登录
2. 小红拿到一块玻璃透镜，她对此透镜进行探究。
甲 乙 丙
(1)小红把该透镜靠近书上的“实验”二字，观察到如图甲所示的现象，由此可以判定该透镜是
(2)小红查阅资料后了解到，用如图乙所示的玻璃三棱镜组合可以描述该透镜对光的作用。请在图乙中画出平行光射入两个三棱镜后射出光线的大致方向。
(3)为探究该透镜的成像规律，小红将“F”光源、透镜、光屏放置在光具座上，调整好后，固定透镜位置，使“F”光源从距离透镜较远处逐渐靠近透镜，每次都调节光屏到透镜的距离，使“F”光源在光屏上成清晰的像，将结果记录在下表中。该透镜的焦距为
实验序号 物距$u/\mathrm{cm}$ 像距$v/\mathrm{cm}$ 像的性质
1 30 15 倒立、缩小的像
2 20 20 倒立、等大的像
3 15 30 倒立、放大的像
甲 乙 丙
(1)小红把该透镜靠近书上的“实验”二字，观察到如图甲所示的现象，由此可以判定该透镜是
凸
（选填“凸”或“凹”）透镜。(2)小红查阅资料后了解到，用如图乙所示的玻璃三棱镜组合可以描述该透镜对光的作用。请在图乙中画出平行光射入两个三棱镜后射出光线的大致方向。
(3)为探究该透镜的成像规律，小红将“F”光源、透镜、光屏放置在光具座上，调整好后，固定透镜位置，使“F”光源从距离透镜较远处逐渐靠近透镜，每次都调节光屏到透镜的距离，使“F”光源在光屏上成清晰的像，将结果记录在下表中。该透镜的焦距为
10
cm。当“F”光源位于如图丙所示的位置时，光屏应适当向左
（选填“左”或“右”）移动，才能承接到清晰的像。实验序号 物距$u/\mathrm{cm}$ 像距$v/\mathrm{cm}$ 像的性质
1 30 15 倒立、缩小的像
2 20 20 倒立、等大的像
3 15 30 倒立、放大的像
答案
2.(1)凸
(2)如图所示：
(3)10 左
【解析】(1)小红把透镜靠近书上的“实验”二字，观察到如题图甲所示的现象，此时透过透镜看到正立、放大的像，根据凸透镜成像规律，$u＜f$，成正立、放大的虚像，可以判定该透镜是凸透镜。(2)画出法线，光从玻璃中斜射入空气，所以折射角大于入射角，由此可以作出对应的折射光线。(3)由题表中数据可知，$v=u=20\ \mathrm{cm}$，成倒立、等大的像，可知$2f=20\ \mathrm{cm}$，故该凸透镜的焦距$f=10\ \mathrm{cm}$。固定透镜位置，使“F”光源从距离透镜较远处逐渐靠近透镜，当“F”光源位于如题图丙所示位置时，物距为17 cm，根据$2f＞u＞f$、$v＞2f$可知，此时成倒立、放大的实像，因$u=17\ \mathrm{cm}＞15\ \mathrm{cm}$，由题表中数据可知，$v＜30\ \mathrm{cm}$，故光屏应适当向左移动，才能承接到清晰的像。
解析
【分析】
要解决这道题，需分三个小问题逐步分析：
1. 判断透镜类型：回忆凸透镜和凹透镜的成像特点，当透镜靠近物体时，若成正立放大的虚像则为凸透镜，凹透镜成正立缩小虚像，据此判断第一问。
2. 三棱镜组合的光路：凸透镜对光有会聚作用，光从玻璃（三棱镜）斜射入空气时，折射角大于入射角，折射光线向三棱镜底边偏折，据此画出第二问的光路。
3. 求焦距及光屏移动方向：根据凸透镜成像规律，当物距等于2倍焦距时，成倒立等大实像，此时像距也等于2倍焦距，结合表格数据求焦距；再根据物距变化时像距的变化规律，判断光屏的移动方向。
【解析】
(1) 当透镜靠近书上的“实验”二字时，物距小于透镜的焦距，观察到正立、放大的虚像。根据透镜成像规律，凹透镜成正立、缩小的虚像，凸透镜在物距小于焦距时成正立、放大的虚像，因此该透镜是凸透镜。
(2) 平行光射入上方三棱镜，光从玻璃斜射入空气，折射角大于入射角，折射光线向三棱镜的底边偏折；下方三棱镜同理，折射光线也向底边偏折，最终平行光会聚，光路图如下：。
(3) 根据凸透镜成像规律，当u=2f时，成倒立、等大的实像，此时v=2f。由表格中第2组数据，物距u=20cm，像距v=20cm，因此2f=20cm，解得该凸透镜的焦距f=10cm。当“F”光源位于丙图位置时，物距u=17cm，满足2f＞u＞f，此时成倒立、放大的实像，且物距越大，像距越小。对比表格中物距15cm时像距为30cm，物距17cm大于15cm，因此像距应小于30cm，故光屏应适当向左移动，才能承接到清晰的像。
【答案】
(1)凸；(2)如图所示：；(3)10；左
【知识点】
凸透镜成像、透镜类型判断、光的折射规律
【点评】
本题结合透镜成像规律与光的折射特点，考查学生对凸透镜相关知识的应用，需掌握凸透镜成像的规律及光的折射在透镜中的作用，是一道基础综合题。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需分三个小问题逐步分析：
1. 判断透镜类型：回忆凸透镜和凹透镜的成像特点，当透镜靠近物体时，若成正立放大的虚像则为凸透镜，凹透镜成正立缩小虚像，据此判断第一问。
2. 三棱镜组合的光路：凸透镜对光有会聚作用，光从玻璃（三棱镜）斜射入空气时，折射角大于入射角，折射光线向三棱镜底边偏折，据此画出第二问的光路。
3. 求焦距及光屏移动方向：根据凸透镜成像规律，当物距等于2倍焦距时，成倒立等大实像，此时像距也等于2倍焦距，结合表格数据求焦距；再根据物距变化时像距的变化规律，判断光屏的移动方向。
【解析】
(1) 当透镜靠近书上的“实验”二字时，物距小于透镜的焦距，观察到正立、放大的虚像。根据透镜成像规律，凹透镜成正立、缩小的虚像，凸透镜在物距小于焦距时成正立、放大的虚像，因此该透镜是凸透镜。
(2) 平行光射入上方三棱镜，光从玻璃斜射入空气，折射角大于入射角，折射光线向三棱镜的底边偏折；下方三棱镜同理，折射光线也向底边偏折，最终平行光会聚，光路图如下：
。(3) 根据凸透镜成像规律，当u=2f时，成倒立、等大的实像，此时v=2f。由表格中第2组数据，物距u=20cm，像距v=20cm，因此2f=20cm，解得该凸透镜的焦距f=10cm。当“F”光源位于丙图位置时，物距u=17cm，满足2f＞u＞f，此时成倒立、放大的实像，且物距越大，像距越小。对比表格中物距15cm时像距为30cm，物距17cm大于15cm，因此像距应小于30cm，故光屏应适当向左移动，才能承接到清晰的像。
【答案】
(1)凸；(2)如图所示：
；(3)10；左【知识点】
凸透镜成像、透镜类型判断、光的折射规律
【点评】
本题结合透镜成像规律与光的折射特点，考查学生对凸透镜相关知识的应用，需掌握凸透镜成像的规律及光的折射在透镜中的作用，是一道基础综合题。
【难度系数】
0.6
【典型例题3】在探究凸透镜成像的规律实验中，当发光物体、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上得到清晰的像（像未画出）。下列说法正确的是（）。
A.透镜焦距一定在10 cm到15 cm之间
B.透镜焦距一定在15 cm到20 cm之间
C.把发光物体向左移动少许，光屏适当向左移动可得到大些的实像
D.把发光物体向右移动少许，光屏适当向右移动可得到小些的实像
思路导引 由题图可知，此时$u=20\ \mathrm{cm}$，$v=30\ \mathrm{cm}$，$u＜v$，成倒立、放大的实像，由凸透镜成像规律可知，此时$f＜u＜2f$，$v＞2f$，即$f＜20\ \mathrm{cm}＜2f$，$30\ \mathrm{cm}＞2f$，解得$10\ \mathrm{cm}＜f＜15\ \mathrm{cm}$，A正确，B错误。把发光物体向左移动少许，此时物距变大，像距变小，像变小；把发光物体向右移动少许，此时物距变小，像距变大，像变大，C、D错误。
答案 A
关键点拨 凸透镜成像包含两大核心内容：一是凸透镜可成实像或者虚像，这一成像特性在生活中有着广泛应用；二是凸透镜成实像时，成像大小和位置会随物距的变化而变化。成实像的动态变化规律可以简记为“物远像近像变小”：物体远离凸透镜时，像靠近凸透镜，像变小。
A.透镜焦距一定在10 cm到15 cm之间
B.透镜焦距一定在15 cm到20 cm之间
C.把发光物体向左移动少许，光屏适当向左移动可得到大些的实像
D.把发光物体向右移动少许，光屏适当向右移动可得到小些的实像
思路导引 由题图可知，此时$u=20\ \mathrm{cm}$，$v=30\ \mathrm{cm}$，$u＜v$，成倒立、放大的实像，由凸透镜成像规律可知，此时$f＜u＜2f$，$v＞2f$，即$f＜20\ \mathrm{cm}＜2f$，$30\ \mathrm{cm}＞2f$，解得$10\ \mathrm{cm}＜f＜15\ \mathrm{cm}$，A正确，B错误。把发光物体向左移动少许，此时物距变大，像距变小，像变小；把发光物体向右移动少许，此时物距变小，像距变大，像变大，C、D错误。
答案 A
关键点拨 凸透镜成像包含两大核心内容：一是凸透镜可成实像或者虚像，这一成像特性在生活中有着广泛应用；二是凸透镜成实像时，成像大小和位置会随物距的变化而变化。成实像的动态变化规律可以简记为“物远像近像变小”：物体远离凸透镜时，像靠近凸透镜，像变小。
答案
A
解析
【分析】先确定物距与像距的大小关系，结合凸透镜成像规律判断成像性质，进而推导焦距的范围；再根据凸透镜成实像时“物远像近像变小，物近像远像变大”的规律，分析物体移动时像的变化情况，逐一判断选项。
【解析】由题图可知，物距$u=50\ \mathrm{cm}-30\ \mathrm{cm}=20\ \mathrm{cm}$，像距$v=80\ \mathrm{cm}-50\ \mathrm{cm}=30\ \mathrm{cm}$，此时$u＜v$，根据凸透镜成像规律，成倒立、放大的实像，需满足$f＜u＜2f$，$v＞2f$。代入得：$f＜20\ \mathrm{cm}＜2f$，解得$10\ \mathrm{cm}＜f＜20\ \mathrm{cm}$；同时$30\ \mathrm{cm}＞2f$，解得$f＜15\ \mathrm{cm}$。综合两式得$10\ \mathrm{cm}＜f＜15\ \mathrm{cm}$，故A正确，B错误。根据凸透镜成实像的动态规律：“物远像近像变小，物近像远像变大”，当发光物体向左移动（物距变大），像距应变小，像变小，故C错误；当发光物体向右移动（物距变小），像距应变大，像变大，故D错误。
【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律、实像的动态变化
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用，核心是根据物距和像距的关系判断成像性质，再结合成像规律推导焦距范围和像的变化，需牢记成像规律及动态变化特点，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.6
【解析】由题图可知，物距$u=50\ \mathrm{cm}-30\ \mathrm{cm}=20\ \mathrm{cm}$，像距$v=80\ \mathrm{cm}-50\ \mathrm{cm}=30\ \mathrm{cm}$，此时$u＜v$，根据凸透镜成像规律，成倒立、放大的实像，需满足$f＜u＜2f$，$v＞2f$。代入得：$f＜20\ \mathrm{cm}＜2f$，解得$10\ \mathrm{cm}＜f＜20\ \mathrm{cm}$；同时$30\ \mathrm{cm}＞2f$，解得$f＜15\ \mathrm{cm}$。综合两式得$10\ \mathrm{cm}＜f＜15\ \mathrm{cm}$，故A正确，B错误。根据凸透镜成实像的动态规律：“物远像近像变小，物近像远像变大”，当发光物体向左移动（物距变大），像距应变小，像变小，故C错误；当发光物体向右移动（物距变小），像距应变大，像变大，故D错误。
【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律、实像的动态变化
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用，核心是根据物距和像距的关系判断成像性质，再结合成像规律推导焦距范围和像的变化，需牢记成像规律及动态变化特点，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.6
