探究凸透镜成像规律的实验装置和操作步骤实验题典型考点 模型归纳练 2025年中考物理二轮复习备考

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探究凸透镜成像规律的实验装置和操作步骤实验题典型考点
模型归纳练 2025年中考物理二轮复习备考
一、实验题
1．小刚同学利用凸透镜、光具座、“F”形电光源、光屏等器材探究凸透镜成像规律。实验装置如图所示。
(1)小刚同学测量凸透镜焦距的实验如图甲所示，则此凸透镜的焦距为 cm；
(2)当各器材位置如图乙所示时，光屏上呈现出“F”的倒立、 （选填“缩小”“等大”或“放大”）的实像．此时若保持凸透镜的位置固定不动，将“F”形电光源移到光具座的处时，光屏移动到适当位置处，光屏上恰好能承接到最清晰的像，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制成的；
(3)当光屏上呈现清晰的像时，不改变图（乙）中“F”形电光源和透镜的位置：
①若将凸透镜换成镜面大小相同、焦距稍小的凸透镜，再次实验，则需将光屏向 （选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动才，才能在光屏上再次看到像。
②若在凸透镜和“F”形电光源之间放一近视眼镜，需要将光屏向 （选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动一定距离，才能在光屏上再次看到像。
2．在复习回顾光学时小明、小滨同学对光学中的实验进行了整理，请你完成
（一）自我探究；小明同学利用如图所示装置进行“探究平面镜成像的特点”的实验：
(1)小明选用玻璃板而不选用平面镜，是因为这样 ；
(2)实验时，小明在玻璃板前放一支点燃的蜡烛甲，还要在玻璃板后面放一支未点燃的蜡烛乙，对这两支蜡烛的要求是 ；
(3)小明在寻找蜡烛甲的像的位置时，眼睛应在玻璃板放有蜡烛 (选填“甲”或“乙”)的一侧观察；
（二）疑难解答
(4)如果小明在寻找蜡烛甲的像的位置时，无论怎样沿桌面移动蜡烛乙，都不能使它与蜡烛甲的像重合，可能的原因是 ；
(5)在玻璃板的同一侧，小明同学通过玻璃板看到了蜡烛甲的两个像，形成两个像的原因是 ；解决这一问题的办法是 。
（三）拓展练习；小滨同学“探究凸透镜成像的规律”。
(6)如图甲所示，小滨让凸透镜正对平行光，调整凸透镜到光屏的距离，光屏上会出现一个很小、很亮的光斑，则该凸透镜的焦距f= cm；
(7)如图乙所示，小滨将凸透镜固定在50cm刻度线处，当蜡烛距凸透镜15cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、 （选填“缩小”、“等大”或“放大”）的实像。此时，若在凸透镜与光屏之间放置一远视镜片，要在光屏上成清晰的像，光屏应向 （选填“左”或“右”）移动。
3．同学们利用如图所示器材探究“凸透镜成像规律”，操作如下：
(1)由于实验中凸透镜的焦距未知，故小艳同学先利用一束平行光测量凸透镜的焦距，如图甲所示，则该透镜的焦距是 cm；
(2)如图乙中，若光屏上出现了清晰的像，生活中利用这个成像特点制成了 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）；
(3)观察光屏上像的特点时小畅不小心用手指贴着透镜并遮挡住了的上半部分，此时光屏上蜡烛的像 （选填“完整”或“不完整”）；
(4)请在丙图中补充平行于主光轴的光线对应的折射光线 ；
(5)湾湾同学为了研究像和物的运动快慢和轨迹，设计了如图丙所示的装置，F1、F2是凸透镜的两个焦点，S是距凸透镜距离大于2倍焦距的点光源，是S经凸透镜所成的像。当点光源S沿平行于主光轴方向向右匀速运动靠近2F时，则像的移动情况是 ；
A．像移动速度小于小于点光源S移动速度
B．像沿平行于主光轴方向远离凸透镜方向移动
C．像沿折射光线AF2向远离凸透镜方向移动
(6)星星将焰心移动至透镜一倍焦距处，去掉光屏，在光屏一侧望向透镜，居然能看到烛焰的像，这是因为 。
4．某小组在“探究凸透镜成像的规律”实验中：
(1)先调整 、光屏和凸透镜的中心在同一条水平线上，目的是使像成在 ；
(2)当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上观察到清晰的像（像未画出），此时成的像与 （选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）的成像特点相同；
(3)保持凸透镜位置不变，将蜡烛向右移动到光具座的35cm刻度线处，然后移动光屏到 cm刻度线处，光屏上可再次承接到清晰的像；
(4)实验中，保持蜡烛、凸透镜和光屏的位置不变，用焦距相同、直径更大的凸透镜替换原凸透镜，光屏上呈现的像与原来的像相比 （选填“更大”、“更小”或“更亮”）。
5．在探究“凸透镜成像规律”的实验中：
(1)实验时，要将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在 ；
(2)如图甲所示，一束平行于主光轴的光经凸透镜折射后在光屏上形成一个最小、最亮的光斑，该凸透镜的焦距为 cm；
(3)在实验过程中，将蜡烛、光屏移动到如图乙所示的位置时，光屏上恰好得到一个清晰的倒立、 （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像，生活中的 就是利用这样的成像原理工作的（写出一种即可）；
(4)保持凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动到10cm处，为了在光屏上得到清晰的像，应将光屏向 （选填“左”或“右”）移动。
6．某实验小组进行探究凸透镜成像的实验，操作如下：
(1)当蜡烛、凸透镜和光屏处于图甲所示位置时，恰好在光屏上成清晰的像，此时图甲中凸透镜的焦距范围为 cm；
(2)若仅将图甲中凸透镜换成焦距相同直径较小的凸透镜，光屏上所成的像与原来相比 （填“变小”、“变暗”或“变不完整”）；
(3)若仅将图甲中的凸透镜换成直径大小相同、焦距稍小的凸透镜，则需将光屏 （填“向左”或“向右”）移动才能成清晰的像；
(4)如图乙所示，凸透镜的焦距为10cm，保持光屏位置不变，让蜡烛和凸透镜分别以和的速度，同时沿光具座匀速向左运动，经过2.5s，光屏上成清晰 （填“放大”、“等大”或“缩小”）的像。
7．“探物”小组进行凸透镜成像规律的实验探究。
（1）将光源、凸透镜、光屏依次放在光具座上，如图所示；
（2）小组进行实验探究。实验数据如表，分析表中数据可知：
物距u/cm 50.0 30.0 20.0 15.0 12.5
像距v/cm 12.5 15.0 20.0 30.0 50.0
像高h/cm 0.5 1.0 2.0 4.0 8.0
①该凸透镜的焦距是 cm；
②当凸透镜成实像时，随着物距减小，像距 （选填“增大”或“减小”），像逐渐变 （选填“大”或“小”）；（物高cm）
（3）调节物距cm，移动光屏，始终无法得到清晰的像，原因是 。
（4）某项目化学习小组用该凸透镜、长方体纸盒、大小不同的两个纸筒（可套在一起）、半透明塑料膜、刻度尺、胶带、剪刀、割纸刀等制作简易照相机。
①制作：根据凸透镜的焦距f裁剪两个纸筒M、N，凸透镜安装在纸筒N的一端，M正好套在N的外面，并能进行抽拉；纸盒的一面割出一个圆孔套进纸筒M，纸盒的另一面裁出一个长方形孔，套上半透明塑料膜，如下图所示。半透明塑料膜到透镜光心的距离应在 范围内调节。
②使用：用简易照相机对着光具座上的F光源，调节纸筒M、N的距离，直至半透明塑料膜上成清晰的像。若要看到F光源放大的像，则应 （选填“靠近”或“远离”）F光源，同时将纸筒N （选填“往前伸”或“往后缩”）。
8．在“探究凸透镜成像规律”的实验中：
(1)一束平行于凸透镜主光轴的光经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，如图甲所示，测得凸透镜的焦距f= cm。
(2)在图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像（未画出）。保持蜡烛与光屏的位置不动，只需将透镜移至 cm处，光屏上又能呈现清晰的像。
参考答案
1．(1)10.0
(2) 缩小 投影仪
(3) 靠近 远离
（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
（2）[1]由图乙可知，此时物距为，可知物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像。
[2]将“F”形电光源移到光具座的35cm处时，此时物距为，可知物距大于一倍焦距，小于两倍焦距，成倒立、放大的实像，投影仪应用了此原理。
（3）[1]在图中若将凸透镜换成镜面大小相同焦距稍小的凸透镜，则凸透镜焦距变小，对光的会聚能力变强，会将光线提前会聚成像，若保持光源和透镜的位置不变，需将光屏向靠近透镜的方向移动才能成清晰的像。
[2]在凸透镜和“F”形电光源之间放一近视眼镜时，由于近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用，会将光线推迟会聚成像，此时像成在光屏的后方，需要将光屏向远离透镜的方向移动一定距离，才能在光屏上再次看到像。
2．(1)便于确定像的位置
(2)长短、粗细完全相同
(3)甲
(4)玻璃板没有垂直桌面放置
(5) 玻璃板的前后两个表面同时发生反射，每个表面成一个像 换一块薄一点的玻璃板
(6)10.0
(7) 放大 左
（1）用玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃板透明的特点，便于透过玻璃板确定像的位置。
（2）因为像与物体的大小相等，因此甲、乙蜡烛必须高度、粗细完全一样，否则无法比较像与物的关系。
（3）由于平面镜成像的原理是光的反射，所以在寻找蜡烛甲的像的位置时，眼睛应在玻璃板放有点燃的蜡烛甲的一侧观察。
（4）无论如何移动后面的蜡烛乙，都不能与像重合，说明玻璃板与水平桌面不垂直时，像也不和桌面垂直，所以不会重合。
（5）[1][2]由于像是由光的反射形成的，而普通玻璃的两面都能反射光，能成两个像，所以通过玻璃板该同学看到了同一个蜡烛的两个像，可以换较薄的玻璃板。
（6）如图甲所示，小滨让凸透镜正对平行光，调整凸透镜到光屏的距离，光屏上会出现一个很小、很亮的光斑，则该光斑为凸透镜的焦点，该店到凸透镜的距离为焦距，所以该凸透镜的焦距f=30.0cm-20.0cm=10.0cm。
（7）[1]如图乙所示，当蜡烛距凸透镜15cm时，即物距，是投影仪的成像原理，成倒立放大的实像，所以移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、放大的实像。
[2]此时，若在凸透镜与光屏之间放置一远视镜片，远视镜片为凸透镜，对光有会聚作用，成像在光屏前，所以要在光屏上成清晰的像，光屏应向左移动。
3．(1)10.0
(2)照相机
(3)完整
(4)
(5)C
(6)见解析
（1）凸透镜能把平行于主光轴的光线会聚于一点，如图，光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点，焦点到凸透镜光心的距离为焦距，则凸透镜的焦距为
（2）如图乙中，若光屏上出现了清晰的像，物距大于像距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，应用是照相机。
（3）凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，观察光屏上像的特点时小畅不小心用手指贴着透镜并遮挡住了的上半部分，整个物体发出的光虽有一小部分被挡住，但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同，还是完整的，只是像比原来变暗。
（4）平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后过另一侧的焦点，作图如下：
（5）如图丙，点光源S在二倍焦距以外，像在一倍焦距和二倍焦距之间，当点光源S沿平行于主光轴方向向右匀速运动靠近透镜时，物距减小，像距增大，像变大。作图如下：
光源S向前移动时，平行于主光轴的光线不变，折射光线不变，因此像沿AF2向远离凸透镜方向移动，当光源S在二倍焦距以外移动时，像移动的速度小于点光源S移动速度；故C符合题意，AB不符合题意。
故选C。
（6）星星将焰心移动至透镜一倍焦距处，去掉光屏，在光屏一侧望向透镜，居然能看到烛焰的像，这是因为蜡烛较粗，有部分烛焰在f和2f之间，成倒立、放大的实像，还有一部分位于一倍焦距以内，成正立、放大的虚像。
4．(1) 烛焰 光屏中央
(2)照相机
(3)80
(4)更亮
（1）[1][2]实验中调整烛焰、光屏和凸透镜的中心在同一条水平线上，目的是为了使像成在光屏中央。
（2）由图可知，此时物距大于像距，则物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，成的是倒立、缩小的实像，与照相机的成像特点相同。
（3）将蜡烛向右移动到光具座的35cm刻度线处，物距变为
即物距等于原来的像距，根据折射时光路可逆可知，此时像距等于原来的物距，则像所处的位置为
即移动光屏到80cm刻度线处，光屏上可再次承接到清晰的像。
（4）物距、焦距、光屏的位置均不变，只是凸透镜的直径变大，所以像的位置不变，通过的光线条数增加，像比原来变亮了。
5．(1)同一高度
(2)10.0
(3) 放大 投影仪
(4)左
（1）为了便于观察实验现象，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度，使像成在光屏的中央。
（2）图中刻度尺的分度值是2cm，一束平行于主光轴的光经凸透镜折射后在光屏上形成一个最小、最亮的光斑，该光斑为焦点，焦点距光心的距离为焦距，则焦距为
（3）[1][2]乙图中物距小于像距，且能够在光屏上成实像，根据凸透镜成像规律可知，成倒立、放大的实像，生活中投影仪就是利用该成像原理。
（4）保持凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动到10cm处，此时物距大于2倍焦距，根据凸透镜成实像的规律可知，像距应大于一倍焦距小于二倍焦距，因此光屏应向左移动。
6．(1)
(2)变暗
(3)向左
(4)等大
（1）由图可知，此时物距为15.0cm，小于像距30.0cm，则物距在1倍焦距到2倍焦距之间，则有
像距大于2倍焦距，则有
由①②可得
（2）若仅将图甲中凸透镜换成焦距相同直径较小的凸透镜，经过凸透镜折射的光线依然能成完成整的像，但经凸透镜的光线变少，故所成的像比原来暗。
（3）如果将凸透镜换成直径相同、但焦距稍小的凸透镜，比起原来相当于将物距变大了，那么像距要减小，像变小，则光屏要靠近凸透镜，即向左移动。
（4）由乙图可知，原物距u=15.0cm，像距v=15.0cm，保持光屏位置不变，让蜡烛和凸透镜分别以4cm/s和2cm/s的速度，同时匀速向左运动，则经过2.5s时，物距为u′=15cm+(4cm/s-2cm/s)×2.5s= 20cm
像距为v′=15cm+2cm/s×2.5s=20cm
此时u′= v′=20cm
由凸透镜成像规律可知，此时成倒立等大的实像。
7． 10.0 增大 大 见解析 大于10cm小于20cm 靠近 往前伸
（2）[1]由表格数据可知，当物距 u=20.0cm时，像距v=20.0cm，此时物距等于像距，说明物体位于凸透镜的二倍焦距处，因此焦距
[2][3]分析实验数据知道，凸透镜成实像时，物近像远像变大，则随着物距的减小，像距逐渐变大，像也逐渐变大。
（3）[4]已知f=10.0cm，物距u=5.0cm，此时u＜f，成正立放大的虚像，虚像是不能成在光屏上。
（4）[5]照相机是根据u＞2f，成倒立、缩小的实像的原理制成的，此时像距f[6][7]若要看到F光源放大的像，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大知道，应靠近F光源，同时将纸筒N往前伸。
8．(1)10.0
(2)35.0
（1）由图甲知，平行光线经凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，由此可知，凸透镜对光线具有会聚作用，该凸透镜的焦距f=20.0cm-10.0cm=10.0cm
（2）凸透镜的成像规律为当u>2f时，成倒立缩小的实像，此时f2f，应用为投影仪；当u21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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