平面镜和凸透镜成像原理

初中物理总复习

专题一：平面镜和凸透镜成像原理 主讲人:王锋 课时：2

（11·威海）20．（1）在“探究光反射的规律”时，小李进行如图所示的实验，让一束光

EO贴着纸板射到平面镜上，在纸板上会看到反射光线OF。将纸板沿ON向拥不后折，此

时在NOF面上看不到反射光线，如图乙所示，此实验现象说

明 。在图甲中，如果让光线逆着OF的方向射

向镜面，会看到反射光线沿着OE方向射出，这表明 。

（2）图甲是小明同学探究平面镜的实验装置，在竖立的玻璃板前A处放一支点燃的蜡

烛，可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像，小明拿一支大小和点燃蜡烛相同的蜡烛在玻璃板后

面移动，当移动到A’处时，可以看到它跟像完全重合，由此可以得出的结论是 ；经过三次实验后，在白纸上记录的像与物对应点的位置如图乙所示，下一步你将如何处理“白

纸”上的信息得出结论： 。

答案：（1）反射光线、入射光线和法线在同一平面内 光的反射现象中光路是可

逆的

（2）像和物的大小相等 用刻度尺量出A和A’、B和B’、C和C’到镜面的距离；

看A和A’、B和B’、C和C’到镜面的距离是否相等。

（11·连云港）25．在“探究平面镜成像特点”的活动中：

（1）实验室提供了如下器材：①厚为2mm的茶色玻璃②厚为5mm的透明玻璃③直尺④

光屏⑤两只相同的蜡烛⑥火柴。探究活动中应选用的玻璃板是_____（填序号）。

（2）如图所示，点燃A蜡烛，在玻璃板的另一侧慢慢移动B蜡烛，直到与A蜡烛的

像____________为止，证明像与物的大小相同。

（3）为了探究平面镜成像的虚实，先移去后面的蜡烛B，并在原位置上放一光屏，发

现在光屏上_____________，证明平面镜所成的像是虚像。

答案：（1）① （2）重合 （3）不能接收到像（看不到像）

（11·莆田）24．如图所示，某同学在做“探究平面镜成像的特点”实验时，将一块玻璃

板竖直架在一把直尺的上面，取两段相同的蜡烛A和B，将A和B一前一后竖直立在直尺

上。实验过程中，眼睛始终在蜡烛A的一侧观察。

（1）点燃蜡烛A，调节蜡烛B的位置，当 时，B的位

置即为A的像所在的位置。

（2）实验加，直尺的作用是便于比较像与物 的关系；两段蜡烛相同是

为了比较像与物 的关系。

（3）用平面镜代替玻璃板，上述实验 （填“能”或“不能”）进行，因

为 。

答案：（1）蜡烛B与蜡烛A的像完全重合 （2）到玻璃板距离 大小

（3）不能 不能确定蜡烛A的像的位置

（11·烟台）25．图甲为小红同学“探究平面镜成像”的实验装置，其中A、B是两段完全

相同的蜡烛，C是平整的白纸，E是玻璃板．

（1）将点燃的蜡烛A放在玻璃板前，观察到玻璃板后有蜡烛的像A＇．此时在玻璃板后

移动蜡烛B使其与像A＇完全重合．但小红无论怎样移动B，始终不能与蜡烛的像A＇完全

重合，你认为造成这种情况的原因可能是什么?

（2）发现问题并改进后，小红重新做实验，并在白纸上记录下多次实验后像与物对应

的位置，如图乙所示．请你写出怎样分析处理实验室记录的信息，才能归纳得出实验结论．

答案：（1）玻璃板与纸面没有垂直

（2）利用刻度尺，连接像与物的对应点，分别测量像到镜面的距离和物到镜面的

距离，比较所得数据（或将纸面、沿镜面所在位置对折，判断像与物两点是

否重合）

（11·宜昌）31．某同学在探究“平面镜成像的特点”的实验中，选用了两只同样的蜡烛，

玻璃板等器材。

（1）实验时，取一支点燃的蜡烛A作为研究对象，另一支蜡烛B的作用是______；某

同学发现看到蜡烛A的像不清晰，于是他将蜡烛B也点燃，用来增加像的亮度。他这样做

______（填“能”或“不能”）使看到的像更清晰。

（2）请在图中画出一条眼睛能看到蜡烛S点的像S′的光路图．

答案：（1）确定像的位置和比较像的大小 不能

（2）评分说明：第（1）问每空1分；第（2）问全对2分，光线没有箭头无分； 虚实线不分无分。

u > 2f f

f

v > 2f

u

v

的实像。此时像距 v = u = 2 f

当u = f 时，不成像。

凸透镜成像规律及其探究实验 一、选择题（共10小题）

1、（2006•潍坊）在探究凸透镜成像的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时，烛焰在光屏上呈现一个清晰的缩小的像，要使烛焰在光屏上呈现一个

清晰的放大的像，调节的方法是（ ）

A、透镜不动，蜡烛向透镜移动，光屏向透镜移动

B、透镜不动，蜡烛向透镜移动，光屏远离透镜移动

C、透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏远离透镜移动

D、透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏向透镜移动

2、

（2008•

柳州）

如图所示是探究凸透镜成像规律的实验装置，

将点燃的蜡烛放在离透镜较远处，移动光屏使烛焰在屏上成一

缩小实像，然后只将蜡烛向透镜逐渐移近，那么（ ）

A、光屏上出现等大的实像 B、光屏上出现放大的实像

C、光屏上出现缩小的实像 D、透过凸透镜可能会看到放大的像

3、如图是用来研究凸透镜成像规律的实验装置示意图（屏

未画出），当蜡烛和透镜放在图示位置时，通过移动光屏，

可以在光屏上得到与物体等大的像．若透镜位置不变，将蜡

烛移到刻度为30cm处，则（ ）

A、移动光屏，可以在屏上得到倒立放大的像

B、移动光屏，可以在屏上得到倒立缩小的像

C、移动光屏，可以在屏上得到正立放大的像

D、不论光屏移到什么位置，都不能在屏上得到清晰的像

4、（2010•乌鲁木齐）物体S（未画出）经凸透镜L成像于M处的光屏上．若将光屏移至N处，仍要在屏上得到物体S的像，则在凸透镜L左侧P处放置的透镜是（ ）

A、 B、 C、 D、

5、（2009•江西）如图所示，F为凸透镜的两个焦点，A′B′为物体AB的像，则物体AB在（ ）

A、图中Ⅰ区域，比A′B′大，箭头方向向上 B、图中Ⅱ区域，比A′B′大，箭头方向向下

C、图中Ⅲ区域，比A′B′大，箭头方向向上 D、图中Ⅳ区域，比A′B′小，箭头方向向下

6、（2006•沈阳）在阳光充足的教室内．小阳手持一个焦距为10cm的凸透镜在白墙和窗户之间移动，可以在墙上看到窗户的像，这个像是（ ）

A、倒立、等大的 B、倒立、缩小的 C、正立、放大的 D、正立、缩小的

7、用一个凸透镜成像时，下面说法中正确的是（ ）

A、实像总是倒立的，虚像总是正立的 B、实像和虚像都可能是放大或缩小的

C、成实像时，物体离凸透镜越近，像越大 D、成虚像时，物体离凸透镜越近，像越大

8、（2010•河南）如图所示，a、b、c、d是距凸透镜不同距离的四个点．F为焦点．下列几种光学仪器的成像原理与物体在不同点时的成像情况相对应，下列说法正确的是（ ）

A、幻灯机是根据物体放在c点时的成像特点制成的

B、照相机是根据物体放在d点时的成像特点制成的

C、使用放大镜时的成像情况与物体放在a点时的成像情况相似

D、人眼看物体时的成像情况与物体放在F点时的成像情况相似

9、（2008•辽宁）某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘

制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图象，如图

所示，下列判断正确的是（ ）

A、该凸透镜的焦距是10cm

B、当u=15cm时，在光屏上能得到一个放大的像

C、当u=25cm时成缩小的像，照相机就是根据这一原理制成的

D、把物体从距凸透镜10cm处移动到30cm处的过程中，像逐渐变小

答案：ABCD

10、物体距凸透镜20cm时，在凸透镜的另一侧距镜30cm的光屏上得到清晰的像，则该是（ ）

A、放大的 B、缩小的 C、等大的 D、无法判断

二、填空题（共6小题）

11、（2007•内江）如如图所示，F、F′到凸透镜的距离均等于焦距，P

、

P′到凸透镜的距离均为2倍焦距．那么，烛焰在光屏上成的应是倒立____（填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像；若把蜡烛移到P与F之间，调整光屏后，在光屏上得到的像将会 ________（填“变小”、“变大”或“不变”）．

12、（2008•哈尔滨）同学们利用如图所示的装置探究“凸透镜成像规律”时，将蜡烛从远处逐渐靠近凸透镜的过程中，蜡烛经过______位置以后，所成实像由缩小变

成放大；经过_____位置以后由实像变成虚像．

13、如图蜡烛在光屏上成一个清晰的像，这个像是____

（选填“倒立”或“正立”）、____（选填“放大”或“缩小”）的

实像．照相机、投影仪、放大镜这三种光学仪器正常使用时，与上述成像情况一致的是______．如果在前面的实验中保持蜡烛和光屏的位置不变，只移动中间的凸透镜，要使光屏上再次出现一个明亮清晰的像，则应向________移动凸透镜（选填“左”“右”）．

凸透镜成像规律及其探究实验答案及解析

一、选择题（共10小题）

1、（2006•

潍坊）在探究凸透镜成像的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时，烛焰在光屏上呈现一个清晰的缩小的像，要使烛焰在光屏上呈现一个

清晰的放大的像，调节的方法是（ ）

A、透镜不动，蜡烛向透镜移动，光屏向透镜移动

B、透镜不动，蜡烛向透镜移动，光屏远离透镜移动

C、透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏远离透镜移动

D、透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏向透镜移动

分析：要解决此题，需要掌握凸透镜成像的规律．

凸透镜成像规律：物距小于焦距成正立、放大虚像．

物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像，像距大于二倍焦距．

物距等于二倍焦距成倒立等大实像，像距等于二倍焦距．

物距大于二倍焦距成倒立缩小实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距．

成虚像时：物像同侧，物距变大，像距变大，像变大．

成实像时：物像异侧，物距变大，像距变小，像变小．

解答：解：由题意知，此时烛焰在光屏上呈现一个清晰的缩小的像，则物距大于2f，像距处于f和2f之间． 要使烛焰在光屏上呈现一个清晰的放大的像，则物距应处于f和2f之间，像距大于2f．

题目中保持凸透镜不动，所以要使蜡烛靠近透镜，光屏远离透镜．

故选B．

2、（2008•柳州）如图所示是探究凸透镜成像规律的实验装置，

将点燃的蜡烛放在离透镜较远处，移动光屏使烛焰在屏上成一

缩小实像，然后只将蜡烛向透镜逐渐移近，那么（ ）

A、光屏上出现等大的实像 B、光屏上出现放大的实像

C、光屏上出现缩小的实像

D、透过凸透镜可能会看到放大的像

分析：要解决此题，需要掌握凸透镜成像的规律．

凸透镜成像规律：物距小于焦距成正立放大虚像．

物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像，像距大于二倍焦距．

物距等于二倍焦距成倒立等大实像，像距等于二倍焦距．

物距大于二倍焦距成倒立缩小实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距．

成实像时：物像异侧，物距变大，像距变小，像变小．

解答：解：由题意知，烛焰在屏上成一缩小实像，所以此时蜡烛在凸透镜的2f之外，若将蜡烛向凸透镜移动过程中，像距减小，所成的实像会变大．

若物距等于2f，则成等大的实像；若物距大于f、小于2f，则成放大的实像；若物距小于f，则在光屏上不成像，成放大的虚像．

所以各种可能都会有．

故选D．

3、如图是用来研究凸透镜成像规律的实验装置示意图（屏

未画出），当蜡烛和透镜放在图示位置时，通过移动光屏，

可以在光屏上得到与物体等大的像．若透镜位置不变，将蜡

烛移到刻度为30cm处，则（ ）A、移动光屏，可以在屏上得到倒立放大的像B、移动光屏，可以在屏上得到倒立缩小的像C、移动光屏，可以在屏上得到正立放大的像D、不论光屏移到什么位置，都不能在屏上得到清晰的像

分析：要解决此题首先要掌握凸透镜成像的规律：

当u＞2f时，成倒立、缩小的实像．

当u=2f时，成倒立、等大的实像．

当f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，对应应用如幻灯机．

当u=f时，无像．经凸透镜折射后的光线是平行的，没有会聚点．

当u＜f时，成正立、放大的虚像．

解答：解：由题意可知，当物距为30cm时，可以在光屏上得到与物体等大的像，所以f=15cm；

将蜡烛移到刻度为30cm处时，物距为10cm，即u＜f，所以应该成正立、放大的虚像，故在光屏上看不到；

故选D．

4

、（2010•乌鲁木齐）物体S（未画出）经凸透镜L成像于M处的光屏上．若将光屏移至N处，仍要在屏上得到物体S的像，则在凸透镜L左侧P处放置的透镜是（ ）

A、 B、 C、 D、

分析：本题首先要知道光屏移到N处，仍要在屏上得到物体S的像，是让物体的像向透镜靠近； 二是知道凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用；

最后应知道在P处放上会聚透镜，物体S的像将靠近透镜移动；在P处放上发散透镜，物体S的像将远离透镜移动．

解答：解：在P处放上凸透镜后，从物体S入射的光线到达P处凸透镜会聚，再经过凸透镜L会聚，所成像的位置会前移，所以在P处应放凸透镜．

故选A．

5、（2009•江西）如图所示，F为凸透镜的两个焦点，A′B′为物体AB的像，则物体AB在（ ）

A、图中Ⅰ区域，比A′B′大，箭头方向向上 B、图中Ⅱ区域，比A′B′大，箭头方向向下

C、图中Ⅲ区域，比A′B′大，箭头方向向上 D、图中Ⅳ区域，比A′B′小，箭头方向向下 答案：C

6、（2006•沈阳）在阳光充足的教室内．小阳手持一个焦距为10cm的凸透镜在白墙和窗户之间移动，可以在墙上看到窗户的像，这个像是（ ）

A、倒立、等大的 B、倒立、缩小的 C、正立、放大的 D、正立、缩小的

分析：窗户在墙上通过凸透镜所成的像的性质关键取决于窗户与凸透镜之间的距离即物距与凸透镜焦距之间的关系，通过题意告诉的凸透镜的焦距结合实际情况，确定物距与焦距的关系，进一步确定成像的性质．

解答：解：由题意知，凸透镜的焦距为10厘米，由于凸透镜在白墙和窗户之间移动，此时窗户与凸透镜之间的距离要大于该凸透镜的二倍焦距，根据凸透镜成像的规律可知，此时窗户通过凸透镜成的像是倒立缩小的实像．

综上分析，故选B．

此题也可用排除法来确定答案．由于窗户经过凸透镜折射后，成像在墙上，所以此时的凸透镜成的像是实像．根据凸透镜成像的规律可知，实像都是倒立的，故排除了CD两个选择项．由于凸透镜是移动的，而只有在物距等于二倍焦距这一个特殊点时，凸透镜才成等大的实像，所以窗户在墙上不可能成一成不变的等大的像．所以只有选择项B是正确的．

7、用一个凸透镜成像时，下面说法中正确的是（ ）

A、实像总是倒立的，虚像总是正立的 B、实像和虚像都可能是放大或缩小的

C、成实像时，物体离凸透镜越近，像越大 D、成虚像时，物体离凸透镜越近，像越大

分析：要解决此题，需要掌握凸透镜成像的规律，掌握凸透镜成像的特点及像距和物距之间的关系． 知道在成实像时，物距越小，成的像越大，像距也越大．

知道实像都是倒立的，可能放大或缩小；虚像都是正立放大的．

解答：解：A、凸透镜成像时，实像都是倒立的，虚像都是正立的．所以A说法正确．

B、实像可能放大或缩小；虚像是放大的，所以B说法错误．

C、成实像时，物距越小，成的像越大．所以C说法正确．

D、成虚像时，物体离凸透镜越远，成的像越大，所以D说法错误．

故选AC．

8、（2010•河南）如图所示，a、b、c、d是距凸透镜不同距离的四个点．F为焦点．下列几种光学仪器的成像原理与物体在不同点时的成像情况相对应，下列说法正确的是（ ）

A、幻灯机是根据物体放在c点时的成像特点制成的

B、照相机是根据物体放在d点时的成像特点制成的

C、使用放大镜时的成像情况与物体放在a点时的成像情况相似

D

、人眼看物体时的成像情况与物体放在F点时的成像情况相似

分析：根据图示的四点与焦距的位置关系，利用凸透镜成像的规律，确定其成像的情况；然后再根据凸透镜成像情况的具体应用，即可确定各选择项的正误．

解答：解：A、物体在c点时，此时的物体在一倍焦距与二倍焦距之间，根据凸透镜成像规律可知，物体成倒立放大的实像．幻灯机、投影仪就是利用这种情况的凸透镜成像制成的．故A正确．

B、物体在d点时，此时的物体在一倍焦距以内，根据凸透镜成像规律可知，物体成正立放大的虚像．放大镜就是利用这种情况的凸透镜成像制成的，而不是照相机．故B错误．

C、物体在a点时，此时的物体在二倍焦距以外，根据凸透镜成像规律可知，物体成倒立缩小的实像．照相机就是利用这种情况的凸透镜成像制成的，而不是放大镜．故C错误．

D、物体在F点时，此时的物体在焦点上，此时物体不成像．而人的眼睛与物距大于二倍焦距时凸透镜成像情况相似．故D错误．

故选A．

9、（2008•辽宁）某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘

制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图象，如图

所示，下列判断正确的是（ ）

A、该凸透镜的焦距是10cm

B、当u=15cm时，在光屏上能得到一个放大的像

C、当u=25cm时成缩小的像，照相机就是根据这一原理制成的

D、把物体从距凸透镜10cm处移动到30cm处的过程中，像逐渐变小

答案：ABCD

10、物体距凸透镜20cm时，在凸透镜的另一侧距镜30cm的光屏上得到清晰的像，则该是（ ）

A、放大的 B、缩小的 C、等大的 D、无法判断

分析：凸透镜成像时，得到的实像都是倒立的，所以物体离凸透镜20cm时，在透镜的另一侧得到可能是放大的实像也可能是缩小的，再根据物距等于20cm，像距等于30cm即可得出结论．

解答：解：根据凸透镜成像的三种情况的物距和像距以及的性质．

U＞2f，成倒立、缩小的实像；像距2f＞V＞f

2f＞U＞f，成倒立、放大的实像；像距V＞2f

由此可得当凸透镜成倒立、缩小的实像时，物距大于像距；当凸透镜成倒立、放大的实像时，物距小于像距．

所以该像的性质是放大的．

故选A．

二、填空题（共6小题）

11、（2007•内江）如如图所示，F、F′到凸透镜的距离均等于焦距，P、P′到凸透镜的距离均为2倍焦距．那么，烛焰在光屏上成的应是倒立____（填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像；若把蜡烛移到P与F之间，调整光屏后，在光屏上得到的像将会 ________（填“变小”、“变大”或“不变”）．

分析：解决此题要知道凸透镜的成像规律是：u＞2f，成倒立、缩小的实像； f＜u＜2f，成倒立、放大的实像．

解答：解：由图可知，此时蜡烛位于2倍焦距之外，所以会在光屏上成倒立、缩小的实像；

当把蜡烛移到P与F之间，此时 f＜u＜2f，故在光屏上成倒立、放大的实像；

故答案为：缩小，变大．

12、（2008•哈尔滨）同学们利用如图所示的装置探究“凸透镜成像规律”时，将蜡烛从远处逐渐靠近凸透镜的过程中，蜡烛经过______位置以后，所成实像由缩小变

成放大；经过_____位置以后由实像变成虚像．

分析：根据凸透镜成像规律可知，在凸透镜成像中，有两

个特殊位置，①二倍焦距处；②焦点位置；这两个特殊位

置是物体在凸透镜中成像的分界点．

解答：解：当物距大于二倍焦距时，物体成倒立缩小的实像；当物距等于二倍焦距时，物体成倒立等大的实像；物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，物体成倒立放大的实像．所以二倍焦距是物体成放大实像与缩小实像的分界点．

当物距大于一倍焦距时，物体成的是倒立的实像；当物距小于一倍焦距时，物体成的是正立放大的虚像．所以焦点位置是物体成实像与虚像的分界点．

故答案为：二倍焦距；焦点．

13、如图蜡烛在光屏上成一个清晰的像，这个像是____（选填“倒立”或“正立”）、____（选填“放大”或“缩小”）的实像．照相机、投影仪、放大镜这三种光学仪器正常使用时，与上述成像情况一致的是______．如果在前面的实验中保持蜡烛和光屏的位置不变，只移动中间的凸透镜，要使光屏上再次出现一个明亮清晰的像，则应向________移动凸透镜（选填“左”“右”）．

分析：（1）光屏上能接到像是实像，光屏上不能接到像是虚像．

（2）凸透镜成实像时，根据物距和像距的关系，能判断凸透镜的成像情况：

物距大于像距，成倒立、缩小的实像，应用于照相机；

物距等于像距，成倒立、等大的实像，一般测量凸透镜的焦距；

物距小于像距，成倒立、放大的实像，应用于投影仪．

解答：解：物体到凸透镜的距离是物距，像到凸透镜的距离是像距．

如图，物距小于像距，成倒立、放大的实像，应用于投影仪．

当蜡烛和光屏的位置不变时，只移动中间的凸透镜，要使光屏上再次出现一个明亮清晰的像，可以向右移动凸透镜，物距等于像距，成倒立、等大的实像；

物距大于像距，成倒立、缩小的实像．

故答案为：倒立；放大；投影仪；右．

14、（2009•包头）在做“探究凸透镜成像规律”实验时，实验桌上有两个凸透镜，规格如图表所示，光具座上标尺的刻度范围是0～90cm．实验中选用______凸透镜，较好（选填“甲”

或“乙”）．选好器材后，依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上的A、

O、B位置，在光屏上得到清晰的烛焰的像，如图所示：

（3）凸透镜焦距是10cm，物距大于二倍焦距的是试验次数1，像的情况是倒立、缩小的实像，实像能在光屏上呈现．

故答案为：缩小、能．