第7讲 凸透镜成像规律及应用-2025-2026学年八年级上册科学重点专题提优讲义（浙教版2024）

八年级科学上册重点专题讲学练 第1章 对环境的察觉 第7讲 凸透镜成像规律及应用 总体构架 探究凸透镜成像规律的实验 凸透镜成像规律 放大镜、投影仪和照相机 照相机的调节 投影仪的调节 放大镜的调节 凸透镜成像规律的应用 利用凸透镜成像规律比较凸透镜的焦距 探究凸透镜成像规律 一、探究凸透镜成像规律的实验 1.实验准备：透镜成像时的物理量（如图） （1）焦距：透镜的焦点到光心的距离，用f表示； （2）物距：物体到透镜的距离，用u表示； （3）像距：像到透镜的距离，用v表示。 专业术语：一倍焦距f、二倍焦距2f、物距u、像距v。 2.实验装置图 （1）实验器材：凸透镜、蜡烛、光屏、光具座等； （2）实验前的调节：①在太阳光下或利用平行光源测出凸透镜的焦距。 ②把透镜放在光具座标尺中央，调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心处于同一水平高度（目的：使像成在光屏的中央，便于观察与比较像与物体的关系。） ③从透镜的位置开始在左右两边的标尺上用粉笔标出等于焦距和2倍焦距的位置。 3.实验步骤 ①点燃蜡烛，将蜡烛移动到在离凸透镜尽量远的位置上，调整光屏到透镜的距离，使烛焰在光屏上成一个清晰的像，观察像的大小、正倒，测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏间的距离。把数据记录成表。 【深度思考】什么情况下，光屏到凸透镜的距离是像距？如何调节光屏使成像最清晰？ ②将蜡烛逐渐向凸透镜移近，每次都要调整光屏到透镜的距离，使烛焰在光屏上成一个清晰的像，观察像的变化是放大还是缩小，是正立还是倒立，测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏的距离，将数据记录成表。 ③当蜡烛移到一定位置上时，光屏上不能成像，用眼睛直接对着凸透镜观察蜡烛的像，把蜡烛与凸透镜的距离、像与凸透镜的距离，像的大小，像的正倒，填入表格。 假设f=10 cm 物距/cm 像的性质 像距/cm 虚实 大小 正倒 38 实 缩小 倒立 13 22 实 缩小 倒立 18 18 实 放大 倒立 22 12 实 放大 倒立 42 【深度思考】表格中“物距3 8 cm 对应的像距为1 3 cm”“物距12 cm 却对应的像距为4 2 cm”似乎违背了光路的可逆性。其中的可能原因是什么？ 4.分析论证 讨论总结实验结果： （1）根据实验的定性分析，可知“物体成实像时，物体距离凸透镜越远(物距越大)，像越小，像距离凸透镜越近(像距越小)”“物体成虚像时，物体距离凸透镜越近(物距越小)，像越大，像距离凸透镜越远”。 当物距大于像距时，凸透镜成缩小的实像;当物距小于像距时 ， 凸透镜成放大的实像 。 （2）如图所示是将实验测量的物距、像距、观察的像呈现出来，结合凸透镜的焦距大小进行分析得出结论。 实验结论：①物体在2 倍焦距之外，成倒立、缩小的实像，像在1 倍焦距和2 倍焦距之间。 ②物体在1 倍焦距和2 倍焦距之间，成倒立、放大的实像，像在2 倍焦距之外。 ③物体在1 倍焦距内，成正立、放大的虚像，像和物体在凸透镜的同侧。 科学推理：物体在凸透镜的2 倍焦距处成什么性质的像？像距是多大？ 推理结果：由实验结论“物体在2 倍焦距外成倒立、缩小的像”和“2 倍焦距内成倒立、放大的像”推论出“物体在两个位置之间的某处(2 倍焦距处)成倒立、等大的实像”；同理像距也是2 倍焦距。 5.实验过程中应注意的问题 （1）调整蜡烛、凸透镜和光屏，让三者中心大致在同一高度上，使烛焰的清晰像能成在光屏中心，便于观察。[如果三者中心不在同一高度，像会呈现在光屏的上方或下方] 【深度理解】利用烛焰进行实验，可以成更清晰的像。 此处的“高度”不可改为“直线”；调节时，应先点燃蜡烛。 清晰像的确定：光屏向前移，烛焰的像变模糊；光屏向后移，烛焰的像也变模糊，则这个位置就是成清晰像的位置。 （2）每次实验中，只能通过移动光屏使光屏上得到清晰的像，而不能通过移动蜡烛使光屏上得到清晰的像。 【深度理解】移动光屏的方法：每次实验中，应先让光屏贴近凸透镜，再逐渐远离凸透镜，直至观察到光屏上出现清晰的像（或一直都没看到清晰的像），而不能随意左右移动光屏。 （3）在光具座上做实验时，最好选用焦距为10 cm左右的凸透镜。若焦距过大，将无法调节物距和像距。 （4）在探究物距满足f<u<2f的情况时，物体不能太靠近焦点，否则像离凸透镜太远，像太大，不能在光屏上呈现。 【深度理解】在同一个物距范围内取两组以上的物距探究，是为了排除偶然因素，使实验结论更具有普遍性。 （5）光屏上不能得到烛焰像的原因有哪些？ ①烛焰中心、凸透镜光心 、光屏中心不在同一高度上，光屏上可能承接不到烛焰的像； ②像距过大，光屏无法移动到像的位置 ； ③若u<f，烛焰成虚像时，只能透过透镜用眼睛直接观察，光屏上不能承接到像； ④若u=f，烛焰在焦点发出的光经凸透镜折射成平行光，不成像，在光屏上也不可能承接到像。 ⑤凸透镜焦距过大，光具座不够长。 【例1】小芳同学在探究凸透镜成像规律的实验中，她先按如图所示的装置图完成仪器装配。经过调节，在光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高，为了使像能成在光屏的中央，应把蜡烛向______调；或将凸透镜向______调；或将光屏向______调。（均填“上”或“下”） 【特别提示】烛焰移动，凸透镜不动，物像绕光心转动，物像朝相反方向移动；凸透镜移动，烛焰不动，镜像朝相同方向移动；光屏移动，像不移动。 【方法点拨】实验中，蜡烛在不断燃烧，烛焰高度会逐渐降低，烛焰的像会向光屏上方移动，要把烛焰的像调到光屏中央，可用题中所述的三种方法。 【例2】如图所示，用焦距为10 cm 的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。 (1)为了使像成在光屏中央，应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的______上。 (2)如图所示，当蜡烛距离凸透镜15 cm 时，移动光屏，可在光屏上找到一个清晰的倒立、 _____(填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。 (3)当光屏上成清晰的像时，用白纸遮住凸透镜的上半部分，则烛焰的像亮度将_______。 二、凸透镜成像规律 1.凸透镜成像的静态规律及其应用 情况 物距u 像的性质 像距v 应用 正倒 大小 虚实 1 u＞2f 倒 缩小 实 2f＞v ＞f 照相机、摄像机、摄像头 2 u=2f 倒 等大 实 v=2f 测焦距 3 2f＞u＞f 倒 放大 实 v＞2f 投影仪、幻灯机、电影放映机 4 u=f 不成像 5 u＜ f 正 放大 虚 v＞u 放大镜 2.凸透镜成像规律的理解 （1）凸透镜所成的实像都是倒立的，且物、像位于凸透镜两侧；凸透镜所成的虚像都是正立的，且物、像位于凸透镜同侧。 （2）一倍焦距处是成实像和虚像的分界点。当物距大于一倍焦距时成实像，当物距等于一倍焦距时不成像，当物距小于一倍焦距时成虚像。 （3）二倍焦距处是成放大的像和缩小的像的分界点。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，当物距小于二倍焦距时成放大的像。 （4）动态规律 ①凸透镜成实像时，物体离凸透镜越近，像离凸透镜越远，像越大；物体离凸透镜越远，像离凸透镜越近，像越小；概括为“物近像远像变大，物远像近像变小”。 ②凸透镜成虚像时，物体离凸透镜越近，像离凸透镜越近，像越小；物体离凸透镜越远，像离凸透镜越远，像越大；概括为“物近像近像变小，物远像远像变大” 。 ③凸透镜成像时，物体和像的移动方向相同。 【例3】小杨做凸透镜成像规律的实验。将焦距为10 cm的凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧，实验前调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一水平高度，如图4所示。则下列四个选项中，判断正确的是( ) A. 若蜡烛放置在10 cm刻度线处，移动光屏，在光屏上不能呈现烛焰清晰的像 B. 若蜡烛放置在20 cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰放大的实像 C. 若蜡烛放置在35 cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰放大的实像 D. 若蜡烛放置在45 cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰缩小的实像 【特别提示】光屏上得不到像的原因：一是蜡烛在焦点上（不成像）或焦点以内（成虚像）；二是烛焰、凸透镜和光屏三者的中心不在同一高度；三是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动到该位置。 【方法点拨】凸透镜成像时，要素“物距、像距、像的性质、应用”之间具有一一对应的关系，解题时，只要知道某一要素，就可以根据凸透镜成像规律推出其他几个要素。如根据“物距”，就可以判断物体通过凸透镜所成的像。 3.凸透镜成像图解 当u>2f时，成倒立、缩小的实像，此时f<v<2f（图①）。 当u = 2f时，成倒立、等大的实像，此时v = 2f（图②）。 当f<u<2f时，成倒立、放大的实像，此时v>2f（图③）。 当u = f时，折射光线互相平行，不能成像（图④）。 当u<f时，成正立、放大的虚像，此时v>u。 图① 图② 图③ 图④ 【速记口诀】1倍焦距分虚实，2倍焦距分大小。 实像倒，位异侧；虚像正，位同侧。 物近像远像变大，焦点以内反变化。 【特别提示】（1）凸透镜所成的像是通过凸透镜将来自物体的光线会聚形成的 ， 凸透镜的镜面大小不会影响透镜能否成像；（2）像点是所有折射光线会聚而成 的 ， 也就是所有折射光线都要过像点。 【例4】在“探究凸透镜成像的规律”实验中，凸透镜的焦距f=12 cm，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，此时烛焰在光屏上成清晰的像(像未画出)。 下列判断正确的是( ) A. 图中成像特点与投影仪成像特点相同 B. 透镜位置不动，把蜡烛向左移动，向右移动光屏，光屏上会再次得到清晰的像 C. 透镜位置不动，把蜡烛移到30 cm 刻度线处，向右移动光屏，光屏上会再次得到清晰的像 D. 透镜位置不动，把蜡烛移至45 cm 刻度线处，向右移动光屏，光屏上会再次得到清晰的像 三、放大镜、投影仪和照相机 1.放大镜 （1）根据u<f时的成像规律做成的凸透镜，实质是一个短焦距凸透镜。 （2）使用使用放大镜时，放大镜应置于物体和眼睛之间，物体离凸透镜较近，眼睛要透过放大镜来观察物体。 （3）成像特点：成正立、放大的虚像；像距大于物距；像与物位于凸透镜的同侧。 【特别提示】不要误认为放大镜在任何情况下使用都成正立、放大的虚像，放大镜和物体的距离大到一定程度时，放大的虚像消失。 【例5】如图所示，透过水瓶可以看到放大了的文字，这是因为装水的水瓶相当于 透镜，形成了______文字正立、放大的______像。 【拓展延伸】小水滴、装水的玻璃瓶、鱼缸的结构与凸透镜相似，都可以起到放大镜的作用。露珠下叶脉看起来更粗大、鱼缸里的金鱼看起来更大，都是这个缘故。 2. 投影仪 利用凸透镜能成倒立、放大的实像的原理制成。 （1）结构 ①投影仪的镜头相当于一个凸透镜； ②平面镜的作用：改变光路； ③螺纹透镜的作用：聚光； ④屏幕相当于光屏。 （2）成像特点 ①投影仪（或幻灯机）成倒立、放大的实像； ②像距大于物距。投影片离镜头越近，在屏幕上所成的像越大，像到镜头的距离越远。 ③像与物位于凸透镜的异侧。 【深度理解】（1）投影仪工作时，物距小于像距。 （2）为了让天花板上成的像看起来是“正立”的，投影片要倒着插。 【拓展延伸】现在会议室、教室用的投影仪通常与计算机相连，计算机上的字或图通过投影仪被放大，其原理与本节课学习的投影仪类似。 【例6】放幻灯片时，银幕上出现了一面旗，它的形状与图中的甲相似，则幻灯片上的旗应是图乙中的( ) 【技法导引】可用旋转法判断放幻灯片时银幕上的成像，将原图旋转180°，旋转后得到的图片就是银幕上的像。 3.照相机 （1）结构 ①镜头：由一组透镜组成， 它们组合在一起相当于一个凸透镜 ， 起到成像的作用； ②胶片：相当于光屏； ③快门：控制曝光时间等； ④光圈：控制进光量的多少 、控制景深； ⑤调焦环：调节镜头焦距。 （2）工作原理及成像特点 ①照相机的镜头相当于一个凸透镜，胶片或影像传感器相当于光屏。 ②来自远处物体的光（u>2f）经过照相机的镜头后会聚在胶片或影像传感器上，形成一个倒立、缩小的实像。且物体到镜头的距离大于镜头到胶片的距离。 ③物体靠近，把镜头往前伸，像距变大；物体远离，把镜头往后缩，像距变小。 现在的照相机利用光学或电子技术，把倒立的像转变成正立的，便于观察。 数码照相机用电荷耦合器件作为感光元件代替胶片，把光信号转换成电信号，记录物体(人或景物)的像。 【深度理解】照相机成像原理图(如前图)，画的是两条过光心的光线。照相机工作时，物距大于像距。“倒立”是指像相对于物体(人或景物)上下、左右位置颠倒。 【深度思考】为什么同样的照相机能照出全景和非全景的像？ 照相机通过调节物距和像距得到全景和非全景的像。拍摄近处景物时，镜头往前伸，离胶片远一些；拍摄远处景物时，镜头往后缩，离胶片近一些。 【例7】小明用照相机给小宇拍照时，发现了一些特点，请根据你的经验和知识，帮他完成下列填空。 (1)小宇离照相机镜头的距离_____(填“大于”“小于”或“等于”)底片离照相机镜头的距离。 (2)小宇离照相机镜头越远，小宇在底片上所成的像越 _____。 (3)照相机底片上所成的像一定比小宇本人_____。 (4)人和像在凸透镜(镜头)的_____ (填“同”或“异”)侧。 【易错警示】用照相机拍照时，在照相机的观察屏上看到的是正立的像，有些学生会错误地认为照相机成正立的像，这是因为照相机内部器材把成的倒立的像转换成了正立的像。 【归纳掌握】（1）常见光现象图解 实像 图示 小孔成像 照相机成像 投影仪成像 原理 光的直线传播 光的折射 光的折射 虚像 图示 平面镜成像 看到的鱼变浅 放大镜成像 原理 光的反射 光的折射 光的折射 （2）照相机、投影仪和放大镜成像对比 物体距镜头 像距镜头 物像位置 像的性质 大小 正倒 虚实 照相机 远 近 在透镜两侧 缩小 倒立 实像 投影仪 较近 远 在透镜两侧 放大 倒立 实像 放大镜 近较 远 在透镜同侧 放大 正立 虚像 1.照相机的调节 【例1】在信息化时代，照相机和手机都是常用的图像采集设备。 （1）如图甲所示，用照相机拍照时，在芯片上所成的像是倒立的、缩小的______（填“实”或“虚”）像。镜头靠近人时，像的大小将变______，此时像会_________（填“靠近”或“远离”）透镜。用照相机拍摄远近不同的物体时，通过伸缩镜头，使像清晰地成在芯片上，这个操作过程便是“调焦”，如图乙所示。 【特别提示】利用照相机拍摄近景时，镜头应前伸，增大暗箱的长度（即像距）；利用照相机拍摄远景时，镜头应后缩，缩小暗箱的长度（即像距）。 （2）小敏同学发现手机不能“调焦”但成像也基本清晰，她将手机拿到哥哥工作的大学实验室去探究，实验数据如表，根据表中数据，判断手机镜头的焦距大约为_________。 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 物距/m 10.00 5.00 2.00 1.00 0.50 0.10 0.05 像距/cm 0.500 0.501 0.502 0.503 0.505 0.526 0.556 A. 5 m B. 0.5 m C. 0.05 m D. 0.005 m （3）请分析，手机拍摄远近不同的物体不需要“调焦”的原因是__________________ __________________。 【方法点拨】当物距远大于凸透镜的2倍焦距时，物体通过凸透镜成的像非常接近焦点（利用太阳光粗略测量凸透镜的焦距用到的就是这一原理），此时，即使物距改变，像距也几乎不变，始终接近焦距。 2.投影仪的调节 【例2】如图是爱动脑筋的小明用手机和透镜自制的简易投影仪，它能将手机上的画面放大投射到白墙上。下列说法正确的是（ ） A. 手机到透镜的距离应大于透镜的两倍焦距 B. 墙上呈现的是手机画面的正立、放大的虚像 C. 要使墙上的像变大，应增大手机与透镜间的距离 D. 要使墙上的像变大，应缩小手机与透镜间的距离 【易错提醒】为了在白墙上得到清晰的像，在调节物距（手机与透镜之间的距离）的同时，还应调节像距（投影仪与白墙之间的距离）。 3.放大镜的调节 【例3】如图所示，小乐用放大镜看指纹时，觉得指纹的像太小，为使指纹的像大一些，正确的做法是（ ） A. 眼睛和手指不动，让放大镜离手指稍近些 B. 眼睛和手指不动，让放大镜离手指稍远些 C. 放大镜和手指不动，让眼睛离放大镜稍近些 D. 放大镜和手指不动，让眼睛离放大镜稍远些 【易错提醒】凸透镜成实像与虚像时，调节像的大小的操作方法完全相反：要使所成的实像变大，物体要靠近凸透镜；要使所成的虚像变大，物体要远离凸透镜（仍在一倍焦距内）。 本专题在中考中的主要考点是探究凸透镜成像规律，试题常常结合凸透镜的应用进行考查，一般以考查概念和规律的理解与识记的选择题、填空题和探究题为主，难度稍大。 考法1:凸透镜成像规律的应用 【例1】[绍兴中考] 如图，小敏在家中做凸透镜成像实验，墙上出现一个倒立缩小清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．墙上所成的烛焰像是虚像 B．手和透镜的影子是光的反射形成的 C．若透镜不动，蜡烛远离透镜，手和透镜的影子大小不变 D．若蜡烛不动，透镜靠近蜡烛，能再次呈现清晰的烛焰像 【例2】[郴州中考]如图所示是小明进行探究“凸透镜成像规律”实验时情景示意图，烛焰位于距透镜1.5倍焦距处，并在光屏上得到清晰的像。工作原理与此成像规律相同的光学器件是（ ） A. 照相机 B. 放大镜 C. 投影仪 D. 潜望镜 考法2：利用凸透镜成像规律比较凸透镜的焦距 【例3】[杭州中考] 实验室利用光具座研究凸透镜成像的规律，当三个元件移动到图示位置时，光屏上出现了清晰的像，回答下列问题： （1）光屏上像的性质为__________________。 （2）关于本实验中得到的像在生活中的应用，举一个例子_________。 （3）从图中读出物距为_________cm，并推算出焦距为_________（选填字母）。 A．f＜15cm B.15cm＜f＜20cm C．f＞30cm （4）如果保持蜡烛与凸透镜的位置不变，撤去光屏，是否仍然成像？__________________。 A. 5 cm B. 10 cm C. 15 cm D. 20 cm 【方法点拨】当物体通过凸透镜成等大的实像时，可利用u=2f的规律计算凸透镜的焦距；否则只能利用不等式或不等式组判断焦距的范围。 考法3：探究凸透镜成像规律 【例4】[绥化中考]小华同学用如图所示的实验器材做“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）在光具座上从左至右依次放置蜡烛、和光屏。 （2）蜡烛在如图所示的位置时，成的像是等大、倒立的实像。分析实验成像情况可知，实验中所用透镜的焦距为_________cm。 （3）当把点燃的蜡烛由如图所示的位置向右移至光具座的35 cm刻度时，应向______（填“左”或“右”）移动光屏到适当的位置，得到一个倒立、放大的实像。 【拓展延伸】若把一个点光源放在凸透镜的焦点上，凸透镜不成像，但射向凸透镜的光线将平行射出，根据这个道理可以制成平行光源。 1.小明拿着放大镜，伸直手臂，通过放大镜观察远处的景物，看到的是景物的（ ） A.正立放大的像 B.倒立放大的像 C.倒立缩小的像 D.正立缩小的像 2.某凸透镜焦距为15cm，若将一物体放在此透镜前25cm处，则可在透镜的另一侧得到一个（ ） A.倒立、放大的实像 B.倒立、缩小的实像 C.正立、放大的虚像 D.正立、缩小的虚像 3.用手机看视频，图像太小，屏幕放大器（凸透镜）来帮忙，小明通过透镜可看到放大了的图像，如图所示，手机距离透镜15cm，凸透镜的焦距可能为（ ） A.20cm B.15cm C.10cm D.5cm 4.一凸透镜的焦距为15cm，将点燃的蜡烛从离凸透镜20cm处移到40cm处的过程中，像的大小和像距的变化情况是（ ） A.像变大，像距变大 B.像变小，像距变小 C.像变大，像距变小 D.像变小，像距变大 5.“自拍神器”给旅行者自拍带来了方便。如图所示，与直接拿手机自拍相比，利用自拍杆可以（ ） A.增大像距 B.增大取景范围 C.增大人像的大小 D.缩短景物到镜头距离 6.在“探究凸透镜成像规律”的实验中，小明将烛焰放在凸透镜前某一位置时，恰好在凸透镜后20cm处的光屏上出现一个与该烛焰等大的像，下列说法正确的是（ ） A.该凸透镜的焦距是20cm B.此时的物距大于20cm C.当物距是30cm时，光屏上呈现倒立缩小的像 D.当凸透镜的一部分被遮住时，光屏上不能呈现完整的像 7.很多车主都在车上安装了行车记录仪，便于及时用摄像头将行车过程中发生的事情记录下来，在夜间可以利用摄像头周边的多点红外线补光，拍出依旧清楚的画面。关于行车记录仪，下列说法正确的是（ ） A.在拍摄录像时，物体在透镜两倍焦距外 B.行车记录仪的摄像头中用的是凹透镜 C.人肉眼是可以观察到红外线的 D.在拍摄录像时，物体在透镜一倍焦距内 8.烛焰通过凸透镜在光屏上成一放大的像，如果在凸透镜上粘一个小黑点，则光屏上（ ） A.没有黑点的像 B.一片漆黑 C.有一个放大的黑点像 D.有一个缩小的黑点像 9.如图所示是探究“凸透镜成像规律”的实验装置，凸透镜的焦距为10cm，点燃的蜡烛与凸透镜固定不动。移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是_______、_______的实像，遵从这一成像原理的是__________（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。 10.无人机利用携带的焦距一定的微型摄像机进行航拍，来自地面景物的光通过摄像机镜头，会聚在感光晶片上，形成倒立、_________（填“放大”或“缩小”）的实像；当无人机上升时，要_________（填“增大”或“减小”）镜头与感光晶片间的距离，才能拍摄到清晰的画面。 11.在“探究凸透镜成像规律”实验中： （1）如图甲所示，该透镜的焦距f=_________cm； （2）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上后，点燃蜡烛，在光屏上得到蜡烛的像如图乙所示，若要让像成在光屏的中心位置，则可以将凸透镜向_________（填“上”或“下”）移动； （3）如图丙所示，把蜡烛放在光具座上______（填“A”“B”“C”或“D”）点时，在光屏上能得到一个清晰放大的像，______（填“投影仪”“照相机”或“放大镜”）就是利用这种成像规律工作的。 1 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $$ 八年级科学上册重点专题讲学练 第1章 对环境的察觉 第7讲 凸透镜成像规律及应用 总体构架 探究凸透镜成像规律的实验 凸透镜成像规律 放大镜、投影仪和照相机 照相机的调节 投影仪的调节 放大镜的调节 凸透镜成像规律的应用 利用凸透镜成像规律比较凸透镜的焦距 探究凸透镜成像规律 一、探究凸透镜成像规律的实验 1.实验准备：透镜成像时的物理量（如图） （1）焦距：透镜的焦点到光心的距离，用f表示； （2）物距：物体到透镜的距离，用u表示； （3）像距：像到透镜的距离，用v表示。 专业术语：一倍焦距f、二倍焦距2f、物距u、像距v。 2.实验装置图 （1）实验器材：凸透镜、蜡烛、光屏、光具座等； （2）实验前的调节：①在太阳光下或利用平行光源测出凸透镜的焦距。 ②把透镜放在光具座标尺中央，调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心处于同一水平高度（目的：使像成在光屏的中央，便于观察与比较像与物体的关系。） ③从透镜的位置开始在左右两边的标尺上用粉笔标出等于焦距和2倍焦距的位置。 3.实验步骤 ①点燃蜡烛，将蜡烛移动到在离凸透镜尽量远的位置上，调整光屏到透镜的距离，使烛焰在光屏上成一个清晰的像，观察像的大小、正倒，测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏间的距离。把数据记录成表。 【深度思考】什么情况下，光屏到凸透镜的距离是像距？如何调节光屏使成像最清晰？ 光屏上呈现的像最清晰时，光屏到凸透镜的距离是像距，粗调光屏找到烛焰的大致像；左右微调光屏到像清晰。 ②将蜡烛逐渐向凸透镜移近，每次都要调整光屏到透镜的距离，使烛焰在光屏上成一个清晰的像，观察像的变化是放大还是缩小，是正立还是倒立，测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏的距离，将数据记录成表。 ③当蜡烛移到一定位置上时，光屏上不能成像，用眼睛直接对着凸透镜观察蜡烛的像，把蜡烛与凸透镜的距离、像与凸透镜的距离，像的大小，像的正倒，填入表格。 假设f=10 cm 物距/cm 像的性质 像距/cm 虚实 大小 正倒 38 实 缩小 倒立 13 22 实 缩小 倒立 18 18 实 放大 倒立 22 12 实 放大 倒立 42 【深度思考】表格中“物距3 8 cm 对应的像距为1 3 cm”“物距12 cm 却对应的像距为4 2 cm”似乎违背了光路的可逆性。其中的可能原因是什么？ 可能是物距和像距的测量误差引起的，也可能是光屏上的像没有达到最清晰。 4.分析论证 讨论总结实验结果： （1）根据实验的定性分析，可知“物体成实像时，物体距离凸透镜越远(物距越大)，像越小，像距离凸透镜越近(像距越小)”“物体成虚像时，物体距离凸透镜越近(物距越小)，像越大，像距离凸透镜越远”。 当物距大于像距时，凸透镜成缩小的实像;当物距小于像距时 ， 凸透镜成放大的实像 。 （2）如图所示是将实验测量的物距、像距、观察的像呈现出来，结合凸透镜的焦距大小进行分析得出结论。 实验结论：①物体在2 倍焦距之外，成倒立、缩小的实像，像在1 倍焦距和2 倍焦距之间。 ②物体在1 倍焦距和2 倍焦距之间，成倒立、放大的实像，像在2 倍焦距之外。 ③物体在1 倍焦距内，成正立、放大的虚像，像和物体在凸透镜的同侧。 科学推理：物体在凸透镜的2 倍焦距处成什么性质的像？像距是多大？ 推理结果：由实验结论“物体在2 倍焦距外成倒立、缩小的像”和“2 倍焦距内成倒立、放大的像”推论出“物体在两个位置之间的某处(2 倍焦距处)成倒立、等大的实像”；同理像距也是2 倍焦距。 5.实验过程中应注意的问题 （1）调整蜡烛、凸透镜和光屏，让三者中心大致在同一高度上，使烛焰的清晰像能成在光屏中心，便于观察。[如果三者中心不在同一高度，像会呈现在光屏的上方或下方] 【深度理解】利用烛焰进行实验，可以成更清晰的像。 此处的“高度”不可改为“直线”；调节时，应先点燃蜡烛。 清晰像的确定：光屏向前移，烛焰的像变模糊；光屏向后移，烛焰的像也变模糊，则这个位置就是成清晰像的位置。 （2）每次实验中，只能通过移动光屏使光屏上得到清晰的像，而不能通过移动蜡烛使光屏上得到清晰的像。 【深度理解】移动光屏的方法：每次实验中，应先让光屏贴近凸透镜，再逐渐远离凸透镜，直至观察到光屏上出现清晰的像（或一直都没看到清晰的像），而不能随意左右移动光屏。 （3）在光具座上做实验时，最好选用焦距为10 cm左右的凸透镜。若焦距过大，将无法调节物距和像距。 （4）在探究物距满足f<u<2f的情况时，物体不能太靠近焦点，否则像离凸透镜太远，像太大，不能在光屏上呈现。 【深度理解】在同一个物距范围内取两组以上的物距探究，是为了排除偶然因素，使实验结论更具有普遍性。 （5）光屏上不能得到烛焰像的原因有哪些？ ①烛焰中心、凸透镜光心 、光屏中心不在同一高度上，光屏上可能承接不到烛焰的像； ②像距过大，光屏无法移动到像的位置 ； ③若u<f，烛焰成虚像时，只能透过透镜用眼睛直接观察，光屏上不能承接到像； ④若u=f，烛焰在焦点发出的光经凸透镜折射成平行光，不成像，在光屏上也不可能承接到像。 ⑤凸透镜焦距过大，光具座不够长。 【例1】小芳同学在探究凸透镜成像规律的实验中，她先按如图所示的装置图完成仪器装配。经过调节，在光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高，为了使像能成在光屏的中央，应把蜡烛向______调；或将凸透镜向______调；或将光屏向______调。（均填“上”或“下”） 解题秘方：设想有一条从烛焰发出，经过凸透镜光心至光屏上像的光线，再判断蜡烛、凸透镜和光屏的调节会使像朝哪个方向运动，从而得出结论。 【解析】 【答案】上；下；上 【特别提示】烛焰移动，凸透镜不动，物像绕光心转动，物像朝相反方向移动；凸透镜移动，烛焰不动，镜像朝相同方向移动；光屏移动，像不移动。 【方法点拨】实验中，蜡烛在不断燃烧，烛焰高度会逐渐降低，烛焰的像会向光屏上方移动，要把烛焰的像调到光屏中央，可用题中所述的三种方法。 【例2】如图所示，用焦距为10 cm 的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。 (1)为了使像成在光屏中央，应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的______上。 (2)如图所示，当蜡烛距离凸透镜15 cm 时，移动光屏，可在光屏上找到一个清晰的倒立、 _____(填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。 (3)当光屏上成清晰的像时，用白纸遮住凸透镜的上半部分，则烛焰的像亮度将_______。 解题秘方：根据凸透镜的成像规律解题。 【解析】(1)为了使烛焰的像成在光屏中央，要调节烛焰、光屏的中心都位于凸透镜的主光轴上。 (2)当蜡烛距离凸透镜15 cm 时，即此时f ＜u＜2f， 移动光屏，在光屏上得到清晰的倒立、放大的实像，投影仪就是应用这一原理制成的。 (3)遮住凸透镜的上半部分，可以呈现完整的像，但像会变暗。 【答案】（1）主光轴 （2）放大 投影仪 （3）变暗 二、凸透镜成像规律 1.凸透镜成像的静态规律及其应用 情况 物距u 像的性质 像距v 应用 正倒 大小 虚实 1 u＞2f 倒 缩小 实 2f＞v ＞f 照相机、摄像机、摄像头 2 u=2f 倒 等大 实 v=2f 测焦距 3 2f＞u＞f 倒 放大 实 v＞2f 投影仪、幻灯机、电影放映机 4 u=f 不成像 5 u＜ f 正 放大 虚 v＞u 放大镜 2.凸透镜成像规律的理解 （1）凸透镜所成的实像都是倒立的，且物、像位于凸透镜两侧；凸透镜所成的虚像都是正立的，且物、像位于凸透镜同侧。 （2）一倍焦距处是成实像和虚像的分界点。当物距大于一倍焦距时成实像，当物距等于一倍焦距时不成像，当物距小于一倍焦距时成虚像。 （3）二倍焦距处是成放大的像和缩小的像的分界点。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，当物距小于二倍焦距时成放大的像。 （4）动态规律 ①凸透镜成实像时，物体离凸透镜越近，像离凸透镜越远，像越大；物体离凸透镜越远，像离凸透镜越近，像越小；概括为“物近像远像变大，物远像近像变小”。 ②凸透镜成虚像时，物体离凸透镜越近，像离凸透镜越近，像越小；物体离凸透镜越远，像离凸透镜越远，像越大；概括为“物近像近像变小，物远像远像变大” 。 ③凸透镜成像时，物体和像的移动方向相同。 【例3】小杨做凸透镜成像规律的实验。将焦距为10 cm的凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧，实验前调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一水平高度，如图4所示。则下列四个选项中，判断正确的是( ) A. 若蜡烛放置在10 cm刻度线处，移动光屏，在光屏上不能呈现烛焰清晰的像 B. 若蜡烛放置在20 cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰放大的实像 C. 若蜡烛放置在35 cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰放大的实像 D. 若蜡烛放置在45 cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰缩小的实像 解题秘方：算出四种情况下的物距u，再结合凸透镜成像规律解答。 【答案】C 【特别提示】光屏上得不到像的原因：一是蜡烛在焦点上（不成像）或焦点以内（成虚像）；二是烛焰、凸透镜和光屏三者的中心不在同一高度；三是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动到该位置。 【方法点拨】凸透镜成像时，要素“物距、像距、像的性质、应用”之间具有一一对应的关系，解题时，只要知道某一要素，就可以根据凸透镜成像规律推出其他几个要素。如根据“物距”，就可以判断物体通过凸透镜所成的像。 3.凸透镜成像图解 当u>2f时，成倒立、缩小的实像，此时f<v<2f（图①）。 当u = 2f时，成倒立、等大的实像，此时v = 2f（图②）。 当f<u<2f时，成倒立、放大的实像，此时v>2f（图③）。 当u = f时，折射光线互相平行，不能成像（图④）。 当u<f时，成正立、放大的虚像，此时v>u。 图① 图② 图③ 图④ 【速记口诀】1倍焦距分虚实，2倍焦距分大小。 实像倒，位异侧；虚像正，位同侧。 物近像远像变大，焦点以内反变化。 【特别提示】（1）凸透镜所成的像是通过凸透镜将来自物体的光线会聚形成的 ， 凸透镜的镜面大小不会影响透镜能否成像；（2）像点是所有折射光线会聚而成 的 ， 也就是所有折射光线都要过像点。 【例4】在“探究凸透镜成像的规律”实验中，凸透镜的焦距f=12 cm，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，此时烛焰在光屏上成清晰的像(像未画出)。 下列判断正确的是( ) A. 图中成像特点与投影仪成像特点相同 B. 透镜位置不动，把蜡烛向左移动，向右移动光屏，光屏上会再次得到清晰的像 C. 透镜位置不动，把蜡烛移到30 cm 刻度线处，向右移动光屏，光屏上会再次得到清晰的像 D. 透镜位置不动，把蜡烛移至45 cm 刻度线处，向右移动光屏，光屏上会再次得到清晰的像 解题秘方：根据物距与焦距的关系，结合凸透镜成像规律，判断所成像的性质及其应用。 【解析】由图可知，此时物距u=30 .0 cm，像距v=20.0 cm，凸透镜的焦距f=12 cm，u>2 f，成的是倒立、缩小的实像，与投影仪成像特点不同，故A 错误；当成实像时，物距变大时，像距变小。透镜位置不动，把蜡烛向左移动，像距减小，即向左移动光屏，光屏上会再次得到清晰的像，故B 错误；透镜位置不动，把蜡烛移到3 0 cm 刻度线处，物距减小，像距变大，即向右移动光屏，光屏上会再次得到清晰的像，故C正确；将蜡烛移到4 5 cm 刻度线处，物距为5 cm，小于焦距，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，故D 错误。 【答案】C 三、放大镜、投影仪和照相机 1.放大镜 （1）根据u<f时的成像规律做成的凸透镜，实质是一个短焦距凸透镜。 （2）使用使用放大镜时，放大镜应置于物体和眼睛之间，物体离凸透镜较近，眼睛要透过放大镜来观察物体。 （3）成像特点：成正立、放大的虚像；像距大于物距；像与物位于凸透镜的同侧。 【特别提示】不要误认为放大镜在任何情况下使用都成正立、放大的虚像，放大镜和物体的距离大到一定程度时，放大的虚像消失。 【例5】如图所示，透过水瓶可以看到放大了的文字，这是因为装水的水瓶相当于 透镜，形成了______文字正立、放大的______像。 解题秘方：结合透镜的特征和凸透镜成像的特点解答。 【解析】装水的水瓶中间厚、边缘薄，相当于凸透镜，此时的凸透镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像。 【答案】凸 虚 【拓展延伸】小水滴、装水的玻璃瓶、鱼缸的结构与凸透镜相似，都可以起到放大镜的作用。露珠下叶脉看起来更粗大、鱼缸里的金鱼看起来更大，都是这个缘故。 2. 投影仪 利用凸透镜能成倒立、放大的实像的原理制成。 （1）结构 ①投影仪的镜头相当于一个凸透镜； ②平面镜的作用：改变光路； ③螺纹透镜的作用：聚光； ④屏幕相当于光屏。 （2）成像特点 ①投影仪（或幻灯机）成倒立、放大的实像； ②像距大于物距。投影片离镜头越近，在屏幕上所成的像越大，像到镜头的距离越远。 ③像与物位于凸透镜的异侧。 【深度理解】（1）投影仪工作时，物距小于像距。 （2）为了让天花板上成的像看起来是“正立”的，投影片要倒着插。 【拓展延伸】现在会议室、教室用的投影仪通常与计算机相连，计算机上的字或图通过投影仪被放大，其原理与本节课学习的投影仪类似。 【例6】放幻灯片时，银幕上出现了一面旗，它的形状与图中的甲相似，则幻灯片上的旗应是图乙中的( ) 解题秘方：运用投影仪成像特点解答。 【解析】物体通过幻灯机成的是倒立、放大的实像。 【答案】B 【技法导引】可用旋转法判断放幻灯片时银幕上的成像，将原图旋转180°，旋转后得到的图片就是银幕上的像。 3.照相机 （1）结构 ①镜头：由一组透镜组成， 它们组合在一起相当于一个凸透镜 ， 起到成像的作用； ②胶片：相当于光屏； ③快门：控制曝光时间等； ④光圈：控制进光量的多少 、控制景深； ⑤调焦环：调节镜头焦距。 （2）工作原理及成像特点 ①照相机的镜头相当于一个凸透镜，胶片或影像传感器相当于光屏。 ②来自远处物体的光（u>2f）经过照相机的镜头后会聚在胶片或影像传感器上，形成一个倒立、缩小的实像。且物体到镜头的距离大于镜头到胶片的距离。 ③物体靠近，把镜头往前伸，像距变大；物体远离，把镜头往后缩，像距变小。 现在的照相机利用光学或电子技术，把倒立的像转变成正立的，便于观察。 数码照相机用电荷耦合器件作为感光元件代替胶片，把光信号转换成电信号，记录物体(人或景物)的像。 【深度理解】照相机成像原理图(如前图)，画的是两条过光心的光线。照相机工作时，物距大于像距。“倒立”是指像相对于物体(人或景物)上下、左右位置颠倒。 【深度思考】为什么同样的照相机能照出全景和非全景的像？ 照相机通过调节物距和像距得到全景和非全景的像。拍摄近处景物时，镜头往前伸，离胶片远一些；拍摄远处景物时，镜头往后缩，离胶片近一些。 【例7】小明用照相机给小宇拍照时，发现了一些特点，请根据你的经验和知识，帮他完成下列填空。 (1)小宇离照相机镜头的距离_____(填“大于”“小于”或“等于”)底片离照相机镜头的距离。 (2)小宇离照相机镜头越远，小宇在底片上所成的像越 _____。 (3)照相机底片上所成的像一定比小宇本人_____。 (4)人和像在凸透镜(镜头)的_____ (填“同”或“异”)侧。 解题秘方：运用照相机成像特点解答。 【解析】(1)照相机底片离镜头的距离较小，而拍照时被照的对象离照相机较远，远远超过照相机底片到镜头的距离。 (2)由生活经验可知，人离照相机越远，成的像越小。 (3)照相机所成的像是倒立、缩小的实像。 (4)人在照相机镜头的前面，底片在照相机镜头的后面。 【答案】（1）大于 （2）小 （3）小 （4）异 【易错警示】用照相机拍照时，在照相机的观察屏上看到的是正立的像，有些学生会错误地认为照相机成正立的像，这是因为照相机内部器材把成的倒立的像转换成了正立的像。 【归纳掌握】（1）常见光现象图解 实像 图示 小孔成像 照相机成像 投影仪成像 原理 光的直线传播 光的折射 光的折射 虚像 图示 平面镜成像 看到的鱼变浅 放大镜成像 原理 光的反射 光的折射 光的折射 （2）照相机、投影仪和放大镜成像对比 物体距镜头 像距镜头 物像位置 像的性质 大小 正倒 虚实 照相机 远 近 在透镜两侧 缩小 倒立 实像 投影仪 较近 远 在透镜两侧 放大 倒立 实像 放大镜 近较 远 在透镜同侧 放大 正立 虚像 1.照相机的调节 【例1】在信息化时代，照相机和手机都是常用的图像采集设备。 （1）如图甲所示，用照相机拍照时，在芯片上所成的像是倒立的、缩小的______（填“实”或“虚”）像。镜头靠近人时，像的大小将变______，此时像会_________（填“靠近”或“远离”）透镜。用照相机拍摄远近不同的物体时，通过伸缩镜头，使像清晰地成在芯片上，这个操作过程便是“调焦”，如图乙所示。 【特别提示】利用照相机拍摄近景时，镜头应前伸，增大暗箱的长度（即像距）；利用照相机拍摄远景时，镜头应后缩，缩小暗箱的长度（即像距）。 （2）小敏同学发现手机不能“调焦”但成像也基本清晰，她将手机拿到哥哥工作的大学实验室去探究，实验数据如表，根据表中数据，判断手机镜头的焦距大约为_________。 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 物距/m 10.00 5.00 2.00 1.00 0.50 0.10 0.05 像距/cm 0.500 0.501 0.502 0.503 0.505 0.526 0.556 A. 5 m B. 0.5 m C. 0.05 m D. 0.005 m （3）请分析，手机拍摄远近不同的物体不需要“调焦”的原因是__________________ __________________。 【解析】（1）照相机的镜头相当于一个凸透镜，凸透镜成像时u>2f，成倒立、缩小的实像；由凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律知，镜头靠近人时，物距变小，像距会变大，像会远离透镜，像要变大。 （2）由表中数据可知，当物距u>0.50 m时，像距v保持0.5 cm几乎不变，这说明像距接近焦距，即焦距约为0.5cm = 0.005m。 另解：凸透镜成像时，物距u、像距v、焦距f之间存在如下关系：。则由题中表格的第1次实验的数据得，解得f≈0.005m。 （3）因为这种手机镜头的焦距小，物距都远大于2倍焦距，像距接近焦距，像距变化的范围小，远近不同的物体成像的位置相差不大，故不用调节。 【方法点拨】当物距远大于凸透镜的2倍焦距时，物体通过凸透镜成的像非常接近焦点（利用太阳光粗略测量凸透镜的焦距用到的就是这一原理），此时，即使物距改变，像距也几乎不变，始终接近焦距。 【答案】（1）实；大；远离 （2）D （3）这种手机镜头的焦距小，物距都远大于2倍焦距，像距接近焦距，像距变化的范围小 2.投影仪的调节 【例2】如图是爱动脑筋的小明用手机和透镜自制的简易投影仪，它能将手机上的画面放大投射到白墙上。下列说法正确的是（ ） A. 手机到透镜的距离应大于透镜的两倍焦距 B. 墙上呈现的是手机画面的正立、放大的虚像 C. 要使墙上的像变大，应增大手机与透镜间的距离 D. 要使墙上的像变大，应缩小手机与透镜间的距离 【解析】投影仪是利用“2f>u>f时，物体通过凸透镜成倒立、放大的实像，v>2f”的原理来工作的。由凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律知，要使投影仪成的像变大，应减小物距，同时增大像距。 【答案】D 【易错提醒】为了在白墙上得到清晰的像，在调节物距（手机与透镜之间的距离）的同时，还应调节像距（投影仪与白墙之间的距离）。 3.放大镜的调节 【例3】如图所示，小乐用放大镜看指纹时，觉得指纹的像太小，为使指纹的像大一些，正确的做法是（ ） A. 眼睛和手指不动，让放大镜离手指稍近些 B. 眼睛和手指不动，让放大镜离手指稍远些 C. 放大镜和手指不动，让眼睛离放大镜稍近些 D. 放大镜和手指不动，让眼睛离放大镜稍远些 【解析】由凸透镜成虚像时，“物远像远像变大”的规律知，要使放大镜成的虚像变大，应增大物距。 【答案】B 【易错提醒】凸透镜成实像与虚像时，调节像的大小的操作方法完全相反：要使所成的实像变大，物体要靠近凸透镜；要使所成的虚像变大，物体要远离凸透镜（仍在一倍焦距内）。 本专题在中考中的主要考点是探究凸透镜成像规律，试题常常结合凸透镜的应用进行考查，一般以考查概念和规律的理解与识记的选择题、填空题和探究题为主，难度稍大。 考法1:凸透镜成像规律的应用 【例1】[绍兴中考] 如图，小敏在家中做凸透镜成像实验，墙上出现一个倒立缩小清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．墙上所成的烛焰像是虚像 B．手和透镜的影子是光的反射形成的 C．若透镜不动，蜡烛远离透镜，手和透镜的影子大小不变 D．若蜡烛不动，透镜靠近蜡烛，能再次呈现清晰的烛焰像 【试题评析】考查凸透镜成像规律的应用。凸透镜成实像时，若蜡烛、光屏的位置不变，改变凸透镜的位置，光屏上能两次成像。 【解析】A、由题意可知，墙上出现一个倒立缩小清晰的像，根据凸透镜成像规律可知应得到倒立缩小的实像，故A错误；B、手和透镜的影子是光的直线传播形成的，故B错误；C、若透镜不动，蜡烛远离透镜，手和透镜的影子变小；D、图中，蜡烛经凸透镜成倒立缩小的实像，此时物距u＞2f，若蜡烛不动，透镜靠近蜡烛，在f＜u＜2f还能成倒立放大的实像，即能再次呈现清晰的烛焰像，故D正确。 【答案】D 【例2】[郴州中考]如图所示是小明进行探究“凸透镜成像规律”实验时情景示意图，烛焰位于距透镜1.5倍焦距处，并在光屏上得到清晰的像。工作原理与此成像规律相同的光学器件是（ ） A. 照相机 B. 放大镜 C. 投影仪 D. 潜望镜 【试题评析】试题利用文字和图片提供凸透镜成像情景，考查凸透镜成像规律的应用。能由“字里图中”点滴凸透镜成像规律推及所有凸透镜成像规律是解题的关键。 【解析】由题中条件“烛焰距透镜1.5倍焦距”可知，此时凸透镜成倒立、放大的实像，应用此规律工作的有投影仪。 【答案】C 另解 方法一：由图8中物距u小于像距v知，应用凸透镜此成像规律来工作的是投影仪。 方法二：由图中“倒立、放大的实像”知，应用凸透镜此成像规律来工作的是投影仪。 考法2：利用凸透镜成像规律比较凸透镜的焦距 【例3】[杭州中考] 实验室利用光具座研究凸透镜成像的规律，当三个元件移动到图示位置时，光屏上出现了清晰的像，回答下列问题： （1）光屏上像的性质为__________________。 （2）关于本实验中得到的像在生活中的应用，举一个例子_________。 （3）从图中读出物距为_________cm，并推算出焦距为_________（选填字母）。 A．f＜15cm B.15cm＜f＜20cm C．f＞30cm （4）如果保持蜡烛与凸透镜的位置不变，撤去光屏，是否仍然成像？__________________。 A. 5 cm B. 10 cm C. 15 cm D. 20 cm 【试题评析】试题提供凸透镜成像情景，要求利用凸透镜成像规律中物距、像距与焦距的关系判断凸透镜的焦距。 【解析】（1）根据能在光屏上成像，得出一定是实像，再根据物距大于像距，可知，光屏上的像为倒立缩小的实像； （2）倒立缩小实像的应用主要是照相机； （3）由图可知，物距u=50.0cm-10.0cm=40.0cm，因为所成的像是倒立缩小的实像，则u＞2f，像距范围2f＞v＞f，，解得20cm＞f＞15cm。故选B。 （4）保持蜡烛与凸透镜的位置不变，不影响成像。只是撤去光屏，光屏上不能承接到像了。 【答案】（1）倒立缩小实像；（2）照相机；（3）40.0；B（4）仍然成像。 【方法点拨】当物体通过凸透镜成等大的实像时，可利用u=2f的规律计算凸透镜的焦距；否则只能利用不等式或不等式组判断焦距的范围。 考法3：探究凸透镜成像规律 【例4】[绥化中考]小华同学用如图所示的实验器材做“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）在光具座上从左至右依次放置蜡烛、和光屏。 （2）蜡烛在如图所示的位置时，成的像是等大、倒立的实像。分析实验成像情况可知，实验中所用透镜的焦距为_________cm。 （3）当把点燃的蜡烛由如图所示的位置向右移至光具座的35 cm刻度时，应向______（填“左”或“右”）移动光屏到适当的位置，得到一个倒立、放大的实像。 【试题评析】试题考查探究凸透镜成像规律的实验操作及凸透镜成像规律的应用。 【解析】（1）将凸透镜放在中间，蜡烛和光屏放在其两侧，物体通过凸透镜成的像才可能呈现在光屏上。 （2）凸透镜成的是等大、倒立的实像，则物距和像距均为焦距的2倍，由图可知物距和像距为20.0 cm，则u = v = 2f = 20.0cm，解得f = 10.0cm。 （3）由凸透镜成实像时“物近像远像变大”可知，当把点燃的蜡烛由图中所示位置向右移至光具座的35 cm刻度时，向右移动光屏会得到一个倒立、放大的实像。 【答案】（1）凸透镜 （2）10.0 （3）右 【拓展延伸】若把一个点光源放在凸透镜的焦点上，凸透镜不成像，但射向凸透镜的光线将平行射出，根据这个道理可以制成平行光源。 1.小明拿着放大镜，伸直手臂，通过放大镜观察远处的景物，看到的是景物的（ ） A.正立放大的像 B.倒立放大的像 C.倒立缩小的像 D.正立缩小的像 【答案】C 【解析】考查u>2f时凸透镜成像的特点。放大镜是一个凸透镜，用凸透镜看远处的物体，物体在凸透镜的二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像。 2.某凸透镜焦距为15cm，若将一物体放在此透镜前25cm处，则可在透镜的另一侧得到一个（ ） A.倒立、放大的实像 B.倒立、缩小的实像 C.正立、放大的虚像 D.正立、缩小的虚像 【答案】A 【解析】考查2f>u>f时凸透镜成像的特点。将一个物体放在此透镜前 25 cm 处，f<25 cm<2f，成倒立、放大的实像。 3.用手机看视频，图像太小，屏幕放大器（凸透镜）来帮忙，小明通过透镜可看到放大了的图像，如图所示，手机距离透镜15cm，凸透镜的焦距可能为（ ） A.20cm B.15cm C.10cm D.5cm 【答案】A 【解析】考查u<f时凸透镜成像的特点。由图可知，凸透镜成正立、放大的虚像，则u<f，即f>15 cm。 4.一凸透镜的焦距为15cm，将点燃的蜡烛从离凸透镜20cm处移到40cm处的过程中，像的大小和像距的变化情况是（ ） A.像变大，像距变大 B.像变小，像距变小 C.像变大，像距变小 D.像变小，像距变大 【答案】B 【解析】考查u>2f和2f>u>f两种情况下凸透镜成像的特点，亦可利用凸透镜成像的动态规律解题。思路一：蜡烛从离凸透镜 20 cm 处移到 40 cm 处的过程中，先成倒立、放大的实像，像在2f外；后成倒立、缩小的实像，像在2f与f之间；可见此过程中像变小，像距也变小。思路二：由凸透镜成实像时 “物远像近像变小” 的规律知 B 选项正确。 5.“自拍神器”给旅行者自拍带来了方便。如图所示，与直接拿手机自拍相比，利用自拍杆可以（ ） A.增大像距 B.增大取景范围 C.增大人像的大小 D.缩短景物到镜头距离 【答案】B 【解析】考查凸透镜成像的动态规律。由凸透镜成实像时 “物远像近像变小” 的规律知，使用自拍杆，增大了物距，会减小像距，使像变小，从而增大取景范围。 6.在“探究凸透镜成像规律”的实验中，小明将烛焰放在凸透镜前某一位置时，恰好在凸透镜后20cm处的光屏上出现一个与该烛焰等大的像，下列说法正确的是（ ） A.该凸透镜的焦距是20cm B.此时的物距大于20cm C.当物距是30cm时，光屏上呈现倒立缩小的像 D.当凸透镜的一部分被遮住时，光屏上不能呈现完整的像 【答案】C 【解析】考查u = 2f时凸透镜成像的特点及其应用。距离凸透镜 20 cm 的光屏上得到一个清晰的与物体等大的像，则v = 20 cm = 2f，f = 10 cm，故 A、B 错误；当物距是 30 cm 时，物距大于二倍焦距，故光屏上呈现倒立缩小的像，故 C 正确；遮住凸透镜上的一部分，物体上任一点经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，但折射光线减少，成的像变暗，故 D 错误。 7.很多车主都在车上安装了行车记录仪，便于及时用摄像头将行车过程中发生的事情记录下来，在夜间可以利用摄像头周边的多点红外线补光，拍出依旧清楚的画面。关于行车记录仪，下列说法正确的是（ ） A.在拍摄录像时，物体在透镜两倍焦距外 B.行车记录仪的摄像头中用的是凹透镜 C.人肉眼是可以观察到红外线的 D.在拍摄录像时，物体在透镜一倍焦距内 【答案】A 【解析】考查u>2f时凸透镜成像的特点与应用，以及红外线的特点。摄像机的镜头与照相机的镜头类似，应用u>2f时凸透镜成倒立缩小的实像的规律，故 A 正确，B、D 错误。红外线属于不可见光，人肉眼是不能直接观察到红外线的，故 C 错误。 8.烛焰通过凸透镜在光屏上成一放大的像，如果在凸透镜上粘一个小黑点，则光屏上（ ） A.没有黑点的像 B.一片漆黑 C.有一个放大的黑点像 D.有一个缩小的黑点像 【答案】A 【解析】黑点只是影响到透光的多少，进而影响的是像的明亮程度；而且在黑点在透镜上，也就是在焦点以内，不会在光屏上成像。选项A最符合题意。 9.如图所示是探究“凸透镜成像规律”的实验装置，凸透镜的焦距为10cm，点燃的蜡烛与凸透镜固定不动。移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是_______、_______的实像，遵从这一成像原理的是__________（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。 【答案】倒立；缩小；照相机 【解析】考查u>2f时凸透镜成像的特点及其应用。凸透镜位于 50 cm 刻度线处，蜡烛位于 20 cm 刻度线处，物距u = 50 cm - 20 cm = 30 cm，凸透镜的焦距是 10 cm，则u>2f，成倒立、缩小的实像，照相机就是用到了该原理。 10.无人机利用携带的焦距一定的微型摄像机进行航拍，来自地面景物的光通过摄像机镜头，会聚在感光晶片上，形成倒立、_________（填“放大”或“缩小”）的实像；当无人机上升时，要_________（填“增大”或“减小”）镜头与感光晶片间的距离，才能拍摄到清晰的画面。 【答案】缩小；减小 【解析】考查u>2f时凸透镜成像的特点及其应用，以及凸透镜成像的动态规律。摄像机是利用凸透镜成倒立缩小的实像的原理来工作的，此时有 “物远像近像变小”，故当无人机上升时，要减小镜头与感光晶片间的距离。 11.在“探究凸透镜成像规律”实验中： （1）如图甲所示，该透镜的焦距f=_________cm； （2）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上后，点燃蜡烛，在光屏上得到蜡烛的像如图乙所示，若要让像成在光屏的中心位置，则可以将凸透镜向_________（填“上”或“下”）移动； （3）如图丙所示，把蜡烛放在光具座上______（填“A”“B”“C”或“D”）点时，在光屏上能得到一个清晰放大的像，______（填“投影仪”“照相机”或“放大镜”）就是利用这种成像规律工作的。 【答案】(1) 11.0 (2) 下 (3) C; 投影仪 【解析】试题以探究凸透镜成像规律为目的，考查了实验器材的调节，利用平行光测量凸透镜的焦距，以及u>2f时凸透镜成像的特点及其应用等知识。(1) 图甲中光屏上最小亮的点即为焦点，则光屏到凸透镜的距离为焦距，焦距f = 41.0cm - 30.0cm = 11.0cm；(2) 图乙中像在光屏的上方，由于像是倒立的，所以是蜡烛偏低，或者光屏偏低，可将蜡烛向上移动，透镜向下移动，或光屏向上移动；(3) 要想成倒立放大的实像，就要将蜡烛放在一倍焦距之外二倍焦距以内，即 C 点位置，投影仪就是利用这个原理制成的。 1 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $$