一、选择题
1．（2014·临沂）光的世界丰富多彩，光学器件在我们的生活、学习中有着广泛应用。下列说法中符合实际的是（ ）
A．近视眼镜利用了凸透镜对光线的发散作用
B．照相时，被照者应站在距镜头二倍焦距以外
C．借助放大镜看地图时，地图到放大镜的距离应大于一倍焦距
D．阳光通过凸透镜可以点燃纸屑，是利用凸透镜对光线的放大作用
答案：B
解析：凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用；当物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像，这是照相机的应用；当物距小于1倍焦距时，凸透镜会成正立、放大的虚像，这是放大镜的应用；凸透镜能使阳光会聚在一点上，并且会使此点温度升高至纸屑的燃点，将纸屑燃烧；近视眼需戴凹透镜加以矫正。
2．（2013·常德）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内时，人眼观察到烛焰成像的情形是图1中的（ ）
A B C D
图1
答案：C
解析：当物距小于一倍焦距时，物体在凸透镜成的是正立的放大的虚像。只有选择项C中所示的情况符合这个规律。
3．（2014·邵阳）甲同学拿着焦距为10cm的放大镜去看离他1.5m远处的乙同学，乙同学却通过放大镜看到了甲同学眼睛成正立放大的、清晰的虚像，则放大镜与甲同学的距离（ ）
图2
A．小于10cm
B．大于10cm小于20cm
C．大于20cm
D．等于10cm
答案：A
解析：凸透镜成像时，u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜。乙同学通过放大镜看到了甲同学眼睛成正立放大的、清晰的虚像，此时凸透镜的焦距是10cm，那么放大镜与甲同学的距离小于10cm，所以只有A选项符合题意。
4．（2013·揭阳）在做观察“凸透镜成像”的实验时，物体放在距离凸透镜60cm处，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．20cm B．30cm C．60cm D．80cm
答案：A
解析：因为物距大于二倍焦距时，凸透镜成倒立缩小实像，所以60cm＞2f，即30cm＞f，即焦距小于30cm。
5．（2014·绵阳）在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，凸透镜焦距为15cm，把蜡烛放在凸透镜前25cm处，光屏上可承接到烛焰放大、倒立、清晰的实像，然后保持凸透镜位置不变，将蜡烛缓慢向凸透镜靠近。最终停在距凸透镜20cm处，为在光屏上得到烛焰清晰的实像，则光屏的移动方向和光屏上所得到像的大小变化分别是（ ）
A．靠近凸透镜，变大
B．远离凸透镜，变大
C．靠近凸透镜，变小
D．远离凸透镜，变小
答案：B
解析：凸透镜成实像的过程中，如果将蜡烛向靠近透镜方向移动，使物距减小，则像距增大，同时像也变大。所以将蜡烛缓慢向凸透镜靠近，最终停在距凸透镜20cm处，为在光屏上得到烛焰清晰的实像，则光屏要远离凸透镜，光屏上所得到像的大小变化是变大了。
6．（2014·潍坊）将点燃的蜡烛放在距凸透镜20cm处时，在另一侧距凸透镜20cm处的光屏上出现了一个与烛焰等大的清晰像，若保持物距不变，更换一个焦距为15cm的凸透镜，要想在屏上出现清晰像，下列操作可行的是（ ）
A．使屏远离透镜
B．使屏靠近透镜
C．使屏向上移动
D．使屏向下移动
答案：A
解析：根据凸透镜成像规律，当u=2f时，成倒立、等大的实像，像距v=2f；本题中u=20cm时，在另一侧距凸透镜20cm处的光屏上可以得到一个与蜡烛等大的像，所以2f=20cm，即f=10cm。当f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，此时像距v＞2f，所以当凸透镜焦距为15cm时，f=15cm＜20cm＜2f=30cm，成倒立、放大的实像，像距v＞2f=30cm，所以屏应远离透镜。
7．（2014·宜昌）如图3所示，此时蜡烛通过凸透镜在光屏上形成一个清晰的像，现保持凸透镜的位置不变，将光屏与蜡烛的位置对调，则光屏上（ ）
A．无像
B．成倒立缩小的实像
C．成倒立放大的实像
D．成正立放大的实像
图3
答案：C
解析：由题意知，u＞2f，由凸透镜成像规律可知，在光屏上能成倒立、缩小的实像，此时2f＞v＞f；若保持凸透镜的位置不动，将蜡烛和光屏互换一下位置，则2f＞u＞f，根据光路是可逆的，由凸透镜成像规律可知，成倒立、放大的实像。
8．（2014·凉山州）小琳用光具座探究凸透镜成像规律，她先将物体放在凸透镜前某一位置时恰在透镜后20cm处的光屏上出现一个与该物体等大的像；若现将物体移至透镜前5cm处时，则光屏上（ ）
A．倒立放大的实像
B．倒立缩小的实像
C．光屏上接收不到像
D．倒立放大的虚像
答案：C
解析：距离凸透镜20cm的光屏上得到一个清晰的与物体等大的像，所以v=2f=20cm，则f=10cm。若将物体移至透镜前5cm处时，此时物距u=5cm，则物距应小于焦距，成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，光屏上接收不到。
9．（2014·鄂州）在探究“凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图4所示，此时在光屏上得到烛焰清晰的像，若保持凸透镜位置不动，将蜡烛移到光具座的35cm刻度处，对于此时像的性质判断正确的是（ ）
图4
A．一定是放大的像
B．一定是缩小的像
C．可能是倒立的像
D．可能是正立的像
答案：A
解析：由图4知，物距u=50cm-30cm=20cm，像距v=65cm-50cm=15cm。当物距大于像距时，成倒立缩小的实像，因此物距大于2倍焦距，像距处于1倍和2倍焦距之间。即：
20cm＞2f，f＜15cm＜2f，解得：7.5cm＜f＜10cm
将蜡烛移到光具座的35cm刻度处时，物距u=50cm-35cm=15cm，处于1倍和2倍焦距之间，所以成倒立放大的实像。
10．小明手里拿一个放大镜，对准房间天花板上的白炽灯泡，并在地板上铺一张白纸，适当调整透镜到纸面的距离，即可得到正在发光的灯泡中灯丝的（ ）
A．放大的实像
B．放大的虚像
C．缩小的实像
D．放大的实像或缩小的实像
答案：D
解析：放大镜是焦距较短的凸透镜，白炽灯与白纸之间的距离足够大，在它们之间调整凸透镜的位置，将会在白纸上得到两种像：一种是凸透镜距白纸近时灯丝在白纸上成缩小的实像；一种是当凸透镜靠近白炽灯时，灯丝在白纸上成放大的实像。
11．凸透镜的焦距为10cm，若物体沿主光轴从距透镜30cm处向透镜处移动，直到距透镜10cm，则下述凸透镜所成像的变化情况中，正确的是（ ）
A．像始终变大
B．像始终变小
C．像先变小后变大
D．像先变大后变小
答案：A
解析：在2倍焦距之外成倒立缩小的实像，物距等于2倍焦距时，成等大倒立的实像，物距小于2倍焦距时，成放大倒立的实像。
12．如图5所示是探究凸透镜成像规律的实验装置，将点燃的蜡烛放在离透镜较远处，移动光屏使烛焰在屏上成一缩小实像，然后只将蜡烛向透镜逐渐移近，那么（ ）
A．光屏上出现等大的实像
B．光屏上出现放大的实像
C．光屏上出现缩小的实像
D．透过凸透镜可能会看到放大的像
答案：D
解析：根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”，只将蜡烛向透镜逐渐移近，即物距变小，像距要变大，但光屏没有移动，所以光屏上不会出现清晰的实像。但当物体移至焦点以内，能出现正立、放大的虚像，这个像不能呈现在光屏上，要透过凸透镜才能用眼睛观察到。
二、填空题
13．在研究“凸透镜成像规律”实验中，若不知道透镜焦距的粗略值，要先让凸透镜正对_______将其测出；实验要用的主要器材有凸透镜、蜡烛、光屏和_______，实验时，已测出凸透镜焦距为10cm，若烛焰位于凸透镜2倍焦距处，其像离透镜_______cm。
答案：太阳 光具座或刻度尺 20
解析：测量凸透镜焦距的方法是利用它对太阳光的会聚作用，测出焦点到凸透镜中心的距离；研究凸透镜成像规律实验中，应使用凸透镜、蜡烛、光屏及刻度尺等器材；当物距等于二倍焦距时，像距也等于二倍焦距。
14．在观察凸透镜成像条件时，调整蜡烛火焰、凸透镜和_______的高度，使它们的中心大致在同一高度处。当蜡烛从焦点向外移动时，像逐渐变_______（填“大”或“小”），像到透镜的距离逐渐_______（填“增大”“减小”或“不变”）。
答案：光屏 小 减小
解析：当物体从焦点以外向外移动时，像距变小，像的大小也变小。
15．一束平行光线经过凸透镜折射后的传播方向如图6甲所示，由图可知，此透镜的焦距为_______cm；当把烛焰放在此凸透镜左侧12cm处时，如图6乙所示，则从该凸透镜右侧通过透镜可以看到一个_______、放大的虚像（填：“正立”或“倒立”）。
答案：15 正立
解析：由图甲可知，平行光通过凸透镜后在主轴上15cm处会聚，该点是焦点，凸透镜的焦距是15cm，再由图乙可知，物距为12cm，在一倍焦距之内，所以可得到正立、放大的虚像。
16．在观察凸透镜成像的现象时，保持凸透镜的位置不变，先后把烛焰放在图7中的a、b、c、d、e各点，并且分别调整光屏的位置，那么：
（1）把烛焰放在_______点时，屏上所成的像最大。
（2）把烛焰放在_______点时，屏上所成的像最小。
（3）把烛焰放在_______点时，无论怎样调整屏的位置都不能接收到像，眼睛也无论如何看不到像。
（4）把烛焰放在_______点时，可以用眼睛观察到正立放大的像。
答案：（1）c （2）a （3）d （4）e
解析：根据凸透镜的成像规律，a、b、c三点都在焦点以外，即到凸透镜的距离大于焦距，都能成实像。其中a点离凸透镜最远，物距最大，所成的像最小；b点在2倍焦距处，所成的像与物体等大；c点在焦点以外2倍焦距以内，成倒立、放大的实像，故物体放在c点，在屏上所成的像最大；d点是焦点，ｕ=f，不能成像，即看不到也承接不到d点所成的“像”；e点在焦距之内，能成正立放大的虚像。
三、实验题
17．小明用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像的规律”的实验，如图8所示：
（1）要使像能够成在光屏的中央，应将光屏向______调整（选填“上”或“下”）；
（2）实验过程中，当烛焰距凸透镜15cm时，移动光屏至某一位置，在光屏上得到一等大清晰的像，则该凸透镜的焦距是______cm；
（3）接着使烛焰向左移动5cm，此时应该将光屏向______移到某一位置（选填“左”或“右”），才能在屏上得到倒立、______、清晰的实像（选填“放大”“缩小”或“等大”）。
答案：（1）下 （2）7.5 （3）左 缩小
解析：（1）只有蜡烛、凸透镜和光屏在同一高度，像才能够成在光屏的中央，因此应将光屏向下调整；（2）物体在二倍焦距处成等大的实像，所以该凸透镜的焦距是15cm÷2＝7.5cm；（3）烛焰再向左移动5cm，此时物距大于二倍焦距，屏上得到倒立、缩小的实像，此时像距也变小，所以光屏应向左移。
18．（2014·镇江）如图9是探究凸透镜成像的实验装置，光屏上得到了一个清晰的像（光屏上像未给出），则该像为_______________、______的实像，应用这一规律可以制成_______（选填“照相机”或“投影仪”），保持透镜不动，将蜡烛向左移动，为使光屏上再次出现清晰的像，应将光屏向____________移动（选填“左”或“右”）。
图9
答案：倒立 缩小 照相机 左
解析：根据图中蜡烛和凸透镜的位置，读出物距u=25cm，像距是v=10cm，u＞v，成倒立、缩小的实像，应用于照相机；将蜡烛向左移动，物距增大，为使光屏上再次出现清晰的像，像距要减小，所以将光屏向左移动。
实验目的：
1．通过实验，学会应用凸透镜的成像规律，用多种方法测量凸透镜的焦距。
2．会测量凹透镜的焦距，了解凸透镜和凹透镜测量焦距的方法不同。
实验原理：
1．近视眼镜片是凹透镜，远视眼镜片是凸透镜。
2．透镜的焦距是表明凸透镜的会聚本领和凹透镜的发散本领的。根据凸透镜的成像规律，可以利用多种方法测量凸透镜的焦距。
实验器材：
近视眼镜一副、远视眼镜片一副、手电筒、白纸、刻度尺。
实验过程：
一、测量远视眼镜片（凸透镜）的焦距
1．平行光聚焦法：让凸透镜正对着太阳光，拿一张白纸在它的另一侧来回移动，直到纸上的光斑最小最亮，用刻度尺测出光斑到凸透镜中心的距离，即为该凸透镜的焦距。
2．平行光线法：将手电筒的灯泡与凸透镜中心放在同一高度上，来回调节两者之间的距离，直到在透镜另一侧得到一束平行光（通常情况下，平行光束难以直接观察，可借助于比较光束所形成的光斑与透镜面的大小判断，若相等则可认定为平行光束），则小灯泡的位置即为该凸透镜焦点的位置。用刻度尺测出小灯泡到凸透镜中心的距离，即为该凸透镜的焦距。
3．二倍焦距法：将灯泡放在凸透镜的一侧，移动灯泡与光屏，直到光屏上形成倒立的、等大的实像，用刻度尺测出灯泡或光屏到凸透镜中心的距离u或v，则f =u/2=v/2。
4．十倍焦距法：使较远的窗或正在发光的灯泡通过凸透镜在光屏上成清晰的像，用刻度尺测出光屏与凸透镜中心的距离就近似等于透镜的焦距。
5．焦点不成像法：先使凸透镜与灯泡紧靠，透过凸透镜观看灯泡里的灯丝，并逐渐增大凸透镜与灯泡之间的距离，从看得见到刚好看不见时，测出凸透镜与灯丝之间的距离即为焦距。
二、测量近视眼镜片（凹透镜）的焦距
1．将近视眼镜正对着太阳光，在另一侧放一张白纸，并保持白纸与眼镜平行。
2．用刻度尺量出白纸上亮环的直径为D（如图1）。
3．量出白纸到眼镜的距离为L。
4．量出眼镜片的直径为d。
5．通过以上数据计算出凹透镜的焦距f=
。
