光学与波动 · 人教版八年级物理第五章
凸透镜成像规律与光具座模拟器
中考物理满分口诀：“一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；物近像远像变大，焦点以内反变化”。遮挡半边透镜像依然完整，只是亮度减半！
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3D 物理实验视窗● 60 FPS
实验控制变量
cm
cm
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实时推导与指标
像距 v
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放大率 M
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像的性质
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对应光学仪器
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【实时推导与公式代入】
基本公式：
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--物理状态： --
【经典例题深度剖析与考场防坑】
典题精析
【题干】 一凸透镜焦距为 10cm，将蜡烛放在透镜前 15cm 处，光屏上成清晰的像。像的性质是什么？像距大约是多少？
【详细计算步骤】
- 1) 由透镜成像公式 1/f = 1/u + 1/v 得 1/10 = 1/15 + 1/v => 1/v = 1/10 - 1/15 = 1/30，解得像距 v = 30cm；2) 因为 f < u < 2f（10cm < 15cm < 20cm），像的性质为倒立、放大的实像（投影仪应用）。
典题精析
【题干】 小明用焦距 10cm 的凸透镜观察微小物体，若想看到正立放大的虚像，物体距离透镜的范围应满足什么条件？
【详细计算步骤】
- 成正立放大虚像的条件是物距小于 1 倍焦距（u < f），因此物体距透镜的距离必须在 0 ~ 10cm 之间。
【课堂随堂探究单与课后作业】
Q1. 变式 1：在光具座实验中，蜡烛点燃变短后，光屏上的像会向哪个方向移动？如何调整使像重新回到光屏中央？
参考答案: 烛焰向下移动，因为凸透镜成倒立实像（光线过光心不偏折），光屏上的像会向上移动。可将透镜或光屏向下调节，或者将蜡烛垫高。
Q2. 变式 2：某同学在光具座上无论怎样左右移动光屏，在光屏上都找不到像，可能的原因有哪些？（列出3点）
参考答案: 1) 蜡烛在焦点以内（u < f）成虚像，光屏承接不到；2) 蜡烛在焦点上（u = f）折射光平行不成像；3) 烛焰中心、凸透镜光心、光屏中心未在同一高度。
Q3. 变式 3：一束平行于主光轴的光射向凹透镜，经过凹透镜折射后光线怎样传播？凹透镜常用于矫正哪种视力缺陷？
参考答案: 平行光经凹透镜折射后发散，其反向延长线交于入射侧的虚焦点。凹透镜用于矫正近视眼（将晶状体过强会聚的光线发散，使像重新落在视网膜上）。
【教学答疑与常见物理/数学误区】
用黑纸遮住透镜下半部分，光屏上会剩下半个像吗？
绝对不会！凸透镜的任何一个微小区域都能折射蜡烛各点发出的光线并在像点会聚。遮住半边透镜，光屏上仍是完整像，只是通过的光通量减半，像的亮度变暗。
近视眼镜和远视眼镜有什么区别？如何快速用肉眼区分？
近视眼镜是凹透镜（中间薄边缘厚，看物体成缩小正立像）；远视眼镜（老花镜）是凸透镜（中间厚边缘薄，离近看成放大正立像，能会聚太阳光取火）。
照相机的镜头相当于凸透镜，拍照时人想离得近一点，镜头该往前伸还是往后缩？
物距变小（人离镜头更近），像距必然变大（像变远且变大）。因此照相机镜头必须往前伸（远离胶片/感光元件），底片上的像才会清晰。
如果物距等于 2 倍焦距（u = 2f），像距是多少？放大倍数是多少？
像距 v = 2f，像与物大小相等（倒立等大实像，M = 1）。2f 是像放大与缩小的分界点，常用于在光具座上精确测量未知透镜的焦距（f = u/2）。