实验之探究凸透镜成像的规律-2025年中考物理题型专项复习（原卷版）

实验3探究凸透镜成像的规律

/"必题]识"麒

、凸透镜成像的规律

1.凸透镜成像规律：

如图是常见凸透镜成像规律光路图，详见下表（1）。

表（1）凸透镜成像规律表

成像条件物距（U）成像的性质像距（V）应用

u>2f倒立、缩小的实像照相机（图a）

u=2f倒立、等大的实像v=2f图d

f<u<2f倒立、放大的实像v>2f投影仪（图b）

u=f不成像射出的是平行光线

0<u<f正立、放大的虚像放大镜（图c）

a.u>2fb.f<u<2f

A

:[____—♦21»•q

c.O<u<fd.u=2f

凸透镜成像光路图

2.凸透镜成像的规律口诀

规律1:当物距大于2倍焦距时,则像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像。此

时像距小于物距，像比物小，物像异侧。应用:照相机、摄像机。

规律2:当物距等于2倍焦距时，则像距也在2倍焦距，成倒立、等大的实像。此时物距等于

像距，像与物大小相等，物像异侧。应用:测焦距。

规律3:当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时，则像距大于2倍焦距，成倒立、放大的实

像。此时像距大于物距，像比物大，物像异侧。应用:投影仪、幻灯机、电影放映机。

规律4:当物距等于1倍焦距时，则不成像，成平行光射出。

规律5:当物距小于1倍焦距时，则成正立、放大的虚像。此时像距大于物距，像比物大，物像

同侧。应用:放大镜。

二、探究凸透镜成像的规律

【实验目的】透镜凸透镜成像规律。像与物的大小关系、物距变化成像规律变化、像的虚实。

【实验器材】凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴等。

【实验步骤】

1、按图组装器材。调整蜡烛、凸透镜、光屏在同一水平线上。

|IlJiIinrri।iHIiiit|in।iiniiiIHI।iirnii।ri|iiirpi।ir

OcmlO2030405060708090100

2、将蜡烛放在远处(此时u>2f),移动光屏直至在光屏上成清晰的像；观察像的大小、正立还

是倒立，并测量物距和像距；数据记录实验表格。

3、将蜡烛往凸透镜方向移动，使2f>u>f,移动光屏直至在光屏上成清晰的像；观察像的大小、

正立还是倒立，并测量物距和像距；数据记录实验表格。

4、将蜡烛继续往凸透镜方向移动，使11=6移动光屏，看能否成像。

5、将蜡烛继续往凸透镜方向移动，使u<f,移动光屏，看在光屏上能否找到像。

6、实验表格

像的性质

物距与焦距关系物距(cm)像距(cm)

大小正倒虚实

u>2f

u=2f

2f>u>f

u二f

u<f

7、整理器材。

【实验结论】等大、等距、对称、反向、虚像。

像的性质应用

物距像距（cm）

大小正倒虚实

u>2f缩小倒立实像2f<v<f照相机

2f>u>f放大倒立实像v>2f投影仪

u<f放大正立虚像—放大镜

为"考查明星"探究

[例题1]（2024•日照）小明在光学学习中，对色彩斑斓的光学世界产生了浓厚的兴趣，他认识到熟

练掌握物、像联动，并用其规律解决实际问题的意义，于是他进行了如下的探索:

珏*光源

:.

二

王

尚g投影片

凸透循

甲乙

丙

凸透镜

蜡烛

|llll|llll|llll|lllipill|llll|llll|llll|llll|llll|llll|llll|llll|llll|llll|lllipiii|illl|illi|iili|

Dcml。2。3。，Q506070SO90100

光具座

T

（1）如图甲，在探究平面镜成像的特点时，用透明玻璃板代替平面镜的目的是

;如果在图中玻璃板与蜡烛的像之间平行于玻璃板放一块不透明的白色光屏，那么在光屏上

（选填“能”或“不能”）看到像。

（2）如图乙，平行光线经过该透镜后将会被（选填“发散”或“会聚”），这样的透镜

可用于矫正（选填“近视眼”或“远视眼”）。

（3）生活中经常看到的投影灯，其内部结构如图丙所示。图中凸透镜的焦距为50mm,则投影片

到凸透镜的距离范围应为o

（4）在探究照相机原理时，小明将焦距为10.0cm的凸透镜A放置在如图丁所示的位置，向左移

动光屏，在光屏上看到了清晰的像。他又将凸透镜A更换成一个焦距为&0cm的凸透镜B,其它

要素不变，发现光屏上的像变模糊了。他认为此现象与（选填“近视眼”或“远视眼”）

的成因相似，为了使光屏上的像恢复清晰，可将光屏向（选填“靠近”或“远离”）凸

透镜的方向移动。

（5）若保持图丁中凸透镜B和蜡烛的位置不变，继续实验，撤掉光屏，换成凸透镜A,并移动

到光具座66cm刻度处，从A的右侧向左看，在透镜A中也能看到清晰的像，这个像是

（选填“实”或“虚”）像。

[例题2]（2024•绥宁县模拟）某学习小组“探究凸透镜成像的规律”，进行了如下操作：

^v/cm

口

rmH3rHTIrrHH

lI-I

305o'T9O

2060so

乙

（1）通过探究，记录并绘制了物距U与像距V之间的关系图象，如图甲所示，则该凸透镜的焦距

是cm；

（2）当蜡烛放在如图乙所示位置时，调节光屏，可在光屏上得到一个倒立的实像，生活中的—

（选填“照相机”“投影仪”、“放大镜”）就是利用这样的成像原理工作的；

（3）若将透镜的上半部分用不适明的纸板挡住，则光屏上（选填“能”或“不能”）成完

整的像；

（4））在图乙中，小明借来物理老师的眼镜将其放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原本清晰的

像变模糊了，向右移动光屏，光屏上的像又变清晰，说明老师戴的是（选填“近视”或

“远视”）眼镜。

[例题3]（2024•中山区一模）小明发现用凸透镜看远处物体时，可以看见倒立、缩小的像；而用该

凸透镜看自己的指纹时，能看见正立、放大的像。由此猜想：凸透镜成像的虚实、大小和倒正

可能与物距有关。为了验证此猜想他找来一些器材：带刻度尺的光具座、焦距为15cm的凸透

镜、光屏、蜡烛和火柴等。

（1）实验前，小明调节、凸透镜、光屏的中心在同一高度，这样做的目的是

（2）保持凸透镜位置不变，将蜡烛从0cm刻度线处逐渐移动至35cm处过程中时，发现在光屏上

成的像由倒立缩小变为倒立放大，则说明凸透镜成像的与物距有关；

（3）保持凸透镜位置不变，继续向右移动蜡烛，发现光屏上出现一个大小变化的圆形光斑，且无

论怎样移动光屏都在光屏上看不到烛焰的像,如图所示，则需要进一步在（填"A”或"B”）

处观察到是否有烛焰的像；接着将光屏放到像的位置，眼睛直视光屏看不到像，则说明此时成的

是像，进一步说明凸透镜成像的虚实与物距有关；通过上述探究过程，小明终于明白了凸

透镜成像的虚实、大小和倒正与物距有关。

“XOcmlO2030J40506I070L8090100、

（4）同组小亮认为：凸透镜成实像时，不但像与物上下是颠倒的，而且左右也是相反的。请你设

计一•种简单的方法验证小亮的观点是否正确_______________________________________________

123"命题热点"突破

1.（2024•南充）如图所示，某同学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。

i|iiii|llil|ilil|illi|iiiipn

cm102030△△△△

图甲图乙图丙

（1）如图甲所示，一束平行于主光轴的光射向水透镜，在光屏上得到一个最小光斑，则此时水透

镜的焦距为cm；

（2）该同学移动蜡烛，水透镜和光屏至图乙所示位置时，恰能在光屏上看到清晰（选

填“放大”“等大””缩小的像，若仅将蜡烛与光屏位置对调，则在光屏上（选填“能”

“不能”）看到清晰的像；

（3）在（2）中将蜡烛与光屏位置对调后的场景下，该同学取了一幅眼镜给水透镜“戴上”，如图

丙所示，发现光屏上的像变模糊，当往水透镜中加入适量的水后，发现烛焰的像再次变得清晰，

由此判断该眼镜是眼镜（选填“近视”“远视”）。

（2024•武汉）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。

（2024•陕西）如图-1,是小明做“探究凸透镜成像的规律”的实验装置。

（1）实验时，调节烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心在同一高度，其目的是

（2）固定凸透镜的位置，将蜡烛放在距离凸透镜较远处，此时应移动________直至出现最清晰

的像，记录物距、像距、像的性质。

（3）改变物距，重复上述操作，多次实验，将实验数据记录在表中。

凸透镜的焦距：f=5.0cm

实验次数物距/cm像距/cm像的性质

正立或倒立放大或缩小虚像或实像

118.06.9倒立缩小实像

210.010.0倒立等大实像

37.017.7倒立放大实像

44.0/正立放大虚像

分析数据可知：当物距大于凸透镜焦距时，物距减小，像距o

（4）当光屏上出现清晰的像时，小明不小心用手指尖遮挡住了凸透镜的一部分，这时光屏上一

（选填“仍能”或“不能”）成烛焰完整的像。

（5）实验中，小明将自己的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原来清晰的像变模糊。将光

屏适当靠近凸透镜后，光屏上再次出现清晰的像，由此可判断小明佩戴的是（选填”近

视”或“远视”）眼镜。

（6）如图-2,当无人机在高空拍摄地面场景时，所成的像最靠近图-3中凸透镜主光轴上的—

（选填“a”“b”“c”或“d”）点。

（7）生活中常用的放大镜应用了表中第次实验的成像规律。

4.（2024•南安市校级模拟）用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验，图甲中一束平行

光射向凸透镜，光屏上得到一个最小、最亮的光斑（未画出）。

甲乙

（1）图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像（未画出），则该像是倒立、的实像。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制成的。

（2）若在图乙中将凸透镜移到55cm刻度线处，则将光屏移动到cm刻度线处，可以再

次看到清晰的像。如果用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住，则光屏上所成的像是

—=（选填"不完整的像”、“完整的像”、“完整的像但较暗”）

（3）若在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气，发现光屏上“烛焰尖部”

变模糊，则将光屏向（选填“左”或“右”）移动“烛焰尖部”又会变清晰。

（2024•佛冈县校级二模）同学们利用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律。

（1）组装器材时要求烛焰、透镜和光屏的中心在同一高度，目的是

（2）向水透镜中注入水，如图甲所示，在光屏上能看到清晰的像，此像是（选填“放

大”“缩小”或“等大”）、倒立的；此时若仅将蜡烛与光屏的位置对调，则在光屏上（选

填“能”或“不能”）看到清晰的像;

（3）继续注水，要使像清晰，可将光屏靠近透镜，由此说明注水越多，水透镜的焦距越；

（4）在图甲所示的实验场景下，同学们把眼镜放在蜡烛和水透镜之间，如图乙所示，光屏上的像

变模糊了；当从水透镜中抽出适量的水后，发现像再次变得清晰，由此判断该眼镜是

（选填“近视镜”或“远视镜”），如果不抽水，将光屏向（选填“左”或“右”）移动，

也能在光屏上看到清晰的像；

（5）如图丙是航天员王亚平在太空授课时做水球实验的情形，此时的水球相当于一个凸透镜，此

时的成像原理与（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）相同。

（2024•南山区校级三模）创新活动中，小明自制了一台简易照相机模型，如图甲所示。模型由

两个纸筒M、N组成，M正好套在N的外面，并能进行抽拉。在纸筒M的一端贴上胶片，凸

透镜（焦距为10cm）固定在纸筒N的一端。然后小明与同学们一起利用自制照相机模型研究

照相机的成像原理，如图乙所示，将此模型和LED灯制成的发光体（物高H=4cm）固定在光

具座上进行实验，并将每次实验测得的物距u、像距V、成像情况等分别记录在表格中。

黑

瞰

Ir黑联M

-Hll

UII)I111)ll

Xl(x)

z

实验序号物距u/cm像距v/cm像高h/cm

130.015.02.0

235.014.01.6

350.012.51.0

（1）制作LED灯的主要材料是（选填“导体”“半导体”或“超导体”）；

（2）由实验数据可知，当被拍摄的物体靠近照相机镜头时，成的像将（选