专题02 凸透镜成像实验—备战2025年中考二轮复习 课本实验及拓展延伸（浙教版）

专题02 凸透镜成像实验 一、核心物理原理：光的折射与会聚特性 1. 折射定律与透镜作用 光线通过凸透镜时发生折射，透镜两侧曲率使平行光会聚于焦点。 焦点定义：平行于主光轴的光线经透镜折射后的实际交点（实焦点）。 光心特性：光通过光心时不改变传播方向（实验中需对齐光具座刻度）。 2. 成像符号规则 f：焦距（凸透镜为正值） u：物距（物体到光心的距离） v：像距（像到光心的距离） 符号规则：实像时v为正，虚像时v为负；物体始终取正值。 二、实验目标与成像规律 1、三大成像区间验证 物距范围 像的性质 典型应用实例 u>2f 倒立缩小实像f<v<2f 照相机原理 f<u<2f 倒立放大实像v>2f 投影仪设计 u<f 正立放大虚像 像距v为负 放大镜使用 2、动态变化规律 物距减小：像距增大，像大小增加（实像区） 物像联动性：物体与实像移动方向始终相同（虚像区相反） 实验验证方法：固定透镜，移动蜡烛和光屏，记录物像位置关系（如表1）。 三、关键实验操作与误差控制 1.光具座校准要点 共轴调节：烛焰中心、透镜光心、光屏中心需在同一水平线（减少像偏移） 焦距预判：利用太阳光粗略测焦距（光斑最小最亮时为焦点） 2.典型误差与优化 误差类型 现象表现 解决方案 虚像误测 光屏无法承接虚像 直接观察记录（如放大镜实验） 环境光干扰 像对比度低 暗室操作+遮挡杂散光 透镜光心偏移 像位置与理论值偏差 标记光心并校准刻度零点 一、核心规律与必考公式 1、物距分段： u>2f：缩小的实像（照相机原理） 2f>u>f：放大的实像（投影仪原理） u<fu：放大的虚像（放大镜原理） 2、动态规律：物近像远像变大（适用于成实像时）。 二、高频考向与题型分析 1. 成像性质判断题 典型题干：给出物距范围或实验光具座数据，要求判断像的大小、正倒、虚实。 解题关键：根据物距与焦距关系分类；注意虚像只能正立，且无法用光屏承接。 2. 动态变化分析题 场景：蜡烛或透镜移动时，像的变化方向与速度。 规律：物体从2f向f移动时，像从另一侧2f向远处移动且逐渐变大；物体移动速度＞像移动速度（成实像时）。 3. 实验操作题 高频考点： ①器材调节：蜡烛、透镜、光屏中心需在同一高度； ②故障分析（如无法成清晰像的原因：物距≤焦距）； ③特殊现象（如遮挡部分透镜后像的完整性）。 三、易错点与陷阱突破 1. 虚像与实像混淆：虚像由光线反向延长线形成，仅能通过透镜观察（如放大镜）。 2. “正立”与“倒立”误判：实像必倒立，虚像必正立。 3. 像的大小变化：当物体靠近焦点时，像的大小剧增，但超过焦点后像消失。 1．（2025八下·余姚期中）小明用光具座探究凸透镜成像规律时，得到的实验数据如下表： 实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的大小 1 40.0 13.0 缩小 2 30.0 15.0 缩小 3 20.0 20.0 等大 4 15.0 30.0 放大 5 12.0 60.0 放大 （1）当蜡烛离透镜中心60cm时，像到透镜中心的距离为____。 A．10cm~13cm B．13cm~18cm C．18cm~20cm （2）实验中，小明将物体由距离透镜40cm处匀速移动到距离透镜20cm处，所用时间为2s。在这段时间中，像移动速度在____。 A．逐渐变慢 B．保持不变 C．逐渐变快 （3）小明取下自己的近视眼镜，放在蜡烛和凸透镜之间的某个位置，移动光屏后在光屏上得到了清晰的像。当他拿掉自己的眼镜后，要在光屏上再次得到清晰的像，光屏应向　 　（选填“靠近”或“远离”）透镜方向移动。 【答案】（1）A（2）C（3）靠近 次数 1 2 3 材料 玻璃 玻璃 水晶 凸起程度 较小 较大 较大 焦距/ cm 　 8.0 4.0 2．（2024·宁波模拟）小雷对凸透镜焦距与制成凸透镜的材料种类、凸透镜凸起程度的关系进行了探究实验： （1）他第一次测量焦距的实验如图甲所示。则测得的焦距为　 　 cm。 （2）由1、2次的实验可得出的结论是　 　。 （3）小雷回想起白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带(如 图乙所示)，受此启示，于是他分别用红光和蓝光来进行图甲的实验，结论是：对同一凸透镜，　 　光入射时焦距小些。 【答案】（1）10（2）在材料相同的情况下，凸透镜的凸起程度越大，焦距越小（3）蓝 【解析】（1）焦点到透镜中心的距离为焦距，刻度尺的分度值为1cm，此时读数为10.0cm，即透镜焦距为f=10.0cm； （2）由图甲可知，第一次测得凸透镜的焦距为10cm；根据表中1、2次的实验数据可知，材料和横截面积相同的凸透镜，凸透镜的凸起程度越大，焦距越小； （3）用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴射入，红光、蓝光对凸透镜的焦距不相同。红色光较蓝色光偏折能力弱，所以红色光入射时焦距大、蓝光入射时焦距小，则焦点F'的位置将在F位置的左侧。 3．（2024·杭州模拟）学校logo是校园文化最直接的体现。学校文化墙上需要一个直径为1米，图文均正立的logo，要求可以根据不同的活动需求，更换logo底片，现向同学征集投影方案，小正利用logo底片（直径2厘米）、纸板、打孔器和手电筒自制了“logo投影装置”，示意图如图甲： （1）第一次调试发现logo投影太小，在不增加器材的情况下，想要进一步放大logo，可以对带小孔的支架作何调整？　 　。 （2）小正进行了2.0版本的设计（如图乙），就是用凸透镜代替小孔，在调试位置的过程中为保证logo投影大小还能达到1米，应在　 　（选填“A”“B”或“C”）位置固定凸透镜。 （3）小正在使用2.0版本的装置，想要让像成在白墙的中央，且在白墙上要看到正立的logo，则在安装投影装置时，需要注意什么？　 　。 【答案】（1）把带小孔的可移动支架向logo底片靠近（2）C （3）让logo底片中心和光源、凸透镜光心在同一高度：logo底片倒立放置 【解析】 （1）由题图可知，利用的小孔成像原理，根据小孔成像规律可知，孔距LOGO底片越近，所成像越大，因此为了进一步放大LOGO，可以把可移动支架向LOGO底片靠近。 （2）根据题意可知，LOGO底片（直径2 cm）要在白墙上呈现直径为1 m、图文均正立的二中LOGO实像，即成的像是倒立放大的实像，根据凸透镜成像规律可知，此时像距大于物距，因此凸透镜固定在C位置。 （3）为了使得像呈现在白墙中央，LOGO底片、凸透镜光心、白墙在同一高度；且二中LOGO的像是正立的，因此需将LOGO底片倒立放置。 4．（2024·拱墅二模） 小乐在做“探究凸透镜成像规律”实验时，将测得的物距(u)、像距(v)、计算得到的物距+像距(u+v)、成像情况记录在表中。 实验序号 物距 (u) /cm 像距 (v) /cm 物距+像距(u+v) /cm| 像与物大小比较 像的虚实 1 60.0 12.0 72.0 缩小 实像 2 50.0 12.5 62.5 缩小 实像 3 40.0 13.3 53.3 缩小 实像 4 30.0 15.0 45.0 缩小 实像 5 18.0 22.5 405 放大 实像 6 16.0 26.7 42.7 放大 实像 7 14.0 35.0 49.0 放大 实像 8 12.0 60.0 72.0 放大 实像 （1）根据实验序号1~8的数据，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时，v随u的减小而　 　。 （2）根据实验序号 的数据，分析比较u和v的大小关系与成像情况，得出的初步结论是：凸透镜成缩小实像时，u>v；通过其他数据的分析，亦可得出“凸透镜成放大实像时，u<v”的初步结论。 （3）根据实验序号 1~8的数据，分析比较u+v 随u变化的情况，推测凸透镜成实像时，u+v存在最小值， 当u在　 　(选填“16.0~18.0cm”或“18.0~30.0cm”)范围内可找到这个最小值。 （4）某次实验时，将蜡烛放在图示 P 点位置，光屏上得到一个清晰像。若切除凸透镜的阴影部分，再将上部剩余部分向下移动，直到下沿在 O 点位置，此时光屏上仍有清晰像，此像的位置在原来成像位置的　 　(选填“上方” “下方”或“原处”)。 【答案】（1）增大（2）1～4（3）18.0～30.0cm（4）下方 【解析】（1）根据实验序号1～8的数据可知，凸透镜成实像时，v随u的减小而增大。 （2）由实验序号1～4的数据可知，u＞v，凸透镜成缩小实像。 （3）由表格中的信息可知，物距从60.0cm减小至18.0cm时，u+v变小，且像由缩小的实像变为放大的实像；物距从18.0cm减小至12.0cm时，u+v变大，且像始终为放大的实像，所以，当物距u在18.0～30.0cm这个范围内可以找到这个最小值。 （4）切除凸透镜的阴影部分，再将上部剩余部分向下移动，直到下沿在O点位置，由于光心的位置改变了，会导致上面的像下移，所以，通过上部分透镜所成的像的位置在原来成像位置的下方。 5．（2024·临平模拟） 在探究“凸透镜成像规律”的实验中： （1）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1所示的光斑，则应选　 　(填“甲”或“乙”)透镜来进行实验。 （2）如图2所示，蜡烛在光屏上成倒立、等大的像，若保持凸透镜的位置不变，将蜡烛逐渐靠近凸透镜，要使光屏上仍能得到清晰的像，光屏应　 　(填“靠近”或“远离”)凸透镜。 （3）如图3所示，将蜡烛放在P 点的位置，若切除凸透镜中间的阴影部分，再将剩余部分向中间合拢在一起，烛光通过透镜折射后能成　 　个像，其中通过上部分透镜所成的像的位置在原来成像位置的　 　(填“上方” “下方”或“原处”)。 【答案】（1）乙（2）远离（3）2；下 【解析】 （1）图甲光斑的中间比较暗，图乙中间出现亮斑，这说明甲对光线具有发散作用，则甲是凹透镜，乙对光线具有会聚作用，则乙是凸透镜，所以要选择乙透镜探究“凸透镜成像规律”； （2）当烛焰逐渐靠近凸透镜时，物距变小，由凸透镜成像 规律“物近像远大”的规律可知，像距应变大，所以应将光屏远离凸透镜，光屏上才会重新出现清晰的像； （3）凸透镜中间厚、边缘薄，切去中间部分后再合拢在一起时，相当于两个透镜，光心的位置改变了，会导致上面的像下移、下面的像上移，将错位成两个像，所以，通过上部分透镜所成的像的位置在原来成像位置的下方。 6．（2024·杭州会考）如图甲所示是人眼的成像原理图。小金对人眼既能看清远处，又能看清近处的原因进行了研究。 （1）乙图中的光屏相当于甲图中的　 　（填结构名称）。 （2）小金通过查阅资料得知，人眼的视网膜到晶状体中心的距离是不变的，于是他猜测人眼看远近不同的物体时，晶状体的焦距会变化。为验证猜想，小金进行了以下实验。 ①实验时，调节装置直至光屏上成清晰的像，如图乙所示，此时像的性质是　 　。 ②为模拟人眼成像的特点，保持步骤①的光屏和凸透镜的位置不变，　 　，调节“F”光源到凸透镜的距离，直到光屏上成清晰的像，分别记录焦距、物距和像的高度。 ③实验数据如表所示： 物体高度H=5.0cm 实验次数 像距/cm 焦距/cm 物距/cm 像的高度/cm 1 15.0 8.0 17.1 4.4 2 15.0 10.0 30.0 2.5 3 15.0 12.0 60.0 1.3 ④根据实验数据，请说明“人眼看远近不同的物体时，晶状体的焦距会如何变化？ ”　 　。 【答案】（1）视网（2）倒立、缩小的实像；换用不同焦距的凸透镜；持像距不变，物距变大（即看远处物体）时，像变小，凸透镜焦距变大，即眼睛的晶状体需要变薄。 【解析】（1）乙图中的光屏相当于眼睛的视网膜； （2）①如图乙所示，此时物距大于像距，成倒立、缩小的实像； ②为模拟人眼成像的特点，需改变晶状体的薄厚，故保持步骤①的光屏和凸透镜的位置不变，换用焦距不同的凸透镜，可模拟人眼成像的特点； ④由表格数据可知：保持像距不变，物距变大（即看远处物体）时，像变小，凸透镜焦距变大，即眼睛的晶状体需要变薄。 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 7．（2024九下·余姚模拟）小余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，调整好器材后如图甲所示，此时烛焰在光屏上成放大的像。 （1）一段时间后，小余发现烛焰的像如图乙所示，此时将蜡烛向　 　调节可以使烛焰的像移到光屏中央。 （2）小余选的是编号为　 　的凸透镜（填“①”或“②”或“③”或“④”）。 （3）小余将蜡烛换成F字光源，调整了光源和光屏的位置，在光屏上仍可观察到清晰的像，如图丙所示，则小余看到的像应是　 　（填字母）。 【答案】（1）上（2）③（3）D 【解析】（1）如图乙所示烛焰的像靠上，则像要向下移动。根据过光心的光传播方向不变，应该将蜡烛向上移，才能使像成在光屏中央； （2）由图甲可知，物距u=15.0cm，像距v=30.0cm，成倒立放大的实像，故f<15.0cm<2f，30.0cm>2f，解得：7.5cm<f<15cm，故选③； （3） 光屏上成实像时，物与像上下、左右颠倒，故看到的像是D。 8．在“天宫课堂”的水球实验中，小玉看到王亚平老师的倒立、缩小的像，如图甲所示。于是她利用实验室的光学器材探究凸透镜成像的规律。 （1）小玉找到了一个焦距未知的凸透镜，用一束平行光正对凸透镜照射，移动光屏，直到光屏上出现最小、最亮的光斑，如图乙所示。则凸透镜的焦距是　 　cm。 （2）如图丙所示，将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上。点燃蜡烛，调整它们的高度到合适的位置。将凸透镜固定在50cm刻度线处，蜡烛移动到20cm刻度线处，向　 　(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动光屏，直到出现烛焰倒立、　 　的实像。 （3）在(3)的基础上，更换成另一个焦距为9cm的凸透镜，光屏上的像变模糊了，此现象与　 　(选填“近视眼”或“远视眼”)成因相似。为了使光屏上的像恢复清晰，可向　 　(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动蜡烛。 （4）在实验过程中，原来光屏中央的像“跑”到上方，为了使像回到中央，接下来的操作是　 　(选填“①”“②”或“③”)。 ①向下调光屏 ②向上调凸透镜 ③向上调蜡烛 【答案】（1）10.0（2）远离；缩小（3）近视眼；靠近（4）③ 【解析】【（1）根据乙图可知，光屏上的光斑为焦点，则凸透镜的焦距f=60cm-50cm=10cm； （3） 将凸透镜固定在50cm刻度线处，蜡烛移动到20cm刻度线处，此时物距减小，根据“物近像远大”的规律可知，此时相距变大，即向远离凸透镜的方向移动光屏。 此时物距u=50cm-20cm=30cm，即u>2f，则光屏上成倒立缩小的实像。 （4）焦距为9cm的凸透镜焦距更小而会聚能力更强，则像距变小，即成像在视网膜前面相当于近视眼，此时光屏要靠近凸透镜才行。 （5）根据题意可知，像要回到光屏中央，可以向上移动光屏，也可以向下调节凸透镜，或者向上调节蜡烛，故选③。 9．小明在探究“凸透镜成像的规律”实验中，操作如下： （1）实验前，小明调节　 　、凸透镜光心、光屏的中心在同一高度。 （2）将蜡烛放在如图甲所示的位置，在光屏上看到一个清晰的、等大的实像，小明计算出这个凸透镜的焦距是　 　cm。 （3）把蜡烛移到25 cm刻度线处，向　 　(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动光屏，可以得到倒立的、　 　的实像(选填“放大”或“缩小”)，这一成像规律应用在　 　(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)上。 （4）图乙中，能够观察到烛焰所成的虚像的是　 　(选填“A”或“B”)。 【答案】（1）烛焰（2）10.0（3）远离；放大；投影仪（4）A 10．（2024·浙江模拟）在学完凸透镜成像规律后，小明选择了一块焦距未知的凸透镜，对凸透镜成像特点做了进一步探究。 （1）如图甲所示，当他将一个发光的小灯泡放在图示位置时，无论怎么移动右侧的光屏，在光屏上始终得到一个与透镜等大的光斑，他又将小灯泡换成点燃的蜡烛，当调整至图乙位置时，恰好在光屏上接收到清晰的倒立、　 　的实像；若保持此时蜡烛和光屏的位置不变，当将凸透镜向左平移　 　cm时，光屏上可再次出现清晰的像； （2）如图乙所示，当光屏上呈现清晰的像时，不改变图乙中蜡烛和透镜位置： ①若仅将凸透镜换成焦距相同直径较小的凸透镜，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； ②若将凸透镜换成直径大小相同、焦距稍小的凸透镜，再次实验，则需将屏　 　（选填“向左”或“向右”）移动才能成清晰的像； （3）有人将他的眼镜片放在图乙中的凸透镜前，光屏上的像变模糊了，适当向左移动蜡烛，像就又清晰了，由此可判断此人戴的是　 　（选填“近视”或“远视”）眼镜； （4）如图丙，线段AB为用另一只凸透镜多次成像时的物距倒数和像距倒数所描绘出的图像，则该凸透镜焦距为　 　cm。 【答案】（1）缩小；15（2）变暗；向左（3）近视（4）5 【解析】 （1）①当发光的小灯泡放在10cm刻度线的位置时，移动光屏发现光屏上始终能看到个面积大小不变的光斑，说明此时经过凸透镜后的折射光线是平行的。根据从焦点发出的光线经过凸透镜后变为平行光线可知，该透镜的焦距为10.0cm。 根据图乙可知，此时的物距为u=30cm>2f，在光屏上接收到清晰的倒立、缩小的实 像； ②若保持此时蜡烛和光屏的位置不变，根据光路可逆可知，当将凸透镜向左平移15cm到15cm刻度处时，此时的物距为原来的像距，则光屏上可再次出现清晰的像； （2）①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，但经凸透镜的会聚的光线变少，所成的像与原来的像相比，比原来暗； ②如果将凸透镜A换成镜面直径相同、但焦距稍小的凸透镜，比起原来就相当于将物距变大了，那么像距就要减小，像变小；根据“物远像近小”的规律可知，光屏要靠近凸透镜，即向左移动； （3）小明将他的眼镜片放在图乙中的凸透镜前，光屏上的像变模糊了，适当向左移动蜡烛，物距变大，像距变小，像就又清晰了，这说明该眼镜对光线具有发散作用，由此可判断小明戴的是凹透镜，凹透镜可以矫正近视眼，所以该眼镜是近视眼镜； （4）图中 时，，此时v=u=0.1m像距等于物距，说明物体处于二倍焦距处，即2f=0.1m，所以f=0.05m=5cm。 11．小柯和小妍使用相同的器材做“探究凸透镜成像规律"实验。他们的实验器材摆放位置和间隔如图所示，光具座紧挨着(图中未画出)，蜡烛烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一高度上。奇怪的是，他们在光屏上看到了相同性质的像。 （1） 光屏乙上像的性质是　 　。 （2）小妍根据实验绘制了如图所示的图像(表示像到凸透镜的距离，表示物体到凸透镜的距离)，用该凸透镜作放大镜使用时，察的物体与透镜的距离在　 　cm以内；把物体从距凸透镜5cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中，像的大小将　 　(填“变大”“变小”“先变小再变大”或“先变大再变小”)。 （3）小妍完成了实验后，吹灭蜡烛乙，光屏甲上的像也随即消失(蜡烛甲仍燃烧，且高度几乎不变)。像消失的原因是　 　。 （4）小柯继续实验，保持蜡烛甲不动，无论怎样移动光屏甲都找不到蜡烛甲的像，为什么?　 　。 【答案】（1）倒立、缩小的实像（2）5；变小（3）蜡烛熄灭后，照到光屏上的光线消失了 （4）蜡烛甲在焦点上(或蜡烛甲在一倍焦距以内) 【解析 （1）根据乙图可知，此时的像距大于物距，则光屏上成倒立、缩小的实像； （2）①由凸透镜成像规律可知，当u=v=2f时，凸透镜成倒立、等大的实像，由图象可知，u=v=2f=10cm，所以f=5cm。 ②用该凸透镜作放大镜使用时，u<f，成正立、放大的虚像，即被观察的物体到透镜的距离在5cm以内； 把物体从距凸透镜5cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中，凸透镜成实像，物距增大，像距减小，像变小； （3）小妍完成了实验后，吹灭蜡烛乙，光屏甲上的像也随即消失（蜡烛甲仍燃烧，且高度几乎不变），像消失的原因： 蜡烛熄灭后，照到光屏上的光线消失了 ； （4）小柯继续实验，保持蜡烛甲不动，但无论怎样移动光屏甲都找不到蜡烛甲的像，原因可能是： 蜡烛甲在焦点上(或蜡烛甲在一倍焦距以内) 。 12．小明为探究近视眼的成因，找来一个圆底烧瓶当作眼球的玻璃体，把牛奶和水的混合物装入里面(如图甲)，在烧瓶前放一凸透镜，用两激光灯照射，当作物体发射出的光线，实验时： （1） 小明把　 　当成了眼睛中的晶状体。 （2） 烧瓶的后壁相当于　 　。 （3）如果把两激光灯照射向凸透镜(如图乙)，调整光线使会聚点刚好落在瓶后壁，此时若要 验证近视眼成因，应保持光线不变，把图乙中的凸透镜换成一个比它　 　 (填“厚”或“薄”)的，此时会聚点会落在后壁的　 　(填“左”或“右”)边，实验中的会聚点相当于眼睛看到物体的像点。此时要验证校正方法，应在凸透镜前再放上一个　 　(填“凸”或“凹”)透镜，使会聚点又落到烧瓶后壁。 【答案】（1）凸透镜（2）视网膜（3）厚；左；凹 【解析】（1）晶状体中间厚边缘薄，相当于凸透镜； （2）烧瓶的后壁相当于光屏，在上面成像，相当于眼睛中的视网膜； （3）近视眼的晶状体偏厚，成像在视网膜前面，用凹透镜矫正，那么：把图乙中的凸透镜换成一个比它厚的，此时会聚点会落在后壁的左边，实验中的会聚点相当于眼睛看到物体的像点。此时要验证校正方法，应在凸透镜前再放上一个凹透镜，使会聚点又落到烧瓶后壁。 13．如图所示，某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律，当向水透镜里注水时，水透镜的焦距将变小；当从水透镜里抽水时，水透镜的焦距将变大。 （1）如图甲所示，一束平行于主光轴的光射向水透镜，在光屏上得到一个最小光斑，则此时水透镜的焦距为　 　；实验前，应调节烛焰、水透镜和光屏三者中心在同一高度。 （2）该同学移动蜡烛，水透镜和光屏至图乙所示位置时，恰能在光屏上看到清晰的像，利用此成像特点可制成　 　（选填“照相机”或“投影仪”)；若仅将蜡烛与光屏位置对调，则在光屏上　 　(选填“能”或“不能”)看到清晰的像。 （3） 在图乙所示实验场景下，该同学把自己的眼镜给水透镜“戴上”(如图丙所示)，当从水透镜中抽出适量的水后，他发现烛焰的像再次变得清晰，由此判断该同学戴的是　 　（选填“近视”或“远视”)眼镜。 （4）如图1所示为某同学的照片，图2是将图甲中的水透镜紧贴照片，然后逐渐远离照片，透过透镜所能看到的照片的像，则在远离的过程中看到的顺序是　 　 A.②③④①B. ③②①④C. C.②③①④D. D.④①②③ 【答案】（1）8.0（2）照相机；能（3）远视（4） 【解析】（1）根据图片可知，光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透镜的焦点，所以焦距为18.0cm-10.0cm=8.0cm； （2）①根据图乙可知，此时物距大于像距，则光屏上成倒立缩小的实像，应用为照相机。 ②光路是可逆的，所以只对调蜡烛和光屏，此时物距在一倍焦距到二倍焦距之间，在光屏上可以看到倒立放大的实像； （3）抽水对光线的会聚能力减弱，此时成像清晰，说明像又回到原来的位置，那么放入眼镜后光线应该比原来会聚了，即放入的是凸透镜，也就是远视眼镜。 （4）物体远离透镜，根据凸透镜的成像规律，物体在一倍焦距以内，成正立放大虚像，物体离凸透镜近，虚像小，物体离凸透镜远，虚像大；在一倍焦距到二倍焦距之间，成倒立放大的实像；在二倍焦距以外，成倒立缩小的实像； 所以成虚像时应该是正立从小到大，成实像时，倒立从大到小，即顺序为③②①④，故选B。 14．（2023·萧山模拟）在探究“凸透镜成像规律”的实验中，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上。 （1）正确调节好实验装置后，移动蜡烛至如图所示的位置，观察到光屏上有烛焰清晰的像（像未画出），由图可知，该凸透镜焦距范围是　 　（用含f的不等式表示）。 （2）如果把蜡烛和光屏互换位置，也恰好能成清晰的像，此时成的像的性质是　 　。 （3）如图在烛焰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，将光屏向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　 　眼镜（选填“近视”或“远视”） 【答案】（1）7.5 ＜f ＜15（2）倒立放大实像（3）远视 【解析】（1）根据图片可知，此时物距u=45cm-15cm=30cm，像距v=60cm-45cm=15cm，即像距小于物距，则在光屏上成倒立缩小的实像，那么30cm>2f，f<15cm>2f，解得：7.5cm ＜f ＜15cm。 （3）原来光屏上成的是缩小的实像，如果把蜡烛和光屏互换位置，也恰好能成清晰的像，此时成的像的性质是与原来大小相反，即成倒立放大的实像。 （4）放入眼镜后，光屏向透镜方向移动，则像距变小，即光线比原来会聚了，那么放入的肯定是凸透镜，也就是远视镜。 15．（2023·镇海模拟）小明同学用“F”型电子光源、凸透镜和光屏做探究凸透镜成像规律的实验。 （1）图甲中，小明给光屏标上刻度，其目的是　 　。 （2）实验时，在光屏上得到清晰的像，如图乙。小明把光源向左移动一段距离，若保持凸透镜的位置不变，为了在光屏上再次得到清晰的像，他的操作是　 　。 （3）实验中，小明记录的数据如下表所示： 组别 1 2 3 4 5 6 物距u/cm 42 37 30 25 20 x 像距v/cm 20 25 30 37 42 / 小明在做第6次实验时，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上得到像，则x的范围是　 　。 【答案】（1）便于确定像的大小和位置（2）将光屏向左移动一段距离（3）≤15 【解析】（1）图甲中，小明给光屏标上刻度，其目的是：便于确定像的大小和位置。 （2）小明把光源向左移动一段距离，若保持凸透镜的位置不变，此时物距增大，根据“物远像近小”的规律可知，此时像距减小，即光屏应该向左移动一段距离。 （3）根据表格可知，u=v=2f=30cm，解得：f=15cm。当u＜f时，物体通过凸透镜成虚像，光屏上肯定看不到，则X的范围为≤15cm。 16．（2022·舟山模拟）在“研究凸透镜成像规律“的实验中。 （1）某次实验过程中，小敏移动光屏直到出现清晰的像，蜡烛、透镜和光屏在光具座上位置如图所示，此时所成的是倒立　 　的实像。 （2）实验一段时间后，原为成在光屏中央的像，“跑“到图甲所示的位置。下列操作可以让像重新回到光屏中央的有　 　。 ①光屏上移一段距离 ②蜡烛下移一段距离 ③透镜下移一段距离 （3）研究好成像规律后，小敏模拟了近视和远视的矫正，图乙中，小敏给透镜A戴上“眼镜“（凸透镜B），光屏上刚好出现清晰的像，摘下”眼镜“后，光屏上的像变模糊，如图丙所示，若要通过移动蜡烛使像再次清晰，应将蜡烛向　 　（选填（靠近”或“远离）透镜方向移动一段距离。 【答案】（1）放大（2）①③（3）远离 【解析】（1）根据图片可知，此时像距大于物距，因此光屏上成的是倒立放大的实像。 （2）根据图片可知，此时像成在光屏的上面，要使像回到光屏的中央，那么像需要向下移动。因为“像的移动方向与透镜的移动方向相同”，所以可以将透镜向下移动。物体的移动方向与像的方向相反，即可以将蜡烛向上移动。如果像的位置不动，那么可以向上移动光屏，故选①③。 （3）放入凸透镜B后，折射光线比原来更加会聚，而摘掉B后，光线肯定比原来发散，那么像距增大，即成在光屏的后面。要使像移动到光屏上，必须减小物距，根据“物远像近小”的规律可知，此时要增大物距，即蜡烛远离凸透镜移动。 17．（2021·慈溪模拟）小科自制了一个液体透镜，如图甲所示，利用注射器向透明胶膜内注入不同的液体，可以改变液体透镜的焦距。小科想利用这个液体透镜来研究光的偏折程度与哪些因素有关。 （1）小科向液体透镜中注入少许水，利用多束平行光确定一个焦点。继续注入少许水后，发现焦点向左移。这一现象说明水透镜的凸度(凸出程度)越小，焦距越　 　(选填“大”或“小”)。 （2）小科将此水透镜置于光具座上，点燃蜡烛后移动光屏位置，在光屏上得到一个清晰的像，如图乙所示。将透镜中的水换成酒精后(保持凸度不变)，观察到光屏上的像变得不清晰了。移动光屏，当光屏上成清晰的像时，发现光屏位置在原来位置的右侧。重复上述实验，都得出相同的结果。由此说明光在水中的偏折程度比酒精中的偏折程度　 　(选填“大”或“小”)。 （3）上述实验中，小科将透镜中的水换成酒精后(保持凸度不变)，观察到光屏上的成像不清晰了。在不改变凸度和不移动光屏的前提下，请你设计一种方法使光屏上再次呈现清晰的像：　 　 。 通过以上实验，小科分析得到了光的偏折程度与液体透镜的凸度和液体种类有关。除此以外，光的偏折程度还与什么因素有关呢？小科进行了进一步的探究…… 【答案】（1）大（2）大（3）在凸透镜与光屏之间放一凸透镜( 合理即可) 【解析】（1）小科向液体透镜中注入少许水，利用多束平行光确定一个焦点。继续注入少许水后，发现焦点向左移。这一现象说明水透镜的凸度(凸出程度)越小，焦距越大。 （2）当光屏上出现清晰的像后，发现光屏位置在原来位置的右侧，即焦距边长了，那么透镜对光线的会聚能力变弱了，即光在酒精中的偏折程度比在水中小，也就是光在水中的偏折程度比酒精中的偏折程度大。 （3）根据（2）中分析可知，换成酒精后，透镜对光线的会聚能力变弱，要使所成的像变清晰，需要使光线会聚，即在凸透镜与光屏之间放一凸透镜。 18．（2020·南浔模拟）某小组同学用如图甲的装置探究“凸透镜成像规律”，其中凸透镜的焦距为15厘米，他们进行实验的同时，在坐标纸上记录蜡烛与光屏上像的位置和大小，如图乙（用带箭头的线段表示物或像，A'、B'、C'分别表示蜡烛在A、B、C处时像的位置） （1）从图乙中可以看出，蜡烛在 ABC 位置时光屏上得到的都是　 　（填像的性质）的实像； （2）和其他小组交流后发现，当蜡烛在距透镜15﹣30厘米之间时，像均成在透镜另一侧距透镜30厘米以外处，此时物体所成像大小与物距的关系是　 　。 （3）根据如图所示的成像规律，若在将蜡烛放在 C和焦点 F之间，此时，应该在凸透镜前放置一个　 　(填凸透镜或凹透镜）才能使像成在 C＇的位置。 【答案】（1）倒立、放大（2）物距越大，像越小（3）凸透镜 【解析】（1）根据乙图可知，蜡烛在ABC位置时光屏上得到的都是倒立、放大的实像； （2）将A和C比较可知，A比C的像距大，那么对应的像A'比C'小，且对应的像距变小，那么得到结论： 物距越大，像距越小，像越小； （3） 若在将蜡烛放在 C和焦点 F之间， 与C相比，此时物距减小了，那么根据“物近像远大”的规律可知，此时像距肯定变大，即对应的像应该在C'的右边。如果此时的像要前移成在C'的位置，那么光线就要更加会聚一些，那么应该放置一个凸透镜才行。 19．（2020·温岭模拟）照相机为什么不采用小孔成像而采用凸透镜成像？为了解答这个问题，某同学利用如图装置进行实验。 该装置由两个不透光的筒组成，内筒能在外筒内左右移动。内筒开口处用半透明纸作光屏，在外筒的孔上放置凸透镜(实验序号1)，调节内筒位置，直至出现清晰的像，并记录现象。然后保持内外筒位置不变，仅对孔上放置的透镜及孔的大小按照序号2、3、4、5、6进行实验，记录如表： 实验序号 1 2 3 4 5 6 外筒孔中放置物体 未遮盖的凸透镜 小部分遮盖的凸透镜 大部分遮盖凸透镜 较大孔径的小孔 中等孔径的小孔 较小孔径的小孔 像的清晰程度 清晰，能分辨出笔画 清晰，能分辨出笔画 清晰，能分辨出笔画 很模糊，基本看不清笔画 模糊，能分辨出笔画 清晰，能分辨出笔画 像的亮暗 亮 中 暗 亮 中 暗 请回答以下问题： （1）小孔成像和凸透镜成像分别利用了光的什么原理？ 。 A．光的直线传播，光的反射 B．光的直线传播，光的折射 C．光的反射，光的折射 D．光的折射，光的反射 （2）本实验用发光字而不用蜡烛烛焰，是因为发光字相比烛焰有以下优点：　 　(写出两条)。 （3）一张照片要求成像清晰、亮度合适，根据实验结果分析相机中采用凸透镜成像而不采用小孔成像的原因是　 　。 【答案】（1）B（2）能更容易判断像的清晰程度；光源亮度更稳定。 （3）凸透镜成像能兼顾亮度和清晰度，而小孔成像则是亮度合适时像模糊，像清晰时亮度暗。 【解析】（1）小孔成像的成像原理是光的直线传播，而凸透镜成像的成像原理是光的折射，故选B； （2）本实验用发光字而不用蜡烛烛焰，是因为发光字相比烛焰有以下优点：能更容易判断像的清晰程度；光源亮度更稳定。 （3）一张照片要求成像清晰、亮度合适，根据实验结果分析相机中采用凸透镜成像而不采用小孔成像的原因是：凸透镜成像能兼顾亮度和清晰度，而小孔成像则是亮度合适时像模糊，像清晰时亮度暗。 20．（2020·温州模拟）科学兴趣小组探究显微镜成像原理，查阅资料发现：显微镜的镜头可以看作由一块焦距较小的凸透镜(物镜，其焦距用f物表示)和一块焦距较大的凸透镜(目镜，其焦距用f目表示)组成。并根据凸透镜成像原理推测其原理图如下：其中AB表示待观测的物体标本，F1为物镜的焦点，F2为目镜的焦点，A2B2为最终观测到的物像。 （1）隔离法是一种常见的分析研究方法，可分为整体隔离和局部隔离。请使用局部隔离的观察方法找出图中物体AB经过物镜折射后所成的像的特点　 　。 （2）眼睛透过目镜能看到A1B1所成的像A2B2。下列与其成像原理是一致的是 。 A．放大镜 B．照相机 C．幻灯机 （3）兴趣小组同学继续在光具座上利用不同焦距的凸透镜，通过改变两块凸透镜之间的距离(相当 于改变显微镜镜筒长度)，模拟显微镜成像放大倍数实验，得到如下数据： f物（厘米） （1/厘米） 两镜之间距离（厘米） f目（厘米） （1/厘米） 像放大倍数 1.6 0.625 a 5 0.2 50倍 2 0.5 b 5 0.2 50倍 1.6 0.625 a 2.5 0.4 100倍 2 0.5 b 2.5 0.4 100倍 X 1/X a 5 0.2 200倍 0.5 2 b 5 0.2 200倍 表中的X的数据为 　 　 。 【答案】（1）倒立、放大、实像（2）A（3）0.4 【解析】（1）物体AB经过物镜所成的像是A1B1，从图中可知，所成的像是倒立、放大、实像； （2）眼镜透过目镜看到的A1B1在目镜的一倍焦距内，根据凸透镜的成像规律可知，将成一个放大、正立的虚像，这与放大镜的原理相同，A选项正确； （3）由表格数据第二组与第六组比较可知，目镜不变时物镜焦距的倒数扩大4倍，像放大倍数也增加4倍。将第五组与第一组比较可知，像放大倍数增加了4倍，在目镜不变的情况下，可知物镜焦距的倒数也扩大了4倍，所以1/X=0.625×4=2.5，X=0.4。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 凸透镜成像实验 一、核心物理原理：光的折射与会聚特性 1. 折射定律与透镜作用 光线通过凸透镜时发生折射，透镜两侧曲率使平行光会聚于焦点。 焦点定义：平行于主光轴的光线经透镜折射后的实际交点（实焦点）。 光心特性：光通过光心时不改变传播方向（实验中需对齐光具座刻度）。 2. 成像符号规则 f：焦距（凸透镜为正值） u：物距（物体到光心的距离） v：像距（像到光心的距离） 符号规则：实像时v为正，虚像时v为负；物体始终取正值。 二、实验目标与成像规律 1、三大成像区间验证 物距范围 像的性质 典型应用实例 u>2f 倒立缩小实像f<v<2f 照相机原理 f<u<2f 倒立放大实像v>2f 投影仪设计 u<f 正立放大虚像 像距v为负 放大镜使用 2、动态变化规律 物距减小：像距增大，像大小增加（实像区） 物像联动性：物体与实像移动方向始终相同（虚像区相反） 实验验证方法：固定透镜，移动蜡烛和光屏，记录物像位置关系（如表1）。 三、关键实验操作与误差控制 1.光具座校准要点 共轴调节：烛焰中心、透镜光心、光屏中心需在同一水平线（减少像偏移） 焦距预判：利用太阳光粗略测焦距（光斑最小最亮时为焦点） 2.典型误差与优化 误差类型 现象表现 解决方案 虚像误测 光屏无法承接虚像 直接观察记录（如放大镜实验） 环境光干扰 像对比度低 暗室操作+遮挡杂散光 透镜光心偏移 像位置与理论值偏差 标记光心并校准刻度零点 一、核心规律与必考公式 1、物距分段： u>2f：缩小的实像（照相机原理） 2f>u>f：放大的实像（投影仪原理） u<fu：放大的虚像（放大镜原理） 2、动态规律：物近像远像变大（适用于成实像时）。 二、高频考向与题型分析 1. 成像性质判断题 典型题干：给出物距范围或实验光具座数据，要求判断像的大小、正倒、虚实。 解题关键：根据物距与焦距关系分类；注意虚像只能正立，且无法用光屏承接。 2. 动态变化分析题 场景：蜡烛或透镜移动时，像的变化方向与速度。 规律：物体从2f向f移动时，像从另一侧2f向远处移动且逐渐变大；物体移动速度＞像移动速度（成实像时）。 3. 实验操作题 高频考点： ①器材调节：蜡烛、透镜、光屏中心需在同一高度； ②故障分析（如无法成清晰像的原因：物距≤焦距）； ③特殊现象（如遮挡部分透镜后像的完整性）。 三、易错点与陷阱突破 1. 虚像与实像混淆：虚像由光线反向延长线形成，仅能通过透镜观察（如放大镜）。 2. “正立”与“倒立”误判：实像必倒立，虚像必正立。 3. 像的大小变化：当物体靠近焦点时，像的大小剧增，但超过焦点后像消失。 1．（2025八下·余姚期中）小明用光具座探究凸透镜成像规律时，得到的实验数据如下表： 实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的大小 1 40.0 13.0 缩小 2 30.0 15.0 缩小 3 20.0 20.0 等大 4 15.0 30.0 放大 5 12.0 60.0 放大 （1）当蜡烛离透镜中心60cm时，像到透镜中心的距离为____。 A．10cm~13cm B．13cm~18cm C．18cm~20cm （2）实验中，小明将物体由距离透镜40cm处匀速移动到距离透镜20cm处，所用时间为2s。在这段时间中，像移动速度在____。 A．逐渐变慢 B．保持不变 C．逐渐变快 （3）小明取下自己的近视眼镜，放在蜡烛和凸透镜之间的某个位置，移动光屏后在光屏上得到了清晰的像。当他拿掉自己的眼镜后，要在光屏上再次得到清晰的像，光屏应向　 　（选填“靠近”或“远离”）透镜方向移动。 次数 1 2 3 材料 玻璃 玻璃 水晶 凸起程度 较小 较大 较大 焦距/ cm 　 8.0 4.0 2．（2024·宁波模拟）小雷对凸透镜焦距与制成凸透镜的材料种类、凸透镜凸起程度的关系进行了探究实验： （1）他第一次测量焦距的实验如图甲所示。则测得的焦距为　 　 cm。 （2）由1、2次的实验可得出的结论是　 　。 （3）小雷回想起白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带(如 图乙所示)，受此启示，于是他分别用红光和蓝光来进行图甲的实验，结论是：对同一凸透镜，　 　光入射时焦距小些。 3．（2024·杭州模拟）学校logo是校园文化最直接的体现。学校文化墙上需要一个直径为1米，图文均正立的logo，要求可以根据不同的活动需求，更换logo底片，现向同学征集投影方案，小正利用logo底片（直径2厘米）、纸板、打孔器和手电筒自制了“logo投影装置”，示意图如图甲： （1）第一次调试发现logo投影太小，在不增加器材的情况下，想要进一步放大logo，可以对带小孔的支架作何调整？　 　。 （2）小正进行了2.0版本的设计（如图乙），就是用凸透镜代替小孔，在调试位置的过程中为保证logo投影大小还能达到1米，应在　 　（选填“A”“B”或“C”）位置固定凸透镜。 （3）小正在使用2.0版本的装置，想要让像成在白墙的中央，且在白墙上要看到正立的logo，则在安装投影装置时，需要注意什么？　 　。 4．（2024·拱墅二模） 小乐在做“探究凸透镜成像规律”实验时，将测得的物距(u)、像距(v)、计算得到的物距+像距(u+v)、成像情况记录在表中。 实验序号 物距 (u) /cm 像距 (v) /cm 物距+像距(u+v) /cm| 像与物大小比较 像的虚实 1 60.0 12.0 72.0 缩小 实像 2 50.0 12.5 62.5 缩小 实像 3 40.0 13.3 53.3 缩小 实像 4 30.0 15.0 45.0 缩小 实像 5 18.0 22.5 405 放大 实像 6 16.0 26.7 42.7 放大 实像 7 14.0 35.0 49.0 放大 实像 8 12.0 60.0 72.0 放大 实像 （1）根据实验序号1~8的数据，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时，v随u的减小而　 　。 （2）根据实验序号 的数据，分析比较u和v的大小关系与成像情况，得出的初步结论是：凸透镜成缩小实像时，u>v；通过其他数据的分析，亦可得出“凸透镜成放大实像时，u<v”的初步结论。 （3）根据实验序号 1~8的数据，分析比较u+v 随u变化的情况，推测凸透镜成实像时，u+v存在最小值， 当u在　 　(选填“16.0~18.0cm”或“18.0~30.0cm”)范围内可找到这个最小值。 （4）某次实验时，将蜡烛放在图示 P 点位置，光屏上得到一个清晰像。若切除凸透镜的阴影部分，再将上部剩余部分向下移动，直到下沿在 O 点位置，此时光屏上仍有清晰像，此像的位置在原来成像位置的　 　(选填“上方” “下方”或“原处”)。 5．（2024·临平模拟） 在探究“凸透镜成像规律”的实验中： （1）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1所示的光斑，则应选　 　(填“甲”或“乙”)透镜来进行实验。 （2）如图2所示，蜡烛在光屏上成倒立、等大的像，若保持凸透镜的位置不变，将蜡烛逐渐靠近凸透镜，要使光屏上仍能得到清晰的像，光屏应　 　(填“靠近”或“远离”)凸透镜。 （3）如图3所示，将蜡烛放在P 点的位置，若切除凸透镜中间的阴影部分，再将剩余部分向中间合拢在一起，烛光通过透镜折射后能成　 　个像，其中通过上部分透镜所成的像的位置在原来成像位置的　 　(填“上方” “下方”或“原处”)。 6．（2024·杭州会考）如图甲所示是人眼的成像原理图。小金对人眼既能看清远处，又能看清近处的原因进行了研究。 （1）乙图中的光屏相当于甲图中的　 　（填结构名称）。 （2）小金通过查阅资料得知，人眼的视网膜到晶状体中心的距离是不变的，于是他猜测人眼看远近不同的物体时，晶状体的焦距会变化。为验证猜想，小金进行了以下实验。 ①实验时，调节装置直至光屏上成清晰的像，如图乙所示，此时像的性质是　 　。 ②为模拟人眼成像的特点，保持步骤①的光屏和凸透镜的位置不变，　 　，调节“F”光源到凸透镜的距离，直到光屏上成清晰的像，分别记录焦距、物距和像的高度。 ③实验数据如表所示： 物体高度H=5.0cm 实验次数 像距/cm 焦距/cm 物距/cm 像的高度/cm 1 15.0 8.0 17.1 4.4 2 15.0 10.0 30.0 2.5 3 15.0 12.0 60.0 1.3 ④根据实验数据，请说明“人眼看远近不同的物体时，晶状体的焦距会如何变化？ ”　 　。 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 7．（2024九下·余姚模拟）小余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，调整好器材后如图甲所示，此时烛焰在光屏上成放大的像。 （1）一段时间后，小余发现烛焰的像如图乙所示，此时将蜡烛向　 　调节可以使烛焰的像移到光屏中央。 （2）小余选的是编号为　 　的凸透镜（填“①”或“②”或“③”或“④”）。 （3）小余将蜡烛换成F字光源，调整了光源和光屏的位置，在光屏上仍可观察到清晰的像，如图丙所示，则小余看到的像应是　 　（填字母）。 8．在“天宫课堂”的水球实验中，小玉看到王亚平老师的倒立、缩小的像，如图甲所示。于是她利用实验室的光学器材探究凸透镜成像的规律。 （1）小玉找到了一个焦距未知的凸透镜，用一束平行光正对凸透镜照射，移动光屏，直到光屏上出现最小、最亮的光斑，如图乙所示。则凸透镜的焦距是　 　cm。 （2）如图丙所示，将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上。点燃蜡烛，调整它们的高度到合适的位置。将凸透镜固定在50cm刻度线处，蜡烛移动到20cm刻度线处，向　 　(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动光屏，直到出现烛焰倒立、　 　的实像。 （3）在(3)的基础上，更换成另一个焦距为9cm的凸透镜，光屏上的像变模糊了，此现象与　 　(选填“近视眼”或“远视眼”)成因相似。为了使光屏上的像恢复清晰，可向　 　(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动蜡烛。 （4）在实验过程中，原来光屏中央的像“跑”到上方，为了使像回到中央，接下来的操作是　 　(选填“①”“②”或“③”)。 ①向下调光屏 ②向上调凸透镜 ③向上调蜡烛 9．小明在探究“凸透镜成像的规律”实验中，操作如下： （1）实验前，小明调节　 　、凸透镜光心、光屏的中心在同一高度。 （2）将蜡烛放在如图甲所示的位置，在光屏上看到一个清晰的、等大的实像，小明计算出这个凸透镜的焦距是　 　cm。 （3）把蜡烛移到25 cm刻度线处，向　 　(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动光屏，可以得到倒立的、　 　的实像(选填“放大”或“缩小”)，这一成像规律应用在　 　(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)上。 （4）图乙中，能够观察到烛焰所成的虚像的是　 　(选填“A”或“B”)。 10．（2024·浙江模拟）在学完凸透镜成像规律后，小明选择了一块焦距未知的凸透镜，对凸透镜成像特点做了进一步探究。 （1）如图甲所示，当他将一个发光的小灯泡放在图示位置时，无论怎么移动右侧的光屏，在光屏上始终得到一个与透镜等大的光斑，他又将小灯泡换成点燃的蜡烛，当调整至图乙位置时，恰好在光屏上接收到清晰的倒立、　 　的实像；若保持此时蜡烛和光屏的位置不变，当将凸透镜向左平移　 　cm时，光屏上可再次出现清晰的像； （2）如图乙所示，当光屏上呈现清晰的像时，不改变图乙中蜡烛和透镜位置： ①若仅将凸透镜换成焦距相同直径较小的凸透镜，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； ②若将凸透镜换成直径大小相同、焦距稍小的凸透镜，再次实验，则需将屏　 　（选填“向左”或“向右”）移动才能成清晰的像； （3）有人将他的眼镜片放在图乙中的凸透镜前，光屏上的像变模糊了，适当向左移动蜡烛，像就又清晰了，由此可判断此人戴的是　 　（选填“近视”或“远视”）眼镜； （4）如图丙，线段AB为用另一只凸透镜多次成像时的物距倒数和像距倒数所描绘出的图像，则该凸透镜焦距为　 　cm。 11．小柯和小妍使用相同的器材做“探究凸透镜成像规律"实验。他们的实验器材摆放位置和间隔如图所示，光具座紧挨着(图中未画出)，蜡烛烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一高度上。奇怪的是，他们在光屏上看到了相同性质的像。 （1） 光屏乙上像的性质是　 　。 （2）小妍根据实验绘制了如图所示的图像(表示像到凸透镜的距离，表示物体到凸透镜的距离)，用该凸透镜作放大镜使用时，察的物体与透镜的距离在　 　cm以内；把物体从距凸透镜5cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中，像的大小将　 　(填“变大”“变小”“先变小再变大”或“先变大再变小”)。 （3）小妍完成了实验后，吹灭蜡烛乙，光屏甲上的像也随即消失(蜡烛甲仍燃烧，且高度几乎不变)。像消失的原因是　 　。 （4）小柯继续实验，保持蜡烛甲不动，无论怎样移动光屏甲都找不到蜡烛甲的像，为什么?　 　。 12．小明为探究近视眼的成因，找来一个圆底烧瓶当作眼球的玻璃体，把牛奶和水的混合物装入里面(如图甲)，在烧瓶前放一凸透镜，用两激光灯照射，当作物体发射出的光线，实验时： （1） 小明把　 　当成了眼睛中的晶状体。 （2） 烧瓶的后壁相当于　 　。 （3）如果把两激光灯照射向凸透镜(如图乙)，调整光线使会聚点刚好落在瓶后壁，此时若要 验证近视眼成因，应保持光线不变，把图乙中的凸透镜换成一个比它　 　 (填“厚”或“薄”)的，此时会聚点会落在后壁的　 　(填“左”或“右”)边，实验中的会聚点相当于眼睛看到物体的像点。此时要验证校正方法，应在凸透镜前再放上一个　 　(填“凸”或“凹”)透镜，使会聚点又落到烧瓶后壁。 13．如图所示，某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律，当向水透镜里注水时，水透镜的焦距将变小；当从水透镜里抽水时，水透镜的焦距将变大。 （1）如图甲所示，一束平行于主光轴的光射向水透镜，在光屏上得到一个最小光斑，则此时水透镜的焦距为　 　；实验前，应调节烛焰、水透镜和光屏三者中心在同一高度。 （2）该同学移动蜡烛，水透镜和光屏至图乙所示位置时，恰能在光屏上看到清晰的像，利用此成像特点可制成　 　（选填“照相机”或“投影仪”)；若仅将蜡烛与光屏位置对调，则在光屏上　 　(选填“能”或“不能”)看到清晰的像。 （3） 在图乙所示实验场景下，该同学把自己的眼镜给水透镜“戴上”(如图丙所示)，当从水透镜中抽出适量的水后，他发现烛焰的像再次变得清晰，由此判断该同学戴的是　 　（选填“近视”或“远视”)眼镜。 （4）如图1所示为某同学的照片，图2是将图甲中的水透镜紧贴照片，然后逐渐远离照片，透过透镜所能看到的照片的像，则在远离的过程中看到的顺序是　 　 A.②③④①B. ③②①④C. C.②③①④D. D.④①②③ 14．（2023·萧山模拟）在探究“凸透镜成像规律”的实验中，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上。 （1）正确调节好实验装置后，移动蜡烛至如图所示的位置，观察到光屏上有烛焰清晰的像（像未画出），由图可知，该凸透镜焦距范围是　 　（用含f的不等式表示）。 （2）如果把蜡烛和光屏互换位置，也恰好能成清晰的像，此时成的像的性质是　 　。 （3）如图在烛焰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，将光屏向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　 　眼镜（选填“近视”或“远视”） 15．（2023·镇海模拟）小明同学用“F”型电子光源、凸透镜和光屏做探究凸透镜成像规律的实验。 （1）图甲中，小明给光屏标上刻度，其目的是　 　。 （2）实验时，在光屏上得到清晰的像，如图乙。小明把光源向左移动一段距离，若保持凸透镜的位置不变，为了在光屏上再次得到清晰的像，他的操作是　 　。 （3）实验中，小明记录的数据如下表所示： 组别 1 2 3 4 5 6 物距u/cm 42 37 30 25 20 x 像距v/cm 20 25 30 37 42 / 小明在做第6次实验时，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上得到像，则x的范围是　 　。 16．（2022·舟山模拟）在“研究凸透镜成像规律“的实验中。 （1）某次实验过程中，小敏移动光屏直到出现清晰的像，蜡烛、透镜和光屏在光具座上位置如图所示，此时所成的是倒立　 　的实像。 （2）实验一段时间后，原为成在光屏中央的像，“跑“到图甲所示的位置。下列操作可以让像重新回到光屏中央的有　 　。 ①光屏上移一段距离 ②蜡烛下移一段距离 ③透镜下移一段距离 （3）研究好成像规律后，小敏模拟了近视和远视的矫正，图乙中，小敏给透镜A戴上“眼镜“（凸透镜B），光屏上刚好出现清晰的像，摘下”眼镜“后，光屏上的像变模糊，如图丙所示，若要通过移动蜡烛使像再次清晰，应将蜡烛向　 　（选填（靠近”或“远离）透镜方向移动一段距离。 17．（2021·慈溪模拟）小科自制了一个液体透镜，如图甲所示，利用注射器向透明胶膜内注入不同的液体，可以改变液体透镜的焦距。小科想利用这个液体透镜来研究光的偏折程度与哪些因素有关。 （1）小科向液体透镜中注入少许水，利用多束平行光确定一个焦点。继续注入少许水后，发现焦点向左移。这一现象说明水透镜的凸度(凸出程度)越小，焦距越　 　(选填“大”或“小”)。 （2）小科将此水透镜置于光具座上，点燃蜡烛后移动光屏位置，在光屏上得到一个清晰的像，如图乙所示。将透镜中的水换成酒精后(保持凸度不变)，观察到光屏上的像变得不清晰了。移动光屏，当光屏上成清晰的像时，发现光屏位置在原来位置的右侧。重复上述实验，都得出相同的结果。由此说明光在水中的偏折程度比酒精中的偏折程度　 　(选填“大”或“小”)。 （3）上述实验中，小科将透镜中的水换成酒精后(保持凸度不变)，观察到光屏上的成像不清晰了。在不改变凸度和不移动光屏的前提下，请你设计一种方法使光屏上再次呈现清晰的像：　 　 。 通过以上实验，小科分析得到了光的偏折程度与液体透镜的凸度和液体种类有关。除此以外，光的偏折程度还与什么因素有关呢？小科进行了进一步的探究…… 18．（2020·南浔模拟）某小组同学用如图甲的装置探究“凸透镜成像规律”，其中凸透镜的焦距为15厘米，他们进行实验的同时，在坐标纸上记录蜡烛与光屏上像的位置和大小，如图乙（用带箭头的线段表示物或像，A'、B'、C'分别表示蜡烛在A、B、C处时像的位置） （1）从图乙中可以看出，蜡烛在 ABC 位置时光屏上得到的都是　 　（填像的性质）的实像； （2）和其他小组交流后发现，当蜡烛在距透镜15﹣30厘米之间时，像均成在透镜另一侧距透镜30厘米以外处，此时物体所成像大小与物距的关系是　 　。 （3）根据如图所示的成像规律，若在将蜡烛放在 C和焦点 F之间，此时，应该在凸透镜前放置一个　 　(填凸透镜或凹透镜）才能使像成在 C＇的位置。 19．（2020·温岭模拟）照相机为什么不采用小孔成像而采用凸透镜成像？为了解答这个问题，某同学利用如图装置进行实验。 该装置由两个不透光的筒组成，内筒能在外筒内左右移动。内筒开口处用半透明纸作光屏，在外筒的孔上放置凸透镜(实验序号1)，调节内筒位置，直至出现清晰的像，并记录现象。然后保持内外筒位置不变，仅对孔上放置的透镜及孔的大小按照序号2、3、4、5、6进行实验，记录如表： 实验序号 1 2 3 4 5 6 外筒孔中放置物体 未遮盖的凸透镜 小部分遮盖的凸透镜 大部分遮盖凸透镜 较大孔径的小孔 中等孔径的小孔 较小孔径的小孔 像的清晰程度 清晰，能分辨出笔画 清晰，能分辨出笔画 清晰，能分辨出笔画 很模糊，基本看不清笔画 模糊，能分辨出笔画 清晰，能分辨出笔画 像的亮暗 亮 中 暗 亮 中 暗 请回答以下问题： （1）小孔成像和凸透镜成像分别利用了光的什么原理？ 。 A．光的直线传播，光的反射 B．光的直线传播，光的折射 C．光的反射，光的折射 D．光的折射，光的反射 （2）本实验用发光字而不用蜡烛烛焰，是因为发光字相比烛焰有以下优点：　 　(写出两条)。 （3）一张照片要求成像清晰、亮度合适，根据实验结果分析相机中采用凸透镜成像而不采用小孔成像的原因是　 　。 20．（2020·温州模拟）科学兴趣小组探究显微镜成像原理，查阅资料发现：显微镜的镜头可以看作由一块焦距较小的凸透镜(物镜，其焦距用f物表示)和一块焦距较大的凸透镜(目镜，其焦距用f目表示)组成。并根据凸透镜成像原理推测其原理图如下：其中AB表示待观测的物体标本，F1为物镜的焦点，F2为目镜的焦点，A2B2为最终观测到的物像。 （1）隔离法是一种常见的分析研究方法，可分为整体隔离和局部隔离。请使用局部隔离的观察方法找出图中物体AB经过物镜折射后所成的像的特点　 　。 （2）眼睛透过目镜能看到A1B1所成的像A2B2。下列与其成像原理是一致的是 。 A．放大镜 B．照相机 C．幻灯机 （3）兴趣小组同学继续在光具座上利用不同焦距的凸透镜，通过改变两块凸透镜之间的距离(相当 于改变显微镜镜筒长度)，模拟显微镜成像放大倍数实验，得到如下数据： f物（厘米） （1/厘米） 两镜之间距离（厘米） f目（厘米） （1/厘米） 像放大倍数 1.6 0.625 a 5 0.2 50倍 2 0.5 b 5 0.2 50倍 1.6 0.625 a 2.5 0.4 100倍 2 0.5 b 2.5 0.4 100倍 X 1/X a 5 0.2 200倍 0.5 2 b 5 0.2 200倍 表中的X的数据为 　 　 。 学科网（北京）股份有限公司 $$