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人教版（2024）八年级上册第3节 凸透镜成像的规律精品导学案
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这是一份人教版（2024）八年级上册第3节 凸透镜成像的规律精品导学案，文件包含53凸透镜成像的规律考点解读解析版docx、53凸透镜成像的规律考点解读学生版docx等2份学案配套教学资源，其中学案共54页， 欢迎下载使用。
1、凸透镜成像规律
（1）常见凸透镜成像规律光路图，详见下表：
（2）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。
（3）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；（4）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。
（5）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
【考点1 探究凸透镜成像的规律】
【典例1-1】（2023•秦淮区二模）做凸透镜成像实验时，将光具座上的蜡烛、凸透镜、光屏如图放置，光屏上呈现清晰的像。下列说法正确的是（ ）
A．光屏上的像是倒立放大的
B．该凸透镜的焦距可能是20cm
C．将远视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，再向左移动光屏到某一位置，光屏上能成清晰的像
D．只将蜡烛移至光具座46cm处，将光屏来回移动，光屏上能接收到像
【答案】C
【分析】（1）根据凸透镜成实像，物距大于像距时，在光屏上成倒立缩小的实像；
（2）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；
（3）远视眼镜是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用；
（4）根据u＜f；成正立、放大的虚像判断。
【解答】解：A、由图可知，此时u＞v，则凸透镜成倒立、缩小实像，故A错误；
B、由图可知，u＝50.0cm﹣20.0cm＝30.0cm，v＝67.0cm﹣50.0cm＝17.0cm，即30.0cm＞2f，2f＞17.0cm＞f，则8.5cm＜f＜15cm，故B错误；
C、远视眼镜是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用，将远视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，光线提前会聚成像在光屏的左侧，所以再向左移动光屏到某一位置，光屏上能成清晰的像，故C正确；
D、由B中分析可知8.5cm＜f＜15cm，而当将蜡烛移至光具座46cm处，则此时物距＝50.0cm﹣46.0cm＝4.0cm＜f，此时凸透镜成的是虚像，不能呈现在光屏上，因此无论如何来回移动光屏，都不能接收到像，故D错误。
故选：C。
【典例1-2】（2023•九龙坡区校级三模）（1）利用如图1甲所示装置探究“冰熔化时温度随时间变化的规律”，将装有碎冰的试管放入装有适量水的烧杯中加热。安装实验装置时，应遵循 自下而上 （选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序；图1乙为冰的温度随时间变化的图象，在6min时，试管内的物质处于 固液共存 （选填“固体”、“液体”或“固液共存”）状态。
（2）课堂上，小明对凸透镜成像规律进行了相关实验探究。通过如图2甲所示实验，测出凸透镜焦距为 10.0 cm。实验时，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者中心在 同一高度 。图2乙中，光屏上恰好能得到烛焰清晰的像， 照相机 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像规律与此相同。
【答案】（1）自下而上；固液共存；（2）10.0；同一高度；照相机
【分析】（1）实验中要用酒精灯外焰加热，温度计玻璃泡完全浸没在被测物质中，但不能碰容器底和壁，据此判断组装仪器的顺序；
晶体在熔化前是固态，熔化过程中处于固液共存态，熔化完后处于液态；
（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；
为使所成像能在光屏的中心，必须使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上；
根据u＞2f时，在光屏上成倒立、缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的。
【解答】解：（1）实验中要用酒精灯的外焰加热，所以安装时需要点燃酒精灯，温度计玻璃泡完全浸没在被测物质中，但不能碰容器底和壁，则组装仪器需要按照自下而上的顺序；
由图象可知，在6min时冰处于熔化过程中，所以处于固液共存态；
冰在熔化过程中需要吸热，所以冰在第8min时具有的内能大于在第4min时具有的内能；
（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，所以由图2甲凸透镜的焦距是：f＝30.0cm﹣20.0cm＝10.0cm；
实验前，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，目的是将像呈现在光屏中央；
由图2乙可知，物距u＝50.0cm﹣20.0cm＝30.0cm＞2f，根据u＞2f时，在光屏上成倒立、缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的。
故答案为：（1）自下而上；固液共存；大于；（2）10.0；同一高度；照相机。
【典例1-3】（2023•东营区校级模拟）探究凸透镜成像规律，实验装置如图。
（1）如图甲，用平行光法找到凸透镜的焦点，测得焦距为 10.0 cm。
（2）将蜡烛移到图乙所示的位置，移动光屏，得到倒立、 放大 的实像，在生活中的应用是 投影仪 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。继续实验，向左移动蜡烛，则光屏应向 左 移动，才能再次得到清晰的像。
（3）将透镜换为弯曲度可以通过抽、注水进行调整的水透镜，用注射器向水透镜内注水，发现光屏上原来清晰的像变模糊，将蜡烛移近水透镜，光屏上的像又变清晰，该实验模拟了 近视 眼的成因，可佩戴 凹 透镜进行纠正。
（4）某兴趣小组用此实验装置（透镜在50cm刻度处）测量物距为12cm时像距的大小，操作时发现在光具座上无论如何移动光屏都得不到清晰的像。经过分析得出是因为像距大于50cm像成在了光具座之外，为了找到清晰的像并测量出像距，你可以采取的措施是： 用注射器向水透镜内注水 。
【答案】（1）10.0；（2）放大；投影仪；左；（3）近视；凹；（4）用注射器向水透镜内注水
【分析】（1）通过图甲所示的现象，结合凸透镜焦点的定义即可确定该凸透镜的焦距；
（2）物距在一倍焦距与二倍焦距之间时，凸透镜成倒立、放大的实像；凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大；
（3）晶状体越薄，折光能力越弱，成像越远，像距越大；近视眼应配戴凹透镜进行矫正；
（4）凸透镜的焦距越小，在物距不变的情况下，像距越小。
【解答】解：（1）平行光线经过凸透镜后会聚于一点，这一点就是焦点。焦点到光心的距离是焦距，根据图示中光屏在刻度尺上的位置，可以读出该凸透镜的焦距为：40.0cm﹣30.0cm＝10.0cm；
（2）将蜡烛移到图乙所示的位置，此时的物距在一倍焦距与二倍焦距之间，光屏上呈现烛焰倒立、放大的实像，其应用是投影仪；
凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大；向左移动蜡烛，物距变大，为了在光屏上得到清晰的像，像距应变小，应将光屏靠近凸透镜，即光屏应向左移动；
（3）用注射器向水透镜内注水，透镜变厚，折光能力变强，成像在光屏前，光屏上原来清晰的像变模糊，将蜡烛移近水透镜，物距变小，像距变大，光屏上的像又变清晰，该实验模拟了近视眼的成因，可配戴凹透镜进行矫正；
（4）实验中发现像距大于50cm像成在了光具座之外，为了使光屏上能得到清晰的像，需要减小像距，由于物距不变，所以应该减小凸透镜的焦距，增大凸透镜的凸度，应用注射器向水透镜内注水。
故答案为：（1）10.0；（2）放大；投影仪；左；（3）近视；凹；（4）用注射器向水透镜内注水。
【变式1-1】（2023•岱岳区二模）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，这时烛焰在光屏上成清晰的像（像未画出）。以下判断全部正确的是（ ）
①本次成像规律与照相机原理相同
②凸透镜的焦距可能是10cm
③将蜡烛向左移动，要得到清晰的像，需要将光屏也向左移动，此时像会变的更小
④保持蜡烛与光屏位置不变，只移动凸透镜，光屏上也可以出现清晰的像
A．①③B．②④C．①②D．③④
【答案】D
【分析】①根据凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立放大的实像，投影仪就是利用此原理制成的；
②u＜v，且成实像，说明2f＞u＝25cm＞f，v＝40cm＞2f，由此可得焦距的范围；
③根据凸透镜成实像时，物远像近像变小分析回答；
④在光的折射中，光路是可逆的。
【解答】解：①由图可知，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，投影仪就是利用此原理制成的，故①错误；
②由图可知，u＜v，且成实像，说明2f＞u＝25cm＞f，v＝40cm＞2f，即20cm＞f＞12.5cm，故②错误；
③将蜡烛向左移动，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，要得到清晰的像，需要将光屏也向左移动，此时像会变的更小，故③正确；
④保持蜡烛与光屏位置不变，只移动凸透镜，当物距等于原来的像距，像距等于原来的物距时，根据在光的折射中，光路是可逆的，光屏上也可以出现清晰的像，故④正确。
故选：D。
【变式1-2】（2023•攀枝花模拟）小艺同学尝试用自制的水凸透镜来探究“凸透镜成像规律”，她将装置调整至如图位置时，光屏上出现清晰的烛焰像，如果固定蜡烛和光屏的位置不变，只要将凸透镜移到 35 cm刻度线处，光屏上能再次成一个清晰的像；若在图中位置时，小华利用注射器从水凸透镜向外抽少许水（焦距变大），光屏上原来清晰的像变得模糊不清，将蜡烛适当远离透镜，像又变清晰；若不移动蜡烛，要想光屏上重新得到清晰的烛焰像，可以向 右 （选填“左”或“右”）移动光屏，或者保持光屏位置不变，给水凸透镜带上合适的 远视 （选填“近视”或“远视”）眼镜。
【答案】35；右；远视。
【分析】（1）在光的折射中，光路是可逆的；
（2）凸透镜凸度越小，焦距越长，相当于减小物距，增大像距；
（3）远视眼镜是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用。
【解答】解：如果固定蜡烛和光屏的位置不变，只要将凸透镜移到35cm刻度线处，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，光屏上能再次成一个清晰的像；
小华利用注射器从水凸透镜向外抽少许水，此时水凸透镜凸度变小，焦距变长，相当于减小物距，增大像距，要想光屏上重新得到清晰的烛焰像，可以向右移动光屏；
若保持光屏位置不变，给水凸透镜带上合适的远视眼镜，远视眼镜是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用，可以使光线提前会聚成像。
故答案为：35；右；远视。
【变式1-3】（2023•高新区校级模拟）小明用蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上进行“探究凸透镜成像的规律”的实验。
（1）将平行光正对凸透镜，移动光屏，直到光屏上形成一个最小最亮的光斑，如图甲所示，该凸透镜的焦距为 10.0 cm。
（2）在光具座上将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧，调节它们的高度，使烛焰、凸透镜和光屏的中心在 同一高度 ，这样做的目的是使像成在光屏中央。
（3）在如图乙所示实验情形下，此时恰好在光屏上得到烛焰清晰的像。此像是倒立 缩小 的实像。
（4）在如图乙所示实验情形下，如果保持蜡烛和光屏的位置不变；把凸透镜移到光具座上 35 cm刻线处，可以在光屏上再次得到烛焰清晰的像。
（5）如果利用乙图的装置，光源及光屏位置不变，取下凸透镜，在原透镜位置放置材料相同焦距不变，口径较大的凸透镜，此时成的像与乙图所成的像 亮度 （选填“正倒”、“大小”或“亮度”）不同。
（6）将图乙中的透镜换成焦距f＝5cm的凸透镜，光屏上烛焰的像变模糊。将蜡烛向 右 （选填“左”或“右”）移动适当距离，光屏上重新出现烛焰清晰的像；若不移动蜡烛，在蜡烛和透镜之间放置一个度数适当的 近视 （选填“近视”或“远视”）镜片，光屏上也会重新出现烛焰清晰的像。
【答案】（1）10.0；（2）同一高度；（3）缩小；（4）35；（5）亮度；（6）右；近视。
【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，应调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度；
（3）根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像；
（4）在光的折射中，光路是可逆的；
（5）用焦距相同、镜面直径较大的凸透镜，发光体发出的光透过凸透镜的光线较多；
（6）凸透镜焦距变小，相当于增大物距，缩小像距；近视镜片是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用。
【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＝30.0cm﹣20.0cm＝10.0cm；
（2）为了使像成在光屏中央，应调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度；
（3）在如图乙所示实验情形下，恰好在光屏上得到烛焰清晰的像，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；
（4）在如图乙所示实验情形下，如果保持蜡烛和光屏的位置不变；把凸透镜移到光具座上35cm刻线处，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，可以在光屏上再次得到烛焰清晰的像；
（5）用另一只与原实验中焦距相同但口径较大的凸透镜，替代原来的凸透镜再次实验，成像大小不会变化，但经凸透镜的光线变多，所成的像与原来的像相比，比原来亮；
（6）将图乙中的透镜换成焦距f＝5cm的凸透镜，此时凸透镜焦距变小，相当于增大物距，缩小像距，像成在光屏的左侧，故将蜡烛向右移动适当距离，光屏上重新出现烛焰清晰的像；
若不移动蜡烛，在蜡烛和透镜之间放置一个度数适当的近视镜片，近视镜片是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用，会推迟光线会聚成像，光屏上也会重新出现烛焰清晰的像。
故答案为：（1）10.0；（2）同一高度；（3）缩小；（4）35；（5）亮度；（6）右；近视。
【考点2 物距、像距、焦距与成像性质的关系】
【典例2-1】（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。
【典例2-2】（2023•谯城区一模）某同学在做探究凸透镜成像规律实验时，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，此时正好能成一清晰的像（像未画出），则该像一定是倒立 等大 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。
【答案】等大
【分析】当物距等于像距时，凸透镜成倒立、等大的实像。
【解答】解：根据图像可知，此时的u＝v＝30.0cm，此时u＝v＝2f，凸透镜成倒立、等大的实像。
故答案为：等大。
【变式2-1】（2023•凤凰县模拟）用一个焦距是10cm的放大镜来观察邮票细节，放大镜与邮票的距离应该（ ）
A．大于40cmB．小于10cm
C．大于10cm小于20cmD．大于20cm小于40cm
【答案】B
【分析】凸透镜成像时，u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜。
【解答】解：用凸透镜观察较小的邮票图案，要使邮票放大，把凸透镜作为放大镜使用，邮票到凸透镜的距离一定小于凸透镜的焦距10cm。
故选：B。
【变式2-2】（2023•蓬江区校级模拟）在各种不同色光中，红、 绿 、蓝叫做三原色光。凸透镜的焦距为10厘米，将发光体放在主光轴上，测量光屏上的像与透镜间的距离为25厘米，则像是倒立、 放大 的实像（选填“放大”、“等大”或“缩小”），物到透镜的距离 小于 20厘米（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
【答案】绿；放大；小于
【分析】①光的三原色是红、绿、蓝。
②凸透镜成像时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f；2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f。
【解答】解：①红光、绿光、蓝光叫做三原色光。
②光屏上的像与透镜间的距离为25厘米，因为v＝25cm＞2f，所以成倒立、放大的实像，此时的2f＞u＞f，即物到凸透镜的距离小于20cm。
故答案为：绿；放大；小于。
【考点3 凸透镜成像规律的应用】
【典例3-1】（2022秋•栖霞市期末）用镜头焦距不变的照相机拍出了蝈蝈的照片如图甲所示，现要拍出如图乙所示的照片。下列操作正确的是（ ）
A．照相机远离蝈蝈，增加镜头和像间距离
B．照相机靠近蝈蝈，增加镜头和像间距离
C．照相机远离蝈蝈，减少镜头和像间距离
D．照相机靠近蝈蝈，减少镜头和像间距离
【答案】B
【分析】凸透镜成实像时，物距变小，像距变大、像变大。
【解答】解：照相机是利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理工作的，乙照片中蝈蝈大些，即像大一些，需要减小物距，增大像距，即照相机靠近蝈蝈，同时把镜头向前伸，使暗箱变长，故B正确。
故选：B。
【典例3-2】（2023•榆阳区校级模拟）小明用手机拍照，发现手机镜头过于靠近拍摄对象时（如图所示）无法正常对焦，拍出的照片模糊，此时像成在感光器（相当于光屏） 后 （选填“前”或“后”）。小明发现将 远视 （选填“近视”或“远视”）眼镜的镜片紧靠在手机镜头上可以解决这一问题，此时在感光器上成的是物体 倒立 （选填“正立”或“倒立”）的实像。
【答案】后；远视；倒立。
【分析】当物体在凸透镜的二倍焦距以外时，成到立缩小的实像；凸透镜对光线有会聚作用。
【解答】解：用手机拍照，发现手机镜头过于靠近拍摄对象时（如图所示）无法正常对焦，拍出的照片模糊，此时像成在感光器的后面，可以利用凸透镜对光线的会聚作用，放在手机镜头上，像就会成在感光器上了，远视眼镜的镜片是凸透镜，故选远视眼镜；
此时在感光器上成的是物体倒立缩小的实像。
故答案为：后；远视；倒立。
【变式3-1】（2023•卧龙区二模）如图所示，使用人脸识别开锁时，用户需要正对摄像头，然后系统进行拍照、扫描、身份信息核对，核对成功即开锁。关于人脸识别开锁，下列说法正确的是（ ）
A．摄像头的镜头对光有发散作用
B．识别时，人脸位于摄像头二倍焦距以内，一倍焦距以外
C．当人脸远离摄像头时，所成的像会变小
D．人脸识别时所成的像是正立、放大的虚像
【答案】C
【分析】凸透镜成像时，物距u＞2f时，成倒立缩小的实像，应用是照相机和摄像头；凸透镜成实像时，物距变大，像距变小，像变小。
【解答】解：ABD、摄像头是一个凸透镜，对光具有会聚作用，是利用物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像的规律工作的；故ABD错误；
C、当人脸远离摄像头时，物距变大，像距变小，人脸经摄像头所成的像会变小，故C正确。
故选：C。
【变式3-2】（2023•天府新区模拟）如图是人脸识别系统，其摄像头的镜头相当于一个凸透镜。“刷脸”时要使人像变大，人应 靠近 摄像头，且脸部到摄像头的距离应 大于 （选填“小于”“等于”或“大于”）凸透镜的两倍焦距。
【答案】靠近；大于
【分析】摄像头相当于一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用；摄像头是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理工作的，当u＞2f时，凸透镜才能成倒立、缩小的实像。凸透镜成实像时，物近像远像变大。
【解答】解：“刷脸”时摄像头的工作原理和照相机相同，利用物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像的原理，所以“刷脸”时面部应位于摄像头的两倍焦距之外；
要使像变大，像距变大，物距变小，人应靠近摄像头。
故答案为：靠近；大于。
一、选择题。
1．（2023春•乳山市期中）探究“凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示，此时在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法正确的是（ ）
A．放大镜应用了该次实验的成像规律
B．投影仪应用了该次实验的成像规律
C．要在光屏上得到更大的清晰像，需将蜡烛靠近透镜，光屏远离透镜
D．要在光屏上得到更大的清晰像，需将蜡烛靠近透镜，光屏靠近透镜
【答案】C
【分析】由图可知，物距大于像距，此时在光屏上得到烛焰清晰的像，则成像的性质一定是倒立缩小的实像，属于照相机原理；
根据凸透镜成像规律的记忆口诀，成实像时，物近像远像变大，据此判断如何移动蜡烛和光屏。
【解答】解：蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示，此时在光屏上得到烛焰清晰的像，由图可知，此时物距大于像距，根据凸透镜成像的规律可知，此时成像的性质一定是倒立缩小的实像，属于照相机原理，故AB错误；
根据凸透镜成像规律的记忆口诀，成实像时，物近像远像变大，若要在光屏上得到更大的清晰像，需将蜡烛靠近透镜，光屏远离透镜，故C正确，D错误。
故选：C。
2．（2023•锦江区校级模拟）如图所示是“科学探究：凸透镜成像”的实验操作情景，下列说法错误的是（ ）
A．从图甲中可知该透镜的焦距为10.0cm
B．如图乙所示，向左适当移动光屏可以得到倒立缩小的实像
C．如图乙所示，将蜡烛移至30cm处，光屏上可得到倒立等大的实像
D．如图乙所示，将蜡烛移至45cm处，可以得到正立放大的实像
【答案】D
【分析】（1）凸透镜的焦距是使平行于主光轴的光会聚的点到光心的距离；
（2）当物距大于二倍焦距时所成的像是缩小、倒立的实像，像距在一倍焦距和二倍焦距之间；
（3）当物距等于二倍焦距时，成倒立、等大的实像；
（4）物距小于焦距，凸透镜成正立、放大的虚像。
【解答】解：A、由甲图可知该透镜焦距为40.0cm﹣30.0cm＝10.0cm，故A正确；
B、由图乙可知，物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，所以向左适当移动光屏可以得到倒立、缩小的实像，故B正确；
C、如图乙所示，将蜡烛移至30cm处，此时的物距等于二倍焦距，所以光屏上可得到倒立、等大的实像，故C正确；
D、如图乙所示，将蜡烛移至45cm处，物距小于焦距，凸透镜成正立、放大的虚像，虚像不能成在光屏上，故D错误。
故选：D。
3．（2023春•保亭县校级期中）焦距为10cm的凸透镜前放一物体，下列判断正确的是（ ）
A．物体到透镜的距离在10～20cm之间，在屏上成倒立、放大的像，这是照相机原理
B．物体到透镜的距离大于20cm，在屏上成倒立、缩小的像，这是幻灯机原理
C．物体到透镜的距离小于10cm，在屏上成倒立、放大的像，这是幻灯机原理
D．物体到透镜的距离大于20cm，在屏上成倒立、缩小的像，这是照相机原理
【答案】D
【分析】凸透镜成像的规律：
当u＞2f时，成倒立、缩小的实像。照相机、摄像机就是根据这个原理制成的；
当u＝2f时，成倒立、等大的实像；
当f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像。幻灯机、投影仪就是根据这个原理制成的；
当u＝f时，无像。经凸透镜折射后的光线是平行的，没有会聚点；
当u＜f时，成正立、放大的虚像。放大镜就是根据这个原理制成的。
【解答】解：
A、物体到透镜的距离在10～20cm之间，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，在屏上成倒立、放大的像，这是幻灯机原理，故A错误；
BD、物体到透镜的距离大于20cm，物距大于二倍焦距，在屏上成倒立、缩小的像，这是照相机原理，故B错误、D正确；
C、物体到透镜的距离小于10cm，物距小于焦距，成的是正立、放大的虚像，虚像不能在光屏上呈现，这是放大镜的原理，故C错误。
故选：D。
4．（2023•确山县一模）如图为拍摄的郑州蝶湖公园的美景，关于这张照片，下列说法正确的是（ ）
A．戒指桥在水中的倒影模糊是因为光在水面发生了漫反射
B．在岸边看水底比实际浅，是因为光射入水中时发生了折射
C．戒指桥的实际高度一定比远处的大楼的高度要高一些
D．要想放大戒指桥的画面，拍摄时需增大镜头和感光板的距离
【答案】D
【分析】（1）平面镜成清晰的像是因为发生的是镜面反射，不光滑的面不容易成清晰的像；
（2）在岸边看水底比实际浅，是因为光从水中斜射入空气时发生了折射；
（3）凸透镜成实像时，物近像远像变大。
【解答】解：A．戒指桥在水中的倒影模糊是这是因为阳光照射到无数的水波片上，发生无数的镜面反射，形成很多个不重合的像，因而模糊，故A错误；
B．在岸边看水底比实际浅，是因为光从水中斜射入空气时发生了折射，故B错误；
C．人眼和照相机镜头相当于凸透镜，成实像时，物近像远像变大，戒指桥的像较大，是因为靠近镜头，实际高度不一定比远处的大楼的高，故C错误；
D．根据凸透镜成实像时，物近像远像变大，要想放大戒指桥的画面，照相机必须靠近桥，同上底片远离镜头，需增大镜头和感光板的距离，故D正确。
故选：D。
5．（2023•锦江区模拟）小丽同学用照相机拍摄了天府艺术公园的景象，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．部分房顶呈现绿色，是因为它吸收了绿光
B．离水面越远的建筑物，在水中的像越小
C．小丽能从不同方向看到公园的景物，是因为光发生了镜面反射
D．为让拍摄的像更大，小丽可以靠近拍摄物，同时伸长镜头
【答案】D
【分析】（1）不透明的物体会反射自身颜色的光；
（2）平面镜所成的像与物体大小相等；
（3）平滑的表面会把光线向着某个方向反射，这种反射叫做镜面反射；凹凸不平的表面会把光线向着四面八方反射，这种反射叫做漫反射；
（4）凸透镜成实像时，物近像远像变大。
【解答】解：A、部分房顶呈现绿色，是因为它反射了绿光，故A错误；
B、平面镜所成的像与物体大小相等，离水面越远的建筑物，在水中的像大小不变，故B错误；
C、小丽能从不同方向看到公园的景物，是因为光发生了漫反射，故C错误；
D、让拍摄的像更大，需要增大像距、减小物距，小丽可以靠近拍摄物，同时伸长镜头，故D正确。
故选：D。
6．（2023•杜集区校级模拟）如图所示是蜡烛经过凸透镜所成像的光路图，下列说法正确的是（ ）
A．图中光路图说明光在不同介质间传播的方向一定改变
B．投影仪的成像原理与图中凸透镜成像规律相同
C．若将蜡烛A向左移，则S点的像S'将向左移动
D．图中蜡烛到凸透镜的距离u＜2f（f为焦距）
【答案】C
【分析】（1）凸透镜成像规律：当u＞2f时，2f＞v＞f，成倒立缩小的实像，应用：如照相机；
当u＝2f时，v＝2f，成倒立等大的实像；
当2f＞u＞f时，v＞2f，成倒立放大的实像，应用：如投影仪或幻灯机；
当u＝f时，不成像；
当u＜f时，像物在透镜的同侧，成正立放大的虚像，应用：如放大镜；
（2）经过光心的光线传播方向不变；
（3）凸透镜成实像时，物距变大，像距变小。
【解答】解：A、经过凸透镜光心的光线，传播方向不变，故A错误；
BD、图中物距大于像距，物大于像，此时为u＞2f，成倒立缩小的实像，是照相机原理，故BD错误；
C、若将蜡烛A向左移，物距变大，像距变小，则S点的像S'将向左移动，故C正确。
故选：C。
7．（2023•开封二模）小明用凸透镜先后两次观察书本上的字，看到如图所示的情景，以下说法中正确的是（ ）
A．甲图中成的是实像
B．乙图中成像条件与投影仪相同
C．甲图中书本在凸透镜2倍焦距以外
D．乙图中凸透镜远离书本，所成的像变大
【答案】B
【分析】凸透镜成像的规律：
①物距小于焦距时，凸透镜成正立放大的虚像，物像同侧，应用是放大镜。
②物距大于一倍焦距小于二倍焦距，凸透镜成倒立放大实像，像距大于二倍焦距，应用是幻灯机、投影仪。
③物距等于二倍焦距，凸透镜成倒立等大实像，像距等于二倍焦距。
④物距大于二倍焦距，凸透镜成倒立缩小实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，应用是照相机。
⑤凸透镜成虚像时，物距变大，像距变大，像变大；凸透镜成实像时，物距变大，像距变小，像变小。
【解答】解：
A、实像都是倒立的，虚像都是正立的，故甲图中成的是虚像，乙图中成的是实像，故A错误；
BC、甲图成正立放大的虚像，物距小于焦距；乙图成倒立放大的实像，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，与投影仪的成像原理相同，故B正确、C错误；
D、乙图中凸透镜远离书本，物距变大，像距变小，所成的像变小，故D错误；
故选：B。
8．（2023•蚌山区三模）投影灯可在荧幕或墙面上投射出想要的图案，具有广告宣传、装饰、警示等作用，其原理与投影仪类似，选项图中能正确反映其成像原理的示意图是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【分析】凸透镜成像规律：当u＞2f时，2f＞v＞f，成倒立缩小的实像；
当u＝2f时，v＝2f，成倒立等大的实像，应用：如照相机；
当2f＞u＞f时，v＞2f，成倒立放大的实像，应用：如投影仪或幻灯机；
当u＝f时，不成像；
当u＜f时，像物在透镜的同侧，成正立放大的虚像，应用：如放大镜。
【解答】解：由题意可知，投射灯把投影片ab投射到地面，相当于一个投影仪，根据凸透镜成像规律可知，其原理是：当2f＞u＞f时，v＞2f，成倒立放大的实像，分析各选项图示可知，只有B选项符合要求。
故选：B。
9．（2023•伍家岗区模拟）先进的光刻技术是制造集成电路的基石，是制约我国科技发展的卡脖子技术。它利用透镜将绘制在镂空掩膜上电路图案通过紫外光照射到涂有光刻胶的硅片上，从而在硅片上形成清晰、缩小的电路图案，为下一步工序做好准备，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．在硅片上形成的像是虚像
B．此成像原理与投影仪的原理相同
C．缩图透镜是凹透镜
D．镂空掩膜位于透镜的二倍焦距以外
【答案】D
【分析】由图可知，该透镜将光会聚，所以这是一个凸透镜成像的过程；凸透镜成倒立、缩小的实像时，像到凸透镜的距离（像距）应在一倍焦距与二倍焦距之间，其应用是照相机。
【解答】解：由图可知，该透镜将光会聚，所以缩图透镜是一个凸透镜，这是一个凸透镜成像的过程；由图可知通过缩图透镜，掩膜上的电路在硅片上的像变小，所以可知该凸透镜成倒立、缩小的实像；结合凸透镜成缩小实像的条件可知，硅片到缩图透镜的距离（像距）应在一倍焦距与二倍焦距之间，此投射原理与照相机的原理相同；
综上所述，D正确。
故选：D。
10．（2023•五莲县二模）（多选）小册同学做“探究凸透镜成像的规律”的实验时，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上成清晰的像（像未在图中画出来）。下列说法不正确的是（ ）
A．图中成像原理与电影放映机的成像原理完全相同
B．取走光屏，蜡烛和凸透镜在图中位置，从凸透镜右侧适当位置可看到烛焰倒立缩小的实像
C．将蜡烛移到25cm刻度线处，凸透镜不动，光屏向左移动到适当位置才能呈现清晰的烛焰像
D．凸透镜的焦距可能为10cm
【答案】AC
【分析】（1）光屏上能承接到的像是实像。凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像；物距等于像距时，成倒立等大的实像；物距小于像距时，成倒立放大的实像。
（2）凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大。
【解答】解：A、由图可知，物距u＝30.0cm，v＝12.8cm，物距u＞v，成倒立缩小的实像，照相机就是利用该原理制成的，故A错误；
B、据图可知，当取走光屏后，所成像的情况是不变的，故取走光屏，蜡烛和凸透镜在图中位置，从凸透镜右侧适当位置可看到烛焰倒立缩小的实像，故B正确；
CD、据A可知，此时物体应该处于2f之外，故30.0cm＞2f；像处于另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间，即2f＞12.8cm＞f，故可得焦距的范围是：15cm＞f＞6.4cm，故将蜡烛移到25cm刻度线处，此时的物距是25cm，即一定处于1倍焦距以外，一定成实像，所以此时的物距变小，像距应该变大，像变大，所以应该将光屏向右移动，故C错误、D正确。
故选：AC。
11．（2023•昌邑市校级一模）（多选）图示为“探究凸透镜成像的规律”的有关情景，下列说法正确的是（ ）
A．凸透镜的焦距为10.0cm
B．在图乙情景中，仅向左移动光屏可得到清晰放大的实像
C．在图乙情景中，仅将蜡烛移至30cm处，光屏上可得到清晰等大的实像
D．在图乙情景中，将蜡烛移至45cm处，移动光屏可得到清晰放大的实像
【答案】AC
【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）根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像；
（3）根据u＝v＝2f，成倒立等大的实像；
（4）根据u＜f，成正立放大的虚像。
【解答】解：A、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，故A正确；
B、在图乙情景中，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，所以仅向左移动光屏可得到清晰缩小的实像，故B错误；
C、在图乙情景中，仅将蜡烛移至30cm处，此时u＝v＝20cm，根据u＝v＝2f，成倒立等大的实像，故C正确；
D、在图乙情景中，将蜡烛移至45cm处，此时u＝50cm﹣45cm＝5cm＜f，根据u＜f，成正立放大的虚像，故D错误。
故选：AC。
二、填空题。
12．（2023•宿迁二模）为了方便老年人剪指甲，市场上一种新型指甲剪，上方加装了一个小凸透镜如图甲所示，该指甲剪剪指甲时凸透镜可以成正立 放大 （选填“放大”或“缩小”）的虚像，判断该凸透镜的焦距可能为 1cm （选填“1cm”或“5cm”）。如图乙所示，此时烛焰恰好在光屏上成清晰的像，这个像的成像原理与 照相机 （选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）相同。若保持蜡烛和光屏的位置不变，仅将凸透镜更换成另一个焦距相同、尺寸更大的凸透镜，此时光屏上像的大小与原来的像对比 不变 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】放大；1cm；照相机；不变。
【分析】（1）根据u＜f时，成正立、放大的虚像；根据凸透镜成虚像时，物距越大，像越大；
（2）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；
仅将凸透镜更换成另一个焦距相同、尺寸更大的凸透镜，物距、像距不变，则光屏上像的大小不变。
【解答】解：（1）由图甲可知，透过凸透镜看到一个正立的像，根据u＜f时，成正立、放大的虚像；若凸透镜焦距较大，根据凸透镜成虚像时，物距越大，像越大，要使像变大，则指甲离凸透镜距离较远，操作不方便，故该凸透镜的焦距可能为1cm；
（2）如图乙所示，此时烛焰恰好在光屏上成清晰的像，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；
若保持蜡烛和光屏的位置不变，仅将凸透镜更换成另一个焦距相同、尺寸更大的凸透镜，物距、像距不变，此时光屏上像的大小与原来的像对比不变。
故答案为：放大；1cm；照相机；不变。
13．（2022秋•阜宁县期末）如图为银行“刷脸取款”的ATM机。客户站在ATM机前，光源自动打开，照亮 人脸 （填“人脸”或“显示屏”），拍照成功后，按提示操作，钱就自己“吐”出来。在拍摄范围内，人脸离镜头越 近 （填“近”或“远”），拍出的像越大。显示屏上的彩色画面由红、 绿 、蓝三种色光混合而成。
【答案】人脸；近；绿。
【分析】想看清物体必须有足够的光线，物体的光线足够明亮成的像才更清晰。物距减小，像距变大，像变大。光的三原色是红绿蓝。
【解答】解：只有将更多的光射到人脸上，才能看得更清楚，所以当人靠近摄像头时，光源自动打开，照亮人脸。
在拍摄范围内，人脸离镜头越近，物距越小，像距越大，拍出的像越大。
显示屏上的彩色画面由红、绿、蓝三种色光混合而成。
故答案为：人脸；近；绿。
14．（2023•电白区模拟）如图是照相机镜头成像原理示意图.在图中所标的a、b、c三点中，点 a 表示凸透镜的焦点，吴力在家里的阳台上用数码相机（焦距可调）拍摄下了株洲天元大桥美丽的夜景，如图甲、乙所示。结合如图分析可知，拍摄照片 甲 （选填“甲”或“乙”）时，镜头焦距调的较大，此时底片与透镜之间的距离应 增大 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】a；甲；增大。
【分析】要解答本题需掌握：照相机的原理是利用物体到凸透镜的距离大于2倍焦距的时候，成倒立缩小的实像的原理，且物距相同的时候，焦距越大所成的像就越大。
【解答】解：①因为焦点在凸透镜的主光轴上，且平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚过焦点，所以a点是焦点。
②由题干中的照片可知：甲照片图象大，所以照甲照片的时候焦距大。因为物距相同的时候，焦距越大所成的像就越大；所以拍摄甲图时，焦距要调小，拍摄照片甲时，镜头焦距调的较大，此时底片与透镜之间的距离应增大。
故答案为：a；甲；增大。
15．（2023•斗门区二模）常用体温计的刻度部分为三棱体，横截面如图所示，其正面呈圆弧形，这样就可以看清体温计内极细的水银柱，以便读数。体温计是根据液体的 热胀冷缩 原理制成的；圆弧形玻璃的作用，相当于 凸透镜 （选填“凸透镜”或“凹透镜”），使我们能看到水银柱放大后的 虚 （选填“实”或“虚”）像。
【答案】热胀冷缩；凸透镜；虚
【分析】液体温度计是根据液体的热胀冷缩原理制成的。当物距小于焦距时，凸透镜成放大、正立的虚像，放大镜就是根据这个原理制成的。
【解答】解：温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的；
从图中体温计的横截面看，从圆弧形表面看去，此温度计相当于凸透镜，当物距小于焦距时，使我们能看到水银柱放大后的虚像。
故答案为：热胀冷缩；凸透镜；虚。
三、实验探究题。
16．（2023•连平县二模）小明对凸透镜成像规律进行探究。
（1）如图1是利用太阳光测凸透镜焦距的方法，其中操作最合理的是 C 。
（2）将焦距为10cm的凸透镜，固定在光具座50cm的刻度处，将蜡烛从图2所示位置，移到光具座20cm刻度处，需将光屏向 左 （选填“左”或“右”）移动，直至在光屏上成清晰的倒立的实像，此成像的特点与 照相机 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）原理相同；这时若将蜡烛和光屏位置互换，光屏上 能 （选填“能”或“不能”）再次得到烛焰清晰的像。
（3）实验过程中突然一只蚊子紧贴透镜的右侧飞过，光屏上 会 （选填“会”或“不会”）有蚊子的影子飞过。
（4）图3能说明远视眼及其矫正的原理图正确的是 D 。
A.甲和丙
B.甲和丁
C.乙和丙
D.乙和丁
【答案】（1）C；（2）左；照相机；能；（3）会；（4）D。
【分析】（1）利用太阳光测量凸透镜焦距，应让凸透镜正对太阳光，白纸应与凸透镜平行，来回移动透镜，找到最小最亮的光斑，即焦点；
（2）已知焦距f＝10cm；当物距u＝30.0cm，光屏上要有清晰的像，像距f＜v＜2f；
u＞2f，f＜v＜2f，此时成倒立缩小的实像，应用在照相机；
根据光路可逆的原理，将蜡烛和光屏位置互换，光屏上仍能得到蜡烛的像；
（3）突然一只蚊子紧贴透镜的右侧飞过，根据光的直线传播原理，光屏上会有蚊子的影子飞过；
（4）远视眼是晶状体会聚能力减弱，像呈在视网膜的后方，应配戴凸透镜矫正。
【解答】解：（1）利用太阳光测量凸透镜焦距，应让凸透镜正对太阳光，白纸应与凸透镜平行，来回移动透镜，找到最小最亮的光斑，光斑到透镜中心的距离即为焦距，由图知，操作最合理的是：C；
（2）已知焦距f＝10cm；当物距u＝30.0cm，光屏上要有清晰的像，像距f＜v＜2f；图2中的像距v＝25.0cm，故应将光屏向左移动；
u＝30.0cm＞2f，f＜v＜2f，此时成倒立缩小的实像，应用在照相机；
将蜡烛和光屏位置互换，f＜u＜2f，v＝＞2f，光屏上成倒立放大的实像；
（3）实验过程中突然一只蚊子紧贴透镜的右侧飞过，根据光沿直线传播原理，光屏上会有蚊子的影子飞过；
（4）远视眼是晶状体曲度变小，会聚能力减弱，即折光能力减弱，像呈在视网膜的后方，应佩戴会聚透镜（凸透镜），使光线提前会聚。因此图乙能够说明远视眼的成像原理，图丁给出了远视眼的矫正方法；故选：D。
故答案为：（1）C；（2）左；照相机；能；（3）会；（4）D。
17．（2023•惠阳区二模）小明用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）调整器材高度时，应 点燃 （填“点燃”或“不点燃”）蜡烛；
（2）器材处于如图所示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，这与 投影仪 （填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像特点相同。当烛焰向左（远离透镜）移动后，要在光屏上成清晰的像，需将光屏向 左 移；
（3）将蜡烛移动至20cm刻度处，应将光屏移动到 B （填序号）范围的某一位置才能再次在光屏得到清晰的像；
A.50cm～60cm
B.60cm～70cm
C.70cm～80cm
（4）在探究凸透镜成像实验中出现如图甲的情况，要使像能够成在光屏的中央，应将透镜向 下 调整；
（5）在上一小题中实验获得清晰的像后，小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前（如图乙），为了使光屏上能成清晰的像，有两种调节方法，方法①透镜，蜡烛的位置不变，将光屏向右移，方法②光屏，透镜位置不变，将蜡烛向 左 移（选填“左”或“右”或“上”）。
【答案】（1）点燃；（2）投影仪；左；（ 3）B；（4）下；（5）左。
【分析】（1）要知道凸透镜成像规律实验的要求，首先必须将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心放在同一高度上，只有先将蜡烛点燃，才可以确定烛焰的中心；
（2）根据凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立放大的实像，投影仪就是利用此原理制成的；根据凸透镜成实像时，物远像近像变小分析回答；
（3）根据u＞2f，2f＞v＞f，成倒立、缩小的实像；
（4）根据过光心的光线传播方向不变分析回答；
（5）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用。
【解答】解：（1）根据凸透镜成像规律中实验的要求，必须让三者中心放在同一高度上，使其成像在光屏的中心；只有先将蜡烛点燃，才可以确定烛焰的中心，所以点燃蜡烛应在调整高度之前；
（2）器材处于如图所示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，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，投影仪就是利用此原理制成的；
当烛焰向左（远离透镜）移动后，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，要在光屏上成清晰的像，需将光屏左移；
（3）将蜡烛移动至20cm刻度处，此时物距u＝50cm﹣20cm＝30cm＞2f，根据u＞2f，2f＞v＞f，成倒立、缩小的实像，所以应将光屏移动到60cm～70cm范围的某一位置才能再次在光屏得到清晰的像，故选：B；
（4）在探究凸透镜成像实验中出现如图甲的情况，此时像成在光屏的上方，要使像能够成在光屏的中央，根据过光心的光线传播方向不变可知，应将透镜向下调整；
（5）在上一小题中实验获得清晰的像后，小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前，近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用，会推迟光线会聚成像，此时像成在光屏的右侧，若光屏，透镜位置不变，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，应将蜡烛向左。
故答案为：（1）点燃；（2）投影仪；左；（ 3）B；（4）下；（5）左。
18．（2023•潮阳区模拟）小雨用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）如图甲，将凸透镜正对着太阳光，在透镜下方，平行地放上白纸，测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘出图象，如图乙，则可判断该透镜的焦距f为 12 cm；
（2）调整器材高度时，应 点燃 （选填“点燃”“不点燃”）蜡烛；
（3）如图丙，将蜡烛移至45cm刻度处时，从凸透镜右侧通过凸透镜可以看到烛焰的 虚 （选填“虚”或“实”）像；
（4）小金在实验过程中不断移动烛焰位置，观察到如上图①至⑥的六种烛焰清晰的像，请按蜡烛到凸透镜距离由远到近所得到的6个像进行排序，正确顺序为②①③ ⑤⑥④ ；
（5）实验中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致光屏上的像向 上 （选填“上”或“下”）移动；
（6）小超想利用LED发光字母来探究凸透镜成像上下左右位置关系，如H、F、B、Z中4个字母适合做LED光源的有 1 个；
（7）小亮实验小组更换相关器材后顺利完成实验，根据记录的实验数据得到了如图的图象，图象为凸造镜成像的像距v的倒数和物距u的倒数的对应关系，根据图象信息可知该小组所用凸透镜的焦距为 12.5 cm。
【答案】（1）12；（2）点燃；（3）虚；（4）⑤⑥④；（5）上；（6）1；（7）12.5。
【分析】（1）根据图乙找出白纸被烤焦的最短时间，所对应的透镜与白纸间距即为焦距；
（2）要知道凸透镜成像规律实验的要求，首先必须将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心放在同一高度上，只有先将蜡烛点燃，才可以确定烛焰的中心；
（3）凸透镜成像规律：物距小于焦距成正立放大虚像，物像同侧；
（4）凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小；相反，物距减小，像距增大，像变大；小于焦距时成正立放大的虚像；
（5）根据光线过光心不改变方向判断像的移动情况；
（6）探究凸透镜成像上下左右位置关系应该让发光体本身上下左右是不同的；
（7）根据图象判断出凸透镜的焦距。
【解答】解：（1）由图乙可知，当透镜与白纸间距s＝12cm时，白纸被烤焦的时间t＝4min，所用的时间最短，
说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高，这个点就是凸透镜的焦点，则测出透镜与白纸距离即为焦距f＝12cm。
（2）根据凸透镜成像规律中实验的要求，必须让三者中心放在同一高度上，使其成像在光屏的中心；
只有先将蜡烛点燃，才可以确定烛焰的中心，所以点燃蜡烛应在调整高度之前。
（3）蜡烛移至45cm刻度线处时，物距u＝50cm﹣45cm＝5cm，u＜f，成正立、放大的虚像；该实验现象可以说明放大镜的成像特点。
（4）根据凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小；相反，物距减小，像距增大，像变大，
物距小于焦距时成正立放大的虚像，像越远像越大；故正确顺序为②①③⑤⑥④。
（5）实验过程中，蜡烛燃烧变短，根据“过光心的光线其传播方向不变”可知，像会向光屏的上方移动。
（6）探究凸透镜成像上下左右位置关系时，首先考虑应该让发光体本身上下左右是不同的，即上下和左右是不对称的，则适合做LED光源可能是“F”和“Z”；然后再分析“Z”，因Z上下左右同时颠倒后仍然是Z，所以Z不适合作光源，故只有“F”适合作光源。
（7）图中＝4m﹣1时，＝4m﹣1，此时v＝u＝0.25m像距等于物距，说明物体处于二倍焦距处，即2f＝0.25m，所以f＝0.125m＝12.5cm。
故答案为：（1）12；（2）点燃；（3）虚；（4）⑤⑥④；（5）上；（6）1；（7）12.5。
四、解答题。
19．（2022秋•无锡期末）为了提高高速公路通行效率，高速收费站建有ETC专用通道，专用通道需要汽车安装ETC卡（如图甲所示），图乙是ETC专用通道示意图，当汽车进入ETC卡读取器识别范围的时候，卡上的信息被读取，同时栏杆机将横杆抬起，汽车无需停车就实现了缴费，大大节约了通站时间。
（1）汽车在摄像机里所成的像是 倒立 （选填“倒立”或“正立”）的，汽车在不断靠近监控摄像机的过程中，像逐渐 变大 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。
（2）某一ETC通道，栏杆机距ETC卡读取器10m，横杆在位置一（如图丙所示）时距地面高度1.2m，栏杆机启动后横杆水平段沿竖直方向以0.2m/s的速度匀速抬起。某人驾驶一台车高为1.6m的车通过该ETC通道，车距ETC卡读取器6m时被读取信息，假设栏杆机横杆水平段同时抬起，以车的高度，车速太快横杆抬起高度不够，会撞杆违章。求：
①栏杆抬起到汽车能通过的最低高度所需要的时间。
②车匀速顺利通过通道的最快速度。
【答案】（1）倒立；变大；（2）①栏杆抬起到汽车能通过的最低高度所需要的时间为2s；②车匀速顺利通过通道的最快速度为8m/s
【分析】（1）摄像机的镜头是一个凸透镜，成倒立、缩小的实心；凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大；
（2）根据汽车的高度计算汽车刚好通过时横杆上升的高度，根据速度公式求出抬起横杆所用的时间，根据汽车通过的距离和时间求出速度的大小。
【解答】解：（1）监控摄像机相当于照相机，汽车在摄像机里所成的像是倒立、缩小的实像。在凸透镜成实像的条件下，物距变小，像距变大，像变大。汽车在不断靠近监控摄像机的过程中，像逐渐变大。
（2）①SUV的高度为1.6m，当横杆距离地面的高度为1.6m时，汽车刚好能通过；则横杆上升的高度为：h＝1.6m﹣1.2m＝0.4m；
根据速度公式可知栏杆抬起到汽车能通过的最低高度所需要的时间为：t＝＝＝2s；
②汽车到横杆的距离为：s＝6m+10m＝16m；
则汽车的最大速度为：v'＝＝＝8m/s。
故答案为：（1）倒立；变大；（2）①栏杆抬起到汽车能通过的最低高度所需要的时间为2s；②车匀速顺利通过通道的最快速度为8m/s。
20．（2023•桐城市模拟）在“探究凸透镜成像规律”的实验中
（1）由图1可知，凸透镜的焦距是 10 cm。
（2）如图2，改变蜡烛的位置，使其位于35cm刻度线处，再移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的倒立、 放大 的实像（选填“放大”、“等大”或“缩小”）
（3）在实验（2）的基础上，将蜡烛和光屏互换位置，此时烛焰在光屏上成清晰 缩小 的实像（选填“放大”、“等大”或“缩小”）
（4）实验过程中小丽将蜡烛逐渐远离凸透镜的过程中，像逐渐 变小 （选填“变大”、“不变”或“变小”）
（5）小芳同学在实验中，她按如图3装配仪器 （图中F点是焦点，H点是2倍焦距处），此时光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高。造成这一现象的原因是 蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心没在同一高度 ；为了使像能成在光屏的中央，她应把蜡烛向 上 调（填“上”、“下”）；调节好蜡烛的高度后，她把蜡烛移到A点，此时光屏上的像很模糊，为了得到清晰的像，应把光屏向 右 移动（填“左”或“右”）。
（6）在探究凸透镜成像规律时，保持凸透镜的位置不变，先后把蜡烛放在abcd四点并分别调整光屏的位置，如图4探究后他总结出下列说法。其中正确的是 A
A．照相机是利用蜡烛放在a点 的成像特点制成的
B．放大镜是利用蜡烛放在b点 的成像特点制成的
C．幻灯机是利用蜡烛放在d点的成像特点制成的
D．蜡放在b点成的像比它放在c点成的像大。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）要解决此题，首先要掌握焦点和焦距的概念：平行于主光轴的光线会聚于一点，此点为凸透镜的焦点。由焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距，粗略测量薄透镜的焦距时，可以测出从焦点到凸透镜的距离即可。
（2）f＜u＜2f，成倒立、放大的实像；
（3）u＞2f，成倒立、缩小的实像；
（4）当物距大于焦距时，凸透镜成实像。凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小；
（5）探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心。
凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像增大。
（6）根据凸透镜的成像特点分析。当u＜f时，成正立放大的虚像；当 f＜u＜2f时 成倒立放大的实像，当u＞2f时，成倒立缩小的实像。
【解答】解：（1）其中光屏上出现的最小、最亮的光斑即为焦点，焦点到凸透镜的距离是10cm，所以凸透镜的焦距是10cm。
（2）当蜡烛位置位于35cm刻度线处时，u＝50cm﹣35cm＝15cm，即f＜u＜2f，成倒立、放大的实像；
（3）若将（2）中的蜡烛和光屏互换位置，则物距大于2倍焦距，凸透镜成倒立、缩小的实像。
（4）实验过程中小丽将蜡烛逐渐远离凸透镜的过程中，像逐渐变小；
（5）蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心。
为了使像能成在光屏的中央，她应把蜡烛向上移动，蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度。
蜡烛移到A点，物距减小，像距要增大，光屏向右移动。
（6）A、当将蜡烛放在a点。此时u＞2f，根据凸透镜成像规律可知，此时所成的像是倒立缩小的实像，照相机就是根据这一原理制成的，故A正确；
B、由图可知：当将蜡烛放在d点。此时U＜f，成倒正立、放大的虚像，应用于放大镜，故B错误；
C、c点在1倍焦距和2倍焦距之间，根据凸透镜成像规律可知，此时所成的像是倒立放大的实像，应用于幻灯机和投影仪，故C错误。
D、蜡放在b点成的像比它放在c点成的像小，故D错误。
故答案为：（1）10；（2）放大；（3）缩小；（4）变小；（5）蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心没在同一高度；上；右；（6）A。
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
1、凸透镜成像规律
（1）常见凸透镜成像规律光路图，详见下表：
（2）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。
（3）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；（4）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。
（5）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
【考点1 探究凸透镜成像的规律】
【典例1-1】（2023•秦淮区二模）做凸透镜成像实验时，将光具座上的蜡烛、凸透镜、光屏如图放置，光屏上呈现清晰的像。下列说法正确的是（ ）
A．光屏上的像是倒立放大的
B．该凸透镜的焦距可能是20cm
C．将远视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，再向左移动光屏到某一位置，光屏上能成清晰的像
D．只将蜡烛移至光具座46cm处，将光屏来回移动，光屏上能接收到像
【答案】C
【分析】（1）根据凸透镜成实像，物距大于像距时，在光屏上成倒立缩小的实像；
（2）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；
（3）远视眼镜是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用；
（4）根据u＜f；成正立、放大的虚像判断。
【解答】解：A、由图可知，此时u＞v，则凸透镜成倒立、缩小实像，故A错误；
B、由图可知，u＝50.0cm﹣20.0cm＝30.0cm，v＝67.0cm﹣50.0cm＝17.0cm，即30.0cm＞2f，2f＞17.0cm＞f，则8.5cm＜f＜15cm，故B错误；
C、远视眼镜是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用，将远视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，光线提前会聚成像在光屏的左侧，所以再向左移动光屏到某一位置，光屏上能成清晰的像，故C正确；
D、由B中分析可知8.5cm＜f＜15cm，而当将蜡烛移至光具座46cm处，则此时物距＝50.0cm﹣46.0cm＝4.0cm＜f，此时凸透镜成的是虚像，不能呈现在光屏上，因此无论如何来回移动光屏，都不能接收到像，故D错误。
故选：C。
【典例1-2】（2023•九龙坡区校级三模）（1）利用如图1甲所示装置探究“冰熔化时温度随时间变化的规律”，将装有碎冰的试管放入装有适量水的烧杯中加热。安装实验装置时，应遵循 自下而上 （选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序；图1乙为冰的温度随时间变化的图象，在6min时，试管内的物质处于 固液共存 （选填“固体”、“液体”或“固液共存”）状态。
（2）课堂上，小明对凸透镜成像规律进行了相关实验探究。通过如图2甲所示实验，测出凸透镜焦距为 10.0 cm。实验时，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者中心在 同一高度 。图2乙中，光屏上恰好能得到烛焰清晰的像， 照相机 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像规律与此相同。
【答案】（1）自下而上；固液共存；（2）10.0；同一高度；照相机
【分析】（1）实验中要用酒精灯外焰加热，温度计玻璃泡完全浸没在被测物质中，但不能碰容器底和壁，据此判断组装仪器的顺序；
晶体在熔化前是固态，熔化过程中处于固液共存态，熔化完后处于液态；
（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；
为使所成像能在光屏的中心，必须使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上；
根据u＞2f时，在光屏上成倒立、缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的。
【解答】解：（1）实验中要用酒精灯的外焰加热，所以安装时需要点燃酒精灯，温度计玻璃泡完全浸没在被测物质中，但不能碰容器底和壁，则组装仪器需要按照自下而上的顺序；
由图象可知，在6min时冰处于熔化过程中，所以处于固液共存态；
冰在熔化过程中需要吸热，所以冰在第8min时具有的内能大于在第4min时具有的内能；
（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，所以由图2甲凸透镜的焦距是：f＝30.0cm﹣20.0cm＝10.0cm；
实验前，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，目的是将像呈现在光屏中央；
由图2乙可知，物距u＝50.0cm﹣20.0cm＝30.0cm＞2f，根据u＞2f时，在光屏上成倒立、缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的。
故答案为：（1）自下而上；固液共存；大于；（2）10.0；同一高度；照相机。
【典例1-3】（2023•东营区校级模拟）探究凸透镜成像规律，实验装置如图。
（1）如图甲，用平行光法找到凸透镜的焦点，测得焦距为 10.0 cm。
（2）将蜡烛移到图乙所示的位置，移动光屏，得到倒立、 放大 的实像，在生活中的应用是 投影仪 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。继续实验，向左移动蜡烛，则光屏应向 左 移动，才能再次得到清晰的像。
（3）将透镜换为弯曲度可以通过抽、注水进行调整的水透镜，用注射器向水透镜内注水，发现光屏上原来清晰的像变模糊，将蜡烛移近水透镜，光屏上的像又变清晰，该实验模拟了 近视 眼的成因，可佩戴 凹 透镜进行纠正。
（4）某兴趣小组用此实验装置（透镜在50cm刻度处）测量物距为12cm时像距的大小，操作时发现在光具座上无论如何移动光屏都得不到清晰的像。经过分析得出是因为像距大于50cm像成在了光具座之外，为了找到清晰的像并测量出像距，你可以采取的措施是： 用注射器向水透镜内注水 。
【答案】（1）10.0；（2）放大；投影仪；左；（3）近视；凹；（4）用注射器向水透镜内注水
【分析】（1）通过图甲所示的现象，结合凸透镜焦点的定义即可确定该凸透镜的焦距；
（2）物距在一倍焦距与二倍焦距之间时，凸透镜成倒立、放大的实像；凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大；
（3）晶状体越薄，折光能力越弱，成像越远，像距越大；近视眼应配戴凹透镜进行矫正；
（4）凸透镜的焦距越小，在物距不变的情况下，像距越小。
【解答】解：（1）平行光线经过凸透镜后会聚于一点，这一点就是焦点。焦点到光心的距离是焦距，根据图示中光屏在刻度尺上的位置，可以读出该凸透镜的焦距为：40.0cm﹣30.0cm＝10.0cm；
（2）将蜡烛移到图乙所示的位置，此时的物距在一倍焦距与二倍焦距之间，光屏上呈现烛焰倒立、放大的实像，其应用是投影仪；
凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大；向左移动蜡烛，物距变大，为了在光屏上得到清晰的像，像距应变小，应将光屏靠近凸透镜，即光屏应向左移动；
（3）用注射器向水透镜内注水，透镜变厚，折光能力变强，成像在光屏前，光屏上原来清晰的像变模糊，将蜡烛移近水透镜，物距变小，像距变大，光屏上的像又变清晰，该实验模拟了近视眼的成因，可配戴凹透镜进行矫正；
（4）实验中发现像距大于50cm像成在了光具座之外，为了使光屏上能得到清晰的像，需要减小像距，由于物距不变，所以应该减小凸透镜的焦距，增大凸透镜的凸度，应用注射器向水透镜内注水。
故答案为：（1）10.0；（2）放大；投影仪；左；（3）近视；凹；（4）用注射器向水透镜内注水。
【变式1-1】（2023•岱岳区二模）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，这时烛焰在光屏上成清晰的像（像未画出）。以下判断全部正确的是（ ）
①本次成像规律与照相机原理相同
②凸透镜的焦距可能是10cm
③将蜡烛向左移动，要得到清晰的像，需要将光屏也向左移动，此时像会变的更小
④保持蜡烛与光屏位置不变，只移动凸透镜，光屏上也可以出现清晰的像
A．①③B．②④C．①②D．③④
【答案】D
【分析】①根据凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立放大的实像，投影仪就是利用此原理制成的；
②u＜v，且成实像，说明2f＞u＝25cm＞f，v＝40cm＞2f，由此可得焦距的范围；
③根据凸透镜成实像时，物远像近像变小分析回答；
④在光的折射中，光路是可逆的。
【解答】解：①由图可知，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，投影仪就是利用此原理制成的，故①错误；
②由图可知，u＜v，且成实像，说明2f＞u＝25cm＞f，v＝40cm＞2f，即20cm＞f＞12.5cm，故②错误；
③将蜡烛向左移动，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，要得到清晰的像，需要将光屏也向左移动，此时像会变的更小，故③正确；
④保持蜡烛与光屏位置不变，只移动凸透镜，当物距等于原来的像距，像距等于原来的物距时，根据在光的折射中，光路是可逆的，光屏上也可以出现清晰的像，故④正确。
故选：D。
【变式1-2】（2023•攀枝花模拟）小艺同学尝试用自制的水凸透镜来探究“凸透镜成像规律”，她将装置调整至如图位置时，光屏上出现清晰的烛焰像，如果固定蜡烛和光屏的位置不变，只要将凸透镜移到 35 cm刻度线处，光屏上能再次成一个清晰的像；若在图中位置时，小华利用注射器从水凸透镜向外抽少许水（焦距变大），光屏上原来清晰的像变得模糊不清，将蜡烛适当远离透镜，像又变清晰；若不移动蜡烛，要想光屏上重新得到清晰的烛焰像，可以向 右 （选填“左”或“右”）移动光屏，或者保持光屏位置不变，给水凸透镜带上合适的 远视 （选填“近视”或“远视”）眼镜。
【答案】35；右；远视。
【分析】（1）在光的折射中，光路是可逆的；
（2）凸透镜凸度越小，焦距越长，相当于减小物距，增大像距；
（3）远视眼镜是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用。
【解答】解：如果固定蜡烛和光屏的位置不变，只要将凸透镜移到35cm刻度线处，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，光屏上能再次成一个清晰的像；
小华利用注射器从水凸透镜向外抽少许水，此时水凸透镜凸度变小，焦距变长，相当于减小物距，增大像距，要想光屏上重新得到清晰的烛焰像，可以向右移动光屏；
若保持光屏位置不变，给水凸透镜带上合适的远视眼镜，远视眼镜是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用，可以使光线提前会聚成像。
故答案为：35；右；远视。
【变式1-3】（2023•高新区校级模拟）小明用蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上进行“探究凸透镜成像的规律”的实验。
（1）将平行光正对凸透镜，移动光屏，直到光屏上形成一个最小最亮的光斑，如图甲所示，该凸透镜的焦距为 10.0 cm。
（2）在光具座上将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧，调节它们的高度，使烛焰、凸透镜和光屏的中心在 同一高度 ，这样做的目的是使像成在光屏中央。
（3）在如图乙所示实验情形下，此时恰好在光屏上得到烛焰清晰的像。此像是倒立 缩小 的实像。
（4）在如图乙所示实验情形下，如果保持蜡烛和光屏的位置不变；把凸透镜移到光具座上 35 cm刻线处，可以在光屏上再次得到烛焰清晰的像。
（5）如果利用乙图的装置，光源及光屏位置不变，取下凸透镜，在原透镜位置放置材料相同焦距不变，口径较大的凸透镜，此时成的像与乙图所成的像 亮度 （选填“正倒”、“大小”或“亮度”）不同。
（6）将图乙中的透镜换成焦距f＝5cm的凸透镜，光屏上烛焰的像变模糊。将蜡烛向 右 （选填“左”或“右”）移动适当距离，光屏上重新出现烛焰清晰的像；若不移动蜡烛，在蜡烛和透镜之间放置一个度数适当的 近视 （选填“近视”或“远视”）镜片，光屏上也会重新出现烛焰清晰的像。
【答案】（1）10.0；（2）同一高度；（3）缩小；（4）35；（5）亮度；（6）右；近视。
【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，应调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度；
（3）根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像；
（4）在光的折射中，光路是可逆的；
（5）用焦距相同、镜面直径较大的凸透镜，发光体发出的光透过凸透镜的光线较多；
（6）凸透镜焦距变小，相当于增大物距，缩小像距；近视镜片是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用。
【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＝30.0cm﹣20.0cm＝10.0cm；
（2）为了使像成在光屏中央，应调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度；
（3）在如图乙所示实验情形下，恰好在光屏上得到烛焰清晰的像，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；
（4）在如图乙所示实验情形下，如果保持蜡烛和光屏的位置不变；把凸透镜移到光具座上35cm刻线处，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，可以在光屏上再次得到烛焰清晰的像；
（5）用另一只与原实验中焦距相同但口径较大的凸透镜，替代原来的凸透镜再次实验，成像大小不会变化，但经凸透镜的光线变多，所成的像与原来的像相比，比原来亮；
（6）将图乙中的透镜换成焦距f＝5cm的凸透镜，此时凸透镜焦距变小，相当于增大物距，缩小像距，像成在光屏的左侧，故将蜡烛向右移动适当距离，光屏上重新出现烛焰清晰的像；
若不移动蜡烛，在蜡烛和透镜之间放置一个度数适当的近视镜片，近视镜片是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用，会推迟光线会聚成像，光屏上也会重新出现烛焰清晰的像。
故答案为：（1）10.0；（2）同一高度；（3）缩小；（4）35；（5）亮度；（6）右；近视。
【考点2 物距、像距、焦距与成像性质的关系】
【典例2-1】（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。
【典例2-2】（2023•谯城区一模）某同学在做探究凸透镜成像规律实验时，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，此时正好能成一清晰的像（像未画出），则该像一定是倒立 等大 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。
【答案】等大
【分析】当物距等于像距时，凸透镜成倒立、等大的实像。
【解答】解：根据图像可知，此时的u＝v＝30.0cm，此时u＝v＝2f，凸透镜成倒立、等大的实像。
故答案为：等大。
【变式2-1】（2023•凤凰县模拟）用一个焦距是10cm的放大镜来观察邮票细节，放大镜与邮票的距离应该（ ）
A．大于40cmB．小于10cm
C．大于10cm小于20cmD．大于20cm小于40cm
【答案】B
【分析】凸透镜成像时，u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜。
【解答】解：用凸透镜观察较小的邮票图案，要使邮票放大，把凸透镜作为放大镜使用，邮票到凸透镜的距离一定小于凸透镜的焦距10cm。
故选：B。
【变式2-2】（2023•蓬江区校级模拟）在各种不同色光中，红、 绿 、蓝叫做三原色光。凸透镜的焦距为10厘米，将发光体放在主光轴上，测量光屏上的像与透镜间的距离为25厘米，则像是倒立、 放大 的实像（选填“放大”、“等大”或“缩小”），物到透镜的距离 小于 20厘米（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
【答案】绿；放大；小于
【分析】①光的三原色是红、绿、蓝。
②凸透镜成像时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f；2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f。
【解答】解：①红光、绿光、蓝光叫做三原色光。
②光屏上的像与透镜间的距离为25厘米，因为v＝25cm＞2f，所以成倒立、放大的实像，此时的2f＞u＞f，即物到凸透镜的距离小于20cm。
故答案为：绿；放大；小于。
【考点3 凸透镜成像规律的应用】
【典例3-1】（2022秋•栖霞市期末）用镜头焦距不变的照相机拍出了蝈蝈的照片如图甲所示，现要拍出如图乙所示的照片。下列操作正确的是（ ）
A．照相机远离蝈蝈，增加镜头和像间距离
B．照相机靠近蝈蝈，增加镜头和像间距离
C．照相机远离蝈蝈，减少镜头和像间距离
D．照相机靠近蝈蝈，减少镜头和像间距离
【答案】B
【分析】凸透镜成实像时，物距变小，像距变大、像变大。
【解答】解：照相机是利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理工作的，乙照片中蝈蝈大些，即像大一些，需要减小物距，增大像距，即照相机靠近蝈蝈，同时把镜头向前伸，使暗箱变长，故B正确。
故选：B。
【典例3-2】（2023•榆阳区校级模拟）小明用手机拍照，发现手机镜头过于靠近拍摄对象时（如图所示）无法正常对焦，拍出的照片模糊，此时像成在感光器（相当于光屏） 后 （选填“前”或“后”）。小明发现将 远视 （选填“近视”或“远视”）眼镜的镜片紧靠在手机镜头上可以解决这一问题，此时在感光器上成的是物体 倒立 （选填“正立”或“倒立”）的实像。
【答案】后；远视；倒立。
【分析】当物体在凸透镜的二倍焦距以外时，成到立缩小的实像；凸透镜对光线有会聚作用。
【解答】解：用手机拍照，发现手机镜头过于靠近拍摄对象时（如图所示）无法正常对焦，拍出的照片模糊，此时像成在感光器的后面，可以利用凸透镜对光线的会聚作用，放在手机镜头上，像就会成在感光器上了，远视眼镜的镜片是凸透镜，故选远视眼镜；
此时在感光器上成的是物体倒立缩小的实像。
故答案为：后；远视；倒立。
【变式3-1】（2023•卧龙区二模）如图所示，使用人脸识别开锁时，用户需要正对摄像头，然后系统进行拍照、扫描、身份信息核对，核对成功即开锁。关于人脸识别开锁，下列说法正确的是（ ）
A．摄像头的镜头对光有发散作用
B．识别时，人脸位于摄像头二倍焦距以内，一倍焦距以外
C．当人脸远离摄像头时，所成的像会变小
D．人脸识别时所成的像是正立、放大的虚像
【答案】C
【分析】凸透镜成像时，物距u＞2f时，成倒立缩小的实像，应用是照相机和摄像头；凸透镜成实像时，物距变大，像距变小，像变小。
【解答】解：ABD、摄像头是一个凸透镜，对光具有会聚作用，是利用物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像的规律工作的；故ABD错误；
C、当人脸远离摄像头时，物距变大，像距变小，人脸经摄像头所成的像会变小，故C正确。
故选：C。
【变式3-2】（2023•天府新区模拟）如图是人脸识别系统，其摄像头的镜头相当于一个凸透镜。“刷脸”时要使人像变大，人应 靠近 摄像头，且脸部到摄像头的距离应 大于 （选填“小于”“等于”或“大于”）凸透镜的两倍焦距。
【答案】靠近；大于
【分析】摄像头相当于一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用；摄像头是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理工作的，当u＞2f时，凸透镜才能成倒立、缩小的实像。凸透镜成实像时，物近像远像变大。
【解答】解：“刷脸”时摄像头的工作原理和照相机相同，利用物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像的原理，所以“刷脸”时面部应位于摄像头的两倍焦距之外；
要使像变大，像距变大，物距变小，人应靠近摄像头。
故答案为：靠近；大于。
一、选择题。
1．（2023春•乳山市期中）探究“凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示，此时在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法正确的是（ ）
A．放大镜应用了该次实验的成像规律
B．投影仪应用了该次实验的成像规律
C．要在光屏上得到更大的清晰像，需将蜡烛靠近透镜，光屏远离透镜
D．要在光屏上得到更大的清晰像，需将蜡烛靠近透镜，光屏靠近透镜
【答案】C
【分析】由图可知，物距大于像距，此时在光屏上得到烛焰清晰的像，则成像的性质一定是倒立缩小的实像，属于照相机原理；
根据凸透镜成像规律的记忆口诀，成实像时，物近像远像变大，据此判断如何移动蜡烛和光屏。
【解答】解：蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示，此时在光屏上得到烛焰清晰的像，由图可知，此时物距大于像距，根据凸透镜成像的规律可知，此时成像的性质一定是倒立缩小的实像，属于照相机原理，故AB错误；
根据凸透镜成像规律的记忆口诀，成实像时，物近像远像变大，若要在光屏上得到更大的清晰像，需将蜡烛靠近透镜，光屏远离透镜，故C正确，D错误。
故选：C。
2．（2023•锦江区校级模拟）如图所示是“科学探究：凸透镜成像”的实验操作情景，下列说法错误的是（ ）
A．从图甲中可知该透镜的焦距为10.0cm
B．如图乙所示，向左适当移动光屏可以得到倒立缩小的实像
C．如图乙所示，将蜡烛移至30cm处，光屏上可得到倒立等大的实像
D．如图乙所示，将蜡烛移至45cm处，可以得到正立放大的实像
【答案】D
【分析】（1）凸透镜的焦距是使平行于主光轴的光会聚的点到光心的距离；
（2）当物距大于二倍焦距时所成的像是缩小、倒立的实像，像距在一倍焦距和二倍焦距之间；
（3）当物距等于二倍焦距时，成倒立、等大的实像；
（4）物距小于焦距，凸透镜成正立、放大的虚像。
【解答】解：A、由甲图可知该透镜焦距为40.0cm﹣30.0cm＝10.0cm，故A正确；
B、由图乙可知，物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，所以向左适当移动光屏可以得到倒立、缩小的实像，故B正确；
C、如图乙所示，将蜡烛移至30cm处，此时的物距等于二倍焦距，所以光屏上可得到倒立、等大的实像，故C正确；
D、如图乙所示，将蜡烛移至45cm处，物距小于焦距，凸透镜成正立、放大的虚像，虚像不能成在光屏上，故D错误。
故选：D。
3．（2023春•保亭县校级期中）焦距为10cm的凸透镜前放一物体，下列判断正确的是（ ）
A．物体到透镜的距离在10～20cm之间，在屏上成倒立、放大的像，这是照相机原理
B．物体到透镜的距离大于20cm，在屏上成倒立、缩小的像，这是幻灯机原理
C．物体到透镜的距离小于10cm，在屏上成倒立、放大的像，这是幻灯机原理
D．物体到透镜的距离大于20cm，在屏上成倒立、缩小的像，这是照相机原理
【答案】D
【分析】凸透镜成像的规律：
当u＞2f时，成倒立、缩小的实像。照相机、摄像机就是根据这个原理制成的；
当u＝2f时，成倒立、等大的实像；
当f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像。幻灯机、投影仪就是根据这个原理制成的；
当u＝f时，无像。经凸透镜折射后的光线是平行的，没有会聚点；
当u＜f时，成正立、放大的虚像。放大镜就是根据这个原理制成的。
【解答】解：
A、物体到透镜的距离在10～20cm之间，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，在屏上成倒立、放大的像，这是幻灯机原理，故A错误；
BD、物体到透镜的距离大于20cm，物距大于二倍焦距，在屏上成倒立、缩小的像，这是照相机原理，故B错误、D正确；
C、物体到透镜的距离小于10cm，物距小于焦距，成的是正立、放大的虚像，虚像不能在光屏上呈现，这是放大镜的原理，故C错误。
故选：D。
4．（2023•确山县一模）如图为拍摄的郑州蝶湖公园的美景，关于这张照片，下列说法正确的是（ ）
A．戒指桥在水中的倒影模糊是因为光在水面发生了漫反射
B．在岸边看水底比实际浅，是因为光射入水中时发生了折射
C．戒指桥的实际高度一定比远处的大楼的高度要高一些
D．要想放大戒指桥的画面，拍摄时需增大镜头和感光板的距离
【答案】D
【分析】（1）平面镜成清晰的像是因为发生的是镜面反射，不光滑的面不容易成清晰的像；
（2）在岸边看水底比实际浅，是因为光从水中斜射入空气时发生了折射；
（3）凸透镜成实像时，物近像远像变大。
【解答】解：A．戒指桥在水中的倒影模糊是这是因为阳光照射到无数的水波片上，发生无数的镜面反射，形成很多个不重合的像，因而模糊，故A错误；
B．在岸边看水底比实际浅，是因为光从水中斜射入空气时发生了折射，故B错误；
C．人眼和照相机镜头相当于凸透镜，成实像时，物近像远像变大，戒指桥的像较大，是因为靠近镜头，实际高度不一定比远处的大楼的高，故C错误；
D．根据凸透镜成实像时，物近像远像变大，要想放大戒指桥的画面，照相机必须靠近桥，同上底片远离镜头，需增大镜头和感光板的距离，故D正确。
故选：D。
5．（2023•锦江区模拟）小丽同学用照相机拍摄了天府艺术公园的景象，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．部分房顶呈现绿色，是因为它吸收了绿光
B．离水面越远的建筑物，在水中的像越小
C．小丽能从不同方向看到公园的景物，是因为光发生了镜面反射
D．为让拍摄的像更大，小丽可以靠近拍摄物，同时伸长镜头
【答案】D
【分析】（1）不透明的物体会反射自身颜色的光；
（2）平面镜所成的像与物体大小相等；
（3）平滑的表面会把光线向着某个方向反射，这种反射叫做镜面反射；凹凸不平的表面会把光线向着四面八方反射，这种反射叫做漫反射；
（4）凸透镜成实像时，物近像远像变大。
【解答】解：A、部分房顶呈现绿色，是因为它反射了绿光，故A错误；
B、平面镜所成的像与物体大小相等，离水面越远的建筑物，在水中的像大小不变，故B错误；
C、小丽能从不同方向看到公园的景物，是因为光发生了漫反射，故C错误；
D、让拍摄的像更大，需要增大像距、减小物距，小丽可以靠近拍摄物，同时伸长镜头，故D正确。
故选：D。
6．（2023•杜集区校级模拟）如图所示是蜡烛经过凸透镜所成像的光路图，下列说法正确的是（ ）
A．图中光路图说明光在不同介质间传播的方向一定改变
B．投影仪的成像原理与图中凸透镜成像规律相同
C．若将蜡烛A向左移，则S点的像S'将向左移动
D．图中蜡烛到凸透镜的距离u＜2f（f为焦距）
【答案】C
【分析】（1）凸透镜成像规律：当u＞2f时，2f＞v＞f，成倒立缩小的实像，应用：如照相机；
当u＝2f时，v＝2f，成倒立等大的实像；
当2f＞u＞f时，v＞2f，成倒立放大的实像，应用：如投影仪或幻灯机；
当u＝f时，不成像；
当u＜f时，像物在透镜的同侧，成正立放大的虚像，应用：如放大镜；
（2）经过光心的光线传播方向不变；
（3）凸透镜成实像时，物距变大，像距变小。
【解答】解：A、经过凸透镜光心的光线，传播方向不变，故A错误；
BD、图中物距大于像距，物大于像，此时为u＞2f，成倒立缩小的实像，是照相机原理，故BD错误；
C、若将蜡烛A向左移，物距变大，像距变小，则S点的像S'将向左移动，故C正确。
故选：C。
7．（2023•开封二模）小明用凸透镜先后两次观察书本上的字，看到如图所示的情景，以下说法中正确的是（ ）
A．甲图中成的是实像
B．乙图中成像条件与投影仪相同
C．甲图中书本在凸透镜2倍焦距以外
D．乙图中凸透镜远离书本，所成的像变大
【答案】B
【分析】凸透镜成像的规律：
①物距小于焦距时，凸透镜成正立放大的虚像，物像同侧，应用是放大镜。
②物距大于一倍焦距小于二倍焦距，凸透镜成倒立放大实像，像距大于二倍焦距，应用是幻灯机、投影仪。
③物距等于二倍焦距，凸透镜成倒立等大实像，像距等于二倍焦距。
④物距大于二倍焦距，凸透镜成倒立缩小实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，应用是照相机。
⑤凸透镜成虚像时，物距变大，像距变大，像变大；凸透镜成实像时，物距变大，像距变小，像变小。
【解答】解：
A、实像都是倒立的，虚像都是正立的，故甲图中成的是虚像，乙图中成的是实像，故A错误；
BC、甲图成正立放大的虚像，物距小于焦距；乙图成倒立放大的实像，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，与投影仪的成像原理相同，故B正确、C错误；
D、乙图中凸透镜远离书本，物距变大，像距变小，所成的像变小，故D错误；
故选：B。
8．（2023•蚌山区三模）投影灯可在荧幕或墙面上投射出想要的图案，具有广告宣传、装饰、警示等作用，其原理与投影仪类似，选项图中能正确反映其成像原理的示意图是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【分析】凸透镜成像规律：当u＞2f时，2f＞v＞f，成倒立缩小的实像；
当u＝2f时，v＝2f，成倒立等大的实像，应用：如照相机；
当2f＞u＞f时，v＞2f，成倒立放大的实像，应用：如投影仪或幻灯机；
当u＝f时，不成像；
当u＜f时，像物在透镜的同侧，成正立放大的虚像，应用：如放大镜。
【解答】解：由题意可知，投射灯把投影片ab投射到地面，相当于一个投影仪，根据凸透镜成像规律可知，其原理是：当2f＞u＞f时，v＞2f，成倒立放大的实像，分析各选项图示可知，只有B选项符合要求。
故选：B。
9．（2023•伍家岗区模拟）先进的光刻技术是制造集成电路的基石，是制约我国科技发展的卡脖子技术。它利用透镜将绘制在镂空掩膜上电路图案通过紫外光照射到涂有光刻胶的硅片上，从而在硅片上形成清晰、缩小的电路图案，为下一步工序做好准备，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．在硅片上形成的像是虚像
B．此成像原理与投影仪的原理相同
C．缩图透镜是凹透镜
D．镂空掩膜位于透镜的二倍焦距以外
【答案】D
【分析】由图可知，该透镜将光会聚，所以这是一个凸透镜成像的过程；凸透镜成倒立、缩小的实像时，像到凸透镜的距离（像距）应在一倍焦距与二倍焦距之间，其应用是照相机。
【解答】解：由图可知，该透镜将光会聚，所以缩图透镜是一个凸透镜，这是一个凸透镜成像的过程；由图可知通过缩图透镜，掩膜上的电路在硅片上的像变小，所以可知该凸透镜成倒立、缩小的实像；结合凸透镜成缩小实像的条件可知，硅片到缩图透镜的距离（像距）应在一倍焦距与二倍焦距之间，此投射原理与照相机的原理相同；
综上所述，D正确。
故选：D。
10．（2023•五莲县二模）（多选）小册同学做“探究凸透镜成像的规律”的实验时，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上成清晰的像（像未在图中画出来）。下列说法不正确的是（ ）
A．图中成像原理与电影放映机的成像原理完全相同
B．取走光屏，蜡烛和凸透镜在图中位置，从凸透镜右侧适当位置可看到烛焰倒立缩小的实像
C．将蜡烛移到25cm刻度线处，凸透镜不动，光屏向左移动到适当位置才能呈现清晰的烛焰像
D．凸透镜的焦距可能为10cm
【答案】AC
【分析】（1）光屏上能承接到的像是实像。凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像；物距等于像距时，成倒立等大的实像；物距小于像距时，成倒立放大的实像。
（2）凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大。
【解答】解：A、由图可知，物距u＝30.0cm，v＝12.8cm，物距u＞v，成倒立缩小的实像，照相机就是利用该原理制成的，故A错误；
B、据图可知，当取走光屏后，所成像的情况是不变的，故取走光屏，蜡烛和凸透镜在图中位置，从凸透镜右侧适当位置可看到烛焰倒立缩小的实像，故B正确；
CD、据A可知，此时物体应该处于2f之外，故30.0cm＞2f；像处于另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间，即2f＞12.8cm＞f，故可得焦距的范围是：15cm＞f＞6.4cm，故将蜡烛移到25cm刻度线处，此时的物距是25cm，即一定处于1倍焦距以外，一定成实像，所以此时的物距变小，像距应该变大，像变大，所以应该将光屏向右移动，故C错误、D正确。
故选：AC。
11．（2023•昌邑市校级一模）（多选）图示为“探究凸透镜成像的规律”的有关情景，下列说法正确的是（ ）
A．凸透镜的焦距为10.0cm
B．在图乙情景中，仅向左移动光屏可得到清晰放大的实像
C．在图乙情景中，仅将蜡烛移至30cm处，光屏上可得到清晰等大的实像
D．在图乙情景中，将蜡烛移至45cm处，移动光屏可得到清晰放大的实像
【答案】AC
【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）根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像；
（3）根据u＝v＝2f，成倒立等大的实像；
（4）根据u＜f，成正立放大的虚像。
【解答】解：A、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，故A正确；
B、在图乙情景中，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，所以仅向左移动光屏可得到清晰缩小的实像，故B错误；
C、在图乙情景中，仅将蜡烛移至30cm处，此时u＝v＝20cm，根据u＝v＝2f，成倒立等大的实像，故C正确；
D、在图乙情景中，将蜡烛移至45cm处，此时u＝50cm﹣45cm＝5cm＜f，根据u＜f，成正立放大的虚像，故D错误。
故选：AC。
二、填空题。
12．（2023•宿迁二模）为了方便老年人剪指甲，市场上一种新型指甲剪，上方加装了一个小凸透镜如图甲所示，该指甲剪剪指甲时凸透镜可以成正立 放大 （选填“放大”或“缩小”）的虚像，判断该凸透镜的焦距可能为 1cm （选填“1cm”或“5cm”）。如图乙所示，此时烛焰恰好在光屏上成清晰的像，这个像的成像原理与 照相机 （选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）相同。若保持蜡烛和光屏的位置不变，仅将凸透镜更换成另一个焦距相同、尺寸更大的凸透镜，此时光屏上像的大小与原来的像对比 不变 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】放大；1cm；照相机；不变。
【分析】（1）根据u＜f时，成正立、放大的虚像；根据凸透镜成虚像时，物距越大，像越大；
（2）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；
仅将凸透镜更换成另一个焦距相同、尺寸更大的凸透镜，物距、像距不变，则光屏上像的大小不变。
【解答】解：（1）由图甲可知，透过凸透镜看到一个正立的像，根据u＜f时，成正立、放大的虚像；若凸透镜焦距较大，根据凸透镜成虚像时，物距越大，像越大，要使像变大，则指甲离凸透镜距离较远，操作不方便，故该凸透镜的焦距可能为1cm；
（2）如图乙所示，此时烛焰恰好在光屏上成清晰的像，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；
若保持蜡烛和光屏的位置不变，仅将凸透镜更换成另一个焦距相同、尺寸更大的凸透镜，物距、像距不变，此时光屏上像的大小与原来的像对比不变。
故答案为：放大；1cm；照相机；不变。
13．（2022秋•阜宁县期末）如图为银行“刷脸取款”的ATM机。客户站在ATM机前，光源自动打开，照亮 人脸 （填“人脸”或“显示屏”），拍照成功后，按提示操作，钱就自己“吐”出来。在拍摄范围内，人脸离镜头越 近 （填“近”或“远”），拍出的像越大。显示屏上的彩色画面由红、 绿 、蓝三种色光混合而成。
【答案】人脸；近；绿。
【分析】想看清物体必须有足够的光线，物体的光线足够明亮成的像才更清晰。物距减小，像距变大，像变大。光的三原色是红绿蓝。
【解答】解：只有将更多的光射到人脸上，才能看得更清楚，所以当人靠近摄像头时，光源自动打开，照亮人脸。
在拍摄范围内，人脸离镜头越近，物距越小，像距越大，拍出的像越大。
显示屏上的彩色画面由红、绿、蓝三种色光混合而成。
故答案为：人脸；近；绿。
14．（2023•电白区模拟）如图是照相机镜头成像原理示意图.在图中所标的a、b、c三点中，点 a 表示凸透镜的焦点，吴力在家里的阳台上用数码相机（焦距可调）拍摄下了株洲天元大桥美丽的夜景，如图甲、乙所示。结合如图分析可知，拍摄照片 甲 （选填“甲”或“乙”）时，镜头焦距调的较大，此时底片与透镜之间的距离应 增大 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】a；甲；增大。
【分析】要解答本题需掌握：照相机的原理是利用物体到凸透镜的距离大于2倍焦距的时候，成倒立缩小的实像的原理，且物距相同的时候，焦距越大所成的像就越大。
【解答】解：①因为焦点在凸透镜的主光轴上，且平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚过焦点，所以a点是焦点。
②由题干中的照片可知：甲照片图象大，所以照甲照片的时候焦距大。因为物距相同的时候，焦距越大所成的像就越大；所以拍摄甲图时，焦距要调小，拍摄照片甲时，镜头焦距调的较大，此时底片与透镜之间的距离应增大。
故答案为：a；甲；增大。
15．（2023•斗门区二模）常用体温计的刻度部分为三棱体，横截面如图所示，其正面呈圆弧形，这样就可以看清体温计内极细的水银柱，以便读数。体温计是根据液体的 热胀冷缩 原理制成的；圆弧形玻璃的作用，相当于 凸透镜 （选填“凸透镜”或“凹透镜”），使我们能看到水银柱放大后的 虚 （选填“实”或“虚”）像。
【答案】热胀冷缩；凸透镜；虚
【分析】液体温度计是根据液体的热胀冷缩原理制成的。当物距小于焦距时，凸透镜成放大、正立的虚像，放大镜就是根据这个原理制成的。
【解答】解：温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的；
从图中体温计的横截面看，从圆弧形表面看去，此温度计相当于凸透镜，当物距小于焦距时，使我们能看到水银柱放大后的虚像。
故答案为：热胀冷缩；凸透镜；虚。
三、实验探究题。
16．（2023•连平县二模）小明对凸透镜成像规律进行探究。
（1）如图1是利用太阳光测凸透镜焦距的方法，其中操作最合理的是 C 。
（2）将焦距为10cm的凸透镜，固定在光具座50cm的刻度处，将蜡烛从图2所示位置，移到光具座20cm刻度处，需将光屏向 左 （选填“左”或“右”）移动，直至在光屏上成清晰的倒立的实像，此成像的特点与 照相机 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）原理相同；这时若将蜡烛和光屏位置互换，光屏上 能 （选填“能”或“不能”）再次得到烛焰清晰的像。
（3）实验过程中突然一只蚊子紧贴透镜的右侧飞过，光屏上 会 （选填“会”或“不会”）有蚊子的影子飞过。
（4）图3能说明远视眼及其矫正的原理图正确的是 D 。
A.甲和丙
B.甲和丁
C.乙和丙
D.乙和丁
【答案】（1）C；（2）左；照相机；能；（3）会；（4）D。
【分析】（1）利用太阳光测量凸透镜焦距，应让凸透镜正对太阳光，白纸应与凸透镜平行，来回移动透镜，找到最小最亮的光斑，即焦点；
（2）已知焦距f＝10cm；当物距u＝30.0cm，光屏上要有清晰的像，像距f＜v＜2f；
u＞2f，f＜v＜2f，此时成倒立缩小的实像，应用在照相机；
根据光路可逆的原理，将蜡烛和光屏位置互换，光屏上仍能得到蜡烛的像；
（3）突然一只蚊子紧贴透镜的右侧飞过，根据光的直线传播原理，光屏上会有蚊子的影子飞过；
（4）远视眼是晶状体会聚能力减弱，像呈在视网膜的后方，应配戴凸透镜矫正。
【解答】解：（1）利用太阳光测量凸透镜焦距，应让凸透镜正对太阳光，白纸应与凸透镜平行，来回移动透镜，找到最小最亮的光斑，光斑到透镜中心的距离即为焦距，由图知，操作最合理的是：C；
（2）已知焦距f＝10cm；当物距u＝30.0cm，光屏上要有清晰的像，像距f＜v＜2f；图2中的像距v＝25.0cm，故应将光屏向左移动；
u＝30.0cm＞2f，f＜v＜2f，此时成倒立缩小的实像，应用在照相机；
将蜡烛和光屏位置互换，f＜u＜2f，v＝＞2f，光屏上成倒立放大的实像；
（3）实验过程中突然一只蚊子紧贴透镜的右侧飞过，根据光沿直线传播原理，光屏上会有蚊子的影子飞过；
（4）远视眼是晶状体曲度变小，会聚能力减弱，即折光能力减弱，像呈在视网膜的后方，应佩戴会聚透镜（凸透镜），使光线提前会聚。因此图乙能够说明远视眼的成像原理，图丁给出了远视眼的矫正方法；故选：D。
故答案为：（1）C；（2）左；照相机；能；（3）会；（4）D。
17．（2023•惠阳区二模）小明用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）调整器材高度时，应 点燃 （填“点燃”或“不点燃”）蜡烛；
（2）器材处于如图所示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，这与 投影仪 （填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像特点相同。当烛焰向左（远离透镜）移动后，要在光屏上成清晰的像，需将光屏向 左 移；
（3）将蜡烛移动至20cm刻度处，应将光屏移动到 B （填序号）范围的某一位置才能再次在光屏得到清晰的像；
A.50cm～60cm
B.60cm～70cm
C.70cm～80cm
（4）在探究凸透镜成像实验中出现如图甲的情况，要使像能够成在光屏的中央，应将透镜向 下 调整；
（5）在上一小题中实验获得清晰的像后，小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前（如图乙），为了使光屏上能成清晰的像，有两种调节方法，方法①透镜，蜡烛的位置不变，将光屏向右移，方法②光屏，透镜位置不变，将蜡烛向 左 移（选填“左”或“右”或“上”）。
【答案】（1）点燃；（2）投影仪；左；（ 3）B；（4）下；（5）左。
【分析】（1）要知道凸透镜成像规律实验的要求，首先必须将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心放在同一高度上，只有先将蜡烛点燃，才可以确定烛焰的中心；
（2）根据凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立放大的实像，投影仪就是利用此原理制成的；根据凸透镜成实像时，物远像近像变小分析回答；
（3）根据u＞2f，2f＞v＞f，成倒立、缩小的实像；
（4）根据过光心的光线传播方向不变分析回答；
（5）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用。
【解答】解：（1）根据凸透镜成像规律中实验的要求，必须让三者中心放在同一高度上，使其成像在光屏的中心；只有先将蜡烛点燃，才可以确定烛焰的中心，所以点燃蜡烛应在调整高度之前；
（2）器材处于如图所示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，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，投影仪就是利用此原理制成的；
当烛焰向左（远离透镜）移动后，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，要在光屏上成清晰的像，需将光屏左移；
（3）将蜡烛移动至20cm刻度处，此时物距u＝50cm﹣20cm＝30cm＞2f，根据u＞2f，2f＞v＞f，成倒立、缩小的实像，所以应将光屏移动到60cm～70cm范围的某一位置才能再次在光屏得到清晰的像，故选：B；
（4）在探究凸透镜成像实验中出现如图甲的情况，此时像成在光屏的上方，要使像能够成在光屏的中央，根据过光心的光线传播方向不变可知，应将透镜向下调整；
（5）在上一小题中实验获得清晰的像后，小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前，近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用，会推迟光线会聚成像，此时像成在光屏的右侧，若光屏，透镜位置不变，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，应将蜡烛向左。
故答案为：（1）点燃；（2）投影仪；左；（ 3）B；（4）下；（5）左。
18．（2023•潮阳区模拟）小雨用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）如图甲，将凸透镜正对着太阳光，在透镜下方，平行地放上白纸，测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘出图象，如图乙，则可判断该透镜的焦距f为 12 cm；
（2）调整器材高度时，应 点燃 （选填“点燃”“不点燃”）蜡烛；
（3）如图丙，将蜡烛移至45cm刻度处时，从凸透镜右侧通过凸透镜可以看到烛焰的 虚 （选填“虚”或“实”）像；
（4）小金在实验过程中不断移动烛焰位置，观察到如上图①至⑥的六种烛焰清晰的像，请按蜡烛到凸透镜距离由远到近所得到的6个像进行排序，正确顺序为②①③ ⑤⑥④ ；
（5）实验中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致光屏上的像向 上 （选填“上”或“下”）移动；
（6）小超想利用LED发光字母来探究凸透镜成像上下左右位置关系，如H、F、B、Z中4个字母适合做LED光源的有 1 个；
（7）小亮实验小组更换相关器材后顺利完成实验，根据记录的实验数据得到了如图的图象，图象为凸造镜成像的像距v的倒数和物距u的倒数的对应关系，根据图象信息可知该小组所用凸透镜的焦距为 12.5 cm。
【答案】（1）12；（2）点燃；（3）虚；（4）⑤⑥④；（5）上；（6）1；（7）12.5。
【分析】（1）根据图乙找出白纸被烤焦的最短时间，所对应的透镜与白纸间距即为焦距；
（2）要知道凸透镜成像规律实验的要求，首先必须将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心放在同一高度上，只有先将蜡烛点燃，才可以确定烛焰的中心；
（3）凸透镜成像规律：物距小于焦距成正立放大虚像，物像同侧；
（4）凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小；相反，物距减小，像距增大，像变大；小于焦距时成正立放大的虚像；
（5）根据光线过光心不改变方向判断像的移动情况；
（6）探究凸透镜成像上下左右位置关系应该让发光体本身上下左右是不同的；
（7）根据图象判断出凸透镜的焦距。
【解答】解：（1）由图乙可知，当透镜与白纸间距s＝12cm时，白纸被烤焦的时间t＝4min，所用的时间最短，
说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高，这个点就是凸透镜的焦点，则测出透镜与白纸距离即为焦距f＝12cm。
（2）根据凸透镜成像规律中实验的要求，必须让三者中心放在同一高度上，使其成像在光屏的中心；
只有先将蜡烛点燃，才可以确定烛焰的中心，所以点燃蜡烛应在调整高度之前。
（3）蜡烛移至45cm刻度线处时，物距u＝50cm﹣45cm＝5cm，u＜f，成正立、放大的虚像；该实验现象可以说明放大镜的成像特点。
（4）根据凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小；相反，物距减小，像距增大，像变大，
物距小于焦距时成正立放大的虚像，像越远像越大；故正确顺序为②①③⑤⑥④。
（5）实验过程中，蜡烛燃烧变短，根据“过光心的光线其传播方向不变”可知，像会向光屏的上方移动。
（6）探究凸透镜成像上下左右位置关系时，首先考虑应该让发光体本身上下左右是不同的，即上下和左右是不对称的，则适合做LED光源可能是“F”和“Z”；然后再分析“Z”，因Z上下左右同时颠倒后仍然是Z，所以Z不适合作光源，故只有“F”适合作光源。
（7）图中＝4m﹣1时，＝4m﹣1，此时v＝u＝0.25m像距等于物距，说明物体处于二倍焦距处，即2f＝0.25m，所以f＝0.125m＝12.5cm。
故答案为：（1）12；（2）点燃；（3）虚；（4）⑤⑥④；（5）上；（6）1；（7）12.5。
四、解答题。
19．（2022秋•无锡期末）为了提高高速公路通行效率，高速收费站建有ETC专用通道，专用通道需要汽车安装ETC卡（如图甲所示），图乙是ETC专用通道示意图，当汽车进入ETC卡读取器识别范围的时候，卡上的信息被读取，同时栏杆机将横杆抬起，汽车无需停车就实现了缴费，大大节约了通站时间。
（1）汽车在摄像机里所成的像是 倒立 （选填“倒立”或“正立”）的，汽车在不断靠近监控摄像机的过程中，像逐渐 变大 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。
（2）某一ETC通道，栏杆机距ETC卡读取器10m，横杆在位置一（如图丙所示）时距地面高度1.2m，栏杆机启动后横杆水平段沿竖直方向以0.2m/s的速度匀速抬起。某人驾驶一台车高为1.6m的车通过该ETC通道，车距ETC卡读取器6m时被读取信息，假设栏杆机横杆水平段同时抬起，以车的高度，车速太快横杆抬起高度不够，会撞杆违章。求：
①栏杆抬起到汽车能通过的最低高度所需要的时间。
②车匀速顺利通过通道的最快速度。
【答案】（1）倒立；变大；（2）①栏杆抬起到汽车能通过的最低高度所需要的时间为2s；②车匀速顺利通过通道的最快速度为8m/s
【分析】（1）摄像机的镜头是一个凸透镜，成倒立、缩小的实心；凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大；
（2）根据汽车的高度计算汽车刚好通过时横杆上升的高度，根据速度公式求出抬起横杆所用的时间，根据汽车通过的距离和时间求出速度的大小。
【解答】解：（1）监控摄像机相当于照相机，汽车在摄像机里所成的像是倒立、缩小的实像。在凸透镜成实像的条件下，物距变小，像距变大，像变大。汽车在不断靠近监控摄像机的过程中，像逐渐变大。
（2）①SUV的高度为1.6m，当横杆距离地面的高度为1.6m时，汽车刚好能通过；则横杆上升的高度为：h＝1.6m﹣1.2m＝0.4m；
根据速度公式可知栏杆抬起到汽车能通过的最低高度所需要的时间为：t＝＝＝2s；
②汽车到横杆的距离为：s＝6m+10m＝16m；
则汽车的最大速度为：v'＝＝＝8m/s。
故答案为：（1）倒立；变大；（2）①栏杆抬起到汽车能通过的最低高度所需要的时间为2s；②车匀速顺利通过通道的最快速度为8m/s。
20．（2023•桐城市模拟）在“探究凸透镜成像规律”的实验中
（1）由图1可知，凸透镜的焦距是 10 cm。
（2）如图2，改变蜡烛的位置，使其位于35cm刻度线处，再移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的倒立、 放大 的实像（选填“放大”、“等大”或“缩小”）
（3）在实验（2）的基础上，将蜡烛和光屏互换位置，此时烛焰在光屏上成清晰 缩小 的实像（选填“放大”、“等大”或“缩小”）
（4）实验过程中小丽将蜡烛逐渐远离凸透镜的过程中，像逐渐 变小 （选填“变大”、“不变”或“变小”）
（5）小芳同学在实验中，她按如图3装配仪器 （图中F点是焦点，H点是2倍焦距处），此时光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高。造成这一现象的原因是 蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心没在同一高度 ；为了使像能成在光屏的中央，她应把蜡烛向 上 调（填“上”、“下”）；调节好蜡烛的高度后，她把蜡烛移到A点，此时光屏上的像很模糊，为了得到清晰的像，应把光屏向 右 移动（填“左”或“右”）。
（6）在探究凸透镜成像规律时，保持凸透镜的位置不变，先后把蜡烛放在abcd四点并分别调整光屏的位置，如图4探究后他总结出下列说法。其中正确的是 A
A．照相机是利用蜡烛放在a点 的成像特点制成的
B．放大镜是利用蜡烛放在b点 的成像特点制成的
C．幻灯机是利用蜡烛放在d点的成像特点制成的
D．蜡放在b点成的像比它放在c点成的像大。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）要解决此题，首先要掌握焦点和焦距的概念：平行于主光轴的光线会聚于一点，此点为凸透镜的焦点。由焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距，粗略测量薄透镜的焦距时，可以测出从焦点到凸透镜的距离即可。
（2）f＜u＜2f，成倒立、放大的实像；
（3）u＞2f，成倒立、缩小的实像；
（4）当物距大于焦距时，凸透镜成实像。凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小；
（5）探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心。
凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像增大。
（6）根据凸透镜的成像特点分析。当u＜f时，成正立放大的虚像；当 f＜u＜2f时 成倒立放大的实像，当u＞2f时，成倒立缩小的实像。
【解答】解：（1）其中光屏上出现的最小、最亮的光斑即为焦点，焦点到凸透镜的距离是10cm，所以凸透镜的焦距是10cm。
（2）当蜡烛位置位于35cm刻度线处时，u＝50cm﹣35cm＝15cm，即f＜u＜2f，成倒立、放大的实像；
（3）若将（2）中的蜡烛和光屏互换位置，则物距大于2倍焦距，凸透镜成倒立、缩小的实像。
（4）实验过程中小丽将蜡烛逐渐远离凸透镜的过程中，像逐渐变小；
（5）蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心。
为了使像能成在光屏的中央，她应把蜡烛向上移动，蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度。
蜡烛移到A点，物距减小，像距要增大，光屏向右移动。
（6）A、当将蜡烛放在a点。此时u＞2f，根据凸透镜成像规律可知，此时所成的像是倒立缩小的实像，照相机就是根据这一原理制成的，故A正确；
B、由图可知：当将蜡烛放在d点。此时U＜f，成倒正立、放大的虚像，应用于放大镜，故B错误；
C、c点在1倍焦距和2倍焦距之间，根据凸透镜成像规律可知，此时所成的像是倒立放大的实像，应用于幻灯机和投影仪，故C错误。
D、蜡放在b点成的像比它放在c点成的像小，故D错误。
故答案为：（1）10；（2）放大；（3）缩小；（4）变小；（5）蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心没在同一高度；上；右；（6）A。
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
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