第11讲 凸透镜成像规律 辅导讲义 2024-2025学年人教版物理八年级上学期

第11讲_凸透镜成像规律 辅导讲义（学生版） 主讲内容 认识透镜 凸透镜成像的规律 第11讲_凸透镜成像规律 [学生版] 课程目标 1．了解透镜的定义及性质 2．理解生活中常见透镜的原理和特点 3．掌握透镜的成像规律 知识图谱 课堂引入 透镜在我们的生活中有很多的应用，那它们的工作原理是怎样的呢？ 认识透镜 知识精讲 一．透镜 透镜是根据光的折射规律制成的。透镜是由透明物质（如玻璃、水晶等）制成的一种光学元件。透镜是折射镜，其折射面是两个球面（球面的一部分），或一个球面（球面的一部分）一个平面的透明体。 1．透镜的分类： 凸透镜：中间厚，边缘薄； 凹透镜：中间薄，边缘厚。 凸透镜 凹透镜 2．透镜的相关概念： ①主光轴：通过镜面所在球心的连线； ②光心：通过光心的光线不偏折； ③焦点：对于凸透镜的焦点是折射光线会聚的，对于凹透镜的焦点是折射光线的反向延长线会聚的。 ④焦距：焦点到光心的距离，焦距越短，折光能力越强。 二．透镜对光线的作用 1．凸透镜对光有会聚作用；凹透镜对光有发散作用。 （1）凸透镜对光的会聚和凹透镜对光的发散都是相对于入射光线而言的； （2）凸透镜表面越凸，焦距越短，表明会聚作用越强，反之则越弱； （3）凹透镜表面越凹，焦距越短，表明发散作用越强，反之则越弱。 2．透镜中的三条特殊光线 凸透镜：①通过凸透镜光心的光线传播方向不变； ②平行于凸透镜主光轴的光线会聚于焦点； ③通过凸透镜焦点的光线平行于主光轴射出。 凹透镜：①通过凹透镜光心的光线传播方向不变； ②平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线通过入射光线这一侧的焦点（虚焦点）。 ③射向凹透镜另一侧焦点的光线经凹透镜折射后的光线与主光轴平行。 光路可逆：光在传播过程中，光路是可逆的，若光线逆着射出光线的方向入射，则出射光线逆着原入射光线的方向射出，光的这一特性对于光的反射和折射均适用。 凸透镜和凹透镜的辨析 例题 1 (2021北京市顺义区期末考试) 下列说法中正确的是（　　） A.光线是客观存在的 B.漫反射不遵循光的反射定律 C.中间厚边缘薄的透镜是凹透镜 D.光在真空中传播的速度大约为3×108m／s 2 (2019全国章节测试卷) 如图所示各种透镜中________是凸透镜，而________是凹透镜（以上两格均选填字母）。凸透镜、凹透镜和平面镜中，能够会聚太阳光的是________镜，能成实像的是________镜。 随练 3 (2019北京市房山区期末考试) 图所示的透镜中，属于凸透镜的是（　　） A. B. C. D. 4 (2019全国章节测试卷) 一些透镜的截面如图，在这些透镜中：属于凸透镜的是________，它们的共同特点是________，对光线有________作用．属于凹透镜的是________，它们的共同特点是________，对光线有________作用． 透镜对光的作用 例题 5 (2024北京市大兴区期末考试) 在我国西汉时期成书的《淮南万毕术》中有“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生”的记载。则图中能对该现象进行正确解释的光路图是（　　） A. B. C. D. 6 (2022北京市房山区期末考试) 下列说法中正确的是（　　） A.光在同一种介质中沿直线传播 B.蜡烛通过小孔在屏幕上所成的像是倒立的虚像 C.凹透镜只对平行光有发散作用 D.一束太阳光可以通过三棱镜分解为不同的色光 7 (2021北京市北京广渠门中学期中考试) 现有A、B两枚透镜，A和B的透镜类型未知，图所示是不同方向的入射光束分别穿过A、B透镜时的光路图．属于凸透镜的是________（选填“A”“B”或“A和B”）． 随练 8 (2023北京市101中学教育集团期中考试) 一束跟主光轴平行的光通过凸透镜的光路如图所示。下列说法中正确的是（　　） A.点为该凸透镜的焦点 B.任意一束平行光经过凸透镜后都可以会聚于点 C.的距离越短，说明凸透镜的会聚能力越强 D.若把图中凸透镜的上半部分用手遮住，则该凸透镜对光不具有会聚作用 9 (2020江苏省淮安市期末考试) 如图所示，是一副眼镜放到太阳光下，眼镜到地面的距离在一倍焦距以内，在地面上观察到的情境，由此可以判断镜片是（　　） A.凸面镜 B.凹面镜 C.凹透镜 D.凸透镜 10 (2022北京市门头沟区期末考试)[多选题] 下列说法中正确的是（　　） A.光线垂直照射在平面镜上，入射角是90° B.光的色散现象说明白光是由色光组成的 C.凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用 D.镜面反射遵循光的反射定律，漫反射不遵循光的反射定律 三条特殊的光线及作图 例题 11 (2024北京市西城区期末考试)[多选题] （多选）如图所示的一束光沿着平行主光轴的方向射到透镜上，关于它的折射光的方向正确的是（　　） A. B. C. D. 12 (2023江苏省无锡市期末考试) 如图所示，把光路图补充完整。 13 (2020河南省洛阳市期末考试) 如图所示，MN为凸透镜的主光轴，A为蜡烛，A′为蜡烛在光屏上所成的像，根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点，并将它们画出来。 14 (2023江苏省无锡市锡山高级中学实验学校期末考试) 如图所示，请将折射光路图补充完整。 随练 15 画出相应的光路图或者透镜。 图甲 图乙 图丙 16 (2023北京市昌平区期末考试) 根据图中给出的入射光线和折射光线，虚线框内的透镜是________（选填“凸透镜”或“凹透镜”）。 17 (2023江苏省无锡市期中考试) 请在图中将入射光线补画完整（F是凹透镜的焦点，光线AB平行于主光轴）。 凸透镜成像的规律 知识精讲 一．凸透镜成像规律 1．实验装置：蜡烛、凸透镜、光屏、直尺。 2．注意事项：烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度，目的是使像呈在光屏的中央。 3．物距u：物体到凸透镜的距离；像距v：像到凸透镜的距离；焦距f：焦点到光心的距离。 物距 像距 像的性质 像的位置 应用 u>2f f<v<2f 倒立 缩小 实像 异侧 照相机 u=2f v=2f 倒立 等大 实像 异侧 测焦距 f<u<2f v>2f 倒立 放大 实像 异侧 投影仪（或幻灯机） u=f 　 不成像 　 　 　 得到平行光 u<f v>u 正立 放大 虚像 同侧 放大镜 二．动态分析 1．u>f，u越小，v越大，像越大；比如照相机离人越近，成像越大； 2．u<f，u越小，v越小，像越小。放大镜离物体越近，成像越小； 3．如果物距相同，凸透镜的焦距越小，实像越小。 三．记忆口诀： 一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。 实像与物异侧倒，物远像近像变小。 虚像与物同侧正，物近像近像变小。 凸透镜成像实验规律的探究 例题 18 (2023北京市朝阳区期末考试) 在探究凸透镜成像规律时，蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上的位置如图所示，此时烛焰在光屏上成清晰的像。下列说法中正确的是（　　） A.此时在光屏上成放大的像 B.此时将光屏取下，凸透镜将不能成像 C.将蜡烛向左移，光屏也向左移才能承接到清晰的像 D.将蜡烛向右移至任一位置，光屏在适当位置都能承接到清晰的像 19 (2024北京市丰台区中考二模) 在探究凸透镜所成实像的像距与物距、焦距的关系时，三个小组的同学用相同的发光体以及焦距不同的凸透镜等器材进行了实验，部分实验数据如表中所示。 表1（f1=5cm） 表2（f2=10cm） 表3（f3=15cm） 物距u/cm 像距v/cm 物距u/cm 像距v/cm 物距u/cm 像距v/cm 15 7.5 14 35.6 22 46.2 22 6.4 18 22.5 28 32.0 30 6.0 30 15.0 30 29.7 （1）由表中数据可知：凸透镜焦距一定时，物距变大，所成实像的像距变化情况是：________；物距一定时，凸透镜焦距变大，所成实像的像距变化情况是：________。 （2）讲台上有一发光体，同学们利用凸透镜和光屏观察发光体在各自光屏上所成的像，小明所用凸透镜离发光体较近，小红所用凸透镜离发光体较远，当两人光屏上呈现出清晰的像时，发现两人的像距恰好相等，则小明所用凸透镜的焦距________小红所用凸透镜的焦距。（选填“大于”、“等于”或“小于”） 20 (2023北京市通州区期末考试) 如图所示，水平桌面的光具座上有电子蜡烛、焦距为10 cm的凸透镜、光屏和刻度尺。 （1）为验证“凸透镜成实像时，物距越小，像的高度越大”，小明设计了如下实验： 请将该实验步骤补充完整： ①按图中所示装置组装实验器材，调节凸透镜、烛焰和光屏的中心在________。 ②将发光的电子蜡烛放在10 cm刻线处，移动光屏，直至光屏上观察到烛焰清晰的像，用刻度尺测量像的高度h，并将物距u和像的高度h记录在表格中。 ③________，移动光屏，直至光屏上观察到烛焰清晰的像，用刻度尺测量像的高度h，并将物距u和像高h记录在表格中。 ④仿照步骤③，再做一次。 （2）请你为上述实验设计一个实验数据记录表。 21 (2024北京市东城区期末考试) 小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像的规律。 （1）如图甲所示，让一束平行光正对着凸透镜入射，移动光屏，直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。由此可知该凸透镜的焦距为________cm； （2）如图乙所示，把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，将烛焰中心、凸透镜中心、光屏中心三者调到同一高度。当蜡烛距凸透镜的距离为35cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰倒立、________（选填“放大”或“缩小”）的实像。 （3）在（2）基础上，若将一副眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上的像变模糊，适当向左调节光屏的位置，像又会变清晰。则所用的眼镜为________（选填“近视”或“远视”）眼镜。 （4）若只将图乙中的凸透镜换成焦距为30cm的凸透镜，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，在光具座上移动光屏，在光屏上________（选填“能”或“不能”）得到一个清晰的像，判断依据是________。 随练 22 (2024北京市东城区期末考试) 如图所示的是小东通过凸透镜看到的教科书上“八”字放大的像，已知该凸透镜的焦距是5cm。下列说法正确的是（　　） A.“八”字放大的像是实像 B.教科书上的“八”字在凸透镜的焦点上 C.教科书上的“八”字到凸透镜的距离小于5cm D.教科书上的“八”字到凸透镜的距离大于10cm 23 (2024北京市朝阳区期末考试) 小阳在学习了凸透镜成像的规律后，继续深入探究。选用表中某一规格的凸透镜做实验，调整好器材后如图25甲所示，此时烛焰在光屏上成放大的像。 凸透镜编号 焦距/cm 直径/cm ① 5 3.5 ② 5 4.5 ③ 10 4.5 ④ 15 4.5 （1）小阳选的是编号为_________的凸透镜进行的实验，此时所成的像可以说明___________的成像特点（选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）。 （2）一段时间后，烛焰的像如图25乙所示，为了使烛焰的像能够呈现在光屏中央，此时应将蜡烛向____调节。 （3）小阳想进一步探究凸透镜成像大小与凸透镜的直径是否有关，可以选择___号透镜和____号透镜进行实验。 24 (2024北京市石景山区期末考试) 小京在探究凸透镜成像规律时用到如下器材：焦距为10cm的凸透镜、光具座、电子蜡烛、光屏和刻度尺。 （1）为了验证同一凸透镜成实像时，物体到透镜的距离（物距u）越小，像的高度（像高h）越大，小京设计了如下实验。请将实验步骤补充完整。 ①按照图甲所示组装器材，调节凸透镜、烛焰和光屏的中心在 。 ②保持凸透镜位置不变，将发光的电子蜡烛放在光具座的某一刻度线处，移动光屏，直至光屏上得到烛焰清晰的像，用刻度尺测出像的高度h1，并将物距u1和像高h1记录在表格中。 ③保持凸透镜位置不变， ，移动光屏，直至光屏上观察到烛焰清晰的像，用刻度尺测量像的高度h2，并将物距u2和像高h2记录在表格中。 ④仿照步骤③再做一次。 （2）请你为上述实验设计一个实验数据记录表。  （3）小京用实验中的凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的像，如图乙所示。下列说法中正确的是( ) A．“关灯”两字放大的像是实像 B．提示牌上“关灯”两字在凸透镜的焦点上 C．提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于10cm D．提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于20cm 课堂小结 1．透镜的基本概念： （1）主光轴：通过镜面所在球心的连线； （2）光心：通过光心的光线不偏折； （3）焦点：对于凸透镜的焦点是折射光线会聚的，对于凹透镜的焦点是折射光线的反向延长线会聚的。 （4）焦距：焦点到光心的距离，焦距越短，折光能力越强。 2．凸透镜成像规律 物距 像距 像的性质 像的位置 应用 u>2f f<v<2f 倒立 缩小 实像 异侧 照相机 u=2f v=2f 倒立 等大 实像 异侧 测焦距 f<u<2f v>2f 倒立 放大 实像 异侧 投影仪（或幻灯机） u=f 　 不成像 　 　 　 得到平行光 u<f v>u 正立 放大 虚像 同侧 放大镜 3．记忆口诀： 一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。 实像与物异侧倒，物远像近像变小。 虚像与物同侧正，物近像近像变小。 拓展 25 (2024北京市朝阳区期末考试) 根据图中所示的入射光线和折射光线，判断虚线框内的透镜类型应为图中的（　　） A. B. C. D. 26 (2023北京市101中学教育集团期中考试) 如图所示，是光经过方框内某种透镜的光路图，由图可知该透镜对光有________（选填“会聚”或“发散”）作用，是________（选填“凸”或“凹”）透镜。 27 下列关于透镜的知识，叙述正确的是（　　） A.凸透镜是很厚的透镜，凹透镜是很薄的透镜 B.透镜只能用透明玻璃制造 C.王红戴的近视眼镜的镜片中间厚、边缘薄 D.凸透镜表面越凸，焦距越短 28 (2023江苏省无锡市江南中学期末考试) 小明在一次实验时不小心把凸透镜摔坏了，他用橡皮泥把缺失的部分补上（其主视图如图）。若用这个补好的透镜做实验，光屏上的成像情况是（　　） A.光屏上能同时出现三个烛焰的实像 B.光屏上能同时出现两个烛焰的实像 C.光屏上能出现一个残缺不全的实像 D.光屏上仍成完整的像，但比之前暗 29 (2024北京市海淀区中考二模) 在做“探究凸透镜成像的规律”实验时，小海记录并描绘出了像距随物距变化关系的图线，如图所示。图线中a、b、c三点所对应的蜡烛在光具座上的位置分别为A、B、C。下列说法正确的是（　　） A.该凸透镜的焦距为20cm B.蜡烛处于AB间某一位置时，光屏上成倒立缩小的实像 C.蜡烛处于BC间某一位置时，光屏上成倒立放大的实像 D.将蜡烛从C移动到B的过程中，光屏上所成的像逐渐变大 30 (2024江苏省无锡市锡中实验学校期末考试) 如图，S为小电珠，它发出的光可看作由一点发出的。S正对圆孔，到孔的距离为L，透过圆孔的光在后面的光屏上得到一个圆斑，圆斑的直径是圆孔直径的2倍。若在孔上嵌一凸透镜，则光屏上立刻出现一个清晰的亮点，则该透镜的焦距、圆孔与光屏之间的距离可能为（　　） A.， B.，L C.L，L D.L，2L 31 (2023北京市门头沟区中考二模) 如图所示，小安在做探究凸透镜成像规律的实验时，将焦距为10cm的薄凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻度线处，移动光屏至65cm刻度线处，烛焰在光屏上成清晰的像。 请结合此实验完成下列问题： （1）如图所示的实验现象能够说明________的成像特点（选填选项前的字母） A．照相机 B．幻灯机 C．放大镜 （2）保持透镜在50cm刻度线处不动，如果想在光屏上得到更大的清晰的像，应进行的操作是________（选填选项前的字母） A．将蜡烛左移，光屏左移 B．将蜡烛左移，光屏右移 C．将蜡烛右移，光屏左移 D．将蜡烛右移，光屏右移 （3）保持透镜在50cm刻度线处不动，若将点燃的蜡烛移动到光具座上45cm刻度线处，通过移动光屏，在光屏上________呈现烛焰清晰的的像（选填：“能”或“不能”） 1 高小思的专属讲义 . 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第11讲_凸透镜成像规律 辅导讲义（解析版） 主讲内容 认识透镜 凸透镜成像的规律 第11讲_凸透镜成像规律 [解析版] 课程目标 1．了解透镜的定义及性质 2．理解生活中常见透镜的原理和特点 3．掌握透镜的成像规律 知识图谱 课堂引入 透镜在我们的生活中有很多的应用，那它们的工作原理是怎样的呢？ 认识透镜 知识精讲 一．透镜 透镜是根据光的折射规律制成的。透镜是由透明物质（如玻璃、水晶等）制成的一种光学元件。透镜是折射镜，其折射面是两个球面（球面的一部分），或一个球面（球面的一部分）一个平面的透明体。 1．透镜的分类： 凸透镜：中间厚，边缘薄； 凹透镜：中间薄，边缘厚。 凸透镜 凹透镜 2．透镜的相关概念： ①主光轴：通过镜面所在球心的连线； ②光心：通过光心的光线不偏折； ③焦点：对于凸透镜的焦点是折射光线会聚的，对于凹透镜的焦点是折射光线的反向延长线会聚的。 ④焦距：焦点到光心的距离，焦距越短，折光能力越强。 二．透镜对光线的作用 1．凸透镜对光有会聚作用；凹透镜对光有发散作用。 （1）凸透镜对光的会聚和凹透镜对光的发散都是相对于入射光线而言的； （2）凸透镜表面越凸，焦距越短，表明会聚作用越强，反之则越弱； （3）凹透镜表面越凹，焦距越短，表明发散作用越强，反之则越弱。 2．透镜中的三条特殊光线 凸透镜：①通过凸透镜光心的光线传播方向不变； ②平行于凸透镜主光轴的光线会聚于焦点； ③通过凸透镜焦点的光线平行于主光轴射出。 凹透镜：①通过凹透镜光心的光线传播方向不变； ②平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线通过入射光线这一侧的焦点（虚焦点）。 ③射向凹透镜另一侧焦点的光线经凹透镜折射后的光线与主光轴平行。 光路可逆：光在传播过程中，光路是可逆的，若光线逆着射出光线的方向入射，则出射光线逆着原入射光线的方向射出，光的这一特性对于光的反射和折射均适用。 凸透镜和凹透镜的辨析 例题 1 (2021北京市顺义区期末考试) 下列说法中正确的是（　　） A.光线是客观存在的 B.漫反射不遵循光的反射定律 C.中间厚边缘薄的透镜是凹透镜 D.光在真空中传播的速度大约为3×108m／s 2 (2019全国章节测试卷) 如图所示各种透镜中________是凸透镜，而________是凹透镜（以上两格均选填字母）。凸透镜、凹透镜和平面镜中，能够会聚太阳光的是________镜，能成实像的是________镜。 随练 3 (2019北京市房山区期末考试) 图所示的透镜中，属于凸透镜的是（　　） A. B. C. D. 4 (2019全国章节测试卷) 一些透镜的截面如图，在这些透镜中：属于凸透镜的是________，它们的共同特点是________，对光线有________作用．属于凹透镜的是________，它们的共同特点是________，对光线有________作用． 透镜对光的作用 例题 5 (2024北京市大兴区期末考试) 在我国西汉时期成书的《淮南万毕术》中有“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生”的记载。则图中能对该现象进行正确解释的光路图是（　　） A. B. C. D. 6 (2022北京市房山区期末考试) 下列说法中正确的是（　　） A.光在同一种介质中沿直线传播 B.蜡烛通过小孔在屏幕上所成的像是倒立的虚像 C.凹透镜只对平行光有发散作用 D.一束太阳光可以通过三棱镜分解为不同的色光 7 (2021北京市北京广渠门中学期中考试) 现有A、B两枚透镜，A和B的透镜类型未知，图所示是不同方向的入射光束分别穿过A、B透镜时的光路图．属于凸透镜的是________（选填“A”“B”或“A和B”）． 随练 8 (2023北京市101中学教育集团期中考试) 一束跟主光轴平行的光通过凸透镜的光路如图所示。下列说法中正确的是（　　） A.点为该凸透镜的焦点 B.任意一束平行光经过凸透镜后都可以会聚于点 C.的距离越短，说明凸透镜的会聚能力越强 D.若把图中凸透镜的上半部分用手遮住，则该凸透镜对光不具有会聚作用 9 (2020江苏省淮安市期末考试) 如图所示，是一副眼镜放到太阳光下，眼镜到地面的距离在一倍焦距以内，在地面上观察到的情境，由此可以判断镜片是（　　） A.凸面镜 B.凹面镜 C.凹透镜 D.凸透镜 10 (2022北京市门头沟区期末考试)[多选题] 下列说法中正确的是（　　） A.光线垂直照射在平面镜上，入射角是90° B.光的色散现象说明白光是由色光组成的 C.凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用 D.镜面反射遵循光的反射定律，漫反射不遵循光的反射定律 三条特殊的光线及作图 例题 11 (2024北京市西城区期末考试)[多选题] （多选）如图所示的一束光沿着平行主光轴的方向射到透镜上，关于它的折射光的方向正确的是（　　） A. B. C. D. 12 (2023江苏省无锡市期末考试) 如图所示，把光路图补充完整。 13 (2020河南省洛阳市期末考试) 如图所示，MN为凸透镜的主光轴，A为蜡烛，A′为蜡烛在光屏上所成的像，根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点，并将它们画出来。 14 (2023江苏省无锡市锡山高级中学实验学校期末考试) 如图所示，请将折射光路图补充完整。 随练 15 画出相应的光路图或者透镜。 图甲 图乙 图丙 16 (2023北京市昌平区期末考试) 根据图中给出的入射光线和折射光线，虚线框内的透镜是________（选填“凸透镜”或“凹透镜”）。 17 (2023江苏省无锡市期中考试) 请在图中将入射光线补画完整（F是凹透镜的焦点，光线AB平行于主光轴）。 凸透镜成像的规律 知识精讲 一．凸透镜成像规律 1．实验装置：蜡烛、凸透镜、光屏、直尺。 2．注意事项：烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度，目的是使像呈在光屏的中央。 3．物距u：物体到凸透镜的距离；像距v：像到凸透镜的距离；焦距f：焦点到光心的距离。 物距 像距 像的性质 像的位置 应用 u>2f f<v<2f 倒立 缩小 实像 异侧 照相机 u=2f v=2f 倒立 等大 实像 异侧 测焦距 f<u<2f v>2f 倒立 放大 实像 异侧 投影仪（或幻灯机） u=f 　 不成像 　 　 　 得到平行光 u<f v>u 正立 放大 虚像 同侧 放大镜 二．动态分析 1．u>f，u越小，v越大，像越大；比如照相机离人越近，成像越大； 2．u<f，u越小，v越小，像越小。放大镜离物体越近，成像越小； 3．如果物距相同，凸透镜的焦距越小，实像越小。 三．记忆口诀： 一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。 实像与物异侧倒，物远像近像变小。 虚像与物同侧正，物近像近像变小。 凸透镜成像实验规律的探究 例题 18 (2023北京市朝阳区期末考试) 在探究凸透镜成像规律时，蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上的位置如图所示，此时烛焰在光屏上成清晰的像。下列说法中正确的是（　　） A.此时在光屏上成放大的像 B.此时将光屏取下，凸透镜将不能成像 C.将蜡烛向左移，光屏也向左移才能承接到清晰的像 D.将蜡烛向右移至任一位置，光屏在适当位置都能承接到清晰的像 19 (2024北京市丰台区中考二模) 在探究凸透镜所成实像的像距与物距、焦距的关系时，三个小组的同学用相同的发光体以及焦距不同的凸透镜等器材进行了实验，部分实验数据如表中所示。 表1（f1=5cm） 表2（f2=10cm） 表3（f3=15cm） 物距u/cm 像距v/cm 物距u/cm 像距v/cm 物距u/cm 像距v/cm 15 7.5 14 35.6 22 46.2 22 6.4 18 22.5 28 32.0 30 6.0 30 15.0 30 29.7 （1）由表中数据可知：凸透镜焦距一定时，物距变大，所成实像的像距变化情况是：________；物距一定时，凸透镜焦距变大，所成实像的像距变化情况是：________。 （2）讲台上有一发光体，同学们利用凸透镜和光屏观察发光体在各自光屏上所成的像，小明所用凸透镜离发光体较近，小红所用凸透镜离发光体较远，当两人光屏上呈现出清晰的像时，发现两人的像距恰好相等，则小明所用凸透镜的焦距________小红所用凸透镜的焦距。（选填“大于”、“等于”或“小于”） 20 (2023北京市通州区期末考试) 如图所示，水平桌面的光具座上有电子蜡烛、焦距为10 cm的凸透镜、光屏和刻度尺。 （1）为验证“凸透镜成实像时，物距越小，像的高度越大”，小明设计了如下实验： 请将该实验步骤补充完整： ①按图中所示装置组装实验器材，调节凸透镜、烛焰和光屏的中心在________。 ②将发光的电子蜡烛放在10 cm刻线处，移动光屏，直至光屏上观察到烛焰清晰的像，用刻度尺测量像的高度h，并将物距u和像的高度h记录在表格中。 ③________，移动光屏，直至光屏上观察到烛焰清晰的像，用刻度尺测量像的高度h，并将物距u和像高h记录在表格中。 ④仿照步骤③，再做一次。 （2）请你为上述实验设计一个实验数据记录表。 21 (2024北京市东城区期末考试) 小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像的规律。 （1）如图甲所示，让一束平行光正对着凸透镜入射，移动光屏，直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。由此可知该凸透镜的焦距为________cm； （2）如图乙所示，把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，将烛焰中心、凸透镜中心、光屏中心三者调到同一高度。当蜡烛距凸透镜的距离为35cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰倒立、________（选填“放大”或“缩小”）的实像。 （3）在（2）基础上，若将一副眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上的像变模糊，适当向左调节光屏的位置，像又会变清晰。则所用的眼镜为________（选填“近视”或“远视”）眼镜。 （4）若只将图乙中的凸透镜换成焦距为30cm的凸透镜，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，在光具座上移动光屏，在光屏上________（选填“能”或“不能”）得到一个清晰的像，判断依据是________。 随练 22 (2024北京市东城区期末考试) 如图所示的是小东通过凸透镜看到的教科书上“八”字放大的像，已知该凸透镜的焦距是5cm。下列说法正确的是（　　） A.“八”字放大的像是实像 B.教科书上的“八”字在凸透镜的焦点上 C.教科书上的“八”字到凸透镜的距离小于5cm D.教科书上的“八”字到凸透镜的距离大于10cm 23 (2024北京市朝阳区期末考试) 小阳在学习了凸透镜成像的规律后，继续深入探究。选用表中某一规格的凸透镜做实验，调整好器材后如图25甲所示，此时烛焰在光屏上成放大的像。 凸透镜编号 焦距/cm 直径/cm ① 5 3.5 ② 5 4.5 ③ 10 4.5 ④ 15 4.5 （1）小阳选的是编号为_________的凸透镜进行的实验，此时所成的像可以说明___________的成像特点（选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）。 （2）一段时间后，烛焰的像如图25乙所示，为了使烛焰的像能够呈现在光屏中央，此时应将蜡烛向____调节。 （3）小阳想进一步探究凸透镜成像大小与凸透镜的直径是否有关，可以选择___号透镜和____号透镜进行实验。 24 (2024北京市石景山区期末考试) 小京在探究凸透镜成像规律时用到如下器材：焦距为10cm的凸透镜、光具座、电子蜡烛、光屏和刻度尺。 （1）为了验证同一凸透镜成实像时，物体到透镜的距离（物距u）越小，像的高度（像高h）越大，小京设计了如下实验。请将实验步骤补充完整。 ①按照图甲所示组装器材，调节凸透镜、烛焰和光屏的中心在 。 ②保持凸透镜位置不变，将发光的电子蜡烛放在光具座的某一刻度线处，移动光屏，直至光屏上得到烛焰清晰的像，用刻度尺测出像的高度h1，并将物距u1和像高h1记录在表格中。 ③保持凸透镜位置不变， ，移动光屏，直至光屏上观察到烛焰清晰的像，用刻度尺测量像的高度h2，并将物距u2和像高h2记录在表格中。 ④仿照步骤③再做一次。 （2）请你为上述实验设计一个实验数据记录表。  （3）小京用实验中的凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的像，如图乙所示。下列说法中正确的是( ) A．“关灯”两字放大的像是实像 B．提示牌上“关灯”两字在凸透镜的焦点上 C．提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于10cm D．提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于20cm 课堂小结 1．透镜的基本概念： （1）主光轴：通过镜面所在球心的连线； （2）光心：通过光心的光线不偏折； （3）焦点：对于凸透镜的焦点是折射光线会聚的，对于凹透镜的焦点是折射光线的反向延长线会聚的。 （4）焦距：焦点到光心的距离，焦距越短，折光能力越强。 2．凸透镜成像规律 物距 像距 像的性质 像的位置 应用 u>2f f<v<2f 倒立 缩小 实像 异侧 照相机 u=2f v=2f 倒立 等大 实像 异侧 测焦距 f<u<2f v>2f 倒立 放大 实像 异侧 投影仪（或幻灯机） u=f 　 不成像 　 　 　 得到平行光 u<f v>u 正立 放大 虚像 同侧 放大镜 3．记忆口诀： 一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。 实像与物异侧倒，物远像近像变小。 虚像与物同侧正，物近像近像变小。 拓展 25 (2024北京市朝阳区期末考试) 根据图中所示的入射光线和折射光线，判断虚线框内的透镜类型应为图中的（　　） A. B. C. D. 26 (2023北京市101中学教育集团期中考试) 如图所示，是光经过方框内某种透镜的光路图，由图可知该透镜对光有________（选填“会聚”或“发散”）作用，是________（选填“凸”或“凹”）透镜。 27 下列关于透镜的知识，叙述正确的是（　　） A.凸透镜是很厚的透镜，凹透镜是很薄的透镜 B.透镜只能用透明玻璃制造 C.王红戴的近视眼镜的镜片中间厚、边缘薄 D.凸透镜表面越凸，焦距越短 28 (2023江苏省无锡市江南中学期末考试) 小明在一次实验时不小心把凸透镜摔坏了，他用橡皮泥把缺失的部分补上（其主视图如图）。若用这个补好的透镜做实验，光屏上的成像情况是（　　） A.光屏上能同时出现三个烛焰的实像 B.光屏上能同时出现两个烛焰的实像 C.光屏上能出现一个残缺不全的实像 D.光屏上仍成完整的像，但比之前暗 29 (2024北京市海淀区中考二模) 在做“探究凸透镜成像的规律”实验时，小海记录并描绘出了像距随物距变化关系的图线，如图所示。图线中a、b、c三点所对应的蜡烛在光具座上的位置分别为A、B、C。下列说法正确的是（　　） A.该凸透镜的焦距为20cm B.蜡烛处于AB间某一位置时，光屏上成倒立缩小的实像 C.蜡烛处于BC间某一位置时，光屏上成倒立放大的实像 D.将蜡烛从C移动到B的过程中，光屏上所成的像逐渐变大 30 (2024江苏省无锡市锡中实验学校期末考试) 如图，S为小电珠，它发出的光可看作由一点发出的。S正对圆孔，到孔的距离为L，透过圆孔的光在后面的光屏上得到一个圆斑，圆斑的直径是圆孔直径的2倍。若在孔上嵌一凸透镜，则光屏上立刻出现一个清晰的亮点，则该透镜的焦距、圆孔与光屏之间的距离可能为（　　） A.， B.，L C.L，L D.L，2L 31 (2023北京市门头沟区中考二模) 如图所示，小安在做探究凸透镜成像规律的实验时，将焦距为10cm的薄凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻度线处，移动光屏至65cm刻度线处，烛焰在光屏上成清晰的像。 请结合此实验完成下列问题： （1）如图所示的实验现象能够说明________的成像特点（选填选项前的字母） A．照相机 B．幻灯机 C．放大镜 （2）保持透镜在50cm刻度线处不动，如果想在光屏上得到更大的清晰的像，应进行的操作是________（选填选项前的字母） A．将蜡烛左移，光屏左移 B．将蜡烛左移，光屏右移 C．将蜡烛右移，光屏左移 D．将蜡烛右移，光屏右移 （3）保持透镜在50cm刻度线处不动，若将点燃的蜡烛移动到光具座上45cm刻度线处，通过移动光屏，在光屏上________呈现烛焰清晰的的像（选填：“能”或“不能”） 答案解析 课程目标 课堂引入 认识透镜 凸透镜和凹透镜的辨析 例题 1 (2021北京市顺义区期末考试) 【答案】 D 【解析】 A．光线是表示光束传播方向的直线，是一种理想化模型，并不是客观存在，故A错误； B．镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律，故B错误； C．中间厚边缘薄的透镜是凸透镜，故C错误； D．光在真空中的传播速度大约为3×105km／s，即3×108m／s，故D正确。 2 (2019全国章节测试卷) 【答案】 A、C、E；B、D、F；凸透；凸透 【解析】 （1）由图知道，A、C、E都是中间厚边缘薄，故是凸透镜；B、D、F都是中间薄边缘厚，故是凹透镜； （2）因为凸透镜对光起会聚作用，凹透镜对光起发散作用，所以能够会聚太阳光的是凸透镜； （3）因为凸透镜能成实像也能成虚像，而凹透镜只能成虚像，所以能成实像的是凸透镜。 随练 3 (2019北京市房山区期末考试) 【答案】 B 【解析】 根据透镜的概念，中间比边缘厚的透镜是凸透镜，中间比边缘薄的透镜是凹透镜。 故图中B为凸透镜，ACD为凹透镜。 4 (2019全国章节测试卷) 【答案】 ABD；中间比边缘厚；会聚；CE；中间比边缘薄；发散 【解析】 根据凸透镜和凹透镜的形状特点可知， （1）ABD都是凸透镜，它们的共同特点是中间厚、边缘薄的透镜，对光线有会聚作用； （2）CE都是凹透镜，它们的共同特点是中间薄、边缘厚的透镜，对光线有发散作用． 透镜对光的作用 例题 5 (2024北京市大兴区期末考试) 【答案】 A 【解析】 把冰磨制成凸透镜，让太阳光通过凸透镜，太阳光将会聚在焦点，从而使焦点处温度升高，如果在焦点处放些易燃物质，易燃品就会燃烧起来，从而取火。 、图中平行光经凸透镜会聚于焦点，故符合题意； 、图中平行光经凹透镜后折射光线的反向延长线过焦点，故不符合题意； 、图中过焦点的光线经凸透镜后变成平行光，故不符合题意； 、图中延长线过焦点的光线经凹透镜后变成平行光，故不符合题意。 故选：。 6 (2022北京市房山区期末考试) 【答案】 D 【解析】 A．光沿直线传播的条件是在同种均匀介质中，故A错误； B．蜡烛通过小孔在屏幕上所成的像是属于小孔成像，所成的像是蜡烛发出的光通过小孔形成的倒立的实像，故B错误； C．凹透镜对任何不过光心的光线都具有发散作用，故C错误； D．太阳光是由七种色光组成的，不同的颜色的光透过三棱镜时的折射角度不同，所以可以通过三棱镜分解为不同的色光，故D正确． 7 (2021北京市北京广渠门中学期中考试) 【答案】 A 【解析】 由图A可知，光线经过透镜后与原来的传播趋势相比较，更靠近主光轴，为凸透镜；由图B可知，光线经过透镜后与原来的传播趋势相比较，更远离主光轴，为凹透镜． 随练 8 (2023北京市101中学教育集团期中考试) 【答案】 C 【解析】 A、由图知过点的光线传播方向不变，为该凸透镜的光心，为凸透镜的焦点，故A错误； B、只有平行于主光轴的光线经凸透镜折射后才会会聚在焦点，故B错误； C、焦点到光心的距离（焦距）越短、凸透镜的折光能力越强，故C正确； D、若把图中凸透镜的上半部分用手遮住，仍然有光线透过凸透镜，该凸透镜对光将仍然具有会聚作用，故D错误。 9 (2020江苏省淮安市期末考试) 【答案】 C 【解析】 将眼镜放到太阳光下，眼镜到地面的距离在一倍焦距以内，由图知，阳光通过眼镜形成的光斑四周亮、中间暗，说明该眼镜对光线起发散作用，所以是凹透镜。 故选：C。 10 (2022北京市门头沟区期末考试)[多选题] 【答案】 B C 【解析】 A、光线垂直照射在平面镜上时，入射光线、法线、反射光线三线重合，入射角是0°，故A错误； B、太阳光通过棱镜后被分散为各种颜色的光，这种现象叫光的色散，说明了白光是由多种色光混合而成的，故B正确； C、由透镜的光学性质可知，凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，故C正确； D、镜面反射和漫反射都属于光的反射现象，所以都遵循光的反射定律，故D错误． 三条特殊的光线及作图 例题 11 (2024北京市西城区期末考试)[多选题] 【答案】 A C 【解析】 根据透镜的三条特殊光线可知，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点， 对照四个选项可知，AC选项中的图示正确。 12 (2023江苏省无锡市期末考试) 【答案】 【解析】 过凹透镜光心的光线传播方向不改变；平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点。如图所示： 13 (2020河南省洛阳市期末考试) 【答案】 【解析】 暂无解析 14 (2023江苏省无锡市锡山高级中学实验学校期末考试) 【答案】 【解析】 过焦点的入射光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出，过凸透镜光心的光线传播方向不变，如图所示： 随练 15 【答案】 如图： 图甲 图乙 图丙 【解析】 图甲：满足光的折射规律，注意光从空气到玻璃，折射角小于入射角。 图乙：考察透镜的三条特殊光线； 图丙：根据凸透镜和凹透镜对光线的作用作图。 16 (2023北京市昌平区期末考试) 【答案】 凸透镜 【解析】 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，应画入凸透镜，如图： 17 (2023江苏省无锡市期中考试) 【答案】 【解析】 根据图示可知，平行于主光轴的光线经过凹透镜折射后，折射光线反向延长通过焦点；经过凹透镜光心的光线传播方向不变，如图所示： 凸透镜成像的规律 凸透镜成像实验规律的探究 例题 18 (2023北京市朝阳区期末考试) 【答案】 C 【解析】 AB、由图可知，此时物距大于像距时，成倒立、缩小的实像，与是否有光屏承接无关，故AB错误； C、将蜡烛向左移，此时物距变大，像距变小，所以光屏也向左移才能承接到清晰的像，故C正确； D、将蜡烛向右移至任一位置，如果小于焦距时，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，故D错误。 19 (2024北京市丰台区中考二模) 【答案】 （1）像距变小；像距变大 （2）小于 【解析】 暂无解析 20 (2023北京市通州区期末考试) 【答案】 （1）①同一高度 ③将发光的电子蜡烛放在距离透镜比第②次再近点 （2）次数 1 2 3 物距u/cm 像高h/cm 【解析】 （1）①组装实验器材，为了使像成在光屏中央，应调节凸透镜、烛焰和光屏的中心在同一高度； ③本题目的是设计实验证明“物体通过凸透镜成实像时，物距越小，像的高度越大”；由于所成实像的高度（大小）与物距大小有关系，所以须采用控制变量的方法，控制凸透镜的位置不变，改变物体到凸透镜的距离，重复②的步骤，即将发光的电子蜡烛放在距离透镜比第②次再近点； （2）由题可知，测量的物理量为：物距和像高，故设计表格如下： 次数 1 2 3 物距u/cm 像高h/cm 21 (2024北京市东城区期末考试) 【答案】 （1）10.0 （2）缩小 （3）远视 （4）不能；物距大于一倍焦距而小于二倍焦距，像距大于60cm，光具座不够长 【解析】 （1）如图甲所示，让一束平行光正对着凸透镜入射，移动光屏，直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。由此可知该凸透镜的焦距为10.0cm； （2）当蜡烛距凸透镜的距离为35cm时，此时的物距大于两倍焦距，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰倒立、缩小的实像。 （3）在（2）基础上，若将一副眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上的像变模糊，适当向左调节光屏的位置，像又会变清晰。此时像距减小，说明会聚能力增强，此时放入的是一个凸透镜，则所用的眼镜为远视眼镜。 （4）若只将图乙中的凸透镜换成焦距为30cm的凸透镜，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，在光具座上移动光屏，在光屏上不能得到一个清晰的像，判断依据是：物距大于一倍焦距而小于二倍焦距，像距大于60cm，光具座不够长。 随练 22 (2024北京市东城区期末考试) 【答案】 C 【解析】 A、由图可知，物体通过凸透镜成正立放大的虚像，故A错误； BCD、当物体通过凸透镜成正立放大的虚像时，物距小于焦距，即教科书上的“八”字到凸透镜的距离小于5cm，故BD错误、C正确。 23 (2024北京市朝阳区期末考试) 【答案】 （1）③；幻灯机 （2）上 （3）①；② 【解析】 暂无解析 24 (2024北京市石景山区期末考试) 【答案】 同一高度 【解析】 （1）①为了使像成在光屏中央，应调节凸透镜、烛焰和光屏的中心在同一高度； ③由于所成实像的高度（大小）与物距大小有关系，所以须采用控制变量的方法，控制凸透镜的位置不变，适当减小发光的电子蜡烛与凸透镜的距离，移动光屏，直至光屏上观察到电子蜡烛清晰的像，用刻度尺测量物距和像高，并将数据记录在表格中； （2）由题可知，测量的物理量为：物距和像高，故设计表格如下： 物距 像高 （3）小京用实验中的凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的像，此时像是正立、放大的，根据，成正立、放大的虚像，说明提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于，故选：。 故答案为：（1）①同一高度；③适当减小发光的电子蜡烛与凸透镜的距离；（2）见解答内容；（3）。 课堂小结 拓展 25 (2024北京市朝阳区期末考试) 【答案】 B 【解析】 暂无解析 26 (2023北京市101中学教育集团期中考试) 【答案】 会聚；凸 【解析】 根据图示可知，经过透镜折射后的光线平行于主光轴，相对于入射光线是会聚的，所以该透镜是凸透镜。 27 【答案】 D 【解析】 A、根据凸透镜和凹透镜的定义可知，区分凸透镜和凹透镜是看中间比边缘厚或是薄，并不是看整个镜片有多厚或是多薄，故A错误． B、透明物质都要可以做透镜，如冰，故B错误． C、近视眼镜的镜片是凹透镜，中间薄边缘厚，故C错误． D、凸透镜表面越凸，折射能力越强，折射光线就会在距离光心较近的地方相交，所以焦距越短．故D正确． 28 (2023江苏省无锡市江南中学期末考试) 【答案】 D 【解析】 用橡皮泥把遗失的部分补上后，仍然是一个凸透镜，虽然橡皮泥代替凸透镜的一部分，但其他部分经凸透镜折射后，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正确。 29 (2024北京市海淀区中考二模) 【答案】 D 【解析】 、图中时成像，说明，则，故错误； 、蜡烛处于间某一位置时，，成倒立放大的实像，故错误； 、蜡烛处于间某一位置时，，成倒立缩小的实像，故错误； 、将蜡烛从移动到的过程中，变小，变大，所成像逐渐变大，故正确。 故选：。 30 (2024江苏省无锡市锡中实验学校期末考试) 【答案】 B 【解析】 由小孔成像原理及圆斑的直径是圆孔直径的2倍，可知光屏到圆孔的距离为L，由“在孔上嵌一凸透镜光屏上立刻出现一个清晰的亮点”，可知亮点是发光点的像，得v＝u，则根据凸透镜成像规律，u＝2f时，v＝u＝2f，可知L＝2f，则该透镜的焦距，圆孔与光屏之间的距离即像距v＝2f＝L。 31 (2023北京市门头沟区中考二模) 【答案】 （1）A； （2）D； （3）不能 【解析】 暂无解析 1 高小思的专属讲义 . 学科网（北京）股份有限公司 $$