4.5科学探究：凸透镜成像基础训练知识点1凸透镜1.常言道，水火不相容，但用透明冰块磨制成的一个光学器材却可以取火，这个器件相当于下面的（）A.平面镜B.凸面镜C.凸透镜D.凹透镜2.图中画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形。其中凸透镜是（）A.aB.b、dC.cD.a、b、c、d3.放在凸透镜主光轴上焦点以内的点光源S发出的光，通过凸透镜后的光路如图所示，则下列说法正确的是（）A.凸透镜可以对光线起发散作用B.凸透镜只对平行于主光轴的光线起会聚作用C.通过凸透镜后的光线是发散的，因此凸透镜的作用是对光线起发散作用D.通过凸透镜后的光线发散程度比原来小，仍然是会聚的一种表现4.当小玲在观察阳光通过甲、乙两个眼镜在地面上形成的光斑时，发现两个眼镜形成的光斑不同。阳光通过眼镜甲形成的光斑中间较四周亮，而阳光通过眼镜乙形成的光斑中间较四周暗，由此可以判断眼镜甲是透镜，眼镜乙是透镜。知识点2凸透镜成像5.某凸透镜的焦距是10cm，当物体沿主光轴从距透镜30cm处向透镜移动时，则下列叙述凸透镜所成像的变化情况中，正确的是（）A.像始终变大B.像始终变小C.像先变大后变小D.像先变小后变大6.小夏用图中的凸透镜探究成像规律，在图2的四个实验情景中，能够在光屏上得到清晰像的是（）9图1图27.2022年6月20日，我国宇航员王亚平在“天宫一号”完成了太空授课，如图5是她做水球透镜实验时的情景，通过水球可以看到她的像，以下有关像的判断及成像规律的应用，说法正确的是（ ）A.实像凸面镜B.虚像放大镜C.实像照相机D.实像投影仪8.一个凸透镜的焦距是10cm，当把物体放在凸透镜前28cm的位置时，在凸透镜后的光屏上出现一个倒立、的实像。小明站在平面镜前2m，他在平面镜中成的像距平面镜m。综合训练9.将一个凸透镜正对太阳，在距凸透镜20cm处得到一个最小、最亮的光斑．将一个物体放在此透镜前40cm处，则可在凸透镜的另一侧得到一个（）A.倒立、放大的实像B.倒立、缩小的实像C.倒立、等大的实像D.正立、放大的虚像10.在探究凸透镜成像的实验中，先用焦距为10cm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置，改用焦距为20cm9的透镜乙继续进行实验。下列情形可能发生的是（）A.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11.实验室备有甲、乙、丙三个凸透镜，三个实验小组分别用这三个凸透镜探究凸透镜成像规律，实验时，当蜡烛到透镜的距离都为12cm时，甲、乙、丙三透镜分别成缩小的实像、放大的虚像、放大的实像，则这三个透镜的焦距f甲、f乙、f丙的大小关系为（ ）A.f甲＞f乙＞f丙B.f乙＞f丙＞f甲C.f乙＞f甲＞f丙D.f丙＞f乙＞f甲12.如图是物体AB经照相机镜头成像原理示意图，当AB沿主光轴远离镜头时，则物体上A点的像A′会沿（）移动。A.A′OB.A'FC.水平向右D.水平向左13.如图是某摄影师抓拍的一滴水珠下落到水面瞬间的照片。水珠后方的人通过水珠成________、缩小的实像，此时水珠相当于________镜；水珠在水中所成的像是________像（选填“虚”或“实”），此时水面相当于________镜。14.光电鼠标在电脑中应用非常广泛，其原理就是利用光源照射鼠标垫表面（如图所示），并被反射回光学感应器（相当于光屏），当鼠标移动时，感应器会连续接收鼠标垫表面所成的像，并利用数字信号来处理比较各个影像，以确定移动的距离和方向，产生的结果传回计算机，而屏幕上的光标会根据这些结果来移动．图中光学感应器、透镜、光源等元件固定在鼠标内，当光源的光照射在粗糙的鼠标垫上时会发生 反射；当鼠标平放在鼠标垫上，凸透镜到鼠标垫的距离为7mm，光学感应器距凸透镜3mm，则在光学感应器上成 像．915.如图，两端开口的圆筒内嵌一光学元件，在圆筒左侧中心轴上放一光源S，圆筒右侧中心轴上垂直固定一光屏，现左右移动圆筒，当圆筒左端面距离光源为a时，恰好在光屏上成一清晰的像；将圆筒向右水平移动距离b时，光屏上第二次出现清晰的像，则此光学元件是_____透镜，第二次所成像的性质是______（填“放大”、“等于”或“缩小”）、_____（填“正立”或“倒立”）的实像。16.如图，请作出凸透镜的入射光线和进入水中的折射光线。17.在利用太阳光测量凸透镜的焦距后，小华将凸透镜正对着太阳，发现把火柴头放在凸透镜焦点处一段时间后，火柴会被点燃。他想进一步探究不同的透镜对火柴的点燃效果有什么不同，和同学们讨论后，他们提出了以下三种猜想：猜想1：凹透镜也能点燃火柴；猜想2：点燃火柴的快慢与凸透镜的焦距大小有关；猜想3：点燃火柴的快慢与凸透镜的直径大小有关。（1）根据所学知识，他们经过讨论，判断猜想1是错误的。你认为他们判断的依据是。（2）为了验证猜想2是否正确，他们选用直径相同而焦距不等的凸透镜进行多次实验，发现火柴被点燃的时间基本相等。这说明猜想2是的。（3）请设计一个简单实验，验证猜想3是否正确，简述你的实验方案。简要做法：；如何判断：。18.小张同学探究“凸透镜成像规律”的实验装置如图所示，其中焦距为15cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，光屏和蜡烛分别位于凸透镜两侧。9（1）小张将蜡烛移至光具座上10cm刻度线处，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是的实像（选填“放大”、“等大”或“缩小”）；（2）小张将蜡烛移至光具座上30cm刻度线处，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是的实像（选填“倒立”或“正立”）；（3）小张再将蜡烛移至光具座上40cm刻度线处，他从透镜的右侧通过透镜可以看到烛焰的像（选填“倒立”或“正立”）；（4）以上（1）、（2）步骤中，小张将蜡烛从光具座上10cm向30cm移动时，若要让烛焰在光屏上能再次成清晰的像，光屏应（选填“远离”或“靠近”）透镜，此时所成像的大小将（选填“变大”、“变小”或“不变”）。经典考题19.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20.如图所示，在做“探究凸透镜成像的规律”的实验中，烛焰在图示位置时能在光屏上成清晰的像，所成的像是倒立（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。现将蜡烛沿主光轴向远离凸透镜的方向移动，要使烛焰仍能在光屏上成清晰的像，则光屏应沿主光轴向（选填“远离”或“靠近”）凸透镜的方向移动。921.根据已给出的入射光和出射光，在方框内画出合适的透镜。22.某同学利用图示装置来研究凸透镜成像（1）实验的，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在；（2）如图1所示，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，成的是（选填“正立”或“倒立”）的像，蜡烛燃烧一段时间后，烛焰的像将位于光屏中心的方；图I图2（3）在保持（2）中蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向右移到B处（图中未标出）．光屏上再次成清晰的像，成的是（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像：（4）在上述探究括动中，若已知蜡烛与光屏间的距离为L0，与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L，如图2所示．则该透镜焦距fL（选填“>”、“<”或“=”）．透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s=（用L0、L表示）。9参考答案1.C解析：用透明冰块磨制成的一个光学器材可以取火，说明这个光学器件对光有会聚作用，所给光学元件中，凸透镜具有这个光学性质。2.C解析：每一条光线通过透镜之后总是向较厚端偏折，据此可知a、b、d是凹透镜，c是凸透镜。3.D解析：会聚有两种形式，一是光线向主光轴偏折，一是光线发散程度比原来小，本题是会聚的第二种表现形式。4.凸凹解析：甲形成的光斑中间较四周亮，说明对光产生了会聚，应为凸透镜；眼镜乙形成的光斑中间较四周暗，说明对光发生了发散，应为凹透镜。5.A解析：凸透镜成实像时，物距减小，像变大。6.A解析：当u>2f时在光屏上成倒立缩小的像，像距范围是f<v<2f，当u=2f时在光屏上成倒立等大像，像距范围是v=2f，当f<u<2f时在光屏上成倒立放大的像，像距范围是v>2f；当u<f时在光屏上不成像。根据图1可知凸透镜的焦距f=10cm，a图中物距为15cm，像距为30cm，符合凸透镜成像规律：f<u<2f时v>2f，据此判断A正确。7.C解析：根据图示可知，像为倒立、缩小的实像，那么水球相当于凸透镜，照相机（或摄像机等）就是利用这一成像原理．8.缩小29.C解析：将一个凸透镜对准太阳光，可在距透镜20cm的地方得到一个最小亮点，所以凸透镜的焦距f=20cm．一个物体放在这个透镜前40cm处，u=2f，成倒立、等大的实像．10.A解析：由“先用焦距为10cm的透镜进行实验，在屛上得到清晰倒立、缩小的实像”可知，此时u＞2f．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，根据凸透镜成实像时，物远像小像变小，可知，要在光屏上成清晰的像，光屏将向右远离透镜移动，能接收到清晰缩小的实像，故A正确，BCD错误．11.B解析：对于甲凸透镜，有u＞2f甲，即12cm＞2f甲，f甲＜6cm；对于乙凸透镜，就有u＜f乙，即f乙＞12cm；对于丙凸透镜，就有f丙＜u＜2f丙，即f丙＜12cm＜2f丙，解得6cm＜f丙＜12cm。比较可知，乙凸透镜的焦距最大，丙次之，甲最小。12.B解析：物体AB沿着主光轴远离透镜，A点发出的平行于主光轴的光线经凸透镜折射后传播路径不变，仍终过焦点，而通过光心的光线角度发生变化，这两条光线的交点就是A'，所以像点A'会沿着A'F移动。13.倒立凸透镜虚平面解析：水珠相当于凸透镜，后面的人通过凸透镜成倒立、缩小、实像；水珠在水面成像时，水面相当于平面镜，所成的像是虚像。914.漫倒立、缩小的实解析：鼠标垫的表面是粗糙的，所以发生的是漫反射；根据凸透镜成像规律可知，物距大于像距时，成的是倒立、缩小的实像。15.凸缩小倒立解析：根据凸透镜成像的规律可知，当圆筒左端面距离光源为a时，恰好在光屏上成一清晰的像，此时成的是倒立、放大的实像。将圆筒向右水平移动距离b时，光屏上第二次出现清晰的像，此时成的是倒立、缩小的实像。16.如图所示17.（1）凹透镜对太阳光有发散作用，不能点燃火柴（2）错误（3）用直径不同的凸透镜做，测量火柴被点燃的时间如果各次测量的火柴被点燃的时间不等，则猜想3正确，反之则错误解析：（1）凹透镜对光有发散作用，不能把太阳光会聚于一点，所以不能点燃火柴；（2）选择焦距不同的凸透镜实验时发现火柴点燃的时间基本相等，说明点燃火柴的快慢与凸透镜的焦距无关，即猜想2是错误的；（3）由控制变量法可知，用直径不同的凸透镜做，测量火柴被点燃的时间，如果各次测量的火柴被点燃的时间不等，则猜想3正确，反之则错误。18.（1）缩小（2）倒立 （3）正立（4）远离变大解析：由题意知：f=15cm，所以2f=30cm．（1）当物体在光具座上10cm刻度线处时，物距等于40cm，大于2倍焦距，成倒立缩小的实像；（2）当物体在光具座上30cm刻度线处时，物距等于20cm，处于1倍和2倍焦距之间，成倒立放大的实像；（3）当物体在光具座上40cm刻度线处时，物距等于10cm，小于焦距，成放大正立的虚像；（4）将蜡烛从光具座上10cm向30cm移动时，物距减小，则像和像距变大，应将光屏向右移动，才能再次在光屏上成清晰的像，此时像的大小比刚才的像要大些。19.C解析：（1）烛焰位于a点时，物距大于二倍焦距，成倒立缩小实像，屏上出现的实像最小，故A正确；（2）烛焰位于b、c两点时，物距大于焦距小于二倍焦距，都成倒立放大实像，但b点位置距离透镜大于c点位置，因此在c点屏上出现的实像比在b点出现的实像大，即最大，烛焰位于c点时，屏上出现的实像最大，故B正确、C错误；（3）烛焰位于d点时，物距小于焦距，成正立放大虚像，故D正确．20.放大靠近解析：此时物距小于像距，此时光屏上成倒立、放大的实像．当将蜡烛沿主光轴向远离凸透镜的方向移动时，物距变大，像距变小，光屏上得到的像变小．因此要使烛焰仍能在光屏上成清晰的像，则光屏应沿主光轴向靠近凸透镜的方向移动．921.如图所示解析：由图示可以看，入射光束是平行的，折射光束是会聚的，所以根据透镜对光束的作用，可知方框中应填上凸透镜。22.（1）同一高度（2）倒立上（3）缩小（4）＜解析：由图甲可知，此时凸透镜成倒立、放大的实像，即f＜u＜2f，可得f＜L。9</f时在光屏上不成像。根据图1可知凸透镜的焦距f=10cm，a图中物距为15cm，像距为30cm，符合凸透镜成像规律：f<u<2f时v></v<2f，当u=2f时在光屏上成倒立等大像，像距范围是v=2f，当f<u<2f时在光屏上成倒立放大的像，像距范围是v>
