【知識(shí)梳理】
物體到凸透
鏡的距離u
像的性質(zhì)
像到凸透
鏡的距離v
應(yīng)用
倒正
大小
虛實(shí)
u＞2f
倒立
縮小
實(shí)像
f＜v＜2f
照像機(jī)
u=2f
倒立
等大
虛像
V=2f
測(cè)焦距
f＜v＜2f
倒立
放大
虛像
v＞2f
投影儀
u=f
不成像
u＜f
正立
放大
實(shí)像
v＞u
放大鏡
巧記
①一倍焦距分虛實(shí)，二倍焦距分大小②u＞f成虛像，物近像遠(yuǎn)像變大
【典題精講】
【例1】如圖所示，小夢(mèng)朋友在“探究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，燭焰在光屏上成了一個(gè)清晰的像，下述說法正確的是（）
A．借助這一成像規(guī)律可制成幻燈機(jī)
B．實(shí)驗(yàn)中，蠟燭越燒越短，光屏上燭焰的像向下聯(lián)通
C．為了易于從不同方向觀察光屏上的像，光屏應(yīng)選用較光滑的玻璃板
D．要使光屏上燭焰的像變小，只須將蠟燭緊靠凸透鏡
【分析】要解決此題，須要把握凸透鏡成像的規(guī)律。
凸透鏡成像規(guī)律：物距大于焦距成正立放大實(shí)像。應(yīng)用是放大鏡。
物距小于一倍焦距大于二倍焦距成倒立放大虛像，像距小于二倍焦距。應(yīng)用是幻燈機(jī)、投影儀。
物距等于二倍焦距成倒立等大虛像，像距等于二倍焦距。
物距小于二倍焦距成倒立縮小虛像，像距小于一倍焦距大于二倍焦距。應(yīng)用是照像機(jī)。
成虛像時(shí)：物像異側(cè)，物距變大，像距變小，像變小。
同時(shí)把握漫反射的概念。曉得要從不同方向看見同一個(gè)物體，須要發(fā)生漫發(fā)射。
【解答】解：由圖知，蠟燭置于2倍焦距之外，所以此時(shí)成縮小、倒立的虛像。拍照機(jī)是依據(jù)這個(gè)原理制成的。而幻燈機(jī)是按照物距處于f和2f之間時(shí)，成放大、倒立的虛像原理制成。所以A說法錯(cuò)誤。
因?yàn)槌傻奶撓袷堑沽⒌模韵灎T越燒越短，光屏上燭焰的像越向下聯(lián)通，所以B說法正確。
為了易于從不同方向觀察光屏上的像，光屏應(yīng)選用較粗糙的毛玻璃板。所以C說法錯(cuò)誤。
要使光屏上的燭焰的像變小，蠟燭應(yīng)遠(yuǎn)離凸透鏡。所以D說法錯(cuò)誤。
故選：B。
【例2】在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，小聰選用了焦距為10cm的凸透鏡。他將凸透鏡固定在光具座上50cm刻度線處，將燃起的蠟燭放置在光具座上35cm刻度線處，當(dāng)光屏聯(lián)通到如圖所示刻度線處時(shí)，在光屏上剛好呈現(xiàn)出燭焰清晰的像。假如將蠟燭從圖中位置聯(lián)通，關(guān)于該實(shí)驗(yàn)下述說法正確的是（）
A．蠟燭向左聯(lián)通2cm，光屏應(yīng)往右聯(lián)通到適當(dāng)位置能夠呈現(xiàn)燭焰清晰的像
B．蠟燭往右聯(lián)通10cm，光屏應(yīng)往右聯(lián)通到適當(dāng)位置能夠呈現(xiàn)燭焰清晰的像
C．蠟燭往右聯(lián)通2cm，光屏應(yīng)往右聯(lián)通到適當(dāng)位置能夠呈現(xiàn)燭焰清晰的像
D．蠟燭移到20cm刻度線處，光屏應(yīng)移到70cm刻度線處能夠呈現(xiàn)燭焰清晰的像
【分析】掌握凸透鏡成像的規(guī)律，曉得凸透鏡成虛像時(shí)，有物近像遠(yuǎn)像變大的特性。按照物距的變化情況判定像距的變化情況；
把握光路的可逆性，若將物體置于像的位置，則像可以成在物體的位置處。
【解答】解：A、蠟燭向左聯(lián)通2cm，則物距減小，像距應(yīng)當(dāng)減少，所以光屏應(yīng)向左聯(lián)通，A錯(cuò)誤；
B、蠟燭往右聯(lián)通10cm，則物距大于焦距，此時(shí)成實(shí)像，所以不能在光屏上成像，B錯(cuò)誤；
C、蠟燭往右聯(lián)通2cm，物距減少，此時(shí)像距要減小，成的像也減小，光屏應(yīng)往右聯(lián)通，所以C正確；
D、由圖知，物距為15cm，像距為30cm，蠟燭移到20cm刻度線處，此時(shí)物距為30cm，依照光路的可逆性，此時(shí)像距應(yīng)為15cm，在65cm刻度處，D錯(cuò)誤。
故選：C。
【例3】凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)中，聯(lián)通物體到某位置時(shí)，能在光屏上成清晰縮小的像，則下述能組建的是（）
①如果將物體緊靠凸透鏡，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏必須遠(yuǎn)離凸透鏡，且光屏聯(lián)通距離先小于后大于物體聯(lián)通距離；
②同時(shí)聯(lián)通物體與光屏，且聯(lián)通距離相同，有可能在光屏上成清晰縮小的像；
③換用焦距較小的凸透鏡后，仍要在光屏上得到清晰的像，若果只聯(lián)通光屏，光屏必須緊靠凸透鏡；
④保持物體和光屏位置不變，聯(lián)通凸透鏡，一定可以在光屏上的到另一個(gè)清晰的像。
A．①③B．②④C．②③D．③④
【分析】（1）凸透鏡成像規(guī)律，最重要兩句話是：①物距（u）降低，像距（v）減小，像變大（應(yīng)用于虛像），
②物距（u）降低，像距（v）降低，像變小（應(yīng)用于實(shí)像）。
（2）結(jié)合凸透鏡成像規(guī)律的表格：
物距（u）
成像特性
像距（v）
應(yīng)用
u＞2f
倒立縮小虛像
f＜v＜2f
拍照機(jī)
u＝2f
倒立等大虛像
v＝2f
測(cè)焦距
2f＞u＞f
倒立放大虛像
v＞2f
投影儀/幻燈機(jī)
u＝f
不成像
u＜f
正立放大實(shí)像
放大鏡
【解答】解：
①物體緊靠透鏡即物距降低，像距減小，光屏應(yīng)遠(yuǎn)離透鏡，當(dāng)u＞2f歲月屏聯(lián)通距離大于物體聯(lián)通距離，當(dāng)f＜u＜2f歲月屏聯(lián)通距離小于物體聯(lián)通距離，所以光屏聯(lián)通距離是先大于后小于物體聯(lián)通距離，所以①錯(cuò)誤。
②物體要成倒立、縮小、實(shí)像時(shí)物體聯(lián)通距離應(yīng)當(dāng)小于光屏聯(lián)通距離，所以②錯(cuò)誤。
③換用焦距更小的透鏡，像會(huì)更后面會(huì)聚所以光屏必須緊靠凸透鏡，所以③正確。
④根據(jù)光路可逆的原理，保持物體和光屏位置不變，聯(lián)通凸透鏡，可在光屏上成一個(gè)倒立、放大的虛像，同時(shí)物距正好是原先的像距，像距正好是原先物距，所以④正確。
故選：D。
【實(shí)戰(zhàn)精練】
【練1】在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)蠟燭、凸透鏡和光屏的位置如圖所示時(shí)，光屏上得到清晰的像。則（）
A．透鏡焦距一定在10cm到15cm之間
B．透鏡焦距一定在15cm到20cm之間
C．把蠟燭向左聯(lián)通少許，光屏適當(dāng)向左聯(lián)通可得到大些的虛像
D．把蠟燭往右聯(lián)通少許，光屏適當(dāng)往右聯(lián)通可得到小些的虛像
【分析】掌握凸透鏡成像的規(guī)律，曉得當(dāng)物距在一倍焦距和二倍焦距之間時(shí)，成倒立放大的虛像，此時(shí)像距小于2f；且成虛像時(shí)，遵照物近像遠(yuǎn)像變大的特性。
【解答】解：AB、觀察圖示可知此時(shí)u＝20cm，v＝30cm，u＜v，成倒立放大的虛像，
由凸透鏡的成像規(guī)律可知，此時(shí)f＜u＜2f，v＞2f，即f＜20cm＜2f，30cm＞2f，解得10cm＜f＜15cm；故凸透鏡的焦距的范圍是：10cm＜f＜15cm凸透鏡成像的規(guī)律圖蠟燭，故A正確，B錯(cuò)誤；
C、把蠟燭向左聯(lián)通少許，此時(shí)物距變大，像距變小，像變小，所以光屏適當(dāng)向左聯(lián)通可得到小些的虛像，故C錯(cuò)誤；
D、把蠟燭往右聯(lián)通少許，此時(shí)物距變小，像距變大，像變大，所以光屏適當(dāng)往右聯(lián)通可得到大些的虛像，故D錯(cuò)誤。
故選：A。
【練2】在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，燃起的蠟燭置于凸透鏡前某位置處，在光屏上成一清晰的像。現(xiàn)將蠟燭向遠(yuǎn)離透鏡方向聯(lián)通一段距離，聯(lián)通光屏后，又在屏上成一清晰的像，則（）
A．像變小，像距變大B．像變大，像距變小
C．像變大，像距變大D．像變小，像距變小
【分析】首先確定在光屏上成一清晰的像，是虛像，再依照凸透鏡成虛像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大，物遠(yuǎn)像近像變小，
【解答】解：由“點(diǎn)燃的蠟燭置于凸透鏡前某位置處，在光屏上成一清晰的像。”可知此時(shí)的像是虛像；
現(xiàn)將蠟燭向遠(yuǎn)離透鏡方向聯(lián)通一段距離，即物距減小，由凸透鏡成像規(guī)律：物遠(yuǎn)像近像變小，可知，像變小，像距變小。
故選：D。
【練3】如圖所示，當(dāng)物體在凸透鏡的二倍焦距外時(shí)，在光屏上會(huì)得到一個(gè)倒立、縮小的虛像。小明為了探究斜視眼視力的矯治方式，在凸透鏡與物體之間放上一個(gè)斜視墨鏡，若此時(shí)要在光屏上呈現(xiàn)清晰的像，則光屏應(yīng)當(dāng)（）
A．保持不動(dòng)B．向下聯(lián)通C．往右聯(lián)通D．向左聯(lián)通
【分析】解決此題要曉得斜視墨鏡是凹透鏡，對(duì)光線有發(fā)散作用。
【解答】解：當(dāng)在凸透鏡與物體之間放上一個(gè)斜視墨鏡后，對(duì)光線有發(fā)散作用，所以成像會(huì)在光屏旁邊，因而須要將光屏往右聯(lián)通，才可以在光屏上呈現(xiàn)清晰的像；
故選：C。
【練4】小明和小紅用焦距相等的相同照像機(jī)對(duì)小強(qiáng)朋友照相，洗出的底片分別為如圖中的（a）和（b），則（）
A．小紅要使底片上的像與小明的一樣大，小紅聯(lián)通位置后，再降低鏡頭到底片的距離B．小明和小紅離小強(qiáng)的距離相同
C．小紅要使底片上的像與小明的一樣大，小紅聯(lián)通位置后，再減小鏡頭到底片的距離D．小紅離小強(qiáng)的距離近
【分析】要解決此題，首先曉得照像機(jī)是按照凸透鏡成像原理制成的。
須要把握凸透鏡成像的規(guī)律。曉得成虛像時(shí)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律是：物近像遠(yuǎn)像變大，物遠(yuǎn)像近像變小。
【解答】解：由圖知，b的像比a的像小，按照凸透鏡成像的規(guī)律，成的像越小，此時(shí)的物距越大，像距越小。所以拍攝b時(shí)，單反與物體的距離較大。即小明離小強(qiáng)的距離近，所以小紅要使底片上的像與小明的一樣大，小紅聯(lián)通位置后，再減小鏡頭到底片的距離即可，所以選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤。選項(xiàng)C正確。
故選：C。
【練5】在研究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)蠟燭坐落凸透鏡前某位置時(shí)，在透鏡的另左側(cè)的光屏上呈現(xiàn)一個(gè)倒立、縮小的像，若保持凸透鏡的位置不變，把蠟燭與光屏的位置互相交換，則光屏中將出現(xiàn)一個(gè)（）
A．倒立、放大的清晰的像B．倒立、縮小的清晰的像
C．倒立、等大的清晰的像D．正立、放大的清晰的像
【分析】解答此題要明晰以下知識(shí)點(diǎn)：
（1）當(dāng)U＞2f時(shí)，光屏上呈現(xiàn)倒立、縮小的虛像，2f＞V＞f。
（2）當(dāng)2f＞U＞f時(shí)，光屏上呈現(xiàn)倒立、放大的虛像，V＞2f。
（3）當(dāng)U＜f時(shí)，光屏上不能呈現(xiàn)像，透過透鏡看見正立、放大的實(shí)像。
（4）光的折射中光路是可逆的。
【解答】解：一支蠟燭坐落凸透鏡前，調(diào)節(jié)好透鏡和光屏位置后，在光屏上呈現(xiàn)縮小、倒立的像，說明此時(shí)U＞2f，2f＞V＞f。
若保持凸透鏡位置不動(dòng)，光的折射中光路是可逆的。
將蠟燭和光屏的位置對(duì)調(diào)一下，則2f＞U＞f，V＞2f，所以光屏上呈現(xiàn)倒立、放大的虛像。
故選：A。
【練6】若空間有一豎直放置的大凸透鏡，在主光軸位置上拉一根鋼絲，一個(gè)小雜技藝人從很遠(yuǎn)的地方順著鋼絲向焦點(diǎn)處勻速走來。下述表述中：①小藝人每走一步，像也走一步；
②像的步伐仍然比男孩大；
③像大時(shí)步伐大，像小時(shí)步伐小，即“大像”走大步，“小像”走小步；
④像總朝遠(yuǎn)離小藝人的方向運(yùn)動(dòng)，似乎在逃出。
其中正確的是（）
A．只有①②正確B．只有①②④正確
C．只有②④正確D．只有①③④正確
【分析】物體放到焦點(diǎn)之外時(shí)，在凸透鏡另左側(cè)成倒立的虛像，物距越小，像距越大，虛像越大。
【解答】解：因?qū)⑽矬w從較遠(yuǎn)處接近凸透鏡焦點(diǎn)的聯(lián)通時(shí)，物距變小，所以像距變大，虛像也變大。所以一個(gè)小雜技藝人從很遠(yuǎn)的地方順著鋼絲向焦點(diǎn)處勻速走來，
①③像大時(shí)步伐大，像小時(shí)步伐小，即“大像”走大步，“小像”走小步；故①正確，③正確；
②因?yàn)閮鹤釉?倍焦距以外，所成的像是倒立縮小的，故像的步伐仍然比兒子小，②錯(cuò)誤；
④因?yàn)槲锞嘣叫。窬嘣酱螅窨偝h(yuǎn)離小藝人的方向運(yùn)動(dòng)，似乎在逃出，④正確。
故選：D。
【練7】放映幻燈時(shí)，為了在屏幕上得到更大的像，這么應(yīng)采取的舉措是（）
A．幻燈機(jī)離屏幕遠(yuǎn)一些，鏡頭與幻kt板的距離調(diào)小一些
B．幻燈機(jī)離屏幕遠(yuǎn)一些，鏡頭與幻kt板的距離調(diào)大一些
C．幻燈機(jī)離屏幕近一些，鏡頭與幻kt板的距離調(diào)大一些
D．幻燈機(jī)離屏幕近一些，鏡頭與幻kt板的距離調(diào)小一些
【分析】使屏幕上得到更大的清晰的像，則像距變大凸透鏡成像的規(guī)律圖蠟燭，物距變小。
【解答】解：按照凸透鏡成像的規(guī)律知，像變大，則像距變大，物距變小，應(yīng)使投影儀遠(yuǎn)離屏幕，并把鏡頭與幻kt板的距離調(diào)小一些。
故選：A。
【練8】2010年廣州世博會(huì)將全面使用人臉辨識(shí)系統(tǒng)，人們步入場(chǎng)館距旁邊0.5m～1.2m處時(shí)，安裝在門上的人臉辨識(shí)系統(tǒng)的攝像機(jī)就可以對(duì)其背部特點(diǎn)進(jìn)行核實(shí)，下述關(guān)于人臉辨識(shí)系統(tǒng)的攝像機(jī)鏡頭的說法正確的是（）
①相當(dāng)于凸透鏡②相當(dāng)于凹透鏡③焦距可能為0.1m④焦距可能為0.5m
⑤人離鏡頭越近，成的像越大⑥人離鏡頭越近，成的像越小。
A．①③⑥B．①③⑤C．①④⑤D．②③⑤
【分析】人臉辨識(shí)系統(tǒng)的攝像機(jī)借助的是凸透鏡成虛像的原理，相當(dāng)于拍照機(jī)，借助的拍照機(jī)的成像原理，物體通常都是在二倍焦距以外，成像是縮小、倒立的虛像，這樣有利于捕捉目標(biāo)。
【解答】解：攝像機(jī)鏡頭相當(dāng)于凸透鏡，故①正確，②錯(cuò)誤；
人臉辨識(shí)系統(tǒng)的攝像機(jī)的鏡頭是凸透鏡，所成的像應(yīng)是縮小、倒立的虛像，人到鏡頭的距離應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于二倍焦距，即0.5m＞2f，解得f＜0.25m，所以③正確，④錯(cuò)誤；
凸透鏡成虛像時(shí)，物距變小，像距變大，像變大，故⑤正確，⑥錯(cuò)誤；
故選：B。
【練9】如圖所示，凸透鏡的焦距為10cm，此時(shí)蠟燭在光屏上成一個(gè)清晰的像。下述說法正確的是（）
A．若蠟燭燃燒變短，燭焰在光屏上的像將向上聯(lián)通
B．若蠟燭向遠(yuǎn)離凸透鏡方向聯(lián)通，燭焰所成的像將逐步變大
C．若保持凸透鏡位置不動(dòng)，交換蠟燭和光屏的位置，能在光屏上得到倒立、縮小的虛像，成像規(guī)律可以應(yīng)用于拍照機(jī)
D．若保持蠟燭和光屏位置不動(dòng)，往右聯(lián)通透鏡的過程中，可能會(huì)在光屏上成一個(gè)倒立、等大的像
【分析】（1）經(jīng)過光心的光線的傳播方向不變；
（2）凸透鏡成像時(shí)，物距減小像距減少像降低；
（3）u＞2f，成倒立、縮小的虛像，2f＞v＞f，應(yīng)用于拍照機(jī)；
（4）當(dāng)物距等于二倍焦距時(shí)，成倒立、等大的虛像。
【解答】解：A、若蠟燭燃燒變短，按照經(jīng)過光心的光線的傳播方向不變可知，燭焰在光屏上的像將向下聯(lián)通，故A錯(cuò)誤；
B、若蠟燭向遠(yuǎn)離凸透鏡方向聯(lián)通，物距變大，像距變小，像變小，故B錯(cuò)誤；
C、若保持凸透鏡位置不動(dòng)，交換蠟燭和光屏的位置，此時(shí)的物距小于像距，依據(jù)光路可逆可知，能在光屏上得到倒立、縮小的虛像，成像規(guī)律可以應(yīng)用于拍照機(jī)，故C正確；
D、若保持蠟燭和光屏位置不動(dòng)，往右聯(lián)通透鏡的過程中，當(dāng)u＝v＝2f時(shí)，才會(huì)成倒立、等大的虛像，聯(lián)通過程中，物距和像距的和小于4f，所以光屏上不能成一個(gè)倒立、等大的像，故D錯(cuò)誤。
故選：C。
【練10】如圖所示，圓錐形玻璃瓶里裝滿水，把一支鋼筆水平地置于緊靠玻璃瓶的兩側(cè)，透過玻璃瓶可以看見鋼筆的形狀（填“不變”或“變化”）；把鋼筆由緊靠玻璃瓶的位置向遠(yuǎn)處漸漸聯(lián)通時(shí)，透過玻璃瓶會(huì)聽到鋼筆尖漸漸（填“變長(zhǎng)”或“變短”），同時(shí)會(huì)聽到鋼筆（填“變粗”、“變細(xì)”或“粗細(xì)不變”），到某一位置之后，鋼筆尖的方向（填“會(huì)”或“不會(huì)”）改變。
【分析】由凸透鏡成像的規(guī)律知，當(dāng)物距在一倍焦距以內(nèi)時(shí)，得到正立、放大的實(shí)像；物體在一倍焦距到二倍焦距之間時(shí)，得到倒立、放大的虛像；物體在二倍焦距以外時(shí)，得到倒立、縮小的虛像。
【解答】解：圓錐形玻璃杯，上面裝滿水，相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡。把一支鋼筆置于玻璃杯的左側(cè)，透過玻璃杯可以看見鋼筆的形狀發(fā)生變化。
把鋼筆由緊靠玻璃瓶的位置向遠(yuǎn)處漸漸的聯(lián)通時(shí)，實(shí)際是物體漸漸遠(yuǎn)離凸透鏡，由凸透鏡成像的規(guī)律可知，物體在一倍焦距內(nèi)緊靠焦點(diǎn)時(shí)，像正立且會(huì)漸漸變大，即鋼筆尖變長(zhǎng)；豎直方向上玻璃瓶的長(zhǎng)度一致，鋼筆在豎直方向上經(jīng)過玻璃瓶折射后只有位置發(fā)生了變化，而長(zhǎng)短是不發(fā)生變化的；當(dāng)物體移到焦點(diǎn)外時(shí)，成倒立放大的虛像，故像會(huì)忽然改變方向。
故答案是：變化；變長(zhǎng)；粗細(xì)不變；會(huì)。