初中物理人教版八年级上册第3节 凸透镜成像的规律学案设计

这是一份初中物理人教版八年级上册第3节 凸透镜成像的规律学案设计，共25页。学案主要包含了凸透镜成像的规律，凸透镜成像的实验等内容，欢迎下载使用。

（知识点总结+例题讲解）
一、凸透镜成像的规律：
1.当物体在1倍焦距内时（0＜u＜f）：
（1）光路图：如下图；
（2）成像原理：光的折射；
（3）成像特点：
①正立的、放大的、虚像；
②物像同侧；
③像距＞物距：v＞u；
④物体远离凸透镜（靠近焦点），像变大；
（4）应用：放大镜
2.当物体在焦距处时（u＝f）：不成像（折射光线平行）；
3.当物体在1～2倍焦距间时（f＜u＜2f）：
（1）光路图：如下图；
（2）成像原理：光的折射；
（3）成像特点：
①倒立的、放大的、实像；
②物像异侧：像与物分别在凸透镜的两侧；
③像距＞物距：v＞2f；（像在2倍焦距之外）
④像与物体的移动方向一致；（物体向右移动，像也向右移动）
⑤物体靠近凸透镜（靠近焦距处），像变大；
物体远离凸透镜（靠近2倍焦距处），像变小；
⑥像的移动速度大于物体的移动速度：物体移动一小段距离，像移动一大段距离；
（4）应用：投影仪
4.当物体在2倍焦距处时（u＝2f）：
（1）光路图：如下图；
（2）成像原理：光的折射；
（3）成像特点：
①倒立、等大、实像；
②物像异侧：像与物分别在凸透镜的两侧；
③像距＝物距：v＝2f；（像也在2倍焦距处）
5.当物体在2倍焦距之外时（u＞2f）：
（1）光路图：如下图；
（2）成像原理：光的折射；
（3）成像特点：
①倒立、缩小、实像；
②物像异侧：像与物分别在凸透镜的两侧；
③像距＜物距：f＜v＜2f；（像在1～2倍焦距间）
④像与物体的移动方向一致；（物体向右移动，像也向右移动）
⑤物体靠近凸透镜（靠近2倍焦距处），像变大；物体远离凸透镜，像变小；
⑥像的移动速度小于物体的移动速度：物体移动一大段距离，像移动一小段距离；
（4）应用：照相机。
【例题1】物体放在凸透镜12厘米处，在透镜另一侧的光屏上成一个倒立放大的像。当物体距凸透镜9厘米时，所成的像（ ）
A．一定是倒立放大的实像B．可能是倒立缩小的实像
C．可能是正立放大的虚像D．可能是正立等大的虚像
【变式1】一个凸透镜焦距是5cm，小明想利用此透镜当作放大镜看清邮票上的细微部分，则邮票到透镜的距离应（ ）
A．小于5cmB．等于5cm
C．在5cm和10cm之间D．大于10cm
【例题2】已知凸透镜的焦距为15cm，下列说法正确的是（ ）
A．当物体距凸透镜10cm时，成正立、放大的实像
B．当物体距凸透镜20cm时，成倒立、放大的实像
C．当物体距凸透镜35cm时，成倒立、放大的实像
D．当物体从距凸透镜20cm处远离凸透镜时，在凸透镜另一侧所成的像逐渐变大
【变式2】将一个凸透镜正对太阳光，在透镜另一侧15cm处得到一个最小，最亮的光斑。若将一个物体放在此透镜前20cm处，则可在透镜另─侧光屏上得到倒立、 的实像，利用此原理工作的光学仪器是 （填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。
【例题3】将一凸透镜正对太阳，可在距透镜20cm处得到一个最小、最亮的光斑。若将一个物体放在此透镜前50cm处，则可在透镜另一侧得到（ ）
A．倒立、缩小的实像B．倒立、放大的实像
C．正立、缩小的实像D．正立、放大的虚像
【变式3】课外活动实践时，李华在光具座上做“研究凸透镜成像”的实验中，当光屏、透镜及烛焰的相对位置如图所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的像。由此判断，他所用凸透镜的焦距（ ）
A．一定大于 20cm
B．一定小于 8cm
C．一定在 8cm 到 10cm 之间
D．一定在 10cm 到 16cm 之间
【例题4】将蜡烛放在如图所示的位置，通过凸透镜成倒立、缩小的像。小刚画了图中的光路。下列说法正确的是（ ）
A．小刚画的光路是正确的
B．透镜成的是虚像
C．透镜的像距大于20cm
D．透镜的焦距小于10cm
【变式4】蜡烛放在如图所示位置，通过凸透镜成倒立、放大的像，小明画了图中的光路。下列说法正确的是（ ）
A．小明画的光路是正确的
B．透镜的焦距等于20cm
C．透镜的焦距小于10cm大于5cm
D．透镜的焦距大于10cm小于20cm
【例题5】如图，这是一款人脸识别门镜一体机，通过摄像镜头捕捉人险信息，并将所拍图像与系统数据库中预先录入的人脸照片模板进行对比。下面对该装置说法正确的是（ ）
A．该摄像镜头相当于凹透镜
B．这种镜头可用来矫正近视眼
C．这种镜头对光线具有发散作用
D．若镜头的焦距为10cm，为了能成清晰的像，人脸到镜头的距离应大于20cm
【变式5】如图是航天员王亚平在“太空授课”时的情景，此时她的脸距“水透镜”中心的距离与“水透镜”的焦距f之间的关系为（ ）
A．小于f
B．在f与2f之间
C．大于2f
D．都有可能
【例题6】一支蜡烛位于凸透镜前，调节蜡烛、光屏的位置可在屏上成清晰、放大的像，若保持透镜的位置不变，把蜡烛和光屏的位置对调一下，则（ ）
A．在光屏上不再呈现像 B．在光屏上呈现缩小的像
C．隔着透镜可以看到蜡烛的像 D．在光屏上呈现放大的像
【变式6】如图是平行于主光轴的光线通过凸透镜的光路图，下列说法正确的是（ ）
A．凸透镜的焦距为10cm
B．把物体放在离凸透镜15cm处，在透镜的另一侧能成一放大倒立的实像
C．把物体放在离凸透镜25cm处，像距大于40cm
D．把物体放在离凸透镜30cm处，所成的像是正立放大的虚像
二、凸透镜成像的实验：
1.原理：光的折射；
实验：实验时点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度；
目的：使烛焰的像成在光屏中央；
若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：
①蜡烛在焦点以内； ②烛焰在焦点上；
③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；
④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置；
2.实验结论：（凸透镜成像规律）
F分虚实，2f大小，实倒虚正，具体见下表：
3.对规律的进一步认识：
（1）u＝f是成实像和虚象，正立像和倒立像，像物同侧和异侧的分界点；
（2）u＝2f是像放大和缩小的分界点；
（3）当像距大于物距时成放大的实像（或虚像），当像距小于物距时成倒立缩小的实像；
（4）成实像时：
（5）成虚像时：
（6）当物体从远处向焦点靠近时，像逐渐变大，远离凸透镜；
①当u＞2f，物体比像移动得快；
②当f＜u＜2f，物体比像移动得慢；
【例题7】在探究凸透镜成像规律的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成一清晰等大的实像，下列说法正确的是（ ）
A．该凸透镜的焦距是20cm
B．将蜡烛移动到20cm刻度处，移动光屏可得到倒立、放大的实像
C．将蜡烛移动到35cm刻度处，为使烛焰在光屏上成一清晰的像，应向右移动光屏
D．将蜡烛移动到45cm刻度处，为使烛焰在光屏上成一清晰的像，应向右移动光屏
【变式7】小华做凸透镜成像规律的实验时，将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜两侧。如图所示，他将蜡烛依次放置在甲、乙、丙、丁四个位置处，每次移动光屏，寻找烛焰清晰的像。关于此实验，下列判断中正确的是（ ）
A．蜡烛在甲位置处，光屏上可呈现出烛焰放大的像，能说明照相机的原理
B．蜡烛在乙位置处，光屏上可呈现出烛焰缩小的像，能说明照相机的原理
C．蜡烛在丙位置处，光屏上可呈现出烛焰放大的像，能说明幻灯机的原理
D．蜡烛在丁位置处，光屏上可呈现出烛焰缩小的像，能说明幻灯机的原理
【例题8】小军做凸透镜成像规律的实验时，将焦距为10cm凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛在凸透镜的两侧，蜡烛放置在35cm刻度线处，如图所示，移动光屏，直到在光屏上呈现烛焰清晰的像下列说法中正确的是（ ）
A．光屏上呈现的是烛焰的虚像
B．光屏上呈现的是烛焰正立的像
C．该实验现象能说明照相机的成像特点
D．如果把蜡烛和光屏互换位置，光屏上的像是缩小的
【变式8】如图所示是探究凸透镜成像规律的实验装置，实验中所使用的透镜焦距为10cm，实验中将蜡烛分别放在甲、乙、丙、丁四个位置，观察光屏上成像情况（光屏位置未标出）。下列说法正确的是（ ）
A．蜡烛在甲位置时，需将光屏移动到70cm刻度的右侧位置，才能在光屏上成清晰的像
B．蜡烛在乙位置时，透镜成像的特点与幻灯机的原理相同
C．蜡烛在丙位置时，光屏上成的清晰的像为倒立、缩小的实像
D．蜡烛在丁位置时，成正立、放大的虚像，与放大镜成像原理相同
【例题9】小红同学在探究凸透镜成像规律的实验中：
（1）如图在光具座上依次摆放蜡烛、凸透镜、光屏，并调整它们的高度，使 的中心、透镜中心和光屏中心大致在同一高度。
（2）上图所示情景时光屏上恰好有清晰的像，此时的像距是 cm，这个时候所成的像与实际生活中 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像原理相同；如果此时将蜡烛和光屏位置对调，光屏上 （选填“能”或“不能”）出现清晰的像。
（3）实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致光屏上的像不在成在光屏中央，为了使烛焰的像能成在光屏中央，可以进行的操作是 。
【变式9】某同学用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等实验器材，探究“凸透镜成像的规律”。
（1）为了测量凸透镜的焦距，让一束平行于主光轴的光射向凸透镜，移动光屏，直到光屏上出现最小、最亮的光斑，用刻度尺测出光斑到凸透镜中心的距离，如图甲所示。凸透镜焦距为
cm。
（2）将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，蜡烛放置在光具座40cm刻度线处，点燃蜡烛，左右移动光屏，出现图乙所示现象（成像清晰）。为使像呈现在光屏中央，应将光屏向 调节。
（3）保持凸透镜位置不变，调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一高度。将蜡烛移至34cm刻度线处，移动光屏，直到光屏上再次出现清晰的像，该像是倒立、 的实像。保持凸透镜位置不变，将蜡烛继续向左移动10.0cm，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向 移动一段距离。
【例题10】在“探究凸透镜成像规律”的实验中：
（1）如图1是小明确定凸透镜焦距时所做的实验，两束平行于主光轴的光线，过凸透镜都照射到A点，由此可以测得该凸透镜的焦距为 cm。
（2）请在图2中画出蜡烛AB发出的两条光线通过透镜后的光线，此时蜡烛AB通过凸透镜成的像是 （选填“放大”或“缩小”） （选填“正立”或“倒立”）的。这个像用光屏 （填“能”或“不能”）接收到。
（3）当实验装置如图3所示摆放时，在光屏上得到了烛焰清晰的像，此时的像是
（选填“放大”或“缩小”）的 （选填“虚像”或“实像”）。
（4）在图3所示实验中，保持透镜位置不变，将蜡烛移至35cm刻度处，为了在光屏上再次成清晰的像，应将光屏 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜。
【变式10】利用光具座以及蜡烛、凸透镜、光屏等器材，可进行“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）实验时，首先在光具座上放置实验器材，若光具座A处放置蜡烛（如图所示），则C处应放置 （选填“凸透镜”或“光屏”。器材正确放置后，还应对其进行调整，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上。
（2）实验后，可得出凸透镜成像规律。根据成像规律判断下列说法，说法正确的是 。
A．若凸透镜的焦距为10cm，则烛焰距离凸透镜30cm时，可在光屏上成放大的像
B．实验过程中，蜡烛因燃烧而变短，则烛焰在光屏上的像会下移
C．若烛焰朝着凸透镜方向前后不断晃动，则光屏上仍能观察到清晰的烛焰像
D．若烛焰在光屏上成缩小的像，则光屏到凸透镜的距离小于烛焰到凸透镜的距离
（3）某物理兴趣小组在探究凸透镜成像规律后，得到了如下数据：
下列对表中数据的分析，错误的是 。
A．当凸透镜的焦距相同，物距不同时，所成的像有可能相同
B．当物距相同，凸透镜的焦距越大时，像距越大
C．当物距相同，凸透镜的焦距不同时，所成像的性质有可能相同
D．当凸透镜的焦距相同，且成放大实像时，像距与物距之和随物距的增大而减小
（4）将蜡烛置于凸进镜一倍焦距处，结果仍能观察到烛焰放大的像，这是为什么？
序号
知识点
难易程度
例题数
变式题数
合计
一
凸透镜成像的规律
★★
6
6
20
二
凸透镜成像的实验
★★
4
4
物距
像的性质
像距
应用
倒、正
放、缩
虚、实
u>2f
fu实验序号
物距u/cm
焦距f/cm
像的性质
像距v/cm
1
12
10
倒立放大实像
60
2
14
10
倒立放大实像
35
3
15
10
倒立放大实像
30
4
30
10
倒立缩小实像
15
5
30
12
倒立缩小实像
20
6
30
15
倒立等大实像
30
人教版 八年级物理上册 第5章 《透镜及其应用》
第3节 凸透镜成像的规律 讲义
（知识点总结+例题讲解）
一、凸透镜成像的规律：
1.当物体在1倍焦距内时（0＜u＜f）：
（1）光路图：如下图；
（2）成像原理：光的折射；
（3）成像特点：
①正立的、放大的、虚像；
②物像同侧；
③像距＞物距：v＞u；
④物体远离凸透镜（靠近焦点），像变大；
（4）应用：放大镜
2.当物体在焦距处时（u＝f）：不成像（折射光线平行）；
3.当物体在1～2倍焦距间时（f＜u＜2f）：
（1）光路图：如下图；
（2）成像原理：光的折射；
（3）成像特点：
①倒立的、放大的、实像；
②物像异侧：像与物分别在凸透镜的两侧；
③像距＞物距：v＞2f；（像在2倍焦距之外）
④像与物体的移动方向一致；（物体向右移动，像也向右移动）
⑤物体靠近凸透镜（靠近焦距处），像变大；
物体远离凸透镜（靠近2倍焦距处），像变小；
⑥像的移动速度大于物体的移动速度：物体移动一小段距离，像移动一大段距离；
（4）应用：投影仪
4.当物体在2倍焦距处时（u＝2f）：
（1）光路图：如下图；
（2）成像原理：光的折射；
（3）成像特点：
①倒立、等大、实像；
②物像异侧：像与物分别在凸透镜的两侧；
③像距＝物距：v＝2f；（像也在2倍焦距处）
5.当物体在2倍焦距之外时（u＞2f）：
（1）光路图：如下图；
（2）成像原理：光的折射；
（3）成像特点：
①倒立、缩小、实像；
②物像异侧：像与物分别在凸透镜的两侧；
③像距＜物距：f＜v＜2f；（像在1～2倍焦距间）
④像与物体的移动方向一致；（物体向右移动，像也向右移动）
⑤物体靠近凸透镜（靠近2倍焦距处），像变大；物体远离凸透镜，像变小；
⑥像的移动速度小于物体的移动速度：物体移动一大段距离，像移动一小段距离；
（4）应用：照相机。
【例题1】物体放在凸透镜12厘米处，在透镜另一侧的光屏上成一个倒立放大的像。当物体距凸透镜9厘米时，所成的像（ ）
A．一定是倒立放大的实像B．可能是倒立缩小的实像
C．可能是正立放大的虚像D．可能是正立等大的虚像
【答案】C
【解析】解：物体离凸透镜12cm时，在透镜的另一侧得到一个倒立的、放大的实像，2f＞U＞f，
所以，2f＞12cm＞f，12cm＞f＞6cm，
当物体距凸透镜9cm时，2f＞9cm＞f，根据凸透镜成像规律即可得出，所成的像也是倒立放大的实像。
当物体距凸透镜9cm，f＝9cm时，不成像。
当物体距凸透镜9cm，f＞9cm时，成的是正立放大的虚像。
综上所述，此题有3种情况：①可能是倒立放大的实像；②可能是正立放大的虚像；③可能不成像。只有选项C符合。
故选：C。
【变式1】一个凸透镜焦距是5cm，小明想利用此透镜当作放大镜看清邮票上的细微部分，则邮票到透镜的距离应（ ）
A．小于5cmB．等于5cm
C．在5cm和10cm之间D．大于10cm
【答案】A
【解析】解：要用放大镜看邮票，放大镜与邮票之间的距离要小于焦距，即小于5cm，故选项BCD错误，A正确。
故选：A。
【例题2】已知凸透镜的焦距为15cm，下列说法正确的是（ ）
A．当物体距凸透镜10cm时，成正立、放大的实像
B．当物体距凸透镜20cm时，成倒立、放大的实像
C．当物体距凸透镜35cm时，成倒立、放大的实像
D．当物体从距凸透镜20cm处远离凸透镜时，在凸透镜另一侧所成的像逐渐变大
【答案】B
【解析】解：A、当u＝10cm时，u＜f＝15cm，成正立、放大的虚像，故A错误；
B、当u＝20cm时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，故B正确；
C、当u＝35cm时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f，故C错误；
D、当物体从距凸透镜20cm处远离凸透镜时，物距增大，在凸透镜另一侧所成的像逐渐变小。故D错误。
故选：B。
【变式2】将一个凸透镜正对太阳光，在透镜另一侧15cm处得到一个最小，最亮的光斑。若将一个物体放在此透镜前20cm处，则可在透镜另─侧光屏上得到倒立、 的实像，利用此原理工作的光学仪器是 （填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。
【答案】放大；投影仪。
【解析】解：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，则该凸透镜焦距为15cm；
将一物体放在此透镜前20cm处，f＜20cm＜2f，成倒立、放大的实像，其应用是投影仪。
故答案为：放大；投影仪。
【例题3】将一凸透镜正对太阳，可在距透镜20cm处得到一个最小、最亮的光斑。若将一个物体放在此透镜前50cm处，则可在透镜另一侧得到（ ）
A．倒立、缩小的实像B．倒立、放大的实像
C．正立、缩小的实像D．正立、放大的虚像
【答案】A
【解析】解：把一个凸透镜对准太阳光，可在距凸透镜20cm处得到一个最小、最亮的光斑，所以，f＝20cm。
若将一个物体放在此透镜前50cm处，u＝50cm，u＞2f，成倒立、缩小的实像。
故选：A。
【变式3】课外活动实践时，李华在光具座上做“研究凸透镜成像”的实验中，当光屏、透镜及烛焰的相对位置如图所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的像。由此判断，他所用凸透镜的焦距（ ）
A．一定大于 20cm
B．一定小于 8cm
C．一定在 8cm 到 10cm 之间
D．一定在 10cm 到 16cm 之间
【答案】C
【解析】解：由图可知：u＝20cm，v＝16cm。且u＞v；
由凸透镜成像规律可知：此时的像是倒立缩小的实像；
则u＝20cm＞2f，2f＞16cm＞f，
解得10cm＞f＞8cm。
故选：C。
【例题4】将蜡烛放在如图所示的位置，通过凸透镜成倒立、缩小的像。小刚画了图中的光路。下列说法正确的是（ ）
A．小刚画的光路是正确的
B．透镜成的是虚像
C．透镜的像距大于20cm
D．透镜的焦距小于10cm
【答案】D
【解析】解：（1）凸透镜所成虚像是正立的、实像是倒立的，已知此时成的是倒立的像，所以是实像，故B错误。
（2）由图知，物距为20cm，已知物体经凸透镜折射后成倒立、缩小的像，说明物体在二倍焦距之外，即20cm＞2f，所以f＜10cm，像在一倍、二倍焦距之间，像距小于20cm，故C错误、D正确。
（3）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，而f＜10cm，所以折射光线不可能过凸透镜右侧的“20cm”处，故A错误。
故选：D。
【变式4】蜡烛放在如图所示位置，通过凸透镜成倒立、放大的像，小明画了图中的光路。下列说法正确的是（ ）
A．小明画的光路是正确的
B．透镜的焦距等于20cm
C．透镜的焦距小于10cm大于5cm
D．透镜的焦距大于10cm小于20cm
【答案】D
【解析】解：由图知，物距为20cm，已知物体经凸透镜折射后成倒立、放大的像，说明物体在一倍焦距与二倍焦距，即2f＞20cm＞f，所以20cm＞f＞10cm，故D正确、BC错误；
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，而20cm＞f＞10cm，所以折射光线不可能过凸透镜右侧的“20cm”处，故A错误。
故选：D。
【例题5】如图，这是一款人脸识别门镜一体机，通过摄像镜头捕捉人险信息，并将所拍图像与系统数据库中预先录入的人脸照片模板进行对比。下面对该装置说法正确的是（ ）
A．该摄像镜头相当于凹透镜
B．这种镜头可用来矫正近视眼
C．这种镜头对光线具有发散作用
D．若镜头的焦距为10cm，为了能成清晰的像，人脸到镜头的距离应大于20cm
【答案】D
【解析】解：ABC、该摄像镜头相当于一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，是利用“当u＞2f时，凸透镜成倒立、缩小的实像”原理成像的；矫正近视眼应该用凹透镜，而不是凸透镜；故ABC错误；
D、若该镜头的焦距为10cm，为了能成清晰的像（即缩小的实像），物距应大于二倍焦距，则人脸到镜头的距离应大于20cm，故D正确。
故选：D。
【变式5】如图是航天员王亚平在“太空授课”时的情景，此时她的脸距“水透镜”中心的距离与“水透镜”的焦距f之间的关系为（ ）
A．小于f
B．在f与2f之间
C．大于2f
D．都有可能
【答案】C
【解析】解：由图可知，此时的像是倒立缩小的实像，根据凸透镜成像的规律可知，此时王亚平离“水透镜”光心的距离大于二倍焦距，故C正确；
故选：C。
【例题6】一支蜡烛位于凸透镜前，调节蜡烛、光屏的位置可在屏上成清晰、放大的像，若保持透镜的位置不变，把蜡烛和光屏的位置对调一下，则（ ）
A．在光屏上不再呈现像 B．在光屏上呈现缩小的像
C．隔着透镜可以看到蜡烛的像 D．在光屏上呈现放大的像
【答案】B
【解析】解：根据光的折射中光路是可逆的，凸透镜位置不变，对调蜡烛和光屏，光屏上能成像一个倒立、缩小的像。
故选：B。
【变式6】如图是平行于主光轴的光线通过凸透镜的光路图，下列说法正确的是（ ）
A．凸透镜的焦距为10cm
B．把物体放在离凸透镜15cm处，在透镜的另一侧能成一放大倒立的实像
C．把物体放在离凸透镜25cm处，像距大于40cm
D．把物体放在离凸透镜30cm处，所成的像是正立放大的虚像
【答案】C
【解析】解：A、平行光经凸透镜折射后过透镜的焦点，所以此透镜的焦距为20cm，故A错误；
B、把物体放在离凸透镜15cm处，物距小于焦距成正立放大虚像，故B错误；
C、把物体放在离凸透镜25cm处，物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像，像距大于二倍焦距，即像距大于40cm，故C正确；
D、把物体放在离凸透镜30cm处，物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像，故D错误。
故选：C。
二、凸透镜成像的实验：
1.原理：光的折射；
实验：实验时点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度；
目的：使烛焰的像成在光屏中央；
若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：
①蜡烛在焦点以内； ②烛焰在焦点上；
③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；
④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置；
2.实验结论：（凸透镜成像规律）
F分虚实，2f大小，实倒虚正，具体见下表：
3.对规律的进一步认识：
（1）u＝f是成实像和虚象，正立像和倒立像，像物同侧和异侧的分界点；
（2）u＝2f是像放大和缩小的分界点；
（3）当像距大于物距时成放大的实像（或虚像），当像距小于物距时成倒立缩小的实像；
（4）成实像时：
（5）成虚像时：
（6）当物体从远处向焦点靠近时，像逐渐变大，远离凸透镜；
①当u＞2f，物体比像移动得快；
②当f＜u＜2f，物体比像移动得慢；
【例题7】在探究凸透镜成像规律的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成一清晰等大的实像，下列说法正确的是（ ）
A．该凸透镜的焦距是20cm
B．将蜡烛移动到20cm刻度处，移动光屏可得到倒立、放大的实像
C．将蜡烛移动到35cm刻度处，为使烛焰在光屏上成一清晰的像，应向右移动光屏
D．将蜡烛移动到45cm刻度处，为使烛焰在光屏上成一清晰的像，应向右移动光屏
【答案】C
【解析】解：A、由图可知，此时的物距等于像距，为20.0cm，成的是倒立、等大的实像，则u＝2f，故f＝10.0cm，故A错误；
B、将蜡烛移动到20cm刻度处时，物距为30.0cm＞2f，成的是倒立、缩小的实像，故B错误；
C、将蜡烛移动到35cm刻度处，u＝50cm﹣35cm＝15cm，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，像距应大于二倍焦距，故应向右移动光屏，才能在光屏上呈现清晰的像，故C正确；
D、将蜡烛移动到45cm刻度处，u＝50cm﹣45cm＝5cm，物距小于焦距，成正立、放大的虚像，故光屏上接收不到像，故D错误。
故选：C。
【变式7】小华做凸透镜成像规律的实验时，将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜两侧。如图所示，他将蜡烛依次放置在甲、乙、丙、丁四个位置处，每次移动光屏，寻找烛焰清晰的像。关于此实验，下列判断中正确的是（ ）
A．蜡烛在甲位置处，光屏上可呈现出烛焰放大的像，能说明照相机的原理
B．蜡烛在乙位置处，光屏上可呈现出烛焰缩小的像，能说明照相机的原理
C．蜡烛在丙位置处，光屏上可呈现出烛焰放大的像，能说明幻灯机的原理
D．蜡烛在丁位置处，光屏上可呈现出烛焰缩小的像，能说明幻灯机的原理
【答案】C
【解析】解：凸透镜的焦距是10cm，凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，
A、将蜡烛移至甲位置10cm刻度线处时，物距u＝50cm﹣10cm＝40cm，u＞2f，移动光屏，就会得到倒立、缩小的实像，照相机的原理，故A错误；
B、若蜡烛放置在乙位置30cm刻度线处，物距u＝50cm﹣30cm＝20cm，u＝2f，移动光屏，就会得到倒立、等大的实像，故B错误；
C、若蜡烛放置在丙位置40cm刻度线处，物距u＝50cm﹣36cm＝14cm，f＜u＜2f，成倒立放大的实像，是幻灯机的原理，故C正确；
D、把蜡烛放置在丁位置15cm刻度线处，此时物距u＝50cm﹣42cm＝8cm，u＜f，移动光屏，就会得到成正立、放大的虚像，是放大镜的原理，故D错误。
故选：C。
【例题8】小军做凸透镜成像规律的实验时，将焦距为10cm凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛在凸透镜的两侧，蜡烛放置在35cm刻度线处，如图所示，移动光屏，直到在光屏上呈现烛焰清晰的像下列说法中正确的是（ ）
A．光屏上呈现的是烛焰的虚像
B．光屏上呈现的是烛焰正立的像
C．该实验现象能说明照相机的成像特点
D．如果把蜡烛和光屏互换位置，光屏上的像是缩小的
【答案】D
【解析】解：ABC、已知凸透镜焦距为10cm，保持透镜在50cm刻度线处不动，将点燃的蜡烛放在光具座上35cm刻度线处，物距为50cm﹣35cm＝15cm，则此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距，所以在光屏上可呈现烛焰清晰倒立、放大的实像，其应用是投影仪，故ABC错误；
D、由题可知凸透镜此时成的是倒立、放大的实像，把蜡烛和光屏互换位置，根据光路可逆可知，光屏上能得到倒立、缩小的实像，故D正确。
故选：D。
【变式8】如图所示是探究凸透镜成像规律的实验装置，实验中所使用的透镜焦距为10cm，实验中将蜡烛分别放在甲、乙、丙、丁四个位置，观察光屏上成像情况（光屏位置未标出）。下列说法正确的是（ ）
A．蜡烛在甲位置时，需将光屏移动到70cm刻度的右侧位置，才能在光屏上成清晰的像
B．蜡烛在乙位置时，透镜成像的特点与幻灯机的原理相同
C．蜡烛在丙位置时，光屏上成的清晰的像为倒立、缩小的实像
D．蜡烛在丁位置时，成正立、放大的虚像，与放大镜成像原理相同
【答案】D
【解析】解：A、蜡烛在甲位置时，物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，所以需将光屏移动到60cm到70cm之间的位置，才能在光屏上成清晰的像，故A错误；
B、蜡烛在乙位置时，物距大于二倍焦距，成倒立缩小的实像，应用为照相机，故B错误；
C、蜡烛在丙位置时，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，光屏上成的清晰的像为倒立、放大的实像，故C错误；
D、蜡烛在丁位置时，物距小于焦距，成正立、放大的虚像，与放大镜成像原理相同，故D正确。
故选：D。
【例题9】小红同学在探究凸透镜成像规律的实验中：
（1）如图在光具座上依次摆放蜡烛、凸透镜、光屏，并调整它们的高度，使 的中心、透镜中心和光屏中心大致在同一高度。
（2）上图所示情景时光屏上恰好有清晰的像，此时的像距是 cm，这个时候所成的像与实际生活中 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像原理相同；如果此时将蜡烛和光屏位置对调，光屏上 （选填“能”或“不能”）出现清晰的像。
（3）实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致光屏上的像不在成在光屏中央，为了使烛焰的像能成在光屏中央，可以进行的操作是 。
【答案】（1）烛焰；（2）25.0；照相机；能；（3）将凸透镜向下移动。
【解析】解：（1）在实验前，应先调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度，其目的是为了使像能成在光屏的中央；
（2）光屏上恰好有清晰的像，此时的像距是75.0cm﹣50.0cm＝25.0cm；此时的物距大于像距，成倒立、缩小的实像，其应用是照相机；
此时将蜡烛和光屏位置对调，根据光路可逆可知，光屏上能出现清晰的像；
（3）随着蜡烛燃烧而变短，根据过光心不改变方向，像会向上移动，像成在了光屏的上方，为了使像仍成在光屏中央，可以将凸透镜向下移动。
故答案为：（1）烛焰；（2）25.0；照相机；能；（3）将凸透镜向下移动。
【变式9】某同学用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等实验器材，探究“凸透镜成像的规律”。
（1）为了测量凸透镜的焦距，让一束平行于主光轴的光射向凸透镜，移动光屏，直到光屏上出现最小、最亮的光斑，用刻度尺测出光斑到凸透镜中心的距离，如图甲所示。凸透镜焦距为 cm。
（2）将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，蜡烛放置在光具座40cm刻度线处，点燃蜡烛，左右移动光屏，出现图乙所示现象（成像清晰）。为使像呈现在光屏中央，应将光屏向 调节。
（3）保持凸透镜位置不变，调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一高度。将蜡烛移至34cm刻度线处，移动光屏，直到光屏上再次出现清晰的像，该像是倒立、 的实像。保持凸透镜位置不变，将蜡烛继续向左移动10.0cm，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向 移动一段距离。
【答案】（1）8.0；（2）上；（3）等大；左。
【解析】解：（1）一束平行于主光轴的光射向凸透镜，移动光屏，直到光屏的光斑变得最小、最亮；最后测量这个光斑到凸透镜的距离就是焦距。因此凸透镜的焦距：f＝8.0cm﹣0cm＝8.0cm；
（2）烛焰在光屏上的像偏高，因为凸透镜成倒立的实像，为使像能成在光屏的中央，可以向上移动烛焰或向下移动凸透镜，或向上移动光屏；
（3）将蜡烛移至34cm刻度线处，物距u＝50.0cm﹣34.0cm＝16.0cm，满足u＝2f条件，成倒立、等大的实像；
保持凸透镜位置不变，将蜡烛继续向左移动10.0cm，物距变大，此时像距变小，像变小，要在光屏上得到清晰的像，光屏应向左移动，靠近凸透镜。
故答案为：（1）8.0；（2）上；（3）等大；左。
【例题10】在“探究凸透镜成像规律”的实验中：
（1）如图1是小明确定凸透镜焦距时所做的实验，两束平行于主光轴的光线，过凸透镜都照射到A点，由此可以测得该凸透镜的焦距为 cm。
（2）请在图2中画出蜡烛AB发出的两条光线通过透镜后的光线，此时蜡烛AB通过凸透镜成的像是 （选填“放大”或“缩小”） （选填“正立”或“倒立”）的。这个像用光屏 （填“能”或“不能”）接收到。
（3）当实验装置如图3所示摆放时，在光屏上得到了烛焰清晰的像，此时的像是
（选填“放大”或“缩小”）的 （选填“虚像”或“实像”）。
（4）在图3所示实验中，保持透镜位置不变，将蜡烛移至35cm刻度处，为了在光屏上再次成清晰的像，应将光屏 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜。
【答案】（1）10.0；（2）放大；能；（3）缩小；实像；（4）远离。
【解析】解：（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是：f＝60.0cm﹣50.0cm＝10.0cm。
（2）经过光心光线不改变方向；平行于主光轴光线折射经过右焦点，如图所示：
由图可知，此时物距小于像距，故此时成倒立、放大的实像；
（3）当实验装置如图3所示摆放时，物距u＝30cm＞2f，成倒立缩小的实像；
（4）若固定凸透镜不动，将蜡烛移至35cm刻度处，即物距变小，则像距必然变大，像变大，因此光屏应该远离凸透镜移动，才可在屏上得到一个清晰的像。
故答案为：（1）10.0；（2）放大；能；（3）缩小；实像；（4）远离。
【变式10】利用光具座以及蜡烛、凸透镜、光屏等器材，可进行“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）实验时，首先在光具座上放置实验器材，若光具座A处放置蜡烛（如图所示），则C处应放置 （选填“凸透镜”或“光屏”。器材正确放置后，还应对其进行调整，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上。
（2）实验后，可得出凸透镜成像规律。根据成像规律判断下列说法，说法正确的是 。
A．若凸透镜的焦距为10cm，则烛焰距离凸透镜30cm时，可在光屏上成放大的像
B．实验过程中，蜡烛因燃烧而变短，则烛焰在光屏上的像会下移
C．若烛焰朝着凸透镜方向前后不断晃动，则光屏上仍能观察到清晰的烛焰像
D．若烛焰在光屏上成缩小的像，则光屏到凸透镜的距离小于烛焰到凸透镜的距离
（3）某物理兴趣小组在探究凸透镜成像规律后，得到了如下数据：
下列对表中数据的分析，错误的是 。
A．当凸透镜的焦距相同，物距不同时，所成的像有可能相同
B．当物距相同，凸透镜的焦距越大时，像距越大
C．当物距相同，凸透镜的焦距不同时，所成像的性质有可能相同
D．当凸透镜的焦距相同，且成放大实像时，像距与物距之和随物距的增大而减小
（4）将蜡烛置于凸进镜一倍焦距处，结果仍能观察到烛焰放大的像，这是为什么？
【答案】（1）光屏；主光轴；（2）D；（3）A；（4）因为蜡烛有一定的体积，把它放到焦点时，它有一部分会在一倍焦距和二倍焦距之间，所以能看到放大的像。
【解析】解：（1）探究凸透镜成像的实验时，在光具座上依次放蜡烛、凸透镜、光屏。若图中A处放置蜡烛，则B位置上应放置凸透镜，C处应放置光屏；
探究凸透镜成像规律时，调整蜡烛烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，这样烛焰、光屏和光屏的中心在大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心。
（2）A、若凸透镜的焦距为10cm，则烛焰距离凸透镜30cm时，即f＝10cm，u＝30cm，物距大于二倍焦距，所以凸透镜成倒立缩小的实像，故A错误。
B、因为凸透镜成实像时，不仅上下颠倒，而且左右也颠倒，所以蜡烛燃烧变短时，所成的像移到了光屏中心的上方，故B错误；
C、若烛焰朝着凸透镜方向前后不断晃动，物距增大或减小，此时像距、像的大小也跟着变化，则光屏上不能观察到清晰的烛焰像，故C错误；
D、若烛焰在光屏上成缩小的像，物距u＞2f，像距2f＞v＞f，则光屏到凸透镜的距离小于烛焰到凸透镜的距离，故D正确。
故选D。
（3）A、当凸透镜的焦距相同，物距不同时，像大小都不可能相同，故A错误；
B、由4、5、6次实验可知，凸透镜的焦距由10cm增大到15cm时，像距由15cm增大到30cm，则当物距相同，凸透镜的焦距越大时，像距越大，故B正确；
C、由4、5次实验可知，物距都为30时，都成倒立缩小实像，则当物距相同，凸透镜的焦距不同时，所成像的性质有可能相同，故C正确；
D、由1、2、3次实验可知，凸透镜的焦距相同，物距由12cm增大到15cm时，像距由60cm减小到30cm，
则当凸透镜的焦距相同，且成放大实像时，像距与物距之和随物距的增大而减小，故D正确。
故选A。
（4）因为蜡烛有一定的体积，把它放到焦点时，它有一部分会在一倍焦距和二倍焦距之间，所以能看到放大的像，
故答案为：（1）光屏；主光轴；（2）D；（3）A；（4）因为蜡烛有一定的体积，把它放到焦点时，它有一部分会在一倍焦距和二倍焦距之间，所以能看到放大的像。序号
知识点
难易程度
例题数
变式题数
合计
一
凸透镜成像的规律
★★
6
6
20
二
凸透镜成像的实验
★★
4
4
物距
像的性质
像距
应用
倒、正
放、缩
虚、实
u>2f
fu实验序号
物距u/cm
焦距f/cm
像的性质
像距v/cm
1
12
10
倒立放大实像
60
2
14
10
倒立放大实像
35
3
15
10
倒立放大实像
30
4
30
10
倒立缩小实像
15
5
30
12
倒立缩小实像
20
6
30
15
倒立等大实像
30