1.5透镜和视觉 课时2 凸透镜的成像规律-2025-2026学年八年级科学上册同步精讲精练（浙教版2024）

第1章 对环境的察觉 第5节 透镜和视觉 课时2 凸透镜的成像规律 ◆网络构建 ◆课本导学 1.实像和虚像 2.物距和像距 3.探究凸透镜成像规律 ◆解题突破 题型1 探究凸透镜成像规律的实验 题型2 判断凸透镜焦距大小 题型3 凸透镜成像规律和图像的结合 题型4 根据物、像确定凸透镜位置 题型5 不完整凸透镜的成像情况 ◆基础训练 考点1 实像和虚像 考点2 探究凸透镜的成像规律 易错点 误认为实验中遮挡透镜会成不完整的像 ◆强化训练 凸透镜成像规律（重难点） 1.实像和虚像 （1） 实像：如图甲所示，在光屏承接到的像，是来自蜡烛火焰的光通过凸透镜会聚而形成的，这样的像叫作实像。 （2） 虚像：如图乙所示，通过凸透镜射出的光没有会聚成像，只是人眼逆着光射出的方向看去，能看到像，这样的像叫作虚像。 【名师讲解】凸透镜成的实像可以用光屏来承接，实像和蜡烛分别位于凸透镜的两侧。用放大镜观察物体时，看到的像跟物体位于凸透镜的同一侧。 2.物距和像距 （1） 物距：物体到凸透镜的距离，用“u”表示。 （2） 像距：像到凸透镜的距离，用“v”表示。 3.探究凸透镜成像规律（教材第41页探究实践） 提出问题 物体经凸透镜所成像的大小、正倒、虚实跟物距有什么关系？ 设计实验 对探究问题，物距是自变量，实验中需要改变物距。我们可以把物体放在距凸透镜比较远的位置开始实验，然后逐渐减小物距，观察物体所成像的情况。由于凸透镜对光的会聚程度跟它的焦距有关，我们可以重点观察物距小于、等于或大于1倍焦距、2倍焦距……时，物体成像的情况 实验仪器 光具座、蜡烛、凸透镜、光屏等 进行实验与记录结果 （1） 让凸透镜正对着太阳（或平行光源）聚焦，测出凸透镜的焦距f。 （2） 如图所示，将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上，点燃蜡烛，调节它们的高度，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。（注：三心等高，目的是使像成在光屏的中央） （3） 把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置（u>2f），调整光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，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（仍使u>2f），重复实验。（注：排除偶然因素，使实验结论更具有普遍性） （4） 把蜡烛移向凸透镜，使u = 2f，移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。 （5） 把蜡烛移向凸透镜，使f < u < 2f，移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，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（仍使f < u < 2f），重复实验。 （6） 把蜡烛继续靠近凸透镜，使u < f，移动光屏，观察是否能够成像。 （7）把蜡烛继续靠近凸透镜，使(u<f)，移动光屏，观察在光屏上能否看到烛焰的像。如果不能，可从光屏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。稍稍改变物距(仍使(u<f))，重复实验。 （8）将实验数据和观察结果填入表中(该实验所用凸透镜的焦距(f = 12cm) 物距(u)与焦距(f)的关系 物距(u/cm) 像距(v/cm) 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(相对之前的像，下同)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 —— 分析与论证 （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；当物距等于一倍焦距时不成像。 （2）二倍焦距点是成放大实像和缩小实像的分界点。当物距大于二倍焦距时，成缩小的实像；当物距等于二倍焦距时，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）凸透镜成的实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成的虚像都是正立的，且像、物位于凸透镜的同侧。 （4）凸透镜成实像时，随着物距的变小，像和像距都变大。 得出结论 物距 像的性质 像距 物、像位置关系 正倒 大小 虚实 u>2f 倒立 缩小 实像 f<v<2f 与物异侧 u=2f 倒立 等大 实像 v=2f 与物异侧 f<u<2f 倒立 放大 实像 v>2f 与物异侧 u=f 不成像 u<f 正立 放大 虚像 —— 与物同侧 4.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）调整光屏时不可再调整凸透镜的位置，否则会引起物距改变； （4）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。 ◆拓展培优：利用凸透镜的两条特殊光线探究成像规律（为方便作图，用表示凸透镜），如下所示。 （1） u>2f时，成倒立、缩小的实像。 （2） u = 2f时，成倒立、等大的实像。 （3）f<u<2f时，成倒立、放大的实像。 （4）u=f时，折射光线是一束平行光线，不相交，不成像 （5）(u<f)时，成正立、放大的虚像。 【名师讲解】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的上方或下方，甚至不在光屏上。 （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，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）物距等于一倍焦距时，不成像。 （4）物距小于一倍焦距时，成虚像，虚像不能用光屏承接。 【名师讲解】巧学妙计 一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小。(u<f)时，成虚像；(u>f)时，成实像。 (u<2f)时，成放大的像；(u>2f)时，成缩小的像。 【例】如图所示，空中有一竖直放置的大凸透镜，F为其焦点，P为二倍焦距点，在主光轴位置上拉一根钢丝，一个小杂技演员从很远的地方沿着钢丝向焦点处匀速行走。关于此情景有以下描述： ①小演员每走一步，像也走一步； ②像的脚步始终比小演员脚步大； ③像大时脚步大，像小时脚步小，即“大像”走大步，“小像”走小步； ④像总朝远离小演员的方向运动，好像在逃离。 以上描述正确的是（ ） A. ①② B. ①④ C. ③④ D. ①③④ 【名师讲解】识图解说 成实像时“物近像远像变大” “水晶透镜”成的花朵的倒立、缩小的实像 “小”水晶球中“大”森林的像 【跟踪训练】 [2024 黑龙江牡丹江中考]把凸透镜正对太阳光，在距凸透镜 10 cm 的光屏上得到一个最小最亮的光斑，若将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前 15 cm 处，在凸透镜另一侧调节光屏的位置，可得到烛焰清晰的（ ） A. 正立、放大的虚像　　 B. 倒立、缩小的实像 C. 倒立、等大的实像　　 D. 倒立、放大的实像 解题突破 ◆题型1 探究凸透镜成像规律的实验 【例1】小明用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）如图甲所示，小明利用太阳光测凸透镜的焦距，下列操作最合理的是______。 （2）实验前，调整实验器材，使烛焰、光屏和透镜三者的中心在__________。 （3）凸透镜的位置固定不动，在图乙所示的位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像（图中未画出），此时像的性质是______________。以下方法中可以恰好在光屏上成清晰、放大的像的是______（选填序号）。 A.交换蜡烛和光屏的位置 B.把凸透镜移到30 cm刻度线处 C.光屏位置不动，换焦距更小的凸透镜后，蜡烛向左移动 （4）实验进行一段时间后，蜡烛燃烧逐渐变短，像会出现在光屏的______方，为使像回到光屏中央，合理的操作是将蜡烛向______移动或将凸透镜向______移动。（均选填“上”或“下”） 【图解】（1） （4）①蜡烛燃烧变短，即烛焰S下移 ②透镜和光屏不动，移动蜡烛向上 ③蜡烛和光屏不动，移动透镜，焦点应向下 ◆题型2 判断凸透镜焦距大小 【例2】（嘉兴模拟）A、B、C三块凸透镜在光座上分别做蜡烛成像的实验，各透镜跟烛焰距离都是30 cm，得到的实验结果如表所示。根据此实验结果，将A、B、C三块凸透镜的焦距按由小到大的顺序排列，顺序是____________。 透镜 像的性质 A 倒立、放大、实像 B 倒立、缩小、实像 C 正立、放大、虚像 【方法点拨】根据成像情况在图中作出焦点位置，从图中可直观地判断出fB < fA <fC。 ◆题型3 凸透镜成像规律和图像的结合 【例3】 “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像，根据图像可知（ ） A.该凸透镜的焦距 f = 20cm B.当物距 u = 30 cm时，成倒立、缩小的实像，照相机利用了这个规律 C.当物距 u = 8 cm时，成倒立、放大的实像，幻灯机利用了这个规律 D.若把物体从距凸透镜30 cm处向距凸透镜15 cm处移动，所成的像会逐渐变小 【方法点拨】解答该类试题时，要明确二倍焦距点处是成放大和缩小实像的分界点，当 u = v = 2f时，物体成等大、倒立的实像，由此在图像上找到相应数据，求出焦距的大小，然后根据凸透镜成像规律分析成像情况。 ◆题型4 根据物、像确定凸透镜位置 【例4】（杭州滨江区期中）如图所示， MN为凸透镜的主光轴， A为烛焰， A'为烛焰在光屏上所成的像，根据凸透镜成像原理在图中画出凸透镜的位置及其焦点（画出一个焦点即可）。 【方法点拨】第1步：根据过光心的光线经凸透镜后传播方向不变，连接物、像，确定凸透镜的光心，画出凸透镜； 第2步：根据平行于主光轴的光线经过凸透镜后，折射光线过焦点，确定凸透镜右侧的焦点位置； 第3步：根据过焦点的光线经凸透镜折射后，平行于主光轴射出，先作折射光线，再作入射光线，即可确定凸透镜左侧焦点的位置。 ◆题型5 不完整凸透镜的成像情况（易错） 【例5】如图为凸透镜成像的示意图。由于不慎将透镜的上沿摔掉一块（图中黑色部分），则（ ） A.像的 A'部分消失了 B.像的 B'部分消失了 C.像 A'B'是完整的，但亮度变暗 D.成像的效果不受任何影响 【图解】题中凸透镜的成像原理如图所示，红色表示减少的光线。 ◆考点1 实像和虚像 1.[2025 浙江温州质检] 判断某像是实像还是虚像，下列说法中正确的是（ ） A. 观察得到的是实像，观察不到的是虚像 B. 光屏上所成的不清晰的像是虚像，清晰的像是实像 C. 不能在光屏上成像的是虚像，能在光屏上成像的是实像 D. 和物体相比，放大的是虚像，缩小的是实像 2.[2025 浙江金华三模] 平静的湖面上映出天上的白云，一个同学说：“快看，鱼在云里游呢。” 她看到的 “云” 和 “鱼” 实际上（ ） A. 都是实像 B. 都是虚像 C. “云” 是虚像，“鱼” 是实像 D. “云” 是实像，“鱼” 是虚像 ◆考点2 探究凸透镜的成像规律 3. [2025 浙江绍兴期末] 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）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 f =________cm； （2）实验前首先调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是________________； （3）当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图乙时，光屏上成倒立________（填 “放大”“等大” 或 “缩小”）的实像； （4）将蜡烛移到 35 cm 刻度线处，若想在光屏上得到清晰的像，应将光屏向________（填 “左” 或 “右”）移动，像将________（填 “变大”“不变” 或 “变小”）； （5）将蜡烛移至 45 cm 刻度线处，无论怎样移动光屏，始终承接不到烛焰清晰的像。此时应在凸透镜________（填 “左侧” 或 “右侧”）透过凸透镜观察像的特点； （6）如果将蜡烛换成 “F” 字 LED 光源，其优点是________________（只写一条即可）。 ◆易错点 误认为实验中遮挡透镜会成不完整的像 4. [2025 浙江温州二模，中] 当小实将遮光板置于主轴某一位置时，发现光屏上出现如图所示的情景。则光屏、凸透镜、遮光板和发光体 AB 的位置关系是（ ） A. B. C. D. 关键点拨：遮住发光体的上部，发光体 下部发出的光射向凸透镜，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像只有发光体 的下部。 1.[2025 浙江杭州二模] 小滨和小江决定用如图所示的器材做光学实验。小滨将一根蜡烛放在如图所示的位置，此时在薄膜上呈现了一个像；小江把一块凸透镜放入小孔中，刚好也在薄膜上出现了一个清晰的像。以下说法错误的是（ ） A. 两次实验成像的原理都是光的折射 B. 两次实验在薄膜上成的像都是倒立的 C. 两次实验在薄膜上成的像都是实像 D. 小滨在第二次实验的基础上将蜡烛的位置适当向右移动，此时向右移动薄膜可以得到清晰的像 2.[2025 浙江宁波期中] 在做 “探究凸透镜成像规律” 的实验时，某实验小组所描绘的像距 v 和物距 u 的关系图像如图所示。图中 A、B、C 三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应。则下列说法正确的是（ ） A. 蜡烛处于 AB 间某一位置时，成倒立、缩小的实像 B. 蜡烛处于 BC 间某一位置时，成倒立、放大的实像 C. 将蜡烛从 C 移动到 B 的过程中，所成像逐渐增大 D. 将蜡烛从 B 移动到 A 的过程中，所成像逐渐减小 3. [2025 浙江宁波模拟] 将一透明空杯放在两支颜色不同，大小相同的蜡烛前，透过杯子可观察到被遮挡与未遮挡的两个部分。当给杯子装入水后，透过杯子装水部分居然看到蜡烛 “错位” 且变粗了，如图所示。下列相关说法错误的是（ ） A. 装水部分的杯子水平看去与凸透镜效果相似 B. “错位” 现象是由光的折射引起的 C. “错位” 变粗部分的蜡烛的像是虚像 D. 若要 “错位” 变粗的部分变细，杯子应远离蜡烛 4.如图所示为 “研究凸透镜成像规律” 的实验装置示意图。实验时，某同学首先使发光点 S、凸透镜 L 和光屏 P 的中心处于同一高度；其次当他把发光点 S 移到图示位置时（图中 MN 为光具座的标尺刻度），发现发光点 S 发出的光经凸透镜折射后成为平行光；然后他再用一烛焰 S' 在图示位置上取代发光点 S。这时，要使烛焰 S' 在光屏 P 上成清晰的像，以下几种操作中不能达到目的的是（ ） A. 在图示位置时，保持透镜 L 不动，将烛焰 S' 向左移适当距离，再将光屏 P 向左移适当距离 B. 在图示位置时，保持透镜 L 和光屏 P 不动，只将烛焰 S' 向左移适当距离 C. 在图示位置时，保持烛焰 S' 和光屏 P 不动，只将透镜 L 向右移适当距离 D. 在图示位置时，保持透镜 L 不动，将烛焰 S' 向左移适当距离，再将光屏 P 向右移适当距离 5.根据表格数据可推论所用凸透镜的焦距 f 满足（ ） 次序 蜡烛到凸透镜的距离 像的性质 1 24cm 倒立、缩小的实像 2 20cm 倒立、放大的实像 3 4cm 正立、放大的虚像 A. 4 cm < f < 24 cm B. 10 cm < f < 20 cm C. 10 cm < f < 12 cm D. 4 cm < f < 20 cm 11 / 12 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第1章 对环境的察觉 第5节 透镜和视觉 课时2 凸透镜的成像规律 ◆网络构建 ◆课本导学 1.实像和虚像 2.物距和像距 3.探究凸透镜成像规律 ◆解题突破 题型1 探究凸透镜成像规律的实验 题型2 判断凸透镜焦距大小 题型3 凸透镜成像规律和图像的结合 题型4 根据物、像确定凸透镜位置 题型5 不完整凸透镜的成像情况 ◆基础训练 考点1 实像和虚像 考点2 探究凸透镜的成像规律 易错点 误认为实验中遮挡透镜会成不完整的像 ◆强化训练 凸透镜成像规律（重难点） 1.实像和虚像 （1） 实像：如图甲所示，在光屏承接到的像，是来自蜡烛火焰的光通过凸透镜会聚而形成的，这样的像叫作实像。 （2） 虚像：如图乙所示，通过凸透镜射出的光没有会聚成像，只是人眼逆着光射出的方向看去，能看到像，这样的像叫作虚像。 【名师讲解】凸透镜成的实像可以用光屏来承接，实像和蜡烛分别位于凸透镜的两侧。用放大镜观察物体时，看到的像跟物体位于凸透镜的同一侧。 2.物距和像距 （1） 物距：物体到凸透镜的距离，用“u”表示。 （2） 像距：像到凸透镜的距离，用“v”表示。 3.探究凸透镜成像规律（教材第41页探究实践） 提出问题 物体经凸透镜所成像的大小、正倒、虚实跟物距有什么关系？ 设计实验 对探究问题，物距是自变量，实验中需要改变物距。我们可以把物体放在距凸透镜比较远的位置开始实验，然后逐渐减小物距，观察物体所成像的情况。由于凸透镜对光的会聚程度跟它的焦距有关，我们可以重点观察物距小于、等于或大于1倍焦距、2倍焦距……时，物体成像的情况 实验仪器 光具座、蜡烛、凸透镜、光屏等 进行实验与记录结果 （1） 让凸透镜正对着太阳（或平行光源）聚焦，测出凸透镜的焦距f。 （2） 如图所示，将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上，点燃蜡烛，调节它们的高度，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。（注：三心等高，目的是使像成在光屏的中央） （3） 把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置（u>2f），调整光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，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（仍使u>2f），重复实验。（注：排除偶然因素，使实验结论更具有普遍性） （4） 把蜡烛移向凸透镜，使u = 2f，移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。 （5） 把蜡烛移向凸透镜，使f < u < 2f，移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，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（仍使f < u < 2f），重复实验。 （6） 把蜡烛继续靠近凸透镜，使u < f，移动光屏，观察是否能够成像。 （7）把蜡烛继续靠近凸透镜，使(u<f)，移动光屏，观察在光屏上能否看到烛焰的像。如果不能，可从光屏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。稍稍改变物距(仍使(u<f))，重复实验。 （8）将实验数据和观察结果填入表中(该实验所用凸透镜的焦距(f = 12cm) 物距(u)与焦距(f)的关系 物距(u/cm) 像距(v/cm) 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(相对之前的像，下同)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 —— 分析与论证 （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；当物距等于一倍焦距时不成像。 （2）二倍焦距点是成放大实像和缩小实像的分界点。当物距大于二倍焦距时，成缩小的实像；当物距等于二倍焦距时，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）凸透镜成的实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成的虚像都是正立的，且像、物位于凸透镜的同侧。 （4）凸透镜成实像时，随着物距的变小，像和像距都变大。 得出结论 物距 像的性质 像距 物、像位置关系 正倒 大小 虚实 u>2f 倒立 缩小 实像 f<v<2f 与物异侧 u=2f 倒立 等大 实像 v=2f 与物异侧 f<u<2f 倒立 放大 实像 v>2f 与物异侧 u=f 不成像 u<f 正立 放大 虚像 —— 与物同侧 4.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）调整光屏时不可再调整凸透镜的位置，否则会引起物距改变； （4）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。 ◆拓展培优：利用凸透镜的两条特殊光线探究成像规律（为方便作图，用表示凸透镜），如下所示。 （1） u>2f时，成倒立、缩小的实像。 （2） u = 2f时，成倒立、等大的实像。 （3）f<u<2f时，成倒立、放大的实像。 （4）u=f时，折射光线是一束平行光线，不相交，不成像 （5）(u<f)时，成正立、放大的虚像。 【名师讲解】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的上方或下方，甚至不在光屏上。 （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，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）物距等于一倍焦距时，不成像。 （4）物距小于一倍焦距时，成虚像，虚像不能用光屏承接。 【名师讲解】巧学妙计 一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小。(u<f)时，成虚像；(u>f)时，成实像。 (u<2f)时，成放大的像；(u>2f)时，成缩小的像。 【例】如图所示，空中有一竖直放置的大凸透镜，F为其焦点，P为二倍焦距点，在主光轴位置上拉一根钢丝，一个小杂技演员从很远的地方沿着钢丝向焦点处匀速行走。关于此情景有以下描述： ①小演员每走一步，像也走一步； ②像的脚步始终比小演员脚步大； ③像大时脚步大，像小时脚步小，即“大像”走大步，“小像”走小步； ④像总朝远离小演员的方向运动，好像在逃离。 以上描述正确的是（ ） A. ①② B. ①④ C. ③④ D. ①③④ 答案：D 解析：小演员从较远处靠近凸透镜焦点的过程中，小演员每走一步，像也走一步，但小演员与像的脚步长度不同。当u>2f时，f< v<2f，成缩小的像，小演员运动范围比像大，故小演员的移动速度比像的大，即“小像”走小步；当f<u<2f时，v>2f，成放大的像，小演员运动范围比像的小，对小演员的移动速度比像的小，可得“大像”走大步。故②错误，①③正确。当小演员从很远的地方靠近凸透镜焦点时，物距变小，则像距变大，实像也变大，即像总朝着远离凸透镜的方向运动，好像在逃离，故④正确。 【名师讲解】识图解说 成实像时“物近像远像变大” “水晶透镜”成的花朵的倒立、缩小的实像 “小”水晶球中“大”森林的像 【跟踪训练】 [2024 黑龙江牡丹江中考]把凸透镜正对太阳光，在距凸透镜 10 cm 的光屏上得到一个最小最亮的光斑，若将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前 15 cm 处，在凸透镜另一侧调节光屏的位置，可得到烛焰清晰的（ ） A. 正立、放大的虚像　　 B. 倒立、缩小的实像 C. 倒立、等大的实像　　 D. 倒立、放大的实像 【答案】D 【解析】把凸透镜正对太阳光时，光屏上最小最亮光斑所在位置就是凸透镜焦点，由此可知该凸透镜焦距f=10cm；把点燃的蜡烛放在凸透镜前 15 cm 处，则物距u=15cm；根据凸透镜成像规律：物距u大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、放大的实像，故 D 正确。 解题突破 ◆题型1 探究凸透镜成像规律的实验 【例1】小明用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）如图甲所示，小明利用太阳光测凸透镜的焦距，下列操作最合理的是______。 （2）实验前，调整实验器材，使烛焰、光屏和透镜三者的中心在__________。 （3）凸透镜的位置固定不动，在图乙所示的位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像（图中未画出），此时像的性质是______________。以下方法中可以恰好在光屏上成清晰、放大的像的是______（选填序号）。 A.交换蜡烛和光屏的位置 B.把凸透镜移到30 cm刻度线处 C.光屏位置不动，换焦距更小的凸透镜后，蜡烛向左移动 （4）实验进行一段时间后，蜡烛燃烧逐渐变短，像会出现在光屏的______方，为使像回到光屏中央，合理的操作是将蜡烛向______移动或将凸透镜向______移动。（均选填“上”或“下”） 【答案】（1）B （2）同一高度 （3）倒立、缩小的实像 AB （4）上 上 下 【解析】（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，这点叫凸透镜的焦点，A和C中平行光线和凸透镜的主光轴不平行，得到的光点不是凸透镜的焦点，不能测量焦距，故A和C不合理；B中，平行光线正对凸透镜，平行光线跟凸透镜的主光轴平行，白纸上得到最小、最亮的光斑，这个光斑是凸透镜的焦点，焦点和光心之间的距离是凸透镜的焦距，故B合理。（3）由题图知，物距 u=50.0cm-10.0cm=40cm，像距 v = 70.0cm- 50.0cm= 20cm，物距大于像距，所以凸透镜成倒立、缩小的实像。把凸透镜移到30 cm刻度线处，此时的物距为20 cm，等于原来的像距，此时的像距为40 cm，等于原来的物距，选项A、B均相当于物、像互换，根据光路的可逆性，此时在光屏上会出现倒立、放大的实像，故A、B正确；光屏位置不动，换焦距更小的凸透镜后，要使光屏上再次得到清晰的像，物距要减小，蜡烛需要向右移动，故C错误。（4）根据过光心的光线传播方向不变可知，当蜡烛燃烧逐渐变短，光屏上的像将会上移；为使像回到光屏中央，应将蜡烛向上移动或将凸透镜向下移动。 【图解】（1） （4）①蜡烛燃烧变短，即烛焰S下移 ②透镜和光屏不动，移动蜡烛向上 ③蜡烛和光屏不动，移动透镜，焦点应向下 ◆题型2 判断凸透镜焦距大小 【例2】（嘉兴模拟）A、B、C三块凸透镜在光座上分别做蜡烛成像的实验，各透镜跟烛焰距离都是30 cm，得到的实验结果如表所示。根据此实验结果，将A、B、C三块凸透镜的焦距按由小到大的顺序排列，顺序是____________。 透镜 像的性质 A 倒立、放大、实像 B 倒立、缩小、实像 C 正立、放大、虚像 【答案】B、A、C 【解析】 透镜 物距 不等式 焦距 A f<u<2f fA<30cm<2fA 15cm<fA<30cm B u>2f 2fB<30cm fB<15cm C u<f fC>30cm fC>30cm 【方法点拨】根据成像情况在图中作出焦点位置，从图中可直观地判断出fB < fA <fC。 ◆题型3 凸透镜成像规律和图像的结合 【例3】 “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像，根据图像可知（ ） A.该凸透镜的焦距 f = 20cm B.当物距 u = 30 cm时，成倒立、缩小的实像，照相机利用了这个规律 C.当物距 u = 8 cm时，成倒立、放大的实像，幻灯机利用了这个规律 D.若把物体从距凸透镜30 cm处向距凸透镜15 cm处移动，所成的像会逐渐变小 【答案】B 【解析】A（×）由题图可知 u = v = 2f = 20，则 f = 10cm；B（√）当物距 u = 30cm时， u\gt 2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机；C（×）当物距 u = 8cm时， u<f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜；D（×）物体从距凸透镜30 cm处移动到距凸透镜15 cm处的过程中，物距大于焦距，成实像，凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大。 【方法点拨】解答该类试题时，要明确二倍焦距点处是成放大和缩小实像的分界点，当 u = v = 2f时，物体成等大、倒立的实像，由此在图像上找到相应数据，求出焦距的大小，然后根据凸透镜成像规律分析成像情况。 ◆题型4 根据物、像确定凸透镜位置 【例4】（杭州滨江区期中）如图所示， MN为凸透镜的主光轴， A为烛焰， A'为烛焰在光屏上所成的像，根据凸透镜成像原理在图中画出凸透镜的位置及其焦点（画出一个焦点即可）。 【解析】在烛焰上取一点 S，在像上找出其对应的像点 S'，连接 S、 S'，其与主光轴的交点就是凸透镜的光心 O，由此可以确定凸透镜的位置；过 S点作平行于主光轴的入射光线，经过凸透镜折射后过 S'，折射光线与主光轴的交点就是凸透镜右侧焦点 F的位置（也可利用“过凸透镜焦点的光经凸透镜折射后平行于主光轴”确定左侧焦点）。 【答案】如图所示。 【方法点拨】第1步：根据过光心的光线经凸透镜后传播方向不变，连接物、像，确定凸透镜的光心，画出凸透镜； 第2步：根据平行于主光轴的光线经过凸透镜后，折射光线过焦点，确定凸透镜右侧的焦点位置； 第3步：根据过焦点的光线经凸透镜折射后，平行于主光轴射出，先作折射光线，再作入射光线，即可确定凸透镜左侧焦点的位置。 ◆题型5 不完整凸透镜的成像情况（易错） 【例5】如图为凸透镜成像的示意图。由于不慎将透镜的上沿摔掉一块（图中黑色部分），则（ ） A.像的 A'部分消失了 B.像的 B'部分消失了 C.像 A'B'是完整的，但亮度变暗 D.成像的效果不受任何影响 【答案】C 【解析】烛焰的每一点都会发出无数光线，这些光线一部分通过凸透镜的上沿在光屏上成像，也有一部分通过凸透镜的其他部分在光屏上成像，所以将凸透镜上沿摔掉一块时，通过凸透镜其他部分的光线仍能在光屏上成像且所成像的性质不变。只是由于通过的光减少了，所以像会变暗。 【图解】题中凸透镜的成像原理如图所示，红色表示减少的光线。 ◆考点1 实像和虚像 1.[2025 浙江温州质检] 判断某像是实像还是虚像，下列说法中正确的是（ ） A. 观察得到的是实像，观察不到的是虚像 B. 光屏上所成的不清晰的像是虚像，清晰的像是实像 C. 不能在光屏上成像的是虚像，能在光屏上成像的是实像 D. 和物体相比，放大的是虚像，缩小的是实像 【答案】 【解析】实像与虚像都能够观察到，故 A 错误；实像能够成在光屏上，虚像不能，与是否清晰无关，与放大还是缩小的像无关，故 B、D 错误，C 正确。故选 C。 2.[2025 浙江金华三模] 平静的湖面上映出天上的白云，一个同学说：“快看，鱼在云里游呢。” 她看到的 “云” 和 “鱼” 实际上（ ） A. 都是实像 B. 都是虚像 C. “云” 是虚像，“鱼” 是实像 D. “云” 是实像，“鱼” 是虚像 【答案】B 【解析】平静的水面相当于平面镜，平静的湖面上映出天上的白云，是白云在平面镜中成的虚像；看到的鱼是鱼反射的光线在水面处发生折射形成的虚像。云的虚像和鱼的虚像叠在一起，就看到了鱼在云里游的现象。故选 B。 ◆考点2 探究凸透镜的成像规律 3. [2025 浙江绍兴期末] 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）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 f =________cm； （2）实验前首先调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是________________； （3）当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图乙时，光屏上成倒立________（填 “放大”“等大” 或 “缩小”）的实像； （4）将蜡烛移到 35 cm 刻度线处，若想在光屏上得到清晰的像，应将光屏向________（填 “左” 或 “右”）移动，像将________（填 “变大”“不变” 或 “变小”）； （5）将蜡烛移至 45 cm 刻度线处，无论怎样移动光屏，始终承接不到烛焰清晰的像。此时应在凸透镜________（填 “左侧” 或 “右侧”）透过凸透镜观察像的特点； （6）如果将蜡烛换成 “F” 字 LED 光源，其优点是________________（只写一条即可）。 【答案】（1） 10.0 （2） 使像成在光屏中央 （3） 缩小 （4） 右 变大 （5） 右侧 （6） 像不晃动（合理即可） 【解析】（1） 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主轴上一点，该点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以该凸透镜的焦距是：f = 20.0 cm - 10.0 cm = 10.0 cm。（2） 为了使像成在光屏中央，应调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度。（3） 由题图乙可知，此时物距 u = 50.0 cm - 10.0 cm = 40.0 cm > 2f，成倒立、缩小的实像。（4） 将蜡烛移到 35 cm 刻度线处，此时物距减小，物距在 1 倍焦距和 2 倍焦距之间，根据凸透镜成实像时，物距远像变近可知，应将光屏向右移动，像将变大。（5） 将蜡烛移至 45 cm 刻度线处，此时物距小于 1 倍焦距，成正立、放大的虚像，人眼应在凸透镜的右侧向凸透镜看。（6） 将蜡烛换成 “F” 字 LED 光源，像不会晃动，实验现象更明显。 ◆易错点 误认为实验中遮挡透镜会成不完整的像 4. [2025 浙江温州二模，中] 当小实将遮光板置于主轴某一位置时，发现光屏上出现如图所示的情景。则光屏、凸透镜、遮光板和发光体 AB 的位置关系是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】由图可知，此时光屏上成发光体 AB 下半部分的像，说明遮光板遮住发光体 AB 的上部，发光体 AB 下部发出的光射向凸透镜，经凸透镜折射后，会聚成像，无论遮光板遮住透镜上部还是下部，发光体发出的光均会经凸透镜未被遮住部分成完整像，故 ACD 错误，B 正确。故选 B。 关键点拨：遮住发光体的上部，发光体 下部发出的光射向凸透镜，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像只有发光体 的下部。 1.[2025 浙江杭州二模] 小滨和小江决定用如图所示的器材做光学实验。小滨将一根蜡烛放在如图所示的位置，此时在薄膜上呈现了一个像；小江把一块凸透镜放入小孔中，刚好也在薄膜上出现了一个清晰的像。以下说法错误的是（ ） A. 两次实验成像的原理都是光的折射 B. 两次实验在薄膜上成的像都是倒立的 C. 两次实验在薄膜上成的像都是实像 D. 小滨在第二次实验的基础上将蜡烛的位置适当向右移动，此时向右移动薄膜可以得到清晰的像 【答案】A 【解析】小滨将一根蜡烛放在如题图所示的位置，此时在薄膜上呈现了一个像，属于小孔成像，成倒立的实像，利用了光沿直线传播的原理；小江把一块凸透镜嵌入小孔中，刚好也在薄膜上出现了一个清晰的像，该像是倒立的实像，应用了光的折射原理，故 A 错误，BC 正确；小滨在第二次实验的基础上将蜡烛的位置适当向右移动，根据凸透镜成实像时物近像远像变大可知，像距变大，向右移动薄膜可以得到清晰的像，故 D 正确。故选 A。 2.[2025 浙江宁波期中] 在做 “探究凸透镜成像规律” 的实验时，某实验小组所描绘的像距 v 和物距 u 的关系图像如图所示。图中 A、B、C 三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应。则下列说法正确的是（ ） A. 蜡烛处于 AB 间某一位置时，成倒立、缩小的实像 B. 蜡烛处于 BC 间某一位置时，成倒立、放大的实像 C. 将蜡烛从 C 移动到 B 的过程中，所成像逐渐增大 D. 将蜡烛从 B 移动到 A 的过程中，所成像逐渐减小 【答案】C 【解析】由题图知，u = v = 2f = 20 cm，所以凸透镜的焦距 f = 10 cm。蜡烛处于 AB 间某一位置时，2f > u > f，成倒立、放大的实像，故 A 错误；蜡烛处于 BC 间某一位置时，u > 2f，成倒立、缩小的实像，故 B 错误；将蜡烛从 C 移动到 B 的过程中，凸透镜成倒立的实像，物距减小，像距增大，像变大，故 C 正确；将蜡烛从 B 移动到 A 的过程中，凸透镜成倒立的实像，物距减小，像距增大，像变大，故 D 错误。故选 C。 3. [2025 浙江宁波模拟] 将一透明空杯放在两支颜色不同，大小相同的蜡烛前，透过杯子可观察到被遮挡与未遮挡的两个部分。当给杯子装入水后，透过杯子装水部分居然看到蜡烛 “错位” 且变粗了，如图所示。下列相关说法错误的是（ ） A. 装水部分的杯子水平看去与凸透镜效果相似 B. “错位” 现象是由光的折射引起的 C. “错位” 变粗部分的蜡烛的像是虚像 D. 若要 “错位” 变粗的部分变细，杯子应远离蜡烛 【答案】C 【解析】装水部分的杯子水平看去中间厚、边缘薄，类似于凸透镜，A 正确；“错位” 现象是光经过不同的介质，发生折射形成的，B 正确；“错位” 变粗部分是杯子后面的蜡烛反射的光经杯子的装水部分折射形成的倒立、放大的实像，若要使像变小，需将杯子远离蜡烛，D 正确，C 错误。故选 C。 4.如图所示为 “研究凸透镜成像规律” 的实验装置示意图。实验时，某同学首先使发光点 S、凸透镜 L 和光屏 P 的中心处于同一高度；其次当他把发光点 S 移到图示位置时（图中 MN 为光具座的标尺刻度），发现发光点 S 发出的光经凸透镜折射后成为平行光；然后他再用一烛焰 S' 在图示位置上取代发光点 S。这时，要使烛焰 S' 在光屏 P 上成清晰的像，以下几种操作中不能达到目的的是（ ） A. 在图示位置时，保持透镜 L 不动，将烛焰 S' 向左移适当距离，再将光屏 P 向左移适当距离 B. 在图示位置时，保持透镜 L 和光屏 P 不动，只将烛焰 S' 向左移适当距离 C. 在图示位置时，保持烛焰 S' 和光屏 P 不动，只将透镜 L 向右移适当距离 D. 在图示位置时，保持透镜 L 不动，将烛焰 S' 向左移适当距离，再将光屏 P 向右移适当距离 【答案】C 【解析】把发光点 S 移到题图所示位置时，发现发光点 S 发出的光经凸透镜折射后成为平行光，由此可知，S 所在位置为凸透镜焦点的位置，由题图可知，光屏距凸透镜为 2f。在题图所示位置时，保持透镜 L 不动，将烛焰 S' 向左移适当距离，再将光屏 P 向左移适当距离，当 u > 2f、f <v < 2f 时，可使烛焰 S' 在光屏 P 上成清晰的像，故 A 正确；在题图所示位置时，保持透镜 L 和光屏 P 不动，只将烛焰 S' 向左移适当距离，当 u = v = 2f 时，可使烛焰 S' 在光屏 P 上成倒立、等大的实像，故 B 正确；在题图所示位置时，保持烛焰 S' 和光屏 P 不动，只将透镜 L 向右移适当距离，此时烛焰 S' 与光屏间的距离为 3f，小于凸透镜成实像时物和像的最小距离 4f，无论如何移动透镜 L 都不能成实像，故 C 错误；在题图所示位置时，保持透镜 L 不动，将烛焰 S' 向左移适当距离，再将光屏 P 向右移适当距离，当 f < u < 2f，v> 2f 时，可使烛焰 S' 在光屏 P 上成清晰的像，故 D 正确。故选 C。 5.根据表格数据可推论所用凸透镜的焦距 f 满足（ ） 次序 蜡烛到凸透镜的距离 像的性质 1 24cm 倒立、缩小的实像 2 20cm 倒立、放大的实像 3 4cm 正立、放大的虚像 A. 4 cm < f < 24 cm B. 10 cm < f < 20 cm C. 10 cm < f < 12 cm D. 4 cm < f < 20 cm 【答案】C 【解析】当物距为 24 cm 时，成倒立、缩小的实像，所以 24 cm > 2f，则 f < 12 cm；当物距为 20 cm 时，成倒立、放大的实像，所以 f < 20 cm < 2f，则 10 cm < f < 20 cm；当物距为 4 cm 时，成正立、放大的虚像，所以 4 cm < f。综上得出：10 cm < f < 12 cm，故 A、B、D 不符合题意，C 符合题意。 13 / 15 学科网（北京）股份有限公司 $$