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第一部分
考点过关
第三章　透镜及其应用
教材考点·深度梳理
01
重点难点·提升训练
02
重点实验·完全突破
03
河北中考·考向体验
04
0 凸透镜和凹透镜教材考点·深度梳理考点一透镜类型凸透镜凹透镜特征中间①　　　　、边缘②　　　　 中间③　　　　、边缘④　　　　 对光线的作用对光有⑤　　　　作用,折射光靠近主光轴 对光有⑥　　　　作用,折射光远离主光轴 厚薄薄厚会聚发散0(1)①会聚作用是指光通过凸透镜后,折射光线比入射光线更靠近主光轴,但折射光线不一定会聚于一点,有可能还是发散的,只是与入射光线相比发散程度变小了,如图甲所示。②发散作用是指光通过凹透镜后,折射光线比入射光线远离主光轴,但折射光线有可能会聚于一点,只是与入射光线相比发散程度变大了,如图乙所示。归纳总结0(2)测凸透镜焦距的方法:取一个凸透镜正对着太阳光,使太阳光通过凸透镜会聚于纸上一点,测出此点到凸透镜光心的距离即为焦距f。0 透镜的三条特殊光线表达凸透镜凹透镜描述过“心”不变过光心的光线通过透镜后不改变方向“平”变“斜”平行于主光轴的光线通过透镜后过焦点(或延长线过虚焦点)0续表表达凸透镜凹透镜描述“斜”变“平”过焦点(或延长线经过虚焦点)的光线通过透镜后平行于主光轴考点二凸透镜成像规律及应用物距u像的特点像距v应用u>2f⑦　　　 ⑧　　　 ⑨　　　 u=2f⑩　　　 v=2f测焦距f<u<2f 　　 投影仪u=f不成像//u<f 　　 v>u(物像同侧)放大镜倒立、缩小、实像f<v<2f照相机倒立、等大、实像倒立、放大、实像v>2f正立、放大、虚像(1)静态规律记忆口诀:1倍焦距分虚实,内虚外实,实倒虚正;2倍焦距分大小,内大外小。(2)动态成像规律:成实像时,物距增大,像距 　　　　,像 　　　　;成虚像时,物距增大,像距 　　　　,像 　　　　。 方法归纳减小变小增大变大①(教材素材改编题)小华是集邮爱好者,如图所示,他用焦距为5 cm的放大镜去观察邮票,想看清楚邮票的细微之处,这时放大镜与邮票之间的距离应　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)5 cm,所成的像是放大的、　　　　的虚像。 对应练习小于正立②(教材素材改编题)如图所示,为了使所成的像缩小一些,应使投影仪的镜头离投影片　　　　(选填“远”或“近”)一些,并　　　　(选填“增大”或“减小”)投影仪与屏幕间的距离。 远减小③如图,在自制模型照相机时:(1)应该选用　　　(选填“凸”或“凹”)透镜作镜头,选用　　　　(选填“透明”“半透明”或“不透明”)膜来承接像。 (2)照相时,镜头离景物的距离至少要　　　　　　　,才能在薄膜上看到清晰的像。 (3)当用照相机照近处的物体时,应该　　　　两筒间的距离,此时薄膜上的像　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。 凸半透明大于2倍焦距增大变大考点三眼睛和眼镜眼睛成像原理晶状体和角膜的共同作用相当于一个 　　　　,把来自物体的光会聚在视网膜(相当于光屏)上,形成物体 　　　　的 　　　　像 类型近视眼(近处清晰,远处模糊)远视眼(远处清晰,近处模糊)成因晶状体太厚,折光能力太 　　　 晶状体太薄,折光能力太 　　　 凸透镜倒立、缩小实强弱续表成像位置及矫正成像于视网膜 　　　　　;戴 　　　　透镜做成的眼镜成像于视网膜 　　　　　;戴 　　　　　透镜做成的眼镜 前凹后凸④6月6日为全国“爱眼日”,有很多学生不注意用眼保健,以致患近视眼的学生越来越多。甲、乙两图中表示近视眼成像的光路图的是图 (选填“甲”或“乙”),可选用图丙中的　　　　号镜进行矫正。 对应练习乙2物镜相当于一架 　　　　,目镜相当于一个 　　　　。 考点四制作望远镜照相机放大镜(2025·石家庄一模)如图所示,在探究凸透镜成像规律的实验中,若此时光屏上成清晰的像,下列说法正确的是(　　)A.该凸透镜的焦距为15 cmB.光屏上成倒立、放大的实像C.照相机是利用该成像规律制成的D.将蜡烛放置在光具座的45 cm刻度线处,调整光屏到适当位置,烛焰在光屏上可成清晰、正立、放大的像重点难点·提升训练重难点凸透镜成像规律及应用例C解析:根据题图可知,此时的物距大于像距,成倒立、缩小的实像,其应用是照相机;此时的物距u=30.0 cm>2f,像距f<v=15.0 cm<2f,则凸透镜的焦距取值范围为7.5 cm<f<15 cm,故C正确,A、B错误;将蜡烛放置在光具座的45 cm刻度线处,此时u<f,成正立、放大的虚像,虚像不能用光屏承接,故D错误。凸透镜成像规律及其应用主要从以下几个方面进行考查。1.光屏上成清晰像的应用(1)若u>v,则与照相机成像原理一致;(2)若u<v,则与投影仪成像原理一致;(3)若u=v,则u=v=2f,可用于求焦距。2.动态成像:在凸透镜成像现象中,像随物距的变化规律是“实像物近像远像变大,虚像物远像远像变大”,以此分析问题。解题通法3.透镜叠加:在凸透镜成像现象中,若增加一个凸透镜,会使光线会聚后再通过原凸透镜成像,光线提前会聚,这样使像距减小,同时像也会变小;相反,若增加一个凹透镜,会使光线发散后再通过原凸透镜成像,光线推迟会聚,这样使像距增大,同时像也会变大。4.透镜变焦:透镜的焦距大小决定了它的折光能力,焦距越小,折光能力越强;若将凸透镜换为焦距较小的,则在物距不变的情况下,像距会变小,像的大小也会变小;反之亦然。(2025·邯郸丛台区三模)2025年春晚《秧BOT》节目播出后,机器人引领科技大潮。机器人舞者身上处处彰显物理知识,其中机器人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。下列说法中正确的是(　　)A.图中凸透镜的焦距可能是12 cmB.图中成像特点与投影仪成像特点相同C.随着蜡烛燃烧而逐渐变短,光屏上的像也逐渐向下移动D.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,且像变小变式训练A解析:由题图可知,u>v,且成实像,说明u=30 cm>2f,2f>v=20 cm>f,即15 cm>f>10 cm,因此该凸透镜的焦距可能是12 cm,故A正确;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,是照相机的成像原理,故B错误;随着蜡烛燃烧而逐渐变短,根据过光心的光线传播方向不变可知,光屏上的像逐渐向上移动,故C错误;把蜡烛适当左移,透镜保持不动,此时物距增大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,向左适当移动光屏,会再次在光屏上得到清晰的像,且像变小,故D错误。 实验装置图实验探究凸透镜成像的规律重点实验·完全突破 实验器材及作用凸透镜、光屏、蜡烛、光具座(带刻度尺)。(1)光具座:便于测量物距和像距。(2)光屏:承接蜡烛的像。(3)凸透镜:对光线有　　　　作用,应放在蜡烛和光屏　　　　。 会聚之间 实验步骤(1)为了使实验现象更明显,实验应该在　　　　的环境中进行。调节烛焰、凸透镜和光屏,使三者的中心大致在同一　　　　,使像成在光屏的　　　　。 (2)把蜡烛放在较远处,使物距u>2f,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在光屏上成清晰的实像,观察实像的大小和正倒。记下物距u和像距v(此步骤做三次)。(3)把蜡烛向凸透镜移近,使物距在2f和f之间,即f<u<2f,重复以上操作,进行观察并记下物距u和像距v(此步骤做三次)。较暗高度中央(4)继续移近蜡烛,使物距u<f,调整光屏的位置,看能否在光屏上找到像。如果不能,试着从光屏一侧向透镜方向观察蜡烛的像,判断一下是实像还是虚像,并观察像的大小和正倒,记下物距u和像距v(像距只需估测,此步骤做三次)。 实验结论(1)当u>2f时,f<v<2f,成　　　　、缩小的实像。 (2)当u=2f时,v=2f,成倒立、　　　　的实像。 (3)当f<u<2f时,v>2f,成倒立、　　　　的实像。 (4)当u=f时,不成像。(5)当u<f时,成正立、放大的　　　　像。倒立等大放大虚 交流与反思(1)当透镜被纸遮住一部分以后,光屏上会成　　　　　　　的像。 (2)随着探究活动的进行,蜡烛越烧越短,发现烛焰在光屏上所成的像逐渐向　　　移动,为了使烛焰成的像位于光屏中央,应将光屏或蜡烛　　　,或者将透镜　　　。 (3)当物距小于1倍焦距时,成正立、放大的虚像,像不能成在光屏上,所以眼睛应在　　　　一侧观察成像情况。 完整的较暗上上移下移光屏(4)无论怎么移动光屏,都找不到像的原因,可能是:①蜡烛在　　　　　; ②蜡烛在　　　上; ③烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在　　　　　。 (5)当光屏上成清晰的像时,蜡烛和光屏互换位置后,光屏上　　　成清晰的像(光路可逆)。 (6)当在凸透镜前加远视镜(凸透镜)时,光线会提前会聚,像距变小,像变小,光屏应该向　　　　透镜的方向移动;当加近视镜(凹透镜)时,光线会延迟会聚,像距变大,像变大,光屏应该向　　　　透镜的方向移动。 1倍焦距内焦点同一高度能靠近远离(7)换用焦距更小的凸透镜,对光的会聚能力变强,像距变小,像变小,为了使光屏上能成清晰的像,光屏应该向　　　　透镜的方向移动;换用焦距更大的凸透镜,对光的会聚能力变弱,像距变大,像变大,为了使光屏上能成清晰的像,光屏应该向　　　　透镜的方向移动。 靠近远离某小组在“探究凸透镜成像的规律”的实验中:【基础设问】(1)实验前,要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在　　　　　。 (2)通过调整,恰好在光屏上得到与烛焰等大的像(像未画出),如图甲所示,则所用凸透镜的焦距是　　　　cm。 即时演练同一高度10.0甲(3)在图甲中,把蜡烛向左移动15 cm,凸透镜的位置不变,应把光屏向　　　(选填“左”或“右”)适当调节,才能在光屏上得到烛焰清晰的倒立、　　　　(选填“放大”“缩小”或“不变”)的实像。 (4)在探究凸透镜成像的规律过程中,小组成员又尝试用白纸遮挡住凸透镜的一半,发现在光屏上　　　　(选填“仍能”或“不能”)呈现烛焰完整的像。 左缩小仍能甲(5)当烛焰在距离凸透镜12 cm处时,移动光屏,可在光屏上得到一个倒立、　　　　(选填“放大”或“缩小”)的实像,生活中的　　　　(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)就是利用这个原理制成的。 (6)保持凸透镜位置不动,把蜡烛移到45 cm处,无论怎样移动光屏,光屏上始终承接不到像,能观察到像的方法是 　。 甲放大投影仪撤去光屏,从光屏一侧向凸透镜方向观察(7)实验过程中发现像的位置偏高,如图乙所示,为了能使像成在光屏的中央,应将凸透镜向　　　　(选填“上”或“下”)调节。 乙　下(8)如图丙,将点燃的蜡烛置于凸透镜的一倍焦距以内,人眼观察到其放大的像,若将一光屏置于图中虚线处,则人眼观察到烛焰的像　　　　(填选项字母)。 A.没有变化B.会被遮挡C.能成在光屏上D.亮度变暗丙A【补充设问】(9)(更换透镜)将图甲中凸透镜更换为焦距为5 cm的凸透镜,保持物距不变,则需将光屏向　　　　(选填“左”或“右”)移动才能成清晰的像,且像会　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。 (10)(增加透镜)在图甲所示的实验中,小明在凸透镜前放置一眼镜片,原来光屏上清晰的像变模糊,此时将光屏远离凸透镜到适当位置又得到清晰的像,则这眼镜片是　　　　(选填“近”或“远”)视眼镜。 甲左变小近(11)(水透镜)实验完成后,小明想研究眼睛的成像原理,于是自制了水透镜来模拟眼睛的晶状体,点燃蜡烛,向水透镜内注入适量的水,调节蜡烛、光屏的位置如图丁所示,发现光屏上得到一个倒立、缩小的实像,保持蜡烛位置不动,向水透镜内继续注水,将光屏向　　　　水透镜的方向移动,又得到烛焰清晰的像,这一过程模拟了　　　　(选填“近视眼”或“远视眼”)的形成。 靠近近视眼【新考法】(12)(2022年版课标实验器材建议——F形光源)另一小组将光源和光屏分别竖直放置在水平光具座上的C、E位置(C、E相距20 cm),D是CE的中点,在CD之间朝向C观察,看到光源形状如图戊①所示,在D处竖直放置一个凸透镜,光屏上恰好成清晰的像,则所用凸透镜的焦距为　　　cm,此时眼睛在图戊中DE之间所观察光屏上的像为　　　;接下来将凸透镜更换为平面镜,镜面朝向光源,在CD之间观察到的平面镜中的像为　　　,再在DE之间观察光屏,光屏上成的像为　　　。(后三空均选填对应的序号) 5④②③ (2025·河北)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,小明发现光屏上承接到的清晰的像与光源大小相等,下列说法正确的是(　　)A.光屏上的像是虚像B.透镜到光屏的距离与到光源的距离相等C.仅将透镜向光屏方向适当移动,光屏会再次承接到清晰的像D.光源靠近透镜,同时光屏远离透镜,光屏会承接到清晰的像且越来越小河北中考·考向体验命题点一凸透镜成像规律的应用B解析:实像可以成在光屏上,虚像不能成在光屏上,光屏上的像是实像,故A错误;当物距等于像距且均为2倍焦距时,像与物大小相等,此时透镜到光屏的距离(像距)等于到光源的距离(物距),故B正确;凸透镜成实像时,物近像远像变大,将透镜向光屏方向适当移动,物距增大,像距减小,光屏的位置不动,无法满足新的像距要求,故光屏无法再次承接到清晰的像,故C错误;凸透镜成实像时,物近像远像变大,光源靠近透镜,物距减小,同时光屏远离透镜,像距增大,光屏会承接到清晰的像且越来越大,故D错误。 (2023·河北改编)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B解析:由题图可知,物距大于2倍焦距,此时成倒立、缩小的实像,与照相机的成像原理相同,故A错误;将蜡烛放置在35 cm的刻度处,此时的物距在1倍焦距和2倍焦距之间,像距要大于2倍焦距,向右移动光屏,能得到清晰、倒立、放大的实像,故B正确;若飞来一只小虫落在凸透镜上,遮住凸透镜的部分区域,物体上任一点都有光线射向凸透镜的其余部分,经凸透镜折射后,照样能会聚成像,像的大小不发生变化,只是折射光线减少,会聚成的像变暗,故C错误;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,凸透镜的焦距变小,会聚能力变强,像会提前会聚,所以光屏上不再成清晰的像,故D错误。 (2022·河北改编)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(　　)A.该凸透镜的焦距为20 cmB.从第1次实验到第5次实验,成在光屏上的像越来越小C.当u=45 cm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实验次数12345物距u/cm6030201512像距v/cm1215203060C解析:根据表格中的数据可知,当u=20 cm时,v=20 cm,则u=v=2f,所以焦距为10 cm,故A错误;从第1次实验到第5次实验,物距始终大于焦距,物距变小,像距变大,像变大,故B错误;当u=45 cm时,物距大于2倍焦距,移动光屏,可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像,故C正确;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,这说明像推迟会聚了,该眼镜片是凹透镜,对光起发散作用,故D错误。实验次数12345物距u/cm6030201512像距v/cm1215203060 (2024·河北)如图所示,烛焰经凸透镜在光屏上成清晰的像,此成像原理可用于制作　　　　　。不改变蜡烛与光屏的位置,向　　　　　(选填“左”或“右”)移动凸透镜到某一位置,能再次在光屏上成清晰的像。若烛焰的高度大于凸透镜的直径,在足够大的光屏上　　　　　(选填“能”或“不能”)成清晰且完整的像。 投影仪右能解析:由题图可知,此时物距小于像距,根据凸透镜成实像时,物距小于像距,成倒立、放大的实像,应用于投影仪;不改变蜡烛与光屏的位置,向右移动凸透镜到某一位置,当物距等于原来的像距,像距等于原来的物距时,根据在光的折射中,光路是可逆的可知,能再次在光屏上成清晰的像;若烛焰的高度大于凸透镜的直径,部分光线仍能通过凸透镜会聚成完整的像。 (2021·河北)小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像的规律。(1)实验前,使　　　　　　　　　　在同一水平高度。 命题点二探究凸透镜成像规律烛焰、凸透镜、光屏的中心解析:(1)实验前,应使蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度,这样做的目的是使烛焰的像成在光屏的中央。(2)当蜡烛、凸透镜、光屏在如图所示的位置时,光屏上出现了等大、清晰的像,此凸透镜的焦距为　　　　cm。 10.0解析:(2)由题图可知,凸透镜成像时,蜡烛放在距离凸透镜20 cm处时,即u=20.0 cm,光屏上得到倒立、等大的实像,则u=20.0 cm=2f,所以f=10.0 cm。(3)保持凸透镜位置不动,在(2)实验基础上,想要在光屏上得到缩小、清晰的烛焰像,接下来的操作是 　。 将蜡烛适当向左移动,并将光屏适当向左移动,使光屏位于1倍焦距和2倍焦距之间解析:(3)烛焰在(2)中成倒立、等大的实像,为使光屏上得到缩小、清晰的烛焰像,蜡烛应向左移动一定的距离,这样物距变大,像距变小,成的像也变小,因此想要在光屏上得到烛焰缩小、清晰的像,接下来的操作是将蜡烛适当向左移动,并将光屏适当向左移动,使光屏位于1倍焦距和2倍焦距之间。(4)保持凸透镜位置不动,把蜡烛移到光具座45 cm刻度处,无论怎样移动光屏,光屏上始终接收不到像。小明观察到像的方法是 　。 撤去光屏,从凸透镜的右侧透过凸透镜去观察解析:(4)保持凸透镜位置不动,把蜡烛移到光具座45 cm刻度处时,u=50.0 cm-45.0 cm=5.0 cm<f,成的是一个正立、放大的虚像,且像和物在凸透镜的同一侧,因此要想看到这个像,应撤去光屏,从凸透镜的右侧透过凸透镜去观察。第三章　透镜及其应用
考点一　透镜
凸透镜和凹透镜
类型 凸透镜 凹透镜
特征 中间①　　　　、边缘②　　　　 中间③　　　　、边缘④　　　　
对光线 的作用 对光有⑤　　　作用,折射光靠近主光轴 对光有⑥　　　　作用,折射光远离主光轴
(1)①会聚作用是指光通过凸透镜后,折射光线比入射光线更靠近主光轴,但折射光线不一定会聚于一点,有可能还是发散的,只是与入射光线相比发散程度变小了,如图甲所示。
②发散作用是指光通过凹透镜后,折射光线比入射光线远离主光轴,但折射光线有可能会聚于一点,只是与入射光线相比发散程度变大了,如图乙所示。
(2)测凸透镜焦距的方法:取一个凸透镜正对着太阳光,使太阳光通过凸透镜会聚于纸上一点,测出此点到凸透镜光心的距离即为焦距f。
透镜的三条特殊光线
表达 凸透镜 凹透镜 描述
过“心” 不变 过光心的光线通过透镜后不改变方向
“平”变 “斜” 平行于主光轴的光线通过透镜后过焦点(或延长线过虚焦点)
“斜”变 “平” 过焦点(或延长线经过虚焦点)的光线通过透镜后平行于主光轴
考点二　凸透镜成像规律及应用
物距u 像的特点 像距v 应用
u>2f ⑦　 　　 　　 ⑧　 　　 ⑨　 　　
u=2f ⑩　 　　 　　 v=2f 测焦距
fu=f 不成像 / /
uu(物像同侧) 放大镜
(1)静态规律记忆口诀:1倍焦距分虚实,内虚外实,实倒虚正;2倍焦距分大小,内大外小。
(2)动态成像规律:成实像时,物距增大,像距　　　　,像　　　　;成虚像时,物距增大,像距　　　　,像　　　　。
①(教材素材改编题)小华是集邮爱好者,如图所示,他用焦距为5 cm的放大镜去观察邮票,想看清楚邮票的细微之处,这时放大镜与邮票之间的距离应　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)5 cm,所成的像是放大的、　　　　的虚像。
②(教材素材改编题)如图所示,为了使所成的像缩小一些,应使投影仪的镜头离投影片　　　　
(选填“远”或“近”)一些,并　　　　(选填“增大”或“减小”)投影仪与屏幕间的距离。
③如图,在自制模型照相机时:
(1)应该选用　　　　(选填“凸”或“凹”)透镜作镜头,选用　　　　(选填“透明”“半透明”或“不透明”)膜来承接像。
(2)照相时,镜头离景物的距离至少要　　　　　　　,才能在薄膜上看到清晰的像。
(3)当用照相机照近处的物体时,应该　　　　两筒间的距离,此时薄膜上的像　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
考点三　眼睛和眼镜
眼睛成像 原理 晶状体和角膜的共同作用相当于一个　　　　,把来自物体的光会聚在视网膜(相当于光屏)上,形成物体　　　　的　　　　像
类型 近视眼(近处清晰,远处模糊) 远视眼(远处清晰,近处模糊)
成因 晶状体太厚,折光能力太　　　 晶状体太薄,折光能力太　　　
成像位置及矫正 成像于视网膜　　　　　;戴　　　　透镜做成的眼镜 成像于视网膜　 　　;戴　　　透镜做成的眼镜
④ 6月6日为全国“爱眼日”,有很多学生不注意用眼保健,以致患近视眼的学生越来越多。甲、乙两图中表示近视眼成像的光路图的是图　　　　(选填“甲”或“乙”),可选用图丙中的　　　　号镜进行矫正。
考点四　制作望远镜
物镜相当于一架　　　　,目镜相当于一个　　　　。
重难点　凸透镜成像规律及应用
(2025·石家庄一模)如图所示,在探究凸透镜成像规律的实验中,若此时光屏上成清晰的像,下列说法正确的是 (　　)
A.该凸透镜的焦距为15 cm
B.光屏上成倒立、放大的实像
C.照相机是利用该成像规律制成的
D.将蜡烛放置在光具座的45 cm刻度线处,调整光屏到适当位置,烛焰在光屏上可成清晰、正立、放大的像
凸透镜成像规律及其应用主要从以下几个方面进行考查。
1.光屏上成清晰像的应用
(1)若u>v,则与照相机成像原理一致;
(2)若u(3)若u=v,则 u=v=2f,可用于求焦距。
2.动态成像:在凸透镜成像现象中,像随物距的变化规律是“实像物近像远像变大,虚像物远像远像变大”,以此分析问题。
3.透镜叠加:在凸透镜成像现象中,若增加一个凸透镜,会使光线会聚后再通过原凸透镜成像,光线提前会聚,这样使像距减小,同时像也会变小;相反,若增加一个凹透镜,会使光线发散后再通过原凸透镜成像,光线推迟会聚,这样使像距增大,同时像也会变大。
4.透镜变焦:透镜的焦距大小决定了它的折光能力,焦距越小,折光能力越强;若将凸透镜换为焦距较小的,则在物距不变的情况下,像距会变小,像的大小也会变小;反之亦然。
(2025·邯郸丛台区三模)2025年春晚《秧BOT》节目播出后,机器人引领科技大潮。机器人舞者身上处处彰显物理知识,其中机器人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。下列说法中正确的是 (　　)
A.图中凸透镜的焦距可能是12 cm
B.图中成像特点与投影仪成像特点相同
C.随着蜡烛燃烧而逐渐变短,光屏上的像也逐渐向下移动
D.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
实验　探究凸透镜成像的规律
实验装置图
实验器材及作用
凸透镜、光屏、蜡烛、光具座(带刻度尺)。
(1)光具座:便于测量物距和像距。
(2)光屏:承接蜡烛的像。
(3)凸透镜:对光线有　　　　作用,应放在蜡烛和光屏　　　　。
实验步骤
(1)为了使实验现象更明显,本实验应该在　　　　的环境中进行。调节烛焰、凸透镜和光屏,使三者的中心大致在同一　　　　,使像成在光屏的　　　　。
(2)把蜡烛放在较远处,使物距u>2f,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在光屏上成清晰的实像,观察实像的大小和正倒。记下物距u和像距v(此步骤做三次)。
(3)把蜡烛向凸透镜移近,使物距在2f和f之间,即f(4)继续移近蜡烛,使物距u 实验结论
(1)当u>2f时,f(2)当u=2f时,v=2f,成倒立、　　　　的实像。
(3)当f2f,成倒立、　　　　的实像。
(4)当u=f时,不成像。
(5)当u 交流与反思
(1)当透镜被纸遮住一部分以后,光屏上会成　　　　　　　的像。
(2)随着探究活动的进行,蜡烛越烧越短,发现烛焰在光屏上所成的像逐渐向　　　移动,为了使烛焰成的像位于光屏中央,应将光屏或蜡烛　　　　,或者将透镜　　　。
(3)当物距小于1倍焦距时,成正立、放大的虚像,像不能成在光屏上,所以眼睛应在　　　　一侧观察成像情况。
(4)无论怎么移动光屏,都找不到像的原因,可能是:
①蜡烛在　　　　　　　;
②蜡烛在　　　　　　上;
③烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在　　　　　　。
(5)当光屏上成清晰的像时,蜡烛和光屏互换位置后,光屏上　　　　成清晰的像(光路可逆)。
(6)当在凸透镜前加远视镜(凸透镜)时,光线会提前会聚,像距变小,像变小,光屏应该向　　　　透镜的方向移动;当加近视镜(凹透镜)时,光线会延迟会聚,像距变大,像变大,光屏应该向　　　　透镜的方向移动。
(7)换用焦距更小的凸透镜,对光的会聚能力变强,像距变小,像变小,为了使光屏上能成清晰的像,光屏应该向　　　　透镜的方向移动;换用焦距更大的凸透镜,对光的会聚能力变弱,像距变大,像变大,为了使光屏上能成清晰的像,光屏应该向　　　　透镜的方向移动。
某小组在“探究凸透镜成像的规律”的实验中:
【基础设问】
(1)实验前,要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在　　　　　。
(2)通过调整,恰好在光屏上得到与烛焰等大的像(像未画出),如图甲所示,则所用凸透镜的焦距是
　　　　cm。
甲
(3)在图甲中,把蜡烛向左移动15 cm,凸透镜的位置不变,应把光屏向　　　　(选填“左”或“右”)适当调节,才能在光屏上得到烛焰清晰的倒立、　　　　(选填“放大”“缩小”或“不变”)的实像。
(4)在探究凸透镜成像的规律过程中,小组成员又尝试用白纸遮挡住凸透镜的一半,发现在光屏上
　　　　(选填“仍能”或“不能”)呈现烛焰完整的像。
(5)当烛焰在距离凸透镜12 cm处时,移动光屏,可在光屏上得到一个倒立、　　　　(选填“放大”或“缩小”)的实像,生活中的　　　　(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)就是利用这个原理制成的。
(6)保持凸透镜位置不动,把蜡烛移到45 cm处,无论怎样移动光屏,光屏上始终承接不到像,能观察到像的方法是 　。
(7)实验过程中发现像的位置偏高,如图乙所示,为了能使像成在光屏的中央,应将凸透镜向　　　　
(选填“上”或“下”)调节。
乙　　 　丙
(8)如图丙,将点燃的蜡烛置于凸透镜的一倍焦距以内,人眼观察到其放大的像,若将一光屏置于图中虚线处,则人眼观察到烛焰的像　　　　(填选项字母)。
A.没有变化 B.会被遮挡 C.能成在光屏上 D.亮度变暗
【补充设问】
(9)(更换透镜)将图甲中凸透镜更换为焦距为5 cm的凸透镜,保持物距不变,则需将光屏向　　　　
(选填“左”或“右”)移动才能成清晰的像,且像会　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(10)(增加透镜)在图甲所示的实验中,小明在凸透镜前放置一眼镜片,原来光屏上清晰的像变模糊,此时将光屏远离凸透镜到适当位置又得到清晰的像,则这眼镜片是　　　　(选填“近”或“远”)视眼镜。
(11)(水透镜)实验完成后,小明想研究眼睛的成像原理,于是自制了水透镜来模拟眼睛的晶状体,点燃蜡烛,向水透镜内注入适量的水,调节蜡烛、光屏的位置如图丁所示,发现光屏上得到一个倒立、缩小的实像,保持蜡烛位置不动,向水透镜内继续注水,将光屏向　　　　水透镜的方向移动,又得到烛焰清晰的像,这一过程模拟了　　　　(选填“近视眼”或“远视眼”)的形成。
【新考法】
(12)(2022年版课标实验器材建议——F形光源)另一小组将光源和光屏分别竖直放置在水平光具座上的C、E位置(C、E相距20 cm),D是CE的中点,在CD之间朝向C观察,看到光源形状如图戊①所示,在D处竖直放置一个凸透镜,光屏上恰好成清晰的像,则所用凸透镜的焦距为　　　　
cm,此时眼睛在图戊中DE之间所观察光屏上的像为　　　　;接下来将凸透镜更换为平面镜,镜面朝向光源,在CD之间观察到的平面镜中的像为　　　　,再在DE之间观察光屏,光屏上成的像为　　　　。(后三空均选填对应的序号)
命题点一　凸透镜成像规律的应用
(2025·河北)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,小明发现光屏上承接到的清晰的像与光源大小相等,下列说法正确的是 (　　)
A.光屏上的像是虚像
B.透镜到光屏的距离与到光源的距离相等
C.仅将透镜向光屏方向适当移动,光屏会再次承接到清晰的像
D.光源靠近透镜,同时光屏远离透镜,光屏会承接到清晰的像且越来越小
(2023·河北改编)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
(2022·河北改编)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20 cm
B.从第1次实验到第5次实验,成在光屏上的像越来越小
C.当u=45 cm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
(2024·河北)如图所示,烛焰经凸透镜在光屏上成清晰的像,此成像原理可用于制作　　　　　。不改变蜡烛与光屏的位置,向　　　　　(选填“左”或“右”)移动凸透镜到某一位置,能再次在光屏上成清晰的像。若烛焰的高度大于凸透镜的直径,在足够大的光屏上　　　　　(选填“能”或“不能”)成清晰且完整的像。
命题点二　探究凸透镜成像规律
(2021·河北)小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像的规律。
(1)实验前,使　　　　　　　　　　在同一水平高度。
(2)当蜡烛、凸透镜、光屏在如图所示的位置时,光屏上出现了等大、清晰的像,此凸透镜的焦距为
　　 　cm。
(3)保持凸透镜位置不动,在(2)实验基础上,想要在光屏上得到缩小、清晰的烛焰像,接下来的操作是 　。
(4)保持凸透镜位置不动,把蜡烛移到光具座45 cm刻度处,无论怎样移动光屏,光屏上始终接收不到像。小明观察到像的方法是 　。
【详解答案】
教材考点·深度梳理
①厚　②薄　③薄　④厚　⑤会聚
⑥发散　⑦倒立、缩小、实像　⑧f⑨照相机　⑩倒立、等大、实像
倒立、放大、实像　v>2f
正立、放大、虚像　减小　变小
增大　变大
对应练习
1.小于　正立
2.远　减小
3.(1)凸　半透明　(2)大于2倍焦距
(3)增大　变大
凸透镜　倒立、缩小　实　强　弱　前　凹　后　凸
对应练习
4.乙　2
照相机　放大镜
重点难点·提升训练
重难点
例　C　解析:根据题图可知,此时的物距大于像距,成倒立、缩小的实像,其应用是照相机;此时的物距u=30.0 cm>2f,像距f变式训练
　A　解析:由题图可知,u>v,且成实像,说明u=30 cm>2f,2f>v=20 cm>f,即15 cm>f>10 cm,因此该凸透镜的焦距可能是12 cm,故A正确;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,是照相机的成像原理,故B错误;随着蜡烛燃烧而逐渐变短,根据过光心的光线传播方向不变可知,光屏上的像逐渐向上移动,故C错误;把蜡烛适当左移,透镜保持不动,此时物距增大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,向左适当移动光屏,会再次在光屏上得到清晰的像,且像变小,故D错误。
重点实验·完全突破
实验　
2.(3)会聚　之间
3.(1)较暗　高度　中央
4.(1)倒立　(2)等大　(3)放大　(5)虚
5.(1)完整的较暗　(2)上　上移　下移
(3)光屏　(4)①1倍焦距内　②焦点
③同一高度　(5)能　(6)靠近　远离
(7)靠近　远离
即时演练
(1)同一高度　(2)10.0　
(3)左　缩小　(4)仍能
(5)放大　投影仪
(6)撤去光屏,从光屏一侧向凸透镜方向观察　(7)下　(8)A　(9)左　变小　(10)近　(11)靠近　近视眼
(12)5　④　②　③
河北中考·考向体验
1.B　解析:实像可以成在光屏上,虚像不能成在光屏上,光屏上的像是实像,故A错误;当物距等于像距且均为2倍焦距时,像与物大小相等,此时透镜到光屏的距离(像距)等于到光源的距离(物距),故B正确;凸透镜成实像时,物近像远像变大,将透镜向光屏方向适当移动,物距增大,像距减小,光屏的位置不动,无法满足新的像距要求,故光屏无法再次承接到清晰的像,故C错误;凸透镜成实像时,物近像远像变大,光源靠近透镜,物距减小,同时光屏远离透镜,像距增大,光屏会承接到清晰的像且越来越大,故D错误。
2.B　解析:由题图可知,物距大于2倍焦距,此时成倒立、缩小的实像,与照相机的成像原理相同,故A错误;将蜡烛放置在35 cm的刻度处,此时的物距在1倍焦距和2倍焦距之间,像距要大于2倍焦距,向右移动光屏,能得到清晰、倒立、放大的实像,故B正确;若飞来一只小虫落在凸透镜上,遮住凸透镜的部分区域,物体上任一点都有光线射向凸透镜的其余部分,经凸透镜折射后,照样能会聚成像,像的大小不发生变化,只是折射光线减少,会聚成的像变暗,故C错误;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,凸透镜的焦距变小,会聚能力变强,像会提前会聚,所以光屏上不再成清晰的像,故D错误。
3.C　解析:根据表格中的数据可知,当u=20 cm时,v=20 cm,则u=v=2f,所以焦距为10 cm,故A错误;从第1次实验到第5次实验,物距始终大于焦距,物距变小,像距变大,像变大,故B错误;当u=45 cm时,物距大于2倍焦距,移动光屏,可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像,故C正确;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,这说明像推迟会聚了,该眼镜片是凹透镜,对光起发散作用,故D错误。
4.投影仪　右　能　解析:由题图可知,此时物距小于像距,根据凸透镜成实像时,物距小于像距,成倒立、放大的实像,应用于投影仪;不改变蜡烛与光屏的位置,向右移动凸透镜到某一位置,当物距等于原来的像距,像距等于原来的物距时,根据在光的折射中,光路是可逆的可知,能再次在光屏上成清晰的像;若烛焰的高度大于凸透镜的直径,部分光线仍能通过凸透镜会聚成完整的像。
5.(1)烛焰、凸透镜、光屏的中心　(2)10.0
(3)将蜡烛适当向左移动,并将光屏适当向左移动,使光屏位于1倍焦距和2倍焦距之间
(4)撤去光屏,从凸透镜的右侧透过凸透镜去观察
解析:(1)实验前,应使蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度,这样做的目的是使烛焰的像成在光屏的中央。(2)由题图可知,凸透镜成像时,蜡烛放在距离凸透镜20 cm处时,即u=20.0 cm,光屏上得到倒立、等大的实像,则u=20.0 cm=2f,所以f=10.0 cm。(3)烛焰在(2)中成倒立、等大的实像,为使光屏上得到缩小、清晰的烛焰像,蜡烛应向左移动一定的距离,这样物距变大,像距变小,成的像也变小,因此想要在光屏上得到烛焰缩小、清晰的像,接下来的操作是将蜡烛适当向左移动,并将光屏适当向左移动,使光屏位于1倍焦距和2倍焦距之间。(4)保持凸透镜位置不动,把蜡烛移到光具座45 cm刻度处时,u=50.0 cm-45.0 cm=5.0 cm

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