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5.3凸透镜成像的规律 教材知识梳理 课时练习
班级：_______ 姓名：_______
知识点 凸透镜成像规律
1.静态成像规律
（1）u>2f，倒立、缩小的实像，f（2）u=2f，倒立、等大的实像，v=2f；
（3）f2f；
（4）u2.动态成像规律
（1）成实像时：物近，像①______，像变大；
（2）成虚像时：物近，像②______，像变小.
实验 探究凸透镜成像的规律
【实验与记录】
1.实验装置
（1）组装顺序（依次在光具座上放置蜡烛、透镜、光屏）；
（2）实验前调节装置时，应①________(选填“点燃”或“不点燃”)蜡烛，调节烛焰、透镜中心和光屏的中心在②________________，使烛焰的像成在光屏中央.
2.为使实验现象更明显，实验应在较暗的环境下进行
3.测量（判断）焦距的方法
（1）用平行光垂直照射到凸透镜上，在凸透镜的另一侧用光屏承接到最小、最亮的光斑，测出光斑到③_______________的距离即为焦距；
（2）使物体在光屏上成倒立、等大的实像时，焦距为物距或像距的④________.
4.选取合适焦距的透镜（根据光具座的量程选取，光具座的量程至少大于凸透镜的四倍焦距）
5.观察虚像的操作：撤去光屏，从⑤________(选填“光屏”或“蜡烛”)一侧透过凸透镜观察，可以观察到烛焰的像
6.光屏上找不到像的可能原因（a.物距等于或小于⑥_____________；b.像距过大超出了光具座的量程）
7.验证⑦____________的方法（光屏上成清晰像时，对调物与光屏的位置，光屏上还能呈现清晰的像）
【交流与小结】
8.根据物距、像距、焦距三者的关系判断成像特点及应用
9.实验中蜡烛变短，像成在光屏上方的调整方法（将蜡烛⑧________移动或将透镜和光屏向下移动）
10.用纸板遮住透镜部分：光屏上会成完整的较暗的像，且光屏上不会出现纸板的像或影子
11.像距太大，超出光具座范围，导致光屏上承接不到像的处理方法（a.换焦距更小的凸透镜；b.在蜡烛和透镜之间加凸透镜）
12.凸透镜变化时的相关分析
（1）加凸透镜或换用焦距更小的凸透镜时对光的会聚能力变强，像距变⑨_____、像变⑩______，为使光屏上能成清晰的像光屏应向 _________（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动；
（2）加凹透镜或换用焦距更大的凸透镜时对光的会聚能力变 ______，像距变大、像变大，为使光屏上能成清晰的像光屏应向 ________（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动.
13.水透镜相关分析（注水时会聚能力变 _______，抽水时会聚能力变 _______）
实验结论：
（1）当u>2f，f（2）当u=2f，v=2f时成 ________________像；
（3）当f2f时成 ________________像(投影仪)；
（4）当u=f时不成像；
（5）当u参考答案
知识点
①远 ②近
实验 探究凸透镜成像的规律
①点燃 ②同一高度 ③凸透镜光心 ④一半 ⑤光屏 ⑥一倍焦距 ⑦光路可逆 ⑧向上 ⑨小 ⑩小 靠近 弱 远离 强 弱 倒立、缩小的实 倒立、等大的实 倒立、放大的实 正立、放大的虚
课时练习1
01　　知识点过关
1.探究凸透镜成像规律的实验
实验目的：探究像的虚实、大小、正倒跟________的关系.
实验器材：________、凸透镜、________和________等.
物 理 量：物体到凸透镜的距离叫________，用字母u表示；像到凸透镜的距离叫________，用字母v表示.
注　　意：在摆放仪器时，要使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心“共线”并“等高”.“等高”就是点燃蜡烛，调整凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏中心大致在同一高度，只有这样才能使烛焰成的像落在光屏的中央，便于观察.
2.凸透镜成像规律
规　　律：(1)当蜡烛位于凸透镜的二倍焦距以外时，调整光屏的位置，可在光屏上出现________、________的清晰的______像；(2)当蜡烛位于二倍焦距以内焦点以外时，调整光屏的位置，可在光屏上出现________、________的清晰的________像；(3)当蜡烛位于透镜的焦点以内时，在光屏上________(填“能”或“不能”)得到蜡烛的像，透过透镜可以看到蜡烛成________、________的________像.
02　　基础题
1.把一个凸透镜正对着太阳光，在距凸透镜10 cm处得到最小最亮的光斑，将点燃的蜡烛放在离凸透镜14 cm处，经凸透镜所成的像是( )
A.正立放大的虚像 B.倒立放大的实像
C.倒立缩小的实像 D.正立放大的实像
2.(玉林中考)在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，如果在光屏上得到如图所示的缩小、倒立的实像，那么要在光屏上得到放大、倒立的实像，下列操作可行的是( )
A.蜡烛右移，光屏右移　B.蜡烛左移，光屏左移
C.蜡烛右移，光屏左移　D.蜡烛左移，光屏右移
3.(多选)在研究凸透镜成像规律的实验中，小明同学无论怎样移动光屏，在光屏上始终观察不到烛焰清晰的像，造成这种现象的原因可能是( )
A.蜡烛、凸透镜、光屏三者中心不在同一水平线
B.蜡烛距凸透镜距离大于焦距
C.蜡烛距凸透镜距离小于焦距
D.蜡烛距凸透镜距离等于焦距
4.(郴州中考)小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材，探究凸透镜成像的规律.
(1)测焦距：如甲图所示，让一束平行光正对着凸透镜，移动光屏，直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑.由此可得出该凸透镜的焦距为________cm；
(2)如乙图所示，把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到同一高度.当蜡烛距凸透镜的距离为35 cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰倒立、________(填“放大”或“缩小”)的实像.若对换蜡烛和光屏的位置，光屏上仍能得到一个清晰的像，据此原理，人们制成的光学仪器是________；
(3)如乙图所示，把凸透镜换成焦距为30 cm的，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，移动光屏，在光屏上________(填“能”或“不能”)得到一个清晰的像，原因是________________________________________________________.
03　　中档题
5.把蜡烛放在距离凸透镜20 cm处，在透镜另一侧的光屏上观察到倒立、放大的清晰像.那么凸透镜的焦距可能是( )
A.5 cm B.10 cm C.15 cm D.20 cm
6.(贵港中考)某同学做“探究凸透镜成像的规律”实验时，所用凸透镜的焦距为f，保持凸透镜位置不变，如图所示，先后使烛焰位于a，b，c，d四点，并分别调整光屏的位置，关于a，b，c，d四点的成像情况，他归纳出下列说法，其中错误的是( )
A.烛焰位于a点时，屏上出现的实像最小
B.烛焰位于c点时，屏上出现的实像最大
C.烛焰位于b点时，屏上出现的实像最大
D.烛焰位于d点时，成正立放大的虚像
7.在“探究凸透镜成像规律”的实验中，各组使用相同的焦距的凸透镜进行实验.实验时，首先调节蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在____________；小丽用9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代蜡烛作光源，装置如图所示，现将光源“F”放在10 cm处，方格上字样从右向左看如图乙所示，凸透镜固定在光具座50 cm处.如果将凸透镜的上半部分罩住，则从左向右看光屏上所成的像是________(填图丙中字母).如果用遮光罩将“F”字样的上半部分挡住，则从左向右看，光屏上所成的像是________(填图丙中字母).
8.(鄂尔多斯中考)在探究“凸透镜成像规律”的实验中，小华进行了如下探究：为探究像距与焦距的关系，他选用了焦距不同的凸透镜进行实验.实验时物体固定在光具座25 cm刻度线处，凸透镜固定在40 cm刻度线处不改变，如图所示.实验数据记录如下表：
实验序号 物距u/cm 焦距f/cm 像距v/cm
1 15 5 7.5
2 7.5 15
3 12 60
(1)分析表中数据可知：保持物距不变时，焦距越大则像距越________.
(2)实验序号1中成的像是________(填“放大”或“缩小”)的实像，________就是利用这一原理制成的.
(3)做完序号3实验后，小华只更换一个f＝13 cm的凸透镜安装在光具座40 cm刻度线处，发现无论怎样移动光屏，像依然模糊，为了使光屏上的像变清晰，他应该在光具座上的凸透镜前的适当位置再放置一个________(填“凸透镜”或“凹透镜”).
9.在“探究凸透镜成像规律”的实验中，三班学生在老师的要求下，全班分成7个小组，使用焦距都是10 cm的凸透镜做实验.最后，老师将各组实验的结果画在了图中.图中1和1′，2和2′…7和7′分别表示实验时各组的物和对应像的位置.请你根据实验的要求和图中的信息，回答下列问题：
(1)实验时，光具座水平放置，位于光具座上的烛焰的中心、凸透镜的中心和光屏的中心应该处于____________.
(2)从________两组可以看出，当物体位于一倍焦距和二倍焦距之间时，所成的像是________立的、________的实像.
(3)从6、7两组可以看出，凸透镜成虚像时，像与物在________侧，且像是________立的.
(4)由图可知成实像时，当物远离凸透镜，则像________(填“远离”或“靠近”)凸透镜，且像变________(填“大”或“小”).
　04　　拓展题
10.在凸透镜的主光轴上放一根木棒，a端在2倍焦距之外，而b端在1倍焦距与2倍焦距之间，如图所示，那么在另一侧所成的像是( )
A.a端变细，b端变粗 　B.a端变粗，b端变细
C.a、b端变粗 　D.a、b端变细
第10题图
第11题图
11.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16 cm
B.当u＝12 cm时，在光屏上能得到一个缩小的像
C.当u＝20 cm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12 cm处移动到24 cm处的过程中，像逐渐变小
课时练习2
01　　知识管理
凸透镜成像规律的应用
序号 物距与焦 距的关系 像的性质 像距与焦 距的关系 应用
正倒 大小 实虚 与物位置关系
1 u>2f 倒 缩小 实 异侧 f2 u＝2f 倒 等大 实 异侧 v＝2f 测焦距
3 f2f 投影仪
4 u＝f 不成像 制作平 行光源
5 uu 放大镜
口　　诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；物近像远像变大，焦距以内反变化.
说　　明：(1)“一倍焦距分虚实”意思是以焦点为界，物体在焦点以外成实像，在焦点以内成虚像，在焦点处不成像；(2)“二倍焦距分大小”意思是以二倍焦距为界，物体在二倍焦距以外成缩小的像，在二倍焦距以内成放大的像，在二倍焦距处成等大的像；(3)“物近像远像变大”意思是随着物距的减小，所成的像变大，像距也跟着变大；(4)“焦距以内反变化”意思是物体在焦点以内时，随着物距的减小，所成的虚像变小，像距也在变小；反之亦然.
02　　基础题
1 在某些重要会议入场时，采用人脸识别系统，识别系统的摄像机可以自动将镜头前0.5 m处的人脸拍摄成数码相片，通过信号线传递给计算机识别.摄像机的镜头( )
A.相当于凸透镜，焦距可为0.5 m
B.相当于凹透镜，焦距可为0.5 m
C.相当于凸透镜，焦距可为0.2 m
D.相当于凹透镜，焦距可为0.2 m
2. 在探究凸透镜成像的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏处于如图所示的位置时，恰能在光屏上得到一个清晰的像.应用这一成像原理的是( )
A.潜望镜 B.放大镜 C.照相机 D.投影仪
3.图中蜡烛在光屏上成清晰缩小的像，下列哪一项操作可能使烛焰在光屏上成清晰放大的像( )
A.透镜不动，蜡烛、光屏靠近透镜
B.透镜不动，蜡烛、光屏向右移动
C.透镜、光屏都不动，蜡烛向右移动
D.蜡烛、光屏都不动，透镜靠近光屏
4.“嫦娥二号”探测器与“战神”小行星擦身而过，按照从左到右的次序，探测器上的照相机先后拍摄了一组照片(镜头的焦距不变).对此过程，下列说法中正确的是( )
A.小行星与探测器的距离逐渐变小，镜头与像的距离逐渐变小
B.小行星与探测器的距离逐渐变小，镜头与像的距离逐渐变大
C.小行星与探测器的距离逐渐变大，镜头与像的距离逐渐变小
D.小行星与探测器的距离逐渐变大，镜头与像的距离逐渐变大
5. 物体距凸透镜30 cm时，透镜另一侧的光屏上刚好能得到一个倒立等大的实像，此凸透镜的焦距为________cm；若将此凸透镜作为放大镜使用，被放大的物体距凸透镜的距离应小于________cm.
6. 小明用焦距为10 cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律，他将烛焰放在距凸透镜15 cm的位置，调节光屏位置，可以得到一个清晰的倒立、________(填“等大”“放大”或“缩小”)的实像，利用这个原理可以制成________.实验中他不慎用手指尖触摸到了凸透镜，此时光屏上________(填“会”或“不会”)出现手指尖的像.
7.在学校艺术节上，小月同学进行了微雕创作，将同学们熟悉的梅花校徽完美地展现在一粒大米上.
(1)为看清微雕上的图像，小月利用如图1所示透镜中的________(填序号)进行观察；
(2)正确选择透镜后，小月拿透镜正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，当在纸上呈现一个最小最亮的光斑时，测得这个光斑到透镜的距离为5 cm；
(3)透过透镜观察微雕作品，小月看到的像如图2所示，此时透镜到微雕作品的距离在____________范围，________(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是应用这一原理制成的.
　03　　中档题
小明用同一个相机给同一个古塔拍了四张照片，拍摄下列哪张照片时镜头伸出最长( )
用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距，并“探究凸透镜成像规律”，当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙时，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30 cm
B.图乙中烛焰成的是倒立放大的像
C.照相机成像特点与图乙中所成像的特点相同
D.保持凸透镜、光屏位置不变，将蜡烛远离凸透镜，烛焰仍可在光屏上成清晰的像
10.摄影爱好者马老师去公园采风.他先站在高处对准中心花坛来了个全景，又准备调整镜头抓拍一只落在花蕊中的蜜蜂，马老师应该做的是________(填“增大”或“减小”)镜头和蜜蜂的距离，同时________(填“增大”或“减小”)镜头到底片的距离.
11. “虚拟试衣镜”亮相南京国际软件产品博览会，该款“虚拟试衣镜”解决了购物者试穿衣服时很难观察到背面情况的问题，摄像头能够监视顾客的移动，并将衣服的背面展现给他们.监视顾客移动的摄像头相当于一个________镜，顾客离摄像头的距离应在________________的范围，能形成________(填“倒立”或“正立”)的实像.
12.在学完凸透镜成像规律后，小明选择了一块焦距未知的凸透镜，对凸透镜成像特点作了进一步探究.
(1)为测量凸透镜焦距，他让一束平行光正对射向该透镜，需调节光屏位置直到在屏上得到一个____________的光斑.图甲是调节完成的状态，该透镜的焦距f＝________cm；
(2)小明按图乙组装好实验装置.在只移动透镜的情况下，他发现都不能在光屏上成清晰的像.由此，你猜想造成上述现象的原因是________________________；
(3)如图丙所示，蜡烛在光具座上A处时，可在B处的光屏上成一清晰的像，所成像为__________的实像.若把蜡烛从A处向左移动距离s到C，为在光屏上再次成清晰的像，则他应将光屏向________移动，移动距离s′________s.
04　　拓展题
13.星期天，小方同学按照课后动手动脑学物理的操作要求，验证了一个有趣的实验：找一个圆柱形的玻璃瓶，里面装满水.把一支普通铅笔放在玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶，可以看到那支笔，如图所示.如果把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动，会看到什么现象？小方记录了这个过程中所看到的现象，其中有错误的是( )
A.先成虚像，后成实像
B.笔尖一直变长变大
C.到某一位置时，笔尖突然改变方向
D.笔尖先变长变大，后变短变小
14．如图所示，是小薛和小程“探究凸透镜成像规律实验”的装置图。把凸透镜固定在50cm处，将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度。依次改变蜡烛的位置，移动光屏直到找到清晰的像，记录的数据如下表所示。请你帮他们完成下列内容：
次数 物距/cm 像距/cm
1 30 15
2 25 16.7
3 20 20
4 15
5 14 35
（1）根据表中的数据可知，该透镜的焦距是 cm；蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示，保持蜡烛、凸透镜的位置不变，为了找到清晰的像，应将光屏向 （选填“左”或“右”）移动；
（2）在第4次实验中，所成的像的特点为 、 的实像；该次实验的像距应是 cm，第5次实验的像比第4次实验的像更 （选填“大”或“小”）；
（3）将蜡烛放在C点，无论怎样移动光屏都得不到烛焰的像，此实验现象可说明 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像特点；
（4）实验中，蜡烛燃烧不断缩短，导致光屏上的像向 （选填“上”或“下”）移动。
参考答案
第1课时　
01　　知识点过关
1．物距　蜡烛　光屏　光具座　物距　像距　2.倒立　缩小　实　倒立　放大　实　不能　正立　放大　虚
基础题
1．B　2.A　3.ACD　4.(1)10.0　(2)缩小　幻灯机(或投影仪)　(3)不能　(4)像距大于60 cm，而蜡烛与光屏间距离无法达到60 cm
中档题
5．C　6.C　7.同一高度　D　B　8.(1)大　(2)缩小　照相机　(3)凸透镜　9.(1)同一高度　(2)1、2　倒　放大　(3)同　正　(4)靠近　小
拓展题
10．A　11.D
第2课时　
基础题
1．C　2.D　3.B　4.C　5.15　15　6.放大　投影仪(或幻灯机)　不会　7.(1)A　(3)小于5 cm　放大镜
中档题
8．D　9.B　10.减小　增大　11.凸透　大于二倍焦距　倒立　12.(1)最小最亮　10.00　(2)蜡烛和光屏间距离较小　(3)倒立、放大　左　＞
拓展题
B
14．【答案】（1）10cm；右；（2）倒立；放大；30；大；（3）放大镜；（4）上
【详解】（1）由表格第3次实验数据知道，当物距是20cm时，像距是20cm，根据凸透镜的成像规律可知，此时u=v=2f，所以该透镜的焦距是f=10cm；由图知道此时物距是15cm，即f2f，所以为了找到清晰的像，应将光屏右移动；
（2）在第4次实验中，物距是15cm，即f（3）将蜡烛放在C点，此时u＜f，成正立、放大的虚像，所以无论怎样移动光屏都得不到烛焰的虚像，放大镜利用了此原理；
（4）由于凸透镜成倒立的实像，通过光心的光线传播方向不变，所以蜡烛变短，像将向上移动。

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