1、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.a B.b、d C.c D.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
2、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（ ）图 1图 27.2013 年 6 月 20 日，我国宇航员王
3、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、缩小的实像来源:gks
4、tk.ComC.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 20cm 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
5、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 。来源:gkstk.ComA.A O B.AF C.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
6、（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15.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
7、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
8、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。（1）小张将蜡烛移至光具座上 10cm 刻度线处，移动光
9、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
10、.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
11、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。来源:gkstk.Com21.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来源:学优高考网 gkstk（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
12、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 f L（选填“” 、 “2f 时在光屏上成倒立缩小的像，像距范围是 f2f；当 u2f，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1
13、0.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 u2 f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 u2 f 甲 ，即 12cm2 f 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 u2 f 丙 ，即 f 丙 12cm2 f 丙 ，解得 6cm f 丙12cm。比较可知
14、，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 AF 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。14.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
15、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
16、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
17、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21.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 u2 f，可得 f L。
