第3节 凸透镜成像的规律（通关讲义）-（新教材）2024-2025学年八年级物理上册提前学通关讲义（人教版2024）

第五章 透镜及其应用 第3节 凸透镜成像的规律 知识点一、实验：探究凸透镜成像的规律 1.知识回顾： （1）焦距（f）： ； （2）物距（u）： ； （3）像距（v）： 。 2.实验装置图 3.实验步骤 (1)在阳光或相距很远(例如5m)的灯光下用聚焦法测定凸透镜的焦距； (2)将蜡烛、凸透镜和光屏依次排列在一条直线上，调整蜡烛、凸透镜进行实验 和光屏的高度，使烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一高度上(如下图所示)； (3)把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置(u>2f)，调整光屏到透镜的距离，直至在光屏上得到烛焰清晰的像为止，观察像的大小、正倒，记录物距和像距，改变物距u(u>2f)，重做实验； (4)继续把蜡烛向凸透镜靠近，使u=2f，调整光屏到透镜的距离，直到在光屏上得到烛焰清晰的像为止，观察像的大小、正倒，记录物距和像距； (5)继续把蜡烛向凸透镜靠近，使f<u<2f，调整光屏到透镜的距离，直至在光屏上得到烛焰清晰的像为止，观察像的大小、正倒，记录物距和像距，改变物距u(f<u<2f)，重做实验； (6)继续把蜡烛向凸透镜靠近，使u=f，移动光屏并观察，看能否成像； (7)继续把蜡烛向凸透镜靠近，使u<f，移动光屏，进行观察。 4.注意事项 (1)将蜡烛、凸透镜和光屏依次排列在光具座上，并调整它们的高度.使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在 上，使烛焰的清晰像能成在 ，便于观察。 (2)每次实验中，只能通过移动 使光屏上得到清晰的像，而不能通过移动 使光屏上得到清晰的像。 (3)在光具座上做实验时，最好选用焦距为10cm左右的凸透镜。若焦距过大，将无法调节物距和像距。 (4)在探究物距满足f<u<2f的情况时，物体不能太靠近焦点，否则像离凸透镜太远，像太大，不能在光屏上呈现。 典例1、（2024·江苏淮安·中考真题）在“探究凸透镜成像规律”实验中： (1)如图甲所示，S为烛焰中心，凸透镜的焦距，O为光心，画出光线SP经过凸透镜后的折射光线 ； (2)蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图乙所示，此时光屏上承接到烛焰清晰的像，生活中的 就是根据这一原理制成的。若蜡烛和光屏位置不变，将凸透镜移至 刻度线处，光屏上能再次承接到烛焰清晰的像； (3)凸透镜成像规律被广泛应用于摄像器材中，小明发现手机无需像数码相机那样“调焦”，也能获得清晰的像，他将手机拿到实验室去探究，实验数据如表所示： 实验次数 1 2 3 4 5 6 物距/m 10.00 5.00 2.00 1.00 0.50 0.10 像距/ 0.500 0.501 0.502 0.503 0.505 0.526 根据表中数据，判断手机镜头的焦距最接近 。 A． B． C． D． 典例2、（2024·山东威海·中考真题）探究凸透镜成像的规律。 第一步：测量凸透镜焦距。 (1)让太阳光依次通过多个带孔的挡板，得到平行光后照射到凸透镜上，如图甲所示。若想找到透镜焦点，应 （选填“顺时针”“逆时针”）旋转透镜。找到焦点的位置后，测出透镜的焦距为15cm。 第二步：探究成像规律。 正确安装并调节实验器材，实验过程中凸透镜始终处于50cm刻度处。 (2)图乙中光屏上 （选填“能”“不能”）承接到清晰的像。 (3)将蜡烛移至15cm刻度处，若想在光屏上承接到清晰的像，光屏应向 （选填“左”“右”）移动，请写出生活中利用该成像特点的一个实例 。 (4)当光屏上成清晰的像时，若用遮光板遮住透镜上半部分，像如何变化？ ；若把红色、蓝色两张透明玻璃片从左到右依次放置在蜡烛和凸透镜之间，光屏上是否仍然成像？ （选填“是”“否”）。 典例3、（2024·青海·中考真题）如图甲所示，是天宫课堂中航天员王亚平讲授“水球光学实验”时的场景，受此影响“飞天”兴趣小组利用如图乙所示的实验装置展开了“凸透镜成像规律”的探究实验。 （1）图甲中水球相当于一个 ，它对光具有 作用； （2）王亚平所成的像是倒立、缩小的 像，生活中 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一原理工作的； （3）图乙中凸透镜的焦距为15cm，当蜡烛从10cm处移动至30cm处时，为了再次得到清晰的像，光屏应 （选填“远离”或“靠近”）凸透镜，且所成的像是倒立、 的实像； （4）如果将蜡烛换成如图丙所示的“F”字光源，其优点是： （只写一条即可）。 知识点二、凸透镜成像的规律及应用 1.凸透镜成像的规律及应用 （1）u＞2f时， ，成 、 的 像；应用：照相机、摄像机、摄像头。 （2）u＝2f时， ，成 、 的 像；应用：测焦距、微焦摄影。 （3）2f＞u＞f， ，成 、 的 像；应用：投影仪、幻灯机、电影机。 （4）u＝f，不成像。 （5）u＜f， ，成 、 的 像；应用：放大镜。 2.成像图解： 3.凸透镜成像的理解 (1)实像 侧，虚像 侧：凸透镜所成的实像都是倒立的，且物、像位于凸透镜两侧；凸透镜所成的虚像都是正立的，且物、像位于凸透镜同侧。 (2)一倍焦距处是 和 的分界点：当物距大于一倍焦距时成实像，当物距等于一倍焦距时不成像，当物距小于一倍焦距时成虚像。 (3)二倍焦距处是 和 的分界点：当物距大于二倍焦距时成缩小的实像，当物距等于二倍焦距时成等大的实像，当物距小于二倍焦距时成放大的像。 (4)动态规律：①凸透镜成实像时，物体离凸透镜越近，像离凸透镜越 ，像越 ；物体离凸透镜越远，像离凸透镜越 ，像越 ；概括为“ ”。 ②凸透镜成虚像时，物体离凸透镜越近，像离凸透镜越 ，像越 ；物体离凸透镜越远，像离凸透镜越 ，像越 ；概括为“ ”。 ③凸透镜成像时，物体和像的移动方向相同。 4.简记口诀： 一倍焦距分 ， 二倍焦距分 ， 实像物在 ， 物近像 像 。 虚像物在 ， 物远像 像 。 实像总在 ， 虚像总在 。 像的大小 ， 像距大像 像 。 典例4、（2024·山东聊城·中考真题）在学习了凸透镜成像规律后，小慧同学计划制作一个“手机投影仪”。现有器材如下：焦距分别为10cm、20cm、30cm的凸透镜各一个，手机一部，长为30cm的纸盒，胶带和剪刀等。“投影仪”模型如图所示，将手机和凸透镜分别固定在纸盒的两端，调整“投影仪”到墙面的距离，可在墙上看到手机画面清晰放大的像。下列说法正确的是（　　） A．应选择焦距为10cm的凸透镜 B．应选择焦距为20cm的凸透镜 C．将手机正立放置，在墙上看到的像是正立的 D．墙上手机画面的像是虚像 典例5、（2024·江苏常州·中考真题）《重庆市消防条例》规定：2024年7月1日起，禁止携带电动自行车或其电池进入电梯轿厢，一旦有人违规操作，会被电梯内的摄像头拍摄成像并智能识别，电梯将停止运行并发出声、光警报，如图所示，某次警报时，摄像头凸透镜成像的像距为10.1mm，则凸透镜的焦距可能为（    ） A．5mm B．10mm C．15mm D．20mm 典例6、（2024·江苏连云港·中考真题）小明将凸透镜正对太阳光，在距离凸透镜10cm的白纸上呈现一个最小、最亮的光斑，此凸透镜的焦距为 cm。如图是他用该凸透镜观看书本上“中国梦”三个字时的情况，如果他想看到更大的正立的“国”字，小明需要将凸透镜 书本（选填“远离”或“靠近”），凸透镜和书本的距离应满足的条件是 。 典例7、（2024·陕西榆林·二模）4月2日，绥德县全县师生传唱《新学堂歌》和《三尺讲台》个人赛活动在青少年校外活动中心举行。如图所示，若要让获奖人员全部进入画面，拍照的工作人员不动，照相机镜头的焦距应该调得 （选填“小”或“大”）一些，此时在照相机感光元件上所成的是师生的 （选填“实像”或“虚像”）。照相机的镜头对光线具有 作用，对着强光拍摄时，容易损坏感光元件。 典例8、（2023·四川资阳·中考真题）小明同学找来一个薄壁圆柱形玻璃杯，并将画有箭头的白纸靠在玻璃杯后，观察结果如图甲所示。向杯中加水，使得水面高过箭头位置，透过玻璃杯观察纸上的“箭头”；将白纸逐渐远离杯子的过程中，依次观察到情景可（　　） A．丁、乙、丙 B．乙、丙、丁 C．丙、丁、乙 D．丁、丙、乙 达标检测 1．（2023·江苏连云港·中考真题）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，当蜡烛、凸透镜、光屏处于图示位置时，恰能在光屏上得到一个清晰的像。利用这个成像规律可以制成（　　） A．照相机 B．潜望镜 C．放大镜 D．投影仪 2．（2023·西藏·中考真题）中国航天员王亚平在离地球表面约的“天宫”空间站上通过天地连线，给同学们展示了一堂精彩的科学课。如图为王亚平老师做“水球”实验时的情景，下列说法正确的是（　　） A．“水球”相当于凸透镜 B．“水球”对透过它的光有发散作用 C．王亚平远离“水球”时，她的像会变大 D．图中通过“水球”看到王亚平的像是虚像 3．（2023·江苏南通·中考真题）运载火箭搭载神舟十六号飞船腾空而起，它在地面摄像机中所成的像是（　　） A．实像，像变大 B．实像，像变小 C．虚像，像变大 D．虚像，像变小 4．（2023·湖北荆州·中考真题）2023年5月11日，我国发射的天舟六号货运飞船与中国空间站组合体成功交会对接，如图所示。空间站组合体上的摄像机完整记录了交会对接过程。下列说法正确的是（    ） A．光通过摄像机的镜头始终沿直线传播 B．摄像机所成的像是实像 C．摄像机的工作原理与投影仪的工作原理相同 D．天舟六号靠近空间站组合体时，摄像机成的像逐渐变小 5．（2023·湖南郴州·中考真题）如图所示，烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，该凸透镜的焦距为10.0cm，凸透镜的位置保持不变。以下说法正确的是（　　） A．当蜡烛放在图中A区域时，光屏应放在图中D区域才可能呈现清晰的像 B．蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，所成的像会逐渐变小 C．若无论怎么移动光屏，在光屏上都找不到像，则蜡烛可能放在图中B区域 D．若光屏上要得到一个放大的像，则蜡烛应该放在图中C区域 6．（2024·广东东莞·二模）在探究凸透镜成像规律的实验中，当凸透镜、光屏和烛焰的位置如图所示时，光屏上能成一清晰的像，此时蜡烛距凸透镜15 cm，则下列说法中正确的是（　　） ①此时的应用是投影仪，且凸透镜的焦距小于15cm ②蜡烛距透镜18cm时，可能成放大的实像 ③保持透镜的位置不动，将蜡烛与光屏的位置进行对调，光屏上能呈现放大的像 ④将蜡烛逐渐远离凸透镜时，为了在光屏上得到清晰的像，应将光屏左移 A．只有①④正确 B．只有③④正确 C．只有①②④正确 D．只有①②③正确 7．（2024·山东淄博·二模）如图，是我国自主研制的某新型战斗机上的光电搜索跟踪系统。该系统功能与人眼相似，下列说法不正确的是（    ） A．该系统的光学元件相当于一个凸透镜 B．该系统在光电传感器上成的是倒立、放大的实像 C．周围景物通过该系统成像时，景物到镜头的距离大于镜头的2倍焦距 D．该系统的成像原理与照相机的成像原理相同 8．（2023·四川眉山·中考真题）班主任用照相机拍摄初三毕业照，在相机底片上成 （选填“放大”或“缩小”）的实像；若两个同学的像出现在照相机取景框外，要拍摄所有同学完整的像，照相机应 （选填“远离”或“靠近”）同学们，同时将镜头向后缩。 9．（2023·上海·中考真题）放大镜是生活中常见的凸透镜： （1）成虚像时，物距和像距的大小关系为： ； （2）成虚像时，物距越大，像距越大，像 ； （3）物体在物距L1时，成虚像，物体在物距L2时，成实像，请比较L1、L2的大小关系并说明理由： 。 10．（2024·山东济宁·二模）济宁高铁站的进站通道如图所示，识别系统的摄像机可以自动将镜头前处的人脸拍摄成数码照片上传并识别。该摄像机镜头的焦距应 （选填“大于”“小于”或“等于”），当人远离镜头时，他的像将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。 11．（2024·江苏宿迁·中考真题）在“探究凸透镜成像规律”的活动中，利用了如图所示装置。 (1)调节器材，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 ； (2)改变蜡烛和光屏的位置，多次实验，并将数据记录在表格中，分析数据可知凸透镜焦距为 ，第3次实验中，光屏上成倒立、 的实像； 实验序号 物距u/cm 像距v/cm 光屏上看到的像 1 60 15 倒立、缩小、实像 2 24 24 倒立、等大、实像 3 20 30 倒立、___________、实像 4 8 未找到像 (3)智能汽车通过车载摄像头，识别行人、路标和其他车辆，实现自动导航和驾驶，车载摄像头根据的是第 次实验的原理； (4)物距不变，要想在光屏上看到像，应更换焦距较 的凸透镜。 12．（2024·贵州·中考真题）如图所示，用焦距为10cm的凸透镜、高度为6cm的F形光源、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像大小的变化规律，通过测量像的高度反映像的大小。 （1）若要测量光源在光屏上所成像的高度，还需要的测量工具是 。 （2）将光源逐渐靠近凸透镜，移动光屏，三次成倒立实像的相关数据记录如表。分析表中数据，可得出结论：凸透镜成实像时，物距变小，像距变 ，像变 。 物高6cm 实验次数 1 2 3 物距/cm 30 20 15 像距/cm 15 20 30 像高/cm 3 6 12 （3）继续移动光源至物距为6cm时，发现无论如何移动光屏，均不能在光屏上成像，人眼应从 （选填“光源”或“光屏”）一侧透过凸透镜观察光源的像，此时能否用（1）问中的测量工具直接测出观察到的像高？ （选填“能”或“不能”）。 （4）若保持光源到光屏的距离为45cm不变，仅移动凸透镜改变物距，则上表中第 次实验的成像情况不能探究，理由是： 。 ( 10 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第五章 透镜及其应用 第3节 凸透镜成像的规律 知识点一、实验：探究凸透镜成像的规律 1.知识回顾： （1）焦距（f）： 焦点到透镜中心的距离 ； （2）物距（u）： 物体中心到透镜中心的距离 ； （3）像距（v）： 像的中心到透镜中心的距离 。 2.实验装置图 3.实验步骤 (1)在阳光或相距很远(例如5m)的灯光下用聚焦法测定凸透镜的焦距； (2)将蜡烛、凸透镜和光屏依次排列在一条直线上，调整蜡烛、凸透镜进行实验 和光屏的高度，使烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一高度上(如下图所示)； (3)把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置(u>2f)，调整光屏到透镜的距离，直至在光屏上得到烛焰清晰的像为止，观察像的大小、正倒，记录物距和像距，改变物距u(u>2f)，重做实验； (4)继续把蜡烛向凸透镜靠近，使u=2f，调整光屏到透镜的距离，直到在光屏上得到烛焰清晰的像为止，观察像的大小、正倒，记录物距和像距； (5)继续把蜡烛向凸透镜靠近，使f<u<2f，调整光屏到透镜的距离，直至在光屏上得到烛焰清晰的像为止，观察像的大小、正倒，记录物距和像距，改变物距u(f<u<2f)，重做实验； (6)继续把蜡烛向凸透镜靠近，使u=f，移动光屏并观察，看能否成像； (7)继续把蜡烛向凸透镜靠近，使u<f，移动光屏，进行观察。 4.注意事项 (1)将蜡烛、凸透镜和光屏依次排列在光具座上，并调整它们的高度.使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在 同一高度 上，使烛焰的清晰像能成在 光屏中心 ，便于观察。 (2)每次实验中，只能通过移动 光屏 使光屏上得到清晰的像，而不能通过移动 蜡烛 使光屏上得到清晰的像。 (3)在光具座上做实验时，最好选用焦距为10cm左右的凸透镜。若焦距过大，将无法调节物距和像距。 (4)在探究物距满足f<u<2f的情况时，物体不能太靠近焦点，否则像离凸透镜太远，像太大，不能在光屏上呈现。 典例1、（2024·江苏淮安·中考真题）在“探究凸透镜成像规律”实验中： (1)如图甲所示，S为烛焰中心，凸透镜的焦距，O为光心，画出光线SP经过凸透镜后的折射光线 ； (2)蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图乙所示，此时光屏上承接到烛焰清晰的像，生活中的 就是根据这一原理制成的。若蜡烛和光屏位置不变，将凸透镜移至 刻度线处，光屏上能再次承接到烛焰清晰的像； (3)凸透镜成像规律被广泛应用于摄像器材中，小明发现手机无需像数码相机那样“调焦”，也能获得清晰的像，他将手机拿到实验室去探究，实验数据如表所示： 实验次数 1 2 3 4 5 6 物距/m 10.00 5.00 2.00 1.00 0.50 0.10 像距/ 0.500 0.501 0.502 0.503 0.505 0.526 根据表中数据，判断手机镜头的焦距最接近 。 A． B． C． D． 【答案】(1) (2) 投影仪 65 (3)D 【解析】（1）凸透镜的焦距，如图甲所示，S恰好在焦点处，根据过凸透镜焦点的光线经凸透镜后平行于主光轴画出光线SP经过凸透镜后的折射光线如下： （2）[1]如图乙所示，物距小于像距，成倒立、放大的实像，应用是投影仪。 [2]根据光路可逆，若蜡烛和光屏位置不变，将像距和物距对调，即将凸透镜移至65cm刻度线处，光屏上能再次承接到烛焰清晰的像。 （3）由表中数据可知，当物距大于0.5m，此时像距v保持0.5cm几乎不变，根据凸透镜成像特点可知，当物距远大于2倍焦距时，像距就越接近焦距，所以手机镜头的焦距最接近，故选D。 典例2、（2024·山东威海·中考真题）探究凸透镜成像的规律。 第一步：测量凸透镜焦距。 (1)让太阳光依次通过多个带孔的挡板，得到平行光后照射到凸透镜上，如图甲所示。若想找到透镜焦点，应 （选填“顺时针”“逆时针”）旋转透镜。找到焦点的位置后，测出透镜的焦距为15cm。 第二步：探究成像规律。 正确安装并调节实验器材，实验过程中凸透镜始终处于50cm刻度处。 (2)图乙中光屏上 （选填“能”“不能”）承接到清晰的像。 (3)将蜡烛移至15cm刻度处，若想在光屏上承接到清晰的像，光屏应向 （选填“左”“右”）移动，请写出生活中利用该成像特点的一个实例 。 (4)当光屏上成清晰的像时，若用遮光板遮住透镜上半部分，像如何变化？ ；若把红色、蓝色两张透明玻璃片从左到右依次放置在蜡烛和凸透镜之间，光屏上是否仍然成像？ （选填“是”“否”）。 【答案】(1)顺时针 (2)不能 (3) 左 照相机 (4) 像会变暗 否 【解析】（1）根据透镜的三条特殊光线可知，平行于主光轴的光线将汇聚于焦点，故要找到焦点的位置，需要使光线平行于主光轴射入透镜，即应顺时针旋转透镜，使太阳光平行于凸透镜的主光轴射入。 （2）由（1）可知，透镜的焦距为15cm，由图乙可知，此时的物距为20cm，在一倍焦距和二倍焦距之间，根据凸透镜成像规律可知，若要成清晰的像，像距应大于二倍焦距，即大于30cm，而此时光屏与凸透镜的距离恰好为30cm，故不能承接到清晰的像。 （3）[1][2]将蜡烛移至15cm刻度处，此时的物距为35cm，大于二倍焦距，则像距应在一倍焦距与二倍焦距之间，即65cm与80cm之间，故光屏应向左移动，生活中利用该成像特点制成了照相机。 （4）[1]当光屏上成清晰的像时，若用遮光板遮住透镜上半部分，所成的像仍然完整，但像的亮度会下降，原因是光屏上承接的光线减少了。 [2]红色、蓝色两张透明玻璃片只能分别透过红光和蓝光，蜡烛的光经过红色玻璃板后，玻璃板透过红色光，吸收其他色光，而蓝色玻璃板会吸收红色光，导致最终没有光线到光屏上，故把红色、蓝色两张透明玻璃片从左到右依次放置在蜡烛和凸透镜之间，光屏上不能成像。 典例3、（2024·青海·中考真题）如图甲所示，是天宫课堂中航天员王亚平讲授“水球光学实验”时的场景，受此影响“飞天”兴趣小组利用如图乙所示的实验装置展开了“凸透镜成像规律”的探究实验。 （1）图甲中水球相当于一个 ，它对光具有 作用； （2）王亚平所成的像是倒立、缩小的 像，生活中 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一原理工作的； （3）图乙中凸透镜的焦距为15cm，当蜡烛从10cm处移动至30cm处时，为了再次得到清晰的像，光屏应 （选填“远离”或“靠近”）凸透镜，且所成的像是倒立、 的实像； （4）如果将蜡烛换成如图丙所示的“F”字光源，其优点是： （只写一条即可）。 【答案】 凸透镜 会聚 实 照相机 远离 放大 光源稳定 【解析】（1）[1][2]图甲中水球边缘薄，中间厚，相当于一个凸透镜，它对光具有会聚作用。 （2）[3][4]由图可知，王亚平所成的像是倒立、缩小的实像，此时物距大于二倍焦距，应用是照相机。 （3）[5][6]图乙中凸透镜的焦距为15cm，当蜡烛从10cm处移动至30cm处时，物距变小，根据凸透镜成像规律可知，像距变大，所以，为了再次得到清晰的像，光屏应远离凸透镜，此时物距为 物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像。 （4）[7]将蜡烛换成如图丙所示的“F”字光源，其优点是光源稳定。 知识点二、凸透镜成像的规律及应用 1.凸透镜成像的规律及应用 （1）u＞2f时， 2f＞ v ＞f ，成 倒立 、 缩小 的 实 像；应用：照相机、摄像机、摄像头。 （2）u＝2f时， v＝2f ，成 倒立 、 等大 的 实 像；应用：测焦距、微焦摄影。 （3）2f＞u＞f， v ＞2f ，成 倒立 、 放大 的 实 像；应用：投影仪、幻灯机、电影机。 （4）u＝f，不成像。 （5）u＜f， v＞u ，成 正立 、 放大 的 虚 像；应用：放大镜。 2.成像图解： 3.凸透镜成像的理解 (1)实像 异 侧，虚像 同 侧：凸透镜所成的实像都是倒立的，且物、像位于凸透镜两侧；凸透镜所成的虚像都是正立的，且物、像位于凸透镜同侧。 (2)一倍焦距处是 成实像 和 虚像 的分界点：当物距大于一倍焦距时成实像，当物距等于一倍焦距时不成像，当物距小于一倍焦距时成虚像。 (3)二倍焦距处是 成放大的像 和 缩小的像 的分界点：当物距大于二倍焦距时成缩小的实像，当物距等于二倍焦距时成等大的实像，当物距小于二倍焦距时成放大的像。 (4)动态规律：①凸透镜成实像时，物体离凸透镜越近，像离凸透镜越 远 ，像越 大 ；物体离凸透镜越远，像离凸透镜越 近 ，像越 小 ；概括为“ 物近像远像变大，物远像近像变小 ”。 ②凸透镜成虚像时，物体离凸透镜越近，像离凸透镜越 近 ，像越 小 ；物体离凸透镜越远，像离凸透镜越 远 ，像越 大 ；概括为“ 物近像近像变小，物远像远像变大 ”。 ③凸透镜成像时，物体和像的移动方向相同。 4.简记口诀： 一倍焦距分 虚实 ， 二倍焦距分 大小 ， 实像物在 焦点外 ， 物近像 远 像 变大 。 虚像物在 焦点内 ， 物远像 远 像 变大 。 实像总在 异侧倒 ， 虚像总在 同侧正 。 像的大小 像距判 ， 像距大像 远 像 大 。 典例4、（2024·山东聊城·中考真题）在学习了凸透镜成像规律后，小慧同学计划制作一个“手机投影仪”。现有器材如下：焦距分别为10cm、20cm、30cm的凸透镜各一个，手机一部，长为30cm的纸盒，胶带和剪刀等。“投影仪”模型如图所示，将手机和凸透镜分别固定在纸盒的两端，调整“投影仪”到墙面的距离，可在墙上看到手机画面清晰放大的像。下列说法正确的是（　　） A．应选择焦距为10cm的凸透镜 B．应选择焦距为20cm的凸透镜 C．将手机正立放置，在墙上看到的像是正立的 D．墙上手机画面的像是虚像 【答案】B 【解析】A．若选择焦距为10cm的凸透镜，此时物距为30cm，物距大于两倍焦距，此时会成倒立的缩小的实像，与题意不符，故A不符合题意； B．若选择焦距为20cm的凸透镜，此时物距为30cm，物距在一倍焦距和两倍焦距之间，成的是倒立的放大的实像，是投影仪原理，故可以满足题意，故B符合题意； C．将手机正立放置，在墙上看到的像是倒立的像，故C不符合题意； D．能够在光屏上承接，说明是实像，故D不符合题意。 故选B。 典例5、（2024·江苏常州·中考真题）《重庆市消防条例》规定：2024年7月1日起，禁止携带电动自行车或其电池进入电梯轿厢，一旦有人违规操作，会被电梯内的摄像头拍摄成像并智能识别，电梯将停止运行并发出声、光警报，如图所示，某次警报时，摄像头凸透镜成像的像距为10.1mm，则凸透镜的焦距可能为（    ） A．5mm B．10mm C．15mm D．20mm 【答案】B 【解析】摄像头凸透镜成倒立缩小的实像，物距大于2倍焦距，像距大于1倍焦距小于2倍焦距，所以 2f>10.1mm>f 10.1mm>f>5.05mm 故选B。 典例6、（2024·江苏连云港·中考真题）小明将凸透镜正对太阳光，在距离凸透镜10cm的白纸上呈现一个最小、最亮的光斑，此凸透镜的焦距为 cm。如图是他用该凸透镜观看书本上“中国梦”三个字时的情况，如果他想看到更大的正立的“国”字，小明需要将凸透镜 书本（选填“远离”或“靠近”），凸透镜和书本的距离应满足的条件是 。 【答案】 10 远离 小于10cm 【解析】[1]平行光经过凸透镜折射后会聚于一点，这一点就是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离为焦距，所以根据题意可知此凸透镜的焦距为10cm。 [2][3]因为想要看到正立的像，所以可知此时凸透镜相当于一个放大镜，放大镜利用的是当物距小于一倍焦距时，成正立、放大的虚像的原理，所以想看到正立的“国”字，凸透镜和书本的距离应小于10cm，而当凸透镜成正立、放大的虚像时，物距越大，像距越大，成的虚像越大，所以可知想要看到更大的正立的“国”字，小明需要将凸透镜远离书本，但是距离不能大于10cm。 典例7、（2024·陕西榆林·二模）4月2日，绥德县全县师生传唱《新学堂歌》和《三尺讲台》个人赛活动在青少年校外活动中心举行。如图所示，若要让获奖人员全部进入画面，拍照的工作人员不动，照相机镜头的焦距应该调得 （选填“小”或“大”）一些，此时在照相机感光元件上所成的是师生的 （选填“实像”或“虚像”）。照相机的镜头对光线具有 作用，对着强光拍摄时，容易损坏感光元件。 【答案】 小 实像 会聚 【解析】[1]若要让获奖人员全部进入画面，拍照的工作人员不动，照相机镜头的焦距应该调得大一些，使像距变小，像变小。 [2]此时在照相机感光元件上所成的是师生的实像，像可以在光屏上呈现。 [3]照相机是凸透镜是照相机的镜头对光线具有会聚作用。 典例8、（2023·四川资阳·中考真题）小明同学找来一个薄壁圆柱形玻璃杯，并将画有箭头的白纸靠在玻璃杯后，观察结果如图甲所示。向杯中加水，使得水面高过箭头位置，透过玻璃杯观察纸上的“箭头”；将白纸逐渐远离杯子的过程中，依次观察到情景可（　　） A．丁、乙、丙 B．乙、丙、丁 C．丙、丁、乙 D．丁、丙、乙 【答案】D 【解析】圆柱形玻璃杯中注入水相当于凸透镜，玻璃杯后白纸上的水平箭头为物体。开始白纸在焦距之内，成正立、放大的虚像，成的像如图丁，将白纸逐渐远离杯子的过程中，当白纸在一倍焦距和二倍焦距之间时可以成倒立、放大的实像，成的像如图丙，当白纸在凸透镜的二倍焦距以外时可以成倒立、缩小的实像，成的像如图乙，所以依次观察到情景是丁丙乙，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 达标检测 1．（2023·江苏连云港·中考真题）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，当蜡烛、凸透镜、光屏处于图示位置时，恰能在光屏上得到一个清晰的像。利用这个成像规律可以制成（　　） A．照相机 B．潜望镜 C．放大镜 D．投影仪 【答案】D 【解析】由图可知，此时光屏上成的是倒立、放大的实像。 A．照相机是利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理制成的，故A不符合题意； B．潜望镜是利用平面镜成正立、等大虚像的原理制成的，故B不符合题意； C．放大镜是利用凸透镜成正立、放大虚像的原理制成的，故C不符合题意； D．投影仪是利用凸透镜成倒立、放大实像的原理制成的，故D符合题意。 故选D。 2．（2023·西藏·中考真题）中国航天员王亚平在离地球表面约的“天宫”空间站上通过天地连线，给同学们展示了一堂精彩的科学课。如图为王亚平老师做“水球”实验时的情景，下列说法正确的是（　　） A．“水球”相当于凸透镜 B．“水球”对透过它的光有发散作用 C．王亚平远离“水球”时，她的像会变大 D．图中通过“水球”看到王亚平的像是虚像 【答案】A 【解析】ABD．王亚平面前的水球相当于凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，此时的“倒影”是通过凸透镜成的倒立的、缩小的实像，故A正确、BD错误； C．王亚平远离“水球”时，物距变大，像距变小，像变小，故C错误。 故选A。 3．（2023·江苏南通·中考真题）运载火箭搭载神舟十六号飞船腾空而起，它在地面摄像机中所成的像是（　　） A．实像，像变大 B．实像，像变小 C．虚像，像变大 D．虚像，像变小 【答案】B 【解析】摄像机与照相机成像原理相同，都成成倒立、缩小的实像；在腾空而起的过程中，物距变大，根据“成实像时，物远像近像变小”可知，像变小，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 4．（2023·湖北荆州·中考真题）2023年5月11日，我国发射的天舟六号货运飞船与中国空间站组合体成功交会对接，如图所示。空间站组合体上的摄像机完整记录了交会对接过程。下列说法正确的是（    ） A．光通过摄像机的镜头始终沿直线传播 B．摄像机所成的像是实像 C．摄像机的工作原理与投影仪的工作原理相同 D．天舟六号靠近空间站组合体时，摄像机成的像逐渐变小 【答案】B 【解析】A．光在不均匀介质中传播时会发生偏折，因此光斜射入摄像机的镜头时传播方向会发生变化，故A错误； B．摄像机是根据物距大于二倍焦距成倒立缩小的实像制成的。故B正确； C．投影仪是根据凸透镜成倒立、放大的实像制成的，与摄像机的工作原理不同，故C错误； D．摄像机安装在空间站组合体上，当天舟六号靠近空间站组合体时，物距减小，则像距增大，像逐渐变大。故D错误。 故选B。 5．（2023·湖南郴州·中考真题）如图所示，烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，该凸透镜的焦距为10.0cm，凸透镜的位置保持不变。以下说法正确的是（　　） A．当蜡烛放在图中A区域时，光屏应放在图中D区域才可能呈现清晰的像 B．蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，所成的像会逐渐变小 C．若无论怎么移动光屏，在光屏上都找不到像，则蜡烛可能放在图中B区域 D．若光屏上要得到一个放大的像，则蜡烛应该放在图中C区域 【答案】B 【解析】A．蜡烛放在图中A区域，即蜡烛在该透镜的两倍焦距以外，此时成倒立、缩小的实像，像在透镜另一侧的一倍焦距和两倍焦距之间，即图中的E区域，故A错误； B．凸透镜成实像时，物体离透镜越远，所成的实像越小，图中蜡烛位于该透镜的两倍焦距以外，成倒立、缩小的实像，所以蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，所成的实像会逐渐变小，故B正确； C．蜡烛放在图中B区域，即该透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，此时成倒立、放大的实像，像的位置在透镜另一侧的两倍焦距以外，即如果蜡烛放在图中B区域，则在图中的F区域的光屏上能找到像，故C错误； D．当蜡烛放在图中C区域，即该透镜的一倍焦距以内，此时成正立、放大的虚像，虚像是用光屏承接不到的，故D错误。 故选B。 6．（2024·广东东莞·二模）在探究凸透镜成像规律的实验中，当凸透镜、光屏和烛焰的位置如图所示时，光屏上能成一清晰的像，此时蜡烛距凸透镜15 cm，则下列说法中正确的是（　　） ①此时的应用是投影仪，且凸透镜的焦距小于15cm ②蜡烛距透镜18cm时，可能成放大的实像 ③保持透镜的位置不动，将蜡烛与光屏的位置进行对调，光屏上能呈现放大的像 ④将蜡烛逐渐远离凸透镜时，为了在光屏上得到清晰的像，应将光屏左移 A．只有①④正确 B．只有③④正确 C．只有①②④正确 D．只有①②③正确 【答案】C 【解析】由题意蜡烛距凸透镜15 cm时，光屏上能成一清晰的像，结合凸透镜成像规律可得 2f＞15cm＞f 解得 7.5cm＜f＜15cm ①由图可知，此时物距位于一倍焦距和二倍焦距之间，成放大的实像，应用为投影仪，故①正确； ②根据焦距的范围可知，二倍焦距的范围是 15cm＜2f＜30cm 蜡烛距透镜18 cm时，可能物距位于一倍焦距和二倍焦距之间，成放大的实像，故②正确； ③保持透镜的位置不动，将蜡烛与光屏的位置进行对调，此时物距大于像距，成倒立、缩小的像，故③错误； ④将蜡烛逐渐远离凸透镜时，此时物距变大，根据凸透镜成像成实像时物远像近像变小可知，为了在光屏上得到清晰的像，应将光屏左移，同时像在变小，故④正确，故ABD错误，C正确。 故选C。 7．（2024·山东淄博·二模）如图，是我国自主研制的某新型战斗机上的光电搜索跟踪系统。该系统功能与人眼相似，下列说法不正确的是（    ） A．该系统的光学元件相当于一个凸透镜 B．该系统在光电传感器上成的是倒立、放大的实像 C．周围景物通过该系统成像时，景物到镜头的距离大于镜头的2倍焦距 D．该系统的成像原理与照相机的成像原理相同 【答案】B 【解析】A．人眼的晶状体相当于一个凸透镜，所以该系统的光学元件相当于凸透镜，故A正确，不符合题意； B．人眼在成像时，成倒立缩小的实像，所以次光学元件也成倒立缩小的实像，故B错误，符合题意； C．根据凸透镜成像规律，成倒立缩小实像时，物距要大于凸透镜的二倍焦距，故C正确，不符合题意； D．该系统成倒立缩小的实像，所以与照相机成像原理相同，故D正确，不符合题意。 故选B。 8．（2023·四川眉山·中考真题）班主任用照相机拍摄初三毕业照，在相机底片上成 （选填“放大”或“缩小”）的实像；若两个同学的像出现在照相机取景框外，要拍摄所有同学完整的像，照相机应 （选填“远离”或“靠近”）同学们，同时将镜头向后缩。 【答案】 缩小 远离 【解析】[1]根据凸透镜成像规律可知，用照相机拍摄初三毕业照，在相机底片上成缩小的实像。 [2]根据照相机的相关知识可知，若两个同学的像出现在照相机取景框外，要拍摄所有同学完整的像，照相机应远离同学们，同时将镜头向后缩。 9．（2023·上海·中考真题）放大镜是生活中常见的凸透镜： （1）成虚像时，物距和像距的大小关系为： ； （2）成虚像时，物距越大，像距越大，像 ； （3）物体在物距L1时，成虚像，物体在物距L2时，成实像，请比较L1、L2的大小关系并说明理由： 。 【答案】 物距小于像距 越大 见解析 【解析】（1）[1]根据凸透镜成像规律知，物体在凸透镜的一倍焦距以内，成正立放大的虚像，且此时物体离放大镜越远，像离放大镜越远，像变大，像距大于物距。放大镜成虚像时，物距和像距的大小关系为：物距小于像距。 （2）[2]根据凸透镜成像规律知，物体在凸透镜的一倍焦距以内，成正立放大的虚像，且此时物体离放大镜越远，像离放大镜越远，像变大。成虚像时，物距越大，像距越大，像越大。 （3）[3]根据凸透镜成像规律知，物距小于凸透镜的一倍焦距时，成正立放大的虚像；物距大于凸透镜的一倍焦距时，成倒立的实像；物体在物距L1时，成虚像，物体在物距L2时，成实像，所以物距L1小于物距L2。 10．（2024·山东济宁·二模）济宁高铁站的进站通道如图所示，识别系统的摄像机可以自动将镜头前处的人脸拍摄成数码照片上传并识别。该摄像机镜头的焦距应 （选填“大于”“小于”或“等于”），当人远离镜头时，他的像将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。 【答案】 小于 变小 【解析】[1]摄像机的镜头相当于凸透镜，成像原理为照相机的成像原理，当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，已知物距为 则焦距f应小于0.5m，即50cm。 [2]根据凸透镜成像规律可知，当物距增大时，像距变小，所成的像会变小，因此当人远离镜头时，所成的像会变小。 11．（2024·江苏宿迁·中考真题）在“探究凸透镜成像规律”的活动中，利用了如图所示装置。 (1)调节器材，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 ； (2)改变蜡烛和光屏的位置，多次实验，并将数据记录在表格中，分析数据可知凸透镜焦距为 ，第3次实验中，光屏上成倒立、 的实像； 实验序号 物距u/cm 像距v/cm 光屏上看到的像 1 60 15 倒立、缩小、实像 2 24 24 倒立、等大、实像 3 20 30 倒立、___________、实像 4 8 未找到像 (3)智能汽车通过车载摄像头，识别行人、路标和其他车辆，实现自动导航和驾驶，车载摄像头根据的是第 次实验的原理； (4)物距不变，要想在光屏上看到像，应更换焦距较 的凸透镜。 【答案】(1)主光轴上 (2) 12 放大 (3)1 (4)小 【解析】（1）实验前，要调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，使烛焰的像成在光屏的中央，便于观察。 （2）[1]根据凸透镜成像规律可知，第3实验 此时光屏上成倒立、等大的实像；凸透镜的焦距为 [2]第三次实验中，物距小于像距，凸透镜成的像是倒立、放大的实像。 （3）车载摄像头是利用物体在凸透镜二倍焦距以外时，成倒立、缩小实像的性质制成的，即根据的是第1次实验的原理。 （4）物距 时，小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，不能用光屏承接到，所以要想在光屏上看到像，更换的凸透镜焦距要小于8cm，即应更换焦距较小的凸透镜。 12．（2024·贵州·中考真题）如图所示，用焦距为10cm的凸透镜、高度为6cm的F形光源、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像大小的变化规律，通过测量像的高度反映像的大小。 （1）若要测量光源在光屏上所成像的高度，还需要的测量工具是 。 （2）将光源逐渐靠近凸透镜，移动光屏，三次成倒立实像的相关数据记录如表。分析表中数据，可得出结论：凸透镜成实像时，物距变小，像距变 ，像变 。 物高6cm 实验次数 1 2 3 物距/cm 30 20 15 像距/cm 15 20 30 像高/cm 3 6 12 （3）继续移动光源至物距为6cm时，发现无论如何移动光屏，均不能在光屏上成像，人眼应从 （选填“光源”或“光屏”）一侧透过凸透镜观察光源的像，此时能否用（1）问中的测量工具直接测出观察到的像高？ （选填“能”或“不能”）。 （4）若保持光源到光屏的距离为45cm不变，仅移动凸透镜改变物距，则上表中第 次实验的成像情况不能探究，理由是： 。 【答案】 刻度尺 大 大 光屏 不能 2 第2次实验时，物距和像距之和为40cm，小于45cm 【解析】（1）[1]要测量光源在光屏上所成像的高度，需要长度的测量工具刻度尺。 （2）[2][3]由表中数据可知，随着物距变小，像距逐渐变大，像的高度变大，则像变大。 （3）[4]移动光源至物距为6cm时，此时物距小于焦距，成虚像，要观察到虚像，人眼应从光屏一侧透过凸透镜观察。 [5]因为虚像不是实际光线会聚得到的，不能呈现在光屏上，则不能用刻度尺测量像的大小。 （4）[6][7]若保持光源到光屏的距离为45cm不变，若能成清晰的像，物距像距之和应为45cm，而第2次实验时，物距和像距之和为40cm，小于45cm，则第2次实验的成像情况不能探究。 ( 10 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$