文档内容
3.3凸透镜成像的规律（知识解读）（解析版）
•知识点1 凸透镜成像规律及应用
•知识点2 探究凸透镜成像规律实验
•作业 巩固训练
知识点1 凸透镜成像规律及应用
1、凸透镜成像规律：如图是常见凸透镜成像规律光路图
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 ﹤ 2 f 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 ﹥ 2 f 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
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、凹透镜成像规律：如图所示，凹透镜始终成缩小、正立的虚像。
13、凸透镜成像的应用
物距 像距 物，像的位
正倒 大小 虚实 应用 特点
（u） （v） 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
幻灯机、电影、
2f＞u＞f v＞2f 倒立 放大 实像 - 物像异侧
投影仪
不成
u=f - - - 强光聚焦手电筒 成像虚实的分界点 -
像
虚像在物体同侧
f＞u v＞u 正立 放大 虚像 放大镜 物像同侧
虚像在物体之后
【典例1-1】手持一个凸透镜在室内的白墙和窗户之间移动，下列情况中不可能发生的是（
）
A．可能在墙上看到倒立、缩小的窗户的像
B．可能在墙上看到倒立、放大的窗户的像
C．可能在墙上看到正立的窗户的像
D．可能在墙上看不到窗户的像
【答案】C
【详解】A．如果窗户到凸透镜的距离大于二倍焦距，可能在墙上看到窗户倒立、缩小
的实像，故A不符合题意；
B．如果窗户到凸透镜的距离小于二倍焦距，大于一倍焦距，可能在墙上看到窗户倒立、
放大的实像，故B不符合题意；
C．如果窗户到凸透镜的距离小于一倍焦距，窗户成正立、放大的虚像，但虚像不能呈
现在墙壁上，所以不可能在墙上看到正立的窗户的像，故C符合题意；
D．如果窗户到凸透镜的距离小于等于一倍焦距，在墙上就不会看到窗户的像，故D不
符合题意。
2故选C。
【典例1-2】在做凸透镜成像的实验时，当蜡烛距离凸透镜36 cm时，像成在距凸透镜20
cm另一侧的光屏上，看到的是 、 的 像，所用凸透镜
的焦距 （填“大于”“等于”或“小于”）18 cm。
【答案】 倒立 缩小 实 小于
【详解】[1][2][3]由题意可知物距大于像距，故看到的应该是倒立缩小的实像。
[4]成倒立缩小的实像时，物距大于两倍焦距，即
【典例1-3】如图的智能手机具有独立的操作系统和运行空间，可以由用户自行安装游戏、
导航等程序，并可以通过移动通讯网络来实现无线接入。在智能手机上安装了一些应用
软件后，可以上网冲浪、播放视频、在线聊天；利用手机中的北斗导航系统，可以通过
卫星精确定位手机所在的位置，可以根据位置的移动进行测速、测距、导航等；利用手
机中的声音软件，可以测量声音的频率，甚至还能记录并播放出某些超、次声；手机前
后有两个摄像头（又称镜头），前置摄像头焦距短，利用软件可以实现自拍和照镜子的
功能，后置摄像头像素高，利用软件可以拍摄非常清晰的图像，高档智能手机还具有调
焦（调整镜头和感光芯片的距离）的功能。
（1）智能手机摄像头的主要元件是 （选填“凸”或“凹”）透镜，抓拍
蜻蜓点水的细腻动作时，要用手机的 （选填“前”或“后”）置摄像头；
（2）关于智能手机，下列说法错误的是 ；
A．手机屏之所以能显示出彩色，是因为它利用了光的三基色混合的原理
B．我们能从手机中听到它所录下的“超声”，是因为播放软件播放时减慢了所录超声
的频率
C．拍摄照片时，物体距离手机前摄像头可以比距离后摄像头稍近一些
D．智能手机的“对焦功能”是指能够调节摄像头的焦距
（3）从手机的厚度来分析，镜头焦距要比普通相机的焦距要小的多，用手机镜头和普
通相机镜头同距离拍摄远处的同一景物时，手机镜头拍出来的像显得
（选填“更大”或“更小”）。
3【答案】 凸 后 D 更小
【详解】（1）[1]智能手机摄像头的主要元件是凸透镜。
[2]后置摄像头像素高，利用软件可以拍摄非常清晰的图像，抓拍蜻蜓点水的细腻动作
时，要用手机的后置摄像头。
（2）[3]A．手机屏之所以能显示出彩色，是因为它利用了光的三原色混合的原理，故
A正确，A不符合题意；
B．我们能从手机中听到它所录下的“超声”，是因为播放软件减慢了所录超声的频率，
使频率在人的听觉范围内，故B正确，B不符合题意；
C．前置摄像头焦距短，利用软件可以实现自拍和照镜子的功能，所以，拍摄照片时，
物体距离手机前摄像头可以比距离后摄像头稍近一些，故C正确，C不符合题意；
D．高档智能手机还具有调焦（调整镜头和感光芯片的距离）的功能，故D错误，D符
合题意。
故选D。
（3）[4]从手机的厚度来分析，镜头焦距要比普通相机的焦距小，用手机镜头和普通
相机镜头同距离拍摄远处的同一景物时，手机镜头拍出来的像显得更小。
【变式1-1】有一种药瓶的瓶盖为凸透镜，可以用来观察说明书，调整瓶盖与说明书的距离，
看到的情形如图甲、乙、丙所示，关于瓶盖与说明书之间的距离由大到小排序，下列判
断中正确的是（ ）
A．甲、乙、丙 B．丙、乙、甲 C．甲、丙、乙 D．丙、甲、乙
【答案】B
【详解】由凸透镜成像规律可知，图甲是正立放大的虚像，故u ＜f；图乙是倒立放大
甲
4的实像，此时
2f>u >f
乙
图丙是倒立缩小的实像，故u >2f，因此关于瓶盖与说明书之间的距离由大到小的顺序
丙
为丙、乙、甲。故ACD错误，B正确。
故选B。
【变式1-2】若有一个物体从距离凸透镜1.5倍焦距处，沿主光轴移到距离透镜3倍焦距处，
则像距 （选填“增大”、“不变”或“减小”），像 （选填“变大”、
“不变”或“变小”），最后的像比物 （选填“大”成“小”）。
【答案】 减小 变小 小
【详解】[1][2]物体从距离凸透镜1.5倍焦距处，沿主光轴移到距离透镜3倍焦距处时，
在此过程中，物距增大，像距减小，像变小。
[3]因为物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，所以最后像比物小。
【变式1-3】如图甲所示是平行于主光轴的光经过某凸透镜的光路。画出该凸透镜及其主光
轴，并标上刻度（用cm作单位），如图乙所示。
（1）物体要通过该凸透镜成实像，物距应该满足什么条件？ 。
（2）一条形物体AB，可用“ ”表示，把它放在图乙中凸透镜左侧，且垂直主光轴。
图乙中两条光线由A点发出，通过作图确定A点；
（3）作出这两条光线经过该凸透镜后的光路 ；
（4）此时凸透镜所成的像与AB比较，是 （选填“正立”或“倒立”），
（选填“放大”“缩小”或“等大”）的 （选填“实”或“虚”）像。
【答案】 物距大于一倍焦距
正立 放大 虚
5【详解】（1）[1]凸透镜成实像的条件是物距大于一倍焦距。
（3）[2]由图甲可知，主光轴的最小分度值为1cm，所以该凸透镜的焦距为10.0cm，
反向延长两条光线，其交点即为点A，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，
过光心的光线经凸透镜后传播方向不变，如图下所示：
（4）[3][4][5]由图可知，此时的物距小于一倍焦距，由凸透镜成像规律得，此时成正
立、放大的虚像。
知识点2 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。
6u 2f
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。
2f
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。
2f u f
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。
【典例2-1】在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置
如图所示，这时烛焰在光屏上能成等大清晰的像。（凸透镜保持不动，蜡烛移动后再移
动光屏）关于本实验，下列说法正确的是（ ）
A．凸透镜的焦距是20cm
B．蜡烛移至10cm刻度线处，不能在光屏上得到清晰的像
C．蜡烛移至32cm刻度线处，能在光屏上得到清晰的像
D．蜡烛移至45cm刻度线处，能在光屏上得到清晰的像
【答案】C
【详解】A．由凸透镜成像规律知，当物距等于二倍焦距时，成倒立等大的实像，如图
所示，物距和像距都等于20.0cm，该凸透镜的焦距为
7故A错误；
B．蜡烛移至10cm刻度线处，物距为
u=50.0cm-10.0cm=40.0cm
即物距大于二倍焦距，由凸透镜成像规律知，成倒立缩小的实像，故B错误；
C．蜡烛移至32cm刻度线处，物距为
u=50.0cm-32.0cm=18.0cm
此时物距介于一倍焦距和二倍焦距之间，由凸透镜成像规律知，成倒立放大的实像，
故C正确；
D．蜡烛移至45cm刻度线处，物距为
u=50.0cm-45.0cm=5.0cm
此时物距小于一倍焦距，由凸透镜成像规律知，成放大的虚像，光屏不能承接虚像，
所以光屏上不能得到清晰的像，故D错误。
故选C。
【典例2-2】如图所示是小明在“探究凸透镜成像的规律”实验中看到的一种成像的情况。
此时凸透镜所成的像是 （选填“实”或“虚”）像，小明应在凸透镜的在
（选填“左侧”或“右侧”）观像。
【答案】 虚 右侧
【详解】[1][2]由图知，所成的像是由折射光线的反向延长线会聚而成，所以是虚像，
不能用光屏呈接到；根据凸透镜成像的规律，当物距小于焦距时，成正立、放大的虚
像，因为此时物像同侧，所以要在右侧观像。
【典例2-3】同学们在“探究凸透镜的成像规律”实验中，进行了下列操作：
(1)让平行光正对凸透镜照射，移动光屏直至出现一个最小、最亮的光斑，如图1所示
该凸透镜的焦距为 cm。依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏安装在光具座上，
调整三者中心大致在 ，这样做的目的是 ；
8(2)移动蜡烛、凸透镜、光屏的位置至如图2所示，光屏上呈现清晰的像，此像的性质
是 （选填“倒立放大”、“倒立等大”、“倒立缩小”或“正立放大”）的
实像；此成像特点跟 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）成像特
点相同。若保持凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动一段距离，应将光屏向
（选填“左”或“右”）移动适当距离才能呈现清晰的像，且像的大小 （选
填“变大”、“变小”或“不变”）；
(3)实验时小林同学不小心遮住了透镜的一半，光屏上的像会 （选填“不
变”、“变暗”或“变为一半”）；保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，
此时人眼在图3中 （选填“A”、“B”或“C”）处能观察到烛焰的
像（选填“虚”或“实”）。
【答案】(1) 10.0 同一高度 使像成在光屏中央
(2) 倒立放大 投影仪 左 变小
(3) 变暗 B 虚
【详解】（1）[1]当平行光经过凸透镜时，会发生偏折，汇集于凸透镜焦点，焦点到
凸透镜光心的距离，称为焦距，由图可知，该凸透镜的焦距为10.0cm。
[2][3]为了使像成在光屏的中心，实验前要将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调整至同
一高度上。
（2）[1][2]如图2所示，物距u＝15cm，处于一倍和两倍焦距之间，成倒立、放大的
实像，与投影仪成像特点相同。
[3][4]凸透镜成实像时“物远像近像变小”，若保持凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动
一段距离，物距变大，则像距将变小，像也变小，所以应将光屏向左移动适当距离才
能呈现清晰的像。
（3）[1]如果挡住透镜的一部分，另一部分仍能会聚光线成完整的像，但光线变少，
所以像比原来变暗。
[2][3]蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处时，此时物距小于一倍焦距，成正立、
放大的虚像，虚像与物在同侧，所以应从B处透过凸透镜观察像。
【变式2-1】在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于图所
示的位置时，在光屏上得到烛焰清晰的像，下列说法中正确的是（ ）
9A．光屏上成倒立、缩小的实像，图中成像特点与照相机的成像特点相同
B．在透镜和蜡烛之间添加一近视镜将光屏向左移动可再次得到清晰的像
C．透镜不动，蜡烛向左移动，光屏向右移动，可再次得到清晰的像
D．透镜不动，将蜡烛与光屏互换位置，光屏上仍能得到清晰的像
【答案】D
【详解】A．由图可知，物距小于像距，f＜u＜2f，v＞2f，此时光屏上成倒立放大的实
像，幻灯机或投影仪利用了此原理；u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄
像机，故图中成像特点与照相机的成像特点不同，故A错误；
B．在透镜和蜡烛之间添加一近视镜，近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，
想要在光屏上得到清晰的像需要将光屏向右移动，故B错误；
C．成实像时的动态变化规律是：物远像近像变小，则若将蜡烛向左远离凸透镜，则应
将光屏向左靠近凸透镜才能得到清晰的像，且像逐渐变小，故C错误；
D．透镜不动，将蜡烛与光屏互换位置，根据光路的可逆性，光屏上仍能得到清晰的
像，故D正确。
故选D。
【变式2-2】在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示，此
时光屏上成倒立、等大的像，则此实验中凸透镜的焦距为 cm；固定凸透镜
位置不变，将蜡烛移到35cm刻度线处，要在光屏上再次看到清晰的像，应将光屏向
（选填“左”或“右”）移动。
【答案】 10 右
【详解】[1]当物距等于凸透镜二倍焦距时，成倒立、等大的实像，像距等于二倍焦距；
如图，物距等于像距等于20cm，成倒立、等大的实像，所以此时的物距等于凸透镜的
10二倍焦距，则此实验中凸透镜的焦距为10cm。
[2]固定凸透镜位置不变，将蜡烛移到35cm刻度线处，则物距为
u=50cm-35cm=15cm
物距大于一倍焦距小于二倍焦距，此时成倒立、放大的实像，像距大于二倍焦距，所
以，要在光屏上再次看到清晰的像，应将光屏向右移动。
【变式2-3】小明和同组同学在“探究凸透镜成像规律”实验中：
(1)实验前应将烛焰和光屏的中心调节到凸透镜的 上，如图甲所示，此时
在光屏上所成的清晰像是倒立、 （选填“放大”“等大”或“缩小”）的
实像。
(2)当光屏上呈现清晰的像时，不改变图甲中蜡烛和凸透镜的位置：
①若将凸透镜换成焦距相同、镜面较小的凸透镜再次实验，光屏上所成像的变化情况
是 ；
②若将凸透镜换成镜面大小相同、焦距较小的凸透镜再次实验，应将光屏向
（选填“左”或“右”）移动才能得到清晰的像。
(3)小明利用同一凸透镜，测了多组物距和像距的数据，并根据这些数据作出了物距的
倒数 与像距的倒数 的关系图像如图乙所示，则该凸透镜的焦距为
cm。
【答案】(1) 主光轴 缩小
(2) 变暗 左
(3)12.5
【详解】（1）[1]本实验前，应将烛焰、光屏和凸透镜的中心调节到同一高度，即将
烛焰和光屏的中心调节到凸透镜的主光轴上，烛焰所成的像才能成在光屏中央。
[2]由图甲知，蜡烛与透镜的距离大于光屏到透镜的距离，即物距大于像距，在光屏上
成倒立缩小的实像。
11（2）[1]图甲中，蜡烛和透镜的位置不变，凸透镜换成焦距不变，镜面较小的，则通
过凸透镜的光线变少，成像亮度变暗，物距、像距不变，凸透镜的焦距不变，所成的
像的性质不变。
[2]将凸透镜换成镜面大小相同、焦距较小的凸透镜，此凸透镜的聚光能力变强，蜡烛
的位置不变时，蜡烛射向凸透镜的光线的会聚点靠近凸透镜，即像距变小，所以应将
光屏向左移动，才能再次在光屏上得到清晰的像。
（3）由图乙知，当物距的倒数为4m-1时，像距的倒数也为4m-1，说明此时的物距等
于像距为
物距等于像距时，成等大的实像，所以物距等于二倍焦距，凸透镜的焦距为
一、单选题
1．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，凸透镜的焦距f＝12cm，蜡烛、凸透镜、光屏在
光具座上的位置如图所示，此时烛焰在光屏上成清晰的像。下列判断正确的是（ ）
A．图中光屏和蜡烛互换位置后光屏上不能呈现清晰的像
B．透镜位置不动，把蜡烛向左移动，向右移动光屏，光屏上会再次得到清晰的像
C．透镜位置不动，把蜡烛移到30cm刻度线处，向右移动光屏，光屏上会再次得到清
晰的像
D．透镜位置不动，把蜡烛移至45cm刻度线处，向右移动光屏，光屏上会再次得到清
晰的像
【答案】C
【详解】A．凸透镜的焦距是12cm，由图可知，此时的物距为
u=50.0cm-20.0cm=30.0cm
12此时的像距
v=70.0cm-50.0cm=20.0cm
物距大于2倍焦距，像距大于1倍焦距小于2倍焦距，成的是倒立、缩小的实像，结
合光路的可逆性可知，图中光屏和蜡烛互换位置后，物距为20.0cm，像距为30.0cm，
物距大于1倍焦距小于2焦距，光屏上能成倒立放大的实像，故A错误；
B．当成实像时，物距变大时，像距变小，透镜位置不动，把蜡烛向左移动，应该减小
像距，即向左移动光屏，光屏上会再次得到清晰的像，故B错误；
C．透镜位置不动，把蜡烛移到30cm刻度线处，物距减小，像距变大，向右移动光屏，
光屏上会再次得到清晰的像，故C正确；
D．将蜡烛移动到45cm的刻度线处，物距u=5cm，小于一倍焦距，成正立放大虚像，
虚像不能用光屏承接，故D错误。
故选C。
2．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
上承接到清晰的像。则（ ）
A．实验所用透镜的焦距可能是10cm
B．光屏上承接到的是倒立放大的虚像
C．仅将凸透镜向右移动，可能再次承接到清晰的像
D．仅将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上不能承接到像
【答案】C
【详解】AB．由图可知，此时的物距为
u=50.0cm-30.0cm=20.0cm
像距为
v=80.0cm-50.0cm=30.0cm
像距大于物距，成倒立、放大的实像，光屏上能承接到放大的实像；此时
f<20cm<2f
30cm>2f
解得
1310cm2f时，成倒立、缩小的实像，所以“刷脸”时，人脸应位于摄像头两倍焦距
之外，故D正确。
故选D。
4．在探究“凸透镜成像的规律”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（图中未画出）。则下列说法正确的是（ ）
14①凸透镜的焦距可能
②用不透明纸板遮住凸透镜的下半部分，在光屏上能成烛焰一半的像
③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
④若保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置互换，则光屏上成一个清晰倒立、缩
小的像
A．②③ B．②④ C．①③ D．③④
【答案】D
【详解】①根据题意知道，蜡烛距离凸透镜为
50.0cm-35.0cm=15.0cm
在透镜的另一侧，像到透镜的距离
80.0cm-50.0cm=30.0cm
处光屏上得到一个清晰的像，像距大于物距，成倒立放大的实像，此时
2f＞u=15.0cm＞f
v=30.0cm＞2f
则
15.0cm＞f＞7.50cm
故①错误；
②用不透明的纸板遮住凸透镜的下半部分，会遮住一部分穿过凸透镜的光线，光屏上
的像会变暗，但仍能成完整的像，故②错误；
③凸透镜成实像时的动态变化规律是：物远像近像变小，则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③正确；
④若保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置互换，此时
u＞2f，2f＞v＞f
根据光的可逆性，可知此时光屏上成倒立缩小的实像，故④正确。
故D正确，ABC错误。
故选D。
5．关于透镜，下列说法中正确的是（ ）
A．不论是凸透镜还是凹透镜，经过透镜光心的光线方向都不变
B．若把凸透镜的上半部分用手遮住，则凸透镜对光不再具有会聚作用
C．一束发散的光束经过凸透镜，折射后的光束一定变成会聚的光束
D．凸透镜只能形成倒立的实像
15【答案】A
【详解】A．根据光心的定义可知，不论是凸透镜还是凹透镜，经过透镜光心的光线
方向都不变，故A正确；
B．若把凸透镜的上半部分用手遮住，凸透镜的下半部分仍对光有会聚作用，故B错误；
C．一束发散的光束经过凸透镜，折射后的光束比原来会聚了一些，但仍可能是发散的
光束，故C错误；
D．物体在凸透镜的一倍焦距以内成正立放大的虚像，故D错误。
故选A。
6．下列光现象中，属于光沿直线传播现象的是（ ）
A． “折断”的铅笔
B． “放大”的鱼
C． 阳光下的树荫
D． 水中的倒影
【答案】C
【详解】A．铅笔在水中被“折断”，是因为光从水射向空气时在水面处发生折射形
成的，属于光的折射现象，故A不符合题意；
B．看到鱼缸中放大的鱼，鱼缸相当于一个凸透镜，是凸透镜成的鱼正立的虚像，是由
光的折射形成的，故B不符合题意；
C．阳光下的树荫是树的影子，属于光的直线传播现象，故C符合题意；
D．水中的倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故D不符合题意。
故选C。
167．在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，把蜡烛和光屏固定在光具座上，当移动透镜分
别距光屏15cm和30cm时，均可在光屏上得到清晰像。下列判断正确的是（ ）
A．透镜距光屏30cm时成缩小的实像
B．两次成像时蜡烛和光屏的距离都是45cm
C．透镜的焦距范围为7.5cm≤f≤15cm
D．若将蜡烛和光屏的位置互换，透镜不能在上述两位置成像
【答案】B
【详解】A ．题干中说到当移动透镜分别距光屏15cm和30cm均可在光屏上得到清晰
像，根据凸透镜成实像的特点可以得到：距光屏15cm时，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，即
f＜15cm＜2f……①
距光屏30cm时，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
30cm＞2f……②
故A错误；
C．根据①②可得
7.5cm＜f＜15cm
故C错误；
B．根据成像分析，距光屏15cm和30cm成实像是两个互逆的光路，所以
u＝v，v＝u2
1 2 1
蜡烛和光屏的距离为
15cm+30cm＝45cm
故B正确；
D．如将蜡烛和光屏的位置互换，根据在光的折射中，光路是可逆的可知，透镜仍可
在上述两位置成像，但是成像的性质正好与原先相反，故D错误。
故选B。
二、填空题
8．在“观察凸透镜所成的像”的实验中，保持凸透镜的位置不变，先后把烛焰放在a、
b、c、d和e点，如图所示，同时调整光屏的位置，那么
17（1）把烛焰放在 点，光屏上出现的像最小；
（2）把烛焰放在 点，光屏上出现的像最大；
（3）把烛焰放在 点，光屏上不出现烛焰的像；
（4）如果把烛焰从a点移到d点，像到凸透镜的距离 （填“变大”“变小”或
“不变”），像的大小 。（填“变大”“变小”或“不变”）
【答案】 a d e 变大 变大
【详解】（1）[1]物体在凸透镜的二倍焦距以外成倒立、缩小的实像，物距越大，像
距越小，像越小，所以烛焰在a点像最小。
（2）[2]物体在凸透镜的一倍焦距以外，都能成实像，实像都能呈现在光屏上，物距
越小，像越大，屏上出现最大的像时，烛焰在d点。
（3）[3]虚像不能在光屏上呈现出来，烛焰在e点时，物距小于一倍焦距，光屏上不出
现烛焰的像，为虚像。
（4）[4][5]根据凸透镜成实像时，物距减小，像距变大，像变大可知，如果把烛焰从a
点移到d点，此时物距变小，则像到凸透镜的距离变大，像的大小变大。
9．在一次小组做凸透镜成像实验时，组内同学发现，当物体与光屏之间的距离为30cm时，
且物体到凸透镜的距离为18cm时，此时光屏上呈清晰的倒立缩小实像，保持物体和光
屏位置不动，当凸透镜向 （选填“物体方向”或“光屏方向”）移动
cm，光屏上呈清晰的倒立放大实像。有位同学在主光轴上标出如图的A、B、C、D、E
五个点，D点在焦点处，B点两倍焦距处，在这五个点中，物体放在 点可
成倒立的像，放在 点光屏上不能成像。
【答案】 物体方向 6 ABC DE
【详解】[1][2]由题可知，此时物距为18cm，像距为12cm，所以此时光屏上成倒立缩
小的实像，根据光路可逆的知识，当物距为12cm，像距为18cm时，光屏上成倒立放
18大的实像，所以应该将凸透镜向物体方向移动6cm。
[3]由凸透镜成像规律可知，当物体处在凸透镜一倍焦距以外时成倒立的像，即图中的
ABC三点。
[4] 由凸透镜成像规律可知，当物体处在一倍焦距上或一倍焦距以内时，光屏上不能
成像，即图中的DE两点。
10．某同学在实验中记录并绘制了像距v跟物距u之间关系的图像，由图像可知，该凸透
镜的焦距是 cm，当u=10cm时，光屏上能得到一个 （选填“放大”、
“缩小”或“等大”）的像。
【答案】 8 放大
【详解】[1]当物距等于二倍焦距时，凸透镜使物体成倒立、等大的实像，像距也等于
二倍焦距，由图像可知，此凸透镜的二倍焦距为16cm，所以，该凸透镜的焦距是
8cm。
[2]当u=10cm时，物距在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，光屏上能得到一个倒立、
放大的实像。
11．如图所示是某实验小组合作探究“凸透镜成像规律”的实验装置（实验装置足够长）。
实验时应先凸透镜、烛焰、光屏三者的中心在同一高度；当烛焰离凸透镜20cm时，
在另一侧光屏上得到一个清晰、倒立、缩小的烛焰的像，随着蜡烛的燃烧，可观察到
光屏上的像向 （选填“上”或“下”）移动；移动蜡烛，使烛焰离凸透镜
10cm，再移动光屏， （选填“能”或“不能”）在光屏上得到一个清晰
的烛焰的像。
【答案】 上 能
19【详解】[1]实验过程中，蜡烛燃烧变短，根据光线过光心不改变方向，像会向光屏的
上方移动。
[2]当烛焰离凸透镜20cm时，此时在另一侧光屏上得到一个清新、倒立、缩小的烛焰
实像，则物体是在2f之外所成的像，即
可得
所以移动蜡烛，使烛焰离凸透镜10cm，物体处于焦点之外，物体能成实像，所以再移
动光屏，能在光屏上得到一个清晰的烛焰的像。
三、实验题
12．小明用凸透镜（焦距是10cm）、蜡烛、光屏和刻度尺等器材，探究凸透镜成像的规律：
（1）实验前，要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在 ；
（2）把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，当蜡烛距凸透镜25cm时，移动光屏，
可在光屏上得到一个清晰的倒立、 （选填“放大”或“缩小”）的实像；
（3）小明在如图所示位置得到一个清晰的像。老师要求他在凸透镜不动的情况下，让
光屏上的实像变大些，小明应当把蜡烛向 （选填“远离”或“靠近”）透
镜方向移动，同时把光屏向 （选填“远离”或“靠近”）透镜方向移动；
（4）实验一段时间后蜡烛变短，要使烛焰的像仍然成在光屏的中心，应将光屏向
移动；
（5）将蜡烛向凸透镜靠近，移动到某一位置时，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上
成像，原因是 ；
（6）在探究凸透镜成实像的过程中，他们尝试用白纸挡住凸透镜的一半，发现在光屏
上 （选填“仍能”或“不能”）形成烛焰完整的像。
【答案】 同一高度 缩小 靠近 远离 上 物距小于焦距或
20等于焦距，成虚像 仍能
【详解】（1）[1]为了使像成在光屏中央，应将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到同
一高度。
（2）[2]当蜡烛距凸透镜25cm，此时物距
成倒立、缩小的实像。
（3）[3][4]要想让在光屏上的实像变大些，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可
知，小明应当把蜡烛向靠近透镜方向移动，同时把光屏向远离透镜方向移动。
（4）[5]蜡烛燃烧后逐渐变短，根据过光心的光线传播方向不变可知，光屏上烛焰的
像也将逐渐向上移动。
（5）[6]将蜡烛向凸透镜靠近，此时物距减小，当
不成像；当
成正立放大的虚像，虚像不能用光屏承接，故无论怎样移动光屏，都不能在光屏上成
像。
（6）[7]凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，用白纸遮挡住凸透
镜的一半，整个物体发出的光虽有一部分被挡住，但总会有一部分光通过上半部分凸
透镜而会聚成像，因此，像与原来相同，仍然完整。
13．为了“探究凸透镜成实像的规律”，小张和小李同学利用焦距f 为10厘米的凸透镜、
1
一个高度为6厘米的发光体、光屏和光具座等进行实验。实验中，他们正确组装和调
试实验器材，按表一中的物距u依次进行实验，每次都使光屏上发光体的像最清晰，
并将相应的像距v、成像情况记录在表一中。然后他们换用焦距f 为15厘米的凸透镜，
2
重复上述实验，并将数据记录在表二中。
表一 焦距10厘米
实
验 物距 像距 像高
序 （厘米） （厘米） （厘米）
号
1 20 20 6
2 30 15 3
213 40 13.3 2
4 50 12.5 1.5
表二 焦距15厘米
实
验 物距 像距 像高
序 （厘米） （厘米） （厘米）
号
5 20 60 18
6 30 30 6
7 40 24 3.6
8 50 21.4 2.57
①分析比较实验序号1或6数据中物距u与像距v的大小关系及成像情况，可得出的初
步结论是： ；
②分析比较实验序号1、2、3、4或5、6、7、8数据中物距u、像距v及成像的变化情
况，可得出的初步结论是： ；
③小张同学计算了表一中物距与像距之和，由此得出结论：同一物体经同一凸透镜成
实像时，物距与像距之和越小，成的像越大。小李通过分析比较表二的数据，判断小
张的结论是 的（选填“正确”、“错误”）；
④根据上述实验结果可以判断：凸透镜所成像的性质可能与物距和
有关。
【答案】 见解析 见解析 错误 焦距
【详解】[1]由表中数据可知，实验序号1或6中物距与像距相等，此时物体通过凸透
镜成等大的实像，即结论是：物距等于像距时，凸透镜成等大的实像。
[2]由表中数据可知，实验序号1、2、3、4或5、6、7、8中物距逐渐变大，像距在逐
渐变小，像也在变小，故得出结论：物体通过同一凸透镜成实像时，物距变大，像距
变小，像变小。
[3]小张的结论是错误的，实验5中物距与像距之和为80cm，像的大小为18cm，实验
6物距与像距之和为60cm，但像的大小为6cm，小于实验5的像，故小张的结论是错
误的。
[4]由实验1和5或2和6可知，物距相同，但像的性质不相同，所以凸透镜所成像的
22性质可能与物距和凸透镜的焦距有关。
14．在探究“凸透镜成像规律”的实验中：
（1）为了方便观察本实验应在光线较 （选填“亮”或“暗”）的环境下进行。
（2）如图甲，平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的
焦距f= cm。
（3）将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，使烛焰、凸透镜和光屏的中心在 。
（4）此凸透镜作为照相机镜头，当照完一个人的半身照，然后照全身照，照相机与人
的距离应 （选填“变大”、“变小”或“不变”），照相机的镜头应
（选填“伸出”或“缩回”）。
【答案】 暗 10.0 同一高度上 变大 缩回
【详解】（1）[1]为了方便观察本实验应在光线较暗的环境下进行，可以使成像更清
晰。
（2）[2]最小最亮的光斑处即为焦点的位置，则凸透镜的焦距
f=60.0cm-50.0cm=10.0cm
（3）[3]为了使像始终成在光屏的中央，应该使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高
度上。
（4）[4][5]当照完一个人的半身照，然后照全身照，应使像变小，所以要增大物距，
照相机与人的距离应变大；物距变大时，像距会变小，所以，照相机的镜头应缩回，
离底片近一些。
15．某实验小组进行“探究凸透镜成像规律”的实验：
(1)由图甲可知，该凸透镜的焦距是 cm；
23(2)实验时凸透镜与光屏的高度已调好，但烛焰在光屏上的像的位置偏高，说明此时烛
焰处于透镜主光轴的 （选填“上”或“下”）方；要调整凸透镜、光屏
和烛焰的高度，使它们的中心在同一高度 ，调整后，光屏上恰好得到倒立
等大的像，此时光屏和蜡烛之间的距离是 cm；
(3)如图乙所示，此时人眼应该在 （选填“A”、“B”或“C”）处才能观察
到蜡烛的像；调整蜡烛和凸透镜的位置，在光屏上可以看到一个清晰
（选填“正立”或“倒立”）的实像，此时再将蜡烛向右移动到一定位置时，无论怎
么移动光屏都无法在光屏上承接到像，可能的原因是 ；
(4)接着该小组同学调节光屏如图丙所示，发现光屏上得到一个倒立、
（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的清晰实像，生活中的 （选填
“照相机”、“投影仪”或“测焦距”）就是利用这样的成像原理。
【答案】(1)10.0
(2) 下 使像成在光屏中央 40.0
(3) B 倒立 u=f
(4) 倒立 投影仪
【详解】（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，焦点到光
心的距离是凸透镜的焦距，即为
（2）[1]实验时凸透镜与光屏的高度已调好，但烛焰在光屏上的像的位置偏高，此时
烛焰处于透镜主光轴的下方。
[2]为了使像成在光屏中央，应调整凸透镜，使它们的中心在同一高度。
[3]根据凸透镜成像规律可知，成倒立、等大的实像，物距等于像距等于二倍焦距，则
光屏和蜡烛之间的距离是
（3）[1]由图乙可知，此时物距
成正立、放大的虚像，故人眼应该在B处才能观察到蜡烛的像。
[2]光屏上所成的像都是实像，实像都是倒立的。
[3]将蜡烛向右移动到一定位置时，无论怎么移动光屏都无法在光屏上承接到像，说明
此时不成像，即物距等于一倍焦距。
24（4）[1][2]丙图中物距大于一倍焦距小于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，成倒
立、放大的实像，生活中投影仪就是利用该原理工作的。
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