初二物理同步精品预习专项-凸透镜成像的规律

凸透镜成像的规律
一、实验
实验时点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏中央。

若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能的原因有：
①蜡烛在焦点以内；
②烛焰在焦点上；
③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；
④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。

二、实验结论（凸透镜成像规律）
F分虚实，2f大小，实倒虚正，(一倍焦距分虚实，两倍焦距分大小，像的移动方向与物体相同)
三、凸透镜成像规律
通过上述表格，可总结出凸透镜成像的规律有(常用)：
(1)实像→倒立、异侧
虚像→正立、同侧
(2)像距越大，成像也越大（类似于小孔成像）
u＞v 缩小
u=v 等大
u＜v 放大
(3)成实像时物距u与像距v谁更大，则它对应的物(像)也大
(4)物像总沿同方向移动
①成实像时（异侧）：u↑，v↓
②成虚像时（同侧）：u↑，v↓
应用：放大镜（成更大的像）→适当远离报纸。

(5)物距u=f时，为成像最大点。

物体越靠近焦点，成像越大。

实像(u＞f)：u↓像↑
虚像(u＜f)：u↑像↑
(6)成实像时，物距u与像距v之和u＋v≥4f。

（当u=v=2f时，取等号）
四、对规律的进一步认识：
(1)u＝f是成实像和虚像，正立像和倒立像，像物同侧和异侧的分界点。

(2)u＝2f是像放大和缩小的分界点
(3)当像距大于物距时成放大的实像（或虚像），当像距小于物距时成倒立缩小的实像。

(4)成实像时：
⑸成虚像时：
五、凸透镜成像规律口诀记忆法
口诀一：
“一焦分虚实，二焦分大小；虚像同侧正；实像异侧倒，物运像变小”
口诀二：
三物距、三界限，成像随着物距变；
物远实像小而近，物近实像大而远。

如果物放焦点内，正立放大虚像现；
幻灯放像像好大，物处一焦二焦间；
相机缩你小不点，物处二倍焦距远。

口诀三：
凸透镜，本领大，照相、幻灯和放大；
二倍焦外倒实小，二倍焦内倒实大；
若是物放焦点内，像物同侧虚像大；
一条规律记在心，物近像远像变大。

为了使幕上的像“正立”（朝上），幻灯片要倒着插。

照相机的镜头相当于一个凸透镜，暗箱中的胶片相当于光屏，我们调节调焦环，并非调焦距，而是调镜头到胶片的距离，物离镜头越远，胶片就应靠近镜头。

练习、
题干：(2019南京模拟)近年来流行一种“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“自拍神器”可以( )
A.增大像的大小
B.增大像距
C.增大取景范围
D.使成像更加清晰
[答案]：C
[解析]：凸透镜成实像时，物距越大，像距越小，像越小：与直接拿手机自拍相比，利用自拍杆可以增大物距，减小像距，减小像的大小，从而增大取景范围，取得更好的拍摄效果，故C正确，ABD错误。

故选：C。

题干：(2019. 上海模拟) 2019年1月9日上午，《2018年微信年度数据报告》发布，数据显示每个月有超过10亿用户保持活跃，其中微信支付是大家常用的功能，当我们用手机摄像头扫描收款码(如图)就可以实网上轻松付款，扫描收款码时( )
A.收款码应放置在摄像头的一倍焦距和二倍焦距之间
B.要使屏幕上收款码的像变大，可以将凸透镜靠近收款码
C.收款码上面发生的是镜面反射交付
D.收款码中黑色部分反射光，白色部分吸收光
[答案]：B
[解析]：A、手机摄像头相当于凸透镜，扫描收款码时，收款码到摄像头的距离大于二倍焦距，成倒立缩小的实像；故A错误；B、要使屏幕上收款码的像变大，由凸透镜成像规律可知，应减小物距，可以将凸透镜靠近收款码；故B 正确；C、收款码的表面是粗糙的，则收款码上发生的是漫反射；故C错误；D、收款码中白色部分反射所有色光，黑色部分吸收所有色光、不反射光，故D错误。

故选：B。

题干：(2019.成都模拟)有些轿车的可视倒车影像系统是在车尾牌照的上方装一个摄像头(图中圈内)，当汽车挂上倒档时，倒车影像系统自动启动，摄下的图象显示在屏上。

若摄像头焦距为0.5m，某次倒车，车后2米处的物体要能清晰成像，则( )
A.车后的物体成放大的像
B.与小孔成像原理一致
C.镜头相当于凸透镜，像距可以为0.7m
D.倒车过程中，显示在屏中的像越来越小
[答案]：C
[解析]：AB、照相机的镜头相当于一个凸透镜，利用的是物距大于二倍焦距时凸透镜的成像规律，即成倒立缩小的实像，不是小孔成像；故AB错误；C、某次倒车，车后2米处的物体要能清晰成像，物距u>2f，则像距2f>v>f，因为尾部摄像头的焦距f=0.5m，因此像距可为0.7m，故C正确；D、凸透镜成实像时，物近像远像变大，倒车过程中，显示在屏中的像越来越大，故D错误。

故选：C。

题干：(2019宁波) 移动支付已经逐渐成为人们常用的支付手段。

2018年8月18日，支付宝向外界宣布，其刷脸支付功能已经成熟，付款时顾客只需面对付款设备，该设备就会利用摄像头自动进行人脸识别，识别成功即表示付款完成。

以下关于该设备摄像头的说法错误的是( )
A.该摄像机镜头相当于凸透镜，中间厚边缘薄
B.人脸到镜头的距离只要大于焦距就能成清晰的像
C.这种镜头能使光发生偏折，对光线有会聚作用
D.这种镜头成像原理与照相机成像的原理相同
[答案]：B
[解析]：A、摄像机的镜头是一个凸透镜，凸透镜中间厚边缘薄，故A正确；BCD、凸透镜对光线有会聚作用，利用了当U>2f时，凸透镜成倒立、缩小的实像原理制成，人脸到镜头的距离必须大于2倍焦距才能成清晰的像，这种镜头成像原理与照相机成像的原理相同，故选项CD正确，故B错误。

故选：B。

题干：(2019云南)今年春季，四川凉山发生惨烈的森林火灾，给国家和人民群众造成了重大的生命和财产损失。

在森林里随地丢弃瓶子，雨水进入透明的瓶子后，被阳光照射可能会引发火灾，图中与此光学原理相同的是( )
[答案]：A
[解析]：在森林里随地丢弃瓶子，雨水进入透明的瓶子后，形成水凸透镜，水凸透镜对光线有会聚作用，能使太阳光会聚于一点，这点的温度很高，会把枯叶点燃，导致森林火灾。

A、平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚成一-点，这点是凸透镜的焦点，图示反映了凸透镜对光线有会聚作用，与题干的原理相同。

B、蜡烛发出的光线经过小孔射到光屏上，是小孔成像，小孔成像是光的直线传播形成的，与题干的原理不同。

C、物体在水中射出的光线到水面处发生折射进入眼睛，人感觉光线是从折射光线的反向延长线上射出的，属于光的折射现象，与题干的原理不同。

D、太阳光通过三棱镜后，分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光，是光的色散现象，与题干的原理不同。

故选：A。

题干：(20190广西)为加强校园安全管理，在校内安装监控摄像机，来自物体的光经过摄像机的镜头后形成( )
A.倒立、缩小的实像
B.正立、放大的实像
C.倒立、放大的虚像
D.正立、缩小的虚像
[答案]：A
[解析]：摄像机的镜头与照相机的镜头类似，应用的是当u>2f时，来自物体的光经过摄像机的镜头后形成倒立缩小的实像。

故选：A。

题干：(2019鄂州) 在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，某小组同学利用图甲测出了透镜的焦距后，正确安装并调节实验装置如图乙所示，在光屏上得到一个清晰的像。

下列说法正确的是( )
A.由甲图可知该透镜焦距为40cm
B.乙图中成的是倒立放大的实像，符合放大镜的成像原理
C.在乙图中保持凸透镜的位置不变，将蜡烛与光屏的位置互换，则成像情况符合投影仪的原理
D.如果在烛焰与透镜之间放置一近视眼镜的镜片，则将光屏适当左移可得一个清晰的像
[答案]：C
[解析]：A、由甲图可知该透镜焦距为40cm-30cm=10cm，故A错误；B、由图可知，物距大于像距，当物距大于二倍焦距时所成的像是缩小倒立的实像，是照相机的成像原理，故B错误；C、根据光路的可逆性，若将光屏和蜡烛的位置互换，在光屏上仍能成像，此时物距小于像距，凸透镜成倒立放大的实像，其应
用是投影仪，故C正确。

D、凹透镜对光线有发散作用，靠近凸透镜时，使光线发散，像会聚在光屏的后方，像距增大，在光屏上要得到清晰的像，光屏要远离凸透镜，即要将光屏向右移动才能在光屏.上成清晰的像，故D错误；故选：C。

题干：(2019黄冈)为了加强管理，某单位利用人工智能技术，实行刷脸考勤制度。

如图，当人靠近摄像头时，光源自动打开，照亮_ (选填“人脸”或“显示屏”)。

人脸通过摄像头成一个倒立_的实像，并与录入的信息进行比对，从而记录考勤。

[答案]：人脸；缩小。

[解析]：只有将更多的光射到人脸上，才能看得更清楚，所以当人靠近摄像头时，光源自动打开，照亮人脸。

摄像镜头实际上是一个凸透镜，人在凸透镜的二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像。

题干：(2019娄底)娄底高铁站的进站通道采用了人脸识别系统(如图所示)，识别系统的摄像机可以自动将镜头前1m处的人脸拍摄成数码照片传递给设备识别。

此系统的摄像机的镜头相当于_透镜，它的焦距应50cm (选填“大于“等于”或“小于”)。

[答案]：凸：小于。

[解析]：摄像机的镜头相当于凸透镜，当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，已知物距为1m，则焦距应小于0.5m，即50cm。

题干：(2019南京)用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。

图甲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)。

(1)图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(未画出)，则该像是倒立_的实像。

(2)若在图乙中将凸透镜移到55cm刻度线处，则将光屏移动到_cm刻度线处，可以再次看到清晰的像。

(3)若在图乙中烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜的镜片，则将光屏向_______ (选填“左”或“右”，下同)移动才能再次看到清晰的像。

(4)若在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气，发现光屏上“烛焰尖部”变模糊，则将光屏向_ 移动，“烛焰尖部"又会变清晰。

[答案]：(1) 放大；(2) 75；(3) 右；(4) 左。

[解析]：(1)由图知，光斑即焦点处，所以焦距f= 60cm-50cm= 10cm；当蜡烛、凸透镜位于图乙中刻度对应的位置时，物距为50cm-35cm= 15cm，大于1倍焦距小于2倍焦距，凸透镜能成倒立放大的实像。

(2)在图乙中将凸透镜移到55cm刻度线处，物距为u= 55cm-35cm=20cm，u=2f，成倒立、等大的实像。

像成在二倍焦距的位置，v= 75cm-55cm= 20cm，光屏在75cm的位置，所以光屏向左移动。

(3)凹透镜对光线有发散作用，放在凸透镜前时，使光线发散，像呈现在光屏的后方，像距增大，在光屏上要得到清晰的像，光屏要远离凸透镜，即要将光屏向右移动才能在光屏上成清晰的像。

(4)在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气，A点气体流速大，流体大的位置压强小，火焰向左移动，物距增大，像距减小，将光屏向左移动，“烛焰尖部”又会变清晰。

题干：(2019●河南)购物支付已进入“刷脸”时代，如图所示，消费者结账时只需面对摄像头(相当于一个凸透镜)，经系统自动拍照、扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易。

下列有关说法正确的是( )
A.光经过摄像头成像利用的是光的反射
B.摄像头成像特点与投影仪相同
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缩小的实像
[答案]：C
[解析]：A、摄像头相当于一个凸透镜，光经过摄像头成像利用的是光的折射，故A错误；B、光通过摄像头成倒立、缩小的实像，与照相机的成像特点相同，故B错误；CD、当u>2f时，成倒立、缩小的实像，所以，“刷脸”时，面部应位于摄像头两倍焦距之外，故C正确，D错误。

故选：C。

题干：(2019●潍坊)小明通过透镜观察“美丽潍坊”四个字，看到的情形如图所示，下列说法正确的是( )
A.该透镜只能成放大的像
B.该透镜可以用作近视眼镜
C.该透镜可以用作照相机镜头
D.字到透镜的距离小于此透镜的焦距
[答案]：C
[解析]：图中看到字是倒立的，放大的像。

应用了凸透镜成像时2f>U>f时，在另一侧光屏上得到一个倒立、放大的实像，此透镜是凸透镜，A、已知此透镜是凸透镜，凸透镜也可以成倒立、缩小的实像，故A错误；B、凹透镜是矫正近视眼的眼镜，此透镜是凸透镜，故B错误；C、此透镜是凸透镜，U>2f时，在另一侧光屏上得到倒立、缩小的实像，照相机利用此原理，因此可以用来做照相机的镜头，故C正确。

D、由凸透镜成像规律可知，此时字到透镜的距离大于此透
镜的焦距，故D错误；故选：C。

题干：(2019湘潭)在“探究凸透镜成像的规律”时，当烛焰离透镜14cm时成放大的实像，当烛焰离透镜8cm时成放大的虚像，则这个透镜的焦距可能是( )
A.4cm
B.7cm
C.10cm
D.16cm
[答案]：C
[解析]：当烛焰离透镜14厘米时，得放大的实像，则物体在一倍焦距和二倍焦距之间，即2f> 14cm>f，所以7cm<f< 14cm；当烛焰离透镜8厘米时成的是放大的虚像，则物体在一倍焦距以内，即8cm<f。

综上所述8cm<f<14cm，C符合题意。

故选：C。

题干：(2019●泰安)如图所示，在“探究凸透镜成像的规律”实验中，烛焰在距离凸透镜8cm处时，在距离凸透镜15cm处的光屏上成倒立的像。

保持蜡烛和光屏不动，现把凸透镜向光屏方向移动7cm，下列关于烛焰在光屏上成像的说法正确的是( )
A.不能成清晰的像
B.成倒立的缩小的像
C.成倒立的放大的像
D.成倒立的等大的像
[答案]：B
[解析]：如图所示，在“探究凸透镜成像的规律”实验中，烛焰在距离凸透镜8cm处时，在距离凸透镜15 cm处的光屏上成倒立的像。

此时物距小于像距，f<u=8cm<2f，解得，4cm<f<8cm，v=15cm>2f，解得f<7.5cm，焦距范围4cm<f<7.5cm，保持蜡烛和光屏不动，现把凸透镜向光屏方向移动7cm，此时u'= 8cm+7cm =15cm>2f，v'= 15cm-7cm=8cm，f<v'<2f，凸透镜成倒立缩小的实像，故ACD错误，B正确。

故选：B。

题干：(2019●衡阳) 当汽车经过十字路口时，监控摄像头就会拍下照片。

摄像头相当于一个透镜影像传感器相当于光屏。

下列说法正确的是( )
A.监控摄像头和近视眼镜的镜片都对光有会聚作用
B.拍照时，汽车位于摄像头二倍焦距以外
C.当汽车远离摄像头时，影像传感器上的像变大
D.影像传感器上成的是正立的虚像
[答案]：B
[解析]：A、监控摄像头相当于凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用；近视眼镜的镜片是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，故A错误。

BD、监控摄像头是利用物体在2倍焦距以外，成倒立、缩小实像的原理工作的，即影像传感器.上成的是倒立、缩小的实像，故B正确，D错误C、凸透镜成实像时，物远像近像变小，则当汽车远离摄像头时，影像传感器上的像变小，故C错误；故选：B。