教科八上4.5、科学探究：凸透镜成像
（共17题）
一、选择题（共10题）
站在平静的水池边，看到水中有一片云彩，这云彩是
A．光的反射所形成的虚像 B．光的反射所形成的实像
C．光的折射所形成的虚像 D．光的折射所形成的实像
小明同学在“探究凸透镜成像的规律”实验时，烛焰在光屏上成了一个清晰的像，如图所示，下面给出的生活中常用物品工作时原理与此现象相同的是
A．投影仪 B．照相机 C．放大镜 D．望远镜
用同一凸透镜在光具座上分别探究长短不同的甲、乙两物体的成像情况，甲物体比乙物体长些。实验时甲、乙两物体直立于光具座上，它们经凸透镜成像后，下列说法中正确的是
A．若它们都成放大的实像，则甲的像一定比乙的像长
B．若它们都成缩小的实像，则甲的像一定比乙的像长
C．不论成放大还是缩小的实像，甲的像都一定比乙的像短
D．不论成放大还是缩小的实像，甲的像都有可能比乙的像短
如图所示，小明用焦距为 10?cm 的放大镜去观察邮票，想看清楚邮票上的细微之处。这时放大镜与邮票间的距离应
A．等于 10?cm B．小于 10?cm
C．大于 20?cm D．在 10?cm 与 20?cm 之间
如图所示，是一束光通过透镜的光路，其中正确的是
A． B．
C． D．
一束光通过透镜的光路如图所示，图示正确的是
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
小阳在实验室进行凸透镜的成像实验，他所用的凸透镜的焦距为 10?cm。实验过程中他将蜡烛分别放在甲、乙、丙、丁不同的位置，如图所示，试回答蜡烛放在哪些位置上，其成像具有放大的效果
A．甲、乙 B．乙、丙 C．甲、丙 D．丙、丁
将凸透镜正对太阳光，其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑，这时光斑到凸透镜的距离为 1。若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大，则该凸透镜的焦距
A．一定小于 1 B．一定等于 1
C．一定大于 1 D．可能小于 1，也可能大于 1
小明和小华在窗边用凸透镜贴近报纸看文字，看到了文字的像。在移动凸透镜时，意外的发现在报纸上出现了窗外景物的像，如图所示，两次所成的像相对与原来被观察的物体，对比像的正倒、大小、虚实三个方面，它们
A．有一个方面相同，两个方面不同 B．有两个方面相同，一个方面不同
C．三个方面都相同 D．三个方面都不同
某同学们在研究凸透镜成像规律时作了如下的记录：当物体距 u1=30 厘米时，在光屏上出现倒立、缩小的像；当物距 u2=20 厘米，在光屏上出现倒立、放大的像；当物距 u=10 厘米，在光屏上始终得不到像。由此可判断凸透镜的焦距是
A．大于 20 厘米 B．大于 15 厘米，小于 20 厘米
C．小于 10 厘米 D．大于 10 厘米，小于 15 厘米
二、填空题（共3题）
游人在湖边看到绿树在水中的倒影是 （选填“虚”或“实”）像，水中的潜水员看到岸上的景物比实际位置偏 （选填“高”或“低”）。
如图所示，一束光经过一个透镜后会聚于主光轴上的点 A，取掉透镜后，光会聚于 B 点，则该透镜起到 作用，是 透镜。由此说明，能会聚于一点的透镜 （填“一定”或“不一定”）是凸透镜。
凹透镜的焦点 （填“是“或”不是”）由实际光线会聚而成的，所以称为 （填‘‘实”或“虚”）焦点。
三、综合应用题（共4题）
如图，在“自制照相机模型”时，用硬纸板做两个粗细相差很少的纸筒，使一个纸筒刚好能够套入另一个纸筒内，并能前后滑动。在一个纸筒的一端嵌上一个焦距 10?cm 的凸透镜。
(1) 在取材时，另一个纸筒的一端蒙上的材料是 （填“透明”、“半透明”或“不透明”）膜。
(2) 观察时，小明应选择 （填“亮”或“暗”）的物体作为观察对象。
(3) 照相时，镜头离景物的距离至少要 ，才能在膜上看到清晰的像。
(4) 小明用自制的照相机先拍摄到了远处的物体清晰的像，再拍摄近处物体时，应将两筒间的距离变 ；观察到膜上的像变 。（两空填“小”“大”或“不变”）
如图，凸透镜水平放置，F 为其焦点，从焦点射出的光先后经凸透镜折射、平面镜反射后，以图示的角度投射到平行于凸透镜主光轴放置的屏幕上。
(1) 请在图中作出完整的光路图。
(2) 在平面镜的反射光路中，反射角大小为 。
光电鼠标在电脑中应用非常广泛，其原理就是利用发光二极管照射移动表面（如图所示），并被反射回鼠标的光学感应器，用以记录移动动作，以此来捕捉移动位置的不同画面。当鼠标移动时，感应器会连续拍摄鼠标垫表面所成的像，并利用数字信号处理来比较各个影像，以决定移动的距离和方向。产生的结果会传回计算机，而屏幕上的光标会根据这些结果来移动，图中光学感应器、透镜、发光二极管等元件固定在鼠标内。
(1) 当发光二极管的光照射在粗糙的鼠标垫上时会发生 （填“镜面反射”或“漫反射”）。
(2) 光学感应器上所成的像是 （填“实像”或“虚像”）。
(3) 将鼠标离开鼠标垫一定高度后悬空向前移动时，电脑显示器上的光标并不移动，是因为 。
利用光具座以及蜡烛、凸透镜、光屏等器材，可进行“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1) 实验前，测焦距 f 时，将凸透镜正对太阳，在透镜下方的白纸上呈现一光斑时，测得光斑到透镜的距离为 l，将白纸再远离透镜一段距离，发现白纸上又出现了相同大小的光斑，则 l f 选（填“大于”、“等于”或“小于”）；小华取一发光的小电灯放在凸透镜主光轴上离光心距离为 l 处，在透镜另一侧将白纸沿主光轴远离透镜过程中，纸上的光斑大小将 （变大或变小或不变）。
(2) 实验时，首先在光具座上放置实验器材，若光具座 A 处放置蜡烛（如图甲所示），则 C 处应放置 （选填“凸透镜”或“光屏”）。器材正确放置后，还应对其进行调整，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上。
(3) 实验后，可得岀凸透镜成像规律。根据成像规律判断下列说法，说法正确的是
A.若凸透镜的焦距为 10?cm，则烛焰距离凸透镜 30?cm 时，可在光屏上成放大的像
B.实验过程中，蜡烛因燃烧而变短，则烛焰在光屏上的像会下移
C.若烛焰朝着凸透镜方向前后不断晃动，则光屏上仍能观察到清晰的烛焰像
D.若烛馅在光屏上成缩小的像，则光屏到凸透镜的距离小于烛焰到凸透镜的距离
(4) 如图乙所示如果蜡烛燃烧变短，烛焰在光屏上的像向 （填“上”或者“下”或者“不变”）移动，如使像在光屏中央，凸透镜应向 （填“上”或者“下”或者“不变”）移动。
(5) 将蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上，点燃蜡烛后，发现无论怎样移动光屏都找不到烛焰的像，其原因不可能的是
A.烛焰、光屏的中心不在凸透镜的主光轴上
B.物距小于凸透镜的一倍焦距
C.蜡烛在凸透镜的两倍焦距处
D.蜡烛在凸透镜的焦点上
(6) 将蜡烛置于凸透镜一倍焦距处，结果仍能观察到烛焰放大的像，这是因为
(7) 将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上（如图丙），做成像实验，记录每次成实像的物距 u，像距 v。物像间距 L(u+v)，绘出图线丁（以 f 为长度单位），由图可知，要想成实像，蜡烛与光屏的间距应满足 L 。经“百度”搜索发现，物理学中，有一个凸透镜成像的“新概念”：放大率 n=A?B?AB=vu，结合丙、丁两图，可知当物距 u=1.5f 时，n= 。
答案
一、选择题（共10题）
1. 【答案】A
2. 【答案】B
【解析】由图可知，此时物距大于 2f，像距 2f＞v＞f，所以物距大于像距，此时成倒立、缩小的实像，照相机是根据这个原理制成的。
3. 【答案】D
【解析】由于凸透镜所成的像既可以使放大的，也可以是缩小的，所以虽然甲物体比乙物体长，但所成的像大小不确定，所以甲、乙长度大小关系不确定。
4. 【答案】B
【解析】放大镜成正立放大的虚像，满足 u
6. 【答案】C
7. 【答案】D
【解析】根据“二倍焦距分大小”知二倍焦距以外是缩小的像，以内是放大的像，因为丙丁在二倍焦点以内，所以成放大的像。
8. 【答案】A
【解析】由于光斑到凸透镜的距离为 1 时，即像距为 1 时，纸上呈现一个并非最小的光斑，这个光斑可能是焦点之后的，也可能是焦点之前的光斑，所以凸透镜的焦距 f≠1；若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大，说明凸透镜的焦点不在光斑之后，故焦点应在光斑之前，因此 f 一定小于 1。故BCD错误，故A正确。
9. 【答案】D
【解析】原来贴近报纸看文字时，看到的应该是正立、放大的虚像，而窗外景物成在报纸上的像是倒立、缩小的实像。故都是倒正、大小、虚实都不同，故D正确。
故选：D。
10. 【答案】D
二、填空题（共3题）
11. 【答案】虚；高
【解析】倒影是虚像，原理是平面镜成像；
潜水员看岸上的景物，由于光的折射，看起来会比实际物体高。
12. 【答案】发散；凹；不一定
13. 【答案】不是；
三、综合应用题（共4题）
14. 【答案】
(1) 半透明
(2) 亮
(3) 大于 20?cm 或大于两倍焦距
(4) 大；大
【解析】
(1) 在自制照相机模型时，为了既能承接像，又能观察到像，应用半透明薄膜做光屏。
(2) 为了能在半透明膜上成清晰的像，并选择亮的物体做观察对象较好。
(3) 根据照相机的工作原理可知，照相时，镜头离景物的距离应大于凸透镜的二倍焦距，即镜头离景物的距离至少要大于 20?cm，才能在膜上看到清晰的像。
(4) 根据凸透镜成像的规律“物近像远像变大”可知，小明用自制的照相机先拍摄到了远处的物体，再拍摄近处物体时，即物距减小，像距应增大，薄膜上的像变大，则应将两筒间的距离变大。
15. 【答案】
(1)
(2) 60?
【解析】
(1) 过焦点 F 的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴，将投射到平行放置的屏幕上的光线反向延长，与折射光线的交点 B 即为入射点，过入射点 B 作 ∠ABC 的角平分线 BE 即为法线，然后做法线的垂线即为平面镜的位置。
(2) 由图和题意可知，屏幕平行于凸透镜的主光轴，且 ∠BCD=60?，因平行线同旁内角互补，则 ∠ABC=120?，且 BE 是法线，也是 ∠ABC 的角平分线，所以在平面镜的反射光路中，反射角 ∠EBC=60?。
16. 【答案】
(1) 漫反射
(2) 实像
(3) 像没有刚好成在光学感应器上（或像成在光学感应器的下方）
【解析】
(1) 当发光二极管的光照射在粗糙的鼠标垫上时，发生漫反射。
(2) 当鼠标移动时，感应器会连续拍摄鼠标垫表面所成的像，并利用数字信号处理来比较各个影像，说明光学感应器上所成的像是实像。
(3) 鼠标悬空相当于增大了物距，这时候像距会变小，像变小，因为成像透镜和光学感应器距离是不变的，导致像成在光学感应器下方。
17. 【答案】
(1) 小于；变大
(2) 光屏；主光轴
(3) D
(4) 上；下
(5) C
(6) 蜡烛较粗，有部分烛焰在 f 和 2f 之间
(7) ≥4f；2
【解析】
(1) 将凸透镜正对太阳，在透镜下方的白纸上呈现一并非最小的光斑时，测得光斑到透镜的距离为 l，将白纸再远离透镜一段距离，发现白纸上又出现了相同大小的光斑，说明开始白纸在焦点前，后一次在焦点后，即 l 小于 f；
将发光的小电灯放在凸透镜主光轴上离光心距离为 l 处时，光线通过凸透镜后是发散的，所以将白纸沿主光轴远离透镜过程中，纸上的光斑大小将逐渐变大。
(2) 光具座上从左向右依次摆放蜡烛、凸透镜、光屏，故 C 处放光屏；摆放整齐后调整使烛焰、光屏和凸透镜位于同一高度，即三者中心位于凸透镜的主光轴上。
(3) A．烛焰距离凸透镜 30?cm，u>2f，成倒立缩小的实像，故A错误；B．因为凸透镜成实像时，不仅上下颠倒，而且左右也颠倒，所以蜡烛燃烧变短时，所成的像移到了光屏中心的上方，故B错误；C．若烛焰朝着凸透镜方向前后不断晃动，物距增大或减小，此时像距和像的大小也跟着变化，则光屏上不能观察到清晰的烛焰像，故C错误；D．若烛馅在光屏上成缩小的像，物距 u>2f，像距 2f>v>f，则光屏到凸透镜的距离小于烛焰到凸透镜的距离，故D正确。
(4) 光屏只能承接实像，蜡烛燃烧变短时，烛焰下移，像则上移；若要使像在光屏中央，凸透镜应向下移动。
(5) A．若蜡烛、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上，此时光屏上也不会有清晰的像，故A不符合题意；B．蜡烛距透镜的距离小于一倍焦距，物体成的是正立放大的虚像，由于虚像不是由实际光线会聚而成，所以光屏上也不会有清晰的像，故B不符合题意；C．蜡烛在二倍焦距处成等大倒立的实像，光屏上可以看见像，故C符合题意；D．蜡烛距透镜的距离恰好为一倍焦距时，物体不成像。所以光屏上没有清晰的像，故D不符合题意。
(6) 因为蜡烛有一定的体积，把它放到焦点时，它有一部分光会在一倍焦距和二倍焦距之间，所以能看到放大的像。
(7) 根据凸透镜的成实像时满足 u>f，由图丁可知，随着物距 u 的增大，物像间距 L 先减小后增大，当物距 u=2f 时，物像间距 L 最小为 4f，因此要想成实像，蜡烛与光屏的间距应满足 L≥4f；由图丁可知，当物距 u=1.5f 时，物像间距为 L=4.5f。根据 L=u+v 可得：v=L?u=4.5f?1.5f=3f 则放大率为：n=A?B?AB=vu=3f1.5f=2。
