第20讲 凸透镜成像的规律（培优预习讲义）新八年级物理新教材人教版

第20讲 凸透镜成像的规律（培优讲义） 课标要点 1. 通过实验探究，理解凸透镜成像的规律，能准确表述不同物距下像的性质。 2. 能区分实像与虚像，掌握凸透镜成实像、虚像的分界条件。 3. 能运用凸透镜成像规律解释照相机、投影仪、放大镜等生活器具的工作原理。 4. 掌握凸透镜成像实验的操作规范，能分析实验中的常见现象与误差。 5. 能结合成像规律解决动态变化、故障分析等综合问题。 1. 规律记忆法：以一倍焦距、二倍焦距为分界点划分物距区间，结合成像口诀与光路作图，快速判断不同物距下的成像性质。 2. 虚实像辨析法：从成像成因、光屏承接效果、像的正倒与位置三个维度区分实像与虚像，牢记一倍焦距是虚实像的分界点。 3. 应用对应法：将照相机、投影仪、放大镜分别对应三类成像区间，结合实际操作场景理解器材的调节原理。 4. 实验排查法：遵循 “三心同高” 的操作规范，分类排查光屏无像、像偏移、透镜遮挡等实验常见问题与误差成因。 方法指导 考点01 探究凸透镜成像规律的实验 1．核心知识点 （1）实验原理：光的折射，凸透镜对光线的会聚作用。 （2）实验器材：光具座、凸透镜、蜡烛、光屏、火柴（或 LED 光源）。 （3）装置调整：将蜡烛、凸透镜、光屏依次固定在光具座上，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，目的是使像成在光屏的中央。 （4）实验步骤 ①测量凸透镜焦距：常用阳光聚焦法，平行光经凸透镜会聚成最小最亮的光斑，光斑到透镜光心的距离为焦距。 ②依次将蜡烛放在距离透镜不同位置，分别观察 u>2f、f<u<2f、u<f 时的成像特点，移动光屏直到出现最清晰的像，记录物距、像距与像的性质。 （5）常见实验现象分析 ①蜡烛燃烧变短，光屏上的像会向上偏移；调整方法：光屏向上移、蜡烛向上移或凸透镜向下移。 ②用不透明物体挡住透镜一部分，光屏上仍能成完整的像，只是像的亮度变暗，因为透过透镜的光线减少。 ③无论怎么移动光屏都找不到像的可能原因：烛焰在一倍焦距以内成虚像、三心不在同一高度、光具座长度小于 4 倍焦距。 【深化点拨】 1．实验中选用 LED 光源代替蜡烛的优势：成像更稳定，不会因燃烧变短偏移，更环保安全。 2．焦距测量的误差来源：光斑未调到最小最亮、测量时光具座读数有偏差。 【典型例题】 1. 在 “探究凸透镜成像规律” 的实验中，下列说法正确的是（　　） A．实验前应将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，并调整三者中心在同一高度 B．当蜡烛在一倍焦距以内时，移动光屏可以在光屏上得到正立、放大的像 C．遮挡住凸透镜的上半部分，光屏上将无法成完整的像 D．蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像会向下移动 【答案】A 【解答】解：A．实验前调整三者中心在同一高度，是为了使像成在光屏中央，该说法正确； B．一倍焦距以内成虚像，虚像无法用光屏承接，只能通过透镜观察，B 错误； C．遮挡透镜一部分，剩余部分仍能折射光线成完整的像，只是亮度变暗，C 错误； D．蜡烛变短，烛焰向下移动，根据过光心的光线传播方向不变，像会向上移动，D 错误。 故选 A。 2. 某同学用焦距为 10cm 的凸透镜探究成像规律，将蜡烛、透镜、光屏放在光具座上，光屏上呈现清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．此时成像特点与照相机相同 B．此时物距为 30cm，成倒立放大的实像 C．将蜡烛向左移动，光屏应向左移动才能再次得到清晰的像 D．将蜡烛移到 45cm 刻度处，向右移动光屏可得到放大的像 【答案】C 【解答】解：已知焦距 f=10cm，物距 u=25cm，u>2f，像距 v=15cm，f<v<2f，成倒立缩小的实像。 A．成像原理与照相机一致，但需结合物距判断，选项描述的前提不严谨； B．物距 25cm 时 u>2f，成倒立缩小的实像，B 错误； C．成实像时，物远像近像变小，蜡烛左移物距变大，像距变小，光屏应向左移动，C 正确； D．蜡烛移到 45cm 刻度处，u=5cm<f，成正立放大的虚像，虚像无法在光屏上呈现，D 错误。 故选 C。 【成像规律与光的折射的比较】 凸透镜成像 光的直线传播 区 别 原理 光的折射 光的直线传播 像的虚实 可成实像，也可成虚像 只能成实像（小孔成像） 像的特点 可放大、等大、缩小，可正立、倒立 只能成倒立的像，大小随物距、像距变化 承接方式 实像可用光屏承接，虚像不可 实像可用光屏承接 应用场景 照相机、投影仪、放大镜 小孔成像、影子、日食月食 考点02 凸透镜成像的静态规律 1．凸透镜成像的静态规律（f为焦距） 物距与焦距的关系 像距与焦距的关系 像的性质 典型应用 u>2f f<v<2f 倒立、缩小的实像 照相机 u=2f v=2f 倒立、等大的实像 测量焦距 f<u<2f v>2f 倒立、放大的实像 投影仪（幻灯机） u=f —— 不成像 获得平行光 u<f —— 正立、放大的虚像 放大镜 【深化点拨】 成像规律的理解 （1）两个分界点：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。 （2）动态变化规律：成实像时，物近像远像变大；成虚像时，物近像近像变小。 （3）实像与虚像的本质区别：实像是实际光线会聚而成，能呈现在光屏上；虚像是光线的反向延长线会聚而成，不能呈现在光屏上，只能通过眼睛观察。 【典型例题】 1. 某凸透镜焦距为 15cm，将物体放在距离透镜 25cm 处，所成的像是（　　） A．倒立、缩小的实像 B．倒立、放大的实像 C．正立、放大的虚像 D．正立、缩小的实像 【答案】B 【解答】解：已知 f=15cm，2f=30cm，物距 u=25cm，满足 f<u<2f，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像。 故选 B。 2. 用照相机拍摄景物时，景物到镜头的距离为 20cm，底片上成清晰缩小的像，则该镜头的焦距可能是（　　） A．5cm B．10cm C．15cm D．20cm 【答案】A 【解答】解：照相机成倒立、缩小的实像，满足 u>2f。已知 u=20cm，因此 20cm>2f，解得 f<10cm。选项中只有 5cm 符合条件。 故选 A。 考点03 凸透镜成像的动态变化规律 1．成实像时（u > f）：物体靠近凸透镜（物距减小），像远离凸透镜（像距增大），同时像逐渐变大；反之，物体远离透镜，像靠近透镜，像变小。可总结为：物近像远像变大，物远像近像变小。 2．成虚像时（u < f）：物体靠近凸透镜（物距减小），虚像逐渐变小；物体远离凸透镜（靠近焦点），虚像逐渐变大。 3．物与像的间距规律：当 u=2f 时，物体和像之间的距离最小，最小值为 4f。 【深化点拨】 实像的动态规律适用于照相机、投影仪的调节： ① 照相机拍近景（物距变小），镜头向前伸（增大像距），才能成清晰的像； ② 投影仪要让屏幕上的像变大，应增大投影仪到屏幕的距离（像距变大），同时减小镜头到投影片的距离（物距变小）。 【典型例题】 1. 用手机拍摄远处的景物后，再拍摄近处的花朵，若要使花朵成清晰的像，手机镜头应（　　） A．向前伸，像距变大 B．向前伸，像距变小 C．向后缩，像距变大 D．向后缩，像距变小 【答案】A 【解答】解：拍摄近处物体时，物距减小，根据成实像时 “物近像远像变大”，像距会变大，因此镜头需要向前伸，增大镜头到底片（感光元件）的距离，即像距变大。 故选 A。 2. 一凸透镜焦距为 10cm，将点燃的蜡烛从距离透镜 30cm 处向 15cm 处移动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．像始终变小 B．像始终变大 C．像先变大后变小 D．像先变小后变大 【答案】B 【解答】解：蜡烛从 30cm（u>2f）向 15cm（f<u<2f）移动，全程物距都大于焦距，成实像。根据成实像时 “物近像远像变大”，物距减小，像一直变大。 故选 B。 考点04 凸透镜成像的综合应用 1．放大镜：利用 u<f 成正立放大虚像的原理；物体离放大镜越远（不超过焦距），看到的虚像越大。 2．投影仪：利用 f<u<2f 成倒立放大实像的原理；投影片要倒着放，才能在屏幕上成正立的像。 3．照相机：利用 u>2f 成倒立缩小实像的原理；镜头相当于凸透镜，底片相当于光屏 【深化点拨】 所有实像都是倒立的，所有虚像都是正立的；此处的 “倒立”“正立” 均相对于物体本身而言。 凸透镜既可以成实像也可以成虚像，凹透镜只能成正立、缩小的虚像。 【典型例题】 1. 下列关于凸透镜应用的说法，正确的是（　　） A．放大镜成正立、放大的实像 B．投影仪成倒立、缩小的实像 C．照相机成倒立、缩小的实像 D．近视眼需要佩戴凸透镜矫正 【答案】C 【解答】解：A．放大镜成正立、放大的虚像，不是实像，A 错误； B．投影仪成倒立、放大的实像，不是缩小的，B 错误； C．照相机利用 u>2f 成倒立缩小实像的原理，C 正确； D．近视眼是晶状体折光能力过强，像成在视网膜前方，需要佩戴凹透镜矫正，D 错误。 故选 C。 实像与虚像的核心区别 1. 形成原因不同：实像是实际光线会聚形成，虚像是光线的反向延长线会聚形成。 2．承接方式不同：实像可以用光屏承接，也可以直接用眼观察；虚像只能用眼观察，不能用光屏承接。 3．成像正倒不同：凸透镜成的实像都是倒立的，虚像都是正立的。 凸透镜成像规律的记忆口诀 一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小； 物近像远像变大，物远像近像变小（实像）； 物近像近像变小，物远像远像变大（虚像）。 常见易错点辨析 1. 误认为 “虚像不能看见”：虚像可以被眼睛看到，因为折射光线进入人眼，人眼逆着光线看去，感觉光线从虚像位置发出。 2．误认为 “物体靠近透镜，像一定变大”：只有成实像时符合；成虚像时，物体靠近透镜，像会变小。 3．误认为 “挡住透镜一半，像只剩一半”：透镜每个部分都能折射光线成像，遮挡后像依然完整，只是亮度变暗。 角度01 焦距的判断与计算 1．某同学做 “探究凸透镜成像规律” 实验，当物距为 20cm 时，光屏上得到倒立、等大的实像，则该凸透镜的焦距为（　　） A．5cm B．10cm C．20cm D．40cm 【答案】B 【解答】解：当u=2f时，成倒立、等大的实像；已知u=20cm，因此2f=20cm，解得f=10cm。 故选 B。 2．在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛距凸透镜 25cm 时，在光屏上得到一个倒立、缩小的实像；当蜡烛距凸透镜 15cm 时，在光屏上得到一个倒立、放大的实像。则该凸透镜的焦距可能是（　　） A．8cm B．12cm C．16cm D．20cm 【答案】B 【解答】解：当u=25cm时成倒立、缩小的实像，说明25cm>2f，即f<12.5cm；当u=15cm时成倒立、放大的实像，说明f<15cm<2f，即7.5cm<f<15cm；综合可得7.5cm<f<12.5cm，只有 12cm 符合条件。 故选B。 角度02 凸透镜成像的动态分析 3．用手机拍摄景物时，景物在手机感光元件上成倒立、缩小的实像。若想让拍摄的景物更大一些，下列操作正确的是（　　） A．手机靠近景物，镜头向前伸 B．手机靠近景物，镜头向后缩 C．手机远离景物，镜头向前伸 D．手机远离景物，镜头向后缩 【答案】A 【解答】解：手机摄像头相当于凸透镜，成倒立、缩小的实像。要让像变大，根据 “物近像远像变大”，应减小物距（手机靠近景物），增大像距（镜头向前伸，增大镜头到感光元件的距离）。 故选 A。 角度03 凸透镜成像的生活应用 4．下列关于凸透镜应用的说法，正确的是（　　） A．照相机成正立、缩小的实像 B．投影仪成正立、放大的实像 C．放大镜成正立、放大的虚像 D．近视眼需要佩戴凸透镜矫正 【答案】C 【解析】解：A．照相机利用u>2f时成倒立、缩小的实像的原理工作，A 错误； B．投影仪利用f<u<2f时成倒立、放大的实像的原理工作，B 错误； C．放大镜利用u<f时成正立、放大的虚像的原理工作，C 正确； D．近视眼是晶状体太厚，折光能力太强，像成在视网膜前方，需要佩戴凹透镜矫正，D 错误。 故选 C。 角度04 实验异常与故障分析 5．在探究凸透镜成像规律的实验中，将点燃的蜡烛放在凸透镜前，移动光屏始终无法得到清晰的像，下列原因不可能的是（　　） A．烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度 B．蜡烛在一倍焦距以内 C．蜡烛在焦点上 D．光具座长度不够，像距太大 【答案】A 【解答】解：A．烛焰、凸透镜、光屏中心不在同一高度，像会成在光屏的边缘或外侧，仍能在光屏上呈现，只是不在中央，符合题意； B．蜡烛在一倍焦距以内，成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，不符合题意； C．蜡烛在焦点上，不成像，光屏上无法得到清晰的像，不符合题意； D．光具座长度不够，像距大于光具座剩余长度，光屏无法承接像，不符合题意。 故选 A。 【例1】（2024•济南）物理实践活动课上，小明将半透明纸蒙在较粗纸筒的P端，将凸透镜安装在较细纸筒的Q端（凸透镜未画出），两纸筒套在一起组成模拟照相机，如图所示。通过调节P、Q的间距，他看到了桌子上蜡烛的火焰在半透明纸上成的等大的像，再次调节P、Q的间距，他看到了窗外更远处大树在半透明纸上成的像。下列对大树的像描述正确的是（　　） A．倒立、缩小的实像 B．倒立、放大的实像 C．正立、放大的虚像 D．正立、缩小的虚像 【答案】A 【解答】解：因为时凸透镜成像，调节P、Q的间距，此时u＞2f，所以他看到了窗外更远处大树在半透明纸上成倒立、缩小的实像。 故选A。 【例2】（2025•泰安）用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律时，点燃的蜡烛、凸透镜（保持不动）、光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上成清晰的像（像未画出）。下列说法中（　　） ①图中成像规律与照相机成像原理相同 ②把蜡烛适当右移，光屏适当左移，会再次在光屏上成清晰的像 ③把蜡烛移至35.0cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上成倒立、放大的像 ④把蜡烛移至45.0cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上成正立、放大的像 A．只有①②正确 B．只有①③正确 C．只有②④正确 D．只有①③④正确 【答案】B 【解答】解：①由图可知，物距u＞2f，此时成倒立、缩小的实像，照相机就是利用这个原理成像的，故①正确。 ②根据凸透镜成像的规律“物近像远像变大”，把蜡烛适当右移，光屏适当右移，会再次在光屏上成清晰的像，故②错误。 ③把蜡烛移至35.0cm刻度线处，此时物距u＝50.0cm﹣35.0cm ＝15.0cm，f＝ 10cm，f＜u＜2f，移动光屏，可在光屏上成倒立放大的实像，故③正确。 ④把蜡烛移至45.0cm刻度线处，此时物距u＝50.0cm﹣45.0cm＝ 5.0cm＜f，成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，故④错误。 故选B。 【例3】（2025•广州）如图，蜡烛距凸透镜20cm时，烛焰在光屏上成清晰的倒立缩小像，则该凸透镜的焦距可能是（　　） A．5cm B．20cm C．30cm D．40cm 【答案】A 【解答】解：由于成倒立缩小的实像，所以u＝20cm＞2f，则f＜10cm，故A符合题意。 故选A。 【例4】（2025•攀枝花）某同学在做“探究凸透镜成像规律”实验时发现，烛焰在距离凸透镜16cm的光屏上成清晰放大的像。若将烛焰移动到距离凸透镜20cm处，则此时烛焰通过凸透镜将成（　　） A．放大的虚像 B．正立的实像 C．放大的实像 D．缩小的实像 【答案】D 【解答】解：烛焰在距离凸透镜16cm的光屏上成清晰放大的像，此时像距大于2倍焦距，则16cm＞2f，解得f＜8cm；将烛焰移动到距离凸透镜20cm处，大于2倍焦距，故可以成倒立、缩小的实像 只有D正确。 故选D。 【例5】（2025•德阳）小刘用焦距为10cm的凸透镜探究成像规律。当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，蜡烛在光屏上所成的像是（　　） A．倒立、等大的实像 B．倒立、放大的实像 C．倒立、缩小的实像 D．正立、放大的虚像 【答案】C 【解答】解；根据凸透镜成像规律，当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像。已知凸透镜焦距f＝10cm，由图可知蜡烛到凸透镜的距离（物距）u＝50cm﹣20cm＝30cm，即u＞2f，所以此时蜡烛在光屏上所成的像是倒立、缩小的实像，应用于照相机原理。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【例6】（2024•常州）《重庆市消防条例》规定：2023年7月1日起，禁止携带电动自行车或其电池进入电梯轿厢。一旦有人违规操作，会被电梯内的摄像头拍摄成像并智能识别，电梯将停止运行并发出声、光警报。如图所示，某次警报时，摄像头凸透镜成像的像距为10.1mm，则凸透镜的焦距可能为（　　） A．5mm B．10mm C．15mm D．20mm 【答案】B 【解答】解：摄像头凸透镜成像的原理和照相机一样，需要像距在1﹣2倍焦距之间，故可得： f＜10.1mm＜2f，解出5.05mm＜f＜10.1mm，故只有B选项符合题意。 故选B。 【例7】（2024•绵阳）在探究凸透镜成像的规律实验中，先用焦距为10cm的凸透镜进行实验，在光屏上得到清晰的放大实像；保持发光体和凸透镜的位置不变，仅换用焦距为20cm的凸透镜进行实验，则可能出现的实验现象是（　　） A．光屏靠近透镜，屏上得到清晰的缩小实像 B．光屏靠近透镜，屏上得到清晰的放大实像 C．光屏远离透镜，屏上得到清晰的缩小实像 D．光屏靠近或远离透镜，屏上均得不到实像 【答案】D 【解答】解：先用焦距为10cm的凸透镜进行实验，在光屏上得到清晰的放大实像，这说明此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间，即10cm＜u＜20cm；换用焦距为20cm的凸透镜进行实验，物距小于焦距，成虚像，虚像不能成在光屏上，故D正确。 故选D。 【例8】（2023•扬州）如图1，在装有水的杯子里，小红将一支铅笔分别紧贴杯壁内、外竖直放置，两次都观察到铅笔放大的像，俯视图如图2、图3所示。下列说法正确的是（　　） A．图2中铅笔向前移，像一直变小 B．图2中铅笔向前移，像先变小后变大 C．图3中铅笔向后移，像一直变大 D．图3中铅笔向后移，像先变小后变大 【答案】A 【解答】解：（1）由图示和题意可知，图2中铅笔与杯子左侧壁之间的水柱相当于凸透镜，能观察到铅笔放大的像，此时铅笔在“水凸透镜”的一倍焦距之内，则可知凸透镜成的是正立、放大的虚像； 图2中的铅笔向前移时，铅笔仍紧贴水柱，水柱变薄，对光的会聚能力减弱，则焦距变大，同时铅笔离“水凸透镜”的焦点越来越远，相当于物距变小，由凸透镜成虚像的规律可知，像距也变小，像一直变小； （2）根据图示和题意可知，装有水的杯子相当于凸透镜，图3中也能观察到铅笔放大的像，图3中的铅笔向后移动，物距变大，若铅笔在凸透镜的一倍焦距以内，由凸透镜成虚像的规律可知，像距也变大，像变大；当铅笔在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，物距变大时，像距变小，像变小；当铅笔在二倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像，物距变大时，像距变小，像变小；所以图3中铅笔向后移，像先变大后变小； 综上所述，A正确。 故选A。 【例9】（2025•苏州）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，先固定好点燃的蜡烛和光屏，再移动凸透镜。当凸透镜距离蜡烛为16cm和24cm时，光屏上先后两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 B．第二次的像比第一次大 C．蜡烛和光屏间的距离是40cm D．凸透镜的焦距是20cm 【答案】C 【解答】解：当移动透镜分别距光屏16cm和24cm均可在光屏上得到清晰像，根据凸透镜成实像的特点可以得到： 当凸透镜距离蜡烛为16cm时，应该为f＜16cm＜2f......①，即物距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、放大实像， 当凸透镜距离蜡烛为24cm时，应该为24cm＞2f.......②，即物距大于二倍焦距，成倒立、缩小实像，根据①②可得8cm＜f＜12cm，根据成像分析，可知： A．第一次的像是放大的，故A错误； B．第二次的像比第一次小，故B错误； C．凸透镜距离蜡烛为16cm和24cm所成的实像，是两个互逆的光路，所以u1＝v2，v1＝u2，蜡烛和光屏间的距离是16cm+24cm＝40cm，故C正确； D．凸透镜的焦距范围是8cm＜f＜12cm，故D错误。 故选C。 【例10】（2025•成都）机器人跳秧歌舞、跑马拉松、做家务……人形机器人用“眼睛”感知获取信息，如图。人形机器人“眼睛”的光学成像与人眼相似，是通过镜头使物体在图像传感器成像面上（相当于人眼的视网膜）成清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．物体在成像面上成放大的虚像 B．机器人“眼睛”的镜头对光有发散作用 C．机器人“眼睛”光学成像原理与照相机成像原理相同 D．机器人“眼睛”只能“看见”自身正在发光的物体 【答案】C 【解答】解：ABC．机器人的镜头是一个凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用，是利用物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像的规律工作的，与照相机的应用原理相同，故AB错误，C正确； D．机器人“眼睛”既可以看到本身发光的物体，也可以看到不发光物体反射的光，故D错误。 故选C。 【例11】（2025•巴中）如图所示是某同学透过装满水的水瓶看见《物理》课本上的“物”字，下列选项中与其成像规律相同的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解答】解：由图可知，透过水杯看到了正立、放大的“物”字的虚像，由凸透镜成像规律可知，当物距在一倍焦距以内时，得到正立、放大的虚像，选项D中，烛焰位于焦点与凸透镜之间，成像规律相同。 故选D。 【例12】（2025•乐山）每年5﹣6月，金口河大瓦山“转转花”竞相绽放，游客们纷纷用手机拍下这美丽的景象。关于此景象，下列说法正确的是（　　） A．游客能看到美丽的“转转花”，说明“转转花”是光源 B．“转转花”的影子，是由于光的直线传播形成的 C．用于拍摄“转转花”的手机镜头相当于凹透镜 D．在拍摄时，“转转花”需位于手机镜头的一倍焦距以内 【答案】B 【解答】解：A．美丽的“转转花”自身不能发光，所以不是光源，故A错误； B．“转转花”的影子是光在直线传播过程中遇到，不透明的花，在花后面光照不到的区域形成影子，故B正确； CD．手机的摄像头相当于凸透镜，在拍摄照片时，景物应在手机镜头的二倍焦距以外，故CD错误。 故选B。 （多选）【例13】（2025•宜宾）在探究凸透镜成像规律时，点燃蜡烛后，调节蜡烛、透镜、光屏的位置，直到光屏上出现清晰的像。第一次调节好后如图所示，下列说法正确的是（　　） A．照相机的成像规律与图中所示的成像规律一致 B．假设蜡烛与光屏位置互换，光屏仍能接收到清晰的像 C．假设透镜的上半部分被遮挡，则在光屏上的像将不完整 D．透镜位置不变，向左移动蜡烛，要接收到清晰的像，光屏应向左移动 【答案】ABD 【解答】解：A．图中物距大于像距，成倒立缩小的实验，应用是照相机，故照相机的成像规律与图中所示的成像规律一致，故A正确； B．假设蜡烛与光屏位置互换，由光路的可逆性，光屏仍能接收到清晰的像，故B正确； C．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；当遮住凸透镜的上半部分，还有另外的部分光线，经凸透镜折射会聚成像，则在光屏上的像完整，故C错误； D．透镜位置不变，向左移动蜡烛，物距变大，像距变小，要接收到清晰的像，光屏应向在移动，故D正确。 故选ABD。 （多选）【例14】（2025•潍坊）某兴趣小组的同学用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律，其中“F”形光源的高度为4.0cm。调节光源、凸透镜和光屏，使它们的中心高度相同。将光源放在凸透镜左侧适当位置，调整右侧光屏到凸透镜的距离，使光屏上呈现清晰的像，进行多次实验，分别测出物距u和像的高度h，实验数据如表。下列说法正确的是（　　） 实验次数 l 2 3 4 5 6 物距u/cm 20.0 22.0 24.0 26.0 28.0 30.0 像高h/cm 6.0 4.8 4.0 3.4 3.0 2.7 A．该凸透镜的焦距为12.0cm B．第1次实验的成像特点与投影仪相同 C．第3次实验光屏上呈现“”形状的像 D．第4次实验的像距大于第6次实验的像距 【答案】ABD 【解答】解：AC．根据表中数据可知，在第3次实验中，凸透镜成倒立等大的实像，即物距等于二倍焦距，则凸透镜的焦距：fu24.0cm＝12.0cm，故A正确； C中光屏上的像不是倒立的，故C错误； B．根据表中数据可知，第1次实验中，凸透镜成倒立放大的实像，与投影仪的成像特点相同，故B正确； D．凸透镜成实像时，像越大，像距越大。根据表中数据可知第4次实验所成像大于第6次实验所成的像，则第4次实验的像距大于第6次实验中的像距，故D正确。 故选ABD。 【例15】（2025•无锡）探究凸透镜成像的规律，凸透镜焦距为10cm。首先应将烛焰、凸透镜、光屏的中心调整到　 　 ，当烛焰、凸透镜、光屏在如图所示的位置时，光屏上恰好成一个清晰的像；这是一个倒立、　 　 的实像，在放大镜、照相机和投影仪中，成像情况与此类似的是　 　 。 【答案】同一高度；缩小；照相机。 【解答】解：在探究凸透镜成像规律的实验中，为了使像成在光屏的中央，实验前应将凸透镜、光屏的中心调整到与烛焰的中心在同一高度的位置处。已知凸透镜焦距f＝10cm，由图可知，物距u＞2f（烛焰到凸透镜的距离大于20cm），根据凸透镜成像规律，此时光屏上成的是一个倒立、缩小的实像。在放大镜、照相机和投影仪中，成像情况与此类似的是照相机，因为照相机是利用物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小实像的原理工作的。 故答案为：同一高度；缩小；照相机。 【例16】（2025•长春）在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，所用凸透镜的焦距为10cm。 （1）如图甲所示，将光屏向 　 　 适当调节，直到烛焰清晰的像呈现在光屏的中央，该像是倒立、缩小的 　 　 像，生活中的 　 机　 就是利用此成像规律制成的。 （2）在（1）的基础上，保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置对调，在光屏上能否呈现烛焰清晰的像？　 　 。 （3）请在图乙中画出平行于主光轴的光线a经凸透镜折射后的光线。 【答案】（1）上；实；照相机；（2）能；（3）。 【解答】解：（1）为了使像呈在光屏的中心，点燃蜡烛后，像成在光屏上方，将光屏向上适当调节；调整后，蜡烛置于如图甲所示的位置，u＞2f，2f＞v＞f，凸透镜成倒立缩小的实像，生活中照相机就是利用该成像原理工作的； （2）在（1）的基础上，保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置对调，根据光路可逆知，在光屏上能呈现烛焰清晰的像； （3）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，如图所示： 。 故答案为：（1）上；实；照相机；（2）能；（3）。 1．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示时，光屏上恰好成清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．凸透镜的焦距为10cm B．光屏上成的是等大、正立的像 C．若将凸透镜遮住一半，成像将会不完整 D．若将蜡烛移至35cm刻度处，将光屏适当左移可在光屏上再次得到清晰的像 【答案】A 【解答】解：AB．由图可知，u＝v＝20.0cm，根据u＝v＝2f，成倒立、等大的实像，即2f＝20.0cm，因此该凸透镜的焦距f＝10.0cm，光屏上成的是倒立、等大的实像，故A正确，B错误； C．若将凸透镜遮住一半，剩余部分仍能会聚光线成完整的像，但由于会聚的光线比原来减少，所以像比原来变暗，故C错误； D．若将蜡烛移至35cm刻度处，此时物距减小，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大，可知，将光屏适当右移可在光屏上再次得到清晰的像，故D错误。 故选A。 2．在探究“凸透镜成像的规律”实验中，光具座上蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，此时在光屏上恰好成一个清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．仅将凸透镜位置移到光具座上65cm刻度处，光屏上也能得到一个清晰的像 B．用手遮挡凸透镜的一部分，光屏上接收到的像将不完整 C．若在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜，则光屏应靠近凸透镜才能得到清晰的像 D．若将蜡烛远离凸透镜，则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像，且像逐渐变大 【答案】A 【解答】解：A．蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，此时在光屏上恰好成一个清晰的像；仅将凸透镜位置移到光具座上65cm刻度处，此时物距等于原来的像距，像距等于原来的物距，根据光路的可逆性可知，光屏上也能得到一个清晰的像，故A正确； B．如果用手遮挡凸透镜的一部分，剩余部分仍能会聚光线成完整的像，但由于会聚的光线比原来减少，所以像比原来变暗，故B错误； C．近视镜为凹透镜，对光线起发散作用，使成像点后移，需增大像距（光屏远离透镜）才能成像，故C错误； D．将蜡烛远离凸透镜，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，可知，光屏需靠近凸透镜才能得到清晰的像，且像变小，故D错误。 故选A。 3．图甲中编号为1、2、3的三个凸透镜的焦距关系为f1＞f2＞f3。小明选用图甲中的2号透镜进行实验，他调节光具座上各元件至图乙中所示位置，光屏上呈现清晰的像（图中未画出），此时可用来反映正常人眼的成像情况，下列说法正确的是（　　） A．此时光屏上成倒立放大的实像 B．2号透镜的焦距可能是10cm C．要模拟近视眼的成像情况，仅需用图甲中的1号透镜替代2号透镜 D．当仅将蜡烛远离透镜时，若仍要在光屏上呈现清晰的像，可在透镜前放置一个合适的凹透镜 【答案】D 【解答】解：A．由图乙可知，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，故A错误； B．小明选用图甲中的2号透镜进行实验，由图乙可知，此时u＞v，且成实像，说明u＝50cm＞2f，2f＞v＝20cm＞f，即20cm＞f＞10cm，故B错误； C．近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强，凸度较大，使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方，因此仅需用图甲中的3号透镜替代2号透镜，故C错误； D．当仅将蜡烛远离透镜时，物距变大，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，若仍要在光屏上呈现清晰的像，可在透镜前放置一个合适的凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用，会将光线推迟会聚成像，故D正确。 故选D。 4．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，选用的凸透镜焦距为10cm。如图所示，凸透镜固定在光具座的50cm刻线处，通过移动蜡烛和调节光屏的位置来进行探究实验。下列说法中正确的是（　　） A．将蜡烛移到10cm刻线处，移动光屏可以呈现清晰的倒立放大实像 B．将蜡烛移到35cm刻线处，成像特点与照相机成像特点相同 C．将蜡烛移到45cm刻线处，移动光屏可以呈现清晰的正立放大虚像 D．将蜡烛从10cm刻线处移向35cm刻线处的过程中，清晰的像会一直变大 【答案】D 【解答】解：已知凸透镜焦距为10cm，凸透镜固定在光具座的50cm刻线处； A．将蜡烛移到10cm刻线处，此时的物距是：50cm﹣10cm＝40cm，凸透镜焦距为10cm，则物距大于二倍焦距，成的是倒立、缩小的实像，故A错误； B．将蜡烛移到35cm刻线处，此时的物距是：50cm﹣35cm＝15cm，物体在二倍焦距与一倍焦距之间，成的是倒立、放大的实像，与投影仪成像特点相同，故B错误； C．将蜡烛移到45cm刻线处，此时的物距是：50cm﹣45cm＝5cm，则物距小于焦距，成的是正立、放大的虚像，虚像不能成在光屏上，故C错误； D．将蜡烛从10cm刻线处移向35cm刻线处的过程中，物距减小，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大，可知，清晰的像会一直变大，故D正确。 故选D。 5．某物体放在凸透镜前20cm处时，在光屏上得到了物体倒立缩小的清晰实像，则该凸透镜的焦距可能是（　　） A．20cm B．15cm C．8cm D．10cm 【答案】C 【解答】解：某物体放在凸透镜前20cm处时，在光屏上得到了物体倒立、缩小的清晰实像，即20cm＞2f，所以f＜10cm。 故选C。 6．将物体放在焦距为f的凸透镜主光轴上，分别离凸透镜20cm、14cm、6cm时，各能得到缩小的实像、放大的实像和放大的虚像，则该凸透镜的焦距f为（　　） A．10cm＞f＞6cm B．10cm＞f＞7cm C．14cm＞f＞10cm D．20cm＞f＞14cm 【答案】B 【解答】解： （1）当物体离凸透镜20cm时，成缩小的实像，因此物体位于凸透镜的2倍焦距之外，即20cm＞2f，解得f＜10cm﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①； （2）当物体离凸透镜14cm时，成放大的实像，因此物体位于凸透镜的1倍焦距和2倍焦距之间，即f＜14cm＜2f，解得7cm＜f＜14cm﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②； （3）当物体离凸透镜6cm时，成放大的虚像，因此物体位于凸透镜的1倍焦距之内，即6cm＜f﹣﹣﹣﹣﹣﹣③； 综合①②③可得7cm＜f＜10cm。 故选B。 7．把凸透镜正对着太阳光，可在距凸透镜15cm处得到一个最小最亮的光斑。若将某一物体放在距此透镜35cm处，可得到一个（　　） A．倒立、放大的实像 B．倒立、缩小的实像 C．正立、放大的实像 D．正立、放大的虚像 【答案】B 【解答】解：把凸透镜正对着太阳光时，太阳的平行光线平行于主光轴，经凸透镜折射后会聚在主光轴上最小最亮的一点，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15cm。 物体放在距此透镜35cm处，u＞2f，成倒立、缩小的实像。 故选B。 8．让一束平行于主光轴的光经过透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑（如图所示），小明用此透镜做“探究透镜成像规律”的实验。下列说法正确的是（　　） A．当物体距透镜5cm时，成倒立、放大的虚像 B．当物体距透镜15cm时，成倒立、放大的实像 C．当物体距透镜20cm时，成倒立、缩小的实像 D．当物体靠近透镜时，要得到清晰的像，应使光屏靠近透镜 【答案】B 【解答】解：由图可知，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，读数时估读到分度值的下一位，所以凸透镜的焦距是：f＝40.0cm﹣30.0cm＝10.0cm； A．当物体距透镜5cm，此时u＜f，成正立、放大的虚像，故A错误； B．当物体距透镜15cm，此时2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，故B正确； C．当物体距透镜20cm处时，此时u＝v＝2f，成倒立、等大的实像，故C错误； D．当物体靠近透镜时，要得到清晰的像，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大，可知，应使光屏远离透镜，故D错误。 故选B。 9．小滨在社交媒体上看到一张创意照片：一个人站在远处，通过巧妙的角度，在照片中呈现出手“捏”着近处一个巨大热气球的视觉效果。摄影师说这是利用了“强迫透视法”。利用这种技巧拍摄这张照片时（　　） A．手比热气球更远离 B．手应放在距镜头一倍焦距和二倍焦距之间 C．手和热气球通过镜头成的像都是实像 D．通过镜头手成放大的像而热气球成缩小的像 【答案】C 【解答】解：A．拍摄该照片时，手的像大于气球的像，手比热气球更靠近镜头，故A错误； BCD．由照相机成像的条件可知，手和热气球都在镜头的二倍焦距以外，通过照相机镜头成的是倒立、缩小的实像，故BD错误、C正确。 故选C。 10． 2025年11月25日，在蔚蓝地球的映衬下，我国发射的神舟二十二号飞船成功对接空间站的天和核心舱。如图所示是对接过程中核心舱上摄像机拍摄的照片。下列说法正确的是要（　　） A．核心舱摄像机的镜头相当于凹透镜 B．光通过摄像机的镜头时都沿直线传播 C．核心舱上的摄像机拍摄地球时，所成的像是放大的像 D．神舟二十二号靠近核心舱时，它在核心舱摄像机上成的实像逐渐变大 【答案】D 【解答】解：A．核心舱摄像机的镜头是凸透镜，故A错误； B．摄像头相当于一个凸透镜，对光有会聚作用，光经过摄像头成像利用的是光的折射；故B错误； C．地球与核心舱的距离很远，远远的大于凸透镜的二倍焦距，所以所成的像一定是倒立、缩小的实像，故C错误； D．神舟二十二号靠近核心舱时，物距减小，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大，可知，它在核心舱摄像机上成的像逐渐变大，故D正确。 故选D。 （多选）11．用焦距为15cm的凸透镜探究凸透镜成像规律。实验中将同一蜡烛先后放在光具座的a、b、c、d四个位置，如图7所示。则下列说法正确的是（　　） A．实验时，调整烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心位于同一高度 B．蜡烛从b移到c的过程中，光屏上的像变小 C．蜡烛在c处时，成像特点与投影仪成像特点相同 D．蜡烛从b移到a的过程中，要想使光屏上得到清晰的像，要把光屏往左移动 【答案】ACD 【解答】解：A．为了使像成在光屏中央，应调整烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心位于同一高度，故A正确； B．蜡烛从b移到c的过程中，物距减小，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大，可知，光屏上的像变大，故B错误； C．蜡烛在c处，此时2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于投影仪，故C正确； D．蜡烛从b移到a的过程中，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，可知，要想使光屏上得到清晰的像，要把光屏往左移动，故D正确。 故选ACD。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第20讲 凸透镜成像的规律（培优讲义） 课标要点 1. 通过实验探究，理解凸透镜成像的规律，能准确表述不同物距下像的性质。 2. 能区分实像与虚像，掌握凸透镜成实像、虚像的分界条件。 3. 能运用凸透镜成像规律解释照相机、投影仪、放大镜等生活器具的工作原理。 4. 掌握凸透镜成像实验的操作规范，能分析实验中的常见现象与误差。 5. 能结合成像规律解决动态变化、故障分析等综合问题。 1. 规律记忆法：以一倍焦距、二倍焦距为分界点划分物距区间，结合成像口诀与光路作图，快速判断不同物距下的成像性质。 2. 虚实像辨析法：从成像成因、光屏承接效果、像的正倒与位置三个维度区分实像与虚像，牢记一倍焦距是虚实像的分界点。 3. 应用对应法：将照相机、投影仪、放大镜分别对应三类成像区间，结合实际操作场景理解器材的调节原理。 4. 实验排查法：遵循 “三心同高” 的操作规范，分类排查光屏无像、像偏移、透镜遮挡等实验常见问题与误差成因。 方法指导 考点01 探究凸透镜成像规律的实验 1．核心知识点 （1）实验原理：光的折射，凸透镜对光线的会聚作用。 （2）实验器材：光具座、凸透镜、蜡烛、光屏、火柴（或 LED 光源）。 （3）装置调整：将蜡烛、凸透镜、光屏依次固定在光具座上，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，目的是使像成在光屏的中央。 （4）实验步骤 ①测量凸透镜焦距：常用阳光聚焦法，平行光经凸透镜会聚成最小最亮的光斑，光斑到透镜光心的距离为焦距。 ②依次将蜡烛放在距离透镜不同位置，分别观察 u>2f、f<u<2f、u<f 时的成像特点，移动光屏直到出现最清晰的像，记录物距、像距与像的性质。 （5）常见实验现象分析 ①蜡烛燃烧变短，光屏上的像会向上偏移；调整方法：光屏向上移、蜡烛向上移或凸透镜向下移。 ②用不透明物体挡住透镜一部分，光屏上仍能成完整的像，只是像的亮度变暗，因为透过透镜的光线减少。 ③无论怎么移动光屏都找不到像的可能原因：烛焰在一倍焦距以内成虚像、三心不在同一高度、光具座长度小于 4 倍焦距。 【深化点拨】 1．实验中选用 LED 光源代替蜡烛的优势：成像更稳定，不会因燃烧变短偏移，更环保安全。 2．焦距测量的误差来源：光斑未调到最小最亮、测量时光具座读数有偏差。 【典型例题】 1. 在 “探究凸透镜成像规律” 的实验中，下列说法正确的是（　　） A．实验前应将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，并调整三者中心在同一高度 B．当蜡烛在一倍焦距以内时，移动光屏可以在光屏上得到正立、放大的像 C．遮挡住凸透镜的上半部分，光屏上将无法成完整的像 D．蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像会向下移动 2. 某同学用焦距为 10cm 的凸透镜探究成像规律，将蜡烛、透镜、光屏放在光具座上，光屏上呈现清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．此时成像特点与照相机相同 B．此时物距为 30cm，成倒立放大的实像 C．将蜡烛向左移动，光屏应向左移动才能再次得到清晰的像 D．将蜡烛移到 45cm 刻度处，向右移动光屏可得到放大的像 【成像规律与光的折射的比较】 凸透镜成像 光的直线传播 区 别 原理 光的折射 光的直线传播 像的虚实 可成实像，也可成虚像 只能成实像（小孔成像） 像的特点 可放大、等大、缩小，可正立、倒立 只能成倒立的像，大小随物距、像距变化 承接方式 实像可用光屏承接，虚像不可 实像可用光屏承接 应用场景 照相机、投影仪、放大镜 小孔成像、影子、日食月食 考点02 凸透镜成像的静态规律 1．凸透镜成像的静态规律（f为焦距） 物距与焦距的关系 像距与焦距的关系 像的性质 典型应用 u>2f f<v<2f 倒立、缩小的实像 照相机 u=2f v=2f 倒立、等大的实像 测量焦距 f<u<2f v>2f 倒立、放大的实像 投影仪（幻灯机） u=f —— 不成像 获得平行光 u<f —— 正立、放大的虚像 放大镜 【深化点拨】 成像规律的理解 （1）两个分界点：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。 （2）动态变化规律：成实像时，物近像远像变大；成虚像时，物近像近像变小。 （3）实像与虚像的本质区别：实像是实际光线会聚而成，能呈现在光屏上；虚像是光线的反向延长线会聚而成，不能呈现在光屏上，只能通过眼睛观察。 【典型例题】 1. 某凸透镜焦距为 15cm，将物体放在距离透镜 25cm 处，所成的像是（　　） A．倒立、缩小的实像 B．倒立、放大的实像 C．正立、放大的虚像 D．正立、缩小的实像 2. 用照相机拍摄景物时，景物到镜头的距离为 20cm，底片上成清晰缩小的像，则该镜头的焦距可能是（　　） A．5cm B．10cm C．15cm D．20cm 考点03 凸透镜成像的动态变化规律 1．成实像时（u > f）：物体靠近凸透镜（物距减小），像远离凸透镜（像距增大），同时像逐渐变大；反之，物体远离透镜，像靠近透镜，像变小。可总结为：物近像远像变大，物远像近像变小。 2．成虚像时（u < f）：物体靠近凸透镜（物距减小），虚像逐渐变小；物体远离凸透镜（靠近焦点），虚像逐渐变大。 3．物与像的间距规律：当 u=2f 时，物体和像之间的距离最小，最小值为 4f。 【深化点拨】 实像的动态规律适用于照相机、投影仪的调节： ① 照相机拍近景（物距变小），镜头向前伸（增大像距），才能成清晰的像； ② 投影仪要让屏幕上的像变大，应增大投影仪到屏幕的距离（像距变大），同时减小镜头到投影片的距离（物距变小）。 【典型例题】 1. 用手机拍摄远处的景物后，再拍摄近处的花朵，若要使花朵成清晰的像，手机镜头应（　　） A．向前伸，像距变大 B．向前伸，像距变小 C．向后缩，像距变大 D．向后缩，像距变小 2. 一凸透镜焦距为 10cm，将点燃的蜡烛从距离透镜 30cm 处向 15cm 处移动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．像始终变小 B．像始终变大 C．像先变大后变小 D．像先变小后变大 考点04 凸透镜成像的综合应用 1．放大镜：利用 u<f 成正立放大虚像的原理；物体离放大镜越远（不超过焦距），看到的虚像越大。 2．投影仪：利用 f<u<2f 成倒立放大实像的原理；投影片要倒着放，才能在屏幕上成正立的像。 3．照相机：利用 u>2f 成倒立缩小实像的原理；镜头相当于凸透镜，底片相当于光屏 【深化点拨】 所有实像都是倒立的，所有虚像都是正立的；此处的 “倒立”“正立” 均相对于物体本身而言。 凸透镜既可以成实像也可以成虚像，凹透镜只能成正立、缩小的虚像。 【典型例题】 1. 下列关于凸透镜应用的说法，正确的是（　　） A．放大镜成正立、放大的实像 B．投影仪成倒立、缩小的实像 C．照相机成倒立、缩小的实像 D．近视眼需要佩戴凸透镜矫正 实像与虚像的核心区别 1. 形成原因不同：实像是实际光线会聚形成，虚像是光线的反向延长线会聚形成。 2．承接方式不同：实像可以用光屏承接，也可以直接用眼观察；虚像只能用眼观察，不能用光屏承接。 3．成像正倒不同：凸透镜成的实像都是倒立的，虚像都是正立的。 凸透镜成像规律的记忆口诀 一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小； 物近像远像变大，物远像近像变小（实像）； 物近像近像变小，物远像远像变大（虚像）。 常见易错点辨析 1. 误认为 “虚像不能看见”：虚像可以被眼睛看到，因为折射光线进入人眼，人眼逆着光线看去，感觉光线从虚像位置发出。 2．误认为 “物体靠近透镜，像一定变大”：只有成实像时符合；成虚像时，物体靠近透镜，像会变小。 3．误认为 “挡住透镜一半，像只剩一半”：透镜每个部分都能折射光线成像，遮挡后像依然完整，只是亮度变暗。 角度01 焦距的判断与计算 1．某同学做 “探究凸透镜成像规律” 实验，当物距为 20cm 时，光屏上得到倒立、等大的实像，则该凸透镜的焦距为（　　） A．5cm B．10cm C．20cm D．40cm 2．在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛距凸透镜 25cm 时，在光屏上得到一个倒立、缩小的实像；当蜡烛距凸透镜 15cm 时，在光屏上得到一个倒立、放大的实像。则该凸透镜的焦距可能是（　　） A．8cm B．12cm C．16cm D．20cm 角度02 凸透镜成像的动态分析 3．用手机拍摄景物时，景物在手机感光元件上成倒立、缩小的实像。若想让拍摄的景物更大一些，下列操作正确的是（　　） A．手机靠近景物，镜头向前伸 B．手机靠近景物，镜头向后缩 C．手机远离景物，镜头向前伸 D．手机远离景物，镜头向后缩 角度03 凸透镜成像的生活应用 4．下列关于凸透镜应用的说法，正确的是（　　） A．照相机成正立、缩小的实像 B．投影仪成正立、放大的实像 C．放大镜成正立、放大的虚像 D．近视眼需要佩戴凸透镜矫正 角度04 实验异常与故障分析 5．在探究凸透镜成像规律的实验中，将点燃的蜡烛放在凸透镜前，移动光屏始终无法得到清晰的像，下列原因不可能的是（　　） A．烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度 B．蜡烛在一倍焦距以内 C．蜡烛在焦点上 D．光具座长度不够，像距太大 【例1】（2024•济南）物理实践活动课上，小明将半透明纸蒙在较粗纸筒的P端，将凸透镜安装在较细纸筒的Q端（凸透镜未画出），两纸筒套在一起组成模拟照相机，如图所示。通过调节P、Q的间距，他看到了桌子上蜡烛的火焰在半透明纸上成的等大的像，再次调节P、Q的间距，他看到了窗外更远处大树在半透明纸上成的像。下列对大树的像描述正确的是（　　） A．倒立、缩小的实像 B．倒立、放大的实像 C．正立、放大的虚像 D．正立、缩小的虚像 【例2】（2025•泰安）用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律时，点燃的蜡烛、凸透镜（保持不动）、光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上成清晰的像（像未画出）。下列说法中（　　） ①图中成像规律与照相机成像原理相同 ②把蜡烛适当右移，光屏适当左移，会再次在光屏上成清晰的像 ③把蜡烛移至35.0cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上成倒立、放大的像 ④把蜡烛移至45.0cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上成正立、放大的像 A．只有①②正确 B．只有①③正确 C．只有②④正确 D．只有①③④正确 【例3】（2025•广州）如图，蜡烛距凸透镜20cm时，烛焰在光屏上成清晰的倒立缩小像，则该凸透镜的焦距可能是（　　） A．5cm B．20cm C．30cm D．40cm 【例4】（2025•攀枝花）某同学在做“探究凸透镜成像规律”实验时发现，烛焰在距离凸透镜16cm的光屏上成清晰放大的像。若将烛焰移动到距离凸透镜20cm处，则此时烛焰通过凸透镜将成（　　） A．放大的虚像 B．正立的实像 C．放大的实像 D．缩小的实像 【例5】（2025•德阳）小刘用焦距为10cm的凸透镜探究成像规律。当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，蜡烛在光屏上所成的像是（　　） A．倒立、等大的实像 B．倒立、放大的实像 C．倒立、缩小的实像 D．正立、放大的虚像 【例6】（2024•常州）《重庆市消防条例》规定：2023年7月1日起，禁止携带电动自行车或其电池进入电梯轿厢。一旦有人违规操作，会被电梯内的摄像头拍摄成像并智能识别，电梯将停止运行并发出声、光警报。如图所示，某次警报时，摄像头凸透镜成像的像距为10.1mm，则凸透镜的焦距可能为（　　） A．5mm B．10mm C．15mm D．20mm 【例7】（2024•绵阳）在探究凸透镜成像的规律实验中，先用焦距为10cm的凸透镜进行实验，在光屏上得到清晰的放大实像；保持发光体和凸透镜的位置不变，仅换用焦距为20cm的凸透镜进行实验，则可能出现的实验现象是（　　） A．光屏靠近透镜，屏上得到清晰的缩小实像 B．光屏靠近透镜，屏上得到清晰的放大实像 C．光屏远离透镜，屏上得到清晰的缩小实像 D．光屏靠近或远离透镜，屏上均得不到实像 【例8】（2023•扬州）如图1，在装有水的杯子里，小红将一支铅笔分别紧贴杯壁内、外竖直放置，两次都观察到铅笔放大的像，俯视图如图2、图3所示。下列说法正确的是（　　） A．图2中铅笔向前移，像一直变小 B．图2中铅笔向前移，像先变小后变大 C．图3中铅笔向后移，像一直变大 D．图3中铅笔向后移，像先变小后变大 【例9】（2025•苏州）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，先固定好点燃的蜡烛和光屏，再移动凸透镜。当凸透镜距离蜡烛为16cm和24cm时，光屏上先后两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 B．第二次的像比第一次大 C．蜡烛和光屏间的距离是40cm D．凸透镜的焦距是20cm 【例10】（2025•成都）机器人跳秧歌舞、跑马拉松、做家务……人形机器人用“眼睛”感知获取信息，如图。人形机器人“眼睛”的光学成像与人眼相似，是通过镜头使物体在图像传感器成像面上（相当于人眼的视网膜）成清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．物体在成像面上成放大的虚像 B．机器人“眼睛”的镜头对光有发散作用 C．机器人“眼睛”光学成像原理与照相机成像原理相同 D．机器人“眼睛”只能“看见”自身正在发光的物体 【例11】（2025•巴中）如图所示是某同学透过装满水的水瓶看见《物理》课本上的“物”字，下列选项中与其成像规律相同的是（　　） A． B． C． D． 【例12】（2025•乐山）每年5﹣6月，金口河大瓦山“转转花”竞相绽放，游客们纷纷用手机拍下这美丽的景象。关于此景象，下列说法正确的是（　　） A．游客能看到美丽的“转转花”，说明“转转花”是光源 B．“转转花”的影子，是由于光的直线传播形成的 C．用于拍摄“转转花”的手机镜头相当于凹透镜 D．在拍摄时，“转转花”需位于手机镜头的一倍焦距以内 （多选）【例13】（2025•宜宾）在探究凸透镜成像规律时，点燃蜡烛后，调节蜡烛、透镜、光屏的位置，直到光屏上出现清晰的像。第一次调节好后如图所示，下列说法正确的是（　　） A．照相机的成像规律与图中所示的成像规律一致 B．假设蜡烛与光屏位置互换，光屏仍能接收到清晰的像 C．假设透镜的上半部分被遮挡，则在光屏上的像将不完整 D．透镜位置不变，向左移动蜡烛，要接收到清晰的像，光屏应向左移动 （多选）【例14】（2025•潍坊）某兴趣小组的同学用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律，其中“F”形光源的高度为4.0cm。调节光源、凸透镜和光屏，使它们的中心高度相同。将光源放在凸透镜左侧适当位置，调整右侧光屏到凸透镜的距离，使光屏上呈现清晰的像，进行多次实验，分别测出物距u和像的高度h，实验数据如表。下列说法正确的是（　　） 实验次数 l 2 3 4 5 6 物距u/cm 20.0 22.0 24.0 26.0 28.0 30.0 像高h/cm 6.0 4.8 4.0 3.4 3.0 2.7 A．该凸透镜的焦距为12.0cm B．第1次实验的成像特点与投影仪相同 C．第3次实验光屏上呈现“”形状的像 D．第4次实验的像距大于第6次实验的像距 【例15】（2025•无锡）探究凸透镜成像的规律，凸透镜焦距为10cm。首先应将烛焰、凸透镜、光屏的中心调整到　 　 ，当烛焰、凸透镜、光屏在如图所示的位置时，光屏上恰好成一个清晰的像；这是一个倒立、　 　 的实像，在放大镜、照相机和投影仪中，成像情况与此类似的是　 　 。 【例16】（2025•长春）在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，所用凸透镜的焦距为10cm。 （1）如图甲所示，将光屏向 　 　 适当调节，直到烛焰清晰的像呈现在光屏的中央，该像是倒立、缩小的 　 　 像，生活中的 　 机　 就是利用此成像规律制成的。 （2）在（1）的基础上，保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置对调，在光屏上能否呈现烛焰清晰的像？　 　 。 （3）请在图乙中画出平行于主光轴的光线a经凸透镜折射后的光线。 1．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示时，光屏上恰好成清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．凸透镜的焦距为10cm B．光屏上成的是等大、正立的像 C．若将凸透镜遮住一半，成像将会不完整 D．若将蜡烛移至35cm刻度处，将光屏适当左移可在光屏上再次得到清晰的像 2．在探究“凸透镜成像的规律”实验中，光具座上蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，此时在光屏上恰好成一个清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．仅将凸透镜位置移到光具座上65cm刻度处，光屏上也能得到一个清晰的像 B．用手遮挡凸透镜的一部分，光屏上接收到的像将不完整 C．若在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜，则光屏应靠近凸透镜才能得到清晰的像 D．若将蜡烛远离凸透镜，则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像，且像逐渐变大 3．图甲中编号为1、2、3的三个凸透镜的焦距关系为f1＞f2＞f3。小明选用图甲中的2号透镜进行实验，他调节光具座上各元件至图乙中所示位置，光屏上呈现清晰的像（图中未画出），此时可用来反映正常人眼的成像情况，下列说法正确的是（　　） A．此时光屏上成倒立放大的实像 B．2号透镜的焦距可能是10cm C．要模拟近视眼的成像情况，仅需用图甲中的1号透镜替代2号透镜 D．当仅将蜡烛远离透镜时，若仍要在光屏上呈现清晰的像，可在透镜前放置一个合适的凹透镜 4．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，选用的凸透镜焦距为10cm。如图所示，凸透镜固定在光具座的50cm刻线处，通过移动蜡烛和调节光屏的位置来进行探究实验。下列说法中正确的是（　　） A．将蜡烛移到10cm刻线处，移动光屏可以呈现清晰的倒立放大实像 B．将蜡烛移到35cm刻线处，成像特点与照相机成像特点相同 C．将蜡烛移到45cm刻线处，移动光屏可以呈现清晰的正立放大虚像 D．将蜡烛从10cm刻线处移向35cm刻线处的过程中，清晰的像会一直变大 5．某物体放在凸透镜前20cm处时，在光屏上得到了物体倒立缩小的清晰实像，则该凸透镜的焦距可能是（　　） A．20cm B．15cm C．8cm D．10cm 6．将物体放在焦距为f的凸透镜主光轴上，分别离凸透镜20cm、14cm、6cm时，各能得到缩小的实像、放大的实像和放大的虚像，则该凸透镜的焦距f为（　　） A．10cm＞f＞6cm B．10cm＞f＞7cm C．14cm＞f＞10cm D．20cm＞f＞14cm 7．把凸透镜正对着太阳光，可在距凸透镜15cm处得到一个最小最亮的光斑。若将某一物体放在距此透镜35cm处，可得到一个（　　） A．倒立、放大的实像 B．倒立、缩小的实像 C．正立、放大的实像 D．正立、放大的虚像 8．让一束平行于主光轴的光经过透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑（如图所示），小明用此透镜做“探究透镜成像规律”的实验。下列说法正确的是（　　） A．当物体距透镜5cm时，成倒立、放大的虚像 B．当物体距透镜15cm时，成倒立、放大的实像 C．当物体距透镜20cm时，成倒立、缩小的实像 D．当物体靠近透镜时，要得到清晰的像，应使光屏靠近透镜 9．小滨在社交媒体上看到一张创意照片：一个人站在远处，通过巧妙的角度，在照片中呈现出手“捏”着近处一个巨大热气球的视觉效果。摄影师说这是利用了“强迫透视法”。利用这种技巧拍摄这张照片时（　　） A．手比热气球更远离 B．手应放在距镜头一倍焦距和二倍焦距之间 C．手和热气球通过镜头成的像都是实像 D．通过镜头手成放大的像而热气球成缩小的像 10． 2025年11月25日，在蔚蓝地球的映衬下，我国发射的神舟二十二号飞船成功对接空间站的天和核心舱。如图所示是对接过程中核心舱上摄像机拍摄的照片。下列说法正确的是要（　　） A．核心舱摄像机的镜头相当于凹透镜 B．光通过摄像机的镜头时都沿直线传播 C．核心舱上的摄像机拍摄地球时，所成的像是放大的像 D．神舟二十二号靠近核心舱时，它在核心舱摄像机上成的实像逐渐变大 （多选）11．用焦距为15cm的凸透镜探究凸透镜成像规律。实验中将同一蜡烛先后放在光具座的a、b、c、d四个位置，如图7所示。则下列说法正确的是（　　） A．实验时，调整烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心位于同一高度 B．蜡烛从b移到c的过程中，光屏上的像变小 C．蜡烛在c处时，成像特点与投影仪成像特点相同 D．蜡烛从b移到a的过程中，要想使光屏上得到清晰的像，要把光屏往左移动 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $