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第3讲　透镜及其应用
@课标导读
　　2.3.5　了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用.探究并了解凸透镜成像的规律.了解凸透镜成像规律的应用.
　　4.2.8　探究凸透镜成像的规律.
@知识梳理
透镜
1.原理： .
2.(1)凸透镜：中间 、边缘 的透镜叫作凸透镜.应用：照相机、投影仪、放大镜、老花镜(远视镜).
(2)凹透镜：中间 、边缘 的透镜叫作凹透镜.应用：近视镜.
(3)图甲是 透镜，图乙是 透镜.
3.凸透镜的焦点：跟主光轴平行的光，通过凸透镜后 在主光轴上的一点，这个点叫作凸透镜的焦点，即图甲中的点F；焦点到光心的距离叫作 .
4.透镜对光的作用：凸透镜对光有 作用，凹透镜对光有 作用.
注意：材料和大小相同的凸透镜，中间越厚，其焦距越小，聚光能力越强.
5.凸透镜和凹透镜各有三条特殊的光线，可据此来画出透镜的光路图.
(1)平行于主光轴的入射光线，经凸透镜折射后通过焦点；经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线过异侧虚焦点，如图甲所示.
(2)过焦点的入射光线，经凸透镜折射后平行于主光轴；对着异侧虚焦点入射的光线，经凹透镜折射后平行于主光轴，如图乙所示.
(3)过光心的入射光线，经凸透镜或凹透镜折射后方向不改变，如图丙所示.
巧记：平主过焦，过焦平主，过心不变.
【回归教材1】　一束光通过透镜的光路如图所示，正确的是 ( )
(RJ八上P117)
凸透镜成像的规律及应用
1.虚像：实际光线的反向延长线相交形成的像.光屏 承接到所成的像.
2.实像：由实际光线会聚而成的像.光屏 承接到所成的像.
3.成像特点
物距u与焦距f的关系 应用实例 像的性质 像与物相对于透镜的位置 像距v与焦距f的关系
正立、倒立 放大、等大、缩小 实像、虚像
u＞2f 倒立 实像 异侧 f＜v＜2f
u＝2f 测焦距 v＝2f
f＜u＜2f 放大 v＞2f
u＝f 利用平行光测焦距 折射光线平行射出，不能成像
u＜f 放大 同侧 v＞u
规律巧记：①1倍焦距分虚实，2倍焦距分大小；②虚像同侧正立，实像异侧倒立；③u＞f(成实像)，物近像远像变大；④u＜f(成虚像)，物远像远像变大.(如图所示)
(RJ八上P121)
【回归教材2】　如图所示，许多博物馆会在较为精巧的文物前放置凸透镜，便于观察细微之处.通过凸透镜看到的像
( )
A.正立、放大的虚像 B.正立、缩小的虚像
C.倒立、缩小的实像 D.倒立、放大的实像
【回归教材3】　[物理学与工程实践]小华用硬纸板制作两个粗细相差很少的纸筒，使一个纸筒刚好能够套入另一个纸筒内，并能前后滑动.在一个纸筒的一端嵌上凸透镜，另一个纸筒的一端蒙上一层半透明薄膜，制作照相机模型，如图1所示.
(1)在较暗的室内，把 (选填“凸透镜”或“半透明薄膜”)对着明亮的室外，改变透镜和薄膜间的距离，就可以在薄膜上看到室外景物清晰的像.
(2)小华用此照相机模型观察到蜗牛的像，如图2甲所示，想使半透明薄膜上的像变大些，如图2乙所示，应使镜头离被观察的物体 ，同时调节内筒位置，使半透明薄膜与凸透镜的距离 才能得到清晰的像.(均选填“远一些”或“近一些”)
眼睛和眼镜
1.如图所示，眼睛的晶状体和角膜的共同作用相当于 ，视网膜相当于 .
2.人眼的明视距离约是 cm；近点约为 cm，远点为无限远.
3.近视眼及远视眼的原因及矫正方法
(1)近视眼：晶状体太厚，折光能力太强，远处物体的像成在视网膜 ，用 矫正，如图所示.
(2)远视眼：晶状体太薄，折光能力太弱，近处物体的像成在视网膜 ，用 矫正，如图所示.
【回归教材4】　请你在图甲中大致画出来自远处的光进入近视眼晶状体后的折射光线，在图乙的虚线框中画出矫正近视眼需要戴的透镜，并完成矫正后的光路图.
【回归教材5】　小明想进一步了解远视眼矫正的原理，于是利用如图所示的装置进行实验.他将凸透镜和光屏的位置固定，移动光源F，在光屏上得到了清晰的像.
(1)如果要模拟远视眼，他应该向 (选填“左”或“右”)移动光屏，使像成在光屏的 (选填“前”或“后”)方.
(2)如果要模拟远视眼的矫正，应该在光源F和凸透镜之间放置一个合适的 (选填“凹”或“凸”)透镜，使光屏上再次形成清晰的像.
跨学科实践：制作望远镜
1.如图是望远镜的原理图，来自远方物体的光线通过物镜成倒立、 的 像；目镜能将物镜所成的像进行放大，放大后即图中的 (选填“A'B'”或“A″B″”).
2.望远镜的放大倍率＝，其中f物为物镜的焦距，f目为目镜的焦距.若望远镜的放大倍率为3，目镜的焦距为10 cm，则物镜的焦距为 cm.
3.为了增大进光量，使成像更清晰，物镜应选直径较 (选填“大”或“小”)的；为了增大放大倍率，目镜应选焦距较 (选填“长”或“短”)的.
4.目镜成的放大的像并没有比远处真实的物体大，但人眼能通过望远镜看清远处的物体，是因为望远镜所成的像在人眼处所成的视角比较 (选填“大”或“小”).
@实验过关
探究凸透镜成像的规律(课标要求探究类学生必做实验)
——实验操作见《抢分训练》P24
　小明同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，选用了焦距未知的凸透镜.
【基础设问】
(1)为使凸透镜所成的像便于观察，该实验环境应该较 (选填“暗”或“亮”).
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏分别放在光具座上， (选填“点燃”或“不点燃”)蜡烛，调节烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心在 上，这样做的目的是使像成在 .
(3)将平行光射向凸透镜，移动光屏，直至光屏上形成一个最小、最亮的光斑，如图甲所示.则该凸透镜的焦距为 cm.
　 　　 　
(4)实验时，发现无论怎样移动光屏，都不能在光屏上得到清晰的像，其原因可能是 (写出一条即可).
(5)如图乙所示，要想在光屏上得到烛焰清晰的像，可将光屏向 (选填“左”或“右”)移动至 (选填“50～60 cm”“60～70 cm”或“70 cm以上”)刻度范围内，此时光屏上能得到一个倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像， (选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”)就是根据此原理工作的.
(6)在第(5)问得到清晰的像后，将蜡烛和光屏的位置互换，发现光屏上仍可得到清晰的像，此时的像是 立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像，这是因为光路 .
(7)另一组同学进行实验后，得出多组数据，并画出像距v和物距u的关系图像，如图丙所示，由此可得，此组同学所用凸透镜的焦距是 cm.
(8)实验时，发现烛焰的像在光屏的上边缘，这时可以向上移动 ，使像重回光屏中心.
(9)在光屏上成清晰的像时，如果用遮光板挡住凸透镜的上半部分，光屏上将得到 (填字母).
A.烛焰像的下半部分
B.烛焰像的上半部分
C.烛焰完整的像，像的亮度变暗
D.烛焰完整的像，像的亮度不变
(10)当光屏上成清晰的像时，如果有一只花蝴蝶被你吸引，飞过来停在凸透镜上，则光屏上 (选填“会”或“不会”)出现花蝴蝶的像，原因是 .
(11)如图丁所示，在光屏中央恰好得到清晰的像，则像应为图丁中的 (选填“1”“2”“3”或“4”).生活中的 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据此成像原理制成的.
丁
【拓展提升】
(12)如图丁所示，在光屏上得到清晰的像后，该同学把远视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上的像变模糊了.为了在光屏上再次得到清晰的像，他想出了两种可行的方法：
方法一：只将蜡烛向 (选填“左”或“右”)移动适当距离.
方法二：只将光屏向 (选填“左”或“右”)移动适当距离.
(13)当光屏上成清晰的像后，如果用焦距为5 cm的凸透镜替换原焦距为10 cm的凸透镜，要在光屏上成清晰的像，光屏应向 移动.如果更换成一个焦距相同、尺寸更大的凸透镜，此时光屏上像的大小与原来的像对比应 (选填“变大”“变小”或“不变”)，但更 (选填“暗”或“亮”).
(14)小明按照实验步骤做了四次实验，得到如下表实验数据.
实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的性质
1 40 13 ①
2 20 20 倒立、等大的实像
3 ② 40 倒立、放大的实像
4 6 无 正立、放大的虚像
表格中①处应填 ，②处应填 .
(15)如图戊所示，烛焰通过凸透镜成正立的像时，人眼在图中 处能观察到烛焰的像.
(16)如图己所示，用LED光源代替蜡烛，用格子光屏代替白板光屏，进行实验，这样做的优点是 (写出一条即可).此光源不足之处是 .
@中考考向
透镜光路图(5年1考)
　[物理观念](2020·广东)请画出图中入射光线经凸透镜后的折射光线.
典例1图　　　　　变式1图
变式1　(2025·广东改编)请在图中画出已知光线相应的入射或出射光线.
　凸透镜对光有会聚作用，可以理解为光线经过透镜后向靠近主光轴的方向偏折；凹透镜对光有发散作用，可以理解为光线经过透镜后向远离主光轴的方向偏折.
探究凸透镜成像的规律(5年2考)
　(2023·广东)小明在学习了凸透镜成像的规律后，继续深入探究.选用表中某一规格的凸透镜做实验，调整好器材后如图1甲所示，此时烛焰在光屏上成放大的像.
凸透镜编号 ① ② ③ ④
焦距/cm 5 5 10 15
直径/cm 3.5 4.5 4.5 4.5
(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1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，如图2 所示，则小明看到的像应是 (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，则可在表中选取编号为 的两个凸透镜进行实验验证.
变式2　(2020·广东)如图所示，点燃的蜡烛及焦距为15 cm的凸透镜固定在光具座上，要在光屏上承接到烛焰 (选填“正立”或“倒立”)、放大的清晰实像，需将光屏向 (选填“左”或“右”)移动；一段时间后，蜡烛变短了，烛焰在光屏上成的像会向 (选填“上”或“下”)移.
凸透镜成像规律的应用(5年3考)
　[物理学与社会发展](2024·广东)【科技改善生活】广东生产的无人驾驶电动垂直起降航空器首飞成功，彰显了我国科技在城市空中交通领域的领先地位.如图所示，航空器的摄像头相当于 透镜，远处的物体通过摄像头成倒立、缩小的 (选填“实”或“虚”)像.在摄像头远离物体的过程中，像的大小将变 .
变式3　　小明用图甲所示的装置探究凸透镜成像的规律，由图乙可知，小明所用凸透镜的焦距为 cm；当蜡烛、凸透镜和光屏调到如图甲所示位置时，在光屏上得到了一个清晰的像，此成像特点与 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的相同；小明用相机先后拍了两张公园凉亭照片，分别如图丙、丁所示，拍照过程相机 (选填“靠近”或“远离”)凉亭.
透镜的成像规律光路图(5年1考)
　(2021·广东)如图所示，蜡烛的烛焰中心A在主光轴上距凸透镜光心O 2倍焦距以外.①根据凸透镜成像规律，在图甲中标出A所成的像A'的大致位置；②借助辅助线或光路图，在图乙中找到A所成的像A'的确切位置，保留作图痕迹.
甲　 乙
变式4　[科学思维](2025·东莞二模)如图所示，请画出由S点发出的光经过凸透镜后的折射光线，并确定发光点S的像点S'.
　确定像点S'的方法：利用三条特殊光线经透镜折射后相交或反向延长线相交，交点即为像点的位置.
眼睛和眼镜
　(2025·大湾区二模)正常眼球看近处物体的光路如图甲所示.小聪做眼球检查时发现晶状体与常人无异，但眼球发育偏短，看近处物体时的光路如图乙所示.眼球的晶状体对光的折射作用与 (选填“凸透镜”“凹透镜”或“平面镜”)相同；小聪的眼看不清 (选填“远处”或“近处”)的物体，应戴 (选填“凸透镜”或“凹透镜”)来矫正视力.
变式5　[科学探究](2025·江西改编)用“水透镜”探究近视眼的形成原因.
(1)将图1“水透镜”置于图2中光具座的 (选填“A”“B”或“C”)滑块上，点燃蜡烛，调节“水透镜”和光屏的高度，使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度上.
(2)移动蜡烛，当物距为30.0 cm时，调节光屏的位置，直至呈现烛焰清晰的像并记录像距；然后保持蜡烛和透镜位置不变，向“水透镜”中注水，增加透镜的厚度，同时向 (选填“左”或“右”)调节光屏的位置，直至呈现烛焰清晰的像并记录像距；实验数据如表所示.
序号 物距/cm “水透镜”的凸起程度 像距/cm
1 30.0 较小 17.4
2 30.0 较大 9.2
(3)如表所示，在物距不变的情况下，增加“水透镜”的凸起程度，像距变 ，并且观察到成像变近.
(4)本实验中用 模拟眼睛的晶状体，用 模拟眼睛的视网膜.
(5)经多次实验后，结合所学知识分析，当近视眼观察远处的景物时，由于晶状体的凸起程度较 ，折光能力变强，远处景物成像会成在视网膜的 方，导致看不清楚.
眼睛成像及矫正记忆口诀
近前远后，近凹远凸.即近视眼成像在视网膜前，远视眼成像在视网膜后；近视眼戴凹透镜矫正，远视眼戴凸透镜矫正.
@考点精练
1.(2025·眉山)根据透镜对光的作用，完成下列光路图.
2.[物理学与社会发展]我国某新型战斗机配有光电搜索跟踪系统，系统中的光学元件相当于晶状体，内置光电传感器相当于视网膜，成像原理与人眼相似.从空中拍摄地面物体时，物体在光电传感器上形成的像是 ( )
A.倒立、缩小的实像 B.倒立、等大的实像
C.倒立、放大的实像 D.正立、放大的虚像
3.[物理学与日常生活]图甲是公共场所的宣传投影灯，装在高处的投影灯照在地面上出现图案，其内部结构如图乙所示.下列说法正确的是 ( )
A.不同方向都能看到图案是因为光在地面上发生了漫反射
B.该投影灯的成像原理与照相机相同
C.调小镜头与图片的距离，图案变小
D.地面上看到的是放大的虚像
4.(2025·广东)放大镜属于 (选填“凸”或“凹”)透镜，如图所示，邮票通过透镜所成的像是 (选填“实”或“虚”)像，邮票到透镜的距离 (选填“大于”或“小于”)透镜的焦距.
5.　小聪同学利用如图所示的器材探究凸透镜成像的规律.实验时，调节光源、凸透镜和光屏的中心在同一高度上，其目的是 ；光源、透镜和光屏在图示位置时，光屏上成一个清晰的像，此像的特点是倒立、 (选填“缩小”“放大”或“等大”)的实像；接着，小聪同学将爷爷的老花眼镜放在透镜前，要再次在光屏上找到清晰的像，光屏应向 (选填“靠近”或“远离”)透镜方向移动.
第5题图　　　第6题图
6.(2022·广东)如图所示，电子蜡烛的“烛焰”通过凸透镜在光屏上成一个清晰 立的实像.利用这一成像规律可制成 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”).若保持蜡烛和光屏的位置不变，仅将凸透镜更换成另一个焦距相同、尺寸更大的凸透镜，此时光屏上像的大小与原来的像对比应 (选填“变大”“变小”或“不变”).
7.[物理学与日常生活](2025·南充)透镜在生活中的应用十分广泛，下列调节方法正确的是( )
A.使用照相机时，先拍全身照，再拍半身照，将照相机远离人
B.使用投影仪时，显示的画面太大，只需将投影仪向前移动
C.使用放大镜时，为了看到更大的像，适当增大放大镜与物体的距离
D.人脸识别解锁时，人脸离锁越近，拍得的像越小，更容易解锁成功
8.(2025·烟台)在“探究凸透镜成像的规律”实验中：
(1)调节光源、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，其目的是 .
(2)图甲是小红所在小组实验时的情景，此时光屏上呈现清晰的像，由图可知物距为 cm(不要求估读).请在图乙的方格纸中大致画出图甲中小红看到的像.
(3)保持图甲中凸透镜位置不动，将光源移动到光具座10.0 cm处，为了在光屏上呈现清晰的像，应将光屏向 (选填“靠近”或“远离”)透镜方向移动，像的大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”).
(4)保持图甲中凸透镜位置不动，将光源移动到光具座45.0 cm处，无论怎样移动光屏始终得不到像，原因是 ，要想看到此时的像，观察的方法是 .第3讲　透镜及其应用
@课标导读
　　2.3.5　了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用.探究并了解凸透镜成像的规律.了解凸透镜成像规律的应用.
　　4.2.8　探究凸透镜成像的规律.
@知识梳理
透镜
1.原理：　光的折射　.
2.(1)凸透镜：中间　厚　、边缘　薄　的透镜叫作凸透镜.应用：照相机、投影仪、放大镜、老花镜(远视镜).
(2)凹透镜：中间　薄　、边缘　厚　的透镜叫作凹透镜.应用：近视镜.
(3)图甲是　凸　透镜，图乙是　凹　透镜.
3.凸透镜的焦点：跟主光轴平行的光，通过凸透镜后　会聚　在主光轴上的一点，这个点叫作凸透镜的焦点，即图甲中的点F；焦点到光心的距离叫作　焦距　.
4.透镜对光的作用：凸透镜对光有　会聚　作用，凹透镜对光有　发散　作用.
注意：材料和大小相同的凸透镜，中间越厚，其焦距越小，聚光能力越强.
5.凸透镜和凹透镜各有三条特殊的光线，可据此来画出透镜的光路图.
(1)平行于主光轴的入射光线，经凸透镜折射后通过焦点；经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线过异侧虚焦点，如图甲所示.
(2)过焦点的入射光线，经凸透镜折射后平行于主光轴；对着异侧虚焦点入射的光线，经凹透镜折射后平行于主光轴，如图乙所示.
(3)过光心的入射光线，经凸透镜或凹透镜折射后方向不改变，如图丙所示.
巧记：平主过焦，过焦平主，过心不变.
【回归教材1】　一束光通过透镜的光路如图所示，正确的是 (　A　)
(RJ八上P117)
凸透镜成像的规律及应用
1.虚像：实际光线的反向延长线相交形成的像.光屏　不能　承接到所成的像.
2.实像：由实际光线会聚而成的像.光屏　能　承接到所成的像.
3.成像特点
物距u与焦距f的关系 应用实例 像的性质 像与物相对于透镜的位置 像距v与焦距f的关系
正立、倒立 放大、等大、缩小 实像、虚像
u＞2f 　照相机　 倒立 　缩小　 实像 异侧 f＜v＜2f
u＝2f 测焦距 　等大　 v＝2f
f＜u＜2f 　投影仪　 放大 v＞2f
u＝f 利用平行光测焦距 折射光线平行射出，不能成像
u＜f 　放大镜　 　正立　 放大 　虚像　 同侧 v＞u
规律巧记：①1倍焦距分虚实，2倍焦距分大小；②虚像同侧正立，实像异侧倒立；③u＞f(成实像)，物近像远像变大；④u＜f(成虚像)，物远像远像变大.(如图所示)
(RJ八上P121)
【回归教材2】　如图所示，许多博物馆会在较为精巧的文物前放置凸透镜，便于观察细微之处.通过凸透镜看到的像
(　A　)
A.正立、放大的虚像 B.正立、缩小的虚像
C.倒立、缩小的实像 D.倒立、放大的实像
【回归教材3】　[物理学与工程实践]小华用硬纸板制作两个粗细相差很少的纸筒，使一个纸筒刚好能够套入另一个纸筒内，并能前后滑动.在一个纸筒的一端嵌上凸透镜，另一个纸筒的一端蒙上一层半透明薄膜，制作照相机模型，如图1所示.
(1)在较暗的室内，把　凸透镜　(选填“凸透镜”或“半透明薄膜”)对着明亮的室外，改变透镜和薄膜间的距离，就可以在薄膜上看到室外景物清晰的像.
(2)小华用此照相机模型观察到蜗牛的像，如图2甲所示，想使半透明薄膜上的像变大些，如图2乙所示，应使镜头离被观察的物体　近一些　，同时调节内筒位置，使半透明薄膜与凸透镜的距离　远一些　才能得到清晰的像.(均选填“远一些”或“近一些”)
眼睛和眼镜
1.如图所示，眼睛的晶状体和角膜的共同作用相当于　凸透镜　，视网膜相当于　光屏　.
2.人眼的明视距离约是　25　cm；近点约为　10　cm，远点为无限远.
3.近视眼及远视眼的原因及矫正方法
(1)近视眼：晶状体太厚，折光能力太强，远处物体的像成在视网膜　前面　，用　凹透镜　矫正，如图所示.
(2)远视眼：晶状体太薄，折光能力太弱，近处物体的像成在视网膜　后面　，用　凸透镜　矫正，如图所示.
【回归教材4】　请你在图甲中大致画出来自远处的光进入近视眼晶状体后的折射光线，在图乙的虚线框中画出矫正近视眼需要戴的透镜，并完成矫正后的光路图.
【回归教材5】　小明想进一步了解远视眼矫正的原理，于是利用如图所示的装置进行实验.他将凸透镜和光屏的位置固定，移动光源F，在光屏上得到了清晰的像.
(1)如果要模拟远视眼，他应该向　左　(选填“左”或“右”)移动光屏，使像成在光屏的　后　(选填“前”或“后”)方.
(2)如果要模拟远视眼的矫正，应该在光源F和凸透镜之间放置一个合适的　凸　(选填“凹”或“凸”)透镜，使光屏上再次形成清晰的像.
跨学科实践：制作望远镜
1.如图是望远镜的原理图，来自远方物体的光线通过物镜成倒立、　缩小　的　实　像；目镜能将物镜所成的像进行放大，放大后即图中的　A″B″　(选填“A'B'”或“A″B″”).
2.望远镜的放大倍率＝，其中f物为物镜的焦距，f目为目镜的焦距.若望远镜的放大倍率为3，目镜的焦距为10 cm，则物镜的焦距为　30　cm.
3.为了增大进光量，使成像更清晰，物镜应选直径较　大　(选填“大”或“小”)的；为了增大放大倍率，目镜应选焦距较　短　(选填“长”或“短”)的.
4.目镜成的放大的像并没有比远处真实的物体大，但人眼能通过望远镜看清远处的物体，是因为望远镜所成的像在人眼处所成的视角比较　大　(选填“大”或“小”).
@实验过关
探究凸透镜成像的规律(课标要求探究类学生必做实验)
——实验操作见《抢分训练》P24
　小明同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，选用了焦距未知的凸透镜.
【基础设问】
(1)为使凸透镜所成的像便于观察，该实验环境应该较　暗　(选填“暗”或“亮”).
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏分别放在光具座上，　点燃　(选填“点燃”或“不点燃”)蜡烛，调节烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心在　同一高度　上，这样做的目的是使像成在　光屏的中央　.
(3)将平行光射向凸透镜，移动光屏，直至光屏上形成一个最小、最亮的光斑，如图甲所示.则该凸透镜的焦距为　10.0　cm.
　 　　 　
(4)实验时，发现无论怎样移动光屏，都不能在光屏上得到清晰的像，其原因可能是　物距小于或等于1倍焦距(或物距稍大于焦距，成像在极远处，光具座的长度有限，光屏无法移到该位置等)　(写出一条即可).
(5)如图乙所示，要想在光屏上得到烛焰清晰的像，可将光屏向　右　(选填“左”或“右”)移动至　60～70 cm　(选填“50～60 cm”“60～70 cm”或“70 cm以上”)刻度范围内，此时光屏上能得到一个倒立、　缩小　(选填“放大”或“缩小”)的实像，　照相机　(选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”)就是根据此原理工作的.
(6)在第(5)问得到清晰的像后，将蜡烛和光屏的位置互换，发现光屏上仍可得到清晰的像，此时的像是　倒　立、　放大　(选填“放大”或“缩小”)的实像，这是因为光路　可逆　.
(7)另一组同学进行实验后，得出多组数据，并画出像距v和物距u的关系图像，如图丙所示，由此可得，此组同学所用凸透镜的焦距是　10　cm.
(8)实验时，发现烛焰的像在光屏的上边缘，这时可以向上移动　蜡烛或光屏　，使像重回光屏中心.
(9)在光屏上成清晰的像时，如果用遮光板挡住凸透镜的上半部分，光屏上将得到　C　(填字母).
A.烛焰像的下半部分
B.烛焰像的上半部分
C.烛焰完整的像，像的亮度变暗
D.烛焰完整的像，像的亮度不变
(10)当光屏上成清晰的像时，如果有一只花蝴蝶被你吸引，飞过来停在凸透镜上，则光屏上　不会　(选填“会”或“不会”)出现花蝴蝶的像，原因是　花蝴蝶在凸透镜的1倍焦距以内，成正立、放大的虚像，因此不会出现在光屏上　.
(11)如图丁所示，在光屏中央恰好得到清晰的像，则像应为图丁中的　3　(选填“1”“2”“3”或“4”).生活中的　投影仪　(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据此成像原理制成的.
丁
【拓展提升】
(12)如图丁所示，在光屏上得到清晰的像后，该同学把远视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上的像变模糊了.为了在光屏上再次得到清晰的像，他想出了两种可行的方法：
方法一：只将蜡烛向　右　(选填“左”或“右”)移动适当距离.
方法二：只将光屏向　左　(选填“左”或“右”)移动适当距离.
(13)当光屏上成清晰的像后，如果用焦距为5 cm的凸透镜替换原焦距为10 cm的凸透镜，要在光屏上成清晰的像，光屏应向　左　移动.如果更换成一个焦距相同、尺寸更大的凸透镜，此时光屏上像的大小与原来的像对比应　不变　(选填“变大”“变小”或“不变”)，但更　亮　(选填“暗”或“亮”).
(14)小明按照实验步骤做了四次实验，得到如下表实验数据.
实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的性质
1 40 13 ①
2 20 20 倒立、等大的实像
3 ② 40 倒立、放大的实像
4 6 无 正立、放大的虚像
表格中①处应填　倒立、缩小的实像　，②处应填　13　.
(15)如图戊所示，烛焰通过凸透镜成正立的像时，人眼在图中　B　处能观察到烛焰的像.
(16)如图己所示，用LED光源代替蜡烛，用格子光屏代替白板光屏，进行实验，这样做的优点是　LED光源成像更清晰、更稳定(或零刻度线在中央方便读取物、像距，或光源、光屏带格子方便比较物、像大小关系等)　(写出一条即可).此光源不足之处是　光源发光体是字母“A”，不利于比较像与物的左右关系　.
@中考考向
透镜光路图(5年1考)
　[物理观念](2020·广东)请画出图中入射光线经凸透镜后的折射光线.
典例1图　　　　　变式1图
变式1　(2025·广东改编)请在图中画出已知光线相应的入射或出射光线.
　凸透镜对光有会聚作用，可以理解为光线经过透镜后向靠近主光轴的方向偏折；凹透镜对光有发散作用，可以理解为光线经过透镜后向远离主光轴的方向偏折.
探究凸透镜成像的规律(5年2考)
　(2023·广东)小明在学习了凸透镜成像的规律后，继续深入探究.选用表中某一规格的凸透镜做实验，调整好器材后如图1甲所示，此时烛焰在光屏上成放大的像.
凸透镜编号 ① ② ③ ④
焦距/cm 5 5 10 15
直径/cm 3.5 4.5 4.5 4.5
(1)光屏上的像是实像还是虚像？　实像　.
(2)一段时间后，小明发现烛焰的像如图1乙所示，此时将蜡烛向　上　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　10　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，如图2 所示，则小明看到的像应是　D　(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，则可在表中选取编号为　①②　的两个凸透镜进行实验验证.
【解析】(3)由题图1甲可知，u＜v，且成实像，说明2f＞u＝15 cm＞f，v＝30 cm＞2f，即15 cm＞f＞7.5 cm，由表中数据可知，小明选的凸透镜焦距为10 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2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，可知小明看到的像应是D.
变式2　(2020·广东)如图所示，点燃的蜡烛及焦距为15 cm的凸透镜固定在光具座上，要在光屏上承接到烛焰　倒立　(选填“正立”或“倒立”)、放大的清晰实像，需将光屏向　右　(选填“左”或“右”)移动；一段时间后，蜡烛变短了，烛焰在光屏上成的像会向　上　(选填“上”或“下”)移.
凸透镜成像规律的应用(5年3考)
　[物理学与社会发展](2024·广东)【科技改善生活】广东生产的无人驾驶电动垂直起降航空器首飞成功，彰显了我国科技在城市空中交通领域的领先地位.如图所示，航空器的摄像头相当于　凸　透镜，远处的物体通过摄像头成倒立、缩小的　实　(选填“实”或“虚”)像.在摄像头远离物体的过程中，像的大小将变　小　.
变式3　　小明用图甲所示的装置探究凸透镜成像的规律，由图乙可知，小明所用凸透镜的焦距为　10.0　cm；当蜡烛、凸透镜和光屏调到如图甲所示位置时，在光屏上得到了一个清晰的像，此成像特点与　投影仪　(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的相同；小明用相机先后拍了两张公园凉亭照片，分别如图丙、丁所示，拍照过程相机　靠近　(选填“靠近”或“远离”)凉亭.
透镜的成像规律光路图(5年1考)
　(2021·广东)如图所示，蜡烛的烛焰中心A在主光轴上距凸透镜光心O 2倍焦距以外.①根据凸透镜成像规律，在图甲中标出A所成的像A'的大致位置；②借助辅助线或光路图，在图乙中找到A所成的像A'的确切位置，保留作图痕迹.
甲　乙
变式4　[科学思维](2025·东莞二模)如图所示，请画出由S点发出的光经过凸透镜后的折射光线，并确定发光点S的像点S'.
　确定像点S'的方法：利用三条特殊光线经透镜折射后相交或反向延长线相交，交点即为像点的位置.
眼睛和眼镜
　(2025·大湾区二模)正常眼球看近处物体的光路如图甲所示.小聪做眼球检查时发现晶状体与常人无异，但眼球发育偏短，看近处物体时的光路如图乙所示.眼球的晶状体对光的折射作用与　凸透镜　(选填“凸透镜”“凹透镜”或“平面镜”)相同；小聪的眼看不清　近处　(选填“远处”或“近处”)的物体，应戴　凸透镜　(选填“凸透镜”或“凹透镜”)来矫正视力.
变式5　[科学探究](2025·江西改编)用“水透镜”探究近视眼的形成原因.
(1)将图1“水透镜”置于图2中光具座的　B　(选填“A”“B”或“C”)滑块上，点燃蜡烛，调节“水透镜”和光屏的高度，使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度上.
(2)移动蜡烛，当物距为30.0 cm时，调节光屏的位置，直至呈现烛焰清晰的像并记录像距；然后保持蜡烛和透镜位置不变，向“水透镜”中注水，增加透镜的厚度，同时向　左　(选填“左”或“右”)调节光屏的位置，直至呈现烛焰清晰的像并记录像距；实验数据如表所示.
序号 物距/cm “水透镜”的凸起程度 像距/cm
1 30.0 较小 17.4
2 30.0 较大 9.2
(3)如表所示，在物距不变的情况下，增加“水透镜”的凸起程度，像距变　小　，并且观察到成像变近.
(4)本实验中用　水透镜　模拟眼睛的晶状体，用　光屏　模拟眼睛的视网膜.
(5)经多次实验后，结合所学知识分析，当近视眼观察远处的景物时，由于晶状体的凸起程度较　大　，折光能力变强，远处景物成像会成在视网膜的　前　方，导致看不清楚.
眼睛成像及矫正记忆口诀
近前远后，近凹远凸.即近视眼成像在视网膜前，远视眼成像在视网膜后；近视眼戴凹透镜矫正，远视眼戴凸透镜矫正.
@考点精练
1.(2025·眉山)根据透镜对光的作用，完成下列光路图.
2.[物理学与社会发展]我国某新型战斗机配有光电搜索跟踪系统，系统中的光学元件相当于晶状体，内置光电传感器相当于视网膜，成像原理与人眼相似.从空中拍摄地面物体时，物体在光电传感器上形成的像是 (　A　)
A.倒立、缩小的实像 B.倒立、等大的实像
C.倒立、放大的实像 D.正立、放大的虚像
3.[物理学与日常生活]图甲是公共场所的宣传投影灯，装在高处的投影灯照在地面上出现图案，其内部结构如图乙所示.下列说法正确的是 (　A　)
A.不同方向都能看到图案是因为光在地面上发生了漫反射
B.该投影灯的成像原理与照相机相同
C.调小镜头与图片的距离，图案变小
D.地面上看到的是放大的虚像
【解析】不同方向都能看到图案是因为光在地面上发生了漫反射，故A正确；该投影灯利用凸透镜将较小的图案放大为较大的像，应用了当凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像，与照相机的原理不同，故BD错误；凸透镜成实像时，当物距变小时，像距会变大，像也会变大，故调小镜头与图片的距离，图案会变大，故C错误.
4.(2025·广东)放大镜属于　凸　(选填“凸”或“凹”)透镜，如图所示，邮票通过透镜所成的像是　虚　(选填“实”或“虚”)像，邮票到透镜的距离　小于　(选填“大于”或“小于”)透镜的焦距.
5.　小聪同学利用如图所示的器材探究凸透镜成像的规律.实验时，调节光源、凸透镜和光屏的中心在同一高度上，其目的是　使所成的像在光屏中心　；光源、透镜和光屏在图示位置时，光屏上成一个清晰的像，此像的特点是倒立、　缩小　(选填“缩小”“放大”或“等大”)的实像；接着，小聪同学将爷爷的老花眼镜放在透镜前，要再次在光屏上找到清晰的像，光屏应向　靠近　(选填“靠近”或“远离”)透镜方向移动.
第5题图　　　第6题图
6.(2022·广东)如图所示，电子蜡烛的“烛焰”通过凸透镜在光屏上成一个清晰　倒　立的实像.利用这一成像规律可制成　照相机　(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”).若保持蜡烛和光屏的位置不变，仅将凸透镜更换成另一个焦距相同、尺寸更大的凸透镜，此时光屏上像的大小与原来的像对比应　不变　(选填“变大”“变小”或“不变”).
7.[物理学与日常生活](2025·南充)透镜在生活中的应用十分广泛，下列调节方法正确的是(　C　)
A.使用照相机时，先拍全身照，再拍半身照，将照相机远离人
B.使用投影仪时，显示的画面太大，只需将投影仪向前移动
C.使用放大镜时，为了看到更大的像，适当增大放大镜与物体的距离
D.人脸识别解锁时，人脸离锁越近，拍得的像越小，更容易解锁成功
8.(2025·烟台)在“探究凸透镜成像的规律”实验中：
(1)调节光源、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，其目的是　使像成在光屏的中央　.
(2)图甲是小红所在小组实验时的情景，此时光屏上呈现清晰的像，由图可知物距为　30　cm(不要求估读).请在图乙的方格纸中大致画出图甲中小红看到的像.
(3)保持图甲中凸透镜位置不动，将光源移动到光具座10.0 cm处，为了在光屏上呈现清晰的像，应将光屏向　靠近　(选填“靠近”或“远离”)透镜方向移动，像的大小将　变小　(选填“变大”“变小”或“不变”).
(4)保持图甲中凸透镜位置不动，将光源移动到光具座45.0 cm处，无论怎样移动光屏始终得不到像，原因是　此时物距小于1倍焦距，成正立、放大的虚像，故光屏始终得不到像　，要想看到此时的像，观察的方法是　眼睛在光屏一侧看向凸透镜　.
【解析】(2)由题图甲可知，物距为50.0 cm－20.0 cm＝30.0 cm；物距大于像距，在光屏后看到的是成倒立、缩小的实像，此时在图乙的方格纸中小红看到的像上下颠倒，如图所示.
(3)将光源移动到光具座10.0 cm处，根据物远像近像变小可知，为了在光屏上呈现清晰的像，应将光屏向靠近透镜方向移动，且像变小.

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