第6节 透镜和视觉

透镜和视觉
一、知识点梳理
知识点一：透镜的分类
1.透镜的分类：
凸透镜：中间厚，边缘薄，有会聚光线的作用。平行于主光轴入射的光线经凸透镜折射后会 聚于一点这个点称为焦点；焦点到透镜光心的距离叫做焦距。凸透镜有一对实焦点。
凹透镜：中间薄，边缘厚，有发散光线的作用。平行于主光轴入射的光线经凹透镜折射后发散，这些发散光线的反向延长线交于一点，这个点称为虚焦点。凹透镜有一对实焦点。
凸、凹透镜光路图的三类特殊光线，如下图；

（1）通过光心的光线经过透镜后，传播方向不变；
（2）跟主光轴平行的光线经凸透镜折射后，折射光线通过焦点；（对凹透镜折射后，折射光线的反向延长线通过焦点）
③通过焦点的光线经凸透镜折射后，折射光线跟主轴平行。（对凹透镜折射后，折射光线跟主光轴平行。）
知识点二：凸透镜成像规律
像的性质
应用
物距
像距
放大缩小
倒立正立
实象虚象
同侧异侧
u>2f
f缩小
倒立
实象
异侧
照相机
u=2f
v=2f
等大
倒立
实象
异侧
侧焦距
fv>2f
放大
倒立
实象
异侧
幻灯机
u=f
/
不 成 像
uu放大
正立
虚象
同侧
放大镜
【注意】（1）成实像时，物距增大，像距减小，像变小。
（2）成虚像时，物距增大，像距也增大，像变大。
（3）凸透镜成像作图：

知识点三：眼睛
1．眼睛的折光系统：角膜、房水、晶状体、玻璃体。
2．晶状体相当于凸透镜，晶状体的曲度由睫状肌的收缩和舒张进行调节，通过调节曲度从而改变折光系统的焦距。使成像成在是视网膜上。
3．近视眼、远视眼矫正方法

知识点四：探究凸透镜成像规律实验
1．实验器材：光具座、凸透镜、蜡烛、光屏、火柴。
注：在探究凸透镜成像规律的实验中，把（镜片 ）、（ 光源）和（ 光屏）放在同一条直线上，并调整（镜片）、（光源）、（光屏）使三者的中心大致在（一条直线上），这样做的目的是（保证光源所成的像完全投射在光屏上）。
3．实验步骤：把蜡烛放在较远处，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒，测出物距u和像距v（像到凸透镜的距离）。
把蜡烛向凸透镜移近几厘米，放好后重复以上操作。
注：保持烛焰、凸透镜的位置不变。无论怎样移动光屏，在光屏上总是找不到清晰的像。请你说出两个可能的原因：其一，烛焰、透镜、光屏三者中心不等高，以至像成在光屏之外；其二，蜡烛放在焦点以内，结果不能成实像；其三，可能像距过大，以至超出了光具座的范围。
二、重难点突破
考点1. 透镜作图
例1.AB是一个凸透镜，CD为其主光轴，MN是一个斜放的平面镜，已知一条平行于凸透镜主光轴的入射光线经凸透镜折射后再经平面镜反射，其反射光线刚好能沿原路返回，试确定凸透镜右方的焦点位置，用F表示，保留作图痕迹。

答案：因平行主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，且此光线必须是垂直射向平面镜，那么其反射光线刚好能沿原路返回，如上图所示.
变式训练：如图所示，MN?为凸透镜的主光轴，A为蜡烛，A′为蜡烛在光屏上所成的像，根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点，并将它们画出来．
答案：（1）在烛焰上取一点S，在其成的像上找出其对应的像点S′，连接SS′，其与主光轴的交点O就是凸透镜的光心，由此可以确定凸透镜的位置；
（2）过S点做平行于主光轴的入射光线，经过凸透镜折射后要过S′，折射光线与凸透镜右侧的主光轴的交点就是凸透镜的焦点F位置，因为平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后过焦点．同理可以做出凸透镜左侧的焦点F．
考点2.凸透镜成像实验探究
例2.小蕾同学用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，装置如图．在实验过程中保持凸透镜的位置不变．在图甲的基础上，你认为首先应该完成的操作_________；如图乙，改变蜡烛的位置，使其位于20cm刻度线处，为了在光屏上得到烛焰的像，你认为小蕾的具体操作过程是　?????????????????? ?????????　．在上一步实验的基础上，将蜡烛和光屏互换位置，此时烛焰在光屏上成清晰　????????????　的实像（填像的性质），该成像规律在生活中的应用是　??????? 　．
答案：调整烛焰、凸透镜、光屏，使三者的中心大致在同一高度；向左移动光屏，直到光屏上出现清晰的像为止；倒立、放大；投影仪（幻灯机）。
变式训练一：如图所示，某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律，当向水透镜里注水时，水透镜的焦距将变小；当从水透镜里抽水时，水透镜的焦距将变大。
（1）如图1所示，一束平行于主光轴的光射向水透镜，在光屏上得到一个最小光斑，则此时水透镜的焦距为???? 　cm，实验前，应调节烛焰、水透镜和光屏三者中心在???? 　；
（2）该同学移动蜡烛，水透镜和光屏至图2所示位置时，恰能在光屏上看到清晰的像，利用此成像特点可制成???? 　(选填“照相机”或“投影仪”)；若仅将蜡烛与光屏位置对调，则在光屏上???? 　(选填“能”或“不能”)看到清晰的像；
（3）在图2所示实验场景下，该同学把自己的眼镜给水透镜“戴上”(如图3所示)，当从水透镜中抽出适量的水后，他发现烛焰的像再次变得清晰，由此判断该同学戴的是???? 　眼镜(选填“近视”或“远视”).

答案：(1)8.0；同一高度；(2)照相机；能；(3)远视。
【解析】(1)平行于主光轴的光线经凸透镜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8.0cm.实验前应先调节光具座上烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一高度，这样可使像成在光屏的中央；
(2)如图，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，应用于照相机。因为光的折射中光路是可逆的，保持凸透镜的位置不变，将光屏与蜡烛的位置对调，则物距等于原来的像距，成倒立、放大的实像。光屏上能接到像是实像。
(3)当从水凸透镜内抽出一部分水后。使透镜凸起程度变小，会聚能力较弱，将像成在光屏的后面，为了使像正好呈在光屏上，应使光线提前会聚，使所成的像相对于光屏前移，所以应在水凸透镜前放置一块凸透镜。由此判断该同学戴的是远视眼镜。
变式训练二：在“探究凸透镜成像规律”的实验中。

(1)当点燃的蜡烛，凸透镜和光屏分别置于如图所示的A.?O、B位置时，在光屏上C处会得到一个清晰的______(选填“正立”或“倒立”)、______(选填“缩小”、“等大”或“故大”)的烛焰的______(选填“实”或“虚”)像。
(2)当用另一支较短的蜡烛替换原来的蜡烛，则在光屏上______(选填“C”、“D”或“E”)处仍能得到一个清晰的像。
(3)如果透镜不动。将蜡烛移至B位置，则光屏放置在A位置______(选填“能”或“不能”)观察到清晰的烛焰的像。
答案：(1)倒立；缩小；实；(2)D；(3)能。
【解析】(1)读图可知，物距大于像距，所以在光屏上会得到一个清晰的倒立的、缩小的实像；
(2)当用另一支较短的蜡烛替换原来的蜡烛时，烛焰与光心的连线为直线，在右侧与光屏的交点升高，则在光屏上D处仍能得到一个清晰的像；
(3)如果透镜不动，将蜡烛移至B位置，根据光路的可逆性，则光屏放置在A位置能观察到清晰的烛焰的像。
变式训练三：如图所示，在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上。

（1）要使像成在光屏的中心，实验前，该怎样调节凸透镜、光屏和烛焰；??? 　。
（2）蜡烛在凸透镜2倍焦距外的位置时，在凸透镜另一侧移动光屏，会在光屏上得到一个什么样的像? 。
（3）如果凸透镜焦距为10cm，蜡烛到凸透镜距离为8cm，从光屏的一侧透过凸透镜可以看到一个什么样的像? 。
（4）实验中若在光屏上得到一清晰的实像，当用黑色硬纸片遮住透镜的上半部分，则所成的像将会怎样变化? 。
答案：(1)凸透镜成像实验中，把凸透镜、蜡烛、光屏放在同一条直线上，点燃蜡烛，调整蜡烛、凸透镜，光屏的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，烛焰的像才能呈现在光屏的中央位置。
(2)由凸透镜成像规律可知：当u>2f时，在凸透镜另一侧移动光屏，会在光屏上得到一个倒立缩小的实像。
(3)如果凸透镜焦距为10cm，蜡烛到凸透镜距离为8cm，即u(4)遮住凸透镜的上半部，物体上任一点射向凸透镜的下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗。
考点3.凸透镜成像
例3.小明用凸透镜先后两次观察书本上的字，看到如图所示两种情景。以下说法中错误的是( )
A. 甲图中成的是实像；乙图中成的是虚像B. 甲图中书本在凸透镜2倍焦距以外；乙图中书本在凸透镜1倍焦距以内C. 甲图中凸透镜靠近书本，所成的像变小；乙图中凸透镜远离书本，所成的像也变小D. 甲图中成像规律可应用于投影仪；乙图中成像规律可应用于照相机
答案：C.
考点4.近视眼、远视眼的矫正
例4.善于观察的小明发现，张老师上课时，观察远处的同学时要摘下眼镜，而看近处的课本时，又要戴上眼镜．这样频繁地戴上摘下眼镜非常不方便．张老师的眼睛属于 （选填“近视眼”或“远视眼”）．如图所示的是一种新型眼镜，这种眼镜的镜片分上下两个区，A区厚薄均匀，B区可以矫正视力．张老师戴上这种眼镜就可以通过 看远处同学（填“A区”或“B区”），再不需要频繁地戴上摘下眼镜了．
答案：远视；A区．
【解析】远视眼成因：眼球晶状体的曲度过小，远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像，就会落在视网膜的后方造成的；远视矫正方法，需佩戴凸透镜；由题意可知：镜片A区厚度相同，B区可以矫正视力，B区相当于凸透镜，现在王老师可以通过B区看书，通过A区看同学．
变式训练：刘鹗在《老残游记》中这样描写眼睛：“如秋水、如寒星、如宝珠、如白银里养着两丸黑水银…“眼睛是获得外界信息的重要窗口，但如果不注意用眼的卫士，就会使眼睛发生病变．据调查统计山东省初中学生视力不良（主要的近视）检出率为78.62%，比全国高出20个百分点，这引起了社会各界对学生用眼卫生的高度关注．我们只有养成良好的用眼习惯才能保持眼睛的健康．如图是眼的结构示意图，请据图回答： （1）上面诗句中的“如白银”指的是图中[ ] ．（2）若长时间近距离看书写字，看电视或沉溺于上网，容易导致睫状体的调节负担过重，
不能恢复原状，甚至眼球的前后径过长，致使远处物体折射形成的物像落到了 前方，形成近视．可以配戴 镜加以纠正视力．（3）在汶川地震救援过程中刚救出的伤员需用黑布遮住眼睛，这是因为伤员长时间在黑暗环境中，突见光亮后图中[___] 不能迅速调节进入眼内光线的多少，使视网膜容易被灼伤．而人遇到强光就眨眼，这属于 反射．
某人眼球结构完整无损，但是看不见周围的物体，则发生病变的部位可能是 ．
（5）俗话说“眼睛里容不得沙子”这是因为眼睛角膜里分布着丰富的 ．
答案：（1）8巩膜；（2）晶状体；视网膜；凹透；（3）3瞳孔；非条件；
视觉神经或视觉中枢发生病变；（5）感觉神经末梢．
三、优化与提高
（一）选择题
1. 在探究凸透镜成像规律的实验中，小聪选用了焦距为10cm的凸透镜．他将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上35cm刻度线处，当光屏移动到如图所示刻度线处时，在光屏上恰好呈现出烛焰清晰的像．如果将蜡烛从图中位置移动，关于该实验下列说法正确的是（　　 ） A. 蜡烛向左移动2cm，光屏应向右移动到适当位置才能呈现烛焰清晰的像B. 蜡烛向右移动10cm，光屏应向右移动到适当位置才能呈现烛焰清晰的像C. 蜡烛向右移动2cm，光屏应向右移动到适当位置才能呈现烛焰清晰的像D. 蜡烛移到20cm刻度线处，光屏应移到70cm刻度线处才能呈现烛焰清晰的像
答案：C
【解析】A.蜡烛向左移动2cm，则物距增大，像距应该减小，所以光屏应向左移动，A错误；B.蜡烛向右移动10cm，则物距小于焦距，此时成虚像，所以不能在光屏上成像，B错误；C.蜡烛向右移动2cm，物距减小，此时像距要增大，成的像也增大，光屏应向右移动，所以C正确；D.由图知，物距为15cm，像距为30cm，蜡烛移到20cm刻度线处，此时物距为30cm，根据光路的可逆性，此时像距应为15cm，在65cm刻度处，D错误．
2. 在儿童乐园，摄影师给卡通人照相，在对焦时，发现毛玻璃上卡通人像的位置如图甲所示。为了使毛玻璃上卡通人像的位置如图乙所示，摄影师应当将镜头适当（ ）

A.向下并且向左移 B.向下并且向右移 C.向上并且向左移 D.向上并且向右移
答案：B
【解析】图甲显示像在毛玻璃的左侧上方，说明卡通人在凸透镜主光轴的右侧下方，要使像如图乙所示，必须调节卡通人到凸透镜的主光轴上，所以镜头应该向右侧下方移动。
3.如图所示，图甲测凸透镜的焦距，图乙“探究凸透镜成像的规律”，在图乙所示的位置光屏上成清晰的像，下列说法正确的是( )
A. 由图甲可知凸透镜的焦距是40cmB. 图乙的成像的特点与投影仪的成像原理相同C. 图乙中若用遮光板挡住凸透镜的上半部分，光屏上只出现像的下半部分D. 图乙中若在凸透镜左侧“戴”上近视镜，光屏向右移动才能找到清晰的像
答案：D
【解析】A. 根据甲图可以知道f=10cm，故A错误；B. 根据乙图u>2f，应用应该是照相机，故B错误；C. 挡住了透镜上半部分，光能通过下半部分会聚成像，只是光线变少了能成一个变暗的完整的像，故C错误；D. 戴上近视眼镜(凹透镜)对光有发散作用，所以像会成在后面，光屏向右移动正确。故D正确。
4.如图所示，将凸透镜看作是眼睛的晶状体，光屏看作是眼睛的视网膜，烛焰看作是眼睛观察的物体.?拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上，光屏上出现烛焰清晰的像，而拿走近视眼镜则烛焰的像变得模糊。那么在拿走近视眼镜后，下列操作能使光屏上重新得到清晰像的是( )
A. 将光屏适当移近凸透镜或将蜡烛适当移近凸透镜
B. 同时将光屏和蜡烛适当远离凸透镜C. 将光屏适当远离凸透镜D. 将蜡烛适当远离凸透镜
答案：A
【解析】根据题意，拿走近视眼镜则烛焰的像成在光屏前，可以将光屏前移或减小物距的方法使烛焰清晰的像承接在光屏上。
5.下列示意图中，近视眼的示意图为 （选填“甲”“乙”），可以配戴眼镜加以矫正 （选填“丙”“丁”）（　 　） A. 甲丙 B. 甲丁 C. 乙??丙 D. 乙丁
答案：B
小明从眼睛上取下一块镜片，透过镜片观看邮票上的文字(如图所示).小明用的镜片是
透镜(选填“凸”、凹“)，所成的是 像(选填“虚”或“实”).小明将此镜片放在蜡烛和光屏之间，移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的像，然后在镜片前放置一眼镜(如图所示)，光屏上的像变模糊了，向后移动光屏，像又清晰了。此眼镜是 (选填“近视”或“远视”)眼镜。

答案：凸；虚；近视。
【解析】根据图中的像可知，在凸透镜的同侧，成正立、放大的虚像，所以该镜片是凸透镜。在镜片前放置一眼镜，光屏上的像变模糊后，向后移动光屏，像又清晰了。说明此镜片对光线起到了发散作用，所以是凹透镜，应为近视镜。
二、非选择题
7.小峰在探究凸透镜成像规律之后，又对凸透镜的焦距与其凸起程度的关系进行了探究：

(1)小峰第一次选取一个凸起程度较小的凸透镜，测量焦距的实验如图甲所示，测得的焦距为 cm.
(2)第二次他又选用一个凸起程度较大的凸透镜，测得的焦距为8cm，由这两次实验可得出的初步结论： .
(3)小峰回想起白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带(如图乙所示)，受此启发，于是他选取焦距为10cm的凸透镜，用红光和蓝光来进行图甲的实验，实验结论：对同一凸透镜， 的焦距大些。
答案：(1)10.0；(2)材料和横截面积相同的凸透镜，凸起程度越大其焦距越小；(3)红光。
【解析】(1)焦点到透镜中心的距离为焦距，刻度尺的分度值为1cm，此时读数为10.0cm，即透镜焦距为f=10.0cm；
(2)由图甲可知，第一次测得凸透镜的焦距为10cm；根据1、2次的实验数据可知，材料和横截面积相同的凸透镜，凸起程度越大其焦距越小；
(3)用红光和蓝光平行于同一个凸透镜的主光轴射入，红光、蓝光对凸透镜的焦距不相同。红色光较蓝色光偏折能力弱，所以红色光对凸透镜的焦距大；蓝光入射时焦距小些。
8.在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中：
（1）如图所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，由图可知，凸透镜对光线具有 作用，该凸透镜的焦距是 cm．
（2）在凸透镜成像实验测量物距和像距的过程中， （选填“物距”或“像距”）的测量误差较大，原因是 ．
答案：（1）会聚；11.0；（2）像距；光屏上不是最清晰的像，像的位置确定不够准确．
【解析】（1）平行光线经过凸透镜后会聚于一点，可知凸透镜对光线具有会聚作用；会聚的这一点就是焦点．焦点到光心的距离是焦距，根据图示中光屏在刻度尺上的位置，可以读出该凸透镜的焦距是11.0cm．
（2）在测量过程中，要移动光屏位置，使上面的像最清晰时位置，可能在确定像的位置时会不太准确，造成误差较大．
9.在探究凸透镜成像规律时，小芳用红色的发光二极管按“F”字样镶嵌在白色不透明方格板上代替烛焰作为光源，实验使用的凸透镜焦距为10cm，实验装置如图所示。

(1)实验时，她先调节光源、凸透镜和光屏，使它们的中心大致在 ；
(2)凸透镜固定在光具座零刻度线上，她将光源移至15cm处，移动光屏，得到 、
的 像；
(3)将光源“F”放在30cm处，其大小如图2所示，凸透镜固定在光具座零刻度线上，调整后，在光屏上得到清晰像，再用遮光罩将凸透镜的上半部分遮住，在光屏上所成像可能是下列四幅图中的 .
【解析】(1)调节光源、凸透镜和光屏，使它们的中心大致在同一高度，像能成在光屏的中央位置。
(2)凸透镜的焦距是10cm，凸透镜固定在光具座零刻度线上，她将光源移至15cm处，2f>u>f，成倒立、放大的实像。
(3)凸透镜固定在光具座零刻度线上，将光源“F”放在30cm处，u>2f，成倒立、缩小的实像。
遮住凸透镜的上半部，物体上任一点射向凸透镜的下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗。
答案：(1)同一高度；(2)倒立；缩小；实；(3)D.
10.小明用凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等器材探究凸透镜成像规律。

(1)如图所示，为了测出凸透镜的焦距，小明同学将凸透镜正对着太阳光，再把光屏放在它的另一侧，改变凸透镜与光屏的距离，直到光屏上出现一个 的光斑，就可以测出该凸透镜的焦距为 cm.
(2)请在图中画出凸透镜的主光轴。
(3)小明将烛焰、凸透镜和光屏的中心到同一高度后，在水平桌面上无论怎样移动光屏，都不能承接到烛焰的像，原因可能是 .
(4)实验一段时间后，蜡烛变短了，要使烛焰的像仍然成在光屏的中心，应该将光屏向 移动。
【解析】(1)将凸透镜正对太阳光，再把光屏放在它的另一侧，改变凸透镜与光屏的距离，直到光屏上出现一个最小最亮的光斑；如图从光斑到凸透镜的距离为40cm?30cm=10cm，即为焦距。故答案为：最小(最亮、最清晰)、10.
(2)连接最小最亮的光斑和凸透镜的光心，用表示主光轴的线条画出凸透镜的主光轴，如图所示：

(3)烛焰成虚像的原因有两个：①蜡烛在凸透镜的一倍焦距之内；②蜡烛放在了在焦点上；
成像远的原因是：蜡烛在焦点外侧贴近焦点的位置。故答案为：①蜡烛在凸透镜的一倍焦距之内；②蜡烛放在了在焦点上；③蜡烛在焦点外侧贴近焦点的位置。
(4)蜡烛变短后，像将移到主光轴上方，光屏也应移到主光轴上方；故答案为：上。
11.利用强光手电筒改进探究凸透镜成像规律实验，将镂空刻有“F”的黑色卡纸（如图甲）蒙在手电筒（如图19乙）前作为成像物体．将成像物体、凸透镜和不透明的光屏依次安装在光具座上（如图丙）．
（1）成像物体移至透镜左边40cm处，在光屏上得到如图丁所示影像．要使影像变得如图戊所示，应 （选填“上、下”、“左、右”或“前、后”）移动光屏．这一成像规律应用在 （选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）上．
（2）凸透镜的位置固定不动，把成像物体移到凸透镜左边15cm处，要在光屏上得到清晰的影像，应将光屏向??????????移动．
（3）用蒙上镂空刻有“F”的黑色卡纸的强光手电筒代替常用的烛焰作为成像物体，好处是 ．
【解析】（1）物体移至透镜左边40cm处，要使光屏上的像从丁图到戊图，像变大，物距要减小，像距要增大，所以物体要靠近凸透镜，并且光屏要向右远离凸透镜．如图，光屏上的像比甲图物体小，光屏上成倒立、缩小的实像，应用于照相机．
凸透镜的位置固定不动，把成像物体移到凸透镜左边15cm处，物距减小，像距增大，要在光屏上得到清晰的影像，应将光屏向右远离凸透镜．
用蒙上镂空刻有“F”的黑色卡纸的强光手电筒代替常用的烛焰作为成像物体，物体的大小不变，不必总调整物体的高度，像总是呈现在光屏的中央位置．
答案：（1）右；照相机；（2）右；（3）物体中心的高度不变，实验一段时间后，不必调整物体的高度，像总是成在光屏的中央位置．
12.在探究“凸透镜成像规律”的实验中，小欣记录的部分实验数据如表；
焦距
次数
物距
u/cm
像距
v/cm
像的性质
虚实
大小
倒正
f=l0cm
1
45
13
实像
a
b
2
30
15
3
18
22
实像
c
d
4
16
25
表格中有几项内容漏写了，请你帮助填补：a ；b ；c d .
实验过程中小欣观察到第2次所成的像 (填“大于”、“等于”或“小于”)第1次所成的像.
(3)当把蜡烛调到距离透镜8cm的位置时，小欣发现无论移动光屏，光屏上始终得不到像。为了观察到这时所成的像，眼睛和蜡烛应该在凸透镜的 (“同”或“异”)侧。
【解析】(1)由表格中数据可知，第1次与第2次的物距分别为45cm和30cm，均大于2倍焦距20cm，所以会成倒立缩小的实像，故a处填：缩小；又因当凸透镜成实像时都是倒立的，所以b处填：倒立；第3次与第4次的物距分别为18cm和16cm，均大于1倍焦距小于2倍焦距，所以会成倒立放大的实像，故c处填：放大；又因当凸透镜成实像时都是倒立的，所以d处填：倒立；
(2)当第2次的物距小于第1次的物距，所以实像会变大。
(3)因当物距为8cm时，小于焦距10cm，所以会成放大正立的虚像，则不会在光屏上成像，所以必须在光屏处透过凸透镜观看物体的像。
答案：(1)缩小；倒立；放大；倒立；(2)大于；(3)异。