2025年中考复习二轮复习光学实验3 探究凸透镜成像特点

实验三 探究凸透镜成像特点 【必备知识】 ( 图 1 图 2 图 3 图 4 )实验器材：光具座、蜡烛、凸透镜、白色光屏等。 命题方向探究 1. 凸透镜焦距的测量：①平行光测焦距：用平行光垂直（或平行于主光轴）射到凸透镜，在凸透镜的另一侧用光屏承接到最小、最亮的光斑，测量其到凸透镜的距离即可。（注意刻度尺读数要有估计值！如图2凸透镜焦距为10.0cm）②二倍焦距法测焦距:如图丙，或成清晰像时蜡烛、光屏到透镜距离相等，则u=υ=2f，可以计算焦距，图3中凸透镜焦距为5cm；③如蜡烛在透镜前某位置，另一侧是平行光，或光斑大小不随光屏前后移动而变化，则蜡烛到透镜的距离则为焦距。 2. 实验器材的组装：在光具座上按顺序依次放置蜡烛、凸透镜、光屏，按下列两种之一调整：①使三者的中心在同一高度；②使蜡烛、光屏中心位于凸透镜主光轴上。 3. 在实验过程中，无论如何移动光屏都得不到像，可能的原因有： ①蜡烛在焦点以内；②蜡烛在焦点上；③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座上的光屏无法移到该位置处。⑤凸透镜焦距过大。因成实像时，u+v≥4f，光具座长度小于4f。 4. 观察像：（1）虚像：人和蜡烛处于透镜异侧，并透过凸透镜观察；（2）实像：①利用光屏的漫反射，人应在光屏前面观察；②人眼代替光屏，从光屏所在位置的后侧逆着光的方向观察。 5. 凸透镜被遮住一部分：光屏上的像只是变暗了些，但还是一个完整的像。 6. 如果燃烧过程中蜡烛变短，光屏上的像会偏高，若想让像重新回到光屏中央，则应：将蜡烛向上移动或将透镜向下移动或将光屏向上移动。（图4） 7. 实像是倒立的。倒立的像：上下左右都相反。光屏上的像和物关于凸透镜的光心是“相似中心对称”图形。如物是“上”字，则像为“ ”。 8. 根据物距、相距大小关系判断成像特点及应用如图5中如果光屏上成清晰的像，由于物距小于相距，则可以判断此时：f<u<2f，v>2f，光屏上成倒立、放大的实像，应用如投影仪、电影。 ( 图 5 图 6 图 7 ) 9. 成像动态分析。成实像时：物近像远像变大（反之亦然），即物体靠近凸透镜，像会远离凸透镜，同时像会变大。成虚像时：物近像近像变小，所以放大镜观察物体，凸透镜距被观察物体相对远点（仍在一倍焦距内），像会更大。 10. 物像换位问题：利用光路可逆，u、υ互换，成像清晰。如图6光屏上是清晰的像。现将凸透镜移到 40 cm刻度处，光屏上又会出现清晰的像。只是刚才是放大的像，现在是缩小的像。 11. 改变焦距问题。透镜越厚（凸），焦距越小，聚光越强，成像越近；透镜越薄（平），焦距越大，聚光越弱，成像越远。如图7水透镜问题，注水：透镜更厚→焦距更小→聚光更强→成像更近；抽水：透镜更薄→焦距更大→聚光更弱→成像更远 12. 加减镜片问题：①凸透镜前加近视眼镜：近视→凹透镜→发散→成像更远。（此时要在光屏上成清晰的像，可以把光屏或蜡烛适当远离凸透镜）②凸透镜前加远视眼镜：远视→凸透镜→会聚→成像更近。（此时要在光屏上成清晰的像，可以把光屏或蜡烛适当靠近凸透镜） 13. 物、像移动距离大小和快慢问题：谁离凸透镜远谁移动距离大、就快。如图9，蜡烛由图中位置移至2倍焦距处，像也由图中位置移至2倍焦距处。相同时间内，s物＞s像，故：υ物＞υ像。 ( 图 8 图 9 ) 【综合例题】 1．某小组在实验室进行探究凸透镜成像规律的实验。 （1）如图甲所示，让凸透镜正对平行光，调整凸透镜到光屏的距离，光屏上会出现一个很小、很亮的光斑，则该凸透镜的焦距f=_________cm； （2）在组装器材时，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上，目的是让烛焰的像成在_________； （3）如图乙所示，将凸透镜固定在50cm刻度线处，当蜡烛距凸透镜15cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、_________（选填“缩小”、“等大”或“放大”）的实像，利用该成像规律制成的光学仪器是_________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。此时，若在凸透镜与光屏之间放置一远视镜片，要在光屏上成清晰的像，光屏应向_________（选“左”、“右” ）移动；若撤去光屏，人眼在图乙所示的位置____________（选填“能”或“不能”）观察到蜡烛的像； （4）在实验过程中，光屏上得到清晰的像，突然，一只飞虫落到了凸透镜表面上，则光屏上出现______。 A．飞虫的像　　B．飞虫的影子　　C．仍是烛焰的像 （5）在探究成“等大实像”的实验时，发现有两个小组所测像距分别为20.5cm和23cm，与理论像距22cm相比偏差较大。若不是因为长度测量方法错误和测量误差导致的，请分析出现这种情况的原因：________________________； （6）在实验时，发现光屏上出现的像只有中间清晰，两侧却较模糊，小明只对凸透镜进行了调整，就在光屏上得到了清晰的像，他的调整是____________； A．左右适当移动凸透镜         B．上下适当移动凸透镜 C．适当扭转凸透镜             D．左右适当移动光屏 （7）小华用LED灯做成字母“b”替换蜡烛，将它放在距透镜16cm处，在光屏上能成清晰的像。小明在毛玻璃光屏后面观察物和屏上的像，他直接看到的物为“b”，则他看到屏上像的形状为____________； （8）将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上（如图丙），做成像实验，记录每次成实像的物距u，像距v。物像间距L（u+v），绘出图线丁（以f为长度单位），由图可知，要想成实像，蜡烛与光屏的间距应满足L________________。经“百度”发现，物理学中，有一个凸透镜成像的“新概念”：放大率n＝，丁图中，a=__________________，当L＝4.5f时，n＝____________。 （9）组员小花在用同样的器材进行实验时，认真观察光屏上放大的像时发现：只有像的中间部分最清晰，偏左、偏右两侧的像比较模糊。检查器材后发现凸透镜的安装情况有些随意（其它器材均正常放置），她对凸透镜进行调节后，立即在光屏上看到了整个烛焰清晰的像，小花作出的调节应该是：_____________________________________________。 【答案】 11.0 光屏正中央 放大 投影仪 左 能 C 光屏上还没有出现清晰的像就测像距 C “q” 3f 2或0.5 适当扭转凸透镜，让凸透镜和光屏平行 【详解】（1）[1]平行主光轴的光线会聚于一个很小、很亮的光斑，这个光班称为焦点，焦点到光心的距离是焦距，故焦距为 11.0cm （2）[2]点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上，烛焰的中心发出的光线经过凸透镜的光心传播方向不变，故当烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上，像成在光屏的正中央。 （3）[3][4]当蜡烛距凸透镜15cm时，物距在一倍焦距和两倍的焦距之间，成的是倒立的放大的实像，投影仪就是利用这一原理制成的。 [5] [6]远视眼是晶状体太薄，折光能力变弱，需要佩戴凸透镜，故远视镜片是凸透镜，当在凸透镜与光屏之间放置一远视镜片，对光线有会聚作用，故需要将光屏向左移动。撤去光屏，人眼在光屏位置能观察到蜡烛的实像。 （4）[7] A．飞虫在1倍焦距以内，成的是虚像，无法用光屏承接，故A不符合题意； B．影子是光照射不到的地方形成区域，而凸透镜成像原理是烛焰发出光线经过凸透镜折射后形成的像，经光屏反射后进入人眼，人就可以看到像，光屏上比较亮，不会形成影子，故B不符合题意； C．凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，小虫落在透镜上后，整个物体发出的光虽有一小部分被挡住，但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同，仍是烛焰的像，大小不变；由于透镜的一小部分被遮住，因此折射出的光线与原来相比减少了，像将完好，但亮度会变暗。故C符合题意。 故选C。 （5）[8]同一凸透镜，物距一定，像距一定，实验测量的像距不同，是因为光屏上还没有出现清晰的像就测像距。 （6）[9]在实验时，发现光屏上出现的像只有中间清晰，两侧却较模糊，说明凸透镜左右倾斜，与光屏不平行，所以应适当扭转凸透镜。 故选C。 （7）[10]小华用LED灯做成字母“b”替换蜡烛，将它放在距透镜16cm处，物距在1倍焦距到2倍焦距之间，根据凸透镜成像规律可知，在光屏上成倒立放大的实像。小明在毛玻璃光屏后面观察物和屏上的像，他直接看到的物为“b”，则他看到屏上像的形状为“q”。 （8）[11]根据凸透镜的成实像时满足u>f，由图丁可知，随着物距u的增大，物像间距L先减小后增大，当物距u=2f时，物像间距L最小为4f，因此，要想成实像，蜡烛与光屏的间距应满足L≥4f。 [12]由图丁可知，当u=1.5f时，L=4.5f，则 根据光路可逆性，当u=3f时，v=1.5f，L仍为4.5f，则 a=3f [13]由图丁可知，当L＝4.5f时，若u=1.5f，则v=3f，此时 若u=3f，则v=1.5f，此时 （9）[14]发现只有像的中间部分最清晰，偏左、偏右两侧的像比较模糊，表面了中间部分的物距合适，可以让经过凸透镜中间部分的光线，在光屏上成清晰的像，而偏左、偏右两侧的物距，小于或者大于中间部分的物距，光线经过偏左、偏右的凸透镜时，在光屏上成模糊的像，所以应该适当扭转凸透镜，让凸透镜和光屏平行，才可以在光屏上得到的像，全部是清晰的。 2．在探究近视眼和远视眼成因与矫正的主题实践中，该小组利用橡皮膜和注射器制作了水透镜来模拟眼睛的晶状体，打开夹子，通过注射器向橡皮膜中注水或抽水，来改变橡皮膜凸起的程度，如图甲所示。具体操作如下： ①将蜡烛、水透镜和光屏依次摆放在水平光具座上，点燃蜡烛，使烛焰、水透镜和光屏三者的中心在__________； ②将蜡烛放在离水透镜较远的位置，移动光屏，直到屏上出现烛焰清晰的像，如图乙所示，记下此时光屏所在的位置； ③用注射器向水透镜里加适量的水，水透镜对光的偏折能力变__________，此时屏上的像变得模糊，这是模拟近视眼看远处物体的情况。将光屏慢慢靠近水透镜，直到光屏上出现清晰的像，这说明近视眼所成的像在视网膜的__________； ④将光屏移回原来标记的位置，选择不同的眼镜在烛焰和水透镜之间前后移动，直到光屏上出现清晰的像，如图丙所示，这说明矫正近视眼应配戴__________透镜； ⑤从水透镜里向外抽取适量的水，再次实验，探究远视眼的成因和矫正。 ⑥眼睛是心灵的窗户，我们要增强保护视力的意识，做到科学用眼，积极防控近视。请写出一条预防近视的措施。__________________________________________________ 【答案】 同一高度 强 前方 凹 见解析 【详解】①[1]将蜡烛、水透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调整它们的高度，使烛焰、水透镜和光屏三者中心大致在同一高度，是为使烛焰的像成在光屏的中心。 ③[2]用注射器向水透镜里加适量的水，水透镜变厚，焦距变短，水透镜对光的偏折能力变强。 [3]④[4]根据近视眼的成因可知，远处来的光线经晶状体后，在视网膜前会聚，这是晶状体太厚，聚光能力太强或眼球前后距离太远造成的，是近视眼，要佩戴对光有发散作用的凹透镜矫正。 ⑥[5]预防近视的措施有：读书姿势要正确，眼与书的距离要在33cm左右；看书、看电视或使用电脑一小时后要休息一下，要远眺几分钟；要定期检查视力，认真做眼保健操；不在直射的强光下看书；不在光线暗的地方看书；不躺卧看书；不走路看书。 【拓展实验】 1. 小明用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）如图甲，线段AB为凸透镜成像的物距倒数和像距倒数的对应关系，则此凸透镜焦距为_________； 甲 乙 丙 （2）小明将点燃的蜡烛、凸透镜调整好位置后，无论怎样移动光屏，在光屏中心都只能看到一个大小不变的圆形光斑，你认为可能出现的原因应该是____________________________________。 （3）小明在实验过程中不断移动烛焰位置，观察到如图乙所示①至⑥的六种烛焰清晰的像，请按蜡烛到凸透镜距离由远到近所得到的 6 个像进行排序，正确顺序为________________________________； （4）小华同学尝试用自制的水凸透镜来探究“凸透镜成像规律”，她将装置调整至图丙位置时，光屏上出现清晰的烛焰像，如果固定蜡烛和光屏的位置不变，只要将凸透镜移到__________cm 刻度线处，光屏上能再次成一个清晰的像：若在图戊位置时，小华利用注射器从水凸透镜向外抽少许水，光屏上原来清晰的像变得模糊不清，要想重新得到清晰的烛焰像，为使像变清晰，可以向__________（选填“左”或“右”）移动光屏，重新呈现的像与之前的像相比__________（选填“更大”、“更小”或“大小不变”）；或者保持光屏位置不变，给水凸透镜戴上合适的__________（选填“近视”或“远视”）眼镜。 (5)小明在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜，物距u随时间t的变化图像如图丁所示，则像距v与t的大致变化关系为戊图中的__________ 丁 戊 （6）如图己所示，同组的小华同学用A、B两个不同焦距的凸透镜分别距离课本上的字10cm观察到两种情景，现将两透镜到课本的距离调整为5cm，则下列说法正确的有___________。 己 A．A、B所成的像都是正立、放大的像 B．A的焦距小于B C．A所成的像与物在透镜的两侧，B所成的像与物在透镜的同侧 （7）若固定蜡烛与光屏间的距离为L0不变，只移动凸透镜。设蜡烛与凸透镜第一次成清晰像所在位置A间的距离为L，如图所示，则该透镜焦距f________L（选填“＞”、“＜”或“＝”），凸透镜移动过程中，设第二次成清晰像的位置为B，则前后两次成清晰的像所在位置A、B之间的距离________________（用L0、L表示）； 庚 【答案】 0.1m 蜡烛放在了焦点上 ②①③⑤⑥④ 蜡烛放在焦点上 35 右 更大 远视 C A ＜ 【详解】（1）[2]当物距倒数为时，即物距为 此时像距的倒数也为，即此时像距为0.2m。即此时成像时像距与物距相等，此时成的倒立的等大的实像，像距与物距均等于二倍焦距，则凸透镜的焦距为 （2）根据凸透镜成像的规律可知，当光源位于焦点处时，经过凸透镜后所有光线都是平行的，光屏只能承接到一个大小不变的圆形光斑，所以可知出现该现象的原因可能是把蜡烛放在了焦点上。 （3）[5]当物距在一倍焦距以外时，根据凸透镜成像规律，始终成倒立的实像，且由“物近像远像变大”可知，蜡烛靠近透镜时，物距变小，则像距变大，同时像逐渐变大；当物距小于一倍焦距时，成正立放大的虚像，且物距越小，像越小。所以按蜡烛到凸透镜距离由远到近对所得到的 6 个像进行排序，正确顺序为②①③⑤⑥④。 （4）[6]在光的折射中，光路可逆，所以当物距和像距大小互换时，仍可以在光屏上成一个清晰的像，所以应将凸透镜移到35cm 刻度线处。 [7][8][9]若在图戊位置时，小华利用注射器从水凸透镜向外抽少许水，凸透镜变薄，折光能力变弱，延迟成像，像距变大，所以要想重新得到清晰的烛焰像，可以向右移动光屏，且因为光线会聚得晚，重新呈现的像与之前的像相比变大；也可以给水凸透镜戴上合适的凸透镜，利用凸透镜对光线的会聚能力，使得像仍成在之前的位置，远视眼镜是凸透镜，近视眼镜是凹透镜，故选远视眼镜。 （5）因为“物远像近像变小”，所以当物距增大时，像距会减小，当物距大于二倍焦距并继续增大，像距会无线趋近于一倍焦距，故选C。 （6）根据凸透镜成像的规律可知，A凸透镜成正立、放大的虚像，物距小于一倍焦距，即fA>10cm B凸透镜成倒立、放大的实像，说明物距大于一倍焦距小于二倍焦距，即2fB>10cm>fB 所以可知B的焦距大于5cm但小于10cm，B的焦距小于A的焦距，当将两透镜到课本的距离调整为5cm时，可知此时的物距小于A的焦距也小于B的焦距，因此都成正立、放大的虚像，像与物在同侧，故A正确，B、C错误。故选A。 （7）[5]此时，物距小于像距，即物距小于二倍焦距大于一倍焦距时成放大的实像，即。 [6]因为凸透镜成像中，光发生了折射，在光的折射现象中，光路是可逆的。如果物体和光屏的位置不动，移动凸透镜，两次成像，则第一次成像时的像距与物距分别等于第二次成像时的物距与像距。第一次成像时，凸透镜距蜡烛为L。则第二次成像时，凸透镜距光屏为L，则两次透镜相距 2. 如图进行“探究凸透镜成像的规律”的实验。 (1)如图甲所示，将A、B两块透镜分别正对太阳光时，在光屏上出现了不同的光斑，_______（填“A”或“B”）透镜能完成实验； (2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上后，需要调节烛焰中心、光屏中心在凸透镜的_______上； (3)正确调节蜡烛和光屏的位置，直到光屏上出现烛焰清晰的像，如图乙所示，此时成 （填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像，将蜡烛向左移动，适当调节光屏的位置再次得到清晰的像_______（填“变大”、“变小”或“不变”）； (4)利用太阳光测量凸透镜的焦距，方法如图丙所示，让凸透镜正对阳光，分别测出了两个等大的光斑到凸透镜中心的距离为8cm和14cm，则凸透镜的焦距是_______cm。 (5)如图丁所示，小明将另一光源AB平行于主光轴平放于凸透镜前，是AB的像。下列关于AB所成像的示意图中，正确的是_______。 【答案】(1)B (2)主光轴 (3) 放大 变小 (4)11 (5)D 【详解】（1）图中的A对光起发散作用，是凹透镜；B对光线具有会聚作用，是凸透镜，用B可以完成实验。 （2）为了使像成在光屏中央，应调节烛焰中心、光屏中心在凸透镜的主光轴上。 （3）[1]由图乙可知，此时物距小于像距，物体在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立放大的实像，像在二倍焦距以外。 [2]将蜡烛向左移动，此时物距增大，像距减小，像变小，适当调节光屏的位置再次得到清晰的像变小。 （4）光斑在焦点处时得到的光斑最小、最亮；由图可知在焦点的前后等距的地方成等大的光斑，两光斑关于焦点对称，焦点就在两个位置的中点 （5）如图，A点在一倍焦距和二倍焦距之间，B点在二倍焦距以外，将AB点到主光轴的距离看成是物体的高度， B点所成的像到主光轴的距离小于B点到主光轴的距离，A点所成的像到主光轴的距离大于A点到主光轴的距离，故D正确，ABC错误。 故选D。 3. 在探究“凸透镜成像规律”的实验中： （1）如图甲，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f=________cm； （2）如图乙，光屏上呈现清晰的像，此时所成的像是倒立______________的实像，实际生活中应用为_______________。若保持蜡烛和光屏位置不变，移动凸透镜至_________刻度线处。能再次呈现清晰的像； （3）不改变图乙中蜡烛和透镜位置： ① 若将凸透镜换成焦距相同镜面较小的凸透镜，再次实验，光屏上所成的像与原来相比_________（填“完整变小”“完整变暗”或“变不完整”）了； ② 若将凸透镜换成镜面大小相同、焦距稍小的凸透镜，再次实验，则需将屏_________（填“向左”或“向右”）移动才能成清晰的像，光屏上所成的像与原来的像比_________（填“变大”或“变小”）了； （4）如图丙，在蜡烛和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将蜡烛靠近透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是_________（选填“近视”或“远视”）眼镜； （5）此凸透镜作为照相机镜头，当照完一个人的半身照，然后照全身照，照相机与人的距离应_________（选填“远离”或“靠近”），照相机的镜头应_________（选填“伸出”或“缩回”）； （6）如图丁，切除凸透镜中间的阴影部分，再将剩余部分靠拢合在一起，蜡烛在P点时将成______个像。 【答案】 10.0 倒立、放大 投影仪 40.0 完整变暗 向左 变小 远视 远离 缩回 2 【详解】（1）[1]如图甲，平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，光斑就是焦点所在的位置，刻度尺的分度值为1cm，则凸透镜的焦距f=20.0cm-10.0cm=10.0cm （2）[2][3]如图乙，物距为 像距为 像距大于物距，根据凸透镜成像规律，此时所成的像是倒立倒立、放大的实像，实际生活中投影仪所成的像特征与之相同，故应用为投影仪。 [4]根据光路的可逆性，保持蜡烛和光屏位置不变，如果物距和像距对调，仍能成清晰的像，故移动凸透镜至40.0cm刻度线处，此时像距为15cm，物距为30cm，能再次呈现清晰的像。 （3）① [5]若将凸透镜换成焦距相同镜面较小的凸透镜，由于焦距和物距均不变，成像特征不变，镜面变小，折射的光线变少，故再次实验，光屏上所成的像与原来相比完整变暗了。 ② [6][7]若将凸透镜换成镜面大小相同、焦距稍小的凸透镜，根据凸透镜成像规律，当物距不变，焦距变小时，会聚能力增强，像距变小，像变小，故再次实验，则需将光屏向左移动才能成清晰的像，光屏上所成的像与原来的像比变小了。 （4）[8]如图丙，将蜡烛靠近透镜移动适当距离后，光屏上再次呈现清晰的像，此过程中蜡烛右移，像右移，表明加上眼镜后像距变小了，则该眼镜具有会聚能力，是远视眼镜。 （5）[9][10]当照完一个人的半身照，然后照全身照，像要求变小，根据凸透镜成像规律，物距应变大，像距变小，故照相机与人的距离应远离，照相机的镜头应缩回。 （6）[11]如图丁，切除凸透镜中间的阴影部分，此时透镜仍能成一个完整的像，只是变暗了，上下两部分所成的像在同一位置，再将剩余部分靠拢合在一起，根据凸透镜成像规律，上下两部分透镜所成的像分别向下、向上移动，蜡烛在P点时将成2个像。 4. 小明探究凸透镜成像规律，实验如下：    （1）实验开始时，将烛焰、凸透镜与光屏中心调节到同一高度，如图甲所示时，光屏上呈现烛焰清晰的像，该凸透镜的焦距可能是_________（A．16cm    B．11cm    C．6cm填序号）；该成像原理与_________（选填“投影仪”、“摄像机”或“放大镜”）相同； （2）小明换用焦距为11.25cm的凸透镜再次实验，实验情景如图乙，光屏上呈现烛焰清晰的像，保持蜡烛和光屏的位置不变，凸透镜以图示速度运动，则光屏上还能成_________次清晰的像； （3）如果保持透镜和光屏的位置不变，将蜡烛向右移动一小段距离，光屏上的像变模糊，要使光屏上重新得到烛焰清晰的像，合理的操作有：______________________________________（答案合理即可）； （4）如下图所示是王亚平太空授课时展示的含有空气的水球成像的情景，在水球中能看到一正一反两个像，若保持王亚平和水球的位置不变，继续向水球的中间注水，使水球的中间比边缘更厚一些，此时王亚平通过水球所成的倒像将会_________（选填“变大”“变小”或“不变”）；    【答案】 B 投影仪 两 使光屏远离透镜 变小 【详解】（1）[1]如图甲，物距为 像距 物距大于像距，因此物体在一倍焦距与二倍焦距之间，像在二倍焦距以外，则有 联立解得，凸透镜的焦距 故B符合题意，AC不符合题意。 故选B。 [2]图甲中，物距小于像距，光屏上成倒立放大的实像，投影仪应用了这一成像原理。 （2）[3]如图乙，物距为30cm，像距为15cm，保持蜡烛和光屏的位置不变，把透镜向左移动时，根据光路可逆原理，当物距为15cm，像距为30cm时，能再次成清晰的像；当u=v=2f时，成倒立等大的实像，即光屏上还能成两次像。 （3）[4]如果保持透镜和光屏的位置不变，将蜡烛向右移动一小段距离，光屏上的像变模糊，根据透镜成像规律，凸透镜成实像时，物近、像远、像变大可知，要使光屏上重新得到烛焰清晰的像，可增大像距，即使光屏远离透镜。 （4）[5]王亚平太空授课时展示的含有空气的水球成像的情景，在水球中能看到一正一反两个像，水球可以看成一个凸透镜，倒立的像是王亚平通过凸透镜成的像；若保持王亚平和水球的位置不变，继续向水球的中间注水，使水球的中间比边缘更厚一些，水球的焦距变小，会聚能力更强，此时王亚平通过水球所成的倒像将会变小。 5. 如图甲，小明利用水透镜来探究凸透镜的成像规律，通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄。   （1） 小丽将点燃的蜡烛、光屏放在水透镜的两侧， 并将烛焰中心和光屏的中心调整到_________，目的是___________________________； （2） 图甲中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像。保持蜡烛和光屏的位置不变， 将水透镜移至_________cm刻度，光屏上又会得到清晰的像，这与_________（选填“照相机”、“投影仪”和“放大镜”）的成像特点相同；当两支点燃的蜡烛、水透镜和光屏分别置于如图乙所示的位置时， 光屏上C、D 两处会得到清晰的像，用一厚纸板挡住A 处的烛焰，在光屏_________处仍能得到一个清晰的像； （3） 如图甲所示， 将蜡烛靠近水透镜，光屏上的像模糊，不移动蜡烛和水透镜， 应在水透镜中_______（选填“注水”、“抽水”），或者将_________眼镜放在蜡烛和水透镜之间，才能在光屏上再次得到清晰的像； （4） 小丽和小明又尝试用焦距为 10cm的凸透镜观看对方，当他们相距2m，小明刚好通过透镜能看到小丽眼睛正立的像， 如图丙， 此时小丽从凸透镜中_________（选填“能”或“不能）看到小明清晰的像。 （5）此时，窗外阳光明媚，小华看到窗边的饮水机水桶旁有一条亮线，由此，她认为装有水的水桶相当于凸透镜。小华又找来一个圆柱形玻璃杯，在玻璃杯后白纸上画一水平方向的箭头。如下左图所示，慢慢向玻璃杯中注入水至水面高过箭头位置，透过玻璃杯看纸上的“箭头”，不可能是图中的_________。 【答案】 凸透镜的主光轴 使烛焰的像成在光屏的中央 40 投影仪 C 注水 远视 不能 D 【详解】（1）[1][2]为使烛焰的像始终成在光屏的中央，应将烛焰中心和光屏的中心调整到凸透镜的主光轴上。 （2）[3]由图甲可知此时的物距为50cm，像距为20cm，凸透镜成像光路是可逆的，当物距为20cm，则像距就为50cm，所以当水透镜移至40cm处时，光屏上又得到清晰的像。 [4] 这时的像距大于物距，光屏得到倒立、放大的实像，与投影仪成像特点相同。 [5]通过凸透镜光心的光线传播方向不变，由图乙可知，用一厚纸板挡住A处的烛焰，光屏上D处没有像，C处仍能得到一个清晰的像。 （3）[6] 蜡烛靠近水透镜，此时像成在光屏的右侧，要使像向前移，应增大水透镜的会聚能力，即向其中注水。 [7]在水透镜前加一个凸透镜，即加一个远视眼镜镜片，增大对光的会聚能力，使像向前移。 （4）[8] 小明刚好通过透镜能看到小丽眼睛正立的像，说明小丽的眼睛在凸透镜一倍焦距以内，如图丙所示，小明在凸透镜两倍焦距以外，通过凸透镜成的像在一倍焦距以外，而小丽的眼睛在凸透镜一倍焦距以内，所以小丽不能看到小明清晰的像。 （5）[9]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。 A.图中的像相对于物体是正立放大的，当物体在凸透镜的焦距之内时可以成正立、放大的虚像，故A有可能； B.图中的像相对于物体是倒立、缩小的，当物体在凸透镜的二倍焦距以外时可以成倒立、缩小的实像，故B有可能； C.图中的像相对于物体是倒立、放大的，物体在大于一倍焦距小于二倍焦距时可以成倒立、放大的实像，故C有可能； D.图中的像是倒立、变粗的像，由于玻璃杯上下的形状是相同的，故像在上下方向的大小是不变的，故D不可能。 故选D。 6. 在“探究凸透镜成像的规律”实验中，凸透镜的焦距为10cm。      （1）为使凸透镜所成的像位于光屏的中央，应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的_________上。如图甲所示，若不移动蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上得到清晰的像，应将光屏向_________调（选填“左”、“右”“上”或“下”）； （2）小红在做该实验时，进行了两次实验，如乙图所示，在实验1中，她能在凸透镜的另一侧的光屏上观察到倒立、放大的“烛焰”；在实验2中，她通过凸透镜能观察到正立、放大的“烛焰”。则该同学在实验1中使用的凸透镜的焦距_________（选填“大于”“小于”或“等于”）实验2中使用的凸透镜的焦距；若此时不改变实验1中蜡烛和透镜的位置，而仅将凸透镜换成焦距相同直径较小的，再次实验，光屏上所成的像与原来相比_________（选填“变小”“变暗”或“变不完整”）了。 【答案】 主光轴 左 小于 变暗 【详解】（1）[1]为使凸透镜所成的像位于光屏的中央，应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上。 [2]凸透镜的焦距为10cm，图甲中蜡烛与凸透镜的距离为26.0cm，物距大于两倍焦距，若不移动蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上得到清晰的像，根据凸透镜的成像规律，像距应该在一倍焦距和两倍焦距之间，从图甲可看到，像距为23.0cm，像距大于两倍焦距，所以像距要减小，应将光屏向左调。 （2）[3]由题意可知，她能在凸透镜的另一侧的光屏上观察到倒立、放大的“烛焰”，根据凸透镜的成像规律，可知，物距是大于一倍焦距，小于两倍焦距，从图乙的实验1可以看到，物距为6cm，则 解得 而实验2中，能观察到正立、放大的“烛焰”，根据凸透镜的成像规律，可知，物距是小于一倍焦距，从实验2可以看到，物距为6cm，则；综上所述，可知，即在实验1中使用的凸透镜的焦距小于实验2中使用的凸透镜的焦距。 [4]用另一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜，替代原来的凸透镜再次实验，成像大小不会变化，但经凸透镜的光线变少，所成的像与原来的像相比，比原来暗。 7. 某同学用一个焦距为10cm的凸透镜进行“探究凸透镜成像规律”的实验： （1）实验前要先将烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心调至同一水平直线上，这样做的目的是___________________________； （2）调整好蜡烛、凸透镜和光屏的位置后，光屏上刚好得到了烛焰清晰的像，如图甲所示。保持蜡烛和光屏的位置不变，若想再次在光屏上呈现清晰的像，还可将凸透镜放在光具座上_________cm 刻度处，此时光屏上所成的像的特点与____________（填“照相机”“投影仪”“放大镜”或“显微镜”）成像特点相同； （3）在实验时该同学用手遮住了凸透镜的上半部分，则他在光屏上观察到的像的情况是_____（填序号）； A．不能看到烛焰的顶部                                   B．不能看到烛焰的底部 C．不能看到烛焰的全部                                   D．可以看到烛焰的全部，但像会变暗一些 （4）该同学改用焦距为 8cm的凸透镜再次实验，他将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在和图甲中相同的位置，为了使光屏上也能成清晰的像，如果只移动光屏，则光屏应向_________（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动，此时光屏上所成的像与改换焦距前相比像_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；若此时该同学将自己的眼镜镜片放在了蜡烛与凸透镜（靠近凸透镜）之间，保持凸透镜和光屏位置不变，当他将蜡烛向远离透镜的方向移动时，光屏上再次得到了一个清晰的像，则该同学的眼镜是 眼镜（选填“近视”或“远视”）； （5）如图乙所示，F表示凸透镜的焦点，S表示烛焰，S'表示S经凸透镜所成的像，请在图乙中画出入射光线SA 经过凸透镜之后的光线_________。 （6）若按如图所示的方式，将透镜中间部分切除，再将剩余部分往中间凑紧，重新组成一个“透镜”进行实验，则在光屏上可以呈现_________个像（光屏足够大）。 （7）如图所示，小亮将另一光源AB平行于主光轴平放于凸透镜前，是AB的像。下列关于AB所成像的示意图中，正确的是_______。 A． B． C． D． （8）小亮又在圆柱形的玻璃瓶里面装满水，把如图2所示的一幅卡通图片放在玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶可以看到那幅卡通图片，如图1所示。如果把卡通图片由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动，通过玻璃瓶在选项中不能看到的像是下图的_______。 A． B． C． D． （9）如图，蜡烛在光具座上A处向左移动距离s到C，为在光屏上再次成清晰的像，则他应将光屏向左移动，光屏移动距离为s′_________s（填“>”“=”或“<”）。 【答案】 见解析 25 投影仪 D 靠近 变小 近视 见解析 2 D AC > 【详解】（1）[1]为了让烛焰的像成在光屏中央，应让烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一直线上。 （2）[2]由图甲知，刻度尺的分度值为1cm，蜡烛在刻度尺10cm刻度线处，物距为 u=40.0cm-10.0cm=30.0cm 光屏与凸透镜的距离，即像距为 v=55.0cm-40.0cm=15.0cm 据“光的折射现象中，光路是可逆的”，则物距与像距互换时，光屏上仍可成清晰的像，所以蜡烛和光屏的位置不变，凸透镜移动后，物距为15.0cm，像距为30.0cm，所以凸透镜移动到25cm刻度线处，光屏上仍可成清晰的像。 [3]此时的物距小于像距，成倒立放大的实像，与投影仪的成像特点相同。 （3）[4]用手遮住凸透镜的上半部分，蜡烛各个部分的光线仍可通过凸透镜，仍能成完整的像，但通过凸透镜的光线减少，成像变暗。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 （4）[5]改用焦距为8cm的凸透镜实验，凸透镜的焦距变小，聚光能力变强，蜡烛的位置不变时，通过凸透镜的光线会聚提前，像距变小，光屏应靠近透镜移动，光屏上能再次成清晰的像。 [6]改用凸透镜后，物距变小，相当于像距变大，则像变小。 [7]放入眼镜镜片后，凸透镜和光屏位置不变，需要将蜡烛向远离透镜方向移动，即物距要增大，所以此镜片对光有发散作用，是凹透镜，此眼镜是近视眼镜。 （5）[8]由图乙知，两个焦距的连线的中点O，为凸透镜光心所在的位置，据此画出凸透镜，S即烛焰与凸透镜的距离小于一倍焦距，所以S′是烛焰的虚像，则烛焰通过凸透镜的折射光线的反向延长线过S′，将SA延长到与凸透镜相交于B点，连接S′B并顺向延长，BC为SA经凸透镜之后的折射光线，作图如下： （6）因为凸透镜中间厚，边缘薄，切去部分后相当于两个透镜，光心位置改变了，上面的像下移，下面的像上移，错位将成2个像。 （7）将A、B点到主轴的距离看成是物体的高度，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，B点所成的像B'到主轴的距离小于A点所成的像A'到主轴的距离，故ABC错误，D正确。故选D。 （8）由于玻璃杯的上下是一样粗细的，相当于一个柱面透镜，上下方向是没有会聚作用的，所成的像是正立的。把卡通图片由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢的移动时，是物体逐渐远离凸透镜的过程，由凸透镜成像的规律可知，物体在一倍焦距内远离透镜时，像是正立的且会逐渐变宽；当物体在一倍焦距到二倍焦距之间时，所成的像是正立的、放大（变宽）的实像，当物距为2倍焦距时，成的是正立、等大的实像；物距大于二倍焦距时，成的是正立的、缩小（变窄）的实像，故不可能看到A和C。 (9)当物距等于2f，此时像距也是2f，物像之距最小，当蜡烛由A处向左移动距离s到C时，由于物体向2f处靠近，物像之距在减小，那么物体移动的距离s小于像移动的距离s′。 8. 图甲是“探究凸透镜成像的规律”实验的装置，在图示位置，烛焰恰能在光屏上成清晰的像。 （1）物距是_________cm，图甲所示光屏上成的是倒立、_________（放大/等大/缩小）的实像； （2）小明将近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，为了在光屏上再次得到烛焰清晰的像，应将光屏向_________（左/右）移动； （3）居民住宅的大门上装有“猫眼”，它实际上是一个小圆形玻璃片。室内的人眼贴近“猫眼”可以清楚地看到室外的来客。如图乙是打好孔位（OO'）的大门的截面和可供选择的三块小圆玻璃片的截面。根据生活经验可知，做“猫眼”的玻璃片编号应该是_________； （4）某小组实验时对图中的装置进行了改进，将蜡烛换成带有“F”形的LED灯，并在“F”形的LED灯和光屏上贴上相同的方格纸，如图所示。请写出改进后其中的一个优点__________________； （5）把灯放到光具座的某一位置，无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，请你指出其中一条可能的原因是：__________________； （6）用手指指尖触摸着凸透镜表面，这时光屏上出现灯的像_______（选填“会”、“不会”）会缺少一部分； （7）完成上述实验后，小明发现有一个中空的平行玻璃砖，中空部分的形状犹如一个凸透镜，用一束平行光从左侧垂直入射玻璃砖，从右侧出射之后，是_________（选填“会聚”或“发散”）光束。 【答案】 21.0 放大 右 3 便于观察 物距小于焦距成正立放大虚像 不会 发散 【详解】（1）[1]蜡烛到凸透镜的距离为物距，即 u=31.0cm-10.0cm=21.0cm [2]由图可知，此时物距小于像距，根据凸透镜成实像的特点可知，成的是倒立、放大的实像。 （2）[3]近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，发散作用是使原来会聚成像的光线推迟会聚，所以将近视眼镜片放在蜡烛和凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了；使光屏远离凸透镜，即光屏向右移动，又能在光屏上看到蜡烛清晰的像。 （3）[4]凹透镜可以成正立、缩小的虚像，用来制作“猫眼”，由图可知，1是平板玻璃，2是凸透镜，3是凹透镜；因为凹透镜对光线有发散的作用，因此孔OO′内装上这一玻璃片与不装直接观察相比，其观察范围将变大，便于我们看到门外更大范围内的情况。 （4）[5]LED灯比烛焰更稳定，贴上方格纸能够更好的比较像与物的大小关系，并且无污染。 （5）[6]把灯放到光具座的某一位置，无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，则可能是物距小于焦距成正立放大虚像，虚像在光屏上不能承接。 （6）[7]用手指指尖触摸着凸透镜表面，手指遮挡透镜一部分，仍可以有光透过透镜成完整的像，只是透过的光线减少，成像变暗。 （7）[8]可以把此玻璃砖看成两个凹透镜合在一起的装置，平行光从左侧垂直入射玻璃砖，这样光线经过了两次发散，所以光从右侧出射之后，是发散光束。 9. 2021年12月9日，学校组织全体学生实况观看了“神舟十三号”宇航员翟志刚、王亚平、叶光富给同学们带来的一堂太空科普课。几名宇航员在做“水球光学实验”时，先向水膜里注水形成一个水球，再向水球里注入一个大气泡之后，小强同学透过水球看到了王亚平的一个较大的倒立的像和一个较小的正立的像，如图甲、乙所示．非常神奇！这是为什么呢？“太空教师”王亚平要求感兴趣的同学可以深入研究一下。课后小强和同样感兴趣的小富、小美、小高等同学组成研究小组共同开展了研究。 （1）研究最可靠的方法是做实验。四名同学找来了若干器材，他们在一个圆球形的透明容器中注满水，很快就再现了图甲、乙中的两个倒立的像。这个像与_________（平面镜/凸透镜/凹透镜）所成的像类似；乙图中的倒立的像稍微大一些，是因为水球距离人脸部更_________（近/远）一些； （2）接着他们向水球中注入气泡，发现无论如何都不能使气泡正好位于水球的中央，观察水球中央较小的“正立像”的实验无法继续．为什么呢？经过讨论，他们明白了其中的道理：球形容器里的水受_________力作用，使得水不同深度的压强不等，进而水对气泡产生了_________力，所以气泡不能位于水球的中央； （3）“正立像”不能直接通过实验检验，小强他们四人并不气馁，又进行了如下讨论、操作和推理，请你加入他们的研究。 ①由表及里。四名同学经过讨论确定：“正立像”是由于光的折射形成。以下是四个人陈述的分析推理，你认为不妥的是_________（填序号）； A．小强：光在同种均匀介质中沿直线传播，而“正立像”比同一环境中的王亚平本人小，所以它不是光的直线传播形成的现象 B．小富：来自王亚平身体的光在水球表面发生反射后将返回她本人那一侧，而拍摄者和王亚平位于水球的两侧，所以“正立像”不是光的反射形成的现象 C．小美：物体在平面镜中成正立等大的虚像，“正立像”比王亚平本人小，所以不是光的反射形成的现象 D．小高：拍摄者和王亚平位于水球的两侧，来自王亚平身体的光将通过水球，所以“正立像”是光的折射形成的现象 ②合情推测。四名同学找来几副平光眼镜、近视眼镜、老花眼镜，通过两副平光眼镜观察近处的物体，发现看到的像几乎没有变化；通过两副近视眼镜观察近处的物体，发现看到的像更小了；通过两副老花眼镜观察近处的物体，发现看到的像更大了。因此他们推测：如果空间站里水球及气泡的形状与图丙中的_________（填序号）相似，观察者就会看到图甲、乙中央的“正立像”；（提示：观察者视线在图丙中通过水球、气泡圆心的水平方向上） ③实证检验：对空间站里水球及气泡形状的推测究竟是否正确，小美、小高打算写信向宇航员们咨询，小强、小富则立志将来到空间站里实际做一下实验。 【答案】 凸透镜 近 重 浮 C B 【详解】（1）[1]在一个圆球形的透明容器中注满水，此时成倒立放大的实像，与凸透镜所成的像相似。 [2]根据凸透镜成像规律可知，当成实像时，物距越小，像越大，乙图中的倒立的像稍微大一些，是因为水球距离人脸部更近。 （2）[3][4]球形容器里的水受重力且具有流动性，使得水不同深度的压强不等，进而水对气泡产生了浮力，所以气泡不能位于水球的中央。 （3）[5]A．光在同种均匀介质中沿直线传播，“正立像”应与同一环境中的王亚平本人大小相等，所以它不是光的直线传播形成的现象，故A不符合题意； BC．由图甲乙可知，像和物在同一侧，且成正立缩小的像，来自王亚平身体的光在水球表面发生反射后将返回她本人那一侧，而拍摄者和王亚平位于水球的两侧，所以“正立像”不是光的反射形成的现象，故B不符合题意，C不符合题意； D．拍摄者和王亚平位于水球的两侧，由图甲乙可知，像和物在同一侧，且成正立缩小的像，则水球相当于一个凹透镜，来自王亚平身体的光将通过水球，所以“正立像”是光的折射形成的现象，故D不符合题意。 故选C。 [6]由丙图可知，ABC依次相当于平光眼镜、近视眼镜、老花眼镜，而由图甲乙可知，像和物在同一侧，且成正立缩小的像，则水球相当于一个凹透镜，近视眼镜的镜片为凹透镜，故如果空间站里水球及气泡的形状与图丙中的B相似。 10. 该小组同学查阅资料得知，近视是由于角膜或晶状体的屈光力过强，或者是眼轴过度延长，从而导致外界光线经过眼睛的屈光系统折射之后，“焦点”没有能够准确地聚在视网膜上，而是聚在视网膜前，造成视网膜上投影模糊不清，引起视力下降。 老花眼则是由于年龄因素引起晶状体弹性降低，睫状体的调节功能减退，不能将近距离30cm内的细小物件和字体聚焦成像于视网膜，导致患者近视力下降，属于一种生理性的衰退现象。 现在有一款眼镜（如图），集近视眼镜和老花眼镜功能于一身，给人们带来极大的便利。这款眼镜叫渐进多焦点眼镜，镜片不同区域有不同焦点、不同度数，一般分四个区域：远用区域A、近用区域B、渐进区域C、左右变形区D（也可称周边区或模糊区），如图所示。 A区，用于看清远处物体。 B区，用于看清近处物体。 C区，是一个自上而下规律变化的区域，用于看清中间距离的物体。 D区，是度数变化区域，通过该区域看东西会感到模糊，但会随着使用过程中的适应程度而逐渐改善。 有了这款眼镜，无论是在户外眺望远方，还是在家中看书学习，都不会再有更换眼镜的烦恼了。 请阅读上述材料结合所学知识，回答下列问题： （1）同一个物体放在人眼前远近不同位置观察，物体在远处时视网膜上所成的像_________（选填“大于”“小于”或“等于”）在近处时视网膜上所成的像。 （2）远视眼所成的清晰像处于视网膜_________（选填“前”或“后“）方，需佩戴远视眼镜进行校正，远视眼镜属于_________（选填“凸”或“凹”）透镜；渐进多焦点眼镜的_________区镜片相当于此眼镜。 （3）如果把眼镜上方的A区设置成看近区，你认为_________（选填“合适”或“不合适”）。 【答案】小于 后 凸 B不合适 【详解】（1）凸透镜成像原理物远像近像变小，物近像远像变大，由此可知同一物体放在眼前远近不同的位置观察，物距远像小，物距近像大，故同一物体放在眼前远近不同的位置观察，物体在远处时视网膜上的像小于在近处时视网膜上所成的像。 （2）[1]远视眼是由于晶状体的弹性降低，晶状体的调节能力减弱引起的看近处的物体时所成的像在视网膜后面。 [2]为了使像在视网膜上，要纠正远视眼需要把光线会聚即用凸透镜。 [3]渐进多焦点眼镜B区看近处区的镜片是纠正远视眼的。 （3）上方改为看近区不合适，因为人们看近处的物体向下看，看远处的物体向上看。 学科网（北京）股份有限公司 $$实验三 探究凸透镜成像特点 【必备知识】 ( 图 1 图 2 图 3 图 4 )实验器材:光具座、蜡烛、凸透镜、白色光屏等。 命题方向探究 1. 凸透镜焦距的测量:①平行光测焦距:用平行光垂直(或平行于主光轴)射到凸透镜,在凸透镜的另一侧用光屏承接到最小、最亮的光斑,测量其到凸透镜的距离即可。(注意刻度尺读数要有估计值!如图2凸透镜焦距为10.0cm)②二倍焦距法测焦距:如图丙,或成清晰像时蜡烛、光屏到透镜距离相等,则u= =2f,可以计算焦距,图3中凸透镜焦距为5cm;③如蜡烛在透镜前某位置,另一侧是平行光,或光斑大小不随光屏前后移动而变化,则蜡烛到透镜的距离则为焦距。 2. 实验器材的组装:在光具座上按顺序依次放置蜡烛、凸透镜、光屏,按下列两种之一调整:①使三者的中心在同一高度;②使蜡烛、光屏中心位于凸透镜主光轴上。 3. 在实验过程中,无论如何移动光屏都得不到像,可能的原因有: ①蜡烛在焦点以内;②蜡烛在焦点上;③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度;④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距,成像在很远的地方,光具座上的光屏无法移到该位置处。⑤凸透镜焦距过大。因成实像时,u+v≥4f,光具座长度小于4f。 4. 观察像:(1)虚像:人和蜡烛处于透镜异侧,并透过凸透镜观察;(2)实像:①利用光屏的漫反射,人应在光屏前面观察;②人眼代替光屏,从光屏所在位置的后侧逆着光的方向观察。 5. 凸透镜被遮住一部分:光屏上的像只是变暗了些,但还是一个完整的像。 6. 如果燃烧过程中蜡烛变短,光屏上的像会偏高,若想让像重新回到光屏中央,则应:将蜡烛向上移动或将透镜向下移动或将光屏向上移动。(图4) 7. 实像是倒立的。倒立的像:上下左右都相反。光屏上的像和物关于凸透镜的光心是“相似中心对称”图形。如物是“上”字,则像为“ ”。 8. 根据物距、相距大小关系判断成像特点及应用如图5中如果光屏上成清晰的像,由于物距小于相距,则可以判断此时:f<u<2f,v>2f,光屏上成倒立、放大的实像,应用如投影仪、电影。 ( 图 5 图 6 图 7 ) 9. 成像动态分析。成实像时:物近像远像变大(反之亦然),即物体靠近凸透镜,像会远离凸透镜,同时像会变大。成虚像时:物近像近像变小,所以放大镜观察物体,凸透镜距被观察物体相对远点(仍在一倍焦距内),像会更大。 10. 物像换位问题:利用光路可逆,u、 互换,成像清晰。如图6光屏上是清晰的像。现将凸透镜移到 40 cm刻度处,光屏上又会出现清晰的像。只是刚才是放大的像,现在是缩小的像。 11. 改变焦距问题。透镜越厚(凸),焦距越小,聚光越强,成像越近;透镜越薄(平),焦距越大,聚光越弱,成像越远。如图7水透镜问题,注水:透镜更厚 焦距更小 聚光更强 成像更近;抽水:透镜更薄 焦距更大 聚光更弱 成像更远 12. 加减镜片问题:①凸透镜前加近视眼镜:近视 凹透镜 发散 成像更远。(此时要在光屏上成清晰的像,可以把光屏或蜡烛适当远离凸透镜)②凸透镜前加远视眼镜:远视 凸透镜 会聚 成像更近。(此时要在光屏上成清晰的像,可以把光屏或蜡烛适当靠近凸透镜) 13. 物、像移动距离大小和快慢问题:谁离凸透镜远谁移动距离大、就快。如图9,蜡烛由图中位置移至2倍焦距处,像也由图中位置移至2倍焦距处。相同时间内,s物>s像,故: 物> 像。 ( 图 8 图 9 ) 【综合例题】 1.某小组在实验室进行探究凸透镜成像规律的实验。 (1)如图甲所示,让凸透镜正对平行光,调整凸透镜到光屏的距离,光屏上会出现一个很小、很亮的光斑,则该凸透镜的焦距f=_cm; (2)在组装器材时,将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上,目的是让烛焰的像成在_; (3)如图乙所示,将凸透镜固定在50cm刻度线处,当蜡烛距凸透镜15cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个倒立、_(选填“缩小”、“等大”或“放大”)的实像,利用该成像规律制成的光学仪器是_(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。此时,若在凸透镜与光屏之间放置一远视镜片,要在光屏上成清晰的像,光屏应向_(选“左”、“右” )移动;若撤去光屏,人眼在图乙所示的位置_(选填“能”或“不能”)观察到蜡烛的像; (4)在实