常考类型三：
凸透镜成像的应用
典例3在某些重要会议入场时,采用人脸识别系统,识别系统的摄像机可以自动将镜头前0.5m处的人脸拍摄成数码相片,通过信号线传递给计算机识别。
摄像机的镜头（）
A.相当于凸透镜,焦距可为0.5m
B.相当于凹透镜,焦距可为0.5m
C.相当于凸透镜,焦距可为0.2m
D.相当于凹透镜,焦距可为0.2m
解析摄像机的镜头相当于凸透镜,当人距镜头距离大于透镜的二倍焦距时,成倒立、缩小的实像;又因为识别系统的摄像机可以自动将镜头前0.5m处的人脸拍摄成数码相片,所以0.5m应大于镜头的二倍焦距,即0.5m>2f,所以焦距f<0.25m,符合题意的是C选项。
答案C
常考类型四：
凸透镜成像的图像及动态变化问题
典例4某班同学在“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跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图像,如图5-3-12所示,下列判断正确的是（）
A.该凸透镜的焦距是16cm
B.当u=12cm时,在光屏上能得到一个缩小的像
C.当u=20cm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12cm处移动到24cm处的过程中,像逐渐变小
解析当u=16cm时,v=16cm,即u=v,此时成倒立、等大的实像,这说明u=2f,故f=8cm.A项错误。
当u=12cm时,2f>u>f,成倒立、放大的实像,B项错误。
当u=20cm时,u>2f、成倒立、缩小的实像,应用于照相机,C项错误。
物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中,物距增大,像距减小,所成实像变小,D项正确。
答案D
常考类型五：
凸透镜成像作图
典例5如图5-3-13所示,A为蜡烛上一点,A'为蜡烛通过凸透镜所
成的像上与A对应的点、请根据凸透镜成像特点,画图确定并标出凸透镜光心O点的位置及两侧焦点F的位置
常考类型六：
凸透镜成像规律的科学探究
典例6某同学用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验,装置如图5-3-15所示。
（1）要使烛焰的像能成在光屏的中央,应将蜡烛向（选填“上”或“下”）调节。
（2）实验过程中,当烛焰距凸透镜20cm时,移动光屏至某一位置能在光屏上得到一个等大、清晰的像,则该凸透镜的焦距是_______cm
（3）当烛焰距凸透镜35cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰、倒立、_____的实像,日常生活中利用这一原理制成的光学仪器是_______（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。
要使烛焰在光屏上所成的像变大,应保持透镜的位置不动,调节蜡烛的位置,同时将光屏（选填靠近”或“远离”）透镜,直至得到清晰的像。
（4）实验中怎样操作,才能在光屏上得到最清晰的像?
_______________________________________
解析:
（2）当烛焰距凸透镜20cm时,在光屏上得到一个等大、清晰的像,说明20cm=2f.所以f=10cm。
（3）烛焰距凸透镜35cm时,物距大于2f,此时成倒立、缩小的实像,日常生活中利用这一原理制成的光学仪器是照相机;要使烛焰在光屏上所成的像变大,则应减小物距,增大像距,故应将光屏远离透镜,直至得到清晰的像。
答案
（1）上
（2）10（3）缩小照相机远离（4）调节光屏到某一位置,将光屏靠近或远离凸透镜时,像都会变模糊,此时光屏上的像最清晰。
强化练习：
1.小明在光具座上探究凸透镜成像的规律,他将点燃的蜡烛、凸透镜分别固定在光具座上,再移动光屏,可在光屏上得到个清晰的烛焰的像,各元件位置如图5-3-11所示,则所用的凸透镜的焦距可能为（）
A.9cmB.12cmC.15cmD.18cm
解析：
由图知,像距小于物距,所以此时物距大于2f,像距处于f和2之间,即30cm>2f,f<20cm<2f,则可得10cm答案B
2.小明用一个焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像规律,当装置如图甲所示时,烛焰在光屏上成清晰的像。
（1）图甲中光屏离凸透镜的距离可能是_____（填序号）。
A.28cmB.18cmC.8cm
（2）保持凸透镜的位置不变,将蜡烛向左移动一段距离后,要想在光屏上成清晰的像,应将光屏向_____（填“左”或“右”）移动。
（3）若步骤
（2）中未调整光屏的位置,则需在凸透镜前加一个____（填“凸”或“凹”）透镜,才能在光屏上得到清晰倒立的像。
（4）若将印有字母“F”的纸片（图乙）放在离凸透镜15cm的地方,我们能看到的清晰的像是图丙中的A（填序号）。
答案：
（1）B
（2）左（3）凹（4）B
3.在信息化时代,相机和手机都是常用的图像采集设备。
（1）如图甲所示,拍照时,在芯片上所成的像是倒立的、缩小的________（填“实”或“虚”）像。
镜头靠近人时,像的大小将变_______,此时像会_______（填“填靠近”或“远离”）透镜。
用相机拍摄远近不同的物体时,通过伸缩镜头,使像清晰地成在芯片上,这个操作过程便是“调焦”,如图乙所示。
（2）小敏同学发现手机不能“调焦”但成像也基本清晰,她将手机拿到哥哥工作的大学实验室去探究,实验数据如表,根据表中数据,判断手机镜头的焦距大约为_________D
（3）请分析,手机拍摄远近不同的物体不需要“调焦”的原因是______________________________________________。
答案：
（1）实大远离
（2）D（3）这种手机镜头的焦距小,物距都远大于2倍焦距,像距接近焦距,像距变化的范围小。
4.蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示,此时光屏上出现烛焰清晰的像,则像的特点是（）
A．倒立缩小B.倒立等大C.倒立放大D.正立放大
解析：
由图像可知像距大于物距，所以像比物大，光屏上的像都是倒立的，故选C
5.无人机利用携带的焦距一定的微型摄像机进行航拍,来自地面景物的光通过摄像机镜头,会聚在感光晶片上,形成倒立、_______（填“放大”或“缩小”）的实像;当无人机上升时,必须________（填“增大”或“减小”）镜头与感光晶片间的距离,才能拍摄到清晰的画面。
答案：
缩小减小
6.在做“探究凸透镜成像规律”的实验中
（1）如图所示,蜡烛恰好在光屏上成倒立缩小的实像,可以判断此实验中凸透镜的焦距_________小（填“大于”或“小于”）20cm,生活中的__________（填照相机”“幻灯机”或“放大镜”）就是利用了这样的原理。
若某同学不小心用手指尖触摸到了凸透镜,这时在光屏上将_________（填“会”或“不会”）成个完整的蜡烛的像。
（2）实验过程中,燃烧的蜡烛不断缩短,光屏上的像逐渐______（填“向上”或“向下”）移动。
答案：
（1）小于照相机
（2）向上
7.一凸透镜的焦距为15cm,将点燃的蜡烛从离凸透镜20cm处移到40cm处的过程中,像的大小和像距的变化情况是（）
A.像变大,像距变大B.像变小,像距变小
C.像变大,像距变小D.像变小,像距变大
答案：
B
8.在探究凸透镜成像规律时,应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的________。
当蜡烛距凸透镜30.0cm时,在光屏上成一个等大的实像,则凸透镜的焦距是_______;将蜡烛远离透镜移动到适当位置,要在光屏上成清晰的像,就将光屏向________（填“远离”或“靠近”）透镜方向移动
答案：
主光轴上15.0cm靠近
9.为了丰富市民业余文化生活,威海市开展了露天电影走进社区活动。
准备放映时,画面超出了整个屏幕,如果你是放映员,应将放映机______（“远离”或“靠近”）屏幕,同时要________（填“增大”或“减小”）镜头与胶片间的距离
答案：
靠近增大
10.如图是装有水的圆柱形玻璃杯,将铅笔靠近玻璃杯的后面,透过玻璃杯可以看到笔尖指向左侧,此时成像为正立______的虚像。
如果将铅笔由靠近玻璃杯的位置向远处慢慢移动,你会看到笔尖指向_____侧。
答案：
放大右
11.小华用光具座研究凸透镜成像规律,按如图所示调整完毕,在光屏上得到蜡烛烛焰清晰的像。
（1）保持蜡烛、凸透镜、光屏位置不变,小华用不透光的纸板遮住凸透镜上半部分,则在光屏上观察到的像是_____（填选项前的字母）。
A.烛焰的上半部分,亮度变暗
B.烛焰的下半部分,亮度变暗
C.完整的烛焰,亮度变暗
D.完整的烛焰,亮度不变
（2）保持凸透镜位置不变,将蜡烛与光屏位置对调,光屏上也能得到烛焰清晰的像,________（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是根据这种成像原理设计的。
答案：
C投影仪
12.在“探究凸透镜成像规律”的实验中
（1）实验进行正确安装并调节后,小芳同学在如图甲所示的光屏上看到了烛焰清晰的像,则她看到的像是______（填“倒立”或“正立”）、_________（填“放大”或“缩小”）的。
（2）实验中,若用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分,则光屏上的像（）
A.只出现烛焰像的上半部分
B.只出现烛焰像的下半部分
C.出现烛焰完整的像,但像更小了
D.像仍然是完整的,且大小不变,只是变暗了
（3）如果保持蜡烛和凸透镜的位置不变,把光屏向右移动一小段距离后,要想在光屏上再次得到清晰的像可在蜡烛与凸透镜之间放一个焦距合适的_______（填“近视”或“远视”）眼镜。
（4）某小组实验时对图甲中的装置进行了改进,将蜡烛换成带有“F”形的LED灯、光屏贴上方格纸,如图乙所示,请写出改进后其中一个优点:
________________________
（5）如果把LED灯放在光具座10cm处，则方格纸上成的像是___________（把像画在横线上）
答案：
（1）倒立缩小
（2）D（3）近视（4）实验现象更明显、便于观察、减少了污染等（5）上下左右倒立的缩小的
13.在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,物体距离凸透镜30cm时,在凸透镜另一侧的光屏上可得到一个倒立、放大的实像。
该凸透镜的焦距可能为（）
A.5cmB.10cmC.15cmD.18cm
答案：
D
14.在做“探究凸透镜成像的规律”实验时,某实验小组所描绘的图线如图所示。
图线中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应。
则下列说法正确的是（）
A.蜡烛处于AB间某一位置时,成缩小的实像
B.蜡烛处于BC间某一位置时,成放大的实像
C.将蜡烛从C移动到B的过程中,所成像变大
D.将蜡烛从B移动到A的过程中,所成像变小
答案：
C
15.在探究“凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示,此时在光屏上得到烛焰清晰的像,若保持凸透镜位置不动,将蜡烛移到光具座的35cm刻度处,对于此时像的性质判断
正确的是（）
A.一定是放大的像B.一定是缩小的像
C.可能是倒立的像D.可能是正立的像
解析：
u=20cm，v=15cm，因为u>v所以成倒立缩小的实像。
u=20cm>2f
f解不等式组得到7.5cm16.在探究凸透镜成像规律的实验中,先用焦距为10cm的透镜进行实验,在光屏上得到了清晰的缩小实像,如图。
接下来改用焦距为15cm的透镜继续实验,如果不改变蜡烛和凸透镜的位置,要在光屏上成清晰的像,光屏应该（）
A.向左移动B.向右移动C.向上移动D.保持不动向上移动
17.小明和小华一起探究“凸透镜成像规律”:
（1）实验前要调整烛焰的焰心和光屏的中心位于____________；
小明和小华用相同规格的凸透镜进行实验,分析数据时发现，他们实验时的物距相同但像距不同,可能原因是_____________。
（2）如图所示,线段AB为一凸透镜成像的物距倒数1/u和像距倒数1/v的对应关系图线,则透镜的焦距为_________cm;若用此凸透镜成像,当物体距透镜0.3m时,可在光屏上看到倒立_________（填“放大”或“缩小”）的像。
答案：
（1）凸透镜的主光轴上;某次光屏上所成的像不是最清晰的像
（2）10;缩小
分析:
（1）实验时,应使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度且位于凸透镜的主光轴上,目的是让像成在光屏的中央;实验时物距相同但像距不同,可能某次光屏上所成的像不是最清晰的像;
（2）图中
=5m-1时
=5m-1,此时v=u=0.2m,像距等于物距,说明物体处于二倍焦距处,即2f=0.2m,则f=0.1m=10cm。
当物体距透镜0.3m时,u>2f,物体成倒立、缩小的实像。
18.物理兴趣小组想知道某只透镜的焦距f为多少：
（1）做实验甲,镜面垂直于阳光,在透镜下面放上白纸（纸面与镜面平行）,测出透镜与白纸间距s/cm与对应的白纸被烤焦的时间t/min,绘出图线乙,可判断该透镜的焦距f为_______cm；
（2）将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上（如图丙）,做成像实验,记录每次成实像的物距u,像距v,物与像间距L（u+v）,绘出图线丁（以f为长度单位）,由图可知,要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满足L≥_______（用f表示）。
（3）经“XX”发现,物理学中,有一个凸透镜成像的“新概念”:
放大率n=
=
，结合丙、丁两图,可知当物距u=1.5f时,n=______
答案：
8.
（1）12
（2）4f（3）2
解析:
（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,则透镜与白纸间距即为焦距f=12cm
（2）根据凸透镜成实像时满足u>f,由图丁可知,随着物距u的增大,物像间距L先减小后增大,当物距u=2f时,物像间距L最小为4f,因此,要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满足L≥4f。
（3）由图丁可知,当物距u=1.5时,物像间距L=4.5f,根据L=u+v可得,v=L-u=4.5f-1.5f=3f,则放大率n=
=
=
=2
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