4.2.8 探究凸透镜成像的规律-【实验攻略】2025年中考物理新课标必做21实验及近年热考实验

4.2.8 探究凸透镜成像的规律 知识导航与技巧点拨 【实验器材】蜡烛、凸透镜、光屏、带刻度的光具座、火柴等。 【设计实验与进行实验】 1. 焦距的测量及判断： ①平行光聚焦法（最小、最亮的光斑），此时光斑到凸透镜光心的距离L即为焦距。 ②等距法（倒立、等大的实像），此时u＝v＝ 。 2. 实验前首先调节烛焰、凸透镜、光屏，使三者的中心大致在 ，目的是使像成在光屏的中央。 3. 实验中保持凸透镜的位置不动，通过改变蜡烛的位置，再移动光屏找像，记录每次物距、像距、像的特点及蜡烛在移动过程中像的变化情况。 4. 观察像的方法：①当物距大于一倍焦距时，眼睛观察光屏上的像。②当物距小于一倍焦距时，眼睛要 在 （选填“物体”或“光屏”）的一侧，透过凸透镜观察像。 【分析与论证】 物距与焦距的关系 相距 像的性质 像物在透镜的同/异侧 应用 U＞2f 2f＞v＞f 倒立缩小的实像 异侧 照相机、摄影机 U=2f v=U=2f 倒立等大的实像 异侧 等距法测焦距 2f＞u＞f v>2f 倒立放大的实像 异侧 幻灯机、投影仪 U=f 不能成像 获得平行光，粗测凸透镜焦距 u＜f v＞u 同侧 放大镜 6. 凸透镜成像动态规律： ①物近（焦点）像远像变大：物体离焦点越近，像越远越大； ②1F分虚实倒正；2F分大小。 【交流、评估、反思】 7. 实验时光屏上找不到像的原因可能是：①蜡烛在 ；②烛焰、凸透镜、光屏三者的心 ；③蜡烛太靠近焦点，像距太大， ⁠。 8. 实验时蜡烛因燃烧而变短，光屏上的像向 移动，将凸透镜向 调或将光屏向 调，可使像成在光屏的中央。 9. 用纸板遮住凸透镜的一部分，光屏上像的亮度会 ，像的完整性 （选填“受”或“不受”）影响。 10. 光屏上成清晰的像时，对调蜡烛与光屏的位置，光屏上还能成像，是由于光在折射时 。 11. 光屏上成清晰的像时，凸透镜和蜡烛位置不变，在凸透镜和蜡烛之间加远视或近 视眼镜：①加远视眼镜：远视眼镜是凸透镜，凸透镜对光有 作用，会使成像提前，为使光屏上成像清晰，应将光屏 凸透镜；②加近视眼镜：近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光有 作用，会使成像靠后，为使光屏上成像清晰，应将光屏 凸透镜。 12. 换用焦距不同的凸透镜进行实验，保持物体到凸透镜的距离不变，若凸透镜焦距变大，对光的会聚能力变弱，像距变 ，则应将光屏向 凸透镜的方向移动，才能再次得到清晰的像。 【 2f 同一高度 光屏 焦点处或在一倍焦距内 不在同一高度 光具座不够长 上 下 上 暗 不受 光路可逆 会聚 靠近 发散 远离 大 远离 】 提分专训 探究凸透镜成像规律 1．如图所示是物理兴趣小组“探究凸透镜成像规律”的实验装置： (1)首先调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在 上，目的是 ； (2)如图甲，让平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小、最亮的光斑，则凸透镜的焦距 cm； (3)当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图乙时，光屏上成清晰的像，利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是 （选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”）。若实验过程中保持凸透镜不动，只将蜡烛和光屏的位置对调，则光屏上还会成清晰的像，依据是 ；若实验过程中挡住凸透镜的一半，像的完整程度 （选填“会”或“不会”）受影响； (4)将蜡烛移到35cm处，若想在光屏上得到清晰的像，应将光屏向 （选填“左”或“右”）移动，像将 （选填“变大”“不变”或“变小”）； (5)保持凸透镜位置不变，将蜡烛换成A字型光源，将凸透镜紧贴A字型光源，然后逐渐远离它，透过透镜能依次看到4个像，如图所示，则在远离的过程中看到4个像的先后顺序是： 。（填序号） 2．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上承接到烛焰清晰的像。 (1)小明发现用凸透镜看远处物体时，可以看见倒立、缩小的像；用该凸透镜看自己的指纹时，能看见正立、放大的像。由此猜想：凸透镜成像的特点可能与 有关。 (2)如图所示此时光屏上得到一个清晰的 （选填“放大”或“缩小”）的像，所成的像与 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）成像性质相同。 (3)如图乙所示，蜡烛和凸透镜之间放上远视镜，光屏上能得到清晰的像，若取下眼镜，要在光屏上重新得到清晰的像，蜡烛不动，应将光屏向 凸透镜的方向移动或者只将蜡烛 凸透镜移动（选填“靠近”或“远离”）。 (4)保持凸透镜的位置固定不动，将蜡烛和光屏调换位置，仍能在光屏上观察到清晰的像，此时光屏上的像与原来的像相比会 （选填“不变”“变大”或“变小”）。 3．小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律： (1)如图甲所示，小明将一束平行光正对凸透镜，移动光屏，直到光屏上形成一个最小最亮的光斑，该凸透镜的焦距为 。 (2)实验时，把凸透镜固定在光具座刻度线处，安装并调节烛焰、凸透镜和光屏的位置，使它们三者中心大致在同一高度上，目的是 。 (3)小明将蜡烛移至光其座刻度线处，如图乙所示，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是倒立、 的实像。生活中的 （选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）就是利用这种成像规律工作的。接着小明将蜡烛移至光具座刻度线处，发现移动光屏找不到像，此时应该从 （选填“左”或“右”）侧观察烛焰的像，生活中的 （选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）就是利用这种成像规律工作的。 (4)实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致烛焰的像不在光屏的中央，为了使像能成在光屏中央，在保持蜡烛和光屏的位置不动的情况下，可通过 （选填“向上”或“向下”）调节凸透镜达到目的； (5)小明保持凸透镜在光具座上的位置不动，如果仅将图乙中蜡烛和光屏的位置互换，发现光屏上仍能观察到烛焰清晰的像。这是因为在光的折射现象中光路是 。 (6)小明又自制了一个水凸透镜来研究近视眼、远视眼的成因及矫正方法，水凸透镜的厚薄可通过注射器注入透镜的水量来调节。实验器材如图丙中位置时，光屏上得到烛焰清晰的像；他又推动活塞使水凸透镜变厚，发现光屏上的像变模糊，将蜡烛适当靠近透镜，像又变清晰；若不移动蜡烛，要让光屏上的像变清晰，可在蜡烛与水透镜之间适当位置安装一个合适的 （选填“凹”或“凸”）透镜。此过程模拟的是 （选填“近视眼”或“远视眼”）的成因及矫正方法。 4．小皓同学做“探究凸透镜成像规律”的实验。 (1)实验前，小皓先想办法测凸透镜的焦距，如图甲，他将该凸透镜正对着太阳光，此时纸上呈现一个并非最小的光斑，测得这个光斑到凸透镜的距离为。再将这个凸透镜与纸之间距离稍微增大，发现光斑变大了，则凸透镜的焦距 （选填“”、“＜”或“＝”）；调整以后正确地测得该透镜的焦距为10cm。 (2)先调整 、光屏和凸透镜的中心在同一条水平线上，目的是使像成在光屏的中央。 (3)如图乙，将蜡烛向右移至 cm~50cm刻度范围内时，从凸透镜右侧通过凸透镜可以看到烛焰正立、放大的像。 (4)小皓在实验过程中不断移动烛焰位置，观察到如图丙中①至⑤的五种烛焰清晰的像，请按蜡烛到凸透镜距离由远到近所得到的5个像进行排序，正确顺序为 。 (5)实验时小皓发现，在观察光屏上清晰的烛焰像的过程中，随着蜡烛的燃烧，光屏上的像向 （选填“上”或“下”）移动。为了避免出现类似情况，小皓换用发光二极管制成的光源。现有由发光二极管组成的“F”和“T”形两种光源，可以代替蜡烛进行实验，小皓同学最后选择了“F”形光源，与“T”形光源相比，选择“F”形光源的好处是 。 5．实验小组在探究凸透镜成像规律的实验中： (1)实验时，调节烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心在同一高度，其目的是 ； (2)图甲中，点燃蜡烛后，光屏上恰能成清晰的像， （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是根据该成像特点制成的.将蜡烛向左移动一段距离，光屏上的像变模糊了，为了使光屏上再次成清晰的像，同学们提出了两种不同的解决方案： 方案一：仅将光屏向 （选填“左”或“右”）移动一段距离； 方案二：仅换用焦距较 （选填“大”或“小”）的凸透镜 (3)实验过程中不断移动烛焰位置，观察到如图乙①至⑤所示烛焰清晰的5个像，请按蜡烛到凸透镜距离由远到近对5个像进行排序，正确顺序为 ； (4)实验中，小明将自己的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原来清晰的像变模糊.将光屏适当靠近凸透镜后，光屏上再次出现清晰的像，由此可判断小明佩戴的是 （选填“近视”或“远视”）眼镜； (5)小组同学利用焦距为20cm的凸透镜观察指纹，保持指纹到眼睛的距离为40cm不变，将凸透镜调整到如图丙所示的位置，看到了指纹正立放大的像，此时该同学的眼睛通过凸透镜在另一侧能成 （选填“倒立缩小”、“倒立放大”或“正立放大”）的像。 6．小周“探究凸透镜成像的规律”实验。（凸透镜的焦距为12cm） (1)实验前，在光具座上从左到右分别放置蜡烛、凸透镜和光屏，并将烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏中心调整在同一高度，目的是 。 (2)如图甲所示，将凸透镜移至16cm刻度线处，则人眼在图中的 （选填“A”或“B”）处能观察到蜡烛的像，像是图乙中的 （选填“1”“2”“3”或“4”）。 (3)保持蜡烛不动，将凸透镜移至25cm处，移动光屏，在光屏上得到烛焰清晰的像时，突然一只小飞虫飞到了凸透镜上，此时光屏上_______（选正确选项前的字母）。 A．会有小飞虫的像 B．会出现小飞虫的影子 C．烛焰的像完整但暗了一些 (4)由于实验时蜡烛成像不稳定，小周又用“F”发光二极管作为光源进行实验。如图丙所示，光屏上刚好成清晰的像，则此时光屏上所成的是 的实像（填成像的特点）；如果将F光源向右移动一些，为了再次在光屏上成一个清晰的像，则将光屏向 （选填“左”或“右”）移动，与原来的像相比，此时的像会 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 7．科研探究小组同学准备探究“凸透镜成像规律”，老师给同学们准备了凸透镜、凹透镜、光具座、蜡烛、光屏等器材。 (1)同学们在挑选透镜时，把两个透镜甲、乙分别正对太阳光，在光屏上出现了如图甲所示的光斑，你认为他们应该选择 （选填“甲”、“乙”）透镜来进行实验； (2)蜡烛、光屏和凸透镜在光具座上的位置如图乙所示，光屏上成清晰的像，该像性质为倒立、 （填“放大”或“缩小”）的实像，生活中的 就是利用这个原理制成的。如果有一只小虫子停留在镜头上，此时小虫子在光屏上成像情况为 （选填“倒立缩小实像”、“不成像”或“正立放大虚像”）； (3)此组同学进行了多次实验，并得到的凸透镜的像距v和物距u关系的图象如图丙。由图象可知凸透镜的焦距是 cm；由图像可知：凸透镜成放大的实像时，当物体靠近凸透镜方向移动，物体移动距离S1与像移动距离S2的大小关系是：S1 S2。（选填“>”、“<”或“=”） (4)某小组在做成像实验时，记录下每次成清晰的实像的物距u，像距v，物像间距L（u + v），绘出如图丁所示的图（f为焦距），查阅资料发现，在物理学中，有一个凸透镜成像的“新概念”：放大率。 ①当物距u=1.5f，烛焰成清晰的实像时，放大率n = ； ②移动蜡烛每次成清晰的实像时，蜡烛与光屏的间距的最小值为 ； ③经分析，图中a的值为 。 8．如图1所示：人眼的功能类似于照相机。学习了凸透镜成像规律后，小帅对人眼和照相机如何成清晰的像，进行了研究。 （1）人眼能否看清远近不同的物体，可能与晶状体的焦距有关；使用变焦照相机拍照，可能同时与焦距和像距有关。于是他用如图2装置进行探究； （2）实验主要步骤：①保持光屏到凸透镜的距离不变，换上不同焦距的凸透镜，调节“F”光源到凸透镜的距离，分别记录焦距、物距和像的高度； ②保持 到凸透镜的距离不变，换上不同焦距的凸透镜，调节光屏到凸透镜的距离，分别记录焦距、像距和像的高度； （3）实验数据如下表所示： 物体的高度H=5.0cm 实验序号 物距u/cm 像距v/cm 焦距f/cm 像的高度h/cm 1 17.1 15.0 8.0 4.4 2 30.0 15.0 10.0 2.5 3 60.0 15.0 12.0 1.3 4 25.0 11.8 8.0 2.4 5 25.0 16.7 10.0 3.3 6 25.0 23.1 12.0 4.6 ①分析1、2、3三组数据可知：当像距不变时，物距变大，要成清晰的像 要变大； ②分析4、5、6三组数据可知：当物距不变时，所成像的大小随焦距的增大而 ；根据以上探究可知：利用凸透镜成实像时所成像的大小既与物距有关，比如我们总结的物近像远像变大；也与凸透镜本身的 有关。如图3是小帅用此可变焦的手机相机站在同一位置拍摄同一物体的截屏图，拍摄这两幅照片所用镜头焦距 大， 所用镜头的折光能力强。（以上两空均选填“甲”或“乙”）。 9．如图所示是探究“凸透镜成像规律”的实验装置。 (1)为了使烛焰的像呈现在光屏的中央，实验前应调整烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心大致在 。 (2)当蜡烛位于图甲中的B处时，移动光屏到D 处，观察到光屏上呈现清晰的像，这时成的是倒立、 的实像。 (3)紧接着用不透明的硬纸板挡住凸透镜的下半部分，发现光屏上呈现的像是 （选填“完整”或“不完整”）的，像的亮度与原来相比 。 (4)当把蜡烛在第 （2）步的基础上向右移动5cm，屏上的像变得模糊。要使像变清晰，光屏应向 移动 5cm （选填“大于”、“等于”或“小于”）。 (5)当把蜡烛在第（4）步的基础再向透镜移近了4cm，发现在光具座上无论怎样移动都无法在光屏上找到清晰的像，你认为原因可能是 。 (6)应用：人的眼眼球内富有弹性的晶状体相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏。我们看物体时，是通过睫状体的伸缩来调节晶状体的弯曲程度，也就是通过改变 来使不同远近的物体都能在像距相同的视网膜上成清晰的像，如图所示。 常见的视力缺陷有近视和远视，近视眼的晶状体曲度过大，会聚光的本领变强，远处物体的像落在视网膜的前方，需要配戴度数合适的 透镜来矫正，而远视眼的晶状体过于扁平，会聚光的本领变弱，近处物体的像落在视网膜的后方，需要配戴度数合适的 透镜加以矫正。 透镜的焦距f 能表示凸透镜会聚光线或凹透镜发散光线本领的大小，用“+”表示对光有会聚作用，“-”表示对光有发散作用。焦距越短，透镜折光本领越大，所以可用焦距f的倒数表示透镜的这种折光本领，叫做透镜的焦度φ，即（ 式中f的单位是m，φ的单位是m⁻¹。平时我们说的镜片度数D，就是透镜的焦度φ乘以100的值。凸透镜的度数是正数，凹透镜的度数是负数。-200°和+100°的眼镜片中， 是近视眼镜片，它的焦距是 m。 10．学过透镜知识后，小明实验小组在光学实验室（暗室）想对学过的知识进行深入研究，可用的器材有：光源S（视为点光源）、圆形凸透镜（直径为D）、光具座、光屏（足够大）。 (1)经讨论他们决定先从测凸透镜的焦距开始，在光屏中央画一个与凸透镜直径相同的圆，找出圆心，将光源、凸透镜和光屏放在光具座上，调节它们的高度，使点光源和在 上； (2)固定凸透镜的位置，将光源从紧贴凸透镜的位置缓慢向外移动，直到光屏上的光斑 ，此时各器材在光具座上的位置如图甲所示，就可以从光具座上读出凸透镜的焦距为 ； (3)为了验证测出的焦距值是否准确，小明提出可以左右移动光屏，若光屏上的光斑大小不变，则测出的焦距准确、若向右移动光屏，光斑变大，说明本次测出的凸透镜的焦距比真实值 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）； (4)在移动光屏的过程中，小明发现在光屏上光斑外侧还有一个暗环，他猜想可能是凸透镜的边框造成的，于是他拆除边框直接将凸透镜固定在光具座上，进行实验验证，发现暗环仍然存在.查阅资料后发现：点光源发出的光，一部分在透镜外侧直接照射到光屏上，另一部分经过透镜后照射到光屏上，中间部分没有光就形成了暗环，若光源S在左焦点上，光屏在右焦点处，如图乙所示，请你算出此时暗环的面积等于 ； (5)保持凸透镜、光屏在图甲位置不变，把光源移至20刻度处，移动光屏上可得到一个 （选填“放大”“等大”或“缩小”）的像，此时有一只小飞虫落在了凸透镜上，光屏上 （选填“有”或“没有”）飞虫的影子； (6)保持（5）中凸透镜、光屏的位置不变，再将把光源移至15刻度处，若要在光屏上得到清晰的像，需将光屏向 （选填“左”或“右”）移动，光屏移动的距离 5（选填“大于”“等于”或“小于”）。 11．小红用LED灯、凸透镜（甲的焦距是30cm、乙的焦距未知）、光屏和光具座（长度是100cm）等器材做“探究凸透镜成像的规律”实验。 (1)如图（a）所示，线段AB为凸透镜乙成像的物距倒数和像距倒数的对应关系，则凸透镜乙的焦距为 cm； (2)如图（c）所示，凸透镜固定在50cm刻度处，为了在光具座上完成实验探究，在选择凸透镜时有以下三种观点，你同意的观点是 ； 观点1：只能选用甲凸透镜；观点2：只能选用乙凸透镜；观点3：甲、乙两个凸透镜都行； (3)现有如图（b）所示的“I”形和“F”形两种LED灯光源，小红选择“F”形光源的原因是 。将光源放在35cm刻度线处时，光屏应移至标尺的 （选填“50~60cm”“60~70cm”或“大于70cm”）处，反复移动光屏找像，此时所成的像是倒立、 （选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像，生活中 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）是利用这一原理制成的； (4)把光源向左移动一小段距离，发现光屏上光源的像变模糊了； ①小红为了使光屏上再次得到清晰的像，应调整光屏向 （选填“左”或“右”）移动； ②小芳不移动光屏，将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间，发现光屏上的像也变清晰了，则该眼镜片是 （选填“近视”或“远视”）眼镜的镜片； (5)改变光源位置，使其位于42cm刻度线处，小刚从凸透镜的 （选填“左”或“右”）侧通过透镜可以看到烛焰成 、 的 像。 参考答案 1．(1) 同一高度 使像成在光屏中央 (2)10.0 (3) 照相机 光路可逆 不会 (4) 右 变大 (5)④②③① 【详解】（1）[1][2]实验时，为了便于观察像的性质，应使像成在光屏中央，故应调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度。 （2）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是 （3）[1]由图可知，此时物距为 根据凸透镜成像规律可知，此时成倒立、缩小的实像，应用于照相机。 [2]光通过透镜后发生折射，在折射现象中光路是可逆的，故若实验过程中保持凸透镜不动，只将蜡烛和光屏的位置对调，则光屏上还会成清晰的像。 [3]若实验过程中挡住凸透镜的一半，另一半仍能会聚光线成完整的像，但由于会聚的光线比原来减少，所以像比原来变暗。 （4）[1][2]将蜡烛移到35cm处，此时物距减小，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，应将光屏向右移动，像将变大。 （5）将凸透镜紧贴A字型光源，然后逐渐远离它，根据凸透镜成像特点可知，当物距小于1倍焦距时，成正立、放大的像，且在1倍焦距以内，越远离透镜，像越大，故先看到正立的、逐渐变大的像，即④②；当物距大于1倍焦距而小于2倍焦距时，成倒立、放大的像，即③；当物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的像，即①；所以在远离的过程中看到4个像的顺序是：④②③①。 2．(1)物距 (2) 缩小 照相机 (3) 远离 靠近 (4)变大 【详解】（1）用凸透镜看远处物体和看自己指纹时成像特点不同，看远处物体时物距大，成倒立、缩小的像；看指纹时物距小，成正立、放大的像。两次物距不一样，导致看到的像不一样。由此可知，凸透镜成像的特点可能与物距有关。 （2）[1]由图可知，此时物距大于像距，根据凸透镜成像规律，当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，所以此时光屏上得到一个清晰的缩小的像。 [2]照相机是利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理工作的，所以所成的像与照相机成像性质相同。 （3）[1]远视镜是凸透镜，对光线有会聚作用，在蜡烛和凸透镜之间放上远视镜时，像会靠近凸透镜。若取下眼镜，像会远离凸透镜，要在光屏上重新得到清晰的像，蜡烛不动，应将光屏向远离凸透镜的方向移动。 [2]如果不移动光屏，只将蜡烛靠近凸透镜，减小物距，根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”，也能使像重新成在光屏上。 （4）根据光路可逆原理，保持凸透镜的位置固定不动，将蜡烛和光屏调换位置，仍能在光屏上观察到清晰的像。原来物距大于像距，成倒立、缩小的实像；现在物距小于像距，成倒立、放大的实像，所以此时光屏上的像与原来的像相比会变大。 3．(1)10.0 (2)使蜡烛的像成在光屏中央 (3) 缩小 照相机 右 放大镜 (4)向下 (5)可逆的 (6) 凹 近视眼 【详解】（1）由图甲可知，平行光经凸透镜后在屏上会聚成最小最亮光斑时，屏到透镜的距离即为凸透镜的焦距，图中可读出凸透镜的焦距为 （2）将烛焰、凸透镜和光屏的中心大致调到同一高度，实质上是使它们的主光轴对正，目的是保证成像清晰、减小像的畸变，使蜡烛的像成在光屏中央。 （3）[1][2]透镜焦距为 10.0 cm，蜡烛移到光具座 20cm 处（透镜在 50 cm 处）时，物距为 30.0cm，大于 2f，成倒立、缩小的实像。利用这种成像规律工作的仪器是照相机。 [3][4]当蜡烛移至 45.0cm（此时物距只有5cm，小于焦距10cm）时，无法在屏上成实像，应从“右”侧（与蜡烛在异侧）观察放大的虚像，生活中“放大镜”就是利用这一成像原理。 （4）蜡烛燃烧变短，烛焰下降，像也会随之偏离屏中心。要让像重新对准屏中心（而烛焰和屏位置不变），应将凸透镜向下调节。 （5）小明保持凸透镜在光具座上的位置不动，如果仅将图乙中蜡烛和光屏的位置互换，由于在光的折射现象中，光路是可逆的，所以光屏上仍能观察到烛焰清晰的像，此时像距大于物距，因此成倒立放大的实像。 （6）[1][2]推动活塞使水凸透镜变厚，凸透镜对光的会聚作用变强，使像成在光屏的前方，此过程模拟的是近视眼的成因。凸透镜过“强”，像落在视网膜前方，相当于近视，要配凹透镜使焦点后移来矫正。 4．(1)< (2)烛焰 (3)40 (4)①②④⑤③ (5) 上 能观察到像左右是否颠倒 【详解】（1）凸透镜可以将平行于主光轴的光线会聚到焦点，所以利用此原理测焦距时，应将凸透镜正对着太阳光，此时纸上呈现一个并非最小的光斑，测得这个光斑到凸透镜的距离为L，再将这个凸透镜与纸之间距离稍微增大，发现光斑变大了，说明光线会聚到焦点后重新分散，凸透镜到白纸的距离大于凸透镜焦距，即凸透镜的焦距f<L。 （2）根据凸透镜成像规律中实验的要求，必须让三者中心放在同一高度上，即先调整烛焰、光屏和凸透镜的中心在同一条水平线上。 （3）根据凸透镜的成像规律可知，当物距小于焦距时，成正立放大的虚像，如图乙，将蜡烛向右移至40cm~50cm刻度范围内时，从凸透镜右侧通过凸透镜可以看到烛焰正立、放大的像。 （4）根据凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小；相反，物距减小，像距增大，像变大，物距小于焦距时成正立放大的虚像，越远像越大；可知正确顺序为①②④⑤③。 （5）[1]实验过程中，蜡烛燃烧变短，根据“过光心的光线其传播方向不变”可知，像会向光屏的上方移动。所以为了使像成在光屏中央，可以将凸透镜向下移适当距离。 [2]探究凸透镜成像上下左右位置关系应该让发光体本身上下左右是不同的，即上下和左右是不对称的，所以适合LED光源是“F”，能观察到像左右是否颠倒。 5．(1)使像成在光屏中央 (2) 照相机 左 大 (3)①②④⑤③ (4)远视 (5)倒立放大 【详解】（1）为了使像成在光屏中央，应调节烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心在同一高度。 （2）[1]由图甲可知，此时物距大于像距，根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，应用于照相机 [2]方案一：将蜡烛向左移动一段距离，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，仅将光屏向左移动一段距离。 [3]方案二：将蜡烛向左移动一段距离，物距增大，根据凸透镜成像规律可知，此时像成在光屏的左侧，为了使光屏上再次成清晰的像，应换用焦距较大的凸透镜，凸透镜焦距越大，对光的会聚能力越弱，会将光线推迟会聚成像。 （3）根据凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小；相反，物距减小，像距增大，像变大，物距小于焦距时成正立放大的虚像，越远像越大，故正确顺序为①②④⑤③。 （4）实验中，小明将自己的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原来清晰的像变模糊。将光屏适当靠近凸透镜后，光屏上再次出现清晰的像，说明该眼镜对光线具有会聚作用，远视眼镜是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用。 （5）某同学利用焦距为20cm的凸透镜观察指纹，保持指纹到眼睛的距离为40cm不变，将凸透镜调整到如图乙所示的位置，看到了指纹正立放大的像，说明，即指纹到凸透镜的距离小于20cm，此时眼睛到凸透镜的距离大于20cm，小于40cm，即，因此该同学的眼睛通过凸透镜在另一侧能成倒立放大的像。 6．(1)使像成在光屏的中心 (2) B 4 (3)C (4) 倒立、缩小 右 变大 【详解】（1）实验中为了使像成在光屏的中心，应将烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏中心调整在同一高度。 （2）[1]如图甲所示，将凸透镜移至16cm刻度线处，此时物距为 此时凸透镜成的像是虚像，像与物同侧，所以此时人眼应在图中的B处接收折射光线来观察到蜡烛的像。 [2]凸透镜成的虚像是正立、放大的，为图乙中的“4”。 （3）保持蜡烛不动，将凸透镜移至25cm处，此时物距在f~2f之间，凸透镜成的像是倒立、放大的像；移动光屏，在光屏上得到烛焰清晰的像时，突然一只小飞虫飞到了凸透镜上，通过凸透镜其他部分的光线仍可以成完整的像，但是成像的光线变少，则此时光屏上的像变暗，故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 （4）[1]由图丙得，物距大于像距，此时物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距到二倍焦距之间，根据凸透镜成像的特点可知，此时光屏上所成的是倒立、缩小的实像。 [2][3]如果将F光源向右移动一些，物距变小，像距变大，为了再次在光屏上成一个清晰的像，则将光屏向右移动，与原来的像相比，此时的像会变大。 7．(1)乙 (2) 放大 投影仪 不成像 (3) 15 ＜ (4) 2 4f 3f 【详解】（1）图甲光斑的中间比较暗，图乙中间出现亮斑，所以甲对光线具有发散作用，是凹透镜；乙对光线具有会聚作用，是凸透镜，所以要选择乙透镜进行实验。 （2）[1][2]如图乙所示，光屏上成清晰的像，该像性质为倒立、放大的实像，生活中的投影仪就是利用这个原理制成的。 [3]如果有一只小虫子停留在镜头上，此时物距小于一倍焦距，所以小虫子在光屏上不成像，如果小虫较大，只会影响物体所成像的亮度。 （3）[1]由图可知，当物距为30cm时，像距为30cm，根据凸透镜成像的规律得到凸透镜的焦距 [2]物体向靠近凸透镜移动时，像会向远离凸透镜的方向移动，且像的尺寸逐渐增大，当幻灯片（物体）靠近透镜时，屏幕上的像不仅会远离透镜，且像的尺寸迅速增大。此时像的移动距离远大于物体的微小调整，故 （4）[1]由图乙可求知，当物距时，像距，则放大率 [2]分析图乙可知，移动蜡烛每次成清晰的实像时，当时，物像间距最小为，即蜡烛与光屏的间距的最小值。 [3]因为当物距时，像距，因为在光的折射现象中，光路是可逆的，当时，，此时 则图中a为3f。 8． “F”光源 焦距 增大 焦距 乙 甲 【详解】（2）②[1]由表中的数据可知，保持“F”光源到凸透镜的距离不变，换上不同焦距的凸透镜，调节光屏到凸透镜的距离，分别记录焦距、像距和像的高度； （3）①[2]分析1、2、3三组数据可知：当像距不变时，凸透镜的焦距越大，物距越大，像越小；可得结论：当像距不变时，物距变大，要成清晰的像凸透镜的焦距要增大。 ②[3]分析4、5、6三组数据可知：当物距不变时，凸透镜焦距越大像距越大，像越大；可得结论：当物距不变时，所成像的大小随焦距的增大而增大。 [4]由②探究结论可知：利用凸透镜成实像时所成像的大小既与物距有关，也与凸透镜本身的焦距有关。 [5][6]如图3是小帅用此可变焦的手机相机站在同一位置拍摄同一物体的截屏图，此时物距不变，甲的图像小于乙的图像；当物距不变时，所成像的大小随焦距的增大而增大，拍摄这两幅照片所用镜头焦距乙大；凸透镜的焦距越小，折光能力越强，所以甲所用镜头的折光能力强。 9．(1)同一高度 (2)等大 (3) 完整 暗 (4) 右 大于 (5)见解析 (6) 晶状体的焦距 凹 凸 -200° -0.5 【详解】（1）在探究凸透镜成像规律实验中，为使像成在光屏中央，要调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度。这样能保证烛焰的像完整地呈现在光屏的中央位置。 （2）当物距等于像距时，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、等大的实像。从图中可以看出蜡烛在B处时物距等于像距，因此形成的等大实像。 （3）[1][2]用不透明的硬纸板挡住凸透镜的下半部分，烛焰发出的光仍能通过凸透镜的上半部分成像，所以成的像是完整的，但由于通过凸透镜的光线减少，像的亮度会变暗。 （4）[1][2]蜡烛向右移动，物距减小，根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”，像距应变大，所以光屏应向右移动；且物距减小的距离小于像距增大的距离，所以光屏移动的距离大于5cm。 （5）蜡烛再向透镜移近4cm后无法在光屏上找到清晰的像，是因为此时蜡烛在凸透镜的一倍焦距之外靠近焦点，成倒立、放大的实像，像距远大于2倍焦距，光具座长度限制了光屏的位置，光屏上找不到实像。 （6）[1]我们看物体时，是通过睫状体的伸缩来调节晶状体的弯曲程度，改变晶状体的焦距，使不同远近的物体都能在视网膜上成清晰的像。 [2]近视眼晶状体曲度过大，会聚本领强，像成在视网膜前方，需用凹透镜矫正，凹透镜对光有发散作用。 [3]远视眼晶状体过于扁平，会聚本领弱，像成在视网膜后方，需用凸透镜矫正，凸透镜对光有会聚作用。 [4]近视镜片是凹透镜，度数为负，所以 -200°是近视眼镜片。 [5]由焦度，镜片度数，可得，对于 -200°的镜片，焦度为 焦距为 10．(1)同一水平直线 (2) 与所画圆完全重合 11.0 (3)偏小 (4) (5) 缩小 没有 (6) 左 小于 【详解】（1）为使点光源从焦点处发出的光经凸透镜折射后形成与凸透镜一样大小的光斑，应将点光源、凸透镜光心和圆心O'调到同一水平直线上。 （2）[1]因为圆圈和凸透镜是等大的，所以当光斑和圆圈重合时说明折射光线是平行的，这时点光源刚好在焦点上，因此应该是直到光屏上的光斑与所画圆完全重合。 [2]凸透镜的焦距是 （3）若移动光屏，光屏上的光斑大小不变，说明折射光线是平行的；如果点光源在焦点以内，那么向右移动光屏，光斑会变大；如果点光源在焦点之外，那么向右移动光屏，光斑会减小。所以本次测出的凸透镜的焦距比真实值小。 （4）透镜边缘以外的光线沿直线传播，以内的光线会发生偏转，二者之间会形成一个没有光线的黑色区域，这就是暗环，因此暗环形成的原因是：透镜外侧沿直线传播的光与经透镜折射的光在屏上形成无光区，如下图 图中凸透镜正好相当于大三角形的中位线，那么：圆环大圆的直径就是2D，半径是D；小圆的直径就是D，半径就是；那么暗环的面积为 （5）[1]把蜡烛移至20cm刻度处，此时的物距为30cm，物距大于二倍焦距成倒立、缩小的实像。 [2]实验过程中，有一只小飞虫落在了凸透镜上，飞虫落到了凸透镜表面，遮住了透镜的部分光，由于凸透镜成像是光的折射形成的，凸透镜仍能成物体完整的像，只是亮度变暗，光屏上没有飞虫的影子。 （6）[1]由于凸透镜成实像时，物远像近像变小。所以，保持（5）中凸透镜、光屏的位置不变，再把光源移至15刻度处时，物距增大，像距缩小，若要在光屏上得到清晰的像，需将光屏向左移动。 [2]根据凸透镜在二倍焦距之外成实像的规律知道，当物距变化5cm时，像距变化小于5cm。 11．(1)10 (2)观点2 (3) 可以观察像与物的正倒立关系 大于70cm 放大 投影仪 (4) 左 近视 (5) 右 正立 放大 虚 【详解】（1）像距与物距相等时，二者均等于二倍焦距。有 则凸透镜乙的焦距为 （2）我们要探究物距大于二倍焦距时成像情况。而在光具座上，物距最大为50cm，即透镜的焦距最大不得超过 故只能选用乙凸透镜。故同意的观点是观点2。 （3）[1]I字母为中心对称图形，无法观察像与物的正倒立关系。F形即不是中心对称也不是轴对称图形，可以观察像与物的正倒立关系。 [2]此时物距为 即物距大于一倍焦距而小于二倍焦距，则像成在二倍焦距以外的位置上，有 因此光屏要在70cm 刻度线右侧（大于70cm）反复移动寻找像。 [3]物距大于一倍焦距而小于二倍焦距时，成的是倒立的、放大的实像。 [4]投影仪是利用凸透镜成倒立、放大的实像制成的。照相机利用了凸透镜成倒立缩小的实像，放大镜成正立放大的虚像。 （4）[1]光源向左移动一小段距离，物距变大了，像距要变小，因此要将光屏向左移动。 [2]光源移动后，像成在透镜与光屏之间，如果要使像成在光屏上，需要对光起发散作用，因此眼镜片是近视镜片。 （5）[1]此时物距为 物距小于一倍焦距，成虚像，像与物在凸透镜同侧，因此要从凸透镜右侧观察。 [2][3][4]物距小于一倍焦距时，物体通过凸透镜成正立、放大的虚像。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$