初中物理苏科版八年级上册第四章 光的折射 透镜4.3 探究凸透镜成像的规律随堂练习题

这是一份初中物理苏科版八年级上册第四章 光的折射 透镜4.3 探究凸透镜成像的规律随堂练习题，文件包含43凸透镜成像的规律考点解读原卷版docx、43凸透镜成像的规律考点解读解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共48页， 欢迎下载使用。

1、凸透镜成像规律
（1）凸透镜成像规律：如图是常见凸透镜成像规律光路图，详见下表。
凸透镜成像规律需要牢记，同学们可以自己总结其规律。也可以背下下面口诀：“物大焦，倒立实，物越大，像越小；物小焦，正立虚；物为焦，不成像”。这里的“物”指物距，“像”指像距，“焦”指焦距。
（2）注意：①实像是由实际光线会聚而成，在光屏上可呈现，可用眼睛直接看，所有光线必过像点；②虚像不能在光屏上呈现，但能用眼睛看，由光线的反向延长线会聚而成。
（3）凹透镜成像规律：凹透镜始终成缩小、正立的虚像，如图所示。
注意：大家还要记住：虚像，物、像同侧；实像，物、像异侧。
2、凸透镜成像的应用
3、探究凸透镜成像规律实验
（1）实验目的：探究凸透镜成像特点与规律。
（2）实验器材：凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴。
（3）器材作用：①凸透镜：实验主体；②光具座：固定光屏、蜡烛与凸透镜在同一直线上；
③蜡烛：光源（物体）；④火柴：点燃蜡烛；⑤光屏：承接成像。
（4）实验步骤：步骤①共轴调节,把蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上。点燃蜡烛，调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度；步骤②把蜡烛放在较远处，使，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察这个像是倒立的还是正立的，是放大的还是缩小。测量像距和物距；步骤③把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离等于，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。测量像距和物距；步骤④把蜡烛再靠近凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。测量像距和物距；步骤 = 5 \* GB3 ⑤把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛在凸透镜的焦点上，移动光屏，看是否能够成像；步骤⑥把蜡烛移动到凸透镜的焦点以内，移动光屏，看在光屏上还能否成像；步骤⑦记录数据；步骤⑧整理实验器材。
【考点1 凸透镜成像规律特点】
【典例1-1】（2023春•东方期中）一束平行光正对凸透镜照射，在离透镜10cm处的光屏上得到一个亮点，那么当物体在凸透镜前15cm处时，在透镜的另一侧可以得到（ ）
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．正立放大的实像
【答案】B
【分析】利用题目中告诉的信息确定焦距，然后利用焦距与物距的关系，结合凸透镜成像规律可以确定成像的性质。
【解答】解：一束平行光正对凸透镜照射，在离透镜10厘米处的光屏上得到一个亮点，由此可以确定该凸透镜的焦距为10厘米。
当物体在镜前15厘米时，此时的物距f＜u＜2f，根据凸透镜成像的规律可知，此时成的像是倒立的放大的实像。
故选：B。
【典例1-2】（2023春•保亭县校级期中）如图所示，此时蜡烛在光屏上呈现清晰像，该像的特点是 缩小、倒立的实像 （填“放大、倒立的实像、“缩小、倒立的实像”或“放大、正立的虚像”），这一成像规律揭示了 照相机 （填“幻灯机”、“照相机”或“放大镜”）的工作原理。
【答案】缩小、倒立的实像；照相机。
【分析】凸透镜成像时，物距大于二倍焦距时成倒立缩小的实像，照相机是根据这个原理制成的。
【解答】解：由图乙可知，蜡烛到凸透镜的距离大于2倍焦距，此时在光屏上呈现缩小、倒立的实像，这一成像规律揭示了照相机的工作原理。
故答案为：缩小、倒立的实像。
【变式1-1】（2023•惠城区一模）如图所示，此时烛焰在光屏上成一个清晰的像，下列说法正确的是（ ）
A．这个像是缩小的实像
B．此时的物距为50.0cm
C．此成像原理可应用于照相机
D．凸透镜成像是光的折射现象
【答案】D
【分析】根据物距和像距的大小分析像的性质及应用情况。
【解答】解：ABC、根据图示可知，物距为50.0cm﹣20.0cm＝30.0cm，像距为100.cm﹣50.0cm＝50.0cm，物距小于像距，凸透镜成的是倒立、放大的实像，其应用是投影仪，而照相机成的是倒立、缩小的实像，故ABC错误；
D、凸透镜成像的原理是光的折射现象，故D正确。
故选：D。
【变式1-2】（2023•香坊区二模）如图，在探究凸透镜成像特点的实验中，蜡烛到凸透镜距离如图所示，光屏在图示位置接收到清晰的像，则图中物距为 30.0 cm，光屏上像的性质为 倒立缩小实像 。
【答案】30.0；倒立缩小实像
【分析】根据光具座的分度值、蜡烛和凸透镜的位置读出物距的大小；当物距大于像距时，凸透镜成倒立、缩小的实像。
【解答】解：根据图示可知，光具座的分度值为1cm，此时的物距为50.0cm﹣20.0cm＝30.0cm；
由图可知，此时的像距为15.0cm，物距大于像距，凸透镜成倒立、缩小的实像
故答案为：30.0；倒立缩小实像。
【考点2 凸透镜成像的应用】
【典例2-1】（2023•盱眙县一模）毕业班的同学在照毕业照时发现有一部分同学没有进入取景框，为了使全班同学都进入取景框，接下来的操作是（ ）
A．应使照相机靠近学生，并调节镜头使镜头靠近胶片
B．应使照相机远离学生，并调节镜头使镜头靠近胶片
C．应使照相机远离学生，并调节镜头使镜头远离胶片
D．应使照相机靠近学生，并调节镜头使镜头远离胶片
【答案】B
【分析】为了使全体同学都进入镜头，则像要变小一些，像要变小，则像距变小，物距变大。
【解答】解：为了使全体同学都进入镜头，需要把成的像变小点，根据凸透镜成像的规律可知，就要减小像距，增大物距，所以全体同学不动，照相机向后移，且镜头向后缩，故B正确。
故选：B。
【典例2-2】（2023•新乡模拟）玻璃球放在阳光下，投射到地面的阴影中间出现了一个亮斑，透过玻璃球向远处看去，发现远处的树木都“头朝下”，关于该情景，下列说法正确的是（ ）
A．该玻璃球相当于凹透镜
B．树木通过玻璃球成倒立、缩小的实像
C．树木的像是由于光的反射形成的
D．该成像原理和放大镜的工作原理相同
【答案】B
【分析】中间厚、边缘薄的透镜是凸透镜，当物距大于二倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像，这与照相机的工作原理相同。
【解答】解：玻璃球放在阳光下，投射到地面的阴影中间出现了一个亮斑，说明有会聚作用，故是凸透镜；当树木在玻璃球的二倍焦距之外时，成倒立、缩小的实像，与照相机的工作原理相同，凸透镜成像是由光的折射形成的，故B正确、ACD错误。
故选：B。
【典例2-3】（2023•浑南区三模）如图甲将一幅猫捉老鼠的漫画立在桌面上；如图乙所示，将一杯水放在漫画前，透过水杯发现漫画中的老鼠变“胖”了，还掉头奔向猫，此现象的成因与 投影仪 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的工作原理相同。要想通过水杯看到老鼠沿图甲中的逃跑路线跑，应适当将水杯 靠近 （选填“远离”或“靠近”）漫画。
【答案】投影仪；靠近
【分析】透明物质可以制成中间厚边缘薄的凸透镜，物体置于凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像；当物距小于一倍焦距时，成正立、放大的虚像。
【解答】解：装水的圆柱形玻璃杯横切面中间厚，边缘薄，形成水凸透镜。图乙中老鼠的像与图甲中的老鼠相比，是放大的，左右颠倒的实像，即倒立、放大的实像，与投影仪的成像原理相同；
要想通过水杯看到老鼠沿图甲中的逃跑路线跑，此时成的是正立、放大的虚像，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，所以应适当将水杯靠近漫画。
故答案为：投影仪；靠近。
【变式2-1】（2023•武汉开学）图甲是一幅卡通图片，小明将凸透镜从较远处逐渐靠近卡通图片的过程中，通过凸透镜观察到如图乙所示四个不同的像，则四个像出现的先后顺序是（ ）
A．③②④①B．③②①④C．③①②④D．③④①②
【答案】B
【分析】凸透镜成像规律：物距小于焦距成正立、放大的虚像。
物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立、放大的实像。
物距等于二倍焦距成倒立等大实像。
物距大于二倍焦距成倒立、缩小的实像。
成实像时，物距越远，像越小。
【解答】解：小明将凸透镜从较远处逐渐靠近卡通图片的过程中，物距开始大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，即看到③；
逐渐靠近凸透镜，物距变小，像距变大，像变大，先后会看到②①；
物距小于一倍焦距，凸透镜成的虚像是放大的，会看到④，故四个像的顺序为③②①④。
故选：B。
【变式2-2】（2023•黄冈）如图是超市安装的一种刷脸自助储物柜。某顾客站在屏幕前50cm处，按下“存”按钮，屏幕上方的摄像头启动，出现人脸缩小的像，柜门打开。下列说法正确的是（ ）
A．该摄像头相当于一个凹透镜
B．该摄像头对光线具有发散作用
C．该摄像头的焦距可能是0.20m
D．该摄像头成像原理是光的反射
【答案】C
【分析】摄像头是一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，当物体在透镜的2倍焦距之外时，物体经透镜能成倒立、缩小的实像。
【解答】解：摄像头的镜头是一个凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用，摄像头成像原理是光的折射；某顾客站在屏幕前50cm处，在摄像头二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像，此时u＝50.0cm＞2f，则f＜25cm＝0.25m，所以该摄像头的焦距可能是0.20m，故C正确、ABD错误。
故选：C。
【变式2-3】（2023•金安区校级二模）图甲是城市很多路口安装的监控摄像头，它可以拍摄违章行驶或发生交通事故时的现场照片。摄像头的镜头相当于一个凸透镜，图乙和丙是一辆汽车经过路口时与一辆自行车相撞后拍摄的两张照片，由图可以看出汽车所成的像变小，则汽车在 远离 （选填“靠近”或“远离”）摄像头。
【答案】远离。
【分析】要解决此题，需要掌握凸透镜成像的规律。
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。应用是幻灯机、投影仪。
物距等于二倍焦距成倒立等大实像，像距等于二倍焦距。
物距大于二倍焦距成倒立缩小实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距。应用是照相机。
成虚像时：物像同侧，物距变大，像距变大，像变大。
成实像时：物像异侧，物距变大，像距变小，像变小。
【解答】解：照相机、摄像机都是根据物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小实像的原理制成的，摄像头的镜头相当于一个凸透镜；并且物距越大，所成的像越小。从图片上看，丙图所成的像比乙图所成的像小，所以丙图的像距小于乙图的像距，而物距大于乙图的物距，即汽车远离摄像头。
故答案为：远离。
【考点3 探究凸透镜成像规律实验】
【典例3-1】（2023•雨花区校级三模）小郡同学在做“探究凸透镜成像规律”实验时，蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示，点燃蜡烛后，光屏上得到了清晰的像。由此可知，下列说法正确的是（ ）
A．得到的像是正立缩小的实像
B．如图原理与投影仪的成像原理相同
C．当蜡烛远离透镜，光屏需要靠近透镜才能再次得到清晰的像
D．随着实验进行，光屏上的像会下移
【答案】C
【分析】（1）根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的；
（2）根据凸透镜成实像时，物远像近像变小分析回答；
（3）根据过光心的光线传播方向不变分析回答。
【解答】解：AB、由图可知，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，照相机就是利用此原理制成的，故AB错误；
C、当蜡烛远离透镜，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，光屏需要靠近透镜才能再次得到清晰的像，故C正确；
D、随着实验进行，蜡烛会越来越短，根据过光心的光线传播方向不变可知，光屏上的像会向上移动，故D错误。
故选：C。
【典例3-2】（2023•莲池区二模）（多选）小明在探究凸透镜的成像规律实验中，记录的部分实验数据如下表所示，下列说法正确的是（ ）
A．第一次实验的成像特点与投影仪相同
B．第三次实验中，小明算出凸透镜焦距是15cm
C．第二次和第四次实验数据，可以说明光路可逆
D．第五次实验结束时，保持蜡烛位置不动，在紧挨凸透镜右侧放一个老花镜片，要想再次在光屏上得到清晰的像，需要将光屏靠近凸透镜
【答案】BCD
【分析】根据凸透镜成像原理分析判断，当物距等于二倍焦距时，像距也等于二倍焦距，此时凸透镜焦距为物距的一半。
第二次的物距刚好等于第四次的像距，第二次的像距也刚好等于第四次的物距，根据这两次的实验数据，可以说明光路可逆。
老花镜片为凸透镜，对光具有会聚作用。
【解答】解：A．第一次实验中，物距大于像距，光屏上成缩小、倒立的实像，成像特点与照相机相同，故A错误；
B．第三次实验中，物距等于像距，当物距等于二倍焦距时，像距也等于二倍焦距，所以凸透镜焦距为物距的一半，即凸透镜焦距为15cm，故B正确；
C．第二次的物距刚好等于第四次的像距，第二次的像距也刚好等于第四次的物距，根据这两次的实验数据，可以说明光路可逆，故C正确；
D．第五次实验结束时，保持蜡烛位置不动，在紧挨凸透镜右侧放一个老花镜片，老花镜片为凸透镜，新的组合透镜的焦距比原来凸透镜焦距减小，可以理解为在原来的基础上，物距增大；要想再次在光屏上得到清晰的像，像距需要缩小，需要将光屏靠近凸透镜，故D正确。
故选：BCD。
【典例3-3】（2023•连云港模拟）如图所示的甲、乙两图分别是“探究平面镜成像特点”和“探究凸透镜成像规律”的实验装置。
（1）在“探究平面镜成像特点”的实验中，将点燃的蜡烛A直立在玻璃板前面，再拿一支跟它完全相同的未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合，这样操作的目的是为了确定像的 位置 ，同时也证明了像与物体的大小相等。
（2）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，调整蜡烛、透镜和光屏到图乙所示位置时，光屏上出现清晰的烛焰的像，此时甲、乙两图中平面镜与凸透镜所成像的不同点是 平面镜成的是虚像，凸透镜成的是实像（或平面镜成的是正立的像，凸透镜成的是倒立的像；或平面镜成的是等大的像，凸透镜成的是缩小的像） （写出一点即可）。此时保持凸透镜位置不动，将蜡烛逐渐向凸透镜的焦点靠近，要想在光屏上观察到清晰的烛焰的像，则光屏应从图乙的位置向 远离 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动，所成像的大小将 变大 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。
【答案】（1）位置；（2）平面镜成的是虚像，凸透镜成的是实像（或平面镜成的是正立的像，凸透镜成的是倒立的像；或平面镜成的是等大的像，凸透镜成的是缩小的像）；远离；变大。
【分析】（1）实验时采用两个完全相同的蜡烛，一支蜡烛放在玻璃板的前面并点燃，另一支放在玻璃板的后面，当玻璃板后面的蜡烛和玻璃板前面的蜡烛的像完全重合时，可以确定像的位置，同时也可以比较物像大小关系；
（2）根据平面镜与凸透镜成像特点分析回答；根据凸透镜成实像时，物近像远像变大分析回答。
【解答】解：（1）玻璃板后面没有点燃的蜡烛和玻璃板前面点燃蜡烛的像完全重合，此时可以确定像的位置，同时也证明了像与物体的大小相等；
（2）图甲中平面镜所成的像是正立等大的虚像，而图乙中，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，故甲、乙两图中平面镜与凸透镜所成像的不同点是平面镜成的是虚像，凸透镜成的是实像（或平面镜成的是正立的像，凸透镜成的是倒立的像；或平面镜成的是等大的像，凸透镜成的是缩小的像）；
保持凸透镜位置不动，将蜡烛逐渐向凸透镜的焦点靠近，此时物距减小，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，光屏应从图乙的位置向远离凸透镜的方向移动，所成像的大小将变大。
故答案为：（1）位置；（2）平面镜成的是虚像，凸透镜成的是实像（或平面镜成的是正立的像，凸透镜成的是倒立的像；或平面镜成的是等大的像，凸透镜成的是缩小的像）；远离；变大。
【典例3-4】（2023•江岸区校级模拟）小华同学用蜡烛、焦距为10cm的凸透镜和光屏等器材探究凸透镜成像的规律，如图。
↩
（1）实验过程中小华应该首先点燃蜡烛并调整蜡烛和光屏的位置，使两者中心处在凸透镜的 主光轴 上，即“三心等高”，这样整个实验过程中所成实像可以一直在光屏正中央。
（2）如图所示，光屏上已经有一个清晰的像，若将一个远视眼镜放在透镜前面，此时适当向 左 （选填“左”或“右”）移动光屏可以在光屏上看到一个清晰 缩小 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。
（3）如图所示，光屏上已经有一个清晰的像，换用焦距为15cm的凸透镜继续实验，下列说法正确的是 D （填序号）。
A.向左移动蜡烛，可在光屏上得到烛焰缩小的清晰的实像↩
B.向左移动透镜，可在光屏上得到烛焰等大的清晰的实像↩
C.向右移动光屏，可在光屏上得到烛焰放大的清晰的实像↩
D.无论怎样移动蜡烛，在光屏上都得不到烛焰的清晰的像
【答案】（1）主光轴；（2）左；缩小；（3）D。
【分析】（1）为了使像成在光屏中央，应首先点燃蜡烛并调整蜡烛和光屏的位置，使两者中心处在凸透镜的主光轴上；
（2）远视眼镜是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用；
（3）逐项分析各选项得出答案。
【解答】解：（1）为了使像成在光屏中央，应首先点燃蜡烛并调整蜡烛和光屏的位置，使两者中心处在凸透镜的主光轴上；
（2）如图所示，光屏上已经有一个清晰的像，若将一个远视眼镜放在透镜前面，远视眼镜是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用，会将光线提前会聚成像，由于像距减小，故此时适当向左移动光屏可以在光屏上看到一个清晰缩小的实像；
（3）AD、由图可知，像距v＝55cm﹣40cm＝15cm＝f，无论怎样移动蜡烛，在光屏上都得不到烛焰的清晰的像，故A错误，D正确；
B、由图可知，蜡烛到光屏的距离d＝55cm﹣10cm＝45cm＜4f，无论怎样移动凸透镜都得不到烛焰的清晰的像，故B错误；
C、由图可知，此时物距u＝40cm﹣10cm＝30cm＝2f，根据u＝v＝2f，成倒立等大的实像，所以向右移动光屏，可在光屏上得到烛焰等大的清晰的实像，故C错误；
故选：D。
故答案为：（1）主光轴；（2）左；缩小；（3）D。
【变式3-1】（2023春•龙口市期中）在探究“凸透镜成像的规律”的实验中，光具座上各元件位置如图所示，此时在光屏上恰好成一个清晰的像，则下列说法正确的是（ ）
A．凸透镜的焦距可能是5cm
B．保持凸透镜位置不变，将蜡烛放在刻度线45cm处，适当移动光屏能得到一个清晰的像
C．保持凸透镜位置不变，将蜡烛放在刻度线10cm处，适当移动光屏能得到一个放大的清晰的像
D．若将蜡烛远离凸透镜，则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像，且像逐渐变小
【答案】D
【分析】凸透镜成像的三种情况：①u＞2f，成倒立、缩小的实像，此时2f＞v＞f；②2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，此时v＞2f；③u＜f，成正立、放大的虚像；
凸透镜成实像时，物远像近像变小。
【解答】解：由图可知，物距为15.0cm，像距为30.0cm，物距小于像距，光屏上成倒立放大实像，此时的成像原理与投影仪的成像原理相同；
A、f＜15.0cm＜2f，2f＞30.0cm，则7.5cm＜f＜15.0cm，故A错误；
B、保持凸透镜位置不变，将蜡烛放在刻度线45cm处，此时物距5cm＜f，成正立放大的虚像，不能用光屏承接，故B错误；
C、保持凸透镜位置不变，将蜡烛放在刻度线10cm处，此时物距40cm＞2f，成倒立缩小的实像，故C错误；
D、凸透镜成实像时，物远像近像变小，若将蜡烛远离凸透镜，则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像，且像逐渐变小，故D正确。
故选：D。
【变式3-2】（2023•河北）（多选）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、焦距为10cm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35cm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8cm凸透镜替换该透镜，光屏上不再成清晰的像
【答案】BD
【分析】（1）物距大于2f时，凸透镜成倒立缩小的实像，照相机根据这个原理制成；
（2）物距在一倍焦距和二倍焦距之间，凸透镜成倒立、放大的实像；
（3）物体有无数点组成，物体上任一点射向凸透镜有无数条光线，经凸透镜折射后，有无数条折射光线会聚成该点的像；当遮住凸透镜的一部分，还有另外的部分光线，经凸透镜折射会聚成像；
（4）凸透镜的焦距变小，会聚能力变强。
【解答】解：A、如图所示，物距大于二倍焦距，此时成倒立、缩小的实像，能够说明照相机的成像原理，故A错误；
B、将蜡烛放置在35cm刻度处，此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间，像距要大于二倍焦距，向右移动光屏，能得到清晰、倒立、放大的实像，故B正确；
C、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下半部，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；
D、蜡烛、凸透镜、光屏位置不动，用焦距8cm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正确。
故选：BD。
【变式3-3】（2023•南海区模拟）小明同学采用如图甲所示装置，在光屏上得到一个很小、很亮的光斑，该凸透镜的焦距为 10.0 cm。将该凸透镜、蜡烛和光屏按图乙所示安装到光具座上，在光屏上可观察到清晰倒立 缩小 （选填“放大”“缩小”或“等大”）的像。保持蜡烛和光屏位置不动，移动凸透镜到 35.0 cm位置时，光屏上又能得到一个蜡烛的像。
【答案】10.0；缩小；35.0。
【分析】（1）根据焦距的概念（从焦点到凸透镜的距离）计算出焦距的大小；
（2）当物距u＞2f，凸透镜成倒立、缩小的实像，应用是照相机；
（3）利用光路的可逆性分析解答。
【解答】解：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于一点，这个点就是凸透镜的焦点，焦点到透镜光心的距离叫焦距；由题图甲可得凸透镜的焦距为f＝40.0cm﹣30.0cm＝10.0cm。
由题图乙得，此时物距u＝50.0cm﹣20.0cm＝30.0cm＞2f，由凸透镜成像原理可知，在光屏上可观察到倒立、缩小的实像。
根据凸透镜折射时光路可逆可知，保持蜡烛和光屏位置不动，只需将像距与物距对调，即移动凸透镜到35.0cm位置，光屏上又能得到一个的蜡烛的像。
故答案为：10.0；缩小；35.0。
【变式3-4】（2023春•辽阳期中）小王利用实验室的光学器材探究凸透镜成像的规律。
（1）小王找到了一个焦距未知的凸透镜，用一束平行光正对凸透镜照射，移动光屏，直到光屏上出现最小最亮的光斑，如图甲所示。则凸透镜的焦距是 10.0 cm。
（2）如图乙，点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到 同一高度 。在实验过程中，随着蜡烛燃烧变短，光屏的像也会移动，为使像重新回到光屏中央，应该向 上 移动光屏。
（3）将凸透镜固定在50cm刻度线处，蜡烛移动到20cm刻度线处，向 远离 （填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动光屏，直到出现烛焰倒立、 缩小 的实像。
（4）在（3）的基础上，更换成另一个焦距为15cm的凸透镜，光屏上的像变模糊了，此现象与 远视眼 （填“近视眼”或“远视眼”）成因相似。
（5）当他将三个元件移动到如图丙所示位置时，光屏上恰好出现清晰的像，此时保持蜡烛和光屏不动，将凸透镜移动到 35 cm处时，仍能在光屏上得到清晰的像。
【答案】（1）10.0；（2）同一高度；上；（3）远离；缩小；（4）远视眼；（5）35。
【分析】（1）平行于主光轴的光会聚于主光轴上一点，这一点叫焦点，焦点到光心的距离叫焦距，读数时估读到分度值的下一位；
（2）为了使像成在光屏中央，使烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到同一高度；根据过光心的光线传播方向不变分析回答；
（3）根据u＞2f，2f＞v＞f，成倒立缩小的实像；
（4）增大凸透镜的焦距，相当于缩小物距，增大像距，据此分析；
（5）在光的折射中，光路是可逆的。
【解答】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）为了使像成在光屏中央，使烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到同一高度；
在实验过程中，随着蜡烛燃烧变短，光屏的像也会移动，为使像重新回到光屏中央，根据过光心的光线传播方向不变可知，应该向上移动光屏；
（3）将凸透镜固定在50cm刻度线处，蜡烛移动到20cm刻度线处，此时u＝50cm﹣20cm＝30cm＞2f，根据u＞2f，2f＞v＞f，成倒立缩小的实像，因此时像距v＝f，故应向远离凸透镜的方向移动光屏，直到出现烛焰倒立、缩小的实像；
（4）在（3）的基础上，更换成另一个焦距为15cm的凸透镜，此时凸透镜的焦距变大，增大凸透镜的焦距，相当于缩小物距，增大像距，此时像成在光屏的右侧，而远视眼的像成在视网膜的后方，故此现象与远视眼成因相似；
（5）当他将三个元件移动到如图丙所示位置时，光屏上恰好出现清晰的像，此时保持蜡烛和光屏不动，将凸透镜移动到35cm处，此时物距等于原来的像距，像距等于原来的物距，根据在光的折射中，光路是可逆的，可知，仍能在光屏上得到清晰的像。
故答案为：（1）10.0；（2）同一高度；上；（3）远离；缩小；（4）远视眼；（5）35。
一、选择题。
1．（2023•南乐县二模）将蜡烛、凸透镜、光屏按如图所示的位置摆放，此时恰好在光屏上成烛焰清晰的像，则凸透镜焦距可能是（ ）
A．5cmB．10cmC．15cmD．20cm
【答案】B
【分析】当u＞v时，成倒立、缩小的实像，应用为照相机，此时u＞2f，f＜v＜2f。
【解答】解：由图可知，u＝30.0cm，v＝15.0cm，u＞v时，成倒立、缩小的实像，此时u＞2f，f＜v＜2f，即30.0cm＞2f，f＜15.0cm＜2f，解得7.5cm＜f＜15.0cm，故B正确。
故选：B。
2．（2023•三明二模）已知凸透镜的焦距为15cm，将物体放在离凸透镜20cm处，调节光屏可承接到清晰的（ ）
A．倒立、缩小的实像B．倒立、放大的实像
C．倒立、等大的实像D．正立、放大的虚像
【答案】B
【分析】凸透镜成像的三种情况：
u＞2f，成倒立、缩小的实像。
2f＞u＞f，成倒立、放大的实像。
u＜f，成正立、放大的虚像。
【解答】解：一个物体放在焦距为15cm的凸透镜前20cm处，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像。
故选：B。
3．（2023•锦江区校级模拟）下列对于光现象分析合理的是（ ）
A．不同颜色的光在真空中的传播速度不同
B．平面镜成像的实验中，选择茶色玻璃代替镀膜镜面是为了获得更清晰的像
C．斜插入水中的筷子，从水面上看由于光从水到空气发生折射，筷子水下部分向下弯折了
D．在凸透镜成像的实验中，当蜡烛沿主光轴逐渐靠近焦点过程中，像总会逐渐变大
【答案】D
【分析】（1）光的传播速度与光的颜色无关；
（2）玻璃板既能透过光线，又能反射光线；
（3）光从一种介质斜射入另一种介质时，光的传播方向会发生偏折，这种现象叫光的折射；
（4）凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大；凸透镜成虚像时，物距减小，像距变小，像变小。
【解答】解：A、不同颜色的光在真空中的传播速度相同，故A错误；
B、实验时选择透明的茶色玻璃板，能同时观察到像和代替蜡烛A的像的蜡烛B，便于确定像的位置，故B错误；
C、将一根筷子插入盛水的碗中，筷子在水面处看起来变折了，这是由于筷子反射的光从水中斜射入空气中时，传播方向发生了偏折，远离法线，折射角大于入射角，人们逆着折射光线看过去，误认为光是沿直线传播的，会感到筷子的位置比实际位置高一些，所以看起来是向上弯折了，故C错误；
D、凸透镜成实像时，物体靠近焦点时，像变大；凸透镜成虚像时，物体靠近焦点时，物距变大，像变大，故D正确。
故选：D。
4．（2023•包头）物理课上，同学们用凸透镜观察周围的物体，透过凸透镜不能看到的像是（ ）
A．正立放大的像B．正立缩小的像
C．倒立放大的像D．倒立缩小的像
【答案】B
【分析】根据凸透镜成像的三种情况和应用进行判断：
u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机。
2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机。
u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜。
【解答】解：A、u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜，故A正确；
B、凸透镜成像的三种情况没有能成正立缩小的像，故B错误；
C、2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机，故C正确；
D、u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机，故D正确；
故选：B。
5．（2022秋•台儿庄区期末）光的世界变幻莫测、奥妙无穷。关于光现象，以下说法正确的是（ ）
A．照九一班毕业照时，摄影师发现一部分同学未进入取景框内，他会把照相机适当远离同学并把镜头向后缩
B．在岸边看到水中鱼的位置就是鱼在水里的实际位置
C．红外线能使荧光物质发光，可以用来鉴别人民币的真伪
D．镜面反射遵守光的反射定律，漫反射不遵守光的反射定律
【答案】A
【分析】（1）u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机；凸透镜成实像时，物远像近像变小。
（2）光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会偏折，发生折射现象，如：看水里的鱼比实际位置浅等。
（3）紫外线可以使荧光物质能发光；
（4）镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。
【解答】解：A、照九一班毕业照时，摄影师发现一部分同学未进入取景框内，此时应使像变小，像距变小，物距变大，则他会把照相机适当远离同学并把镜头向后缩，故A正确；
B、鱼反射的光斜射到水面上，会发生折射现象，当光进入空气中后远离法线，射入人的眼睛，而人眼由于错觉，认为光始终沿直线传播，逆着光的方向看上去而形成的虚像，所以比实际位置高，所以看见水中的鱼，实际是变浅了的鱼虚像，故B错误；
C、紫外线能使荧光物质发光，可以用来鉴别人民币的真伪，故C错误；
D、镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律，故D错误。
故选：A。
6．（2022秋•台儿庄区期末）在探究凸透镜成像规律的实验中，小王同学所在的实验小组画出了如图所示的物距u和像距v对应关系图象。小王实验小组所用凸透镜的焦距是（ ）
A．32cmB．16cmC．24cmD．8cm
【答案】D
【分析】u＝v＝2f，光屏上得到倒立、等大的实像，据此求出焦距。
【解答】解：由图甲知u＝v＝16cm时，光屏上能得到倒立、等大的实像，所以，16cm＝2f，解得：f＝8cm。
故选：D。
7．（2023•郴州）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10.0cm，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，所成的像会逐渐变小
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B区域
D．若光屏上要得到一个放大的像，则蜡烛应该放在图中C区域
【答案】B
【分析】（1）根据u＞2f，2f＞v＞f，成倒立、缩小的实像；
（2）根据凸透镜成实像时，物远像近像变小分析回答；
（3）根据u＜f，成正立放大的虚像；
（4）根据2f＞u＞f，成倒立、放大的实像。
【解答】解：A、当蜡烛放在图中A区域，此时物距大于二倍焦距，根据u＞2f，2f＞v＞f，成倒立、缩小的实像，光屏应放在图中E区域才可能呈现清晰的像，故A错误；
B、蜡烛从图中位置逐渐远离透镜，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，可知，所成的像会逐渐变小，故B正确；
C、若无论怎么移动光屏，在光屏上都找不到像，说明蜡烛应该在一倍焦距内，即C区，故C错误；
D、若光屏上要得到一个放大的像，根据2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，则蜡烛应该放在图中B区域，故D错误。
故选：B。
8．（2023•临沂）在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上恰能承接到烛焰清晰的像。下列判断正确的是（ ）
A．实验用凸透镜的焦距为15.0cm
B．光屏上的像是烛焰放大的实像
C．仅将凸透镜左移不能再次成像
D．仅将光屏右移可模拟近视眼成像
【答案】D
【分析】当u＞2f，f＜v＜2f，u＞v时，凸透镜成倒立缩小的实像；在光的折射中，光路是可逆的；近视眼成像时，像成在视网膜的前方。
【解答】解：AB、由图可知u＝30.0cm，v＝15.0cm，光屏上承接到清晰的像，u＞v，成倒立、缩小的实像；u＝30.0cm＞2f，f＜v＝15.0cm＜2f，由此可得7.5cm＜f＜15cm，故AB错误；
C、仅将凸透镜左移，根据光路可逆可知，光屏上能得到倒立、放大的实像，故C错误；
D、近视眼成像时，像成在视网膜的前方，将光屏右移可模拟近视眼成像，故D正确。
故选：D。
9．（2023•唐山二模）（多选）如图所示是探究凸透镜成像规律的实验。当蜡烛、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时，在光屏上呈现清晰的烛焰的像。下列说法正确的是（ ）
A．光屏上成倒立放大的像，可应用于投影仪
B．将蜡烛移动到20cm刻度处，光屏移动到70cm刻度处恰好得到清晰的像
C．将蜡烛移动到45cm刻度处，光屏上可得到正立放大的像
D．将一眼镜放到蜡烛和凸透镜之间，光屏不动，只将蜡烛向左移动可再次得到清晰的像，此眼镜是近视镜
【答案】ABD
【分析】（1）凸透镜成像的规律及其应用：
当u＞2f时，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f；应用于照相机；
当f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，v＞2f；与投影仪原理相同；
（2）凸透镜成实像时，物远像近像变小；
（3）近视镜片是凹透镜，对光线有发散作用。
【解答】解：A．由图可知，物距小于像距，光屏上呈现清晰的烛焰的像，所以蜡烛在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间光屏上得到一个倒立、放大的实像，像距大于二倍焦距，与投影仪原理相同，故A正确；
B．由图可知物距u＝20cm，像距v＝30cm，根据折射光路是可逆的，将蜡烛移动到20cm 刻度处，光屏移动到70cm 刻度处可以得到一个倒立、缩小的实像，故B正确；
C．将蜡烛移动到45cm 刻度处，物距u＝5cm，焦距范围是10cm＜f＜15cm，
物距小于焦距，成得是虚像，故C错误；
D．近视镜片是凹透镜，对光线有发散作用，若在透镜和蜡烛之间放一近视镜片，折射光线延迟会聚，若移动蜡烛，则向左移动可再次得到清晰的像；若移动光屏要适当右移可再次出现清晰的像，故D正确。
故选：ABD。
二、填空题。
10．（2023•芜湖模拟）较暗的室内用手持一个凸透镜在白墙和点燃的蜡烛间移动，在白墙上能看到烛焰倒立、缩小的清晰像，且测出凸透镜到墙面的距离是10cm，则凸透镜的焦距可能是 8 （选填“10”“8”或“5”）cm。
【答案】8
【分析】物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，凸透镜成倒立、缩小的实像。
【解答】解：根据题意可知，在白墙上能看到烛焰倒立、缩小的清晰像，测出凸透镜到墙面的距离是10cm，此时像距在一倍焦距和二倍焦距之间，则：f＜10cm＜2f，凸透镜的焦距为：5cm＜10f＜10cm，所以凸透镜的焦距可能是8cm。
故答案为：8。
11．（2023•红山区校级三模）如图是一款人脸识别门禁一体机，它通过摄像镜头来捕捉人脸信息。该摄像镜头相当于凸透镜，若想使拍摄的图像变大，人脸应该 靠近 （选填“远离”或“靠近”）镜头。若镜头的焦距为10cm，为了能成缩小的清晰像，人脸到镜头的距离应 大于20cm （填范围）。
【答案】靠近；大于20cm。
【分析】摄像机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理工作的，当u＞2f时，凸透镜才成倒立、缩小的实像；凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大。
【解答】解：该摄像镜头相当于一个凸透镜，是利用当物距大于2倍焦距时凸透镜成倒立、缩小的实像的原理工作的。
若想使拍摄的图像变大，由凸透镜成实像的规律可知，应增大像距，减小物距，所以人脸应该靠近镜头。
若镜头的焦距为10cm，为了能成缩小清晰的像，则人脸和摄像头的距离应大于二倍焦距，即大于20cm。
故答案为：靠近；大于20cm。
12．（2023春•抚松县期中）小明使用焦距不变的简易照相机为小佳拍照，拍得小佳的全身像照片如图甲所示，为拍得小佳的上半身的照片（如图乙所示），小明应调节照相机 靠近 （选填“靠近”或“远离”）小佳的同时，将镜头 向外伸 （选填“向内缩”或“向外伸”）。
​
【答案】靠近；向外伸
【分析】凸透镜成实像时，物距变小，像距变大、像变大。
【解答】解：为拍得小佳的上半身的照片，则像变大，像距变大，物距变小，所以照相机要靠近小佳，同时将镜头向外伸。
故答案为：靠近；向外伸。
13．（2023•碑林区校级模拟）让平行于主光轴的光分别射向凸透镜A与B，情况如图甲所示，则A与B中对光的会聚作用较强的是 B （选填“A”或“B”）。如图乙所示，烛焰通过凸透镜A恰好能在光屏上成清晰的像，所成像的特点是倒立、 缩小 的实像。如果保持蜡烛的位置不动，将凸透镜A换成凸透镜B，还想在光屏上看到清晰的像，应该向 左 移动光屏。
【答案】B；缩小；左
【分析】（1）凸透镜会聚作用的强弱可由焦距大小来判断，焦距越大，会聚作用越弱，焦距越小，会聚作用越强。
（2）凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像。
（3）当换用会聚作用更强的透镜后，光的会聚点提前，像距变小。据此解答。
【解答】解：如题图甲所示，一束平行光经过透镜后会聚一点，该点就是焦点，焦点到光心的距离是焦距，焦距越小，说明会聚作用越强，故B对光的会聚作用较强。
如题图乙所示，烛焰通过凸透镜A恰好能在光屏上成清晰的像，物距大于像距，成倒立、缩小的实像；
如果保持蜡烛的位置不动，将凸透镜A换成凸透镜B，因为凸透镜B对光的会聚作用更强，所以光线会提前会聚，即成像在光屏左侧，所以应该向左移动光屏才能在光屏上看到清晰的像。
故答案为：B；缩小；左。
14．（2023•黑龙江）某学习小组用图甲探究“凸透镜成像规律”，通过实验，绘制了像距v随物距u变化图像如图乙所示，此凸透镜的焦距是 5 cm。当蜡烛放在如图甲所示位置时，调节光屏位置，直到光屏上得到清晰的像，若此时在蜡烛与凸透镜之间靠近凸透镜处放一个近视眼镜，若想在光屏上还能得到清晰的像，应该将光屏向 远离 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜方向移动。
【答案】5；远离
【分析】凸透镜成像时，u＝v＝2f，在图象上找到u＝v对应点，根据物距和焦距的关系求出凸透镜的焦距；
近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，使原来会聚成像的光线推迟会聚，像远离凸透镜，要用光屏接到清晰的像，判断光屏的移动方向。
【解答】解：由图知，当物距为10cm时，像距也为10cm，根据凸透镜成像的规律，物距等于2倍焦距时，成倒立等大的实像，此时像距与物距相等。所以2f＝10cm，则f＝5cm；
近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，使原来会聚成像的光线推迟会聚，像远离凸透镜，要用光屏接到清晰的像，应将光屏向右调节，即向远离凸透镜的方向调节，才能使像变清晰。
故答案为：5；远离。
三、实验探究题。
15．（2023春•牟平区期中）物理兴趣小组在探究“凸透镜成像的规律”实验时：
（1）小明在挑选透镜时，把两个透镜甲、乙分别正对太阳光，在光屏上出现了如图甲、乙所示的光斑。你认为他应该选择 乙 （填“甲”或“乙”）透镜来进行实验。
（2）如图丙所示，让一束平行光垂直照射到凸透镜上，调节右边的光屏，光屏上得到了一个很小很亮的光斑，这个光斑就是透镜的 焦点 ，此透镜的焦距为 10.0 cm。
（3）图丁是某次实验时观察到的现象，生活中的 投影仪 （填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）就是利用这一原理制成的。保持凸透镜不动，把蜡烛向左移动一段距离，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该把光屏向 左 （填“左”或“右”）移动一段距离，且光屏上的像会 变小 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）若把图中的凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看作视网膜，当“眼睛”戴上近视眼镜时，烛焰刚好在“视网膜”上成一清晰的像；若取下近视眼镜，则需要向 靠近 透镜的方向移动光屏，可再次成清晰的像。（填“靠近”或“远离”）
【答案】（1）乙；（2）焦点；10.0；（3）投影仪；左；变小；（4）靠近。
【分析】（1）由光斑的亮度和大小可知甲、乙透镜对光的作用及种类；
（2）平行于主光轴的光会聚于主光轴上一点，这一点叫焦点，焦点到光心的距离叫焦距，读数时估读到分度值的下一位；
（3）根据凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立放大的实像，投影仪就是根据这个原理制成；凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小；
（4）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用。
【解答】解：（1）图甲光斑的中间比较暗，图乙中间出现亮斑，所以甲对光线具有发散作用，是凹透镜，乙对光线具有会聚作用，是凸透镜，所以要选择乙透镜探究“凸透镜成像的规律”；
（2）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＝40.0cm﹣30.0cm＝10.0cm；
（3）图丁是某次实验时观察到的现象，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，投影仪就是根据这个原理制成；
保持凸透镜不动，把蜡烛向左移动一段距离，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小，可知，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该把光屏向左移动一段距离，且光屏上的像会变小；
（4）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用，会将光线推迟会聚成像；若取下近视眼镜，此时像成在光屏的左侧，若要再次成清晰的像，则需要向靠近透镜的方向移动光屏。
故答案为：（1）乙；（2）焦点；10.0；（3）投影仪；左；变小；（4）靠近。
16．（2023春•夏津县期末）小明同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验，他根据收集的数据作出如图甲所示的像距与物距关系图象。
（1）实验前应点燃蜡烛，调整烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度上，这样做的目的是 使像成在光屏中央 ；
（2）由图甲可知，小明同学使用的凸透镜的焦距为 10 cm，实验中，当蜡烛与该凸透镜的距离如图乙所示，光屏上得到一个清晰的实像，它一定是倒立、 缩小 （填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像， 照相机 （填“投影仪”、“照相机”或“放大镜”）就是利用这种成像规律工作的；
（3）随着蜡烛的燃烧，蜡烛越来越短，可以观察到光屏上的像 向上 （填“向上”或“向下”）移动；
（4）实验过程中小明将凸透镜的上半部分用不透明的纸板遮住，这时光屏上像是 完整 （填“完整”或“不完整”）的，且像的明暗将 变暗 （填“变亮”、“变暗”或“不变”）。
【答案】（1）使像成在光屏中央；（2）10；缩小；照相机；（3）向上；（4）完整；变暗。
【分析】（1）为了使像成在光屏中央，调整烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度上；
（2）根据u＝v＝2f，成倒立等大的实像；根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的；
（3）根据过光心的光线传播方向不变分析回答；
（4）当用遮光板挡住透镜的某一部分时，由于通过凸透镜会聚的光线数量减少，所以像会比原来变暗，但仍成完整的像。
【解答】解：（1）为了使像成在光屏中央，调整烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度上；
（2）由图甲可知，u＝v＝20cm，根据u＝v＝2f，成倒立等大的实像，即2f＝20cm，故凸透镜的焦距为f＝10cm；
实验中，当蜡烛与该凸透镜的距离如图乙所示，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，照相机就是利用此原理制成的；
（3）随着蜡烛的燃烧，蜡烛越来越短，根据过光心的光线传播方向不变，可以观察到光屏上的像向上移动；
（4）如果用遮光板挡住透镜的上半部分，下半部分仍能会聚光线成完整的像，但由于会聚的光线比原来减少，所以像比原来变暗。
故答案为：（1）使像成在光屏中央；（2）10；缩小；照相机；（3）向上；（4）完整；变暗。
四、解答题。
17．（2023•江都区二模）在探究“凸透镜成像特点”实验中，烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一高度。
（1）当烛焰、凸透镜、光屏在光具座标尺上位置如图所示时，光屏上出现一个清晰倒立、缩小的像，这个像是 实 （实/虚）像；
（2）请根据物距与像距大小关系，推断这个凸透镜的焦距可能是 C （填序号）；
A.8cm
B.10cm
C.12cm
D.15cm
（3）把蜡烛向左移动一小段距离，发现光屏上烛焰的像变模糊了。
①小明为了再次得到清晰的像，应该调整光屏向 左 （左/右）移动；
②小芳不移动光屏，将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间，发现光屏上的像也变清晰了，则该眼镜片是 近视 （近视/远视）眼镜片；
（4）用焦距为5cm的透镜替换原透镜继续进行实验，不改变蜡烛和凸透镜的位置，应将光屏向 左 （左/右）移动，能接收到大小 变小 （变大/变小/不变）的蜡烛像；
（5）重新使烛焰、凸透镜、光屏三者的位置如图所示，然后把凸透镜换成平面镜，观察平面镜也能看到一个正立、 等大 （放大/等大/缩小）的蜡烛像，这个像位于标尺 80.0 cm刻度处正上方，把光屏移到这个像所在的位置，光屏上 没有 （有/没有）这个像。
【答案】（1）实；（2）C；（3）①左；②近视；（4）左；变小；（5）等大；80.0；没有
【分析】（1）实像能用光屏承接；
（2）u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f，据此确定其焦距的范围；
（3）当物距增大时，像距减小，光屏靠近凸透镜；由物远像近像变小，物近像远像变大；
凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线具有发散作用；近视眼用凹透镜矫正，远视眼用凸透镜矫正，由此分析解答；
（4）凸透镜的焦距越小，会聚能力越强；
（5）平面镜成正立、等大的虚像，像与物到平面镜的距离相等；实像能在光屏上呈现，虚像不能在光屏上呈现。
【解答】解：（1）如图所示时，光屏上出现一个清晰倒立、缩小的像，实像能用光屏承接，故这个像是实像；
（2）此时物距为50cm﹣20cm＝30cm，此时u＞2f，即30cm＞2f﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
像距v＝70cm﹣50cm＝20cm，此时2f＞v＞f，即2f＞20cm＞f﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
综合①②得10cm＜f＜15cm，故C符合题意；
（3）①把蜡烛向左移动一小段距离，物距增大，像距减小，故应调整光屏向左移动；
②若将蜡烛向左移动一小段距离，物距变大，像距应减小，若要成清晰像，光屏应向左移动。若不移动光屏，应使光线发散一些，所以在蜡烛和透镜之间放置一个合适的凹透镜，光屏上的像又变清晰，近视眼的矫正原理与此相同；
（4）用焦距为5cm的透镜替换原透镜继续进行实验，不改变蜡烛和凸透镜的位置，此时凸透镜的会聚能力变强，像距变小，像变小，像成在光屏的左方，应将光屏向左移动，能接收到变小的蜡烛像；
（5）平面镜成正立、等大的虚像，虚像不能在光屏上呈现，所以光屏上没有这个像，平面镜成像时像与物到平面镜的距离相等，蜡烛到平面镜的距离是30cm，所以光屏应放在80.0cm的刻度处。
故答案为：（1）实；（2）C；（3）①左；②近视；（4）左；变小；（5）等大；80.0；没有。
18．（2022秋•天河区期末）如图所示，物体MN放在凸透镜的右边，0cm处为凸透镜光心，M点发出的光线a经过光心。
（1）①标出左侧焦点F'的位置。
②画出光线a经光心后的光线。
③M点发出的另一条光线b经过透镜后过其左侧的焦点F'，请在图中画出上述光路并确定M的像点M'。
（2）MN经透镜所成像的是 倒立 （选填“倒立”“正立”）、 缩小 （选填“放大”“缩小”）的实像。
（3）若透镜不动，物体MN水平向右移动10cm，则b经过透镜后的光线过主光轴的点 不动 （选填“向左移动”“向右移动”“不动”）。
【答案】（1）见解答图；（2）倒立；缩小；（3）不动。
【分析】凸透镜的三条特殊光线：①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。
【解答】解：（1）①凸透镜的两个焦点关于透镜对称，由题图可知F为凸透镜的右焦点，右侧焦距为5cm，所以左侧焦距也为5cm，由此得到左侧焦点F'的位置；②过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变；③两条光线的交点即为M的像点M'；如图所示：
（2）已知u＝15cm，f＝5cm，由凸透镜的成像规律可知，当u＞2f时，所成的像是倒立缩小的实像，所以MN经透镜所成像的是倒立缩小的实像；
（3）由于光线b经过透镜后过其左侧的焦点F'，所以b为平行于主光轴的光线，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，所以b经过透镜后的光线过主光轴的点不动。
故答案为：（1）见解答图；（2）倒立；缩小；（3）不动。成像条件物距（u）
成像的性质
像距（v）
应用
u﹥2f
倒立、缩小的实像
f﹤v﹤2f
照相机（图a）
u=2f
倒立、等大的实像
v=2f
图d
f﹤u﹤2f
倒立、放大的实像
v﹥2f
投影仪（图b）
u=f
不成像
射出的是平行光线
0﹤u﹤f
正立、放大的虚像
v﹥f
放大镜（图c）
a. u﹥2f
b. f﹤u﹤2f
c.0﹤u﹤f
d.u=2f
物距（u）
像距（v）
正倒
大小
虚实
应用
特点
物，像的位置关系
u＞2f
2f＞v＞f
倒立
缩小
实像
照相机、摄像机
-
物像异侧
u=2f
v=2f
倒立
等大
实像
精确测焦仪
成像大小的分界点
物像异侧
2f＞u＞f
v＞2f
倒立
放大
实像
幻灯机、电影、投影仪
-
物像异侧
u=f
-
-
-
不成像
强光聚焦手电筒
成像虚实的分界点
-
f＞u
v＞u
正立
放大
虚像
放大镜
虚像在物体同侧
虚像在物体之后
物像同侧
实验次数
1
2
3
4
5
物距u/cm
55
45
30
22.5
20
像距v/cm
20.6
22.5
30
45
60