課時(shí)5.3凸透鏡成像的規(guī)律(解析版)

她花【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.理解凸透鏡成像規(guī)律:

2.進(jìn)一步認(rèn)識成像“實(shí)”與“虛”的概念;

3.會進(jìn)行凸透鏡成像分析；

4.會進(jìn)行凸透鏡成像的動態(tài)分析；

5.利用凸透鏡成像規(guī)律解釋生活中的問題。

夥【知識導(dǎo)圖】

知識點(diǎn)一、探究凸透鏡成像的規(guī)律

1.基本概念

(1)物距：物體到凸透鏡光心的距離，用字母U表示。

(2)像距：像到凸透鏡光心的距離，用字母v表示。

iI口

n2FFFI2F

?——物^——「像足

uV

注意：初中階段，我們研究的凸透鏡均為薄透鏡，其厚度可忽略不計(jì)，故一般物距也可說是物體到透

鏡的距離，像距是像到透鏡的距離。

2.實(shí)驗(yàn)探究凸透鏡成像的規(guī)律

提出問題凸透鏡所成的像的虛實(shí)、大小、正倒跟物距有什么關(guān)系？

先把物體放在距離凸透鏡較遠(yuǎn)的地方，然后逐漸向凸透鏡

方向靠近，同時(shí)把光屏放在凸透鏡的另i側(cè)，觀察光屏上；/點(diǎn)燃的蜻燭Q

建丫戶----「

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)像的變化情況。由于凸透鏡的偏折情況和焦距有關(guān)，所以]...r.—

應(yīng)著重觀察物距等于、大于或小于一?倍焦距、二倍焦距時(shí)，凸透鏡

物體的成像情況。

實(shí)驗(yàn)器材光具座、蠟燭、凸透鏡、光屏等

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收(1)將釁燭、凸透債、光屏依次安放在光具座上，調(diào)整它們的高度，使?fàn)T焰的中心、凸透錢的光心

集證據(jù)和光屏的中心大致在同一高度：

（2）把蠟燭放在凸透鏡二倍焦距以外的地方并點(diǎn)燃，然后調(diào)整光屏到凸透鏡的距離，直到光屏上出

現(xiàn)清晰燭焰的像，觀察并記錄像的大小和正倒，測出物距u和像距V。稍稍改變物距，重復(fù)做這一步；

（3）把蠟燭移向凸透鏡，讓蠟燭到凸透鏡的距離大于二倍焦距，移動光屏，直到光屏上出現(xiàn)蠟燭清

晰的像，觀察并記錄像的大小、正倒，測出物距u和像距V：…細(xì)

（4）把蠟燭移向凸透鏡，讓蠟燭到凸透鏡的距離在一倍焦距和二倍JQ_

焦距之間，移動光屏，直到光屏上出現(xiàn)蠟燭清晰的像，觀察并記錄/，/飛飛”“".而飛—人

像大小、正倒，測出物距U和像距V。稍稍改變物距，重做這一步；

（5）把蠟燭繼續(xù)靠近凸透鏡，讓蠟燭位于凸透鏡的焦點(diǎn)上，移動光屏，觀察是否能夠成像；

（6）把贈燭移到凸透鏡的一倍焦距以內(nèi)，移動光屏，觀察在光屏上能否看到蠟燭的像。如果不能，

可以從光屏這一側(cè)透過凸透鏡觀察，記錄所看到的像的正倒、大小以及此時(shí)的物距U。稍稍改變物距，

重做這一步；

（7）將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和觀察結(jié)果填入表中（該實(shí)驗(yàn)所月凸透鏡焦距f=12cm）

物距u與焦距f的關(guān)系物距u/cm像距v/cm成像的性質(zhì)像的變化情況

6015物距變小時(shí)，像距變大，

u>2f倒立、縮小的實(shí)像

4816像（相對于之前）變大

u=2f2424倒立、等大的實(shí)像—

1836物距變小時(shí)，像距變大，

f<u<2f倒立、放大的實(shí)像

1560像變大

u=f12—不成像,,,

8—物距變小時(shí)，像距變小，

u<f正立、放大的虛像

6—虛像變小

（1）焦點(diǎn)是成實(shí)像和虛像的分界點(diǎn)。當(dāng)物距大于一倍焦距時(shí)，成實(shí)像：當(dāng)物距小于一倍焦距時(shí)，成

虛像：當(dāng)物距大于一倍焦距時(shí)，不成像；

（2）二倍焦距是成放大實(shí)像還是縮小實(shí)像的分界點(diǎn)。當(dāng)物距大于二倍焦距時(shí)，成縮小的實(shí)像：當(dāng)物

距大于:倍焦距時(shí)，成等大的實(shí)像；當(dāng)物距大于一倍焦距小于二倍焦距時(shí)，成放大的實(shí)像；

分析論證

（3）凸透鏡成實(shí)像都是倒立的，且像、物位于凸透鏡的兩側(cè)：凸透鏡成虛像時(shí)，都是正立的，且像、

物同側(cè)；

（4）凸透鏡成實(shí)像時(shí)，隨著物距的減小，像和像柜都變大；成虛像時(shí)，隨著物距的減小，像和物都

不小。

物距u與焦像的性質(zhì)像距V與焦相對凸透鏡的

應(yīng)用

距f的關(guān)系正倒大小虛實(shí)距f的關(guān)系位置

u>2f倒立縮小實(shí)像f<v<2f與物異側(cè)照相機(jī)

得出結(jié)論u=2f倒立等大實(shí)像v=2f與物異側(cè)測焦距

f<u<2f倒立放大實(shí)像v>2f與物異側(cè)投影儀

u=f不成像

u<f正立放大虛像—與物同側(cè)放大鏡

3.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

（1）光具座的長度有限，做實(shí)驗(yàn)時(shí)最好選用焦距較小的凸透鏡;

（2）凸透鏡最好放在光具座的中間位置，便于調(diào)節(jié)物距和像距；

（3）調(diào)整燭焰、透鏡、光屏三者的中心在同一高度，目的是讓燭焰的像成在光屏的中央；

（4）調(diào)整光屏?xí)r，不可再調(diào)整凸透鏡的位置，否則會引起物距的變化；

（5）判斷燭焰的像是否最清晰的方法：光屏在某位置時(shí)，向前或向后移動光屏，像都會變模糊，則此

位置即為像最清晰的位置；

（6）同一個物距范圍內(nèi)，要換不同的物距進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這是為了排除偶然因素，使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具普遍性。

培優(yōu)拓展:買監(jiān)幣無洛如荷商拓先扉布及示匈像頻種康畫

1.若燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心不在同一高度，燭焰的像將成在光屏偏上方或偏下方，甚至不能在光屏上成

像；

2.當(dāng)拽焰在凸透鏡一倍焦距以外，但非?？拷裹c(diǎn)時(shí)，雖然能我實(shí)像，但所成的像很大，且像距也很大，而光具

座長度和光屏■的大小有限，光屏不能承接到像：

3.當(dāng)拽焰位于凸透鏡焦點(diǎn)處，燭焰發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡折射后平吁射出，光屏上不會出現(xiàn)燭焰的像：

4.若燭焰位于凸透鏡一倍焦距以內(nèi)，燭焰與其所成的虛像在凸透錢同側(cè)，此時(shí)光屏?xí)r接收不到像的。

4.凸透鏡成像規(guī)律的光路分析

利用凸透鏡二條特殊光線中的任意兩條可以畫出相應(yīng)的光路圖，從而判斷出像距的大小和成像的具體

情況，這是理解凸透鏡成像規(guī)律的最好的方法。

（2）當(dāng)u=2f時(shí)，成倒立、等大的實(shí)像，此時(shí)v=2f。光路如圖所示。

（3）當(dāng)f〈M2f時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像，此時(shí)v>2f。光路如圖所示。

（4）當(dāng)u=f時(shí)，折射光時(shí)一束平行光，不能相交，其反向延長線也不能相交，所以不能成像。光路如

圖所示。

如何判斷：______。

【答案】11.0：放大；幻燈機(jī)；靠近；色散；紅；C；用太陽光聚焦法分別測量三只外觀相同，分別由

玻琦、水晶、塑料制成的凸透鏡的焦距，進(jìn)行比較；三種材料制成的老花鏡的焦距不相同，說明凸透鏡的

焦距與制作凸透鏡的材料有關(guān)。

【解析】(1)甲圖中，在光屏上形成一個最小、最亮的光斑是焦點(diǎn)。焦點(diǎn)到光心的距離是焦距，由圖可

知，該凸透鏡的焦距是11.0cm。

(2)調(diào)整后，把燭焰放在距凸透鏡16cm處時(shí)，此時(shí)2f>u>f,由凸透鏡成像規(guī)律可知，在光屏上得到

一個倒立、放大的實(shí)像，幻燈機(jī)或投影儀就是利用這一成像規(guī)律工作的。

如將蠟燭遠(yuǎn)離透鏡，物距增大，則應(yīng)減小像距，所以光屏應(yīng)向靠近凸透鏡的方向移動。

(3)①根據(jù)光的色散實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以得出，紅光被偏折的程度小，紫光被偏折的程度大，當(dāng)紅光和紫光分

別平行射向相同的凸透鏡時(shí)，紅光的會聚點(diǎn)，也就是紅光的焦點(diǎn)距離透鏡遠(yuǎn)，而紫光的焦點(diǎn)離透鏡近，所

以紅光的焦距大。

②由圖知，當(dāng)凸透鏡越厚時(shí)，折光能力越強(qiáng)，焦距也就相對越短，C是最厚的，所以C對光線會聚能力

最強(qiáng)v

③用太陽光聚焦法分別測量三只外觀相同，分別由玻璃、水晶、塑料制成的凸透鏡的焦距，進(jìn)行比較。

三種材料制成的凸透鏡的焦距不相同，說明凸透鏡的焦距與制作凸透鏡的材料有關(guān)。

當(dāng)孑【方法幫】

題型一：凸透鏡成像的規(guī)律

方法點(diǎn)撥

凸透鏡成像的兩個分界點(diǎn)

一倍焦距分虛實(shí)，二倍焦距分大小。物體在一倍焦距以內(nèi)，成虛像；在一倍焦距以外，成實(shí)像。成實(shí)

像時(shí)，物體在二倍焦距內(nèi)，像大物小；物體在二倍焦距外，像小物大。

【典例1】小明將凸透鏡緊靠如圖甲所示的一幅卡通圖片，然后將凸透鏡逐漸遠(yuǎn)離圖片的過程中，通過

凸透鏡觀察到如圖乙所示四個不同的像，則四個像出現(xiàn)的先后順序是()。

(D②?④

甲Z

A.③②④①B.③?0④C.②①③④D.①②③④

【答案】Co

【解析】小明將凸透鏡緊靠書上的一幅卡通圖片，說明物距小于i倍焦距，凸透鏡成的虛像是放大的,

物體離凸透鏡越近，像越接近物體的大小，也就是成的虛像越小，故先看到②，

當(dāng)在一倍焦距遠(yuǎn)離凸透鏡的過程中，看到的像逐漸變大，當(dāng)大F一倍焦距時(shí)，成倒'I的像，即看到的

為①，繼續(xù)遠(yuǎn)離大于2倍焦距時(shí)，看到的是倒立縮小的實(shí)像，即為③，

成實(shí)像時(shí)?，物距越遠(yuǎn)，像越小.因此最后看到的是④，故四個像的順序?yàn)棰?③④。故選C。

題型二：凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用

【角度1］用不等式確定凸透鏡的焦距范圍

方法點(diǎn)撥

利用凸透鏡成像的規(guī)律，列由物距和焦距、像距和焦距的關(guān)系不等式，解不等式就可以確定該凸透鏡

焦距的范圍。具體關(guān)系為：

（1）當(dāng)成倒立、縮小的實(shí)像時(shí),u>2f,f<v<2f；

（2）當(dāng)成倒立、等大的實(shí)像時(shí)，u=v=2f；

（3）當(dāng)成倒立、放大的實(shí)像時(shí)，f<u<2f,v>2f；

（4）當(dāng)不成像時(shí)，u=f；

（5）當(dāng)成正立、放大虛像時(shí)，u<fo

【典例2】有一物體放在凸透鏡前，到凸透鏡地距離是20厘米，此時(shí)在屏上得到的是放大的像，則此

凸透鏡的焦距可能是（）。

A.4cmB.8cmC.16cmD.22cm

【答案】Co

【解析】在屏上得到的是放大的像，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律知，此時(shí)的物距在一倍到二倍焦距之間，即：

f<20cm<2ff可得.10cm

所以選項(xiàng)中，只有c可能是凸透鏡的焦距。故選c

【角度2】凸透鏡成像規(guī)律與圖像結(jié)合

方法點(diǎn)撥

解答此類試題時(shí)，要明確二倍焦距處是成放大和縮小實(shí)像的分界點(diǎn)，當(dāng)u=v=2f時(shí);物體成倒立、等大

的實(shí)像。然后在圖上找到對應(yīng)點(diǎn)，求出焦距，然后根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律即可求解。

【典例3］如圖所示，小明同學(xué)在探究凸透鏡成像的規(guī)律時(shí)，記錄并繪制了物距u和像距v之間

的關(guān)系圖象。下列說法正確的是（）o

A.凸透鏡焦距為20cm；

B.物距為5cm時(shí)，可以通過移動光屏承接到清噴的像：

C.物距為15cm時(shí)，成放大的像，根據(jù)這一原理可以制成投影儀；

D.物距由15cm增大到30cm的過程中，在光屏上看到的像一直是變大的

【答案】Co

【詳解】A.凸透鏡成倒立、等大的實(shí)像根據(jù)圖像時(shí)u=v=2f=20cm

所以f=10cm,故A錯誤：

B.物距為5cm時(shí)，成正立放大的虛像，不能通過移動光屏承接到清晰的像，故B錯誤；

C.當(dāng)u=15cm時(shí)，2f>u>f,成倒立、放大的實(shí)像，根據(jù)這一原理可以制成投影儀，故C正確；

D.物距由15cm增大到30cm的過程中，像距變小，在光屏上看到的像一直是變小的，故）錯誤。

故選C。

【角度3】焦距大小的比較

【典例4】用A、B、C三塊凸透鏡在光具座上分別做蠟燭成像實(shí)驗(yàn)，各透鏡跟燭焰距離都是30cm,得

到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表，根據(jù)此實(shí)驗(yàn)結(jié)果，將A、B、C三塊凸透鏡的焦距，按由大到小的順序排列，其順序

是o

透鏡像的性質(zhì)

A倒立放大實(shí)像

B倒立縮小實(shí)像

C正立放大虛像

【答案】CAB.

【解析】三次實(shí)驗(yàn)的物距都是30cm；

透鏡A成了倒立、放大的實(shí)像，所以蠟燭處于A透鏡的1倍焦距和2倍焦距之間;

透鏡B成了倒立、縮小的實(shí)像，所以蠟燭處于B透鏡的2倍焦距之外；

透鏡C成了正立、放大的虛像，所以蠟燭處于C透鏡的焦點(diǎn)之內(nèi)；

所以C透鏡的焦距最大，B透鏡的徑距最小，A透鏡的焦距居中。

故答案為:CABo

題型三：不完整凸透鏡成像情況

方法點(diǎn)撥

凸透鏡成像時(shí)，如果凸透鏡壞掉一部分或者遮擋一部分，都會成完整的像，只是所成的像亮度變暗。

【典例5］如圖所示，某同學(xué)用自制的水凸透鏡做凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)，在光屏上得到了清晰的像，關(guān)于下

列現(xiàn)象分析，正確的是（）。

A.此時(shí)在光屏上得到的是倒立放大的實(shí)像：

B.如果利用注射器繼續(xù)向水凸透鏡內(nèi)注水，發(fā)現(xiàn)光屏上的像不清晰了，這時(shí)將光屏向透鏡方向移動，

又能得到一個清晰的更小的實(shí)像；

C.保持蠟燭和光屏不變，向左移動水凸透鏡到適當(dāng)?shù)奈恢煤?，利用注射器從水凸透鏡內(nèi)慢慢抽水，在

光屏上有可能得到一個倒立等大的實(shí)像；

D.水凸透鏡內(nèi)有一個正方形紙片，則在光屏上不會得到蠟燭完整的像

【答案】BC.

【解析】A.由圖可知，此時(shí)的物距大于像距，所以成倒立、縮小的實(shí)像，故A錯誤；

B.當(dāng)他繼續(xù)向凸透鏡內(nèi)注水，使凸透鏡的焦距變小，透鏡的聚光能力變強(qiáng)，光線會比注水前要提前交

匯，所以像會向透鏡方向移動，根據(jù)凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物遠(yuǎn)像近像變小，可知，要在光屏上成清晰地像，

光屏將靠近透鏡向左移動，而且像變小，故B正確；

C.水透鏡移動到蠟燭和光屏中點(diǎn)時(shí)，利用注射器抽水，水透鏡的焦距變大，當(dāng)焦距變大為蠟燭和光屏

距離的四分之一時(shí)，會在光屏上成倒立等大的實(shí)像，故C正確；

D.水凸透鏡內(nèi)有一個正方形的紙片，遮住凸透鏡的一部分，物體上任一點(diǎn)射向凸透鏡的光線，經(jīng)凸透

鏡折射后，照樣能會聚成像，像的大小不發(fā)生改變，折射光線變少，故【）錯誤。

故選BCo

題型四：探究凸透鏡成像的規(guī)律

【典例6】小梁“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)：所使用的凸透鏡焦距是15cm。

(1)如圖所示，分別放置蠟燭、凸透鏡和光屏，下列說法正確的是_____(填字母)；

A.將三者中心調(diào)至同一直線

B.將三者中心調(diào)至同一高度

(2)當(dāng)把凸透鏡固定在50cm刻度線位置，蠟燭固定在15cm刻度線位置時(shí)，光屏應(yīng)在_____(選填“I”、

“II”或“III”)區(qū)域內(nèi)左右移動，才能在光屏上得到清晰的像。若得到清晰的像后，只將光屏和蠟燭的

位置對調(diào)，則像的大小將(選填“變大”、“變小”或“不變”)；

(3)當(dāng)屏上的像清晰時(shí)，小梁把自己的近視眼鏡放在凸透鏡和蠟燭之間，光屏上的像變得模糊不清，她

應(yīng)該向凸透鏡方向移動光屏(選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)，可再次得到清晰的像，當(dāng)凸透鏡成實(shí)像

時(shí)，物距增大，像距會_______(選填“增大”、“減小”或“不變”)；

(4)蠟燭逐漸燃燒變短時(shí)，光屏上燭焰的像隨之_______(選填“上升”、“下降”或“不變”)。

【答案】B；II；變大；遠(yuǎn)離；減??；上升。

【解析】(1)口］實(shí)驗(yàn)時(shí)要把凸透鏡置于蠟燭和光屏中間，并調(diào)節(jié)凸透鏡、光屏、燭焰的高度，使它們

的中心大致在同一高度處，故選

(2)［2］凸透鏡焦距是15cm,當(dāng)把凸透鏡固定在50cm刻度線位置，蠟燭固定在15cm刻度線位置時(shí)，物

距為50cmi5cm=35cni

大于2倍焦距，所以此時(shí)成倒立縮小的實(shí)像，像在1倍和2倍焦距之間，即光屏應(yīng)在II區(qū)域內(nèi)左右移

動，此時(shí)成的是倒立、縮小的實(shí)像。

［3］若得到清晰的像后，只將光屏和蠟燭的位置對調(diào)，根據(jù)光路可逆可知，此時(shí)成的是倒立、放大的實(shí)

像，像的大小變大。

(3)［4］近視眼鏡是凹透鏡，對光線有發(fā)散作用，把自己的近視眼鏡放在凸透鏡和蠟燭之間，由于凹透

鏡的發(fā)散作用，像會遠(yuǎn)離凸透鏡，所以應(yīng)該向遠(yuǎn)離凸透鏡的方向移動光屏。

［5］當(dāng)凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距增大，像距變小。

(4)［6］凸透鏡成倒立的實(shí)像，蠟燭由于燃燒逐漸變短，相充于凸透鏡向卜.移動，所以像逐漸向上移動。

【中考幫】

考點(diǎn)一：探究凸透鏡成像的規(guī)律

【典例】（2022?江漢油田潛江天門仙桃）小紅和家人一起乘高鐵去旅行，進(jìn)站時(shí)要進(jìn)嚀身份驗(yàn)證，

她發(fā)現(xiàn)屏幕上的頭像較小，不能完成人臉識別，后來在工作人員的指導(dǎo)下順利完成了識別。她了解到屏幕

上的頭像是通過攝像頭內(nèi)的凸透鏡形成的，于是帶著興趣進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)。

（1）小紅將蠟燭、凸透鏡、光屏安裝在光具座上并靠在一起，點(diǎn)燃蠟燭，調(diào)整燭焰、透鏡和光屏的中

心大致在：

（2）如圖甲所示，燭焰恰好在光屏上成清晰的像，光屏上的像是___________（選填“鏡面反射”或

“漫反射”）形成的，保持凸透鏡位置不變，若將蠟燭向右移動少許，則應(yīng)將光屏向—（選填“左”

或“右”）移動才能再次在光屏上成清晰的像，此時(shí)的像變大；

（3）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，小紅進(jìn)行人胎識別時(shí)，為使屏幕上的頭像變大，她應(yīng)該___________（選填“靠

近”或“遠(yuǎn)離”）鏡頭；

（4）在圖乙所示位置時(shí)，燭焰也在光屏上成清晰的像，這個像是倒立、（選填“放大”

“縮小”或“等大”）的實(shí)像，由此可知凸透鏡的焦距為___________cm。

【答案】①同一高度；②漫反射；③右；④靠近；⑤等大；⑥10.0。

【解析】（1）［1］將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上，點(diǎn)燃蠟燭后，調(diào)整燭焰、凸透鏡和光屏

的中心與中心大致在同一高度，其目的是使像成在光屏中央。

（2）［2］如圖甲所示，燭焰恰好在光屏上成清晰的像，光屏上的像是從各個方向都能觀察得到，所以

是漫反射形成的。

［3］根據(jù)“凸透鏡成實(shí)像時(shí)物近像遠(yuǎn)像變大”的規(guī)律可知，若將蠟燭向右移動少許，物距變小，像距會

變大，則應(yīng)將光屏向右移動才能再次在光屏上成清晰的像。

（3）［4］根據(jù)“凸透鏡成實(shí)像時(shí)物近像遠(yuǎn)像變大”的規(guī)律兀知，小紅進(jìn)行人胎識別時(shí)，為使屏幕上的

頭像變大，她應(yīng)該靠近鏡頭。

（4）［5］［6］當(dāng)葉片2f成倒立、等大的實(shí)像，所以燭焰在光屏上成倒立、等大的實(shí)像；此時(shí)物距為

20.0cm,由此可知凸透鏡的焦距為10.0cm。

考場提云］中考考題要求同學(xué)們能根據(jù)已有的科學(xué)探究方案，使用基本實(shí)驗(yàn)器材獲得數(shù)據(jù)，并能根

據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，描述探究結(jié)果，分析變化趨勢。這是物理核心素養(yǎng)中科學(xué)探究和物理觀念的體現(xiàn)。

考點(diǎn)二：凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用

【典例】（2022?北京）小京通過焦距為10cm的凸透鏡看到了提示牌上“關(guān)燈”兩字放大的像，如

圖所示。下列說法正確的是（）。

輕輕一按節(jié)電二片

A.“關(guān)燈”兩字放大的像是實(shí)像；

B.提示牌上“關(guān)燈”兩字在凸透鏡的焦點(diǎn)上；

C.提示牌上“關(guān)燈”兩字到凸透鏡的距離小于10cm；

1）.提示牌上“關(guān)燈”兩字到凸透鏡的距離大于20cn]

【答案】Co

【解析】由圖可知，像是正立的，所以成正立放大的虛像，由凸透鏡成像規(guī)律可知，當(dāng)物距小于一倍

焦距時(shí)，成正立放大的虛像，由于該凸透鏡焦距為10cm,所以提示牌上“關(guān)燈”兩字到凸透鏡的距離小于

10cm,故ABD錯誤，C正確。

故選C。

F坊於分T中考考題要求同學(xué)們能利用凸透鏡成像的規(guī)律的知識，對其應(yīng)用進(jìn)行分析和判斷，并作

出解釋和預(yù)測。這是物理核心素養(yǎng)的科學(xué)思維的體現(xiàn)。

【作業(yè)幫】

一、基礎(chǔ)練（知識鞏固）

1.小明用放大鏡看說明書上很小的字，當(dāng)距離字15cm時(shí)能看清楚，則該放大鏡的焦距可能是（）。

A.20cmB.15cmC.10cmD.5cm

【答案】Ao

【解析】用放大鏡看書，原理是：物體距凸透鏡一倍焦距以內(nèi)，成正立、放大的虛像。當(dāng)透鏡距書15cm

時(shí)看到虛像，說明透鏡的焦距至少大于15cm。因此，A選項(xiàng)符合題意，選項(xiàng)B、C、D不符令題意。

故選Ao

2.把高8cm的發(fā)光棒立于焦距為10cm凸透鏡前，在凸透鏡后的光屏上成了4cm高的像，物體離凸透鏡

的距離可能是（）。

A.30cmB.7cmC.14cmD.18cm

【答案】Ao

【解析】因?yàn)楦?cm的發(fā)光棒經(jīng)凸透鏡在光屏上成4cm的像，所以此時(shí)凸透鏡成倒立、縮小的實(shí)像,

則心＞2￡即物體和凸透鏡之間的距禽大于20cm,故BCD不符合題意，A符合題意。

故選Ao

3.如圖所示，小明將盛滿水的圓柱形透明玻璃杯貼近書本，透過玻璃杯看書上的鸚鵡圖片（圓圈中的

鸚鵡圖與書本中的鸚鵡圖實(shí)際大小相等），改變鸚鵡和杯子之間的距離，他所看到的像不可能是（）。

【答案】B。

【解析】ACD.因?yàn)樽笥曳较虻牟ＡП媸且粋€弧形樣子，中間厚邊緣薄，與凸透鏡一樣，所以是左右

方向發(fā)生變化；當(dāng)物距小于焦距時(shí)，成正立放大的虛像，印左右變大；當(dāng)物距大于焦距小于二倍焦距時(shí)，

成倒立、放大的實(shí)像；當(dāng)物距等于二倍焦距時(shí)，成倒立、等大的實(shí)像；當(dāng)物體大于二倍焦距時(shí)，成倒立、

縮小的實(shí)像，故ACD都有可能，不符合題意；

B.由于凸透鏡不能成正立縮小的像，故不可能出現(xiàn)B選項(xiàng)中的圖片，故B符合題意.

故選B。

4.在探究凸誘鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，凸透鏡的焦距為20cm,將點(diǎn)燃的蠟燭放在距離凸透鏡32cm處，在

凸透鏡另一側(cè)的光屏上得到蠟燭清晰的像，該像為（）。

A.正立放大的虛像B.正立放大的實(shí)像

C.倒立縮小的實(shí)像D.倒立放大的實(shí)像

【答案】Do

【解析】由題可知凸透鏡的焦距為20cm,將點(diǎn)燃的蠟燭放在距離凸透鏡32cm處時(shí)，此時(shí)物距位于一倍

焦距和二倍焦距之間，成倒立放大的實(shí)像。

故選Do

5.在探究凸透鏡成像規(guī)律實(shí)驗(yàn)中，將蠟燭從較遠(yuǎn)處向接近凸透鏡焦點(diǎn)的移動過程中，下列說法正確的

是（

A.像距先變?nèi)撕笞冃.物與像的距離越來越小

C.像越來越大D.像先放大后縮小

【答案】Co

【解析】由題意知物距大于一倍焦距，成實(shí)像，此時(shí)，物距變小，像距變大，實(shí)像也變大。

故選C。

6.在“探究凸透鏡成像規(guī)律”時(shí)，開始時(shí)燭焰在光屏上成縮小的像，接著把物距調(diào)整為夙才的一半，

移動光屏使?fàn)T焰在光屏上成像，此時(shí)的像（）。

A.是放大的B.是縮小的C.是等大的D.以上三種都有可能

【答案】Do

【解析】開始時(shí)燭焰在光屏上成縮小的像，說明此時(shí)物距心2f物距調(diào)整為剛才的?半，，則>￡

u有以下三種可能，u'>2￡u'=2￡f<uf<2f,

若u'>2ft,燭焰在光屏上成縮小的實(shí)像，

若=2月，燭焰在光屏上成等大的實(shí)像，

若/?<“'<2/；燭焰在光屏上成放大的實(shí)像，

A.放大的像是其中之一，故A不符合題意；

B.縮小的像是其中之一，故B不符合題意；

C.等大的像是其中之一，故C不符合題意；

D.以上三種都有可能，故D符合題意；

7.用如圖所示的裝置做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，已知凸透鏡的焦距為10cm,下列說法正確

的是（）。

A.燭焰在如圖所示的位置時(shí)，成像特點(diǎn)與照相機(jī)成像特點(diǎn)相同；

B.若將蠟燭移到光具座42cH刻度處時(shí)，燭焰所成的像是倒立、放大的；

C.若將蠟燭移到光具庫30CR刻度處時(shí)，燭焰所成的像是等大的；

D.若將蠟燭從光具座30cm刻度處向遠(yuǎn)離凸透鏡方向移動時(shí)，燭焰所成的像將逐漸變大

【答案】Co

【解析】A.如圖物距為15cm,介于一二倍焦距之間，成倒立放大的實(shí)像，與投影儀成像原理相同，照

相機(jī)成倒立縮小的實(shí)像，物距應(yīng)大于二倍焦距;

B.蠟燭移到42cm處，物距為8cm,小于一倍焦距，成虛像：

C.蠟燭移到30cm處，物距為20cm,等于二倍焦距，成倒立等大的實(shí)像；

D.根據(jù)物遠(yuǎn)像近像變小，物近像遠(yuǎn)像變大可得，將蠟燭從光具座30cm刻度處向遠(yuǎn)離凸透鏡方向移動

時(shí)，燭焰所成的像將逐漸變小。

8.用圖甲所示的裝置測出凸透鏡的焦距，用此透鏡“探究凸透鏡成像規(guī)律”時(shí)，當(dāng)蠟燭、透鏡、光屏

位置如圖乙時(shí)，在光屏上可成清晰的像，下列說法正確的是（）。

A.凸透鏡的焦距是30cm：

B.圖乙中燭焰成的是倒立放大的像：

C.照相機(jī)成像特點(diǎn)與圖乙中所成像的特點(diǎn)相同；

D.保持凸透鏡、光屏位置不變，將蟒燭遠(yuǎn)離凸透鏡，燭焰仍可在光屏上成清晰的像

【答案】Bo

【解析】A.平行于主光軸的光經(jīng)凸透鏡折射后會聚于焦點(diǎn)，如圖所示則其焦距是

30.0cm20.0cm=10.Ocm

故A錯誤；

B.圖乙中，物距為15.0cm,像距為30.0cm,物距大于1倍焦距小于2倍焦距，像距大于2倍焦距，

則燭焰成的是倒立放大的像，故B正確；

C.照相機(jī)成像特點(diǎn)與圖乙中所成像的特點(diǎn)不相同，投影儀、幻燈機(jī)、電影放映機(jī)成像特點(diǎn)與圖乙中所

成像的特點(diǎn)相同，故C錯誤；

1）.保持凸透鏡、光屏位置不變，將蠟燭遠(yuǎn)離凸透鏡，物距變大，則燭焰不可在光屏上成清晰的像，故

D錯誤。故選B。

9.在做凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)時(shí)，將點(diǎn)燃的蠟燭沿著光具座，從凸透鏡二倍焦距以外的某位置向焦點(diǎn)移動.在

此過程中，像的大小及像距的變化情況是（）。

A.像和像距都逐漸變大B.像和像距都逐漸變小

C.像逐漸變大，像距逐漸變小D.像逐漸變小，像距逐漸變大

【答案】A。

【解析】當(dāng)物距大于?倍焦距f時(shí)，凸透鏡成倒立的實(shí)像，且物距越小，像距越大，成的像也越大；

所以將蠟燭從二倍焦距外的地方逐漸向凸透鏡的焦點(diǎn)靠近的過程中，像距逐漸變大，像逐漸變大。

10.小明在探究凸透鏡成像規(guī)律時(shí)，做了如下實(shí)驗(yàn)：①用平行光正對凸透鏡照射，移動光屏得到一個最

小、最亮的光斑，如圖甲所示；②保持該透鏡位置不變，將點(diǎn)燃的蠟燭放在圖乙所示的位置.，移動光屏得

到燭焰清晰的像（圖中未畫出）。則（）。

A.實(shí)驗(yàn)②中，燭焰在光屏上成縮小的像；

B.實(shí)驗(yàn)②中，像到透鏡的距離一定大于15cm；

C.若增大蠟燭與透鏡的距離，所成的像會變大；

D.若使該透鏡成虛像，蠟燭與透鏡的距離應(yīng)小于10cm

【答案】BDo

【解析】平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后將匯聚于點(diǎn)片點(diǎn)”即為此透鏡的焦點(diǎn)，從焦點(diǎn)到透鏡中

心的距離即為焦距,則透鏡的焦距為啟60.0cm50.0cm=10.0cm

A.圖乙中，物距為尸50cm35cm=15cm

當(dāng)fVuV2/時(shí)，成倒立放大的實(shí)像，印圖乙中燭焰成的是倒立放大的實(shí)像，故A錯誤；

B.由凸透鏡成像規(guī)律可知，當(dāng)2f時(shí)，像距大于二倍焦距，即62戶2X10cm=20cni>15cm

故B正確；

C.因?yàn)橥雇哥R成實(shí)像時(shí)，物距增大，像距減小，像變小，故C錯誤；

D.凸透鏡物距小于焦距成正立放大的虛像，即M/MOcm

故D正確。故選BD。

11.在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，如圖放置器材，此時(shí)光屏上呈現(xiàn)倒立、等大的像，下列說法

正確的是（）。

||||||||||||||||||||

5060

A.凸透鏡的焦距是20cm；

B.若把蠟燭遠(yuǎn)離透鏡向左移動，需將光屏向左移動才能找到清晰的像;

C.若將凸透鏡換成薄玻璃板，光屏上可以找到正立、等大的像；

1）.實(shí)驗(yàn)中，蠟燭燃燒變短，光屏上的像向上移動

【答案】BDo

【解析】A.當(dāng)凸透鏡成等大的實(shí)像時(shí)，此時(shí)葉片2，

由圖可知尸產(chǎn)2戶20.0cm

所以凸透鏡的焦距戶10.0cm,故A錯誤；

B.當(dāng)凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物遠(yuǎn)像近像變小，所以把蠟燭遠(yuǎn)離透鏡向左移動，需將光屏向左移動才能找到

清晰的像，故B正確；

C.若將凸透鏡換成薄玻璃板，平面鏡成的像是虛像，無法在光屏上呈現(xiàn)，所以在光屏上找不到像，故C

錯誤；

D.因?yàn)橥雇哥R成的像中心與物體中心的連線過透鏡的光心，所以實(shí)驗(yàn)中，蠟燭燃燒變短，光屏上的像

向上移動，故D正確。故選BD。

12.“自拍神器”給旅行拍照愛好者帶來了很大的方便，與直接拿手機(jī)自拍相比，利用自拍桿可以

物距，像的大小，從而增大取景范圍，取得更好的拍攝效果。（均選填“增大”

或“減小”）

【答案】增大；減小。

【解析】［1］與直接拿手機(jī)自拍相比，利用自拍桿可以增大物距。

［2］根據(jù)凸透鏡成像原理，成實(shí)像時(shí)物遠(yuǎn)像近，像變小。

13.清晨樹葉上露珠下面的葉脈看起來更清晰，這是由于露洙相當(dāng)于的結(jié)果，形成了正立的

（選填“放大”或“縮小”）的o（選填“實(shí)像”或“虛像”）。

【答案】凸透鏡；放大；虛像。

【解析】［1］由于露珠中間比四周厚，故相當(dāng)于凸透鏡。

［2］［3］因露珠距離葉脈很近，此時(shí)物距小于一倍焦距，由凸透鏡成像規(guī)律可知，此時(shí)凸透鏡成正立、

放大的虛像，故透過露珠看下面的葉脈更清晰。

二、綜合練（能力提升）

14.用如圖甲所示的裝置測出凸透鏡的焦距，并探究“凸透鏡成像規(guī)律”，當(dāng)蠟燭、透鏡、光屏位置如

圖乙所示時(shí)，在光屏上可成清晰的像。下列說法正確的是（）。

A.凸透鏡的焦距是30cm；

B.圖乙中燭焰成的是倒立、放大的實(shí)像:

c.照相機(jī)成像特點(diǎn)與圖乙中所成像的特點(diǎn)相同；

D.圖乙中，把蠟燭移到60cni刻度線位置，移動光屏到適當(dāng)?shù)奈恢每梢缘玫角逦南?/p>

【答案】Bo

【解析】A.由圖甲可知：與凸透鏡主光軸平行的光線會聚于30cm刻度線處，此處是焦點(diǎn)，到凸透鏡

光心的距離為10.0cm,所以焦距是10.0cm,故A錯誤;

B.圖乙中物距是15cm,即/<火2/；成倒立、放大的實(shí)像，故B正確；

C.照相機(jī)成倒立、縮小的實(shí)像，與圖乙中所成像的特點(diǎn)不相同，故C錯誤；

D.圖乙中，把蠟燭移到60cir.刻度線位置，物距是5cm,小于一倍焦距，成正立、放大的虛像，虛像不

能用光屏承接，故D錯誤。

故選B。

15.某班同學(xué)在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，記錄并繪制了物體到凸透鏡的距離〃跟像到凸透鏡

的距離『之間關(guān)系的圖象，如圖所示，下列判斷正確的是（）。

A.該凸透鏡的焦距是20cm；

B.當(dāng)止15cm時(shí)，在光屏上能得到一個縮小的像；

C.當(dāng)正25cm時(shí)成放大的像，投影儀就是根據(jù)這一原理制成的；

D.把物體從距凸透鏡15cm處移到30cm處的過程中，像逐漸變小

【答案】及

【解析】A.如圖，，片2戶2Jcm時(shí)，凸透鏡成倒立、等大的實(shí)像，所以戶10cm,

故A錯誤；

B.當(dāng)415cm時(shí)，2/>">￡

成倒立、放大的實(shí)像，故B錯誤；

C.當(dāng)正25cm時(shí)，u>2f,

成倒立、縮小的實(shí)像，應(yīng)用于照相機(jī)，故C錯誤：

D.物體從距凸透鏡15cm處移動到30cm處的過程中，凸透鏡的物距大于焦距，成實(shí)像，凸透鏡成實(shí)像

時(shí)，物距增大，像距減小，像變小，故D正確。

16.張強(qiáng)同學(xué)在光具座上做“研究凸透鏡成像”的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)光屏、透鏡及燭焰的相對位置如圖所示時(shí),

恰能在光屏上得到一個清晰的像.由此判斷，他所用凸透鏡的焦距（）。

A.一定大于20cmB.一定在10cm到16cm之間

C.一定小于8cmD.一定在8cm到10cm之間

【答案】Do

【解析】由圖可知：u=20cm,v=16cm,且u>v.由凸透鏡成像規(guī)律可知，此時(shí)的像是倒立縮小的實(shí)像.

r20cm>2f

由，、、解得10cm>f>8cm,正確的選擇是D。

2f>16cm>f

17.如圖所示，。0'為凸透鏡的主光軸，有一個點(diǎn)光源放在凸透鏡的正前方。當(dāng)點(diǎn)光源放在0點(diǎn)時(shí)，成

像在片點(diǎn)，當(dāng)點(diǎn)光源放在8點(diǎn)時(shí)，成像在。點(diǎn)，如圖所示，則凸透鏡的位置在（）。

OABCO'

A.C點(diǎn)右側(cè)B.BC之間C./厲之間D.4點(diǎn)左側(cè)

【答案】Do

【解析】AB.由凸透鏡成像規(guī)律可知，如果物像同側(cè)的話，像是虛像，并且像距大于物距；凸透鏡成

實(shí)像時(shí)，物像異側(cè)，口遵循“物近像遠(yuǎn)像變大”的規(guī)律：若凸透鏡放在C點(diǎn)右側(cè)，那么當(dāng)點(diǎn)光源放在4點(diǎn)

時(shí)，成像在月點(diǎn)左側(cè)，而不是右側(cè)的〃點(diǎn)，故AB不符合題意；

C.當(dāng)光源放在1點(diǎn)時(shí)，像在透鏡的另一側(cè)，說明成實(shí)像，那么像距在一倍焦距外，這樣當(dāng)點(diǎn)光源放在

8點(diǎn)時(shí)就也會在相對于6點(diǎn)的另一側(cè)成實(shí)像（也就是/I的一側(cè)），而不是成像在。點(diǎn)，故C不符合題意；

D.若凸透鏡放在力點(diǎn)左側(cè)，那么光源放在力點(diǎn)時(shí)，成像在8點(diǎn)，當(dāng)點(diǎn)光源放在笈點(diǎn)時(shí)，成像在C點(diǎn)，

成像都是虛像，故D符合題意。

故選D。

18.小華同學(xué)在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中。

（1）將點(diǎn)燃的蠟燭、光屏放在凸透鏡的兩側(cè)，并將燭焰、凸透鏡和光屏的中心調(diào)整到;

（2）小華為了準(zhǔn)確的知道凸透鏡的焦距，找到了平行光源，進(jìn)行了如圖中所示的實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

可知，該凸透鏡的焦距是____CR；

（3）將凸透鏡固定在圖乙中的光具座上，位于50cm刻度線處，光屏和點(diǎn)燃的蠟燭位于凸透鏡兩側(cè)。

小華將蠟燭移至35cm刻度線處，移動光屏，直到光屏上出現(xiàn)了燭焰清晰的像，則該像是倒立、的實(shí)

像，______（選填“照相機(jī)”、“投影儀”或“放大鏡”）利用了這條規(guī)律。

【答案】同一高度；10.0；放大；投影儀。

【解析】（1）[1]組裝和調(diào)試實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，應(yīng)使凸透鏡和光屏的中心跟燭焰中心大致在同一高度，目

的是使像成在光屏中央。

（2）[2]平行光正對凸透鏡照射，光屏上出現(xiàn)了最小最亮的光斑，凸透鏡與光屏間的距離為焦距，故

凸透鏡焦距是10.0cmo

（3）[3][4]如圖乙所示，物距為15cm大于1倍焦距小于2倍焦距，所成的像是倒立、放大的實(shí)像,

利用此成像規(guī)律的是投影儀。

三、培優(yōu)練（挑戰(zhàn)自我）

19.如圖所示，F(xiàn)為凸透鏡的兩