三、凸透镜成像的规律（分层作业）物理苏科版2024八年级上册

三、凸透镜成像的规律 目录 1 一、探究凸透镜成像的规律 1 二、凸透镜成像规律分析和应用 6 三、凸透镜成像光路作图 10 12 21 一、探究凸透镜成像的规律 1．如图，在做“探究凸透镜成像的规律”实验中，平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚在光屏上一点，如图甲所示。 (1)如图甲可知，该凸透镜的焦距f= cm； (2)调整器材高度时，应使蜡烛的烛焰、透镜的中心、光屏的中心在 ； (3)如图乙所示，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，左右移动光屏，在光屏上 （填“能”或“不能”）得到清晰的烛焰的像； (4)如图丙所示，烛焰能在光屏上形成清晰的像，此像是倒立、 的实像。如果此时撤去光屏，人眼在如图所示的位置 （填“能”或“不能”）直接看到烛焰的实像； (5)在图丙中，保持凸透镜的位置不变，如果蜡烛向左移动 5cm，为了在光屏上得到一个清晰的像，光屏应该向 （选填“左”或“右”）移动； 【答案】(1)15.0 (2)同一高度 (3)不能 (4) 放大 能 (5)左 【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；由图甲可知，焦点到光心的距离为f = 35.0cm-20.0cm = 15.0cm （2）在探究凸透镜成像规律的实验中，调整蜡烛的烛焰、透镜的中心、光屏的中心在同一高度，目的是使像能成在光屏的中央。 （3）由图乙可知，此时物距u = 20.0cm-10.0cm =10.0cm 小于焦距f = 15.0cm。 ​  当u<f时，凸透镜成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，所以在光屏上不能得到清晰的烛焰的像。 （4）[1]由图丙可知，此时物距u = 30.0cm-10.0cm = 20.0cm 在一倍焦距f = 15.0cm和二倍焦距2f = 30.0cm之间；根据凸透镜成像规律，当f<u<2f时，成倒立、放大的实像。 [2]实像是实际光线会聚而成的，撤去光屏后，实际光线会继续传播进入人的眼睛，所以人眼在图示位置能直接看到烛焰的实像。 （5）根据凸透镜成实像规律，当凸透镜位置不变，蜡烛向左移动（物距增大 ），为在光屏上得到清晰像，像距需减小；因此对应光屏向左移动。 2．【问题】某同学透过相同的露珠看到了两种不同的像：远处的叶子通过露珠成倒立、缩小的像；近处的植物通过露珠成正立、放大的像。于是猜想凸透镜所成像的性质与 有关。 【证据】该同学利用如图 所示装置进行探究实验。 （1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装到光具座上，并将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调整到 。 （2）把蜡烛放在距离凸透镜较远的地方，然后逐渐靠近凸透镜，移动 ，观察烛焰的成像情况。 （3）当在光屏上看不到烛焰的像时，应从 （选填“蜡烛”或“光屏”）一侧向凸透镜方向看去，观察烛焰的像。 （4）实验中得到的数据和观察的结果如表所示。 物距u 28.0 24.0 20.0 16.0 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 像距v 15.7 17.3 20.0 26.6 60.4 \ \ \ \ 像的性质 正倒 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 \ 正立 正立 正立 大小 缩小 缩小 等大 放大 放大 \ 放大 放大 放大 虚实 实像 实像 实像 实像 实像 \ 虚像 虚像 虚像 【解释】 （1）本实验所用的凸透镜的焦距是 cm。 （2）由实验数据可知，当 （填物距和焦距的关系）时，能透过凸透镜观察到倒立、缩小的像。 【交流】该同学的同桌发现，他设计的记录实验数据的表格有不当之处，不当之处是 。 【答案】 物距 同一高度 光屏 光屏 10.0 u>2f 物距和像距未带单位 【详解】[1]露珠相当于凸透镜，通过露珠看不同远近的物体成像情况不同，可以猜想，凸透镜所成像的性质与凸透镜和物体之间的距离（物距）有关。 （1）[2]实验前，将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装到光具座上，并将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调整到同一高度，使像成在光屏中央，便于观察和记录成像情况。 （2）[3]实验时，先把蜡烛放在距离凸透镜较远的地方，然后逐渐靠近凸透镜，移动光屏，直到光屏上呈最清晰的像，观察烛焰的成像情况。 （3）[4]当在光屏上看不到烛焰的像时，说明蜡烛可能成虚像，应从光屏一侧向凸透镜方向观察烛焰的像，此时能看到蜡烛正立放大的虚像。 （1）[5]由表中的数据可知，物距为20.0cm时，像距也为20.0cm，此时物体在二倍焦距处，即 本实验所用的凸透镜的焦距是 （2）[6]由实验数据可知，当物距大于20cm时，物体成倒立缩小的实像，由此可知，当时，能透过凸透镜观察到倒立、缩小的像。 [3]记录实验数据的表格有不当之处，不当之处是物距和像距没有单位，在物理学中，没有单位的数字没有实际意义。 3．甲同学用如图所示的实验装置观察凸透镜的成像情况。 (1)他调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心，使它们大致在同一高度。这样做的目的是 (2)当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上呈现一个倒立、 （选填“放大”或“缩小”）的像。保持蜡烛和光屏的位置不变，当他把凸透镜移动到光具座34cm刻度位置时，光屏上又呈现一个清晰的像。这个像比原来的像 （选填“大”或“小”）。 (3)有人说，根据以上数据可以判断该凸透镜的焦距f必定满足∶ cm<f< cm (4)乙同学通过实验验证凸透镜成像的规律，实验器材有凸透镜、光屏、高度为6cm的光源、卷尺等。下表是部分成实像的实验数据。 物距/cm 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 60.0 80.0 100.0 像高/cm 18.0 9.0 6.0 4.5 3.6 3.0 2.6 2.0 1.4 1.1 他发现这些数据和凸透镜成像的规律吻合。他还想从中发现其他一些规律，例如，当物距和焦距的关系满足 条件时，实像高度将小于光源高度的一半。 【答案】(1)使像成在光屏中心 (2) 缩小 大 (3) 12 20 (4)u＞3f 【详解】（1）为了使像成在光屏中央，应调整烛焰、凸透镜及光屏三者的中心，使其大致在同一高度。 （2）[1]由图可知，物距大于像距，根据凸透镜成像规律可知此时成倒立、缩小的实像。 [2]保持蜡烛和光屏的位置不变，当把凸透镜移动到光具座34cm刻度位置时，光屏上又呈现一个清晰的像，此时蜡烛靠近凸透镜，根据凸透镜成实像物近像远像变大的规律，这个像比原来的像相比变大。 （3）[1][2]由图可知，物距大于像距，此时成倒立、缩小的实像；物距为 根据凸透镜成像规律可知此时物距，即， 像距为 根据凸透镜成像规律可知此时像距，即，综上可得 （4）由表可知，当物距为u=45.0cm=3f时，实像的高度等于光源高度的一半，且物距越大，实像高度越小，可知当物距和焦距的关系满足u＞3f条件时，实像高度将小于光源高度的一半。 4．【实验器材】凸透镜（焦距为10cm）、光屏、蜡烛、光具座 【问题】小明用凸透镜看近处和远处的物体时，发现它们的成像特点不同，于是他猜想凸透镜的成像特点可能跟 有关； 【证据】 （1）小明用焦距为10cm的凸透镜按如图所示，进行了多次实验。实验时，为了方便观察，应该使凸透镜中心、烛焰中心和光屏中心在 。 （2）经过多组实验发现当物距在10cm到20cm之间时，成倒立放大的实像；当物距大于20cm时，成倒立缩小的实像；当物距小于10cm时，从透镜的另一侧可以看到正立放大的虚像。 【解释】小明分析上述数据发现物距为10cm和20cm的位置非常特殊。物距为10cm处是成实像和虚像的分界点，20cm是成 的分界点。进一步分析发现10cm恰好是该透镜的一倍焦距的长度，20cm恰好是该透镜二倍焦距的长度。 【交流】 （1）这是巧合还是必然呢？为此，他提出了一个新的猜想：凸透镜的成像特点可能还跟凸透镜的焦距有关。 （2）为了进一步验证该猜想，还要补充的器材是 。实验时应该控制 不变，改变 ，进行多次实验。 【答案】 物体到凸透镜的距离 同一高度 放大像和缩小像 不同焦距的凸透镜 物距 焦距 【详解】[1]用凸透镜观察远、近不同的物体，看到了不同特点的像，说明凸透镜所成像的特点可能跟物体到凸透镜的距离有关，即成像情况与物距有关。 （1）[2]实验前，应该使凸透镜中心、烛焰中心和光屏中心在同一高度，使像成在光屏中央，便于观察和记录成像情况。 [3]凸透镜成像时，透镜的焦距为10cm，物距为10cm处是成实像和虚像的分界点，20cm是成放大像和缩小像的分界点，物距大于二倍焦距时成缩小的像，物距小于二倍焦距时成放大的像。 （2）[4][5][6]小明猜想：凸透镜的成像特点可能还跟凸透镜的焦距有关；要探究凸透镜的成像特点与凸透镜焦距的关系，应控制物距不变，改变焦距，即更换不同焦距的凸透镜，因此还需要补充的器材是不同焦距的凸透镜；进行实验时，控制物距不变，更换不同焦距的凸透镜，观察并记录成像情况，得出结论。 5．在探究“凸透镜成像规律”实验时，所选用的凸透镜的焦距为10cm。 (1)在调整器材高度时，应 （选填“点燃”或“不点燃”）的蜡烛； (2)如图甲所示，将蜡烛和透镜的位置固定，则光屏位置（光屏图中未画出），会在光屏上得到清晰的像，此时光屏的位置大致在图中的 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）；若透镜位置不动，将光屏与蜡烛的位置互换后，光屏上仍然能够得到清晰的像，此时的像与未调换之前比 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； (3)如图乙所示，将蜡烛放在凸透镜一倍焦距以内，在透镜另一侧可以看到蜡烛放大的像，若将一不透明的光屏放在虚线处，则人眼看见蜡烛的像______。 A．会消失 B．会变暗 C．没有变化 D．成在光屏上 【答案】(1)点燃 (2) D 变小 (3)C 【详解】（1）为使像成在光屏的中央，应调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，因此在调整器材高度时，应点燃蜡烛。 （2）[1]由题意知，凸透镜的焦距为10cm，由图可知，此时物距u=50.0cm-35.0cm=15.0cm 则f<u<2f，根据凸透镜成像的规律，此时成倒立放大的实像，像距大于二倍焦距，则v>2f=20cm 且物距和像距的和应大于4f，因此光屏的位置大致在图中的D。 [2]将光屏与蜡烛的位置互换后，此时物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像的规律，此时成倒立缩小的实像，因此此时的像与未调换之前比变小。 （3）将蜡烛放在凸透镜一倍焦距以内，在透镜另一侧可以看到蜡烛正立放大的虚像，因为虚像是光的折射光线反向延长得到的，所以在虚线处放置一光屏对成虚像不产生影响，所以烛焰的像不会发生变化，C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 二、凸透镜成像规律分析和应用 6．工匠师维护精密仪表时，在眼睛前戴一个凸透镜，便于观察仪表的细微之处，如图所示。 (1)凸透镜对光线有 的作用； (2)凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的 焦距范围之内； (3)通过凸透镜看到的是仪表 （填“正立”或“倒立”）的像，像的位置与仪表的位置在凸透镜的 侧。 【答案】(1)会聚 (2)一倍 (3) 正立 同 【详解】（1）凸透镜的中间厚边缘薄，对光有会聚作用。 （2）维护精密仪表时，在眼睛前戴一个凸透镜，是为了让仪表细微之处放大，相当于放大镜的作用，所以凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的一倍焦距之内。 （3）[1][2]仪表在凸透镜的一倍焦距之内，通过凸透镜所成的是正立放大的实像，此时像与物在同一侧。 7．小明在光学学习中，对色彩斑斓的光学世界产生了浓厚的兴趣，他认识到熟练掌握物、像联动，并用其规律解决实际问题的意义，于是他进行了如下的探索：他给同学们简单演示了动画片放映原理，图1为哪吒的原图片，图2为该图片利用凸透镜制作而成的光学仪器投影在墙上的像。若减小原图片到凸透镜的距离，想重新在墙上得到一个清晰的像，则应该 （选填“减小”或“增大”）凸透镜到墙的距离；所成的像应该是图 （选填“A”“B”或“C”）。 【答案】 增大 A 【详解】[1]根据凸透镜成像规律，当物体通过凸透镜成实像时（如投影仪成像原理），具有 “物近像远像变大” 的特点，所以当减小原图片到凸透镜的距离（即减小物距）时，想重新在墙上得到一个清晰的像，应该增大凸透镜到墙的距离（即增大像距）。 [2]当减小原图片到凸透镜的距离（物距）时，此时像距会增大，像也会变得比原来的更大，故选A。 8．图甲是一幅立在桌面上的课本插图，透过水杯，插图中的女生变“胖”了，还掉头面向右侧，如图乙，此时水杯相当于一个 ，要想使观察到的女孩变“瘦”一点，应适当将水杯 （选填“远离”或“靠近”）插图。 【答案】 凸透镜 远离 【详解】[1]水杯在装满水后，其侧面会形成中间厚、边缘薄的结构，这种形状的光学元件具有会聚光线的作用，因此相当于一个凸透镜。 [2]女生一开始面向左，透过水杯，插图中的女生掉头面向右侧，说明所成的像是倒立的。在凸透镜成像的过程中，虚像都是正立的，实像都是倒立的。成实像时，物体位于凸透镜的焦距之外，随着物距增大，所成的实像会逐渐变小。若要使观察到的女孩变“瘦”一点，即成像小一些，需要增大物距，将水杯远离插图。 9．图甲是“探究凸透镜成像的规律”实验装置，此时透光光屏上恰能呈现烛焰倒立、 的清晰实像；沿垂直于光具座方向吹动烛焰，使烛焰向纸内晃动，此时若在透光光屏上看到如图乙所示的像，则观察者处于位置 选填“A”或“B”。 【答案】 缩小 A 【详解】[1]在如图所示的位置时，光屏上恰好得到烛焰清晰的像，此时物距大于像距，根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像。 [2]凸透镜成实像时，像是倒立的，像和物上下、左右均颠倒，所以沿垂直于光具座方向吹动烛焰，使烛焰向纸内晃动，则成的像向纸外晃动，所以此时若在透光光屏上看到如图乙所示的像，则观察者处于位置A。 10．如图所示，在探究凸透镜成像规律的实验中，所用凸透镜的焦距为15cm，为了在光屏上呈现清晰的像，光屏应安装在区域 （选填“Ⅰ”或“Ⅱ”），此时光屏上成的像为倒立、 的实像。将透镜移至35.0cm刻度处，为了在光屏上呈现清晰的像，光屏不能安装在区域 （选填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。 【答案】 Ⅱ 缩小 Ⅰ 【详解】[1][2]物体距离凸透镜的距离，即物距 因为 则，此时成的是倒立、缩小的实像，像距为 则光屏的位置为x满足 解得，则光屏应安装在区域Ⅱ。 [3]将透镜移至35.0cm刻度处时，物距 此时由，成的是倒立、放大的实像，此时像距 此时光屏的位置x’满足 解得，故光屏不能安装在区域Ⅰ。 11．小强同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，光屏上得到发光物体清晰的像，当他不小心将手指尖触摸到了凸透镜时，光屏上 （填“会”或“不会”）有他指尖的像；这时光屏上所成的像会 （填“变亮”“变暗”或“亮度不变”）。凸透镜位置不动，小强将蜡烛向远离凸透镜方向移动一段距离后，为在光屏上得到清晰的像，光屏应向 （填“远离”或“靠近”）凸透镜方向移动。 【答案】 不会 变暗 靠近 【详解】[1]当他不小心将手指尖触摸到了凸透镜时，说明手指的指尖在凸透镜的一倍焦距以内，指尖通过凸透镜成正立、放大的虚像，所以光屏上不会有他指尖的像。 [2]当指尖触摸到凸透镜时，由于凸透镜的其他部分仍能会聚光线而成像，光屏上能呈现完整的像，此时凸透镜会聚光线的数量减少，故此时发光物体的像会变暗一些。 [3]根据凸透镜成像规律“物远像近，像变小”可知，将蜡烛向远离凸透镜方向移动一段距离后，为在光屏上得到清晰的像，光屏应向靠近凸透镜方向移动。 12．课外阅读是同学们学习的一种重要途径。某同学在课外阅读时，用凸透镜观察书本上的一幅插图（如左图所示），分别看到了 A、B、C、D中的四种情形，则凸透镜和书本之间的距离最大的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】B图是正立放大的像，所以书本应该在凸透镜的一倍焦距内，距离最近；A、C、D均为倒立的实像，由于凸透镜成实像时，物远像近像变小，所以物距越大，实像越小，故C图成像时，凸透镜与书本之间距离最大，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 13．探究凸透镜成像的规律时，将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm处。如图所示，在蜡烛从光具座上43cm处逐渐移至光具座10cm处的过程中，烛焰所成像的变化情况是（   ） A．一直变小 B．先变大后变小 C．先成实像后成虚像 D．先成倒立实像后成正立虚像 【答案】B 【详解】AB ．根据凸透镜与蜡烛的位置分析，在蜡烛从光具座上43cm处逐渐移至光具座10cm处的过程中，是物距从7cm增大到40cm的过程。在物距7cm到10cm阶段（u<f），成正立放大的虚像，根据凸透镜成像的规律，凸透镜成虚像的过程中，随着物距增大，虚像是逐渐变大的；在物距大于10cm后，并逐渐远离凸透镜的过程中，成倒立的实像，成实像的过程中，根据凸透镜成像的规律，物距越大，像是逐渐变小的，因此整个过程中，像的大小是先变大后变小的，故A不符合题意，B符合题意； C．当物距小于10cm（u<f）时成虚像，大于10cm（u>f）时成实像，因此蜡烛移动过程中先成虚像后成实像，故C不符合题意； D．当物距小于10cm时成正立虚像，大于10cm时成倒立实像，故像先成正立虚像后成倒立实像，故D不符合题意。 故选A。 三、凸透镜成像光路作图 14．如图所示，是物体AB经凸透镜所成的像，请根据凸透镜成像规律作出物体AB，保留作图痕迹。 【答案】 【详解】由图可知，是实线，表明物体AB经凸透镜所成的像是实像，利用凸透镜的特殊光线，过点画出过光心的光线，其传播方向不变，过点画平行于主光轴的直线，与凸透镜的交点为入射点，连接入射点和左侧的焦点F并延长，两条入射光线的交点即为物体A点所在位置，根据凸透镜成像规律，B点应在主光轴上，物体AB垂直于主光轴，如图所示： 15．请用作图法找出蜡烛火焰A点的像A＇。 【答案】 【详解】与凸透镜主光轴平行的光线折射后过焦点，穿过凸透镜光心的光线传播方向不变，这两条折射光线的交点就是A点的像A＇，如图所示： 16．如图所示，在“探究凸透镜成像规律”的实验中，请作出此时烛焰上S点的像S'（保留作图痕迹）。 【答案】 【详解】根据凸透镜成像规律可知，此时成正立的虚像；由凸透镜的三条特殊光线，平行于主光轴的光线经过凸透镜会过焦点，过光心的光线传播方向不变，此时两条折射光线无交点，将两条折射光线反向延长，反向延长线的交点为S的像点S'。如下图所示： 17．请通过作图画出蜡烛（用箭头表示）所成像的位置。 【答案】 【详解】由图可知，蜡烛在二倍焦距以外，成的像是倒立、缩小的实像，像与蜡烛在凸透镜异侧，过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。两条折射光线的交点即为发光点S的像点S'，如图： 18．一个凸透镜的焦距为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。 19．小明通过一个放在地上的透明玻璃球，看到玻璃球中的蓝天和栗川砖塔翻转了过来，如图所示。玻璃球相当于凸透镜，对光具有 作用。当玻璃球远离砖塔时，人看到像的大小将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 会聚 变小 【详解】[1]玻璃球相当于凸透镜，凸透镜对光有会聚作用。 [2]由“看到蓝天和栗川砖反转了过来”可知，此时成的是倒立、缩小的实像，则远处风景到凸透镜的距离大于2倍焦距，凸透镜成实像时，物远像近像变小，当玻璃球远离砖塔时，物距变大，像变小。 20．2023年2月哈工大宣布突破EUV光刻机关键技术，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，在硅片上成像越小芯片制程越小。由原理可知，缩图透镜是 （填“凹”或“凸”）透镜。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，则要将掩膜向 （填“上方”或“下方”）移动。 【答案】 凸 上方 【详解】[1]光刻技术中，缩图透镜的作用是将掩膜上的电路图缩小并投射到硅片上。根据凸透镜的成像规律，当物距大于二倍焦距时，凸透镜可成倒立、缩小的实像，符合光刻机的成像需求。凹透镜无法形成缩小的实像，因此缩图透镜为凸透镜。 [2]在硅片上成像越小芯片制程越小。从90nm到22nm芯片的制程变小，则所成像变小。由凸透镜成实像的移动规律可知，物距增大时，像距减小，像变小。因此，若缩图透镜不变，需将掩膜向远离透镜的方向移动。结合图中透镜与掩膜的相对位置可知，掩膜应向上方移动。 21．探究凸透镜成像的规律时，光屏上得到一个倒立、缩小的烛焰的 像，将蜡烛向凸透镜移近一倍焦距的距离，调整光屏，烛焰再次成像的情况可能是 （选填“①倒立缩小的像；②倒立放大的像；③倒立等大的像；④正立放大的像”的序号）。 【答案】 实 ①②③ 【详解】[1]倒立、缩小的烛焰的像时，物距大于二倍焦距，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、缩小的实像。 [2]将蜡烛向凸透镜移近一倍焦距的距离，物距可能还是大于二倍焦距，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，调整光屏，成倒立缩小的实像，故①符合题意；物距可能大于一倍焦距小于二倍焦距，像距大于二倍焦距，调整光屏，成倒立放大的实像，故②符合题意；物距可能恰好等于二倍焦距，像距也等于二倍焦距，调整光屏，成倒立等大的实像，故③符合题意；物距不可能小于一倍焦距，不能成正立放大的虚像，故④不符合题意。故烛焰再次成像的情况可能是①②③。 22．如图，将焦距未知的凸透镜、蜡烛放在如图位置时，位于Q处（图中未画出）的光屏上得到了清晰 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的像。在此基础上分别进行以下操作：①若保持透镜位置不变，向左移动蜡烛至P处，再将光屏从Q处移至另一位置得到清晰的像，此位置在 cm刻度处；②若保持蜡烛位置不变，向右一直移动凸透镜，此过程中，蜡烛通过凸透镜所成的清晰像距离蜡烛最近的位置位于Q点的 侧（选填“左”、或“右”）。 【答案】 放大 50.0 左 【详解】[1]如图所示，物距和像距分别为u=35.0cm-20.0cm=15.0cm，v=65.0cm-35.0cm=30.0cm 像距大于物距，根据凸透镜成像的规律，位于Q处的光屏上所成的像为倒立、放大的实像。 [2]若保持透镜位置不变，向左移动蜡烛至P处，此时的物距为 此时的物距与原来的像距相同，根据光路的可逆性，此时像距应为原来的物距即15.0cm，故应将光屏从Q处移至50.0cm的刻度处。 [3]根据凸透镜成像规律，当物距位于2倍焦距时，像距也为2倍焦距，此时像与物的距离最近，图中物体所成的像为倒立、放大的实像，表明物体在1倍焦距到2倍焦距之间，像与物的距离大于最小距离，若保持蜡烛位置不变，向右一直移动凸透镜，物距变大，接近2倍焦距过程中，像与物距离变小，即像会向左移动，直到像位于2倍焦距，故蜡烛通过凸透镜所成的清晰像距离蜡烛最近的位置位于Q点的左侧。 23．如图所示，MN是凸透镜（未画出）的主光轴，AB为一发光体，为AB经凸透镜所成的像。此时物距u与焦距f的关系应为 （选填“”“”或“”）；若凸透镜的位置保持不变，把发光体AB竖直放置在处，通过凸透镜后会成一个 （选填“放大”“缩小”或“等大”）、 （选填“正立”或“倒立”）的 （选填“实”或“虚”）像。 【答案】 放大 倒立 实 【详解】[1]由图可知，A'B'与AB相比，是倒立缩小的实像，由透镜成像规律可知，此时物距u与焦距f的关系应为u>2f，像距v与焦距f的关系2f>v>f。 [2][3][4]若凸透镜的位置保持不变，把发光体AB竖直放置在B'处，根据折射时，光路是可逆的可知，此时物距2f>u>f，v>2f，成倒立、放大的实像。 24．在图甲女孩前面适当距离放置玻璃杯，然后在玻璃杯中倒入水，会看到如图乙“女孩转身”的情形，则通过盛水的玻璃杯看到“女孩转身”是因为凸透镜成（　　） A．倒立的实像 B．倒立的虚像 C．正立的实像 D．正立的虚像 【答案】A 【详解】圆柱形玻璃杯盛满水，圆柱形玻璃杯中的水中间厚边缘薄，形成水凸透镜，凸透镜可以成倒立的实像；由图乙可知，此时的像与原图中的女孩相比，是等大的，左右颠倒的，由凸透镜成像规律可知，成的是倒立、等大的实像，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 25．将带有“F”字样的光源放在装有水的鱼缸附近，调整光源和鱼缸的位置，在墙壁上看到一个倒立、放大的“F”，则“F”光源、鱼缸、墙壁三者的位置可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】鱼缸中间厚，边缘薄，相当于凸透镜；像成在墙壁上，墙壁相对于光屏，要在墙壁上成像，鱼缸需放在中间；要在墙壁上看到一个倒立、放大的“F”像，物距小于像距，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 26．现在很多家庭都配备了智能扫地机器人，其避障功能利用了类似凸透镜成像的原理。扫地机器人顶部的传感器相当于凸透镜，当有障碍物靠近时，传感器能感知到物体并避开。若该传感器的焦距为5cm，某次它检测到一个距离它8cm的障碍物，以下说法正确的是（　　） A．此时传感器成倒立、缩小的实像，像距在5cm到10cm之间 B．此时传感器成倒立、放大的实像，像距大于10cm C．此时传感器成正立、放大的虚像，像距大于8cm D．此时传感器成倒立、等大的实像，像距等于10cm 【答案】B 【详解】扫地机器人顶部的传感器相当于凸透镜，该传感器的焦距为5cm，某次它检测到一个距离它8cm的障碍物，根据凸透镜的成像原理可知，此时物距在一倍焦距与二倍焦距之间，像距大于二倍焦距，像距大于10cm，传感器成倒立、放大的实像，故ACD错误，B正确。 故选B。 27．小星找来一薄壁圆柱形玻璃杯，并将画有箭头的白纸靠在玻璃杯后面，观察结果如图甲所示。向杯中加水，使水面高过箭头位置，透过玻璃杯观察纸上的“箭头”，将白纸逐渐远离杯子的过程中，依次观察到的情景是（　　） A．乙、丙、丁 B．丙、乙、丁 C．丙、丁、乙 D．丁、丙、乙 【答案】A 【详解】装水后的玻璃杯相当凸透镜，将白纸逐渐远离杯子的过程中，物距逐渐增大，当物距小于f时，成的像是正立、放大的虚像；当物距在f~2f间，成的像是倒立、放大的实像；当物距大于2f，成的像是倒立、缩小的实像，故依次观察到的情景是乙、丙、丁，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 28．小明做探究凸透镜成像规律的实验，所用凸透镜的焦距为10厘米，他依次将蜡烛、凸透镜、光屏置于如图所示的位置，下列说法中正确的是（　　） A．仅向左移动光屏至适当位置，光屏上能呈现烛焰缩小的像 B．仅向右移动光屏至适当位置，光屏上能呈现烛焰放大的像 C．仅向右移动蜡烛至适当位置，光屏上能呈现烛焰放大的像 D．仅移动凸透镜至适当位置，光屏上能呈现烛焰等大的像 【答案】D 【详解】AB．由题意可知，凸透镜的焦距是10cm，由图可知，蜡烛与凸透镜的距离为10cm，即物距在一倍焦距处，无论如何移动光屏，都不能成像，故BC错误； C．只向右移动蜡烛至适当位置，如图所示，蜡烛与凸透镜的距离小于10cm，即物距在一倍焦距以内，成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，故C错误； D．由图知道，蜡烛与光屏之间的距离为40cm，移动凸透镜至55cm处，那么蜡烛与凸透镜的距离是20cm，即物距等于两倍焦距，此时光屏到凸透镜的距离，即像距也等于两倍焦距，成倒立、等大的实像，故D正确。 故选D。 29．烛焰和光屏的中心在凸透镜主光轴上，图示位置光屏上能成清晰的像，将光屏位置记为。保持蜡烛的位置不变，若将凸透镜移至，光屏在处能呈现清晰的像；若将凸透镜移至，光屏在处能呈现清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．、均在的右侧 B．处的像比在处的像小 C．此凸透镜的焦距为20.0cm D．光屏移动距离 【答案】A 【详解】C．由图，凸透镜在50.0cm处，蜡烛在30.0cm处，光屏在70.0cm处，则物距 像距 ，则该凸透镜焦距 故C错误； A．由图知该凸透镜为薄透镜，如图所示： 通过构建相似三角形，由几何关系可得焦距、物距、像距关系，保持蜡烛的位置不变，若将凸透镜移至，在45.0cm处，此时物距 此时像距， 则光屏在处呈清晰的像，处的位置在点右侧75.0cm处；将凸透镜移至，在55.0cm处，此时物距 此时像距， 则光屏在处呈清晰的像，处的位置在点右侧71.7cm处，故A正确； B．光屏在处时的像距，光屏在处时的像距，则，根据凸透镜成像规律，物体大小一定，像距越大、像越大，则处的像比在处的像大，故B错误； D．点在70.0cm处，处的位置在点右侧75.0cm处，则 处的位置在点右侧71.7cm处，则 ，故D错误。 故选A。 30．（多选）如图所示，轩轩同学在做“探究凸透镜成像的规律”实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v与物体到凸透镜的距离u的关系图像，下列说法中正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距 B．物体从u=32cm处向透镜靠近的过程中，光屏上的像先变大后变小 C．u=24cm时，将透镜遮挡住一部分，光屏上的像会变暗 D．8cm＜u＜16cm时，在光屏上成缩小的像 【答案】AC 【详解】A．当时，成倒立等大的实像，由图像可知， 因此焦距，故A正确； B．物体从处向透镜靠近的过程中，在之前，物体在光屏上成实像，物近、像远、像变大，在之后，成虚像，光屏上不成像，故B错误； C．时，物体在光屏上成倒立、缩小的实像，将透镜遮挡住一部分，光屏上还能成像，只是由于通过的光线变少，所处的像会变暗，故C正确； D．当时， 由凸透镜成像规律可知，成倒立、放大的实像，故D错误； 故选AC。 31．小阳利用如图所示的装置进行实验，探究“凸透镜成像规律”的实验中。 (1)实验前，调节烛焰、透镜和光屏，使它们三者的中心大致在 ； (2)将蜡烛放在如图甲所示位置，在光屏上看到一个清晰等大的像，则凸透镜焦距是 ； (3)把蜡烛移到刻度线处，向 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动光屏，可以得到清晰的倒立、 的实像； (4)实验中，小明发现不但虚像可以用肉眼直接看到，实像也可以用肉眼直接看到。如图乙所示，拿掉光屏，用肉眼在 （选填“a”“b”或“c”）位置沿图示方向能看到这个实像； (5)若将凸透镜换成焦距相同镜面较小的凸透镜，保持蜡烛和透镜位置不动。再次实验，光屏上所成的像与原来相比 （选填“完整变小”“完整变暗”或“变不完整”）了。 【答案】(1)同一高度 (2)10.0 (3) 远离 放大 (4)c (5)完整变暗 【详解】（1）实验前，为了使像成在光屏的中央，应先调节光具座上烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一高度。 （2）图甲所示的位置，在光屏上看到一个清晰、等大的像，物距为40.0cm-20.0cm=20.0cm 像距为60.0cm-40.0cm=20.0cm 根据凸透镜成像规律可知，此时u=v=2f=20.0cm 则凸透镜的焦距是10.0cm。 （3）[1][2]把蜡烛移到25cm刻度线处，此时物距为40.0cm-25.0cm=15.0cm 物距大于一倍焦距，小于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，此时成倒立、放大的实像，根据“成实像时，物近像远像变大”可知，需向远离凸透镜的方向移动光屏。 （4）凸透镜成实像时，像与物体在蜡烛的两侧，此时应在蜡烛的异侧透过凸透镜观察实像，故应在c位置沿图示方向能看到这个实像。 （5）若将凸透镜换成焦距相同镜面较小的凸透镜，因为焦距不变，所成像的大小不变，由于镜面较小，透过的光较少，故所成像较暗，光屏上所成的像与原来相比完整变暗。 32．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，调整烛焰的中心、透镜的中心、光屏的中心大致在 。 (3)如图丙将凸透镜固定在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。 (4)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，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。 (5)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 (6)小明又把蜡烛移至44.0cm刻度线处，凸透镜不动，然后取下光屏，透过凸透镜直接观察蜡烛那么他将看到烛焰成像的情形是下列的（　　）（填图中的字母）。 A． B． C． D． 【答案】(1)10.0 (2)同一高度 (3) 远离 缩小 (4)靠近 (5)③ (6)C 【详解】（1）如图，让一束平行与主光轴的光正对凸透镜照射，在凸透镜后的光屏上接收到一个最小、最亮的光斑，这个光斑是凸透镜的焦点，焦点跟光心之间的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距为 （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）[1][2]凸透镜的焦距为10.0cm，将凸透镜固定在50cm刻度线处，蜡烛移动到20cm刻度线处，物距 则，成倒立、缩小的实像，则像距范围是 所以光屏向右移动，移动到60cm到70cm刻度线之间，所以光屏远离凸透镜。 （4）更换成另一个焦距为9cm的凸透镜，凸透镜的焦距变小，对光的会聚能力强，使光线提前会聚成像，像距变小，为了使光屏上的像恢复清晰，所以要向靠近凸透镜的方向移动蜡烛。 （5）①原来光屏中央的像“跑”到光屏上方，向下调光屏，则屏会“跑”到光屏之外，故①不符合题意； ②根据通过光心的光线传播方向不变可知，向上调凸透镜，像会继续向上移动，故②不符合题意； ③根据通过光心的光线传播方向不变可知，向上调蜡烛，像会向下移动，可能回到中央，故③符合题意。 故选③。 （6）小明又把蜡烛移至44.0cm刻度线处，凸透镜不动，此时物距 则，成正立放大的虚像，像和物体在凸透镜同侧，眼睛在透镜右侧透过透镜往左侧看，正立放大虚像在蜡烛后方，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 33．（2025·河北·中考真题）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，小明发现光屏上承接到的清晰的像与光源大小相等，下列说法正确的是（　　） A．光屏上的像是虚像 B．透镜到光屏的距离与到光源的距离相等 C．仅将透镜向光屏方向适当移动，光屏会再次承接到清晰的像 D．光源靠近透镜，同时光屏远离透镜，光屏会承接到清晰的像且越来越小 【答案】B 【详解】A．实像可以成在光屏上，虚像不能成在光屏上，光屏上的像是实像，故A错误； B．当物距等于像距且均为2倍焦距时，像与物大小相等，此时透镜到光屏的距离（像距）等于到光源的距离（物距），故B正确； C．凸透镜成实像时，物近像远像变大，仅将透镜向光屏方向适当移动，物距增大，像距减小，但是，物距和像距之和会大于四倍焦距，光屏的位置不动，无法满足要求，故光屏无法再次承接到清晰的像，故C错误； D．凸透镜成实像时，物近像远像变大，光源靠近透镜，物距减小，同时光屏远离透镜，像距增大，光屏会承接到清晰的像且越来越大，故D错误。 故选B。 34．（2025·福建·中考真题）如图，修表师傅可通过“寸镜”看清手表微小结构。“寸镜”内部有一个凸透镜，使用时手表到凸透镜的距离应（　　） A．小于1倍焦距 B．等于1倍焦距 C．大于2倍焦距 D．在2倍焦距与1倍焦距之间 【答案】A 【详解】通过“寸镜”能看清手表微小结构，此时“寸镜”作为放大镜使用，则需满足物体位于凸透镜的1倍焦距以内，即物距小于1倍焦距，此时会形成正立、放大的虚像，便于观察微小结构。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 35．（2025·四川德阳·中考真题）小刘用焦距为10cm的凸透镜探究成像规律。当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，蜡烛在光屏上所成的像是（　　） A．倒立、等大的实像 B．倒立、放大的实像 C．倒立、缩小的实像 D．正立、放大的虚像 【答案】C 【详解】由图知，物距大于像距，根据凸透镜成像规律得，此时凸透镜成的是倒立、缩小的实像，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 36．（2024·四川绵阳·中考真题）在探究凸透镜成像的规律实验中，先用焦距为10cm的凸透镜进行实验，在光屏上得到清晰的放大实像；保持发光体和凸透镜的位置不变，仅换用焦距为20cm的凸透镜进行实验，则可能出现的实验现象是（　　） A．光屏靠近透镜，屏上得到清晰的缩小实像 B．光屏靠近透镜，屏上得到清晰的放大实像 C．光屏远离透镜，屏上得到清晰的缩小实像 D．光屏靠近或远离透镜，屏上均得不到实像 【答案】D 【详解】先用焦距为10cm的凸透镜进行实验，在光屏上得到清晰的放大实像，说明此时发光体处于大于一倍焦距小于二倍焦距之间，即发光体距离凸透镜的距离大于10cm小于20cm，保持发光体和凸透镜的位置不变，仅换用焦距为20cm的凸透镜进行实验，此时发光体处于一倍焦距以内，根据凸透镜成像规律可知，成正立、放大的虚像，因此光屏靠近或远离透镜，屏上均得不到实像，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 37．（2025·内蒙古·中考真题）小丽把红、黑两支铅笔（红笔在左、黑笔在右）竖立在一个装水的圆柱形玻璃杯后面。如图甲，从正前方透过玻璃杯观察，看到的现象如图乙所示。请你描述图乙中的现象并说明其形成的原因。 【答案】见解析 【详解】由图甲可知，红铅笔在黑铅笔的左侧，由图乙可知，水中的红铅笔在黑铅笔的右侧，且水中的两支铅笔较粗，所以成倒立、放大的像，圆柱形玻璃杯装有水的部分具有中间厚、边缘薄的特征，该部分就是一个凸透镜，两支铅笔在凸透镜的1倍和2倍焦距之间，成倒立、放大的实像。 38．（2025·云南·中考真题）小明用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。 (1)实验中，点燃蜡烛，调整光屏、凸透镜和烛焰的高度，使三者的中心大致在 ，目的是使烛焰的像呈现在 ； (2)移动蜡烛、凸透镜和光屏至图中位置，此时光屏上呈现了烛焰清晰的像（像未画出），这个像是倒立、 （选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像。将蜡烛向左移至某一位置，发现光屏上的像变模糊了，要使像变清晰，光屏应向 （选填“左”或“右”）移动。 【答案】(1) 同一高度 光屏中央 (2) 放大 左 【详解】（1）[1][2]实验中，为使像成在光屏的中央，应调整光屏、凸透镜和烛焰的中心大致在同一高度处。 （2）[1]由图可知，物距小于像距，在光屏上得到一个清晰的倒立、放大的实像。 [2]凸透镜成实像时，物远像近像变小，将蜡烛向左移至某一位置，物距增大，像距减小，要使像变清晰，光屏应向左移动。 39．（2025·北京·中考真题）某同学进行了如下实验： (1)将两个凸透镜分别固定在光具座上，并用一束平行主光轴的光分别射向两个凸透镜，调节光屏的位置，直至在各自光屏上形成了一个最小的亮斑，如图所示。由此可知凸透镜 （选填“M”或“N”）对光的会聚作用更强。 (2)该同学继续利用上述器材及一个发光体、刻度尺探究凸透镜成实像时，像的高度与焦距是否有关。实验中需要选用凸透镜 （选填“M和N”或“M或N”），将发光体放在距凸透镜 （选填“相同”或“不同”）距离处，用光屏接收像，若 ，则说明像的高度与焦距有关。 【答案】(1)M (2) M和N 相同 光屏上所成的像高度不同 【详解】（1）根据凸透镜对光具有会聚作用，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于焦点，会聚点越靠近透镜，说明凸透镜对光的会聚能力越强，由图可知，光线经凸透镜M折射后会聚点更靠近透镜，所以凸透镜M对光的会聚作用更强。 （2）[1][2][3]要探究凸透镜成实像时像的高度与焦距是否有关，需要控制物距相同，改变凸透镜的焦距进行实验。这里有两个焦距不同的凸透镜M和N，所以实验中需要选用凸透镜M和N。同时，要将发光体放在相同距离处（即控制物距相同）。如果在光屏上所成的像高度不同，就说明像的高度与焦距有关。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 三、凸透镜成像的规律 目录 1 一、探究凸透镜成像的规律 1 二、凸透镜成像规律分析和应用 4 三、凸透镜成像光路作图 6 7 11 一、探究凸透镜成像的规律 1．如图，在做“探究凸透镜成像的规律”实验中，平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚在光屏上一点，如图甲所示。 (1)如图甲可知，该凸透镜的焦距f= cm； (2)调整器材高度时，应使蜡烛的烛焰、透镜的中心、光屏的中心在 ； (3)如图乙所示，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，左右移动光屏，在光屏上 （填“能”或“不能”）得到清晰的烛焰的像； (4)如图丙所示，烛焰能在光屏上形成清晰的像，此像是倒立、 的实像。如果此时撤去光屏，人眼在如图所示的位置 （填“能”或“不能”）直接看到烛焰的实像； (5)在图丙中，保持凸透镜的位置不变，如果蜡烛向左移动 5cm，为了在光屏上得到一个清晰的像，光屏应该向 （选填“左”或“右”）移动； 2．【问题】某同学透过相同的露珠看到了两种不同的像：远处的叶子通过露珠成倒立、缩小的像；近处的植物通过露珠成正立、放大的像。于是猜想凸透镜所成像的性质与 有关。 【证据】该同学利用如图 所示装置进行探究实验。 （1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装到光具座上，并将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调整到 。 （2）把蜡烛放在距离凸透镜较远的地方，然后逐渐靠近凸透镜，移动 ，观察烛焰的成像情况。 （3）当在光屏上看不到烛焰的像时，应从 （选填“蜡烛”或“光屏”）一侧向凸透镜方向看去，观察烛焰的像。 （4）实验中得到的数据和观察的结果如表所示。 物距u 28.0 24.0 20.0 16.0 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 像距v 15.7 17.3 20.0 26.6 60.4 \ \ \ \ 像的性质 正倒 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 \ 正立 正立 正立 大小 缩小 缩小 等大 放大 放大 \ 放大 放大 放大 虚实 实像 实像 实像 实像 实像 \ 虚像 虚像 虚像 【解释】 （1）本实验所用的凸透镜的焦距是 cm。 （2）由实验数据可知，当 （填物距和焦距的关系）时，能透过凸透镜观察到倒立、缩小的像。 【交流】该同学的同桌发现，他设计的记录实验数据的表格有不当之处，不当之处是 。 3．甲同学用如图所示的实验装置观察凸透镜的成像情况。 (1)他调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心，使它们大致在同一高度。这样做的目的是 (2)当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上呈现一个倒立、 （选填“放大”或“缩小”）的像。保持蜡烛和光屏的位置不变，当他把凸透镜移动到光具座34cm刻度位置时，光屏上又呈现一个清晰的像。这个像比原来的像 （选填“大”或“小”）。 (3)有人说，根据以上数据可以判断该凸透镜的焦距f必定满足∶ cm<f< cm (4)乙同学通过实验验证凸透镜成像的规律，实验器材有凸透镜、光屏、高度为6cm的光源、卷尺等。下表是部分成实像的实验数据。 物距/cm 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 60.0 80.0 100.0 像高/cm 18.0 9.0 6.0 4.5 3.6 3.0 2.6 2.0 1.4 1.1 他发现这些数据和凸透镜成像的规律吻合。他还想从中发现其他一些规律，例如，当物距和焦距的关系满足 条件时，实像高度将小于光源高度的一半。 4．【实验器材】凸透镜（焦距为10cm）、光屏、蜡烛、光具座 【问题】小明用凸透镜看近处和远处的物体时，发现它们的成像特点不同，于是他猜想凸透镜的成像特点可能跟 有关； 【证据】 （1）小明用焦距为10cm的凸透镜按如图所示，进行了多次实验。实验时，为了方便观察，应该使凸透镜中心、烛焰中心和光屏中心在 。 （2）经过多组实验发现当物距在10cm到20cm之间时，成倒立放大的实像；当物距大于20cm时，成倒立缩小的实像；当物距小于10cm时，从透镜的另一侧可以看到正立放大的虚像。 【解释】小明分析上述数据发现物距为10cm和20cm的位置非常特殊。物距为10cm处是成实像和虚像的分界点，20cm是成 的分界点。进一步分析发现10cm恰好是该透镜的一倍焦距的长度，20cm恰好是该透镜二倍焦距的长度。 【交流】 （1）这是巧合还是必然呢？为此，他提出了一个新的猜想：凸透镜的成像特点可能还跟凸透镜的焦距有关。 （2）为了进一步验证该猜想，还要补充的器材是 。实验时应该控制 不变，改变 ，进行多次实验。 5．在探究“凸透镜成像规律”实验时，所选用的凸透镜的焦距为10cm。 (1)在调整器材高度时，应 （选填“点燃”或“不点燃”）的蜡烛； (2)如图甲所示，将蜡烛和透镜的位置固定，则光屏位置（光屏图中未画出），会在光屏上得到清晰的像，此时光屏的位置大致在图中的 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）；若透镜位置不动，将光屏与蜡烛的位置互换后，光屏上仍然能够得到清晰的像，此时的像与未调换之前比 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； (3)如图乙所示，将蜡烛放在凸透镜一倍焦距以内，在透镜另一侧可以看到蜡烛放大的像，若将一不透明的光屏放在虚线处，则人眼看见蜡烛的像______。 A．会消失 B．会变暗 C．没有变化 D．成在光屏上 二、凸透镜成像规律分析和应用 6．工匠师维护精密仪表时，在眼睛前戴一个凸透镜，便于观察仪表的细微之处，如图所示。 (1)凸透镜对光线有 的作用； (2)凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的 焦距范围之内； (3)通过凸透镜看到的是仪表 （填“正立”或“倒立”）的像，像的位置与仪表的位置在凸透镜的 侧。 7．小明在光学学习中，对色彩斑斓的光学世界产生了浓厚的兴趣，他认识到熟练掌握物、像联动，并用其规律解决实际问题的意义，于是他进行了如下的探索：他给同学们简单演示了动画片放映原理，图1为哪吒的原图片，图2为该图片利用凸透镜制作而成的光学仪器投影在墙上的像。若减小原图片到凸透镜的距离，想重新在墙上得到一个清晰的像，则应该 （选填“减小”或“增大”）凸透镜到墙的距离；所成的像应该是图 （选填“A”“B”或“C”）。 8．图甲是一幅立在桌面上的课本插图，透过水杯，插图中的女生变“胖”了，还掉头面向右侧，如图乙，此时水杯相当于一个 ，要想使观察到的女孩变“瘦”一点，应适当将水杯 （选填“远离”或“靠近”）插图。 9．图甲是“探究凸透镜成像的规律”实验装置，此时透光光屏上恰能呈现烛焰倒立、 的清晰实像；沿垂直于光具座方向吹动烛焰，使烛焰向纸内晃动，此时若在透光光屏上看到如图乙所示的像，则观察者处于位置 选填“A”或“B”。 10．如图所示，在探究凸透镜成像规律的实验中，所用凸透镜的焦距为15cm，为了在光屏上呈现清晰的像，光屏应安装在区域 （选填“Ⅰ”或“Ⅱ”），此时光屏上成的像为倒立、 的实像。将透镜移至35.0cm刻度处，为了在光屏上呈现清晰的像，光屏不能安装在区域 （选填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。 11．小强同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，光屏上得到发光物体清晰的像，当他不小心将手指尖触摸到了凸透镜时，光屏上 （填“会”或“不会”）有他指尖的像；这时光屏上所成的像会 （填“变亮”“变暗”或“亮度不变”）。凸透镜位置不动，小强将蜡烛向远离凸透镜方向移动一段距离后，为在光屏上得到清晰的像，光屏应向 （填“远离”或“靠近”）凸透镜方向移动。 12．课外阅读是同学们学习的一种重要途径。某同学在课外阅读时，用凸透镜观察书本上的一幅插图（如左图所示），分别看到了 A、B、C、D中的四种情形，则凸透镜和书本之间的距离最大的是（　　） A． B． C． D． 13．探究凸透镜成像的规律时，将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm处。如图所示，在蜡烛从光具座上43cm处逐渐移至光具座10cm处的过程中，烛焰所成像的变化情况是（   ） A．一直变小 B．先变大后变小 C．先成实像后成虚像 D．先成倒立实像后成正立虚像 三、凸透镜成像光路作图 14．如图所示，是物体AB经凸透镜所成的像，请根据凸透镜成像规律作出物体AB，保留作图痕迹。 15．请用作图法找出蜡烛火焰A点的像A＇。 16．如图所示，在“探究凸透镜成像规律”的实验中，请作出此时烛焰上S点的像S'（保留作图痕迹）。 17．请通过作图画出蜡烛（用箭头表示）所成像的位置。 18．一个凸透镜的焦距为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 。 19．小明通过一个放在地上的透明玻璃球，看到玻璃球中的蓝天和栗川砖塔翻转了过来，如图所示。玻璃球相当于凸透镜，对光具有 作用。当玻璃球远离砖塔时，人看到像的大小将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 20．2023年2月哈工大宣布突破EUV光刻机关键技术，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，在硅片上成像越小芯片制程越小。由原理可知，缩图透镜是 （填“凹”或“凸”）透镜。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，则要将掩膜向 （填“上方”或“下方”）移动。 21．探究凸透镜成像的规律时，光屏上得到一个倒立、缩小的烛焰的 像，将蜡烛向凸透镜移近一倍焦距的距离，调整光屏，烛焰再次成像的情况可能是 （选填“①倒立缩小的像；②倒立放大的像；③倒立等大的像；④正立放大的像”的序号）。 22．如图，将焦距未知的凸透镜、蜡烛放在如图位置时，位于Q处（图中未画出）的光屏上得到了清晰 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的像。在此基础上分别进行以下操作：①若保持透镜位置不变，向左移动蜡烛至P处，再将光屏从Q处移至另一位置得到清晰的像，此位置在 cm刻度处；②若保持蜡烛位置不变，向右一直移动凸透镜，此过程中，蜡烛通过凸透镜所成的清晰像距离蜡烛最近的位置位于Q点的 侧（选填“左”、或“右”）。 23．如图所示，MN是凸透镜（未画出）的主光轴，AB为一发光体，为AB经凸透镜所成的像。此时物距u与焦距f的关系应为 （选填“”“”或“”）；若凸透镜的位置保持不变，把发光体AB竖直放置在处，通过凸透镜后会成一个 （选填“放大”“缩小”或“等大”）、 （选填“正立”或“倒立”）的 （选填“实”或“虚”）像。 24．在图甲女孩前面适当距离放置玻璃杯，然后在玻璃杯中倒入水，会看到如图乙“女孩转身”的情形，则通过盛水的玻璃杯看到“女孩转身”是因为凸透镜成（　　） A．倒立的实像 B．倒立的虚像 C．正立的实像 D．正立的虚像 25．将带有“F”字样的光源放在装有水的鱼缸附近，调整光源和鱼缸的位置，在墙壁上看到一个倒立、放大的“F”，则“F”光源、鱼缸、墙壁三者的位置可能是（　　） A． B． C． D． 26．现在很多家庭都配备了智能扫地机器人，其避障功能利用了类似凸透镜成像的原理。扫地机器人顶部的传感器相当于凸透镜，当有障碍物靠近时，传感器能感知到物体并避开。若该传感器的焦距为5cm，某次它检测到一个距离它8cm的障碍物，以下说法正确的是（　　） A．此时传感器成倒立、缩小的实像，像距在5cm到10cm之间 B．此时传感器成倒立、放大的实像，像距大于10cm C．此时传感器成正立、放大的虚像，像距大于8cm D．此时传感器成倒立、等大的实像，像距等于10cm 27．小星找来一薄壁圆柱形玻璃杯，并将画有箭头的白纸靠在玻璃杯后面，观察结果如图甲所示。向杯中加水，使水面高过箭头位置，透过玻璃杯观察纸上的“箭头”，将白纸逐渐远离杯子的过程中，依次观察到的情景是（　　） A．乙、丙、丁 B．丙、乙、丁 C．丙、丁、乙 D．丁、丙、乙 28．小明做探究凸透镜成像规律的实验，所用凸透镜的焦距为10厘米，他依次将蜡烛、凸透镜、光屏置于如图所示的位置，下列说法中正确的是（　　） A．仅向左移动光屏至适当位置，光屏上能呈现烛焰缩小的像 B．仅向右移动光屏至适当位置，光屏上能呈现烛焰放大的像 C．仅向右移动蜡烛至适当位置，光屏上能呈现烛焰放大的像 D．仅移动凸透镜至适当位置，光屏上能呈现烛焰等大的像 29．烛焰和光屏的中心在凸透镜主光轴上，图示位置光屏上能成清晰的像，将光屏位置记为。保持蜡烛的位置不变，若将凸透镜移至，光屏在处能呈现清晰的像；若将凸透镜移至，光屏在处能呈现清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．、均在的右侧 B．处的像比在处的像小 C．此凸透镜的焦距为20.0cm D．光屏移动距离 30．（多选）如图所示，轩轩同学在做“探究凸透镜成像的规律”实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v与物体到凸透镜的距离u的关系图像，下列说法中正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距 B．物体从u=32cm处向透镜靠近的过程中，光屏上的像先变大后变小 C．u=24cm时，将透镜遮挡住一部分，光屏上的像会变暗 D．8cm＜u＜16cm时，在光屏上成缩小的像 31．小阳利用如图所示的装置进行实验，探究“凸透镜成像规律”的实验中。 (1)实验前，调节烛焰、透镜和光屏，使它们三者的中心大致在 ； (2)将蜡烛放在如图甲所示位置，在光屏上看到一个清晰等大的像，则凸透镜焦距是 ； (3)把蜡烛移到刻度线处，向 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动光屏，可以得到清晰的倒立、 的实像； (4)实验中，小明发现不但虚像可以用肉眼直接看到，实像也可以用肉眼直接看到。如图乙所示，拿掉光屏，用肉眼在 （选填“a”“b”或“c”）位置沿图示方向能看到这个实像； (5)若将凸透镜换成焦距相同镜面较小的凸透镜，保持蜡烛和透镜位置不动。再次实验，光屏上所成的像与原来相比 （选填“完整变小”“完整变暗”或“变不完整”）了。 32．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，调整烛焰的中心、透镜的中心、光屏的中心大致在 。 (3)如图丙将凸透镜固定在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。 (4)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，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。 (5)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 (6)小明又把蜡烛移至44.0cm刻度线处，凸透镜不动，然后取下光屏，透过凸透镜直接观察蜡烛那么他将看到烛焰成像的情形是下列的（　　）（填图中的字母）。 A． B． C． D． 33．（2025·河北·中考真题）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，小明发现光屏上承接到的清晰的像与光源大小相等，下列说法正确的是（　　） A．光屏上的像是虚像 B．透镜到光屏的距离与到光源的距离相等 C．仅将透镜向光屏方向适当移动，光屏会再次承接到清晰的像 D．光源靠近透镜，同时光屏远离透镜，光屏会承接到清晰的像且越来越小 34．（2025·福建·中考真题）如图，修表师傅可通过“寸镜”看清手表微小结构。“寸镜”内部有一个凸透镜，使用时手表到凸透镜的距离应（　　） A．小于1倍焦距 B．等于1倍焦距 C．大于2倍焦距 D．在2倍焦距与1倍焦距之间 35．（2025·四川德阳·中考真题）小刘用焦距为10cm的凸透镜探究成像规律。当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，蜡烛在光屏上所成的像是（　　） A．倒立、等大的实像 B．倒立、放大的实像 C．倒立、缩小的实像 D．正立、放大的虚像 36．（2024·四川绵阳·中考真题）在探究凸透镜成像的规律实验中，先用焦距为10cm的凸透镜进行实验，在光屏上得到清晰的放大实像；保持发光体和凸透镜的位置不变，仅换用焦距为20cm的凸透镜进行实验，则可能出现的实验现象是（　　） A．光屏靠近透镜，屏上得到清晰的缩小实像 B．光屏靠近透镜，屏上得到清晰的放大实像 C．光屏远离透镜，屏上得到清晰的缩小实像 D．光屏靠近或远离透镜，屏上均得不到实像 37．（2025·内蒙古·中考真题）小丽把红、黑两支铅笔（红笔在左、黑笔在右）竖立在一个装水的圆柱形玻璃杯后面。如图甲，从正前方透过玻璃杯观察，看到的现象如图乙所示。请你描述图乙中的现象并说明其形成的原因。 38．（2025·云南·中考真题）小明用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。 (1)实验中，点燃蜡烛，调整光屏、凸透镜和烛焰的高度，使三者的中心大致在 ，目的是使烛焰的像呈现在 ； (2)移动蜡烛、凸透镜和光屏至图中位置，此时光屏上呈现了烛焰清晰的像（像未画出），这个像是倒立、 （选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像。将蜡烛向左移至某一位置，发现光屏上的像变模糊了，要使像变清晰，光屏应向 （选填“左”或“右”）移动。 39．（2025·北京·中考真题）某同学进行了如下实验： (1)将两个凸透镜分别固定在光具座上，并用一束平行主光轴的光分别射向两个凸透镜，调节光屏的位置，直至在各自光屏上形成了一个最小的亮斑，如图所示。由此可知凸透镜 （选填“M”或“N”）对光的会聚作用更强。 (2)该同学继续利用上述器材及一个发光体、刻度尺探究凸透镜成实像时，像的高度与焦距是否有关。实验中需要选用凸透镜 （选填“M和N”或“M或N”），将发光体放在距凸透镜 （选填“相同”或“不同”）距离处，用光屏接收像，若 ，则说明像的高度与焦距有关。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$