第21讲 凸透镜成像的规律（3考点）--【暑假自学课】2025年新八年级物理暑假提升精品讲义（人教版2024）

第21讲 凸透镜成像的规律 内容导航——预习三步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 练习题 讲典例：教材习题学解题、快速掌握解题方法 练考点 强知识：8大核心考点精准练 第二步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第三步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 探究凸透镜成像规律 1.基本概念 （1）物距：物体到凸透镜光心的距离，用字母u表示。 （2）像距：像到凸透镜光心的距离，用字母v表示。 注意：初中阶段，我们研究的凸透镜均为薄透镜，其厚度可忽略不计，故一般物距也可说是物体到透镜的距离，像距是像到透镜的距离。 2.实验：探究凸透镜成像的规律 提出问题 凸透镜所成的像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系？ 实验设计 先把物体放在距离凸透镜较远的地方，然后逐渐向凸透镜方向靠近，同时把光屏放在凸透镜的另一侧，观察光屏上像的变化情况。由于凸透镜的偏折情况和焦距有关，所以应着重观察物距等于、大于或小于一倍焦距、二倍焦距时，物体的成像情况。 实验器材 光具座、蜡烛、凸透镜、光屏等 进行实验与收集证据 （1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上，调整它们的高度，使烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度； （2）把蜡烛放在凸透镜二倍焦距以外的地方并点燃，然后调整光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现清晰烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重复做这一步； （3）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离大于二倍焦距，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像的大小、正倒，测出物距u和像距v； （4）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像大小、正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重做这一步； （5）把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛位于凸透镜的焦点上，移动光屏，观察是否能够成像； （6）把蜡烛移到凸透镜的一倍焦距以内，移动光屏，观察在光屏上能否看到蜡烛的像。如果不能，可以从光屏这一侧透过凸透镜观察，记录所看到的像的正倒、大小以及此时的物距u。稍稍改变物距，重做这一步； （7）将实验数据和观察结果填入表中（该实验所用凸透镜焦距f=12cm） 物距u与焦距f的关系 物距u/cm 像距v/cm 成像的性质 像的变化情况 u>2f 60 15 倒立、缩小的实像 物距变小时，像距变大，像（相对于之前）变大 48 16 u=2f 24 24 倒立、等大的实像 —— f<u<2f 18 36 倒立、放大的实像 物距变小时，像距变大，像变大 15 60 u=f 12 —— 不成像 —— u<f 8 —— 正立、放大的虚像 物距变小时，像距变小，虚像变小 6 —— 分析论证 （1）焦点是成实像和虚像的分界点。当物距大于一倍焦距时，成实像；当物距小于一倍焦距时，成虚像；当物距大于一倍焦距时，不成像； （2）二倍焦距是成放大实像还是缩小实像的分界点。当物距大于二倍焦距时，成缩小的实像；当物距大于二倍焦距时，成等大的实像；当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成放大的实像； （3）凸透镜成实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成虚像时，都是正立的，且像、物同侧； （4）凸透镜成实像时，随着物距的减小，像和像距都变大；成虚像时，随着物距的减小，像和物都不小。 得出结论 物距u与焦距f的关系 像的性质 像距v与焦距f的关系 相对凸透镜的位置 应用 正倒 大小 虚实 u>2f 倒立 缩小 实像 f<v<2f 与物异侧 照相机 u=2f 倒立 等大 实像 v=2f 与物异侧 测焦距 f<u<2f 倒立 放大 实像 v>2f 与物异侧 投影仪 u=f 不成像 u<f 正立 放大 虚像 —— 与物同侧 放大镜 3.实验注意事项 （1）光具座的长度有限，做实验时最好选用焦距较小的凸透镜； （2）凸透镜最好放在光具座的中间位置，便于调节物距和像距； （3）调整烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是让烛焰的像成在光屏的中央； （4）调整光屏时，不可再调整凸透镜的位置，否则会引起物距的变化； （5）判断烛焰的像是否最清晰的方法：光屏在某位置时，向前或向后移动光屏，像都会变模糊，则此位置即为像最清晰的位置； （6）同一个物距范围内，要换不同的物距进行实验，这是为了排除偶然因素，使实验结论更具普遍性。 实验中无论如何移动光屏都找不到像的几种原因 1.若烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度，烛焰的像将成在光屏偏上方或偏下方，甚至不能在光屏上成像； 2.当烛焰在凸透镜一倍焦距以外，但非常靠近焦点时，虽然能成实像，但所成的像很大，且像距也很大，而光具座长度和光屏的大小有限，光屏不能承接到像； 3.当烛焰位于凸透镜焦点处，烛焰发出的光经凸透镜折射后平行射出，光屏上不会出现烛焰的像； 4.若烛焰位于凸透镜一倍焦距以内，烛焰与其所成的虚像在凸透镜同侧，此时光屏时接收不到像的。 4.凸透镜成像规律的光路分析 利用凸透镜三条特殊光线中的任意两条可以画出相应的光路图，从而判断出像距的大小和成像的具体情况，这是理解凸透镜成像规律的最好的方法。 （1）当u>2f时，成倒立、缩小的实像，此时f<v<2f。光路如图所示。 （2）当u=2f时，成倒立、等大的实像，此时v=2f。光路如图所示。 （3）当f<u<2f时，成倒立、放大的实像，此时v>2f。光路如图所示。 （4）当u=f时，折射光时一束平行光，不能相交，其反向延长线也不能相交，所以不能成像。光路如图所示。 （5）当u<f时，成正立、放大的虚像，此时v>u。光路如图所示。 凸透镜成像的动态笑话规律 1.动态变化口诀：像的大小看像距，像儿跟着物体跑。其意义是，凸透镜成像时，像距变大（小），像就变大（小）；物体向哪个方向移动，像就向哪个方向移动。 2.移动速度：成缩小的像时，物距大于像距，物体移动的速度大于像移动的速度；成放大的像时，物距小于像距，物体移动的速度小于像移动的速度。 3.最小距离：物体和实像的最小距离是4f,即当物体位于2f位置成像时。 教材习题01 找一个圆柱形的玻璃瓶，里面装满水。把一支铅笔放在玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶，可以看到那支笔（如图）。如果把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动，你会看到什么现象？实际做一做，验证你的猜想。与前面用凸透镜所做的实验相比，这两个实验有什么共同之处？有什么不同？ 解题方法 熟悉凸透镜成像规律，知道物距变化，像大小的变化情况。 【答案】玻璃瓶相当于一个柱面透镜。当铅笔由靠近瓶子的位置逐渐远离时，透过透镜会看到铅笔逐渐变长，到达某一位置时，铅笔尖忽然改变方向。两个实验的相同之处是：当铅笔由靠近瓶子的位置逐渐远离时，铅笔都逐渐变长，到达某一位置时，铅笔尖都会改变方向；不同之处是：利用凸透镜做实验时，铅笔在纵向和横向上大小都发生变化，而用圆柱形的玻璃瓶做实验时，只是在横向上大小发生变化。 教材习题01 根据实验数据，凸透镜成放大的像时，物距跟像距相比，哪个比较大？成缩小的像时，物距跟像距相比，哪个比较大？由此你可以得出什么结论？凸透镜所成的像有没有正立的实像？有没有倒立的虚像？ 解题方法 熟悉凸透镜成像规律，知道物距和像距的变化情况，知道像大小的变化特点。 【答案】碘的熔点大约在113.5摄氏度，而酒精灯火焰的温度通常在300至450摄氏度之间。这意味着如 考点1：探究凸透镜成像规律 【典例1】（24-25八年级上·陕西渭南·期末）“烽火连三月，家书抵万金”，秦代木牍是我国最早的家信实物。小杰国庆期间参观博物馆，发现“秦代木牍”的展示柜中放着凸透镜，如图甲所示，他通过凸透镜观察到正立放大的像，为了弄清其原理，他设计了如下实验： (1)如图乙，小杰用平行光照射凸透镜，移动光屏直至光屏上出现一个最小、最亮的光斑，此凸透镜的焦距为 。 (2)实验前，为了使像成在光屏中央，应在光具座上调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在 。 (3)调节好实验器材，在图丙位置光屏上正好成清晰的像，此像是 （选填“放大”或“缩小”）的实像；保持凸透镜位置不变，若向右移动蜡烛，将光屏应向 （选填“左”或“右”）移动才能再次得到清晰的像。 (4)小杰不小心将一滴墨水洒在凸透镜中心，他发现光屏上___________（选填序号）。 A．没有烛焰的像 B．只有烛焰四周的像，烛焰中心不成像 C．仍有烛焰完整的像，但亮度变暗 (5)如果换用焦距较小的凸透镜进行实验，蜡烛和凸透镜位置如图丙所示不变，应将光屏向 （选填“左”或“右”）移动才能承接到清晰的烛焰像。 (6)图丙中，保持凸透镜的位置不变，将蜡烛移到光具座45处，为了观察到像，此时小杰的眼睛应该在凸透镜的 （选填“左”或“右”）侧透过凸透镜观察。 【答案】(1) (2)同一高度 (3) 缩小 右 (4)C (5)左 (6)右 【详解】（1）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，则由图乙可知该凸透镜的焦距为 （2）在实验中，为使像能成在光屏的中心，应在光具座上调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，便于观察像的性质。 （3）[1]如图丙，此时物距为40cm，物距大于二倍焦距，所以成倒立、缩小的实像。 [2]根据“物近像远像变大”可知蜡烛向右移动，物距减小，像距增大，则需要向右移动光屏才能看到清晰的像。 （4）小杰不小心将一滴墨水洒在凸透镜中心，他发现光屏上仍有烛焰完整的像，但亮度变暗，因为墨水只是减少烛焰的部分光透过透镜，故AB不符合题意，C符合题意，故选C。 （5）如果换用焦距较小的凸透镜进行实验，蜡烛和凸透镜位置如图丙所示不变，透镜对光的会聚能力变强，像距变小，应将光屏向左移动才能承接到清晰的烛焰像。 （6）图丙中，保持凸透镜的位置不变，将蜡烛移到光具座45处，则物距小于一倍焦距，凸透镜所成正立的像为正立放大的虚像，虚像不能在光屏上呈现，凸透镜所成虚像与成像物体在凸透镜的同侧，应从凸透镜的右侧透过凸透镜观察。 【变式1-1】（24-25八年级上·山东济宁·期末）小可同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验，通过实验得到凸透镜成像时的像距v和物距u关系的图像。 (1)由图2可知凸透镜的焦距f= cm； (2)小可同学在图1中观察到了当蜡烛，凸透镜以及光屏分别在20cm、50cm和65cm刻度上时，光屏上能成清晰的像，它可以应用于 （选填照相机、投影仪或放大镜）成像。接下来保持蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜移动到35cm刻度上，在光屏上所看到的像将是倒立、 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。若将一个眼镜片放在透镜和烛焰之间，光屏上的像变模糊了，将光屏向左移动，光屏上再次呈现清晰的像，该眼镜片是 （选填“近视”或“远视”）眼镜的镜片。 【答案】(1)10 (2) 照相机 放大 远视 【详解】（1）由图2可知，u=v=2f =20cm，此时在光屏上呈现倒立，等大的实像，即f=10cm。 （2）[1]由图1知，此时物距大于像距，根据凸透镜成像规律可知，物距大于像距，凸透镜成倒立，缩小的实像，故应用于照相机。 [2]根据折射时光路是可逆的，保持蜡烛和光屏的位置不变，此时物距等于原来的像距15cm（即此时物距处于f和2f之间），凸透镜成倒立放大的实像。 [3]将一个眼镜片放在透镜和烛焰之间，光屏上的像变模糊了，将光屏向左移动，光屏上再次呈现清晰的像，说明像向左移动了，该眼镜片会将光线提前会聚成像，故眼镜片是凸透镜，该镜片是远视眼镜的镜片。 【变式1-2】（24-25八年级上·河南开封·期末）在探究“凸透镜成像规律”的实验中，扎西同学进行了如下实验： (1)按如图甲所示操作，测出本实验所用凸透镜的焦距为 cm； (2)实验前，需要将蜡烛的焰心、凸透镜光心、光屏的中心摆放在 ，这样做的目的是 ； (3)接着扎西调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图乙所示，发现光屏上得到一个倒立、 （选填“放大”“缩小”或“等大”）的清晰实像，生活中的 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用了这样的成像原理； (4)保持图乙中凸透镜的位置不变，当向左移动蜡烛时，应该向 （选填“左”或“右”）移动光屏，才能再次得到清晰的像； (5)保持图乙中凸透镜的位置仍然不变，扎西向右移动蜡烛至45cm刻度线处，移动光屏，发现在光屏 （选填“能”或“不能”）得到蜡烛清晰的像。 【答案】(1)10.0 (2) 同一高度 使蜡烛成像在光屏中央 (3) 放大 投影仪 (4)左 (5)不能 【详解】（1）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 （2）[1][2]为了使像成在光屏中央，应调整蜡烛的焰心、凸透镜光心、光屏的中心摆放在主光轴的同一高度。 （3）[1][2]由图乙可知，此时物距 此时物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大实像，应用于投影仪。 （4）保持图乙中凸透镜的位置不变，当向左移动蜡烛时，物距变大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，应将光屏向靠近透镜的方向即向左移动。 （5）将蜡烛移至45cm刻度线处，此时，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接。 考点2：凸透镜成像的判断 【典例2】（24-25八年级上·江西南昌·期末）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，所用凸透镜的焦距为10cm，光屏是透光的。正确安装并调节实验装置。把“F”发光物、凸透镜和光屏置于如图甲、乙所示，移动光屏，在光屏上均能找到清晰的像；则小关与小庆看到光屏上像的形状和大小分别是（　　） A．小关等大 小庆缩小 B．小关放大 小庆缩小 C．小关缩小 小庆放大 D．小关缩小 小庆放大 【答案】A 【详解】凸透镜的焦距，如图尺子分度值为1cm，小关的发光物距离凸透镜的距离（物距） 根据凸透镜成像的规律，此时成倒立等大的实像；小庆的发光物距离凸透镜的距离（物距） 根据凸透镜成像的规律，此时成倒立、缩小的实像。结合小关、小庆的观察位置，故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 【变式2-1】（24-25八年级上·湖北宜昌·期末）许多博物馆会在较为精巧的文物前放置凸透镜，如图所示，通过凸透镜看到的像是（　　） A．倒立放大的实像，像与物异侧 B．倒立放大的实像，像与物同侧 C．正立放大的虚像，像与物异侧 D．正立放大的虚像，像与物同侧 【答案】D 【详解】许多博物馆会在较为精巧的文物前放置凸透镜，通过凸透镜可以看清文物的精巧结构，此时凸透镜相当于放大镜，物体在凸透镜的焦点以内，成正立、放大的虚像，像与物体在同一侧，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【变式2-2】（24-25八年级上·安徽合肥·期末）在做“探究凸透镜成像的规律”实验时，将焦距为20cm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，通过凸透镜所成的像是（　　） A．放大、正立的虚像 B．放大、倒立的实像 C．等大、倒立的实像 D．缩小、正立的虚像 【答案】B 【详解】已知薄凸透镜的焦距f＝20cm 将点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻度线处，则 由凸透镜成像规律可知，此时成放大、倒立的实像，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 考点3：凸透镜焦距的计算 【典例3】（23-24八年级上·湖北黄石·期末）在“探究凸透镜成像的规律”时，当烛焰离透镜26cm时成放大的实像，当烛焰离透镜16cm时成放大的虚像，则这个透镜的焦距可能是（　　） A．8cm B．12cm C．14cm D．24cm 【答案】D 【详解】当烛焰离透镜26cm时，得放大的实像，则物体在一倍焦距和二倍焦距之间，即，所以得到①；当烛焰离透镜16cm时成的是放大的虚像，则物体在一倍焦距以内，即②；综上所述①②得到，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【变式3-1】（24-25八年级下·甘肃武威·开学考试）如图所示，某凸透镜的物距u与像距v之间关系的图象，下列判断正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距是16cm B．当u=20cm时，成放大的实像，投影仪就是根据这一原理制成的 C．当u=12cm时，成放大的实像，显微镜的物镜成像原理与之相同 D．把物体从距凸透镜12cm处移动到20cm处的过程中，像逐渐变大 【答案】C 【详解】A．根据凸透镜成像规律，当u=v=2f时，凸透镜成倒立、等大的实像，如图，有u=v=2f=16cm 所以该凸透镜的焦距是f=8cm 故A错误； B．当u=20cm时，物距大于2倍焦距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立缩小的实像，照相机就是根据这一原理制成的，故B错误； C．当u=12cm时，物距在1倍焦距与2倍焦距之间，根据凸透镜成像规律，此时成倒立放大的实像，显微镜的物镜相当于投影仪，成倒立放大的实像，因此显微镜的物镜成像原理与之相同，故C正确； D．把物体从距凸透镜12cm处移动到20cm处的过程中，物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小的规律可知，像逐渐减小，故D错误。 故选C。 【变式3-2】（24-25八年级上·河北保定·期末）小明同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象，如图所示，下列选项正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距是16cm B．当u＝20cm 时，在光屏上能得到一个放大的像 C．当u＝12cm时，凸透镜的成像特点与照相机的成像特点相同 D．把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，像逐渐变小 【答案】D 【详解】A．当时，成等大的实像，由题知则，故A错误； B．当时，此时成倒立缩小的实像，故B错误； C．当时，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，所以在光屏上能得到一个倒立，放大的实像，应用为投影仪或幻灯机，故C错误； D．物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，由“物远像近像减小”可知，凸透镜成实像，且像逐渐变小，故D正确。 故选D。 知识导图记忆 物距u与焦距f的关系 像的性质 像距v与焦距f的关系 相对凸透镜的位置 应用 正倒 大小 虚实 u>2f 倒立 缩小 实像 f<v<2f 与物异侧 照相机 u=2f 倒立 等大 实像 v=2f 与物异侧 测焦距 f<u<2f 倒立 放大 实像 v>2f 与物异侧 投影仪 u=f 不成像 u<f 正立 放大 虚像 —— 与物同侧 放大镜 知识目标复核 1．认识凸透镜和凹透镜，了解凸透镜的主光轴、光心、焦点和焦距。 2．通过观察，知道凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。 3. 会画凸透镜和凹透镜的三条特殊光线的光路图。 一、单选题 1．（24-25八年级下·甘肃武威·开学考试）已知某物体透过凸透镜，在距离透镜16厘米的光屏上成缩小的像，若将物体移动到距焦点8厘米处，则此时成的像（　　） A．一定是等大的实像 B．一定是放大的虚像 C．可能是放大的实像 D．可能是缩小的实像 【答案】CD 【详解】由题意知，物体透过凸透镜在距离透镜16厘米的光屏上成缩小的像，根据凸透镜成像规律可知，此时像距满足的范围为，将16cm带入上式可得，解得。物体移动到距焦点8厘米处，此时物距u有两种情况：当物体在焦点外侧时，物距u=f+8cm。 因为8cm<f<16cm，所以8cm+8cm<f+8cm<16cm+8cm，即16cm<u<24cm。此时2f的范围是2×8cm<2f<2×16cm，即16cm<2f<32cm。u可能大于或等于2f，也可能在f和2f之间。根据凸透镜成像规律，当u＞2f时，成倒立、缩小的实像；当u=2f时，成倒立、等大的实像；当f<u<2f时，成倒立、放大的实像。当物体在焦点内侧时，物距u=f−8cm。因为8cm<f<16cm，所以8cm−8cm<f−8cm<16cm−8cm，即0cm<u<8cm，此时u<f，成正立、放大的虚像。综上，故CD符合题意，AB不符合题意。 故选CD。 2．（24-25八年级上·广东佛山·期末）在用凸透镜观察物体的活动中，甲、乙、丙是通过凸透镜所看到的插图的像。若凸透镜先贴着插图然后逐渐远离，按凸透镜与插图之间的距离由近到远进行排序，下列排序正确的是（　　） A．甲、乙、丙 B．丙、乙、甲 C．丙、甲、乙 D．甲、丙、乙 【答案】D 【详解】若凸透镜先贴着插图然后逐渐远离，插图到凸透镜的距离（物距）从一倍焦距以内→一倍焦距和二倍焦距之间→二倍焦距处→二倍焦距以外；先插图到凸透镜的物距在一倍焦距以内时，凸透镜成正立，放大的虚像，即甲图；再插图到凸透镜的物距在一倍焦距和二倍焦距之间，凸透镜成倒立，放大的实像，即丙图；最后插图到凸透镜的物距在二倍焦距以外，凸透镜成倒立，缩小的实像，即乙图。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 3．（24-25八年级上·河南郑州·期末）夜晚漫步在城市街道，地面上的广告投影引人注目，其内部结构如图所示，下列说法不正确的是（　　） A．该投影灯的原理与幻灯机相同 B．广告片到镜头的距离应在一倍焦距到二倍焦距之间 C．若使广告投射灯成更大清晰的像，只需将广告片向凸透镜方向移动 D．该广告投影所成的是倒立放大的实像 【答案】C 【详解】ABD．如图投影仪成的是放大的实像，根据凸透镜成像规律，广告片到镜头的距离在一倍焦距和两倍焦距之间，成倒立放大的实像，该投影灯的成像原理与幻灯机相同，故ABD正确，不符合题意； C．若使广告投射灯成更大清晰的像，根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律，可适当减小镜头到广告片的距离，同时增大投影灯离地面的距离，故C错误，符合题意。 故选C。 4．（24-25九年级下·江苏苏州·阶段练习）如图甲所示是公共场所的宣传投影灯，装在高处的投影灯照在地面上出现图案，其内部结构如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．投影灯距地面越低，成像越大 B．调低光源，地面的图案变大 C．“梦想成真”投影在白色地面上的效果更好 D．夜间拍摄地面上的“梦想成真”，打开相机闪光灯效果更好 【答案】C 【详解】A．投影灯成像原理是利用物距在一倍焦距和两倍焦距之间，像距大于二倍焦距，成的是倒立的放大的实像，投影灯距地面越低，像距越小，由物远像近像变小可知，成像越小，故A错误； B．调低光源，镜头与图片的距离不变，即物距不变，所以图案大小不变，故B错误； C．由于白色的地面能反射所有色光，所以“梦想成真”投影在白色地面上，所有的色光都能反射，效果更好，故C正确； D．由于地面上看到的像是实际光线会聚而成的，打开相机闪光灯，会造成地面反光，影响拍摄效果，故D错误。 故选C。 5．（24-25八年级上·广东梅州·期末）在“探究凸透镜成像的规律”实验时，某小组测量出物距和像距的数据，并绘制成如图所示的图象，根据图象可知（　　） A．该凸透镜的焦距f＝10cm B．当物距u＝20cm时，成倒立、缩小的实像，照相机利用了这条规律 C．当物距u＝3cm时，成倒立、放大的实像，幻灯机利用了这条规律 D．当物距u＝7cm时，光屏要在距离透镜5～10cm的范围内移动才能得到清晰的像 【答案】B 【详解】A．由图知道，u＝v＝10cm 根据u＝v＝2f知道，成倒立等大的实像，所以该凸透镜的焦距为f＝5cm 故A错误； B．当物距u＝20cm时，此时u＞2f，根据u＞2f知道，成倒立缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的，故B正确； C．当物距u＝5cm时，此时物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，放大镜就是利用此原理制成的，故C错误； D．当物距u＝7cm时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，此时像距v＞2f，即光屏要在距离透镜10cm以外的范围内移动才能得到清晰的像，故D错误。 故选B。 6．（24-25八年级下·四川绵阳·开学考试）“强迫透视法”是一种富有创意的拍摄技巧。拍摄时，让两个物体离镜头远近不同，再调整拍摄角度，使两物体的像在同一张照片中呈现出有趣的效果。如图，是利用该技巧拍摄的照片，下列说法正确的是（　　） A．照相机镜头对光有发散作用 B．铁塔和手臂通过照相机镜头成的是正立、缩小的实像 C．拍摄该照片时，手臂比铁塔更靠近照相机镜头 D．要使手臂的像更大，可将手臂移到照相机镜头一倍焦距之内 【答案】C 【详解】A．照相机镜头使用的是凸透镜，对光线具有会聚作用，故A错误； B．照相机成像利用的是凸透镜成像中，物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，即均成缩小的像，故B错误； C．图中成像手臂比铁塔成像大，根据凸透镜成像规律“物近像远，像变大”可知，拍摄该照片时，手臂比铁塔更靠近照相机镜头，故C正确； D．照相机成像利用的是物距大于二倍焦距，故D错误。 故选C。 7．（24-25八年级上·湖南·阶段练习）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成清晰的像，下列叙述不正确的是（　　） A．蜡烛向右适当移动，光屏上要重新得到清晰的像，光屏要适当向右移动 B．若不小心用指尖触摸到凸透镜，光屏上的像仍是完整的，但光屏上会有指尖的像 C．若将凸透镜换为另一焦距为10cm凸透镜将光屏向左移动一些，光屏上会成清晰的像 D．保持光屏和蜡烛位置不变，将凸透镜移至标有“40”的位置，光屏上会出现倒立、放大的像 【答案】B 【详解】A．蜡烛向右适当移动，物距减小，根据凸透镜成实像规律“物近像远像变大”可知，光屏上要重新得到清晰的像，光屏要适当向右移动，故A正确，不符合题意； B．若不小心用指尖触摸到凸透镜，光屏上的像仍是完整的，由于指尖处于一倍焦距之内成虚像，因此光屏上不会有指尖的像，故B错误，符合题意； C．图中物距大于像距，且成实像，根据凸透镜成像规律可知，此时物距大于二倍焦距，像距处于一倍焦距和二倍焦距之间。此时物距为 像距为 即， 解得，若将凸透镜换为另一焦距为10cm，焦距变小，凸透镜对光的会聚能力增强，会提前会聚成像，因此将光屏向左移动一些，光屏上会成清晰的像，故C正确，不符合题意； D．保持光屏和蜡烛位置不变，将凸透镜移至标有“40”的位置，此时物距等于原来的像距，由于光的折射现象中光路是可逆的，因此适当移动光屏，能够成倒立、放大的实像，故D正确，不符合题意。 故选B。 8．（24-25八年级上·湖南·阶段练习）星期天，小方同学按照课后动手动脑学物理的操作要求，验证了一个有趣的实验：找一个圆柱形的玻璃瓶，里面装满水。把一支普通铅笔放在玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶，可以看到那支笔，如图所示。如果把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动，会看到什么现象？小方记录了这个过程中所看到的现象，其中有错误的是（　　） A．先成虚像，后成实像 B．笔尖所成的像先变长，后变短，但是变短的过程中可能比笔尖长 C．笔尖变细变长，到某一位置时，笔尖突然改变方向 D．笔尖所成的像先变长，后变短，但是变短的过程中可能比笔尖短 【答案】C 【详解】A．笔距离玻璃瓶较近，在焦点以内时，成虚像；当笔移动到焦点以外时，成实像，所以先成虚像，后成实像，故A正确，不符合题意； BD．在焦点以内移动时，越靠近焦点，虚像越大，笔尖所成的像先变长；在焦点以外时，远离焦点所成的实像越小，笔尖所成的变短；铅笔在一倍焦距和二倍焦距之间时，成放大的实像，在二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像，所以变短的过程中可能比笔尖长，也可能比笔尖短，故BD正确，不符合题意； C．圆柱形玻璃杯横向属于凸透镜，纵向不属于凸透镜，所以笔尖变长但不会变细，故C错误，符合题意。 故选C。 二、填空题 9．（24-25八年级上·四川泸州·期末）如图所示，为商场中经常看到的广告投影灯及其内部结构示意图。其中广告片应位于镜头的 （选填“2倍焦距以外”“1倍焦距和2倍焦距之间”“1倍焦距以内”）。为了在地面上得到更大的、清晰的广告图像，应使广告片与凸透镜的距离 ，投影灯与地面的距离 （后两空选填“增大”或“减小”）。 【答案】 1倍焦距和2倍焦距之间 减小 增大 【详解】[1]广告片通过投影灯成倒立、放大的实像，所以广告片应位于一倍焦距到二倍焦距之间。 [2][3]为了得到更大的、清晰的广告图像，即像变大，则物距变小，像距离变大，所以广告片与凸透镜的距离减小，投影灯与地面的距离增大。 10．（24-25八年级上·广东阳江·期末）一个凸透镜的焦距为15cm，当物体与透镜的距离为50cm时，透镜所成的像是倒立缩小的 ；当物体与透镜的距离为22cm时，透镜所成的像是倒立 的实像；当物体与透镜的距离为10cm时，透镜所成的像是正立放大的 。 【答案】 实像 放大 虚像 【详解】[1]此凸透镜的焦距是15cm，而物体离凸透镜距离50cm，此时物体处于大于二倍焦距以外，根据凸透镜成像规律，像成在一倍焦距和二倍焦距之间，特点是倒立、缩小的实像。 [2]当物体与透镜的距离为22cm时，物体处于一倍焦距和二倍焦距之间，根据凸透镜成像规律，像成在大于二倍焦距以外，成倒立、放大的实像。 [3]当物体与透镜的距离为10cm时，此时物体处于一杯焦距以内，根据凸透镜成像规律可知，成正立、放大的虚像。 11．（24-25八年级上·广东广州·期末）如图，光刻技术是利用缩图透镜将绘在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的硅片上，掩膜上的电路图恰好在硅片上成清晰缩小的像，在硅片上成像越小芯片制程越小。 (1)光源发出的紫外线 （选填“能”或“不能”）被人眼直接观察到； (2)掩膜位于缩图透镜的 （选填“二倍焦距以外”、“一倍焦距以内”或“一倍到两倍焦距之间”）； (3)这次我国芯片制程直接从90nm突破到了22nm，如果缩图透镜不动，电路图大小不变，则要将掩膜向 透镜方向移动（选填“靠近”或“远离”），要将硅片向 透镜方向移动（选填“靠近”或“远离”）。 【答案】(1)不能 (2)二倍焦距以外 (3) 远离 靠近 【详解】（1）紫外线属于不可见光，人眼看不到，因此光源发出的紫外线不能被人眼直接观察到。 （2）由图和题意可知，该缩图透镜为凸透镜，掩膜上的电路图恰好在硅片上成清晰缩小的像，根据凸透镜成像规律，掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以外。 （3）[1][2]这次我国直接从90nm突破到了22nm制程的芯片，如果缩图透镜相同，像变小，根据凸透镜成像规律“物远像近，像变小”可知，物体需远离凸透镜，所以要将掩膜向上方移动，像变小，像距变小，要将硅片向靠近透镜方向移动。 12．（24-25八年级上·江苏徐州·期末）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，为了使烛焰的像呈现在光屏中央，应调节烛焰、光屏和 的中心在同一高度。为了确定像的位置，应 移动光屏，找到最清晰的像。实验表明，物体通过凸透镜所成像的性质与 有关。 【答案】 凸透镜 左右（前后） 物距 【详解】[1]为了使像成在光屏中央，应调节烛焰、光屏和凸透镜的中心在同一高度。 [2]为了确定像的位置，应左右移动光屏，直到光屏上出现最清晰的像为止。 [3]物体通过凸透镜成像的性质与物距有关，物距不同，凸透镜成像性质不同。 13．（24-25八年级上·河北沧州·期末）凸透镜的焦距为10厘米，将发光体放在离透镜25厘米的主光轴上，所成的像是倒立、 的 像（选填“放大”、“等大”或“缩小”），像到透镜的距离 20厘米（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 【答案】 缩小 实 小于 【详解】[1][2][3]将发光体放在离透镜25厘米的主光轴上，此时物距满足大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像，此时像距应处于一倍焦距和二倍焦距之间，即像到透镜的距离小于20厘米。 14．（24-25八年级上·山东济宁·期末）如图所示，工匠师维护精密仪表时，常戴一个凸透镜，便于观察仪表的细微之处。 (1)凸透镜对光有 作用； (2)凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的 范围之内； (3)透过凸透镜看到仪表的像，其像的性质是 （包括“正立”或“倒立”、“放大”或“缩小”以及“实像”或者“虚像”）像与仪表位于凸透镜的 。（选填“同侧”或“异侧”） 【答案】(1)会聚 (2)一倍焦距 (3) 正立、放大、虚像 同侧 【详解】（1）凸透镜形状特点是中间厚、边缘薄，这种形状使得光线通过透镜时会发生折射，从而产生会聚效果。 （2）根据凸透镜成像规律可知当物体位于凸透镜的一倍焦距之内时，会形成正立放大的虚像。因此，凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的一倍焦距范围之内。 （3）[1][2]根据凸透镜成像规律可知当物体位于凸透镜的一倍焦距之内时，会形成正立放大的虚像，像与物同侧。 三、作图题 15．（2024·安徽·二模）图中L表示凸透镜，MN为凸透镜的主光轴，O点为光心，F为凸透镜的焦点。请在图中作出物体AB通过凸透镜所成的像A'B'的光路图。 【答案】 【详解】物距小于一倍焦距，是放大镜的原理图。根据凸透镜的三条特殊光线来作图：从A点发出的平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，过光心的光线经凸透镜后传播方向不改变，再作两条折射光线的反向延长线交于点即可得物体AB通过凸透镜所成的正立、放大的虚像A'B'，作图如下： 16．（23-24九年级下·湖北襄阳·自主招生）平面镜水平放置且镜面朝上，在镜面上方竖直放置一凸透镜，在凸透镜左侧主光轴上两倍焦距处有一点光源S，请通过作图说明S能成几个像。 【答案】见解析 【详解】由题知，凸透镜主光轴上两倍焦距处有一点光源S；首先可以确定点光源S在凸透镜右侧两倍焦距处可以成一个等大的实像S1，这个实像又可以通过平面镜成一个虚像S2（平面镜成像）；点光源S通过平面镜可以成一个虚像S3，形成的这个虚像S3（相当于一个发光点）又可以通过凸透镜再成一个等大的实像S4（因S3在两倍焦距处的正下方，且过光心的光线传播方向不变），由于通过S4的光线不能被平面镜反射（或不能再射向平面镜），S4不能在平面镜中成一个虚像。 所以，会出现两个实像，两个虚像，即S能成四个像。如图所示： 17．（24-25八年级上·黑龙江大庆·期中）在光路图中凸透镜用图甲表示，O点为光心，F为其焦点。图乙是经过凸透镜的两条特殊光线，所画物体AB经凸透镜成的像A´B´的光路图。请参照图乙，在图丙中适当位置画上凸透镜（用图甲中的方式），并标出一个焦点的位置。(其中是AB是置于主光轴上的物体，MN是AB的像) 【答案】 【详解】根据乙图得出两条特殊光线：过光心不改变方向；平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后会聚在焦点。在丙图上同样做出过光心和平行于主光轴的两条特殊光线。连接MA并延长交主光轴与一点，该点是凸透镜的光心O，过光心O做一个凸透镜。由A点向凸透镜作平行于主光轴的光线AC，连接MC并延长交主光轴与一点F，F是凸透镜的焦点，根据左右焦点到光心的距离相等可确定另一焦点，如图： 四、实验题 18．（24-25八年级上·湖北荆州·期末）在探究“凸透镜成像的规律”的实验中： (1)按如图甲所示的操作，可测出凸透镜焦距是 cm； (2)为了使像能成在光屏的中央，实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在 ； (3)如图乙所示，某次实验时光屏上承接到了烛焰清晰的像，该像是一个 、 的实像；为了让光屏上的像更大一些，应该调节蜡烛到凸透镜的距离 些（选填“变大或变小”）； (4)如图丙所示，实验时把一个不透明且不光滑的挡板放在如图所示的位置，则小丽在透镜的另一侧 （选填“能”或“不能”）看到烛焰的像。 【答案】(1)10.0 (2)同一高度 (3) 倒立 放大 变小 (4)能 【详解】（1）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 （2）实验开始前，应将发光体、凸透镜和光屏中心调节在同一高度上，是为了使像成在光屏的中央，便于观察。 （3）[1]由图可知，此时物距小于像距，根据凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像。 [2]根据物近像远像变大可知要想像变大，物距要变小，故应该调节蜡烛到凸透镜的距离变小。 （4）将烛焰置于凸透镜一倍焦距以内时，凸透镜成正立、放大的虚像，若把一个不透明且不光滑的挡板放在如图所示的位置，因凸透镜所成虚像是折射光线的反向延长线会聚形成的，此时挡板并不影响折射光线进入人的眼睛，所以小丽透过凸透镜仍能看到烛焰的虚像。 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第21讲 凸透镜成像的规律 内容导航——预习三步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 练习题 讲典例：教材习题学解题、快速掌握解题方法 练考点 强知识：8大核心考点精准练 第二步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第三步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 探究凸透镜成像规律 1.基本概念 （1）物距：物体到凸透镜光心的距离，用字母u表示。 （2）像距：像到凸透镜光心的距离，用字母v表示。 注意：初中阶段，我们研究的凸透镜均为薄透镜，其厚度可忽略不计，故一般物距也可说是物体到透镜的距离，像距是像到透镜的距离。 2.实验：探究凸透镜成像的规律 提出问题 凸透镜所成的像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系？ 实验设计 先把物体放在距离凸透镜较远的地方，然后逐渐向凸透镜方向靠近，同时把光屏放在凸透镜的另一侧，观察光屏上像的变化情况。由于凸透镜的偏折情况和焦距有关，所以应着重观察物距等于、大于或小于一倍焦距、二倍焦距时，物体的成像情况。 实验器材 光具座、蜡烛、凸透镜、光屏等 进行实验与收集证据 （1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上，调整它们的高度，使烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度； （2）把蜡烛放在凸透镜二倍焦距以外的地方并点燃，然后调整光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现清晰烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重复做这一步； （3）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离大于二倍焦距，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像的大小、正倒，测出物距u和像距v； （4）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像大小、正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重做这一步； （5）把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛位于凸透镜的焦点上，移动光屏，观察是否能够成像； （6）把蜡烛移到凸透镜的一倍焦距以内，移动光屏，观察在光屏上能否看到蜡烛的像。如果不能，可以从光屏这一侧透过凸透镜观察，记录所看到的像的正倒、大小以及此时的物距u。稍稍改变物距，重做这一步； （7）将实验数据和观察结果填入表中（该实验所用凸透镜焦距f=12cm） 物距u与焦距f的关系 物距u/cm 像距v/cm 成像的性质 像的变化情况 u>2f 60 15 倒立、缩小的实像 物距变小时，像距变大，像（相对于之前）变大 48 16 u=2f 24 24 倒立、等大的实像 —— f<u<2f 18 36 倒立、放大的实像 物距变小时，像距变大，像变大 15 60 u=f 12 —— 不成像 —— u<f 8 —— 正立、放大的虚像 物距变小时，像距变小，虚像变小 6 —— 分析论证 （1）焦点是成实像和虚像的分界点。当物距大于一倍焦距时，成实像；当物距小于一倍焦距时，成虚像；当物距大于一倍焦距时，不成像； （2）二倍焦距是成放大实像还是缩小实像的分界点。当物距大于二倍焦距时，成缩小的实像；当物距大于二倍焦距时，成等大的实像；当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成放大的实像； （3）凸透镜成实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成虚像时，都是正立的，且像、物同侧； （4）凸透镜成实像时，随着物距的减小，像和像距都变大；成虚像时，随着物距的减小，像和物都不小。 得出结论 物距u与焦距f的关系 像的性质 像距v与焦距f的关系 相对凸透镜的位置 应用 正倒 大小 虚实 u>2f 倒立 缩小 实像 f<v<2f 与物异侧 照相机 u=2f 倒立 等大 实像 v=2f 与物异侧 测焦距 f<u<2f 倒立 放大 实像 v>2f 与物异侧 投影仪 u=f 不成像 u<f 正立 放大 虚像 —— 与物同侧 放大镜 3.实验注意事项 （1）光具座的长度有限，做实验时最好选用焦距较小的凸透镜； （2）凸透镜最好放在光具座的中间位置，便于调节物距和像距； （3）调整烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是让烛焰的像成在光屏的中央； （4）调整光屏时，不可再调整凸透镜的位置，否则会引起物距的变化； （5）判断烛焰的像是否最清晰的方法：光屏在某位置时，向前或向后移动光屏，像都会变模糊，则此位置即为像最清晰的位置； （6）同一个物距范围内，要换不同的物距进行实验，这是为了排除偶然因素，使实验结论更具普遍性。 实验中无论如何移动光屏都找不到像的几种原因 1.若烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度，烛焰的像将成在光屏偏上方或偏下方，甚至不能在光屏上成像； 2.当烛焰在凸透镜一倍焦距以外，但非常靠近焦点时，虽然能成实像，但所成的像很大，且像距也很大，而光具座长度和光屏的大小有限，光屏不能承接到像； 3.当烛焰位于凸透镜焦点处，烛焰发出的光经凸透镜折射后平行射出，光屏上不会出现烛焰的像； 4.若烛焰位于凸透镜一倍焦距以内，烛焰与其所成的虚像在凸透镜同侧，此时光屏时接收不到像的。 4.凸透镜成像规律的光路分析 利用凸透镜三条特殊光线中的任意两条可以画出相应的光路图，从而判断出像距的大小和成像的具体情况，这是理解凸透镜成像规律的最好的方法。 （1）当u>2f时，成倒立、缩小的实像，此时f<v<2f。光路如图所示。 （2）当u=2f时，成倒立、等大的实像，此时v=2f。光路如图所示。 （3）当f<u<2f时，成倒立、放大的实像，此时v>2f。光路如图所示。 （4）当u=f时，折射光时一束平行光，不能相交，其反向延长线也不能相交，所以不能成像。光路如图所示。 （5）当u<f时，成正立、放大的虚像，此时v>u。光路如图所示。 凸透镜成像的动态笑话规律 1.动态变化口诀：像的大小看像距，像儿跟着物体跑。其意义是，凸透镜成像时，像距变大（小），像就变大（小）；物体向哪个方向移动，像就向哪个方向移动。 2.移动速度：成缩小的像时，物距大于像距，物体移动的速度大于像移动的速度；成放大的像时，物距小于像距，物体移动的速度小于像移动的速度。 3.最小距离：物体和实像的最小距离是4f,即当物体位于2f位置成像时。 教材习题01 找一个圆柱形的玻璃瓶，里面装满水。把一支铅笔放在玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶，可以看到那支笔（如图）。如果把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动，你会看到什么现象？实际做一做，验证你的猜想。与前面用凸透镜所做的实验相比，这两个实验有什么共同之处？有什么不同？ 解题方法 熟悉凸透镜成像规律，知道物距变化，像大小的变化情况。 教材习题01 根据实验数据，凸透镜成放大的像时，物距跟像距相比，哪个比较大？成缩小的像时，物距跟像距相比，哪个比较大？由此你可以得出什么结论？凸透镜所成的像有没有正立的实像？有没有倒立的虚像？ 解题方法 熟悉凸透镜成像规律，知道物距和像距的变化情况，知道像大小的变化特点。 考点1：探究凸透镜成像规律 【典例1】（24-25八年级上·陕西渭南·期末）“烽火连三月，家书抵万金”，秦代木牍是我国最早的家信实物。小杰国庆期间参观博物馆，发现“秦代木牍”的展示柜中放着凸透镜，如图甲所示，他通过凸透镜观察到正立放大的像，为了弄清其原理，他设计了如下实验： (1)如图乙，小杰用平行光照射凸透镜，移动光屏直至光屏上出现一个最小、最亮的光斑，此凸透镜的焦距为 。 (2)实验前，为了使像成在光屏中央，应在光具座上调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在 。 (3)调节好实验器材，在图丙位置光屏上正好成清晰的像，此像是 （选填“放大”或“缩小”）的实像；保持凸透镜位置不变，若向右移动蜡烛，将光屏应向 （选填“左”或“右”）移动才能再次得到清晰的像。 (4)小杰不小心将一滴墨水洒在凸透镜中心，他发现光屏上___________（选填序号）。 A．没有烛焰的像 B．只有烛焰四周的像，烛焰中心不成像 C．仍有烛焰完整的像，但亮度变暗 (5)如果换用焦距较小的凸透镜进行实验，蜡烛和凸透镜位置如图丙所示不变，应将光屏向 （选填“左”或“右”）移动才能承接到清晰的烛焰像。 (6)图丙中，保持凸透镜的位置不变，将蜡烛移到光具座45处，为了观察到像，此时小杰的眼睛应该在凸透镜的 （选填“左”或“右”）侧透过凸透镜观察。 【变式1-1】（24-25八年级上·山东济宁·期末）小可同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验，通过实验得到凸透镜成像时的像距v和物距u关系的图像。 (1)由图2可知凸透镜的焦距f= cm； (2)小可同学在图1中观察到了当蜡烛，凸透镜以及光屏分别在20cm、50cm和65cm刻度上时，光屏上能成清晰的像，它可以应用于 （选填照相机、投影仪或放大镜）成像。接下来保持蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜移动到35cm刻度上，在光屏上所看到的像将是倒立、 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。若将一个眼镜片放在透镜和烛焰之间，光屏上的像变模糊了，将光屏向左移动，光屏上再次呈现清晰的像，该眼镜片是 （选填“近视”或“远视”）眼镜的镜片。 【变式1-2】（24-25八年级上·河南开封·期末）在探究“凸透镜成像规律”的实验中，扎西同学进行了如下实验： (1)按如图甲所示操作，测出本实验所用凸透镜的焦距为 cm； (2)实验前，需要将蜡烛的焰心、凸透镜光心、光屏的中心摆放在 ，这样做的目的是 ； (3)接着扎西调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图乙所示，发现光屏上得到一个倒立、 （选填“放大”“缩小”或“等大”）的清晰实像，生活中的 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用了这样的成像原理； (4)保持图乙中凸透镜的位置不变，当向左移动蜡烛时，应该向 （选填“左”或“右”）移动光屏，才能再次得到清晰的像； (5)保持图乙中凸透镜的位置仍然不变，扎西向右移动蜡烛至45cm刻度线处，移动光屏，发现在光屏 （选填“能”或“不能”）得到蜡烛清晰的像。 考点2：凸透镜成像的判断 【典例2】（24-25八年级上·江西南昌·期末）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，所用凸透镜的焦距为10cm，光屏是透光的。正确安装并调节实验装置。把“F”发光物、凸透镜和光屏置于如图甲、乙所示，移动光屏，在光屏上均能找到清晰的像；则小关与小庆看到光屏上像的形状和大小分别是（　　） A．小关等大 小庆缩小 B．小关放大 小庆缩小 C．小关缩小 小庆放大 D．小关缩小 小庆放大 【变式2-1】（24-25八年级上·湖北宜昌·期末）许多博物馆会在较为精巧的文物前放置凸透镜，如图所示，通过凸透镜看到的像是（　　） A．倒立放大的实像，像与物异侧 B．倒立放大的实像，像与物同侧 C．正立放大的虚像，像与物异侧 D．正立放大的虚像，像与物同侧 【变式2-2】（24-25八年级上·安徽合肥·期末）在做“探究凸透镜成像的规律”实验时，将焦距为20cm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，通过凸透镜所成的像是（　　） A．放大、正立的虚像 B．放大、倒立的实像 C．等大、倒立的实像 D．缩小、正立的虚像 考点3：凸透镜焦距的计算 【典例3】（23-24八年级上·湖北黄石·期末）在“探究凸透镜成像的规律”时，当烛焰离透镜26cm时成放大的实像，当烛焰离透镜16cm时成放大的虚像，则这个透镜的焦距可能是（　　） A．8cm B．12cm C．14cm D．24cm 【变式3-1】（24-25八年级下·甘肃武威·开学考试）如图所示，某凸透镜的物距u与像距v之间关系的图象，下列判断正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距是16cm B．当u=20cm时，成放大的实像，投影仪就是根据这一原理制成的 C．当u=12cm时，成放大的实像，显微镜的物镜成像原理与之相同 D．把物体从距凸透镜12cm处移动到20cm处的过程中，像逐渐变大 【变式3-2】（24-25八年级上·河北保定·期末）小明同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象，如图所示，下列选项正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距是16cm B．当u＝20cm 时，在光屏上能得到一个放大的像 C．当u＝12cm时，凸透镜的成像特点与照相机的成像特点相同 D．把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，像逐渐变小 知识导图记忆 物距u与焦距f的关系 像的性质 像距v与焦距f的关系 相对凸透镜的位置 应用 正倒 大小 虚实 u>2f 倒立 缩小 实像 f<v<2f 与物异侧 照相机 u=2f 倒立 等大 实像 v=2f 与物异侧 测焦距 f<u<2f 倒立 放大 实像 v>2f 与物异侧 投影仪 u=f 不成像 u<f 正立 放大 虚像 —— 与物同侧 放大镜 知识目标复核 1．认识凸透镜和凹透镜，了解凸透镜的主光轴、光心、焦点和焦距。 2．通过观察，知道凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。 3. 会画凸透镜和凹透镜的三条特殊光线的光路图。 一、单选题 1．（24-25八年级下·甘肃武威·开学考试）已知某物体透过凸透镜，在距离透镜16厘米的光屏上成缩小的像，若将物体移动到距焦点8厘米处，则此时成的像（　　） A．一定是等大的实像 B．一定是放大的虚像 C．可能是放大的实像 D．可能是缩小的实像 2．（24-25八年级上·广东佛山·期末）在用凸透镜观察物体的活动中，甲、乙、丙是通过凸透镜所看到的插图的像。若凸透镜先贴着插图然后逐渐远离，按凸透镜与插图之间的距离由近到远进行排序，下列排序正确的是（　　） A．甲、乙、丙 B．丙、乙、甲 C．丙、甲、乙 D．甲、丙、乙 3．（24-25八年级上·河南郑州·期末）夜晚漫步在城市街道，地面上的广告投影引人注目，其内部结构如图所示，下列说法不正确的是（　　） A．该投影灯的原理与幻灯机相同 B．广告片到镜头的距离应在一倍焦距到二倍焦距之间 C．若使广告投射灯成更大清晰的像，只需将广告片向凸透镜方向移动 D．该广告投影所成的是倒立放大的实像 4．（24-25九年级下·江苏苏州·阶段练习）如图甲所示是公共场所的宣传投影灯，装在高处的投影灯照在地面上出现图案，其内部结构如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．投影灯距地面越低，成像越大 B．调低光源，地面的图案变大 C．“梦想成真”投影在白色地面上的效果更好 D．夜间拍摄地面上的“梦想成真”，打开相机闪光灯效果更好 5．（24-25八年级上·广东梅州·期末）在“探究凸透镜成像的规律”实验时，某小组测量出物距和像距的数据，并绘制成如图所示的图象，根据图象可知（　　） A．该凸透镜的焦距f＝10cm B．当物距u＝20cm时，成倒立、缩小的实像，照相机利用了这条规律 C．当物距u＝3cm时，成倒立、放大的实像，幻灯机利用了这条规律 D．当物距u＝7cm时，光屏要在距离透镜5～10cm的范围内移动才能得到清晰的像 6．（24-25八年级下·四川绵阳·开学考试）“强迫透视法”是一种富有创意的拍摄技巧。拍摄时，让两个物体离镜头远近不同，再调整拍摄角度，使两物体的像在同一张照片中呈现出有趣的效果。如图，是利用该技巧拍摄的照片，下列说法正确的是（　　） A．照相机镜头对光有发散作用 B．铁塔和手臂通过照相机镜头成的是正立、缩小的实像 C．拍摄该照片时，手臂比铁塔更靠近照相机镜头 D．要使手臂的像更大，可将手臂移到照相机镜头一倍焦距之内 7．（24-25八年级上·湖南·阶段练习）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成清晰的像，下列叙述不正确的是（　　） A．蜡烛向右适当移动，光屏上要重新得到清晰的像，光屏要适当向右移动 B．若不小心用指尖触摸到凸透镜，光屏上的像仍是完整的，但光屏上会有指尖的像 C．若将凸透镜换为另一焦距为10cm凸透镜将光屏向左移动一些，光屏上会成清晰的像 D．保持光屏和蜡烛位置不变，将凸透镜移至标有“40”的位置，光屏上会出现倒立、放大的像 8．（24-25八年级上·湖南·阶段练习）星期天，小方同学按照课后动手动脑学物理的操作要求，验证了一个有趣的实验：找一个圆柱形的玻璃瓶，里面装满水。把一支普通铅笔放在玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶，可以看到那支笔，如图所示。如果把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动，会看到什么现象？小方记录了这个过程中所看到的现象，其中有错误的是（　　） A．先成虚像，后成实像 B．笔尖所成的像先变长，后变短，但是变短的过程中可能比笔尖长 C．笔尖变细变长，到某一位置时，笔尖突然改变方向 D．笔尖所成的像先变长，后变短，但是变短的过程中可能比笔尖短 二、填空题 9．（24-25八年级上·四川泸州·期末）如图所示，为商场中经常看到的广告投影灯及其内部结构示意图。其中广告片应位于镜头的 （选填“2倍焦距以外”“1倍焦距和2倍焦距之间”“1倍焦距以内”）。为了在地面上得到更大的、清晰的广告图像，应使广告片与凸透镜的距离 ，投影灯与地面的距离 （后两空选填“增大”或“减小”）。 10．（24-25八年级上·广东阳江·期末）一个凸透镜的焦距为15cm，当物体与透镜的距离为50cm时，透镜所成的像是倒立缩小的 ；当物体与透镜的距离为22cm时，透镜所成的像是倒立 的实像；当物体与透镜的距离为10cm时，透镜所成的像是正立放大的 。 11．（24-25八年级上·广东广州·期末）如图，光刻技术是利用缩图透镜将绘在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的硅片上，掩膜上的电路图恰好在硅片上成清晰缩小的像，在硅片上成像越小芯片制程越小。 (1)光源发出的紫外线 （选填“能”或“不能”）被人眼直接观察到； (2)掩膜位于缩图透镜的 （选填“二倍焦距以外”、“一倍焦距以内”或“一倍到两倍焦距之间”）； (3)这次我国芯片制程直接从90nm突破到了22nm，如果缩图透镜不动，电路图大小不变，则要将掩膜向 透镜方向移动（选填“靠近”或“远离”），要将硅片向 透镜方向移动（选填“靠近”或“远离”）。 12．（24-25八年级上·江苏徐州·期末）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，为了使烛焰的像呈现在光屏中央，应调节烛焰、光屏和 的中心在同一高度。为了确定像的位置，应 移动光屏，找到最清晰的像。实验表明，物体通过凸透镜所成像的性质与 有关。 13．（24-25八年级上·河北沧州·期末）凸透镜的焦距为10厘米，将发光体放在离透镜25厘米的主光轴上，所成的像是倒立、 的 像（选填“放大”、“等大”或“缩小”），像到透镜的距离 20厘米（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 14．（24-25八年级上·山东济宁·期末）如图所示，工匠师维护精密仪表时，常戴一个凸透镜，便于观察仪表的细微之处。 (1)凸透镜对光有 作用； (2)凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的 范围之内； (3)透过凸透镜看到仪表的像，其像的性质是 （包括“正立”或“倒立”、“放大”或“缩小”以及“实像”或者“虚像”）像与仪表位于凸透镜的 。（选填“同侧”或“异侧”） 三、作图题 15．（2024·安徽·二模）图中L表示凸透镜，MN为凸透镜的主光轴，O点为光心，F为凸透镜的焦点。请在图中作出物体AB通过凸透镜所成的像A'B'的光路图。 16．（23-24九年级下·湖北襄阳·自主招生）平面镜水平放置且镜面朝上，在镜面上方竖直放置一凸透镜，在凸透镜左侧主光轴上两倍焦距处有一点光源S，请通过作图说明S能成几个像。 17．（24-25八年级上·黑龙江大庆·期中）在光路图中凸透镜用图甲表示，O点为光心，F为其焦点。图乙是经过凸透镜的两条特殊光线，所画物体AB经凸透镜成的像A´B´的光路图。请参照图乙，在图丙中适当位置画上凸透镜（用图甲中的方式），并标出一个焦点的位置。(其中是AB是置于主光轴上的物体，MN是AB的像) 四、实验题 18．（24-25八年级上·湖北荆州·期末）在探究“凸透镜成像的规律”的实验中： (1)按如图甲所示的操作，可测出凸透镜焦距是 cm； (2)为了使像能成在光屏的中央，实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在 ； (3)如图乙所示，某次实验时光屏上承接到了烛焰清晰的像，该像是一个 、 的实像；为了让光屏上的像更大一些，应该调节蜡烛到凸透镜的距离 些（选填“变大或变小”）； (4)如图丙所示，实验时把一个不透明且不光滑的挡板放在如图所示的位置，则小丽在透镜的另一侧 （选填“能”或“不能”）看到烛焰的像。 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $$