3.3 凸透镜成像的规律（高效培优·讲义）物理新教材苏科版八年级上册

本讲义聚焦初中物理“凸透镜成像的规律”核心知识点，系统梳理从实验探究（器材、操作规范、故障分析）到成像规律（物距与像距关系、像的性质），再到动态变化及两个分界点（一倍焦距分虚实、二倍焦距分大小）的完整脉络，构建阶梯式学习支架。 资料以科学探究为核心，通过“三心同高”操作规范、实验故障分析等培养学生实验能力，结合表格对比与口诀强化规律记忆（科学思维），分角度解题通法及分层练习助力课中教学与课后查漏，体现物理观念与科学态度的融合。

3.3 凸透镜成像的规律 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 凸透镜成像的核心规律 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 凸透镜成实像时的规律 角度03 凸透镜成虚像时的规律 角度04 根据凸透镜的物像关系求凸透镜的焦距 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. 能独立完成凸透镜成像实验，规范操作、记录数据。 2. 掌握不同物距下的成像特点，牢记两个分界点。 3. 理解成像的动态变化规律，能解决实际调节问题。 1. 通过分组实验，分区间探究成像特点，归纳总结规律。 2. 借助口诀与表格对比，强化规律记忆。 3. 结合生活实例，深化对规律的理解与应用。 知识导图 考点01 探究凸透镜成像的规律 实验项目 核心内容 说明 实验器材 光具座、凸透镜、蜡烛、光屏、火柴、刻度尺 实验前需已知凸透镜的焦距，常用 f=10cm 的透镜 实验原理 光的折射；利用三条特殊光线成像 实像可由光屏承接，虚像需透过透镜观察 操作步骤 1. 将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上 2. 调节三者中心在 ，使像成在光屏中央 3. 固定凸透镜，改变蜡烛位置，移动光屏直到出现最清晰的像 4. 记录物距、像距与成像的正倒、大小、虚实 分 5 种情况实验：u>2f、u=2f、f<u<2f、u=f、u<f 多次实验目的 避免实验偶然性，得出普遍规律 可换用不同焦距的透镜多次实验 【深化点拨】 1．核心操作规范：三心同高 烛焰的中心、凸透镜的光心、光屏的中心必须调节到同一高度，目的是使烛焰的像成在光屏的中央。若蜡烛燃烧变短，烛焰下移，光屏上的像会向上移动；此时可将蜡烛向上调、光屏向上调，或将凸透镜向下调，使像回到光屏中央。 2．实像与虚像的判断方法 （1）实像：能呈现在光屏上，由实际光线会聚而成，倒立，物像异侧。 （2）虚像：不能呈现在光屏上，需透过透镜观察，由光线反向延长线会聚而成，正立，物像同侧。 （3）实验中 u<f 时，无论怎么移动光屏都承接不到像，此时需从光屏一侧透过透镜观察正立放大的虚像。 3．常见故障与原因分析 （1）光屏上始终没有清晰的像：①烛焰、透镜、光屏中心不在同一高度；②蜡烛在一倍焦距以内（成虚像）；③蜡烛在焦点上（不成像）；④光具座长度不足，像距太大无法承接。 （2）像太暗不清晰：①环境光线太亮，可适当遮光；②蜡烛离透镜太远，像太小太暗。 4．实验拓展：光路可逆 当 u>2f 时成清晰的像，保持透镜不动，将蜡烛和光屏位置互换，光屏上依然能成清晰的像，此时物距像距互换，成像大小互换，证明了凸透镜成像时光路可逆。 1．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．光屏上形成清晰的像后，不小心用指尖触碰到了凸透镜，则光屏上会仍有烛焰完整的像但亮度变暗 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．时，为了观察到像，去掉光屏后眼睛在透镜的左侧观察 D．该透镜的焦距为 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。 3．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，如图甲所示，则凸透镜焦距为______cm。 (2)实验时，为了使像成在光屏的中央，调节__________________； (3)图乙中，在光屏上观察到清晰的像，则该像是倒立、______（选填“缩小”或“等大”或“放大”）的实像；将蜡烛移到光具座35cm处，若想在光屏上得到清晰的像，应将光屏向______（选填“左”或“右”）移动，且光屏上的像将会______（选填“变大”或“变小”）。 (4)实验过程中，小悟不小心用手指尖遮住了凸透镜的一部分，这时光屏上______（选填“仍能”或“不能”）成烛焰完整的像。 考点02 凸透镜成像的核心规律 物距范围 像距范围 像的性质（正倒 / 大小 / 虚实） 物像位置 u > 2f f < v < 2f 倒立、缩小、实像 异侧 u = 2f v = 2f 倒立、等大、实像 异侧 f < u < 2f v > 2f 倒立、放大、实像 异侧 u = f —— 不成像，光线平行射出 —— u < f v > u（像距大于物距） 正立、放大、虚像 同侧 【深化点拨】 1．两个核心分界点 （1）一倍焦距分虚实：u=f 是实像与虚像的分界点。物距大于一倍焦距成实像，小于一倍焦距成虚像；等于一倍焦距时不成像。 （2）二倍焦距分大小：u=2f 是放大实像与缩小实像的分界点。物距大于二倍焦距成缩小实像，小于二倍焦距（且大于一倍焦距）成放大实像；等于二倍焦距时成等大实像。 2．动态成像规律 （1）实像场景（u>f）：物近像远像变大，物远像近像变小。 物体靠近凸透镜（物距减小），像远离凸透镜（像距增大），像也变大；物体远离透镜，像靠近透镜，像变小。 （2）虚像场景（u<f）：物近像近像变小，物远像远像变大。 物体在一倍焦距以内时，越靠近焦点（物距越大），虚像越大；越靠近透镜，虚像越小。 统一规律：无论实像虚像，物体越靠近焦点，像就越大。 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 2．如图所示，是小明在“探究凸透镜成像的规律”实验中看到的一种成像的情况。此时凸透镜所成的像是_______（选填“实”或“虚”）像，光屏_______（选填“能”或“不能”） 承接到像，当蜡烛逐渐靠近透镜时，像_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。    【虚像与实像比较】 比较维度 实像 虚像 核心定义 由实际光线直接会聚形成的像 由实际光线的反向延长线会聚形成的像 本质区别 像的位置有真实光线交汇 像的位置无真实光线交汇，仅为人眼的视觉感知结果 光屏承接效果 可以用光屏承接，能在光屏上呈现出清晰的像 不能用光屏承接，光屏上无法呈现该像 成像正倒（相对物体） 单个光学元件成像时，通常为倒立的像 单个光学元件成像时，通常为正立的像 形成原理 可通过光的直线传播、光的折射、光的反射形成 可通过光的反射、光的折射形成 观察方式 既可以用光屏承接观察，也可以直接用眼睛观看 只能用眼睛直接观看，无法通过光屏呈现 凸透镜成像规律相关题型的综合应用及解题步骤 1. 成像实验操作与现象分析题：实验要点对应法 （1）核心规则：凸透镜成像实验有固定的操作规范与现象规律，器材调节、焦距测量、成像性质、异常现象均有对应的物理原理与标准结论。 （2）解题方法： 操作目的：烛焰、凸透镜、光屏三者中心调至同一高度→使像成在光屏的中央。 焦距测量：平行光正对凸透镜，会聚形成的最小最亮光斑到透镜光心的距离，即为凸透镜的焦距。 成像判断：先计算物距 u，与焦距 f 对比：u>2f 成倒立、缩小的实像；f<u<2f 成倒立、放大的实像；u<f 成正立、放大的虚像。 异常分析：加入凹透镜→光线被发散，像延后会聚，光屏需向远离透镜方向移动；透镜被部分遮挡→透过的光线减少，像变暗，但像依然完整，不会出现遮挡物的像。 （3）答题示范 错误示范：飞蛾落在凸透镜上，光屏上会出现飞蛾的像。（错在飞蛾在一倍焦距内成虚像，无法呈现在光屏上，仅会遮挡部分光线） 正确示范：飞蛾落在凸透镜上半部分，烛焰的像仍然完整，只是透过透镜的光线减少，因此烛焰的像变暗了一些。 （4）补充提示：透镜破损、遮挡都只会改变像的亮度，不会改变像的大小和完整性；实像可以用光屏承接，虚像不能用光屏承接。 2. 光具座成像规律选择题：物距分界对照法 （1）核心规则：凸透镜成像以 “一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小” 为核心规律；成倒立、缩小实像的条件是物距 u>2f，此时像距在 f 与 2f 之间，对应照相机的工作原理。 （2）解题方法： 定分界：明确题目给出的焦距 f，算出 2f 的数值，确定成像的分界点。 算物距：根据光具座刻度计算物体到透镜的物距 u，判断 u 所处的焦距区间。 判像距：根据物距区间匹配对应的像距范围，判断光屏的移动方向与成像性质。 排选项：逐一核对选项，筛选出符合成像规律的正确选项。 （3）答题示范 错误示范：f=10cm，物距 30cm 时成放大的实像。（错在 u=30cm>2f，应成倒立、缩小的实像） 正确示范：凸透镜位置不动，蜡烛放在 20cm 处，物距 u=30cm>2f，成倒立、缩小的实像，像距在 f~2f 之间，因此需要向左移动光屏承接清晰的像。 （4）补充提示：实像规律速记口诀：物近像远像变大，物远像近像变小；物体向焦点靠近时，像和像距都会同步变大。 3. 成像性质反推焦距题：成像条件列式法 （1）核心规则：不同成像性质对应固定的物距 - 焦距关系，其中成倒立、等大实像时物距 u=2f，是直接计算焦距的核心依据。 （2）解题方法： 定成像：明确题目给出的成像特点（等大实像、放大实像、缩小实像等）。 对关系：匹配对应的物距与焦距的关系：等大实像→u=2f；缩小实像→u>2f；放大实像→f<u<2f；放大虚像→u<f。 算焦距：代入物距数值，计算焦距的具体数值或取值范围。 （3）答题示范 错误示范：物距 14cm 成等大实像，焦距 f=14cm。（错在等大实像时物距等于二倍焦距，而非等于焦距） 正确示范：烛焰离透镜 14cm 时成等大的实像，满足 u=2f=14cm，因此该透镜的焦距 f=7cm。 （4）补充提示：若题目给出放大 / 缩小实像求焦距范围，需根据成像条件列不等式求解，注意区间的边界条件，区分 “大于” 和 “大于等于”。 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”的实验时，老师给同学们准备了凸透镜、凹透镜、光具座、蜡烛、光屏各一个，火柴1盒。 (1)小明在挑选透镜时，把两个透镜甲、乙分别正对太阳光，在光屏上出现了如图甲、乙所示的光斑，你认为他们应该选择___________（选填：“甲”或“乙”）透镜来进行实验； (2)小明在实验中发现所成的像如图丙所示，要使像成在光屏中央，可将蜡烛向___________（选填“上”或“下”）调节。 (3)下表是小明的测量数据： 物距/cm 40.0 34.0 25.5 20.0 19.0 16.5 16.0 11.9 像距/cm 13.3 14.9 16.4 20.0 21.1 25.3 26.6 62.6 像的倒、正 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 像的大小（和物体相比） 极小 很小 较小 等大 较大 很大 特别大 极大 ①根据表中数据，小明所选透镜的焦距是___________。（选填“10cm”或“15cm”） ②根据表中数据，小明找到一条根据物距和像距关系判断像的特点的规律，规律是：当物距大于像距时，成___________的像；当物距小于像距时，成___________的像。（均选填“放大”或“缩小”） 2．小波在做“探究凸透镜成像”的实验中 (1)实验要求烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度，这样做的目的是使像成在___________。 (2)他将凸透镜正对平行光，当光屏移动到图甲所示位置时，屏上呈现出最小最亮的光斑，则此凸透镜的焦距f=___________cm。 (3)将蜡烛放在如图乙所示位置，则光屏上会成倒立、___________的实像。在此基础上将一个凹透镜放在蜡烛与凸透镜之间，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向___________（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动。当光屏上呈现清晰的像时，一只飞蛾飞落在凸透镜上半部分，此时光屏上会出现的现象是______________________。（选填“会有飞蛾的像”、“会出现飞蛾的影子”或“烛焰的像变暗了一些”）。 角度02 凸透镜成实像时的规律 3．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 4．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，光屏上得到一个倒立、等大的实像，若其它条件不变，只将凸透镜更换为焦距更小的透镜，为了观察到清晰的像（     ） A．蜡烛不动，光屏远离透镜 B．光屏不动，蜡烛远离透镜 C．蜡烛不动，光屏靠近透镜 D．蜡烛和光屏都远离透镜 角度03 凸透镜成虚像时的规律 5．将蜡烛a放在凸透镜左侧，人眼通过凸透镜观察到蜡烛经凸透镜所成的像b如图所示，以下说法正确的是（    ） A．人眼可以在蜡烛a的左侧看到所成的像 B．蜡烛a经凸透镜所成的像b是一个倒立、放大的像 C．若将蜡烛a向凸透镜靠近，人眼所观察到的像会变小 D．如果把光屏放在像b的位置，在光屏上可以呈现这个像 6．一物体放在凸透镜前30cm处时，在透镜另一侧的光屏上能呈现放大的实像；若将物体放在凸透镜前12cm处，那么（   ） A．变成放得更大的实像 B．变成与物体等大的实像 C．变成缩小的实像 D．变成放大的虚像 角度04 根据凸透镜的物像关系求凸透镜的焦距 7．在“探究凸透镜成像的规律”时，当烛焰离透镜14cm时成等大的实像，则这个透镜的焦距是（　 　） A．10cm B．7cm C．14cm D．16cm 8．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．15cm C．30cm D．45cm 【例1】( 2026·安徽·中考真题)为了探究凸透镜成像规律，把光具座放在水平桌面上，将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度处，光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜的两侧，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在同一高度。 (1)当蜡烛、凸透镜和光屏位置如图所示时，光屏上有清晰的像。将蜡烛向左移动一段距离，光屏上的像变得模糊，要使光屏上再次成清晰的像，需要将光屏向______移动适当距离； (2)随着蜡烛燃烧变短，光屏上烛焰的像会上移，为了使像仍成在光屏中央，应_______（选填“A”“B”或“C”）； A．把光屏适当向下调节 B．把凸透镜适当向上调节 C．把光屏和凸透镜均适当向下调节 (3)将蜡烛移到刻度处，移去光屏，直接用眼睛透过凸透镜观察烛焰，会看到______（选填“放大”或“缩小”）的像。 【深化点拨】 （1）核心考点锚定 本题围绕凸透镜成像规律的实验展开，全面考查成像动态规律、实验装置调节、特殊物距下的成像性质，是光学实验的核心高频题型，解题核心是熟练运用 “物距 - 像距 - 成像性质” 的对应关系与动态变化规律。 （2）易错警示 动态规律混淆：容易记反物距与像距的变化关系，实像场景牢记口诀 “物近像远像变大，物远像近像变小”。调节方向误区：易误认为 “像上移就把透镜向上调”，正确规律：像偏向哪一侧，透镜就向相反方向调；光屏则向像的同侧调。成像性质易错：物距小于焦距时成虚像，不能用光屏承接，虚像始终正立、放大，与实像 “倒立” 的特点明确区分。 （3）拓展迁移 实验前调节烛焰、透镜、光屏三者中心在同一高度，目的是使像成在光屏中央，避免像偏出光屏无法承接。若透镜上沾了小黑点，光屏上的像仍然完整，只是亮度变暗，因为黑点仅挡住部分光线，不影响成像的完整性。若在蜡烛和透镜间放置近视眼镜（凹透镜），光线会被发散，像会向后移动，光屏需向右移动才能再次承接清晰的像，对应近视眼成像在视网膜前方的光学原理。 【变式1-1】(2026·河南·中考真题)某小组进行“探究凸透镜成像的规律”的实验。 (1)如图1是用同一个凸透镜观察远处树木和近处课本的情景，请由此提出一个可探究的物理问题：___________。 (2)该小组利用如图2的装置进行实验，凸透镜的焦距为，“”形光源的高度为。实验记录表如下： 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 物距 30.0 25.0 20.0 18.0 15.0 10.0 8.0 像距 15.0 16.7 20.0 22.3 30.0 \ \ 像的高度 1.3 1.7 2.5 3.1 5.0 \ \ 像的正倒 倒 倒 倒 倒 倒 \ 正 ①分析实验过程及表格中的信息可以发现：光屏上的像比物小的条件为物距___________（填“大于”或“小于”）；物距越___________，光屏上的像越小。 ②若在第5次实验的基础上，保持凸透镜位置不变，移动“”形光源使物距为，请推测应将光屏向___________（填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向适当移动，光屏上能成清晰的像。 【变式1-2】(2025·青海西宁·中考真题 )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所示时，光屏上承接到清晰的倒立、______的实像。 (3)当蜡烛逐渐靠近凸透镜，应将光屏______（选填“靠近”或“远离”）凸透镜，才能再次承接到清晰的像。 (4)将此凸透镜和光屏分别固定在70cm和75cm刻度线处，再将点燃的蜡烛从20cm刻度线处缓慢移动到60cm刻度线处，在光屏上能承接到______次蜡烛清晰的像。 ⚡基础速刷 1．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 2．关于虚像和实像，下列判断正确的是（     ） A．虚像是人的幻觉并没有光线进入人的眼睛，实像则相反 B．由光的反射而成的像是虚像，由于光的折射成的像一定是实像 C．平面镜成的一定是虚像，凸透镜一定成实像 D．实像能用光屏接到，虚像不能用光屏接收到 3．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 4．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． 5．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 6．凸透镜成像时，缩小实像与放大实像的分界点在物距为凸透镜的____________处；实像和虚像的分界点在物距为凸透镜的____________处。 7．探究凸透镜成像规律时，应将光源、凸透镜和光屏的中心调节在__________；光屏上出现清晰像时，光具座上各元件的位置如图所示，此时像是倒立、__________（选填“缩小”“等大”或“放大”）的实像。 8．如图甲小明同学将放大镜正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，调整放大镜与纸的距离，直到纸上出现一个很小、很亮的光斑，这说明放大镜对光有________作用；接着小明又拿着这个放大镜观察远处的物体如图乙所示，看到的一定是________（选填“实像”或“虚像”）。 🚀能力跃升 9．在“探究凸透镜成像规律”实验中，某小组做了四次实验，并将实验数据记录如表所示（没有记录第4次实验的像距），根据表格中数据，小聪同学做了如下推测，其中正确的是（     ） 次数 1 2 3 4 物距/cm 30 20 15 13 像距/cm 15 20 30 A．该小组使用的凸透镜的焦距为20cm B．做完第1次实验后，保持光源和光屏不变，只移动凸透镜就可以得到第3次的数据 C．放大镜就是根据第4次成像情况工作的 D．从第1次到第3次的过程中，光屏上所成的像逐渐变小 10．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，当蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示时，光屏上承接到烛焰清晰的像。如果把蜡烛移到30cm刻度线上，通过移动光屏，光屏上（     ） A．承接到缩小的像 B．承接到放大的像 C．承接到等大的像 D．不能承接到像 11．某同学在“探究凸透镜成像的规律”实验时，将蜡烛、凸透镜、光屏调试到如图所示的位置；光屏中心正好出现清晰的像（未画出）。下列说法正确的是（     ） A．凸透镜焦距为20 cm B．光屏上的像是倒立、等大的实像 C．蜡烛燃烧变短，光屏上像的位置会下降 D．凸透镜位置不变，将蜡烛移至20 cm刻度处，移动光屏可得到倒立放大的实像 12．在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，将焦距为5cm的凸透镜和蜡烛放在光具座上，位置如图所示，则下列说法正确的是（     ） A．在光屏上能成倒立、缩小的实像 B．在光屏上能成倒立、放大的实像 C．物距是30cm D．蜡烛是放在一倍与两倍焦距之间的 13．在探究“凸透镜成像的规律”实验中，如图所示，光屏接收到一个清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．光屏上的像为倒立、放大的虚像 B．将蜡烛远离凸透镜时，为了在光屏上得到清晰的像，也应该将光屏远离凸透镜 C．保持蜡烛和光屏不动，将凸透镜向右移5cm，可以在光屏上得到清晰等大的实像 D．若用焦距为10cm的凸透镜替换原来的凸透镜进行实验，保持蜡烛不动，为了使光屏上重新出现清晰的像，可以让光屏向靠近凸透镜的方向移动一定距离 14．某实验小组进行“探究凸透镜成像规律”的实验： (1)由图甲可知，该凸透镜的焦距是________cm。 (2)实验时凸透镜与光屏的高度已调好，但烛焰在光屏上的像的位置偏高，说明此时烛焰处于透镜主光轴的________（选填“上”或“下”）方；要调整凸透镜、光屏和烛焰的高度，使它们的中心在同一高度，目的是________，调整后，光屏上恰好得到倒立、等大的像，此时光屏和蜡烛之间的距离是________cm。 (3)如图乙所示，此时人眼应该在________（选填“A”、“B”或“C”）处才能观察到蜡烛的像；调整蜡烛和凸透镜的位置，在光屏上可以看到一个清晰________（选填“正立”或“倒立”）的实像，此时再将蜡烛向右移动到一定位置时，无论怎么移动光屏都无法在光屏上承接到像，可能的原因是________。 15．探究凸透镜成像的规律； (1)如图甲，将一点光源放在如图所示的位置时，向右移动光屏，光屏上始终得到一个与透镜等大的光斑，则该透镜的焦距为__________cm； (2)当把凸透镜、蜡烛固定在如图乙所示位置时，物距为__________，光屏在__________（选填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域内左右移动，才能在光屏上得到清晰的实像； (3)蜡烛保持如图乙的位置不变，将凸透镜由图示位置缓慢向左移至45cm刻度处，以凸透镜为参照物，烛焰的像将向__________（选填“左”或“右”）移动。 (4)光屏上得到完整清晰的像后，如果用一个面积为透镜且不透明的纸板紧贴透镜，将透镜的中间部分遮住，我们将看到烛焰_____个像； (5)为了更好地研究像的上下、左右是否都倒立，可以采用若干个发光二极管组成的__________（选填“A”、“Z”或“P”）字形光源进行实验。 16．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。 🌟思维挑战 17．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 18．某小组将F形光源和光屏分别竖直放置在水平光具座上的A、C位置，B是AC的中点，如图（a）所示。在AB之间朝向A观察，看到的光源形状如图（b）中的甲所示。小光在B处竖直放置一块平面镜，镜面朝向光源；小亮将平面镜更换为一个凸透镜，恰能在光屏上成等大的像；小明将凸透镜更换为一个中心有小圆孔的遮挡板（与光源所在平面平行）。他们都在BC之间观察光屏，分别看到的形状是（    ） A．乙、丙、戊 B．丙、乙、丁 C．丙、丁、丁 D．乙、乙、戊 19．在探究“凸透镜成像的规律”实验时，某小组测量出物距u和像距v的数据，并绘制成如图所示的图像，下列说法中正确的是（　　）    A．该凸透镜的焦距 B．当物距时，成正立、放大的虚像，放大镜利用了这条规律 C．当物距时，成倒立、缩小的实像，幻灯机利用了这条规律 D．物体从距凸透镜30cm处移动到15cm处的过程中，所成的像会逐渐变小 20．将蜡烛放在离凸透镜30cm处，在离凸透镜15cm的光屏上可以得到烛焰的清晰的像，则（） A．凸透镜的焦距是18cm，像是缩小的 B．凸透镜的焦距是10cm，像是缩小的 C．凸透镜的焦距是10cm，像是放大的 D．凸透镜的焦距是18cm，像是放大的 2 / 14 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 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 凸透镜成像的核心规律 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 凸透镜成实像时的规律 角度03 凸透镜成虚像时的规律 角度04 根据凸透镜的物像关系求凸透镜的焦距 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. 能独立完成凸透镜成像实验，规范操作、记录数据。 2. 掌握不同物距下的成像特点，牢记两个分界点。 3. 理解成像的动态变化规律，能解决实际调节问题。 1. 通过分组实验，分区间探究成像特点，归纳总结规律。 2. 借助口诀与表格对比，强化规律记忆。 3. 结合生活实例，深化对规律的理解与应用。 知识导图 考点01 探究凸透镜成像的规律 实验项目 核心内容 说明 实验器材 光具座、凸透镜、蜡烛、光屏、火柴、刻度尺 实验前需已知凸透镜的焦距，常用 f=10cm 的透镜 实验原理 光的折射；利用三条特殊光线成像 实像可由光屏承接，虚像需透过透镜观察 操作步骤 1. 将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上 2. 调节三者中心在同一高度，使像成在光屏中央 3. 固定凸透镜，改变蜡烛位置，移动光屏直到出现最清晰的像 4. 记录物距、像距与成像的正倒、大小、虚实 分 5 种情况实验：u>2f、u=2f、f<u<2f、u=f、u<f 多次实验目的 避免实验偶然性，得出普遍规律 可换用不同焦距的透镜多次实验 【深化点拨】 1．核心操作规范：三心同高 烛焰的中心、凸透镜的光心、光屏的中心必须调节到同一高度，目的是使烛焰的像成在光屏的中央。若蜡烛燃烧变短，烛焰下移，光屏上的像会向上移动；此时可将蜡烛向上调、光屏向上调，或将凸透镜向下调，使像回到光屏中央。 2．实像与虚像的判断方法 （1）实像：能呈现在光屏上，由实际光线会聚而成，倒立，物像异侧。 （2）虚像：不能呈现在光屏上，需透过透镜观察，由光线反向延长线会聚而成，正立，物像同侧。 （3）实验中 u<f 时，无论怎么移动光屏都承接不到像，此时需从光屏一侧透过透镜观察正立放大的虚像。 3．常见故障与原因分析 （1）光屏上始终没有清晰的像：①烛焰、透镜、光屏中心不在同一高度；②蜡烛在一倍焦距以内（成虚像）；③蜡烛在焦点上（不成像）；④光具座长度不足，像距太大无法承接。 （2）像太暗不清晰：①环境光线太亮，可适当遮光；②蜡烛离透镜太远，像太小太暗。 4．实验拓展：光路可逆 当 u>2f 时成清晰的像，保持透镜不动，将蜡烛和光屏位置互换，光屏上依然能成清晰的像，此时物距像距互换，成像大小互换，证明了凸透镜成像时光路可逆。 1．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．光屏上形成清晰的像后，不小心用指尖触碰到了凸透镜，则光屏上会仍有烛焰完整的像但亮度变暗 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．时，为了观察到像，去掉光屏后眼睛在透镜的左侧观察 D．该透镜的焦距为 【答案】A 【解析】A．不小心用指尖遮挡住凸透镜的一部分时，烛焰发出的光仍可以通过凸透镜剩余部分折射会聚成完整的烛焰像，只是透过透镜的总光线减少，所以光屏上仍有完整的烛焰像，仅亮度变暗，故A正确； B．蜡烛燃烧不断变短，烛焰位置向下移动，根据“过光心的光线传播方向不变”，光屏上的像会向上移动，因此要使像成在光屏中央，应该把光屏向上调节，故B错误； C．当时，凸透镜成正立放大的虚像，虚像与物体都在透镜的同侧，因此需要去掉光屏后，眼睛在透镜的右侧对着透镜观察才能看到像，故C错误； D．由图甲可知，凸透镜在刻度处，焦点在刻度处，因此焦距，故D错误。 故选A。 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 【解析】[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。 3．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，如图甲所示，则凸透镜焦距为______cm。 (2)实验时，为了使像成在光屏的中央，调节__________________； (3)图乙中，在光屏上观察到清晰的像，则该像是倒立、______（选填“缩小”或“等大”或“放大”）的实像；将蜡烛移到光具座35cm处，若想在光屏上得到清晰的像，应将光屏向______（选填“左”或“右”）移动，且光屏上的像将会______（选填“变大”或“变小”）。 (4)实验过程中，小悟不小心用手指尖遮住了凸透镜的一部分，这时光屏上______（选填“仍能”或“不能”）成烛焰完整的像。 【答案】(1)10.0 (2)烛焰的中心、凸透镜光心、光屏的中心在同一高度上 (3)等大 右 变大 (4)仍能 【解析】（1）平行光正对凸透镜，最小最亮光斑处为焦点，焦点与凸透镜光心之间的距离为焦距；由甲图可得焦距 （2）实验前需要调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心，使它们大致在同一高度，目的是使烛焰的像成在光屏的中央。 （3）已知，图乙中物距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、等大的实像；将蜡烛移到光具座35cm处，物距减小，根据“物近像远像变大”，像距变大，光屏向右移动，光屏上的像变大。 （4）实验过程中，小悟不小心用手指尖遮住了凸透镜的一部分，烛焰发出的光通过凸透镜的其他部分折射，仍然能够成完整的像，只是像的亮度变暗。 考点02 凸透镜成像的核心规律 物距范围 像距范围 像的性质（正倒 / 大小 / 虚实） 物像位置 u > 2f f < v < 2f 倒立、缩小、实像 异侧 u = 2f v = 2f 倒立、等大、实像 异侧 f < u < 2f v > 2f 倒立、放大、实像 异侧 u = f —— 不成像，光线平行射出 —— u < f v > u（像距大于物距） 正立、放大、虚像 同侧 【深化点拨】 1．两个核心分界点 （1）一倍焦距分虚实：u=f 是实像与虚像的分界点。物距大于一倍焦距成实像，小于一倍焦距成虚像；等于一倍焦距时不成像。 （2）二倍焦距分大小：u=2f 是放大实像与缩小实像的分界点。物距大于二倍焦距成缩小实像，小于二倍焦距（且大于一倍焦距）成放大实像；等于二倍焦距时成等大实像。 2．动态成像规律 （1）实像场景（u>f）：物近像远像变大，物远像近像变小。 物体靠近凸透镜（物距减小），像远离凸透镜（像距增大），像也变大；物体远离透镜，像靠近透镜，像变小。 （2）虚像场景（u<f）：物近像近像变小，物远像远像变大。 物体在一倍焦距以内时，越靠近焦点（物距越大），虚像越大；越靠近透镜，虚像越小。 统一规律：无论实像虚像，物体越靠近焦点，像就越大。 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 【解析】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。 2．如图所示，是小明在“探究凸透镜成像的规律”实验中看到的一种成像的情况。此时凸透镜所成的像是_______（选填“实”或“虚”）像，光屏_______（选填“能”或“不能”） 承接到像，当蜡烛逐渐靠近透镜时，像_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。    【答案】 虚 不能 变小 【解析】[1][2][3]蜡烛在凸透镜的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，凸透镜成虚像时，物距越小，像越小，当蜡烛逐渐靠近透镜时，像变小。 【虚像与实像比较】 比较维度 实像 虚像 核心定义 由实际光线直接会聚形成的像 由实际光线的反向延长线会聚形成的像 本质区别 像的位置有真实光线交汇 像的位置无真实光线交汇，仅为人眼的视觉感知结果 光屏承接效果 可以用光屏承接，能在光屏上呈现出清晰的像 不能用光屏承接，光屏上无法呈现该像 成像正倒（相对物体） 单个光学元件成像时，通常为倒立的像 单个光学元件成像时，通常为正立的像 形成原理 可通过光的直线传播、光的折射、光的反射形成 可通过光的反射、光的折射形成 观察方式 既可以用光屏承接观察，也可以直接用眼睛观看 只能用眼睛直接观看，无法通过光屏呈现 凸透镜成像规律相关题型的综合应用及解题步骤 1. 成像实验操作与现象分析题：实验要点对应法 （1）核心规则：凸透镜成像实验有固定的操作规范与现象规律，器材调节、焦距测量、成像性质、异常现象均有对应的物理原理与标准结论。 （2）解题方法： 操作目的：烛焰、凸透镜、光屏三者中心调至同一高度→使像成在光屏的中央。 焦距测量：平行光正对凸透镜，会聚形成的最小最亮光斑到透镜光心的距离，即为凸透镜的焦距。 成像判断：先计算物距 u，与焦距 f 对比：u>2f 成倒立、缩小的实像；f<u<2f 成倒立、放大的实像；u<f 成正立、放大的虚像。 异常分析：加入凹透镜→光线被发散，像延后会聚，光屏需向远离透镜方向移动；透镜被部分遮挡→透过的光线减少，像变暗，但像依然完整，不会出现遮挡物的像。 （3）答题示范 错误示范：飞蛾落在凸透镜上，光屏上会出现飞蛾的像。（错在飞蛾在一倍焦距内成虚像，无法呈现在光屏上，仅会遮挡部分光线） 正确示范：飞蛾落在凸透镜上半部分，烛焰的像仍然完整，只是透过透镜的光线减少，因此烛焰的像变暗了一些。 （4）补充提示：透镜破损、遮挡都只会改变像的亮度，不会改变像的大小和完整性；实像可以用光屏承接，虚像不能用光屏承接。 2. 光具座成像规律选择题：物距分界对照法 （1）核心规则：凸透镜成像以 “一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小” 为核心规律；成倒立、缩小实像的条件是物距 u>2f，此时像距在 f 与 2f 之间，对应照相机的工作原理。 （2）解题方法： 定分界：明确题目给出的焦距 f，算出 2f 的数值，确定成像的分界点。 算物距：根据光具座刻度计算物体到透镜的物距 u，判断 u 所处的焦距区间。 判像距：根据物距区间匹配对应的像距范围，判断光屏的移动方向与成像性质。 排选项：逐一核对选项，筛选出符合成像规律的正确选项。 （3）答题示范 错误示范：f=10cm，物距 30cm 时成放大的实像。（错在 u=30cm>2f，应成倒立、缩小的实像） 正确示范：凸透镜位置不动，蜡烛放在 20cm 处，物距 u=30cm>2f，成倒立、缩小的实像，像距在 f~2f 之间，因此需要向左移动光屏承接清晰的像。 （4）补充提示：实像规律速记口诀：物近像远像变大，物远像近像变小；物体向焦点靠近时，像和像距都会同步变大。 3. 成像性质反推焦距题：成像条件列式法 （1）核心规则：不同成像性质对应固定的物距 - 焦距关系，其中成倒立、等大实像时物距 u=2f，是直接计算焦距的核心依据。 （2）解题方法： 定成像：明确题目给出的成像特点（等大实像、放大实像、缩小实像等）。 对关系：匹配对应的物距与焦距的关系：等大实像→u=2f；缩小实像→u>2f；放大实像→f<u<2f；放大虚像→u<f。 算焦距：代入物距数值，计算焦距的具体数值或取值范围。 （3）答题示范 错误示范：物距 14cm 成等大实像，焦距 f=14cm。（错在等大实像时物距等于二倍焦距，而非等于焦距） 正确示范：烛焰离透镜 14cm 时成等大的实像，满足 u=2f=14cm，因此该透镜的焦距 f=7cm。 （4）补充提示：若题目给出放大 / 缩小实像求焦距范围，需根据成像条件列不等式求解，注意区间的边界条件，区分 “大于” 和 “大于等于”。 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”的实验时，老师给同学们准备了凸透镜、凹透镜、光具座、蜡烛、光屏各一个，火柴1盒。 (1)小明在挑选透镜时，把两个透镜甲、乙分别正对太阳光，在光屏上出现了如图甲、乙所示的光斑，你认为他们应该选择___________（选填：“甲”或“乙”）透镜来进行实验； (2)小明在实验中发现所成的像如图丙所示，要使像成在光屏中央，可将蜡烛向___________（选填“上”或“下”）调节。 (3)下表是小明的测量数据： 物距/cm 40.0 34.0 25.5 20.0 19.0 16.5 16.0 11.9 像距/cm 13.3 14.9 16.4 20.0 21.1 25.3 26.6 62.6 像的倒、正 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 像的大小（和物体相比） 极小 很小 较小 等大 较大 很大 特别大 极大 ①根据表中数据，小明所选透镜的焦距是___________。（选填“10cm”或“15cm”） ②根据表中数据，小明找到一条根据物距和像距关系判断像的特点的规律，规律是：当物距大于像距时，成___________的像；当物距小于像距时，成___________的像。（均选填“放大”或“缩小”） 【答案】(1)乙 (2)上 (3) 10cm 缩小 放大 【解析】（1）凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。正对太阳光时，甲的光斑比透镜口径大，说明光线被发散，是凹透镜；乙的光斑是光线会聚形成的更小的亮斑，是凸透镜，本实验需要选用凸透镜，因此选乙。 （2）为使像能成在光屏的中心，应调整烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度上，烛焰在光屏上的像偏高，因为凸透镜成倒立的实像，所以是因为烛焰相对于凸透镜靠下，因此为使像能成在光屏的中央，可以向上移动蜡烛。 （3）根据凸透镜成像规律，当物距时，成倒立等大的实像，此时像距。表格中物距20.0cm时，像距也为20.0cm，因此，得焦距。 观察表格数据：物距大于像距时，比如物距40.0cm、像距13.3cm，对应的像比物体小，是缩小的像；物距小于像距时，比如物距16.0cm、像距26.6cm，对应的像比物体大，是放大的像。 2．小波在做“探究凸透镜成像”的实验中 (1)实验要求烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度，这样做的目的是使像成在___________。 (2)他将凸透镜正对平行光，当光屏移动到图甲所示位置时，屏上呈现出最小最亮的光斑，则此凸透镜的焦距f=___________cm。 (3)将蜡烛放在如图乙所示位置，则光屏上会成倒立、___________的实像。在此基础上将一个凹透镜放在蜡烛与凸透镜之间，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向___________（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动。当光屏上呈现清晰的像时，一只飞蛾飞落在凸透镜上半部分，此时光屏上会出现的现象是______________________。（选填“会有飞蛾的像”、“会出现飞蛾的影子”或“烛焰的像变暗了一些”）。 【答案】(1)光屏的中央 (2)11.0 (3) 放大 远离 烛焰的像变暗了一些 【解析】（1）实验时，调节烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度，这样做的目的是使像成在光屏的中央位置，便于观察成像情况｡ （2）凸透镜正对平行光，平行光线平行于主光轴，经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是 （3）由图乙知，物距为16cm，在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，则光屏上会成倒立放大的实像，像在二倍焦距以外。凹透镜对光线有发散作用，在此基础上将一个凹透镜放在蜡烛与凸透镜之间，像距变大，则若仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向远离透镜的方向移动。 当光屏上呈现清晰的像时，一只飞蛾飞落在凸透镜上半部分，烛焰的光线仍能通过透镜其它部分发生折射，折射光线减少，此时光屏上会出现的现象是烛焰的像变暗了一些，但像仍是完整的；飞蛾落在透镜上半部分，飞蛾到焦点的距离小于焦距，飞蛾的像是虚像，像和飞蛾在透镜的同一侧，因此光屏上不会有飞蛾的像，也不会出现飞蛾的影子。 角度02 凸透镜成实像时的规律 3．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 【解析】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。 4．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，光屏上得到一个倒立、等大的实像，若其它条件不变，只将凸透镜更换为焦距更小的透镜，为了观察到清晰的像（     ） A．蜡烛不动，光屏远离透镜 B．光屏不动，蜡烛远离透镜 C．蜡烛不动，光屏靠近透镜 D．蜡烛和光屏都远离透镜 【答案】C 【解析】换成焦距更小的凸透镜，透镜折光能力变强；蜡烛不动（物距不变），光线会提前会聚，清晰的像会成在原光屏前方。 若蜡烛不动，需要将光屏靠近透镜，才能承接清晰的实像； 若光屏不动，根据“物近像远像变大”，要让像向后移动到光屏位置，需要减小物距（蜡烛靠近透镜）。 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 角度03 凸透镜成虚像时的规律 5．将蜡烛a放在凸透镜左侧，人眼通过凸透镜观察到蜡烛经凸透镜所成的像b如图所示，以下说法正确的是（    ） A．人眼可以在蜡烛a的左侧看到所成的像 B．蜡烛a经凸透镜所成的像b是一个倒立、放大的像 C．若将蜡烛a向凸透镜靠近，人眼所观察到的像会变小 D．如果把光屏放在像b的位置，在光屏上可以呈现这个像 【答案】C 【解析】AB．由图可知，此时u<f，成正立放大的虚像，人眼应在凸透镜的右侧通过凸透镜观察所成的像，故AB错误； C．因为物体越靠近焦点像越大，故将蜡烛a向凸透镜靠近，会远离焦点，人眼所观察到的像会变小，故C正确； D．因所成的是虚像，虚像不能呈现在光屏上，故把光屏放在像b的位置，在光屏上不可以呈现这个像，故D错误。 故选C。 6．一物体放在凸透镜前30cm处时，在透镜另一侧的光屏上能呈现放大的实像；若将物体放在凸透镜前12cm处，那么（   ） A．变成放得更大的实像 B．变成与物体等大的实像 C．变成缩小的实像 D．变成放大的虚像 【答案】D 【解析】一物体放在凸透镜前30cm处时，在透镜另一侧的光屏上能呈现放大的实像，说明此时透镜的物距在一倍焦距和二倍焦距之间，即，且 故 如果将物体放在凸透镜前12cm，因为 故此时物距在一倍焦距以内，此时将成正立放大的虚像，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 角度04 根据凸透镜的物像关系求凸透镜的焦距 7．在“探究凸透镜成像的规律”时，当烛焰离透镜14cm时成等大的实像，则这个透镜的焦距是（　 　） A．10cm B．7cm C．14cm D．16cm 【答案】B 【解析】根据凸透镜成像规律：当烛焰到凸透镜的物距时，成倒立、等大的实像。 本题中物距，对应成等大实像，因此，解得焦距。 故选B。 8．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．15cm C．30cm D．45cm 【答案】A 【解析】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。 【例1】( 2026·安徽·中考真题)为了探究凸透镜成像规律，把光具座放在水平桌面上，将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度处，光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜的两侧，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在同一高度。 (1)当蜡烛、凸透镜和光屏位置如图所示时，光屏上有清晰的像。将蜡烛向左移动一段距离，光屏上的像变得模糊，要使光屏上再次成清晰的像，需要将光屏向______移动适当距离； (2)随着蜡烛燃烧变短，光屏上烛焰的像会上移，为了使像仍成在光屏中央，应_______（选填“A”“B”或“C”）； A．把光屏适当向下调节 B．把凸透镜适当向上调节 C．把光屏和凸透镜均适当向下调节 (3)将蜡烛移到刻度处，移去光屏，直接用眼睛透过凸透镜观察烛焰，会看到______（选填“放大”或“缩小”）的像。 【答案】(1)左 (2)C (3)放大 【解析】（1）将蜡烛向左移动一段距离，物距变大，根据凸透镜成实像的规律，像距变小，则光屏上的像变得模糊，所以要使光屏上再次成清晰的像，需要将光屏向左移动适当距离。 （2）随着蜡烛燃烧变短，光屏上烛焰的像会上移，为了使像仍成在光屏中央，根据过光心的光线传播方向不变，应把光屏适当向上调节，或者把凸透镜适当向下调节，或者把光屏和凸透镜均适当向下调节，故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 （3）将蜡烛移到45cm刻度处，物距 根据凸透镜成像规律，移去光屏，直接用眼睛透过凸透镜观察烛焰，会看到正立、放大的像。 【深化点拨】 （1）核心考点锚定 本题围绕凸透镜成像规律的实验展开，全面考查成像动态规律、实验装置调节、特殊物距下的成像性质，是光学实验的核心高频题型，解题核心是熟练运用 “物距 - 像距 - 成像性质” 的对应关系与动态变化规律。 （2）易错警示 动态规律混淆：容易记反物距与像距的变化关系，实像场景牢记口诀 “物近像远像变大，物远像近像变小”。调节方向误区：易误认为 “像上移就把透镜向上调”，正确规律：像偏向哪一侧，透镜就向相反方向调；光屏则向像的同侧调。成像性质易错：物距小于焦距时成虚像，不能用光屏承接，虚像始终正立、放大，与实像 “倒立” 的特点明确区分。 （3）拓展迁移 实验前调节烛焰、透镜、光屏三者中心在同一高度，目的是使像成在光屏中央，避免像偏出光屏无法承接。若透镜上沾了小黑点，光屏上的像仍然完整，只是亮度变暗，因为黑点仅挡住部分光线，不影响成像的完整性。若在蜡烛和透镜间放置近视眼镜（凹透镜），光线会被发散，像会向后移动，光屏需向右移动才能再次承接清晰的像，对应近视眼成像在视网膜前方的光学原理。 【变式1-1】(2026·河南·中考真题)某小组进行“探究凸透镜成像的规律”的实验。 (1)如图1是用同一个凸透镜观察远处树木和近处课本的情景，请由此提出一个可探究的物理问题：___________。 (2)该小组利用如图2的装置进行实验，凸透镜的焦距为，“”形光源的高度为。实验记录表如下： 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 物距 30.0 25.0 20.0 18.0 15.0 10.0 8.0 像距 15.0 16.7 20.0 22.3 30.0 \ \ 像的高度 1.3 1.7 2.5 3.1 5.0 \ \ 像的正倒 倒 倒 倒 倒 倒 \ 正 ①分析实验过程及表格中的信息可以发现：光屏上的像比物小的条件为物距___________（填“大于”或“小于”）；物距越___________，光屏上的像越小。 ②若在第5次实验的基础上，保持凸透镜位置不变，移动“”形光源使物距为，请推测应将光屏向___________（填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向适当移动，光屏上能成清晰的像。 【答案】(1)凸透镜成像的大小与物距有什么关系？ (2)大于 大 远离 【解析】（1）由图1可知左边观察到的树木是倒立的，右边观察到的字是放大正立的，可以从这两个角度提出物理问题。 （2）已知凸透镜焦距，则 从表格的数据看，当物距大于20cm时，像的高度小于物体高度，成倒立缩小的实像。且物距越大，像距越小，像的高度越小，即物距越大，光屏上的像越小；第五次实验的物距，移动“”形光源使物距为，此时物距还在一倍焦距到二倍焦距之内，可以在光屏上成像。根据“物近像远像变大”的规律，物距变小，像距需要增大，因此光屏应该向远离凸透镜的方向移动。 【变式1-2】(2025·青海西宁·中考真题 )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所示时，光屏上承接到清晰的倒立、______的实像。 (3)当蜡烛逐渐靠近凸透镜，应将光屏______（选填“靠近”或“远离”）凸透镜，才能再次承接到清晰的像。 (4)将此凸透镜和光屏分别固定在70cm和75cm刻度线处，再将点燃的蜡烛从20cm刻度线处缓慢移动到60cm刻度线处，在光屏上能承接到______次蜡烛清晰的像。 【答案】(1)高度 (2)缩小 (3)远离 (4)0 【解析】（1）为了使像成在光屏的中央，在实验时，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、透镜和光屏三者的中心在同一高度。 （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）根据“成实像时，物近像远像变大”可知，当蜡烛逐渐靠近凸透镜，像将远离光屏，且像变大，所以应将光屏远离凸透镜，才能再次承接到清晰的像。 （4）由图可知，u=50cm-20cm=30cm>2f v=65cm-50cm=15cm且f<15cm<2f 解得7.5cm<f<15cm。 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。 ⚡基础速刷 1．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 【解析】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。 2．关于虚像和实像，下列判断正确的是（     ） A．虚像是人的幻觉并没有光线进入人的眼睛，实像则相反 B．由光的反射而成的像是虚像，由于光的折射成的像一定是实像 C．平面镜成的一定是虚像，凸透镜一定成实像 D．实像能用光屏接到，虚像不能用光屏接收到 【答案】D 【解析】A．虚像是光线进入人眼后，人眼逆着光线的反向延长线感知到的像，有光线进入人眼，不是幻觉，故A错误； B．光的折射可以成虚像，例如放大镜成的正立放大的像就是折射形成的虚像，因此折射成的像不一定是实像，故B错误； C．当物距小于凸透镜一倍焦距时，凸透镜成正立放大的虚像，因此凸透镜不一定成实像，故C错误； D．实像是实际光线会聚形成的，能用光屏承接，虚像是光线的反向延长线会聚形成的，不能用光屏承接，故D正确。 故选D。 3．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 【解析】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。 4．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 【解析】“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。 5．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 【解析】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。 6．凸透镜成像时，缩小实像与放大实像的分界点在物距为凸透镜的____________处；实像和虚像的分界点在物距为凸透镜的____________处。 【答案】 二倍焦距 一倍焦距 【解析】根据凸透镜成像规律，物距大于二倍焦距时成缩小实像，物距在一倍焦距和二倍焦距之间时成放大实像，故缩小实像与放大实像的分界点为二倍焦距处； 物距大于一倍焦距时成实像，物距小于一倍焦距时成虚像，故实像和虚像的分界点为一倍焦距处。 7．探究凸透镜成像规律时，应将光源、凸透镜和光屏的中心调节在__________；光屏上出现清晰像时，光具座上各元件的位置如图所示，此时像是倒立、__________（选填“缩小”“等大”或“放大”）的实像。 【答案】 同一高度 缩小 【解析】在探究凸透镜成像规律的实验中，为了使像能够成在光屏的中央，便于观察，应将光源、凸透镜和光屏的中心调节在同一高度； 由图可知，光源位于20.0cm刻度处，凸透镜位于50.0cm刻度处，则物距为 光屏位于刻度处，则像距为 因为物距大于像距，即，根据凸透镜成像规律可知，此时光屏上成倒立、缩小的实像。 8．如图甲小明同学将放大镜正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，调整放大镜与纸的距离，直到纸上出现一个很小、很亮的光斑，这说明放大镜对光有________作用；接着小明又拿着这个放大镜观察远处的物体如图乙所示，看到的一定是________（选填“实像”或“虚像”）。 【答案】 会聚 实像 【解析】放大镜为凸透镜，太阳光相当于平行光，经过凸透镜后，光线会聚起来，这说明了放大镜对光有会聚作用；小明又拿着这个放大镜观察远处的物体，此时物距大于2倍焦距，根据凸透镜成像原理，此时成倒立、缩小的实像，所以看到的是实像。 🚀能力跃升 9．在“探究凸透镜成像规律”实验中，某小组做了四次实验，并将实验数据记录如表所示（没有记录第4次实验的像距），根据表格中数据，小聪同学做了如下推测，其中正确的是（     ） 次数 1 2 3 4 物距/cm 30 20 15 13 像距/cm 15 20 30 A．该小组使用的凸透镜的焦距为20cm B．做完第1次实验后，保持光源和光屏不变，只移动凸透镜就可以得到第3次的数据 C．放大镜就是根据第4次成像情况工作的 D．从第1次到第3次的过程中，光屏上所成的像逐渐变小 【答案】B 【解析】A．由第2次实验数据，，，根据凸透镜成像规律，当 时成等大倒立实像，得，故A错误； B．第1次实验物屏总距 第3次实验物屏总距 ，根据光路可逆原理，保持光源和光屏不变，移动透镜可实现两次成像，故B正确； C．第4次物距，满足 成倒立放大实像，对应投影仪工作原理，放大镜成像条件为，故C错误； D．第1到3次实验，物距始终大于，物距逐渐减小，根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”，像逐渐变大，故D错误。 故选B。 10．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，当蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示时，光屏上承接到烛焰清晰的像。如果把蜡烛移到30cm刻度线上，通过移动光屏，光屏上（     ） A．承接到缩小的像 B．承接到放大的像 C．承接到等大的像 D．不能承接到像 【答案】D 【解析】由图可知，物距 像距 此时 解得 把蜡烛移到30cm刻度线上时，物距 因为 此时不成像，光屏上不能承接到像，故ABC错误，D正确。 故选D。 11．某同学在“探究凸透镜成像的规律”实验时，将蜡烛、凸透镜、光屏调试到如图所示的位置；光屏中心正好出现清晰的像（未画出）。下列说法正确的是（     ） A．凸透镜焦距为20 cm B．光屏上的像是倒立、等大的实像 C．蜡烛燃烧变短，光屏上像的位置会下降 D．凸透镜位置不变，将蜡烛移至20 cm刻度处，移动光屏可得到倒立放大的实像 【答案】D 【解析】AB．根据凸透镜成像原理，由图可知，物距为40cm，像距为30cm，此时物距大于像距，成倒立缩小的实像。物距和像距与焦距的关系有，，可得出，故AB错误； C．蜡烛向下，光线经透镜后像会向上移动，光屏上像会上升，故C错误； D．将蜡烛移至20 cm刻度处时，物距为，此时，移动光屏可以得到倒立放大的实像，故D正确。 故选D。 12．在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，将焦距为5cm的凸透镜和蜡烛放在光具座上，位置如图所示，则下列说法正确的是（     ） A．在光屏上能成倒立、缩小的实像 B．在光屏上能成倒立、放大的实像 C．物距是30cm D．蜡烛是放在一倍与两倍焦距之间的 【答案】A 【解析】由图可知，蜡烛在12cm刻度处，凸透镜在30cm刻度处，物距 已知 ，则 因为 ，即 ，蜡烛在两倍焦距以外，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像。故A正确，BCD错误。 故选A。 13．在探究“凸透镜成像的规律”实验中，如图所示，光屏接收到一个清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．光屏上的像为倒立、放大的虚像 B．将蜡烛远离凸透镜时，为了在光屏上得到清晰的像，也应该将光屏远离凸透镜 C．保持蜡烛和光屏不动，将凸透镜向右移5cm，可以在光屏上得到清晰等大的实像 D．若用焦距为10cm的凸透镜替换原来的凸透镜进行实验，保持蜡烛不动，为了使光屏上重新出现清晰的像，可以让光屏向靠近凸透镜的方向移动一定距离 【答案】D 【解析】A．虚像无法在光屏上承接，当前物距小于像距，成倒立、放大的实像，并非虚像，故A错误； B．将蜡烛远离凸透镜时，即增大物距，由凸透镜成实像时“物远像近像变小”可知，应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像，故B错误； C．凸透镜成倒立等大实像的条件是，物距加像距的总距离需满足。此时保持蜡烛和光屏不动，蜡烛和光屏距离大于，只移动凸透镜，不可能在光屏上得到清晰等大的实像，故C错误； D．由图可知，物距为 像距为 物距小于像距，成的是倒立、放大的实像，此时物距① 像距② 由①②得到，用焦距为10cm的凸透镜替换原来的凸透镜，凸透镜的焦距变小，聚光能力变强，所以像将向前移动，为了使光屏上重新出现清晰的像，可以让光屏向靠近凸透镜的方向移动一定距离，故D正确。 故选D。 14．某实验小组进行“探究凸透镜成像规律”的实验： (1)由图甲可知，该凸透镜的焦距是________cm。 (2)实验时凸透镜与光屏的高度已调好，但烛焰在光屏上的像的位置偏高，说明此时烛焰处于透镜主光轴的________（选填“上”或“下”）方；要调整凸透镜、光屏和烛焰的高度，使它们的中心在同一高度，目的是________，调整后，光屏上恰好得到倒立、等大的像，此时光屏和蜡烛之间的距离是________cm。 (3)如图乙所示，此时人眼应该在________（选填“A”、“B”或“C”）处才能观察到蜡烛的像；调整蜡烛和凸透镜的位置，在光屏上可以看到一个清晰________（选填“正立”或“倒立”）的实像，此时再将蜡烛向右移动到一定位置时，无论怎么移动光屏都无法在光屏上承接到像，可能的原因是________。 【答案】(1)10.0 (2) 下 使像成在光屏中央 40.0 (3) B 倒立 物距小于一倍焦距，成虚像 【解析】（1）平行于主光轴的光经凸透镜后会聚在焦点上，焦点到透镜光心的距离就是焦距。图甲中凸透镜在50.0cm刻度处，光屏在60.0cm刻度处，因此凸透镜的焦距为 （2）凸透镜成倒立的实像时，像的位置偏高，说明烛焰相对于主光轴位置偏低，处于主光轴下方； 调整烛焰、凸透镜、光屏中心在同一高度，目的是使像成在光屏的中央，便于观察； 根据凸透镜成像规律，当光屏上成倒立等大的实像时，此时像距等于物距，且都等于二倍焦距，因此蜡烛到光屏的总距离为 （3）图乙中蜡烛在透镜的一倍焦距以内，此时凸透镜成正立放大的虚像，虚像和蜡烛在透镜的同一侧，因此人眼需要在光屏一侧向透镜方向去观察虚像，即B处； 虚像不能在光屏上呈现，调整位置后光屏承接的都是实像，根据凸透镜成像规律可知，凸透镜的实像全都是倒立的； 当蜡烛右移后物距小于一倍焦距时，透镜成虚像，虚像无法被光屏承接，此时无论怎么移动光屏都不能承接到像。 15．探究凸透镜成像的规律； (1)如图甲，将一点光源放在如图所示的位置时，向右移动光屏，光屏上始终得到一个与透镜等大的光斑，则该透镜的焦距为__________cm； (2)当把凸透镜、蜡烛固定在如图乙所示位置时，物距为__________，光屏在__________（选填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域内左右移动，才能在光屏上得到清晰的实像； (3)蜡烛保持如图乙的位置不变，将凸透镜由图示位置缓慢向左移至45cm刻度处，以凸透镜为参照物，烛焰的像将向__________（选填“左”或“右”）移动。 (4)光屏上得到完整清晰的像后，如果用一个面积为透镜且不透明的纸板紧贴透镜，将透镜的中间部分遮住，我们将看到烛焰_____个像； (5)为了更好地研究像的上下、左右是否都倒立，可以采用若干个发光二极管组成的__________（选填“A”、“Z”或“P”）字形光源进行实验。 【答案】(1)15 (2) 35cm Ⅱ (3)右 (4)1 (5)P 【解析】（1）当点光源位于凸透镜的焦点时，它发出的光经透镜后变为平行光，在光屏上形成与透镜等大的光斑，且移动光屏光斑大小不变。因此，点光源到透镜的距离即为焦距，焦距为 （2）[1]如图乙所示位置时，物距为 [2]物距大于两倍焦距，像距在一倍焦距和两倍焦距之间，即在Ⅱ区域内左右移动，才能在光屏上得到清晰的实像。 （3）初始时成实像，烛焰与像的移动方向相同（物近像远像变大）。当凸透镜向左移至45 cm刻度处（物距减小），像距会增大，即像向右远离透镜。题目要求“以凸透镜为参照物”，即观察像相对于透镜的位置变化：透镜左移，像右移，故像向右移动。 （4）凸透镜成实像是由物体各点发出的无数条光线经透镜折射后会聚而成。用不透明纸板遮住透镜中间部分，剩余部分仍能折射光线，物体上每点的光线仍可通过未遮挡区域会聚成完整的像，只是通过的光线减少，像的亮度变暗。因此光屏上仍看到 一个完整的像，不会变成多个像。 （5）A字形光源无法研究像的左右关系，Z字形光源无法研究像是否倒立，故为了更好地研究像的上下、左右是否都倒立，需要选择P字形光源进行实验。 16．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 【解析】（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 🌟思维挑战 17．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 【解析】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……② 联立式①②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。 18．某小组将F形光源和光屏分别竖直放置在水平光具座上的A、C位置，B是AC的中点，如图（a）所示。在AB之间朝向A观察，看到的光源形状如图（b）中的甲所示。小光在B处竖直放置一块平面镜，镜面朝向光源；小亮将平面镜更换为一个凸透镜，恰能在光屏上成等大的像；小明将凸透镜更换为一个中心有小圆孔的遮挡板（与光源所在平面平行）。他们都在BC之间观察光屏，分别看到的形状是（    ） A．乙、丙、戊 B．丙、乙、丁 C．丙、丁、丁 D．乙、乙、戊 【答案】C 【解析】B处放平面镜（小光）， 由于平面镜不透光，镜面朝向光源，会将光源的光线全部反射回左侧，光线无法到达右侧C位置的光屏，因此光屏上没有光源的像，看到的就是光屏本身的纹理，对应形状丙；B处放凸透镜（小亮） ，B是AC中点，物距，像距，因此像距等于物距，此时恰能成等大的像，根据凸透镜成像规律，说明物距等于像距等于凸透镜2倍焦距，此时成倒立、等大的实像，“倒立”指上下、左右都颠倒，原光源是甲的F形，上下左右都颠倒后成在光屏上，对应形状丁；B处放带小圆孔的遮挡板（小明）， 小孔成像的原理是光的直线传播，成倒立的实像，由于物距等于像距，像和物应等大，同样是上下左右都颠倒的F形，对应形状丁。故选C。 19．在探究“凸透镜成像的规律”实验时，某小组测量出物距u和像距v的数据，并绘制成如图所示的图像，下列说法中正确的是（　　）    A．该凸透镜的焦距 B．当物距时，成正立、放大的虚像，放大镜利用了这条规律 C．当物距时，成倒立、缩小的实像，幻灯机利用了这条规律 D．物体从距凸透镜30cm处移动到15cm处的过程中，所成的像会逐渐变小 【答案】B 【分析】先通过图像中物距与像距相等的特征点，结合凸透镜成像规律求出焦距；再分别依据不同物距范围下的成像特点，判断对应像的性质与实际应用；最后结合实像的动态变化规律，分析物距减小时像的变化情况，以此完成对各选项的正误判断。 【解析】A．据凸透镜成像规律可知，当 时成倒立、等大的实像。由图可知，即，解得，故A错误； B．当物距，物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，放大镜应用此规律，故B正确； C．当物距时，物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机，故C错误； D．物体从距凸透镜30cm处移动到15cm处的过程中，物距始终大于焦距，成实像，凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大，故D错误。 故选B。 20．将蜡烛放在离凸透镜30cm处，在离凸透镜15cm的光屏上可以得到烛焰的清晰的像，则（） A．凸透镜的焦距是18cm，像是缩小的 B．凸透镜的焦距是10cm，像是缩小的 C．凸透镜的焦距是10cm，像是放大的 D．凸透镜的焦距是18cm，像是放大的 【答案】B 【解析】物距u=30cm，像距v=15cm，实像中u>v，对应凸透镜成像规律为、，成倒立、缩小的实像。 AD．若f=18cm，则，物距u=30cm，满足，此时应成放大的实像，且像距需，与题干v=15cm矛盾，故AD不符合题意； BC．若f=10cm，则，物距，像距v=15cm，满足，即，符合“成倒立、缩小的实像”的条件，故C不符合题意，B符合题意。 故选B。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $