1、专题专题 03 透镜及其应用透镜及其应用 考点一考点一 透镜成像规律作图透镜成像规律作图 1 （安徽中考真题第 7 题，2 分）图中 L 为凸透镜，MN 为其主光轴，D 为光心，若物体 AB 经凸透镜成的实像为 AB， 试用作图的方法确定凸透镜的一个焦点 F， 并在图中标出 F 的位 置。 2.（安徽中考真题第 10 题，2 分）如图，L 表示凹透镜，MN 为主光轴，O 点为光心。图甲 和图乙表示经过凹透镜的两条特殊光路，请请运用凹透镜的特殊光路，在图丙中画出物体 AB 通过凹透镜所成虚像 AB的光路图。 3.（2018 安徽中考真题第 12 题，3 分）下列光路图错误 的是( ) A. 放大
2、镜成像 B. 小孔成像 C. 光由空气斜射到水面 D. 近视眼的矫 正 4(2020 安徽省安庆市岳西县八年级（上）期末考试)凸透镜的成像规律可以通过画光路图 去理解。在光路图中凸透镜用图 a 表示，O 点为光心，F 为焦点。图 b 中 AB是物体 AB 经 透镜所成的像。请画出图 b 中两条入射光线的出射光线，完成成像光路图。 5.（2020 安徽省省合肥市瑶海区八年级 12 月月考物理试题）按要求完成下列作图。 （每图 2 分共 8 分） (1)应用平面镜成像的特点画出物体 AB 在平面镜中成的像 AB； (2)从 S 点发出的一条光线，经平面镜 MN 反射后，其反射光线恰好通过 P 点。
3、请你作出这 条入射光线并完成光路图； (3)请在两幅图上分别作出入射光线、出射光线。 6. (2020 安徽省蚌埠市龙子湖区八年级（上）期末考试)(1)如图，请根据平面镜成像的特点 作出物体 AB 在平面镜中的像A B ； (2)在下图中画出反射光线 OB 的入射光线 AO，并标出入射角的大小。 (3)在图中，完成光线从左边射向凸透镜折射后，再射向凹透镜折射后的光路。 7 （2020 安徽省滁州市八年级（上）期末考试）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，并将凸透镜画出 来。 8(2020 安徽省界首市八年级（上）期末)凸
4、透镜成像规律可以通过画光路图去理解。在光 路图中凸透镜用图甲表示，O 点为光心，F 为其焦点。图乙是运用经过凸透镜的两条特殊光 线，所画物体 AB 经凸透镜成的像 AB的光路图。请参照图乙，在图丙中适当位置画上凸透 镜，并标出其焦点（一个即可）的位置（其中 AB 是置于主光轴之物体，MN 是 AB 的像） 。 9(2020 安徽省宿州市三模)如图，由水中射出一束光 ab 照射到凹透镜上，该光束与凹透 镜的主光轴平行（F 为凹透镜的焦点，O 为光心） 。请画出 ab 光束在水中的入射光和通过 凹透镜后的折射光。 10 （2020 安徽蚌埠市五河初三一模） 如图所示， 一条光线入射到凹透镜后， 再
5、折射到水中， 画出该条光线照射到凹透镜的入射光线及在水中传播的大致光路。 考点二考点二 凸透镜成像规律及应用凸透镜成像规律及应用 11 （安徽中考真题第 13 题，3 分）人们根据物理原理或规律制造出许多机器设备，下列叙 述中正确的是( ) A投影仪是利用凸透镜成像的原理 B电动机是利用电磁感应现象制成的 C内燃机是将机械能转化为内能的机器 D发电机的原理是磁场对电流有力的作用 12(2020 安徽中考真题第 14 题，2 分)图 a 是放置在水平桌面上的刻度尺的一部分，甲、 乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的刻度尺的像。若凸透镜先贴着刻度尺然后逐渐远离，则看 到刻度尺的像的先后顺序正确的是( )
6、 A. 甲乙丙丁 B. 乙一丙一甲一丁 C. 乙一丁甲一丙 D. 丙甲乙丁 13 （2020 安徽省芜湖市八年级期末）在探究凸透镜成像规律实验中，当烛焰位于距离凸透 镜一倍焦距内时，人眼观察到烛焰成像的情形是图中的（ ） A B C D 14(2020 年安徽省阜阳市太和县三模)小明在探究“凸透镜成像规律”的实验中，根据测量的 数据，绘制了像距 v 随物距 u 变化的图象，如图所示，分析图像可知，当物距 u8cm 时， 物体通过凸透镜成倒立、_的实像，生活中的_（照相机/投影仪/放大镜）就是利 用了这样的成像原理。 考点三考点三 探究凸透镜成像的规律探究凸透镜成像的规律 15 （2016 年安
7、徽中考真题第 18 题，6 分）关于凸透镜成像实验，完成以下内容： （1）首先应将蜡烛、凸透镜和_ _依次固定在光具座上并调节它们的中心在同一高度 （2）图中 O 为凸透镜的光心，F 为焦点，请画出烛焰上的 S 点发出的三条光线（中间一条 光线平行于主光轴）经凸透镜后的出射光线，并确定其像的位置 S 。 （3）实验中当物距 u 等干焦距 f 时，某同学却发现在光屏一侧透过凸透镜看到了烛焰正立 放大的像。对此下列解释合理的是 A.因为烛焰有一定的宽度，实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍大于焦距 B.因为烛焰有一定的宽度，实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍小于焦距 C.这是烛焰发出的光经凸透镜表面
8、反射形成的像 16 （安徽中考真题第 18 题，6 分)某同学在做凸透镜成像的实验时，所用凸透镜的焦距为 10cm，老师要求他观察物距等于 5cm 时烛焰所成的像。实验时，他将点燃的蜡烛移到物距 为 5cm 处（如图） ，移动光屏，发现光屏上只有光斑（图中未画出） 。 （1）下列关于光斑的说法正确的是： （选填“A”或“B”或“C”） 。 A光斑是烛焰所成的实像 B光斑是烛焰所成的虚像 C光斑是烛焰发出的光折射到光屏上形成的 （2）为了观察物距等于 5cm 时烛焰的成像特点，请你写出接下来的操作步骤： 。 17 （2020 安徽省淮北市一模）物理课上，同学们利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验
9、 器材探究“凸透镜成像的规律”，老师发给各个实验小组焦距不同的凸透镜： (1)实验时，应使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一_； (2)下表是小明同学用焦距为 15cm 的凸透镜探究成像规律的记录表。在第二次实验中，他在 光屏上观察到一个圆形光斑，前后移动光屏，其直径不变，此时他应该直接用眼睛从_ （选填“蜡烛”或“光屏”）一侧看向凸透镜，观察成像情况； 实验次数 物距 u/cm 像的性质 虚实 大小 正倒 1 8 虚像 放大 正立 2 15 不能成像 3 20 实像 放大 倒立 4 25 实像 放大 倒立 5 30 实像 等大 倒立 6 35 实像 缩小 倒立 7 40 实像 缩小 倒立 (
10、3)分析实验数据可知，当物距 u 满足条件_（选填“1 倍焦距以内”、“1 倍焦距与 2 倍焦 距之间”或“2 倍焦距之外”）时，凸透镜会成一个倒立放大的实像。生活中_（选填“照 相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像原理应用了凸透镜的这个成像规律； (4)小明分析了自己的记录后，认为把物体放在距离凸透镜 15cm 和_cm 附近，多观察 几次成像情况，才能更好地总结出成像的规律。老师提醒大家，可以和与自己使用相同焦距 的凸透镜的小组交流数据，也可以_，获得更普遍的规律。 18 (2020 安徽省合肥市八年级期末联考)凸透镜是初中物理中常见的光学器材，小明所在 的实验小组对凸透镜进行以下实验。
11、 (1)他们决定先从测凸透镜的焦距开始，如图所示： 在光屏中央画一个与凸透镜直径相同的圆，找出圆心 O。 将光源、 凸透镜和光屏放在光具座上， 调节它们的高度， 使光源、 凸透镜光心和_ 在 同一水平直线上。 固定凸透镜的位置， 将光源从紧贴凸透镜的位置缓慢向外移动， 直到光屏上的光斑_， 就可以从光具座上读出凸透镜的焦距。 为了验证测出的焦距值是否准确， 小明提出可以左右移动光屏， 若光屏上的光斑大小不变， 则测出的焦距准确。若向右移动光屏，光斑变大，说明本次测出的凸透镜的焦距比真实值 _。 (2)在“探究凸透镜成像规律”的实验中 他们调整实验器材，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的_上。 随着
12、蜡烛越烧越短，小明发现烛焰的像成在光屏上方，要想使像成在光屏中央，应把凸透 镜向_（选填“上”或“下”）调节。 为了使光源更加稳定，小明用发光二极管按“F”字样拼装在不透明的纸板上替代烛焰，使 “F”正立面对凸透镜，如图乙所示，给二极管通电，移动光屏至图示位置，此时恰从 M 处看 到光屏上呈现一个清晰的像，此像是倒立_（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像，像 的形状是图中的_（填写序号） 19 （2020 安徽省亳州市初三二模）在用光具座研究凸透镜成像规律的实验中： (1)测量凸透镜的焦距如上如图所示，则该凸透镜的焦距为_cm。 (2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上。点燃蜡烛后，调节
13、烛焰、凸透镜、光屏的中 心大致在_。 (3)当烛焰距凸透镜 15cm 时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的倒立、_的像。 _是利用这一成像规律工作的。 (4)若此时将烛焰和光屏对调一下，在光屏上将得到一个倒立、_的实像，_是利 用这一成像规律工作的。 (5)做凸透镜成像实验时。由于不慎将透镜的上沿摔掉一块则所成的像将（_） A像不完整了 B成像的效果不受影响 C像是完整的，亮度变暗 D像不完整了亮度变暗 20.（2020 安徽省黄山市中考模拟一）在做研究“观察凸透镜成像规律”的实验时，媛媛同学 发现：实验室的光具座总长只有 90cm，而实验桌上却有两个凸透镜，规格如表所示，媛媛 面临的问题是
14、：为了探究凸透镜的成像规律，选用哪个透镜较好？ 序号 直径 焦距 甲 5cm 30cm 乙 4cm 10cm (1)你认为，应该选用的透镜是_（选填“甲”或“乙”） ；如果选用另一透镜，在实验过程 中将会遇到的问题是_。 (2)为了测出凸透镜的焦距，小明同学让一束平行光正对凸透镜照射，再把光屏放在它的另 一侧，移动光屏直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑（如图甲） ，由此可以测出凸透镜的 焦距为_cm。 (3)在实验时，小明用该凸透镜观察小红的眼睛，看到小红的眼睛如图乙（a）所示，则物距 满足的条件是_。 (4)小明在探究“凸透镜成像的规律”时， 将蜡烛、 凸透镜和光屏安装在光具座上如丙图所示，
15、 要使烛焰的像能成在光屏的中央，最合理的做法是_。 (5)当烛焰、凸透镜、光屏处于如图丁所示的位置时，恰能在光屏上得到一个清晰的倒立、 _的_像（填写像的性质） ，_（填光学仪器名称）就是利用这一成像规律工 作的。 (6)如图丁所示，保持透镜位置不变，将蜡烛移到标尺 45cm 刻度线处，此时眼睛应在_ （填“烛焰”或“光屏”）的一侧向透镜方向才能观察到烛焰的虚像。 (7)将蜡烛置于凸进镜一倍焦距处，结果仍能观察到烛焰放大的像，这是因为_。 考点四考点四 凸透镜成像规律的推导与证明及相关计算凸透镜成像规律的推导与证明及相关计算 21 （2014 安徽中考真题第 22 题，7 分）凸透镜的成像规律
16、可以通过画光路图去理解。在光 路图中凸透镜用图 a 表示， O 点为光心， F 为焦点。 图 b 中 AB是物体 AB 经透镜所成的像。 （1）请画出图 b 中两条入射光线的出射光线，完成成像光路图； （2） 在图 b 中， 物距用 u 表示， 即 u=BO； 像距用 v 表示， 即 v=OB； 焦距用 f 表示， 即 f=OF。 请运用几何知识证明： 。 22 （2020 安徽省合肥市一六八中学第二次学情调研）凸透镜的成像规律可以通过画光路图 去理解。在光路图中凸透镜如图表示，O 点为光心，F 为焦点，且 AF 垂直于主光轴。 (1)请在图中利用三条特殊光线，完成光路作图； （作出其中任意两
17、条光线即可） (2)利用几何相关知识，证明 u=f 时，物体经过凸透镜不能成像的原因。 23 （2020 安徽省巢湖市八年级期末考试）凸透镜的成像规律可以通过画光路图去理解如 图甲所示，凸透镜用“”表示，O 点为光心，F 为焦点。 （1）图乙中 CD、CE、CO 是物体 AC 发出的三条光线，请画出这三条光线的出射光线，并 画出物体 AC 经透镜所成的像 AC； （2）如果凸透镜的焦距为 f，物体 AC 的高度为 h1，物体到透镜的距离为 u，像到透镜的距 离为 v，请你证明：像的高度 h2= v u h1。 24 （2020 安徽省芜湖市无为市八年级（上）期中考试）如图甲所示，物体 AB 在
18、凸透镜另 一侧能成一个等大， 倒立的实像， 物距 uOB， 像距 vOD， 凸透镜的焦距为 f。 其中物距， 像距和焦距之间的关系 111 =+ fuv 。 111 uvf (1)请结合数学知识证明凸透镜成等大、倒立的实像的条件是 u2f； (2)小明做凸透镜成像实验时，光屏上恰好成清晰的实像时，蜡烛、透镜和光屏位置如图乙 所示，求透镜的焦距 f。 25 （2020 安徽省黄山市第四次模拟）课堂上小美在完成探究“凸透镜成像规律”的实验后， 她跟同学们想测测蜡烛和像移动时的平均速度，于是她将f=10cm 的凸透镜固定在长度 为 1m 的光距具座中点并保持透镜的位置不变，完成了蜡烛和像的速度测量；
19、 （1）如图所示，她们把蜡烛起始位置放在 9cm 刻度线处，移动光屏在 63cm 刻度线处得到 一个清晰的像，在 7s 内以不变的速度将蜡烛移动到 30cm 刻度线处，求 7s 内蜡烛和像移动 时的平均速度分别是多少？ （2）将蜡烛从 30cm 刻度线处继续以原来的速度向右移动 2s，若这 2s 内蜡烛的像移动时的 平均速度是蜡烛的 6 倍，请通过计算指出：2s 后小美还能在光具座上移动光屏得到清晰的 像吗？ 专题专题 03 透镜及其应用透镜及其应用 考点一考点一 透镜成像规律作图透镜成像规律作图 1 （安徽中考真题第 7 题，2 分）图中 L 为凸透镜，MN 为其主光轴，D 为光心，若物体
20、AB 经凸透镜成的实像为 AB， 试用作图的方法确定凸透镜的一个焦点 F， 并在图中标出 F 的位 置。 【答案】 【解析】根据凸透镜成像原理，过光心的光传播方向不变，因此 A 和像点的连线过光心， 过 A 点的与主光轴的平行光线过凸透镜后会聚与焦点，与过光心的光线交点即 A 的像点 如图所示： 。 2（安徽中考真题第 10 题，2 分）如图，L 表示凹透镜，MN 为主光轴，O 点为光心。图 甲和图乙表示经过凹透镜的两条特殊光路， 请请运用凹透镜的特殊光路， 在图丙中画出物体 AB 通过凹透镜所成虚像 AB的光路图。 【答案】 【解析】 故 A 点作平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后反向延长线
21、过焦点，过 A 点作过光心的直 线，两条线的焦点为 A 点的虚像点 A，过 A作主光轴的垂线，交主光轴上一点为 B 点的虚 像点 B；连接 AB，即为 AB 所成的虚像。如图所示： 。 3.（2018 安徽中考真题第 12 题，3 分）下列光路图错误 的是( ) A. 放大镜成像 B. 小孔成像 C. 光由空气斜射到水面 D. 近视眼的矫 正 【答案】C 【解析】 A放大镜成正立、放大的虚像，像是由折射光线的反向延长线相交得到的，故 A 正确； B小孔成像是实际光线通过小孔时沿直线传播会聚成的实像，故 B 正确； C光由空气斜射入水中时，折射光线应靠近法线，折射角应小于入射角，故 C 错误；
22、D 近视眼看远处物体时， 物体“发出”的光通过晶状体折射后形成的像会落在视网膜的前方， 导致看不清远处的物体；为使像成在视网膜上，应让光线发散一些，所以近视眼应佩戴凹透 镜加以矫正，故 D 正确。 故选 C。 4(2020 安徽省安庆市岳西县八年级（上）期末考试)凸透镜的成像规律可以通过画光路图 去理解。在光路图中凸透镜用图 a 表示，O 点为光心，F 为焦点。图 b 中 AB是物体 AB 经 透镜所成的像。请画出图 b 中两条入射光线的出射光线，完成成像光路图。 【答案】 【解析】 经过光心光线不改变方向；平行于主光轴光线折射经过右焦点。两条光线交点就是成像点， 光路图如下图所示： 。 5.
23、（2020 安徽省省合肥市瑶海区八年级 12 月月考物理试题）按要求完成下列作图。 （每图 2 分共 8 分） (1)应用平面镜成像的特点画出物体 AB 在平面镜中成的像 AB； (2)从 S 点发出的一条光线，经平面镜 MN 反射后，其反射光线恰好通过 P 点。请你作出这 条入射光线并完成光路图； (3)请在两幅图上分别作出入射光线、出射光线。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】 (1)分别作出 AB 端点 A、B 关于平面镜的对称点 A、B，用虚线连接 A、B即为 AB 在平面 镜中的像，如下图所示： (2)过镜面作出点 S 的对称点 S， 即为点光源 S 在平面镜中的像， 连接 S
24、P 与镜面交于 O 点， 即为入射点（反射点） ，连接 SO 就得到入射光线，如下图所示： (3) 对于凸透镜，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，过焦点的光线经 凸透镜折射后折射光线平行于主光轴； 对于凹透镜， 平行于主光轴的入射光线经凹透镜折射 后折射光线反向延长通过焦点，过光心的光线其传播方向不变，如下图所示： 。 6. (2020 安徽省蚌埠市龙子湖区八年级（上）期末考试)(1)如图，请根据平面镜成像的特点 作出物体 AB 在平面镜中的像A B ； (2)在下图中画出反射光线 OB 的入射光线 AO，并标出入射角的大小。 (3)在图中，完成光线从左边射向凸透镜折射后，再射
25、向凹透镜折射后的光路。 【答案】(1) ；(2) ；(3) 【解析】 (1)1分别作出物体 AB 端点 A、B 关于平面镜的对称点 A、B，用虚线连接 A、B即为 AB 在平面镜中的像。 。 (2)2首先过入射点做出法线，因为反射光线与镜面的夹角是 30 ，所以入射角为 60 ，根据 反射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，作出入射光线。 。 (3)3对于凸透镜，入射光线过焦点则折射光线与主光轴平行，该折射光线又平行于主光轴 射入凹透镜上，则折射光线的反向延长线过凹透镜左边的焦点。 。 7 （2020 安徽省滁州市八年级（上）期末考试）如图所示，MN 为凸透镜的主光轴，A 为蜡 烛，
26、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，并将凸透镜画出 来。 【答案】 【解析】 因为光心的光线传播方向不改变， 所以连接蜡烛火焰的顶点和火焰的像的顶点， 与主光轴相 交于 O 点，O 点就是凸透镜的光心；光心就是透镜的中心，以 O 点为中心，画出凸透镜， 如下图所示： 。 8(2020 安徽省界首市八年级（上）期末)凸透镜成像规律可以通过画光路图去理解。在光 路图中凸透镜用图甲表示，O 点为光心，F 为其焦点。图乙是运用经过凸透镜的两条特殊光 线，所画物体 AB 经凸透镜成的像 AB的光路图。请参照图乙，在图丙中适当位置画上凸透 镜，并标出其焦点（一个即可）的位置（其中
27、 AB 是置于主光轴之物体，MN 是 AB 的像） 。 【答案】 【解析】凸透镜成虚像时，像点 M、物点 A、光心 O 在同一直线上，可确定凸透镜的位置， 过 A 点作平行于主光轴的光线，交凸透镜于 C 点，连 MC 并延长交主光轴为 F 点，则 F 点 为凸透镜的一个焦点，如图所示： 。 9(2020 安徽省宿州市三模)如图，由水中射出一束光 ab 照射到凹透镜上，该光束与凹透 镜的主光轴平行（F 为凹透镜的焦点，O 为光心） 。请画出 ab 光束在水中的入射光和通过 凹透镜后的折射光。 【答案】 【解析】 先过入射点画出法线， 再在法线左侧的水中根据折射角大于入射角， 画出入射光线， 平行
28、于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点。 。 10 （2020 安徽蚌埠市五河初三一模） 如图所示， 一条光线入射到凹透镜后， 再折射到水中， 画出该条光线照射到凹透镜的入射光线及在水中传播的大致光路。 【答案】 【解析】 图中经过凹透镜的光线被发散后的反向延长线过虚焦点， 说明射向凹透镜的光线是平行于主 光轴的；射到水面的光线是斜射入水中，先作出法线，根据折射规律可知， 此时折射角小 于入射角。如图： 。 考点二考点二 凸透镜成像规律及应用凸透镜成像规律及应用 11 （安徽中考真题第 13 题，3 分）人们根据物理原理或规律制造出许多机器设备，下列叙 述中正确的是( )
29、A投影仪是利用凸透镜成像的原理 B电动机是利用电磁感应现象制成的 C内燃机是将机械能转化为内能的机器 D发电机的原理是磁场对电流有力的作用 【答案】A 【解析】 A投影仪是利用凸透镜成像中的 fu2f 时，成倒立、放大的实像的原理，故 A 选项正 确； B电动机是利用通电导体在磁场中受力而运动的现象制成的，故 B 选项错误； C在内燃机的做功冲程中将燃料燃烧产生的内能转化为机械能，为热机工作提供动力，故 C 选项错误； D发电机的原理是利用电磁感应现象制成的，故 D 选项错误。 故选 A。 12(2020 安徽中考真题第 14 题，2 分)图 a 是放置在水平桌面上的刻度尺的一部分，甲、 乙、
30、丙、丁是通过凸透镜所看到的刻度尺的像。若凸透镜先贴着刻度尺然后逐渐远离，则看 到刻度尺的像的先后顺序正确的是( ) A. 甲乙丙丁 B. 乙一丙一甲一丁 C. 乙一丁甲一丙 D. 丙甲乙丁 【答案】C 【解析】 凸透镜先贴着刻度尺，此时物距小于凸透镜的一倍焦距时成的是正立、放大的虚像，看到的 是乙图；接下来凸透镜逐渐远离刻度尺，物距增大，当增大到等于凸透镜的一倍焦距时，不 成像；继续远离刻度尺，当物距大于一倍焦距且小于两倍焦距时，成倒立、放大的实像，此 时看到的是丁图；继续远离至物距等于凸透镜的两倍焦距时，成倒立、等大的实像，此时看 到的是甲图；凸透镜继续远离至大于凸透镜的两倍焦距时，成倒立、
31、缩小的实像，此时看到 的是丙图。故 ABD 错误，C 正确。 故选 C。 13 （2020 安徽省芜湖市八年级期末）在探究凸透镜成像规律实验中，当烛焰位于距离凸透 镜一倍焦距内时，人眼观察到烛焰成像的情形是图中的（ ） A B C D 【答案】C 【解析】 当烛焰位于距离凸透镜一倍焦距内时， 在烛焰的同一侧成正立、 放大的虚像， 像距大于物距， 人眼透过透镜可观察到此像，故 C 符合题意，ABD 不符合题意。 故选 C。 14(2020 年安徽省阜阳市太和县三模)小明在探究“凸透镜成像规律”的实验中，根据测量的 数据，绘制了像距 v 随物距 u 变化的图象，如图所示，分析图像可知，当物距 u8
32、cm 时， 物体通过凸透镜成倒立、_的实像，生活中的_（照相机/投影仪/放大镜）就是利 用了这样的成像原理。 【答案】放大；投影仪 【解析】12由图知，当物距为 10cm 时，像距也为 10cm，根据凸透镜成像的规律，物距 等于 2 倍焦距时，成倒立等大的实像，此时像距与物距相等，所以 2f=10cm，则 f=5cm，当 物距 u=8cm 时，u 在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立放大实像，是投影仪的成像原理。 考点三考点三 探究凸透镜成像的规律探究凸透镜成像的规律 15 （2016 年安徽中考真题第 18 题，6 分）关于凸透镜成像实验，完成以下内容： （1）首先应将蜡烛、凸透镜和_ _依次固
33、定在光具座上并调节它们的中心在同一高度 （2）图中 O 为凸透镜的光心，F 为焦点，请画出烛焰上的 S 点发出的三条光线（中间一条 光线平行于主光轴）经凸透镜后的出射光线，并确定其像的位置 S 。 （3）实验中当物距 u 等干焦距 f 时，某同学却发现在光屏一侧透过凸透镜看到了烛焰正立 放大的像。对此下列解释合理的是 A.因为烛焰有一定的宽度，实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍大于焦距 B.因为烛 焰有一定的宽度，实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍小于焦距 C.这是烛焰发出的光经凸透镜表面反射形成的像 【答案】（1） 光屏；（2） ； （3）B 【解析】 （1）在做凸透镜成像实验时，先应将蜡烛
34、、凸透镜和光屏依次固定在光具座上并调 节它们的中心在同一高度。 （2）做光路图首先作出平行于主光轴的光线折射后经过另一侧的焦点，如图所示，在作过 光心的光线传播方向不发生变化，如图所示，两条光线相交的点即为 s 的像点 s，再作剩下 的光线，从 s 发出的光线折射后均经过像点 S，如图所示： 。 （3）某同学发现在光屏一侧透过凸透镜看到了烛焰正立放大的像，说明该像是虚像，即物 体在一倍焦距以内，故答案选 B。 16 （安徽中考真题第 18 题，6 分)某同学在做凸透镜成像的实验时，所用凸透镜的焦距为 10cm，老师要求他观察物距等于 5cm 时烛焰所成的像。实验时，他将点燃的蜡烛移到物距 为
35、5cm 处（如图） ，移动光屏，发现光屏上只有光斑（图中未画出） 。 （1）下列关于光斑的说法正确的是： （选填“A”或“B”或“C”） 。 A光斑是烛焰所成的实像 B光斑是烛焰所成的虚像 C光斑是烛焰发出的光折射到光屏上形成的 （2）为了观察物距等于 5cm 时烛焰的成像特点，请你写出接下来的操作步骤： 。 【答案】 （1） C（2）移动光屏，从凸透镜的右侧通过凸透镜观察 【解析】 凸透镜成像特点，二倍焦距分大小，一倍焦距分虚实，物距为 5cm 处小于一倍焦距，成虚 像，物象同侧。光屏上的光斑是凸透镜折射的光线但是不能汇聚一点不能成像。凸透镜成像 的实质是折射光线的反向延长线交于一点即像点。
36、 因此从凸透镜的右侧通过凸透镜观察虚像。 17 （2020 安徽省淮北市一模）物理课上，同学们利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验 器材探究“凸透镜成像的规律”，老师发给各个实验小组焦距不同的凸透镜： (1)实验时，应使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一_； (2)下表是小明同学用焦距为 15cm 的凸透镜探究成像规律的记录表。在第二次实验中，他在 光屏上观察到一个圆形光斑，前后移动光屏，其直径不变，此时他应该直接用眼睛从_ （选填“蜡烛”或“光屏”）一侧看向凸透镜，观察成像情况； 实验次数 物距 u/cm 像的性质 虚实 大小 正倒 1 8 虚像 放大 正立 2 15 不能成像 3 20 实
37、像 放大 倒立 4 25 实像 放大 倒立 5 30 实像 等大 倒立 6 35 实像 缩小 倒立 7 40 实像 缩小 倒立 (3)分析实验数据可知，当物距 u 满足条件_（选填“1 倍焦距以内”、“1 倍焦距与 2 倍焦 距之间”或“2 倍焦距之外”）时，凸透镜会成一个倒立放大的实像。生活中_（选填“照 相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像原理应用了凸透镜的这个成像规律； (4)小明分析了自己的记录后，认为把物体放在距离凸透镜 15cm 和_cm 附近，多观察 几次成像情况，才能更好地总结出成像的规律。老师提醒大家，可以和与自己使用相同焦距 的凸透镜的小组交流数据，也可以_，获得更普遍的
38、规律。 【答案】 同一高度 光屏 1 倍焦距与 2 倍焦距之间 投影仪 30 换用不同焦 距的凸透镜多做几次实验 【解析】 (1)1为了使像呈在光屏的中央，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度。 (2)2第二次实验中在光屏上观察到一个圆形光斑，前后移动光屏，其直径不变，光屏上不 能成像，说明此时成的不是实像，此时应从光屏一侧透过凸透镜去观察蜡烛，看看成的是不 是虚像，若不能成虚像，则说明当物距等于一倍焦距时不能成像。 (3)34由实验数据可知， 当物距大于 15cm小于 30cm时， 即物距1 倍焦距与2倍焦距之间， 凸透镜会成一个倒立放大的实像。 生活中的投影仪能成倒立放大的实像，
39、应用的就是这一成 像原理。 (4)5凸透镜成像实验应在 1 倍焦距和 2 倍焦距附近多做几次实验，以观察像的大小，即在 15cm 和 30cm 处。 6为了使得出的结论更具有普遍性，同学们可以和与自己使用相同焦距的凸透镜的小组交 流数据，也可以换用不同规格的凸透镜多次实验。 18 (2020 安徽省合肥市八年级期末联考)凸透镜是初中物理中常见的光学器材，小明所在 的实验小组对凸透镜进行以下实验。 (1)他们决定先从测凸透镜的焦距开始，如图所示： 在光屏中央画一个与凸透镜直径相同的圆，找出圆心 O。 将光源、 凸透镜和光屏放在光具座上， 调节它们的高度， 使光源、 凸透镜光心和_ 在 同一水平直
40、线上。 固定凸透镜的位置， 将光源从紧贴凸透镜的位置缓慢向外移动， 直到光屏上的光斑_， 就可以从光具座上读出凸透镜的焦距。 为了验证测出的焦距值是否准确， 小明提出可以左右移动光屏， 若光屏上的光斑大小不变， 则测出的焦距准确。若向右移动光屏，光斑变大，说明本次测出的凸透镜的焦距比真实值 _。 (2)在“探究凸透镜成像规律”的实验中 他们调整实验器材，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的_上。 随着蜡烛越烧越短，小明发现烛焰的像成在光屏上方，要想使像成在光屏中央，应把凸透 镜向_（选填“上”或“下”）调节。 为了使光源更加稳定，小明用发光二极管按“F”字样拼装在不透明的纸板上替代烛焰，使 “F”正
41、立面对凸透镜，如图乙所示，给二极管通电，移动光屏至图示位置，此时恰从 M 处看 到光屏上呈现一个清晰的像，此像是倒立_（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像，像 的形状是图中的_（填写序号） 【答案】圆心（光屏中心） 与圆重合 小 主光轴 下 放大 D 【解析】(1) 1调整凸透镜光心、光屏中心、光源大致在同一高度上，这样做的目的是使物 体的像能够成在光屏的中心。 2根据凸透镜特殊光线可知，从焦点射出的光透过凸透镜后成与主光轴平行的平行光，题 中将光源从紧贴凸透镜的位置缓慢向外移动， 直到光屏上的光斑与光屏上的圆重合， 说明此 时通过透镜折射出的是平行光。 3凸透镜对光线具有会聚作用，若向右
42、移动光屏，光斑变大，说明折射光线并未成为平行 光，此时光源未到达焦点的位置，测出的凸透镜的焦距比真实值小。 (2)4在“探究凸透镜成像规律”的实验中，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，这 样可以使像成在光屏的中心。 5实验一段时间后蜡烛越烧越短， 由于光线过光心不改变方向， 烛焰的像将成在光屏上方， 要想使像成在光屏中央，应把凸透镜向下调节。 6凸透镜固定在光具座零刻度线上，有图可知，物距 u=30cm,像距 v=40cm，uv，由凸透镜 成像规律知， 当物距位于一倍到二倍焦距之间， 像距大于二倍焦距， 像是倒立、 放大的实像。 7因像为倒立、放大的实像，当“F”正立面对凸透镜时，所成的
43、像是倒立的，故选 D。 19 （2020 安徽省亳州市初三二模）在用光具座研究凸透镜成像规律的实验中： (1)测量凸透镜的焦距如上如图所示，则该凸透镜的焦距为_cm。 (2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上。点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜、光屏的中 心大致在_。 (3)当烛焰距凸透镜 15cm 时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的倒立、_的像。 _是利用这一成像规律工作的。 (4)若此时将烛焰和光屏对调一下，在光屏上将得到一个倒立、_的实像，_是利 用这一成像规律工作的。 (5)做凸透镜成像实验时。由于不慎将透镜的上沿摔掉一块则所成的像将（_） A像不完整了 B成像的效果不受影响 C像是完
44、整的，亮度变暗 D像不完整了亮度变暗 【答案】10.00 同一高度 放大 投影仪 缩小 照相机 C 【解析】(1)1焦距为焦点到光心的距离，从图中可以看出该凸透镜的焦距为 10.00cm。 (2)2为了使成像在光屏的中心，便于观察，点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心 大致在同一高度。 (3)34 当烛焰距凸透镜 15cm 时，物距为 15cm，在 f2f 之间，成的是倒立、放大的实像。 投影仪利用的是该规律工作的。 (4)56此时将烛焰和光屏对调一下，物距变为大于 2f，像距为 f2f 之间，此时凸透镜成的 是倒立、缩小的实像。照相机利用的就是该规律。 (5)7不慎将透镜的上沿摔掉一块,
45、剩下的部分凸透镜依然有光线折射通过,只是通过凸透镜 的光线变少,所以所成的像是完整的，只是亮度变暗。 20.（2020 安徽省黄山市中考模拟一）在做研究“观察凸透镜成像规律”的实验时，媛媛同学 发现：实验室的光具座总长只有 90cm，而实验桌上却有两个凸透镜，规格如表所示，媛媛 面临的问题是：为了探究凸透镜的成像规律，选用哪个透镜较好？ 序号 直径 焦距 甲 5cm 30cm 乙 4cm 10cm (1)你认为，应该选用的透镜是_（选填“甲”或“乙”） ；如果选用另一透镜，在实验过程 中将会遇到的问题是_。 (2)为了测出凸透镜的焦距，小明同学让一束平行光正对凸透镜照射，再把光屏放在它的另 一
46、侧，移动光屏直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑（如图甲） ，由此可以测出凸透镜的 焦距为_cm。 (3)在实验时，小明用该凸透镜观察小红的眼睛，看到小红的眼睛如图乙（a）所示，则物距 满足的条件是_。 (4)小明在探究“凸透镜成像的规律”时， 将蜡烛、 凸透镜和光屏安装在光具座上如丙图所示， 要使烛焰的像能成在光屏的中央，最合理的做法是_。 (5)当烛焰、凸透镜、光屏处于如图丁所示的位置时，恰能在光屏上得到一个清晰的倒立、 _的_像（填写像的性质） ，_（填光学仪器名称）就是利用这一成像规律工 作的。 (6)如图丁所示，保持透镜位置不变，将蜡烛移到标尺 45cm 刻度线处，此时眼睛应在_ （填
47、“烛焰”或“光屏”）的一侧向透镜方向才能观察到烛焰的虚像。 (7)将蜡烛置于凸进镜一倍焦距处，结果仍能观察到烛焰放大的像，这是因为_。 【答案】 乙 物体和像之间距离太大， 法在光具座上完成实验 10.0cm 大于 1 倍焦 距， 小于 2 倍焦距 将蜡烛向下移 放大 实像 投影仪 光屏 火焰有一定 的体积，还有一部分火焰在焦点以外 【解析(1)12如果选择甲透镜， 当“研究凸透镜成像的规律”中的 u2f 时， 即物距大于 60cm， 此时 fv2f，即像距大于 30cm 小于 60cm，而实验所用的光具座上标尺的刻度范围是“0 90cm”，所成的像位置会超出光具座的范围，在光屏上不能看到清晰
48、的像，所以，不能选甲 透镜，只能选择乙透镜。 (2)3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；由图知道，从光斑到凸透镜的距离为 40cm-30cm=10cm 即为焦距 10cm。 (3)4因为图 a 的情形是倒立放大的实像，所以要看到如图 a 的情形，由凸透镜成像规律知 道，2fuf，成倒立、放大的实像。 (4)5根据图示的光屏、凸透镜、烛焰三者的位置关系知道，蜡烛的中心高于凸透镜、烛焰 的中心，要使像成在光屏的中心，就要使将蜡烛下移，使三者的中心在同一高度上。 (5)678把烛焰放在距凸透镜 50cm-35cm=15cm 处时，凸透镜的焦距是 10cm，2fuf， 成倒立、放大的实像，应用于幻灯机（或投影仪） 。 (6)9透镜位置不变，将蜡烛移到标尺 45cm 处，此时物距小于焦距，成正立放大的虚像。 只有通过透镜的光线射入人眼， 人眼才会看到烛焰的像， 要观察虚像， 眼睛也要在光屏一侧。 (7)10因为蜡烛有一定的体积， 把它放到焦点时， 它有一部分会在一倍焦距和二倍焦距之间， 所以能看到放大的像。 考点四考点四 凸透镜成像规律的推导与证明及相关计算凸透镜成像规律的推导与证明及相关计算 21 （2014 安徽中考真题第 22 题，7 分）凸透镜的成像规律可以通过画光路图去理解
