第02讲 探究：凸透镜成像的规律（期末复习讲义）八年级物理上学期新教材沪科版

该初中物理期末复习讲义通过表格梳理凸透镜成像规律的核心考点，结合实验框架（器材、步骤、结论）和特殊光线示意图构建知识脉络，明确实验规范（三心同高）、成像性质与动态变化等重难点的内在联系。 讲义亮点在于分层练习设计，基础通关练巩固实验规范，重难突破练聚焦故障分析与动态变化（如典例2考物距变化对像的影响），综合拓展练融入太空授课水球成像等情景化题目，培养科学探究与科学思维素养。解题技巧总结“一倍焦距分虚实”等规律，助力不同层次学生掌握，教师可据此实施精准复习教学。

第02讲 探究：凸透镜成像的规律（期末复习讲义） 核心考点 内容要点 命题趋势 探究凸透镜成像的规律 实验器材、实验设计、实验步骤、实验结论 该命题以实验探究、填空、作图为主，分值 3–5 分。核心考实验规范（三心同高）、成像性质（物像距与焦距关系）、动态变化（物近像远像变大）与生活应用。近年侧重情景化（如相机、投影仪调节）、故障分析（光屏无像），融入水透镜等创新器材，强调原理迁移与规范表达，是高频核心考点。 利用凸透镜的特殊光线验证成像规律 三条特殊光线：平行过焦、过心不变、过焦平行 必备知识 知识点01 探究凸透镜成像的规律 【实验设计】 A.用什么特殊的器材能方便的把物体、凸透镜和光屏摆放在一起？ （上面带刻度尺）。 B.如何确定是虚像还是实像？ 在光屏上呈现的是实像，反之为虚像。 C.如何使像成在光屏中央？ 调整烛焰、凸透镜和光屏高度，使三者的中心在 。 （4）实验器材及装置图： 凸透镜（焦距已知）、光具座（带刻度尺）、蜡烛、光屏、火柴等。 【实验步骤】 ①将蜡烛、 、光屏依次安装在光具座上，注意三者之间的相对置。 ② 点燃蜡烛，调整光屏、凸透镜、烛焰的高度，使它们的中心在 。 ③将蜡烛放在离凸透镜较远的位置（2倍焦距外），调整光屏位置，使烛焰经凸透镜折射后在光屏上成清晰的像，将观察到的像的情况和物距、像距等记录在表中。 ④ 移动蜡烛逐渐靠近凸透镜，同时调整光屏，在烛焰经凸透镜折射后在光屏上分别成等大清晰的像、放大清晰的像时，将成像的情况和物距、像距等记录在表中。 ⑤ 将蜡烛移到凸透镜焦点处，观察能否成像。再继续移动蜡烛靠近凸透镜，观察烛焰在光屏上能否成像。撤去光屏，透过凸透镜观察烛焰的像。将观察到的情况记录在表中。 ⑥重复几次上面的实验操作，记录观察到的情况。 【实验记录表格】 【实验结论】 物体位于凸透镜的2倍焦距外时，成 ； 物体位于2倍焦距时，成 ； 物体位于2倍焦距与1倍焦距之间时，成 ； 物体位于1倍焦距时， 成像； 物体位于1倍焦距以内时，成 。 【反思交流】 ①实验中，怎样确定光屏上的像是清晰的？ ②实像与虚像有哪些不同？ ③太空授课中航天员成像时，物距与水球内焦距存在怎样的关系？ 知识点02 利用凸透镜的特殊光线验证成像规律 1.物体位于凸透镜的2倍焦距外时，成缩小、倒立的实像； 2.物体位于2倍焦距时，成等大、倒立的实像； 3.物体位于2倍焦距与1倍焦距之间时，成放大、倒立的实像； 4.物体位于1倍焦距时，不能成像； 5.物体位于1倍焦距以内时，成放大、正立的虚像。 【典例1】（2025秋•江阴市期中）如图，保持凸透镜位置不变，先后把蜡烛放在a、b、c、d各点，并分别调整光屏的位置寻找清晰的像，则：蜡烛放在a点处时，光屏上呈倒立、 （放大/等大/缩小）的实像。蜡烛放在 点处时，光屏上呈倒立、放大的实像。蜡烛放在b点处时，光屏上呈倒立、 （放大/等大/缩小）的实像。 解｜题｜技｜巧 凸透镜成像规律 【即时检测1】（2025秋•万州区期中）在探究凸透镜成像规律的实验中，将点燃的蜡烛、凸透镜和光屏放置在光具座上，调整位置后在光屏上得到蜡烛清晰的像，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．光屏上的像是倒立放大的像 B．凸透镜的焦距可能为15cm C．将蜡烛和光屏位置互换后，光屏上不能得到清晰的像 D．实验过程中，蜡烛燃烧变短，光屏上的像将往上移动 【即时检测2】（2025秋•河东区期中）如图所示，光具座上的烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度。凸透镜的焦距为10.0cm且位置保持不变。以下判断正确的是（　　） A．蜡烛位于A区域时，光屏上承接到的像与照相机成像特点相同 B．蜡烛位于B区域时，光屏上可承接到烛焰倒立放大的虚像 C．蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，光屏应从F区跨越至E区域 D．蜡烛位于C区域时，可在光屏上承接到烛焰正立放大的虚像 【典例2】（2025秋•惠山区校级期中）在探究凸透镜成像规律的实验中，实验过程中不断移动蚀焰位置，观察到如图乙中①至⑤所示烛焰清晰的5个像，请按蜡烛到凸透镜距离由远到近对5个像进行排序，正确顺序为 ；如图甲所示，若此时在光屏上观察到清晰的像，保持蜡烛和光屏的位置不变，只移动透镜， （选填“能”或“不能”）在光屏上再次观察到清晰的像；如果仅换用焦距更小的凸透镜进行实验，不再调整其他器材，要使光屏上出现清晰的像，则应在凸透镜与蜡烛间的适当位置再放一块 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）。 解｜题｜技｜巧 凸透镜成像规律总结 1.一倍焦距分虚实： u＞f时，成实像；u＜f时，成虚像。 2. 二倍焦距分大小：u＞2f时，成缩小的像；u＜2f时，成放大的像。 3. 物近像远像变大，物远像近像变小：成实像时，物体距离透镜越近，像距离透镜越远，像越大；物体距离透镜越远，像距离透镜越近，像越小。 【即时检测1】（2025秋•泰兴市期中）探究凸透镜成像的规律时，把蜡烛、凸透镜和光屏置于光具座上，蜡烛和光屏间的距离是60cm，当凸透镜在某一位置时，光屏上成清晰的像，只将凸透镜向蜡烛移动10cm后，光屏再次都呈现烛焰清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．第一次的像是缩小的像 B．第二次成的像可能是等大的 C．第二次成的像一定比第一次小 D．凸透镜的焦距可能是8cm 【即时检测2】（2024秋•乐陵市期末）在“探究凸透镜成像的规律”实验时，某小组测量出物距和像距的数据，并绘制成如图所示的图像，根据图像可知（　　） A．该凸透镜的焦距f＝20cm B．当物距u＝30cm时，成倒立、缩小的实像 C．当物距u＝8cm时，所成的像能用光屏承接 D．若把物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动过程中，所成的像会逐渐变小 【典例3】（2025•镇江）小红在探究凸透镜成像规律时，调节蜡烛、凸透镜与光屏到如图所示的位置，可在光屏上得到清晰的像，则凸透镜焦距为 cm。仅将蜡烛移到10cm刻度线处，为了在光屏上得到清晰的像，接下来她应将光屏适当向 移动，生活中所用的 成像时的物像大小关系与上述实验相同。 解｜题｜技｜巧 凸透镜成像规律的应用 1.当u>2f时，成倒立、缩小的实像，像距f<v<2f ，应用是照相机； 2.当u=2f 时，成倒立、等大的实像，像距v=2f，应用是测焦距； 3.当f<u<2f时，成倒立、放大的实像，像距v>2f，应用是投影仪； 4.当u=f时，经过凸透镜的折射光线是一束平行光线，不能成像； 5.当u<f时，凸透镜成正立、放大的虚像，应用是放大镜。 【即时检测1】（2025秋•东台市期中）已知凸透镜的焦距为10cm，设物体到透镜的距离为u，则下列判断正确的是（　　） A．将该透镜作放大镜使用时，u＞10cm B．物体为一点光源时，利用该透镜可得到一束平行光，此时u＝10cm C．将该透镜作幻灯机的镜头使用时，u＜10cm D．将该透镜作照相机的镜头使用时，u＜20cm 【即时检测2】（2025秋•五华区期中）小明想给同学们表演一个小老鼠“转身”的魔术，他将玻璃杯放在小老鼠图片前，如图甲所示，加入水后出现了图乙所示的情形。此时的玻璃杯相当于一个 （选填“凸”或“凹”）透镜；为了让小老鼠“转身”，应该还要将玻璃杯适当 （选填“靠近”或“远离”）图片中的小老鼠。 基础通关练（测试时间：10分钟） 1．（2025秋•任城区期中）下列光学设备中，应用的原理与如图所示的凸透镜成像规律相同的是（　　） A．照相机 B．投影仪 C．幻灯机 D．放大镜 2．（2025秋•秦淮区期中）如图所示，凸透镜位于P处（图中未画出）位置不变，移动蜡烛，光屏先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且甲处的像比乙处小，则（　　） A．P点位置在甲的左侧 B．蜡烛的移动方向向右 C．乙处可能成的是虚像 D．乙处像可能是缩小的 3．（2026•上海模拟）物体通过凸透镜在光屏上成放大的像，像距为30厘米、像高为2厘米。移动该物体使物距变为40厘米，关于此时所成像高度的判断正确的是（　　） A．一定大于2厘米 B．可能小于2厘米 C．一定等于2厘米 D．一定小于2厘米 4．（2025•新野县一模）小明用奶奶的老花镜镜片正对着太阳时，可在距镜片40cm处得到一个最亮、最小的小圆点。若小明想通过此镜片看清微雕作品上比较小的图案，则作品到镜片的距离应满足（　　） A．小于40cm B．大于40cm C．大于80cm D．大于40cm而小于80cm 5．（2025秋•梁溪区校级期中）物理课上，同学们用凸透镜观察周围的物体，透过凸透镜不能看到的像是（　　） A．正立放大的像 B．正立缩小的像 C．倒立放大的像 D．倒立缩小的像 6．（2025秋•西城区校级月考）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，小星同学选择焦距为10cm的凸透镜、蜡烛、光屏和光具座进行实验。 （1）他先点燃蜡烛，将烛焰、透镜和光屏三者的中心调整到 ，这样做的目的是：使像总能呈现在光屏的 。 （2）如图所示，保持透镜位置不变，当蜡烛在35cm刻度线处时，移动光屏，在光屏上能得到清晰倒立、 的像（选填“放大”、“缩小”或“等大”）， （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像特点制成的。 （3）若再将蜡烛移至25cm刻度线处，要使光屏上成清晰的像，光屏应该向 （选填“左”或“右”）移动。当把蜡烛放在距凸透镜45cm刻度线处时，再次移动光屏，蜡烛火焰 （选填“能”或“不能”）在光屏上成像。 重难突破练（测试时间：10分钟） 1.（2025秋•彬州市期中）如图所示为探究“凸透镜成像规律”的实验装置，凸透镜在光具座上50cm刻度线处固定不动。将蜡烛和光屏移至光具座上如图所示位置时，烛焰在光屏上成清晰的像。当再次移动蜡烛和光屏的位置，得到的部分实验数据如下表所示。则下列说法中正确的是（　　） 蜡烛位置 1 2 3 4 5 物距u/cm 40 25 24 12 10 像距v/cm 24 37.5 40 ①凸透镜的焦距为30cm ②当蜡烛由位置2移动到位置3时，在光屏上得到的像变大 ③当蜡烛在位置4时，在光屏上能成缩小的像 ④如图所示的位置，若在蜡烛与透镜间放置凹透镜，则向右移动光屏，在光屏上能再次成清晰的像 A．只有②④正确 B．只有①③正确 C．只有②③正确 D．只有③④都正确 2．（2025秋•蜀山区校级期中）如图a所示，蜡烛在光屏上能成一清晰的像，如果沿直径对称地切除透镜很小的一部分，如图b所示，再把上半截透镜A和下半截透镜B向原主光轴位置合拢，则下列说法中正确的是（　　） A．在a图中，如果一只小飞虫恰好落在透镜上的P点，会在光屏上留下小飞虫的影子 B．在a图中，如果蜡烛向透镜不断靠近，则所成的像一直变大 C．在b图中，A、B合拢后，所成像情况与a图相同，只是亮度变低 D．在b图中，A、B合拢后，蜡烛将会成两个像 3．（2025秋•江阴市期中）探究凸透镜成像规律的实验中，当两支点燃的蜡烛、凸透镜和光屏分别置于如图所示的位置时，光屏上C、D两处会得到清晰 （缩小/等大/放大）的烛焰的像，用一厚纸板挡住A处的烛焰，在光屏上 （C/D）处仍能得到一个清晰的像。 4．（2025秋•无锡期中）小明在“探究凸透镜成像规律”实验中，进行了如下操作。 （1）如图甲所示，为了测量凸透镜焦距，小明将平行光射向凸透镜，调节光屏得到一个 的光斑，并读出此凸透镜焦距为10.0cm。 （2）如图乙所示，将凸透镜固定在光具座50.0cm刻度线处，蜡烛放置在光具座35.0m刻度线处，点燃蜡烛，左右移动光屏，光屏上出现了如图乙的倒立、 的实像；要使像成在光屏的中央，应调整烛焰、光屏中心大致在凸透镜的 上，此时应将凸透镜向 （选填“上”或“下”）调。 （3）将凸透镜、蜡烛、光屏移至光具座如图丙所示位置，人眼在图中 处的方向能观察到烛焰经凸透镜折射所成的像。 （4）如图丁所示，是航天员王亚平太空授课制作水球时的情景，假设她稍向后远离水球，则她在球中所成的像将 。 （5）下列是小明实验过程中对一些现象的描述，正确的是 。 A.若无论怎样移动凸透镜、蜡烛、光屏都找不到烛焰的像，是因为凸透镜焦距太小了 B.实验过程中蜡烛因燃烧逐渐变短，烛焰在光屏上的像会下移 C.实验时有个小飞虫飞停在凸透镜表面，光屏上所成的实像会被遮挡一部分 D.取一只焦距相同、镜面直径较小的凸透镜重做实验，所成像大小不变、但暗些 综合拓展练（测试时间：15分钟） 1．（2025秋•启东市期中）在用焦距为f的凸透镜探究凸透镜成像规律时，多次实验，记录凸透镜成实像时的物距u、像距v；算出物像间距L（即u+v）；绘出如图所示的图线（以f为长度单位）。结合图像，下列说法错误的是（　　） A．b点能成倒立等大的实像 B．a和d 两点数据可以说明光路是可逆的 C．c和d两点的成像特点是一样的 D．c点的成像特点与投影仪成像特点一样 2．（2025秋•渝中区校级期中）小明同学在做“探究凸透镜成像规律”时，如图，所用的器材有：带刻度尺的光具座、焦距为10cm的凸透镜、光屏、蜡烛和火柴等。 （1）为使像成在光屏中央，实验前应将调节烛焰中心、凸透镜光心、光屏中心在 ； （2）在某次实验中，将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上如图甲所示的位置，光屏上呈现清晰的像，此像是倒立、 的实像，此时凸透镜的成像特点与生活中的 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像特点相同； （3）在图甲中，保持凸透镜的位置不变，将烛焰向远离凸透镜的方向移动适当距离，则应将光屏向 （选填“远离”或“靠近”）透镜方向移动，光屏上才能再次呈现清晰的像，与（2）相比，像的大小将变 （选填“大”或“小”）； （4）在图甲中，小明借来同学的眼镜，将其放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原本清晰的像变模糊了，向左移动光屏，光屏上的像又变清晰了，说明该同学的眼镜是 （选填“近视”或“远视”）眼镜； （5）如图乙所示，固定蜡烛和光屏，两者间距为L0。当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，若将凸透镜向右移到B处（图中未标出），光屏上再次成清晰的像，透镜先后两次移动的距离为s，则A处到蜡烛的距离u＝ （用L0、s表示）； （6）在实验过程中有时烛焰会随风摆动，某次烛焰在2倍焦距处时沿平行主光轴向左摆动（箭头AB表示）。下列烛焰经过凸透镜的成像A′B′示意图正确的是 。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 第02讲 探究：凸透镜成像的规律（期末复习讲义） 核心考点 内容要点 命题趋势 探究凸透镜成像的规律 实验器材、实验设计、实验步骤、实验结论 该命题以实验探究、填空、作图为主，分值 3–5 分。核心考实验规范（三心同高）、成像性质（物像距与焦距关系）、动态变化（物近像远像变大）与生活应用。近年侧重情景化（如相机、投影仪调节）、故障分析（光屏无像），融入水透镜等创新器材，强调原理迁移与规范表达，是高频核心考点。 利用凸透镜的特殊光线验证成像规律 三条特殊光线：平行过焦、过心不变、过焦平行 必备知识 知识点01 探究凸透镜成像的规律 【实验设计】 A.用什么特殊的器材能方便的把物体、凸透镜和光屏摆放在一起？ 光具座（上面带刻度尺）。 B.如何确定是虚像还是实像？ 能在光屏上呈现的是实像，反之为虚像。 C.如何使像成在光屏中央？ 调整烛焰、凸透镜和光屏高度，使三者的中心在同一高度。 （4）实验器材及装置图： 凸透镜（焦距已知）、光具座（带刻度尺）、蜡烛、光屏、火柴等。 【实验步骤】 ①将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，注意三者之间的相对置。 ② 点燃蜡烛，调整光屏、凸透镜、烛焰的高度，使它们的中心在同一高度。 ③将蜡烛放在离凸透镜较远的位置（2倍焦距外），调整光屏位置，使烛焰经凸透镜折射后在光屏上成清晰的像，将观察到的像的情况和物距、像距等记录在表中。 ④ 移动蜡烛逐渐靠近凸透镜，同时调整光屏，在烛焰经凸透镜折射后在光屏上分别成等大清晰的像、放大清晰的像时，将成像的情况和物距、像距等记录在表中。 ⑤ 将蜡烛移到凸透镜焦点处，观察能否成像。再继续移动蜡烛靠近凸透镜，观察烛焰在光屏上能否成像。撤去光屏，透过凸透镜观察烛焰的像。将观察到的情况记录在表中。 ⑥重复几次上面的实验操作，记录观察到的情况。 【实验记录表格】 【实验结论】 物体位于凸透镜的2倍焦距外时，成缩小、倒立的实像； 物体位于2倍焦距时，成等大、倒立的实像； 物体位于2倍焦距与1倍焦距之间时，成放大、倒立的实像； 物体位于1倍焦距时，不能成像； 物体位于1倍焦距以内时，成放大、正立的虚像。 【反思交流】 ①实验中，怎样确定光屏上的像是清晰的？ ②实像与虚像有哪些不同？ ③太空授课中航天员成像时，物距与水球内焦距存在怎样的关系？ 知识点02 利用凸透镜的特殊光线验证成像规律 1.物体位于凸透镜的2倍焦距外时，成缩小、倒立的实像； 2.物体位于2倍焦距时，成等大、倒立的实像； 3.物体位于2倍焦距与1倍焦距之间时，成放大、倒立的实像； 4.物体位于1倍焦距时，不能成像； 5.物体位于1倍焦距以内时，成放大、正立的虚像。 【典例1】（2025秋•江阴市期中）如图，保持凸透镜位置不变，先后把蜡烛放在a、b、c、d各点，并分别调整光屏的位置寻找清晰的像，则：蜡烛放在a点处时，光屏上呈倒立、　 　 （放大/等大/缩小）的实像。蜡烛放在　 　 点处时，光屏上呈倒立、放大的实像。蜡烛放在b点处时，光屏上呈倒立、　 　 （放大/等大/缩小）的实像。 【答案】故答案为：缩小；c；等大。 【解析】解：蜡烛放在a处时，物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像。 蜡烛放在c处时，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，根据凸透镜成像规律可知，成倒立放大的实像。 蜡烛放在b处时，物距等于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，成倒立、等大的实像。 解｜题｜技｜巧 凸透镜成像规律 【即时检测1】（2025秋•万州区期中）在探究凸透镜成像规律的实验中，将点燃的蜡烛、凸透镜和光屏放置在光具座上，调整位置后在光屏上得到蜡烛清晰的像，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．光屏上的像是倒立放大的像 B．凸透镜的焦距可能为15cm C．将蜡烛和光屏位置互换后，光屏上不能得到清晰的像 D．实验过程中，蜡烛燃烧变短，光屏上的像将往上移动 【答案】D 【解析】解： A、由图可知，物距大于像距，此时成倒立、缩小的实像； B、由图知，物距u＝20cm，像距v＝15cm，由凸透镜成像的规律可得：解得10cm＞f＞7.5cm，故B错误； C、根据光路可逆，将蜡烛和光屏位置互换后，光屏上能得到清晰的像，故C错误； D、蜡烛燃烧变短，根据经过光心的光线的传播方向不变可知，光屏上所成的烛焰的像将向上移动，故D正确。 【即时检测2】（2025秋•河东区期中）如图所示，光具座上的烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度。凸透镜的焦距为10.0cm且位置保持不变。以下判断正确的是（　　） A．蜡烛位于A区域时，光屏上承接到的像与照相机成像特点相同 B．蜡烛位于B区域时，光屏上可承接到烛焰倒立放大的虚像 C．蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，光屏应从F区跨越至E区域 D．蜡烛位于C区域时，可在光屏上承接到烛焰正立放大的虚像 【答案】A 【解析】解：A、蜡烛位于A区域时，物距u＞2f，成倒立、缩小的实像，对应照相机成像特点，光屏需在f＜v＜2f（E区域）才能承接像，故A正确。B、蜡烛位于B区域时，物距f＜u＜2f，成倒立、放大的实像（虚像无法在光屏承接），故B错误。C、蜡烛从图中位置（2f＜u）远离透镜，物距增大，像距会减小，由f＜v＜2f可知，光屏始终在E区域，故C错误。D、蜡烛位于C区域时，物距u＜f，成正立、放大的虚像（虚像无法在光屏承接），故D错误。 【典例2】（2025秋•惠山区校级期中）在探究凸透镜成像规律的实验中，实验过程中不断移动蚀焰位置，观察到如图乙中①至⑤所示烛焰清晰的5个像，请按蜡烛到凸透镜距离由远到近对5个像进行排序，正确顺序为 　 　 ；如图甲所示，若此时在光屏上观察到清晰的像，保持蜡烛和光屏的位置不变，只移动透镜，　 　 （选填“能”或“不能”）在光屏上再次观察到清晰的像；如果仅换用焦距更小的凸透镜进行实验，不再调整其他器材，要使光屏上出现清晰的像，则应在凸透镜与蜡烛间的适当位置再放一块 　 　 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）。 【答案】①②④⑤③；能；凹透镜。 【解析】解：物距大于一倍焦距时，凸透镜成倒立的实像，且物距减小，像距增大，像变大；物距小于一倍焦距时凸透镜成正立放大的虚像，且物越远像越大，故正确顺序为①②④⑤③； 保持蜡烛和光屏的位置不动，向左移动透镜，当物距等于原来的像距，像距等于原来的物距时，根据在光的折射中，光路是可逆的可知，能在光屏上再次得到清晰的像； 仅仅换用焦距更小的凸透镜进行实验，凸透镜对光的会聚能力增强，会提前会聚成像，导致所成的像会成在光屏的前方，要使光屏上出现清晰的像，则应在凸透镜与蜡烛间的适当位置再放一块对光具有发散作用的凹透镜，使得成像延迟。 解｜题｜技｜巧 凸透镜成像规律总结 1.一倍焦距分虚实： u＞f时，成实像；u＜f时，成虚像。 2. 二倍焦距分大小：u＞2f时，成缩小的像；u＜2f时，成放大的像。 3. 物近像远像变大，物远像近像变小：成实像时，物体距离透镜越近，像距离透镜越远，像越大；物体距离透镜越远，像距离透镜越近，像越小。 【即时检测1】（2025秋•泰兴市期中）探究凸透镜成像的规律时，把蜡烛、凸透镜和光屏置于光具座上，蜡烛和光屏间的距离是60cm，当凸透镜在某一位置时，光屏上成清晰的像，只将凸透镜向蜡烛移动10cm后，光屏再次都呈现烛焰清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．第一次的像是缩小的像 B．第二次成的像可能是等大的 C．第二次成的像一定比第一次小 D．凸透镜的焦距可能是8cm 【答案】A 【解析】解：把蜡烛、凸透镜和光屏置于光具座上，蜡烛和光屏间的距离是60cm，当凸透镜在某一位置时，光屏上成清晰的像，只将凸透镜向蜡烛移动10cm后，光屏再次都呈现烛焰清晰的像，根据光路的可逆性可知，此时物距等于原来的像距，即2v+10cm＝60cm，解得：v＝25cm，物距u＝60cm﹣25cm＝35cm；因物距大于像距，因此第一次的像是倒立、缩小的实像，此时u＝35cm＞2f，即f＜17.5cm； 第2次成像时，物距等于原来的像距，即u'＝v＝25cm，像距等于原来的物距，即v'＝u＝35cm，因物距小于像距，因此第二次成的像是倒立、放大的实像，此时2f＞u''＝25cm＞f，即25cm＞f＞12.5cm； 综上所述，第一次的像是倒立、缩小的实像，第二次成的像是倒立、放大的实像，凸透镜的焦距为17.5cm＞f＞12.5cm，故A正确，BCD错误。 【即时检测2】（2024秋•乐陵市期末）在“探究凸透镜成像的规律”实验时，某小组测量出物距和像距的数据，并绘制成如图所示的图像，根据图像可知（　　） A．该凸透镜的焦距f＝20cm B．当物距u＝30cm时，成倒立、缩小的实像 C．当物距u＝8cm时，所成的像能用光屏承接 D．若把物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动过程中，所成的像会逐渐变小 【答案】B 【解析】解：A、由图可知，u＝v＝20cm，根据u＝v＝2f，成倒立等大的实像，所以该凸透镜的焦距为f＝10cm，故A错误； B、当物距u＝30cm时，此时u＞2f，根据u＞2f，成倒立缩小的实像，故B正确； C、当物距u＝8cm，此时物距小于焦距，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，故C错误； D、若把物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动过程中，物距减小，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，所成的像会逐渐变大，故D错误。 【典例3】（2025•镇江）小红在探究凸透镜成像规律时，调节蜡烛、凸透镜与光屏到如图所示的位置，可在光屏上得到清晰的像，则凸透镜焦距为　 　 cm。仅将蜡烛移到10cm刻度线处，为了在光屏上得到清晰的像，接下来她应将光屏适当向　 　 移动，生活中所用的　 成像时的物像大小关系与上述实验相同。 【答案】10；左；照相机。 【解析】解：由图可知，此时物距u＝50cm﹣30cm ＝ 20cm，像距v＝70cm﹣50cm＝20cm，因为在光屏上得到清晰的像，u＝v＝2f，可知凸透镜焦距f＝10cm。仅将蜡烛移到10cm刻度线处，此时物距u'＝50cm﹣10cm＝ 40cm，u'＞2f，根据凸透镜成像规律，此时像距v'应满足f＜v'＜2f，所以为了在光屏上得到清晰的像，接下来她应将光屏适当向左移动，此时成倒立、缩小的实像，生活中所用的照相机应用此原理制成。 解｜题｜技｜巧 凸透镜成像规律的应用 1.当u>2f时，成倒立、缩小的实像，像距f<v<2f ，应用是照相机； 2.当u=2f 时，成倒立、等大的实像，像距v=2f，应用是测焦距； 3.当f<u<2f时，成倒立、放大的实像，像距v>2f，应用是投影仪； 4.当u=f时，经过凸透镜的折射光线是一束平行光线，不能成像； 5.当u<f时，凸透镜成正立、放大的虚像，应用是放大镜。 【即时检测1】（2025秋•东台市期中）已知凸透镜的焦距为10cm，设物体到透镜的距离为u，则下列判断正确的是（　　） A．将该透镜作放大镜使用时，u＞10cm B．物体为一点光源时，利用该透镜可得到一束平行光，此时u＝10cm C．将该透镜作幻灯机的镜头使用时，u＜10cm D．将该透镜作照相机的镜头使用时，u＜20cm 【答案】B 【解析】解：已知凸透镜的焦距为10cm， A、将该透镜作放大镜使用时，u＜10cm，此选项不正确； B、平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于焦点，根据光路可逆，物体为一点光源时，将点光源放到焦点上，在透镜另一侧可以得到平行光束，即u＝10cm，此选项的说法是正确的； C、将该透镜作幻灯机的镜头使用时，10cm＜u＜20cm，此选项的说法是错误的； D、将该透镜作照相机的镜头使用时，u＞20cm，此选项的说法是错误的。 【即时检测2】（2025秋•五华区期中）小明想给同学们表演一个小老鼠“转身”的魔术，他将玻璃杯放在小老鼠图片前，如图甲所示，加入水后出现了图乙所示的情形。此时的玻璃杯相当于一个 　 　 （选填“凸”或“凹”）透镜；为了让小老鼠“转身”，应该还要将玻璃杯适当 　 　 （选填“靠近”或“远离”）图片中的小老鼠。 【答案】凸；远离。 【解析】解：加入水后的玻璃杯，中间厚，边缘薄，相当于一个凸透镜； 为了让小老鼠“转身”，实质是成倒立的实像，即物距应大于焦距，因此应该将玻璃杯适当远离图片中的小老鼠。 基础通关练（测试时间：10分钟） 1．（2025秋•任城区期中）下列光学设备中，应用的原理与如图所示的凸透镜成像规律相同的是（　　） A．照相机 B．投影仪 C．幻灯机 D．放大镜 【答案】A 【解析】解：如图，烛焰在凸透镜的二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像，应用于照相机。 2．（2025秋•秦淮区期中）如图所示，凸透镜位于P处（图中未画出）位置不变，移动蜡烛，光屏先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且甲处的像比乙处小，则（　　） A．P点位置在甲的左侧 B．蜡烛的移动方向向右 C．乙处可能成的是虚像 D．乙处像可能是缩小的 【答案】D 【解析】解：AB、光屏先后在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，因此凸透镜（P点位置）在甲的右侧，蜡烛在凸透镜的右侧，此时蜡烛在靠近凸透镜，因此蜡烛也向左移动，故AB错误； C、由于两次都能在光屏上成清晰的像，所以甲、乙两处都成实像，故C错误； D、由于题干未提供物距和凸透镜的焦距，因此乙处可能成放大的实像也可能成缩小的实像，故D正确。 3．（2026•上海模拟）物体通过凸透镜在光屏上成放大的像，像距为30厘米、像高为2厘米。移动该物体使物距变为40厘米，关于此时所成像高度的判断正确的是（　　） A．一定大于2厘米 B．可能小于2厘米 C．一定等于2厘米 D．一定小于2厘米 【答案】D 【解析】解：物体通过凸透镜在光屏上成放大的像，像距为30厘米、像高为2厘米，物体的高度要小于2cm，此时的v＝30cm＞2f，移动该物体使物距变为40厘米，40cm大于2f，则成倒立、缩小的实像，像的高度一定小于2cm。 4．（2025•新野县一模）小明用奶奶的老花镜镜片正对着太阳时，可在距镜片40cm处得到一个最亮、最小的小圆点。若小明想通过此镜片看清微雕作品上比较小的图案，则作品到镜片的距离应满足（　　） A．小于40cm B．大于40cm C．大于80cm D．大于40cm而小于80cm 【答案】A 【解析】解：老花镜是凸透镜。小明用奶奶的老花镜镜片对着太阳时，可在距镜片40cm处得到一个最亮、最小的小圆点，这个圆点就是焦点，这个老花镜的焦距为40cm。 若小明想通过此老花镜的镜片看微雕作品上较小的图案，只有物距小于40cm，这样才能成图案放大、正立的虚像。 5．（2025秋•梁溪区校级期中）物理课上，同学们用凸透镜观察周围的物体，透过凸透镜不能看到的像是（　　） A．正立放大的像 B．正立缩小的像 C．倒立放大的像 D．倒立缩小的像 【答案】B 【解析】解：AB．当u＜f，成正立放大的虚像，故A不正确，B正确； C．f＜u＜2f，成倒立放大的实像，应用于幻灯机，故C不正确； D．当u＞2f，成倒立缩小的实像，应用于照相机，故D不正确。 6．（2025秋•西城区校级月考）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，小星同学选择焦距为10cm的凸透镜、蜡烛、光屏和光具座进行实验。 （1）他先点燃蜡烛，将烛焰、透镜和光屏三者的中心调整到 　 　 ，这样做的目的是：使像总能呈现在光屏的 　 　 。 （2）如图所示，保持透镜位置不变，当蜡烛在35cm刻度线处时，移动光屏，在光屏上能得到清晰倒立、　 　 的像（选填“放大”、“缩小”或“等大”），　 　 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像特点制成的。 （3）若再将蜡烛移至25cm刻度线处，要使光屏上成清晰的像，光屏应该向 　 　 （选填“左”或“右”）移动。当把蜡烛放在距凸透镜45cm刻度线处时，再次移动光屏，蜡烛火焰 　 　 （选填“能”或“不能”）在光屏上成像。 【答案】（1）同一高度；中央；（2）放大；投影仪；（3）左；不能。 【解析】解：（1）为了使像成在光屏中央，应将烛焰、透镜和光屏三者的中心调整到同一高度； （2）如图所示，保持透镜位置不变，当蜡烛在35cm刻度线处，此时物距2f＞u＝50cm﹣35cm＝15cm＞f，成倒立、放大的实像，应用于投影仪； （3）若再将蜡烛移至25cm刻度线处，此时物距变大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，可知，光屏应该向左移动；当把蜡烛放在距凸透镜45cm刻度线处，此时物距u＝50cm﹣45cm＝5cm＜f，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，因此蜡烛火焰不能在光屏上成像。 重难突破练（测试时间：10分钟） 1.（2025秋•彬州市期中）如图所示为探究“凸透镜成像规律”的实验装置，凸透镜在光具座上50cm刻度线处固定不动。将蜡烛和光屏移至光具座上如图所示位置时，烛焰在光屏上成清晰的像。当再次移动蜡烛和光屏的位置，得到的部分实验数据如下表所示。则下列说法中正确的是（　　） 蜡烛位置 1 2 3 4 5 物距u/cm 40 25 24 12 10 像距v/cm 24 37.5 40 ①凸透镜的焦距为30cm ②当蜡烛由位置2移动到位置3时，在光屏上得到的像变大 ③当蜡烛在位置4时，在光屏上能成缩小的像 ④如图所示的位置，若在蜡烛与透镜间放置凹透镜，则向右移动光屏，在光屏上能再次成清晰的像 A．只有②④正确 B．只有①③正确 C．只有②③正确 D．只有③④都正确 【答案】A 【解析】解：①据图可知，此时物距与像距相等，且成实像，此时物距u＝v＝2f，据图可知，此时物距为u＝50.0cm﹣20.0cm＝30.0cm，可得该凸透镜的焦距为f15.0cm，①错误； ②根据凸透镜成实像规律“物近像远，像变大”可知，当蜡烛由位置2移动到位置3时，物距变小，在光屏上得到的像逐渐变大，②正确； ③当蜡烛在位置4时，此时物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，与放大镜成像原理相同，③错误； ④如图所示的位置，若在蜡烛与透镜间放置凹透镜，对光具有发散作用，成像会远离凸透镜，因此向右移动光屏，在光屏上能再次成清晰的像，④正确，综合上述分析可知，故A正确，BCD错误。 2．（2025秋•蜀山区校级期中）如图a所示，蜡烛在光屏上能成一清晰的像，如果沿直径对称地切除透镜很小的一部分，如图b所示，再把上半截透镜A和下半截透镜B向原主光轴位置合拢，则下列说法中正确的是（　　） A．在a图中，如果一只小飞虫恰好落在透镜上的P点，会在光屏上留下小飞虫的影子 B．在a图中，如果蜡烛向透镜不断靠近，则所成的像一直变大 C．在b图中，A、B合拢后，所成像情况与a图相同，只是亮度变低 D．在b图中，A、B合拢后，蜡烛将会成两个像 【答案】D 【解析】解：A、在a图中，如果一只小飞虫恰好落在透镜上的P点，此时小飞虫到凸透镜的距离小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，因此不会在光屏上留下小飞虫的影子，故A错误； B、在a图中，如果蜡烛向透镜不断靠近，当凸透镜成实像时，物近像远像变大；当凸透镜成虚像时，物近像近像变小，因此所成的像先变大后变小，故B错误； CD、如果沿直径对称切除透镜很小一部分。相当于把凸透镜分成了上下两个小凸透镜，这两个小凸透镜的焦点及焦距和光心与原来的大凸透镜是一样的，不移动时主光轴、焦点都是重合的，当把上面的小凸透镜下移后，该小凸透镜的主光轴也向下移，相当于物体向上移，当然成像要向下移，下面的小凸透镜与之相反，像向上移，蜡烛将会成两个像，故C错误，D正确。 3．（2025秋•江阴市期中）探究凸透镜成像规律的实验中，当两支点燃的蜡烛、凸透镜和光屏分别置于如图所示的位置时，光屏上C、D两处会得到清晰 　 　 （缩小/等大/放大）的烛焰的像，用一厚纸板挡住A处的烛焰，在光屏上 　 　 （C/D）处仍能得到一个清晰的像。 【答案】缩小；C 【解析】解：根据图示可知，此时的物距大于像距，成的是倒立、缩小的实像；根据过光心的光线不改变方向，可以判断A处烛焰的像在D点，用厚纸板挡住A处的烛焰，D处烛焰的像不见了，C处还能看到B处烛焰的像。 4．（2025秋•无锡期中）小明在“探究凸透镜成像规律”实验中，进行了如下操作。 （1）如图甲所示，为了测量凸透镜焦距，小明将平行光射向凸透镜，调节光屏得到一个 　最小最亮　 的光斑，并读出此凸透镜焦距为10.0cm。 （2）如图乙所示，将凸透镜固定在光具座50.0cm刻度线处，蜡烛放置在光具座35.0m刻度线处，点燃蜡烛，左右移动光屏，光屏上出现了如图乙的倒立、　 　 的实像；要使像成在光屏的中央，应调整烛焰、光屏中心大致在凸透镜的 　 　 上，此时应将凸透镜向 　 　 （选填“上”或“下”）调。 （3）将凸透镜、蜡烛、光屏移至光具座如图丙所示位置，人眼在图中 　 　 处的方向能观察到烛焰经凸透镜折射所成的像。 （4）如图丁所示，是航天员王亚平太空授课制作水球时的情景，假设她稍向后远离水球，则她在球中所成的像将 　 　 。 （5）下列是小明实验过程中对一些现象的描述，正确的是 　 　 。 A.若无论怎样移动凸透镜、蜡烛、光屏都找不到烛焰的像，是因为凸透镜焦距太小了 B.实验过程中蜡烛因燃烧逐渐变短，烛焰在光屏上的像会下移 C.实验时有个小飞虫飞停在凸透镜表面，光屏上所成的实像会被遮挡一部分 D.取一只焦距相同、镜面直径较小的凸透镜重做实验，所成像大小不变、但暗些 【答案】（1）最小最亮；（2）放大；主光轴；下；（3）B；（4）变小；（5）D。 【解析】解：（1）一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，调节光屏得到一个最小最亮的光斑，并读出此凸透镜焦距为10.0cm； （2）如图乙，将凸透镜固定在光具座50.0cm刻度线处，蜡烛放置在光具座35.0m刻度线处，此时物距2f＞u＝50.0cm﹣35.0m＝15.0cm＞f，成倒立、放大的实像； 为了使像成在光屏中央，应调整烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度；根据过光心的光线传播方向不变可知，此时应将凸透镜向下调整； （3）如图丙，将凸透镜、蜡烛、光屏移至光具座如图位置，此时物距u＝15.0cm﹣10.0cm＝5.0cm＜f，成正立、放大的虚像，像与物同侧，故人眼在图中B处能观察到烛焰的像； （4）如图丁是航天员王亚平太空授课制作水球时呈现的情景，假设她稍向后远离水球，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，她在球中所成的像将变小； （5）A、无论焦距多大，都会成像，光屏上找不到像，可能是凸透镜的焦距过大或三者中心不在同一高度，故A错误； B、因为凸透镜成像是倒立的，由通过光心的光线经凸透镜后不发生偏折可知，当蜡烛变短时，所成的像会向上，故B错误； C、实验时有个小飞虫停在凸透镜表面，是会挡住一部分光线，成像的形状、大小不会发生改变，但亮度会变暗，故C错误； D、取一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜，替代原来的凸透镜再次实验，因为成像的规律不变，所以像的形状、大小不变，但因为光线数量变少，所以成像会变暗，故D正确。 综合拓展练（测试时间：15分钟） 1．（2025秋•启东市期中）在用焦距为f的凸透镜探究凸透镜成像规律时，多次实验，记录凸透镜成实像时的物距u、像距v；算出物像间距L（即u+v）；绘出如图所示的图线（以f为长度单位）。结合图像，下列说法错误的是（　　） A．b点能成倒立等大的实像 B．a和d 两点数据可以说明光路是可逆的 C．c和d两点的成像特点是一样的 D．c点的成像特点与投影仪成像特点一样 【答案】D 【解析】解：A、根据图示可知，b点等于二倍焦距，成倒立、等大的实像，故A正确； B、a和d两点数据中的L相同，物距不同，像距不同，都能成像，可以说明光路是可逆的，故B正确； CD、c和d两点的物距都大于二倍焦距，成像特点是一样的，都成倒立缩小的实像，其应用是照相机，故C正确、D错误。 2．（2025秋•渝中区校级期中）小明同学在做“探究凸透镜成像规律”时，如图，所用的器材有：带刻度尺的光具座、焦距为10cm的凸透镜、光屏、蜡烛和火柴等。 （1）为使像成在光屏中央，实验前应将调节烛焰中心、凸透镜光心、光屏中心在　 　 ； （2）在某次实验中，将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上如图甲所示的位置，光屏上呈现清晰的像，此像是倒立、　 　 的实像，此时凸透镜的成像特点与生活中的　 　 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像特点相同； （3）在图甲中，保持凸透镜的位置不变，将烛焰向远离凸透镜的方向移动适当距离，则应将光屏向　 　 （选填“远离”或“靠近”）透镜方向移动，光屏上才能再次呈现清晰的像，与（2）相比，像的大小将变　 　 （选填“大”或“小”）； （4）在图甲中，小明借来同学的眼镜，将其放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原本清晰的像变模糊了，向左移动光屏，光屏上的像又变清晰了，说明该同学的眼镜是　 　 （选填“近视”或“远视”）眼镜； （5）如图乙所示，固定蜡烛和光屏，两者间距为L0。当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，若将凸透镜向右移到B处（图中未标出），光屏上再次成清晰的像，透镜先后两次移动的距离为s，则A处到蜡烛的距离u＝ 　 （用L0、s表示）； （6）在实验过程中有时烛焰会随风摆动，某次烛焰在2倍焦距处时沿平行主光轴向左摆动（箭头AB表示）。下列烛焰经过凸透镜的成像A′B′示意图正确的是　 　 。 【答案】（1）同一高度；（2）放大；投影仪；（3）靠近；小；（4）远视；（5）；（6）C。 【解析】解：（1）实验前应调节蜡烛烛焰中心、凸透镜的光心和光屏的中心在同一高度；（2）由图甲知，像距大于物距，且光屏上呈现清晰的像，由凸透镜成像规律可知，此时凸透镜成倒立放大的实像，投影仪就是根据这一原理制作成的； （3）保持凸透镜的位置不变，将烛焰向远离凸透镜的方向移动适当距离，此时物距变大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，可知，应将光屏向靠近透镜方向移动适当距离，与（3）相比，像的大小将变小； （4）小明借来同学的眼镜，将其放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原本清晰的像变模糊了，当向左移动光屏时，像距减小，而物距不变，说明物理老师的眼镜对光线具有会聚作用，说明同学戴的是远视眼镜； （5）如图乙所示，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，若将凸透镜向右移到B处（图中未标出），光屏上再次成清晰的像，根据在光的折射中，光路是可逆的可知，此时物距等于原来的像距，像距等于原来的物距，故透镜先后两次所在位置与蜡烛之间的距离u，L0﹣u，透镜先后两次移动的距离为s，s＝L0﹣u﹣u，A处到蜡烛的距离 u；（6）箭头大于二倍焦距，像距应该大于一倍焦距小于二倍焦距，B点等于2倍焦距，大小不变，像是倒立的，如图C所示。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $