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实验3 探究凸透镜成像的规律
知识点一、凸透镜成像的规律
1.凸透镜成像规律：
如图是常见凸透镜成像规律光路图，详见下表（1）。
表（1）凸透镜成像规律表
成像条件物距（u） 成像的性质 像距（v） 应用
u﹥2f 倒立、缩小的实像 f﹤v﹤2f 照相机（图a）
u=2f 倒立、等大的实像 v=2f 图d
f﹤u﹤2f 倒立、放大的实像 v﹥2f 投影仪（图b）
u=f 不成像 射出的是平行光线
0﹤u﹤f 正立、放大的虚像 v﹥f 放大镜（图c）
a. u﹥2f b. f﹤u﹤2f
c.0﹤u﹤f d.u=2f
凸透镜成像光路图
2.凸透镜成像的规律口诀
规律1:当物距大于2倍焦距时，则像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像。此时像距小于物距，像比物小，物像异侧。应用:照相机、摄像机。
规律2:当物距等于2倍焦距时，则像距也在2倍焦距， 成倒立、等大的实像。此时物距等于像距，像与物大小相等，物像异侧。应用:测焦距。
规律3:当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时，则像距大于2倍焦距， 成倒立、放大的实像。此时像距大于物距，像比物大，物像异侧。应用:投影仪、幻灯机、电影放映机。
规律4:当物距等于1倍焦距时，则不成像，成平行光射出。
规律5:当物距小于1倍焦距时，则成正立、放大的虚像。此时像距大于物距，像比物大，物像同侧。应用:放大镜。
知识点二、探究凸透镜成像的规律
【实验目的】透镜凸透镜成像规律。像与物的大小关系、物距变化成像规律变化、像的虚实。
【实验器材】凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴等。
【实验步骤】
1、按图组装器材。调整蜡烛、凸透镜、光屏在同一水平线上。
2、将蜡烛放在远处（此时u>2f），移动光屏直至在光屏上成清晰的像；观察像的大小、正立还是倒立，并测量物距和像距；数据记录实验表格。
3、将蜡烛往凸透镜方向移动，使2f>u>f，移动光屏直至在光屏上成清晰的像；观察像的大小、正立还是倒立，并测量物距和像距；数据记录实验表格。
4、将蜡烛继续往凸透镜方向移动，使u=f，移动光屏，看能否成像。
5、将蜡烛继续往凸透镜方向移动，使u6、实验表格
物距与焦距关系 物距（cm） 像的性质 像距（cm）
大小 正倒 虚实
u>2f
u=2f
2f>u>f
u=f
u7、整理器材。
【实验结论】等大、等距、对称、反向、虚像。
物距 像的性质 像距（cm） 应用
大小 正倒 虚实
u>2f 缩小 倒立 实像 2f2f>u>f 放大 倒立 实像 v>2f 投影仪
u（2023 衡阳）小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律：
（1）如图甲所示，小明将一束平行光正对凸透镜，移动光屏，直到光屏上形成一个最小最亮的光斑，该凸透镜的焦距为 cm。
（2）实验时，把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，为使像成在光屏中央，应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到 。
（3）小明将蜡烛移至光具座20cm刻度线处，如图乙所示，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是倒立、 的实像。生活中的 （选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）就是利用这种成像规律工作的。
（4）接着，小明保持凸透镜在光具座上的位置不动，如果仅将图乙中蜡烛和光屏的位置互换，发现光屏上仍能观察到烛焰清晰的像。这是因为在光的折射现象中，光路是 的。
（5）在如图乙所示实验情形下，如果保持凸透镜和光屏的位置不变，将蜡烛适当远离凸透镜，发现光屏上烛焰的像变得模糊不清，此现象可以体现 （选填“近视眼”或“远视眼”）的成像情况。
【解答】解：（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＝30.0cm﹣20.0cm＝10.0cm；
（3）小明将蜡烛移至光具座20cm刻度线处，此时物距u＝50cm﹣20cm＝30cm＞2f，根据u＞2f，成倒立缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的；
（4）小明保持凸透镜在光具座上的位置不动，如果仅将图乙中蜡烛和光屏的位置互换，发现光屏上仍能观察到烛焰清晰的像，说明在光的折射现象中，光路是可逆的；
（5）如果保持凸透镜和光屏的位置不变，将蜡烛适当远离凸透镜，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，此时像成在光屏的前方，此现象可以体现近视眼的成像情况。
故答案为：（1）10.0；（2）同一高度；（3）缩小；照相机；（4）可逆；（5）近视眼。
（2023 安徽）某小组探究平面镜和凸透镜成像的特点，将光源和光屏分别竖直放置在水平光具座上的A、C位置，B是AC的中点，如图1所示。在AB之间朝向A观察，看到的光源形状如图2中的甲所示。
（1）在B处竖直放置一块平面镜，镜面朝向光源，小丽在AB之间观察平面镜中的像，小明在BC之间观察光屏。此后，小亮将平面镜更换为一个凸透镜，恰能在光屏上成等大的像，他在BC之间观察光屏上的像。上述实验过程中，小丽、小明和小亮观察到的分别是图2中的 （选填“①”“②”“③”或“④”）。
①甲、丙、戊
②乙、丙、丁
③乙、乙、丁
④乙、乙、戊
（2）小亮继续实验，要在光屏上得到一个缩小的像，可保持光源位置不变，将凸透镜向 （选填“A”或“C”）移动，并调节光屏的位置直到呈现清晰的像。
【解答】解：（1）在B处竖直放置一块平面镜，镜面朝向光源，小丽在AB之间观察平面镜中的像，平面镜成正立等大的虚像，且左右相反，所以小丽看到的像是图2中乙；
小明在BC之间观察光屏，由于平面镜成的是虚像，不能用光屏承接，所以小明看到的是图2中丙；
小亮将平面镜更换为一个凸透镜，恰能在光屏上成等大的像，当u＝v＝2f时，凸透镜成倒立等大的实像，且左右相反，所以小亮看到的像是图2中丁；故选②；
（2）小亮继续实验，要在光屏上得到一个缩小的像，可保持光源位置不变，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，将凸透镜向C移动，并调节光屏的位置直到呈现清晰的像。
故答案为：②；C。
（2023 沈阳）在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，选用的凸透镜焦距为10cm，将实验器材调节好，把点燃的蜡烛放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐移近，观察烛焰成像情况并记录物距和像距。
（1）蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图1所示，此时烛焰的像成在光屏的中央，烛焰的像是倒立、 的实像；若只将凸透镜调高，则光屏上烛焰的像会向 移动；
（2）如图1，保持凸透镜的位置不变，将蜡烛移动到光具座上30cm刻度处，移动光屏直到光屏上再次出现清晰的像，则像移动的距离 （填“大于”、“等于”或“小于”）蜡烛移动的距离；
（3）实验中，小丽观察到图2中的物点S的虚像S'，请根据凸透镜成像原理，在图中完成物点S发出的光线a经过凸透镜后的折射光线；
（4）毕业典礼上，小丽想拍摄教学楼的全景，但她所在的位置只能拍摄到教学楼的一部分，由于无法改变拍摄位置，她只能通过改变照相机镜头焦距使像变小，从而拍摄到全景。小丽的照相机镜头相当于一个焦距可变的凸透镜，为了拍摄到全景，她应该调节照相机镜头的焦距，使其适当 （填“变大”或“变小”）。
【解答】解：（1）蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图1所示，此时物距u＝50cm﹣15cm＝35cm＞2f，根据u＞2f，成倒立、缩小的实像；
若只将凸透镜调高，根据过光心的光线传播方向不变可知，光屏上烛焰的像会向上移动；
（2）如图1，保持凸透镜的位置不变，将蜡烛移动到光具座上30cm刻度处，此时物距u＝50cm﹣30cm＝20cm＝2f，根据u＝v＝2f，成倒立、等大的实像，即像距v＝2f＝20cm，则蜡烛移动的距离为30cm﹣15cm＝15cm，光屏移动的距离为70cm﹣65cm＝5cm，故像移动的距离小于蜡烛移动的距离；
（3）物体发出的光线经过凸透镜折射后是从其像点发出的，如下图所示：
；
（4）为了拍摄到全景，她应该将照相机镜头的焦距变小，因凸透镜焦距变小，相当于增大物距，减小像距，像随之变小。
故答案为：（1）缩小；上；（2）小于；（3）见解答图；（4）变小。
（2023 朝阳）某实验小组在“探究凸透镜成像规律”的实验中：
（1）实验前要调整烛焰、透镜和光屏的中心大致在 ，目的是使像成在光屏的中央。
（2）移动蜡烛和光屏到如图所示位置，光屏上出现了烛焰清晰的像（像未画出），生活中的 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是这一成像原理的应用。
（3）实验过程中，小明同学不小心用手指指尖触摸到了凸透镜，这时光屏上 （选填“会”或“不会”）出现指尖的像。
（4）实验一段时间后，蜡烛燃烧变短。要使像仍然成在光屏的中央，应将光屏向 移动。
（5）另外一个实验小组用由几个发光二极管做成的“F”字样的发光体代替蜡烛进行实验，你认为其好处是 （写出一点即可）。
【解答】解：（1）将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，为了使像成在光屏的中央，应该调整烛焰、透镜和光屏的中心大致在同一高度；
（2）由图可知，此时物距小于像距，凸透镜成倒立、放大的实像，应用为投影仪；
（3）用手指指尖触摸到了凸透镜，手指处于凸透镜的1倍焦距以内，故此时成虚像，不能成在光屏上，所以在光屏上不能看到手指尖的像；
（4）蜡烛变短了，光屏上的像会向上移动，要使像成在光屏的中央，根据过光心不改变方向，凸透镜向下移动，或光屏向上移动；
（5）发光二极管比烛焰的亮度更大、更环保，更容易看出倒立实像不仅是上下相反、而且是左右相反；同时蜡烛燃烧有火焰，不如发光二极管安全；火焰在有风的时候会晃动，同时蜡烛会越烧越短，而二极管不会。
故答案为：（1）同一高度；（2）投影仪；（3）不会；（4）上；（5）可以增加物体的亮度，使成像更清晰。
（2023 哈尔滨）在观察“凸透镜对光的作用”实验中，小明做了如图所示的实验。
（1）对比两图可以得到结论：光从空气射入凸透镜时， 。
（2）小明利用此凸透镜、蜡烛、光屏等器材继续探究凸透镜成像规律，记录部分数据如表。
实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的性质
1 60.0 12.0 倒立缩小实像
2 35.0 14.0 倒立缩小实像
3 30.0 15.0 倒立缩小实像
4 20.0 20.0 倒立等大实像
5 12.5 50.0
小明根据表中数据发现：
①凸透镜成缩小实像时，像距和物距的大小关系是 。
②当像距等于物距时，成像的性质是 。
③小明进一步猜想，当物距为12.5cm时，成像的性质是 。
④观察前三组数据，小明发现同一物体都成缩小的像，那么随着像距的增加，像会变大吗？为了探究这个问题，原表格中还需要增加的项目是 。
【解答】解：（1）对比两图可知：光从空气射入凸透镜时，凸透镜对光线具有会聚作用；
（2）①分析1、2、3组实验数据可知，凸透镜成缩小实像时，像距小于物距；
②根据第4组实验数据可知，当像距等于物距时，成倒立等大的实像；
③分析比较实验序号1～4中的物距u、像距v以及像的性质随物距u的变化情况，可得出的初步结论是：同一凸透镜成实像时，物距越小，像距越大，像越大，因此当物距为12.5cm时，成倒立放大实像；
④探究“同一物体都成缩小的像，随着像距的增加，像会变大”时，需测量像的高度，因此原表格中还需要增加的项目是像的高度。
故答案为：（1）凸透镜对光有会聚作用；
（2）①像距小于物距；②倒立等大实像；③倒立放大实像；④像的高度。
（2023 蔡甸区校级模拟）某同学为进一步了解“视力矫正”的原理，利用如图所示的探究凸透镜成像规律的装置做了实验。他在发光体和凸透镜之间放置不同类型的眼镜片，观察到了如下现象。
（1）将远视眼镜片放在发光体与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了；使光屏 （选填“靠近”或“远离”）透镜，又能在光屏上看到发光体清晰的像。由此可知，在远视眼得到矫正之前，物体的像成在视网膜的 （选填“前方”或“后方）。
（2）取下远视眼镜片，重新调整光屏的位置，使它上面的像再次变得清晰，然后将另一只近视眼镜片放在发光体和凸透镜之间，光屏上原来清晰的像又变模糊了；再使光屏 （选填“靠近”或“远离”）透镜，又可以在光屏上看到发光体清晰的像。这说明矫正近视眼的眼镜片对光有 作用（选填“会聚”或“发散”）。
【解答】解：（1）远视眼镜是凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用；将远视眼镜片放在发光体与凸透镜之间，远视眼镜片使原来会聚成像的光线提前会聚，像距变小，所以光屏应靠近凸透镜，才能得到清晰的像；
远视眼镜片可以使像靠近凸透镜，故远视眼得到矫正之前，物体的像成在视网膜的后方；
（2）取下远视镜片，重新调整光屏的位置，使它上面的像再次变得清晰，然后将另一个近视眼镜片（凹透镜）放在发光体和凸透镜之间，光屏上原来清晰的像又变模糊了；近视眼镜片（凹透镜）对光线有发散作用，会使原来会聚成像的光线推迟会聚，所以应使光屏远离凸透镜，才能在光屏上看到发光体清晰的像。
故答案为：（1）靠近；后方；（2）远离；发散。
（2023 兴庆区校级二模）小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中，所用凸透镜的焦距为15cm。
（1）如图甲所示，移动光屏找到清晰的蜡烛的像，这个像是图乙中的 ，利用此原理可以制成 。（选填“照相机”、“幻灯片”、“放大镜”）
（2）小明把蜡烛依次放在 A、B位置，在坐标纸上记录了光屏上像的大小。如图丙所示（A′、B′分别表示蜡烛在 A、B处所成的像）。跟同学们交流后发现：
①成倒立放大像的条件是物距 ，像距 。（填写与焦距的关系）
②成实像时，物距减小，像距 。
（3）甲图中保持凸透镜位置不动，小明又把蜡烛放在距凸透镜10cm处，在光具座上无论怎样移动光屏，都找不到清晰的像，原因可能是 。
（4）甲图中若小明拿起一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，在光具座上向左移动光屏，光屏上出现了清晰的像，则小明拿起的眼镜是 。（选填“近视镜”或“远视镜”）
【解答】解：（1）已知凸透镜的焦距为15cm，由图甲可知，物距为40cm，则u＞2f，所以，凸透镜成倒立缩小的实像，这个像是图乙中的D，利用此原理可以制成照相机；
（2）①成倒立放大像的条件是：2f＞u＞f，像距v＞2f；
②由图丙可知，凸透镜成实像时，物距减小，像距增大；
（3）把蜡烛放在距凸透镜10cm处（即u＝10cm），物距小于一倍焦距，凸透镜成虚像，所以在光具座上无论怎样移动光屏，都找不到清晰的像。
（4）实验中，小明拿起一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，在光具座上移动光屏，光屏上出现了清晰的像，即说明该眼镜对光线有会聚作用（使光线提前会聚而成像在光屏上），故这副眼镜是凸透镜，即是远视眼镜。
故答案为：（1）D；照相机；（2）①2f＞u＞f；v＞2f；②增大；（3）凸透镜成虚像；（4）远视镜。
（2023 宁津县三模）小莉同学用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验：
（1）实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时，在光屏上可得到一个清晰的倒立、 的实像，若保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至 cm刻度线处，光屏上能再次呈现清晰的像。
（2）如图乙所示，保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，则人眼在 （填“A、B、C”）处能观察到蜡烛的像，像是如图丙中的 （填“1、2、3、4”）。
（3）实验完成之后，小莉把自己的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变得模糊了，若想在光屏上重新得到清晰的像，在不改变蜡烛和凸透镜位置的情况下，应将光屏 凸透镜。（填“靠近”或“远离”）
【解答】解：（1）由图乙知，当蜡烛在刻度尺的10cm处，u＝15cm，2f＞u＞f，凸透镜成倒立放大的实像，v＝55cm﹣25cm＝30cm，根据折射中光路可逆可知，保持蜡烛和光屏位置不变，当u＝30cm时，即凸透镜移动至40cm刻度线处，在屏上能再次呈现清晰的像；
（2）u＜f时，凸透镜成正立放大的虚像，光屏上接不到，透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像，故4图符合像的性质；虚像与成像物体同侧，所以应从B处观察；
（3）将一副近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，即像推迟会聚，故应将光屏远离凸透镜。
故答案为：（1）放大；40；（2）B；4；（3）远离。
（2023 临澧县模拟）小宇在做“探究凸透镜成像规律实验，其实验装置的示意图如图1所示a、b、c、d、c是主光轴上的五个点，F点和2F点分别是凸透镜的焦点和二倍焦距点。
（1）在a、b、c、d、e这五个点中：
①蜡烛在c点的成像特点是 ，它的典型应用是 ；
②把烛焰从d点向a点移动过程中，它的像的大小变化情况是 ；
③把烛焰放在 点上，光屏上承接不到像。
（2）把点光源放在 点，在透镜右侧放一个光屏，左右移动光屏，在光屏上看到的现象是与透镜等大的圆形光斑；
（3）小宇做完实验后，又用手表代替蜡烛，想看在光屏上能成什么样的像，于是他在透明的玻璃板上用黑色笔画了个手表盘，如图（甲）所示把这个玻璃板放在蜡烛的位置上，并用平行光源对着玻璃板上的表盘照射，如图（乙）所示移动光屏直到成清晰像为止，此时表盘在光屏上所成的像是图（丙）中 图。
【解答】解：（1）由图可知：a、b在二倍焦距以外，成倒立实像，a较远，所成的像最小。
c、d在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立放大实像，d较近，所成的像最大。
e在一倍焦距以内，则成正立放大虚像，
①把烛焰放在c点上，可以成倒立、放大的实像，应用于投影仪；
②当物体在一倍焦距以外时，物距越小，像距越大，像逐渐变大，当物距小于焦距时，物体离凸透镜越近，成的像越小，
所以当他把蜡烛从d点向a点移动的过程中，像的大小变化情况是变小。
③把烛焰放在e点上，可以成正立、放大的虚像，虚像在光屏上承接不到；
（2）把蜡烛放在某个位置，此时无论怎样调整光屏的位置，只能在光屏上看到一个与透镜等大且大小不变的亮斑，即说明此时得到的是平行光线，所以此时蜡烛处于焦点处，由图可知，把点光源放在F点；
（3）因为凸透镜成倒立的实像，不仅左右相反，而且上下相反。根据丁图，首先找出左右相反的像即B，然后确定与B上下相反的像即D。
故答案为：（1）①倒立放大实像；投影仪；②变小；③e；（2）F；（3）D。
（2023 莱阳市模拟）请根据“探究凸透镜成像规律”的实验回答以下问题：
（1）小明在光具座上调整凸透镜、光屏和烛焰，使它们的中心不在同一高度，但是在同一条直线上，这样 （选填“也可能”或“不可能”）使像成在光屏中央，但是小华认为必须让凸透镜、光屏和烛焰中心在同一高度才有利于多次实验，小华的理由是 。
（2）为了确定凸透镜的焦距，小华同学让一束平行光射向凸透镜，移动光屏，直到在光屏上会聚成一点，如图甲所示，则该凸透镜的焦距为 cm，小明测量并绘制出物距u和像距v关系图象如图乙所示，也得到了该透镜的焦距。请说明小明得到焦距的理论依据是什么？
（3）当蜡烛、凸透镜和光屏按如图丙所示的位置放置时，光屏上得到清晰的像，则：
①生活中 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是应用了这个成像规律。若要使光屏上的像变得再大些，在不改变凸透镜位置的情况下，应如何调整蜡烛和光屏的位置来得到符合要求的清晰的像？
②若保持蜡烛和光屏的位置不动，只需将凸透镜移动到 cm的刻度处，又可在光屏上成清晰的像，此时成像的特点是 。
③保持三个元件位置不动，仅将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜后，为了使光屏上再次得到清晰的像，可以在蜡烛和凸透镜之间放置一个 （选填“凸”或“凹”）透镜。
（4）小红在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜，该过程中物距u随时间t的图象如图丁所示，则像距v与t的大致变化关系为图戊中的 。
【解答】解：（1）烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一条件直线上时，根据光线过光心不改变方向，像也可能成在光屏的中央位置；凸透镜、光屏和烛焰三者的中心不在同一高度，但是在同一条直线上，像虽然能成在光屏的中央，但物距改变后，像不一定还在光屏的中央，不利于多次实验，故必须让凸透镜、光屏和烛焰中心在同一高度；
（2）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＝30.0cm﹣20.0cm＝10.0cm；
由物距u和像距v关系图象可知，当u＝v时，根据u＝v＝2f，成倒立、等大的实像，据此可以确定凸透镜的焦距；
（3）①由图丙可知，此时物距小于像距，根据凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像，投影仪就是利用此原理制成的；
若要使光屏上的像变得再大些，在不改变凸透镜位置的情况下，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，应将蜡烛适当靠近凸透镜，光屏适当远离凸透镜，才能得到符合要求的清晰的像；
②若保持蜡烛和光屏的位置不动，只需将凸透镜移动到35cm的刻度处，此时物距等于原来的像距，像距等于原来的物距，根据在光的折射中，光路是可逆的可知，光屏上能再次得到清晰的像，由于此时物距大于像距，根据凸透镜成像规律可知，光屏上成像的特点是倒立、缩小的实像；
③将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜后，由于焦距变小，折光能力变强，像会成在光屏的前方，所以需要在蜡烛和凸透镜之间放置一个可以使光线发散的凹透镜；
（4）将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透，物距逐渐增大，根据凸透镜成的实像时，物远（物距变大）像近（像距变小）像变小，像距逐渐减小，从v＞2f到f＜v＜2f，但像距只能接近1倍焦距，而不能小于1倍焦距，故选：C。
故答案为：（1）也可能；物距改变后，像不一定还在光屏的中央；（2）10.0；根据u＝v＝2f，成倒立、等大的实像；（3）①投影仪；将蜡烛适当靠近凸透镜，光屏适当远离凸透镜，才能得到符合要求的清晰的像；②35；倒立、缩小的实像；③凹；（4）C。
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实验3 探究凸透镜成像的规律
知识点一、凸透镜成像的规律
1.凸透镜成像规律：
如图是常见凸透镜成像规律光路图，详见下表（1）。
表（1）凸透镜成像规律表
成像条件物距（u） 成像的性质 像距（v） 应用
u﹥2f 倒立、缩小的实像 f﹤v﹤2f 照相机（图a）
u=2f 倒立、等大的实像 v=2f 图d
f﹤u﹤2f 倒立、放大的实像 v﹥2f 投影仪（图b）
u=f 不成像 射出的是平行光线
0﹤u﹤f 正立、放大的虚像 v﹥f 放大镜（图c）
a. u﹥2f b. f﹤u﹤2f
c.0﹤u﹤f d.u=2f
凸透镜成像光路图
2.凸透镜成像的规律口诀
规律1:当物距大于2倍焦距时，则像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像。此时像距小于物距，像比物小，物像异侧。应用:照相机、摄像机。
规律2:当物距等于2倍焦距时，则像距也在2倍焦距， 成倒立、等大的实像。此时物距等于像距，像与物大小相等，物像异侧。应用:测焦距。
规律3:当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时，则像距大于2倍焦距， 成倒立、放大的实像。此时像距大于物距，像比物大，物像异侧。应用:投影仪、幻灯机、电影放映机。
规律4:当物距等于1倍焦距时，则不成像，成平行光射出。
规律5:当物距小于1倍焦距时，则成正立、放大的虚像。此时像距大于物距，像比物大，物像同侧。应用:放大镜。
知识点二、探究凸透镜成像的规律
【实验目的】透镜凸透镜成像规律。像与物的大小关系、物距变化成像规律变化、像的虚实。
【实验器材】凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴等。
【实验步骤】
1、按图组装器材。调整蜡烛、凸透镜、光屏在同一水平线上。
2、将蜡烛放在远处（此时u>2f），移动光屏直至在光屏上成清晰的像；观察像的大小、正立还是倒立，并测量物距和像距；数据记录实验表格。
3、将蜡烛往凸透镜方向移动，使2f>u>f，移动光屏直至在光屏上成清晰的像；观察像的大小、正立还是倒立，并测量物距和像距；数据记录实验表格。
4、将蜡烛继续往凸透镜方向移动，使u=f，移动光屏，看能否成像。
5、将蜡烛继续往凸透镜方向移动，使u6、实验表格
物距与焦距关系 物距（cm） 像的性质 像距（cm）
大小 正倒 虚实
u>2f
u=2f
2f>u>f
u=f
u7、整理器材。
【实验结论】等大、等距、对称、反向、虚像。
物距 像的性质 像距（cm） 应用
大小 正倒 虚实
u>2f 缩小 倒立 实像 2f2f>u>f 放大 倒立 实像 v>2f 投影仪
u（2023 衡阳）小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律：
（1）如图甲所示，小明将一束平行光正对凸透镜，移动光屏，直到光屏上形成一个最小最亮的光斑，该凸透镜的焦距为 cm。
（2）实验时，把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，为使像成在光屏中央，应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到 。
（3）小明将蜡烛移至光具座20cm刻度线处，如图乙所示，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是倒立、 的实像。生活中的 （选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）就是利用这种成像规律工作的。
（4）接着，小明保持凸透镜在光具座上的位置不动，如果仅将图乙中蜡烛和光屏的位置互换，发现光屏上仍能观察到烛焰清晰的像。这是因为在光的折射现象中，光路是 的。
（5）在如图乙所示实验情形下，如果保持凸透镜和光屏的位置不变，将蜡烛适当远离凸透镜，发现光屏上烛焰的像变得模糊不清，此现象可以体现 （选填“近视眼”或“远视眼”）的成像情况。
（2023 安徽）某小组探究平面镜和凸透镜成像的特点，将光源和光屏分别竖直放置在水平光具座上的A、C位置，B是AC的中点，如图1所示。在AB之间朝向A观察，看到的光源形状如图2中的甲所示。
（1）在B处竖直放置一块平面镜，镜面朝向光源，小丽在AB之间观察平面镜中的像，小明在BC之间观察光屏。此后，小亮将平面镜更换为一个凸透镜，恰能在光屏上成等大的像，他在BC之间观察光屏上的像。上述实验过程中，小丽、小明和小亮观察到的分别是图2中的 （选填“①”“②”“③”或“④”）。
①甲、丙、戊
②乙、丙、丁
③乙、乙、丁
④乙、乙、戊
（2）小亮继续实验，要在光屏上得到一个缩小的像，可保持光源位置不变，将凸透镜向 （选填“A”或“C”）移动，并调节光屏的位置直到呈现清晰的像。
（2023 沈阳）在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，选用的凸透镜焦距为10cm，将实验器材调节好，把点燃的蜡烛放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐移近，观察烛焰成像情况并记录物距和像距。
（1）蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图1所示，此时烛焰的像成在光屏的中央，烛焰的像是倒立、 的实像；若只将凸透镜调高，则光屏上烛焰的像会向 移动；
（2）如图1，保持凸透镜的位置不变，将蜡烛移动到光具座上30cm刻度处，移动光屏直到光屏上再次出现清晰的像，则像移动的距离 （填“大于”、“等于”或“小于”）蜡烛移动的距离；
（3）实验中，小丽观察到图2中的物点S的虚像S'，请根据凸透镜成像原理，在图中完成物点S发出的光线a经过凸透镜后的折射光线；
（4）毕业典礼上，小丽想拍摄教学楼的全景，但她所在的位置只能拍摄到教学楼的一部分，由于无法改变拍摄位置，她只能通过改变照相机镜头焦距使像变小，从而拍摄到全景。小丽的照相机镜头相当于一个焦距可变的凸透镜，为了拍摄到全景，她应该调节照相机镜头的焦距，使其适当 （填“变大”或“变小”）。
（2023 朝阳）某实验小组在“探究凸透镜成像规律”的实验中：
（1）实验前要调整烛焰、透镜和光屏的中心大致在 ，目的是使像成在光屏的中央。
（2）移动蜡烛和光屏到如图所示位置，光屏上出现了烛焰清晰的像（像未画出），生活中的 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是这一成像原理的应用。
（3）实验过程中，小明同学不小心用手指指尖触摸到了凸透镜，这时光屏上 （选填“会”或“不会”）出现指尖的像。
（4）实验一段时间后，蜡烛燃烧变短。要使像仍然成在光屏的中央，应将光屏向 移动。
（5）另外一个实验小组用由几个发光二极管做成的“F”字样的发光体代替蜡烛进行实验，你认为其好处是 （写出一点即可）。
（2023 哈尔滨）在观察“凸透镜对光的作用”实验中，小明做了如图所示的实验。
（1）对比两图可以得到结论：光从空气射入凸透镜时， 。
（2）小明利用此凸透镜、蜡烛、光屏等器材继续探究凸透镜成像规律，记录部分数据如表。
实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的性质
1 60.0 12.0 倒立缩小实像
2 35.0 14.0 倒立缩小实像
3 30.0 15.0 倒立缩小实像
4 20.0 20.0 倒立等大实像
5 12.5 50.0
小明根据表中数据发现：
①凸透镜成缩小实像时，像距和物距的大小关系是 。
②当像距等于物距时，成像的性质是 。
③小明进一步猜想，当物距为12.5cm时，成像的性质是 。
④观察前三组数据，小明发现同一物体都成缩小的像，那么随着像距的增加，像会变大吗？为了探究这个问题，原表格中还需要增加的项目是 。
（2023 蔡甸区校级模拟）某同学为进一步了解“视力矫正”的原理，利用如图所示的探究凸透镜成像规律的装置做了实验。他在发光体和凸透镜之间放置不同类型的眼镜片，观察到了如下现象。
（1）将远视眼镜片放在发光体与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了；使光屏 （选填“靠近”或“远离”）透镜，又能在光屏上看到发光体清晰的像。由此可知，在远视眼得到矫正之前，物体的像成在视网膜的 （选填“前方”或“后方）。
（2）取下远视眼镜片，重新调整光屏的位置，使它上面的像再次变得清晰，然后将另一只近视眼镜片放在发光体和凸透镜之间，光屏上原来清晰的像又变模糊了；再使光屏 （选填“靠近”或“远离”）透镜，又可以在光屏上看到发光体清晰的像。这说明矫正近视眼的眼镜片对光有 作用（选填“会聚”或“发散”）。
（2023 兴庆区校级二模）小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中，所用凸透镜的焦距为15cm。
（1）如图甲所示，移动光屏找到清晰的蜡烛的像，这个像是图乙中的 ，利用此原理可以制成 。（选填“照相机”、“幻灯片”、“放大镜”）
（2）小明把蜡烛依次放在 A、B位置，在坐标纸上记录了光屏上像的大小。如图丙所示（A′、B′分别表示蜡烛在 A、B处所成的像）。跟同学们交流后发现：
①成倒立放大像的条件是物距 ，像距 。（填写与焦距的关系）
②成实像时，物距减小，像距 。
（3）甲图中保持凸透镜位置不动，小明又把蜡烛放在距凸透镜10cm处，在光具座上无论怎样移动光屏，都找不到清晰的像，原因可能是 。
（4）甲图中若小明拿起一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，在光具座上向左移动光屏，光屏上出现了清晰的像，则小明拿起的眼镜是 。（选填“近视镜”或“远视镜”）
（2023 宁津县三模）小莉同学用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验：
（1）实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时，在光屏上可得到一个清晰的倒立、 的实像，若保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至 cm刻度线处，光屏上能再次呈现清晰的像。
（2）如图乙所示，保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，则人眼在 （填“A、B、C”）处能观察到蜡烛的像，像是如图丙中的 （填“1、2、3、4”）。
（3）实验完成之后，小莉把自己的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变得模糊了，若想在光屏上重新得到清晰的像，在不改变蜡烛和凸透镜位置的情况下，应将光屏 凸透镜。（填“靠近”或“远离”）
（2023 临澧县模拟）小宇在做“探究凸透镜成像规律实验，其实验装置的示意图如图1所示a、b、c、d、c是主光轴上的五个点，F点和2F点分别是凸透镜的焦点和二倍焦距点。
（1）在a、b、c、d、e这五个点中：
①蜡烛在c点的成像特点是 ，它的典型应用是 ；
②把烛焰从d点向a点移动过程中，它的像的大小变化情况是 ；
③把烛焰放在 点上，光屏上承接不到像。
（2）把点光源放在 点，在透镜右侧放一个光屏，左右移动光屏，在光屏上看到的现象是与透镜等大的圆形光斑；
（3）小宇做完实验后，又用手表代替蜡烛，想看在光屏上能成什么样的像，于是他在透明的玻璃板上用黑色笔画了个手表盘，如图（甲）所示把这个玻璃板放在蜡烛的位置上，并用平行光源对着玻璃板上的表盘照射，如图（乙）所示移动光屏直到成清晰像为止，此时表盘在光屏上所成的像是图（丙）中 图。
（2023 莱阳市模拟）请根据“探究凸透镜成像规律”的实验回答以下问题：
（1）小明在光具座上调整凸透镜、光屏和烛焰，使它们的中心不在同一高度，但是在同一条直线上，这样 （选填“也可能”或“不可能”）使像成在光屏中央，但是小华认为必须让凸透镜、光屏和烛焰中心在同一高度才有利于多次实验，小华的理由是 。
（2）为了确定凸透镜的焦距，小华同学让一束平行光射向凸透镜，移动光屏，直到在光屏上会聚成一点，如图甲所示，则该凸透镜的焦距为 cm，小明测量并绘制出物距u和像距v关系图象如图乙所示，也得到了该透镜的焦距。请说明小明得到焦距的理论依据是什么？
（3）当蜡烛、凸透镜和光屏按如图丙所示的位置放置时，光屏上得到清晰的像，则：
①生活中 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是应用了这个成像规律。若要使光屏上的像变得再大些，在不改变凸透镜位置的情况下，应如何调整蜡烛和光屏的位置来得到符合要求的清晰的像？
②若保持蜡烛和光屏的位置不动，只需将凸透镜移动到 cm的刻度处，又可在光屏上成清晰的像，此时成像的特点是 。
③保持三个元件位置不动，仅将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜后，为了使光屏上再次得到清晰的像，可以在蜡烛和凸透镜之间放置一个 （选填“凸”或“凹”）透镜。
（4）小红在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜，该过程中物距u随时间t的图象如图丁所示，则像距v与t的大致变化关系为图戊中的 。
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