倒立、　 　的实像。
（2）图中只移动蜡烛和光屏，可以模拟照相机成像原理的操作是 　 　（填字母）。
A.都左移 B.都右移 C.蜡烛左移，光屏右移 D.蜡烛右移，光屏左移
（3）完成实验后，他将另一透镜放在图中45cm刻度线位置，发现光屏上的像由清晰变模糊，向左移动光屏又发现清晰的像，说明该透镜对光有 　 　作用，可以矫正的视力缺陷是 　 　。
39．（2021 武汉）某同学用蜡烛、凸透镜和光屏等器材探究凸透镜成像的规律。
（1）用焦距为10cm的凸透镜进行实验，蜡烛和凸透镜放置在如图甲所示的位置，将光屏移动到图示位置时，光屏上得到烛焰清晰的、　 　、　 　立的实像。
（2）保持凸透镜和光屏的位置不变，换用焦距为20cm的凸透镜继续实验，下列说法正确的是 　 　（填序号）。
①向左移动蜡烛，可以在光屏上得到烛焰缩小的清晰的实像
②向左移动蜡烛，可以在光屏上得到烛焰放大的清晰的实像
③向右移动蜡烛，可以在光屏上得到烛焰放大的清晰的实像
④无论怎样移动蜡烛，在光屏上都得不到烛焰的清晰的像
（3）如图乙所示，F表示凸透镜的焦点，S表示烛焰，S′表示S经凸透镜所成的像，请在图乙中画出入射光线SA经过凸透镜之后的光线。
40．（2021 呼和浩特）小明同学与小亮同学讨论：光学中有关放大镜的问题。小明同学说：“通过放大镜用眼睛观察物体，总是比实际物体大，所以叫放大镜”；小亮同学说：“物理学是条件学，如果条件合适，通过放大镜用眼睛观察物体，还可以看到比实际物体小，或等大的物体。”亲爱的同学，你认为他们的说法，哪个正确？请利用学习过的光学知识，做出正确的解释。
参考答案与试题解析
一．选择题（共9小题，第1-4小题为单项选择题，第5-9题为多项选择题）
1．【解答】由图可知，此时u＝15cm，v＝30cm，成倒立放大的实像，此时有f＜u＜2f，v＞2f，即f＜15cm＜2f，30cm＞2f，解得7.5cm＜f＜15cm；
将蜡烛移至20cm刻度处，此时的u'＝30cm，大于二倍焦距，成倒立缩小的实像。
故选：D。
2．【解答】A、u＝v＝2f，凸透镜成倒立、等大的实像，如图，u＝v＝2f＝20cm 时，所以f＝10cm，故A错误；
B、当u＝5cm时，u＜f，凸透镜成正立、放大的虚像，在光屏上得不到像，故B错误；
C、当u＝15cm时，此时物距位于一倍焦距和二倍焦距之间，所以成倒立、放大的实像，应用为投影仪，故C正确；
D、当物体从距凸透镜15cm处移动到30cm处的过程中，物距变大，像距应该变小，像变小，故D错误。
故选：C。
3．【解答】A、如凸透镜的焦距为10cm，则此时物距大于二倍焦距，像距位于一倍焦距和二倍焦距之间，即像出现在光具座70～80cm之间，故A符合题意；
B、如凸透镜的焦距为20cm，则此时的物距位于一倍焦距和二倍焦距之间，像距应大于二倍焦距，即大于40cm，像出现在光具座100cm以外，所以在光具座上移动光屏，不能得到清晰的像，故B不符合题意；
C、如凸透镜的焦距为30cm，此时的物距等于一倍焦距，不成像，故C不符合题意；
D、如凸透镜的焦距为40cm，此时的物距小于一倍焦距，成正立放大的虚像，虚像不能用光屏承接，故D不符合题意。
故选：A。
4．【解答】①由图可知，此时的物距为u＝30.0cm，像距为v＝20.0cm，则30.0cm＞2f、f＜20.0cm＜2f，解得：10.0cm＜f＜15.0cm，焦距可能为14cm，故①正确；
②物距大于像距，成的是倒立、缩小的实像，其应用是照相机，故②错误；
③透镜保持不动，把蜡烛适当左移时，物距变大，根据凸透镜成像的动态规律可知，此时像距变小，所以要再次在光屏上得到清晰的像，应向左适当移动光屏，故③正确；
④将蜡烛移动到45cm的刻度线处，物距u＝5cm，小于一倍焦距，成正立放大虚像，虚像不能用光屏承接，故④错误。
所以①③正确。
故选：B。
5．【解答】因为当u＝v＝2f时，凸透镜成倒立、等大的实像，即＝时，凸透镜成倒立、等大的实像，如下图，在图像中找出＝的点，
由图像可知＝＝5.0m﹣1，则u＝v＝2f＝＝0.2m＝20cm，所以f＝10cm，
A、当u＝10cm时，f＝10cm，即u＝f，不成像，故A错误；
B、当u＝15cm时，即2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，故B正确；
C、当u＝20cm时，即u＝2f，成倒立、等大的实像，故C错误；
D、当u＝25cm时，即u＞2f，成倒立、缩小的实像，故D正确。
故选：BD。
6．【解答】A、由图可知，此时的物距等于像距，为20.0cm，成的是倒立、等大的实像，则u＝2f，故f＝10.0cm，故A正确；
B、将蜡烛移动到20cm刻度处时，物距为30.0cm，位于2倍焦距之外，成倒立、缩小的实像，可制成照相机，故B错误；
C、当蜡烛向左移动时，物距变大，像距会变小，要在光屏上再次获得清晰的像，可以将光屏向左方向适当移动，找到清晰的像，故C正确；
D、将图中的凸透镜换成薄玻璃板，根据平面镜成像的特点可知，成的是正立、等大的虚像，虚像不能呈在光屏上，把光屏移到像的位置，光屏上没有这个像，故D错误。
故选：AC。
7．【解答】
A、摄像头的成像原理与照相机相同，则摄像头成倒立、缩小的实像，故A错误；
B、当侧后方车靠近摄像头时，物距变小，像距变大，则显示屏上车的像变大，故B正确；
C、屏上的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成的，故C正确；
D、普通后视镜是凸面镜，其成像原理是光的反射；而电子后视镜利用的是凸透镜成像，其原理是光的折射，两者的原理不相同，故D错误。
故选：BC。
8．【解答】A、由凸透镜成像的规律和应用可知，u＜f，成正立放大的虚像，应用是放大镜，因此利用放大镜看地图时，地图到放大镜的距离应小于一倍焦距，故A错误；
B、由凸透镜成像的规律和应用可知，u＞2f，成倒立缩小的实像，应用是照相机，所以用照相机拍摄景物时，景物到镜头的距离应大于二倍焦距，故B正确；
C、阳光通过凸透镜可形成一个很小很亮的光斑，是利用了凸透镜对光线有会聚作用，故C正确；
D、近视眼是晶状体曲度变大，会聚能力增强，即折光能力增强，应佩戴发散透镜，使光线推迟会聚，即近视眼镜是利用凹透镜对光线有发散作用来矫正近视的，故D正确。
故选：BCD。
9．【解答】此时物距u＝30cm，此时物距大于二倍焦距成倒立缩小实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，光屏一定位于60～70cm刻度之间，生活中照相机就是依据此原理制成的，故AC正确，BD错误。
故选：AC。
三．填空题（共6小题）
10．【解答】远视眼观察物体时，像成在视网膜的后方，所以用凸透镜来矫正；摄像机的镜头相当于一个凸透镜，当物体位于其二倍焦距以外时，物体在凸透镜中成倒立缩小的实像，如果摄像头的焦距为5cm时，为了成清晰的像，人到摄像头的距离应大于10cm。
故答案为：远视；10。
11．【解答】由图可知，此时物距大于像距，在光屏上成像，说明成的是倒立缩小的实像，为照相机的应用，物距应该大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，即应大于10cm小于20cm，所以此时的像距可能是18cm；
近视镜是凹透镜，对光线具有发散作用，会延迟光的会聚，所以把近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间，应将光屏向右移动。
故答案为：18；右。
12．【解答】
（1）由图可知，此时u＝50cm﹣20cm＝30cm＞2f，物距大于2倍焦距，成倒立缩小的实像；
（2）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，使原来会聚成像的光线推迟会聚，像远离凸透镜，要用光屏接到清晰的像，光屏要远离凸透镜，即向右移动。
故答案为：缩小；右。
13．【解答】用手机拍照，发现手机镜头过于靠近拍摄对象时（如图所示）无法正常对焦，拍出的照片模糊，此时像成在感光器的后面，可以利用凸透镜对光的会聚作用，放在手机镜头上，像就会成在感光器上了。
故答案为：后；凸。
14．【解答】（1）探究凸透镜成像规律时，调节器材使蜡烛、凸透镜、光屏三者在同一条直线上，也就是使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，像才能成在光屏的中央，便于观察；
由图知，此时v＝60cm﹣40cm＝20cm，u＝40cm﹣20cm＝20cm，即v＝u，所以此时成倒立、等大的实像；
因为凸透镜对光线有会聚作用，所以若将蜡烛移至35cm处，此时凸透镜对烛焰发出的光仍然起会聚作用；
（2）将图中的透镜换为带小孔的遮光板，烛焰发出的光沿直线传播，通过小孔在光屏上会聚成倒立的实像。已知烛焰的像成在光屏下方，要让像成在光屏中央，应将小孔向上调节；因为像距等于物距，所以像物等大，所以此时的像与图中透镜所成的像相比，像的大小不变。
故答案为：（1）主光轴；等大；（2）上；不变。
15．【解答】（1）由图知，物距大于像距。凸透镜成像时，物距大于像距成倒立、缩小的实像，应用于照相机；
（2）保持凸透镜的位置不变，要使屏上的像变大些，应减小物距，增大像距，即应将蜡烛靠近透镜，光屏远离透镜，也就是蜡烛和光屏都向右移动。
故答案为：照相机；右。
三．综合题（共25小题）
16．【解答】
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，如图所示：
17．【解答】图1中的物体的像成在视网膜的前方，所以是近视眼，应用发散透镜来矫正，即用凹透镜矫正，如图所示：
18．【解答】近视眼看近处的物体时，物体发出的光会会聚在视网膜上，如图所示：
19．【解答】凸透镜对光有会聚作用，由此确定折射光线的大致位置，如图所示：
20．【解答】由图可知，知道入射光线和反射光线，做出入射光线和反射光线夹角的角平分线，该角平分线也是法线，根据镜面与法线垂直作出平面镜的位置；
射向凹透镜另一侧焦点的光线，经过凹透镜后会平行于主光轴，如图所示：
21．【解答】画出由S发出的平行于主光轴的光线，过凸透镜后经过焦点；由S点发出的过光心的光线，方向不变，两条光线的交点就是S的像，如图所示：
22．【解答】
由玩偶点S反射的光线，其中通过光心的光线经凸透镜传播方向不变，平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，这两条光线的反向延长线的交点为S的像点S′，如图所示：
23．【解答】
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点；
下方的光线射到凸透镜过光心，过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。据此完成光路如图所示：
24．【解答】
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点；该光线入射到平面镜，先画出法线，再根据反射角等于入射角在法线右侧画出反射光线，如图所示：
25．【解答】（1）平面镜成像时，像与物体关于镜面是对称的，据此做出发光点S；
（2）由图可知，像与反射光线的连线与镜面的交点为反射点，连接S和反射点，该光线为入射光线；
（3）从焦点发出的光线经过凸透镜后会平行于主光轴；如图所示：
26．【解答】
过入射点O垂直于镜面作出法线，平面镜与水平线夹角45°，所以入射光线与平面镜的夹角为45°，所以反射角等于入射角＝90°﹣45°＝45°，据此在法线另一侧画出反射光线；
因为入射光线垂直于主光轴，发生反射时反射角和入射角均为45°，所以反射光线与入射光线的夹角为90°，则反射光线平行于主光轴，根据平行于主光轴的光经凹透镜折射后反向延长过焦点画出折射光线，如图所示：
27．【解答】左图中折射光线比入射光线更加远离主光轴，所以该元件对光线有发散作用，因此是凹透镜。
右图中的光学元件不能使光线透过，但能改变光路，所以该元件是平面镜，如图所示
28．【解答】根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点、通过光心的光线传播方向不变，画出从A点发出的平行于主光轴和通过光心的光线的折射光线，折射光线的交点即为A点的像，然后垂直主光轴画出像A'B'，如图所示：
29．【解答】①根据题意可知，蜡烛的烛焰中心A在主光轴上距凸透镜光心O二倍焦距以外，所以成倒立、缩小的实像，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，如下图所示：
②过A点画一个竖直方向上的烛焰CD，然后分别过C、D点画一条过光心的光线，其传播方向不变，画出折射光线；再画一条平行于主光轴的入射光线，经凸透镜折射后，折射光线过另一侧的焦点，两条折射光线的交点即为端点C、D的像点C′、D′，连接C′D′交主光轴于A′；如图所示：
30．【解答】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变，如图所示：
五．实验探究题（共9小题）
31．【解答】（1）实验过程中，调整凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度，目的是使烛焰的像成在光屏的中央；
由题意可知，当蜡烛距离透镜为50.0cm﹣40.0cm＝10.0cm时，在右侧无论怎样移动光屏，发现光屏上始终是一个大小不变的圆形光斑（即凸透镜右侧为平行光），说明蜡烛正好在焦点上，则由焦距的定义可知该透镜的焦距为10.0cm；
（2）由图可知，此时的物距为30cm，大于二倍焦距，成倒立缩小的实像，应用为照相机；
保持蜡烛和光屏的位置不动，将凸透镜移动到光具座35.0cm刻度处，此时的物距等于原来的像距，根据光路可逆可知，光屏上再次出现烛焰倒立、放大的实像；
（3）当用纸挡住透镜的某一部分时，由于通过凸透镜会聚的光线数量减少，所以像会比原来变暗，但仍成完整的像；
（4）将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜后，由于焦距变小，折光能力变强，像会成在光屏的前方，所以需要在蜡烛和凸透镜之间放置一个可以使光线发散的凹透镜，凹透镜以用来矫正近视眼。
故答案为：（1）使烛焰的像成在光屏的中央；10.0；（2）照相机；35.0；（3）像完整亮度变暗；（4）凹；近视眼。
32．【解答】（1）在做凸透镜成像的实验中，为了使烛焰的像成在光屏的中央，要调节蜡烛焰心、凸透镜光心、光屏的中心大致在同一高度上；
（2）凸透镜成像时，物体放在距离凸透镜20cm处时，光屏上得到倒立、等大的实像，所以20cm＝2f，所以f＝10cm；
（3）由图可知，此时的物距为30cm，物体处于2倍焦距以外，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰、倒立、缩小的实像.
故答案为：（1）同一高度上；（2）10；（3）缩小。
33．【解答】（1）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，为了便于观察实验现象，实验的环境应该较暗一些；
（2）由图可知，手电筒A发出的为平行光，而只有平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射以后过焦点，所以手电筒A的测量结果准确；而手电筒B的是发散光，经凸透镜折射后会聚在焦点的后面，所以测量的焦距会偏大，由于小刚的测量结果总比小丁的测量结果小，所以小丁用的手电筒B，而小刚用的手电筒A；
（3）当物距u＜f时，成正立放大的虚像；当u＝f时，不成像；当u＞f时，成倒立的实像。
故答案为：（1）较暗；（2）A；A；（3）虚；不能；实。
34．【解答】（1）为了使烛焰的像能成在光屏的中心，应调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的主光轴上；
（2）当蜡烛、凸透镜和光屏处于图甲所示位置时，恰好在光屏上成清晰的像，说明该像可用光屏承接，为实像，实像都是倒立的；
（3）保持凸透镜位置不变，将图甲中蜡烛和光屏的位置互换，此时物距将大于像距，成倒立缩小的实像，应用为照相机；
（4）由乙图可知，物距u＝15cm，像距v＝15cm，
保持光屏位置不变，让蜡烛和凸透镜分别以2cm/s和1cm/s的速度，同时匀速向左运动，
则t秒时，物距u′＝15cm+（2cm/s﹣1cm/s）t＝15cm+1cm/s×t，
像距v′＝15cm+1cm/s×t，
则可知在移动过程中，要能在不动的光屏上成像，物距必须等于像距，
由凸透镜成像规律可知此时成倒立等大的实像，
所以此时u′＝v′＝2f＝20cm，即15cm+t×1cm/s＝20cm，解得t＝5s。
故答案为：（1）主光轴；（2）倒立；实像；（3）照相机；（4）5；等大。
35．【解答】（1）在做凸透镜成像的实验中，为了使烛焰的像成在光屏的中央，要调节蜡烛、光屏的中心都位于凸透镜的主光轴上；
（2）若将烛焰移至距凸透镜15cm处，即此时f＜u＜2f，移动光屏，使烛焰在光屏上得到倒立放大清晰的实像，投影仪就是应用这一原理制成的；
（3）遮住凸透镜的上半部，物体上任一点射向凸透镜的下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成完整像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗。
故答案为：（1）主光轴；（2）放大；投影仪；（3）变暗。
36．【解答】由图可知，此时u＞v，所以成倒立、缩小的实像，应用为照相机；若遮住凸透镜的下半部分，凸透镜的上半部分仍能会聚光线，在光屏上成像，所以在光屏上得到的是完整的像。
故答案为：缩小；照相机；完整。
37．【解答】（1）当正对太阳光的凸透镜将阳光会聚为一个最小、最亮的点时，会聚点的阳光温度最高、能量最大，将纸烤焦的时间也就最短。而凸透镜将阳光会聚为一个最小、最亮的点时，这点到凸透镜光心的距离即为焦距。由图可知，当凸透镜到纸的距离为10cm时将纸烤焦的时间最短，则凸透镜到纸的距离为10cm时会聚的点最小、最亮，故该凸透镜的焦距为10cm。
（2）当透镜与蜡烛的距离为15cm时，物距大于一倍焦距而小于二倍焦距，故物体经透镜成倒立、放大的实像。投影仪是利用物距大于一倍焦距而小于二倍焦距时物体经透镜成倒立、放大的实像的原理工作的；照相机是利用物距大于二倍焦距时物体经透镜成倒立、缩小的实像的原理工作的；放大镜是利用物距小于一倍焦距时物体经透镜成正立、放大的虚像的原理工作的。
（3）仅将题（2）中蜡烛和光屏位置对调，根据光路可逆可知，将在光屏上呈现一个倒立、缩小的清晰实像。
（4）图3中，蜡烛与凸透镜相距6cm，则物距小于一倍焦距，故物体经透镜成正立、放大的虚像。
（5）远视眼对光的折射能力较弱，在看近处物体时所成的像在视网膜的后方，为使从近处物体发出的光能会聚到视网膜上，我们应增加这些光的会聚程度，凸透镜对光线有会聚作用，凸透镜可以达到这样的目的。近视眼的折光能力太强，在看远处物体时所成的像在视网膜的前方，为使从远处物体发出的光能会聚到视网膜上，我们应减弱这些光的会聚程度，凹透镜对光线有发散作用，凹透镜可以达到这样的目的。
故答案为：（1）10。（2）放大；投影仪。（3）能。（4）虚。（5）远视。
38．【解答】（1）由图可知，此时的物距等于像距，为30.0cm，成的是倒立、等大的实像；
（2）照相机的成像原理是当u＞2f时，f＜v＜2f，成倒立缩小的实像，因此在图中应将蜡烛和光屏都向左移动；
（3）向左移动光屏又发观清晰的像，说明透镜对光线起了会聚作用，则该透镜为凸透镜，常用来矫正远视眼。
故答案为：（1）等大；（2）A；（3）会聚；远视眼。
39．【解答】（1）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；
（2）由题意可知，透镜焦距：f1＝10cm，原来蜡烛通过凸透镜成的是倒立、缩小的实像，根据凸透镜成像规律可知像距v：f1＜v＜2f1，所以v＜20cm；
把凸透镜换成一个焦距为f2的凸透镜：f2＝20cm，
保持凸透镜和光屏的位置不变，即若能在光屏上成像，像距仍然是v，此时，f2＜v＜2f2，需v＞20cm，这与原来的v＜20cm相矛盾；
所以无论怎样移动蜡烛的位置，都不能在光屏上成实像；故选：④；
（3）通过凸透镜光心的光不改变传播方向，虚像是折射光线的反向延长线的交点，所以凸透镜的位置及SA的折射光线如下图所示。
故答案为：（1）缩小；倒；（2）④；（3）如解答图所示。
40．【解答】放大镜是凸透镜，看近处物体时，若物距小于1倍焦距，此时成正立、放大的虚像，可以作为放大镜使用；当看远处物体时，若物距大于2倍焦距，此时成倒立缩小的实像；若物距等于2倍焦距，此时成倒立等大的实像；若物距大于1倍焦距且小于2倍焦距，此时成倒立放大的实像。
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