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第3讲 透镜及其应用 凸透镜成像的规律
要点梳理
易错集锦
1.下图中画出了光线通过透镜（图中未画出）
的情形，其中属于凸透镜的是____，属于凹
透镜的是________。（均填序号）
③
①②④
2.用照相机拍摄集体照时，人全站好后发现有一些人没有进入画面。为
使所有的人全部进入画面，摄影师应使( )
D
A.照相机离人近一些，将镜头往前伸
B.照相机离人近一些，将镜头往后缩
C.照相机离人远一些，将镜头往前伸
D.照相机离人远一些，将镜头往后缩
典题精析
考点1 透镜对光的作用
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1.凸透镜对任何光都有会聚作用，不过光心的光线经过凸透镜折射
后，折射光线一定都比原来的入射光线“会聚”一些，而不是只对平行于
主光轴的光才有会聚作用。
2.凸透镜的三条特殊光线：简记为“过光心不变，过焦点平行，平行
过焦点”。
3.平行光“聚焦法”测焦距：用凸透镜正对平行光（如太阳光），移
动凸透镜（或光屏），直至在光屏上承接到一个最小、最亮的光斑，此
时光斑到凸透镜的距离即为该透镜的焦距。
例1 （2022·广西北部湾经济区）请在图3-1中画出两条入射光线通过凸透镜后的光线。
图3-1
方法点拨 透镜的三条特殊光线如下图所示。
【答案】如答图3-1所示
答图3-1
图3-1
考点专练
1.（2022·广西贺州）下列四个透镜中，属于凸透镜的有______，属于凹
透镜的有______。
（均填编号）
②③
①④
2.（2022·广西河池）如图3-2所示，请完成光线通过透镜后的光路。
图3-2
【答案】如答图3-2所示
答图3-2
考点2 凸透镜成像的规律及其应用
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1.凸透镜成像的规律：①一倍焦距分虚实，内虚外实；②二倍焦距
分大小，远小近大；③成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小；
④成虚像时，物近像近像变小。
2. 时成倒立、等大的实像，且 ，据此可以确定焦距。
3.凸透镜对光的作用属于光的折射现象，因此凸透镜成像时，光路
也是可逆的。
例2 （2023·广西）（多选）小明用自制的“水凸透镜”探究凸透镜成像规
律，当蜡烛、“水凸透镜”和光屏位于如图3-3所示的位置时，光屏上呈现
烛焰清晰的像。下列说法正确的是( )
图3-3
A.此时成像特点与照相机的相同
B.此时“水凸透镜”的焦距为
C.调节“水凸透镜”的厚度可改变其焦距
D.蜡烛燃烧变短，光屏上的像会向上移动
图3-3
方法点拨 根据凸透镜成像规律解决问题的关键是抓住物、像的大小与物距、像距的大小的对应关系，并结合成像规律确定焦距的范围或大小。当像距大于物距时，成放大的像;当像距小于物距时，成缩小的像;当像距等于物距时，成等大的像。“水凸透镜”的厚度变大，会聚作用变强，它的焦距变小；“水凸透镜”的厚度变小，会聚作用变弱，它的焦距变大。
【解析】由题图可知，物距 ，像
距 ，因为物距小于像距，所以此时
应成倒立、放大的实像，此时成像特点与照相机的不同，故A错误。由
上述分析可知，焦距 需满足 且 ，即
， ，解得 ，
故B错误。“水凸透镜”的厚度变大，会聚作用变强，水透镜的焦距变小；
“水凸透镜”的厚度变小，会聚作用变弱，水透镜的焦距变大，故C正确。
蜡烛燃烧变短后，烛焰的位置向下移动，由“光线过透镜的光心不改变方向”可知，像的位置向上移动，故D正确。
图3-3
【答案】CD
考点专练
图3-4
3.（2023·天津）（多选）在探
究凸透镜成像规律时，蜡烛和
凸透镜的位置如图3-4所示，移
动光屏可承接到烛焰清晰、等
大的像（图中未画出光屏）。若保持透镜位置不变，将蜡烛调至
刻度处时，下列判断正确的是( )
A.该透镜的焦距是
B.移动光屏可承接到烛焰清晰放大的像
C.像的位置在 刻度之间
D.照相机应用了该次实验的成像规律
图3-4
图3-4
【解析】移动光屏可承接到烛
焰清晰、等大的像，此时的物
距 ，则凸透
镜的焦距 ，故A正
【答案】ACD
确。将蜡烛调至 刻度处时，此时的物距 ，移
动光屏可在光屏上得到倒立、缩小的实像，且像距满足 ，
即像的位置在 刻度之间，照相机应用了该成像规律，故B
错误，C、D正确。
图3-5
4.（2023·南宁模拟）在探究凸透镜成
像规律的过程中，小红看到清晰的像
（如图3-5所示），若在像的位置放
一个光屏，光屏______（选填“能”或
“不能”）承接到该像，该像是____像。
不能
虚
考点3 生活中的透镜
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常见光学仪器及其工作原理
光学仪器 工作原理
放大镜 当 时，物体通过凸透镜成正立、放大的虚像
照相机 摄像机 当 时，物体通过凸透镜成倒立、缩小的实像
光学仪器 工作原理
投影仪 幻灯机 当 时，物体通过凸透镜成倒立、放大的实像
望远镜 物镜相当于照相机，目镜相当于放大镜
显微镜 物镜相当于投影仪，目镜相当于放大镜
潜望镜 平面镜成像
续表
例3 （2022·广西北部湾经济区）在较暗的室内，手持一个凸透镜，在
白墙和点燃的蜡烛间移动（离墙近一些），在墙上能看到烛焰______
（选填“正立”或“倒立”）、缩小的像，根据这个原理可制成________
（选填“照相机”或“投影仪”）。
倒立
照相机
方法点拨 根据像距与物距的大小关系判断像与物的大小关系：若像距小于物距，则像是缩小的；若像距等于物距，则像是等大的；若像距大于物距，则像是放大的。
考点专练
5.（2019·广西玉林）关于透镜，下列说法正确的是( )
A
A.利用投影仪可以把图片放大 B.利用望远镜可看见血液中的细胞
C.照相机可成倒立、放大的虚像 D.放大镜可成正立、放大的实像
图3-6
6.（2023·湖北孝感）超市安装的一种刷脸自助储物柜如
图3-6所示，某顾客站在屏幕前 处，按下“存”按钮，
屏幕上方的摄像头启动，出现人脸缩小的像，柜门打开。
下列说法正确的是( )
C
A.该摄像头相当于一个凹透镜 B.该摄像头对光具有发散作用
C.该摄像头的焦距可能是 D.该摄像头成像原理是光的反射
考点4 眼睛和眼镜
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1.眼睛的成像原理与照相机相似，晶状体和角膜的共同作用相当于
凸透镜，视网膜相当于光屏，成倒立、缩小的实像。
2.近视眼：晶状体太厚，折光能力太强，像落在视网膜的前方，矫
正方法是配戴凹透镜（相当于削薄晶状体）。远视眼：晶状体太薄，折
光能力太弱，像落在视网膜的后方，矫正方法是配戴凸透镜（相当于加
厚晶状体）。
3.在光路图中，一般用平行光线表示来自远处的光，用从同一点发
出的光线表示来自近处的光。
例4 （2020·广西北部湾经济区Ⅰ卷）智能手机改变了我们的生活，带
来了许多便利，但长时间注视手机屏幕，容易患上近视眼。图3-7中关
于近视眼及其矫正的原理图正确的是( )
图3-7
A.甲和丙 B.甲和丁 C.乙和丙 D.乙和丁
方法点拨 关于眼睛与眼镜的问题，首先要明确成像在视网膜前（近视眼）还是成像在视网膜后（远视眼），然后根据像距需增大或减小来确定配戴凹透镜或凸透镜。
【答案】A
图3-7
考点专练
7.（2022·新疆）新疆天池的风景在小宁同学的视网膜上成的像是( )
B
A.放大的实像 B.缩小的实像 C.放大的虚像 D.缩小的虚像
8.（2022·广西柳州）人的眼球结构如图3-8所示，眼睛的成像原理跟___
（选填“凸”或“凹”）透镜类似，其中________相当于光屏。
凸
视网膜
图3-8
9.（2023·广西）为矫正远视眼，佩戴的眼镜片是( )
A
A.凸透镜 B.凹透镜 C.平面镜 D.凸面镜
实验与探究
实验 探究凸透镜成像的规律
注意 事项 （1）调节烛焰、凸透镜和光屏，使三者 的中心大致在同一高度，使像成在光屏的中央 （2）光具座长度有限，要注意物距适 当，否则像距太大，光屏接收不到像；此外，物体与光屏间距离不能小于4倍焦距 时，物与像的间距最小 ，否则不能在光屏上承接到像 实验装置
注意 事项 （3）成虚像时，眼睛应从光屏一侧透过 透镜观察烛焰的像
续表
实验 结论 （1）当 时，在光屏一侧成倒立、缩小的实像，此时
（2）当 时，在光屏一侧成倒立、等大的实像，此时
（3）当 时，在光屏一侧成倒立、放大的实像，此时
（4）当 时，在蜡烛一侧成正立、放大的虚像
续表
评估 交流 无论如何移动光屏均承接不到像，常见原因有：①凸透镜、烛
焰、光屏的中心不在同一高度；②蜡烛在1倍焦距以内；③蜡烛
在焦点上
续表
深入 拓展 （1）遮住凸透镜一部分，仍能成像，且成像性质不变，但像变
暗
（2）蜡烛与光屏对调后，则原物距变新像距，原像距变新物
距，像的大小与对调前相反（即若对调前成缩小的像，则对调后
成放大的像，反之亦然），这也说明了光路的可逆性
续表
深入 拓展 （3）换焦距较大或较小的透镜后像的变化：焦距越小，会聚能
力越强，相当于物距变大、像距变小，像变小；焦距越大，会聚
能力越弱，相当于物距变小、像距变大、像变大
（4）在 图像中，可根据 的点的坐标值确定凸透镜的
焦距，此时有
续表
例 （2022·广西贵港）小华用焦距为 的凸透镜探究凸透镜成像规律。
图3-9
（1）实验前，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在__________。
同一高度
图3-9
（2）当各器材位置如图3-9所示时，在光屏上成烛焰清晰的像，此时烛
焰的成像特点与________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像
特点相同。
照相机
图3-9
图3-9
（3）实验时，若用一张纸片遮
住了凸透镜的上半部，则光屏上
____（选填“能”或“不能”）成完
整的像。
能
图3-9
（4）小华将一副老花镜的镜片放在
烛焰与凸透镜之间且靠近凸透镜的位
置，若保持蜡烛的位置不变，仅将光
屏向____端移动适当距离，光屏上即
可重新成烛焰清晰的像。
左
【解析】老花镜是用来矫正远视眼的凸透镜，对光线有会聚作用。将一副老花镜的镜片放在烛焰与凸透镜之间且靠近凸透镜的位置，若保持光屏的位置不变，此时清晰的像成在光屏的左侧，要在光屏上重新承接到烛焰清晰的像，光屏应向左移动。
拓展考问
在上例实验中：
（1）若保持图3-9中蜡烛和光屏的位置不变,移动透镜至_____ 刻度线
处,则光屏上能再次呈现清晰的像。
35.0
（2）若保持蜡烛和透镜的位置不变,更换凸透镜,在光具座上向左移动光
屏,光屏上又出现了清晰的像,这表明像距变____了,由此推断更换的凸透
镜对光的会聚能力______,此透镜的焦距______（选填“大于”“小于”或
“等于”） 。
小
较强
小于
（3）实验过程中，燃烧的蜡烛逐渐变短，光屏上烛焰的像会逐渐_____
移动。为了使像能再次成在光屏的中心，小明应______调整凸透镜。
（均选填“向上”或“向下”）
向上
向下
图3-9
（4）张老师用发光二极管制作了一个“ ”形光源（图3-10甲）代替蜡烛
放在 刻度线处，透镜的位置保持不变，移动光屏，则光屏上得
到的清晰的像应该是图3-10乙中的___（填字母代号）。
B
图3-10
图3-9
备考练习
达标练
1.（2019·广西柳州）下列透镜中最适合用来观察细小物体的是( )
D
A.&1& B.&2& C.&3& D.&4&
2.（2020·广西桂林）烈日下，汽车玻璃窗上的小水珠应尽快擦干，否则
阳光经过小水珠后会聚到一点，使该点位置上的物体温度升高，可能导
致火灾。其中小水珠的作用相当于( )
A
A.凸透镜 B.凹透镜 C.平面镜 D.凸面镜
3.（2023·黑龙江绥化）如图B3-1所示，小明通过焦距为 的凸透镜
观察到邮票正立、放大的像。下列说法正确的是( )
C
B3-1
A.通过凸透镜观察到的像是实像 B.邮票到凸透镜的距离等于
C.邮票到凸透镜的距离小于 D.邮票到凸透镜的距离大于
4.（2021·广西北部湾经济区）毕业照给同学们留下了美好的青春记忆。
拍照时( )
C
A.照相机镜头相当于凹透镜
B.同学们应站在镜头1倍焦距以内
C.照相机成缩小的实像
D.想让成的像变大，镜头应远离同学们
5.（2023·贵州）（多选）正常人眼通过调节晶状体厚薄来看清远近不同
的物体，如果不注意用眼卫生，可能导致对晶状体厚薄的调节能力减弱。
下列分析正确的是( )
BCD
A.晶状体变薄时，对光有发散作用
B.晶状体变厚时，对光的会聚能力增强
C.若晶状体太薄，则容易形成远视眼
D.若晶状体太厚，则可用凹透镜矫正
B3-2
6.（2023·湖北鄂州）如图B3-2所示，通过手表表盘上光
滑透明凸起部分，能清楚地看到日期信息，光滑透明凸
起部分相当于____透镜，观看到的是日期数字的____
（选填“实”或“虚”）像。
凸
虚
图B3-3
7.（2022·广西玉林）如图B3-3所示，航天员王亚平
在中国空间站用“水球”做成像实验，“水球”成像的
原理与________（选填“放大镜”或“照相机”）的相
同，所成的是倒立、缩小的____（选填“实”或“虚”）
像。
照相机
实
8.（2022·广西柳州）如图B3-4所示，画出入射光线经过透镜后的折射光线。
图B3-4
【答案】如答图B3-1所示
答图B3-1
9.（2022·广西玉林）小明同学不注意用眼卫生，造成了高度近视，请在图B3-5中画出远处物体发出的两束入射光线经他的晶状体折射后对应的光线。
图B3-5
【答案】如答图B3-2所示
答图B3-2
提分练
图B3-6
10.（2023·南宁模拟）如图B3-6所示，有一个圆柱
体 放在凸透镜前图示的位置，它所成的像
的形状应该是( )
A.&5& B.&6& C.&7& D.&8&
图B3-6
【解析】当 时，物距减小，则像距变大，像
变大。圆柱体的左侧部分在2倍焦距之外，所成的
像是倒立、缩小的，像距 满足 ；圆
柱体的右侧部分在1倍焦距与2倍焦距之间，所成
【答案】B
的像是倒立、放大的，像距 满足 。综上可知，符合要求的只有
B图。
11.（2021·广西贺州）在探究凸透镜成像规律的实验中，蜡烛、凸透镜
和光屏的位置如图B3-7所示，蜡烛在光屏上恰好成一清晰等大的实像，
则下列说法正确的是( )
图B3-7
A.将蜡烛移动到光具座 处，保持凸透镜的位置不变，要在光屏
上得到清晰的像，光屏应向右移动
B.将蜡烛移动到光具座 处，保持凸透镜的位置不变，移动光屏
所成清晰的像与照相机成像的原理相同
C.该凸透镜的焦距为
D.随着实验的进行蜡烛逐渐变短，在光屏上所成的像会向下移动
【解析】蜡烛在光屏上恰好成一清晰等大的实像，则
，故焦距为 。将蜡烛移动到光具座
处，保持凸透镜的位置不变，物距变大了，像距会变小，光屏
应向左移动才能呈现清晰的像；此时的物距大于2倍焦距，成倒立、缩
小的实像，与照相机的成像原理相同。
图B3-7
【答案】B
图B3-8
12.（2023·山东临沂）在探究凸透镜成像规
律的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位
置如图B3-8所示时，光屏上恰能承接到烛
焰清晰的像，下列判断正确的是( )
A.实验用凸透镜的焦距为 B.光屏上的像是烛焰放大的实像
C.仅将凸透镜左移不能再次成像 D.仅将光屏右移可模拟近视眼成像
图B3-8
【解析】由题图可知，此时的物距
,像距 ，即 ，
根据凸透镜成像规律可知此时光屏上成倒
立、缩小的实像，且满足 ,
【答案】D
，由此可得 ,故A、B错误。仅将凸透镜
左移，此时物距减小，像距增大，由光路的可逆性可知，物距像距交换
时能再次成像，故C错误。近视眼成像时，像成在视网膜的前方，仅将
光屏右移，光屏相当于视网膜，此时可模拟近视眼成像，故D正确。
13.（2023·贵港模拟）（多选）在“探究凸透镜成像的规律”实验时，某
小组测量出物距和像距的数据，并绘制成如图B3-9所示的图像，根据图
像可知( )
图B3-9
A.该凸透镜的焦距
B.当物距 时，成倒立、放大的实像
C.当物距 时，成倒立、放大的实像
D.把物体从距凸透镜 处向距凸透镜
处移动过程中，所成的像会逐渐变大
图B3-9
【解析】当 时，凸透镜成倒立、等大
的实像，由题图可知 ，则可
得 ，故A正确。当物距 时，
，成倒立、缩小的实像，故B错误。当物距
时， ，成正立、放大的虚像，故C
错误。把物体从距凸透镜 处向距凸透镜
【答案】AD
处移动过程中，物距变小，根据凸透镜成实像时的规律可知，像
距变大，像变大，故D正确。
14.（2023·湖南衡阳）小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律。
图B3-10
（1）如图B3-10甲所示，小明将一束平行光正对凸透镜，移动光屏，直
到光屏上形成一个最小最亮的光斑，该凸透镜的焦距为_____ 。
10.0
图B3-10
（2）实验时，把凸透镜固定在光具座 刻度线处，为使像成在光
屏中央，应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到____________。
同一高度上
图B3-10
图B3-10
（3）小明将蜡烛移至光具
座 刻度线处，如图
B3-10乙所示，移动光屏，
直到烛焰在光屏上成清晰
的像，则该像是倒立、
缩小
照相机
______的实像。生活中的_________（选填“放大镜” “投影仪”或“照相机”）就是利用这种成像规律工作的。
图B3-10
（4）接着，小明保持凸透镜在光具座
上的位置不动，如果仅将图B3-10乙中
蜡烛和光屏的位置互换，发现光屏上仍
能观察到烛焰清晰的像。这是因为在光
的折射现象中光路是______的。
可逆
（5）在如图B3-10乙所示的实验情形下，保持凸透镜和光屏的位置不变，
将蜡烛适当远离凸透镜，发现光屏上烛焰的像变得模糊不清，此现象可
以体现________（选填“近视眼”或“远视眼”）的成像情况。
近视眼
图B3-10
冲刺练
15.（2023·江苏扬州）如图B3-11甲所示，在装有水的杯子里，小红将一
支铅笔分别紧贴杯子的内、外壁竖直放置，两次都观察到铅笔放大的像，
俯视图如图B3-11乙、丙所示。下列说法正确的是( )
图B3-11
A.图B3-11乙中铅笔向前移时，像一直变小
B.图B3-11乙中铅笔向前移时，像先变小后变大
C.图B3-11丙中铅笔向后移时，像一直变大
D.图B3-11丙中铅笔向后移时，像先变小后变大
图B3-11
【解析】装有水的圆柱形水杯相当于凸透镜，由题图可知像与铅笔在水杯的同一侧，则可知成的是正立、放大的虚像，且题图乙、丙中的铅笔在凸透镜的1倍焦距之内。在题图乙中，杯子前面的部分相当于凸透镜，铅笔前移时物距减小，由凸透镜成虚像的规律可知，像距也变小，像一直变小，故A正确，B错误。
在题图丙中，铅笔向后移时物距变大，铅笔在焦点之内时所成的像随物距的增大而变大，铅笔在焦点以外时所成的像随着物距的增大逐渐变小，即像先变大后变小，故C、D错误。
图B3-11
【答案】A
16.（2023·四川南充）如图B3-12所示，一束光射向凸透镜，请画出该光经过凸透镜、凹透镜的折射光路。
图B3-12
【解析】由题图可知，凸透镜的左焦点和凹透镜的右焦点重合。过凸透镜焦点的光线经过凸透镜折射后，折射光线平行于主光轴；平行于凹透镜主光轴的光线经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线要过凹透镜的虚焦点。
图B3-12
【答案】如答图B3-3所示
答图B3-3

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