3.2凸透镜成像规律（原卷版）

知识点一：凸透镜成像的规律1、凸透镜成像规律：如图是常见凸透镜成像规律光路图，详见下表（1）。表（1）凸透镜成像规律表成像条件物距（u）成像的性质像距（v）应用u﹥2f倒立、缩小的实像f﹤v﹤2f照相机（图a）u=2f倒立、等大的实像v=2f图df﹤u﹤2f倒立、放大的实像v﹥2f投影仪（图b）u=f不成像射出的是平行光线0﹤u﹤f正立、放大的虚像v﹥f放大镜（图c）a.u﹥2fb.f﹤u﹤2fc.0﹤u﹤fd.u=2f凸透镜成像光路图2、凹透镜成像规律：凹透镜始终成缩小、正立的虚像，如图所示。凹透镜成像光路图注意：大家还要记住：虚像，物、像同侧；实像，物、像异侧。【知识详解】凸透镜成像的规律规律1:当物距大于2倍焦距时，则像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像。此时像距小于物距，像比物小，物像异侧。应用:照相机、摄像机。规律2:当物距等于2倍焦距时，则像距也在2倍焦距，成倒立、等大的实像。此时物距等于像距，像与物大小相等，物像异侧。应用:测焦距。规律3:当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时，则像距大于2倍焦距，成倒立、放大的实像。此时像距大于物距，像比物大，物像异侧。应用:投影仪、幻灯机、电影放映机。规律4:当物距等于1倍焦距时，则不成像，成平行光射出。规律5:当物距小于1倍焦距时，则成正立、放大的虚像。此时像距大于物距，像比物大，物像同侧。应用:放大镜。知识点二：透镜凸透镜成像的规律1、实验内容【实验目的】透镜凸透镜成像规律。像与物的大小关系、物距变化成像规律变化、像的虚实。【实验器材】凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴等。【实验步骤】一、按图组装器材。调整蜡烛、凸透镜、光屏在同一水平线上。二、将蜡烛放在远处（此时u>2f），移动光屏直至在光屏上成清晰的像；观察像的大小、正立还是倒立，并测量物距和像距；数据记录实验表格。三、将蜡烛往凸透镜方向移动，使2f>u>f，移动光屏直至在光屏上成清晰的像；观察像的大小、正立还是倒立，并测量物距和像距；数据记录实验表格。四、将蜡烛继续往凸透镜方向移动，使u=f，移动光屏，看能否成像。五、将蜡烛继续往凸透镜方向移动，使u<f，移动光屏，看在光屏上能否找到像。六、实验表格物距与焦距关系物距（cm）像的性质像距（cm）大小正倒虚实u>2fu=2f2f>u>fu=fu<f七、整理器材。【实验结论】等大、等距、对称、反向、虚像。物距u和焦距f的关系像的性质像距v和焦距f的关系像与物同侧或异侧正立或倒立缩小或放大实像或虚像倒立缩小实像异侧倒立等大实像异侧倒立放大实像异侧不成像正立放大虚像—同侧口诀：“一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；成实像，物近像远像变大；成虚像，物近像近像变小”。我们可以结合下图加深理解。由此我们可以得出以下两个性质：(1)焦点分界：是成放大实像与缩小实像的分界点，是成实像与虚像的分界点。(2)动态特性：物体沿主光轴移动时，物距(物体到凸透镜的距离)减小(增大)，像距(像到凸透镜的距离)增大(减小)，且像变大(小)。1、在探究凸透镜成像规律的实验中，移动光屏距透镜20cm时，在光屏上正好得到烛焰清晰放大的像。则（）A．蜡烛距透镜的距离大于20cmB．凸透镜的焦距大于10cmC．投影仪应用了该次实验的成像规律D．照相机应用了该次实验的成像规律2、在“重阳节”到来之际，小科送给奶奶一个放大镜，奶奶借助这个放大镜能够细致欣赏邮票上的图案，如图所示。此时奶奶看到的是一个、放大的虚像。为了模拟上述现象，小科利用一个焦距为10cm的凸透镜、蜡烛和光具座等器材进行实验。他先将蜡烛固定在光具座上50cm刻线处，如图所示，接下来他应将凸透镜放置在光具座上的A、B、C三点中的点处，然后再从透镜的（选填“左”或“右”）侧用眼睛观察蜡烛烛焰的像。该像（选填“能”或“不能”）用光屏承接到。3、小科用焦距为15.0cm的凸透镜探究凸透镜的成像规律，当各器材位置如图所示时，光屏上承接到烛焰清晰的像（1）实验前，应调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在。（2）此时烛焰的成像特点与（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像特点相同。（3）实验时，若一只苍蝇落在了凸透镜上，光屏上（选填“有”或“没有”）苍蝇的像。（4）小明将一副远视眼镜的镜片放在蜡烛与凸透镜之间且靠近凸透镜的地方，若保持光屏的位置不变，仅将蜡烛向移动适当距离，光屏上即可重新承接到烛焰清晰的像。1、为严控新冠疫情，保护师生生命安全，我市部分中小学对校园门禁系统进行了升级，配备了人脸识别和测温系统，如图所示。通过校门时，只需将人脸面向屏幕摄像头，该系统就能将测试者的面部信息与备案信息进行比对并获取体温，决定放行与否。关于门禁系统，下列说法中正确的是（）A．系统屏幕边框呈黑色是由于所选材质对光的反射能力较强B．该系统的核心光学元件是凸透镜C．该系统的成像原理主要是利用光的反射D．该系统的摄像头所成的像是正立放大的虚像2、如图甲所示一幅漫画立在桌面上，小明把一个装有水的圆柱形玻璃杯放在漫画前，惊奇地发现，透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了，还掉头奔向猫，如图乙所示，下列关于此现象的说法正确的是（）A．透过水杯看到变“胖”的老鼠是虚像B．装有水的圆柱形玻璃杯相当于一个凹透镜C．将漫画逐渐靠近水杯，透过水杯看到的老鼠始终是掉头的D．将漫画离水杯远一些，透过水杯看到的老鼠会变“瘦”一些3、在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当凸透镜、光屏和蜡烛火焰的位置如图所示时，光屏上能成一个清晰地像，则（）A．所成的像是正立缩小的实像B．利用这个原理可以制成照相机C．把蜡烛向左移动少许，光屏适当向左移动可得到更大的实像D．把蜡烛向右移动少许，光屏适当向右移动可得到更大的实像4、如图所示，凸透镜位于P处（图中未画出）位置不变，移动蜡烛，光屏先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且甲处的像比乙处大，则（）A．甲处可能成的是虚像 B．乙处像可能是放大的C．P点位置在甲的左侧 D．蜡烛的移动方向向左5、小科通过焦距为10cm的凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的像，如图所示。下列说法正确的是（）A．“关灯”两字放大的像是实像B．提示牌上“关灯”两字在凸透镜的焦点上C．提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于10cmD．提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于20cm6、如图所示，小明透过水滴状的鱼肝油胶囊观察积木，发现上面的数字“9”变成了“6”，与该成像原理相同的光学仪器有；若想让“6”变大一些，可将积木与胶囊的距离。7、在探究凸透镜成像的规律时，实验室应保持较的环境（填“亮”或“暗”），为了判断光屏上的像是否最清晰，需要移动光屏，观察像是否变模糊。如图所示位置光屏上成清晰的像，则像的大小比烛焰。8、在第24个“全国爱眼日”的主题是“共同呵护好孩子的眼健康，让他们拥有一个光明的未来”。为普及科学用眼观念，预防各种眼科疾病，提高青少年眼健康水平，学校定期对学生进行全面的眼科检查。小科希望通过自制的水凸透镜来模拟晶状体探究眼睛的成像规律。(1)小科将蜡烛、水凸透镜和光屏安装至如图所示位置，恰能在光屏上得到一个清晰的像，则这个像是一个(填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。(2)在如图所示的实验场景下，小科把自己的眼镜给水凸透镜“戴上”，当从水凸透镜中抽出适量的水后，他发现像再次变清晰了，由此判断小科戴的是(填“近视”或“远视”)眼镜。小科这种情况，还可通过角膜塑形镜，改变厚度均匀的透明眼角膜弧度，实现视力的矫正，经过一段时间的治疗，小科的眼角膜应该呈现哪种形态?(填字母)。(3)小科经过进一步的思考，觉得透镜对光的偏折能力可能与液体的种类有关。于是利用以上装置，保持透镜的凸起程度不变，先后在透镜中注入酒精和煤油，观察光线经不同液体透镜折射后的偏折程度，在此探究过程中保持液体透镜的凸起程度相同的原因是。(4)若要用此装置探究平面镜成像规律，除了把水凸透镜换成薄玻璃板外，还需将光屏换成。1、图为投影式电子白板，它利用投影机将画面投影到屏幕上，投影机的镜头相当于一个凸透镜，下列说法正确的是（）A．光经投影机的镜头成像利用的是光的折射B．投影机的镜头与近视眼镜为同一种透镜C．画面经投影机镜头成的是正立放大的虚像D．光在屏幕上发生镜面反射，方便观看2、如图所示，是“花界”大熊猫——绿樱。绿樱学名郁金，它开花时花的颜色会随花期渐变，初期呈绿色，中晚期颜色逐渐变浅，最后变成黄白色。关于绿樱花期的一些光现象，下列说法错误的是（

）A．初期呈绿色，是因为花朵吸收了绿光B．周围景物在湖中的倒影，是光的反射形成的等大的虚像C．雨后，湖面上方架起一道彩虹，这是光的折射现象D．清晨，树叶上会有露珠，透过这些露珠，能清晰的看到叶子的叶脉，因为露珠相当于一个凸透镜3、如图是小科在照相机取景窗中看到的“花朵”，现要使花朵的像变小，正确的做法是（）A．照相机适当靠近花朵，镜头向前伸B．照相机适当远离花朵，镜头向前伸C．照相机适当靠近花朵，镜头向后缩D．照相机适当远离花朵，镜头向后缩4、购物支付已进入“刷脸”时代，消费者结账时只需面对摄像头（相当于一个凸透镜），经系统自动拍照、扫描等，确认相关信息后，即可完成交易，下列描述正确的是（）A．“刷脸”时，摄像头对光起发散作用B．要使像变大，消费者应远离摄像头C．“刷脸”时，面部经摄像头成例立缩小的虚像D．“刷脸”时，面部应位于摄像头两倍焦距之外5、清晨，太阳从东方冉冉升起，云缝中射出道道霞光，它让我们的大千世界五彩缤纷，让我们的世界拥有了无穷奥妙。下列对光的世界的探究中，结论正确的是（）A．甲图，通过注入气泡的水球，我们看到太空授课的王亚平成“一正一倒”两个像，其中正立的是虚像，倒立的是实像B．乙图，央视春晚节目舞蹈诗剧《只此青绿》的临水起舞画面中，舞者在舞台上的“倒影”和小孔成像的原理相同C．丙图，光源经凸透镜在光屏上成一清晰的像，此时飞来一只小虫落在凸透镜上，则光屏上光源的像不完整D．丁图，小薇按照图示将眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上清晰的像变模糊，只将光屏靠近凸透镜时，又能在光屏上看到清晰的像，则该眼镜是近视眼镜6、如图甲所示，在圆柱形水杯后面放一张画有箭头的纸条，往杯中倒入适量水，透过水杯，看到一个箭头改变了方向(如图乙)。这是为什么呢?要解决这个问题，首先应抓住影响这个问题的主要因素：圆柱形水杯装有水的部分具有的特征，忽略掉影响这个问题的次要因素：物体的材质等，构建凸透镜模型进行研究。根据凸透镜成像规律可以判定，看到这个方向改变的箭头是放大的(填“实像”或“虚像”)。凸透镜的这一成像规律在生活中的应用有(填“照相机”或“投影仪”）。7、利用光具座以及蜡烛、凸透镜、光屏等器材，可进行“探究凸透镜成像规律”的实验。(1)实验时，首先在光具座上放置实验器材，若光具座A处放置蜡烛(如图所示)，则C处应放置(填“凸透镜”或“光屏”)。器材正确放置后，还应对其进行调整，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的上。(2)实验后，可得出凸透镜成像规律，根据成像规律判断下列说法中正确的是。A.若凸透镜的焦距为10cm，则烛焰距离凸透镜30cm时，可在光屏上成放大的像B.实验过程中，蜡烛因燃烧而变短，则烛焰在光屏上的像会下移C.若烛焰朝着凸透镜方向前后不断晃动，则光屏上仍能观察到清晰的烛焰像D.若烛焰在光屏上成缩小的像，则光屏到凸透镜的距离小于烛焰到凸透镜的距离(3)某科学兴趣小组在探究凸透镜成像规律后，得到了如下数据：下列对表中数据的分析中错误的是。A.当凸透镜的焦距相同，物距不同时，所成的像有可能相同B.当物距相同，凸透镜的焦距越大时，像距越大C.当物距相同，凸透镜的焦距不同时，所成像的性质有可能相同D.当凸透镜的焦距相同，且成放大实像时，像距与物距之和随物距的增大而减小(4)将蜡烛置于凸透镜一倍焦距处，结果仍能观察到烛焰放大的像，这是为什么?8、小科用蜡烛、凸透镜（焦距10cm）、光屏在光具座上进行“探究凸透镜成像的规律”的实验。（1）实验在（选填“较亮”或“较暗”）的环境下进行，现象更明显；（2）蜡烛、透镜和光屏位置如图甲所示，光屏上会出现烛焰清晰（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的像，此现象和生活中（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的原理相同；保持凸透镜位置不变，增