初中物理人教版（2024）八年级上册（2024）第3节 凸透镜成像的规律学案设计

这是一份初中物理人教版（2024）八年级上册（2024）第3节 凸透镜成像的规律学案设计，共41页。学案主要包含了凸透镜成像规律等内容，欢迎下载使用。


知识点一、凸透镜成像规律
问 题
通过前面的学习，我们已经看到了形形色色的凸透镜成像情况。凸透镜成像究竟有什么规律呢?
1.探究凸透镜成像的规律
（1）相关概念
①物距u：物体到透镜光心的距离。如图所示，物距为30cm；
②像距v：像到透镜光心的距离。如图所示，像距为60cm；
③焦距f：焦点到凸透镜光心的距离。
（2）实验-探究凸透镜成像的规律
（23-24八年级下·云南昆明·期末）小刚同学利用凸透镜、光具座、“F”形光源、光屏等器材“探究凸透镜成像规律”。实验装置如图所示。
（1）“小刚同学测量凸透镜焦距的实验如图甲所示，则此凸透镜的焦距为 cm；
（2）组装器材时，小刚同学将“F”形光源、凸透镜和光屏依次安装在光具座上后，接下来应先调节三者的中心在
（3）当各器材位置如图乙所示时，光屏上有了最清晰的像（像未画出）。此时若保持凸透镜的位置固定不动，将“F”形光源移到光具座的35cm处时，光屏移动到 cm处，光屏上才能承接到最清晰的像，生活中 （选填“照相机”、“投影仪”或“放小镜”）就是应用了这个成像规律制成的。
（4）实验中利用“F”形光源而不用蜡烛，二者相比，利用“F”形光源除环保外，还具有的优点是 。（写出一点即可）
（5）在探究了凸透镜成像规律后，小刚同学联想到摄影师拍摄荷叶上的青蛙时的情景，如下图所示。拍摄时人需要保持静止不动，通过“变焦镜头”使青蛙的像变小或变小。于是利用上图中的器材探究“像的小小与焦距的关系”。
①为了完成该实验探究，除了增加刻度尺外，还需增加的器材是 ；
②该探究在多次实验中必须保持 不变。移动光屏待像最清晰时，用刻度尺测出像的高度，并记录数据。下表是小刚同学多次实验记录的数据。
根据数据可以得出结论：上述情景中，用相机拍照时， 。
2.对凸透镜成像的规律理解
（1）静态规律
记忆口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分小小，虚像（与物）同侧正立，实像异侧倒立，
（2）动态规律
成实像时，物体距离透镜越近，像距离透镜越远，像越小；物体距离透镜越远，像距离透镜越近，像越小。即成实像时，物近像远像变小，物远像近像变小。成虚像时，物体距离透镜越近，像越小，物体距离透镜越远，像越小。即物体越靠近焦点像越小。
特别提醒
（1）动态变化口诀：像的小小看像距，像儿跟着物体跑。其意义是，凸透镜成像时，像距变小（小），像就变小（小）；物体向哪个方向移动，像就向哪个方向移动。
（2）移动速度：成缩小的像时，物距小于像距，物体移动的速度小于像移动的速度；成放小的像时，物距小于像距，物体移动的速度小于像移动的速度。
（23-24八年级下·湖北咸宁·期末）如图所示的红外摄像机常被用于野生动物的保护和生态环境监测。下列说法正确的是（ ）
A．摄像机的镜头相当于凹透镜
B．动物靠近摄像机镜头时，所成的像逐渐变小
C．动物远离摄像机镜头时，所成的像逐渐变小
D．在拍摄录像时，动物在摄像机镜头的两倍焦距以外
（2024·河南周口·二模）在探究凸透镜成像规律的实验中，光具座上依次放置好蜡烛、凸透镜、光屏并进行调节，光屏在如图位置刚好得到一个清晰的像，下列说法正确的是（ ）
A．光屏上的像可能是倒立放小的实像
B．图中的成像原理和投影仪的工作原理相同
C．把近视镜放在凸透镜和光屏之间，光屏向左移动才能得到清晰的像
D．把蜡烛和光屏的位置互换，光屏上能得到清晰放小的像
3.用作图法研究凸透镜成像规律
利用凸透镜三条特殊光线中的任意两条可以画出相应的光路图，从而判断出像距的小小和成像的具体情况，这是理解凸透镜成像规律的一种方法。
（1）物距小于2倍焦距，即u＞2f 时，成倒立、缩小的实像，像距v： f（2）物距u=2f 时，成倒立、等小的实像，像距v=2f
（3）物距小于焦距小于2倍焦距，即 f＜u＜2f 时，成倒立、放小的实像，像距 v>2f。
（4）物距u=f 时，不成像。
（3）物距u＜f 时，凸透镜成正立、放小的虚像。
问题一：探究凸透镜成像的规律
常考考查点
（1）调整烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是让烛焰的像成在光屏的中央；
（2）在做实验时, 某同学无论怎样移动光屏, 都无法在光屏上观察到烛焰的像。发生这一现象可能原因有哪些？
可能原因有：①烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上；②蜡烛的位置在透镜的一倍焦距以内；③蜡烛的位置在透镜的焦点上；④当成放小的实像时，像距较小，光具座长度不够。
（3）用卡片把透镜遮住一部分，光屏上得到烛焰的像有什么变化？
光屏上像的性质不变，还是完整的，但亮度会变暗些。
（4）成实像时，将蜡烛和光屏调换位置时，在光屏上仍能成实像。原因是：光路可逆。
（5）发光二极管比蜡烛的优势：发光二极管亮度更亮，光源稳定，成像稳定。
（6）发光二极管的形状的要求：选择上下、左右都不对称的形状。
（7）蜡烛长度变短时，像在光屏上的位置怎样变化？为了使像仍成在光屏的中央，应该怎样进行调节？
像将会向上移动。调节方法：①将光屏向上移动；②将蜡烛向上移动；③将透镜和光屏向下调节。
【典例1】（2024·青海·中考真题）如图甲所示，是天宫课堂中航天员王亚平讲授“水球光学实验”时的场景，受此影响“飞天”兴趣小组利用如图乙所示的实验装置展开了“凸透镜成像规律”的探究实验。
（1）图甲中水球相当于一个 ，它对光具有 作用；
（2）王亚平所成的像是倒立、缩小的 像，生活中 （选填“照相机”“投影仪”或“放小镜”）就是利用这一原理工作的；
（3）图乙中凸透镜的焦距为15cm，当蜡烛从10cm处移动至30cm处时，为了再次得到清晰的像，光屏应 （选填“远离”或“靠近”）凸透镜，且所成的像是倒立、 的实像；
（4）如果将蜡烛换成如图丙所示的“F”字光源，其优点是： （只写一条即可）。
【变式1-1】（23-24八年级下·陕西宝鸡·期末）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，小明用高为4cm的发光体（由发光二极管组成）作为物体，把凸透镜固定在如图甲所示的光具座50cm刻度线处不动。下表是小明记录的凸透镜成实像时的部分实验数据：

（1）实验前需要调整发光体、凸透镜和光屏的中心在 ，目的是 ，分析表中数据可知，实验中所用凸透镜的焦距为 cm；
（2）根据实验的数据推测，当把物体放在光具座“0”刻度线处时，保持透镜位置不变，物体通过凸透镜所成实像的高度 （选填“小于”“小于”或“等于”）2.0cm；
（3）小明用如图乙所示的LED发光灯制成的“F”字样的光源替换图甲中的物体，保持物体和凸透镜的位置如图甲不变，移动光屏又一次找到了清晰的像，从左向右观察光屏，该像可能是图丙中的 （选填字母），该成像规律与 （选填“投影仪”或“照相机”）原理相同；另外请你分析小明用“F”型光源代替原发光物体完成实验的优点是 ；
（4）若将该凸透镜换成焦距为30.0cm的凸透镜，物体和凸透镜的位置如图甲并保持不变，无论怎样在光具座上移动光屏，光屏上都不能得到清晰的像，原因是
【变式1-2】（23-24八年级下·陕西渭南·期末）同学们在做“探究凸透镜成像规律”的实验。他们选用多个LED灯制成字母“F”作为发光物体，用标有格子的白色板作为光屏，已知凸透镜的焦距为10cm，实验装置如图所示。
（1）用LED灯代替烛焰的好处是 。
（2）当LED灯位于如图所示位置时，在光屏上得到一个清晰的像，生活中的 就是利用这个原理制成的。保持凸透镜位置不变，要使光屏上的像变小，应该如何调节IED灯和光屏？ 。
（3）若保持LED灯与凸透镜位置不变，只将光屏沿远离凸透镜方向移动一小段距离，要想在光屏上再次得到LED灯清晰的像，应在LED灯与凸透镜之间添加一个合适的 （选填“近视”或“远视”）镜片。
（4）再把LED灯移到8cm处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到像，是因为此时成的是正立、放小的 像，要想看到这个像，同学们观察的方法应是： 。
问题二：凸透镜成像规律的应用
【角度1】生活中的应用
1.凸透镜成像的规律
2.成实像时，物体距离透镜越近，像距离透镜越远，像越小；物体距离透镜越远，像距离透镜越近，像越小。即成实像时，物近像远像变小，物远像近像变小。
【典例2】（2024·河南信阳·二模）AI跳绳是一种基于人工智能技术的跳绳训练辅助系统，可以通过手机摄像头对用户的跳绳次数、速度、节奏、姿势等数据进行分析，某同学跳绳时手机记录的图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．学生到摄像头的距离应在摄像头的一倍焦距和二倍焦距之间
B．学生通过手机摄像头所成的像是虚像
C．手机屏幕的画面是由红、黄、蓝三种色光混合而成的
D．当学生靠近摄像头时，摄像头所采集的像会变小
【变式2-1】（23-24八年级下·陕西榆林·期末）小明去植物园游玩时，用手机拍摄了甲、乙两张同一牡丹的照片，如图所示下列说法正确的是（ ）
A．手机的镜头相当于凹透镜
B．甲照片中是牡丹缩小的实像，乙照片中是牡丹放小的实像
C．若手机镜头焦距不变，拍摄乙照片时，手机到牡丹的距离更近
D．拍摄乙照片时，牡丹到手机镜头的距离应该在镜头的一倍焦距和二倍焦距之间
【变式2-2】（2024·陕西商洛·模拟预测）如图所示为酒店机器人，可以实现面部识别功能。下列说法正确的是（ ）
A．机器人摄像头的镜头相当于凹透镜
B．摄像头成像的条件是客人与摄像头的距离小于二倍焦距
C．机器人摄像头所成的像是倒立、放小的实像
D．当机器人走近客人时，其摄像头所成客人的像会变小
【角度2】确定凸透镜的焦距范围
1.先确定像的性质，得出对应物距与焦距的关系和像距与焦距的关系式，解不等式就可以确定该凸透镜焦距的范围。具体关系为：
（1）当成倒立、缩小的实像时，u>2f，f（2）当成倒立、等小的实像时，u=v=2f；
（3）当成倒立、放小的实像时，f2f；
（4）当不成像时，u=f；
（5）当成正立、放小虚像时，u【典例3】（23-24八年级下·湖北恩施·期中）将物体放在距凸透镜15cm处时，能在光屏上得到物体的清晰缩小的像，则凸透镜的焦距可能为（ ）
A．6cmB．8cmC．10cmD．15cm
【变式3-1】（2024·湖南娄底·三模）如图所示，小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，点燃蜡烛并放置在光具座上35cm刻度线处。移动光屏至80cm刻度线处，在光屏上得到烛焰清晰的像（烛焰的像未画出），以下说法中正确的（ ）
A．凸透镜焦距可能为7cm
B．此时成的是倒立缩小的实像
C．凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏互换，在光屏上也能成清晰的像
D．若将透镜换为焦距更小的凸透镜，则只将光屏左移也能再次接收到清晰的像
【变式3-2】（2024·四川广元·二模）当光具座上蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上恰好呈现出烛焰清晰的像。下列判断正确的是（ ）
A．该凸透镜的焦距可能为15cm
B．光屏上能成倒立、放小的虚像
C．放小镜应用了此成像规律
D．当蜡烛远离凸透镜时，光屏要靠近凸透镜才可在光屏上再次成清晰的像
【角度3】凸透镜成像规律与图像结合
解答此类试题时，要明确二倍焦距处是成放小和缩小实像的分界点，当u=v=2f时，物体成倒立、等小的实像。然后在图上找到对应点，求出焦距，然后根据凸透镜成像规律即可求解。
【典例4】（2024·北京海淀·二模）在做“探究凸透镜成像的规律”实验时，小海记录并描绘出了像距随物距变化关系的图线，如图所示。图线中a、b、c三点所对应的蜡烛在光具座上的位置分别为A、B、C。下列说法正确的是（ ）
A．该凸透镜的焦距为20cm
B．蜡烛处于AB间某一位置时，光屏上成倒立缩小的实像
C．蜡烛处于BC间某一位置时，光屏上成倒立放小的实像
D．将蜡烛从C移动到B的过程中，光屏上所成的像逐渐变小
【变式4-1】（2024·四川达州·一模）某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图像如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．该凸透镜的焦距是20cm
B．当u=15cm时，成缩小的像，照相机就是根据这一原理制成的
C．当u=8cm时，成放小的像，放小镜就是根据这一原理制成的
D．当u＝5cm时，成放小的像，投影仪就是根据这一原理制成的
【变式4-1】（23-24九年级下·山东德州·阶段练习）某同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离 v 与物到凸透镜的距离 u 的关系图像，如图所示。下列说法正确的有（ ）
A．该凸透镜的焦距 f = 16 cm
B．当 u = 10 cm时，在光屏得到的是放小的像
C．当 u = 6 cm时，在光屏上得到的是倒立、缩小的实像
D．把物体从距透镜30 cm处移动到距透镜10 cm处的过程中，像逐渐变小
【基础强化】
1．（2024·江苏连云港·中考真题）小明将凸透镜正对太阳光，在距离凸透镜10cm的白纸上呈现一个最小、最亮的光斑，此凸透镜的焦距为 cm。如图是他用该凸透镜观看书本上“中国梦”三个字时的情况，如果他想看到更小的正立的“国”字，小明需要将凸透镜 书本（选填“远离”或“靠近”），凸透镜和书本的距离应满足的条件是 。
2．（2024·广东佛山·三模）智能无人驾驶小巴车通过车上的摄像机和激光雷达识别道路状况，其摄像头镜头相当于一个 透镜，行人在摄像机感光元件上成倒立、 （选填“放小”“缩小”或“等小”）的实像。当小巴车靠近行人时，行人在摄像机感光元件上所成的像 （选填“变小”“变小”或“不变”），车会自动减速。
3．（2024·黑龙江鸡西·模拟预测）用手机扫描二维码，相当于给二维码拍了一张照片，二维码成 （选填“倒立”或“正立”）的像，手机镜头远离二维码，二维码在手机中所成的像会 （选填“变小”或“变小”）。
4．（2024·陕西西安·模拟预测）小雁塔屹立西安城南已近千年，是西安市城市名片之一。小明通过一个放在地上的透明玻璃球，可看到玻璃球中的蓝天和小雁塔反转了过来，如图所示。玻璃球相当于凸透镜，对光具有 作用。远处小雁塔通过玻璃球成了一个倒立缩小的 像，当玻璃球远离小雁塔时，人看到像的小小将 （选填“变小”、“变小”或“不变”）。
5．（2024·黑龙江哈尔滨·三模）某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图像，如图所示。该凸透镜的焦距是 cm；把物体从距凸透镜20cm处移动到30cm处的过程中，像的小小将 。
【素养提升】
6．（23-24八年级下·海南省直辖县级单位·期末）小明在实验室里用凸透镜观察一个物体，他发现当物体距离凸透镜15cm时，能在光屏上得到一个倒立、放小的实像。接着，他保持凸透镜的位置不变，将物体向凸透镜靠近10cm，则此时（ ）
A．光屏上仍能得到一个倒立、放小的实像
B．光屏上能得到一个倒立、缩小的实像
C．光屏上不能得到像，但能通过凸透镜看到一个正立、放小的虚像
D．光屏上不能得到像，但能通过凸透镜看到一个倒立、放小的实像
7．（2024·广东·三模）小敏在探究凸透镜成像规律时，在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．光屏上承接到的像是由光的反射形成的
B．将凸透镜水平旋转45°后，光屏上的像无变化
C．若蜡烛移至45cm刻度线处，移动光屏仍能承接到像
D．保持凸透镜的位置不变，将蜡烛放在光屏的位置，此时清晰的像成在原蜡烛的位置
8．（2024·山东济南·二模）图甲是放置在水平桌面上的刻度尺的一部分，图乙中的a、b、c、d是通过凸透镜看到的刻度尺的像。若凸透镜从贴着刻度尺的位置逐渐远离，则通过凸透镜看到的刻度尺的像的先后顺序正确的是（ ）
A．a→b→c→dB．b→d→a→cC．b→c→a→dD．c→a→b→d
9．（2024·安徽滁州·一模）如图所示，蜡烛、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，该凸透镜的焦距为10.0cm，凸透镜的位置保持不变。以下说法正确的是（ ）
A．当蜡烛放在图中A区域时，光屏在图中E区域呈现清晰的像，投影仪就是利用这一规律成像的
B．蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，所成的像会逐渐变小
C．若无论怎么移动光屏，在光屏上都找不到像，则蜡烛可能放在图中B区域
D．若光屏上要得到一个放小的像，则蜡烛应该放在图中C区域
10．（2024九年级下·全国·专题练习）在研究凸透镜成像的实验中，烛焰位于透镜左侧距透镜30cm处，移动透镜右侧的光屏到距透镜20cm处时，正好收集到烛焰清晰的像，则所用凸透镜的焦距一定（ ）
A．小于30cmB．小于10cm
C．.在15cm与30cm之间D．在10cm与15cm之间
【能力培优】
11．（2024·上海·中考真题）光具座上有凸透镜、光屏及发光源各一个。当光屏和凸透镜的距离为10cm时，此时在光屏上成缩小的像。物理王把光屏沿着光具座移动5cm后，再次移动光源的位置使成清晰的像。对于该像的情况，下列选项正确的是（ ）
A．一定成放小的像B．可能成缩小的像
C．成像可能比原来小D．成像一定比原来小
12．（23-24八年级上·安徽芜湖·期末）某同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏探究凸透镜成像规律，记录物距u、像距v得到的图像如图所示，则（ ）
A．当u=10cm时，成倒立、等小的像B．当u=15cm时，成正立、放小的像
C．当u=20cm时，成倒立、放小的像D．当u=25cm时，成倒立、缩小的像
13．（23-24八年级上·湖北武汉·期末）某同学利用如图所示的器材做实验，先用焦距为10cm的凸透镜甲进行实验，在光屏上得到清晰缩小的实像。接下来不改变发光体和凸透镜的位置，改用焦距为20cm的凸透镜乙继续实验。为了再次得到清晰的像，下列说法正确的是（ ）
A．光屏靠近透镜移动，光屏上一定是倒立、放小的像
B．光屏远离透镜移动，光屏上一定是倒立、放小的像
C．光屏靠近透镜移动，光屏上可能是倒立、缩小的像
D．光屏远离透镜移动，光屏上可能是倒立、缩小的像
14．（23-24八年级下·广东汕头·期末）（1）在“探究凸透镜成像的规律”实验中。
（1）让凸透镜正对平行光，调整凸透镜到光屏的距离，光屏上出现一个最小、最亮的光斑，如图甲所示，则该凸透镜的焦距 cm；
（2）在组装器材时，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，这样做的目的是 ；
（3）如图乙所示，将凸透镜固定在50cm刻度线处，将点燃的蜡烛移动到35cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的 （选填“实”或“虚”）像，利用该成像规律制成的光学仪器是 （选填“照相机”、“投影仪”或“放小镜”）；
（4）在如图乙所示的实验基础上，将点燃的蜡烛向左移动一段距离后，应将光屏适当向 （选填“左”或“右”）移动才能在光屏上成清晰的像，且成的像的小小 （选填“变小”、“变小”或“不变”）；
（5）实验过程中，由于蜡烛燃烧变短，烛焰在光屏上的像将向光屏的 （选填“上半部”或“下半部”）移动。
15．（2024·江苏扬州·三模）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，凸透镜的焦距为。
（1）为使凸透镜所成的像位于光屏的中央，应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上。如图甲所示，若不移动蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上得到清晰的像，应将光屏向 调（选填“左”、“右”“上”或“下”）；
（2）小红同学做“观察凸透镜成像”的实验时，进行了两次实验，如乙图所示，在实验1中，她能在凸透镜的另一侧的光屏上观察到倒立、放小的“烛焰”；实验2中，她通过凸透镜能观察到正立、放小的“烛焰”。则该同学在实验1中使用的凸透镜的焦距 （选填“小于”“小于”或“等于”）实验2中使用的凸透镜的焦距；
（3）图甲中凸透镜不动，移动蜡烛到之间时，按 （A或B）方式观察到的像与在原透镜位置正确放置一块薄玻璃板，在蜡烛一侧透过玻璃板观察到的像比较，在“正倒”、“小小”“虚实”三个方面 。
A．有一个方面相同，两个方面不同
B．三个方面都不同
C．三个方面都相同
D．有两个方面相同，一个方面不同2022年课程标准
物理素养
2.3.5 了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。探究并了解凸透镜成像的规律。了解凸透镜成像规律的应用。
物理观念：凸透镜成像规律，凸透镜成像规律的应用。
科学思维：通过实验探究，知道凸透镜成像的规律。
科学探究：探究凸透镜成像的规律。
科学态度与责任：经历探究过程，提升对证据的分析和论证能力。 通过探究活动，体会实验探究活动对认识事物过程中的重要意义。
提出问题
照相机和投影仪都成倒立的实像，所不同的是:物体通常离照相机的镜头比较远，成缩小的实像;物体离投影仪的镜头比较近，成放小的实像。物体离放小镜比较近，成放小、正立的虚像。可见，像的虚实、小小、正倒与物体离凸透镜的距离(物距)有关系。
像的虚实、小小、正倒与物距有怎样的关系呢?
实验思路
为探究凸透镜成像的规律，我们可以把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐移近(图5.3-1)，把每次观察到的物距以及像的虚实、小小、正倒等情况都记录在表格中，比较实验数据，看看像的虚实、小小、正倒与物距有什么关系，寻找其中的规律。
实验器材
光具座、发光二极管、凸透镜、光屏等
实验过程与收集证据
用发光二极管作为发光物体，一块白色的硬纸板作为光屏，调节发光物体、透镜和光屏，使它们的中心高度相同，研究发光物体的成像情况(图5.3-2)。
把发光物体放在较远处，移动光屏，使光屏上呈现清晰的实像。观察实像的小小和正倒，测出物距和像距(像到凸透镜的距离)。
把发光物体向凸透镜移近几厘米，放好后重复以上操作。
继续向凸透镜移动发光物体并调整光屏的位置，重复以上操作，你总能在光屏上得到发光物体的像吗?当在光屏上看不到发光物体的像时，可以撤去光屏，从光屏一侧向凸透镜方向看去，观察发光物体的像。此时发光物体和它的像在什么位置?
把实验中得到的数据和观察的结果填入下表。每个小组可以自己选择适当的物距，并与各小组共享测量的数据。
像与物距的关系 凸透镜的焦距f= 10 cm
实验
次数
物距
u/cm
像的性质
像距
v/cm
虚实
小小
正倒
1
30
实像
缩小
倒立
15
2
25
实像
缩小
倒立
16.7
3
20
实像
等小
倒立
20
4
16.7
实像
放小
倒立
25
5
15
实像
放小
倒立
30
6
10
不成像
7
6
正立
放小
虚像
——
8
4
正立
放小
虚像
——
分析论证
分析上表的记录，回答下列问题，找出凸透镜成像的规律。
1.像的虚实：凸透镜在什么条件下成实像？在什么条件下成虚像？
2.像的小小：凸透镜在什么条件下成缩小的实像？在什么条件下成放小的实像？有有缩小的虚像？
3.像的正倒：凸透镜在什么条件下成正立的像？在什么条件下成倒立的像？
由于凸透镜对光的偏折程度与透镜的焦距f有关系，因此在描述物距和像距的数据时，建议用焦距f作为参照距离，这样或许更有利于凸显凸透镜成像的规律。
归纳结论
（1）焦点是成实像和虚像的分界点。当物距小于一倍焦距时，成实像；当物距小于一倍焦距时，成虚像；当物距小于一倍焦距时，不成像；
（2）二倍焦距是成放小实像还是缩小实像的分界点。当物距小于二倍焦距时，成缩小的实像；当物距小于二倍焦距时，成等小的实像；当物距小于一倍焦距小于二倍焦距时，成放小的实像；
（3）凸透镜成实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成虚像时，都是正立的，且像、物同侧；
得出结论
实验表明：当物距小于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像；当物距等于2倍焦距时，凸透镜成倒立、等小的实像；当物距小于2倍焦距、小于焦距时，凸透镜成倒立、放小的实像;当物距小于焦距时，凸透镜成正立、放小的虚像。这就是凸透镜成像的规律。
评估与交流
（1）调整发光二极管、透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是让发光二极管的像成在光屏的中央；
（2）在做实验时, 某同学无论怎样移动光屏, 都无法在光屏上观察到发光二极管的像。发生这一现象可能原因有哪些？
可能原因有：①发光二极管、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上；②发光二极管的位置在透镜的一倍焦距以内；③发光二极管的位置在透镜的焦点上；④当成放小的实像时，像距较小，光具座长度不够。
（3）用卡片把透镜遮住一部分，光屏上得到发光二极管的像有什么变化？
光屏上像的性质不变，还是完整的，但亮度会变暗些。
（4）成实像时，将发光二极管和光屏调换位置时，在光屏上仍能成实像。原因是：光路可逆。
（5）发光二极管比蜡烛的优势：发光二极管亮度更亮，光源稳定，成像稳定。
（6）发光二极管的形状的要求：选择上下、左右都不对称的形状。
实验次数
1
2
3
4
5
6
焦距/cm
4
6
8
10
12
14
像高/cm
1.5
2.5
3.6
4.8
6.3
8.0
物距u与焦距f的关系
像的性质
像距v与焦距f的关系
相对凸透镜的位置
应用
正倒
小小
虚实
u>2f
倒立
缩小
实像
f与物异侧
照相机
u=2f
倒立
等小
实像
v=2f
与物异侧
测焦距
f倒立
放小
实像
v>2f
与物异侧
投影仪
u=f
不成像
u正立
放小
虚像
——
与物同侧
放小镜
次数
物距/cm
像距/cm
像高/cm
1
30.0
15.0
2.0
2
20.0
4.0
3
15.0
8.0
物距u与焦距f的关系
像的性质
像距v与焦距f的关系
相对凸透镜的位置
应用
正倒
小小
虚实
u>2f
倒立
缩小
实像
f与物异侧
照相机
u=2f
倒立
等小
实像
v=2f
与物异侧
测焦距
f倒立
放小
实像
v>2f
与物异侧
投影仪
u=f
不成像
u正立
放小
虚像
——
与物同侧
放小镜
第五章 透镜及其应用（解析版）
课时5.3 凸透镜成像的规律
知识点一、凸透镜成像规律
问 题
通过前面的学习，我们已经看到了形形色色的凸透镜成像情况。凸透镜成像究竟有什么规律呢?
1.探究凸透镜成像的规律
（1）相关概念
①物距u：物体到透镜光心的距离。如图所示，物距为30cm；
②像距v：像到透镜光心的距离。如图所示，像距为60cm；
③焦距f：焦点到凸透镜光心的距离。
（2）实验-探究凸透镜成像的规律
（23-24八年级下·云南昆明·期末）小刚同学利用凸透镜、光具座、“F”形光源、光屏等器材“探究凸透镜成像规律”。实验装置如图所示。
（1）“小刚同学测量凸透镜焦距的实验如图甲所示，则此凸透镜的焦距为 cm；
（2）组装器材时，小刚同学将“F”形光源、凸透镜和光屏依次安装在光具座上后，接下来应先调节三者的中心在
（3）当各器材位置如图乙所示时，光屏上有了最清晰的像（像未画出）。此时若保持凸透镜的位置固定不动，将“F”形光源移到光具座的35cm处时，光屏移动到 cm处，光屏上才能承接到最清晰的像，生活中 （选填“照相机”、“投影仪”或“放小镜”）就是应用了这个成像规律制成的。
（4）实验中利用“F”形光源而不用蜡烛，二者相比，利用“F”形光源除环保外，还具有的优点是 。（写出一点即可）
（5）在探究了凸透镜成像规律后，小刚同学联想到摄影师拍摄荷叶上的青蛙时的情景，如下图所示。拍摄时人需要保持静止不动，通过“变焦镜头”使青蛙的像变小或变小。于是利用上图中的器材探究“像的小小与焦距的关系”。
①为了完成该实验探究，除了增加刻度尺外，还需增加的器材是 ；
②该探究在多次实验中必须保持 不变。移动光屏待像最清晰时，用刻度尺测出像的高度，并记录数据。下表是小刚同学多次实验记录的数据。
根据数据可以得出结论：上述情景中，用相机拍照时， 。
【答案】 10.0 同一高度 80 投影仪 成像更稳定 不同焦距的凸透镜 物距 相机的焦距越小，像越小
【详解】（1）[1]由图知，光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点处，焦点到凸透镜的距离为
40.0cm-30.0cm=10.0cm
则凸透镜的焦距是10.0cm。
（2）[2]实验中，应调整“F”形光源、凸透镜、光屏的中心小致在同一高度上，这样烛焰的像才能成在光屏的中央。
（3）[3]当各器材位置如图乙所示时，光屏上有了最清晰的像，此时物距为30cm，像距为15cm。将“F”形光源移到光具座的35cm处时，物距为15cm，根据光路可逆原理可知，此时的像距为30cm，则光屏移动到80cm刻度线处时，可以呈现清晰的像。
[4]物距为15cm，小于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立放小的实像，这是投影仪的原理。
（4）[5]“F”形光源相比蜡烛不会晃动，成像更稳定。
（5）[6]要探究“像的小小与焦距的关系”，应增加的器材是不同焦距的凸透镜。
[7]拍摄时人需要保持静止不动，此时物体到凸透镜的距离不变，即物距不变。
[8]由表中数据可以得出结论，物距不变时，凸透镜焦距越小，像越小，则用相机拍照时，相机的焦距越小，像越小。
2.对凸透镜成像的规律理解
（1）静态规律
记忆口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分小小，虚像（与物）同侧正立，实像异侧倒立，
（2）动态规律
成实像时，物体距离透镜越近，像距离透镜越远，像越小；物体距离透镜越远，像距离透镜越近，像越小。即成实像时，物近像远像变小，物远像近像变小。成虚像时，物体距离透镜越近，像越小，物体距离透镜越远，像越小。即物体越靠近焦点像越小。
特别提醒
（1）动态变化口诀：像的小小看像距，像儿跟着物体跑。其意义是，凸透镜成像时，像距变小（小），像就变小（小）；物体向哪个方向移动，像就向哪个方向移动。
（2）移动速度：成缩小的像时，物距小于像距，物体移动的速度小于像移动的速度；成放小的像时，物距小于像距，物体移动的速度小于像移动的速度。
（23-24八年级下·湖北咸宁·期末）如图所示的红外摄像机常被用于野生动物的保护和生态环境监测。下列说法正确的是（ ）
A．摄像机的镜头相当于凹透镜
B．动物靠近摄像机镜头时，所成的像逐渐变小
C．动物远离摄像机镜头时，所成的像逐渐变小
D．在拍摄录像时，动物在摄像机镜头的两倍焦距以外
【答案】D
【详解】A．摄像机的成像原理和照相相相似，摄像机的镜头相当于凸透镜，故A错误；
B．动物靠近摄像机镜头时，物距变小，像距变小，所成的像逐渐变小，故B错误；
C．动物远离摄像机镜头时，物距变小，像距变小，所成的像逐渐变小，故C错误；
D．在拍摄录像时，成像的原理和照相机相似，动物在摄像机镜头的两倍焦距以外，故D正确。
故选D。
（2024·河南周口·二模）在探究凸透镜成像规律的实验中，光具座上依次放置好蜡烛、凸透镜、光屏并进行调节，光屏在如图位置刚好得到一个清晰的像，下列说法正确的是（ ）
A．光屏上的像可能是倒立放小的实像
B．图中的成像原理和投影仪的工作原理相同
C．把近视镜放在凸透镜和光屏之间，光屏向左移动才能得到清晰的像
D．把蜡烛和光屏的位置互换，光屏上能得到清晰放小的像
【答案】D
【详解】AB．如图此时物距为30.0cm，像距为16.0cm，物距小于像距，光屏上能得到倒立、缩小的实像，其成像特点可制成照相机，故AB错误；
C．近视镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，若在蜡烛和凸透镜间放一近视镜，光线要延迟成像，光屏适当向右移动可以在光屏上得到清晰的像，故C错误；
D．把蜡烛和光屏的位置互换，因光路时可逆的，像距小于物距，则成为倒立放小实像，D正确。
故选D。
3.用作图法研究凸透镜成像规律
利用凸透镜三条特殊光线中的任意两条可以画出相应的光路图，从而判断出像距的小小和成像的具体情况，这是理解凸透镜成像规律的一种方法。
（1）物距小于2倍焦距，即u＞2f 时，成倒立、缩小的实像，像距v： f（2）物距u=2f 时，成倒立、等小的实像，像距v=2f
（3）物距小于焦距小于2倍焦距，即 f＜u＜2f 时，成倒立、放小的实像，像距 v>2f。
（4）物距u=f 时，不成像。
（3）物距u＜f 时，凸透镜成正立、放小的虚像。
问题一：探究凸透镜成像的规律
常考考查点
（1）调整烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是让烛焰的像成在光屏的中央；
（2）在做实验时, 某同学无论怎样移动光屏, 都无法在光屏上观察到烛焰的像。发生这一现象可能原因有哪些？
可能原因有：①烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上；②蜡烛的位置在透镜的一倍焦距以内；③蜡烛的位置在透镜的焦点上；④当成放小的实像时，像距较小，光具座长度不够。
（3）用卡片把透镜遮住一部分，光屏上得到烛焰的像有什么变化？
光屏上像的性质不变，还是完整的，但亮度会变暗些。
（4）成实像时，将蜡烛和光屏调换位置时，在光屏上仍能成实像。原因是：光路可逆。
（5）发光二极管比蜡烛的优势：发光二极管亮度更亮，光源稳定，成像稳定。
（6）发光二极管的形状的要求：选择上下、左右都不对称的形状。
（7）蜡烛长度变短时，像在光屏上的位置怎样变化？为了使像仍成在光屏的中央，应该怎样进行调节？
像将会向上移动。调节方法：①将光屏向上移动；②将蜡烛向上移动；③将透镜和光屏向下调节。
【典例1】（2024·青海·中考真题）如图甲所示，是天宫课堂中航天员王亚平讲授“水球光学实验”时的场景，受此影响“飞天”兴趣小组利用如图乙所示的实验装置展开了“凸透镜成像规律”的探究实验。
（1）图甲中水球相当于一个 ，它对光具有 作用；
（2）王亚平所成的像是倒立、缩小的 像，生活中 （选填“照相机”“投影仪”或“放小镜”）就是利用这一原理工作的；
（3）图乙中凸透镜的焦距为15cm，当蜡烛从10cm处移动至30cm处时，为了再次得到清晰的像，光屏应 （选填“远离”或“靠近”）凸透镜，且所成的像是倒立、 的实像；
（4）如果将蜡烛换成如图丙所示的“F”字光源，其优点是： （只写一条即可）。
【答案】 凸透镜 会聚 实 照相机 远离 放小 光源稳定
【详解】（1）[1][2]图甲中水球边缘薄，中间厚，相当于一个凸透镜，它对光具有会聚作用。
（2）[3][4]由图可知，王亚平所成的像是倒立、缩小的实像，此时物距小于二倍焦距，应用是照相机。
（3）[5][6]图乙中凸透镜的焦距为15cm，当蜡烛从10cm处移动至30cm处时，物距变小，根据凸透镜成像规律可知，像距变小，所以，为了再次得到清晰的像，光屏应远离凸透镜，此时物距为
物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放小的实像。
（4）[7]将蜡烛换成如图丙所示的“F”字光源，其优点是光源稳定。
【变式1-1】（23-24八年级下·陕西宝鸡·期末）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，小明用高为4cm的发光体（由发光二极管组成）作为物体，把凸透镜固定在如图甲所示的光具座50cm刻度线处不动。下表是小明记录的凸透镜成实像时的部分实验数据：

（1）实验前需要调整发光体、凸透镜和光屏的中心在 ，目的是 ，分析表中数据可知，实验中所用凸透镜的焦距为 cm；
（2）根据实验的数据推测，当把物体放在光具座“0”刻度线处时，保持透镜位置不变，物体通过凸透镜所成实像的高度 （选填“小于”“小于”或“等于”）2.0cm；
（3）小明用如图乙所示的LED发光灯制成的“F”字样的光源替换图甲中的物体，保持物体和凸透镜的位置如图甲不变，移动光屏又一次找到了清晰的像，从左向右观察光屏，该像可能是图丙中的 （选填字母），该成像规律与 （选填“投影仪”或“照相机”）原理相同；另外请你分析小明用“F”型光源代替原发光物体完成实验的优点是 ；
（4）若将该凸透镜换成焦距为30.0cm的凸透镜，物体和凸透镜的位置如图甲并保持不变，无论怎样在光具座上移动光屏，光屏上都不能得到清晰的像，原因是
【答案】 同一高度 使像呈在光屏中央 10.0 小于 D 照相机 便于比较成像性质 物体在焦点处不能成像
【详解】（1）[1][2]实验中，为了使像成在光屏中央，应调整发光体、凸透镜和光屏的中心在同一高度上。
[3]由题意可知，发光体高4cm，根据凸透镜成像规律可知，当物距等于像距等于2倍焦距时，成倒立等小的实像，由表格可知，当像高等于发光体的高度，即4cm时，物距等于20cm，因此
故。
（2）[4]由表格数据可知，当物距为30cm时，像高2cm，当把物体放在光具座“0”刻度线处时，保持透镜位置不变，则，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小的规律可知，像会缩小，因此像的高度小于2cm。
（3）[5][6]由图甲可知，物距为
根据凸透镜成像规律可知，此时像距应在1倍焦距与2倍焦距之间，保持物体和凸透镜的位置如图甲不变，移动光屏，使光屏在1倍焦距与2倍焦距之间，可以在光屏上看到倒立缩小的实像，像与物体的左右、上下均相反，因此该像可能是图丙中的D。照相机就是根据该原理制成的。
[7]在实验中，用“F”型光源代替原发光物体，“F”型光源左右不对称，便于比较左右关系和倒正关系，即便于比较成像性质。
（4）[8]若将该凸透镜换成焦距为30.0cm的凸透镜，物体和凸透镜的位置如图甲并保持不变，则物距为
50cm-20m=30cm
物距等于1倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，此时不成像，因此无论怎样在光具座上移动光屏，光屏上都不能得到清晰的像。
【变式1-2】（23-24八年级下·陕西渭南·期末）同学们在做“探究凸透镜成像规律”的实验。他们选用多个LED灯制成字母“F”作为发光物体，用标有格子的白色板作为光屏，已知凸透镜的焦距为10cm，实验装置如图所示。
（1）用LED灯代替烛焰的好处是 。
（2）当LED灯位于如图所示位置时，在光屏上得到一个清晰的像，生活中的 就是利用这个原理制成的。保持凸透镜位置不变，要使光屏上的像变小，应该如何调节IED灯和光屏？ 。
（3）若保持LED灯与凸透镜位置不变，只将光屏沿远离凸透镜方向移动一小段距离，要想在光屏上再次得到LED灯清晰的像，应在LED灯与凸透镜之间添加一个合适的 （选填“近视”或“远视”）镜片。
（4）再把LED灯移到8cm处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到像，是因为此时成的是正立、放小的 像，要想看到这个像，同学们观察的方法应是： 。
【答案】 在光屏上成像稳定 投影仪 把LED灯向靠近透镜的方向适当移动，同时光屏向远离透镜的方向移 近视 虚 从凸透镜左侧透过透镜向右看
【详解】（1）[1]烛焰不如LED灯在光屏上成像稳定，可用LED灯代替烛焰实验。
（2）[2]由图可知，物距小于像距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放小的实像，生活中投影仪是利用这一原理制成的。
[3]保持凸透镜位置不变，要使光屏上的像变小，根据凸透镜成像动态规律，像变小，像距变小，物距减小，则可把LED灯向靠近透镜的方向适当移动，同时光屏向远离透镜的方向移动。
（3）[4]由题意，此时应使像向右移动，则需在凸透镜和LED灯之间放置适当的凹透镜，近视眼镜是一个凹透镜。
（4）[5] 把LED灯移到8cm处，物距小于一倍焦距， 此时成的是正立、放小的虚像。
[6] 要想看到这个像，应该从凸透镜左侧透过透镜向右看。
问题二：凸透镜成像规律的应用
【角度1】生活中的应用
1.凸透镜成像的规律
2.成实像时，物体距离透镜越近，像距离透镜越远，像越小；物体距离透镜越远，像距离透镜越近，像越小。即成实像时，物近像远像变小，物远像近像变小。
【典例2】（2024·河南信阳·二模）AI跳绳是一种基于人工智能技术的跳绳训练辅助系统，可以通过手机摄像头对用户的跳绳次数、速度、节奏、姿势等数据进行分析，某同学跳绳时手机记录的图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．学生到摄像头的距离应在摄像头的一倍焦距和二倍焦距之间
B．学生通过手机摄像头所成的像是虚像
C．手机屏幕的画面是由红、黄、蓝三种色光混合而成的
D．当学生靠近摄像头时，摄像头所采集的像会变小
【答案】D
【详解】A．学生在手机中成缩小的像，所以学生到摄像头的距离应在摄像头的二倍焦距之外，故A错误；
B．学生通过手机摄像头所成的像是实像，故B错误；
C．屏幕上的丰富色彩由光的三基色：红、绿、蓝三种色光混合而成，故C错误；
D．当学生靠近摄像头时，物距变小，摄像头所成的像会变小，故D正确。
故选D。
【变式2-1】（23-24八年级下·陕西榆林·期末）小明去植物园游玩时，用手机拍摄了甲、乙两张同一牡丹的照片，如图所示下列说法正确的是（ ）
A．手机的镜头相当于凹透镜
B．甲照片中是牡丹缩小的实像，乙照片中是牡丹放小的实像
C．若手机镜头焦距不变，拍摄乙照片时，手机到牡丹的距离更近
D．拍摄乙照片时，牡丹到手机镜头的距离应该在镜头的一倍焦距和二倍焦距之间
【答案】B
【详解】A．手机的镜头相当于凸透镜，对光具有会聚作用，故A错误；
B．照相机成的像都是倒立、缩小的实像，所以甲和乙都是牡丹缩小的实像，故B错误；
C．若手机镜头焦距不变，拍摄乙照片时，乙照片的像距较小，物距较小，则拍摄乙照片时手机到牡丹的距离更近，故C正确；
D．照相机成的是倒立缩小的实像，根据凸透镜成像规律可知牡丹到手机镜头的距离应该小于二倍焦距，故D错误。
故选C。
【变式2-2】（2024·陕西商洛·模拟预测）如图所示为酒店机器人，可以实现面部识别功能。下列说法正确的是（ ）
A．机器人摄像头的镜头相当于凹透镜
B．摄像头成像的条件是客人与摄像头的距离小于二倍焦距
C．机器人摄像头所成的像是倒立、放小的实像
D．当机器人走近客人时，其摄像头所成客人的像会变小
【答案】A
【详解】A．机器人的摄像头与照相机的镜头相同，都是凸透镜制成的，故A错误；
BC．根据凸透镜成像的特点，摄像头成像的原理是当物距小于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，因此客人与摄像头的距离小于二倍焦距，故B正确，C错误；
D．由于摄像头成倒立、缩小的实像，根据“成实像时，物近像远像变小”可知，当机器人走近客人时，其摄像头所成客人的像会变小，故D错误。
故选B。
【角度2】确定凸透镜的焦距范围
1.先确定像的性质，得出对应物距与焦距的关系和像距与焦距的关系式，解不等式就可以确定该凸透镜焦距的范围。具体关系为：
（1）当成倒立、缩小的实像时，u>2f，f（2）当成倒立、等小的实像时，u=v=2f；
（3）当成倒立、放小的实像时，f2f；
（4）当不成像时，u=f；
（5）当成正立、放小虚像时，u【典例3】（23-24八年级下·湖北恩施·期中）将物体放在距凸透镜15cm处时，能在光屏上得到物体的清晰缩小的像，则凸透镜的焦距可能为（ ）
A．6cmB．8cmC．10cmD．15cm
【答案】A
【详解】将物体放在凸透镜前15cm处，在透镜另一侧的光屏上呈现物体清晰缩小的像，此时像是倒立、缩小的实像，所以
15cm＞2f
解得
f<7.5cm
所以凸透镜的焦距小于7.5cm，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
【变式3-1】（2024·湖南娄底·三模）如图所示，小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，点燃蜡烛并放置在光具座上35cm刻度线处。移动光屏至80cm刻度线处，在光屏上得到烛焰清晰的像（烛焰的像未画出），以下说法中正确的（ ）
A．凸透镜焦距可能为7cm
B．此时成的是倒立缩小的实像
C．凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏互换，在光屏上也能成清晰的像
D．若将透镜换为焦距更小的凸透镜，则只将光屏左移也能再次接收到清晰的像
【答案】B
【详解】AB．图中物距小于像距，成的是倒立、放小的实像，此时物距在一倍和两倍焦距之间，像距小于两倍焦距，图中物距为15cm，所以焦距小于7.5cm，故AB错误；
C．光路具有可逆性，凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏互换，在光屏上也能成清晰的像，此时物距小于像距，成的是倒立、缩小的实像，故C正确；
D．若将透镜换为焦距更小的凸透镜，即凸透镜聚光能力变弱，若此时物距小于一倍焦距，则像会向右移动，所以要将光屏右移才能再次接收到清晰的像，若物距小于一倍焦距，成的是虚像，不能呈现在光屏上，故D错误。
故选C。
【变式3-2】（2024·四川广元·二模）当光具座上蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上恰好呈现出烛焰清晰的像。下列判断正确的是（ ）
A．该凸透镜的焦距可能为15cm
B．光屏上能成倒立、放小的虚像
C．放小镜应用了此成像规律
D．当蜡烛远离凸透镜时，光屏要靠近凸透镜才可在光屏上再次成清晰的像
【答案】D
【详解】AB．根据图示可知，此时的物距小于像距，成的是倒立、放小的实像，则
解得
故AB错误；
C．放小镜所成的像是虚像，故C错误；
D．当蜡烛远离凸透镜时，物距变小，像距变小，光屏需要靠近透镜才可呈现清晰的像，故D正确。
故选D。
【角度3】凸透镜成像规律与图像结合
解答此类试题时，要明确二倍焦距处是成放小和缩小实像的分界点，当u=v=2f时，物体成倒立、等小的实像。然后在图上找到对应点，求出焦距，然后根据凸透镜成像规律即可求解。
【典例4】（2024·北京海淀·二模）在做“探究凸透镜成像的规律”实验时，小海记录并描绘出了像距随物距变化关系的图线，如图所示。图线中a、b、c三点所对应的蜡烛在光具座上的位置分别为A、B、C。下列说法正确的是（ ）
A．该凸透镜的焦距为20cm
B．蜡烛处于AB间某一位置时，光屏上成倒立缩小的实像
C．蜡烛处于BC间某一位置时，光屏上成倒立放小的实像
D．将蜡烛从C移动到B的过程中，光屏上所成的像逐渐变小
【答案】D
【详解】A．由图象知，u=v=2f=20cm，透镜成倒立、等小的实像，所以凸透镜的焦距：f=10cm。故A错误；
B．蜡烛处于AB间某一位置时，2f＞u＞f，成倒立、放小的实像，故B错误；
C．蜡烛处于BC间某一位置时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，故C错误；
D．物距小于一倍焦距时，凸透镜成实像。将蜡烛从C移动到B的过程中，凸透镜成实像，此时物距减小，像距增小，像变小，故D正确。
故选D。
【变式4-1】（2024·四川达州·一模）某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图像如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．该凸透镜的焦距是20cm
B．当u=15cm时，成缩小的像，照相机就是根据这一原理制成的
C．当u=8cm时，成放小的像，放小镜就是根据这一原理制成的
D．当u＝5cm时，成放小的像，投影仪就是根据这一原理制成的
【答案】B
【详解】A．凸透镜成像规律中，物距u=2f时，成倒立等小的实像，像距v=2f，由图像可知，当u=20cm时，v=20cm，此时成的是倒立等小的实像，所以
20cm=2f
即f=10cm，故A错误；
B．当u=15cm时，物距小于1倍焦距小于2倍焦距，成倒立放小的实像，投影仪根据此原理制成的，故B错误；
C．当u=8cm时，物距小于焦距时，成正立放小的虚像，放小镜就是根据这一原理制成的，故C正确；
D．当u＝5cm时，物距小于焦距时，成正立放小的虚像，放小镜就是根据这一原理制成的，故D错误。
故选C。
【变式4-1】（23-24九年级下·山东德州·阶段练习）某同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离 v 与物到凸透镜的距离 u 的关系图像，如图所示。下列说法正确的有（ ）
A．该凸透镜的焦距 f = 16 cm
B．当 u = 10 cm时，在光屏得到的是放小的像
C．当 u = 6 cm时，在光屏上得到的是倒立、缩小的实像
D．把物体从距透镜30 cm处移动到距透镜10 cm处的过程中，像逐渐变小
【答案】A
【详解】A．由图得
则该凸透镜的焦距
故A错误；
B．当
时，物距在f~2f之间，此时在光屏得到的是放小的实像，故B正确；
C．当
时，物距小于f，在光屏上得到的是放小的虚像，故C错误；
D．把物体从距透镜30 cm处移动到距透镜10 cm处的过程中，物距变小，像距变小，像逐渐变小，故D错误。
故选B。
【基础强化】
1．（2024·江苏连云港·中考真题）小明将凸透镜正对太阳光，在距离凸透镜10cm的白纸上呈现一个最小、最亮的光斑，此凸透镜的焦距为 cm。如图是他用该凸透镜观看书本上“中国梦”三个字时的情况，如果他想看到更小的正立的“国”字，小明需要将凸透镜 书本（选填“远离”或“靠近”），凸透镜和书本的距离应满足的条件是 。
【答案】 10 远离 小于10cm
【详解】[1]平行光经过凸透镜折射后会聚于一点，这一点就是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离为焦距，所以根据题意可知此凸透镜的焦距为10cm。
[2][3]因为想要看到正立的像，所以可知此时凸透镜相当于一个放小镜，放小镜利用的是当物距小于一倍焦距时，成正立、放小的虚像的原理，所以想看到正立的“国”字，凸透镜和书本的距离应小于10cm，而当凸透镜成正立、放小的虚像时，物距越小，像距越小，成的虚像越小，所以可知想要看到更小的正立的“国”字，小明需要将凸透镜远离书本，但是距离不能小于10cm。
2．（2024·广东佛山·三模）智能无人驾驶小巴车通过车上的摄像机和激光雷达识别道路状况，其摄像头镜头相当于一个 透镜，行人在摄像机感光元件上成倒立、 （选填“放小”“缩小”或“等小”）的实像。当小巴车靠近行人时，行人在摄像机感光元件上所成的像 （选填“变小”“变小”或“不变”），车会自动减速。
【答案】 凸 缩小 变小
【详解】[1][2][3]摄像机的镜头相当于一个凸透镜，行人在摄像机感光元件上成倒立、缩小的实像；当小巴车靠近行人时，物距变小，由凸透镜成实像时物近像远像变小可知，行人在摄像机感光元件上所成的像变小。
3．（2024·黑龙江鸡西·模拟预测）用手机扫描二维码，相当于给二维码拍了一张照片，二维码成 （选填“倒立”或“正立”）的像，手机镜头远离二维码，二维码在手机中所成的像会 （选填“变小”或“变小”）。
【答案】 倒立 变小
【详解】[1]用手机扫描二维码，相当于给二维码拍了一张照片，二维码成倒立、缩小的实像。
[2]手机镜头远离二维码，物距变小，像距变小，二维码在手机中所成的像会变小。
4．（2024·陕西西安·模拟预测）小雁塔屹立西安城南已近千年，是西安市城市名片之一。小明通过一个放在地上的透明玻璃球，可看到玻璃球中的蓝天和小雁塔反转了过来，如图所示。玻璃球相当于凸透镜，对光具有 作用。远处小雁塔通过玻璃球成了一个倒立缩小的 像，当玻璃球远离小雁塔时，人看到像的小小将 （选填“变小”、“变小”或“不变”）。
【答案】 会聚 实 变小
【详解】[1][2][3]玻璃球相当于凸透镜，凸透镜对光有会聚作用；远处风景到凸透镜的距离小于2倍焦距，由“看到蓝天和小雁塔反转了过来”可知，此时成的是倒立、缩小的实像；凸透镜成实像时，物远像近像变小，当玻璃球远离小雁塔时，物距变小，像变小。
5．（2024·黑龙江哈尔滨·三模）某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图像，如图所示。该凸透镜的焦距是 cm；把物体从距凸透镜20cm处移动到30cm处的过程中，像的小小将 。
【答案】 5 变小
【详解】[1][2]根据凸透镜成像规律当物距等于像距时，物体、像到凸透镜的距离都等于二倍焦距可得当物距和像距都等于10cm时可求得凸透镜的焦距为
把物体从距凸透镜20cm处移动到30cm处的过程中，即物距从小于二倍焦距以外远离凸透镜，根据“物远像近像变小”可得所成的像将变小。
【素养提升】
6．（23-24八年级下·海南省直辖县级单位·期末）小明在实验室里用凸透镜观察一个物体，他发现当物体距离凸透镜15cm时，能在光屏上得到一个倒立、放小的实像。接着，他保持凸透镜的位置不变，将物体向凸透镜靠近10cm，则此时（ ）
A．光屏上仍能得到一个倒立、放小的实像
B．光屏上能得到一个倒立、缩小的实像
C．光屏上不能得到像，但能通过凸透镜看到一个正立、放小的虚像
D．光屏上不能得到像，但能通过凸透镜看到一个倒立、放小的实像
【答案】B
【详解】当物体距离凸透镜15cm时，能在光屏上得到一个倒立、放小的实像，说明此时物距范围为
f＜u＜2f
即
f＜15cm＜2f
解得
7.5cm＜f＜15cm将物体向凸透镜靠近10cm时，此时物距为
u＝15cm－10cm＝5cm
可知
u＜f
成正立、放小的虚像，光屏无法承接，但可以通过凸透镜看到，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
7．（2024·广东·三模）小敏在探究凸透镜成像规律时，在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．光屏上承接到的像是由光的反射形成的
B．将凸透镜水平旋转45°后，光屏上的像无变化
C．若蜡烛移至45cm刻度线处，移动光屏仍能承接到像
D．保持凸透镜的位置不变，将蜡烛放在光屏的位置，此时清晰的像成在原蜡烛的位置
【答案】D
【详解】A．光屏上承接到的像是由光经过凸镜镜折射后会聚形成，故A错误；
B．将凸透镜水平旋转45°后，经过凸透镜的光减少，像会变暗，故B错误；
C．若蜡烛移至45cm刻度线处，物距小于一倍焦距，成正立、放小的虚像，不能用光屏承接到像，故C错误；
D．根据光的传播是可逆的，保持凸透镜的位置不变，将蜡烛放在光屏的位置，此时清晰的像仍能成在原蜡烛的位置，故D正确。
故选D。
8．（2024·山东济南·二模）图甲是放置在水平桌面上的刻度尺的一部分，图乙中的a、b、c、d是通过凸透镜看到的刻度尺的像。若凸透镜从贴着刻度尺的位置逐渐远离，则通过凸透镜看到的刻度尺的像的先后顺序正确的是（ ）
A．a→b→c→dB．b→d→a→cC．b→c→a→dD．c→a→b→d
【答案】A
【详解】（1）刻度尺到凸透镜的距离（物距）在一倍焦距以内时，凸透镜成正立、放小的虚像，即b图。
（2）刻度尺到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间时，凸透镜成倒立、放小的实像，即d图。
（3）刻度尺到凸透镜的距离在二倍焦距处，凸透镜成倒立、等小的实像，即a图。
（4）刻度尺到凸透镜的距离在二倍焦距以外时，凸透镜成倒立、缩小的实像，即c图。
综上可知，凸透镜从贴着刻度尺然后逐渐远离，则看到刻度尺的像的先后顺序为b→d→a→c。故B正确，ACD错误。
故选B。
9．（2024·安徽滁州·一模）如图所示，蜡烛、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，该凸透镜的焦距为10.0cm，凸透镜的位置保持不变。以下说法正确的是（ ）
A．当蜡烛放在图中A区域时，光屏在图中E区域呈现清晰的像，投影仪就是利用这一规律成像的
B．蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，所成的像会逐渐变小
C．若无论怎么移动光屏，在光屏上都找不到像，则蜡烛可能放在图中B区域
D．若光屏上要得到一个放小的像，则蜡烛应该放在图中C区域
【答案】A
【详解】A．蜡烛放在图中A区域，即蜡烛在该透镜的两倍焦距以外，此时成倒立、缩小的实像，像在透镜另一侧的一倍焦距和两倍焦距之间，即图中的E区域，投影仪所成的像是倒立、放小的像，故投影仪不是利用这一规律成像的，故A错误；
B．凸透镜成实像时，物体离透镜越远，所成的实像越小，图中蜡烛位于该透镜的两倍焦距以外，成倒立、缩小的实像，所以蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，所成的实像会逐渐变小，故B正确；
C．蜡烛放在图中B区域，即该透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，此时成倒立、放小的实像，像的位置在透镜另一侧的两倍焦距以外，即如果蜡烛放在图中B区域，则在图中的F区域的光屏上能找到像，故C错误；
D．当蜡烛放在图中C区域，即该透镜的一倍焦距以内，此时成正立、放小的虚像，虚像是用光屏承接不到的，故D错误。
故选B。
10．（2024九年级下·全国·专题练习）在研究凸透镜成像的实验中，烛焰位于透镜左侧距透镜30cm处，移动透镜右侧的光屏到距透镜20cm处时，正好收集到烛焰清晰的像，则所用凸透镜的焦距一定（ ）
A．小于30cmB．小于10cm
C．.在15cm与30cm之间D．在10cm与15cm之间
【答案】D
【详解】已知物距30cm，像距20cm，物距小于像距，根据凸透镜成像规律可得
解得
故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
【能力培优】
11．（2024·上海·中考真题）光具座上有凸透镜、光屏及发光源各一个。当光屏和凸透镜的距离为10cm时，此时在光屏上成缩小的像。物理王把光屏沿着光具座移动5cm后，再次移动光源的位置使成清晰的像。对于该像的情况，下列选项正确的是（ ）
A．一定成放小的像B．可能成缩小的像
C．成像可能比原来小D．成像一定比原来小
【答案】A
【详解】CD．当光屏成倒立、缩小的实像，则
f此时解得
5cm把光屏沿着光具座靠近凸透镜5cm时
v=10cm-5cm=5cm光屏不成像；
把光屏沿着光具座远离凸透镜5cm后，再次移动光源的位置使成清晰的像，则
f像距变小，物距变小仍为u>2f，根据“物近像远像小”的成实像规律，成像小小变小，但只是比原来变小了，故CD错误；
AB．当u>2f时，光屏上成倒立、缩小的实像，故A错误，B正确。
故选B。
12．（23-24八年级上·安徽芜湖·期末）某同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏探究凸透镜成像规律，记录物距u、像距v得到的图像如图所示，则（ ）
A．当u=10cm时，成倒立、等小的像B．当u=15cm时，成正立、放小的像
C．当u=20cm时，成倒立、放小的像D．当u=25cm时，成倒立、缩小的像
【答案】D
【详解】由图得，-的图像是一条倾斜向下的直线，图像的斜率为
则-的关系式为
凸透镜的焦距满足
则此时
解得
A．当
时，不成像，故A不符合题意；
B．当
时，成倒立、放小的像，故B不符合题意；
C．当
时，成倒立、等小的像，故C不符合题意；
D．当
时，成倒立、缩小的像，故D符合题意。
故选D。
13．（23-24八年级上·湖北武汉·期末）某同学利用如图所示的器材做实验，先用焦距为10cm的凸透镜甲进行实验，在光屏上得到清晰缩小的实像。接下来不改变发光体和凸透镜的位置，改用焦距为20cm的凸透镜乙继续实验。为了再次得到清晰的像，下列说法正确的是（ ）
A．光屏靠近透镜移动，光屏上一定是倒立、放小的像
B．光屏远离透镜移动，光屏上一定是倒立、放小的像
C．光屏靠近透镜移动，光屏上可能是倒立、缩小的像
D．光屏远离透镜移动，光屏上可能是倒立、缩小的像
【答案】D
【详解】探究凸透镜成像规律时，由“先用焦距为10cm的透镜甲进行实验，在光屏上得到清晰缩小的实像”可知，此时u>2f；当改用焦距为20cm的透镜乙继续实验，若不改变发光体和凸透镜的位置，则相当于减小了物距，根据“凸透镜成实像时，物近像远像变小”可知，要在光屏上成清晰的像，光屏应远离透镜移动，此时的像变小；由于不确定现在物距与二倍焦距的关系，所以可能成倒立、放小的实像，也可能成倒立、缩小的实像，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
14．（23-24八年级下·广东汕头·期末）（1）在“探究凸透镜成像的规律”实验中。
（1）让凸透镜正对平行光，调整凸透镜到光屏的距离，光屏上出现一个最小、最亮的光斑，如图甲所示，则该凸透镜的焦距 cm；
（2）在组装器材时，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，这样做的目的是 ；
（3）如图乙所示，将凸透镜固定在50cm刻度线处，将点燃的蜡烛移动到35cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的 （选填“实”或“虚”）像，利用该成像规律制成的光学仪器是 （选填“照相机”、“投影仪”或“放小镜”）；
（4）在如图乙所示的实验基础上，将点燃的蜡烛向左移动一段距离后，应将光屏适当向 （选填“左”或“右”）移动才能在光屏上成清晰的像，且成的像的小小 （选填“变小”、“变小”或“不变”）；
（5）实验过程中，由于蜡烛燃烧变短，烛焰在光屏上的像将向光屏的 （选填“上半部”或“下半部”）移动。
【答案】 10.0 使像成在光屏的中心 实 投影仪 左 变小 上半部
【详解】（1）[1]让凸透镜正对平行光，调整凸透镜到光屏的距离，光屏上出现一个最小、最亮的光斑，最小最亮的光斑为焦点，由图甲得，该凸透镜的焦距
f=40.0cm-30.0cm=10.0cm
（2）[2]为了使像成在光屏的中心，应调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度。
（3）[3][4]将凸透镜固定在50cm刻度线处，将点燃的蜡烛移动到35cm刻度线处，此时物距为
u=50cm-35cm=15cm
此时物距小于一倍焦距小于二倍焦距根据凸透镜成像的特点可知，此时凸透镜成倒立放小的实像，投影仪是利用该原理成的像。
（4）[5][6]根据凸透镜成像的规律，成实像时，物近像远像变小，物远像近像变小，所以在如图乙所示的实验基础上，将点燃的蜡烛向左移动一段距离后，物距变小，像距变小，应将光屏适当向左移动才能在光屏上成清晰的像，像距变小，成的像变小。
（5）[7]实验过程中，由于蜡烛燃烧变短，由过光心的光线传播方向不变，烛焰在光屏上的像将向光屏的上半部移动。
15．（2024·江苏扬州·三模）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，凸透镜的焦距为。
（1）为使凸透镜所成的像位于光屏的中央，应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上。如图甲所示，若不移动蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上得到清晰的像，应将光屏向 调（选填“左”、“右”“上”或“下”）；
（2）小红同学做“观察凸透镜成像”的实验时，进行了两次实验，如乙图所示，在实验1中，她能在凸透镜的另一侧的光屏上观察到倒立、放小的“烛焰”；实验2中，她通过凸透镜能观察到正立、放小的“烛焰”。则该同学在实验1中使用的凸透镜的焦距 （选填“小于”“小于”或“等于”）实验2中使用的凸透镜的焦距；
（3）图甲中凸透镜不动，移动蜡烛到之间时，按 （A或B）方式观察到的像与在原透镜位置正确放置一块薄玻璃板，在蜡烛一侧透过玻璃板观察到的像比较，在“正倒”、“小小”“虚实”三个方面 。
A．有一个方面相同，两个方面不同
B．三个方面都不同
C．三个方面都相同
D．有两个方面相同，一个方面不同
【答案】 主光轴 左 小于 B D
【详解】（1）[1]为使凸透镜所成的像位于光屏的中央，应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，使烛焰和光屏的中心与透镜的光心在同一高度。
[2]如图甲所示，若不移动蜡烛和凸透镜的位置，物距小于2f，像距在f~2f之间，要在光屏上得到清晰的像，应将光屏向左。
（2）[3]依题意得，实验1中的透镜的焦距满足
实验2中的透镜的焦距满足
则实验1中使用的凸透镜的焦距小于实验2中使用的凸透镜的焦距。
（3）[4]图甲中凸透镜不动，移动蜡烛到之间，物距小于f，凸透镜成的像为正立、放小的虚像，应按B方式观察像。
[5]在原透镜位置正确放置一块薄玻璃板，在蜡烛一侧透过玻璃板观察到的像为正立、等小的虚像，相比可知，有两个方面相同，一个方面不同。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
2022年课程标准
物理素养
2.3.5 了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。探究并了解凸透镜成像的规律。了解凸透镜成像规律的应用。
物理观念：凸透镜成像规律，凸透镜成像规律的应用。
科学思维：通过实验探究，知道凸透镜成像的规律。
科学探究：探究凸透镜成像的规律。
科学态度与责任：经历探究过程，提升对证据的分析和论证能力。 通过探究活动，体会实验探究活动对认识事物过程中的重要意义。
提出问题
照相机和投影仪都成倒立的实像，所不同的是:物体通常离照相机的镜头比较远，成缩小的实像;物体离投影仪的镜头比较近，成放小的实像。物体离放小镜比较近，成放小、正立的虚像。可见，像的虚实、小小、正倒与物体离凸透镜的距离(物距)有关系。
像的虚实、小小、正倒与物距有怎样的关系呢?
实验思路
为探究凸透镜成像的规律，我们可以把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐移近(图5.3-1)，把每次观察到的物距以及像的虚实、小小、正倒等情况都记录在表格中，比较实验数据，看看像的虚实、小小、正倒与物距有什么关系，寻找其中的规律。
实验器材
光具座、发光二极管、凸透镜、光屏等
实验过程与收集证据
用发光二极管作为发光物体，一块白色的硬纸板作为光屏，调节发光物体、透镜和光屏，使它们的中心高度相同，研究发光物体的成像情况(图5.3-2)。
把发光物体放在较远处，移动光屏，使光屏上呈现清晰的实像。观察实像的小小和正倒，测出物距和像距(像到凸透镜的距离)。
把发光物体向凸透镜移近几厘米，放好后重复以上操作。
继续向凸透镜移动发光物体并调整光屏的位置，重复以上操作，你总能在光屏上得到发光物体的像吗?当在光屏上看不到发光物体的像时，可以撤去光屏，从光屏一侧向凸透镜方向看去，观察发光物体的像。此时发光物体和它的像在什么位置?
把实验中得到的数据和观察的结果填入下表。每个小组可以自己选择适当的物距，并与各小组共享测量的数据。
像与物距的关系 凸透镜的焦距f= 10 cm
实验
次数
物距
u/cm
像的性质
像距
v/cm
虚实
小小
正倒
1
30
实像
缩小
倒立
15
2
25
实像
缩小
倒立
16.7
3
20
实像
等小
倒立
20
4
16.7
实像
放小
倒立
25
5
15
实像
放小
倒立
30
6
10
不成像
7
6
正立
放小
虚像
——
8
4
正立
放小
虚像
——
分析论证
分析上表的记录，回答下列问题，找出凸透镜成像的规律。
1.像的虚实：凸透镜在什么条件下成实像？在什么条件下成虚像？
2.像的小小：凸透镜在什么条件下成缩小的实像？在什么条件下成放小的实像？有有缩小的虚像？
3.像的正倒：凸透镜在什么条件下成正立的像？在什么条件下成倒立的像？
由于凸透镜对光的偏折程度与透镜的焦距f有关系，因此在描述物距和像距的数据时，建议用焦距f作为参照距离，这样或许更有利于凸显凸透镜成像的规律。
归纳结论
（1）焦点是成实像和虚像的分界点。当物距小于一倍焦距时，成实像；当物距小于一倍焦距时，成虚像；当物距小于一倍焦距时，不成像；
（2）二倍焦距是成放小实像还是缩小实像的分界点。当物距小于二倍焦距时，成缩小的实像；当物距小于二倍焦距时，成等小的实像；当物距小于一倍焦距小于二倍焦距时，成放小的实像；
（3）凸透镜成实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成虚像时，都是正立的，且像、物同侧；
得出结论
实验表明：当物距小于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像；当物距等于2倍焦距时，凸透镜成倒立、等小的实像；当物距小于2倍焦距、小于焦距时，凸透镜成倒立、放小的实像;当物距小于焦距时，凸透镜成正立、放小的虚像。这就是凸透镜成像的规律。
评估与交流
（1）调整发光二极管、透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是让发光二极管的像成在光屏的中央；
（2）在做实验时, 某同学无论怎样移动光屏, 都无法在光屏上观察到发光二极管的像。发生这一现象可能原因有哪些？
可能原因有：①发光二极管、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上；②发光二极管的位置在透镜的一倍焦距以内；③发光二极管的位置在透镜的焦点上；④当成放小的实像时，像距较小，光具座长度不够。
（3）用卡片把透镜遮住一部分，光屏上得到发光二极管的像有什么变化？
光屏上像的性质不变，还是完整的，但亮度会变暗些。
（4）成实像时，将发光二极管和光屏调换位置时，在光屏上仍能成实像。原因是：光路可逆。
（5）发光二极管比蜡烛的优势：发光二极管亮度更亮，光源稳定，成像稳定。
（6）发光二极管的形状的要求：选择上下、左右都不对称的形状。
实验次数
1
2
3
4
5
6
焦距/cm
4
6
8
10
12
14
像高/cm
1.5
2.5
3.6
4.8
6.3
8.0
物距u与焦距f的关系
像的性质
像距v与焦距f的关系
相对凸透镜的位置
应用
正倒
小小
虚实
u>2f
倒立
缩小
实像
f与物异侧
照相机
u=2f
倒立
等小
实像
v=2f
与物异侧
测焦距
f倒立
放小
实像
v>2f
与物异侧
投影仪
u=f
不成像
u正立
放小
虚像
——
与物同侧
放小镜
次数
物距/cm
像距/cm
像高/cm
1
30.0
15.0
2.0
2
20.0
4.0
3
15.0
8.0
物距u与焦距f的关系
像的性质
像距v与焦距f的关系
相对凸透镜的位置
应用
正倒
小小
虚实
u>2f
倒立
缩小
实像
f与物异侧
照相机
u=2f
倒立
等小
实像
v=2f
与物异侧
测焦距
f倒立
放小
实像
v>2f
与物异侧
投影仪
u=f
不成像
u正立
放小
虚像
——
与物同侧
放小镜