資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
專題5.3 凸透鏡成像規律【四大題型】
【人教版2024】
【題型1 凸透鏡成像的規律】 2
【題型2 凸透鏡成像的規律應用】 5
【題型3 實驗探究凸透鏡成像的規律】 7
【題型4 像距與物距的關系】 12
知識點1 凸透鏡成像的規律
1.凸透鏡成像的規律和應用見下表：
物的位置 像的位置 像的性質 應用舉例
u＞2f 2f＞v＞f 物像
異側 縮小、倒立、實像 照相機，眼睛
u=2f v=2f 等大、倒立、實像 特點：實像大小轉折點
2f＞u＞f v＞2f 放大、倒立、實像 幻燈機，電影機
u=f 不成像 特點：像的虛實轉折點
u＜f 物像同側 放大、正立、虛像 放大鏡
2.凸透鏡的成像規律可以聯想它的應用來加以記憶，典型的三個應用是：照相機、幻燈機和放大鏡，它們都是利用凸透鏡成像規律制成的。弄清這些儀器的原理，頭腦中有使用這些儀器時的情景，就不難記住凸透鏡成像的規律了。
要點詮釋：
1.總結凸透鏡成像規律，可簡要歸納成“一焦分虛實，二焦分大小；成實像時，物近像遠像變大；成虛像時，物近像近，像變小。”
（1）“一焦分虛實”：物體在一倍焦距以內成虛像，一倍焦距以外成實像。
（2）“二焦分大小”：物距小于二倍焦距，成放大的像，（焦點除外）；物距大于二倍焦距成縮小的。
（3）“成實像時，物近像遠像變大”：成實像時，物體靠近透鏡，像遠離透鏡，像逐漸變大。
（4）“成虛像時，物近像近像變小”：成虛像時，物體靠近透鏡，像也靠近透鏡，像逐漸變小。
【題型1 凸透鏡成像的規律】
【例1】（2023·齊齊哈爾）用如圖所示的裝置做“探究凸透鏡成像規律”的實驗時，已知凸透鏡的焦距為10cm，下列說法正確的是（ ）。
A. 燭焰在如圖所示位置所成像的特點與照相機成像特點相同；
B. 將蠟燭向遠離凸透鏡的方向移動，向右移動光屏可得到燭焰所成清晰的像；
C. 將蠟燭移動到光具座42cm刻度線處，燭焰所成的像是倒立、放大的；
D. 將蠟燭移動到光具座30cm刻度線處，移動光屏至適當位置，光屏上可得到等大的像
【變式1-1】(2022湖南郴州中考)2022年6月5日10時44分,神舟十四號飛船成功發射,我國空間站建設又跨出了關鍵一步。王大爺從報紙上看到這一消息時,感到無比自豪。他用放大鏡讀報時透過鏡片看到的文字是 (　　)
A.倒立、縮小的實像　　　B.正立、放大的虛像
C.倒立、放大的實像　　　D.正立、縮小的虛像
【變式1-2】小華做作業時,動手進行了如下的實驗探究:找一個圓柱形的玻璃瓶,里面裝入水,把一支普通鉛筆放在玻璃瓶的一側,透過玻璃瓶,可以看到那支筆,如圖所示。把筆由靠近玻璃瓶的位置向遠處慢慢地移動,不會觀察到的現象是 (　　)
A.先成虛像,后成實像
B.筆尖一直變長
C.到某一位置,筆尖突然改變方向
D.筆尖先變長,后變短
【變式1-3】（2023·郴州）如圖所示，燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心在同一高度，該凸透鏡的焦距為10.0cm，凸透鏡的位置保持不變。以下說法正確的是（ ）。
A. 當蠟燭放在圖中A區域時，光屏應放在圖中D區域才可能呈現清晰的像；
B. 蠟燭從圖中位置逐漸遠離透鏡時，所成的像會逐漸變小；
C. 若無論怎么移動光屏，在光屏上都找不到像，則蠟燭可能放在圖中B區域；
D. 若光屏上要得到一個放大的像，則蠟燭應該放在圖中C區域
知識點2 探究凸透鏡成像規律
實驗目的：觀察凸透鏡成各種像的條件
實驗器材：凸透鏡、光具座、蠟燭、光屏、火柴
3、實驗步驟：
（1）共軸調節,把蠟燭、凸透鏡、光屏依次擺放在光具座上。點燃蠟燭，調整蠟燭、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度。
（2）把蠟燭放在較遠處，使，移動光屏，直到光屏上出現明亮、清晰的燭焰的像。觀察這個像是倒立的還是正立的，是放大的還是縮小。測量像距和物距。
（3）把蠟燭移向凸透鏡，讓蠟燭到凸透鏡的距離等于，移動光屏，直到光屏上出現明亮、清晰的燭焰的像。觀察像到凸透鏡的距離、像的倒正和大小。測量像距和物距。
（4）把蠟燭再靠近凸透鏡，讓蠟燭到凸透鏡的距離在，移動光屏，直到光屏上出現明亮、清晰的燭焰的像。觀察像到凸透鏡的距離、像的倒正和大小。測量像距和物距。
（5）把蠟燭繼續靠近凸透鏡，讓蠟燭在凸透鏡的焦點上，移動光屏，看是否能夠成像；
（6）把蠟燭移動到凸透鏡的焦點以內，移動光屏，在光屏上還能看到燭焰的像嗎
（7）表格：透鏡焦距f=　　　 cm。
物距與焦距的關系 物距u/cm 像的性質 像距v/cm
實虛 大小 正倒
要點詮釋：
1.測量凸透鏡的焦距：利用平行光源或太陽光粗測凸透鏡的焦距。（實驗室提供的凸透鏡的焦距有5cm、10cm和30cm，我們所選的透鏡最好在10cm—20cm之間，太大或太小都不方便）。
2.操作過程中，應固定好蠟燭、凸透鏡，然后移動光屏，直到在光屏上得到一個清晰的像為止，讀出物距與像距的大小。
3.當物距小于焦距時，無論怎樣移動光屏，在光屏上也找不到物體的像。此時應去掉光屏，透過凸透鏡觀察火焰的成像情況。
4.探究實驗考查內容
考查方向 解答思路
如何測量焦距 一束平行光通過凸透鏡后會聚的點即為焦點，可測焦距
保障實驗成功 蠟燭、凸透鏡不動，移動光屏直至在光屏上成清晰的像
如何判斷成虛像 物距小于焦距時，無論怎么移動光屏都無法在光屏上成像
無法成像的原因 蠟燭在焦點上或物距小于焦距、焦距太大成像在光具座外、蠟燭與凸透鏡和光屏沒有在同一水平線上
成像位置如何移動 可調節蠟燭或凸透鏡
蠟燭變短 成像上移
像的明暗變化 用遮光板擋住部分光線，成像完整但像變暗
【題型2 凸透鏡成像的規律應用】
【例2】（2022·四川巴中·中考真題）在探究凸透鏡成像規律的實驗中，小聰用凸透鏡先看到了某物體正立放大的像，則此像為___________像（選填“實”或“虛”）；若他想看到這個物體倒立放大的像，應將此凸透鏡與物體的距離___________（選填“增大”“不變”或“減小”）。
【變式2-1】(2022廣西梧州中考,6,★☆☆)購物支付已進入“刷臉”時代,消費者結賬時只需面對攝像頭,經系統自動拍照掃描等,確認相關信息后,即可迅速完成交易。下列說法正確的是 (　　)
A.攝像頭相當于凹透鏡
B.攝像頭成像特點與照相機相同
C.“刷臉”時,面部位于攝像頭兩倍焦距以內
D.“刷臉”時,面部經攝像頭成正立、縮小的實像
【變式2-2】(2022河南中考,9,★★☆)小明用透明塑料盒設計了一個昆蟲標本觀察器,如圖所示。盒底上放標本,盒蓋上嵌入一凸透鏡。有焦距為5 cm和10 cm的兩種凸透鏡,為了在盒蓋上方附近,通過凸透鏡觀察到標本正立、放大的像,凸透鏡焦距f與盒高h選擇合理的是(P8105003)(　　)
A. f=5 cm　h=10 cm
B. f=10 cm　h=12 cm
C. f=5 cm　h=12 cm
D. f=10 cm　h=6 cm
【變式2-3】（2023·臨沂）在探究凸透鏡成像規律的實驗中，當蠟燭、凸透鏡和光屏的位置如圖所示時，光屏上恰能承接到燭焰清晰的像，下列判斷正確的是（ ）。
A. 實驗用凸透鏡的焦距為15.0cm；
B. 光屏上的像是燭焰放大的實像；
C. 僅將凸透鏡左移不能再次成像；
D. 僅將光屏右移可模擬近視眼成像
【題型3 實驗探究凸透鏡成像的規律】
【例3】（2023·廣東省）小明在學習了凸透鏡成像的規律后，繼續深入探究，選用題表中某一規格的凸透鏡做實驗，調整好器材后如題圖甲所示，此時燭焰在光屏上成放大的像；
凸透鏡編號 焦距/cm 直徑/cm
① 5 3.5
② 5 4.5
③ 10 4.5
④ 15 4.5
（1）光屏上的像是實像還是虛像？___________；
（2）一段時間后，小明發現燭焰的像如圖乙所示，此時將蠟燭向___________調節可以使燭焰的像移到光屏中央；
（3）小明選的凸透鏡焦距為___________cm；
（4）小明將蠟燭換成F字光源，調整了光源和光屏的位置，在光屏上仍可觀察到清晰的像，如題圖所示，則小明看到的像應是___________（選填字母）；
（5）小明認為凸透鏡成像的規律還可能與凸透鏡的直徑有關；若要驗證其猜想，則可在題表中選取編號為___________兩個凸透鏡進行實驗驗證。
【變式3-1】（2022·山東濱州·中考真題）小濱同學“探究凸透鏡成像的規律”。
（1）如圖甲所示，小濱讓凸透鏡正對平行光，調整凸透鏡到光屏的距離，光屏上會出現一個很小、很亮的光斑，則該凸透鏡的焦距f=________cm；
（2）小濱在組裝器材時，將蠟燭、凸透鏡和光屏依次放在光具座上，點燃蠟燭并調節燭焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度上，目的是讓燭焰的像成在_________；
（3）如圖乙所示，小濱將凸透鏡固定在50cm刻度線處，當蠟燭距凸透鏡15cm時，移動光屏，可在光屏上得到一個倒立、________（選填“縮小”、“等大”或“放大”）的實像，利用該成像規律制成的光學儀器是________（選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”）。此時，若在凸透鏡與光屏之間放置一遠視鏡片，要在光屏上成清晰的像，光屏應向________（選“左”、“右” ）移動；（4）小濱在實驗過程中，光屏上得到清晰的像，突然，一只飛蟲落到了凸透鏡表面上，則光屏上出現________。
A．飛蟲的像　　B．飛蟲的影子　　C．仍是燭焰的像
【變式3-2】
10.【實驗探究·設計實驗】(2022江西中考,19改編,★★☆)物理創新實驗小組的同學探究凸透鏡成像的規律。
【實驗器材】蠟燭、凸透鏡、光屏、光具座等。
【進行實驗與收集證據】
(1)測焦距:如圖1所示,讓凸透鏡正對著太陽光,在它的另一側找到最小最亮的光斑,說明凸透鏡對光具有　　　　作用,該凸透鏡的焦距為　　　　cm。
(2)組裝實驗裝置:將蠟燭、凸透鏡和光屏放在光具座上,并對三者進行調節。如圖2所示,是他們分別調節完的實驗裝置,其中調節正確的是　　　　裝置(填寫字母序號),理由是　　　　　　　　　,使像清晰地呈現在光屏的中央。
(3)設計實驗表格:請將表格中①和②的內容補充到橫線上:①　　　　,②　　　　。
物距u跟焦距f的關系 像的性質
① 大小 ②
【分析與論證】略
【拓展】在實驗過程中,光屏上呈現了一個清晰的像,此時,某同學將焦距相同、直徑更大的凸透鏡替換原凸透鏡,則光屏上呈現的像比原來的像　　　　(選填“更大”“更小”或“更亮”)。
【變式3-3】（2023·牡丹江）小明利用光具座復習光學實驗。
（1）在研究凸透鏡成像規律的實驗中，把蠟燭、凸透鏡（）和光屏依次放在光具座上、點燃蠟燭，調整它們的高度和位置，直至光屏上成清晰的像，如圖甲所示，光屏上成倒立、______的實像，______（選填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”）就是利用了這條規律；
（2）為研究平面鏡成像特點，用薄玻璃板替換凸透鏡放到光具座上，撤去光屏；
①在玻璃板前觀察，可以看到蠟燭清晰的像。拿另一支完全相同但不點燃的蠟燭，放在玻璃板后面，前后移動直到看上去與前面那支蠟燭的像完全重合，如圖乙所示。此時，像的大小與物體的大小______，像與物體到平面鏡的距離______；
②用光具座研究平面鏡成像特點，只能研究物體和像同時沿光具座移動的情況，這樣實驗得出的結論缺乏______；
③請在圖丙中畫出燭焰上的一點A在平面鏡中的像______。
【題型4 像距與物距的關系】
【例4】（2022·云南·中考真題）某小組利用如圖所示的裝置探究凸透鏡成像的規律，此時光屏上呈現了燭焰清晰的像，該像是倒立、___________的實像（選填“放大”或“縮小”），該成像特點是___________的成像原理（選填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”）。
【變式4-1】如圖所示，將凸透鏡固定在光具座上某位置(圖中未標出)，點燃的蠟燭放在光具座上的a點，調節光屏的位置，在光屏上得到燭焰清晰、縮小、倒立的像。將蠟燭從a點滑到b點后，再移動光屏，光屏上得到的清晰的像變小。則
( )
A.凸透鏡位于 a點左側
B.凸透鏡位于b點右側
C.蠟燭在a 點時，物距大于二倍焦距
D.蠟燭在b點時，像距大于二倍焦距
【變式4-2】（2022·廣東·中考真題）如圖所示，電子蠟燭的“燭焰”通過凸透鏡在光屏上成一個清晰___________立的實像。利用這一成像規律可制成___________（選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”），若保持蠟燭和光屏的位置不變，僅將凸透鏡更換成另一個焦距相同、尺寸更大的凸透鏡，此時光屏上像的大小與原來的像對比應___________（選填“變大”“變小”或“不變”）。
【變式4-3】（2022·內蒙古赤峰·中考真題）讓平行于主光軸的光分別射向凸透鏡A與B，情況如圖甲所示，則A與B中對光的會聚作用較強的是________ 。如圖乙所示，燭焰通過凸透鏡A恰好能在光屏上成清晰的像，如果保持蠟燭的位置不動，將凸透鏡A換成凸透鏡B，還想在光屏上看到清晰的像，應該向_______移動光屏。
21世紀教育網(www.21cnjy.com)中小學教育資源及組卷應用平臺
專題5.3 凸透鏡成像規律【四大題型】
【人教版2024】
【題型1 凸透鏡成像的規律】 2
【題型2 凸透鏡成像的規律應用】 5
【題型3 實驗探究凸透鏡成像的規律】 7
【題型4 像距與物距的關系】 12
知識點1 凸透鏡成像的規律
1.凸透鏡成像的規律和應用見下表：
物的位置 像的位置 像的性質 應用舉例
u＞2f 2f＞v＞f 物像
異側 縮小、倒立、實像 照相機，眼睛
u=2f v=2f 等大、倒立、實像 特點：實像大小轉折點
2f＞u＞f v＞2f 放大、倒立、實像 幻燈機，電影機
u=f 不成像 特點：像的虛實轉折點
u＜f 物像同側 放大、正立、虛像 放大鏡
2.凸透鏡的成像規律可以聯想它的應用來加以記憶，典型的三個應用是：照相機、幻燈機和放大鏡，它們都是利用凸透鏡成像規律制成的。弄清這些儀器的原理，頭腦中有使用這些儀器時的情景，就不難記住凸透鏡成像的規律了。
要點詮釋：
1.總結凸透鏡成像規律，可簡要歸納成“一焦分虛實，二焦分大小；成實像時，物近像遠像變大；成虛像時，物近像近，像變小。”
（1）“一焦分虛實”：物體在一倍焦距以內成虛像，一倍焦距以外成實像。
（2）“二焦分大小”：物距小于二倍焦距，成放大的像，（焦點除外）；物距大于二倍焦距成縮小的。
（3）“成實像時，物近像遠像變大”：成實像時，物體靠近透鏡，像遠離透鏡，像逐漸變大。
（4）“成虛像時，物近像近像變小”：成虛像時，物體靠近透鏡，像也靠近透鏡，像逐漸變小。
【題型1 凸透鏡成像的規律】
【例1】（2023·齊齊哈爾）用如圖所示的裝置做“探究凸透鏡成像規律”的實驗時，已知凸透鏡的焦距為10cm，下列說法正確的是（ ）。
A. 燭焰在如圖所示位置所成像的特點與照相機成像特點相同；
B. 將蠟燭向遠離凸透鏡的方向移動，向右移動光屏可得到燭焰所成清晰的像；
C. 將蠟燭移動到光具座42cm刻度線處，燭焰所成的像是倒立、放大的；
D. 將蠟燭移動到光具座30cm刻度線處，移動光屏至適當位置，光屏上可得到等大的像
【答案】D。
【解析】A．由圖可知，此時物距u=15.0cm，由凸透鏡焦距可知f成倒立、放大的實像，投影儀及幻燈機是利用此原理制成的，故A錯誤；
B．將蠟燭向遠離凸透鏡的方向移動，物距增大，則像距減小，向左移動光屏可得到燭焰所成清晰的像，故B錯誤；
C．將蠟燭移動到光具座42cm刻度線處u=8cm燭焰成正立、放大的虛像，故C錯誤；
D．將蠟燭移動到光具座30cm刻度線處u=20cm=2f
可在光屏上成倒立、等大的實像，故D正確。
故選D。
【變式1-1】(2022湖南郴州中考)2022年6月5日10時44分,神舟十四號飛船成功發射,我國空間站建設又跨出了關鍵一步。王大爺從報紙上看到這一消息時,感到無比自豪。他用放大鏡讀報時透過鏡片看到的文字是 (　　)
A.倒立、縮小的實像　　　B.正立、放大的虛像
C.倒立、放大的實像　　　D.正立、縮小的虛像
【答案】B　
【解析】根據放大鏡的成像特點可知,放大鏡成正立、放大的虛像。
【變式1-2】小華做作業時,動手進行了如下的實驗探究:找一個圓柱形的玻璃瓶,里面裝入水,把一支普通鉛筆放在玻璃瓶的一側,透過玻璃瓶,可以看到那支筆,如圖所示。把筆由靠近玻璃瓶的位置向遠處慢慢地移動,不會觀察到的現象是 (　　)
A.先成虛像,后成實像
B.筆尖一直變長
C.到某一位置,筆尖突然改變方向
D.筆尖先變長,后變短
【答案】B
【詳解】　裝水的玻璃瓶相當于一個凸透鏡;鉛筆由靠近玻璃瓶的位置向遠處慢慢地移動,當其位置在一倍焦距以內時,裝水的玻璃瓶相當于放大鏡,成正立、放大的虛像;當其位置在一倍焦距與二倍焦距之間時,裝水的玻璃瓶相當于投影儀,成倒立、放大的實像,當其位置在二倍焦距以外時,裝水的玻璃瓶相當于照相機,成倒立、縮小的實像。
【變式1-3】（2023·郴州）如圖所示，燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心在同一高度，該凸透鏡的焦距為10.0cm，凸透鏡的位置保持不變。以下說法正確的是（ ）。
A. 當蠟燭放在圖中A區域時，光屏應放在圖中D區域才可能呈現清晰的像；
B. 蠟燭從圖中位置逐漸遠離透鏡時，所成的像會逐漸變小；
C. 若無論怎么移動光屏，在光屏上都找不到像，則蠟燭可能放在圖中B區域；
D. 若光屏上要得到一個放大的像，則蠟燭應該放在圖中C區域
【答案】B。
【解析】A．蠟燭放在圖中A區域，即蠟燭在該透鏡的兩倍焦距以外，此時成倒立、縮小的實像，像在透鏡另一側的一倍焦距和兩倍焦距之間，即圖中的E區域，故A錯誤；
B．凸透鏡成實像時，物體離透鏡越遠，所成的實像越小，圖中蠟燭位于該透鏡的兩倍焦距以外，成倒立、縮小的實像，所以蠟燭從圖中位置逐漸遠離透鏡時，所成的實像會逐漸變小，故B正確；
C．蠟燭放在圖中B區域，即該透鏡的一倍焦距和二倍焦距之間，此時成倒立、放大的實像，像的位置在透鏡另一側的兩倍焦距以外，即如果蠟燭放在圖中B區域，則在圖中的F區域的光屏上能找到像，故C錯誤；
D．當蠟燭放在圖中C區域，即該透鏡的一倍焦距以內，此時成正立、放大的虛像，虛像是用光屏承接不到的，故D錯誤。
故選B。
知識點2 探究凸透鏡成像規律
實驗目的：觀察凸透鏡成各種像的條件
實驗器材：凸透鏡、光具座、蠟燭、光屏、火柴
3、實驗步驟：
（1）共軸調節,把蠟燭、凸透鏡、光屏依次擺放在光具座上。點燃蠟燭，調整蠟燭、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度。
（2）把蠟燭放在較遠處，使，移動光屏，直到光屏上出現明亮、清晰的燭焰的像。觀察這個像是倒立的還是正立的，是放大的還是縮小。測量像距和物距。
（3）把蠟燭移向凸透鏡，讓蠟燭到凸透鏡的距離等于，移動光屏，直到光屏上出現明亮、清晰的燭焰的像。觀察像到凸透鏡的距離、像的倒正和大小。測量像距和物距。
（4）把蠟燭再靠近凸透鏡，讓蠟燭到凸透鏡的距離在，移動光屏，直到光屏上出現明亮、清晰的燭焰的像。觀察像到凸透鏡的距離、像的倒正和大小。測量像距和物距。
（5）把蠟燭繼續靠近凸透鏡，讓蠟燭在凸透鏡的焦點上，移動光屏，看是否能夠成像；
（6）把蠟燭移動到凸透鏡的焦點以內，移動光屏，在光屏上還能看到燭焰的像嗎
（7）表格：透鏡焦距f=　　　 cm。
物距與焦距的關系 物距u/cm 像的性質 像距v/cm
實虛 大小 正倒
要點詮釋：
1.測量凸透鏡的焦距：利用平行光源或太陽光粗測凸透鏡的焦距。（實驗室提供的凸透鏡的焦距有5cm、10cm和30cm，我們所選的透鏡最好在10cm—20cm之間，太大或太小都不方便）。
2.操作過程中，應固定好蠟燭、凸透鏡，然后移動光屏，直到在光屏上得到一個清晰的像為止，讀出物距與像距的大小。
3.當物距小于焦距時，無論怎樣移動光屏，在光屏上也找不到物體的像。此時應去掉光屏，透過凸透鏡觀察火焰的成像情況。
4.探究實驗考查內容
考查方向 解答思路
如何測量焦距 一束平行光通過凸透鏡后會聚的點即為焦點，可測焦距
保障實驗成功 蠟燭、凸透鏡不動，移動光屏直至在光屏上成清晰的像
如何判斷成虛像 物距小于焦距時，無論怎么移動光屏都無法在光屏上成像
無法成像的原因 蠟燭在焦點上或物距小于焦距、焦距太大成像在光具座外、蠟燭與凸透鏡和光屏沒有在同一水平線上
成像位置如何移動 可調節蠟燭或凸透鏡
蠟燭變短 成像上移
像的明暗變化 用遮光板擋住部分光線，成像完整但像變暗
【題型2 凸透鏡成像的規律應用】
【例2】（2022·四川巴中·中考真題）在探究凸透鏡成像規律的實驗中，小聰用凸透鏡先看到了某物體正立放大的像，則此像為___________像（選填“實”或“虛”）；若他想看到這個物體倒立放大的像，應將此凸透鏡與物體的距離___________（選填“增大”“不變”或“減小”）。
【答案】 虛 增大
【詳解】[1]當物體在凸透鏡的一倍焦距以內時，成正立、放大的虛像，是放大鏡的工作原理。
[2]當物體到凸透鏡的距離在一倍焦距和二倍焦距之間時，成的是倒立、放大的實像，所以若他想看到這個物體倒立放大的像，應將此凸透鏡與物體的距離增大。
【變式2-1】(2022廣西梧州中考,6,★☆☆)購物支付已進入“刷臉”時代,消費者結賬時只需面對攝像頭,經系統自動拍照掃描等,確認相關信息后,即可迅速完成交易。下列說法正確的是 (　　)
A.攝像頭相當于凹透鏡
B.攝像頭成像特點與照相機相同
C.“刷臉”時,面部位于攝像頭兩倍焦距以內
D.“刷臉”時,面部經攝像頭成正立、縮小的實像
【答案】B　
【解析】攝像頭相當于一個凸透鏡,當物距大于二倍焦距時,物體通過攝像頭成倒立、縮小的實像,與照相機的成像特點相同,“刷臉”時,面部應位于攝像頭兩倍焦距之外。
【變式2-2】(2022河南中考,9,★★☆)小明用透明塑料盒設計了一個昆蟲標本觀察器,如圖所示。盒底上放標本,盒蓋上嵌入一凸透鏡。有焦距為5 cm和10 cm的兩種凸透鏡,為了在盒蓋上方附近,通過凸透鏡觀察到標本正立、放大的像,凸透鏡焦距f與盒高h選擇合理的是(P8105003)(　　)
A. f=5 cm　h=10 cm
B. f=10 cm　h=12 cm
C. f=5 cm　h=12 cm
D. f=10 cm　h=6 cm
【答案】D　
【詳解】為了在盒蓋上方附近通過凸透鏡觀察到標本正立、放大的像,物距應小于焦距。
【變式2-3】（2023·臨沂）在探究凸透鏡成像規律的實驗中，當蠟燭、凸透鏡和光屏的位置如圖所示時，光屏上恰能承接到燭焰清晰的像，下列判斷正確的是（ ）。
A. 實驗用凸透鏡的焦距為15.0cm；
B. 光屏上的像是燭焰放大的實像；
C. 僅將凸透鏡左移不能再次成像；
D. 僅將光屏右移可模擬近視眼成像
【答案】D。
【解析】AB．由圖可知，此時的物距為
像距為
即，根據凸透鏡成像規律可知此時：，，則
由上述式子可知，焦距范圍為
成的是倒立縮小的實像，故AB錯誤；
C．僅將凸透鏡左移，此時物距減小，像距增大，由凸透鏡成像規律可知，成實像時，物距減小，像距增大，所以僅將凸透鏡左移能再次成像，故C錯誤；
D．近視眼成像是光提前會聚，在視網膜前方會聚成像，僅將光屏右移，此時像距減小，相當于光提前會聚，故D正確。
故選D。
【題型3 實驗探究凸透鏡成像的規律】
【例3】（2023·廣東省）小明在學習了凸透鏡成像的規律后，繼續深入探究，選用題表中某一規格的凸透鏡做實驗，調整好器材后如題圖甲所示，此時燭焰在光屏上成放大的像；
凸透鏡編號 焦距/cm 直徑/cm
① 5 3.5
② 5 4.5
③ 10 4.5
④ 15 4.5
（1）光屏上的像是實像還是虛像？___________；
（2）一段時間后，小明發現燭焰的像如圖乙所示，此時將蠟燭向___________調節可以使燭焰的像移到光屏中央；
（3）小明選的凸透鏡焦距為___________cm；
（4）小明將蠟燭換成F字光源，調整了光源和光屏的位置，在光屏上仍可觀察到清晰的像，如題圖所示，則小明看到的像應是___________（選填字母）；
（5）小明認為凸透鏡成像的規律還可能與凸透鏡的直徑有關；若要驗證其猜想，則可在題表中選取編號為___________兩個凸透鏡進行實驗驗證。
【答案】①. 實像；②. 上；③. 10；④. C；⑤. ①、②。
【解析】（1）[1]如圖甲所示，物距小于像距，此時燭焰在光屏上成放大的像，為投影儀的成像原理，成倒立、放大的實像。
（2）[2]一段時間后，蠟燭越燒越短，此時燭焰的像在光屏上方呈現，為了使燭焰的像移到光屏中央可以將蠟燭上移，使得燭焰，透鏡的光心和光屏中央在同一水平直線上。
（3）[3]由甲圖可知，此時物距小于像距，為投影儀的成像原理，此時物距為15.0cm，在一倍到兩倍焦距之間，像距為30.0cm，像距在兩倍焦距之外，根據表格可知，小明選的凸透鏡焦距為10cm。
（4）[4]將蠟燭換成F字光源，調整了光源和光屏的位置，在光屏上仍可觀察到清晰的像，此時物距大于像距，為照相機的成像原理，成倒立、縮小的實像，故ABD不符合題意，C符合題意。
故選C。
（5）[5]若要驗證凸透鏡成像的規律還可能與凸透鏡的直徑有關，則需要控制凸透鏡的焦距相等，故可在題表中選取編號為①、②兩個凸透鏡進行實驗驗證。
【變式3-1】（2022·山東濱州·中考真題）小濱同學“探究凸透鏡成像的規律”。
（1）如圖甲所示，小濱讓凸透鏡正對平行光，調整凸透鏡到光屏的距離，光屏上會出現一個很小、很亮的光斑，則該凸透鏡的焦距f=________cm；
（2）小濱在組裝器材時，將蠟燭、凸透鏡和光屏依次放在光具座上，點燃蠟燭并調節燭焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度上，目的是讓燭焰的像成在_________；
（3）如圖乙所示，小濱將凸透鏡固定在50cm刻度線處，當蠟燭距凸透鏡15cm時，移動光屏，可在光屏上得到一個倒立、________（選填“縮小”、“等大”或“放大”）的實像，利用該成像規律制成的光學儀器是________（選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”）。此時，若在凸透鏡與光屏之間放置一遠視鏡片，要在光屏上成清晰的像，光屏應向________（選“左”、“右” ）移動；（4）小濱在實驗過程中，光屏上得到清晰的像，突然，一只飛蟲落到了凸透鏡表面上，則光屏上出現________。
A．飛蟲的像　　B．飛蟲的影子　　C．仍是燭焰的像
【答案】 10.0 光屏正中央 放大 投影儀 左 C
【詳解】（1）[1]平行主光軸的光線會聚于一個很小、很亮的光斑，這個光班稱為焦點，焦點到光心的距離是焦距，故焦距為
30.0cm-20.0cm=10.0cm
（2）[2]點燃蠟燭并調節燭焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度上，燭焰的中心發出的光線經過凸透鏡的光心傳播方向不變，故當燭焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度上，像成在光屏的正中央。
（3）[3][4]當蠟燭距凸透鏡15cm時，物距在一倍焦距和兩倍的焦距之間，成的是倒立的放大的實像，投影儀就是利用這一原理制成的。
[5]遠視眼是晶狀體太薄，折光能力變弱，需要佩戴凸透鏡，故遠視鏡片是凸透鏡，當在凸透鏡與光屏之間放置一遠視鏡片，對光線有會聚作用，故需要將光屏向左移動。
（4）[6] A．飛蟲在1倍焦距以內，成的是虛像，無法用光屏承接，故A不符合題意；
B．影子是光照射不到的地方形成區域，而凸透鏡成像原理是燭焰發出光線經過凸透鏡折射后形成的像，經光屏反射后進入人眼，人就可以看到像，光屏上比較亮，不會形成影子，故B不符合題意；
C．凸透鏡成實像時，所有透過透鏡的光會聚到光屏上成像，小蟲落在透鏡上后，整個物體發出的光雖有一小部分被擋住，但總會有一部分光通過凸透鏡而會聚成像，因此，像與原來相同，仍是燭焰的像，大小不變；由于透鏡的一小部分被遮住，因此折射出的光線與原來相比減少了，像將完好，但亮度會變暗。故C符合題意。
故選C。
【變式3-2】
10.【實驗探究·設計實驗】(2022江西中考,19改編,★★☆)物理創新實驗小組的同學探究凸透鏡成像的規律。
【實驗器材】蠟燭、凸透鏡、光屏、光具座等。
【進行實驗與收集證據】
(1)測焦距:如圖1所示,讓凸透鏡正對著太陽光,在它的另一側找到最小最亮的光斑,說明凸透鏡對光具有　　　　作用,該凸透鏡的焦距為　　　　cm。
(2)組裝實驗裝置:將蠟燭、凸透鏡和光屏放在光具座上,并對三者進行調節。如圖2所示,是他們分別調節完的實驗裝置,其中調節正確的是　　　　裝置(填寫字母序號),理由是　　　　　　　　　,使像清晰地呈現在光屏的中央。
(3)設計實驗表格:請將表格中①和②的內容補充到橫線上:①　　　　,②　　　　。
物距u跟焦距f的關系 像的性質
① 大小 ②
【分析與論證】略
【拓展】在實驗過程中,光屏上呈現了一個清晰的像,此時,某同學將焦距相同、直徑更大的凸透鏡替換原凸透鏡,則光屏上呈現的像比原來的像　　　　(選填“更大”“更小”或“更亮”)。
【答案】【進行實驗與收集證據】(1)會聚　5　(2)見解析　(3)①倒正　②虛實　【拓展】更亮
【詳解】【進行實驗與收集證據】(1)凸透鏡對光有會聚作用;最小、最亮的光斑所在的位置就是該凸透鏡焦點的位置,焦點到透鏡光心的距離就是焦距,則f=5 cm;
(2)蠟燭、凸透鏡、光屏,三者在同一條直線上,三者的中心大致在同一高度,像才能成在光屏的中心,由圖可知,C裝置符合題意;
(3)像的性質包括像的大小、倒正、虛實,由此可知,①為倒正,②為虛實;
【拓展】用另一個與原凸透鏡焦距相同、但鏡面直徑更大的凸透鏡替換原凸透鏡再次實驗,通過凸透鏡的光變多,所成的像與原來的像相比更亮。
【變式3-3】（2023·牡丹江）小明利用光具座復習光學實驗。
（1）在研究凸透鏡成像規律的實驗中，把蠟燭、凸透鏡（）和光屏依次放在光具座上、點燃蠟燭，調整它們的高度和位置，直至光屏上成清晰的像，如圖甲所示，光屏上成倒立、______的實像，______（選填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”）就是利用了這條規律；
（2）為研究平面鏡成像特點，用薄玻璃板替換凸透鏡放到光具座上，撤去光屏；
①在玻璃板前觀察，可以看到蠟燭清晰的像。拿另一支完全相同但不點燃的蠟燭，放在玻璃板后面，前后移動直到看上去與前面那支蠟燭的像完全重合，如圖乙所示。此時，像的大小與物體的大小______，像與物體到平面鏡的距離______；
②用光具座研究平面鏡成像特點，只能研究物體和像同時沿光具座移動的情況，這樣實驗得出的結論缺乏______；
③請在圖丙中畫出燭焰上的一點A在平面鏡中的像______。
【答案】①. 縮小；②. 照相機；③. 相等；④. 相等；⑤. 普遍性；⑥如圖。
【解析】（1）[1][2]由圖甲可知，此時物距為30cm，物距大于二倍焦距，根據凸透鏡成像規律可知，此時成倒立、縮小實像，照相機利用此規律制成。
（2）[3]由題意可知，像和物完全重合，所以像的大小與物的大小相等。
[4]由圖乙可知，像距等于物距，所以像到平面鏡的距離等于物體到平面鏡的距離。
[5]只研究特殊位置的移動，實驗不具有普遍性，無法得出普遍規律。
[6]根據平面鏡成像特點可知，像與物關于平面鏡對稱，做A點關于鏡面的對稱點即為像A'如圖所示：
【題型4 像距與物距的關系】
【例4】（2022·云南·中考真題）某小組利用如圖所示的裝置探究凸透鏡成像的規律，此時光屏上呈現了燭焰清晰的像，該像是倒立、___________的實像（選填“放大”或“縮小”），該成像特點是___________的成像原理（選填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”）。
【答案】 縮小 照相機
【詳解】[1][2]如圖所示，此時光屏上呈現了燭焰清晰的像，物距，像距，可知物距大于像距，根據凸透鏡成像規律，此時，此時成倒立、縮小的實像，該成像特點是照相機的原理。
【變式4-1】如圖所示，將凸透鏡固定在光具座上某位置(圖中未標出)，點燃的蠟燭放在光具座上的a點，調節光屏的位置，在光屏上得到燭焰清晰、縮小、倒立的像。將蠟燭從a點滑到b點后，再移動光屏，光屏上得到的清晰的像變小。則
( )
A.凸透鏡位于 a點左側
B.凸透鏡位于b點右側
C.蠟燭在a 點時，物距大于二倍焦距
D.蠟燭在b點時，像距大于二倍焦距
【答案】 AC
【詳解】將蠟燭從a點滑到b點后，在屏上得到清晰的像變小，說明像距變小，物距變大，而凸透鏡在光具座上的位置不變，所以凸透鏡應位于a點左側，故 A 符合題意，B不符合題意；當點燃的蠟燭放在光具座上的a點時，在光屏上得到燭焰清晰、縮小、倒立的像，由凸透鏡成像的規律可知，此時物距應大于二倍焦距，故 C 符合題意；蠟燭在 b點時，仍然成倒立、縮小的實像，此時物距應大于二倍焦距，像距應大于一倍焦距小于二倍焦距，故D 不符合題意。
【變式4-2】（2022·廣東·中考真題）如圖所示，電子蠟燭的“燭焰”通過凸透鏡在光屏上成一個清晰___________立的實像。利用這一成像規律可制成___________（選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”），若保持蠟燭和光屏的位置不變，僅將凸透鏡更換成另一個焦距相同、尺寸更大的凸透鏡，此時光屏上像的大小與原來的像對比應___________（選填“變大”“變小”或“不變”）。
【答案】 倒 照相機 不變
【詳解】[1][2]由圖可知，物距大于像距，即電子蠟燭位于凸透鏡的二倍焦距之外，凸透鏡成倒立、縮小的實像，照相機的成像原理與之相同。
[3]凸透鏡成像性質是由物距所決定的，實驗中保持蠟燭和光屏的位置不變，僅更換焦距相同、尺寸更大的凸透鏡，相當于物距大小不變，此時光屏上所成像的大小不變
【變式4-3】（2022·內蒙古赤峰·中考真題）讓平行于主光軸的光分別射向凸透鏡A與B，情況如圖甲所示，則A與B中對光的會聚作用較強的是________ 。如圖乙所示，燭焰通過凸透鏡A恰好能在光屏上成清晰的像，如果保持蠟燭的位置不動，將凸透鏡A換成凸透鏡B，還想在光屏上看到清晰的像，應該向_______移動光屏。
【答案】 B 左
【詳解】[1]如圖甲所示，一束平行于主光軸光經過透鏡后會聚一點，該點就是焦點，焦點到光心的距離是焦距，焦距越小，說明會聚作用越強，故B對光的會聚作用較強。[2]如圖乙所示，燭焰通過凸透鏡A恰好能在光屏上成清晰的像，如果保持蠟燭的位置不動，將凸透鏡A換成凸透鏡B，因為凸透鏡B對光的會聚作用更強，所以光線會提前會聚，即成像在光屏左側，所以應該向左移動光屏才能在光屏上看到清晰的像。
21世紀教育網(www.21cnjy.com)

展開更多......

收起↑