3.2凸透鏡成像規(guī)律（原卷版）

知識(shí)點(diǎn)一：凸透鏡成像的規(guī)律1、凸透鏡成像規(guī)律：如圖是常見(jiàn)凸透鏡成像規(guī)律光路圖，詳見(jiàn)下表（1）。表（1）凸透鏡成像規(guī)律表成像條件物距（u）成像的性質(zhì)像距（v）應(yīng)用u﹥2f倒立、縮小的實(shí)像f﹤v﹤2f照相機(jī)（圖a）u=2f倒立、等大的實(shí)像v=2f圖df﹤u﹤2f倒立、放大的實(shí)像v﹥2f投影儀（圖b）u=f不成像射出的是平行光線0﹤u﹤f正立、放大的虛像v﹥f放大鏡（圖c）a.u﹥2fb.f﹤u﹤2fc.0﹤u﹤fd.u=2f凸透鏡成像光路圖2、凹透鏡成像規(guī)律：凹透鏡始終成縮小、正立的虛像，如圖所示。凹透鏡成像光路圖注意：大家還要記?。禾撓瘢?、像同側(cè)；實(shí)像，物、像異側(cè)?！局R(shí)詳解】凸透鏡成像的規(guī)律規(guī)律1:當(dāng)物距大于2倍焦距時(shí)，則像距在1倍焦距和2倍焦距之間，成倒立、縮小的實(shí)像。此時(shí)像距小于物距，像比物小，物像異側(cè)。應(yīng)用:照相機(jī)、攝像機(jī)。規(guī)律2:當(dāng)物距等于2倍焦距時(shí)，則像距也在2倍焦距，成倒立、等大的實(shí)像。此時(shí)物距等于像距，像與物大小相等，物像異側(cè)。應(yīng)用:測(cè)焦距。規(guī)律3:當(dāng)物距小于2倍焦距、大于1倍焦距時(shí)，則像距大于2倍焦距，成倒立、放大的實(shí)像。此時(shí)像距大于物距，像比物大，物像異側(cè)。應(yīng)用:投影儀、幻燈機(jī)、電影放映機(jī)。規(guī)律4:當(dāng)物距等于1倍焦距時(shí)，則不成像，成平行光射出。規(guī)律5:當(dāng)物距小于1倍焦距時(shí)，則成正立、放大的虛像。此時(shí)像距大于物距，像比物大，物像同側(cè)。應(yīng)用:放大鏡。知識(shí)點(diǎn)二：透鏡凸透鏡成像的規(guī)律1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹客哥R凸透鏡成像規(guī)律。像與物的大小關(guān)系、物距變化成像規(guī)律變化、像的虛實(shí)?！緦?shí)驗(yàn)器材】凸透鏡、光具座、蠟燭、光屏、火柴等?！緦?shí)驗(yàn)步驟】一、按圖組裝器材。調(diào)整蠟燭、凸透鏡、光屏在同一水平線上。二、將蠟燭放在遠(yuǎn)處（此時(shí)u>2f），移動(dòng)光屏直至在光屏上成清晰的像；觀察像的大小、正立還是倒立，并測(cè)量物距和像距；數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)表格。三、將蠟燭往凸透鏡方向移動(dòng)，使2f>u>f，移動(dòng)光屏直至在光屏上成清晰的像；觀察像的大小、正立還是倒立，并測(cè)量物距和像距；數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)表格。四、將蠟燭繼續(xù)往凸透鏡方向移動(dòng)，使u=f，移動(dòng)光屏，看能否成像。五、將蠟燭繼續(xù)往凸透鏡方向移動(dòng)，使u<f，移動(dòng)光屏，看在光屏上能否找到像。六、實(shí)驗(yàn)表格物距與焦距關(guān)系物距（cm）像的性質(zhì)像距（cm）大小正倒虛實(shí)u>2fu=2f2f>u>fu=fu<f七、整理器材?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】等大、等距、對(duì)稱、反向、虛像。物距u和焦距f的關(guān)系像的性質(zhì)像距v和焦距f的關(guān)系像與物同側(cè)或異側(cè)正立或倒立縮小或放大實(shí)像或虛像倒立縮小實(shí)像異側(cè)倒立等大實(shí)像異側(cè)倒立放大實(shí)像異側(cè)不成像正立放大虛像—同側(cè)口訣：“一倍焦距分虛實(shí)，二倍焦距分大??；成實(shí)像，物近像遠(yuǎn)像變大；成虛像，物近像近像變小”。我們可以結(jié)合下圖加深理解。由此我們可以得出以下兩個(gè)性質(zhì)：(1)焦點(diǎn)分界：是成放大實(shí)像與縮小實(shí)像的分界點(diǎn)，是成實(shí)像與虛像的分界點(diǎn)。(2)動(dòng)態(tài)特性：物體沿主光軸移動(dòng)時(shí)，物距(物體到凸透鏡的距離)減小(增大)，像距(像到凸透鏡的距離)增大(減小)，且像變大(小)。1、在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，移動(dòng)光屏距透鏡20cm時(shí)，在光屏上正好得到燭焰清晰放大的像。則（）A．蠟燭距透鏡的距離大于20cmB．凸透鏡的焦距大于10cmC．投影儀應(yīng)用了該次實(shí)驗(yàn)的成像規(guī)律D．照相機(jī)應(yīng)用了該次實(shí)驗(yàn)的成像規(guī)律2、在“重陽(yáng)節(jié)”到來(lái)之際，小科送給奶奶一個(gè)放大鏡，奶奶借助這個(gè)放大鏡能夠細(xì)致欣賞郵票上的圖案，如圖所示。此時(shí)奶奶看到的是一個(gè)、放大的虛像。為了模擬上述現(xiàn)象，小科利用一個(gè)焦距為10cm的凸透鏡、蠟燭和光具座等器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。他先將蠟燭固定在光具座上50cm刻線處，如圖所示，接下來(lái)他應(yīng)將凸透鏡放置在光具座上的A、B、C三點(diǎn)中的點(diǎn)處，然后再?gòu)耐哥R的（選填“左”或“右”）側(cè)用眼睛觀察蠟燭燭焰的像。該像（選填“能”或“不能”）用光屏承接到。3、小科用焦距為15.0cm的凸透鏡探究凸透鏡的成像規(guī)律，當(dāng)各器材位置如圖所示時(shí)，光屏上承接到燭焰清晰的像（1）實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)調(diào)整蠟燭、凸透鏡和光屏的高度，使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏三者的中心大致在。（2）此時(shí)燭焰的成像特點(diǎn)與（選填“照相機(jī)”“投影儀”或“放大鏡”）的成像特點(diǎn)相同。（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，若一只蒼蠅落在了凸透鏡上，光屏上（選填“有”或“沒(méi)有”）蒼蠅的像。（4）小明將一副遠(yuǎn)視眼鏡的鏡片放在蠟燭與凸透鏡之間且靠近凸透鏡的地方，若保持光屏的位置不變，僅將蠟燭向移動(dòng)適當(dāng)距離，光屏上即可重新承接到燭焰清晰的像。1、為嚴(yán)控新冠疫情，保護(hù)師生生命安全，我市部分中小學(xué)對(duì)校園門禁系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)，配備了人臉識(shí)別和測(cè)溫系統(tǒng)，如圖所示。通過(guò)校門時(shí)，只需將人臉面向屏幕攝像頭，該系統(tǒng)就能將測(cè)試者的面部信息與備案信息進(jìn)行比對(duì)并獲取體溫，決定放行與否。關(guān)于門禁系統(tǒng)，下列說(shuō)法中正確的是（）A．系統(tǒng)屏幕邊框呈黑色是由于所選材質(zhì)對(duì)光的反射能力較強(qiáng)B．該系統(tǒng)的核心光學(xué)元件是凸透鏡C．該系統(tǒng)的成像原理主要是利用光的反射D．該系統(tǒng)的攝像頭所成的像是正立放大的虛像2、如圖甲所示一幅漫畫立在桌面上，小明把一個(gè)裝有水的圓柱形玻璃杯放在漫畫前，驚奇地發(fā)現(xiàn)，透過(guò)水杯看到漫畫中的老鼠變“胖”了，還掉頭奔向貓，如圖乙所示，下列關(guān)于此現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是（）A．透過(guò)水杯看到變“胖”的老鼠是虛像B．裝有水的圓柱形玻璃杯相當(dāng)于一個(gè)凹透鏡C．將漫畫逐漸靠近水杯，透過(guò)水杯看到的老鼠始終是掉頭的D．將漫畫離水杯遠(yuǎn)一些，透過(guò)水杯看到的老鼠會(huì)變“瘦”一些3、在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)凸透鏡、光屏和蠟燭火焰的位置如圖所示時(shí)，光屏上能成一個(gè)清晰地像，則（）A．所成的像是正立縮小的實(shí)像B．利用這個(gè)原理可以制成照相機(jī)C．把蠟燭向左移動(dòng)少許，光屏適當(dāng)向左移動(dòng)可得到更大的實(shí)像D．把蠟燭向右移動(dòng)少許，光屏適當(dāng)向右移動(dòng)可得到更大的實(shí)像4、如圖所示，凸透鏡位于P處（圖中未畫出）位置不變，移動(dòng)蠟燭，光屏先后在P同側(cè)的甲、乙兩處得到燭焰清晰的像，且甲處的像比乙處大，則（）A．甲處可能成的是虛像 B．乙處像可能是放大的C．P點(diǎn)位置在甲的左側(cè) D．蠟燭的移動(dòng)方向向左5、小科通過(guò)焦距為10cm的凸透鏡看到了提示牌上“關(guān)燈”兩字放大的像，如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．“關(guān)燈”兩字放大的像是實(shí)像B．提示牌上“關(guān)燈”兩字在凸透鏡的焦點(diǎn)上C．提示牌上“關(guān)燈”兩字到凸透鏡的距離小于10cmD．提示牌上“關(guān)燈”兩字到凸透鏡的距離大于20cm6、如圖所示，小明透過(guò)水滴狀的魚肝油膠囊觀察積木，發(fā)現(xiàn)上面的數(shù)字“9”變成了“6”，與該成像原理相同的光學(xué)儀器有；若想讓“6”變大一些，可將積木與膠囊的距離。7、在探究凸透鏡成像的規(guī)律時(shí)，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)保持較的環(huán)境（填“亮”或“暗”），為了判斷光屏上的像是否最清晰，需要移動(dòng)光屏，觀察像是否變模糊。如圖所示位置光屏上成清晰的像，則像的大小比燭焰。8、在第24個(gè)“全國(guó)愛(ài)眼日”的主題是“共同呵護(hù)好孩子的眼健康，讓他們擁有一個(gè)光明的未來(lái)”。為普及科學(xué)用眼觀念，預(yù)防各種眼科疾病，提高青少年眼健康水平，學(xué)校定期對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面的眼科檢查。小科希望通過(guò)自制的水凸透鏡來(lái)模擬晶狀體探究眼睛的成像規(guī)律。(1)小科將蠟燭、水凸透鏡和光屏安裝至如圖所示位置，恰能在光屏上得到一個(gè)清晰的像，則這個(gè)像是一個(gè)(填“放大”“縮小”或“等大”)的實(shí)像。(2)在如圖所示的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景下，小科把自己的眼鏡給水凸透鏡“戴上”，當(dāng)從水凸透鏡中抽出適量的水后，他發(fā)現(xiàn)像再次變清晰了，由此判斷小科戴的是(填“近視”或“遠(yuǎn)視”)眼鏡。小科這種情況，還可通過(guò)角膜塑形鏡，改變厚度均勻的透明眼角膜弧度，實(shí)現(xiàn)視力的矯正，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的治療，小科的眼角膜應(yīng)該呈現(xiàn)哪種形態(tài)?(填字母)。(3)小科經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的思考，覺(jué)得透鏡對(duì)光的偏折能力可能與液體的種類有關(guān)。于是利用以上裝置，保持透鏡的凸起程度不變，先后在透鏡中注入酒精和煤油，觀察光線經(jīng)不同液體透鏡折射后的偏折程度，在此探究過(guò)程中保持液體透鏡的凸起程度相同的原因是。(4)若要用此裝置探究平面鏡成像規(guī)律，除了把水凸透鏡換成薄玻璃板外，還需將光屏換成。1、圖為投影式電子白板，它利用投影機(jī)將畫面投影到屏幕上，投影機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，下列說(shuō)法正確的是（）A．光經(jīng)投影機(jī)的鏡頭成像利用的是光的折射B．投影機(jī)的鏡頭與近視眼鏡為同一種透鏡C．畫面經(jīng)投影機(jī)鏡頭成的是正立放大的虛像D．光在屏幕上發(fā)生鏡面反射，方便觀看2、如圖所示，是“花界”大熊貓——綠櫻。綠櫻學(xué)名郁金，它開(kāi)花時(shí)花的顏色會(huì)隨花期漸變，初期呈綠色，中晚期顏色逐漸變淺，最后變成黃白色。關(guān)于綠櫻花期的一些光現(xiàn)象，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（

）A．初期呈綠色，是因?yàn)榛ǘ湮樟司G光B．周圍景物在湖中的倒影，是光的反射形成的等大的虛像C．雨后，湖面上方架起一道彩虹，這是光的折射現(xiàn)象D．清晨，樹(shù)葉上會(huì)有露珠，透過(guò)這些露珠，能清晰的看到葉子的葉脈，因?yàn)槁吨橄喈?dāng)于一個(gè)凸透鏡3、如圖是小科在照相機(jī)取景窗中看到的“花朵”，現(xiàn)要使花朵的像變小，正確的做法是（）A．照相機(jī)適當(dāng)靠近花朵，鏡頭向前伸B．照相機(jī)適當(dāng)遠(yuǎn)離花朵，鏡頭向前伸C．照相機(jī)適當(dāng)靠近花朵，鏡頭向后縮D．照相機(jī)適當(dāng)遠(yuǎn)離花朵，鏡頭向后縮4、購(gòu)物支付已進(jìn)入“刷臉”時(shí)代，消費(fèi)者結(jié)賬時(shí)只需面對(duì)攝像頭（相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡），經(jīng)系統(tǒng)自動(dòng)拍照、掃描等，確認(rèn)相關(guān)信息后，即可完成交易，下列描述正確的是（）A．“刷臉”時(shí)，攝像頭對(duì)光起發(fā)散作用B．要使像變大，消費(fèi)者應(yīng)遠(yuǎn)離攝像頭C．“刷臉”時(shí)，面部經(jīng)攝像頭成例立縮小的虛像D．“刷臉”時(shí)，面部應(yīng)位于攝像頭兩倍焦距之外5、清晨，太陽(yáng)從東方冉冉升起，云縫中射出道道霞光，它讓我們的大千世界五彩繽紛，讓我們的世界擁有了無(wú)窮奧妙。下列對(duì)光的世界的探究中，結(jié)論正確的是（）A．甲圖，通過(guò)注入氣泡的水球，我們看到太空授課的王亞平成“一正一倒”兩個(gè)像，其中正立的是虛像，倒立的是實(shí)像B．乙圖，央視春晚節(jié)目舞蹈詩(shī)劇《只此青綠》的臨水起舞畫面中，舞者在舞臺(tái)上的“倒影”和小孔成像的原理相同C．丙圖，光源經(jīng)凸透鏡在光屏上成一清晰的像，此時(shí)飛來(lái)一只小蟲落在凸透鏡上，則光屏上光源的像不完整D．丁圖，小薇按照?qǐng)D示將眼鏡放在蠟燭與凸透鏡之間，光屏上清晰的像變模糊，只將光屏靠近凸透鏡時(shí)，又能在光屏上看到清晰的像，則該眼鏡是近視眼鏡6、如圖甲所示，在圓柱形水杯后面放一張畫有箭頭的紙條，往杯中倒入適量水，透過(guò)水杯，看到一個(gè)箭頭改變了方向(如圖乙)。這是為什么呢?要解決這個(gè)問(wèn)題，首先應(yīng)抓住影響這個(gè)問(wèn)題的主要因素：圓柱形水杯裝有水的部分具有的特征，忽略掉影響這個(gè)問(wèn)題的次要因素：物體的材質(zhì)等，構(gòu)建凸透鏡模型進(jìn)行研究。根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可以判定，看到這個(gè)方向改變的箭頭是放大的(填“實(shí)像”或“虛像”)。凸透鏡的這一成像規(guī)律在生活中的應(yīng)用有(填“照相機(jī)”或“投影儀”）。7、利用光具座以及蠟燭、凸透鏡、光屏等器材，可進(jìn)行“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)。(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先在光具座上放置實(shí)驗(yàn)器材，若光具座A處放置蠟燭(如圖所示)，則C處應(yīng)放置(填“凸透鏡”或“光屏”)。器材正確放置后，還應(yīng)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，使?fàn)T焰和光屏的中心位于凸透鏡的上。(2)實(shí)驗(yàn)后，可得出凸透鏡成像規(guī)律，根據(jù)成像規(guī)律判斷下列說(shuō)法中正確的是。A.若凸透鏡的焦距為10cm，則燭焰距離凸透鏡30cm時(shí)，可在光屏上成放大的像B.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，蠟燭因燃燒而變短，則燭焰在光屏上的像會(huì)下移C.若燭焰朝著凸透鏡方向前后不斷晃動(dòng)，則光屏上仍能觀察到清晰的燭焰像D.若燭焰在光屏上成縮小的像，則光屏到凸透鏡的距離小于燭焰到凸透鏡的距離(3)某科學(xué)興趣小組在探究凸透鏡成像規(guī)律后，得到了如下數(shù)據(jù)：下列對(duì)表中數(shù)據(jù)的分析中錯(cuò)誤的是。A.當(dāng)凸透鏡的焦距相同，物距不同時(shí)，所成的像有可能相同B.當(dāng)物距相同，凸透鏡的焦距越大時(shí)，像距越大C.當(dāng)物距相同，凸透鏡的焦距不同時(shí)，所成像的性質(zhì)有可能相同D.當(dāng)凸透鏡的焦距相同，且成放大實(shí)像時(shí)，像距與物距之和隨物距的增大而減小(4)將蠟燭置于凸透鏡一倍焦距處，結(jié)果仍能觀察到燭焰放大的像，這是為什么?8、小科用蠟燭、凸透鏡（焦距10cm）、光屏在光具座上進(jìn)行“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)。（1）實(shí)驗(yàn)在（選填“較亮”或“較暗”）的環(huán)境下進(jìn)行，現(xiàn)象更明顯；（2）蠟燭、透鏡和光屏位置如圖甲所示，光屏上會(huì)出現(xiàn)燭焰清晰（選填“放大”、“等大”或“縮小”）的像，此現(xiàn)象和生活中（選填“照相機(jī)”、“投影儀”或“放大鏡”）的原理相同；保持凸透鏡位置不變，增