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3.3 凸透镜成像的规律 　
凸透镜成像的规律（一）
通过实验探究初步了解凸透镜的成像规律．
知识点1　探究凸透镜的成像规律
1. 物距u：物体到透镜的距离．
2. 像距v：像到透镜的距离．
例1　（2024连云港东海模拟）用焦距为10 cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验．
(1) 组装并调整实验器材时，应使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的　　　　上．
(2) 为了使烛焰的像成在光屏中央，调节时，蜡烛　　　　（填“需要”或“不需要”）点燃．
(3) 如图所示，光屏上呈现清晰的像，此像的性质是倒立、　　　　的实像．保持凸透镜位置不动，小明将蜡烛移至35 cm刻度线处，为了观察此时蜡烛成像的特点，接下来的操作步骤是　　　　　　　　　　　　　　　　．
知识点2　凸透镜成像的规律
物距与焦距的关系 像的性质 像距与焦距的关系
虚实 大小 正倒
u>2f 实像 缩小 倒立 f＜v＜2f
u＝2f 实像 等大 倒立 v＝2f
f＜u＜2f 实像 放大 倒立 v>2f
u＜f 虚像 放大 正立
例2　（2024镇江）在探究凸透镜成像规律的实验中，应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的　　　　上．已知凸透镜焦距为10 cm，各元件初位置如图所示，要使光屏上成清晰的像：
(1) 若移动光屏，应将光屏向　　　　（填“左”或“右”）移动．
(2) 若透镜向左移动，最终光屏上成的是倒立、　　　　的实像．
例3　（2024无锡）用焦距为10 cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律，将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏置于光具座上如图所示的位置，下列说法中正确的是(　　)
A. 只向左移动光屏至适当位置，光屏上能呈现烛焰缩小的像
B. 只向右移动光屏至适当位置，光屏上能呈现烛焰放大的像
C. 只向右移动蜡烛至适当位置，光屏上能呈现烛焰放大的像
D. 只移动凸透镜至适当位置，光屏上能呈现烛焰等大的像
1 在探究凸透镜成像规律的实验中，如图所示，将点燃的蜡烛先后置于a、b、c、d、e各点，并移动光屏，在屏上得到清晰的像，
则：
(1) 烛焰在　　　　点，屏上成像最大．
(2) 烛焰在　　　　点，屏上成像最小．
(3) 烛焰在　　　　点，屏上得不到像．
(4) 烛焰在　　　　点，屏上可以出现清晰的像，但屏距离凸透镜最远．
2 （2025徐州新沂期中）用凸透镜观察书本上的字和窗外的景物时，适当调整物体和光屏到凸透镜的距离，除了能看见正立放大的像外，还能看到倒立　　　　和　　　　的像．
3 （2025连云港海宁中学月考）小明“探究凸透镜成像的规律”，通过实验得到了如表所示的实验数据，当u＝23 cm时，像距v的范围大致应该在　　　　cm之间．
物距u/cm 50 35 30 25 20 19 18 17 16 15 14 12
像距v/cm 12.5 14 15 16.7 20 21.1 22.5 24.3 26.7 30 35 60
4 如图所示，光屏上接收到烛焰清晰的像，则该凸透镜的焦距可能是(　　)
A. 7.5 cm　　 B. 12 cm　 C. 15 cm　 D. 20 cm
5 凸透镜的焦距为5 cm，当物体在主光轴上距焦点2 cm时，所成的像一定是(　　)
A. 倒立的 B. 正立的 C. 放大的 D. 缩小的
6 （2025苏州昆山开发区四校联考）某同学在“探究凸透镜成像的规律”实验时，将蜡烛、凸透镜、光屏调试到如图所示的位置，光屏中心正好出现清晰的像（未画出）.下列说法正确的是(　　)
A. 凸透镜焦距为20 cm　　　 B. 光屏上的像是倒立、缩小的
C. 蜡烛燃烧变短，屏上像的位置会下降 D. 取走光屏，则凸透镜不成像
7 （2025泰州兴化期中）在凸透镜的主光轴上放一根木棒，a端在一倍焦距与二倍焦距之间，而b端在二倍焦距之外，如图所示，那么在另一侧所成的像是(　　)
A. a、b端变粗 B. a、b端变细
C. a端变细，b端变粗 D. a端变粗，b端变细
8 （2025泰州姜堰期中）将一卡片上的字母“F”（如图）紧靠凸透镜，逐渐增大凸透镜与字母的距离，通过凸透镜观察到“F”不同的像，其中不可能看到的是(　　)
A B C D
9 当物体和屏幕的位置固定后，在它们之间放一凸透镜，但无论怎样移动凸透镜，屏幕上都找不到物体的像，这有可能是(　　)
A. 凸透镜的焦距太短，屏上得不到实像
B. 物体和屏幕之间距离大于4倍焦距，即使能成实像，实像位置也在屏幕以外，所以无法观察到
C. 凸透镜的焦距太长，物体只能成虚像而不能成实像
D. 物体和屏幕之间距离正好等于4倍焦距，所以不成像
10 （2025泰州靖江校联考）小明和小丽做“探究凸透镜成像规律”的实验．
甲 乙
丙 丁
(1) 他们在挑选透镜时，把两个透镜A、B分别正对太阳光，在光屏上出现了如图甲所示的光斑，你认为他们应该选择　　　　（填“A”或“B”）透镜来进行实验．
(2) 将此凸透镜、点燃的蜡烛、光屏置于光具座上，调整烛焰焰心，光屏的中心在凸透镜的主光轴上，目的是　　　　　　　　．点燃的蜡烛、凸透镜、光屏在如图乙所示的位置时，恰好在光屏上呈现了烛焰倒立的、　　　　（填“放大”“等大”或“缩小”）的实像；保持图乙中蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜移到光具座上　　　　cm刻度线处，光屏上能再次呈现烛焰清晰的像．
(3) 当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时，小明用不透明的纸挡住透镜上半部分，则光屏上所成的像是　　　　（填字母）.
A. 依然完整，亮度不变
B. 依然完整，亮度变暗
C. 不完整，亮度不变　
D. 不完整，亮度变暗
(4) 如图丙所示，当蜡烛距透镜7.0 cm时，无论怎样移动光屏，光屏上　　　　（填“有”或“无”）烛焰经透镜折射后的光线．此时，像成在　　　　（填“光屏”或“蜡烛”）一侧，人眼在　　　　（填“1”“2”或“3”）处能观察到蜡烛的像．
(5) 如图丁所示，小丽和小明又尝试用焦距为10 cm的凸透镜观看对方，当他们相距2 m，小明刚好通过透镜能看到小丽眼睛正立的像，此时小丽从凸透镜中　　　　（填“能”或“不能”）看到小明清晰的像．
11 （2025盐城期中）如图甲所示为装有水的杯子，在结构上相当于凸透镜，称之为“水透镜”．小红将一支铅笔分别紧贴杯壁内、外竖直放置，俯视图分别如图乙、图丙所示．图乙、丙两位置都观察到铅笔放大的像，且图乙中铅笔向前移动时，像逐渐变小；图丙中铅笔向后移动时，像先变大后变小．下列说法正确的是(　　)
甲 乙 丙
A. 图乙位置看到的是铅笔的实像
B. 图丙位置看到的是铅笔的虚像
C. “水透镜”在上下方向相当于凸透镜
D. “水透镜”的“焦点”在杯子后壁上
　凸透镜成像的规律（二）
会用凸透镜成像规律解决简单的问题．
知识点1　凸透镜成像规律的动态应用
动态规律：凸透镜成实像时，物近像远像变大；凸透镜成虚像时，物近像近像变小．
例1　（2025苏州姑苏期中）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，依次观察到情景是(　　)
甲 乙 丙 丁 戊
A. 丁、乙、丙 B. 戊、丙、丁
C. 丙、丁、戊 D. 丁、丙、乙
例2　将一玩具鹦鹉（如图甲所示）紧靠凸透镜，然后逐渐远离的过程中，通过凸透镜观察到三个不同的像（如图乙所示），则三个像出现的先后顺序是(　　)
① ② ③
甲 乙
A. ③②① B. ③①② C. ②③① D. ②①③
知识点2　利用凸透镜成像规律测焦距
1. 方法一：凸透镜成等大的实像时，f＝u＝v.
2. 方法二：物距大于凸透镜焦距的10倍时，f≈v.
例3　（2025苏州工业园区期中）苏苏同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，绘制了如图所示的图像（v表示像到凸透镜的距离，u表示物体到凸透镜的距离），则该凸透镜的焦距是　　　　cm；把物体从距凸透镜5 cm处移动到距凸透镜20 cm处的过程中，像的大小将　　　　（填“变大”“变小”“先变小再变大”或“先变大再变小”）.
例4　（2023景德镇模拟）在“探究凸透镜成像规律”时，小明将蜡烛沿主光轴由距透镜90 cm移至120 cm的过程中，发现烛焰在如图所示位置光屏上的像一直比较清晰．若他再将蜡烛移至距透镜15 cm处，移动光屏，则屏上的像一定是(　　)
A. 缩小的像 B. 等大的像 C. 放大的像 D. 正立的像
1 （2024苏州）探究凸透镜成像规律的实验中，蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示，光屏上恰好成清晰的像，该像是倒立、　　　　的实像，此凸透镜的焦距是　　　　cm.凸透镜和光屏位置不动，将蜡烛远离凸透镜，给凸透镜“戴上”合适的　　　　镜，可再次获得清晰的像．
2 （2025泰州泰兴期中）如图所示，在薄板上挖一个小孔，正好嵌入一个凸透镜，透镜与墙壁间的距离为40 cm.在透镜左侧主光轴上，距透镜20 cm处放一点光源S，此时在墙壁上恰好得到一个圆形光斑，圆斑的直径与孔的直径等大，那么此凸透镜的焦距为　　　　cm或　　　　cm.
（第2题）（ 第3题）
3 （2025扬州邗江期中）某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图像，由图可知，该凸透镜的焦距是　　　　cm；当u＝10 cm时，在光屏上能得到一个　　　　像．在实验过程中，把物体从距凸透镜60 cm处移动到5 cm处的过程中像的大小变化情况为　　　　．
4 （2025苏州工业园区期中）如图所示，OO′为凸透镜的主光轴，将点光源放在A点时，像在B点；将点光源放在B点时，像在C点．则(　　)
A. 凸透镜可能在A、B之间
B. 凸透镜可能在B、C之间
C. 凸透镜一定在A的左侧
D. 当将点光源放在C点时，可能在B点成一个实像
5 如图所示，若空间有一竖直放置的大凸透镜，在主光轴位置上拉一根钢丝，一个小杂技演员从很远的地方沿着钢丝向焦点处匀速走来．下列叙述中：
①小演员每走一步，像也走一步；
②像的脚步始终比小演员的大；
③像大时脚步大，像小时脚步小，即“大像”走大步，“小像”走小步；
④像总朝远离小演员的方向运动，好像在逃离．
其中正确的是(　　)
A. 只有①②正确 B. 只有①②④正确
C. 只有②④正确 D. 只有①③④正确
6 （2025泰州泰兴期中）当蜡烛、水透镜和光屏在图示位置时，通过注射器调节水凸透镜的焦距，烛焰在光屏上成清晰的像．保持水透镜和光屏位置不变，从水透镜中抽出适量的水，需将蜡烛向左移动距离s，方可在光屏上再次成清晰的像．下列说法正确的是(　　)
A. 水透镜越薄，焦距越小　　 B. 第二次成像可能是放大的
C. 两次成像时，透镜焦距可能相差2 cm D. 蜡烛移动的距离s＞10 cm
（第6题） （第7题）
7 如图所示，凸透镜位于P处（图中未画出）位置不变，移动蜡烛，光屏先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且甲处的像比乙处大，则(　　)
A. 甲处可能成的是虚像　　 B. 乙处像可能是放大的
C. P点位置在甲的左侧　　　　 D. 蜡烛的移动方向向左
8 如图所示，线段AB为一凸透镜成像的物距倒数和像距倒数的对应关系．下列推测，正确的是(　　)
A. 该凸透镜的焦距等于5 m
B. 物距为0.3 m时所成像为正立、放大虚像
C. 当物距从0.25 m增至1 m的过程中所成像逐渐变小
D. 物距从0.1 m增至0.8 m过程中所成像为倒立、缩小的实像
9 爱绘画的小明将课桌上的课本和一瓶矿泉水描画下来，如图所示，小明的爸爸看后总觉得哪里不对劲．请你结合学过的物理知识指出画中的不妥之处：　　　　　　　　　　　　　　　　　，理由是__________________________________________________________．
凸透镜成像的规律（三）
1. 知道凸透镜成像规律的应用．
2. 知道放大镜、投影仪的成像原理．
知识点1　放大镜
原理：物距u例1　（2023徐州）徐州市博物馆展出了一枚“彭城御丞”印章．为了方便观看印文细节，印章前放有如图所示装置，请你解释其中的物理道理：__________
___________________________________________.
甲 乙
（例1） （例2）
例2　（2025徐州沛县期中）用铁丝绕圆环，将圆环在清水里浸一下取出，如图甲所示，圆环的水膜犹如一个透镜，将水膜靠近字，出现图乙所示的情况，则水膜是　　　　透镜．
知识点2　投影仪
原理：物距f例3　（2024泰州靖江模拟）商场中经常看到的广告投影灯，其内部结构如图甲所示，镜头焦距为20 cm，广告片到镜头的距离应在　　　　（填“0～20”“20～40”或“大于40”） cm的范围内调节．
甲　　　　　　乙
（例3） （例4）
例4　（2024黄岛模拟）如图所示是科技兴趣小组用手机、透镜和纸箱自制的简易投影仪，它能将手机上的画面放大投影到白墙上．下列说法正确的是(　　)
A. 制作简易投影仪的透镜是凹透镜
B. 手机到透镜的距离应大于透镜的二倍焦距
C. 墙上呈现的是手机画面正立、放大的虚像
D. 要使像变大，应减小手机与透镜间的距离
1 （2024呼和浩特）如图所示，是玉伟同学自制的一个昆虫观察罐，盖子是一个透明的光学镜头．通过盖子可以看到罐底的小昆虫成一个正立、放大的像，则盖子相当于　　　　　　（填“凸透镜”或“凹透镜”），盖子到罐底的距离　　　　（填“大于”“小于”或“等于”）焦距，当昆虫靠近瓶盖，则看上去昆虫　　　　（填“变大”“变小”或“不变”）.
（第1题） （第2题） （第3题）
2 （2025苏州高新区实验初中月考）如图所示是投影仪成像示意图．其中凸透镜的作用是成放大倒立的实像，平面镜的作用是　　　　Ｗ．如果图中h＝30 cm，则凸透镜焦距不可能小于　　　　cm.如果某次同学嫌屏幕上的像太大，他应该将凸透镜向　　　　（填“上”或“下”）调．
3 放映机成像原理如图所示，为让观众看到清晰的实像，应将胶片放在距离透镜　　　　　　　　　　的位置；当所成的像没有铺满银幕，若保持银幕位置不动，应将放映机向　　　　（填“靠近”或“远离”）银幕方向移动，同时适当调节镜头到胶片间的距离，才能得到清晰的图像．
4 （2025扬州梅岭集团期中）如图所示，用焦距为10 cm的凸透镜观察文字，此时透镜与文字的距离　　　　（填“大于”“小于”或“等于”）10 cm，凸透镜靠近文字，透过透镜观察到的像会　　　　（填“变大”“变小”或“不变”），此时看到的像是　　　　（填“实”或“虚”）像．
（第4题） （第5题） （第6题）
5 （2025泰州海陵五校联考）如图所示，小李通过透镜看到了提示牌上“关灯”两字正立、放大的　　　　（填“实”或“虚”）像，该透镜是一个　　　　　　（填“凹透镜”或“凸透镜”），如果想让看到的字再变大点，应让透镜　　　　（填“靠近”或“远离”）字．
6 （2025南通启秀中学月考）某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物体到凸透镜的距离u与像到凸透镜的距离v之间关系的图像，如图所示，下列判断正确的是(　　)
A. 该凸透镜的焦距是24 cm
B. 当u＝15 cm时成放大的像，放大镜就是根据这一原理制成的
C. 当u＝30 cm时，在光屏上能得到一个倒立、缩小的虚像
D. 把物体从距凸透镜15 cm处移动到30 cm处的过程中，像逐渐变小
7 （2025扬州梅岭集团月考）如图甲所示，小张将一个装有水的圆柱形玻璃杯放在漫画前，惊奇地发现透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了，还掉头奔向猫，如图乙所示．关于此现象，下列说法正确的是(　　)
甲 乙
A. 透过水杯看到变“胖”的老鼠是虚像
B. 将漫画远离水杯一些，透过水杯看到老鼠的像会变“矮”
C. 将漫画靠近水杯一些，透过水杯看到的老鼠始终是掉头的
D. 此时漫画中的老鼠成像与投影仪成像原理相同
8 某兴趣小组在“自制水膜透镜”活动中，如图所示，将内径4 mm的细铁丝圆环在清水中浸一下后取出，布满圆环的水膜犹如透镜．实验过程中，小张和小华发现该透镜的观察范围太小，想制作更大的水膜透镜，但又易破裂．为研究液膜的增大与哪些因素有关，他们作出如下猜想：
猜想一：可能与制作圆环的材料有关．
猜想二：可能与液体的种类有关．
(1) 为了验证猜想一，小华选用细铁丝、细塑料片、细铝条制成圆环，改变圆环直径后，分别浸入水中获取液膜，测量出液膜即将破裂时的最大直径．实验前，他应该控制三种材料横截面的　　　　和　　　　相同．
(2) 为了验证猜想二，小张找来比水黏稠的透明的色拉油、胶水，将细铁丝圆环分别浸入两种液体中，重复上述实验，记录的数据如表所示：
液体 色拉油 胶水
圆环的最大直径/ mm 9 10
于是小张就得出结论：液体越黏稠，液膜的最大直径越大．
针对小张的实验过程，请指出存在的两个主要问题：
①　　　　　　　　　　　　　　　　　；②　　　　　　　　　　　　　　　　　．
(3) 实验中，将大小相同的胶水膜和水膜，放在书本前相同距离处，发现透过胶水膜观察到的正立的“字”更大一些，原因是　　　　　　　　　　　　　．
9 如图所示是一种被称之为“七仙女”的神奇玻璃酒杯，空杯时什么也看不见，斟上酒，杯底立即显现出栩栩如生的仙女图．此现象可以用我们所学知识尝试分析，其中的原理可能是：仙女图放在平凸透镜的　　　　（填“一倍焦距内”“焦点”或“一倍焦距外”）处，空杯时不成像．倒上酒后，上方的液体可以看作是　　　　透镜，在它和下方平凸透镜的共同作用下，对光的会聚能力比空杯时　　　　（填“变弱”或“变强”），于是就看到了一个　　　　、放大的“七仙女”像．
凸透镜成像的规律(一)
【基础过关】
例1　(1) 主光轴　(2) 需要　(3) 放大　移走光屏，透过透镜向左观察像
例2　主光轴　(1) 左　(2) 放大　例3　D
【能力提优】
1. (1) b　(2) e　(3) a　(4) b　2. 缩小　放大
3. 17～18　4. B　5. C　6. B　7. D　8. A　9. C
10. (1) B　(2) 使像成在光屏中央　缩小　35
(3) B　(4) 有　蜡烛　2　(5) 不能
【思维拓展】
11. B
　凸透镜成像的规律(二)
【基础过关】
例1　D　例2　C　例3　5　变小　例4　A
【能力提优】
1. 等大　15.0　凹透　2. 20(10)　10(20)　3. 8　倒立放大　先变大，后变小　4. C　5. D　6. C　7. B
8. C
【思维拓展】
9. “理”字的高度明显大于“物”字的高度　盛水的矿泉水瓶相当于凸透镜，矿泉水瓶在竖直方向上没有凸透镜的结构特点，像与物的高度应该相同
　凸透镜成像的规律(三)
【基础过关】
例1　印章放在凸透镜的一倍焦距以内，能得到正立的、放大的虚像
例2　凸　例3　20～40　例4　D
【能力提优】
1. 凸透镜　小于　变小　2. 改变光路　15　上
3. 一倍焦距到二倍焦距之间　远离　4. 小于　变小
虚　5. 虚　凸透镜　远离　6. D　7. D
8. (1) 粗细　形状　(2) ①实验次数太少　②选用的液体种类太少　(3) 胶水对光线的折射程度大
【思维拓展】
9. 焦点　凹　变弱　正立

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