3.3 凸透镜成像的规律（知识解读）2026-2027学年八年级物理上册同步知识解读与专题训练（新教材，苏科版）

本讲义聚焦凸透镜成像规律核心知识点，系统梳理实验探究（器材作用、共轴调节等步骤）与成像规律（物距像距关系、成像性质及应用），通过6类题型（放大/缩小实像、像距变化、焦距计算、虚像）构建从实验到应用的完整学习支架。 资料以科学探究为核心，结合“秦代木牍”展示柜、水透镜等生活实例设计例题变式，培养科学思维与物理观念。随堂巩固覆盖多场景应用，课中辅助教师高效授课，课后助力学生查漏补缺，强化知识理解与应用能力。

3.3 凸透镜成像的规律（知识解读） 【新教材苏科版】 题型归纳 【题型1 探究凸透镜成像规律的实验】 2 【题型2 凸透镜成放大实像时的物距与像距】 7 【题型3 凸透镜成缩小实像时的物距与像距】 9 【题型4 凸透镜成实像时像距随物距的变化规律】 11 【题型5 根据凸透镜的物像关系求凸透镜的焦距】 14 【题型6 凸透镜成虚像时的物距与像距】 17 【随堂巩固】 20 考点1 探究凸透镜成像规律实验 1、实验目的：探究凸透镜成像特点与规律。 2、实验器材：凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴。 3、器材作用 （1）凸透镜：实验主体。 （2）光具座：固定光屏、蜡烛与凸透镜在同一直线上。 （3）蜡烛：光源（物体）。 （4）火柴：点燃蜡烛。 （5）光屏：承接成像。 4、实验步骤 步骤①共轴调节,把蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上。点燃蜡烛，调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。 步骤②把蜡烛放在较远处，使，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察这个像是倒立的还是正立的，是放大的还是缩小。测量像距和物距。 步骤③把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离等于，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。测量像距和物距。 步骤④把蜡烛再靠近凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。测量像距和物距。步骤⑤把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛在凸透镜的焦点上，移动光屏，看是否能够成像。 步骤⑥把蜡烛移动到凸透镜的焦点以内，移动光屏，看在光屏上还能否成像。 步骤⑦记录数据。 步骤⑧整理实验器材。 【题型1 】 【例1】小爽在进行“探究凸透镜成像规律”的实验： (1)如图甲可知，该凸透镜的焦距是___________cm；实验前她应当调节蜡烛的焰心、凸透镜的光心和光屏中心三者在___________上； (2)如乙图所示，光屏上得到一个清晰的像，生活中的___________就是根据这一原理制成的。保持透镜位置不变，将蜡烛向右移动一小段距离，则将光屏适当向___________移动，能再次承接到清晰的像； (3)保持透镜位置不变，将蜡烛移到35 cm刻度线处，则将光屏移至___________cm的刻度线处，能再次接到清晰的像。如图丙所示，将蜡烛移到45 cm刻度线处，此时小爽在___________处能观察烛焰的像； (4)小爽还想利用LED发光字来研究凸透镜所成实像与物体在上下左右方向上的位置关系，在汉字 “甲”、“电”、“目”、“旧”中，适合做本次研究的LED光源的是 ___________字。 【答案】(1) 10.0 同一高度 (2) 照相机 右 (3) 80.0/80 B (4)电 【详解】（1）甲图平行光经凸透镜会聚成最小最亮光斑，透镜在50.0cm刻度线处，光斑在60.0cm刻度线处，焦距为 实验前调节烛焰、凸透镜光心、光屏中心三者在同一高度，目的是使像成在光屏中央。 （2）乙图：蜡烛在20.0cm刻度线处，透镜在50.0cm刻度线处，物距，成倒立、缩小实像，照相机利用该原理；蜡烛向右移，物距变小，根据凸透镜成实像的规律“物近像远像变大”，像距变大，光屏应向右移动。 （3）根据光路可逆，原来物距30cm时，像距15cm；现在物距15cm，像距应为30cm，光屏位置应在80.0cm刻度线处；蜡烛移到45.0cm刻度线处，物距，成正立、放大虚像，虚像和物体同侧，要在透镜右侧，即B处透过透镜观察。 （4）要研究实像上下、左右都颠倒，甲、目、旧左右或上下对称，不易观察颠倒效果，汉字“电”上下、左右不对称，颠倒后和原字区别明显，因此适合做本次研究的LED光源。 【变式1-1】在做“探究凸透镜成像的规律”实验时，将蜡烛、凸透镜和光屏移动到如图所示位置，光屏上呈现清晰的像。下列说法正确的是（     ） A．投影仪是根据此成像原理制成 B．将凸透镜遮住一半，光屏上不能呈现烛焰完整的像 C．保持蜡烛和光屏位置不动，将凸透镜向左移动10 cm可再次在光屏上呈现清晰的像 D．保持蜡烛和光屏位置不动，用焦距更大的凸透镜替换该透镜，向左移动光屏可再次呈现清晰的像 【答案】C 【详解】A．成倒立缩小实像是照相机的工作原理，投影仪成倒立、放大的实像，与成像规律不符，故A错误； B．遮住凸透镜一半，剩余部分仍能透过光线会聚成完整的烛焰像，只是像的亮度会变暗，故B错误； C．根据光路可逆，保持蜡烛和光屏位置不动，将凸透镜左移10 cm后，透镜到达40 cm刻度处，此时物距变为20 cm，像距变为30 cm，满足成像条件，可再次成清晰的倒立、放大实像，故C正确； D．换用焦距更大的凸透镜后，凸透镜的会聚能力变弱，像会成在原光屏位置的右侧，因此需要向右移动光屏才能再次呈现清晰的像，故D错误。 故选C。 【变式1-2】探究“凸透镜成像规律”的实验中：先将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到________；如图所示位置，某次实验时光屏上恰好有一个倒立、________（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像；凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动，要使光屏上再次呈清晰的像，可将光屏________（选填“左”或“右”）移。 【答案】 同一高度 放大 左 【详解】[1]为了使像成在光屏的中央，先将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到同一高度。 [2]此时物距小于像距，根据凸透镜成像特点可知，光屏上恰好有一个倒立、放大的实像。 [3]凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动，此时物距增大，根据凸透镜成实像时物远像近像变小规律可知，像距要变小，要使光屏上再次呈清晰的像，可将光屏左移。 【变式1-3】“烽火连三月，家书抵万金”，秦代木牍是我国最早的家信实物。小杰国庆期间参观博物馆，发现“秦代木牍”的展示柜中放置着凸透镜，如图甲所示，他通过凸透镜观察到正立放大的像，为了弄清其原理，他设计了如下实验： (1)如图乙，小杰用太阳光照射凸透镜，移动光屏直至光屏上出现一个最小最亮的光斑，此凸透镜的焦距为________cm； (2)实验前，应在光具座上调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是：________； (3)调节好实验器材后，小杰在如图丙位置在光屏上观察到清晰的像，在此基础上，保持凸透镜的位置不变，将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上也能出现清晰的像，原因是________；若将蜡烛向左移动5cm，则需要将光屏向________（选填“左”或“右”）移动才能找到清晰的像，并且与前面的像比较，像的大小会变________。 (4)做实验时有苍蝇落在了凸透镜上，则光屏上（     ）。 A．出现苍蝇的像 B．出现苍蝇的影子 C．仍有烛焰完整的像，但亮度变暗 (5)实验一段时间后，蜡烛因燃烧变短，要使像能够在光屏中央，应将凸透镜向________调，或者将蜡烛向________调，或者将光屏向________调（选填“上”或“下”）。 【答案】(1)10.0 (2)使像成在光屏中央 (3) 光路具有可逆性 左 小 (4)C (5) 下 上 上 【详解】（1）太阳光平行于主光轴，经凸透镜会聚成最小最亮的光斑，即为透镜的焦点，由图乙，光具座上刻度尺的分度值是1cm，则透镜在30.0cm处，光屏在40.0cm处，凸透镜的焦距为 （2）烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，能使像成在光屏中央，便于观察其特点。 （3）凸透镜成像原理是光的折射，在折射现象中光路具有可逆性，故蜡烛和光屏的位置互换后仍能得到清晰的像； 根据凸透镜成像规律“成实像时，物远像近像变小”，蜡烛向左移动5cm，远离了透镜，光屏也应该向左移动才能找到清晰的像，且像较之前变小了。 （4）苍蝇落在透镜上，会挡住蜡烛发出的一部分光线，但没有被挡住的光线依旧可以透过透镜，形成完整的烛焰的像，故选C。 （5）凸透镜成像时，烛焰、透镜光心、烛焰的像三点始终在一条直线上，而蜡烛燃烧，会慢慢变短、位置向下移动，透镜位置不动，三点连线就会向上偏，所以光屏上烛焰的像就会向光屏上方偏移；蜡烛和光屏不动，把透镜向下移动，透镜光心往下挪，整条连线跟着下移，高处的像就落回光屏中心； 透镜和光屏不动，把蜡烛向上移动，抬高烛焰，让烛焰回到原来高度，三点重新对齐，像回到光屏中央； 蜡烛和透镜不动，像跑到光屏上方，直接把光屏向上移动，接住这个偏高的像。 考点2 凸透镜成像规律及应用 1、凸透镜成像规律：如图是常见凸透镜成像规律光路图 成像条件物距（u） 成像的性质 像距（v） 应用 u﹥2f 倒立、缩小的实像 f﹤v﹤2f 照相机（图a） u=2f 倒立、等大的实像 v=2f 图d f﹤u﹤2f 倒立、放大的实像 v﹥2f 投影仪（图b） u=f 不成像 射出的是平行光线 0﹤u﹤f 正立、放大的虚像 v﹥f 放大镜（图c） a. u﹥2f b. f﹤u﹤2f c.0﹤u﹤f d.u=2f 凸透镜成像规律需要牢记，同学们可以自己总结其规律。也可以背下下面口诀：“物大焦， 倒立实，物越大，像越小；物小焦，正立虚；物为焦，不成像”。这里的“物”指物距，“像”指像距，“焦”指焦距。 2、凹透镜成像规律：如图所示，凹透镜始终成缩小、正立的虚像。 3、凸透镜成像的应用 物距（u） 像距（v） 正倒 大小 虚实 应用 特点 物，像的位置关系 u＞2f 2f＞v＞f 倒立 缩小 实像 照相机、摄像机 - 物像异侧 u=2f v=2f 倒立 等大 实像 精确测焦仪 成像大小的分界点 物像异侧 2f＞u＞f v＞2f 倒立 放大 实像 幻灯机、电影、投影仪 - 物像异侧 u=f - - - 不成像 强光聚焦手电筒 成像虚实的分界点 - f＞u v＞u 正立 放大 虚像 放大镜 虚像在物体同侧 虚像在物体之后 物像同侧 【题型2 】 【例2】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同侧的乙、甲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．蜡烛的移动方向向右 【答案】B 【详解】A．光屏能承接像，说明成的是实像，故A不符合题意； B．乙处像距为，若，根据凸透镜成像规律可知，此时成倒立、放大的实像，这是可能的，故B符合题意； C．甲处的像比乙处大，根据凸透镜成实像时“像距越大像越大”，可知甲处像距大于乙处像距。甲在40cm处，乙在50cm处，若点在甲的左侧，则甲处像距小于乙处像距，与题意矛盾，故点位置应在乙的右侧，故C不符合题意； D．光屏先后在乙、甲两处得到清晰的像，说明像距变大。根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”，可知物距变小，即蜡烛靠近透镜。因点在乙的右侧，蜡烛应在点右侧，故蜡烛的移动方向向左，故D不符合题意。 故选B。 【变式2-1】在“探究凸透镜成像规律”的实验中李阳同学将蜡烛放置在某一位置，在距透镜另一侧处的光屏上，成一倒立缩小清晰的像；移动蜡烛的位置，并再次调节光屏至距透镜处，成一倒立放大的像，则该同学所用透镜的焦距可能为（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】凸透镜成倒立、缩小实像时，像距满足，代入得 解得① 成倒立、放大实像时，像距满足，代入得 解得② 联立①②得焦距范围为 故选A。 【变式2-2】如图甲所示一幅漫画立在桌面上，把一个装有水的圆柱形玻璃杯放在漫画前，惊奇地发现，透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了，还掉头奔向猫，如图乙所示，透过水杯看到的老鼠横向放大。此时老鼠到玻璃杯的距离满足_______（填“”、“”或“”）。若将漫画离水杯远一些，透过水杯看到的老鼠会变“_______”一些（填“胖”或“瘦”）。 【答案】 瘦 【详解】装有水的圆柱形玻璃杯，横向相当于凸透镜，透过水杯看到老鼠倒立、放大的像，根据凸透镜成像规律：当物距满足时，凸透镜成倒立、放大的实像； 根据凸透镜成像规律“物远像近像变小”：当漫画离水杯更远（物距变大），像会变小，因此透过水杯看到的老鼠会变“瘦”。 【变式2-3】在探究凸透镜成像规律的实验中，应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的____上。已知凸透镜焦距为10cm，各元件初位置如图所示，此时光屏上呈现烛焰的倒立、放大的实像，若此时将光屏移走，烛焰通过凸透镜____（选填“能”或“不能”）成实像。 【答案】 主光轴 能 【详解】[1]为使像成在光屏的中央，应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度处，位于凸透镜的主光轴上。 [2]若此时将光屏移走，烛焰通过凸透镜仍然能成实像（因为实像是实际光线会聚形成的，即使没有光屏，光线仍会聚在原来成像的位置）。 【题型3 】 【例3】如图所示，烛焰在光屏上恰好成清晰的实像。该像是（     ） A．倒立、放大的 B．倒立、缩小的 C．正立、放大的 D．正立、缩小的 【答案】B 【详解】由图可知，物距大于像距，由凸透镜成像规律可知，此时成倒立、缩小的实像，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【变式3-1】在“探究凸透镜成像的规律”实验时，某小组测量出物距和像距的数据，并绘制成如图所示的图像，根据图像可知（     ） A．该凸透镜的焦距 B．当物距时，成倒立、放大的实像 C．当物距时，所成的像能用光屏承接 D．物从距凸透镜30cm处向距凸透镜5cm处移动时，所成像先变大后变小 【答案】D 【详解】A．由图可知时，由得 则该凸透镜的焦距，故A不符合题意； B．当时，，成倒立、缩小的实像，故B不符合题意； C．当时，，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，故C不符合题意； D．物从处向处移动时，，成实像，物距减小像距增大像变大；从处向处移动时，，成虚像，物距减小像距减小像变小，故像先变大后变小，故D符合题意。 故选D。 【变式3-2】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3-3】(1)在“观察凸透镜成像”的实验中，应调节蜡烛、凸透镜、光屏的高度，使它们的中心大致在____________。 若调好后保持凸透镜的位置不变，先后把烛焰放在a、b、c、d和e点，如图所示，同时调整光屏的位置，那么： (2)把烛焰放在____________点，屏上出现的像最小。 (3)把烛焰放在____________点，屏上出现的像最大。 (4)把烛焰放在____________点，屏上无烛焰的像。可以透过透镜看到烛焰正立、放大的像。 (5)如果把烛焰从a点移到d点，则像到透镜的距离____________，像的大小____________。（填“变大”或“变小”“不变”） 【答案】(1)同一高度 (2)a (3)d (4)e (5) 变大 变大 【详解】（1）烛焰、凸透镜、光屏中心调在同一高度，目的是使像成在光屏的中央。 （2）根据凸透镜成像规律：物远像近像变小，在五个点中，a点离透镜最远，故把烛焰放在a点，屏上出现的像最小。 （3）根据凸透镜成像规律：物近像远像变大，在五个点中，e点离凸透镜最近，但是其处于一倍焦距以内，呈现虚像，光屏承接不到，故e点排除，其次d点离凸透镜较近，处于一倍焦距和二倍焦距之间，能成实像，故五个点之间，d点在屏上出现的像最大。 （4）e点在一倍焦距以内（u<f），成正立、放大虚像，虚像无法在光屏呈现，眼睛透过透镜可以看到。 （5）烛焰从a移到d：物体靠近透镜（物距变小），根据物近像远像变大，像到透镜距离变大，像的大小变大。 【题型4 】 【例4】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4-1】如图所示，轩轩同学在做“探究凸透镜成像的规律”实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v与物体到凸透镜的距离u的关系图像，下列说法中正确的是（     ） A．该凸透镜的焦距f=16cm B．u=16cm时，将透镜遮挡住一部分，光屏上的像会变暗 C．8cm<u<16cm时，在光屏上成缩小的像 D．物体从u=32cm处向透镜靠近的过程中，光屏上的像先变大后变小 【答案】B 【详解】A．由图像可知时，此时，该凸透镜的焦距，故A错误； B． 时成实像，遮挡透镜一部分，透过凸透镜的光线减少，像变暗，故B正确； C．时，，成倒立放大的实像，像在二倍焦距以外，故C错误； D．物体从处向透镜靠近，在过程中物距减小像变大，当时，成正立放大的虚像，虚像不能成在光屏上，故D错误。 故选B。 【变式4-2】小明想给同学们表演一个小老鼠“转身”的魔术，他将玻璃杯放在小老鼠图片前，如图甲所示，加入水后出现了图乙所示的情形。此时的玻璃杯相当于一个______透镜（选填“凸”或“凹”）；为了让小老鼠“转身”，应该还要将玻璃杯适当______（选填“靠近”或“远离”）图片中的小老鼠。 【答案】 凸 远离 【详解】加入水的玻璃杯，中间厚、边缘薄，符合凸透镜的外形特征，对光线有会聚作用，因此相当于凸透镜。 图乙中透过水杯看到的小老鼠仍是正立的，此时物距小于一倍焦距，凸透镜成正立、放大的虚像；想要让小老鼠“转身”也就是得到倒立的像，需要让物距大于一倍焦距，因此要将玻璃杯适当远离小老鼠图片，使物距超过一倍焦距，凸透镜就能成倒立的实像，实现“转身”的效果。 【变式4-3】小华做“探究凸透镜成像规律”实验： (1)将平行光（太阳光）___________凸透镜，移动光屏，直至光屏上形成一个最小、最亮的光斑，如图甲所示，该凸透镜的焦距为___________cm。 (2)将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，点燃蜡烛，调整烛焰中心、凸透镜中心、光屏中心在___________。 (3)图乙中，小华把蜡烛移动到光具座33cm刻度线处，发现光屏上的像变得模糊，要使像变清晰，光屏应向___________（选填“左”或“右”）适当移动，此时光屏上的像是倒立、___________的实像，生活中的___________就是利用这一原理工作的。 【答案】(1) 正对 10.0 (2)同一高度 (3) 右 放大 投影仪 【详解】（1）由图甲可知，将平行光正对凸透镜，移动光屏，在光屏上得到一个最小最亮的光斑即为焦点，焦距是焦点到透镜光心的距离，则凸透镜的焦距为（注意刻度尺的读数需要估读） （2）在光具座上将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧，调节它们的高度，使烛焰中心、凸透镜中心和光屏的中心在同一高度，这样做的目的是使像呈现在光屏中央，便于观察和记录成像情况。 （3）小华把蜡烛移动到光具座33cm刻度线处，此时的物距为 此时物距在一倍焦距和二倍焦距之间，根据物近像远像变大，光屏应向右移动，此时成倒立、放大的实像，投影仪就是利用该原理工作。 【题型5 】 【例5】鲁巴物理小组利用水透镜模型，在光具座上探究凸透镜成像实验，实验中抽水后的水透镜仍为凸透镜，已知下图中光屏上成清晰的像，下列说法正确的是（     ） A．如图中水透镜的焦距可能为 B．将透镜遮挡一半，光屏上成半个烛焰的像 C．将蜡烛与光屏对调并适量抽出水透镜的水，光屏需左移寻找成像位置 D．若保持蜡烛与光屏位置不变并向水透镜中注水，为使光屏上成像清晰蜡烛应远离透镜 【答案】C 【详解】A．由图可知，物距 像距 此时 ，成倒立、缩小的实像，满足且，即且，解得，故A错误； B．透镜遮挡一半时，仍有另一半透镜的光线可以折射会聚成像，光屏上依然成完整的烛焰像，只是像的亮度会变暗，故B错误； C．将蜡烛与光屏对调，根据光路可逆，此时物距，像距。抽出水后透镜变薄，焦距变大，折光能力变弱，像距会进一步变大，光屏需左移，故C正确； D．“保持蜡烛与光屏位置不变”，向水透镜注水后，水透镜焦距变小、折光能力变强，像成在光屏前方，若移动蜡烛使像清晰，应减小物距，即蜡烛靠近透镜，故D错误。 故选C。 【变式5-1】在探究凸透镜成像的规律的实验中，当发光物体、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上得到清晰的像（像未画出），下列说法正确的是（     ） A．透镜焦距一定在10cm到15cm之间 B．透镜焦距一定在15cm到20cm之间 C．把发光物体向左移动少许，光屏适当向左移动可得到大些的实像 D．把发光物体向右移动少许，光屏适当向右移动可得到小些的实像 【答案】A 【详解】AB．由图可知物距 像距 则，光屏上成倒立放大的实像，由凸透镜的成像规律可知， 此时物距，即① 像距，即② 联立① ②解得，故A正确，B错误； C．物体向左移动，物距增大，由凸透镜成实像时物远像近像变小可知，像距减小，像变小，光屏应向左移动得到小些的实像，故C错误； D．物体向右移动，物距减小，由凸透镜成实像时物近像远像变大可知，像距增大，像变大，光屏应向右移动得到大些的实像，故D错误。 故选A。 【变式5-2】小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟蜡烛到凸透镜的距离u关系的图像，如图所示，小明使用的凸透镜的焦距是____________cm。当u=15cm时，蜡烛在光屏上已成一个清晰的像，如果在蜡烛和凸透镜之间再放一个凸透镜，为了在光屏上重新得到清晰的像，光屏应____________（选填“靠近”或“远离”）透镜。 【答案】 10 靠近 【详解】由凸透镜成像规律可知，当时，凸透镜成倒立、等大的实像，由图像可知，，故凸透镜焦距为 凸透镜对光线起会聚作用，放置后，光线提前会聚，像距变小，应移动光屏靠近透镜才能得到清晰的像。 【变式5-3】同学们用自制的水凸透镜进行实验探究，在实验过程中逐渐向外抽水时发现焦距变大，保持高度为5.0cm的电子蜡烛到水凸透镜的距离不变，根据图甲收集的证据，得到水凸透镜成像规律与焦距的关系。在图乙情景中光屏上成清晰的像（光屏上未标出），此时水凸透镜焦距的范围是________________________。若在图乙的基础上注射器向里注水，保持蜡烛到水凸透镜的距离不变，光屏____________（靠近或远离）水凸透镜，再次成清晰的像。 次数 物距u/cm 焦距f/cm 像距v/cm 光屏上像的 高度h/cm 1 25.0 8.0 11.8 2.4 2 25.0 12.5 25.0 5.0 3 25.0 15.0 37.5 7.5                            甲 【答案】 靠近 【详解】由图乙知，蜡烛放置在20.0cm刻度线处，水凸透镜放置在60.0cm刻度线处，光屏放置在80.0cm刻度线处。 物距 像距 此时物距大于像距，根据凸透镜成像规律：物距满足，得 ，即 像距满足，得，即 综合两个条件，焦距范围为 向水凸透镜里注水时，透镜会变厚，焦距变小。在物距不变的情况下，透镜折光能力增强，像会提前会聚，因此光屏需要靠近水凸透镜，才能再次承接清晰的像。 【题型6 】 【例6】小京通过凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的像，如图所示。下列能正确反映其成像原理的示意图是（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由题图可知，透过凸透镜看到“关灯”二字是正立、放大的像，根据凸透镜成像规律，此时物距小于焦距（），成正立、放大的虚像。 A．物体在焦点以内（），成正立、放大的虚像，故A符合题意； B．物体在二倍焦距以外（），成倒立、缩小的实像，图中画成虚像，故B不符合题意； C．物体在一倍焦距和二倍焦距之间（），成倒立、放大的实像，故C不符合题意； D．物体在焦点以内（），应成正立、放大的虚像，图中画成倒立的实像，故D不符合题意。 故选A。 【变式6-1】如图所示，烛焰在光屏上刚好成清晰的像（像未画出）。透镜不动，将蜡烛移至刻度处，移动光屏，在光屏上能观察到（     ） A．倒立、缩小的实像 B．倒立、放大的实像 C．正立、放大的实像 D．不能呈现像 【答案】D 【详解】由图可知，物距 像距 因 解得焦距 将蜡烛移至40.0cm刻度处时，物距 因，此时成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【变式6-2】有关显隐杯的记载，古籍中不乏其例。其原理是在杯内底中央置一图案，图案上盖一凸透镜，如图所示，杯中倒入酒，俯视时，图案处于酒与凸透镜组成的新透镜焦距之内，会被清楚地看到，则此时杯中酒相当于一块___________透镜，图案通过新透镜成___________（选填“虚”或“实”）像。 【答案】 凹 虚 【详解】由图可知，在下方凸透镜的影响下，杯中酒中间薄、边缘厚，故相当于凹透镜。酒与凸透镜组成的新透镜等效为凸透镜，由于图案处于新透镜焦距之内，根据凸透镜成像规律，可知图案通过新透镜成虚像。 【变式6-3】小明用如图所示装置来探究凸透镜成像的规律。 (1)如图甲所示，一束平行于凸透镜主光轴的光经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图可知，凸透镜对光有____________作用，该凸透镜的焦距是____________cm。 (2)如图乙所示，实验前，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在____________。 (3)图乙中，保持透镜的位置不动，将蜡烛放在“45cm”刻度线处，调节光屏，光屏上____________（选填“会”或“不会”）出现清晰的像；保持透镜的位置不动，将蜡烛放在如图乙所示的刻度线处，调节光屏到一适当的位置，烛焰会在光屏上成一倒立、____________（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。 (4)光屏上出现清晰的像后，用不透明的硬纸板挡住凸透镜的下半部分，发现光屏上的像是____________（选填“完整”或“不完整”）的。 【答案】(1) 会聚 10.0 (2)同一高度 (3) 不会 放大 (4)完整 【详解】（1）平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚形成最小最亮的光斑，说明凸透镜对光有会聚作用；该光斑就是凸透镜的焦点，从图甲可知凸透镜在50.0cm刻度处，焦点在60.0cm刻度处，因此焦距 （2）实验前调整烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一高度，是为了让烛焰的像能成在光屏的中央，便于观察成像。 （3）蜡烛放在45cm刻度线处时，物距 即物距小于焦距，成正立、放大的虚像，而虚像无法在光屏上呈现，所以光屏上不会出现清晰的像；图乙中蜡烛在35cm刻度线处，透镜在50cm刻度线处，物距 因为 则物距大于一倍焦距小于二倍焦距，烛焰会在光屏上成一倒立、放大的实像。 （4）挡住凸透镜下半部分后，透镜上半部分仍可以折射光线，能将烛焰全部的光会聚到光屏上成像，因此光屏上的像仍是完整的，仅像的亮度会变暗。 随堂巩固 【随堂巩固】 1．博物馆通常将较为精巧的文物放置在凸透镜的一倍焦距以内，参观者通过凸透镜看到的像是（     ） A．等大的 B．放大的 C．缩小的 D．倒立的 【答案】B 【详解】精巧的文物放置在凸透镜的一倍焦距以内，由凸透镜成像规律可知，在文物的同一侧成正立、放大的虚像，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．在“天宫课堂”中，“神舟十号”航天员王亚平，在天宫一号内为我们上了一节充满奇幻的太空课。如图所示，是她在展示她制作的一个太空水球，根据这张图片上的情景可以判断，这个水球（     ） A．相当于一个凸面镜 B．所成王亚平的像是虚像 C．相当于一个凸透镜 D．相当于一个凹透镜 【答案】C 【详解】ACD．水球中间厚边缘薄，相当于凸透镜，故AD不符合题意，C符合题意； B．图中成倒立、缩小的像，由凸透镜成像规律可知，当物距时，成倒立、缩小的实像，故B不符合题意。 故选C。 3．2021年春晚小品《阳台》反映了疫情防控期间，小区居民居家抗疫守望相助的故事。在小品中，社区主任使用无人机给居民送菜（如图所示），已知无人机使用的镜头的焦距为，则镜头到感光元件的距离应该（     ） A．略大于 B．以内 C．以外 D．恰为 【答案】A 【详解】无人机镜头为凸透镜，拍照应用时，成倒立、缩小实像的规律，此时像距满足 代入，得 拍摄时物距远大于，像距接近焦距，即略大于。 故选A。 4．小波制作了如图甲所示“F”字样LED红色发光字来充当物体，如图乙所示将发光字（A位置）、带小孔的不透明纸板（B位置）、半透明塑料板（C位置），使“F”发光字正立面对小孔（即小波在“左观察位置”看到的就是甲图所示“F”），以下说法正确的是（     ） A．此时，在“右观察位置”看到塑料板上呈现的像是丙图中的④ B．若将带小孔的不透明纸板换成平面镜，直接观察塑料板，能够看到像 C．若将带小孔的不透明纸板换成焦距为20 cm的凸透镜，“F”移至距离凸透镜25 cm处，成放大的实像 D．在“左观察位置”能够看到C选项中的像 【答案】C 【详解】A．小孔成像成倒立的实像，即上下颠倒、左右相反，原物体为“F”，像应为丙图中的②，故A错误； B．平面镜成虚像，虚像不是实际光线会聚而成，不能呈现在光屏（塑料板）上，且光线被平面镜反射回左侧，塑料板在镜后无光线到达，直接观察塑料板看不到像，故B错误； C．凸透镜焦距，“F”移至25cm处，此处指物距，满足，成倒立、放大的实像，故C正确； D．C选项中成实像，像在透镜右侧，左观察位置在物体左侧，无法看到该像，故D错误。 故选 C。 5．当蜡烛、透镜甲和光屏放置在图a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，透镜乙成实像时物距和像距的关系如图b所示，则（     ） A．透镜乙的焦距为10 B．蜡烛移动的距离 C．若不移动蜡烛，则需向右移动光屏 D．第二次所成的像是缩小的 【答案】B 【详解】A．由图b可知，当时，此时 即，，故A不符合题意； BD．烛焰通过乙成像，像距为，乙的焦距为，即像距大于2倍焦距，成的是放大的实像；根据图b，此时物距大于1倍焦距且小于2倍焦距；原来蜡烛距离透镜，现在到透镜的距离小于，则蜡烛移动的距离大于，故B符合题意，D不符合题意； C．若不移动蜡烛，物距 则 像距 即 光屏位置 而原光屏在处，因此需向左移动，故C不符合题意。 故选B。 6．如图所示，小昆同学先利用图甲来测凸透镜的焦距，然后用该凸透镜探究“凸透镜成像的规律”，当蜡烛、凸透镜、光屏位置如图乙所示时，在光屏上得到一个清晰的像（像未画出），则下列说法正确的是（     ） A．由图甲可知，该实验使用的凸透镜焦距为10 cm B．图乙的成像特点与投影仪成像特点相同 C．图乙中保持蜡烛和光屏位置不变，仅移动凸透镜到适当的位置，可再次得到清晰的像 D．图乙中在蜡烛和透镜之间放一近视镜片后，光屏需适当向左移动才能得到烛焰清晰的像 【答案】C 【详解】A．由甲图可知，凸透镜在30.0cm刻度，焦点在40.0cm刻度，因此该凸透镜的焦距为，刻度尺要估读到分度值的下一位，故A 错误； B．由乙图可知，物距，则，成倒立、缩小实像，是照相机原理，故B错误； C．光路可逆原理：蜡烛与光屏总距离不变，现在，；移动凸透镜到适当位置，使、，此时，能成倒立放大实像，可再次得到清晰像，故C正确； D．近视镜片是凹透镜，对光线有发散作用，光线会延迟会聚，光屏需要向右移动才能承接清晰像，故D错误。 故选C。 7．如图所示，利用光具座进行成像实验探究．在图中的虚线框内可放入的实验元件有：①小孔，②凸透镜，在虚线框内放入上述某一元件，并将蜡烛从30cm移到40cm刻度线处，下列说法正确的有（    ） A．若光屏位置未变，光屏上清晰的像由小变大，则方框内的元件是凸透镜 B．若放入的是小孔，当光屏上出现清晰的像时，用不透明纸板遮挡小孔，光屏上的像缩小，亮度变暗 C．若放入的是凸透镜，当光屏上出现清晰的像时，用不透明纸遮挡凸透镜，光屏上像大小不变，亮度不变 D．当蜡烛移到40cm处，若无论怎样移动光屏，光屏上仅有均匀的亮斑，则虚线框内的元件只能是凸透镜且凸透镜焦距是10.0cm 【答案】D 【详解】A．在进行实验时，若在光屏上出现清晰的像，根据小孔成像和凸透镜成像规律可知，成的像一定是倒立的实像，将蜡烛从30cm移到40cm刻度线处，若为小孔成像，则像应是越来越大，若是凸透镜成像，则应向右移动光屏到适当位置，才能呈现清晰放大的实像，故A错误； BC．虚线框内放入的不论是小孔还是凸透镜，当光屏上出现清晰的像时，用不透明纸板遮挡小孔或凸透镜，光屏上像的大小不变，像的亮度变暗，故BC错误； D．当蜡烛移到40cm处，若无论怎样移动光屏，光屏上仅有均匀的亮斑，这说明光通过凸透镜后为平行光，所以烛焰只能是放在了凸透镜的焦点上，且凸透镜焦距是10.0cm，故D正确。 故选D。 8．某小组利用图示装置研究凸透镜成像的规律，当器材如图示位置时，光屏上呈现的是倒立、_____（选填“放大”或“缩小”）的实像，当LED灯向左移动时，要在光屏上再次获得清晰的像，只需将光屏向_____（选填“左”或“右”）适当移动。 【答案】 缩小 左 【详解】由图可知，此时物距大于像距，即物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、缩小的实像。LED灯向左移动时物距增大，因凸透镜成实像时物远像近像变小，故像距减小，需将光屏向左适当移动。 9．如图甲所示，王亚平老师应该处于水球凸透镜的___________（选填“一倍焦距以内”“一、二倍焦距之间”或“二倍焦距以外”）。图乙中王亚平老师在水球中间注入一个气泡，其结构如图丙所示，此时中间有气泡部分的水球相当于___________（选填“凸透镜”或“凹透镜”）。 【答案】 二倍焦距以外 凹透镜 【详解】图甲中水球凸透镜成倒立、缩小的实像，由凸透镜成像规律可知，王亚平老师处于水球凸透镜的二倍焦距以外。 中间有气泡部分的水层中间薄、边缘厚，故相当于凹透镜。 10．如图甲所示是小明在春节庙会上买的一把塑料玩具宝剑，将该宝剑的剑鞘除去，手握剑柄、使宝剑尖端朝下立在光源附近，看到了如图乙A和B区域所示的光学现象，则在图乙中光源位于宝剑的___________（选填“左”或“右”）侧，与A区域光学现象形成原理相同的现象是___________（选填“小孔成像”或“平面镜成像”或“凸透镜成像”）。 【答案】 左 小孔成像 【详解】光沿直线传播时，不透明的宝剑会在背光的一侧形成阴影。图乙中B区域是宝剑的阴影，位于宝剑右侧，说明光线从宝剑的左侧照射过来，因此光源在宝剑的左侧。 A区域的光学现象是光沿直线传播形成的亮区效果，小孔成像的原理是光的直线传播；而平面镜成像的原理是光的反射，凸透镜成像的原理是光的折射，因此和A区域形成原理相同的是小孔成像。 11．司机盲区是指坐在驾驶座上，直接视线和后视镜都无法观察到的区域，行人出现在盲区易造成安全事故。如图所示，在一次交通安全教育活动中，交警让75名学生“潜伏”在警车周围，而车内司机丝毫没有发现他们！车内司机“盲区”的形成主要的原因是_________；为了解决“盲区”问题，很多汽车在车头、车侧等增加多个摄像头，从而获取车辆周边的实时影像，当障碍物靠近摄像头时，障碍物经摄像头所成的像会_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 光沿直线传播 变大 【详解】光在同种均匀介质中沿直线传播，司机视线被车身遮挡，光线无法绕过车身到达司机眼睛，因此形成盲区，成因是光沿直线传播。 摄像头的镜头是凸透镜，根据凸透镜成像规律，成实像时满足“物近像远像变大”；当障碍物靠近摄像头，物距减小，所成的像会变大。 12．在初中物理项目化学习中，某小组整理了光学实验。结合实验，请完成下列题目。 (1)图甲为小孔成像示意图，该现象可以用__________来解释； (2)如图乙所示，激光沿EO入射，EO与水平镜面的夹角是50度，则反射角是__________度，高楼大厦的玻璃幕墙会造成光污染，是因为发生了__________（选填“镜面”或“漫”）反射； (3)图丙是探究凸透镜成像规律的实验装置，烛焰恰好在光屏上呈现一个清晰的像，这是__________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的工作原理。 【答案】(1)光的直线传播 (2) 40 镜面 (3)照相机 【详解】（1）小孔成像成的是倒立的实像，原理是光的直线传播，即该现象可以用光的直线传播来解释。 （2）入射角是入射光线与法线的夹角，激光与水平镜面的夹角是50度，则入射角为 根据光的反射定律，反射角等于入射角，故反射角是40度； 玻璃幕墙表面光滑，平行入射的光线经反射后仍平行射出，发生的是镜面反射，光线强度大，因此会造成光污染。 （3）由图丙可知，物距大于像距，此时烛焰恰好在光屏上呈现一个清晰的像，由凸透镜成像规律可知，此时物距大于2倍焦距，成倒立缩小的实像，是照相机的工作原理。 13．小西在做“探究凸透镜成像的规律”实验。 (1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上，点燃蜡烛，调整烛焰、透镜和光屏三者中心在同一______________。 (2)实验中，当蜡烛、透镜和光屏的位置如图甲所示时，光屏上承接到清晰的倒立、_________的实像。 (3)如图乙所示，烛焰上A点发出的一条光线经过凸透镜的光心O，画出光线AO经透镜后的光线； (4)将此凸透镜和光屏分别固定在和刻度线处，再将点燃的蜡烛从刻度线处缓慢移动到刻度线处，在光屏上能承接到______________次烛焰清晰的像。 【答案】(1)高度 (2)缩小 (3) (4)0 【详解】（1）实验前调节烛焰、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成在光屏的中央，防止像偏移到光屏外，无法观察。 （2）由图可知，物距大于像距，根据凸透镜成像规律可知，此时光屏上承接到清晰的倒立、缩小的实像。 （3）凸透镜有一条特殊光线：经过光心的光线，传播方向不发生改变。从 A 过 O 点直接画一条直线继续向右延伸，在线段末端画上光线箭头，代表折射后的出射光线，不需要偏折，据此作图。 （4）由图可知， 且 解得 当凸透镜和光屏分别固定在70cm和75cm刻度线处，即光屏到凸透镜的距离为5cm，小于1倍焦距，根据凸透镜成实像时，像距大于一倍焦距可知，在光屏上不能得到烛焰清晰像，因此光屏上得到烛焰清晰像的次数是为0。 14．某小组做探究“凸透镜成像规律”的实验。 (1)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，由此判断需要用___________（A/B）透镜完成实验； (2)实验前，将烛焰和光屏的中心调整在凸透镜的___________上，目的是______________________； (3)实验过程中，蜡烛由于燃烧而逐渐变短，则烛焰的像在光屏上的位置会向___________（上/下，下同）移动，为了能让烛焰的像回到光屏的中央，可将凸透镜向___________调节； (4)用LED光源代替蜡烛进行了进一步实验探究，LED光源的高度。经过认真测量，记录了像高和物距u的数据。在坐标上描出了像高和物距u的图像。由图可知，该凸透镜的焦距为___________cm，当时，光屏上成倒立、___________的实像，要使光屏上的像变小，可以将LED光源适当___________（远离/靠近）凸透镜，并移动光屏。 【答案】(1)B (2) 主光轴 使像成在光屏的中央 (3) 上 下 (4) 10 等大 远离 【详解】（1）如图甲，A透镜对光有发散作用，B透镜对光有会聚作用，说明B是凸透镜，所以应选B透镜进行实验。 （2）实验前调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，本质是让三者中心位于凸透镜的主光轴上，目的是保证烛焰的像能够成在光屏的中央，便于观察成像。 （3）凸透镜成倒立实像时，像与物体的运动方向相反，蜡烛燃烧变短向下移动，烛焰的像会向上移动；要让像回到光屏中央，可将凸透镜向下调节，带动像向下回落至光屏中心。 （4）当物距时，凸透镜成倒立等大的实像，此时像高与物高相等，已知LED光源高10cm，从图像可知当像高时，物距，因此 得焦距； 当时，由凸透镜成像规律可知，成倒立、等大的实像； 根据凸透镜成实像规律，物远像近像变小，要让实像变小，需要增大物距，因此将LED光源适当远离凸透镜，再移动光屏承接像。 2 / 30 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.3 凸透镜成像的规律（知识解读） 【新教材苏科版】 题型归纳 【题型1 探究凸透镜成像规律的实验】 2 【题型2 凸透镜成放大实像时的物距与像距】 5 【题型3 凸透镜成缩小实像时的物距与像距】 6 【题型4 凸透镜成实像时像距随物距的变化规律】 7 【题型5 根据凸透镜的物像关系求凸透镜的焦距】 9 【题型6 凸透镜成虚像时的物距与像距】 10 【随堂巩固】 12 考点1 探究凸透镜成像规律实验 1、实验目的：探究凸透镜成像特点与规律。 2、实验器材：凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴。 3、器材作用 （1）凸透镜：实验主体。 （2）光具座：固定光屏、蜡烛与凸透镜在同一直线上。 （3）蜡烛：光源（物体）。 （4）火柴：点燃蜡烛。 （5）光屏：承接成像。 4、实验步骤 步骤①共轴调节,把蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上。点燃蜡烛，调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。 步骤②把蜡烛放在较远处，使，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察这个像是倒立的还是正立的，是放大的还是缩小。测量像距和物距。 步骤③把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离等于，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。测量像距和物距。 步骤④把蜡烛再靠近凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。测量像距和物距。步骤⑤把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛在凸透镜的焦点上，移动光屏，看是否能够成像。 步骤⑥把蜡烛移动到凸透镜的焦点以内，移动光屏，看在光屏上还能否成像。 步骤⑦记录数据。 步骤⑧整理实验器材。 【题型1 】 【例1】小爽在进行“探究凸透镜成像规律”的实验： (1)如图甲可知，该凸透镜的焦距是___________cm；实验前她应当调节蜡烛的焰心、凸透镜的光心和光屏中心三者在___________上； (2)如乙图所示，光屏上得到一个清晰的像，生活中的___________就是根据这一原理制成的。保持透镜位置不变，将蜡烛向右移动一小段距离，则将光屏适当向___________移动，能再次承接到清晰的像； (3)保持透镜位置不变，将蜡烛移到35 cm刻度线处，则将光屏移至___________cm的刻度线处，能再次接到清晰的像。如图丙所示，将蜡烛移到45 cm刻度线处，此时小爽在___________处能观察烛焰的像； (4)小爽还想利用LED发光字来研究凸透镜所成实像与物体在上下左右方向上的位置关系，在汉字 “甲”、“电”、“目”、“旧”中，适合做本次研究的LED光源的是 ___________字。 【变式1-1】在做“探究凸透镜成像的规律”实验时，将蜡烛、凸透镜和光屏移动到如图所示位置，光屏上呈现清晰的像。下列说法正确的是（     ） A．投影仪是根据此成像原理制成 B．将凸透镜遮住一半，光屏上不能呈现烛焰完整的像 C．保持蜡烛和光屏位置不动，将凸透镜向左移动10 cm可再次在光屏上呈现清晰的像 D．保持蜡烛和光屏位置不动，用焦距更大的凸透镜替换该透镜，向左移动光屏可再次呈现清晰的像 【变式1-2】探究“凸透镜成像规律”的实验中：先将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到________；如图所示位置，某次实验时光屏上恰好有一个倒立、________（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像；凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动，要使光屏上再次呈清晰的像，可将光屏_______（选填“左”或“右”）移。 【变式1-3】“烽火连三月，家书抵万金”，秦代木牍是我国最早的家信实物。小杰国庆期间参观博物馆，发现“秦代木牍”的展示柜中放置着凸透镜，如图甲所示，他通过凸透镜观察到正立放大的像，为了弄清其原理，他设计了如下实验： (1)如图乙，小杰用太阳光照射凸透镜，移动光屏直至光屏上出现一个最小最亮的光斑，此凸透镜的焦距为________cm； (2)实验前，应在光具座上调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是：________； (3)调节好实验器材后，小杰在如图丙位置在光屏上观察到清晰的像，在此基础上，保持凸透镜的位置不变，将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上也能出现清晰的像，原因是________；若将蜡烛向左移动5cm，则需要将光屏向________（选填“左”或“右”）移动才能找到清晰的像，并且与前面的像比较，像的大小会变________。 (4)做实验时有苍蝇落在了凸透镜上，则光屏上（     ）。 A．出现苍蝇的像 B．出现苍蝇的影子 C．仍有烛焰完整的像，但亮度变暗 (5)实验一段时间后，蜡烛因燃烧变短，要使像能够在光屏中央，应将凸透镜向________调，或者将蜡烛向________调，或者将光屏向________调（选填“上”或“下”）。 考点2 凸透镜成像规律及应用 1、凸透镜成像规律：如图是常见凸透镜成像规律光路图 成像条件物距（u） 成像的性质 像距（v） 应用 u﹥2f 倒立、缩小的实像 f﹤v﹤2f 照相机（图a） u=2f 倒立、等大的实像 v=2f 图d f﹤u﹤2f 倒立、放大的实像 v﹥2f 投影仪（图b） u=f 不成像 射出的是平行光线 0﹤u﹤f 正立、放大的虚像 v﹥f 放大镜（图c） a. u﹥2f b. f﹤u﹤2f c.0﹤u﹤f d.u=2f 凸透镜成像规律需要牢记，同学们可以自己总结其规律。也可以背下下面口诀：“物大焦， 倒立实，物越大，像越小；物小焦，正立虚；物为焦，不成像”。这里的“物”指物距，“像”指像距，“焦”指焦距。 2、凹透镜成像规律：如图所示，凹透镜始终成缩小、正立的虚像。 3、凸透镜成像的应用 物距（u） 像距（v） 正倒 大小 虚实 应用 特点 物，像的位置关系 u＞2f 2f＞v＞f 倒立 缩小 实像 照相机、摄像机 - 物像异侧 u=2f v=2f 倒立 等大 实像 精确测焦仪 成像大小的分界点 物像异侧 2f＞u＞f v＞2f 倒立 放大 实像 幻灯机、电影、投影仪 - 物像异侧 u=f - - - 不成像 强光聚焦手电筒 成像虚实的分界点 - f＞u v＞u 正立 放大 虚像 放大镜 虚像在物体同侧 虚像在物体之后 物像同侧 【题型2 】 【例2】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同侧的乙、甲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．蜡烛的移动方向向右 【变式2-1】在“探究凸透镜成像规律”的实验中李阳同学将蜡烛放置在某一位置，在距透镜另一侧处的光屏上，成一倒立缩小清晰的像；移动蜡烛的位置，并再次调节光屏至距透镜处，成一倒立放大的像，则该同学所用透镜的焦距可能为（     ） A． B． C． D． 【变式2-2】如图甲所示一幅漫画立在桌面上，把一个装有水的圆柱形玻璃杯放在漫画前，惊奇地发现，透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了，还掉头奔向猫，如图乙所示，透过水杯看到的老鼠横向放大。此时老鼠到玻璃杯的距离满足_______（填“”、“”或“”）。若将漫画离水杯远一些，透过水杯看到的老鼠会变“_______”一些（填“胖”或“瘦”）。 【变式2-3】在探究凸透镜成像规律的实验中，应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的____上。已知凸透镜焦距为10cm，各元件初位置如图所示，此时光屏上呈现烛焰的倒立、放大的实像，若此时将光屏移走，烛焰通过凸透镜____（选填“能”或“不能”）成实像。 【题型3 】 【例3】如图所示，烛焰在光屏上恰好成清晰的实像。该像是（     ） A．倒立、放大的 B．倒立、缩小的 C．正立、放大的 D．正立、缩小的 【变式3-1】在“探究凸透镜成像的规律”实验时，某小组测量出物距和像距的数据，并绘制成如图所示的图像，根据图像可知（     ） A．该凸透镜的焦距 B．当物距时，成倒立、放大的实像 C．当物距时，所成的像能用光屏承接 D．物从距凸透镜30cm处向距凸透镜5cm处移动时，所成像先变大后变小 【变式3-2】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3-3】(1)在“观察凸透镜成像”的实验中，应调节蜡烛、凸透镜、光屏的高度，使它们的中心大致在____________。 若调好后保持凸透镜的位置不变，先后把烛焰放在a、b、c、d和e点，如图所示，同时调整光屏的位置，那么： (2)把烛焰放在____________点，屏上出现的像最小。 (3)把烛焰放在____________点，屏上出现的像最大。 (4)把烛焰放在____________点，屏上无烛焰的像。可以透过透镜看到烛焰正立、放大的像。 (5)如果把烛焰从a点移到d点，则像到透镜的距离____________，像的大小____________。（填“变大”或“变小”“不变”） 【题型4 】 【例4】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4-1】如图所示，轩轩同学在做“探究凸透镜成像的规律”实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v与物体到凸透镜的距离u的关系图像，下列说法中正确的是（     ） A．该凸透镜的焦距f=16cm B．u=16cm时，将透镜遮挡住一部分，光屏上的像会变暗 C．8cm<u<16cm时，在光屏上成缩小的像 D．物体从u=32cm处向透镜靠近的过程中，光屏上的像先变大后变小 【变式4-2】小明想给同学们表演一个小老鼠“转身”的魔术，他将玻璃杯放在小老鼠图片前，如图甲所示，加入水后出现了图乙所示的情形。此时的玻璃杯相当于一个______透镜（选填“凸”或“凹”）；为了让小老鼠“转身”，应该还要将玻璃杯适当______（选填“靠近”或“远离”）图片中的小老鼠。 【变式4-3】小华做“探究凸透镜成像规律”实验： (1)将平行光（太阳光）___________凸透镜，移动光屏，直至光屏上形成一个最小、最亮的光斑，如图甲所示，该凸透镜的焦距为___________cm。 (2)将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，点燃蜡烛，调整烛焰中心、凸透镜中心、光屏中心在___________。 (3)图乙中，小华把蜡烛移动到光具座33cm刻度线处，发现光屏上的像变得模糊，要使像变清晰，光屏应向___________（选填“左”或“右”）适当移动，此时光屏上的像是倒立、___________的实像，生活中的___________就是利用这一原理工作的。 【题型5 】 【例5】鲁巴物理小组利用水透镜模型，在光具座上探究凸透镜成像实验，实验中抽水后的水透镜仍为凸透镜，已知下图中光屏上成清晰的像，下列说法正确的是（     ） A．如图中水透镜的焦距可能为 B．将透镜遮挡一半，光屏上成半个烛焰的像 C．将蜡烛与光屏对调并适量抽出水透镜的水，光屏需左移寻找成像位置 D．若保持蜡烛与光屏位置不变并向水透镜中注水，为使光屏上成像清晰蜡烛应远离透镜 【变式5-1】在探究凸透镜成像的规律的实验中，当发光物体、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上得到清晰的像（像未画出），下列说法正确的是（     ） A．透镜焦距一定在10cm到15cm之间 B．透镜焦距一定在15cm到20cm之间 C．把发光物体向左移动少许，光屏适当向左移动可得到大些的实像 D．把发光物体向右移动少许，光屏适当向右移动可得到小些的实像 【变式5-2】小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟蜡烛到凸透镜的距离u关系的图像，如图所示，小明使用的凸透镜的焦距是____________cm。当u=15cm时，蜡烛在光屏上已成一个清晰的像，如果在蜡烛和凸透镜之间再放一个凸透镜，为了在光屏上重新得到清晰的像，光屏应____________（选填“靠近”或“远离”）透镜。 【变式5-3】同学们用自制的水凸透镜进行实验探究，在实验过程中逐渐向外抽水时发现焦距变大，保持高度为5.0cm的电子蜡烛到水凸透镜的距离不变，根据图甲收集的证据，得到水凸透镜成像规律与焦距的关系。在图乙情景中光屏上成清晰的像（光屏上未标出），此时水凸透镜焦距的范围是________________________。若在图乙的基础上注射器向里注水，保持蜡烛到水凸透镜的距离不变，光屏____________（靠近或远离）水凸透镜，再次成清晰的像。 次数 物距u/cm 焦距f/cm 像距v/cm 光屏上像的高度h/cm 1 25.0 8.0 11.8 2.4 2 25.0 12.5 25.0 5.0 3 25.0 15.0 37.5 7.5                            甲 【题型6 】 【例6】小京通过凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的像，如图所示。下列能正确反映其成像原理的示意图是（     ） A． B． C． D． 【变式6-1】如图所示，烛焰在光屏上刚好成清晰的像（像未画出）。透镜不动，将蜡烛移至刻度处，移动光屏，在光屏上能观察到（     ） A．倒立、缩小的实像 B．倒立、放大的实像 C．正立、放大的实像 D．不能呈现像 【变式6-2】有关显隐杯的记载，古籍中不乏其例。其原理是在杯内底中央置一图案，图案上盖一凸透镜，如图所示，杯中倒入酒，俯视时，图案处于酒与凸透镜组成的新透镜焦距之内，会被清楚地看到，则此时杯中酒相当于一块___________透镜，图案通过新透镜成___________（选填“虚”或“实”）像。 【变式6-3】小明用如图所示装置来探究凸透镜成像的规律。 (1)如图甲所示，一束平行于凸透镜主光轴的光经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图可知，凸透镜对光有____________作用，该凸透镜的焦距是____________cm。 (2)如图乙所示，实验前，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在____________。 (3)图乙中，保持透镜的位置不动，将蜡烛放在“45cm”刻度线处，调节光屏，光屏上____________（选填“会”或“不会”）出现清晰的像；保持透镜的位置不动，将蜡烛放在如图乙所示的刻度线处，调节光屏到一适当的位置，烛焰会在光屏上成一倒立、____________（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。 (4)光屏上出现清晰的像后，用不透明的硬纸板挡住凸透镜的下半部分，发现光屏上的像是____________（选填“完整”或“不完整”）的。 随堂巩固 【随堂巩固】 1．博物馆通常将较为精巧的文物放置在凸透镜的一倍焦距以内，参观者通过凸透镜看到的像是（     ） A．等大的 B．放大的 C．缩小的 D．倒立的 2．在“天宫课堂”中，“神舟十号”航天员王亚平，在天宫一号内为我们上了一节充满奇幻的太空课。如图所示，是她在展示她制作的一个太空水球，根据这张图片上的情景可以判断，这个水球（     ） A．相当于一个凸面镜 B．所成王亚平的像是虚像 C．相当于一个凸透镜 D．相当于一个凹透镜 3．2021年春晚小品《阳台》反映了疫情防控期间，小区居民居家抗疫守望相助的故事。在小品中，社区主任使用无人机给居民送菜（如图所示），已知无人机使用的镜头的焦距为，则镜头到感光元件的距离应该（     ） A．略大于 B．以内 C．以外 D．恰为 4．小波制作了如图甲所示“F”字样LED红色发光字来充当物体，如图乙所示将发光字（A位置）、带小孔的不透明纸板（B位置）、半透明塑料板（C位置），使“F”发光字正立面对小孔（即小波在“左观察位置”看到的就是甲图所示“F”），以下说法正确的是（     ） A．此时，在“右观察位置”看到塑料板上呈现的像是丙图中的④ B．若将带小孔的不透明纸板换成平面镜，直接观察塑料板，能够看到像 C．若将带小孔的不透明纸板换成焦距为20 cm的凸透镜，“F”移至距离凸透镜25 cm处，成放大的实像 D．在“左观察位置”能够看到C选项中的像 5．当蜡烛、透镜甲和光屏放置在图a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，透镜乙成实像时物距和像距的关系如图b所示，则（     ） A．透镜乙的焦距为10 B．蜡烛移动的距离 C．若不移动蜡烛，则需向右移动光屏 D．第二次所成的像是缩小的 6．如图所示，小昆同学先利用图甲来测凸透镜的焦距，然后用该凸透镜探究“凸透镜成像的规律”，当蜡烛、凸透镜、光屏位置如图乙所示时，在光屏上得到一个清晰的像（像未画出），则下列说法正确的是（     ） A．由图甲可知，该实验使用的凸透镜焦距为10 cm B．图乙的成像特点与投影仪成像特点相同 C．图乙中保持蜡烛和光屏位置不变，仅移动凸透镜到适当的位置，可再次得到清晰的像 D．图乙中在蜡烛和透镜之间放一近视镜片后，光屏需适当向左移动才能得到烛焰清晰的像 7．如图所示，利用光具座进行成像实验探究．在图中的虚线框内可放入的实验元件有：①小孔，②凸透镜，在虚线框内放入上述某一元件，并将蜡烛从30cm移到40cm刻度线处，下列说法正确的有（    ） A．若光屏位置未变，光屏上清晰的像由小变大，则方框内的元件是凸透镜 B．若放入的是小孔，当光屏上出现清晰的像时，用不透明纸板遮挡小孔，光屏上的像缩小，亮度变暗 C．若放入的是凸透镜，当光屏上出现清晰的像时，用不透明纸遮挡凸透镜，光屏上像大小不变，亮度不变 D．当蜡烛移到40cm处，若无论怎样移动光屏，光屏上仅有均匀的亮斑，则虚线框内的元件只能是凸透镜且凸透镜焦距是10.0cm 8．某小组利用图示装置研究凸透镜成像的规律，当器材如图示位置时，光屏上呈现的是倒立、_____（选填“放大”或“缩小”）的实像，当LED灯向左移动时，要在光屏上再次获得清晰的像，只需将光屏向_____（选填“左”或“右”）适当移动。 9．如图甲所示，王亚平老师应该处于水球凸透镜的___________（选填“一倍焦距以内”“一、二倍焦距之间”或“二倍焦距以外”）。图乙中王亚平老师在水球中间注入一个气泡，其结构如图丙所示，此时中间有气泡部分的水球相当于___________（选填“凸透镜”或“凹透镜”）。 10．如图甲所示是小明在春节庙会上买的一把塑料玩具宝剑，将该宝剑的剑鞘除去，手握剑柄、使宝剑尖端朝下立在光源附近，看到了如图乙A和B区域所示的光学现象，则在图乙中光源位于宝剑的___________（选填“左”或“右”）侧，与A区域光学现象形成原理相同的现象是___________（选填“小孔成像”或“平面镜成像”或“凸透镜成像”）。 11．司机盲区是指坐在驾驶座上，直接视线和后视镜都无法观察到的区域，行人出现在盲区易造成安全事故。如图所示，在一次交通安全教育活动中，交警让75名学生“潜伏”在警车周围，而车内司机丝毫没有发现他们！车内司机“盲区”的形成主要的原因是_________；为了解决“盲区”问题，很多汽车在车头、车侧等增加多个摄像头，从而获取车辆周边的实时影像，当障碍物靠近摄像头时，障碍物经摄像头所成的像会_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 12．在初中物理项目化学习中，某小组整理了光学实验。结合实验，请完成下列题目。 (1)图甲为小孔成像示意图，该现象可以用__________来解释； (2)如图乙所示，激光沿EO入射，EO与水平镜面的夹角是50度，则反射角是__________度，高楼大厦的玻璃幕墙会造成光污染，是因为发生了__________（选填“镜面”或“漫”）反射； (3)图丙是探究凸透镜成像规律的实验装置，烛焰恰好在光屏上呈现一个清晰的像，这是__________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的工作原理。 13．小西在做“探究凸透镜成像的规律”实验。 (1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上，点燃蜡烛，调整烛焰、透镜和光屏三者中心在同一______________。 (2)实验中，当蜡烛、透镜和光屏的位置如图甲所示时，光屏上承接到清晰的倒立、_________的实像。 (3)如图乙所示，烛焰上A点发出的一条光线经过凸透镜的光心O，画出光线AO经透镜后的光线； (4)将此凸透镜和光屏分别固定在和刻度线处，再将点燃的蜡烛从刻度线处缓慢移动到刻度线处，在光屏上能承接到______________次烛焰清晰的像。 14．某小组做探究“凸透镜成像规律”的实验。 (1)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，由此判断需要用___________（A/B）透镜完成实验； (2)实验前，将烛焰和光屏的中心调整在凸透镜的___________上，目的是______________________； (3)实验过程中，蜡烛由于燃烧而逐渐变短，则烛焰的像在光屏上的位置会向___________（上/下，下同）移动，为了能让烛焰的像回到光屏的中央，可将凸透镜向___________调节； (4)用LED光源代替蜡烛进行了进一步实验探究，LED光源的高度。经过认真测量，记录了像高和物距u的数据。在坐标上描出了像高和物距u的图像。由图可知，该凸透镜的焦距为___________cm，当时，光屏上成倒立、___________的实像，要使光屏上的像变小，可以将LED光源适当___________（远离/靠近）凸透镜，并移动光屏。 2 / 30 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $