3.6 凸透镜成像规律（高效培优·讲义）物理新教材沪粤版八年级上册

本讲义聚焦初中物理“奇妙的透镜”核心知识点，系统梳理凸透镜成像规律（物距与焦距关系、成像性质）及应用，通过目标清单、实验步骤、数据表格、动态口诀等学习支架，帮助学生从实验探究过渡到规律应用。 该资料以科学探究为核心，通过“三心等高”实验操作培养科学探究能力，用“一倍焦距分虚实”口诀提升科学思维，结合照相机等应用深化物理观念。课中辅助教师实验教学，课后通过真题和分层练习帮助学生查漏补缺。

3.5 奇妙的透镜 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 探究凸透镜成像的规律 考点02 凸透镜成像的应用 03 避坑指南·解题通法 角度01 探究凸透镜成像规律的实验 角度02 凸透镜成像规律的应用 角度03 凸透镜成像规律的动态变化 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.完成凸透镜成像探究实验，落实烛焰、透镜、光屏 “三心等高” 操作 2.完整背诵5个分段物距对应的成像性质与对应光学仪器 3.总结动态成像口诀，熟练判断物体移动时像的联动变化 4.分析实验中光屏承接不到像的几类常见故障原因 1.三心等高目的：让像成在光屏中央，方便清晰观察 2.分界口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小 3.成实像时物像异侧倒立，成虚像时物像同侧正立 4.光屏不成像常见原因：烛焰在焦点内、三心不等高、焦距过大光具座不够长 考点01 探究凸透镜成像的规律 1、凸透镜成像原理：光的折射。 2、实验装置图（如图所示） 3、实验器材：光具座（足够长）、凸透镜（焦距已知）、蜡烛、光屏等。 （1）光具座（带刻度）的作用：便于测量物距和像距。 （2）光屏的作用：承接蜡烛的像。 4、实验前器材组装 （1）组装时，凸透镜要位于蜡烛和光屏中间 （2）点燃蜡烛后，调整蜡烛使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度的目的：使烛焰通过凸透镜所成的像呈现在光屏中央，便于观察和比较像与物的关系。 5、实验环境：在较暗的环境中进行实验的目的：使实验现象更明显。 6、确定凸透镜焦距的方法 （1）平行光聚焦法：用平行于凸透镜主光轴的光（或太阳光）垂直照射凸透镜，当光屏上承接到最小最亮的光斑时，该光斑到凸透镜光心的距离为焦距。 （2）2倍焦距法：当光屏上承接到倒立、等大的实像时，此时物距或像距的1/2为凸透镜的焦距。 7、进行实验与收集证据 （1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上，调整它们的高度，使烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度。 （2）把蜡烛放在凸透镜二倍焦距以外的地方并点燃，然后调整光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现清晰烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重复做这一步。 （3）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离大于二倍焦距，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像的大小、正倒，测出物距u和像距v。 （4）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像大小、正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重做这一步。 （5）把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛位于凸透镜的焦点上，移动光屏，观察是否能够成像。 （6）把蜡烛移到凸透镜的一倍焦距以内，移动光屏，观察在光屏上能否看到蜡烛的像。如果不能，可以从光屏这一侧透过凸透镜观察，记录所看到的像的正倒、大小以及此时的物距u。稍稍改变物距，重做这一步； （7）将实验数据和观察结果填入表中（该实验所用凸透镜焦距f=12cm）。 物距u与焦距f的关系 物距u/cm 像距v/cm 成像的性质 像的变化情况 u>2f 60 15 倒立、缩小的实像 物距变小时，像距变大，像（相对于之前）变大 48 16 u=2f 24 24 倒立、等大的实像 —— f<u<2f 18 36 倒立、放大的实像 物距变小时，像距变大，像变大 15 60 u=f 12 —— 不成像 —— u<f 8 —— 正立、放大的虚像 物距变小时，像距变小，虚像变小 6 —— 8、分析论证 （1）焦点是成实像和虚像的分界点。当物距大于一倍焦距时，成实像；当物距小于一倍焦距时，成虚像；当物距大于一倍焦距时，不成像； （2）二倍焦距是成放大实像还是缩小实像的分界点。当物距大于二倍焦距时，成缩小的实像；当物距大于二倍焦距时，成等大的实像；当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成放大的实像； （3）凸透镜成实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成虚像时，都是正立的，且像、物同侧； （4）凸透镜成实像时，随着物距的减小，像和像距都变大；成虚像时，随着物距的减小，像和物都不小。 9、 实验结论 物距u与焦距f的关系 像的性质 像距v与焦距f的关系 相对凸透镜的位置 正倒 大小 虚实 u>2f 倒立 缩小 实像 f<v<2f 与物异侧 u=2f 倒立 等大 实像 v=2f 与物异侧 f<u<2f 倒立 放大 实像 v>2f 与物异侧 u=f 不成像 u<f 正立 放大 虚像 —— 与物同侧 10、实验改进 （1）用发光二极管代替蜡烛的好处：二极管所成像更稳定并且容易对比像与物的大小。 （2）用带方格的光屏代替白色光屏的目的：便于比较像的大小变化。 【深化点拨】 探究凸透镜成像的规律注意事项 （1）无论怎样移动光屏，在光屏上都找不到烛焰像的原因 a. 烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度。 b. 烛焰在一倍焦距以内（u<f，成虚像）。 c. 烛焰在焦点上（u＝f，不成像）。 d. 光具座不够长（像距太长，超出了光具座的长度范围，光屏无法承接）。 （2）蜡烛燃烧逐渐变短时，像在光屏上的位置变化情况（像向上移动）及调节方法： a.将光屏向上移动；b.将蜡烛向上移动；c.将透镜向下移动。 （3）用纸遮住凸透镜的一部分时，光屏上所成像的变化情况： 光屏上成的像仍然完整，但会变暗一些。 （4）若凸透镜上有一污点或小虫时，像上 不会出现 污点或小虫。 （5）将光屏和蜡烛位置对调，光屏上还能否成清晰的像： 根据光路的可逆性，将光屏和蜡烛位置对调，仍能在光屏上成清晰的像。 （6）实像与虚像的观察区域（如图所示） a. 物距大于一倍焦距时成实像，光屏上能承接到像，应从A处观察。 b. 物距小于一倍焦距时成虚像，光屏上不能承接到像，应从B处观察。 1．如图所示，在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，当发光二极管和凸透镜之间的距离为26cm时，在光屏上得到一个清晰的像，下列说法正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距可以是7cm B．保持发光二极管和凸透镜的位置不变，换用焦距更小的凸透镜，将光屏向右移动再次出现清晰的像 C．保持凸透镜位置不变，只将发光二极管和光屏互换，可以在光屏上得到清晰放大的像 D．将发光二极管远离凸透镜时，为了在光屏上得到清晰的像，应将光屏远离凸透镜 2. 探究凸透镜成像的规律，凸透镜焦距为10cm。首先应将烛焰、凸透镜、光屏的中心调整到______，当烛焰、凸透镜、光屏在如图所示的位置时，光屏上恰好成一个清晰的像，这是一个倒立、______的实像。 3. 小明探究凸透镜的成像规律： (1)如图甲所示，小明让凸透镜正对平行光，调整凸透镜到光屏的距离，光屏上会出现一个很小、很亮的光斑，则该凸透镜的焦距 ； (2)小明在组装器材时，将蜡烛点燃并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在 上，目的是让烛焰的像成在光屏中央； (3)如图乙所示，小明将凸透镜固定在50cm刻度线处，当蜡烛距凸透镜40cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、 （选填“缩小”“等大”或“放大”）的实像，利用该成像规律制成的光学仪器是 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）；若将蜡烛向右移一小段距离，要在光屏上成清晰的像，光屏应向 （选填“左”或“右”）移动调节；若凸透镜的位置不变，调换蜡烛和光屏的位置， （选填“仍能”或“不能”）在光屏上得到清晰的像。 (4)小明在实验过程中，光屏上得到清晰的像，突然一只飞虫落到了凸透镜表面上，则光屏上出现___________。（填字母选项） A．飞虫的像 B．飞虫的影子 C．仍是烛焰的像 D．烛焰的像和飞虫的影子 4. 如图甲所示是“探究凸透镜成像的规律”实验装置，小伊用LED光源代替蜡烛进行了实验探究，LED光源的高度h＝10cm。小伊经过认真测量，记录了像高h'和物距u的数据，在坐标上描出了像高h'和物距u的图像，如图乙所示。则下列说法正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距为20cm B．当u＝20cm时，光屏上成倒立、等大的实像 C．当u＝40cm时所成的像是倒立放大实像 D．要使光屏上的像变小，可以将LED光源适当靠近凸透镜，并移动光屏 5. 某同学用焦距为15cm的凸透镜做探究凸透镜成像的规律实验.实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时，在光屏上可得到一个清晰的 实像；实验过程中，随着蜡烛的燃烧，可观察到光屏上的像向 （选填“上”或“下”）移动；通过实验观察可知，在图乙中左边的蜡烛通过凸透镜不可能形成的像是 （选填A、B、C或D）。 考点02 凸透镜成像的应用 1、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 口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，实像倒，居异侧，虚像正，居同侧，物近像远像变大，焦点以内反变化 2、凸透镜既能成实像，又能成虚像：判断某像是实像还是虚像，可以用观察的方法区分，能用光屏承接的是实像，不能用光屏承接的是虚像。凸透镜成像时，实像和物体在镜的两侧，虚像和物体在镜的同侧。‌ 3、凸透镜成像规律的光路分析：利用凸透镜三条特殊光线中的任意两条可以画出相应的光路图，从而判断出像距的大小和成像的具体情况，这是理解凸透镜成像规律的最好的方法。 （1）当u>2f时，成倒立、缩小的实像，此时f<v<2f。光路如图所示。 （2）当u=2f时，成倒立、等大的实像，此时v=2f。光路如图所示。 （3）当f<u<2f时，成倒立、放大的实像，此时v>2f。光路如图所示。 （4）当u=f时，折射光时一束平行光，不能相交，其反向延长线也不能相交，所以不能成像。光路如图所示。 （5）当u<f时，成正立、放大的虚像，此时v>u。光路如图所示。 【深化点拨】 1．实像的变化：当物距减小（‌物体向透镜靠近）‌，‌像距逐渐增大，‌同时像变大。‌这可以概括为一句简单易记的口诀：‌物近→像远、‌像变大；‌反之，‌物远→像近、‌像变小。‌物体放在焦点之外（‌物距大于焦距）‌，‌在凸透镜另一侧成倒立的实像，‌实像有缩小、‌等大、‌放大三种，‌物距越小，‌像距越大，‌实像越大。‌ 2．虚像的变化：当物距增大（‌物体远离透镜）‌，‌像距也逐渐增大，‌同时像逐渐变大。‌这同样可以用一句简单易记的口诀概括：‌物远→像远、‌像变大；‌反之，‌物近→像近、‌像变小。‌物体放在焦点之内（‌物距小于焦距）‌，‌在凸透镜同一侧成正立放大的虚像，‌物距越小，‌像距越小，‌虚像越小。 1．如图，人形机器人正在给汽车做质检工作，其头部安装有摄像头。下列说法正确的是（　　） A．摄像头的镜头相当于凹透镜 B．摄像头所成的像是倒立的虚像 C．摄像头靠近汽车时像变大 D．摄像头成像的原理与放大镜相同 2．如图，用焦距为10cm的凸透镜观察文字，此时透镜与文字的距离 （选填“大于”、“小于”或“等于”）10cm，凸透镜靠近文字，透过透镜观察到的像会 （选填“变大”、“变小”或“不变”），此时看到的像是 像（选填“实”或“虚”）。 3. 如图是一款新型“虚拟试衣镜”，消费者可以快速看到自己穿着不同款式和颜色衣服的效果，这得益于镜子上面安装的摄像头。下列说法中正确的是（     ） A．摄像头的镜头相当于一个凹透镜 B．摄像头成的像是正立、缩小的实像 C．摄像头成像特点与投影仪原理相同 D．人到摄像头镜头的距离应大于2倍焦距 4. 2027年海南体育中考将新增必考类项目4分钟跳绳。小海利用手机上的跳绳训练辅助系统，通过手机摄像头记录跳绳次数、速度、节奏等数据进行分析（如图）。手机镜头是________透镜（选填“凸”或“凹”）；当他靠近手机镜头时，通过镜头所成的像会________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 5. 国庆期间，小明跟随家人一起去牛背梁国家森林公园进行徒步，爸爸告诉小明不能随意丢弃饮料瓶，这是因为饮料瓶进水后，相当于一个 镜，对太阳光有 作用，容易引发火灾。小明透过装满清水的饮料瓶观察爸爸时，发现爸爸“变瘦了”，小明分析“变瘦”的原因是爸爸在饮料瓶的 （选填“一倍焦距内”、“一倍焦距到二倍焦距之间”或“二倍焦距外”）时，可以成倒立、 的实像。 凸透镜成像的规律的综合应用及解题步骤 1.两个分界点：凸透镜成像的性质完全取决于物距（u）与焦距（f）的关系，记住两个关键点就能搞定所有判断。 （1）一倍焦距分虚实： u>f：成实像（倒立，能呈现在光屏上，如照相机、投影仪）。 u<f：成虚像（正立，不能呈现在光屏上，如放大镜）。 u=f：不成像（光线平行射出）。 （2）二倍焦距分大小： u>2f：成缩小的像（照相机原理）。 f<u<2f ：成放大的像（投影仪原理）。 u=2f：成等大的像（常用于测焦距）。 （3）避坑点：实像总是倒立的，虚像总是正立的。如果你看到题目说“正立的实像”或“倒立的虚像”，那一定是错的。 2.动态变化规律：当物体移动时，像怎么动？这是实验题和选择题的高频考点。 （1）成实像时（ u>f）： 口诀：“物近像远像变大”。 解释：物体靠近透镜（物距减小），像就会远离透镜（像距增大），同时像会变大。 应用：拍集体照想改拍单人特写（像变大），相机要靠近人，镜头要向前伸。 （2）成虚像时（u<f）： 规律：物体离透镜越远（但在焦点以内），像越大。 应用：用放大镜看字，稍微拿远一点（只要不超出焦点），字看起来更大。 3.实验操作细节：在“探究凸透镜成像规律”的实验中，操作规范直接影响能否在光屏上看到完整的像。 （1）三心同高：点燃蜡烛后，必须调节烛焰中心、凸透镜光心、光屏中心在同一高度。 （2）目的：使像成在光屏的中央。 （3）环境亮度：实验室越暗越好，烛焰越亮越好，这样像才清晰。 （4）找像技巧：光屏上要得到最清晰的像，需要左右轻微移动光屏反复对比。 （5）避坑点：如果无论怎么移动光屏都找不到像，原因可能有三个： 物距小于或等于焦距（u≤f ），成虚像或不成像。 烛焰、透镜、光屏中心不在同一高度。 像距太大，超出了光具座的长度范围（物体太靠近焦点时）。 4.遮挡问题：这是一个经典的易错判断题。 遮住透镜的一部分： 现象：光屏上的像依然完整，只是亮度变暗。 原理：物体上每一个点发出的光，都是向四面八方传播并射向整个透镜的。遮住一部分，剩下的部分依然能折射光线成像，只是参与成像的光线减少了。 角度01 探究凸透镜成像规律的实验 1. 在探究凸透镜成像规律的实验中，透镜的焦距10.0 cm，蜡烛、透镜、光屏的位置如图所示，以下说法正确的是（     ） A．此时光屏上成一个清晰的正立、放大、实像 B．此时成像性质是投影仪成像原理 C．人眼在各个方向都能看到光屏上的像是由于漫反射 D．实验前，将蜡烛、光屏安装在凸透镜两侧，调节三者的高度时，不需要点燃蜡烛 2. 如图甲所示，平行于主光轴的光射向凸透镜在屏上形成一个最小最亮的光斑。利用该透镜“探究凸透镜成像的规律”的实验中，下列说法正确的是（　　）                               A．该透镜的焦距为10cm B．随着蜡烛的不断燃烧，要想使像成在光屏的中央，可把光屏向下调节 C．u<f时，为了观察到像，去掉光屏后眼睛在透镜的左侧观察 D．光屏上成清晰的像后，不小心用指尖触碰到了凸透镜，则光屏上仍会有烛焰完整的像但亮度变暗 3. 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 4. 在做“探究凸透镜成像规律”实验时，正确调节蜡烛、凸透镜与光屏到如图所示位置，光屏上呈现清晰的像。若只将蜡烛移到35cm刻度线处，为了在光屏上再次得到清晰的像，应将光屏适当向_____移动，_____的成像原理与此相同。若凸透镜不动，将蜡烛移到40cm刻度线处，左右移动光屏，光屏上总不能成像，可观察到的现象是______。 5. 某小组同学利用如图所示的装置，做“探究凸透镜成像规律”的实验；下表是他们实验时记录的几组数据： 实验次数 1 2 3 4 物距u/（cm） 30.0 20.0 15.0 5.0 像距v/（cm） 15.0 20.0 / (1)分析实验数据可知，实验中所用凸透镜的焦距为__________cm； (2)第1次实验时所观察到的像和生活中的__________所成像的特点相同； (3)第3次实验中，当物距为15cm时，光屏离透镜的距离为________cm时才能在光屏上得到清晰的像。 6. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中： (1)将凸透镜安装在光具座上，用平行于主光轴的光正对着凸透镜，移动光屏直至光屏上得到一个最小、最亮的光斑，读出光斑到透镜的距离为10.0cm，则凸透镜焦距f为__________cm。 (2)如图所示，在光屏上已经得到清晰的烛焰的像，若保持光屏和蜡烛的位置不变，只移动凸透镜，还可以成__________次实像，成像时透镜距蜡烛__________cm。 (3)已知物距无穷大时，成像的特征是缩成一个极小的亮点。若固定透镜不动，将烛焰沿主光轴从无穷远处移动到光具座上的30cm刻度线处，整个移动过程中像移动的距离是__________cm。 角度02 凸透镜成像规律的应用 7. 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，蜡烛和光屏间的距离是60cm，当凸透镜在某一位置时，光屏上成清晰的像，只将凸透镜向蜡烛移动10cm后，光屏再次呈现烛焰清晰的像．下列说法正确的是（     ） A．第一次的像是缩小的像 B．第二次成的像可能是等大的 C．第二次成的像一定比第一次小 D．凸透镜的焦距可能是8cm 8. 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象，根据图象可知（     ） 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．当物距时，将光屏拆下，从光屏一侧适当位置可看到烛焰的实像 9. 现在已经是“刷脸”时代，如图所示，消费者结账时只需面对摄像头（相当于一个凸透镜），经系统自动拍照、扫描等，确认信息后，即可完成交易。光经过摄像头成像利用的是光的______________（填“折射”或“反射”），“刷脸”时，面部经摄像头成______________立、缩小的实像。要想使自己的像更大一些，消费者应______________（填“靠近”或“远离”）摄像头。 10. 一幅如图甲所示的漫画立在桌面上，小霞把一个装水的玻璃杯放在漫画前，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。小霞观察分析：透过水杯看到的是老鼠的_______（选填“实”或“虚”）像，此时老鼠到玻璃杯的距离满足_______（选填“”“”或“”）。 角度03 凸透镜成像规律的动态变化 11. “强行透视法”是一种富有创意的拍摄技巧。拍摄时，让两个物体离照相机镜头远近不同，再调整拍摄角度，使两物体的像在同一张照片中呈现出有趣的效果。如图，是利用该技巧拍摄的照片，下列说法正确的是（     ） A．人和铁塔通过镜头成正立的像 B．人和铁塔通过镜头分别成放大和缩小的像 C．若仅使人像变大一些，将镜头离人更远一些 D．拍摄该照片时，人比铁塔更靠近照相机镜头 12. 如图所示，光电鼠标的原理就是利用发光二极管照射鼠标垫，并被反射回鼠标的光学感应器，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、透镜、发光二极管等元件固定在鼠标内，关于光电鼠标，下列说法正确的是（     ） A．光照射在鼠标垫上时发生的是镜面反射 B．光学感应器上所成的像是虚像 C．当鼠标向前推移时，感光器件上的像相对于光学感应器在向后移动 D．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，是因为像没有成在光学感应器上 13. 2022 年 6 月 5 日，全新修订的《中华人民共和国噪声污染防治法》正式实施。“新噪声法”中禁止室内装修和邻里噪声扰民，这是在________减弱噪声。疫情防控期间，进入公共场所需要手机扫码登记，手机摄像头相当于______透镜，成倒立、_____的实像，当手机远离二维码时，所成的像会_____。（选填“变大”“变小”或“不变”） 14. 如图甲所示，是天宫课堂中航天员王亚平讲授“水球光学实验”时的场景。受此影响，“飞天”兴趣小组利用如图乙所示的实验装置，展开了“凸透镜成像规律”的探究实验。 (1)图甲中水球相当于一个______，它对光具有______作用；生活中的______（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）与王亚平此刻所成的像的原理是相同的； (2)图乙中凸透镜的焦距为15cm，当蜡烛从10cm处移动至30cm处时，为了再次得到清晰的像，光屏应______（选填“远离”或“靠近”）凸透镜，且所成的像是倒立、______的实像； (3)如果将蜡烛换成如图丙所示的“F”字光源，其优点是：______（只写一条即可）。 【例1】（2025·广东广州·中考真题）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 【变式1-1】（2025·河南·中考真题）如图为某同学用自制的水凸透镜进行实验探究的情景，此时光屏上呈现了烛焰清晰的像（像未画出），该像是倒立、 （填“放大”或“缩小”）的实像。将蜡烛向左移动一小段距离后，保持水凸透镜、蜡烛的位置不变，为使光屏上再次成清晰的像，请写出一种简单可行的操作方法： 。 【变式1-2】（2025·吉林长春·中考真题）在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，所用凸透镜的焦距为10cm。 (1)如图甲所示，将光屏向 适当调节，直到烛焰清晰的像呈现在光屏的中央，该像是倒立、缩小的 像，生活中的 就是利用此成像规律制成的。 (2)在（1）的基础上，保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置对调，在光屏上能否呈现烛焰清晰的像？ 。 (3)请在图乙中画出平行于主光轴的光线经凸透镜折射后的光线。 【变式1-3】（2025·内蒙古·中考真题）小丽把红、黑两支铅笔（红笔在左、黑笔在右）竖立在一个装水的圆柱形玻璃杯后面。如图甲，从正前方透过玻璃杯观察，看到的现象如图乙所示。请你描述图乙中的现象并说明其形成的原因。 ⚡基础速刷 1．麦收时节，小明在学校的劳动实践田收获小麦时，用焦距为10的凸透镜观察到的麦穗如图。此时麦穗到透镜的距离可能是（     ） A．5 B．10 C．15 D．20 2．淄博琉璃烧制技艺是国家级非物质文化遗产。小明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10cm时，他看到的像是（　　） A．倒立、放大的实像 B．倒立、缩小的实像 C．正立、放大的虚像 D．正立、放大的实像 3．如图所示是某同学透过装满水的水瓶看见《物理》课本上的“物”字，下列选项中与其成像规律相同的是（    ） A． B． C． D． 4. 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． 5. 在“探究凸透镜成像的规律”实验中，某学习小组用如图甲所示的方法测量凸透镜的焦距：正确安装并调节实验装置后，在光屏上得到一个清晰的像，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．由图甲可知，该凸透镜的焦距是40.0cm B．照相机成像特点与图乙中烛焰的成像特点相同 C．图乙中的烛焰向远离凸透镜方向移动，所成的像逐渐变小 D．图乙中若用黑纸片将凸透镜挡一半，光屏上成半个烛焰的像 6. 下列关于透镜的说法，正确的是（　　） A．焦距越长，透镜对光的偏折作用越弱 B．凹透镜的焦点是实际光线会聚而成的 C．凹透镜两个焦点之间的距离叫作焦距 D．平行光经过凸透镜折射后一定会聚于焦点 7. 如下图所示，航天员王亚平在中国空间站用“水球”做成像实验。“水球”成像的原理可以用以下哪个选项图解释（　　） A． B． C． D． 8. 为了保障校园安全，某学校引进了“校园智能门禁系统”，师生可以通过“刷脸机”鉴别身份打开闸机进入校园，如图所示。刷脸时，人在刷脸机内成的像是（　　） A．正立、缩小的实像 B．倒立、缩小的实像 C．倒立、放大的实像 D．正立、放大的实像 9. 如图所示为小明送给爷爷一款带有透镜的指甲刀，方便爷爷剪指甲。关于此款指甲刀的说法正确的是（　　） A．剪指甲时，所成的像是实像 B．剪指甲时，指甲到透镜的距离小于一倍焦距 C．剪指甲时，通过透镜可看到指甲倒立的像 D．剪指甲时，指甲到透镜的距离在一倍焦距到两倍焦距之间 10. （多选题）多媒体辅助教学以它的独特魅力给课堂教学增添了生机和活力，如图。多媒体教室的投影屏幕是用粗糙的白布制成的，投影仪的折光系统相当于一个凸透镜，下列说法正确的是（　　） A．凸透镜对光线起会聚作用 B．投影片在屏幕上成的是正立、放大的实像 C．如果没有平面镜，该投影仪就不会成像 D．全班同学都能看到画面是因为光射到投影银幕上发生了漫反射 🚀能力跃升 11. 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 12. 如图所示，某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律，在水透镜中注入少量水后光屏上成清晰的像。以下判断正确的是（　　） A．光屏上成倒立缩小的实像 B．此时透镜的焦距10cm＜f＜15cm C．保持蜡烛和光屏不动，将透镜移动到40cm刻度线处光屏上能得到清晰的像 D．向水透镜注水后，要使光屏上重新得到清晰的像，需要将光屏向右移动 13. 小红在探究凸透镜成像规律时，调节蜡烛、凸透镜与光屏到如图所示的位置，可在光屏上得到清晰的像，则凸透镜焦距为_________cm。仅将蜡烛移到10cm刻度线处，为了在光屏上得到清晰的像，接下来她应将光屏适当向_________移动，生活中所用的_________成像时的物像大小关系与上述实验相同。 14. （多选题）在研究凸透镜成像的规律时，某同学得到的部分实验信息如下表所示（每次实验均可成像）。分析表中信息，下列说法正确的是（　　） 实验次序 1 2 3 4 5 物距u/cm 50 40 30 25 20 像距v/cm 22 24 30 38 60 A．该凸透镜的焦距是15cm B．当u=25cm时，凸透镜成放大的像，放大镜就是根据这一原理制成的 C．当v=24cm时，凸透镜成缩小的像，投影仪就是根据这一原理制成的 D．若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动，像会逐渐变小 15. 探究凸透镜成像规律实验。凸透镜焦距为10 cm。 (1)调节蜡烛和光屏的位置如图，此时光屏上恰好成清晰的像，像是倒立_______的_______像，此成像特点与生活中的_______（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）相同。 (2)用不透明的纸将凸透镜遮住一半，则光屏上能否成完整的像？_______。 (3)将蜡烛（或F形光源）放在二倍焦距处能成等大的像。请提出一种实验验证的方法：_______。（选择蜡烛或F形光源中的一个回答即可） 16. 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 🌟思维挑战 17. 小明用一个圆形凸透镜（镜片直径约8 cm）、纸盒、薄泡沫板、胶水、手机（屏幕大小约为15 cm×6.5 cm）及其他辅助材料，计划制作一个简易投影仪，可将手机屏幕的画面投射在客厅墙上。 (1)小明用如图-1的方法，测量出该凸透镜焦距f=________cm。 (2)①为满足投影仪功能，根据已学习过的凸透镜成像规律，小明可选择在如图-2纸盒上的________（选填“甲”或“乙”）平面开孔并安装凸透镜。 ②为了确定手机在盒内的安装位置，小明在实验室用“F”光源、凸透镜、光具座、光屏和卷尺等器材进行实验，模拟不同物距时的成像情况，并记录相应数据如下表，将实验数据作为制作投影仪的相关参数。 实验次序 物高/cm 物距/cm 像距/cm 像高/cm 1 3.0 25.0 100.0 12.0 2 24.0 120.0 15.0 3 23.0 153.3 20.0 4 22.5 180.0 24.0 5 22.0 220.0 30.0 6 21.5 286.7 40.0 7 21.0 420.0 60.0 (3)如图-3，小明按照能垂直嵌入纸盒的尺寸裁剪两块薄泡沫板，使它们垂直固定在一起作为支架，将手机壳粘在支架背板上，再将手机嵌入壳中，根据表中数据，确定好手机在纸盒内的位置，完成投影仪制作。调整好投影仪正对墙壁的距离，就可实现将手机画面清晰地投影在正对的墙壁上。已知使用投影仪的房间，正对的两面墙壁间的距离为3 m。 ①若根据表中第6次的数据制作投影仪（即手机屏幕距离透镜21.5 cm处），你认为是否可行并阐述理由：________。 ②根据表中第2次或第5次的数据制作投影仪，均能正常播放。请你比较两次数据，选择其中一次，分析该次投影画面效果的优点与不足：________。 (4)如图-4，是小明进行模拟实验的场景，此时光屏上成清晰的像，像的形状是________（填字母选项）。 A． B． C． D． (5)小明将制作好的投影仪放在水平台面并正对墙壁播放，发现墙壁上的画面整体偏高，请你分析可能的原因：________（写出一条即可）。 (6)请你给出一条该投影仪的使用提示：________。 18. 物理科学实验小组进行凸透镜成像的实验。 (1)同学们选取了一个凸透镜进行实验，平行光正对凸透镜的折射情况如图甲所示，则该凸透镜焦距f3＝___________cm； (2)得出凸透镜成像规律后，继续探究凸透镜成像大小与焦距的关系，收集的数据如表所示： 实验次数 焦距f/cm 物距u/cm 像距v/cm 物高L/cm 像高h/cm 1 15.0 7.5 6.0 C 2 20.0 20.0 6.0 6.0 3 25.0 37.5 6.0 9.0 ①实验后发现忘记收集表中C处的数据，他们画出凸透镜成像原理图如图乙所示。观察原理图发现△AOB∽△A'OB′，可见物距u、像距v、物高L、像高h之间的比例关系为：___________（用字母表示），则表中C处数据应为___________cm； ②利用表格中的数据，能否得出当凸透镜成实像时，像的大小和焦距之间的关系呢？若能，请写出分析过程及结论；若不能，说明理由___________。 19. 如图甲所示，在探究凸透镜成像的实验中，小明用平面光源（图中的“A”）作为物体，并选用了带有标度的白色光屏，进行多次实验，测量出物距u和像距v，并利用测出的数据作出了的关系图像，如图乙所示。则下列说法中正确的是（    ） A．所用凸透镜的焦距 B．实验中用平面光源的目的是为了更方便的比较像的大小 C．当物体从a移动到c时，像变小，光屏要靠近凸透镜 D．照相机的工作原理与乙图中的a点所成像的规律相同 20. 如图所示，小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验； （1）蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图甲所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的倒立、等大的实像，则凸透镜的焦距为______cm； （2）如图乙所示，光屏上出现了蜡烛的清晰的像，那么小明将蜡烛移到15.0cm刻度线处，保持透镜的位置不变，则应将光屏移至______cm刻度线处，才能再次在光屏上呈现清晰的像； （3）蜡烛由于燃烧而变短，为了使像成在光屏的中心，应向下移动______（选填“光屏”或“凸透镜”）； （4）如图丙所示为某同学的照片，透过透镜能看到照片的像，则透镜在远离照片的过程中看到的像的顺序是______。 A、②③④① B、③②①④ C、②③①④ D、④①②③ 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.5 奇妙的透镜 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 探究凸透镜成像的规律 考点02 凸透镜成像的应用 03 避坑指南·解题通法 角度01 探究凸透镜成像规律的实验 角度02 凸透镜成像规律的应用 角度03 凸透镜成像规律的动态变化 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.完成凸透镜成像探究实验，落实烛焰、透镜、光屏 “三心等高” 操作 2.完整背诵5个分段物距对应的成像性质与对应光学仪器 3.总结动态成像口诀，熟练判断物体移动时像的联动变化 4.分析实验中光屏承接不到像的几类常见故障原因 1.三心等高目的：让像成在光屏中央，方便清晰观察 2.分界口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小 3.成实像时物像异侧倒立，成虚像时物像同侧正立 4.光屏不成像常见原因：烛焰在焦点内、三心不等高、焦距过大光具座不够长 考点01 探究凸透镜成像的规律 1、凸透镜成像原理：光的折射。 2、实验装置图（如图所示） 3、实验器材：光具座（足够长）、凸透镜（焦距已知）、蜡烛、光屏等。 （1）光具座（带刻度）的作用：便于测量物距和像距。 （2）光屏的作用：承接蜡烛的像。 4、实验前器材组装 （1）组装时，凸透镜要位于蜡烛和光屏中间 （2）点燃蜡烛后，调整蜡烛使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度的目的：使烛焰通过凸透镜所成的像呈现在光屏中央，便于观察和比较像与物的关系。 5、实验环境：在较暗的环境中进行实验的目的：使实验现象更明显。 6、确定凸透镜焦距的方法 （1）平行光聚焦法：用平行于凸透镜主光轴的光（或太阳光）垂直照射凸透镜，当光屏上承接到最小最亮的光斑时，该光斑到凸透镜光心的距离为焦距。 （2）2倍焦距法：当光屏上承接到倒立、等大的实像时，此时物距或像距的1/2为凸透镜的焦距。 7、进行实验与收集证据 （1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上，调整它们的高度，使烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度。 （2）把蜡烛放在凸透镜二倍焦距以外的地方并点燃，然后调整光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现清晰烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重复做这一步。 （3）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离大于二倍焦距，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像的大小、正倒，测出物距u和像距v。 （4）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像大小、正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重做这一步。 （5）把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛位于凸透镜的焦点上，移动光屏，观察是否能够成像。 （6）把蜡烛移到凸透镜的一倍焦距以内，移动光屏，观察在光屏上能否看到蜡烛的像。如果不能，可以从光屏这一侧透过凸透镜观察，记录所看到的像的正倒、大小以及此时的物距u。稍稍改变物距，重做这一步； （7）将实验数据和观察结果填入表中（该实验所用凸透镜焦距f=12cm）。 物距u与焦距f的关系 物距u/cm 像距v/cm 成像的性质 像的变化情况 u>2f 60 15 倒立、缩小的实像 物距变小时，像距变大，像（相对于之前）变大 48 16 u=2f 24 24 倒立、等大的实像 —— f<u<2f 18 36 倒立、放大的实像 物距变小时，像距变大，像变大 15 60 u=f 12 —— 不成像 —— u<f 8 —— 正立、放大的虚像 物距变小时，像距变小，虚像变小 6 —— 8、分析论证 （1）焦点是成实像和虚像的分界点。当物距大于一倍焦距时，成实像；当物距小于一倍焦距时，成虚像；当物距大于一倍焦距时，不成像； （2）二倍焦距是成放大实像还是缩小实像的分界点。当物距大于二倍焦距时，成缩小的实像；当物距大于二倍焦距时，成等大的实像；当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成放大的实像； （3）凸透镜成实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成虚像时，都是正立的，且像、物同侧； （4）凸透镜成实像时，随着物距的减小，像和像距都变大；成虚像时，随着物距的减小，像和物都不小。 9、 实验结论 物距u与焦距f的关系 像的性质 像距v与焦距f的关系 相对凸透镜的位置 正倒 大小 虚实 u>2f 倒立 缩小 实像 f<v<2f 与物异侧 u=2f 倒立 等大 实像 v=2f 与物异侧 f<u<2f 倒立 放大 实像 v>2f 与物异侧 u=f 不成像 u<f 正立 放大 虚像 —— 与物同侧 10、实验改进 （1）用发光二极管代替蜡烛的好处：二极管所成像更稳定并且容易对比像与物的大小。 （2）用带方格的光屏代替白色光屏的目的：便于比较像的大小变化。 【深化点拨】 探究凸透镜成像的规律注意事项 （1）无论怎样移动光屏，在光屏上都找不到烛焰像的原因 a. 烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度。 b. 烛焰在一倍焦距以内（u<f，成虚像）。 c. 烛焰在焦点上（u＝f，不成像）。 d. 光具座不够长（像距太长，超出了光具座的长度范围，光屏无法承接）。 （2）蜡烛燃烧逐渐变短时，像在光屏上的位置变化情况（像向上移动）及调节方法： a.将光屏向上移动；b.将蜡烛向上移动；c.将透镜向下移动。 （3）用纸遮住凸透镜的一部分时，光屏上所成像的变化情况： 光屏上成的像仍然完整，但会变暗一些。 （4）若凸透镜上有一污点或小虫时，像上 不会出现 污点或小虫。 （5）将光屏和蜡烛位置对调，光屏上还能否成清晰的像： 根据光路的可逆性，将光屏和蜡烛位置对调，仍能在光屏上成清晰的像。 （6）实像与虚像的观察区域（如图所示） a. 物距大于一倍焦距时成实像，光屏上能承接到像，应从A处观察。 b. 物距小于一倍焦距时成虚像，光屏上不能承接到像，应从B处观察。 1．如图所示，在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，当发光二极管和凸透镜之间的距离为26cm时，在光屏上得到一个清晰的像，下列说法正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距可以是7cm B．保持发光二极管和凸透镜的位置不变，换用焦距更小的凸透镜，将光屏向右移动再次出现清晰的像 C．保持凸透镜位置不变，只将发光二极管和光屏互换，可以在光屏上得到清晰放大的像 D．将发光二极管远离凸透镜时，为了在光屏上得到清晰的像，应将光屏远离凸透镜 【答案】C 【详解】A．从图中可以看到，在光屏上得到一个清晰的像，蜡烛与凸透镜的距离，即物距，像距，物距大于像距，根据凸透镜的成像规律，成倒立缩小的实像，物距会大于两倍焦距，像距大于一倍焦距、小于两倍焦距，即，，解得，焦距会大于7.5cm，所以不可能为7cm，故A错误； B．保持发光二极管和凸透镜的位置不变，换用焦距更小的凸透镜，透镜对光的会聚能力变强，使像距减小，将光屏向左移动会再次出现清晰的像，，故B错误； C．保持凸透镜位置不变，只将蜡烛和光屏互换，根据光路的可逆性，可以得到清晰的像，物距小于像距，得到倒立、放大的实像，即可以在光屏上得到清晰放大的像，故C正确； D．将蜡烛远离凸透镜时，物距变大，为了在光屏上得到清晰的像，根据凸透镜的动态成像规律，像距要变小，即光屏要左移动，光屏靠近凸透镜，故D错误。 故选C。 2. 探究凸透镜成像的规律，凸透镜焦距为10cm。首先应将烛焰、凸透镜、光屏的中心调整到______，当烛焰、凸透镜、光屏在如图所示的位置时，光屏上恰好成一个清晰的像，这是一个倒立、______的实像。 【答案】 同一高度 缩小 【详解】在探究凸透镜成像规律的实验中，为了使像成在光屏的中央，实验前应将凸透镜、光屏的中心调整到与烛焰的中心在同一高度的位置处。 已知凸透镜焦距， 由图可知，物距，根据凸透镜成像规律，此时光屏上成的是倒立、缩小的实像。 3. 小明探究凸透镜的成像规律： (1)如图甲所示，小明让凸透镜正对平行光，调整凸透镜到光屏的距离，光屏上会出现一个很小、很亮的光斑，则该凸透镜的焦距 ； (2)小明在组装器材时，将蜡烛点燃并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在 上，目的是让烛焰的像成在光屏中央； (3)如图乙所示，小明将凸透镜固定在50cm刻度线处，当蜡烛距凸透镜40cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、 （选填“缩小”“等大”或“放大”）的实像，利用该成像规律制成的光学仪器是 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）；若将蜡烛向右移一小段距离，要在光屏上成清晰的像，光屏应向 （选填“左”或“右”）移动调节；若凸透镜的位置不变，调换蜡烛和光屏的位置， （选填“仍能”或“不能”）在光屏上得到清晰的像。 (4)小明在实验过程中，光屏上得到清晰的像，突然一只飞虫落到了凸透镜表面上，则光屏上出现___________。（填字母选项） A．飞虫的像 B．飞虫的影子 C．仍是烛焰的像 D．烛焰的像和飞虫的影子 【答案】(1)10.0 (2)同一高度 (3)缩小 照相机 右 仍能 (4)C 【详解】（1）如图甲所示，让凸透镜正对平行光，调整凸透镜到光屏的距离，光屏上会出现一个很小、很亮的光斑，此光斑位置即为凸透镜的焦点位置，刻度尺的分度值为1cm，则该凸透镜的焦距f=30.0cm-20.0cm=10.0cm （2）在组装器材时，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上，目的是让烛焰的像成在光屏的中央，便于实验的探究。 （3）[1][2]如图乙所示，小明将凸透镜固定在50cm刻度线处，当蜡烛距凸透镜40cm时，u>2f，移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、缩小的实像，利用该成像规律制成的光学仪器是照相机。 [3]若将蜡烛向右移一小段距离，根据凸透镜成实像时物近像远像变大可知，要在光屏上成清晰的像，光屏应向右移动。 [4]若凸透镜的位置不变，调换蜡烛和光屏的位置，此时的物距等于原来的像距，此时的像距等于原来的物距，成倒立、放大的实像，所以，仍能在光屏上得到清晰的像。 （4）凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，飞虫落在透镜上后，整个物体发出的光虽有一小部分被挡住，但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同，大小不变；由于透镜的一小部分被遮住，因此折射出的光线与原来相比减少了，故亮度会变暗；且飞虫到凸透镜的距离小于一倍焦距，成的是虚像，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 4. 如图甲所示是“探究凸透镜成像的规律”实验装置，小伊用LED光源代替蜡烛进行了实验探究，LED光源的高度h＝10cm。小伊经过认真测量，记录了像高h'和物距u的数据，在坐标上描出了像高h'和物距u的图像，如图乙所示。则下列说法正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距为20cm B．当u＝20cm时，光屏上成倒立、等大的实像 C．当u＝40cm时所成的像是倒立放大实像 D．要使光屏上的像变小，可以将LED光源适当靠近凸透镜，并移动光屏 【答案】B 【详解】AB．LED光源的大小h=10cm，根据乙图可知，当h'的高度为10cm时，像、物大小相等，此时 可得所用透镜的焦距为10cm，故A错误，B正确； C．当u=40cm时，物距大于二倍焦距，成倒立缩小的实心，所成像的原理与照相机相同，故C错误； D．要使光屏上的像变小，需要减小像距、增大物距，可以将LED光源适当远离凸透镜，并移动光屏，故D错误。 故选B。 5. 某同学用焦距为15cm的凸透镜做探究凸透镜成像的规律实验.实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时，在光屏上可得到一个清晰的 实像；实验过程中，随着蜡烛的燃烧，可观察到光屏上的像向 （选填“上”或“下”）移动；通过实验观察可知，在图乙中左边的蜡烛通过凸透镜不可能形成的像是 （选填A、B、C或D）。 【答案】 倒立缩小 上 B 【详解】[1]由图甲可知，物距为50.0cm，物距大于2倍焦距，由凸透镜成像规律可知，光屏上可得到一个倒立、缩小的实像。 [2]实验过程中，蜡烛燃烧变短，根据“过光心的光线其传播方向不变”可知，像会向光屏的上方移动。 [3]根据凸透镜成像规律可知，凸透镜能成倒立、缩小的实像，能成倒立、放大的实像，能成正立、放大的虚像；不能成正立、缩小的实像，故B符合题意。 考点02 凸透镜成像的应用 1、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 口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，实像倒，居异侧，虚像正，居同侧，物近像远像变大，焦点以内反变化 2、凸透镜既能成实像，又能成虚像：判断某像是实像还是虚像，可以用观察的方法区分，能用光屏承接的是实像，不能用光屏承接的是虚像。凸透镜成像时，实像和物体在镜的两侧，虚像和物体在镜的同侧。‌ 3、凸透镜成像规律的光路分析：利用凸透镜三条特殊光线中的任意两条可以画出相应的光路图，从而判断出像距的大小和成像的具体情况，这是理解凸透镜成像规律的最好的方法。 （1）当u>2f时，成倒立、缩小的实像，此时f<v<2f。光路如图所示。 （2）当u=2f时，成倒立、等大的实像，此时v=2f。光路如图所示。 （3）当f<u<2f时，成倒立、放大的实像，此时v>2f。光路如图所示。 （4）当u=f时，折射光时一束平行光，不能相交，其反向延长线也不能相交，所以不能成像。光路如图所示。 （5）当u<f时，成正立、放大的虚像，此时v>u。光路如图所示。 【深化点拨】 1．实像的变化：当物距减小（‌物体向透镜靠近）‌，‌像距逐渐增大，‌同时像变大。‌这可以概括为一句简单易记的口诀：‌物近→像远、‌像变大；‌反之，‌物远→像近、‌像变小。‌物体放在焦点之外（‌物距大于焦距）‌，‌在凸透镜另一侧成倒立的实像，‌实像有缩小、‌等大、‌放大三种，‌物距越小，‌像距越大，‌实像越大。‌ 2．虚像的变化：当物距增大（‌物体远离透镜）‌，‌像距也逐渐增大，‌同时像逐渐变大。‌这同样可以用一句简单易记的口诀概括：‌物远→像远、‌像变大；‌反之，‌物近→像近、‌像变小。‌物体放在焦点之内（‌物距小于焦距）‌，‌在凸透镜同一侧成正立放大的虚像，‌物距越小，‌像距越小，‌虚像越小。 1．如图，人形机器人正在给汽车做质检工作，其头部安装有摄像头。下列说法正确的是（　　） A．摄像头的镜头相当于凹透镜 B．摄像头所成的像是倒立的虚像 C．摄像头靠近汽车时像变大 D．摄像头成像的原理与放大镜相同 【答案】C 【详解】ABD．摄像头的镜头是一个凸透镜，当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，与照相机原理相似，故ABD错误； C．当机器人靠近汽车仔细检查时，物距变小，根据凸透镜成像规律可知，像距会变大，同时摄像头所成的像变大，故C正确。 故选C。 2．如图，用焦距为10cm的凸透镜观察文字，此时透镜与文字的距离 （选填“大于”、“小于”或“等于”）10cm，凸透镜靠近文字，透过透镜观察到的像会 （选填“变大”、“变小”或“不变”），此时看到的像是 像（选填“实”或“虚”）。 【答案】 小于 变小 虚 【详解】[1]由图可知，此时物体成的是正立、放大的虚像，所以物距小于焦距，即此时透镜与文字的距离小于10cm。 [2][3]凸透镜成虚像时，物距越小，像越小；凸透镜靠近文字，物距变小，则透过透镜观察到的像会变小，此时看到的像是虚像。 3. 如图是一款新型“虚拟试衣镜”，消费者可以快速看到自己穿着不同款式和颜色衣服的效果，这得益于镜子上面安装的摄像头。下列说法中正确的是（     ） A．摄像头的镜头相当于一个凹透镜 B．摄像头成的像是正立、缩小的实像 C．摄像头成像特点与投影仪原理相同 D．人到摄像头镜头的距离应大于2倍焦距 【答案】D 【详解】A．摄像头的成像原理和照相机一致，镜头是凸透镜，故A错误； BD．根据凸透镜成像原理可知，摄像头工作时，物距大于二倍焦距，成的是倒立、缩小的实像，故B错误，D正确； C．投影仪的原理是物距在1~2倍焦距之间，成倒立、放大的实像，和摄像头成缩小实像的原理不同，故C错误。 故选D。 4. 2027年海南体育中考将新增必考类项目4分钟跳绳。小海利用手机上的跳绳训练辅助系统，通过手机摄像头记录跳绳次数、速度、节奏等数据进行分析（如图）。手机镜头是________透镜（选填“凸”或“凹”）；当他靠近手机镜头时，通过镜头所成的像会________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 凸 变大 【详解】手机镜头是凸透镜，利用凸透镜成像规律，成倒立的缩小的实像。 根据凸透镜成像规律可知，成实像时，物近像远像变大，当他靠近手机镜头时，物体靠近，像远离，通过镜头所成的像会变大。 5. 国庆期间，小明跟随家人一起去牛背梁国家森林公园进行徒步，爸爸告诉小明不能随意丢弃饮料瓶，这是因为饮料瓶进水后，相当于一个 镜，对太阳光有 作用，容易引发火灾。小明透过装满清水的饮料瓶观察爸爸时，发现爸爸“变瘦了”，小明分析“变瘦”的原因是爸爸在饮料瓶的 （选填“一倍焦距内”、“一倍焦距到二倍焦距之间”或“二倍焦距外”）时，可以成倒立、 的实像。 【答案】 凸透 会聚 二倍焦距外 缩小 【详解】[1]饮料瓶进水后，相当于一个凸透镜，中间厚，边缘薄。 [2]凸透镜对光线有会聚作用，会引发火灾。 [3][4]透过装满清水的饮料瓶观察爸爸时，发现爸爸“变瘦了”，说明了是一个缩小的像，小明分析“变瘦”的原因是爸爸在饮料瓶的两倍焦距外，成的是倒立的缩小的实像。 凸透镜成像的规律的综合应用及解题步骤 1.两个分界点：凸透镜成像的性质完全取决于物距（u）与焦距（f）的关系，记住两个关键点就能搞定所有判断。 （1）一倍焦距分虚实： u>f：成实像（倒立，能呈现在光屏上，如照相机、投影仪）。 u<f：成虚像（正立，不能呈现在光屏上，如放大镜）。 u=f：不成像（光线平行射出）。 （2）二倍焦距分大小： u>2f：成缩小的像（照相机原理）。 f<u<2f ：成放大的像（投影仪原理）。 u=2f：成等大的像（常用于测焦距）。 （3）避坑点：实像总是倒立的，虚像总是正立的。如果你看到题目说“正立的实像”或“倒立的虚像”，那一定是错的。 2.动态变化规律：当物体移动时，像怎么动？这是实验题和选择题的高频考点。 （1）成实像时（ u>f）： 口诀：“物近像远像变大”。 解释：物体靠近透镜（物距减小），像就会远离透镜（像距增大），同时像会变大。 应用：拍集体照想改拍单人特写（像变大），相机要靠近人，镜头要向前伸。 （2）成虚像时（u<f）： 规律：物体离透镜越远（但在焦点以内），像越大。 应用：用放大镜看字，稍微拿远一点（只要不超出焦点），字看起来更大。 3.实验操作细节：在“探究凸透镜成像规律”的实验中，操作规范直接影响能否在光屏上看到完整的像。 （1）三心同高：点燃蜡烛后，必须调节烛焰中心、凸透镜光心、光屏中心在同一高度。 （2）目的：使像成在光屏的中央。 （3）环境亮度：实验室越暗越好，烛焰越亮越好，这样像才清晰。 （4）找像技巧：光屏上要得到最清晰的像，需要左右轻微移动光屏反复对比。 （5）避坑点：如果无论怎么移动光屏都找不到像，原因可能有三个： 物距小于或等于焦距（u≤f ），成虚像或不成像。 烛焰、透镜、光屏中心不在同一高度。 像距太大，超出了光具座的长度范围（物体太靠近焦点时）。 4.遮挡问题：这是一个经典的易错判断题。 遮住透镜的一部分： 现象：光屏上的像依然完整，只是亮度变暗。 原理：物体上每一个点发出的光，都是向四面八方传播并射向整个透镜的。遮住一部分，剩下的部分依然能折射光线成像，只是参与成像的光线减少了。 角度01 探究凸透镜成像规律的实验 1. 在探究凸透镜成像规律的实验中，透镜的焦距10.0 cm，蜡烛、透镜、光屏的位置如图所示，以下说法正确的是（     ） A．此时光屏上成一个清晰的正立、放大、实像 B．此时成像性质是投影仪成像原理 C．人眼在各个方向都能看到光屏上的像是由于漫反射 D．实验前，将蜡烛、光屏安装在凸透镜两侧，调节三者的高度时，不需要点燃蜡烛 【答案】C 【详解】AB．由图可知，蜡烛在20.0cm刻度处，凸透镜在50.0cm刻度处，因此物距 ，已知焦距 ，可得 ，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，是照相机的成像原理，故AB错误； C．光屏表面粗糙，对光发生漫反射，漫反射可以将光反射到各个方向，因此人眼在各个方向都能看到光屏上的像，故C正确； D．实验前调节三者高度时，需要让烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，因此必须点燃蜡烛才能确定烛焰的中心，故D错误。 故选C。 2. 如图甲所示，平行于主光轴的光射向凸透镜在屏上形成一个最小最亮的光斑。利用该透镜“探究凸透镜成像的规律”的实验中，下列说法正确的是（　　）                               A．该透镜的焦距为10cm B．随着蜡烛的不断燃烧，要想使像成在光屏的中央，可把光屏向下调节 C．u<f时，为了观察到像，去掉光屏后眼睛在透镜的左侧观察 D．光屏上成清晰的像后，不小心用指尖触碰到了凸透镜，则光屏上仍会有烛焰完整的像但亮度变暗 【答案】D 【详解】A．平行于主光轴的光经凸透镜折射后会聚于焦点，图甲中最小最亮的光斑就是焦点，焦距是焦点到光心的距离，读数时要估读到分度值的下一位，图中刻度尺的分度值为1cm，该透镜的焦距是 题目中说焦距为10cm，未估读，故A错误； B．蜡烛燃烧会变短，烛焰向下移动，根据“经过光心的光线传播方向不变”可知，像会向上移动。 要让像仍成在光屏中央，应该把光屏向上调节，故B错误； C．u<f时，凸透镜成正立、放大的虚像，虚像和物体在透镜的同一侧，因此需要在透镜的右侧观察，故C错误； D．指尖触碰到凸透镜，只是挡住了部分光线，剩余光线仍能通过透镜成像，所以光屏上会呈现完整的像，但由于通过的光线减少，像的亮度会变暗，故D正确。 故选D。 3. 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。 4. 在做“探究凸透镜成像规律”实验时，正确调节蜡烛、凸透镜与光屏到如图所示位置，光屏上呈现清晰的像。若只将蜡烛移到35cm刻度线处，为了在光屏上再次得到清晰的像，应将光屏适当向_____移动，_____的成像原理与此相同。若凸透镜不动，将蜡烛移到40cm刻度线处，左右移动光屏，光屏上总不能成像，可观察到的现象是______。 【答案】 右 投影仪 在光屏上看到与凸透镜等大的圆形光圈 【详解】[1][2]正确调节蜡烛、凸透镜与光屏到如图所示位置，光屏上呈现清晰的像，此时像距等于物距等于2倍焦距20.0cm，所以凸透镜的焦距为10.0cm。若只将蜡烛移到35cm刻度线处，此时物距变小，为了在光屏上再次得到清晰的像，应增大像距，即将光屏适当向右移动；此时遵循成实像时的“物近像远像放大”原则，投影仪的成像原理与此相同。 [3]若凸透镜不动，将蜡烛移到40cm刻度线处，则物距为 物距等于焦距，即蜡烛在焦点处，从焦点发出的光经过凸透镜后变成平行光，可观察到的现象是：在光屏上看到与凸透镜等大的圆形光圈。 5. 某小组同学利用如图所示的装置，做“探究凸透镜成像规律”的实验；下表是他们实验时记录的几组数据： 实验次数 1 2 3 4 物距u/（cm） 30.0 20.0 15.0 5.0 像距v/（cm） 15.0 20.0 / (1)分析实验数据可知，实验中所用凸透镜的焦距为__________cm； (2)第1次实验时所观察到的像和生活中的__________所成像的特点相同； (3)第3次实验中，当物距为15cm时，光屏离透镜的距离为________cm时才能在光屏上得到清晰的像。 【答案】(1)10.0；(2)照相机；(3)30.0 【详解】（1）凸透镜成像时，物距等于像距等于二倍焦距，由数据表格可知， 实验中所用凸透镜的焦距为 （2）由数据表格可知，第1次实验时，物距大于像距，则物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距与二倍焦距之间，成倒立缩小的实像，所观察到的像和生活中的照相机所成像的特点相同。 （3）凸透镜成像是由于光的折射形成的，由数据表格可知，第1次实验时，物距为30.0cm时，像距为15.0cm，根据光的折射现象中，光路可逆可知，第3次实验中，当物距为15.0cm时，光屏离透镜的距离为30.0cm时才能在光屏上得到清晰的像，此时成倒立、放大的实像。 6. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中： (1)将凸透镜安装在光具座上，用平行于主光轴的光正对着凸透镜，移动光屏直至光屏上得到一个最小、最亮的光斑，读出光斑到透镜的距离为10.0cm，则凸透镜焦距f为__________cm。 (2)如图所示，在光屏上已经得到清晰的烛焰的像，若保持光屏和蜡烛的位置不变，只移动凸透镜，还可以成__________次实像，成像时透镜距蜡烛__________cm。 (3)已知物距无穷大时，成像的特征是缩成一个极小的亮点。若固定透镜不动，将烛焰沿主光轴从无穷远处移动到光具座上的30cm刻度线处，整个移动过程中像移动的距离是__________cm。 【答案】(1)10.0；(2)1；15.0；(3)10 【详解】（1）平行于主光轴的光经凸透镜后会聚的最小最亮的光斑，就是凸透镜的焦点，焦点（光斑）到透镜光心的距离就是焦距，故焦距。 （2）由图可知，物距是 像距是 根据光路可逆原理，保持蜡烛和光屏位置不动，将透镜移动到蜡烛的距离等于原像距的位置时，新的物距等于原像距15.0cm、新的像距等于原物距30.0cm，此时光屏上能再次成清晰的倒立、放大的实像，因此还可以成1次实像，此时透镜距蜡烛的距离为15.0cm。 （3）透镜固定在50cm刻度线处不动，当物距为无穷远时，像会成在焦点处，即60cm刻度线处；当烛焰移动到30cm刻度线处时，此时物距 根据凸透镜成像规律，此时像距，即像成在透镜右侧70cm刻度线处。因此像移动的总距离为 角度02 凸透镜成像规律的应用 7. 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，蜡烛和光屏间的距离是60cm，当凸透镜在某一位置时，光屏上成清晰的像，只将凸透镜向蜡烛移动10cm后，光屏再次呈现烛焰清晰的像．下列说法正确的是（     ） A．第一次的像是缩小的像 B．第二次成的像可能是等大的 C．第二次成的像一定比第一次小 D．凸透镜的焦距可能是8cm 【答案】A 【详解】根据光路可逆，两次成像时物距像距互换，设第一次物距为，像距为，得……① 第二次的物距等于第一次的像距，故透镜向蜡烛移动10cm后，物距 故……③ 联立式①③解得第一次的物距，像距。 故第二次的物距，像距。 A. 第一次，物距大于像距，成倒立缩小实像，故A正确； B. 第二次，成倒立放大实像，故B错误； C. 第一次成缩小像，第二次成放大像，第二次像更大，故C错误； D. 由第一次成像规律：即，且即，解得，8cm不在该范围，故D错误。 故选A。 8. 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象，根据图象可知（     ） 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．当物距时，将光屏拆下，从光屏一侧适当位置可看到烛焰的实像 【答案】D 【详解】A．由物距和像距的图像可知，当物距和像距都为20cm时能够成像，所以焦距 故A不符合题意； B．物距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，故B不符合题意； C．物距，此时成虚像，虚像不能用光屏承接，故C不符合题意； D．，此时成倒立、放大的实像，可以直接用眼睛观察到，故D符合题意。 故选D。 9. 现在已经是“刷脸”时代，如图所示，消费者结账时只需面对摄像头（相当于一个凸透镜），经系统自动拍照、扫描等，确认信息后，即可完成交易。光经过摄像头成像利用的是光的______________（填“折射”或“反射”），“刷脸”时，面部经摄像头成______________立、缩小的实像。要想使自己的像更大一些，消费者应______________（填“靠近”或“远离”）摄像头。 【答案】 折射 倒 靠近 【详解】摄像头为凸透镜，光经过凸透镜成像利用的是光的折射； 刷脸时面部在凸透镜二倍焦距以外，由凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像； 凸透镜成实像时，物距越小像越大，故要使像更大，消费者应靠近摄像头。 10. 一幅如图甲所示的漫画立在桌面上，小霞把一个装水的玻璃杯放在漫画前，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。小霞观察分析：透过水杯看到的是老鼠的_______（选填“实”或“虚”）像，此时老鼠到玻璃杯的距离满足_______（选填“”“”或“”）。 【答案】 实 【详解】装水的圆柱形玻璃杯横向相当于凸透镜。由现象可知，透过水杯看到的老鼠“掉头”说明成的是倒立的像，“变胖”说明是放大的像。 根据凸透镜成像规律可知，当时，凸透镜成倒立、放大的实像。 角度03 凸透镜成像规律的动态变化 11. “强行透视法”是一种富有创意的拍摄技巧。拍摄时，让两个物体离照相机镜头远近不同，再调整拍摄角度，使两物体的像在同一张照片中呈现出有趣的效果。如图，是利用该技巧拍摄的照片，下列说法正确的是（     ） A．人和铁塔通过镜头成正立的像 B．人和铁塔通过镜头分别成放大和缩小的像 C．若仅使人像变大一些，将镜头离人更远一些 D．拍摄该照片时，人比铁塔更靠近照相机镜头 【答案】D 【详解】AB．照相机镜头相当于凸透镜，拍摄时物距 ，成倒立、缩小的实像，人和铁塔通过镜头均成缩小的像，故AB错误； C．根据凸透镜成实像时物距减小像变大的规律，若仅使人像变大一些，应减小物距，即将镜头离人更近一些，故C错误； D．凸透镜成缩小实像时，物体离镜头越近，物距越小，所成的像越大；照片中人的像比铁塔的像大，说明人比铁塔更靠近照相机镜头，故D正确。 故选 D。 12. 如图所示，光电鼠标的原理就是利用发光二极管照射鼠标垫，并被反射回鼠标的光学感应器，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、透镜、发光二极管等元件固定在鼠标内，关于光电鼠标，下列说法正确的是（     ） A．光照射在鼠标垫上时发生的是镜面反射 B．光学感应器上所成的像是虚像 C．当鼠标向前推移时，感光器件上的像相对于光学感应器在向后移动 D．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，是因为像没有成在光学感应器上 【答案】D 【详解】A．鼠标垫表面粗糙，当光照射在粗糙的鼠标垫上时，反射光线会射向各个方向，会发生漫反射，故A错误； B．光学感应器相当于光屏，承接的是实像，虚像无法呈现在光屏上，故B错误； C．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，故C错误； D．鼠标悬空相当于增大了物距，这时像距会变小，因为成像透镜和光学感应器距离是不变的，导致像成在光学感应器的下方，即像没有成在光学感应器上，故D正确。 故选D。 13. 2022 年 6 月 5 日，全新修订的《中华人民共和国噪声污染防治法》正式实施。“新噪声法”中禁止室内装修和邻里噪声扰民，这是在________减弱噪声。疫情防控期间，进入公共场所需要手机扫码登记，手机摄像头相当于______透镜，成倒立、_____的实像，当手机远离二维码时，所成的像会_____。（选填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】 声源处 凸 缩小 变小 【详解】[1]禁止室内装修和邻里噪声扰民，这是阻止噪声的产生，是在声源处减弱噪声。 [2][3]手机的摄像头是凸透镜，是根据物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小实像的特点制成的。 [4]根据凸透镜成像规律：凸透镜成实像时，手机远离二维码，物距变大，则像距变小，所成的实像变小。 14. 如图甲所示，是天宫课堂中航天员王亚平讲授“水球光学实验”时的场景。受此影响，“飞天”兴趣小组利用如图乙所示的实验装置，展开了“凸透镜成像规律”的探究实验。 (1)图甲中水球相当于一个______，它对光具有______作用；生活中的______（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）与王亚平此刻所成的像的原理是相同的； (2)图乙中凸透镜的焦距为15cm，当蜡烛从10cm处移动至30cm处时，为了再次得到清晰的像，光屏应______（选填“远离”或“靠近”）凸透镜，且所成的像是倒立、______的实像； (3)如果将蜡烛换成如图丙所示的“F”字光源，其优点是：______（只写一条即可）。 【答案】(1) 凸透镜 会聚 照相机 (2) 远离 放大 (3)光源稳定 【详解】（1）水球中间厚，边缘薄，它相当于凸透镜；它对光具有会聚作用；由图可知，王亚平所成的像是倒立、缩小的实像，此时物距大于二倍焦距，生活中的照相机就是利用这一原理工作的。 （2）图乙中凸透镜的焦距为15cm，当蜡烛从10cm处移动至30cm处，此时物距 根据凸透镜成像规律当时，成倒立、放大的实像；根据凸透镜成实像时的规律，当蜡烛从10cm处移动至30cm处时，物距减小，像距变大，故为得到清晰的像，应将光屏远离透镜位置； （3）将蜡烛换成如图丙所示的“F”字光源，其优点是光源稳定，能清晰地显示出像的倒立（上下颠倒、左右相反）性质，便于判断像的倒正。 【例1】（2025·广东广州·中考真题）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。 【变式1-1】（2025·河南·中考真题）如图为某同学用自制的水凸透镜进行实验探究的情景，此时光屏上呈现了烛焰清晰的像（像未画出），该像是倒立、 （填“放大”或“缩小”）的实像。将蜡烛向左移动一小段距离后，保持水凸透镜、蜡烛的位置不变，为使光屏上再次成清晰的像，请写出一种简单可行的操作方法： 。 【答案】缩小 将光屏向左移动 【详解】[1]由图可知，此时物距大于像距，光屏上呈现了烛焰清晰的像，根据凸透镜成像规律可知，此时成倒立、缩小的实像。 [2]保持凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动一段距离，此时物距变大，则像距会变小，所以要再次在光屏上得到清晰的像，应将光屏向靠近凸透镜的方向即左边移动。 【变式1-2】（2025·吉林长春·中考真题）在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，所用凸透镜的焦距为10cm。 (1)如图甲所示，将光屏向 适当调节，直到烛焰清晰的像呈现在光屏的中央，该像是倒立、缩小的 像，生活中的 就是利用此成像规律制成的。 (2)在（1）的基础上，保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置对调，在光屏上能否呈现烛焰清晰的像？ 。 (3)请在图乙中画出平行于主光轴的光线经凸透镜折射后的光线。 【答案】(1) 上 实 照相机 (2)能 (3) 【详解】（1）[1]实验前，调节蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一高度，像才能成在光屏的中央，由图可知，像的位置偏上，所以应将光屏向上调节。 [2][3]由图可知，凸透镜的焦距为10cm，u=30.0cm，则物体在二倍焦距以外，即u＞2f，光屏上成倒立缩小的实像，照相机是利用此成像规律制成的。 （2）由图可知，物体在二倍焦距以外u＞2f，像距在f和2f之间f＜v＜2f，成倒立、缩小的实像；若凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏位置互换，此时物距f＜u＜2f，像距v＞2f，因为光路是可逆的，所以能成像，成倒立、放大的实像。 （3）根据凸透镜对光的作用，平行于主光轴的光，经凸透镜折射后经过焦点，如图所示： 【变式1-3】（2025·内蒙古·中考真题）小丽把红、黑两支铅笔（红笔在左、黑笔在右）竖立在一个装水的圆柱形玻璃杯后面。如图甲，从正前方透过玻璃杯观察，看到的现象如图乙所示。请你描述图乙中的现象并说明其形成的原因。 【答案】由图甲可知，红铅笔在黑铅笔的左侧，由图乙可知，水中的红铅笔在黑铅笔的右侧，且水中的两支铅笔较粗，所以成倒立、放大的像，圆柱形玻璃杯装有水的部分具有中间厚、边缘薄的特征，该部分就是一个凸透镜，两支铅笔在凸透镜的1倍和2倍焦距之间，成倒立、放大的实像。 ⚡基础速刷 1．麦收时节，小明在学校的劳动实践田收获小麦时，用焦距为10的凸透镜观察到的麦穗如图。此时麦穗到透镜的距离可能是（     ） A．5 B．10 C．15 D．20 【答案】A 【详解】由图可知，麦穗成正立、放大的虚像，根据凸透镜成像规律，物距 需满足 ，所以 。 故选A。 2．淄博琉璃烧制技艺是国家级非物质文化遗产。小明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10cm时，他看到的像是（　　） A．倒立、放大的实像 B．倒立、缩小的实像 C．正立、放大的虚像 D．正立、放大的实像 【答案】C 【详解】由题意可知，凸透镜的焦距为15cm，当凸透镜距离玻璃瓶10cm时，此时u＜f，根据凸透镜成像的规律可知，凸透镜成正立、放大的虚像，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3．如图所示是某同学透过装满水的水瓶看见《物理》课本上的“物”字，下列选项中与其成像规律相同的是（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】某同学透过装满水的水瓶看见《物理》课本上的“物”字成的是正立、放大的虚像。 A．物体在两倍焦距之外，成的是一个倒立、缩小的实像，故A不符合题意； B．物体处在两倍焦距处，成的是一个倒立、等大的实像，故B不符合题意； C．物体在一倍焦距到两倍焦距之间，成的是一个倒立、放大的实像，故C不符合题意； D．物体在一倍焦距内，不能成实像，成的是正立、放大的虚像，故D符合题意。 故选D。 4. 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 【详解】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。 5. 在“探究凸透镜成像的规律”实验中，某学习小组用如图甲所示的方法测量凸透镜的焦距：正确安装并调节实验装置后，在光屏上得到一个清晰的像，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．由图甲可知，该凸透镜的焦距是40.0cm B．照相机成像特点与图乙中烛焰的成像特点相同 C．图乙中的烛焰向远离凸透镜方向移动，所成的像逐渐变小 D．图乙中若用黑纸片将凸透镜挡一半，光屏上成半个烛焰的像 【答案】C 【详解】A．平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将会聚于一点，这点即为此透镜的焦点，从焦点到透镜光心的距离即为焦距，则透镜的焦距为f=40.0cm-30.0cm=10.0cm，故A错误； B．图乙中，物距为u=50.0cm-35.0cm=15.0cm 像距为v=80.0cm-50.0cm=30.0cm 物距小于像距，由凸透镜成像规律可知，图乙中烛焰成的是倒立放大的实像，这个原理制成了投影仪，与照相机不同，故B错误； C．图乙中的烛焰向远离凸透镜方向移动，物距变大，像距变小，像变小，故C正确； D．用黑纸片将凸透镜遮挡一半，透镜的上半部分仍能会聚烛焰发出的光线，成烛焰完整的像，只是像比原来变暗，故D错误。 故选C。 6. 下列关于透镜的说法，正确的是（　　） A．焦距越长，透镜对光的偏折作用越弱 B．凹透镜的焦点是实际光线会聚而成的 C．凹透镜两个焦点之间的距离叫作焦距 D．平行光经过凸透镜折射后一定会聚于焦点 【答案】A 【详解】A．透镜的焦距越长，则说明透镜对光的偏折能力越弱，故A正确； B．凹透镜对光有发散作用，经过凹透镜的实际光线会发散，所以凹透镜的焦点是实际光线的反向延长线相交而成的，即虚焦点，故B错误； C．凹透镜的光心到焦点的距离叫作焦距，故C错误； D．只有平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于焦点处，故D错误。 故选A。 7. 如下图所示，航天员王亚平在中国空间站用“水球”做成像实验。“水球”成像的原理可以用以下哪个选项图解释（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】“水球”相当于一个凸透镜，由题图知，此时成倒立、缩小的实像，根据凸透镜成像规律可知，此时物距大于2倍焦距，则物体ab应在2倍焦距之外，像在1倍焦距和2倍焦距之间，故ABD错误，C正确。 故选C。 8. 为了保障校园安全，某学校引进了“校园智能门禁系统”，师生可以通过“刷脸机”鉴别身份打开闸机进入校园，如图所示。刷脸时，人在刷脸机内成的像是（　　） A．正立、缩小的实像 B．倒立、缩小的实像 C．倒立、放大的实像 D．正立、放大的实像 【答案】B 【详解】刷脸机的镜头相当于凸透镜，成像原理和照相机相同。刷脸时，人到镜头的距离大于镜头的二倍焦距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像。故选B。 9. 如图所示为小明送给爷爷一款带有透镜的指甲刀，方便爷爷剪指甲。关于此款指甲刀的说法正确的是（　　） A．剪指甲时，所成的像是实像 B．剪指甲时，指甲到透镜的距离小于一倍焦距 C．剪指甲时，通过透镜可看到指甲倒立的像 D．剪指甲时，指甲到透镜的距离在一倍焦距到两倍焦距之间 【答案】B 【详解】由题意可知，该透镜为放大镜，放大镜是利用凸透镜在u<f时，通过凸透镜能看到一个正立的、放大的虚像。因此，剪指甲时，指甲到透镜的距离小于一倍焦距，通过透镜可看到指甲正立、放大的虚像，故B正确，ACD错误。故选B。 10. （多选题）多媒体辅助教学以它的独特魅力给课堂教学增添了生机和活力，如图。多媒体教室的投影屏幕是用粗糙的白布制成的，投影仪的折光系统相当于一个凸透镜，下列说法正确的是（　　） A．凸透镜对光线起会聚作用 B．投影片在屏幕上成的是正立、放大的实像 C．如果没有平面镜，该投影仪就不会成像 D．全班同学都能看到画面是因为光射到投影银幕上发生了漫反射 【答案】AD 【详解】A．凸透镜对光线起会聚作用，故A正确； B．投影仪是利用凸透镜成倒立放大的实像的原理制成，故B错误； C．平面镜在投影仪成像中只起到改变光的传播方向的作用，没有平面镜投影仪还是能成像，只是不能成在竖直墙壁上，故C错误； D．全班同学都能看到画面是因为银幕表面比较粗糙，光射到投影银幕上，反射光线是向着四面八方的，即光射到投影银幕上发生了漫反射，故D正确。 故选AD。 🚀能力跃升 11. 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。 12. 如图所示，某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律，在水透镜中注入少量水后光屏上成清晰的像。以下判断正确的是（　　） A．光屏上成倒立缩小的实像 B．此时透镜的焦距10cm＜f＜15cm C．保持蜡烛和光屏不动，将透镜移动到40cm刻度线处光屏上能得到清晰的像 D．向水透镜注水后，要使光屏上重新得到清晰的像，需要将光屏向右移动 【答案】C 【详解】A．由图知，物距小于像距，且能成实像，由凸透镜成像规律知，成倒立、放大的实像，故A错误； B．由图可知，， 解得透镜的焦距，故B错误； C．保持蜡烛和光屏不动，将透镜移动到40cm刻度线处，，即现在的物距为原来的像距，根据光路可逆性可知，光屏仍能得到清晰的像，故C正确； D．向水透镜注水后，凸透镜的焦距变小，要使光屏上重新得到清晰的像，需要将光屏向左移动，故D错误。 故选C。 13. 小红在探究凸透镜成像规律时，调节蜡烛、凸透镜与光屏到如图所示的位置，可在光屏上得到清晰的像，则凸透镜焦距为_________cm。仅将蜡烛移到10cm刻度线处，为了在光屏上得到清晰的像，接下来她应将光屏适当向_________移动，生活中所用的_________成像时的物像大小关系与上述实验相同。 【答案】 10.0 左 照相机 【详解】[1]由图可知，刻度尺的分度值为1cm，此时物距为 像距为 则有 根据 成倒立、等大的实像，故该凸透镜的焦距为 [2]仅将蜡烛移到10cm刻度线处，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，为了在光屏上得到清晰的像，接下来应该将光屏适当向左移动。 [3]移动后的物距为 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，生活中所用的照相机成像时，为倒立、缩小的实像，与上述实验相同。 14. （多选题）在研究凸透镜成像的规律时，某同学得到的部分实验信息如下表所示（每次实验均可成像）。分析表中信息，下列说法正确的是（　　） 实验次序 1 2 3 4 5 物距u/cm 50 40 30 25 20 像距v/cm 22 24 30 38 60 A．该凸透镜的焦距是15cm B．当u=25cm时，凸透镜成放大的像，放大镜就是根据这一原理制成的 C．当v=24cm时，凸透镜成缩小的像，投影仪就是根据这一原理制成的 D．若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动，像会逐渐变小 【答案】AD 【详解】A．根据表格可知，当时，，那么 则凸透镜的焦距，故A正确； B．当时，此时，成倒立放大的实像，应用为投影仪，故B错误； C．当时，，此时，成倒立缩小的实像，应用为照相机，故C错误； D．若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动，此时物距增大，根据“物远像近小”可知，像会逐渐变小，故D正确。 故选AD。 15. 探究凸透镜成像规律实验。凸透镜焦距为10 cm。 (1)调节蜡烛和光屏的位置如图，此时光屏上恰好成清晰的像，像是倒立_______的_______像，此成像特点与生活中的_______（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）相同。 (2)用不透明的纸将凸透镜遮住一半，则光屏上能否成完整的像？_______。 (3)将蜡烛（或F形光源）放在二倍焦距处能成等大的像。请提出一种实验验证的方法：_______。（选择蜡烛或F形光源中的一个回答即可） 【答案】(1) 放大 实 投影仪 (2)能成完整的像 (3)打开F形光源，把白纸放在F形光源上用铅笔描绘出光源的轮廓，然后将F形光源放在二倍焦距处，调整光屏得到清晰像后，把白纸上描绘出光源的轮廓与F形光源上下左右相反贴在光屏上，调整白纸位置，若像与白纸上光源的轮廓重合，说明二倍焦距处能成等大的像。 【详解】（1）已知凸透镜焦距，由图可知物距，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、放大的实像，生活中投影仪利用这一成像特点工作。 （2）遮住凸透镜一半后，透镜剩余部分仍可以折射所有物点的光线，因此仍然能成完整的像，只是透过的光线减少，像的亮度变暗，所以光屏上能成完整的像。 （3）验证结论的核心操作是：将物体放在二倍焦距处，调整光屏得到清晰像后，比较物和像的大小，则实验验证的方法：打开F形光源，把白纸放在F形光源上用铅笔描绘出光源的轮廓，然后将F形光源放在二倍焦距处，调整光屏得到清晰像后，把白纸上描绘出光源的轮廓与F形光源上下左右相反贴在光屏上，调整白纸位置，若像与白纸上光源的轮廓重合，说明二倍焦距处能成等大的像。（其他合理即可） 16. 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。 🌟思维挑战 17. 小明用一个圆形凸透镜（镜片直径约8 cm）、纸盒、薄泡沫板、胶水、手机（屏幕大小约为15 cm×6.5 cm）及其他辅助材料，计划制作一个简易投影仪，可将手机屏幕的画面投射在客厅墙上。 (1)小明用如图-1的方法，测量出该凸透镜焦距f=________cm。 (2)①为满足投影仪功能，根据已学习过的凸透镜成像规律，小明可选择在如图-2纸盒上的________（选填“甲”或“乙”）平面开孔并安装凸透镜。 ②为了确定手机在盒内的安装位置，小明在实验室用“F”光源、凸透镜、光具座、光屏和卷尺等器材进行实验，模拟不同物距时的成像情况，并记录相应数据如下表，将实验数据作为制作投影仪的相关参数。 实验次序 物高/cm 物距/cm 像距/cm 像高/cm 1 3.0 25.0 100.0 12.0 2 24.0 120.0 15.0 3 23.0 153.3 20.0 4 22.5 180.0 24.0 5 22.0 220.0 30.0 6 21.5 286.7 40.0 7 21.0 420.0 60.0 (3)如图-3，小明按照能垂直嵌入纸盒的尺寸裁剪两块薄泡沫板，使它们垂直固定在一起作为支架，将手机壳粘在支架背板上，再将手机嵌入壳中，根据表中数据，确定好手机在纸盒内的位置，完成投影仪制作。调整好投影仪正对墙壁的距离，就可实现将手机画面清晰地投影在正对的墙壁上。已知使用投影仪的房间，正对的两面墙壁间的距离为3 m。 ①若根据表中第6次的数据制作投影仪（即手机屏幕距离透镜21.5 cm处），你认为是否可行并阐述理由：________。 ②根据表中第2次或第5次的数据制作投影仪，均能正常播放。请你比较两次数据，选择其中一次，分析该次投影画面效果的优点与不足：________。 (4)如图-4，是小明进行模拟实验的场景，此时光屏上成清晰的像，像的形状是________（填字母选项）。 A． B． C． D． (5)小明将制作好的投影仪放在水平台面并正对墙壁播放，发现墙壁上的画面整体偏高，请你分析可能的原因：________（写出一条即可）。 (6)请你给出一条该投影仪的使用提示：________。 【答案】(1)20.0 (2)乙 (3) 不可行；没有足够的放置空间，使得投影仪成清晰的像 选择第5次数据制作投影仪。优点：第5次数据得到的像高第2次的更大，可以获得更大的投影画面。不足：第5次数据所需的像距比第2次的远得多，这意味着投影仪需要放置在离墙壁更远的位置，对使用空间的要求更高。 (4)C (5)手机在支架上的位置偏低，导致手机屏幕的中心低于凸透镜的光心。（凸透镜的安装位置偏高；投影仪的支架使整个装置向上倾斜等） (6)需要将手机倒置放入手机壳中。（或使用时需要根据投影距离调节手机与透镜的距离以获得清晰的图像；或在较暗的环境下使用，投影效果会更好） 【详解】（1）根据图-1所示的平行光聚焦法，平行光经过凸透镜后会聚于焦点。图中凸透镜位于0cm处，光屏上形成最小最亮光斑的位置在20.0cm处，该点即为焦点。因此，该凸透镜的焦距 （2）投影仪的工作原理是物体（手机屏幕）通过凸透镜成一个倒立、放大的实像在屏幕上（墙壁），此时。因此由图-2可知，凸透镜应安装在纸盒的乙平面。 （3）根据第6次数据，像距 ，由图-2可知，纸盒的放置镜头的长度为35cm，则大于房间两墙间距，所以没有足够的空间投射出清晰的图像，因此不可行； 若选择第5次数据制作投影仪。 优点：与第2次数据相比，第5次数据得到的像高为 ，比第2次的更大，可以获得更大的投影画面。 不足：第5次数据所需的像距为 ，比第2次的远得多，这意味着投影仪需要放置在离墙壁更远的位置，对使用空间的要求更高。 （4）由图-4可知，此时物距小于像距，根据凸透镜成实像的规律可知，此时所成的像为倒立放大的实像，即像相对于物体是上下颠倒、左右相反，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 （5）墙壁上的画面整体偏高，说明投影仪投射出的光线整体向上。可能的原因是：手机在支架上的位置偏低，导致手机屏幕的中心低于凸透镜的光心。（或：凸透镜的安装位置偏高；或投影仪的支架使整个装置向上倾斜等） （6）为了在墙上看到正立的图像，需要将手机倒置放入手机壳中。（或使用时需要根据投影距离调节手机与透镜的距离以获得清晰的图像；或在较暗的环境下使用，投影效果会更好） 18. 物理科学实验小组进行凸透镜成像的实验。 (1)同学们选取了一个凸透镜进行实验，平行光正对凸透镜的折射情况如图甲所示，则该凸透镜焦距f3＝___________cm； (2)得出凸透镜成像规律后，继续探究凸透镜成像大小与焦距的关系，收集的数据如表所示： 实验次数 焦距f/cm 物距u/cm 像距v/cm 物高L/cm 像高h/cm 1 15.0 7.5 6.0 C 2 20.0 20.0 6.0 6.0 3 25.0 37.5 6.0 9.0 ①实验后发现忘记收集表中C处的数据，他们画出凸透镜成像原理图如图乙所示。观察原理图发现△AOB∽△A'OB′，可见物距u、像距v、物高L、像高h之间的比例关系为：___________（用字母表示），则表中C处数据应为___________cm； ②利用表格中的数据，能否得出当凸透镜成实像时，像的大小和焦距之间的关系呢？若能，请写出分析过程及结论；若不能，说明理由___________。 【答案】(1)15.0 (2) 3.0 不能得出结论 【详解】（1）平行光经凸透镜折射后会聚在焦点，由图甲可知，刻度尺的分度值是1cm，凸透镜在光具座20.0cm处，焦点在35.0cm处，故焦距 （2）[1][2]由，根据相似三角形的性质，满足对应边成比例，可得 代入实验1的数据，u＝15.0cm，v＝7.5cm，L＝6.0cm，则 解得，即C处数据为3.0。 [3]不能得出结论。因为探究“凸透镜成实像时像的大小与焦距的关系”，需要控制物距u不变，改变焦距f，观察像的大小变化。但表格中三次实验的物距u不同，未控制变量，因此无法得出像的大小与焦距的关系。 19. 如图甲所示，在探究凸透镜成像的实验中，小明用平面光源（图中的“A”）作为物体，并选用了带有标度的白色光屏，进行多次实验，测量出物距u和像距v，并利用测出的数据作出了的关系图像，如图乙所示。则下列说法中正确的是（    ） A．所用凸透镜的焦距 B．实验中用平面光源的目的是为了更方便的比较像的大小 C．当物体从a移动到c时，像变小，光屏要靠近凸透镜 D．照相机的工作原理与乙图中的a点所成像的规律相同 【答案】D 【详解】A．根据凸透镜成像规律可知，当时，凸透镜成倒立等大的实像，分析图乙，则有 可得凸透镜的焦距，故A错误； B．实验中用平面光源（字母“A”）作为物体，相比烛焰，其形状固定、亮度均匀，能更方便地比较像的大小和形状，故B错误； C．当物体从a移动到c时，分析图乙，此时物距u变小，像距v变大，根据物近像远像变大可知，此时像变大，光屏需要远离凸透镜，故C错误； D．a点，，即，，根据凸透镜成像规律可知，此时成倒立、缩小的实像，这与照相机的成像规律一致，故D正确。 故选D。 20. 如图所示，小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验； （1）蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图甲所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的倒立、等大的实像，则凸透镜的焦距为______cm； （2）如图乙所示，光屏上出现了蜡烛的清晰的像，那么小明将蜡烛移到15.0cm刻度线处，保持透镜的位置不变，则应将光屏移至______cm刻度线处，才能再次在光屏上呈现清晰的像； （3）蜡烛由于燃烧而变短，为了使像成在光屏的中心，应向下移动______（选填“光屏”或“凸透镜”）； （4）如图丙所示为某同学的照片，透过透镜能看到照片的像，则透镜在远离照片的过程中看到的像的顺序是______。 A、②③④① B、③②①④ C、②③①④ D、④①②③ 【答案】 15.0 80.0 凸透镜 B 【详解】（1）由甲图知，物距u1=40.0cm﹣10.0cm＝30cm 此时在光屏上得到一个清晰的倒立、等大的实像，所以有u1=2f=30.0cm 即凸透镜的焦距为f=15.0cm （2）由乙图知，原来蜡烛在刻度尺的0cm处，u2=40.0cm，此时u2>2f 凸透镜成倒立缩小的实像，像距为v2=65.0cm﹣40.0cm=25.0cm 小明将蜡烛移到15.0cm刻度线处，此时的物距为u3=40.0cm-15.0cm=25.0cm 即此时的物距等于原来的像距，根据光在折射时光路的可逆性可知，此时像距即为原来的物距，即为40.0cm，即凸透镜移动至l=40.0cm+40.0cm＝80.0cm 刻度线处，在屏上能再次呈现清晰的像。 （3）蜡烛燃烧变短，根据过凸透镜光心的光线传播方向不变可知，像成在了光屏的上方，为了使像仍成在光屏中央，可以将透镜向下移动。 （4）如图丙所示为某同学的照片，②③为正立放大的像，对凸透镜而言，正立的像一定是虚像，故透镜在远离照片的过程中，开始物距小于一倍焦距，凸透镜成的虚像是放大的，物体离焦点越近，成的虚像越大，故先看到③，然后是②；当物体在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，即看到的为①；当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，即为④，故四个像的顺序为③②①④。故选B。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $