4.4 凸透镜成像（讲义）物理新教材沪科版（五四学制）八年级上册

本讲义聚焦凸透镜成像核心知识点，先系统梳理透镜的种类、对光的作用、焦点焦距及特殊光线等基础概念，再通过实验探究凸透镜成像规律，构建从基础概念到动态分析的完整知识支架。 资料以科学探究为核心，设计实验方案与数据记录表培养科学思维，易错提醒与题型技巧助力学生掌握规律应用。课中辅助教师实验教学，课后通过随学随练与分层练习帮助学生查漏补缺，提升物理观念与问题解决能力。

第4章 光现象 第4节 凸透镜成像 课标要点 了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。探究并了解凸透镜成像的规律。了解凸透镜成像规律的应用。 学习重难点 重点：1. 凸透镜和凹透镜对光的作用。2. 探究凸透镜成像的规律。 难点：凸透镜成像规律的动态分析。 知识点 透镜 1. 透镜与薄透镜：把两侧表面都是球面的一部分或一侧表面是球面的一部分而另一侧表面是平面的透明体叫做透镜。厚度远小于球面半径的透镜叫做薄透镜。 2. 透镜的种类 （1）凸透镜：中间比边缘厚的透镜叫做凸透镜。 （2）凹透镜：中间比边缘薄的透镜叫做凹透镜。 凸透镜 凹透镜 3. 主光轴与光心 （1）主光轴：通过两个球面球心的直线C1C2叫做主光轴（简称光轴）。 （2）光心：主光轴上有一个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，这个点叫作透镜的光心。可以认为薄透镜的光心就在透镜的中心。 凸透镜 凹透镜 4. 透镜对光的作用 （1）凸透镜对光有会聚作用。因此，凸透镜又叫会聚透镜。凹透镜对光有发散作用。因此，凹透镜又叫发散透镜。 （2）正确理解透镜对光的作用 ①凸透镜对光有会聚作用是指折射光线相对于入射光线更靠近主轴了。如图所示的三种情形，都是凸透镜的会聚作用。 ②凹透镜对光有发散作用是指折射光线相对于入射光线更远离主轴了。如图所示的三种情形，都是凹透镜的发散作用。 5. 凸透镜的焦点和焦距 （1）焦点：平行于主轴的光经凸透镜折射后，会聚于主轴上的一点，该点叫做凸透镜的焦点，用F 表示。凸透镜的两侧各有一个焦点，如图所示。 （2）焦距：焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距，用f表示。凸透镜两侧的两个焦距相等。凸透镜的焦距越短，透镜对光的会聚作用越强。 凸透镜的焦点和焦距 凹透镜的虚焦点和焦距 6. 凹透镜的虚焦点和焦距 （1）虚焦点：平行于主光轴的光线通过凹透镜后发散，发散光线的反向延长线交于主光轴上一点，它不是实际光线的会聚点，叫做虚焦点，用F表示。 （2）焦距：虚焦点到透镜光心的距离叫做凹透镜的焦距，用f表示。焦距越短，发散能力越强。 7. 三条特殊光线 （1）通过凸透镜的三条特殊光线 ①通过光心的光线经凸透镜后传播方向不变； ②通过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出； ③与主光轴平行的光线经凸透镜折射后通过焦点。 （2）通过凹透镜的三条特殊光线 ①通过光心的光线经凹透镜后传播方向不变； ②延长线经过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴射出； ③与主光轴平行的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线经过另一侧焦点。 易错提醒 1. 别被“光线最终是否相交”误导：凸透镜的“会聚作用”，不是指光线一定会聚成一点，而是折射后光线比入射光线更靠近主光轴；凹透镜的“发散作用”，也不是指光线完全不能相交，而是折射后光线比入射光线更远离主光轴。 2. 别混淆特殊情况：从凸透镜焦点发出的光线，折射后会平行射出，不会会聚到一点；原本发散程度很大的光线，经凸透镜后可能仍保持发散，只是发散程度变小。 3. 注意书写规范：物理术语里是“会聚”而非“汇聚”，考试写错会直接丢分。 4. 光路可逆是通用规律，两种透镜的折射光路都满足这一特点。 随学随练 1．光线经过甲、乙两透镜后的折射光线如图所示，则关于两透镜的类型，下列说法正确的是（　　） A．甲是凸透镜，乙是凹透镜 B．甲是凹透镜，乙是凸透镜 C．甲、乙都是凸透镜 D．甲、乙都是凹透镜 【答案】A 【详解】由下图可知，光通过甲透镜后折射光线偏向主光轴，说明该透镜对光线有会聚作用，所以甲为凸透镜；而光线经过乙透镜后折射光线推迟会聚了，即该透镜对光线有发散作用，所以乙应为凹透镜，故A正确，BCD错误。故选A。 2．如图，甲、乙两个凸透镜的焦距分别是3cm和5cm，下列说法正确的是（    ） A．平行光经过凸透镜后一定会聚于焦点 B．甲透镜的焦距更短，其会聚能力较乙透镜弱 C．经过凸透镜的光不一定是会聚的 D．用一张不透明厚纸片挡住甲透镜的上半部分，透镜的焦距会变小 【答案】C 【详解】A．平行于凸透镜主光轴的入射光经过凸透镜后才能会聚于焦点，故A错误； B．甲透镜的焦距更短，折射光偏折角度更大，其会聚能力较乙透镜强，故B错误； C．凸透镜对光有会聚作用指的是折射光相对于入射光向主光轴方向偏折，因此经过凸透镜的光不一定是会聚在一个点上的，故C正确； D．用一张不透明厚纸片挡住甲透镜的上半部分不会改变凸透镜焦距的大小，只会减少通过透镜的光的多少，故D错误。 故选C。 知识点 凸透镜成像规律 【实验目的】探究凸透镜成像的规律。 【搜集证据】 （1）器材：焦距已知的凸透镜、发光物、光屏、带刻度的光具座等。 （2）方案 ① 如图所示，把发光物、凸透镜和光屏放置在光具座上，将它们的中心位置调节到高度一致，保持凸透镜位置不变。 ② 把发光物放在距离凸透镜较远的位置，在光具座上慢慢移动光屏找像。如果能在光屏上找到像，即为实像，确定其最清晰的位置，记录物距、像距、像的正倒、大小等情况。 ③ 逐渐减小物距，重复上述实验操作，做好记录。 ④如果无法用光屏找到实像，尝试移除光屏，用眼睛透过凸透镜观察虚像。 （3）记录 凸透镜焦距f 为____cm，发光物高度h为____ cm，并将其他实验数据填入表中。 实验 序号 物距 u/cm 像的情况 像距v/cm 像高h'/cm 虚或实 正或倒 像的大小 1 2 3 4 【作出解释】 （1）分析：如图所示，汇总使用焦距相同的凸透镜进行实验的相关数据，用数字1～6 标出物体在主轴上的位置，用1'～6'标出与之对应的像的位置。用带箭头的线段表示物体、像的大小与正倒情况，可以得到凸透镜成实像时的物、像关系。 （2）结论：凸透镜成像规律 当u>2f 时，物体在凸透镜另一侧 f<v<2f 的范围内成一个倒立、缩小的实像。 当 u=2f时，物体在凸透镜另一侧v=2f 处成一个倒立、等大的实像。 当f< u< 2f 时，物体在凸透镜另一侧v>2f 范围内成一个倒立、放大的实像。 当u<f 时，在物体同侧成一个正立、放大的虚像。 【拓展】分析表中的数据可以得出： （1）像的虚实：物体在凸透镜一倍焦距外成实像，在一倍焦距内成虚像； （2）像的大小：物体在凸透镜二倍焦距外成缩小的实像，在二倍焦距时成等大的实像，在一倍焦距和二倍焦距间成放大的实像，在一倍焦距内成放大的虚像； （3）像的正倒：物体在凸透镜一倍焦距内成正立的虚像，在一倍焦距外成倒立的实像。 （4）表格记忆 物距u和焦距 f 的关系 像的性质 像的位置 像距v和焦距 f 的关系 虚实 大小 正倒 与物同（异）侧 u > 2f 实像 缩小 倒立 异侧 2f >v >f u = 2f 实像 等大 倒立 异侧 v = 2f 2f >u >f 实像 放大 倒立 异侧 v>2f u =f 不成像  u <f 虚像 放大 正立 同侧 易错提醒 1. 混淆“实像与虚像”的判断标准：实像由实际光线会聚而成，能被光屏承接；虚像不是实际光线会聚，光屏无法承接，不少同学误将虚像也当作可在光屏上呈现的像。 2. 忽略“参照物统一”要求：判断像的正倒时，必须以原物体为参照，不能把后续二次成像的中间像当成参照物，否则会把“倒立的倒立像”误判为正立像。 3. 动态规律类易错点‌ 记错成像变化逻辑：成实像时“物近像远像变大”，成虚像时“物近像近像变小”，很多同学把虚像的变化规律和实像搞混，导致移动物体时像的大小判断完全出错。 4. 忽略光路可逆性：蜡烛和光屏位置互换后，依然能成清晰实像，只是像的大小发生变化，不少同学误以为互换后无法成像。 5. 特殊场景类易错点‌ 遮挡透镜误区：遮住透镜上半部分，像依然完整，只是亮度变暗，很多同学误以为像会跟着缺失一半。 组合光学元件漏分析：凸透镜和平面镜组合时，容易漏掉光线经平面镜反射后再次穿过凸透镜形成的第三个像，导致成像数量判断错误。 随学随练 1．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上承接到烛焰清晰的像。保持凸透镜的位置不变，则（　　） A．实验所用凸透镜的焦距可能为10.0cm B．光屏上承接到的像是烛焰倒立、放大的实像 C．将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上仍能承接到像 D．将蜡烛移至45.0cm刻度线上，光屏上仍能承接到像 【答案】C 【详解】AB．如图，物距和像距 联立以上两式解得 凸透镜的焦距不可能为10cm，此时物距大于像距，光屏上成倒立、缩小的实像，故AB不符合题意； C．将蜡烛和光屏的位置互换，物距和像距互换，根据光路可逆可知，光屏上仍能承接到倒立放大的实像，故C正确； D．将蜡烛移至45.0cm刻度线上，物距为5cm，小于焦距，此时烛焰成虚像，光屏上不能承接到像，故D不符合题意。 故选C。 2．某实验小组探究凸透镜成像的实验，装置如图。 (1)当蜡烛A、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时，光屏上出现一个清晰的烛焰的像，这个凸透镜的焦距可能是___________（填选项字母）。 A．5cm B．10cm C．15cm D．30cm (2)小京同学把蜡烛A向右移动一小段距离，发现光屏上烛焰的像变模糊了。保持透镜位置不变，要在光屏上得到烛焰清晰的像，可以采取的方法是___________（写出一条就可以）。 (3)完成上述实验后，小京同学把光具座上凸透镜换成一块薄玻璃板，探究平面镜成像。请你添加必要的器材，帮助小京设计实验证明：物体在平面镜中所成像的大小与物距无关。写出实验步骤和实验现象。 【答案】(1)C (2)向右移动光屏 (3)实验步骤：①在光具座刻度为5cm处放上蜡烛A，在玻璃板右侧的光具座上，放上与A完全相同的不点燃的蜡烛B，改变蜡烛B的位置，在蜡烛A一侧观察，使得从不同角度观察，直到蜡烛B与蜡烛A的像均完全重合。②在光具座刻度为20cm处放上蜡烛A，在玻璃板右侧改变蜡烛B的位置，使得从不同角度观察，直到蜡烛B与蜡烛A的像均完全重合。实验现象：若蜡烛B和蜡烛A的像均能够完全重合，则证明物体在平面镜中所成像的大小与物距无关。 【详解】（1）由图可知，此时物距大于像距，根据凸透镜成像规律可知，此时光屏上成倒立、缩小的实像，此时物距为45cm，满足45cm>2f 像距为23cm，满足2f>23cm>f 解得22.5cm>f>11.5cm 故C符合题意。 （2）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的动态规律：物近像远像变大可知，要在光屏上得到烛焰清晰的像，她可以向右移动光屏到某刻度处。 （3）见答案。 题型 透镜对光的作用 ‌初中物理透镜对光的作用解题可按三步快速突破。 首先明辨核心概念：凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，这里的“会聚/发散”是相对入射光线的原传播方向而言，并非光线必须相交或完全不相交，这是判断透镜类型的关键依据。 其次牢记三条特殊光线的规律：过光心的光线传播方向始终不变；平行于主光轴的光线，经凸透镜后过实焦点，经凹透镜后反向延长线过虚焦点；从焦点发出的凸透镜光线、射向凹透镜异侧虚焦点的光线，折射后均平行于主光轴，这是光路作图题的核心解题依据。 最后掌握两类常见题型技巧：判断透镜类型时，对比折射光线与入射光线的偏折方向，向主光轴内侧偏折为会聚透镜，向外偏折为发散透镜；补全光路题时，先对照特殊光线特征，确定已知光线对应的规律，再补画折射或入射光线，同时注意透镜光路可逆的特点，避免“会聚必相交”这类常见误区。 活学活用 1．如图，根据入射光线和折射光线，在图中的虚线框内画出一个透镜。 【答案】见解析 【详解】由给出的光线可知，虚线框内的透镜对光线有会聚作用，为凸透镜，如图所示： 2．如图中画出了光线通过甲、乙、丙、丁透镜的示意图透镜在虚线框内未画出，下列说法正确的是（　　） A．光线通过甲透镜后越来越偏离主光轴，因此甲透镜是凹透镜 B．光线通过乙透镜后越来越靠近主光轴，因此乙透镜是凸透镜 C．甲透镜和丁透镜对光线的作用是相同的，甲和丁都是凸透镜 D．丙透镜和丁透镜对光线的作用是相同的，丙和丁都是凹透镜 【答案】C 【详解】从四个光线通过透镜的情形可知，甲、丁的入射光线经透镜折射后，折射光线变得会聚了，对光线具有会聚作用，所以是凸透镜；乙、丙的折射光线相对于入射光线是发散的，对光线具有发散作用，所以都是凹透镜，故C正确，ABD错误。 故选C。 题型 凸透镜成像规律 初中物理凸透镜成像规律解题，核心要抓“一表两法三注意”。 先记牢核心成像表：u>2f时成倒立缩小实像，对应照相机；u=2f成等大实像，是测焦距的分界点；f<u<2f成倒立放大实像，对应投影仪；u=f不成像，是虚实分界点；u<f成正立放大虚像，对应放大镜。搭配口诀“一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，物近像远像变大”，能快速定位成像性质。 解题时优先用“范围判断法”：题目给出物距、像距数值时，先对比u、v和f、2f的大小关系，联立不等式就能解出焦距范围。遇到物像互换题型，利用光路可逆原理，保持蜡烛和光屏不动，移动透镜就能再次成清晰像。 最后注意三个易错点：实像一定倒立、在透镜异侧，虚像一定正立、在透镜同侧；实像可以用光屏承接，虚像不能；物距变大时，实像的像距和像的大小都会同步变小，别记反方向。掌握这些，绝大多数凸透镜题型都能快速得分。 活学活用 1．在探究“凸透镜成像的规律”实验中，光具座上各元件位置如图所示，此时在光屏上恰好成一个清晰的像。则下列说法正确的是（　　） A．当蜡烛因燃烧逐渐变短，光屏上的像会逐渐向下移动 B．将蜡烛向左移动，要在光屏上看到清晰的像，应将光屏向右移动 C．用不透明纸板遮住凸透镜的上半部分，在光屏上不能成烛焰完整的像 D．保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏互换位置，光屏上成倒立、缩小的像 【答案】D 【详解】A．由于过光心的光线传播方向不变，所以随着蜡烛燃烧变短，光屏上的像将向上移动，故A错误； B．由图可知，物距小于像距，光屏上成倒立、放大的实像，凸透镜成实像时，物远像近像变小，将蜡烛向左移动，物距变大，则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像，因此应将光屏向左移动，故B错误； C．遮住凸透镜的上半部，物体上任一点射向凸透镜的下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗，故C错误； D．根据光路可逆，保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏互换位置，光屏上成倒立、缩小的实像，故D正确。 故选D。 2．如图所示，小洁将一个圆柱形玻璃瓶装适量的水，把一支笔放在玻璃瓶的一侧，她透过玻璃瓶能看到这支笔。若把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动，关于她透过玻璃瓶看到的现象，下列说法正确的是（　　） A．看到的笔尖逐渐变短 B．看到的笔尖会逐渐变粗 C．看到笔尖的像始终为虚像 D．看到笔移到某位置时笔尖会改变方向 【答案】D 【详解】玻璃瓶相当于一个凸透镜，由凸透镜成像的规律知，当物距在一倍焦距以内时，得到正立、放大的虚像；物体在一倍焦距到二倍焦距之间时，得到倒立、放大的实像；物体在二倍焦距以外时，得到倒立、缩小的实像；所以当铅笔由靠近瓶子的位置逐渐远离时，透过透镜首先会看到正立、放大的虚像，并且先逐渐变长变大，到达某一位置时，铅笔尖忽然改变方向，成倒立、放大的实像，之后像逐渐变短变小，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。 基础通关 1．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 【详解】蜡烛距凸透镜20cm时，烛焰在光屏上成清晰的倒立缩小像，说明物距大于两倍焦距，即 则，故A符合题意；BCD不符合题意。故选A。 2．车载香水的主要成分是易燃酒精，如图的四瓶香水透明玻璃瓶盖形状各异，夏季最不适合放在车内的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．A图中所示的香水透明玻璃瓶盖形状对光无会聚作用也无发散作用，故A不符合题意； B．B图中所示的香水透明玻璃瓶盖形状相当于凸透镜，对光有会聚作用，容易引起火灾，最不适合放在车内，故B符合题意； C．C图中所示的香水透明玻璃瓶盖形状相当于凹透镜，对光有发散作用，故C不符合题意； D．根据光的折射规律可知，D图中所示的香水透明玻璃瓶盖形状对光无会聚作用也无发散作用，故D不符合题意； 故选B。 3. 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 【详解】由图知，物距大于像距，根据凸透镜成像规律得，此时凸透镜成的是倒立、缩小的实像，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 4. 小丽利用水透镜探究凸透镜成像规律，实验装置如图所示，此时在光屏上得到一个等大的像。接着小丽向水透镜中注水使其变厚（水透镜越厚，焦距越小），然后保持水透镜和蜡烛的位置不变，移动光屏使屏上再次出现一个清晰的像。关于第二次所成像的大小及光屏的移动情况，下列选项中正确的是（　　） A．像一定是放大的 B．像可能是等大的 C．光屏靠近水透镜 D．光屏远离水透镜 【答案】C 【详解】初始时，光屏上得到一个等大的像，说明此时物距等于两倍焦距（u = 2f）。向水透镜中注水使其变厚，水透镜的焦距减小。保持水透镜和蜡烛的位置不变，物距u不变，但焦距f减小，因此物距u相对于新的焦距来说，u > 2f’。根据凸透镜成像规律，当u > 2f’时，所成的像是倒立、缩小的实像，根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”的规律，可知为了在光屏上再次得到清晰的像，光屏需要向水透镜靠近。故C正确，ABD错误。故选C。 5. 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，光屏上成的像不清晰，若将光屏向右移动适当距离，可在光屏上观察到清晰的像，则（   ） A．清晰的像是倒立、缩小的实像 B．清晰的像是正立、放大的实像 C．该透镜的焦距大于7.5cm小于15cm D．该透镜的焦距大于10cm小于20cm 【答案】D 【详解】 AB．由图可知，物距 ，将光屏向右移动适当距离，可在光屏上观察到清晰的像，说明清晰成像时的像距 v 大于初始光屏到透镜的距离，即 ；因为像距大于物距 ，根据凸透镜成像规律，当成实像时，若像距大于物距，烛焰成倒立、放大的实像，故AB不符合题意； CD．由凸透镜的成像规律可知，物距等于20cm时，成倒立放大的实像，此时物距 u 应该满足 解得 故C不符合题意，D符合题意。故选D。 6．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，调节蜡烛和光屏的位置，使光屏上得到清晰的像，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．此时光屏上成倒立、缩小的实像 B．若将蜡烛向左移动，要想在光屏上再次得到清晰的像，光屏应向左移动 C．若将蜡烛向左移动5cm，要想在光屏上再次得到清晰的像，光屏移动的距离应小于5cm D．若将凸透镜遮挡住一部分，光屏上的像会变得模糊不清且亮度变暗 【答案】B 【详解】A．由图可知，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，故A错误； B．保持凸透镜位置不动，把蜡烛向左移动，物距变大，像距变小，像变小，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该把光屏向左移动一段距离，故B正确； C．凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动5cm，此时物距增大，要想在光屏上再次成清晰的像，需要将像距减小，即将光屏向左移动；此时的像距大于物距，则光屏移动的距离大于5cm，故C错误； D．因为凸透镜成像中，通过凸透镜的有效面积大小不影响成像清晰度，但影响成像的明暗程度，所以将凸透镜遮挡住一部分，光屏上的像仍清晰，亮度变暗，故D错误。 故选B。 7. 小明用透明塑料盒设计了一个昆虫标本观察器，如图所示。盒底上放标本，盒盖上嵌入一凸透镜。有焦距为5cm和10cm的两种凸透镜，为了在盒盖上方附近，通过凸透镜观察到标本正立、放大的像，凸透镜焦距f与盒高h选择合理的是（　　） A．f=5cm h=10cm B．f=10cm h=12cm C．f=5cm h=12cm D．f=10cm h=6cm 【答案】D 【详解】ABCD．盒盖处安装凸透镜，盒底处有昆虫标本，要使凸透镜作放大镜使用时，物距必须小于焦距，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 8. 当蜡烛、透镜甲和光屏放置在图1所示位置时，烛焰在光屏上成清晰的像。现保持蜡烛和透镜的位置不变，将透镜甲更换为透镜乙后，需将蜡烛向右移动距离s，方可在光屏上再次成清晰的像，透镜乙物距和像距的关系如图2所示，则（　　） A．透镜乙的焦距为10cm B．蜡烛移动的距离s＞10cm C．若不移动蜡烛，则需向右移动光屏才能成清晰的像 D．第二次所成的像是缩小的 【答案】B 【详解】A．读图2可以知道，某次物体通过凸透镜乙成像时，物距与像距都为10 cm。则此时物距与像距都等于焦距的2倍，则乙的焦距为 故A不符合题意； BD．此时烛焰通过乙成像，像距为20 cm。乙的焦距为5cm，即像距大于2倍焦距，成的是放大的实像；则此时物距大于1倍焦距5cm且小于2倍焦距10cm。原来蜡烛距离透镜20cm，现在到透镜的距离小于10cm，则蜡烛移动的距离大于10cm。故B符合题意，D不符合题意； C．若不移动蜡烛，更换焦距较小的透镜后，像距减小，故应将光屏向左移动才能在光屏上得到清晰的像。故C不符合题意。 故选B。 9. 放大镜属于________（选填“凸”或“凹”）透镜。如图，邮票通过透镜所成的像是________（选填“实”或“虚”）像，邮票到透镜的距离________（选填“大于”或“小于”）透镜的焦距。 【答案】 凸 虚 小于 【详解】放大镜是一块凸透镜，用放大镜观察邮票时（如图所示），邮票到透镜的距离是 小于透镜的焦距，看到的像是一个正立放大的虚像。 10. 请将所示光路补充完整。 【答案】见解析。 【详解】根据凸透镜的特殊光线可知，入射光线过焦点，经过凸透镜折射后，折射光线会平行于主光轴；入射时过光心的光线经过凸透镜传播方向不变；入射光线平行于主光轴，经过凸透镜折射后，折射光线会过焦点，作图如下图所示： 根据凹透镜的特殊光线可知，入射光线的延长线过焦点时，经过凹透镜折射后，折射光线会平行于主光轴；入射时过光心的光线经过凹透镜传播方向不变；入射光线平行于主光轴，经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过焦点，作图如下图所示： 素养提升 11．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和时，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 D．凸透镜的焦距是 【答案】C 【详解】ABC．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和时，光屏上先后两次都呈现烛焰清晰的像，由光路的可逆性可知，第一次物距等于第二次的像距，第一次的像距等于第二次的物距，所以第一次物距是16cm，像距是24cm；第二次物距是24cm，像距是16cm；蜡烛和光屏之间的距离为16cm+24cm=40cm 第一次物距小于像距，成倒立放大的实像，第二次物距大于像距，成倒立缩小的实像，第二次像比第一次小，故C正确，AB错误； D．在第二次中，成倒立缩小的实像，物距24cm>2f① 像距2f>16cm>f② 由①和②得到12cm>f>8cm 所以凸透镜的焦距不可能是20cm，故D错误。 故选C。 12．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 【详解】装有水的杯子相当于凸透镜，两次都观察到铅笔放大的像，且由图示可知像与铅笔在凸透镜的同侧，则可知凸透镜成的是正立、放大的虚像，且图2、3中的铅笔在凸透镜的一倍焦距之内； 图2中的铅笔向前移，铅笔仍紧贴水柱，水柱变薄，“水透镜”焦距变大，铅笔离焦点越来越远，且“水透镜”光心向前移动，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； 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。 13．（多选题）小明利用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。将蜡烛放在凸透镜左侧适当位置，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的像，分别测出物距u和像距v，实验数据如下表。下列说法正确的是（　　） 实验次数 1 2 3 4 5 物距u/cm 60 30 20 15 12 像距v/cm 12 15 20 30 60 A．该凸透镜的焦距为20cm B．从第1次实验到第5次实验，成在光屏上的像越来越大 C．当u=45cm时，移动光屏，可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像 D．第5次实验后，在贴近凸透镜左侧放一眼镜片，向右移动光屏，能在光屏上成清晰的像，则眼镜片对光起会聚作用 【答案】BC 【详解】A．由第3次实验数据可知，u=v=2f=20cm时，成等大的像，所以焦距为10cm，故A错误； B．从第1次实验到第5次实验，物距都大于1倍焦距，成实像，且物距减小，根据凸透镜的成像规律“成实像时，物近像远像变大”可知，光屏上的像越来越大，故B正确； C．当u=45cm时，大于20cm，即大于2f，所以移动光屏，可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像，故C正确； D．第5次实验后，在贴近凸透镜左侧放一眼镜片，向右移动光屏，能在光屏上成清晰的像，说明放上眼镜片后，像距变大，说明眼镜片对光有发散作用，故D错误。 故选BC。 14. （多选题）小山在做探究凸透镜成像规律的实验过程中，某次实验操作时，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成清晰的倒立、等大的实像。他把实验中得到的数据、观察结果和对应的应用整理在下表中，其中正确的是（　　） 选项 物体位置在光具座上的读数/cm 光屏位置在光具座上的读数/cm 像的性质 应用 A 20 65 倒立、缩小、实像 照相机 B 30 70 倒立、等大、实像 得到平行光 C 35 80 倒立、放大、实像 投影仪 D 45 90 正立、放大、虚像 放大镜 A．A B．B C．C D．D 【答案】AC 【详解】A．根据表格中的数据可知，当物体位置在光具座上的读数为30cm，光屏位置在光具座上的读数为70cm时，烛焰在光屏上恰好成清晰的倒立、等大的实像。可知此时物距等于像距，为20cm，则凸透镜的焦距为10cm，故当物体位置在光具座上的读数为20cm，光屏位置在光具座上的读数为65cm时，此时物距大于二倍焦距，物距大于像距，可知在光屏上恰好成清晰的倒立、缩小的实像，应用的是照相机，故A正确； B．当物体位置在光具座上的读数为30cm，即图中位置，此时物距等于二倍焦距，可知在光屏上恰好成清晰的倒立、等大的实像，像成在刻度为70cm处，但是得到的是会聚成像的光线，不是平行光，故B错误； C．当物体位置在光具座上的读数为35cm，光屏位置在光具座上的读数为80cm时，此时物距大于一倍焦距，小于二倍焦距，可知在光屏上恰好成清晰的倒立、放大的实像，应用于投影仪，故C正确； D．物体在光具座上的45cm处时，，物距小于焦距成正立放大虚像，应用是放大镜，此时光屏上没有像，故D错误。 故选AC。 15．在探究凸透镜成像规律的实验中：    （1）如图甲所示，用平行光测出凸透镜的焦距为________cm。 （2）将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平光具座上，调节烛焰、凸透镜和光屏三者中心在________。 （3）调节蜡烛、凸透镜和光屏至图乙所示的位置，则烛焰在光屏上成倒立、________的像。根据这一成像特点，可制成__________。 （4）若要使光屏上的像变小，应使蜡烛与凸透镜的距离变_________，再调节光屏位置。 【答案】 12.5（12.3~12.7均可） 同一高度 缩小 照相机 大 【详解】（1）平行光线经凸透镜折射后变成会聚光线，说明凸透镜对光线有会聚作用；由图知，光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点处，焦点到光心的距离为12.5cm-0.00cm=12.5cm，则凸透镜的焦距是12.5cm，因为最后一位小数是估读的，所以范围在12.3~12.7cm均可。 （2）调整烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，是为了使像能够成在光屏中央。 （3）将点燃的蜡烛和光屏分别放在如图所示的位置，物距大于像距，所以像的性质是倒立的缩小的实像，是照相机的成像特点。 （4）物远像近像变小，所以要使光屏上的像变小，应使蜡烛与凸透镜的距离变大，再调节光屏位置。 迁移创新 16. 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，且甲处的像比乙处大，则（　　） A．甲处可能成的是虚像 B．乙处像可能是放大的 C．P点位置在甲的左侧 D．蜡烛的移动方向向左 【答案】B 【详解】ACD．由题意可知，光屏先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且甲处的像比乙处大，根据物距变大，像距变小，像变小可知，像在不断的靠近凸透镜，因此凸透镜在乙的右侧，蜡烛在凸透镜的右侧，此时蜡烛在远离凸透镜，因此蜡烛向右移动；由于甲处的像成在光屏上，因此甲处只能成实像，故ACD不符合题意； B．由于题干未提供物距和凸透镜的焦距，若物距大于1倍焦距小于2倍焦距，乙处成放大的实像；若物距大于2倍焦距，成缩小的实像；若物距等于2倍焦距，成等大的实像，故B符合题意。 故选B。 17．某同学进行了如下实验： (1)将两个凸透镜分别固定在光具座上，并用一束平行主光轴的光分别射向两个凸透镜，调节光屏的位置，直至在各自光屏上形成了一个最小的亮斑，如图所示。由此可知凸透镜_______（选填“M”或“N”）对光的会聚作用更强。 (2)该同学继续利用上述器材及一个发光体、刻度尺探究凸透镜成实像时，像的高度与焦距是否有关。实验中需要选用凸透镜_______（选填“M和N”或“M或N”），将发光体放在距凸透镜_______（选填“相同”或“不同”）距离处，用光屏接收像，若_______，则说明像的高度与焦距有关。 【答案】(1)M (2) M和N 相同 光屏上所成的像高度不同 【详解】（1）根据凸透镜对光具有会聚作用，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于焦点，会聚点越靠近透镜，说明凸透镜对光的会聚能力越强，由图可知，光线经凸透镜M折射后会聚点更靠近透镜，所以凸透镜M对光的会聚作用更强。 （2）要探究凸透镜成实像时像的高度与焦距是否有关，需要控制物距相同，改变凸透镜的焦距进行实验。这里有两个焦距不同的凸透镜M和N，所以实验中需要选用凸透镜M和N。同时，要将发光体放在相同距离处（即控制物距相同）。如果在光屏上所成的像高度不同，就说明像的高度与焦距有关。 18．在“探究凸透镜成像规律”的实验中： （1）如图甲，若将蜡烛向左移动少许，光屏上的像变模糊。若要再次在光屏上得到清晰的像，可采用下列方法： ①若移动光屏，则应将光屏向左移动； ②若不移动光屏，则可在蜡烛和凸透镜之间再放上一个焦距合适的______（选填“近视镜”或“远视镜”）； （2）如图乙，线段AB为凸透镜成像的物距倒数和像距倒数的对应关系，则此凸透镜焦距为______； （3）小明在实验过程中不断移动烛焰位置，观察到如图丁中①至⑥的六种烛焰清晰的像，请按蜡烛到凸透镜距离由远到近所得到的6个像进行排序，正确顺序为______； （4）他还想利用发光字母来探究凸透镜成像时上下、左右的位置关系，图戊中的4个字母适合做光源的有______个； （5）若固定蜡烛与光屏间的距离为L0不变，只移动凸透镜。设蜡烛与凸透镜第一次成清晰像所在位置A间的距离为L，如图所示，则该透镜焦距f______L（选填“＞”、“＜”或“＝”），凸透镜移动过程中，设第二次成清晰像的位置为B，则前后两次成清晰的像所在位置A、B之间的距离______（用L0、L表示）； 【答案】 近视镜 0.1m ②①③⑤⑥④ 1 ＜ 【详解】（1）当蜡烛向左移动时，物距变大了，此时像距要减小，因此像的位置变化到光屏的左侧，要想继续在光屏上得到清晰的像，应该将蜡烛发出的光线发散，使它们通过凸透镜后会聚在光屏上，因此需要在蜡烛与凸透镜中间放置一个能够发散光线的透镜——凹透镜，即近视镜。 （2）当物距倒数为时，即物距为 此时像距的倒数也为，即此时像距为0.2m。即此时成像时像距与物距相等，此时成的倒立的等大的实像，像距与物距均等于二倍焦距，则凸透镜的焦距为 （3）蜡烛距凸透镜在二倍焦距以外时，成倒立缩小的实像；蜡烛距凸透镜在一倍焦距与二倍焦距之间时，成倒立放大的实像；且成实验过程中，物距越大，像就越小。蜡烛距凸透镜小于一倍焦距时，成正立的放大的虚像；成虚像时，蜡烛离凸透镜越远，像就越大。故蜡烛自远向近靠近凸透镜时，成的像依次为：②①③⑤⑥④。 （4）物体通过凸透镜成实像时，上下左右都是颠倒的，所以，为了更好地探究凸透镜成像，选择的字母，上下左右颠倒后，应该与原来有明显的区别，故F这个发光字母适合做光源。 （5）此时，物距小于像距，即物距小于二倍焦距大于一倍焦距时成放大的实像，即。 因为凸透镜成像中，光发生了折射，在光的折射现象中，光路是可逆的。如果物体和光屏的位置不动，移动凸透镜，两次成像，则第一次成像时的像距与物距分别等于第二次成像时的物距与像距。第一次成像时，凸透镜距蜡烛为L。则第二次成像时，凸透镜距光屏为L，则两次透镜相距 学科网（北京）股份有限公司1 /10 zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4章 光现象 第4节 凸透镜成像 课标要点 了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。探究并了解凸透镜成像的规律。了解凸透镜成像规律的应用。 学习重难点 重点：1. 凸透镜和凹透镜对光的作用。2. 探究凸透镜成像的规律。 难点：凸透镜成像规律的动态分析。 知识点 透镜 1. 透镜与薄透镜：把两侧表面都是球面的一部分或一侧表面是球面的一部分而另一侧表面是平面的透明体叫做透镜。厚度远小于球面半径的透镜叫做 透镜。 2. 透镜的种类 （1）凸透镜：中间比边缘 的透镜叫做凸透镜。 （2）凹透镜：中间比边缘 的透镜叫做凹透镜。 凸透镜 凹透镜 3. 主光轴与光心 （1）主光轴：通过两个球面 的直线C1C2叫做主光轴（简称光轴）。 （2）光心：主光轴上有一个特殊的点，通过这个点的光传播方向 ，这个点叫作透镜的光心。可以认为薄透镜的光心就在透镜的 。 凸透镜 凹透镜 4. 透镜对光的作用 （1）凸透镜对光有 作用。因此，凸透镜又叫会聚透镜。凹透镜对光有 作用。因此，凹透镜又叫发散透镜。 （2）正确理解透镜对光的作用 ①凸透镜对光有会聚作用是指折射光线相对于入射光线更靠近主轴了。如图所示的三种情形，都是凸透镜的会聚作用。 ②凹透镜对光有发散作用是指折射光线相对于入射光线更远离主轴了。如图所示的三种情形，都是凹透镜的发散作用。 5. 凸透镜的焦点和焦距 （1）焦点： 于主轴的光经凸透镜折射后，会聚于主轴上的一点，该点叫做凸透镜的焦点，用F 表示。凸透镜的两侧各有一个焦点，如图所示。 （2）焦距： 到凸透镜光心的距离叫做焦距，用f表示。凸透镜两侧的两个焦距相等。凸透镜的焦距越短，透镜对光的会聚作用越 。 凸透镜的焦点和焦距 凹透镜的虚焦点和焦距 6. 凹透镜的虚焦点和焦距 （1）虚焦点：平行于主光轴的光线通过凹透镜后发散，发散光线的 线交于主光轴上一点，它不是实际光线的会聚点，叫做虚焦点，用F表示。 （2）焦距：虚焦点到透镜 的距离叫做凹透镜的焦距，用f表示。焦距越短，发散能力越强。 7. 三条特殊光线 （1）通过凸透镜的三条特殊光线 ①通过光心的光线经凸透镜后传播方向 ； ②通过焦点的光线经凸透镜折射后 于主光轴射出； ③与主光轴平行的光线经凸透镜折射后通过 。 （2）通过凹透镜的三条特殊光线 ①通过光心的光线经凹透镜后传播方向 ； ②延长线经过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于 射出； ③与主光轴平行的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线经过另一侧 。 易错提醒 1. 别被“光线最终是否相交”误导：凸透镜的“会聚作用”，不是指光线一定会聚成一点，而是折射后光线比入射光线更靠近主光轴；凹透镜的“发散作用”，也不是指光线完全不能相交，而是折射后光线比入射光线更远离主光轴。 2. 别混淆特殊情况：从凸透镜焦点发出的光线，折射后会平行射出，不会会聚到一点；原本发散程度很大的光线，经凸透镜后可能仍保持发散，只是发散程度变小。 3. 注意书写规范：物理术语里是“会聚”而非“汇聚”，考试写错会直接丢分。 4. 光路可逆是通用规律，两种透镜的折射光路都满足这一特点。 随学随练 1．光线经过甲、乙两透镜后的折射光线如图所示，则关于两透镜的类型，下列说法正确的是（　　） A．甲是凸透镜，乙是凹透镜 B．甲是凹透镜，乙是凸透镜 C．甲、乙都是凸透镜 D．甲、乙都是凹透镜 2．如图，甲、乙两个凸透镜的焦距分别是3cm和5cm，下列说法正确的是（    ） A．平行光经过凸透镜后一定会聚于焦点 B．甲透镜的焦距更短，其会聚能力较乙透镜弱 C．经过凸透镜的光不一定是会聚的 D．用一张不透明厚纸片挡住甲透镜的上半部分，透镜的焦距会变小 知识点 凸透镜成像规律 【实验目的】探究凸透镜成像的规律。 【搜集证据】 （1）器材：焦距已知的凸透镜、发光物、光屏、带刻度的光具座等。 （2）方案 ① 如图所示，把发光物、凸透镜和光屏放置在光具座上，将它们的中心位置调节到高度一致，保持凸透镜位置不变。 ② 把发光物放在距离凸透镜较远的位置，在光具座上慢慢移动光屏找像。如果能在光屏上找到像，即为实像，确定其最清晰的位置，记录物距、像距、像的正倒、大小等情况。 ③ 逐渐减小物距，重复上述实验操作，做好记录。 ④如果无法用光屏找到实像，尝试移除光屏，用眼睛透过凸透镜观察虚像。 （3）记录 凸透镜焦距f 为____cm，发光物高度h为____ cm，并将其他实验数据填入表中。 实验 序号 物距 u/cm 像的情况 像距v/cm 像高h'/cm 虚或实 正或倒 像的大小 1 2 3 4 【作出解释】 （1）分析：如图所示，汇总使用焦距相同的凸透镜进行实验的相关数据，用数字1～6 标出物体在主轴上的位置，用1'～6'标出与之对应的像的位置。用带箭头的线段表示物体、像的大小与正倒情况，可以得到凸透镜成实像时的物、像关系。 （2）结论：凸透镜成像规律 当u>2f 时，物体在凸透镜另一侧 f<v<2f 的范围内成一个倒立、缩小的实像。 当 u=2f时，物体在凸透镜另一侧v=2f 处成一个倒立、等大的实像。 当f< u< 2f 时，物体在凸透镜另一侧v>2f 范围内成一个倒立、放大的实像。 当u<f 时，在物体同侧成一个正立、放大的虚像。 【拓展】分析表中的数据可以得出： （1）像的虚实：物体在凸透镜一倍焦距外成 像，在一倍焦距内成 像； （2）像的大小：物体在凸透镜 外成缩小的实像，在 时成等大的实像，在一倍焦距和二倍焦距间成放大的 像，在一倍焦距内成放大的 像； （3）像的正倒：物体在凸透镜一倍焦距内成 立的虚像，在一倍焦距外成 立的实像。 （4）表格记忆 物距u和焦距 f 的关系 像的性质 像的位置 像距v和焦距 f 的关系 虚实 大小 正倒 与物同（异）侧 u > 2f 实像 缩小 倒立 异侧 2f >v >f u = 2f 实像 等大 倒立 异侧 v = 2f 2f >u >f 实像 放大 倒立 异侧 v>2f u =f 不成像  u <f 虚像 放大 正立 同侧 易错提醒 1. 混淆“实像与虚像”的判断标准：实像由实际光线会聚而成，能被光屏承接；虚像不是实际光线会聚，光屏无法承接，不少同学误将虚像也当作可在光屏上呈现的像。 2. 忽略“参照物统一”要求：判断像的正倒时，必须以原物体为参照，不能把后续二次成像的中间像当成参照物，否则会把“倒立的倒立像”误判为正立像。 3. 动态规律类易错点‌ 记错成像变化逻辑：成实像时“物近像远像变大”，成虚像时“物近像近像变小”，很多同学把虚像的变化规律和实像搞混，导致移动物体时像的大小判断完全出错。 4. 忽略光路可逆性：蜡烛和光屏位置互换后，依然能成清晰实像，只是像的大小发生变化，不少同学误以为互换后无法成像。 5. 特殊场景类易错点‌ 遮挡透镜误区：遮住透镜上半部分，像依然完整，只是亮度变暗，很多同学误以为像会跟着缺失一半。 组合光学元件漏分析：凸透镜和平面镜组合时，容易漏掉光线经平面镜反射后再次穿过凸透镜形成的第三个像，导致成像数量判断错误。 随学随练 1．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上承接到烛焰清晰的像。保持凸透镜的位置不变，则（　　） A．实验所用凸透镜的焦距可能为10.0cm B．光屏上承接到的像是烛焰倒立、放大的实像 C．将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上仍能承接到像 D．将蜡烛移至45.0cm刻度线上，光屏上仍能承接到像 2．某实验小组探究凸透镜成像的实验，装置如图。 (1)当蜡烛A、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时，光屏上出现一个清晰的烛焰的像，这个凸透镜的焦距可能是___________（填选项字母）。 A．5cm B．10cm C．15cm D．30cm (2)小京同学把蜡烛A向右移动一小段距离，发现光屏上烛焰的像变模糊了。保持透镜位置不变，要在光屏上得到烛焰清晰的像，可以采取的方法是___________（写出一条就可以）。 (3)完成上述实验后，小京同学把光具座上凸透镜换成一块薄玻璃板，探究平面镜成像。请你添加必要的器材，帮助小京设计实验证明：物体在平面镜中所成像的大小与物距无关。写出实验步骤和实验现象。 题型 透镜对光的作用 ‌初中物理透镜对光的作用解题可按三步快速突破。 首先明辨核心概念：凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，这里的“会聚/发散”是相对入射光线的原传播方向而言，并非光线必须相交或完全不相交，这是判断透镜类型的关键依据。 其次牢记三条特殊光线的规律：过光心的光线传播方向始终不变；平行于主光轴的光线，经凸透镜后过实焦点，经凹透镜后反向延长线过虚焦点；从焦点发出的凸透镜光线、射向凹透镜异侧虚焦点的光线，折射后均平行于主光轴，这是光路作图题的核心解题依据。 最后掌握两类常见题型技巧：判断透镜类型时，对比折射光线与入射光线的偏折方向，向主光轴内侧偏折为会聚透镜，向外偏折为发散透镜；补全光路题时，先对照特殊光线特征，确定已知光线对应的规律，再补画折射或入射光线，同时注意透镜光路可逆的特点，避免“会聚必相交”这类常见误区。 活学活用 1．如图，根据入射光线和折射光线，在图中的虚线框内画出一个透镜。 2．如图中画出了光线通过甲、乙、丙、丁透镜的示意图透镜在虚线框内未画出，下列说法正确的是（　　） A．光线通过甲透镜后越来越偏离主光轴，因此甲透镜是凹透镜 B．光线通过乙透镜后越来越靠近主光轴，因此乙透镜是凸透镜 C．甲透镜和丁透镜对光线的作用是相同的，甲和丁都是凸透镜 D．丙透镜和丁透镜对光线的作用是相同的，丙和丁都是凹透镜 题型 凸透镜成像规律 初中物理凸透镜成像规律解题，核心要抓“一表两法三注意”。 先记牢核心成像表：u>2f时成倒立缩小实像，对应照相机；u=2f成等大实像，是测焦距的分界点；f<u<2f成倒立放大实像，对应投影仪；u=f不成像，是虚实分界点；u<f成正立放大虚像，对应放大镜。搭配口诀“一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，物近像远像变大”，能快速定位成像性质。 解题时优先用“范围判断法”：题目给出物距、像距数值时，先对比u、v和f、2f的大小关系，联立不等式就能解出焦距范围。遇到物像互换题型，利用光路可逆原理，保持蜡烛和光屏不动，移动透镜就能再次成清晰像。 最后注意三个易错点：实像一定倒立、在透镜异侧，虚像一定正立、在透镜同侧；实像可以用光屏承接，虚像不能；物距变大时，实像的像距和像的大小都会同步变小，别记反方向。掌握这些，绝大多数凸透镜题型都能快速得分。 活学活用 1．在探究“凸透镜成像的规律”实验中，光具座上各元件位置如图所示，此时在光屏上恰好成一个清晰的像。则下列说法正确的是（　　） A．当蜡烛因燃烧逐渐变短，光屏上的像会逐渐向下移动 B．将蜡烛向左移动，要在光屏上看到清晰的像，应将光屏向右移动 C．用不透明纸板遮住凸透镜的上半部分，在光屏上不能成烛焰完整的像 D．保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏互换位置，光屏上成倒立、缩小的像 2．如图所示，小洁将一个圆柱形玻璃瓶装适量的水，把一支笔放在玻璃瓶的一侧，她透过玻璃瓶能看到这支笔。若把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动，关于她透过玻璃瓶看到的现象，下列说法正确的是（　　） A．看到的笔尖逐渐变短 B．看到的笔尖会逐渐变粗 C．看到笔尖的像始终为虚像 D．看到笔移到某位置时笔尖会改变方向 基础通关 1．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 2．车载香水的主要成分是易燃酒精，如图的四瓶香水透明玻璃瓶盖形状各异，夏季最不适合放在车内的是（　　） A． B． C． D． 3. 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 4. 小丽利用水透镜探究凸透镜成像规律，实验装置如图所示，此时在光屏上得到一个等大的像。接着小丽向水透镜中注水使其变厚（水透镜越厚，焦距越小），然后保持水透镜和蜡烛的位置不变，移动光屏使屏上再次出现一个清晰的像。关于第二次所成像的大小及光屏的移动情况，下列选项中正确的是（　　） A．像一定是放大的 B．像可能是等大的 C．光屏靠近水透镜 D．光屏远离水透镜 5. 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，光屏上成的像不清晰，若将光屏向右移动适当距离，可在光屏上观察到清晰的像，则（   ） A．清晰的像是倒立、缩小的实像 B．清晰的像是正立、放大的实像 C．该透镜的焦距大于7.5cm小于15cm D．该透镜的焦距大于10cm小于20cm 6．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，调节蜡烛和光屏的位置，使光屏上得到清晰的像，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．此时光屏上成倒立、缩小的实像 B．若将蜡烛向左移动，要想在光屏上再次得到清晰的像，光屏应向左移动 C．若将蜡烛向左移动5cm，要想在光屏上再次得到清晰的像，光屏移动的距离应小于5cm D．若将凸透镜遮挡住一部分，光屏上的像会变得模糊不清且亮度变暗 7. 小明用透明塑料盒设计了一个昆虫标本观察器，如图所示。盒底上放标本，盒盖上嵌入一凸透镜。有焦距为5cm和10cm的两种凸透镜，为了在盒盖上方附近，通过凸透镜观察到标本正立、放大的像，凸透镜焦距f与盒高h选择合理的是（　　） A．f=5cm h=10cm B．f=10cm h=12cm C．f=5cm h=12cm D．f=10cm h=6cm 8. 当蜡烛、透镜甲和光屏放置在图1所示位置时，烛焰在光屏上成清晰的像。现保持蜡烛和透镜的位置不变，将透镜甲更换为透镜乙后，需将蜡烛向右移动距离s，方可在光屏上再次成清晰的像，透镜乙物距和像距的关系如图2所示，则（　　） A．透镜乙的焦距为10cm B．蜡烛移动的距离s＞10cm C．若不移动蜡烛，则需向右移动光屏才能成清晰的像 D．第二次所成的像是缩小的 9. 放大镜属于________（选填“凸”或“凹”）透镜。如图，邮票通过透镜所成的像是________（选填“实”或“虚”）像，邮票到透镜的距离________（选填“大于”或“小于”）透镜的焦距。 10. 请将所示光路补充完整。 素养提升 11．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和时，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 D．凸透镜的焦距是 12．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 13．（多选题）小明利用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。将蜡烛放在凸透镜左侧适当位置，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的像，分别测出物距u和像距v，实验数据如下表。下列说法正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距为20cm B．从第1次实验到第5次实验，成在光屏上的像越来越大 C．当u=45cm时，移动光屏，可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像 D．第5次实验后，在贴近凸透镜左侧放一眼镜片，向右移动光屏，能在光屏上成清晰的像，则眼镜片对光起会聚作用 实验次数 1 2 3 4 5 物距u/cm 60 30 20 15 12 像距v/cm 12 15 20 30 60 14. （多选题）小山在做探究凸透镜成像规律的实验过程中，某次实验操作时，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成清晰的倒立、等大的实像。他把实验中得到的数据、观察结果和对应的应用整理在下表中，其中正确的是（　　） 选项 物体位置在光具座上的读数/cm 光屏位置在光具座上的读数/cm 像的性质 应用 A 20 65 倒立、缩小、实像 照相机 B 30 70 倒立、等大、实像 得到平行光 C 35 80 倒立、放大、实像 投影仪 D 45 90 正立、放大、虚像 放大镜 A．A B．B C．C D．D 15．在探究凸透镜成像规律的实验中：    （1）如图甲所示，用平行光测出凸透镜的焦距为________cm。 （2）将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平光具座上，调节烛焰、凸透镜和光屏三者中心在________。 （3）调节蜡烛、凸透镜和光屏至图乙所示的位置，则烛焰在光屏上成倒立、________的像。根据这一成像特点，可制成__________。 （4）若要使光屏上的像变小，应使蜡烛与凸透镜的距离变_________，再调节光屏位置。 迁移创新 16. 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，且甲处的像比乙处大，则（　　） A．甲处可能成的是虚像 B．乙处像可能是放大的 C．P点位置在甲的左侧 D．蜡烛的移动方向向左 17．某同学进行了如下实验： (1)将两个凸透镜分别固定在光具座上，并用一束平行主光轴的光分别射向两个凸透镜，调节光屏的位置，直至在各自光屏上形成了一个最小的亮斑，如图所示。由此可知凸透镜_______（选填“M”或“N”）对光的会聚作用更强。 (2)该同学继续利用上述器材及一个发光体、刻度尺探究凸透镜成实像时，像的高度与焦距是否有关。实验中需要选用凸透镜_______（选填“M和N”或“M或N”），将发光体放在距凸透镜_______（选填“相同”或“不同”）距离处，用光屏接收像，若_______，则说明像的高度与焦距有关。 18．在“探究凸透镜成像规律”的实验中： （1）如图甲，若将蜡烛向左移动少许，光屏上的像变模糊。若要再次在光屏上得到清晰的像，可采用下列方法： ①若移动光屏，则应将光屏向左移动； ②若不移动光屏，则可在蜡烛和凸透镜之间再放上一个焦距合适的______（选填“近视镜”或“远视镜”）； （2）如图乙，线段AB为凸透镜成像的物距倒数和像距倒数的对应关系，则此凸透镜焦距为______； （3）小明在实验过程中不断移动烛焰位置，观察到如图丁中①至⑥的六种烛焰清晰的像，请按蜡烛到凸透镜距离由远到近所得到的6个像进行排序，正确顺序为______； （4）他还想利用发光字母来探究凸透镜成像时上下、左右的位置关系，图戊中的4个字母适合做光源的有______个； （5）若固定蜡烛与光屏间的距离为L0不变，只移动凸透镜。设蜡烛与凸透镜第一次成清晰像所在位置A间的距离为L，如图所示，则该透镜焦距f______L（选填“＞”、“＜”或“＝”），凸透镜移动过程中，设第二次成清晰像的位置为B，则前后两次成清晰的像所在位置A、B之间的距离______（用L0、L表示）； 学科网（北京）股份有限公司1 /10 zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $