第14讲 凸透镜成像的规律 暑假讲义 2026-2027学年苏科版物理八年级上学期

第14讲 凸透镜成像的规律 本讲定位：本节是光学重点与难点，承接透镜基础知识点，是中考实验、作图、应用题核心考点。以分组实验为核心，探究物距、像距与成像特点的对应关系，明确一倍焦距、二倍焦距两个分界点，结合照相机、投影仪、放大镜等生活应用综合考查。 核心重点：实验器材组装与调节、物距 / 像距定义、凸透镜成像四条规律、两个成像分界点、规律的实际应用。 高频易错点：实验烛焰、凸透镜、光屏三者中心调平目的混淆；物距范围判断错误；实像与虚像特点记混；成像动态变化规律理解偏差。 学习建议：亲手梳理实验步骤，结合表格分类记忆成像规律，牢记 “一焦分虚实、二焦分大小” 口诀，结合生活器具对应规律理解。 本讲内容导航 一、课标要求・素养目标 二、思维导图 三、知识梳理・核心考点 四、重点难点・易错警示 五、典例精讲・思路分析 六、基础过关精练 七、拔高培优专练 一、课标要求・素养目标 课程标准 核心素养维度 学习目标 通过实验探究凸透镜成像规律，区分实像与虚像；掌握不同物距下像的正倒、大小、虚实特点；能用成像规律解释生活中凸透镜的应用 物理观念 1. 明确物距、像距、实像、虚像的物理概念；熟记不同物距对应的成像性质、像距范围； 2. 掌握一倍焦距、二倍焦距两个成像分界点的作用；能将成像规律与放大镜、照相机等实物对应。 分析实验数据，归纳成像规律，总结成像动态变化特点，运用规律进行推理判断 科学思维 通过实验数据归纳物理规律，建立光路模型，利用成像分界点分析成像变化，提升逻辑推理能力。 熟练完成凸透镜成像分组实验，掌握器材组装、调平、数据测量、现象观察等操作 科学探究 规范完成实验全流程，理解实验操作细节的目的，能分析实验中常见故障及原因。 认识凸透镜在生活、生产中的广泛应用，体会物理知识的实用价值 科学态度与责任 善于发现生活中的光学器具，能用凸透镜成像规律解释其工作原理，学以致用。 二、思维导图 三、知识梳理・核心考点 1. 探究凸透镜成像规律 （1）实验器材：光具座、点燃的蜡烛（物体）、凸透镜、白色光屏。 （2）实验组装与调节 将凸透镜固定在光具座中央，调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度。目的：使烛焰的像能够完整呈现在光屏的中央，避免像偏上或偏下。 （3）核心物理概念 物距：物体（烛焰）到凸透镜光心的距离。像距：像到凸透镜光心的距离。实像：由实际光线会聚而成，能在光屏上呈现，凸透镜所成实像均为倒立。虚像：不是由实际光线会聚而成，不能在光屏上呈现，只能用眼睛直接观察。 （4）实验操作流程 ①记录所用凸透镜的焦距，将器材按顺序摆放并调平； ②把蜡烛放在距凸透镜较远位置，移动光屏，直至光屏上出现最清晰的像，记录物距、像距和像的特点； ③逐次减小物距，重复上述操作，多组实验避免偶然性； ④当物距小于一倍焦距时，光屏上无法成像，移开光屏，直接透过凸透镜观察烛焰，记录虚像特点。 2. 凸透镜成像完整规律 结合实验现象与数据，总结成像规律，以一倍焦距、二倍焦距为两大分界点： 物距范围 像的正倒 像的大小 像的虚实 像距范围 倒立 缩小 实像 倒立 等大 实像 倒立 放大 实像 正立 放大 虚像 像与物体同侧 两大分界点总结（必考口诀） ①一倍焦距处（）：分虚实。物距大于焦距成实像；物距小于焦距成虚像；时不成像。 ②二倍焦距处（）：分大小。物距大于二倍焦距成缩小实像；物距小于二倍焦距、大于一倍焦距成放大实像。 3．成像动态变化规律 针对凸透镜所成实像：物体远离凸透镜（物距变大）→ 像靠近凸透镜（像距变小）→ 像变小；物体靠近凸透镜（物距变小）→ 像远离凸透镜（像距变大）→ 像变大。 简记：实像：物远像近像变小，物近像远像变大，像儿跟着物体跑。 4．课后实践与拓展应用 （1）焦距计算与判断 例题：凸透镜正对太阳光，在透镜另一侧 20 cm 处得到最小、最亮的光斑，则该透镜焦距。 若物体放在透镜前 30 cm 处，此时，成倒立、放大的实像。 （2）估测焦距简易方法 依据：当物体距离凸透镜足够远（大于 10 倍焦距），所成的像近似落在焦点处，像距约等于焦距。 操作：将凸透镜对准远处景物，移动光屏得到清晰的像，此时光屏到透镜的距离近似为焦距。 （3）生活应用对应 ：倒立缩小实像 → 照相机；：倒立放大实像 → 投影仪、幻灯机；：正放大虚像 → 放大镜。 重点难点・易错警示 误区：调节三者中心在同一水平线；纠正：必须调节在同一高度，保证像成在光屏中央。 误区：混淆实像、虚像的正倒；纠正：凸透镜实像全为倒立，虚像为正立。 误区：一倍焦距处成放大实像；纠正：时光线平行射出，不成像；一倍焦距是虚实分界点。 误区：物体靠近透镜，像一定变大；纠正：此规律只针对实像；成虚像时，物体靠近透镜，像会变小。 误区：虚像可以在光屏上呈现；纠正：虚像不能用光屏承接，只能用眼睛观察。 五、典例精讲・思路分析 典例01．如图，物体AB经凸透镜后在光屏上成像A′B′，F为透镜的焦点，请作出两条入射光线的折射光线。 【答案】 【解析】从A点发出的光线经凸透镜折射后，都过A的像点A'，据此作出两条入射光线的折射光线，如图所示： 思路分析：考点：凸透镜成像光路作图 本题核心：物体上同一点发出的光线，经凸透镜折射后都会会聚在对应的像点上 关键思路：找到物点 A 对应的像点 A'，将入射光线延长至 A'，即为对应的折射光线 做题技巧：凸透镜成像作图，所有折射光线均过对应像点。 典例02．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】 缩小 c 等大 【解析】[1]烛焰放在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。 [2]根据凸透镜成像规律可知，当物体在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，烛焰放在c处时，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，故烛焰放在c处时，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立放大的实像。 [3]烛焰放在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。 思路分析：考点：凸透镜成像规律（物距与成像特点） 本题核心：牢记一倍焦距、二倍焦距两个分界点对应的成像规律 关键思路：u>2f成倒立缩小实像；u=2f成倒立等大实像；f<u<2f成倒立放大实像 做题技巧：一焦分虚实，二焦分大小；远缩小、近放大，二倍焦距处物像等大。 典例03．在探究“凸透镜成像规律”的实验中。 (1)为使烛焰的像成在光屏中央，小丽的调节场景如图甲，操作中的不当之处是___________。 (2)如图乙，光屏上恰能呈现烛焰倒立、___________的清晰实像，此时光在光屏上发生___________反射；若在凸透镜左侧附近放置一镜片，将光屏向左移动，光屏上可再次呈现清晰的像，该镜片是___________透镜。 (3)保持凸透镜位置不变，为使图乙中光屏上的像变大，小丽的操作应是___________。 【答案】(1)烛焰中心、透镜中心和光屏中心未在同一高度 (2) 缩小 漫 凸 (3)将蜡烛靠近凸透镜，向右调节光屏，使光屏上呈现清晰的像 【解析】（1）操作中的不当之处是烛焰中心、透镜中心和光屏中心未在同一高度，烛焰的像不能成在光屏中央。 （2）[1]由图乙可知，此时物距大于像距，根据凸透镜成像规律可知，光屏上恰能呈现烛焰倒立、缩小的实像。 [2]从不同方向都能看到光屏上成的像，故光在光屏上发生漫反射。 [3]若在凸透镜左侧附近放置一块凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，使光线会聚，像将呈现在光屏的前方，将光屏向左移动，光屏上可再次呈现清晰的像，故该镜片是凸透镜。 （3）凸透镜成实像时，物近像远像变大，保持凸透镜位置不变，为使图乙中光屏上的像变大，可将蜡烛靠近凸透镜，向右调节光屏，使光屏上呈现清晰的像。 思路分析：考点：凸透镜成像实验操作、成像规律、反射类型、透镜对光线的作用 本题核心：实验调平要求、物像大小判断、漫反射特点、透镜聚散作用、实像动态变化规律 关键思路：实验需将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调至同一高度，保证像成在光屏中央；物距大于像距时，成倒立缩小实像；光屏表面粗糙，发生漫反射；加会聚透镜，像会前移；凸透镜成实像时，遵循物近像远像变大的规律。 做题技巧：实验调平必记 “三者同一高度”；物距>像距→缩小实像，物距<像距→放大实像；光屏成像为漫反射；凸透镜会聚使像前移，凹透镜发散使像后移；实像动态变化：物靠近透镜，像远离透镜且变大。 六、基础过关精练 1．如图所示，将发光的小灯泡放置于凸透镜前A位置，在透镜另一侧用光屏（未画出）可以呈现灯丝放大的像，此时A位置到光心O的距离为l，则l与透镜焦距f之间的关系为 （　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A．若l<f，根据凸透镜成像规律可知成虚像，则不能在光屏上呈现放大实像，故A不符合题意； B．若l=f，根据凸透镜成像规律可知无法在光屏上成像，故B不符合题意； C．若f<l<2f，根据凸透镜成像规律可知能在光屏上成倒立、放大的实像，故C符合题意； D．若l>2f，根据凸透镜成像规律可知成倒立、缩小的实像，故D不符合题意。 故选C。 2．如图，修表师傅可通过“寸镜”看清手表微小结构。“寸镜”内部有一个凸透镜，使用时手表到凸透镜的距离应（　　） A．小于1倍焦距 B．等于1倍焦距 C．大于2倍焦距 D．在2倍焦距与1倍焦距之间 【答案】A 【解析】通过“寸镜”能看清手表微小结构，此时“寸镜”作为放大镜使用，则需满足物体位于凸透镜的1倍焦距以内，即物距小于1倍焦距，此时会形成正立、放大的虚像，便于观察微小结构。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．在探究凸透镜成像规律的实验中，在光具座上将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置，在凸透镜后20cm的光屏上恰好出现一个等大、倒立的清晰像；如果将蜡烛移动到凸透镜前35cm处，则（　　） A．光屏靠近凸透镜，可成缩小的像 B．将光屏远离凸透镜，可成缩小的像 C．光屏靠近凸透镜，可成放大的像 D．将光屏远离凸透镜，可成放大的像 【答案】A 【解析】当点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置时，在凸透镜后20cm的光屏上恰好出现一个等大、倒立的清晰像。根据凸透镜成像的规律，当物距等于二倍焦距时，像距也等于二倍焦距，此时成等大、倒立的实像。因此，凸透镜的焦距f为10cm。将蜡烛移动到凸透镜前35cm处，此时物距u=35cm。物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像的规律，此时成的是倒立、缩小的实像。像距位于一倍焦距和二倍焦距之间。因此应将光屏靠近凸透镜。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．某凸透镜的焦距为10cm，把点燃的蜡烛沿主光轴从透镜远处向焦点移动时，下述凸透镜所成像的变化情况中，正确的是（　　） A．像始终变大 B．像始终变小 C．像先变小后变大 D．像先变大后变小 【答案】A 【解析】把点燃的蜡烛沿主光轴从透镜远处向焦点移动时，物距逐渐减小，像距逐渐增大，像逐渐变大，故A正确，BCD错误。 故选A。 5．某同学用如图所示的实验装置观察凸透镜的成像情况。当蜡烛（在光具座10cm刻度位置）、凸透镜（在50cm刻度）和光屏（在74cm刻度）的位置如图所示时，光屏上呈现一个倒立、缩小的实像。保持蜡烛和光屏的位置不动，当他把凸透镜移动到34cm刻度位置时，根据光路可逆，这时光屏上呈现一个_________（填像的性质）。根据以上数据，可以判断该凸透镜的焦距f的范围是________。 【答案】 倒立、放大的实像 12.0cm<f<20.0cm 【解析】[1][2]当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，物距为u=50.0cm-10.0cm=40.0cm 像距为v=74.0cm-50.0cm=24.0cm 物距大于像距，光屏上呈现一个倒立、缩小的像；保持蜡烛和光屏的位置不变，当他把凸透镜移动到光具座34cm刻度位置，此时物距等于原来的像距，像距等于原来的物距，根据在光的折射中，光路是可逆的可知，光屏上又呈现一个清晰的像，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；图中u=40.0cm>2f，f<24.0cm<2f 解得12.0cm<f<20.0cm。 6．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将蜡烛、透镜和光屏三者从左到右依次安装在水平光具座上，调整烛焰、透镜和光屏的中心在______。已知凸透镜的焦距为15cm，若烛焰与透镜距离为25cm，左右移动光屏到恰当的位置时，可在光屏上看到烛焰清晰的实像，这个像是______（选填“放大”，“等大”或“缩小”）的。 【答案】 同一高度 放大 【解析】【小题1】[1]在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将蜡烛、透镜和光屏三者从左到右依次安装在水平光具座上，为了使像成在光屏的中央，调整烛焰、透镜和光屏的中心在同一高度。 [2]已知凸透镜的焦距为15cm，若烛焰与透镜距离为25cm，此时大于l倍焦距，小于2倍焦距，左右移动光屏到恰当的位置时，可在光屏上看到烛焰清晰的实像，这个像是倒立放大的实像，与投影仪的原理相同。 7．用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律，当点燃的蜡烛、凸透镜、光屏置于光具座上如图所示的位置时，光屏上呈现烛焰的倒立、 ______ 的实像。保持蜡烛和光屏的位置不动，将凸透镜移到_____cm处，光屏上再次出现烛焰清晰的像，______（“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的原理与此情况相同。 【答案】 放大 60.0 照相机 【解析】[1]由图可知，物距小于像距，根据凸透镜成像规律，可知成倒立、放大的实像。 [2][3]由图可知像距为v=75.0cm-45.0cm=30.0cm 蜡烛与光屏在光具座上的位置不动，要在光屏上再次得到清晰的像，根据光路的可逆性，此时的物距应该为30.0cm（即此时的物距与原来的像距相等），蜡烛在30.0 cm处，所以凸透镜的位置要移动到60.0cm处，光屏上再次出现烛焰清晰的像，此时物距大于像距，根据凸透镜成像规律，可知成倒立、缩小的实像，照相机就是利用这一原理制成的。 8．在“探究凸透镜成像规律”的实验中。 (1)小明找来A、B两个透镜探究“凸透镜成像规律”的实验，如图甲所示将A、B两块透镜分别正对太阳光时，在离透镜较近的光屏上出现了不同的光斑，应选择___________（选填“A”或“B”）完成实验；然后在光具座上从左到右分别放置蜡烛、凸透镜和光屏，将烛焰、光屏中心调在凸透镜的___________上； (2)实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图乙时，在光屏上可得到一个清晰的倒立、___________（选填“放大”或“缩小”）的实像，该实验现象可以说明___________的成像特点（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）； (3)保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，如图丙。则人眼在图中的___________（选填“A”或“B”）处能观察到蜡烛的像，像是图丁中的___________（选填“1”“2”“3”或“4”）； (4)如图乙所示，当光屏上呈现清晰的像时，不改变图乙中蜡烛和透镜位置： ①若仅将凸透镜换成焦距相同、直径较小的凸透镜，再次实验，光屏上所成的像与原来相比___________（选填“变小”“变暗”或“变不完整”）了。 ②若将凸透镜换成直径大小相同、焦距稍小的凸透镜，再次实验，则需将屏___________（选填“向左”或“向右”）移动才能成清晰的像。 【答案】(1) B 主光轴 (2) 缩小 照相机 (3) B 4 (4) 变暗 向左 【解析】（1）[1]由图甲可知，图中的A对光起发散作用，是凹透镜，B对光起会聚作用，是凸透镜，根据题意“探究凸透镜成像规律”，应该选择B凸透镜完成实验。 [2]为了使像成在光屏中央，则调节烛焰中心、光屏中心在凸透镜的主光轴上。 （2）[1][2]由图乙可知，物距，像距，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，照相机就是利用此原理制成的。 （3）[1][2]根据（2）问可知，成像的条件为，，即，，则 现保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，由图丙可知，此时，故，根据凸透镜成像规律可知，成的是正立放大的虚像，像和物在同侧，需从B处观察，因为在光屏上承接不到，必须透过凸透镜观察看到正立放大的虚像，故4图符合像的性质。 （4）[1]仅将凸透镜换成焦距相同、直径较小的凸透镜，再次实验，像的大小不变，经过凸透镜的光线变少，则光屏上所成的像与原来相比变暗了。 [2]将凸透镜换成直径大小相同、焦距稍小的凸透镜，再次实验，由于焦距变小，对光线的会聚能力增强，像到凸透镜的距离就越短，像越小，则需将屏向左移动光屏才能成像。 9．小明用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像规律。 (1)实验前，调整烛焰、透镜和光屏的高度，使它们的中心在凸透镜的_______上，在调整实验器材高度时，蜡烛_______（需要/不需要）点燃；如果实验中固定好透镜和蜡烛后，发现无论如何移动光屏，光屏上只有一个与透镜大小几乎相同的光斑，其原因可能是_______； (2)如图甲，移动光屏后得到烛焰清晰、完整的像，该像是倒立、_______（放大/缩小）的实像。接下来保持蜡烛和光屏的位置不动，将凸透镜向蜡烛方向移动，光屏上再次出现了一个倒立、_______（放大/缩小）的清晰实像； (3)当光屏上出现蜡烛清晰的像时，如果用遮光板挡住透镜的上半部分，我们观察光屏时，将会在光屏上看到 ； A．蜡烛像的下半部分 B．蜡烛像的上半部分 C．蜡烛完整的像，像的亮度变暗 D．蜡烛完整的像，像的亮度不变 (4)实验过程中，燃烧的蜡烛变短了，可将凸透镜的高度调_______（高/低）些，使像成在光屏中央； (5)小明利用上述器材测量某凸透镜的焦距。将凸透镜固定于光具座某刻度处，再将蜡烛、光屏分别自透镜两侧较远处缓慢靠近凸透镜，直至光屏上出现等大的清晰像，此时蜡烛与光屏的距离为50cm，则凸透镜的焦距为_______cm； (6)某同学对第（5）题中的装置进行了改进，将蜡烛换成带有“F”形的LED灯，如图乙所示，将灯放在离透镜5cm的地方，我们透过透镜能看到的清晰的像是图丙中的_______。若放在离透镜15cm的地方并移动光屏，光屏上成的清晰的像是图丙中的_______。（忽略像的大小的变化） 【答案】(1) 主光轴 需要 蜡烛放在透镜的一倍焦距处 (2) 缩小 放大 (3)C (4)低 (5)12.5 (6) A B 【解析】（1）[1][2]为了使像呈现在光屏中央，实验时要调整好烛焰、透镜和光屏的高度，使它们的中心在凸透镜的主光轴上，所以在调整时，要将蜡烛点燃。 [3]当蜡烛刚好放置在凸透镜1倍焦距的位置时，光线将沿着与主光轴平行的方向射出，不能成像，所以无论如何移动光屏，光屏上只有一个与透镜大小几乎相同的光斑。 （2）[1]图甲中物距为30cm，大于凸透镜两倍焦距，成的是倒立、缩小的实像。 [2]光路具有可逆性，将凸透镜靠近蜡烛，减小物距，当物距等于图甲中的像距时，物距小于像距，成倒立、放大的实像。 （3）用遮光板挡住透镜的上半部分，光线会经凸透镜的其它部分成像，成的像仍然完整，但因为光线变少，所以像会变暗。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 （4）燃烧的蜡烛变短了，由光的直线传播和经过凸透镜光心的光线不发生偏折可知，像会向上移动，为了使像重新呈现在光屏中央，应将凸透镜向下移动。 （5）光屏上出现等大的清晰像，此时物距等于像距等于2倍焦距，蜡烛与光屏间的距离为50cm，则蜡烛与凸透镜之间的距离为25cm，故焦距为12.5cm。 （6）[1]将灯放在离透镜5cm的地方，此时物距小于1倍焦距，成的是正立、放大的虚像。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 [2]将灯放在离透镜15cm的地方，此时物距在1倍和2倍焦距之间，成的是倒立、放大的实像，上下左右都相反。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 10．在“探究凸透镜成像规律”实验中，小明利用同一凸透镜，测了多组物距u和像距v的数据，并作出物距u的倒数和像距v的倒数关系图像如图所示，则该凸透镜焦距为 __________cm。 【答案】10 【解析】当物距等于像距时，成等大的实像，此时物距等于像距等于二倍焦距。由图可得，此时 所以，所以 七、拔高培优专练 1．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5.0cm时，成倒立、放大的虚像 B．当物体距透镜15.0cm时，成倒立、放大的实像 C．当物体在距透镜20.0cm处向远离透镜的方向移动时，所成的像变大 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 【解析】由图示知，刻度尺的分度值为1cm，光屏上成最小、最亮的光斑时，凸透镜到光屏的距离，即凸透镜的焦距f=40.0cm-30.0cm=10.0cm A．当物体距透镜5.0cm时，物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，故A错误； B．当物体距透镜15.0cm时，物距大于一倍焦距而小于二倍焦距，成倒立、放大的实像，故B正确； C．当物体在距离透镜20.0cm处向远离透镜的方向移动时，物距变大，则像距变小，像变小，故C错误； D．当物距大于一倍焦距，光屏上成实像时，物体靠近透镜，即物距变小时，像距应变大，即光屏远离透镜；当物距小于一倍焦距，光屏上不能成清晰的像，故D错误。 故选B。 2．小明在光具座上探究凸透镜成像的规律，当物距为30cm时，像距为20cm，则凸透镜的焦距可能为（　　） A．9cm B．12cm C．15cm D．18cm 【答案】B 【解析】根据物距与像距的关系可知，物距大于像距时，遵循物远像近像变小的原则，凸透镜成的是倒立缩小的实像，则有物距 像距 解①②得焦距的范围是 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 3．2024年珠海航展上，我国自主研制的“机器狼”首次进行动态展示。如图所示，“机器狼”通过先进的传感器和摄像头，提供实时的战场情报。下列相关说法正确的是（   ） A．“机器狼”的摄像头相当于一个凹透镜 B．“机器狼”靠近目标时，所成像变小 C．“机器狼”的成像原理与人眼成像原理不同 D．前方目标通过摄像头成倒立、缩小的实像 【答案】D 【解析】A．“机器狼”的摄像头相当于一个凸透镜，故A错误； B．凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大；“机器狼”靠近目标时，物距减小，像距变大，所成像变大，故B错误； C．“机器狼”的摄像机和人的眼睛都成倒立缩小的实像，“机器狼”的成像原理与人眼成像原理相同，故C错误； D．前方目标在摄像头的二倍焦距以外，通过摄像头成倒立、缩小的实像，故D正确。 故选D。 4．烛焰和光屏的中心在凸透镜主光轴上，图示位置光屏上能成清晰的像，将光屏位置记为。保持蜡烛的位置不变，若将凸透镜移至，光屏在处能呈现清晰的像；若将凸透镜移至，光屏在处能呈现清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．、均在的右侧 B．处的像比在处的像小 C．此凸透镜的焦距为20.0cm D．光屏移动距离 【答案】A 【解析】C．由图，凸透镜在50.0cm处，蜡烛在30.0cm处，光屏在70.0cm处，则物距 像距 ，则该凸透镜焦距 故C错误； A．由图知该凸透镜为薄透镜，如图所示： 通过构建相似三角形，由几何关系可得焦距、物距、像距关系，保持蜡烛的位置不变，若将凸透镜移至，在45.0cm处，此时物距 此时像距， 则光屏在处呈清晰的像，处的位置在点右侧75.0cm处；将凸透镜移至，在55.0cm处，此时物距 此时像距， 则光屏在处呈清晰的像，处的位置在点右侧71.7cm处，故A正确； B．光屏在处时的像距，光屏在处时的像距，则，根据凸透镜成像规律，物体大小一定，像距越大、像越大，则处的像比在处的像大，故B错误； D．点在70.0cm处，处的位置在点右侧75.0cm处，则 处的位置在点右侧71.7cm处，则 ，故D错误。 故选A。 5．光电鼠标的原理就是利用发光二极管的光照射鼠标垫，反射后经凸透镜再进入鼠标的光学感应器相当于光屏，用以记录移动动作，以此捕捉移动位置的不同画面。图中光学感应器、凸透镜、发光二极管等元件固定在鼠标内。 (1)当发光二极管的光照射在粗糙的鼠标垫上时会发生______ 反射。若成像透镜距鼠标垫7mm，光学感应器距成像透镜3mm，则在光学感应器上所成的像是______（选填“放大”或“缩小”）的实像。 (2)当鼠标前移时，感光器件上的像相对于感应器向______（选填“前”或“后”）移动。 (3)将鼠标离开鼠标垫一定高度后悬空向前移动时，电脑显示器上的光标并不移动，是因为鼠标悬空相当于______物距，像成在光学感应器的______方。 【答案】(1) 漫 缩小 (2)前 (3) 增大 下 【解析】（1）[1]当发光二极管的光照射在粗糙的鼠标垫上时，反射光线会射向各个方向，因此会发生漫反射。 [2]由题意可知，当鼠标平放在鼠标垫上，成像透镜距鼠标垫，光学感应器距成像透镜，即物距大于像距，因此，成倒立、缩小的实像。 （2）当鼠标向前推移时，二极管、成像透镜均向前移动，鼠标垫相对鼠标向后移动，由凸透镜成实像时，像是倒立的可知，感光器上的像相对于光学感应器也在向前移动。 （3）[1][2]让鼠标离开鼠标垫一定高度后悬空移动，相当于让物距增大，则像距变小，那么所成的像在光学感应器的下方，凸透镜成实像时，物远像近像变小，因此所成的像比悬空前的要小。 6．在探究凸透镜成像规律的实验中，发光物体与凸透镜的位置如图所示，清晰的像应成在图中________（填数字序号）区域，像的箭头方向是向________的，该像________（能/不能）被人眼看到。 【答案】 ② 向上 能 【解析】【小题1】[1][2][3]由图可知，发光体在两倍焦距以外，根据凸透镜成像规律可知，当物距时，像距，此时成倒立缩小的实像，所以清晰的像应成在图中②区域，箭头方向向上，能被人眼看到。 7．如图，将焦距未知的凸透镜、蜡烛放在如图位置时，位于Q处（图中未画出）的光屏上得到了清晰___________（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的像。在此基础上分别进行以下操作：①若保持透镜位置不变，向左移动蜡烛至P处，再将光屏从Q处移至另一位置得到清晰的像，此位置在___________ cm刻度处；②若保持蜡烛位置不变，向右一直移动凸透镜，此过程中，蜡烛通过凸透镜所成的清晰像距离蜡烛最近的位置位于Q点的___________侧（选填“左”、或“右”）。 【答案】 放大 50.0 左 【解析】[1]如图所示，物距和像距分别为u=35.0cm-20.0cm=15.0cm，v=65.0cm-35.0cm=30.0cm 像距大于物距，根据凸透镜成像的规律，位于Q处的光屏上所成的像为倒立、放大的实像。 [2]若保持透镜位置不变，向左移动蜡烛至P处，此时的物距为 此时的物距与原来的像距相同，根据光路的可逆性，此时像距应为原来的物距即15.0cm，故应将光屏从Q处移至50.0cm的刻度处。 [3]根据凸透镜成像规律，当物距位于2倍焦距时，像距也为2倍焦距，此时像与物的距离最近，图中物体所成的像为倒立、放大的实像，表明物体在1倍焦距到2倍焦距之间，像与物的距离大于最小距离，若保持蜡烛位置不变，向右一直移动凸透镜，物距变大，接近2倍焦距过程中，像与物距离变小，即像会向左移动，直到像位于2倍焦距，故蜡烛通过凸透镜所成的清晰像距离蜡烛最近的位置位于Q点的左侧。 8．小组同学探究“凸透镜成像特点”。 (1)调节烛焰、凸透镜、光屏，使得三者中心_______________。 (2)当烛焰、凸透镜、光屏在光具座标尺上位置如图所示时，光屏上出现一个清晰的，________（缩小/等大/放大）、倒立、________（虚/实）像。 (3)该凸透镜的焦距可能是___________（填选项字母）。 A． B． C． D． (4)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。为了实现光屏上得到清晰的像，两位同学各自使用三种方法，分别如下： ①方法一，小明为了使光屏上再次得到清晰的像，调整光屏向________（左/右）移动； ②方法二，小华为了使光屏上再次得到清晰的像，将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间，发现光屏上的像变清晰了，则该眼镜片是________透镜，属于________（近/远）视眼镜的镜片。 (5)将凸透镜换成平面镜，摆放蜡烛、平面镜、光屏三者的位置如图所示，然后在光具座左侧看向平面镜，能看到一个________（缩小/等大/放大）、________（虚/实）像，该像位于光具座________cm刻度处。把光屏移到该刻度线处，直接观察光屏，发现光屏上________（有/没有）呈现该像。 【答案】(1)使三者中心在同一高度 (2) 缩小 实 (3)C (4) ①右 ②凸 远 (5) 等大 虚 80 没有 【解析】（1）为了使像成在光屏中央，应调节烛焰、凸透镜、光屏，使三者中心在同一高度。 （2）[1][2]由图可知，此时物距大于像距，成倒立、缩小的实像。 （3）由图可知，u＞v，且成实像，说明且 即，故选C。 （4）[1]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，为了使光屏上再次得到清晰的像，调整光屏向右移动。 [2][3]由以上分析可知，此时像成在光屏的右侧，为了使光屏上再次得到清晰的像，将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间，光屏上再次得到清晰的像，说明该镜片对光线具有会聚作用，该镜片是凸透镜，属于远视镜的镜片。 （5）[1][2]把凸透镜换成平面镜，因为平面镜成正立、等大的虚像，故观察平面镜能看到一个正立、等大的虚像。 [3]因为物体到平面镜的距离与像到平面镜的距离相同，即，所以这个像位于标尺的80cm刻度处。 [4]因为虚像不能用光屏承接，所以把光屏移到这个像所在的位置，光屏上没有像。 9．学习透镜的知识以后，芳芳借来了爷爷的眼镜片进行了探究光学成像实验： (1)由图1可知，该透镜的焦距是______cm； (2)点燃蜡烛后，调节烛焰中心和光屏中心位于凸透镜的______； (3)如图2，芳芳将蜡烛移至光具座上20cm刻度线处，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是______（选填“放大”“等大”或“缩小”）的像； (4)芳芳将蜡烛移至光具座上35cm刻度线处，在透镜位置不变时，要在光屏上成清晰的像，光屏应向______（选填“靠近”或“远离”）透镜方向移动，才能在光屏上再次成清晰的像； (5)芳芳将蜡烛移至光具座上45cm刻度线处，此时______（选填“能”或“不能”）在光屏上接收到清晰的像； (6)实验中蜡烛在不断烧短，则光屏上的像向______（选填“上”或“下”）移动； (7)某小组同学将发光的小灯泡放在该凸透镜的焦点处，在透镜另一侧将光屏沿主光轴远离透镜的过程中，光屏上的光斑大小将______。 【答案】(1)10.0 (2)主光轴上 (3)缩小 (4)远离 (5)不能 (6)上 (7)不变 【解析】（1）凸透镜能将一束平行光会聚成一个最小、最亮的光斑，此时凸透镜与光屏间的距离为焦距，该凸透镜的焦距为 （2）点燃蜡烛后，为了使像成在光屏中央，所以需要调节烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心位于主光轴上。 （3）将蜡烛移至光具座上20cm刻度线处，物距为50.0cm-20.0cm=30.0cm，大于凸透镜的2倍焦距，成的是倒立、缩小的实像。 （4）凸透镜成实像时，根据凸透镜成像的规律，物近像远像变大，物体靠近凸透镜，所成的像应远离凸透镜，所以将蜡烛移至光具座上35cm刻度线处，物距变小，像距变大，光屏远离凸透镜方向移动。 （5）将蜡烛移至光具座上45cm刻度线处，物距为50.0cm-45.0cm=5cm，小于凸透镜的1倍焦距，成的是正立、放大的虚像，所以不能在光屏上接收到清晰的像。 （6）实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，根据经过凸透镜中心的光沿直线传播可知，光屏上的像向上移动；为了使烛焰的像能成在光屏中央，在不更换实验器材的情况下，可以将光屏向上移。 （7）小灯泡放在该凸透镜的一倍焦距处，经凸透镜折射后平行于主光轴，所以在透镜另一侧将光屏沿主光轴远离透镜的过程中，光屏上的光斑大小不变。 10．阅读短文，回答问题。 跨学科实践活动：设计和制作广告投影灯 【任务要求】通过凸透镜将图标上的彩色图案呈现在地面上，如图甲所示。要求：投影直径30cm-50cm，同时能使地面上像的颜色与彩色图标的颜色尽可能相同。由于图标本身不发光，需要光源照射到图标上。 【设计与实施】 任务一：查阅资料。同学们通过查阅资料，知道了投影比是投影仪的一个重要参教，其大小等于投影距离和画面宽度之比。投影距离是指投影仪与投影屏幕之间的实际距离，常见的投影比有4︰3、16︰9和16︰10等。 任务二：测量凸透镜焦距。如图乙所示，让太阳光依次通过多个带孔的挡板，得到平行光后照射到凸透镜上，找到透镜焦点，测出焦距。 任务三：制作与设施。同学们将光源、透镜和图标固定安装在黑盒子中，打开光源，在墙壁上进行测试，此时测得墙壁上的投影图像直径约为45cm，在使用过程中，只改变投影灯到墙壁的距离，投影图像直径在20cm~65cm发生改变。 【交流与评价】如表所示是任务三的部分评价指标，根据评价表对活动进行评价。 等级 优秀 良好 合格 不合格 评价指标 图像大小可在规定范围内调节，图像清晰 图像大小可在规定范围内调节，图像不清晰 图像大小可调节，图像不清晰 图像大小不可调节，图像不清晰 (1)关于设计广告投影灯的实践活动，下列说法不正确的是______； A．相同投影距离，投影比越大，投射画面的宽度越大 B．图标应使用透明材料制作 C．测试时镜头远离墙面，投影直径变大 D．图标到镜头的距离应小于2倍焦距 (2)如图丙所示，光源应摆放在位置______（选填“①”或“②”），光源应选择使用______（选填“白光”或“单色光”）； (3)如图乙所示，让太阳光依次通过多个带孔的挡板，得到平行光后照射到凸透镜上，若想找到透镜焦点，应______（选填“顺时针”或“逆时针”）旋转透镜；同学发现地面上的投影图像如图丁所示，小明认为是图标破损，小华认为是凸透镜破损，你支持______的观点； (4)根据评价表中的指标对任务三进行评价，你的评价等级为______；进一步给出优化建议：______。 【答案】(1)A (2) ① 白光 (3) 顺时针 小明 (4) 良好 将固定夹改为可移动，来改变物距 【解析】（1）A．投影比是投影仪的一个重要参教，其大小等于投影距离和画面宽度之比。故相同投影距离，投影比越大，画面宽度越小，故A错误，符合题意； B．通过凸透镜将图标上的彩色图案呈现在地面上，同时能使地面上像的颜色与彩色图标的颜色尽可能相同。由于图标本身不发光，需要光源照射到图标上，故图标应使用透明材料制作，故B正确，不符合题意； C．投影比是投影仪的一个重要参教，其大小等于投影距离和画面宽度之比。故测试时镜头远离墙面，即投影距离变大，当投影比不变时，则画面宽度变大，即投影直径变大，故C正确，不符合题意； D．投影仪成倒立放大的实像，物距在一倍和二倍焦距之间，像距在二倍焦距以外。故图标到镜头的距离应小于二倍焦距，故D正确，不符合题意； 故选A。 （2）[1]由于图标本身不发光，需要光源照射到图标上，故光源应摆放在位置①。 [2]白光由红绿蓝三种色光组成，为使地面上像的颜色与彩色图标的颜色尽可能相同，因此需要使用白光。 （3）[1]如图可知光线打在了透镜光心下方，应顺时针旋转透镜，这样可以使光线平行于凸透镜的主光轴，从而会聚到焦点上。 [2]支持小明，若凸透镜边缘破损，光仍能通过其他部分成完整的像。凸透镜破损只会使部分光线无法通过透镜，导致成像的亮度降低，但像的大小和形状不会受到影响，丁图成像是破损的，则应该是图标破损，所以支持小明的观点。 （4）[1]物距不变时，只改变像距，不能成清晰的像；在使用过程中，投影图像直径在20cm~65cm发生改变。而题干要求：投影直径30cm-50cm，同时能使地面上像的颜色与彩色图标的颜色尽可能相同；所以，图像大小可在规定范围内调节，图像不清晰，故参考评价指标为良好。 [2]优化建议：将固定夹改为可移动，来改变物距可实现图像大小可在规定范围内调节，图像清晰。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第14讲 凸透镜成像的规律 本讲定位：本节是光学重点与难点，承接透镜基础知识点，是中考实验、作图、应用题核心考点。以分组实验为核心，探究物距、像距与成像特点的对应关系，明确一倍焦距、二倍焦距两个分界点，结合照相机、投影仪、放大镜等生活应用综合考查。 核心重点：实验器材组装与调节、物距 / 像距定义、凸透镜成像四条规律、两个成像分界点、规律的实际应用。 高频易错点：实验烛焰、凸透镜、光屏三者中心调平目的混淆；物距范围判断错误；实像与虚像特点记混；成像动态变化规律理解偏差。 学习建议：亲手梳理实验步骤，结合表格分类记忆成像规律，牢记 “一焦分虚实、二焦分大小” 口诀，结合生活器具对应规律理解。 本讲内容导航 一、课标要求・素养目标 二、思维导图 三、知识梳理・核心考点 四、重点难点・易错警示 五、典例精讲・思路分析 六、基础过关精练 七、拔高培优专练 一、课标要求・素养目标 课程标准 核心素养维度 学习目标 通过实验探究凸透镜成像规律，区分实像与虚像；掌握不同物距下像的正倒、大小、虚实特点；能用成像规律解释生活中凸透镜的应用 物理观念 1. 明确物距、像距、实像、虚像的物理概念；熟记不同物距对应的成像性质、像距范围； 2. 掌握一倍焦距、二倍焦距两个成像分界点的作用；能将成像规律与放大镜、照相机等实物对应。 分析实验数据，归纳成像规律，总结成像动态变化特点，运用规律进行推理判断 科学思维 通过实验数据归纳物理规律，建立光路模型，利用成像分界点分析成像变化，提升逻辑推理能力。 熟练完成凸透镜成像分组实验，掌握器材组装、调平、数据测量、现象观察等操作 科学探究 规范完成实验全流程，理解实验操作细节的目的，能分析实验中常见故障及原因。 认识凸透镜在生活、生产中的广泛应用，体会物理知识的实用价值 科学态度与责任 善于发现生活中的光学器具，能用凸透镜成像规律解释其工作原理，学以致用。 二、思维导图 三、知识梳理・核心考点 1. 探究凸透镜成像规律 （1）实验器材：光具座、点燃的蜡烛（物体）、凸透镜、白色光屏。 （2）实验组装与调节 将凸透镜固定在光具座中央，调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度。目的：使烛焰的像能够完整呈现在光屏的中央，避免像偏上或偏下。 （3）核心物理概念 物距：物体（烛焰）到凸透镜光心的距离。像距：像到凸透镜光心的距离。实像：由实际光线会聚而成，能在光屏上呈现，凸透镜所成实像均为倒立。虚像：不是由实际光线会聚而成，不能在光屏上呈现，只能用眼睛直接观察。 （4）实验操作流程 ①记录所用凸透镜的焦距，将器材按顺序摆放并调平； ②把蜡烛放在距凸透镜较远位置，移动光屏，直至光屏上出现最清晰的像，记录物距、像距和像的特点； ③逐次减小物距，重复上述操作，多组实验避免偶然性； ④当物距小于一倍焦距时，光屏上无法成像，移开光屏，直接透过凸透镜观察烛焰，记录虚像特点。 2. 凸透镜成像完整规律 结合实验现象与数据，总结成像规律，以一倍焦距、二倍焦距为两大分界点： 物距范围 像的正倒 像的大小 像的虚实 像距范围 倒立 缩小 实像 倒立 等大 实像 倒立 放大 实像 正立 放大 虚像 像与物体同侧 两大分界点总结（必考口诀） ①一倍焦距处（）：分虚实。物距大于焦距成实像；物距小于焦距成虚像；时不成像。 ②二倍焦距处（）：分大小。物距大于二倍焦距成缩小实像；物距小于二倍焦距、大于一倍焦距成放大实像。 3．成像动态变化规律 针对凸透镜所成实像：物体远离凸透镜（物距变大）→ 像靠近凸透镜（像距变小）→ 像变小；物体靠近凸透镜（物距变小）→ 像远离凸透镜（像距变大）→ 像变大。 简记：实像：物远像近像变小，物近像远像变大，像儿跟着物体跑。 4．课后实践与拓展应用 （1）焦距计算与判断 例题：凸透镜正对太阳光，在透镜另一侧 20 cm 处得到最小、最亮的光斑，则该透镜焦距。 若物体放在透镜前 30 cm 处，此时，成倒立、放大的实像。 （2）估测焦距简易方法 依据：当物体距离凸透镜足够远（大于 10 倍焦距），所成的像近似落在焦点处，像距约等于焦距。 操作：将凸透镜对准远处景物，移动光屏得到清晰的像，此时光屏到透镜的距离近似为焦距。 （3）生活应用对应 ：倒立缩小实像 → 照相机；：倒立放大实像 → 投影仪、幻灯机；：正放大虚像 → 放大镜。 重点难点・易错警示 误区：调节三者中心在同一水平线；纠正：必须调节在同一高度，保证像成在光屏中央。 误区：混淆实像、虚像的正倒；纠正：凸透镜实像全为倒立，虚像为正立。 误区：一倍焦距处成放大实像；纠正：时光线平行射出，不成像；一倍焦距是虚实分界点。 误区：物体靠近透镜，像一定变大；纠正：此规律只针对实像；成虚像时，物体靠近透镜，像会变小。 误区：虚像可以在光屏上呈现；纠正：虚像不能用光屏承接，只能用眼睛观察。 五、典例精讲・思路分析 典例01．如图，物体AB经凸透镜后在光屏上成像A′B′，F为透镜的焦点，请作出两条入射光线的折射光线。 思路分析：考点：凸透镜成像光路作图 本题核心：物体上同一点发出的光线，经凸透镜折射后都会会聚在对应的像点上 关键思路：找到物点 A 对应的像点 A'，将入射光线延长至 A'，即为对应的折射光线 做题技巧：凸透镜成像作图，所有折射光线均过对应像点。 典例02．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。 思路分析：考点：凸透镜成像规律（物距与成像特点） 本题核心：牢记一倍焦距、二倍焦距两个分界点对应的成像规律 关键思路：u>2f成倒立缩小实像；u=2f成倒立等大实像；f<u<2f成倒立放大实像 做题技巧：一焦分虚实，二焦分大小；远缩小、近放大，二倍焦距处物像等大。 典例03．在探究“凸透镜成像规律”的实验中。 (1)为使烛焰的像成在光屏中央，小丽的调节场景如图甲，操作中的不当之处是___________。 (2)如图乙，光屏上恰能呈现烛焰倒立、___________的清晰实像，此时光在光屏上发生___________反射；若在凸透镜左侧附近放置一镜片，将光屏向左移动，光屏上可再次呈现清晰的像，该镜片是___________透镜。 (3)保持凸透镜位置不变，为使图乙中光屏上的像变大，小丽的操作应是___________。 思路分析：考点：凸透镜成像实验操作、成像规律、反射类型、透镜对光线的作用 本题核心：实验调平要求、物像大小判断、漫反射特点、透镜聚散作用、实像动态变化规律 关键思路：实验需将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调至同一高度，保证像成在光屏中央；物距大于像距时，成倒立缩小实像；光屏表面粗糙，发生漫反射；加会聚透镜，像会前移；凸透镜成实像时，遵循物近像远像变大的规律。 做题技巧：实验调平必记 “三者同一高度”；物距>像距→缩小实像，物距<像距→放大实像；光屏成像为漫反射；凸透镜会聚使像前移，凹透镜发散使像后移；实像动态变化：物靠近透镜，像远离透镜且变大。 六、基础过关精练 1．如图所示，将发光的小灯泡放置于凸透镜前A位置，在透镜另一侧用光屏（未画出）可以呈现灯丝放大的像，此时A位置到光心O的距离为l，则l与透镜焦距f之间的关系为 （　　） A． B． C． D． 2．如图，修表师傅可通过“寸镜”看清手表微小结构。“寸镜”内部有一个凸透镜，使用时手表到凸透镜的距离应（　　） A．小于1倍焦距 B．等于1倍焦距 C．大于2倍焦距 D．在2倍焦距与1倍焦距之间 3．在探究凸透镜成像规律的实验中，在光具座上将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置，在凸透镜后20cm的光屏上恰好出现一个等大、倒立的清晰像；如果将蜡烛移动到凸透镜前35cm处，则（　　） A．光屏靠近凸透镜，可成缩小的像 B．将光屏远离凸透镜，可成缩小的像 C．光屏靠近凸透镜，可成放大的像 D．将光屏远离凸透镜，可成放大的像 4．某凸透镜的焦距为10cm，把点燃的蜡烛沿主光轴从透镜远处向焦点移动时，下述凸透镜所成像的变化情况中，正确的是（　　） A．像始终变大 B．像始终变小 C．像先变小后变大 D．像先变大后变小 5．某同学用如图所示的实验装置观察凸透镜的成像情况。当蜡烛（在光具座10cm刻度位置）、凸透镜（在50cm刻度）和光屏（在74cm刻度）的位置如图所示时，光屏上呈现一个倒立、缩小的实像。保持蜡烛和光屏的位置不动，当他把凸透镜移动到34cm刻度位置时，根据光路可逆，这时光屏上呈现一个_________（填像的性质）。根据以上数据，可以判断该凸透镜的焦距f的范围是________。 6．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将蜡烛、透镜和光屏三者从左到右依次安装在水平光具座上，调整烛焰、透镜和光屏的中心在______。已知凸透镜的焦距为15cm，若烛焰与透镜距离为25cm，左右移动光屏到恰当的位置时，可在光屏上看到烛焰清晰的实像，这个像是______（选填“放大”，“等大”或“缩小”）的。 7．用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律，当点燃的蜡烛、凸透镜、光屏置于光具座上如图所示的位置时，光屏上呈现烛焰的倒立、 ______ 的实像。保持蜡烛和光屏的位置不动，将凸透镜移到_____cm处，光屏上再次出现烛焰清晰的像，______（“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的原理与此情况相同。 8．在“探究凸透镜成像规律”的实验中。 (1)小明找来A、B两个透镜探究“凸透镜成像规律”的实验，如图甲所示将A、B两块透镜分别正对太阳光时，在离透镜较近的光屏上出现了不同的光斑，应选择___________（选填“A”或“B”）完成实验；然后在光具座上从左到右分别放置蜡烛、凸透镜和光屏，将烛焰、光屏中心调在凸透镜的___________上； (2)实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图乙时，在光屏上可得到一个清晰的倒立、___________（选填“放大”或“缩小”）的实像，该实验现象可以说明___________的成像特点（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）； (3)保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，如图丙。则人眼在图中的___________（选填“A”或“B”）处能观察到蜡烛的像，像是图丁中的___________（选填“1”“2”“3”或“4”）； (4)如图乙所示，当光屏上呈现清晰的像时，不改变图乙中蜡烛和透镜位置： ①若仅将凸透镜换成焦距相同、直径较小的凸透镜，再次实验，光屏上所成的像与原来相比___________（选填“变小”“变暗”或“变不完整”）了。 ②若将凸透镜换成直径大小相同、焦距稍小的凸透镜，再次实验，则需将屏___________（选填“向左”或“向右”）移动才能成清晰的像。 9．小明用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像规律。 (1)实验前，调整烛焰、透镜和光屏的高度，使它们的中心在凸透镜的_______上，在调整实验器材高度时，蜡烛_______（需要/不需要）点燃；如果实验中固定好透镜和蜡烛后，发现无论如何移动光屏，光屏上只有一个与透镜大小几乎相同的光斑，其原因可能是_______； (2)如图甲，移动光屏后得到烛焰清晰、完整的像，该像是倒立、_______（放大/缩小）的实像。接下来保持蜡烛和光屏的位置不动，将凸透镜向蜡烛方向移动，光屏上再次出现了一个倒立、_______（放大/缩小）的清晰实像； (3)当光屏上出现蜡烛清晰的像时，如果用遮光板挡住透镜的上半部分，我们观察光屏时，将会在光屏上看到 ； A．蜡烛像的下半部分 B．蜡烛像的上半部分 C．蜡烛完整的像，像的亮度变暗 D．蜡烛完整的像，像的亮度不变 (4)实验过程中，燃烧的蜡烛变短了，可将凸透镜的高度调_______（高/低）些，使像成在光屏中央； (5)小明利用上述器材测量某凸透镜的焦距。将凸透镜固定于光具座某刻度处，再将蜡烛、光屏分别自透镜两侧较远处缓慢靠近凸透镜，直至光屏上出现等大的清晰像，此时蜡烛与光屏的距离为50cm，则凸透镜的焦距为_______cm； (6)某同学对第（5）题中的装置进行了改进，将蜡烛换成带有“F”形的LED灯，如图乙所示，将灯放在离透镜5cm的地方，我们透过透镜能看到的清晰的像是图丙中的_______。若放在离透镜15cm的地方并移动光屏，光屏上成的清晰的像是图丙中的_______。（忽略像的大小的变化） 10．在“探究凸透镜成像规律”实验中，小明利用同一凸透镜，测了多组物距u和像距v的数据，并作出物距u的倒数和像距v的倒数关系图像如图所示，则该凸透镜焦距为 __________cm。 七、拔高培优专练 1．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5.0cm时，成倒立、放大的虚像 B．当物体距透镜15.0cm时，成倒立、放大的实像 C．当物体在距透镜20.0cm处向远离透镜的方向移动时，所成的像变大 D．当物体靠近透镜时，要得到清晰的像，应使光屏靠近透镜 2．小明在光具座上探究凸透镜成像的规律，当物距为30cm时，像距为20cm，则凸透镜的焦距可能为（　　） A．9cm B．12cm C．15cm D．18cm 3．2024年珠海航展上，我国自主研制的“机器狼”首次进行动态展示。如图所示，“机器狼”通过先进的传感器和摄像头，提供实时的战场情报。下列相关说法正确的是（   ） A．“机器狼”的摄像头相当于一个凹透镜 B．“机器狼”靠近目标时，所成像变小 C．“机器狼”的成像原理与人眼成像原理不同 D．前方目标通过摄像头成倒立、缩小的实像 4．烛焰和光屏的中心在凸透镜主光轴上，图示位置光屏上能成清晰的像，将光屏位置记为。保持蜡烛的位置不变，若将凸透镜移至，光屏在处能呈现清晰的像；若将凸透镜移至，光屏在处能呈现清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．、均在的右侧 B．处的像比在处的像小 C．此凸透镜的焦距为20.0cm D．光屏移动距离 5．光电鼠标的原理就是利用发光二极管的光照射鼠标垫，反射后经凸透镜再进入鼠标的光学感应器相当于光屏，用以记录移动动作，以此捕捉移动位置的不同画面。图中光学感应器、凸透镜、发光二极管等元件固定在鼠标内。 (1)当发光二极管的光照射在粗糙的鼠标垫上时会发生______ 反射。若成像透镜距鼠标垫7mm，光学感应器距成像透镜3mm，则在光学感应器上所成的像是______（选填“放大”或“缩小”）的实像。 (2)当鼠标前移时，感光器件上的像相对于感应器向______（选填“前”或“后”）移动。 (3)将鼠标离开鼠标垫一定高度后悬空向前移动时，电脑显示器上的光标并不移动，是因为鼠标悬空相当于______物距，像成在光学感应器的______方。 6．在探究凸透镜成像规律的实验中，发光物体与凸透镜的位置如图所示，清晰的像应成在图中________（填数字序号）区域，像的箭头方向是向________的，该像________（能/不能）被人眼看到。 7．如图，将焦距未知的凸透镜、蜡烛放在如图位置时，位于Q处（图中未画出）的光屏上得到了清晰___________（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的像。在此基础上分别进行以下操作：①若保持透镜位置不变，向左移动蜡烛至P处，再将光屏从Q处移至另一位置得到清晰的像，此位置在___________ cm刻度处；②若保持蜡烛位置不变，向右一直移动凸透镜，此过程中，蜡烛通过凸透镜所成的清晰像距离蜡烛最近的位置位于Q点的___________侧（选填“左”、或“右”）。 8．小组同学探究“凸透镜成像特点”。 (1)调节烛焰、凸透镜、光屏，使得三者中心_______________。 (2)当烛焰、凸透镜、光屏在光具座标尺上位置如图所示时，光屏上出现一个清晰的，________（缩小/等大/放大）、倒立、________（虚/实）像。 (3)该凸透镜的焦距可能是___________（填选项字母）。 A． B． C． D． (4)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。为了实现光屏上得到清晰的像，两位同学各自使用三种方法，分别如下： ①方法一，小明为了使光屏上再次得到清晰的像，调整光屏向________（左/右）移动； ②方法二，小华为了使光屏上再次得到清晰的像，将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间，发现光屏上的像变清晰了，则该眼镜片是________透镜，属于________（近/远）视眼镜的镜片。 (5)将凸透镜换成平面镜，摆放蜡烛、平面镜、光屏三者的位置如图所示，然后在光具座左侧看向平面镜，能看到一个________（缩小/等大/放大）、________（虚/实）像，该像位于光具座________cm刻度处。把光屏移到该刻度线处，直接观察光屏，发现光屏上________（有/没有）呈现该像。 9．学习透镜的知识以后，芳芳借来了爷爷的眼镜片进行了探究光学成像实验： (1)由图1可知，该透镜的焦距是______cm； (2)点燃蜡烛后，调节烛焰中心和光屏中心位于凸透镜的______； (3)如图2，芳芳将蜡烛移至光具座上20cm刻度线处，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是______（选填“放大”“等大”或“缩小”）的像； (4)芳芳将蜡烛移至光具座上35cm刻度线处，在透镜位置不变时，要在光屏上成清晰的像，光屏应向______（选填“靠近”或“远离”）透镜方向移动，才能在光屏上再次成清晰的像； (5)芳芳将蜡烛移至光具座上45cm刻度线处，此时______（选填“能”或“不能”）在光屏上接收到清晰的像； (6)实验中蜡烛在不断烧短，则光屏上的像向______（选填“上”或“下”）移动； (7)某小组同学将发光的小灯泡放在该凸透镜的焦点处，在透镜另一侧将光屏沿主光轴远离透镜的过程中，光屏上的光斑大小将______。 10．阅读短文，回答问题。 跨学科实践活动：设计和制作广告投影灯 【任务要求】通过凸透镜将图标上的彩色图案呈现在地面上，如图甲所示。要求：投影直径30cm-50cm，同时能使地面上像的颜色与彩色图标的颜色尽可能相同。由于图标本身不发光，需要光源照射到图标上。 【设计与实施】 任务一：查阅资料。同学们通过查阅资料，知道了投影比是投影仪的一个重要参教，其大小等于投影距离和画面宽度之比。投影距离是指投影仪与投影屏幕之间的实际距离，常见的投影比有4︰3、16︰9和16︰10等。 任务二：测量凸透镜焦距。如图乙所示，让太阳光依次通过多个带孔的挡板，得到平行光后照射到凸透镜上，找到透镜焦点，测出焦距。 任务三：制作与设施。同学们将光源、透镜和图标固定安装在黑盒子中，打开光源，在墙壁上进行测试，此时测得墙壁上的投影图像直径约为45cm，在使用过程中，只改变投影灯到墙壁的距离，投影图像直径在20cm~65cm发生改变。 【交流与评价】如表所示是任务三的部分评价指标，根据评价表对活动进行评价。 等级 优秀 良好 合格 不合格 评价指标 图像大小可在规定范围内调节，图像清晰 图像大小可在规定范围内调节，图像不清晰 图像大小可调节，图像不清晰 图像大小不可调节，图像不清晰 (1)关于设计广告投影灯的实践活动，下列说法不正确的是______； A．相同投影距离，投影比越大，投射画面的宽度越大 B．图标应使用透明材料制作 C．测试时镜头远离墙面，投影直径变大 D．图标到镜头的距离应小于2倍焦距 (2)如图丙所示，光源应摆放在位置______（选填“①”或“②”），光源应选择使用______（选填“白光”或“单色光”）； (3)如图乙所示，让太阳光依次通过多个带孔的挡板，得到平行光后照射到凸透镜上，若想找到透镜焦点，应______（选填“顺时针”或“逆时针”）旋转透镜；同学发现地面上的投影图像如图丁所示，小明认为是图标破损，小华认为是凸透镜破损，你支持______的观点； (4)根据评价表中的指标对任务三进行评价，你的评价等级为______；进一步给出优化建议：______。 / 学科网（北京）股份有限公司 $