1、1第 3 节 凸透镜成像的规律知能演练提升能力提升1.让一束平行光经过一透镜,在光屏上得到一个最小、最亮的光斑(如图所示)。小明用此透镜做“探究透镜成像规律”的实验,下列说法不正确的是( )A.当物体距透镜 5 cm 时,成正立的像B.当物体距透镜 15 cm 时,成倒立、放大的实像C.当物体从距透镜 20 cm 处向远离透镜的方向移动时,所成的像逐渐变小D.当物体从距透镜 20 cm 处向透镜的方向移动时,要得到清晰的像,应使光屏靠近透镜2.在探究凸透镜成像规律的实验中,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。利用这一成像原理可以制成( )A.幻灯机 B.照相
2、机 C.放大镜 D.潜望镜3.在探究凸透镜成像规律的实验中,蜡烛在距凸透镜 40 cm 时,在透镜的另一侧的光屏上得到清晰缩小的像。若将蜡烛与光屏的位置对调,则所得像一定是( )A.放大的虚像 B.放大的实像C.缩小的虚像 D.缩小的实像4.图中的蜡烛在光屏上成清晰缩小的像。下列可能使烛焰在光屏上成清晰放大的像的操作是( )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5.在探究凸透镜成像的实验中,先用焦距为 10 cm 的透镜甲进行实验,在透镜右侧的光屏上得到了清晰缩小的实像。接下来不改变发光体和凸透镜的位
3、置,改用焦距为 20 cm 的透镜乙继续进行实验。下列情形可能发生的是( )2A.光屏向右移,能接收到清晰缩小的实像B.光屏向左移,能接收到清晰放大的实像C.光屏向左移,能接收到清晰缩小的实像D.无论怎样移动光屏,都接收不到清晰的像6.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 之间关系的图象,如图所示,下列判断正确的是 ( )A.该凸透镜的焦距是 16 cmB.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
4、中,像逐渐变小7.一物体放在距凸透镜 20 cm 处时,在另一侧距凸透镜 6 cm 处的光屏上出现了一个清晰的像。那么该透镜的焦距可能是( )A.3 cm B.5 cm C.7 cm D.9 cm8.小明在探究凸透镜成像的规律实验中看到的一种成像的情况如图所示。此时凸透镜所成的像是 (选填“实”或“虚”)像,其成像的条件是 。 9.王军在房间里用焦距为 15 cm 的凸透镜将明亮的窗户成像在一张作业本的空白纸上。根据王军的实验情况,可推测窗户距凸透镜的距离范围为 ,所成的像是 (填成像的性质)。 10.(2017河南中考)无人机利用携带的焦距一定的微型摄像机进行航拍,来自地面景物的光通过摄像机
5、镜头,会聚在感光晶片上,形成倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像;当无人机上升时,须 (选填“增大”或“减小”)镜头与感光晶片间的距离,才能拍摄到清晰的画面。11.数码相机同普通照相机不同之处,在于它没有底片,而是通过一个特殊的感光层 CCD,将图像的光信号转化成为数字信号保存起来。下表是某数码相机的一些参数,请你根据这个表格,用所学过的知识来说明,感光层离开镜头的距离要满足什么条件: ;要成像,物体离开镜头的距离要满足什么条件: 。 型号 镜头焦距 光圈快门 CCD 度3-S70 34 mm 8 s11000 1 02476812.小华在做探究凸透镜成像规律的实验时,将焦距为 10 cm
6、 的薄凸透镜固定在光具座上 50 cm 刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上 20 cm 刻度线处,移动光屏至 65 cm 刻度线处,使烛焰在光屏上成清晰的像,如图所示。请结合此实验完成下列问题:(1)如图所示的实验现象能够说明 的成像特点。 A.照相机 B.幻灯机 C.放大镜(2)保持透镜在 50 cm 刻度线处不动,如果想在光屏上得到更大的清晰的像,应该进行的操作是 。 A.将蜡烛左移,光屏左移B.将蜡烛左移,光屏右移C.将蜡烛右移,光屏左移D.将蜡烛右移,光屏右移(3)保持透镜在 50 cm 刻度线处不动,若将点燃的蜡烛放在光具座上 80 cm 刻度线处,将光屏放在光具座上透镜的左侧,通
7、过移动光屏,在光屏上可呈现烛焰清晰的 的像。 A.倒立、放大 B.倒立、缩小 C.正立、放大探究创新13 .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)将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上,点燃蜡烛,调整凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者的 大致在同一高度。 (2)调整好器材后,将蜡烛放在一倍焦距和二倍焦距之间的某点,在凸透镜的另一侧无论怎样移动光屏,都找不到像,说明像距太大了,导致像距太大的原因是 。 (3)将蜡烛放在一倍焦距以内的某点,所成的像是正立、 的虚像。如果将蜡烛从该点向凸透镜移动,在这个移动过程中,所成的像 (选填“逐渐变大”“逐渐变小”或“大小
8、不变”)。 (4)如图所示,把蜡烛放在二倍焦距以外的 A 点,移动光屏找到像。光屏和凸透镜不动,把蜡烛从 A点移到 B 点,如果在 B 点和 O 点之间加一个透镜,使烛焰的像还成在光屏上,则所加的透镜应该是 (选填“凸透镜”或“凹透镜”)。 参考答案41.D 解析: 本题考查凸透镜成像的规律。由题图可以看出,该凸透镜的焦距是 10cm。根据凸透镜成像规律,A、B、C 都是正确的;当物体从距透镜 20cm 处向透镜的方向移动时,要想得到清晰的像,光屏应远离透镜的方向移动,故 D 是错的。2.A 解析: 本题考查凸透镜成像规律及应用。由题图所示可知烛焰所在物距 f2f。此时物体在光屏上能成一个倒立
9、、放大的实像,规律应用是幻灯机。3.B 解析: 由题可知所成像是缩小的实像,蜡烛是在二倍焦距以外,像在一倍焦距和二倍焦距之间。当蜡烛和光屏对调位置后,蜡烛便在一倍焦距和二倍焦距之间,根据凸透镜成像规律,则所成像一定是放大的实像。4.B 解析: 由题知所成像为清晰缩小的像,因此物距 u2f,像距 f2f,因此答案为 B。5.A 解析: 由“先用焦距为 10cm 的透镜进行实验,在光屏上得到清晰倒立、缩小的实像”可知,此时 u2f。改用焦距为 20cm 的透镜乙继续进行实验,不改变发光体和凸透镜的位置,则相当于减小了物距,且此时物距 u20cm。根据凸透镜成实像时,物近像远像变大,可知,要在光屏上
10、成清晰的像,光屏须向右远离透镜移动,才能接收到清晰的实像,故 A 正确,B、C、D 错误。6.D 解析: 当 u=v=2f 时,凸透镜成倒立、等大的实像,由题图可知, u=v=2f=16cm,所以 f=8cm,A 错;当u=12cm 时,2 fuf,成倒立、放大的实像,B 错误;当 u=20cm 时, u2f,成倒立、缩小的实像,这一原理应用于照相机,C 错;物体从距凸透镜 12cm 处移动到 24cm 处的过程中,凸透镜的物距大于焦距,成实像,凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小,D 正确。7.B 解析: 本题考查凸透镜成像特点,物距为 u=20cm,像距为 v=6cm,因为物距大于像
11、距,所以此时凸透镜成倒立、缩小的实像,即 u=20cm2f 可知 f10cm,fv=6cm2f 可知 3cmf6cm,所以只有 B 选项在所求范围之内。8.解析: 观察题图可知,此时凸透镜所成的像是由光线的反向延长线会聚形成的,所以是虚像,凸透镜成虚像时物距小于焦距。答案: 虚 物距小于焦距9.解析: 王军将明亮的窗户成像在一张作业本的空白纸上,所成的像应该是倒立、缩小的实像,根据凸透镜成像的特点,窗户距凸透镜的距离应大于 2 倍焦距,即大于 30cm。答案: 大于 30 cm 倒立、缩小的实像10.解析: 摄像机的镜头相当于一个凸透镜,其成像的原理是当物距大于二倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的
12、实像。当物距增大时,像距减小,当无人机高度上升时增大了物距,这时需减小镜头与感光晶片的距离,才能拍摄到清晰的画面。答案: 缩小 减小11.解析: 照相机的原理是当物距大于二倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像,此时像成在焦距和二倍焦距之间。由表中参数可知,数码相机的镜头焦距等于 34mm,所以物距应大于 68mm,承接实像的感光层离开镜头的距离(即像距)应大于 34mm、小于 68mm。答案: 大于 34 mm、小于 68 mm 大于 68 mm12.解析: (1)如题图所示,物距大于像距,此时成倒立、缩小的实像,能够说明照相机的成像原理,故 A 符合题意;(2)保持透镜在 50cm 刻度线处不
13、动,如果想在光屏上得到更大的清晰的像,应使物距减小,则像距变大,所以应将蜡烛右移,同时光屏也向右移,故 D 符合题意;(3)保持透镜在 50cm 刻度5线处不动,若将点燃的蜡烛放在光具座上 80cm 刻度线处,则此时物距大于 2f,将光屏放在光具座上透镜的左侧,通过移动光屏,在光屏上可呈现烛焰清晰的倒立、缩小的实像,故 B 符合题意。答案: (1)A (2)D (3)B13.解析: 凸透镜成像的性质与物距有关,物体距凸透镜的距离不同,所成像的性质不同,所以解决这类问题的关键是准确判断物距与焦距的关系。如下图所示:以一倍焦距、二倍焦距为分界线,把物距分成三个区域。只要明确物距所在的区域,就能准确判断所成像的性质。(1)为了保证烛焰的像能够成在光屏上,必须使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度。(2)当物距在“ ”区内时,物距越近,像距就越远。实验中像距太远,说明此时的物距太近。(3)当物距处于 区内时,成放大、正立的虚像;且当物距减小时,像逐渐变小。(4)把蜡烛从 A 点移到 B 点,物距增大,像距减小即像的位置在光屏的前方;要使像仍然成在光屏上,就必须让光“发散”一些,所以需要加一个凹透镜。答案: (1)中心 (2)物体太靠近焦点 (3)放大 逐渐变小 (4)凹透镜
