实验08 探究凸透镜成像的特点-中考物理必考实验精讲练（解析版）

实验08探究凸透镜成像的特点（解析版）光学实验探究题主要内容有四：光的探究光的反射规律、探究平面镜成像规律、探究光的折射规律和探究凸透镜成像规律。对实验探究的设计、思路和探究过程以及已学光学的规律为主线，通过探究实验加深对知识的理解和掌握并考查考生对此实验认识程度。《探究凸透镜成像的特点》属于光学常考热点，在中考试卷中出现概率很高，所占分值一般在4-7分之间，题型大都是实验探究题，有时也会出现在填空题中。该实验应着重从实验方法、实验过程和实验现象，得出的结论等方面入手，目的是通过实验探究认识和了解凸透镜成像的特点。对凸透镜成像规律的考查，各地习惯于把《探究凸透镜成像的特点》实验作为本单元的考查内容，所以《探究凸透镜成像的特点》在本单元考查内容中出现的概率非常高。对《探究凸透镜成像的特点》的考查主要内容有：凸透镜成像的规律、凸透镜成像过程中动态变化、凸透镜成像在生活中的应用和眼睛和眼镜等内容。实验探究-凸透镜成像的特点【提出问题】凸透镜所成的像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系？【实验设计】先把物体放在距离凸透镜较远的地方，然后逐渐向凸透镜方向靠近，同时把光屏放在凸透镜的另一侧，观察光屏上像的变化情况。由于凸透镜的偏折情况和焦距有关，所以应着重观察物距等于、大于或小于一倍焦距、二倍焦距时，物体的成像情况。【实验器材】光具座、蜡烛、凸透镜、光屏等。【进行实验与收集证据】（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上，调整它们的高度，使烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度；（2）把蜡烛放在凸透镜二倍焦距以外的地方并点燃，然后调整光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现清晰烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重复做这一步；（3）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离大于二倍焦距，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像的大小、正倒，测出物距u和像距v；（4）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像大小、正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重做这一步；（5）把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛位于凸透镜的焦点上，移动光屏，观察是否能够成像；（6）把蜡烛移到凸透镜的一倍焦距以内，移动光屏，观察在光屏上能否看到蜡烛的像。如果不能，可以从光屏这一侧透过凸透镜观察，记录所看到的像的正倒、大小以及此时的物距u。稍稍改变物距，重做这一步；（7）将实验数据和观察结果填入表中（该实验所用凸透镜焦距f=12cm）物距u与焦距f的关系物距u/cm像距v/cm成像的性质像的变化情况u>2f6015倒立、缩小的实像物距变小时，像距变大，像（相对于之前）变大4816u=2f2424倒立、等大的实像——f<u<2f1836倒立、放大的实像物距变小时，像距变大，像变大1560u=f12——不成像——u<f8——正立、放大的虚像物距变小时，像距变小，虚像变小6——【分析论证】（1）焦点是成实像和虚像的分界点。当物距大于一倍焦距时，成实像；当物距小于一倍焦距时，成虚像；当物距大于一倍焦距时，不成像；（2）二倍焦距是成放大实像还是缩小实像的分界点。当物距大于二倍焦距时，成缩小的实像；当物距大于二倍焦距时，成等大的实像；当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成放大的实像；（3）凸透镜成实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成虚像时，都是正立的，且像、物同侧；（4）凸透镜成实像时，随着物距的减小，像和像距都变大；成虚像时，随着物距的减小，像和物都不小。【实验结论】物距u与焦距f的关系像的性质像距v与焦距f的关系相对凸透镜的位置应用正倒大小虚实u>2f倒立缩小实像f<v<2f与物异侧照相机u=2f倒立等大实像v=2f与物异侧测焦距f<u<2f倒立放大实像v>2f与物异侧投影仪u=f不成像u<f正立放大虚像——与物同侧放大镜《探究凸透镜成像的特点》常考问题：（1）如何测量焦距：一束平行光通过凸透镜后会聚的点即为焦点，可测焦距；（2）保障实验成功：蜡烛、凸透镜不动，移动光屏直至在光屏上成清晰的像；（3）如何判断成虚像：物距小于焦距时，无论怎么移动光屏都无法在光屏上成像；（4）无法成像的原因：蜡烛在焦点上或物距小于焦距、焦距太大成像在光具座外、蜡烛与凸透镜和光屏没有在同一水平线上；（5）光具座的长度有限，做实验时最好选用：焦距较小的凸透镜；（6）凸透镜最好放在光具座的中间位置，便于调节物距和像距；（7）调整烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是：让烛焰的像成在光屏的中央；（8）调整光屏时，不可再调整凸透镜的位置，否则会：引起物距的变化；（9）判断烛焰的像是否最清晰的方法：光屏在某位置时，向前或向后移动光屏，像都会变模糊，则此位置即为像最清晰的位置；（10）同一个物距范围内，要换不同的物距进行实验，这是为了：排除偶然因素，使实验结论更具普遍性；（11）实验中无论怎样移动光屏都找不到像的原因：（1）烛焰、凸透镜中心、光屏中心未在同一高度；（2）蜡烛恰好在凸透镜一倍焦距位置；（3）物距稍大于一倍焦距，像距很大，光具座长度有限；（4）物距小于一倍焦距，成的是虚像；（12）成像位置如何移动：可调节蜡烛或凸透镜；（13）蜡烛变短：成像上移；（14）像的明暗变化：用遮光板挡住部分光线，成像完整但像变暗；（15）用光具座进行实验时，应做到：烛焰、凸透镜的中心、光屏中心应在同一直线上（同一高度），目的使烛焰的像成在光屏中央；（16）同一物距范围内，不断改变物距进行实验的目的：排除偶然因素，使实验结论更具普遍性；（17）成像规律与透镜的应用：照相机：成倒立、缩小的实像；投影仪：成倒立、放大的实像；放大镜：成正立、放大虚像。A组（中考真题感知）1.（2023·广东）小明在学习了凸透镜成像的规律后，继续深入探究，选用题表中某一规格的凸透镜做实验，调整好器材后如题图甲所示，此时烛焰在光屏上成放大的像；凸透镜编号焦距/cm直径/cm①53.5②54.5③104.5④154.5（1）光屏上的像是实像还是虚像？___________；（2）一段时间后，小明发现烛焰的像如图乙所示，此时将蜡烛向___________调节可以使烛焰的像移到光屏中央；（3）小明选的凸透镜焦距为___________cm；（4）小明将蜡烛换成F字光源，调整了光源和光屏的位置，在光屏上仍可观察到清晰的像，如题图所示，则小明看到的像应是___________（选填字母）；（5）小明认为凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关；若要验证其猜想，则可在题表中选取编号为___________两个凸透镜进行实验验证。【答案】①实像；②上；③10；④C；⑤①、②。【解析】（1）[1]如图甲所示，物距小于像距，此时烛焰在光屏上成放大的像，为投影仪的成像原理，成倒立、放大的实像。（2）[2]一段时间后，蜡烛越烧越短，此时烛焰的像在光屏上方呈现，为了使烛焰的像移到光屏中央可以将蜡烛上移，使得烛焰，透镜的光心和光屏中央在同一水平直线上。（3）[3]由甲图可知，此时物距小于像距，为投影仪的成像原理，此时物距为15.0cm，在一倍到两倍焦距之间，像距为30.0cm，像距在两倍焦距之外，根据表格可知，小明选的凸透镜焦距为10cm。（4）[4]将蜡烛换成F字光源，调整了光源和光屏的位置，在光屏上仍可观察到清晰的像，此时物距大于像距，为照相机的成像原理，成倒立、缩小的实像，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。（5）[5]若要验证凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关，则需要控制凸透镜的焦距相等，故可在题表中选取编号为①、②两个凸透镜进行实验验证。2.（2023·牡丹江）小明利用光具座复习光学实验。（1）在研究凸透镜成像规律的实验中，把蜡烛、凸透镜（）和光屏依次放在光具座上、点燃蜡烛，调整它们的高度和位置，直至光屏上成清晰的像，如图甲所示，光屏上成倒立、______的实像，______（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用了这条规律；（2）为研究平面镜成像特点，用薄玻璃板替换凸透镜放到光具座上，撤去光屏；①在玻璃板前观察，可以看到蜡烛清晰的像。拿另一支完全相同但不点燃的蜡烛，放在玻璃板后面，前后移动直到看上去与前面那支蜡烛的像完全重合，如图乙所示。此时，像的大小与物体的大小______，像与物体到平面镜的距离______；②用光具座研究平面镜成像特点，只能研究物体和像同时沿光具座移动的情况，这样实验得出的结论缺乏______；③请在图丙中画出烛焰上的一点A在平面镜中的像______。【答案】①缩小；②照相机；③相等；④相等；⑤普遍性；⑥如图。【解析】（1）[1][2]由图甲可知，此时物距为30cm，物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，此时成倒立、缩小的实像，照相机利用此规律制成。（2）[3]由题意可知，像和物完全重合，所以像的大小与物的大小相等。[4]由图乙可知，像距等于物距，所以像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离。[5]只研究特殊位置的移动，实验不具有普遍性，无法得出普遍规律。[6]根据平面镜成像特点可知，像与物关于平面镜对称，做A点关于镜面的对称点即为像A'如图所示：3.（2023·大庆）某实验小组进行探究凸透镜成像的实验，操作如下：（1）实验前，调整烛焰和光屏的中心与凸透镜的光心在同一高度；（2）正确测出凸透镜的焦距f，当物距u<f时，烛焰成正立放大虚像；当u=f时，________（填“能”或“不能”）观察到烛焰的像；当u>f时，烛焰成________（填“正立实像”、“正立虚像”、“倒立实像”或“倒立虚像”）。同学们分析得出：像的虚实由________大小关系决定；（3）当蜡烛、凸透镜和光屏处于图甲所示位置时，恰好在光屏上成清晰的像，此时光屏上所成像的特点与________（填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”）原理相同；（4）若仅将图甲中凸透镜换成焦距相同直径较小的凸透镜，光屏上所成的像与原来相比________（填“变小”、“变暗”或“变不完整”）了；（5）若仅将图甲中凸透镜换成直径大小相同、焦距稍小的凸透镜，则需将光屏________（填“向左”或“向右”）移动才能成清晰的像；（6）如图乙所示，凸透镜的焦距为10cm，保持光屏位置不变，让蜡烛和凸透镜分别以4cm/s和2cm/s的速度，同时沿光具座匀速向左运动，经过2.5s，光屏上成清晰________（填“放大”、“等大”或“缩小”）的像。【答案】①不能；②倒立实像；③物距；④投影仪；⑤变暗；⑥向左；⑦等大。【解析】（2）[1][2][3]根据凸透镜成像规律可知，正确测出凸透镜的焦距f，当物距u<f时，烛焰成正立放大虚像；当u=f时，不能观察到烛焰的像；当u>f时，烛焰成倒立实像；分析得出：像的虚实由物距大小关系决定。（3）[4]像距大于物距，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，此时光屏上所成像的特点是倒立放大的实像，与投影仪原理相同。（4）[5]用另一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜，替代原来的凸透镜再次实验，成像大小不会变化，但经凸透镜的光线变少，所成的像与原来的像相比，比原来暗。（5）[6]如果将凸透镜换成镜面直径相同、但焦距稍小的凸透镜，比起原来就相当于将物距变大了，那么像距就要减小，像变小；光屏要靠近凸透镜，即向左移动。（6）[7]由乙图可知，原物距u=15cm，像距v=15cm，保持光屏位置不变，让蜡烛和凸透镜分别以4cm/s和2cm/s的速度，同时匀速向左运动，则经过2.5s时，物距为u′=15cm+（4cm/s-2cm/s）×2.5s=20cm像距为v′=15cm+2cm/s×2.5s=20cm此时u′=v′=20cm由凸透镜成像规律可知，此时成倒立等大的实像。4.（2023·哈尔滨）在观察“凸透镜对光的作用”实验中，小明做了如图所示的实验。（1）对比两图可以得到结论：光从空气射入凸透镜时，______；（2）小明利用此凸透镜、蜡烛、光屏等器材继续探究凸透镜成像规律，记录部分数据如下。实验序号物距u/cm像距v/cm像的性质160.012.0倒立缩小实像235.014.0倒立缩小实像330.015.0倒立缩小实像420.020.0倒立等大实像512.550.0小明根据表中数据发现：①凸透镜成缩小实像时，像距和物距的大小关系是______；②当像距等于物距时，成像的性质是______；③小明进一步猜想，当物距为12.5cm时．成像的性质是______；④观察前三组数据，小明发现同一物体都成缩小的像，那么随着像距的增加，像会变大吗?为了探究这个问题，原表格中还需要增加的项目是______。【答案】①凸透镜对光有会聚作用；②像距小于物距；③倒立等大实像；④倒立放大实像；⑤像的大小变化。【解析】（1）[1]对比两图可以看出，凸透镜对光有会聚作用。（2）[2]由表中前三组数据可知，凸透镜成缩小实像时，像距小于物距。[3]由表中第4组数据可知，当像距等于物距时，凸透镜成倒立等大实像。[4]凸透镜成倒立等大实像时，凸透镜位于2倍焦距处，则凸透镜焦距为10.0cm；则当物距为12.5cm时，此时物体位移一倍到二倍焦距之间，成倒立放大实像。[5]要观察像的变化，需要记录的项目是像的大小变化。5.（2023·武汉）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】①③；②下；③小；④大于。【解析】（1）[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。[2][3]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）[4]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。6.（2023·随州）在“探究凸透镜成像规律”实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏处于如图所示的位置时，在光屏上恰好得到一个清晰的像。（1）此凸透镜的焦距f=_________cm；（2）保持凸透镜位置不变，若将蜡烛放置在42cm刻度线处，生活中的_________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像原理工作的；（3）保持凸透镜位置不变，蜡烛从30cm处移动到10cm刻度线处，光屏应向_________（选填“左”或“右”）移动才能得到清晰的像。【答案】①10.0；②放大镜；③左。【解析】（1）[1]如图所示，此时物距为u=50.0cm-30.0cm=20.0cm像距为v=70.0cm-50.ocm=20.0cm物距等于像距，则此时物距等于二倍焦距，成倒立、等大的实像，即u=v=2f=20.0cm焦距f=10.0cm。（2）[2]保持凸透镜位置不变，若将蜡烛放置在42cm刻度线处，物距为u1=50.0cm-42.0cm=8.0cm物距小于焦距，成正立、放大的虚像，生活中的放大镜就是利用这一成像原理工作的。（3）[3]保持凸透镜位置不变，蜡烛从30cm处移动到10cm刻度线处，根据凸透镜成实像的规律，物体远离凸透镜，则像靠近凸透镜，应该光屏应向左移动才能得到清晰的像。7.（2023·衡阳）小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像规律：（1）如图甲所示，小明将一束平行光正对凸透镜，移动光屏，直到光屏上形成一个最小最亮的光斑，该凸透镜的焦距为___________cm；（2）实验时，把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，为使像成在光屏中央，应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到___________；（3）小明将蜡烛移至光具座20cm刻度线处，如图乙所示，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是倒立、___________的实像。生活中的___________（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）就是利用这种成像规律工作的；（4）接着，小明保持凸透镜在光具座上的位置不动，如果仅将图乙中蜡烛和光屏的位置互换，发现光屏上仍能观察到烛焰清晰的像。这是因为在光的折射现象中，光路是___________的；（5）在如图乙所示实验情形下，如果保持凸透镜和光屏的位置不变，将蜡烛适当远离凸透镜，发现光屏上烛焰的像变得模糊不清，此现象可以体现___________（选填“近视眼”或“远视眼”）的成像情况。【答案】①10.0；②同一水平高度上；③缩小；④照相机；⑤可逆；⑥近视眼。【解析】（1）[1]根据凸透镜焦距的定义可知，此时光屏到凸透镜的距离为焦距，即f=30.0cm-20.0cm=10.0cm（2）[2]在光具座上将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧，调节它们的高度，使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一水平高度上，这样做的目的是使像呈现在光屏中央。（3）[3][4]将蜡烛移至光具座20cm刻度线处时，此时的物距为即物距大于两倍焦距，成的是倒立缩小的实像，生活中照相机就是利用这个原理工作的。（4）[5]在（3）的基础上，保持凸透镜在光具座上的位置不动，将蜡烛和光屏的位置互换，互换后物距应是大于一倍焦距而小于两倍焦距，成的是倒立放大的实像，在光屏上像是清晰的，由此可知，在光的折射现象中，光路是可逆的。（5）[6]如果保持凸透镜和光屏的位置不变，将蜡烛适当远离凸透镜，发现光屏上烛焰的像变得模糊不清。根据凸透镜成像规律，物远像近像变小，像成在光屏的前方，此现象可以体现近视眼的成像情况。8.（2023·岳阳）在探究性学习活动中，小聪做了如下两个光学实验。（1）图甲是探究平面镜成像特点的实验，改变蜡烛A的位置，发现外形相同的蜡烛B总能与蜡烛A的像重合，表明像与物的大小___________；蜡烛A的像不能用光屏承接，说明平面镜所成的像是___________像；（2）图乙是探究凸透镜成像规律的实验，凸透镜的焦距是10cm，图中光屏上恰好成一清晰的像，这个像是___________（选填“正立”或“倒立”）缩小的实像。【答案】①相等；②虚；③倒立。【解析】（1）[1]该实验中，蜡烛B与蜡烛A是等大的，改变蜡烛A的位置，发现外形相同的蜡烛B总能与蜡烛A的像重合，表明像与物的大小相等。[2]蜡烛A的像不能用光屏承接，说明平面镜所成的像不是由实际光线会聚而成的像，是虚像。（2）[3]由图可知，蜡烛到凸透镜的距离大于2倍焦距，这是照相机的成像原理，说明这个像是倒立、缩小的实像。9.（2023·苏州）在“探究凸透镜成像规律”的实验中。（1）如图甲，把蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上，并将蜡烛烛焰和光屏的中心调到凸透镜的主光轴上，目的是使像成在_________；（2）按要求进行观察和测量，并将部分观测情况记录在下列表中：实验序号物距u/cm像距v/cm像的性质16020倒立、缩小、实像23030倒立、等大、实像320410①凸透镜焦距f＝_________cm；②当物距u=20cm时，像距v＝_________cm；③当物距u=10cm时，像的性质是_________；（3）如图乙是航天员王亚平太空授课制作水球时呈现的情景，假设她稍向后远离水球，则她在球中所成的像将_________（“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】①光屏中央；②15；③60；④正立、放大、虚像；⑤变小。【解析】（1）[1]将蜡烛烛焰、凸透镜中心和光屏中央调到同一高度，目的是使像成在光屏中央。（2）[2]①观察表格中数据，当物距为30cm时，像距也为30cm，可知，此时蜡烛在2倍焦距处，因此该凸透镜额焦距f=15cm[3]②观察表格数据，当物距为60cm时，像距为20cm，根据光的折射中光路可逆可知，当物距为20cm时，像距为60cm。[4]③当物距为10cm，物距小于一倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，此时成正立、放大的虚像。（3）[5]图中成倒立的像，说明此时成实像。当王亚平稍向后远离水球，则物距变大，根据凸透镜成实像时的规律（物远像近像变小）可知，她在球中所成的像变小。10.（2023·无锡）小红拿到一块玻璃透镜，仔细观察这块透镜，发现一面有螺纹，一面是光滑，她对此透镜进行了探究。（1）她把该透镜靠近书上的“实验”二字，观察到如图甲所示的现象，由此可以判定该透镜是_______________（选填“凸”或“凹”）透镜；（2）小红查阅资料后了解到，用如图乙所示三棱镜组合可以描述该透镜对光的作用，请在图乙中画出平行光入射两个三棱镜后出射光线的大致方向_________；（3）为探究该透镜的成像规律，小红将“F”光源、透镜、光屏放置在光具座上，调整好后，固定透镜位置，使“F”光源从距离透镜较远处逐次靠近透镜，每次都调节光屏到透镜的距离，使“F”光源在光屏上成清晰的像，将结果记录在下表中，则该透镜的焦距为_______________。当“F”光源位于如图丙所示位置时，光屏应适当向_______________（选填“左”或“右”）移动，才能在光屏上得到清晰的像。实验序号物距像距像的性质13015倒立、缩小的像22020倒立、等大的像31530倒立、放大的像（4）在了解了该透镜的成像规律后，小红用长方形不透明纸盒、平面镜、该透镜设计制作了一个投影仪，其剖面图如图丁所示，平面镜与底面夹角为，平面镜的中心位于透镜的主光轴上，盒上方开一方形孔，将“F”光源按照图示方式朝下平放在方形孔上、中心与平面镜中心在一条竖直线上，若盒子高度h为，为保证在正对透镜前方的屏幕上能看到一个放大的投影，则盒子长度l的范围为_______，屏幕上所成的图像形状是___________。（选填“”、“”或“”）【答案】①凸；②如图；③10；④左；⑤10cm<l<20；⑥。【解析】（1）[1]由图甲可知，“实验”二字被放大了，透镜起放大作用，是放大镜，说明该透镜是凸透镜。（2）[2]从折射点作法线，光从玻璃斜射入空气中，折射角大于入射角，如图所示：（3）[3]由表中数据可知，第2次实验中物距和像距相等，成倒立等大的实像，此时u=v=2f=20cm凸透镜焦距f=10cm[4]由表中数据可知，物距是15cm，像距是30cm，图丙中，光屏到透镜的距离是30cm，如果“F”光源在25cm刻度处，光屏上成清晰的像，但是“F”光源在23cm刻度处，物距增大，像距减小，才能成清晰的像，所以光屏应适当向左移动，才能在光屏上得到清晰的像。（4）[5]A点为光源的位置，根据平面镜成像的特点作出A点的像点A′点，为保证在正对透镜前方的屏幕上能看到一个放大的投影，物距大于1倍焦距小于2倍焦距，所以A′点到透镜距离大于10cm小于20cm，盒子长度l的范围为10cm<l<20cm[6]根据平面镜成像的特点可知“F”光源在平面镜成的像形状是“”，经过凸透镜后成像的形状是“”。11.（2023·南京）在探究“凸透镜成像规律”的实验中。（1）如图甲，平行光正对凸透镜照射时，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距______cm；（2）要验证图甲中光屏上的光斑是否最小最亮，可以______（选填“向左”、“向右”或“左右来回”）稍稍移动光屏并观察；（3）当该透镜位于图乙中刻度对应的位置时，光屏上能否观察到清晰的像？请在横线上作答。要求：①若能，请写出像的性质；②若不能，请说明仅移动光屏到何刻度线处才能观察到清晰的像。答：______；（4）凸透镜可以用来矫正______视眼的视力缺陷。【答案】①10.0；②左右来回；③能，是倒立放大的实像；④远。【解析】（1）[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f=20.0cm-10.0cm=10.0cm（2）[2]由于在焦点处光斑是最小最亮的，要验证图甲中光屏上的光斑是否最小最亮，可以左右来回稍稍移动光屏并观察。（3）[3]当该透镜位于图乙中刻度对应的位置时，此时物距u=25.0cm-10.0cm=15.0cmv=55.0cm-25.0cm=30.0cm物距大于一倍焦距小于二倍焦距，像距大于二倍焦距，故光屏上能观察到清晰的像，根据凸透镜成像规律，此时光屏上成倒立放大的实像。（4）[4]由于远视眼将物体的像成在视网膜的后面，凸透镜对光线具有会聚作用，可以将光线提前会聚到视网膜上，故凸透镜可以矫正远视眼。12.（2023·宿迁）在实验操作大赛上，小明与小华分别展示了下面两个实验：（1）图甲是小明展示的“探究平面镜成像特点”的实验，他在透明玻璃板中既能够看到蜡烛A的像，同时又能看见玻璃板后的蜡烛B，这是因为在玻璃与空气分界面处分别发生了________、________（选填“光的直线传播”、“光的反射”或“光的折射”）；（2）图乙是小华展示的“探究凸透镜成像规律”的实验，凸透镜的焦距为10cm，当各元件位于图中的位置时，光屏上承接到清晰的像，这个像是倒立、_______的实像。将蜡烛移至5cm刻度线处，其他元件的位置不变，若使清晰的像呈现在光屏上需在蜡烛与透镜间放置一个_______眼镜。【答案】①光的反射；②光的折射；③缩小；④近视。【解析】（1）[1]根据平面镜成像原理可知，看到蜡烛A的像，是因为发生光的反射形成的虚像。[2]透过玻璃板，能看到玻璃板后的蜡烛B，光经过不同的介质，发生光的折射。（2）[3]由图乙可知，凸透镜的焦距是10cm，此时的物距大于2倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像。[4]将蜡烛移至5cm刻度线处，此时物距变大，根据凸透镜成像规律可知，所成的像靠近凸透镜，而保持光屏位置不变，说明所加的镜片对光线具有发散的作用，所以放置的是近视眼镜。13.（2023·泰州）小华用如图所示的器材探究凸透镜成像规律，已知凸透镜的焦距为10.0cm。实验序号物距/cm像的大小像的正倒光屏到凸透镜的距离/cm①50.0缩小倒立12.5②30.0缩小倒立15.0③20.0等大倒立20.0④15.0放大倒立30.0⑤12.5放大倒立50.0⑥9.0光屏上没有像⑦7.0光屏上没有像（1）组装并调整器材，使烛焰、光屏的中心位于凸透镜的______上；（2）小华按照实验方案完成各操作步骤，将观测到现象和数据记录在表格中，分析表中信息可得：①当物距______焦距时，成倒立、缩小的实像；②成实像时，随着物距的减小，像的大小逐渐______。（3）在第⑥、⑦两次实验中小华无论怎样移动蜡烛、凸透镜和光屏，都不能在光屏上观察到烛焰的像，于是她认为：“物距小于一倍焦距时，物体通过凸透镜不能成像。”这个结论并不严谨，为得出正确的结论，她应该增加的一步操作是：取下光屏，______；（4）将一个镜片放在烛焰和凸透镜之间后，光屏上的像变模糊了，向右移动光屏，光屏上再次出现清晰的像，则所加的镜片属于______透镜，用来矫正______的视力缺陷。【答案】①主光轴；②大于两倍；③变大；④从光屏一侧透过透镜看能否观察到烛焰的像；⑤凹；⑥近视眼。【解析】（1）[1]探究凸透镜成像规律的实验中，为了使像呈现在光屏中央，应该调整烛焰、光屏的中心位于凸透镜的主光轴上。（2）①[2]分析实验数据中的物距和焦距的大小关系以及成像的性质，可得到的结论是：当物距大于两倍焦距时，成倒立、缩小的实像。②[3]分析实验数据中的物距和焦距的大小关系以及成像大小情况，可得出物距、像距、成像大小变化规律：成实像时，物距减小，像距变大，像变大。（3）[4]物距等于焦距时，不能成像；而物距小于焦距时，成正立、放大的虚像，物像同侧，所以应该增加的一步操作是：取下光屏，从光屏一侧透过透镜看能否观察到烛焰的像。（4）[5][6]将一个镜片放在烛焰和凸透镜之间后，光屏上的像变模糊了，向右移动光屏，光屏上再次出现清晰的像，相当于像距变大了，说明该透镜对光有发散作用，是一个凹透镜，可用于矫正近视眼。14.（2023·营口）小飞同学“探究凸透镜成像规律”的实验（1）小飞按下图安装好器材，点燃蜡烛，调整___________、凸透镜（f=10cm）、光屏三者的中心在同一高度。（2）如上图所示，光屏上会出现烛焰清晰缩小___________（选填“正立”或“倒立”）的像；透镜位置保持不变，将蜡烛移动到光具座35cm处，光屏向___________（选填“左”或“右”）移动到适当位置，光屏上又重新出现烛焰清晰的像；将蜡烛移动到光具座42cm处，小飞在凸透镜的右侧，通过凸透镜观察到烛焰正立的像，蜡烛继续靠近凸透镜，烛焰的像___________（选填“变大”或“变小”）。（3）将一个眼镜片放在上图中蜡烛和凸透镜间的某一位置，光屏上的像变模糊了，凸透镜和光屏的位置保持不变，向左移动蜡烛，又能在光屏上看到烛焰清晰的像，说明该镜片是___________（选填“凸透镜”或“凹透镜”）。（4）完成实验后，小飞利用图甲所示装置探究光的反射规律。白色硬纸板ENF垂直于水平放置的平面镜，法线ON垂直镜面，使一束光贴着纸板沿EO射到O点，反射光线沿OF射出，当入射光线远离法线时，反射光线将___________（选填“靠近”或“远离”）法线；如图乙所示。把纸板NOF向后折，在纸板上看不到反射光线，由此初步得出：反射光线、入射光线、法线在___________平面内。【答案】①烛焰；②倒立；③右；④变小；⑤凹透镜；⑥远离；⑦同一。【解析】（1）[1]实验前，调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是为了使烛焰的像成在光屏中央。（2）[2]由图可知，此时物距为30.0cm，像距为15.0cm，则凸透镜焦距f=10cm，所以物体在两倍焦距以外，像在一倍二倍焦距之间，成倒立缩小实像。[3]透镜位置保持不变，将蜡烛移动到光具座35cm处，那么物距为15.0cm。根据光路可逆原理，如果此时像距为30.0cm，光屏上会再次成清晰的像，所以光屏应该向右边移动至光具座80cm处。[4]将蜡烛移动到光具座42cm处，物体在凸透镜的一倍焦距以内，成正立放大的虚像。凸透镜成虚像的特点是物近像近像变小，所以当蜡烛继续靠近凸透镜时，虚像逐渐变小。（3）[5]将一个眼镜片放在上图中蜡烛和凸透镜间的某一位置，光屏上的像变模糊了。向左移动蜡烛，又能在光屏上看到烛焰清晰的像，根据凸透镜成实像的规律：物远像近像变小，说明放入眼镜片后像变远了，通过向左移动蜡烛，使得像变近重新在光屏上呈现。故该镜片为凹透镜。（4）[6]当入射光线远离法线时，入射角变大。根据反射定律可知，反射角=入射角，所以反射光线也将远离法线。[7]把纸板NOF向后折，入射光线所在的平面和反射光线所在的平面不相同，这时在纸板上看不到反射光线，由此初步得出：反射光线、入射光线、法线在同一平面。15.（2023·本溪、辽阳、葫芦岛）小宋进入实验室准备探究凸透镜成像规律的实验时，恰好看到窗户通过凸透镜在光屏上所成的清晰的像，如图甲所示，此时凸透镜和光屏分别在光具座的50cm、61cm刻度线处，如图乙所示。（1）图甲光屏上窗户的像是倒立、________的实像，生活中________就是应用这一成像原理工作。如果实验室只有焦距为“10cm”和“20cm”两种规格的凸透镜，根据他观察到的现象，可知光具座上凸透镜的焦距为________cm；（2）把点燃的蜡烛放在光具座的20cm刻度线处，凸透镜、光屏保持如图乙所示的位置不变，调整烛焰、凸透镜和光屏高度，使三者的中心在________。可以适当的向________（选填“左”或“右”）移动光屏，使光屏上得到烛焰清晰的像；（3）在（2）的基础上，把蜡烛向右移动一段距离，光屏上的像模糊了，可以在凸透镜和蜡烛之间适当位置放一个度数合适的________（选填“近视”或“远视”）镜片，使光屏上再次呈现烛焰清晰的像。【答案】①缩小；②照相机；③10；④同一高度；⑤右；⑥远视。【解析】（1）[1][2]根据题意，物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，故图甲光屏上窗户的像是倒立、缩小的实像，生活中照相机就是应用这一成像原理工作。[3]因像距v=61cm-50cm=11cm实验室只有焦距为“10cm”和“20cm”两种规格的凸透镜，根据他观察到的现象为缩小的像，则像距在一倍焦距与二倍焦距之间，可知光具座上凸透镜的焦距为10cm。（2）[4][5]把点燃的蜡烛放在光具座的20cm刻度线处，凸透镜、光屏保持如图乙所示的位置不变，调整烛焰、凸透镜和光屏高度，使三者的中心在同一高度，因物距变小，像距变大，故可以适当的向右移动光屏，使光屏上得到烛焰清晰的像。（3）[6]在（2）的基础上，把蜡烛向右移动一段距离，光屏上的像模糊了，此时像在光屏右侧，因远视镜（凸透镜）对光线有会聚作用，可以在凸透镜和蜡烛之间适当位置放一个度数合适的远视镜片，使光屏上再次呈现烛焰清晰的像。16.（2023·抚顺、铁岭）小毛用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材探究“凸透镜成像的规律”。（1）小毛将一束平行于凸透镜主光轴的光线射向凸透镜，调节光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现___________，此时凸透镜和光屏的位置如图甲所示，从而正确测出凸透镜的焦距；（2）实验前，为了使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，应将如图乙所示的___________适当向下调节；（3）将蜡烛、凸透镜保持在如图乙位置不动，在___________（填“50cm~60cm”“60cm~70cm”或“0cm~80cm”）刻度之间移动光屏，直至光屏上出现烛焰清晰的像。生活中的___________（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像原理工作的；（4）在（3）的基础上，保持凸透镜位置不动，对调蜡烛和光屏，则光屏上烛焰的像相对烛焰是___________（填“放大”或“缩小”）的。此时小毛将近视眼镜的镜片放在凸透镜与蜡烛之间合适的位置，则应将光屏___________（填“远离”或“靠近”）凸透镜，可使光屏上再次出现烛焰清晰的像。【答案】①很小、很亮的光斑；②光屏；③60cm~70cm；④照相机；⑤放大；⑥远离。【解析】（1）[1]小毛将一束平行于凸透镜主光轴的光线射向凸透镜，调节光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出很小、很亮的光斑，这个光斑叫焦点；此时凸透镜和光屏的位置如图甲所示，可知凸透镜的焦距为f=40.0cm-30.0cm=10.0cm（2）[2]实验前，为了使像成在光屏上，要调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，应将如图乙所示的光屏适当向下调节。（3）[3][4]将蜡烛、凸透镜保持在如图乙位置不动，可知物距大于2倍焦距（成倒立、缩小实像），像距在1倍焦距和2倍焦距之间，即在60cm~

70cm刻度之间移动光屏，直至光屏上出现烛焰清晰的像；生活中的照相机就是利用这一成像原理工作的。（4）[5]在（3）的基础上，保持凸透镜位置不动，对调蜡烛和光屏，根据光路的可逆性，则光屏上烛焰的像相对烛焰是放大的。[6]此时小毛将近视眼镜的镜片放在凸透镜与蜡烛之间合适的位置，因近视眼镜对光线有发散作用，则应将光屏远离凸透镜，可使光屏上再次出现烛焰清晰的像。17.（2023·丹东）小潘同学选用焦距为15cm的凸透镜，做“探究凸透镜的成像规律”的实验。（1）实验在_______（选填“较暗”或“较亮”）的环境中进行，现象更明显；（2）小潘将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度，这样做的目的是使像呈现在____________；（3）小潘将蜡烛放在10cm刻度线处，移动光屏到如图所示位置，光屏上恰好呈现一清晰的像，该像的性质是倒立、_______（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像；（4）保持凸透镜位置不变，小潘将蜡烛移动到25cm刻度线处，若想在光屏上得到清晰的像，应把光屏向_____移动（选填“左”或“右”），像将_______（选填“变大”“变小”或“不变”）；（5）保持凸透镜位置不变，小潘将蜡烛移动到40cm刻度线处，无论怎样移动光屏，在光屏上都找不到清晰的像，当小潘的眼睛在凸透镜的右侧，透过凸透镜观察到烛焰_______、放大的像（选填“正立”或“倒立”），生活中的________就是利用这样的成像原理工作的（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。【答案】①较暗；②光屏中央；③缩小；④右；⑤变大；⑥正立；⑦放大镜。【解析】（1）[1]做“探究凸透镜的成像规律”的实验时，物体和环境的对比度越大，物体越亮，物体成像越清晰，因此实验应该在较暗的环境中进行。（2）[2]为了使像呈现在光屏的中央，实验前，应该调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度。（3）[3]将蜡烛放在10cm刻度线处时，物距根据凸透镜成像规律可知，此时成倒立、缩小的实像。（4）[4][5]保持凸透镜位置不变，将蜡烛移动到25cm刻度线处，则物距变小，根据：成实像时，物近像远像变大规律，要使光屏上成清晰的像，应增大像距，即将光屏右移，此时像将变大。（5）[6]保持凸透镜位置不变，将蜡烛移动到40cm刻度线处，此时物距为根据凸透镜成像规律可知，此时成正立、放大的虚像。放大镜是利用该原理工作的。18.（2023·锦州）小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中。（1）当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时，光屏上出现一个清晰的烛焰的像，这个凸透镜的焦距可能是_________（填选项）：A．5cmB．10cmC．15cmD．20cm（2）小明把蜡烛向右移动一小段距离，发现光屏上烛焰的像变模糊了。他可以将光屏向_________移动或者不移动光屏，将一个度数合适的_________（选填“近视”或“远视”）眼镜的镜片放在凸透镜和烛焰之间，都能让光屏上的像重新变清晰；（3）完成上述探究后，小明把凸透镜换成一块薄玻璃板，透过玻璃板能看到烛焰正立、_________（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像，把光屏移到像所在的位置，直接观察光屏，光屏上_________（选填“有”或“没有”）烛焰的像。【答案】①B；②右；③远视；④等大；⑤没有。【解析】（1）[1]当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，且u=30.0cm>2f①像距f<15.0cm<2f②由①和②得到7.5cm<f<15.0cm这个凸透镜的焦距可能是10cm。故选B。（2）[2][3]凸透镜成实像的条件下，物距变小，像距变大，像变大，小明把蜡烛向右移动一小段距离，物距变小，像距应变大，他可以将光屏向右移动，让光屏上的像重新变清晰。不移动光屏，因凸透镜对光线有会聚作用，可提前像的会聚，故将一个度数合适的远视眼镜的镜片放在凸透镜和烛焰之间，都能让光屏上的像重新变清晰。（3）[4]平面镜成的像与物体大小相等，完成上述探究后，小明把凸透镜换成一块薄玻璃板，透过玻璃板能看到烛焰正立、等大的像。[5]虚像不能成在光屏上，把光屏移到像所在的位置，直接观察光屏，光屏上没有烛焰的像，说明平面镜成的像是虚像。19.（2023·大连）某小组同学要探究“凸透镜成像规律”，实验室中可供选择的器材有：由发光二极管组成的“F”和“T”形光源、凸透镜、光具座、光屏等：（1）他们选择了“F”形光源进行实验，与“T”形光源相比，“F”形光源的好处是：______；（2）将光源、凸透镜和光屏安装在光具座上，点亮光源，移动光屏，光屏上承接到不完整的像，如图所示：这是因为他们遗漏了一个实验步骤，这一步骤是：______；（3）在探究物距大于二倍焦距的成像特点时，改变物距做了三次实验，与做一次实验相比较，做三次实验的好处是：______；（4）完成实验后，同学们发现实验室中还有一个焦距不同的凸透镜，以及凹透镜、硬纸片各一个，他们想利用其中一个器材，采取增加或更换器材的方式对原实验进行拓展。请仿照示例写出两个不同的拓展实验；示例：将凹透镜放在凸透镜与光源之间，研究近视眼的矫正原理；①______；②______。【答案】①“F”形光源不对称，便于比较像相对于物是否左右相反；②调节光源、凸透镜和光屏的中心在同一高度；③使探究结论具有普遍性；④将另一凸透镜放在凸透镜与光源之间，研究远视眼的矫正原理；⑤换另一焦距不同的凸透镜，研究像距与焦距是否有关。【解析】（1）[1]探究凸透镜成像实验过程中，用“F”形光源与“T”形光源相比，好处是可以比较像与物是否左右相反。（2）[2]探究凸透镜成像实验过程中，要使像刚好在光屏的中央，应该使光源、凸透镜和光屏的中心在同一高度，故出现如图所示的情况，应该调节光源、凸透镜和光屏的中心在同一高度。（3）[3]探究凸透镜成像实验过程中，多次实验的目的使寻找实验的普遍规律，使探究结论具有普遍性。（4）[4][5]由于凸透镜对光线具有会聚作用，故可以将另一凸透镜放在凸透镜与光源之间，研究远视眼的矫正原理；换另一焦距不同的凸透镜，研究像距与焦距是否有关。20.（2023·通辽）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）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；（2）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”）；（3）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。此时，用直径相同、焦距更大的凸透镜替换原凸透镜，移动光屏也得到了清晰的像，则此时的像较原来的像__________（选填“变大”“变小”或“不变”）；（4）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。【答案】①玻璃板；②虚像；③投影仪；④变大；⑤左。【解析】（1）[1]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。所以实验中用玻璃板代替平面镜。（2）[2]实像能用光屏承接，虚像不能用光屏承接，光屏上没有承接到A的像，说明成的是虚像。（3）[3]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。[4]当焦距变大时，光线会聚会晚一些，像距变大，所成的像会变大。（4）[5]远视眼镜片是凸透镜，对光线有会聚作用，将其放在中间，成像会往左移动，故将光屏适当向左移动。21.（2023·滨州）某小组在“探究凸透镜成像的规律”的实验中（1）实验前，应先调整烛焰，凸透镜，光屏三者的中心在____________；（2）如图所示，烛焰恰好在光屏上成倒立、______（选填“放大”、“等大”成“缩小”）清晰的实像，这是______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的工作原理；（3）若凸透镜位置不变，调换蜡烛和光屏的位置，______（选填“仍能”或“不能”）在光屏上得到清晰的像，这说明光发生折射时，光路是______的；（4）若保持图中蜡烛、凸透镜的位置不变，只把光屏向右适当调节，光屏上烛焰的像逐渐变得模糊，这与______（选填“近视眼”或“远视眼”）形成原因相同。【答案】①同一高度；②缩小；③照相机；④仍能；⑤可逆的；⑥近视眼。【解析】（1）[1]烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，这样做的目的是：使像成在光屏的中央。（2）[2][3]根据图示可知，当u＞2f时，凸透镜成倒立、缩小的实像，照相机即是应用该原理。（3）[4][5]若将蜡烛和光屏的位置互换，根据光路可逆可知，光屏上仍能得到清晰倒立、缩小的实像。（4）[6]如果保持凸透镜和光屏的位置不变，将蜡烛适当远离凸透镜，发现光屏上烛焰的像变得模糊不清，根据凸透镜成像规律，物远像近像变小，此现象可以体现近视眼的成像情况。22.（2023·凉山州）小丁在探究凸透镜成像规律的实验中：（1）当烛焰、焦距为10cm的凸透镜A位于图甲中位置时，光屏上得到一个清晰的像，该像是一个倒立、___________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像；（2）保持蜡烛位置不变，小丁用焦距为5cm的凸透镜B在原位置替换凸透镜A，要使光屏上仍得到烛焰清晰的像，应该将光屏向___________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜B的方向移动；（3）如图乙所示，蜡烛和凸透镜之间放上近视眼镜，光屏上能得到清晰的像，若取下眼镜，要在光屏上重新得到清晰的像，应将光屏___________（选填“靠近”或“远离”示）凸透镜。【答案】①缩小；②靠近；③靠近。【解析】（1）[1]由图甲可知，此时物距大于像距，故由凸透镜成像的规律可知，此时凸透镜所成的像为倒立、缩小的实像。（2）[2]用焦距为5cm的凸透镜B在原位置替换凸透镜A后，凸透镜对光的偏折能力增强，此时光线会聚点将位于光屏左侧，故要使光屏上仍得到烛焰清晰的像，应将光屏向靠近凸透镜B的方向移动。（3）[3]近视眼镜对光线具有发散作用，取下眼镜后，光线会聚点将向靠近凸透镜的方向移动，故要在光屏上重新得到清晰的像，应将光屏靠近凸透镜。23.（2023·泸州）小明在探究凸透镜成像规律时，安装好器材，调节蜡烛、凸透镜与光屏在如图所示的位置，在光屏上得到清晰的像，则凸透镜的焦距为_________cm。固定凸透镜位置，他将蜡烛移到15cm刻度处，为了在光屏上得到清晰的像，接下来小明应该进行的操作是________________；生活中应用这一规律的光学器材是________。【答案】①10.0；②将光屏向左移动适当距离；③照相机。【解析】[1]由图可知，此时物距和像距的关系是u=v=20.0cm根据u=v=2f成倒立等大的实像，所以，该凸透镜的焦距为f=10.0cm[2][3]将蜡烛移到15cm刻度处，此时u=50cm-15cm=35cm＞2f根据u＞2f，2f＞v＞f成倒立缩小的实像，所以，为了在光屏上得到清晰的像，接下来小明应该进行的操作是将光屏向左移动适当距离，照相机就是利用此原理制成的。24.（2023·重庆B）在“探究凸透镜成像的规律”实验中：（1）小宇先将蜡烛、光屏安装在凸透镜两侧，然后点燃蜡烛，并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在______；（2）实验所用凸透镜焦距，移动蜡烛、凸透镜及光屏位置到如图所示时，恰能在光屏上得到一个清晰、倒立、______的实像，生活中的______是利用该成像规律制成的。【答案】①同一高度；②缩小；③照相机。【解析】（1）[1]探究凸透镜成像的实验时，要调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中央位置。（2）[2][3]凸透镜的焦距是10cm，由图可知物距为50.0cm-20.0cm=30.0cm此时物距大于2倍焦距，成倒立缩小的实像，照相机应用此原理制成的。25.（2023·安徽）某小组探究平面镜和凸透镜成像的特点，将光源和光屏分别竖直放置在水平光具座上的A、C位置，B是AC的中点，如图1所示。在AB之间朝向A观察，看到的光源形状如图2中的甲所示。（1）在B处竖直放置一块平面镜，镜面朝向光源，小丽在AB之间观察平面镜中的像，小明在BC之间观察光屏。此后，小亮将平面镜更换为一个凸透镜，恰能在光屏上成等大的像，他在BC之间观察光屏上的像。上述实验过程中，小丽、小明和小亮观察到的分别是图2中的______（选填“①”“②”“③”或“④”）；①甲、丙、戊②乙、丙、丁③乙、乙、丁④乙、乙、戊（2）小亮继续实验，要在光屏上得到一个缩小的像，可保持光源位置不变，将凸透镜向______（选填“A”或“C”）移动，并调节光屏的位置直到呈现清晰的像。【答案】①②；②C。【解析】（1）[1]平面镜成像原理是光的反射，成正立、等大的虚像，虚像与物体左右相反。所以小丽在AB之间观察平面镜中的像，由于光的反射，看到的像是图乙；小明在BC之间观察光屏，由于虚像不能用光屏承接，所以小明在光屏上看不到像，如图丙；在B点放置凸透镜，此时u=v=2f在光屏上成倒立、等大的实像，且左右相反，小亮观察到的像如图丁，故②符合题意，①③④不符合题意。故选②。（2）[2]根据凸透镜成像特点可知，要在光屏上得到一个缩小的像，物距u>2f，光源位置不变，需将凸透镜向C移动，并调节光屏的位置直到呈现清晰的像。26.（2023·福建）在探究凸透镜成像规律的实验中：（1）如图甲所示，用平行光测出凸透镜的焦距为________cm。（2）将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平光具座上，调节烛焰、凸透镜和光屏三者中心在________。（3）调节蜡烛、凸透镜和光屏至图乙所示的位置，则烛焰在光屏上成倒立、________的像。根据这一成像特点，可制成__________。（4）若要使光屏上的像变小，应使蜡烛与凸透镜的距离变_________，再调节光屏位置。【答案】①12.5（12.3~12.7均可）；②同一高度；③缩小；④照相机；⑤大。【解析】（1）[1]平行光线经凸透镜折射后变成会聚光线，说明凸透镜对光线有会聚作用；由图知，光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点处，焦点到光心的距离为12.5cm-0.00cm=12.5cm，则凸透镜的焦距是12.5cm，因为最后一位小数是估读的，所以范围在12.3~12.7cm均可。（2）[2]调整烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，是为了使像能够成在光屏中央。（3）[3][4]将点燃的蜡烛和光屏分别放在如图所示的位置，物距大于像距，所以像的性质是倒立的缩小的实像，是照相机的成像特点。（4）[5]物远像近像变小，所以要使光屏上的像变小，应使蜡烛与凸透镜的距离变大，再调节光屏位置。27.（2023·河南）在“探究凸透镜成像的规律”实验中：（1）小强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，能看见正立、放大的像。由此猜想：凸透镜成像的特点可能与________有关；（2）在光具座上，将蜡烛、光屏安装在凸透镜两侧，调节三者的高度时，_______（选填“需要”或“不需要”）点燃蜡烛；调节高度的目的是使像能呈现在_________；（3）实验中，当蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上承接到蜡烛清晰的像（像未画出），这个实验现象可以说明________（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）的成像特点。【答案】①物距；②需要；③光屏中央；④照相机。【解析】（1）[1]观察远近不同的物体，小强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）[2][3]实验时需要调整烛焰的中心、透镜的中心和光屏的中心在同一高度，为了确定烛焰的中心，需点燃蜡烛，使烛焰的像成在光屏中央。（3）[4]实验中，当蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示，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，照相机就是利用此原理制成的。28.（2023·北京）在探究凸透镜所成实像的高度与物距、焦距的关系时，三个小组的同学用高度相同的发光体以及焦距不同的凸透镜等器材进行了实验，部分实验数据如表中所示。表1（f₁=5cm）物距u/cm像高h/cm115172.5400.9表2（f₂=8cm）物距u/cm像高h/cm243361.7401.5表3（f₃=10cm）物距u/cm像高h/cm254283.3402（1）由表中数据可知：物体高度、凸透镜焦距一定时，物距变大，所成实像高度的变化情况是：________；物体高度、物距一定时，凸透镜焦距变大，所成实像的高度变化情况是：________。（2）讲台上有一发光体，同学们利用凸透镜和光屏观察发光体在各自光屏上所成的像，小京所用凸透镜离发光体较近，小强所用凸透镜离发光体较远，发现两人光屏上呈现的像的高度相等，则小京所用凸透镜的焦距________小强所用凸透镜的焦距。（选填“大于”“等于”或“小于”）【答案】①变小；②变大；③小于。【解析】（1）[1]表1中，凸透镜焦距不变f₁=5cm，物距11cm、17cm、40cm不断增大，像高5cm、2.5cm、0.9cm逐渐减小；同理表2中、表3中也可看出物体高度、凸透镜焦距一定时，物距变大，所成实像高度变小；[2]观察三个表中的最后一项，凸透镜焦距变大5cm、8cm、10cm，物距不变都是40cm，像高变大0.9cm、1.5cm、2cm。（2）[3]同一个物体，两个凸透镜所成像的高度相等，离物体近的透镜对光的折射能力强，焦距短，所以小京所用凸透镜的焦距小于小强所用凸透镜的焦距。B组（限时针对训练）1.小红和家人一起乘高铁去旅行，进站时要进行身份验证，她发现屏幕上的头像较小，不能完成人脸识别，后来在工作人员的指导下顺利完成了识别。她了解到屏幕上的头像是通过摄像头内的凸透镜形成的，于是带着兴趣进行了以下实验。（1）小红将蜡烛、凸透镜、光屏安装在光具座上并靠在一起，点燃蜡烛，调整烛焰、透镜和光屏的中心大致在___________；（2）如图甲所示，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，光屏上的像是___________（选填“镜面反射”或“漫反射”）形成的，保持凸透镜位置不变，若将蜡烛向右移动少许，则应将光屏向___________（选填“左”或“右”）移动才能再次在光屏上成清晰的像，此时的像变大；（3）根据以上实验，小红进行人胎识别时，为使屏幕上的头像变大，她应该___________（选填“靠近”或“远离”）镜头；（4）在图乙所示位置时，烛焰也在光屏上成清晰的像，这个像是倒立、___________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像，由此可知凸透镜的焦距为___________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]将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调整烛焰、凸透镜和光屏的中心与中心大致在同一高度，其目的是使像成在光屏中央。（2）[2]如图甲所示，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，光屏上的像是从各个方向都能观察得到，所以是漫反射形成的。[3]根据“凸透镜成实像时物近像远像变大”的规律可知，若将蜡烛向右移动少许，物距变小，像距会变大，则应将光屏向右移动才能再次在光屏上成清晰的像。（3）[4]根据“凸透镜成实像时物近像远像变大”的规律可知，小红进行人胎识别时，为使屏幕上的头像变大，她应该靠近镜头。（4）[5][6]当u=v=2f，成倒立、等大的实像，所以烛焰在光屏上成倒立、等大的实像；此时物距为20.0cm，由此可知凸透镜的焦距为10.0cm。2.在利用光具座“探究凸透镜成像规律”的实验中：（1）如图甲所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图可知，该凸透镜的焦距是______cm。（2）调整后，把烛焰放在距凸透镜16cm处时（如图乙），在凸透镜另一侧前后移动光屏，会在光屏上得到一个倒立、______的实像；其中______（填光学仪器名称）

就是利用这一成像规律工作的。如将蜡烛远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向______（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动。（3）小明实验后对“凸透镜的焦距可能与哪些因素有关”产生了浓厚的兴趣。①小明回忆了物理课上曾经做过的光的______实验，猜想凸透镜的焦距可能与色光的颜色有关，其中______光（填“红”或“紫”）通过同一凸透镜的焦距大。②小明又根据人眼看远近处物体时眼球的厚度（中间比边缘厚的程度）不同，猜想凸透镜的焦距可能与凸透镜的厚度有关。于是他用同一束平行于主光轴的光分别经过材料相同但厚度不同的凸透镜A、B、C，并得到如图所示的光路图。根据此实验现象可知，对光线会聚能力最强的是透镜______。（选填A、B或C）。③小明猜想凸透镜的焦距还可能与制作凸透镜的材料有关，请你帮小明设计一个实验方案验证该猜想，在下面写出实验的简要做法及如何判断。简要做法：______如何判断：______。【答案】11.0；放大；幻灯机；靠近；色散；红；C；用太阳光聚焦法分别测量三只外观相同，分别由玻璃、水晶、塑料制成的凸透镜的焦距，进行比较；三种材料制成的老花镜的焦距不相同，说明凸透镜的焦距与制作凸透镜的材料有关。【解析】(1)甲图中，在光屏上形成一个最小、最亮的光斑是焦点。焦点到光心的距离是焦距，由图可知，该凸透镜的焦距是11.0cm。(2)调整后，把烛焰放在距凸透镜16cm处时，此时2f＞u＞f，由凸透镜成像规律可知，在光屏上得到一个倒立、放大的实像，幻灯机或投影仪就是利用这一成像规律工作的。如将蜡烛远离透镜，物距增大，则应减小像距，所以光屏应向靠近凸透镜的方向移动。(3)①根据光的色散实验现象可以得出，红光被偏折的程度小，紫光被偏折的程度大，当红光和紫光分别平行射向相同的凸透镜时，红光的会聚点，也就是红光的焦点距离透镜远，而紫光的焦点离透镜近，所以红光的焦距大。②由图知，当凸透镜越厚时，折光能力越强，焦距也就相对越短，C是最厚的，所以C对光线会聚能力最强。③用太阳光聚焦法分别测量三只外观相同，分别由玻璃、水晶、塑料制成的凸透镜的焦距，进行比较。三种材料制成的凸透镜的焦距不相同，说明凸透镜的焦距与制作凸透镜的材料有关。3.小梁“探究凸透镜成像规律”的实验时：所使用的凸透镜焦距是15cm。(1)如图所示，分别放置蜡烛、凸透镜和光屏，下列说法正确的是_____（填字母）；A．将三者中心调至同一直线B．将三者中心调至同一高度(2)当把凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm刻度线位置时，光屏应在______（选填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域内左右移动，才能在光屏上得到清晰的像。若得到清晰的像后，只将光屏和蜡烛的位置对调，则像的大小将_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）；(3)当屏上的像清晰时，小梁把自己的近视眼镜放在凸透镜和蜡烛之间，光屏上的像变得模糊不清，她应该向______凸透镜方向移动光屏（选填“靠近”或“远离”），可再次得到清晰的像，当凸透镜成实像时，物距增大，像距会_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；(4)

蜡烛逐渐燃烧变短时，光屏上烛焰的像随之_______（选填“上升”、“下降”或“不变”）。【答案】B；II；变大；远离；减小；上升。【解析】(1)[1]实验时要把凸透镜置于蜡烛和光屏中间，并调节凸透镜、光屏、烛焰的高度，使它们的中心大致在同一高度处，故选B。(2)[2]凸透镜焦距是15cm，当把凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm刻度线位置时，物距为50cm-15cm=35cm大于2倍焦距，所以此时成倒立缩小的实像，像在1倍和2倍焦距之间，即光屏应在II区域内左右移动，此时成的是倒立、缩小的实像。[3]若得到清晰的像后，只将光屏和蜡烛的位置对调，根据光路可逆可知，此时成的是倒立、放大的实像，像的大小变大。(3)[4]近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，把自己的近视眼镜放在凸透镜和蜡烛之间，由于凹透镜的发散作用，像会远离凸透镜，所以应该向远离凸透镜的方向移动光屏。[5]当凸透镜成实像时，物距增大，像距变小。(4)[6]凸透镜成倒立的实像，蜡烛由于燃烧逐渐变短，相对于凸透镜向下移动，所以像逐渐向上移动。4.小华同学在探究“凸透镜成像规律”的实验中。（1）将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧，并将烛焰、凸透镜和光屏的中心调整到______；（2）小华为了准确的知道凸透镜的焦距，找到了平行光源，进行了如图甲所示的实验。根据实验现象可知，该凸透镜的焦距是______cm；（3）将凸透镜固定在图乙中的光具座上，位于50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧。小华将蜡烛移至35cm刻度线处，移动光屏，直到光屏上出现了烛焰清晰的像，则该像是倒立、______的实像，______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）利用了这条规律。【答案】同一高度；10.0；放大；投影仪。【解析】（1）[1]组装和调试实验装置时，应使凸透镜和光屏的中心跟烛焰中心大致在同一高度，目的是使像成在光屏中央。（2）[2]平行光正对凸透镜照射，光屏上出现了最小最亮的光斑，凸透镜与光屏间的距离为焦距，故凸透镜焦距是10.0cm。（3）[3][4]如图乙所示，物距为15cm大于1倍焦距小于2倍焦距，所成的像是倒立、放大的实像，利用此成像规律的是投影仪。5.某小组在“探究凸透镜成像的规律”的实验中：（1）实验前，要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在。（2）通过调整，恰好在光屏上得到烛焰等大的像，如图，则所用凸透镜的焦距是cm。（3）在图中，把蜡烛向左移动15cm，凸透镜的位置不变，应把光屏向（选填“左”或“右”）适当调节才能在光屏上得到烛焰清晰倒立、（选填“放大”、“缩小”或“不变”）的实像。（4）在探究凸透镜成实像的过程中，他们又尝试用白纸遮挡住凸透镜的一半，发现在光屏上（选填“仍能”或“不能”）形成烛焰完整的像。【答案】同一高度；10；左；缩小；仍能。【解析】（1）[1]实验前，要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度，保证像成在光屏正中央。（2）[2]恰好在光屏上得到烛焰等大的像，说明物距等于像距等于两倍的焦距，而此时的物距为20cm，故焦距为10cm。（3）[3][4]把蜡烛向左移动15cm，物体远离凸透镜，像靠近，故光屏需要向左移动；此时物距为35cm，大于两倍的焦距，故成的是倒立的缩小的实像。（4）[5]用白纸遮挡住凸透镜的一半，烛焰的光线通过凸透镜的下半部分发生折射，仍然能够成完整的像。6.（2022·江西省）物理创新实验小组的同学探究凸透镜成像的规律。【实验器材】蜡烛、凸透镜、光屏、光具座等【进行实验与收集证据】（1）测焦距：如图所示，让凸透镜正对着太阳光，在它的另一侧找到最小最亮的光斑，说明凸透镜对光具有______作用，该凸透镜的焦距为______cm；（2）组装实验装置：将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，并对三者进行调节、如图所示，是他们分别调节完的实验装置，其中调节正确的是______装置（填写字母序号），理由是______，使像清晰地星现在光屏的中央；A.B.CD.（3）设计实验表格：请将表格中①和②的内容补充到横线上：①______②______；物距u跟焦距f的关系像的性质①大小②【分析与论证】略【拓展】在实验过程中，光屏上呈现了一个清晰的像，此时，某同学将焦距相同、直径更大的凸透镜替换原凸透镜，则光屏上呈现的像比原来的像______（选填“更大”、“更小”或“更亮”）。【答案】①会聚；②5；③D；④烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度；⑤虚或实；⑥倒立或正立；⑦更亮。【解析】（1）[1]测焦距：如图所示，让凸透镜正对着太阳光，在它的另一侧找到最小最亮的光斑，太阳光折射后比折射前更集中，说明凸透镜对光具有会聚作用。[2]光斑的位置即为焦点的位置，焦点到光心的距离为焦距，故该凸透镜的焦距为5cm。（2）[3][4]为了能使像始终成在光屏的中央，实验前，应该将将烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致调节在同一高度上，故ABC错误，故D正确。故选D。（3）[5][6]由凸透镜成像规律得，像有实像和虚像之分，像有放大和缩小之分，像有倒立和正立之分。设计实验表格：请将表格中①和②的内容补充到横线上：①虚或实②倒立或正立。[7]某同学将焦距相同、凸透镜的折光能力没变，物距不变，成像的位置不会变，像的大小不变，但直径更大的凸透镜替换原凸透镜，折射后的成像光线比原来多，则光屏上呈现的像比原来的像更亮。7.（2022·山东临沂）用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像规律时，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，并将凸透镜固定在50cm刻度线处。（1）点燃蜡烛，调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在______；（2）当蜡烛和光屏的位置如图所示时，光屏上承接到烛焰清晰的像。应用了此成像特点的是______（选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”）；（3）