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5.3 凸透镜成像的规律
人教版八年上册物理巩固基础复习讲义
课前导语
1、透镜成像规律需识记的知识点多，且容易混淆；
2、透镜成像问题，学得较简单，考得较复杂，“考”往往大于“学”；
3、生活中透镜应用十分广泛，命题范围十分宽泛，灵活多变；
4、复习时，强化知识的理解与记忆，以不变应万变。
第一部分：熟悉教材
提出问题 凸透镜所成的像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系？
先把物体放在距离凸透镜较远的地方，然后逐渐向
凸透镜方向靠近，同时把光屏放在凸透镜的另一
实验设计 侧，观察光屏上像的变化情况。由于凸透镜的偏折
情况和焦距有关，所以应着重观察物距等于、大于
或小于一倍焦距、二倍焦距时，物体的成像情况。
实验器材 光具座、蜡烛、凸透镜、光屏等
(1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上，调整它们的高度，使烛焰的中心、凸透镜
的光心和光屏的中心大致在同一高度；
(2)把蜡烛放在凸透镜二倍焦距以外的地方并点燃，然后调整光屏到凸透镜的距离，直到光
屏上出现清晰烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物
距，重复做这一步；
(3)把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离大于二倍焦距，移动光屏，直到光屏上出现
蜡烛清晰的像，观察并记录像的大小、正倒，测出物距u
和像距v；
(4)把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距
和二倍焦距之间，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的
像，观察并记录像大小、正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重做这一步；
(5)把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛位于凸透镜的焦点上，移动光屏，观察是否能够成像；
(6)把蜡烛移到凸透镜的一倍焦距以内，移动光屏，观察在光屏上能否看到蜡烛的像。如果
进行实验与收集证据
不能，可以从光屏这一侧透过凸透镜观察，记录所看到的像的正倒、大小以及此时的物距
u。稍稍改变物距，重做这一步；
(7)将实验数据和观察结果填入表中(该实验所用凸透镜焦距f=12cm)
物距u与焦距f的 物距u/cm 像距v/cm 成像的性质 像的变化情况
关系
60 15 物距变小时，像距变
倒立、缩小的实
u>2f 48 16 大，像(相对于之前)
像
变大
u=2f 24 24 倒立、等大的实 ——
像
18 36 倒立、放大的实 物距变小时，像距变
f<u<2f
15 60 像 大，像变大u=f 12 —— 不成像 ——
8 —— 正立、放大的虚 物距变小时，像距变
u<f
6 —— 像 小，虚像变小
(1)焦点是成实像和虚像的分界点。当物距大于一倍焦距时，成实像；当物距小于一倍焦距
时，成虚像；当物距大于一倍焦距时，不成像；
(2)二倍焦距是成放大实像还是缩小实像的分界点。当物距大于二倍焦距时，成缩小的实
像；当物距大于二倍焦距时，成等大的实像；当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成放
分析论证 大的实像；
(3)凸透镜成实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成虚像时，都是正立
的，且像、物同侧；
(4)凸透镜成实像时，随着物距的减小，像和像距都变大；成虚像时，随着物距的减小，像
和物都不小。
物距 u 与 像的性质 像距v与
相对凸透镜
焦距 f 的 焦距f的 应用
正倒 大小 虚实 的位置
关系 关系
照相
u>2f 倒立 缩小 实像 f<v<2f 与物异侧
机
测焦
得出结论 u=2f 倒立 等大 实像 v=2f 与物异侧
距
投影
f<u<2f 倒立 放大 实像 v>2f 与物异侧
仪
u=f 不成像
放大
u<f 正立 放大 虚像 —— 与物同侧
镜
注：
1、二倍焦距处为放大实像与缩小实像的转折点；②焦点处是成实像与成虚像的转折点，但焦点
处是不成像点；③物离焦点越近，像越大，像距也越大。④一切实像都是倒立的，一切虚像都是
正立的。⑤利用凸透镜成像特点解题时主要用“不等式法”。⑥任何一条“非特殊光线”的折射
光线都要过像点。
2、测焦距的方法：让凸透镜正对着太阳光，拿一张白纸在它的另一侧来回移动，发现纸上有一
个亮点，用尺子量出点与凸透镜的距离，就是凸透镜的焦距。
3、实验时先固定凸透镜，然后调整蜡烛的位置，最后移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰像
为止，并观察像的性质。同时在光具座刻度上读出此时的物距和像距，并和凸透镜的一倍焦距和
二倍焦距作比较得出结论。
4、点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏中
央。
5、无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能的原因有：①蜡烛在焦点以内；②烛焰在焦点
上；③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远处，光具座的光屏无法移到该位置。
6、口诀“三者同线、透镜中间；点燃蜡烛、三心同高；实像用屏、虚像用眼”。
第二部分：解题策略
1.实验操作：实验时点燃蜡烛，使烛焰中心、凸透镜光心、光屏的中心（即焰心、光心、光屏中
心）大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏中央。 实验时发现蜡烛的像呈在光屏的上
半部分，要想使像呈在光屏的中心，该如何操作：①向上移动光屏；②向上移动蜡烛；③向下移
动凸透镜。
2.如果用手将凸透镜遮住一半，则光屏上依然是一个完整的像，但亮度较暗。
3.若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：①蜡烛在焦点以内
（u<f）②烛焰在焦点上(u=f) ③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度 ④蜡烛到凸透镜的距
离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。
4.燃烧的蜡烛不断变短，光屏上的像向上移动，为使像呈在光屏中央，应该将光屏向上移动或蜡
烛向上移动或凸透镜向下移动。
5.实验结论：（凸透镜成像规律）F分虚实,2f大小,实倒虚正,具体见下表
像的性质
物距 倒、 像距 应用
放、缩 虚、实
正
u>2f 倒立 缩小 实像 f<v<2f 照相机
f<u<2f 倒立 放大 实像 v>2f 幻灯机
u<f 正立 放大 虚象 不考虑 放大镜
6.对规律的进一步认识：一倍焦距分虚实
二倍焦距分大小，物近像远像变大。像跟着物体跑（谁远谁大）。
第三部分：自主练习
1、如图所示，OO′为凸透镜的主光轴，有一个点光源放在凸透镜的正前方。当点光源放在A点
时，成像在B点，当点光源放在B点时，成像在C点，如图所示，则凸透镜的位置在( )。
A．C点右侧 B．BC之间 C．AB之间 D．A点左侧
2、在“探究凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，这
时烛焰在光屏上能成等大清晰的像。关于本实验下列说法正确的是（ ）A．凸透镜的焦距是20cm
B．把蜡烛移至刻度尺10cm处，凸透镜不动，移动光屏，能在光屏上得到清晰的像
C．把蜡烛移至刻度尺32cm处，凸透镜不动，移动光屏，能在光屏上得到清晰的像。这与照相机
的成像原理相同
D．把蜡烛移至刻度尺45cm处，凸透镜不动，移动光屏，会再次在光屏上得到清晰的像
3、小华同学在探究“凸透镜成像规律”的实验中。
(1)将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧，并将烛焰、凸透镜和光屏的中心调整到
______；
(2)小华为了准确的知道凸透镜的焦距，找到了平行光源，进行了如图甲所示的实验。根据
实验现象可知，该凸透镜的焦距是______cm；
(3)将凸透镜固定在图乙中的光具座上，位于50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜
两侧。小华将蜡烛移至35cm刻度线处，移动光屏，直到光屏上出现了烛焰清晰的像，则该像是
倒立、______的实像，______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)利用了这条规律。
4、下面是小光“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)点燃蜡烛，调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在
______。
(2)蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，此时光屏上出现了烛焰清晰倒立、等大的
实像，则此凸透镜的焦距为______ 。
(3)保持蜡烛和透镜位置不变，小光将自己的近视眼镜放在凸透镜与蜡烛之间的合适位置，只将
光屏向______（填“左”或“右”）移动，可在光屏上再次得到烛焰清晰的像。(4)小光移开近视镜，只将蜡烛向______（填“左”或“右”）移动，可以在光屏上得到烛焰清
晰倒立、______的实像，生活中的______（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是根据这
个原理制成的。
5、小明利用光具座复习光学实验。
（1）在研究凸透镜成像规律的实验中，把蜡烛、凸透镜（ ）和光屏依次放在光具座
上、点燃蜡烛，调整它们的高度和位置，直至光屏上成清晰的像，如图甲所示，光屏上成倒立、
的实像， （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用了这条规律；
（2）为研究平面镜成像特点，用薄玻璃板替换凸透镜放到光具座上，撤去光屏；
①在玻璃板前观察，可以看到蜡烛清晰的像。拿另一支完全相同但不点燃的蜡烛，放在玻璃板后
面，前后移动直到看上去与前面那支蜡烛的像完全重合，如图乙所示。此时，像的大小与物体的
大小 ，像与物体到平面镜的距离 ；
②用光具座研究平面镜成像特点，只能研究物体和像同时沿光具座移动的情况，这样实验得出的
结论缺乏 ；
③请在图丙中画出烛焰上的一点A在平面镜中的像 。
6、小宋进入实验室准备探究凸透镜成像规律的实验时，恰好看到窗户通过凸透镜在光屏上所成
的清晰的像，如图甲所示，此时凸透镜和光屏分别在光具座的50cm、61cm刻度线处，如图乙所
示。
（1）图甲光屏上窗户的像是倒立、 的实像，生活中 就是应用这一成像原理工
作。如果实验室只有焦距为“10cm”和“20cm”两种规格的凸透镜，根据他观察到的现象，可知
光具座上凸透镜的焦距为 cm；
（2）把点燃的蜡烛放在光具座的20cm刻度线处，凸透镜、光屏保持如图乙所示的位置不变，调
整烛焰、凸透镜和光屏高度，使三者的中心在 。可以适当的向 （选填“左”或
“右”）移动光屏，使光屏上得到烛焰清晰的像；
（3）在（2）的基础上，把蜡烛向右移动一段距离，光屏上的像模糊了，可以在凸透镜和蜡烛之间适当位置放一个度数合适的 （选填“近视”或“远视”）镜片，使光屏上再次呈现烛
焰清晰的像。
7、在观察“凸透镜对光的作用”实验中，小明做了如图所示的实验。
（1）对比两图可以得到结论：光从空气射入凸透镜时， ；
（2）小明利用此凸透镜、蜡烛、光屏等器材继续探究凸透镜成像规律，记录部分数据如下。
实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的性质
1 60.0 12.0 倒立缩小实像
2 35.0 14.0 倒立缩小实像
3 30.0 15.0 倒立缩小实像
4 20.0 20.0 倒立等大实像
5 12.5 50.0
小明根据表中数据发现：
①凸透镜成缩小实像时，像距和物距的大小关系是 ；
②当像距等于物距时，成像的性质是 ；
③小明进一步猜想，当物距为12.5cm时．成像的性质是 ；
④观察前三组数据，小明发现同一物体都成缩小的像，那么随着像距的增加，像会变大吗?为了
探究这个问题，原表格中还需要增加的项目是 。
