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第五章　透镜及其应用
透镜
厚
薄
薄
厚
会聚
发散
另一侧焦点
平行于
不变
另一侧焦点
平行于主光轴
主光轴
凸透镜成像规律
异侧
倒立、缩小
f照相机
异侧
倒立、等大
v＝2f
异侧
倒立、放大
v>2f
投影仪、幻灯机
同侧
正立
放大镜
倒
正
能
不能
异
同
生活中的透镜
凸透镜
光屏
二倍焦距之外
倒立
缩小
实
一倍与二倍焦距之间
大于
靠近
拉长
光屏
会聚光线
一倍与二倍焦距之间
倒立
放大
小于
远离
靠近
一倍焦距之内
正立
放大
虚
眼睛和眼镜
凸透镜
视网膜
倒立
缩小
实
厚
强
长
凹
近处
薄　
弱
短
凸
显微镜和望远镜
凸
一个放大镜
正立
放大
凸
倒立
放
大
实
投影仪
倒
立
缩小
照相机
(1)会聚不是指光线一定会聚到一点，而是指光线通过凸透镜
折射后，折射光线比入射光线的传播方向更靠近主光轴，使经
过它的光束变窄．(　 　)
(2)实像和虚像都是由来自物体的实际光线会聚而形成的．
(　 　)
(3)人眼的成像原理是当物距大于2倍焦距时，凸透镜成正立、
缩小的实像．(　 　)
√
×
×
(4)近视眼是本来会聚在视网膜上的像会聚在了视网膜前方，远
视眼是本来会聚在视网膜上的像会聚在了视网膜后方．(　 　)
(5)通过显微镜的目镜观察到的是物体放大的实像．(　 　)
(6)远处物体通过望远镜的物镜成的是一个缩小的实像．(　 　)
√
×
√
会聚
15
远
凸
倒立
增大
减小
凸
倒立
放大
减小
凸透镜
虚
放大镜
实验　探究凸透镜成像规律
【实验装置】
⊙命题点扫描：
1．实验器材及作用
(1)烛焰：作光源．
(2)凸透镜：对光起_____作用．
(3)光屏：探究成像虚实、显示像的大小．
(4)光具座：便于测量物距和像距．
会聚
2．实验注意事项
(1)使_____、_______、_____的中心在_________，目的是___
_______________________．
(2)实验环境的要求：在较___(填“亮”或“暗”)的环境下进
行．
(3)凸透镜的选取(即选取合适焦距的透镜)：根据光具座的量程
选取，一般情况下，光具座的量程大于凸透镜的四倍焦距．
烛焰
凸透镜
光屏
同一高度
使
烛焰的像能成在光屏中央
暗
(4)凸透镜焦距的测量及判断
①用平行光垂直照射到凸透镜上，在凸透镜的另一侧用光屏承
接到最___、最亮的光斑，测出光斑到凸透镜中心的距离即为
焦距；
②当凸透镜所成的像为倒立、_____的实像时，u＝2f或f＝ u.
小
等大
(5)凸透镜位置保持不变时，使光屏上成清晰像的操作(根据成
实像时“物近像远像变大”调节)
①当蜡烛远离透镜时，像变___，光屏应_____透镜．
②当蜡烛靠近透镜时，像变___，光屏应_____透镜．
③验证光路可逆性的方法：将蜡烛与光屏位置互换，光屏上仍
能成清晰的像．
小
靠近
大
远离
3．实验现象与数据分析
(1)根据实验中记录的实验数据(物距和像距)及对应的成像性质
总结规律．
①当u>2f时，凸透镜成倒立、_____的实像，应用是_______．
②当u＝2f时，凸透镜成_____、_____的实像．
③当f④当u＝f时，不能成像．
⑤当u缩小
照相机
倒立
等大
放大
投影仪
正立
放大
放大镜
(2)根据实验中物距和像距的变化总结出凸透镜的动态成像规律．
凸透镜成实像时：物近像远像变大，物远像近像变小．
凸透镜成虚像时：物近像近像变小，物远像远像变大．
4．交流与合作
(1)成像时眼睛的观察方法：①成实像：眼睛注视___________；
②成虚像：从_____一侧，通过透镜观察蜡烛所成的像．
(2)实验过程中蜡烛长度变短，烛焰的位置_____，像的位置___
___；可将光屏或蜡烛_____移动，或将凸透镜和光屏同时_____
移动．
(3)用发光二极管代替蜡烛(实验安全、成像_____、容易比较___
___)．
光屏上的像
光屏
变低
变
高
向上
向下
大
小
稳定
(4)光屏上找不到像的原因：①物距_______________焦距；
②像距太大，超出光具座的范围；③蜡烛、凸透镜、光屏三者
的中心_______________．
等于或小于一倍
没有在同一高度
(5)实验改进
换焦距不同的透镜后像的变化及使像成在光屏上的调节方法(透
镜和蜡烛位置不变)．
①换用焦距变小的透镜：折光能力变强，光线提前会聚，像___
___(填“变大”或“变小”)，光屏向_____(填“靠近”或“远
离”)透镜方向移动．
②换用焦距变大的透镜：折光能力变弱，光线推迟会聚，像___
___(填“变大”或“变小”)，光屏向_____(填“靠近”或“远
离”)透镜方向移动．
变
小
靠近
变
大
远离
⊙命题增长点：
1．用纸遮挡凸透镜一部分，光屏上___(填“会”或“不会”)
成完整的像，但像会变暗些．
2．用遮光板遮挡发光二极管，光屏上_____(填“会”或“不
会”)成完整的像．
3．(1)凸透镜上有一灰尘，发光二极管___成完整的像，灰尘
_____成像．(均填“能”或“不能”)
会
不会
能
不能
(2)光屏上有一灰尘_____(填“会”或“不会”)影响成像．
(3)发光二极管上有一灰尘，发光二极管___成完整的像．如果其
他条件不变，凸透镜只用其上半部分，成像情况_____(填“变”
或“不变”)．如果其他条件不变，光屏减小一半，成像情况___
___(填“变”或“不变”)．
4．实验时若用人眼代替光屏，___(填“能”或“不能”)看到
烛焰所成的像．
不会
不变
不
变
能
能
素养提升
用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验：
(1)如图甲所示，将蜡烛、光屏分别置于光具座上凸透镜两侧，
调整凸透镜和光屏的中心大致与烛焰的中心在_____________；
一束平行光射向凸透镜，光屏上得到一个最小、最亮的光斑．
则该凸透镜的焦距为_____cm.
(2)图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(未画出)．该像是
_____(填“正立”或“倒立”)、_____(填“放大”“缩小”
或“等大”)的_____(填“实像”或“虚像”)．日常生活中，
_______(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这
一原理制成的．
同一水平高度
10.0
倒立
缩小
实像
照相机
(3)若将图乙中的蜡烛移动到光具座45 cm刻度线的位置，保持
凸透镜在原来位置不变．在光具座上移动光屏，_____(填“能”
或“不能”)找到一个位置，使像清晰地呈现在光屏上．(光具
座足够长)
(4)紧接着，小芊用不透明的硬纸板挡住凸透镜的下半部分，发
现光屏上呈现的像是_____(填“完整”或“不完整”)的，并且
像_____(填“变暗”或“变亮”)了．
不能
完整
变暗
考点一　透镜对光线的作用　
一、根据透镜三条特殊光线作图
典例1　如图所示，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．
如图所示：
【方法点拨】
理解三条特殊光线，正确解答透镜作图题．
(1)透镜三条特殊光线的折射规律
(2)利用透镜特殊光线折射规律画图三步法
注意：(1)实际光线画实线，光线的延长线或反向延长线画虚线．(2)过焦点的光线，光线一定要延长到焦点处．(3)光线要带箭头，入射光线与折射光线之间不能断开，光线在透镜里传播时也不可以断开．
跟踪训练
1．(2022·泰州)如图所示，请完成图中光通过透镜后的光路．
如图所示：
二、根据光路判断透镜的类型
典例2　(2023·东营)请将所示光路补充完整．
如图所示：
【方法点拨】
凸透镜有会聚光线的作用，凹透镜有发散光线的作用．根据入射光和折射光的方向，判断光线被会聚了还是发散了．
跟踪训练
2．(东营中考)根据入射光线和折射光线，请在图中的虚线框内画出适当类型的透镜．
如图所示：
考点二　凸透镜成像规律及应用　
一、利用凸透镜成像规律分析问题
(1)动态分析成像性质
典例3　(2023·泸州)小明在探究凸透镜成像规律时，安装好器
材，调节蜡烛、凸透镜与光屏到如图所示的位置，在光屏上得
到清晰的像，则凸透镜的焦距为_____cm.固定凸透镜位置，他
将蜡烛移到15 cm刻度处，为了在光屏上得到清晰的像，接下来
小明应该进行的操作是_______
_________________；生活中应
用这一规律的光学器材是_______．
10.0
将光屏
向左移动适当距离
照相机
【方法点拨】
动态成像规律：成实像时，物远像近像变小；成虚像时，物远像远像变大．
跟踪训练
3．(烟台中考)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，所用凸透镜焦距为10 cm，当蜡烛从如图所示的A位置逐渐移到B位置的过程中，像距及其像的变化情况是( )
A．像距增大，像变大
B．像距减小，像变大
C．像距减小，像变小
D．像距增大，像变小
(2)静态分析成像性质
典例4　物理课上，同学们用凸透镜观察周围的物体，透过凸透镜不能看到的像是(　　)
A．正立、放大的像
B．正立、缩小的像
C．倒立、放大的像
D．倒立、缩小的像
【方法点拨】
静态成像规律：一倍分虚实，内虚外实；二倍分大小，远小近大．
【易错警示】
做光具座的题目时，容易把光具座的刻度错当做物距或像距．读题时一定要辨别清楚是“光具座的多少厘米处”还是“距离透镜多少厘米处”．
跟踪训练
4．(兰州中考)小亮利用图示装置“探究凸透镜成像规律”，所
用凸透镜的焦距为8 cm.小亮将凸透镜固定在光具座上40 cm刻度
线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上10 cm刻度线处，移动光屏
直至光屏上呈现出烛焰_____(填“正立”或“倒立”)、_____
(填“放大”或“缩小”)的实像，这一原理应用在_______(填
“照相机”“幻灯机”
或“放大镜”)上．
倒立
缩小
照相机
(3)根据凸透镜成像规律判断焦距范围
典例5　(2023·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15.0 cm
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
【方法点拨】
根据凸透镜成像的三种情况进行判断：u＞2f，成倒立、缩小的实像，此时f＜v＜2f；2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，此时v＞2f；u＜f，成正立、放大的虚像．
跟踪训练
5．(朝阳中考)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，蜡烛在光屏上恰好成清晰的像．
(1)此时光屏上形成的是蜡烛_____(填“放大”“缩小”或“等
大”)的像．
(2)根据图中信息，可以推断本实验所使用凸透镜的焦距在
___________cm的范围之间．
(3)如果在蜡烛和凸透镜之间放置个凸透镜，若想在光屏上得到
清晰的像，应将光屏向_____(填“靠近”或“远离”)凸透镜的
方向移动，该操作可以用来模拟_______(填“近视眼”或“远
视眼”)的矫正．
放大
15.0～22.5
靠近
远视眼
(4)如果从蜡烛的一侧观察凸透镜的表面，也会看到一个蜡烛
的像，这个像是由于光的_____(填“折射”或“反射”)形成的．
反射
二、凸透镜在生活中的应用
典例6　某兴趣小组开展“创新服务生活，科技改变未来”的科技创新活动，模拟制作一款“智能”行驶玩具车．该玩具车利用车载传感器(摄像头、雷达)采集生成道路特征数据，完成“自动”驾驶．作为传感器之一的摄像头，下列说法正确的是(　　)
A．摄像头的镜头是凹透镜
B．遇障碍物时，要想生成更大的像，镜头应该向前伸
C．摄像头成的像是正立的虚像
D．成像时障碍物位于镜头的两倍焦距以内
【方法点拨】
照相机和摄像机是利用凸透镜成像的规律制成的，其镜头是一个凸透镜；掌握凸透镜成像的三种情况和应用．u>2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机.2f>u>f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪．u跟踪训练
6．如图所示，放大镜能使我们看清邮票的细微之处．下列能用来说明其成像原理的图是(　　)
考点三　眼睛和眼镜　
典例7　近视是影响青少年健康的重大问题，保护视力、科
学用眼已成为社会共识．下列有关眼睛和眼镜的说法正确的
是(　　)
A．物体在正常眼睛的视网膜上成倒立、缩小的虚像
B．近视眼看远处的物体时，像成在视网膜的前方
C．矫正近视眼的方法是配戴合适度数的凸透镜
D．矫正近视眼前，像离视网膜越近配戴眼镜的度数越高
【方法点拨】
眼睛的晶状体是一个焦距可调的凸透镜，相当于照相机的镜头；凸透镜成实像时，物距变小，像距变大．
跟踪训练
7．(连云港中考)谷歌公司推出了一款“谷歌眼镜”，它是一
个戴在眼睛上的微型电脑，如图所示．使用时要盯着眼前12 mm
处的镜片屏幕，上网阅读、观看视频等．它的推出让人惊叹科
技的进步，但也带来诸如电磁辐射等负面影响，长期使用会导
致近视，近视眼看远处物体时像成在视网
膜的_____(填“前方”或“后方”)，需
要配戴_______(填“凸透镜”或“凹透
镜”)来矫正．
前方
凹透镜
考点四　显微镜和望远镜　
典例8　(湖北中考)小明同学参加了学校生物标本制作小组和天
文观测兴趣小组，所使用的简易的显微镜和望远镜都有物镜和
目镜．显微镜的物镜是___透镜，望远镜的目镜是___透镜．(均
填“凸”或“凹”)
凸
凸
【方法点拨】
分别根据望远镜和显微镜的构造和工作原理去分析：(1)望远镜是由两组透镜组成，物镜成缩小的实像，目镜成放大的虚像；(2)显微镜物镜和目镜都是凸透镜，显微镜的物镜成放大实像，目镜成放大虚像．
跟踪训练
8．(鄂州中考)小磊在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将凸透镜A固定在光具座上35 cm处，移动光屏使烛焰在光屏上成清晰的像，如图甲所示，接着，他将凸透镜A换成凸透镜B并保持烛焰和透镜位置不变，移动光屏再次得到清晰的像如图乙所示，则下列说法中正确的是( )
A．A的焦距小于B的焦距，显微镜的物镜成像原理与图甲相同
B．A的焦距小于B的焦距，显微镜的物镜成像原理与图乙相同
C．A的焦距大于B的焦距，显微镜的物镜成像原理与图甲相同
D．A的焦距大于B的焦距，显微镜的物镜成像原理与图乙相同

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