单元专项提升01 凸透镜成像规律及应用（原卷版）

单元专项提升01凸透镜成像规律及应用

学习目标

1.探究凸透镜成像规律。

2.利用凸透镜成像的规律解决问题。

3.生活中的透镜。

知识梳理

知识点一、探究凸透镜成像的规律

常考考查方向：

(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当成放大的实像时，像距较大，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。

(8)当物距不变时，改变凸透镜的焦距，像距和像的大小会发生变化。当物距不变时，凸透镜焦距

越大，像距变大，像变大。

(9)水透镜：注水时水透镜焦距变小，当物距不变时，要使光屏上重新出现清晰的像，则要将光屏

向靠近透镜的方向移动；抽水时水透镜的焦距变大，当物距不变时，要使光屏上重新出现清晰的像，则要

将光屏向远离透镜的方向移动。

二、凸透镜成像规律及应用

物距U与焦像的性质像距V与焦相对凸透镜的位

应用

距f的关系正倒大小虚实距f的关系置

u>2f倒立缩小实像f<v<2f与物异侧照相机

u=2f倒立等大实像v=2f与物异侧测焦距

f<u<2f倒立放大实像v>2f与物异侧投影仪

u=f不成像

u<f正立放大虚像—与物同侧放大镜

2.成实像时，物体距离透镜越近，像距离透镜越远，像越大；物体距离透镜越远，像距离透镜越近，

像越小。即成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小。

3.移动速度：成缩小的像时，物距大于像距，物体移动的速度大于像移动的速度；成放大的像时，物

距小于像距，物体移动的速度小于像移动的速度。

题型01实验：探究凸透镜成像规律

【典例1］（23-24九年级下•湖北武汉.阶段练习）某小组用一个F光源为发光物体放置于A点，一块白色

的硬纸板作为承接像的屏，研究F光源的成像情况，屏移至C点位置时刚好在屏上出现了一个清晰的像，

如图所示；

命…,…?…,…j…!…、…、…］醉TF1td

ffcm102b3b46566b768690100-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

U%甲乙丙丁戊

图1图2

（1）该小组选择的凸透镜焦距为m；

（2）此时小丽在A侧观察到屏上形成了一个与物体大小相等的像，接着小亮将凸透镜更换为一个半透明

玻璃平板，小亮在A侧通过玻璃恰好也能在光屏处看到了一个等大的像，此时小明则站在BC之间观察光

屏上的像；上述实验过程中，小丽、小亮和小明观察到的分别是图2中的（选填“①”、“②”、“③”或

“④，，）,

①丁、丙、乙②甲、乙、乙③丁、乙、丙④戊、乙、丙

（3）小丽继续实验，她将F光源移动到10cm刻度处，为了能在光屏上可能承接到清晰的像，她需要将屏

向（选填“左”或“右”）移动，这个实验现象可以说明（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）的

成像特点。

【典例2］（23-24八年级下•陕西咸阳・期中）某小组同学用如图-1的装置“探究凸透镜成像特点”，其中凸

透镜的焦距为15cm,他们进行实验的同时在坐标纸上记录蜡烛与光屏上像的位置和大小，如图-2所示（用

带箭头的线段表示物体，4、9分别表示蜡烛在A、8处像的位置）

（1）如图-1所示，实验前，应先将烛焰中心、光屏中心调到凸透镜的____上;

（2）从图-2中可以看出，蜡烛在A、8位置时得到像在“倒立正立、放大缩小、虚像实像”的性质方面相同

的有个；当把蜡烛由A移到2位置，所成像将（选填“变大”“变小”或“不变”）；

（3）和其他小组交流后发现，当蜡烛在距透镜15cm〜30cm之间时，像均成在透镜另一侧距透镜30cm以

外处。但是，当他们把蜡烛放在C位置时，在光具座上无论怎样移动光屏，都不能得到清晰的像，原因是

像距过大，光具座；

（4）为了让蜡烛在C位置的像成在光具座上的光屏上，他们采用了两种做法：

做法一：保持蜡烛和透镜的位置不变，更换凸透镜，在光具座上移动光屏，光屏上又出现了清晰的像，这

表明像距变了，由此推断更换的凸透镜会聚光的能力较强，此透镜焦距（选填或“="）

15cm；

做法二：保持蜡烛和透镜的位置不变，在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜，在光具座上移动光屏，光屏

上又出现了清晰的像，由此实验联系实际，类似于（选填“远视眼”或“近视眼”）的成因和矫正。

题型02生活中的透镜分析

【典例3】（2024•广东・中考真题）广东生产的无人驾驶电动垂直起降航空器首飞成功，彰显了我国科技在

城市空中交通领域的领先地位。航空器可用于高空摄影、旅游观光等，航空器的摄像头相当于透

镜，远处的物体通过摄像头成倒立缩小的（选填“实”或“虚”）像。在摄像头远离物体的过程中，

像的大小将变o

【典例4］（23-24八年级下•陕西咸阳•期中）如图所示是人脸识别系统，其摄像头的镜头相当于一个凸透

镜。“刷脸”时要使人像变大，人应摄像头，且脸部到摄像头的距离应（选填“小于”“等于”或“大

于“）凸透镜的两倍焦距，其成像原理与生活中的（选填“照相机”或“放大镜”）相同。

题型03凸透镜成像规律与图像的结合

【典例5】（2024•河南•三模）小明在探究凸透镜成像规律时，利用刻度尺测量光屏上像的高度并结合光具

座上读取的像距大小，绘制了如图所示的图像，已知物体高力=6cm,则下列说法正确的是（）。

01。20像距/cm

A.该凸透镜的焦距是20cm

B.当物距等于20cm时，像的高度大于6cm

C.当物距大于20cm时，像的高度小于6cm

D.当物距小于10cm时，其成像原理与投影仪相同

【典例6]（2024九年级下•全国•专题练习）如图所示是小伟通过实验得到的凸透镜的像距V和物距M关系

的图像。根据图像给出的信息，下列说法正确的是（）

A.由图可知实验中使用的凸透镜的焦距是20cm

B.当物距为5cm时的成像特点是正立、放大的虚像

C.当物距为5cm时的成像特点可应用于照相机

D.当物距为5cm时的成像特点可应用于幻灯机

题型04凸透镜成像规律结论的应用

【典例7]（23-24八年级下•北京顺义・期末）蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示，若所用凸

A.将蜡烛、凸透镜和光屏放置在图所示位置时，光屏上可以呈现倒立放大的实像

B.将蜡烛移到光具座上25cm刻度处时，要想光屏上呈现清晰的像，应向右移动光屏

C.将蜡烛移到光具座上35cm刻度处时，移动光屏，光屏上可以呈现倒立放大的实像

D.将蜡烛移到光具座上45cm刻度处时，移动光屏，光屏上可以呈现正立放大的虚像

【典例8】（2024.四川南充.三模）小聪在探究凸透镜成像规律时，发现将蜡烛放在如图所示位置时，光屏

上出现了一个和透镜等大的光斑，左右移动光屏时，光斑大小无明显变化，关于此透镜的焦距/和实验过

程说法正确的是（）

A.该凸透镜的焦距为13cm

B.透镜位置不动，蜡烛移到20cm刻度线处，再调节光屏位置，在光屏上呈现倒立放大的像

C.光屏上已成清晰的像，在烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜，应向靠近透镜方向移动光屏才能再次成

清晰的像

D.蜡烛由于燃烧而逐渐变短，应适当向下调节凸透镜才能让烛焰的像回到光屏的中央

题型04水透镜

【典例9】（2024•河南南阳.三模）某同学用自制的水透镜做凸透镜成像实验，在光屏上得到了清晰的像,

如图所示。他继续向水透镜内注水，使水透镜的焦距变小，如果不改变蜡烛和水透镜的位置，要在光屏上

再次成清晰的像，则（）

A.光屏应向左移动，成缩小的像B.光屏应向右移动，成放大的像

C.光屏应向左移动，成放大的像D.光屏应向右移动，成缩小的像

【典例10］（2024•安徽滁州•二模）《综合防控儿童青少年近视实施方案》已经试行五年，我国儿童青少

年总体近视率显著下降。小明利用如图所示的装置探究近视眼的成因和矫正，图中刚好能在光屏上看到烛

焰清晰的像，实验过程中光屏与注水胶膜的位置不变，下列说法正确的是（）

A.注水的胶膜相当于一个凹透镜

B.图中成像原理与投影仪的成像原理相同

C.注水的胶膜再次注水，它的会聚能力增强，将光屏适当左移可再次看到烛焰清晰的像

D.注水的胶膜再次注水，在蜡烛和注水胶膜间加个老花镜，在光屏上可再次看到烛焰清晰的像

强化训练

1.（2024•甘肃武威・二模）生活中二维码无处不在，如图所示，我们用手机扫描时，二维码通过手机镜头

的（选填“凸”或“凹”）透镜形成（选填“虚”或“实”）像。

2.（2024•黑龙江鸡西•二模）小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，将装置调整到如图所示的位置，

可以在光屏上看到一个清晰的（选填“放大”“等大”或“缩小”）的像，若此时将蜡烛向右移动，要想得

到清晰的像，需将光屏向（选填“左”或“右”）移动。

3.（23-24八年级上.江苏连云港•阶段练习）小华将焦距工=10cm的凸透镜A固定在光具座上50cm刻线

处，将点燃的蜡烛放在光具座上35cm刻线处时，移动光屏至如图80cm刻线处，在光屏上恰得到烛焰清

晰的（放大/缩小/等大）像，此成像规律常应用在_________（放大镜/照相机/幻灯机）上。

4.（23-24八年级下・甘肃白银・期末）手机已成为我们日常生活中不可或缺的一部分，景物通过手机镜头

成倒立、（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像；图甲和图乙是小明站在不同位置用同一手机拍摄同

一物体的两张照片，则拍摄图乙时，小明离物体更（选填“远”或“近”）一些。

甲乙

5.（2024・新疆•中考真题）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，用如图所示的实验器材进行实验，若凸透

镜的焦距为10cm,将蜡烛放在距离凸透镜（填“5.0”或“15.0”）cm位置时，移动光屏，可以在光屏上

呈现清晰的（填“缩小”或“放大”）的像。若使光屏上能呈现清晰的等大的像，选用的凸透镜的焦距最

大为cm。

6.（23-24八年级下•广东汕尾•期末）题图是小明通过实验得到的凸透镜的像距v和物距"的关系图象，

由图象可知凸透镜的焦距是cm,当物距为20cm时，所成的像是倒立、（选填“放大”“缩小”

或“等大”）的实像；当物距为32cm时，其成像特点可应用于（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。

7.（2024・广东广州•二模）图1所示为一幅图片，图2为该图片利用凸透镜制作而成的某光学仪器投影在

墙上的像。该像相对于原图片是（选填“放大’或“缩小”八（选填“正立”或“倒立”）的，是（选

填“实像'或“虚像”）。该图片可能放在图3中凸透镜前的哪一个位置？（选填“”“8”“。成7）”）。

图1图2图3

8.（2024•山西晋中•模拟预测）在某博物馆，游客使用手机扫描二维码就能获得语音讲解，了解相关知识,

如图所示。下列有关手机扫码的说法正确的是（）

A.二维码要位于摄像头的一倍焦距以内B.二维码通过镜头成正立、缩小的虚像

C.将手机靠近二维码，所成的像会变大D.手机扫码与放大镜的成像特点相同

9.（23-24九年级下.湖北武汉.阶段练习）如图甲所示，把一支铅笔水平地放在空玻璃瓶的后方，透过玻

璃瓶观察到的情形如图乙；将玻璃瓶灌满水后，将铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动，同时透过

玻璃瓶观察铅笔的像，右边四种情形中，看到的像及其出现顺序正确的是（）

IZZJ>

10.（2024•新疆乌鲁木齐•三模）如图,圆柱体尸。，放在凸透镜前图示位置，它所成的像的形状是（）

P一QF。F

P'Q'

11.（2024•黑龙江哈尔滨•三模）如图，在光屏上得到了清晰的像，尸是2倍焦距处，以下说法正确的是（）

A一d一夕清一&一

PFFP

A.为使像移到光屏中心，只需将烛焰向下移动

B.此时成像规律是电影放映机成像原理

C.烛焰移到B点，无论怎样移动光屏，都接收不到像

D.成实像时，在光屏上发生镜面反射

12.（2024.安徽合肥•二模）小明用自制的“水凸透镜”探究凸透镜成像规律，当蜡烛、“水凸透镜”和光屏位

于如图所示的位置时，光屏上呈现烛焰清晰的像，下列说法正确的是（）

水凸透镜

A.此时成像特点与照相机的相同B.止匕时“水凸透镜”的焦距为15.0cm

C.调节“水凸透镜”的厚度不能改变其焦距D.蜡烛燃烧变短，光屏上的像会向上移动

13.（2024•山东泰安•二模）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、焦距为10cm的凸透镜、光屏位置

如图所示时，光屏上恰好呈现烛焰清晰的像。下列说法正确的是（）

①图中成像规律与投影仪成像原理相同

②若将蜡烛放置在35cm刻度处，仅向右移动光屏，能得到清晰、倒立、放大的实像

③若飞来一只小虫落在凸透镜上，遮住透镜的部分区域，则光屏上烛焰的像不再完整

④若图中蜡烛和光屏位置不动，仅向左移动凸透镜，可在光屏上得到清晰、倒立、放大的实像

A.只有①②B.只有②④C.只有①④D.只有②③

14.（2024山东淄博.三模）用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验时，已知凸透镜的焦距10cm,

下列说法正确的是（）

A.烛焰在如图所示位置所成像的特点与照相机成像特点相同

B.将蜡烛向远离凸透镜的方向移动，向右移动光屏可得到烛焰所成清晰的像

C.将蜡烛移动到距透镜30cm处，烛焰所成的像是倒立、放大的

D.将蜡烛移动到光具座30cm刻度线处，移动光屏至适当位置，光屏上得到等大的像

15.（2024.湖北武汉.中考真题）实验小组在探究凸透镜成像规律的实验中：

（1）图甲中，点燃蜡烛后，光屏上恰能成清晰的像，（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是根据

该成像特点制成的。将蜡烛向左移动一段距离，光屏上的像变模糊了，为了使光屏上再次成清晰的像，同

学们提出了两种不同的解决方案：

方案一：仅将光屏向移动一段距离；

方案二：仅换用焦距较的凸透镜。

（2）某同学利用焦距为20cm的凸透镜观察指纹，保持指纹到眼睛的距离为40cm不变，将凸透镜调整到

如图乙所示的位置，看到了指纹正立放大的像，此时该同学的眼睛通过凸透镜在另一侧能成（填“倒

立缩小”“倒立放大”或“正立放大”）的像。

16.（2024.贵州.中考真题）如图所示，用焦距为10cm的凸透镜、高度为6cm的F形光源、光屏和光具

座等器材探究凸透镜成像大小的变化规律，通过测量像的高度反映像的大小。

（1）若要测量光源在光屏上所成像的高度，还需要的测量工具是。

（2）将光源逐渐靠近凸透镜，移动光屏，三次成倒立实像的相关数据记录如表。分析表中数据，可得出

结论：凸透镜成实像时，物距变小，像距变,像变。

物高6cm

实验次数123

物距/cm302015

像距/cm152030

像高/cm3612

（3）继续移动光源至物距为6cm时，发现无论如何移动光屏，均不能在光屏上成像，人眼应从（选

填“光源”或“光屏”）一侧透过凸透镜观察光源的像，此时能否用（1）问中的测量工具直接测出观察到的像

高？（选填“能”或“不能”）。

（4）若保持光源到光屏的距离为45cm不变，仅移动凸透镜改变物距，则上表中第次实验的成像情

况不能探究，理由是：o

17.（2024•江苏泰州•三模）小华利用“F”光源来研究凸透镜成像。

（1）小华将“F”光源、凸透镜和光屏按照图1所示位置放置时，光屏上能成清晰的像，所成的像是

立的。凸透镜的焦距为cm；

（2）当出现图2所示场景时，光屏上的像是清晰的，依此成像原理可制成（选填“投影仪”、“照

相机”或“放大镜”）；

（3）在探究凸透镜所成实像的高度与物距、焦距的关系时，三个小组的同学用高度相同的发光体以及焦

距不同的凸透镜等器材