3.2凸透鏡成像規(guī)律（原卷版）

知識點一：凸透鏡成像的規(guī)律1、凸透鏡成像規(guī)律：如圖是常見凸透鏡成像規(guī)律光路圖，詳見下表（1）。表（1）凸透鏡成像規(guī)律表成像條件物距（u）成像的性質像距（v）應用u﹥2f倒立、縮小的實像f﹤v﹤2f照相機（圖a）u=2f倒立、等大的實像v=2f圖df﹤u﹤2f倒立、放大的實像v﹥2f投影儀（圖b）u=f不成像射出的是平行光線0﹤u﹤f正立、放大的虛像v﹥f放大鏡（圖c）a.u﹥2fb.f﹤u﹤2fc.0﹤u﹤fd.u=2f凸透鏡成像光路圖2、凹透鏡成像規(guī)律：凹透鏡始終成縮小、正立的虛像，如圖所示。凹透鏡成像光路圖注意：大家還要記?。禾撓瘢?、像同側；實像，物、像異側?！局R詳解】凸透鏡成像的規(guī)律規(guī)律1:當物距大于2倍焦距時，則像距在1倍焦距和2倍焦距之間，成倒立、縮小的實像。此時像距小于物距，像比物小，物像異側。應用:照相機、攝像機。規(guī)律2:當物距等于2倍焦距時，則像距也在2倍焦距，成倒立、等大的實像。此時物距等于像距，像與物大小相等，物像異側。應用:測焦距。規(guī)律3:當物距小于2倍焦距、大于1倍焦距時，則像距大于2倍焦距，成倒立、放大的實像。此時像距大于物距，像比物大，物像異側。應用:投影儀、幻燈機、電影放映機。規(guī)律4:當物距等于1倍焦距時，則不成像，成平行光射出。規(guī)律5:當物距小于1倍焦距時，則成正立、放大的虛像。此時像距大于物距，像比物大，物像同側。應用:放大鏡。知識點二：透鏡凸透鏡成像的規(guī)律1、實驗內容【實驗目的】透鏡凸透鏡成像規(guī)律。像與物的大小關系、物距變化成像規(guī)律變化、像的虛實。【實驗器材】凸透鏡、光具座、蠟燭、光屏、火柴等。【實驗步驟】一、按圖組裝器材。調整蠟燭、凸透鏡、光屏在同一水平線上。二、將蠟燭放在遠處（此時u>2f），移動光屏直至在光屏上成清晰的像；觀察像的大小、正立還是倒立，并測量物距和像距；數(shù)據記錄實驗表格。三、將蠟燭往凸透鏡方向移動，使2f>u>f，移動光屏直至在光屏上成清晰的像；觀察像的大小、正立還是倒立，并測量物距和像距；數(shù)據記錄實驗表格。四、將蠟燭繼續(xù)往凸透鏡方向移動，使u=f，移動光屏，看能否成像。五、將蠟燭繼續(xù)往凸透鏡方向移動，使u<f，移動光屏，看在光屏上能否找到像。六、實驗表格物距與焦距關系物距（cm）像的性質像距（cm）大小正倒虛實u>2fu=2f2f>u>fu=fu<f七、整理器材?！緦嶒灲Y論】等大、等距、對稱、反向、虛像。物距u和焦距f的關系像的性質像距v和焦距f的關系像與物同側或異側正立或倒立縮小或放大實像或虛像倒立縮小實像異側倒立等大實像異側倒立放大實像異側不成像正立放大虛像—同側口訣：“一倍焦距分虛實，二倍焦距分大??；成實像，物近像遠像變大；成虛像，物近像近像變小”。我們可以結合下圖加深理解。由此我們可以得出以下兩個性質：(1)焦點分界：是成放大實像與縮小實像的分界點，是成實像與虛像的分界點。(2)動態(tài)特性：物體沿主光軸移動時，物距(物體到凸透鏡的距離)減小(增大)，像距(像到凸透鏡的距離)增大(減小)，且像變大(小)。1、在探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗中，移動光屏距透鏡20cm時，在光屏上正好得到燭焰清晰放大的像。則（）A．蠟燭距透鏡的距離大于20cmB．凸透鏡的焦距大于10cmC．投影儀應用了該次實驗的成像規(guī)律D．照相機應用了該次實驗的成像規(guī)律2、在“重陽節(jié)”到來之際，小科送給奶奶一個放大鏡，奶奶借助這個放大鏡能夠細致欣賞郵票上的圖案，如圖所示。此時奶奶看到的是一個、放大的虛像。為了模擬上述現(xiàn)象，小科利用一個焦距為10cm的凸透鏡、蠟燭和光具座等器材進行實驗。他先將蠟燭固定在光具座上50cm刻線處，如圖所示，接下來他應將凸透鏡放置在光具座上的A、B、C三點中的點處，然后再從透鏡的（選填“左”或“右”）側用眼睛觀察蠟燭燭焰的像。該像（選填“能”或“不能”）用光屏承接到。3、小科用焦距為15.0cm的凸透鏡探究凸透鏡的成像規(guī)律，當各器材位置如圖所示時，光屏上承接到燭焰清晰的像（1）實驗前，應調整蠟燭、凸透鏡和光屏的高度，使燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心大致在。（2）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。（3）實驗時，若一只蒼蠅落在了凸透鏡上，光屏上（選填“有”或“沒有”）蒼蠅的像。（4）小明將一副遠視眼鏡的鏡片放在蠟燭與凸透鏡之間且靠近凸透鏡的地方，若保持光屏的位置不變，僅將蠟燭向移動適當距離，光屏上即可重新承接到燭焰清晰的像。1、為嚴控新冠疫情，保護師生生命安全，我市部分中小學對校園門禁系統(tǒng)進行了升級，配備了人臉識別和測溫系統(tǒng)，如圖所示。通過校門時，只需將人臉面向屏幕攝像頭，該系統(tǒng)就能將測試者的面部信息與備案信息進行比對并獲取體溫，決定放行與否。關于門禁系統(tǒng)，下列說法中正確的是（）A．系統(tǒng)屏幕邊框呈黑色是由于所選材質對光的反射能力較強B．該系統(tǒng)的核心光學元件是凸透鏡C．該系統(tǒng)的成像原理主要是利用光的反射D．該系統(tǒng)的攝像頭所成的像是正立放大的虛像2、如圖甲所示一幅漫畫立在桌面上，小明把一個裝有水的圓柱形玻璃杯放在漫畫前，驚奇地發(fā)現(xiàn)，透過水杯看到漫畫中的老鼠變“胖”了，還掉頭奔向貓，如圖乙所示，下列關于此現(xiàn)象的說法正確的是（）A．透過水杯看到變“胖”的老鼠是虛像B．裝有水的圓柱形玻璃杯相當于一個凹透鏡C．將漫畫逐漸靠近水杯，透過水杯看到的老鼠始終是掉頭的D．將漫畫離水杯遠一些，透過水杯看到的老鼠會變“瘦”一些3、在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，當凸透鏡、光屏和蠟燭火焰的位置如圖所示時，光屏上能成一個清晰地像，則（）A．所成的像是正立縮小的實像B．利用這個原理可以制成照相機C．把蠟燭向左移動少許，光屏適當向左移動可得到更大的實像D．把蠟燭向右移動少許，光屏適當向右移動可得到更大的實像4、如圖所示，凸透鏡位于P處（圖中未畫出）位置不變，移動蠟燭，光屏先后在P同側的甲、乙兩處得到燭焰清晰的像，且甲處的像比乙處大，則（）A．甲處可能成的是虛像 B．乙處像可能是放大的C．P點位置在甲的左側 D．蠟燭的移動方向向左5、小科通過焦距為10cm的凸透鏡看到了提示牌上“關燈”兩字放大的像，如圖所示。下列說法正確的是（）A．“關燈”兩字放大的像是實像B．提示牌上“關燈”兩字在凸透鏡的焦點上C．提示牌上“關燈”兩字到凸透鏡的距離小于10cmD．提示牌上“關燈”兩字到凸透鏡的距離大于20cm6、如圖所示，小明透過水滴狀的魚肝油膠囊觀察積木，發(fā)現(xiàn)上面的數(shù)字“9”變成了“6”，與該成像原理相同的光學儀器有；若想讓“6”變大一些，可將積木與膠囊的距離。7、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。8、在第24個“全國愛眼日”的主題是“共同呵護好孩子的眼健康，讓他們擁有一個光明的未來”。為普及科學用眼觀念，預防各種眼科疾病，提高青少年眼健康水平，學校定期對學生進行全面的眼科檢查。小科希望通過自制的水凸透鏡來模擬晶狀體探究眼睛的成像規(guī)律。(1)小科將蠟燭、水凸透鏡和光屏安裝至如圖所示位置，恰能在光屏上得到一個清晰的像，則這個像是一個(填“放大”“縮小”或“等大”)的實像。(2)在如圖所示的實驗場景下，小科把自己的眼鏡給水凸透鏡“戴上”，當從水凸透鏡中抽出適量的水后，他發(fā)現(xiàn)像再次變清晰了，由此判斷小科戴的是(填“近視”或“遠視”)眼鏡。小科這種情況，還可通過角膜塑形鏡，改變厚度均勻的透明眼角膜弧度，實現(xiàn)視力的矯正，經過一段時間的治療，小科的眼角膜應該呈現(xiàn)哪種形態(tài)?(填字母)。(3)小科經過進一步的思考，覺得透鏡對光的偏折能力可能與液體的種類有關。于是利用以上裝置，保持透鏡的凸起程度不變，先后在透鏡中注入酒精和煤油，觀察光線經不同液體透鏡折射后的偏折程度，在此探究過程中保持液體透鏡的凸起程度相同的原因是。(4)若要用此裝置探究平面鏡成像規(guī)律，除了把水凸透鏡換成薄玻璃板外，還需將光屏換成。1、圖為投影式電子白板，它利用投影機將畫面投影到屏幕上，投影機的鏡頭相當于一個凸透鏡，下列說法正確的是（）A．光經投影機的鏡頭成像利用的是光的折射B．投影機的鏡頭與近視眼鏡為同一種透鏡C．畫面經投影機鏡頭成的是正立放大的虛像D．光在屏幕上發(fā)生鏡面反射，方便觀看2、如圖所示，是“花界”大熊貓——綠櫻。綠櫻學名郁金，它開花時花的顏色會隨花期漸變，初期呈綠色，中晚期顏色逐漸變淺，最后變成黃白色。關于綠櫻花期的一些光現(xiàn)象，下列說法錯誤的是（

）A．初期呈綠色，是因為花朵吸收了綠光B．周圍景物在湖中的倒影，是光的反射形成的等大的虛像C．雨后，湖面上方架起一道彩虹，這是光的折射現(xiàn)象D．清晨，樹葉上會有露珠，透過這些露珠，能清晰的看到葉子的葉脈，因為露珠相當于一個凸透鏡3、如圖是小科在照相機取景窗中看到的“花朵”，現(xiàn)要使花朵的像變小，正確的做法是（）A．照相機適當靠近花朵，鏡頭向前伸B．照相機適當遠離花朵，鏡頭向前伸C．照相機適當靠近花朵，鏡頭向后縮D．照相機適當遠離花朵，鏡頭向后縮4、購物支付已進入“刷臉”時代，消費者結賬時只需面對攝像頭（相當于一個凸透鏡），經系統(tǒng)自動拍照、掃描等，確認相關信息后，即可完成交易，下列描述正確的是（）A．“刷臉”時，攝像頭對光起發(fā)散作用B．要使像變大，消費者應遠離攝像頭C．“刷臉”時，面部經攝像頭成例立縮小的虛像D．“刷臉”時，面部應位于攝像頭兩倍焦距之外5、清晨，太陽從東方冉冉升起，云縫中射出道道霞光，它讓我們的大千世界五彩繽紛，讓我們的世界擁有了無窮奧妙。下列對光的世界的探究中，結論正確的是（）A．甲圖，通過注入氣泡的水球，我們看到太空授課的王亞平成“一正一倒”兩個像，其中正立的是虛像，倒立的是實像B．乙圖，央視春晚節(jié)目舞蹈詩劇《只此青綠》的臨水起舞畫面中，舞者在舞臺上的“倒影”和小孔成像的原理相同C．丙圖，光源經凸透鏡在光屏上成一清晰的像，此時飛來一只小蟲落在凸透鏡上，則光屏上光源的像不完整D．丁圖，小薇按照圖示將眼鏡放在蠟燭與凸透鏡之間，光屏上清晰的像變模糊，只將光屏靠近凸透鏡時，又能在光屏上看到清晰的像，則該眼鏡是近視眼鏡6、如圖甲所示，在圓柱形水杯后面放一張畫有箭頭的紙條，往杯中倒入適量水，透過水杯，看到一個箭頭改變了方向(如圖乙)。這是為什么呢?要解決這個問題，首先應抓住影響這個問題的主要因素：圓柱形水杯裝有水的部分具有的特征，忽略掉影響這個問題的次要因素：物體的材質等，構建凸透鏡模型進行研究。根據凸透鏡成像規(guī)律可以判定，看到這個方向改變的箭頭是放大的(填“實像”或“虛像”)。凸透鏡的這一成像規(guī)律在生活中的應用有(填“照相機”或“投影儀”）。7、利用光具座以及蠟燭、凸透鏡、光屏等器材，可進行“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗。(1)實驗時，首先在光具座上放置實驗器材，若光具座A處放置蠟燭(如圖所示)，則C處應放置(填“凸透鏡”或“光屏”)。器材正確放置后，還應對其進行調整，使燭焰和光屏的中心位于凸透鏡的上。(2)實驗后，可得出凸透鏡成像規(guī)律，根據成像規(guī)律判斷下列說法中正確的是。A.若凸透鏡的焦距為10cm，則燭焰距離凸透鏡30cm時，可在光屏上成放大的像B.實驗過程中，蠟燭因燃燒而變短，則燭焰在光屏上的像會下移C.若燭焰朝著凸透鏡方向前后不斷晃動，則光屏上仍能觀察到清晰的燭焰像D.若燭焰在光屏上成縮小的像，則光屏到凸透鏡的距離小于燭焰到凸透鏡的距離(3)某科學興趣小組在探究凸透鏡成像規(guī)律后，得到了如下數(shù)據：下列對表中數(shù)據的分析中錯誤的是。A.當凸透鏡的焦距相同，物距不同時，所成的像有可能相同B.當物距相同，凸透鏡的焦距越大時，像距越大C.當物距相同，凸透鏡的焦距不同時，所成像的性質有可能相同D.當凸透鏡的焦距相同，且成放大實像時，像距與物距之和隨物距的增大而減小(4)將蠟燭置于凸透鏡一倍焦距處，結果仍能觀察到燭焰放大的像，這是為什么?8、小科用蠟燭、凸透鏡（焦距10cm）、光屏在光具座上進行“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實驗。（1）實驗在（選填“較亮”或“較暗”）的環(huán)境下進行，現(xiàn)象更明顯；（2）蠟燭、透鏡和光屏位置如圖甲所示，光屏上會出現(xiàn)燭焰清晰（選填“放大”、“等大”或“縮小”）的像，此現(xiàn)象和生活中（選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”）的原理相同；保持凸透鏡位置不變，增