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2023-2024人教版八年物理上册同步学讲练测学案（全国通用）
第五章 透镜及其应用 专题5.3 凸透镜成像的规律
1.理解凸透镜成像的规律。
2.知道凸透镜所成像的正倒、大小、虚实与物距的关系。
3.了解凸透镜在生活的应用
阅读本节课教材，参考教材完成教师给出的知识点问题的填空：
知识点1.凸透镜成像的规律
成像条件物距（u） 成像的性质 像距（v）
u﹥2f _____、_____的实像 f_____ 倒立、等大的实像 v=2f
f﹤u﹤2f 倒立、放大的实像 _____
u=f _____
0﹤u﹤f _____、_____的虚像
温馨提醒：对凸透镜成像规律的深刻理解
（1）焦点是成虚像和实像的_____。物体在焦点以外时，在另一侧光屏上一定成_____像；物体在焦点以内时，一定在同侧成_____像。
（2）2f是成放大或缩小实像的分界点。U=2f时，所成实像与物体_____；u＞2f时，所成实像是_____的；f＜u＜2f时，所成实像是_____的。
（3）凸透镜成像时，物距u越小，像_____，像距v也_____；物距u越大，像_____，像距v也_____。
（4）根据u和v的关系，也能判断出像的性质。当u＞v时，像比物_____；当u=v时，像和物大小_____；当u＜v时，像比物_____。
（5）凸透镜所成实像都是_____的，所成虚像都是_____的。
（6）可以这样记忆理解：实像倒，位异侧；虚像正，位同侧；一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；物体移向凸透镜，实像变远且变大，虚像变近且变小。
知识点2.凸透镜成像的规律的应用
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 fu=2f 倒立、等大的实像 v=2f _____
f﹤u﹤2f 倒立、放大的实像 v>2f _____
u=f 不成像 _____
0﹤u﹤f 正立、放大的虚像 _____
【例题】（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（f =5cm）
物距u/cm 像高h/cm
11 5
17 2.5
40 0.9
表2（f =8cm）
物距u/cm 像高h/cm
24 3
36 1.7
40 1.5
表3（f =10cm）
物距u/cm 像高h/cm
25 4
28 3.3
40 2
（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”）
【演练1】（2022湖北宜昌）如图所示是一种常见的投射灯，它的成像镜头可简化为一一个凸透镜，能把投影片ab投射到地面，下图中能正确反映其成像原理的示意图是（　　）
A.
B.
C.
D.
【演练2】（2023广西）小明用自制的“水凸透镜”探究凸透镜成像规律，当蜡烛、“水凸透镜”和光屏位于如图所示的位置时，光屏上呈现烛焰清晰的像，下列说法正确的是（　　）
A. 此时成像特点与照相机的相同
B. 此时“水凸透镜”的焦距为15.0cm
C. 调节“水凸透镜”的厚度可改变其焦距
D. 蜡烛燃烧变短，光屏上的像会向上移动
【演练3】做凸透镜成像实验时，将光具座上的蜡烛、凸透镜、光屏如图放置，光屏上呈现清晰的像。下列说法正确的是（　　）
A. 屏上的像是倒立放大的
B. 该凸透镜的焦距可能是8cm
C. 先向右移动光屏，再移动凸透镜到某位置一定能在光屏上看到清晰的像
D. 只将蜡烛向左移动一段距离，放上远视眼镜可在屏上再次看到清晰的像
【演练4】在“探究凸透镜成像规律”实验中，有如下操作：
（1）实验前，小刚利用“平行光聚焦法”（如图甲所示）粗略测出凸透镜的焦距。焦距越小，凸透镜对光的会聚作用越_____（选填“强”或“弱”）；
（2）小刚将（1）中测过焦距的凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙所示，欲使光屏上成一个清晰的实像，应将光屏________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜；
（3）通过步骤（2）的调整，光屏上出现了清晰的像后，某同学将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上的像变模糊了，此时他应将蜡烛_________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜，光屏上才能再次成清晰的像。
1.凸透镜成像规律理解口诀
一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小。
实像总是异侧倒；物近像远像变大。
虚像总是同侧正；物近像近像变小。
像的大小像距定；像儿跟着物体跑。
（满分100分，答题时间60分钟，根据下面给出的试题答案与解析自测自评）
一、选择题（本题有3小题，每小题10分，共30分）
1. 如图所示，这款“自拍神器”可三脚架支撑可伸缩可折叠，还可手持蓝牙遥控器拍照，为人们外出旅游拍照带来极大便利。下列关于利用自拍杆拍照的说法，错误的是（　　）
A. 增大物距，减小像的大小，从而增大取景范围
B. 用蓝牙遥控器遥控拍照，是利用了电磁波传递信息
C. 某同学照了半身像后，想拍全身像，他应该远离自拍杆
D. 某同学照了全身像后，想拍半身像，他应该远离自拍杆
2．如图所示，烛焰在光屏上刚好成清晰的像。透镜不动，将蜡烛移至40cm刻度处，移动光屏，在光屏上能观察到（　　）
A．倒立、缩小的实像 B．倒立、放大的实像
C．正立、放大的实像 D．光屏上不能呈现像
3. （2022河北省）小明利用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。将蜡烛放在凸透镜左侧适当位置，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的像，分别测出物距u和像距v，实验数据如下表。下列说法正确的是（　　）
实验次数 1 2 3 4 5
物距u/cm 60 30 20 15 12
像距v/cm 12 15 20 30 60
A. 该凸透镜的焦距为20cm
B. 从第1次实验到第5次实验，成在光屏上的像越来越大
C. 当u=45cm时，移动光屏，可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像
D. 第5次实验后，在贴近凸透镜左侧放一眼镜片，向右移动光屏，能在光屏上成清晰的像，则眼镜片对光起会聚作用
二、填空题（本题有6小题，16个空，每空3分，共48分）
1. （2022江苏徐州）在探究凸透镜成像的规律时，实验室应保持较_____的环境（填“亮”或“暗”），为了判断光屏上的像是否最清晰，需要________移动光屏，观察像是否变模糊。如图所示位置光屏上成清晰的像，则像的大小比烛焰_________。
2. （2022江苏无锡）用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律，当点燃的蜡烛、凸透镜、光屏置于光具座上如图所示的位置时，光屏上呈现烛焰的倒立、______的实像，若此时将光屏移走，烛焰通过凸透镜_______（选填“能”或“不能”）成实像，将蜡烛移至光具座上40cm处，人站在光屏一侧，通过凸透镜可以看到一个_______、放大的“烛焰”。
3．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将凸透镜正对着太阳，在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为　 　cm；若将一个物体放在此透镜前40cm处，可在透镜另一侧光屏上得到一个倒立　 　（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。
4．小亮利用图示装置“探究凸透镜成像规律”，所用凸透镜的焦距为8cm。小亮将凸透镜固定在光具座上40cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上10cm刻度线处，移动光屏直至光屏上呈现出烛焰　 　（选填“正立”或“倒立”）、　 　（选填“放大”或“缩小”）的实像，这一原理应用在　 　（选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”）上。
5. （2022云南）某小组利用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律，此时光屏上呈现了烛焰清晰的像，该像是倒立、______的实像（选填“放大”或“缩小”），该成像特点是_______的成像原理（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。
6.在探究“凸透镜成像规律”的实验中，下表是小华同学实验时记录的几组数据，根据表中数据完成下列问题。
实验次数 物距u/cm 像距v/cm 成像性质
1 30 15 倒立缩小实像
2 20 20 倒立等大实像
3 15 倒立放大实像
(1)此凸透镜的焦距为______cm；
(2)第3次实验中像距为______cm，判断依据是_____。
三、实验探究题（本题有2小题，共22分）
1．（12分）探究凸透镜成像特点时。
（1）小聪将凸透镜正对着太阳光，在透镜下方平行地放上白纸，如图1所示，测出透镜与白纸间距离s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘出如图2所示图像，由图可知，白纸被烤焦的最短时间为2min，对应的s为 　　cm，此距离即为该透镜的焦距f；
（2）当透镜与蜡烛的距离为15cm时，可在光屏上得到一个倒立、　　（选填“放大”“缩小”或“等大”）的清晰实像，利用这一成像原理可制成生活中的 　　（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）；
（3）仅将题（2）中蜡烛和光屏位置对调，根据光路可逆，在光屏上 　　（选填“能”或“不能”）得到一个清晰的像；
（4）将蜡烛移至如图3所示位置，可以透过凸透镜看到烛焰所成的 　　（选填“虚”或“实”）像；
（5）凸透镜对光有会聚作用，可以用来制成 　　（选填“近视”或“远视”）眼镜。
2. （10分）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_________（4分）；
（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（2分）；
（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（2分）；
（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（2分）。
透镜成像（高斯成像）公式
物距、像距、焦距的关系公式是：1/f=1/u+1/v。
其中f为焦距，凸正凹负；u为物距；v为像距，实正虚负。
物距、像距、焦距的关系公式又叫做“成像公式”，即透镜成像公式、高斯成像公式。是由物理学家“高斯”所提出的一种理论。
公式含义是物距的倒数与像距的倒数之和等于焦距的倒数。
这个公式一共有两种推导方法即“几何法”与“函数法”。
当物体与凸透镜的距离大于透镜的焦距时，物体成倒立的像，当物体从较远处向透镜靠近时，像逐渐变大，像到透镜的距离也逐渐变大；当物体与透镜的距离小于焦距时，物体成放大的像，这个像不是实际折射光线的会聚点，而是它们的反向延长线的交点，用光屏接收不到，是虚像。平面镜所成的虚像对比（不能用光屏接收到，只能用眼睛看到）。
焦距，是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式，指平行光入射时从透镜光心到光聚集之焦点的距离 。具有短焦距的光学系统比长焦距的光学系统有更佳聚集光的能力。简单的说焦距是焦点到面镜的中心点之间的距离。照相机中f学习目标
自学知识点梳理
考点例题精讲
对点演练
解题方法归纳
课时减负课外小测验
科学精神与担当
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第五章 透镜及其应用 专题5.3 凸透镜成像的规律
1.理解凸透镜成像的规律。
2.知道凸透镜所成像的正倒、大小、虚实与物距的关系。
3.了解凸透镜在生活的应用
阅读本节课教材，参考教材完成教师给出的知识点问题的填空：
知识点1.凸透镜成像的规律
成像条件物距（u） 成像的性质 像距（v）
u﹥2f 倒立、缩小的实像 fu=2f 倒立、等大的实像 v=2f
f﹤u﹤2f 倒立、放大的实像 v>2f
u=f 不成像
0﹤u﹤f 正立、放大的虚像
温馨提醒：对凸透镜成像规律的深刻理解
（1）焦点是成虚像和实像的分界点。物体在焦点以外时，在另一侧光屏上一定成实像；物体在焦点以内时，一定在同侧成虚像。
（2）2f是成放大或缩小实像的分界点。U=2f时，所成实像与物体等大；u＞2f时，所成实像是缩小的；f＜u＜2f时，所成实像是放大的。
（3）凸透镜成像时，物距u越小，像越大，像距v也越大；物距u越大，像越小，像距v也越小。
（4）根据u和v的关系，也能判断出像的性质。当u＞v时，像比物小；当u=v时，像和物大小相等；当u＜v时，像比物大。
（5）凸透镜所成实像都是倒立的，所成虚像都是正立的。
（6）可以这样记忆理解：实像倒，位异侧；虚像正，位同侧；一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；物体移向凸透镜，实像变远且变大，虚像变近且变小。
知识点2.凸透镜成像的规律的应用
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 fu=2f 倒立、等大的实像 v=2f 测焦距
f﹤u﹤2f 倒立、放大的实像 v>2f 投影仪
u=f 不成像 获得平行光束
0﹤u﹤f 正立、放大的虚像 放大镜
【例题】（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（f =5cm）
物距u/cm 像高h/cm
11 5
17 2.5
40 0.9
表2（f =8cm）
物距u/cm 像高h/cm
24 3
36 1.7
40 1.5
表3（f =10cm）
物距u/cm 像高h/cm
25 4
28 3.3
40 2
（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 变大 （2）小于
【解析】（1）表1中，凸透镜焦距不变f =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；
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）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。
【演练1】（2022湖北宜昌）如图所示是一种常见的投射灯，它的成像镜头可简化为一一个凸透镜，能把投影片ab投射到地面，下图中能正确反映其成像原理的示意图是（　　）
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】由图结合题意可知，灯内部较小的投影片在地面成倒立、放大的实像，根据凸透镜成像规律可知，此时投影片位于凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，其实像在凸透镜另一侧二倍焦距之外，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
【演练2】（2023广西）小明用自制的“水凸透镜”探究凸透镜成像规律，当蜡烛、“水凸透镜”和光屏位于如图所示的位置时，光屏上呈现烛焰清晰的像，下列说法正确的是（　　）
A. 此时成像特点与照相机的相同
B. 此时“水凸透镜”的焦距为15.0cm
C. 调节“水凸透镜”的厚度可改变其焦距
D. 蜡烛燃烧变短，光屏上的像会向上移动
【答案】CD
【解析】A．由图可知，此时光屏上成倒立放大的实像，而照相机的成像原理是根据凸透镜成倒立缩小的实像，所以A错误；
B．由图可知此时物距u=15cm，像距v=29cm，光屏上成倒立放大的实像，说明
所以此时水透镜的焦距
所以B错误；
C．可以向水透镜内注水和排水，通过调节“水凸透镜”的厚度去改变其焦距，故C正确；
D．过凸透镜光心的光线沿直线传播，所以蜡烛燃烧变短后，则像向光屏上方移动,故D正确。
故选CD。
【演练3】做凸透镜成像实验时，将光具座上的蜡烛、凸透镜、光屏如图放置，光屏上呈现清晰的像。下列说法正确的是（　　）
A. 屏上的像是倒立放大的
B. 该凸透镜的焦距可能是8cm
C. 先向右移动光屏，再移动凸透镜到某位置一定能在光屏上看到清晰的像
D. 只将蜡烛向左移动一段距离，放上远视眼镜可在屏上再次看到清晰的像
【答案】C
【解析】A．图中物距大于像距，由凸透镜成像规律可知成倒立缩小的实像，故A错误；
B．此时物距为
50.0cm-25.0cm=25.0cm
此时u>2f
即25.0cm>2f①
像距v=67.0cm-50.0cm=17.0cm
此时2f>v>f
即2f>17.0cm>f②
由①②得8.5cm该凸透镜的焦距不可能是8cm，故B错误；
C．凸透镜成实像时，物近像远像变大，向右移动光屏，像距变大，应该减小物距，才能成清晰的像，再向左移动凸透镜到某位置一定能在光屏上看到清晰的像，故C正确；
D．凸透镜成实像时，物远像近像变小，只将蜡烛向左移动一段距离，物距变大，像距变小，像成在光屏的前面，远视眼镜是凸透镜，对光有会聚作用，放上远视眼镜使像更靠近凸透镜，不能在屏上再次看到清晰的像，故D错误。故选C。
【演练4】在“探究凸透镜成像规律”实验中，有如下操作：
（1）实验前，小刚利用“平行光聚焦法”（如图甲所示）粗略测出凸透镜的焦距。焦距越小，凸透镜对光的会聚作用越_____（选填“强”或“弱”）；
（2）小刚将（1）中测过焦距的凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙所示，欲使光屏上成一个清晰的实像，应将光屏________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜；
（3）通过步骤（2）的调整，光屏上出现了清晰的像后，某同学将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上的像变模糊了，此时他应将蜡烛_________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜，光屏上才能再次成清晰的像。
【答案】（1）强 （2）靠近 （3）远离
【解析】（1）凸透镜对光具有会聚作用，凸透镜的焦距越小，说明焦点距离光心越近，透镜对光线的折射作用越强。
（2）由图甲可知，凸透镜的焦距为
当凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙时，物距为
则物距与焦距的关系是u>2f，根据凸透镜的成像规律可知：u>2f，则
成倒立缩小实像，所以光屏应在1倍焦距与2倍焦距之间，在光具座的60cm到70cm之间，光屏应靠近凸透镜。
（3）将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间，由于近视眼镜是凹透镜，对光线起发散作用，成像远离凸透镜，所以应将光屏远离凸透镜，光屏上才能再次成清晰的像。
1.凸透镜成像规律理解口诀
一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小。
实像总是异侧倒；物近像远像变大。
虚像总是同侧正；物近像近像变小。
像的大小像距定；像儿跟着物体跑。
（满分100分，答题时间60分钟，根据下面给出的试题答案与解析自测自评）
一、选择题（本题有3小题，每小题10分，共30分）
1. 如图所示，这款“自拍神器”可三脚架支撑可伸缩可折叠，还可手持蓝牙遥控器拍照，为人们外出旅游拍照带来极大便利。下列关于利用自拍杆拍照的说法，错误的是（　　）
A. 增大物距，减小像的大小，从而增大取景范围
B. 用蓝牙遥控器遥控拍照，是利用了电磁波传递信息
C. 某同学照了半身像后，想拍全身像，他应该远离自拍杆
D. 某同学照了全身像后，想拍半身像，他应该远离自拍杆
【答案】D
【解析】A．手机的镜头为凸透镜，根据凸透镜在成实像的条件下，“物远像近像变小”，即增大物距，减小像的大小（像距变小），从而可以增大取景范围，故A正确，A不符合题意；
B．蓝牙遥控是一种短距离的无线电通讯技术，是利用了电磁波传递信息的，故B正确，B不符合题意；
C．某同学照了半身像后，想拍全身像，即所成的像要变小，根据“物远像近像变小”，应增大物距，他应该远离自拍杆，故C正确，C不符合题意；
D．某同学照了全身像后，想拍半身像，即所成的像要变大，根据“物近像远像变大”，他应减小物距，即他应该靠近自拍杆，故D错误, D符合题意。
2．如图所示，烛焰在光屏上刚好成清晰的像。透镜不动，将蜡烛移至40cm刻度处，移动光屏，在光屏上能观察到（　　）
A．倒立、缩小的实像 B．倒立、放大的实像
C．正立、放大的实像 D．光屏上不能呈现像
【答案】D
【解析】如图，u＝50cm﹣20cm＝30cm，v＝80cm﹣50cm＝30cm，此时光屏上出现清晰的像，
u＝v＝2f＝30cm，所以f＝＝15cm，
将蜡烛移至40cm刻度处，u'＝50cm﹣40cm＝10cm，
物距小于焦距，凸透镜成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，所以光屏上不能呈现像。
3. （2022河北省）小明利用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。将蜡烛放在凸透镜左侧适当位置，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的像，分别测出物距u和像距v，实验数据如下表。下列说法正确的是（　　）
实验次数 1 2 3 4 5
物距u/cm 60 30 20 15 12
像距v/cm 12 15 20 30 60
A. 该凸透镜的焦距为20cm
B. 从第1次实验到第5次实验，成在光屏上的像越来越大
C. 当u=45cm时，移动光屏，可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像
D. 第5次实验后，在贴近凸透镜左侧放一眼镜片，向右移动光屏，能在光屏上成清晰的像，则眼镜片对光起会聚作用
【答案】BC
【解析】A．由第3次实验数据可知，u=v=2f=20cm时，成等大的像，所以焦距为10cm，故A错误；
B．从第1次实验到第5次实验，物距都大于1倍焦距，成实像，且物距减小，根据凸透镜的成像规律“成实像时，物近像远像变大”可知，光屏上的像越来越大，故B正确；
C．当u=45cm时，大于20cm，即大于2f，所以移动光屏，可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像，故C正确；
D．第5次实验后，在贴近凸透镜左侧放一眼镜片，向右移动光屏，能在光屏上成清晰的像，说明放上眼镜片后，像距变大，说明眼镜片对光有发散作用，故D错误。
故选BC。
二、填空题（本题有6小题，16个空，每空3分，共48分）
1. （2022江苏徐州）在探究凸透镜成像的规律时，实验室应保持较_____的环境（填“亮”或“暗”），为了判断光屏上的像是否最清晰，需要________移动光屏，观察像是否变模糊。如图所示位置光屏上成清晰的像，则像的大小比烛焰_________。
【答案】 暗 左右小范围 大
【解析】实验时为了使实验效果更明显，最好在光线较暗的环境中进行，便于观察成像。
为了判断光屏上的像是否最清晰，需要将光屏左右小范围内移动，以改变光屏到凸透镜的距离，进行观察像是否变模糊。
图示位置，物距小于像距，根据凸透镜成像特点可知，此时成倒立、放大的实像，所以像的大小比烛焰大。
2. （2022江苏无锡）用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律，当点燃的蜡烛、凸透镜、光屏置于光具座上如图所示的位置时，光屏上呈现烛焰的倒立、______的实像，若此时将光屏移走，烛焰通过凸透镜_______（选填“能”或“不能”）成实像，将蜡烛移至光具座上40cm处，人站在光屏一侧，通过凸透镜可以看到一个_______、放大的“烛焰”。
【答案】 放大 能 正立
【解析】凸透镜焦距为10cm，如图所示的位置时，物距为15cm，物距处于一倍焦距和二倍焦距之间，根据凸透镜成像规律，光屏上呈现烛焰的倒立、放大的实像。
若此时将光屏移走，烛焰通过凸透镜依然能够成像，成像特点由物距大小来决定，与有无光屏无关。
将蜡烛移至光具座上40cm处，此时物距小于一倍焦距，根据凸透镜成像规律，此时凸透镜成正立、放大的虚像，不能呈现在光屏上，虚像与蜡烛在同一侧，故人应该站在光屏一侧，通过凸透镜观察虚像。
3．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将凸透镜正对着太阳，在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为　 　cm；若将一个物体放在此透镜前40cm处，可在透镜另一侧光屏上得到一个倒立　 　（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。
【答案】15；缩小。
【解析】将一个凸透镜正对太阳，可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。可知蜡烛正好放在凸透镜的焦点上了，则该凸透镜焦距为15cm；
将一物体放在此透镜前40cm处，2f＜40cm，成倒立、缩小的实像。
4．小亮利用图示装置“探究凸透镜成像规律”，所用凸透镜的焦距为8cm。小亮将凸透镜固定在光具座上40cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上10cm刻度线处，移动光屏直至光屏上呈现出烛焰　 　（选填“正立”或“倒立”）、　 　（选填“放大”或“缩小”）的实像，这一原理应用在　 　（选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”）上。
【答案】倒立；缩小；照相机.
【解析】由题可知此时u＝40cm﹣10cm＝30cm，f＝8cm，所以u＞2f，由凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的。
5. （2022云南）某小组利用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律，此时光屏上呈现了烛焰清晰的像，该像是倒立、______的实像（选填“放大”或“缩小”），该成像特点是_______的成像原理（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。
【答案】 缩小 照相机
【解析】如图所示，此时光屏上呈现了烛焰清晰的像，物距，像距，可知物距大于像距，根据凸透镜成像规律，此时，此时成倒立、缩小的实像，该成像特点是照相机的原理。
6.在探究“凸透镜成像规律”的实验中，下表是小华同学实验时记录的几组数据，根据表中数据完成下列问题。
实验次数 物距u/cm 像距v/cm 成像性质
1 30 15 倒立缩小实像
2 20 20 倒立等大实像
3 15 倒立放大实像
(1)此凸透镜的焦距为______cm；
(2)第3次实验中像距为______cm，判断依据是_____。
【答案】 (1)10 (2)30 (3)光路可逆
【解析】(1)由表中第2次实验的数据，物距等于像距，像和物等大，可知，此时
u2=v2=2f=20cm，f=10cm
即该凸透镜的焦距为10cm。
(2)由实验第1次，u1=30cm，v1=15cm
成倒立缩小实像，由光路的可逆性可知u3=15cm，v3=30cm
三、实验探究题（本题有2小题，共22分）
1．（12分）探究凸透镜成像特点时。
（1）小聪将凸透镜正对着太阳光，在透镜下方平行地放上白纸，如图1所示，测出透镜与白纸间距离s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘出如图2所示图像，由图可知，白纸被烤焦的最短时间为2min，对应的s为 　　cm，此距离即为该透镜的焦距f；
（2）当透镜与蜡烛的距离为15cm时，可在光屏上得到一个倒立、　　（选填“放大”“缩小”或“等大”）的清晰实像，利用这一成像原理可制成生活中的 　　（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）；
（3）仅将题（2）中蜡烛和光屏位置对调，根据光路可逆，在光屏上 　　（选填“能”或“不能”）得到一个清晰的像；
（4）将蜡烛移至如图3所示位置，可以透过凸透镜看到烛焰所成的 　　（选填“虚”或“实”）像；
（5）凸透镜对光有会聚作用，可以用来制成 　　（选填“近视”或“远视”）眼镜。
【答案】（1）10.（2）放大；投影仪。（3）能。（4）虚。（5）远视。
【解析】（1）当正对太阳光的凸透镜将阳光会聚为一个最小、最亮的点时，会聚点的阳光温度最高、能量最大，将纸烤焦的时间也就最短。而凸透镜将阳光会聚为一个最小、最亮的点时，这点到凸透镜光心的距离即为焦距。由图可知，当凸透镜到纸的距离为10cm时将纸烤焦的时间最短，则凸透镜到纸的距离为10cm时会聚的点最小、最亮，故该凸透镜的焦距为10cm。
（2）当透镜与蜡烛的距离为15cm时，物距大于一倍焦距而小于二倍焦距，故物体经透镜成倒立、放大的实像。投影仪是利用物距大于一倍焦距而小于二倍焦距时物体经透镜成倒立、放大的实像的原理工作的；照相机是利用物距大于二倍焦距时物体经透镜成倒立、缩小的实像的原理工作的；放大镜是利用物距小于一倍焦距时物体经透镜成正立、放大的虚像的原理工作的。
（3）仅将题（2）中蜡烛和光屏位置对调，根据光路可逆可知，将在光屏上呈现一个倒立、缩小的清晰实像。
（4）图乙中，蜡烛与凸透镜相距6cm，则物距小于一倍焦距，故物体经透镜成正立、放大的虚像。
（5）远视眼对光的折射能力较弱，在看近处物体时所成的像在视网膜的后方，为使从近处物体发出的光能会聚到视网膜上，我们应增加这些光的会聚程度，凸透镜可以达到这样的目的。近视眼的折光能力太强，在看远处物体时所成的像在视网膜的前方，为使从远处物体发出的光能会聚到视网膜上，我们应减弱这些光的会聚程度，凹透镜可以达到这样的目的。
2. （10分）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_________（4分）；
（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（2分）；
（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（2分）；
（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（2分）。
【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位置。
（2）由图可知，物距u=50.0cm-20.0cm=30.0cm
像距v=65.0cm-50.0cm=15.0cm
已知f=10.0cm，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，若保持光屏的位置不变，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。
透镜成像（高斯成像）公式
物距、像距、焦距的关系公式是：1/f=1/u+1/v。
其中f为焦距，凸正凹负；u为物距；v为像距，实正虚负。
物距、像距、焦距的关系公式又叫做“成像公式”，即透镜成像公式、高斯成像公式。是由物理学家“高斯”所提出的一种理论。
公式含义是物距的倒数与像距的倒数之和等于焦距的倒数。
这个公式一共有两种推导方法即“几何法”与“函数法”。
当物体与凸透镜的距离大于透镜的焦距时，物体成倒立的像，当物体从较远处向透镜靠近时，像逐渐变大，像到透镜的距离也逐渐变大；当物体与透镜的距离小于焦距时，物体成放大的像，这个像不是实际折射光线的会聚点，而是它们的反向延长线的交点，用光屏接收不到，是虚像。平面镜所成的虚像对比（不能用光屏接收到，只能用眼睛看到）。
焦距，是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式，指平行光入射时从透镜光心到光聚集之焦点的距离 。具有短焦距的光学系统比长焦距的光学系统有更佳聚集光的能力。简单的说焦距是焦点到面镜的中心点之间的距离。照相机中f学习目标
自学知识点梳理
考点例题精讲
对点演练
解题方法归纳
课时减负课外小测验
科学精神与担当
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