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专题05 透镜及其应用
一、思维导图关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
二、新课标要求
2.3.5 了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。探究并了解凸透镜成像的规律。了
解凸透镜成像规律的应用。
1.3.3 了解人类探索太阳系及宇宙的大致历程，知道人类对宇宙的探索将不断深入，关注人类探
索宇宙的一些重大活动。
三、知识梳理与典例
一、透镜
1. 凸透镜和凹透镜
（1）凸透镜：中间 、边缘 的透镜叫凸透镜；
（2）凹透镜：中间 ，边缘 的透镜叫凹透镜；
凸透镜 凹透镜
（3）薄透镜：若透镜的厚度远小于球面的 ，这种透镜叫薄透镜。
2. 主光轴和光心
（1）主光轴：透镜上通过两个球面球心的直线叫主光轴，简称主轴。如图的点划线CC＇。
凸透镜的主光轴和光心 凹透镜的主光轴和光心
（2）光心：主光轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向 ，叫做透镜的光心O。
二、透镜对光的作用
1. 凸透镜对光有 作用，又叫会聚透镜。
凸透镜对光有会聚作用，不是指光经凸透镜后一定会聚在一点上，而是指光经凸透镜折射后，折
射光线向主光轴偏折，如图所示。关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
甲 平行光束 乙 发散光束 丙 会聚光束
2. 凹透镜对光有 作用，又叫发散透镜。
凹透镜对光有发散作用，是指光经凹透镜折射后，折射光线偏离主光轴，经凹透镜折射后的光线
也可能相交于一点，如图所示。
甲 平行光束 乙 发散光束 丙 会聚光束
三、焦点、焦距及三条特殊光线
1. 凸透镜的焦点和焦距
（1）焦点：凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫做 ，用F表示。
（2）焦距：焦点到 的距离叫做焦距，用f表示。
（3）凸透镜有 个焦点，并且关于 对称。
（4）凸透镜焦距的意义：凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短，凸透镜表面越凸，焦距
越 ，对光的会聚作用越 （选填“强”或“弱”）。
凸透镜的焦点和焦距 利用阳光测量凸透镜的焦距
（5）粗略测量凸透镜焦距的方法——平行光聚焦法
如图所示，将凸透镜正对着太阳光（可看成是平行光），再拿一张纸放在它的另一侧，来回移动，
直到纸上的光斑最 、最 ，测量这个光斑到凸透镜光心的距离，即为该凸透镜的焦距。
2. 凹透镜的焦点和焦距关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
（1）焦点：平行于主光轴的光线通过凹透镜后 ，发散光线的反向延长线相交于主光轴上，
叫凹透镜的 。它不是实际光线的会聚点，凹透镜有 个焦点，关于光心对称。
（2）焦距：焦点到凹透镜 的距离叫做焦距。凹透镜焦距的大小表示对光 能力的强弱，
焦距越小，对光的发散能力越 （选填“强”或“弱”）。
凹透镜的焦点和焦距
3. 透镜的三条特殊光线
（1）凸透镜的三条特殊光线
①通过凸透镜 的光线传播方向不发生改变，如图甲；
②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过 ，如图乙；
③经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于 ，如图丙。
甲 乙 丙
（2）凹透镜的三条特殊光线：
①通过凹透镜 的光线传播方向不发生改变，如图甲；
②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后发散，发散光线的 通过焦点，如图乙；
③射向凹透镜焦点的光线经凹透镜折射后平行于 射出，如图丙。
甲 乙 丙
【例题1】在如图所示的光路图中，分别填入合适的透镜。其中应选择凹透镜是（ ）
A．甲、乙 B．丙、丁 C．甲、丁 D．乙、丙关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
【例题2】如图，凸透镜的焦点为F，光心为O。
①在图中画出S点发出的光线a经过透镜光心后的光线。
②S点发出的一条光线经过透镜后与主光轴平行，在图中画出上述光路。
【例题3】某同学要测量凸透镜的焦距，他把凸透镜正对着太阳光，把一张白纸放在凸透镜的另一
侧，改变凸透镜与纸之间的距离，直到纸上的光斑变得最小、最亮，如图所示．此时光斑与凸透镜光
心之间的距离就是该凸透镜的焦距．
（1）使凸透镜正对太阳光的目的是什么？
（2）如果没有仔细调节白纸与凸透镜之间的距离，纸上的光斑就不是最小，此时测出光斑到凸透
镜中心的距离为L，则凸透镜的焦距（ ）
A．一定小于L B．一定大于L C． 一定等于L D．可能大于L，也可能小于L
（3）按一个扁平一些的凸透镜做该实验，测出的焦距比原来凸透镜的焦距 一些．
四、照相机
1．照相机的主要结构及作用
（1）镜头：由一组透镜组成，相当于一个 ，起到成像作用。
（1）胶片：相当于涂有感光材料的光屏。
（3）快门：控制曝光时间。
（4）光圈： 控制进光量的多少.
（5）调焦环：调节镜头到胶片间的距离，即调节 （选填“物距”或“像距”）。关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
照相机结构示意图 照相机原理示意图
2. 照相机的成像原理
来自物体的光经过镜头后会聚在胶片上，形成被照物体的 。物体到镜头的距离远 （大
于/小于）镜头的焦距，在胶卷上得到 、 的 （填像的性质：“放大/缩小”、“倒
立/正立”、“实像/虚像”）。
3. 照相机的成像特点
（1）照相机成缩小、倒立的实像。
（2）像距 物距（选填“大于”或“小于”）。。
（3）像与物体位于凸透镜的 侧（选填“同”或“异”）。
（4）物距、像距及像的大小变化规律：物远像近像变 ；物近像远像变 （均选填“小”
或“大”）。
4．照相机的调节
为使远近不同的景物在胶片上都能形成清晰的像，需要旋转镜头上的“调焦环”，调节镜头到胶
片的距离。拍摄远处景物时，镜头往后缩，离胶片 （选填“远”或“近”）一些，此时的像比较
小。拍摄近处景物时，镜头往前伸，离胶片远一些，此时的像会变 （选填“大”或“小”）一些。
照相机的调节示意图 自制模型照相机
5. 自制模型照相机
（1）制作方法（见上右图）：用两个粗细相近的纸筒，使一个纸筒刚好能套入另一个，并能前后
滑动（如图），将大纸筒的一端嵌上一个焦距为5～10cm的凸透镜，另一个纸筒的一端蒙上一层半透
明纸，把两个纸筒套在一起，就做成了一个模型照相机。
（2）成像特点：模型照相机成的是 、 的 （填像的性质：“放大/缩小”、“倒
立/正立”、“实像/虚像”）；物体离镜头越近，像越 ，离镜头越 。关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
6. 照相机的应用
（1）数码相机：用电荷耦合器件代替胶片，把光信号转换成电信号，记录物体的像。
（2）摄像机，摄像头，电子眼，扫码支付，刷脸识别等都是利用了照相机成像的特点。
五、投影仪
1.投影仪的主要构造及各部分的作用
由凸透镜（镜头）、灯泡、投影片、平面镜、屏幕等组成（如下图所示）。
（1）镜头：是一个 ，起成像作用。
（2）螺纹透镜：相当于凸透镜，作用是会聚光，增加投影片的亮度。
（3）反光镜（平面镜）：改变光的传播方向，使光集中向一个方向射出，使屏幕上像较亮。
（4）屏幕：相当于光屏，承接 。
2. 投影仪的成像原理
是利用了凸透镜成 、 、的 （填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”、
“实像/虚像”）。
3. 投影仪成像的特点
（1）投影仪成 、 的实像（填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”）。
（2）物距 像距（选填“大于”或“小于”）。
（3）像与物体位于凸透镜的 侧（选填“同”或“异”）。
4．投影仪的调节
（1）要使屏幕上的图像大些，胶片 镜头，同时投影仪 屏幕；要使屏幕上的像小些，
胶片远离镜头，同时投影仪 屏幕（以上均选填“远离”或“靠近”）。
（2）为了在屏幕上成正立的像，要把胶片 （选填“倒放”或“正放”）。
六、放大镜
1. 放大镜的成像原理
是利用了凸透镜能成放大的 （虚/实）像这一原理。放大镜实际是一个短焦距的凸透镜。关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
放大镜成像示意图
2. 放大镜的成像特点
（1）放大镜成 、 的 （填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”）。
（2）像距 物距（选填“大于”或“小于”）。
（3）像与物体位于凸透镜的 （选填“同侧”或“异侧”）。
3. 放大镜的调节
使像变大时，让放大镜与物体之间的距离适当 些。使像变小时，让放大镜与物体之间的距
离适当 些（选填“增大”或“减小”）。
4. 生活中的放大镜
（1）鱼缸：相当于放大镜，看到的“鱼”比实际的 。
（2）小水滴：由于张力作用，形成半圆形，相当于 ，看到的物体比实际的大。
（3）体温计的直管：体温计的直管做得很细，而且水银是银白色的，很难看清楚液柱的高度。把
玻璃外壁做成三棱柱的样子，从侧面看过去，相当于 ，起到放大的作用。
七、实像和虚像
1. 实像
由实际光线会聚而成的像叫实像。实像 （选填“可用”或“不可用”）光屏承接，也可以用
眼睛直接观察。例如照相机和投影仪所成的像是实像，小孔成的像也是实像。
2. 虚像
不是实际光线会聚而成，是实际光线的反向延长线相交而成。虚像只能用眼睛观察， （选填
“可用”或“不可用”）光屏承接。例如放大镜所成的像是虚像，平面镜成的像也是虚像。关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
【例题4】图为投影式电子白板，它利用投影机将画面投影到屏幕上，投影机的镜头相当于一个凸
透镜，下列说法正确的是（ ）
A．投影机的镜头与近视眼镜为同一种透镜
B．光经投影机的镜头成像利用的是光的折射
C．画面经投影机镜头成的是正立放大的虚像
D．屏幕上的丰富色彩由红、白、蓝三种色光混合而成
【例题5】如图所示，投影仪是教学中常用的设备，下面关于投影仪的叙述中不正确的是（ ）
A．平面镜的作用是改变光的传播方向
B．屏幕表面粗糙，有利于光发生漫反射
C．物体在屏幕上所成的像是一个放大的虚像
D．若使屏幕上的像变大，应使凸透镜靠近投影片
【例题6】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，盒盖上嵌入
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f与盒高h选择合理的是（ ）
A．f=5cm h=10cm B．f=10cm h=12cm C．f=5cm h=12cm D．f=10cm h=6cm关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
八、凸透镜成像的规律
1. 相关概念
（1）物距u：物体到透镜 的距离，如图所示。
（2）像距v： 到透镜光心的距离，如图所示。
（3）焦距f：焦点到凸透镜光心的距离。
2. 凸透镜成像的规律
物与像 光屏能
物距u 像的性质 像距v
的位置 否承接
u>2f 倒立 缩小 实像 异侧 2f>v>f 能
u＝2f 倒立 等大 实像 异侧 v＝2f 能
f2f 能
u＝f 不成像
uu 不能
记忆口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，物近（离焦点）像远像变大；虚像（与物）同侧正，
实像异侧倒，像物相互跟着跑。
3. 凸透镜成像规律的应用
（1）照相机
照相机成像原理：物距大于二倍焦距，即u＞2f 时，成 、 的 像，像距 f＜v＜
2f。成像光路图：
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（2）投影仪
投影仪成像原理：物距大于二倍焦距小于一倍焦距，即f＜u＜2f 时，成 、 的 像，像
距 v >2f。成像光路图：
（3）放大镜
放大镜成像原理：物距小于焦距，即u 2f 实像 缩小 倒立 异侧 2f >v >f
u = 2f 实像 等大 倒立 异侧 v = 2f
2f >u >f 实像 放大 倒立 异侧 v>2f
u =f 不成像
u
