資源簡介

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5.3 凸透鏡成像的規律
【素養目標】
物理觀念:凸透鏡成像規律，凸透鏡成像規律的應用。
科學思維:通過實驗探究，知道凸透鏡成像的規律。
科學探究:探究凸透鏡成像的規律。
科學態度與責任:經歷探究過程,提升對證據的分析和論證能力。通過探究活動，體會實驗探究活動對認識事物過程中的重要意義。
知識點一、凸透鏡成像規律問題
通過前面的學習，我們已經看到了形形色色的凸透鏡成像情況。凸透鏡成像究竟有什么規律呢 1.探究凸透鏡成像的規律
(1）相關概念
①物距u:物體到透鏡光心的距離。
②像距v:像到透鏡光心的距離。
③焦距f:焦點到凸透鏡光心的距離。
2.實驗-探究凸透鏡成像的規律
提出問題 凸透鏡所成的像的虛實、大小、正倒跟物距有什么關系？
實驗設計 先把物體放在距離凸透鏡較遠的地方，然后逐漸向凸透鏡方向靠近，同時把光屏放在凸透鏡的另一側，觀察光屏上像的變化情況。由于凸透鏡的偏折情況和焦距有關，所以應著重觀察物距等于、大于或小于一倍焦距、二倍焦距時，物體的成像情況。
實驗器材 光具座、蠟燭、凸透鏡、光屏等
進行實驗與收集證據 （1）將蠟燭、凸透鏡、光屏依次安放在光具座上，調整它們的高度，使燭焰的中心、凸透鏡的光心和光屏的中心大致在同一高度；（2）把蠟燭放在凸透鏡二倍焦距以外的地方并點燃，然后調整光屏到凸透鏡的距離，直到光屏上出現清晰燭焰的像，觀察并記錄像的大小和正倒，測出物距u和像距v。稍稍改變物距，重復做這一步；（3）把蠟燭移向凸透鏡，讓蠟燭到凸透鏡的距離大于二倍焦距，移動光屏，直到光屏上出現蠟燭清晰的像，觀察并記錄像的大小、正倒，測出物距u和像距v；（4）把蠟燭移向凸透鏡，讓蠟燭到凸透鏡的距離在一倍焦距和二倍焦距之間，移動光屏，直到光屏上出現蠟燭清晰的像，觀察并記錄像大小、正倒，測出物距u和像距v。稍稍改變物距，重做這一步；（5）把蠟燭繼續靠近凸透鏡，讓蠟燭位于凸透鏡的焦點上，移動光屏，觀察是否能夠成像；（6）把蠟燭移到凸透鏡的一倍焦距以內，移動光屏，觀察在光屏上能否看到蠟燭的像。如果不能，可以從光屏這一側透過凸透鏡觀察，記錄所看到的像的正倒、大小以及此時的物距u。稍稍改變物距，重做這一步；（7）將實驗數據和觀察結果填入表中（該實驗所用凸透鏡焦距f=12cm）物距u與焦距f的關系物距u/cm像距v/cm成像的性質像的變化情況u>2f6015倒立、縮小的實像物距變小時，像距變大，像（相對于之前）變大4816u=2f2424倒立、等大的實像——f分析論證 （1）焦點是成實像和虛像的分界點。當物距大于一倍焦距時，成實像；當物距小于一倍焦距時，成虛像；當物距大于一倍焦距時，不成像；（2）二倍焦距是成放大實像還是縮小實像的分界點。當物距大于二倍焦距時，成縮小的實像；當物距大于二倍焦距時，成等大的實像；當物距大于一倍焦距小于二倍焦距時，成放大的實像；（3）凸透鏡成實像都是倒立的，且像、物位于凸透鏡的兩側；凸透鏡成虛像時，都是正立的，且像、物同側；（4）凸透鏡成實像時，隨著物距的減小，像和像距都變大；成虛像時，隨著物距的減小，像和物都不小。
得出結論 物距u與焦距f的關系像的性質像距v與焦距f的關系相對凸透鏡的位置應用正倒大小虛實u>2f倒立縮小實像f2f與物異側投影儀u=f不成像u3.實驗注意事項
（1）光具座的長度有限，做實驗時最好選用焦距較小的凸透鏡；
（2）凸透鏡最好放在光具座的中間位置，便于調節物距和像距；
（3）調整燭焰、透鏡、光屏三者的中心在同一高度，目的是讓燭焰的像成在光屏的中央；
（4）調整光屏時，不可再調整凸透鏡的位置，否則會引起物距的變化；
（5）判斷燭焰的像是否最清晰的方法：光屏在某位置時，向前或向后移動光屏，像都會變模糊，則此位置即為像最清晰的位置；
（6）同一個物距范圍內，要換不同的物距進行實驗，這是為了排除偶然因素，使實驗結論更具普遍性。
培優拓展：實驗中無論如何移動光屏都找不到像的幾種原因1.若燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心不在同一高度，燭焰的像將成在光屏偏上方或偏下方，甚至不能在光屏上成像；2.當燭焰在凸透鏡一倍焦距以外，但非常靠近焦點時，雖然能成實像，但所成的像很大，且像距也很大，而光具座長度和光屏的大小有限，光屏不能承接到像；3.當燭焰位于凸透鏡焦點處，燭焰發出的光經凸透鏡折射后平行射出，光屏上不會出現燭焰的像；4.若燭焰位于凸透鏡一倍焦距以內，燭焰與其所成的虛像在凸透鏡同側，此時光屏時接收不到像的。
4.凸透鏡成像規律的光路分析
利用凸透鏡三條特殊光線中的任意兩條可以畫出相應的光路圖，從而判斷出像距的大小和成像的具體情況，這是理解凸透鏡成像規律的最好的方法。
（1）當u>2f時，成倒立、縮小的實像，此時f（2）當u=2f時，成倒立、等大的實像，此時v=2f。光路如圖所示。
（3）當f2f。光路如圖所示。
（4）當u=f時，折射光時一束平行光，不能相交，其反向延長線也不能相交，所以不能成像。光路如圖所示。
（5）當uu。光路如圖所示。
培優拓展：凸透鏡成像的動態笑話規律1.動態變化口訣：像的大小看像距，像兒跟著物體跑。其意義是，凸透鏡成像時，像距變大（小），像就變大（小）；物體向哪個方向移動，像就向哪個方向移動。2.移動速度：成縮小的像時，物距大于像距，物體移動的速度大于像移動的速度；成放大的像時，物距小于像距，物體移動的速度小于像移動的速度。3.最小距離：物體和實像的最小距離是4f,即當物體位于2f位置成像時。
題型一：凸透鏡成像的規律
1．芯片（如圖甲所示）是電子設備的心臟和大腦，光刻機是制造芯片的核心裝備。某種光刻機的原理如圖乙所示，先在硅片表面涂一層光刻膠，再用紫外線光束透過事先設計好集成電路圖的鏤空掩膜，經過凸透鏡去照射下面的硅片，被光線照射到的光刻膠會發生反應，硅片上就會出現縮小的電路圖案，下列說法正確的是　　
A．掩膜在硅片上的像是正立縮小的實像
B．掩膜位于凸透鏡一倍焦距和二倍焦距之間
C．要想硅片上的像變小，需將掩膜和硅片向上移動
D．將掩膜和硅片向下移動相同距離，硅片上還能成清晰的像
2．如圖所示，、是凸透鏡的兩個焦點，是距凸透鏡前距離大于2倍焦距的點光源，是經凸透鏡所成的像。當點光源沿平行于主光軸方向向右勻速運動靠近透鏡時，像的移動情況　　
A．像沿平行于主光軸方向靠近凸透鏡方向勻速運動
B．像沿與連線方向遠離凸透鏡方向移動，速度逐漸變小
C．像沿平行于主光軸方向遠離凸透鏡方向移動，速度逐漸變大
D．像沿與連線方向遠離凸透鏡方向移動，速度逐漸變大
3．如圖，某凸透鏡成像實驗中，物距與像距的關系如圖所示，下列說法正確的是　　
A．此透鏡成倒立縮小實像時，
B．當物距時，光屏上接收到的為倒立放大的實像
C．當物距時，透鏡前放一個近視鏡片，光屏靠近透鏡移動才能接收到實像
D．凸透鏡焦距為
4．在“探究凸透鏡成像的規律”時，將點燃的蠟燭放在距凸透鏡處，在透鏡另一側距離透鏡處的光屏上得到燭焰清晰的像。則下列相關說法正確的是　　
①光屏上成倒立、放大的實像；
②照相機是利用這一成像原理工作的；
③該透鏡的焦距一定滿足；
④將近視鏡片放在蠟燭和凸透鏡之間，要使光屏上出現清晰的像，光屏應靠近透鏡
A．只有①和③ B．只有②和④ C．只有②和③ D．只有①和④
5．做凸透鏡成像實驗時，將光具座上的蠟燭、凸透鏡、光屏如圖放置，光屏上呈現清晰的像。下列說法正確的是　　
A．該凸透鏡的焦距大于
B．光屏上的像是倒立放大的
C．若在凸透鏡與蠟燭之間“戴上”近視鏡，光屏向左移動才能找到清晰的像
D．只將凸透鏡向左移到適當位置，就可以在光屏上得到清晰放大的像
題型二：凸透鏡成像規律的應用
6．光刻技術是現代半導體集成電路的關鍵一環，其工作原理如圖所示。光源發出強紫外光，調整鏤空掩膜版和縮圖透鏡之間的距離，恰好能在硅片上成清晰的像，從而實現納米級集成電路的“雕刻”，下列說法正確的是　　
A．此投射原理與照相機的原理相同
B．縮圖透鏡對光有發散作用
C．硅片上的像是虛像
D．為了在硅片上成更小的像，可將鏤空掩膜版靠近縮圖透鏡
7．如圖甲所示是公共場所的宣傳投影燈，裝在高處的投影燈照在地面上出現圖案，其內部結構如圖乙所示。下列說法正確的是　　
A．不同方向都能看到圖案是光在地面發生了漫反射
B．該投影燈的成像原理與照相機相同
C．調小鏡頭與圖片的距離圖案變小
D．地面上看到的是放大的虛像
8．在蔚藍地球的映襯下，我國發射的天舟四號貨運飛船成功對接空間站天和核心艙。如圖是對接過程中核心艙上攝像機拍攝的照片。下列說法正確的是　　
A．核心艙攝像機的鏡頭相當于凹透鏡
B．光通過攝像機的鏡頭都是沿直線傳播
C．地球通過核心艙上攝像機的鏡頭成虛像
D．天舟四號靠近核心艙時，它在核心艙攝像機上成的像逐漸變大
9．如圖所示，購物支付已進入“刷臉”時代，消費者結賬時站在攝像頭前約的位置，面對鏡頭，經系統自動拍照、掃描等，確認信息后，即可進行后續工作。則下列說法正確的是　　
A．攝像頭的焦距可能是
B．攝像頭相當于一個凹透鏡
C．“刷臉”時，面部經攝像頭成正立縮小的實像
D．“刷臉”時，面部應位于攝像頭兩倍焦距之外
10．如圖所示，小明通過焦距為的凸透鏡觀察到郵票正立放大的像。下列說法正確的是　　
A．通過凸透鏡觀察到的像是放大實像
B．郵票到凸透鏡的距離等于
C．郵票到凸透鏡的距離小于
D．郵票到凸透鏡的距離大于
題型三：探究凸透鏡成像的規律
11．在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中：
（1）將凸透鏡安裝在光具座上，用平行光正對著凸透鏡，移動光屏直至光屏上得到一個最小最亮的光斑，如圖甲所示，則凸透鏡焦距為 　　。
（2）實驗時，為了使像成在光屏的中央，調節燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心，使它們大致在 　　；實驗過程中蠟燭由于燃燒而變短，為了使燭焰的像再次成在光屏的中央，應將透鏡向 　　移動（選填“上”或“下” 。
（3）如圖乙所示，在光屏上觀察到清晰的像，則該像是倒立、　　（選填“縮小”“等大”或“放大” 的實像；將蠟燭移到光具座處，若想在光屏上得到清晰的像，應將光屏向 　　（選填“左”或“右” 移動，且光屏上的像將會 　　（選填“變大”或“變小” 。
（4）實驗過程中，小明不小心用手指尖遮住了凸透鏡的一部分，這時光屏上 　　（選填“仍能”或“不能” 成燭焰完整的像。
（5）如圖乙所示保持三個元件位置不動，更換另一凸透鏡后，發現光屏上的像變模糊，此時成像在光屏后，圖丙是①、②兩個凸透鏡成實像時的像距與物距的關系圖像，則更換的凸透鏡可能是 　　（選填“①”或“②”凸透鏡。
12．在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中。
（1）實驗前，應調整燭焰、光屏的中心位于凸透鏡的 　　上；甲圖中凸透鏡的焦距為，在圖示位置將蠟燭向右移至刻度線處，此時將圖中的光屏向 　　移動，調節后可在光屏上得到一個倒立、　　清晰的實像；
（2）在第一小問基礎上，將蠟燭遠離凸透鏡，為使光屏上再次呈現清晰的像，可將光屏 　　透鏡，或光屏位置不動，在蠟燭與凸透鏡之間放置焦距合適的 　　透鏡；
（3）將甲圖中的凸透鏡換成焦距為的凸透鏡，保持蠟燭和凸透鏡的位置不變，在光具座上移動光屏，　　（填“能”或“不能” 找到某一位置，使像清晰呈現在光屏上；
（4）用另一個凸透鏡進行實驗，如圖乙所示，此時光屏上呈現了清晰的像。現測出蠟燭到凸透鏡的距離為，光屏到凸透鏡的距離為，則該凸透鏡的焦距的范圍是 　　；
（5）丙圖中，凸透鏡位于處（圖中未畫出）位置不變，移動蠟燭，光屏先后在同側的、兩處得到燭焰清晰的像，且處的像比處大，則以下說法正確的是 　　。
①點位置在的左側
②蠟燭的移動方向向左
③處像可能是縮小的
④處像可能是縮小的
（6）將點燃的蠟燭移到如圖丁所示的位置，人眼觀察到正立放大的像，現將光屏放在虛線的位置，人眼觀察到燭焰的像 　　。
能成在光屏上
大小不變
會消失
亮度變暗
13．小剛用焦距為的凸透鏡做探究凸透鏡成像規律的實驗。
（1）當蠟燭、凸透鏡、光屏三者高度如圖所示時，適當調節 　　的高度后便可開始實驗；
（2）當蠟燭距凸透鏡時，移動光屏，在光屏上承接到一個清晰縮小的像，生活中的 　　就是根據該成像規律制成的；
（3）此時再把蠟燭適當靠近凸透鏡，物距始終大于，則應將光屏 　　凸透鏡，才能再次承接到清晰的像。
14．在“探究凸透鏡成像的規律”實驗中，所用透鏡的焦距為。
（1）實驗前，將蠟燭、凸透鏡和光屏依次放在光具座上，并使燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心大致在 　　，目的是 　　。
（2）小明調整后將實驗器材按圖甲中位置放置，光屏上成清晰的 　　（選填“放大”或“縮小” 的像，應用此規律工作的是 　　（選填“照相機”“投影儀”或“放大鏡” 。
（3）實驗一段時間后，光屏上的像“跑”到圖乙所示的位置，若要使像重新回到光屏中央，應將凸透鏡向 　　（選填“上”或“下” 移。
（4）下表是小明實驗時記錄的幾組數據。通過觀察數據，老師發現表格中第 　　次實驗數據是編造的，判斷的理由是 　　。
實驗次數 1 2 3 4 5
物距 30 20 15 10 5
像距 15 20 30 40
15．學習小組用光具座、電子蠟燭、光屏及幾個不同的凸透鏡，觀察凸透鏡成像的現象。發現同一個物體，在光屏上所成像的大小不同，于是進一步研究像的大小與哪些因素有關。
通過小組討論，他們提出以下猜想：
猜想1：與物距的大小有關；猜想2：與凸透鏡的焦距有關；猜想3：與凸透鏡的直徑有關。
為了驗證猜想，他們進行了實驗，并將實驗結果記錄在下表中，實驗中所用電子蠟燭燭焰的高度為。
序號 透鏡 透鏡直徑 焦距 物距 像距 像高
1 10 10 40 13.3 0.7
2 10 10 15 30 4.0
3 10 15 17.2 2.3
4 15 10 40 13.3 0.7
5 5 40 2.4
（1）如圖甲所示，此時光屏上呈現出燭焰清晰的像，這個像是 　　、　　的實像。分析第1、2次實驗數據可知：同一凸透鏡，物距越大，光屏上的像越 　　；
（2）小明用如圖乙所示的方法測量了透鏡的焦距， 　　，進一步分析第2、3次實驗數據可知：直徑相同且 　　時，焦距越大，像越 　　；
（3）分析第 　　次實驗數據可知：像的大小與凸透鏡的直徑無關；分析第 　　次和第5實驗數據可知：透鏡的焦距 　　（選填“大于”、“小于”或“等于” 透鏡的焦距；
（4）在進行第4次實驗時，同學們發現像的亮度最亮，請針對這一現象提出一個可供探究的猜想：　　。
一．選擇題（共11小題）
1．小明利用如圖所示的裝置探究凸透鏡成像的規律。將蠟燭放在凸透鏡左側適當位置，調整光屏到凸透鏡的距離，使燭焰在光屏上成清晰的像，分別測出物距和像距，實驗數據如表。下列說法正確的是　　
實驗次數 1 2 3 4 5
物距 60 30 20 15 12
像距 12 15 20 30 60
A．該凸透鏡的焦距為
B．第2次實驗成在光屏上的是倒立放大的像
C．從第1次實驗到第5次實驗，成在光屏上的像一定越來越大
D．第5次實驗成在光屏上的是倒立縮小的像
2．當蠟燭、透鏡甲和光屏在圖示位置時，燭焰在光屏上成清晰的像。若保持透鏡和蠟燭的位置不變，將透鏡甲換為透鏡乙后，需將光屏向右移動距離，方可在光屏上再次成清晰的像。則　　
A．透鏡甲的焦距等于
B．透鏡乙的焦距小于
C．第一次所成的像是放大的實像
D．第二次所成的像是放大的實像
3．在探究凸透鏡成像規律的實驗中，當蠟燭、凸透鏡、光屏位于如圖所示位置時，在光屏上出現一個清晰燭焰的像，其成像特點是　　
A．倒立放大的實像 B．倒立放大的虛像
C．倒立縮小的實像 D．正立放大的虛像
4．把凸透鏡正對太陽光，在距凸透鏡的光屏上得到一個最小最亮的光斑，若將一支點燃的蠟燭放在此凸透鏡前處，在凸透鏡另一側調節光屏的位置，可得到燭焰清晰的　　
A．正立、放大的虛像 B．倒立、縮小的實像
C．倒立、等大的實像 D．倒立、放大的實像
5．小明同學在做凸透鏡成像實驗時，移動光屏，在光屏上呈現清晰放大的像，同時他也看到透鏡表面有兩個像，其中一個是正立的，一個是倒立的，對于透鏡表面的兩個像，下列說法正確的是　　
A．透鏡表面的兩個像，正立的是光的反射形成的，倒立的是光的折射形成的
B．透鏡表面的兩個像，都是光照到透鏡表面反射形成的虛像
C．透鏡表面的兩個像，都是光照到透鏡表面折射形成的實像
D．透鏡表面的兩個像，倒立的是實像，正立的是虛像
6．如圖，是我國自主研制的某新型戰斗機上的光電搜索跟蹤系統。該系統功能與人眼相似，下列說法不正確的是　　
A．該系統的光學元件相當于一個凸透鏡
B．該系統在光電傳感器上成的是倒立、放大的實像
C．周圍景物通過該系統成像時，景物到鏡頭的距離大于鏡頭的2倍焦距
D．該系統的成像原理與照相機的成像原理相同
7．在探究凸透鏡成像規律的實驗中，當蠟燭、凸透鏡和光屏處于如圖所示位置時，恰好在光屏上接收到清晰的燭焰像（像未畫出），下列說法正確的是　　
A．將近視眼鏡放在凸透鏡和蠟燭之間，向左移動蠟燭仍可以得到清晰的像
B．將遠視眼鏡放在凸透鏡和蠟燭之間，向右移動光屏仍可以得到清晰的像
C．保持蠟燭和光屏位置不變，將透鏡移動到蠟燭和光屏的正中間位置，會得到等大的像
D．把蠟燭和光屏互換位置，光屏上得到倒立、縮小的實像
8．如圖是一張初三畢業創意照片。利用視覺錯位技術一次拍攝而成，不需經過后期再處理。在拍攝過程中，下列說法正確的是　　
A．照相機的鏡頭相當于凹透鏡
B．手通過鏡頭成正立放大的虛像
C．學生通過鏡頭成倒立縮小的實像
D．學生通過鏡頭成正立放大的虛像
9．如圖所示，物理課上，同學們用凸透鏡觀察周圍的物體，透過凸透鏡不能看到的像是　　
A．正立、放大的像 B．正立、縮小的像
C．倒立、等大的像 D．倒立、縮小的像
10．小麗利用如圖的裝置“探究凸透鏡成像的規律”。將蠟燭放在凸透鏡左側適當位置，調整光屏到凸透鏡的距離，使燭焰在光屏上成清晰的像，分別測出物距和像距，實驗數據如表所示。下列說法正確的是　　
實驗次數 1 2 3 4 5
物距 60 30 20 15 12
像距 12 15 20 30
A．第4次實驗時，光屏上成倒立縮小的清晰實像
B．物距不變，用焦距的凸透鏡替換該透鏡，則像距會變大
C．第5次實驗的像距應為
D．當時，移動光屏，可在光屏上成正立、放大的清晰實像
11．如圖所示，下列說法正確的是　　
A．蓮葉呈現碧綠色是因為蓮葉發出了綠光
B．周圍景物在湖中的倒影，是光的反射形成的等大的實像
C．透過荷葉上的露珠可以清晰看到葉脈，露珠相當于凸透鏡
D．雨后，湖面上方架起一道彩虹，這是光的反射現象
二．填空題（共3小題）
12．工匠師維護精密儀表時，在眼睛前戴一個凸透鏡，便于觀察儀表的細微之處。凸透鏡對光線有 　　作用；工匠師應使凸透鏡與儀表的距離控制在凸透鏡的 　　（填“一倍焦距以內”、“一倍焦距到兩倍焦距之間”或“兩倍焦距以外” 。
13．將礦泉水瓶遺棄野外易引起山火，是因為瓶中的水相當于 　　，對太陽光有 　　作用而引燃干草或枯枝。隔著薄膜上的水滴看很近的字，會看到通過水滴形成正立放大的 　　像（選填“實”或“虛” ；如果想讓看到的字再變大點，應讓水滴 　　（選填“靠近字、遠離字”或“面積增大” 。
14．某校研究性學習小組同學進行一組光學綜合實踐活動。
（1）如圖甲所示，將紅、綠、　　三種色光照在白紙上，中間相互重疊區域會出現白光；
（2）如圖乙所示，航天員王亞平太空授課制作水球時呈現的情景，假設她稍向后遠離水球，則她在球中所成的像將 　　（選填“變大”、“變小”或“不變” ；
（3）如圖丙所示，在一間黑屋子里的桌面上鋪一張白紙，把一塊小平面鏡平放在紙上，讓手電筒的光豎直向下正對著平面鏡照射，從側面看去，　　（選填“白紙”或“平面鏡” 比較亮，這是由于光照射到它上面時發生了 　　（選填“鏡面”或“漫” 反射；
（4）如圖丁所示，把一根筷子插入水中，由于光的折射，在水的上方空氣中看去，筷子在水中的部分看起來向 　　（選填“上”或“下” 彎折。
三．實驗探究題（共4小題）
15．如圖1所示，小李同學將凸透鏡正對著太陽光線，凸透鏡的另一側放一張白紙，移動凸透鏡，白紙上得到最小最亮的光斑，量出亮點到凸透鏡光心的距離為，接著把凸透鏡、蠟燭、光屏安裝在光具座上探究凸透鏡成像規律。
實驗序號 物距 像距 像的性質
1 30 15 倒立、縮小的實像
2 25 16.7
3 20 20 倒立、等大的實像
4 15 倒立、放大的實像
5 5 正立、放大的實像
（1）小明同學進行實驗和觀察，并將測量情況記錄在表中。表中實驗序號2中像的性質為 　　，實驗序號4中像距為 　　。
（2）當燭焰通過凸透鏡在光屏上成一實像時，小明用不透明的紙擋住透鏡上半部分，則光屏上所成的像是 　　（選填序號）；
完整的、像變亮；
完整的、像變暗；
不完整、像變亮；
不完整、像變暗。
（3）若實驗中像成在光屏的上部，現要通過調整蠟燭讓像在光屏的中央，應向 　　（選填“上”、“下”、“左”或“右” 調節。
（4）實驗中，小明無論怎樣移動光屏都沒有像，原因是 　　；
（5）把蠟燭移到如圖2所示處時，為了驗證成正立、放大的虛像，人眼應該在 　　（蠟燭一側光屏一側）通過凸透鏡觀察像。
（6）焦距相同的凸透鏡，一個物距應該對應唯一的像距，但從各組匯報數據中發現，物距均為時，有三個小組所測像距分別為、、。若他們的數據差別不是因為長度測量錯誤導的，你認為出現這種情況的原因可能是 　　。
16．小明進行“探究凸透鏡成像規律”的實驗：
（1）如圖甲所示，小明將凸透鏡正對太陽光，調整凸透鏡與光屏的距離，在光屏上得到一個最小、最亮的光斑，該透鏡的焦距是 　　。
（2）在如圖乙所示實驗裝置中，應調節燭焰的中心，光屏中心位于凸透鏡的 　　，這樣做的目的 　　。
（3）下表是小明同學實驗時記錄的幾組數據：
實驗次數 1 2 3 4 5
物距 30 20 15 10 5
像距 15 20 30 40
①第3次實驗在光屏所成的像是倒立的、　　的實像。
②通過觀察數據，老師發現表格中第 　　次數據是編造的。
（4）下列是小明實驗過程中一些現象的描述，正確的是 　　（選填“”“ ”“ ”或“”
發現無論怎樣移動三者位置都找不到燭焰的像，可能是凸透鏡選擇的焦距太小了
實驗過程中，蠟燭因燃燒而變短，則燭焰在光屏上的像會下移
實驗時有個小飛蟲停在凸透鏡表面，則光屏上所成實像將被遮擋一部分
取一只與原實驗中焦距相同但鏡面直徑較小的凸透鏡，替代原來的凸透鏡再次實驗，所成的像與原來的像相比，像大小沒有變化但是變暗一些
17．在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中。
（1）實驗前，調節實驗器材的高度時，蠟燭 　　（需要不要）點燃；
（2）甲圖中若保持凸透鏡位置不變，將蠟燭遠離凸透鏡，為使光屏上再次呈現清晰的像，可將光屏 　　透鏡；若僅將凸透鏡向左移動到 　　刻度線處，光屏上會再次出現清晰的像；
（3）若將蠟燭移至刻度線處，透鏡在處不動，調節光屏，光屏上 　　（能不能）接收到清晰的像；
（4）當光屏上出現清晰的像時，小明用手指尖遮擋住了凸透鏡的一部分，這時光屏上 　　（仍能不能）成燭焰完整的像，此時的像比原來 　　（亮暗）；
（5）完成對凸透鏡成像規律探究后，小明對上一節“觀察凸透鏡成像”知識有了更全面的認識。理解了要看到窗外景物倒立縮小的像需采用圖2中 　　（左右）圖的方式進行，此時他看到的是 　　（虛實）像。
18．在探究“凸透鏡成像規律”的實驗中：
（1）如圖甲所示，平行光正對凸透鏡照射，光屏上出現一個最小最亮的光斑，則凸透鏡的焦距　　。
（2）如圖乙所示，光屏上呈現清晰的像，此時所成的像是倒立 　　的實像，實際生活中應用為 　　。若保持透鏡位置不變，移動蠟燭至 　　刻度線處，移動光屏能再次呈現等大清晰的像。
（3）如圖丙所示，在蠟燭和凸透鏡之間放一副眼鏡，發現光屏上的像由清晰變模糊了，將光屏遠離透鏡移動適當距離后光屏上再次呈現清晰的像，則該眼鏡是 　　（選填“近視”或“遠視” 眼鏡。
（4）此凸透鏡作為照相機鏡頭，當照完一個人的半身照，然后照全身照，則要 　　（選填“增大”或“減小” 照相機與人的距離，照相機的鏡頭應 　　（選填“伸出”或“縮回” 。
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5.3 凸透鏡成像的規律
【素養目標】
物理觀念:凸透鏡成像規律，凸透鏡成像規律的應用。
科學思維:通過實驗探究，知道凸透鏡成像的規律。
科學探究:探究凸透鏡成像的規律。
科學態度與責任:經歷探究過程,提升對證據的分析和論證能力。通過探究活動，體會實驗探究活動對認識事物過程中的重要意義。
知識點一、凸透鏡成像規律問題
通過前面的學習，我們已經看到了形形色色的凸透鏡成像情況。凸透鏡成像究竟有什么規律呢 1.探究凸透鏡成像的規律
(1）相關概念
①物距u:物體到透鏡光心的距離。
②像距v:像到透鏡光心的距離。
③焦距f:焦點到凸透鏡光心的距離。
2.實驗-探究凸透鏡成像的規律
提出問題 凸透鏡所成的像的虛實、大小、正倒跟物距有什么關系？
實驗設計 先把物體放在距離凸透鏡較遠的地方，然后逐漸向凸透鏡方向靠近，同時把光屏放在凸透鏡的另一側，觀察光屏上像的變化情況。由于凸透鏡的偏折情況和焦距有關，所以應著重觀察物距等于、大于或小于一倍焦距、二倍焦距時，物體的成像情況。
實驗器材 光具座、蠟燭、凸透鏡、光屏等
進行實驗與收集證據 （1）將蠟燭、凸透鏡、光屏依次安放在光具座上，調整它們的高度，使燭焰的中心、凸透鏡的光心和光屏的中心大致在同一高度；（2）把蠟燭放在凸透鏡二倍焦距以外的地方并點燃，然后調整光屏到凸透鏡的距離，直到光屏上出現清晰燭焰的像，觀察并記錄像的大小和正倒，測出物距u和像距v。稍稍改變物距，重復做這一步；（3）把蠟燭移向凸透鏡，讓蠟燭到凸透鏡的距離大于二倍焦距，移動光屏，直到光屏上出現蠟燭清晰的像，觀察并記錄像的大小、正倒，測出物距u和像距v；（4）把蠟燭移向凸透鏡，讓蠟燭到凸透鏡的距離在一倍焦距和二倍焦距之間，移動光屏，直到光屏上出現蠟燭清晰的像，觀察并記錄像大小、正倒，測出物距u和像距v。稍稍改變物距，重做這一步；（5）把蠟燭繼續靠近凸透鏡，讓蠟燭位于凸透鏡的焦點上，移動光屏，觀察是否能夠成像；（6）把蠟燭移到凸透鏡的一倍焦距以內，移動光屏，觀察在光屏上能否看到蠟燭的像。如果不能，可以從光屏這一側透過凸透鏡觀察，記錄所看到的像的正倒、大小以及此時的物距u。稍稍改變物距，重做這一步；（7）將實驗數據和觀察結果填入表中（該實驗所用凸透鏡焦距f=12cm）物距u與焦距f的關系物距u/cm像距v/cm成像的性質像的變化情況u>2f6015倒立、縮小的實像物距變小時，像距變大，像（相對于之前）變大4816u=2f2424倒立、等大的實像——f分析論證 （1）焦點是成實像和虛像的分界點。當物距大于一倍焦距時，成實像；當物距小于一倍焦距時，成虛像；當物距大于一倍焦距時，不成像；（2）二倍焦距是成放大實像還是縮小實像的分界點。當物距大于二倍焦距時，成縮小的實像；當物距大于二倍焦距時，成等大的實像；當物距大于一倍焦距小于二倍焦距時，成放大的實像；（3）凸透鏡成實像都是倒立的，且像、物位于凸透鏡的兩側；凸透鏡成虛像時，都是正立的，且像、物同側；（4）凸透鏡成實像時，隨著物距的減小，像和像距都變大；成虛像時，隨著物距的減小，像和物都不小。
得出結論 物距u與焦距f的關系像的性質像距v與焦距f的關系相對凸透鏡的位置應用正倒大小虛實u>2f倒立縮小實像f2f與物異側投影儀u=f不成像u3.實驗注意事項
（1）光具座的長度有限，做實驗時最好選用焦距較小的凸透鏡；
（2）凸透鏡最好放在光具座的中間位置，便于調節物距和像距；
（3）調整燭焰、透鏡、光屏三者的中心在同一高度，目的是讓燭焰的像成在光屏的中央；
（4）調整光屏時，不可再調整凸透鏡的位置，否則會引起物距的變化；
（5）判斷燭焰的像是否最清晰的方法：光屏在某位置時，向前或向后移動光屏，像都會變模糊，則此位置即為像最清晰的位置；
（6）同一個物距范圍內，要換不同的物距進行實驗，這是為了排除偶然因素，使實驗結論更具普遍性。
培優拓展：實驗中無論如何移動光屏都找不到像的幾種原因1.若燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心不在同一高度，燭焰的像將成在光屏偏上方或偏下方，甚至不能在光屏上成像；2.當燭焰在凸透鏡一倍焦距以外，但非常靠近焦點時，雖然能成實像，但所成的像很大，且像距也很大，而光具座長度和光屏的大小有限，光屏不能承接到像；3.當燭焰位于凸透鏡焦點處，燭焰發出的光經凸透鏡折射后平行射出，光屏上不會出現燭焰的像；4.若燭焰位于凸透鏡一倍焦距以內，燭焰與其所成的虛像在凸透鏡同側，此時光屏時接收不到像的。
4.凸透鏡成像規律的光路分析
利用凸透鏡三條特殊光線中的任意兩條可以畫出相應的光路圖，從而判斷出像距的大小和成像的具體情況，這是理解凸透鏡成像規律的最好的方法。
（1）當u>2f時，成倒立、縮小的實像，此時f（2）當u=2f時，成倒立、等大的實像，此時v=2f。光路如圖所示。
（3）當f2f。光路如圖所示。
（4）當u=f時，折射光時一束平行光，不能相交，其反向延長線也不能相交，所以不能成像。光路如圖所示。
（5）當uu。光路如圖所示。
培優拓展：凸透鏡成像的動態笑話規律1.動態變化口訣：像的大小看像距，像兒跟著物體跑。其意義是，凸透鏡成像時，像距變大（小），像就變大（小）；物體向哪個方向移動，像就向哪個方向移動。2.移動速度：成縮小的像時，物距大于像距，物體移動的速度大于像移動的速度；成放大的像時，物距小于像距，物體移動的速度小于像移動的速度。3.最小距離：物體和實像的最小距離是4f,即當物體位于2f位置成像時。
題型一：凸透鏡成像的規律
1．芯片（如圖甲所示）是電子設備的心臟和大腦，光刻機是制造芯片的核心裝備。某種光刻機的原理如圖乙所示，先在硅片表面涂一層光刻膠，再用紫外線光束透過事先設計好集成電路圖的鏤空掩膜，經過凸透鏡去照射下面的硅片，被光線照射到的光刻膠會發生反應，硅片上就會出現縮小的電路圖案，下列說法正確的是　　
A．掩膜在硅片上的像是正立縮小的實像
B．掩膜位于凸透鏡一倍焦距和二倍焦距之間
C．要想硅片上的像變小，需將掩膜和硅片向上移動
D．將掩膜和硅片向下移動相同距離，硅片上還能成清晰的像
【答案】
【解答】解：
、要制造出含有眾多元件的集成電路，由圖可知通過凸透鏡，掩膜上的電路在硅片上的像變小，所以可知該凸透鏡成倒立、縮小的實像，故錯誤；
、結合凸透鏡成縮小實像的條件可知，物距應大于凸透鏡二倍焦距，所以掩膜位于凸透鏡二倍焦距之外，故錯誤；
、要想硅片上的像變小應增大物距，所以需將掩膜和硅片向上移動，故正確；
、原來凸透鏡成倒立、縮小的實像，將掩膜和硅片都向下移動，只有當物距等于原來的像距、像距等于原來的物距時，才能成倒立放大的清晰實像，但此過程中掩膜（物體）和硅片（光屏）向下移動的距離不相同，故錯誤。
故選：。
2．如圖所示，、是凸透鏡的兩個焦點，是距凸透鏡前距離大于2倍焦距的點光源，是經凸透鏡所成的像。當點光源沿平行于主光軸方向向右勻速運動靠近透鏡時，像的移動情況　　
A．像沿平行于主光軸方向靠近凸透鏡方向勻速運動
B．像沿與連線方向遠離凸透鏡方向移動，速度逐漸變小
C．像沿平行于主光軸方向遠離凸透鏡方向移動，速度逐漸變大
D．像沿與連線方向遠離凸透鏡方向移動，速度逐漸變大
【答案】
【解答】解：是距凸透鏡前距離大于2倍焦距的點光源，當光源沿平行主軸的方向靠近透鏡時，此時所成的像始終是倒立的實像，當物距減小時，像距增大，像變大。如圖所示，所以像的移動情況是沿與連線方向遠離透鏡，相同時間像移動的距離逐漸變大，故速度逐漸變大。
故選：。
3．如圖，某凸透鏡成像實驗中，物距與像距的關系如圖所示，下列說法正確的是　　
A．此透鏡成倒立縮小實像時，
B．當物距時，光屏上接收到的為倒立放大的實像
C．當物距時，透鏡前放一個近視鏡片，光屏靠近透鏡移動才能接收到實像
D．凸透鏡焦距為
【答案】
【解答】解：、由圖可知，，根據，成倒立、等大的實像，即，故該凸透鏡的焦距為；當透鏡成倒立縮小實像時，，，即，故正確，錯誤；
、當物距，此時物距，成倒立、縮小的實像，故錯誤；
、當物距時，透鏡前放一個近視鏡片，近視鏡片是凹透鏡，凹透鏡對光線具有發散作用，會將光線推遲會聚成像，因此光屏遠離透鏡移動才能接收到實像，故錯誤。
故選：。
4．在“探究凸透鏡成像的規律”時，將點燃的蠟燭放在距凸透鏡處，在透鏡另一側距離透鏡處的光屏上得到燭焰清晰的像。則下列相關說法正確的是　　
①光屏上成倒立、放大的實像；
②照相機是利用這一成像原理工作的；
③該透鏡的焦距一定滿足；
④將近視鏡片放在蠟燭和凸透鏡之間，要使光屏上出現清晰的像，光屏應靠近透鏡
A．只有①和③ B．只有②和④ C．只有②和③ D．只有①和④
【答案】
【解答】解：①②蠟燭距離凸透鏡時，在透鏡的另一側處光屏上得到一個清晰的像，物距大于像距，成倒立縮小實像，是照相機的原理，故①錯誤、②正確；
③此時物體在二倍焦距以外，像在一倍焦距和二倍焦距之間，即，，解得：，故③正確；
④將近視鏡片放在蠟燭和凸透鏡之間，由于近視眼鏡是凹透鏡，對光線具有發散作用，會延遲光線的會聚，所以需要將光屏遠離凸透鏡，故④錯誤。
故選：。
5．做凸透鏡成像實驗時，將光具座上的蠟燭、凸透鏡、光屏如圖放置，光屏上呈現清晰的像。下列說法正確的是　　
A．該凸透鏡的焦距大于
B．光屏上的像是倒立放大的
C．若在凸透鏡與蠟燭之間“戴上”近視鏡，光屏向左移動才能找到清晰的像
D．只將凸透鏡向左移到適當位置，就可以在光屏上得到清晰放大的像
【答案】
【解答】解：、由圖可知，，且成實像，說明，，即，故錯誤；
、由圖可知，此時物距大于像距，根據凸透鏡成實像時，物距大于像距，成倒立、縮小的實像，故錯誤；
、若在凸透鏡與蠟燭之間“戴上”近視鏡，近視鏡是凹透鏡，凹透鏡對光線具有發散作用，會將光線推遲會聚成像，光屏向右移動才能找到清晰的像，故錯誤；
、只將凸透鏡向左移到適當位置，若此時物距等于原來的像距，像距等于原來的物距，根據在光的折射中，光路是可逆的，光屏上可以得到清晰的像，由于此時物距小于像距，根據凸透鏡成像規律可知，此時像是放大的，故正確。
故選：。
題型二：凸透鏡成像規律的應用
6．光刻技術是現代半導體集成電路的關鍵一環，其工作原理如圖所示。光源發出強紫外光，調整鏤空掩膜版和縮圖透鏡之間的距離，恰好能在硅片上成清晰的像，從而實現納米級集成電路的“雕刻”，下列說法正確的是　　
A．此投射原理與照相機的原理相同
B．縮圖透鏡對光有發散作用
C．硅片上的像是虛像
D．為了在硅片上成更小的像，可將鏤空掩膜版靠近縮圖透鏡
【答案】
【解答】解：、據圖示可知，縮圖透鏡對光線具有會聚作用，是凸透鏡；由圖可知要制造出含有眾多元件的集成電路，則掩膜上的電路在硅片上的像應變小，所以可知硅片位于縮圖透鏡的二倍焦距以外，該凸透鏡成倒立、縮小的實像，與照相機的原理相同，故錯誤、正確；
、若將掩膜版靠近縮圖透鏡，物距變小，像距應變大，為成清晰像，應將硅片遠離縮圖透鏡，故錯誤。
故選：。
7．如圖甲所示是公共場所的宣傳投影燈，裝在高處的投影燈照在地面上出現圖案，其內部結構如圖乙所示。下列說法正確的是　　
A．不同方向都能看到圖案是光在地面發生了漫反射
B．該投影燈的成像原理與照相機相同
C．調小鏡頭與圖片的距離圖案變小
D．地面上看到的是放大的虛像
【答案】
【解答】解：、不同方向都能看到圖案是光在地面發生了漫反射，故正確；
、該投影燈利用凸透鏡將較小的圖案放大為較大的像，應用了當凸透鏡成實像時，物距小于像距，成倒立放大的實像，與照相機原理不同，故錯誤；
、凸透鏡成實像時，當物距變小時，像距會變大，像也會變大，故調小鏡頭與圖片的距離圖案變大，故錯誤；
、地面上能看到放大的圖案，是實像，故錯誤。
故選：。
8．在蔚藍地球的映襯下，我國發射的天舟四號貨運飛船成功對接空間站天和核心艙。如圖是對接過程中核心艙上攝像機拍攝的照片。下列說法正確的是　　
A．核心艙攝像機的鏡頭相當于凹透鏡
B．光通過攝像機的鏡頭都是沿直線傳播
C．地球通過核心艙上攝像機的鏡頭成虛像
D．天舟四號靠近核心艙時，它在核心艙攝像機上成的像逐漸變大
【答案】
【解答】解：、核心艙攝像機的鏡頭是凸透鏡，故錯誤；
、攝像頭相當于一個凸透鏡，對光有會聚作用，光經過攝像頭成像利用的是光的折射；故錯誤；
、地球與核心艙的距離很遠，遠遠的大于凸透鏡的一倍焦距，所以所成的像一定是實像，故錯誤；
、根據透鏡成像物近像遠像變大的規律可知，天舟四號靠近核心艙時，它在核心艙攝像機上成的像逐漸變大，故正確。
故選：。
9．如圖所示，購物支付已進入“刷臉”時代，消費者結賬時站在攝像頭前約的位置，面對鏡頭，經系統自動拍照、掃描等，確認信息后，即可進行后續工作。則下列說法正確的是　　
A．攝像頭的焦距可能是
B．攝像頭相當于一個凹透鏡
C．“刷臉”時，面部經攝像頭成正立縮小的實像
D．“刷臉”時，面部應位于攝像頭兩倍焦距之外
【答案】
【解答】解：攝像頭相當于一個凸透鏡，人臉通過攝像頭成像是利用的是光的折射；當時，凸透鏡成倒立、縮小的實像，所以，“刷臉”時，面部應位于攝像頭兩倍焦距之外，即，則，故錯誤，正確。
故選：。
10．如圖所示，小明通過焦距為的凸透鏡觀察到郵票正立放大的像。下列說法正確的是　　
A．通過凸透鏡觀察到的像是放大實像
B．郵票到凸透鏡的距離等于
C．郵票到凸透鏡的距離小于
D．郵票到凸透鏡的距離大于
【答案】
【解答】解：用凸透鏡觀察郵票時，觀察到郵票正立放大的像，把凸透鏡作為放大鏡使用，郵票到凸透鏡的距離一定小于凸透鏡的焦距，此時看到的像為正立、放大的虛像；故正確，錯誤。
故選：。
題型三：探究凸透鏡成像的規律
11．在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中：
（1）將凸透鏡安裝在光具座上，用平行光正對著凸透鏡，移動光屏直至光屏上得到一個最小最亮的光斑，如圖甲所示，則凸透鏡焦距為 　10.0　。
（2）實驗時，為了使像成在光屏的中央，調節燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心，使它們大致在 　　；實驗過程中蠟燭由于燃燒而變短，為了使燭焰的像再次成在光屏的中央，應將透鏡向 　　移動（選填“上”或“下” 。
（3）如圖乙所示，在光屏上觀察到清晰的像，則該像是倒立、　　（選填“縮小”“等大”或“放大” 的實像；將蠟燭移到光具座處，若想在光屏上得到清晰的像，應將光屏向 　　（選填“左”或“右” 移動，且光屏上的像將會 　　（選填“變大”或“變小” 。
（4）實驗過程中，小明不小心用手指尖遮住了凸透鏡的一部分，這時光屏上 　　（選填“仍能”或“不能” 成燭焰完整的像。
（5）如圖乙所示保持三個元件位置不動，更換另一凸透鏡后，發現光屏上的像變模糊，此時成像在光屏后，圖丙是①、②兩個凸透鏡成實像時的像距與物距的關系圖像，則更換的凸透鏡可能是 　　（選填“①”或“②”凸透鏡。
【答案】（1）10.0；（2）同一高度上；下；（3）等大；右；大；（4）仍能；（5）①。
【解答】解：（1）行于主光軸的光線經凸透鏡折射后，會聚在主光軸上一點，這點是凸透鏡的焦點，焦點到光心的距離是凸透鏡的焦距，所以凸透鏡的焦距是：；
（2）進行凸透鏡成像實驗時，燭焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度，像才能呈在光屏的中央位置；
實驗過程中蠟燭由于燃燒而變短，為了使燭焰的像再次成在光屏的中央，根據過光心的光線傳播方向不變可知，應向下移動凸透鏡；
（3）如圖乙所示，在光屏上看到了燭焰清晰的像，此時物距，成倒立、等大的實像；
保持凸透鏡位置不變，將蠟燭移至刻度線處，此時物距減小，根據凸透鏡成實像時，物近像遠像變大可知，他應將光屏逐漸向右移動，光屏上才能再次呈清晰的像，且此時光屏上的像變大；
（4）光屏上得到發光體清晰的像時，小明不小心用手指尖遮擋住了凸透鏡的一部分，仍有光線透過，不會影響透鏡成像，光屏上仍能成清晰完整的像；
（5）調節完后，保持三個元件位置不動，更換凸透鏡后，發現光屏上的像變模糊，此時成像在光屏后，說明該凸透鏡對光線會聚能力變弱，即凸透鏡的焦距變大；根據，由圖丙可知，②的焦距為，①的焦距為，因此更換的凸透鏡是丙圖中的①凸透鏡
故答案為：（1）10.0；（2）同一高度上；下；（3）等大；右；大；（4）仍能；（5）①。
12．在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中。
（1）實驗前，應調整燭焰、光屏的中心位于凸透鏡的 　主光軸　上；甲圖中凸透鏡的焦距為，在圖示位置將蠟燭向右移至刻度線處，此時將圖中的光屏向 　　移動，調節后可在光屏上得到一個倒立、　　清晰的實像；
（2）在第一小問基礎上，將蠟燭遠離凸透鏡，為使光屏上再次呈現清晰的像，可將光屏 　　透鏡，或光屏位置不動，在蠟燭與凸透鏡之間放置焦距合適的 　　透鏡；
（3）將甲圖中的凸透鏡換成焦距為的凸透鏡，保持蠟燭和凸透鏡的位置不變，在光具座上移動光屏，　　（填“能”或“不能” 找到某一位置，使像清晰呈現在光屏上；
（4）用另一個凸透鏡進行實驗，如圖乙所示，此時光屏上呈現了清晰的像。現測出蠟燭到凸透鏡的距離為，光屏到凸透鏡的距離為，則該凸透鏡的焦距的范圍是 　　；
（5）丙圖中，凸透鏡位于處（圖中未畫出）位置不變，移動蠟燭，光屏先后在同側的、兩處得到燭焰清晰的像，且處的像比處大，則以下說法正確的是 　　。
①點位置在的左側
②蠟燭的移動方向向左
③處像可能是縮小的
④處像可能是縮小的
（6）將點燃的蠟燭移到如圖丁所示的位置，人眼觀察到正立放大的像，現將光屏放在虛線的位置，人眼觀察到燭焰的像 　　。
能成在光屏上
大小不變
會消失
亮度變暗
【答案】（1）主光軸；左；縮小；（2）靠近；凹；（3）不能；（4）；（5）③④；（6）。
【解答】解：（1）為了使像成在光屏中央，實驗前，應調整燭焰、光屏的中心位于凸透鏡的主光軸上；
甲圖中凸透鏡的焦距為，在圖示位置將蠟燭向右移至刻度線處，此時物距，，成倒立、縮小的實像，故應將圖中的光屏向左移動，調節后可在光屏上得到一個倒立、縮小清晰的實像；
（2）在第一小問基礎上，將蠟燭遠離凸透鏡，此時物距增大，根據凸透鏡成實像時，物遠像近像變小可知，為使光屏上再次呈現清晰的像，可將光屏靠近透鏡，或光屏位置不動，在蠟燭與凸透鏡之間放置焦距合適的凹透鏡，凹透鏡對光線具有發散作用，會將光線推遲會聚成像；
（3）將圖甲中的凸透鏡換成焦距為的凸透鏡，保持蠟燭和凸透鏡的位置不變，則物距大于一倍焦距小于二倍焦距，像距大于二倍焦距，成倒立、放大實像，即，像距過大，超出了光具座所提供的長度，所以光屏上找不到清晰的像；
（4）由圖可知，此時，且成實像，說明，，又因為，
所以該凸透鏡的焦距范圍為，故選：；
（5）由于兩次都能在光屏上成清晰的像，所以、兩處都成實像，光屏先后在同側的、兩處得到燭焰清晰的像，且處的像比處大，根據“凸透鏡成實像時，物遠像近像變小”可知，從到像在不斷地靠近凸透鏡，因此凸透鏡點位置）在的右側，蠟燭在凸透鏡的右側，此時蠟燭的像在靠近凸透鏡，因此蠟燭也向右移動，故①②錯誤；由于題干未提供物距和凸透鏡的焦距，因此、處可能成放大的實像也可能成縮小的實像，故③④正確。
（6）虛像不能用光屏承接，所以將光屏放在圖中虛線的位置，人眼觀察到燭焰的像大小不變，故選：。
故答案為：（1）主光軸；左；縮小；（2）靠近；凹；（3）不能；（4）；（5）③④；（6）。
13．小剛用焦距為的凸透鏡做探究凸透鏡成像規律的實驗。
（1）當蠟燭、凸透鏡、光屏三者高度如圖所示時，適當調節 　蠟燭　的高度后便可開始實驗；
（2）當蠟燭距凸透鏡時，移動光屏，在光屏上承接到一個清晰縮小的像，生活中的 　　就是根據該成像規律制成的；
（3）此時再把蠟燭適當靠近凸透鏡，物距始終大于，則應將光屏 　　凸透鏡，才能再次承接到清晰的像。
【答案】（1）蠟燭；（2）照相機；（3）遠離。
【解答】解：（1）調整凸透鏡、光屏、燭焰的中心大致在同一高度上，這樣做的目的是使物體的像能夠成在光屏的中心，如圖所示，燭焰的中心位置過高，應適當向下調節；
（2）當蠟燭距凸透鏡時，移動光屏，在光屏上承接到一個清晰縮小的像，根據，成倒立、縮小的實像，應用于照相機；
（3）此時再把蠟燭適當靠近凸透鏡，物距始終大于，此時物距減小，根據凸透鏡成實像時，物近像遠像變大可知，應將光屏遠離凸透鏡，才能再次承接到清晰的像。
故答案為：（1）蠟燭；（2）照相機；（3）遠離。
14．在“探究凸透鏡成像的規律”實驗中，所用透鏡的焦距為。
（1）實驗前，將蠟燭、凸透鏡和光屏依次放在光具座上，并使燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心大致在 　同一高度　，目的是 　　。
（2）小明調整后將實驗器材按圖甲中位置放置，光屏上成清晰的 　　（選填“放大”或“縮小” 的像，應用此規律工作的是 　　（選填“照相機”“投影儀”或“放大鏡” 。
（3）實驗一段時間后，光屏上的像“跑”到圖乙所示的位置，若要使像重新回到光屏中央，應將凸透鏡向 　　（選填“上”或“下” 移。
（4）下表是小明實驗時記錄的幾組數據。通過觀察數據，老師發現表格中第 　　次實驗數據是編造的，判斷的理由是 　　。
實驗次數 1 2 3 4 5
物距 30 20 15 10 5
像距 15 20 30 40
【答案】（1）同一高度；使像成在光屏中央；（2）放大；投影儀；（3）下；（4）4；物距等于焦距時不成像。
【解答】解：（1）為了使像成在光屏中央，應調整燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心大致在同一高度；
（2）由圖可知，此時物距小于像距，根據凸透鏡成實像時，物距小于像距，成倒立、放大的實像，應用于投影儀；
（3）實驗一段時間后，光屏上的像“跑”到圖乙所示的位置，若要使像重新回到光屏中央，根據過光心的光線傳播方向不變可知，應將凸透鏡向下移；
（4）所用透鏡的焦距為，由表中數據可知，第4次實驗物距等于焦距，物距等于焦距時不成像，故第4次實驗數據是編造的。
故答案為：（1）同一高度；使像成在光屏中央；（2）放大；投影儀；（3）下；（4）4；物距等于焦距時不成像。
15．學習小組用光具座、電子蠟燭、光屏及幾個不同的凸透鏡，觀察凸透鏡成像的現象。發現同一個物體，在光屏上所成像的大小不同，于是進一步研究像的大小與哪些因素有關。
通過小組討論，他們提出以下猜想：
猜想1：與物距的大小有關；猜想2：與凸透鏡的焦距有關；猜想3：與凸透鏡的直徑有關。
為了驗證猜想，他們進行了實驗，并將實驗結果記錄在下表中，實驗中所用電子蠟燭燭焰的高度為。
序號 透鏡 透鏡直徑 焦距 物距 像距 像高
1 10 10 40 13.3 0.7
2 10 10 15 30 4.0
3 10 15 17.2 2.3
4 15 10 40 13.3 0.7
5 5 40 2.4
（1）如圖甲所示，此時光屏上呈現出燭焰清晰的像，這個像是 　倒立　、　　的實像。分析第1、2次實驗數據可知：同一凸透鏡，物距越大，光屏上的像越 　　；
（2）小明用如圖乙所示的方法測量了透鏡的焦距， 　　，進一步分析第2、3次實驗數據可知：直徑相同且 　　時，焦距越大，像越 　　；
（3）分析第 　　次實驗數據可知：像的大小與凸透鏡的直徑無關；分析第 　　次和第5實驗數據可知：透鏡的焦距 　　（選填“大于”、“小于”或“等于” 透鏡的焦距；
（4）在進行第4次實驗時，同學們發現像的亮度最亮，請針對這一現象提出一個可供探究的猜想：　　。
【答案】（1）倒立；縮小；小；（2）8.0；物距相同；大；（3）1、4；1；大于；（4）凸透鏡成像的亮度與透鏡的直徑有什么關系？
【解答】解：（1）由圖甲可知，此時物距大于像距，根據凸透鏡成實像時，物距大于像距，成倒立、縮小的實像；
由第1、2次實驗數據可知，同一凸透鏡，物距越大，像距越小，像越小；
（2）平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后，會聚在主光軸上一點，這點是凸透鏡的焦點，焦點到光心的距離是凸透鏡的焦距，所以凸透鏡的焦距是：；
由第2、3次實驗數據可知：直徑相同且物距相同時，焦距越大，像距越大，像越大；
（3）要探究像的大小與凸透鏡的直徑的關系，根據控制變量法可知，應控制凸透鏡焦距和物距相同，凸透鏡的直徑不同，由表中數據可知，1、4兩次實驗滿足要求；
由第1次和第5實驗數據可知，物距相同，且透鏡所成的像大于透鏡所成的像，說明透鏡的焦距大于透鏡的焦距；
（4）由第1次和第4實驗數據可知，凸透鏡的焦距、物距、像距和像高均相同，透鏡直徑不同，透鏡直徑越大，像的亮度越亮，故可提出猜想：凸透鏡成像的亮度與透鏡的直徑有什么關系？
故答案為：（1）倒立；縮小；小；（2）8.0；物距相同；大；（3）1、4；1；大于；（4）凸透鏡成像的亮度與透鏡的直徑有什么關系？
一．選擇題（共11小題）
1．小明利用如圖所示的裝置探究凸透鏡成像的規律。將蠟燭放在凸透鏡左側適當位置，調整光屏到凸透鏡的距離，使燭焰在光屏上成清晰的像，分別測出物距和像距，實驗數據如表。下列說法正確的是　　
實驗次數 1 2 3 4 5
物距 60 30 20 15 12
像距 12 15 20 30 60
A．該凸透鏡的焦距為
B．第2次實驗成在光屏上的是倒立放大的像
C．從第1次實驗到第5次實驗，成在光屏上的像一定越來越大
D．第5次實驗成在光屏上的是倒立縮小的像
【答案】
【解答】解：、根據表格中的數據可知，當時，，則，所以焦距為，故錯誤；
、當時，物距大于二倍焦距，移動光屏，可在光屏上成倒立、縮小的清晰實像，故錯誤；
、從第1次實驗到第5次實驗，物距始終大于焦距，物距變小，像距變大，像變大；第5次實驗中，物距小于像距，成的是放大的實像，故正確，故錯誤。
故選：。
2．當蠟燭、透鏡甲和光屏在圖示位置時，燭焰在光屏上成清晰的像。若保持透鏡和蠟燭的位置不變，將透鏡甲換為透鏡乙后，需將光屏向右移動距離，方可在光屏上再次成清晰的像。則　　
A．透鏡甲的焦距等于
B．透鏡乙的焦距小于
C．第一次所成的像是放大的實像
D．第二次所成的像是放大的實像
【答案】
【解答】解：、當蠟燭、透鏡甲和光屏在圖示位置時，燭焰在光屏上成清晰的像，此時，根據，成倒立、等大的實像，即，因此該凸透鏡的焦距，故錯誤；
、若保持透鏡和光屏位置不變，將透鏡甲換為透鏡乙后，需將光屏向右移動距離，說明該凸透鏡對光的會聚能力變弱，即凸透鏡的焦距變大，因此透鏡乙的焦距大于，故錯誤；
、若保持透鏡和光屏位置不變，將透鏡甲換為透鏡乙后，需將光屏向右移動距離，此時物距小于像距，根據凸透鏡成實像時，物距小于像距，成倒立、放大的實像，故正確。
故選：。
3．在探究凸透鏡成像規律的實驗中，當蠟燭、凸透鏡、光屏位于如圖所示位置時，在光屏上出現一個清晰燭焰的像，其成像特點是　　
A．倒立放大的實像 B．倒立放大的虛像
C．倒立縮小的實像 D．正立放大的虛像
【答案】
【解答】解：由圖可知，此時物距小于像距，根據成實像時，物距小于像距，成倒立、放大的實像，故正確。
故選：。
4．把凸透鏡正對太陽光，在距凸透鏡的光屏上得到一個最小最亮的光斑，若將一支點燃的蠟燭放在此凸透鏡前處，在凸透鏡另一側調節光屏的位置，可得到燭焰清晰的　　
A．正立、放大的虛像 B．倒立、縮小的實像
C．倒立、等大的實像 D．倒立、放大的實像
【答案】
【解答】解：依題意分析，把凸透鏡正對太陽光時，最小最亮光斑所在位置就是凸透鏡焦點，由此可知該凸透鏡焦距；
把點燃的蠟燭在凸透鏡前處，則物距；
根據凸透鏡成像規律：物距滿足，蠟燭能在光屏上成倒立、放大的實像，故選項、、錯誤，選項正確；
故選：。
5．小明同學在做凸透鏡成像實驗時，移動光屏，在光屏上呈現清晰放大的像，同時他也看到透鏡表面有兩個像，其中一個是正立的，一個是倒立的，對于透鏡表面的兩個像，下列說法正確的是　　
A．透鏡表面的兩個像，正立的是光的反射形成的，倒立的是光的折射形成的
B．透鏡表面的兩個像，都是光照到透鏡表面反射形成的虛像
C．透鏡表面的兩個像，都是光照到透鏡表面折射形成的實像
D．透鏡表面的兩個像，倒立的是實像，正立的是虛像
【答案】
【解答】解：他看到透鏡表面有兩個像，說明發光體發出的光經凸透鏡兩個面反射的光線進入人眼，這兩個像都是因為光的反射形成的虛像，故正確，錯誤。
故選：。
6．如圖，是我國自主研制的某新型戰斗機上的光電搜索跟蹤系統。該系統功能與人眼相似，下列說法不正確的是　　
A．該系統的光學元件相當于一個凸透鏡
B．該系統在光電傳感器上成的是倒立、放大的實像
C．周圍景物通過該系統成像時，景物到鏡頭的距離大于鏡頭的2倍焦距
D．該系統的成像原理與照相機的成像原理相同
【答案】
【解答】解：、該系統的光學元件相當于一個凸透鏡，故正確；
、系統功能與人眼相似，成的是倒立、縮小的實像，故錯誤；
、當時，成倒立、縮小的實像，即周圍景物通過該系統成像時，景物到鏡頭的距離大于鏡頭的2倍焦距，故正確；
、該系統的成像原理與照相機的成像原理相同，故正確。
故選：。
7．在探究凸透鏡成像規律的實驗中，當蠟燭、凸透鏡和光屏處于如圖所示位置時，恰好在光屏上接收到清晰的燭焰像（像未畫出），下列說法正確的是　　
A．將近視眼鏡放在凸透鏡和蠟燭之間，向左移動蠟燭仍可以得到清晰的像
B．將遠視眼鏡放在凸透鏡和蠟燭之間，向右移動光屏仍可以得到清晰的像
C．保持蠟燭和光屏位置不變，將透鏡移動到蠟燭和光屏的正中間位置，會得到等大的像
D．把蠟燭和光屏互換位置，光屏上得到倒立、縮小的實像
【答案】
【解答】解：、將近視眼鏡放在凸透鏡和蠟燭之間，近視眼鏡是凹透鏡，凹透鏡對光線具有發散作用，會將光線推遲會聚成像，因此向左移動蠟燭，此時物距增大，根據凸透鏡成實像時，物遠像近像變小可知，光屏上仍可以得到清晰的像，故正確；
、將遠視眼鏡放在凸透鏡和蠟燭之間，遠視眼鏡是凸透鏡，凸透鏡對光線具有會聚作用，會將光線提前會聚成像，因此向左移動光屏仍可以得到清晰的像，故錯誤；
、由圖可知，物距大于像距，根據凸透鏡成實像時，物距大于像距，成倒立、縮小的實像，此時；保持蠟燭和光屏位置不變，將透鏡移動到蠟燭和光屏的正中間位置，物距等于凸透鏡到光屏的距離，不等于二倍焦距，因此不可能成倒立、等大的實像，故錯誤；
、把蠟燭和光屏互換位置，根據在光的折射中，光路是可逆的可知，光屏上能得到清晰的實像，此時物距小于像距，成倒立、放大的實像，故錯誤。
故選：。
8．如圖是一張初三畢業創意照片。利用視覺錯位技術一次拍攝而成，不需經過后期再處理。在拍攝過程中，下列說法正確的是　　
A．照相機的鏡頭相當于凹透鏡
B．手通過鏡頭成正立放大的虛像
C．學生通過鏡頭成倒立縮小的實像
D．學生通過鏡頭成正立放大的虛像
【答案】
【解答】解：攝像機的鏡頭相當于凸透鏡，它的成像原理與照相機相同，當手和學生到鏡頭的距離大于二倍焦距時，成倒立、縮小的實像；故正確。
故選：。
9．如圖所示，物理課上，同學們用凸透鏡觀察周圍的物體，透過凸透鏡不能看到的像是　　
A．正立、放大的像 B．正立、縮小的像
C．倒立、等大的像 D．倒立、縮小的像
【答案】
【解答】解：、，成正立、放大的虛像，應用于放大鏡，故正確；
、凸透鏡的成像情況沒有能成正立縮小的像，故錯誤；
、時，成倒立、等大的實像，故正確；
、，成倒立、縮小的實像，應用于照相機，故正確；
故選：。
10．小麗利用如圖的裝置“探究凸透鏡成像的規律”。將蠟燭放在凸透鏡左側適當位置，調整光屏到凸透鏡的距離，使燭焰在光屏上成清晰的像，分別測出物距和像距，實驗數據如表所示。下列說法正確的是　　
實驗次數 1 2 3 4 5
物距 60 30 20 15 12
像距 12 15 20 30
A．第4次實驗時，光屏上成倒立縮小的清晰實像
B．物距不變，用焦距的凸透鏡替換該透鏡，則像距會變大
C．第5次實驗的像距應為
D．當時，移動光屏，可在光屏上成正立、放大的清晰實像
【答案】
【解答】解：、由表格可知，此時物距小于像距，根據凸透鏡的成像規律，此時與投影儀的成像原理相同，故此時光屏上成倒立、放大的實像，故錯誤；
、由表中數據可知，，所以該凸透鏡的焦距為，物距不變，用焦距的凸透鏡替換該透鏡，凸透鏡的焦距變小，會聚能力變強，像會提前會聚，此時的像距變小，故錯誤；
、在折射現象中光路可逆，故第5次實驗的像距應為第1次實驗的物距，故像距為，故正確；
、因為該凸透鏡的焦距為，當時，此時物距在一倍焦距以內，故光屏上沒有像，故錯誤。
故選：。
11．如圖所示，下列說法正確的是　　
A．蓮葉呈現碧綠色是因為蓮葉發出了綠光
B．周圍景物在湖中的倒影，是光的反射形成的等大的實像
C．透過荷葉上的露珠可以清晰看到葉脈，露珠相當于凸透鏡
D．雨后，湖面上方架起一道彩虹，這是光的反射現象
【答案】
【解答】解：、蓮葉呈現碧綠色是因為蓮葉反射綠光，吸收其它色光，故錯誤；
、周圍景物在湖中的倒影，屬于平面鏡成像，是光的反射現象，成正立、等大的虛像，故錯誤；
、露珠是透明的水珠，露珠的中間厚邊緣薄，形成一個水凸透鏡，葉脈在水凸透鏡的一倍焦點以內，成正立、放大的虛像，故正確；
、彩虹的形成是光的色散現象，使白光分解成為各種色光，是由于光的折射形成的，故錯誤。
故選：。
二．填空題（共3小題）
12．工匠師維護精密儀表時，在眼睛前戴一個凸透鏡，便于觀察儀表的細微之處。凸透鏡對光線有 　會聚　作用；工匠師應使凸透鏡與儀表的距離控制在凸透鏡的 　　（填“一倍焦距以內”、“一倍焦距到兩倍焦距之間”或“兩倍焦距以外” 。
【答案】會聚；一倍焦距以內
【解答】解：匠師維護精密儀表時，在眼睛前戴一個凸透鏡，凸透鏡對光線具有會聚作用，凸透鏡與儀表的距離應在凸透鏡的一倍焦距范圍之內，成正立、放大的虛像。
故答案為：會聚；一倍焦距以內。
13．將礦泉水瓶遺棄野外易引起山火，是因為瓶中的水相當于 　凸透鏡　，對太陽光有 　　作用而引燃干草或枯枝。隔著薄膜上的水滴看很近的字，會看到通過水滴形成正立放大的 　　像（選填“實”或“虛” ；如果想讓看到的字再變大點，應讓水滴 　　（選填“靠近字、遠離字”或“面積增大” 。
【答案】凸透鏡；會聚；虛；遠離字
【解答】解：盛水的礦泉水瓶相當于一個凸透鏡，凸透鏡對光線具有會聚作用，可以將射來的太陽光會聚在一點上，會聚點的溫度比較高，可能會引起火災；
薄膜上的水滴中間厚邊緣薄，形成水凸透鏡。字在凸透鏡的一倍焦距以內，成正立、放大的虛像。
想讓字更大一些，像變大，則物距也要變大；需要凸透鏡遠離字，但物距始終要小于焦距。
故答案為：凸透鏡；會聚；虛；遠離字。
14．某校研究性學習小組同學進行一組光學綜合實踐活動。
（1）如圖甲所示，將紅、綠、　藍　三種色光照在白紙上，中間相互重疊區域會出現白光；
（2）如圖乙所示，航天員王亞平太空授課制作水球時呈現的情景，假設她稍向后遠離水球，則她在球中所成的像將 　　（選填“變大”、“變小”或“不變” ；
（3）如圖丙所示，在一間黑屋子里的桌面上鋪一張白紙，把一塊小平面鏡平放在紙上，讓手電筒的光豎直向下正對著平面鏡照射，從側面看去，　　（選填“白紙”或“平面鏡” 比較亮，這是由于光照射到它上面時發生了 　　（選填“鏡面”或“漫” 反射；
（4）如圖丁所示，把一根筷子插入水中，由于光的折射，在水的上方空氣中看去，筷子在水中的部分看起來向 　　（選填“上”或“下” 彎折。
【答案】（1）藍；（2）變小；（3）白紙；漫；（4）上。
【解答】解：（1）紅、綠、藍被稱為光的三原色，如圖甲將紅、綠、藍三種色光照白紙上，中間相互重疊區域會出現白色；
（2）如圖乙所示，航天員王亞平太空授課制作水球時呈現的情景，假設她稍向后遠離水球，此時物距變大，根據凸透鏡成實像時，物遠像近像變小可知，她在球中所成的像將變小；
（3）當手電筒的光正對著平面鏡照射時，在平面鏡上會發生鏡面反射，所以光線會集中在豎直方向，因此從側面看到的平面鏡是暗的；而紙會發生漫反射，故在側面看到的紙是亮的；
（4）插入水中的筷子，由于筷子反射的光線從水中斜射入空氣中時，傳播方向發生了偏折，遠離法線，折射角大于入射角，所以看到筷子在水中的部分是向上彎折，此時看到的像是筷子的虛像。
故答案為：（1）藍；（2）變小；（3）白紙；漫；（4）上。
三．實驗探究題（共4小題）
15．如圖1所示，小李同學將凸透鏡正對著太陽光線，凸透鏡的另一側放一張白紙，移動凸透鏡，白紙上得到最小最亮的光斑，量出亮點到凸透鏡光心的距離為，接著把凸透鏡、蠟燭、光屏安裝在光具座上探究凸透鏡成像規律。
實驗序號 物距 像距 像的性質
1 30 15 倒立、縮小的實像
2 25 16.7
3 20 20 倒立、等大的實像
4 15 倒立、放大的實像
5 5 正立、放大的實像
（1）小明同學進行實驗和觀察，并將測量情況記錄在表中。表中實驗序號2中像的性質為 　倒立、縮小的實像　，實驗序號4中像距為 　　。
（2）當燭焰通過凸透鏡在光屏上成一實像時，小明用不透明的紙擋住透鏡上半部分，則光屏上所成的像是 　　（選填序號）；
完整的、像變亮；
完整的、像變暗；
不完整、像變亮；
不完整、像變暗。
（3）若實驗中像成在光屏的上部，現要通過調整蠟燭讓像在光屏的中央，應向 　　（選填“上”、“下”、“左”或“右” 調節。
（4）實驗中，小明無論怎樣移動光屏都沒有像，原因是 　　；
（5）把蠟燭移到如圖2所示處時，為了驗證成正立、放大的虛像，人眼應該在 　　（蠟燭一側光屏一側）通過凸透鏡觀察像。
（6）焦距相同的凸透鏡，一個物距應該對應唯一的像距，但從各組匯報數據中發現，物距均為時，有三個小組所測像距分別為、、。若他們的數據差別不是因為長度測量錯誤導的，你認為出現這種情況的原因可能是 　　。
【答案】（1）倒立、縮小的實像；30；（2）；（3）上；（4）時，凸透鏡成虛像；（5）光屏一側；（6）光屏上的像不是最清晰的時候測量的。
【解答】解：（1）把燭焰放在距凸透鏡處時，即時，由凸透鏡成像規律可知，成倒立縮小的實像。結合表中實驗序號2中數據，由光路可逆可知，實驗序號4中像距為。
（2）遮住凸透鏡的上半部，物體上任一點射向凸透鏡的下半部，經凸透鏡折射后，照樣能會聚成完整像，像的大小不發生變化，折射光線減少，會聚成的像變暗，故選；
（3）蠟燭會逐漸變短，根據經過光心的光線的傳播方向不變可知，燭焰的像成在了光屏中心的上方，要使像重新成在光屏的中心，應將光屏向上調節；
（4）時，凸透鏡成虛像，虛像不能用光屏呈現；
（5）當物體移動到處時，此時，蠟燭在凸透鏡的一倍焦距以內，光屏上接不到像，是虛像，透過凸透鏡在蠟燭的同側看到正立、放大的虛像，即人眼應該在光屏一側才能觀察到正立、放大的虛像；
（6）像的位置應該是像最清晰的位置；各小組的像距不同的原因，可能是有的小組光屏上的像不是最清晰的時候測量的。
故答案為：（1）倒立、縮小的實像；30；（2）；（3）上；（4）時，凸透鏡成虛像；（5）光屏一側；（6）光屏上的像不是最清晰的時候測量的。
16．小明進行“探究凸透鏡成像規律”的實驗：
（1）如圖甲所示，小明將凸透鏡正對太陽光，調整凸透鏡與光屏的距離，在光屏上得到一個最小、最亮的光斑，該透鏡的焦距是 　10.0　。
（2）在如圖乙所示實驗裝置中，應調節燭焰的中心，光屏中心位于凸透鏡的 　　，這樣做的目的 　　。
（3）下表是小明同學實驗時記錄的幾組數據：
實驗次數 1 2 3 4 5
物距 30 20 15 10 5
像距 15 20 30 40
①第3次實驗在光屏所成的像是倒立的、　　的實像。
②通過觀察數據，老師發現表格中第 　　次數據是編造的。
（4）下列是小明實驗過程中一些現象的描述，正確的是 　　（選填“”“ ”“ ”或“”
發現無論怎樣移動三者位置都找不到燭焰的像，可能是凸透鏡選擇的焦距太小了
實驗過程中，蠟燭因燃燒而變短，則燭焰在光屏上的像會下移
實驗時有個小飛蟲停在凸透鏡表面，則光屏上所成實像將被遮擋一部分
取一只與原實驗中焦距相同但鏡面直徑較小的凸透鏡，替代原來的凸透鏡再次實驗，所成的像與原來的像相比，像大小沒有變化但是變暗一些
【答案】（1）10.0；（2）主光軸上；使像成在光屏中央；（3）①放大；②4；（4）。
【解答】解：（1）平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后，會聚在主光軸上一點，這點是凸透鏡的焦點，焦點到光心的距離是凸透鏡的焦距，所以凸透鏡的焦距是：；
（2）為了使像成在光屏中央，應調節燭焰的中心，光屏中心位于凸透鏡的主光軸上；
（3）①由表中數據可知，第3次實驗，物距小于像距，根據凸透鏡成實像時，物距小于像距，成倒立、放大的實像；
②當物距等于焦距時，凸透鏡是不成像的，第4次實驗中，不成像，也就不存在像距，所以是編造的；
（4）、無論焦距多大，凸透鏡都會成像，無論怎樣移動三者位置都找不到燭焰的像與焦距大小無關，故錯誤；
、凸透鏡成實像是倒立的，當蠟燭燃燒變短時，像要向上運動，故錯誤；
、飛蟲停在凸透鏡上不會影響透鏡成像，只是透過透鏡的光線變少了，成像會比以前暗一些，故錯誤；
、用比以前直徑小的透鏡時，成像規律不會變化，但因為透鏡小了，相比來說透過透鏡成像的光線少了，那么所成像的亮度會變暗，故正確；故選：。
故答案為：（1）10.0；（2）主光軸上；使像成在光屏中央；（3）①放大；②4；（4）。
17．在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中。
（1）實驗前，調節實驗器材的高度時，蠟燭 　需要　（需要不要）點燃；
（2）甲圖中若保持凸透鏡位置不變，將蠟燭遠離凸透鏡，為使光屏上再次呈現清晰的像，可將光屏 　　透鏡；若僅將凸透鏡向左移動到 　　刻度線處，光屏上會再次出現清晰的像；
（3）若將蠟燭移至刻度線處，透鏡在處不動，調節光屏，光屏上 　　（能不能）接收到清晰的像；
（4）當光屏上出現清晰的像時，小明用手指尖遮擋住了凸透鏡的一部分，這時光屏上 　　（仍能不能）成燭焰完整的像，此時的像比原來 　　（亮暗）；
（5）完成對凸透鏡成像規律探究后，小明對上一節“觀察凸透鏡成像”知識有了更全面的認識。理解了要看到窗外景物倒立縮小的像需采用圖2中 　　（左右）圖的方式進行，此時他看到的是 　　（虛實）像。
【答案】（1）需要；（2）靠近；23；（3）不能；（4）仍能；暗；（5）左；實。
【解答】解：（1）在進行探究凸透鏡成像規律實驗之前應調節蠟燭的燭焰、透鏡中心和光屏中心在同一高度，這樣才能使蠟燭的像成在光屏中央，因此實驗前一定要點燃蠟燭，才能調節燭焰的中心與透鏡中心和光屏中心在同一高度；
（2）甲圖中若保持凸透鏡位置不變，將蠟燭遠離凸透鏡，此時物距增大，根據凸透鏡成實像時，物遠像近像變小可知，為使光屏上再次呈現清晰的像，可將光屏靠近透鏡；
若僅將凸透鏡向左移動到刻度線處，此時物距等于原來的像距，像距等于原來的物距，根據在光的折射中，光路是可逆的可知，光屏上會再次出現清晰的像；
（3）由圖甲可知，，且成實像，說明，，即；若將蠟燭移至刻度線處，透鏡在處不動，此時物距，成正立、放大的虛像，因此光屏上不能接收到清晰的像；
（4）當光屏上出現清晰的像時，小明用手指尖遮擋住了凸透鏡的一部分，剩余部分仍能會聚光線成完整的像，但由于會聚的光線比原來減少，所以像比原來變暗；
（5）要看到窗外景物倒立、縮小的像，根據，，成倒立、縮小的實像，故采用圖2中左圖的方式進行，此時他看到的是實像。
故答案為：（1）需要；（2）靠近；23；（3）不能；（4）仍能；暗；（5）左；實。
18．在探究“凸透鏡成像規律”的實驗中：
（1）如圖甲所示，平行光正對凸透鏡照射，光屏上出現一個最小最亮的光斑，則凸透鏡的焦距　10.0　。
（2）如圖乙所示，光屏上呈現清晰的像，此時所成的像是倒立 　　的實像，實際生活中應用為 　　。若保持透鏡位置不變，移動蠟燭至 　　刻度線處，移動光屏能再次呈現等大清晰的像。
（3）如圖丙所示，在蠟燭和凸透鏡之間放一副眼鏡，發現光屏上的像由清晰變模糊了，將光屏遠離透鏡移動適當距離后光屏上再次呈現清晰的像，則該眼鏡是 　　（選填“近視”或“遠視” 眼鏡。
（4）此凸透鏡作為照相機鏡頭，當照完一個人的半身照，然后照全身照，則要 　　（選填“增大”或“減小” 照相機與人的距離，照相機的鏡頭應 　　（選填“伸出”或“縮回” 。
【答案】（1）10.0；（2）放大；投影儀；；（3）近視；（4）增大；縮回。
【解答】解：（1）圖甲中，凸透鏡的焦距等于凸透鏡與光屏之間的距離，則凸透鏡的焦距為：；
（2）圖乙中，物距的大小為：，則，即，根據凸透鏡的成像規律知，光屏上像的性質是：倒立、放大的實像，應用為投影儀；
若保持透鏡位置不變，要在光屏呈現等大清晰的像，根據凸透鏡成像規律可知此時的物距，則應將蠟燭移至處，并移動光屏能呈現等大清晰的像；
（3）圖丙中，加入眼鏡后，光屏上的像由清晰變模糊，將光屏向遠離凸透鏡移動適當距離后，光屏上的像再次變清晰，是因為加入眼鏡后，像距變大，則該眼鏡的鏡片對光有發散作用，眼鏡的鏡片屬于凹透鏡，用來矯正近視眼；
（4）此凸透鏡作為照相機鏡頭，當照完一個人的半身照，然后照全身照，此時像要變小，所以物距變大，像距變小，即增大照相機與人的距離，照相機的鏡頭應縮回。
故答案為：（1）10.0；（2）放大；投影儀；；（3）近視；（4）增大；縮回。
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