1、凸透镜成像的规律 习题 （含答案)学校:_姓名：_班级：_考号：_一、单选题1今年的元月31日晚，在我国大部分地区都能观看到天文奇观“月全食”。如图所示是小明用照相机拍摄的月全食照片，对此，下列说法正确的是A月亮是光源B若想拍摄到更大的月亮，应增大凸透镜的焦距C照相机是利用凸透镜成倒立、放大实像的原理工作的D月食主要是由光的折射现象形成的【答案】B【解析】【详解】A. 月亮不属于光源，故A选项错误。B. 若想拍摄更大的月亮，根据凸透镜成实像规律，物近像远像变大，应选焦距更长的镜头，增加像距，同时增大照相机暗箱的长度，故B选项正确。C. 照相机是利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理工作的，故C选项错
2、误。D. 月食天象是由于光的直线传播形成的，故D选项错误。故选：B.2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之间关系的图象，如图所示。下列判断中正确的是A该凸透镜的焦距是16cmB当u=10cm时，在光屏上能得到一个缩小的像C当u=22cm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15cm处移动到30cm处的过程中，像逐渐变小【答案】D【解析】【详解】A观察图片可知，当物距u=16cm时，像距v=16cm，这时物体在二倍焦距上，即：2f=16cm，所以凸透镜焦距是8cm，故A错误；B因为8cm10cm16cm，所以这时
3、fu2f，这时成倒立放大的实像，故B错误；C当u=22cm时，u2f，这时成倒立缩小的实像，照相机是根据这一原理制成的，故C错误；D当物体成实像时，物距增大，像距减小像变小，那么把物体从距凸透镜15cm处移动到30cm处的过程中，像逐渐变小是正确的，故D正确。故选：D。【点睛】掌握凸透镜的成像规律，了解凸透镜移动过程中像距和像的大小变化是解题的关键。3如图所示，虚线框内为一透镜MN为透镜的主光轴，O是透镜光心， a 和 b 是射向透镜的两条光线已知光线 a 通过透镜之后与MN交于P点，光线 b 通过透镜之后与MN交于Q点由图可知，下列说法中正确的是A透镜是凸透镜，距离OP小于焦距B透镜是凸透镜
4、，距离OP大于焦距C透镜是凹透镜，距离OQ小于焦距D透镜是凹透镜，距离OP大于焦距【答案】A【解析】【详解】由图中可知，a（双箭头）和b（单箭头）是射向透镜的两条光线经透镜的作用后光线会聚，由此可判定此透镜为凸透镜；因为平行主光轴的光线经凸透镜后汇聚焦点，而a光线如果不发生折射，他将射向OP的外侧，又因为a不是平行主光轴的光线，所以经凸透镜折射后光线一定在焦点的左侧，所以此时OP小于焦距用排除法可知，只有选项A是正确的故选A4在探究凸透镜成像规律的实验中，当凸透镜、光屏和烛焰的位置如图所示时，光屏上能成一清晰的像，这个像是图中的A B C D【答案】D【解析】【详解】由图可知此时物距相距满足：
5、fu2f，由透镜成像规律可知，此时光屏上成倒立放大的实像. 故选D.5下列说法中不正确的是A所有通过透镜光心的光线都不会改变方向B来自凸透镜焦点的发散光线将平行于主光轴射出C平行于主光轴的光线通过凸透镜后会聚于焦点D光线通过凸透镜的光路可逆，光线通过凹透镜的光路不可逆【答案】D【解析】【详解】根据实验观察得到凸透镜成像规律是：过透镜光心的光线经过凸透镜其折射光线的传播方向都不会改变方向，过凸透镜焦点的发散光线经过凸透镜其折射光线将平行于主光轴射出，平行于主光轴的光线经过凸透镜其折射光线会聚于焦点。由此可知ABC正确不合题意； D. 光线无论通过凸透镜，还是通过凹透镜，光路都是可逆的。说法错误，
6、符合题意。故选D.二、实验题6小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材完成探究凸透镜成像规律“的实验。（1）如图，为了测出凸透镜的焦距，小明将凸透镜正对太阳光，用一张白纸在透镜的另一侧移动，直到在白纸上得到一个_光斑，这说明凸透镜对光线有_作用，测出光斑到凸透镜的距离为10cm，则该透镜的焦距为_cm。（2）将蜡烛，凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，无论怎样动光屏都不能在光屏上得到蜡烛火焰的像，请写出一条可能的原因_。（3）重新调整后，把蜡烛放在距凸透镜18cm处，在凸透镜的另一侧移动光屏，能在光屏上得一个倒立，_的实像，生活中_就是利用这一成像规律工作的。（4）实验中，屏上已成清晰的像
7、，此时固定蜡烛，换用一个焦距略小一些的凸透镜进行实验，则光屏需向_（选填”靠近“或”远离”）凸透镜的方向移动，才能在光屏上再次得到清晰的像。【答案】最小最亮 会聚 10 没有调整蜡烛、凸透镜、光屏三者在同一高度，像没成在光屏上 放大 投影仪 靠近 【解析】【详解】（1）太阳光到达地球，接近平行光，凸透镜正对太阳光，太阳光平行于主光轴，经凸透镜折射后形成一个最小最亮的点，这个点是凸透镜的焦点，焦点到凸透镜的距离是凸透镜的焦距，所以是10cm，凸透镜能把平行光会聚成一点，说明凸透镜对光线有会聚作用；（2）无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，可能的原因是：没有调整蜡烛、凸透镜、光屏三者在同一高度，
8、像没成在光屏上；（3）把蜡烛放在距凸透镜18cm处，2fuf，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪；（4）蜡烛固定不动，换用一个焦距略小一些的凸透镜进行实验，物距相对增大，要减小像距，才能在光屏上得到清晰的像，所以光屏靠近凸透镜的方向移动，才能在光屏上再次得到清晰的像。7小周用如图所示的装置“探究凸透镜成像规律”。（1）调节烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度，其目的是使像能成在_。（2）小周在图示位置得到一个清晰的像。老师要求她在凸透镜不动的情况下，在光屏上再成一个更小的实像，小周应把蜡烛向_移动，同时把光屏向_移动。（选填“左”或“右”）（3）小周把自己的近视眼镜放在凸
9、透镜与蜡烛之间，发现光屏上的像变得模糊不清。她应当向_（选填“左”或“右”）移动光屏，可再次得到清晰的像。（4）小周用不透明纸板将凸透镜上端遮去一部分，此时在光屏上所成的像会_。【答案】光屏的中央 左 左 右 变暗 【解析】【详解】（1）做凸透镜成像实验，要使烛焰的焰心，凸透镜的光心，光屏的中心三者位于同一高度，目的是使像成在光屏的中央；（2）要使所成的像更小，应增大物距，所以使蜡烛向远离透镜方向即向左移动，物距增大，则像距要变小，所以光屏要靠近透镜即向左移动；（3）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，使会聚的光线错后会聚，光屏向右移动才能接到清晰的像；（4）蜡烛有无数点组成，蜡烛上任一
10、点射向凸透镜有无数条光线，经凸透镜折射后，有无数条折射光线会聚成该点的像；当小周用不透明纸板将凸透镜上端遮去一部分，还有另外的部分光线，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像会变暗。8用焦距为10cm的凸透镜探究“凸透镜成像规律”实验中，蜡烛、透镜、光屏的位置如图所示，在光屏上会接收到一个倒立_的实像，应用这一原理可制成_。小华再将蜡烛远离透镜，同时将光屏移至适当位置，则光屏上的像会_。（选填“变大”，“变小”或“不变”）【答案】放大 投影仪 变小 【解析】【详解】根据题意知道，凸透镜的焦距是f=10cm，由图知道，此时所示物距2fuf，所以，在光屏上会接
11、收到一个倒立、放大的实像，应用这一原理可制成幻灯机或投影仪。当小华再将蜡烛远离透镜时，即物距增大，由凸透镜成像规律知道，物距增大时，像距减小，像变小，所以，光屏上的像会变小。9小明同学在做“探究凸透镜成像现律”的实验。（1）如图甲，小明让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实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心，使它们在_（选填“同一直线”或“同一高度”）上。（2）实验过程中，当蜡烛与占透镜的距离如图乙所示时，在光屏上可得到一个清晰的倒立、缩小的实像，生活中利用这个规律制成的光学仪器是_。（选填“照相机”，“放大镜”或”投影仪”）（3）如图丙所示，保持蜡
12、烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，则人眼在_（选填“A、B、C”）处能观察到烛焰的像，像是图丙中的_（选填“1、2、3、4”）。（4）在图乙实验完成之后，小莉把自己的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，如图丁所示，光屏上原来清晰的像变得模糊了，若想在光屏上重新得到清晰的像，在不改变蜡烛和凸透镜位置的情况下，应将光屏_凸透镜。（选填“靠近”或“远离”）【答案】10.0 同一高度 照相机 B 4 远离 【解析】【详解】(1)由图甲知，焦点到凸透镜的距离为20.0cm10.0cm=10.0cm，所以凸透镜的焦距为f=10.0cm；为了使像成在光屏中心，实验开始前，应将烛焰、凸透镜和光屏中心调节在同一
13、高度上；(2)实验过程中，当蜡烛与占透镜的距离如图乙所示时，在光屏上可得到一个清晰的倒立、缩小的实像，生活中利用这个规律制成的光学仪器是照相机。(3)蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处时，u=6cm2f，根据凸透镜成像的规律知道，此时像距在f和2f之间，即在区域内左右移动光屏，成倒立缩小的实像，照相机是根据这个原理制成的；（2）将一个不透明的小圆纸片贴在凸透镜的中央时，由于物体上任一点有无数条光线射向凸透镜的其他部分，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，且像的大小不发生变化，只是折射光线减少，会聚成的像会变暗；（3）根据凸透镜成像的规律知道，当把蜡烛向左移动一小段距离时，物距增大，像距减小，
14、所以，应调整光屏向左移动；若不移动光屏，则应使光线发散一些，可以在蜡烛和透镜之间放置一个合适的凹透镜，光屏上的像即可又变清晰，据此即可矫正近视眼；（4）当蜡烛沿凸透镜的主轴从远处向凸透镜二倍焦距处移动时，像会从凸透镜的一倍焦距向二倍焦距移动，所以，物体移动的速度大于像移动的速度。14在研究“凸透镜成像规律”实验中，若不知道透镜焦距的粗略值，要先让凸透镜正对_将其测出；实验要用的主要器材有凸透镜、蜡烛、光屏和_，实验时，已测出凸透镜焦距为 10 cm ，若烛焰位于凸透镜2倍焦距处，其像离透镜_ cm。【答案】太阳 光具座或刻度尺 20 【解析】【详解】在探究“凸透镜成像规律”实验中，若不知道透镜
15、焦距的粗略值，要先让凸透镜正对太阳；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；实验要用的主要器材有凸透镜、蜡烛、光屏、光具座和刻度尺；已测出凸透镜的焦距为10cm，若烛焰位于凸透镜2倍焦距处，其像离透镜20cm。三、填空题15如图是凸透镜成实像时像距v和物距u的关系图象。分析图象可知：该凸透镜的焦距是_cm，当物距u30cm时，成_的像（选填”放大“等大“或”缩小“）【答案】10 缩小 【解析】【详解】由图知，当物距为20cm时，像距也为20cm，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，即2f20cm，得f10cm
16、；已知f10cm，当物距u30cm时，u2f，成倒立、缩小的实像。16毕业前夕，摄影师用一架焦距不变的照相机给各班的同学照毕业照，照相机的镜头相当于一个凸透镜，对光有_作用。遇到人数较多的班级，摄影师会增大镜头到同学们的距离，此时所成的像是_、_的实像。【答案】会聚 倒立 缩小 【解析】【详解】照相机的镜头相当于一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，且照相机成的是倒立、缩小的实像，由于凸透镜成实像时，具有物距增大，像距减小，像减小的规律，所以，当遇到人数较多的班级时，摄影师会增大镜头到同学们的距离，从而得到倒立、缩小的实像。17为了公民的安全，公安部门在很多路口安装监控摄像头，如上图所示，它可以
17、拍下作案嫌疑人的现场照片，拍照时摄像头所成的像是_（选填“缩小的实像”或“缩小的虚像”）。【答案】缩小的实像【解析】【详解】摄像头的镜头相当于一个凸透镜，拍摄违章行驶或发生交通事故的现场照片时，物距远大于2倍焦距，所以此时成倒立、缩小的实像。18在距凸透镜20cm处放一点燃的蜡烛，在另一侧距凸透镜20cm处的光屏上可以得到一个与蜡烛等大的像，此凸透镜的焦距是_。调节蜡烛到凸透镜的距离，当光屏上出现倒立、缩小实像时，蜡烛离凸透镜的距离在_范围。【答案】10cm 大于20cm的 【解析】【详解】根据凸透镜成像的规律结合题意可知:2f20cm，即f10cm。当u2f时，成倒立、缩小实像，此时蜡烛离凸
18、透镜的距离在大于2倍焦距（即大于20cm的）范围。19某些手表上有一个圆滑的透明凸起，通过它看日期会觉得很清楚，这是因为这个圆滑的凸起相当于一个放大镜，我们看到的实际上是一个_（选填“正立”或“倒立”）的_（选填“放大或缩小”）的_（选填“实像”或“虚像”）。【答案】正立 放大 虚像 【解析】【详解】手表上透明凸起的部分中间比边缘厚是凸透镜，其作用相当于一个放大镜，日期数字在凸透镜的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像。20在做“研究凸透镜成像规律”的实验中，某同学先把凸透镜用橡皮泥固定起来，然后将光屏和点燃的蜡烛分别放置在凸透镜的两侧，如果他无论怎样左右移动光屏，在光屏上都不能呈现出烛焰的像，则
19、可能原因是_（写出一种原因即可）。【答案】蜡烛到凸透镜的距离小于1倍焦距；蜡烛在焦点上；蜡烛到凸透镜的距离略大于1倍焦距；烛焰的中心、凸透镜的中心、光屏的中心不在同一高度。【解析】【详解】有可能烛焰成的是虚像，因为虚像用光屏是接收不到的，此时蜡烛就在凸透镜的焦点之内。如果蜡烛放在凸透镜的焦点上，焦点上发出的光经凸透镜折射后平行射出，因而光屏上也不可能出现蜡烛清晰的像。在研究凸透镜成像的规律实验中，为了使光屏能承接到蜡烛的像，应使蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一条直线上且在同一高度，不满足此条件也可能接收不到蜡烛的像。如果蜡烛到凸透镜的距离稍大于1倍焦距但很接近焦距，成的是倒立的实像，且像很大，像
20、距也很大，移动光屏也有可能看不到蜡烛的像。四、作图题21如图所示，AB代表一个物体，AB是AB经凸透镜所成的像，请你用作图的方法在图上标出凸透镜的焦点F（_）【答案】【解析】【详解】在物体AB上从A点开始做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，同样利用光路是可逆的，在AB上从A点开始做一条与主光轴平行的光线，经凸透镜折射后射后到A点，折射光线与主光轴相交的点也是焦点，如图所示：22画出图丙两条入射光线经凹透镜折射后的折射光线；（_）【答案】【解析】【详解】由图知道，题目给出两条特殊光线，分别是延长线过另一侧焦点的光线和光心的光线，根据它们的特点知道，
21、延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴；过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变，故光路如下图：23如图所示光线经过一个光学元件后传播方向发生了改变，请画出虚线框内的光学元件。（_）【答案】【解析】【详解】由图知，入射光线经光学元件后变得会聚，说明该元件对光线有会聚作用，因此虚线框内的光学元件是凸透镜，如图所示：。答案：见详解。24完成光路图，（_）【答案】【解析】【详解】根据平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过另一侧的虚焦点，将要过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴；作图如下：25如图所示是烛焰上S发出的三条特殊光线，其中SA经过左侧焦点，SB经
22、过光心SC平行于主光轴，请画出这三条光线经过凸透镜后的折射光线（要求保留必要的作图痕迹）（_）【答案】【解析】【详解】根据凸透镜的特殊光线可知：平行于主光轴的SC这条入射光线，其经凸透镜折射后，折射光线过焦点F；入射光线过焦点的光线（SA），经过凸透镜折射后，平行于主光轴射出；过光心的光线（SB ），其经凸透镜折射后，传播方向不变。如图所示：26如图所示，ab是光源S射向平面镜后的一条反射光线，并射向凹透镜的焦点FS是光源S在平面镜中的像。请画出：ab的入射光线和ab经凹透镜的折射光线。（_）【答案】【解析】【详解】（1）画出像S的对称点S，可得光源S的位置，连接Sa，可得ab的入射光线；（2
23、）ab的延长线过凹透镜的焦点，折射光线平行于凹透镜的主光轴射出，如图所示：27如图所示，已知入射光线，画出通过凹透镜后的折射光线。（_）【答案】【解析】【详解】延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点。如图所示：28如图，凸透镜上半部分在空气中，下半部分在水中，请作出凸透镜的入射光线和进入水中的折射光线的大致方向。（_）【答案】【解析】【详解】平行于主光轴的入射光线经过凸透镜折射后，折射光线过焦点，由此可以确定该条折射光线对应的入射光线；过入射点垂直界面作出法线，根据折射角小于入射角，在水中法线的另一侧作出折射光线，如图所示：试卷第20页，总20页
