1、命题点命题点实验突破实验突破科学探究素养提升科学探究素养提升1长沙近年真题及拓展长沙近年真题及拓展2实验 探究凸透镜成像的规律2.实验操作过程：实验操作过程：(1)把蜡烛放在较远处，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清把蜡烛放在较远处，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的实像，观察晰的实像，观察_，测出，测出_；(2)把蜡烛向凸透镜推近几厘米，重复上述操作把蜡烛向凸透镜推近几厘米，重复上述操作实验突破实验突破科学探究素养提升科学探究素养提升实验实验 探究凸透镜成像的规律探究凸透镜成像的规律(10年年4考考)图示法过实验图示法过实验1.实验装置图：实验装置图：实像的大小和正倒实像
2、的大小和正倒物距物距u和像距和像距v3.实验结论：实验结论：静态成像规律：静态成像规律：(1)当当u_2f 时，在光屏上可得到成倒立、时，在光屏上可得到成倒立、_的实像的实像(照相机照相机)，此时此时fv2f；(2)当当u_2f 时，在光屏上可得到成倒立、等大的时，在光屏上可得到成倒立、等大的_像像(测焦测焦距距)，此时，此时v2f；(3)当当f _u_2f 时，在光屏上可得到成倒立、时，在光屏上可得到成倒立、_的实的实像像(投影仪投影仪)，此时，此时v2f；(4)当当uf 时，不成像；时，不成像；(5)当当u_ f 时，成正立、放大的时，成正立、放大的_像像(放大镜放大镜)缩小缩小实实放大放
3、大虚虚动态成像规律：动态成像规律：(1)成实像时，物距增大，成实像时，物距增大，_；物距减小，；物距减小，_；(2)成虚像时，物距增大，成虚像时，物距增大，_；物距减小，；物距减小，_ 像距增大，像距增大，像变大像变大 像距减小，像距减小，像变小像变小像距减小，像变小像距减小，像变小像距增大，像变大像距增大，像变大4.实验要点：实验要点：(1)实验应在较暗的环境中进行；实验应在较暗的环境中进行；(2)实验前先调节烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心在同一高度实验前先调节烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心在同一高度(目的是目的是_)；(3)成虚像时，眼睛应在蜡烛成虚像时，眼睛应在蜡烛_(选填选填“同同”或
4、或“不同不同”)侧观察，此时侧观察，此时的像的像_(选填选填“能能”或或“不能不能”)被光屏承接；被光屏承接；(4)光屏上找不到像的原因光屏上找不到像的原因(物距等于或小于一倍焦距；像距太大，超出光物距等于或小于一倍焦距；像距太大，超出光具座的范围；蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心没有在同一高度具座的范围；蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心没有在同一高度)使像成在光屏中央使像成在光屏中央不同不同不能不能5.凸透镜焦距的测量：凸透镜焦距的测量：方法一：平行光方法一：平行光_凸透镜照射，光屏上出现一个最小、最亮的光凸透镜照射，光屏上出现一个最小、最亮的光斑，测出光斑到凸透镜光心的距离即为焦距，如图甲；斑，测
5、出光斑到凸透镜光心的距离即为焦距，如图甲；甲甲方法二：利用物距等于方法二：利用物距等于_倍焦距时成倒立、等大的像来确定焦距，倍焦距时成倒立、等大的像来确定焦距，如图乙如图乙乙乙垂直垂直26.变焦问题：变焦问题：(1)在蜡烛和凸透镜之间加远视镜在蜡烛和凸透镜之间加远视镜(凸透镜凸透镜)光线提前会聚，要使光屏上能成清光线提前会聚，要使光屏上能成清晰的像，光屏需晰的像，光屏需_凸透镜；凸透镜；(2)在蜡烛和凸透镜之间加近视镜在蜡烛和凸透镜之间加近视镜(凹透镜凹透镜)光线延迟会聚，要使光屏上能成清光线延迟会聚，要使光屏上能成清晰的像，光屏需晰的像，光屏需_凸透镜；凸透镜；(3)更换透镜焦距发生变化：凸
6、透镜越厚，焦距越小，折光能力越强，光线更换透镜焦距发生变化：凸透镜越厚，焦距越小，折光能力越强，光线会提前会聚；凸透镜越薄，焦距越大，折光能力越弱，光线会延迟会聚会提前会聚；凸透镜越薄，焦距越大，折光能力越弱，光线会延迟会聚靠近靠近远离远离一题多设问一题多设问例例同学们做同学们做“探究凸透镜成像规律探究凸透镜成像规律”的实验的实验.设计与进行实验设计与进行实验(1)实验前老师让同学将实验室窗帘拉上后进行实验，据此同学们讨论后实验前老师让同学将实验室窗帘拉上后进行实验，据此同学们讨论后认为实验应在光线较认为实验应在光线较_的环境中进行更便于观察的环境中进行更便于观察.(2)正确放置器材后，正确放
7、置器材后，_(选填选填“点燃点燃”或或“不点燃不点燃”)蜡烛，为了使烛焰蜡烛，为了使烛焰的像成在光屏中央，应使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在的像成在光屏中央，应使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在_.暗暗点燃点燃同一高度同一高度(3)(重点重点测量焦距测量焦距)为了测量透镜的焦距，小明同学让一束平行于主光轴为了测量透镜的焦距，小明同学让一束平行于主光轴的光线经凸透镜后，在光屏上形成一个最小最亮的光斑，如图甲所示，的光线经凸透镜后，在光屏上形成一个最小最亮的光斑，如图甲所示，则该透镜的焦距为则该透镜的焦距为_cm.甲甲10.0测量焦距变式测量焦距变式变式变式1：(2020南充改编南充改编)同学小红通
8、过探究，记录并绘制了物距同学小红通过探究，记录并绘制了物距u与像距与像距v之间的关系图像，如图所示，则小红选用的凸透镜的焦距是之间的关系图像，如图所示，则小红选用的凸透镜的焦距是_cm.5变式变式2：(2020云南改编云南改编)另一同学为了验证自己选取的凸透镜的焦距是否另一同学为了验证自己选取的凸透镜的焦距是否等于等于12.5 cm,先把蜡烛和凸透镜放在如图所示的刻度线处，先把蜡烛和凸透镜放在如图所示的刻度线处，再把光屏再把光屏(图图中未画出中未画出)移动到光具座的移动到光具座的_cm刻度线处，刻度线处，观察观察_，经验证，凸透镜的焦距准确，经验证，凸透镜的焦距准确.光屏上是否承接光屏上是否承
9、接到倒立、等大、清晰的像到倒立、等大、清晰的像75.0乙乙(4)焦距测量后，小明开始进行探究，当各器材位置如图乙所示时，光屏焦距测量后，小明开始进行探究，当各器材位置如图乙所示时，光屏上成清晰的像上成清晰的像(像未画出像未画出)：此时物距是此时物距是_cm，像距是，像距是_cm，可在光屏上得到一个倒，可在光屏上得到一个倒立、立、_(选填选填“放大放大”或或“缩小缩小”)清晰的实像，生活中清晰的实像，生活中_(选填选填“照相机照相机”、“投影仪投影仪”或或“放大镜放大镜”)就是利用这一成像原理制成的就是利用这一成像原理制成的.若将蜡烛与光屏的位置互换，光屏上若将蜡烛与光屏的位置互换，光屏上_(选
10、填选填“能能”或或“不能不能”)看到清看到清晰的像，原因是晰的像，原因是_，此时成像情况符合，此时成像情况符合_(选填选填“照相机照相机”、“投影仪投影仪”或或“放大镜放大镜”)的成像原理的成像原理.30.015.0缩小缩小照相机照相机能能折射现象中，光路可逆折射现象中，光路可逆投影仪投影仪当蜡烛在当蜡烛在45 cm处时，蜡烛通过凸透镜形成的像可能是图丙中的处时，蜡烛通过凸透镜形成的像可能是图丙中的_(选填选填“a”、“b”、“c”或或“d”)，应用这一成像规律制成的光学仪器有，应用这一成像规律制成的光学仪器有_(选填选填“照相机照相机”、“投影仪投影仪”或或“放大镜放大镜”)接下来的实验操作
11、不必要的是接下来的实验操作不必要的是_(选填选填“A”、“B”或或“C”).A.移动光屏，在光屏上寻找蜡烛的像移动光屏，在光屏上寻找蜡烛的像B.在凸透镜左侧透过凸透镜观察蜡烛的像在凸透镜左侧透过凸透镜观察蜡烛的像C.在凸透镜右侧透过凸透镜观察蜡烛的像在凸透镜右侧透过凸透镜观察蜡烛的像丙丙d放大镜放大镜B分析与论证分析与论证(5)小明根据自己的测量结果及观察到的现象，得到如下数据：小明根据自己的测量结果及观察到的现象，得到如下数据：实验序号实验序号物距物距u/cm 像距像距v/cm像的性质像的性质正倒正倒大小大小 虚实虚实14013.3倒立倒立缩小缩小实像实像23015倒立倒立缩小缩小实像实像3
12、2020倒立倒立等大等大实像实像41530倒立倒立放大放大实像实像51260倒立倒立放大放大实像实像61040不成像不成像78/正立正立放大放大虚像虚像84/正立正立放大放大虚像虚像实验序号实验序号物距物距u/cm 像距像距v/cm像的性质像的性质正倒正倒大小大小 虚实虚实14013.3倒立倒立缩小缩小实像实像23015倒立倒立缩小缩小实像实像32020倒立倒立等大等大实像实像41530倒立倒立放大放大实像实像51260倒立倒立放大放大实像实像61040不成像不成像78/正立正立放大放大虚像虚像84/正立正立放大放大虚像虚像A.分析数据可知分析数据可知,成放大的实像时成放大的实像时,像距与物距
13、之和随物距的增大而像距与物距之和随物距的增大而_.B.通过通过1、2、3次实验数据可以得出次实验数据可以得出:当凸透镜成实像时当凸透镜成实像时,物距变小物距变小,像距像距_.减小减小增大增大实验序号实验序号物距物距u/cm 像距像距v/cm像的性质像的性质正倒正倒大小大小 虚实虚实14013.3倒立倒立缩小缩小实像实像23015倒立倒立缩小缩小实像实像32020倒立倒立等大等大实像实像41530倒立倒立放大放大实像实像51260倒立倒立放大放大实像实像61040不成像不成像78/正立正立放大放大虚像虚像84/正立正立放大放大虚像虚像C.分析数据可知，分析数据可知，_倍焦距处是放大与缩小实像的分
14、界点，倍焦距处是放大与缩小实像的分界点，_倍倍焦距是实像与虚像的分界点焦距是实像与虚像的分界点.21实验序号实验序号物距物距u/cm 像距像距v/cm像的性质像的性质正倒正倒大小大小 虚实虚实14013.3倒立倒立缩小缩小实像实像23015倒立倒立缩小缩小实像实像32020倒立倒立等大等大实像实像41530倒立倒立放大放大实像实像51260倒立倒立放大放大实像实像61040不成像不成像78/正立正立放大放大虚像虚像84/正立正立放大放大虚像虚像D.观察数据，老师发现表格中第观察数据，老师发现表格中第_次实验数据是编造的，判断的理由次实验数据是编造的，判断的理由是是_.6物距等于一倍焦距时不成像
15、，没有像距物距等于一倍焦距时不成像，没有像距(6)(难点难点动态成像规律动态成像规律)(2021自贡改编自贡改编)要在光屏上承接到烛焰倒立、放要在光屏上承接到烛焰倒立、放大的清晰实像，需将图乙中的蜡烛向大的清晰实像，需将图乙中的蜡烛向_(选填选填“左左”或或“右右”)移动，光移动，光屏向屏向_(选填选填“左左”或或“右右”)移动移动.右右右右乙乙动态成像规律变式动态成像规律变式变式变式3：(2023南京改编南京改编)如图所示，若用塑料吸管对准如图所示，若用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面点沿垂直于纸面方向持续用力吹气，发现光屏上方向持续用力吹气，发现光屏上“烛焰尖部烛焰尖部”变模糊，则将光屏变模糊
16、，则将光屏_(选选填填“向左向左”或或“向右向右”)移动，移动，“烛焰尖部烛焰尖部”又会变清晰又会变清晰.向左向左(7)(2021营口改编营口改编)实验中，由于实验时间较长，蜡烛变短，烛焰的像在实验中，由于实验时间较长，蜡烛变短，烛焰的像在光屏上的位置会向光屏上的位置会向_(选填选填“上上”或或“下下”)方移动，为了能让所成清晰方移动，为了能让所成清晰的像回到光屏中央，可进行的操作是的像回到光屏中央，可进行的操作是_.上上 将凸透镜向下调节将凸透镜向下调节(或将光屏向上或将光屏向上调节或将蜡烛向上调节调节或将蜡烛向上调节)交流与评估交流与评估(8)(2022泰州改编泰州改编)同学小金在用同样的
17、器材进行实验时，发现光屏上出同学小金在用同样的器材进行实验时，发现光屏上出现的像只有中间清晰，两侧却较模糊，小金只对凸透镜进行了调整，就现的像只有中间清晰，两侧却较模糊，小金只对凸透镜进行了调整，就在光屏上得到了清晰的像，他的调整是在光屏上得到了清晰的像，他的调整是_(选填选填“左右适左右适当移动凸透镜当移动凸透镜”、“上下适当移动凸透镜上下适当移动凸透镜”或或“适当扭转凸透镜适当扭转凸透镜”).适当扭转凸透镜适当扭转凸透镜(9)(2021大庆改编大庆改编)小明在实验中，光屏上得到发光物体清晰的像时，他小明在实验中，光屏上得到发光物体清晰的像时，他用不透明纸板遮住凸透镜上半部分，则在光屏上观察
18、到的像是用不透明纸板遮住凸透镜上半部分，则在光屏上观察到的像是_(填字母填字母).A.烛焰的上半部分，亮度变暗烛焰的上半部分，亮度变暗B.烛焰的下半部分，亮度变暗烛焰的下半部分，亮度变暗C.完整的烛焰，亮度变暗完整的烛焰，亮度变暗D.完整的烛焰，亮度不变完整的烛焰，亮度不变C(10)(难点难点变焦问题变焦问题)(2020本溪改编本溪改编)小明在图乙的基础上将自己佩戴的眼小明在图乙的基础上将自己佩戴的眼镜放在烛焰和凸透镜之间，如图丁所示，发现光屏上的像由清晰变模糊镜放在烛焰和凸透镜之间，如图丁所示，发现光屏上的像由清晰变模糊了了(像未画出像未画出)，将光屏向透镜移动适当距离后再次呈现清晰的像，则
19、该眼，将光屏向透镜移动适当距离后再次呈现清晰的像，则该眼镜是镜是_(选填选填“近视近视”或或“远视远视”)眼镜眼镜.丁丁远视远视变焦问题变式变焦问题变式变式变式4：(2021自贡改编自贡改编)若将凸透镜换成镜面大小相同、焦距稍小的凸透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，则需将光屏镜，再次实验，则需将光屏_(选填选填“向左向左”或或“向右向右”)移动才能成清移动才能成清晰的像，光屏上所成的像与原来的像相比晰的像，光屏上所成的像与原来的像相比_(选填选填“变大变大”或或“变小变小”)了了.向左向左变小变小变式变式5：(2023淮安改编淮安改编)若将图乙中的凸透镜换成焦距为若将图
20、乙中的凸透镜换成焦距为25 cm的凸透镜，的凸透镜，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，在光具座上移动光屏，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，在光具座上移动光屏，_(选填选填“能能”或或“不能不能”)找到某一位置，使像清晰的呈现在光屏上，理由是找到某一位置，使像清晰的呈现在光屏上，理由是_.不能不能 像距过大，像距过大，超出了光具座提供的长度超出了光具座提供的长度乙乙变式变式6：(2020济宁改编济宁改编)小明在图乙的基础上给蜡烛和凸透镜之间合适的位小明在图乙的基础上给蜡烛和凸透镜之间合适的位置放一个近视眼镜，为了使光屏上重新呈现清晰的像，若不移动光屏，并置放一个近视眼镜，为了使光屏上重新呈现清晰的像，若不
21、移动光屏，并保持近视眼镜的位置不变，小明更换另一个凸透镜，光屏上也得到了清晰保持近视眼镜的位置不变，小明更换另一个凸透镜，光屏上也得到了清晰的像，那么此凸透镜的焦距应的像，那么此凸透镜的焦距应_(选填选填“大于大于”或或“小于小于”)10 cm.小于小于乙乙创新设问创新设问(11)(创新装置创新装置)(2023广东省卷改编广东省卷改编)如图所示，在标有均匀格子的面板上如图所示，在标有均匀格子的面板上制作字母制作字母“A”状状LED灯替代蜡烛，光屏上标有同样的均匀格子，此装置灯替代蜡烛，光屏上标有同样的均匀格子，此装置的优点的优点_、_、_.可以直接读出物距以及像距可以直接读出物距以及像距光屏上
22、成像更清晰、稳定光屏上成像更清晰、稳定从光屏上可以准确得出像与物的大小关系从光屏上可以准确得出像与物的大小关系长沙长沙近近年真题及拓展年真题及拓展1.(2021长沙长沙19题题6分分)小伟让平行于凸透镜主光轴的几束光小伟让平行于凸透镜主光轴的几束光射向凸透镜，观察到光通过透镜后会聚在光屏的点射向凸透镜，观察到光通过透镜后会聚在光屏的点F上上(如图甲如图甲)，这个点离，这个点离凸透镜光心的距离为凸透镜光心的距离为10.0 cm，小伟想用光路图记录这一现象，请帮他在甲，小伟想用光路图记录这一现象，请帮他在甲图中把光路图补充完整；小伟在图乙所示的实验装置中探究凸透镜的成像图中把光路图补充完整；小伟在
23、图乙所示的实验装置中探究凸透镜的成像规律，他把这个凸透镜固定在零刻度线的位置不动，蜡烛放在如图乙所示规律，他把这个凸透镜固定在零刻度线的位置不动，蜡烛放在如图乙所示的位置，移动光屏可得到一个清晰倒立、的位置，移动光屏可得到一个清晰倒立、_的实像的实像(像未画出像未画出)，他把蜡，他把蜡烛沿主光轴向左移动一段距离烛沿主光轴向左移动一段距离后，应把光屏向后，应把光屏向_移动，移动，光屏上才会再次出现一个清晰光屏上才会再次出现一个清晰的像的像一题多设问一题多设问乙乙甲甲缩小缩小左左拓展设问拓展设问(2022长沙长沙33题改编题改编)(1)将一支点燃的蜡烛放在如图丙所示的位置，移动光屏，直到光屏上得将
24、一支点燃的蜡烛放在如图丙所示的位置，移动光屏，直到光屏上得到清晰的像，此时的成像原理与生活中的到清晰的像，此时的成像原理与生活中的_成像原理相同；成像原理相同；(2)将点燃的蜡烛移到标尺上将点燃的蜡烛移到标尺上40 cm和和50 cm之间的某一位置后，此时应取之间的某一位置后，此时应取下光屏，从凸透镜的下光屏，从凸透镜的_(选填选填“左左”或或“右右”)侧透过凸透镜观察像侧透过凸透镜观察像照相机照相机右右丙丙2.(2023长沙长沙33题题4分分)小明在做探究凸透镜成像规律的实验小明在做探究凸透镜成像规律的实验(1)当他调节蜡烛到凸透镜的距离为当他调节蜡烛到凸透镜的距离为20 cm时，发现光屏上
25、呈现一个倒立等时，发现光屏上呈现一个倒立等大的像，则此凸透镜的焦距为大的像，则此凸透镜的焦距为_cm；(2)如图所示，在凸透镜前放置一个如图所示，在凸透镜前放置一个“近视眼镜近视眼镜”的镜片，调节光屏的位置，的镜片，调节光屏的位置，使烛焰在光屏上成一个清晰的像现取下使烛焰在光屏上成一个清晰的像现取下“近视眼镜近视眼镜”的镜片，保持蜡烛的镜片，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，为使光屏上再次得到清晰的像，应将光屏和凸透镜的位置不变，为使光屏上再次得到清晰的像，应将光屏_(选填选填“远离远离”或或“靠近靠近”)透镜透镜10靠近靠近3.(2023长沙长沙35题题6分分)下表是小海同学用焦距下表是小海同学用
26、焦距f10 cm的凸透镜探究其成的凸透镜探究其成像规律的记录表，根据表格完成下列问题：像规律的记录表，根据表格完成下列问题：实验实验次数次数物距物距u/cm像的性质像的性质虚实虚实大小大小 正倒正倒 18虚像虚像放大放大正立正立210不能成像不能成像312实像实像放大放大倒立倒立414实像实像放大放大倒立倒立516实像实像放大放大倒立倒立620实像实像等大等大倒立倒立722实像实像缩小缩小倒立倒立825实像实像缩小缩小倒立倒立实验实验次数次数物距物距u/cm像的性质像的性质虚实虚实大小大小 正倒正倒 18虚像虚像放大放大正立正立210不能成像不能成像312实像实像放大放大倒立倒立414实像实像
27、放大放大倒立倒立516实像实像放大放大倒立倒立620实像实像等大等大倒立倒立722实像实像缩小缩小倒立倒立825实像实像缩小缩小倒立倒立(1)分析实验数据可知，当物距分析实验数据可知，当物距u满足条件满足条件_(选填选填“uf”、“fu2f”)时，凸透镜会成一个倒立放大的实像，生活中时，凸透镜会成一个倒立放大的实像，生活中_(选填选填“照相机照相机”、“投影仪投影仪”或或“放大镜放大镜”)的成像原理应用了凸透镜的这个的成像原理应用了凸透镜的这个成像规律；成像规律；fu2f投影仪投影仪(2)保持凸透镜的位置不变，移动保持凸透镜的位置不变，移动蜡烛使物距由蜡烛使物距由20 cm 变为变为22 cm时，时，为了在光屏上得到清晰的像，小为了在光屏上得到清晰的像，小海应将光屏海应将光屏_(选填选填“靠近靠近”或或“远离远离”)凸透镜凸透镜靠近靠近
