第四章 神奇的透镜 培优课件-2025-2026学年物理沪科版（2024）八年级全一册

该初中物理课件聚焦“神奇的透镜”单元，围绕凸透镜、凹透镜和平面镜的光路作图与成像规律展开，通过典例解析与针对性训练层层递进，构建从基础概念到综合应用的学习支架。以垂直入射、平行光折射、反射角计算等典型情境为切入点，自然衔接光的传播特性与光学元件功能，帮助学生建立清晰的物理观念和逻辑链条。 其亮点在于深度融合科学思维与科学探究素养，如针对训练1中引导学生依据反射角等于入射角进行逆向推理，体现模型建构与科学论证能力；在典例3中运用两条特殊光线作图法分析成像位置，强化抽象思维与证据意识。同时注重科学态度培养，强调作图规范与严谨表达，提升学生实事求是的实验习惯。此资料既利于学生形成系统知识结构，又助力教师高效开展探究式教学，实现学科核心素养落地。

第四章　神奇的透镜 培优精练15　透镜作图 1 典例1：(2025·南平延平区期末)如图所示，一束光垂直于凸透镜主光 轴射向平面镜，请在图中作出这束光经平面镜反射再通过凸透镜折射 的光路图。 返回首页 【解析】过入射点垂直镜面作出法线，已知入射光线与平面镜的夹角为 45°，则入射角为90°－45°＝45°，反射角等于入射角，为45°，据 此作出反射光线；此光线为平行于凸透镜主光轴的入射光线，经凸透镜 折射后将过焦点，如答图所示。 【解析】过入射点垂直镜面作出法线，已知入射光线与平面镜的夹角为 45°，则入射角为90°－45°＝45°，反射角等于入射角，为45°，据 此作出反射光线；此光线为平行于凸透镜主光轴的入射光线，经凸透镜 折射后将过焦点，如答图所示。 返回首页 针对训练1：如图所示，一束光射向凸透镜，经凸透镜折射后折射光线斜 射到一个平面镜上。请在图中画出射向凸透镜的这束入射光线和折射光 线经平面镜反射后的光路，并标出反射角的度数。 【解析】经凸透镜折射后的光线过焦点，说明入射光线平行于主光轴； 过平面镜的入射点垂直镜面作出法线，入射角为90°－30°＝60°，反 射角等于入射角，则反射角为60°，在法线右侧作出反射光线，标出反 射角的度数，如答图所示。 【解析】经凸透镜折射后的光线过焦点，说明入射光线平行于主光轴； 过平面镜的入射点垂直镜面作出法线，入射角为90°－30°＝60°，反 射角等于入射角，则反射角为60°，在法线右侧作出反射光线，标出反 射角的度数，如答图所示。 返回首页 针对训练2：如图所示，一条光线经平面镜反射后射向凹透镜，反射光线 恰好与凹透镜的主光轴平行。请在图中画出：(1)射向平面镜的入射光 线，并标出入射角的度数；(2)经过凹透镜的折射光线。 返回首页 【解析】(1)由题图知，反射光线与凹透镜的主光轴平行，而主光轴与镜 面的夹角为45°，所以反射角为90°－45°＝45°，则入射角也为 45°，因此过入射点垂直镜面作出法线，根据光的反射定律作出入射光 线，并标出入射角的度数。(2)平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其 折射光线的反向延长线过焦点，据此可画出折射光线，如答图所示。 【解析】(1)由题图知，反射光线与凹透镜的主光轴平行，而主光轴与镜 面的夹角为45°，所以反射角为90°－45°＝45°，则入射角也为 45°，因此过入射点垂直镜面作出法线，根据光的反射定律作出入射光 线，并标出入射角的度数。(2)平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其 折射光线的反向延长线过焦点，据此可画出折射光线，如答图所示。 返回首页 针对训练3：要使光线发生如图所示的偏折，请在虚线框内画出可能的光 学元件，并将光路图补充完整。 返回首页 【解析】题图中光线的传播方向发生了改变，虚线框内的光学元件可能 是凸透镜、凹透镜或平面镜。①若虚线框内是凸透镜，平行于主光轴的 光线经凸透镜折射后，折射光线经过焦点，如答图甲所示；②若虚线框 内是凹透镜，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延 长线过焦点，如答图乙所示；③若虚线框内是平面镜，作出入射光线和 反射光线夹角的角平分线，即法线，再作法线的垂线，可得平面镜的位 置，如答图丙所示。 【解析】题图中光线的传播方向发生了改变，虚线框内的光学元件可能 是凸透镜、凹透镜或平面镜。①若虚线框内是凸透镜，平行于主光轴的 光线经凸透镜折射后，折射光线经过焦点，如答图甲所示；②若虚线框 内是凹透镜，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延 长线过焦点，如答图乙所示；③若虚线框内是平面镜，作出入射光线和 反射光线夹角的角平分线，即法线，再作法线的垂线，可得平面镜的位 置，如答图丙所示。 返回首页 典例2：(2025·福州马尾区期末)如图所示，凸透镜与凹透镜的一个焦点重 合，请根据入射光线，画出相应的折射光线。 【解析】由题图可知，凸透镜的右焦点和凹透镜的左焦点重合，过凸透 镜焦点的光线经凸透镜折射后，折射光线平行于主光轴射出；平行于主 光轴的光线，经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线要过凹透镜的 焦点，如答图所示。 【解析】由题图可知，凸透镜的右焦点和凹透镜的左焦点重合，过凸透 镜焦点的光线经凸透镜折射后，折射光线平行于主光轴射出；平行于主 光轴的光线，经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线要过凹透镜的 焦点，如答图所示。 返回首页 针对训练1：如图所示，凸透镜和凹透镜的焦距相同，凹透镜正好放在凸 透镜右侧焦点的位置。请完成图中从凸透镜2倍焦距处射出的光经凸透镜 和凹透镜折射后的光路。 【解析】根据凸透镜成像的规律可知，过凸透镜左侧2倍焦距处的入射光 线，其折射光线通过凸透镜右侧的2倍焦距处；过凹透镜另一侧焦点的光 线经凹透镜折射后，折射光线将平行于主光轴射出，据此完成光路图， 如答图所示。 【解析】根据凸透镜成像的规律可知，过凸透镜左侧2倍焦距处的入射光 线，其折射光线通过凸透镜右侧的2倍焦距处；过凹透镜另一侧焦点的光 线经凹透镜折射后，折射光线将平行于主光轴射出，据此完成光路图， 如答图所示。 返回首页 针对训练2：如图所示，请根据光学规律，完成由光源S发出的光线经凸 透镜折射后的光路图。 【解析】由光源S发出的平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后过凸透镜 右侧的焦点；通过凸透镜光心的光线经凸透镜折射后传播方向不变，这 两条折射光线的交点为S的像点S'；连接折射点和像点S'，可得题图中入 射光线的折射光线，如答图所示。 【解析】由光源S发出的平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后过凸透镜 右侧的焦点；通过凸透镜光心的光线经凸透镜折射后传播方向不变，这 两条折射光线的交点为S的像点S'；连接折射点和像点S'，可得题图中入 射光线的折射光线，如答图所示。 返回首页 典例3：在做“探究凸透镜成像的规律”实验时，物体所在的位置如图所 示，请你用凸透镜的两条特殊光线在图上画出物体所对应的像。 返回首页 【解析】过凸透镜光心的光线传播方向不变，平行于主光轴的光线经凸 透镜折射后过焦点；主光轴上的点，像还在主光轴上。从物体最上方找 一点，作出两条特殊光线，根据这两条特殊光线的交点作出物体的像， 如答图所示。 【解析】过凸透镜光心的光线传播方向不变，平行于主光轴的光线经凸 透镜折射后过焦点；主光轴上的点，像还在主光轴上。从物体最上方找 一点，作出两条特殊光线，根据这两条特殊光线的交点作出物体的像， 如答图所示。 返回首页 针对训练：在“探究凸透镜成像的规律”实验中，小新透过凸透镜看到 烛焰S的像点S'，请画出光路图确定像点S'的位置，图中O为光心，F为焦 点。(保留必要的作图痕迹) 【解析】过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不变，平行于主光轴的 光线经凸透镜折射后过焦点。两条折射光线的反向延长线的交点即烛焰S 的像点S'，如答图所示。 【解析】过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不变，平行于主光轴的 光线经凸透镜折射后过焦点。两条折射光线的反向延长线的交点即烛焰S 的像点S'，如答图所示。 返回首页 $第四章　神奇的透镜 培优精练16　凸透镜成像的规律及应用 1 典例1：(2024·福建模拟)在“探究凸透镜成像的规律”实验中，当光具座上蜡 烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上能承接到烛焰清晰的像。下列说 法正确的是(　D　) D A. 光屏上烛焰的像是倒立、放大的实像 B. 随着蜡烛燃烧变短，光屏上烛焰的像会向下移动 C. 保持凸透镜不动，将蜡烛向右移动、光屏向左移动，光屏上可再次得到烛 焰清晰的像 D. 蜡烛和光屏不动，移动凸透镜到适当的位置，光屏上可得到烛焰清晰、放 大的像 返回首页 【解析】由题图可知，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、缩小的实像可知，A错误。随着蜡烛燃烧变短，根 据过光心的光线传播方向不变可知，光屏上烛焰的像会向上移动，B错 误。保持凸透镜不动，将蜡烛向右移动，此时物距减小，根据凸透镜成 实像时，物近像远像变大可知，使光屏向右移动，可再次得到烛焰清晰 的像，C错误。蜡烛和光屏不动，移动凸透镜到适当的位置，即将物距 和像距互换，此时f＜u＜2f，可以得到烛焰倒立、放大的实像，D正确。 【解析】由题图可知，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、缩小的实像可知，A错误。随着蜡烛燃烧变短，根 据过光心的光线传播方向不变可知，光屏上烛焰的像会向上移动，B错 误。保持凸透镜不动，将蜡烛向右移动，此时物距减小，根据凸透镜成 实像时，物近像远像变大可知，使光屏向右移动，可再次得到烛焰清晰 的像，C错误。蜡烛和光屏不动，移动凸透镜到适当的位置，即将物距 和像距互换，此时f＜u＜2f，可以得到烛焰倒立、放大的实像，D正确。 返回首页 针对训练：(2024·福州屏东中学段考)小聪在做“探究凸透镜成像的规律”实验 时，发现将蜡烛放在图甲所示的位置时，光屏上出现了一个和透镜等大的光 斑，左右移动光屏后光斑大小始终不变。关于此凸透镜的焦距f和实验过程， 下列说法正确的是(　D　) D A. 该凸透镜的焦距为13.0 cm B. 如图乙所示，小聪先将蜡烛移到20.0 cm刻度线处，再适当移动光屏(图中 没有画出光屏)，直到光屏上呈现出烛焰清晰的像，此时烛焰的像是倒立、 放大的实像 C. 在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜镜片，应向靠近凸透镜的方向移动光 屏才能再次得到烛焰清晰的像 D. 蜡烛由于燃烧逐渐变短，应适当向下调节凸透镜才能让烛焰的像回到光屏 中央 返回首页 【解析】当蜡烛放在题图甲所示的位置时，物距为10.0 cm，移动光屏发 现光屏上始终能看到一个与凸透镜等大且大小不变的光斑，根据从焦点 发出的光线经过凸透镜后变为平行光线可知，该凸透镜的焦距为10.0 cm，A错误。题图乙中，若将蜡烛放在20.0 cm刻度线处，此时物距u＝ 50.0 cm－20.0 cm＝30.0 cm＞2f，成倒立、缩小的实像，B错误。在凸 透镜前加一个近视眼镜镜片，即凹透镜，凹透镜对光有发散作用，像会 成在光屏的右边；保持其他元件不动，若仍然使像成在光屏上，应增大 像距，即将光屏向远离凸透镜的方向移动，C错误。 【解析】当蜡烛放在题图甲所示的位置时，物距为10.0 cm，移动光屏发 现光屏上始终能看到一个与凸透镜等大且大小不变的光斑，根据从焦点 发出的光线经过凸透镜后变为平行光线可知，该凸透镜的焦距为10.0 cm，A错误。题图乙中，若将蜡烛放在20.0 cm刻度线处，此时物距u＝ 50.0 cm－20.0 cm＝30.0 cm＞2f，成倒立、缩小的实像，B错误。在凸 透镜前加一个近视眼镜镜片，即凹透镜，凹透镜对光有发散作用，像会 成在光屏的右边；保持其他元件不动，若仍然使像成在光屏上，应增大 像距，即将光屏向远离凸透镜的方向移动，C错误。 返回首页 实验过程中，蜡烛由于燃烧逐渐变短，此时烛焰的像在光屏上的位置会 向上移动，为了能让烛焰的像回到光屏中央，根据过光心的光线传播方 向不变可知，应该将凸透镜向下调节，D正确。 实验过程中，蜡烛由于燃烧逐渐变短，此时烛焰的像在光屏上的位置会 向上移动，为了能让烛焰的像回到光屏中央，根据过光心的光线传播方 向不变可知，应该将凸透镜向下调节，D正确。 返回首页 典例2：(2025·泉州五中期末)下图是光刻技术的工作原理图。用紫外光照 射镂空掩膜，调整镂空掩膜、缩图透镜的位置，恰好能在硅片上成极小 的清晰的像，从而实现集成电路的“光刻”。下列说法正确的是(　C　) C A. 缩图透镜相当于凹透镜 B. 镂空掩膜位于缩图透镜的2倍焦距以内 C. 镂空掩膜的像是倒立的实像 D. 增大缩图透镜到硅片的距离，硅片上得到镂空掩膜的像会变小 返回首页 【解析】镂空掩膜在硅片上成极小的清晰的像，则成的是倒立、缩小的 实像，此时的缩图透镜相当于凸透镜，物距应大于2倍焦距，A、B错 误，C正确。增大缩图透镜到硅片的距离，像距变大，硅片上得到镂空 掩膜的像会变大，D错误。 【解析】镂空掩膜在硅片上成极小的清晰的像，则成的是倒立、缩小的 实像，此时的缩图透镜相当于凸透镜，物距应大于2倍焦距，A、B错 误，C正确。增大缩图透镜到硅片的距离，像距变大，硅片上得到镂空 掩膜的像会变大，D错误。 返回首页 针对训练：图甲是我们使用电脑时经常会用到的光电鼠标，光电鼠标的原理是 利用发光二极管的光照射鼠标垫，如图乙所示，反射后经凸透镜再进入鼠标的 光学感应器(相当于光屏)，用来记录移动动作，以此捕捉移动位置的不同画 面，光学感应器、凸透镜、发光二极管等元件固定在鼠标内。下列说法正确的 是(　C　) C A. 当发光二极管发出的光照射在粗糙的鼠标垫上时会发生镜面反射 B. 若成像透镜距鼠标垫7 mm，光学感应器距成像透镜3 mm，则在光学感应 器上所成的像是倒立、放大的实像 C. 将鼠标离开鼠标垫一定高度悬空时，像成在光学感应器的下方 D. 将鼠标离开鼠标垫一定高度悬空时，所成的像变大 返回首页 【解析】当发光二极管发出的光照射在粗糙的鼠标垫上时会发生漫反 射，A错误。若成像透镜距鼠标垫7 mm，光学感应器距成像透镜3 mm， 此时像距小于物距，像比物体小，所以光学感应器上成的是倒立、缩小 的实像，B错误。鼠标悬空相当于增大了物距，像距会变小，同时像变 小，因为成像透镜和光学感应器的距离是不变的，所以像成在光学感应 器的下方，即像没有成在光学感应器上，C正确，D错误。 【解析】当发光二极管发出的光照射在粗糙的鼠标垫上时会发生漫反 射，A错误。若成像透镜距鼠标垫7 mm，光学感应器距成像透镜3 mm， 此时像距小于物距，像比物体小，所以光学感应器上成的是倒立、缩小 的实像，B错误。鼠标悬空相当于增大了物距，像距会变小，同时像变 小，因为成像透镜和光学感应器的距离是不变的，所以像成在光学感应 器的下方，即像没有成在光学感应器上，C正确，D错误。 返回首页 典例3：右图是一张妙趣横生的照片，不用后期处理，直接采用手机错位 拍摄一次而成。在拍摄过程中，手机镜头相当于 透镜，摆拍 时 (填“鞋子”或“人”)距离手机比较远。 【解析】手机镜头相当于凸透镜，其成像原理是物距大于2倍焦距 时，成倒立、缩小的实像，物距越大，像距越小，像越小，所以人离 手机较远。 凸　 人　 【解析】手机镜头相当于凸透镜，其成像原理是物距大于2倍焦距 时，成倒立、缩小的实像，物距越大，像距越小，像越小，所以人离 手机较远。 返回首页 针对训练：如图所示的照片中，几位老师像小小人一样站在王老师手中 的平底锅中。实际拍摄时，王老师到照相机镜头的距离为u1，其他几位 老师到照相机镜头的距离为u2，若照相机的焦距为f，则三者之间的关系 正确的是(　A　) A A. u2＞u1＞2f B. f＜u1＜u2＜2f C. u1＞2f且f＜u2＜2f D. u2＞2f且f＜u1＜2f 返回首页 【解析】照相机成像的原理是物体到镜头的距离大于2倍焦距时，成倒 立、缩小的实像。凸透镜成实像时，物远像近像变小。王老师的像大， 其他几位老师的像小，说明王老师到照相机镜头的距离比其他几位老师 到照相机镜头的距离近，可得u2＞u1，故三者之间的关系为u2＞u1＞2f， A正确。 【解析】照相机成像的原理是物体到镜头的距离大于2倍焦距时，成倒 立、缩小的实像。凸透镜成实像时，物远像近像变小。王老师的像大， 其他几位老师的像小，说明王老师到照相机镜头的距离比其他几位老师 到照相机镜头的距离近，可得u2＞u1，故三者之间的关系为u2＞u1＞2f， A正确。 返回首页 典例4：(2025·厦门思明区期末)如图所示，将带箭头的纸片放在装有水的 圆柱形玻璃杯后方，改变纸片到玻璃杯的距离，透过玻璃杯平视观察， 不可能出现的像是(　D　) A B C D D 返回首页 【解析】圆柱形玻璃杯注入水后相当于凸透镜，由于玻璃杯上下的形 状是相同的，因此像在上下方向的大小是不变的。玻璃杯后纸片上的 水平箭头为物体，当物体在凸透镜的2倍焦距以外时可以成倒立、缩 小的实像，A不符合题意。当物体在凸透镜的1倍焦距和2倍焦距之间 时可以成倒立、放大的实像，B不符合题意。当物体在凸透镜的1倍 焦距以内时可以成正立、放大的虚像，C不符合题意。D中的像上下 变粗了，D符合题意。 【解析】圆柱形玻璃杯注入水后相当于凸透镜，由于玻璃杯上下的形 状是相同的，因此像在上下方向的大小是不变的。玻璃杯后纸片上的 水平箭头为物体，当物体在凸透镜的2倍焦距以外时可以成倒立、缩 小的实像，A不符合题意。当物体在凸透镜的1倍焦距和2倍焦距之间 时可以成倒立、放大的实像，B不符合题意。当物体在凸透镜的1倍 焦距以内时可以成正立、放大的虚像，C不符合题意。D中的像上下 变粗了，D符合题意。 返回首页 针对训练：如图所示，一个圆柱形的玻璃瓶内装有水，把一支铅笔放在 玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶，可以看到铅笔的像。当铅笔由靠近玻璃瓶 的位置向远处缓慢移动时，透过玻璃瓶会看到铅笔尖 (填“变 长”“不变”或“变短”)；当铅笔移动到某一位置时，铅笔尖会突然改 变方向，改变方向后的像是 (填“实像”或“虚像”)。 变长　 实像　 返回首页 【解析】装有水的玻璃瓶相当于一个柱体透镜，在水平方向上相当于一 个凸透镜，当铅笔在该透镜的1倍焦距以内时，成放大的虚像，铅笔缓慢 远离该透镜的过程中，像越来越大，铅笔尖逐渐变长；当铅笔到达某一 位置(到柱体透镜光心的距离大于1倍焦距)时，铅笔尖突然改变方向，成 倒立、放大的实像。 【解析】装有水的玻璃瓶相当于一个柱体透镜，在水平方向上相当于一 个凸透镜，当铅笔在该透镜的1倍焦距以内时，成放大的虚像，铅笔缓慢 远离该透镜的过程中，像越来越大，铅笔尖逐渐变长；当铅笔到达某一 位置(到柱体透镜光心的距离大于1倍焦距)时，铅笔尖突然改变方向，成 倒立、放大的实像。 返回首页 典例5：如图所示，航天员王亚平进行太空授课时，在水球中注入一个气 泡，我们透过水球可以看到一正一倒两个缩小的像。关于这两个像的形 成原理，下列说法正确的是(　C　) C A. 都是光沿直线传播 B. 都是光的反射现象 C. 都是光的折射现象 D. 都是光的色散现象 返回首页 【解析】由题图可知，水球外圈所成的像为倒立、缩小的实像，这是因 为水球的外圈相当于凸透镜；气泡中所成的像为王亚平正立、缩小的 像，这是因为水球的内圈相当于两个凹透镜的组合，且凹透镜成正立、 缩小的虚像；凸透镜和凹透镜都是利用光的折射成像的。 【解析】由题图可知，水球外圈所成的像为倒立、缩小的实像，这是因 为水球的外圈相当于凸透镜；气泡中所成的像为王亚平正立、缩小的 像，这是因为水球的内圈相当于两个凹透镜的组合，且凹透镜成正立、 缩小的虚像；凸透镜和凹透镜都是利用光的折射成像的。 返回首页 针对训练：航天员王亚平进行太空授课时，对“水球透镜”实验做了 一个小小的升级，通过透镜看到的竟然是一正一倒两个像，这是为什 么呢？ 返回首页 (1)如图甲所示，水球可以看作一个凸透镜，王亚平站在远处(这个凸透镜 的2倍焦距以外)，我们看到的是她倒立、 的实像。 缩小　 【解析】(1)由凸透镜成像的规律可知，当u＞2f时，成倒立、缩小的 实像。 返回首页 (2)如图乙所示，水球中间加上气泡之后，被气泡分为两部分，中间是空气， 气泡周围是水。这时整个水球就变成了两种透镜，外圈部分的凸透镜虽然没有 原来完整，但对光仍然有 作用，依然能够成像，所以依然呈现出一个 倒立的像；内圈部分变成了两个凹透镜的组合，所以这个时候中间部分又出现 了一个正立的像，因此可以在水球中同时看到一正一倒两个像。根据上面的实 验，你推测一下，凹透镜的成像特点是 ，并在图丙中 通过作出光路图加以证明。 【解析】(1)由凸透镜成像的规律可知，当u＞2f时，成倒立、缩小的 实像。 会聚　 成正立、缩小的虚像　 返回首页 (2)水球被气泡分为两部分，中间是空气，气泡周围是水。这时水球的外 圈部分可以看成凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，成倒立、缩小的实 像；内圈部分变成了两个凹透镜的组合，凹透镜对光有发散作用，所以 成的像是虚像，故凹透镜成正立、缩小的虚像。平行于主光轴的光线经 凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点，过凹透镜光心的光线 传播方向不改变。过光心的光线与另一条折射光线的反向延长线交于一 点，即像点，然后过像点向主光轴作垂线，可得物体的像，凹透镜成正 立、缩小的虚像，如答图所示。 (2)水球被气泡分为两部分，中间是空气，气泡周围是水。这时水球的外 圈部分可以看成凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，成倒立、缩小的实 像；内圈部分变成了两个凹透镜的组合，凹透镜对光有发散作用，所以 成的像是虚像，故凹透镜成正立、缩小的虚像。平行于主光轴的光线经 凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点，过凹透镜光心的光线 传播方向不改变。过光心的光线与另一条折射光线的反向延长线交于一 点，即像点，然后过像点向主光轴作垂线，可得物体的像，凹透镜成正 立、缩小的虚像，如答图所示。 返回首页 $第四章　神奇的透镜 培优精练17　探究凸透镜成像的规律 1 典例：(2025·厦门思明区期末)小明制作了一个投影灯作为生日礼物送给 母亲，投影灯的设计简图如图所示。 返回首页 (1)为了使透明塑料片上的图案投影在正前方，应调整凸透镜、透明塑料 片的中心在 ⁠。 (2)若要投出正立的图案，透明塑料片应 放置。 同一高度　 倒立　 返回首页 【解析】(1)为了使透明塑料片上的图案投影在正前方，应调整凸透镜、 透明塑料片的中心在同一高度。 (2)凸透镜成实像时，像都是倒立的，若要投出正立的图案，透明塑料片 应倒立放置。 返回首页 (3)经过多次实验，墙上出现清晰的像时，记录的数据见下表。 物高H/cm 10.0 物距u/cm 11.5 12.0 15.0 20.0 25.0 30.0 像距v/cm 77.0 60.0 30.0 20.0 16.7 15.0 像高h/cm 67.0 50.0 20.0 10.0 6.4 4.0 ①分析数据可知，该凸透镜的焦距为 cm。 10.0　 返回首页 ②若要使像更大，应将透明塑料片 凸透镜，同时灯 ⁠ 墙。(均填“靠近”或“远离”) ③小明最终决定将投影灯设置为像高是物高的5倍，则物距应调 为 cm。 靠近　 远离　 12.0　 物高H/cm 10.0 物距u/cm 11.5 12.0 15.0 20.0 25.0 30.0 像距v/cm 77.0 60.0 30.0 20.0 16.7 15.0 像高h/cm 67.0 50.0 20.0 10.0 6.4 4.0 返回首页 (3)①由题表中数据可知，当u＝v＝20.0 cm时，成倒立、等大的实像，则 2f＝20.0 cm，该凸透镜的焦距f＝10.0 cm。②若要使像更大，根据凸透 镜成实像时，物近像远像变大可知，应将透明塑料片靠近凸透镜，同时 灯远离墙。③由题表中的数据可知，当物距u＝12.0 cm，像距v＝60.0 cm时，像高h＝50.0 cm，此时像高是物高的5倍。 (4)若投出的像过亮，说明投影灯亮度太大，可以降低投影灯的亮度。 (3)①由题表中数据可知，当u＝v＝20.0 cm时，成倒立、等大的实像，则 2f＝20.0 cm，该凸透镜的焦距f＝10.0 cm。②若要使像更大，根据凸透 镜成实像时，物近像远像变大可知，应将透明塑料片靠近凸透镜，同时 灯远离墙。③由题表中的数据可知，当物距u＝12.0 cm，像距v＝60.0 cm时，像高h＝50.0 cm，此时像高是物高的5倍。 返回首页 (4)若投出的像过亮，可以进行的改进方法是 ⁠ 。(写出一条即可) 【解析】(1)为了使透明塑料片上的图案投影在正前方，应调整凸透镜、 透明塑料片的中心在同一高度。 (2)凸透镜成实像时，像都是倒立的，若要投出正立的图案，透明塑料片 应倒立放置。 降低投影灯的亮度(合理即 可)　 (4)若投出的像过亮，说明投影灯亮度太大，可以降低投影灯的亮度。 返回首页 针对训练：在“探究凸透镜成像的规律”实验中： (1)如图甲所示，小明用平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小、 最亮的光斑，则此凸透镜的焦距f＝ cm。 10.0　 【解析】(1)由题图甲可知，凸透镜的焦距f＝20.0 cm－10.0 cm＝10.0 cm。 返回首页 (2)实验前，应调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏 三者的中心大致在同一高度，其目的是 ⁠。 使像成在光屏的中央　 (2)实验前，应调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏 三者的中心大致在同一高度，其目的是使像成在光屏的中央。 返回首页 (3)如图乙所示，小明将器材调至图示位置时，光屏上呈现烛焰清晰的像 (未画出)，此时光屏上所成的像是倒立、 (填“放大”“等大” 或“缩小”)的实像；此时将蜡烛向左移动，则应该向 (填“左”或 “右”)移动光屏，才能在光屏上再次呈现烛焰清晰的像。 放大　 左　 返回首页 (3)由题图乙可知，物距小于像距，此时光屏上所成的是烛焰倒立、放大 的实像；此时将蜡烛向左移动，物距变大，像距变小，则应该向左移动 光屏，才能在光屏上再次呈现烛焰清晰的像。 返回首页 (4)如图丙所示，小明拿来一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，且较靠近凸 透镜，发现光屏上原来清晰的像变模糊了，他只将光屏向远离凸透镜的 方向移动了适当距离，又在光屏上观察到了烛焰清晰的像。由此可见， 这副眼镜是 (填“近视”或“远视”)眼镜。 近视　 返回首页 (4)小明拿来一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，且较靠近凸透镜，发现光 屏上原来清晰的像变模糊了，他只将光屏向远离凸透镜的方向移动了适 当距离，又在光屏上观察到了烛焰清晰的像，说明这副眼镜对光有发散 作用，所以这副眼镜是近视眼镜。 返回首页 (5)小明更换一个新的凸透镜后完成了几组实验，根据记录的实验数据得 到了图丁所示的图像，线段MN为凸透镜成像时像距的倒数和物距的倒 数的对应关系。根据图像信息可知，小明所用新凸透镜的焦距f' ＝ cm。 【解析】(1)由题图甲可知，凸透镜的焦距f＝20.0 cm－10.0 cm＝10.0 cm。 (2)实验前，应调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏 三者的中心大致在同一高度，其目的是使像成在光屏的中央。 25　 返回首页 (5)由题图丁可知，当＝2 m－1时，＝2 m－1，此时v＝u＝0.5 m，即像 距等于物距，说明物体处于2倍焦距处，即2f'＝0.5 m，所以f'＝0.25 m ＝25 cm。 (5)由题图丁可知，当＝2 m－1时，＝2 m－1，此时v＝u＝0.5 m，即像 距等于物距，说明物体处于2倍焦距处，即2f'＝0.5 m，所以f'＝0.25 m ＝25 cm。 返回首页 $