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第五章 透镜及其应用
【知识梳理】
【专题复习】
1.利用透镜的三条特殊光线作图
※专题概述
有关透镜三条特殊光线的作图主要是根据已知光线（入射光线或折射光线）结合透镜类型完成光路。
透镜的三条特殊光线、作图要点及注意事项如下表：
凸透镜 凹透镜
光路图
说明 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，经过另一侧的焦点，如图①；通过光心的光线经凸透镜折射后，传播方向不变，如图②；通过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴，如图③ 平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线经过凹透镜同侧虚焦点如图①；经光心的光线经凹透镜折射后，传播方向不变如图②；射向凹透镜另一侧虚焦点的光线经凹透镜折射后，平行于主光轴如图③
作图要点 （1）注意入射光线和折射光线在透镜处的衔接；（2）熟记三条特殊光线并结合光路的可逆性作图
注意事项 （1）实际光线画实线，光的反向延长线要用虚线表示；（2）光线一定要带箭头；（3）虚线一定要用虚线表示。
2.有关透镜的光学暗箱问题
※专题概述
解决有关透镜暗箱问题可以用延长入射光线的方法进行分析：
甲 乙
如图甲所示，折射光线与主光轴的交点，相对于入射光线的延长线与主光轴的交点，离透镜的光心更近了，说明此折射光线相对于入射光线会聚了，该方框中的透镜为凸透镜。
如图乙所示，折射光线与主光轴的交点，相对于入射光线的延长线与主光轴的交点，离透镜的光心更远了，说明此折射光线相对于入射光线发散了，该方框中的探究时凹透镜。
3.探究凸透镜成像规律
※专题概述
解答“探究凸透镜成像规律”的实验时要注意以下几点：
（1）如何测量焦距：一束平行光通过凸透镜后会聚的点即为焦点，可测焦距；
（2）保障实验成功：蜡烛、凸透镜不动，移动光屏直至在光屏上成清晰的像；
（3）如何判断成虚像：物距小于焦距时，无论怎么移动光屏都无法在光屏上成像；
（4）无法成像的原因：蜡烛在焦点上或物距小于焦距、焦距太大成像在光具座外、蜡烛与凸透镜和光屏没有在同一水平线上；
（5）成像位置如何移动：可调节蜡烛或凸透镜；
（6）蜡烛变短：成像上移；
（7）的明暗变化：用遮光板挡住部分光线，成像完整但像变暗；
（8）用光具座进行实验时，应做到：烛焰、凸透镜的中心、光屏中心应在同一直线上（同一高度），目的使烛焰的像成在光屏中央；
（9）同一物距范围内，不断改变物距进行实验的目的：排除偶然因素，使实验结论更具普遍性；
（10）实验中无论怎样移动光屏都找不到像的原因：（1）烛焰、凸透镜中心、光屏中心未在同一高度；（2）蜡烛恰好在凸透镜一倍焦距位置；（3）物距稍大于一倍焦距，像距很大，光具座长度有限；（4）物距小于一倍焦距，成的是虚像。
【真题演练】
一．选择题（共10小题）
1．（2024 巴中）在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛、凸透镜、光屏位于如图所示位置时，在光屏上出现一个清晰烛焰的像，其成像特点是　　
A．倒立放大的实像 B．倒立放大的虚像
C．倒立缩小的实像 D．正立放大的虚像
【答案】
【解答】解：由图可知，此时物距小于像距，根据成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像，故正确。
故选：。
2．（2024 安阳）如图所示为凸透镜成像实验，烛焰在图示位置时恰能在光屏上成清晰的像（未画出）。下列说法正确的是　　
A．此时的成像原理和投影仪的相同
B．该凸透镜的焦距可能是
C．若遮挡凸透镜的一部分，光屏上将得不到完整的像
D．若在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜片，要想在屏上再次得到清晰的像，应将光屏向右移动
【答案】
【解答】解：、由图可知，此时物距大于像距，根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，应用于照相机，故错误；
、由图可知，，且成实像，说明，，即，故错误；
、若遮挡凸透镜的一部分，剩余部分仍能会聚光线成完整的像，但由于会聚的光线比原来减少，所以像比原来变暗，故错误；
、若在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜片，近视眼镜片是凹透镜，凹透镜第光线具有发散作用，会将光线推迟会聚成像，因此要想在屏上再次得到清晰的像，应将光屏向右移动，故正确。
故选：。
3．（2024 陕西）“强行透视法”是一种富有创意的拍摄技巧。拍摄时，让两个物体离镜头远近不同，再调整拍摄角度，使两物体的像在同一张照片中呈现出有趣的效果。如图，是利用该技巧拍摄的照片，下列说法正确的是　　
A．照相机镜头对光有发散作用
B．拍摄该照片时，花比人更靠近照相机镜头
C．花和人通过照相机镜头成的是正立、缩小的实像
D．若要使花的像更大一些，可将花移到照相机镜头一倍焦距之内
【答案】
【解答】解：、照相机的镜头是凸透镜，对光有会聚作用，故错误；
、拍摄该照片时，花比人更靠近照相机镜头，成实像，物近像远像变大，花比人的像大，故正确；
、花和人通过照相机镜头成的是倒立、缩小的实像，故错误；
、若要使花的像更大一些，可将花向照相机镜头方向移动，花到镜头的距离大于2倍焦距，故错误。
故选：。
4．（2024 泰安）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，当蜡烛、凸透镜、光屏放置的位置如图所示时，烛焰在光屏上成清晰的倒立、等大的像。下列说法中　　
①该凸透镜的焦距为
②将蜡烛放在点时成像规律与投影仪成像原理相同
③将蜡烛由点移至点时，移动光屏，可在光屏上成更小的像
④将蜡烛放在点，移动光屏，可在光屏上成倒立、放大的像
A．只有①③正确 B．只有④正确 C．只有②④正确 D．只有③④正确
【答案】
【解答】解：①由图可知，，根据，成倒立、等大的实像，即，因此该凸透镜为，故①错误；
②将蜡烛放在点，此时物距，成正立、放大的虚像，应用于放大镜，故②错误；
③将蜡烛由点移至点，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，移动光屏，可在光屏上成更小的像，故③正确；
④将蜡烛放在点，此时物距，成倒立、放大的实像，故④正确。
故选：。
5．（2024 西藏）保护视力，科学用眼已成为社会共识。图中能模拟近视眼及其矫正原理的图是　　
A．甲和丙 B．甲和丁 C．乙和丙 D．乙和丁
【答案】
【解答】解：近视眼是晶状体曲度变大，会聚能力增强，即折光能力增强，像呈在视网膜的前方；故图甲是近视眼的成因图；
要矫正近视眼应佩戴发散透镜，使光线推迟会聚。故图丙是矫正近视眼的。
故选：。
6．（2024 常州）《重庆市消防条例》规定：2023年7月1日起，禁止携带电动自行车或其电池进入电梯轿厢。一旦有人违规操作，会被电梯内的摄像头拍摄成像并智能识别，电梯将停止运行并发出声、光警报。如图所示，某次警报时，摄像头凸透镜成像的像距为，则凸透镜的焦距可能为　　
A． B． C． D．
【答案】
【解答】解：摄像头凸透镜成像的原理和照相机一样，需要像距在倍焦距之间，故可得：
，解出，故只有选项符合题意。
故选：。
7．（2024 聊城）在学习了凸透镜成像规律后，小慧同学计划制作一个“手机投影仪”。现有器材如下：焦距分别为、、的凸透镜各一个，手机一部，长为的纸盒，胶带和剪刀等。“投影仪”模型如图所示，将手机和凸透镜分别固定在纸盒的两端，调整“投影仪”到墙面的距离，可在墙上看到手机画面清晰放大的像。下列说法正确的是　　
A．应选择焦距为的凸透镜
B．应选择焦距为的凸透镜
C．将手机正立放置，在墙上看到的像是正立的
D．墙上手机画面的像是虚像
【答案】
【解答】解：由凸透镜成像规律可知，通过手机投影仪在墙面上可以看到手机画面清晰放大的像，说明成的是倒立放大的实像，满足的条件是物距大于一倍焦距小于二倍焦距。长为的纸盒是物距，则，
，凸透镜的焦距为，故、、错误，正确。
故选：。
8．（2024 无锡）用焦距为的凸透镜探究凸透镜成像的规律，将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏置于光具座上如图所示的位置，下列说法中正确的是　　
A．只向左移动光屏至适当位置，光屏上能呈现烛焰缩小的像
B．只向右移动光屏至适当位置，光屏上能呈现烛焰放大的像
C．只向右移动蜡烛至适当位置，光屏上能呈现烛焰放大的像
D．只移动凸透镜至适当位置，光屏上能呈现烛焰等大的像
【答案】
【解答】解：、由题意可知，凸透镜的焦距是，由图可知，蜡烛与凸透镜的距离为，即物距在一倍焦距处，无论如何移动光屏，都不能成像，故错误；
、只向右移动蜡烛至适当位置，如图所示，蜡烛与凸透镜的距离小于，即物距在一倍焦距以内，成正立放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，故错误；
、如图所示，蜡烛与光屏之间的距离为，移动凸透镜至处，那么蜡烛与凸透镜的距离是，即物距等于两倍焦距，此时光屏到凸透镜的距离，即像距也等于两倍焦距，成倒立等大的实像，故正确。
故选：。
9．（2024 遂宁）“举杯邀明月，对影成三人”是李白在《月下独酌》中的佳句，对于李白月下独酌这一场景，下列描述正确的是　　
A．“明月”是光源
B．月光下李白的“孤影”是由于光沿直线传播形成的
C．酒杯中的“明月”是由于光的折射形成的
D．“明月”在李白的视网膜上成虚像
【答案】
【解答】解：、月亮是反射的太阳的光，月亮不是光源，故错误；
、光射到不透明物体上，在不透明物体后面形成影子，月光下李白的“孤影”是由于光沿直线传播形成的，故正确；
、酒杯中的酒面相当于平面镜，酒杯中的“明月”即月亮的倒影是光的反射形成的虚像，故错误；
、人的眼睛相当照相机，“明月”在人眼的视网膜上成倒立、缩小的实像，故错误。
故选：。
10．（2024 重庆）如图所示，智能快递车正在运送包裹，用户通过人脸识别取货。下列分析正确的是　　
A．用户看见快递车，是因为光在它表面发生了折射
B．地面出现快递车的影子，是光的直线传播形成的
C．智能快递车上的摄像头利用了光的反射原理工作
D．人脸识别时，人通过摄像头成倒立、等大的虚像
【答案】
【解答】解：．用户看见快递车是由于阳光在它表面发生了漫反射，故错误；
．地面出现快递车的影子，是光的直线传播形成的，故正确；
．摄像头的镜头相当于凸透镜，摄像时利用凸透镜对光折射后会聚的原理工作，故错误；
．人脸识别时，摄像头的镜头相当于凸透镜，摄像时符合凸透镜成像规律中的：物距大于二倍焦距，所成的像是倒立、缩小的实像，故错误。
故选：。
二．填空题（共4小题）
11．（2024 威海）摄影爱好者拍摄到“站”在水面上的水黾（一种昆虫）纤细的腿使水面发生了形变，如图甲所示；同时看到水底有带“光环”的暗影，如图乙所示。此时“形变的水”相当于 　凹透镜　（填光学元件名称）；当水黾游到水浅的地方，暗影面积会 　　（选填“变小”“不变”“变大” 。
【答案】凹透镜；变小。
【解答】解：水黾对水面的压力使得水面出现凹坑，且水底光环是“暗影”，因此水面此时相当于凹透镜。
平行光经过凹透镜后的光路图如下图所示，其中为光环暗影的直径。
根据示意图可以得出，当水变浅时，暗影的直径变小。因此水黾游到水浅的地方，暗影面积会变小。
故答案为：凹透镜；变小。
12．（2024 镇江）在探究凸透镜成像规律的实验中，应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的 　主光轴　上。已知凸透镜焦距为，各元件初位置如图所示，要使光屏上成清晰的像：（1）若移动光屏，应将光屏向 　　（选填“左”或“右” 移动；（2）若透镜向左移动，最终光屏上成的是倒立、　　的实像。
【答案】主光轴；左；放大。
【解答】解：（1）为使像成在光屏的中央，应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度处，位于凸透镜的主光轴上；
（2）已知，，成倒立、缩小的实像，像距，则应将光屏向左移动，
（3）若透镜向左移动，当移动到，成倒立、放大的实像。
故答案为：主光轴；左；放大。
13．（2024 枣庄）小明探究凸透镜的成像规律时，各器材位置如图所示，光屏上承接到烛焰清晰的像（未画出烛焰的像），此时烛焰的成像特点与 　照相机　（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜” 的成像特点相同，若凸透镜位置不变，调换蜡烛和光屏的位置，　　（选填“仍能”或“不能” 在光屏上得到清晰的像，这说明光发生折射时，光路是 　　的。
【答案】照相机；仍能；可逆
【解答】解：由图可知，物距，像距，物大于像距，此时，成倒立、缩小的实像，能够说明照相机的成像原理；
在此基础上，若仅将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上仍然能看到烛焰清晰的像，原因是发生折射时，光路是可逆的。
故答案为：照相机；仍能；可逆。
14．（2024 河北）如图所示，烛焰经凸透镜在光屏上成清晰的像，此成像原理可用于制作 　投影仪　。不改变蜡烛与光屏的位置，向 　　（选填“左”或“右” 移动凸透镜到某一位置，能再次在光屏上成清晰的像。若烛焰的高度大于凸透镜的直径，在足够大的光屏上 　　（选填“能”或“不能” 成清晰且完整的像。
【答案】投影仪；右；能。
【解答】解：由图可知，此时物距选用像距，根据凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像，应用于投影仪；
不改变蜡烛与光屏的位置，向右移动凸透镜到某一位置，当物距等于原来的像距，像距等于原来的物距时，根据在光的折射中，光路是可逆的可知，能再次在光屏上成清晰的像；
若烛焰的高度大于凸透镜的直径，部分光线仍能通过凸透镜会聚成完整的像，但由于会聚的光线比原来减少，所以像比原来变暗。
故答案为：投影仪；右；能。
三．实验探究题（共4小题）
15．（2024 东营）某小组在“探究凸透镜成像的规律”实验中。
（1）先调整 　烛焰　、光屏和凸透镜的中心在同一条水平线上，目的是使像成在 　　。
（2）当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上观察到清晰的像（像未画出），此时成的像与 　　（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机” 的成像特点相同。
（3）光具座上凸透镜的焦距可能是 　　（选填“5”“10”或“20” 。
（4）保持凸透镜位置不变，将蜡烛向右移动到光具座的刻度线处，然后移动光屏到 　　刻度线处，光屏上可再次承接到清晰的像，判断依据是 　　。
【答案】（1）烛焰；光屏中央；（2）照相机；（3）10；（4）80；光路具有可逆性。
【解答】解：（1）实验中调整烛焰、光屏和凸透镜的中心在同一条水平线上，目的是使像成在光屏中央；
（2）由图可知，此时物距大于像距，则物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，成的是倒立、缩小的实像，与照相机的成像特点相同；
（3）由图可知，，则、，解得；
（4）将蜡烛向右移动到光具座的刻度线处，物距变为，即物距等于原来的像距，根据折射时光路可逆可知，此时像距等于原来的物距，，即移动光屏到刻度线处，光屏上可再次承接到清晰的像。
故答案为：（1）烛焰；光屏中央；（2）照相机；（3）10；（4）80；光路具有可逆性。
16．（2024 德州）物理兴趣小组的同学展示了以下两个实验：
（1）图甲为探究“光的反射规律”实验，若让另一束光线沿方向射向平面镜，反射光线沿方向射出，这一现象说明：在光的反射现象中 　光路是可逆的　。
（2）为了得到“反射角等于入射角”这一普遍规律，接下来的操作是改变 　　，多次实验。
（3）“探究凸透镜成像的规律”实验，凸透镜的焦距为，图乙中光屏上呈现出清晰的像，该像的性质是倒立、　　的实像，将蜡烛移至刻度线处，其他元件的位置不变，若使清晰的像再次呈现在光屏上，需在蜡烛与凸透镜间放置一个 　　（选填“近视”或“远视” 眼镜。
（4）实验中，保持蜡烛、凸透镜和光屏的位置不变，用焦距相同、直径更大的凸透镜替换原凸透镜，光屏上呈现的像与原来的像相比 　　（选填“更大”“更小”或“更亮” 。
【答案】（1）光路是可逆的；（2）入射角大小；（3）缩小；近视；（4）更亮。
【解答】解：（1）让另一束光线沿方向射向平面镜，反射光线沿方向射出，说明在光的反射现象中，光路是可逆的；
（2）要得到“反射角等于入射角”的普遍规律，应改变入射角的大小，进行多次实验；
（3）由图乙知，，所以会在光屏上呈现倒立、缩小的实像；
将蜡烛移至刻度线处，物距变大，像将靠近凸透镜，要使像仍在光屏上呈现，应在蜡烛与凸透镜间放置一个对光线有发散作用的凹透镜，所以应选近视镜；
（4）物距、焦距、光屏的位置均不变，只是凸透镜的直径变大，所以像的位置不变，只是像比原来变亮了。
故答案为：（1）光路是可逆的；（2）入射角大小；（3）缩小；近视；（4）更亮。
17．（2024 淮安）在“探究凸透镜成像规律”实验中：
（1）如图甲所示，为烛焰中心，凸透镜的焦距，为光心。画出光线经过凸透镜后的折射光线。
（2）蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图乙所示，此时光屏上承接到烛焰清晰的像，生活中的 　投影仪　就是根据这一原理制成的。若蜡烛和光屏位置不变，将凸透镜移至 　　刻度线处，光屏上能再次承接到烛焰清晰的像。
（3）凸透镜成像规律被广泛应用于摄像器材中，小明发现手机无需像数码相机那样“调焦”，也能获得清晰的像。他将手机拿到实验室去探究，实验数据如表所示：
实验次数 1 2 3 4 5 6
物距 10.00 5.00 2.00 1.00 0.50 0.10
像距 0.500 0.501 0.502 0.503 0.505 0.526
根据表中数据，判断手机镜头的焦距最接近 　　。
；
；
；
。
【答案】（1）；（2）投影仪；65.0；（3）。
【解答】解：（1）位于凸透镜的焦点上，经过凸透镜焦点的光折射后平行与主光轴，如图所示：
。
（2）此时的物距小于像距，成倒立、放大的实像，生活中的投影仪就是根据这一原理制成的。此时的物距是；像距为；根据凸透镜成像的特点和在折射中，光路是可逆的，当物距等于，像距等于时，成倒立、缩小的实像，若蜡烛和光屏位置不变，将凸透镜移至刻度线处，即可满足该条件，光屏上能再次承接到烛焰清晰的像。
（3）物距越大，凸透镜所成的倒立、缩小的实像越靠近焦点，根据表格中的数据分析可知：手机镜头的焦距最靠近像距，故选：。
故答案为：（1）；（2）投影仪；65.0；（3）。
18．（2024 广安）爱动手爱思考的小军，在做了“探究凸透镜成像规律”实验后，又选用了焦距未知的凸透镜进行拓展探究。
（1）将凸透镜安装在光具座上，用平行光作为光源，移动光屏直至光屏上得到一个最小最亮的光斑，如图甲所示，则凸透镜焦距为 　10.0　。（要求估读）
（2）在实验过程中，当物距为时所成像与生活中的 　　所成像的规律相同。（写出一种即可）
（3）蜡烛随着燃烧而变短，小军发现光屏上所成的像向上移动，从而影响了实验的进行，如图乙所示。为了解决这一问题，你认为他最合理的调整方法是 　　。
只需将光屏适当上移；
只需将凸透镜适当下移；
将光屏和凸透镜都适当下移；
以上操作均可行。
（4）小军认为在实验过程中用蜡烛作为发光体除容易变短外，还存在一些不足之处，比如 　　。（写出合理的一条即可）
【答案】（1）10.0；（2）放大镜；（3）；（4）烛焰不稳定，火焰在有风的时候会晃动，且对环境有污染等。
【解答】解：（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是：；
（2）在实验过程中，当物距为，此时，成正立、放大的虚像，应用于放大镜；
（3）蜡烛在燃烧中不断变短，烛焰向下移动，根据过光心的光线传播方向不变可知，光屏上的像向上移动，要使像能够成在光屏中央，可将凸透镜向下移动一些，或者将光屏向上移动一些，或者将凸透镜和光屏都向下移动一些（即烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度）；由于该实验还需要进一步研究凸透镜成像的规律，所以最合理的调整是将凸透镜和光屏都向下移动一些，使三者的中心在同一高度上，故选：；
（4）用烛焰作为发光物体存在不足之处：烛焰不稳定，火焰在有风的时候会晃动，且对环境有污染等。
故答案为：（1）10.0；（2）放大镜；（3）；（4）烛焰不稳定，火焰在有风的时候会晃动，且对环境有污染等。
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第五章 透镜及其应用
【知识梳理】
【专题复习】
1.利用透镜的三条特殊光线作图
※专题概述
有关透镜三条特殊光线的作图主要是根据已知光线（入射光线或折射光线）结合透镜类型完成光路。
透镜的三条特殊光线、作图要点及注意事项如下表：
凸透镜 凹透镜
光路图
说明 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，经过另一侧的焦点，如图①；通过光心的光线经凸透镜折射后，传播方向不变，如图②；通过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴，如图③ 平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线经过凹透镜同侧虚焦点如图①；经光心的光线经凹透镜折射后，传播方向不变如图②；射向凹透镜另一侧虚焦点的光线经凹透镜折射后，平行于主光轴如图③
作图要点 （1）注意入射光线和折射光线在透镜处的衔接；（2）熟记三条特殊光线并结合光路的可逆性作图
注意事项 （1）实际光线画实线，光的反向延长线要用虚线表示；（2）光线一定要带箭头；（3）虚线一定要用虚线表示。
2.有关透镜的光学暗箱问题
※专题概述
解决有关透镜暗箱问题可以用延长入射光线的方法进行分析：
甲 乙
如图甲所示，折射光线与主光轴的交点，相对于入射光线的延长线与主光轴的交点，离透镜的光心更近了，说明此折射光线相对于入射光线会聚了，该方框中的透镜为凸透镜。
如图乙所示，折射光线与主光轴的交点，相对于入射光线的延长线与主光轴的交点，离透镜的光心更远了，说明此折射光线相对于入射光线发散了，该方框中的探究时凹透镜。
3.探究凸透镜成像规律
※专题概述
解答“探究凸透镜成像规律”的实验时要注意以下几点：
（1）如何测量焦距：一束平行光通过凸透镜后会聚的点即为焦点，可测焦距；
（2）保障实验成功：蜡烛、凸透镜不动，移动光屏直至在光屏上成清晰的像；
（3）如何判断成虚像：物距小于焦距时，无论怎么移动光屏都无法在光屏上成像；
（4）无法成像的原因：蜡烛在焦点上或物距小于焦距、焦距太大成像在光具座外、蜡烛与凸透镜和光屏没有在同一水平线上；
（5）成像位置如何移动：可调节蜡烛或凸透镜；
（6）蜡烛变短：成像上移；
（7）的明暗变化：用遮光板挡住部分光线，成像完整但像变暗；
（8）用光具座进行实验时，应做到：烛焰、凸透镜的中心、光屏中心应在同一直线上（同一高度），目的使烛焰的像成在光屏中央；
（9）同一物距范围内，不断改变物距进行实验的目的：排除偶然因素，使实验结论更具普遍性；
（10）实验中无论怎样移动光屏都找不到像的原因：（1）烛焰、凸透镜中心、光屏中心未在同一高度；（2）蜡烛恰好在凸透镜一倍焦距位置；（3）物距稍大于一倍焦距，像距很大，光具座长度有限；（4）物距小于一倍焦距，成的是虚像。
【真题演练】
一．选择题（共10小题）
1．（2024 巴中）在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛、凸透镜、光屏位于如图所示位置时，在光屏上出现一个清晰烛焰的像，其成像特点是　　
A．倒立放大的实像 B．倒立放大的虚像
C．倒立缩小的实像 D．正立放大的虚像
2．（2024 安阳）如图所示为凸透镜成像实验，烛焰在图示位置时恰能在光屏上成清晰的像（未画出）。下列说法正确的是　　
A．此时的成像原理和投影仪的相同
B．该凸透镜的焦距可能是
C．若遮挡凸透镜的一部分，光屏上将得不到完整的像
D．若在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜片，要想在屏上再次得到清晰的像，应将光屏向右移动
3．（2024 陕西）“强行透视法”是一种富有创意的拍摄技巧。拍摄时，让两个物体离镜头远近不同，再调整拍摄角度，使两物体的像在同一张照片中呈现出有趣的效果。如图，是利用该技巧拍摄的照片，下列说法正确的是　　
A．照相机镜头对光有发散作用
B．拍摄该照片时，花比人更靠近照相机镜头
C．花和人通过照相机镜头成的是正立、缩小的实像
D．若要使花的像更大一些，可将花移到照相机镜头一倍焦距之内
4．（2024 泰安）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，当蜡烛、凸透镜、光屏放置的位置如图所示时，烛焰在光屏上成清晰的倒立、等大的像。下列说法中　　
①该凸透镜的焦距为
②将蜡烛放在点时成像规律与投影仪成像原理相同
③将蜡烛由点移至点时，移动光屏，可在光屏上成更小的像
④将蜡烛放在点，移动光屏，可在光屏上成倒立、放大的像
A．只有①③正确 B．只有④正确 C．只有②④正确 D．只有③④正确
5．（2024 西藏）保护视力，科学用眼已成为社会共识。图中能模拟近视眼及其矫正原理的图是　　
A．甲和丙 B．甲和丁 C．乙和丙 D．乙和丁
6．（2024 常州）《重庆市消防条例》规定：2023年7月1日起，禁止携带电动自行车或其电池进入电梯轿厢。一旦有人违规操作，会被电梯内的摄像头拍摄成像并智能识别，电梯将停止运行并发出声、光警报。如图所示，某次警报时，摄像头凸透镜成像的像距为，则凸透镜的焦距可能为　　
A． B． C． D．
7．（2024 聊城）在学习了凸透镜成像规律后，小慧同学计划制作一个“手机投影仪”。现有器材如下：焦距分别为、、的凸透镜各一个，手机一部，长为的纸盒，胶带和剪刀等。“投影仪”模型如图所示，将手机和凸透镜分别固定在纸盒的两端，调整“投影仪”到墙面的距离，可在墙上看到手机画面清晰放大的像。下列说法正确的是　　
A．应选择焦距为的凸透镜
B．应选择焦距为的凸透镜
C．将手机正立放置，在墙上看到的像是正立的
D．墙上手机画面的像是虚像
8．（2024 无锡）用焦距为的凸透镜探究凸透镜成像的规律，将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏置于光具座上如图所示的位置，下列说法中正确的是　　
A．只向左移动光屏至适当位置，光屏上能呈现烛焰缩小的像
B．只向右移动光屏至适当位置，光屏上能呈现烛焰放大的像
C．只向右移动蜡烛至适当位置，光屏上能呈现烛焰放大的像
D．只移动凸透镜至适当位置，光屏上能呈现烛焰等大的像
9．（2024 遂宁）“举杯邀明月，对影成三人”是李白在《月下独酌》中的佳句，对于李白月下独酌这一场景，下列描述正确的是　　
A．“明月”是光源
B．月光下李白的“孤影”是由于光沿直线传播形成的
C．酒杯中的“明月”是由于光的折射形成的
D．“明月”在李白的视网膜上成虚像
10．（2024 重庆）如图所示，智能快递车正在运送包裹，用户通过人脸识别取货。下列分析正确的是　　
A．用户看见快递车，是因为光在它表面发生了折射
B．地面出现快递车的影子，是光的直线传播形成的
C．智能快递车上的摄像头利用了光的反射原理工作
D．人脸识别时，人通过摄像头成倒立、等大的虚像
二．填空题（共4小题）
11．（2024 威海）摄影爱好者拍摄到“站”在水面上的水黾（一种昆虫）纤细的腿使水面发生了形变，如图甲所示；同时看到水底有带“光环”的暗影，如图乙所示。此时“形变的水”相当于 　　（填光学元件名称）；当水黾游到水浅的地方，暗影面积会 　　（选填“变小”“不变”“变大” 。
12．（2024 镇江）在探究凸透镜成像规律的实验中，应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的 　　上。已知凸透镜焦距为，各元件初位置如图所示，要使光屏上成清晰的像：（1）若移动光屏，应将光屏向 　　（选填“左”或“右” 移动；（2）若透镜向左移动，最终光屏上成的是倒立、　　的实像。
13．（2024 枣庄）小明探究凸透镜的成像规律时，各器材位置如图所示，光屏上承接到烛焰清晰的像（未画出烛焰的像），此时烛焰的成像特点与 　　（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜” 的成像特点相同，若凸透镜位置不变，调换蜡烛和光屏的位置，　　（选填“仍能”或“不能” 在光屏上得到清晰的像，这说明光发生折射时，光路是 　　的。
14．（2024 河北）如图所示，烛焰经凸透镜在光屏上成清晰的像，此成像原理可用于制作 　　。不改变蜡烛与光屏的位置，向 　　（选填“左”或“右” 移动凸透镜到某一位置，能再次在光屏上成清晰的像。若烛焰的高度大于凸透镜的直径，在足够大的光屏上 　　（选填“能”或“不能” 成清晰且完整的像。
三．实验探究题（共4小题）
15．（2024 东营）某小组在“探究凸透镜成像的规律”实验中。
（1）先调整 　　、光屏和凸透镜的中心在同一条水平线上，目的是使像成在 　　。
（2）当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上观察到清晰的像（像未画出），此时成的像与 　　（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机” 的成像特点相同。
（3）光具座上凸透镜的焦距可能是 　　（选填“5”“10”或“20” 。
（4）保持凸透镜位置不变，将蜡烛向右移动到光具座的刻度线处，然后移动光屏到 　　刻度线处，光屏上可再次承接到清晰的像，判断依据是 　　。
16．（2024 德州）物理兴趣小组的同学展示了以下两个实验：
（1）图甲为探究“光的反射规律”实验，若让另一束光线沿方向射向平面镜，反射光线沿方向射出，这一现象说明：在光的反射现象中 　　。
（2）为了得到“反射角等于入射角”这一普遍规律，接下来的操作是改变 　　，多次实验。
（3）“探究凸透镜成像的规律”实验，凸透镜的焦距为，图乙中光屏上呈现出清晰的像，该像的性质是倒立、　　的实像，将蜡烛移至刻度线处，其他元件的位置不变，若使清晰的像再次呈现在光屏上，需在蜡烛与凸透镜间放置一个 　　（选填“近视”或“远视” 眼镜。
（4）实验中，保持蜡烛、凸透镜和光屏的位置不变，用焦距相同、直径更大的凸透镜替换原凸透镜，光屏上呈现的像与原来的像相比 　　（选填“更大”“更小”或“更亮” 。
17．（2024 淮安）在“探究凸透镜成像规律”实验中：
（1）如图甲所示，为烛焰中心，凸透镜的焦距，为光心。画出光线经过凸透镜后的折射光线。
（2）蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图乙所示，此时光屏上承接到烛焰清晰的像，生活中的 　　就是根据这一原理制成的。若蜡烛和光屏位置不变，将凸透镜移至 　　刻度线处，光屏上能再次承接到烛焰清晰的像。
（3）凸透镜成像规律被广泛应用于摄像器材中，小明发现手机无需像数码相机那样“调焦”，也能获得清晰的像。他将手机拿到实验室去探究，实验数据如表所示：
实验次数 1 2 3 4 5 6
物距 10.00 5.00 2.00 1.00 0.50 0.10
像距 0.500 0.501 0.502 0.503 0.505 0.526
根据表中数据，判断手机镜头的焦距最接近 　　。
；
；
；
。
18．（2024 广安）爱动手爱思考的小军，在做了“探究凸透镜成像规律”实验后，又选用了焦距未知的凸透镜进行拓展探究。
（1）将凸透镜安装在光具座上，用平行光作为光源，移动光屏直至光屏上得到一个最小最亮的光斑，如图甲所示，则凸透镜焦距为 　　。（要求估读）
（2）在实验过程中，当物距为时所成像与生活中的 　　所成像的规律相同。（写出一种即可）
（3）蜡烛随着燃烧而变短，小军发现光屏上所成的像向上移动，从而影响了实验的进行，如图乙所示。为了解决这一问题，你认为他最合理的调整方法是 　　。
只需将光屏适当上移；
只需将凸透镜适当下移；
将光屏和凸透镜都适当下移；
以上操作均可行。
（4）小军认为在实验过程中用蜡烛作为发光体除容易变短外，还存在一些不足之处，比如 　　。（写出合理的一条即可）
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