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　　　　　　　　　　　3.6　凸透镜成像规律
学习目标
1．理解凸透镜成像规律。 2．掌握凸透镜成像规律的应用(照相机、幻灯机、放大镜)。
知识点　凸透镜成像的规律及应用
(1)实验装置：实验一般选用焦距较小的凸透镜，目的是方便在光具座的刻度范围内进行实验。
(2)实验探究。
①调节烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度上，目的是使像成在光屏正中央。
②假设凸透镜的焦距为f，用u表示物距。实验时，依次使u＞2f、u＝2f、f＜u＜2f、u＝f、u＜f来探究凸透镜的成像规律。成实像时，把蜡烛向凸透镜靠近时，光屏应远离凸透镜才能重新接收到清晰的像。蜡烛离凸透镜越近，光屏上得到的像越大。成虚像时，眼睛应在光屏一侧透过凸透镜观察所成的像。
③将蜡烛与光屏的位置对调，为让光屏重新承接到像，不需要移动光屏，这是因为在光的折射现象中，光路是可逆的。
【点拨】
①若蜡烛变短，则光屏上烛焰的像将逐渐向上移动。若要继续在光屏的中央承接到清晰的像，则需将光屏向上调节，或将蜡烛向上调节，或将凸透镜向下调节。
②如果用光屏遮住凸透镜的上半部分，则成像情况是一个变暗的完整的像。
③若无论如何移动光屏都无法得到像，可能是u重点一　凸透镜成像的规律及应用
1．凸透镜成像的规律。
物距 光路图 成像特点 像距
u>2f 倒立、缩小的实像 fu>2f 倒立、等大的实像 v＝2f
f2f
u＝f 不成像
u　　2.生活中的透镜：凸透镜的应用。
[记忆口诀] 一焦内外分虚实，二焦内外分大小。
虚像与物同侧正，实像与物异侧倒。
【跟踪训练】 1.如图所示，烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，该凸透镜的焦距为10.0 cm，凸透镜的位置保持不变。以下说法正确的是(　C　)。
A．当蜡烛放在图中A区域时，光屏应放在图中D区域才可能呈现清晰的像
B．蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，所成的像会逐渐变大
C．若无论怎么移动光屏，在光屏上都找不到像，则蜡烛可能放在图中C区域
D．若光屏上要得到一个缩小的像，则蜡烛应该放在图中B区域
重点二　器材移动动态分析思路
注：若题目给出像的大小变化，判断如何移动器材时，在判断成像的虚实后，可逆向运用此解题方法。
[记忆口诀]成实像：物近像远像变大，物远像近像变小；
成虚像：物近像近像变小，物远像远像变大。
【跟踪训练】 2.(2025·广州模拟)如图所示，小明将焦距为10 cm的凸透镜固定在光具座40 cm刻度线处，探究凸透镜的成像规律。下列说法正确的是(　B　)。
A．将蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中，像逐渐变大
B.当光屏上成清晰像时，拿走光屏，眼睛在光屏一侧一定范围内向凸透镜方向看，仍能看到像
C．将蜡烛放在10 cm刻度线处，移动光屏，光屏上可得到倒立、放大的清晰像
D．图中位置时光屏上成倒立、放大的实像
基础巩固
1．小芳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，实验数据如表所示。下列说法中(　B　)。
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
　　①该凸透镜的焦距为20 cm
②第1次实验的成像规律与照相机成像原理相同
③从第1次实验到第5次实验，成在光屏上的像越来越大
④当u＝11 cm时，移动光屏，可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像
A．只有①④正确　
B．只有②③正确
C．只有①②正确
D．只有②③④正确
2．在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏在如图所示的位置时，恰能在光屏上得到一个清晰的像，利用这个成像规律可以制成(　A　)。
A.照相机 B．潜望镜
C．幻灯机 D．放大镜
3．某同学做“探究凸透镜成像的规律”实验时，所用凸透镜的焦距为f，保持凸透镜位置不变，如图所示，先后使烛焰位于a、b、c、d四点，并调整光屏的位置，关于a、b、c、d四点的成像情况，下列说法中错误的是(　C　)。
A．烛焰位于a点时，屏上出现的实像最小
B．烛焰位于c点时，屏上出现的实像最大
C．烛焰位于b点时，屏上出现的实像最大
D．烛焰位于d点时，成正立、放大的虚像
4．(2025·江门二模)如图是一个自制投影仪模型。将手机和凸透镜分别固定在纸盒的两端，调整“投影仪”到墙面的距离，可在墙上看到手机画面清晰的像。下列说法正确的是(　C　)。
A．墙上看到的画面是手机屏幕所成的虚像
B．此自制投影仪的凸透镜焦距一定大于20 cm
C．凸透镜到墙面的距离一定大于手机屏幕到凸透镜的距离
D．适当缩短纸盒的长度，并将“投影仪”靠近墙面，清晰的像会更大
5．智能手机扫码功能可快速获取信息，手机摄像头相当于________(选填“凸透镜”或“凹透镜”)；二维码通过摄像头在手机中所成的是________(选填“实”或“虚”)像。如图，蜡烛恰好在光屏上成清晰的像，此时光屏上可观察到倒立________(选填“放大”或“缩小”)的________(选填“实”或“虚”)像，生活中的应用是________(选填“投影仪”或“照相机”)。
【答案】凸透镜　实　放大　实　投影仪
能力达标
6．(2025·深圳模拟)近年来，机器人引领科技大潮，机器人身上处处彰显物理知识，其中机器人眼睛通过光学传感器捕捉环境信息，进行视觉感知。光学传感器中有一部分就相当于我们所学的凸透镜。在“探究凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时，在光屏上成清晰的烛焰的像。下列说法中(　B　)。
①图中成像特点与机器人眼睛成像特点相同
②随着蜡烛燃烧而逐渐变短，光屏上的像也逐渐向下移动
③图中凸透镜的焦距可能是12 cm
④把蜡烛适当左移，透镜保持不动，向右适当移动光屏，会再次在光屏上得到清晰的像，且像变小
A．只有①②正确 B．只有①③正确
C．只有②④正确 D．只有③④正确
7．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、焦距为10 cm的凸透镜、光屏位置如图所示时，光屏上恰好呈现烛焰清晰的像。下列说法正确的是(　B　)。
A．投影仪就是利用这一规律成像的
B．将蜡烛放置在35 cm刻度线处，仅向右移动光屏，能得到清晰、倒立、放大的实像
C．若飞来一只小虫落在凸透镜上，遮住凸透镜的部分区域，则光屏上烛焰的像不再完整
D．蜡烛、凸透镜、光屏位置不动，用焦距为8 cm的凸透镜替换该透镜，光屏上能成清晰的像
8．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42 cm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30 cm刻度线处移动到10 cm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】(1)10.0　(2)放大镜　(3)左
素养提升
9．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，________(选填“能”或“不能”)观察到烛焰的像；当u＞f时，烛焰成________(选填“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________(选填“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________(选填“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________(选填“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10 cm，保持光屏位置不变，让蜡烛和凸透镜分别以4 cm/s和2 cm/s的速度，同时沿光具座匀速向左运动，经过2.5 s，光屏上成清晰________(选填“放大”“等大”或“缩小”)的像。
【答案】(2)不能　倒立实像　物距和焦距
　(3)投影仪　(4)变暗　(5)向左
　(6)等大　　　　　　　　　　　3.6　凸透镜成像规律
学习目标
1．理解凸透镜成像规律。 2．掌握凸透镜成像规律的应用(照相机、幻灯机、放大镜)。
知识点　凸透镜成像的规律及应用
(1)实验装置：实验一般选用焦距较小的凸透镜，目的是方便在光具座的刻度范围内进行实验。
(2)实验探究。
①调节烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在 ，目的是 。
②假设凸透镜的焦距为f，用u表示物距。实验时，依次使u＞2f、u＝2f、f＜u＜2f、u＝f、u＜f来探究凸透镜的成像规律。成实像时，把蜡烛向凸透镜靠近时，光屏应 凸透镜才能重新接收到清晰的像。蜡烛离凸透镜越近，光屏上得到的像越 。成虚像时，眼睛应在 观察所成的像。
③将蜡烛与光屏的位置对调，为让光屏重新承接到像， 移动光屏，这是因为在光的折射现象中， 。
【点拨】
①若蜡烛变短，则光屏上烛焰的像将逐渐向 移动。若要继续在光屏的中央承接到清晰的像，则需将光屏向 调节，或将蜡烛向 调节，或将凸透镜向 调节。
②如果用光屏遮住凸透镜的上半部分，则成像情况是 。
③若无论如何移动光屏都无法得到像，可能是 ，也可能是烛焰、凸透镜、光屏三者的 。
重点一　凸透镜成像的规律及应用
1．凸透镜成像的规律。
物距 光路图 成像特点 像距
u>2f 倒立、缩小的实像 fu>2f 倒立、等大的实像 v＝2f
f2f
u＝f 不成像
u　　2.生活中的透镜：凸透镜的应用。
[记忆口诀] 一焦内外分虚实，二焦内外分大小。
虚像与物同侧正，实像与物异侧倒。
【跟踪训练】 1.如图所示，烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，该凸透镜的焦距为10.0 cm，凸透镜的位置保持不变。以下说法正确的是(　)。
A．当蜡烛放在图中A区域时，光屏应放在图中D区域才可能呈现清晰的像
B．蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，所成的像会逐渐变大
C．若无论怎么移动光屏，在光屏上都找不到像，则蜡烛可能放在图中C区域
D．若光屏上要得到一个缩小的像，则蜡烛应该放在图中B区域
重点二　器材移动动态分析思路
注：若题目给出像的大小变化，判断如何移动器材时，在判断成像的虚实后，可逆向运用此解题方法。
[记忆口诀]成实像：物近像远像变大，物远像近像变小；
成虚像：物近像近像变小，物远像远像变大。
【跟踪训练】 2.(2025·广州模拟)如图所示，小明将焦距为10 cm的凸透镜固定在光具座40 cm刻度线处，探究凸透镜的成像规律。下列说法正确的是(　)。
A．将蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中，像逐渐变大
B.当光屏上成清晰像时，拿走光屏，眼睛在光屏一侧一定范围内向凸透镜方向看，仍能看到像
C．将蜡烛放在10 cm刻度线处，移动光屏，光屏上可得到倒立、放大的清晰像
D．图中位置时光屏上成倒立、放大的实像
基础巩固
1．小芳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，实验数据如表所示。下列说法中(　)。
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
　　①该凸透镜的焦距为20 cm
②第1次实验的成像规律与照相机成像原理相同
③从第1次实验到第5次实验，成在光屏上的像越来越大
④当u＝11 cm时，移动光屏，可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像
A．只有①④正确　
B．只有②③正确
C．只有①②正确
D．只有②③④正确
2．在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏在如图所示的位置时，恰能在光屏上得到一个清晰的像，利用这个成像规律可以制成(　)。
A.照相机 B．潜望镜
C．幻灯机 D．放大镜
3．某同学做“探究凸透镜成像的规律”实验时，所用凸透镜的焦距为f，保持凸透镜位置不变，如图所示，先后使烛焰位于a、b、c、d四点，并调整光屏的位置，关于a、b、c、d四点的成像情况，下列说法中错误的是(　)。
A．烛焰位于a点时，屏上出现的实像最小
B．烛焰位于c点时，屏上出现的实像最大
C．烛焰位于b点时，屏上出现的实像最大
D．烛焰位于d点时，成正立、放大的虚像
4．(2025·江门二模)如图是一个自制投影仪模型。将手机和凸透镜分别固定在纸盒的两端，调整“投影仪”到墙面的距离，可在墙上看到手机画面清晰的像。下列说法正确的是(　)。
A．墙上看到的画面是手机屏幕所成的虚像
B．此自制投影仪的凸透镜焦距一定大于20 cm
C．凸透镜到墙面的距离一定大于手机屏幕到凸透镜的距离
D．适当缩短纸盒的长度，并将“投影仪”靠近墙面，清晰的像会更大
5．智能手机扫码功能可快速获取信息，手机摄像头相当于________(选填“凸透镜”或“凹透镜”)；二维码通过摄像头在手机中所成的是________(选填“实”或“虚”)像。如图，蜡烛恰好在光屏上成清晰的像，此时光屏上可观察到倒立________(选填“放大”或“缩小”)的________(选填“实”或“虚”)像，生活中的应用是________(选填“投影仪”或“照相机”)。
能力达标
6．(2025·深圳模拟)近年来，机器人引领科技大潮，机器人身上处处彰显物理知识，其中机器人眼睛通过光学传感器捕捉环境信息，进行视觉感知。光学传感器中有一部分就相当于我们所学的凸透镜。在“探究凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时，在光屏上成清晰的烛焰的像。下列说法中(　)。
①图中成像特点与机器人眼睛成像特点相同
②随着蜡烛燃烧而逐渐变短，光屏上的像也逐渐向下移动
③图中凸透镜的焦距可能是12 cm
④把蜡烛适当左移，透镜保持不动，向右适当移动光屏，会再次在光屏上得到清晰的像，且像变小
A．只有①②正确 B．只有①③正确
C．只有②④正确 D．只有③④正确
7．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、焦距为10 cm的凸透镜、光屏位置如图所示时，光屏上恰好呈现烛焰清晰的像。下列说法正确的是(　)。
A．投影仪就是利用这一规律成像的
B．将蜡烛放置在35 cm刻度线处，仅向右移动光屏，能得到清晰、倒立、放大的实像
C．若飞来一只小虫落在凸透镜上，遮住凸透镜的部分区域，则光屏上烛焰的像不再完整
D．蜡烛、凸透镜、光屏位置不动，用焦距为8 cm的凸透镜替换该透镜，光屏上能成清晰的像
8．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42 cm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30 cm刻度线处移动到10 cm刻度线处，光屏应向________(选填“左”或“右”)移动才能得到清晰的像。
素养提升
9．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，________(选填“能”或“不能”)观察到烛焰的像；当u＞f时，烛焰成________(选填“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________(选填“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________(选填“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________(选填“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10 cm，保持光屏位置不变，让蜡烛和凸透镜分别以4 cm/s和2 cm/s的速度，同时沿光具座匀速向左运动，经过2.5 s，光屏上成清晰________(选填“放大”“等大”或“缩小”)的像。

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