中考物理精练1-第一讲 凸透镜成像规律及其应用（解析版）10

这是一份中考物理精练1-第一讲 凸透镜成像规律及其应用（解析版）10，共10页。

【知识梳理】

【典题精讲】
【例1】如图所示，小梦同学在“探究凸透镜成像规律”实验时，烛焰在光屏上成了一个清晰的像，下列说法正确的是（ ）
A．利用这一成像规律可制成幻灯机
B．实验中，蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像向上移动
C．为了便于从不同方向观察光屏上的像，光屏应选用较光滑的玻璃板
D．要使光屏上烛焰的像变小，只须将蜡烛靠近凸透镜
【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。
成实像时：物像异侧，物距变大，像距变小，像变小。
同时掌握漫反射的概念。知道要从不同方向看到同一个物体，需要发生漫发射。
【解答】解：由图知，蜡烛放在2倍焦距之外，所以此时成缩小、倒立的实像。照相机是根据这个原理制成的。而幻灯机是根据物距处于f和2f之间时，成放大、倒立的实像原理制成。所以A说法错误。
由于成的实像是倒立的，所以蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像越向上移动，所以B说法正确。
为了便于从不同方向观察光屏上的像，光屏应选用较粗糙的毛玻璃板。所以C说法错误。
要使光屏上的烛焰的像变小，蜡烛应远离凸透镜。所以D说法错误。
故选：B。
【例2】在探究凸透镜成像规律的实验中，小聪选用了焦距为10cm的凸透镜。他将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上35cm刻度线处，当光屏移动到如图所示刻度线处时，在光屏上恰好呈现出烛焰清晰的像。如果将蜡烛从图中位置移动，关于该实验下列说法正确的是（ ）
A．蜡烛向左移动2cm，光屏应向右移动到适当位置才能呈现烛焰清晰的像
B．蜡烛向右移动10cm，光屏应向右移动到适当位置才能呈现烛焰清晰的像
C．蜡烛向右移动2cm，光屏应向右移动到适当位置才能呈现烛焰清晰的像
D．蜡烛移到20cm刻度线处，光屏应移到70cm刻度线处才能呈现烛焰清晰的像
【分析】掌握凸透镜成像的规律，知道凸透镜成实像时，有物近像远像变大的特点。根据物距的变化情况判断像距的变化情况；
掌握光路的可逆性，若将物体放在像的位置，则像可以成在物体的位置处。
【解答】解：A、蜡烛向左移动2cm，则物距增大，像距应该减小，所以光屏应向左移动，A错误；
B、蜡烛向右移动10cm，则物距小于焦距，此时成虚像，所以不能在光屏上成像，B错误；
C、蜡烛向右移动2cm，物距减小，此时像距要增大，成的像也增大，光屏应向右移动，所以C正确；
D、由图知，物距为15cm，像距为30cm，蜡烛移到20cm刻度线处，此时物距为30cm，根据光路的可逆性，此时像距应为15cm，在65cm刻度处，D错误。
故选：C。
【例3】凸透镜成像实验中，移动物体到某位置时，能在光屏上成清晰缩小的像，则下列能成立的是（ ）
①如果将物体靠近凸透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏必须远离凸透镜，且光屏移动距离先大于后小于物体移动距离；
②同时移动物体与光屏，且移动距离相同，有可能在光屏上成清晰缩小的像；
③换用焦距较小的凸透镜后，仍要在光屏上得到清晰的像，如果只移动光屏，光屏必须靠近凸透镜；
④保持物体和光屏位置不变，移动凸透镜，一定可以在光屏上的到另一个清晰的像。
A．①③B．②④C．②③D．③④
【分析】（1）凸透镜成像规律，最重要两句话是：①物距（u）减小，像距（v）增大，像变大（应用于实像），
②物距（u）减小，像距（v）减小，像变小（应用于虚像）。
（2）结合凸透镜成像规律的表格：
【解答】解：
①物体靠近透镜即物距减小，像距增大，光屏应远离透镜，当u＞2f时光屏移动距离小于物体移动距离，当f＜u＜2f时光屏移动距离大于物体移动距离，所以光屏移动距离是先小于后大于物体移动距离，所以①错误。
②物体要成倒立、缩小、实像时物体移动距离应该大于光屏移动距离，所以②错误。
③换用焦距更小的透镜，像会更前面会聚所以光屏必须靠近凸透镜，所以③正确。
④根据光路可逆的原理，保持物体和光屏位置不变，移动凸透镜，可在光屏上成一个倒立、放大的实像，同时物距刚好是原来的像距，像距刚好是原来物距，所以④正确。
故选：D。

【实战精练】
【练1】在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上得到清晰的像。则（ ）
A．透镜焦距一定在10cm到15cm之间
B．透镜焦距一定在15cm到20cm之间
C．把蜡烛向左移动少许，光屏适当向左移动可得到大些的实像
D．把蜡烛向右移动少许，光屏适当向右移动可得到小些的实像
【分析】掌握凸透镜成像的规律，知道当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立放大的实像，此时像距大于2f；且成实像时，遵循物近像远像变大的特点。
【解答】解：AB、观察图示可知此时u＝20cm，v＝30cm，u＜v，成倒立放大的实像，
由凸透镜的成像规律可知，此时f＜u＜2f，v＞2f，即f＜20cm＜2f，30cm＞2f，解得10cm＜f＜15cm；故凸透镜的焦距的范围是：10cm＜f＜15cm，故A正确，B错误；
C、把蜡烛向左移动少许，此时物距变大，像距变小，像变小，所以光屏适当向左移动可得到小些的实像，故C错误；
D、把蜡烛向右移动少许，此时物距变小，像距变大，像变大，所以光屏适当向右移动可得到大些的实像，故D错误。
故选：A。
【练2】在“探究凸透镜成像规律”的实验中，点燃的蜡烛放在凸透镜前某位置处，在光屏上成一清晰的像。现将蜡烛向远离透镜方向移动一段距离，移动光屏后，又在屏上成一清晰的像，则（ ）
A．像变小，像距变大B．像变大，像距变小
C．像变大，像距变大D．像变小，像距变小
【分析】首先确定在光屏上成一清晰的像，是实像，再根据凸透镜成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小，
【解答】解：由“点燃的蜡烛放在凸透镜前某位置处，在光屏上成一清晰的像。”可知此时的像是实像；
现将蜡烛向远离透镜方向移动一段距离，即物距增大，由凸透镜成像规律：物远像近像变小，可知，像变小，像距变小。
故选：D。
【练3】如图所示，当物体在凸透镜的二倍焦距外时，在光屏上会得到一个倒立、缩小的实像。小明为了探究近视眼视力的矫正方法，在凸透镜与物体之间放上一个近视眼镜，若此时要在光屏上呈现清晰的像，则光屏应该（ ）
A．保持不动B．向上移动C．向右移动D．向左移动
【分析】解决此题要知道近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用。
【解答】解：当在凸透镜与物体之间放上一个近视眼镜后，对光线有发散作用，所以成像会在光屏后面，因此需要将光屏向右移动，才可以在光屏上呈现清晰的像；
故选：C。
【练4】小明和小红用焦距相等的相同照相机对小强同学拍照，洗出的底片分别为如图中的（a）和（b），则（ ）
A．小红要使底片上的像与小明的一样大，小红移动位置后，再减小镜头到底片的距离B．小明和小红离小强的距离相同
C．小红要使底片上的像与小明的一样大，小红移动位置后，再增大镜头到底片的距离D．小红离小强的距离近
【分析】要解决此题，首先知道照相机是根据凸透镜成像原理制成的。
需要掌握凸透镜成像的规律。知道成实像时的动态变化规律是：物近像远像变大，物远像近像变小。
【解答】解：由图知，b的像比a的像小，根据凸透镜成像的规律，成的像越小，此时的物距越大，像距越小。所以拍摄b时，相机与物体的距离较大。即小明离小强的距离近，所以小红要使底片上的像与小明的一样大，小红移动位置后，再增大镜头到底片的距离即可，所以选项A、B、D错误。选项C正确。
故选：C。

【练5】在研究凸透镜成像的实验中，当蜡烛位于凸透镜前某位置时，在透镜的另一侧的光屏上呈现一个倒立、缩小的像，若保持凸透镜的位置不变，把蜡烛与光屏的位置相互交换，则光屏上将出现一个（ ）
A．倒立、放大的清晰的像B．倒立、缩小的清晰的像
C．倒立、等大的清晰的像D．正立、放大的清晰的像
【分析】解答此题要明确以下知识点：
（1）当U＞2f时，光屏上呈现倒立、缩小的实像，2f＞V＞f。
（2）当2f＞U＞f时，光屏上呈现倒立、放大的实像，V＞2f。
（3）当U＜f时，光屏上不能呈现像，透过透镜看到正立、放大的虚像。
（4）光的折射中光路是可逆的。
【解答】解：一支蜡烛位于凸透镜前，调节好透镜和光屏位置后，在光屏上呈现缩小、倒立的像，说明此时U＞2f，2f＞V＞f。
若保持凸透镜位置不动，光的折射中光路是可逆的。
将蜡烛和光屏的位置对调一下，则2f＞U＞f，V＞2f，所以光屏上呈现倒立、放大的实像。
故选：A。
【练6】若空间有一竖直放置的大凸透镜，在主光轴位置上拉一根钢丝，一个小杂技演员从很远的地方沿着钢丝向焦点处匀速走来。下列叙述中：①小演员每走一步，像也走一步；
②像的脚步始终比小孩大；
③像大时脚步大，像小时脚步小，即“大像”走大步，“小像”走小步；
④像总朝远离小演员的方向运动，好像在逃离。
其中正确的是（ ）
A．只有①②正确B．只有①②④正确
C．只有②④正确D．只有①③④正确
【分析】物体放在焦点之外时，在凸透镜另一侧成倒立的实像，物距越小，像距越大，实像越大。
【解答】解：因将物体从较远处接近凸透镜焦点的移动时，物距变小，所以像距变大，实像也变大。所以一个小杂技演员从很远的地方沿着钢丝向焦点处匀速走来，
①③像大时脚步大，像小时脚步小，即“大像”走大步，“小像”走小步；故①正确，③正确；
②因为小孩在2倍焦距以外，所成的像是倒立缩小的，故像的脚步始终比小孩小，②错误；
④因为物距越小，像距越大，像总朝远离小演员的方向运动，好像在逃离，④正确。
故选：D。

【练7】放映幻灯时，为了在屏幕上得到更大的像，那么应采取的措施是（ ）
A．幻灯机离屏幕远一些，镜头与幻灯片的距离调小一些
B．幻灯机离屏幕远一些，镜头与幻灯片的距离调大一些
C．幻灯机离屏幕近一些，镜头与幻灯片的距离调大一些
D．幻灯机离屏幕近一些，镜头与幻灯片的距离调小一些
【分析】使屏幕上得到更大的清晰的像，则像距变大，物距变小。
【解答】解：根据凸透镜成像的规律知，像变大，则像距变大，物距变小，应使投影仪 远离屏幕，并把镜头与幻灯片的距离调小一些。
故选：A。
【练8】2010年上海世博会将全面使用人脸识别系统，人们进入场馆距门口0.5m～1.2m处时，安装在门上的人脸识别系统的摄像机就可以对其面部特征进行核对，下列关于人脸识别系统的摄像机镜头的说法正确的是（ ）
①相当于凸透镜②相当于凹透镜③焦距可能为0.1m④焦距可能为0.5m
⑤人离镜头越近，成的像越大⑥人离镜头越近，成的像越小。
A．①③⑥B．①③⑤C．①④⑤D．②③⑤
【分析】人脸识别系统的摄像机利用的是凸透镜成实像的原理，相当于照相机，利用的照相机的成像原理，物体一般都是在二倍焦距以外，成像是缩小、倒立的实像，这样有利于捕捉目标。
【解答】解：摄像机镜头相当于凸透镜，故①正确，②错误；
人脸识别系统的摄像机的镜头是凸透镜，所成的像应是缩小、倒立的实像，人到镜头的距离应远远大于二倍焦距，即0.5 m＞2f，解得f＜0.25m，所以③正确，④错误；
凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大，故⑤正确，⑥错误；
故选：B。
【练9】如图所示，凸透镜的焦距为10cm，此时蜡烛在光屏上成一个清晰的像。下列说法正确的是（ ）
A．若蜡烛燃烧变短，烛焰在光屏上的像将向下移动
B．若蜡烛向远离凸透镜方向移动，烛焰所成的像将逐渐变大
C．若保持凸透镜位置不动，交换蜡烛和光屏的位置，能在光屏上得到倒立、缩小的实像，成像规律可以应用于照相机
D．若保持蜡烛和光屏位置不动，向右移动透镜的过程中，可能会在光屏上成一个倒立、等大的像
【分析】（1）经过光心的光线的传播方向不变；
（2）凸透镜成像时，物距增大像距减小像减小；
（3）u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f，应用于照相机；
（4）当物距等于二倍焦距时，成倒立、等大的实像。
【解答】解：A、若蜡烛燃烧变短，根据经过光心的光线的传播方向不变可知，烛焰在光屏上的像将向上移动，故A错误；
B、若蜡烛向远离凸透镜方向移动，物距变大，像距变小，像变小，故B错误；
C、若保持凸透镜位置不动，交换蜡烛和光屏的位置，此时的物距大于像距，根据光路可逆可知，能在光屏上得到倒立、缩小的实像，成像规律可以应用于照相机，故C正确；
D、若保持蜡烛和光屏位置不动，向右移动透镜的过程中，当u＝v＝2f时，才能成倒立、等大的实像，移动过程中，物距和像距的和大于4f，所以光屏上不能成一个倒立、等大的像，故D错误。
故选：C。
【练10】如图所示，圆柱形玻璃瓶里装满水，把一支铅笔水平地放在靠近玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶可以看到铅笔的形状 （填“不变”或“变化”）；把铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动时，透过玻璃瓶会看到铅笔尖逐渐 （填“变长”或“变短”），同时会看到铅笔 （填“变粗”、“变细”或“粗细不变”），到某一位置以后，铅笔尖的方向 （填“会”或“不会”）改变。
【分析】由凸透镜成像的规律知，当物距在一倍焦距以内时，得到正立、放大的虚像；物体在一倍焦距到二倍焦距之间时，得到倒立、放大的实像；物体在二倍焦距以外时，得到倒立、缩小的实像。
【解答】解：圆柱形玻璃杯，里面装满水，相当于一个凸透镜。把一支铅笔放在玻璃杯的一侧，透过玻璃杯可以看到铅笔的形状发生变化。
把铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢的移动时，实际是物体逐渐远离凸透镜，由凸透镜成像的规律可知，物体在一倍焦距内靠近焦点时，像正立且会逐渐变大，即铅笔尖变长；竖直方向上玻璃瓶的厚度一致，铅笔在竖直方向上经过玻璃瓶折射后只有位置发生了变化，而长短是不发生变化的；当物体移到焦点外时，成倒立放大的实像，故像会突然改变方向。
故答案是：变化；变长；粗细不变；会。


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物体到凸透
镜的距离u
像的性质
像到凸透
镜的距离v
应用
倒正
大小
虚实
u＞2f
倒立
缩小
虚像
f＜v＜2f
照相机
u=2f
倒立
等大
实像
V=2f
测焦距
f＜v＜2f
倒立
放大
实像
v＞2f
投影仪
u=f
不成像
u＜f
正立
放大
虚像
v＞u
放大镜
巧记
①一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小 ②u＞f成实像，物近像远像变大
物距（u）
成像特点
像距（v）
应用
u＞2f
倒立 缩小 实像
f＜v＜2f
照相机
u＝2f
倒立 等大 实像
v＝2f
测焦距
2f＞u＞f
倒立 放大 实像
v＞2f
投影仪/幻灯机
u＝f
不成像
u＜f
正立 放大 虚像

放大镜