實驗08探究凸透鏡成像的特點（解析版）光學實驗探究題主要內容有四：光的探究光的反射規律、探究平面鏡成像規律、探究光的折射規律和探究凸透鏡成像規律。對實驗探究的設計、思路和探究過程以及已學光學的規律為主線，通過探究實驗加深對知識的理解和掌握并考查考生對此實驗認識程度。《探究凸透鏡成像的特點》屬于光學常考熱點，在中考試卷中出現概率很高，所占分值一般在4-7分之間，題型大都是實驗探究題，有時也會出現在填空題中。該實驗應著重從實驗方法、實驗過程和實驗現象，得出的結論等方面入手，目的是通過實驗探究認識和了解凸透鏡成像的特點。對凸透鏡成像規律的考查，各地習慣于把《探究凸透鏡成像的特點》實驗作為本單元的考查內容，所以《探究凸透鏡成像的特點》在本單元考查內容中出現的概率非常高。對《探究凸透鏡成像的特點》的考查主要內容有：凸透鏡成像的規律、凸透鏡成像過程中動態變化、凸透鏡成像在生活中的應用和眼睛和眼鏡等內容。實驗探究-凸透鏡成像的特點【提出問題】凸透鏡所成的像的虛實、大小、正倒跟物距有什么關系？【實驗設計】先把物體放在距離凸透鏡較遠的地方，然后逐漸向凸透鏡方向靠近，同時把光屏放在凸透鏡的另一側，觀察光屏上像的變化情況。由于凸透鏡的偏折情況和焦距有關，所以應著重觀察物距等于、大于或小于一倍焦距、二倍焦距時，物體的成像情況。【實驗器材】光具座、蠟燭、凸透鏡、光屏等。【進行實驗與收集證據】（1）將蠟燭、凸透鏡、光屏依次安放在光具座上，調整它們的高度，使燭焰的中心、凸透鏡的光心和光屏的中心大致在同一高度；（2）把蠟燭放在凸透鏡二倍焦距以外的地方并點燃，然后調整光屏到凸透鏡的距離，直到光屏上出現清晰燭焰的像，觀察并記錄像的大小和正倒，測出物距u和像距v。稍稍改變物距，重復做這一步；（3）把蠟燭移向凸透鏡，讓蠟燭到凸透鏡的距離大于二倍焦距，移動光屏，直到光屏上出現蠟燭清晰的像，觀察并記錄像的大小、正倒，測出物距u和像距v；（4）把蠟燭移向凸透鏡，讓蠟燭到凸透鏡的距離在一倍焦距和二倍焦距之間，移動光屏，直到光屏上出現蠟燭清晰的像，觀察并記錄像大小、正倒，測出物距u和像距v。稍稍改變物距，重做這一步；（5）把蠟燭繼續靠近凸透鏡，讓蠟燭位于凸透鏡的焦點上，移動光屏，觀察是否能夠成像；（6）把蠟燭移到凸透鏡的一倍焦距以內，移動光屏，觀察在光屏上能否看到蠟燭的像。如果不能，可以從光屏這一側透過凸透鏡觀察，記錄所看到的像的正倒、大小以及此時的物距u。稍稍改變物距，重做這一步；（7）將實驗數據和觀察結果填入表中（該實驗所用凸透鏡焦距f=12cm）物距u與焦距f的關系物距u/cm像距v/cm成像的性質像的變化情況u>2f6015倒立、縮小的實像物距變小時，像距變大，像（相對于之前）變大4816u=2f2424倒立、等大的實像——f<u<2f1836倒立、放大的實像物距變小時，像距變大，像變大1560u=f12——不成像——u<f8——正立、放大的虛像物距變小時，像距變小，虛像變小6——【分析論證】（1）焦點是成實像和虛像的分界點。當物距大于一倍焦距時，成實像；當物距小于一倍焦距時，成虛像；當物距大于一倍焦距時，不成像；（2）二倍焦距是成放大實像還是縮小實像的分界點。當物距大于二倍焦距時，成縮小的實像；當物距大于二倍焦距時，成等大的實像；當物距大于一倍焦距小于二倍焦距時，成放大的實像；（3）凸透鏡成實像都是倒立的，且像、物位于凸透鏡的兩側；凸透鏡成虛像時，都是正立的，且像、物同側；（4）凸透鏡成實像時，隨著物距的減小，像和像距都變大；成虛像時，隨著物距的減小，像和物都不小。【實驗結論】物距u與焦距f的關系像的性質像距v與焦距f的關系相對凸透鏡的位置應用正倒大小虛實u>2f倒立縮小實像f<v<2f與物異側照相機u=2f倒立等大實像v=2f與物異側測焦距f<u<2f倒立放大實像v>2f與物異側投影儀u=f不成像u<f正立放大虛像——與物同側放大鏡《探究凸透鏡成像的特點》常考問題：（1）如何測量焦距：一束平行光通過凸透鏡后會聚的點即為焦點，可測焦距；（2）保障實驗成功：蠟燭、凸透鏡不動，移動光屏直至在光屏上成清晰的像；（3）如何判斷成虛像：物距小于焦距時，無論怎么移動光屏都無法在光屏上成像；（4）無法成像的原因：蠟燭在焦點上或物距小于焦距、焦距太大成像在光具座外、蠟燭與凸透鏡和光屏沒有在同一水平線上；（5）光具座的長度有限，做實驗時最好選用：焦距較小的凸透鏡；（6）凸透鏡最好放在光具座的中間位置，便于調節物距和像距；（7）調整燭焰、透鏡、光屏三者的中心在同一高度，目的是：讓燭焰的像成在光屏的中央；（8）調整光屏時，不可再調整凸透鏡的位置，否則會：引起物距的變化；（9）判斷燭焰的像是否最清晰的方法：光屏在某位置時，向前或向后移動光屏，像都會變模糊，則此位置即為像最清晰的位置；（10）同一個物距范圍內，要換不同的物距進行實驗，這是為了：排除偶然因素，使實驗結論更具普遍性；（11）實驗中無論怎樣移動光屏都找不到像的原因：（1）燭焰、凸透鏡中心、光屏中心未在同一高度；（2）蠟燭恰好在凸透鏡一倍焦距位置；（3）物距稍大于一倍焦距，像距很大，光具座長度有限；（4）物距小于一倍焦距，成的是虛像；（12）成像位置如何移動：可調節蠟燭或凸透鏡；（13）蠟燭變短：成像上移；（14）像的明暗變化：用遮光板擋住部分光線，成像完整但像變暗；（15）用光具座進行實驗時，應做到：燭焰、凸透鏡的中心、光屏中心應在同一直線上（同一高度），目的使燭焰的像成在光屏中央；（16）同一物距范圍內，不斷改變物距進行實驗的目的：排除偶然因素，使實驗結論更具普遍性；（17）成像規律與透鏡的應用：照相機：成倒立、縮小的實像；投影儀：成倒立、放大的實像；放大鏡：成正立、放大虛像。A組（中考真題感知）1.（2023·廣東）小明在學習了凸透鏡成像的規律后，繼續深入探究，選用題表中某一規格的凸透鏡做實驗，調整好器材后如題圖甲所示，此時燭焰在光屏上成放大的像；凸透鏡編號焦距/cm直徑/cm①53.5②54.5③104.5④154.5（1）光屏上的像是實像還是虛像？___________；（2）一段時間后，小明發現燭焰的像如圖乙所示，此時將蠟燭向___________調節可以使燭焰的像移到光屏中央；（3）小明選的凸透鏡焦距為___________cm；（4）小明將蠟燭換成F字光源，調整了光源和光屏的位置，在光屏上仍可觀察到清晰的像，如題圖所示，則小明看到的像應是___________（選填字母）；（5）小明認為凸透鏡成像的規律還可能與凸透鏡的直徑有關；若要驗證其猜想，則可在題表中選取編號為___________兩個凸透鏡進行實驗驗證。【答案】①實像；②上；③10；④C；⑤①、②。【解析】（1）[1]如圖甲所示，物距小于像距，此時燭焰在光屏上成放大的像，為投影儀的成像原理，成倒立、放大的實像。（2）[2]一段時間后，蠟燭越燒越短，此時燭焰的像在光屏上方呈現，為了使燭焰的像移到光屏中央可以將蠟燭上移，使得燭焰，透鏡的光心和光屏中央在同一水平直線上。（3）[3]由甲圖可知，此時物距小于像距，為投影儀的成像原理，此時物距為15.0cm，在一倍到兩倍焦距之間，像距為30.0cm，像距在兩倍焦距之外，根據表格可知，小明選的凸透鏡焦距為10cm。（4）[4]將蠟燭換成F字光源，調整了光源和光屏的位置，在光屏上仍可觀察到清晰的像，此時物距大于像距，為照相機的成像原理，成倒立、縮小的實像，故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。（5）[5]若要驗證凸透鏡成像的規律還可能與凸透鏡的直徑有關，則需要控制凸透鏡的焦距相等，故可在題表中選取編號為①、②兩個凸透鏡進行實驗驗證。2.（2023·牡丹江）小明利用光具座復習光學實驗。（1）在研究凸透鏡成像規律的實驗中，把蠟燭、凸透鏡（）和光屏依次放在光具座上、點燃蠟燭，調整它們的高度和位置，直至光屏上成清晰的像，如圖甲所示，光屏上成倒立、______的實像，______（選填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”）就是利用了這條規律；（2）為研究平面鏡成像特點，用薄玻璃板替換凸透鏡放到光具座上，撤去光屏；①在玻璃板前觀察，可以看到蠟燭清晰的像。拿另一支完全相同但不點燃的蠟燭，放在玻璃板后面，前后移動直到看上去與前面那支蠟燭的像完全重合，如圖乙所示。此時，像的大小與物體的大小______，像與物體到平面鏡的距離______；②用光具座研究平面鏡成像特點，只能研究物體和像同時沿光具座移動的情況，這樣實驗得出的結論缺乏______；③請在圖丙中畫出燭焰上的一點A在平面鏡中的像______。【答案】①縮小；②照相機；③相等；④相等；⑤普遍性；⑥如圖。【解析】（1）[1][2]由圖甲可知，此時物距為30cm，物距大于二倍焦距，根據凸透鏡成像規律可知，此時成倒立、縮小的實像，照相機利用此規律制成。（2）[3]由題意可知，像和物完全重合，所以像的大小與物的大小相等。[4]由圖乙可知，像距等于物距，所以像到平面鏡的距離等于物體到平面鏡的距離。[5]只研究特殊位置的移動，實驗不具有普遍性，無法得出普遍規律。[6]根據平面鏡成像特點可知，像與物關于平面鏡對稱，做A點關于鏡面的對稱點即為像A'如圖所示：3.（2023·大慶）某實驗小組進行探究凸透鏡成像的實驗，操作如下：（1）實驗前，調整燭焰和光屏的中心與凸透鏡的光心在同一高度；（2）正確測出凸透鏡的焦距f，當物距u<f時，燭焰成正立放大虛像；當u=f時，________（填“能”或“不能”）觀察到燭焰的像；當u>f時，燭焰成________（填“正立實像”、“正立虛像”、“倒立實像”或“倒立虛像”）。同學們分析得出：像的虛實由________大小關系決定；（3）當蠟燭、凸透鏡和光屏處于圖甲所示位置時，恰好在光屏上成清晰的像，此時光屏上所成像的特點與________（填“照相機”、“放大鏡”或“投影儀”）原理相同；（4）若僅將圖甲中凸透鏡換成焦距相同直徑較小的凸透鏡，光屏上所成的像與原來相比________（填“變小”、“變暗”或“變不完整”）了；（5）若僅將圖甲中凸透鏡換成直徑大小相同、焦距稍小的凸透鏡，則需將光屏________（填“向左”或“向右”）移動才能成清晰的像；（6）如圖乙所示，凸透鏡的焦距為10cm，保持光屏位置不變，讓蠟燭和凸透鏡分別以4cm/s和2cm/s的速度，同時沿光具座勻速向左運動，經過2.5s，光屏上成清晰________（填“放大”、“等大”或“縮小”）的像。【答案】①不能；②倒立實像；③物距；④投影儀；⑤變暗；⑥向左；⑦等大。【解析】（2）[1][2][3]根據凸透鏡成像規律可知，正確測出凸透鏡的焦距f，當物距u<f時，燭焰成正立放大虛像；當u=f時，不能觀察到燭焰的像；當u>f時，燭焰成倒立實像；分析得出：像的虛實由物距大小關系決定。（3）[4]像距大于物距，根據凸透鏡成實像時，物近像遠像變大可知，此時光屏上所成像的特點是倒立放大的實像，與投影儀原理相同。（4）[5]用另一只與原實驗中焦距相同但鏡面直徑較小的凸透鏡，替代原來的凸透鏡再次實驗，成像大小不會變化，但經凸透鏡的光線變少，所成的像與原來的像相比，比原來暗。（5）[6]如果將凸透鏡換成鏡面直徑相同、但焦距稍小的凸透鏡，比起原來就相當于將物距變大了，那么像距就要減小，像變小；光屏要靠近凸透鏡，即向左移動。（6）[7]由乙圖可知，原物距u=15cm，像距v=15cm，保持光屏位置不變，讓蠟燭和凸透鏡分別以4cm/s和2cm/s的速度，同時勻速向左運動，則經過2.5s時，物距為u′=15cm+（4cm/s-2cm/s）×2.5s=20cm像距為v′=15cm+2cm/s×2.5s=20cm此時u′=v′=20cm由凸透鏡成像規律可知，此時成倒立等大的實像。4.（2023·哈爾濱）在觀察“凸透鏡對光的作用”實驗中，小明做了如圖所示的實驗。（1）對比兩圖可以得到結論：光從空氣射入凸透鏡時，______；（2）小明利用此凸透鏡、蠟燭、光屏等器材繼續探究凸透鏡成像規律，記錄部分數據如下。實驗序號物距u/cm像距v/cm像的性質160.012.0倒立縮小實像235.014.0倒立縮小實像330.015.0倒立縮小實像420.020.0倒立等大實像512.550.0小明根據表中數據發現：①凸透鏡成縮小實像時，像距和物距的大小關系是______；②當像距等于物距時，成像的性質是______；③小明進一步猜想，當物距為12.5cm時．成像的性質是______；④觀察前三組數據，小明發現同一物體都成縮小的像，那么隨著像距的增加，像會變大嗎?為了探究這個問題，原表格中還需要增加的項目是______。【答案】①凸透鏡對光有會聚作用；②像距小于物距；③倒立等大實像；④倒立放大實像；⑤像的大小變化。【解析】（1）[1]對比兩圖可以看出，凸透鏡對光有會聚作用。（2）[2]由表中前三組數據可知，凸透鏡成縮小實像時，像距小于物距。[3]由表中第4組數據可知，當像距等于物距時，凸透鏡成倒立等大實像。[4]凸透鏡成倒立等大實像時，凸透鏡位于2倍焦距處，則凸透鏡焦距為10.0cm；則當物距為12.5cm時，此時物體位移一倍到二倍焦距之間，成倒立放大實像。[5]要觀察像的變化，需要記錄的項目是像的大小變化。5.（2023·武漢）用F為焦點，探究焦距為f的凸透鏡成像規律，在實驗中；（1）發光物體和凸透鏡的位置如圖所示，圖中光屏未畫出，光屏上所成清晰的像在圖中______（填數字序號）區域，像的箭頭方向是豎直向______的，像的大小比發光物體要______；（2）將光屏放在凸透鏡右側，發光物體放在A處，發現無論怎樣調整光屏的位置，在光屏上都無法得到發光物體的像。撤去光屏，從凸透鏡右側向凸透鏡看去，觀察到發光物體的像，此像到凸透鏡的距離______（填“大于”“等于”或“小于”）發光物體到凸透鏡的距離。【答案】①③；②下；③小；④大于。【解析】（1）[1]如圖所示，發光物體到凸透鏡的距離即物距大于二倍焦距，根據凸透鏡成像規律，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，故②④排除；又因為發光物體在透鏡主光軸上方，根據過透鏡光心的光線不改變傳播方向可知像的位置在主光軸下方，故光屏上所成清晰的像在圖中③的區域。[2][3]根據凸透鏡成像規律，當物距大于二倍焦距，成縮小、倒立的實像，所以像的箭頭方向是豎直向下的；像的大小比發光物體要小。（2）[4]當物距小于一倍焦距時，我們在凸透鏡右邊看到的那個正立、放大的虛像是由光經過凸透鏡的折射光線的反向延長線交點形成的，像在物的后方，故像到透鏡的距離大于物體到透鏡的距離。6.（2023·隨州）在“探究凸透鏡成像規律”實驗中，當蠟燭、凸透鏡和光屏處于如圖所示的位置時，在光屏上恰好得到一個清晰的像。（1）此凸透鏡的焦距f=_________cm；（2）保持凸透鏡位置不變，若將蠟燭放置在42cm刻度線處，生活中的_________（選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”）就是利用這一成像原理工作的；（3）保持凸透鏡位置不變，蠟燭從30cm處移動到10cm刻度線處，光屏應向_________（選填“左”或“右”）移動才能得到清晰的像。【答案】①10.0；②放大鏡；③左。【解析】（1）[1]如圖所示，此時物距為u=50.0cm-30.0cm=20.0cm像距為v=70.0cm-50.ocm=20.0cm物距等于像距，則此時物距等于二倍焦距，成倒立、等大的實像，即u=v=2f=20.0cm焦距f=10.0cm。（2）[2]保持凸透鏡位置不變，若將蠟燭放置在42cm刻度線處，物距為u1=50.0cm-42.0cm=8.0cm物距小于焦距，成正立、放大的虛像，生活中的放大鏡就是利用這一成像原理工作的。（3）[3]保持凸透鏡位置不變，蠟燭從30cm處移動到10cm刻度線處，根據凸透鏡成實像的規律，物體遠離凸透鏡，則像靠近凸透鏡，應該光屏應向左移動才能得到清晰的像。7.（2023·衡陽）小明同學利用光具座、凸透鏡、蠟燭、光屏等實驗器材探究凸透鏡成像規律：（1）如圖甲所示，小明將一束平行光正對凸透鏡，移動光屏，直到光屏上形成一個最小最亮的光斑，該凸透鏡的焦距為___________cm；（2）實驗時，把凸透鏡固定在光具座50cm刻度線處，為使像成在光屏中央，應將燭焰、凸透鏡和光屏三者中心調到___________；（3）小明將蠟燭移至光具座20cm刻度線處，如圖乙所示，移動光屏，直到燭焰在光屏上成清晰的像，則該像是倒立、___________的實像。生活中的___________（選填“放大鏡”、“投影儀”或“照相機”）就是利用這種成像規律工作的；（4）接著，小明保持凸透鏡在光具座上的位置不動，如果僅將圖乙中蠟燭和光屏的位置互換，發現光屏上仍能觀察到燭焰清晰的像。這是因為在光的折射現象中，光路是___________的；（5）在如圖乙所示實驗情形下，如果保持凸透鏡和光屏的位置不變，將蠟燭適當遠離凸透鏡，發現光屏上燭焰的像變得模糊不清，此現象可以體現___________（選填“近視眼”或“遠視眼”）的成像情況。【答案】①10.0；②同一水平高度上；③縮小；④照相機；⑤可逆；⑥近視眼。【解析】（1）[1]根據凸透鏡焦距的定義可知，此時光屏到凸透鏡的距離為焦距，即f=30.0cm-20.0cm=10.0cm（2）[2]在光具座上將點燃的蠟燭、光屏放在凸透鏡的兩側，調節它們的高度，使燭焰、凸透鏡和光屏的中心在同一水平高度上，這樣做的目的是使像呈現在光屏中央。（3）[3][4]將蠟燭移至光具座20cm刻度線處時，此時的物距為即物距大于兩倍焦距，成的是倒立縮小的實像，生活中照相機就是利用這個原理工作的。（4）[5]在（3）的基礎上，保持凸透鏡在光具座上的位置不動，將蠟燭和光屏的位置互換，互換后物距應是大于一倍焦距而小于兩倍焦距，成的是倒立放大的實像，在光屏上像是清晰的，由此可知，在光的折射現象中，光路是可逆的。（5）[6]如果保持凸透鏡和光屏的位置不變，將蠟燭適當遠離凸透鏡，發現光屏上燭焰的像變得模糊不清。根據凸透鏡成像規律，物遠像近像變小，像成在光屏的前方，此現象可以體現近視眼的成像情況。8.（2023·岳陽）在探究性學習活動中，小聰做了如下兩個光學實驗。（1）圖甲是探究平面鏡成像特點的實驗，改變蠟燭A的位置，發現外形相同的蠟燭B總能與蠟燭A的像重合，表明像與物的大小___________；蠟燭A的像不能用光屏承接，說明平面鏡所成的像是___________像；（2）圖乙是探究凸透鏡成像規律的實驗，凸透鏡的焦距是10cm，圖中光屏上恰好成一清晰的像，這個像是___________（選填“正立”或“倒立”）縮小的實像。【答案】①相等；②虛；③倒立。【解析】（1）[1]該實驗中，蠟燭B與蠟燭A是等大的，改變蠟燭A的位置，發現外形相同的蠟燭B總能與蠟燭A的像重合，表明像與物的大小相等。[2]蠟燭A的像不能用光屏承接，說明平面鏡所成的像不是由實際光線會聚而成的像，是虛像。（2）[3]由圖可知，蠟燭到凸透鏡的距離大于2倍焦距，這是照相機的成像原理，說明這個像是倒立、縮小的實像。9.（2023·蘇州）在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中。（1）如圖甲，把蠟燭、凸透鏡、光屏依次擺放在光具座上，并將蠟燭燭焰和光屏的中心調到凸透鏡的主光軸上，目的是使像成在_________；（2）按要求進行觀察和測量，并將部分觀測情況記錄在下列表中：實驗序號物距u/cm像距v/cm像的性質16020倒立、縮小、實像23030倒立、等大、實像320410①凸透鏡焦距f＝_________cm；②當物距u=20cm時，像距v＝_________cm；③當物距u=10cm時，像的性質是_________；（3）如圖乙是航天員王亞平太空授課制作水球時呈現的情景，假設她稍向后遠離水球，則她在球中所成的像將_________（“變大”、“變小”或“不變”）。【答案】①光屏中央；②15；③60；④正立、放大、虛像；⑤變小。【解析】（1）[1]將蠟燭燭焰、凸透鏡中心和光屏中央調到同一高度，目的是使像成在光屏中央。（2）[2]①觀察表格中數據，當物距為30cm時，像距也為30cm，可知，此時蠟燭在2倍焦距處，因此該凸透鏡額焦距f=15cm[3]②觀察表格數據，當物距為60cm時，像距為20cm，根據光的折射中光路可逆可知，當物距為20cm時，像距為60cm。[4]③當物距為10cm，物距小于一倍焦距，根據凸透鏡成像規律可知，此時成正立、放大的虛像。（3）[5]圖中成倒立的像，說明此時成實像。當王亞平稍向后遠離水球，則物距變大，根據凸透鏡成實像時的規律（物遠像近像變小）可知，她在球中所成的像變小。10.（2023·無錫）小紅拿到一塊玻璃透鏡，仔細觀察這塊透鏡，發現一面有螺紋，一面是光滑，她對此透鏡進行了探究。（1）她把該透鏡靠近書上的“實驗”二字，觀察到如圖甲所示的現象，由此可以判定該透鏡是_______________（選填“凸”或“凹”）透鏡；（2）小紅查閱資料后了解到，用如圖乙所示三棱鏡組合可以描述該透鏡對光的作用，請在圖乙中畫出平行光入射兩個三棱鏡后出射光線的大致方向_________；（3）為探究該透鏡的成像規律，小紅將“F”光源、透鏡、光屏放置在光具座上，調整好后，固定透鏡位置，使“F”光源從距離透鏡較遠處逐次靠近透鏡，每次都調節光屏到透鏡的距離，使“F”光源在光屏上成清晰的像，將結果記錄在下表中，則該透鏡的焦距為_______________。當“F”光源位于如圖丙所示位置時，光屏應適當向_______________（選填“左”或“右”）移動，才能在光屏上得到清晰的像。實驗序號物距像距像的性質13015倒立、縮小的像22020倒立、等大的像31530倒立、放大的像（4）在了解了該透鏡的成像規律后，小紅用長方形不透明紙盒、平面鏡、該透鏡設計制作了一個投影儀，其剖面圖如圖丁所示，平面鏡與底面夾角為，平面鏡的中心位于透鏡的主光軸上，盒上方開一方形孔，將“F”光源按照圖示方式朝下平放在方形孔上、中心與平面鏡中心在一條豎直線上，若盒子高度h為，為保證在正對透鏡前方的屏幕上能看到一個放大的投影，則盒子長度l的范圍為_______，屏幕上所成的圖像形狀是___________。（選填“”、“”或“”）【答案】①凸；②如圖；③10；④左；⑤10cm<l<20；⑥。【解析】（1）[1]由圖甲可知，“實驗”二字被放大了，透鏡起放大作用，是放大鏡，說明該透鏡是凸透鏡。（2）[2]從折射點作法線，光從玻璃斜射入空氣中，折射角大于入射角，如圖所示：（3）[3]由表中數據可知，第2次實驗中物距和像距相等，成倒立等大的實像，此時u=v=2f=20cm凸透鏡焦距f=10cm[4]由表中數據可知，物距是15cm，像距是30cm，圖丙中，光屏到透鏡的距離是30cm，如果“F”光源在25cm刻度處，光屏上成清晰的像，但是“F”光源在23cm刻度處，物距增大，像距減小，才能成清晰的像，所以光屏應適當向左移動，才能在光屏上得到清晰的像。（4）[5]A點為光源的位置，根據平面鏡成像的特點作出A點的像點A′點，為保證在正對透鏡前方的屏幕上能看到一個放大的投影，物距大于1倍焦距小于2倍焦距，所以A′點到透鏡距離大于10cm小于20cm，盒子長度l的范圍為10cm<l<20cm[6]根據平面鏡成像的特點可知“F”光源在平面鏡成的像形狀是“”，經過凸透鏡后成像的形狀是“”。11.（2023·南京）在探究“凸透鏡成像規律”的實驗中。（1）如圖甲，平行光正對凸透鏡照射時，光屏上出現一個最小最亮的光斑，則凸透鏡的焦距______cm；（2）要驗證圖甲中光屏上的光斑是否最小最亮，可以______（選填“向左”、“向右”或“左右來回”）稍稍移動光屏并觀察；（3）當該透鏡位于圖乙中刻度對應的位置時，光屏上能否觀察到清晰的像？請在橫線上作答。要求：①若能，請寫出像的性質；②若不能，請說明僅移動光屏到何刻度線處才能觀察到清晰的像。答：______；（4）凸透鏡可以用來矯正______視眼的視力缺陷。【答案】①10.0；②左右來回；③能，是倒立放大的實像；④遠。【解析】（1）[1]平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后，會聚在主光軸上一點，這點是凸透鏡的焦點，焦點到光心的距離是凸透鏡的焦距，所以凸透鏡的焦距是f=20.0cm-10.0cm=10.0cm（2）[2]由于在焦點處光斑是最小最亮的，要驗證圖甲中光屏上的光斑是否最小最亮，可以左右來回稍稍移動光屏并觀察。（3）[3]當該透鏡位于圖乙中刻度對應的位置時，此時物距u=25.0cm-10.0cm=15.0cmv=55.0cm-25.0cm=30.0cm物距大于一倍焦距小于二倍焦距，像距大于二倍焦距，故光屏上能觀察到清晰的像，根據凸透鏡成像規律，此時光屏上成倒立放大的實像。（4）[4]由于遠視眼將物體的像成在視網膜的后面，凸透鏡對光線具有會聚作用，可以將光線提前會聚到視網膜上，故凸透鏡可以矯正遠視眼。12.（2023·宿遷）在實驗操作大賽上，小明與小華分別展示了下面兩個實驗：（1）圖甲是小明展示的“探究平面鏡成像特點”的實驗，他在透明玻璃板中既能夠看到蠟燭A的像，同時又能看見玻璃板后的蠟燭B，這是因為在玻璃與空氣分界面處分別發生了________、________（選填“光的直線傳播”、“光的反射”或“光的折射”）；（2）圖乙是小華展示的“探究凸透鏡成像規律”的實驗，凸透鏡的焦距為10cm，當各元件位于圖中的位置時，光屏上承接到清晰的像，這個像是倒立、_______的實像。將蠟燭移至5cm刻度線處，其他元件的位置不變，若使清晰的像呈現在光屏上需在蠟燭與透鏡間放置一個_______眼鏡。【答案】①光的反射；②光的折射；③縮小；④近視。【解析】（1）[1]根據平面鏡成像原理可知，看到蠟燭A的像，是因為發生光的反射形成的虛像。[2]透過玻璃板，能看到玻璃板后的蠟燭B，光經過不同的介質，發生光的折射。（2）[3]由圖乙可知，凸透鏡的焦距是10cm，此時的物距大于2倍焦距，根據凸透鏡成像規律可知，成倒立、縮小的實像。[4]將蠟燭移至5cm刻度線處，此時物距變大，根據凸透鏡成像規律可知，所成的像靠近凸透鏡，而保持光屏位置不變，說明所加的鏡片對光線具有發散的作用，所以放置的是近視眼鏡。13.（2023·泰州）小華用如圖所示的器材探究凸透鏡成像規律，已知凸透鏡的焦距為10.0cm。實驗序號物距/cm像的大小像的正倒光屏到凸透鏡的距離/cm①50.0縮小倒立12.5②30.0縮小倒立15.0③20.0等大倒立20.0④15.0放大倒立30.0⑤12.5放大倒立50.0⑥9.0光屏上沒有像⑦7.0光屏上沒有像（1）組裝并調整器材，使燭焰、光屏的中心位于凸透鏡的______上；（2）小華按照實驗方案完成各操作步驟，將觀測到現象和數據記錄在表格中，分析表中信息可得：①當物距______焦距時，成倒立、縮小的實像；②成實像時，隨著物距的減小，像的大小逐漸______。（3）在第⑥、⑦兩次實驗中小華無論怎樣移動蠟燭、凸透鏡和光屏，都不能在光屏上觀察到燭焰的像，于是她認為：“物距小于一倍焦距時，物體通過凸透鏡不能成像。”這個結論并不嚴謹，為得出正確的結論，她應該增加的一步操作是：取下光屏，______；（4）將一個鏡片放在燭焰和凸透鏡之間后，光屏上的像變模糊了，向右移動光屏，光屏上再次出現清晰的像，則所加的鏡片屬于______透鏡，用來矯正______的視力缺陷。【答案】①主光軸；②大于兩倍；③變大；④從光屏一側透過透鏡看能否觀察到燭焰的像；⑤凹；⑥近視眼。【解析】（1）[1]探究凸透鏡成像規律的實驗中，為了使像呈現在光屏中央，應該調整燭焰、光屏的中心位于凸透鏡的主光軸上。（2）①[2]分析實驗數據中的物距和焦距的大小關系以及成像的性質，可得到的結論是：當物距大于兩倍焦距時，成倒立、縮小的實像。②[3]分析實驗數據中的物距和焦距的大小關系以及成像大小情況，可得出物距、像距、成像大小變化規律：成實像時，物距減小，像距變大，像變大。（3）[4]物距等于焦距時，不能成像；而物距小于焦距時，成正立、放大的虛像，物像同側，所以應該增加的一步操作是：取下光屏，從光屏一側透過透鏡看能否觀察到燭焰的像。（4）[5][6]將一個鏡片放在燭焰和凸透鏡之間后，光屏上的像變模糊了，向右移動光屏，光屏上再次出現清晰的像，相當于像距變大了，說明該透鏡對光有發散作用，是一個凹透鏡，可用于矯正近視眼。14.（2023·營口）小飛同學“探究凸透鏡成像規律”的實驗（1）小飛按下圖安裝好器材，點燃蠟燭，調整___________、凸透鏡（f=10cm）、光屏三者的中心在同一高度。（2）如上圖所示，光屏上會出現燭焰清晰縮小___________（選填“正立”或“倒立”）的像；透鏡位置保持不變，將蠟燭移動到光具座35cm處，光屏向___________（選填“左”或“右”）移動到適當位置，光屏上又重新出現燭焰清晰的像；將蠟燭移動到光具座42cm處，小飛在凸透鏡的右側，通過凸透鏡觀察到燭焰正立的像，蠟燭繼續靠近凸透鏡，燭焰的像___________（選填“變大”或“變小”）。（3）將一個眼鏡片放在上圖中蠟燭和凸透鏡間的某一位置，光屏上的像變模糊了，凸透鏡和光屏的位置保持不變，向左移動蠟燭，又能在光屏上看到燭焰清晰的像，說明該鏡片是___________（選填“凸透鏡”或“凹透鏡”）。（4）完成實驗后，小飛利用圖甲所示裝置探究光的反射規律。白色硬紙板ENF垂直于水平放置的平面鏡，法線ON垂直鏡面，使一束光貼著紙板沿EO射到O點，反射光線沿OF射出，當入射光線遠離法線時，反射光線將___________（選填“靠近”或“遠離”）法線；如圖乙所示。把紙板NOF向后折，在紙板上看不到反射光線，由此初步得出：反射光線、入射光線、法線在___________平面內。【答案】①燭焰；②倒立；③右；④變小；⑤凹透鏡；⑥遠離；⑦同一。【解析】（1）[1]實驗前，調整燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度，目的是為了使燭焰的像成在光屏中央。（2）[2]由圖可知，此時物距為30.0cm，像距為15.0cm，則凸透鏡焦距f=10cm，所以物體在兩倍焦距以外，像在一倍二倍焦距之間，成倒立縮小實像。[3]透鏡位置保持不變，將蠟燭移動到光具座35cm處，那么物距為15.0cm。根據光路可逆原理，如果此時像距為30.0cm，光屏上會再次成清晰的像，所以光屏應該向右邊移動至光具座80cm處。[4]將蠟燭移動到光具座42cm處，物體在凸透鏡的一倍焦距以內，成正立放大的虛像。凸透鏡成虛像的特點是物近像近像變小，所以當蠟燭繼續靠近凸透鏡時，虛像逐漸變小。（3）[5]將一個眼鏡片放在上圖中蠟燭和凸透鏡間的某一位置，光屏上的像變模糊了。向左移動蠟燭，又能在光屏上看到燭焰清晰的像，根據凸透鏡成實像的規律：物遠像近像變小，說明放入眼鏡片后像變遠了，通過向左移動蠟燭，使得像變近重新在光屏上呈現。故該鏡片為凹透鏡。（4）[6]當入射光線遠離法線時，入射角變大。根據反射定律可知，反射角=入射角，所以反射光線也將遠離法線。[7]把紙板NOF向后折，入射光線所在的平面和反射光線所在的平面不相同，這時在紙板上看不到反射光線，由此初步得出：反射光線、入射光線、法線在同一平面。15.（2023·本溪、遼陽、葫蘆島）小宋進入實驗室準備探究凸透鏡成像規律的實驗時，恰好看到窗戶通過凸透鏡在光屏上所成的清晰的像，如圖甲所示，此時凸透鏡和光屏分別在光具座的50cm、61cm刻度線處，如圖乙所示。（1）圖甲光屏上窗戶的像是倒立、________的實像，生活中________就是應用這一成像原理工作。如果實驗室只有焦距為“10cm”和“20cm”兩種規格的凸透鏡，根據他觀察到的現象，可知光具座上凸透鏡的焦距為________cm；（2）把點燃的蠟燭放在光具座的20cm刻度線處，凸透鏡、光屏保持如圖乙所示的位置不變，調整燭焰、凸透鏡和光屏高度，使三者的中心在________。可以適當的向________（選填“左”或“右”）移動光屏，使光屏上得到燭焰清晰的像；（3）在（2）的基礎上，把蠟燭向右移動一段距離，光屏上的像模糊了，可以在凸透鏡和蠟燭之間適當位置放一個度數合適的________（選填“近視”或“遠視”）鏡片，使光屏上再次呈現燭焰清晰的像。【答案】①縮小；②照相機；③10；④同一高度；⑤右；⑥遠視。【解析】（1）[1][2]根據題意，物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之間，故圖甲光屏上窗戶的像是倒立、縮小的實像，生活中照相機就是應用這一成像原理工作。[3]因像距v=61cm-50cm=11cm實驗室只有焦距為“10cm”和“20cm”兩種規格的凸透鏡，根據他觀察到的現象為縮小的像，則像距在一倍焦距與二倍焦距之間，可知光具座上凸透鏡的焦距為10cm。（2）[4][5]把點燃的蠟燭放在光具座的20cm刻度線處，凸透鏡、光屏保持如圖乙所示的位置不變，調整燭焰、凸透鏡和光屏高度，使三者的中心在同一高度，因物距變小，像距變大，故可以適當的向右移動光屏，使光屏上得到燭焰清晰的像。（3）[6]在（2）的基礎上，把蠟燭向右移動一段距離，光屏上的像模糊了，此時像在光屏右側，因遠視鏡（凸透鏡）對光線有會聚作用，可以在凸透鏡和蠟燭之間適當位置放一個度數合適的遠視鏡片，使光屏上再次呈現燭焰清晰的像。16.（2023·撫順、鐵嶺）小毛用凸透鏡、蠟燭、光屏和光具座等器材探究“凸透鏡成像的規律”。（1）小毛將一束平行于凸透鏡主光軸的光線射向凸透鏡，調節光屏到凸透鏡的距離，直到光屏上出現___________，此時凸透鏡和光屏的位置如圖甲所示，從而正確測出凸透鏡的焦距；（2）實驗前，為了使燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度，應將如圖乙所示的___________適當向下調節；（3）將蠟燭、凸透鏡保持在如圖乙位置不動，在___________（填“50cm~60cm”“60cm~70cm”或“0cm~80cm”）刻度之間移動光屏，直至光屏上出現燭焰清晰的像。生活中的___________（填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”）就是利用這一成像原理工作的；（4）在（3）的基礎上，保持凸透鏡位置不動，對調蠟燭和光屏，則光屏上燭焰的像相對燭焰是___________（填“放大”或“縮小”）的。此時小毛將近視眼鏡的鏡片放在凸透鏡與蠟燭之間合適的位置，則應將光屏___________（填“遠離”或“靠近”）凸透鏡，可使光屏上再次出現燭焰清晰的像。【答案】①很小、很亮的光斑；②光屏；③60cm~70cm；④照相機；⑤放大；⑥遠離。【解析】（1）[1]小毛將一束平行于凸透鏡主光軸的光線射向凸透鏡，調節光屏到凸透鏡的距離，直到光屏上出很小、很亮的光斑，這個光斑叫焦點；此時凸透鏡和光屏的位置如圖甲所示，可知凸透鏡的焦距為f=40.0cm-30.0cm=10.0cm（2）[2]實驗前，為了使像成在光屏上，要調節燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度，應將如圖乙所示的光屏適當向下調節。（3）[3][4]將蠟燭、凸透鏡保持在如圖乙位置不動，可知物距大于2倍焦距（成倒立、縮小實像），像距在1倍焦距和2倍焦距之間，即在60cm~

70cm刻度之間移動光屏，直至光屏上出現燭焰清晰的像；生活中的照相機就是利用這一成像原理工作的。（4）[5]在（3）的基礎上，保持凸透鏡位置不動，對調蠟燭和光屏，根據光路的可逆性，則光屏上燭焰的像相對燭焰是放大的。[6]此時小毛將近視眼鏡的鏡片放在凸透鏡與蠟燭之間合適的位置，因近視眼鏡對光線有發散作用，則應將光屏遠離凸透鏡，可使光屏上再次出現燭焰清晰的像。17.（2023·丹東）小潘同學選用焦距為15cm的凸透鏡，做“探究凸透鏡的成像規律”的實驗。（1）實驗在_______（選填“較暗”或“較亮”）的環境中進行，現象更明顯；（2）小潘將蠟燭、凸透鏡和光屏依次放在光具座上，點燃蠟燭后，調整蠟燭、凸透鏡和光屏的高度，使燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心大致在同一高度，這樣做的目的是使像呈現在____________；（3）小潘將蠟燭放在10cm刻度線處，移動光屏到如圖所示位置，光屏上恰好呈現一清晰的像，該像的性質是倒立、_______（選填“放大”“縮小”或“等大”）的實像；（4）保持凸透鏡位置不變，小潘將蠟燭移動到25cm刻度線處，若想在光屏上得到清晰的像，應把光屏向_____移動（選填“左”或“右”），像將_______（選填“變大”“變小”或“不變”）；（5）保持凸透鏡位置不變，小潘將蠟燭移動到40cm刻度線處，無論怎樣移動光屏，在光屏上都找不到清晰的像，當小潘的眼睛在凸透鏡的右側，透過凸透鏡觀察到燭焰_______、放大的像（選填“正立”或“倒立”），生活中的________就是利用這樣的成像原理工作的（選填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”）。【答案】①較暗；②光屏中央；③縮小；④右；⑤變大；⑥正立；⑦放大鏡。【解析】（1）[1]做“探究凸透鏡的成像規律”的實驗時，物體和環境的對比度越大，物體越亮，物體成像越清晰，因此實驗應該在較暗的環境中進行。（2）[2]為了使像呈現在光屏的中央，實驗前，應該調整蠟燭、凸透鏡和光屏的高度，使燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心大致在同一高度。（3）[3]將蠟燭放在10cm刻度線處時，物距根據凸透鏡成像規律可知，此時成倒立、縮小的實像。（4）[4][5]保持凸透鏡位置不變，將蠟燭移動到25cm刻度線處，則物距變小，根據：成實像時，物近像遠像變大規律，要使光屏上成清晰的像，應增大像距，即將光屏右移，此時像將變大。（5）[6]保持凸透鏡位置不變，將蠟燭移動到40cm刻度線處，此時物距為根據凸透鏡成像規律可知，此時成正立、放大的虛像。放大鏡是利用該原理工作的。18.（2023·錦州）小明在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中。（1）當蠟燭、凸透鏡、光屏在光具座上的位置如圖所示時，光屏上出現一個清晰的燭焰的像，這個凸透鏡的焦距可能是_________（填選項）：A．5cmB．10cmC．15cmD．20cm（2）小明把蠟燭向右移動一小段距離，發現光屏上燭焰的像變模糊了。他可以將光屏向_________移動或者不移動光屏，將一個度數合適的_________（選填“近視”或“遠視”）眼鏡的鏡片放在凸透鏡和燭焰之間，都能讓光屏上的像重新變清晰；（3）完成上述探究后，小明把凸透鏡換成一塊薄玻璃板，透過玻璃板能看到燭焰正立、_________（選填“放大”、“縮小”或“等大”）的像，把光屏移到像所在的位置，直接觀察光屏，光屏上_________（選填“有”或“沒有”）燭焰的像。【答案】①B；②右；③遠視；④等大；⑤沒有。【解析】（1）[1]當蠟燭、凸透鏡、光屏在光具座上的位置如圖所示時，物距大于像距，成倒立、縮小的實像，且u=30.0cm>2f①像距f<15.0cm<2f②由①和②得到7.5cm<f<15.0cm這個凸透鏡的焦距可能是10cm。故選B。（2）[2][3]凸透鏡成實像的條件下，物距變小，像距變大，像變大，小明把蠟燭向右移動一小段距離，物距變小，像距應變大，他可以將光屏向右移動，讓光屏上的像重新變清晰。不移動光屏，因凸透鏡對光線有會聚作用，可提前像的會聚，故將一個度數合適的遠視眼鏡的鏡片放在凸透鏡和燭焰之間，都能讓光屏上的像重新變清晰。（3）[4]平面鏡成的像與物體大小相等，完成上述探究后，小明把凸透鏡換成一塊薄玻璃板，透過玻璃板能看到燭焰正立、等大的像。[5]虛像不能成在光屏上，把光屏移到像所在的位置，直接觀察光屏，光屏上沒有燭焰的像，說明平面鏡成的像是虛像。19.（2023·大連）某小組同學要探究“凸透鏡成像規律”，實驗室中可供選擇的器材有：由發光二極管組成的“F”和“T”形光源、凸透鏡、光具座、光屏等：（1）他們選擇了“F”形光源進行實驗，與“T”形光源相比，“F”形光源的好處是：______；（2）將光源、凸透鏡和光屏安裝在光具座上，點亮光源，移動光屏，光屏上承接到不完整的像，如圖所示：這是因為他們遺漏了一個實驗步驟，這一步驟是：______；（3）在探究物距大于二倍焦距的成像特點時，改變物距做了三次實驗，與做一次實驗相比較，做三次實驗的好處是：______；（4）完成實驗后，同學們發現實驗室中還有一個焦距不同的凸透鏡，以及凹透鏡、硬紙片各一個，他們想利用其中一個器材，采取增加或更換器材的方式對原實驗進行拓展。請仿照示例寫出兩個不同的拓展實驗；示例：將凹透鏡放在凸透鏡與光源之間，研究近視眼的矯正原理；①______；②______。【答案】①“F”形光源不對稱，便于比較像相對于物是否左右相反；②調節光源、凸透鏡和光屏的中心在同一高度；③使探究結論具有普遍性；④將另一凸透鏡放在凸透鏡與光源之間，研究遠視眼的矯正原理；⑤換另一焦距不同的凸透鏡，研究像距與焦距是否有關。【解析】（1）[1]探究凸透鏡成像實驗過程中，用“F”形光源與“T”形光源相比，好處是可以比較像與物是否左右相反。（2）[2]探究凸透鏡成像實驗過程中，要使像剛好在光屏的中央，應該使光源、凸透鏡和光屏的中心在同一高度，故出現如圖所示的情況，應該調節光源、凸透鏡和光屏的中心在同一高度。（3）[3]探究凸透鏡成像實驗過程中，多次實驗的目的使尋找實驗的普遍規律，使探究結論具有普遍性。（4）[4][5]由于凸透鏡對光線具有會聚作用，故可以將另一凸透鏡放在凸透鏡與光源之間，研究遠視眼的矯正原理；換另一焦距不同的凸透鏡，研究像距與焦距是否有關。20.（2023·通遼）同學們為了探究平面鏡成像的特點，準備了平面鏡、玻璃板、兩支相同的蠟燭A和B、光具座、光屏等實驗器材。（1）如圖所示，將一只點燃的蠟燭A放置在光具座的甲位置，選用__________（選填“平面鏡”或“玻璃板”）豎直放置在乙位置，未點燃的蠟燭B放置在乙位置右側，移動蠟燭B到丙位置時，發現蠟燭B與蠟燭A的像完全重合；（2）取下蠟燭B，并在丙位置處放一光屏，光屏上不能承接到蠟燭A的像，說明平面鏡成的像是__________（選填“實像”或“虛像”）；（3）接著同學們想利用上述裝置探究凸透鏡成像規律，將乙處器材換成一個凸透鏡，再將蠟燭A移至35cm刻度線處，丙位置的光屏上恰好出現了燭焰清晰的像，生活中的__________（選填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”）就是利用這一原理工作的。此時，用直徑相同、焦距更大的凸透鏡替換原凸透鏡，移動光屏也得到了清晰的像，則此時的像較原來的像__________（選填“變大”“變小”或“不變”）；（4）在上一步實驗的基礎上，小明將一遠視鏡片放在凸透鏡與蠟燭之間，要使光屏上還能呈清晰的像，可將光屏適當向__________（選填“左”或“右”）移動。【答案】①玻璃板；②虛像；③投影儀；④變大；⑤左。【解析】（1）[1]玻璃既能透光又能反射光使物體成像，能看到前面物體在玻璃板后面成的像，也能看到玻璃板后面的物體，便于確定像的位置。所以實驗中用玻璃板代替平面鏡。（2）[2]實像能用光屏承接，虛像不能用光屏承接，光屏上沒有承接到A的像，說明成的是虛像。（3）[3]由圖可知，將蠟燭A移至35cm刻度線處，此時物距小于像距，成的是倒立、放大的實像，故屬于投影儀的成像原理。[4]當焦距變大時，光線會聚會晚一些，像距變大，所成的像會變大。（4）[5]遠視眼鏡片是凸透鏡，對光線有會聚作用，將其放在中間，成像會往左移動，故將光屏適當向左移動。21.（2023·濱州）某小組在“探究凸透鏡成像的規律”的實驗中（1）實驗前，應先調整燭焰，凸透鏡，光屏三者的中心在____________；（2）如圖所示，燭焰恰好在光屏上成倒立、______（選填“放大”、“等大”成“縮小”）清晰的實像，這是______（選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”）的工作原理；（3）若凸透鏡位置不變，調換蠟燭和光屏的位置，______（選填“仍能”或“不能”）在光屏上得到清晰的像，這說明光發生折射時，光路是______的；（4）若保持圖中蠟燭、凸透鏡的位置不變，只把光屏向右適當調節，光屏上燭焰的像逐漸變得模糊，這與______（選填“近視眼”或“遠視眼”）形成原因相同。【答案】①同一高度；②縮小；③照相機；④仍能；⑤可逆的；⑥近視眼。【解析】（1）[1]燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度，這樣做的目的是：使像成在光屏的中央。（2）[2][3]根據圖示可知，當u＞2f時，凸透鏡成倒立、縮小的實像，照相機即是應用該原理。（3）[4][5]若將蠟燭和光屏的位置互換，根據光路可逆可知，光屏上仍能得到清晰倒立、縮小的實像。（4）[6]如果保持凸透鏡和光屏的位置不變，將蠟燭適當遠離凸透鏡，發現光屏上燭焰的像變得模糊不清，根據凸透鏡成像規律，物遠像近像變小，此現象可以體現近視眼的成像情況。22.（2023·涼山州）小丁在探究凸透鏡成像規律的實驗中：（1）當燭焰、焦距為10cm的凸透鏡A位于圖甲中位置時，光屏上得到一個清晰的像，該像是一個倒立、___________（選填“放大”“縮小”或“等大”）的實像；（2）保持蠟燭位置不變，小丁用焦距為5cm的凸透鏡B在原位置替換凸透鏡A，要使光屏上仍得到燭焰清晰的像，應該將光屏向___________（選填“靠近”或“遠離”）凸透鏡B的方向移動；（3）如圖乙所示，蠟燭和凸透鏡之間放上近視眼鏡，光屏上能得到清晰的像，若取下眼鏡，要在光屏上重新得到清晰的像，應將光屏___________（選填“靠近”或“遠離”示）凸透鏡。【答案】①縮小；②靠近；③靠近。【解析】（1）[1]由圖甲可知，此時物距大于像距，故由凸透鏡成像的規律可知，此時凸透鏡所成的像為倒立、縮小的實像。（2）[2]用焦距為5cm的凸透鏡B在原位置替換凸透鏡A后，凸透鏡對光的偏折能力增強，此時光線會聚點將位于光屏左側，故要使光屏上仍得到燭焰清晰的像，應將光屏向靠近凸透鏡B的方向移動。（3）[3]近視眼鏡對光線具有發散作用，取下眼鏡后，光線會聚點將向靠近凸透鏡的方向移動，故要在光屏上重新得到清晰的像，應將光屏靠近凸透鏡。23.（2023·瀘州）小明在探究凸透鏡成像規律時，安裝好器材，調節蠟燭、凸透鏡與光屏在如圖所示的位置，在光屏上得到清晰的像，則凸透鏡的焦距為_________cm。固定凸透鏡位置，他將蠟燭移到15cm刻度處，為了在光屏上得到清晰的像，接下來小明應該進行的操作是________________；生活中應用這一規律的光學器材是________。【答案】①10.0；②將光屏向左移動適當距離；③照相機。【解析】[1]由圖可知，此時物距和像距的關系是u=v=20.0cm根據u=v=2f成倒立等大的實像，所以，該凸透鏡的焦距為f=10.0cm[2][3]將蠟燭移到15cm刻度處，此時u=50cm-15cm=35cm＞2f根據u＞2f，2f＞v＞f成倒立縮小的實像，所以，為了在光屏上得到清晰的像，接下來小明應該進行的操作是將光屏向左移動適當距離，照相機就是利用此原理制成的。24.（2023·重慶B）在“探究凸透鏡成像的規律”實驗中：（1）小宇先將蠟燭、光屏安裝在凸透鏡兩側，然后點燃蠟燭，并調節燭焰、凸透鏡、光屏的中心在______；（2）實驗所用凸透鏡焦距，移動蠟燭、凸透鏡及光屏位置到如圖所示時，恰能在光屏上得到一個清晰、倒立、______的實像，生活中的______是利用該成像規律制成的。【答案】①同一高度；②縮小；③照相機。【解析】（1）[1]探究凸透鏡成像的實驗時，要調節燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中央位置。（2）[2][3]凸透鏡的焦距是10cm，由圖可知物距為50.0cm-20.0cm=30.0cm此時物距大于2倍焦距，成倒立縮小的實像，照相機應用此原理制成的。25.（2023·安徽）某小組探究平面鏡和凸透鏡成像的特點，將光源和光屏分別豎直放置在水平光具座上的A、C位置，B是AC的中點，如圖1所示。在AB之間朝向A觀察，看到的光源形狀如圖2中的甲所示。（1）在B處豎直放置一塊平面鏡，鏡面朝向光源，小麗在AB之間觀察平面鏡中的像，小明在BC之間觀察光屏。此后，小亮將平面鏡更換為一個凸透鏡，恰能在光屏上成等大的像，他在BC之間觀察光屏上的像。上述實驗過程中，小麗、小明和小亮觀察到的分別是圖2中的______（選填“①”“②”“③”或“④”）；①甲、丙、戊②乙、丙、丁③乙、乙、丁④乙、乙、戊（2）小亮繼續實驗，要在光屏上得到一個縮小的像，可保持光源位置不變，將凸透鏡向______（選填“A”或“C”）移動，并調節光屏的位置直到呈現清晰的像。【答案】①②；②C。【解析】（1）[1]平面鏡成像原理是光的反射，成正立、等大的虛像，虛像與物體左右相反。所以小麗在AB之間觀察平面鏡中的像，由于光的反射，看到的像是圖乙；小明在BC之間觀察光屏，由于虛像不能用光屏承接，所以小明在光屏上看不到像，如圖丙；在B點放置凸透鏡，此時u=v=2f在光屏上成倒立、等大的實像，且左右相反，小亮觀察到的像如圖丁，故②符合題意，①③④不符合題意。故選②。（2）[2]根據凸透鏡成像特點可知，要在光屏上得到一個縮小的像，物距u>2f，光源位置不變，需將凸透鏡向C移動，并調節光屏的位置直到呈現清晰的像。26.（2023·福建）在探究凸透鏡成像規律的實驗中：（1）如圖甲所示，用平行光測出凸透鏡的焦距為________cm。（2）將蠟燭、凸透鏡和光屏依次放在水平光具座上，調節燭焰、凸透鏡和光屏三者中心在________。（3）調節蠟燭、凸透鏡和光屏至圖乙所示的位置，則燭焰在光屏上成倒立、________的像。根據這一成像特點，可制成__________。（4）若要使光屏上的像變小，應使蠟燭與凸透鏡的距離變_________，再調節光屏位置。【答案】①12.5（12.3~12.7均可）；②同一高度；③縮小；④照相機；⑤大。【解析】（1）[1]平行光線經凸透鏡折射后變成會聚光線，說明凸透鏡對光線有會聚作用；由圖知，光屏上出現一個最小最亮的光斑即為凸透鏡的焦點處，焦點到光心的距離為12.5cm-0.00cm=12.5cm，則凸透鏡的焦距是12.5cm，因為最后一位小數是估讀的，所以范圍在12.3~12.7cm均可。（2）[2]調整燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度，是為了使像能夠成在光屏中央。（3）[3][4]將點燃的蠟燭和光屏分別放在如圖所示的位置，物距大于像距，所以像的性質是倒立的縮小的實像，是照相機的成像特點。（4）[5]物遠像近像變小，所以要使光屏上的像變小，應使蠟燭與凸透鏡的距離變大，再調節光屏位置。27.（2023·河南）在“探究凸透鏡成像的規律”實驗中：（1）小強發現用凸透鏡看遠處物體時，可以看見倒立、縮小的像：用該凸透鏡看自己的指紋時，能看見正立、放大的像。由此猜想：凸透鏡成像的特點可能與________有關；（2）在光具座上，將蠟燭、光屏安裝在凸透鏡兩側，調節三者的高度時，_______（選填“需要”或“不需要”）點燃蠟燭；調節高度的目的是使像能呈現在_________；（3）實驗中，當蠟燭、透鏡和光屏的位置如圖所示時，光屏上承接到蠟燭清晰的像（像未畫出），這個實驗現象可以說明________（選填“放大鏡”“投影儀”或“照相機”）的成像特點。【答案】①物距；②需要；③光屏中央；④照相機。【解析】（1）[1]觀察遠近不同的物體，小強看到了不同特點的像，說明凸透鏡所成像的特點與物距有關。（2）[2][3]實驗時需要調整燭焰的中心、透鏡的中心和光屏的中心在同一高度，為了確定燭焰的中心，需點燃蠟燭，使燭焰的像成在光屏中央。（3）[4]實驗中，當蠟燭、透鏡和光屏的位置如圖所示，此時物距大于像距，根據凸透鏡成實像時，物距大于像距，成倒立縮小的實像，照相機就是利用此原理制成的。28.（2023·北京）在探究凸透鏡所成實像的高度與物距、焦距的關系時，三個小組的同學用高度相同的發光體以及焦距不同的凸透鏡等器材進行了實驗，部分實驗數據如表中所示。表1（f?=5cm）物距u/cm像高h/cm115172.5400.9表2（f?=8cm）物距u/cm像高h/cm243361.7401.5表3（f?=10cm）物距u/cm像高h/cm254283.3402（1）由表中數據可知：物體高度、凸透鏡焦距一定時，物距變大，所成實像高度的變化情況是：________；物體高度、物距一定時，凸透鏡焦距變大，所成實像的高度變化情況是：________。（2）講臺上有一發光體，同學們利用凸透鏡和光屏觀察發光體在各自光屏上所成的像，小京所用凸透鏡離發光體較近，小強所用凸透鏡離發光體較遠，發現兩人光屏上呈現的像的高度相等，則小京所用凸透鏡的焦距________小強所用凸透鏡的焦距。（選填“大于”“等于”或“小于”）【答案】①變小；②變大；③小于。【解析】（1）[1]表1中，凸透鏡焦距不變f?=5cm，物距11cm、17cm、40cm不斷增大，像高5cm、2.5cm、0.9cm逐漸減小；同理表2中、表3中也可看出物體高度、凸透鏡焦距一定時，物距變大，所成實像高度變小；[2]觀察三個表中的最后一項，凸透鏡焦距變大5cm、8cm、10cm，物距不變都是40cm，像高變大0.9cm、1.5cm、2cm。（2）[3]同一個物體，兩個凸透鏡所成像的高度相等，離物體近的透鏡對光的折射能力強，焦距短，所以小京所用凸透鏡的焦距小于小強所用凸透鏡的焦距。B組（限時針對訓練）1.小紅和家人一起乘高鐵去旅行，進站時要進行身份驗證，她發現屏幕上的頭像較小，不能完成人臉識別，后來在工作人員的指導下順利完成了識別。她了解到屏幕上的頭像是通過攝像頭內的凸透鏡形成的，于是帶著興趣進行了以下實驗。（1）小紅將蠟燭、凸透鏡、光屏安裝在光具座上并靠在一起，點燃蠟燭，調整燭焰、透鏡和光屏的中心大致在___________；（2）如圖甲所示，燭焰恰好在光屏上成清晰的像，光屏上的像是___________（選填“鏡面反射”或“漫反射”）形成的，保持凸透鏡位置不變，若將蠟燭向右移動少許，則應將光屏向___________（選填“左”或“右”）移動才能再次在光屏上成清晰的像，此時的像變大；（3）根據以上實驗，小紅進行人胎識別時，為使屏幕上的頭像變大，她應該___________（選填“靠近”或“遠離”）鏡頭；（4）在圖乙所示位置時，燭焰也在光屏上成清晰的像，這個像是倒立、___________（選填“放大”“縮小”或“等大”）的實像，由此可知凸透鏡的焦距為___________cm。【答案】①同一高度；②漫反射；③右；④靠近；⑤等大；⑥10.0。【解析】（1）[1]將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上，點燃蠟燭后，調整燭焰、凸透鏡和光屏的中心與中心大致在同一高度，其目的是使像成在光屏中央。（2）[2]如圖甲所示，燭焰恰好在光屏上成清晰的像，光屏上的像是從各個方向都能觀察得到，所以是漫反射形成的。[3]根據“凸透鏡成實像時物近像遠像變大”的規律可知，若將蠟燭向右移動少許，物距變小，像距會變大，則應將光屏向右移動才能再次在光屏上成清晰的像。（3）[4]根據“凸透鏡成實像時物近像遠像變大”的規律可知，小紅進行人胎識別時，為使屏幕上的頭像變大，她應該靠近鏡頭。（4）[5][6]當u=v=2f，成倒立、等大的實像，所以燭焰在光屏上成倒立、等大的實像；此時物距為20.0cm，由此可知凸透鏡的焦距為10.0cm。2.在利用光具座“探究凸透鏡成像規律”的實驗中：（1）如圖甲所示，一束平行于凸透鏡主光軸的光線經過凸透鏡后，在光屏上形成了一個最小、最亮的光斑。由圖可知，該凸透鏡的焦距是______cm。（2）調整后，把燭焰放在距凸透鏡16cm處時（如圖乙），在凸透鏡另一側前后移動光屏，會在光屏上得到一個倒立、______的實像；其中______（填光學儀器名稱）

就是利用這一成像規律工作的。如將蠟燭遠離透鏡，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應向______（選填“靠近”或“遠離”）透鏡的方向移動。（3）小明實驗后對“凸透鏡的焦距可能與哪些因素有關”產生了濃厚的興趣。①小明回憶了物理課上曾經做過的光的______實驗，猜想凸透鏡的焦距可能與色光的顏色有關，其中______光（填“紅”或“紫”）通過同一凸透鏡的焦距大。②小明又根據人眼看遠近處物體時眼球的厚度（中間比邊緣厚的程度）不同，猜想凸透鏡的焦距可能與凸透鏡的厚度有關。于是他用同一束平行于主光軸的光分別經過材料相同但厚度不同的凸透鏡A、B、C，并得到如圖所示的光路圖。根據此實驗現象可知，對光線會聚能力最強的是透鏡______。（選填A、B或C）。③小明猜想凸透鏡的焦距還可能與制作凸透鏡的材料有關，請你幫小明設計一個實驗方案驗證該猜想，在下面寫出實驗的簡要做法及如何判斷。簡要做法：______如何判斷：______。【答案】11.0；放大；幻燈機；靠近；色散；紅；C；用太陽光聚焦法分別測量三只外觀相同，分別由玻璃、水晶、塑料制成的凸透鏡的焦距，進行比較；三種材料制成的老花鏡的焦距不相同，說明凸透鏡的焦距與制作凸透鏡的材料有關。【解析】(1)甲圖中，在光屏上形成一個最小、最亮的光斑是焦點。焦點到光心的距離是焦距，由圖可知，該凸透鏡的焦距是11.0cm。(2)調整后，把燭焰放在距凸透鏡16cm處時，此時2f＞u＞f，由凸透鏡成像規律可知，在光屏上得到一個倒立、放大的實像，幻燈機或投影儀就是利用這一成像規律工作的。如將蠟燭遠離透鏡，物距增大，則應減小像距，所以光屏應向靠近凸透鏡的方向移動。(3)①根據光的色散實驗現象可以得出，紅光被偏折的程度小，紫光被偏折的程度大，當紅光和紫光分別平行射向相同的凸透鏡時，紅光的會聚點，也就是紅光的焦點距離透鏡遠，而紫光的焦點離透鏡近，所以紅光的焦距大。②由圖知，當凸透鏡越厚時，折光能力越強，焦距也就相對越短，C是最厚的，所以C對光線會聚能力最強。③用太陽光聚焦法分別測量三只外觀相同，分別由玻璃、水晶、塑料制成的凸透鏡的焦距，進行比較。三種材料制成的凸透鏡的焦距不相同，說明凸透鏡的焦距與制作凸透鏡的材料有關。3.小梁“探究凸透鏡成像規律”的實驗時：所使用的凸透鏡焦距是15cm。(1)如圖所示，分別放置蠟燭、凸透鏡和光屏，下列說法正確的是_____（填字母）；A．將三者中心調至同一直線B．將三者中心調至同一高度(2)當把凸透鏡固定在50cm刻度線位置，蠟燭固定在15cm刻度線位置時，光屏應在______（選填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）區域內左右移動，才能在光屏上得到清晰的像。若得到清晰的像后，只將光屏和蠟燭的位置對調，則像的大小將_____（選填“變大”、“變小”或“不變”）；(3)當屏上的像清晰時，小梁把自己的近視眼鏡放在凸透鏡和蠟燭之間，光屏上的像變得模糊不清，她應該向______凸透鏡方向移動光屏（選填“靠近”或“遠離”），可再次得到清晰的像，當凸透鏡成實像時，物距增大，像距會_______（選填“增大”、“減小”或“不變”）；(4)

蠟燭逐漸燃燒變短時，光屏上燭焰的像隨之_______（選填“上升”、“下降”或“不變”）。【答案】B；II；變大；遠離；減小；上升。【解析】(1)[1]實驗時要把凸透鏡置于蠟燭和光屏中間，并調節凸透鏡、光屏、燭焰的高度，使它們的中心大致在同一高度處，故選B。(2)[2]凸透鏡焦距是15cm，當把凸透鏡固定在50cm刻度線位置，蠟燭固定在15cm刻度線位置時，物距為50cm-15cm=35cm大于2倍焦距，所以此時成倒立縮小的實像，像在1倍和2倍焦距之間，即光屏應在II區域內左右移動，此時成的是倒立、縮小的實像。[3]若得到清晰的像后，只將光屏和蠟燭的位置對調，根據光路可逆可知，此時成的是倒立、放大的實像，像的大小變大。(3)[4]近視眼鏡是凹透鏡，對光線有發散作用，把自己的近視眼鏡放在凸透鏡和蠟燭之間，由于凹透鏡的發散作用，像會遠離凸透鏡，所以應該向遠離凸透鏡的方向移動光屏。[5]當凸透鏡成實像時，物距增大，像距變小。(4)[6]凸透鏡成倒立的實像，蠟燭由于燃燒逐漸變短，相對于凸透鏡向下移動，所以像逐漸向上移動。4.小華同學在探究“凸透鏡成像規律”的實驗中。（1）將點燃的蠟燭、光屏放在凸透鏡的兩側，并將燭焰、凸透鏡和光屏的中心調整到______；（2）小華為了準確的知道凸透鏡的焦距，找到了平行光源，進行了如圖甲所示的實驗。根據實驗現象可知，該凸透鏡的焦距是______cm；（3）將凸透鏡固定在圖乙中的光具座上，位于50cm刻度線處，光屏和點燃的蠟燭位于凸透鏡兩側。小華將蠟燭移至35cm刻度線處，移動光屏，直到光屏上出現了燭焰清晰的像，則該像是倒立、______的實像，______（選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”）利用了這條規律。【答案】同一高度；10.0；放大；投影儀。【解析】（1）[1]組裝和調試實驗裝置時，應使凸透鏡和光屏的中心跟燭焰中心大致在同一高度，目的是使像成在光屏中央。（2）[2]平行光正對凸透鏡照射，光屏上出現了最小最亮的光斑，凸透鏡與光屏間的距離為焦距，故凸透鏡焦距是10.0cm。（3）[3][4]如圖乙所示，物距為15cm大于1倍焦距小于2倍焦距，所成的像是倒立、放大的實像，利用此成像規律的是投影儀。5.某小組在“探究凸透鏡成像的規律”的實驗中：（1）實驗前，要調整燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心大致在。（2）通過調整，恰好在光屏上得到燭焰等大的像，如圖，則所用凸透鏡的焦距是cm。（3）在圖中，把蠟燭向左移動15cm，凸透鏡的位置不變，應把光屏向（選填“左”或“右”）適當調節才能在光屏上得到燭焰清晰倒立、（選填“放大”、“縮小”或“不變”）的實像。（4）在探究凸透鏡成實像的過程中，他們又嘗試用白紙遮擋住凸透鏡的一半，發現在光屏上（選填“仍能”或“不能”）形成燭焰完整的像。【答案】同一高度；10；左；縮小；仍能。【解析】（1）[1]實驗前，要調整燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心大致在同一高度，保證像成在光屏正中央。（2）[2]恰好在光屏上得到燭焰等大的像，說明物距等于像距等于兩倍的焦距，而此時的物距為20cm，故焦距為10cm。（3）[3][4]把蠟燭向左移動15cm，物體遠離凸透鏡，像靠近，故光屏需要向左移動；此時物距為35cm，大于兩倍的焦距，故成的是倒立的縮小的實像。（4）[5]用白紙遮擋住凸透鏡的一半，燭焰的光線通過凸透鏡的下半部分發生折射，仍然能夠成完整的像。6.（2022·江西省）物理創新實驗小組的同學探究凸透鏡成像的規律。【實驗器材】蠟燭、凸透鏡、光屏、光具座等【進行實驗與收集證據】（1）測焦距：如圖所示，讓凸透鏡正對著太陽光，在它的另一側找到最小最亮的光斑，說明凸透鏡對光具有______作用，該凸透鏡的焦距為______cm；（2）組裝實驗裝置：將蠟燭、凸透鏡和光屏放在光具座上，并對三者進行調節、如圖所示，是他們分別調節完的實驗裝置，其中調節正確的是______裝置（填寫字母序號），理由是______，使像清晰地星現在光屏的中央；A.B.CD.（3）設計實驗表格：請將表格中①和②的內容補充到橫線上：①______②______；物距u跟焦距f的關系像的性質①大小②【分析與論證】略【拓展】在實驗過程中，光屏上呈現了一個清晰的像，此時，某同學將焦距相同、直徑更大的凸透鏡替換原凸透鏡，則光屏上呈現的像比原來的像______（選填“更大”、“更小”或“更亮”）。【答案】①會聚；②5；③D；④燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心大致在同一高度；⑤虛或實；⑥倒立或正立；⑦更亮。【解析】（1）[1]測焦距：如圖所示，讓凸透鏡正對著太陽光，在它的另一側找到最小最亮的光斑，太陽光折射后比折射前更集中，說明凸透鏡對光具有會聚作用。[2]光斑的位置即為焦點的位置，焦點到光心的距離為焦距，故該凸透鏡的焦距為5cm。（2）[3][4]為了能使像始終成在光屏的中央，實驗前，應該將將燭焰、凸透鏡和光屏三者中心大致調節在同一高度上，故ABC錯誤，故D正確。故選D。（3）[5][6]由凸透鏡成像規律得，像有實像和虛像之分，像有放大和縮小之分，像有倒立和正立之分。設計實驗表格：請將表格中①和②的內容補充到橫線上：①虛或實②倒立或正立。[7]某同學將焦距相同、凸透鏡的折光能力沒變，物距不變，成像的位置不會變，像的大小不變，但直徑更大的凸透鏡替換原凸透鏡，折射后的成像光線比原來多，則光屏上呈現的像比原來的像更亮。7.（2022·山東臨沂）用焦距為10cm的凸透鏡探究凸透鏡成像規律時，將蠟燭、凸透鏡和光屏依次放在光具座上，并將凸透鏡固定在50cm刻度線處。（1）點燃蠟燭，調整蠟燭、凸透鏡和光屏的高度，使燭焰的中心、凸透鏡的光心和光屏的中心大致在______；（2）當蠟燭和光屏的位置如圖所示時，光屏上承接到燭焰清晰的像。應用了此成像特點的是______（選填“照相機”“放大鏡”或“投影儀”）；（3）