5.3凸透镜成像的规律 同步课堂 ----2025-2026学年人教版物理八年级上学期

5.3凸透镜成像的规律 讲解目录 【知识点1】由v，u，f判断成像的性质 1 【知识点2】由成像性质判断v，u，f 3 【知识点3】凸透镜既能成实像又能成虚像 4 【知识点4】探究凸透镜成像实验的成像原理 5 【题型1】比较物距与像距判断成像特点 7 【题型2】凸透镜成像性质随物距变化判断 9 【题型3】投影仪 11 【题型4】凸透镜焦距的判断 14 【题型5】放大镜 16 【题型6】物距介于一倍焦距二倍焦距时的成像特点 17 【题型7】凸透镜成像实验操作注意事项 20 【题型8】探究凸透镜成像的规律 23 【题型9】照相机 25 【题型10】物距大于等于二倍焦距时的成像特点 27 【题型11】凸透镜成像实验数据处理 30 【题型12】物距小于一倍焦距时的成像特点 32 知识讲解 【知识点1】由v，u，f判断成像的性质 根据题目的v，u，f条件，判断成像的性质。 例：把凸透镜正对太阳光，在距凸透镜10cm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15cm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 分析：（1）凸透镜正对太阳光时，最小最亮光斑即凸透镜焦点； （2）焦点到凸透镜光心的距离叫焦距，用f表示； （3）凸透镜成像规律：当物距u满足f＜u＜2f，能在光屏上成倒立、放大的实像。 解析：解：依题意分析，把凸透镜正对太阳光时，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； 把点燃的蜡烛在凸透镜前15cm处，则物距u=15cm； 根据凸透镜成像规律：物距u=15cm满足10cm＜15cm＜20cm，蜡烛能在光屏上成倒立、放大的实像，故选项A、B、C错误，选项D正确； 故选：D。 点评：本题考查凸透镜的成像规律。解题关键是找准焦点、焦距。 口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，实像倒，居异侧，虚像正，居同侧，物近像远像变大，焦点以内反变化 【知识点2】由成像性质判断v，u，f 根据题目的成像条件，判断v，u，f。 例：小明想制作一个昆虫标本观察器，设计方案如图所示，透过盒顶凸透镜可以观察到盒底标本放大的像。若塑料盒高度h=10cm，则所选凸透镜的焦距f应满足条件（　　） A.f＜5cm B.f=5cm C.f=10cm D.f＞10cm 分析：把小的物体放大便于观察，就是放大镜，放大镜实际上是一个凸透镜，物体放在凸透镜的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像。 解析：解：为了在盒盖上方附近，通过凸透镜观察到标本正立、放大的像，物距应小于焦距，所以凸透镜的焦距大于10cm，故ABC错误、D正确。 故选：D。 点评：此题主要考查凸透镜成像的应用，针对本类型的习题，首先明确是照相机、还是投影仪、还是放大镜，然后根据物距和焦距的关系进行判断。 口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，实像倒，居异侧，虚像正，居同侧，物近像远像变大，焦点以内反变化 【知识点3】凸透镜既能成实像又能成虚像 凸透镜既能成实像，又能成虚像，判断某像是实像还是虚像，可以用观察的方法区分，能用光屏承接的是实像，不能用光屏承接的是虚像。凸透镜成像时，实像和物体在镜的两侧，虚像和物体在镜的同侧。 考查测量平均速度的实验，包括实验原理，实验器材，实验步骤，实验方法，数据分析，注意事项等内容。 例：下面是对凸透镜成像的说法，其中正确的是（　　） A.凸透镜只能成实像 B.凸透镜只能成虚像 C.凸透镜只能成放大的像 D.凸透镜既能成实像，又能成虚像 分析：凸透镜成像的三种情况： U＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞V＞f。 2f＞U＞f，成倒立、放大的实像，V＞2f。 U＜f，成正立、放大的虚像。 解析：解：经上面的分析知，凸透镜可以成实像也能成虚像，能成放大的、等大的、缩小的像。 故选：D。 点评：掌握凸透镜成像的三种情况，这是凸透镜成像习题的基础，一定要掌握。 口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，实像倒，居异侧，虚像正，居同侧，物近像远像变大，焦点以内反变化 【知识点4】探究凸透镜成像实验的成像原理 设计实验：用如图所示的实验装置，将一支点燃的蜡烛作为物体，让其在光具座上从距凸透镜较远的地方开始向凸透镜移动，在测量出不同情况下物距的基础上，通过观察成像情况、测量出像距的大小来探究成像规律。 进行实验与搜集证据： （1）让凸透镜对着太阳光聚焦，测出凸透镜的焦距 （2）把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上。点燃蜡烛，使烛焰中心、凸透镜光心、光屏的中心大致在同一高度上 （3）把蜡烛放在较远处（u＞2f），调整光屏到凸透镜的距离，直到烛焰能在屏上成清晰的实像，观察实像的大小和正倒，测出物距u 和像距 v。 （4）把蜡烛向凸透镜移近几厘米，让物距等于二倍焦距（u=2f），放好后重复以上操作。 （5）使蜡烛继续向凸透镜移近，让物距在一倍焦距和二倍焦距之 间（f＜u＜2f），放好后重复以上操作。 （6）使蜡烛继续向凸透镜移近，让物距等于一倍焦距（u=f），即处于焦点上，移动光屏，观察是否能够成像 （7）使蜡烛继续向凸透镜移近，让物距小于一倍焦距（u＜f），移动光屏，观察在光屏上是否还能看到像。从光屏这一侧透过凸透镜用眼睛直接观察烛焰，可以看到一个正立、放大的像，在这个位置放上光屏，光屏上没有像出现，说明所成像为虚像。 实验结论： 考查探究凸透镜成像的规律的实验，包括实验原理，实验器材，实验步骤，实验方法，数据分析，注意事项等内容。 例：某实验小组探究凸透镜成像的实验，装置如图： （1）当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时，光屏上出现一个清晰的烛焰的像，这个凸透镜的焦距可能是______（填选项字母）； A.5cm B.10cm C.20cm D.30cm （2）小庆同学把蜡烛向右移动一小段距离，发现光屏上烛焰的像变模糊了。要在光屏上得到烛焰清晰的像，他可以将光屏向______（填“左”或“右”）移动； （3）完成上述探究后，小庆同学把凸透镜换成一块薄玻璃板，透过玻璃板能看到烛焰正立、______（填“放大”“缩小”或“等大”）的像，把光屏移到像所在的位置，直接观察光屏，光屏上______（填“有”或“没有”）烛焰的像。 分析：（1）u＞v，且成实像，说明u=30cm＞2f，2f＞v=15cm＞f，由此可得焦距的范围； （2）根据凸透镜成实像时，物近像远像变大分析回答； （3）平面镜成的像与物体大小相等；虚像不能成在光屏上。 解析：解：（1）由图可知，u＞v，且成实像，说明u=30cm＞2f，2f＞v=15cm＞f，即15cm＞f＞7.5cm，故选：B； （2）小庆同学把蜡烛向右移动一小段距离，此时物距减小，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，要在光屏上得到烛焰清晰的像，他可以将光屏向右移动； （3）小庆把凸透镜换成一块薄玻璃板，由平面镜成像特点可知，透过玻璃板能看到烛焰正立、等大的虚像；把光屏移到像所在的位置，直接观察光屏，因虚像不能与在光屏上，故光屏上没有烛焰的像。 故答案为：（1）B；（2）右；（3）等大；没有。 点评：本题“探究凸透镜成像规律”，考查了凸透镜成像规律的运用及像距随物距的变化规律和平面镜成像规律的运用。 口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，实像倒，居异侧，虚像正，居同侧，物近像远像变大，焦点以内反变化 题型专练 【题型1】比较物距与像距判断成像特点 【典型例题】如图甲所示，小明将凸透镜先靠近物理课本上的“物理”二字，然后再将凸透镜逐渐远离的过程中，通过凸透镜观察到的像，你认为如图乙所示5个不同的像，依次成像正确的是（　　） A.①②③ B.①⑤④ C.①③⑤ D.⑤③② 【举一反三1】某物体距离凸透镜25厘米，透过透镜在光屏上成放大的像，若将物体移动到距离透镜50厘米处，则此时成（　　） A.放大的虚像 B.缩小的实像 C.放大的实像 D.正立的虚像 【举一反三2】探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛、凸透镜（焦距为10cm）和光屏的位置如图所示时，光屏上恰能承接到烛焰清晰的像。下列对像的特点分析正确的是（　　） A.倒立、缩小的实像 B.正立、放大的虚像 C.倒立、放大的实像 D.与放大镜的成像特点相同 【举一反三3】如图，在探究凸透镜成像特点的实验中，蜡烛到凸透镜距离如图所示，光屏在图示位置接收到清晰的像，则图中物距为 　 　cm，光屏上像的性质为 　         　。 【举一反三4】如图所示是翱翔在滇池上空一群海鸥的照片，由图可知：远处的海鸥比近处的小，这是因为    ；若其中一只海鸥距离水面的高度是5m，水面距离水底的深度是3m，那么此海鸥经过水面所成的像距离水面    m。 【举一反三5】在“探究凸透镜成像的规律”实验中，凸透镜的焦距为10 cm。 (1)如图所示，若不移动蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上得到清晰的像，应将光屏移到标尺刻度的________范围内(选填字母)。 A．40～50 cm B．50～60 cm C．60～70 cm D．70～80 cm (2)若将图中蜡烛逐渐远离凸透镜的过程中，所成的像将逐渐变________(选填“大”或“小”)。 (3)若将蜡烛放在图中离焦点8 cm处，此时移动光屏____(选填“一定”或“可能”)找到像。 【题型2】凸透镜成像性质随物距变化判断 【典型例题】在探究“凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜、光屏固定位置如图，此时在光屏上得到一个清晰像。下列说法正确的是（　　） A.保持蜡烛位置不变，将透镜向右移动适当距离，可在光屏上得到缩小的像 B.如果将蜡烛移到20cm刻线位置，可在光屏上得到倒立、等大的实像 C.如果此时撤掉光屏，就没有像了 D.将凸透镜向右适当移动一段距离，光屏上得不到一个清晰的像 【举一反三1】通过凸透镜观察某一图画，若凸透镜先贴着图画，然后逐渐远离，则看到图画的像的先后顺序应该是（　　） A.甲→乙→丙→丁 B.乙→丙→甲→丁 C.乙→丁→甲→丙 D.丙→甲→乙→丁 【举一反三2】图中烛焰在光屏上成清晰放大的像，下列哪一操作可能使烛焰在光屏上成清晰缩小的像（　　） A.蜡烛、光屏都不动，透镜靠近光屏 B.透镜不动，蜡烛、光屏向右移动 C.透镜、光屏都不动，蜡烛向右移动 D.透镜不动，蜡烛、光屏靠近透镜 【举一反三3】找一个透明圆柱形的玻璃瓶，里面装满水。把一支铅笔水平地放在玻璃瓶的一侧，如图所示。如果把铅笔沿水平方向由紧贴玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动，透过玻璃瓶观察这支铅笔。关于看到的像下列描述错误的是（    ） A.铅笔先变粗后变细 B.铅笔在某一位置笔尖会反向 C.铅笔先变长后变短 D.先成虚像后成实像 【举一反三4】如图所示，在“探究凸透镜成像规律的实验”中。 （1）实验要求烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度，这样做的目的是使像成在_________； （2）如图甲是小明测量焦距时所做的实验，则该凸透镜的焦距为_________cm； （3）如图乙所示，将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，把点燃的蜡烛从光具座15cm刻度线处移动到35cm刻度线处，此时光屏应_________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜，像才能清晰。 【举一反三5】如图所示，一个圆柱形的玻璃瓶内装满水，把一支铅笔放在玻璃瓶的后方，透过玻璃瓶可以看到这支笔。当铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动的过程中，透过玻璃瓶会看到铅笔尖逐渐________(选填“变长”或“变短”)；到某一位置时，铅笔尖会突然改变方向，而“改变方向”后的像为________(选填“实”或“虚”)像。 【举一反三6】银行ATM自动取款机上方安装有一摄像头，所成的像是倒立、　_________的实像；当取款人逐渐靠近取款机时，他所成的像会逐渐_________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【举一反三7】回答下列问题： (1)比较物距u与焦距f的关系：当________时，凸透镜成实像；当__________时，凸透镜成虚像。 (2)比较物距u与焦距f的关系：当____________时，凸透镜成倒立、放大的实像。 (3)比较物距u与焦距f的关系：当________时，凸透镜成倒立、缩小的实像。 (4)某凸透镜成实像，当物距变小时，像距________，像的大小________。 【题型3】投影仪 【典型例题】小聪在小制作展示活动中展示了用焦距为10cm的透镜自制的简易投影仪，如图所示，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.手机与透镜的距离可能为12cm B.所用透镜与近视眼镜的镜片是同种透镜 C.在墙上成正立、放大的虚像 D.要使墙上清晰的画面放大些，可将透镜靠近墙面 【举一反三1】商场门口的广告投影灯及其内部结构，如图所示。它主要由光源、广告片（即物体）和焦距为f的凸透镜（镜头）组成，该装置能把广告片投射到地面上进行指引或宣传。下列说法正确的是（　　） A.广告片到镜头的距离应大于2f B.广告片在地面上呈现的是倒立、放大的实像 C.广告片到镜头的距离应小于f D.为顾客能从多角度看见广告片，应选择光滑的地面 【举一反三2】如图为投影式电子白板，它利用投影机将画面投影到屏幕上，投影机的镜头相当于一个凸透镜，下列说法正确的是（　　） A.屏幕一定是白色的、凹凸不平的 B.投影机的镜头与近视眼镜为同一种透镜 C.画面经投影机镜头成的是正立、放大的虚像 D.屏幕上的丰富色彩由红、白、蓝三种色光混合而成 【举一反三3】小明家买了一台家庭投影仪，利用投影仪将画面投射到银幕上。下列说法正确的是（　　） A.投影仪的成像原理是光的直线传播 B.银幕上的像是放大的实像 C.银幕上的丰富色彩由红、黄、蓝三种色光混合而成 D.从各个角度都能看见画面是因为银幕发生了镜面反射 【举一反三4】小明自制了一个简易投影仪如图，在暗室中将印有冬奥会吉祥物“冰墩墩”的透明胶片，贴在白光的手电筒上，并正对着焦距为10cm的凸透镜。调整手电筒、凸透镜、白色墙壁之间的位置，在墙上得到了一个清晰放大的像，下列说法错误的是（　　） A.凸透镜能成放大的像，是因为凸透镜对光线有发散作用 B.手电筒与凸透镜的距离应大于10cm小于20cm，且胶片应倒立放置 C.能从不同角度看到墙上“冰墩墩”的像，是因为光在墙面上发生的是漫反射 D.保持凸透镜位置不变，将手电筒向左移动，要使墙上的像恢复清晰，可在凸透镜前放一个近视镜 【举一反三5】如图所示为凸透镜成像的示意图，物体可放在a、b、c、d的任一位置，则代表照相机原理的为______，代表放大镜原理的为______，代表投影仪原理的为______。 【举一反三6】如图所示为凸透镜成像的示意图，物体可放在a、b、c、d的任一位置，则代表照相机原理的为______，代表放大镜原理的为______，代表投影仪原理的为______。 【举一反三7】在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上恰能承接到烛焰清晰的像，下列判断正确的是（　　） A．实验用凸透镜的焦距可能为15.0cm B．投影仪就是利用这一规律成像的 C．若飞来一只小虫落在凸透镜上，遮住凸透镜的部分区域，则光屏上烛焰的像不再完整 D．仅将光屏右移可模拟近视眼成像 【题型4】凸透镜焦距的判断 【典型例题】物体放在凸透镜前16厘米处，在透镜另一侧的光屏上成一个倒立放大的像。凸透镜的焦距可能是（　　） A.20厘米 B.16厘米 C.10厘米 D.7厘米 【举一反三1】在探究“凸透镜成像的规律”时，把蜡烛放在凸透镜前30cm处，光屏上可接收到倒立缩小清晰的像。则该凸透镜的焦距可能为（　　） A.10 cm B.15 cm C.20 cm D.30 cm 【举一反三2】小轩学习了透镜后，在家用放大镜做实验。当物体距放大镜 10 cm 时，在放大镜另一侧的光屏上成一个清晰放大的实像；若保持物体与光屏的位置不变，把放大镜向光屏方向移动4 cm，则在光屏上成一清晰的缩小的像。则小轩家的放大镜焦距范围是（　　） A.5 cm＜ f ＜10 cm B.5 cm＜ f ＜ 7 cm C.7 cm＜ f ＜10 cm D.f ＜ 5 cm 【举一反三3】在探究“凸透镜成像的规律”时，把蜡烛放在凸透镜前30cm处，光屏上可接收到倒立缩小清晰的像。则该凸透镜的焦距可能为（　　） A.10 cm B.15 cm C.20 cm D.30 cm 【举一反三4】如图所示，是航天员王亚平在太空讲授水透镜的画面，若此时她的脸离水透镜光心的距离是40cm，在水透镜另一侧距离光心20cm的地方用光屏承接到清晰的像，则可推算该水透镜的焦距可能是（　　） A.20cm B.15cm C.10cm D.5cm 【举一反三5】小丽同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律： （1）调整好实验器材后，小丽将蜡烛移至光具座20cm刻度线处，如图甲所示，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是倒立、________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像； （2）若保持凸透镜的位置不动，调换蜡烛和光屏的位置，________（选填“仍能”或“不能”）在光屏上看到蜡烛清晰的像； （3）图乙是小丽通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u的关系图像，由图像可知凸透镜的焦距是________ cm。 【举一反三6】某学习小组“探究凸透镜成像的规律”，进行了如下操作： （1）将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧，并将烛焰、凸透镜和光屏的中心调整到 ________； （2）通过探究，记录并绘制了物距u与像距v之间的关系图像，如图甲所示，则该凸透镜的焦距是________ cm； （3）将凸透镜固定在图乙中的光具座上，位于50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧；小华将蜡烛移至35cm刻度线处，移动光屏，直到光屏上出现了烛焰清晰的像，则该像是倒立、________（选填“缩小”“放大”或“等大”）的实像，生活中的________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）利用了这条成像规律； （4）若将透镜的上半部分用不透明的纸板挡住，则光屏上________（选填“能”或“不能”）成完整的像。 【举一反三7】小丽同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律： （1）调整好实验器材后，小丽将蜡烛移至光具座20cm刻度线处，如图甲所示，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是倒立、________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像； （2）若保持凸透镜的位置不动，调换蜡烛和光屏的位置，________（选填“仍能”或“不能”）在光屏上看到蜡烛清晰的像； （3）图乙是小丽通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u的关系图像，由图像可知凸透镜的焦距是________ cm。 【题型5】放大镜 【典型例题】照相机和放大镜都是凸透镜成像原理的具体应用，成像原理对应如图所示，下列说法正确的是（　　） A.照相机：被拍物体应在甲区域内，成正立、缩小的实像 B.投影仪：被投影的物体应在乙区域内，成倒立、放大的实像 C.门上猫眼：被观察物体应在乙区域内，成正立、缩小的实像 D.放大镜：被观察物体应在丙区域内，成倒立、放大的虚像 【举一反三1】根据图所示可判断出蚂蚁到放大镜的距离（　　） A.小于焦距 B.大于焦距，小于两倍焦距 C.等于两倍焦距 D.大于两倍焦距 【举一反三2】一次，小明在家写作业时在书桌的玻璃台板上面滴了一滴水，透过水滴看下去，他发现压在台板下面的动画图片上的文字变大了。这是由于此时的水滴相当于一个_________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”），图片上的文字经过水滴折射后形成一个放大的_________（选填“实”或“虚”）像。 【举一反三3】认真观察并深入思考是我们获得物理知识的重要方法。从局部放大的图中可以看到，雾凇是由针刺状冰晶组合而成，说明这个物态变化过程没有经过 　    　（选填“凝固”、“液化”或“凝华”）过程；雾凇大多出现在天气突然变冷的夜间，说明它的形成过程需要 　  　热量；用放大镜观察雾凇时，为了看到更大一点的像，会把放大镜远离雾凇一点，这样相当于让物体　  　（选填“靠近”或“远离”）透镜的焦点，像就变大了。 【举一反三4】如图，铅笔斜插入装有水的圆柱形玻璃杯中，请用所学的光学知识解释： （1）从侧面看铅笔好像在水面处折断了，这是光的什么现象； （2）为什么水中部分看起来比水面上的部分要粗一些。 【题型6】物距介于一倍焦距二倍焦距时的成像特点 【典型例题】尼玛同学在利用蜡烛研究凸透镜成像的实验中，凸透镜的焦距是10cm，点燃的蜡烛放在距凸透镜15cm处，成（　　） 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、放大的实像 【举一反三1】用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距，并“探究凸透镜成像规律”，当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙所示时，在光屏上可成清晰的像（未画出）。下列说法正确的是（　　） A.凸透镜的焦距是30.0cm B.图乙中烛焰成的是倒立放大的像 C.照相机成像特点与图乙中所成像的特点相同 D.将蜡烛远离凸透镜，保持凸透镜、光屏位置不变，烛焰可在光屏上成清晰的像 【举一反三2】小明在探究凸透镜成像规律时，做了如下实验： ①用平行光正对凸透镜照射，移动光屏得到一个最小、最亮的光斑，如图甲所示； ②保持该透镜位置不变，将点燃的蜡烛放在图乙所示的位置，移动光屏得到烛焰清晰的像（图中未画出）。 则下列说法不正确的是（　　） A.实验②中，烛焰在光屏上成倒立放大的实像 B.实验②中，像到透镜的距离一定大于20cm C.若增大蜡烛与透镜的距离，所成的像会变小 D.若蜡烛与透镜的距离大于10cm，则在另一侧通过透镜可以观察到烛焰正立、放大的虚像 【举一反三3】物体从距凸透镜18cm移到距凸透镜24cm的过程中，调整光屏的位置，总能在光屏上得到倒立放大的像，由此可知，此凸透镜的焦距可能是（　　） A.6cm B.10cm C.16cm D.20cm 【举一反三4】把凸透镜正对着太阳光，可在距凸透镜15cm处的纸上得到一个最小、最亮的光斑。若将物体放在透镜前17cm处，则在透镜另一侧的光屏上可得到一个（　　） 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.得不到像 【举一反三5】如图所示，凸透镜的焦距是_________ cm，把一个物体放到距离该凸透镜15cm处时，在凸透镜另一侧的光屏上成一个倒立、_________的实像。 【举一反三6】将蜡烛、焦距为10cm的凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，使烛焰、透镜和光屏的中心在同一高度上。移动蜡烛使烛焰距凸透镜14cm，会在光屏上得到一个倒立、_________的实像。根据这一成像原理可以制成 _________（填一光学仪器）。 【举一反三7】如图所示，小超和小明同学在进行“探究凸透镜成像的特点”实验。 （1）一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，得到图甲所示的光路图，该凸透镜的焦距为     cm； （2）利用这个凸透镜在图乙装置中进行以下操作： ①如果烛焰在光屏上的像偏高，应将凸透镜向     （选填“上”或“下”）调节； ②当烛焰距凸透镜30cm时，移动光屏，可以在光屏上得到一个清晰的倒立、    （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像，成像情况与此类似的是     （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）； ③将蜡烛移到距凸透镜5cm处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到清晰的像，这时应从凸透镜的     （选填“左”或“右”）侧透过凸透镜直接观察到一个     （选填“倒立”或“正立”）、    （选填“放大”“等大”或“缩小”）的虚像； （3）小超同学在一次实验中用“F”光源在光屏上得到了一个倒立的清晰的像，爱动手实验的小明在光源和光屏之间放了一个     眼镜（选填“近视”或“远视”），需要将光屏远离透镜才能再次出现清晰的像； （4）小超同学继续利用这个凸透镜进行实验；把高2cm的发光棒立于凸透镜前，在光屏上成了3cm高的像，则测量出的像到凸透镜的距离可能是     。 A．8cm B．12cm C．25cm D．32cm 【举一反三8】小陈探究“凸透镜成像规律”的实验装置如图乙所示，光屏和蜡烛分别位于凸透镜两侧。 （1）如图甲，该透镜的焦距是     cm； （2）如图乙，实验前，把凸透镜、光屏和蜡烛烛焰的中心调到     ； （3）小陈把凸透镜固定在光具座上50.0cm刻度线处，将蜡烛移至光具座上20.0cm刻度线处，移动光屏到65.0cm处，此时烛焰刚好在光屏上成清晰的像，则该像是     （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像；此时成像的原理与     （选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）相同； （4）若此时凸透镜上飞来一只小蜜蜂，则光屏上     （选填“有”或“没有”）小蜜蜂的像； （5）小陈将蜡烛从20.0cm刻度线处移动到35.0cm刻度线处时，若要让烛焰在光屏上能再次成清晰的像，光屏应向     （选填“远离”或“靠近”）凸透镜方向移动；当光屏移动到光具座上     cm刻度线处时，烛焰在光屏上可成清晰、    （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的像；此时小陈将他的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，仅向     （选填“远离”或“靠近”）凸透镜方向即可再次呈现清晰的像。 【题型7】凸透镜成像实验操作注意事项 【典型例题】在做凸透镜成像的实验时，若将凸透镜的一半用纸片遮住，则（　　） A.光屏上没有像了 B.光屏上只剩下半部分像 C.光屏上出现纸片的像 D.光屏上可看到完整的像，但稍暗些 【举一反三1】在“探究凸透镜成像的规律”时，将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm处，在透镜另一侧距离透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像。则下列相关说法正确的是（　　） ①光屏上成倒立、放大的实像 ②照相机是利用这一成像原理工作的 ③该透镜的焦距f满足8cm＜f＜15cm ④若将透镜的上半部分遮住，则光屏上成的是蜡烛下半部分的像 A.只有①和② B.只有③和④ C.只有②和③ D.只有②和④ 【举一反三2】如图是某小组在“探究凸透镜成像的规律”的实验中： （1）实验前，要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在_________； （2）通过调整，恰好在光屏上得到烛焰等大的像，如图所示，凸透镜的焦距是_________ cm； （3）在图中，把蜡烛向左移动15cm，凸透镜的位置不变，应把光屏向_________（选填“左”或“右”）适当调节，才能在光屏上得到烛焰清晰倒立、_________（选填“放大”“缩小”或“不变”）的实像；接下来改用焦距为15cm的凸透镜继续进行实验，如果不改变蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上成清晰的像，应把光屏向_________（选填“左”或“右”）适当调节，此时所成的像和原来相比是_________（选填“变大”或“变小”）的； （4）在探究凸透镜成实像的过程中，他们又尝试用白纸遮挡住凸透镜的一半，发现在光屏上_________（选填“仍能”或“不能”）成烛焰完整的像。 【举一反三3】小明用凸透镜（焦距是10cm）、蜡烛、光屏和刻度尺等器材，探究凸透镜成像的规律： （1）实验前，要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在_________ ；3 （2）把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，当蜡烛距凸透镜25cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的倒立、_________（选填“放大”或“缩小”）的实像； （3）小明在如图所示位置得到一个清晰的像。老师要求他在凸透镜不动的情况下，让光屏上的实像变大些，小明应当把蜡烛向_________（选填“远离”或“靠近”）透镜方向移动，同时把光屏向 _________（选填“远离”或“靠近”）透镜方向移动； （4）实验一段时间后蜡烛变短，要使烛焰的像仍然成在光屏的中心，应将光屏向_________移动； （5）将蜡烛向凸透镜靠近，移动到某一位置时，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上成像，原因是_________ ； （6）在探究凸透镜成实像的过程中，他们尝试用白纸挡住凸透镜的一半，发现在光屏上 _________（选填“仍能”或“不能”）形成烛焰完整的像。 【举一反三4】小明同学利用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验，凸透镜固定在光具座50cm刻度处不变。 （1）实验前将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调节到同一高度，目的是    。将蜡烛固定在40cm刻度处时，移动光屏，在光屏上始终得到一个大小不变的光斑，则该凸透镜的焦距为    cm； （2）当他将三个元件移动到如图所示的位置时，光屏上恰好出现了烛焰清晰的像，利用该成像规律制成的光学仪器是    （选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）。此时保持蜡烛和光屏不动，将凸透镜移动到    cm刻度处时，仍能在光屏上成清晰的像； （3）在成像清晰的情况下，用一张不透明纸把透镜上半部分遮挡住，看到的像会如何变化？   （选填“像部分消失”、“像完整亮度不变”或“像完整亮度变暗”）； （4）将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜后，其他元件不动，为了使光屏上再次得到清晰的像，可以在蜡烛和凸透镜之间放置一个    （选填“凸”或“凹”）透镜，所放置的透镜可以用来矫正    （选填“近视眼”或“远视眼”）。 【举一反三5】在探究“凸透镜成像﹣﹣物距大于2倍焦距时像的性质”的实验中，由于蜡烛燃烧变短，物体的像会向光屏的 　     　方移动。探究时，改变物距做了三次实验，这样做的目的是：　                             　。 【题型8】探究凸透镜成像的规律 【典型例题】凸透镜置于光具座上P点不动（图中未画出），移动光具座上的蜡烛（图中未画出）和光屏，先后在P点同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，如图所示。下列分析正确的是（　　） A.甲、乙两像都是虚像 B.甲处像可能是放大的 C.P点位置在甲的右侧 D.蜡烛的移动方向向左 【举一反三1】关于凸透镜成的像，下列说法正确的是(　　) A.一定是正立、放大的虚像 B.可能是倒立、放大的虚像 C.可能是倒立、缩小的实像 D.可能是正立、缩小的实像 【举一反三2】小明用如图甲所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验，在实验过程中不断移动烛焰位置，观察到如图乙①至⑥的六种烛焰清晰的像，请按蜡烛到凸透镜距离由远到近所得到的6个像进行排序，正确顺序为（　　） A.③②①⑤⑥④ B.⑤③①②④⑥ C.②①③⑤⑥④ D.②①③⑤④⑥ 【举一反三3】在“探究凸透镜成像的规律”实验中，把蜡烛、凸透镜固定在光具座上，调整光屏到凸透镜的距离，使光屏上出现烛焰清晰的像，三者在光具座上的位置如图所示，该像为倒立、   （选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像，生活中   （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）利用了这个成像规律。 【举一反三4】在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示，此时能在光屏上看到烛焰倒立、清晰的像，这个像是 　  　（选填“虚像”或“实像”）；若保持透镜位置不变，从图示位置开始，将蜡烛沿光具座向右移动，移动过程中，不断调节光屏位置，在光屏上得到烛焰清晰的像，直到移动光屏不成像时，这个过程像的大小 　    　（选填“逐渐变大”“逐渐变小”“先变大后变小”或“先变小后变大”）；继续将蜡烛沿光具座向右移动，人在透镜的 　  　（选填“左侧”或“右侧”）可以看到烛焰正立放大的像。 【举一反三5】如图所示为“验证凸透镜成像规律”实验的情景，所用透镜焦距为10 cm。 (1)图中，A是________，B是________。 (2)调试实验装置时，应使烛焰的中心和凸透镜、光屏的中心大致在____________上，目的是为了______________________。 (3)图示情景验证的是凸透镜成______________像的特点(填写像的性质)。 (4)若要验证凸透镜成倒立、放大实像的特点，在不移动凸透镜的情况下，应把蜡烛移到__________cm处(选填“小于30”“30～40”或“40～50”)，光屏移到__________cm处(选填“大于70”“60～70”或“50～60”)。 【题型9】照相机 【典型例题】在公园，小明看到盛开的桃花非常美丽，拿出随身携带的照相机对其拍照，发现取景框中的像太小，这时他应该（　　） A.远离桃花，同时使像距变大 B.远离桃花，同时使像距变小 C.靠近桃花，同时使像距变大 D.靠近桃花，同时使像距变小 【举一反三1】如图所示是蜡烛通过凸透镜在光屏上的成像情况，以下器材中利用这一成像原理的是（　　） A.放大镜 B.幻灯机 C.潜望镜 D.照相机 【举一反三2】用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距，并“探究凸透镜成像规律”，当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙时，在光屏上可成清晰的像。下列说法正确的是（　　） A.凸透镜的焦距是30cm B.实验中凸透镜对光具有发散作用 C.图乙中烛焰成的是倒立放大的像 D.照相机成像特点与图乙中所成像的特点相同 【举一反三3】无人驾驶汽车是智能汽车的一种，它利用各种传感器、摄像头、雷达等设备来收集周围环境信息，实现自动驾驶过程中躲避障碍物和遵循交通法规的目的。下列说法正确的是（　　） A.摄像头的镜头是凹透镜 B.摄像头所成的像是正立的虚像 C.摄像头所成的像与投影仪所成的像性质相同 D.要想使摄像头所成的像变大，镜头应该向前伸 【举一反三4】我县客运站使用了如图所示的5G警用巡逻机器人，这款测温5G警用巡逻机器人有5个高清摄像头，可实现全景无死角巡逻。机器人上的摄像头相当于一个透镜，它的成像原理和我们生活中的_________ （选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”）的成像原理相同。当行人靠近摄像头时，它所成的像是_________（选 填“实”或“虚”）像。 【举一反三5】中央电视台自主研发了一款特种摄像设备——“猎豹”，专门用于速度滑冰赛事的转播工作。这种设备的镜头相当于凸透镜，跟踪拍摄运动员比赛时成倒立、    （选填“缩小”或“放大”）的实像，要想使被拍摄运动员的像更大，镜头应往     （选填“前伸”或“后缩”）一些。 【举一反三6】我县客运站使用了如图所示的5G警用巡逻机器人，这款测温5G警用巡逻机器人有5个高清摄像头，可实现全景无死角巡逻。机器人上的摄像头相当于一个透镜，它的成像原理和我们生活中的_________ （选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”）的成像原理相同。当行人靠近摄像头时，它所成的像是_________（选 填“实”或“虚”）像。 【举一反三7】照相机的镜头相当于一个     （“凸”或“凹”）透镜，能成     、    的实像。小华给班级拍摄集体照时发现站在边缘的同学没有进入镜头，想拍到全体同学的集体照，应该让照相机     （“远离”或“靠近”）同学们。 【题型10】物距大于等于二倍焦距时的成像特点 【典型例题】将一个凸透镜正对太阳，在距离凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。将一个物体放在此透镜前30cm处，则可在凸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.倒立、等大的实像 D.正立、放大的虚像 【举一反三1】喀什地区共享电单车已成为公共交通体系的重要组成部分，是实现城市碳中和的途径之一，如图所示，人们用手机扫描二维码开锁情景，下列说法错误的是（    ） A.手机镜头相当于一个凸透镜 B.所扫描的二维码为光源 C.手机镜头成倒立缩小的实像 D.二维码应位于手机镜头二倍焦距以外 【举一反三2】2023年5月11日，我国发射的“天舟六号”货运飞船与中国空间站组合体成功交会对接，如图所示。空间站组合体上的摄像机完整记录了交会对接过程。下列说法正确的是（　　） A.光通过摄像机的镜头始终沿直线传播 B.摄像机所成的像是虚像 C.“天舟六号”靠近空间站组合体时，摄像机成的像逐渐变小 D.摄像机的工作原理与照相机的工作原理相同 【举一反三3】购物支付已进入“刷脸”时代，消费者结账时只需面对摄像头（相当于一个凸透镜），经系统自动拍照（利用电子技术进行倒转正处理）、扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易。下列有关说法正确的是（    ） A.摄像头成像特点与投影仪相同 B.面部应位于镜头两倍焦距之外 C.经过摄像头成像利用的是光的反射 D.面部经摄像头成的是正立放大的虚像 【举一反三4】喀什地区共享电单车已成为公共交通体系的重要组成部分，是实现城市碳中和的途径之一，如图所示，人们用手机扫描二维码开锁情景，下列说法错误的是（    ） A.手机镜头相当于一个凸透镜 B.所扫描的二维码为光源 C.手机镜头成倒立缩小的实像 D.二维码应位于手机镜头二倍焦距以外 【举一反三5】学校为了同学们的生命财产安全，安装了监控摄像头。如图所示，拍照时，摄像头的镜头相当于凸透镜，所成的像是_________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的_________（选填“实”或“虚”）像。 【举一反三6】小明做“探究凸透镜成像规律”的实验，选用的凸透镜焦距为10cm。 （1）为尽量使像更加的明亮清晰，实验室应保持较     （亮/暗）的环境，如图甲，在光屏上已经呈现一个较为清晰的蜡烛火焰的像，为进一步判断此像是否最清晰，需要     （向左/向右/左右）小范围移动光屏，并观察像是否会变模糊。 （2）实验发现，在图甲所示情况下，光屏上的像刚好最清晰，但像不在光屏的中央，为了使像成在光屏的中央，应将凸透镜向     （选填“上”或“下”）调节。 （3）把蜡烛移到光具座24cm刻度线处，凸透镜不动，移动光屏，光屏上再次出现清晰的实像，此时的成像性质在生活中的应用是     （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。 （4）接着，小明取下自己戴的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间，光屏上的像又变得模糊了，保持蜡烛和凸透镜不动，当光屏向左移动适当距离后像又变清晰了。由此推断，小明眼睛有如图     （选填“乙”或“丙”）所示的视力缺陷。 （5）小明取走自己的眼镜，将蜡烛移到光具座30cm刻度线处，凸透镜不动，移动光屏，当光屏上再次出现清晰的像时，发现蜡烛和光屏之间的距离     （大于/等于/小于）问题（3）中光屏上出现清晰的像时蜡烛和光屏之间的距离。 【举一反三7】学校为了同学们的生命财产安全，安装了监控摄像头。如图所示，拍照时，摄像头的镜头相当于凸透镜，所成的像是_________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的_________（选填“实”或“虚”）像。 【举一反三8】一个物体到凸透镜的距离是30 cm时，在光屏上得到一个放大的实像，若把物体沿凸透镜的主光轴移到距凸透镜65 cm处，则成像的情况(写出像的性质：大小、虚实、正倒)：__________________。 【题型11】凸透镜成像实验数据处理 【典型例题】小明利用如图所示光具座探究凸透镜成像的规律。将蜡烛放在凸透镜左侧适当位置，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的像，分别测出物距u和像距v，实验数据如下表。则下列说法正确的是（　　） A.该凸透镜的焦距为20cm B.成实像时，物距逐渐减小，像距也在逐渐减小 C.成实像时，物距逐渐减小，所成的像也在变小 D.物距调整到12.5cm，则所成实像的像距一定是50cm 【举一反三1】某小组在做“探究凸透镜成像规律”实验时，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.该凸透镜的焦距是20cm B.成倒立、放大的实像时，物距大于20cm C.成倒立、缩小的实像时，物距小于20cm D.当物距等于30cm时，成倒立、缩小的实像 【举一反三2】小明利用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。将蜡烛放在凸透镜左侧适当位置，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的像，分别测出物距u和像距v，实验数据如表。下列说法正确的是（　　） A.该凸透镜的焦距为30cm B.从第1次实验到第5次实验，成在光屏上的像都是倒立的像 C.第5次实验时的成像原理与照相机的成像原理相同 D.第1次实验基础上，在蜡烛和凸透镜之间紧贴透镜的位置处放一个近视镜片，向左适当移动光屏，会再次在光屏上得到清晰的像 【举一反三3】如图甲所示，在“天宫课堂”的水球实验中，小华看到王亚平老师的倒立、缩小的实像，于是她利用实验室的光学器材按图乙所示组装好实验器材，探究凸透镜成像规律。 （1）实验前，调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度上，目的是    。 （2）若图乙中烛焰恰好在光屏上成清晰的像，此时所成的是    （选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像，   （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这个成像原理制成的。 （3）在探究凸透镜成像中像距v与物距u的关系时，将实验结果绘制成如图丙所示的关系图象，分析图象可知，此凸透镜的焦距是    cm，当物距u＝30cm时，成    （选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像，若此时将蜡烛与光屏位置对调，则像的    （选填“倒正”或“大小”）发生变化。 （4）当蜡烛位于A点时，通过调节光屏    （选填“能”或“不能”）承接到蜡烛清晰的像。 （5）实验一段时间后，蜡烛燃烧变短，要使像仍然成在光屏的中央，应将凸透镜向    （选填“上”或“下”）移动。 【举一反三4】小明在探究“凸透镜成像规律”的实验中，根据测量的数据，绘制了像距v随物距u变化的图象，如图所示，分析图象可知，该凸透镜的焦距为 　 　cm，当物距u＝12cm时，物体通过凸透镜成倒立、　  　的实像，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。 【题型12】物距小于一倍焦距时的成像特点 【典型例题】图所示的是小东通过凸透镜看到的教科书上“八”字放大的像，已知该凸透镜的焦距是。下列说法正确的是（　　） A.“八”字放大的像是实像 B.教科书上的“八”字在凸透镜的焦点上 C.教科书上的“八”字到凸透镜的距离小于 D.教科书上的“八”字到凸透镜的距离大于 【举一反三1】一束平行于主光轴的光线射到凸透镜上，经凸透镜折射后会聚于凸透镜另一侧距凸透镜中心10cm的地方。若把点燃的蜡烛分别置于主光轴上距透镜15cm和6cm处，两次成的像（　　） A.都是放大的像 B.都是正立的像 C.都是实像 D.都是虚像 【举一反三2】小明通过焦距为10cm的凸透镜看到了提示牌上如图所示“关灯”两字放大的像，下列说法正确的是（　　）    A.“关灯”两字放大的像是实像 B.提示牌上：“关灯”两字在凸透镜的焦点上 C.要使“关灯”两字的正立的像变得更大，应将凸透镜远离提示牌。 D.提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于20cm 【举一反三3】在“研究凸透镜成像规律”的实验中，要调整烛焰、凸透镜、光屏，使它们的中心大致在同一_________上。若凸透镜的焦距，物距，则光屏上_________（选填“能”或“不能”）接收到像。 【举一反三4】根据凸透镜成像规律，作出图中物体AB过凸透镜所成的像A'B'。 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.3凸透镜成像的规律 讲解目录 【知识点1】由v，u，f判断成像的性质 1 【知识点2】由成像性质判断v，u，f 3 【知识点3】凸透镜既能成实像又能成虚像 4 【知识点4】探究凸透镜成像实验的成像原理 5 【题型1】比较物距与像距判断成像特点 7 【题型2】凸透镜成像性质随物距变化判断 10 【题型3】投影仪 14 【题型4】凸透镜焦距的判断 18 【题型5】放大镜 23 【题型6】物距介于一倍焦距二倍焦距时的成像特点 25 【题型7】凸透镜成像实验操作注意事项 30 【题型8】探究凸透镜成像的规律 35 【题型9】照相机 38 【题型10】物距大于等于二倍焦距时的成像特点 41 【题型11】凸透镜成像实验数据处理 46 【题型12】物距小于一倍焦距时的成像特点 50 知识讲解 【知识点1】由v，u，f判断成像的性质 根据题目的v，u，f条件，判断成像的性质。 例：把凸透镜正对太阳光，在距凸透镜10cm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15cm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 分析：（1）凸透镜正对太阳光时，最小最亮光斑即凸透镜焦点； （2）焦点到凸透镜光心的距离叫焦距，用f表示； （3）凸透镜成像规律：当物距u满足f＜u＜2f，能在光屏上成倒立、放大的实像。 解析：解：依题意分析，把凸透镜正对太阳光时，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； 把点燃的蜡烛在凸透镜前15cm处，则物距u=15cm； 根据凸透镜成像规律：物距u=15cm满足10cm＜15cm＜20cm，蜡烛能在光屏上成倒立、放大的实像，故选项A、B、C错误，选项D正确； 故选：D。 点评：本题考查凸透镜的成像规律。解题关键是找准焦点、焦距。 口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，实像倒，居异侧，虚像正，居同侧，物近像远像变大，焦点以内反变化 【知识点2】由成像性质判断v，u，f 根据题目的成像条件，判断v，u，f。 例：小明想制作一个昆虫标本观察器，设计方案如图所示，透过盒顶凸透镜可以观察到盒底标本放大的像。若塑料盒高度h=10cm，则所选凸透镜的焦距f应满足条件（　　） A.f＜5cm B.f=5cm C.f=10cm D.f＞10cm 分析：把小的物体放大便于观察，就是放大镜，放大镜实际上是一个凸透镜，物体放在凸透镜的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像。 解析：解：为了在盒盖上方附近，通过凸透镜观察到标本正立、放大的像，物距应小于焦距，所以凸透镜的焦距大于10cm，故ABC错误、D正确。 故选：D。 点评：此题主要考查凸透镜成像的应用，针对本类型的习题，首先明确是照相机、还是投影仪、还是放大镜，然后根据物距和焦距的关系进行判断。 口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，实像倒，居异侧，虚像正，居同侧，物近像远像变大，焦点以内反变化 【知识点3】凸透镜既能成实像又能成虚像 凸透镜既能成实像，又能成虚像，判断某像是实像还是虚像，可以用观察的方法区分，能用光屏承接的是实像，不能用光屏承接的是虚像。凸透镜成像时，实像和物体在镜的两侧，虚像和物体在镜的同侧。 考查测量平均速度的实验，包括实验原理，实验器材，实验步骤，实验方法，数据分析，注意事项等内容。 例：下面是对凸透镜成像的说法，其中正确的是（　　） A.凸透镜只能成实像 B.凸透镜只能成虚像 C.凸透镜只能成放大的像 D.凸透镜既能成实像，又能成虚像 分析：凸透镜成像的三种情况： U＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞V＞f。 2f＞U＞f，成倒立、放大的实像，V＞2f。 U＜f，成正立、放大的虚像。 解析：解：经上面的分析知，凸透镜可以成实像也能成虚像，能成放大的、等大的、缩小的像。 故选：D。 点评：掌握凸透镜成像的三种情况，这是凸透镜成像习题的基础，一定要掌握。 口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，实像倒，居异侧，虚像正，居同侧，物近像远像变大，焦点以内反变化 【知识点4】探究凸透镜成像实验的成像原理 设计实验：用如图所示的实验装置，将一支点燃的蜡烛作为物体，让其在光具座上从距凸透镜较远的地方开始向凸透镜移动，在测量出不同情况下物距的基础上，通过观察成像情况、测量出像距的大小来探究成像规律。 进行实验与搜集证据： （1）让凸透镜对着太阳光聚焦，测出凸透镜的焦距 （2）把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上。点燃蜡烛，使烛焰中心、凸透镜光心、光屏的中心大致在同一高度上 （3）把蜡烛放在较远处（u＞2f），调整光屏到凸透镜的距离，直到烛焰能在屏上成清晰的实像，观察实像的大小和正倒，测出物距u 和像距 v。 （4）把蜡烛向凸透镜移近几厘米，让物距等于二倍焦距（u=2f），放好后重复以上操作。 （5）使蜡烛继续向凸透镜移近，让物距在一倍焦距和二倍焦距之 间（f＜u＜2f），放好后重复以上操作。 （6）使蜡烛继续向凸透镜移近，让物距等于一倍焦距（u=f），即处于焦点上，移动光屏，观察是否能够成像 （7）使蜡烛继续向凸透镜移近，让物距小于一倍焦距（u＜f），移动光屏，观察在光屏上是否还能看到像。从光屏这一侧透过凸透镜用眼睛直接观察烛焰，可以看到一个正立、放大的像，在这个位置放上光屏，光屏上没有像出现，说明所成像为虚像。 实验结论： 考查探究凸透镜成像的规律的实验，包括实验原理，实验器材，实验步骤，实验方法，数据分析，注意事项等内容。 例：某实验小组探究凸透镜成像的实验，装置如图： （1）当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时，光屏上出现一个清晰的烛焰的像，这个凸透镜的焦距可能是______（填选项字母）； A.5cm B.10cm C.20cm D.30cm （2）小庆同学把蜡烛向右移动一小段距离，发现光屏上烛焰的像变模糊了。要在光屏上得到烛焰清晰的像，他可以将光屏向______（填“左”或“右”）移动； （3）完成上述探究后，小庆同学把凸透镜换成一块薄玻璃板，透过玻璃板能看到烛焰正立、______（填“放大”“缩小”或“等大”）的像，把光屏移到像所在的位置，直接观察光屏，光屏上______（填“有”或“没有”）烛焰的像。 分析：（1）u＞v，且成实像，说明u=30cm＞2f，2f＞v=15cm＞f，由此可得焦距的范围； （2）根据凸透镜成实像时，物近像远像变大分析回答； （3）平面镜成的像与物体大小相等；虚像不能成在光屏上。 解析：解：（1）由图可知，u＞v，且成实像，说明u=30cm＞2f，2f＞v=15cm＞f，即15cm＞f＞7.5cm，故选：B； （2）小庆同学把蜡烛向右移动一小段距离，此时物距减小，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，要在光屏上得到烛焰清晰的像，他可以将光屏向右移动； （3）小庆把凸透镜换成一块薄玻璃板，由平面镜成像特点可知，透过玻璃板能看到烛焰正立、等大的虚像；把光屏移到像所在的位置，直接观察光屏，因虚像不能与在光屏上，故光屏上没有烛焰的像。 故答案为：（1）B；（2）右；（3）等大；没有。 点评：本题“探究凸透镜成像规律”，考查了凸透镜成像规律的运用及像距随物距的变化规律和平面镜成像规律的运用。 口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，实像倒，居异侧，虚像正，居同侧，物近像远像变大，焦点以内反变化 题型专练 【题型1】比较物距与像距判断成像特点 【典型例题】如图甲所示，小明将凸透镜先靠近物理课本上的“物理”二字，然后再将凸透镜逐渐远离的过程中，通过凸透镜观察到的像，你认为如图乙所示5个不同的像，依次成像正确的是（　　） A.①②③ B.①⑤④ C.①③⑤ D.⑤③② 【答案】B 【解析】小明将凸透镜先靠近物理课本上的“物理”二字，说明物距小于一倍焦距，成的是正立、放大的虚像，如图①； 将凸透镜逐渐远离的过程中，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，如图⑤； 当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，如图④。 【举一反三1】某物体距离凸透镜25厘米，透过透镜在光屏上成放大的像，若将物体移动到距离透镜50厘米处，则此时成（　　） A.放大的虚像 B.缩小的实像 C.放大的实像 D.正立的虚像 【答案】B 【解析】某物体透过凸透镜在距离透镜25厘米的光屏上成放大的像，此时的像是倒立、放大的实像，此时f＜25cm＜2f，则12.5cm＜f＜25cm； 若将物体移动到距离凸透镜50厘米处，50cm＞2f，成倒立、缩小的实像。 【举一反三2】探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛、凸透镜（焦距为10cm）和光屏的位置如图所示时，光屏上恰能承接到烛焰清晰的像。下列对像的特点分析正确的是（　　） A.倒立、缩小的实像 B.正立、放大的虚像 C.倒立、放大的实像 D.与放大镜的成像特点相同 【答案】A 【解析】凸透镜的焦距是10cm，图中物距大于2倍焦距，且物距大于像距，成倒立缩小的实像，与照相机的原理相同，故A正确，B、C、D错误。 【举一反三3】如图，在探究凸透镜成像特点的实验中，蜡烛到凸透镜距离如图所示，光屏在图示位置接收到清晰的像，则图中物距为 　 　cm，光屏上像的性质为 　         　。 【答案】30.0；倒立缩小实像 【解析】根据图示可知，光具座的分度值为1cm，此时的物距为50.0cm﹣20.0cm＝30.0cm； 由图可知，此时的像距为15.0cm，物距大于像距，凸透镜成倒立、缩小的实像 【举一反三4】如图所示是翱翔在滇池上空一群海鸥的照片，由图可知：远处的海鸥比近处的小，这是因为    ；若其中一只海鸥距离水面的高度是5m，水面距离水底的深度是3m，那么此海鸥经过水面所成的像距离水面    m。 【答案】远处海鸥的物距大，像距小，所成的像小；5 【解析】根据照相机原理，物体位于2倍焦距以外，成倒立、缩小的实像，根据凸透镜成像规律，远处的海鸥比近处的海鸥物距更大，像距更小，像更小，故远处的海鸥比近处的小。 根据平面镜成像的特点，像距等于物距，若其中一只海鸥距离水面的高度是5m，则物距为5m，则像距为5m，那么此海鸥经过水面所成的像距离水面5m。 【举一反三5】在“探究凸透镜成像的规律”实验中，凸透镜的焦距为10 cm。 (1)如图所示，若不移动蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上得到清晰的像，应将光屏移到标尺刻度的________范围内(选填字母)。 A．40～50 cm B．50～60 cm C．60～70 cm D．70～80 cm (2)若将图中蜡烛逐渐远离凸透镜的过程中，所成的像将逐渐变________(选填“大”或“小”)。 (3)若将蜡烛放在图中离焦点8 cm处，此时移动光屏____(选填“一定”或“可能”)找到像。 【答案】(1)B　(2)小　(3)可能 【解析】(1)凸透镜的焦距为10 cm，蜡烛放在15 cm刻度线的位置，则物距为 u＝40 cm－15 cm＝25 cm， 大于二倍焦距，此时成倒立、缩小的实像；像距在一倍焦距和二倍焦距之间，光屏应该在标尺刻度的50～60 cm之间，故选B。 (2)将题图中蜡烛逐渐远离凸透镜的过程中，物距变大，由凸透镜成像规律知，像将变小，像距也变小。 (3)若将蜡烛放在题图中离焦点8 cm处，有两种情况： 此时如果在焦点(30 cm刻度线)的右侧，物距小于焦距，成正立、放大的虚像，不能在光屏上找到像。 此时如果在焦点(30 cm刻度线)的左侧，则物距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、放大的实像，能在光屏上找到像。综合两种情况，当移动光屏时，可能找到像。 【题型2】凸透镜成像性质随物距变化判断 【典型例题】在探究“凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜、光屏固定位置如图，此时在光屏上得到一个清晰像。下列说法正确的是（　　） A.保持蜡烛位置不变，将透镜向右移动适当距离，可在光屏上得到缩小的像 B.如果将蜡烛移到20cm刻线位置，可在光屏上得到倒立、等大的实像 C.如果此时撤掉光屏，就没有像了 D.将凸透镜向右适当移动一段距离，光屏上得不到一个清晰的像 【答案】A 【解析】由图示可知，此时物距为15cm，像距为30cm，则物距小于像距，所以在光屏上成的是倒立、放大的实像；保持蜡烛位置不变，将透镜向右移动适当距离，根据光路的可逆性可知，当物距等于原来的像距，像距等于原来的物距时，可在光屏上得到缩小的像，故A正确，D错误； 如果将蜡烛移到20cm刻度位置，此时物距为30cm，根据光路的可逆性，当光屏位于65cm刻线处，在光屏上可得到倒立、缩小的实像，故B错误； 光屏是用来接收像的，存在与否，不影响成像，故C错误。 【举一反三1】通过凸透镜观察某一图画，若凸透镜先贴着图画，然后逐渐远离，则看到图画的像的先后顺序应该是（　　） A.甲→乙→丙→丁 B.乙→丙→甲→丁 C.乙→丁→甲→丙 D.丙→甲→乙→丁 【答案】C 【解析】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，即乙图；插图到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间时，凸透镜成倒立、放大的实像，即丁图；凸透镜成实像时，物距越大，像距越小，像变小，插图远离凸透镜时，应先看到图甲，再看到图丙，综上可知，凸透镜从贴着插图然后逐渐远离，则看到插图的像的先后顺序为乙→丁→甲→丙。 【举一反三2】图中烛焰在光屏上成清晰放大的像，下列哪一操作可能使烛焰在光屏上成清晰缩小的像（　　） A.蜡烛、光屏都不动，透镜靠近光屏 B.透镜不动，蜡烛、光屏向右移动 C.透镜、光屏都不动，蜡烛向右移动 D.透镜不动，蜡烛、光屏靠近透镜 【答案】A 【解析】光屏上出现清晰放大的像，此时，像是实像，要使像成清晰缩小的像，要增大物距，减小像距，所以，凸透镜位置不动，向左移动蜡烛，同时，向左移动光屏；因为光路是可逆的，如图所示位置，凸透镜成倒立、放大的实像，当蜡烛和光屏位置不变时，凸透镜向右靠近光屏时，使现在的物距等于原来的像距时，凸透镜成倒立、缩小的实像，故B、C、D不符合题意，A符合题意。 【举一反三3】找一个透明圆柱形的玻璃瓶，里面装满水。把一支铅笔水平地放在玻璃瓶的一侧，如图所示。如果把铅笔沿水平方向由紧贴玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动，透过玻璃瓶观察这支铅笔。关于看到的像下列描述错误的是（    ） A.铅笔先变粗后变细 B.铅笔在某一位置笔尖会反向 C.铅笔先变长后变短 D.先成虚像后成实像 【答案】A 【解析】玻璃瓶装满水在水平方向上相当于一个凸透镜，在竖直方向上，因为水的厚度相同，不能相当于凸透镜，铅笔不会变粗或变细，故A错误，符合题意； 当铅笔由靠近瓶子的位置逐渐远离时，透过透镜会看到正立、放大的虚像（横向放大，纵向不放大），所以会逐渐变长，当到达某一位置时，铅笔尖忽然改变方向，成倒立、放大的实像（横向放大，纵向不放大，也就是变长，但是不能变粗），继续移动，当物距大于二倍焦距时，横向缩小，所以变短，故B、C、D正确，不符合题意。 【举一反三4】如图所示，在“探究凸透镜成像规律的实验”中。 （1）实验要求烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度，这样做的目的是使像成在_________； （2）如图甲是小明测量焦距时所做的实验，则该凸透镜的焦距为_________cm； （3）如图乙所示，将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，把点燃的蜡烛从光具座15cm刻度线处移动到35cm刻度线处，此时光屏应_________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜，像才能清晰。 【答案】（1）光屏中央 （2）10.0 （3）远离 【解析】（1）为了使像在光屏的中心，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，调整烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一高度。 （2）通过图甲 的实验操作，凸透镜的焦点在60.0cm位置，光心在50.0cm位置，可知该凸透镜的焦距为 f=60.0cm-50.0cm=10.0cm （3）由图乙知道，点燃的蜡烛从光具座15cm刻度线处时，物距 u＝50.0cm﹣15.0cm＝35.0cm 此时u＞2f，能够成倒立、缩小的实像，若蜡烛移至35.0cm刻度线处，此时的物距为 50.0cm﹣35.0cm＝15.0cm 此时物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成的是倒立、放大的实像。物近像远像变大，所以光屏应远离凸透镜，像才能清晰。 【举一反三5】如图所示，一个圆柱形的玻璃瓶内装满水，把一支铅笔放在玻璃瓶的后方，透过玻璃瓶可以看到这支笔。当铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动的过程中，透过玻璃瓶会看到铅笔尖逐渐________(选填“变长”或“变短”)；到某一位置时，铅笔尖会突然改变方向，而“改变方向”后的像为________(选填“实”或“虚”)像。 【答案】变长　实 【解析】玻璃瓶装满水相当于一个凸透镜。当铅笔由靠近瓶子的位置逐渐远离时(u＜f)，透过透镜会看到正立、放大的虚像，根据成虚像时，物远像远像变大，所以铅笔尖先逐渐变长；当物距刚刚超过一倍焦距时，此时物距f＜u＜2f，成倒立、放大的实像，所以铅笔尖忽然改变方向。 【举一反三6】银行ATM自动取款机上方安装有一摄像头，所成的像是倒立、　_________的实像；当取款人逐渐靠近取款机时，他所成的像会逐渐_________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】缩小　变大 【解析】摄像头和照相机都是利用凸透镜成像的规律制成的，其镜头是一个凸透镜，都是利用u＞2f，成倒立、缩小的实像的原理制成的； 取款人逐渐靠近取款机时，物距变小，像距变大，所以他所成的像会逐渐变大。 【举一反三7】回答下列问题： (1)比较物距u与焦距f的关系：当________时，凸透镜成实像；当__________时，凸透镜成虚像。 (2)比较物距u与焦距f的关系：当____________时，凸透镜成倒立、放大的实像。 (3)比较物距u与焦距f的关系：当________时，凸透镜成倒立、缩小的实像。 (4)某凸透镜成实像，当物距变小时，像距________，像的大小________。 【答案】(1)u＞f　u＜f　(2)f<u<2f　(3)u＞2f　(4)变大　变大 【题型3】投影仪 【典型例题】小聪在小制作展示活动中展示了用焦距为10cm的透镜自制的简易投影仪，如图所示，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.手机与透镜的距离可能为12cm B.所用透镜与近视眼镜的镜片是同种透镜 C.在墙上成正立、放大的虚像 D.要使墙上清晰的画面放大些，可将透镜靠近墙面 【答案】A 【解析】投影仪工作时，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，凸透镜的焦距为10cm，所以手机与透镜的距离可能为12cm，故A正确； 投影仪的镜头是一个凸透镜；近视眼需要佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正，故B错误； 投影仪成的像是倒立、放大的实像，故C错误； 要使墙上的像变大，根据物近像远像变大的规律可知，应减小手机与透镜间的距离，透镜远离墙面，故D错误。 【举一反三1】商场门口的广告投影灯及其内部结构，如图所示。它主要由光源、广告片（即物体）和焦距为f的凸透镜（镜头）组成，该装置能把广告片投射到地面上进行指引或宣传。下列说法正确的是（　　） A.广告片到镜头的距离应大于2f B.广告片在地面上呈现的是倒立、放大的实像 C.广告片到镜头的距离应小于f D.为顾客能从多角度看见广告片，应选择光滑的地面 【答案】B 【解析】由图可知，u＜v，此时2f＞u＞f，凸透镜成放大、倒立实像，此原理与投影仪成像原理相同，故B正确，A、C错误； 各个方向都能看到地上的广告图标，这是因为发生了漫反射，应选择粗糙的地面，故D错误。 故选：B。 【举一反三2】如图为投影式电子白板，它利用投影机将画面投影到屏幕上，投影机的镜头相当于一个凸透镜，下列说法正确的是（　　） A.屏幕一定是白色的、凹凸不平的 B.投影机的镜头与近视眼镜为同一种透镜 C.画面经投影机镜头成的是正立、放大的虚像 D.屏幕上的丰富色彩由红、白、蓝三种色光混合而成 【答案】A 【解析】为了能从各个方向看到屏幕上的画面，需要使光在屏幕上发生漫反射，则屏幕的表面应该是凹凸不平的；为了在屏幕上看到色彩正常的画面，且白色的物体可以反射所有色光，所以屏幕一定是白色的，故A正确；投影仪的镜头相当于一个凸透镜，物距在二倍焦距和一倍焦距之间时，成倒立、放大的实像；近视眼镜是凹透镜，则投影机的镜头与近视眼镜不是同一种透镜，故BC错误； 屏幕上的丰富色彩由红、绿、蓝三种色光混合而成，故D错误。 【举一反三3】小明家买了一台家庭投影仪，利用投影仪将画面投射到银幕上。下列说法正确的是（　　） A.投影仪的成像原理是光的直线传播 B.银幕上的像是放大的实像 C.银幕上的丰富色彩由红、黄、蓝三种色光混合而成 D.从各个角度都能看见画面是因为银幕发生了镜面反射 【答案】B 【解析】投影仪的镜头是凸透镜，成像原理利用了光的折射，故A错误； 投影仪利用物体在凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间成倒立、放大实像的原理制成的，故B正确； 银幕上的丰富色彩由红、绿、蓝三种色光混合而成，故C错误； 从各个角度都能看见画面是因为光照射到凹凸不平的银幕表面时，发生了漫反射，故D错误。 【举一反三4】小明自制了一个简易投影仪如图，在暗室中将印有冬奥会吉祥物“冰墩墩”的透明胶片，贴在白光的手电筒上，并正对着焦距为10cm的凸透镜。调整手电筒、凸透镜、白色墙壁之间的位置，在墙上得到了一个清晰放大的像，下列说法错误的是（　　） A.凸透镜能成放大的像，是因为凸透镜对光线有发散作用 B.手电筒与凸透镜的距离应大于10cm小于20cm，且胶片应倒立放置 C.能从不同角度看到墙上“冰墩墩”的像，是因为光在墙面上发生的是漫反射 D.保持凸透镜位置不变，将手电筒向左移动，要使墙上的像恢复清晰，可在凸透镜前放一个近视镜 【答案】A 【解析】凸透镜对光线有会聚作用；当物距小于一倍焦距时，凸透镜能成正立、放大的像，当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，凸透镜成倒立、放大的实像，故A错误； 因为凸透镜的焦距f＝10cm，所以发白光的手电筒上透明冰墩墩胶片，到凸透镜的距离应满足10cm＜u＜20cm，才能成倒立放大的实像，而且冰墩墩胶片应倒立放置，故B正确； 光在墙面上发生的是漫反射，反射光线向各个方向传播，能从不同角度看到墙上冰墩墩的像，故C正确； 保持凸透镜位置不变，将手电筒向左移动，物距变大，像距变小，由于凹透镜对光线具有发散作用，要使墙上的像恢复清晰，可在凸透镜前放一个凹透镜，故D正确。 【举一反三5】如图所示为凸透镜成像的示意图，物体可放在a、b、c、d的任一位置，则代表照相机原理的为______，代表放大镜原理的为______，代表投影仪原理的为______。 【答案】a　d　c 【解析】照相机的物距在二倍焦距以外，放大镜的物距小于一倍焦距，投影仪的物距在一倍焦距和二倍焦距之间。 【举一反三6】如图所示为凸透镜成像的示意图，物体可放在a、b、c、d的任一位置，则代表照相机原理的为______，代表放大镜原理的为______，代表投影仪原理的为______。 【答案】a　d　c 【解析】照相机的物距在二倍焦距以外，放大镜的物距小于一倍焦距，投影仪的物距在一倍焦距和二倍焦距之间。 【举一反三7】在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上恰能承接到烛焰清晰的像，下列判断正确的是（　　） A．实验用凸透镜的焦距可能为15.0cm B．投影仪就是利用这一规律成像的 C．若飞来一只小虫落在凸透镜上，遮住凸透镜的部分区域，则光屏上烛焰的像不再完整 D．仅将光屏右移可模拟近视眼成像 【答案】D 【解析】由图可知，u＞v，且成实像，说明u＝30.0cm＞2f，2f＞v＝15.0cm＞f，即15.0cm＞f＞7.5cm，故A错误；由图可知，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，应用于照相机，故B错误；若飞来一只小虫落在凸透镜上，遮住凸透镜的部分区域，则透镜的其它部位能使光线透过，光屏上烛焰的像扔完整，由于透过的光线减少，像比以前变暗，故C错误； 仅将光屏右移，此时像成在了光屏的前方，可模拟近视眼成像，故D正确。 【题型4】凸透镜焦距的判断 【典型例题】物体放在凸透镜前16厘米处，在透镜另一侧的光屏上成一个倒立放大的像。凸透镜的焦距可能是（　　） A.20厘米 B.16厘米 C.10厘米 D.7厘米 【答案】C 【解析】凸透镜前16cm处，在透镜另一侧的光屏上成一个倒立放大的像，因为 2f＞u＞f 成倒立、放大的实像，所以 2f＞16cm＞f 即凸透镜的焦距 16cm＞f＞8cm 【举一反三1】在探究“凸透镜成像的规律”时，把蜡烛放在凸透镜前30cm处，光屏上可接收到倒立缩小清晰的像。则该凸透镜的焦距可能为（　　） A.10 cm B.15 cm C.20 cm D.30 cm 【答案】A 【解析】把蜡烛放在凸透镜前在光屏上可接收到倒立、缩小清晰的像，根据凸透镜成像的规律，可以断定物体是在二倍焦距以外，成像成在一倍焦距和二倍焦距之间，因为蜡烛到凸透镜的距离是30cm，即可得到不等式30cm＞2f，解得f＜15cm，在ABCD四个选项中，只有A在这个范围内。 【举一反三2】小轩学习了透镜后，在家用放大镜做实验。当物体距放大镜 10 cm 时，在放大镜另一侧的光屏上成一个清晰放大的实像；若保持物体与光屏的位置不变，把放大镜向光屏方向移动4 cm，则在光屏上成一清晰的缩小的像。则小轩家的放大镜焦距范围是（　　） A.5 cm＜ f ＜10 cm B.5 cm＜ f ＜ 7 cm C.7 cm＜ f ＜10 cm D.f ＜ 5 cm 【答案】B 【解析】放大镜本质上是一个凸透镜，当物体距放大镜 10 cm 时，在放大镜另一侧的光屏上成一个清晰放大的实像，故有 f<10cm<2f 若保持物体与光屏的位置不变，把放大镜向光屏方向移动4 cm，此时物距为 10cm+4cm=14cm 此时，在光屏上成一清晰的缩小的像，则有 2f<14cm 联立以上两不等式可得 5 cm＜ f ＜ 7 cm 故B符合题意，A、C、D不符合题意。 【举一反三3】在探究“凸透镜成像的规律”时，把蜡烛放在凸透镜前30cm处，光屏上可接收到倒立缩小清晰的像。则该凸透镜的焦距可能为（　　） A.10 cm B.15 cm C.20 cm D.30 cm 【答案】A 【解析】把蜡烛放在凸透镜前在光屏上可接收到倒立、缩小清晰的像，根据凸透镜成像的规律，可以断定物体是在二倍焦距以外，成像成在一倍焦距和二倍焦距之间，因为蜡烛到凸透镜的距离是30cm，即可得到不等式30cm＞2f，解得f＜15cm，在ABCD四个选项中，只有A在这个范围内。 【举一反三4】如图所示，是航天员王亚平在太空讲授水透镜的画面，若此时她的脸离水透镜光心的距离是40cm，在水透镜另一侧距离光心20cm的地方用光屏承接到清晰的像，则可推算该水透镜的焦距可能是（　　） A.20cm B.15cm C.10cm D.5cm 【答案】B 【解析】由图可知此时成倒立、缩小的实像，说明像距在一倍焦距和二倍焦距之间。在水透镜另一侧距离光心20cm的地方用光屏承接到清晰的像，则 2f＞20cm＞f，2f＜40cm， 解得 10cm<f<20cm 故A、C、D不符合题意，B符合题意。 【举一反三5】小丽同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律： （1）调整好实验器材后，小丽将蜡烛移至光具座20cm刻度线处，如图甲所示，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是倒立、________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像； （2）若保持凸透镜的位置不动，调换蜡烛和光屏的位置，________（选填“仍能”或“不能”）在光屏上看到蜡烛清晰的像； （3）图乙是小丽通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u的关系图像，由图像可知凸透镜的焦距是________ cm。 【答案】（1）缩小 （2）仍能 （3）10 【解析】（1）由图甲可知，物距大于像距，则u>2f，f<v<2f，成倒立缩小的实像。 （2）根据光的可逆性，保持凸透镜的位置不动，调换蜡烛和光屏的位置，仍能在光屏上看到蜡烛清晰的像。 （3）由图乙可知，当物距u=20cm时，像距v=20cm，由凸透镜成像规律可知，此时 u=v=2f=20cm 解得凸透镜的焦距f=10cm。 【举一反三6】某学习小组“探究凸透镜成像的规律”，进行了如下操作： （1）将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧，并将烛焰、凸透镜和光屏的中心调整到 ________； （2）通过探究，记录并绘制了物距u与像距v之间的关系图像，如图甲所示，则该凸透镜的焦距是________ cm； （3）将凸透镜固定在图乙中的光具座上，位于50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧；小华将蜡烛移至35cm刻度线处，移动光屏，直到光屏上出现了烛焰清晰的像，则该像是倒立、________（选填“缩小”“放大”或“等大”）的实像，生活中的________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）利用了这条成像规律； （4）若将透镜的上半部分用不透明的纸板挡住，则光屏上________（选填“能”或“不能”）成完整的像。 【答案】（1）同一高度 （2）10 （3）放大 投影仪 （4）能 【解析】（1）根据实验的要求，为使像成在光屏的中心，要将烛焰、凸透镜和光屏三者的中心调整到同一高度。 （2）由图像可知 u1=v=2f=20cm， 所以该凸透镜的焦距是 f=10cm； （3）小华将蜡烛移至35cm刻度线处，物距为 u2=50cm-35cm=15cm， 物距大于一倍焦距小于二倍焦距，调节光屏，能在光屏上得到一个倒立、放大的实像，其应用是投影仪。 （4）物体由无数点组成，物体上任一点射向凸透镜有无数条光线，经凸透镜折射后，有无数条折射光线会聚成该点的像；当遮住凸透镜的一部分，还有另外的部分光线，经凸透镜折射会聚成像。当将透镜的上半部分挡住后，整个物体发出的光虽有一部分被挡住，但总会有一部分光通过下半部分凸透镜而会聚成像，因此，光屏上能成完整的像。 【举一反三7】小丽同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律： （1）调整好实验器材后，小丽将蜡烛移至光具座20cm刻度线处，如图甲所示，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是倒立、________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像； （2）若保持凸透镜的位置不动，调换蜡烛和光屏的位置，________（选填“仍能”或“不能”）在光屏上看到蜡烛清晰的像； （3）图乙是小丽通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u的关系图像，由图像可知凸透镜的焦距是________ cm。 【答案】（1）缩小 （2）仍能 （3）10 【解析】（1）由图甲可知，物距大于像距，则u>2f，f<v<2f，成倒立缩小的实像。 （2）根据光的可逆性，保持凸透镜的位置不动，调换蜡烛和光屏的位置，仍能在光屏上看到蜡烛清晰的像。 （3）由图乙可知，当物距u=20cm时，像距v=20cm，由凸透镜成像规律可知，此时 u=v=2f=20cm 解得凸透镜的焦距f=10cm。 【题型5】放大镜 【典型例题】照相机和放大镜都是凸透镜成像原理的具体应用，成像原理对应如图所示，下列说法正确的是（　　） A.照相机：被拍物体应在甲区域内，成正立、缩小的实像 B.投影仪：被投影的物体应在乙区域内，成倒立、放大的实像 C.门上猫眼：被观察物体应在乙区域内，成正立、缩小的实像 D.放大镜：被观察物体应在丙区域内，成倒立、放大的虚像 【答案】B 【举一反三1】根据图所示可判断出蚂蚁到放大镜的距离（　　） A.小于焦距 B.大于焦距，小于两倍焦距 C.等于两倍焦距 D.大于两倍焦距 【答案】A 【解析】放大镜成正立放大的虚像，满足u＜f，所以放大镜与蚂蚁间的距离应是小于焦距。故A正确。 【举一反三2】一次，小明在家写作业时在书桌的玻璃台板上面滴了一滴水，透过水滴看下去，他发现压在台板下面的动画图片上的文字变大了。这是由于此时的水滴相当于一个_________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”），图片上的文字经过水滴折射后形成一个放大的_________（选填“实”或“虚”）像。 【答案】放大镜 虚 【解析】小水滴是透明的，并且中间部分厚，边缘部分薄，水滴相当于凸透镜。图片上的文字与水滴间的距离很小，小于水滴的焦距，透过水滴会看到一个正立、放大的虚像，此时成像的规律与放大镜的工作原理相同。 【举一反三3】认真观察并深入思考是我们获得物理知识的重要方法。从局部放大的图中可以看到，雾凇是由针刺状冰晶组合而成，说明这个物态变化过程没有经过 　    　（选填“凝固”、“液化”或“凝华”）过程；雾凇大多出现在天气突然变冷的夜间，说明它的形成过程需要 　  　热量；用放大镜观察雾凇时，为了看到更大一点的像，会把放大镜远离雾凇一点，这样相当于让物体　  　（选填“靠近”或“远离”）透镜的焦点，像就变大了。 【答案】液化　放出　靠近 【解析】雾凇是由空气中的水蒸气遇冷直接凝华而成的，没有经过液化过程，凝华时会放出热量； 用放大镜观察雾凇时，为了看到更大一点的像，需要增大物距，放大镜应远离雾凇一点，这样相当于让物体靠近透镜的焦点。 【举一反三4】如图，铅笔斜插入装有水的圆柱形玻璃杯中，请用所学的光学知识解释： （1）从侧面看铅笔好像在水面处折断了，这是光的什么现象； （2）为什么水中部分看起来比水面上的部分要粗一些。 【答案】（1）见解析　（2）见解析 【解析】（1）铅笔斜插入盛水的玻璃杯里，水中铅笔反射的光进入空气中会发生折射，折射角大于入射角，从上面看上去，水中的部分比实际位置高了，看起来像折断了。 （2）水中部分看起来比水面上的部分要粗一些，这是因为圆柱形的玻璃杯相当于凸透镜，具有放大镜的功能，成正立、放大的虚像。 【题型6】物距介于一倍焦距二倍焦距时的成像特点 【典型例题】尼玛同学在利用蜡烛研究凸透镜成像的实验中，凸透镜的焦距是10cm，点燃的蜡烛放在距凸透镜15cm处，成（　　） 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、放大的实像 【答案】A 【解析】由题意知：焦距f＝10cm，物距u＝15cm，所以f＜u＜2f，由凸透镜成像规律可知，成的是倒立、放大的实像。 【举一反三1】用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距，并“探究凸透镜成像规律”，当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙所示时，在光屏上可成清晰的像（未画出）。下列说法正确的是（　　） A.凸透镜的焦距是30.0cm B.图乙中烛焰成的是倒立放大的像 C.照相机成像特点与图乙中所成像的特点相同 D.将蜡烛远离凸透镜，保持凸透镜、光屏位置不变，烛焰可在光屏上成清晰的像 【答案】B 【解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将会聚于点F，点F即为此透镜的焦点，从焦点到透镜中心的距离即为焦距，则透镜的焦距为30cm﹣20cm＝10cm，故A错误； 图乙中，物距u＝15cm，像距v＝30cm，像距大于物距，由凸透镜成像规律可知，图乙中烛焰成的是倒立放大的实像，故B正确； 图乙中成倒立放大的实像，根据这个原理制成了幻灯机或投影仪，故C错误； 凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小；将蜡烛远离凸透镜，若不向左移动光屏，则在光屏上不能成清晰的像，故D错误。 【举一反三2】小明在探究凸透镜成像规律时，做了如下实验： ①用平行光正对凸透镜照射，移动光屏得到一个最小、最亮的光斑，如图甲所示； ②保持该透镜位置不变，将点燃的蜡烛放在图乙所示的位置，移动光屏得到烛焰清晰的像（图中未画出）。 则下列说法不正确的是（　　） A.实验②中，烛焰在光屏上成倒立放大的实像 B.实验②中，像到透镜的距离一定大于20cm C.若增大蜡烛与透镜的距离，所成的像会变小 D.若蜡烛与透镜的距离大于10cm，则在另一侧通过透镜可以观察到烛焰正立、放大的虚像 【答案】D 【解析】由①可知，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：f＝60.0cm﹣50.0cm＝10.0cm；实验②中，此时物距u＝50cm﹣35cm＝15cm，大于一倍焦距，小于二倍焦距，根据2f＞u＞f，v＞2f，即像距大于20cm，成倒立、放大的实像，故A、B正确； 若增大蜡烛与透镜的距离，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，所成的像会变小，故C正确。 若蜡烛与透镜的距离大于10cm，即物距大于一倍焦距成实像，故D错误。 【举一反三3】物体从距凸透镜18cm移到距凸透镜24cm的过程中，调整光屏的位置，总能在光屏上得到倒立放大的像，由此可知，此凸透镜的焦距可能是（　　） A.6cm B.10cm C.16cm D.20cm 【答案】C 【解析】物体在距离凸透镜18cm时，得到倒立、放大的实像，则 2f＞18cm＞f 则 18cm＞f＞9cm 物体在距离凸透镜24cm时，得到倒立、放大的实像，则 2f＞24cm＞f 则 24cm＞f＞12cm 则 18cm＞f＞12cm 故C符合题意，B、C、D不符合题意。 【举一反三4】把凸透镜正对着太阳光，可在距凸透镜15cm处的纸上得到一个最小、最亮的光斑。若将物体放在透镜前17cm处，则在透镜另一侧的光屏上可得到一个（　　） 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.得不到像 【答案】A 【解析】把一个凸透镜对准太阳光，可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑，所以f＝15cm。 当u＝17cm，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像。 【举一反三5】如图所示，凸透镜的焦距是_________ cm，把一个物体放到距离该凸透镜15cm处时，在凸透镜另一侧的光屏上成一个倒立、_________的实像。 【答案】10.0 放大 【解析】平行光经过凸透镜折射后会聚于一点，该点就是凸透镜的焦点，焦点到透镜的距离叫焦距，所以该凸透镜的焦距为 f＝40.0cm－30.0cm＝10.0cm 当把物体放到距凸透镜15cm处时，f＞u＜2f，成倒立、放大的实像。 【举一反三6】将蜡烛、焦距为10cm的凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，使烛焰、透镜和光屏的中心在同一高度上。移动蜡烛使烛焰距凸透镜14cm，会在光屏上得到一个倒立、_________的实像。根据这一成像原理可以制成 _________（填一光学仪器）。 【答案】放大 投影仪 【解析】凸透镜的焦距为10cm，当烛焰距凸透镜14cm时，位于凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间，移动光屏可以成倒立、放大的实像，投影仪就是根据这一成像规律制成的。 【举一反三7】如图所示，小超和小明同学在进行“探究凸透镜成像的特点”实验。 （1）一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，得到图甲所示的光路图，该凸透镜的焦距为     cm； （2）利用这个凸透镜在图乙装置中进行以下操作： ①如果烛焰在光屏上的像偏高，应将凸透镜向     （选填“上”或“下”）调节； ②当烛焰距凸透镜30cm时，移动光屏，可以在光屏上得到一个清晰的倒立、    （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像，成像情况与此类似的是     （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）； ③将蜡烛移到距凸透镜5cm处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到清晰的像，这时应从凸透镜的     （选填“左”或“右”）侧透过凸透镜直接观察到一个     （选填“倒立”或“正立”）、    （选填“放大”“等大”或“缩小”）的虚像； （3）小超同学在一次实验中用“F”光源在光屏上得到了一个倒立的清晰的像，爱动手实验的小明在光源和光屏之间放了一个     眼镜（选填“近视”或“远视”），需要将光屏远离透镜才能再次出现清晰的像； （4）小超同学继续利用这个凸透镜进行实验；把高2cm的发光棒立于凸透镜前，在光屏上成了3cm高的像，则测量出的像到凸透镜的距离可能是     。 A．8cm B．12cm C．25cm D．32cm 【答案】（1）10.0；（2）①下；②缩小；照相机；③右；正立；放大；（3）近视；（4）CD。 【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：f＝60.0cm﹣50.0cm＝10.0cm； （2）①如果烛焰在光屏上的像偏高，根据过光心的光线传播方向不变可知，应将凸透镜向下调节； ②当烛焰距凸透镜30cm，此时物距u＝30cm＞2f，成倒立、缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的； ③将蜡烛移到距凸透镜5cm处，此时物距u＝5cm＜f，成正立、放大的虚像，像与物同侧，故这时应从凸透镜的右侧透过凸透镜直接观察到一个正立、放大的虚像； （3）小超同学在一次实验中用“F”光源在光屏上得到了一个倒立的清晰的像，爱动手实验的小明在光源和光屏之间放了一个近视眼镜，近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用，会将光线推迟会聚成像，需要将光屏远离透镜才能再次出现清晰的像； （4）若把一只高2cm的发光棒立于凸透镜前，在光屏上成了3cm高的像，此时所成的像是倒立放大的实像，所以满足：f＜u＜2f，因此物体和凸透镜之间的距离大于10cm小于20cm，像距大于二倍焦距，即大于20cm，故选：CD。 【举一反三8】小陈探究“凸透镜成像规律”的实验装置如图乙所示，光屏和蜡烛分别位于凸透镜两侧。 （1）如图甲，该透镜的焦距是     cm； （2）如图乙，实验前，把凸透镜、光屏和蜡烛烛焰的中心调到     ； （3）小陈把凸透镜固定在光具座上50.0cm刻度线处，将蜡烛移至光具座上20.0cm刻度线处，移动光屏到65.0cm处，此时烛焰刚好在光屏上成清晰的像，则该像是     （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像；此时成像的原理与     （选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）相同； （4）若此时凸透镜上飞来一只小蜜蜂，则光屏上     （选填“有”或“没有”）小蜜蜂的像； （5）小陈将蜡烛从20.0cm刻度线处移动到35.0cm刻度线处时，若要让烛焰在光屏上能再次成清晰的像，光屏应向     （选填“远离”或“靠近”）凸透镜方向移动；当光屏移动到光具座上     cm刻度线处时，烛焰在光屏上可成清晰、    （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的像；此时小陈将他的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，仅向     （选填“远离”或“靠近”）凸透镜方向即可再次呈现清晰的像。 【答案】（1）10.0；（2）同一高度；（3）缩小；照相机；（4）没有；（5）远离；80.0；放大；远离。 【解析】（1）由图甲，平行光线经凸透镜后会聚到一点，最小、最亮的光斑便是凸透镜的焦点，所以焦距为f＝40.0cm−30.0cm＝10.0cm。 （2）把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到同一高度上，其目的是使像成在光屏中央。 （3）凸透镜的焦距是10cm，由图可知，物距u＝30.0cm＞2f，成倒立、缩小的实像，照相机就是利用这一成像规律工作的。 （4）若有一只小蜜蜂落到凸透镜上，小蜜蜂到透镜光心的距离小于焦距，成的是虚像，虚像不能成在光屏上，故光屏上没有小蜜蜂的像。 （5）将蜡烛从20.0cm刻度线处移动到35.0cm刻度线处时，物距减小为15cm，即物距大于一倍焦距小于二倍焦距，像和像距变大，应将光屏向右移动（即远离凸透镜），才能再次在光屏上成清晰的像；根据光路可逆可知，当光屏移动到80.0cm刻度线时，成倒立、放大的实像。近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，则成像远离透镜，若想在光屏上重新得到清晰的像，在不改变蜡烛和凸透镜位置的情况下，应将光屏远离透镜。 【题型7】凸透镜成像实验操作注意事项 【典型例题】在做凸透镜成像的实验时，若将凸透镜的一半用纸片遮住，则（　　） A.光屏上没有像了 B.光屏上只剩下半部分像 C.光屏上出现纸片的像 D.光屏上可看到完整的像，但稍暗些 【答案】D 【解析】遮住凸透镜的一半，物体上任一点射向凸透镜的另一半，经凸透镜折射后，也能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗。 【举一反三1】在“探究凸透镜成像的规律”时，将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm处，在透镜另一侧距离透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像。则下列相关说法正确的是（　　） ①光屏上成倒立、放大的实像 ②照相机是利用这一成像原理工作的 ③该透镜的焦距f满足8cm＜f＜15cm ④若将透镜的上半部分遮住，则光屏上成的是蜡烛下半部分的像 A.只有①和② B.只有③和④ C.只有②和③ D.只有②和④ 【答案】C 【解析】①②蜡烛距离凸透镜30cm时，在透镜的另一侧16cm处光屏上得到一个清晰的像，物距大于像距，成倒立缩小实像，是照相机的原理；故①错误、②正确； ③此时物体在二倍焦距以外，像在一倍焦距和二倍焦距之间，即30cm＞2f；2f＞16cm＞f，解得：8cm＜f＜15cm，故③正确； ④将透镜的上半部分遮住，由于凸透镜的下半部分仍能会聚光线而成像，所以光屏上呈现的仍然是烛焰完整的像，只是此时的像比遮住前的像要暗一些；故④错误。 【举一反三2】如图是某小组在“探究凸透镜成像的规律”的实验中： （1）实验前，要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在_________； （2）通过调整，恰好在光屏上得到烛焰等大的像，如图所示，凸透镜的焦距是_________ cm； （3）在图中，把蜡烛向左移动15cm，凸透镜的位置不变，应把光屏向_________（选填“左”或“右”）适当调节，才能在光屏上得到烛焰清晰倒立、_________（选填“放大”“缩小”或“不变”）的实像；接下来改用焦距为15cm的凸透镜继续进行实验，如果不改变蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上成清晰的像，应把光屏向_________（选填“左”或“右”）适当调节，此时所成的像和原来相比是_________（选填“变大”或“变小”）的； （4）在探究凸透镜成实像的过程中，他们又尝试用白纸遮挡住凸透镜的一半，发现在光屏上_________（选填“仍能”或“不能”）成烛焰完整的像。 【答案】（1）同一高度 （2）10 （3）左 缩小 右 变大 （4）仍能 【解析】（1）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。 （2）在光屏上得到烛焰等大的像，则此时的物距等于像距，都等于2f，即 20.0cm=2f 则 f=10.0cm （3）把蜡烛向左移动15cm，此时 u=35cm＞2f 2f＞v＞f 故应把光屏向左适当调节，才能在光屏上得到烛焰清晰倒立、缩小的实像。 改用焦距为15cm的凸透镜继续进行实验，如果不改变蜡烛和凸透镜的位置，相当于减小了物距，要在光屏上成清晰的像，应增大像距，即把光屏向右适当调节。根据凸透镜成实像时物近像远像变大的特点，此时所成的像和原来相比是变大的。 （4）凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，用白纸遮挡住凸透镜的一半，整个物体发出的光虽有一部分被挡住，但总会有一部分光通过另一半凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同，仍然完整。 【举一反三3】小明用凸透镜（焦距是10cm）、蜡烛、光屏和刻度尺等器材，探究凸透镜成像的规律： （1）实验前，要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在_________ ；3 （2）把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，当蜡烛距凸透镜25cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的倒立、_________（选填“放大”或“缩小”）的实像； （3）小明在如图所示位置得到一个清晰的像。老师要求他在凸透镜不动的情况下，让光屏上的实像变大些，小明应当把蜡烛向_________（选填“远离”或“靠近”）透镜方向移动，同时把光屏向 _________（选填“远离”或“靠近”）透镜方向移动； （4）实验一段时间后蜡烛变短，要使烛焰的像仍然成在光屏的中心，应将光屏向_________移动； （5）将蜡烛向凸透镜靠近，移动到某一位置时，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上成像，原因是_________ ； （6）在探究凸透镜成实像的过程中，他们尝试用白纸挡住凸透镜的一半，发现在光屏上 _________（选填“仍能”或“不能”）形成烛焰完整的像。 【答案】（1）同一高度 （2）缩小 （3）靠近 远离 （4）上 （5）物距小于焦距成虚像（或等于焦距不成像） （6）仍能 【解析】（1）为了使像成在光屏中央，应将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到同一高度。 （2）当蜡烛距凸透镜25cm，此时物距 成倒立、缩小的实像。 （3）要想让光屏上的实像变大些，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，小明应当把蜡烛向靠近透镜方向移动，同时把光屏向远离透镜方向移动。 （4）蜡烛燃烧后逐渐变短，根据过光心的光线传播方向不变可知，光屏上烛焰的像也将逐渐向上移动。 （5）将蜡烛向凸透镜靠近，此时物距减小，当 不成像；当 成正立放大的虚像，虚像不能用光屏承接，故无论怎样移动光屏，都不能在光屏上成像。 （6）凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，用白纸遮挡住凸透镜的一半，整个物体发出的光虽有一部分被挡住，但总会有一部分光通过上半部分凸透镜而会聚成像，因此，像仍然完整。 【举一反三4】小明同学利用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验，凸透镜固定在光具座50cm刻度处不变。 （1）实验前将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调节到同一高度，目的是    。将蜡烛固定在40cm刻度处时，移动光屏，在光屏上始终得到一个大小不变的光斑，则该凸透镜的焦距为    cm； （2）当他将三个元件移动到如图所示的位置时，光屏上恰好出现了烛焰清晰的像，利用该成像规律制成的光学仪器是    （选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）。此时保持蜡烛和光屏不动，将凸透镜移动到    cm刻度处时，仍能在光屏上成清晰的像； （3）在成像清晰的情况下，用一张不透明纸把透镜上半部分遮挡住，看到的像会如何变化？   （选填“像部分消失”、“像完整亮度不变”或“像完整亮度变暗”）； （4）将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜后，其他元件不动，为了使光屏上再次得到清晰的像，可以在蜡烛和凸透镜之间放置一个    （选填“凸”或“凹”）透镜，所放置的透镜可以用来矫正    （选填“近视眼”或“远视眼”）。 【答案】（1）使烛焰的像成在光屏的中央；10.0；（2）照相机；35.0；（3）像完整亮度变暗；（4）凹；近视眼 【解析】（1）实验过程中，调整凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度，目的是使烛焰的像成在光屏的中央； 由题意可知，当蜡烛距离透镜为50.0cm﹣40.0cm＝10.0cm时，在右侧无论怎样移动光屏，发现光屏上始终是一个大小不变的圆形光斑（即凸透镜右侧为平行光），说明蜡烛正好在焦点上，则由焦距的定义可知该透镜的焦距为10.0cm； （2）由图可知，此时的物距为30cm，大于二倍焦距，成倒立缩小的实像，应用为照相机； 保持蜡烛和光屏的位置不动，将凸透镜移动到光具座35.0cm刻度处，此时的物距等于原来的像距，根据光路可逆可知，光屏上再次出现烛焰倒立、放大的实像； （3）当用纸挡住透镜的某一部分时，由于通过凸透镜会聚的光线数量减少，所以像会比原来变暗，但仍成完整的像； （4）将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜后，由于焦距变小，折光能力变强，像会成在光屏的前方，所以需要在蜡烛和凸透镜之间放置一个可以使光线发散的凹透镜，凹透镜可以用来矫正近视眼。 【举一反三5】在探究“凸透镜成像﹣﹣物距大于2倍焦距时像的性质”的实验中，由于蜡烛燃烧变短，物体的像会向光屏的 　     　方移动。探究时，改变物距做了三次实验，这样做的目的是：　                             　。 【答案】上；使实验结论具有普遍性，避免偶然性。 【解析】凸透镜成倒立的实像，蜡烛变短，相对于凸透镜向下移动，所以其像向上移动；探究中，要改变物距做三次实验，其目的是进行多次实验来使实验结论具有普遍性，避免偶然性。 【题型8】探究凸透镜成像的规律 【典型例题】凸透镜置于光具座上P点不动（图中未画出），移动光具座上的蜡烛（图中未画出）和光屏，先后在P点同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，如图所示。下列分析正确的是（　　） A.甲、乙两像都是虚像 B.甲处像可能是放大的 C.P点位置在甲的右侧 D.蜡烛的移动方向向左 【答案】B 【解析】像清晰的呈在光屏上，因此甲、乙两像都是实像，故A错误； 由于题干未提供物距和凸透镜的焦距，因此，甲处可能成放大的实像，也可能成缩小的实像，故B正确；由题意可知，先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且乙处的像比甲处大，根据“凸透镜成实像时物近像远像变大”可知，像在不断地远离凸透镜，所以凸透镜（P点位置）在甲、乙的左侧，因凸透镜成实像时物像异侧，则蜡烛在凸透镜的左侧，此时蜡烛在靠近凸透镜，即蜡烛向右移动，故CD错误。 【举一反三1】关于凸透镜成的像，下列说法正确的是(　　) A.一定是正立、放大的虚像 B.可能是倒立、放大的虚像 C.可能是倒立、缩小的实像 D.可能是正立、缩小的实像 【答案】C 【解析】凸透镜成实像时，都是倒立的，像可以放大、等大或缩小；成虚像时都是正立、放大的。故选C。 【举一反三2】小明用如图甲所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验，在实验过程中不断移动烛焰位置，观察到如图乙①至⑥的六种烛焰清晰的像，请按蜡烛到凸透镜距离由远到近所得到的6个像进行排序，正确顺序为（　　） A.③②①⑤⑥④ B.⑤③①②④⑥ C.②①③⑤⑥④ D.②①③⑤④⑥ 【答案】C 【解析】根据凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小；相反，物距减小，像距增大，像变大，物距小于焦距时成正立放大的虚像，物越远像越大；当蜡烛到凸透镜距离由远到近时，物距减小，像距增大，像变大，且物距小于一倍焦距时，物距减小，像距减小，像变小，因此正确顺序为②①③⑤⑥④。故选C 【举一反三3】在“探究凸透镜成像的规律”实验中，把蜡烛、凸透镜固定在光具座上，调整光屏到凸透镜的距离，使光屏上出现烛焰清晰的像，三者在光具座上的位置如图所示，该像为倒立、   （选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像，生活中   （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）利用了这个成像规律。 【答案】缩小；照相机 【举一反三4】在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示，此时能在光屏上看到烛焰倒立、清晰的像，这个像是 　  　（选填“虚像”或“实像”）；若保持透镜位置不变，从图示位置开始，将蜡烛沿光具座向右移动，移动过程中，不断调节光屏位置，在光屏上得到烛焰清晰的像，直到移动光屏不成像时，这个过程像的大小 　    　（选填“逐渐变大”“逐渐变小”“先变大后变小”或“先变小后变大”）；继续将蜡烛沿光具座向右移动，人在透镜的 　  　（选填“左侧”或“右侧”）可以看到烛焰正立放大的像。 【答案】实像　逐渐变大　右侧 【解析】能在光屏上看到烛焰倒立、清晰的像，说明这个像是实像； 若保持透镜位置不变，从图示位置开始，将蜡烛沿光具座向右移动，此时物距减小，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，这个过程像的大小逐渐变大； 继续将蜡烛沿光具座向右移动，此时物距小于焦距，根据u＜f，成正立、放大的虚像，像与物同侧，故人在透镜的右侧可以看到烛焰正立放大的像。 【举一反三5】如图所示为“验证凸透镜成像规律”实验的情景，所用透镜焦距为10 cm。 (1)图中，A是________，B是________。 (2)调试实验装置时，应使烛焰的中心和凸透镜、光屏的中心大致在____________上，目的是为了______________________。 (3)图示情景验证的是凸透镜成______________像的特点(填写像的性质)。 (4)若要验证凸透镜成倒立、放大实像的特点，在不移动凸透镜的情况下，应把蜡烛移到__________cm处(选填“小于30”“30～40”或“40～50”)，光屏移到__________cm处(选填“大于70”“60～70”或“50～60”)。 【答案】(1)光具座　光屏　(2)同一高度　使像成在光屏中央　(3)倒立、缩小、实　(4)30～40　大于70 【题型9】照相机 【典型例题】在公园，小明看到盛开的桃花非常美丽，拿出随身携带的照相机对其拍照，发现取景框中的像太小，这时他应该（　　） A.远离桃花，同时使像距变大 B.远离桃花，同时使像距变小 C.靠近桃花，同时使像距变大 D.靠近桃花，同时使像距变小 【答案】C 【解析】照相机是利用u＞2f，成倒立、缩小的实像，照桃花时，发现取景框中的像太小，要增大像，需要减小物距，增大像距，所以这时他应该靠近桃花，同时使像距变大。故C正确。 【举一反三1】如图所示是蜡烛通过凸透镜在光屏上的成像情况，以下器材中利用这一成像原理的是（　　） A.放大镜 B.幻灯机 C.潜望镜 D.照相机 【答案】D 【解析】由图知，u＞v，凸透镜成倒立、缩小的实像，照相机是根据这个原理制成的。故选D。 【举一反三2】用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距，并“探究凸透镜成像规律”，当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙时，在光屏上可成清晰的像。下列说法正确的是（　　） A.凸透镜的焦距是30cm B.实验中凸透镜对光具有发散作用 C.图乙中烛焰成的是倒立放大的像 D.照相机成像特点与图乙中所成像的特点相同 【答案】D 【解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将会聚于点F，点F即为此透镜的焦点，从焦点到透镜中心的距离即为焦距，则透镜的焦距为30cm﹣20cm＝10cm，故A错误； 图乙中，物距大于二倍焦距，由凸透镜成像规律可知，图乙中烛焰成的是倒立、缩小的实像，根据这个原理制成了照相机，故B、C错误；D正确。 【举一反三3】无人驾驶汽车是智能汽车的一种，它利用各种传感器、摄像头、雷达等设备来收集周围环境信息，实现自动驾驶过程中躲避障碍物和遵循交通法规的目的。下列说法正确的是（　　） A.摄像头的镜头是凹透镜 B.摄像头所成的像是正立的虚像 C.摄像头所成的像与投影仪所成的像性质相同 D.要想使摄像头所成的像变大，镜头应该向前伸 【答案】D 【解析】摄像头的镜头相当于一个凸透镜，其成像原理与照相机的原理相同，即物体位于镜头的两倍焦距以外，成倒立、缩小的实像； 根据凸透镜成实像时，物近像远像变大的原则，遇障碍物时，要想生成更大的像，应将减小物距，增大像距，则用将镜头向前伸。D正确，ABC错误。 【举一反三4】我县客运站使用了如图所示的5G警用巡逻机器人，这款测温5G警用巡逻机器人有5个高清摄像头，可实现全景无死角巡逻。机器人上的摄像头相当于一个透镜，它的成像原理和我们生活中的_________ （选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”）的成像原理相同。当行人靠近摄像头时，它所成的像是_________（选 填“实”或“虚”）像。 【答案】照相机 实 【解析】机器人上的摄像头能成倒立、缩小的实像，相当于一个凸透镜，它的成像原理和我们生活中的照相机的成像原理相同。当行人靠近摄像头时，要通过摄像头成像，人到摄像头的距离仍会大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像。 【举一反三5】中央电视台自主研发了一款特种摄像设备——“猎豹”，专门用于速度滑冰赛事的转播工作。这种设备的镜头相当于凸透镜，跟踪拍摄运动员比赛时成倒立、    （选填“缩小”或“放大”）的实像，要想使被拍摄运动员的像更大，镜头应往     （选填“前伸”或“后缩”）一些。 【答案】缩小；前伸 【解析】摄像机是根据物距大于2倍焦距时成倒立、缩小实像的原理制成，凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大；摄像机的镜头相当于是一个凸透镜，成倒立、缩小的实像；要想使被拍摄运动员的像更大一些，像距更大，所以镜头应该前伸一些。 【举一反三6】我县客运站使用了如图所示的5G警用巡逻机器人，这款测温5G警用巡逻机器人有5个高清摄像头，可实现全景无死角巡逻。机器人上的摄像头相当于一个透镜，它的成像原理和我们生活中的_________ （选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”）的成像原理相同。当行人靠近摄像头时，它所成的像是_________（选 填“实”或“虚”）像。 【答案】照相机 实 【解析】机器人上的摄像头能成倒立、缩小的实像，相当于一个凸透镜，它的成像原理和我们生活中的照相机的成像原理相同。当行人靠近摄像头时，要通过摄像头成像，人到摄像头的距离仍会大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像。 【举一反三7】照相机的镜头相当于一个     （“凸”或“凹”）透镜，能成     、    的实像。小华给班级拍摄集体照时发现站在边缘的同学没有进入镜头，想拍到全体同学的集体照，应该让照相机     （“远离”或“靠近”）同学们。 【答案】凸；倒立；缩小；远离 【解析】相机的镜头相当于一个凸透镜，当物体在凸透镜的二倍焦距之外，照相机成倒立、缩小的实像；小华给班级拍摄集体照时发现站在边缘的同学没有进入镜头，想拍到全体同学的集体照，则需要使像变小，像距变小，物距变大，应该让照相机远离同学们。 【题型10】物距大于等于二倍焦距时的成像特点 【典型例题】将一个凸透镜正对太阳，在距离凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。将一个物体放在此透镜前30cm处，则可在凸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.倒立、等大的实像 D.正立、放大的虚像 【答案】C 【解析】把一个凸透镜对准太阳光，可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑，可得焦点的位置；所以，焦距f＝15cm；u＝30cm，u＝2f，凸透镜成倒立、等大的实像，故C正确。 【举一反三1】喀什地区共享电单车已成为公共交通体系的重要组成部分，是实现城市碳中和的途径之一，如图所示，人们用手机扫描二维码开锁情景，下列说法错误的是（    ） A.手机镜头相当于一个凸透镜 B.所扫描的二维码为光源 C.手机镜头成倒立缩小的实像 D.二维码应位于手机镜头二倍焦距以外 【答案】B 【解析】用手机扫描二维码时，二维码在手机中成倒立缩小的实像，物距应大于二倍焦距，即二维码与手机镜头的距离应大于二倍焦距，则手机镜头相当于一个凸透镜，故A、C、D正确，不符合题意； 二维码自身不能发光，不是光源，故B错误，符合题意。 【举一反三2】2023年5月11日，我国发射的“天舟六号”货运飞船与中国空间站组合体成功交会对接，如图所示。空间站组合体上的摄像机完整记录了交会对接过程。下列说法正确的是（　　） A.光通过摄像机的镜头始终沿直线传播 B.摄像机所成的像是虚像 C.“天舟六号”靠近空间站组合体时，摄像机成的像逐渐变小 D.摄像机的工作原理与照相机的工作原理相同 【答案】D 【解析】摄像机的镜头相当于一个凸透镜，通过凸透镜光心的光线沿直线传播，射向凸透镜其他位置的光线会发生光的折射，故A错误； 摄像机镜头的原理是利用凸透镜成倒立、缩小的实像，而不是虚像，故B错误； “天舟六号”靠近空间站组合体时，物距变小，像距变大，像变大，即摄像机镜头成的像逐渐变大，故C错误； 照相机与摄像机的工作原理都是利用凸透镜成倒立、缩小的实像，工作原理相同，故D正确。 【举一反三3】购物支付已进入“刷脸”时代，消费者结账时只需面对摄像头（相当于一个凸透镜），经系统自动拍照（利用电子技术进行倒转正处理）、扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易。下列有关说法正确的是（    ） A.摄像头成像特点与投影仪相同 B.面部应位于镜头两倍焦距之外 C.经过摄像头成像利用的是光的反射 D.面部经摄像头成的是正立放大的虚像 【答案】B 【解析】摄像头成倒立缩小的实像，投影仪成倒立放大的实像，特点不同，故A错误； 摄像头成倒立缩小的实像，物距应大于两倍焦距，所以面部应位于镜头两倍焦距外，故B正确； 摄像头相当于一个凸透镜，凸透镜成像利用的是光的折射，故C错误； 面部经过摄像头成的是倒立缩小的实像，故D错误。 【举一反三4】喀什地区共享电单车已成为公共交通体系的重要组成部分，是实现城市碳中和的途径之一，如图所示，人们用手机扫描二维码开锁情景，下列说法错误的是（    ） A.手机镜头相当于一个凸透镜 B.所扫描的二维码为光源 C.手机镜头成倒立缩小的实像 D.二维码应位于手机镜头二倍焦距以外 【答案】B 【解析】用手机扫描二维码时，二维码在手机中成倒立缩小的实像，物距应大于二倍焦距，即二维码与手机镜头的距离应大于二倍焦距，则手机镜头相当于一个凸透镜，故A、C、D正确，不符合题意； 二维码自身不能发光，不是光源，故B错误，符合题意。 【举一反三5】学校为了同学们的生命财产安全，安装了监控摄像头。如图所示，拍照时，摄像头的镜头相当于凸透镜，所成的像是_________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的_________（选填“实”或“虚”）像。 【答案】缩小 实 【解析】拍照时，摄像头的镜头相当于凸透镜，物体的位置位于镜头的二倍焦距之外，所成的像是倒立、缩小的实像。 【举一反三6】小明做“探究凸透镜成像规律”的实验，选用的凸透镜焦距为10cm。 （1）为尽量使像更加的明亮清晰，实验室应保持较     （亮/暗）的环境，如图甲，在光屏上已经呈现一个较为清晰的蜡烛火焰的像，为进一步判断此像是否最清晰，需要     （向左/向右/左右）小范围移动光屏，并观察像是否会变模糊。 （2）实验发现，在图甲所示情况下，光屏上的像刚好最清晰，但像不在光屏的中央，为了使像成在光屏的中央，应将凸透镜向     （选填“上”或“下”）调节。 （3）把蜡烛移到光具座24cm刻度线处，凸透镜不动，移动光屏，光屏上再次出现清晰的实像，此时的成像性质在生活中的应用是     （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。 （4）接着，小明取下自己戴的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间，光屏上的像又变得模糊了，保持蜡烛和凸透镜不动，当光屏向左移动适当距离后像又变清晰了。由此推断，小明眼睛有如图     （选填“乙”或“丙”）所示的视力缺陷。 （5）小明取走自己的眼镜，将蜡烛移到光具座30cm刻度线处，凸透镜不动，移动光屏，当光屏上再次出现清晰的像时，发现蜡烛和光屏之间的距离     （大于/等于/小于）问题（3）中光屏上出现清晰的像时蜡烛和光屏之间的距离。 【答案】（1）暗；左右；（2）下；（3）照相机；（4）丙；（5）小于。 【解析】（1）为尽量使像更加的明亮清晰，周围环境与烛焰的亮度应该差距较大，即应该在较暗的环境进行实验； 为了判断光屏上的像是否最清晰，需要将光屏在左右小范围内移动，以改变光屏到凸透镜的距离，从而观察像是否变模糊； （2）由图甲可知，像的位置偏高，根据光线过光心不改变方向，凸透镜降应向下移动； （3）凸透镜位于50cm刻线处，蜡烛移至24cm刻度线处，物距u＝50cm﹣24cm＝26cm，凸透镜的焦距f＝10cm，u＞2f，成倒立、缩小的实像；其应用是照相机； （4）把眼镜放于蜡烛和凸透镜之间，光屏向左移动适当距离后像又清晰。说明该眼镜对光线具有会聚作用，为凸透镜，是远视眼镜；远视眼成像在视网膜后，故小明眼睛的缺陷如图丙； （5）将蜡烛移到光具座30cm刻度线处，此时的物距为20.0cm＝2f，凸透镜不动，移动光屏，当光屏上再次出现清晰的像时，像距为v＝2f＝20.0cm；此时像与物体之间的距离为40.0cm；在凸透镜成实像时，物像之间的最小距离为40.0cm，所以此时蜡烛和光屏之间的距离小于（3）操作中光屏上出现清晰的像时蜡烛和光屏的距离。 【举一反三7】学校为了同学们的生命财产安全，安装了监控摄像头。如图所示，拍照时，摄像头的镜头相当于凸透镜，所成的像是_________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的_________（选填“实”或“虚”）像。 【答案】缩小 实 【解析】拍照时，摄像头的镜头相当于凸透镜，物体的位置位于镜头的二倍焦距之外，所成的像是倒立、缩小的实像。 【举一反三8】一个物体到凸透镜的距离是30 cm时，在光屏上得到一个放大的实像，若把物体沿凸透镜的主光轴移到距凸透镜65 cm处，则成像的情况(写出像的性质：大小、虚实、正倒)：__________________。 【答案】倒立、缩小、实像 【解析】凸透镜成像的性质与物距u有关， 由u＝30 cm时成倒立、放大的实像可知：f<u<2f，即f<30 cm<2f，解得15 cm<f<30 cm,2f<60 cm 当物距为65 cm时，u>2f，所以成倒立、缩小的实像。 【题型11】凸透镜成像实验数据处理 【典型例题】小明利用如图所示光具座探究凸透镜成像的规律。将蜡烛放在凸透镜左侧适当位置，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的像，分别测出物距u和像距v，实验数据如下表。则下列说法正确的是（　　） A.该凸透镜的焦距为20cm B.成实像时，物距逐渐减小，像距也在逐渐减小 C.成实像时，物距逐渐减小，所成的像也在变小 D.物距调整到12.5cm，则所成实像的像距一定是50cm 【答案】D 【解析】根据表格中的数据可知，当u＝20cm时，v＝20cm，则u＝v＝2f，所以焦距为10cm，故A错误； 由表中数据可知，凸透镜成实像时，物距逐渐减小，像距逐渐增大，故B错误； 凸透镜成实像时，物距逐渐减小，像距逐渐增大，像变大，故C错误； 由表中数据可知，当物距为50cm，像距为12.5cm，由于在光的折射中，光路是可逆的，将物距调整到12.5cm时，则所成实像的像距一定是50cm，故D正确。 【举一反三1】某小组在做“探究凸透镜成像规律”实验时，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.该凸透镜的焦距是20cm B.成倒立、放大的实像时，物距大于20cm C.成倒立、缩小的实像时，物距小于20cm D.当物距等于30cm时，成倒立、缩小的实像 【答案】D 【解析】分析图象中有关数据可知，物距等于2倍焦距，像距等于物距，故u＝2f＝20cm，则f＝10cm，该透镜的焦距为10cm，故A错误； 当物距大于20cm，即u＞2f时，成倒立、缩小的实像，故B、C错误； 当物距等于30cm时，u＞2f成倒立、缩小的实像，故D正确 【举一反三2】小明利用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。将蜡烛放在凸透镜左侧适当位置，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的像，分别测出物距u和像距v，实验数据如表。下列说法正确的是（　　） A.该凸透镜的焦距为30cm B.从第1次实验到第5次实验，成在光屏上的像都是倒立的像 C.第5次实验时的成像原理与照相机的成像原理相同 D.第1次实验基础上，在蜡烛和凸透镜之间紧贴透镜的位置处放一个近视镜片，向左适当移动光屏，会再次在光屏上得到清晰的像 【答案】B 【解析】当u＝v＝2f时，成倒立、等大的实像，由表中数据可知，此时u＝v＝30cm，即2f＝30cm，所以f＝15cm，故A错误； 从第1次实验到第5次实验，物距都大于焦距15cm，所以在光屏上的像都是倒立的实像，故B正确； 第5次实验时，u＝20cm，大于1倍焦距小于二倍焦距，所以成倒立、放大的实像，投影仪就是利用此原理制成的，故C错误； 第1次实验基础上，在蜡烛和凸透镜之间紧贴透镜的位置处放一个近视镜片，近视镜是凹透镜制成的，对光有发散作用，会将光线推迟会聚成像，所以需向右适当移动光屏，会再次在光屏上得到清晰的像，故D错误。 【举一反三3】如图甲所示，在“天宫课堂”的水球实验中，小华看到王亚平老师的倒立、缩小的实像，于是她利用实验室的光学器材按图乙所示组装好实验器材，探究凸透镜成像规律。 （1）实验前，调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度上，目的是    。 （2）若图乙中烛焰恰好在光屏上成清晰的像，此时所成的是    （选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像，   （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这个成像原理制成的。 （3）在探究凸透镜成像中像距v与物距u的关系时，将实验结果绘制成如图丙所示的关系图象，分析图象可知，此凸透镜的焦距是    cm，当物距u＝30cm时，成    （选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像，若此时将蜡烛与光屏位置对调，则像的    （选填“倒正”或“大小”）发生变化。 （4）当蜡烛位于A点时，通过调节光屏    （选填“能”或“不能”）承接到蜡烛清晰的像。 （5）实验一段时间后，蜡烛燃烧变短，要使像仍然成在光屏的中央，应将凸透镜向    （选填“上”或“下”）移动。 【答案】（1）使像成在光屏中央；（2）放大；投影仪；（3）10；缩小；大小；（4）不能；（5）下 【解析】（1）为了使像成在光屏中央，应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度上； （2）若图乙中烛焰恰好在光屏上成清晰的像，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，应用于投影仪； （3）由图丙可知，此时u＝v＝20cm，根据u＝v＝2f，成倒立、等大的实像，即2f＝20cm，故该凸透镜的焦距为f＝10cm； 当物距u＝30cm＞2f，成倒立、缩小的实像； 若此时将蜡烛与光屏位置对调，此时物距等于原来的像距，像距等于原来的物距，且物距小于像距，根据在光的折射中，光路是可逆的可知，光屏上能成清晰的实像，像会变大； （4）当蜡烛位于A点，此时物距u＝50cm﹣45cm＝5m＜f，成正立、放大的虚像，因此光屏不能承接到蜡烛清晰的像； （5）实验一段时间后，蜡烛燃烧变短，要使像仍然成在光屏的中央，根据过光心的光线传播方向不变可知，应将凸透镜向下移动。 【举一反三4】小明在探究“凸透镜成像规律”的实验中，根据测量的数据，绘制了像距v随物距u变化的图象，如图所示，分析图象可知，该凸透镜的焦距为 　 　cm，当物距u＝12cm时，物体通过凸透镜成倒立、　  　的实像，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。 【答案】5；缩小；照相机。 【解析】由图知，当物距为10cm时，像距也为10cm，根据凸透镜成像的规律，物距等于2倍焦距时，成倒立等大的实像，此时像距与物距相等。所以2f＝10cm，则f＝5cm； 当物距u＝12cm时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，生活中的照相机就是利用了这样的成像原理。 【题型12】物距小于一倍焦距时的成像特点 【典型例题】图所示的是小东通过凸透镜看到的教科书上“八”字放大的像，已知该凸透镜的焦距是。下列说法正确的是（　　） A.“八”字放大的像是实像 B.教科书上的“八”字在凸透镜的焦点上 C.教科书上的“八”字到凸透镜的距离小于 D.教科书上的“八”字到凸透镜的距离大于 【答案】C 【解析】此时经过凸透镜成正立放大的虚像，故A错误； 此时是放大镜的应用，物距应该在一倍焦距之内，所以“八”字到凸透镜的距离应该小于5cm，故B、D错误，C正确。 【举一反三1】一束平行于主光轴的光线射到凸透镜上，经凸透镜折射后会聚于凸透镜另一侧距凸透镜中心10cm的地方。若把点燃的蜡烛分别置于主光轴上距透镜15cm和6cm处，两次成的像（　　） A.都是放大的像 B.都是正立的像 C.都是实像 D.都是虚像 【答案】A 【解析】一束平行光正对凸透镜照射，经凸透镜折射后会聚于透镜另一侧主光轴上距透镜中心10m的地方，由此可以确定该凸透镜的焦距为10cm。把点燃的蜡烛放在光具座上距凸透镜15cm的地方时，此时的物距大于一倍焦距小于二倍焦距，根据凸透镜成像的规律可知，此时成的像是倒立的放大的实像。把点燃的蜡烛放在光具座上距凸透镜6cm的地方时，此时的物距小于一倍焦距，根据凸透镜成像的规律可知，此时成的像是正立的放大的虚像。综上分析，都是放大的像，故A符合题意，B、C、D不符合题意。 【举一反三2】小明通过焦距为10cm的凸透镜看到了提示牌上如图所示“关灯”两字放大的像，下列说法正确的是（　　）    A.“关灯”两字放大的像是实像 B.提示牌上：“关灯”两字在凸透镜的焦点上 C.要使“关灯”两字的正立的像变得更大，应将凸透镜远离提示牌。 D.提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于20cm 【答案】C 【解析】由图可知，像是正立的，由凸透镜成像规律可知，当物距小于一倍焦距时，成正立、放大的虚像，由于该凸透镜焦距为10cm，所以提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于10cm，故A、B、D错误。 凸透镜成虚像时，像与物体的移动方向相同，将透镜远离提示牌，物距变大，像距变大，看到字的像变大，故C正确。 【举一反三3】在“研究凸透镜成像规律”的实验中，要调整烛焰、凸透镜、光屏，使它们的中心大致在同一_________上。若凸透镜的焦距，物距，则光屏上_________（选填“能”或“不能”）接收到像。 【答案】高度 不能 【解析】烛焰，凸透镜，光屏，使它们的中心大致在同一高度上，目的是成像在光屏的中心，便于测出物距和像距。 若凸透镜的焦距，物距时，物距小于1倍焦距，由凸透镜成像规律可知，当物距在1倍焦距之内时，成正立放大的虚像，虚像不能被光屏接收到。 【举一反三4】根据凸透镜成像规律，作出图中物体AB过凸透镜所成的像A'B'。 【答案】见解析图 【解析】由题图可知，物体在一倍焦距以内，成的是正立放大的虚像。连接A与凸透镜的中心并延长，且A发出的一条平行于主光轴光线通过凸透镜后，其折射光线过焦点，将其折射光线反向延长，两条折射光线的反向延长线的会聚点即为像点A′，作该点垂直于主光轴，即为物体AB所成的像A′B′的位置，如图所示： 学科网（北京）股份有限公司 $