2024年中考物理必考实验专项复习：探究凸透镜成像规律实验（含解析）

试验五、探究凸透镜成像规律

【试验目的工

视察凸透镜成各种像的条件和规律

【试验器材】：

凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴

【试验步骤】：

①共轴调整，把蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上。点燃蜡烛，调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心大致

在同一高度。

②把蜡烛放在较远处，使">2了,移动光屏，直到光屏上出现光明、清楚的烛焰的像。视察这个像是倒立

的还是正立的，是放大的还是缩小。测量像距和物距。

③把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离等于27,移动光屏，直到光屏上出现光明、清楚的烛焰的像。

视察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。测量像距和物距。

④把蜡烛再靠近凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在2/>”>/,移动光屏，直到光屏上出现光明、清楚的

烛焰的像。视察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。测量像距和物距。

⑤把蜡烛接着靠近凸透镜，让蜡烛在凸透镜的焦点上，移动光屏，看是否能够成像

⑥把蜡烛移动到凸透镜的焦点以内，移动光屏，在光屏上还能看到烛焰的像吗？

⑦表格：透镜焦距£=cm

像的性质

物距与焦距的关系物距u/cm像距v/cm

实虚大小正倒

u>2/

“=2/

2f>u>f

1

U=f

U<于

【试验结论】:

像的性质

物距像距应用

倒、正放、缩虚、实

u>2f倒立缩小实像f<v<2f照相机

f<u<2f倒立放大实像v>2f幻灯机

u<f正立放大虚象不考虑放大镜

【考点方向】：

1、测量凸透镜的焦距：利用平行光源或太阳光粗测凸透镜的焦距。（试验室供应的凸透镜的焦距有5cm,10cm

和30cm,我们所选的透镜最好在10cm—20cm之间，太大或太小都不便利）。其中利用太阳光来找寻焦点时

肯定要：让太阳光正对透镜（使光线平行于透镜主光轴）。

2、操作过程中，应固定好蜡烛、凸透镜，然后移动光屏，直到在光屏上得到一个清楚的像为止，读出物距

与像距的大小。

3、当物距小于焦距时，无论怎样移动光屏，在光屏上也找不到物体的像。此时应去掉光屏，透过凸透镜视

察火焰的成像状况。

4、光屏上没有像缘由：

①蜡烛放在一倍焦距内;

②焦距太大，像成在光具座外。

③蜡烛放在一倍焦距处。

④三心没有在同一高度。

5、若像成在光屏左上角，可将①蜡烛左上移;②透镜右下移。

6、试验：试验时点燃蜡烛，使烛焰中心、凸透镜光心、光屏的中心（即焰心、光心、光屏中心）大致在同

一高度,目的是：使烛焰的像成在光屏中心。试验时发觉蜡烛的像呈在光屏的上半部分,要想使像呈在光

2

屏的中心，该如何操作：①向上移动光屏②向上移动蜡烛③向下移动凸透镜。

7、燃烧的蜡烛不断变短，光屏上的像向上移动,为使像呈在光屏中心，应当将光屏向上移动或蜡烛向上移

动或凸透镜向下移动。

8、用不透亮纸带把透镜上半部分遮拦住，光屏上的像仍是完整的，只是会变暗。

【创新母题】：：在“探究凸透镜成像规律“试验中，凸透镜焦距为10cm,蜡烛、透镜和光屏的位置如图所

zj\O

pnipnipinpu甲甲川甲nqiiiipii甲［叫川甲11口11甲【［甲2］

0cm10203040506070809a100

左右

（1）在组装器材时，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，并调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在

上，这样做的目的是：O

（2）图中光屏上呈一清楚的像，该像是倒立、（选填"放大”、“等大”或“缩小”）的实像

（3）图中固定蜡烛位置不变，将透镜移到60cm刻度线处，要在光屏上再次看到清楚的像，应将光屏向

（选填“左”或“右”）移动，此时间屏上成、的像。

（4）图中固定透镜位置不变，将蜡烛移到45cm刻度线处，移动光屏（选填“能”或“不能”，

下同）承接到像，把光屏放在蜡烛的左侧，移动光屏承接到像。

（5）图中将一个眼镜片放在透镜和烛焰之间，光屏上的像变模糊了，将光屏向左移动，光屏上再次呈现清

楚的像，该眼镜片是（选填“近视”或”远视”）眼镜的镜片，该镜片对光线具有作用。

（6）试验中，蜡烛燃烧一段时间后变得越来越短，那么在光屏上看到的像会（选填“上移/不动/

下移”）,若让像回到光屏中心位置，你的操作是：o

（7）假如在如图所示位置时，用一不透亮纸带把透镜上半部分遮拦住，那么看到的像会如何变更

（选填“像部分消逝/像完整不变/像完整变暗”）；

【答案】：

（1）同一水平直线；使像成在光屏的中心；

（2）等大;

（3）右；倒立；缩小；实；

（4）不能；不能；

3

（5）远视；会聚;

（6）上移；向上移动蜡烛（或向下移动透镜或向上移动光屏）

（7）像完整变暗；

【解析】：

（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上。点燃蜡烛后，调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与

烛焰中心大致在在同一水平直线上。其目的是使像成在光屏的中心；

（2）由图可知，此时的物距等于像距，都等于20cm,所以成倒立、等大的实像，u=2f,则焦距f=10cm；

（3）将透镜移到60cm刻度线处，此时u>2f,成倒立、缩小的实像，2f>v>f,即光屏距离凸透镜的距离

在10cm-20cm之间，故应将光屏向右移动；

（4）图中固定透镜位置不变，将蜡烛移到45cm刻度线处，此时的物距为5cm,小于焦距，成正立、放大的

虚像，虚像不能呈在光屏上；

（5）图中将一个眼镜片放在透镜和烛焰之间，光屏上的像变模糊了，将光屏向左移动，说明像距变小，对

光线起到了会聚作用，即凸透镜的会聚实力变强，故放置的是凸透镜；凸透镜能矫正远视眼。

（6）试验一段时间蜡烛变短，由于凸透镜成的是倒立的实像，所以成的像将移动到光屏的上方。依据成像

的规律可以把光屏向上移动或蜡烛向上移动或凸透镜向下移动。

（7）蜡烛火焰可视为多数个发光点，每个发光点都会发出多数条光线，总有部分光线经过透镜折射后汇聚

在光屏上成像；遮拦住透镜的部分后，经过透镜的折射光线会变少，则光屏上的像会变暗。

练习1：（2024•南京）用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”试验。图中中一束平行光射向凸透镜，

光屏上得到一个最小、最亮的光斑（未画出）。

（1）图乙中烛焰在光屏上恰好成一清楚的像（未画出），则该像是倒立、的实像。

（2）若在图乙中将凸透镜移到55cm刻度线处，则将光屏移动到cm刻度线处，可以再次看到清

楚的像。

（3）若在图乙中烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜的镜片，则将光屏向（选填“左”或

“右”，下同）移动才能再次肴到清楚的像.

4

(4)若在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气，发觉光屏上“烛焰尖部”变模糊，

则将光屏向移动，“烛焰尖部”又会变清楚。

【答案】：(1)放大；(2)75；(3)又；(4)左。

【解析】：

⑴由题图甲可知凸透镜的焦距f=10cm,由题图乙可知，凸透镜所成的像为实像，物距u=15cm,像距v=30

cm,u<v,此时f〈u〈2f,故成倒立、放大的实像。

(2)将凸透镜移到55cm刻度线处时,u=20cm,则u=2f,所以v=2f=20cm,故将光屏移动到75cm刻度线处。

(3)近视眼镜的镜片是凹透镜,对光有发散作用,像会成在原来位置的右侧,故应将光屏向右移动才能再次得

到清楚的像。

(4)用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气时,烛焰左侧的空气流速变大,压强变小,火焰将向

左偏,火焰到凸透镜的距离变远,所成的实像到凸透镜的距离变近,故应将光屏向左移动才能再次接收到清

楚的像。

练习2：(2024•广东)小明在用蜡烛作为光源完成“探究凸透镜成像的规律”试验后，发觉蜡烛火焰飘忽

不定，像与物对比难判定等问题，小明和老师、同学一起对试验装置进行了一系列的创新。创新点如图所

示：光具座上凸透镜所在位置为零刻度，数值向左、向右依次增大；在标有匀称格子的面板上制作字母“A”

状LED灯替代蜡烛；光屏上标有同样的匀称格子。

(1)请分析创新后试验装置的优点：

①可以干脆读出物距以及；

②光屏上成像更清楚、；

③从光屏上可以精确得出像与物的关系。

(2)完成“探究凸透镜成像的规律”试验后，还可以更换(或增加)试验器材进行拓展探究，请仿照示例

写出两种不同方案。

项目更换或增加试验器材及操作探究的问题

5

示例用黑色纸片遮挡凸透镜的一部分探究凸透镜被遮挡部分的成像状况

方案1①___________________________②___________________________

方案2③___________________________④___________________________

【答案】：

(1)①像距；②稳定；③大小;

(2)①用茶色玻璃代替凸透镜

②探究平面镜成像是实像还是虚像

③用一副近视眼镜放在LED灯与凸透镜之间

④探究近视眼的成因

【解析】：

(1)①把凸透镜的位置作为零刻度，可以干脆读出物距和像距。

②用“A”状LED灯代替蜡烛，可以使光屏上的像更清楚、稳定，因为蜡烛的火焰很简单受到干扰不能固定

在一个位置上。

③用“A”状LED灯代替蜡烛，可以更精确得得出像和物的大小关系，因为蜡烛的火焰很简单受到干扰不能

固定在一个位置上，更不简单维持一个形态。

(2)依据平常对物理学问的积累我们可以知道，把凸透镜换为茶色玻璃，可以探究平面镜成像的虚实问题;

把一副近眼镜放在LED灯与凸透镜之间，可以探究近视眼的成因。

练习3：(2024•广安)小明想探究凸透镜成像规律，他选用了焦距为10cm的凸透镜进行试验。

(1)当蜡烛、凸透镜、光屏处于如图所示的位置时，光屏中心呈现出清楚的像，则该像是倒立、(选

填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像，生活中的(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)

就是利用这一成像原理工作的；

(2)在光屏上得到清楚的像后，小聪取下自己的近视眼镜放在烛焰和凸透镜之间，发觉光屏上的像变得模

糊，为了再次在光屏上得到烛焰清楚的像，可保持蜡烛和凸透镜位置不变，将光屏(选填“远离”

或“靠近”)凸透镜移动到适当位置；

(3)蜡烛随着燃烧而变短，为了使像仍能成在光屏中心，这时最合理的调整是。

A.只需将凸透镜向下移动一些

6

B.只需将光屏向上移动一些

C、将凸透镜和光屏都向下移动一些

D.以上方法都可以

【答案】：（1）放大；投影仪；（2）远离；（3）ABo

【解析】：

（1）由图可知，此时物距小于像距，则所成的是倒立、放大的实像，其应用是投影仪；

（2）近视眼镜是凹透镜，在凸透镜的前方放一个凹透镜，使原来会聚的光线错后会聚，所以光屏向后移动,

远离凸透镜。

（3）蜡烛在燃放中不断缩短，向下移动，光屏上的像向上移动，要使像能够成在光屏中心，可向上移动光

屏；或向上移动蜡烛或向下移动凸透镜。故选AB。

练习4：（2024•武汉）某同学为进一步了解“视力矫正”的原理，利用探究凸透镜成像规律的装置做了试

验。他在发光体和凸透镜之间放置不同类型的眼镜片，视察到了如下现象。

（1）将近视眼镜片放在发光体与凸透镜之间，光屏上原来清楚的像变模糊了；使光屏远离透镜，又能在光

屏上看到发光体清楚的像。这说明近视眼镜对光线有作用，它应当是透镜。由此可知，

在近视眼得到矫正之前，物体的像成在视网膜的（填“前方”或“后方”）。

（2）取下近视眼镜片，重新调整光屏的位置，使它上面的像再次变得清楚，然后将另一个镜片放在发光体

和凸透镜之间，光屏上原来清楚的像又变模糊了，再使光屏靠近透镜，又可以在光屏上看到发光体清楚的

像。这说明戴上这个眼睛可以矫正眼。

【答案】：（1）发散；凹；前方；（2）远视。

【解析】：

（1）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，发散作用是使原来会聚成像的光线向后会聚；

近视眼是因为晶状体太厚或眼球太长，像成在视网膜的前方；

将近视眼镜片放在发光体与凸透镜之间，光屏上原来清楚的像变模糊了；使光屏远离透镜，又能在光屏上

看到发光体清楚的像；

7

(2)取下近视镜片，重新调整光屏的位置，使它上面的像再次变得清楚，然后将另一个镜片放在发光体和

凸透镜之间，光屏上原来清楚的像又变模糊了；再使光屏靠近透镜，又可以在光屏上看到发光体清楚的像,

说明眼镜对光线有会聚作用，是凸透镜，应用于远视眼镜，说明带上这个眼镜可以矫正远视眼。

练习5：(2024•营口)小明利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等试验器材探究“凸透镜成像的规律：

(1)小明通过图甲的试验操作，确定了该凸透镜的焦距。试验时，把凸透镜固定在光具座50cm

刻度线处。

(2)小明将蜡烛移至光具座上10cm刻度线处，如图乙所示，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清楚的像，

则该像是倒立、的实像。

(3)小明又将蜡烛移至光具座上25cm刻度线处，为在光屏上再次得到清楚的像，应将光屏向(选

填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动，应用这一成像特点可制成的光学仪器是;此时小明

把自己的近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，若要在光屏上再次成清楚的像，则须要将光屏向(选

填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动。

(4)小明将蜡烛移至光具座上40cm刻度线处，移动光屏，发觉不能在光屏上得到像，为了视察此时成像

特点，请你写出接下来的操作是：;小明将蜡烛接着靠近透镜，看到的像将

(选填“变大”、“变小”或“不变”)。

【答案】

(1)15cm；(2)缩小；(3)远离；幻灯机；远离；

(4)眼睛在光屏一侧透过凸透镜可视察所成的像(正立放大的虚像)；变小。

【解析】

(1)平行光线经过凸透镜后会会聚与主光轴上的一点，这一点叫焦点，焦点到光心的距离称为焦距；由图

甲可知凸透镜的焦距时15cm；

(2)将蜡烛移至光具座上10cm刻度线处，由图可知，此时物距为u=50—10=40>2f；依据成像特点该像是

倒立，缩小的实像；

8

（3）将蜡烛移至光具座上25cm刻度线处，物距变小，则像距变大，所以应将光屏向远离透镜的方向移动,

此时物体在一倍焦距和二倍焦距之间；应用有幻灯机；近视镜属于凹透镜，对光线具有发散作用，使形成

的像会远离透镜，因此光屏也应当远离透镜才能重新成清楚的像。

（4）将蜡烛移至光具座上40cm刻度线处，物距u=50—40=10<f,不能在光屏上得到清楚的像，应当眼睛

在光屏一侧透过凸透镜可视察所成的像。依据凸透镜成像规律可知，小明将蜡烛接着靠近透镜，所看到像

会变小。

练习6：（2024•齐齐哈尔）小伟用如图甲所示的试验装置探究”凸透镜成像的规律"，所用凸透镜的焦距

为10cm

甲

（1）小伟在组装器材时，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，并调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在

同一水平直线上，这样做的目的是：。

（2）试验过程中，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、的实像（选填“放大”、“等大”或“缩小”）。

（3）接下来小伟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楚的像，他应将

光屏向透镜方向移动（选填“靠近”或“远离”）此时的像与步骤（2）中的像相比，大小将

变o

（4）如图乙所示，小伟将蜡烛固定在光具座10cm刻度线处，移动光屏，再次得到烛焰清楚的像，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”）。小伟发觉，随着蜡烛燃烧

变短，烛焰在光屏上的像会向移动。

【答案】

（1）使像成在光屏的中心；（2）放大；（3）靠近；小；（4）照相机；上。

【解析】

（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上。点燃蜡烛后，调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与

烛焰中心大致在在同一水平直线上。其目的是使像成在光屏的中心；

（2）试验过程中，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，f<u<2f,凸透

镜成倒立放大的实像，移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、放大的实像；

9

(3)接下来小伟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楚的像，依据凸

透镜成实像时，物近远像近像变小，他应将光屏向靠近透镜方向移动此时的像与步骤(2)中的像相比，大

小将变小；

(4)如图乙所示，小伟将蜡烛固定在光具座10cm刻度线处，此时物距大于2倍焦距时，成倒立缩小实像,

移动光屏，再次得到烛焰清楚的像，利用该成像规律制成的光学仪器是照相机；

试验一段时间蜡烛变短，由于凸透镜成的是倒立的实像，所以成的像将移动到光屏的上方。

练习7：(2024•徐州)如图所示，在“探究凸透镜成像的规律”试验中。

(1)组装调整试验器材时，要使烛焰和的中心位于凸透镜的主光轴上。

(2)试验所用凸透镜的焦距为20cm,若烛焰在凸透镜前30cm处，则可在凸透镜的另一侧得到一个。

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.正立、缩小的虚像

(3)接下来，保持烛焰和凸透镜的位置不变，换一个焦距小一些的凸透镜，则所成像的大小比刚才的

像»

(4)假如要估测题(3)中凸透镜的焦距，可以让烛焰距离凸透镜,此时像距就近似等于焦距。

【答案】：(1)光屏；(2)A；(3)小；(4)足够远

【解析】：

(1)为使像能成在光屏的中心，应使凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处；

(2)由题意可知凸透镜焦距f=20cm,物距u=30cm,满意f<u<2f,因此成倒立放大的实像，故选A；

(3)换用一个焦距略小一些的凸透镜进行试验，物距相对增大，则物远像近像小；

(4)依据凸透镜成实像时，物远像近，因此假如要估测题(3)中凸透镜的焦距，可以让烛焰距离凸透镜

足够远，此时像距就近似等于焦距。

练习8：(2024•钦州)小明用一个焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像规律，试验如下:

FFE

ABCD

丙___________________丁

10

（1）试验前，让平行光束垂直镜面射入倒扣的烧杯中（如图甲），从烟雾中可以视察到凸透镜对光有

（选填“会聚”或“发散”）作用。

（2）探究凸透镜成像规律时，应调整烛焰、凸透镜与光屏中心在上。

（3）当装置如图乙所示时，烛焰在光屏上成清楚的像是倒立的、、的实像，那么光屏离凸透镜的

距离可能是（填序号）

A.26cmB.16cmC.6cm

（4）试验中蜡烛在原来的位置越烧越短，则像在光屏上的位置会（选填“往下移”、“不变”或

“往上移”）

（5）若将印有字母“F”的纸片（图丙）放在离凸透镜6cm的地方，我们能看到的清楚的像是图丁中的—（请

填序号）。

【答案】：（1）会聚；（2）同一高度；（3）缩小；B；（4）往上移；（5）A„

【解析】：

（1）试验前，让平行光束垂直镜面射入倒扣的烧杯中（如图甲），从烟雾中可以视察到凸透镜对光有会聚

作用；

（2）依据试验的要求，烛焰、光屏，透镜中心在同一高度上；

（3）由图可知，物距大于像距，此时的像是倒立、缩小的，故物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍

焦距之间，故光屏离凸透镜的距离（即像距）大于10cm,小于20cm,选B；

（4）蜡烛由于燃烧渐渐变短，光屏上的像渐渐向上移动。为了使像完整的成在光屏的中心，可将光屏向上

移动或将蜡烛向上移动，或者将凸透镜向下移动；

（5）若将印有字母“F”的纸片（图乙）放在离凸透镜6cm的地方，物距小于焦距，成正立放大的虚像，

故选Ao

练习9：（2024•滨州）小明同学在做“探究凸透镜成像规律”的试验。

（1）前面学过，物体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，成放大的实像;

物体离放大镜比较近，成放大，正立的虚像，据此小明提出的问题是：像的虚实、大小、正倒跟有

11

什么关系？

（2）如图甲，小明让平行光正对凸透镜照耀，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距於cm。

（3）小明所用试验装置如图乙所示，若将凸透镜放在光具座刻度50cm位置处不变，把蜡烛放在刻度10cm

处，利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是（选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”）

（4）如图丙所示是小明通过试验得到的凸透镜成实像时的像距/和物距〃关系的图像，由图像可知成实像

时物距渐渐减小，像距渐渐.当时，物体移动速度（选填“大于”、“小于”、或“等

于"）像移动的速度。当fQ分时，物体移动速度（选填“大于”、“小于”、或“等于"）像移

动的速度。

【答案】：

（1）物距（物体到凸透镜的距离）

（2）10（3）照相机（4）增大大于小于

【解析】：

（1）由题中供应的情景可以看出，物距（物体到凸透镜的距离）不同，成像虚、实、大小、正倒不同，故

提出的问题是像的虚、实、大小、正倒与物距（物体到凸透镜的距离）有什么关系？

（2）平行光经凸透镜折射后，会聚最小最亮的光斑为焦点，焦点到透镜的距离为焦距，由图可以看出此时

间斑到透镜的距离为10cm,则透镜的焦距为10cm；（3）图乙中蜡烛到凸透镜的距离为40cm大于二倍焦距,

此时成倒立、缩小的实像，与照相机成像原理相同；

（4）由图丙可以看出凸透镜成实像时物距渐渐减小,像渐渐增大。当u>2f时，物距变更很大时，像距变更

很小，则物体移动速度大于像移动的速度；当f<u<2f时，物距变更很小时，像距变更很大，则物体移动

速度小于像移动的速度。

练习10：（2024•鹤岗）某小组用一焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的试验：

JN。.9'o

①如图所示，将光具座上点燃蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏三者中心调整到同一高度的目的

是O

②保持凸透镜位置不变，把蜡烛移动到A处，移动光屏可得到倒立、（填“放大”或“缩小”）的

像，依据此原理制成了。此时小明将自己的近视眼镜放到B处，为了再次得到清楚的像，应将光屏

向（填“左”或“右”）移动。

12

【答案】：

（1）使像能成在光屏的中心；（2）缩小；照相机；右。

【解析】：

（1）在试验前，应先调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度，其目的是为了使像能成在光屏

的中心；

（2）A点与凸透镜的距离为：50cm-23cm=27cm,已知焦距为10cm