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专题05 透镜及其应用
一、思维导图二、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。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（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【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”）。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 。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。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。【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
f<u<2f 倒立 放大 实像 异侧 v>2f 能
u＝f 不成像
u<f 正立 放大 虚像 同侧 |v|>u 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：（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<f 时，凸透镜成 、 的 像，虚像与物体在
侧。成像光路图：
【例题7】已知凸透镜的焦距为15 cm。下列说法正确的是（ ）
A．当物体距凸透镜10cm时，成正立、放大的实像
B．当物体距凸透镜15cm时，成正立、放大的虚像
C．当物体距凸透镜20cm时，成倒立、放大的实像
D．当物体距凸透镜35cm时，成倒立、放大的实像
【例题8】在“探究凸透镜成像的规律”时，将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm处，在透镜另一侧
距离透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像．则下列相关说法正确的是（ ）
①光屏上成倒立、放大的实像
②照相机是利用这一成像原理工作的
③该透镜的焦距f一定满足8cm＜f＜15cm
④将近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间，要使光屏上出现清晰的像，光屏应靠近透镜
A．只有①和③ B．只有②和④ C．只有②和③ D．只有①和④
【例题9】（多选题）小探究“凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示，此时在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法正确的是（ ）
A．投影仪应用了该次实验的成像规律
B．照相机应用了该次实验的成像规律
C．要在光屏上得到更大的清晰像，需将蜡烛靠近透镜，光屏远离透镜
D．要在光屏上得到更大的清晰像，需将蜡烛靠近透镜，光屏靠近透镜
九、眼睛
1. 眼球的主要结构及各部分作用
主要由角膜、 、瞳孔、虹膜、睫状体、玻璃体、 等组成。
①晶状体和角膜的共同作用相当于一个 ；
②视网膜相当于照相机的 ；
③睫状体可以改变晶状体的形状（改变焦距）；
④瞳孔相当于照相机的光圈。
2. 眼睛的视物原理
人的眼球好像一架 ，眼睛观看物体时，物距大于 倍焦距，物体发出或反射的光进
入人眼，经晶状体和角膜折射后，在视网膜上形成一个 、 的实像。视网膜上感光细胞
受到光的刺激，视神经把这个信号传输给大脑，大脑将 图像处理后翻转过来，就看到了物体。
3. 眼睛的调节
（1）正常眼睛的调节眼睛通过睫状体改变 的厚薄，来看清楚近处和远处的物体。
①当看远处的物体时，睫状体放松，晶状体比较 （选填“薄”或“厚”），远处物体射来
的光刚好会聚在视网膜上，眼睛可以看清远处的物体。
②当看近处的物体时，睫状体收缩，晶状体变 （选填“薄”或“厚”），对光的偏折能力
变 ，近处物体射来的光会聚在视网膜上，眼睛就可以看清近处的物体。
（2）远点、近点和明视距离
①远点：眼睛的调节是有限度的，当睫状体完全松驰时，晶状体表面弯曲程度最小，此时晶状体
最扁，能够看清的最远的极限点叫做 ，正常眼睛的远点在 。
②近点：当睫状体看近处物体时，晶状体变得最凸，表面弯曲程度最大，此时能看清的最近的极
限点叫做 ，正常眼睛的近点在大约 cm处。
③明视距离：正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是 cm，这个距离叫明视
距离。预防近视眼的措施之一，就是读写时眼睛与书本的距离应保持在25 cm左右。
十、近、远视眼及其矫正
1. 近视眼及其矫正
（1）近视眼的特征：近视眼只能看清 处的物体，看不清 处的物体。
（2）近视眼的成因
近视眼的晶状体太厚，折光能力太 ；或者眼球在前后方向上太长。使得来自远处的光会聚
在视网膜 ，到达视网膜时一个模糊的光斑，得不到清晰的像，如图甲所示。
（3）近视眼的矫正
矫正近视眼，应使眼睛的成像点后移，利用凹透镜的发散作用，使入射的光线先经凹透镜变得发
散一些再射入眼睛，会聚点能够后移到 上，所以近视眼患者应该佩戴用 透镜制成的眼
镜，如图乙所示。
2. 远视眼及其矫正
（1）远视眼的特征：远视眼只能看清 处的物体，看不清 处的物体。（2）远视眼的成因
远视眼的晶状体太薄，折光能力太弱；或者眼球在前后方向上太短，来自近物的像成在视网膜的
面，在视网膜上形成一个模糊的光斑，人眼就只能看到模糊不清的物体，如图甲所示。 （3）远视眼
的矫正
远视眼成像在视网膜之后，要矫正远视眼，应使会聚点前移，可以佩戴用 透镜制成的眼镜。
使入射光先经凸透镜变得会聚一些再射入眼睛，会聚点能够前移到视网膜上，如图乙所示。
十一、眼镜的度数
1. 透镜焦度
透镜焦距 f 的长短标志着 的大小。焦距越短，折光本领越 ，通常把透镜 叫
做透镜焦度，用Φ表示。
透镜焦度：Φ= ________，单位：m-1
2. 眼镜度数
①眼镜片的度数，就是镜片的透镜焦度乘 的值。
眼镜度数：100Φ= ________，单位：度。
②远视镜片的度数用 数表示，近视镜片的度数用 数表示。
【例题10】如图所示，当我们看远处物体时，远处物体的光线正好聚焦在视网膜上。当我们从看
远处物体改为看近处物体时（一般不小于10cm），为了使近处物体成像在视网膜上，晶状体凸度和焦
距的变化情况分别是（ ）
A．晶状体凸度变大，焦距变短 B．晶状体凸度变大，焦距变长
C．晶状体凸度变小，焦距变短 D．晶状体凸度变小，焦距变长
【例题11】如图是近视眼及其矫正的光路图，下列说法不正确的是（ ）
A．近视眼的成像原理和小孔成像的原理相同
B．近视眼看远处的物体，像成于视网膜前
C．近视眼用凹透镜矫正D．为预防近视，读写时眼睛与书本的距离应保持在25cm左右
十二、显微镜
1.显微镜的构造：主要由物镜、目镜、载物台、反光镜等组成。
（1）物镜：靠近被观察物体的凸透镜，焦距 ，相当于投影仪的镜头。
（2）目镜：靠近被观察物体的凸透镜，焦距 ，相当于一个普通的放大镜。
（3）载物台：承载被观察物体。
（4）反光镜：增加光的强度，照亮被观察的物体。
2. 显微镜成像的基本原理
显微镜示意图 显微镜成像光路图
（1）物镜：物镜的作用相当于 的镜头，被观察物体AB首先通过物镜成 、 的
像AB（填像的性质），这个实像落在了目镜的 倍焦距以内；
1 1
（2）目镜：目镜的作用相当于一个 ，把物镜形成的放大的实像AB 再次放大，得到 、
1 1
的 像AB（填像的性质）。
2 2
（3）物体通过整个显微镜所成的像是： 、 的 像（填像的性质）。
（4）显微镜的成像光路图（见上图）。
3. 显微镜的放大倍数
微小的物体通过显微镜后被两次放大，因此，显微镜的放大倍数=物镜的放大倍数×目镜的放大倍
数。一般在镜头上标有“n×”字样，例如n=5，即为放大 倍。
4. 显微镜的应用
显微镜通过物镜和目镜的两次放大，成倒立、放大的虚像，使我们能观察到肉眼无法看清的细微
物体。可利用显微镜观察到细胞的结构，如细胞质、细胞核、细胞膜等。十三、望远镜
1.望远镜
（1）望远镜的构造
望远镜由两组透镜组成，每组透镜相当于一个 透镜。靠近被观察物体的凸透镜，焦距比较长，
叫 镜。靠近眼睛的凸透镜，焦距比较短，叫做 镜。
望远镜示意图 望远镜成像光路图
（2）望远镜的原理
①物镜：相当于 的镜头，远处的物体AB通过物镜在焦点附近成 、 的实像A′B′，
这个像处于目镜的 以内。
②目镜：相当于 镜，把物镜所成的像A′B′再放大一次，成 、 的虚像A"B"。两次成
像，先 ，后 （选填“缩小”或“放大”）。
2．视角
（1）视角的概念
从眼睛的中心向 所引的两条直线的夹角。
（2）影响视角的因素
①视角与 有关。物体到眼睛的距离一定时，大物体的视角大，小物体的视角小。
②视角与离物体 有关。物体大小一定时，看近处的物体视角大，看远处的物体视角小。
（3）望远镜对视角的放大
望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小，但它离我们的眼睛很近，再加上目镜的放大作用，
视角就可以变得 。
望远镜物镜的直径比我们眼睛的瞳孔大得多，这样它可以会聚更多的光，使得所成的像更加明亮，
这一点在观测天空中的暗星时非常重要。现代天文望远镜都力求把物镜的口径加大，以便观测到更的星。
3. 模拟望远镜
模拟望远镜
（1）用一个凸透镜（焦距较大）观察窗外远处的物体，成 、 的实像。
（2）再用另一个凸透镜（焦距较小）观察上面得到的物体的像，成 、 的虚像，远处的
物体看上去 了。
（3）两凸透镜的位置对调后，远处的物体看上去 了。
十四、探索宇宙
1. 使用望远镜探索宇宙的历程
（1）伽利略望远镜
意大利天文学家、物理学家 是第一位把望远镜指向天空的人。1609年伽利略用自制的望远镜
观察天体，以确凿的证据支持了哥白尼的“ ”。第一个观测到了木星的 、太阳 和月球
上的 。
伽利略望远镜 哈勃太空望远镜
（2）“海王星”的发现
1846年，科学家根据牛顿发现的万有引力定律，猜想天王星外还存在一颗未知的行星。不久，人
们用望远镜在预测的位置发现了这颗行星，它被命名为“ ”。
（3）哈勃太空望远镜
为改进对星体的观察，1990年美国向太空发射了一台望远镜，叫 望远镜，可以排除大气层的
干扰，使人类观测宇宙的能力空前提高。（4）射电望远镜
除光学望远镜外，人们还发明了 望远镜，这使得人类对宇宙的了解越来越深入。现代天文望
远镜都是力求把物镜口径加大，这样它可以会聚更多的 ，以求观测到更暗的星。
中国“天眼”500米口径球面射电望远镜工程由我国天文学家于1994年提出构想，从预研到建成
历时22年，是具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。
2. 我们的宇宙
宇宙是一个有 的天体结构系统。
（1）宇宙：我们的宇宙中拥有上千亿个 ；
（2）银河系：银河系只是宇宙中上千亿个星系中的一个。银河系异常巨大，一束光穿越银河系需
要10万年的时间。
（3）太阳系：太阳不过是 中几千亿颗 星中的一员。太阳周围有水星、金星、地球、火
星、木星、土星、天王星、海王星等行星绕它运行。此外，还有若干其他天体绕太阳转动。
（4）地球：地球在离太阳比较近的第 条轨道上，是太阳系中的一颗 。
【例题12】下列关于显微镜和望远镜的说法，正确的是（ ）
A．图甲中，显微镜上的物镜和目镜都是凸透镜
B．图乙中，望远镜上的物镜和目镜都是凹透镜
C．图甲中，通过显微镜看到的是放大的实像
D．图乙中，通过望远镜看到的是放大的实像
【例题13】在下列四幅图中，每幅图都能展示出一定的物理知识。其中说法错误的是（ ）A．甲图反映太阳系由许多行星围绕太阳转动，地球是太阳系中的一颗普通恒星
B．乙图是伽利略时代的望远镜
C．丙图是显微镜的结构图。显微镜的物镜相当于幻灯机，成倒立放大的实像，目镜相当于放大镜，
成正立放大的虚像
D．丁图给出望远镜的物镜相当于照相机，成倒立缩小的实像，目镜相当于放大镜，成正立放大的
虚像
四、实验专题
一、探究凸透镜成像的规律
1. 提出问题：凸透镜所成像的虚实、大小、正倒跟哪些因素有关？
2. 猜想假设
（1）可能与物体到透镜的 有关。
支持事例：照相机、投影仪和放大镜的成像特点不同，是因为物体到透镜的距离不同。
（2）可能与凸透镜的 有关。
支持事例： 同一物体通过照相机成像，当照相机的焦距改变时（调焦），凸透镜所成像的大小会
改变。
（3）像的正倒很可能跟它与物体是否在同侧有关。
支持事例：照相机与投影仪，物体和所成的像分居在凸透镜的两侧；通过放大镜观察物体，物体
和像在透镜的同一侧。
3. 设计实验
（1）相关概念
①物距u：物体到透镜光心的距离。如图所示，物距为 cm；
②像距v：像到透镜光心的距离。如图所示，像距为 cm；
③焦距f：焦点到凸透镜光心的距离。（2）我们可以把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐 ，观察成像的情况。由于凸透镜
对光的偏折程度跟透镜的 有关系，所以研究物距u的变化时，焦距f可能是个应该注意的参照距
离。比如，我们可以注意观察物距大于、等于、小于一倍焦距、二倍焦距……时物体成像的情况。
（3）实验器材
光具座、凸透镜（焦距 f =10cm）、蜡烛（烛焰作为发光体）、光屏、火柴等。
（4）数据记录表格 （见下）。
4. 进行实验与收集证据
（1）调整凸透镜、蜡烛（烛焰的中心）、光屏的高度，使它们的中心大致在 ，目的是为
了使烛焰的像成在光屏的 。
（2）将凸透镜固定在光具座中间50cm刻度处，把蜡烛放在较远处，使物距u＞2f（u＞20cm），
移动光屏，直到光屏上出现 的烛焰的像，观察像的大小和正倒，同时测出此时的物距u和像距
v，将数据记录在表格中。
（3）把蜡烛向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离等于二倍焦距（u=20cm），移动光屏，直到光屏
上出现明亮、清晰的烛焰的像，观察像的正倒和大小，测出物距u和像距v，将数据记录在表格中。
（4）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间（10～20cm），
移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像，观察像的正倒和大小，测出物距u和像距v，记录
在表格中。
（5）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离为一倍焦距10cm（在焦点处），移动光屏，
光屏上不成像；眼睛通过透镜也看不到虚像。
（6）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距以内（小于10cm），移动光屏，
光屏上不成像，眼睛通过透镜，能看到虚像，记录像的正倒和大小。测出物距u，记录在表格中。
（7）数据记录汇总5. 分析与论证
分析上表的记录，归纳出凸透镜成像的规律。
（1）像的虚实：凸透镜在什么条件下成实像？在什么条件下成虚像？
是成虚像和实像的分界点，当物距大于透镜的1倍焦距时，物体成实像，当物距小于透镜的
1倍焦距时，物体成虚像。
（2）像的大小：凸透镜在什么条件下成缩小的像？在什么条件下成放大的像？
是成像大小的分界点，当物距大于透镜的2倍焦距时，物体成缩小的像，当物距小于
透镜的2倍焦距时，物体成放大的像。
（3）像的正倒：凸透镜在什么条件下成正立的像？在什么条件下成倒立的像？
凸透镜所成的实像都是异侧 ，虚像都是同侧 。
（4）物距、像距与像的大小关系
不论成实像还是虚像，成放大的像时必定像距 物距，成缩小的像时必定像距 物距。
（5）像和像距随物距的变化规律
①凸透镜成实像时，物距减小，像距变 ，像变 ，像与物同方向移动。物距增大，像距
变小，像变小，像与物同方向移动。
②凸透镜成虚像时，物距减小，像距 ，像 。
（6）口诀记忆
一焦分虚实，二焦分大小；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。
（7）探究结论像的性质 像的位置
物距u和焦距 像距v和焦距
f的关系 f 的关系
虚实 大小 正倒 与物同（异）侧
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 <f 虚像 放大 正立 同侧
6. 交流讨论
（1）在做实验时, 某同学无论怎样移动光屏, 都无法在光屏上观察到烛焰的像。发生这一现象可
能的原因有哪些？
可能原因有：烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上；蜡烛的位置在透镜的一倍焦距以内；
蜡烛的位置在透镜的焦点上。
（2）用卡片把透镜遮住一部分，光屏上得到烛焰的像是否完整？像的亮度有什么变化？
光屏上像的性质不变，还是完整的，但亮度会变暗些。
（3）当蜡烛长度变短时，像在光屏上的位置怎样变化？为了使像仍成在光屏的中央，应该怎样进
行调节？
像将会向上移动。调节方法：将光屏向上移动；将蜡烛向上移动；将透镜和光屏同时向下调节。
【例题14】在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，移动蜡
烛，调节光屏直到光屏上承接到清晰的像，如图所示。
（1）该凸透镜的焦距为 。
（2）将近视眼镜的镜片放在蜡烛和凸透镜之间适当位置，此时应将光屏向 （选填“左”
或“右”）移动，才能再次承接到清晰的像。
（3）取走镜片，将蜡烛向左移动一段距离后，应将光屏移至 （选填“A”、“B”或
“C”）范围内才能再次承接到清晰的像。
A．50~65cm B．65~80cm C．80cm以外（4）将蜡烛移到30cm刻度线处，适当调节光屏，光屏上再次得到清晰的像，生活中常见的
是利用此成像原理制成的。
五、综合练习
1. 如图所示，画出了光线通过透镜后的光路，其中正确的是（ ）
A B C D
2．老奶奶用放大镜看报纸，为了看到更大的清晰的像，应（ ）
A．报纸和放大镜不动，眼睛里报纸近一些
B．报纸与放大镜不动，眼睛离报纸远一些
C．报纸和眼睛不动，放大镜离报纸近一些
D．报纸和眼睛不动，放大镜离报纸远一些
3. 如图所示，是生活中随处可见的透镜。下列关于透镜的说法正确的是（ ）
A．（1） B．（2） C．（3） D．（4）
4．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．投影仪成的像是正立的
B．投影仪成的像是放大的实像
C．若使屏幕上的像变大，应使透镜靠近投影片
D．若不小心手挡住透镜的一部分，屏幕上的像仍然完整，只是会暗一些5. 透过装满水的圆柱形玻璃杯，看到课本封面的“物理”两个字如图所示。下列说法正确的是（
）
A．装水的玻璃杯相当于一个凹透镜
B．玻璃杯远离课本封面时，看到的字变小
C．图中“物理”两个字是光的反射形成的
D．图中“物理”两个字是虚像
6. 如图所示，凸透镜位于P处（图中未画出）位置不变，移动蜡烛，光屏先后在P同侧的甲、乙
两处得到烛焰清晰的像，且甲处的像比乙处大，则（ ）
A．甲处可能成的是虚像 B．乙处像可能是放大的
C．P点位置在甲的左侧 D．蜡烛的移动方向向左
7．（多选题）照相机常用来记录生活中的美好瞬间，照相机的镜头相当于一个凸透镜。下列说法
正确的是（ ）
A．照相机镜头成像利用的是光的反射
B．照相时，成的像是倒立、缩小的
C．照相机的镜头与远视眼镜的镜片是同一类透镜
D．照相时，要想使人像变大，人应该在镜头的一倍焦距与二倍焦距之间8．某物理兴趣小组的同学在探究“凸透镜成像规律”。
（1）由图甲可知该凸透镜的焦距为 cm。
（2）某次实验中烛焰和透镜位置如图乙所示，移动光屏 （选填“能”或“不能”）得到清
晰的像，生活中 （选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”）的原理与此类似。
（3）某次实验一同学将近视眼镜片放在蜡烛和凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了，将光
屏 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜，又能在光屏上看到烛焰清晰的像。
