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八上科学第一章第5节凸透镜成像
一．探究凸透镜成像规律（共24小题）
1．小龙和小山使用相同的器材做“探究凸透镜成像规律”的实验。他们的实验器材摆放位置和间隔如图所示，光具座紧挨着（图中未画出），蜡烛烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一高度上。奇怪的是，他们在光屏上看到了相同性质的像。
（1）小山吹灭蜡烛乙，光屏甲上的像也随即消失（蜡烛甲仍燃烧，且高度几乎不变）。像消失的原因是 　 　
（2）小山根据实验绘制了如图所示的图像（v表示像到凸透镜的距离，u表示物体到凸透镜的距离），根据图像可以判断下列说法正确的是 　 　 。
A.实验中使用的凸透镜的焦距为10cm
B.A状态下，可在光屏上观察到一个放大的像
C.D状态下，光屏上会成缩小的像
D.从C状态变化到B状态的过程中，所成像逐渐变大
2．小南通过实验探究凸透镜成像规律，他选用了一个焦距未知的凸透镜进行探究，如图。
（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，则凸透镜焦距为　 　 cm；
（2）如图乙，将光具座上蜡烛烛焰、凸透镜和光屏三者的中心调节　 　 ，其目的是使像成在光屏中央；此时通过调节光屏位置可以在光屏上得到一个倒立、　 　 的实像；
（3）若将蜡烛适当向左移动，则需将光屏适当向　 　 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜移动，才能再次在光屏上得到清晰的像；实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致像不再出现在光屏的中央，为了使烛焰的像能再次成在光屏中央，在不更换实验器材的情况下，下列方法可行的有　 　 （填序号）；
A．将蜡烛向上移
B．将透镜向上移
C．将光屏向下移
（4）调整蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图丙所示，则人眼应按　 　 （选填“A”、“B”或“C”）所示的方式才能观察到烛焰放大的像；
（5）下表是小南实验时记录的几组数据，通过分析数据，老师发现表格中第　 　 次实验数据是编造的，理由是：　 　 。
实验次序 1 2 3 4 5
物距u/cm 30 20 15 10 5
像距v/cm 15 20 30 40 /
3．在“凸透镜成像实验”中，所用的实验器材有：光具座、凸透镜、光屏、蜡烛等。
（1）将实验器材按蜡烛、凸透镜和光屏的顺序放置在光具座上，调节它们的高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者的　 　 大致在同一高度。
（2）实验时，蜡烛随着燃烧而变短，光屏上的像将向　 　 （选填“上”或“下”）移动。为了使像成在光屏中心，调整的方法是　 　 。（写出一条即可）
（3）小明多次实验后发现；照相机、投影仪和放大镜所成像的性质各不相同，其原因主要是　 　 。
（4）如图所示，凸透镜可以看作眼睛的晶状体，光屏可以看作视网膜。小明同学是近视眼，若要使他看到的像清晰地呈现在视网膜上，应在图中A处放置　 　 （选填“a”或“b”）透镜，原因是该透镜对光线有　 　 作用。
4．小玉和小环使用相同器材做“探究凸透镜成像规律”实验。他们的实验器材摆放位置和间隔如图1所示，光具座紧挨着（图中未画出），蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一高度上。奇怪的是，他们在光屏上看到了相同性质的像。请完成下列问题：
（1）小玉实验时不小心把凸透镜摔坏了，用橡皮泥把遗失的部分补上（如图2）。若用这个修补的凸透镜做实验，则在光屏上的成像情况是　 　 。
A．光屏上能出现三个烛焰的实像
B．光屏上能出现一个残缺的实像
C．光屏上的像与原镜片成像特征几乎不变
（2）小环在实验中发现出现了如图3所示的现象，为了把像调整到光屏的中央，你的方法是　 　 。（写出一条即可）
（3）小环完成实验后吹灭蜡烛乙，发现光屏甲、乙上的像都随之消失（蜡烛甲仍然在燃烧，且烛焰高度几乎不变），光屏甲上的像消失的原因是　 　
（4）小玉同学想利用LED发光字代替蜡烛来研究凸透镜所成像与发光物体在上下、左右的位置关系，以下汉字中，适合做本次研究的LED光源的是　 　
①我 ②是 ③玉 ④环 ⑤人
5．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，对凸透镜成像特点做了进一步探究。
（1）如图甲所示，当他将一个发光的小灯泡放在图示位置时，无论怎么移动右侧的光屏，在光屏上始终得到一个与透镜等大的光斑，他又将小灯泡换成点燃的蜡烛，当调整至图乙位置时，恰好在光屏上接收到清晰的倒立、　 　 的实像。
（2）如图乙所示，当光屏上呈现清晰的像时，不改变图乙中蜡烛和透镜位置：仅将凸透镜换成焦距相同直径较小的凸透镜，再次实验，光屏上所成的像与原来相比　 　 （选填“变小”“变暗”或“变不完整”）了；
（3）有人将他的眼镜片放在图乙蜡烛与凸透镜之间，光屏上的像变模糊了，适当向左移动蜡烛，像就又清晰了，由此可判断此人戴的是　 　 （选填“近视”或“远视”）眼镜；
（4）如图丙，线段AB为用另一只凸透镜多次成像时的物距倒数和像距倒数所描绘出的图像，则该凸透镜焦距为　 　 cm。
6．为探究凸透镜成像规律，小科通过移动蜡烛，记录蜡烛的像到凸透镜的距离v，物体到凸透镜的距离u，并绘制成图甲。
（1）根据图像可知，凸透镜的焦距是 　 　 cm。
（2）在某次实验中小科将凸透镜固定在长度为1m的光具座的中点，蜡烛放在35cm刻度线处，如图乙。
①小科将光屏移至 　 　 刻度线处得到一个清晰的像；
②小科将蜡烛以0.01m/s的速度向左移至30cm刻度线处，光屏移至 　 　 刻度线处时，光屏上再次承接到清晰的像。这段时间内蜡烛的像移动的平均速度为多少米/秒。
7．小海同学用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验：
（1）如图甲所示，保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处时，　 　 （选填“A”、“B”或“C”）处能观察到蜡烛的像，像是图乙中的 　 　 号（选填数字）。
（2）随着蜡烛的燃烧，光屏上的像不断上移，为了能使像重新呈在光屏中央，该如何操作 　 　 。
（3）实验中，当蜡烛与凸透镜的距离如图丙所示时，在光屏上可得到一个清晰、倒立 　 　 的实像（选填“放大”、“缩小”或“等大”），若保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至 　 　 cm刻度线处，光屏上能再次呈现清晰的像。
8．在学完凸透镜成像规律后，小山选择了一块焦距未知的凸透镜，对凸透镜成像特点做了进一步探究。
（1）请简述利用实验室器材将蜡烛、凸透镜和光屏安装成如图甲所示的相关步骤 　 　 。
（2）当调整至图甲位置时，恰好在光屏上接收到清晰的像，请描述所成像的性质 　 　 、　 　 、　 　 ；若保持此时蜡烛和光屏的位置不变，请写出当光屏上可再次出现清晰的像时的方法：　 　 。
（3）小山将他的眼镜片放在图甲中的凸透镜前，光屏上的像变模糊了，适当向左移动蜡烛，像就又清晰了，由此可判断小山戴的是 　 　 （选填“近视”或“远视”）眼镜。
（4）如图乙，线段AB为用另一只凸透镜多次成像时的物距倒数和像距倒数所描绘出的图像，则该凸透镜焦距为 　 　 cm。
9．小实做凸透镜成像实验时，得到下表实验数据：
实验次数 物距（厘米） 像距（厘米）
1 30 15
2 35 14
3 20 20
4 16 27
5 12 ？
（1）实验前将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在水平光具座上。点燃蜡烛后调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心和烛焰中心大致在同一高度，其目的是 　 　 。
（2）实验中当物体处于一倍焦距内时，凸透镜成正立、放大的虚像（如图甲），在凸透镜右侧放一张黑纸，将透镜遮住一半，请预测蜡烛的像是否存在，并说明理由 　 　 。
（3）实验中小实忘记记录第5组的像距，下列数据有可能的是 　 　 。
A．60 B．25 C．18 D．9
10．小叶在实验室利用光具座研究凸透镜成像规律。
（1）依次安装好蜡烛、凸透镜和光屏后，小叶发现在移动凸透镜的过程中，无论如何移动光屏上面都不成像，可能原因是 　 　 。
（2）当小叶将三个元件移动到下图位置时，光屏中心出现了清晰的像则光屏上成的像性质为 　 　 。只调节凸透镜至物距为 　 　 cm，又能得到一个清晰的像。
（3）实验过程中，小叶发现蜡烛的像时而清晰时而模糊，产生这一现象的原因是 　 　 。老师建议小叶将蜡烛更换为LED灯替代蜡烛来探究凸透镜的成像规律，下列形状的LED灯中你认为合适的有 　 　 。
A.R B.T C.A D.F
11．生活中，只要用心观察就能发现很多有趣的现象，比如隔着装满水的透明玻璃杯观察事物，会观察到什么现象呢？同学们进行了实验，记录下了实验现象，如图所示。
【实验器材】写有字母F的白色卡纸、装满水的圆柱体透明水杯、装满水的长方体透明水杯、凸透镜。
【实验过程】
（1）根据上述记录的信息，你发现了哪些现象？
（2）凸透镜是指 　 　 的透镜，对比凸透镜和圆柱体水杯的形状如果用一块凸透镜替代该圆柱体水杯，调整字母F到凸透镜的距离，判断是否能重现上述实验1、实验2的现象，并请做出解释。
12．小田同学利用光具座等器材（如图甲）探究凸透镜成像规律。记录实验数据，并将结果绘制成图乙。
（1）根据乙图，当物距为37.5cm时的像距为 　 　 。
（2）实验过程中，随着蜡烛的燃烧蜡烛长度变短，光屏上烛焰的像会向 　 　 移动。
（3）利用凸透成像规律可以制成“人脸识别测温一体机”（如图丙），一体机内成像部分结构和原理可简化为图丁，要使一体机中的像变大，镜头到人的距离a大小将如何变化 　 　 （选填“变大”或“变小”）。
13．某科学兴趣小组学生用凸透镜进行如下探究。
（1）测焦距：小华将凸透镜正对太阳，调节凸透镜下方白纸到合适的位置，这里合适的位置是指白纸上出现：　 　 ，实验示意图如图甲所示。
（2）制作平行光源：小军将发光小灯泡、凸透镜和光屏如图乙放置，光屏上呈现一个圆形光斑，若将光屏向右移动，光斑大小将不变。
（3）探究成像规律：
①小明移去图乙中的小灯泡，将点燃的蜡烛放置于光具座的15cm刻度处，将光屏向右移动一段合适的距离，能在光屏上得到烛焰清晰倒立、　 　 的实像；
②小华将点燃的蜡烛放置于光具座的10cm刻度处，如图丙，同组另外两位同学所测像距分别为16cm、24cm，与理论像距20cm相比偏差较大，若不是因为长度测量方法错误和测量误差导致的，请分析出现这种情况的原因：　 　 。
（4）某同学患近视，实验时他的眼镜突然坏了，看不清黑板上的字，当他用手轻轻按压眼球时，偶然发现能看到黑板上的字了。现请你从晶状体的形状、焦距、与视网膜的距离改变等方面任选一种，来分析看到字的原因：　 　 。
（5）为了研究眼睛的成像原理，小科自主研制了如图丙所示的实验装置。用水透镜模拟眼睛的晶状体，通过注水或抽水可改变水透镜凸度的大小。光屏和水透镜固定在光具座如图所示的位置。
①点燃蜡烛后，调节水透镜的凸度，直至光屏上成一个清晰倒立、　 　 （填“放大”“等大”或“缩小”）的实像。若将点燃的蜡烛向左移动一小段距离，要使光屏上重新得到清晰的像，应对水透镜 　 　 （填“注水”或“抽水”）。
②小科继续向水透镜中注水直至不能继续注入，站在蜡烛一侧看向透镜居然发现了两个像，其中一个是正立的像，他分析后认为是由于光的 　 　 引起的。
14．如图所示，在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上。
（1）实验前，首先应调节凸透镜、光屏和烛焰，使它们的中心在同一直线上，并且大致在同一高度，这样做的目的是 　 　 。
（2）如果凸透镜焦距为10cm，实验时，把凸透镜放在光具座刻度50cm处，蜡烛放在刻度20cm处，如图。通过移动光屏，在光屏上得到清晰的 　 　 的像（写出成像的性质）。
（3）在实验中已得到清晰的实像，当用黑色硬纸片遮住透镜的上半部分，则所成的像与原来像相比 　 　 。
（4）实验时，由于时间较长，蜡烛变短，此时应将凸透镜向 　 　 移动，才会使烛焰的像在光屏中心。
（5）现将蜡烛移至9cm刻度处，则应将光屏移至 　 　 cm刻度处，才能恰好得到清晰的像。
15．小州所在学校七年级要开展“自制学校LOGO投影灯”的项目学习，包括LOGO灯的设计、模型制作、评价交流等三个环节。
（1）【设计】项目小组利用凸透镜来制作投影灯，其基本原理如图1所示，通过凸透镜将透明图标上的彩色图案呈现在墙壁上。为了使投影效果最佳，下列投影灯内部结构设计最合理的是 　 　 。
（2）LOGO投影灯中需要凸透镜，如图2，小州利用太阳光测量凸透镜的焦距，下列操作最合理的是 　 　 。
（3）如图3，将凸透镜固定在光具座的50cm刻度处，光屏和蜡烛分别在凸透镜的两侧，光屏上能呈现清晰的像。保持凸透镜位置不变，将蜡烛从光具座20cm刻度处移到25cm刻度处时，若要在光屏上观察到清晰的像，光屏应从80cm刻度处向 　 　 （填“左”或“右”）移动。
（4）继续保持透镜位置不变，当蜡烛移至40cm刻度处时，如图4所示，则人眼在 　 　 （填“a”、“b”或“c”）处能观察到蜡烛清晰的像。
（5）【评价】在制作之前，需要制定评价量表，因为评价量规是作品制作的引领和依据。请将表中空白处补充完整。
自制LOGO投影灯评价量规
评价指标 作品等级
优秀 合格 待改进
清晰度 ①　 　 ②　 　 图像不清晰
可调性 图像大小可调节 ③　 　 图像无法调节大小
美观度 造型美观 造型一般 造型不美观
（6）【制作】设计好正确的内部结构，同学们用黑色纸盒子做灯的主体，将光源、透镜和图标安装在盒子中，打开光源，在墙壁上进行测试。一个小组发现他们制作的LOGO投影灯在墙壁上的图像大小是可以调节的，但在调节的过程中像却模糊了。请你说说其中的原因并提出可行的改进方案 　 　 。
（7）除了投影灯，我们还能用凸透镜制作很多产品。例如市场上有一款可以将物体放大的手机微距镜头，如图5，它是由2片完全一样的凸透镜组成。镜头夹在手机上后，拍照获得正立放大的照片。已知凸透镜的焦距是5厘米。如图6，两片凸透镜通过螺纹拧紧贴合后，拍照时镜头距离物体1.5厘米才能拍清楚。如图7，甲、乙、丙、丁是凸透镜成像的原理图，请根据信息，从中选取2幅图解释微距镜头中两片凸透镜的成像原理，并说明原因。（注明：甲、乙、丙、丁可以重复选择） 　 　 。
16．用如图所示的光具座、蜡烛、凸透镜、光屏等器材，可进行“探究凸透镜成像规律”的实验；
（1）将蜡烛移到如图所示的位置时，此时光屏上恰好成清晰的像，这个像是 　 　 （填像的性质）。
（2）在蜡烛和凸透镜中间放一远视眼镜片，光屏上的像模糊了，为了在光屏上再次呈清晰的像，光屏应往 　 　 移动（“左”或“右”）。
（3）实验小组在探究凸透镜成像规律后，得到了如下数据：
实验序号 物距u/cm 焦距f/cm 像的性质 像距v/cm
1 30 10 倒立缩小实像 15
2 25 10 倒立缩小实像 16.7
3 15 10 倒立放大实像
4 14 10 倒立放大实像 35
5 30 12 倒立缩小实像 20
6 30 15 倒立等大实像 30
①由表格数据可知，该凸透镜的焦距为 　 　 cm。
②正确操作后表中实验序号3的像距应为 　 　 cm。
③从数据可得到结论：物距一定时，焦距不同，所成实像的像距也不同。人眼的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏，为了看清物体，人眼由看远处物体改为看近处的物体时，晶状体的焦距会 　 　 （填“变大”“不变”或“变小”）。
17．小徐在STEAM课堂上，通过老师的教导，成功制作出水凸透镜，并完成了以下实验：
（1）在探究凸透镜成像的规律时，通过注水器调节水透镜的焦距为10cm。将蜡烛、水凸透镜和光屏固定在如图甲所示的位置上，此时在光屏上得到清晰像的性质是倒立、　 　 的实像。
（2）在光屏上得到清晰的像后，如果保持光屏和水凸透镜的位置不变，当蜡烛向水凸透镜靠近时，要在光屏上重新得到清晰的像，可以采取什么办法？请简要写出操作过程。
（3）白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了如图乙红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带（部分色光未画出）。这说明不同色光在入射三棱镜（或凸透镜）时，蓝光偏折的程度会较大。于是，小徐使用红光、黄光和蓝光来测量水凸透镜的焦距（f）大小（如图丙）。以下关于三种色光通过水凸透镜时的焦距（f）大小关系正确的是 　 　 。
A.f红＝f黄＝f蓝 B．f红＜f黄＜f蓝 C．f红＞f黄＞f蓝 D．f黄＞f红＞f蓝
18．小明同学用“F”型电子光源、凸透镜和光屏做探究凸透镜成像规律的实验。
（1）图甲中，小明给光屏标上刻度，其目的是 　 　 。
（2）实验时，在光屏上得到清晰的像，如图乙。小明把光源向左移动一段距离，若保持凸透镜的位置不变，为了在光屏上再次得到清晰的像，他的操作是 　 　 。
（3）实验中，小明记录的数据如下表所示：
组别 1 2 3 4 5 6
物距u/厘米 42 37 30 25 20 x
像距v/厘米 20 25 30 37 42 /
小明在做第6次实验时，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上得到像，则x的范围是 　 　 。
19．小科用图1所示的装置探究“凸透镜成像规律”。凸透镜固定在光具座的50cm刻度处，光屏和蜡烛分别在凸透镜的两侧。请你完成下列内容
（1）实验时要使烛焰、透镜中心和光屏中心调到同一高度，目的是 　 　 。
（2）再重新的调整之后，如图1所示的，此时在光屏上得到一个倒立、等大、清晰的像，则该凸透镜的焦距是 　 　 cm。
（3）保持凸透镜位置不变，将蜡烛从光具座20cm刻度处移到25cm刻度处时，若要在光屏上观察到清晰的像，光屏应从80cm刻度处向 　 　 （填“左”或“右”）移动。
（4）继续保持透镜位置不变，当蜡烛移至40cm刻度处时，如图2所示，则人眼在 　 　 （填“a”、“b”或“c”）处能观察到蜡烛清晰的像。
20．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”）。
21．小科同学用一个未知焦距的凸透镜探究凸透镜成像规律：
（1）将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，并使三者的中心处在同一高度上，这样调整的目的是 　 　 。
实验序号 物距/厘米 像距/厘米 像的性质
1 20 6.7 倒立、缩小的实像
2 10 10 倒立、等大的实像
3 7.5 23 倒立、放大的实像
4 4 —— 正立、放大的虚像
（2）根据上表中信息可知此凸透镜的焦距为 　 　 厘米。
（3）如图为宇航员王亚平在授课时的场景，由图可得，此次水膜成像相当于实验 　 　 （填实验序号），若要使得水膜中的像颠倒回来，则王亚平应该 　 　 （填“靠近”或“远离”）水膜。
22．一焦距为f的凸透镜。主光轴和水平x轴重合，透镜左侧x轴上有一点光源。点光源到透镜的距离大于f而小于2f，若将此透镜沿x轴向右平移2f的距离，则在此过程中点光源经透镜所成的像将 　 　 （如何移动）。
23．凸透镜的成像规律可以通过画光路图去理解。在光路图甲中凸透镜可用“”表示，O点为光心，F为焦点，物距用 表示，像距用v表示，请完成下列问题。
（1）请在图中画出物体CD经过凸透镜所成的像C′D′的光路图；
（2）科学中用像距和物距的比值来表示凸透镜的放大率，即m，请说明教室投影仪成像时放大率是大于还是小于1？并解释理由：　 　 。
（3）小金在接下来的实验中将CD从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜，物距u随时间t的变化图象如图乙所示，则像距ν与t的大致变化关系为丙图中的　 　 。
24．在探究“凸透镜成像规律”的实验中：
（1）如图1，小明利用太阳光测量凸透镜的焦距，下列操作最合理的是 　 　 ；
（2）按图1中正确的操作，利用太阳光，测出透镜与白纸间距s（单位cm）与对应的白纸被烤焦的时间（t单位min），绘出如图2所示的图像，可判断该透镜的焦距f为 　 　 cm；
（3）如果实验中固定好透镜和蜡烛后，发现无论如何移动光屏，光屏上只有一个与透镜大小几乎相同的光斑，其原因可能是 　 　 ；
（4）如图3，把一块焦距为15cm的凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm刻度线位置时，光屏应在 　 　 （选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域内左右移动，才能在光屏上得到清晰的倒立实像。
二．凸透镜成像的应用（共18小题）
25．某人通过焦距为12cm、直径为4cm的放大镜（薄凸透镜）看报纸，报纸与放大镜的距离为3cm，且与放大镜的主光轴垂直，保持放大镜的位置不变，眼睛始终位于主轴上且距离放大镜24cm位置处进行观测（不考虑眼睛的大小）。报纸上有部分区域是“盲区”（即眼睛观测不到），该区域的面积为　 　 cm2。
26．如图所示，凸透镜竖直放置，凸透镜焦距为f，现有一点光源S在凸透镜左侧以凸透镜两倍焦距处为圆心，在经过主光轴的竖直平面内做顺时针圆周运动，半径为r，且r＜f，则在下列关于点光源所成的像的运动轨迹的各图中，正确的是（　　）
A． B．
C． D．
27．如图所示，凸透镜竖直放置，凸透镜焦距为f，现有一点光源S在凸透镜左侧，以凸透镜两倍焦距处为圆心，在经过主光轴的竖直平面内做顺时针圆周运动，直径为d，且f＜d＜2f；则在下列关于点光源所成的像的运动轨迹的各图中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
28．如图所示，在凸透镜的两个焦点处，垂直光轴放置两个大小相同的薄壁平面镜，镜面相对，每个平面镜都关于凸透镜的光轴上下对称，现在左侧平面镜的中心处挖去一个圆孔，在凸透镜左侧两倍焦距处一个点光源，则点光源在该光具座中所成的虚像个数为（　　）
A．一个 B．两个
C．无数个 D．一个也没有
29．如图所示，凸透镜的焦距为5厘米，在透镜左侧10厘米处，有一个与主光轴垂直的物体AB，在透镜右侧15厘米处放一个平面镜，镜面与凸透镜的主光轴垂直，则该光具组中，物体AB的成像情况是（　　）
A．一个正立实像，一个倒立实像，一个正立虚像
B．一个正立实像，一个正立虚像，一个倒立虚像
C．一个倒立实像，一个正立虚像，一个倒立虚像
D．一个正立实像，一个倒立实像，一个倒立虚像
30．某同学将点燃的蜡烛放在凸透镜前20cm处，在凸透镜另一侧的光屏上观察到缩小的像。若他把点燃的蜡烛置于原来的光屏处，则经过凸透镜成怎样的像？
31．芯片是电子设备的心脏和大脑，光刻机是制造芯片的核心装备。其原理如下：先在硅片表面涂一层光刻胶，再用紫外线光束透过有集成电路图的镂空掩膜，经过凸透镜照射下面的硅片，会使硅片上出现清晰缩小的电路图案，被光线照射到的光刻胶会发生反应，硅片上就会出现相应的电路图案。
（1）紫外线属于 　 　 （选填“可见光”或“不可见光”）。
（2）人看到硅片上的电路图案，视觉的形成部位在 　 　 。
（3）下列关于光刻机工作过程中成像的说法正确的是 　 　 。
A．在硅片上的像是正立、放大的实像
B．硅片位于缩图透镜的二倍焦距以外
C．在硅片上的像是正立、缩小的虚像
D．缩图透镜对光有会聚作用
32．小宁在学习凸透镜成像规律后，展开了“自制简易投影仪”的项目化学习。利用放大镜、手机、鞋盒（内部涂黑，加盖）和硬纸板等将手机上的视频投影到墙壁上。通过调节手机架的位置，实现像大小的改变。
“简易投影仪”评价表（节选）
评价指标 优秀 良好 不合格
指标一 设计合理，结构完整，有创意 设计合理，结构完整 结构不完整，有1处以上缺失
指标二 能通过该设备调节墙壁上像的大小，效果明显 能通过该设备调节墙壁上像的大小，但像容易消失 不能通过该设备将手机上的像投影到墙壁上
（1）利用“简易投影仪”观看手机电影时，需将手机 　 　 （填“正立”或“倒立”）放置在支架上。
（2）根据评价表，该简易投影仪“指标二”被评为“良好”。为使该模型的“指标二”达到优秀水平，请你对该模型提出合理的改进建议。
33．如图所示，平面镜水平放置且镜面朝上，在镜面上方竖直放置一凸透镜，在凸透镜左侧主光轴上两倍焦距处有一点光源S，则该点光源在该光具组中可以成 　 　 个虚像，　 　 个实像。
34．有一个老先生常常借助于放大镜来读书看报。一次，他想用量角器测量书上所画的三角形的一个角的角度，但是看不清。于是取了一个放大倍数为5倍的放大镜，在放大镜的帮助下，他顺利地摆放好量角器，并且量角器离放大镜的距离必须在 　 　 （与焦距比较），然后读出了这个角度是25度．那么，被测的这个角的实际角度是 　 　 度。
35．在电影院观看完《流浪地球2》后，小科利用凸透镜成像原理来研究电影放映时银幕上的影像情况，如图所示：
（1）请在银幕上画出胶片中物体AB的像A'B'；
（2）放映过程中影像大小超出了银幕边界，要使影像缩小到银幕范围且仍然清晰，在放映机镜头靠近银幕的同时，还要将胶片到镜头的距离调 　 　 （填“大”或“小”）一些。
（3）若将放映机中的凸透镜换成焦距相同、镜面较小的凸透镜，在放映时，银幕上所成的像与原来的像比较，　 　 （填序号）。
①变小②变大③变暗④变亮⑤变不完整了
36．学校LOGO是一所学校的灵魂，是校园文化最直接的体现。我校滨江校区文化墙上需要一个直径为1m、图文均正立的二中LOGO，而且可以根据不同活动需求，更换LOGO底片。现向同学征免投影方案。小滨利用LOGO底片（直径2cm）、纸板、打孔器和手电筒自制了“LOGO投影装置”，示意图如下。
（1）第一次调试发现LOGO投影太小，在不增加器材的情况下，进一步放大LOGO，可以作何调整？　 　 ；
（2）小海用凸透镜代替小孔，在调试位置的过程中为保证LOGO投影大小达标，应在哪一位置固定凸透镜 　 　 ；（填字母）
（3）小海的装置在使用时，对LOGO底片的安装有何要求 　 　 。
37．投影仪是一种可以放大画面的投影式光学仪器，产生大而明亮的效果，因此被广泛使用于我们的生活当中，如电影院、教室等场所。而其中起到放大效果的元件其实就是我们所熟知的凸透镜，小光使用了家里面一面未知焦距的放大镜想要用其来放大手机上的照片，并成像在光屏上，三者摆放位置如下。
（1）小光可以通过什么方法测出焦距？　 　
（2）小光通过上述方法测出放大镜的焦距是10cm，那么手机和放大镜之间的距离应该在 　 　 cm之间。
（3）小光想选择一种材料作为自制投影仪的光屏，他在家里找到了形状相同的白色陶瓷盘子和白色泡沫塑料盒子，你认为更适合的是哪一种材料？为什么？　 　
（4）如果他想要继续放大光屏上所成的像，那么在他接下来的操作应该是 　 　 ，像放大后，他发现光屏上的像不完整，导致这一现象的原因可能是？　 　 。
（5）小光在放大镜前放了一片红色的玻璃，那么投在光屏上的照片会是什么颜色的 　 　 。
38．购物支付已进入“刷脸”时代，如图所示消费者结账时只要面对摄像头眨眨眼，系统便会自动拍摄、扫描，确认相关信息后，迅速完成交易。
（1）“刷脸支付”的成像原理是 　 　 。
A.u＜f B.2f＞u＞f，v＞2f C.u＝2f，v＝2f D.u＞2f，2f＞v＞f
（2）当人靠近摄像头时，人脸所成的像会 　 　 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）“刷脸支付”的成像原理与平面镜成像不同，平面镜成像是利用光的 　 　 。
39．青蛙是国家三级保护动物。
捕食青蛙不仅违法，而且还有可能感染寄生在蛙身上的细菌、病毒等，有害人体健康。青蛙还影响着我们生活中的方方面面。
（1）“稻花香里说丰年，听取蛙声一片”？，青蛙是通过声带的 　 　 发出声音的。
（2）“电子蛙眼”是一种仿生学的重要应用。其前部是一个摄像头，那么当“电子蛙眼”捕捉到正面飞来的导弹时，导弹所呈现的像的大小将 　 　 。（选填“变大”或“保持不变”或“变小）
（3）“井底之蛙”常被用作比喻那些见识短浅的人。实际上井底的青蛙看到外面的视野要比井口大的多，如图1所示。假如大雨将井全部灌满水，若青蛙还在 点，请在图2中画出青蛙视野的大致情况。
40．（1）小科用下图所示的照相机对远处的某一景物进行拍照，已知F为该照相机镜头的焦点，O为光心，请在底片上画出物体AB的像A′B′（保留作图痕迹）。
（2）小科同学用镜头焦距不变的该相机给某同学拍照，底片上成一清晰的半身像，现要改拍全身像，则应该将照相机 　 　 （选填“远离”或“靠近”）该同学，同时应该把镜头向 　 　 （选填“前”或“后”）调节。
41．据统计，全国发生的车祸中有超过四分之一是超速引起的。为此，交通部门近年来加大了道路限速监控管理。一种是“定点测速”，即监测汽车在某点的车速；另一种是“期间测速”，就是测算出汽车在某一区间行驶的速度。如果超过了该路段的最高限速，即被判为超速，并摄像取证。
（1）采用摄像取证是应用了 　 　 成像原理，其像的性质是倒立、　 　 （选填“缩小”、“等大”或“放大”）的实像。
（2）某次检测时，第一次发出信号到接收到超声波返回信号，用时0.3s，如图所示，第二次发出到接收到返回信号用时0.2s，两次发出信号时间间隔是0.9s。（假设超声波的速度为340m/s，且保持不变），被测汽车第一次接收到超声波时，汽车到超声波测速仪的距离S1是 　 　 ？并通过计算此被测汽车的速度是多大 　 　 ？
42．1590年，荷兰的眼镜制造商造出类似显微镜的放大仪器器，1610年前后，科学家伽利略和开普勒在研究显微镜，得出了显微镜的光路图，图甲是光学显微镜，图乙是物体AB过显微镜放大后，观察到的像A2B2，请结合凸透镜成像规律，解释乙图成像原理：　 　 。
三．眼睛及其视物原理（共1小题）
43．在学习“眼睛和眼镜”的知识时，小红对眼球的成像原理进行了模拟实验。
（1）如图所示，将蜡烛放在A处时，光屏上成一个清晰的像，把此时凸透镜模拟成正常人眼球模型，光屏相当于眼球的　 　 。
（2）在原位置上，换一个凸透镜后，发现要将蜡烛移动到B处才能在光屏上得到清晰的像，此时凸透镜和光屏相当于模拟　 　 （选填“近视”或“远视”）眼球。
（3）实验中，为了便于从不同的方向都能观察到光屏上的像，光屏应选用　 　 （选填“较光滑”或“较粗糙”）的玻璃板。
四．主光轴、光心、焦点、焦距（共1小题）
44．如图所示，AC为入射光线，CB为折射光线，且AO＜OB．已知AO＝10cm，该凸透镜的焦距可能是（　　）
A．f＝10cm B．f＝5cm C．f＝8cm D．f＝12cm
五．透镜及其分类（共3小题）
45．如图一个大烧杯倒扣在桌面上，里边充以烟雾，用手电筒通过杯底自上而下照射，调节手电筒的聚光圈，使通过烟雾的光形成如图甲所示粗细均匀的柱形光束。
（1）烧杯内充以烟雾，是利用了烟尘微粒对光的 　 　 （填“镜面反射”或“漫反射”）来显示光通过的路径。这种科学方法是 　 　 。
（2）在烧杯底和手电筒的聚光圈之间放一块透镜，观察到如图乙所示的现象时，说明该透镜是 　 　 镜。
46．小明为判别直径相同的两透镜的类型，分别将它们正对太阳，把一张纸放在它的下方，在纸上得到相应的光斑，透镜与光斑的大小如图所示（d1＜d＜d2）。其中形成甲光斑的是　 　 （凸/凹）透镜，判断的理由是　 　 ，为了判断形成乙光斑的是哪种类型的透镜，小明将透镜远离纸片，观察光斑的大小一直变大，由此小明判断此透镜　 　 是凹透镜（一定/可能/一定不）。
47．如图，在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡，使太阳光从试管的正上方向下照，观察试管下方的白纸，可以发现白纸上与空气泡相对应的位置上，有一椭圆黑影，而其它部分竟是一条与试管平行的亮线。这是因为试管充满水的地方相当于 　 　 透镜，而气泡与周边的水组成 　 　 透镜。如果把白纸从靠近试管向下移动到较远处，亮线的粗细将如何变化？　 　 。
六．望远镜（共1小题）
48．如图所示，小科同学取用两块焦距不同的凸透镜自制望远镜。她一手拿一块，通过两块凸透镜观察远处的物体，同时调整两块凸透镜之间的距离，直到看清楚为止。请用所学知识结合图片描述用该望远镜观察远处物体时的成像原理。
七．作透镜光路图（共9小题）
49．一块矩形玻璃砖，切割成图中形状后拉开一段距离出，平行于光轴的光线从左面射入，右边射出的光线（　　）
A．仍然保持平行
B．一定是发散光线
C．一定是会聚光线
D．结论与d有关，以上均有可能
50．发光点S发出的三条光线：①是平行主光轴射入；②是经过光心O射入；③是任意射入（如图）；④是光线①经凸透镜折射后的折射光线。请在图中标出该透镜的焦点F的位置，同时画出②和③经凸透镜折射后的折射光线。
51．已知图中的凹透镜和凸透镜的焦距相同，根据两种透镜对光线的作用，画出已知光线的入射光线和折射光线。
52．如图所示，透镜斜放，F为透镜的焦点，一条光线经透镜折射后，折射光线BO与透镜的主光轴平行，折射光线斜射向水面，请将此光路图补充完整。
53．如图，凸透镜和凹透镜的一个焦点重合于F点，平行于主光轴射入凸透镜的光线AB经凸透镜和凹透镜的折射后又平行于主光轴射出，请作出其完整的折射光路图。
54．如图所示，一束光经平面镜反射后，平行凹透镜的主光轴射向透镜，请画出平面镜和经过凹透镜后的折射光线。
55．如图所示，AB为发光体，O为凸透镜的光心，MN为A点发出一条光线经凸透镜折射后的光线，MN平行于主光轴。
（1）请在图中标出凸透镜左侧的焦点F，并画出AB经凸透镜折射后的像A'B'。
（2）相对于AB，像A'B'的性质是 　 　 。
56．如图所示，一束光线经凸透镜折射到水中，请你作出折射光路图。
57．图甲为凸透镜和凹透镜的元件符号，合理使用符号可以简化问题。图乙是凹透镜的三条特殊光线画法，F各为它的两个虚焦点，实际上凹透镜也可以成像。如图丙所示，MN是主光轴，物体AB如图位于主光轴上，请你利用凹透镜的特殊光线，在丙图中画出物体AB经凹透镜折射后所成的像（保留作图痕迹），并判断所成的像是 　 　 像（填“实”或“虚”）。
八．眼球的结构和视觉的形成（共1小题）
58．眼是人体的重要感觉器官，有着复杂的结构与重要的功能。
（1）瞳孔位于眼球中虹膜的中央，它的作用是 　 　 。
（2）轴性近视是最常见的近视，指眼球中其他屈光成分正常，眼轴增长，一般来说当眼轴每增加1mm，轴性近视度数增加300度左右（忽略其他因素对眼球的影响），因此，可通过检测眼轴长度，大致估测轴性近视度数，如下表是11﹣15周岁眼轴标准均长表，某同学刚满14周岁，其左眼眼轴长度为23.2mm，其左眼轴性近视度数为 　 　 度。
年龄 眼轴标准均长
满11周岁 21.6mm
满12周岁 22.0mm
满13周岁 22.4mm
满14周岁 22.7mm
满15周岁 23.0mm
（3）对于轴性近视，防控大于治疗。研究发现，光源光谱越接近自然光（太阳光），对防控轴性近视起着越积极的作用。因此，在选择室内照明光源时，以下哪种光源更有助于防控轴性近视 　 　 。（填“全光谱LED灯”或“普通LED灯”）
（4）自2019年以来，温州市已连续多年开展“明眸皓齿”工程。在日常生活中，哪些行为有助于近视防控，请举一例说明。 　 　 。
九．近视、远视形成的原因及矫正方法（共2小题）
59．视频眼镜又称眼镜式显示器，它是一个戴在眼睛上的微型电脑（如图甲），使用时要可着眼前12mm处的镜片屏幕，上网间读、观看视糖等。
（1）由于镜片屏幕靠眼睛太近，长期使用易导致近视，请根据乙图中的图1的成像特点，在图2处画由眼睛患近视眼后的成像光路图。
（2）矫正近视视力时应配戴的透镜是下图中哪个透镜？并说明该透镜的作用。
A. B. C. D.
60．电脑阅卷的原理是信息被光标阅读机读取，再通过计算机获得相关数据进行处理。
（1）如图1所示，发射器发出红外线到达答题卡时，红外线在涂黑区域发生了 　 　 （选填“镜面”或“漫”）反射。
（2）红外线穿过未涂黑区域，被计算机记为“1”；而遇到涂黑区域，被记为“0”。若某次计算机记录的信息为“1011”，请在图2中将答案涂黑。
（3）填涂答案时，眼睛距离试卷太近易造成视觉疲劳，长久会导致视力下降。图3中表示近视的是 　 　 （选填“甲”或“乙”），应佩戴 　 　 镜进行矫正。
八上科学第一章第5节凸透镜成像
参考答案与试题解析
一．探究凸透镜成像规律（共24小题）
1．小龙和小山使用相同的器材做“探究凸透镜成像规律”的实验。他们的实验器材摆放位置和间隔如图所示，光具座紧挨着（图中未画出），蜡烛烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一高度上。奇怪的是，他们在光屏上看到了相同性质的像。
（1）小山吹灭蜡烛乙，光屏甲上的像也随即消失（蜡烛甲仍燃烧，且高度几乎不变）。像消失的原因是 　光屏甲上的像是蜡烛乙发出的光经凸透镜折射后形成的，蜡烛乙熄灭，无光线射入，像消失　 。
（2）小山根据实验绘制了如图所示的图像（v表示像到凸透镜的距离，u表示物体到凸透镜的距离），根据图像可以判断下列说法正确的是 　ACD　 。
A.实验中使用的凸透镜的焦距为10cm
B.A状态下，可在光屏上观察到一个放大的像
C.D状态下，光屏上会成缩小的像
D.从C状态变化到B状态的过程中，所成像逐渐变大
【分析】（1）根据光路可逆原理和凸透镜成像规律，结合两个实验装置的摆放位置进行分析。蜡烛乙发出的光线经过凸透镜乙折射后，可能作为“物体”的光线继续传播，经过紧挨着的凸透镜甲折射后在光屏甲上成像；当蜡烛乙熄灭，光源消失，该像也随之消失。
（2）根据凸透镜成像的v u 图像，利用u＝v＝2f 时成倒立等大实像的特点求出焦距f；再根据物距u与焦距f、二倍焦距2f 的关系，判断不同状态下的成像性质及变化规律，进行分析。
【解答】解：（1）实像是由物体发出的光经过凸透镜折射后会聚而成的。题目中提到“小山吹灭蜡烛乙，光屏甲上的像也随即消失”，这说明光屏甲上呈现的像是由蜡烛乙发出的光形成的（可能是光线经过两个透镜系统或者光路重合）。当蜡烛乙熄灭，不再发出光线，没有光线经过透镜折射会聚，因此像也就消失了。
（2）A.由图象可知，当物距u＝20cm 时，像距v＝20cm。根据凸透镜成像规律，当u＝v＝2f 时，成倒立、等大的实像。所以2f＝20cm，解得f＝10cm。故A正确；
B.A状态下，从图象可以看出物距u＜10cm。成正立放大的虚像，不可以在光屏上观察到。故B错误；
C.D状态下，从图象可以看出物距u＝40cm。因为u＞2f （即 40cm＞20cm ），此时成倒立、缩小的实像。故C正确；
D.从C状态变化到B状态的过程中，物距变小。根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律，物距减小，像距增大，像也逐渐变大。故D正确；
故选：ACD。
故答案为：（1）光屏甲上的像是蜡烛乙发出的光经凸透镜折射后形成的，蜡烛乙熄灭，无光线射入，像消失；（2）ACD。
【点评】本题主要考查凸透镜成像规律及其应用。完成此题，可以从题干中抽取有用的信息（如吹灭蜡烛乙导致像消失），结合已有的知识（实像的形成条件）进行解题
2．小南通过实验探究凸透镜成像规律，他选用了一个焦距未知的凸透镜进行探究，如图。
（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，则凸透镜焦距为　10.0　 cm；
（2）如图乙，将光具座上蜡烛烛焰、凸透镜和光屏三者的中心调节　同一高度　 ，其目的是使像成在光屏中央；此时通过调节光屏位置可以在光屏上得到一个倒立、　放大　 的实像；
（3）若将蜡烛适当向左移动，则需将光屏适当向　靠近　 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜移动，才能再次在光屏上得到清晰的像；实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致像不再出现在光屏的中央，为了使烛焰的像能再次成在光屏中央，在不更换实验器材的情况下，下列方法可行的有　A　 （填序号）；
A．将蜡烛向上移
B．将透镜向上移
C．将光屏向下移
（4）调整蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图丙所示，则人眼应按　B　 （选填“A”、“B”或“C”）所示的方式才能观察到烛焰放大的像；
（5）下表是小南实验时记录的几组数据，通过分析数据，老师发现表格中第　4　 次实验数据是编造的，理由是：　一倍焦距不成像　 。
实验次序 1 2 3 4 5
物距u/cm 30 20 15 10 5
像距v/cm 15 20 30 40 /
【分析】（1）平行于主光轴的光经凸透镜后会聚于主光轴上一点，这一点叫焦点，焦点到光心的距离叫焦距，读数时估读到分度值的下一位；
（2）为了使像成在光屏中央，应调整烛焰、凸透镜及光屏三者的中心，使其大致在同一高度；
当物距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、放大的实像；
（3）根据凸透镜成实像时，物远像近像变小分析回答；
凸透镜成的实像是倒立的，像与物体的变化方向恰好相反；
（4）u＜f时，凸透镜成正立放大的虚像，我们应透过凸透镜去观察这个像；
（5）物距等于焦距时不成像；根据表中数据分析回答。
【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，估读到分度值的下一位，所以凸透镜的焦距是：f＝40.0cm﹣30.0cm＝10.0cm；
（2）为了使像成在光屏中央，应调整烛焰、凸透镜及光屏三者的中心，使其大致在同一高度；
如图乙所示，此时物距小于像距，根据凸透镜成像规律可知，此时成倒立、放大的实像；
（3）将烛焰向左移动一小段距离，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，应将光屏向左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小些；
燃烧的蜡烛在不断缩短，像会向上移动，为了使烛焰的像能再次成在光屏中央，在不更换实验器材的情况下，将蜡烛向上移，可使像向下移动回到光屏中央；故选A；
（4）由图丙可知，此时物距小于焦距，成正立、放大的虚像，虚像与物体在凸透镜的同侧，所以人眼在光屏一侧向透镜看去，才能看到虚像，故应按B所示的方式，才能观察到烛焰放大的像；
（5）第4次实验中，物距等于焦距，根据凸透镜成像规律可知，此时不成像，不存在像距，故第4次实验数据是编造的。
故答案为：（1）10.0；
（2）同一高度；放大；
（3）靠近；A；
（4）B；
（5）4；一倍焦距不成像。
【点评】此题考查了凸透镜成像规律的探究及应用，关键是熟记成像规律的内容，并做到灵活运用。
3．在“凸透镜成像实验”中，所用的实验器材有：光具座、凸透镜、光屏、蜡烛等。
（1）将实验器材按蜡烛、凸透镜和光屏的顺序放置在光具座上，调节它们的高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者的　中心　 大致在同一高度。
（2）实验时，蜡烛随着燃烧而变短，光屏上的像将向　上　 （选填“上”或“下”）移动。为了使像成在光屏中心，调整的方法是　使凸透镜和光屏一起向下移动一些　 。（写出一条即可）
（3）小明多次实验后发现；照相机、投影仪和放大镜所成像的性质各不相同，其原因主要是　物距不同　 。
（4）如图所示，凸透镜可以看作眼睛的晶状体，光屏可以看作视网膜。小明同学是近视眼，若要使他看到的像清晰地呈现在视网膜上，应在图中A处放置　b　 （选填“a”或“b”）透镜，原因是该透镜对光线有　发散　 作用。
【分析】（1）要知道在实验中，为使烛焰的像能成在光屏的中心，需要调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心位置跟烛焰中心的位置大致在同一高度。
（2）根据光线过光心不改变方向判断像的移动位置，判断蜡烛、凸透镜、光屏的移动情况。
（3）根据u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机。
2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪。
u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜和老花镜，确定原因。
（4）根据近视眼的成因及矫正方法。以及凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用来解答此题。
【解答】解：（1）为使烛焰的像能成在光屏的中心，需要调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心位置跟烛焰中心的位置大致在同一高度。
（2）实验一段时间后，蜡烛变短，根据过光心不改变方向，像会向光屏的上方移动。要使像成在光屏的中央位置，蜡烛向上移动，或凸透镜向下移动，或光屏向上移动。蜡烛的长短不能再变化，并且为了下面的实验不再移动凸透镜和光屏的位置，最合理的方法是使凸透镜和光屏一起向下移动一些。
（3）由凸透镜成像的三种情况和应用可知，照相机、投影仪和放大镜所成像的性质各不相同，其原因主要是因为物距不同。
（4）近视眼是晶状体曲度变大，会聚能力增强，应佩戴发散透镜使光线推迟会聚，因凹透镜对光线有发散作用，所以近视眼应该配戴凹透镜才能使他看到的像清晰地呈现在视网膜上。
故答案为：（1）中心；（2）上；使凸透镜和光屏一起向下移动一些；（3）物距不同；（4）b；发散
【点评】（1）凸透镜成像的三种情况和应用在凸透镜成像习题中有广泛的应用，一定要熟练掌握：
（2）本题还考查学生对近视眼的成因与矫正方法的认识和了解，凸透镜相当于晶状体，光屏相当于视网膜，近视眼所成的像在视网膜前，配戴凹透镜做成的眼镜后，像会后移到视网膜上。
4．小玉和小环使用相同器材做“探究凸透镜成像规律”实验。他们的实验器材摆放位置和间隔如图1所示，光具座紧挨着（图中未画出），蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一高度上。奇怪的是，他们在光屏上看到了相同性质的像。请完成下列问题：
（1）小玉实验时不小心把凸透镜摔坏了，用橡皮泥把遗失的部分补上（如图2）。若用这个修补的凸透镜做实验，则在光屏上的成像情况是　C　 。
A．光屏上能出现三个烛焰的实像
B．光屏上能出现一个残缺的实像
C．光屏上的像与原镜片成像特征几乎不变
（2）小环在实验中发现出现了如图3所示的现象，为了把像调整到光屏的中央，你的方法是　将蜡烛向上移动　 。（写出一条即可）
（3）小环完成实验后吹灭蜡烛乙，发现光屏甲、乙上的像都随之消失（蜡烛甲仍然在燃烧，且烛焰高度几乎不变），光屏甲上的像消失的原因是　光屏甲上的像是蜡烛乙经凸透镜甲所成的　
（4）小玉同学想利用LED发光字代替蜡烛来研究凸透镜所成像与发光物体在上下、左右的位置关系，以下汉字中，适合做本次研究的LED光源的是　①②③④　
①我 ②是 ③玉 ④环 ⑤人
【分析】（1）用橡皮泥把遗失的部分补上后，仍然是一个凸透镜，虽然橡皮泥代替凸透镜的一部分，还有另外的部分光线，经凸透镜折射会聚成像；
（2）为了使像能成在光屏的中心，必须使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心放在同一高度上；
（3）蜡烛甲不能成清晰的像；
（4）凸透镜成像与物上下、左右颠倒，据此分析。
【解答】解：（1）用橡皮泥把遗失的部分补上后，仍然是一个凸透镜，虽然橡皮泥代替凸透镜的一部分，但其他部分经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，故选：C；
（2）由图3可知，像位于光屏上方。凸透镜所成的实像与物体上下相反，将蜡烛向上移动时，像向下移动，可使像回到光屏中央。
（3）蜡烛乙熄灭以后，蜡烛甲仍在燃烧，但光屏甲上的像消失了，说明蜡烛甲位于凸透镜甲的一倍焦距以内或者一倍焦距处，无法成实像；两光具座紧挨，且各器材的中心在同一高度，蜡烛乙发出的部分光可向左通过凸透镜甲，并在光屏甲上成清晰的实像，因此光屏甲上的像实际上也是蜡烛乙的像；吹灭蜡烛乙后，形成该像的光线消失，光屏甲上的像也随之消失。
（4）研究像与物体的上下、左右位置关系时，发光字在上下、左右方向均不能对称，才能根据像的形状判断其位置变化。①“我”、②“是”、③“玉”、④“环”均能辨别上下和左右；⑤“人”近似左右对称，不能清楚判断左右关系。因此选择①②③④。
故答案为：（1）C；
（2）将蜡烛向上移动；
（3）光屏甲上的像是蜡烛乙经凸透镜甲所成的；
（4）①②③④。
【点评】此题考查了凸透镜成像规律的探究及应用，关键是熟记成像规律的内容，并做到灵活运用。
5．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，对凸透镜成像特点做了进一步探究。
（1）如图甲所示，当他将一个发光的小灯泡放在图示位置时，无论怎么移动右侧的光屏，在光屏上始终得到一个与透镜等大的光斑，他又将小灯泡换成点燃的蜡烛，当调整至图乙位置时，恰好在光屏上接收到清晰的倒立、　缩小　 的实像。
（2）如图乙所示，当光屏上呈现清晰的像时，不改变图乙中蜡烛和透镜位置：仅将凸透镜换成焦距相同直径较小的凸透镜，再次实验，光屏上所成的像与原来相比　变暗　 （选填“变小”“变暗”或“变不完整”）了；
（3）有人将他的眼镜片放在图乙蜡烛与凸透镜之间，光屏上的像变模糊了，适当向左移动蜡烛，像就又清晰了，由此可判断此人戴的是　近视　 （选填“近视”或“远视”）眼镜；
（4）如图丙，线段AB为用另一只凸透镜多次成像时的物距倒数和像距倒数所描绘出的图像，则该凸透镜焦距为　5　 cm。
【分析】（1）从焦点发出的光经凸透镜折射后成为平行光，据此确定凸透镜的焦距；根据u＞2f，成倒立、缩小的实像；
（2）凸透镜直径变小，通过的光线变少，据此分析；
（3）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用；
（4）根据u＝v＝2f，成倒立、等大的实像，据此确定凸透镜的焦距。
【解答】解：（1）由图甲实验现象可知，物距为10.0cm，无论怎么移动右侧的光屏，在光屏上始终得到一个与透镜等大的光斑，根据从焦点发出的光经凸透镜折射后成为平行光，可知凸透镜的焦距为10.0cm；当调整至图乙位置时，此时的物距大于二倍焦距，在光屏上接收到清晰的倒立、缩小的实像；
（2）如图乙所示，当光屏上呈现清晰的像时，不改变图乙中蜡烛和透镜位置，仅将凸透镜换成焦距相同直径较小的凸透镜；因凸透镜的焦距不变，成像大小不会变化，但经凸透镜的光线变少，光屏上所成的像与原来相比变暗；
（3）有人将他的眼镜片放在图乙蜡烛与凸透镜之间，光屏上的像变模糊了，适当向左移动蜡烛，像就又清晰了，即物距变大，像距变小，像又清晰了，说明该眼镜片对光线有发散作用，近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用；
（4）图丙中时，，
此时u＝v＝0.1m＝10cm，
根据u＝v＝2f，成倒立、等大的实像，可知2f＝10cm，故该凸透镜的焦距f＝5cm。
故答案为：（1）缩小；（2）变暗；（3）近视；（4）5。
【点评】此题考查了凸透镜成像规律的探究及应用，关键是熟记成像规律的内容，并做到灵活运用。
6．为探究凸透镜成像规律，小科通过移动蜡烛，记录蜡烛的像到凸透镜的距离v，物体到凸透镜的距离u，并绘制成图甲。
（1）根据图像可知，凸透镜的焦距是 　10　 cm。
（2）在某次实验中小科将凸透镜固定在长度为1m的光具座的中点，蜡烛放在35cm刻度线处，如图乙。
①小科将光屏移至 　80cm　 刻度线处得到一个清晰的像；
②小科将蜡烛以0.01m/s的速度向左移至30cm刻度线处，光屏移至 　70cm　 刻度线处时，光屏上再次承接到清晰的像。这段时间内蜡烛的像移动的平均速度为多少米/秒。
【分析】（1）根据u＝v＝2f，成倒立、等大的实像，据此确定凸透镜的焦距；
（2）①根据图甲确定像距，据此确定光屏的位置；
②根据u＝v＝2f，成倒立、等大的实像；根据速度公式求出像移动的平均速度。
【解答】解：（1）由图甲可知，u＝v＝20cm，根据u＝v＝2f，成倒立、等大的实像，即2f＝20cm，故该凸透镜的焦距f＝10cm；
（2）①在某次实验中小科将凸透镜固定在长度为1m的光具座的中点，蜡烛放在35cm刻度线处，此时物距u＝50cm﹣35cm＝15cm，由图甲可知，此时像距v＝30cm，故小科应将光屏移至80cm刻度线处得到一个清晰的像；
②小科将蜡烛以0.01m/s的速度向左移至30cm刻度线处，此时物距u＝50cm﹣30cm＝20cm＝2f，根据u＝v＝2f，成倒立、等大的实像，故光屏移至70cm刻度线处时，光屏上再次承接到清晰的像；
蜡烛移动的时间为：
t5s，
则像移动的速度为：
v像0.02m/s。
故答案为：（1）10；（2）①80cm； ②70cm；像移动的平均速度为0.02m/s。
【点评】此题考查了凸透镜成像规律的探究及应用，关键是熟记成像规律的内容，并做到灵活运用。
7．小海同学用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验：
（1）如图甲所示，保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处时，　B　 （选填“A”、“B”或“C”）处能观察到蜡烛的像，像是图乙中的 　4　 号（选填数字）。
（2）随着蜡烛的燃烧，光屏上的像不断上移，为了能使像重新呈在光屏中央，该如何操作 　将凸透镜向下调或光屏向上调　 。
（3）实验中，当蜡烛与凸透镜的距离如图丙所示时，在光屏上可得到一个清晰、倒立 　放大　 的实像（选填“放大”、“缩小”或“等大”），若保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至 　40　 cm刻度线处，光屏上能再次呈现清晰的像。
【分析】（1）u＜f时，凸透镜成正立放大的虚像；
（2）根据光线过光心不改变方向判断像的移动情况和调节方式；
（3）当凸透镜成倒立放大实像时，像距大于物距；根据折射光路可逆原理分析。
【解答】解：（1）保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，此时u＝16cm﹣10cm＝6cm，u＜f时，凸透镜成正立放大的虚像，光屏上接不到，透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像；虚像与成像物体同侧，所以应从B处观察，像是图乙中4号；
（2）实验过程中，蜡烛燃烧变短，根据“过光心的光线其传播方向不变”可知，像会向光屏的上方移动，为了能使像重新呈在光屏中央，应将凸透镜向下调或光屏向上调；
（3）从光具座上读出：物距25cm﹣10cm＝15cm，像距55cm﹣25cm＝30cm，像距大于物距，所以成倒立放大的实像，根据折射光路可逆原理，当物距30cm，这时候凸透镜移动至40cm刻度线处，光屏上能再次呈现清晰的像。
故答案为：（1）B；4；（2）将凸透镜向下调或光屏向上调；（3）放大；40。
【点评】本题考查凸透镜成像规律实验，关键是将课本知识内容记忆清楚，仔细分析即可。
8．在学完凸透镜成像规律后，小山选择了一块焦距未知的凸透镜，对凸透镜成像特点做了进一步探究。
（1）请简述利用实验室器材将蜡烛、凸透镜和光屏安装成如图甲所示的相关步骤 　将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，点燃蜡烛，调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度　 。
（2）当调整至图甲位置时，恰好在光屏上接收到清晰的像，请描述所成像的性质 　倒立　 、　缩小　 、　实像　 ；若保持此时蜡烛和光屏的位置不变，请写出当光屏上可再次出现清晰的像时的方法：　将凸透镜向左移动到15cm刻度线处　 。
（3）小山将他的眼镜片放在图甲中的凸透镜前，光屏上的像变模糊了，适当向左移动蜡烛，像就又清晰了，由此可判断小山戴的是 　近视　 （选填“近视”或“远视”）眼镜。
（4）如图乙，线段AB为用另一只凸透镜多次成像时的物距倒数和像距倒数所描绘出的图像，则该凸透镜焦距为 　5　 cm。
【分析】（1）为了使像成在光屏中央，应将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，点燃蜡烛，调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度；
（2）根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像；在光的折射中，光路是可逆的；
（3）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用；
（4）根据u＝v＝2f，成倒立、等大的实像，据此确定凸透镜的焦距。
【解答】解：（1）为了使像成在光屏中央，应将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，点燃蜡烛，调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度；
（2）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；
若保持此时蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜向左移动到15cm刻度线处，此时物距等于原来的像距，像距等于原来的物距，根据在光的折射中，光路是可逆的可知，此时光屏上可再次出现清晰的像；
（3）小山将他的眼镜片放在图甲中的凸透镜前，光屏上的像变模糊了，适当向左移动蜡烛，此时物距增大，根据凸透镜成像规律可知，像距变小，像又清晰了，说明该眼镜片对光线具有发散作用，近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用，会将光线推迟会聚成像；
（4）图乙中10m﹣1时，10m﹣1，此时v＝u＝0.1m，像距等于物距，说明物体处于二倍焦距处，即2f＝0.1m，所以f＝0.05m＝5cm。
故答案为：（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，点燃蜡烛，调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度；（2）倒立；缩小；实像；将凸透镜向左移动到15cm刻度线处；（3）近视；（4）5。
【点评】此题考查了凸透镜成像规律的探究及应用，关键是熟记成像规律的内容，并做到灵活运用。
9．小实做凸透镜成像实验时，得到下表实验数据：
实验次数 物距（厘米） 像距（厘米）
1 30 15
2 35 14
3 20 20
4 16 27
5 12 ？
（1）实验前将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在水平光具座上。点燃蜡烛后调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心和烛焰中心大致在同一高度，其目的是 　使像成在光屏的中央　 。
（2）实验中当物体处于一倍焦距内时，凸透镜成正立、放大的虚像（如图甲），在凸透镜右侧放一张黑纸，将透镜遮住一半，请预测蜡烛的像是否存在，并说明理由 　像仍然存在，理由是：一个物体有无数个点组成，任何一个点射向凸透镜有无数条光线，无数条光线经凸透镜折射后有无数条折射光线，遮住凸透镜的一半，折射光线减半，会聚成像的大小不变，像的亮度减小，所以仍能成完整的像　 。
（3）实验中小实忘记记录第5组的像距，下列数据有可能的是 　A　 。
A．60
B．25
C．18
D．9
【分析】（1）为使像能成在光屏的中央，应调节凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处；
（2）凸透镜在光屏上成实像时，遮住透镜的一半，像的大小不变，只改变了像的亮度；
（3）2f＞u＞f，v＞2f，成倒立、放大的实像，成实像时，物近像远大。
【解答】解：（1）应调整烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上，这样烛焰的像才能成在光屏的中央；
（2）一个物体有无数个点组成，任何一个点射向凸透镜有无数条光线，无数条光线经凸透镜折射后有无数条折射光线，遮住凸透镜的一半，折射光线减半，会聚成像的大小不变，像的亮度减小，所以仍能成完整的像；
（3）由表可知u＝12cm，由第三组数据可知，f＝10cm，所以2f＞u＞f，v＞2f，又因为成实像时，物近像远大，所以v应该大于27cm，故选：A。
故答案为：（1）使像成在光屏的中央；（2）像仍然存在，理由是：一个物体有无数个点组成，任何一个点射向凸透镜有无数条光线，无数条光线经凸透镜折射后有无数条折射光线，遮住凸透镜的一半，折射光线减半，会聚成像的大小不变，像的亮度减小，所以仍能成完整的像；（3）A。
【点评】此题是探究凸透镜成像的规律及其试验，同时考查了凸透镜成像的规律的应用。平时在学习过程中要多总结规律性的东西。
10．小叶在实验室利用光具座研究凸透镜成像规律。
（1）依次安装好蜡烛、凸透镜和光屏后，小叶发现在移动凸透镜的过程中，无论如何移动光屏上面都不成像，可能原因是 　蜡烛、凸透镜和光屏的中心不在同一高度　 。
（2）当小叶将三个元件移动到下图位置时，光屏中心出现了清晰的像则光屏上成的像性质为 　倒立、放大的实像　 。只调节凸透镜至物距为 　45.0　 cm，又能得到一个清晰的像。
（3）实验过程中，小叶发现蜡烛的像时而清晰时而模糊，产生这一现象的原因是 　蜡烛的火焰会晃动　 。老师建议小叶将蜡烛更换为LED灯替代蜡烛来探究凸透镜的成像规律，下列形状的LED灯中你认为合适的有 　AD　 。
A.R
B.T
C.A
D.F
【分析】（1）为了使烛焰的像才能成在光屏的中心，实验前必须将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调整到同一高度处；
（2）凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像；
根据折射现象光路可逆进行分析；
（3）实验过程中，发现蜡烛的像时而清晰时而模糊，是因为蜡烛的烛焰会晃动；
凸透镜成实像时，像与物相比，上下、左右都颠倒。
【解答】解：（1）实验前，必须将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调整到同一高度处，这样烛焰的像才能成在光屏的中心；无论如何移动光屏上面都不成像，有可能蜡烛、凸透镜和光屏的中心不在同一高度；
（2）由图可知，此时物距小于像距，成倒立、放大的实像；
根据折射现象光路可逆可知，移动凸透镜，使物距等于原来的像距，即将凸透镜移动到45cm刻度处，又能在光屏上成清晰的像；
（3）实验过程中，小叶发现蜡烛的像时而清晰时而模糊，是因为蜡烛的烛焰会晃动；
T、A左右对称，故无法得出像与物左右是否相反，而R、F左右、上下都不同，可观察像与物上下、左右的关系，故应该选：AD。
故答案为：（1）蜡烛、凸透镜和光屏的中心不在同一高度； （2）倒立、放大的实像；45.0；（3）蜡烛的火焰会晃动；AD。
【点评】本题研究凸透镜成像规律，难度不大。
11．生活中，只要用心观察就能发现很多有趣的现象，比如隔着装满水的透明玻璃杯观察事物，会观察到什么现象呢？同学们进行了实验，记录下了实验现象，如图所示。
【实验器材】写有字母F的白色卡纸、装满水的圆柱体透明水杯、装满水的长方体透明水杯、凸透镜。
【实验过程】
（1）根据上述记录的信息，你发现了哪些现象？
（2）凸透镜是指 　中间厚、边缘薄　 的透镜，对比凸透镜和圆柱体水杯的形状如果用一块凸透镜替代该圆柱体水杯，调整字母F到凸透镜的距离，判断是否能重现上述实验1、实验2的现象，并请做出解释。
【分析】（1）根据图中信息分析回答；
（2）中间厚、边缘薄的透镜叫做凸透镜；
根据凸透镜和圆柱体水杯的形状分析回答。
【解答】解：（1）由图可知，使用装满水的圆柱体水杯能看到倒立的像，使用长方体水杯能看到正立的像。
（2）凸透镜是指中间厚、边缘薄的透镜；
凸透镜中间厚、边缘薄，则会看到上下、左右都倒立的像。装满水的圆柱体水杯竖直放置时，水平方向上中间厚、边缘薄，竖直方向上厚度相同，看到的是左右倒立的像；装满水的圆柱体水杯水平放置时，竖直方向上中间厚、边缘薄，水平方向上厚度相同，看到的是上下倒立的像，因此不能重现上述实验1、实验2的现象。
答：（1）使用装满水的圆柱体水杯能看到倒立的像，使用长方体水杯能看到正立的像；
（2）中间厚、边缘薄；
不能；凸透镜中间厚、边缘薄，则会看到上下、左右都倒立的像；装满水的圆柱体水杯竖直放置时，水平方向上中间厚、边缘薄，竖直方向上厚度相同，看到的是左右倒立的像；装满水的圆柱体水杯水平放置时，竖直方向上中间厚、边缘薄，水平方向上厚度相同，看到的是上下倒立的像。
【点评】此题考查了凸透镜成像规律的探究及应用，关键是熟记成像规律的内容，并做到灵活运用。
12．小田同学利用光具座等器材（如图甲）探究凸透镜成像规律。记录实验数据，并将结果绘制成图乙。
（1）根据乙图，当物距为37.5cm时的像距为 　25cm　 。
（2）实验过程中，随着蜡烛的燃烧蜡烛长度变短，光屏上烛焰的像会向 　上　 移动。
（3）利用凸透成像规律可以制成“人脸识别测温一体机”（如图丙），一体机内成像部分结构和原理可简化为图丁，要使一体机中的像变大，镜头到人的距离a大小将如何变化 　变小　 （选填“变大”或“变小”）。
【分析】（1）凸透镜成像时，光路可逆；
（2）根据光线过光心不改变方向来判断；
（3）凸透镜成实像时，物近像远像变大。
【解答】解：（1）由图丁可知，当物距为25cm时，对应的像距为37.5cm，由于凸透镜成像时，光路可逆，所以当物距为37.5cm时，对应的像距为25cm；
（2）实验过程中，随着蜡烛的燃烧蜡烛长度变短，根据穿过光心的光线方向不变，可知光屏上烛焰的像会向上移动；
（3）要使一体机中的像变大，应该减小物距，即a变小。
故答案为：（1）25cm；（2）上；（3）变小。
【点评】本题主要考查凸透镜成像规律及其应用、焦距的测量和图象的分析能力，解决此题的关键是通过图象确定凸透镜的焦距，有一定的难度。
13．某科学兴趣小组学生用凸透镜进行如下探究。
（1）测焦距：小华将凸透镜正对太阳，调节凸透镜下方白纸到合适的位置，这里合适的位置是指白纸上出现：　最小最亮的光斑　 ，实验示意图如图甲所示。
（2）制作平行光源：小军将发光小灯泡、凸透镜和光屏如图乙放置，光屏上呈现一个圆形光斑，若将光屏向右移动，光斑大小将不变。
（3）探究成像规律：
①小明移去图乙中的小灯泡，将点燃的蜡烛放置于光具座的15cm刻度处，将光屏向右移动一段合适的距离，能在光屏上得到烛焰清晰倒立、　放大　 的实像；
②小华将点燃的蜡烛放置于光具座的10cm刻度处，如图丙，同组另外两位同学所测像距分别为16cm、24cm，与理论像距20cm相比偏差较大，若不是因为长度测量方法错误和测量误差导致的，请分析出现这种情况的原因：　光屏上还没有出现清晰的像时就测出了像距　 。
（4）某同学患近视，实验时他的眼镜突然坏了，看不清黑板上的字，当他用手轻轻按压眼球时，偶然发现能看到黑板上的字了。现请你从晶状体的形状、焦距、与视网膜的距离改变等方面任选一种，来分析看到字的原因：　当他用手轻轻按压眼球时，晶状体到视网膜的距离变短，或晶状体变薄，晶状体的焦距变长，会聚能力减弱才有可能使像形成在视网膜上　 。
（5）为了研究眼睛的成像原理，小科自主研制了如图丙所示的实验装置。用水透镜模拟眼睛的晶状体，通过注水或抽水可改变水透镜凸度的大小。光屏和水透镜固定在光具座如图所示的位置。
①点燃蜡烛后，调节水透镜的凸度，直至光屏上成一个清晰倒立、　缩小　 （填“放大”“等大”或“缩小”）的实像。若将点燃的蜡烛向左移动一小段距离，要使光屏上重新得到清晰的像，应对水透镜 　抽水　 （填“注水”或“抽水”）。
②小科继续向水透镜中注水直至不能继续注入，站在蜡烛一侧看向透镜居然发现了两个像，其中一个是正立的像，他分析后认为是由于光的 　反射　 引起的。
【分析】（1）平行于主光轴的光会聚于主光轴上一点，这一点叫焦点；
（3）①根据2f＞u＞f，成倒立、放大的实像；
②同一凸透镜，物距一定，像距一定，小组实验的像距不同，是因为光屏上还没有出现清晰的像就测像距；
（4）晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，它把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体的像；
而近视眼是因晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，因此来自远处点的光会聚在视网膜前，对近视眼的矫正可通过凹透镜对光线的发散作用进行纠正；
（5）①根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像；凸透镜凸度变小，对光的会聚能力变弱；
②凸透镜两个表面也可反射成像。
【解答】解：（1）将凸透镜正对太阳，调节凸透镜下方白纸的位置，直至白纸上出现一最小最亮的光斑，即为凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是：f＝10.0cm﹣0.0cm＝10.0cm；
（3）①小明移去图乙中的小灯泡，将点燃的蜡烛放置于光具座的15cm刻度处，此时物距2f＞u＝30cm﹣15cm＝15cm＞f，成倒立、放大的实像；
②同一凸透镜，物距一定，像距一定，小组实验的像距不同，是因为光屏上还没有出现清晰的像就测像距；
（4）当他用手轻轻按压眼球时，晶状体到视网膜的距离变短，或晶状体变薄，晶状体的焦距变长，会聚能力减弱才有可能使像形成在视网膜上；
（5）①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；
若将点燃的蜡烛向左移动一小段距离，物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，此时像成在光屏的左侧，要使光屏上重新得到清晰的像，应对水透镜抽水，水透镜凸度变小，对光的会聚能力变弱，会将光线推迟会聚成像；
②从蜡烛一侧看向凸透镜，看到的像只能是由凸透镜反射的光线形成的。
故答案为：（1）最小最亮的光斑；（3）①放大；②光屏上还没有出现清晰的像时就测出了像距；（4）当他用手轻轻按压眼球时，晶状体到视网膜的距离变短，或晶状体变薄，晶状体的焦距变长，会聚能力减弱才有可能使像形成在视网膜上；（5）①缩小；抽水；②反射。
【点评】此题考查了凸透镜成像规律的探究及应用，关键是熟记成像规律的内容，并做到灵活运用。
14．如图所示，在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上。
（1）实验前，首先应调节凸透镜、光屏和烛焰，使它们的中心在同一直线上，并且大致在同一高度，这样做的目的是 　使像成在光屏中央　 。
（2）如果凸透镜焦距为10cm，实验时，把凸透镜放在光具座刻度50cm处，蜡烛放在刻度20cm处，如图。通过移动光屏，在光屏上得到清晰的 　倒立、缩小　 的像（写出成像的性质）。
（3）在实验中已得到清晰的实像，当用黑色硬纸片遮住透镜的上半部分，则所成的像与原来像相比 　变暗　 。
（4）实验时，由于时间较长，蜡烛变短，此时应将凸透镜向 　上　 移动，才会使烛焰的像在光屏中心。
（5）现将蜡烛移至9cm刻度处，则应将光屏移至 　80　 cm刻度处，才能恰好得到清晰的像。
【分析】（1）探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心；
（2）根据u＞2f，成倒立、缩小的实像；
（3）当用黑色硬纸片遮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）根据过光心的光线传播方向不变分析回答；
（5）在光的折射中，光路是可逆的。
【解答】解：（1）蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心；
（2）如果凸透镜焦距为10cm，实验时，把凸透镜放在光具座刻度50cm处，蜡烛放在刻度20cm处，此时物距u＝50cm﹣20cm＝30cm＞2f，根据u＞2f，成倒立、缩小的实像；
（3）如果用黑色硬纸片遮住透镜的上半部分，下半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；
（4）实验时，由于时间较长，蜡烛变短，根据过光心的光线传播方向不变可知，烛焰的像在光屏上的位置会向上移动，此时应将凸透镜向下移动，才会使烛焰的像在光屏中心；
（5）将蜡烛移至9cm刻度线处，此时物距等于原来的像距，根据在光的折射中，光路是可逆的，可知，应将光屏移至80cm刻度线处，使像距等于原来的物距，可再次承接到烛焰清晰的像。
故答案为：（1）使像成在光屏中央；（2）倒立、缩小；（3）变暗；（4）下；（5）80。
【点评】本题考查了探究凸透镜成像规律的实验，熟练掌握凸透镜的成像规律和成像特点是解题的关键。
15．小州所在学校七年级要开展“自制学校LOGO投影灯”的项目学习，包括LOGO灯的设计、模型制作、评价交流等三个环节。
（1）【设计】项目小组利用凸透镜来制作投影灯，其基本原理如图1所示，通过凸透镜将透明图标上的彩色图案呈现在墙壁上。为了使投影效果最佳，下列投影灯内部结构设计最合理的是 　A　 。
（2）LOGO投影灯中需要凸透镜，如图2，小州利用太阳光测量凸透镜的焦距，下列操作最合理的是 　C　 。
（3）如图3，将凸透镜固定在光具座的50cm刻度处，光屏和蜡烛分别在凸透镜的两侧，光屏上能呈现清晰的像。保持凸透镜位置不变，将蜡烛从光具座20cm刻度处移到25cm刻度处时，若要在光屏上观察到清晰的像，光屏应从80cm刻度处向 　右　 （填“左”或“右”）移动。
（4）继续保持透镜位置不变，当蜡烛移至40cm刻度处时，如图4所示，则人眼在 　b　 （填“a”、“b”或“c”）处能观察到蜡烛清晰的像。
（5）【评价】在制作之前，需要制定评价量表，因为评价量规是作品制作的引领和依据。请将表中空白处补充完整。
自制LOGO投影灯评价量规
评价指标 作品等级
优秀 合格 待改进
清晰度 ①　图像清晰　 ②　图像清晰　 图像不清晰
可调性 图像大小可调节 ③　图像大小可调节　 图像无法调节大小
美观度 造型美观 造型一般 造型不美观
（6）【制作】设计好正确的内部结构，同学们用黑色纸盒子做灯的主体，将光源、透镜和图标安装在盒子中，打开光源，在墙壁上进行测试。一个小组发现他们制作的LOGO投影灯在墙壁上的图像大小是可以调节的，但在调节的过程中像却模糊了。请你说说其中的原因并提出可行的改进方案 　物距没有调节，成像不清晰；改进方案：图标与透镜之间的距离可调节　 。
（7）除了投影灯，我们还能用凸透镜制作很多产品。例如市场上有一款可以将物体放大的手机微距镜头，如图5，它是由2片完全一样的凸透镜组成。镜头夹在手机上后，拍照获得正立放大的照片。已知凸透镜的焦距是5厘米。如图6，两片凸透镜通过螺纹拧紧贴合后，拍照时镜头距离物体1.5厘米才能拍清楚。如图7，甲、乙、丙、丁是凸透镜成像的原理图，请根据信息，从中选取2幅图解释微距镜头中两片凸透镜的成像原理，并说明原因。（注明：甲、乙、丙、丁可以重复选择） 　第1个透镜成正立放大的虚像，对应是图丙；第2个透镜物距大于1倍焦距，小于2倍焦距，成倒立放大的实像，对应的是丁图　 。
【分析】（1）图标是透明的，必须有足够的光透过才能成清晰的像；
（2）利用太阳光测量凸透镜焦距，应让凸透镜正对太阳光，白纸应与凸透镜平行，来回移动透镜，找到最小最亮的光斑；
（3）凸透镜成实像时，物近像远像变大；
（4）物距小于1倍焦距，成正立放大的虚像，必须透过透镜进行观察虚像；
（5）根据表格中的评价标准进行分析；
（6）凸透镜成像时，像距改变，必须同时改变物距才能成清晰度的像。
（7）物距小于1倍焦距，成正立放大的虚像，物距2f＞u＞f，像距v＞2f成倒立放大的实像。
【解答】解：（1）投影灯工作时，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，所以广告片位于镜头一倍焦距和二倍焦距之间；要使投影清晰，需要图标更亮一些，所以应将图标放在光源与镜头之间，故A正确；
（2）利用太阳光测量凸透镜焦距，应让凸透镜正对太阳光，白纸应与凸透镜平行，来回移动透镜，找到最小最亮的光斑，光斑到透镜中心的距离即为焦距，应选择C；
（3）如图3，将凸透镜固定在光具座的50cm刻度处，光屏和蜡烛分别在凸透镜的两侧，且成清晰的像，物距等于像距，说明都位于2倍焦距处，说明焦距是15cm；保持凸透镜位置不变，将蜡烛从光具座20cm刻度处移到25cm刻度处时，物体靠近了透镜，若要在光屏上观察到清晰的像，光屏应从80cm刻度处向右移动；
（4）继续保持透镜位置不变，当蜡烛移至40cm刻度处时，此时物距是10cm，物距小于1倍焦距15cm，成正立放大的虚像，必须透过透镜进行观察虚像；如图4所示，则人眼在b处能观察到蜡烛清晰的像；
（5）根据表格中的评价标准，无论优秀还是合格，像必须清晰；大小必须可以调节；
（6）用黑色纸盒子做灯的主体，将光源、透镜和图标安装在盒子中，透镜和图标的距离不可以改变，只改变透镜到光屏的距离，像的大小可以调节，但像距改变时，必须改变物距，才能成清晰度的像；
（7）拍照时镜头距离物体1.5厘米才能拍清楚，而焦距是5cm，物距小于1倍焦距，说明第1个透镜成正立放大的虚像，对应是图丙；
第1次成像后在1倍焦距以外，两片凸透镜通过螺纹拧紧贴合，此时物距大于1倍焦距，小于2倍焦距，成倒立放大的实像，对应的是丁图。
故答案为：（1）A；（2）C；（3）右；（4）b；（5）图像清晰；图像清晰；图像大小可调节；（6）物距没有调节，成像不清晰；改进方案：图标与透镜之间的距离可调节；（7）第1个透镜成正立放大的虚像，对应是图丙；第2个透镜物距大于1倍焦距，小于2倍焦距，成倒立放大的实像，对应的是丁图。
【点评】本题考查投影仪的成像探究，属于难题。
16．用如图所示的光具座、蜡烛、凸透镜、光屏等器材，可进行“探究凸透镜成像规律”的实验；
（1）将蜡烛移到如图所示的位置时，此时光屏上恰好成清晰的像，这个像是 　倒立、放大的实像　 （填像的性质）。
（2）在蜡烛和凸透镜中间放一远视眼镜片，光屏上的像模糊了，为了在光屏上再次呈清晰的像，光屏应往 　左　 移动（“左”或“右”）。
（3）实验小组在探究凸透镜成像规律后，得到了如下数据：
实验序号 物距u/cm 焦距f/cm 像的性质 像距v/cm
1 30 10 倒立缩小实像 15
2 25 10 倒立缩小实像 16.7
3 15 10 倒立放大实像
4 14 10 倒立放大实像 35
5 30 12 倒立缩小实像 20
6 30 15 倒立等大实像 30
①由表格数据可知，该凸透镜的焦距为 　10　 cm。
②正确操作后表中实验序号3的像距应为 　30　 cm。
③从数据可得到结论：物距一定时，焦距不同，所成实像的像距也不同。人眼的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏，为了看清物体，人眼由看远处物体改为看近处的物体时，晶状体的焦距会 　变小　 （填“变大”“不变”或“变小”）。
【分析】（1）根据凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像；
（2）远视眼镜片是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用；
（3）①根据表中数据得出答案；
②在光的折射中，光路是可逆的；
③根据表中数据分析回答。
【解答】解：（1）将蜡烛移到如图所示的位置，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；
（2）在蜡烛和凸透镜中间放一远视眼镜片，远视眼镜片是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用，会将光线提前会聚成像，为了在光屏上再次呈清晰的像，光屏应往左移动；
（3）①由表中数据可知，该凸透镜的焦距为10cm；
②由表中实验序号1可知，当物距为30cm，像距为15cm；在光的折射中，光路是可逆的，故当物距为15cm时，像距应为30cm；
③由表中数据可知，当物距一定时，凸透镜焦距越大，像距越大；因晶状体到视网膜的距离一定，即像距不变；当人眼看远处物体，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，此时像成在视网膜的前方，要让像成在视网膜上，需要增大像距，即将晶状体的焦距变大；当人眼看近处物体，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，此时像成在视网膜的后方，要让像成在视网膜上，需要减小像距，即将晶状体的焦距变小，故人眼由看远处物体改为看近处的物体时，晶状体的焦距会变小。
故答案为：（1）倒立、放大的实像；（2）左；（3）①10；②30；③变小。
【点评】此题考查了凸透镜成像规律的探究及应用，关键是熟记成像规律的内容，并做到灵活运用。
17．小徐在STEAM课堂上，通过老师的教导，成功制作出水凸透镜，并完成了以下实验：
（1）在探究凸透镜成像的规律时，通过注水器调节水透镜的焦距为10cm。将蜡烛、水凸透镜和光屏固定在如图甲所示的位置上，此时在光屏上得到清晰像的性质是倒立、　缩小　 的实像。
（2）在光屏上得到清晰的像后，如果保持光屏和水凸透镜的位置不变，当蜡烛向水凸透镜靠近时，要在光屏上重新得到清晰的像，可以采取什么办法？请简要写出操作过程。
（3）白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了如图乙红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带（部分色光未画出）。这说明不同色光在入射三棱镜（或凸透镜）时，蓝光偏折的程度会较大。于是，小徐使用红光、黄光和蓝光来测量水凸透镜的焦距（f）大小（如图丙）。以下关于三种色光通过水凸透镜时的焦距（f）大小关系正确的是 　C　 。
A.f红＝f黄＝f蓝
B．f红＜f黄＜f蓝
C．f红＞f黄＞f蓝
D．f黄＞f红＞f蓝
【分析】（1）凸透镜成实像时，当物距大于像距，成倒立缩小的实像；
（2）凸透镜成实像规律：物近像远像变大；
（3）白光经三棱镜后，光屏上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带，是因为不同颜色的光经玻璃的折射本领不同。
【解答】解：（1）由图甲可知，物距大于像距，且光屏上呈现清晰的像，由分析可知，所呈现的像的性质为倒立、缩小、实像；
（2）光屏和水凸透镜位置保持不变，当蜡烛向水凸透镜靠近时，根据凸透镜成像规律：物近像远像变大，像会成在原来像的后方，这与远视眼的成因相同，因此要想重新得到清晰的像，应通过注射器往水凸透镜中注入适量的水，使其变厚、凸透镜对光线的会聚能力增强，使像成在原来像的位置；
（3）用红光、黄光和蓝光平行于同一个凸透镜的主光轴射入，红光、黄光和蓝光对凸透镜的偏折能力不相同，红光相对于黄光、蓝光来说，偏折能力最弱，所以红色光对凸透镜的焦距大；蓝光入射时焦距最小，故三种色光通过水凸透镜时的焦距（f）大小关系正确的是f红＞f黄＞f蓝，C选项正确。
故答案为：（1）缩小；（2）通过注射器往水凸透镜中注入适量的水；（3）C。
【点评】此题考查了凸透镜成像规律的探究及应用，关键是熟记成像规律的内容，并做到灵活运用。
18．小明同学用“F”型电子光源、凸透镜和光屏做探究凸透镜成像规律的实验。
（1）图甲中，小明给光屏标上刻度，其目的是 　便于比较像与物大小的关系　 。
（2）实验时，在光屏上得到清晰的像，如图乙。小明把光源向左移动一段距离，若保持凸透镜的位置不变，为了在光屏上再次得到清晰的像，他的操作是 　将光屏向左移动，直到光屏上出现清晰的实像　 。
（3）实验中，小明记录的数据如下表所示：
组别 1 2 3 4 5 6
物距u/厘米 42 37 30 25 20 x
像距v/厘米 20 25 30 37 42 /
小明在做第6次实验时，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上得到像，则x的范围是 　x≤15cm　 。
【分析】（1）在光屏标上刻度其目的是便于比较像与物大小的关系；
（2）凸透镜成实像时，物距越大，成的像越小，像距也会减小；
（3）当物距等于像距等于2倍焦距时，成倒立等大的实像；
若光屏上没有像，可能是因为物距小于焦距，成了虚像，不能成在光屏上，也有可能物体在焦点上，不能成像。
【解答】解：（1）小明在光屏标上刻度其目的是便于比较像与物大小的关系；
（2）小明把光源向左移动一段距离，则物距变大，像距应变小，将光屏向凸透镜靠近，即向左移动，直到光屏上出现清晰的实像；
（3）由表格数据可知，当u＝v＝30cm时，成倒立等大的实像，则2f＝30cm，即f＝15cm，
无论怎样移动光屏，都不能在光屏上得到像，可能是因为物距小于焦距，成了虚像，不能成在光屏上，也有可能物体在焦点上，不能成像，故此时物距x≤f＝15cm。
故答案为：（1）便于比较像与物大小的关系；（2）将光屏向左移动，直到光屏上出现清晰

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