2020-2021学年八年级物理上册5.3凸透镜成像的规律精讲精练（含解析）

1、专题5.3 凸透镜成像的规律知识点扫描：知识点一：凸透镜成像的规律成像条件物距（u）成像的性质像距（v）u2f倒立、缩小的实像fv2fu=f不成像0uf正立、放大的虚像知识点二：凸透镜成像的规律的应用成像条件物距（u）成像的性质像距（v）应用u2f倒立、缩小的实像fv2f投影仪u=f不成像获得平行光束0uf正立、放大的虚像放大镜重点难点解读：一、对凸透镜成像的规律重点实验的说明1.器材：凸透镜、光屏、蜡烛、光具座（带刻度尺）等。2.口诀：一倍焦距分虚实、二倍焦距分大小；虚像正物像同侧，实像倒物像异侧；物远实像小，焦点内放大。3.注意事项：蜡烛的焰心、透镜的光心、光屏的中心在同一高度上；又叫“三

2、心等高” 。注意：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；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.二、对规律的深刻理解1.凸透镜的成像规律（见表格）成像条件物距（u）成像的性质像距（v）应用u2f倒立、缩小的实像fv2f照相机u=2f倒立、等大的实像v=2ffu2f倒立、放大的实像v2f投影仪u=f不成像0uf正立、放大的虚像Vf放大镜2对凸透镜成像规律的深刻理解（1）焦点是成虚像和实像的分界点。物体在焦点以外时，在另一侧光屏上一定成实像；物体在焦点以内时，一定在同侧成虚像。（2）2f是成放大或缩小实像的分界点。U=2f时，所成实像与

3、物体等大；u2f时，所成实像是缩小的；fu2f时，所成实像是放大的。（3）凸透镜成像时，物距u越小，像越大，像距v也越大；物距u越大，像越小，像距v也越小。（4）根据u和v的关系，也能判断出像的性质。当uv时，像比物小；当u=v时，像和物大小相等；当uv时，像比物大。（5）凸透镜所成实像都是倒立的，所成虚像都是正立的。（6）可以这样记忆理解：实像倒，位异侧；虚像正，位同侧；一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；物体移向凸透镜，实像变远且变大，虚像变近且变小。对点例题解析：知识点一：凸透镜成像的规律及其应用【例题1】（2019四川南充）小明在探究“凸透镜成像规律”的实验中他把蜡烛放在距透镜30cm时，

4、在光屏上形成清晰缩小的像，此时的成像特点可应用于（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。现将蜡烛向透镜方向移动10cm，要使光屏上再次形成清晰倒立的像，应将光屏透镜（填“远离”或“靠近”）。【答案】照相机；远离。【解析】（1）凸透镜成像的三种情况和应用之一：u2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机。（2）凸透镜成实像时，物近像远像变大。把蜡烛放在距透镜30cm时，物距为30cm，在光屏上形成清晰缩小的像，则u2f，此时的成像特点可应用于照相机。现将蜡烛向透镜方向移动10cm，物距减小，像距增大、像变大，则要使光屏上再次形成清晰倒立的像，应将光屏远离透镜方向移动。知识点二：凸透镜成像的

5、规律的应用【例题2】（2019山东泰安）如图所示，在”探究凸透镜成像的规律”实验中，烛焰在距离凸透镜8cm处时，在距离凸透镜15cm处的光屏上成倒立的像。保持蜡烛和光屏不动，现把凸透镜向光屏方向移动7cm，下列关于烛焰在光屏上成像的说法正确的是（）A不能成清晰的像 B成倒立的缩小的像C成倒立的放大的像 D成倒立的等大的像【答案】B【解析】如图所示，在”探究凸透镜成像的规律”实验中，烛焰在距离凸透镜8cm处时，在距离凸透镜15cm处的光屏上成倒立的像。此时物距小于像距，fu8cm2f，解得，4cmf8cm，v15cm2f，解得f7.5cm，焦距范围：4cmf7.5cm，保持蜡烛和光屏不动，现把凸

6、透镜向光屏方向移动7cm，此时u8cm+7cm15cm2f，v15cm7cm8cm，fv2f，凸透镜成倒立缩小的实像，故ACD错误，B正确。达标训练题：1.探究凸透镜成像规律实验用到的器材：凸透镜、_、蜡烛、光具座（带刻度尺）等。探究凸透镜成像规律实验要能正确的提出问题、做出猜想、设计实验、进行实验和收集证据、_、评估和交流。【答案】光屏.分析论证.【解析】探究透镜成像规律实验用到的器材：凸透镜、光屏、蜡烛、光具座（带刻度尺）等。探究凸透镜成像规律实验要能正确的提出问题、做出猜想、设计实验、进行实验和收集证据、分析论证、评估和交流。2.凸透镜成像规律的内容:（1）u2f时，在光屏上成_、缩小的

7、实像；（2）fu2f时，在光屏上成倒立、_的实像；（3）0uf时，成正立、放大的_像。【答案】（1）倒立（2）放大（3）虚【解析】根据凸透镜成像时，物距与焦距的关系，确定成像的性质。需要熟记.凸透镜成像规律的内容。3.小强在做探究凸透镜成像的规律的实验时，在光屏上得到一个倒立、缩小的清晰的像，下列器材工作时运用上述成像规律的是（）A.放大镜B.投影仪C.照相机D.平面镜【答案】C【解析】A.由凸透镜成像规律可知，放大镜成正立、放大的虚像，故A不符合题意；B.由凸透镜成像规律可知，投影仪成倒立、放大的实像，故B不符合题意；C.由凸透镜成像规律可知，照相机成倒立、缩小的实像，故C符合题意；D.平面

8、镜成正立等大的虚像，故D不符合题意。4.晓维同学用一束平行于主光轴的光线照射凸透镜，在光屏上形成了一个清晰的光斑（如图所示）。取下平行光源，保持凸透镜的位置不变，把点燃的蜡烛放在光具座26cm处，并移动光屏到合适位置，在光屏上得到像的性质是（ ）A.倒立的缩小的实像B.倒立的放大的实像C.倒立的等大的实像D.正立的放大的虚像【答案】A 【解析】首先确定凸透镜焦距f大小；根据研究问题指向寻找物距u的大小；然后比较物距u与焦距f之间的关系。最后根据凸透镜成像特点得到像的性质。平行于主光轴的光线照射到凸透镜上，经过凸透镜折射汇聚在凸透镜焦点上，焦点到凸透镜光心的距离为凸透镜的焦距，本题中凸透镜的焦距

9、f=10cm.。当点燃的蜡烛放在距离凸透镜26cm处时，物距u=26cm.，与凸透镜的焦距f=10cm.比较可以知道：u2f当u2f时，物体经过凸透镜后，在光屏上成倒立的缩小的实像，相距v满足fv2f。所以选项A正确。一、选择题1.（2019湖北荆州）用如图的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验时，已知凸透镜的焦距为10cm，下列说法正确的是（）A烛焰在如图所示的位置时，成像特点与照相机成像特点相同B若将蜡烛移到光具座42cm刻度处时，烛焰所成的像是倒立、放大的C若将蜡烛移到光具座30cm刻度处时，烛焰所成的像是等大的D若将蜡烛从光具座30cm刻度处向远离凸透镜方向移动时，烛焰所成的像将逐渐变大

10、【答案】C【解析】A.由图可知，u50cm35cm15cm，物距处于f和2f之间，凸透镜成倒立放大的实像，与投影仪的原理相同，故A错误；B.将蜡烛移到光具座42cm刻度处时，物距等于50cm42cm8cm，物距小于f，凸透镜成正立放大的虚像，故B错误；C.将蜡烛移到光具座30cm刻度处时，物距等于50cm30cm20cm2f，物距等于像距，等于2倍焦距，成倒立等大的实像，故C正确；D.将蜡烛从光具座30cm刻度处向远离凸透镜方向移动时，根据物距增大像距减小像减小，烛焰所成的像将逐渐变小。故D错误。2.（2019江西模拟题）在用一凸透镜研究其成像的规律时，某同学得到的部分实验信息如下表所示。根据

11、表中信息判定下列说法正确的是（）实验次序12345物距u/cm5040302520像距v/cm2224303860A该凸透镜的焦距是15cmB当u=25cm时，凸透镜成放大的像，放大镜就是根据这一原理制成的C当v=24cm时，凸透镜成缩小的像，照相相机就是根据这一原理制成D若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动，像会逐渐变小【答案】ACD。【解析】（1）当u=v=2f时，成倒立、等大的实像；（2）（3）根据凸透镜成像的四种情况和应用进行判断：u2f，成倒立、缩小的实像，2fvf，应用于照相机和摄像机。u=2f，成倒立、等大的实像，v=2f，一般用来求凸透镜的焦距。2fuf，成倒立

12、、放大的实像，v2f，应用于幻灯机和投影仪。uf，成正立、放大的虚像，应用于放大镜和老花镜。（4）凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小。A.由表中的数据可知，实验3中，u=v=30cm，此时u=2f，f=15cm，故A正确；B.当u=25cm时，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，凸透镜成倒立、放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的，故B错误；C.当v=24cm时，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，则物距大于二倍焦距，凸透镜成缩小的像，照相相机就是根据这一原理制成，故C正确；D.若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动，物距变大，像距变小，像变小，故D正确。3（2020威海模拟）让一束

13、平行光经过一透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑（如图所示），小明用此透镜做“探究透镜成像规律”的实验。下列说法不正确的是（）A当物体距透镜5cm时，成正立的像B当物体距透镜15cm时，成倒立、放大的实像C当物体从距透镜20cm处向远离透镜的方向移动时，所成的像逐渐变小D当物体从距透镜20cm处向透镜的方向移动时，要得到清晰的像，应使光屏靠近透镜【答案】D【解析】探究凸透镜的成像规律，对于一倍焦距，大于一倍焦距小于二倍焦距、大于二倍焦距这三个点，所成的像应该熟练掌握。从图上应该准确的判断出凸透镜的焦距（一倍焦距）。A.由图可知，凸透镜的焦距为10cm，小于一倍焦距成正立放大的虚像，正确，不符

14、合题意；B.由图可知，凸透镜的焦距为10cm，大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大的实像，正确，不符合题意；C.由图可知，凸透镜的焦距为10cm，大于二倍焦距成倒立缩小实像，正确，不符合题意；D.大于二倍焦距时，要成清晰的像，光屏应该远离透镜，错误，符合题意。二、填空题4.（2020宁夏模拟）如图所示，在探究“凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、透镜、光屏的位置如图所示，光屏上成一个清晰的像，应用这一原理可制成；再将蜡烛远离透镜，同时将光屏 （填“远离”或“靠近”）透镜，才能在光屏上再次成一个清晰的像。【答案】投影仪；靠近。【解析】由图知，vu，所以此时在光屏上得到的是倒立、放大的实像，其应用是投影

15、仪；再将蜡烛远离透镜，物距增大，所以像距减小，需要将光屏靠近凸透镜，才能在光屏上再次成一个清晰的像。5.（2019四川南充）小明在探究“凸透镜成像规律”的实验中他把蜡烛放在距透镜30cm时，在光屏上形成清晰缩小的像，此时的成像特点可应用于（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。现将蜡烛向透镜方向移动10cm，要使光屏上再次形成清晰倒立的像，应将光屏透镜（填“远离”或“靠近”）。【答案】照相机；远离。【解析】（1）凸透镜成像的三种情况和应用之一：u2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机。（2）凸透镜成实像时，物近像远像变大。把蜡烛放在距透镜30cm时，物距为30cm，在光屏上形成清晰缩

16、小的像，则u2f，此时的成像特点可应用于照相机。现将蜡烛向透镜方向移动10cm，物距减小，像距增大、像变大，则要使光屏上再次形成清晰倒立的像，应将光屏远离透镜方向移动。6.（2020江苏徐州模拟）某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，绘制了如图所示的图象（v表示像到凸透镜的距离，u表示物体到凸透镜的距离），用该凸透镜作放大镜使用时，被观察的物体到透镜的距离在_m以内；把物体从距凸透镜5cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中，像的大小将_（选填“变大”、“变小”“先变小再变大”、“先变大再变小”）【答案】0.05；变小【解析】（1）由图像可知，当物距:u10cm时，像距：v10cm，即uv，焦

17、距：，用该凸透镜作放大镜使用时，被观察的物体到透镜的距离在0.05m以内；（2）根据凸透镜成实像时，遵循“物远像近”即物体远离凸透镜时，所成像变近，像变小，把物体从距凸透镜5cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中，像的大小将变小三、作图题7.(2019河南模拟题)如图所示,MN为凸透镜的主光轴,A为蜡烛,A为蜡烛在光屏上所成的像,根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点,并将它们画出来。 【答案】如图所示【解析】本题考查凸透镜的三条特殊光线的画法。过光心的光线传播方向不变,平行于主光轴的光线经凸透镜后过焦点,过焦点的光线经凸透镜后平行于主光轴,以A为发光点,则A就为光线经凸透镜后的会聚点。8

18、.（2019河南模拟题）如图所示，请画出由S点发出的光经过凸透镜后的折射光线，并确定发光点S的像点【答案】如图所示：【解析】在作凸透镜的光路图时，先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点作出反射光线，反向延长两条折射光线，即可得到发光点S的像点S过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点两条折射光线的反向延长线的交点即为发光点S的像点S9（2020贵阳模拟）如图所示，在探究“凸透镜成像规律”的实验中，将蜡烛放在位置A时，观测到在位置C成倒立、缩小的实像。若把蜡烛移到位置B，试作图找出蜡烛通过透镜的成像位置。【答案】如图所示：【解析】从物体A的顶端做平行

19、于主光轴的光线，过凸透镜后经过焦点而会聚到像点。由A的顶端发出过光心的光线，传播方向不变。从物体B的顶端做平行主光轴的光线，折射后过焦点，再从B的顶端做过光心的光线，这两条折射光线的反向延长线的交点就是像的位置。四、实验探究题10.（2019湖南长沙）如表是小海同学用焦距f10cm的凸透镜探究其成像规律的记录表，根据表格完成下列问题：物距u/cm像的性质虚实大小正倒8虚像放大正立10不能成像12实像放大倒立14实像放大倒立16实像放大倒立20实像等大倒立22实像缩小倒立25实像缩小倒立（1）分析实验数据可知，当物距u满足条件 （选填“uf”、“fu2f”或u2f”）时，凸透镜会成一个倒立放大的

20、实像，生活中 （选填“照相机”、“投影仪”“放大镜”）的成像原理应用了凸透镜的这个成像规律。（2）保持凸透镜的位置不变，移动蜡烛使物距由20cm变为22cm时，为了在光屏上得到清晰的像，小海应将光屏 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜。【答案】（1）fu2f；投影仪；（2）靠近。【解析】（1）由数据可知，物距为12、14、16cm时成放大实像，物距等于20cm，即2f时成等大实像，说明成放大实像需物距小于二倍焦距；物距等于10cm，即uf时不成像，物距小于10cm，即uf时成虚像，说明成放大实像需物距大于一倍焦距，综上可知，凸透镜成倒立、放大实像条件：2fuf；生活中投影仪是利用2fuf时，成倒

21、立、放大实像的原理工作的；（2）使物距由20cm变为22cm时，物距变大，则像距变小，像变小，为了在光屏上得到清晰的像，小海应将光屏靠近凸透镜，减小像距。11.（2019北京）某同学在做光学实验时，他先将焦距为10cm的凸透镜A固定在光具座上50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜A两侧，蜡烛放置在20cm刻度线处，如图所示。左右移动光屏，直至光屏上呈现烛焰清晰的像。（1）上述光屏上所成的像是（选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像。（2）将透镜B放在凸透镜A与光屏之间某处（图中未画出），光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏向远离凸透镜A的方向移动，光屏上又呈现烛焰清晰的像，这说明透镜B

22、对光线有（选填”会聚”或“发散”）作用。透镜B能用来矫正（选填“近视眼”成“远视眼”）。【答案】（1）缩小；（2）发散；近视眼。【解析】（1）凸透镜A焦距10cm，固定在光具座上50cm刻度线处，蜡烛放置在20cm刻度线处，所以物距u30cm2f，物距大于二倍焦距成倒立缩小实像；（2）将透镜B放在凸透镜A与光屏之间某处，光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏向远离凸透镜A的方向移动，光屏上又呈现烛焰清晰的像，这说明凸透镜B对光线具有发散作用，是凹透镜，透镜B能用来矫正近视眼。12.（2018江苏盐城）在探究凸透镜成像规律时，如图甲所示，将A凸透镜固定在光具座上35cm刻线处，将点燃的蜡烛放置在光具

23、座上5cm刻线处，移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的像，由A凸透镜成像中物距和像距的变化关系画出图像如图乙所示；接着他保持蜡烛的位置不变，将凸透镜A换为凸透镜B并保持位置不变，移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的像，如图丙所示.（1） 请根据上述实验现象和凸透镜成像规律判断：凸透镜A的焦距是cm，凸透镜A的焦距凸透镜B的焦距（选填“大于”、“小于”或“等于”）.（2） 在甲图中，保持凸透镜不动，把蜡烛向右移动5cm，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该把光屏向（选填“左”、“右”）移动一段距离，像将（选填“变大”、“变小”或“不变”）.（3）图丙所示的实验现象可以说明的成像特点（选填“照相机”、“幻灯

24、机”或“放大镜”）；若将远视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了，若保持凸透镜和光屏的位置不动，应使蜡烛（选填“靠近”、“远离”）凸透镜，则又能在光屏上看到蜡烛清晰的像.【答案】（1）10，小于（2）右，变大（3）幻灯机；靠近。【解析】本题考查凸透镜成像规律的实验探究。（1）根据图乙可知，当u=v=20cm时，蜡烛成等大的实像，这时u=v=2f，所以f=10cm，即凸透镜A的焦距是10cm。设凸透镜B的焦距为fB，由图丙知fB30cm2fB,所以15cmfB30cm，所以凸透镜A的焦距小于凸透镜B的焦距。（2）原来蜡烛距离凸透镜30cm，蜡烛右移5cm后，物距变为25cm，根据

25、凸透镜成像特点，物距变小，像距变大，所以光屏应向右移动，像距比原来更大，所以像将变大；（3）图丙所示实验中，蜡烛通过凸透镜成放大倒立的实像，与幻灯机的工作原理一致；把远视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，远视眼镜相当于一个放大镜，所以通过透镜B成像的是蜡烛的放大的虚像，像的位置在蜡烛的左侧，要想还在原来的装置上成像，需要蜡烛靠近透镜，使其通过远视眼镜所成的放大虚像在原来蜡烛的位置上。13（2020桂林模拟）物理兴趣小组在探究“凸透镜成像的规律”实验时：（1）用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距为cm。（2）图乙是某次实验时观察到的现象，生活中的（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）是利用这一原理制成的

26、。保持凸透镜不动，把蜡烛向左移动一段距离，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该把光屏向（选填“左”或“右”）移动一段距离，像（选填“变大”、“变小”或“不变”）。（3）实验时，光屏上得到了蜡烛清晰的像，一同学不小心在凸透镜上溅了一个小泥点，则光屏上（选填“有”或“没有”）小泥点的像或影子。（4）将近视眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了。使光屏远离透镜，又能在光屏上看到蜡烛清晰的像，这说明近视眼镜对光线有作用。由此可知，在近视眼得到矫正之前，物体的像成在视网膜的。【答案】（1）10.3；（2）照相机；左；变小；（3）没有；（4）发散；前方。【解析】（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=40.3cm30.0cm=10.3cm。（2）由图乙知，像距小于物距，此时成倒立缩小的实像，照相机是根据这个原理制成的；根据凸透镜成像时，物近像远像变大可知，将蜡烛向左移动时，物距增大，则像距减小，要将光屏向靠近透镜方向移动，才能在光屏上再次得到清晰的像，像变小。（3）凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，凸透镜上