【做中学】第74期：探究凸透镜成像规律 / 开普饭

编者荐语：目前很多学生物理学习中不进行实验操作，只是在机械性“刷题”，这一现象在毕业年级显得尤为突出，这种“假实验”的恶果直接导致学生的动手能力越来越差。学习物理就必须要多动手，多思考，而不仅仅是做几道物理习题，那只会是“纸上谈兵”。近几年中考物理试题评价的导向就是在引领我们的课堂教学从“知识传递”走向“思维培养”的真正转型。“刷题”时代已经一去不复返了，必须引领学生进行“体验式学习”。“做中学”已经成为信息时代学生学习方式变革的必然选择，也是教师进行深度实践教学的最佳选择。

为此，微信公众号特推出《做中学》专栏，给大家推荐的是编者和学生这几年物理课改的一些典型案例，提供的实验素材可以作为一线教师很好的借鉴资料，也可以作为学生自主性探究式学习的参考资料。

《做中学》专栏主要有以下几个栏目：原创试题、创新实验、现象解析、参考答案、中考链接。由于编者能力和水平有限，加之时间仓促，难免存在一些纰漏，还望给予建设性的建议与帮助，谢谢您的不吝赐教。

【做中学】第74期：探究凸透镜成像规律

原创试题：小展同学在进行“探究凸透镜成像规律”实验（图1）之后，对下面的问题进行梳理反思：

图1

评估和交流：

（1）如果烛焰、透镜、光屏中心不在一条直线上，实验会怎样？

（2）当光屏上得到清晰的实像时，保持透镜位置不动，把蜡烛和光屏对调一下位置，你将观察到什么现象？如果第一次得到倒立、缩小、实像，将蜡烛、光屏对调以后，光屏上得到______、______、______。

（3）当成实像时，实像总是____的，并且与物体分居在凸透镜的_____；当成虚像时，虚像总是_____的，并且与物体位于在凸透镜的_______。

（4）二倍焦距处是成______________的转折点；一倍焦距处是成______________的转折点。

（5）当凸透镜的焦距过大或过小时，对实验操作有什么影响？应选择焦距多大的凸透镜更好？

①焦距过大时，会使像距______，像______，光屏上无法呈现_______；

②焦距过小时，不易观察_______；

③应选择焦距为_______ 左右的凸透镜。

（6）拓展实验：

①当光屏上得到清晰的实像时，保持透镜位置不动，把蜡烛和光屏对调一下位置，你将观察到什么现象？

②当光屏上得到清晰的像时，用手遮住透镜的一半，观察像有什么变化，分析一下为什么？

创新实验：探究凸透镜成像规律

（李展业)

参考答案：

（1）像不能呈在光屏的中心上。

（2）倒立；放大；实像。

（3）倒立；两侧；正立；同侧。

（4）放大和缩小实像；实像和虚像。

（5）①过大；过大；实像；②像的性质；③10cm。

（6）①蜡烛通过凸透镜成倒立缩小的实像（图2），如果保持透镜位置不变，将蜡烛和光屏位置互换位置，蜡烛通过凸透镜成倒立放大的实像（图3）。

图2

图3

②如果遮住透镜一部分，所成的实像仍然是完整的，但亮度减弱（图4）。

图4

【中考链接】（2003·烟台）11.在研究凸透镜成像规律的实验中，小明同学无论怎样移动光屏，在光屏上始终观察不到烛焰清晰的像，造成这种现象的原因可能是（　）

A.蜡烛、凸透镜、光屏三者中心不在同一水平线

B.蜡烛距凸透镜距离大于焦距

C.蜡烛距凸透镜距离小于焦距

D.蜡烛距凸透镜距离等于焦距

参考答案：ACD

（2004·烟台）6．在做“凸透镜成像”的实验中，烛焰到透镜的距离为20厘米时，在透镜另一侧光屏上观察到一缩小的像，如果烛焰离透镜15厘米，那么烛焰经过透镜在光屏上（）

A. 一定成缩小的实像

B. 一定成等大的实像

C. 可能成放大的实像

D. 可能成虚像

参考答案：C

（2005·烟台）5．小明同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，烛焰经过透镜在光屏上成一缩小、清晰的像．现保持透镜的位置不变，把烛焰和光屏的位置对调 ( )

A．光屏上能呈现一个缩小的清晰的像

B．光屏上能呈现一个放大的清晰的像

C．调节光屏远离透镜时，光屏上才能呈现清晰的像

D．调节光屏移近透镜时，光屏上才能呈现清晰的像

参考答案：B

（2007·烟台）8．把凸透镜正对着太阳光，可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。若将某—物体放在此透镜前20cm处，可得到一个（）A

A．倒立放大的实像

B．倒立缩小的实像

C．正立放大的实像

D．正立放大的虚像

参考答案：A

（2011·烟台）6．在探究凸透镜成像实验中,小红把蜡烛放在凸透镜前的某一位置时,在透镜另一侧离透镜10cm的光屏上得到一个倒立、缩小的清晰的像.当她把蜡烛移到距透镜10cm处时,所成的像是( )

A.倒立缩小的实像

B.倒立放大的实像

C.正立放大的虚像

D.倒立放大的实像

参考答案：B

（2012·烟台）7.在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏位于如图5所示的位置时，烛焰在光屏上呈现一个清晰放大的像。要使烛焰在光屏上呈现一个清晰缩小的像，调节的方法是（）

图5

A.透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏靠近透镜移动

B.透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏远离透镜移动

C.透镜不动，蜡烛靠近透镜移动，光屏远离透镜移动

D.透镜不动，蜡烛靠近透镜移动，光屏靠近透镜移动

参考答案：A

（2014·烟台）7.实验室备有甲、乙、丙三个凸透镜，三个实验小组分别用这三个凸透镜探究凸透镜成像规律，实验时，当蜡烛到透镜的距离都为12cm时，甲、乙、丙三透镜分别成缩小的实像、放大的虚像、放大的实像，则这三个透镜的焦距f_甲、f_乙、f_丙的大小关系为（） B

A．f_甲＞f_乙＞f_丙

B．f_乙＞f_丙＞f_甲

C．f_乙＞f_甲＞f_丙

D．f_丙＞f_乙＞f_甲

_{参考答案：}_B

（2018·烟台）8.在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，所用凸透镜焦距为10cm，当蜡烛从如图4所示的A位置逐渐移到B位置的过程中，像距及其像的变化情况是（）

A.像距增大，像变大

B.像距减小，像变大

C.像距减小，像变小

D.像距增大，像变小

参考答案：A

（2019·烟台）10.如图6所示的是小明同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验中的一次实验操作情景，这时烛焰在光屏上成清晰的像。若将烛焰移动到距离凸透镜15cm处，调节光屏，在光屏上可得到（）

A.倒立缩小的实像

B.倒立等大的实像

C.倒立放大的实像

D.正立放大的虚像

参考答案：C

图6

（2008·烟台）23．在探究凸透镜成像的实验中：

（1）在探究前，小明同学将凸透镜对着太阳光，把透镜逐渐向白纸移动，直到太阳光在白纸上会聚到一点(如图7)．这一操作的目的是_____________________________。

（2）小明将蜡烛、凸透镜和光屏放入光具座中进行实验．其中一次实验情景如图8所示；由此得到的实验结论______________________。

图7 图8

参考答案：

（1）粗测凸透镜的焦距

（2）物体在二倍焦距以内一倍焦距以外，成倒立、放大的实像。

（2010·烟台）24．在探究“凸透镜成像规律”的实验中：

（1）我们需要让蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一高度，这样做的目的是。

（2）其中的一次实验情景如图9所示，凸透镜的焦距是15cm，为了得到清晰的像，光屏应向透镜的方向移动(“远离”或“靠近”)。

图9

参考答案：（1）使像呈在光屏的中心（2）远离

（2013·烟台）26．在“探究凸透镜成像规律“的实验中．小红同学无论怎样移动光屏在光屏上都无法得到清晰的像．你认为出现这种靖况的原因可能是什么。

图10中记录了小明同学的四种实验情景。分析实验现象及数据，指出凸透镜的焦距，写出凸透镜成倒立放大实像的条件。

图10

参考答案：

（1）烛焰中心、透镜中心和光屏中心不在同一水平线上或物距小于一倍焦距

（2）20cm 物距在一倍到两倍焦距之间

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【做中学】第74期：探究凸透镜成像规律

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