资源简介 北师大版(2024)八年级上册5.2 凸透镜成像的规律【题型1】比较物距与像距判断成像特点【典型例题】蜡烛放在离凸透镜20厘米的主光轴上,在透镜的另一侧光屏上得到放大的像,若把蜡烛向透镜方向移动8厘米,则所成的像一定是( )A.放大的 B.缩小的 C.正立的 D.倒立的【举一反三1】如图所示,光屏上成清晰的像,如果保持凸透镜在50cm刻度线处不动,将点燃的蜡烛放在20cm的刻度线处,为了在光屏上得到清晰的像,下列说法正确的是( )A.将光屏移动到65cm的刻度线上时,会再次成清晰的缩小的像B.将光屏移动到65cm的刻度线上时,会再次成清晰的放大的像C.将光屏移动到70cm的刻度线上时,会再次成清晰的缩小的像D.将光屏移动到70cm的刻度线上时,会再次成清晰的放大的像【举一反三2】把凸透镜正对着太阳光,可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。若将某一物体放在此凸透镜前20cm处,可得到一个( )A.倒立放大的实像B.倒立缩小的实像C.正立放大的实像D.正立放大的虚像【举一反三3】一束平行于主光轴的光线射到凸透镜上,经凸透镜折射后会聚于凸透镜另一侧距凸透镜中心10cm的地方。若把点燃的蜡烛分别置于主光轴上距透镜15cm和6cm处,两次成的像( )A.都是放大的像B.都是正立的像C.都是实像D.都是虚像【举一反三4】现代生活中流行的“自拍神器”给旅行者自拍带来方便。如图所示,与直接拿手机自拍相比,利用自拍杆可以 物距,使人成的像变小,达到 取景范围,取得更好的拍摄效果(均选填“增大”或“减小”)。【举一反三5】某同学在做探究凸透镜成像规律实验时,蜡烛和光屏的位置如图所示,此时在光屏上得到了倒立、等大、清晰的实像。则凸透镜的焦距是_________cm,接下来把蜡烛移动到35cm刻度处,则应将光屏向_________(选填“左”或“右”)移动,光屏上才可以得到倒立、_______、清晰的实像。【举一反三6】现代生活中流行的“自拍神器”给旅行者自拍带来方便。如图所示,与直接拿手机自拍相比,利用自拍杆可以 物距,使人成的像变小,达到 取景范围,取得更好的拍摄效果(均选填“增大”或“减小”)。【题型2】凸透镜焦距的判断【典型例题】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.物距减小时,像距也减小B.该凸透镜的焦距为10cmC.当物距u=30cm时,像距v=30cmD.当物距u=25cm时,成的是放大的像【举一反三1】在探究凸透镜成像规律时,蜡烛和凸透镜的位置如图所示,移动光屏可承接到烛焰清晰等大的像(图中未画出光屏)。若保持透镜位置不变,将蜡烛调至20cm刻度处时,下列判断错误的是( )A.该透镜的焦距是10cmB.移动光屏可承接到烛焰清晰放大的像C.像的位置在60~70cm刻度之间D.照相机应用了该次实验的成像规律【举一反三2】某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了物体到凸透镜的距离 u 跟像到凸透镜的距离 v 之间关系的图像,如图所示,下列判断正确的是( )A.该凸透镜的焦距是 24cmB.当u=15cm时成放大的像,放大镜就是根据这一原理制成的C.当u=30cm时,在光屏上能得到一个缩小像D.把物体从距凸透镜 10cm处移动到 30cm处的过程中,像逐渐变大【举一反三3】小轩学习了透镜后,在家用放大镜做实验。当物体距放大镜 10 cm 时,在放大镜另一侧的光屏上成一个清晰放大的实像;若保持物体与光屏的位置不变,把放大镜向光屏方向移动4 cm,则在光屏上成一清晰的缩小的像。则小轩家的放大镜焦距范围是( )A.5 cm< f <10 cmB.5 cm< f < 7 cmC.7 cm< f <10 cmD.f < 5 cm【举一反三4】某班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v跟物体到凸透镜的距离u之间的图像,如图所示,下列判断正确的是( )A.该凸透镜的焦距是16cmB.当u=6cm时,在光屏上能得到一个放大的像C.当u=20cm时,在光屏上的像是正立的D.把物体从距凸透镜12cm处移动到18cm处的过程中,物像之间的距离先变小后变大【题型3】探究凸透镜成像的规律【典型例题】在探究凸透镜成像规律的实验中,某同学正确安装并调节实验装置如图所示,烛焰在光屏上恰好成一清晰的像。下列说法中正确的是( )A.光屏上呈现的是烛焰正立、放大的虚像B.光屏上呈现的是烛焰的倒立、放大的实像C.照相机就是根据这一原理制成的D.仅把蜡烛和光屏的位置互换,光屏上得不到烛焰的像【举一反三1】小明做凸透镜成像实验时,将光具座上的蜡烛、凸透镜、光屏如图所示放置,光屏上呈现清晰的像,关于实验过程下列说法正确的是( )A.图中位置摆放时光屏上的像是倒立、放大的B.此实验所用凸透使的焦距可能大于20cmC.若此时向左移动蜡烛,凸透镜位置不变,则再向左移动光屏到某一位置,光屏上仍能成清晰的像D.若将蜡烛移至光具座45cm处,凸透镜位置不变,则再将光屏向右移动、光屏仍能接收到清晰的像【举一反三2】如图所示是小军组的同学做“凸透镜成像规律”的实验探究情况,F、F′为凸透镜一倍焦距的位置,A、B到凸透镜的距离均为2倍焦距,下列说法不正确的是( )A.为了让像成在光屏的中心处,便于观察的像的大小情况,烛焰的中心、透镜中心、光屏的中心应该在同一条直线上,并且应该在同一高度上B.图中烛焰在光屏上成的应该是倒立的、缩小的虚像C.若把蜡烛由图中位置移到A与F之间,则光屏位置应向右移动适当的距离,在光屏上得到的像将会变大D.若把蜡烛移动F的位置上,则在光屏上不会呈现蜡烛的像【举一反三3】小明用如图所示装置探究“凸透镜成像的规律”,选用焦距为 10cm的凸透镜。(1)小明将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,调整它们的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在_________ ;(2)蜡烛、光屏和凸透镜在光具座上的置如图所示,光屏上成清晰的像(像未画出),生活中的_________(选填“照相机” “投影仪”或“放大镜”)利用了这个成像原理;(3)把蜡烛从图位置移动到25cm刻度位置,为了再次接收到清晰的像,应将光屏往_________(选填“左” 或 “右” ) 移动;(4)实验一段时间后,蜡烛因燃烧变短,要使像能够成在光屏的中央,保持蜡烛和光屏不动,只需将凸透镜向_________(选填“上”或“下”) 调整。【举一反三4】小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验中时,凸透镜的位置固定不动,在图甲所示位置时。(1)实验前,应在光具座上调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度上,目的是_________。(2)为了确定凸透镜的焦距,小明让一束平行光经过凸透镜,在光屏上得到一个最小、最亮的光斑,可确定出焦距f=_________cm。(3)图甲中烛焰在光屏上所成的是_________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的__________________(选填“虚”或“实”)像。(4)当蜡烛在30cm处时,光屏应在__________________cm处才能得到_________(选填“放大”“缩小”或“等大”)、_________(选填“正立”或“倒立”)的实像。(5)若图甲中将烛焰向右移动一小段距离,则应将光屏向_________(选填“左”或“右”)移动适当距离可再次在光屏上成清晰的像,此时像的大小比原来的像要_________(选填“大”或“小”)些。(6)图甲中保持透镜、光屏位置不变,将蜡烛左移,应在透镜和蜡烛之间加_________(选填“凸透镜”或“凹透镜”),才能在光屏上成清晰的像。(7)凸透镜成虚像时,像与物在_________ (选填“同”或“异”)侧,且像是 _________ (选填“倒立”或“正立”)的。(8)若图甲中保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜移动到 _________ cm刻度处,光屏上会再次出现一个清晰的像。【举一反三5】在探究“凸透镜成像的规律”的实验中:(1)按如图甲所示的操作,可测出凸透镜焦距是 cm;(2)为了使像能成在光屏的中央,实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在 ;(3)如图乙所示,某次实验时光屏上承接到了烛焰清晰的像,该像是一个 、 的实像;为了让光屏上的像更大一些,应该调节蜡烛到凸透镜的距离 (选填“变大或变小”)些;(4)如图丙所示,实验时把一个不透明且不光滑的挡板放在如图所示的位置,则小丽在透镜的另一侧 (选填“能”或“不能”)看到烛焰的像。【题型4】生活中凸透镜成像规律的应用【典型例题】凸透镜置于光具座上P点不动(图中未画出),移动光具座上的蜡烛(图中未画出)和光屏,先后在P点同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像,如图所示。下列分析正确的是( )A.甲、乙两像都是虚像B.甲处像可能是放大的C.P点位置在甲的右侧D.蜡烛的移动方向向左【举一反三1】杨光同学在实验室利用光具座“探究凸透镜成像规律”的实验中元件摆放位置如图所示,在光屏中心呈现出清晰的烛焰的像,此时物距为30cm,下列说法正确的是( )A.此透镜的焦距可能为16cm,光屏上呈倒立、缩小的实像B.此透镜的焦距可能为12cm,光屏上呈倒立、放大的实像C.保持蜡烛和透镜位置不变,仅拿掉光屏,如图,用肉眼在A位置沿图示方向能看到实像D.保持透镜位置不变,将蜡烛向左移动一段距离,光屏应向右移动一段距离才能再次找到烛焰清晰的像【举一反三2】一次,小明在家写作业时在书桌的玻璃台板上面滴了一滴水,透过水滴看下去,他发现压在台板下面的动画图片上的文字变大了。这是由于此时的水滴相当于一个_________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”),图片上的文字经过水滴折射后形成一个放大的_________(选填“实”或“虚”)像。【举一反三3】为了行车安全,很多家用汽车都安装了电子后视镜。电子后视镜通过摄像头成像,将车侧后方的车况呈现在显示屏上,如图所示。摄像头的镜头相当于一个_________透镜,后面的车辆通过摄像头的镜头成_________ 、缩小的像。【举一反三4】如图,铅笔斜插入装有水的圆柱形玻璃杯中,请用所学的光学知识解释:(1)从侧面看铅笔好像在水面处折断了,这是光的什么现象;(2)为什么水中部分看起来比水面上的部分要粗一些。【举一反三5】认真观察如图所示的投影仪,结合平时学习得到的有关知识,完成下列问题:(1)投影仪上的平面镜的作用是什么?(2)除屏幕上的像与投影片的景物上下颠倒外,左右有没有颠倒呢?(3)要使屏幕上的像增大一些,应该怎样操作?【题型5】物距大于等于二倍焦距时的成像特点【典型例题】人工智能飞速发展的今天,智能配送机器人已被广泛使用,用户可通过人脸识别、输入取货码、扫描二维码等多种方式取货。如图是某款机器人正在送货的情景,下面说法正确的是( )A.用户通过人脸识别时,“人脸”是光源B.二维码位于摄像头的一倍焦距和二倍焦距之间C.要使屏幕上自己的像变小,需靠近“刷脸”机镜头D.人脸识别取货时,摄像头所成的像是倒立、缩小的实像【举一反三1】刷脸支付是基于人工智能、机器视觉、3D传感、大数据等技术实现的新型支付方式,在刷脸支付过程中需要使用到摄像头进行拍摄,下列说法正确的是( )A.摄像头成像原理与投影仪相同B.人到镜头距离小于镜头两倍焦距C.所成的像是缩小的像D.当人往镜头靠近时,成的像变小【举一反三2】手机扫描二维码,相当于给二维码照了一张照片。如图是手机扫描物品上的二维码,登录网址、查看物品相关信息,下列说法中正确的是( )A.物体上的二维码是光源B.二维码位于摄像头的二倍焦距以外C.二维码通过摄像头成的是正立的实像D.当拍摄的二维码照片超出手机上设定的方框时,物品不动,把手机靠近物品【举一反三3】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30cmB.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cm【举一反三4】人工智能飞速发展的今天,智能配送机器人已被广泛使用,用户可通过人脸识别、输入取货码、扫描二维码等多种方式取货。如图是某款机器人正在送货的情景,下面说法正确的是( )A.用户通过人脸识别时,“人脸”是光源B.二维码位于摄像头的一倍焦距和二倍焦距之间C.要使屏幕上自己的像变小,需靠近“刷脸”机镜头D.人脸识别取货时,摄像头所成的像是倒立、缩小的实像【举一反三5】图甲是城市很多路口安装的监控摄像头,它可以拍摄违章行驶或发生交通事故时的现场照片。摄像头的镜头相当于一个凸透镜,图乙和丙是一辆汽车经过路口时与一辆自行车相撞后拍摄的两张照片,由图可以看出汽车所成的像变小,则汽车在 (选填“靠近”或“远离”)摄像头。【举一反三6】如图为中央电视台自主研发的一款特种摄像设备—“猎豹”,专门用于2022年北京冬奥会速度滑冰赛事的转播工作。“猎豹”跟踪拍摄运动员比赛,拍摄出的像成_________(选填“放大”或“缩小”)的实像。要想运动员的像更大一些,镜头应该_________(选填“远离”或“靠近”)运动员。【举一反三7】二维码在现代生活中随处可见,我们能看见二维码是由于光在二维码图案上发生了_________(选填“反射”或“折射”);如果手机镜头焦距为5cm,用手机扫描二维码,为保证成像清晰,手机到二维码的距离应大于_________cm,二维码经摄像头扫描成倒立、_________(选填“缩小”“等大”或“放大”)的实像。【举一反三8】图甲是城市很多路口安装的监控摄像头,它可以拍摄违章行驶或发生交通事故时的现场照片。摄像头的镜头相当于一个凸透镜,图乙和丙是一辆汽车经过路口时与一辆自行车相撞后拍摄的两张照片,由图可以看出汽车所成的像变小,则汽车在 (选填“靠近”或“远离”)摄像头。【题型6】凸透镜成像的动态变化【典型例题】老奶奶用放大镜看报纸,为了看到更大的清晰的像,应( )A.报纸和放大镜不动,眼睛里报纸近一些B.报纸与放大镜不动,眼睛离报纸远一些C.报纸和眼睛不动,放大镜离报纸近一些D.报纸和眼睛不动,放大镜离报纸远一些【举一反三1】如图所示,将凸透镜正对一束水平激光装置,在透镜右侧竖直的光屏上观察到一光斑。若只移动光屏,下列关于光斑移动情况判断正确的是( )A.竖直向上移动时,光斑向上移动B.竖直向上移动时,光斑向下移动C.水平向左移动时,光斑向上移动D.水平向左移动时,光斑向下移动【举一反三2】在探究“凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、凸透镜、光屏固定位置如图,此时在光屏上得到一个清晰像。下列说法正确的是( )A.保持蜡烛位置不变,将透镜向右移动适当距离,可在光屏上得到缩小的像B.如果将蜡烛移到20cm刻线位置,可在光屏上得到倒立、等大的实像C.如果此时撤掉光屏,就没有像了D.将凸透镜向右适当移动一段距离,光屏上得不到一个清晰的像【举一反三3】如图所示,光屏上成清晰的像,如果保持凸透镜在50cm刻度线处不动,将点燃的蜡烛放在20cm的刻度线处,为了在光屏上得到清晰的像,下列说法正确的是( )A.将光屏移动到65cm的刻度线上时,会再次成清晰的缩小的像B.将光屏移动到65cm的刻度线上时,会再次成清晰的放大的像C.将光屏移动到70cm的刻度线上时,会再次成清晰的缩小的像D.将光屏移动到70cm的刻度线上时,会再次成清晰的放大的像【举一反三4】如图所示,小丽拿自己的近视眼镜给凸透镜“戴上”,光屏上出现烛焰清晰的像,而拿走眼镜光屏上烛焰的像变得模糊。为了能在光屏上重新得到清晰的像,下列操作可行的是( )A.将蜡烛远离凸透镜B.将光屏靠近凸透镜C.将光屏远离凸透镜D.将蜡烛和光屏同时远离凸透镜【举一反三5】小明透过圆柱形透明玻璃杯中有水部分观看竖直放置的白纸上的鹦鹉图片(圆圈中的鹦鹉图与白纸上的鹦鹉图实际大小相等),如图甲所示。将白纸逐渐远离杯子的过程中,不可能看到图乙中_________两幅图,过程中依次观察到情景是_________(以上两空均填写图片序号)。小明又将一支铅笔紧贴杯内壁竖直放置,通过有水部分观察到铅笔放大的像,俯视图如图丙所示,则在将铅笔向前移动的过程中,像将_________(选填“变大”“变小”或“不变”)。【举一反三6】如图是在商场中常见的刷脸支付的场景。当人走近摄像头时,补光灯自动打开,照亮 (填“人脸”或“显示屏”);摄像头相当于一个 透镜,要使屏幕上的像更大些,人应该离镜头 一些。【举一反三7】如图是在商场中常见的刷脸支付的场景。当人走近摄像头时,补光灯自动打开,照亮 (填“人脸”或“显示屏”);摄像头相当于一个 透镜,要使屏幕上的像更大些,人应该离镜头 一些。【举一反三8】小明透过圆柱形透明玻璃杯中有水部分观看竖直放置的白纸上的鹦鹉图片(圆圈中的鹦鹉图与白纸上的鹦鹉图实际大小相等),如图甲所示。将白纸逐渐远离杯子的过程中,不可能看到图乙中_________两幅图,过程中依次观察到情景是_________(以上两空均填写图片序号)。小明又将一支铅笔紧贴杯内壁竖直放置,通过有水部分观察到铅笔放大的像,俯视图如图丙所示,则在将铅笔向前移动的过程中,像将_________(选填“变大”“变小”或“不变”)。【题型7】物距介于一倍焦距二倍焦距时的成像特点【典型例题】雨湖区某校同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了物体到凸透镜的距离跟像到凸透镜的距离之间关系的图像,如图所示,下列判断正确的是( )A.该凸透镜的焦距是10cmB.该凸透镜的焦距是20cmC.当u=15cm时,在光屏上能得到一个缩小的像D.当u=25cm时成放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的【举一反三1】如图是爱动脑筋的小明用手机和透镜自制的简易投影仪,它能将手机上的画面放大投射到白墙上,下列说法正确的是( )A.制作简易投影仪的透镜不可制成放大镜B.手机到透镜的距离在透镜的一倍焦距和二倍焦距之间C.墙上呈现的是手机画面正立、放大的实像D.要使墙上的像变大,应增加手机与透镜间的距离【举一反三2】如图所示的实验装置中,此时光屏上呈现清晰的烛焰的像,下列说法正确的是( )A.图中的实验现象能说明放大镜的成像特点B.光屏上接收到的是倒立、放大的烛焰的像C.将蜡烛向左移,光屏应向右移才能接收到清晰的像D.若遮住凸透镜上半部分,光屏上不能呈现完整的像【举一反三3】如图所示,小刚在做探究凸透镜成像规律的实验时,将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,在光屏上得到烛焰清晰的像(烛焰未画出)。以下说法中正确的是( )A.此透镜的焦距可能为 15cmB.此成像原理与放大镜成像原理相同C.此时若只向右移动凸透镜,能再次在光屏成清晰的像D.若将透镜换为焦距更小的凸透镜,则只将光屏右移就能再次接收到清晰的像【举一反三4】如图所示,F为凸透镜的焦点,P到凸透镜的距离为2倍焦距。把一只点燃的蜡烛放在P与F之间的某点上,在凸透镜的另一侧调节光屏的位置可找到一个清晰的烛焰的像,这个像是下列选项中的( )A. B. C. D.【举一反三5】将蜡烛、焦距为10cm的凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛,使烛焰、透镜和光屏的中心在同一高度上。移动蜡烛使烛焰距凸透镜14cm,会在光屏上得到一个倒立、_________的实像。根据这一成像原理可以制成 _________(填一光学仪器)。【举一反三6】将蜡烛、焦距为10cm的凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛,使烛焰、透镜和光屏的中心在同一高度上。移动蜡烛使烛焰距凸透镜14cm,会在光屏上得到一个倒立、_________的实像。根据这一成像原理可以制成 _________(填一光学仪器)。【举一反三7】如图所示,凸透镜的焦距是_________ cm,把一个物体放到距离该凸透镜15cm处时,在凸透镜另一侧的光屏上成一个倒立、_________的实像。【题型8】物距小于一倍焦距时的成像特点【典型例题】在玻璃杯(其厚度不计)的杯底放一枚硬币,装满水后将杯子端到眼睛的高度,再慢慢下移。当杯子下移到某一位置时,如图所示,可以看到大小不同的“两枚硬币”,关于这个现象说法正确的是( )A.看到的“大硬币”是放大的实像B.“大、小硬币”都是光的折射形成的C.“大硬币”的所在位置是真实硬币的位置D.实际硬币比看到水中的“小硬币”位置要高【举一反三1】一束平行光正对凸透镜照射时,在离透镜10cm处的光屏上得到一个亮点,那么当物体位于透镜前6cm处时,可观察到( )A.倒立、缩小的实像B.倒立、放大的实像C.正立、缩小的虚像D.正立、放大的虚像【举一反三2】如图所示,小李通过凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的_________(选填“实”或“虚”)像,如果想让看到的字再变大点,应让凸透镜_________(选填“靠近字”或“远离字”)。【举一反三3】如图,小明用焦距为的凸透镜观察邮票上的细小图案,他应将凸透镜移动到距离邮票_________(选填“大于”“小于”或“等于”)的位置,这时他通过凸透镜看到的是邮票正立、放大的 _________(选填“虚”或“实”)像。【举一反三4】根据凸透镜成像规律,作出图中物体AB过凸透镜所成的像A'B'。北师大版(2024)八年级上册5.2 凸透镜成像的规律(参考答案)【题型1】比较物距与像距判断成像特点【典型例题】蜡烛放在离凸透镜20厘米的主光轴上,在透镜的另一侧光屏上得到放大的像,若把蜡烛向透镜方向移动8厘米,则所成的像一定是( )A.放大的 B.缩小的 C.正立的 D.倒立的【答案】A【解析】透镜的另一侧光屏上得到放大的像,说明物体在一倍焦距和二倍焦距之间,2f>20cm>f,得到20cm>f>10cm。蜡烛向透镜移动8cm,物距是20cm﹣8cm=12cm,20cm>f>10cm,物距和焦距关系有两种可能:①u<f,成正立、放大的虚像。②2f>u>f,成倒立、放大的实像。故选A。【举一反三1】如图所示,光屏上成清晰的像,如果保持凸透镜在50cm刻度线处不动,将点燃的蜡烛放在20cm的刻度线处,为了在光屏上得到清晰的像,下列说法正确的是( )A.将光屏移动到65cm的刻度线上时,会再次成清晰的缩小的像B.将光屏移动到65cm的刻度线上时,会再次成清晰的放大的像C.将光屏移动到70cm的刻度线上时,会再次成清晰的缩小的像D.将光屏移动到70cm的刻度线上时,会再次成清晰的放大的像【答案】A【解析】根据图示可知,此时的物距是15.0cm,像距是30.0cm,光屏上成清晰的倒立放大的实像;如果保持凸透镜在50.0cm刻度线处不动,将点燃的蜡烛放在20.0cm的刻度线处时物距是30.0cm,根据光的可逆性,这时的像距是15.0cm,应将光屏移动到65.0cm的刻度线上,成倒立缩小的实像。【举一反三2】把凸透镜正对着太阳光,可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。若将某一物体放在此凸透镜前20cm处,可得到一个( )A.倒立放大的实像B.倒立缩小的实像C.正立放大的实像D.正立放大的虚像【答案】A【解析】凸透镜正对着太阳光,可在距凸透镜15cm处得到一个最小最亮的光斑,这个亮斑就是凸透镜的焦点,所以15厘米就是该凸透镜的焦距,这是利用平行光聚焦法测得了透镜的焦距。现在的物距是20厘米,大于一倍焦距,小于二倍焦距,由凸透镜的成像规律可知,此时凸透镜成倒立放大的实像。【举一反三3】一束平行于主光轴的光线射到凸透镜上,经凸透镜折射后会聚于凸透镜另一侧距凸透镜中心10cm的地方。若把点燃的蜡烛分别置于主光轴上距透镜15cm和6cm处,两次成的像( )A.都是放大的像B.都是正立的像C.都是实像D.都是虚像【答案】A【解析】一束平行光正对凸透镜照射,经凸透镜折射后会聚于透镜另一侧主光轴上距透镜中心10m的地方,由此可以确定该凸透镜的焦距为10厘米。把点燃的蜡烛放在光具座上距凸透镜15cm的地方时,此时的物距大于一倍焦距小于二倍焦距,根据凸透镜成像的规律可知,此时成的像是倒立的放大的实像。把点燃的蜡烛放在光具座上距凸透镜6cm的地方时,此时的物距小于一倍焦距,根据凸透镜成像的规律可知,此时成的像是正立的放大的虚像。综上分析,都是放大的像。【举一反三4】现代生活中流行的“自拍神器”给旅行者自拍带来方便。如图所示,与直接拿手机自拍相比,利用自拍杆可以 物距,使人成的像变小,达到 取景范围,取得更好的拍摄效果(均选填“增大”或“减小”)。【答案】增大 增大【解析】根据凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小,可知“自拍神器”与直接拿手机自拍相比,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。【举一反三5】某同学在做探究凸透镜成像规律实验时,蜡烛和光屏的位置如图所示,此时在光屏上得到了倒立、等大、清晰的实像。则凸透镜的焦距是_________cm,接下来把蜡烛移动到35cm刻度处,则应将光屏向_________(选填“左”或“右”)移动,光屏上才可以得到倒立、_______、清晰的实像。【答案】10.0 右 放大【解析】物距等于二倍焦距时,成倒立、等大、实像,此时像距也等于二倍焦距;故2f=20.0cm,f=10.0cm;若将烛焰移至距凸透镜35cm处,此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距,成倒立、放大实像,像距大于2倍焦距,应向右移动光屏。【举一反三6】现代生活中流行的“自拍神器”给旅行者自拍带来方便。如图所示,与直接拿手机自拍相比,利用自拍杆可以 物距,使人成的像变小,达到 取景范围,取得更好的拍摄效果(均选填“增大”或“减小”)。【答案】增大 增大【解析】根据凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小,可知“自拍神器”与直接拿手机自拍相比,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。【题型2】凸透镜焦距的判断【典型例题】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.物距减小时,像距也减小B.该凸透镜的焦距为10cmC.当物距u=30cm时,像距v=30cmD.当物距u=25cm时,成的是放大的像【答案】B【解析】根据上图可知,物距减小时,像距增大,故A不符合题意;由图可知u=v=20cm根据凸透镜成像规律有2f=20cm因此该凸透镜的焦距f=10cm故B符合题意;根据题图可知,当物距u=30cm时,像距v=15cm,故C不符合题意;因物距u′=25cm>2f故成倒立、缩小的实像,故D不符合题意。【举一反三1】在探究凸透镜成像规律时,蜡烛和凸透镜的位置如图所示,移动光屏可承接到烛焰清晰等大的像(图中未画出光屏)。若保持透镜位置不变,将蜡烛调至20cm刻度处时,下列判断错误的是( )A.该透镜的焦距是10cmB.移动光屏可承接到烛焰清晰放大的像C.像的位置在60~70cm刻度之间D.照相机应用了该次实验的成像规律【答案】B【解析】题意得,蜡烛和凸透镜在图中位置得到的像为倒立、等大的实像,则所以故A正确,不符合题意;蜡烛调至20cm刻度处时,物距变大,像距变小,像变小,得到的像为缩小的实像,故B错误,符合题意;倒立、缩小的像,像距为像的位置在60~70cm刻度之间,故C正确,不符合题意;照相机应用的是凸透镜成的像是倒立、缩小的实像,故D正确,不符合题意。【举一反三2】某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了物体到凸透镜的距离 u 跟像到凸透镜的距离 v 之间关系的图像,如图所示,下列判断正确的是( )A.该凸透镜的焦距是 24cmB.当u=15cm时成放大的像,放大镜就是根据这一原理制成的C.当u=30cm时,在光屏上能得到一个缩小像D.把物体从距凸透镜 10cm处移动到 30cm处的过程中,像逐渐变大【答案】C【解析】由图像得则即该凸透镜的焦距是 12cm,故A错误;当时,物距在~2之间,成倒立、放大的实像,投影仪就是根据这一原理制成的,故B错误;当时,物距大于2f,在光屏上能得到一个倒立、缩小的实像,故C正确;把物体从距凸透镜 10cm处移动到 30cm处的过程中,物距变大,像距变小,像逐渐变小,故D错误。【举一反三3】小轩学习了透镜后,在家用放大镜做实验。当物体距放大镜 10 cm 时,在放大镜另一侧的光屏上成一个清晰放大的实像;若保持物体与光屏的位置不变,把放大镜向光屏方向移动4 cm,则在光屏上成一清晰的缩小的像。则小轩家的放大镜焦距范围是( )A.5 cm< f <10 cmB.5 cm< f < 7 cmC.7 cm< f <10 cmD.f < 5 cm【答案】B【解析】放大镜本质上是一个凸透镜,当物体距放大镜 10 cm 时,在放大镜另一侧的光屏上成一个清晰放大的实像,故有f<10cm<2f若保持物体与光屏的位置不变,把放大镜向光屏方向移动4 cm,此时物距为10cm+4cm=14cm此时,在光屏上成一清晰的缩小的像,则有2f<14cm联立以上两不等式可得5 cm< f < 7 cm故B符合题意,A、C、D不符合题意。【举一反三4】某班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v跟物体到凸透镜的距离u之间的图像,如图所示,下列判断正确的是( )A.该凸透镜的焦距是16cmB.当u=6cm时,在光屏上能得到一个放大的像C.当u=20cm时,在光屏上的像是正立的D.把物体从距凸透镜12cm处移动到18cm处的过程中,物像之间的距离先变小后变大【答案】D【解析】据凸透镜成像规律可知,当u=v=2f时,凸透镜成倒立、等大的实像;由图可知所以f=8cm,故A错误;当u=6cm时,物距小于焦距,成正立、放大的虚像,虚像不能成在光屏上,故B错误;当u=20cm时,物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,故C错误;物距处于12~18cm时,物距大于焦距,成实像,当物距等于2倍焦距,此时物像总距离最小,故D正确。【题型3】探究凸透镜成像的规律【典型例题】在探究凸透镜成像规律的实验中,某同学正确安装并调节实验装置如图所示,烛焰在光屏上恰好成一清晰的像。下列说法中正确的是( )A.光屏上呈现的是烛焰正立、放大的虚像B.光屏上呈现的是烛焰的倒立、放大的实像C.照相机就是根据这一原理制成的D.仅把蜡烛和光屏的位置互换,光屏上得不到烛焰的像【答案】B【解析】ABC、由图可知,此时物距小于像距,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,故A、C错误,B正确;D、仅把蜡烛和光屏的位置互换,根据在光的折射中,光路是可逆的可知,光屏上能得到烛焰的像,故D错误。故选B。【举一反三1】小明做凸透镜成像实验时,将光具座上的蜡烛、凸透镜、光屏如图所示放置,光屏上呈现清晰的像,关于实验过程下列说法正确的是( )A.图中位置摆放时光屏上的像是倒立、放大的B.此实验所用凸透使的焦距可能大于20cmC.若此时向左移动蜡烛,凸透镜位置不变,则再向左移动光屏到某一位置,光屏上仍能成清晰的像D.若将蜡烛移至光具座45cm处,凸透镜位置不变,则再将光屏向右移动、光屏仍能接收到清晰的像【答案】C【解析】A、由图可知,此时物距大于像距,屏上的像是倒立、缩小的实像,故A错误;B、由图可知,此时u=25cm>2f,f<v=17cm<2f,则焦距的范围8.5cm<f<12.5cm,所以该凸透镜的焦距不可能大于20cm,故B错误;C、凸透镜成实像时,物远像近像变小,若此时向左移动蜡烛,凸透镜位置不变,则将光屏向左移动一段位置,光屏上仍能成清晰的像,故C正确;D、将蜡烛移至光具座45cm处,此时物距小于一倍焦距,成正立放大的虚像,在光屏上不成像,故D错误。故选C。【举一反三2】如图所示是小军组的同学做“凸透镜成像规律”的实验探究情况,F、F′为凸透镜一倍焦距的位置,A、B到凸透镜的距离均为2倍焦距,下列说法不正确的是( )A.为了让像成在光屏的中心处,便于观察的像的大小情况,烛焰的中心、透镜中心、光屏的中心应该在同一条直线上,并且应该在同一高度上B.图中烛焰在光屏上成的应该是倒立的、缩小的虚像C.若把蜡烛由图中位置移到A与F之间,则光屏位置应向右移动适当的距离,在光屏上得到的像将会变大D.若把蜡烛移动F的位置上,则在光屏上不会呈现蜡烛的像【答案】B【解析】A、为了使像成在光屏中央,应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度上,故A正确;B、由图可知,此时物距u>2f,成倒立、缩小的实像,故B错误;C、若把蜡烛由图中位置移到A与F之间,此时物距减小,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大可知,光屏应向右移动适当的距离,在光屏上得到的像将会变大,故C正确;D、若把蜡烛移动F的位置上,此时u=f,光屏上不会呈现蜡烛的像,故D正确。故选B。【举一反三3】小明用如图所示装置探究“凸透镜成像的规律”,选用焦距为 10cm的凸透镜。(1)小明将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,调整它们的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在_________ ;(2)蜡烛、光屏和凸透镜在光具座上的置如图所示,光屏上成清晰的像(像未画出),生活中的_________(选填“照相机” “投影仪”或“放大镜”)利用了这个成像原理;(3)把蜡烛从图位置移动到25cm刻度位置,为了再次接收到清晰的像,应将光屏往_________(选填“左” 或 “右” ) 移动;(4)实验一段时间后,蜡烛因燃烧变短,要使像能够成在光屏的中央,保持蜡烛和光屏不动,只需将凸透镜向_________(选填“上”或“下”) 调整。【答案】(1)同一水平高度 (2)照相机 (3)右 (4)下【解析】(1)实验中应使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度,使像成在光屏的中心。(2)图中物距大于像距,凸透镜成的像为倒立、缩小的实像,用于照相机。(3)把蜡烛从图位置移动到25cm刻度位置,物距变小,像距变大,为了再次接收到清晰的像,应将光屏往右移动。(4)实验一段时间后,蜡烛因燃烧变短,过光心的光线不发生偏转,像往上移动,要使像能够成在光屏的中央,保持蜡烛和光屏不动,只需将凸透镜向下调整。【举一反三4】小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验中时,凸透镜的位置固定不动,在图甲所示位置时。(1)实验前,应在光具座上调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度上,目的是_________。(2)为了确定凸透镜的焦距,小明让一束平行光经过凸透镜,在光屏上得到一个最小、最亮的光斑,可确定出焦距f=_________cm。(3)图甲中烛焰在光屏上所成的是_________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的__________________(选填“虚”或“实”)像。(4)当蜡烛在30cm处时,光屏应在__________________cm处才能得到_________(选填“放大”“缩小”或“等大”)、_________(选填“正立”或“倒立”)的实像。(5)若图甲中将烛焰向右移动一小段距离,则应将光屏向_________(选填“左”或“右”)移动适当距离可再次在光屏上成清晰的像,此时像的大小比原来的像要_________(选填“大”或“小”)些。(6)图甲中保持透镜、光屏位置不变,将蜡烛左移,应在透镜和蜡烛之间加_________(选填“凸透镜”或“凹透镜”),才能在光屏上成清晰的像。(7)凸透镜成虚像时,像与物在_________ (选填“同”或“异”)侧,且像是 _________ (选填“倒立”或“正立”)的。(8)若图甲中保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜移动到 _________ cm刻度处,光屏上会再次出现一个清晰的像。【答案】(1)使像成在光屏中央 (2)10.0 (3)缩小 实 (4)70 等大 倒立 (5)右 大 (6)凹透镜 (7)同 正立 (8)23【解析】(1)为了使像成在光屏中央,应调节烛焰、光屏、凸透镜三者的中心大致在同一高度上。(2)由图乙可知,凸透镜的焦距为f=40cm-30cm=10cm(3)由图甲可知,此时物距u=50cm-10cm=40cm>2f为照相机的成像原理,成倒立缩小的实像。(4)当蜡烛在30cm处,此时物距u=50cm-30cm=20cm=2f成倒立等大的实像,像距等于物距,故光屏应在70cm处。(5)若图甲中将烛焰向右移动一小段距离,此时物距减小,根据成实像时,物近像远像变大可知,此时像的大小比原来的像要大些。(6)图甲中保持透镜、光屏位置不变,此时物距增大,根据成实像时,物远像近像变小可知,像距变短,利用凹透镜对光线具有发散作用,在透镜和蜡烛之间加凹透镜,才能在光屏上成清晰的像。(7)根据凸透镜成像的规律,当物体到凸透镜的距离小于焦距时,像与物在同侧,所成的像为虚像。(8)根据折射时光路是可逆的,保持蜡烛和光屏的位置不变,此时物距等于原来的像距63cm-50cm=13cm,此时物距处于f和2f之间,即凸透镜移到23cm处,凸透镜成倒立放大的实像。【举一反三5】在探究“凸透镜成像的规律”的实验中:(1)按如图甲所示的操作,可测出凸透镜焦距是 cm;(2)为了使像能成在光屏的中央,实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在 ;(3)如图乙所示,某次实验时光屏上承接到了烛焰清晰的像,该像是一个 、 的实像;为了让光屏上的像更大一些,应该调节蜡烛到凸透镜的距离 (选填“变大或变小”)些;(4)如图丙所示,实验时把一个不透明且不光滑的挡板放在如图所示的位置,则小丽在透镜的另一侧 (选填“能”或“不能”)看到烛焰的像。【答案】(1)10.0 (2)同一高度 (3)倒立 放大 变小 (4)能【解析】(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)实验开始前,应将发光体、凸透镜和光屏中心调节在同一高度上,是为了使像成在光屏的中央,便于观察。(3)由图可知,此时物距小于像距,根据凸透镜成实像时,物距小于像距,成倒立、放大的实像。根据物近像远像变大可知要想像变大,物距要变小,故应该调节蜡烛到凸透镜的距离变小。(4)将烛焰置于凸透镜一倍焦距以内时,凸透镜成正立、放大的虚像,若把一个不透明且不光滑的挡板放在如图所示的位置,因凸透镜所成虚像是折射光线的反向延长线会聚形成的,此时挡板并不影响折射光线进入人的眼睛,所以小丽透过凸透镜仍能看到烛焰的虚像。【题型4】生活中凸透镜成像规律的应用【典型例题】凸透镜置于光具座上P点不动(图中未画出),移动光具座上的蜡烛(图中未画出)和光屏,先后在P点同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像,如图所示。下列分析正确的是( )A.甲、乙两像都是虚像B.甲处像可能是放大的C.P点位置在甲的右侧D.蜡烛的移动方向向左【答案】B【解析】A、像清晰的呈在光屏上,因此甲、乙两像都是实像,故A错误;B、由于题干未提供物距和凸透镜的焦距,因此,甲处可能成放大的实像,也可能成缩小的实像,故B正确;CD、由题意可知,先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像,且乙处的像比甲处大,根据“凸透镜成实像时物近像远像变大”可知,像在不断地远离凸透镜,所以凸透镜(P点位置)在甲、乙的左侧,因凸透镜成实像时物像异侧,则蜡烛在凸透镜的左侧,此时蜡烛在靠近凸透镜,即蜡烛向右移动,故C、D错误;故选B。【举一反三1】杨光同学在实验室利用光具座“探究凸透镜成像规律”的实验中元件摆放位置如图所示,在光屏中心呈现出清晰的烛焰的像,此时物距为30cm,下列说法正确的是( )A.此透镜的焦距可能为16cm,光屏上呈倒立、缩小的实像B.此透镜的焦距可能为12cm,光屏上呈倒立、放大的实像C.保持蜡烛和透镜位置不变,仅拿掉光屏,如图,用肉眼在A位置沿图示方向能看到实像D.保持透镜位置不变,将蜡烛向左移动一段距离,光屏应向右移动一段距离才能再次找到烛焰清晰的像【答案】C【解析】AB、由图可知,u>v,根据凸透镜成实像时,u>v,成倒立、缩小的实像,且u=30cm>2f,即f<15cm,故A、B错误;C、凸透镜成实像时,像与物体在透镜的两侧,因此用肉眼在A位置沿图示方向能看到实像,故C正确;D、保持透镜位置不变,将蜡烛向左移动一段距离,此时物距增大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,光屏应向左移动一段距离才能再次找到烛焰清晰的像,故D错误。故选C。【举一反三2】一次,小明在家写作业时在书桌的玻璃台板上面滴了一滴水,透过水滴看下去,他发现压在台板下面的动画图片上的文字变大了。这是由于此时的水滴相当于一个_________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”),图片上的文字经过水滴折射后形成一个放大的_________(选填“实”或“虚”)像。【答案】放大镜 虚【解析】小水滴是透明的,并且中间部分厚,边缘部分薄,水滴相当于凸透镜。图片上的文字与水滴间的距离很小,小于水滴的焦距,透过水滴会看到一个正立、放大的虚像,此时成像的规律与放大镜的工作原理相同。【举一反三3】为了行车安全,很多家用汽车都安装了电子后视镜。电子后视镜通过摄像头成像,将车侧后方的车况呈现在显示屏上,如图所示。摄像头的镜头相当于一个_________透镜,后面的车辆通过摄像头的镜头成_________ 、缩小的像。【答案】凸 倒立【解析】摄像头类似照相机,镜头利用的是凸透镜的原理进行成像的,所以相当于一个凸透镜。后面的车辆在摄像头镜头的二倍焦距以外成倒立缩小的实像,在经过内部电路转化,所以我们看到的是正立的像。【举一反三4】如图,铅笔斜插入装有水的圆柱形玻璃杯中,请用所学的光学知识解释:(1)从侧面看铅笔好像在水面处折断了,这是光的什么现象;(2)为什么水中部分看起来比水面上的部分要粗一些。【答案】(1)见解析 (2)见解析【解析】(1)铅笔斜插入盛水的玻璃杯里,水中铅笔反射的光进入空气中会发生折射,折射角大于入射角,从上面看上去,水中的部分比实际位置高了,看起来像折断了。(2)水中部分看起来比水面上的部分要粗一些,这是因为圆柱形的玻璃杯相当于凸透镜,具有放大镜的功能,成正立、放大的虚像。【举一反三5】认真观察如图所示的投影仪,结合平时学习得到的有关知识,完成下列问题:(1)投影仪上的平面镜的作用是什么?(2)除屏幕上的像与投影片的景物上下颠倒外,左右有没有颠倒呢?(3)要使屏幕上的像增大一些,应该怎样操作?【答案】见解析【解析】(1)投影仪上的平面镜能反射光线,改变光的传播方向;(2)投影仪的屏幕上的像是倒立放大的实像,屏幕上的像与投影片的景物上下颠倒,左右颠倒;(3)若已在屏幕上呈现清晰的像,若使屏幕上的清晰的像变大些,根据凸透镜成像的规律知,像变大,则像距变大,物距变小,应使投影仪远离屏幕,并把镜头与幻灯片的距离调小一些,即向后移动投影仪,再向下调节透镜的位置。【题型5】物距大于等于二倍焦距时的成像特点【典型例题】人工智能飞速发展的今天,智能配送机器人已被广泛使用,用户可通过人脸识别、输入取货码、扫描二维码等多种方式取货。如图是某款机器人正在送货的情景,下面说法正确的是( )A.用户通过人脸识别时,“人脸”是光源B.二维码位于摄像头的一倍焦距和二倍焦距之间C.要使屏幕上自己的像变小,需靠近“刷脸”机镜头D.人脸识别取货时,摄像头所成的像是倒立、缩小的实像【答案】D【解析】A、用户通过人脸识别时,“人脸”不能自行发光,不是光源,故A错误;BD、摄像头的镜头是一个凸透镜,与照相机的成像特点相同,物距大于二倍焦距,摄像头扫描二维码所成的像是倒立、缩小的实像,故B错误,D正确;C、要使屏幕上自己的像变小,应增大物距,需远离“刷脸”机镜头,故C错误。故选D。【举一反三1】刷脸支付是基于人工智能、机器视觉、3D传感、大数据等技术实现的新型支付方式,在刷脸支付过程中需要使用到摄像头进行拍摄,下列说法正确的是( )A.摄像头成像原理与投影仪相同B.人到镜头距离小于镜头两倍焦距C.所成的像是缩小的像D.当人往镜头靠近时,成的像变小【答案】C【解析】摄像头相当于一个凸透镜,光通过摄像头成倒立、缩小的实像,与照相机的成像特点相同;当u>2f时,成倒立、缩小的实像,所以,“刷脸”时,面部应位于摄像头两倍焦距之外;当被拍摄的人靠近摄像头时,物距减小了,像距变大,人经摄像头所成的像会变大,故C正确。故选C。【举一反三2】手机扫描二维码,相当于给二维码照了一张照片。如图是手机扫描物品上的二维码,登录网址、查看物品相关信息,下列说法中正确的是( )A.物体上的二维码是光源B.二维码位于摄像头的二倍焦距以外C.二维码通过摄像头成的是正立的实像D.当拍摄的二维码照片超出手机上设定的方框时,物品不动,把手机靠近物品【答案】B【解析】A、二维码本身不能发光,不是光源,故A错误;BC、手机上的摄像头相当于一个照相机,扫描二维码时,二维码要位于二倍焦距以外,所成的像是缩小倒立的实像,故B正确,C错误;D、当二维码超出手机上设定的方框时,成像过大,根据成实像时,物远像近像变小,物品不动,应把手机向后移动,远离物品,故D错误。故选B。【举一反三3】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30cmB.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cm【答案】B【解析】由图得,透镜甲此时的则透镜甲的焦距故A不符合题意;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,说明透镜乙的折射能力更强,焦距更小,即透镜甲的焦距比乙的大,故B符合题意;第二次所成的像,物距大于像距,像是缩小的,故C不符合题意;透镜乙的物距为则此时像距满足由于无法确定乙透镜的具体焦距,因此无法确定光屏移动的距离,故D不符合题意。【举一反三4】人工智能飞速发展的今天,智能配送机器人已被广泛使用,用户可通过人脸识别、输入取货码、扫描二维码等多种方式取货。如图是某款机器人正在送货的情景,下面说法正确的是( )A.用户通过人脸识别时,“人脸”是光源B.二维码位于摄像头的一倍焦距和二倍焦距之间C.要使屏幕上自己的像变小,需靠近“刷脸”机镜头D.人脸识别取货时,摄像头所成的像是倒立、缩小的实像【答案】D【解析】A、用户通过人脸识别时,“人脸”不能自行发光,不是光源,故A错误;BD、摄像头的镜头是一个凸透镜,与照相机的成像特点相同,物距大于二倍焦距,摄像头扫描二维码所成的像是倒立、缩小的实像,故B错误,D正确;C、要使屏幕上自己的像变小,应增大物距,需远离“刷脸”机镜头,故C错误。故选D。【举一反三5】图甲是城市很多路口安装的监控摄像头,它可以拍摄违章行驶或发生交通事故时的现场照片。摄像头的镜头相当于一个凸透镜,图乙和丙是一辆汽车经过路口时与一辆自行车相撞后拍摄的两张照片,由图可以看出汽车所成的像变小,则汽车在 (选填“靠近”或“远离”)摄像头。【答案】远离【解析】照相机、摄像机都是根据物距大于2倍焦距时,成倒立、缩小实像的原理制成的,摄像头的镜头相当于一个凸透镜;并且物距越大,所成的像越小。从图片上看,丙图所成的像比乙图所成的像小,所以丙图的像距小于乙图的像距,而物距大于乙图的物距,即汽车远离摄像头。【举一反三6】如图为中央电视台自主研发的一款特种摄像设备—“猎豹”,专门用于2022年北京冬奥会速度滑冰赛事的转播工作。“猎豹”跟踪拍摄运动员比赛,拍摄出的像成_________(选填“放大”或“缩小”)的实像。要想运动员的像更大一些,镜头应该_________(选填“远离”或“靠近”)运动员。【答案】缩小 靠近【解析】摄像机的镜头相当于一个凸透镜,拍摄时物体在二倍焦距之外,成倒立、缩小的实像。要想使被拍摄运动员的像更大一些,由凸透镜成实像的规律可知,应减小物距,增大像距,所以镜头应该前伸一些,并靠近运动员。【举一反三7】二维码在现代生活中随处可见,我们能看见二维码是由于光在二维码图案上发生了_________(选填“反射”或“折射”);如果手机镜头焦距为5cm,用手机扫描二维码,为保证成像清晰,手机到二维码的距离应大于_________cm,二维码经摄像头扫描成倒立、_________(选填“缩小”“等大”或“放大”)的实像。【答案】反射 10 缩小【解析】看见二维码是由于光在二维码图案上发生了反射,反射光线进入了人的眼睛。手机扫描二维码,相当于给二维码照了一张照片,手机的镜头是凸透镜,此时二维码到镜头的距离应大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像。手机镜头焦距为5cm,则手机到二维码的距离应大于10cm。【举一反三8】图甲是城市很多路口安装的监控摄像头,它可以拍摄违章行驶或发生交通事故时的现场照片。摄像头的镜头相当于一个凸透镜,图乙和丙是一辆汽车经过路口时与一辆自行车相撞后拍摄的两张照片,由图可以看出汽车所成的像变小,则汽车在 (选填“靠近”或“远离”)摄像头。【答案】远离【解析】照相机、摄像机都是根据物距大于2倍焦距时,成倒立、缩小实像的原理制成的,摄像头的镜头相当于一个凸透镜;并且物距越大,所成的像越小。从图片上看,丙图所成的像比乙图所成的像小,所以丙图的像距小于乙图的像距,而物距大于乙图的物距,即汽车远离摄像头。【题型6】凸透镜成像的动态变化【典型例题】老奶奶用放大镜看报纸,为了看到更大的清晰的像,应( )A.报纸和放大镜不动,眼睛里报纸近一些B.报纸与放大镜不动,眼睛离报纸远一些C.报纸和眼睛不动,放大镜离报纸近一些D.报纸和眼睛不动,放大镜离报纸远一些【答案】D【解析】根据凸透镜的成像特点知,放大镜成正立放大的虚像时,物体在焦点附近成的像大,故应保持报纸与眼睛不动,放大镜离报纸远一些,故D正确。故选D。【举一反三1】如图所示,将凸透镜正对一束水平激光装置,在透镜右侧竖直的光屏上观察到一光斑。若只移动光屏,下列关于光斑移动情况判断正确的是( )A.竖直向上移动时,光斑向上移动B.竖直向上移动时,光斑向下移动C.水平向左移动时,光斑向上移动D.水平向左移动时,光斑向下移动【答案】C【解析】根据光在同一种介质中沿直线传播,结合下图可知,AB、光屏竖直向上移动时,光斑不会向上向下移动,故A、B错误;CD、光屏水平向左移动时,光斑向上移动,故C正确,D错误。故选C。【举一反三2】在探究“凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、凸透镜、光屏固定位置如图,此时在光屏上得到一个清晰像。下列说法正确的是( )A.保持蜡烛位置不变,将透镜向右移动适当距离,可在光屏上得到缩小的像B.如果将蜡烛移到20cm刻线位置,可在光屏上得到倒立、等大的实像C.如果此时撤掉光屏,就没有像了D.将凸透镜向右适当移动一段距离,光屏上得不到一个清晰的像【答案】A【解析】由图示可知,此时物距为15cm,像距为30cm,则物距小于像距,所以在光屏上成的是倒立、放大的实像;保持蜡烛位置不变,将透镜向右移动适当距离,根据光路的可逆性可知,当物距等于原来的像距,像距等于原来的物距时,可在光屏上得到缩小的像,故A正确,D错误;如果将蜡烛移到20cm刻度位置,此时物距为30cm,根据光路的可逆性,当光屏位于65cm刻线处,在光屏上可得到倒立、缩小的实像,故B错误;光屏是用来接收像的,存在与否,不影响成像,故C错误。【举一反三3】如图所示,光屏上成清晰的像,如果保持凸透镜在50cm刻度线处不动,将点燃的蜡烛放在20cm的刻度线处,为了在光屏上得到清晰的像,下列说法正确的是( )A.将光屏移动到65cm的刻度线上时,会再次成清晰的缩小的像B.将光屏移动到65cm的刻度线上时,会再次成清晰的放大的像C.将光屏移动到70cm的刻度线上时,会再次成清晰的缩小的像D.将光屏移动到70cm的刻度线上时,会再次成清晰的放大的像【答案】A【解析】根据图示可知,此时的物距是15.0cm,像距是30.0cm,光屏上成清晰的倒立放大的实像;如果保持凸透镜在50.0cm刻度线处不动,将点燃的蜡烛放在20.0cm的刻度线处时物距是30.0cm,根据光的可逆性,这时的像距是15.0cm,应将光屏移动到65.0cm的刻度线上,成倒立缩小的实像。故选A。【举一反三4】如图所示,小丽拿自己的近视眼镜给凸透镜“戴上”,光屏上出现烛焰清晰的像,而拿走眼镜光屏上烛焰的像变得模糊。为了能在光屏上重新得到清晰的像,下列操作可行的是( )A.将蜡烛远离凸透镜B.将光屏靠近凸透镜C.将光屏远离凸透镜D.将蜡烛和光屏同时远离凸透镜【答案】B【解析】近视镜片属于凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,有近视镜片时,凸透镜所成的像会后移;拿走近视镜片后,蜡烛烛焰的像成在光屏的前面,即凸透镜所成的清晰的像应该在光屏和透镜之间,所以应将光屏向靠近凸透镜方向移动或将蜡烛靠近凸透镜,才能得到清晰的烛焰的像,故B正确。故选B。【举一反三5】小明透过圆柱形透明玻璃杯中有水部分观看竖直放置的白纸上的鹦鹉图片(圆圈中的鹦鹉图与白纸上的鹦鹉图实际大小相等),如图甲所示。将白纸逐渐远离杯子的过程中,不可能看到图乙中_________两幅图,过程中依次观察到情景是_________(以上两空均填写图片序号)。小明又将一支铅笔紧贴杯内壁竖直放置,通过有水部分观察到铅笔放大的像,俯视图如图丙所示,则在将铅笔向前移动的过程中,像将_________(选填“变大”“变小”或“不变”)。【答案】②④ ①③ 变小【解析】因为左右方向的玻璃杯面是一个弧形样子,左右中间厚边缘薄,与凸透镜一样,所以是左右方向发生变化,上下方向大小不会变化,也不会上下颠倒,因此②④不可能出现。当物距小于焦距时,成正立放大的虚像,即左右变大,先出现①;随着物距的增大,当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时,成倒立、放大的实像,即左右颠倒,宽度变宽;当物距等于二倍焦距时,成倒立、等大的实像,即左右颠倒,宽度不变;当物体大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像,即左右颠倒,宽度变窄,因此先看到①,后看到③。有水部分与玻璃杯外侧构成凸透镜,物距小于1倍焦距时,成正立放大的虚像,在将铅笔向前移动的过程中,物距变小,像会变小。【举一反三6】如图是在商场中常见的刷脸支付的场景。当人走近摄像头时,补光灯自动打开,照亮 (填“人脸”或“显示屏”);摄像头相当于一个 透镜,要使屏幕上的像更大些,人应该离镜头 一些。【答案】人脸 凸 近【解析】当人走近摄像头时,补光灯自动打开,照亮人脸,人脸反射的光通过摄像头才能成清晰的像。摄像头和照相机的成像原理相同,都是利用凸透镜成缩小实像的规律工作的,则摄像头相当于一个凸透镜。要使屏幕上的像更大些,由凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律可知,人应该离镜头近一些。【举一反三7】如图是在商场中常见的刷脸支付的场景。当人走近摄像头时,补光灯自动打开,照亮 (填“人脸”或“显示屏”);摄像头相当于一个 透镜,要使屏幕上的像更大些,人应该离镜头 一些。【答案】人脸 凸 近【解析】当人走近摄像头时,补光灯自动打开,照亮人脸,人脸反射的光通过摄像头才能成清晰的像。摄像头和照相机的成像原理相同,都是利用凸透镜成缩小实像的规律工作的,则摄像头相当于一个凸透镜。要使屏幕上的像更大些,由凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律可知,人应该离镜头近一些。【举一反三8】小明透过圆柱形透明玻璃杯中有水部分观看竖直放置的白纸上的鹦鹉图片(圆圈中的鹦鹉图与白纸上的鹦鹉图实际大小相等),如图甲所示。将白纸逐渐远离杯子的过程中,不可能看到图乙中_________两幅图,过程中依次观察到情景是_________(以上两空均填写图片序号)。小明又将一支铅笔紧贴杯内壁竖直放置,通过有水部分观察到铅笔放大的像,俯视图如图丙所示,则在将铅笔向前移动的过程中,像将_________(选填“变大”“变小”或“不变”)。【答案】②④ ①③ 变小【解析】因为左右方向的玻璃杯面是一个弧形样子,左右中间厚边缘薄,与凸透镜一样,所以是左右方向发生变化,上下方向大小不会变化,也不会上下颠倒,因此②④不可能出现。当物距小于焦距时,成正立放大的虚像,即左右变大,先出现①;随着物距的增大,当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时,成倒立、放大的实像,即左右颠倒,宽度变宽;当物距等于二倍焦距时,成倒立、等大的实像,即左右颠倒,宽度不变;当物体大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像,即左右颠倒,宽度变窄,因此先看到①,后看到③。有水部分与玻璃杯外侧构成凸透镜,物距小于1倍焦距时,成正立放大的虚像,在将铅笔向前移动的过程中,物距变小,像会变小。【题型7】物距介于一倍焦距二倍焦距时的成像特点【典型例题】雨湖区某校同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了物体到凸透镜的距离跟像到凸透镜的距离之间关系的图像,如图所示,下列判断正确的是( )A.该凸透镜的焦距是10cmB.该凸透镜的焦距是20cmC.当u=15cm时,在光屏上能得到一个缩小的像D.当u=25cm时成放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的【答案】A【解析】物距等于像距等于两倍的焦距等于20cm,故焦距为10cm,故A正确;B错误;C.当u=15cm时,在一倍焦距和两倍焦距之间,故在光屏上能得到一个倒立的放大的实像,故C错误;D.当u=25cm时成缩小的像,照相机就是根据这一原理制成的,故D错误。【举一反三1】如图是爱动脑筋的小明用手机和透镜自制的简易投影仪,它能将手机上的画面放大投射到白墙上,下列说法正确的是( )A.制作简易投影仪的透镜不可制成放大镜B.手机到透镜的距离在透镜的一倍焦距和二倍焦距之间C.墙上呈现的是手机画面正立、放大的实像D.要使墙上的像变大,应增加手机与透镜间的距离【答案】B【解析】投影仪利用凸透镜成像的规律,因此,制作简易投影仪的透镜是凸透镜,可以制作放大镜,故A错误;根据投影仪成像的原理可知,手机到透镜的距离应大于一倍焦距,小于二倍焦距,故B正确;投影仪成的像是倒立、放大的实像,所以墙上呈现的是手机画面倒立、放大的实像,故C错误;要使墙上的像变大,根据“物近像远像变大”的规律可知,应减小手机与透镜间的距离,故D错误。【举一反三2】如图所示的实验装置中,此时光屏上呈现清晰的烛焰的像,下列说法正确的是( )A.图中的实验现象能说明放大镜的成像特点B.光屏上接收到的是倒立、放大的烛焰的像C.将蜡烛向左移,光屏应向右移才能接收到清晰的像D.若遮住凸透镜上半部分,光屏上不能呈现完整的像【答案】B【解析】由图示知,物距为20.0cm,像距为30cm,物距小于像距,成倒立放大的实像,这是投影仪的成像特点,而放大镜的成像特点是物距小于一倍焦距,成正立放大的虚像,故A错误,B正确;物体通过凸透镜成实像时,物距变大,像距变小,像变小,所以蜡烛向左移时,光屏应向左移动才能接收到清晰的像,故C错误;遮住凸透镜上半部分,蜡烛通过凸透镜的光线减少,像变暗,但蜡烛各部分的光线都能通过凸透镜,所成的像依然是完整的,故D错误。【举一反三3】如图所示,小刚在做探究凸透镜成像规律的实验时,将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,在光屏上得到烛焰清晰的像(烛焰未画出)。以下说法中正确的是( )A.此透镜的焦距可能为 15cmB.此成像原理与放大镜成像原理相同C.此时若只向右移动凸透镜,能再次在光屏成清晰的像D.若将透镜换为焦距更小的凸透镜,则只将光屏右移就能再次接收到清晰的像【答案】C【解析】保持透镜在50cm刻度线处不动,物距像距物距小于像距,根据凸透镜成像规律可知此时成倒立放大的实像,生活中的投影仪就是利用这一原理制成的,而放大镜成的是正立放大的虚像,且物距在一倍和二倍焦距之间、像距在二倍焦距以外,即可得解得故A、B错误;保持蜡烛和光屏的位置不变,向右移动凸透镜,根据凸透镜光的可逆性当物距等于原像距,能再次在光屏成清晰的像,故C正确;凸透镜成实像时的动态变化规律是:物远像近像变小,若将透镜换为焦距更小的凸透镜,相当于增大了物距,则像距也应变小,所以将光屏向左移就能再次受到清晰的像,故D错误。【举一反三4】如图所示,F为凸透镜的焦点,P到凸透镜的距离为2倍焦距。把一只点燃的蜡烛放在P与F之间的某点上,在凸透镜的另一侧调节光屏的位置可找到一个清晰的烛焰的像,这个像是下列选项中的( )A. B. C. D.【答案】B【解析】如图点燃的蜡烛放在距离凸透镜一倍至二倍焦距之间的地方,调节光屏的位置,在光屏上能得到一个倒立、放大的实像。由图可知,A是正立放大的实像,故不符合题意;B是倒立放大的实像,符合题意;C是正立缩小的实像,故不符合题意;D是倒立缩小的实像,故不符合题意;故选B。【举一反三5】将蜡烛、焦距为10cm的凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛,使烛焰、透镜和光屏的中心在同一高度上。移动蜡烛使烛焰距凸透镜14cm,会在光屏上得到一个倒立、_________的实像。根据这一成像原理可以制成 _________(填一光学仪器)。【答案】放大 投影仪【解析】凸透镜的焦距为10cm,当烛焰距凸透镜14cm时,位于凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间,移动光屏可以成倒立、放大的实像,投影仪就是根据这一成像规律制成的。【举一反三6】将蜡烛、焦距为10cm的凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛,使烛焰、透镜和光屏的中心在同一高度上。移动蜡烛使烛焰距凸透镜14cm,会在光屏上得到一个倒立、_________的实像。根据这一成像原理可以制成 _________(填一光学仪器)。【答案】放大 投影仪【解析】凸透镜的焦距为10cm,当烛焰距凸透镜14cm时,位于凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间,移动光屏可以成倒立、放大的实像,投影仪就是根据这一成像规律制成的。【举一反三7】如图所示,凸透镜的焦距是_________ cm,把一个物体放到距离该凸透镜15cm处时,在凸透镜另一侧的光屏上成一个倒立、_________的实像。【答案】10.0 放大【解析】平行光经过凸透镜折射后会聚于一点,该点就是凸透镜的焦点,焦点到透镜的距离叫焦距,所以该凸透镜的焦距为f=40.0cm-30.0cm=10.0cm当把物体放到距凸透镜15cm处时,f>u<2f,成倒立、放大的实像。【题型8】物距小于一倍焦距时的成像特点【典型例题】在玻璃杯(其厚度不计)的杯底放一枚硬币,装满水后将杯子端到眼睛的高度,再慢慢下移。当杯子下移到某一位置时,如图所示,可以看到大小不同的“两枚硬币”,关于这个现象说法正确的是( )A.看到的“大硬币”是放大的实像B.“大、小硬币”都是光的折射形成的C.“大硬币”的所在位置是真实硬币的位置D.实际硬币比看到水中的“小硬币”位置要高【答案】B【解析】装满水的玻璃杯相当于一个凸透镜,当杯子下移到某一位置时,因为硬币在凸透镜的一倍焦距以内,硬币反射的光经玻璃杯的折射进入人眼,人眼看到了硬币的正立、放大的虚像;水中的硬币反射的光从水中斜射向空气时,在水面处发生折射,折射角大于入射角,折射光线偏离法线,折射光恰好能进入人眼,人眼看到了位置偏浅的硬币的虚像。综上可知,B正确,A、C、D错误。故选B。【举一反三1】一束平行光正对凸透镜照射时,在离透镜10cm处的光屏上得到一个亮点,那么当物体位于透镜前6cm处时,可观察到( )A.倒立、缩小的实像B.倒立、放大的实像C.正立、缩小的虚像D.正立、放大的虚像【答案】D【解析】由题意知,当平行光正对凸透镜照射时,此时在距离透镜10cm处光屏上得到一个亮点,说明该凸透镜的焦距为10cm,当物体位于透镜前6cm处时,此时物距小于一倍焦距,由凸透镜成像规律可知,此时成正立放大的虚像,故D符合题意,A、B、C不符合题意。【举一反三2】如图所示,小李通过凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的_________(选填“实”或“虚”)像,如果想让看到的字再变大点,应让凸透镜_________(选填“靠近字”或“远离字”)。【答案】虚 远离【解析】由图可知,小李看到的是正立、放大的像。由凸透镜成像规律可知,当物体在凸透镜焦点以内时,成正立、放大的虚像,利用此原理制成了放大镜。凸透镜成正立、放大的虚像时,物体越靠近焦点,所成的虚像越大,所以如果想让看到的字再变大点,应让凸透镜远离字。【举一反三3】如图,小明用焦距为的凸透镜观察邮票上的细小图案,他应将凸透镜移动到距离邮票_________(选填“大于”“小于”或“等于”)的位置,这时他通过凸透镜看到的是邮票正立、放大的 _________(选填“虚”或“实”)像。【答案】小于 虚【解析】凸透镜成像规律可知,当物距小于1倍焦距时,成正立放大的虚像,因此应该将凸透镜移动到距离邮票小于15cm的位置,此时通过凸透镜看到的是邮票正立、放大的虚像。【举一反三4】根据凸透镜成像规律,作出图中物体AB过凸透镜所成的像A'B'。【答案】见解析图【解析】由题图可知,物体在一倍焦距以内,成的是正立放大的虚像。连接A与凸透镜的中心并延长,且A发出的一条平行于主光轴光线通过凸透镜后,其折射光线过焦点,将其折射光线反向延长,两条折射光线的反向延长线的会聚点即为像点A′,作该点垂直于主光轴,即为物体AB所成的像A′B′的位置,如图所示: 展开更多...... 收起↑ 资源预览