5.3 凸透镜成像的规律（举一反三·讲义）物理新教材人教版八年级上册

本初中物理讲义聚焦“凸透镜成像的规律”核心知识点，承接上节照相机、投影仪等凸透镜应用，通过实验探究物距与像的正倒、大小、虚实关系，系统归纳核心规律、两个分界点及动态成像特点，构建完整知识支架。 该资料以科学探究为核心，设计实验步骤、记录表格及注意事项培养探究能力，结合例题变式与核心易错点总结强化科学思维，联系生活应用深化物理观念，课中辅助实验教学，课后助力学生巩固知识、查漏补缺。

5.3 凸透镜成像的规律 【新教材人教版】 【知识框架+知识精讲（4个知识归纳+6个题型）+课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 同学们，上节课我们学习了照相机、投影仪、放大镜，它们都用到了同一个核心元件——凸透镜。同样是凸透镜，为什么能成不同的像？像的大小、正倒、虚实与什么因素有关呢？ 其实，像的不同是由物体到凸透镜的距离（物距） 不同造成的。今天我们就通过实验来探究：凸透镜成像的规律。 知识归纳 【知识点1 探究凸透镜成像的规律——实验探究】 1. 实验目的 探究凸透镜成像的虚实、大小、正倒与物距的关系。 2. 实验器材 光具座、凸透镜（焦距在10~20 cm之间）、蜡烛、光屏、火柴。 3. 实验前的准备 （1）测量凸透镜的焦距——平行光聚焦法 · 将凸透镜正对太阳光（平行光），在透镜另一侧移动光屏，直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑，该光斑即为凸透镜的焦点。 · 用刻度尺测出光斑到透镜光心的距离，即为凸透镜的焦距（f）。 （2）组装实验装置 (1) 从左到右依次在光具座上放置蜡烛、凸透镜、光屏。 (2) 点燃蜡烛，调整烛焰、凸透镜和光屏的中心，使它们的中心大致在同一高度（同一水平直线上）。 目的：使像成在光屏的中央，便于观察。 4. 实验步骤 步骤 物距范围 操作要点 ① u > 2f 将蜡烛放在较远处，移动光屏，直到光屏上成清晰的像，观察并记录物距u、像距v及像的性质 ② u = 2f 将蜡烛向凸透镜移近至2f处，移动光屏，观察并记录 ③ f < u < 2f 继续移近蜡烛至f与2f之间，移动光屏，观察并记录 ④ u = f 继续移近蜡烛至f处，观察光屏上能否成像 ⑤ u < f 将蜡烛移近至f以内，在光屏上不能得到像，从光屏一侧透过透镜观察蜡烛，观察虚像 5. 实验记录表格 物距与焦距的关系 物距u / cm 像的性质 像的性质 像的性质 像距v / cm 应用 正倒 大小 虚实 u > 2f u = 2f f < u < 2f u = f 不成像 不成像 不成像 — u < f — 6. 实验注意事项 · 凸透镜的焦距最好在10~20 cm之间，太大或太小都不方便实验。 · 光屏上的像一定要明亮、清晰后再读数。 · 蜡烛燃烧一段时间后会变短，烛焰的像会向上移动（因为过光心的光线方向不变）。 · 实验中若光屏上得不到像，可能原因：①蜡烛在凸透镜的焦点以内（成虚像）；②蜡烛在焦点上（不成像）；③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度。 【例1】如图所示、在探究凸透镜成像规律的实验中，为使烛焰的像呈现在光屏中央，调节烛焰、凸透镜和光屏三者高度比较快捷的方法是将三者________（靠拢/远离）调节凸透镜和光屏，使它们的中心正对________的中心，调节时，还应保证透镜面和光屏面与光具座轨道________。 【变式1-1】如图所示是模拟看近处物体时人眼的晶状体变化的装置图，光屏相当于视网膜，它到透镜的距离不变，蜡烛在图示位置时刚好能在光屏上呈现清晰的像，该像是倒立、________（选填“缩小”“等大”或“放大”）的实像。若蜡烛向水透镜靠近，应让水透镜变________（选填“厚”或“薄”），才能使光屏上重新呈现清晰的像。 【变式1-2】小明用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律时，蜡烛、凸透镜和光屏的高度如图所示。为了使像能呈现在光屏中央，此时应将蜡烛向__________（上/下）调，从而使烛焰和光屏的中心调整到凸透镜的_________上。实验观察的是___________通过凸透镜的成像情况。如果将该凸透镜作为放大镜使用，它距物体的距离应该___________10cm。 【例2】某实验小组进行探究凸透镜成像的实验，操作如下： (1)实验前，调整烛焰中心和光屏的中心在凸透镜的_________； (2)正确测出凸透镜的焦距f，当物距时，烛焰成_________的像（选填“正立”或“倒立”）；当时，_________（填“能”、“不能”）观察到烛焰的像；当时，烛焰成倒立放大或倒立缩小的_________像（选填“实”、“虚”），同学们分析得出，像的虚实由_________大小关系决定； (3)当蜡烛、凸透镜和光屏处于图甲所示位置时，恰好在光屏上成清晰的像，此时光屏上所成倒立、_________的实像； (4)若仅将图甲中的凸透镜换成焦距相同直径较小的凸透镜，光屏上所成的像与原来所成像相比_________了；（填“变小”、“变暗”或“变不完整”） (5)若仅将图甲中的凸透镜换成直径相同，焦距稍小的凸透镜，需将光屏_________（填“向左”、“向右”）移动才能成清晰的像； (6)在实验时，发现光屏上出现的像只有中间清晰，两侧却较模糊，小明只对凸透镜进行了调整就在光屏上得到了清晰的像，他的调整是_________； A．左、右适当移动凸透镜 B．上、下适当移动凸透镜 C．适当扭转凸透镜 D．左右适当移动光屏 (7)将透镜、蜡烛及光屏置于光具座上，（如图丙）做成像实验，记录每次成实像的物距u、像距v、物像间距，此处表示。绘出图线（以f为长度单位），由图可知，要想成实像，蜡烛与光屏的间距应满足_________（用f表示）物理学中，有一个凸透镜成像的“新概念”：放大率，结合乙、丙两图，可知当物距时，_________。 【变式2-1】小明和小红对“凸透镜成像规律”进行探究： 表一： 实验序号 物距u（厘米） 像距v（厘米） 像高h′（厘米） 1 32.0 14.4 3.6 2 25.0 16.7 5.3 3 22.0 18.3 6.7 表二： 实验序号 物距u（厘米） 像距v（厘米） 像高h′（厘米） 4 19.0 21.1 8.9 5 15.0 30.0 16.0 6 12.0 60.0 40.0 (1)如图所示，此时光屏上恰好成等大、清晰的像，改变蜡烛的位置，使其位于光具座0厘米刻度线处，为了在光屏上得到清晰的像，应将光屏____________（选填“靠近”、“远离”）透镜找像，光屏上成的是倒立、____________的实像。接着他取高度h为8厘米的F光源进行实验，调节好实验装置后，他分别取不同的物距u并移动光屏找像，每次使光屏上的像最清晰，将相应的像距v、成像情况记录在如表中。 (2)分析比较实验序号1、2、3或4、5、6数据中物距、像距及成像的变化情况，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时，____________ (3)分析比较实验序号1、2或3数据中物距与像距的大小关系及成像情况，可得出的初步结论是：凸透镜成实像，且____________时，所成的像是缩小的。 (4)小明同学计算了表一中物距与像距之和，由此得出结论：凸透镜成实像时，物距与像距之和越小，成的像越大。 小红通过分析比较实验序号____________，判断小明的结论是____________的（选填“正确”、“错误”）。 (5)小明进一步分析比较表一和表二中物距与像距之和，提出了一个猜想：“当物距与像距之和最小时，可能会成等大的实像”。为了验证该猜想，他们应将物距设定在____________厘米的范围内继续进行实验。 【变式2-2】如图所示，在做“探究凸透镜成像的规律”实验中： (1)小明用发出平行光的手电筒正对凸透镜照射，移动光屏到图甲位置时，光屏上出现了最小、最亮的光斑，这说明凸透镜对光有___________（选填“会聚”或“发散”）作用，此凸透镜的焦距是__________cm。 (2)实验中出现如图乙所示的实像，他判断此像是实像的依据应是___________________________。 (3)在（2）的基础上，保持蜡烛、光屏不动，向右缓慢移动凸透镜，直到光屏上又出现烛焰的像，此时成像的情况是______________（填像的性质）的实像。 (4)蜡烛燃烧变短，为了使像仍能成在光屏的中央，这时最合理的调整是_____________（填写字母）。 A．将凸透镜向下移动一些 B．将光屏向上移动一些 C．将凸透镜和光屏都向下移动一些 (5)小龙同学换另一个焦距未知的凸透镜进行实验，把蜡烛和光屏固定在光具座上，当移动透镜分别距离光屏24cm和38cm时，均可在光屏上得到清晰的像，则该透镜的焦距范围是__________（选填字母）。 A．12cm＜f＜24cm B．12cm＜f＜19cm C．19cm＜f＜24cm 【知识点2 凸透镜成像的规律（核心规律）】 1. 凸透镜成像规律总结 物距（u） 像的性质 像的性质 像的性质 像距（v） 应用 正倒 大小 虚实 u > 2f 倒立 缩小 实像 f < v < 2f 照相机 u = 2f 倒立 等大 实像 v = 2f 测焦距 f < u < 2f 倒立 放大 实像 v > 2f 投影仪 u = f — — 不成像 — 平行光源 u < f 正立 放大 虚像 物像同侧 放大镜 2. 规律图像理解 当u = v = 2f时，可确定凸透镜的焦距f = u/2。例如由u-v图像可知，当u = v = 15 cm时，f = 7.5 cm。 【例3】将蜡烛、凸透镜和光屏安装到光具座上，位置如图所示，此时光屏上得到清晰的像。下列说法正确的是（     ） A．此时凸透镜成放大、正立的虚像 B．成像原理与投影仪成像原理一致 C．保持蜡烛和光屏的位置不动，向左移动凸透镜到35厘米处的位置就能得到清晰的像 D．保持凸透镜位置不动，向右移动蜡烛并调整光屏到适当的位置，当光屏上再次得到清晰的像时，这个像一定是缩小的像 【变式3-1】关于凸透镜成像规律，下列说法正确的是（　　） A．物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的虚像 B．物距在1倍焦距和2倍焦距之间时，成倒立、放大的实像 C．物距等于2倍焦距时，成正立、等大的实像 D．物距小于1倍焦距时，成倒立、放大的虚像 【变式3-2】淄博琉璃烧制技艺是国家级非物质文化遗产。小聪在琉璃馆参观时用一个焦距为15cm的凸透镜观察琉璃瓶的细节，当凸透镜距离瓶子5cm时，他看到的像是（     ） A．正立、放大的虚像 B．倒立、缩小的实像 C．正立、缩小的虚像 D．倒立、放大的实像 【例4】（多选）当物体距离凸透镜20cm时，在透镜另一侧光屏8cm处成一个清晰的像则该凸透镜的焦距为（     ） A． B． C． D． 【变式4-1】用水彩笔在磨砂电灯泡的侧面画一个你所喜爱的图案，然后接通电源，拿一个凸透镜在灯泡和白墙之间移动，当灯泡与凸透镜距离8cm，白墙与凸透镜的距离为6cm时，在白墙上能成清晰的像，保持灯泡与白墙距离不变，凸透镜靠近灯泡2cm，白墙上________（选填“能”或“不能”）成清晰的像，此凸透镜焦距范围是________。 【变式4-2】某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，绘制了如图所示的图像（表示像到凸透镜的距离，表示物体到凸透镜的距离）。由图可知：该透镜的焦距是______，当物距为时，光屏上所成的是_______（选填“放大”“缩小”）的像。 【知识点3 两个分界点】 1. 一倍焦距分虚实 物距范围 成像性质 u > f 成实像（倒立） u = f 不成像 u < f 成虚像（正立） 2. 二倍焦距分大小 物距范围 成像大小 u > 2f 成缩小的实像 u = 2f 成等大的实像 f < u < 2f 成放大的实像 【例5】如图所示，“探究凸透镜成像实验”时，透镜甲的焦距是10cm，下列说法正确的是（     ） A．蜡烛和光屏不动，无论怎样移动透镜都找不到像是因为蜡烛放在了1倍焦距以内 B．透镜甲和光屏不动，将蜡烛向左移动适当距离，可以在光屏上成清晰的像 C．蜡烛、透镜和光屏位置都不动，透镜换成乙后，光屏上成清晰的像，说明乙透镜焦距小于甲透镜焦距 D．换成乙透镜后，光屏上成清晰的像，再将蜡烛和光屏位置互换，仍得到缩小的实像 【变式5-1】夏天早晨，树叶上常常有一些露珠，透过露珠看到的叶脉更清楚。这种情形下，露珠相当于_______镜，叶脉位于该“镜”的_______（选填“二倍焦距以外”“一倍焦距与二倍焦距之间”或“一倍焦距之内”），透过露珠看到的叶脉是_______（描述正倒、大小与虚实）像。 【变式5-2】在探究“凸透镜成像规律”的实验中使用的凸透镜焦距f=10cm，将蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调节在同一高度如图所示。下列做法能使光屏上承接到倒立、缩小的像的是（     ） A．蜡烛和光屏位置不动，凸透镜放在60cm处 B．凸透镜位置不动，蜡烛放在20cm处，向左移光屏 C．凸透镜位置不动，蜡烛放在20cm处，向右移光屏 D．凸透镜位置不动，蜡烛放在35cm处，向右移光屏 【知识点4 动态成像规律】 1. 成实像时的动态规律 物体从远处向凸透镜靠近（物距减小）的过程中： 物距变化 像距变化 像的大小变化 物距减小（靠近透镜） 像距增大（远离透镜） 像变大 物距增大（远离透镜） 像距减小（靠近透镜） 像变小 2. 成虚像时的动态规律 物体从焦点处继续靠近透镜（物距继续减小）的过程中： 物距变化 像的大小变化 物距减小（更靠近透镜） 像变小 物距增大（靠近焦点） 像变大 3. 规律速记口诀 一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小； 二倍焦点物像等，实像总是异侧倒； 虚像总是同侧正，物近像远像变大； 物远像近像变小，像的大小像距定； 像儿跟着物体跑。 【例6】（多选）随着近几年汽车智能化的发展，越来越多的智能化配置被应用到汽车上，从而减轻了驾驶员的操控压力，让驾乘体验更加安全、高效和舒适。下列说法正确的是（     ） A．冬天的早晨，汽车在行驶时，车窗玻璃的内侧会出现小水珠，这是液化现象，此时，应该把智能玻璃的温度调低 B．某车辆的抬头显示系统水平放置在中控台上，风挡玻璃与水平面的夹角为45度，风挡玻璃成垂直于水平面的像，驾驶员发现风挡玻璃所成的像过高，不便观察，这时需要将显示器沿水平方向靠近风挡玻璃 C．汽车雷达启动后发出的是次声波信号，根据回声定位原理可确定障碍物的位置 D．汽车身上的摄像头能成车外物体倒立缩小的实像，如果驾驶员在车内的中控大屏上观察到车外物体的像逐渐变大，说明汽车正在逐渐靠近车外物体 【变式6-1】在用一凸透镜研究其成像的规律时，某同学得到的部分实验信息如下表所示．根据表中信息判定下列说法不正确的是（     ） 实验次序 物距/cm 像的性质 像距/cm 1 20 倒立、等大、实像 2 30 15 3 15 倒立、放大、实像 30 A．第1次实验的像距为20cm B．第2次实验成倒立、缩小的实像 C．第3次实验成像特点与照相机成像特点相同 D．分析表中数据可知：成实像时，物体靠近透镜，像远离透镜，像逐渐变大 【变式6-2】（多选）关于凸透镜成像，下列说法正确的是（　　） A．成实像时，物距越大，像越大 B．成虚像时，物距越大，像越大 C．实像总是倒立的，虚像总是正立的 D．实像和虚像都可以用光屏接收到 【核心易错点与总结】 概念 关键区别 常见错误 一倍焦距分虚实 u > f成实像，u < f成虚像，u = f不成像 误认为u = f时成等大像 二倍焦距分大小 u > 2f成缩小像，u = 2f成等大像，f < u < 2f成放大像 误认为只要放大就是虚像 实像与虚像 实像倒立、异侧、光屏能承接；虚像正立、同侧、光屏不能承接 误认为虚像不存在或看不见 动态规律混淆 成实像时"物近像远像变大"；成虚像时"物近像近像变小" 混淆实像和虚像的动态变化方向 实验调节 烛焰、透镜、光屏中心在同一高度 忽略调节，导致像不在光屏中央 透镜遮挡 挡住透镜一半，像仍完整但变暗 误认为像不完整或只剩一半 凸透镜成像规律核心总结表 物距（u） 像的性质 像距（v） 应用 u > 2f 倒立、缩小的实像 f < v < 2f 照相机 u = 2f 倒立、等大的实像 v = 2f 测焦距 f < u < 2f 倒立、放大的实像 v > 2f 投影仪 u = f 不成像 — 平行光源 u < f 正立、放大的虚像 物像同侧 放大镜 模块三 课后作业 一、单选题 1．电影院屏幕上成的像是（　　） A．倒立、放大的实像 B．正立、等大的虚像 C．正立、放大的实像 D．倒立、缩小的实像 2．投影仪是利用凸透镜成（　　） A．放大的实像 B．缩小的实像 C．放大的虚像 D．缩小的虚像 3．如图所示的光现象中，由于光的反射形成的是（　　） A．墙上呈现人的影子 B．日食 C．桥在水中形成倒影 D．放大镜把字放大 4．某同学用透明的玻璃杯喝水时，发现杯子后面的手指变粗了，对这种现象解释正确的是（　　） A．这主要是由于小孔成像造成的 B．这主要是由于光沿直线传播造成的 C．这主要是由于光的反射形成的 D．这主要是由于光的折射造成的 5．小强学完透镜后，自制了一个照相机模型，如图所示。凸透镜对着窗外的榕树，橡皮膜上呈现榕树清晰的像是（　　） A．倒立放大的实像 B．倒立缩小的实像 C．倒立等大的实像 D．正立放大的虚像 6．“日月同辉”是一种神奇的天文现象，摄影爱好者用胶卷记录下了罕见的这一幕，对此描述正确的是（　　）    A．太阳和月亮都是光源 B．该照片的拍摄是利用了凸透镜对光的反射作用 C．太阳光射到月球表面后发生了折射 D．太阳光在均匀空气中沿直线传播 二、多选题 7．如图是球形机器人在执行巡逻任务的场景，其内置的高清摄像头相当于一个凸透镜。下列关于该摄像头的说法正确的是（     ） A．对光有会聚作用 B．对光有发散作用 C．能成倒立的实像 D．成像时利用了光的反射 8．把投影仪上的平面镜（反光镜）取下、将投影片放到载物台上，调节镜头，在天花板上就能得到投影片上图案清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．投影片相当于凸透镜成像规律实验时被成像的发光物体 B．投影仪成的像是正立、放大的实像 C．若使屏幕上的像变大，应减小天花板与投影仪间的距离 D．若不小心手挡住透镜的一部分，屏幕上的像仍然完整 三、填空题 9．二维码在现代生活中随处可见，我们能看见二维码是由于光在二维码图案上发生了______（选填“反射”或“折射”）；用手机扫描二维码时，手机的镜头相当于凸透镜，二维码图案通过手机镜头成______（选填“实”或“虚”）像。 10．如图所示，把一支铅笔紧靠装满水的玻璃瓶一侧，透过玻璃瓶可以看到铅笔的像是______（选填“放大的”、“等大的”或“缩小的”），这时玻璃瓶相当于______（选填“照相机”，“投影仪”或“放大镜”）。 11．投影仪的镜头相当于一个__________，它成的像是__________立，__________的__________像。 12．将点燃的蜡烛放在距离凸透镜32cm处，在凸透镜另一侧距离凸透镜50cm处的光屏上得到烛焰清晰的___________（选填“放大”“等大”“缩小”）像，___________（选填“照相机”“投影仪”“放大镜”）与该成像的性质是一致的。 四、综合题 13．如图甲是投影仪成像原理图，但在生活中，我们需要装上平面镜来进行使用，如图乙所示，在图乙中平面镜的作用是 ______。若将凸透镜向上移动一点，屏幕需向 ______（选填“左”或“右”）移动才能看到清晰的像，此时所成的像比之前更 ______（选填“大”或“小”）。凸透镜的作用是使投影片在屏幕上成 ______（选填“等大”、“缩小”或“放大”）的实像，此时如果有一只飞虫停在透镜下表面，则屏幕上 ______（选填“一定能”、“可能”或“不能”）出现飞虫的像。 五、科普阅读题 14．智能汽车是现代科技的结晶，其精准行驶和环境感知离不开多种传感器的协同工作。车载超声波雷达是倒车辅助系统的核心部件，它通过向后方发射超声波，接收反射回来的声波信号来判断与障碍物的距离，极大提升了倒车安全性。激光雷达则能发射激光束扫描周围环境，快速构建出高精度的三维环境模型，为自动驾驶提供关键数据支持。此外，智能汽车的摄像头可实时捕捉路面图像，经系统处理后实现行人、路标等的识别，这一过程依赖于镜头的成像作用。红外线传感技术在智能汽车环境感知中也扮演着重要角色：通过主动发射或被动接收红外辐射，系统能够在低光照、雾霾等能见度不佳的条件下，有效探测行人、动物或其他发热物体的存在，弥补了可见光摄像头在黑暗环境中的感知局限，进一步提升了全天候行驶的安全性。 (1)超声波和激光在传播过程中，若遇到障碍物都会发生_________（选填“反射”或“折射”）现象，这是它们能实现环境感知的关键。 (2)智能汽车的摄像头相当于一个_________透镜，其成像原理与我们使用的_________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）相同。 (3)_________传感技术能有效探测发热物体的存在，进一步提升全天候驾驶的安全性。 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.3 凸透镜成像的规律 【新教材人教版】 【知识框架+知识精讲（4个知识归纳+6个题型）+课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 同学们，上节课我们学习了照相机、投影仪、放大镜，它们都用到了同一个核心元件——凸透镜。同样是凸透镜，为什么能成不同的像？像的大小、正倒、虚实与什么因素有关呢？ 其实，像的不同是由物体到凸透镜的距离（物距） 不同造成的。今天我们就通过实验来探究：凸透镜成像的规律。 知识归纳 【知识点1 探究凸透镜成像的规律——实验探究】 1. 实验目的 探究凸透镜成像的虚实、大小、正倒与物距的关系。 2. 实验器材 光具座、凸透镜（焦距在10~20 cm之间）、蜡烛、光屏、火柴。 3. 实验前的准备 （1）测量凸透镜的焦距——平行光聚焦法 · 将凸透镜正对太阳光（平行光），在透镜另一侧移动光屏，直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑，该光斑即为凸透镜的焦点。 · 用刻度尺测出光斑到透镜光心的距离，即为凸透镜的焦距（f）。 （2）组装实验装置 (1) 从左到右依次在光具座上放置蜡烛、凸透镜、光屏。 (2) 点燃蜡烛，调整烛焰、凸透镜和光屏的中心，使它们的中心大致在同一高度（同一水平直线上）。 目的：使像成在光屏的中央，便于观察。 4. 实验步骤 步骤 物距范围 操作要点 ① u > 2f 将蜡烛放在较远处，移动光屏，直到光屏上成清晰的像，观察并记录物距u、像距v及像的性质 ② u = 2f 将蜡烛向凸透镜移近至2f处，移动光屏，观察并记录 ③ f < u < 2f 继续移近蜡烛至f与2f之间，移动光屏，观察并记录 ④ u = f 继续移近蜡烛至f处，观察光屏上能否成像 ⑤ u < f 将蜡烛移近至f以内，在光屏上不能得到像，从光屏一侧透过透镜观察蜡烛，观察虚像 5. 实验记录表格 物距与焦距的关系 物距u / cm 像的性质 像的性质 像的性质 像距v / cm 应用 正倒 大小 虚实 u > 2f u = 2f f < u < 2f u = f 不成像 不成像 不成像 — u < f — 6. 实验注意事项 · 凸透镜的焦距最好在10~20 cm之间，太大或太小都不方便实验。 · 光屏上的像一定要明亮、清晰后再读数。 · 蜡烛燃烧一段时间后会变短，烛焰的像会向上移动（因为过光心的光线方向不变）。 · 实验中若光屏上得不到像，可能原因：①蜡烛在凸透镜的焦点以内（成虚像）；②蜡烛在焦点上（不成像）；③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度。 【例1】如图所示、在探究凸透镜成像规律的实验中，为使烛焰的像呈现在光屏中央，调节烛焰、凸透镜和光屏三者高度比较快捷的方法是将三者________（靠拢/远离）调节凸透镜和光屏，使它们的中心正对________的中心，调节时，还应保证透镜面和光屏面与光具座轨道________。 【答案】 靠拢 烛焰 垂直 【详解】将三者靠拢时，更方便观察对齐中心，是更快捷的调节方法。 烛焰是成像物体，调节时需要让凸透镜、光屏的中心正对烛焰的中心，保证三者中心同高。 为保证主光轴平行于光具座轨道，让像正常成在光屏上，需要保证透镜面和光屏面与光具座轨道垂直。 【变式1-1】如图所示是模拟看近处物体时人眼的晶状体变化的装置图，光屏相当于视网膜，它到透镜的距离不变，蜡烛在图示位置时刚好能在光屏上呈现清晰的像，该像是倒立、________（选填“缩小”“等大”或“放大”）的实像。若蜡烛向水透镜靠近，应让水透镜变________（选填“厚”或“薄”），才能使光屏上重新呈现清晰的像。 【答案】 缩小 厚 【详解】[1]人眼成像原理与凸透镜成像类似，当看远处物体时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像；看近处物体时，虽然物距变小，但在正常情况下，人眼成像依然是倒立、缩小的实像。 [2]根据凸透镜成像规律，当蜡烛（物体）向水透镜靠近，即物距减小，若要在光屏（像的位置不变）上重新呈现清晰的像，需要增强凸透镜的会聚能力。 凸透镜越厚，会聚能力越强，所以应让水透镜变厚。 【变式1-2】小明用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律时，蜡烛、凸透镜和光屏的高度如图所示。为了使像能呈现在光屏中央，此时应将蜡烛向__________（上/下）调，从而使烛焰和光屏的中心调整到凸透镜的_________上。实验观察的是___________通过凸透镜的成像情况。如果将该凸透镜作为放大镜使用，它距物体的距离应该___________10cm。 【答案】 下 主光轴 烛焰 小于 【详解】[1][2]探究凸透镜成像时，烛焰、凸透镜、光屏的中心调整到同一高度，即三者中心都在凸透镜的主光轴上，才能让像呈现在光屏中央。由图可知，烛焰的中心高于凸透镜、光屏的中心，因此需要将蜡烛向下调节，最终将中心调整到凸透镜的主光轴上。 [3]该实验中烛焰发出的光经凸透镜折射成像，所以本实验观察的是烛焰通过凸透镜的成像情况。 [4]凸透镜作为放大镜使用时，成像规律是物距小于焦距，已知该凸透镜焦距为10cm，因此它距物体的距离应该小于10cm。 【例2】某实验小组进行探究凸透镜成像的实验，操作如下： (1)实验前，调整烛焰中心和光屏的中心在凸透镜的_________； (2)正确测出凸透镜的焦距f，当物距时，烛焰成_________的像（选填“正立”或“倒立”）；当时，_________（填“能”、“不能”）观察到烛焰的像；当时，烛焰成倒立放大或倒立缩小的_________像（选填“实”、“虚”），同学们分析得出，像的虚实由_________大小关系决定； (3)当蜡烛、凸透镜和光屏处于图甲所示位置时，恰好在光屏上成清晰的像，此时光屏上所成倒立、_________的实像； (4)若仅将图甲中的凸透镜换成焦距相同直径较小的凸透镜，光屏上所成的像与原来所成像相比_________了；（填“变小”、“变暗”或“变不完整”） (5)若仅将图甲中的凸透镜换成直径相同，焦距稍小的凸透镜，需将光屏_________（填“向左”、“向右”）移动才能成清晰的像； (6)在实验时，发现光屏上出现的像只有中间清晰，两侧却较模糊，小明只对凸透镜进行了调整就在光屏上得到了清晰的像，他的调整是_________； A．左、右适当移动凸透镜 B．上、下适当移动凸透镜 C．适当扭转凸透镜 D．左右适当移动光屏 (7)将透镜、蜡烛及光屏置于光具座上，（如图丙）做成像实验，记录每次成实像的物距u、像距v、物像间距，此处表示。绘出图线（以f为长度单位），由图可知，要想成实像，蜡烛与光屏的间距应满足_________（用f表示）物理学中，有一个凸透镜成像的“新概念”：放大率，结合乙、丙两图，可知当物距时，_________。 【答案】(1)主光轴上 (2) 正立 不能 实 物距和焦距 (3)放大 (4)变暗 (5)向左 (6)C (7) 4f 2 【详解】（1）为了使像成在光屏中央，实验前，应调整烛焰中心和光屏的中心在凸透镜的主光轴上。 （2）根据凸透镜成像规律，当时，烛焰成正立放大的虚像；当时，不成想，因此不能观察到烛焰的像；当时，成倒立、缩小的实像或倒立、放大的实像，分析得出，像的虚实由物距和焦距大小关系决定。 （3）图甲中，物距小于像距，此时可以在光屏上成清晰的像，说明此时所成的像为实像，根据凸透镜成像规律可知，此时成倒立、放大的实像。 （4）凸透镜成像的像的大小只由焦距、物距决定，若仅将图甲中的凸透镜换成焦距相同直径较小的凸透镜，替代原来的凸透镜再次实验，则物距不变，所成的像的大小不变，但直径变小，经凸透镜的光线变少，所成的像与原来的像相比，会变暗。 （5）凸透镜焦距越小，对光线的偏折（会聚）能力越强。原来的光线经过旧透镜，会聚在原来光屏位置；换成焦距更小的透镜，光线会提前会聚，即像距变小，因此需将光屏向左移动，才能接到清晰的像。 （6）发现光屏上出现的像只有中间清晰，两侧较模糊，说明中间部分的物距此时正好在光屏上成清晰的像，两侧部分的物距大于或小于中间部分的物距，因此适当扭转凸透镜，使凸透镜与光屏平行，在光屏上得到清晰的像，故选C。 （7）凸透镜的成实像时满足，由图丙可知，随着物距u的增大，物像间距L先减小后增大，当物距时，物像间距L最小为4f，因此，要想成实像，蜡烛与光屏的间距应满足。 由图丙可知，当物距时，物像间距，像距 因在光的折射中，光路是可逆的，故当物距时，像距，则放大率 【变式2-1】小明和小红对“凸透镜成像规律”进行探究： 表一： 实验序号 物距u（厘米） 像距v（厘米） 像高h′（厘米） 1 32.0 14.4 3.6 2 25.0 16.7 5.3 3 22.0 18.3 6.7 表二： 实验序号 物距u（厘米） 像距v（厘米） 像高h′（厘米） 4 19.0 21.1 8.9 5 15.0 30.0 16.0 6 12.0 60.0 40.0 (1)如图所示，此时光屏上恰好成等大、清晰的像，改变蜡烛的位置，使其位于光具座0厘米刻度线处，为了在光屏上得到清晰的像，应将光屏____________（选填“靠近”、“远离”）透镜找像，光屏上成的是倒立、____________的实像。接着他取高度h为8厘米的F光源进行实验，调节好实验装置后，他分别取不同的物距u并移动光屏找像，每次使光屏上的像最清晰，将相应的像距v、成像情况记录在如表中。 (2)分析比较实验序号1、2、3或4、5、6数据中物距、像距及成像的变化情况，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时，____________ (3)分析比较实验序号1、2或3数据中物距与像距的大小关系及成像情况，可得出的初步结论是：凸透镜成实像，且____________时，所成的像是缩小的。 (4)小明同学计算了表一中物距与像距之和，由此得出结论：凸透镜成实像时，物距与像距之和越小，成的像越大。 小红通过分析比较实验序号____________，判断小明的结论是____________的（选填“正确”、“错误”）。 (5)小明进一步分析比较表一和表二中物距与像距之和，提出了一个猜想：“当物距与像距之和最小时，可能会成等大的实像”。为了验证该猜想，他们应将物距设定在____________厘米的范围内继续进行实验。 【答案】(1) 靠近 缩小 (2)物距越小，像距越大，像越大 (3)物距大于像距 (4) 4、5 错误 (5)19.0～22.0 【详解】（1）图中蜡烛位于10厘米刻度线、凸透镜位于30厘米刻度线、光屏位于50厘米刻度线，此时物距和像距均为20厘米，光屏上成等大的实像。蜡烛移到0厘米刻度线后，物距增大。凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，因此应将光屏靠近透镜；同时像变小，光屏上得到倒立、缩小的实像。 （2）由实验1、2、3可见，物距由32.0厘米逐渐减小到22.0厘米，像距由14.4厘米增大到18.3厘米，像高由3.6厘米增大到6.7厘米；实验4、5、6也有同样规律。因此可得：凸透镜成实像时，物距越小，像距越大，所成的像越大。 （3）实验1、2、3中，物距分别为32.0厘米、25.0厘米、22.0厘米，均大于对应的像距14.4厘米、16.7厘米、18.3厘米，且像高均小于物体高度8厘米，所成的像均为缩小的实像。因此凸透镜成实像且物距大于像距时，所成的像是缩小的。 （4）实验4中物距与像距之和为40.1厘米，像高为8.9厘米；实验5中物距与像距之和为45.0厘米，像高为16.0厘米。实验4的物距与像距之和更小，但所成的像反而更小，与小明的结论不符，所以小明的结论错误。 （5）由表中数据可知，实验3的物距为22.0厘米时，物距与像距之和为40.3厘米；实验4的物距为19.0厘米时，物距与像距之和为40.1厘米。物距与像距之和的最小值可能出现在19.0厘米与22.0厘米之间，因此应在这一范围内进一步取不同物距进行实验，观察物距与像距之和最小时是否成等大的实像。 【变式2-2】如图所示，在做“探究凸透镜成像的规律”实验中： (1)小明用发出平行光的手电筒正对凸透镜照射，移动光屏到图甲位置时，光屏上出现了最小、最亮的光斑，这说明凸透镜对光有___________（选填“会聚”或“发散”）作用，此凸透镜的焦距是__________cm。 (2)实验中出现如图乙所示的实像，他判断此像是实像的依据应是___________________________。 (3)在（2）的基础上，保持蜡烛、光屏不动，向右缓慢移动凸透镜，直到光屏上又出现烛焰的像，此时成像的情况是______________（填像的性质）的实像。 (4)蜡烛燃烧变短，为了使像仍能成在光屏的中央，这时最合理的调整是_____________（填写字母）。 A．将凸透镜向下移动一些 B．将光屏向上移动一些 C．将凸透镜和光屏都向下移动一些 (5)小龙同学换另一个焦距未知的凸透镜进行实验，把蜡烛和光屏固定在光具座上，当移动透镜分别距离光屏24cm和38cm时，均可在光屏上得到清晰的像，则该透镜的焦距范围是__________（选填字母）。 A．12cm＜f＜24cm B．12cm＜f＜19cm C．19cm＜f＜24cm 【答案】(1) 会聚 20.0 (2)能用光屏承接 (3)倒立、缩小 (4)C (5)B 【详解】（1）据甲图可知，凸透镜将光线会聚，说明凸透镜对光具有会聚作用；甲图中刻度尺的分度值是1cm，光斑到凸透镜光心的距离为该凸透镜的焦距，则焦距为 （2）实验中若像能够成在光屏上，说明成的是实像，乙图中在光屏上承接到倒立的像，则该像是实像。 （3）图乙中物距为30.0cm，像距等于60.0cm，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。保持蜡烛、光屏不动，向右缓慢移动凸透镜，此时物距变大，若物距为60.0cm，像距为30.0cm，根据光路的可逆性及凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像。 （4）燃烧时间较长蜡烛变短，由于过光心的光线传播方向不变，像会向上移动，为了使像成在光屏中央，实验中需要使烛焰、凸透镜、光屏的中心调至同一高度，因此最合理的是将凸透镜和光屏都向下移动一些，故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 （5）移动透镜分别距离光屏24cm和38cm时均可在光屏上得到清晰的像，由凸透镜成像规律可知，像距大于一倍焦距且小于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，像距大于二倍焦距时，成倒立、放大的实像，则① ② 联立①②解得，故B符合题意，AC不符合题意。 故选B。 【知识点2 凸透镜成像的规律（核心规律）】 1. 凸透镜成像规律总结 物距（u） 像的性质 像的性质 像的性质 像距（v） 应用 正倒 大小 虚实 u > 2f 倒立 缩小 实像 f < v < 2f 照相机 u = 2f 倒立 等大 实像 v = 2f 测焦距 f < u < 2f 倒立 放大 实像 v > 2f 投影仪 u = f — — 不成像 — 平行光源 u < f 正立 放大 虚像 物像同侧 放大镜 2. 规律图像理解 当u = v = 2f时，可确定凸透镜的焦距f = u/2。例如由u-v图像可知，当u = v = 15 cm时，f = 7.5 cm。 【例3】将蜡烛、凸透镜和光屏安装到光具座上，位置如图所示，此时光屏上得到清晰的像。下列说法正确的是（     ） A．此时凸透镜成放大、正立的虚像 B．成像原理与投影仪成像原理一致 C．保持蜡烛和光屏的位置不动，向左移动凸透镜到35厘米处的位置就能得到清晰的像 D．保持凸透镜位置不动，向右移动蜡烛并调整光屏到适当的位置，当光屏上再次得到清晰的像时，这个像一定是缩小的像 【答案】C 【详解】由图可知，物距 像距 AB．因为且光屏上成清晰的像，根据凸透镜成像规律可知，此时成倒立、缩小的实像，成像原理与照相机一致，故AB错误； C. 根据光路可逆，当物距和像距互换时，光屏上仍能成清晰的像。保持蜡烛和光屏位置不动，将凸透镜移至35cm刻度处，此时物距 像距 满足物距像距互换条件，能得到清晰的像，故C正确； D．保持凸透镜位置不动，向右移动蜡烛，物距减小。当物距满足 时，光屏上成倒立、放大的实像，故D错误。 故选C。 【变式3-1】关于凸透镜成像规律，下列说法正确的是（　　） A．物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的虚像 B．物距在1倍焦距和2倍焦距之间时，成倒立、放大的实像 C．物距等于2倍焦距时，成正立、等大的实像 D．物距小于1倍焦距时，成倒立、放大的虚像 【答案】B 【详解】A．物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像，不是虚像，故A错误； B．物距在1倍焦距和2倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，符合规律，故B正确； C．物距等于2倍焦距时，成倒立、等大的实像，不是正立，故C错误； D．物距小于1倍焦距时，成正立、放大的虚像，不是倒立，故D错误。 故选B。 【变式3-2】淄博琉璃烧制技艺是国家级非物质文化遗产。小聪在琉璃馆参观时用一个焦距为15cm的凸透镜观察琉璃瓶的细节，当凸透镜距离瓶子5cm时，他看到的像是（     ） A．正立、放大的虚像 B．倒立、缩小的实像 C．正立、缩小的虚像 D．倒立、放大的实像 【答案】A 【详解】根据凸透镜成像规律，当物距小于凸透镜的一倍焦距时，成正立、放大的虚像，因为，即物距小于一倍焦距，因此看到的是正立、放大的虚像。故选A。 【例4】（多选）当物体距离凸透镜20cm时，在透镜另一侧光屏8cm处成一个清晰的像则该凸透镜的焦距为（     ） A． B． C． D． 【答案】BC 【详解】物距，像距，成实像且，符合倒立缩小实像的成像规律，列不等式： 1. 由，代入得，解得 2. 由，代入得，拆分解得 综合得焦距范围为 故选BC。 【变式4-1】用水彩笔在磨砂电灯泡的侧面画一个你所喜爱的图案，然后接通电源，拿一个凸透镜在灯泡和白墙之间移动，当灯泡与凸透镜距离8cm，白墙与凸透镜的距离为6cm时，在白墙上能成清晰的像，保持灯泡与白墙距离不变，凸透镜靠近灯泡2cm，白墙上________（选填“能”或“不能”）成清晰的像，此凸透镜焦距范围是________。 【答案】 能 【详解】因光的折射中光路可逆，凸透镜靠近灯泡2cm后物距为6cm、像距为8cm，与原成像的物距、像距互换，故白墙上能成清晰的像； 第一次成像时物距，像距，此时物距大于像距，且成实像，由凸透镜成像规律可知，成倒立缩小实像，即此时、，故凸透镜焦距范围为 【变式4-2】某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，绘制了如图所示的图像（表示像到凸透镜的距离，表示物体到凸透镜的距离）。由图可知：该透镜的焦距是______，当物距为时，光屏上所成的是_______（选填“放大”“缩小”）的像。 【答案】 5 放大 【详解】由凸透镜成像规律可知，当物距等于2倍焦距时，像距等于2倍焦距，像距与物距相等。由图可知， 故。 因物距为时满足，由凸透镜成像规律可知，此时成倒立、放大的实像。 【知识点3 两个分界点】 1. 一倍焦距分虚实 物距范围 成像性质 u > f 成实像（倒立） u = f 不成像 u < f 成虚像（正立） 一倍焦距是成实像与虚像的分界点。 2. 二倍焦距分大小 物距范围 成像大小 u > 2f 成缩小的实像 u = 2f 成等大的实像 f < u < 2f 成放大的实像 二倍焦距是成放大实像与缩小实像的分界点。 【例5】如图所示，“探究凸透镜成像实验”时，透镜甲的焦距是10cm，下列说法正确的是（     ） A．蜡烛和光屏不动，无论怎样移动透镜都找不到像是因为蜡烛放在了1倍焦距以内 B．透镜甲和光屏不动，将蜡烛向左移动适当距离，可以在光屏上成清晰的像 C．蜡烛、透镜和光屏位置都不动，透镜换成乙后，光屏上成清晰的像，说明乙透镜焦距小于甲透镜焦距 D．换成乙透镜后，光屏上成清晰的像，再将蜡烛和光屏位置互换，仍得到缩小的实像 【答案】C 【详解】A．蜡烛在20cm处，光屏在50cm处，物像间距 且 根据凸透镜成像中物距与像距的规律， 时，无法成实像，故A错误； B．蜡烛左移后，物距，像距为 透镜在40cm处，光屏在50cm处，透镜与光屏的距离为 此时无法得到清晰的像，故B错误； C．物距为 像距为成清晰实像需满足 且 由 得 ，由 得 。故 ，故C正确； D．换成乙后 成缩小的实像。互换位置后，新物距为 ，新像距为 。因 则 成放大的实像，故D错误。 故选C。 【变式5-1】夏天早晨，树叶上常常有一些露珠，透过露珠看到的叶脉更清楚。这种情形下，露珠相当于_______镜，叶脉位于该“镜”的_______（选填“二倍焦距以外”“一倍焦距与二倍焦距之间”或“一倍焦距之内”），透过露珠看到的叶脉是_______（描述正倒、大小与虚实）像。 【答案】 凸透 一倍焦距之内 正立、放大的虚 【详解】露珠中间厚、边缘薄，相当于凸透镜。 因露珠起到放大镜的作用，由凸透镜成像规律可知，物距小于一倍焦距时成正立、放大的虚像，故叶脉位于透镜一倍焦距之内，所成像为正立、放大的虚像。 【变式5-2】在探究“凸透镜成像规律”的实验中使用的凸透镜焦距f=10cm，将蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调节在同一高度如图所示。下列做法能使光屏上承接到倒立、缩小的像的是（     ） A．蜡烛和光屏位置不动，凸透镜放在60cm处 B．凸透镜位置不动，蜡烛放在20cm处，向左移光屏 C．凸透镜位置不动，蜡烛放在20cm处，向右移光屏 D．凸透镜位置不动，蜡烛放在35cm处，向右移光屏 【答案】B 【详解】要承接到倒立、缩小的实像，需要满足物距 且像距，即 A．蜡烛光屏不动，凸透镜若放在60cm处，物距 像距，无法承接实像，故A错误； BC．凸透镜位置不动（原50cm处），蜡烛若放在20cm处，物距 成倒立缩小的实像；根据凸透镜成像规律，物距增大，像距减小，原来光屏在70cm处，因此需要向左移动光屏才能接到清晰像，故B正确，C错误； D．凸透镜位置不动，若蜡烛放在35cm处，物距 满足，成倒立放大的实像，故D错误。 故选B。 【知识点4 动态成像规律】 1. 成实像时的动态规律 物体从远处向凸透镜靠近（物距减小）的过程中： 物近像远像变大，物远像近像变小 物距变化 像距变化 像的大小变化 物距减小（靠近透镜） 像距增大（远离透镜） 像变大 物距增大（远离透镜） 像距减小（靠近透镜） 像变小 2. 成虚像时的动态规律 物体从焦点处继续靠近透镜（物距继续减小）的过程中： 物近像近像变小，物远像远像变大 物距变化 像的大小变化 物距减小（更靠近透镜） 像变小 物距增大（靠近焦点） 像变大 3. 规律速记口诀 一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小； 二倍焦点物像等，实像总是异侧倒； 虚像总是同侧正，物近像远像变大； 物远像近像变小，像的大小像距定； 像儿跟着物体跑。 【例6】（多选）随着近几年汽车智能化的发展，越来越多的智能化配置被应用到汽车上，从而减轻了驾驶员的操控压力，让驾乘体验更加安全、高效和舒适。下列说法正确的是（     ） A．冬天的早晨，汽车在行驶时，车窗玻璃的内侧会出现小水珠，这是液化现象，此时，应该把智能玻璃的温度调低 B．某车辆的抬头显示系统水平放置在中控台上，风挡玻璃与水平面的夹角为45度，风挡玻璃成垂直于水平面的像，驾驶员发现风挡玻璃所成的像过高，不便观察，这时需要将显示器沿水平方向靠近风挡玻璃 C．汽车雷达启动后发出的是次声波信号，根据回声定位原理可确定障碍物的位置 D．汽车身上的摄像头能成车外物体倒立缩小的实像，如果驾驶员在车内的中控大屏上观察到车外物体的像逐渐变大，说明汽车正在逐渐靠近车外物体 【答案】BD 【详解】A．冬天早晨，车内温度较高，水蒸气遇到冷的车窗玻璃（内侧）液化成小水珠。此时应调高玻璃温度以减少温差，防止液化，故A错误； B．抬头显示中，风挡玻璃作为平面镜（倾角45°），显示器水平放置。平面镜成像的对称性表明，像的高度由显示器到风挡玻璃的水平距离决定。若像过高，减小水平距离可使像高度降低，故将显示器靠近风挡玻璃是正确的，故B正确。 C．汽车雷达通常使用超声波或电磁波（如毫米波），次声波频率低、分辨率差，不适用于汽车雷达，故C错误。 D．车载摄像头利用凸透镜成倒立缩小的实像。当中控屏上像变大时，说明像距增大或物距减小。若汽车靠近物体，物距减小，像变大，故D正确。 故选BD。 【变式6-1】在用一凸透镜研究其成像的规律时，某同学得到的部分实验信息如下表所示．根据表中信息判定下列说法不正确的是（     ） 实验次序 物距/cm 像的性质 像距/cm 1 20 倒立、等大、实像 2 30 15 3 15 倒立、放大、实像 30 A．第1次实验的像距为20cm B．第2次实验成倒立、缩小的实像 C．第3次实验成像特点与照相机成像特点相同 D．分析表中数据可知：成实像时，物体靠近透镜，像远离透镜，像逐渐变大 【答案】C 【详解】A．第1次实验物距成倒立等大实像，根据凸透镜成像规律，此时物距等于二倍焦距，即，此时像距等于物距，故A正确； B．第2次实验物距，成倒立、缩小的实像，故B正确； C．第3次实验物距，满足，成倒立放大实像，是投影仪的成像特点；照相机成像特点为时成倒立缩小实像，故C错误； D．对比实验2、3，物距从减小到（物体靠近透镜），像距从增大到（像远离透镜），像从缩小变为放大，可知成实像时，物近像远像变大，故D正确。 本题选择不正确的，故选C。 【变式6-2】（多选）关于凸透镜成像，下列说法正确的是（　　） A．成实像时，物距越大，像越大 B．成虚像时，物距越大，像越大 C．实像总是倒立的，虚像总是正立的 D．实像和虚像都可以用光屏接收到 【答案】BC 【详解】A．物体在凸透镜的一倍焦距以外，即物距大于一倍焦距时，成实像，此时物体距离凸透镜越近，即物距越小，成的实像就越大，故A错误； B．物体在凸透镜的一倍焦距以内，即物距小于一倍焦距时，成放大的虚像，故在成虚像的条件下，物体距离放大镜越远（一倍焦距以内），即物距越大，成的虚像就越大，故B正确； C．由凸透镜的成像规律可知，凸透镜所成实像都是倒立的，虚像都是正立的，故C正确； D．虚像是人眼产生的错觉，无法成在光屏上，故D错误。 故选BC。 【核心易错点与总结】 概念 关键区别 常见错误 一倍焦距分虚实 u > f成实像，u < f成虚像，u = f不成像 误认为u = f时成等大像 二倍焦距分大小 u > 2f成缩小像，u = 2f成等大像，f < u < 2f成放大像 误认为只要放大就是虚像 实像与虚像 实像倒立、异侧、光屏能承接；虚像正立、同侧、光屏不能承接 误认为虚像不存在或看不见 动态规律混淆 成实像时"物近像远像变大"；成虚像时"物近像近像变小" 混淆实像和虚像的动态变化方向 实验调节 烛焰、透镜、光屏中心在同一高度 忽略调节，导致像不在光屏中央 透镜遮挡 挡住透镜一半，像仍完整但变暗 误认为像不完整或只剩一半 凸透镜成像规律核心总结表 物距（u） 像的性质 像距（v） 应用 u > 2f 倒立、缩小的实像 f < v < 2f 照相机 u = 2f 倒立、等大的实像 v = 2f 测焦距 f < u < 2f 倒立、放大的实像 v > 2f 投影仪 u = f 不成像 — 平行光源 u < f 正立、放大的虚像 物像同侧 放大镜 模块三 课后作业 一、单选题 1．电影院屏幕上成的像是（　　） A．倒立、放大的实像 B．正立、等大的虚像 C．正立、放大的实像 D．倒立、缩小的实像 【答案】A 【详解】电影院是用投影仪来放映电影的。根据凸透镜成像的规律可知，当2f>u>f时，成倒立、放大的实像，投影仪就是利用了这一原理。 故选A。 2．投影仪是利用凸透镜成（　　） A．放大的实像 B．缩小的实像 C．放大的虚像 D．缩小的虚像 【答案】A 【详解】投影仪的原理是物距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、放大的实像，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．如图所示的光现象中，由于光的反射形成的是（　　） A．墙上呈现人的影子 B．日食 C．桥在水中形成倒影 D．放大镜把字放大 【答案】C 【详解】AB．墙上呈现人的影子和日食都是由光的直线传播形成的，故AB不符合题意； C、桥在水中形成倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故C符合题意； D．放大镜把文字放大，属于凸透镜成像，是由于光的折射形成的，故D不符合题意。 故选C。 4．某同学用透明的玻璃杯喝水时，发现杯子后面的手指变粗了，对这种现象解释正确的是（　　） A．这主要是由于小孔成像造成的 B．这主要是由于光沿直线传播造成的 C．这主要是由于光的反射形成的 D．这主要是由于光的折射造成的 【答案】D 【详解】当玻璃杯中装水时，透过玻璃杯的另一面看时，此时装水的玻璃杯相当于一个凸透镜，且符合凸透镜成像的规律，手贴着玻璃杯，即在其焦点之内，所以这时的凸透镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像，是光的折射形成的，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 5．小强学完透镜后，自制了一个照相机模型，如图所示。凸透镜对着窗外的榕树，橡皮膜上呈现榕树清晰的像是（　　） A．倒立放大的实像 B．倒立缩小的实像 C．倒立等大的实像 D．正立放大的虚像 【答案】B 【详解】凸透镜对着窗外的榕树，此时物距远大于凸透镜的二倍焦距，所以，橡皮膜上呈现榕树清晰的像是倒立、缩小的实像，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 6．“日月同辉”是一种神奇的天文现象，摄影爱好者用胶卷记录下了罕见的这一幕，对此描述正确的是（　　）    A．太阳和月亮都是光源 B．该照片的拍摄是利用了凸透镜对光的反射作用 C．太阳光射到月球表面后发生了折射 D．太阳光在均匀空气中沿直线传播 【答案】D 【详解】A．太阳能自身发光，是光源；月亮不是光源，是靠反射太阳光照亮大地，故A错误； B．该照片的拍摄是利用了凸透镜对光的折射作用，故B错误； C．太阳光射到月球表面后发生了反射，故C错误； D．光在同种均匀介质中沿直线传播，太阳光在均匀空气中沿直线传播，故D正确。 故选D。 二、多选题 7．如图是球形机器人在执行巡逻任务的场景，其内置的高清摄像头相当于一个凸透镜。下列关于该摄像头的说法正确的是（     ） A．对光有会聚作用 B．对光有发散作用 C．能成倒立的实像 D．成像时利用了光的反射 【答案】AC 【详解】AB．凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光才有发散作用，故A正确，B错误； C．高清摄像头的成像原理和照相机相同，当被拍摄物体在凸透镜二倍焦距以外时，凸透镜成倒立、缩小的实像，故C正确； D．透镜成像的原理是光的折射，不是光的反射，故D错误。 故选AC。 8．把投影仪上的平面镜（反光镜）取下、将投影片放到载物台上，调节镜头，在天花板上就能得到投影片上图案清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．投影片相当于凸透镜成像规律实验时被成像的发光物体 B．投影仪成的像是正立、放大的实像 C．若使屏幕上的像变大，应减小天花板与投影仪间的距离 D．若不小心手挡住透镜的一部分，屏幕上的像仍然完整 【答案】AD 【详解】AB．投影仪的镜头相当于一个凸透镜，投影片相当于凸透镜成像规律实验时被成像的发光物体，投影片到镜头的距离在一倍焦距和两倍焦距之间，屏幕上成的是倒立、放大的实像，故A正确，B错误； C．若使屏幕上的像变大，应减小物距，增大像距，所以应增大天花板与投影仪间的距离（像距），故C错误； D．当遮住凸透镜的一部分，还有另外的部分光线，经凸透镜折射会聚成像。物体上任一点射向凸透镜未被挡部分，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D正确。 故选AD。 三、填空题 9．二维码在现代生活中随处可见，我们能看见二维码是由于光在二维码图案上发生了______（选填“反射”或“折射”）；用手机扫描二维码时，手机的镜头相当于凸透镜，二维码图案通过手机镜头成______（选填“实”或“虚”）像。 【答案】 反射 实 【详解】[1]看见二维码是由于光在二维码图案上发生了反射，反射光线进入了人的眼睛。 [2]手机的镜头相当于凸透镜，二维码反射的光经过手机镜头后，成倒立、缩小的实像。 10．如图所示，把一支铅笔紧靠装满水的玻璃瓶一侧，透过玻璃瓶可以看到铅笔的像是______（选填“放大的”、“等大的”或“缩小的”），这时玻璃瓶相当于______（选填“照相机”，“投影仪”或“放大镜”）。 【答案】 放大的 放大镜 【详解】[1]装满水的玻璃瓶相当于一个凸透镜；把一支铅笔紧靠装满水的玻璃瓶一侧时，物距小于焦距，则透过玻璃瓶可以看到铅笔的像是放大的。 [2]这与放大镜的工作原理相同，即此时玻璃瓶相当于放大镜。 11．投影仪的镜头相当于一个__________，它成的像是__________立，__________的__________像。 【答案】 凸透镜 倒 放大 实 【详解】[1]投影仪的镜头是由凸透镜制成的。 [2][3][4]根据凸透镜成像规律可知，投影仪物距位于一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像。 12．将点燃的蜡烛放在距离凸透镜32cm处，在凸透镜另一侧距离凸透镜50cm处的光屏上得到烛焰清晰的___________（选填“放大”“等大”“缩小”）像，___________（选填“照相机”“投影仪”“放大镜”）与该成像的性质是一致的。 【答案】 放大 投影仪 【详解】[1][2]依题意可知，物距小于像距，由凸透镜成像规律可知，当时，，此时成倒立、放大的实像，应用为投影仪。 四、综合题 13．如图甲是投影仪成像原理图，但在生活中，我们需要装上平面镜来进行使用，如图乙所示，在图乙中平面镜的作用是 ______。若将凸透镜向上移动一点，屏幕需向 ______（选填“左”或“右”）移动才能看到清晰的像，此时所成的像比之前更 ______（选填“大”或“小”）。凸透镜的作用是使投影片在屏幕上成 ______（选填“等大”、“缩小”或“放大”）的实像，此时如果有一只飞虫停在透镜下表面，则屏幕上 ______（选填“一定能”、“可能”或“不能”）出现飞虫的像。 【答案】 改变光的传播方向 右 小 放大 不能 【详解】[1]投影仪中的平面镜可以将透镜会聚的光反射到屏幕上，起到改变光的传播方向的作用。 [2][3]若将凸透镜向上移动一点，则物距增大，要使屏幕上呈清晰的像，应减小像距，故屏幕向右移动，像距变小，像变小。 [4]投影仪是利用物体位于凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立放大的实像工作的。 [5]凸透镜成像属于光的折射现象，物体发出的光线经凸透镜折射后，会聚在凸透镜另一侧的光屏上，形成物体的实像；如果有一只飞虫在透镜和投影片之间飞过，则屏幕上不能形成小虫清晰的像。 五、科普阅读题 14．智能汽车是现代科技的结晶，其精准行驶和环境感知离不开多种传感器的协同工作。车载超声波雷达是倒车辅助系统的核心部件，它通过向后方发射超声波，接收反射回来的声波信号来判断与障碍物的距离，极大提升了倒车安全性。激光雷达则能发射激光束扫描周围环境，快速构建出高精度的三维环境模型，为自动驾驶提供关键数据支持。此外，智能汽车的摄像头可实时捕捉路面图像，经系统处理后实现行人、路标等的识别，这一过程依赖于镜头的成像作用。红外线传感技术在智能汽车环境感知中也扮演着重要角色：通过主动发射或被动接收红外辐射，系统能够在低光照、雾霾等能见度不佳的条件下，有效探测行人、动物或其他发热物体的存在，弥补了可见光摄像头在黑暗环境中的感知局限，进一步提升了全天候行驶的安全性。 (1)超声波和激光在传播过程中，若遇到障碍物都会发生_________（选填“反射”或“折射”）现象，这是它们能实现环境感知的关键。 (2)智能汽车的摄像头相当于一个_________透镜，其成像原理与我们使用的_________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）相同。 (3)_________传感技术能有效探测发热物体的存在，进一步提升全天候驾驶的安全性。 【答案】(1)反射 (2) 凸 照相机 (3)红外线 【详解】（1）由题意可得，超声波雷达和激光雷达都是通过向障碍物发射信号并接收反射信号来测距的。因此，它们都利用了反射现象。 （2）[1][2]智能汽车的摄像头相当于一个凸透镜，其成像是倒立、缩小的实像，这与照相机的成像原理相同。 （3）文章中提到“红外线传感技术在智能汽车环境感知中也扮演着重要角色”所以是红外线传感技术。 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $