实验专题06 探究凸透镜成像的规律（复习讲义）（全国通用）2026年中考物理一轮复习讲练测

实验专题06 探究凸透镜成像的规律 目 录 01·考情剖析·命题前瞻 1 02·时空导航·网络构建 2 03·考点通关·靶向突破 2 考点1 探究凸透镜成像的规律 2 教材·知识夯基 1．探究凸透镜成像的规律 2．凸透镜成像的规律 中考·考法聚焦 考法1 考查探究平面镜成像的特点 04·优题精选·练能提分 5 命题新趋势 · 1、考情定位明确化：考查已从单纯的记忆性知识转向对学生物理观念、科学思维、实验探究能力等核心素养的综合评价。 · 2、 情境创新多元化：近年出现结合古诗词（如“云生结海楼”）、结合电影热点（如《哪吒2》）、结合体育赛事（如亚冬会冰透镜点火） 等创新情境。 · 3、知识综合化：实验题不再单纯考查成像规律，而是与光路作图、焦距测量、像距物距动态关系、近视眼/远视眼矫正等知识深度融合。 · 4、实验操作精细化：对实验细节的考查日益深入——烛焰、凸透镜、光屏三心同高的调节方法、蜡烛变短时像的移动方向及调整措施、用手指遮挡透镜部分后像是否完整等，已成为必考考点。 命题预测 · 【模型一】实验器材选择与调节：模型本质：考查实验器材的选择、组装、调节等基础操作规范。 · 【模型二】焦距的测量：模型本质：利用平行光聚焦法或成像规律测量凸透镜的焦距。 · 【模型三】凸透镜成像规律的基本应用：模型本质：根据物距与焦距的关系，判断成像性质（大小、正倒、虚实）。 · 【模型四】动态变化规律：模型本质：分析物距变化时，像距和像的大小如何变化，以及光屏的调节方向。 · 【模型五】光路作图与特殊光线：模型本质：结合三条特殊光线（平行于主光轴的光线、过光心的光线、过焦点的光线）进行光路作图。 · 【模型六】遮挡与残缺问题：模型本质：当透镜被遮挡一部分时，成像情况的分析。 · 【模型七】眼睛与眼镜的结合：模型本质：将凸透镜成像规律与近视眼、远视眼的矫正原理结合考查。 考点1 探究平面镜成像的特点 【课标要求】探究凸透镜成像的规律。 1．探究凸透镜成像的规律 【实验思路】 为探究凸透镜成像的规律，我们可以把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐移近，把每次观察到的物距以及像的虚实、大小、正倒等情况都记录在表格中，比较实验数据，看看像的虚实、大小、正倒与物距有什么关系，寻找其中的规律。 【重点实验器材及作用】 ①光具座：能确保蜡烛、凸透镜和光屏在同一直线上,便于测量物距和像距。 ②光屏：承接蜡烛的像。 ③蜡烛：可用发光二极管代替，此时成像稳定并容易比较像、物的大小和方位关系 ④凸透镜：对光线有会聚作用,应放在蜡烛和光屏之间。 【实验过程】 用发光二极管作为发光物体，一块白色的硬纸板作为光屏，调节发光物体、透镜和光屏，使它们的中心高度相同，研究发光物体的成像情况。 把发光物体放在较远处，移动光屏，使光屏上呈现清晰的实像。观察实像的大小和正倒，测出物距和像距（像到凸透镜的距离）。 把发光物体向凸透镜移近几厘米，放好后重复以上操作。 继续向凸透镜移动发光物体并调整光屏的位置，重复以上操作，你总能在光屏上得到发光物体的像吗?当在光屏上看不到发光物体的像时，可以撤去光屏，从光屏一侧向凸透镜方向看去，观察发光物体的像。此时发光物体和它的像在什么位置? 把实验中得到的数据和观察的结果填入下表。每个小组可以自己选择适当的物距，并与各小组共享测量的数据。 【实验结论】 当物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像；当物距等于2倍焦距时，凸透镜成倒立、等大的实像；当物距小于2倍焦距、大于焦距时，凸透镜成倒立、放大的实像;当物距小于焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像。这就是凸透镜成像的规律。 【交流与反思】 （1）调整烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是让烛焰的像成在光屏的中央； （2）在做实验时, 某同学无论怎样移动光屏, 都无法在光屏上观察到烛焰的像。发生这一现象可能原因有哪些？ 可能原因有：①烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上；②烛焰的位置在透镜的一倍焦距以内；③烛焰的位置在透镜的焦点上；④当成放大的实像时，像距较大，光具座长度不够。 （3）用卡片把透镜遮住一部分，光屏上得到烛焰的像有什么变化？ 光屏上像的性质不变，还是完整的，但亮度会变暗些。 （4）成实像时，将烛焰和光屏调换位置时，在光屏上仍能成实像。原因是：光路可逆。 （5）发光二极管比蜡烛的优势：发光二极管亮度更亮，光源稳定，成像稳定。 （6）发光二极管的形状的要求：选择上下、左右都不对称的形状。 （7）用蜡烛进行实验时，随着蜡烛越烧越短，光屏上的像会往上移动，需要进行以下调整，使像重新回到光屏中央：向上移动光屏、向上移动蜡烛、向下移动凸透镜。 （8）成实像时，在凸透镜前加一片透镜后在光屏上重新成像：若加凸透镜，需将物体或光屏靠近凸透镜；若加凹透镜，需将物体或光屏远离凸透镜； （9）保持蜡烛和透镜的位置不动，换用焦距不同的透镜，分析光屏的移动方向：若换用焦距更小的凸透镜，光屏应靠近凸透镜；若换用焦距更大的凸透镜，光屏应远离凸透镜； （10）水透镜抽水、注水分析：抽水焦距变大，注水焦距变小。 2．凸透镜成像的规律 物距 光路分析图示 像距 成像特点 像与物相对透镜的位置 应用 u>2f f<v<2f 倒立、缩小的实像 异侧 照相机 u=2f v=2f 倒立、等大的实像 异侧 测焦距 f<u<2f v>2f 倒立、放大的实像 异侧 投影仪 幻灯机 u=f u<f v>u 正立、放大的虚像 同侧 放大镜 1．【考查探究凸透镜成像的规律】（2025·四川凉山·中考真题）物理兴趣小组的同学们用一个焦距未知的凸透镜来完成“探究凸透镜成像规律”的实验，装置如图所示。 (1)同学们用平行光作为光源，移动光屏直至在光屏上得到一个最小最亮的光斑，如图甲所示，则凸透镜焦距为______cm（要求估读）； (2)实验前，应将烛焰、凸透镜和光屏的中心调在______； (3)在图乙所示的位置，光屏上可以呈现清晰的像，该像是倒立______（选填“放大”或“缩小”）的实像； (4)凸透镜位置不变，将蜡烛从图乙所示位置向右移到30cm刻度线处，把光屏向______移动，才可在光屏上再次呈现清晰的像； (5)在图乙所示情景下，在凸透镜左边适当位置放置一个透镜镜片后，须将光屏向左移动才能再次出现倒立清晰的实像，则该镜片可用来矫正______（选填“近”或“远”）视眼。 【答案】(1)10.0 (2)同一高度 (3)缩小 (4)右 (5)远 【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，所以凸透镜的焦距是f=30.0cm-20.0cm=10.0cm （2）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大致在同一高度。 （3）由图乙可知，物距为50.0cm-20.0cm=30.0cm 物距大于2倍焦距，成倒立、缩小的实像。 （4）凸透镜成实像时，物近像远像变大，凸透镜位置不变，将蜡烛从图乙所示位置向右移到30cm刻度线处，物距减小，像距增大，需要把光屏向右移动，才可在光屏上再次呈现清晰的像。 （5）在凸透镜左边适当位置放置一个透镜镜片后，须将光屏向左移动才能再次出现倒立清晰的实像，说明该透镜对光有会聚作用，该透镜是凸透镜，可以矫正远视眼。 1．（2025·江苏南京·中考真题）在“探究凸透镜成像的规律”实验中。 (1)安装器材时，应使烛焰和光屏中心位于凸透镜的________ 上。 (2)图中光屏上恰好成清晰的像，该像的性质是倒立、_______ 的实像，透镜焦距可能为_____ （填字母）。 A．5cm      B．10cm         C．15cm         D．20cm (3)把蜡烛向左移动一小段距离，发现光屏上清晰的像变模糊了，为了使光屏上再次成清晰的像，可在蜡烛与凸透镜之间的适当位置放一个合适的_______ 眼镜。 【答案】(1)主光轴 (2) 放大 C (3)近视 【详解】（1）为了使像成在光屏中央，安装器材时，应使烛焰和光屏中心位于凸透镜的主光轴上。 （2）[1]图中光屏上恰好成清晰的像，由图可知，此时物距小于像距，则此时凸透镜成倒立、放大的实像。 [2]凸透镜成倒立、放大的实像时，物距满足2f＞u=20cm＞f 像距满足v=60cm＞2f 则20cm＞f＞10cm 因此透镜焦距可能为15cm，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 （3）把蜡烛向左移动一小段距离，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，可知，此时像成在光屏的前方，为了使光屏上再次成清晰的像，可在蜡烛与凸透镜之间的适当位置放一个合适的近视眼镜，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。 2．（2025·湖北武汉·中考真题）某小组利用焦距不同的凸透镜，模拟正常眼睛通过调节晶状体的形状看清远处和近处的物体。 (1)如图所示是同学们先用焦距为15cm的凸透镜模拟看清远处物体的情景。点燃蜡烛后，光屏上恰能成清晰的像，这个像是________、倒立的实像。 (2)为了接着模拟正常眼睛通过调节晶状体的形状看清近处的物体，同学们保持凸透镜和光屏的位置不变，选用焦距为________（填“10”“12”“16”或“20”）cm的凸透镜替换图中的凸透镜，移动蜡烛，直到光屏上再次成清晰的像。 (3)同学们由此联想到：通过远眺可以让睫状体放松，晶状体厚度________（填“变薄”“不变”或“变厚”），对光的偏折能力________，有助于缓解长时间用眼导致的疲劳和预防近视。 【答案】(1)缩小 (2)12 (3) 变薄 变弱 【详解】（1）由图可知，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 （2）要看清近处的物体，即物距减小，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大，可知，此时像成在光屏的后方；若保持凸透镜和光屏的位置不变，即像距不变，应选用对光线的会聚能力强的凸透镜；因同学们先用焦距为15cm的凸透镜模拟看清远处物体的情景，因此选用的凸透镜的焦距应小于15cm；若选用焦距为10cm凸透镜，此时像距等于二倍焦距，成倒立、等大的实像，与正常眼睛成像情况不符，故选用焦距为12cm的凸透镜替换图中的凸透镜，移动蜡烛，直到光屏上再次成清晰的像； （3）[1][2]睫状体放松，晶状体厚度变薄，即晶状体凸度变小，对光的偏折能力变弱，有助于缓解长时间用眼导致的疲劳和预防近视。 3．（2025·黑龙江哈尔滨·中考真题）物理科学实验小组进行凸透镜成像的实验。 (1)同学们选取了一个凸透镜进行实验，平行光正对凸透镜的折射情况如图甲所示，则该凸透镜焦距f3＝___________cm； (2)得出凸透镜成像规律后，继续探究凸透镜成像大小与焦距的关系，收集的数据如表所示： 实验次数 焦距f/cm 物距u/cm 像距v/cm 物高L/cm 像高h/cm 1 15.0 7.5 6.0 C 2 20.0 20.0 6.0 6.0 3 25.0 37.5 6.0 9.0 ①实验后发现忘记收集表中C处的数据，他们画出凸透镜成像原理图如图乙所示。观察原理图发现△AOB∽△A'OB′，可见物距u、像距v、物高L、像高h之间的比例关系为：___________（用字母表示），则表中C处数据应为___________cm； ②利用表格中的数据，能否得出当凸透镜成实像时，像的大小和焦距之间的关系呢？若能，请写出分析过程及结论；若不能，说明理由___________。 【答案】(1)15.0 (2) 3.0 见解析 【详解】（1）平行光经凸透镜折射后会聚在焦点，由图甲可知，刻度尺的分度值是1cm，凸透镜在光具座20.0cm处，焦点在35.0cm处，故焦距 （2）[1][2]由，根据相似三角形的性质，满足对应边成比例，可得 代入实验1的数据，u＝15.0cm，v＝7.5cm，L＝6.0cm，则 解得，即C处数据为3.0。 [3]不能得出结论。因为探究“凸透镜成实像时像的大小与焦距的关系”，需要控制物距u不变，改变焦距f，观察像的大小变化。但表格中三次实验的物距u不同，未控制变量，因此无法得出像的大小与焦距的关系。 4．（2025·四川自贡·中考真题）小华利用实验室的器材探究凸透镜成像的规律。 （1）实验时，调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度； （2）调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图甲，光屏上恰好得到清晰的像，则该凸透镜的焦距是______cm； （3）把蜡烛移至30cm刻度线处，向远离凸透镜的方向移动光屏，可以得到清晰的倒立的______（选填“缩小”“放大”或“等大”）的实像； （4）图乙为某次实验时火焰上的A点发出的一束光，请通过作图标出A点的像；______ （5）实验中，小华将自己的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原来清晰的像变得模糊。将光屏适当远离凸透镜后，光屏上再次出现清晰的像，由此可判断小华佩戴的是______（选填“近视”或“远视”）眼镜。 【答案】 15.0 放大 近视 【详解】（2）[1]根据凸透镜成像规律，时，成倒立、等大的实像。如图甲，光屏上恰好得到清晰的像，物距和像距均为30.0cm，则有 解得该凸透镜的焦距 （3）[2]把蜡烛移至30cm刻度线处，则物距大于一倍焦距且小于二倍焦距，向远离凸透镜的方向移动光屏，可以得到清晰的倒立的放大的实像。 （4）[3]过凸透镜光心的光线穿过凸透镜后传播方向不变，过A点作过凸透镜光心的光线与图中另一条光线的折射光线交于点即为A点的像，作图如下： （5）[4]实验中，小华将自己的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原来清晰的像变得模糊。将光屏适当远离凸透镜后，光屏上再次出现清晰的像，说明眼镜片对光线具有发散作用，所以是凹透镜，可矫正近视眼，由此可判断小华佩戴的是近视眼镜。 5．（2025·陕西宝鸡·模拟预测）小明发现城市的很多街口都安装了360°高清摄像头。摄像头的像距几乎不变，但镜头的功能类似于人眼睛的晶状体，焦距可以调节。他想知道镜头的焦距与物距之间的关系，就选择了如图所示的蜡烛、注射器、水凸透镜等器材进行了探究。 (1)小明在实验中保持光屏到水凸透镜的距离为15cm不变，为了完成实验，他通过注射器向水凸透镜注入或抽出水，应控制水凸透镜的焦距在__________cm到__________cm之间。 (2)小明通过注射器调节水凸透镜的焦距，并测量出不同焦距时在光屏上能成清晰的实像的物距，将三次实验数据分别记录在表格中。 实验序号 1 2 3 焦距f/cm 8.0 10.0 12.0 物距u/cm 17.1 30.0 60.0 小明根据实验数据得出：像距不变时，凸透镜的焦距越大，物距越__________。 (3)完成实验后，若将水凸透镜的焦距从12.0cm调为11.0cm，应用注射器__________（选填“注入”或“抽出”）水，此时的物距应__________（选填“大于”“等于”或“小于”）45.0cm。 (4)小华认为小明的实验次数太少，于是她又将水凸透镜的焦距调为14.0cm后进行实验，发现在光具座上无论怎么移动蜡烛，在光屏上都不能承接到清晰的像，这是因为______。若要进行多次实验，请你提出合理性的建议：________。 【答案】(1) 7.5 15 (2)大 (3) 注入 大于 (4) 物距太大，光具座不够长 换用更长的光具座 【详解】（1）[1][2]摄像头成像原理与凸透镜成像原理相同，成倒立、缩小的实像，此时物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之间。 已知实验中保持光屏到水凸透镜的距离（像距）为不变，即 可得 所以水凸透镜的焦距在到之间。 （2）分析1、2、3三组数据可知，当像距不变时，凸透镜焦距变大，物距要变大，可成清晰的像。 （3）[1]完成实验后，若将水凸透镜的焦距从12.0cm调为11.0cm，焦距变小，应用注射器注入水（水凸透镜越厚，焦距越小）。 [2]像距不变时，焦距变小，物距也会变小。原焦距 12.0cm 时物距为 60.0cm，焦距为10.0cm 时物距为30.0cm。分析表中数据，焦距减小时，物距变小的速度变慢，故若将水凸透镜的焦距从12.0cm调为11.0cm，物距应大于 45.0cm。 （4）[1][2]将水凸透镜的焦距调为14.0cm后进行实验，发现在光具座上无论怎么移动蜡烛，在光屏上都不能承接到清晰的像，这是因为像距不变时，凸透镜焦距变大，物距要变大，可能是光具座长度不够。若要进行多次实验，请你提出合理性的建议：换用更长的光具座。 6．（2025·宁夏银川·一模）小明用如图所示的装置来探究凸透镜成像规律。 (1)实验前应将凸透镜、光屏和烛焰的中心调节到同一直线或同一高度上，这样做的目的是为了___________； (2)小明用如图中所示的方法测量凸透镜的焦距，则实验中所用凸透镜的焦距为___________cm； (3)当装置处于如图乙所示的位置时，光屏上出现了一个清晰的像，这个像是倒立、___________（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像，人们根据这个成像特点制成了___________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）；若凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏调换位置，在光屏上___________（选填“能”或“不能”）看到清晰的像； (4)完成步骤（3）后，小明借来物理老师的眼镜，并将其放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上的像由清晰变模糊，向右移动光屏又发现清晰的像，说明老师的视力缺陷是___________（选填“近视”或“远视”）眼。 【答案】(1)使像成在光屏的中央位置 (2)10.0 (3) 缩小 照相机 能 (4)近视 【详解】（1）实验前应将凸透镜、光屏和烛焰的中心调节到同一直线或同一高度上，这样做的目的是为了使像成在光屏的中央位置，便于观察和记录成像情况。 （2）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于一点，这个点就是凸透镜的焦点，焦点到凸透镜光心的距离叫焦距，图甲中刻度尺的分度值为1.0cm，则凸透镜的焦距为 （3）[1][2][3]图中蜡烛到凸透镜的距离为，像距，此时的物距大于像距，成倒立、缩小的实像。人们根据这个成像特点制成了照相机。凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏调换位置，物距和像距对调，根据光路可逆，此时在光屏上能看到倒立、放大、清晰的实像。 （4）将老师的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间时向右移动光屏又发现清晰的像，像距变大，说明此眼镜对光线具有发散作用，因此该眼镜为凹透镜，用来矫正近视眼，说明老师的视力缺陷是近视眼。 7．（2025·辽宁盘锦·二模）如图所示，小李用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律，当向水透镜里注水时，水透镜的焦距将变小；当从水透镜里抽水时，水透镜的焦距将变大。 (1)如图甲所示，一束平行于主光轴的光射向水透镜，在光屏上得到一个最小______的光斑，则此时水透镜的焦距为______cm； (2)小李移动蜡烛，水透镜和光屏至图乙所示位置时，恰能在光屏上看到清晰的______（选填“放大”“等大”或“缩小”）的像；若水透镜上有一小块污渍，则在光屏上______（选填“能”或“不能”）看到完整的像； (3)如图丙所示，小李取了一幅眼镜给水透镜“戴上”，发现光屏上的像由清晰变模糊，当从水透镜中抽出适量的水后，发现烛焰的像再次变得清晰，由此判断该眼镜是______眼镜（选填“近视”或“远视”）； (4)如图乙所示，蜡烛随着燃烧而变短，小李发现像移动不在光屏中间，从而影响了实验的进行。为了使像回到光屏中央，她合理的调整方法是（　　）（填字母序号）。 A．只需将蜡烛适当上移 B．只需将凸透镜适当上移 C．只需将光屏适当下移 D．将光屏和凸透镜都适当下移 【答案】(1) 最亮 9.0 (2) 缩小 能 (3)远视 (4)AD 【详解】（1）[1]平行于主光轴的光经凸透镜折射后，会聚在焦点处，形成最小、最亮的光斑。 [2]焦距是焦点到光心的距离，图甲中光斑（焦点）到水透镜光心的距离为19.0cm-10.0cm=9.0cm （2）[1]图乙中物距大于像距，且物距大于2倍焦距，根据凸透镜成像规律，成倒立、缩小的实像。 [2]水透镜上的污渍只会遮挡部分光线，不影响剩余光线会聚成像，因此光屏上仍能看到完整的像，亮度会变暗。 （3）抽出适量的水，水透镜焦距变大，折光能力变弱，像再次清晰，说明该眼镜使水透镜折光能力变强，焦距变小，对应矫正远视眼的凸透镜，远视眼镜是凸透镜，对光有会聚作用。 （4）随着蜡烛燃烧而变短，根据过光心不改变方向，像会向上移动；为了使下面的实验更方便操作，更合理是操作是把蜡烛升高，或凸透镜和光屏同时调低，故BC不符合题意，AD符合题意。 故选AD。 8．（2025·山东济宁·三模）在探究凸透镜成像规律的实验中： (1)如图甲，通过探究记录绘制了像距v与物距u之间的关系图像，则该凸透镜的焦距是______cm。 (2)将烛焰、凸透镜和光屏的中心调至同一高度，实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图乙所示时，该实验现象可以说明______（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像特点。 (3)当光屏上呈现清晰的像时，保持蜡烛和凸透镜位置不变，取一个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，所成的像与原来的像相比，会______（选填“变亮”“变暗”或“不变”）。 (4)小明又利用该装置研究视力的矫正问题，如图丙所示，给凸透镜“戴”上近视眼镜，此时光屏上能成一清晰的像。若取下近视眼镜，为使光屏上的像再次清晰，在保持透镜位置不变的条件下， 下列操作可行的是______。 ①将光屏远离透镜    ②将光屏靠近透镜     ③将蜡烛远离透镜    ④将蜡烛靠近透镜 【答案】(1)10 (2)照相机 (3)变暗 (4)②④ 【详解】（1）根据像距v与物距u之间的关系图像可得物距等于20cm时，像距为20cm。根据凸透镜的成像规律可知，当物距等于像距等于2倍焦距时，成倒立、等大的实像。故凸透镜的焦距为 （2）图中刻度尺的分度值为1cm，物距为 像距为 此时物距大于像距，根据凸透镜的成像规律可知，光屏上成倒立、缩小的实像。该实验现象可以说明照相机的成像特点。 （3）当光屏上呈现清晰的像时，保持蜡烛和凸透镜位置不变，取一个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，由于取来的透镜与原实验中焦距相同所以此时仍能成清晰的像，只是透镜的直径变小，通过的光就少，所以像会变暗。 （4）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用。给凸透镜 “戴” 上近视眼镜时，凹透镜使原本会聚的光线发散一些，此时光屏上能成清晰的像；若取下近视眼镜，光线会比戴近视眼镜时更早会聚（因为没有了凹透镜的发散作用），像会成在光屏的前方（即更靠近凸透镜的一侧）。 在保持透镜位置不变的条件下，要使光屏上的像再次清晰： 若移动光屏，由于像在光屏前方，所以应将光屏靠近透镜（②可行，①不可行）。 若移动蜡烛，根据凸透镜成像规律，物距减小，像距增大，像也会变大。当将蜡烛靠近透镜（减小物距）时，像距会增大，能使像再次成在原来的光屏位置附近（④可行，③不可行）。 综上，可行的操作是②④。 9．（2025·山东泰安·三模）小明同学探究凸透镜成像的规律。 (1)如图甲所示，小明让凸透镜正对平行光，调整凸透镜到光屏的距离，光屏上会出现一个很小、很亮的光斑，则该凸透镜的焦距___________cm； (2)如图乙，固定凸透镜的位置，将蜡烛放在光具座如图所示的位置，此时应将光屏向___________选填“左”或“右”移动，直至出现最清晰的像，利用该成像规律制成的光学仪器是___________选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”； (3)实验中，小明将自己的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原来清晰的像变模糊。将光屏适当靠近凸透镜后，光屏上再次出现清晰的像，由此可判断小明佩戴的是___________选填“近视”或“远视”眼镜； (4)如图丙所示，当无人机在高空拍摄地面场景时，所成的像最靠近图丁中凸透镜主光轴上的___________选填“a”、“b”、“c”或“d”点。 【答案】(1) (2) 右 投影仪 (3)远视 (4)b 【详解】（1）如图甲所示，小明让凸透镜正对平行光，调整凸透镜到光屏的距离，光屏上会出现一个很小、很亮的光斑，此光斑位置即为凸透镜的焦点位置，刻度尺的分度值为1cm，则该凸透镜的焦距 （2）[1][2]如图乙所示，小明将凸透镜固定在50cm刻度线处，当蜡烛距凸透镜18cm时，，即像距应该大于20cm，光屏应该移动到70cm右边某个位置，故向右移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、放大的实像，利用该成像规律制成的光学仪器是投影仪。 （3）将眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，将光屏靠近凸透镜移动，在光屏上成清晰的像，说明该镜片对光有会聚作用，则为凸透镜。远视镜片为凸透镜，对光线有会聚作用；近视镜片为凹透镜，对光线有发散作用。 （4）当无人机在高空拍摄地面场景时，地面场景距离凸透镜的距离远大于二倍焦距，即物距远大于二倍焦距，像距应大于一倍焦距、小于二倍焦距。由图丁可知，只有b、c两点在一倍焦距和二倍焦距之间，由凸透镜成实像时物远像近像变小可知，物距越大，像距越小。高空拍摄时物距很大，所成的像靠近焦点，则像在图丁中的b点位置。 10．（2025·陕西渭南·模拟预测）小明用如图甲所示的装置探究凸透镜成像的规律。 (1)实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏的位置，使三者的中心在______。 (2)小明将多次实验观测到的现象和数据记录在表格中，分析实验数据及现象可得：当凸透镜成实像时，物距变小，像距变______，像变______。（均选填“大”或“小”） 实验序号 物距 像距 像的性质 1 倒立、缩小、实像 2 倒立、缩小、实像 3 倒立、等大、实像 4 倒立、放大、实像 5 倒立、放大、实像 6 光屏上不成像 (3)实验时，由于实验时间较长，蜡烛变短，为使像仍成在光屏的中央，应将凸透镜适当向______（选填“上”或“下”）调节；光屏上呈现烛焰清晰的像时，若用白纸遮住凸透镜的上半部后，则光屏上烛焰的像会______（选填“仍然完整”或“不完整”）。 (4)实验结束后，小明准备利用该凸透镜、手机、纸盒制作一个如图乙所示的简易投影仪，现有长度分别为10cm、15cm和30cm的三个纸盒，他应选择长度为______cm的纸盒做暗箱；观影时小明发现投在白墙上的画面偏暗，于是在暗箱上开槽，如图丙所示，插入爷爷远视眼镜的镜片后，画面的亮度增强，但模糊不清，为了得到清晰的像，他应将投影仪向______（选填“靠近”或“远离”）白墙的方向移动。 【答案】(1)同一高度 (2) 大 大 (3) 下 仍然完整 (4) 30 靠近 【详解】（1）为了使像成在光屏的中央，实验开始前，应将发光体、凸透镜和光屏中心调节在同一高度上。 （2）[1][2]由表格数据和凸透镜成像规律可知，成实像时，物距减小，像距就增大，成的像变大。 （3）[1]实验时，由于实验时间较长，蜡烛变短，根据过光心的光线传播方向不变可知，烛焰的像在光屏上的位置会向上方移动，为了使像回到光屏的正中央，可以将凸透镜向下调节。 [2]用白纸遮住凸透镜的上半部后，凸透镜的其它部分仍然能够会聚光线而成像，所成像的形状不变，即像仍然完整，透过凸透镜的光线减少，所以像比原来暗一些。 （4）[1]根据表格数据可得成等大的像时，，则凸透镜的焦距，投影仪的物距满足，即手机屏幕到凸透镜的距离应大于15cm，小于30cm，故只有30cm的纸盒长度能满足要求。 [2]远视眼镜的镜片是凸透镜，凸透镜对光具有会聚作用，所以插入凸透镜后，画面的亮度增强，同时会将光线提前会聚成像，因此为了得到清晰的像，他接下来应将投影仪向靠近白墙方向移动。 17 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $ 实验专题06 探究凸透镜成像的规律 目 录 01·考情剖析·命题前瞻 1 02·时空导航·网络构建 2 03·考点通关·靶向突破 2 考点1 探究凸透镜成像的规律 2 教材·知识夯基 1．探究凸透镜成像的规律 2．凸透镜成像的规律 中考·考法聚焦 考法1 考查探究平面镜成像的特点 04·优题精选·练能提分 5 命题新趋势 · 1、考情定位明确化：考查已从单纯的记忆性知识转向对学生物理观念、科学思维、实验探究能力等核心素养的综合评价。 · 2、 情境创新多元化：近年出现结合古诗词（如“云生结海楼”）、结合电影热点（如《哪吒2》）、结合体育赛事（如亚冬会冰透镜点火） 等创新情境。 · 3、知识综合化：实验题不再单纯考查成像规律，而是与光路作图、焦距测量、像距物距动态关系、近视眼/远视眼矫正等知识深度融合。 · 4、实验操作精细化：对实验细节的考查日益深入——烛焰、凸透镜、光屏三心同高的调节方法、蜡烛变短时像的移动方向及调整措施、用手指遮挡透镜部分后像是否完整等，已成为必考考点。 命题预测 · 【模型一】实验器材选择与调节：模型本质：考查实验器材的选择、组装、调节等基础操作规范。 · 【模型二】焦距的测量：模型本质：利用平行光聚焦法或成像规律测量凸透镜的焦距。 · 【模型三】凸透镜成像规律的基本应用：模型本质：根据物距与焦距的关系，判断成像性质（大小、正倒、虚实）。 · 【模型四】动态变化规律：模型本质：分析物距变化时，像距和像的大小如何变化，以及光屏的调节方向。 · 【模型五】光路作图与特殊光线：模型本质：结合三条特殊光线（平行于主光轴的光线、过光心的光线、过焦点的光线）进行光路作图。 · 【模型六】遮挡与残缺问题：模型本质：当透镜被遮挡一部分时，成像情况的分析。 · 【模型七】眼睛与眼镜的结合：模型本质：将凸透镜成像规律与近视眼、远视眼的矫正原理结合考查。 考点1 探究平面镜成像的特点 【课标要求】探究凸透镜成像的规律。 1．探究凸透镜成像的规律 【实验思路】 为探究凸透镜成像的规律，我们可以把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐移近，把每次观察到的物距以及像的虚实、大小、正倒等情况都记录在表格中，比较实验数据，看看像的虚实、大小、正倒与物距有什么关系，寻找其中的规律。 【重点实验器材及作用】 ①光具座：能确保蜡烛、凸透镜和光屏在同一直线上,便于测量物距和像距。 ②光屏：承接蜡烛的像。 ③蜡烛：可用发光二极管代替，此时成像稳定并容易比较像、物的大小和方位关系 ④凸透镜：对光线有会聚作用,应放在蜡烛和光屏之间。 【实验过程】 用发光二极管作为发光物体，一块白色的硬纸板作为光屏，调节发光物体、透镜和光屏，使它们的中心高度相同，研究发光物体的成像情况。 把发光物体放在较远处，移动光屏，使光屏上呈现清晰的实像。观察实像的大小和正倒，测出物距和像距（像到凸透镜的距离）。 把发光物体向凸透镜移近几厘米，放好后重复以上操作。 继续向凸透镜移动发光物体并调整光屏的位置，重复以上操作，你总能在光屏上得到发光物体的像吗?当在光屏上看不到发光物体的像时，可以撤去光屏，从光屏一侧向凸透镜方向看去，观察发光物体的像。此时发光物体和它的像在什么位置? 把实验中得到的数据和观察的结果填入下表。每个小组可以自己选择适当的物距，并与各小组共享测量的数据。 【实验结论】 当物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像；当物距等于2倍焦距时，凸透镜成倒立、等大的实像；当物距小于2倍焦距、大于焦距时，凸透镜成倒立、放大的实像;当物距小于焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像。这就是凸透镜成像的规律。 【交流与反思】 （1）调整烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是让烛焰的像成在光屏的中央； （2）在做实验时, 某同学无论怎样移动光屏, 都无法在光屏上观察到烛焰的像。发生这一现象可能原因有哪些？ 可能原因有：①烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上；②烛焰的位置在透镜的一倍焦距以内；③烛焰的位置在透镜的焦点上；④当成放大的实像时，像距较大，光具座长度不够。 （3）用卡片把透镜遮住一部分，光屏上得到烛焰的像有什么变化？ 光屏上像的性质不变，还是完整的，但亮度会变暗些。 （4）成实像时，将烛焰和光屏调换位置时，在光屏上仍能成实像。原因是：光路可逆。 （5）发光二极管比蜡烛的优势：发光二极管亮度更亮，光源稳定，成像稳定。 （6）发光二极管的形状的要求：选择上下、左右都不对称的形状。 （7）用蜡烛进行实验时，随着蜡烛越烧越短，光屏上的像会往上移动，需要进行以下调整，使像重新回到光屏中央：向上移动光屏、向上移动蜡烛、向下移动凸透镜。 （8）成实像时，在凸透镜前加一片透镜后在光屏上重新成像：若加凸透镜，需将物体或光屏靠近凸透镜；若加凹透镜，需将物体或光屏远离凸透镜； （9）保持蜡烛和透镜的位置不动，换用焦距不同的透镜，分析光屏的移动方向：若换用焦距更小的凸透镜，光屏应靠近凸透镜；若换用焦距更大的凸透镜，光屏应远离凸透镜； （10）水透镜抽水、注水分析：抽水焦距变大，注水焦距变小。 2．凸透镜成像的规律 物距 光路分析图示 像距 成像特点 像与物相对透镜的位置 应用 u>2f f<v<2f 倒立、缩小的实像 异侧 照相机 u=2f v=2f 倒立、等大的实像 异侧 测焦距 f<u<2f v>2f 倒立、放大的实像 异侧 投影仪 幻灯机 u=f u<f v>u 正立、放大的虚像 同侧 放大镜 1．【考查探究凸透镜成像的规律】（2025·四川凉山·中考真题）物理兴趣小组的同学们用一个焦距未知的凸透镜来完成“探究凸透镜成像规律”的实验，装置如图所示。 (1)同学们用平行光作为光源，移动光屏直至在光屏上得到一个最小最亮的光斑，如图甲所示，则凸透镜焦距为______cm（要求估读）； (2)实验前，应将烛焰、凸透镜和光屏的中心调在______； (3)在图乙所示的位置，光屏上可以呈现清晰的像，该像是倒立______（选填“放大”或“缩小”）的实像； (4)凸透镜位置不变，将蜡烛从图乙所示位置向右移到30cm刻度线处，把光屏向______移动，才可在光屏上再次呈现清晰的像； (5)在图乙所示情景下，在凸透镜左边适当位置放置一个透镜镜片后，须将光屏向左移动才能再次出现倒立清晰的实像，则该镜片可用来矫正______（选填“近”或“远”）视眼。 1．（2025·江苏南京·中考真题）在“探究凸透镜成像的规律”实验中。 (1)安装器材时，应使烛焰和光屏中心位于凸透镜的________ 上。 (2)图中光屏上恰好成清晰的像，该像的性质是倒立、_______ 的实像，透镜焦距可能为_____ （填字母）。 A．5cm      B．10cm         C．15cm         D．20cm (3)把蜡烛向左移动一小段距离，发现光屏上清晰的像变模糊了，为了使光屏上再次成清晰的像，可在蜡烛与凸透镜之间的适当位置放一个合适的_______ 眼镜。 2．（2025·湖北武汉·中考真题）某小组利用焦距不同的凸透镜，模拟正常眼睛通过调节晶状体的形状看清远处和近处的物体。 (1)如图所示是同学们先用焦距为15cm的凸透镜模拟看清远处物体的情景。点燃蜡烛后，光屏上恰能成清晰的像，这个像是________、倒立的实像。 (2)为了接着模拟正常眼睛通过调节晶状体的形状看清近处的物体，同学们保持凸透镜和光屏的位置不变，选用焦距为________（填“10”“12”“16”或“20”）cm的凸透镜替换图中的凸透镜，移动蜡烛，直到光屏上再次成清晰的像。 (3)同学们由此联想到：通过远眺可以让睫状体放松，晶状体厚度________（填“变薄”“不变”或“变厚”），对光的偏折能力________，有助于缓解长时间用眼导致的疲劳和预防近视。 3．（2025·黑龙江哈尔滨·中考真题）物理科学实验小组进行凸透镜成像的实验。 (1)同学们选取了一个凸透镜进行实验，平行光正对凸透镜的折射情况如图甲所示，则该凸透镜焦距f3＝___________cm； (2)得出凸透镜成像规律后，继续探究凸透镜成像大小与焦距的关系，收集的数据如表所示： 实验次数 焦距f/cm 物距u/cm 像距v/cm 物高L/cm 像高h/cm 1 15.0 7.5 6.0 C 2 20.0 20.0 6.0 6.0 3 25.0 37.5 6.0 9.0 ①实验后发现忘记收集表中C处的数据，他们画出凸透镜成像原理图如图乙所示。观察原理图发现△AOB∽△A'OB′，可见物距u、像距v、物高L、像高h之间的比例关系为：___________（用字母表示），则表中C处数据应为___________cm； ②利用表格中的数据，能否得出当凸透镜成实像时，像的大小和焦距之间的关系呢？若能，请写出分析过程及结论；若不能，说明理由___________。 4．（2025·四川自贡·中考真题）小华利用实验室的器材探究凸透镜成像的规律。 （1）实验时，调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度； （2）调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图甲，光屏上恰好得到清晰的像，则该凸透镜的焦距是______cm； （3）把蜡烛移至30cm刻度线处，向远离凸透镜的方向移动光屏，可以得到清晰的倒立的______（选填“缩小”“放大”或“等大”）的实像； （4）图乙为某次实验时火焰上的A点发出的一束光，请通过作图标出A点的像；______ （5）实验中，小华将自己的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原来清晰的像变得模糊。将光屏适当远离凸透镜后，光屏上再次出现清晰的像，由此可判断小华佩戴的是______（选填“近视”或“远视”）眼镜。 5．（2025·陕西宝鸡·模拟预测）小明发现城市的很多街口都安装了360°高清摄像头。摄像头的像距几乎不变，但镜头的功能类似于人眼睛的晶状体，焦距可以调节。他想知道镜头的焦距与物距之间的关系，就选择了如图所示的蜡烛、注射器、水凸透镜等器材进行了探究。 (1)小明在实验中保持光屏到水凸透镜的距离为15cm不变，为了完成实验，他通过注射器向水凸透镜注入或抽出水，应控制水凸透镜的焦距在__________cm到__________cm之间。 (2)小明通过注射器调节水凸透镜的焦距，并测量出不同焦距时在光屏上能成清晰的实像的物距，将三次实验数据分别记录在表格中。 实验序号 1 2 3 焦距f/cm 8.0 10.0 12.0 物距u/cm 17.1 30.0 60.0 小明根据实验数据得出：像距不变时，凸透镜的焦距越大，物距越__________。 (3)完成实验后，若将水凸透镜的焦距从12.0cm调为11.0cm，应用注射器__________（选填“注入”或“抽出”）水，此时的物距应__________（选填“大于”“等于”或“小于”）45.0cm。 (4)小华认为小明的实验次数太少，于是她又将水凸透镜的焦距调为14.0cm后进行实验，发现在光具座上无论怎么移动蜡烛，在光屏上都不能承接到清晰的像，这是因为______。若要进行多次实验，请你提出合理性的建议：________。 6．（2025·宁夏银川·一模）小明用如图所示的装置来探究凸透镜成像规律。 (1)实验前应将凸透镜、光屏和烛焰的中心调节到同一直线或同一高度上，这样做的目的是为了___________； (2)小明用如图中所示的方法测量凸透镜的焦距，则实验中所用凸透镜的焦距为___________cm； (3)当装置处于如图乙所示的位置时，光屏上出现了一个清晰的像，这个像是倒立、___________（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像，人们根据这个成像特点制成了___________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）；若凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏调换位置，在光屏上___________（选填“能”或“不能”）看到清晰的像； (4)完成步骤（3）后，小明借来物理老师的眼镜，并将其放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上的像由清晰变模糊，向右移动光屏又发现清晰的像，说明老师的视力缺陷是___________（选填“近视”或“远视”）眼。 7．（2025·辽宁盘锦·二模）如图所示，小李用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律，当向水透镜里注水时，水透镜的焦距将变小；当从水透镜里抽水时，水透镜的焦距将变大。 (1)如图甲所示，一束平行于主光轴的光射向水透镜，在光屏上得到一个最小______的光斑，则此时水透镜的焦距为______cm； (2)小李移动蜡烛，水透镜和光屏至图乙所示位置时，恰能在光屏上看到清晰的______（选填“放大”“等大”或“缩小”）的像；若水透镜上有一小块污渍，则在光屏上______（选填“能”或“不能”）看到完整的像； (3)如图丙所示，小李取了一幅眼镜给水透镜“戴上”，发现光屏上的像由清晰变模糊，当从水透镜中抽出适量的水后，发现烛焰的像再次变得清晰，由此判断该眼镜是______眼镜（选填“近视”或“远视”）； (4)如图乙所示，蜡烛随着燃烧而变短，小李发现像移动不在光屏中间，从而影响了实验的进行。为了使像回到光屏中央，她合理的调整方法是（　　）（填字母序号）。 A．只需将蜡烛适当上移 B．只需将凸透镜适当上移 C．只需将光屏适当下移 D．将光屏和凸透镜都适当下移 8．（2025·山东济宁·三模）在探究凸透镜成像规律的实验中： (1)如图甲，通过探究记录绘制了像距v与物距u之间的关系图像，则该凸透镜的焦距是______cm。 (2)将烛焰、凸透镜和光屏的中心调至同一高度，实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图乙所示时，该实验现象可以说明______（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像特点。 (3)当光屏上呈现清晰的像时，保持蜡烛和凸透镜位置不变，取一个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，所成的像与原来的像相比，会______（选填“变亮”“变暗”或“不变”）。 (4)小明又利用该装置研究视力的矫正问题，如图丙所示，给凸透镜“戴”上近视眼镜，此时光屏上能成一清晰的像。若取下近视眼镜，为使光屏上的像再次清晰，在保持透镜位置不变的条件下， 下列操作可行的是______。 ①将光屏远离透镜    ②将光屏靠近透镜     ③将蜡烛远离透镜    ④将蜡烛靠近透镜 9．（2025·山东泰安·三模）小明同学探究凸透镜成像的规律。 (1)如图甲所示，小明让凸透镜正对平行光，调整凸透镜到光屏的距离，光屏上会出现一个很小、很亮的光斑，则该凸透镜的焦距___________cm； (2)如图乙，固定凸透镜的位置，将蜡烛放在光具座如图所示的位置，此时应将光屏向___________选填“左”或“右”移动，直至出现最清晰的像，利用该成像规律制成的光学仪器是___________选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”； (3)实验中，小明将自己的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原来清晰的像变模糊。将光屏适当靠近凸透镜后，光屏上再次出现清晰的像，由此可判断小明佩戴的是___________选填“近视”或“远视”眼镜； (4)如图丙所示，当无人机在高空拍摄地面场景时，所成的像最靠近图丁中凸透镜主光轴上的___________选填“a”、“b”、“c”或“d”点。 10．（2025·陕西渭南·模拟预测）小明用如图甲所示的装置探究凸透镜成像的规律。 (1)实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏的位置，使三者的中心在______。 (2)小明将多次实验观测到的现象和数据记录在表格中，分析实验数据及现象可得：当凸透镜成实像时，物距变小，像距变______，像变______。（均选填“大”或“小”） 实验序号 物距 像距 像的性质 1 倒立、缩小、实像 2 倒立、缩小、实像 3 倒立、等大、实像 4 倒立、放大、实像 5 倒立、放大、实像 6 光屏上不成像 (3)实验时，由于实验时间较长，蜡烛变短，为使像仍成在光屏的中央，应将凸透镜适当向______（选填“上”或“下”）调节；光屏上呈现烛焰清晰的像时，若用白纸遮住凸透镜的上半部后，则光屏上烛焰的像会______（选填“仍然完整”或“不完整”）。 (4)实验结束后，小明准备利用该凸透镜、手机、纸盒制作一个如图乙所示的简易投影仪，现有长度分别为10cm、15cm和30cm的三个纸盒，他应选择长度为______cm的纸盒做暗箱；观影时小明发现投在白墙上的画面偏暗，于是在暗箱上开槽，如图丙所示，插入爷爷远视眼镜的镜片后，画面的亮度增强，但模糊不清，为了得到清晰的像，他应将投影仪向______（选填“靠近”或“远离”）白墙的方向移动。 17 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $