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实验 3 探究凸透镜成像的规律
知识点一、凸透镜成像的规律
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（1）。
表（1）凸透镜成像规律表
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
凸透镜成像光路图
2.凸透镜成像的规律口诀
规律1:当物距大于2倍焦距时，则像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像。此
时像距小于物距，像比物小，物像异侧。应用:照相机、摄像机。
规律2:当物距等于2倍焦距时，则像距也在2倍焦距， 成倒立、等大的实像。此时物距等于
像距，像与物大小相等，物像异侧。应用:测焦距。规律3:当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时，则像距大于2倍焦距， 成倒立、放大的实像。
此时像距大于物距，像比物大，物像异侧。应用:投影仪、幻灯机、电影放映机。
规律4:当物距等于1倍焦距时，则不成像，成平行光射出。
规律5:当物距小于1倍焦距时，则成正立、放大的虚像。此时像距大于物距，像比物大，物
像同侧。应用:放大镜。
知识点二、探究凸透镜成像的规律
【实验目的】透镜凸透镜成像规律。像与物的大小关系、物距变化成像规律变化、像的虚实。
【实验器材】凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴等。
【实验步骤】
1、按图组装器材。调整蜡烛、凸透镜、光屏在同一水平线上。
2、将蜡烛放在远处（此时u>2f），移动光屏直至在光屏上成清晰的像；观察像的大小、正立
还是倒立，并测量物距和像距；数据记录实验表格。
3、将蜡烛往凸透镜方向移动，使2f>u>f，移动光屏直至在光屏上成清晰的像；观察像的大小、
正立还是倒立，并测量物距和像距；数据记录实验表格。
4、将蜡烛继续往凸透镜方向移动，使u=f，移动光屏，看能否成像。
5、将蜡烛继续往凸透镜方向移动，使u<f，移动光屏，看在光屏上能否找到像。
6、实验表格
像的性质
物距与焦距关系 物距（cm） 像距（cm）
大小 正倒 虚实
u>2f
u=2f
2f>u>fu=f
u<f
7、整理器材。
【实验结论】等大、等距、对称、反向、虚像。
像的性质 应用
物距 像距（cm）
大小 正倒 虚实
u>2f 缩小 倒立 实像 2f<v<f 照相机
2f>u>f 放大 倒立 实像 v>2f 投影仪
u<f 放大 正立 虚像 -- 放大镜
1．（2023•江西）某同学探究凸透镜成像规律时，光屏上得到了烛焰清晰的像（像未画出），如图
所示。下列说法正确的是（ ）
A．光屏上的像是正立的
B．光屏上的像是放大的
C．投影仪是利用此成像原理制成的
D．撤去光屏，烛焰的像仍然在原处
2．（2023•淄博）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（ ）
（像未在图中画出）
A．图中成像特点与投影仪成像特点相同
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
3．（2023•盐城）如图所示，用焦距为10.0cm的凸透镜模拟视力矫正的情况。组装并调整实验器
材，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上。要想在光屏上呈现清晰的像，可以不改
变蜡烛和透镜的位置，将光屏向 移动；也可以不改变透镜和光屏的位置，将蜡烛向
移动；还可以不改变器材的位置，在透镜和蜡烛之间放置合适的 （选填“近视”或“远
视”）眼镜片。
4．（2023•上海）放大镜是生活中常见的凸透镜，结合图示以及下表中的数据回答问题。
实验序号 ① ② ③
物距（cm） 2.40 3.05 3.50
像距（cm） 4.60 7.85 11.70
①根据上表中凸透镜成虚像时的数据，可得物距和像距的变化关系为凸透镜成虚像时，
。
②若要使放大镜中所成的像变大，放大镜到物体的距离应 一些（选填“远”或“近”）。
③物理课本在物距L 时成放大正立的像，在物距L 时成倒立缩小的像，请比较L 、L 的大小
1 2 1 2
关 系 并 说 明 理 由 ：
。
5．（2023•通辽）同学们为了探究平面镜成像的特点，准备了平面镜、玻璃板、两支相同的蜡烛 A
和B、光具座、光屏等实验器材。
（1）如图所示，将一只点燃的蜡烛A放置在光具座的甲位置，选用 （选填“平面
镜”或“玻璃板”）竖直放置在乙位置，未点燃的蜡烛B放置在乙位置右侧，移动蜡烛B到丙位置时，发现蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。
（2）取下蜡烛B，并在丙位置处放一光屏，光屏上不能承接到蜡烛A的像，说明平面镜成的像
是 （选填“实像”或“虚像”）。
（3）接着同学们想利用上述装置探究凸透镜成像规律，将乙处器材换成一个凸透镜，再将蜡烛
A移至35cm刻度线处，丙位置的光屏上恰好出现了烛焰清晰的像，生活中的 （选填
“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一原理工作的。此时，用直径相同、焦距
更大的凸透镜替换原凸透镜，移动光屏也得到了清晰的像，则此时的像较原来的像
（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）在上一步实验的基础上，小明将一远视镜片放在凸透镜与蜡烛之间，要使光屏上还能呈清
晰的像，可将光屏适当向 （选填“左”或“右”）移动。
6．（2023•高安市二模）在如图所示光具座上，将凸透镜放在蜡烛与光屏间某位置后，观察到光屏
中央成清晰等大的像。若将凸透镜移至“45厘米”刻度处，再移动光屏，看到的清晰像是（
）
A．倒立放大的实像 B．倒立缩小的实像
C．正立放大的虚像 D．倒立等大的实像
7．（2023•安化县二模）用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距，并“探究凸透镜成像规律”，当蜡
烛、透镜、光屏位置如图乙所示时，在光屏上可成清晰的像（未画出）。下列说法正确的是（
）A．凸透镜的焦距是30.0cm
B．图乙中烛焰成的是倒立放大的像
C．照相机成像特点与图乙中所成像的特点相同
D．将蜡烛远离凸透镜，保持凸透镜、光屏位置不变，烛焰可在光屏上成清晰的像
8．（2023•丹阳市二模）在凸透镜成像实验中，烛焰和光屏的中心在凸透镜主光轴上，小明进行如
下实验操作：
步骤①：调节蜡烛、凸透镜和光屏至如图位置，光屏上出现清晰的像；
步骤②：保持蜡烛和光屏位置不变，将凸透镜向左移动至刻度线M，光屏上再次出现清晰的像；
步骤③：保持步骤①中蜡烛、凸透镜和光屏位置不变，换焦距更小的凸透镜，将凸透镜向左移
动至刻度线N，光屏上再次出现清晰的像。
下列说法错误的是（ ）
A．步骤①中成像的应用是照相机
B．步骤②中刻度线M是35cm，且光屏上清晰的像是放大的实像
C．步骤③中刻度线N在步骤②中刻度线M的右侧
D．步骤③中光屏上清晰的像比步骤②中光屏上清晰的像大
9．（2023•武汉模拟）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当烛焰、光屏和凸透镜的位置及它们
之间的距离如图所示时，在光屏上得到烛焰清晰的像，下列说法正确的是（ ）A．此凸透镜的焦距范围是15cm＜f＜20cm
B．如果光屏上的像位置偏上，此时将蜡烛向下调整，可使像处于光屏中心
C．将凸透镜换为焦距更小的凸透镜后，为了在光屏上得到清晰的像，应将光屏远离凸透镜
D．若用白纸遮住凸透镜的上半部分，光屏上的像仍然完整
10．（2023•鸠江区校级模拟）小亮在探究“凸透镜成像规律”实验中，通过实验得到的凸透镜成
实像时的像距v和物距u关系的图像如图甲所示。下列说法正确的是（ ）
A．实验所用的凸透镜的焦距为20cm
B．图乙中的成像规律可应用于投影机
C．实验一段时间后，烛焰的像位于光屏的下方
D．图乙中在透镜和光屏之间放一个近视眼镜，可将蜡烛向左移，光屏上仍会出现清晰的像
11．（2023•霍林郭勒市校级三模）在做“探究凸透镜成像规律”实验时，将点燃的蜡烛、凸透镜、
光屏调节到如图所示的位置，光屏中心正好出现清晰的像。下列说法中不正确的是（ ）
A．照相机成像原理与图中成像的原理相同
B．此凸透镜的焦距范围是15cm＜f＜30cm
C．将蜡烛远离凸透镜时，为了在光屏上得到清晰的像，应将光屏靠近凸透镜
D．蜡烛不动，换一个焦距更小的凸透镜，将光屏缓慢靠近凸透镜，可以在光屏上重新得到清晰的像
12．（2023•蚌埠一模）小明利用如图所示光具座探究凸透镜成像的规律。将蜡烛放在凸透镜左侧
适当位置，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的像，分别测出物距 u和像距v，
实验数据如下表。则下列说法正确的是（ ）
实验次数 1 2 3 4
物距u/cm 50 30 20 15
像距v/cm 12.5 15 20 30
A．该凸透镜的焦距为20cm
B．成实像时，物距逐渐减小，像距也在逐渐减小
C．成实像时，物距逐渐减小，所成的像也在变小
D．物距调整到12.5cm，则所成实像的像距一定是50cm
13．（2023•莒南县二模）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，当点燃的蜡烛、凸透镜和光屏在
光具座上的位置如图所示时、光屏上出现烛焰清晰的像（像未画出）。下列说法正确的是（
）
A．光屏上成倒立的像，成像原理与投影仪的成像原理相同
B．保持蜡烛和光屏的位置不变，向左移动透镜至某一位置，在光屏上能看见烛焰清晰放大的像
C．在贴近凸透镜左侧的位置放一远视镜片，则光屏应向右移动才能在光屏上重新得到烛焰清晰
的像
D．一段时间后，像向上移动到光屏边缘，此时应向上移动透镜使像回到光屏中心
14．（2023•淮安模拟）如图所示，小宁和同学们在老师指导下做“探究凸透镜成像规律”的实验。（1）在凸透镜不动的情况下、不断改变物距，测出对应的像距，得到物距与像距的关系图象，
如图甲，则凸透镜的焦距为 cm。
（2）如乙图所示，当蜡烛位于图中B处时，移动光屏到 （选填“C”、“D”或“E”）
点，光屏上才能成清晰的像。
（3）小宁同学把蜡烛移动到A处，移动光屏，找到清晰的像，此时光屏上的像应该是倒立
的实像，利用这个成像原理人们制成了 （选填“放大镜”、“投影仪”或“照相
机”）。若蜡烛燃烧变短了，其在光屏上的像的位置将 （选填“升高”或“降低”）。
（4）同组的小丽在探究凸透镜成像实验时，不小心将凸透镜碰到地上，透镜的上半部分摔烂了，
她坚持用余下的半部分继续实验，则光屏上将 。
A.得不到像
B.仅成上半部分的像
C.仅成下半部分的像
D.像是完整的，亮度变暗
15．（2023•凤庆县模拟）同学们在做“探究凸透镜成像的规律”实验。
（1）如图甲所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、
最亮的 （选填“点”或“环”）。由图甲可知，该凸透镜的焦距是 cm。
（2）如图乙所示，小刚用图甲中的凸透镜进行实验。将蜡烛移至光具座上 0cm处，向
（选填“左”或“右”）移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，该像是 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。
（3）某同学用不同的凸透镜进行实验，记录的实验数据如下表。
次数 物距u/cm 焦距f/cm 像距v/cm
1 15.0 5.0 7.5
2 8.0 17.1
3 10.0 30.0
①分析表中数据可知：在物距一定时，凸透镜的焦距越大，像距 。
②实验中，凸透镜三次成像都是 （选填“实”或“虚”）像；第 次实验所成的
像最大。
