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专题 03 透镜成像规律实验
【知识储备】
1． 实验装置图
2． 凸透镜成像规律
像的位置 像的性质、特点
物距u
与物体在透镜的 像距范围 倒、正 大、小 虚、实
u> 2f 异侧 f<v<2f 倒 缩小 实像
u = 2f 异侧 v=2f 倒 等大 实像
f<u< 2f 异侧 v>2f 倒 放大 实像
u = f 不成像
0 <u<f 同侧 —— 正 放大 虚像
【专题突破】
1．如图所示，探究凸透镜成像的规律，光具座上依次安装蜡烛、凸透镜和光屏。
（1）点燃蜡烛，调整烛焰和 的中心与凸透镜的中心位于同一高度，烛焰到凸透镜的距
离大于2倍焦距，移动光屏始终得不到烛焰的像，接下来操作应 （填写序号）
A.更换长焦距凸透镜
B.增加烛焰的亮度
C.将烛焰移近凸透镜
D.转动凸透镜方位
（2）凸透镜位于50cm的位置，将烛焰移动30cm处时，移动光屏得到倒立、等大的实像，则凸
透镜的焦距是 ，光屏所处的位置是 。
（3）将蜡烛向远离凸透镜的方向移动，要得到清晰的像，光屏应向 （选填“靠近”或
“远离”）凸透镜的方向移动，光屏上的像会 （选填“变大”“变小”或“不变”）。2．用如图甲所示的实验装置探究“凸透镜成像的规律”，所用凸透镜的焦距为10cm。
（1）在组装器材时，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，并调节烛焰、凸透镜、光屏的
中心在 上；
（2）实验过程中，凸透镜始终固定在光具座50cm刻度线处。当蜡烛距离凸透镜15cm时，移动
光屏，可在光屏上得到一个倒立、 （选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像；
（3）接下来将蜡烛向远离凸透镜方向移动一段距离，为了能在光屏上再次看到烛焰清晰的像，
应将光屏向 （选填“靠近”或“远离”）透镜方向移动，此时的像与步骤（2）中的像
相比，大小将变 ；
（4）如图乙所示，将蜡烛固定在光具座10cm刻度线处，移动光屏，再次得到烛焰清晰的像，
利用该成像规律制成的光学仪器是 （选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）；
（5）随着蜡烛燃烧变短，烛焰在光屏上的像会向 移动。
3．小强同学探究凸透镜成像的规律如图装置，凸透镜的焦距是10cm。（1）点燃蜡烛后，应调节烛焰、光屏，使它们的中心在凸透镜的 上，
（2）将实验器材按图中甲位置放置后，光屏上成清晰的像，应用此规律工作的是 （选
填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。实验一段时间后，光屏上的像“跑”到图乙所示的
位置，若要像重新回到光屏中央，应将凸透镜向 移（选填“上”或“下”）；
（3）如图甲保持凸透镜和光屏的位置不变，换用焦距为30cm的凸透镜继续实验，下列说法正
确的是 。
A.向左移动蜡烛，可以在光屏上得到烛焰缩小的清晰的实像
B.向左移动蜡烛，可以在光屏上得到烛焰放大的清晰的实像
C.向右移动蜡烛，可以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
（4）小金同学进一步探究：如图丙所示，凸透镜的焦距为10cm，保持光屏位置不变，让蜡烛
和凸透镜分别以2cm/s和1cm/s的速度从图示位置同时匀速向左运动，经过 s，光屏上成
清晰的像。
（5）图丁是2021年12月9日“天宫课堂”中，航天员王亚平为大家直播演示“神奇的太空小水球”实验，如图丁是通过水球成 （选填“实”或“虚”）像的瞬间。随后，王亚平向
水球里注射一个气泡，神奇的一幕发生了，水球里竟然形成了一正一反的两个人像，如图戊，
注入气泡后，中间部分相当于两个 组成的（选填“平面镜”“凸透镜”或“凹透镜”）
4．在探究“凸透镜成像规律”实验中如图所示：
（1）由图甲可知，该凸透镜的焦距是 cm；实验前，应将烛焰的焰心、透镜的光心、光
屏的中心调整至同一高度上。
（2）如图乙所示，光屏上的像应为丙图中的 （选填“1”、“2”、“3”或“4”），
若此时撤去光屏，人眼在如图乙所示的A位置 （填“能”或“不能”）直接看到蜡烛的
实像。
（3）若在凸透镜的中间贴上一片不透明的三角形纸片继续探究，光屏上 。
A．不能成像
B．能成烛焰不完整的像
C．能成纸片的像
D．能成烛焰完整但较暗的像
5．小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将蜡烛和凸透镜固定在光具座上，通过调节光屏使
烛焰在光屏上成清晰的像。
（1）如图甲所示成像原理在生活中的应用是 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。
（2）若蜡烛和光屏的位置不变，小明只移动凸透镜，当凸透镜移到 cm刻度线时，在光
屏上又一次成清晰的像。
（3）在上一步实验获得清晰的像后，小明只用LED光源替换蜡烛并保持位置不变，且从图中
LED光源与透镜之间向左看到LED光源的形状如乙图的左图所示，在光屏上看到的像是乙图中
的 （填序号）。
（4）最后保持凸透镜和光屏的位置不变，小明换用焦距为7cm的凸透镜继续实验，要使光屏上
还能成清晰的像，可将F光源向 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动。
（5）生活中，他认为装有水的纯水桶相当于凸透镜，小明又找来一个圆柱形玻璃杯，在玻璃杯
后白纸上面水平方向的箭头如图丙所示，慢慢向玻璃杯中注水至水面高过箭头位置，透过玻璃
杯看纸上的“箭头”，不可能是选项中的 。
6．小保同学利用如图所示的装置来“探究凸透镜成像”的实验。
（1）挑选透镜时，小保把两块透镜A、B分别正对太阳光，在光屏上出现了如图甲所示光斑，
他应该选择 （选填“A”或“B”）透镜来进行实验；
（2）将一块凸透镜正对太阳光，在透镜下面放上白纸（白纸与透镜平行），改变透镜到白纸的
距离s，并测出s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘出图乙的图像，可判断该透镜的焦距f为
cm；
（3）如图丙所示，当把一块焦距为15cm的凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm
刻度线位置时，光屏应在 （选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域内左右移动，才能在光屏
上得到清晰的实像， （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用此原理制
成的。在光屏找到清晰像的基础上，固定蜡烛和光屏不动，将凸透镜向 （选填“左”或
“右”）移动到适当位置，光屏上即可再次成清晰的像；
（4）随着实验不断的进行，蜡烛由于燃烧变短了一点，此时像会成在光屏的 半部分；
（5）图丙中当光屏成清晰的像时，小保拿来爸爸戴的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间，光屏上的像
又变得模糊，小保同学发现当光屏向左移动适当距离后像会再次清晰，由此可知，小保爸爸的
眼睛属于 （选填“近视眼”或“远视眼”）。7．扎西和实验小组的同学们用凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等器材，探究凸透镜成像的规律。
（1）扎西和实验小组的同学们通过甲图的方法测出凸透镜的焦距后，把蜡烛距凸透镜25cm时，
移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的倒立、 （填“放大”或“缩小”）的
（填“实”或“虚”）像。
（2）扎西在图乙所示位置得到一个清晰的像。老师要求他在蜡烛和光屏不动的情况下，让在光
屏上的实像变大些，扎西应当把凸透镜向 （填“远离”或“靠近”）蜡烛方向移动。
（3）请在丙图中画出蜡烛在此位置时，两条光线的传播路径。
（4）实验过程中，飞来一只小昆虫落在凸透镜上，光屏上 （填“会”或“不会”）出
现小昆虫的像。
8．（1）如甲图，小明将一块凸透镜正对太阳光，在透镜下面放上白纸（白纸与透镜平行），改变
透镜到白纸的距离s并测出s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘出乙图所示的图象，可判断该透
镜的焦距f为 cm。
（2）调整实验器材，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上，这样调整的目的是
；在调整器材高度时，应 （填“点燃”或“不点燃”）蜡烛。
（3）如丙所示，当把一块焦距为15cm的凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm刻
度线位置时，光屏应在 （选填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域内左右移动，才能在光屏
上得到清晰的实像。
（4）在第（3）问中，当光屏上成清晰像的时候，保持透镜和光屏位置不变，若将蜡烛向左移
动适当的距离，为了使光屏上仍能成清晰的像，则应在透镜前加上适当度数的 （选填
“近视眼镜”、“老花眼镜”）。（5）小明在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜，则像距v与t的大致变化关系
为丁图中的 。
9．物理兴趣小组想知道某只透镜的焦距f为多少和成像规律，做了以下实验：
（1）他们将镜面垂直于阳光，在透镜下面放上白纸（纸、镜平行），测出透镜与白纸间距 s/cm
与对应的白纸被烤焦的时间t/min，绘出图线甲，可判断该透镜的焦距f为 ；
（2）接着将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上（如图乙），做成像实验，记录每次成实像的物距
u，像距v，物像间距L（u+v），绘出图线丙（以f为长度单位），由图可知，要想成实像，蜡
烛与光屏的间距应满足L≥ （用f表示）。
（3）晓红同学将自己的近视眼镜镜片放在了蜡烛与凸透镜（靠近凸透镜）之间，移动透镜和光
屏，直到在光屏上得到了一个倒立缩小的清晰的像。将近视眼镜镜片取下，发现光屏上的像变
模糊了。为了使屏上的像重新变得清晰，在不移动蜡烛和凸透镜位置的前提下，应将光屏向
移动（选填“左”或“右”）。
A'B' v
（4）经“百度”发现，物理学中，有一个凸透镜成像的“新概念”：放大率n= = ，结
AB u
合乙、丙两图，可知当物距u＝1.5f时，n＝ 。
10．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）测焦距：如甲图所示，让一束平行光正对着凸透镜，移动光屏，直到在光屏上得到一个最
小、最亮的光斑。由此可得出该凸透镜的焦距为 cm；
（2）如乙图所示，把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，将烛焰、凸透镜、光
屏三者中心调到同一高度。下列“调节烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度上”的操作，
比较规范的是 （填选项前的字母）
A．将三者分散排列，然后用目测的方法调节
B．将三者靠拢，然后用目测的方法调节
（3）完成上述操作后，接着实验，则下列给出的步骤正确的顺序应是： （填选项前的字
母）
A．多次改变蜡烛到透镜的距离，重复相关步骤
B．将蜡烛移到某处，移动光屏，寻找烛焰的像
C．记录物距、像距的值和像的特点
（4）某次实验，当蜡烛距凸透镜的距离为35cm时，小明移动光屏，在光屏上得到了烛焰的像，
此像是倒立、 （选填“放大”或“缩小”）的实像。这一现象的应用是制成 。
（5）在第四问的情况下，若对换蜡烛和光屏的位置，你认为光屏上 （填“能”或“不
能”）得到一个清晰的像，你作出这个判断的理由是 。
