第3节 凸透镜成像的规律（模型与方法）物理人教版八年级上册

第3节 凸透镜成像的规律 ( 模型破解 规范思维路径，强化科学逻辑 …………………………………………………… … ………… 01 ~ 41 模型 0 1. 实验探究凸透镜成像规律 —— 仪器摆放 ……………………………………………………… 01 模型02. 实验探究凸透镜成像规律 —— 成像原理 ……………………………………………………… 04 模型03.实验探究凸透镜成像规律 —— 烛像移动 …… ………………………………………………… 08 模型04.实验探究凸透镜成像规律 —— 加装镜片 ……………………………………………………… 11 模型05. 实验探究凸透镜成像规律 —— 部分遮挡 ……………………………………………………… 1 6 模型06.实验探究凸透镜成像规律 —— 水透镜 ………………………………………………………… 19 模型07.凸透镜成像规律 —— 根据成像性质判断 υ 、 u 、 f …………………………………………… 22 模型08.凸透镜成像规律 —— 根据 υ 、 u 、 f 判断成像性质 …………………………………………… 24 模型09.凸透镜成像规律 —— υ 、 u 位置互换 …………………………………………………………… 27 模型 10 .凸透镜成像规律 —— υ - u 图像 ………………………………………………………………… 30 模型1 1 .凸透镜成像规律 —— 求焦距 f 范围 …………………………………………………………… 33 模型1 2 .凸透镜成像规律 —— 实像和虚像 ……………………………………………………………… 35 模型1 3 .凸透镜成像规律 —— 动态变化 ………………………………………………………………… 36 模型1 4 .凸透镜成像规律 —— 生活 应用 ………………………………………………………………… 39 真题演练 熟悉考试形式，提升实战能力 ………… …… ……………………………………… … ……… 41 ~ 46 分层练测 实现精准提效，最终整体达标 ………………………………………………………………… 4 7 ~ 60 基础夯实 …………………………………………………………………………………… 4 7 ~ 53 培优拔高 …………………………………………………………………………………… 5 3 ~ 60 ) 模型01.实验探究凸透镜成像规律——仪器摆放 ( 技巧： 摆放顺序 ‌ ：在光具座上从左到右依次放 ‌ 蜡烛（或 F 形光源）、凸透镜、光屏 ‌ ，三者要在同一直线上。顺序不能乱，凸透镜必须放在中间。 ) ( ‌ 调整高度 ‌ ：点燃蜡烛后，调整烛焰中心、凸透镜光心、光屏中心，让三者 ‌ 大致在同一高度 ‌ （也叫 “ 三心同高 ” ），目的是让像成在光屏中央，方便观察。 ‌ 口诀： 三心同高一线牵，烛焰透镜光屏连， 同轴摆放无高低，成像稳稳落屏间。 提醒： 光屏上找不到像，常见原因有 “ 三心 ” 不在同一高度、蜡烛在焦点上或焦点以内（成虚像或不成像）、物距和像距不匹配等。 ‌‌ ) 【例1】（2026·江苏徐州）如图所示为“探究凸透镜成像规律”的实验。组装器材时，应调节烛焰、__________和光屏的中心在同一高度。实验中当光屏处于成像位置时，光屏上的像很清晰，此时向左或向右移动光屏，像都会变_________。当物距小到一定程度时，就不能从光屏上观察到像，此时应该从凸透镜的_________侧直接通过凸透镜观察像。 【答案】凸透镜；模糊；右 【解析】探究凸透镜成像规律实验中，烛焰、凸透镜、光屏的中心需调至同一高度，使像成在光屏中央； 只有光屏位于成像位置时像才清晰，移动光屏后像会变模糊； 当物距小于焦距时成虚像，虚像与物在凸透镜同侧，需从凸透镜右侧透过透镜观察。 【变式1-1】（2026·安徽）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45cm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： u=50cm-45cm=5cm<f 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。 【变式1-2】小华用焦距为10.0cm的凸透镜探究凸透镜成像规律。 （1）实验前，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在______________。 （2）当各器材位置如图所示时，在光屏上成烛焰清晰的像，此时烛焰的成像特点与__________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像特点相同。 （3）实验时，若用一张纸片遮住了凸透镜的上半部，光屏上_________（选填“能”或“不能”）成完整的像。 （4）小华将一副老花镜的镜片放在烛焰与凸透镜之间且靠近凸透镜的位置，若保持蜡烛的位置不变，仅将光屏向________端移动适当距离，光屏上即可重新成烛焰清晰的像。 【答案】（1）同一高度；（2）照相机；（3）能；（4）左 【解析】（1）点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上，这样才能使像成在光屏的中央； （2）由图可知，物距u=50.0cm-20.0cm=30.0cm，像距υ=65.0cm-50.0cm=15.0cm，已知f=10cm，此时u>2f，成倒立、缩小的实像，能够说明照相机的成像原理； （3）若用一张纸片遮住了凸透镜的上半部，物体上任一点都有光线射向凸透镜下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成完整的烛焰的像，折射光线减少，会聚成的像变暗； （4）老花镜是一个凸透镜，对光线有会聚作用，使光提前会聚将一副老花镜的镜片放在烛焰与凸透镜之间且靠近凸透镜的位置，若保持蜡烛的位置不变，此时清晰的像成在光屏左侧，要在光屏上重新承接到烛焰清晰的像，光屏应向左移动。 故答案为：（1）同一高度；（2）照相机；（3）能；（4）左。 【变式1-3】在“探究凸透镜成像规律实验”中： （1）将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上，点燃蜡烛，调整它们的高度使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在____________。 （2）如图甲所示，光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推断，保持蜡烛和光屏的位置不变，只移动透镜到_________cm刻度处，光屏上可再次成清晰的像。 （3）实验一段时间后，原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方，如图乙所示位置。能让像重新回到光屏中心的操作是________（填序号） ①光屏下调 ②蜡烛上调 ③透镜上调 （4）实验中，光屏上成模糊的像，如果蜡烛和透镜位置不变，将光屏向靠近凸透镜方向移动，光屏上能成清晰的像；如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变，在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的________透镜，光屏上也能成清晰的像。_________眼的矫正与上述成像过程类似。 【答案】（1）同一高度；（2）55.0；（3）②；（4）凹；近视 【解析】（1）点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，这样才能使像成在光屏的中央； （2）由图甲知，当蜡烛在刻度尺的25cm处，u=40cm-25cm=15cm，2f>u>f，υ=70cm-40cm=30cm，凸透镜成倒立放大的实像，若保持蜡烛和光屏位置不变，根据折射现象的可逆性，u′=υ=15cm+15cm=30cm处，即移动透镜至55.0cm刻度线处，光屏上能再次呈现倒立缩小实像； （3）如图乙所示，实验一段时间后，蜡烛变短，像移动到光屏的上方，根据过光心的光线传播方向不变，要让像重新回到光屏中央，可将蜡烛向上移动、将光屏向上移动、将凸透镜向下移动，能让像重新回到光屏中心的操作是②； （4）实验中，光屏上成模糊的像，如果蜡烛和透镜位置不变，将光屏往凸透镜方向靠近，光屏上能成清晰的像；如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变，在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的凹透镜，光屏上也能成清晰的像。上述现象说明凹透镜对光具有发散作用，近视眼的矫正与上述成像过程类似。 故答案为：（1）同一高度；（2）55.0；（3）②；（4）凹；近视。 模型02.实验探究凸透镜成像规律——成像原理 ( 技巧： 凸透镜成像的原理核心是 ‌ 光的折射 ‌ ：物体发出的光经过凸透镜折射后重新会聚（或反向延长线会聚），形成与物距相关的实像或虚像。 ‌‌ ) ( 物距 （ u ） 像的性质 像距 （ υ ） 位置 应用 u > 2 f 倒立、缩小、实像 f< υ < 2 f 异侧 照相机 u = 2 f 倒立、等大、实像 υ = 2 f 异侧 测焦距 f < u < 2 f 倒立、放大、实像 υ > 2 f 异侧 投影仪 u = f 不成像（折射光平行射出） —— —— 探照灯 u < f 正立、放大、虚像 ｜ u ｜< υ 同侧 放大镜 口诀： 一倍焦距分虚实，二倍焦距判大小， 实像倒立异侧寻，虚像正立同侧找。 提醒： 一倍焦距（ f ） ‌ ：实像和虚像的分界点。焦点以内成虚像，焦点以外成实像，焦点上不成像。 ‌ 二倍焦距（ 2 f ） ‌ ：放大像和缩小像的分界点。 2 f 处成等大像，以外缩小，以内（ > f ）放大。 ‌‌ ) 【例2】（2026·江苏淮安）某同学在探究凸透镜成像规律时，记录了物体在图中位置B时所成的像。请在图中画出物体在位置A时所成的像，这与生活中__________（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）的成像原理相同。 【答案】图见解析；照相机 【解析】从A物体的顶端作两条特殊光线：平行于主光轴的光线，经过凸透镜后过右侧的焦点F；过凸透镜光心的光线，传播方向不发生改变。两条折射光线的交点就是A物体顶端的像点，从该像点向主光轴作垂直的向下箭头，就是A所成的倒立缩小的实像，该像的位置在透镜右侧的一倍焦距和二倍焦距之间。 由图可知物体B在凸透镜的一倍焦距（f）和二倍焦距（2f）之间，成倒立、放大的实像，像B′在透镜右侧二倍焦距外；而物体A在透镜的二倍焦距以外（u>2f）。根据凸透镜成像规律：当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，这一成像特点和照相机的工作原理完全一致。 【变式2-1】在复习“用刻度尺测量长度，用表测量时间”的必做实验中，同学们进行了实验操作与分析判断。请完成以下相关问题。 （1）用刻度尺测量铅笔长度，读数时视线应正对刻度线，原因是______________________________。（写出一条即可） （2）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，如图所示。此时光屏上成清晰的像，读出物距为_________mm。 （3）裁判员用秒表测出三组运动员百米赛跑所用的时间，小刚根据测量结果判断出，所有选手中小丽跑得最快，小刚的依据是________________________________________。 （4）心率是指1分钟内心跳的次数，是身体健康状况的一项重要指标。小明用秒表测量自己的心率时，秒表启动滞后，导致测量的结果偏_________。 【答案】（1）减小因视角偏差导致的读数误差；（2）300；（3）相同路程比时间，时间越短，速度越快；（4）高 【解析】（1）用刻度尺测量铅笔长度时，读数时视线应正对刻度线，原因是减小因视角偏差导致的读数误差。当视线不垂直于刻度线时，会因为视角问题看到错误的刻度位置，从而读出不准确的长度值； （2）如图所示，蜡烛与80.0cm处对齐，凸透镜与50.0cm处对齐，此时u=80.0cm-50.0cm=30.0cm=300mm； （3）裁判员用秒表测出三组运动员百米赛跑所用的时间，相同路程比时间，用时最短，跑的最短，所以小刚根据相同路程比时间，时间越短，速度越快判断小丽跑的快； （4）小明用秒表测量自己的心率时，秒表启动滞后，会导致测量的时间比实际时间短，因此测量的心率结果会偏高。 故答案为：（1）减小因视角偏差导致的读数误差；（2）300；（3）相同路程比时间，时间越短，速度越快；（4）高。 【变式2-2】探究“凸透镜成像规律”的实验中： （1）由图甲可知，该凸透镜的焦距是________cm； （2）按图乙安装器材时，需要调节烛焰的中心、透镜的光心、光屏的中心在凸透镜的___________； （3）当三者处于图乙位置时，光屏上恰好能得到清晰的像，则像的特点为倒立、_________（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像，生活中的透镜成像和此相同的是___________（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）。 【答案】（1）10.0；（2）主光轴上；（3）放大；投影仪 【解析】（1）根据焦距的定义，由甲图可知，f=30.0cm-20.0cm=10.0cm； （2）为使像能成在光屏的中央，应调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在凸透镜的主光轴上； （3）由图可知，此时物距为15cm，在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，应用为投影仪。 故答案为：（1）10.0；（2）主光轴上；（3）放大；投影仪。 【变式2-3】小昕和小明在观看“天宫课堂”王亚平老师展示的水球实验时，他们想到了不同的问题：小昕看到如图1现象，请回答（1）至（2）两个小题： （1）通过水球，王亚平老师所成的像是倒立的________（选填“虚”或“实”）像； （2）她结合凸透镜成像规律，对形成以上现象的原理进行了作图分析，如图2（其中刻度尺的一边刚好与凸透镜的主光轴对齐，a平行于主光轴），a、b的折射光线已在图2中标出。 ①该凸透镜的焦距为_________cm； ②在图2中画出光线c的折射光线； ③在图2中画出物体AB的像A′B′； ④这时像A′B′是_________。（选填以下选项） A.放大实像 B.等大实像 C.缩小实像 D.放大虚像 E.等大虚像 F.缩小虚像 小明在观看“天宫课堂”王亚平老师展示的水球实验时，想到水球可以看作凸透镜，于是回忆到“探究凸透镜成像规律”实验的情景，如图3，请回答（3）至（6）四个小题： 透镜保持不动，高度为3.0cm的F灯逐渐远离透镜。实验中的数据如表格所示，部分数据未列出： 实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 物距/cm 3.0 6.0 7.5 9.0 10.0 12.0 15.0 像距/cm 30.0 15.0 11.3 10.0 8.5 像高/cm 15.0 6.0 3.7 3.0 1.5 像的正倒 正立 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 （3）序号④对应的数据在生活中的应用是__________（选填“放大镜”“照相机”或“投影仪”）； （4）推理实验⑥的像高范围是________cm~________cm； （5）理想情况下，实验⑦的像距是_________cm； （6）该实验所用透镜焦距为_________cm，F灯通过透镜，所成的实像高度大于15cm时，物距的范围是________cm~________cm。 【答案】（1）实；（2）10.0；图见解析；C；（3）投影仪；（4）1.5；3.0；（5）7.5； （6）5.0；5.0；6.0 【解析】（1）根据凸透镜成像规律，实像都是倒立的，虚像都是正立的。图中通过水球看到的是倒立的像，因此是实像。 （2）①平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点。由图2可知，光线a平行于主光轴，折射后交主光轴于60.0cm刻度处，透镜光心在50.0cm处。 焦距f=60.0cm-50.0cm=10.0cm ②光线c经过凸透镜的光心，过光心的光线传播方向不改变。沿原直线方向画出折射光线。 ③像点A′是光线a和b经凸透镜折射后的交点。从交点A′向主光轴作垂线，垂足即为像点B′，连接 A′与B′，标上箭头指向A′。即为物体AB的像A′B′。 ④根据作图可以看出A′B′由实际光线会聚而成，是倒立，缩小的实像（或根据凸透镜成像的规律，当物距大于两倍焦距时，成倒立、缩小的实像）。故选C。 （3）序号④中物距小于像距，根据凸透镜成实像规律可知，成倒立、放大的实像，这是投影仪的原理。 （4）实验⑥的物距u=12.0cm ，对比表格数据，它介于实验⑤（u=10.0cm，像高3.0cm）和实验⑦（u=15.0cm，像高1.5cm）之间。根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”的规律，像高应介于两者之间。 （5）实验⑦的物距15.0cm等于实验③的像距，根据光路可逆原理，其像距应等于实验③的物距，为7.5cm。 （6）由表格序号⑤可知，当u=10.0cm时，υ=10.0cm，像高等于物高（3.0cm），说明此时u=υ=2f 解得焦距f=5.0cm 查表知u=6.0cm时像高恰好为15.0cm，根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”，物距应小于6.0cm且大于焦距5.0cm。 模型03.实验探究凸透镜成像规律——烛像移动 ( 技巧： ‌ 沿主光轴左右移动 ‌ ： ‌ 成实像时 ‌ （物距 > 焦距）：蜡烛越靠近透镜，像越远离透镜且越大；蜡烛越远离透镜，像越靠近透镜且越小。 ‌ 成虚像时 ‌ （物距 < 焦距）：规律反过来，蜡烛越靠近透镜，像也越靠近透镜且越小。 ‌ 移动速度 ‌ ：当物距大于 2 倍焦距时，蜡烛移动速度大于像的移动速度；当物距在 1 倍到 2 倍焦距之间时，像的移动速度大于蜡烛。 ‌‌ ‌ 垂直主光轴上下移动 ‌ ：像的移动方向与蜡烛相反。蜡烛上移，像下移；蜡烛下移，像上移。 ‌‌ ) ( 口诀： 一焦分界虚实明，烛动像追步步迎。 上下反移左右逐，镜中规律自然成。 提醒： 蜡烛移过焦点后 ‌ ：物距小于一倍焦距时，光屏上接不到像，要从光屏一侧透过透镜才能看到正立放大的虚像，这时候 “ 物近像远像变大 ” 就不管用了。 ‌ 光屏接不到像不代表没成像 ‌ ：可能是虚像，也可能是像距超出光具座量程，比如焦距偏大时像跑到光具座外面去了。 ) 【例3】（2026·江苏镇江）探究凸透镜成像规律的装置如图所示，此时光屏上呈现烛焰的像，下列说法正确的是（ ） A.像的性质为正立、放大 B.蜡烛适当向右移，光屏向左移才能在光屏上看到像 C.蜡烛适当向左移，可模拟远视眼 D.蜡烛和光屏向右移相同的距离，光屏上也能成像 【答案】D 【解析】A.由图可知物距u=60.0cm-30.0cm=30.0cm，像距υ=75.0cm-60.0cm=15.0cm，即u>υ，光屏上呈现倒立、缩小的实像，故A错误； B.蜡烛适当向右移，物距减小，根据凸透镜成实像时物近像远像变大的规律，像距增大，光屏应向右移才能在光屏上看到像，故B错误； C.蜡烛适当向左移，物距增大，像距减小，像成在光屏左侧，即像成在视网膜前方，模拟的是近视眼，故C错误； D.根据光路可逆原理，当物距u′=15.0cm，像距υ′=30.0cm时也能成像，此时蜡烛位置为60.0cm-15.0cm =45.0cm，光屏位置为60.0cm+30.0cm=90.0cm；蜡烛向右移动距离s1=45.0cm-30.0cm=15.0cm，光屏向右移动距离s2=90.0cm-75.0cm=15.0cm，即s1=s2，故D正确。 故选D。 【变式3-1】实验小组在探究凸透镜成像规律的实验中： （1）图甲中，点燃蜡烛后，光屏上恰能成清晰的像，__________（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是根据该成像特点制成的。将蜡烛向左移动一段距离，光屏上的像变模糊了，为了使光屏上再次成清晰的像，同学们提出了两种不同的解决方案。 方案一：仅将光屏向________移动一段距离。 方案二：仅换用焦距较________的凸透镜。 （2）某同学利用焦距为20cm的凸透镜观察指纹，保持指纹到眼睛的距离为40cm不变，将凸透镜调整到如图乙所示的位置，看到了指纹正立放大的像，此时该同学的眼睛通过凸透镜在另一侧能成_____________（填“倒立缩小”“倒立放大”或“正立放大”）的像。 【答案】（1）照相机；左；大；（2）倒立放大 【解析】（1）由图甲可知，此时物距大于像距，根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，应用于照相机； 将蜡烛向左移动一段距离，光屏上的像变模糊了，为了使光屏上再次成清晰的像，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，仅将光屏向左移动一段距离；若不移动光屏，仅换用焦距较大的凸透镜，凸透镜焦距变大，对光的会聚能力变弱，会将光线推迟会聚成像； （2）某同学利用焦距为20cm的凸透镜观察指纹，保持指纹到眼睛的距离为40cm不变，将凸透镜调整到如图乙所示的位置，看到了指纹正立放大的像，说明u<f，即指纹到凸透镜的距离小于20cm，此时眼睛到凸透镜的距离大于20cm，小于40cm，即2f>u>f，因此该同学的眼睛通过凸透镜在另一侧能成倒立放大的像。 故答案为：（1）照相机；左；大；（2）倒立放大。 【变式3-2】小刚用焦距为10cm的凸透镜做探究凸透镜成像规律的实验。 （1）小刚发现用凸透镜看远处物体时，可以看见倒立、缩小的像；用该凸透镜看自己的指纹时，看到正立放大的像，由此猜想；凸透镜成像的特点可能与_________有关； （2）正确安装和调整器材后，保持透镜位置在50cm处不动，蜡烛放在如图所示的位置，移动光屏可得到一个清晰倒立、_________的实像，他把蜡烛沿主光轴向左移动一段距离后，应把光屏向________移动，光屏上才会再次出现一个清晰的像。 【答案】（1）物距；（2）放大；左 【解析】（1）观察远近不同的物体，小刚看到了不同特点的像，说明凸透镜所成像的特点与物距有关； （2）由图可知，此时物距2f>u=50.0cm-35.0cm=15.0cm>f，成倒立、放大的实像； 他把蜡烛沿主光轴向左移动一段距离后，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，应把光屏向左移动，光屏上才会再次出现一个清晰的像。 故答案为：（1）物距；（2）放大；左。 【变式3-3】（2026·河南）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10.0cm，“F”形光源的高度为2.5cm。实验记录表如下： 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 物距/cm 30.0 25.0 20.0 18.0 15.0 10.0 8.0 像距/cm 15.0 16.7 20.0 22.3 30.0 \ \ 像的高度/cm 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”）20.0cm；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“F”形光源使物距为13.0cm，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）①大于；②大；③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f=10.0cm，则：2f=2×10cm=20cm 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u=15.0cm，移动“F”形光源使物距为u=13.0cm，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。 模型04.实验探究凸透镜成像规律——加装镜片 ( 技巧： 实验“加装镜片”的关键是 ‌ 凹透镜（近视镜）使像距变大、凸透镜（远视镜）使像距变小 ‌ ，分别对应光屏 ‌ 远离 ‌ 和 ‌ 靠近 ‌ 凸透镜。 加近视眼镜片（凹透镜） ‌ ：对光有发散作用，光线会延迟会聚，像的位置后移、像距变大，所以光屏要 ‌ 向远离凸透镜方向移动 ‌ 才能重新得到清晰的像。 ) ( ‌ 加远视眼镜片（凸透镜） ‌ ：对光有会聚作用，光线提前会聚，像的位置前移、像距变小，所以光屏要 ‌ 向靠近凸透镜方向移动 ‌ 。 ‌‌ 口诀： 凸透之前加镜片， ‌ 近凹远凸记心间。 ‌ ‌ 近视镜片像后移， ‌‌ 远视镜片像前迁。 提醒： 加镜片后，光屏上原清晰的像会变模糊，这是因为改变了光线的会聚位置。 如果光屏不动，想靠移动蜡烛来重新成像，加近视镜时应把蜡烛 ‌ 向远离凸透镜方向移动 ‌ （物距变大），因为物远像近，可以让像 回到原来的光屏上。 加远视镜则相反，应把蜡烛向靠近凸透镜方向移动。 ‌‌ ) 【例4】（2026·四川广安）小清在探究凸透镜成像规律时，光屏上刚好得到清晰的像，如图所示。下列分析正确的是（ ） A.该凸透镜的焦距是20cm B.用F光源代替蜡烛可以使光源更稳定 C.图中凸透镜的成像规律与放大镜的成像规律相同 D.保持光源和凸透镜位置不变，小清取下眼镜放在光源和凸透镜之间适当位置，向右移动光屏可再次得到清晰的像，说明他是远视眼 【答案】B 【解析】A.由图可知，物距u=40.0cm-10.0cm=30.0cm，像距υ=55.0cm-40.0cm=15.0cm，此时u>υ，成缩小实像，满足：u>2f，即30.0cm>2f，则： f<15.0cm……………………① f<υ<2f，即f<15.0cm<2f，则： 7.5cm<f<15.0cm……………② 由①②可知，焦距范围是7.5~15.0cm，故A错误； B.蜡烛火焰易晃动，导致光屏上的像抖动，而F形LED光源亮度稳定、形状固定，成像清晰稳定，故B正确； C.由A分析可知，图中凸透镜的成像规律是倒立缩小的实像；而放大镜的成像规律是正立放大的虚像，二者规律完全不同，故C错误； D.光屏右移才能重新成像，说明光线被发散、像距变大，该眼镜是凹透镜，即近视镜；远视眼镜是凸透镜，会会聚光线，光屏应左移。因此该同学是近视眼。故D错误。 故选B。 【变式4-1】图中是“探究凸透镜成像的规律”实验装置。 （1）调节实验器材的高度时，蜡烛_________点燃。（选填“需要”或“不需要”） （2）实验过程中，当蜡烛、凸透镜、光屏位置如图所示时，光屏上恰好出现清晰的像，该像是倒立、　_________（选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像，生活中的___________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用该原理成像的。 （3）如图位置，若将蜡烛向左移动5cm，要在光屏上再次成清晰的像，应该将光屏适当向________（选填“右”或“左”）移动；如果不动光屏、凸透镜，也可在蜡烛和凸透镜之间放一个合适的_________（选填“近视”或“远视”）眼镜，光屏上也能出现清晰的像。 【答案】（1）需要；（2）缩小；照相机；（3）左；近视 【解析】（1）在光具座上依次放置蜡烛、凸透镜、光屏，点燃蜡烛，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，像才能成在光屏的中央； （2）由图知，此时物距大于像距，成倒立缩小的实像；相当于照相机； （3）若将蜡烛向左移动5cm，要在光屏上再次成清晰的像，根据物远像近像变小，应该将光屏适当向左移动；如果不动光屏、凸透镜，此时像成在光屏前方，相当于近视眼，也可在蜡烛和凸透镜之间放一个合适的近视眼镜，光屏上也能出现清晰的像。 故答案为：（1）需要；（2）缩小；照相机；（3）左；近视。 【变式4-2】晓雯探究凸透镜的成像规律时进行了如下操作并得到了相关结论。 （1）当蜡烛、凸透镜、光屏三者的位置如图甲所示时，观察到光屏上呈现清晰的像，则该凸透镜的焦距为________cm。 （2）晓雯做了4次实验，所得实验数据如下表所示。请将所缺的实验数据和像的性质补充完整。 实验序号 物距u/cm 像距υ/cm 像的性质 1 40 13 ①_______________ 2 20 20 ②_______________ 3 ③_______ 40 倒立、放大的实像 4 6 无 正立、放大的虚像 （3）晓雯做第2次实验时，凸透镜上落了一只小虫，则光屏上所成的烛焰的像为____________（选填“完整的像”或“不完整的像”）。 （4）晓雯做第3次实验时，由于实验时间较长，蜡烛燃烧变短，烛焰的像成在光屏的________半部分。如果想让像成在光屏中央，可以将凸透镜向________移动。（均选填“上”或“下”） （5）若将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间，光屏上的像变模糊了；将光屏向左移动，光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜片是_________（选填“近视”或“远视”）眼镜的镜片。 （6）另一小组实验时对图中的装置进行了改进，将蜡烛换成带有“F”字样的LED灯，在光屏上贴上方格纸，如图乙所示。请写出改进后的优点________________________________________（一条即可）。 【答案】（1）10.0；（2）倒立缩小的实像；倒立等大的实像；13；（3）完整的像；（4）上；下；（5）远视；（6）实验现象更明显，便于观察（合理即可） 【解析】（1）当蜡烛、凸透镜、光屏三者的位置如图甲所示时，观察到光屏上呈现清晰的像，由图可知，物距为u=50.0cm-30.0cm=20.0cm，像距为υ=70.0cm-50.0cm=20.0cm 此时物距和像距相等，由此可知此时物距、像距、焦距存在如下关系u=υ=2f 则凸透镜的焦距为： （2）第一组实验中，物距为40cm，像距为13cm，即物距大于二倍焦距，像距位于一倍焦距二倍焦距之间，根据凸透镜成像的规律可知，此时像的性质是倒立、缩小的实像。 第二组实验中，物距等于像距等于20cm，则有物距等于像距等于二倍焦距，根据凸透镜成像的规律可知，此时像的性质是倒立、等大的实像。 根据凸透镜成像中光路的可逆性可知，第三组实验中像距为40cm，与第一组实验的物距相等，由此可知第三组实验中的物距与第一组实验中的像距是相等的，即第三组实验中的物距为13cm。 （3）凸透镜上落了一只小虫，会影响像的明暗程度，但不会影响像的完整性。故光屏上所成的烛焰的像为完整的像。 （4）第3次实验时，由于实验时间较长，蜡烛燃烧变短，蜡烛的烛焰的中心下移了，由于烛焰中心、凸透镜的光心和烛焰中心的像三者在同一直线上，故左边的烛焰中心下移，凸透镜的光心不变，要想三者依然在同一直线上，烛焰的像只能向上半部分移动。如果想让像成在光屏中央，需要将凸透镜的光心向下移动。 （5）若将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间，光屏上的像变模糊了，此时物距没有变，将光屏向左移动，光屏上再次呈现清晰的像，则像距变短了，说明焦距变短了，焦距变短的原因是透镜的折光能力变强了，所以放置的镜片是凸透镜，所以是远视镜片。 （6）另一小组实验时对图中的装置进行了改进，将蜡烛换成带有“F”字样的LED灯，在光屏上贴上方格纸，改进后的实验现象更明显，便于观察像的性质。 【变式4-3】如图所示，小明和同学们在老师指导下做“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）实验前，小明先想办法测凸透镜的焦距，如图甲所示，他将凸透镜正对太阳光，在透镜下方平行地放上白纸，测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘出图像如图乙所示，则判断该透镜的焦距f为________cm，然后在光具座上从左到右分别放置蜡烛、凸透镜和光屏，将焰心、凸透镜、光屏中心调整在凸透镜的_________上； （2）实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图丙时，在光屏上可得到一个清晰的像，此时实验现象呈现的像_________（“符合”或“不符合”）照相机的成像特点，保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，如图丁所示，则人眼在图中的_________（选填“A”或“B”）处能观察到蜡烛的像，像是图中的________（选填“1”、“2”、“3”或“4”） （3）将蜡烛放在离凸透镜较远的位置，如图所示，给凸透镜“戴”上凹透镜，此时光屏上能成一清晰的像；若“取”下凹透镜，为使光屏上的像再次清晰，在保持透镜位置不变的条件下，下列操作可行的是________； ①将光屏远离透镜；②将光屏靠近透镜；③将蜡烛远离透镜；④将蜡烛靠近透镜 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ （4）同组的小丽同学在探究凸透镜成像实验时，不小心将凸透镜碰到地上，透镜的上半部分摔烂了，她坚持用余下的半部分继续实验，则光屏上将_________。 A.得不到像 B.仅成上半部分的像 C.仅成下半部分的像 D.像是完整的，亮度变暗 【答案】（1）12；主光轴；（2）不符合；B；4；（3）D；（4）D 【解析】（1）图乙是白纸烧焦时间t与透镜和白纸间距s图像，t最小处说明光线会聚温度最高，该距离就是焦距，横坐标为12cm；实验前调节烛焰、凸透镜、光屏中心在凸透镜的主光轴上（同一高度），保证像成在光屏中央。 （2）丙图中，蜡烛在10cm刻度处，凸透镜在25cm刻度处，蜡烛与凸透镜的距离为15cm，此时f<u<2f，成倒立、放大的实像，投影仪利用此规律，而非照相机；丁图透镜移到16cm刻度，此时物距为6cm，u<f，凸透镜成正立、放大的虚像，虚像与物体同侧，眼睛要在透镜右侧B处向透镜观察，对应图4。 （3）凹透镜对光线有发散作用，戴上凹透镜时像会后移；取下凹透镜，光线会聚能力变强，像会前移。保持透镜不动，要重新得到清晰像： ①若移动光屏，因为此时像在光屏与凸透镜之间，光屏远离无法得到清晰的像，光屏靠近可以得到清晰的像，故①不可行，②操作可行； ③若移动蜡烛，蜡烛远离，像距会更小，成像再次前移，光屏上无法得到清晰的像。蜡烛靠近，减小物距，像距增大，可以再次得到清晰的像，故③操作不可行，④操作可行。 综上所述②④可行，①③不可行，故选D。 （4）凸透镜上半部分摔烂之后，剩下的下半部分透镜仍然是凸透镜的一部分，物体发出的所有光线仍然有一部分可以通过下半部分透镜折射，会聚成完整的像，只是透过的光线变少了，所以像的亮度会变暗，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 模型05.实验探究凸透镜成像规律——部分遮挡 ( 技巧： 部分遮挡凸透镜时，光屏上 ‌ 仍能成完整的像，但亮度会变暗 ‌ ，像的大小、形状和位置都不变。 ‌ 遮住上半部分 ‌ ：像仍完整，亮度变暗，不会只剩上半部分或下半部分。 ‌ 遮住一半 ‌ ：像的大小不变（不是原来的一半），光屏位置也不用移动，因为焦距和物距都没变。 ‌ 透镜碎了或脏了 ‌ ：道理一样，只要还有部分透镜能透光折射，就能成完整的像，只是亮度降低。 ‌‌ 口诀： 透镜半遮像仍全，亮度减弱形不变。 光路汇聚原理在，完整成像记心间。 提醒： 像的大小不变、光屏位置不用动、亮度一定说 “ 变暗 ” 、透镜有污损也一样、完全遮住不成像。 ) 【例5】（2026·黑龙江齐齐哈尔）12.在“探究凸透镜成像规律”实验时，如图所示，此时光屏上恰好呈现F形光源清晰的像（像未画出），下列说法正确的是（ ） A.实验中用F形光源替代蜡烛，可以使光屏上呈现的像更稳定 B.该凸透镜的焦距为10.0cm，此时光屏上呈现倒立、等大的像 C.若用硬纸板挡住凸透镜上半部分，光屏上仍能呈现完整的像 D.只将F形光源远离凸透镜，在光屏上会呈现清晰、缩小的像 【答案】ABC 【解析】A.F形光源不会晃动，也不会像蜡烛一样因燃烧变短，替代蜡烛后可以使光屏上的像更稳定，故A正确； B.由图可知，物距u=50.0cm-30.0cm=20.0cm 像距υ=70.0cm-50.0cm=20.0cm 根据凸透镜成像规律，当u=υ=2f时，成倒立、等大的实像，因此可得2f=20.0cm 即f=10.0cm，故B正确； C.用硬纸板挡住凸透镜上半部分，凸透镜的下半部分仍可以折射光线，会聚成完整的像，只是像的亮度会变暗，因此光屏上仍能呈现完整的像，故C正确； D.只将F形光源远离凸透镜，物距增大，根据凸透镜成像规律，像距需要减小才能成清晰的像；不移动光屏时，清晰的像会成在光屏前方，光屏上无法呈现清晰的像，故D错误。 故选ABC。 【变式5-1】（2026·江苏扬州）探究凸透镜成像规律实验。凸透镜焦距为10cm。 （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。 【解析】（1）已知凸透镜焦距f=10cm，由图可知物距u=50.0cm-35.0cm=15.0cm，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） 【变式5-2】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 【解析】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： f=40.0cm-30.0cm=10.0cm 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。 【变式5-3】（2026·黑龙江绥化）在“探究凸透镜成像的规律”实验中： （1）由图甲可知该凸透镜的焦距为________cm。 （2）图乙中应将“F”光源、凸透镜、光屏三者中心调节在同一高度，目的是________。 （3）凸透镜位置不变，将“F”光源移到35cm刻度线处，调整光屏的位置，光屏上能成倒立、________（选填“放大”或“缩小”）的像，生活中的________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用此成像规律工作的。 （4）实验时，其他同学看到了光屏上清晰的像，站在同一位置的小佳却看不清，靠近光屏后才看清，则小佳应该用合适的________（选填“凸”或“凹”）透镜矫正。 （5）当光屏上出现清晰的像时，一只飞虫落到了凸透镜表面，这时光屏上________（选填“能”或“不能”）出现飞虫的像。 【答案】（1）10.0；（2）使像成在光屏的中央；（3）放大；投影仪；（4）凹；（5）不能 【解析】（1）由图甲可知，刻度尺的分度值为1cm，凸透镜在50.0cm刻度线处，光屏在60.0cm刻度线处，则焦距为： f=60.0cm-50.0cm=10.0cm （2）将“F”光源、凸透镜、光屏三者中心调节在同一高度，目的是使像成在光屏的中央。 （3）凸透镜位置在50.0cm刻度线处，将“F”光源移到35cm刻度线处，此时物距： u=50.0cm-35.0cm=15.0cm 满足f<u<2f，成倒立、放大的实像，生活中的投影仪就是利用此规律工作的。 （4）小佳靠近光屏后才看清像，说明她只能看清近处的物体，看不清远处的物体，是近视眼，需要用凹透镜矫正。 （5）飞虫落到凸透镜表面时，飞虫在凸透镜的一倍焦距以内，成虚像，虚像不能用光屏承接，所以光屏上不能出现飞虫的像。 模型06.实验探究凸透镜成像规律——水透镜 ( 技巧： 装置组成 ‌ ：光具座、蜡烛（或 F 形光源）、光屏、自制水透镜（透明胶膜或水球）、注射器。 ‌ 核心操作 ‌ ：通过注射器向水透镜内注水或抽水，改变其凸度和焦距。 ‌ 注水 ‌ ：凸度变大，焦距变短，会聚能力变强。 ‌ 抽水 ‌ ：凸度变小，焦距变长，会聚能力变弱。 ‌ 调节要求 ‌ ：点燃蜡烛后，调节烛焰、水透镜光心和光屏中心，使三者中心大致在同一高度（主光轴上），保证像成在光屏中央。 ‌‌ 口诀： 一倍焦距虚实分，二焦大小界中存， 物近像远像渐大，水镜成像规律真。 提醒： 注水（透镜变凸， f 变小） ‌ ：折光能力变强，像会提前汇聚（像距变小）。若要在光屏上再次得到清晰像，需将光屏靠近透镜，或模拟近视眼原理。 ‌ 抽水（透镜变扁， f 变大） ‌ ：折光能力变弱，像会后移汇聚（像距变大）。若要在光屏上再次得到清晰像，需将光屏远离透镜，或模拟远视眼原 理。 ) 【例6】如图所示是模拟看近处物体时人眼的晶状体变化的装置图，光屏相当于视网膜，它到透镜的距离不变，蜡烛在图示位置时刚好能在光屏上呈现清晰的像，该像是倒立、_________（选填“缩小”“等大”或“放大”）的实像。若蜡烛向水透镜靠近，应让水透镜变_________（选填“厚”或“薄”），才能使光屏上重新呈现清晰的像。 【答案】缩小；厚 【解析】人眼成像原理与凸透镜成像类似，当看远处物体时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像；看近处物体时，虽然物距变小，但在正常情况下，人眼成像依然是倒立、缩小的实像。 根据凸透镜成像规律，当蜡烛（物体）向水透镜靠近，即物距减小，若要在光屏（像的位置不变）上重新呈现清晰的像，需要增强凸透镜的会聚能力。 凸透镜越厚，会聚能力越强，所以应让水透镜变厚。 【变式6-1】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 【解析】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，f<u=20cm<2f，υ=60cm-20cm=40cm>2f 解得透镜的焦距10cm<f<20cm，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，u′=υ，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。 【变式6-2】小明用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律。当向水透镜里注水时，水透镜的焦距将变小；当从水透镜里抽水时，水透镜的焦距将变大。实验前，当小明移动蜡烛、水透镜和光屏至图示位置时，恰能在光屏上看到清晰的像（像未画），则下列说法正确的是（ ） A.此时“水凸透镜”的焦距为20.0cm B.将蜡烛放在20cm刻度处的成像特点和投影仪原理相同 C.将蜡烛放在45cm刻度处成虚像 D.继续给水透镜加水，保持蜡烛和透镜位置不动，要想得到清晰的像，光屏应向左移动 【答案】CD 【解析】A.由图可知，蜡烛位于30.0cm刻度处，水透镜位于50.0cm刻度处，光屏位于70.0cm刻度处，此时物距u=50.0cm-30.0cm=20.0cm 像距υ=70.0cm-50.0cm=20.0cm 满足u=υ=2f，可得该水透镜此时焦距f=10.0cm，故A错误； B.蜡烛放在20cm刻度处时，物距u=50.0cm-20.0cm=30.0cm 满足u>2f，成倒立缩小的实像，成像原理和照相机相同，故B错误； C.蜡烛放在45cm刻度处时，物距u=50.0cm-450.0cm=5.0cm 满足u<f，根据凸透镜成像规律，此时成正立放大的虚像，故C正确； D.继续给水透镜注水，水透镜焦距变小，会聚能力变强，像会成在原光屏位置的左侧，保持蜡烛和透镜位置不动，要得到清晰的像，光屏应向左移动，故D正确。 故选CD。 【变式6-3】学习了凸透镜成像知识后，小明自制了一个水透镜来探究凸透镜成像情况。 （1）为了使像成在光屏中央，小明需要调整烛焰、水透镜和光屏的中心在_____________； （2）小明向水透镜注水，并调整蜡烛和光屏的位置后，如图甲所示，在光屏上看到了清晰的倒立的像，___________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是这种成像特点的应用； （3）继续注水后，小明发现光屏上的像变得模糊了。这是因为注水后水透镜变得更凸，会聚能力更强了，此时水透镜焦距变_________（选填“大”或“小”）。为了使光屏上的像重新变得清晰，可将光屏_________（选填“远离”或“靠近”）水透镜；或者如图乙所示，小明将自己的眼镜放在蜡烛和水透镜之间，像也变得清晰了，由此判断该眼镜是___________（选填“近视眼镜”或“远视眼镜”）。 【答案】（1）同一高度；（2）照相机；（3）小；靠近；近视眼镜 【解析】（1）为了使像成在光屏中央，小明需要调整烛焰、透镜和光屏的中心在同一高度。 （2）如图甲所示，小明向水透镜注水，并调整蜡烛和光屏的位置，因物距大于像距，在光屏上看到了清晰的倒立缩小的像，照相机就是这种成像特点的应用。 （3）继续注水后，小明发现光屏上的像变得模糊了。这是因为注水后水透镜变得更凸，会聚能力更强了，此时水透镜焦距变小，像提前会聚，为了使光屏上的像重新变得清晰，可将光屏靠近透镜；或者如图乙所示，小明将自己的眼镜放在蜡烛和水透镜之间，像也变得清晰了一些，可知该眼镜对光线有发散作用，因凹透镜对光线有发散作用，由此判断该眼镜是近视镜。 故答案为：（1）同一高度；（2）照相机；（3）小；靠近；近视眼镜。 模型07.凸透镜成像规律——根据成像性质判断υ、u、f ( 技巧： 先看成像性质确定物距 u 所在区间，再用区间反推焦距 f 的范围，必要时结合像距 υ 一起算 ‌ 。判断依据就是物距与焦距的三个分界点：一倍焦距 f 分虚实，二倍焦距 2 f 分大小。 ‌‌ 先看像的虚实 ‌ ：实像则 u > f ，虚像则 u < f 。 ‌ 再看像的大小 ‌ ：实像中，缩小则 u > 2 f ，放大则 u < 2 f ，等大则 u = 2 f 。 ‌ 配合像距验证 ‌ ：像距大于物距（ υ > u ）通常是放大像，像距小于物距（ υ < u ）通常是缩小像，这个关系可以辅助验证判断。 ‌‌ 口诀： 一焦分虚二焦分 ‌ ， 倒小物出二焦门 ‌ ， 倒大像越二焦痕 ‌ ， 正虚物在焦点存 ‌ 。 提醒： 物距和像距的关系记反 、 ‌ 实像虚像分不清 、 ‌ u = f 时不是 “ 成正立虚像 ” 、 ‌ 忽略 “ 倒立 ” 这个前提 ‌ 。 ) 【例7】如图所示，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： u=20cm>2f 则：f<10cm 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式7-1】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 【解析】AB.由图可知，物距u=20cm，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υ>20cm；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： F<u<20cm<2f 解得10cm<f<20cm 故C不符合题意，D符合题意。 故选D。 【变式7-2】小明用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律时，蜡烛、凸透镜和光屏的高度如图所示。为了使像能呈现在光屏中央，此时应将蜡烛向_________（上/下）调，从而使烛焰和光屏的中心调整到凸透镜的__________上。实验观察的是_________通过凸透镜的成像情况。如果将该凸透镜作为放大镜使用，它距物体的距离应该_________10cm。 【答案】下；主光轴；烛焰；小于 【解析】探究凸透镜成像时，烛焰、凸透镜、光屏的中心调整到同一高度，即三者中心都在凸透镜的主光轴上，才能让像呈现在光屏中央。由图可知，烛焰的中心高于凸透镜、光屏的中心，因此需要将蜡烛向下调节，最终将中心调整到凸透镜的主光轴上。 该实验中烛焰发出的光经凸透镜折射成像，所以本实验观察的是烛焰通过凸透镜的成像情况。 凸透镜作为放大镜使用时，成像规律是物距小于焦距，已知该凸透镜焦距为10cm，因此它距物体的距离应该小于10cm。 【变式7-3】如图是小阳制作的多用途手电筒，AB处是可插入胶片的小插口，CD、EF是可左右伸缩的套筒，EF处装入凸透镜。 （1）当用手电筒照明时，调节套筒，使灯泡灯丝处于凸透镜的_________位置，手电筒就可以射出平行光。 （2）小阳将胶片插入AB后，经调节，幕布上出现了放大的、清晰的像，此时测得幕布到凸透镜的距离为16cm，则该凸透镜的焦距可能是__________（选填“7cm”或“9cm”） （3）在第（2）小题操作的基础上，要将该装置作为放大镜使用，应将镜头__________（选填“往前伸”或“往后缩”）。 【答案】（1）焦点；（2）7cm；（3）往后缩 【解析】（1）由凸透镜的光路规律可知，焦点处的点光源经凸透镜折射后射出平行光，故灯丝需处于焦点位置。 （2）由凸透镜成像规律可知，成倒立、放大的实像时像距满足υ>2f。代入υ=16cm，得f<8cm，故选7cm。 （3）由凸透镜成像规律可知，放大镜成像时物距满足u<f。因第（2）问中物距满足f<u<2f，需减小物距使u<f，故镜头往后缩。 模型08.凸透镜成像规律——根据υ、u、f判断成像性质 ( 技巧： 先找 f 和 2 f ‌ ：题目会直接给焦距 f ，算出 2 f 的值。 ‌ 比较 u 和 f 、 2 f 的大小 ‌ ：把物距 u 放到三个区间里：大于 2 f 、在 f 和 2 f 之间、小于 f 。注意检查有没有 u = 2 f 或 u = f 的临界情况。 ‌ 判断像的性质 ‌ ：先定虚实（看 u 和 f 的关系），再定倒正（实像倒立，虚像正立），最后定大小（看 u 和 2 f 的关系）。 口诀： 实像异侧倒立排，虚像同侧正立来， 像距跟着物距走，焦点分界记无差。 提醒： 物距等于焦距（ u = f ）时 ‌ 不成像 ‌ ，这是最常考的临界点，千万别漏了。 ‌‌ ) 【例8】（2026·江苏常州）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 【解析】由图可知，物距u=50.0cm-20.0cm=30.0cm，像距υ=70.0cm-50.0cm=20.0cm 可见，u>υ，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8-1】用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律时，点燃的蜡烛、凸透镜（保持不动）、光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上成清晰的像（像未画出）。下列说法中（　　） ①图中成像规律与照相机成像原理相同 ②把蜡烛适当右移，光屏适当左移，会再次在光屏上成清晰的像 ③把蜡烛移至35.0cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上成倒立、放大的像 ④把蜡烛移至45.0cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上成正立、放大的像 A.只有①②正确 B.只有①③正确 C.只有②④正确 D.只有①③④正确 【答案】B 【解析】①由图可知，物距u>2f，此时成倒立、缩小的实像，照相机就是利用这个原理成像的，故①正确。 ②根据凸透镜成像的规律“物近像远像变大”，把蜡烛适当右移，光屏适当右移，会再次在光屏上成清晰的像，故②错误。 ③把蜡烛移至35.0cm刻度线处，此时物距u=50.0cm-35.0cm =15.0cm，f= 10cm，f<u<2f，移动光屏，可在光屏上成倒立放大的实像，故③正确。 ④把蜡烛移至45.0cm刻度线处，此时物距u=50.0cm-45.0cm= 5.0cm<f，成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，故④错误。 故选：B。 【变式8-2】（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υ/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υ=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 【解析】A.根据表格可知，当u=30cm时，υ=30cm，那么30cm=2f 则凸透镜的焦距f=15cm，故A正确； B.当u=25cm时，此时f<u<2f，成倒立放大的实像，应用为投影仪，故B错误； C.当υ=24cm时，u=40cm，此时u>2f，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。 【变式8-3】（2026·江苏盐城）小华与同学们一起探究凸透镜成的像的大小、正倒与物距的关系。 （1）实验前器材在光具座上的位置如图所示，接下来的操作是将光屏向_________移。 （2）用高为3cm的F形光源进行实验，保持透镜在30cm刻度线处不变，改变___________和光屏的位置，得到的实验数据和现象如下表所示。 物距/cm 28 26 22 18 16 14 12 10 8 5 像高/cm 1.7 1.9 2.5 3.7 5 7.6 15.1 光屏上找不到物体的像 像的正倒 倒 倒 倒 倒 倒 倒 倒 ①当物距为28cm时，将像高与_________对比，得出光屏上成倒立、缩小的像。 ②随着物距的不断减小，像的高度逐渐_________，且像都是倒立的。 ③继续减小物距，光屏上找不到光源的像，此时她在_________（选填“光屏”或“光源”）一侧通过透镜可看到像。 （3）根据表格数据可以推测，光源通过透镜成等大的像时的物距是_________cm。 【答案】（1）下；（2）F形光源；物高；增大；光屏；（3）20 【解析】（1）实验前要调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，图中光屏中心明显高于光源和透镜的中心，因此将光屏向下移动，保证像能成在光屏中央。 （2）探究像的性质与物距的关系时，透镜位置固定，需要改变F形光源的位置来调整物距，同时对应移动光屏找清晰的像。 ①已知光源高度为3cm，当物距28cm时像高仅1.7cm，将像高和物体（光源）的高度对比，就能得出此时成倒立、缩小的像。 ②从表格数据能直接看出，物距不断减小时，像的高度从1.7cm逐渐增大到15.1cm，像高逐渐增大。 ③物距小于焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像，虚像和物体在透镜的同一侧，因此需要在光屏一侧透过透镜才能观察到这个虚像。 （3）凸透镜成倒立、等大实像的条件是物距等于2倍焦距，此时像和物体大小相等，也就是像高等于光源高度3cm。从表格数据可知：物距22cm时像高2.5cm（缩小），物距18cm时像高3.7cm（放大），说明等大像的物距在18~22cm之间；同时物距10cm时光屏不成像，可推测物距为20cm，此时焦距f=10cm，与表中其他数据相符。 模型09.凸透镜成像规律——υ、u位置互换 ( 技巧： ‌ 识别条件 ‌ ：题目说 “ 保持蜡烛和光屏位置不变，只移动凸透镜，光屏上再次成清晰的像 ” ，或 “ 把蜡烛与光屏互换位置 ” ，都是光路可逆的提示。 ‌ 直接互换 ‌ ：互换后，新物距等于原像距，新像距等于原物距。比如原来 u> 2f 成缩小实像，互换后变成 f<u< 2f ，成 ‌ 倒立放大的实像 ‌ 。 ‌ 判断像的性质 ‌ ：原来物距大，互换后物距就变小，像会从缩小变成放大；反之亦然。中间态 u=v= 2f 时，成等大实像，这也是测焦距的常用方法。 ‌‌ 口诀： 光路可逆物像换 ‌ ， 原距互易位不乱 ‌ ， 大像转小实像显 ‌ ， 异侧倒立规律全。 提醒： u = f 时不成像， u < f 时成虚像，这两种情况不能用光屏承接，互换后光屏上无法得到清晰实像。 ‌‌ ) 【例9】在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示放置时，光屏上成清晰的像，则下列说法正确的是（　　） A.实验所用凸透镜的焦距可能为15cm B.光屏上承接到的像是烛焰倒立、放大的实像 C.投影仪是利用该成像原理制成的 D.将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上仍能承接到像 【答案】D 【解析】首先计算物距和像距：由图可知，蜡烛在20.0cm刻度处，凸透镜在50.0cm刻度处，光屏在65.0cm刻度处，因此物距u=50.0cm-20.0cm=30.0cm 像距υ=65.0cm-50.0cm=15.0cm A.此时u>υ，根据凸透镜成像规律可得u>2f，f<υ<2f，即f<15cm，因此焦距不可能为15cm，故A错误； B.此时满足u>2f，根据成像规律，光屏上成烛焰倒立、缩小的实像，故B错误； C.投影仪是利用f<u<2f成倒立放大的实像的原理，本题u>2f，成缩小的实像，是照相机的原理。故C错误； D.光路是可逆的，互换后物距变为15cm，像距变为30cm，此时f<u<2f，光屏上会成倒立、放大的实像。故D正确。 故选D。 【变式9-1】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 【解析】A.蜡烛在20cm处，光屏在50cm处，物像间距L=50cm-20cm=30cm 且3f甲=3×10cm=30cm 根据凸透镜成像中物距与像距的规律， L=3f甲时，无法成实像，故A错误； B.蜡烛左移后，物距u>2f，像距为f<υ<2f 透镜在40cm处，光屏在50cm处，透镜与光屏的距离为：s=50cm-40cm=10cm 此时无法得到清晰的像，故B错误； C.物距为u=40cm-20cm=20cm 像距为υ=10cm成清晰实像需满足u>2f乙且f乙<υ<2f乙 由20cm>2f乙得f乙<10cm，由10cm<2f乙得f乙>5cm。故f乙<f甲，故C正确； D.换成乙后u=20cm>υ=10cm 成缩小的实像。互换位置后，新物距为u′=10cm，新像距为υ′=20cm。因5cm<f乙<10cm 则f乙< u′<2f乙 成放大的实像，故D错误。 故选C。 【变式9-2】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 【解析】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u=26cm，像距υ=15cm，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u=26cm>2f，f<υ=15cm<2f，解得7.5cm<f<13cm，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。 【变式9-3】（多选）在探究“凸透镜成像规律”的实验中，先按图中甲所示操作，让一束平行光正对着凸透镜，直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。再调节蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图中乙所示，在光屏上得到一个倒立缩小清晰的像。下列说法正确的是（ ） A.在图乙中的蜡烛和凸透镜之间放上一片近视眼镜片，光屏要适当向左移才能得到清晰的像 B.图乙中凸透镜不动，将蜡烛移到光具座45cm处，无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像 C.图乙中凸透镜不动，蜡烛和光屏位置互换，在光屏上能得到倒立缩小的像 D.照相机的成像原理和图乙的成像特点一样 【答案】BD 【解析】由图甲可知凸透镜焦距f=60.0cm-50.0cm=10.0cm 图乙中物距u=50.0cm-20.0cm=30.0cm 像距υ=65.0cm-50.0cm=15.0cm A.近视眼镜片是凹透镜，对光有发散作用，使像推迟会聚，像距变大，光屏应向右移才能得到清晰的像，故A错误； B.蜡烛移到45cm处，物距u1=50.0cm-45.0cm=5.0cm 因u1<f，成正立放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，故B正确； C.蜡烛和光屏位置互换，由光路可逆可知，此时物距u2=15.0cm，像距υ2=30.0cm，因f<u2<2f，成倒立放大的实像，故C错误； D.图乙中u>2f，成倒立缩小的实像，与照相机成像原理相同，故D正确。 故选BD。 模型10.凸透镜成像规律——υ-u图像 ( 技巧： 用 υ = u 的点求焦距 ： 在 υ - u 图像上，当像距等于物距时（即图像与直线 υ = u 的交点），此时成‌ 倒立、等大的实像 ‌，满足 u = υ = 2 f ‌ 。 用趋势判断像的大小变化 ： 成实像时（ u > f ），规律是‌ 物近像远像变大 ‌，物远像近像变小。 结合成像规律判断选项 。 口诀： 一倍焦距分虚实， ‌‌ 二倍焦距分大小。 ‌ ‌ 物近像远像变大， ‌‌ 等距点处求焦距。 提醒： 交点别找错 ‌ ：必须是 υ - u 图像与直线 υ = u 的交点，不是图像与坐标轴的交点。 ‌ 虚像不看图像 ‌ ： u < f 时成虚像，此时 υ 在图像上往往无法直接读取（或为负值区域），不能套用实像趋势判断。 ) 【例10】在“探究凸透镜成像规律”的实验中，进行了如下操作： （1）实验前，调整凸透镜、烛焰和光屏，使三者的中心在_____________。 （2）通过探究，记录并绘制了像距υ与物距u之间的关系图象如图甲所示，则该凸透镜的焦距是________cm，当烛焰、凸透镜和光屏三者间位置调节到如乙图所示时，光屏上出现了倒立、________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的烛焰的像。 【答案】（1）同一高度；（2）10；放大 【解析】（1）为了使像成在光屏中央，应调整凸透镜、烛焰和光屏，使三者的中心在同一高度； （2）由图甲可知，u=υ=20cm，根据u=υ=2f，成倒立、等大的实像，即2f=20cm，故该凸透镜的焦距为f=10cm； 由图乙可知，此时物距小于像距，根据凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像。 故答案为：（1）同一高度；（2）10；放大。 【变式10-1】某班同学在“探究凸透镜成像规律”实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离υ跟物体到凸透镜的距离u之间的图象，如图所示，下列判断正确的是（　　） A.该凸透镜的焦距是20cm B.当u=15cm时，在光屏上能得到一个缩小的像 C.当u=5cm时成放大的像，且能在光屏上呈现 D.把物体从距凸透镜15cm处移动到30cm处的过程中，像逐渐变小 【答案】D 【解析】A.根据凸透镜成像规律可知，当物距和像距相等时，此时物距等于2倍焦距，图中物距为20cm时，物距像距相等，则该凸透镜的焦距是：f=10cm，故A错误； B.当u=15cm时，物距处于大于一倍焦距小于二倍焦距之间，根据凸透镜成像规律可知，成倒立、放大的实像，故B错误； C.当u=5cm时，物距小于一倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，成正立、放大的虚像，虚像不能在光屏上呈现，故C错误； D.把物体从距凸透镜15cm处移动到30cm处的过程中，物距变大，像距变小，像变小，故D正确。 故选：D。 【变式10-2】某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像距υ与物距u之间关系的图像，如图所示。下列判断正确的是（ ） A.该凸透镜的焦距是5cm B.当u=15cm时，在光屏上能得到一个缩小的像 C.当u=20cm时成放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的 D.把物体从距凸透镜10cm处移动到20cm处的过程中，像逐渐变大 【答案】AB 【解析】A.由图像可知，当u=10cm时，υ=10cm。根据凸透镜成像规律，当u=υ=2f时成倒立、等大的实像，故2f=10cm，解得f=5cm，故A正确； B.当u=15cm时，u>2f，成倒立、缩小的实像，故B正确； C.当u=20cm时，u>2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机，故C错误； D.根据凸透镜成实像时的规律，把物体从距凸透镜10cm处（2f）移动到20cm处（>2f）的过程中，物距增大，像距减小，像逐渐变小，故D错误。 故选AB。 【变式10-3】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υ，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f=20cm 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 【解析】A.根据凸透镜成像规律可知，当u=υ=2f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f=10cm，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u=25cm>2f=20cm，f<υ≈17cm<2f，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。 模型11.凸透镜成像规律——求焦距f范围 ( 技巧： ① 找已知量：从题干或光具座刻度中，准确读出物距 u （物体到透镜光心的距离 ) 、像距（光屏到透镜光心的距离），注意光具座读数要做刻度差，不要直接读刻度值。 ② 判成像类型：根据题干描述（如 “ 光屏上成缩小的像 ”“ 投影仪原理成像 ” ）或 u 、 υ 大小关系快速判断：若 u > υ ：成倒立、缩小的实像；若 u < υ ：成倒立、放大的实像；若 u = υ ：成倒立、等大的实像，此时直接得 f = u /2 。 ③ 列对应不等式：根据成像类型，分别对 u 、 υ 列出和 f 相关的不等式。 ④ 联立取交集：解每个不等式后，遵循 “ 同大取大，同小取小 ” 的原则取公共范围，即为 f 的取值区间。 口诀： 物距像距列不等，虚实大小定区间。 联立求解取交集，焦距范围自显现。 提醒： 光具座读数时，必须用透镜刻度减去蜡烛刻度得 u 、光屏刻度减去透镜刻度得 υ ，不要直接把刻度值当 u / υ ； 若题干说明“光屏上承接不到像”，要考虑两种可能： u ≤ f （不成像/成虚像），或像距过大超出光具座长度； 若涉及物像换位（保持蜡烛和光屏不动，移动透镜再次成像），可利用光路可逆，换位后 u 、 υ 数值互换，再按相同方法列不等式即可。 ) 【例11】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；3cm<f<4cm 【解析】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u=8cm，像距υ=6cm，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8cm>2f、f<6cm<2f，故凸透镜焦距范围为3cm<f<4cm 【变式11-1】当物体距凸透镜16cm时，在凸透镜的另一侧的光屏上成一个清晰缩小的像。固定物体和光屏的位置不动，若将凸透镜向远离光屏方向移动4cm，则在光屏上又成一个清晰的像，那么凸透镜的焦距f的范围是（　　） A.6cm<f<8cm B.8cm<f<10cm C.10cm<f<12cm D.12cm<f<16cm 【答案】A 【解析】物体离凸透镜16cm时，在透镜的另一侧得到一个倒立的、缩小的实像，u=16cm>2f，则f<8cm； 根据光的折射中光路是可逆的，若将凸透镜向远离光屏方向移动4厘米，则在光屏上又成一清晰的像，此时成的像为倒立、放大的实像，此时的物距为12cm，则2f>12cm>f，即12cm>f>6cm； 由此可知，6cm<f<8cm，故A正确，BCD错误。 故选：A。 【变式11-2】小龙同学用一个焦距未知的凸透镜进行实验，把蜡烛和光屏固定在光具座上，当移动透镜分别距离光屏24cm和38cm时，均可在光屏上得到清晰的像，则该透镜的焦距范围是（ ） A.12cm<f<24cm B.12cm<f<19cm C.19cm<f<24cm D.6cm<f<12cm 【答案】B 【解析】移动透镜分别距离光屏24cm和38cm时均可在光屏上得到清晰的像，由凸透镜成像规律可知，像距大于一倍焦距且小于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，像距大于二倍焦距时，成倒立、放大的实像，则： f<24cm<24cm……………………① 38cm>2f…………………………② 联立①②解得： 12cm<f<19cm 故B符合题意，AC不符合题意。 故选B。 【变式11-3】（多选）当物体距离凸透镜20cm时，在透镜另一侧光屏8cm处成一个清晰的像则该凸透镜的焦距为（ ） A.f<10cm B.f<8cm C.4cm<f D.8cm<f 【答案】BC 【解析】物距u=20cm，像距υ=8cm，成实像且u>υ，符合倒立缩小实像的成像规律，列不等式： ①由u>2f，代入得20cm>2f，解得f<10cm ②由f<υ<2f，代入得f<8cm<2f，拆分解得4cm<f<8cm 综合得焦距范围为4cm<f<8cm 故选BC。 模型12.凸透镜成像规律——实像和虚像 ( 技巧： 实像 ‌ ：实际光线会聚而成， ‌ 能用光屏承接 ‌ ，总是 ‌ 倒立 ‌ ，与物体在透镜 ‌ 异侧 ‌ 。 ‌ 虚像 ‌ ：光线反向延长线会聚而成， ‌ 不能用光屏承接 ‌ ，只能眼睛看，总是 ‌ 正立 ‌ ，与物体在透镜 ‌ 同侧 ‌ 。 ‌‌ 先判虚实 ‌ ：物距 u > f 成实像， u < f 成虚像， u = f 不成像。 ‌ 再判大小 ‌ ： u > 2 f 缩小， f < u < 2 f 放大， u = 2 f 等大。 ‌ 动态变化 ‌ ：成实像时 “ 物近像远像变大 ” ，成虚像时 “ 物远像远像变大 ” （但仍在焦点内）。 ‌‌ 口诀： 一焦虚实两边切，二焦大小定区别， 实像倒立屏可接，物远像近像缩小。 提醒： 光屏上找不到像 ‌ ：可能蜡烛在焦点处（不成像）、在一倍焦距内（成虚像）、三心没调等高、或像超出光具座范围。 ‌ 蜡烛变短 ‌ ：像会向上移，应把 ‌ 凸透镜向下移 ‌ 或光屏向上移。 ) 【例12】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。 【变式12-1】思维导图是高效复习的重要方法之一，请补全关于“像”的知识结构图。 （1）________________，（2）________________，（3）________________。 【答案】（1）直线传播；（2）凸透镜；（3）正立虚像 【解析】（1）小孔成像是利用光在同种均匀介质中沿直线传播形成的倒立的实像。 （2）凸透镜成像是由光的折射形成的，根据凸透镜成像的规律，当物距大于二倍焦距时，成倒立缩小的实像，当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成倒立放大的实像，故当物距大于一倍焦距时成倒立的实像。 （3）当物距小于一倍焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像。平面镜成正立、等大的虚像。 故答案为：（1）直线传播；（2）凸透镜；（3）正立虚像。 【变式12-2】淄博琉璃烧制技艺是国家级非物质文化遗产。小聪在琉璃馆参观时用一个焦距为15cm的凸透镜观察琉璃瓶的细节，当凸透镜距离瓶子5cm时，他看到的像是（ ） A.正立、放大的虚像 B.倒立、缩小的实像 C.正立、缩小的虚像 D.倒立、放大的实像 【答案】A 【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5cm<15cm，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。 【变式12-3】（多选）关于凸透镜成像，下列说法正确的是（　　） A.成实像时，物距越大，像越大 B.成虚像时，物距越大，像越大 C.实像总是倒立的，虚像总是正立的 D.实像和虚像都可以用光屏接收到 【答案】BC 【解析】A.物体在凸透镜的一倍焦距以外，即物距大于一倍焦距时，成实像，此时物体距离凸透镜越近，即物距越小，成的实像就越大，故A错误； B.物体在凸透镜的一倍焦距以内，即物距小于一倍焦距时，成放大的虚像，故在成虚像的条件下，物体距离放大镜越远（一倍焦距以内），即物距越大，成的虚像就越大，故B正确； C.由凸透镜的成像规律可知，凸透镜所成实像都是倒立的，虚像都是正立的，故C正确； D.虚像是人眼产生的错觉，无法成在光屏上，故D错误。 故选BC。 模型13.凸透镜成像规律——动态变化 ( 技巧： 成实像时（物距 > 焦距） ‌ ：物体靠近透镜，像就远离透镜、变大；物体远离透镜，像就靠近透镜、变小。 ‌ 成虚像时（物距 < 焦距） ‌ ：物体远离透镜（靠近焦点），像反而远离透镜、变大；物体靠近透镜，像 ) ( 靠近透镜、变小。 ‌‌ 口诀： 一焦分虚二焦小，实像异侧倒立瞧。 物近像远像变大，物远像近像变小。 提醒： 分界点要记牢 ‌ ：一倍焦距处是实像和虚像的分界点，此处不成像；二倍焦距处是放大和缩小的分界点。 ‌ 像的大小看像距 ‌ ：像距变大像就变大，像距变小像就变小，像跟着物体同向移动。 ‌ 速度也有规律 ‌ ：成缩小实像时像移动得比物体慢；成放大实像时像移动得比物体快。 ‌‌ ) 【例13】（2026·甘肃武威）我国航天员舱外航天服上的高清摄像机镜头使用非球面透镜作为基本成像元件，其成像原理与凸透镜相似。当航天员用该摄像机从近距离拍摄舱门，调整为远距离拍摄空间站全貌时，镜头所成的像变________（选填“大”或“小”），同时，应适当_________（选填“增大”或“减小”）镜头与传感器（相当于光屏）之间的距离，使像清晰呈现在传感器上。 【答案】小；减小 【解析】摄像机镜头的成像原理与凸透镜相似，照相时物距越大，像距越小，像也越小。由近距离拍摄舱门调整为远距离拍摄空间站全貌时，物距增大，所以镜头所成的像变小。由凸透镜成像规律“物远像近像变小”可知，物距增大时，像距减小。传感器相当于光屏，为使像清晰呈现在传感器上，应适当减小镜头与传感器之间的距离。 【变式13-1】蜡烛从离凸透镜距离为5f的地方移向凸透镜的过程中，凸透镜所成的像（ ） A.逐渐变小 B.逐渐变大 C.先变小，后变大 D.先变大，后变小 【答案】D 【解析】当u>f成实像时，物距减小，像距增大、像变大，蜡烛从5f移向f的过程中，像逐渐变大；当u<f成虚像时，物距减小，像变小，蜡烛从f移向透镜的过程中，像逐渐变小。因此整个过程像先变大后变小，ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 【变式13-2】如图1，在装有水的杯子里，小红将一支铅笔分别紧贴杯壁内、外竖直放置，两次都观察到铅笔放大的像，俯视图如图2、图3所示。下列说法正确的是（　　） A.图2中铅笔向前移，像一直变小 B.图2中铅笔向前移，像先变小后变大 C.图3中铅笔向后移，像一直变大 D.图3中铅笔向后移，像先变小后变大 【答案】A 【解析】（1）由图示和题意可知，图2中铅笔与杯子左侧壁之间的水柱相当于凸透镜，能观察到铅笔放大的像，此时铅笔在“水凸透镜”的一倍焦距之内，则可知凸透镜成的是正立、放大的虚像； 图2中的铅笔向前移时，铅笔仍紧贴水柱，水柱变薄，对光的会聚能力减弱，则焦距变大，同时铅笔离“水凸透镜”的焦点越来越远，相当于物距变小，由凸透镜成虚像的规律可知，像距也变小，像一直变小； （2）根据图示和题意可知，装有水的杯子相当于凸透镜，图3中也能观察到铅笔放大的像，图3中的铅笔向后移动，物距变大，若铅笔在凸透镜的一倍焦距以内，由凸透镜成虚像的规律可知，像距也变大，像变大；当铅笔在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，物距变大时，像距变小，像变小；当铅笔在二倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像，物距变大时，像距变小，像变小；所以图3中铅笔向后移，像先变大后变小； 综上所述，A正确。 故选：A。 【变式13-3】在用一凸透镜研究其成像的规律时，某同学得到的部分实验信息如下表所示．根据表中信息判定下列说法不正确的是（ ） 实验次序 物距/cm 像的性质 像距/cm 1 20 倒立、等大、实像 2 30 15 3 15 倒立、放大、实像 30 A.第1次实验的像距为20cm B.第2次实验成倒立、缩小的实像 C.第3次实验成像特点与照相机成像特点相同 D.分析表中数据可知：成实像时，物体靠近透镜，像远离透镜，像逐渐变大 【答案】C 【解析】A.第1次实验物距u1=20cm成倒立等大实像，根据凸透镜成像规律，此时物距等于二倍焦距，即u=2f，此时像距等于物距υ=2f=20cm，故A正确； B.第2次实验物距u2=30cm>2f，成倒立、缩小的实像，故B正确； C.第3次实验物距u3=15cm，满足f<u<2f，成倒立放大实像，是投影仪的成像特点；照相机成像特点为u>2f时成倒立缩小实像，故C错误； D.对比实验2、3，物距从30cm减小到15cm（物体靠近透镜），像距从15cm增大到30cm（像远离透镜），像从缩小变为放大，可知成实像时，物近像远像变大，故D正确。 本题选择不正确的，故选C。 模型14.凸透镜成像规律——生活应用 ( 技巧： 凸透镜成像规律的核心应用，完全围绕物距与焦距的不同对应关系展开，覆盖了日常影像、投影、放大观察等多个场景。 应用 1 . 照相机 / 摄像机 —— 当物距 ‌ u > 2 f 时，成 ‌ 倒立、缩小的实像 ‌ ，像距在 f 与 2 f 之间。 应用 2 . 投影仪 / 幻灯机 —— 当物距 ‌ f < u < 2 f ‌ 时，成 ‌ 倒立、放大的实像 ‌ ，像距 υ > 2 f 。 应用 3 . 放大镜 / 老花镜 —— 当物距 ‌ u < f ‌ 时，成 ‌ 正立、放大的虚像 ‌ ，像与物体在透镜同侧。 应用 4. 焦距测量 —— 当物距 ‌ u = 2 f ‌ 时，成 ‌ 倒立、等大的实像 ‌ ，此时物距与像距完全相等。 应用 5. 平行光生成 —— 当物距 ‌ u = f ‌ 时，光线经透镜折射后平行射出，完全不会会聚成像。探照灯、手电筒的聚光结构就利用该特性，把点光源放在焦点位置，就能射出平行光束。 口诀： 远拍小像存胶片，近投大画满墙面 ， 镜边贴字放大看，点放焦点光如箭 。 提醒： 放大镜看远物 ‌ 。用放大镜看远处物体，看到的是倒立、缩小的像，不是放大虚像 —— 因为物距已经大于二倍焦距了。 投影仪 / 照相机 ： 想放大像，物体要靠近透镜，同时像会远离、变大；不是物体越远像越大。 放大镜不是 “ 随便放大 ” ‌ 。物体必须在焦距以内才能成放大虚像；焦距以内物体越靠近焦点，像反而越大。 ) 【例14】凸透镜在生活中的应用非常广泛，下列说法正确的是（ ） A.图甲，女孩自拍时离照相机镜头比较远，此时镜头所成像是缩小、倒立的 B.图乙，投影片离投影仪镜头比较近，像是放大、正立的 C.图丙，像和物在放大镜的同侧，像是放大、正立的 D.图丁，笔由贴近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动，笔尖先变短，后变长 【答案】AC 【解析】A.照相机利用物距大于二倍焦距成倒立缩小实像的原理工作，自拍时人离镜头较远，满足物距条件，成像性质正确，故A正确； B.投影仪投影片离镜头距离在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，故B错误； C.放大镜成的虚像和物体在放大镜的同侧，像是放大、正立的，故C正确； D.装水的玻璃瓶相当于一个凸透镜。当笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动时，笔尖相对于这个“凸透镜”的物距在变化。当笔尖在“凸透镜”的一倍焦距以内时，成正立、放大的虚像，笔尖看起来会变长。当笔尖从一倍焦距向二倍焦距移动时，成倒立、放大的实像，笔尖看起来会变长（但方向倒立）。当笔尖在二倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像，笔尖看起来会变短（且方向倒立）。因此，笔尖先变长，后变短，，故D错误。 故选AC。 【变式14-1】（2026·黑龙江龙东）乐于思考的小明在研究放大镜时，做了以下尝试，其中说法正确的是（ ） A.他用手摸镜片，感觉到中间厚边缘薄，说明这是一个凹透镜 B.他把放大镜贴近邮票，如图甲，此时看到的是实像 C.他将放大镜远离邮票，如图乙，此时像的特点与照相机所成像的特点相同 D.他把放大镜正对太阳光，如图丙，说明该透镜对光有会聚作用 【答案】D 【解析】A.中间厚、边缘薄的是凸透镜；凹透镜是中间薄、边缘厚，故A错误； B.放大镜贴近邮票时，物距u<f，凸透镜成正立、放大的虚像，不是实像，故B错误； C.放大镜远离邮票后，此时物距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、放大的实像；照相机的成像特点是物距大于2倍焦距，成倒立、缩小的实像，二者成像特点不同，故C错误； D.图丙中放大镜正对太阳光，地面会聚出一个小亮斑，说明凸透镜对光线有会聚作用，故D正确。 故选D。 【变式14-2】物理社团的小东同学，在学习凸透镜的成像规律后，找出家里用的放大镜，给爸妈演示凸透镜的成像规律，如图所示，是他演示的一个情景，在该情境中，光屏上出现清晰的像，像的特点和应用描述均正确的是（ ） A.成正立放大的像，放大镜 B.成倒立的缩小的像，照相机 C.成倒立放大的像，投影仪 D.成倒立的等大的像，投影仪 【答案】C 【解析】由图可知物距小于像距，光屏上出现清晰的像，说明成的是实像，根据凸透镜成像规律可知，此时物距在1倍焦距与2倍焦距之间，像距大于2倍焦距，成倒立放大的实像，投影仪利用的就是该原理。放大镜成的是虚像，光屏无法承接到，照相机成倒立缩小的实像，使用时，物距大于2倍焦距，像距在1倍焦距与2倍焦距之间。 故选C。 【变式14-3】（2026·甘肃兰州）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 【解析】（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i=90°-50°=40° 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。 1.（2026•江西）用手机照相时，镜头相当于1个________透镜，人离镜头越远，所成像的大小越_______。温馨提示：摆出“剪刀手”拍照时，只要照片上暴露了清晰的指纹就可能泄露个人信息。 【答案】凸；小 【解析】（1）凸透镜成像规律：u>2f，成倒立缩小的实像，应用照相机，即手机摄像头是照相机； （2）凸透镜成实像时，物远像近像变小；人离镜头越远，物距变大，像距变小，像变小。 故答案为：凸；小。 2.（2026•连云港）如图为小明探究“凸透镜成像规律”的实验装置，凸透镜的焦距为10cm。当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，烛焰在光屏上恰好成清晰的像，此时所成的像是倒立_________的实像。将蜡烛远离凸透镜，光屏上原来清晰的像变模糊了。若要在光屏上再次得到清晰的像，应将光屏_________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜。 【答案】缩小；靠近 【解析】由图可知，蜡烛在80cm刻度，凸透镜在50cm刻度，物距u=80.0cm-50.0cm=30.0cm，满足u>2f，根据凸透镜成像规律：当u>2f时，成倒立、缩小的实像。 根据凸透镜成像动态规律可知：物远像近像变小，蜡烛远离凸透镜，物距变大，像距变小，因此光屏需要靠近凸透镜才能再次承接清晰的像。 3.（2026黑龙江大庆）小庆用焦距为15cm的凸透镜探究凸透镜成像规律。如图所示，实验中他将蜡烛放在光具座的a位置，移动光屏观察烛焰的成像情况，蜡烛在a处时，光屏上可得到清晰倒立________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像，这种像在生活中的应用是__________（选填“投影仪”“照相机”或“放大镜”）。接着小庆用手遮住部分凸透镜，这时光屏上烛焰的像________（选填“是”或“不是”）完整的。 【答案】缩小；照相机；是 【解析】由题意知，凸透镜焦距f=15cm，由图可知蜡烛在10cm刻度处，凸透镜在50cm刻度处，物距： u=50cm-10cm=40cm 满足u>2f的条件，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像；凸透镜成倒立、缩小实像的典型生活应用是照相机，投影仪利用的是物距在一倍到二倍焦距间成倒立放大实像的规律，放大镜利用的是物距小于一倍焦距的正立放大虚像的规律； 遮住部分凸透镜后，剩余的透镜部分仍能折射光线，使烛焰每个点发出的光线都有部分通过透镜的剩余部分会聚到光屏上形成完整的像，只是透过的光线变少，像会变暗，但像依然是完整的。 4.（2026·湖北武汉）晶莹的露珠是大自然创造的“透镜”，如图甲所示，露珠下的叶脉看起来比实际的大，这是因为露珠就是一个________透镜，对光有________作用。在探究凸透镜成像规律的实验中，发光体“F”、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图乙所示，此时发光体在光屏上呈现清晰的高为h1的像，发光体到凸透镜的距离为s1，光屏到凸透镜的距离为s2。保持发光体和光屏的位置不变，凸透镜向右移动的距离为__________时，光屏上再次呈现清晰的高为h2的像，则h1________（填“>”“=”或“<”）h2。 【答案】凸；会聚；s2-s1；> 【解析】露珠中间厚、边缘薄，符合凸透镜的外形特征，叶脉看起来被放大，正是凸透镜成虚像的效果； 根据凸透镜的基本光学性质可知，凸透镜对光有会聚作用； 在发光体和光屏位置固定不变时，根据光路可逆原理，再次成清晰的像，原来的物距s1会变成后来的像距，原来的像距s2会变成后来的物距，初始时凸透镜距离发光体s1、距离光屏s2，移动后凸透镜到发光体的距离变为s2，因此凸透镜需要向右移动的距离为s2-s1； 由图乙可知初始时物距s1小于像距s2，此时成倒立放大的实像，凸透镜右移后，新的物距等于原来的像距s2，新的像距等于原来的物距s1，此时物距大于像距，成倒立缩小的实像，物体的高度不变，因此第一次的像高h1大于第二次的像高h2。 5.（2026·四川德阳）快递出库扫描仪的上端是成像镜头，上方配有补光灯辅助扫描快递条形码，关于该装置涉及的光学知识，下列说法正确的是（ ） A.被补光的快递条形码是光源 B.扫描仪的镜头与近视眼镜镜片是同类透镜 C.条形码通过扫描仪的镜头，成放大的虚像 D.减小条形码到镜头的距离，所成的实像变大 【答案】D 【解析】A.光源是自身能够发光的物体，条形码仅反射补光灯的光，自身不发光，不是光源，故A错误； B.扫描仪镜头是凸透镜，近视眼镜镜片是凹透镜，二者不属于同类透镜，故B错误； C.扫描仪镜头成像原理与照相机相同，物距大于二倍焦距时成倒立、缩小的实像，故C错误； D.凸透镜成实像时遵循“物近像远像变大”的规律，减小条形码到镜头的距离即减小物距，所成实像将变大，故D正确。 故选D。 6.（2026·天津）某同学通过实验验证凸透镜成像的规律。实验器材有凸透镜、光屏、高度为6cm的光源、卷尺等。下表是部分成实像的实验数据，下列说法正确的是（ ） 序号 1 2 3 4 5 6 物距u/cm 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 像高h/cm 18.0 9.0 6.0 4.5 3.6 3.0 A.该透镜的焦距为15.0cm B.实验中所成的实像都是倒立的 C.第4次实验成像特点与投影仪成像特点相同 D.当物距为20.0cm时，像距一定大于30.0cm 【答案】ABD 【解析】A.根据第3次实验数据，物距u=30.0cm时像高等于光源高度，说明成等大、倒立的实像，由凸透镜成像规律u=2f可得，焦距，故A正确； B.由凸透镜成像特点可知，凸透镜所成的实像均为倒立的，故B正确； C.第4次实验物距u=35.0cm>2f，成倒立、缩小的实像，投影仪是f<u<2f时成倒立、放大的实像，二者成像特点不同，故C错误； D.当物距u=20.0cm时，满足f<u<2f，根据凸透镜成像规律，此时像距υ>2f=30cm，故D正确。 故选ABD。 7.（2026·江苏宿迁）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当点燃的蜡烛、凸透镜和光屏处于如图所示的位置时，在光屏上得到烛焰清晰的像（未画出）。下列说法正确的是（ ） A.该凸透镜的焦距为7cm B.图中成像原理与投影仪成像原理相同 C.若在蜡烛与凸透镜之间放远视眼镜，向左移动光屏能在光屏上再次成清晰的像 D.固定蜡烛和光屏的位置，将凸透镜移到两者的正中间，在光屏上能成等大的像 【答案】C 【解析】由图可知，物距：u=50.0cm-20.0cm=30.0cm 像距：υ=65.0cm-50.0cm=15.0cm AB.此时u>υ，由凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像，成像原理与照相机相同，满足u>2f且f<υ<2f，即30.0cm>2f且f<15.0cm<2f，解得7.5cm<f<15.0cm，故AB错误； C.远视眼镜是凸透镜，对光有会聚作用，使像提前会聚，像距变小，故向左移动光屏能再次成清晰的像，故C正确； D.根据凸透镜成像规律，只有当物距等于2f时才能成等大实像，此时像距也等于2f，即物像间距为4f。本题蜡烛和光屏间距离为：s=65.0cm-20.0cm=45.0cm 而前面分析已经推出f>7.5cm，4f>30cm，但将透镜移到蜡烛和光屏正中间时，物距等于像距为22.5cm，但22.0cm≠2f，无法成等大的像，故D错误。 故选C。 8.（2026·安徽省阜阳市）如图甲所示，某无人机携带高清照相机在拍摄风景。如图乙所示，高清照相机镜头的焦距为f，无人机飞的高度越高，其拍摄地面的景物所成的像越靠近图乙中的（ ） A.a点 B.b点 C.c点 D.d点 【答案】B 【解析】照相机成倒立、缩小的实像，像在凸透镜的一倍焦距与二倍焦距之间，根据凸透镜成像规律：物远像近像变小，无人机飞行高度越高，离地面景物越远，物距越大，像距越小（像越靠近透镜），且物距越大，像越靠近焦点（一倍焦距位置）。图乙中b点紧邻焦点F，因此像越靠近b点。 故选B。 9.（2026·西藏）次珍在探究“凸透镜成像的规律”实验中，用焦距f=10cm的凸透镜进行实验。 （1）实验前，为了确保像能完全呈现在光屏中央，首先应将烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心调到_____________； （2）将蜡烛移到如图所示的位置，移动光屏得到一个清晰的像，像是倒立、_________的实像，生活中__________利用了这一原理； （3）在第（2）题的实验过程中，若用纸板遮挡住一半凸透镜，在光屏上观察到的是________； A.不成像 B.一半的像 C.完整的像 （4）次珍把近视眼镜镜片竖直放在蜡烛和凸透镜之间，原来清晰的像变模糊了，不改变蜡烛和凸透镜的位置，要使烛焰的像再次变清晰，应将光屏_________（选填“远离”或“靠近”）凸透镜。 【答案】（1）同一高度；（2）放大；投影仪（合理即可）；（3）C；（4）远离 【解析】（1）实验前，为使像成在光屏中央，需将烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心调到同一高度； （2）已知凸透镜焦距f=10cm，由图可知，蜡烛到凸透镜的距离（物距）满足f<u<2f，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像，生活中投影仪或幻灯机利用了这一原理； （3）遮挡住一半凸透镜时，物体上任一点射向凸透镜的另一半，仍能会聚成像，像的大小不变，只是亮度变暗，因此光屏上是完整的像，故选C； （4）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，会使原本会聚的像延后会聚，像距变大，因此不改变蜡烛和凸透镜的位置，应将光屏远离凸透镜，才能再次得到清晰的像。 10.（2026·江苏苏州）小华用图甲装置探究凸透镜成像规律，使用LED灯珠排列成的“F”发光体作为光源。 （1）能在光屏上呈现的像称为________像。为使像呈现于光屏中央，实验前需将F光源和光屏两者中心调整到凸透镜的__________上。 （2）装置调好后，将F光源放在光具座上不同位置，移动光屏找到清晰像的位置，观察并记录成像情况。如图乙，小华根据观测结果，在纸上用带箭头的线段记录物、像情况（A′~E′分别是物体处在A~E位置时对应的像，线段长度表示它们的大小）。分析图乙，可发现物体靠近凸透镜的过程中，所成的实像___________________________。 （3）分析可知，F光源从位置A移至E的过程中，必然存在像、物等大的情况，为快速、准确找到此位置，应在图乙中_________两位置间移动光源，并使用图丙中________光屏观察像。小华测量发现：物距等于两倍焦距时，像与物等大。为了验证该结论的普遍性，接下来的操作是：__________________。 【答案】（1）实；主光轴；（2）远离凸透镜且变大； （3）C、D；c；换用多个不同焦距的凸透镜重复上述实验 【解析】（1）能被光屏承接的像是实际光线会聚形成的，叫做实像，虚像无法用光屏承接；实验时为了使像成在光屏中央，需要将光源、光屏的中心调整到凸透镜的主光轴上，保证三者中心在同一高度。 （2）由图乙可知，凸透镜成实像时，物体靠近凸透镜时，物距减小，像距变大，所成的实像也会逐渐变大。 （3）凸透镜成像规律：物距大于二倍焦距时成缩小的实像，物距等于二倍焦距时成等大的实像，物距在一倍到二倍焦距之间时成放大的实像，因此等大的实像一定在缩小实像和放大实像之间；由图乙可知，等大的实像在C、D之间；要准确比较像和物的大小，需要带网格的光屏方便对比大小，因此选c；一次实验得到的结论具有偶然性，为了验证结论的普遍性，需要换用不同焦距的凸透镜重复实验。 【基础夯实】 1.麦收时节同学们走进农田参与农耕实践活动，如图所示是用放大镜观察到的麦穗标本，如果该透镜焦距为10cm，则标本到透镜的距离应________（填“大于”“等于”或“小于”）10cm，若想看到标本的像变大，应将标本________（填“远离”或“靠近”）透镜。 【答案】小于；远离 【解析】放大镜的本质是凸透镜，它的成像原理是当物距小于一倍焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像。已知该透镜焦距为10cm，因此标本到透镜的距离（物距）应小于10cm。 在一倍焦距范围内，物距越大，即物体离透镜越远，成的虚像越大，因此若想让像变大，应将标本远离透镜。 2.如图所示，这是一款带摄像头的自平衡球形机器人，它能在各种地面上滚动自如。它在边滚动边摄像的过程中，要保证物距始终大于两倍焦距，因此摄像头选用的是焦距较________（选填“大”或“小”）的________透镜。 【答案】小；凸 【解析】摄像头的成像原理是凸透镜成像，利用物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小实像的规律工作。本题要求物距始终大于两倍焦距，该机器人摄像头整体尺寸很小，拍摄时物体到镜头的物距不大，要满足u>2f，就需要焦距更小，因此选用焦距较小的凸透镜。 3.用一已知焦距的凸透镜看书上字如图（a）、（b），则成实像的是________（选填（a）或（b））。若想让（a）中的像变大，你应该进行的操作是___________________________________。 【答案】（b）；保持人眼和课本不动，凸透镜稍微远离课本一些 【解析】由凸透镜成像规律可知，实像倒立、虚像正立，故成实像的是（b）。（a）中凸透镜成正立放大的虚像，物距小于焦距，由凸透镜成虚像时物距越大像越大的规律，要让像变大需增大物距，故应保持人眼和课本不动，将凸透镜向远离书本的方向移动。 4.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 【解析】由图可知，刻度尺的分度值为1cm，此时物距为： u=50.0cm-30.0cm=20.0cm 像距为υ=70.0cm-50.0cm=20.0cm，则有：u=υ=20.0cm 根据u=υ=2f成倒立、等大的实像，故该凸透镜的焦距为： 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。 移动后的物距为： u=50.0cm-10.0cm=40.0cm>2f 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。 5.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10cm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 【解析】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10cm后，透镜到达40cm刻度处，此时物距变为20cm，像距变为30cm，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。 6.“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，如图所示是利用该技巧拍摄的照片，下列说法中正确的是（ ） A.照相机的镜头相当于一个凹透镜 B.拍摄该照片时，人比树更远离照相机镜头 C.树和人通过照相机镜头成的是正立、缩小的实像 D.若要使树的像更大一些，可将照相机镜头稍近一些树 【答案】D 【解析】A.照相机的镜头相当于凸透镜，不是凹透镜，故A错误； B.由图可知，照片中人比树所成的像更大，由凸透镜成像规律可知，人比树的物距更小，所以人比树更靠近照相机镜头，故B错误； C.照相机成像为倒立、缩小的实像，不是正立，故C错误； D.根据“物近像远像变大”，要使树的像更大，需要减小物距，应将照相机镜头靠近树，故D正确。 故选D。 7.（多选题）小梦在实验室完成“探究凸透镜成像的规律”的实验，所用凸透镜的焦距为f=10cm，把凸透镜固定在光具座上50cm处，如图甲所示。下列说法正确的是（ ） A.实验前，应调节蜡烛的烛焰与凸透镜和光屏的中心在同一直线 B.如图甲所示，若此时想用光屏承接到烛焰的实像，光屏应在60cm~70cm范围内移动 C.若在实验过程中，用黑色墨水将凸透镜上半部分涂黑，所成的像仍然完整 D.用此凸透镜观察蚂蚁，现象如图乙所示，则蚂蚁到凸透镜的距离小于10cm 【答案】BCD 【解析】A.实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，目的是使像成在光屏中央，故A错误； B.由图甲可知，物距u=50cm-10cm=40cm，因f=10cm，则u>2f，根据凸透镜成像规律可知像距 f<υ<2f，即10cm<υ<20cm，光屏应在60cm~70cm范围内移动，故B正确； C.凸透镜上半部分涂黑，下半部分仍然可以透过光线，物体上每个点发出的光依然有一部分通过透镜下半部分成像，像仍然完整，只是亮度变暗，故C正确； D.图乙是放大镜效果，成正立、放大的虚像。此时物距满足u<f，也就是蚂蚁到透镜距离小于10cm，故D正确。 故选BCD。 8.（多选题）如图所示，是小明做“探究凸透镜成像的规律”的实验装置，将凸透镜固定在光具座40cm的位置，此时烛焰在光屏上成清晰的像，下列说法中正确的是（ ） A.利用图中成像规律可制成照相机 B.该透镜的焦距范围满足7.5cm<f<15cm C.将蜡烛从刻度尺35cm处向透镜方向移动的过程中，光屏上成的像逐渐变大 D.将蜡烛放在刻度尺25cm的位置，移动光屏可得到倒立缩小的清晰的像 【答案】AB 【解析】A.由图可知，蜡烛在10.0cm处，凸透镜固定在40.0cm处，光屏在55.0cm处， 物距：u=40.0cm-10.0cm=30.0cm，像距υ=55.0cm-40.0cm=15.0cm 此时u>υ，根据凸透镜成像规律可知，此时u>2f，成倒立缩小的实像，这是照相机的工作原理，故A正确； B.根据成像规律列不等式：u=30cm>2f，得f<15cm；又f<υ=15cm<2f，解得7.5cm<f<15cm，联立得焦距范围为7.5cm<f<15cm，故B正确； C.蜡烛在35cm处时，物距u=40cm-35cm=5cm，因f>7.5cm，故u<f，成正立放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，光屏上无法成像，故C错误； D.蜡烛放在25cm位置时，物距u=40cm-25cm=15cm，结合焦距范围7.5cm<f<15cm，可得f<u<2f，移动光屏后得到倒立放大的清晰实像，不是倒立缩小的像，故D错误。 故选AB。 9.（2026·山西）小明记录了如下错题，请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。 错题记录 错题改正 如图是小亮用鞋盒、凸透镜自制的手机投影仪。将手机放入盒内、屏幕正对凸透镜，置于暗室内，将鞋盒对准白墙、进行调节，白墙上出现手机屏幕放大的清晰的像。若想在白墙上看到更大的清晰的像，接下来应怎样操作。 答：保证鞋盒里的手机到凸透镜的距离大于1倍焦距、小于2倍焦距，只将手机向凸透镜方向靠近，白墙上就会呈现更大的清晰的像。 错误之处：___________________ 错因分析： _____________________________ 正确解答： _____________________________ 根据要求填写： （1）错误之处：_______________________________________________________________________ （2）错因分析：_______________________________________________________________________ （3）正确解答：_______________________________________________________________________ 【答案】（1）只将手机向凸透镜方向靠近 （2）对凸透镜成像规律理解不清。只改变物距，不调节像距，得不到清晰的像。（答案合理即可） （3）保证鞋盒里的手机到凸透镜的距离大于1倍焦距、小于2倍焦距，将手机向凸透镜方向靠近，同时将鞋盒远离白墙，直到白墙上再次呈现更大的清晰的像 【解析】（1）只将手机向凸透镜方向靠近，没有同时增大凸透镜到白墙的距离（像距），无法成更大的清晰的像，故本题的错误之处是“只将手机向凸透镜方向靠近”。 （2）对凸透镜成实像的规律理解不全面，当物体在一倍焦距和二倍焦距之间时，要成更大的清晰实像，需要同时减小物距（手机到透镜的距离）、增大像距（透镜到白墙的距离），只减小物距而不改变像距，像会变得模糊，无法得到清晰的放大像。 （3）根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律，应将手机向凸透镜方向靠近（减小物距，保持物距在1倍焦距到2倍焦距之间），同时将鞋盒远离白墙（增大像距），直到白墙上出现更大的清晰的像。 10.（2026·四川自贡）关于凸透镜成像的规律及其应用，小组进行研究分析： （1）自贡智能无人快递车通过安装的摄像机和激光雷达识别道路状况。摄像机的镜头相当于一个凸透镜，当识别行人时，行人在摄像机感光元件上成________的实像。 A.倒立　放大 B.倒立　缩小 C.正立　放大 D.正立　缩小 （2）为了研究凸透镜成像规律，小组按图甲所示组装器材，在光屏上恰好得到一个清晰的像（像未画出），则凸透镜的焦距f=________cm； （3）如图乙所示，固定蜡烛和光屏的位置，两者距离为L0，当凸透镜从左向右移动，先后经过A、B两点（图中未标出）时，均能在光屏上得到清晰的像，测得A、B之间的距离为s，则A点到蜡烛的距离L=_________（用L0和s表示）。 （4）在照毕业照时，摄影师发现两旁还有同学没有进入取景框内，这时摄影师应使照相机__________（选填“靠近”或“远离”）同学，同时__________（选填“增大”或“缩小”）照相机的暗箱长度，使全班同学都能进入取景框中，并成清晰的像。 【答案】（1）B；（2）10.0；（3）；（4）远离；缩小 【解析】（1）摄像机的镜头是凸透镜，和照相机的成像原理一样，根据凸透镜成像规律，当物距u>2f时，成倒立、缩小的实像。 故选B。 （2）由图甲可知，刻度尺分度值为1cm，蜡烛在30.0cm处，凸透镜在50.0cm处，光屏在70.0cm处，此时物距u=50.0cm-30.0cm=20.0cm 像距υ=70.0cm-50.0cm=20.0cm u=υ=2f，因此焦距 （3）凸透镜在A点时，物距为L，像距为L0-L；移动到B点后，物距为L+s，根据光路可逆原理，物距也等于原来的像距，即物距等于L0-L，因此L+s=L0-L，整理得。 （4）要让所有同学进入取景框，需要让像变小，根据凸透镜成像规律“物远像近像变小”需要增大物距，即照相机远离同学，减小像距，即缩小暗箱长度，才能成清晰的小像，容纳全部同学。 【培优拔高】 1.将一个凸透镜正对着太阳，在距凸透镜20cm处得到一个最小、最亮的光斑，此时光斑处也就是凸透镜的_________处；若将一个物体放在此凸透镜前30cm处，在凸透镜的另一侧成一个倒立、________的________像。 【答案】焦点；放大；实 【解析】平行于主光轴的太阳光经凸透镜折射后会聚到一点，该点就是凸透镜的焦点，所以最小最亮的光斑处为焦点。 由题意可得凸透镜焦距f=20cm，物体到透镜的距离u=30cm，满足f<u<2f的条件，根据凸透镜成像规律，此时在透镜另一侧成倒立、放大的实像。 2.有A、B、C三块凸透镜，用它们做凸透镜成像实验时，烛焰与透镜距离相同，得到的像分别为A镜：放大倒立实像；B镜：缩小倒立实像；C镜：放大正立虚像，则三个凸透镜的焦距关系为____________。 【答案】fC>fA>fB 【解析】由题意可知，三组凸透镜实验的u相同，根据凸透镜成像规律： A镜成放大倒立实像，所以：fA<u<2fA B镜成缩小倒立实像，所以：u>2f C镜成放大正立虚像时，所以u<f 综合上述推导可得：fC>fA>fB。 3.一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“f<u<2f”“u>2f”或“u<f”）。 【答案】实；f<u<2f 【解析】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f<u<2f时，凸透镜成倒立、放大的实像。 4.小嘉在做“探究凸透镜成像的规律”的实验过程中蜡烛到凸透镜的距离由远到近，他所观察到的如图乙所示①至⑥六种烛焰清晰的像，最先看到的是________号像；其中，能够呈现在光屏上的有____________。（填序号） 【答案】②；①②③⑤ 【解析】蜡烛到凸透镜距离由远到近，即物距从大逐渐变小，根据“物远像近像变小”，物距越大，像越小，且物距大于焦距时成倒立实像，因此物距最大时，成最小的倒立的像，即②。 凸透镜成像中，实像能呈现在光屏上，虚像不能；实像都是倒立的，虚像是正立的，图中①②③⑤都是倒立的实像，④⑥是正立的虚像，因此能呈现在光屏上的是①②③⑤。 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 【解析】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υ=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.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f=20cm B.当物距u=30cm时，成倒立、放大的实像 C.当物距u=8cm时，所成的像能用光屏承接 D.当物距u=15cm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 【解析】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u=30cm>2f，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u=8cm<f，此时成虚像，虚像不能用光屏承接，故C不符合题意； D.f<u=15cm<2f，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。 7.如图所示，光具座上的烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度。凸透镜的焦距为10.0cm且位置保持不变。以下判断正确的是（ ） A.蜡烛位于A区域时，光屏上承接到的像与照相机成像特点相同 B.蜡烛位于B区域时，光屏上可承接到烛焰倒立放大的虚像 C.蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，光屏应从F区跨越至E区域 D.蜡烛位于C区域时，可在光屏上承接到烛焰正立放大的虚像 【答案】A 【解析】已知凸透镜焦距f=10.0cm，因此2f=20.0cm，凸透镜固定在50.0cm刻度处。 A.蜡烛位于A区域（0~30.0cm刻度），物距u>2f，此时凸透镜成倒立缩小的实像，和照相机成像特点相同，故A正确； B.蜡烛位于B区域（30.0~40.0cm刻度），物距f<u<2f，此时成倒立放大的实像，故B错误； C.根据成像规律，物距变大（蜡烛远离透镜），像距会变小。图中蜡烛初始位置已经在A区（u>2f），像始终在一倍到二倍焦距之间（E区），不会从F区跨越到E区，故C错误； D.蜡烛位于C区域（40.0~50.0cm刻度），物距u<f，此时成正立放大的虚像，虚像不能在光屏上承接到，故D错误。 故选A。 8.（2026·四川遂宁）光让自然界绚丽多彩、让世界生机勃勃。探究小组走进“神奇的光世界”，完成了以下四个实验。下列表述符合事实的是（ ） A.甲图：探究光的反射定律，F面在图中位置时也可观察到反射光束 B.乙图：探究平面镜成像的特点，用玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的位置 C.丙图：探究凸透镜成像规律，此时光屏上呈现倒立放大的实像 D.丁图：探究光的色散时，任意颜色的光屏上均可呈现七色光 【答案】B 【解析】A.根据光的反射定律，反射光线、入射光线和法线在同一平面内。甲图中F板与入射光线所在平面不在同一平面内，因此F面上无法观察到反射光束，故A不符合题意； B.探究平面镜成像特点时，玻璃板透明，既能反射成像，又能透过玻璃板观察到后方的物体，便于确定像的位置，故B符合题意； C.丙图中物距大于像距，根据凸透镜成像规律，此时光屏上成倒立、缩小的实像，故C不符合题意； D.只有白色光屏可以反射所有色光，才能呈现完整的七色光；其他颜色的光屏只能反射对应颜色的光，会吸收其他色光，无法呈现全部七色光，故D不符合题意。 故选B。 9.同学们为了探究平面镜成像的特点，准备了平面镜、玻璃板、两支相同的蜡烛A和B、光具座、光屏等实验器材。 （1）为更好地观察实验现象，应在_________（选填“较暗”或“较亮”）的环境下进行实验。 （2）如图所示，将一只点燃的蜡烛A放置在光具座的甲位置，选用__________（选填“平面镜”或“玻璃板”）竖直放置在乙位置，未点燃的蜡烛B放置在乙位置右侧，移动蜡烛B到丙位置时，发现蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。 （3）取下蜡烛B，并在丙位置处放一光屏，光屏上不能承接到蜡烛A的像，说明平面镜成的像是________（选填“实像”或“虚像”）。 （4）接着同学们想利用上述装置探究凸透镜成像规律，将乙处器材换成一个凸透镜，再将蜡烛A移至35cm刻度线处，丙位置的光屏上恰好出现了烛焰清晰的像，生活中的__________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一原理工作的。 （5）在上一步实验的基础上，小明将一远视镜片放在凸透镜与蜡烛之间，要使光屏上还能呈清晰的像，可将光屏适当向________（选填“左”或“右”）移动。 （6）做完实验后。小明思考：用手机拍照时，手机的镜头相当于凸透镜。如图所示是时下流行的用自拍杆拍照的情景，与直接拿手机自拍相比，使用自拍杆增大了________（填“物距”或“像距”），从而增大取景范围，获得需要的拍摄效果。 【答案】（1）较暗；（2）玻璃板；（3）虚像；（4）投影仪；（5）左；（6）物距 【解析】（1）点燃蜡烛，烛焰在明亮的环境中，烛焰和明亮环境对比度较小，成像不太清晰；烛焰在黑暗环境中，烛焰和黑暗环境的对比度大，成像更清晰； （2）玻璃既能透光又能反射光使物体成像，能看到前面物体在玻璃板后面成的像，也能看到玻璃板后面的物体，便于确定像的位置，所以实验中应选用玻璃板； （3）虚像不能成在光屏上，将蜡烛B换成光屏，不能在光屏上直接观察到蜡烛A的像，说明平面镜所成的是虚像； （4）由图可知，将蜡烛A移至35cm刻度线处，此时物距小于像距，成的是倒立、放大的实像，故属于投影仪的成像原理。 （5）远视镜片是凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，使原来会聚的光线提前会聚，要使光屏上还能呈清晰的像，可将光屏适当向左移动； （6）手机的镜头为凸透镜，用自拍杆拍照时，增大了人与镜头间的距离，增大了物距。 故答案为：（1）较暗；（2）玻璃板；（3）虚像；（4）投影仪；（5）左；（6）物距。 10.（2026·陕西）小明用一个圆形凸透镜（镜片直径约8cm）、纸盒、薄泡沫板、胶水、手机（屏幕大小约为15cm×6.5cm）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3m。 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21.5cm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）①不可行；没有足够的放置空间，使得投影仪成清晰的像；②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） 【解析】（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： f=20.0cm-0cm=20.0cm （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f=20.0cm<u<2f=40.0cm。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υ=286.7cm，由图2可知，纸盒的放置镜头的长度为35cm，则286.7 cm+35cm=321.7cm大于房间两墙间距3m=300cm，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30.0cm，比第2次的15.0cm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220.0cm，比第2次的120.0cm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） 第 1 页 共 60 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 凸透镜成像的规律 ( 模型破解 规范思维路径，强化科学逻辑 …………………………………………………… … ………… 01 ~ 25 模型 0 1. 实验探究凸透镜成像规律 —— 仪器摆放 ……………………………………………………… 01 模型02. 实验探究凸透镜成像规律 —— 成像原理 ……………………………………………………… 03 模型03.实验探究凸透镜成像规律 —— 烛像移动 …… ………………………………………………… 06 模型04.实验探究凸透镜成像规律 —— 加装镜片 ……………………………………………………… 08 模型05. 实验探究凸透镜成像规律 —— 部分遮挡 ……………………………………………………… 1 0 模型06.实验探究凸透镜成像规律 —— 水透镜 ………………………………………………………… 1 2 模型07.凸透镜成像规律 —— 根据成像性质判断 υ 、 u 、 f …………………………………………… 14 模型08.凸透镜成像规律 —— 根据 υ 、 u 、 f 判断成像性质 …………………………………………… 1 5 模型09.凸透镜成像规律 —— υ 、 u 位置互换 …………………………………………………………… 1 7 模型 10 .凸透镜成像规律 —— υ - u 图像 ………………………………………………………………… 19 模型1 1 .凸透镜成像规律 —— 求焦距 f 范围 …………………………………………………………… 20 模型1 2 .凸透镜成像规律 —— 实像和虚像 ……………………………………………………………… 21 模型1 3 .凸透镜成像规律 —— 动态变化 ………………………………………………………………… 22 模型1 4 .凸透镜成像规律 —— 生活 应用 ………………………………………………………………… 24 真题演练 熟悉考试形式，提升实战能力 ………… …… ……………………………………… … ……… 25 ~ 28 分层练测 实现精准提效，最终整体达标 ………………………………………………………………… 28 ~ 36 基础夯实 …………………………………………………………………………………… 28 ~ 32 培优拔高 …………………………………………………………………………………… 32 ~ 36 ) 模型01.实验探究凸透镜成像规律——仪器摆放 ( 技巧： 摆放顺序 ‌ ：在光具座上从左到右依次放 ‌ 蜡烛（或 F 形光源）、凸透镜、光屏 ‌ ，三者要在同一直线上。顺序不能乱，凸透镜必须放在中间。 ) ( ‌ 调整高度 ‌ ：点燃蜡烛后，调整烛焰中心、凸透镜光心、光屏中心，让三者 ‌ 大致在同一高度 ‌ （也叫 “ 三心同高 ” ），目的是让像成在光屏中央，方便观察。 ‌ 口诀： 三心同高一线牵，烛焰透镜光屏连， 同轴摆放无高低，成像稳稳落屏间。 提醒： 光屏上找不到像，常见原因有 “ 三心 ” 不在同一高度、蜡烛在焦点上或焦点以内（成虚像或不成像）、物距和像距不匹配等。 ‌‌ ) 【例1】（2026·江苏徐州）如图所示为“探究凸透镜成像规律”的实验。组装器材时，应调节烛焰、__________和光屏的中心在同一高度。实验中当光屏处于成像位置时，光屏上的像很清晰，此时向左或向右移动光屏，像都会变_________。当物距小到一定程度时，就不能从光屏上观察到像，此时应该从凸透镜的_________侧直接通过凸透镜观察像。 【变式1-1】（2026·安徽）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45cm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。 【变式1-2】小华用焦距为10.0cm的凸透镜探究凸透镜成像规律。 （1）实验前，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在______________。 （2）当各器材位置如图所示时，在光屏上成烛焰清晰的像，此时烛焰的成像特点与__________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像特点相同。 （3）实验时，若用一张纸片遮住了凸透镜的上半部，光屏上_________（选填“能”或“不能”）成完整的像。 （4）小华将一副老花镜的镜片放在烛焰与凸透镜之间且靠近凸透镜的位置，若保持蜡烛的位置不变，仅将光屏向________端移动适当距离，光屏上即可重新成烛焰清晰的像。 【变式1-3】在“探究凸透镜成像规律实验”中： （1）将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上，点燃蜡烛，调整它们的高度使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在____________。 （2）如图甲所示，光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推断，保持蜡烛和光屏的位置不变，只移动透镜到_________cm刻度处，光屏上可再次成清晰的像。 （3）实验一段时间后，原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方，如图乙所示位置。能让像重新回到光屏中心的操作是________（填序号） ①光屏下调 ②蜡烛上调 ③透镜上调 （4）实验中，光屏上成模糊的像，如果蜡烛和透镜位置不变，将光屏向靠近凸透镜方向移动，光屏上能成清晰的像；如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变，在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的________透镜，光屏上也能成清晰的像。_________眼的矫正与上述成像过程类似。 模型02.实验探究凸透镜成像规律——成像原理 ( 技巧： 凸透镜成像的原理核心是 ‌ 光的折射 ‌ ：物体发出的光经过凸透镜折射后重新会聚（或反向延长线会聚），形成与物距相关的实像或虚像。 ‌‌ 物距 （ u ） 像的性质 像距 （ υ ） 位置 应用 u > 2 f 倒立、缩小、实像 f< υ < 2 f 异侧 照相机 u = 2 f 倒立、等大、实像 υ = 2 f 异侧 测焦距 f < u < 2 f 倒立、放大、实像 υ > 2 f 异侧 投影仪 u = f 不成像（折射光平行射出） —— —— 探照灯 u < f 正立、放大、虚像 ｜ u ｜< υ 同侧 放大镜 ) ( 口诀： 一倍焦距分虚实，二倍焦距判大小， 实像倒立异侧寻，虚像正立同侧找。 提醒： 一倍焦距（ f ） ‌ ：实像和虚像的分界点。焦点以内成虚像，焦点以外成实像，焦点上不成像。 ‌ 二倍焦距（ 2 f ） ‌ ：放大像和缩小像的分界点。 2 f 处成等大像，以外缩小，以内（ > f ）放大。 ‌‌ ) 【例2】（2026·江苏淮安）某同学在探究凸透镜成像规律时，记录了物体在图中位置B时所成的像。请在图中画出物体在位置A时所成的像，这与生活中__________（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）的成像原理相同。 【变式2-1】在复习“用刻度尺测量长度，用表测量时间”的必做实验中，同学们进行了实验操作与分析判断。请完成以下相关问题。 （1）用刻度尺测量铅笔长度，读数时视线应正对刻度线，原因是______________________________。（写出一条即可） （2）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，如图所示。此时光屏上成清晰的像，读出物距为_________mm。 （3）裁判员用秒表测出三组运动员百米赛跑所用的时间，小刚根据测量结果判断出，所有选手中小丽跑得最快，小刚的依据是________________________________________。 （4）心率是指1分钟内心跳的次数，是身体健康状况的一项重要指标。小明用秒表测量自己的心率时，秒表启动滞后，导致测量的结果偏_________。 【变式2-2】探究“凸透镜成像规律”的实验中： （1）由图甲可知，该凸透镜的焦距是________cm； （2）按图乙安装器材时，需要调节烛焰的中心、透镜的光心、光屏的中心在凸透镜的___________； （3）当三者处于图乙位置时，光屏上恰好能得到清晰的像，则像的特点为倒立、_________（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像，生活中的透镜成像和此相同的是___________（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）。 【变式2-3】小昕和小明在观看“天宫课堂”王亚平老师展示的水球实验时，他们想到了不同的问题：小昕看到如图1现象，请回答（1）至（2）两个小题： （1）通过水球，王亚平老师所成的像是倒立的________（选填“虚”或“实”）像； （2）她结合凸透镜成像规律，对形成以上现象的原理进行了作图分析，如图2（其中刻度尺的一边刚好与凸透镜的主光轴对齐，a平行于主光轴），a、b的折射光线已在图2中标出。 ①该凸透镜的焦距为_________cm； ②在图2中画出光线c的折射光线； ③在图2中画出物体AB的像A′B′； ④这时像A′B′是_________。（选填以下选项） A.放大实像 B.等大实像 C.缩小实像 D.放大虚像 E.等大虚像 F.缩小虚像 小明在观看“天宫课堂”王亚平老师展示的水球实验时，想到水球可以看作凸透镜，于是回忆到“探究凸透镜成像规律”实验的情景，如图3，请回答（3）至（6）四个小题： 透镜保持不动，高度为3.0cm的F灯逐渐远离透镜。实验中的数据如表格所示，部分数据未列出： 实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 物距/cm 3.0 6.0 7.5 9.0 10.0 12.0 15.0 像距/cm 30.0 15.0 11.3 10.0 8.5 像高/cm 15.0 6.0 3.7 3.0 1.5 像的正倒 正立 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 （3）序号④对应的数据在生活中的应用是__________（选填“放大镜”“照相机”或“投影仪”）； （4）推理实验⑥的像高范围是________cm~________cm； （5）理想情况下，实验⑦的像距是_________cm； （6）该实验所用透镜焦距为_________cm，F灯通过透镜，所成的实像高度大于15cm时，物距的范围是________cm~________cm。 模型03.实验探究凸透镜成像规律——烛像移动 ( 技巧： ‌ 沿主光轴左右移动 ‌ ： ‌ 成实像时 ‌ （物距 > 焦距）：蜡烛越靠近透镜，像越远离透镜且越大；蜡烛越远离透镜，像越靠近透镜且越小。 ‌ 成虚像时 ‌ （物距 < 焦距）：规律反过来，蜡烛越靠近透镜，像也越靠近透镜且越小。 ‌ 移动速度 ‌ ：当物距大于 2 倍焦距时，蜡烛移动速度大于像的移动速度；当物距在 1 倍到 2 倍焦距之间时，像的移动速度大于蜡烛。 ‌‌ ‌ 垂直主光轴上下移动 ‌ ：像的移动方向与蜡烛相反。蜡烛上移，像下移；蜡烛下移，像上移。 ‌‌ 口诀： 一焦分界虚实明，烛动像追步步迎。 上下反移左右逐，镜中规律自然成。 提醒： 蜡烛移过焦点后 ‌ ：物距小于一倍焦距时，光屏上接不到像，要从光屏一侧透过透镜才能看到正立放大的虚像，这时候 “ 物近像远像变大 ” 就不管用了。 ‌ 光屏接不到像不代表没成像 ‌ ：可能是虚像，也可能是像距超出光具座量程，比如焦距偏大时像跑到光具座外面去了。 ) 【例3】（2026·江苏镇江）探究凸透镜成像规律的装置如图所示，此时光屏上呈现烛焰的像，下列说法正确的是（ ） A.像的性质为正立、放大 B.蜡烛适当向右移，光屏向左移才能在光屏上看到像 C.蜡烛适当向左移，可模拟远视眼 D.蜡烛和光屏向右移相同的距离，光屏上也能成像 【变式3-1】实验小组在探究凸透镜成像规律的实验中： （1）图甲中，点燃蜡烛后，光屏上恰能成清晰的像，__________（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是根据该成像特点制成的。将蜡烛向左移动一段距离，光屏上的像变模糊了，为了使光屏上再次成清晰的像，同学们提出了两种不同的解决方案。 方案一：仅将光屏向________移动一段距离。 方案二：仅换用焦距较________的凸透镜。 （2）某同学利用焦距为20cm的凸透镜观察指纹，保持指纹到眼睛的距离为40cm不变，将凸透镜调整到如图乙所示的位置，看到了指纹正立放大的像，此时该同学的眼睛通过凸透镜在另一侧能成_____________（填“倒立缩小”“倒立放大”或“正立放大”）的像。 【变式3-2】小刚用焦距为10cm的凸透镜做探究凸透镜成像规律的实验。 （1）小刚发现用凸透镜看远处物体时，可以看见倒立、缩小的像；用该凸透镜看自己的指纹时，看到正立放大的像，由此猜想；凸透镜成像的特点可能与_________有关； （2）正确安装和调整器材后，保持透镜位置在50cm处不动，蜡烛放在如图所示的位置，移动光屏可得到一个清晰倒立、_________的实像，他把蜡烛沿主光轴向左移动一段距离后，应把光屏向________移动，光屏上才会再次出现一个清晰的像。 【变式3-3】（2026·河南）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10.0cm，“F”形光源的高度为2.5cm。实验记录表如下： 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 物距/cm 30.0 25.0 20.0 18.0 15.0 10.0 8.0 像距/cm 15.0 16.7 20.0 22.3 30.0 \ \ 像的高度/cm 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”）20.0cm；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“F”形光源使物距为13.0cm，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。 模型04.实验探究凸透镜成像规律——加装镜片 ( 技巧： 实验“加装镜片”的关键是 ‌ 凹透镜（近视镜）使像距变大、凸透镜（远视镜）使像距变小 ‌ ，分别对应光屏 ‌ 远离 ‌ 和 ‌ 靠近 ‌ 凸透镜。 加近视眼镜片（凹透镜） ‌ ：对光有发散作用，光线会延迟会聚，像的位置后移、像距变大，所以光屏要 ‌ 向远离凸透镜方向移动 ‌ 才能重新得到清晰的像。 加远视眼镜片（凸透镜） ‌ ：对光有会聚作用，光线提前会聚，像的位置前移、像距变小，所以光屏要 ‌ 向靠近凸透镜方向移动 ‌ 。 ‌‌ 口诀： 凸透之前加镜片， ‌ 近凹远凸记心间。 ‌ ‌ 近视镜片像后移， ‌‌ 远视镜片像前迁。 提醒： 加镜片后，光屏上原清晰的像会变模糊，这是因为改变了光线的会聚位置。 如果光屏不动，想靠移动蜡烛来重新成像，加近视镜时应把蜡烛 ‌ 向远离凸透镜方向移动 ‌ （物距变大），因为物远像近，可以让像 回到原来的光屏上。 加远视镜则相反，应把蜡烛向靠近凸透镜方向移动。 ‌‌ ) 【例4】（2026·四川广安）小清在探究凸透镜成像规律时，光屏上刚好得到清晰的像，如图所示。下列分析正确的是（ ） A.该凸透镜的焦距是20cm B.用F光源代替蜡烛可以使光源更稳定 C.图中凸透镜的成像规律与放大镜的成像规律相同 D.保持光源和凸透镜位置不变，小清取下眼镜放在光源和凸透镜之间适当位置，向右移动光屏可再次得到清晰的像，说明他是远视眼 【变式4-1】图中是“探究凸透镜成像的规律”实验装置。 （1）调节实验器材的高度时，蜡烛_________点燃。（选填“需要”或“不需要”） （2）实验过程中，当蜡烛、凸透镜、光屏位置如图所示时，光屏上恰好出现清晰的像，该像是倒立、　_________（选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像，生活中的___________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用该原理成像的。 （3）如图位置，若将蜡烛向左移动5cm，要在光屏上再次成清晰的像，应该将光屏适当向________（选填“右”或“左”）移动；如果不动光屏、凸透镜，也可在蜡烛和凸透镜之间放一个合适的_________（选填“近视”或“远视”）眼镜，光屏上也能出现清晰的像。 【变式4-2】晓雯探究凸透镜的成像规律时进行了如下操作并得到了相关结论。 （1）当蜡烛、凸透镜、光屏三者的位置如图甲所示时，观察到光屏上呈现清晰的像，则该凸透镜的焦距为________cm。 （2）晓雯做了4次实验，所得实验数据如下表所示。请将所缺的实验数据和像的性质补充完整。 实验序号 物距u/cm 像距υ/cm 像的性质 1 40 13 ①_______________ 2 20 20 ②_______________ 3 ③_______ 40 倒立、放大的实像 4 6 无 正立、放大的虚像 （3）晓雯做第2次实验时，凸透镜上落了一只小虫，则光屏上所成的烛焰的像为____________（选填“完整的像”或“不完整的像”）。 （4）晓雯做第3次实验时，由于实验时间较长，蜡烛燃烧变短，烛焰的像成在光屏的________半部分。如果想让像成在光屏中央，可以将凸透镜向________移动。（均选填“上”或“下”） （5）若将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间，光屏上的像变模糊了；将光屏向左移动，光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜片是_________（选填“近视”或“远视”）眼镜的镜片。 （6）另一小组实验时对图中的装置进行了改进，将蜡烛换成带有“F”字样的LED灯，在光屏上贴上方格纸，如图乙所示。请写出改进后的优点________________________________________（一条即可）。 【变式4-3】如图所示，小明和同学们在老师指导下做“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）实验前，小明先想办法测凸透镜的焦距，如图甲所示，他将凸透镜正对太阳光，在透镜下方平行地放上白纸，测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘出图像如图乙所示，则判断该透镜的焦距f为________cm，然后在光具座上从左到右分别放置蜡烛、凸透镜和光屏，将焰心、凸透镜、光屏中心调整在凸透镜的_________上； （2）实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图丙时，在光屏上可得到一个清晰的像，此时实验现象呈现的像_________（“符合”或“不符合”）照相机的成像特点，保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，如图丁所示，则人眼在图中的_________（选填“A”或“B”）处能观察到蜡烛的像，像是图中的________（选填“1”、“2”、“3”或“4”） （3）将蜡烛放在离凸透镜较远的位置，如图所示，给凸透镜“戴”上凹透镜，此时光屏上能成一清晰的像；若“取”下凹透镜，为使光屏上的像再次清晰，在保持透镜位置不变的条件下，下列操作可行的是________； ①将光屏远离透镜；②将光屏靠近透镜；③将蜡烛远离透镜；④将蜡烛靠近透镜 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ （4）同组的小丽同学在探究凸透镜成像实验时，不小心将凸透镜碰到地上，透镜的上半部分摔烂了，她坚持用余下的半部分继续实验，则光屏上将_________。 A.得不到像 B.仅成上半部分的像 C.仅成下半部分的像 D.像是完整的，亮度变暗 模型05.实验探究凸透镜成像规律——部分遮挡 ( 技巧： 部分遮挡凸透镜时，光屏上 ‌ 仍能成完整的像，但亮度会变暗 ‌ ，像的大小、形状和位置都不变。 ‌ 遮住上半部分 ‌ ：像仍完整，亮度变暗，不会只剩上半部分或下半部分。 ‌ 遮住一半 ‌ ：像的大小不变（不是原来的一半），光屏位置也不用移动，因为焦距和物距都没变。 ‌ 透镜碎了或脏了 ‌ ：道理一样，只要还有部分透镜能透光折射，就能成完整的像，只是亮度降低。 ‌‌ 口诀： 透镜半遮像仍全，亮度减弱形不变。 光路汇聚原理在，完整成像记心间。 提醒： 像的大小不变、光屏位置不用动、亮度一定说 “ 变暗 ” 、透镜有污损也一样、完全遮住不成像。 ) 【例5】（2026·黑龙江齐齐哈尔）12.在“探究凸透镜成像规律”实验时，如图所示，此时光屏上恰好呈现F形光源清晰的像（像未画出），下列说法正确的是（ ） A.实验中用F形光源替代蜡烛，可以使光屏上呈现的像更稳定 B.该凸透镜的焦距为10.0cm，此时光屏上呈现倒立、等大的像 C.若用硬纸板挡住凸透镜上半部分，光屏上仍能呈现完整的像 D.只将F形光源远离凸透镜，在光屏上会呈现清晰、缩小的像 【变式5-1】（2026·江苏扬州）探究凸透镜成像规律实验。凸透镜焦距为10cm。 （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） 【变式5-2】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 【变式5-3】（2026·黑龙江绥化）在“探究凸透镜成像的规律”实验中： （1）由图甲可知该凸透镜的焦距为________cm。 （2）图乙中应将“F”光源、凸透镜、光屏三者中心调节在同一高度，目的是________。 （3）凸透镜位置不变，将“F”光源移到35cm刻度线处，调整光屏的位置，光屏上能成倒立、________（选填“放大”或“缩小”）的像，生活中的________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用此成像规律工作的。 （4）实验时，其他同学看到了光屏上清晰的像，站在同一位置的小佳却看不清，靠近光屏后才看清，则小佳应该用合适的________（选填“凸”或“凹”）透镜矫正。 （5）当光屏上出现清晰的像时，一只飞虫落到了凸透镜表面，这时光屏上________（选填“能”或“不能”）出现飞虫的像。 模型06.实验探究凸透镜成像规律——水透镜 ( 技巧： 装置组成 ‌ ：光具座、蜡烛（或 F 形光源）、光屏、自制水透镜（透明胶膜或水球）、注射器。 ‌ 核心操作 ‌ ：通过注射器向水透镜内注水或抽水，改变其凸度和焦距。 ‌ 注水 ‌ ：凸度变大，焦距变短，会聚能力变强。 ‌ 抽水 ‌ ：凸度变小，焦距变长，会聚能力变弱。 ‌ 调节要求 ‌ ：点燃蜡烛后，调节烛焰、水透镜光心和光屏中心，使三者中心大致在同一高度（主光轴上），保证像成在光屏中央。 ‌‌ 口诀： 一倍焦距虚实分，二焦大小界中存， 物近像远像渐大，水镜成像规律真。 提醒： 注水（透镜变凸， f 变小） ‌ ：折光能力变强，像会提前汇聚（像距变小）。若要在光屏上再次得到清晰像，需将光屏靠近透镜，或模拟近视眼原理。 ‌ 抽水（透镜变扁， f 变大） ‌ ：折光能力变弱，像会后移汇聚（像距变大）。若要在光屏上再次得到清晰像，需将光屏远离透镜，或模拟远视眼原 理。 ) 【例6】如图所示是模拟看近处物体时人眼的晶状体变化的装置图，光屏相当于视网膜，它到透镜的距离不变，蜡烛在图示位置时刚好能在光屏上呈现清晰的像，该像是倒立、_________（选填“缩小”“等大”或“放大”）的实像。若蜡烛向水透镜靠近，应让水透镜变_________（选填“厚”或“薄”），才能使光屏上重新呈现清晰的像。 【变式6-1】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 【变式6-2】小明用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律。当向水透镜里注水时，水透镜的焦距将变小；当从水透镜里抽水时，水透镜的焦距将变大。实验前，当小明移动蜡烛、水透镜和光屏至图示位置时，恰能在光屏上看到清晰的像（像未画），则下列说法正确的是（ ） A.此时“水凸透镜”的焦距为20.0cm B.将蜡烛放在20cm刻度处的成像特点和投影仪原理相同 C.将蜡烛放在45cm刻度处成虚像 D.继续给水透镜加水，保持蜡烛和透镜位置不动，要想得到清晰的像，光屏应向左移动 【变式6-3】学习了凸透镜成像知识后，小明自制了一个水透镜来探究凸透镜成像情况。 （1）为了使像成在光屏中央，小明需要调整烛焰、水透镜和光屏的中心在_____________； （2）小明向水透镜注水，并调整蜡烛和光屏的位置后，如图甲所示，在光屏上看到了清晰的倒立的像，___________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是这种成像特点的应用； （3）继续注水后，小明发现光屏上的像变得模糊了。这是因为注水后水透镜变得更凸，会聚能力更强了，此时水透镜焦距变_________（选填“大”或“小”）。为了使光屏上的像重新变得清晰，可将光屏_________（选填“远离”或“靠近”）水透镜；或者如图乙所示，小明将自己的眼镜放在蜡烛和水透镜之间，像也变得清晰了，由此判断该眼镜是___________（选填“近视眼镜”或“远视眼镜”）。 模型07.凸透镜成像规律——根据成像性质判断υ、u、f ( 技巧： 先看成像性质确定物距 u 所在区间，再用区间反推焦距 f 的范围，必要时结合像距 υ 一起算 ‌ 。判断依据就是物距与焦距的三个分界点：一倍焦距 f 分虚实，二倍焦距 2 f 分大小。 ‌‌ 先看像的虚实 ‌ ：实像则 u > f ，虚像则 u < f 。 ‌ 再看像的大小 ‌ ：实像中，缩小则 u > 2 f ，放大则 u < 2 f ，等大则 u = 2 f 。 ‌ 配合像距验证 ‌ ：像距大于物距（ υ > u ）通常是放大像，像距小于物距（ υ < u ）通常是缩小像，这个关系可以辅助验证判断。 ‌‌ 口诀： 一焦分虚二焦分 ‌ ， 倒小物出二焦门 ‌ ， 倒大像越二焦痕 ‌ ， 正虚物在焦点存 ‌ 。 提醒： 物距和像距的关系记反 、 ‌ 实像虚像分不清 、 ‌ u = f 时不是 “ 成正立虚像 ” 、 ‌ 忽略 “ 倒立 ” 这个前提 ‌ 。 ) 【例7】如图所示，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 【变式7-1】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 【变式7-2】小明用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律时，蜡烛、凸透镜和光屏的高度如图所示。为了使像能呈现在光屏中央，此时应将蜡烛向_________（上/下）调，从而使烛焰和光屏的中心调整到凸透镜的__________上。实验观察的是_________通过凸透镜的成像情况。如果将该凸透镜作为放大镜使用，它距物体的距离应该_________10cm。 【变式7-3】如图是小阳制作的多用途手电筒，AB处是可插入胶片的小插口，CD、EF是可左右伸缩的套筒，EF处装入凸透镜。 （1）当用手电筒照明时，调节套筒，使灯泡灯丝处于凸透镜的_________位置，手电筒就可以射出平行光。 （2）小阳将胶片插入AB后，经调节，幕布上出现了放大的、清晰的像，此时测得幕布到凸透镜的距离为16cm，则该凸透镜的焦距可能是__________（选填“7cm”或“9cm”） （3）在第（2）小题操作的基础上，要将该装置作为放大镜使用，应将镜头__________（选填“往前伸”或“往后缩”）。 模型08.凸透镜成像规律——根据υ、u、f判断成像性质 ( 技巧： 先找 f 和 2 f ‌ ：题目会直接给焦距 f ，算出 2 f 的值。 ‌ 比较 u 和 f 、 2 f 的大小 ‌ ：把物距 u 放到三个区间里：大于 2 f 、在 f 和 2 f 之间、小于 f 。注意检查有没有 u = 2 f 或 u = f 的临界情况。 ‌ 判断像的性质 ‌ ：先定虚实（看 u 和 f 的关系），再定倒正（实像倒立，虚像正立），最后定大小（看 u 和 2 f 的关系）。 口诀： 实像异侧倒立排，虚像同侧正立来， 像距跟着物距走，焦点分界记无差。 提醒： 物距等于焦距（ u = f ）时 ‌ 不成像 ‌ ，这是最常考的临界点，千万别漏了。 ‌‌ ) 【例8】（2026·江苏常州）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8-1】用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律时，点燃的蜡烛、凸透镜（保持不动）、光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上成清晰的像（像未画出）。下列说法中（　　） ①图中成像规律与照相机成像原理相同 ②把蜡烛适当右移，光屏适当左移，会再次在光屏上成清晰的像 ③把蜡烛移至35.0cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上成倒立、放大的像 ④把蜡烛移至45.0cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上成正立、放大的像 A.只有①②正确 B.只有①③正确 C.只有②④正确 D.只有①③④正确 【变式8-2】（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υ/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υ=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 【变式8-3】（2026·江苏盐城）小华与同学们一起探究凸透镜成的像的大小、正倒与物距的关系。 （1）实验前器材在光具座上的位置如图所示，接下来的操作是将光屏向_________移。 （2）用高为3cm的F形光源进行实验，保持透镜在30cm刻度线处不变，改变___________和光屏的位置，得到的实验数据和现象如下表所示。 物距/cm 28 26 22 18 16 14 12 10 8 5 像高/cm 1.7 1.9 2.5 3.7 5 7.6 15.1 光屏上找不到物体的像 像的正倒 倒 倒 倒 倒 倒 倒 倒 ①当物距为28cm时，将像高与_________对比，得出光屏上成倒立、缩小的像。 ②随着物距的不断减小，像的高度逐渐_________，且像都是倒立的。 ③继续减小物距，光屏上找不到光源的像，此时她在_________（选填“光屏”或“光源”）一侧通过透镜可看到像。 （3）根据表格数据可以推测，光源通过透镜成等大的像时的物距是_________cm。 模型09.凸透镜成像规律——υ、u位置互换 ( 技巧： ‌ 识别条件 ‌ ：题目说 “ 保持蜡烛和光屏位置不变，只移动凸透镜，光屏上再次成清晰的像 ” ，或 “ 把蜡烛与光屏互换位置 ” ，都是光路可逆的提示。 ‌ 直接互换 ‌ ：互换后，新物距等于原像距，新像距等于原物距。比如原来 u> 2f 成缩小实像，互换后变成 f<u< 2f ，成 ‌ 倒立放大的实像 ‌ 。 ‌ 判断像的性质 ‌ ：原来物距大，互换后物距就变小，像会从缩小变成放大；反之亦然。中间态 u=v= 2f 时，成等大实像，这也是测焦距的常用方法。 ‌‌ 口诀： 光路可逆物像换 ‌ ， 原距互易位不乱 ‌ ， 大像转小实像显 ‌ ， 异侧倒立规律全。 提醒： u = f 时不成像， u < f 时成虚像，这两种情况不能用光屏承接，互换后光屏上无法得到清晰实像。 ‌‌ ) 【例9】在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示放置时，光屏上成清晰的像，则下列说法正确的是（　　） A.实验所用凸透镜的焦距可能为15cm B.光屏上承接到的像是烛焰倒立、放大的实像 C.投影仪是利用该成像原理制成的 D.将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上仍能承接到像 【变式9-1】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9-2】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 【变式9-3】（多选）在探究“凸透镜成像规律”的实验中，先按图中甲所示操作，让一束平行光正对着凸透镜，直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。再调节蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图中乙所示，在光屏上得到一个倒立缩小清晰的像。下列说法正确的是（ ） A.在图乙中的蜡烛和凸透镜之间放上一片近视眼镜片，光屏要适当向左移才能得到清晰的像 B.图乙中凸透镜不动，将蜡烛移到光具座45cm处，无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像 C.图乙中凸透镜不动，蜡烛和光屏位置互换，在光屏上能得到倒立缩小的像 D.照相机的成像原理和图乙的成像特点一样 模型10.凸透镜成像规律——υ-u图像 ( 技巧： 用 υ = u 的点求焦距 ： 在 υ - u 图像上，当像距等于物距时（即图像与直线 υ = u 的交点），此时成‌ 倒立、等大的实像 ‌，满足 u = υ = 2 f ‌ 。 用趋势判断像的大小变化 ： 成实像时（ u > f ），规律是‌ 物近像远像变大 ‌，物远像近像变小。 结合成像规律判断选项 。 口诀： 一倍焦距分虚实， ‌‌ 二倍焦距分大小。 ‌ ‌ 物近像远像变大， ‌‌ 等距点处求焦距。 提醒： 交点别找错 ‌ ：必须是 υ - u 图像与直线 υ = u 的交点，不是图像与坐标轴的交点。 ‌ 虚像不看图像 ‌ ： u < f 时成虚像，此时 υ 在图像上往往无法直接读取（或为负值区域），不能套用实像趋势判断。 ) 【例10】在“探究凸透镜成像规律”的实验中，进行了如下操作： （1）实验前，调整凸透镜、烛焰和光屏，使三者的中心在_____________。 （2）通过探究，记录并绘制了像距υ与物距u之间的关系图象如图甲所示，则该凸透镜的焦距是________cm，当烛焰、凸透镜和光屏三者间位置调节到如乙图所示时，光屏上出现了倒立、________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的烛焰的像。 【变式10-1】某班同学在“探究凸透镜成像规律”实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离υ跟物体到凸透镜的距离u之间的图象，如图所示，下列判断正确的是（　　） A.该凸透镜的焦距是20cm B.当u=15cm时，在光屏上能得到一个缩小的像 C.当u=5cm时成放大的像，且能在光屏上呈现 D.把物体从距凸透镜15cm处移动到30cm处的过程中，像逐渐变小 【变式10-2】某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像距υ与物距u之间关系的图像，如图所示。下列判断正确的是（ ） A.该凸透镜的焦距是5cm B.当u=15cm时，在光屏上能得到一个缩小的像 C.当u=20cm时成放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的 D.把物体从距凸透镜10cm处移动到20cm处的过程中，像逐渐变大 【变式10-3】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υ，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f=20cm 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 模型11.凸透镜成像规律——求焦距f范围 ( 技巧： ① 找已知量：从题干或光具座刻度中，准确读出物距 u （物体到透镜光心的距离 ) 、像距（光屏到透镜光心的距离），注意光具座读数要做刻度差，不要直接读刻度值。 ② 判成像类型：根据题干描述（如 “ 光屏上成缩小的像 ”“ 投影仪原理成像 ” ）或 u 、 υ 大小关系快速判断：若 u > υ ：成倒立、缩小的实像；若 u < υ ：成倒立、放大的实像；若 u = υ ：成倒立、等大的实像，此时直接得 f = u /2 。 ) ( ③ 列对应不等式：根据成像类型，分别对 u 、 υ 列出和 f 相关的不等式。 ④ 联立取交集：解每个不等式后，遵循 “ 同大取大，同小取小 ” 的原则取公共范围，即为 f 的取值区间。 口诀： 物距像距列不等，虚实大小定区间。 联立求解取交集，焦距范围自显现。 提醒： 光具座读数时，必须用透镜刻度减去蜡烛刻度得 u 、光屏刻度减去透镜刻度得 υ ，不要直接把刻度值当 u / υ ； 若题干说明“光屏上承接不到像”，要考虑两种可能： u ≤ f （不成像/成虚像），或像距过大超出光具座长度； 若涉及物像换位（保持蜡烛和光屏不动，移动透镜再次成像），可利用光路可逆，换位后 u 、 υ 数值互换，再按相同方法列不等式即可。 ) 【例11】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11-1】当物体距凸透镜16cm时，在凸透镜的另一侧的光屏上成一个清晰缩小的像。固定物体和光屏的位置不动，若将凸透镜向远离光屏方向移动4cm，则在光屏上又成一个清晰的像，那么凸透镜的焦距f的范围是（　　） A.6cm<f<8cm B.8cm<f<10cm C.10cm<f<12cm D.12cm<f<16cm 【变式11-2】小龙同学用一个焦距未知的凸透镜进行实验，把蜡烛和光屏固定在光具座上，当移动透镜分别距离光屏24cm和38cm时，均可在光屏上得到清晰的像，则该透镜的焦距范围是（ ） A.12cm<f<24cm B.12cm<f<19cm C.19cm<f<24cm D.6cm<f<12cm 【变式11-3】（多选）当物体距离凸透镜20cm时，在透镜另一侧光屏8cm处成一个清晰的像则该凸透镜的焦距为（ ） A.f<10cm B.f<8cm C.4cm<f D.8cm<f 模型12.凸透镜成像规律——实像和虚像 ( 技巧： 实像 ‌ ：实际光线会聚而成， ‌ 能用光屏承接 ‌ ，总是 ‌ 倒立 ‌ ，与物体在透镜 ‌ 异侧 ‌ 。 ‌ 虚像 ‌ ：光线反向延长线会聚而成， ‌ 不能用光屏承接 ‌ ，只能眼睛看，总是 ‌ 正立 ‌ ，与物体在透镜 ‌ 同侧 ‌ 。 ‌‌ 先判虚实 ‌ ：物距 u > f 成实像， u < f 成虚像， u = f 不成像。 ‌ 再判大小 ‌ ： u > 2 f 缩小， f < u < 2 f 放大， u = 2 f 等大。 ‌ 动态变化 ‌ ：成实像时 “ 物近像远像变大 ” ，成虚像时 “ 物远像远像变大 ” （但仍在焦点内）。 ‌‌ ) ( 口诀： 一焦虚实两边切，二焦大小定区别， 实像倒立屏可接，物远像近像缩小。 提醒： 光屏上找不到像 ‌ ：可能蜡烛在焦点处（不成像）、在一倍焦距内（成虚像）、三心没调等高、或像超出光具座范围。 ‌ 蜡烛变短 ‌ ：像会向上移，应把 ‌ 凸透镜向下移 ‌ 或光屏向上移。 ) 【例12】关于凸透镜成像规律，下列说法正确的是（　　） A.物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的虚像 B.物距在1倍焦距和2倍焦距之间时，成倒立、放大的实像 C.物距等于2倍焦距时，成正立、等大的实像 D.物距小于1倍焦距时，成倒立、放大的虚像 【变式12-1】思维导图是高效复习的重要方法之一，请补全关于“像”的知识结构图。 （1）________________，（2）________________，（3）________________。 【变式12-2】淄博琉璃烧制技艺是国家级非物质文化遗产。小聪在琉璃馆参观时用一个焦距为15cm的凸透镜观察琉璃瓶的细节，当凸透镜距离瓶子5cm时，他看到的像是（ ） A.正立、放大的虚像 B.倒立、缩小的实像 C.正立、缩小的虚像 D.倒立、放大的实像 【变式12-3】（多选）关于凸透镜成像，下列说法正确的是（　　） A.成实像时，物距越大，像越大 B.成虚像时，物距越大，像越大 C.实像总是倒立的，虚像总是正立的 D.实像和虚像都可以用光屏接收到 模型13.凸透镜成像规律——动态变化 ( 技巧： 成实像时（物距 > 焦距） ‌ ：物体靠近透镜，像就远离透镜、变大；物体远离透镜，像就靠近透镜、变小。 ‌ 成虚像时（物距 < 焦距） ‌ ：物体远离透镜（靠近焦点），像反而远离透镜、变大；物体靠近透镜，像 靠近透镜、变小。 ‌‌ 口诀： 一焦分虚二焦小，实像异侧倒立瞧。 物近像远像变大，物远像近像变小。 ) ( 提醒： 分界点要记牢 ‌ ：一倍焦距处是实像和虚像的分界点，此处不成像；二倍焦距处是放大和缩小的分界点。 ‌ 像的大小看像距 ‌ ：像距变大像就变大，像距变小像就变小，像跟着物体同向移动。 ‌ 速度也有规律 ‌ ：成缩小实像时像移动得比物体慢；成放大实像时像移动得比物体快。 ‌‌ ) 【例13】（2026·甘肃武威）我国航天员舱外航天服上的高清摄像机镜头使用非球面透镜作为基本成像元件，其成像原理与凸透镜相似。当航天员用该摄像机从近距离拍摄舱门，调整为远距离拍摄空间站全貌时，镜头所成的像变________（选填“大”或“小”），同时，应适当_________（选填“增大”或“减小”）镜头与传感器（相当于光屏）之间的距离，使像清晰呈现在传感器上。 【答案】小；减小 【解析】摄像机镜头的成像原理与凸透镜相似，照相时物距越大，像距越小，像也越小。由近距离拍摄舱门调整为远距离拍摄空间站全貌时，物距增大，所以镜头所成的像变小。由凸透镜成像规律“物远像近像变小”可知，物距增大时，像距减小。传感器相当于光屏，为使像清晰呈现在传感器上，应适当减小镜头与传感器之间的距离。 【变式13-1】蜡烛从离凸透镜距离为5f的地方移向凸透镜的过程中，凸透镜所成的像（ ） A.逐渐变小 B.逐渐变大 C.先变小，后变大 D.先变大，后变小 【变式13-2】如图1，在装有水的杯子里，小红将一支铅笔分别紧贴杯壁内、外竖直放置，两次都观察到铅笔放大的像，俯视图如图2、图3所示。下列说法正确的是（　　） A.图2中铅笔向前移，像一直变小 B.图2中铅笔向前移，像先变小后变大 C.图3中铅笔向后移，像一直变大 D.图3中铅笔向后移，像先变小后变大 【变式13-3】在用一凸透镜研究其成像的规律时，某同学得到的部分实验信息如下表所示．根据表中信息判定下列说法不正确的是（ ） 实验次序 物距/cm 像的性质 像距/cm 1 20 倒立、等大、实像 2 30 15 3 15 倒立、放大、实像 30 A.第1次实验的像距为20cm B.第2次实验成倒立、缩小的实像 C.第3次实验成像特点与照相机成像特点相同 D.分析表中数据可知：成实像时，物体靠近透镜，像远离透镜，像逐渐变大 模型14.凸透镜成像规律——生活应用 ( 技巧： 凸透镜成像规律的核心应用，完全围绕物距与焦距的不同对应关系展开，覆盖了日常影像、投影、放大观察等多个场景。 应用 1 . 照相机 / 摄像机 —— 当物距 ‌ u > 2 f 时，成 ‌ 倒立、缩小的实像 ‌ ，像距在 f 与 2 f 之间。 应用 2 . 投影仪 / 幻灯机 —— 当物距 ‌ f < u < 2 f ‌ 时，成 ‌ 倒立、放大的实像 ‌ ，像距 υ > 2 f 。 应用 3 . 放大镜 / 老花镜 —— 当物距 ‌ u < f ‌ 时，成 ‌ 正立、放大的虚像 ‌ ，像与物体在透镜同侧。 应用 4. 焦距测量 —— 当物距 ‌ u = 2 f ‌ 时，成 ‌ 倒立、等大的实像 ‌ ，此时物距与像距完全相等。 应用 5. 平行光生成 —— 当物距 ‌ u = f ‌ 时，光线经透镜折射后平行射出，完全不会会聚成像。探照灯、手电筒的聚光结构就利用该特性，把点光源放在焦点位置，就能射出平行光束。 口诀： 远拍小像存胶片，近投大画满墙面 ， 镜边贴字放大看，点放焦点光如箭 。 提醒： 放大镜看远物 ‌ 。用放大镜看远处物体，看到的是倒立、缩小的像，不是放大虚像 —— 因为物距已经大于二倍焦距了。 投影仪 / 照相机 ： 想放大像，物体要靠近透镜，同时像会远离、变大；不是物体越远像越大。 放大镜不是 “ 随便放大 ” ‌ 。物体必须在焦距以内才能成放大虚像；焦距以内物体越靠近焦点，像反而越大。 ) 【例14】凸透镜在生活中的应用非常广泛，下列说法正确的是（ ） A.图甲，女孩自拍时离照相机镜头比较远，此时镜头所成像是缩小、倒立的 B.图乙，投影片离投影仪镜头比较近，像是放大、正立的 C.图丙，像和物在放大镜的同侧，像是放大、正立的 D.图丁，笔由贴近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动，笔尖先变短，后变长 【变式14-1】（2026·黑龙江龙东）乐于思考的小明在研究放大镜时，做了以下尝试，其中说法正确的是（ ） A.他用手摸镜片，感觉到中间厚边缘薄，说明这是一个凹透镜 B.他把放大镜贴近邮票，如图甲，此时看到的是实像 C.他将放大镜远离邮票，如图乙，此时像的特点与照相机所成像的特点相同 D.他把放大镜正对太阳光，如图丙，说明该透镜对光有会聚作用 【变式14-2】物理社团的小东同学，在学习凸透镜的成像规律后，找出家里用的放大镜，给爸妈演示凸透镜的成像规律，如图所示，是他演示的一个情景，在该情境中，光屏上出现清晰的像，像的特点和应用描述均正确的是（ ） A.成正立放大的像，放大镜 B.成倒立的缩小的像，照相机 C.成倒立放大的像，投影仪 D.成倒立的等大的像，投影仪 【变式14-3】（2026·甘肃兰州）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。 1.（2026•江西）用手机照相时，镜头相当于1个________透镜，人离镜头越远，所成像的大小越_______。温馨提示：摆出“剪刀手”拍照时，只要照片上暴露了清晰的指纹就可能泄露个人信息。 2.（2026•连云港）如图为小明探究“凸透镜成像规律”的实验装置，凸透镜的焦距为10cm。当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，烛焰在光屏上恰好成清晰的像，此时所成的像是倒立_________的实像。将蜡烛远离凸透镜，光屏上原来清晰的像变模糊了。若要在光屏上再次得到清晰的像，应将光屏_________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜。 3.（2026黑龙江大庆）小庆用焦距为15cm的凸透镜探究凸透镜成像规律。如图所示，实验中他将蜡烛放在光具座的a位置，移动光屏观察烛焰的成像情况，蜡烛在a处时，光屏上可得到清晰倒立________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像，这种像在生活中的应用是__________（选填“投影仪”“照相机”或“放大镜”）。接着小庆用手遮住部分凸透镜，这时光屏上烛焰的像________（选填“是”或“不是”）完整的。 4.（2026·湖北武汉）晶莹的露珠是大自然创造的“透镜”，如图甲所示，露珠下的叶脉看起来比实际的大，这是因为露珠就是一个________透镜，对光有________作用。在探究凸透镜成像规律的实验中，发光体“F”、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图乙所示，此时发光体在光屏上呈现清晰的高为h1的像，发光体到凸透镜的距离为s1，光屏到凸透镜的距离为s2。保持发光体和光屏的位置不变，凸透镜向右移动的距离为__________时，光屏上再次呈现清晰的高为h2的像，则h1________（填“>”“=”或“<”）h2。 5.（2026·四川德阳）快递出库扫描仪的上端是成像镜头，上方配有补光灯辅助扫描快递条形码，关于该装置涉及的光学知识，下列说法正确的是（ ） A.被补光的快递条形码是光源 B.扫描仪的镜头与近视眼镜镜片是同类透镜 C.条形码通过扫描仪的镜头，成放大的虚像 D.减小条形码到镜头的距离，所成的实像变大 6.（2026·天津）某同学通过实验验证凸透镜成像的规律。实验器材有凸透镜、光屏、高度为6cm的光源、卷尺等。下表是部分成实像的实验数据，下列说法正确的是（ ） 序号 1 2 3 4 5 6 物距u/cm 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 像高h/cm 18.0 9.0 6.0 4.5 3.6 3.0 A.该透镜的焦距为15.0cm B.实验中所成的实像都是倒立的 C.第4次实验成像特点与投影仪成像特点相同 D.当物距为20.0cm时，像距一定大于30.0cm 7.（2026·江苏宿迁）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当点燃的蜡烛、凸透镜和光屏处于如图所示的位置时，在光屏上得到烛焰清晰的像（未画出）。下列说法正确的是（ ） A.该凸透镜的焦距为7cm B.图中成像原理与投影仪成像原理相同 C.若在蜡烛与凸透镜之间放远视眼镜，向左移动光屏能在光屏上再次成清晰的像 D.固定蜡烛和光屏的位置，将凸透镜移到两者的正中间，在光屏上能成等大的像 8.（2026·安徽省阜阳市）如图甲所示，某无人机携带高清照相机在拍摄风景。如图乙所示，高清照相机镜头的焦距为f，无人机飞的高度越高，其拍摄地面的景物所成的像越靠近图乙中的（ ） A.a点 B.b点 C.c点 D.d点 9.（2026·西藏）次珍在探究“凸透镜成像的规律”实验中，用焦距f=10cm的凸透镜进行实验。 （1）实验前，为了确保像能完全呈现在光屏中央，首先应将烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心调到_____________； （2）将蜡烛移到如图所示的位置，移动光屏得到一个清晰的像，像是倒立、_________的实像，生活中__________利用了这一原理； （3）在第（2）题的实验过程中，若用纸板遮挡住一半凸透镜，在光屏上观察到的是________； A.不成像 B.一半的像 C.完整的像 （4）次珍把近视眼镜镜片竖直放在蜡烛和凸透镜之间，原来清晰的像变模糊了，不改变蜡烛和凸透镜的位置，要使烛焰的像再次变清晰，应将光屏_________（选填“远离”或“靠近”）凸透镜。 10.（2026·江苏苏州）小华用图甲装置探究凸透镜成像规律，使用LED灯珠排列成的“F”发光体作为光源。 （1）能在光屏上呈现的像称为________像。为使像呈现于光屏中央，实验前需将F光源和光屏两者中心调整到凸透镜的__________上。 （2）装置调好后，将F光源放在光具座上不同位置，移动光屏找到清晰像的位置，观察并记录成像情况。如图乙，小华根据观测结果，在纸上用带箭头的线段记录物、像情况（A′~E′分别是物体处在A~E位置时对应的像，线段长度表示它们的大小）。分析图乙，可发现物体靠近凸透镜的过程中，所成的实像___________________________。 （3）分析可知，F光源从位置A移至E的过程中，必然存在像、物等大的情况，为快速、准确找到此位置，应在图乙中_________两位置间移动光源，并使用图丙中________光屏观察像。小华测量发现：物距等于两倍焦距时，像与物等大。为了验证该结论的普遍性，接下来的操作是：__________________。 【基础夯实】 1.麦收时节同学们走进农田参与农耕实践活动，如图所示是用放大镜观察到的麦穗标本，如果该透镜焦距为10cm，则标本到透镜的距离应________（填“大于”“等于”或“小于”）10cm，若想看到标本的像变大，应将标本________（填“远离”或“靠近”）透镜。 2.如图所示，这是一款带摄像头的自平衡球形机器人，它能在各种地面上滚动自如。它在边滚动边摄像的过程中，要保证物距始终大于两倍焦距，因此摄像头选用的是焦距较________（选填“大”或“小”）的________透镜。 3.用一已知焦距的凸透镜看书上字如图（a）、（b），则成实像的是________（选填（a）或（b））。若想让（a）中的像变大，你应该进行的操作是___________________________________。 4.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。 5.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10cm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 6.“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，如图所示是利用该技巧拍摄的照片，下列说法中正确的是（ ） A.照相机的镜头相当于一个凹透镜 B.拍摄该照片时，人比树更远离照相机镜头 C.树和人通过照相机镜头成的是正立、缩小的实像 D.若要使树的像更大一些，可将照相机镜头稍近一些树 7.（多选题）小梦在实验室完成“探究凸透镜成像的规律”的实验，所用凸透镜的焦距为f=10cm，把凸透镜固定在光具座上50cm处，如图甲所示。下列说法正确的是（ ） A.实验前，应调节蜡烛的烛焰与凸透镜和光屏的中心在同一直线 B.如图甲所示，若此时想用光屏承接到烛焰的实像，光屏应在60cm~70cm范围内移动 C.若在实验过程中，用黑色墨水将凸透镜上半部分涂黑，所成的像仍然完整 D.用此凸透镜观察蚂蚁，现象如图乙所示，则蚂蚁到凸透镜的距离小于10cm 8.（多选题）如图所示，是小明做“探究凸透镜成像的规律”的实验装置，将凸透镜固定在光具座40cm的位置，此时烛焰在光屏上成清晰的像，下列说法中正确的是（ ） A.利用图中成像规律可制成照相机 B.该透镜的焦距范围满足7.5cm<f<15cm C.将蜡烛从刻度尺35cm处向透镜方向移动的过程中，光屏上成的像逐渐变大 D.将蜡烛放在刻度尺25cm的位置，移动光屏可得到倒立缩小的清晰的像 9.（2026·山西）小明记录了如下错题，请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。 错题记录 错题改正 如图是小亮用鞋盒、凸透镜自制的手机投影仪。将手机放入盒内、屏幕正对凸透镜，置于暗室内，将鞋盒对准白墙、进行调节，白墙上出现手机屏幕放大的清晰的像。若想在白墙上看到更大的清晰的像，接下来应怎样操作。 答：保证鞋盒里的手机到凸透镜的距离大于1倍焦距、小于2倍焦距，只将手机向凸透镜方向靠近，白墙上就会呈现更大的清晰的像。 错误之处：___________________ 错因分析： _____________________________ 正确解答： _____________________________ 根据要求填写： （1）错误之处：_______________________________________________________________________ （2）错因分析：_______________________________________________________________________ （3）正确解答：_______________________________________________________________________ 10.（2026·四川自贡）关于凸透镜成像的规律及其应用，小组进行研究分析： （1）自贡智能无人快递车通过安装的摄像机和激光雷达识别道路状况。摄像机的镜头相当于一个凸透镜，当识别行人时，行人在摄像机感光元件上成________的实像。 A.倒立　放大 B.倒立　缩小 C.正立　放大 D.正立　缩小 （2）为了研究凸透镜成像规律，小组按图甲所示组装器材，在光屏上恰好得到一个清晰的像（像未画出），则凸透镜的焦距f=________cm； （3）如图乙所示，固定蜡烛和光屏的位置，两者距离为L0，当凸透镜从左向右移动，先后经过A、B两点（图中未标出）时，均能在光屏上得到清晰的像，测得A、B之间的距离为s，则A点到蜡烛的距离L=_________（用L0和s表示）。 （4）在照毕业照时，摄影师发现两旁还有同学没有进入取景框内，这时摄影师应使照相机__________（选填“靠近”或“远离”）同学，同时__________（选填“增大”或“缩小”）照相机的暗箱长度，使全班同学都能进入取景框中，并成清晰的像。 【培优拔高】 1.将一个凸透镜正对着太阳，在距凸透镜20cm处得到一个最小、最亮的光斑，此时光斑处也就是凸透镜的_________处；若将一个物体放在此凸透镜前30cm处，在凸透镜的另一侧成一个倒立、________的________像。 2.有A、B、C三块凸透镜，用它们做凸透镜成像实验时，烛焰与透镜距离相同，得到的像分别为A镜：放大倒立实像；B镜：缩小倒立实像；C镜：放大正立虚像，则三个凸透镜的焦距关系为____________。 3.一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“f<u<2f”“u>2f”或“u<f”）。 4.小嘉在做“探究凸透镜成像的规律”的实验过程中蜡烛到凸透镜的距离由远到近，他所观察到的如图乙所示①至⑥六种烛焰清晰的像，最先看到的是________号像；其中，能够呈现在光屏上的有____________。（填序号） 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.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f=20cm B.当物距u=30cm时，成倒立、放大的实像 C.当物距u=8cm时，所成的像能用光屏承接 D.当物距u=15cm时，将光屏拆下，从光屏一侧适当位置可看到烛焰的实像 7.如图所示，光具座上的烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度。凸透镜的焦距为10.0cm且位置保持不变。以下判断正确的是（ ） A.蜡烛位于A区域时，光屏上承接到的像与照相机成像特点相同 B.蜡烛位于B区域时，光屏上可承接到烛焰倒立放大的虚像 C.蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，光屏应从F区跨越至E区域 D.蜡烛位于C区域时，可在光屏上承接到烛焰正立放大的虚像 8.（2026·四川遂宁）光让自然界绚丽多彩、让世界生机勃勃。探究小组走进“神奇的光世界”，完成了以下四个实验。下列表述符合事实的是（ ） A.甲图：探究光的反射定律，F面在图中位置时也可观察到反射光束 B.乙图：探究平面镜成像的特点，用玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的位置 C.丙图：探究凸透镜成像规律，此时光屏上呈现倒立放大的实像 D.丁图：探究光的色散时，任意颜色的光屏上均可呈现七色光 9.同学们为了探究平面镜成像的特点，准备了平面镜、玻璃板、两支相同的蜡烛A和B、光具座、光屏等实验器材。 （1）为更好地观察实验现象，应在_________（选填“较暗”或“较亮”）的环境下进行实验。 （2）如图所示，将一只点燃的蜡烛A放置在光具座的甲位置，选用__________（选填“平面镜”或“玻璃板”）竖直放置在乙位置，未点燃的蜡烛B放置在乙位置右侧，移动蜡烛B到丙位置时，发现蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。 （3）取下蜡烛B，并在丙位置处放一光屏，光屏上不能承接到蜡烛A的像，说明平面镜成的像是________（选填“实像”或“虚像”）。 （4）接着同学们想利用上述装置探究凸透镜成像规律，将乙处器材换成一个凸透镜，再将蜡烛A移至35cm刻度线处，丙位置的光屏上恰好出现了烛焰清晰的像，生活中的__________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一原理工作的。 （5）在上一步实验的基础上，小明将一远视镜片放在凸透镜与蜡烛之间，要使光屏上还能呈清晰的像，可将光屏适当向________（选填“左”或“右”）移动。 （6）做完实验后。小明思考：用手机拍照时，手机的镜头相当于凸透镜。如图所示是时下流行的用自拍杆拍照的情景，与直接拿手机自拍相比，使用自拍杆增大了________（填“物距”或“像距”），从而增大取景范围，获得需要的拍摄效果。 10.（2026·陕西）小明用一个圆形凸透镜（镜片直径约8cm）、纸盒、薄泡沫板、胶水、手机（屏幕大小约为15cm×6.5cm）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3m。 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21.5cm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：_______________________________________________。 第 1 页 共 36 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $