专题09 凸透镜成像规律与三类应用（难）2023-2024初中物理中考专项复习（原卷版+解析版）

专题09 凸透镜成像规律与三类应用（难）
探究凸透镜成像的规律
【提出问题】凸透镜成像，像的大小、正倒、虚实跟物距有什么关系？
【实验器材】带刻度的光具座、蜡烛、光屏、透镜（焦距在10～20 cm之间）、刻度尺。
【实验步骤】探讨像的大小、正倒、虚实跟物距的关系
1、把凸透镜放在光具座标尺中央，在左右两侧标尺上，分别标出1倍焦距和2倍焦距的位置；
2、点燃蜡烛，调整高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度；
3、把蜡烛放在离凸透镜较远的位置，调整光屏到透镜的距离，使烛焰在屏上成一个清晰的像，观察像的大小、正倒，测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏间的距离，把数据记录在表格中。
4、把蜡烛靠近凸透镜，观察像的大小、正倒，测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏间的距离，把数据记录在表格中。
5、当蜡烛到一定位置时，光屏没有像，用眼睛透过凸透镜观察蜡烛的像，观察像的大小、正倒，测出蜡烛与凸透镜、像与凸透镜间的距离，把数据记录在表格中。
【实验结论】
物距u 像距v 像的性质
u>2f f<v<2f 倒立缩小实像
f<u2f 倒立放大实像
uu 正立放大虚像
u=2f v=2f 倒立等大实像
u=f 不成像
【重要规律】凸透镜成像动态规律
1、f以外，物体靠近凸透镜，像远离凸透镜，像变大，即物近像远像变大；物体远离凸透镜，像靠近凸透镜，像变小，即物远像近像变小。
2、f以内，物体靠近凸透镜，像靠近凸透镜，像变小，即物近像近像变小；物体远离凸透镜，像远离凸透镜，像变大，即物远像远像变大。
应用一、照相机、投影仪、放大镜
成像特点
(1)照相机：镜头是凸透镜，物体在2倍焦距以外，像在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立缩小的实像。
(2)投影仪：镜头是凸透镜，物体在1倍焦距和2倍焦距之间，像在2倍焦距以外，成倒立放大的实像。
(3)放大镜：相当于凸透镜，物体在1倍焦距之内，透过凸透镜观察到正立放大的虚像。
2、成像光路图
应用二、眼睛和眼镜
1、眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏，明视距离为25cm。
2、近视眼及矫正
(1)成因：晶状体变厚，对光的偏折能力变强，像落在视网膜前方。
(2)矫正：佩戴凹透镜（相当于削薄凸透镜）。
(3)光路图
3、远视眼及矫正
(1)成因：晶状体变薄，对光的偏折能力变弱，像落在视网膜后方.
(2)矫正：佩戴凸透镜（相当于加厚凸透镜）。
(3)光路图
应用三、显微镜和望远镜
1、显微镜
(1)物镜和目镜都是凸透镜；
(2)物镜相当于投影仪，成倒立放大实像；实像落在目镜f以内，目镜相当于放大镜，观察到正立放大虚像；
(3)物镜，目镜，相当于放大倍
2、望远镜
(1)物镜和目镜都是凸透镜；
(2)物镜相当于照相机，成倒立缩小实像；实像落在目镜f以内，目镜相当于放大镜，观察到正立放大虚像；
1.在“探究凸透镜成像的规律”实验中，光具座上各元件位置如图所示，此时在光屏上恰好成一个清晰的像，则下列说法正确的是( )
利用这一原理制成了投影仪
该透镜的焦距一定满足
若将蜡烛稍稍靠近凸透镜，则应将光屏远离凸透镜才能得到清晰的像
若保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置互换，会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像
A. 只有 B. 只有 C. 只有 D. 只有
【答案】B
【解析】【分析】
本题考查了凸透镜成像的规律的应用，是中考的重要考点。
，，成倒立缩小的实像，像物异侧； ， ，成倒立等大的实像，像物异侧； ， ，成倒立放大的实像，像物异侧；
，不成像； ， ，成正立放大的虚像，像物同侧。
【解答】
由图可知，物距大于像距，此时在光屏上成倒立、缩小的实像，照相机利用了这一成像原理，故错误；
由题图可知：物距，此时物距大于二倍焦距，即；像距，此时像距介于一倍焦距与二倍焦距之间，即；解得，故正确；
若将蜡烛靠近凸透镜，根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”可知，应将光屏远离凸透镜才能得到清晰的像，且像逐渐变大，故正确；
若保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置互换，根据折射光路是可逆的，会在光屏上成一个清晰倒立、放大的像，故错误；
故选B。
2.同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物体到凸透镜的距离跟像到凸透镜的距离之间关系的图像，如图下列判断正确的是：( )
A. 该凸透镜的焦距是
B. 当时，在光屏上能得到一个缩小的像
C. 当时成放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的
D. 把物体从距凸透镜处移动到处的过程中，像逐渐变小
【答案】D
【解析】【分析】
本题凸透镜成像的四种情况和应用，以及凸透镜成实像时，物距、像距、像之间的关系，是凸透镜成像习题的重要依据，一定要熟练掌握。
根据凸透镜成像的四种情况和应用进行判断
，成倒立、缩小的实像，，应用于照相机和摄像机。
，成倒立、等大的实像，，一般用来求凸透镜的焦距。
，成倒立、放大的实像，，应用于幻灯机和投影仪。
，成正立、放大的虚像，应用于放大镜和老花镜。
当物距大于焦距时，凸透镜成实像，凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小；
当物距小于一倍焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像，物体越靠近焦点，像越大。
【解答】
A.，凸透镜成倒立、等大的实像，如图，时，所以，故A不正确；
B.当时，，成倒立、放大的实像，故B不正确；
C.当时，，成倒立、缩小的实像，应用于照相机，故 C不正确；
D.当物距小于一倍焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像，物体越靠近焦点，像越大；把物体从距凸透镜处移动到处的过程中，成正立、放大的虚像，物距减小，像距变小，像变小，故D正确。
故选D。
3.如图甲所示，把一支铅笔水平地放在空玻璃瓶的后方，透过玻璃瓶观察到的情形如图乙；将玻璃瓶灌满水后，将铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动，同时透过玻璃瓶观察铅笔的像．
关于以上实验，下列说法正确的是( )
A. 如图乙，人能透过空玻璃观察到铅笔是光的反射成像，此像是虚像
B. 人透过装水的玻璃瓶可以观察到如图所示的像，此像是虚像
C. 人通过盛水的玻璃瓶可以观察到如图所示的像，此像是实像
D. 人通过盛水的玻璃瓶可以观察到如图所示的像，此像是实像
【答案】C
【解析】【分析】
此题主要考查凸透镜成像规律的应用，涉及到光的反射、光的折射、凸透镜成像的规律等知识，属于一道光学综合题．此实验最好亲自做一下比较好。
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】
把一支铅笔水平地放在空玻璃瓶的后方，透过玻璃瓶观察到图乙的像是光的折射成像，此像是虚像，故A错误；
玻璃瓶装满水相当于一个凸透镜．当铅笔由靠近瓶子的位置逐渐远离时，透过透镜会看到正立、放大的虚像，并且像逐渐变长；如图；
当到达某一位置时，铅笔尖忽然改变方向，成倒立、放大的实像，如图；继续移动像逐渐变短，如图；只有图情形不能在以上过程中观察到。
综上分析ABD错误，C正确。
故选C。
4.马路上的一种球形交通摄像头能拍清楚几百米远的物体如图所示为这种摄像头成像的示意图，镜头与像屏的位置都不变，两者间距很小图中是透镜的光心，是主光轴与屏的交点，是线段的中点，被跟踪的汽车前车牌在靠近摄像头时总能在屏上成清晰的像在车驶近摄像头的过程中( )
A. 透镜的焦距不变且右侧焦点一定在点与点之间
B. 透镜的焦距不变且右侧焦点一定在点与点之间
C. 透镜的焦距变化且右侧焦点一定在点与点之间
D. 透镜的焦距变化且右侧焦点一定在点与点之间
【答案】D
【解析】【分析】
此题考查了学生对凸透镜成像规律的应用，不仅要掌握成像特点与物距、像距的关系，同时要自己做出规律性的总结，如物距变化和像距变化的大小关系。
根据凸透镜成像的规律：根据凸透镜成实像的几种情况判断：
，成倒立、缩小的实像，，应用是照相机；
，成倒立、放大的实像，，应用是投影机；
，成倒立、等大的实像。
【解答】
摄像机的镜头与照相机的镜头类似，其原理是：物距时，凸透镜成倒立、缩小的实像，且；
由题意可知，被跟踪的汽车前车牌在靠近摄像头时总能在屏上成清晰的像，
因为镜头与像屏的位置都不变，即像距不变，所以透镜的焦距是变化的，且满足光屏离镜头的距离在和之间的条件，即；
由此可得：，且，
即：；
因为是线段的中点，
所以，即透镜右侧焦点一定在点和点之间变化。
故选D。
5.如图所示，小明将盛满水的圆柱形透明玻璃杯贴近书本，透过玻璃杯看书上的鹦鹉图片圆圈中的鹦鹉图与书本中的鹦鹉图实际大小相等，改变鹦鹉和杯子之间的距离，他所看到的像不可能是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】解：因为左右方向的玻璃杯面是一个弧形样子，中间厚边缘薄，与凸透镜一样，所以是左右方向发生变化；
当物距小于焦距时，成正立放大的虚像，即左右变大；
当物距大于焦距小于二倍焦距时，成倒立、放大的实像；
当物距等于二倍焦距时，成倒立、等大的实像，；
当物体大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像．故ACD都有可能，
由于不能成正立缩小的像，故不可能出现选项中的图片．
故选B．
凸透镜成像的规律及应用：
当时，成倒立、缩小的实像．
当时，成倒立、等大的实像．
当时，成倒立、放大的实像．
当时，成正立、放大的虚像．
日常生活中有很多透明的物品能形成中间厚边缘薄，如：玻璃杯中盛满水、塑料大棚上的积水、远视镜片等都相当于凸透镜，能具有凸透镜对光线的会聚作用或所成像的特点．
6.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( )
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；
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；
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；
保持物体和光屏位置不变，移动凸透镜，一定可以在光屏上得到另一个清晰的像．
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】【分析】
此题主要考查了凸透镜成像规律的动态应用，要求结合凸透镜成像的特点以及当物距发生变化时，像距及像的大小的变化规律进行综合分析，难度较大。
凸透镜成像的规律：当时，凸透镜成倒立、缩小的实像；当时，凸透镜成倒立、放大的实像；当时，凸透镜成正立、放大的虚像。凸透镜成像口诀：一倍焦距分虚实，两倍焦距分大小；物近像远像变大成实像，物远像远像变大成虚像。
【解答】
由于光屏上成的是实像，所以如果将物体靠近凸透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，根据凸透镜成像规律，光屏必须远离凸透镜，但光屏移动距离先小于后大于物体移动距离，故错误；
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，所以错误；
换用焦距更小的透镜，由于其折光能力变强，所以像距将会变小，所以光屏必须靠近凸透镜，所以正确；
根据光在折射时光路是可逆的可知，保持物体和光屏位置不变，移动凸透镜，可以光屏上成一个倒立、放大、实像，同时物距刚好是原来的像距，像距刚好是原来物距，所以正确。
故ABC错误，D正确。
故选D。
7.在儿童乐园，摄影师给卡通人照相，在对焦时，发现毛玻璃上卡通人像的位置如图甲所示。为了使毛玻璃上卡通人像的位置如图乙所示，摄影师应当将镜头适当地
( )
A. 向下并且向左移 B. 向下并且向右移 C. 向上并且向左移 D. 向上并且向右移
【答案】B
【解析】【分析】
凸透镜在成实像时，像与物比较，应该是上下左右都互换，根据图甲像的位置，确定物所在凸透镜主光轴的位置，然后进行调节。
此题考查了对倒立实像的理解，倒立是指像和物体的上下、左右都颠倒；像偏向哪儿，在调节时，需将物体相对于凸透镜向哪儿调节
【解答】
解：图甲显示像在毛玻璃的左侧上方，说明卡通人在凸透镜主光轴的右侧下方，要使像如图乙所示，必须调节卡通人到凸透镜的主光轴上，所以镜头应该向右侧下方移动。
故选：。
8.用普通照相机拍照时，要按照被照物体距相机镜头的远近进行“调焦”，使用起来不太便捷．有一种“傻瓜”相机，只要把想拍摄的景物全部纳入取景器内，不论远处还是近处的物体，在照片上都比较清晰，从而使拍照的过程变得十分快捷．这种“傻瓜”相机不用“调焦”的奥秘是( )
A. 采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大
B. 采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大
C. 采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同
D. 采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同
【答案】A
【解析】解：简易“傻瓜”照相机镜头的焦距不能改变，暗箱长度也不能改变．拍照时只要把景物全部纳入取景器内，无论物距如何变化，都能拍出比较清晰的照片，这主要是因为这种照相机的焦距小，物距都远大于倍焦距，像距接近焦距，这样远近不同的物体成像的位置相差不大，所以不用调节．
通过以上分析，只有选项A是正确的．
故选A．
根据凸透镜成像的原理：当物距大于倍焦距，成倒立缩小的实像，以及其应用来解答此题．
本题主要考查学生对：凸透镜成像的应用的了解和掌握，以及物距远大于倍焦距的时候，像距接近倍焦距等知识点的理解和掌握．
9.如图所示，现有一个盛有适量水的透明玻璃杯和一支吸管．小明同学将一支吸管斜插入盛有适量水的透明玻璃杯中，透过玻璃杯的侧面俯视水杯如图所示，可能看到的是以下哪种情况( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】【分析】
本题有两种光学现象：一是玻璃杯从侧面看中间厚边缘薄，相当于放大镜，对吸管起到放大作用；二是吸管反射的光由水斜射进入空气中，光线要发生折射。
凸透镜中间厚边缘薄，当物距小于焦距时，凸透镜成正立放大的虚像；
光的折射定律：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角；当光由水中或其它透明介质斜射进入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角。
【解答】
本题从三个方面考虑：
一是水杯起到放大作用，看到水中的吸管的像比实际吸管变粗；
二是由于光的折射会出现错位现象，刚进入水中的吸管错位，点的像应在点，如图：
水杯底部的吸管，点的像在点，如图：
所以从侧面看到斜插入玻璃杯水中吸管的像如图：
；
故ABC不符合题意，符合题意。
故选D。
10.小明同学用数码相机可调焦距拍摄了同一花菜的两张照片，如图所示，结合图片分析，下面说法不正确的是
( )
A. 照相机的镜头与老花镜属于同一类透镜
B. 凸透镜能成缩小的实像是照相机的工作原理
C. 在物距相同的情况下，拍摄乙照片时，镜头焦距需调得大一些
D. 在物距相同的情况下，拍摄乙照片时，镜头焦距需调得小一些
【答案】C
【解析】【分析】
根据凸透镜成像的四种情况和应用进行判断：
，成倒立、缩小的实像，，应用于照相机和摄像机；
，成倒立、等大的实像，，一般用来求凸透镜的焦距；
，成倒立、放大的实像，，应用于幻灯机和投影仪；
，成正立、放大的虚像，应用于放大镜和老花镜。
凸透镜成像的四种情况和应用，以及凸透镜成实像时，物距、像距、像之间的关系，是凸透镜成像习题的重要依据，一定要熟练掌握。
【解答】
解：、照相机的镜头是凸透镜，老花镜也是凸透镜，属于同一类透镜，故A不符合题意；
B、，成倒立、缩小的实像，，应用于照相机和摄像机。故B，不符合题意；
C、照相机是利用凸透镜成倒立缩小实像的原理工作的。在物距不变的条件下，乙照片中彩色菜花大些，则拍摄乙照片时镜头的焦距需调得大些，故C符合题意，不符合题意。
故选C。
11.乌鲁木齐作为新疆的首府率先开通了地铁，为首府人民的出行提供了极大的便利性。如图：这是地铁站口安装的一款人脸识别一体机，通过摄像镜头来捕捉人脸信息。该摄像机镜头相当于____，所成的是____填“放大”、“缩小”或“等大”的____像填“实”或“虚”；若镜头的焦距为，为了能成清晰的像，人脸到镜头的距离应大于____。
【答案】凸透镜；缩小；实；
【解析】【分析】
此题考查凸透镜成像规律及应用，此类题目是常考题目，一定要掌握。
凸透镜成像时，，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像头；，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪；，成正立、放大的虚像，应用于放大镜和老花镜。
【解答】
摄像头的镜头相当于凸透镜；镜头的焦距是，人的脸距离凸透镜大于时，成倒立、缩小的实像。
故答案为：凸透镜；缩小；实；。
12.小华将凸透镜紧靠书上的一幅鹦鹉图片如图甲，然后逐渐远离的过程中，通过凸透镜观察到四个不同的像如图乙，则四个像出现的先后顺序是_____________________
甲 乙
【答案】
【解析】【分析】
此题主要考查了凸透镜成像的规律，要熟练掌握凸透镜成像特点与物距之间的关系。
凸透镜成像规律：物距小于焦距成正立、放大的虚像；
物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立、放大的实像；
物距等于二倍焦距成倒立等大实像；物距大于二倍焦距成倒立、缩小的实像；
成虚像时，物距越大，像越大。
【解答】
小华将凸透镜紧靠书上的一幅鹦鹉图片，说明物距小于一倍焦距，凸透镜成的虚像是放大的，物体离凸透镜越近，像越接近物体的大小，也就是成的虚像越小，故先看到，然后是，当在一倍焦距远离凸透镜的过程中，看到的像逐渐变大，当大于一倍焦距时，成倒立的像，即看到的为，继续远离大于倍焦距时，看到的是倒立缩小的实像，即为，故四个像的顺序为。
故答案为：。
13.如图，在探究凸透镜成像规律实验中，凸透镜、蜡烛、光屏放在同一直线上。当烛焰在点时，成像在点；当烛焰在点时，成像在点，则凸透镜一定固定在________选填“、”或“、”之间，两次成像的虚实情况_____选填“相同”或“不同”。
【答案】B、；不同
【解析】【分析】
此题是研究凸透镜成像规律的实验，考查物距、像距、与成像性质的关系，明确凸透镜成像的特点是解题的关键。
凸透镜成像的三种情况：，成倒立、缩小的实像；，成倒立、放大的实像；，成正立、放大的虚像；凸透镜成实像时光路是可逆的。
【解答】
解：当烛焰在点时，成像在点；当烛焰在点时，成像在点，由于凸透镜成实像时光路可逆，故在点和在点成像情况不同；故一次成的是实像，一次成的是虚像；由于间的距离小于间的距离，故当烛焰在点时，成的是虚像，像与物体在凸透镜的同一侧，故凸透镜应该在的左边；当烛焰在点时，成像在点，成的是实像，凸透镜应在、之间，故凸透镜的位置应该在、之间。
14.如图练习调节投影仪实践活动中，小明通过调节，使屏幕上出现了清晰画面，但是，画面超出了屏幕范围。为此，小明的操作应当是：适当______填“增大”或“减小”投影仪与屏幕的距离，并将凸透镜适当向______填“上”或“下”移动。
【答案】减小；上
【解析】解：投影仪是利用凸透镜，成倒立、放大的实像。画面超出了屏幕范围，说明像太大，根据凸透镜成实像时，物距增大、像距减小、像减小可知，适当减小投影仪与屏幕的距离减小像距，并将凸透镜适当向上移动增大物距。
故答案为：减小；上。
15.如图，把一个凹透镜放在一个凸透镜的前处，能使一束平行于主光轴的光能过这两个透镜后，会聚在上的一点；已知光屏距透镜，现保持光屏和凸透镜的位置不动，把凹透镜拿走，将一点光源放在凸透镜的主光轴上距凸透镜处，也能使点的像成在光屏上的点，则凹透镜的焦距是_______，凸透镜的焦距是_______。
【答案】；。
【解析】【分析】
本题考查了凸透镜、凹透镜、平面镜对光线的作用，会画透镜的三条特殊光线：通过焦点的光线经透镜折射后将平行于主光轴；平行于主光轴的光线经透镜折射后将过焦点；过光心的光线经透镜折射后传播方向不改变。
由题意知，将一点光源放在凸透镜的主光轴上距凸透镜处，也能使点的像成在光屏上的点，根据凸透镜成像的规律可知，点在凸透镜的二倍焦距处，成像成在二倍焦距处，据此得出凸透镜的焦距；
通过作图分析，平行于主光轴的光经过这两个透镜后，会聚在上的一点处，根据光路可逆，经凹透镜发散后的光线的反向延长线过点。据此判断凹透镜的焦距。
【解答】
当光源在二倍焦距处时，成像在二倍焦距处，此时满足，所以；
根据下面的光路图，结合凹透镜能使光线发散和凸透镜成像的特点，可知，凹透镜的焦距：，
。
故答案为：；。
16.实验室常用蜡烛完成以下光学实验。
如图甲为小孔成像示意图，小孔成像的原理是____。如果只将蜡烛靠近小孔，像会变得大一点，要想像是清晰的，光屏____选填“需要”或“不需要”同时远离小孔；
利用如图乙装置探究“平面镜成像的特点”：在水平桌面上铺一张白纸，再将玻璃板竖立在白纸上，把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面，再拿一支外形完全相同但不点燃的蜡烛在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛的像完全重合。将蜡烛靠近玻璃板，像的大小将____选填“变大”、“变小”或“不变”；
蜡烛还可以用于做“探究凸透镜成像规律”实验，图丙中一束平行光射向凸透镜，光屏上得到一个最小、最亮的光斑未画出；
该凸透镜的焦距为____；
若在图丁中用塑料吸管对准点沿垂直于纸面方向持续用力吹气使烛焰尖部向左偏，发现光屏上“烛焰尖部”变模糊，则将光屏向____选填“左”或“右”移动，“烛焰尖部”呈现的像又会变清晰；
随着蜡烛燃烧而变短，光屏上成的像将向上移动。由于影响到了实验的进行，这时最合理的调整是____。
A.只需将凸透镜向下移动些
B.只需将光屏向上移动些
C.将凸透镜和光屏向下移一些
D.蜡烛适当向上调一些
当光屏上出现蜡烛清晰的像时，如果用遮光板挡住凸透镜的上面一小部分，我们观察光屏时，将会在光屏上看到____。
A.蜡烛像的下部分
B.蜡烛像的上部分
C.蜡烛完整的像，像的亮度变暗
D.蜡烛完整的像，像的亮度不变
【答案】光在同种均匀介质中沿直线传播 不需要 不变 左
【解析】解：小孔成像原理：光在同种均匀介质中沿直线传播。
小孔成像时物距和像距可以是任意值，光屏上都会呈现清晰的像，所以当将蜡烛靠近小孔，光屏的位置不变即可得到的像变大，所以不需要移动光屏的位置。
蜡烛在玻璃板中成像，像的大小跟蜡烛大小相等，蜡烛靠近玻璃板时蜡烛大小不变，蜡烛像的大小也不变。
一束平行光射向凸透镜，经凸透镜折射后，在光屏上得到最小最亮的点，这点是凸透镜的焦点，焦点和光心之间的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距为：。
若在图丁中用塑料吸管对准点沿垂直于纸面方向持续用力吹气使烛焰尖部向左偏，相当于烛焰向左移动，物距增大，像距变小，所以光屏向左靠近凸透镜，光屏上会再次得到清晰的像。
随着蜡烛燃烧而变短，光屏上成的像将向上移动，可以把蜡烛向上移动，可以把凸透镜向下移动，可以把光屏向上移动，都可以使像成在光屏的中央位置，但是如果移动凸透镜或移动光屏，蜡烛每移动一个位置，都有调节凸透镜和光屏的高度，非常麻烦，最合理的方法是蜡烛向上移动，使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，使像成在光屏的中央位置，故选D。
如果用遮光板挡住凸透镜的上面一小部分，折射光线减少，折射光线会聚成的像变暗淡，像的完整性不变，故选C。
故答案为：光在同种均匀介质中沿直线传播；不需要；不变；；左；；。
小孔成像原理：光在同种均匀介质中沿直线传播。
小孔成像时物距和像距可以是任意值，光屏上都会呈现清晰的像。
物体在平面镜中成像，像和物体大小相等。
跟主光轴平行的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点和光心之间的距离是凸透镜的焦距。
凸透镜成实像时，物距变大，像距变小。
凸透镜成像实验时，烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，使像成在光屏的中央位置。
凸透镜成像时，遮住凸透镜的一部分，像的大小不变，像会变暗。
本题考查了光的直线传播、平面镜成像和凸透镜成像，这三个实验是光学的三个重要实验，一定要熟练掌握。
17.如图所示，物体在凸透镜另一侧能成一个等大、倒立的实像，物距，像距，凸透镜的焦距为，其中物距、像距和焦距之间的关系。
请你结合数学知识证明凸透镜成等大实像的条件是；
物理学中用像距和物距的比值来表示凸透镜的放大率，即，请你结合公式和投影仪成像时和的大小关系，说明投影仪成像时放大率是大于还是小于。
【答案】在三角形和中，，；则，即；因为化简得：；
投影线能成放大的实像，，，可得。
【解析】【分析】
本题考查凸透镜成像特点的综合应用；凸透镜成像的四种情况和应用，以及凸透镜成实像时，物距、像距、像之间的关系，是凸透镜成像习题的重要依据，一定要熟练掌握。
根据相似三角形的知识解答。
【解答】
在三角形和中，，；则，即；因为化简得：；
投影线能成放大的实像，，，可得。
故答案为：如上所述。
第1页，共1页专题09 凸透镜成像规律与三类应用（难）
探究凸透镜成像的规律
【提出问题】凸透镜成像，像的大小、正倒、虚实跟物距有什么关系？
【实验器材】带刻度的光具座、蜡烛、光屏、透镜（焦距在10～20 cm之间）、刻度尺。
【实验步骤】探讨像的大小、正倒、虚实跟物距的关系
1、把凸透镜放在光具座标尺中央，在左右两侧标尺上，分别标出1倍焦距和2倍焦距的位置；
2、点燃蜡烛，调整高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度；
3、把蜡烛放在离凸透镜较远的位置，调整光屏到透镜的距离，使烛焰在屏上成一个清晰的像，观察像的大小、正倒，测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏间的距离，把数据记录在表格中。
4、把蜡烛靠近凸透镜，观察像的大小、正倒，测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏间的距离，把数据记录在表格中。
5、当蜡烛到一定位置时，光屏没有像，用眼睛透过凸透镜观察蜡烛的像，观察像的大小、正倒，测出蜡烛与凸透镜、像与凸透镜间的距离，把数据记录在表格中。
【实验结论】
物距u 像距v 像的性质
u>2f f<v<2f 倒立缩小实像
f<u2f 倒立放大实像
uu 正立放大虚像
u=2f v=2f 倒立等大实像
u=f 不成像
【重要规律】凸透镜成像动态规律
1、f以外，物体靠近凸透镜，像远离凸透镜，像变大，即物近像远像变大；物体远离凸透镜，像靠近凸透镜，像变小，即物远像近像变小。
2、f以内，物体靠近凸透镜，像靠近凸透镜，像变小，即物近像近像变小；物体远离凸透镜，像远离凸透镜，像变大，即物远像远像变大。
应用一、照相机、投影仪、放大镜
成像特点
(1)照相机：镜头是凸透镜，物体在2倍焦距以外，像在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立缩小的实像。
(2)投影仪：镜头是凸透镜，物体在1倍焦距和2倍焦距之间，像在2倍焦距以外，成倒立放大的实像。
(3)放大镜：相当于凸透镜，物体在1倍焦距之内，透过凸透镜观察到正立放大的虚像。
2、成像光路图
应用二、眼睛和眼镜
1、眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏，明视距离为25cm。
2、近视眼及矫正
(1)成因：晶状体变厚，对光的偏折能力变强，像落在视网膜前方。
(2)矫正：佩戴凹透镜（相当于削薄凸透镜）。
(3)光路图
3、远视眼及矫正
(1)成因：晶状体变薄，对光的偏折能力变弱，像落在视网膜后方.
(2)矫正：佩戴凸透镜（相当于加厚凸透镜）。
(3)光路图
应用三、显微镜和望远镜
1、显微镜
(1)物镜和目镜都是凸透镜；
(2)物镜相当于投影仪，成倒立放大实像；实像落在目镜f以内，目镜相当于放大镜，观察到正立放大虚像；
(3)物镜，目镜，相当于放大倍
2、望远镜
(1)物镜和目镜都是凸透镜；
(2)物镜相当于照相机，成倒立缩小实像；实像落在目镜f以内，目镜相当于放大镜，观察到正立放大虚像；
1.在“探究凸透镜成像的规律”实验中，光具座上各元件位置如图所示，此时在光屏上恰好成一个清晰的像，则下列说法正确的是( )
利用这一原理制成了投影仪
该透镜的焦距一定满足
若将蜡烛稍稍靠近凸透镜，则应将光屏远离凸透镜才能得到清晰的像
若保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置互换，会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像
A. 只有 B. 只有 C. 只有 D. 只有
2.同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物体到凸透镜的距离跟像到凸透镜的距离之间关系的图像，如图下列判断正确的是：( )
A. 该凸透镜的焦距是
B. 当时，在光屏上能得到一个缩小的像
C. 当时成放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的
D. 把物体从距凸透镜处移动到处的过程中，像逐渐变小
3.如图甲所示，把一支铅笔水平地放在空玻璃瓶的后方，透过玻璃瓶观察到的情形如图乙；将玻璃瓶灌满水后，将铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动，同时透过玻璃瓶观察铅笔的像．
关于以上实验，下列说法正确的是( )
A. 如图乙，人能透过空玻璃观察到铅笔是光的反射成像，此像是虚像
B. 人透过装水的玻璃瓶可以观察到如图所示的像，此像是虚像
C. 人通过盛水的玻璃瓶可以观察到如图所示的像，此像是实像
D. 人通过盛水的玻璃瓶可以观察到如图所示的像，此像是实像
4.马路上的一种球形交通摄像头能拍清楚几百米远的物体如图所示为这种摄像头成像的示意图，镜头与像屏的位置都不变，两者间距很小图中是透镜的光心，是主光轴与屏的交点，是线段的中点，被跟踪的汽车前车牌在靠近摄像头时总能在屏上成清晰的像在车驶近摄像头的过程中( )
A. 透镜的焦距不变且右侧焦点一定在点与点之间
B. 透镜的焦距不变且右侧焦点一定在点与点之间
C. 透镜的焦距变化且右侧焦点一定在点与点之间
D. 透镜的焦距变化且右侧焦点一定在点与点之间
5.如图所示，小明将盛满水的圆柱形透明玻璃杯贴近书本，透过玻璃杯看书上的鹦鹉图片圆圈中的鹦鹉图与书本中的鹦鹉图实际大小相等，改变鹦鹉和杯子之间的距离，他所看到的像不可能是( )
A. B. C. D.
【答案】B
6.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( )
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；
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；
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；
保持物体和光屏位置不变，移动凸透镜，一定可以在光屏上得到另一个清晰的像．
A. B. C. D.
7.在儿童乐园，摄影师给卡通人照相，在对焦时，发现毛玻璃上卡通人像的位置如图甲所示。为了使毛玻璃上卡通人像的位置如图乙所示，摄影师应当将镜头适当地
( )
A. 向下并且向左移 B. 向下并且向右移 C. 向上并且向左移 D. 向上并且向右移
8.用普通照相机拍照时，要按照被照物体距相机镜头的远近进行“调焦”，使用起来不太便捷．有一种“傻瓜”相机，只要把想拍摄的景物全部纳入取景器内，不论远处还是近处的物体，在照片上都比较清晰，从而使拍照的过程变得十分快捷．这种“傻瓜”相机不用“调焦”的奥秘是( )
A. 采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大
B. 采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大
C. 采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同
D. 采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同
9.如图所示，现有一个盛有适量水的透明玻璃杯和一支吸管．小明同学将一支吸管斜插入盛有适量水的透明玻璃杯中，透过玻璃杯的侧面俯视水杯如图所示，可能看到的是以下哪种情况( )
A. B. C. D.
【答案】D
10.小明同学用数码相机可调焦距拍摄了同一花菜的两张照片，如图所示，结合图片分析，下面说法不正确的是
( )
A. 照相机的镜头与老花镜属于同一类透镜
B. 凸透镜能成缩小的实像是照相机的工作原理
C. 在物距相同的情况下，拍摄乙照片时，镜头焦距需调得大一些
D. 在物距相同的情况下，拍摄乙照片时，镜头焦距需调得小一些
11.乌鲁木齐作为新疆的首府率先开通了地铁，为首府人民的出行提供了极大的便利性。如图：这是地铁站口安装的一款人脸识别一体机，通过摄像镜头来捕捉人脸信息。该摄像机镜头相当于____，所成的是____填“放大”、“缩小”或“等大”的____像填“实”或“虚”；若镜头的焦距为，为了能成清晰的像，人脸到镜头的距离应大于____。
12.小华将凸透镜紧靠书上的一幅鹦鹉图片如图甲，然后逐渐远离的过程中，通过凸透镜观察到四个不同的像如图乙，则四个像出现的先后顺序是_____________________
甲 乙
13.如图，在探究凸透镜成像规律实验中，凸透镜、蜡烛、光屏放在同一直线上。当烛焰在点时，成像在点；当烛焰在点时，成像在点，则凸透镜一定固定在________选填“、”或“、”之间，两次成像的虚实情况_____选填“相同”或“不同”。
14.如图练习调节投影仪实践活动中，小明通过调节，使屏幕上出现了清晰画面，但是，画面超出了屏幕范围。为此，小明的操作应当是：适当______填“增大”或“减小”投影仪与屏幕的距离，并将凸透镜适当向______填“上”或“下”移动。
15.如图，把一个凹透镜放在一个凸透镜的前处，能使一束平行于主光轴的光能过这两个透镜后，会聚在上的一点；已知光屏距透镜，现保持光屏和凸透镜的位置不动，把凹透镜拿走，将一点光源放在凸透镜的主光轴上距凸透镜处，也能使点的像成在光屏上的点，则凹透镜的焦距是_______，凸透镜的焦距是_______。
16.实验室常用蜡烛完成以下光学实验。
如图甲为小孔成像示意图，小孔成像的原理是____。如果只将蜡烛靠近小孔，像会变得大一点，要想像是清晰的，光屏____选填“需要”或“不需要”同时远离小孔；
利用如图乙装置探究“平面镜成像的特点”：在水平桌面上铺一张白纸，再将玻璃板竖立在白纸上，把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面，再拿一支外形完全相同但不点燃的蜡烛在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛的像完全重合。将蜡烛靠近玻璃板，像的大小将____选填“变大”、“变小”或“不变”；
蜡烛还可以用于做“探究凸透镜成像规律”实验，图丙中一束平行光射向凸透镜，光屏上得到一个最小、最亮的光斑未画出；
该凸透镜的焦距为____；
若在图丁中用塑料吸管对准点沿垂直于纸面方向持续用力吹气使烛焰尖部向左偏，发现光屏上“烛焰尖部”变模糊，则将光屏向____选填“左”或“右”移动，“烛焰尖部”呈现的像又会变清晰；
随着蜡烛燃烧而变短，光屏上成的像将向上移动。由于影响到了实验的进行，这时最合理的调整是____。
A.只需将凸透镜向下移动些
B.只需将光屏向上移动些
C.将凸透镜和光屏向下移一些
D.蜡烛适当向上调一些
当光屏上出现蜡烛清晰的像时，如果用遮光板挡住凸透镜的上面一小部分，我们观察光屏时，将会在光屏上看到____。
A.蜡烛像的下部分
B.蜡烛像的上部分
C.蜡烛完整的像，像的亮度变暗
D.蜡烛完整的像，像的亮度不变
17.如图所示，物体在凸透镜另一侧能成一个等大、倒立的实像，物距，像距，凸透镜的焦距为，其中物距、像距和焦距之间的关系。
请你结合数学知识证明凸透镜成等大实像的条件是；
物理学中用像距和物距的比值来表示凸透镜的放大率，即，请你结合公式和投影仪成像时和的大小关系，说明投影仪成像时放大率是大于还是小于。
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