文档内容
2020-2021 学年第一学期八年级人教版物理
第五章 凸透镜成像规律的实验与应用
【教学目标】
1、清楚凹、凸透镜对光的作用，理解焦点、焦距、光心、主光轴的定义；；熟练凹、凸透镜的
作图
2、了解生活中常见光学仪器的成像特点
3、熟悉凸透镜成像规律探究实验的细则，掌握成像规律与相关的应用
4、能根据凸透镜成像的规律求解光学问题
模块一：温故而知新
1.透镜的相关概念：
（1）主光轴：通过透镜的两个球面球心的直线；
（2）光心（O）：即薄透镜的中心；
性质：通过光心的光线传播方向不改变；
（3）焦点（F）：
①凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这个点叫焦点；
②凹透镜能使平行于主光轴的光发散，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（非实焦点），所以叫虚焦点；
（4）焦距（f）：焦点到凸透镜光心的距离；
凸透镜 凹透镜
2.凸透镜和凹透镜总结：
名称 特点 眼镜 实物形状 光学符号 性质
凸透镜 中间厚，两边薄 老花镜 对光线有会聚作用
凹透镜 中间薄，两边厚 近视镜 对光线有发散作用
3.凸透镜成像规律：物的位置 像的位置 像的性质 应用举例 光路图
u=∞
v=f 成一点 测定焦距
（平行光）
u＞2f 2f＞v＞f 像与物异侧 缩小、倒立、实像 照相机，眼睛 见图一
凸
u=2f v=2f 等大、倒立、实像 见图二
透镜
2f＞u＞f v＞2f 放大、倒立、实像 投影仪 见图三
u=f v=∞ 不成像 探照灯的透镜 见图四
同侧
u＜f v＞f 放大、正立、虚像 放大镜 见图五
物在镜前任
凹透镜 v＜u 同侧 缩小、正立、虚像
意处
透镜成像光路图：
图一 图二
图三 图四
图五
4.记忆口诀：
凸透镜成像规律记忆口诀“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
距成缩小的像。
（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。
5.透镜成像作图
（1）凸透镜的三条特殊光线：
① 通过光心的光线经凸透镜后传播方向不变如图甲；
② 通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴如图乙；
③ 跟主光轴平行的光线经凸透镜折射后过焦点如图丙。
（2) 凹透镜的三条特殊光线：
① 通过光心的光线经凹透镜后传播方向不变如图甲；
② 射向凹透镜的光线如果其延长线通过虚焦点，则经凹透镜折射后平行于主光轴如图乙；
③ 跟主光轴平行的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过焦点如图丙。
模块二：例题精讲
类型一、认识透镜
【例题】如图所示，属于凹透镜的是（ ）A．①③⑤
B．①②③
C．②④⑥
D．②④⑤⑥
【答案】C
【变式1】如图所示，属于凸透镜的是（ ）
A．①③⑤⑥
B．②④⑤⑥
C．①③⑤
D．②⑥
【答案】C
【变式2】下列关于透镜的说法中，正确的是（ ）
A．焦距越长，透镜对光的折射作用越弱
B．凸透镜只对平行光有会聚作用
C．凹透镜两个焦点之间的距离叫做焦距
D．平行光经过凸透镜折射后一定会聚于焦点
【答案】A
类型二、透镜对光线的作用
【例题】如图所示虚线方框内各放一个透镜，发光点 S发出的两束光通过透镜前的方向如
图甲、乙所示，则虚线方框内放的透镜是（ ）
A．甲、乙都为凸透镜
B．甲、乙都为凹透镜
C．甲为凹透镜，乙为凸透镜
D．甲为凸透镜，乙为凹透镜
【答案】D
【变式1】在图甲、乙所示的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（ ）
A．甲为凸透镜，乙为凹透镜
B．甲为凹透镜，乙为凸透镜
C．甲、乙都为凸透镜D．甲、乙都为凹透镜
【答案】B
【变式2】如图容器水中有一个空气泡，则其对水平射入其中的光线有何作用（ ）
A．会聚作用
B．发散作用
C．既不会聚也不发散
D．无法判断
【答案】B
类型三、透镜作图
【例题】如图，将光路补充完整。
【答案】
【变式1】完成下列光路图（保留必要的作图痕迹）。
【答案】【变式2】请在图中画出图中透镜的折射光线的方向。
【答案】
类型四、凸透镜成像规律
【例题】在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当烛焰、光屏和凸透镜的位置及它们之间
的距离如图所示时，在光屏上得到烛焰清晰的像，下列说法正确的是（ ）
①此时光屏上的像跟投影仪的成像原理相似
②用白纸遮住凸透镜的上半部分，光屏上像的大小和形状都不变
③此凸透镜的焦距范围是10cm＜f＜15cm
④将蜡烛远离凸透镜时，为了在光屏上得到清晰的像，应将光屏远离凸透镜
A．只有①② B．只有②③ C．只有③④ D．只有②④
【答案】B
【变式1】在“探究凸透镜成像规律的实验”中，小红调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置，在光屏上成清晰的像，如图所示中，小红调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置在光屏上成清晰的像如
图所示（像未画出）。下列说法正确的是（ ）
A．幻灯机、电影放映机都是利用了如图所示的成像规律
B．凸透镜位置不动，把蜡烛与光屏对调，光屏上会出现清晰缩小的像
C．凸透镜位置不动，向左移动蜡烛，光屏需要向右移动才能接收到清晰的像
D．如果在原凸透镜位置换上一焦距更小的凸透镜，若光屏不动，为在光屏上接收到清晰的
像，应将蜡烛适当向右移动
【答案】D
【变式2】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 18 所示。下列判断中正确的是（
）
A．该凸造镜的焦距是 16 cm
B．当 u＝12cm 时，在光屏上能得到一个缩小的像
C．当 u＝20cm 时，成放大的像，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，像逐渐变小
【答案】D
【变式3】当物体距离凸透镜8cm时，在透镜另一侧光屏上成一个清晰放大的像，若保持物体
与光屏的位置不变，把凸透镜向光屏方向移动2cm，则在光屏上又成一清晰的缩小的像，则
该凸透镜的焦距为（ ）
A．f＜2 cm B．2 cm＜f＜4 cm
C．4 cm＜f＜5 cm D．5 cm＜f＜8 cm
【答案】C
类型五、实验探究
【例题】物理兴趣小组在探究“凸透镜成像的规律”实验时：
（1）用图甲的装置测出凸透镜的焦距为 cm。
（2）图乙是某次实验时观察到的清晰地像的情景图，生活中的 （放大镜、投影仪
或照相机）是利用这一原理制成的。保持凸透镜不动，把蜡烛向左移动一段距离，要想
在光屏上再次得到清晰地像，应该把光屏向 （选填“左”或“右”）移动一段距
离，像 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）将李明的眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了。使光屏远离
透镜，又能在光屏上看到蜡烛清晰的像，这说明眼镜对光线有 （选填“汇聚”或“发散”）作用，李明的眼睛是 （选填“近视眼”或“远视眼”），在矫正之
前，物体的像成在视网膜的 （选填“前方”或“后方”）。
【答案】（1） 10.0；（2）照相机、左、变小 ；（3）发散、近视眼、前方。
【变式1】在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将发光体S（箭头形状的发光二极管，长
为2cm）、凸透镜T、光屏P安装在光具座上进行实验，如图所示。小云同学做了四次实
验，实验数据如表所示，根据表中的信息，回答下列问题：
实验次数 物距u/cm 像距v/cm 像的长度/cm 像的特征
1 8.0 / 不成像 圆形光斑
2 14.0 18.7 2.7 倒立的箭头
3 16.0 16.0 2.0 倒立的箭头
4 20.0 13.3 1.3 倒立的箭头
（1）在调整器材时，若发光体的像在光屏的上方，为了使像能够成在光屏的中央，可
将发光体S适当 移动，也可将凸透镜T适当 移动（均选填“向上”或“向
下”）。
（2）通过表中数据可知，凸透镜T的焦距为 cm，当物距为14.0cm时，成的像是
（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像。
（3）当成实像时，物距变小，像将变 （选填“大”或“小”）。
（4）完成第3次实验后，若用焦距更小的透镜替换原来的透镜，保持物距不变，要在
光屏上成清晰的像，可采取的措施是 。
【答案】（1）向上、向下；（2） 8.0 、放大；（3）大；（4）将光屏向左移动到适当位
置。
【变式2】石老师上课时拿个水晶球，让同学们透过它看远处倒立的建筑物的像（如图1所
示），引起同学对凸透镜的成像的兴趣。为此老师让大家一起探究“凸透镜成像的规律”给
同学们准备了凸透镜、凹透镜、光具座、蜡烛、光屏各一个，火柴盒。
（1）帏涛在挑选透镜时，把两个透镜甲、乙分别正对太阳光，在光屏上出现了如图 2（甲）所
示的光斑，你认为他应该选择 （选填“甲”、“乙”）透镜来进行实验。（2）帏涛在实验中发现光屏上成的蜡烛的像偏上（如图丙所示）是因为忽略了实验中的一个操
作步骤，这一步应是 。
（3）如图3所示是小明通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u关系的图象。由图象可知凸透
镜的焦距是 cm。
（4）当烛焰距凸透镜35cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰、倒立、 的实像，
生活中利用这一原理制成的光学仪器是 （填“照相机”、“投影仪”或“放大
镜”）。要使烛焰在光屏上所成的像变大，应保持透镜的位置不动，调节蜡烛的位置，同时
将光屏 （填“靠近”或“远离”）透镜，直至得到清晰的像。
（5）实验中他不小心用纸把透镜下半部分遮住了，则他看到的光屏上所成的像的大小将会
。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（6）实验后，该同学取下自己所带的眼镜放在蜡烛与凸透镜之间之间靠近透镜的位置，光屏
上原来清晰的像变模糊了，他将光屏向靠近透镜方向移动一段距离后，原来模糊的像又变清
晰了，则说明该同学所带的是 眼镜。（选填“近视”或“远视”）
【答案】（1）乙;（2） 使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一水平直线上 ;（3）10；
（4）缩小、照相机、远离；（5）不变；（6）远视 。
模块三：学而时习之
一、作图题
1.如图所示，请根据图中已给出的光线，完成光路图。
【答案】
二、选择题
2.做凸透镜成像实验，当蜡烛距透镜15cm时，在光屏上成放大的像，则下列说法错误的是
（ ）
A．蜡烛距透镜45 cm时，一定成缩小的实像
B．蜡烛距透镜20 cm时，一定成放大的实像
C．蜡烛距透镜18 cm时，可能成放大的实像D．蜡烛距透镜6 cm时，一定成放大的虚像
【答案】B
3.如图所示，P、Q为凸透镜主轴OO 上的两点。若物体放在P点可得到一个放大的实像，
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若在Q点可得到一个缩小的实像，则下列判断中正确的是（ ）
A．凸透镜必须在P、Q之间
B．凸透镜一定不在P、Q之间
C．凸透镜可在P点左侧，也可在P、Q之间
D．凸透镜可在Q点右侧，也可在P、Q之间
【答案】C
三、实验题
4.在研究凸透镜的实验中。
（1）小丽的方案如图1所示。移动凸透镜直到光屏上的光斑最小时，凸透镜到光屏的距离
如图1，则凸透镜的焦距为 cm。
（2）若用太阳光测量凸透镜焦距的具体操作提出一条注意事项： ；
（3）小丽又按图4①装好实验装置。在只移动透镜的情况下，他发现都不能在光屏上成清
晰的像。由此，他猜想造成上述现象的原因是 ；
（4）如图4 ②所示，蜡烛在光具座上A处向左移动距离s到C，为在光屏上再次成清晰的
像，则他应将光屏向 移动，像移动距离s′ s。
（5）某个小组将下图甲的装置中的蜡烛换成如图乙的发光 LED灯，在不改变位置的情况下，
LED灯F代替蜡烛的优点是 ；则光屏上所成像是 。
[来源:学科网ZXXK]
【答案】（1）10 ；（2）凸透镜正对太阳光；（3）蜡烛和光屏间距离较小；（4）左、大
于；（5）实验现象更明显、便于观察、减少了污染， B。
