科学探究：凸透镜成像规律练习题(附答案)

第=page11页，共=sectionpages11页第=page22页，共=sectionpages22页4.5科学探究：凸透镜成像规律练习题题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）下列对透镜的描述，错误的是(    )A.中间薄边缘厚的透镜是发散透镜

B.放大镜可以会聚太阳光，所以放大镜就是一个凸透镜

C.凸透镜有焦点，凹透镜没有焦点

D.一束发散的光经过凸透镜后不一定形成会聚的光束要使冰块能“向日取火”，就必须将冰块制成A.冰凸透镜 B.冰凹透镜 C.冰砖 D.冰三棱镜如图1所示的6个光学元件，要使下面光路图2成立，则框内应单独放入的光学元件是(    )A.1或3 B.2或4 C.1或2 D.5或6蜡烛放在凸透镜左侧某一位置时，在凸透镜右侧10cm的光屏上成清晰的像，成像情况如图所示。右移蜡烛至凸透镜左侧10cm处，移动光屏可得清晰的(    )A.倒立放大的实像 B.倒立等大的实像

C.倒立缩小的实像 D.正立放大的虚像某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物距u跟像距v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20cm

B.当u = 15 cm时，在光屏上能得到一个缩小的像

C.当u = 25 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15 cm处移动到30 cm处的过程中，像逐渐变小在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时，烛焰在光屏上呈现一个清晰放大的像。要使烛焰在光屏上呈现一个清晰缩小的像，调节的方法是(    )A.透镜不动，蜡烛靠近透镜移动，光屏远离透镜移动

B.透镜不动，蜡烛靠近透镜移动，光屏靠近透镜移动

C.透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏靠近透镜移动

D.透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏远离透镜移动某同学用了一个焦距为10cm的凸透镜做实验。将一枝花从离透镜30cm处逐渐移向15cm处的过程中：(    )A.像逐渐变小，像距逐渐变小 B.像逐渐增大，像距逐渐增大

C.像先变小后变大，像距逐渐增大 D.像一直增大，像距先变小后变大用手机自拍成为当下年轻人的时尚。手机的镜头相当于一个凸透镜，自拍时人离镜头的距离u和镜头焦距f的关系是(    )A.u<f B.f<u<2f在探究“凸透镜成像的规律”时，把蜡烛放在凸透镜前30cm处，光屏上可接收到倒立、缩小清晰的像。则该凸透镜的焦距可能为(    )A.10cm B.15cm C.20cm D.30cm在“探究凸透镜成像的规律”时，当烛焰离透镜13cm时成放大的实像，当烛焰离透镜8cm时成放大的虚像，则这个透镜的焦距可能是(    )A.4cm B.6cm C.7cm D.12cm二、填空题（本大题共6小题，共12.0分）在探究凸透镜成像规律时，如果凸透镜焦距为10cm，物距为25cm，移动光屏，可以在光屏上得到一个倒立、______的实像．在照相机和投影仪中，成像情况与此类似的是______．为了测量凸透镜焦距，他让一束平行光正对射向该透镜，须调节光屏位置直到在屏上得一个______的光斑，如图是调节完成的状态，该透镜焦距f=______cm，这个实验也证明凸透镜对光线具有______作用．某小区楼道装有多功能电子门铃，可以通过其内置摄像镜头来识别来访者，其摄像镜头相当于凸透镜，该摄像镜头所成的是______(填“正立”或“倒立”)、______(填“放大”“缩小”或“等大”)的实像；若镜头的焦距为10 cm，为了能成清晰的像，人到镜头的距离应大于____cm。如图所示，在“探究凸透镜成像的规律”实验中，若将点燃的蜡烛依次放在a、b、c三处，其中蜡烛放在_________处得到的实像最大，放在_________处得到的实像最小．

如图所示，某同学在“探究凸透镜成像规律”，已知此时在光屏上呈现出烛焰清晰的像，这个像是倒立______(填“放大”或“缩小”)的实像；若将凸透镜的焦距变小，而透镜、光屏和蜡烛的位置不变，光屏上的像将变模糊。这时需将光屏向______(填“左”或“右”)移动，从而使光屏上重新出现清晰的像。

填写表中的空格

三、作图题（本大题共2小题，共10.0分）如图分别是射向凸透镜和凹透镜的四条入射光线，请在图中画出它们通过透镜后的光路(P是与透镜距离等于2倍焦距的位置)．

(1)根据平面镜成像特点，在图中画出物体AB在平面镜MN中所成的像A’B’。

(2)如图所示，根据入射光线，画出对应折射光线。

四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）实验“探究凸透镜成像规律”的实验时：所使用的凸透镜焦距是15cm。(1)如图所示，从左到右分别放置蜡烛、凸透镜和光屏，其中说法

正确(填字母)。

A.将三者中心调至同一直线

B.将三者中心调至同一高度(2)当把凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm刻度线位置时，光屏应在

(选填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)区域内左右移动，才能在光屏上得到清晰的像。若得到清晰的像后，只将光屏和蜡烛的位置对调，则像的大小

。(选填“变小”、“不变”或“变大”)(3)把自己的近视眼镜放在凸透镜和蜡烛之间，发现光屏上的像变得模糊不清，应该向

凸透镜方向移动光屏(选填“靠近”或“远离”)，可再次得到清晰的像，当凸透镜成实像时，物距增大，像距

。(选填“增大”或“减小”)(4)当蜡烛逐渐燃烧变短时，光屏上烛焰的像将随之

(选填“上升”或“下降”)。(5)在整理器材时，某同学偶然在凸透镜上看到了身后景物的像，它的成像原因是光的

(填“直线传播”、“反射”或“折射”)。在“探究凸透镜成像的规律”实验中，将蜡烛、焦距为10 cm的凸透镜、光屏放在光具座上．如图所示，调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度，把凸透镜固定在50 cm处．实验序号123456物距/cm403530252015像距/cm13.5141516.72030(1)将蜡烛放在A点，光屏在B位置上，为了找到清晰的像，应将光屏向_________(左/右)移动．(2)依次改变蜡烛的位置，移动光屏，直到找到清晰的像．记录的数据如上表．①在1～4次实验中，所成的像为倒立、_________的实像；②第6次的像比第5次的像_________(大/小)．(3)将蜡烛放在C点，观察到烛焰正立、放大的虚像，若要看到更大的虚像，应将蜡烛向_________(左/右)移动．

答案和解析1.【答案】C

【解析】【分析】

(1)把中间厚、边缘薄的透镜，叫做凸透镜，把中间薄、边缘厚的透镜，叫做凹透镜；凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用；

(2)放大镜是凸透镜；

(3)凸透镜和凹透镜都各有两个焦点；

(4)凸透镜三条特殊光线：①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。无论入射光线如何，经过凸透镜折射后，一定会向法线靠拢，因此形成会聚光束。

本题考查了凸透镜和凹透镜的概念及两种透镜对光线的作用，内容较简单，属于基础知识的考查。

【解答】A.中间薄、边缘厚的透镜，叫做凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，所以凹透镜又叫发散透镜，故A正确；

B.凸透镜对光有会聚作用，放大镜可以会聚太阳光，所以放大镜就是一个凸透镜，故B正确；

C.凸透镜和凹透镜都各有两个焦点，凸透镜有两个实焦点，凹透镜有两个虚焦点，故C错误；

D.通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，形成平行光束，所以，一束发散的光经过凸透镜后不一定形成会聚的光束，故D正确。

故选：C。

2.【答案】A

【解析】【分析】

凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，平面镜会发生光的反射，而三棱镜会发生光的折射现象。

本题主要考查的是凸透镜对光线的会聚作用，难度不大，属于基础题目。

【解答】

要使冰块能会聚太阳光取火，必须让其冰块能使光线会聚，而凸透镜对光线有会聚作用，

故选A。

3.【答案】A

【解析】解：由光路图可知，光线能透过该镜，所以该镜为透镜．又平行光线经过透镜折射后会聚在焦点上，所以该透镜为凸透镜．1、3均为凸透镜．

故选A．

仔细分析入射光线和出射光线的特点，根据各种镜的光学特点进行选择．

解答本题需要知道：凸透镜和凹面镜对光线有会聚作用，凹透镜和凸面镜对光线有发散作用．

4.【答案】A

【解析】解：

由图知，此时物距大于像距，凸透镜成倒立缩小的实像，像距v=10cm，2f>v>f，即2f>10cm>f，解得：10cm>f>5cm；

右移蜡烛至凸透镜左侧10cm处，此时2f>u>f，蜡烛通过凸透镜成倒立放大的实像，故A正确。

故选：A。

物距大于像距，此时凸透镜成倒立缩小的实像；

物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像，像距大于二倍焦距；

物距等于二倍焦距成倒立等大实像，像距等于二倍焦距；

物距大于二倍焦距成倒立缩小实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距。

熟练掌握凸透镜成像的规律，能根据实验中物距与像距的变化，判断成像的特点与规律是解答的关键。

5.【答案】D

【解析】【分析】

本题考查“探究凸透镜成像规律”的实验，涉及图像及像距和物距变化规律等，本题关键是读懂图像，能从图像中找到凸透镜焦距是解题的关键。

(1)根据凸透镜成像的四种情况和应用进行判断：

当u>2f时，成倒立、缩小的实像，2f>v>f，应用于照相机和摄像机；

当u=2f时，成倒立、等大的实像，v=2f，一般用来求凸透镜的焦距；

当2f>u>f时，成倒立、放大的实像，v>2f，应用于幻灯机和投影仪；

当u<f时，成正立、放大的虚像，应用有放大镜；

(2)当物距大于焦距时，凸透镜成实像；凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小。

【解答】

A.u=v=2f，凸透镜成倒立、等大的实像，如图，u=v=2f=20cm时，所以f=10cm，故A错误；

B.当u=15cm时，2f>u>f，成倒立、放大的实像，故B错误。

C.当u=25cm时，u>2f，成倒立、缩小的实像，2f>v>f，应用于照相机和摄像机，故C错误；

D.物体从距凸透镜15cm处移动到30cm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，故D正确。

故选D。

6.【答案】C

【解析】【分析】

此题主要考查了凸透镜成像的规律，解题关键是熟记凸透镜成像的规律。

根据物距和像距的关系进行判断：凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像；物距等于像距时，成倒立等大的实像；物距小于像距时，成倒立放大的实像；

凸透镜成像的特点：当u>2f时，凸透镜成倒立、缩小的实像；当f<u<2f时，凸透镜成倒立、放大的实像；当u<f时，凸透镜成正立、放大的虚像；

要使烛焰在光屏上呈现一个清晰缩小的像，保持凸透镜不动，则应使物距变大，像距变小，据此得出调节方法。

【解答】

如图，物距小于像距，此时成倒立放大的实像；要使光屏上呈现倒立、缩小的实像，要增大物距，同时减小像距，所以在凸透镜不动时，蜡烛远离凸透镜，同时光屏靠近凸透镜；

故ABD不符合题意，C符合题意。

故选C。

7.【答案】B

【解析】【分析】

本题考查凸透镜成像的规律，要知道像的大小是与像本身的大小进行比较的，而不是和物体进行比较；其次根据题意知道物距逐渐减小，像距逐渐增大，知道像的大小变化规律。

根据凸透镜成像的规律可知物体成实像时，当物距减小，像距增大，像变大。【解答】

已知凸透镜的焦距为10cm，将一枝花从离透镜30cm处逐渐移向15cm处的过程中，物体始终成的是实像，由凸透镜成像的规律可知，当物距减小时，像距增大，像变大。

故选B。

8.【答案】D

【解析】【分析】凸透镜成像时，u>2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机。

凸透镜成像的成像规律和应用，是凸透镜成像习题的基础内容，一定要掌握。【解答】用手机给人照相时，手机的镜头相当于一个凸透镜，人离镜头的距离u和镜头焦距f的关系是u>2f，在胶片上成的是一个倒立、缩小的实像。

故选D。

9.【答案】A

【解析】【分析】

关于凸透镜成像的规律涉及四个方面：①物距与焦距的关系；②成像的性质；③像距与焦距的关系；④具体的应用。在这四个方面的信息中，只要告诉其中的一个信息就可以确定另外的三个。此题就是告诉了成像的性质，让确定焦距的范围。

根据给出的物距和成像的性质，利用凸透镜成像的规律可以确定该凸透镜焦距的可能值。

【解答】

把蜡烛放在凸透镜前在光屏上可接收到倒立、缩小清晰的像，根据凸透镜成像的规律，可以断定物体是在二倍焦距以外，成像成在一倍焦距和二倍焦距之间，因为蜡烛到凸透镜的距离是30cm，即可得到不等式30cm>2f，解得f<15cm，故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A。

10.【答案】D

【解析】【分析】

此题主要考查的是学生对凸透镜成像规律的了解和掌握，中考常见题型。

凸透镜成像的规律：(1)u>2f，

成倒立、缩小的实像(2)f<u<2f，成倒立、放大的实像

(3)

u<f

成正立、放大的虚像。

【解答】

当烛焰离透镜13cm时，得放大的实像，则物体在一倍焦距和二倍焦距之间，即2f>13cm>f，所以6.5cm<f<13cm；

当烛焰离透镜8cm时成的是放大的虚像，则物体在一倍焦距以内，即8cm<f。

综上所述8cm<f<13cm，故D选项符合题意，ABC不符合题意。

故选D。

11.【答案】缩小；照相机

【解析】解：如果凸透镜焦距为10cm，物距为25cm，即u>2f，由凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像，应用于照相机．

故答案为：缩小；照相机．

根据凸透镜成像的三种情况和应用：

①u>2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机．

②2f>u>f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪．

③u<f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜和老花镜．来解答此题．

(1)本题考查学生对凸透镜成像规律的掌握程度，对凸透镜的成像规律必须牢固掌握，并且考查了凸透镜成像规律的应用；

(2)这道题目只要学生熟练掌握凸透镜的成像规律，和生活中常见光学仪器的实验原理，答案便不难得出．

12.【答案】最小最亮；10.0；会聚

【解析】解：让一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，这点是凸透镜的焦点，由图可知：焦点到光心的距离是25.0cm−15.0cm=10.0cm，所以凸透镜的焦距是10.0cm；这个实验也证明凸透镜对光线具有会聚作用．

故答案为：最小最亮；10.0；会聚．

平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点．焦点到光心的距离是凸透镜的焦距．

此题主要考查了凸透镜的作用，是一道基础题，学生易于解答．

13.【答案】倒立；缩小；20

【解析】【分析】

该题考查了凸透镜成像规律及其应用的理解能力，需要利用所学知识解释身边现象。

凸透镜成像的三种情况和应用：

u>2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像头；

2f>u>f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪；

u<f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜和老花镜。

【解答】

摄像头的镜头相当于一个凸透镜，摄像头是根据凸透镜成倒立、缩小的实像来工作的；

镜头的焦距是10cm，为了能成清晰的像，人到镜头的距离应大于镜头的二倍焦距20cm。

故答案为：倒立；缩小；20。

14.【答案】b；c

【解析】【分析】

掌握凸透镜成像的几种情况和凸透镜成实像时物距、像距、像的变化规律，这是凸透镜成像习题的基础知识，一定要掌握。

凸透镜成像的规律：

①u>2f，成倒立缩小的实像，此时像距2f>v>f；

②u=2f，成倒立等大的实像，此时像距v=2f；

③f<u<2f，成倒立放大的实像，此时v>2f；

④u=f，不成像；

⑤u<f，成正立放大的虚像，像距v>u。

【解答】

解：由图可知：a点在一倍焦距之内，由凸透镜成像的规律：u<f，可知成正立放大的虚像，所以无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像；

b点在一倍焦距和二倍焦距之间，由凸透镜成像的规律：f<u<2f，可知成倒立放大的实像，此时v>2f；

c点在二倍焦距以外，由凸透镜成像的规律：u>2f，可知成倒立缩小的实像，此时2f>v>f。

综上分析可知，蜡烛放在b处得到的实像最大，放在c处得到的实像最小。

故答案为：b；c。

15.【答案】缩小；左

【解析】解：

(1)由图知，此时像距小于物距，根据凸透镜成像的规律，此时所成的像小于物，即成倒立、缩小的实像。

(2)由题意知，此时凸透镜的焦距变小，相对于增大了物距，要使像成在光屏上，就要减小物距，这时需要将光屏向左移动，光屏上才能重新呈现烛焰清晰的像。

故答案为：缩小；左。

(1)根据凸透镜成实像时，物距和像距的关系，判断成像性质，凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像。

(2)根据透镜的凸度越大折光能力越强，焦距越小，据此进行分析。

本题考查了凸透镜成像的规律及应用、实像与虚像的区别，要熟练掌握凸透镜成像规律的内容，做到灵活应用。

16.【答案】解：u表示物距，v表示像距，根据凸透镜成像规律分析。

答案为：

【解析】根据凸透镜成像规律可知：物距小于焦距成正立放大虚像，物像同侧。如放大镜。

物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像，像距大于二倍焦距。如投影仪。

物距大于二倍焦距成倒立缩小实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距。如照相机。

本题考查学生对凸透镜成像规律的掌握以及凸透镜成像规律在实际生活中的应用。

17.【答案】

【解析】

【分析】(1)根据凸透镜成像时，物体在二倍焦距处，所成的像是等大倒立的实像，像在二倍焦距处，所以过二倍焦距处的入射光线经凸透镜折射后一定过另一侧二倍焦距处，据此画出左边入射光线的折射光线；

(2)根据凸透镜的特殊光线(过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴)画出过焦点的入射光线的折射光线；

(3)凹透镜有三条特殊光线：过光心的光线其传播方向不变；指向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点。本题考查了凸透镜和凹透镜的特殊光线，注意一倍焦点与二倍焦点的不同，且注意在光线上标出光线的传播方向。【解答】过二倍焦距处的入射光线的折射光线通过凸透镜另一侧二倍焦距处；过焦点的入射光线的折射光线平行于主光轴，如图所示：

；对于凹透镜，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点；指向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴，如图所示：。

18.【答案】(1)；

(2)

【解析】(1)

【分析】

本题考查的是平面镜成像的作图，难度不大。

平面镜成像的特点是：像物大小相等、到平面镜的距离相等、连线与镜面垂直、左右互换，即像物关于平面镜对称，利用这一对称性作出AB的像。

【解答】

解：分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′，用虚线连接A′、B′即为AB在平面镜中的像。如图：

。

(2)

【分析】

本题考查凸透镜成像规律的作图，利用三条特殊光线解答。

三条特殊的光线：

①平行主光轴的光线经透镜折射后通过焦点；

②过光心的光线经透镜折射后方向不变；

③过焦点的光线经透镜折射后平行于主光轴。

【解答】

分别利用过焦点的光线经透镜折射后平行于主光轴、过光心的光线经透镜折射后方向不变作图，如图：

19.【答案】(1)B；

(2)Ⅱ；变大；

(3)远离；减小；

(4)上升；

(5)反射

【解析】【分析】

此题主要考查了“探究凸透镜成像规律”的实验，解题关键是知道凸透镜成像的特点。

(1)应将烛焰、凸透镜和光屏的中心调至同一高度，以便使像成在光屏的中央，便于观察；

(2)当u>2f时，凸透镜成倒立、缩小的实像，f<v<2f，据此规律确定光屏的位置；根据“当f<u<2f时，凸透镜成倒立、放大的实像”这一成像规律确定光屏和蜡烛对调后像的大小变化；

(3)近视眼镜是凹透镜，对光有发散作用，据此确定像的移动方向；当凸透镜成实像时，“物近像远像变大”，据此判断像距的变化；

(4)通过透镜光心的光线，其传播方向不变，故可得出像的位置变化；

(5)凸透镜的表面可以反光，故可成同学身后景物的像。

【解答