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透镜及其应用
第一节 透镜
一、透镜的分类
1、中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜；中间薄、边缘厚的透镜叫凹透镜。
2、通过两个球面球心的直线叫做主光轴，简称主轴；主轴上有个特殊的点，通过这个点的光
传播方向不改变，这个点叫做光心。
3、镜的分类：
二、透镜对光的作用
1、凸透镜对光有会聚作用，即光折射后偏向主轴；因此，凸透镜也叫会聚透镜。
2、凹透镜对光有发散作用，即光折射后偏离主轴；因此，凹透镜也叫发散透镜。
三、焦点和焦距
1、凸透镜能使跟主轴平行的光线折射后会聚于主轴上的某一点，这个点叫做焦点，用字母
“F”表示；
2、焦点到光心的距离叫做焦距，用字母“f”表示；焦距越短，会聚作用越强。
3、凸透镜的两侧各有一个焦点，它们到光心的距离相等。
4、凹透镜的焦点是平行于主轴的光线折射后的折射光线的反向延长线交于主轴上的点，没
有实际光线交于这点，故为虚焦点。
四、三种特殊光线
1、过光心的光线，经透镜折射后，其传播方向不改变；
2、平行于主轴的光线，经凸透镜折射后将会聚于异侧焦点，（利用这一点可测凸透镜的焦
距）经凹透镜折射后将变得发散，其折射光线的反向延长线过同侧焦点；
3、对凸透镜来说，从焦点发出的光经凸透镜折射后将平行主轴射出；对凹透镜来说，延长线
过焦点的光经凹透镜折射后将平行主轴射出。
第二节 生活中的透镜
一、照相机
1、镜头的作用就相当于一个凸透镜。来自物体（人或景物）的光经镜头折射后会聚在胶片上，
形成被照物体的像。
2、照相机工作原理：当物距（物体到光心的距离，用“U”表示）大于2倍焦距时，成倒立、缩
小的实像（实际光线会聚而成的像）。
二、投影仪
1、镜头的作用就也相当于一个凸透镜。来自投影片（物体）的光，经凸透镜折射后会聚于天
花板上，形成图案的像。
2、投影仪的工作原理：当物距小于2倍焦距大于焦距时，成倒立、放大的实像。
1三、放大镜
1、实质：放大镜实质上是一个焦距较短的凸透镜。
2、使用方法：把放大镜放在物体跟眼睛之间，适当调整距离，就可以看清物体的细微之处，
起到放大图像的作用。
3、放大镜的工作原理：当物距小于焦距时，成正立、放大的虚像（实际光线的反向延长线相
交而成的像）。
第三节 凸透镜成像的规律
一、“探究凸透镜成像的规律”实验的注意事项
1、像距是指像到光心的距离，用“V”表示；
2、在光具座上，凸透镜应置于蜡烛和光屏之间；应使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在
同一高度，以使像呈现在光屏的中央。
二、凸透镜成像规律
物距 像距 像的性质 应用
U>2f 2f>V>f 倒立缩小实像 照相机
U=2f V=2f 倒立等大实像
2f>U>f V>2f 倒立放大实像 投影仪
U=f 不成像，得到平行光 平行光源
U<f 正立放大虚像 放大镜
（1）焦点是实像与虚像的分界点；（2）二倍焦距点是放大与缩小的分界点；
（3）凸透镜所成的实像一定是倒立的,所成的虚像一定是正立的；
（4）凸透镜成实像时，像和物一定在透镜的异侧;成虚像时, 像和物一定在透镜的同侧,且像
是被放大的。
三、小孔成像、平面镜成像和凸透镜成像的比较
光学元件 成像原理 像的性质
小孔 光的直线传播 倒立实像
平面镜 光的反射 正立等大的虚像
凸透镜 光的折射 物距不同，所成像的性质就不同
四、平面镜与凸透镜成虚像的比较
光学元件 成虚像的条件 虚像的特点
平面镜 物在镜前 正立等大的虚像
凸透镜 物距小于焦距 正立放大的虚像
第四节 眼睛和眼镜
一、眼睛
1、眼睛的基本结构：眼球好象一架照相机。眼球由角膜、睫状体、晶状体、瞳孔、虹膜、玻璃体、
视网膜等构成。
2、看到物体的过程：晶状体和角膜的共同作用相当于一个可以改变焦距的凸透镜,它把来自
物体的光会聚在视网膜上,形成物体的像,视网膜上的视神经细胞受到光的刺激,把这个信号
传输给大脑,我们就看到了物体。
3、当睫状体放松时，晶状体变薄，焦距变长，就可以看清远处的物体，依靠眼睛调节能够看
清的最远点叫做眼睛的远点，正常眼睛的远点在无限远；当睫状体收缩时，晶状体变厚，焦
距变短，就可以看清近处的物体，依靠眼睛调节能够看清的最近点叫做眼睛的近点，正常眼
睛的近点在大约10cm处。
4、正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是25cm，这个距离叫做明视距离。
2二、近视眼及其矫正
1、特点：只能看清近处的物体，看不清远处的物体。
2、原因：产生近视眼的原因是晶状体太厚,折光能力太强,或者眼球在前后方向上太长,因此
来自远处的某点的光会聚在视网膜前,到达视网膜时已经不是一点而是一个模糊的光斑了。
3、矫正方法：在眼睛前面放一个合适的凹透镜。
三、远视眼及其矫正
1、特点：只能看清远处的物体，看不清近处的物体。
2、原因： 产生远视眼的原因是晶状体太薄,折光能力太弱,或者眼球在前后方向上太短,因此
来自近处某点的光还没有会聚成一点就到达视网膜了,在视网膜上形成一个模糊的光斑。
3、矫正方法：在眼睛前面放一个合适的凸透镜。
四、眼镜的度数
1、透镜焦距f的长短标志着折光本领的大小。焦距越短，折光本领越强。
2、透镜焦距的倒数叫做焦度，用“Ф”表示，Ф=1/f。
3、焦度乘以100的值，即为眼镜片的度数。凸透镜（远视眼镜片）的度数为正数，凹透镜（近
视眼镜片）的度数为负数。
第五节 显微镜和望远镜
一、视角
1、物体对于人眼光心所形成的张角叫做视角。
2、物体到观察者眼睛的距离一定时，物体越大，所形成的视角越大；同一物体，离眼睛越近，
所形成的视角越大。
3、物体所形成的视角的大小决定在视网膜上所成的像的大小，视角越大，所成的像越大，看
得越清楚。
二、显微镜
1、组成：显微镜镜筒的两端各有一组透镜，各相当于一个凸透镜。靠近眼睛的凸透镜叫做目
镜，靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。物镜焦距较短，目镜焦距较长。
2、显微镜的成像原理：来自被观察物体的光经过物镜后成一个倒立放大的实像,道理就像投
影仪的镜头成像一样;目镜的作用则像一个普通的放大镜,把这个像再放大一次.经过这两次
放大作用,我们就可以看到肉眼看不见的小物体了。
3、显微镜是通过两次放大被观察物体，增大视角来看清细微的物体。显微镜的放大倍数等于
物镜和目镜的放大倍数之积。
三、望远镜
1、组成：有一种望远镜也是由两组凸透镜组成。靠近眼睛的凸透镜叫做目镜，靠近被观察物
体的凸透镜叫做物镜。物镜焦距较长，目镜焦距较短。
2、望远镜的成像原理：物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像,目镜的作用相当于一
个放大镜,用来把这个像放大。
3、望远镜是通过把被观察物体拉近，增大视角的办法来看清远处被观察的物体。
3《透镜及其应用》测试题
一． 单项选择题：（每题4分，共24分）
1．显微镜的物镜和目镜对观察者所成的像是（ ）
A．物镜和目镜都成实像 B．物镜和目镜都成虚像
C．物镜成正立、放大的虚像 D．目镜成正立、放大的虚像
2．小明同学用放大镜看自己的指纹时，觉得指纹的像太小。为了使指纹的像能大一些，以下
做法，正确的是（ ）
A．眼睛和手指不动，让放大镜离手指稍远些
B．眼睛和手指不动，让放大镜离手指稍近些
C．放大镜和手指不动，让眼睛离放大镜稍远些
D．放大镜和手指不动，让眼睛离放大镜稍近些
3．以下光学仪器或元件中，对光起发散作用的是（ ）
A．潜望镜 B．平面镜 C．凸透镜 D．凹透镜
4．关于实像与虚像，以下说法中，不正确的是（ ）
A．实像都是倒立的，而虚像都是正立的
B．实像能呈现在光屏上，而虚像则不能
C．实像是经凸透镜所成的，而虚像则不是
D．实像是实际光线会聚而成的，而虚像则不是
5．我们经常提到的像有：①小孔成像；②平面镜成像；③放大镜成像；④电影银幕上的像；⑤
汽车观后镜中的像。其中（ ）
A．由于反射而形成的像是②⑤ B．由于折射而形成的像是①③
C．属于实像的是①②③ D．属于虚像的是②③④
6．小华同学在做凸透镜成像的实验，在光屏上得到烛焰缩小的像。然后他把燃烧着的蜡烛和
光屏互换位置，这时在光屏上应（ ）
A．成倒立缩小的像 B．成倒立放大的像
C．成正立放大的像 D．不能成像
二．填空题：（每空格3分，共30分）
7． 要想利用凸透镜使小灯泡发出的光变成平行光，应把小灯泡放在凸透镜的_______处。
8．把一个凸透镜放在太阳与白纸之间，调整透镜与纸间的距
离，使白纸上得到一个最小、最亮的光点，这时测得透镜与纸
间的距离为6cm。由此可知，该凸透镜的焦距是_______cm。
9．在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏处
于图1所示的位置时，恰能在光屏上得到一个清晰的像。利
图1
用这种成像原理可以制成_________机。
10．为了防止森林火灾，在森林里是不允许随地丢弃透明的饮料塑料瓶的。这是因为雨水进
入饮料瓶后，它对光的作用相当于一个________镜，对太阳光有_________的作用，可能会导
致森林火灾。
11．我们通过实验，可以知道：凸透镜成实像时，放大和缩小的分界点是物体位于
______________处，成实像和虚像的分界点是物体位于____________处。
12．小刚用已经调节好的照相机将位于充满水的水池底部一个美丽的图案拍摄下来。当把水
排掉后，小刚仍然想在原来的位置用此照相机拍到这个图案清晰的照片，他应该调整照相机，
使镜头___________。（选填“前伸”、“后缩”或“不动”）
413．小敏同学在课外完成了以下实验。请你替她把实验结果填写完整。
把投影仪上的平面镜取下，投影片放到载物台上，调节镜头，在天花板上得到清晰的像。
这个像应当是________（选填“正立”或“倒立”）________（选填“放大”、“缩小”或
“等大”）的。
三．作图题：（第14题2分，第15题3分，第16题6分，共11分）
14．如图2，是经过凸透镜折射后的一条出射光线，请你在图中画出对应的入射光线。
• •
F F
图2 图3
15．请你在图3方框内填入能矫正视力的透镜。
16．请你在图4甲、乙的虚线框内分别画出一个适当的光学器件，使它能够满足图中改变光
路的要求。
图4
甲 乙
四．实验和探究题：（第17题6分，第18题3分，第19题12分，共21分）
17．在做“研究凸透镜成像规律”的实验中，小华同学先把凸透镜固定起来，然后把点燃的
蜡烛和光屏分别放置在透镜的两侧，但他无论怎样左右移动光屏，都不能在光屏上呈现出烛
焰的像。请你分析其中的原因。（请写出两个）
（1）
（2）
18．小华在学习了《透镜》后，想到了一个问题：如果让平行光通过厚度不同的凸透镜，它们
对光线的会聚能力会有什么不同呢？于是他在实验室用一束平行光分别经过凸透镜A、B、
C，并得到如图5所示的光路图。
A B C
图5
根据小华的实验现象，应得到的结论是：_________________________________。
519． 在探究课上，老师要求我们制作模型照相机。现在你有以下器材：用硬纸板做成的两个
粗细相差很少的纸筒，一个焦距为5～10cm左右的凸透镜，一些塑料薄膜以及一些必要的工
具。
（1） 请你把制作模型照相机的最主要的步骤写出来。
A．
B．
C．
（2） 怎样操作模型照相机，就可以看到清晰的像？
（3） 你看到的像与实物相比，有什么不同？
五．阅读理解题：（8分）
眼 睛
人类和某些动物的眼睛很像一架照相机．眼球内的晶
状体相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏，我们看物体
时，是通过睫状体的伸缩来调节晶状体的弯曲程度，改变
晶状体的焦距，使不同远近的物体都能在像距相同的视网 图6
膜上生成清晰的倒立实像，如图6所示．
眼睛与照相机的不同处是：人的眼睛是通过调节焦距来获得清晰的像，普通照相机是通
过改变像距使像变得清晰的．
由眼睛的调节作用所能看清的最远点，叫远点，正常眼的远点在极远处．眼睛所能看清
的最近的点，叫近点，正常眼的近点约距眼10cm.看物体时间较长也不易感到疲劳的距离叫
明视距离，正常眼的明视距离为25cm. 从眼的光心向物体两端所引的两条直线的夹角叫视
角．视角越大，对物体的观察就越清楚．
20．阅读上文后，请你回答下列问题：
(1) 人眼所看到的像是______的_______像，眼睛与照相机不同之处是____________
________________________________________________________________________。
(2) 正常眼睛观察物体的最佳距离为___________。
(3) 某人视力正常，当他用平面镜仔细观察自己的脸部时，应当把镜子拿到离眼睛
_________处最为合适．
6六．问答题：（6分）
21．现有一块透镜，不用手摸，请你用两种不同的办法，来判断它是凸透镜还是凹透镜。
方法一：
方法二：
七．附加题：（供学有余力的学生选做） （第22～23题，每题3分，第24题4分，共10分）
22．如图7所示，一束光线射向O出的光学元件后，会 聚
. .
在其主光轴上的S＇点；当去掉光学元件后，光线会聚 于
S点。则可判断，该元件一定是（ ）
A．凸透镜 B．凹透镜
O S S
C．凸面镜 D．凹面镜 图＇7
23．小刚同学要挑选一块焦距小于6cm的
凸透镜 像的性质
凸透镜。他用实验对甲、乙、丙三块凸透镜
甲 倒立 放大 实像
进行测量，保持烛焰与凸透镜的距离为 乙 倒立 缩小 实像
12cm不变，实验结果记录于表格中。则可 丙 正立 放大 虚像
判断，_______凸透镜是小刚所需要的。（选填“甲”、“乙”或“丙”）
24．在做“研究凸透镜成像规律”的实验时，小华发现：光具
透镜 直径 焦距
座上标尺的刻度范围是“0～90cm”，而实验桌上有两个凸 甲 5cm 30cm
乙 4cm 10cm
透镜，规格如表所示。小华面临的问题是：为了研究凸透镜的
成像规律，小华应当选用甲透镜还是乙透镜会比较好呢？如果他选用另一个透镜，在实验过
程中将会遇到什么问题？
答：
78《透镜及其应用》测试题参考答案
一．单项选择题：（每题4分，共24分）
1．D 2．A 3．D 4．C 5．A 6．B
一．填空题：（每空格3分，共30分）
7．焦点 8．6 9．照相机 10．凸透 会聚
11．2倍焦距 焦点 12．后缩 13．倒立 放大
三．作图题：（略）
四．实验和探究题：（第17题6分，第18题3分，第19题12分，共21分）
17．每写对一个原因给3分
（1）烛焰到凸透镜的距离小于一倍焦距
（2）烛焰刚好位于焦点处
（3）烛焰的中心、凸透镜的中心和光屏的中心不在同一高度
（4）烛焰到凸透镜的距离略大于一倍焦距
18．凸透镜越厚，它对光线的会聚能力越强（3分）
19．（1）A 在一个纸筒甲的一端嵌上凸透镜（2分）
B 在另一个纸筒乙的一端蒙上一层塑料薄膜（2分）
C 把甲纸筒套入乙纸筒内（2分）
（2）把凸透镜对着景物，拉动纸筒，改变透镜到塑料薄膜的距离，就可以在塑料薄膜上看
到清晰的像（2分）
（3）看到的像与实物相比，是倒立的（2分），缩小的（2分）
五．阅读理解题：（8分）
20．（1）倒立（1分） 实（1分） 人的眼睛是通过调节焦距来获得清晰的像，普通照相机
是通过改变像距使像变得清晰的（2分）
（2）25 cm（2分）
（3）12.5 cm（2分）
六．问答题：（6分）
21．方法一：让太阳光照射在透镜上，能使太阳光会聚的是透镜是凸透镜，使太阳光发散的
是凹透镜；（3分）
方法二：把透镜对着自己的手指，调节透镜与手指间的距离，能看到手指放大的像的透镜是
凸透镜。（3分）
七．附加题：
22．A 23．乙
24．乙透镜。如果选用甲透镜，物体通过其成实像时，物体与光屏之间的距离将会大于
90cm。
9
