5.3凸透镜成像的规律 同步练习（考点+基础+培优）2026-2027学年人教版物理八年级上学期

八上物理专题二十二 5.3凸透镜成像的规律 分考点精练 · 基础巩固 · 培优提高 目 录 第一部分 分考点精练（共20题） 考点01 探究凸透镜成像规律的实验（5题） 考点02 凸透镜成放大实像时像距随物距的变化规律（5题） 考点03 凸透镜成缩小实像时像距随物距的变化规律（5题） 考点04 凸透镜成虚像时像距随物距的变化规律（5题） 第二部分 基础巩固（共12题） 第三部分 培优提高（共12题） 第一部分 分考点精练 考点01 探究凸透镜成像规律的实验 【典例01】物理兴趣小组同学在做凸透镜实验时，光屏和发光体在透镜的 （选填“同侧”、“两侧”），它们的中心在 上，此凸透镜的焦距为10cm，发光体距离凸透镜16cm时，成 （选填“正立放大”、“正立缩小”、“倒立放大”、“倒立缩小”）的实像。 【答案】 两侧 主光轴 倒立放大 【详解】[1]做凸透镜实验时，发光体发出的光通过凸透镜，在光屏上成像，所以光屏和发光体在透镜的两侧。 [2]为了能清晰的观察像，应使像成在光屏中央，所以应调整发光体的中心、凸透镜的光心、光屏的中心在同一高度上，即它们的中心在主光轴上。 [3]凸透镜的焦距为10cm，发光体距离凸透镜16cm时，即物距为16cm，则物距大于一倍焦距，小于二倍焦距，由凸透镜成像规律可知，成倒立、放大的实像。 【变式1-1】如题图所示探究凸透镜成像规律，记录并绘制物距u与像距v之间的关系图像，则该凸透镜的焦距是 cm，当u=15cm时，光屏上成倒立 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像， （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是根据这一原理制成的。 【答案】 10 放大 投影仪 【详解】[1]在探究凸透镜成像规律的实验中，当物距u等于像距v且两者都等于二倍焦距时，凸透镜成倒立、等大的实像。根据物距u与像距v之间的关系图像，可得u=v=20cm 则2f=20cm，解得焦距f=10cm。 [2][3]当物距u=15cm时，满足f<u<2f，根据凸透镜成像规律，此时凸透镜成倒立、放大的实像， 这一原理被应用于投影仪中。 【变式1-2】小明在做“探究凸透镜成像的规律”实验。    （1）测量凸透镜焦距时，小明将凸透镜安装在光具座上，用平行光作光源，移动光屏，在光屏上得到一个最小最亮的光斑，如图甲所示，则该凸透镜的焦距为 cm； （2）然后将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，并调整烛焰、凸透镜及光屏三者的中心，使其大致在 ； （3）再将点燃的蜡烛移到10cm处，如图乙所示，移动光屏，直到在光屏上得到一个清晰的像；生活中 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像原理来工作的； （4）在图乙所示的实验基础上，保持凸透镜的位置不变，将蜡烛向右移动到30cm处，适当移动光屏直到再次在光屏上呈现清晰的像，所成的像将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】（1）10.0；（2）同一高度；（3）照相机；（4）变大。 【详解】（1）由图甲中，平行光线经凸透镜后会聚到一点，当光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透镜的焦点，所以，焦距 f=60.0cm-50.0cm=10.0cm （2）蜡烛烛焰的中心、凸透镜的光心、光屏的中心，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，位于凸透镜的主光轴上，像才能呈在光屏的中心。 （3）凸透镜焦距为10.0cm，将点燃的蜡烛移到标尺10cm处，物距 u=50.0cm-10.0cm=40.0cm 此时u>2f，成倒立、缩小的实像，生活中照相机就是利用这一成像原理来工作的。 （4）若保持凸透镜位置不变，将蜡烛向右移动到30cm处，物距 u=50.0cm-30.0cm=20.0cm 此时u=2f，成倒立、等大的实像，所以成的像将变大。 【变式1-3】小明利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律，已知凸透镜的焦距是10cm。 (1)点燃蜡烛并移动光屏，发现光屏上成的像如图甲所示，为了使烛焰的像呈现在光屏的中央，下一步应 调整烛焰； (2)调整后，蜡烛置于如图乙所示的位置，要使光屏上的像清晰，应将光屏向 移动，直到在光屏上得到一个清晰的像，生活中的 （选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）就是利用该成像原理工作的； (3)如图保持凸透镜的位置不变，将蜡烛从乙图中的位置远离凸透镜一段距离后，所成的像可能是 （选填序号）： ①倒立放大的实像        ②正立放大的实像        ③正立放大的虚像 ④倒立放大的虚像        ⑤倒立缩小的实像        ⑥正立缩小的虚像 (4)某同学用手机拍照上传实验报告，发现上传的报告照片上端宽下端窄，则拍照时报告的上端离手机镜头的距离 （选填“近”或“远”）； (5)小红在实验过程中，认真观察光屏上的像发现只有像的中间部分最清晰，偏左、偏右两侧的像比较模糊。检查器材后发现其它器材均正常放置，凸透镜的安装情况有些随意，要使在光屏上看到整个烛焰清晰的像，应作出的调节是： 【答案】(1)向上 (2) 左 照相机 (3)⑤ (4)近 (5)适当扭转凸透镜，使凸透镜与光屏平行 【详解】（1）图甲中烛焰的像偏上，说明烛焰位置偏低，为使像呈现在光屏中央，应将烛焰向上调整。 （2）[1]乙图中物距为30cm，大于2倍焦距（20cm），此时像距应在一倍焦距和二倍焦距之间（10cm<v<20cm），而此时像距在二倍焦距处，故应将光屏向左移动。 [2]当物距大于2倍焦距时，成倒立缩小的实像，这正是照相机的工作原理。 （3）蜡烛远离凸透镜后物距增大（u>2f），根据凸透镜成像规律，只要物体在二倍焦距之外，凸透镜应成倒立缩小的实像，故选⑤。 （4）手机镜头相当于凸透镜，凸透镜成实像时，物体离凸透镜越近，所成的像越大，故当拍摄对象上端离镜头较近时，由于凸透镜成实像时近大远小的成像特点，会导致照片上端宽下端窄。 （5）像的中间清晰而两侧模糊，说明凸透镜与光屏不平行，导致光屏上各点到透镜的距离不等。应适当扭转凸透镜，使其与光屏平行，确保光屏各处到透镜的距离相等。 【变式1-4】用F为焦点，探究焦距为f的凸透镜成像规律，在实验中； （1）发光物体和凸透镜的位置如图所示，图中光屏未画出，光屏上所成清晰的像在图中 （填数字序号）区域，像的箭头方向是竖直向 的，像的大小比发光物体要 ； （2）将光屏放在凸透镜右侧，发光物体放在A处，发现无论怎样调整光屏的位置，在光屏上都无法得到发光物体的像。撤去光屏，从凸透镜右侧向凸透镜看去，观察到发光物体的像，此像到凸透镜的距离 （填“大于”“等于”或“小于”）发光物体到凸透镜的距离。    【答案】（1）③，下，小；（2）大于。 【详解】（1）如图所示，发光物体到凸透镜的距离即物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，故②④排除；又因为发光物体在透镜主光轴上方，根据过透镜光心的光线不改变传播方向可知像的位置在主光轴下方，故光屏上所成清晰的像在图中③的区域。 根据凸透镜成像规律，当物距大于二倍焦距，成缩小、倒立的实像，所以像的箭头方向是竖直向下的；像的大小比发光物体要小。 （2）当物距小于一倍焦距时，我们在凸透镜右边看到的那个正立、放大的虚像是由光经过凸透镜的折射光线的反向延长线交点形成的，像在物的后方，故像到透镜的距离大于物体到透镜的距离。 考点02 凸透镜成放大实像时像距随物距的变化规律 【典例02】在做“探究凸透镜成像的规律”实验时，将焦距为20cm的薄凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻度线处，通过凸透镜所成的像是（　　） A．放大、正立的虚像 B．放大、倒立的实像 C．等大、倒立的实像 D．缩小、正立的虚像 【答案】B 【详解】已知薄凸透镜的焦距f＝20cm 将点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻度线处，则 由凸透镜成像规律可知，此时成放大、倒立的实像，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 【变式2-1】 2024年10月1日国庆节期间（如图），很多游客前往北京天安门广场拍照，小明想拍摄天安门城楼的全景，但发现在该位置只能从取景框中看到天安门城楼的一部分。为了能拍摄到天安门城楼的全景照片，小明远离天安门城楼方向的同时应将像距 （选填“增大”或“减小”），或者选用焦距较 （选填“大”或“小”）的照相机进行拍摄。 【答案】 减小 小 【规范解答】[1]由题可知，小明想拍摄天安门城楼的全景，但发现在该位置只能从观景框中看到城楼的一部分，说明像大了，要把像变小，根据“成实像时，物远像近像变小”可知，使像变小，必须减小像距，增大物距。 [2]凸透镜的焦距越小，在物距不变的情况下，像距越小，成的像也越小，所以可以选用焦距较小的照相机进行拍摄。 【变式2-2】现在很多家庭都配备了智能扫地机器人，其避障功能利用了类似凸透镜成像的原理。扫地机器人顶部的传感器相当于凸透镜，当有障碍物靠近时，传感器能感知到物体并避开。若该传感器的焦距为5cm，某次它检测到一个距离它8cm的障碍物，以下说法正确的是（　　） A．此时传感器成倒立、缩小的实像，像距在5cm到10cm之间 B．此时传感器成倒立、放大的实像，像距大于10cm C．此时传感器成正立、放大的虚像，像距大于8cm D．此时传感器成倒立、等大的实像，像距等于10cm 【答案】B 【详解】扫地机器人顶部的传感器相当于凸透镜，该传感器的焦距为5cm，某次它检测到一个距离它8cm的障碍物，根据凸透镜的成像原理可知，此时物距在一倍焦距与二倍焦距之间，像距大于二倍焦距，像距大于10cm，传感器成倒立、放大的实像，故ACD错误，B正确。 故选B。 【变式2-3】在学习了凸透镜成像规律后，小明同学制作了一个“手机投影仪”，如图所示。将手机和凸透镜分别固定在长30cm的纸盒两端，调整“投影仪”到墙面的距离，可在墙面上看到手机画面清晰放大的像，下列说法正确的是（　　） A．凸透镜的焦距可能为12cm B．墙面与凸透镜的距离一定大于30cm C．墙面上的像可能是正立放大的虚像 D．若要使墙面上的像变大，只需调整“投影仪”到墙面的距离 【答案】B 【详解】 A．由题意可知，手机和凸透镜分别固定在纸盒的两端，即物距u=30cm，此时在墙壁上得到手机画面清晰放大的像；根据凸透镜成像规律可知，当物距f＜u＜2f时，像距v＞2f，成倒立、放大的实像，所以f＜u＝30cm＜2f 解得15cm＜f＜30cm 故A错误； B．物距为30cm，根据凸透镜成像规律，应用于投影仪时，像距大于物距，所以墙面与凸透镜的距离一定要超过30cm，故B正确； C．墙壁相当于光屏，手机画面在墙壁上成的应是倒立、放大的实像，故C错误； D．若要使墙面上的像变大，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，应同时缩短手机到凸透镜的距离，并将“投影仪”远离墙面，故D错误。 答案B。 【变式2-4】如图是一个自制投影仪模型。将手机和凸透镜分别固定在纸盒的两端，调整“投影仪”到墙面的距离，可在墙上看到手机画面清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．墙上的手机画面是正立、放大的实像 B．自制投影仪的凸透镜焦距可能是13cm C．凸透镜到墙面的距离可能小于纸盒的长度 D．适当缩短纸盒的长度，并将“投影仪”靠近墙面，清晰的像会更大 【答案】B 【详解】A．投影仪是利用凸透镜成倒立、放大实像的原理工作的，所以墙上的手机画面是倒立、放大的实像，而不是正立的，故A错误； B．由图可知，手机到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，即f<u<2f，从图中可大致估计手机到凸透镜的距离约为15cm，若凸透镜焦距f=13cm，则13cm<15cm<2×13cm=26cm，满足f<u<2f，所以自制投影仪的凸透镜焦距可能是13cm，故B正确； C．根据凸透镜成像规律，当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，像距大于二倍焦距，即v>2f，所以凸透镜到墙面（像的位置）的距离大于物距（手机到凸透镜的距离），而纸盒长度约等于物距，所以凸透镜到墙面的距离大于纸盒的长度，故C错误； D．适当缩短纸盒的长度，即减小物距u，根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”，此时像距v应增大，像会变大，应将“投影仪”远离墙面，而不是靠近墙面，故D错误。 故选B。 考点03 凸透镜成缩小实像时像距随物距的变化规律 【典例03】如今智能配送机器人已被广泛使用，用户可通过人脸识别、输入取货码、扫描二维码等多种方式取货。人脸识别取货时，通过镜头成的像是________（选填“正立”或“倒立”）、________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像。要使屏幕上自己的像变小，需________（选填“靠近”或“远离”）镜头。 【答案】 倒立 缩小 远离 【详解】人脸识别的镜头相当于凸透镜，成像原理和照相机一致，根据凸透镜成像规律可知，此时人脸位于镜头的2倍焦距以外，因此成倒立、缩小的实像。 根据凸透镜成像规律“物远像近像变小”：要使像变小，需要增大物距，即人需要远离镜头。 【变式3-1】随着科技的不断进步，超市自助结账设备已在各大商超普及应用，顾客可通过人脸识别、扫描商品条码、输入商品编号等多种方式完成自助结算。人脸识别结账时，顾客应位于自助结账机镜头的________（选填“二倍焦距以外”“一倍焦距与二倍焦距之间”或“一倍焦距以内”）处，自助结账机的镜头成的像是倒立、________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像。要使屏幕上自己的像变小，需________（选填“靠近”或“远离”）自助结账机镜头。 【答案】 二倍焦距以外 缩小 远离 【详解】[1]自助结账机的镜头为凸透镜，成像原理与照相机相同。根据凸透镜成像规律，物体位于二倍焦距以外时，成倒立的实像，符合人脸识别的成像要求。 [2]依据凸透镜成像规律，物体在二倍焦距以外时，所成的实像为倒立、缩小的。 [3]凸透镜成像遵循“物远像近像变小”的规律，要使屏幕上的像变小，需增大物距，即远离自助结账机镜头。 【变式3-2】在探究“凸透镜成像规律”的实验中，实验装置如图所示，此时在光屏上可以看到烛焰清晰的像。则下列说法中正确的是（　　） A．如图所示的实验现象能够说明照相机的成像特点 B．如果将物体靠近凸透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏必须靠近凸透镜 C．保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜，光屏上还可以再次得到缩小的像 D．将蜡烛移到45cm刻度线处，调节光屏，能在光屏上找到清晰的像 【答案】A 【详解】A．由图可知，物距大于像距，此时成清晰的像，根据凸透镜的成像规律，物距大于二倍焦距，成倒立缩小的实像，应用于照相机，故A正确； B．物体靠近凸透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，根据凸透镜的物距和像距的关系，物近像远像变大，光屏必须远离凸透镜，故B错误； C．根据光路是可逆的，保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜，此时u<v，成倒立放大的实像，故C错误； D．如果将蜡烛移到图乙45cm刻度线处，此时物距为 根据凸透镜的成像规律，此时成正立放大的虚像，虚像不能在光屏上成像，故D错误。 故选A。 【变式3-3】摄像师用照相机给一同学拍照时，保持摄像师的位置不动，为了使底片上清晰的人像再大些，需要调整照相机镜头以及同学的位置，则下列做法中正确的是（　　） A．同学离镜头近一些，并增大胶片与镜头的距离 B．同学离镜头远一些，并缩短胶片与镜头的距离 C．同学离镜头远一些，并增大胶片与镜头的距离 D．同学离镜头近一些，并缩短胶片与镜头的距离 【答案】A 【详解】照相机的镜头相当于凸透镜，物体（同学）经镜头在底片（胶片）上成倒立、缩小的实像。根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”，同学应离镜头近一些，并增大胶片与镜头的距离，故BCD错误，A正确。 故选A。 【变式3-4】 某物体通过凸透镜在光屏上成缩小的像，物距为30cm、像高为3cm。若改变物体的位置，再移动光屏使像清晰，此时像距为40cm，则所成像的高度（　　） A．一定大于3cm B．可能大于3cm C．一定等于3cm D．一定小于3cm 【答案】A 【规范解答】由题意可知，物体通过凸透镜在光屏上成缩小的像，物距为30cm，像高为3cm，则物距大于2倍焦距，像距在1倍焦距和2倍焦距之间，即 解得透镜的焦距，若改变物体的位置，再移动光屏使像清晰，此时像距为40cm，像距 像在2倍焦距以外，根据凸透镜成像规律可知，此时物距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、放大的实像，因此像一定大于3cm，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 考点04 凸透镜成虚像时像距随物距的变化规律 【典例04】许多博物馆会在较为精巧的文物前放置凸透镜，如图所示，通过凸透镜看到的像是（　　） A．倒立放大的实像，像与物异侧 B．倒立放大的实像，像与物同侧 C．正立放大的虚像，像与物异侧 D．正立放大的虚像，像与物同侧 【答案】D 【详解】许多博物馆会在较为精巧的文物前放置凸透镜，通过凸透镜可以看清文物的精巧结构，此时凸透镜相当于放大镜，物体在凸透镜的焦点以内，成正立、放大的虚像，像与物体在同一侧，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【变式4-1】如图所示，修表师傅可通过“寸镜”看清手表内部微小结构。“寸镜”内部有一个凸透镜，使用时手表与凸透镜的距离应____________，此时观察到的是一个____________像（选填“实”或“虚”）。 【答案】 小于一倍焦距 虚 【详解】修表师傅用的寸镜本质是放大镜，利用了凸透镜当物距小于一倍焦距时的成像规律，此时会成正立、放大的虚像，因此手表到凸透镜的距离要小于一倍焦距，成的是正立、放大的虚像。 【变式4-2】利用一只凸透镜，看到邮票的情景如图所示。下列说法正确的是（　　） A．是“熊猫”正立放大的实像 B．这与投影仪成像的原理相同 C．此时凸透镜距邮票的距离一定小于其焦距 D．若透镜远离邮票，“熊猫”的像会逐渐变小 【答案】C 【详解】A．如图所示，根据凸透镜成像原理，物距在一倍焦距以内，成正立放大的虚像，应用于放大镜，故A错误； B．投影仪的成像原理是物距在一倍与两倍焦距之间，成倒立放大的实像，而图示的情景是放大镜的成像原理，故B错误； C．放大镜的成像原理是物距在一倍焦距以内，成正立放大的虚像，故C正确； D．凸透镜在成虚像时，物距越大，即透镜远离邮票，则“熊猫”的像会逐渐变大，故D错误。 故选C。 【变式4-3】如图所示，小鸣通过凸透镜观察到物理书上的字成正立放大的像，则凸透镜到物理书的距离u与凸透镜焦距f的关系是 。若想要观察到的像再大一些，则应该将凸透镜适当 （“靠近”或“远离”）物理书。 【答案】 u<f 远离 【详解】[1]根据凸透镜成像规律，通过凸透镜观察到物理书上的字成正立放大的虚像，应将物体放在一倍焦距以内，即 [2] 根据凸透镜成像规律，成虚像时，物像同侧，若想要观察到的像再大一些，需增大像距，而物像移动方向相同，因此则应该将凸透镜适当远离物理书。 【变式4-4】如图所示，小明透过水滴状的鱼肝油胶囊观察积木，发现上面的数字“9”变成了“6”，则该胶囊相当于一个_________（填“凸透镜”或“凹透镜”）；若将胶囊稍微远离积木一些，“6”会变_________（填“大”或“小”）；若将胶囊靠近积木，透过胶囊看到的数字_________（填“可能”或“不可能”）会变成“9”。 【答案】 凸透镜 小 可能 【详解】[1]由图，发现上面的数字“9”变成了“6”，说明成的是倒立的缩小的像，该胶囊相当于一个凸透镜。 [2]若将胶囊稍微远离积木一些，根据凸透镜成实像时，物体远离，像靠近，像变小。 [3]若将胶囊靠近积木，可能小于1倍焦距，成的是正立的放大的像，故透过胶囊看到的数字会变成“9”。 第二部分 基础巩固 1.下列哪幅图中使用的不是凸透镜？（　　） A．B． C． D． 【答案】C 【详解】A．由图可知，通过透镜所成的像是正立放大虚像，此透镜为凸透镜，故A不符合题意； B．由图可知，通过透镜所成的像是倒立缩小实像，此透镜为凸透镜，故B不符合题意； C．由图可知，通过透镜所成的像是正立缩小虚像，此透镜为凹透镜，故C符合题意； D．由图可知，通过透镜所成的像是倒立放大实像，此透镜为凸透镜，故D不符合题意。 故选C。 2.身背传感器、眼为360°旋转夜视高清摄像头，可翻越门槛、上下楼梯，实时回传巡检数据——这是中国电信机房5G巡检四足机器人的日常工作场景。下列说法正确的是（     ） A．摄像头所成的是正立、缩小的实像 B．摄像头的成像原理和放大镜相同 C．当被拍摄的物体远离摄像头时，所成的像会变小 D．在拍摄时，物体成的像到摄像头的距离大于二倍焦距 【答案】C 【详解】ABD．摄像头相当于一个凸透镜，其成像原理与照相机相同，在拍摄时，物体到摄像头的距离在二倍焦距以外，物体成的像到摄像头的距离在一倍焦距与二倍焦距之间，成的是倒立、缩小的实像，放大镜成的是正立、放大的虚像，摄像头的成像原理和放大镜不同，故ABD错误； C．当被拍摄的物体远离摄像头时，由于凸透镜成实像时，物远像近像变小，则经摄像头成的像会变小，故C正确。 故选C。 3.晋代《博物志》中记载，用冰块制成聚光透镜，能将枯叶点燃。利用这种透镜观察远处的物体，看到的像是（　　） A．放大的虚像 B．放大的实像 C．缩小的虚像 D．缩小的实像 【答案】D 【详解】冰块制成的透镜对光线具有会聚作用，说明该透镜为凸透镜；利用这种透镜观察远处的物体，此时物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律，u＞2f时，成倒立、缩小的实像，因此看到的像是缩小的实像，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 4. 小刘用焦距为10cm的凸透镜探究成像规律。当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，蜡烛在光屏上所成的像是（　　） A．倒立、等大的实像 B．倒立、放大的实像 C．倒立、缩小的实像 D．正立、放大的虚像 【答案】C 【详解】由图知，物距大于像距，根据凸透镜成像规律得，此时凸透镜成的是倒立、缩小的实像，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 5.春假期间，小成同学参观博物馆时发现在较小的文物前放置透镜，如图所示，通过透镜看到放大的像，该透镜对光具有_________的作用，若该透镜的焦距为10cm，该透镜与文物的距离应_________10cm，小成同学透过透镜看到的是正立、放大的_________像。 【答案】 会聚 小于 虚 【详解】该透镜是放大镜，属于凸透镜的应用，凸透镜对光线具有会聚作用。 凸透镜作为放大镜应用时，成正立、放大的虚像，此时物体在凸透镜的一倍焦距以内。已知焦距为10cm，因此透镜与文物的距离应小于10cm。 6. 同学们在“探究凸透镜成像规律”的实验中，用如图1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，在光屏上得到烛焰清晰的像，如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距是10cm B．如图2，此时成正立、放大的虚像，符合放大镜的成像原理 C．如图2，若用黑纸片将凸透镜遮挡一半，光屏上将成半个烛焰的像 D．如图2，保持凸透镜的位置不变，将蜡烛与光屏的位置互换，此时成像情况符合照相机的原理 【答案】D 【规范解答】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=60.0cm-50.0cm=10.0cm 故A错误； B．图2中，物距u=50.0cm-35.0cm=15.0cm 像距v=80.0cm-50.0cm=30.0cm 物距小于像距，由凸透镜成像规律可知，图乙中烛焰成的是倒立放大的实像，这个原理制成了投影仪，与放大镜不同，故B错误； C．图2中，若用黑纸片将凸透镜遮挡一半，透镜的另一半仍能会聚成像，像仍是完整的，且大小不变，只是由于透过的光减少而使得亮度降低，故C错误； D．保持凸透镜的位置不变，将蜡烛与光屏的位置互换，根据光路具有可逆性，此时物距大于像距，由凸透镜成像规律可知，成倒立缩小的实像，与照相机的原理相同，故D正确。 故选D。 7. 在做“凸透镜成像”的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，在光屏的中央承接到了蜡烛的清晰像。则下列说法正确的是（　　） ①光屏上的像与照相机成的像性质相同 ②实验一段时间，蜡烛变短，光屏上的像会向下移动 ③若只将蜡烛向左移动，光屏上还会承接到清晰的像 ④若在蜡烛和凸透镜之间放一个焦距适当的凹透镜、光屏向右移动适当距离才能承接到清晰的像 A．①② B．②④ C．③④ D．①④ 【答案】D 【详解】1①由图可知，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，光屏上的像与照相机成的像性质相同，故①正确； ②实验一段时间，蜡烛变短，由于经过光心的光线的传播方向不变，则像会向上移动，故②错误； ③凸透镜成实像时，物距变大，像距变小，像变小，若只将蜡烛向左移动，物距变大，像距变小，像变小，需要移动光屏才能承接到像，故③错误； ④若将蜡烛和凸透镜之间放一焦距适当的凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，所以光屏需要向右移动才能承接到像，故④正确。 故选D。 8.某同学探究凸透镜成像规律时，光屏上得到了烛焰清晰的像（像未画出），如图所示。下列说法正确的是（　　） A．光屏上的像是正立的 B．光屏上的像是放大的 C．投影仪是利用此成像原理制成的 D．撤去光屏，烛焰的像仍然在原处    【答案】D 【详解】ABC．如图所示，物距大于像距，光屏上能够得到了烛焰清晰的像，所成的是倒立缩小的实像，照相机是利用此成像原理制成的，故ABC错误。 D．光屏是呈现蜡烛所成的像，不会影响成像的特点，撤去光屏，烛焰的像仍然在原处，故D正确。 故选D。 9.某小组的同学们学习了光学知识后，购买焦距为10cm的凸透镜，一起制作了一台简易投影仪。他们将画有图案的透明胶片通过投影仪投射到大屏幕上成放大的像。下列分析正确的是（    ） A．胶片成的像一定是正立的 B．胶片成的像一定是虚像 C．胶片一定放在距凸透镜10cm以内 D．胶片成的像到凸透镜的距离大于20cm 【答案】D 【详解】A．投影仪是利用凸透镜成倒立、放大实像的原理工作的，不是正立的像，故A错误； B．投影仪成的像是实像，实像可以呈现在光屏（大屏幕）上，虚像不能呈现在光屏上，故B错误； C．已知凸透镜焦距是10cm，根据投影仪成像原理，物距需满足大于一倍焦距小于两倍焦距，故C错误； D．当投影仪成像时，像在透镜的两倍焦距之外，则像到凸透镜的距离大于20cm，故D正确。 故选D。 10.如图所示，光屏上呈现出蜡烛清晰的像，成像特点是倒立、______的实像，生活中与其原理相同的光学仪器是______（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）；再将蜡烛向左移动5cm，为了再次得到清晰的像，光屏向左移动的距离应______（选填“>”、“=”或“<”）5cm。 【答案】 缩小 照相机 < 【详解】【小题1】由图可知，刻度尺的分度值为1 cm，蜡烛在10 cm处，凸透镜的位置在50 cm 处，光屏（像）的位置在70 cm处，此时物距 像距 显然。根据凸透镜成像规律，当物距大于像距时，成的是倒立、缩小的实像。利用此原理工作的是照相机。 根据凸透镜成实像的动态规律，即物远像近像变小，物体向左移动了，所以光屏需要向左移动才能再次接收到清晰的像。根据凸透镜成像的规律，当物体在二倍焦距以外移动时，像在一倍焦距和二倍焦距之间移动，此时物距的变化量总是大于像距的变化量。蜡烛移动了，所以光屏移动的距离会小于。 11.在探究“凸透镜成像规律”的实验中，扎西同学进行了如下实验： (1)按如图甲所示操作，测出本实验所用凸透镜的焦距为 cm； (2)实验前，需要将蜡烛的焰心、凸透镜光心、光屏的中心摆放在 ，这样做的目的是 ； (3)接着扎西调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图乙所示，发现光屏上得到一个倒立、 （选填“放大”“缩小”或“等大”）的清晰实像，生活中的 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用了这样的成像原理； (4)保持图乙中凸透镜的位置不变，当向左移动蜡烛时，应该向 （选填“左”或“右”）移动光屏，才能再次得到清晰的像； (5)保持图乙中凸透镜的位置仍然不变，扎西向右移动蜡烛至45cm刻度线处，移动光屏，发现在光屏 （选填“能”或“不能”）得到蜡烛清晰的像。 【答案】(1)10.0 (2) 同一高度 使蜡烛成像在光屏中央 (3) 放大 投影仪 (4)左 (5)不能 【详解】（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，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 （2）[1][2]为了使像成在光屏中央，应调整蜡烛的焰心、凸透镜光心、光屏的中心摆放在主光轴的同一高度。 （3）[1][2]由图乙可知，此时物距 此时物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大实像，应用于投影仪。 （4）保持图乙中凸透镜的位置不变，当向左移动蜡烛时，物距变大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，应将光屏向靠近透镜的方向即向左移动。 （5）将蜡烛移至45cm刻度线处，此时，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接。 12.如图所示，小北自制了一个如图甲所示的简易投影仪，在可调范围内推拉纸盒，可以在白墙上看到如图乙所示放大的________（选填“虚”或“实”）像，此时必须将手机以甲图中的________（选填“A”或“B”）方向放置，且手机到凸透镜的距离的范围是________。    【答案】 实 A 10cm<手机到透镜的距离<20cm 【详解】能被白墙（光屏）承接的像是实像，虚像无法在光屏上呈现；投影仪成倒立（上下颠倒、左右颠倒）的放大实像，要在墙上得到正立的小马像，手机需要倒立放置，因此选A方向；该凸透镜焦距，投影仪成像的条件是物距在一倍焦距和二倍焦距之间，即10cm<手机到透镜的距离<20cm。 第三部分 培优提高 1. 在做“探究凸透镜成像的规律”实验时，某实验小组所描绘的图像如图所示。图中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应。下列说法正确的是（    ） A．实验所用凸透镜的焦距是20cm B．照相机与A点的成像特点相同 C．蜡烛处于B、C间某一位置时，成倒立、放大的实像 D．将蜡烛从C移到A的过程中，所成像逐渐变大 【答案】D 【详解】A.由图像可知，u=v=2f=20cm时，凸透镜成倒立、等大的实像，所以该凸透镜的焦距f=10cm，故A错误； B.当蜡烛在A点时，由图像可知，2f>u>f，成倒立、放大的实像，与幻灯机和投影仪的成像特点相同，故B错误； C.蜡烛处于B、C间某一位置时，由图像可知，u>2f，成倒立、缩小的实像，故C错误； D.将蜡烛从C移动到A的过程中，根据物近像远像变大知，物距变小，像变大，故D正确。 故选D。 2.将带有“F”字样的光源放在装有水的鱼缸附近，调整光源和鱼缸的位置，在墙壁上看到一个倒立、放大的“F”，则“F”光源、鱼缸、墙壁三者的位置可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】鱼缸中间厚，边缘薄，相当于凸透镜；像成在墙壁上，墙壁相对于光屏，要在墙壁上成像，鱼缸需放在中间；要在墙壁上看到一个倒立、放大的“F”像，物距小于像距，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3.如图所示，某凸透镜的物距u与像距v之间关系的图象，下列判断正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距是16cm B．当u=20cm时，成放大的实像，投影仪就是根据这一原理制成的 C．当u=12cm时，成放大的实像，显微镜的物镜成像原理与之相同 D．把物体从距凸透镜12cm处移动到20cm处的过程中，像逐渐变大 【答案】C 【详解】A．根据凸透镜成像规律，当u=v=2f时，凸透镜成倒立、等大的实像，如图，有u=v=2f=16cm 所以该凸透镜的焦距是f=8cm 故A错误； B．当u=20cm时，物距大于2倍焦距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立缩小的实像，照相机就是根据这一原理制成的，故B错误； C．当u=12cm时，物距在1倍焦距与2倍焦距之间，根据凸透镜成像规律，此时成倒立放大的实像，显微镜的物镜相当于投影仪，成倒立放大的实像，因此显微镜的物镜成像原理与之相同，故C正确； D．把物体从距凸透镜12cm处移动到20cm处的过程中，物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小的规律可知，像逐渐减小，故D错误。 故选C。 4.画出物体AB通过凸透镜成的像的光路图。 【答案】 【详解】连接AO做延长线和反向延长线，过A点作主光轴的平行线交凸透镜一点，连接该点和凸透镜的右焦点并延长，与AO的反向延长线交于一点，即为像点A′，作该点垂直于主光轴的垂线段，即为物体AB所成的虚像A′B′。 5. 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 【详解】①图中物距大于像距，在光屏上成实像，则物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距与二倍焦距之间，成倒立、缩小的实像，成像规律与照相机成像原理相同，故①正确； ②根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”可知，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由图可知，光具座的刻度尺的分度值为，则凸透镜位于刻度处，把蜡烛移至35.0cm刻度线处，物距为 由题意可知，焦距为 则有 即物距在一倍焦距与二倍焦距之间，移动光屏，可在光屏上成倒立、放大的像，故③正确； ④由③分析可知，凸透镜位于刻度处，把蜡烛移至45.0cm刻度线处，物距为 由题意可知，焦距为 则有 即物距在一倍焦距以内，成正立、放大的虚像，不能成在光屏上，故④错误。 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 6.在探究“凸透镜成像规律”实验时，所用的凸透镜的焦距为10cm (1)在调整器材高度时，应 （填“点燃”或“不点燃”）蜡烛。 (2)如甲图所示，将蜡烛和透镜的位置固定，则调整光屏位置（光屏图中未画出），会在光屏上呈现清晰的像，生活中可以用这一成像原理制成 。此时光屏的位置大致在图中的 处（选填“A”、“B”、“C”或“D”）。 (3)随着蜡烛越烧越短，光屏上的像将发生移动，为了使像能回到光屏的中央，可以将透镜向 移动适当距离。 (4)如图乙所示，将蜡烛放在凸透镜一倍焦距以内，在透镜另一侧可以看到蜡烛放大的像，若将一不透明的光屏放在虚线处，则人眼看到蜡烛的像_______。 A．会消失 B．会变暗 C．没有变化 D．成在光屏上 【答案】(1)点燃 (2) 幻灯机/投影仪 D (3)下 (4)C 【详解】（1）根据凸透镜成像规律中实验的要求，必须让三者中心放在同一高度上，使其成像在光屏的中心；只有先将蜡烛点燃，才可以确定烛焰的中心，所以点燃蜡烛应在调整高度之前。 （2）[1][2]由图知，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，此时成倒立放大的实像，投影仪根据这个原理制成，且光屏位置应在二倍焦距以外，且物距与像距的和大于4f，大致在图中D的位置。 （3）由于此时成倒立的实像，蜡烛变短，则成的像向上运动，为了使像回到光屏的中央，应该将透镜向下调节。 （4）因为虚像是光的反射延长线相交得到的，所以在虚线处放置一光屏对成虚像不产生影响，所以烛焰的像不会发生变化。 故选C。 7.小明同学找来一个薄壁圆柱形玻璃杯，并将画有箭头的白纸靠在玻璃杯后，观察结果如图甲所示。向杯中加水，使得水面高过箭头位置，透过玻璃杯观察纸上的“箭头”；将白纸逐渐远离杯子的过程中，依次观察到情景可（　　） A．丁、乙、丙 B．乙、丙、丁 C．丙、丁、乙 D．丁、丙、乙 【答案】D 【详解】圆柱形玻璃杯中注入水相当于凸透镜，玻璃杯后白纸上的水平箭头为物体。开始白纸在焦距之内，成正立、放大的虚像，成的像如图丁，将白纸逐渐远离杯子的过程中，当白纸在一倍焦距和二倍焦距之间时可以成倒立、放大的实像，成的像如图丙，当白纸在凸透镜的二倍焦距以外时可以成倒立、缩小的实像，成的像如图乙，所以依次观察到情景是丁丙乙，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 8.在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，此时，烛焰在光屏上恰好成清晰的像，下列叙述正确的是（    ） A．蜡烛向右适当移动，光屏上要重新得到清晰的像，光屏要适当向左移动 B．若不小心用指尖触摸到凸透镜，光屏上的像仍是完整的，但光屏上会有指尖的像 C．保持凸透镜位置不变，将光屏和蜡烛位置对调，光屏上会出现倒立、缩小的像 D．若将凸透镜换为另一焦距为10cm的凸透镜，将光屏向左移动一些，光屏上会成清晰的像 【答案】D 【详解】A．蜡烛向右适当移动，物距减小，根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”可知，光屏上要重新得到清晰的像，光屏要适当向右移动，故A错误； B．若不小心用指尖触摸到凸透镜，光屏上的像仍是完整的，由于指尖处于一倍焦距之内，成虚像，因此光屏上不会有指尖的像，故B错误； C．保持凸透镜位置不变，将光屏和蜡烛位置对调，此时物距小于像距，根据凸透镜成像规律可知此时光屏上成倒立、放大的实像，故C错误； D．若将凸透镜换为另一焦距为10cm的凸透镜，此时物距大于二倍焦距，像距应在一倍焦距和二倍焦距之间，因此将光屏向左移动一些，光屏上会成清晰的像，故D正确。 故选D。 9.在“探究凸透镜成像的规律”时，当烛焰离透镜26cm时成放大的实像，当烛焰离透镜16cm时成放大的虚像，则这个透镜的焦距可能是（　　） A．8cm B．12cm C．14cm D．24cm 【答案】D 【详解】当烛焰离透镜26cm时，得放大的实像，则物体在一倍焦距和二倍焦距之间，即，所以得到①；当烛焰离透镜16cm时成的是放大的虚像，则物体在一倍焦距以内，即②；综上所述①②得到，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 10.如图所示，用焦距为10cm的凸透镜、高度为6cm的F形光源、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像大小的变化规律，通过测量像的高度反映像的大小。 （1）若要测量光源在光屏上所成像的高度，还需要的测量工具是 。 （2）将光源逐渐靠近凸透镜，移动光屏，三次成倒立实像的相关数据记录如表。分析表中数据，可得出结论：凸透镜成实像时，物距变小，像距变 ，像变 。 物高6cm 实验次数 1 2 3 物距/cm 30 20 15 像距/cm 15 20 30 像高/cm 3 6 12 （3）继续移动光源至物距为6cm时，发现无论如何移动光屏，均不能在光屏上成像，人眼应从 （选填“光源”或“光屏”）一侧透过凸透镜观察光源的像，此时能否用（1）问中的测量工具直接测出观察到的像高？ （选填“能”或“不能”）。 （4）若保持光源到光屏的距离为45cm不变，仅移动凸透镜改变物距，则上表中第 次实验的成像情况不能探究，理由是： 。 【答案】 刻度尺 大 大 光屏 不能 2 第2次实验时，物距和像距之和为40cm，小于45cm 【详解】（1）要测量光源在光屏上所成像的高度，需要长度的测量工具刻度尺。 （2）由表中数据可知，随着物距变小，像距逐渐变大，像的高度变大，则像变大。 （3）移动光源至物距为6cm时，此时物距小于焦距，成虚像，要观察到虚像，人眼应从光屏一侧透过凸透镜观察。 因为虚像不是实际光线会聚得到的，不能呈现在光屏上，则不能用刻度尺测量像的大小。 （4）若保持光源到光屏的距离为45cm不变，若能成清晰的像，物距像距之和应为45cm，而第2次实验时，物距和像距之和为40cm，小于45cm，则第2次实验的成像情况不能探究。 11.某实验小组用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。 (1)如图甲，将凸透镜正对着太阳光，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，则可判断该透镜的焦距f为 cm； (2)小金在实验过程中不断移动烛焰位置，观察到如图丁中①至⑥六种烛焰清晰的像，请按蜡烛到凸透镜距离由近到远所得到的6个像进行排序 ； (3)小亮实验小组更换相关器材后顺利完成实验，根据记录的实验数据得到了如图戊的图像，线段为凸透镜的像距倒数和物距的倒数对应关系，根据图像信息可知，该小组所用凸透镜的焦距为 cm。 【答案】(1)12 (2)④⑥⑤③①② (3)10 【详解】（1）由图乙可知，当透镜与白纸间距s=12cm时，白纸被烤焦的时间t=4min，所用的时间最短，说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高，这个点就是凸透镜的焦点，则测出透镜与白纸距离即为焦距f=12cm。 （2）由题意可知，④⑤⑥这三个像中，④⑥是正立放大的，⑤是倒立放大的，根据凸透镜的成像规律，当物距小于一倍焦距时，成正立、放大的虚像，且物距越小，虚像越小，那么由近到远应该是④⑥，当物距在一倍焦距和两倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，接下来是⑤，根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”的规律可知，接下来像是变小的，顺序是③①②。综上所述，蜡烛到凸透镜距离由近到远所得到的6个像进行排序，正确顺序为④⑥⑤③①②。 （3）如图戊的图像，当时，。像距等于物距，说明物体处于二倍焦距处，即2f=0.2m，所以该小组所用凸透镜的焦距为0.1m，即10cm。 12.在“探究凸透镜成像规律”的实验时，小陈同学将蜡烛、凸透镜和光屏如图所示放置时，在光屏上恰好观察到一个清晰的像，该像是___________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像，保持凸透镜的位置不动，仅将蜡烛和光屏位置互换，光屏上____________（选填“能”或“不能”）观察到烛焰清晰的像。该凸透镜的焦距可能为_____________（选填“5”“10”“15”或“20”）cm。 【答案】 放大 能 10 【详解】由图可知，蜡烛在刻度处，凸透镜在刻度处，光屏在刻度处，因此物距 像距 此时，根据凸透镜成像规律，当，时，成倒立、放大的实像。 凸透镜成像中光路是可逆的，保持透镜位置不变，互换蜡烛和光屏后，依然可以得到清晰的像。 根据当前成像条件列不等式：，且，解得： 选项中只有在此范围内，所以凸透镜的焦距可能为10cm。 学科网（北京）股份有限公司 $ 八上物理专题二十二 5.3凸透镜成像的规律 分考点精练 · 基础巩固 · 培优提高 目 录 第一部分 分考点精练（共20题） 考点01 探究凸透镜成像规律的实验（5题） 考点02 凸透镜成放大实像时像距随物距的变化规律（5题） 考点03 凸透镜成缩小实像时像距随物距的变化规律（5题） 考点04 凸透镜成虚像时像距随物距的变化规律（5题） 第二部分 基础巩固（共12题） 第三部分 培优提高（共12题） 第一部分 分考点精练 考点01 探究凸透镜成像规律的实验 【典例01】物理兴趣小组同学在做凸透镜实验时，光屏和发光体在透镜的 （选填“同侧”、“两侧”），它们的中心在 上，此凸透镜的焦距为10cm，发光体距离凸透镜16cm时，成 （选填“正立放大”、“正立缩小”、“倒立放大”、“倒立缩小”）的实像。 【变式1-1】如题图所示探究凸透镜成像规律，记录并绘制物距u与像距v之间的关系图像，则该凸透镜的焦距是 cm，当u=15cm时，光屏上成倒立 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像， （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是根据这一原理制成的。 【变式1-2】小明在做“探究凸透镜成像的规律”实验。    （1）测量凸透镜焦距时，小明将凸透镜安装在光具座上，用平行光作光源，移动光屏，在光屏上得到一个最小最亮的光斑，如图甲所示，则该凸透镜的焦距为 cm； （2）然后将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，并调整烛焰、凸透镜及光屏三者的中心，使其大致在 ； （3）再将点燃的蜡烛移到10cm处，如图乙所示，移动光屏，直到在光屏上得到一个清晰的像；生活中 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像原理来工作的； （4）在图乙所示的实验基础上，保持凸透镜的位置不变，将蜡烛向右移动到30cm处，适当移动光屏直到再次在光屏上呈现清晰的像，所成的像将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【变式1-3】小明利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律，已知凸透镜的焦距是10cm。 (1)点燃蜡烛并移动光屏，发现光屏上成的像如图甲所示，为了使烛焰的像呈现在光屏的中央，下一步应 调整烛焰； (2)调整后，蜡烛置于如图乙所示的位置，要使光屏上的像清晰，应将光屏向 移动，直到在光屏上得到一个清晰的像，生活中的 （选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）就是利用该成像原理工作的； (3)如图保持凸透镜的位置不变，将蜡烛从乙图中的位置远离凸透镜一段距离后，所成的像可能是 （选填序号）： ①倒立放大的实像        ②正立放大的实像        ③正立放大的虚像 ④倒立放大的虚像        ⑤倒立缩小的实像        ⑥正立缩小的虚像 (4)某同学用手机拍照上传实验报告，发现上传的报告照片上端宽下端窄，则拍照时报告的上端离手机镜头的距离 （选填“近”或“远”）； (5)小红在实验过程中，认真观察光屏上的像发现只有像的中间部分最清晰，偏左、偏右两侧的像比较模糊。检查器材后发现其它器材均正常放置，凸透镜的安装情况有些随意，要使在光屏上看到整个烛焰清晰的像，应作出的调节是： 【变式1-4】用F为焦点，探究焦距为f的凸透镜成像规律，在实验中； （1）发光物体和凸透镜的位置如图所示，图中光屏未画出，光屏上所成清晰的像在图中 （填数字序号）区域，像的箭头方向是竖直向 的，像的大小比发光物体要 ； （2）将光屏放在凸透镜右侧，发光物体放在A处，发现无论怎样调整光屏的位置，在光屏上都无法得到发光物体的像。撤去光屏，从凸透镜右侧向凸透镜看去，观察到发光物体的像，此像到凸透镜的距离 （填“大于”“等于”或“小于”）发光物体到凸透镜的距离。    考点02 凸透镜成放大实像时像距随物距的变化规律 【典例02】在做“探究凸透镜成像的规律”实验时，将焦距为20cm的薄凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻度线处，通过凸透镜所成的像是（　　） A．放大、正立的虚像 B．放大、倒立的实像 C．等大、倒立的实像 D．缩小、正立的虚像 【变式2-1】 2024年10月1日国庆节期间（如图），很多游客前往北京天安门广场拍照，小明想拍摄天安门城楼的全景，但发现在该位置只能从取景框中看到天安门城楼的一部分。为了能拍摄到天安门城楼的全景照片，小明远离天安门城楼方向的同时应将像距 （选填“增大”或“减小”），或者选用焦距较 （选填“大”或“小”）的照相机进行拍摄。 【变式2-2】现在很多家庭都配备了智能扫地机器人，其避障功能利用了类似凸透镜成像的原理。扫地机器人顶部的传感器相当于凸透镜，当有障碍物靠近时，传感器能感知到物体并避开。若该传感器的焦距为5cm，某次它检测到一个距离它8cm的障碍物，以下说法正确的是（　　） A．此时传感器成倒立、缩小的实像，像距在5cm到10cm之间 B．此时传感器成倒立、放大的实像，像距大于10cm C．此时传感器成正立、放大的虚像，像距大于8cm D．此时传感器成倒立、等大的实像，像距等于10cm 【变式2-3】在学习了凸透镜成像规律后，小明同学制作了一个“手机投影仪”，如图所示。将手机和凸透镜分别固定在长30cm的纸盒两端，调整“投影仪”到墙面的距离，可在墙面上看到手机画面清晰放大的像，下列说法正确的是（　　） A．凸透镜的焦距可能为12cm B．墙面与凸透镜的距离一定大于30cm C．墙面上的像可能是正立放大的虚像 D．若要使墙面上的像变大，只需调整“投影仪”到墙面的距离 【变式2-4】如图是一个自制投影仪模型。将手机和凸透镜分别固定在纸盒的两端，调整“投影仪”到墙面的距离，可在墙上看到手机画面清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．墙上的手机画面是正立、放大的实像 B．自制投影仪的凸透镜焦距可能是13cm C．凸透镜到墙面的距离可能小于纸盒的长度 D．适当缩短纸盒的长度，并将“投影仪”靠近墙面，清晰的像会更大 考点03 凸透镜成缩小实像时像距随物距的变化规律 【典例03】如今智能配送机器人已被广泛使用，用户可通过人脸识别、输入取货码、扫描二维码等多种方式取货。人脸识别取货时，通过镜头成的像是________（选填“正立”或“倒立”）、________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像。要使屏幕上自己的像变小，需________（选填“靠近”或“远离”）镜头。 【变式3-1】随着科技的不断进步，超市自助结账设备已在各大商超普及应用，顾客可通过人脸识别、扫描商品条码、输入商品编号等多种方式完成自助结算。人脸识别结账时，顾客应位于自助结账机镜头的________（选填“二倍焦距以外”“一倍焦距与二倍焦距之间”或“一倍焦距以内”）处，自助结账机的镜头成的像是倒立、________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像。要使屏幕上自己的像变小，需________（选填“靠近”或“远离”）自助结账机镜头。 【变式3-2】在探究“凸透镜成像规律”的实验中，实验装置如图所示，此时在光屏上可以看到烛焰清晰的像。则下列说法中正确的是（　　） A．如图所示的实验现象能够说明照相机的成像特点 B．如果将物体靠近凸透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏必须靠近凸透镜 C．保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜，光屏上还可以再次得到缩小的像 D．将蜡烛移到45cm刻度线处，调节光屏，能在光屏上找到清晰的像 【变式3-3】摄像师用照相机给一同学拍照时，保持摄像师的位置不动，为了使底片上清晰的人像再大些，需要调整照相机镜头以及同学的位置，则下列做法中正确的是（　　） A．同学离镜头近一些，并增大胶片与镜头的距离 B．同学离镜头远一些，并缩短胶片与镜头的距离 C．同学离镜头远一些，并增大胶片与镜头的距离 D．同学离镜头近一些，并缩短胶片与镜头的距离 【变式3-4】 某物体通过凸透镜在光屏上成缩小的像，物距为30cm、像高为3cm。若改变物体的位置，再移动光屏使像清晰，此时像距为40cm，则所成像的高度（　　） A．一定大于3cm B．可能大于3cm C．一定等于3cm D．一定小于3cm 考点04 凸透镜成虚像时像距随物距的变化规律 【典例04】许多博物馆会在较为精巧的文物前放置凸透镜，如图所示，通过凸透镜看到的像是（　　） A．倒立放大的实像，像与物异侧 B．倒立放大的实像，像与物同侧 C．正立放大的虚像，像与物异侧 D．正立放大的虚像，像与物同侧 【变式4-1】如图所示，修表师傅可通过“寸镜”看清手表内部微小结构。“寸镜”内部有一个凸透镜，使用时手表与凸透镜的距离应____________，此时观察到的是一个____________像（选填“实”或“虚”）。 【变式4-2】利用一只凸透镜，看到邮票的情景如图所示。下列说法正确的是（　　） A．是“熊猫”正立放大的实像 B．这与投影仪成像的原理相同 C．此时凸透镜距邮票的距离一定小于其焦距 D．若透镜远离邮票，“熊猫”的像会逐渐变小 【变式4-3】如图所示，小鸣通过凸透镜观察到物理书上的字成正立放大的像，则凸透镜到物理书的距离u与凸透镜焦距f的关系是 。若想要观察到的像再大一些，则应该将凸透镜适当 （“靠近”或“远离”）物理书。 【变式4-4】如图所示，小明透过水滴状的鱼肝油胶囊观察积木，发现上面的数字“9”变成了“6”，则该胶囊相当于一个_________（填“凸透镜”或“凹透镜”）；若将胶囊稍微远离积木一些，“6”会变_________（填“大”或“小”）；若将胶囊靠近积木，透过胶囊看到的数字_________（填“可能”或“不可能”）会变成“9”。 第二部分 基础巩固 1.下列哪幅图中使用的不是凸透镜？（　　） A．B． C． D． 2.身背传感器、眼为360°旋转夜视高清摄像头，可翻越门槛、上下楼梯，实时回传巡检数据——这是中国电信机房5G巡检四足机器人的日常工作场景。下列说法正确的是（     ） A．摄像头所成的是正立、缩小的实像 B．摄像头的成像原理和放大镜相同 C．当被拍摄的物体远离摄像头时，所成的像会变小 D．在拍摄时，物体成的像到摄像头的距离大于二倍焦距 3.晋代《博物志》中记载，用冰块制成聚光透镜，能将枯叶点燃。利用这种透镜观察远处的物体，看到的像是（　　） A．放大的虚像 B．放大的实像 C．缩小的虚像 D．缩小的实像 4. 小刘用焦距为10cm的凸透镜探究成像规律。当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，蜡烛在光屏上所成的像是（　　） A．倒立、等大的实像 B．倒立、放大的实像 C．倒立、缩小的实像 D．正立、放大的虚像 5.春假期间，小成同学参观博物馆时发现在较小的文物前放置透镜，如图所示，通过透镜看到放大的像，该透镜对光具有_________的作用，若该透镜的焦距为10cm，该透镜与文物的距离应_________10cm，小成同学透过透镜看到的是正立、放大的_________像。 6. 同学们在“探究凸透镜成像规律”的实验中，用如图1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，在光屏上得到烛焰清晰的像，如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距是10cm B．如图2，此时成正立、放大的虚像，符合放大镜的成像原理 C．如图2，若用黑纸片将凸透镜遮挡一半，光屏上将成半个烛焰的像 D．如图2，保持凸透镜的位置不变，将蜡烛与光屏的位置互换，此时成像情况符合照相机的原理 7. 在做“凸透镜成像”的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，在光屏的中央承接到了蜡烛的清晰像。则下列说法正确的是（　　） ①光屏上的像与照相机成的像性质相同 ②实验一段时间，蜡烛变短，光屏上的像会向下移动 ③若只将蜡烛向左移动，光屏上还会承接到清晰的像 ④若在蜡烛和凸透镜之间放一个焦距适当的凹透镜、光屏向右移动适当距离才能承接到清晰的像 A．①② B．②④ C．③④ D．①④ 8.某同学探究凸透镜成像规律时，光屏上得到了烛焰清晰的像（像未画出），如图所示。下列说法正确的是（　　） A．光屏上的像是正立的 B．光屏上的像是放大的 C．投影仪是利用此成像原理制成的 D．撤去光屏，烛焰的像仍然在原处    9.某小组的同学们学习了光学知识后，购买焦距为10cm的凸透镜，一起制作了一台简易投影仪。他们将画有图案的透明胶片通过投影仪投射到大屏幕上成放大的像。下列分析正确的是（    ） A．胶片成的像一定是正立的 B．胶片成的像一定是虚像 C．胶片一定放在距凸透镜10cm以内 D．胶片成的像到凸透镜的距离大于20cm 10.如图所示，光屏上呈现出蜡烛清晰的像，成像特点是倒立、______的实像，生活中与其原理相同的光学仪器是______（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）；再将蜡烛向左移动5cm，为了再次得到清晰的像，光屏向左移动的距离应______（选填“>”、“=”或“<”）5cm。 11.在探究“凸透镜成像规律”的实验中，扎西同学进行了如下实验： (1)按如图甲所示操作，测出本实验所用凸透镜的焦距为 cm； (2)实验前，需要将蜡烛的焰心、凸透镜光心、光屏的中心摆放在 ，这样做的目的是 ； (3)接着扎西调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图乙所示，发现光屏上得到一个倒立、 （选填“放大”“缩小”或“等大”）的清晰实像，生活中的 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用了这样的成像原理； (4)保持图乙中凸透镜的位置不变，当向左移动蜡烛时，应该向 （选填“左”或“右”）移动光屏，才能再次得到清晰的像； (5)保持图乙中凸透镜的位置仍然不变，扎西向右移动蜡烛至45cm刻度线处，移动光屏，发现在光屏 （选填“能”或“不能”）得到蜡烛清晰的像。 12.如图所示，小北自制了一个如图甲所示的简易投影仪，在可调范围内推拉纸盒，可以在白墙上看到如图乙所示放大的________（选填“虚”或“实”）像，此时必须将手机以甲图中的________（选填“A”或“B”）方向放置，且手机到凸透镜的距离的范围是________。    第三部分 培优提高 1. 在做“探究凸透镜成像的规律”实验时，某实验小组所描绘的图像如图所示。图中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应。下列说法正确的是（    ） A．实验所用凸透镜的焦距是20cm B．照相机与A点的成像特点相同 C．蜡烛处于B、C间某一位置时，成倒立、放大的实像 D．将蜡烛从C移到A的过程中，所成像逐渐变大 2.将带有“F”字样的光源放在装有水的鱼缸附近，调整光源和鱼缸的位置，在墙壁上看到一个倒立、放大的“F”，则“F”光源、鱼缸、墙壁三者的位置可能是（　　） A． B． C． D． 3.如图所示，某凸透镜的物距u与像距v之间关系的图象，下列判断正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距是16cm B．当u=20cm时，成放大的实像，投影仪就是根据这一原理制成的 C．当u=12cm时，成放大的实像，显微镜的物镜成像原理与之相同 D．把物体从距凸透镜12cm处移动到20cm处的过程中，像逐渐变大 4.画出物体AB通过凸透镜成的像的光路图。 5. 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 6.在探究“凸透镜成像规律”实验时，所用的凸透镜的焦距为10cm (1)在调整器材高度时，应 （填“点燃”或“不点燃”）蜡烛。 (2)如甲图所示，将蜡烛和透镜的位置固定，则调整光屏位置（光屏图中未画出），会在光屏上呈现清晰的像，生活中可以用这一成像原理制成 。此时光屏的位置大致在图中的 处（选填“A”、“B”、“C”或“D”）。 (3)随着蜡烛越烧越短，光屏上的像将发生移动，为了使像能回到光屏的中央，可以将透镜向 移动适当距离。 (4)如图乙所示，将蜡烛放在凸透镜一倍焦距以内，在透镜另一侧可以看到蜡烛放大的像，若将一不透明的光屏放在虚线处，则人眼看到蜡烛的像_______。 A．会消失 B．会变暗 C．没有变化 D．成在光屏上 7.小明同学找来一个薄壁圆柱形玻璃杯，并将画有箭头的白纸靠在玻璃杯后，观察结果如图甲所示。向杯中加水，使得水面高过箭头位置，透过玻璃杯观察纸上的“箭头”；将白纸逐渐远离杯子的过程中，依次观察到情景可（　　） A．丁、乙、丙 B．乙、丙、丁 C．丙、丁、乙 D．丁、丙、乙 8.在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，此时，烛焰在光屏上恰好成清晰的像，下列叙述正确的是（    ） A．蜡烛向右适当移动，光屏上要重新得到清晰的像，光屏要适当向左移动 B．若不小心用指尖触摸到凸透镜，光屏上的像仍是完整的，但光屏上会有指尖的像 C．保持凸透镜位置不变，将光屏和蜡烛位置对调，光屏上会出现倒立、缩小的像 D．若将凸透镜换为另一焦距为10cm的凸透镜，将光屏向左移动一些，光屏上会成清晰的像 9.在“探究凸透镜成像的规律”时，当烛焰离透镜26cm时成放大的实像，当烛焰离透镜16cm时成放大的虚像，则这个透镜的焦距可能是（　　） A．8cm B．12cm C．14cm D．24cm 10.如图所示，用焦距为10cm的凸透镜、高度为6cm的F形光源、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像大小的变化规律，通过测量像的高度反映像的大小。 （1）若要测量光源在光屏上所成像的高度，还需要的测量工具是 。 （2）将光源逐渐靠近凸透镜，移动光屏，三次成倒立实像的相关数据记录如表。分析表中数据，可得出结论：凸透镜成实像时，物距变小，像距变 ，像变 。 物高6cm 实验次数 1 2 3 物距/cm 30 20 15 像距/cm 15 20 30 像高/cm 3 6 12 （3）继续移动光源至物距为6cm时，发现无论如何移动光屏，均不能在光屏上成像，人眼应从 （选填“光源”或“光屏”）一侧透过凸透镜观察光源的像，此时能否用（1）问中的测量工具直接测出观察到的像高？ （选填“能”或“不能”）。 （4）若保持光源到光屏的距离为45cm不变，仅移动凸透镜改变物距，则上表中第 次实验的成像情况不能探究，理由是： 。 11.某实验小组用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。 (1)如图甲，将凸透镜正对着太阳光，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，则可判断该透镜的焦距f为 cm； (2)小金在实验过程中不断移动烛焰位置，观察到如图丁中①至⑥六种烛焰清晰的像，请按蜡烛到凸透镜距离由近到远所得到的6个像进行排序 ； (3)小亮实验小组更换相关器材后顺利完成实验，根据记录的实验数据得到了如图戊的图像，线段为凸透镜的像距倒数和物距的倒数对应关系，根据图像信息可知，该小组所用凸透镜的焦距为 cm。 12.在“探究凸透镜成像规律”的实验时，小陈同学将蜡烛、凸透镜和光屏如图所示放置时，在光屏上恰好观察到一个清晰的像，该像是___________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像，保持凸透镜的位置不动，仅将蜡烛和光屏位置互换，光屏上____________（选填“能”或“不能”）观察到烛焰清晰的像。该凸透镜的焦距可能为_____________（选填“5”“10”“15”或“20”）cm。 学科网（北京）股份有限公司 $