卷子答案网-一个不只有答案的网站4.5科学探究：凸透镜成像（原卷版）
一、单选题
1．使用支付宝购物，消费者结账时只需面对手机摄像头（相当于一个凸透镜）“刷脸”如图所示，经系统自动拍照、扫描，按“确认”后，即可迅速完成交易。下列说法正确的是（ ）
A．光经过摄像头成像利用的是光的反射 B．摄像头成像特点与幻灯机相同
C．“刷脸”时，面部应位于摄像头两倍焦距之外 D．“刷脸”时，面部经摄像头成正立放大的虚像
2．如图所示，航天员王亚平在中国空间站用“水球”做成像实验，“水球”成像的原理与物体ab经过透镜的图中的哪个选项解释（ ）
A． B． C． D．
3．图是小华在园博苑拍摄的郁金香特写，若要拍摄郁金香花海盛景，可采用的方法是（ ）
A．更换短焦距镜头，使像变大 B．更换长焦距镜头，使像变小
C．相机靠近郁金香，使像变大 D．相机远离郁金香，使像变小
4．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．在凸透镜的左侧放凹透镜，要使光屏上成清晰缩小的像，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
5．虚线方框内各放置一个透镜，两束光通过透镜前后的方向如图所示，则（ ）
A．甲为凸透镜，乙为凹透镜 B．甲、乙都为凸透镜
C．甲为凹透镜、乙为凸透镜 D．甲、乙都为凹透镜
6．“影”是生活中常见的光现象，如做光学游戏的“手影”、留下美好记忆照片的“摄影”、幻灯机射到屏幕上的“投影”、湖岸景色在水中形成的“倒影”等，下图中与物理知识对应关系正确的是（ ）
A．倒影——光的折射 B．手影——平面镜成像
C．投影——凸透镜成像 D．摄影——光的反射
7．如图“p”字发光体经过凸透镜在不透明的光屏上得到清晰地像。我们的眼睛看到屏上的像的形状为（ ）
A．“b” B．“p” C．“d” D．“q”
8．在“探究凸透镜成像的规律”实验时，某小组测量出物距和像距的数据，并绘制成如图所示的图象，根据图象可知（ ）
A．该凸透镜的焦距f＝20cm
B．当物距u＝15cm时，成正立、放大的虚像，放大镜利用了这条规律
C．当物距u＝8cm时，成倒立、放大的实像，幻灯机利用了这条规律
D．若把物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动过程中，所成的像会逐渐变大
二、填空题
9．小明喝水时一不小心在他家的写字台玻璃台板上面滴了一滴水，透过水滴看过去，他发现压在台板下报纸上的文字变大了。这是由于此时的水滴相当于一个 ，报纸上的文字经过水滴折射后形成一个 像（填“实”或“虚”）。
10．一幅如图甲所示的漫画立在桌面上。小霞把一个装水的玻璃杯放在漫画前，惊奇地发现：透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了，还掉头奔向猫，如图乙。小霞观察分析：装水的圆柱形玻璃杯横切面中间厚，边缘薄，起到凸透镜的作用，使图片横向放大、颠倒，透过水杯看到的是老鼠的 （填“实”或“虚”）像，此时老鼠到玻璃杯的距离满足 （填“f＜u＜2f”或“u＞2f”或“u＜f”）。
11．如图（a）、（b）所示，水中弯折的筷子，和被放大的标语均属于光的 现象；其中，凸透镜与标语之间的距离应 焦距。（选填“大于”、“小于”或“等于”），此时，看到的为标语的 （选填“虚”或“实”）像。
12．近期流行的“自拍神器”给旅行者自拍带来方便．如图所示，与直接拿手机自拍相比，利用自拍杆可以 物距，减小人像的大小，从而 取景范围，取得更好的拍摄效果．（均选填“增大”或“减小”）
13．烟台昆嵛山国家森林公园风景秀丽，园内严禁游客随地丢弃饮料瓶，这不仅是为了保护环境，更重要的是因为透明圆饮料瓶装水后相当于一个 镜，它对太阳光具有 作用，可能引起森林火灾。
14．照相机是利用凸透镜成倒立、缩小、 像的性质制成的。摄影师用一台焦距固定的照相机给小芳同学照完半身照后，接着又给她拍全身照，摄影师应 （选填“靠近”或“远离”）小芳，同时 （选填“增大”或“减小”）镜头到底片之间的距离。
三、作图题
15．请将两条入射光线经过凸透镜后的光路补充完整。
16．如图是射到凸透镜的两条光线，请在图上画出这两条光线的折射光线。
四、实验题
17．在“探究凸透镜成像规律”实验中：
（1）把蜡烛、焦距为10cm的凸透镜、光屏依次安装到光具座上，点燃蜡烛，调节三个中心大致在 ；
（2）实验时，将凸透镜放置在光具座“50.0”刻度处，蜡烛和光屏移动到如图所示的位置时，光屏上得到烛焰清晰的像，这个像的性质是 。保持蜡烛和光屏的位置不动，移动凸透镜，光屏上是否能够再次成像？应如何移动透镜？ ；
（3）在图中，将蜡烛向左移动一小段距离，光屏上的像变得模糊。要使光屏上再次烛焰清晰的像，应将光屏向 移动；
（4）保持图中蜡烛位置不动，将凸透镜放置在光具座“41.0”刻度处，再将光屏向左移动，可以观察到光屏上的现象是 。要进一步探究成像情况，应当 ；
（5）实验结束后，若要探究“凸透镜成像的特点是否与焦距有关”，则在原有实验器材的基的基础上需再添加的器材是 ，所设计的实验方案是 。
18．在探究“凸透镜成像规律”的实验中：
（1）如图甲，平行光正对透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则此凸透镜的焦距是 cm，如图乙光屏上呈现清晰的像，此像的性质是 的（选填“放大”或“缩小”）、 （选填“正立”或“倒立”）的像；
（2）在图乙情况下，将远视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，让光线通过远视眼镜后再通过凸透镜，光屏上的像变模糊了，在不移动远视眼镜和凸透镜的条件下，为了在光屏上再次得到清晰的像，可以将光屏适当 （选填“靠近”、“远离”）凸透镜；
（3）课后，小丽和小明又尝试新内容，当他们相距2m，用图甲中的凸透镜观看对方，小明刚好通过透镜能看到小丽眼睛正立的像，如图丙，则下列说法中不正确的是 ：
A．此时小丽的眼是在凸透镜的一倍焦距以内
B．小丽从凸透镜中看不到小明的像
C．小丽从凸透镜中看到小明倒立缩小的像
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页4.5科学探究：凸透镜成像（解析版）
一、单选题
1．使用支付宝购物，消费者结账时只需面对手机摄像头（相当于一个凸透镜）“刷脸”如图所示，经系统自动拍照、扫描，按“确认”后，即可迅速完成交易。下列说法正确的是（ ）
A．光经过摄像头成像利用的是光的反射 B．摄像头成像特点与幻灯机相同
C．“刷脸”时，面部应位于摄像头两倍焦距之外 D．“刷脸”时，面部经摄像头成正立放大的虚像
【答案】C。
【解析】A．摄像头是由凸透镜制成，所以成像时利用了光的折射，故A错误；
B．摄像头成像为倒立、缩小的实像，而幻灯机成像为倒立、放大的实像，二者特点不同，故B错误；
CD．“刷脸”时，面部应位于摄像头两倍焦距之外，满足物距大于2倍焦距时，则像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像，故C正确、D错误。
2．如图所示，航天员王亚平在中国空间站用“水球”做成像实验，“水球”成像的原理与物体ab经过透镜的图中的哪个选项解释（ ）
A． B． C． D．
【答案】C。
【解析】“水球”具有中间厚，边缘薄的特点，因此“水球”相当于一个凸透镜，此时王亚平到“水球”的距离与“水球”焦距的关系是大于二倍焦距，此时凸透镜成倒立、缩小的实像。
A．由图可知，此时物距在一倍焦距以内，凸透镜成正立、放大的虚像，故A不符合题意；
B．由图可知，此时物距在一倍焦距与二倍焦距之间，凸透镜成倒立、放大的实像，像距大于二倍焦距，故B不符合题意；
C．由图可知，此时物距在二倍焦距以外，凸透镜成倒立、缩小的实像，像距在一倍焦距与二倍焦距之间，与“水球”的成像原理相同，故C符合题意；
D．由图可知，此时物距在一倍焦距与二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，像距在二倍焦距以外，故D不符合题意。
3．图是小华在园博苑拍摄的郁金香特写，若要拍摄郁金香花海盛景，可采用的方法是（ ）
A．更换短焦距镜头，使像变大 B．更换长焦距镜头，使像变小
C．相机靠近郁金香，使像变大 D．相机远离郁金香，使像变小
【答案】D。
【解析】A．更换短焦距镜头，透镜的会聚能力会更强，则像距会变小，故像变小，但是物距不变，相机拍摄的范围不变，所以不能拍摄郁金香花海盛景。故A不符合题意；
B．更换长焦距镜头，透镜的会聚能力会变弱，则像距会变长，故像变大，但是物距不变，相机拍摄的范围不变，所以不能拍摄郁金香花海盛景。故B不符合题意；
CD．拍完近景，若要拍花海，根据凸透镜成实像时的特点，则需增加物距，同时像距减小，像变小。故C不符合题意，D符合题意。
4．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．在凸透镜的左侧放凹透镜，要使光屏上成清晰缩小的像，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。
【解析】A．由图可知
u＝υ=70cm﹣50cm=20cm
物距与像距相等，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，而照相机是利用凸透镜成倒立缩小的实像的原理工作的，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，此时物距u=20cm
f＜u＜2f
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。
5．虚线方框内各放置一个透镜，两束光通过透镜前后的方向如图所示，则（ ）
A．甲为凸透镜，乙为凹透镜 B．甲、乙都为凸透镜
C．甲为凹透镜、乙为凸透镜 D．甲、乙都为凹透镜
【答案】A。
【解析】发光点发出的两束光通过甲透镜后折射光线变得会聚了，因此甲应是凸透镜；光线通过乙透镜后折射光线变得发散了，由于凹透镜对光线有发散作用，故乙图中是凹透镜。故BCD不符合题意，A符合题意。
6．“影”是生活中常见的光现象，如做光学游戏的“手影”、留下美好记忆照片的“摄影”、幻灯机射到屏幕上的“投影”、湖岸景色在水中形成的“倒影”等，下图中与物理知识对应关系正确的是（ ）
A．倒影——光的折射 B．手影——平面镜成像
C．投影——凸透镜成像 D．摄影——光的反射
【答案】C。
【解析】A．倒影是平面镜成像现象，是由于光的反射形成的，故A错误；
B．手影是光被手阻挡而形成的光找不到的区域，手影的形成属于光的直线传播现象，故B错误；
C．投影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，属于凸透镜成像现象，故C正确；
D．摄影是物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距与二倍焦距之间，成倒立、缩小的实像，属于凸透镜成像现象，故D错误。
7．如图“p”字发光体经过凸透镜在不透明的光屏上得到清晰地像。我们的眼睛看到屏上的像的形状为（ ）
A．“b” B．“p” C．“d” D．“q”
【答案】C。
【解析】由图可知，此时物距大于像距，成缩小、倒立（上下和左右颠倒）的实像，故我们看到的像应该是“d”。故C符合题意，ABD不符合题意。
8．在“探究凸透镜成像的规律”实验时，某小组测量出物距和像距的数据，并绘制成如图所示的图象，根据图象可知（ ）
A．该凸透镜的焦距f＝20cm
B．当物距u＝15cm时，成正立、放大的虚像，放大镜利用了这条规律
C．当物距u＝8cm时，成倒立、放大的实像，幻灯机利用了这条规律
D．若把物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动过程中，所成的像会逐渐变大
【答案】D。
【解析】A．根据凸透镜成像特点，当物距等于二倍焦距时，像距等于物距，所以由图可知，u＝v＝2f＝20cm，得f＝10cm，故A不符合题意；
B．由于f＝10cm，当物距u＝15cm时，根据凸透镜成像特点，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，投影仪利用了这条规律，故B不符合题意；
C．由于f＝10cm，当物距u＝8cm时，根据凸透镜成像特点，u＜f，成正立、放大的虚像，放大镜利用了这条规律，故C不符合题意；
D．由于f＝10cm，根据凸透镜成像特点，物体从距凸透镜30cm处移动到15cm处的过程中，物距大于焦距，成实像，凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大，故D符合题意。
二、填空题
9．小明喝水时一不小心在他家的写字台玻璃台板上面滴了一滴水，透过水滴看过去，他发现压在台板下报纸上的文字变大了。这是由于此时的水滴相当于一个 ，报纸上的文字经过水滴折射后形成一个 像（填“实”或“虚”）。
【答案】 凸透镜 虚
【解析】[1][2]水滴中间厚、边缘薄，相当于一个凸透镜，报纸与水滴间的距离很小，小于水滴的焦距，属于放大镜的工作原理，所以文字经过水滴折射后形成一个正立、放大的虚像。
10．一幅如图甲所示的漫画立在桌面上。小霞把一个装水的玻璃杯放在漫画前，惊奇地发现：透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了，还掉头奔向猫，如图乙。小霞观察分析：装水的圆柱形玻璃杯横切面中间厚，边缘薄，起到凸透镜的作用，使图片横向放大、颠倒，透过水杯看到的是老鼠的 （填“实”或“虚”）像，此时老鼠到玻璃杯的距离满足 （填“f＜u＜2f”或“u＞2f”或“u＜f”）。
【答案】 实 f＜u＜2f
【解析】[1][2]圆柱形玻璃杯盛满水，圆柱形玻璃杯中的水中间厚边缘薄，形成水凸透镜；该凸透镜能使图片横向放大、颠倒。对凸透镜来说，倒立的像一定是实像。由乙图可知，此时的老鼠的像与甲图中的老鼠相比，是放大的、左右颠倒的实像，根据凸透镜成像规律，所以此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间，即
f＜u＜2f
11．如图（a）、（b）所示，水中弯折的筷子，和被放大的标语均属于光的 现象；其中，凸透镜与标语之间的距离应 焦距。（选填“大于”、“小于”或“等于”），此时，看到的为标语的 （选填“虚”或“实”）像。
【答案】 折射 小于 虚
【解析】[1][图（a）中筷子看起来在水面处向上“折断”和图（b）中被放大的标都是光的折射引起的。
[2][3]图（b）要实现“放大镜”放大文字的效果，成正立放大的像，图中凸透镜与标语之间的距离应小于焦距，此时，看到的为标语的虚像。
12．近期流行的“自拍神器”给旅行者自拍带来方便．如图所示，与直接拿手机自拍相比，利用自拍杆可以 物距，减小人像的大小，从而 取景范围，取得更好的拍摄效果．（均选填“增大”或“减小”）
【答案】 增大 增大
【解析】根据凸透镜成实像时，物距越大，像距越小，像越小，可知“自拍神器”与直接拿手机自拍相比，利用自拍杆可以增大物距，减小人像的大小，从而增大取景范围，取得更好的拍摄效果．
13．烟台昆嵛山国家森林公园风景秀丽，园内严禁游客随地丢弃饮料瓶，这不仅是为了保护环境，更重要的是因为透明圆饮料瓶装水后相当于一个 镜，它对太阳光具有 作用，可能引起森林火灾。
【答案】 凸透镜 会聚
【解析】[1][2]中间厚、边缘薄的透镜叫做凸透镜，透明饮料瓶装水后相当于一个凸透镜，它对太阳光有会聚作用，可能引起森林火灾。
14．照相机是利用凸透镜成倒立、缩小、 像的性质制成的。摄影师用一台焦距固定的照相机给小芳同学照完半身照后，接着又给她拍全身照，摄影师应 （选填“靠近”或“远离”）小芳，同时 （选填“增大”或“减小”）镜头到底片之间的距离。
【答案】 实 远离 减小
【解析】[1]凸透镜成像的规律中，当u＞2f，成倒立缩小的实像，其应用是照相机，所以照相机是利用凸透镜成倒立、缩小、实像的性质制成的。
[2][3]凸透镜成实像时，“物近像远像变大，物远像近像变小”，摄影师用一台焦距固定的照相机给小芳同学照完半身照后，接着又给她拍全身照，此时摄影师应时照相机远离小芳同学，增大物距，同时应减小像距才可以在底片上得到清晰的像，所以应该减小镜头到底片之间的距离。
三、作图题
15．请将两条入射光线经过凸透镜后的光路补充完整。
【答案】
【解析】根据凸透镜三条特殊光线的画法，平行于凸透镜主光轴的光线，经凸透镜折射后过焦点，过光心的光线传播方向不变，如图所示
16．如图是射到凸透镜的两条光线，请在图上画出这两条光线的折射光线。
【答案】
【解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。所以如下图所示
四、实验题
17．在“探究凸透镜成像规律”实验中：
（1）把蜡烛、焦距为10cm的凸透镜、光屏依次安装到光具座上，点燃蜡烛，调节三个中心大致在 ；
（2）实验时，将凸透镜放置在光具座“50.0”刻度处，蜡烛和光屏移动到如图所示的位置时，光屏上得到烛焰清晰的像，这个像的性质是 。保持蜡烛和光屏的位置不动，移动凸透镜，光屏上是否能够再次成像？应如何移动透镜？ ；
（3）在图中，将蜡烛向左移动一小段距离，光屏上的像变得模糊。要使光屏上再次烛焰清晰的像，应将光屏向 移动；
（4）保持图中蜡烛位置不动，将凸透镜放置在光具座“41.0”刻度处，再将光屏向左移动，可以观察到光屏上的现象是 。要进一步探究成像情况，应当 ；
（5）实验结束后，若要探究“凸透镜成像的特点是否与焦距有关”，则在原有实验器材的基的基础上需再添加的器材是 ，所设计的实验方案是 。
【答案】 同一高度 倒立、放大的实像 能，将凸透镜向右移动 左 光屏上看不到像 从凸透镜的右侧观察 不同焦距的凸透镜 控制物距不变观察成像的情况
【解析】（1）[1]在做凸透镜成像的实验中，为了使烛焰的像成在光屏的中央，应使光屏、凸透镜和烛焰的中心大致在同一高度上。
（2）[2]由图可知，此时物距为15.0cm，位于一倍焦距和二倍焦距之间，根据凸透镜成像规律知，此时光屏上成倒立、放大的实像。
[3]保持蜡烛和光屏的位置不动，只将凸透镜向右移动，根据光路可逆可知，当物距等于原来的像距时，物距大于像距，可以在光屏上再次看到一个清晰的倒立、缩小的实像。
（3）[4]将蜡烛向左移动一小段距离，此时物距变大，根据凸透镜成像规律知，此时像距变小，光屏上的像变得模糊，所以要使光屏上再次烛焰清晰的像，应将光屏向左移动。
（4）[5]保持图中蜡烛位置不动，将凸透镜放置在光具座“41.0”刻度处，此时的物距为
小于一倍焦距，根据凸透镜成像规律知，此时成正立、放大的虚像，所以光屏上看不到像。
[6]根据凸透镜成像规律知，成虚像时，物体与像位于凸透镜的同一侧。所以由图可知应该从凸透镜的右侧观察。
（5）[7][8]要探究“凸透镜成像的特点是否与焦距有关”，根据控制变量法知，应该添加不同焦距的凸透镜，并控制物距不变观察成像的情况。
18．在探究“凸透镜成像规律”的实验中：
（1）如图甲，平行光正对透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则此凸透镜的焦距是 cm，如图乙光屏上呈现清晰的像，此像的性质是 的（选填“放大”或“缩小”）、 （选填“正立”或“倒立”）的像；
（2）在图乙情况下，将远视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，让光线通过远视眼镜后再通过凸透镜，光屏上的像变模糊了，在不移动远视眼镜和凸透镜的条件下，为了在光屏上再次得到清晰的像，可以将光屏适当 （选填“靠近”、“远离”）凸透镜；
（3）课后，小丽和小明又尝试新内容，当他们相距2m，用图甲中的凸透镜观看对方，小明刚好通过透镜能看到小丽眼睛正立的像，如图丙，则下列说法中不正确的是 ：
A．此时小丽的眼是在凸透镜的一倍焦距以内
B．小丽从凸透镜中看不到小明的像
C．小丽从凸透镜中看到小明倒立缩小的像
【答案】 10.0 放大 倒立 靠近 C
【解析】（1）[1]由图甲可知，平行于凸透镜主光轴的光线，经过凸透镜折射后，会聚在主光轴上的点就是焦点，根据焦点到透镜中心的距离就是焦距，可知，图甲中凸透镜的焦距
f=60.0cm﹣50.0cm=10.0cm
[2][3]由图乙可知，蜡烛在刻度尺的10.0cm刻度线处，凸透镜在25.0cm刻度线处，物距为15.0cm，因f<15.0cm<2f时，根据凸透镜成像规律可知，成放大、倒立的实像。
（2）[4]若将远视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，远视眼镜是凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，像会成在光屏的前方，由此可知，应将光屏向凸透镜靠近。
（3）[5]A．由凸透镜成像规律可知，当u
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