2022年上海新初二物理暑假预习课教材知识点讲与练第14讲 透镜及其成像（含详解）

第14讲透镜及其成像

二【学习目标】

1.耐透镜和凹透镜的定义；知道凸透镜的光心、焦点和焦距；

2.理解凸透镜和凹透镜对光线的作用；掌握三条特殊光线，经凸透镜或凹透镜折射后的传播

方向。

3.理解凸透镜成像规律；知道凸透镜成像倒立、缩小（或放大）实像的条件及应用；

4.知道凸透镜成正立、放大虚像的条件；

5.掌握凸透镜成像的应用。

宜族【基础知识】

要点一、透镜

1、透镜：透明物质制成（一般是玻璃），至少有一个表面是球面的一部分，对光起折射作

用的光学元件。

2、透镜的类型：

（1）凸透镜：边缘薄，中央厚。（图甲）

（2）凹透镜：边缘厚，中央薄。（图乙）

）［（

II甲1乙

3、主光轴和光心:

概念定义图示

主光通过透镜的两个球面/、、/、丁\\

轴球心的直线叫主光轴.▲T

光心主光轴上有个特殊的

点，通过它的光传播方

C.9C.!\J&心（，/

向不变。（透镜中心可\，♦/\♦/、、、/

认为是光心）、、、•・一右透蠢**——•**凹透镜r..**

要点：

1、凡是透光性能优良的材料都能磨制成透镜，如冰、水晶、金刚石、高分子透明树脂、有

机玻璃等。

2、透镜是一种模型，常见的物体如近视镜、远视镜、放大镜，甚至一滴水都可以看做是一

个透镜。

二、透镜对光的作用

1、凸透镜：对光有会聚作用。（如图所示，凸透镜相当于两个三棱镜组合，厚的一端相对）

2、凹透镜：对光有发散作用。（如图所示，凹透镜相当于两个三棱镜组合，薄的一端相对）

凸透镜是三棱镜的组合

凹透镜是三棱镜的组合

要点：

1、”凸透镜对光线具有会聚作用，但并不是说通过凸透镜后的光束一定会聚在一点，或一定

是一束会聚

光束，因为会聚是相对于不发生折射时的光线来说的。

2、凹透镜对光线具有发散作用，但并不是说通过凹透镜后的光束一定是发散的，或延长不

相交，因为

发散是相对于不发生折射时的光线来说的。

3、光线经过透镜后总是向较厚的一端偏折。

4、凸透镜、凹透镜与凸面镜凹面镜的区别：

凸透镜、凹透镜是透明的光学仪器，光线能够穿过，光线穿过透镜后发生偏折；凸透镜

对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。凸面镜和凹面镜是一面涂有反光物质如水银

的光学仪器，主要是对光线起反射作用，凸面镜对光线有发散作用，凹面镜对光线有会聚作

用。

三、焦点和焦距

1、焦总凸:镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫透镜的焦点，用“F”

表示。

2、虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光

轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点。

3、焦距：焦点到光心的距离叫焦距，用表示。

要点：

1、,凸透镜有两个焦点，并且关于光心对称；凹透镜有两个虚焦点，关于光心对称。

2、凸透镜的焦距/的大小表示其会聚能力的强弱，/越小，凸透镜对光的会聚能力越强；

凹透镜焦距/的大小表示其对光发散能力的强弱，/越小，凹透镜对光的发散能力越强。

3、由于光路可逆，若把光源放在焦点上，光源射向透镜的光，经凸透镜折射后将变为平行

光，因此利用凸透镜可产生平行光。

四、三条特殊光线

凸透镜通过光心的光线经凸透镜后通过凸透镜焦点的光线经凸跟主光轴平行的光线经凸透

传播方向不变透镜折射后平行于主光轴镜折射后过焦点

工0

F7-

F71

凹透镜通过光心的光线经凹透镜后射向凹透镜的光线如果其延跟主光轴平行的光线经凹透

传播方向不变长线通过虚焦点，则经凹透镜折射后，折射光线的反向延

镜折射后平行于主光轴长线过隹占

-•一•q

1目

■F11

五、凸透镜成像规律

1、凸透镜成像的特点和应用见下表:

物的位置像的位置像的性质应用举例

u>2f2f>v>f缩小、倒立、实像照相机，眼睛

物像

u=2fv^2f等大、倒立、实像特点：实像大小转折点

异侧

2f>u>fv>2f放大、倒立、实像幻灯机，投影仪

u=f不成像特点：像的虚实转折点

u<f物像同侧放大、正立、虚像放大镜

2、凸透镜的成像规律可以联想它的应用来加以记忆，典型的三个应用是：照相机、幻灯机

和放大镜，它们都是利用凸透镜成像规律制成的。弄清这些仪器的原理，头脑中有使用这些

仪器时的情景，就不难记住凸透镜成像的规律了。

要点：

1、；则量凸透镜的焦距：利用平行光源或太阳光粗测凸透镜的焦距。（实验室提供的凸透镜

的焦距有5cm、10cm和30cm,我们所选的透镜最好在10cm—20cm之间，太大或太小都不

方便）

2、操作过程中，应固定好蜡烛、凸透镜，然后移动光屏，直到在光屏上得到一个清晰的像

为止，读出物距与像距的大小。

3、当物距小于焦距时•，无论怎样移动光屏，在光屏上也找不到物体的像。此时应去掉光屏,

透过凸透镜观察火焰的成像情况。

4、总结凸透镜成像规律，可简要归纳成“一焦分虚实，二焦分大小；成实像时，物近像远

像变大；成虚像时，物近像近，像变小。”

（1）“一焦分虚实”：物体在一倍焦距以内成虚像，一倍焦距以外成实像。

（2）“二焦分大小”：物距小于二倍焦距，成放大的像，（焦点除外）；物距大于二倍焦

距成缩小的。

（3）“成实像时，物近像远像变大”：成实像时，物体靠近透镜，像远离透镜，像逐渐变

大。

（4）“成虚像时，物近像近，像变小”：成虚像时，物体靠近透镜，像也靠近透镜，像逐

渐变小。

六、凸透镜成像光路图

1、成倒立缩小实像时，物距M>27,像距2/>u〉/如下图所示：

A

2、成倒立放大实像时，物距像距v>2/如下图所示:

3、成正立放大虚像时，物距“（/如下图所示:

AA—

a、

要点：

1、凸透镜成像规律口决记忆法（一）：

物远实像小而近，物近实像大而远，如果物放焦点内，正立放大虚像现；

幻灯放像像好大，物处一焦二焦间，相机缩你小不点，物处二倍焦距外。

2、凸透镜成像规律口决记忆法（二）：

凸透镜，本领大，照相、幻灯和放大；二倍焦外倒实小，二倍焦内倒实大；

若是物放焦点内，像物同侧虚像大；一条规律记在心，物近像远像变大。

七、照相机

1、照相机原理：来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶卷上，形成被照物体的像。胶卷

上涂着一层对光敏感的物质，它在曝光后发生化学变化，物体的像就被记录在胶卷上，经过

显影、定影后成为底片，再用底片洗印就可以得到相片。

2、

3、

（1）照相机成缩小、倒立的实像；

（2）像距小于物距；

（3）像与物体位于凸透镜的两侧。

要点：

1、物体离照相机镜头的距离（物距）大于底片离照相机的距离（像距）。

2、物体离照相机镜头越远，物体在胶卷上所成的像越小，像的位置（底片或胶片到镜头的

距离）越近。

八、幻灯机和投影仪

1、成像原理及示意图：镜头相当于凸透镜，成倒立、放大、实像。

¥■«

2、构造：凹面镜、光源、螺纹透镜、凸透镜、平面镜。

要点：

1、9灯机和投影仪的调节：

(1)透明胶片到镜头的距离(物距)小于镜头到屏幕的距离(像距)；

(2)透明胶片离镜头越近时，屏幕上所成的像越大，像到镜头的距离越大。所以要想让屏

幕上的像大一些，向下调凸透镜，减小凸透镜到物体的距离，增大投影仪到光屏的距离。

(3)幻灯机(投影仪)成的像上下颠倒，左右相反。如下图：

聚光镜式幻灯机的光学部分

2、幻灯机和投影仪的构造及作用：

类别构造作用

幻灯机凸透镜成倒立、放大的实像

聚光镜加强照到幻灯片上的光

凹面镜反射会聚光线，照亮透明胶片

光屏承接像

投影仪凸透镜成倒立、放大的实像

螺纹透镜会聚光线，照亮透明胶片

平面镜改变光路

凹面镜反射会聚光线，照亮透明胶片

光屏承接像

九、放大镜

I、成像原理：放大镜(凸透镜)成正立、放大的虚像。

2、成像规律：

(1)像与物体位于凸透镜的同侧；

(2)放大镜离被观察的物体越近，所成的像越小；放大镜离物体越远，所成的像越大;

(3)如果放大镜与物体的距离大到一定程度，所成的放大的虚像便消失了。

十、实像和虚像

1、实像：照相机和投影仪所成的像，是光通过凸透镜射出后会聚形成的，如果把感光胶片

放在适度的位置，能记录下所成的像。这种像叫做实像。

2、虚像：没有实际光线会聚，人眼逆着出射光的方向看去，感到光是从虚像处发出。

3、物距：物体和透镜之间的距离叫物距字母〃表示。

4、像距：像和透镜之间的距离叫像距用字母v表示。

要点：

1、,金像是实际光线会聚而成的，可以用光屏承接。

2、没有实际光线会聚，出射光线的反向延长线相交所成的像是虚像，虚像无法用光屏承接。

人眼逆着出射光的方向看去，感觉好像是光从虚像出发出的。

3、实像虚像的区别：

：【考点剖析】

A.①②®B.①②©⑤C.①③⑤D.②④⑥

关于凸透镜对光的作用，下面说法中正确的是（)

A.光通过凸透镜后一定会变成平行光

B.只对平行光有会聚作用

C.对任何光都有会聚作用

D.凸透镜对光的会聚作用，是由光的反射形成的

广口例3.一束光通过透镜的光路如图所示，其中正确的是（

A.

户口例4.关于实像，下列说法中正确的是（）

晨.屏能接收到的像是实像B.物体经凸透镜一定成实像

C.物体经平面镜可以成实像D.实像一定是正立的

广、例如图所示，将凸透镜正对太阳光，其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑，这

时光斑到凸透镜的距离为L,该凸透镜的焦距为了,若/大于L,则凸透镜从此位置远离纸的

过程中光斑会（

A.一直变大B.一直变小

C.先变小后变大D.先变大后变小

f例6-虚线方框内各放置一个透镜，两束光通过透镜前后的方向如图所示，则（）

甲乙

A.甲为凸透镜，乙为凹透镜B.甲、乙都为凸透镜

C.甲为凹透镜、乙为凸透镜D.甲、乙都为凹透镜

广口例7•如图甲所示，某透镜正对太阳光，在一侧与透镜平行放置一张白纸，在白纸上

看到的现象如图乙，为了判断出该透镜是凸透镜还是凹透镜，小明将透镜逐渐远离白纸，观

察白纸上的现象进行判断。对此操作以下看法正确的是（）

年

透镜

白纸

甲乙

A.可以判断

B.无法判断

C.无需操作，就能判断该透镜是凸透镜

D.无需操作，就能判断该透镜是凹透镜

勺例8.在“探究凸透镜成像的规律''实验中，若物体到透镜光心的距离为25厘米，在光

薪戈一个清晰缩小的像，则该凸透镜可能的焦距为（）

A.10厘米B.15厘米C.20厘米D.25厘米

户1例9.某凸透镜的焦距为10厘米，当物体沿主光轴从距透镜15厘米处向30厘米处移

动时，贝IJ（）

A.像变大，像距变大B.像先变大后变小，像距变大

C.像变小，像距变小D.像先变小后变大，像距变小

广「［例10.如图所示，蜡烛通过凸透镜在光屏上呈现一个最清晰的烛焰像，下列说法正确

氤是（)

A.焦距可能为10cmB.可能是一个等大的虚像

C.焦距为18cmD.一定是一放大的实像

广口例1卜小明用透明塑料盒设计了一个昆虫标本观察器，如图所示。盒底上放标本，盒

盖赢入一凸透镜。有焦距为5cm和10cm的两种凸透镜，为了在盒盖上方附近，通过凸透

镜观察到标本正立、放大的像，凸透镜焦距/与盒高力选择合理的是（）

A.户5cm/?=10cmB.f=\0cm/?=12cm

C.户5cm力二12cmD./=10cm/?=6cm

户口例12.在天宫课堂中，王业平制作了一个水球，此时的水球可以看做一个凸透镜，接

着痛水球中间注入一个气泡，通过水球可看到她两个像，一个是正立、缩小的像，另一个

是倒立、缩小的像，如图左所示。图右是观察像的示意图，关于上述实验下面说法正确的是

）

A.王亚平到水球的距离应小于水球凸透镜的二倍焦距

B.利用倒立的的像成像原理可以制成投影仪

C.利用正立的像成像原理可以制成放大镜

D.注入气泡后水球的中间部分相当于凹透镜，可成正立缩小的虚像

例13•小明在探究凸透镜成像规律时，做了如下实验：①用平行光正对凸透镜照射，

两电屏得到一个最小、最亮的光斑，如图甲所示；②保持该透镜位置不变，将点燃的蜡烛

放在图乙所示的位置，移动光屏得到烛焰清晰的像（图中未画出）。则（

甲乙

A.实验②中，烛焰在光屏上成缩小的像

B.实验②中，像到透镜的距离一定大于15cm

C.若增大蜡烛与透镜的距离，所成的像会变小

D.若使该透镜成虚像，蜡烛与透镜的距离应大于10cm

f例14.在“探究凸透镜成像规律”的实验中，首先要使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致

在二_，以保证凸透镜所成的实像落在光屏的o已知实验中所使用的凸透镜的焦距

可能为10厘米或15厘米，保持凸透镜位置不变（如图），当蜡烛向左移动到25厘米刻度

处时，则应将光屏向（选填“左''或"右"）移动到（选填“50〜60”、“60~70”、

“65〜80”、“大于70”、“大于80”）厘米刻度范围内，获得模糊像后，将光屏,直到像

清晰为止。

pq例15.在“验证凸透镜成像规律''的实验中，若凸透镜的焦距为10厘米，将凸透镜置

于光具座上如图所示位置，蜡烛位于光具座的A点时，为了在光屏上找到清晰的像，应将

光屏在______厘米两条刻度线之间移动（选填“50~60”、“60〜70”或“70〜100”），所成的像一

定是的。（选填“放大”或"缩小”）

16.在图示光具座上，从左到右依次放置蜡烛、凸透镜和光屏，调整透镜和光屏的

中心大致与烛焰的中心在______。先后两次将焦距为10厘米和15厘米的凸透镜放置在“40

厘米''刻度处，将蜡烛置于“20厘米”的刻度处，移动光屏，可在光屏上得到大小不同的两个

像，比较两次所成的像，当选用焦距为______厘米的透镜时，所成的像较大；保持透镜位置

不变，若要确保在“50〜70厘米”刻度之间移动光屏得到像，蜡烛应置于光具座上A、B、C、

与烛焰的中心大致在同一，以保证像成在光屏中央；将烛焰与光屏置于凸透镜

的（选填“两侧”或“同侧”），移动光屏直到光屏上所成的像最清

晰（选填“实”或“虚”），像是的（选填“正立”或“倒立”）。

||||||||||||||||||||||||||||||||IlIIII|IIIIinimiiiii|iiniiii|iiniiii|ini

2030405060708090100

2.（2019•上海）在“探究凸透镜成像规律”实验中，所选凸透镜的焦距为10厘米。调整

凸透镜和光屏的中心与烛焰中心大致在同一，以保证像成在光屏中央。移动光屏

至图所示位置时，在光屏上得到一个清晰的像，像是的（选填“放大”或“缩小”），

烛焰离凸透镜的距离10厘米（选填“大于”“等于”或“小于”）。

,11,11

3.（2018•上海）某小组同学在“探究凸透镜成像的规律”实验中，得到凸透镜成实像的初

步规律后，为了进一步研究凸透镜成实像时，像的大小与物距u、像距v之间的关系，他

们计算了像与物体的距离1，并将相关数据记录在如表中。

实验序号物距U（厘像距V（厘米）像高h像（厘像与物体的大小像与物体的距离1

米）米）比较（厘米）

148.09.60.6缩小57.6

228.011.21.239.2

318.014.42.432.4

413.020.84.8放大33.8

512.024.06.036.0

610.040.012.050.0

（1）根据实验序号1-6的数据，分析比较像距V、像高h像随物距u的变化情况，可得

出的初步结论是：同一凸透镜成像时，物距u变小，。

（2）根据实验序号1-6的数据，分析比较像与物体的距离1随物距u的变化情况，可

得出的初步结论是：

（a）同一凸透镜成缩小的实像时，：

（b）同一凸透镜成放大的实像时，；

（3）请根据表中信息判断：当像与物体的距离1为35厘米时，像高h像的范围

包士关检测】

IO挖题

卜力透镜，下列说法中正确的是

A.凸透镜和凹透镜都有焦点，凸透镜有实焦点，凹透镜有虚焦点

B.凸透镜对光线有会聚作用，因此通过凸透镜的光一定会聚在焦点

C.凸透镜只对平行光有会聚作用

D.经过凹透镜的两条光线不可能相交

2.使用显微镜时，被观察物体离物镜的距离

A.小于焦距

B.等于二倍焦距

C.大于一倍焦距小于二倍焦距

D.大于二倍焦距

3.用焦距为50cm的照相机给人照相时，人与照相机镜头之间的距离应该（）

A.等于50cm

B.在50cm到100cm之间

C.等于100cm

D.大于100cm

4.一凸透镜的焦距是8cm,将点燃的蜡烛放在离凸透镜12cm处，则所成的像是（）

A,正立、缩小的虚像

B.倒立、放大的实像

C.倒立、缩小的实像

D.倒立、缩小的虚像

5.关于凸透镜成像及成像规律的应用，有以下几种说法：

(1)当物距小于焦距时，凸透镜成正立、放大的实像；

(2)照相机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像原理制成的；

(3)幻灯机是利用当物距大于2倍焦距时凸透镜成倒立、放大的实像的原理制成的；

(4)集邮爱好者观察集邮时若一时找不到放大镜，可以用老花镜代替。

上述说法正确的是()

A.(1)(2)B.(2)(3)C.(1)(4)D.(2)(4)

6.为判别直径相同的两个透镜的种类，分别将它们正对太阳光，再把一张纸放在它的下方，在

纸上分别得到大小不同的甲、乙两个光斑,透镜与光斑的大小如图所示(d1<d<d2).则根据

这两个光斑

透镜大小甲乙

A.甲能准确判断透镜的种类而乙不能

B.乙能准确判断透镜的种类而甲不能

C.甲、乙均能准确判断透镜的种类

D.甲、乙均不能准确判断透镜的种类

7.在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，蜡烛在光

屏上恰好成清晰的像。下列说法正确的是()

光屏

委||川|川甲|叫II丽叫“平川|川平川|||碓||||川|川|||川|川||川甲川|||可1椭’'

矽16cmi02030405060708090血限

A.光屏上形成的是蜡烛倒立缩小的实像

B.凸透镜的焦距范围是15cmV/V30cm

C.若将蜡烛移动到5cm处，光屏移到80cm处，会再次得到一个清晰的像

D.用户15cm的凸透镜替换图中的透镜，只向右移动光屏，可在光屏上成清晰的像

8.在“探究凸透镜成像规律''的实验中，当点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置

时，在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法中正确的是()

1ocmlO20304050do708090100瓜

A.该凸透镜的焦距范围为7.5cm<f<15cm

B.光屏上成倒立、放大的实像

C.透镜不动，蜡烛向右移动，光屏向左移动，可再次得到清晰的像

D.蜡烛和光屏不动，移动凸透镜到适当位置，光屏上可再次得到清晰的缩小的像

9.某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体

到凸透镜的距离u之间关系的图象，如图所示，下列判断正确的是()

Av/cm

A.该凸透镜的焦距是16cm

B.当“=24cm时成放大的像，放大镜就是根据这一原理制成的

C.当“=12cm时，在光屏上能得到一个放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的

D.把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，像先变大后变小

10.当蜡烛、透镜甲和光屏放置在图示位置时，烛焰在光屏上成清晰的像。现保持蜡烛和透

镜的位置不变，将透镜甲更换为透镜乙后，需将光屏向右移动距离s,方可在光屏上再次成

清晰的像，则（）

甲

||||||||||||||||||||||||||||||||||||||llll|llll|llll|llllIIIIIIIIIllll|llll|llll|llll|llll|llll|

01020304[)506}7)8090cm

A.透镜甲的焦距为15.0cmB.透镜甲的焦距比乙的大

C.两次的成像性质可能相同D.光屏移动的距离s一定大于10cm

二、填空题

11.凸透镜能使平行于主光轴的光线会聚于一点，这一点叫做凸透镜的，这一点到

凸透镜光心的距离叫做,要利用凸透镜使小灯泡发出的光变成平行光线，应该把小

灯泡放在凸透镜的________上.

12.在森林里游客如果随地丢弃装水的透明圆饮料瓶，可能会引起森林火灾，这是因为饮料

瓶相当于透镜，若该透镜的焦距越小，它对光的作用越。

13.下列光学元件是我们同学已经学过的，A：平面镜B：凸面镜C：凹面镜D：凸透镜E：

凹透镜，其中利用光的折射规律成像的元件有（只填序号，下同），对光起发散作

用的元件有，用于投影仪设备的元件有。

14.一束平行光线经过凸透镜折射后的传播方向如图甲所示，由图甲可知，此透镜的焦距为

cm；当把烛焰放在此凸透镜左侧12cm处时，如图乙所示，则从该凸透镜右侧

通过透镜可以看到一个（选填“正立”或“倒立”）、放大的虚像。

15.如图在“探究凸透镜成像规律”的实验中，其中A为o实验前应先观察并记下凸

透镜的o实验时，固定好凸透镜的位置并调整物距，使它大于透镜的二倍焦距后，要

移动找像。当发现所成的像比较小时，为了获得较大的像，在不改变透镜位置的情况

下，可以进行的操作是：。

D1口

16.在“验证凸透镜成像规律”实验中（如图所示），先要将蜡烛、凸透镜（焦距为10厘米）

和光屏依次放置在光具座上，要调整_____和的高度，使它们三者的中心位置调节到

等高；再将蜡烛、凸透镜分别固定在A、8位置处后，在（选填“C、。”或“。、ED

范围内移动光屏，同时眼睛要注意观察上的像，直到出现最清晰的像为止。

ABCDE

17.某小组同学在“探究凸透镜成像规律''实验中，在光具座上将蜡烛、光屏分别置于透镜的

两侧，调整透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在,目的是。现

有焦距分别为25厘米、10厘米及5厘米的甲、乙、丙三个凸透镜，选择其中一个放在光具

座的8刻度线对应处，如图所示。将蜡烛放于A刻度线对应处，在C。间移动光屏时，可在

光屏上找到一个清晰的像，则实验所用的是（选填"甲''或"乙''或"丙"）透镜。保持蜡

烛与光屏的位置不变，为了得到另一种性质的像，可将凸透镜向移动（选填“左''或

“右”），此时如果凸透镜的位置移过_____厘米刻度线，无论怎样移动光屏，都无法在光屏

18.小薇在做“探究凸透镜成像规律”的实验，如图所示。她先将蜡烛和光屏分别固定在光具

座的20cm和65cm处，然后移动透镜，在光屏是得到一个清晰的倒立、缩小实像，这时蜡

烛与透镜的距离”和透镜焦距/的关系是（用符号和不等式表示）；接着小薇将光屏

移到80cm处，为了得到一个清晰的倒立、放大实像，此时透镜要向（填“左''或"右”）

移动，这时蜡烛与透镜的距离u和透镜焦距/的关系须满足O

m11

l-uH,-

3TIT

04405090

三、作图题

19.如图、2所示，其中F为透镜的焦点，试画出与已知光线对应的折射光线.

（）

F

图1图2

20.图中画出了蜡烛发出的两条光线，请画出它们通过凸透镜后的光路.

21.ab是光源S射向凸透镜后的两条入射光线，请画出经过凸透镜的两条折射光线并确定

像6的位置.

22.AB是物体，A，B，是经过凸透镜所成的像，CC，是主光轴.在下图中画出凸透镜位置并标

出透镜右焦点F.

四、实验题

23.小明利用家中一架焦距固定为60mm的照相机做了如下实验：

（1）取下镜头，让阳光正对镜头，观察到镜头对太阳光有—作用，这是因为镜头相当于

一个____透镜.

（2）7藕头来观察距离镜头40mm左右地上的小昆虫时，能看到小昆虫一像，此时的镜

头功能相当于一个___.

（3）把镜头装回相机，小明在拍一棵银杏树时，银杏树在底片上成的像是一像.

（4）要使银杏树的像小一些，则小明应将镜头一（远离/靠近）银杏树，同时调整镜头一

（远离/靠近）底片.

24.某同学做了两个照相机模型，如图所示，照相机A是在一个纸盒的中央粘上一张薄纸

作为屏幕.一个盖上开一个小孔，另一边开一个大孔用来观察；照相机B是两个大小相差

不大的纸筒套在一起做成的，其中一个纸筒底部装了一个凸透镜，另一个纸筒的一端蒙上薄

纸作为屏幕，另一端也开个观察孔，他用这两个相机来对准阳光下明亮的景物.

网相机A照相机B

（1）照相机A的成像原理是,照相机B的成像原理是；

（2）照相机A成的是,照相机B成的是（两空均填像的性质）.

25.小王研究微距相机的成像情况。他先把相机调整到焦距为力的普通模式，改变物体与

镜头的距离，相机内感光元件上的成像情况如图（a）（b）所示。由于物体距镜头太近时,

感光元件上无法成像，因此他将相机切换到微距模式，调整焦距为力，再将物体置于距镜

头非常近的位置，此时在感光元件上能成清晰的像，如图（C）所示。

（1）分析比较图（a）与（b）可知：同一镜头成实像时，物距变小，；

（2）观察图（c）可知：微距模式下相机成的像是的（选填“放大”或"缩小”），据此

可判断微距模式下物距与像距的大小关系是此时相机的焦距力普通模式的

焦距力（选填“大于”“等于”或“小于。

26.在“探究平面镜成像的特点”实验中，常用作为平面镜，将镜前点燃的

蜡烛远离平面镜，像的大小（选填“变大""不变''或"变小”）。如图所示,

在“探究凸透镜成像的规律'’的实验中，将焦距为10厘米的凸透镜放在“50厘米”刻度处，光

源放在“20厘米''刻度处，放好光屏后，使三者的中心大致在___________。寻找实像时，

将光屏在范围内移动（选填“8”或"B。，）,当光屏上看到模糊像时，将光屏

前后,直至像最清晰为止。

11ABC„

11p11HvpHV11111imp

m102030405060708090100

27.小华同学利用焦距f为15cm的凸透镜、一个高度为3cm的发光体、光屏和光具座等做

“验证凸透镜成实像的规律”实验。实验中，所测得的物距〃、像距v以及所成像的像高人分

别记录在下表中。在验证得到凸透镜成缩小实像、放大实像的初步规律后，又做了进一步研

究。

实验序号物距"(cm)像距v(cm)像高h(cm)

160.0020.001.00

245.0022.501.50

333.7527.002.40

427.5033.003.60

525.0037.504.50

622.5045.006.00

①分析比较实验序号1~6数据中物距“、像距v的变化情况及成像变化的情况，可得出的

初步结论是:

②分析比较实验序号卜6数据中像距v与物距〃的比值及像高与物高的比值，可得出的初

步结论是：凸透镜成实像时，;

③小华同学在进一步分析比较表中的数据及成像情况后，提出了一个猜想：“当物体处于凸

透镜的两倍焦距处，可能会成等大的实像

（«）在分析比较表中的数据及成像情况后，你是否同意小华的猜想，并简述理由：;

（6）为了验证该猜想，小华准备再添加些器材继续进行实验。在下列所提供的器材中，你

认为最需要添加的实验器材是;（选填序号）

A.若干个高度不同的发光体

B.若干个焦距不同的凸透镜

C.若干个大小不同的光屏

D.若干个长度不同的光具座

28.如图所示为“验证凸透镜成像规律”实验的情景，所用透镜焦距为10厘米。

（1）请填写实验器材的名称，在图中，A是B是_；

（2）调节实验装置时，应使烛焰的中心和凸透镜、光屏的中心大致在一上，这样做的目的

是为了一；

（3）当蜡烛、凸透镜和光屏放在如图所示的位置上时，可以在光屏上看到清晰的像，此时

的物距为一厘米，光屏上可以看到一（选填“放大”、“等大''或"缩小”）的实像。在不移动凸

透镜的情况下，把蜡烛移到_____厘米范围内时（选填“小于30”、“30〜40”或“40〜50"），

则无论怎样移动光屏都无法在光屏上得到清晰的像。

29.为了研究凸透镜成实像规律。某小组同学利用焦距力为10厘米、力为15厘米的凸透镜、

一个高度为6厘米的发光体、光屏和光具座等进行实验。按正确的方法安装和调节好实验装

置，进行了多次实验，每次都在光屏上得到发光体清晰的像，测量并记下相应的物距“、像

距v和像的高度〃度，记录数据如表一和表二所示。

表一力=10厘米_________________________________________________

实验序号物距“（厘米）像距V（厘米）像高力度（厘米）

1153012

220206

34013.32

45012.51.5

表二方=15厘米

实验序号物距〃（厘米）像距V（厘米）像高〃像（厘米）

5206018

630306

740243.6

85021.42.57

（1）分析、比较实验序号数据中物距〃与像距v的大小关系及成像的情况，可

得初步结论是：同一发光体经同一凸透镜成缩小的实像时.，

（2）分析、比较实验序号1与2与3与4（或5与6与7与8）数据中像高力倭、像距v随

物距“的变化关系，可得初步结论是：。

（3）分析、比较实验序号2与5（或3与7或4与8）数据中/?彷像距v随焦距f的变化

关系，可得初步结论是：o

（4）分析、比较表一或表二中像高〃力物关系，发现存在一定关系。若选择另一个

V

高度为8厘米的发光体，焦距为15厘米的凸透镜，按照实验序号7中物距与像距大小进行

实验时，像的高度应为________厘米。

第14讲透镜及其成像

导【学习目标】

1.知道凸透镜和凹透镜的定义；知道凸透镜的光心、焦点和焦距；

2.理解凸透镜和凹透镜对光线的作用；掌握三条特殊光线，经凸透镜或凹透镜折射后的传播

方向。

3.理解凸透镜成像规律；知道凸透镜成像倒立、缩小（或放大）实像的条件及应用；

4.知道凸透镜成正立、放大虚像的条件；

5.掌握凸透镜成像的应用。

这以【基础知识】

—*、

1、,卷镜：透明物质制成（一般是玻璃），至少有一个表面是球面的一部分，对光起折射作

用的光学元件。

2、透镜的类型：

（1）凸透镜：边缘薄，中央厚。（图甲）

（2）凹透镜：边缘厚，中央薄。（图乙）

II）1［（

3、主光轴和光心:

概念定义图示

主光通过透镜的两个球面

轴球心的直线叫主光轴。

光心主光轴上有个特殊的

点，通过它的光传播方光心

向不变。（透镜中心可

认为是光心）

一…缶透镜一…凹透镜'*

要点：

1、1是透光性能优良的材料都能磨制成透镜，如冰、水晶、金刚石、高分子透明树脂、有

机玻璃等。

2、透镜是一种模型，常见的物体如近视镜、远视镜、放大镜，甚至一滴水都可以看做是一

二、第葭对光的作用

1、凸透镜：对光有会聚作用。（如图所示，凸透镜相当于两个三棱镜组合，厚的一端相对）

2、凹透镜：对光有发散作用。（如图所示，凹透镜相当于两个三棱镜组合，薄的一端相对）

凸透镜是三棱镜的组合

光线经三棱镜两次折射

后向莪厚的一端偏折

凹透镜是三棱镜的组合

要点：

1、”凸透镜对光线具有会聚作用，但并不是说通过凸透镜后的光束一定会聚在一点，或一定

是一束会聚

光束，因为会聚是相对于不发生折射时的光线来说的。

5、凹透镜对光线具有发散作用，但并不是说通过凹透镜后的光束一定是发散的，或延长不

相交，因为

发散是相对于不发生折射时的光线来说的。

6、光线经过透镜后总是向较厚的一端偏折。

7、凸透镜、凹透镜与凸面镜凹面镜的区别：

凸透镜、凹透镜是透明的光学仪器，光线能够穿过，光线穿过透镜后发生偏折；凸透镜

对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。凸面镜和凹面镜是一面涂有反光物质如水银

的光学仪器，主要是对光线起反射作用，凸面镜对光线有发散作用，凹面镜对光线有会聚作

用。

三、焦点和焦距

1、焦总凸:镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫透镜的焦点，用“F”

表示。

2、虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光

轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点。

3、焦距：焦点到光心的距离叫焦距，用表示。

要点：

1、,凸透镜有两个焦点，并且关于光心对称；凹透镜有两个虚焦点，关于光心对称。

2、凸透镜的焦距/的大小表示其会聚能力的强弱，/越小，凸透镜对光的会聚能力越强；

凹透镜焦距/的大小表示其对光发散能力的强弱，/越小，凹透镜对光的发散能力越强。

3、由于光路可逆，若把光源放在焦点上，光源射向透镜的光，经凸透镜折射后将变为平行

光，因此利用凸透镜可产生平行光。

四、三条特殊光线

凸透镜通过光心的光线经凸透镜后通过凸透镜焦点的光线经凸跟主光轴平行的光线经凸透

传播方向不变透镜折射后平行于主光轴镜折射后过焦点

工0

F7-

F71

凹透镜通过光心的光线经凹透镜后射向凹透镜的光线如果其延跟主光轴平行的光线经凹透

传播方向不变长线通过虚焦点，则经凹透镜折射后，折射光线的反向延

镜折射后平行于主光轴长线过隹占

-•一•q

1目

■F11

五、凸透镜成像规律

1、凸透镜成像的特点和应用见下表:

物的位置像的位置像的性质应用举例

u>2f2f>v>f缩小、倒立、实像照相机，眼睛

物像

u=2fv^2f等大、倒立、实像特点：实像大小转折点

异侧

2f>u>fv>2f放大、倒立、实像幻灯机，投影仪

u=f不成像特点：像的虚实转折点

u<f物像同侧放大、正立、虚像放大镜

2、凸透镜的成像规律可以联想它的应用来加以记忆，典型的三个应用是：照相机、幻灯机

和放大镜，它们都是利用凸透镜成像规律制成的。弄清这些仪器的原理，头脑中有使用这些

仪器时的情景，就不难记住凸透镜成像的规律了。

要点：

1、；则量凸透镜的焦距：利用平行光源或太阳光粗测凸透镜的焦距。（实验室提供的凸透镜

的焦距有5cm、10cm和30cm,我们所选的透镜最好在10cm—20cm之间，太大或太小都不

方便）

2、操作过程中，应固定好蜡烛、凸透镜，然后移动光屏，直到在光屏上得到一个清晰的像

为止，读出物距与像距的大小。

3、当物距小于焦距时•，无论怎样移动光屏，在光屏上也找不到物体的像。此时应去掉光屏,

透过凸透镜观察火焰的成像情况。

4、总结凸透镜成像规律，可简要归纳成“一焦分虚实，二焦分大小；成实像时，物近像远

像变大；成虚像时，物近像近，像变小。”

（1）“一焦分虚实”：物体在一倍焦距以内成虚像，一倍焦距以外成实像。

（2）“二焦分大小”：物距小于二倍焦距，成放大的像，（焦点除外）；物距大于二倍焦

距成缩小的。

（3）“成实像时，物近像远像变大”：成实像时，物体靠近透镜，像远离透镜，像逐渐变

大。

（4）“成虚像时，物近像近，像变小”：成虚像时，物体靠近透镜，像也靠近透镜，像逐

渐变小。

六、凸透镜成像光路图

2、成倒立缩小实像时，物距M>27,像距2/>u〉/如下图所示：

A

2、成倒立放大实像时，物距像距v>2/如下图所示:

3、成正立放大虚像时，物距“（/如下图所示:

AA—

a、

要点：

1、凸透镜成像规律口决记忆法（一）：

物远实像小而近，物近实像大而远，如果物放焦点内，正立放大虚像现；

幻灯放像像好大，物处一焦二焦间，相机缩你小不点，物处二倍焦距外。

2、凸透镜成像规律口决记忆法（二）：

凸透镜，本领大，照相、幻灯和放大；二倍焦外倒实小，二倍焦内倒实大；

若是物放焦点内，像物同侧虚像大；一条规律记在心，物近像远像变大。

七、照相机

1、照相机原理：来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶卷上，形成被照物体的像。胶卷

上涂着一层对光敏感的物质，它在曝光后发生化学变化，物体的像就被记录在胶卷上，经过

显影、定影后成为底片，再用底片洗印就可以得到相片。

2、

3、

（1）照相机成缩小、倒立的实像；

（2）像距小于物距；

（3）像与物体位于凸透镜的两侧。

要点：

1、物体离照相机镜头的距离（物距）大于底片离照相机的距离（像距）。

2、物体离照相机镜头越远，物体在胶卷上所成的像越小，像的位置（底片或胶片到镜头的

距离）越近。

八、幻灯机和