高拔尖 凸透镜 训练5模板Word文件下载.docx

高拔尖 凸透镜 训练5模板Word文件下载.docx

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u＜f

　v＞u　

　正立　

　虚　

　同侧　

　放大镜　

【分析】要解决此题，需要掌握凸透镜成像的规律．

凸透镜成像规律：

物距小于焦距成正立放大虚像．应用是放大镜．

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．应用是幻灯机、投影仪．

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．应用是照相机．

【解答】解：

u＞2f，成倒立缩小的实像，f＜v＜2f，应用是照相机；

u=2f，成倒立等大的实像，v=2f，应用是测焦距；

f＜u＜2f，成倒立放大的实像，v＞2f，应用是幻灯机；

u=f，不成像；

是成实像和虚像的分界点；

u＜f，成正立放大虚像．应用是放大镜．答案见下表：

f＜v＜2f

倒立

缩小

实

两侧

照相机

v=2f

等大

测焦距

v＞2f

放大

投影仪

v=∞

是成实像和虚像的分界点

得到平行光

v＞u

正立

虚

同侧

放大镜

【点评】此题是探究凸透镜成像的规律，同时考查了凸透镜成像规律的应用，一定要熟记规律的内容，能做到举一反三．

2．（2013秋•盐都区校级月考）由凸透镜成像规律可知：

凸透镜成实像与虚像的转折点是　一倍焦距处　，成放大实像与缩小实像的转折点是　二倍焦距处　；

凸透镜所成的实像总是　倒立　的，且　能　显示在屏上（选填“能”或“不能”），像与物在透镜的　异　侧（选填“同”或“异”）；

凸透镜所成的虚像总是　正立　、　放大　的，且　不能　显示在屏上，像与物在透镜的　同　侧．

【分析】解答此题从以下知识点：

（1）物体在二倍焦距以外，成的是倒立缩小的实像；

物体在二倍焦距与一倍焦距之间成的是倒立放大的实像．在二倍焦距处物体成等大倒立的实像．所以二倍焦距处是物体成放大实像还是缩小实像的分界点．

（2）从凸透镜成像的几种情况进行分析：

u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f．

2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f．

u＜f，成正立、放大的虚像．

由凸透镜成像规律，二倍焦距处是物体成放大实像还是缩小实像的分界点．一倍焦距是实像和虚像的分界点，实像都能在光屏上承接，而虚像不能；

此时像与物在透镜两侧

u＜f，成正立、放大的虚像．此时虚像与物体在同一侧．

故答案为：

一倍焦距处；

二倍焦距处；

倒立；

能；

异；

正立；

放大；

不能；

同．

【点评】正确理解一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小：

凸透镜成像时，一倍焦距是实像和虚像的分界点；

二倍焦距是放大像和缩小像的分界点．

3．（2011秋•衡阳县校级期中）烛焰通过凸透镜在光屏上得到一个　倒立缩小实像　（填“正立、倒立”“放大、缩小”“实像、虚像”）的像，仔细观察分析此图后，利用这种成像原理可以制成　照相机　．

【分析】凸透镜成像时，U＞2f时，在另一侧光屏上得到一个倒立、缩小的实像．应用于照相机．

由图可知，烛焰通过凸透镜在光屏上得到一个倒立缩小的实像；

由凸透镜成像规律及其应用可知，照相机就是利用了此原理．

倒立缩小实像；

照相机．

【点评】熟记凸透镜成像规律及应用：

u＞2f，成倒立缩小的实像，应用是照相机；

u=2f，成倒立等大的实像，应用是测焦距；

f＜u＜2f，成倒立放大的实像，应用是投影仪；

u＜f，成正立放大的虚像，应用是放大镜．

4．（2015•徐州）让一个凸透镜正对太阳光，在距透镜5cm处得到一个最小最亮的光斑．若将一个物体放在此透镜前7cm处，经这个凸透镜所成的像是（　　）

A．缩小的实像B．放大的实像C．缩小的虚像D．放大的虚像

【分析】利用题目中提到的物理过程，可确定该凸透镜的焦距；

再利用物距与焦距的关系，结合凸透镜的成像规律来得到成像的情况．

凸透镜正对着太阳光，可在距凸透镜5cm处得到一个最小最亮的光斑，这个亮斑就是凸透镜的焦点，所以5厘米就是该凸透镜的焦距，这是利用平行光聚焦法测得了透镜的焦距．现在的物距是7厘米，大于一倍焦距，小于二倍焦距，由凸透镜的成像规律可知，此时凸透镜成倒立放大的实像．

故选：

B．

【点评】凸透镜焦距的确定一般可用下面两种方法：

①平行光聚焦法，如此题；

②二倍焦距成像法，即u=2f时成等大的实像．根据像与物等大，利用此时的物距来确定焦距．

5．（2016•当涂县四模）将一个凸透镜正对太阳，在距凸透镜20cm处得到一个最小、最亮的光斑；

若把一个物体放在此凸透镜前50cm处，则可在凸透镜的另一侧得到一个（　　）

A．倒立、放大的实像B．倒立、缩小的实像

C．倒立、等大的实像D．正立、放大的虚像

【分析】

（1）根据阳光聚焦方法得到焦距：

太阳光射到地球上是平行光，平行于主光轴的光线经凸透镜会聚后得到凸透镜的焦点．

（2）凸透镜成像时，U＞2f，成倒立、缩小的实像．

将一个凸透镜对准太阳光，可在距透镜20cm的地方得到一个最小亮点，所以凸透镜的焦距f=20cm．一个物体放在这个透镜前50cm处，U＞2f，成倒立、缩小的实像．

【点评】

（1）掌握阳光聚焦的方法判断凸透镜的焦距和凸透镜的三种成像情况是解决本题的关键．

（2）凸透镜焦距的确定一般可用下面两种方法：

②二倍焦距成像法，即u=2f时成等大的实像．

6．（2014•郴州）如图所示，把一支点燃的蜡烛放在距离凸透镜2倍焦距以外的地方，在透镜的另一侧调节光屏位置可找到一个清晰的像．这个像是图中的（　　）

A．

B．

C．

D．

【分析】解决此题要知道当物体处于二倍焦距以外时，在光屏上会成一个倒立、缩小的实像．

因蜡烛放在距离凸透镜2倍焦距以外的地方，所以在光屏上会成一个倒立、缩小的实像，分析各选项可知，只有B选项中的是倒立、缩小的实像；

【点评】解决此题要结合凸透镜的成像规律进行分析解答．

7．（2012春•阜宁县校级期中）小明用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像的规律”实验，如图所示：

（1）要使烛焰的像能成在光屏的中央，应将蜡烛向　下　（填“上”或“下”）调整．

（2）烛焰放在距凸透镜20cm处，移动光屏至某位置，在光屏上得到一个等大清晰的像，则凸透镜的焦距是　10　cm．

（3）使烛焰向右移动2cm，此时应该将光屏向　右　（填“左”或“右”）移至另一位置，才能得到一个倒立、　放大　（填“放大”、“缩小”或“等大”）的清晰实像，这一原理可用来制作　幻灯机和投影仪　．

（4）实验中，小明发现无论怎样移动光屏，光屏上都不能得到像，原因可能是　蜡烛放在了凸透镜的焦点以内或焦点处　．

（1）为了使像能够成在光屏的中心，就要调整三者的中心在同一高度，根据这个思路去调整蜡烛的位置．

（2）根据凸透镜成像的规律，结合现在物距为20厘米时的成像情况可以确定凸透镜的焦距．

（3）烛焰向右移动2cm，此时的物距为18厘米，根据物距与焦距的关系，利用凸透镜成像的规律，可以确定此时的成像情况．

凸透镜成像时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪．

（4）若光屏上没有像，可能是因为物距小于焦距，成了虚像，不能成在光屏上．有可能光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度上，像无法成在光屏上．

有可能物体在焦点上，不能成像．

（1）在图示的情况下，烛焰中心的高度要高于凸透镜、光屏中心的高度，为了使三者的中心在同一高度，所以要降低烛焰的高度．故向下移动蜡烛．

（2）由题意可知，当物距为20厘米时，物体成一个等大的实像，根据凸透镜成像的规律可知，此时的物距等于二倍焦距，所以，凸透镜的焦距是10厘米．

（3）原来物体成等大实像时，像距也等于二倍焦距；

当烛焰向右移动2厘米时，此时的物距为18厘米，大于一倍焦距小于二倍焦距．根据凸透镜成像的规律可知，此时的像距大于二倍焦距，所以要向远处移动光屏，即向右移动光屏．此时成的像是倒立放大的实像，应用于幻灯机和投影仪．

（4）若光屏上没有像，可能是因为物距小于焦距，成了虚像，不能成在光屏上；

（1）下；

（2）10；

（3）右；

幻灯机和投影仪．（4）蜡烛放在了凸透镜的焦点以内或焦点处．

【点评】本题考查了凸透镜的焦点、焦距和凸透镜成像的情况和应用．同时考查了实验中常出现的一种情况，即光屏上没有像，知道这可能是成虚像，或不能成像或光屏、凸透镜、烛焰的中心不在同一高度．

8．（2010•西双版纳）在“研究凸透镜成像规律”时，将凸透镜、蜡烛和光屏放在如图所示的光具座上进行：

（1）若在图中C位置上放置光屏，则B位置上应放置　凸透镜　．

（2）将凸透镜正对太阳光，在凸透镜另一侧光屏上形成一个最小的亮斑．由此可知，凸透镜对光有　会聚　作用．此时，透镜与光屏之间的距离为10cm，则该凸透镜的焦距是　10　cm．

（3）若蜡烛与凸透镜的距离为15cm，移动光屏，则在光屏上会得到一个倒立、　放大　的实像（填像的性质）．

（4）有一个小组在实验中，无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，请你指出其中一条可能的原因：

　可能是物距小于焦距，成了虚像，不能成在光屏上　．

（1）在实验中，光具座上应依次放置蜡烛、凸透镜和光屏；

（2）凸透镜对光有会聚作用，其焦距就是光屏到透镜光心的距离；

（3）根据凸透镜成像的三种情况和应用进行判断：

u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机．

2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机．

u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜．

（4）探究凸透镜成像的实验时，若光屏上没有像，可能是因为物距小于焦距，成了虚像，不能成在光屏上；

有可能光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度上，像无法成在光屏上；

（1）在实验中，光具座上应依次放置蜡烛、凸透镜和光屏，故图中B位置上应放置凸透镜；

（2）将凸透镜正对太阳光，在凸透镜另一侧光屏上形成一个最小的亮斑．说明凸透镜对光有会聚作用．此时，透镜与光屏之间的距离为10cm，则该凸透镜的焦距是10cm．

（3）若蜡烛与凸透镜的距离为15cm，则物距符合2f＞u＞f，成倒立、放大的实像．

（4）无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，可能是物距小于焦距，成了虚像，不能成在光屏上；

也有可能光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度上，像无法成在光屏上；

还有可能物体在焦点上，不能成像．

（1）凸透镜；

（2）会聚；

10；

（3）放大；

（4）可能是物距小于焦距，成了虚像，不能成在光屏上．（合理即可）

【点评】关于凸透镜成像的规律中，共涉及四个方面的内容：

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．一般情况下，只要告诉其中的一条，就可以确定另外三方面的内容．

1．（2016•都匀市三模）如图所示为凸透镜成像的示意图．由于不慎将透镜的上沿摔掉一块（图中阴影部分），则所成的像将（　　）

A．像的A′部分消失了B．像的B′部分消失了

C．成像的效果不受影响D．像A′B′是完整的，亮度变暗

【分析】要解决此题需要掌握凸透镜成像的成因．凸透镜成像属于光的折射现象，物体发出的光线经凸透镜折射后，会聚在凸透镜另一侧的光屏上，形成物体的实像；

如果凸透镜的口径大，透过的光多，像就亮；

由于不慎将透镜的上沿摔掉一块，口径小，透过的光少，像就暗．

物体的每一点发出无数光线，即这些光线一部分通过凸透镜的上部成像在光屏上，也有一部分通过凸透镜的下部成像在光屏上，所以将凸透镜上部碰掉一块时，只是去掉了该点发出的成像光线的一部分，通过凸透镜的下部的那部分光线仍能成像在光屏上，所以成像的性质不变，由于通过的光在减少，所以像的亮度变暗．

故选D．

【点评】解答此题时，很容易出现这样的错误答案，由于将凸透镜上部碰掉一块，上面的光线不能通过，故像缺少上半部分．有的同学考虑的更仔细，凸透镜成的是倒立的实像，所以应该是缺少下部分．出现这种错误的原因是对其成像的具体过程不清楚造成的，如果掌握了物体的成像光路图，此题就容易解决了．

2．（2010•河池）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏在如图所示的位置时，光屏上出现了烛焰清晰的像，则所成的像是（　　）

【分析】解决此题要知道当f＜u＜2f，成倒立、放大的实像，v＞2f，此时物距小于像距．

由图可知，物距小于像距，并且能在光屏上成实像，所以物距一定是在一倍焦距到二倍焦距之间，所以成的是倒立、放大的实像；

故选A．

3．（2011•铜仁地区模拟）烛焰通过凸透镜恰好在光屏上得到一个缩小倒立的像，若保持透镜位置不变，把烛焰与光屏的位置对调一下，则（　　）

A．光屏上没有像，需调节光屏的位置像才能呈现出来

B．光屏上将能呈现出一个放大的像

C．光屏上不能呈现出像，但眼睛透过透镜能看到像

D．光屏上仍能呈现出一个缩小的像

【分析】烛焰放在凸透镜的二倍焦距以外，在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间得到倒立、缩小的实像．

凸透镜的位置不变，调换烛焰和光屏的位置，物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，在凸透镜的二倍焦距以外光屏上得到一个倒立、放大的实像．

凸透镜成实像时，u＞2f，2f＞v＞f，成倒立、缩小的实像．

烛焰和光屏对调位置以后，2f＞u＞f，v＞2f，成倒立、放大的实像．

故选B．

【点评】本题还可以从光路是可逆的进行考虑．

掌握凸透镜成像的三种情况是解决凸透镜成像习题的基础，一定要掌握．

4．（2014•奈曼旗校级模拟）在“研究凸透镜成像条件”的实验中

（1）某同学拿着一个凸透镜正对着太阳光，用一张白纸在透镜的另一侧来回移动，得到一个最小最亮的光斑，测得此时光斑到透镜光心的距离是6cm，可知：

此凸透镜的焦距是　6　cm．

（2）如图所示在光屏上出现清晰的烛焰的像，由此可以判断蜡烛到凸透镜的距离所在的范围是　f＜u＜2f　．利用凸透镜的这一原理可制成　幻灯机或投影仪　．

（1）平行于主光轴的光线会聚于一点，此点为凸透镜的焦点，由焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距；

（2）凸透镜成像的规律为：

当u＞2f时，成倒立、缩小的实像，此时f＜v＜2f．利用其可制成照相机．

当u=2f时，成倒立、等大的实像，此时v=2f．

当f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，此时v＞2f．利用其可制成幻灯机或投影仪．

当u=f时，无像．经凸透镜折射后的光线是平行的，没有会聚点．

当u＜f时，成正立、放大的虚像．利用其可制成放大镜．

（1）把凸透镜正对着太阳光，在透镜的另一侧放一张白纸，当白纸与凸透镜的距离为6cm时，白纸上光斑最小，最亮，这个光斑就是焦点，透镜到焦点的距离就是焦距，即该凸透镜的焦距是6cm；

（2）从图上可以看出，此时成倒立、放大的实像，所以物距处于1倍和2倍焦距之间．利用这个原理可以制成幻灯机或投影仪．

（1）6；

（2）f＜u＜2f；

幻灯机或投影仪．

【点评】掌握凸透镜的焦点、光心、主光轴、焦距等最基本的概念，同时本题还考查了幻灯机的原理．

5．小明用凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等器材探究凸透镜成像规律．

（1）如图所示，为了测出凸透镜的焦距，小明同学将凸透镜正对着太阳光，再把光屏放在它的另一侧，改变凸透镜与光屏的距离，直到光屏上出现一个最小最亮的光斑，就可以测出该凸透镜的焦距为　10　cm．

（2）请在图中画出凸透镜的主光轴．

（3）实验一段时间后，蜡烛变短了，要使烛焰的像仍然成在光屏的中心，应该将光屏向　上　移动．

（1）凸透镜对太阳光有会聚作用，太阳光通过凸透镜会会聚于一点，该点即焦点．

（2）根据数学知识：

两点确定一条直线，由焦点和凸透镜的光心确定主光轴；

（3）根据凸透镜成倒立实像的特点，物体向下移动，则像向上移动．

（1）太阳光通过凸透镜会会聚于一点，该点即焦点．焦点到凸透镜的距离即为焦距．在距透镜10cm处得到一个最小、最亮的光斑，所以焦距为10cm．

（2）连接最小最亮的光斑和凸透镜的光心，用表示主光轴的线条画出凸透镜的主光轴，如图所示：

（3）凸透镜成倒立的实像，蜡烛变短，相对于凸透镜向下移动，所以其像向上移动，要使蜡烛的像仍然成在光屏的中心，应该将光屏的向上移动；

（1）10；

（2）见下图：

（3）上．

【点评】本题考查的知识点：

①测凸透镜焦距的方法；

②主光轴的定义；

③凸透镜成实像时，像与物关于主光轴上下左右互换．

6．（2016秋•句容市月考）某同学利用图示装置来研究凸透镜成像．

（1）实验前，应调整烛焰、光屏的中心在　凸透镜主光轴上　；

（2）如图1所示，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏中心成清晰的像，成的是　倒立　（选填“正立”或“倒立”）　放大　（选填“放大”或“缩小”或“等大”）的实像．蜡烛燃烧一段时间后，烛焰的像将位于光屏中心　上　（填“上”、“下”）方；

若要使烛焰成像在光屏中央，若只调节透镜，应将透镜向　下　（填“上”、“下”）调节．

（3）在保持

（2）中蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向右移到B处（图中未标出），光屏上再次成清晰的像，成的是　缩小　（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像；

（4）在上述探究活动中，若已知蜡烛与光屏间的距离为L0，与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L，如图2所示．则该透镜焦距f　＜　L（选填“＞”、“＜”或“=”），透镜先后两次所在位置A、B之间的距离S=　L0﹣2L　（用L0、L表示）．

（1）要使像成在光屏中央，应该调节三者中心在同一高度；

（2）当物距小于像距成实像时，应成倒立放大的实像；

根据通过光心的光线方向不改变确定像的移动方向，进而知道蜡烛、透镜、光屏的移动方向；

（3）当物距大于像距成实像时，应该成倒立缩小实像；

（4）对比

（2）（3）成像条件，结合烛焰和光屏之间距离不变，分析解答．

（1）实验前，应保证烛焰、凸透镜和光屏三者在一条水平直线上即同一高度，这样才能保证烛焰的像成在光屏的中央，

故应调整烛焰、光屏的中心在凸透镜主光轴上；

（2）由图1知，像距大于物距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立放大的实像；

由于通过光心的光线方向不改变，则烛焰的像将向上移动，即烛焰的像将位于光屏中心的上方；

若要使烛焰成像在光屏中央，若只调节透镜，应将透镜向下调节．

（3）在保持

（2）中蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向右移到B处（图中未标出），相当于增大物距，减小像距，

当光屏上再次成清晰的像时，此时应该物距大于二倍焦距，则所成像应该为倒立缩小的实像；

（4）在A点时，成放大、倒立的实像，此时物距在一倍焦距到二倍焦距之间，即f＜L；

在B点时，成倒立、缩小的实像，由于光屏和蜡烛位置不变，

则A点时的物距和B点时的像距长度相等，所以A、B间距离为：

L0﹣2L．

（1）凸透镜主光轴上；

（2）倒立；

上；

下；

（3）缩小；

（4）＜；

【点评】此题主要考查学生对于凸透镜成像规律的理解和掌握，熟记成像条件并灵活运用是解决实际问题的关键．

1．光学兴趣小组的同学，在一次探究凸透镜成像规律的实验中，不断改变物距（u），并在调节得到清晰像时记录像距（v），结果获得了一组物距（u）和像距（v）的对应数据．然后根据数据描点画出了如图所示的图线．那么，根据你所知道的凸透镜成像规律，结合对图线的分析，可知该兴趣小组的同学做此实验时所用凸透镜的焦距是　10　cm．

【分析】凸透镜成像时，u=2f，成倒立、等大的实像，v=2f．

从图象中找到u=v时的数据，求出凸透镜的焦距．

如图象，u=v=2f=20cm，所以f=10cm．

10．

【点评】对于凸透镜成像问题，很少出现通过图象获得物距、像距、焦距的数据问题，由于题目的新颖给学生造成难度．

2．（2015•衡南县校级模拟）如图所示，OO'

为凸透镜的主光轴，将点光源放在A点时，像在B点；

将点光源放在B点时，像在C点．当将点光源放在C点时，则（　　）

A．一定在B点成一个实像

B．一定在A点的左侧成一个虚像

C．可能在B、C之间成一个实像

D．可能在C点的右侧成一个虚像

【分析】解答此题要明确以下知识点：

凸透镜如果成像在同一侧的话应该是成虚像，并且像距大于物距；

凸透镜成实像时，物与像在异侧，且物近像远像变大，物远像近像变小．

如果凸透镜放在C点右侧，那么当点光源放在A点时，成像在A点左侧，而不是右侧的B，所以不可能；

当光源在A点时，像在透镜另一侧，说明成实像，那么像距应在一倍焦距外，这样当点光源在B点时就也会在相对于B的另一侧成实像，（也就是A的一侧）而不是成像在C点．所以透镜不可能在AB和BC之间．

如果凸透镜放在A点左侧，那么当点光源放在A点时，成像在B点，当点光源放在B点时，成像在C点，成像都是虚像．故此时凸透镜只能放在A点的左侧；

所以该情况下有如下几种可能，即若C点在透镜的1倍焦距以外，像应成在透镜左侧的1倍焦距以外；

另一种可能是，若C点还在透镜的1倍焦距以内，即此时所成的像应在C点的右侧．故分析四个选项，只有D是正确的．

【点评】本题需要学生了解凸透镜成像的动态规律：

①“一焦分虚实、二焦分大小、虚像同侧正、实像异侧倒、物远像近像变小、物近像远像变大”；

②凸透镜成虚像时，物像同侧，并且像距大于物距．此题有一定难度，是一道竞赛题．