3.3凸透镜成像的规律 练习题（解析版）
考点1 凸透镜成像规律及其探究实验
【典例1】（2024·陕西榆林·阶段练习）某同学利用水凸透镜（注射器和弹性膜制成的凸透镜）、蜡烛、光屏、光具座等器材进行探究，此时光屏上能成清晰的像（图中未画出），如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．用注射器向水凸透镜中注入水后，水凸透镜的焦距变大
B．蜡烛和凸透镜位置不变，向水透镜中注水，光屏向右移动才能再次得到清晰的像
C．若一只甲虫落在凸透镜的正中央，则光屏上所成的像不完整
D．向水透镜中注水，观察成像特点的变化，可以模拟近视眼的成因
【答案】D
【详解】A．用注射器向水透镜中注入水后，由于水透镜中间变厚，遮光能力变强，，水凸透镜的焦距变小，故A错误；
B．蜡烛和凸透镜位置不变、向水透镜中注水，凸透镜焦距变小，会聚能力变强，像成在了光屏的前面，光屏要向左移动才能再次得到清晰的像，故B错误；
C．一只甲虫落在凸透镜的正中央，还有另外的部分光线，经过水透镜后会聚在光屏上，所以所成的像依然完整，只是变暗一些；故C错误；
D．近视眼的成因是晶状体的会聚能力变强，像呈现在视网膜的前方，向水透镜中注水，可以模拟近视眼的成因，故D正确。
故选D。
【典例2】（2024·江苏盐城·阶段练习）在探究凸透镜成像的规律时，实验室应保持较 的环境（选填“亮”或“暗”），在实验时应该左右移动光屏，直到光屏上出现 像时测出像距，如果移动光屏始终找不到像，原因可能是 。（写出一点）
【答案】 暗 清晰 u=f或u
[2]为了判断光屏上的像是否最清晰，需要将光屏左右小范围内移动，以改变光屏到凸透镜的距离，进行观察像是否清晰。
[3]如果烛焰、凸透镜和光屏的中心调整到同一高度后，在水平桌面上无论怎样移动光屏，都不能承接到烛焰的像，原因能是烛焰在凸透镜的焦点上，即u=f；或物距小于1倍焦距，成虚像，即u
（1）能看到光路是因为光遇到水雾时，发生了光的 到达了小明眼中。根据现象，可以判断此透镜为 透镜。小明将手置于A点时，会感到被照射位置发烫。说明光具有 ；
（2）小明拆开手电筒，发现灯头结构如图丙所示，查阅说明书得知灯头透镜直径D为10cm，焦距为2cm，光源出射光角度为120°，则此手电筒发出的平行光的直径d为 cm。
【答案】 反射 凸 能量
【详解】（1）[1][2][3]水雾不发光，光遇到水雾时，发生了光的反射进入人眼；如图乙所示，对平行光进行会聚，可以判断此透镜为凸透镜；小明将手置于A点时，会感到被照射位置发烫，说明光具有能量。
（2）[4]如图所示，
左侧为等腰三角形，所以∠1=30°，又因为凸透镜焦距为2cm，所以AC为2cm，则AB=4cm，根据勾股定理可得，则手电筒发出的平行光的直径cm。
【变式训练1】（2024·广东广州·期末）探究凸透镜成像的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成一清晰的像。下列正确的是（ ）
A．凸透镜的焦距是20cm
B．将蜡烛和光屏都向右移动，光屏上可成清晰的像，该成像规律应用在照相机上
C．在凸透镜的左侧放近视眼镜，要使光屏上成清晰的像，则向左移动光屏
D．用f=15cm的凸透镜替换图中透镜，向右移动光屏，可在光屏上成清晰的像
【答案】D
【详解】A．由图知道
u=50cm-30cm=20cm
光屏上得到一个清晰等大的实像，则
u=2f=20cm
解得
f=10cm
故A错误；
B．将蜡烛和光屏都向右移动，光屏上可成清晰的像，物体处于一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，投影仪就是利用该原理制成的，故B错误；
C．在凸透镜的左侧放凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，想要在光屏上得到清晰的像需要将光屏向右移动，故C错误；
D．用f=15cm的凸透镜替换图中透镜，物距
u=20cm
f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，像距大于2倍焦距，向右移动光屏，可在光屏上成清晰的像，故D正确。
故选D。
【变式训练2】（2024·云南曲靖·模拟预测）我校某同学做实验时把光具座上的凸透镜正对窗外，再把透镜另一侧的光屏来回移动适当调整位置后在光屏上出现了清晰的远处图书馆倒立的像，经过测量得出此时光屏到凸透镜的距离为10cm，则该凸透镜的焦距约为 cm；如图所示，烛焰发出的光通过该凸透债在光屏上呈现清晰的像，利用这成像规律工作的设备有 （写出一种即可）
【答案】 10 照相机
【详解】[1]当用凸透镜对着远处图书馆成像的时候，物距u远大于2f，此时成倒立缩小的实像，像距的范围，并且接近f，则该凸透镜的焦距约等于像距，所以焦距。
[2]图中物距为，大于，所以成倒立缩小的实像，利用该成像规律的设备有照相机或摄像机。
【变式训练3】（2024·山东烟台·期末）某同学用焦距为15cm的凸透镜做探究凸透镜成像的规律实验.实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时，在光屏上可得到一个清晰的 实像；实验过程中，随着蜡烛的燃烧，可观察到光屏上的像向 （选填“上”或“下”）移动；通过实验观察可知，在图乙中左边的蜡烛通过凸透镜不可能形成的像是 （选填A、B、C或D）。
【答案】 倒立缩小 上 B
【详解】[1]由图甲可知，物距为50.0cm，物距大于2倍焦距，由凸透镜成像规律可知，光屏上可得到一个倒立、缩小的实像。
[2]实验过程中，蜡烛燃烧变短，根据“过光心的光线其传播方向不变”可知，像会向光屏的上方移动。
[3]根据凸透镜成像规律可知，凸透镜能成倒立、缩小的实像，能成倒立、放大的实像，能成正立、放大的虚像；不能成正立、缩小的实像，故B符合题意。
考点2 凸透镜成像的应用
【典例1】（2024·河南驻马店·阶段练习）如图所示，在玻璃后适当位置放一幅画，向杯子中倒入水后，可观察到画颠倒的现象，这是由于倒入水后杯子相当于 镜。此时，若要将画的像重新颠倒回来，画应 杯子（选填“远离”或“靠近”）。
【答案】 凸透 靠近
【详解】[1]装有水的杯子相当于凸透镜，当物体在凸透镜两倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像；当物体在凸透镜一倍和两倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，所以可观察到画颠倒的现象。
[2]若要将画的像重新颠倒回来，当物体处于凸透镜一倍焦距以内时，可以成正立、放大的虚像，因此只需将画靠近杯子，使画在凸透镜一倍焦距之内即可。
【典例2】（2024·山东烟台·期末）小明用透明塑料盒设计了一个昆虫标本观察器，如图所示，盒底上放标本，盒盖上嵌入一凸透镜。有焦距为10cm和15cm的两种凸透镜，为了在盒盖上方附近，通过凸透镜观察到标本正立、放大的像，凸透镜焦距f与盒高h选择合理的是（ ）
A．f＝10cm h＝20cm B． f＝10cm h＝10cm
C． f＝15cm h＝20cm D． f＝15cm h＝10cm
【答案】D
【详解】如图，物距为h，为了在盒盖上方附近，通过凸透镜观察到标本正立、放大的像，物距应小于焦距，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
【典例3】（2024·陕西咸阳·期末）小明同学上生物课时，用一透镜观察标本，如图所示。他用的是 透镜，如果该透镜焦距为10cm，标本到透镜的距离u应满足条件 ，该透镜还可以应用于投影仪中，所成像是 （选填“倒立”或“正立”）的像。
【答案】 凸 u<10cm 倒立
【详解】[1]由图可知，透过透镜看物体，物体变大了，由凸透镜成像规律可知，物距小于一倍焦距，凸透镜成正立、放大的虚像，所以用的是凸透镜。
[2]由于凸透镜成像时，物距小于一倍焦距，凸透镜成正立、放大的虚像，透镜焦距为10cm，则标本到透镜的距离小于10cm。
[3]投影仪的成像原理是物距在一倍焦距与二倍焦距之间，像距大于二倍焦距，成倒立、放大的实像。
【变式训练1】（2024·陕西咸阳·阶段练习）如图甲所示，把一个箭头图标水平地放在空玻璃杯的后方，透过玻璃杯观察到的情形如图乙；将玻璃杯灌满水后，将箭头由靠近玻璃杯的位置向远处慢慢地移动，在逐渐远离的过程中，通过玻璃杯观察到箭头不同的像，如图丙所示。像出现的先后顺序是（ ）
A．①②③ B．②③① C．③①② D．③②①
【答案】D
【详解】玻璃瓶装满水在水平方向上相当于一个凸透镜，在竖直方向上，因为水的厚度相同，不能相当于凸透镜；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（横向放大，纵向不放大），所以会逐渐变长，如图③；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（横向放大，纵向不放大，也就是变长，但是不能变粗），如图②；继续移动，当物距大于二倍焦距时，横向缩小，所以变短，如图①，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
【变式训练2】（2024·重庆·二模）下列光现象中，可用光的反射原理来解释的是（ ）
A．水面倒影 B．水球成像
C．墙上手影 D．白光透过三棱镜
【答案】A
【详解】A．水面倒影，是平面镜成像现象，光的反射形成的，故A符合题意；
B．图示中水球成像，是凸透镜成像，光的折射形成的，故B不符合题意；
C．墙上手影是光的直线传播形成的，故C不符合题意；
D．白光通过三棱镜后，分解成各种色光，是光的色散现象，故D不符合题意。
故选A。
【变式训练3】（2024·贵州黔西·阶段练习）实验室备有序号为1、2、3的三个凸透镜，三个实验小组分别用这三个凸透镜探究凸透镜成像规律。实验时，当蜡烛到透镜的距离都为20cm时，1、2、3三个分别成缩小的实像、放大的虚像、放大的实像，则这三个透镜的焦距f1、f2、f3的大小关系为（ ）
A．f1>f2>f3 B．f2>f3>f1
C．f2>f1>f3 D．f3>f2>f1
【答案】B
【详解】物距相同，1凸透镜成倒立、缩小的实像，此时u>2f1，所以
2凸透镜成正立、放大的虚像，此时u
3凸透镜成倒立、放大的实像，此时
2f3>u>f3
所以
所以
f2>f3>f1
故选B。
【变式训练4】（2024·广东珠海·期末）小麦在家拿同一个放大镜观察书本上“中学物理”四个字，得到如图所示的两种情景。 （选填“甲”或“乙”）图看到的是字的实像，此时放大镜和书本的距离 （选填“小于一倍焦距”“大于一倍焦距小于两倍焦距”或“大于两倍焦距”）从图甲到图乙的变化过程中，放大镜是逐渐 （选填“靠近”或“远离”）书本的。
【答案】 乙 大于一倍焦距小于两倍焦距 远离
【详解】[1]在凸透镜成像规律中，实像都是倒立的，虚像都是正立的，故甲图成的是虚像，乙图成的是实像。
[2]乙图成倒立、放大的实像，由凸透镜成像规律可知，此时物距在一倍焦距与二倍焦距之间，则凸透镜与书本之间的距离应大于一倍焦距小于两倍焦距。
[3]甲图成正立放大的虚像，此时物距小于一倍焦距，乙图成倒立、放大的实像，则物距大于一倍焦距而小于二倍焦距。因此从图甲到图乙的变化过程中，物距变大了，放大镜逐渐远离书本。
【变式训练5】（2024·江苏苏州·阶段练习）投影仪是教学中常用的仪器，其主要构成有发光灯泡、散热电扇以及透镜组和平面镜等：
（1）如图所示，凸透镜上方的平面镜的作用是改变光的传播方向，把像呈现到竖直的屏幕上，而凸透镜的作用是成 、 、 像。如果凸透镜的焦距f=20cm，那么图中h的范围为 ；
A．h<20cm B．h=20cm C．20cm
（2）教室后排同学要求他将屏幕上的画面再调得大一些。为此，小明的操作应当是适当 （选填“增大”或“减小”）投影仪与屏幕的距离，并将凸透镜适当向 （选填“上”或“下”）移动。
【答案】 倒立 放大 实 C 增大 下
【详解】（1）[1][2][3]根据凸透镜成像的特点和应用可知，投影仪的原理是凸透镜成倒立放大的实像。
[4]根据凸透镜成像的规律，当物距在一倍焦距到二倍焦距之间时，成倒立放大的实像，因此h的范围为
f
20cm
（2）[5][6]根据凸透镜成实像时的规律，物近像远像变大，物远像近像变小。因此想将屏幕上的画面再调得大一些，应当是适当增大投影仪与屏幕的距离，并将凸透镜适当向下移动。
一、单选题
1．（2024·河南商丘·期末）为了行车安全，很多家用汽车都安装了电子后视镜。电子后视镜通过摄像头成像，将车侧后方路况呈现在显示屏上，如图所示。下列说法错误的是 （ ）
A．摄像头成的是倒立、缩小的实像
B．屏上的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成
C．普通后视镜与电子后视镜成像原理相同
D．当侧后方车远离摄像头时，显示屏上车的像变小
【答案】C
【详解】A．摄像头的成像原理与照相机相同，则摄像头成倒立、缩小的实像，故A正确，不符合题意；
B．屏上的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成的，故B正确，不符合题意；
C．普通后视镜是凸面镜，其成像原理是光的反射；而电子后视镜利用的是凸透镜成像，其原理是光的折射，两者的原理不相同，故C错误，符合题意；
D．当侧后方车远离摄像头时，物距变大，像距变小，则显示屏上车的像变小，故B正确，不符合题意。
故选C。
2．（2024·甘肃天水·期末）在探究凸透镜成像规律实验中，当烛焰位于距离凸透镜一倍焦距以内时，人眼观察到烛焰成像的情形是图中的（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【详解】当物距小于一倍焦距时，物体通过凸透镜在蜡烛的同侧成正立的放大的虚像，且像距大于物距，只有选项D中所示的情况符合这个规律。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
3．（2024·四川资阳·中考真题）小明同学找来一个薄壁圆柱形玻璃杯，并将画有箭头的白纸靠在玻璃杯后，观察结果如图甲所示。向杯中加水，使得水面高过箭头位置，透过玻璃杯观察纸上的“箭头”；将白纸逐渐远离杯子的过程中，依次观察到情景可（ ）
A．丁、乙、丙 B．乙、丙、丁 C．丙、丁、乙 D．丁、丙、乙
【答案】D
【详解】圆柱形玻璃杯中注入水相当于凸透镜，玻璃杯后白纸上的水平箭头为物体。开始白纸在焦距之内，成正立、放大的虚像，成的像如图丁，将白纸逐渐远离杯子的过程中，当白纸在一倍焦距和二倍焦距之间时可以成倒立、放大的实像，成的像如图丙，当白纸在凸透镜的二倍焦距以外时可以成倒立、缩小的实像，成的像如图乙，所以依次观察到情景是丁丙乙，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
4．（2024·陕西咸阳·阶段练习）将物体放在焦距为f的凸透镜主光轴上，物体离透镜18cm、12cm、4cm时，分别得到缩小的实像、放大的实像和放大的虚像，则该凸透镜的焦距是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】由题意知，当物体离透镜18cm时，分别得到缩小的实像，则物体在二倍焦距以外，即
18cm＞2f
所以
f＜9cm
当物体离透镜12cm时，分别得到放大的实像，则物体在一倍焦距和二倍焦距之间，即
f＜12cm＜2f
所以
6cm＜f＜12cm
当物体离透镜4cm时，分别得到放大的虚像，则物体在一倍焦距以内，即
4cm＜f
综上所述，可知该凸透镜的焦距为
6cm＜f＜9cm
故选C。
5．（2024·甘肃武威·二模）某摄影师在某次利用相机拍照时，发现被拍摄人的正面照在照片中的比例太小，很不美观。为增加人在照片中的比例，摄像过程应该（ ）
A．被拍摄人不动，摄影师后退，镜头向后调
B．被拍摄人不动，摄影师向前，镜头向前调
C．摄影师不动，被拍摄人向前，镜头向后调
D．摄影师不动，被拍摄人后退，镜头向前调
【答案】B
【详解】凸透镜成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小，为增加人在照片中的比例，需要像变大，像距变大，物距变小，应使被拍摄人不动，摄影师向前，镜头向前调，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
6．（2024·江苏泰州·阶段练习）如图所示，小明同学在“探究凸透镜成像的规律”时，记录并绘制了物距u和像距v之间的关系图像。下列说法正确的是（ ）
A．凸透镜焦距为20cm
B．当u=12cm时，在光屏上能得到一个缩小的像
C．当u=25cm时，在光屏上能得到一个缩小的像
D．把物体从距凸透镜25cm处移动到12cm的过程中像变小
【答案】C
【详解】A．由u-v图像可知
u＝v＝20cm=2f
此时凸透镜成倒立、等大的实像，故 f＝10cm，故A错误；
B．当u＝12cm时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，故B错误；
C．当u＝25cm时，u＞2f，在光屏上成倒立、缩小的实像，故C正确；
D．物体从距凸透镜25cm处移动到12cm处的过程中，物距大于焦距，成实像。根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的成像规律可知，物距减小，像距增大，像变大，故D错误。
故选C。
二、填空题
1．（2024·山东枣庄·阶段练习）用焦距为10cm的凸透镜探究成像规律，如图所示，烛焰在光屏上成清晰的像，则光屏到凸透镜的距离可能是 （8/18/28）cm；在保持蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向 （左/右）调节，光屏上再次成清晰的像，此时成的是 （放大/等大/缩小）的像。
【答案】 18 左 放大
【详解】[1]如图所示，烛焰在光屏上成清晰的像，此时物距大于像距，成的是倒立、缩小的实像，说明物距大于凸透镜的二倍焦距，即大于20cm，像距大于焦距小于二倍焦距，则光屏到凸透镜的距离可能是18cm。
[2][3]根据光路可逆原理可知，在保持蜡烛和光屏位置不变的情况下，若移动凸透镜，使物距和像距的长度互换，仍可在光屏上成清晰像，所以，应将凸透镜向左调节，光屏上可再次成清晰的像，此时，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成的是倒立、放大的实像。
2．（2024·广东广州·开学考试）如图所示，L为一凸透镜，MN为透镜的主光轴，O为透镜的光心，把一个点光源放在透镜的左侧，a、b是点光源发出的光经透镜折射后的两条折射光线，由此可知点光源一定处在 （选填“一倍焦距以内”、“一倍焦距与两倍焦距之间”或“大于两倍焦距以外”）：经透镜所成的像一定是 （选填“虚”或“实”）像，像点A′和物点A （选填“在”或“不在”）直线b上。
【答案】 一倍焦距以内 虚 在
【详解】[1][2]由图可知，两条光线不能相交于一点，但反向延长线可以相交于一点，说明成的一定是虚像，而不是实像，故点光源一定处在一倍焦距以内。
[3]由于光线b过光心，传播方向不变，像和物一定都在直线b上。
3．（2024·安徽宿州·开学考试）如图甲所示，透过圆柱形玻璃杯观察到其后面白纸上面有一水平方向的箭头，慢慢向玻璃杯中注水至水面高过箭头位置，透过玻璃杯看纸上的“箭头”如图乙所示，注入水的圆柱形玻璃杯中相当于凸透镜，此时白纸距离玻璃杯的距离关系满足 。
【答案】一倍焦距和二倍焦距之间
【详解】玻璃水杯相当于一个凸透镜；由图知道，此时的像为倒立、放大的实像，所以白纸距离玻璃杯的距离在一倍焦距和二倍焦距之间。
4．（2024·陕西西安·阶段练习）按要求填空。
（1）如图-1所示，用放大镜点燃纸，是利用凸透镜对光线的 作用。
（2）如图-2所示，漫反射时光线 （选填“遵循”或“不遵循”）光的反射定律。
（3）如图-3所示，将塑料吸管拉直，打开激光笔，由吸管的一端照射，吸管的另一端对着墙壁，观察到墙壁上出现一个亮斑，弯曲吸管的一端，用同样的方法照射，观察到墙壁上 （选填“有”或“没有”）出现光斑，这个现象说明光 。
【答案】 会聚 遵循 没有 沿直线传播
【详解】（1）[1]用放大镜点燃纸，是利用凸透镜对光线的会聚作用，所以阳光通过凸透镜可以会聚一点，热量集中，温度较高可以点燃纸屑。
（2）[2]光照射到凹凸不平的表面时会发生漫反射，漫反射遵循光的反射定律。
（3）[3][4]将塑料吸管拉直，打开激光笔，由吸管的一端照射，吸管的另一端对着墙壁，观察到墙壁上会出现一个亮斑，表明激光笔发出的光通过吸管，弯曲吸管的一端，用激光管从吸管的一端照射，吸管的另一端对着墙壁，观察到墙壁上没有出现亮斑，表明激光笔发出的光没有通过吸管，说明光是沿直线传播的。
三、实验题
1．（2024·陕西咸阳·期中）在探究“凸透镜成像规律”的实验中：
（1）为了方便观察本实验应在光线较 （选填“亮”或“暗”）的环境下进行。
（2）如图甲，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。
（3）将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，使烛焰、凸透镜和光屏的中心在 。
（4）此凸透镜作为照相机镜头，当照完一个人的半身照，然后照全身照，照相机与人的距离应 （选填“变大”、“变小”或“不变”），照相机的镜头应 （选填“伸出”或“缩回”）。
【答案】 暗 10.0 同一高度上 变大 缩回
【详解】（1）[1]为了方便观察本实验应在光线较暗的环境下进行，可以使成像更清晰。
（2）[2]最小最亮的光斑处即为焦点的位置，则凸透镜的焦距
f=60.0cm-50.0cm=10.0cm
（3）[3]为了使像始终成在光屏的中央，应该使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度上。
（4）[4][5]当照完一个人的半身照，然后照全身照，应使像变小，所以要增大物距，照相机与人的距离应变大；物距变大时，像距会变小，所以，照相机的镜头应缩回，离底片近一些。
2．（2024·福建宁德·期末）小明做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）如图甲所示操作，小明测得本实验所用凸透镜的焦距为 cm；
（2）实验时，小明首先调节 、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度，这样做的目的是 ；
（3）小明调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图乙所示，发现光屏上得到一个清晰的实像，生活中的 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用了这样的成像原理。
【答案】 10.0 烛焰 使像成在光屏中央 投影仪
【详解】（1）[1]平行于主光轴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，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是
f=60.0cm-50.0cm=10.0cm
（2）[2][3]为了使像成在光屏中央，应调节烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度。
（3）[4]小明调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图乙所示，发现光屏上得到一个清晰的实像，此时物距小于像距，且物距为15.0cm，在一倍焦距到二倍焦距之间，根据凸透镜成实像时，物距在一倍焦距到二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，投影仪就是利用此原理制成的。
3．（2024·上海·期中）为了“探究凸透镜成实像的规律”，小张和小李同学利用焦距f1为10厘米的凸透镜、一个高度为6厘米的发光体、光屏和光具座等进行实验。实验中，他们正确组装和调试实验器材，按表一中的物距u依次进行实验，每次都使光屏上发光体的像最清晰，并将相应的像距v、成像情况记录在表一中。然后他们换用焦距f2为15厘米的凸透镜，重复上述实验，并将数据记录在表二中。
表一 焦距10厘米
实验 序号 物距 （厘米） 像距 （厘米） 像高 （厘米）
1 20 20 6
2 30 15 3
3 40 13.3 2
4 50 12.5 1.5
表二 焦距15厘米
实验 序号 物距 （厘米） 像距 （厘米） 像高 （厘米）
5 20 60 18
6 30 30 6
7 40 24 3.6
8 50 21.4 2.57
①分析比较实验序号1或6数据中物距u与像距v的大小关系及成像情况，可得出的初步结论是： ；
②分析比较实验序号1、2、3、4或5、6、7、8数据中物距u、像距v及成像的变化情况，可得出的初步结论是： ；
③小张同学计算了表一中物距与像距之和，由此得出结论：同一物体经同一凸透镜成实像时，物距与像距之和越小，成的像越大。小李通过分析比较表二的数据，判断小张的结论是 的（选填“正确”、“错误”）；
④根据上述实验结果可以判断：凸透镜所成像的性质可能与物距和 有关。
【答案】 见解析 见解析 错误 焦距
【详解】[1]由表中数据可知，实验序号1或6中物距与像距相等，此时物体通过凸透镜成等大的实像，即结论是：物距等于像距时，凸透镜成等大的实像。
[2]由表中数据可知，实验序号1、2、3、4或5、6、7、8中物距逐渐变大，像距在逐渐变小，像也在变小，故得出结论：物体通过同一凸透镜成实像时，物距变大，像距变小，像变小。
[3]小张的结论是错误的，实验5中物距与像距之和为80cm，像的大小为18cm，实验6物距与像距之和为60cm，但像的大小为6cm，小于实验5的像，故小张的结论是错误的。
[4]由实验1和5或2和6可知，物距相同，但像的性质不相同，所以凸透镜所成像的性质可能与物距和凸透镜的焦距有关。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页3.3凸透镜成像的规律 练习题（原卷版）
考点1 凸透镜成像规律及其探究实验
【典例1】（2024·陕西榆林·阶段练习）某同学利用水凸透镜（注射器和弹性膜制成的凸透镜）、蜡烛、光屏、光具座等器材进行探究，此时光屏上能成清晰的像（图中未画出），如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．用注射器向水凸透镜中注入水后，水凸透镜的焦距变大
B．蜡烛和凸透镜位置不变，向水透镜中注水，光屏向右移动才能再次得到清晰的像
C．若一只甲虫落在凸透镜的正中央，则光屏上所成的像不完整
D．向水透镜中注水，观察成像特点的变化，可以模拟近视眼的成因
【典例2】（2024·江苏盐城·阶段练习）在探究凸透镜成像的规律时，实验室应保持较 的环境（选填“亮”或“暗”），在实验时应该左右移动光屏，直到光屏上出现 像时测出像距，如果移动光屏始终找不到像，原因可能是 。（写出一点）
【典例3】（2024·江苏无锡·期末）如图甲所示，小明购买的强光手电能射出一束平行光柱。将一枚透镜正对平行光柱，在光的传播路径上喷上水雾，看到了如图乙所示现象，光会聚于A点。
（1）能看到光路是因为光遇到水雾时，发生了光的 到达了小明眼中。根据现象，可以判断此透镜为 透镜。小明将手置于A点时，会感到被照射位置发烫。说明光具有 ；
（2）小明拆开手电筒，发现灯头结构如图丙所示，查阅说明书得知灯头透镜直径D为10cm，焦距为2cm，光源出射光角度为120°，则此手电筒发出的平行光的直径d为 cm。
【变式训练1】（2024·广东广州·期末）探究凸透镜成像的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成一清晰的像。下列正确的是（ ）
A．凸透镜的焦距是20cm
B．将蜡烛和光屏都向右移动，光屏上可成清晰的像，该成像规律应用在照相机上
C．在凸透镜的左侧放近视眼镜，要使光屏上成清晰的像，则向左移动光屏
D．用f=15cm的凸透镜替换图中透镜，向右移动光屏，可在光屏上成清晰的像
【变式训练2】（2024·云南曲靖·模拟预测）我校某同学做实验时把光具座上的凸透镜正对窗外，再把透镜另一侧的光屏来回移动适当调整位置后在光屏上出现了清晰的远处图书馆倒立的像，经过测量得出此时光屏到凸透镜的距离为10cm，则该凸透镜的焦距约为 cm；如图所示，烛焰发出的光通过该凸透债在光屏上呈现清晰的像，利用这成像规律工作的设备有 （写出一种即可）
【变式训练3】（2024·山东烟台·期末）某同学用焦距为15cm的凸透镜做探究凸透镜成像的规律实验.实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时，在光屏上可得到一个清晰的 实像；实验过程中，随着蜡烛的燃烧，可观察到光屏上的像向 （选填“上”或“下”）移动；通过实验观察可知，在图乙中左边的蜡烛通过凸透镜不可能形成的像是 （选填A、B、C或D）。
考点2 凸透镜成像的应用
【典例1】（2024·河南驻马店·阶段练习）如图所示，在玻璃后适当位置放一幅画，向杯子中倒入水后，可观察到画颠倒的现象，这是由于倒入水后杯子相当于 镜。此时，若要将画的像重新颠倒回来，画应 杯子（选填“远离”或“靠近”）。
【典例2】（2024·山东烟台·期末）小明用透明塑料盒设计了一个昆虫标本观察器，如图所示，盒底上放标本，盒盖上嵌入一凸透镜。有焦距为10cm和15cm的两种凸透镜，为了在盒盖上方附近，通过凸透镜观察到标本正立、放大的像，凸透镜焦距f与盒高h选择合理的是（ ）
A．f＝10cm h＝20cm B． f＝10cm h＝10cm
C． f＝15cm h＝20cm D． f＝15cm h＝10cm
【典例3】（2024·陕西咸阳·期末）小明同学上生物课时，用一透镜观察标本，如图所示。他用的是 透镜，如果该透镜焦距为10cm，标本到透镜的距离u应满足条件 ，该透镜还可以应用于投影仪中，所成像是 （选填“倒立”或“正立”）的像。
【变式训练1】（2024·陕西咸阳·阶段练习）如图甲所示，把一个箭头图标水平地放在空玻璃杯的后方，透过玻璃杯观察到的情形如图乙；将玻璃杯灌满水后，将箭头由靠近玻璃杯的位置向远处慢慢地移动，在逐渐远离的过程中，通过玻璃杯观察到箭头不同的像，如图丙所示。像出现的先后顺序是（ ）
A．①②③ B．②③① C．③①② D．③②①
【变式训练2】（2024·重庆·二模）下列光现象中，可用光的反射原理来解释的是（ ）
A．水面倒影 B．水球成像
C．墙上手影 D．白光透过三棱镜
【变式训练3】（2024·贵州黔西·阶段练习）实验室备有序号为1、2、3的三个凸透镜，三个实验小组分别用这三个凸透镜探究凸透镜成像规律。实验时，当蜡烛到透镜的距离都为20cm时，1、2、3三个分别成缩小的实像、放大的虚像、放大的实像，则这三个透镜的焦距f1、f2、f3的大小关系为（ ）
A．f1>f2>f3 B．f2>f3>f1
C．f2>f1>f3 D．f3>f2>f1
【变式训练4】（2024·广东珠海·期末）小麦在家拿同一个放大镜观察书本上“中学物理”四个字，得到如图所示的两种情景。 （选填“甲”或“乙”）图看到的是字的实像，此时放大镜和书本的距离 （选填“小于一倍焦距”“大于一倍焦距小于两倍焦距”或“大于两倍焦距”）从图甲到图乙的变化过程中，放大镜是逐渐 （选填“靠近”或“远离”）书本的。
【变式训练5】（2024·江苏苏州·阶段练习）投影仪是教学中常用的仪器，其主要构成有发光灯泡、散热电扇以及透镜组和平面镜等：
（1）如图所示，凸透镜上方的平面镜的作用是改变光的传播方向，把像呈现到竖直的屏幕上，而凸透镜的作用是成 、 、 像。如果凸透镜的焦距f=20cm，那么图中h的范围为 ；
A．h<20cm B．h=20cm C．20cm
（2）教室后排同学要求他将屏幕上的画面再调得大一些。为此，小明的操作应当是适当 （选填“增大”或“减小”）投影仪与屏幕的距离，并将凸透镜适当向 （选填“上”或“下”）移动。
一、单选题
1．（2024·河南商丘·期末）为了行车安全，很多家用汽车都安装了电子后视镜。电子后视镜通过摄像头成像，将车侧后方路况呈现在显示屏上，如图所示。下列说法错误的是 （ ）
A．摄像头成的是倒立、缩小的实像
B．屏上的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成
C．普通后视镜与电子后视镜成像原理相同
D．当侧后方车远离摄像头时，显示屏上车的像变小
2．（2024·甘肃天水·期末）在探究凸透镜成像规律实验中，当烛焰位于距离凸透镜一倍焦距以内时，人眼观察到烛焰成像的情形是图中的（ ）
A． B．
C． D．
3．（2024·四川资阳·中考真题）小明同学找来一个薄壁圆柱形玻璃杯，并将画有箭头的白纸靠在玻璃杯后，观察结果如图甲所示。向杯中加水，使得水面高过箭头位置，透过玻璃杯观察纸上的“箭头”；将白纸逐渐远离杯子的过程中，依次观察到情景可（ ）
A．丁、乙、丙 B．乙、丙、丁 C．丙、丁、乙 D．丁、丙、乙
4．（2024·陕西咸阳·阶段练习）将物体放在焦距为f的凸透镜主光轴上，物体离透镜18cm、12cm、4cm时，分别得到缩小的实像、放大的实像和放大的虚像，则该凸透镜的焦距是（ ）
A． B．
C． D．
5．（2024·甘肃武威·二模）某摄影师在某次利用相机拍照时，发现被拍摄人的正面照在照片中的比例太小，很不美观。为增加人在照片中的比例，摄像过程应该（ ）
A．被拍摄人不动，摄影师后退，镜头向后调
B．被拍摄人不动，摄影师向前，镜头向前调
C．摄影师不动，被拍摄人向前，镜头向后调
D．摄影师不动，被拍摄人后退，镜头向前调
6．（2024·江苏泰州·阶段练习）如图所示，小明同学在“探究凸透镜成像的规律”时，记录并绘制了物距u和像距v之间的关系图像。下列说法正确的是（ ）
A．凸透镜焦距为20cm
B．当u=12cm时，在光屏上能得到一个缩小的像
C．当u=25cm时，在光屏上能得到一个缩小的像
D．把物体从距凸透镜25cm处移动到12cm的过程中像变小
二、填空题
1．（2024·山东枣庄·阶段练习）用焦距为10cm的凸透镜探究成像规律，如图所示，烛焰在光屏上成清晰的像，则光屏到凸透镜的距离可能是 （8/18/28）cm；在保持蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向 （左/右）调节，光屏上再次成清晰的像，此时成的是 （放大/等大/缩小）的像。
2．（2024·广东广州·开学考试）如图所示，L为一凸透镜，MN为透镜的主光轴，O为透镜的光心，把一个点光源放在透镜的左侧，a、b是点光源发出的光经透镜折射后的两条折射光线，由此可知点光源一定处在 （选填“一倍焦距以内”、“一倍焦距与两倍焦距之间”或“大于两倍焦距以外”）：经透镜所成的像一定是 （选填“虚”或“实”）像，像点A′和物点A （选填“在”或“不在”）直线b上。
3．（2024·安徽宿州·开学考试）如图甲所示，透过圆柱形玻璃杯观察到其后面白纸上面有一水平方向的箭头，慢慢向玻璃杯中注水至水面高过箭头位置，透过玻璃杯看纸上的“箭头”如图乙所示，注入水的圆柱形玻璃杯中相当于凸透镜，此时白纸距离玻璃杯的距离关系满足 。
4．（2024·陕西西安·阶段练习）按要求填空。
（1）如图-1所示，用放大镜点燃纸，是利用凸透镜对光线的 作用。
（2）如图-2所示，漫反射时光线 （选填“遵循”或“不遵循”）光的反射定律。
（3）如图-3所示，将塑料吸管拉直，打开激光笔，由吸管的一端照射，吸管的另一端对着墙壁，观察到墙壁上出现一个亮斑，弯曲吸管的一端，用同样的方法照射，观察到墙壁上 （选填“有”或“没有”）出现光斑，这个现象说明光 。
三、实验题
1．（2024·陕西咸阳·期中）在探究“凸透镜成像规律”的实验中：
（1）为了方便观察本实验应在光线较 （选填“亮”或“暗”）的环境下进行。
（2）如图甲，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。
（3）将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，使烛焰、凸透镜和光屏的中心在 。
（4）此凸透镜作为照相机镜头，当照完一个人的半身照，然后照全身照，照相机与人的距离应 （选填“变大”、“变小”或“不变”），照相机的镜头应 （选填“伸出”或“缩回”）。
2．（2024·福建宁德·期末）小明做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）如图甲所示操作，小明测得本实验所用凸透镜的焦距为 cm；
（2）实验时，小明首先调节 、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度，这样做的目的是 ；
（3）小明调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图乙所示，发现光屏上得到一个清晰的实像，生活中的 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用了这样的成像原理。
3．（2024·上海·期中）为了“探究凸透镜成实像的规律”，小张和小李同学利用焦距f1为10厘米的凸透镜、一个高度为6厘米的发光体、光屏和光具座等进行实验。实验中，他们正确组装和调试实验器材，按表一中的物距u依次进行实验，每次都使光屏上发光体的像最清晰，并将相应的像距v、成像情况记录在表一中。然后他们换用焦距f2为15厘米的凸透镜，重复上述实验，并将数据记录在表二中。
表一 焦距10厘米
实验 序号 物距 （厘米） 像距 （厘米） 像高 （厘米）
1 20 20 6
2 30 15 3
3 40 13.3 2
4 50 12.5 1.5
表二 焦距15厘米
实验 序号 物距 （厘米） 像距 （厘米） 像高 （厘米）
5 20 60 18
6 30 30 6
7 40 24 3.6
8 50 21.4 2.57
①分析比较实验序号1或6数据中物距u与像距v的大小关系及成像情况，可得出的初步结论是： ；
②分析比较实验序号1、2、3、4或5、6、7、8数据中物距u、像距v及成像的变化情况，可得出的初步结论是： ；
③小张同学计算了表一中物距与像距之和，由此得出结论：同一物体经同一凸透镜成实像时，物距与像距之和越小，成的像越大。小李通过分析比较表二的数据，判断小张的结论是 的（选填“正确”、“错误”）；
④根据上述实验结果可以判断：凸透镜所成像的性质可能与物距和 有关。
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