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2023-2024人教版八年物理上冊同步學講練測學案（全國通用）
第五章 透鏡及其應用 專題5.3 凸透鏡成像的規(guī)律
1.理解凸透鏡成像的規(guī)律。
2.知道凸透鏡所成像的正倒、大小、虛實與物距的關系。
3.了解凸透鏡在生活的應用
閱讀本節(jié)課教材，參考教材完成教師給出的知識點問題的填空：
知識點1.凸透鏡成像的規(guī)律
成像條件物距（u） 成像的性質(zhì) 像距（v）
u﹥2f _____、_____的實像 f_____ 倒立、等大的實像 v=2f
f﹤u﹤2f 倒立、放大的實像 _____
u=f _____
0﹤u﹤f _____、_____的虛像
溫馨提醒：對凸透鏡成像規(guī)律的深刻理解
（1）焦點是成虛像和實像的_____。物體在焦點以外時，在另一側光屏上一定成_____像；物體在焦點以內(nèi)時，一定在同側成_____像。
（2）2f是成放大或縮小實像的分界點。U=2f時，所成實像與物體_____；u＞2f時，所成實像是_____的；f＜u＜2f時，所成實像是_____的。
（3）凸透鏡成像時，物距u越小，像_____，像距v也_____；物距u越大，像_____，像距v也_____。
（4）根據(jù)u和v的關系，也能判斷出像的性質(zhì)。當u＞v時，像比物_____；當u=v時，像和物大小_____；當u＜v時，像比物_____。
（5）凸透鏡所成實像都是_____的，所成虛像都是_____的。
（6）可以這樣記憶理解：實像倒，位異側；虛像正，位同側；一倍焦距分虛實，二倍焦距分大小；物體移向凸透鏡，實像變遠且變大，虛像變近且變小。
知識點2.凸透鏡成像的規(guī)律的應用
成像條件物距（u） 成像的性質(zhì) 像距（v） 應用
u﹥2f 倒立、縮小的實像 fu=2f 倒立、等大的實像 v=2f _____
f﹤u﹤2f 倒立、放大的實像 v>2f _____
u=f 不成像 _____
0﹤u﹤f 正立、放大的虛像 _____
【例題】（2023北京） 在探究凸透鏡所成實像的高度與物距、焦距的關系時，三個小組的同學用高度相同的發(fā)光體以及焦距不同的凸透鏡等器材進行了實驗，部分實驗數(shù)據(jù)如表中所示。
表1（f =5cm）
物距u/cm 像高h/cm
11 5
17 2.5
40 0.9
表2（f =8cm）
物距u/cm 像高h/cm
24 3
36 1.7
40 1.5
表3（f =10cm）
物距u/cm 像高h/cm
25 4
28 3.3
40 2
（1）由表中數(shù)據(jù)可知：物體高度、凸透鏡焦距一定時，物距變大，所成實像高度的變化情況是：________；物體高度、物距一定時，凸透鏡焦距變大，所成實像的高度變化情況是：________。
（2）講臺上有一發(fā)光體，同學們利用凸透鏡和光屏觀察發(fā)光體在各自光屏上所成的像，小京所用凸透鏡離發(fā)光體較近，小強所用凸透鏡離發(fā)光體較遠，發(fā)現(xiàn)兩人光屏上呈現(xiàn)的像的高度相等，則小京所用凸透鏡的焦距________小強所用凸透鏡的焦距。（選填“大于”“等于”或“小于”）
【演練1】（2022湖北宜昌）如圖所示是一種常見的投射燈，它的成像鏡頭可簡化為一一個凸透鏡，能把投影片ab投射到地面，下圖中能正確反映其成像原理的示意圖是（　　）
A.
B.
C.
D.
【演練2】（2023廣西）小明用自制的“水凸透鏡”探究凸透鏡成像規(guī)律，當蠟燭、“水凸透鏡”和光屏位于如圖所示的位置時，光屏上呈現(xiàn)燭焰清晰的像，下列說法正確的是（　　）
A. 此時成像特點與照相機的相同
B. 此時“水凸透鏡”的焦距為15.0cm
C. 調(diào)節(jié)“水凸透鏡”的厚度可改變其焦距
D. 蠟燭燃燒變短，光屏上的像會向上移動
【演練3】做凸透鏡成像實驗時，將光具座上的蠟燭、凸透鏡、光屏如圖放置，光屏上呈現(xiàn)清晰的像。下列說法正確的是（　　）
A. 屏上的像是倒立放大的
B. 該凸透鏡的焦距可能是8cm
C. 先向右移動光屏，再移動凸透鏡到某位置一定能在光屏上看到清晰的像
D. 只將蠟燭向左移動一段距離，放上遠視眼鏡可在屏上再次看到清晰的像
【演練4】在“探究凸透鏡成像規(guī)律”實驗中，有如下操作：
（1）實驗前，小剛利用“平行光聚焦法”（如圖甲所示）粗略測出凸透鏡的焦距。焦距越小，凸透鏡對光的會聚作用越_____（選填“強”或“弱”）；
（2）小剛將（1）中測過焦距的凸透鏡、蠟燭以及光屏放置在光具座上的位置如圖乙所示，欲使光屏上成一個清晰的實像，應將光屏________（選填“靠近”或“遠離”）凸透鏡；
（3）通過步驟（2）的調(diào)整，光屏上出現(xiàn)了清晰的像后，某同學將自己的近視眼鏡取下來放在蠟燭和凸透鏡之間，發(fā)現(xiàn)光屏上的像變模糊了，此時他應將蠟燭_________（選填“靠近”或“遠離”）凸透鏡，光屏上才能再次成清晰的像。
1.凸透鏡成像規(guī)律理解口訣
一倍焦距分虛實；二倍焦距分大小。
實像總是異側倒；物近像遠像變大。
虛像總是同側正；物近像近像變小。
像的大小像距定；像兒跟著物體跑。
（滿分100分，答題時間60分鐘，根據(jù)下面給出的試題答案與解析自測自評）
一、選擇題（本題有3小題，每小題10分，共30分）
1. 如圖所示，這款“自拍神器”可三腳架支撐可伸縮可折疊，還可手持藍牙遙控器拍照，為人們外出旅游拍照帶來極大便利。下列關于利用自拍桿拍照的說法，錯誤的是（　　）
A. 增大物距，減小像的大小，從而增大取景范圍
B. 用藍牙遙控器遙控拍照，是利用了電磁波傳遞信息
C. 某同學照了半身像后，想拍全身像，他應該遠離自拍桿
D. 某同學照了全身像后，想拍半身像，他應該遠離自拍桿
2．如圖所示，燭焰在光屏上剛好成清晰的像。透鏡不動，將蠟燭移至40cm刻度處，移動光屏，在光屏上能觀察到（　　）
A．倒立、縮小的實像 B．倒立、放大的實像
C．正立、放大的實像 D．光屏上不能呈現(xiàn)像
3. （2022河北省）小明利用如圖所示的裝置探究凸透鏡成像的規(guī)律。將蠟燭放在凸透鏡左側適當位置，調(diào)整光屏到凸透鏡的距離，使燭焰在光屏上成清晰的像，分別測出物距u和像距v，實驗數(shù)據(jù)如下表。下列說法正確的是（　　）
實驗次數(shù) 1 2 3 4 5
物距u/cm 60 30 20 15 12
像距v/cm 12 15 20 30 60
A. 該凸透鏡的焦距為20cm
B. 從第1次實驗到第5次實驗，成在光屏上的像越來越大
C. 當u=45cm時，移動光屏，可在光屏上成倒立、縮小的清晰實像
D. 第5次實驗后，在貼近凸透鏡左側放一眼鏡片，向右移動光屏，能在光屏上成清晰的像，則眼鏡片對光起會聚作用
二、填空題（本題有6小題，16個空，每空3分，共48分）
1. （2022江蘇徐州）在探究凸透鏡成像的規(guī)律時，實驗室應保持較_____的環(huán)境（填“亮”或“暗”），為了判斷光屏上的像是否最清晰，需要________移動光屏，觀察像是否變模糊。如圖所示位置光屏上成清晰的像，則像的大小比燭焰_________。
2. （2022江蘇無錫）用焦距為10cm的凸透鏡探究凸透鏡成像的規(guī)律，當點燃的蠟燭、凸透鏡、光屏置于光具座上如圖所示的位置時，光屏上呈現(xiàn)燭焰的倒立、______的實像，若此時將光屏移走，燭焰通過凸透鏡_______（選填“能”或“不能”）成實像，將蠟燭移至光具座上40cm處，人站在光屏一側，通過凸透鏡可以看到一個_______、放大的“燭焰”。
3．在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，將凸透鏡正對著太陽，在距凸透鏡15cm處得到一個最小、最亮的光斑，則該凸透鏡的焦距為　 　cm；若將一個物體放在此透鏡前40cm處，可在透鏡另一側光屏上得到一個倒立　 　（選填“放大”、“等大”或“縮小”）的實像。
4．小亮利用圖示裝置“探究凸透鏡成像規(guī)律”，所用凸透鏡的焦距為8cm。小亮將凸透鏡固定在光具座上40cm刻度線處，將點燃的蠟燭放置在光具座上10cm刻度線處，移動光屏直至光屏上呈現(xiàn)出燭焰　 　（選填“正立”或“倒立”）、　 　（選填“放大”或“縮小”）的實像，這一原理應用在　 　（選填“照相機”“幻燈機”或“放大鏡”）上。
5. （2022云南）某小組利用如圖所示的裝置探究凸透鏡成像的規(guī)律，此時光屏上呈現(xiàn)了燭焰清晰的像，該像是倒立、______的實像（選填“放大”或“縮小”），該成像特點是_______的成像原理（選填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”）。
6.在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，下表是小華同學實驗時記錄的幾組數(shù)據(jù)，根據(jù)表中數(shù)據(jù)完成下列問題。
實驗次數(shù) 物距u/cm 像距v/cm 成像性質(zhì)
1 30 15 倒立縮小實像
2 20 20 倒立等大實像
3 15 倒立放大實像
(1)此凸透鏡的焦距為______cm；
(2)第3次實驗中像距為______cm，判斷依據(jù)是_____。
三、實驗探究題（本題有2小題，共22分）
1．（12分）探究凸透鏡成像特點時。
（1）小聰將凸透鏡正對著太陽光，在透鏡下方平行地放上白紙，如圖1所示，測出透鏡與白紙間距離s與對應的白紙被烤焦的時間t，繪出如圖2所示圖像，由圖可知，白紙被烤焦的最短時間為2min，對應的s為 　　cm，此距離即為該透鏡的焦距f；
（2）當透鏡與蠟燭的距離為15cm時，可在光屏上得到一個倒立、　　（選填“放大”“縮小”或“等大”）的清晰實像，利用這一成像原理可制成生活中的 　　（選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”）；
（3）僅將題（2）中蠟燭和光屏位置對調(diào)，根據(jù)光路可逆，在光屏上 　　（選填“能”或“不能”）得到一個清晰的像；
（4）將蠟燭移至如圖3所示位置，可以透過凸透鏡看到燭焰所成的 　　（選填“虛”或“實”）像；
（5）凸透鏡對光有會聚作用，可以用來制成 　　（選填“近視”或“遠視”）眼鏡。
2. （10分）小華用焦距為10.0cm的凸透鏡探究凸透鏡成像規(guī)律。
（1）實驗前，應調(diào)整燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心大致在_________（4分）；
（2）當各器材位置如圖所示時，在光屏上成燭焰清晰的像，此時燭焰的成像特點與 ______（選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”）的成像特點相同（2分）；
（3）實驗時，若用一張紙片遮住了凸透鏡的上半部，光屏上 ____（選填“能”或“不能”）成完整的像（2分）；
（4）小華將一副老花鏡的鏡片放在燭焰與凸透鏡之間且靠近凸透鏡的位置，若保持蠟燭的位置不變，僅將光屏向 ____端移動適當距離，光屏上即可重新成燭焰清晰的像（2分）。
透鏡成像（高斯成像）公式
物距、像距、焦距的關系公式是：1/f=1/u+1/v。
其中f為焦距，凸正凹負；u為物距；v為像距，實正虛負。
物距、像距、焦距的關系公式又叫做“成像公式”，即透鏡成像公式、高斯成像公式。是由物理學家“高斯”所提出的一種理論。
公式含義是物距的倒數(shù)與像距的倒數(shù)之和等于焦距的倒數(shù)。
這個公式一共有兩種推導方法即“幾何法”與“函數(shù)法”。
當物體與凸透鏡的距離大于透鏡的焦距時，物體成倒立的像，當物體從較遠處向透鏡靠近時，像逐漸變大，像到透鏡的距離也逐漸變大；當物體與透鏡的距離小于焦距時，物體成放大的像，這個像不是實際折射光線的會聚點，而是它們的反向延長線的交點，用光屏接收不到，是虛像。平面鏡所成的虛像對比（不能用光屏接收到，只能用眼睛看到）。
焦距，是光學系統(tǒng)中衡量光的聚集或發(fā)散的度量方式，指平行光入射時從透鏡光心到光聚集之焦點的距離 。具有短焦距的光學系統(tǒng)比長焦距的光學系統(tǒng)有更佳聚集光的能力。簡單的說焦距是焦點到面鏡的中心點之間的距離。照相機中f學習目標
自學知識點梳理
考點例題精講
對點演練
解題方法歸納
課時減負課外小測驗
科學精神與擔當
21世紀教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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2023-2024人教版八年物理上冊同步學講練測學案（全國通用）
第五章 透鏡及其應用 專題5.3 凸透鏡成像的規(guī)律
1.理解凸透鏡成像的規(guī)律。
2.知道凸透鏡所成像的正倒、大小、虛實與物距的關系。
3.了解凸透鏡在生活的應用
閱讀本節(jié)課教材，參考教材完成教師給出的知識點問題的填空：
知識點1.凸透鏡成像的規(guī)律
成像條件物距（u） 成像的性質(zhì) 像距（v）
u﹥2f 倒立、縮小的實像 fu=2f 倒立、等大的實像 v=2f
f﹤u﹤2f 倒立、放大的實像 v>2f
u=f 不成像
0﹤u﹤f 正立、放大的虛像
溫馨提醒：對凸透鏡成像規(guī)律的深刻理解
（1）焦點是成虛像和實像的分界點。物體在焦點以外時，在另一側光屏上一定成實像；物體在焦點以內(nèi)時，一定在同側成虛像。
（2）2f是成放大或縮小實像的分界點。U=2f時，所成實像與物體等大；u＞2f時，所成實像是縮小的；f＜u＜2f時，所成實像是放大的。
（3）凸透鏡成像時，物距u越小，像越大，像距v也越大；物距u越大，像越小，像距v也越小。
（4）根據(jù)u和v的關系，也能判斷出像的性質(zhì)。當u＞v時，像比物小；當u=v時，像和物大小相等；當u＜v時，像比物大。
（5）凸透鏡所成實像都是倒立的，所成虛像都是正立的。
（6）可以這樣記憶理解：實像倒，位異側；虛像正，位同側；一倍焦距分虛實，二倍焦距分大小；物體移向凸透鏡，實像變遠且變大，虛像變近且變小。
知識點2.凸透鏡成像的規(guī)律的應用
成像條件物距（u） 成像的性質(zhì) 像距（v） 應用
u﹥2f 倒立、縮小的實像 fu=2f 倒立、等大的實像 v=2f 測焦距
f﹤u﹤2f 倒立、放大的實像 v>2f 投影儀
u=f 不成像 獲得平行光束
0﹤u﹤f 正立、放大的虛像 放大鏡
【例題】（2023北京） 在探究凸透鏡所成實像的高度與物距、焦距的關系時，三個小組的同學用高度相同的發(fā)光體以及焦距不同的凸透鏡等器材進行了實驗，部分實驗數(shù)據(jù)如表中所示。
表1（f =5cm）
物距u/cm 像高h/cm
11 5
17 2.5
40 0.9
表2（f =8cm）
物距u/cm 像高h/cm
24 3
36 1.7
40 1.5
表3（f =10cm）
物距u/cm 像高h/cm
25 4
28 3.3
40 2
（1）由表中數(shù)據(jù)可知：物體高度、凸透鏡焦距一定時，物距變大，所成實像高度的變化情況是：________；物體高度、物距一定時，凸透鏡焦距變大，所成實像的高度變化情況是：________。
（2）講臺上有一發(fā)光體，同學們利用凸透鏡和光屏觀察發(fā)光體在各自光屏上所成的像，小京所用凸透鏡離發(fā)光體較近，小強所用凸透鏡離發(fā)光體較遠，發(fā)現(xiàn)兩人光屏上呈現(xiàn)的像的高度相等，則小京所用凸透鏡的焦距________小強所用凸透鏡的焦距。（選填“大于”“等于”或“小于”）
【答案】 （1）變小 變大 （2）小于
【解析】（1）表1中，凸透鏡焦距不變f =5cm，物距11cm、17cm、40cm不斷增大，像高5cm、2.5cm、0.9cm逐漸減小；同理表2中、表3中也可看出物體高度、凸透鏡焦距一定時，物距變大，所成實像高度變小；
觀察三個表中的最后一項，凸透鏡焦距變大5cm、8cm、10cm，物距不變都是40cm，像高變大0.9cm、1.5cm、2cm。
（2）同一個物體，兩個凸透鏡所成像的高度相等，離物體近的透鏡對光的折射能力強，焦距短，所以小京所用凸透鏡的焦距小于小強所用凸透鏡的焦距。
【演練1】（2022湖北宜昌）如圖所示是一種常見的投射燈，它的成像鏡頭可簡化為一一個凸透鏡，能把投影片ab投射到地面，下圖中能正確反映其成像原理的示意圖是（　　）
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】由圖結合題意可知，燈內(nèi)部較小的投影片在地面成倒立、放大的實像，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知，此時投影片位于凸透鏡的一倍焦距和二倍焦距之間，其實像在凸透鏡另一側二倍焦距之外，故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。
【演練2】（2023廣西）小明用自制的“水凸透鏡”探究凸透鏡成像規(guī)律，當蠟燭、“水凸透鏡”和光屏位于如圖所示的位置時，光屏上呈現(xiàn)燭焰清晰的像，下列說法正確的是（　　）
A. 此時成像特點與照相機的相同
B. 此時“水凸透鏡”的焦距為15.0cm
C. 調(diào)節(jié)“水凸透鏡”的厚度可改變其焦距
D. 蠟燭燃燒變短，光屏上的像會向上移動
【答案】CD
【解析】A．由圖可知，此時光屏上成倒立放大的實像，而照相機的成像原理是根據(jù)凸透鏡成倒立縮小的實像，所以A錯誤；
B．由圖可知此時物距u=15cm，像距v=29cm，光屏上成倒立放大的實像，說明
所以此時水透鏡的焦距
所以B錯誤；
C．可以向水透鏡內(nèi)注水和排水，通過調(diào)節(jié)“水凸透鏡”的厚度去改變其焦距，故C正確；
D．過凸透鏡光心的光線沿直線傳播，所以蠟燭燃燒變短后，則像向光屏上方移動,故D正確。
故選CD。
【演練3】做凸透鏡成像實驗時，將光具座上的蠟燭、凸透鏡、光屏如圖放置，光屏上呈現(xiàn)清晰的像。下列說法正確的是（　　）
A. 屏上的像是倒立放大的
B. 該凸透鏡的焦距可能是8cm
C. 先向右移動光屏，再移動凸透鏡到某位置一定能在光屏上看到清晰的像
D. 只將蠟燭向左移動一段距離，放上遠視眼鏡可在屏上再次看到清晰的像
【答案】C
【解析】A．圖中物距大于像距，由凸透鏡成像規(guī)律可知成倒立縮小的實像，故A錯誤；
B．此時物距為
50.0cm-25.0cm=25.0cm
此時u>2f
即25.0cm>2f①
像距v=67.0cm-50.0cm=17.0cm
此時2f>v>f
即2f>17.0cm>f②
由①②得8.5cm該凸透鏡的焦距不可能是8cm，故B錯誤；
C．凸透鏡成實像時，物近像遠像變大，向右移動光屏，像距變大，應該減小物距，才能成清晰的像，再向左移動凸透鏡到某位置一定能在光屏上看到清晰的像，故C正確；
D．凸透鏡成實像時，物遠像近像變小，只將蠟燭向左移動一段距離，物距變大，像距變小，像成在光屏的前面，遠視眼鏡是凸透鏡，對光有會聚作用，放上遠視眼鏡使像更靠近凸透鏡，不能在屏上再次看到清晰的像，故D錯誤。故選C。
【演練4】在“探究凸透鏡成像規(guī)律”實驗中，有如下操作：
（1）實驗前，小剛利用“平行光聚焦法”（如圖甲所示）粗略測出凸透鏡的焦距。焦距越小，凸透鏡對光的會聚作用越_____（選填“強”或“弱”）；
（2）小剛將（1）中測過焦距的凸透鏡、蠟燭以及光屏放置在光具座上的位置如圖乙所示，欲使光屏上成一個清晰的實像，應將光屏________（選填“靠近”或“遠離”）凸透鏡；
（3）通過步驟（2）的調(diào)整，光屏上出現(xiàn)了清晰的像后，某同學將自己的近視眼鏡取下來放在蠟燭和凸透鏡之間，發(fā)現(xiàn)光屏上的像變模糊了，此時他應將蠟燭_________（選填“靠近”或“遠離”）凸透鏡，光屏上才能再次成清晰的像。
【答案】（1）強 （2）靠近 （3）遠離
【解析】（1）凸透鏡對光具有會聚作用，凸透鏡的焦距越小，說明焦點距離光心越近，透鏡對光線的折射作用越強。
（2）由圖甲可知，凸透鏡的焦距為
當凸透鏡、蠟燭以及光屏放置在光具座上的位置如圖乙時，物距為
則物距與焦距的關系是u>2f，根據(jù)凸透鏡的成像規(guī)律可知：u>2f，則
成倒立縮小實像，所以光屏應在1倍焦距與2倍焦距之間，在光具座的60cm到70cm之間，光屏應靠近凸透鏡。
（3）將自己的近視眼鏡取下來放在蠟燭和凸透鏡之間，由于近視眼鏡是凹透鏡，對光線起發(fā)散作用，成像遠離凸透鏡，所以應將光屏遠離凸透鏡，光屏上才能再次成清晰的像。
1.凸透鏡成像規(guī)律理解口訣
一倍焦距分虛實；二倍焦距分大小。
實像總是異側倒；物近像遠像變大。
虛像總是同側正；物近像近像變小。
像的大小像距定；像兒跟著物體跑。
（滿分100分，答題時間60分鐘，根據(jù)下面給出的試題答案與解析自測自評）
一、選擇題（本題有3小題，每小題10分，共30分）
1. 如圖所示，這款“自拍神器”可三腳架支撐可伸縮可折疊，還可手持藍牙遙控器拍照，為人們外出旅游拍照帶來極大便利。下列關于利用自拍桿拍照的說法，錯誤的是（　　）
A. 增大物距，減小像的大小，從而增大取景范圍
B. 用藍牙遙控器遙控拍照，是利用了電磁波傳遞信息
C. 某同學照了半身像后，想拍全身像，他應該遠離自拍桿
D. 某同學照了全身像后，想拍半身像，他應該遠離自拍桿
【答案】D
【解析】A．手機的鏡頭為凸透鏡，根據(jù)凸透鏡在成實像的條件下，“物遠像近像變小”，即增大物距，減小像的大小（像距變小），從而可以增大取景范圍，故A正確，A不符合題意；
B．藍牙遙控是一種短距離的無線電通訊技術，是利用了電磁波傳遞信息的，故B正確，B不符合題意；
C．某同學照了半身像后，想拍全身像，即所成的像要變小，根據(jù)“物遠像近像變小”，應增大物距，他應該遠離自拍桿，故C正確，C不符合題意；
D．某同學照了全身像后，想拍半身像，即所成的像要變大，根據(jù)“物近像遠像變大”，他應減小物距，即他應該靠近自拍桿，故D錯誤, D符合題意。
2．如圖所示，燭焰在光屏上剛好成清晰的像。透鏡不動，將蠟燭移至40cm刻度處，移動光屏，在光屏上能觀察到（　　）
A．倒立、縮小的實像 B．倒立、放大的實像
C．正立、放大的實像 D．光屏上不能呈現(xiàn)像
【答案】D
【解析】如圖，u＝50cm﹣20cm＝30cm，v＝80cm﹣50cm＝30cm，此時光屏上出現(xiàn)清晰的像，
u＝v＝2f＝30cm，所以f＝＝15cm，
將蠟燭移至40cm刻度處，u'＝50cm﹣40cm＝10cm，
物距小于焦距，凸透鏡成正立、放大的虛像，虛像不能用光屏承接，所以光屏上不能呈現(xiàn)像。
3. （2022河北省）小明利用如圖所示的裝置探究凸透鏡成像的規(guī)律。將蠟燭放在凸透鏡左側適當位置，調(diào)整光屏到凸透鏡的距離，使燭焰在光屏上成清晰的像，分別測出物距u和像距v，實驗數(shù)據(jù)如下表。下列說法正確的是（　　）
實驗次數(shù) 1 2 3 4 5
物距u/cm 60 30 20 15 12
像距v/cm 12 15 20 30 60
A. 該凸透鏡的焦距為20cm
B. 從第1次實驗到第5次實驗，成在光屏上的像越來越大
C. 當u=45cm時，移動光屏，可在光屏上成倒立、縮小的清晰實像
D. 第5次實驗后，在貼近凸透鏡左側放一眼鏡片，向右移動光屏，能在光屏上成清晰的像，則眼鏡片對光起會聚作用
【答案】BC
【解析】A．由第3次實驗數(shù)據(jù)可知，u=v=2f=20cm時，成等大的像，所以焦距為10cm，故A錯誤；
B．從第1次實驗到第5次實驗，物距都大于1倍焦距，成實像，且物距減小，根據(jù)凸透鏡的成像規(guī)律“成實像時，物近像遠像變大”可知，光屏上的像越來越大，故B正確；
C．當u=45cm時，大于20cm，即大于2f，所以移動光屏，可在光屏上成倒立、縮小的清晰實像，故C正確；
D．第5次實驗后，在貼近凸透鏡左側放一眼鏡片，向右移動光屏，能在光屏上成清晰的像，說明放上眼鏡片后，像距變大，說明眼鏡片對光有發(fā)散作用，故D錯誤。
故選BC。
二、填空題（本題有6小題，16個空，每空3分，共48分）
1. （2022江蘇徐州）在探究凸透鏡成像的規(guī)律時，實驗室應保持較_____的環(huán)境（填“亮”或“暗”），為了判斷光屏上的像是否最清晰，需要________移動光屏，觀察像是否變模糊。如圖所示位置光屏上成清晰的像，則像的大小比燭焰_________。
【答案】 暗 左右小范圍 大
【解析】實驗時為了使實驗效果更明顯，最好在光線較暗的環(huán)境中進行，便于觀察成像。
為了判斷光屏上的像是否最清晰，需要將光屏左右小范圍內(nèi)移動，以改變光屏到凸透鏡的距離，進行觀察像是否變模糊。
圖示位置，物距小于像距，根據(jù)凸透鏡成像特點可知，此時成倒立、放大的實像，所以像的大小比燭焰大。
2. （2022江蘇無錫）用焦距為10cm的凸透鏡探究凸透鏡成像的規(guī)律，當點燃的蠟燭、凸透鏡、光屏置于光具座上如圖所示的位置時，光屏上呈現(xiàn)燭焰的倒立、______的實像，若此時將光屏移走，燭焰通過凸透鏡_______（選填“能”或“不能”）成實像，將蠟燭移至光具座上40cm處，人站在光屏一側，通過凸透鏡可以看到一個_______、放大的“燭焰”。
【答案】 放大 能 正立
【解析】凸透鏡焦距為10cm，如圖所示的位置時，物距為15cm，物距處于一倍焦距和二倍焦距之間，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，光屏上呈現(xiàn)燭焰的倒立、放大的實像。
若此時將光屏移走，燭焰通過凸透鏡依然能夠成像，成像特點由物距大小來決定，與有無光屏無關。
將蠟燭移至光具座上40cm處，此時物距小于一倍焦距，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，此時凸透鏡成正立、放大的虛像，不能呈現(xiàn)在光屏上，虛像與蠟燭在同一側，故人應該站在光屏一側，通過凸透鏡觀察虛像。
3．在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，將凸透鏡正對著太陽，在距凸透鏡15cm處得到一個最小、最亮的光斑，則該凸透鏡的焦距為　 　cm；若將一個物體放在此透鏡前40cm處，可在透鏡另一側光屏上得到一個倒立　 　（選填“放大”、“等大”或“縮小”）的實像。
【答案】15；縮小。
【解析】將一個凸透鏡正對太陽，可在距凸透鏡15cm處得到一個最小、最亮的光斑。可知蠟燭正好放在凸透鏡的焦點上了，則該凸透鏡焦距為15cm；
將一物體放在此透鏡前40cm處，2f＜40cm，成倒立、縮小的實像。
4．小亮利用圖示裝置“探究凸透鏡成像規(guī)律”，所用凸透鏡的焦距為8cm。小亮將凸透鏡固定在光具座上40cm刻度線處，將點燃的蠟燭放置在光具座上10cm刻度線處，移動光屏直至光屏上呈現(xiàn)出燭焰　 　（選填“正立”或“倒立”）、　 　（選填“放大”或“縮小”）的實像，這一原理應用在　 　（選填“照相機”“幻燈機”或“放大鏡”）上。
【答案】倒立；縮小；照相機.
【解析】由題可知此時u＝40cm﹣10cm＝30cm，f＝8cm，所以u＞2f，由凸透鏡成像規(guī)律可知，成倒立、縮小的實像，照相機就是利用此原理制成的。
5. （2022云南）某小組利用如圖所示的裝置探究凸透鏡成像的規(guī)律，此時光屏上呈現(xiàn)了燭焰清晰的像，該像是倒立、______的實像（選填“放大”或“縮小”），該成像特點是_______的成像原理（選填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”）。
【答案】 縮小 照相機
【解析】如圖所示，此時光屏上呈現(xiàn)了燭焰清晰的像，物距，像距，可知物距大于像距，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，此時，此時成倒立、縮小的實像，該成像特點是照相機的原理。
6.在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，下表是小華同學實驗時記錄的幾組數(shù)據(jù)，根據(jù)表中數(shù)據(jù)完成下列問題。
實驗次數(shù) 物距u/cm 像距v/cm 成像性質(zhì)
1 30 15 倒立縮小實像
2 20 20 倒立等大實像
3 15 倒立放大實像
(1)此凸透鏡的焦距為______cm；
(2)第3次實驗中像距為______cm，判斷依據(jù)是_____。
【答案】 (1)10 (2)30 (3)光路可逆
【解析】(1)由表中第2次實驗的數(shù)據(jù)，物距等于像距，像和物等大，可知，此時
u2=v2=2f=20cm，f=10cm
即該凸透鏡的焦距為10cm。
(2)由實驗第1次，u1=30cm，v1=15cm
成倒立縮小實像，由光路的可逆性可知u3=15cm，v3=30cm
三、實驗探究題（本題有2小題，共22分）
1．（12分）探究凸透鏡成像特點時。
（1）小聰將凸透鏡正對著太陽光，在透鏡下方平行地放上白紙，如圖1所示，測出透鏡與白紙間距離s與對應的白紙被烤焦的時間t，繪出如圖2所示圖像，由圖可知，白紙被烤焦的最短時間為2min，對應的s為 　　cm，此距離即為該透鏡的焦距f；
（2）當透鏡與蠟燭的距離為15cm時，可在光屏上得到一個倒立、　　（選填“放大”“縮小”或“等大”）的清晰實像，利用這一成像原理可制成生活中的 　　（選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”）；
（3）僅將題（2）中蠟燭和光屏位置對調(diào)，根據(jù)光路可逆，在光屏上 　　（選填“能”或“不能”）得到一個清晰的像；
（4）將蠟燭移至如圖3所示位置，可以透過凸透鏡看到燭焰所成的 　　（選填“虛”或“實”）像；
（5）凸透鏡對光有會聚作用，可以用來制成 　　（選填“近視”或“遠視”）眼鏡。
【答案】（1）10.（2）放大；投影儀。（3）能。（4）虛。（5）遠視。
【解析】（1）當正對太陽光的凸透鏡將陽光會聚為一個最小、最亮的點時，會聚點的陽光溫度最高、能量最大，將紙烤焦的時間也就最短。而凸透鏡將陽光會聚為一個最小、最亮的點時，這點到凸透鏡光心的距離即為焦距。由圖可知，當凸透鏡到紙的距離為10cm時將紙烤焦的時間最短，則凸透鏡到紙的距離為10cm時會聚的點最小、最亮，故該凸透鏡的焦距為10cm。
（2）當透鏡與蠟燭的距離為15cm時，物距大于一倍焦距而小于二倍焦距，故物體經(jīng)透鏡成倒立、放大的實像。投影儀是利用物距大于一倍焦距而小于二倍焦距時物體經(jīng)透鏡成倒立、放大的實像的原理工作的；照相機是利用物距大于二倍焦距時物體經(jīng)透鏡成倒立、縮小的實像的原理工作的；放大鏡是利用物距小于一倍焦距時物體經(jīng)透鏡成正立、放大的虛像的原理工作的。
（3）僅將題（2）中蠟燭和光屏位置對調(diào)，根據(jù)光路可逆可知，將在光屏上呈現(xiàn)一個倒立、縮小的清晰實像。
（4）圖乙中，蠟燭與凸透鏡相距6cm，則物距小于一倍焦距，故物體經(jīng)透鏡成正立、放大的虛像。
（5）遠視眼對光的折射能力較弱，在看近處物體時所成的像在視網(wǎng)膜的后方，為使從近處物體發(fā)出的光能會聚到視網(wǎng)膜上，我們應增加這些光的會聚程度，凸透鏡可以達到這樣的目的。近視眼的折光能力太強，在看遠處物體時所成的像在視網(wǎng)膜的前方，為使從遠處物體發(fā)出的光能會聚到視網(wǎng)膜上，我們應減弱這些光的會聚程度，凹透鏡可以達到這樣的目的。
2. （10分）小華用焦距為10.0cm的凸透鏡探究凸透鏡成像規(guī)律。
（1）實驗前，應調(diào)整燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心大致在_________（4分）；
（2）當各器材位置如圖所示時，在光屏上成燭焰清晰的像，此時燭焰的成像特點與 ______（選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”）的成像特點相同（2分）；
（3）實驗時，若用一張紙片遮住了凸透鏡的上半部，光屏上 ____（選填“能”或“不能”）成完整的像（2分）；
（4）小華將一副老花鏡的鏡片放在燭焰與凸透鏡之間且靠近凸透鏡的位置，若保持蠟燭的位置不變，僅將光屏向 ____端移動適當距離，光屏上即可重新成燭焰清晰的像（2分）。
【答案】 （1）同一高度 （2）照相機 （3）能 （4）左
【解析】（1）點燃蠟燭后，調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度上，這樣才能使像成在光屏的中央位置。
（2）由圖可知，物距u=50.0cm-20.0cm=30.0cm
像距v=65.0cm-50.0cm=15.0cm
已知f=10.0cm，此時u >2f，成倒立、縮小的實像，能夠說明照相機的成像原理。
（3）若用一張紙片遮住了凸透鏡的上半部，物體上任一點都有光線射向凸透鏡下半部，經(jīng)凸透鏡折射后，照樣能會聚成完整的燭焰的像，折射光線減少，會聚成的像變暗。
（4）老花鏡是凸透鏡，對光線有會聚作用，使光提前會聚，將一副老花鏡的鏡片放在燭焰與凸透鏡之間且靠近凸透鏡的位置，若保持光屏的位置不變，此時清晰的像成在光屏左側，要在光屏上重新承接到燭焰清晰的像，光屏應向左移動。
透鏡成像（高斯成像）公式
物距、像距、焦距的關系公式是：1/f=1/u+1/v。
其中f為焦距，凸正凹負；u為物距；v為像距，實正虛負。
物距、像距、焦距的關系公式又叫做“成像公式”，即透鏡成像公式、高斯成像公式。是由物理學家“高斯”所提出的一種理論。
公式含義是物距的倒數(shù)與像距的倒數(shù)之和等于焦距的倒數(shù)。
這個公式一共有兩種推導方法即“幾何法”與“函數(shù)法”。
當物體與凸透鏡的距離大于透鏡的焦距時，物體成倒立的像，當物體從較遠處向透鏡靠近時，像逐漸變大，像到透鏡的距離也逐漸變大；當物體與透鏡的距離小于焦距時，物體成放大的像，這個像不是實際折射光線的會聚點，而是它們的反向延長線的交點，用光屏接收不到，是虛像。平面鏡所成的虛像對比（不能用光屏接收到，只能用眼睛看到）。
焦距，是光學系統(tǒng)中衡量光的聚集或發(fā)散的度量方式，指平行光入射時從透鏡光心到光聚集之焦點的距離 。具有短焦距的光學系統(tǒng)比長焦距的光學系統(tǒng)有更佳聚集光的能力。簡單的說焦距是焦點到面鏡的中心點之間的距離。照相機中f學習目標
自學知識點梳理
考點例題精講
對點演練
解題方法歸納
課時減負課外小測驗
科學精神與擔當
21世紀教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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