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第四章 光的折射 透镜
第3节 凸透镜成像的规律
一、单选题（共12小题）
1.（2020•长春模拟）在做凸透镜成像的实验时，小安把物体放在距离凸透镜30cm处时，
能在光屏上得到一个倒立缩小的实像，则该凸透镜的焦距可能是（ ）
A．30cm B．20cm C．15cm D．10cm
【答案】D
【解答】解：凸透镜成像时，物体放在距离凸透镜30cm处时，光屏上得到倒立、缩小的
实像，
由凸透镜成像规律可知30cm＞2f，所以15cm＞f，只有D符合题意。
故选：D。
【知识点】凸透镜成像的应用
2.（2019秋•满城区期末）将蜡烛、光屏放在如图所示的位置。根据光路，下列说法正确
的是（ ）
A．凸透镜的焦距等于20cm
B．凸透镜的焦距等于10cm
C．将蜡烛移到凸透镜左侧5cm刻度线处，移动光屏可以在光屏上找到蜡烛的像
D．将蜡烛移到凸透镜左侧30cm刻度线处，为了在光屏上找到清晰的像，需将图中的
光屏向右移动
【答案】D
【解答】解：
AB、平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚到一点，光屏上出现一个最小最亮
的光点便是凸透镜的焦点，则图中凸透镜的焦距f＝20.0cm，故AB错误；C、将蜡烛移到凸透镜左侧5cm刻度线处，物距u＝5cm，u＜f，成正立、放大
的虚像，光屏上不成像，所以，移动光屏时不能在光屏上找到蜡烛的像，故C
错误；
D、将蜡烛移到刻度尺左侧30cm处，2f＞u＞f，v＞2f＝40cm，为了在光屏上
找到清晰的像，需要将图中光屏向右移动到40cm以外，故D正确。
故选：D。
【知识点】凸透镜成像的应用
3.（2019秋•大连期末）在探究“凸透镜成像规律”时，光屏已承接到了与烛焰等大的像。
若此时蜡烛不动，把透镜向蜡烛移近一些，再将光屏向透镜移近一些，则光屏上承接到
的成像情况是（ ）
A．放大的像 B．缩小的像
C．等大的像 D．不可能承接到清晰的像
【答案】D
【解答】解：光屏已承接到了与烛焰等大的像，此时物距等于二倍焦距，若此时蜡烛不动，
把透镜向蜡烛移近一些，物距减小，则像距变大，应将光屏远离，才能出现清晰
的像，将光屏向透镜移近一些，所以光屏上无法承接到清晰的像。
故选：D。
【知识点】凸透镜成像的应用
4.（2019秋•北海期末）在凸透镜成像实验中，当物距u＝20cm时得到一个和物体一样大
的像，那么正确的结论是（ ）
A．当u＝15cm时，得到一个正立的实像
B．当u＝30cm时，得到一个缩小的实像
C．当u＝15cm时，得到一个放大的虚像
D．当u＝5cm时，得到一个放大的实像
【答案】B
【解答】解：
由题可知，在凸透镜成像实验中，当物距u＝20cm时得到一个和物体一样大的
像；由凸透镜成像规律可知，此时u＝v＝2f＝20cm，则此透镜的焦距为f＝
10cm；
AC、当物距u＝15cm时，2f＞u＞f，由凸透镜成像规律可知，此时会得到一个
倒立、放大的实像，故AC错误。B、当物距u＝30cm时，u＞2f，由凸透镜成像规律可知，此时会得到一个倒立、
缩小的实像，故B正确。
D、当u＝5cm时，u＜f，由凸透镜成像规律可知，此时会得到一个正立、放大
的虚像，故D错误。
故选：B。
【知识点】凸透镜成像的应用
5.（2019秋•高邮市期末）如图所示，小刚将盛满水的圆柱形透明玻璃杯贴近书本，透过
玻璃杯观看书上的鹦鹉图片（圆圈中的鹦鹉图与书本中的鹦鹉图实际大小相等），改变
书本到玻璃杯的距离，他所能看到的像可能是（ ）
A．甲、乙、丙 B．乙、丙 C．甲、丙、丁 D．甲、丁
【答案】D
【解答】解：因为左右方向的玻璃杯面呈弧形，左右中间厚、边缘薄，与凸透镜一样，所
以像是左右方向发生变化，玻璃杯面上下相同（不是呈弧形），不会起到放大作
用，所以像与图片应该是左右发生变化，而上下与图片相同；
由图甲可知，甲的方向与鹦鹉图片的方向相同，是放大的像，像的上下与物体
是相同，只是左右变大，所以可能会出现甲的情形；
由图乙可知，乙的方向与鹦鹉图片的方向相同，是缩小的像，由于像的上下与
物体是相同的，所以不可能上下缩小，不会出现乙的情形；
由图丙可知，丙的方向与鹦鹉图片的方向相同，是放大的像，由于像的上下与
物体是相同的，所以不可能上下放大，不会出现丙的情形；
由图丁可知，丙的方向与鹦鹉图片的方向相反，是放大的像，像的上下与物体
是相同的，只是左右变大了，所以会出现丁，
故甲和丁的图象可能会被看到。
故选：D。
【知识点】凸透镜成像的应用
6.（2019秋•福清市期末）如图所示的图象表示的是某块凸透镜成像时像距v随物距u变化的规律，当将蜡烛放在该凸透镜前15cm处，通过凸透镜，烛焰所成的像是（ ）
A．倒立、缩小的实像 B．倒立、放大的实像
C．正立、缩小的虚像 D．正立、放大的虚像
【答案】A
【解答】解：由凸透镜成像规律可知，u＝v＝2f时，凸透镜成倒立、等大的实像，由图象
可知，u＝v＝2f＝10cm，所以f＝5cm，
当将蜡烛在该凸透镜前15cm处，物距大于二倍焦距，此时凸透镜成倒立、缩
小的实像，故A正确。
故选：A。
【知识点】凸透镜成像的应用
7.（2019秋•新宾县期末）如图所示，AC为入射光线，CB为折射光线，且AO＜OB．已
知AO＝10cm，BO＝18cm，该凸透镜的焦距f的范围是（ ）
A．10cm＜f＜18cm B．5cm＜f＜9cm
C．9cm＜f＜10cm D．18cm＜f＜20cm
【答案】B
【解答】解：
由图可知，A点成像在B点，像距大于物距，满足f＜u＜2f，成倒立、放大的
实像；已知AO＝10cm，则f＜10cm＜2f，即5cm＜f＜10cm；
已知BO＝18cm，即v＝18cm＞2f，则f＜9cm；
所以该凸透镜的焦距范围为5cm＜f＜9cm，故B正确。
故选：B。
【知识点】凸透镜成像的应用8.（2019秋•滦州市期末）一凸透镜的焦距是15cm，当物体沿主光轴从距透镜60cm向
20cm处移动的过程中，关于像的大小和像距变化情况，下列分析正确的是（ ）
A．像变大，像距变大
B．像变小，像距变小
C．像先变大后变小，像距不变
D．像先变小后变大，像距变小
【答案】A
【解答】解：凸透镜的焦距是15cm，将点燃的蜡烛从离凸透镜60cm处移到20cm处的过
程中，物距始终大于焦距，因此凸透镜成实像，由于物距减小，则像距变大，像
变大。
故选：A。
【知识点】凸透镜成像的应用
9.（2019秋•东海县期末）小红同学在“探究凸透镜成像规律”时，烛焰在光屏上成了一
个清晰的像，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．利用这一成像规律可制成投影仪
B．如果把蜡烛与光屏对调，光屏上将不会出现清晰的像
C．如果是蜡烛向左移动，光屏需要向左移动才能接收到清晰的像
D．用不透明纸将凸透镜的上半部分挡住，光屏上只能呈半个烛焰的像，像的亮度减弱
【答案】C
【解答】解：
A、由图可知，物距大于像距，凸透镜成倒立、缩小的实像，应用于照相机和
摄像机，故A错误。
B、由图知，u＞v，凸透镜成倒立缩小的实像；将蜡烛和光屏的位置对换后，
根据折射时光路是可逆的，所以光屏上能成清晰的像，且成倒立、放大的实像，
故B错误。
C、将蜡烛向左移动，物距增大，像距应减小，所以要在光屏上得到清晰的像，
光屏要向左移动，故C正确。D、用不透明纸将凸透镜的上半部分挡住，烛焰上任一点射向凸透镜下半部分
的光线，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线
减少，会聚成的像变暗，故D错误。
故选：C。
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
10.（2019秋•汾阳市期末）某实验小组用如图所示的装置测出凸透镜的焦距，并探究凸透
镜成像的规律，当蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示时，在光屏上可成清晰的像，下
列说法正确的是（ ）
A．该凸透镜的焦距是 30cm
B．凸透镜、光屏的位置不变，蜡烛远离凸透镜，光屏上的像变清晰
C．图乙中烛焰成的像是倒立、放大的像
D．照相机的成像特点与图乙中成像特点相同
【答案】C
【解答】解：
A、平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将会聚于一点，该点为此凸透镜的焦
点，从焦点到透镜中心的距离即为焦距，则该凸透镜的焦距为30.0cm﹣20.0cm
＝10.0cm，故A错误；
B、凸透镜、光屏的位置不变，蜡烛远离凸透镜，物距变大，则像距应减小，
此时光屏应向凸透镜靠近才能使光屏上的像变清晰，故B错误；
C、图乙中，物距u＝15cm，像距v＝30cm，像距大于物距，则物距在一倍焦
距和二倍焦距之间，由凸透镜成像规律可知，烛焰成的是倒立、放大的实像，
其应用是投影仪，故D错误，C正确；
故选：C。
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
11.（2019秋•溧水区期末）如图所示，在A处点燃一支蜡烛，从①平面镜、②凸透镜和③
中央有小孔的纸板三种器材中选择一个器材，放入P处的方框内，在方框的右侧光屏（未画出）上成清晰的像，而且随着光屏远离P ，所成的像逐渐变大。对于方框内
所放的器材，下列判断中正确的是（ ）
A．一定是① B．一定是②
C．一定是③ D．②和③均有可能
【答案】C
【解答】解：保持蜡烛在A的位置不变，若在方框内放入上述某一器材后，能在方框的右
侧光屏上成像（实像），而且随着光屏离开P的距离增大，所成清晰的像也逐渐
变大；
平面镜所成的像为虚像；凸透镜所成的像与物距和像距有关，当改变像距时，
物距也需改变，才能成清晰的像；小孔成像时，光屏离小孔越远，成的实像越
大，所以方框内所放的器材一定是中央有小孔的纸板③。
故选：C。
【知识点】凸透镜成像的应用
12.（2019秋•伊通县期末）如图为小红同学的脸庞外形和大小，通过凸透镜看她的脸庞时，
不可能看见的像为下图的（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【解答】解：A、小红在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立放大的实像。不符合
题意。
B、小红在凸透镜的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像。不符合题意。
C、小红在任何地方都不能得到正立、缩小的像。符合题意。D、小红在凸透镜的二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像。不符合题意。
故选：C。
【知识点】凸透镜成像的应用
二、填空题（共8小题）
13.（2019秋•河西区期末）如图所示，初夏的早晨，树叶上常常会有一些露珠，透过这些
露珠看到的叶脉会更清楚，露珠相当于一个放大镜，我们看到的是叶脉的 （选填
“虚”或“实”）像，叶脉位于该“透镜”的 。（填写与焦距的关
系）
【答案】虚；一倍焦距以内。
【解答】解：露珠相当于凸透镜，叶脉在凸透镜的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像。
故答案为：虚；一倍焦距以内。
【知识点】凸透镜成像的应用
14.（2019秋•射阳县期末）小华利用图示装置探究凸透镜成像规律。调整器材时应使烛焰
和光屏的中心位于凸透镜的 上，图中在屏上成清晰实像的场景的实际应用是
（放大镜/投影仪/照相机）；保持蜡烛和光屏在10cm处和55cm处不动，要再次在光屏
上呈现清晰的像，应将凸透镜移到 cm刻度处。
【答案】主光轴；投影仪；40。
【解答】解：实验前要调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度，三者的中心大致在同一高度，即在凸透镜的主光轴上，这样才能使像成在光屏中央；
由图示位置可知，物距u＝15cm，像距v＝30cm，即u＜v，成倒立、放大的实
像，应用于投影仪。
保持蜡烛和光屏在10cm处和55cm处不动，要再次在光屏上呈现清晰的像，根
据光的可逆性，此时物距等于原来的像距，应将凸透镜移到10cm+30cm＝
40cm刻度处。
故答案为：主光轴；投影仪；40。
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
15.（2019秋•禅城区期末）小薇在做“探究凸透镜成像规律”的实验，如图所示。她先将
蜡烛和光屏分别固定在光具座的20cm和65cm处，然后移动透镜，在光屏是得到一个清
晰的倒立、缩小实像，这时蜡烛与透镜的距离u和透镜焦距f的关系是 （用符
号和不等式表示）；接着小薇将光屏移到80cm处，为了得到一个清晰的倒立、放大实
像，此时透镜要向 （填“左”或“右”）移动，这时蜡烛与透镜的距离u和透镜
焦距f的关系须满足 。
【答案】u＞2f；左；2f＞u＞f。
【解答】解：已知在光屏是得到一个清晰的倒立、缩小实像，由凸透镜成像规律可知，这
时蜡烛与透镜的距离u和透镜焦距f的关系是u＞2f；
根据凸透镜成实像时，物近像远像变大，可知为了得到一个清晰的倒立、放大
实像，此时要减小物距，
因此透镜要向左移动，当物距处于f和2f之间，凸透镜成倒立放大的实像，即
这时蜡烛与透镜的距离u和透镜焦距f的关系须满足 2f＞u＞f。
故答案为：u＞2f；左；2f＞u＞f。
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
16.（2019秋•柳州期末）图中F是凸透镜的焦点，a、b、c、d、e是凸透镜主光轴上的五
个点。将物体放在 点时，是放大镜成像的原理；将物体放在 点时，所成的实像
最小。【答案】e；a。
【解答】解：①将烛焰放在e点时，u＜f，凸透镜成正立、放大的虚像，是放大镜成像的
原理；
②凸透镜成实像时，物距越大，所成的实像越小，所以，将物体放在a点时，
所成的实像最小。
故答案为：e；a。
【知识点】凸透镜成像的应用
17.（2019秋•厦门期末）如图，放在装有水的烧杯中的铅笔，看起来断”为两椒，这是由
于光的 。水中的那段铅笔看起来比水上的那段“粗”，这是由于水中的那段铅
笔前面的水和玻璃组成了一个 镜。
【答案】折射；凸透。
【解答】解：铅笔斜插入盛水的玻璃杯里时，从上面看上去，水中的部分比实际位置高了，
所以看起来像折断了，这是由于光的折射现象引起；
圆柱形的玻璃杯相当于凸透镜，具有放大镜的功能，所以铅笔在水中部分看起
来比水面上的部分要粗一些。
故答案为：折射；凸透。
【知识点】凸透镜成像的应用、光的折射现象及其应用
18.（2018秋•邗江区校级期末）如图是投影仪成像示意图。其中凸透镜的作用是成
（等大缩小放大）、 （正立/倒立）的实像，平面镜的作用是 。
如果图中h＝30cm则凸透镜焦距不可能小于 cm．如果某次同学嫌屏幕上的像太
大，他应该将凸透镜向 （上/下）调，同时将投影仪 （远离/靠近）屏幕。【答案】放大；倒立；改变光路；15；上；靠近。
【解答】解：
（1）投影仪是根据凸透镜成放大、倒立实像的原理制成的。所以凸透镜的作
用就是成放大、倒立的实像；
（2）平面镜将通过凸透镜的折射光线反射到银幕上，所以起到改变光路的作
用；
（3）由凸透镜成像规律得，f＜30cm＜2f，所以15cm＜f＜30cm；
在使用投影仪时，发现在屏幕上的画面太大，要使像变小，应增大物距h，即
将凸透镜向上调，并减小投影仪与屏幕间的距离，即将投影仪靠近屏幕。
故答案为：放大；倒立；改变光路；15；上；靠近。
【知识点】凸透镜成像的应用
19.（2019秋•湘乡市期中）用一个凸透镜和一张白纸做实验，将凸透镜放在太阳光底下，
然后调整纸与凸透镜之间的距离，当与纸之间距离恰好为8cm时得到一个最小最亮的光
斑，该凸透镜的焦距是 cm．若用该凸透镜做成像实验，在物体距凸透镜由30cm逐
渐减小到10cm的过程中，要能在光屏上成像，必须将光屏逐渐 凸透镜（填
“远离”或“靠近”），他发现像逐渐 （填“变大”或“变小”）。
【答案】8；远离；变大。
【解答】解：（1）根据凸透镜测焦距的定义，此时光斑到透镜中心的距离即为焦距f，f＝
8cm；
（2）在物体距凸透镜由30cm逐渐减小到10cm的过程中，由于物距大于一倍
焦距8cm，物体成实像；物距减小了，像会变大，像距变大，应将光屏逐渐远
离凸透镜。
故答案为：8；远离；变大。
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验20.（2019秋•长葛市期末）在鉴定文物和字画时，为了观察细微之处，经常要使用放大镜。
在某次鉴定文物时看到古陶瓷上隐约有两条大约成5°角的细纹，为了看到更大得像，应
当让放大镜离细纹 一些。如果放大镜的放大倍数是10．则看到的文物上的细纹夹
角是 °。
【答案】远；5。
【解答】解：因放大镜成像时物距小于焦距，所成的像是正立、放大的虚像，而成虚像时
物距越大，像距越大，虚像越大，所以，为了看到更大的像，就要增大物距，即
应当让放大镜离细纹远一些；
无论放大镜的倍数多大，只能放大物体本身，但不能改变物体之间的角度，故
看到的文物上的细纹夹角仍然是5°。
故答案为：远；5。
【知识点】凸透镜成像的应用
三、实验探究题（共2小题）
21.物理兴趣小组想探究“凸透镜成像的规律”。他们从实验室取出凸透镜、光具座、光
屏、蜡烛等实验器材。
（1）他们想通过动手测量知道凸透镜的焦距f为多少，做了实验甲所示的实验。镜面垂直
于阳光，在凸透镜下面放上白纸（纸、镜平行），测出凸透镜与白纸间距s/cm与对应
的白纸被烤焦的时间t/min，绘出图线乙，可判断该凸透镜的焦距f为 。
（2）他们安装好各种器材后，点燃蜡烛，将蜡烛移动到距离凸透镜30cm处，移动光屏到
适当位置，可以在光屏成倒立、 的实像；当把蜡烛移近凸透镜后，要想继续在
光屏上呈现清晰的像，则光屏应该向 凸透镜的方向移动（选填“远离”或“靠
近”）。
（3）实验时同学们发现，在观察光屏上清晰的烛焰像的过程中，随着蜡烛逐渐燃烧变短，
光屏上烛焰的像会向 移动（选填“上”或“下”）。
（4）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≥ （用f表示）。【答案】（1）12cm；（2）缩小；远离；（3）上；（4）4f。
【解答】解：（1）由图乙可知，当透镜与白纸间距s=12cm时，白纸被烤焦的时间
t=4min，所用的时间最短，说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高，这个
点就是凸透镜的焦点，则测出透镜与白纸间距即为焦距f=12cm。
（2）将蜡烛移动到距离凸透镜30cm处，此时物距大于二倍焦距，成倒立缩小的
实像；当把蜡烛移近凸透镜后，物距变小，像距变大要想继续在光屏上呈现清
晰的像，则光屏应该向远离凸透镜的方向移动；
（3）蜡烛变短，向下移动，由于成倒立的实像，所以光屏上的像向上移动；
（4）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。
故答案为：（1）12cm；（2）缩小；远离；（3）上；（4）4f。
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
22.（2019秋•高邮市期末）在探究“凸透镜成像规律”的实验中。
（1）为了粗测凸透镜的焦距，小红上午上课前，将凸透镜与水平地面平行放置，让太
阳光照射到凸透镜上，调节凸透镜到地面的距离，直至地面上出现一个最小的亮点，小
红认为此点到光心的距离，就是凸透镜的焦距，小强却说，这个距离不是凸透镜的焦距，
其理由是 ；
（2）小红改变方案将凸透镜安装在光具座上，用平行光作光源，移动光屏，在光屏上
得到一个最小最亮的光斑，如图甲所示，则该凸透镜的焦距为 cm；
（3）如图乙，光屏上呈现清晰的像，此像的性质是倒立 的实像。在放大镜、照相机和投影仪中，成像原理与其相同的是 ；我们能从不同方向看到光屏上
的像是因为光在光屏上发生了 反射；
（4）小红将点燃的蜡烛放在某处，发现无论怎样移动光屏，在光屏中心只能看到一个
大小不变的圆形光斑，你认为可能出现的原因应该是 ；
（5）如图丙所示，保持蜡烛的位置不变，移动透镜至图丙所示刻度线处，则人眼应该
在图中 （A/B/C）处且朝着相应方向，才能观察到烛焰的像。
【答案】（1）透镜没有正对太阳光；（2）10.0；（3）放大；投影仪；漫；（4）蜡烛放
在焦点处；（5）B。
【解答】解：
（1）太阳光可以近似看为平行光源，将凸透镜正对着太阳光，太阳光经凸透
镜后将会聚在焦点。所以把光屏置于另一侧，改变光屏与凸透镜间的距离，直
到光屏上出现一个最小、最亮的光斑，这个光斑便为焦点。测出光斑到凸透镜
的距离，便是焦距。而小红将凸透镜与水平地面平行放置，此时凸透镜没有正
对太阳光（太阳光没有与凸透镜的主光轴平行），所以这个亮点不是凸透镜的
焦点位置
（2）由图中，平行光线经凸透镜后会聚到一点，说明凸透镜对光线具有会聚
作用；光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透镜的焦点，所以焦距为20cm
﹣10cm＝10cm；
（3）由图乙知，当蜡烛在刻度尺的10cm处，u＝15cm，2f＞u＞f，凸透镜成
倒立放大的实像，投影仪就是根据这一原理制成的；能从不同方向看到光屏上
的像是因为光在光屏上发生了漫反射；
（4）无论怎样移动光屏，在光屏中心只能看到一个大小不变的圆形光斑，可
能出现的原因应该是：物距等于焦距，即物体正好放在凸透镜的焦点上。
（5）u＜f时，凸透镜成正立放大的虚像，光屏上接不到，眼睛透过凸透镜观
察蜡烛看到正立放大的虚像；虚像与成像物体同侧，所以应从B处观察；
故答案为：（1）透镜没有正对太阳光；（2）10.0；（3）放大；投影仪；漫；
（4）蜡烛放在焦点处；（5）B。
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
