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1、第 33 讲 凸透镜成像规律典型例题赏析一、单选题1把高 4cm 的蜡烛点燃后立于焦距为 5cm 的凸透镜前,在凸透镜后的光屏上成 2cm 高的像, 物体离凸透镜的距离可能是（）A12.5cmB10cm C7.5cm D4.5cm【答案】A【解析】根据题意可知,此时所成的像是倒立缩小的实像,所以满足:u2f,已知 f5cm,则 u 10cm,只有 A 符合题意,BCD 都不符合题意故选 A.2在探究“凸透镜成像特点”的实验时,光屏上得到清晰的像。如图所示,推断这个凸透镜 的焦距可能是（ ）A8 cm【答案】C【解析】此时物距为此时即B10 cm C12 cm D15 cm50cm-20cm=3
2、0cmu2f15cmf1像距70cm-50cm=20cm此时2fvf即2f20cmf20cmf10cm综上得10cmf15cm故选 C。3六盘水属云贵高原山地季风湿润气候区,境内共有野生红豆杉 118 万株,其中相对集中连片面积 2 万余亩,又被称为“红豆杉之乡”,小明先用相机拍摄了红豆杉清晰的照片甲,为了 拍摄清晰的照片乙,应将（ ）A相机适当靠近红豆杉,镜头略向外伸B相机适当靠近红豆杉,镜头略向内缩C相机适当远离红豆杉,镜头略向外伸D相机适当远离红豆杉,镜头略向内缩【答案】A2【解析】据图能看出,甲图的像较小,乙图的像大,根据“物近像远像变大”,故其物距要变小,像距要变大。因此在拍摄乙图时
3、,镜头到物体的距离变小,同时镜头到底片的距离变大,即相 机适当靠近红豆杉,镜头略向外伸。故选 A。4某校同学在探究凸透镜成像规律的实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离 v 与蜡烛到凸 透镜的距离 u 之间关系的图像,如图所示,下列说法正确的是（ ）A该凸透镜的焦距为 10cmB实验中,蜡烛燃烧变短,屏上像的位置会下降C当 v=15cm 时,光屏上会成倒立放大的实像D当 u=20cm 时,光屏上会成放大的像,投影仪就是根据该原理制成的【答案】C【解析】A由图知,当物距为 10cm 时,像距也为 10cm,根据凸透镜成像的规律,物距等于 2 倍焦距时,成倒立等大的实像,此时像距与物距相等,所以 2
4、f=10cm,则 f=5cm,故 A 错误；B因为经过光心的光线方向不发生改变,则蜡烛变短时,像应该向上移动,故 B 错误；C当 v=15cm 时,v2f,此时成倒立、放大的实像,故 C 正确；D当 u=20cm 时,u2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机,故 D 错误。故选 C。5如下图所示是某凸透镜成实像时,像距 v 和物距 u 的关系图像。分析图像中有关数据可知 （ ）3A该凸透镜的焦距为 20cmC物距增大时,像距也增大B当物距 u=30cm 时,像距 v=30cmD当物距 u=15cm 时,成的是放大的像【答案】D【解析】A由图可知,当物距为 20cm 时,像距也为 20cm,根据
5、凸透镜成像的规律,物距等于 2 倍焦距时,成倒立等大的实像,此时像距与物距相等。所以2f=20cmf=10cm故 A 不符合题意；B已知f=10cm当物距u=30cm时,由图可知,像距v=15cm故 B 不符合题意；C凸透镜成像时,物远像近像变小,当物距增大时,像距减小,故 C 不符合题意；D当物距4u=15cm2fuf成倒立、放大的实像；故 D 符合题意。故选 D。6（多选）如图所示,小明将凸透镜（f =10cm）固定在光具座 40cm 刻度线处来探究凸透镜 成像的规律。下列说法正确的是（ ）A将蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动的过程中,像逐渐变小B当光屏上成清晰的像时,拿开光屏,眼睛在一定范
6、围内仍能看到像C将蜡烛放在 10cm 刻度线处,移动光屏,光屏上可得到倒立、缩小的清晰像D将蜡烛放在 35cm 刻度线处,移动光屏,光屏上仍能得到清晰的像【答案】ABC【解析】A根据“无论实像或虚像,物靠近焦点像变大”可知,蜡烛从焦点内某处向透镜方 向移动过程中,即蜡烛远离焦点,所成的虚像将变小,故 A 正确；B发光物体发出的光线经凸透镜折射后是会聚的,经过成像点后是发散的,所以眼睛必须在成像点以外的光线发散区域才能看到这个像；当眼睛在原光屏处不能看到发光体的像,眼睛 靠近凸透镜也不能看到像,当眼睛从原光屏位置远离凸透镜,能看到像,故 B 正确；C当蜡烛放在 10cm 处,物距u =40cm
7、-10cm =30cm 2 f5成倒立缩小的实像,故 C 正确；D将蜡烛放在 35cm 刻度线处u =40cm -35cm =5cm f成正立、放大的虚像,光屏上不会有像,故 D 错误。故选 ABC。二、实验题7小雨用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。（1）如图甲,将凸透镜正对着太阳光,在透镜下方,平行地放上白纸,测出透镜与白纸间距 s与对应的白纸被烤焦的时间 t,绘出图象,如图乙,则可判断该透镜的焦距 f 为_cm; （2）调整器材高度时,应_(选填“点燃”或“不点燃”)蜡烛;（3）如图丙,将蜡烛移至 45cm 刻度处时,从凸透镜右侧通过凸透镜可以看到烛焰的_(选 填“虚”或“实”)像;
8、（4）小超想利用 LED 发光字母来探究凸透镜成像上下左右位置关系,“HFBZ”的 4 个字母适 合做 LED 光源的有_个。【答案】12点燃虚 2【解析】(1)1由图乙可知,当透镜与白纸间距 s=12cm 时,白纸被烤焦的时间 t=4min,所用的时间最短,说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高,这个点就是凸透镜的焦点,则测6出透镜与白纸距离即为焦距 f=12cm。(2)2根据凸透镜成像规律中实验的要求,必须让三者中心放在同一高度上,使其成像在光屏的中心；只有先将蜡烛点燃,才可以确定烛焰的中心,所以点燃蜡烛应在调整高度之前。(3)3蜡烛移至 45cm 刻度线处时,物距等于:u =50cm
9、-45cm =5cm此时物距小于一倍焦距,成正立、放大的虚像；所以从凸透镜右侧通过凸透镜可以看到烛焰 的虚像；(4)4探究凸透镜成像上下左右位置关系应该让发光体本身上下左右是不同的,即上下或者 左右是不对称的,所以适合做 LED 光源是“F”和“B”,有 2 个。8小果同学探究凸透镜成像的规律时,实验步骤如下:(1)将焦距为 10cm 的凸透镜放置在光具座上 50cm 处,把蜡烛和光屏分别安放在光具座上凸透镜的两侧,如图 1 所示。然后调整蜡烛、凸透镜及光屏的高度,使三者的中心在_；(2)将蜡烛放在光具座上 20cm 处,移动_,直到呈现出最清晰的像,然后记录蜡烛和光屏 分别到凸透镜的距离；(
10、3)将蜡烛移至光具座上 45cm 处,接下来的探究操作不必要的是_（填字母）；A移动光屏,在光屏上寻找蜡烛的像7B在凸透镜左侧透过凸透镜观察蜡烛的像C在凸透镜右侧透过凸透镜观察蜡烛的像(4)如图 2 中 L 为凸透镜,MN 为其主光轴,O 为光心,若物体 AB 经凸透镜成的实像为 AB, 试用作图的方法确定凸透镜的一个焦点 F,并在图中标出 F 的位置。（_）【答案】同一高度光屏 B【解析】(1)1探究凸透镜成像的实验时,要调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高 度。(2)2将蜡烛放在光具座上 20cm 处,移动光屏,直到呈现出最清晰的像。因为 f10cm,当u =50cm- 20cm =3
11、0cm成倒立、缩小的实像,2fvf,然后记录蜡烛和光屏分别到凸透镜的距离。(3)3将蜡烛移至光具座上 45cm 处,则u =50cm - 45cm =5cm f成正立、放大的虚像,像不成在光屏上。像和物在同侧,不能成像在光屏上；在凸透镜左侧透 过凸透镜观察蜡烛的像这步骤没有必要。故选 B。(4)4在物体 AB 上从 A 点开始作一条与主光轴平行的光线,经凸透镜折射后射到 A点,折射光线与主光轴相交的点为焦点 F。同样,我们利用光路是可逆的,也可以在 AB上从 A点开始作一条与主光轴平行的光线,经凸透镜后连接 A 点,入射光线与主光轴相交的点也是 焦点。如图所示。89在探究“凸透镜成像规律”的实
12、验中.(1)如图甲, 平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距f=_cm.(2)如图乙,光屏上呈现清晰的像素,此像的性质是_的实像.若保持蜡烛和光屏位置不变, 移动透镜至_刻度线处,光屏上能再次呈现清晰的像.(3)如图丙,保持蜡烛位置不变,移动透镜至 16cm 刻度线处,则人眼在图中_处能观察到烛 焰的像.(4)如图丁,在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏远离透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜是_眼镜（近视/远视）.【答案】10.0倒立放大 40 B近视【解析】（1）由图甲结合凸透镜焦点的定义可知,焦点到凸透镜的距离为92
13、0.0cm-10.0cm=10.0cm,即凸透镜的焦距为 f=10.0cm；（2）由图乙知,当蜡烛在刻度尺的 10cm 处,u=15cm,2fuf,由成像规律知,凸透镜成倒立放大的实像,此时 v=55cm-25cm=30cm,根据折射中光路可逆可知,保持蜡烛和光屏位置不变, 当 u=30cm 时,即凸透镜移动至 40cm 刻度线处,在屏上能再次呈现清晰的像；（3）保持蜡烛位置不变,移动透镜至 16cm 刻度线处,此时 u=16cm-10cm=6cm,uf 时,凸透镜成正立放大的虚像,光屏上接不到,透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像；虚像与成像物 体同侧,所以应从 B 处观察；（4）将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,结果,光屏上原来清晰的像变模糊了,将光屏远离透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像,说明延后成像了,即像距增大了,说明此透镜 对光线有发散作用,故放置的是凹透镜,这种眼镜是用来矫正近视眼的10小明同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验,（l）前面学过,物体离照相机的镜头比较远,成缩小的实像,物体离投影仪的镜头比较近,成放大的实像,物体离放大镜比较近,成放大、正立的虚像据此小明提出的问题是,像的虚实、
