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3.6 凸透镜成像规律
第三章 光和眼睛
沪粤版2025-2026学年 物理八年级上册【精做课件】
授课教师：********
班 级：********
时 间：********
3.6 凸透镜成像规律
教学目标
通过实验探究，总结凸透镜在不同物距下的成像规律，包括像的大小、正倒、虚实及像距的变化。（重点、难点）
能根据凸透镜成像规律，判断像的性质及物距、像距的关系。
了解凸透镜成像规律在实际生活中的应用，如照相机、投影仪、放大镜等。
培养动手操作、观察分析和归纳总结的能力。
实验探究：凸透镜成像规律
实验器材
光具座、凸透镜（已知焦距 f）、蜡烛、光屏、火柴。
实验准备
将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，使它们的中心大致在同一高度（即 “三心等高”），目的是让像能成在光屏的中央。
记录凸透镜的焦距 f，以便在实验中确定物距与焦距的关系。
实验步骤
当物距 u > 2f 时：
将蜡烛放在凸透镜的 2 倍焦距以外（如 u = 3f），移动光屏，直到光屏上出现清晰的像。
观察像的大小、正倒，并记录像距 v 的大小。
当物距 u = 2f 时：
将蜡烛放在凸透镜的 2 倍焦距处，移动光屏，找到清晰的像。
观察像的性质，记录像距 v。
当物距 f < u < 2f 时：
将蜡烛放在凸透镜的 1 倍焦距和 2 倍焦距之间（如 u = 1.5f），移动光屏，观察像的性质，记录像距 v。
当物距 u = f 时：
将蜡烛放在凸透镜的焦点处，移动光屏，观察能否在光屏上找到像。
当物距 u < f 时：
将蜡烛放在凸透镜的 1 倍焦距以内（如 u = 0.5f），移动光屏，观察光屏上是否有像；若光屏上没有像，从光屏一侧透过凸透镜观察蜡烛的像，记录像的性质。
实验数据记录
物距与焦距的关系
物距 u（以 f 为单位）
像的性质
像距 v（以 f 为单位）
应用实例
u > 2f
3f
倒立、缩小、实像
f < v < 2f
照相机
u = 2f
2f
倒立、等大、实像
v = 2f
测焦距
f < u < 2f
1.5f
倒立、放大、实像
v > 2f
投影仪
u = f
f
不成像
——
平行光源
u < f
0.5f
正立、放大、虚像
v > u（与物同侧）
放大镜
（此处可插入不同物距下凸透镜成像的光路图，辅助理解成像原理）
凸透镜成像规律总结
实像与虚像的分界点：焦点 F 是实像和虚像的分界点。当 u > f 时，成实像；当 u < f 时，成虚像；当 u = f 时，不成像。
放大与缩小实像的分界点：2 倍焦距处（2f）是放大实像和缩小实像的分界点。当 u > 2f 时，成缩小的实像；当 f < u < 2f 时，成放大的实像；当 u = 2f 时，成等大的实像。
像的正倒：实像都是倒立的，与物体在凸透镜的两侧；虚像是正立的，与物体在凸透镜的同侧。
像距与物距的关系：
成实像时，物距减小，像距增大，像也增大（物近像远像变大）；物距增大，像距减小，像也减小（物远像近像变小）。
成虚像时，物距减小，像距减小，像也减小；物距增大，像距增大，像也增大（物远像远像变大）。
凸透镜成像规律的应用
照相机：
原理：当 u > 2f 时，凸透镜成倒立、缩小的实像。
结构：照相机的镜头相当于凸透镜，胶片（或感光元件）相当于光屏。拍摄时，物体在镜头的 2 倍焦距以外，胶片上成倒立、缩小的实像。通过调节镜头与胶片的距离（即像距），使像清晰地成在胶片上。
投影仪（幻灯机）：
原理：当 f < u < 2f 时，凸透镜成倒立、放大的实像。
结构：投影仪的镜头相当于凸透镜，投影片相当于物体，屏幕相当于光屏。使用时，投影片放在镜头的 1 倍焦距和 2 倍焦距之间，屏幕上成倒立、放大的实像。为了使看到的像是正立的，投影片需要倒放。
放大镜：
原理：当 u < f 时，凸透镜成正立、放大的虚像。
使用：用放大镜观察物体时，将物体放在放大镜的 1 倍焦距以内，透过放大镜可以看到物体正立、放大的虚像。物体离放大镜越近（但仍在 1 倍焦距以内），像越小；离放大镜越远（接近 1 倍焦距），像越大。
眼睛：
眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏。当物体在晶状体的 2 倍焦距以外时，在视网膜上成倒立、缩小的实像，视神经将信号传给大脑，人就看到了物体。
课堂练习
一个凸透镜的焦距为 10cm，当物体放在距凸透镜 15cm 处时，成（ ）、（ ）的（ ）像，像距范围是（ ）。
要使凸透镜成倒立、放大的实像，物体应放在（ ），此时像距（ ）。
用放大镜观察邮票时，邮票应放在放大镜的（ ），看到的是（ ）、（ ）的（ ）像。
课堂总结
凸透镜成像规律与物距和焦距的关系密切，不同物距范围内成像的性质（大小、正倒、虚实）和像距不同。
焦点是实像和虚像的分界点，2 倍焦距处是放大和缩小实像的分界点。
凸透镜成像规律在照相机、投影仪、放大镜等设备中有着广泛的应用，这些应用都是基于不同物距下的成像特点。
课后作业
完成下表，总结凸透镜成像规律：
物距 u
像的性质
像距 v
应用
u > 2f
u = 2f
f < u < 2f
u = f
u < f
用一个焦距为 10cm 的凸透镜，当物体从距透镜 30cm 处逐渐移到距透镜 15cm 处时，像的大小和像距如何变化？
为什么用照相机拍摄远景时，镜头要往后缩；拍摄近景时，镜头要往前伸？用凸透镜成像规律解释。
5
课堂检测
4
新知讲解
6
变式训练
7
中考考法
8
小结梳理
学习目录
1
复习引入
2
新知讲解
3
典例讲解
照相机
投影仪
放大镜
眼镜
显微镜
望远镜
这些仪器都用到了凸透镜，透镜成的像是怎样的？
观察与思考
1. 提出问题
凸透镜所成的像的大小、正倒和什么有关呢？
凸透镜成像有着什么样的规律？
探究凸透镜成像规律
2. 猜想与假设
凸透镜成的像可能跟物距u有关
O
F
F
物距u
像距v
光心
实验方法：控制变量法
控制焦距不变，改变物距。
探究凸透镜成像规律
3. 设计实验与制定计划
思考：
1.实验器材要准备什么？
2.实验器材该如何摆放， 有什么要求？
3.如何才算找到了像？
4.如何描述像的特点？
蜡烛、凸透镜、光屏,光具座。
蜡烛
凸透镜
光屏
光具座
物距u
像距v
目的：使成像在光屏中央
调整烛焰、凸透镜、光屏的高度，使它们的中心在同一高度。
在光屏上观察到最清晰的烛焰的像
描述像的大小、正倒、虚实
探究凸透镜成像规律
3. 设计实验与制定计划
具体实验操作
1.将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上。
2.点燃蜡烛，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度上。
3.移动蜡烛到某处，然后调节光屏的位置，在光屏上找到清晰的烛焰的像。
4.观察此时物距、像距以及像的特点，并记录在表格中。
探究凸透镜成像规律
4. 进行实验与收集证据
蜡烛由远及近向凸透镜 移动时，观察光屏上的成像情况，并记录在表格中。
物距u/cm 像的性质 像距v/cm
大小 正倒 虚实 30.00 2.00cm，缩小 倒立 实像 17.60
28.00 2.30cm，缩小 倒立 实像 18.10
22.00 3.30cm，等大 倒立 实像 21.50
19.00 4.50cm，放大 倒立 实像 25.90
15.00 8.60cm，放大 倒立 实像 39.20
11.00 不成像 8.00 放大 正立 虚像 ——
5.00 放大 正立 虚像 ——
（f =11cm）
物距u/cm 像的性质 像距v/cm
大小 正倒 虚实 30.00
28.00
22.00
19.00
15.00
11.00 8.00
5.00
探究凸透镜成像规律
物距u/cm 像的性质 像距v/cm
大小 正倒 虚实 30.00 2.00cm，缩小 倒立 实像 17.60
28.00 2.30cm，缩小 倒立 实像 18.10
22.00 3.30cm，等大 倒立 实像 21.50
19.00 4.50cm，放大 倒立 实像 25.90
15.00 8.60cm，放大 倒立 实像 39.20
11.00 不成像 （f =11cm）
u>2f
2f>u>f
u=2f
u=f
2f>v>f
v>2f
v=2f
探究凸透镜成像规律
物距u/cm 像的性质 像距v/cm
大小 正倒 虚实 30.00 缩小 倒立 实像 17.60
28.00 缩小 倒立 实像 18.10
22.00 等大 倒立 实像 21.55
19.00 放大 倒立 实像 25.90
15.00 放大 倒立 实像 39.20
11.00 不成像 8.00 放大 正立 虚像 —
5.00 放大 正立 虚像 —
5. 实验数据分析（f =11cm）
u=2f
uv=2f
2f>v>f
v>2f
2f>u>f
u>2f
u=f
一倍的焦距定虚实，两倍的焦距定大小。
探究凸透镜成像规律
6. 实验问题
若遮挡透镜的一部分，成像将如何变化？
成像变暗，但仍然完整。
探究凸透镜成像规律
6. 实验问题
若成像在光屏上方，该如何调节？
①将光源向上调节；②将透镜向下调节；③将光屏向上移
探究凸透镜成像规律
A′
F
F
2f
2f
O
u>2f
A
B
B′
u >2f 2f >v>f 倒立 缩小 实像 异侧
应用：
照相机
探究凸透镜成像规律
F
F
2f
2f
O
B′
A′
u=2f
A
B
u＝2f v=2f 倒立 等大 实像 异侧
应用：
测焦距
探究凸透镜成像规律
F
F
2f
2f
O
B′
A′
fA
B
f＜u＜2f v>2f 倒立 放大 实像 异侧
应用：
投影仪
探究凸透镜成像规律
F
F
2f
2f
O
u=f
A
B
u＝f 不成像
探究凸透镜成像规律
F
F
2f
2f
O
A′
B′
A
B
u＜f —— 正立 放大 虚像 同侧
u应用：
放大镜
探究凸透镜成像规律
A′
F
F
2f
O
u>2f
A
B
B′
2f
B′
A′
u=2f
A
B
B′
A′
fA
B
成实像时：物近像远（同方向移动） 像变大
像与物同方向移动
探究凸透镜成像规律
F
F
2f
2f
O
A′
B′
A
B
uA′
B′
成虚像时：物近像近（同方向移动） 像变小
v＞u
像与物同方向移动
探究凸透镜成像规律
放大镜成正立放大的像。
观察下图，放大镜所成的像是怎样的？
凸透镜的应用——放大镜
F
F
O
通过实验和光路图可知，放大镜成正立放大的虚像。
u＜f
v＞u
透镜越厚，焦距越小，折光本领越强，放大倍数越大，因此通常选用焦距较小、较厚凸透镜作为放大镜。
凸透镜的应用——放大镜
知识点1 探究凸透镜成像的规律
1.小滨同学探究“凸透镜成像的规律”。
（1）如图甲所示，小滨让凸
透镜正对平行光，调整凸透镜
到光屏的距离，光屏上会出现
一个最小、最亮的光斑，则该
凸透镜的焦距_____ 。
10.0
【点拨】如图甲所示，该凸透镜的焦距
。
（2）小滨在组装器材时，将
蜡烛、凸透镜和光屏依次放在
光具座上，点燃蜡烛并调节烛
焰、凸透镜和光屏的中心在同
一高度上，目的是让烛焰的像
成在____________。
光屏的中央
【点拨】小滨在组装器材时，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放
在光具座上，点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在
同一高度上，目的是让烛焰的像成在光屏的中央。
（3）如图乙所示，小滨将凸
透镜固定在 刻度线处，
当蜡烛距凸透镜 时，移
动光屏，可在光屏上得到一个
倒立、______（填“缩小”“等
大”或“放大”）的实像。
放大
【点拨】如图乙所示，小滨将凸透镜固定在 刻度线处，
当蜡烛距凸透镜时， ，移动光屏，可在光
屏上得到一个倒立、放大的实像。
（4）若凸透镜位置不变，调换蜡
烛和光屏的位置，______
（填“仍能”或“不能”）在光屏上得
到清晰的像，这是因为光发生折射
时，光路是______的。
仍能
可逆
【点拨】 凸透镜位置不变，调换蜡烛和光屏的位置，此时物
距是原来的像距，像距是原来的物距，仍能在光屏上成清晰
的像，这是因为光发生折射时，光路是可逆的。
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知识点2 凸透镜的应用——放大镜
2. 如图所示，放大镜能使我们看清邮票的
细微之处。选项中能用来说明其成像原理
的图是( )
C
A. B.
C. D.
【点拨】放大镜能使我们看清邮票的细微之处，
是利用凸透镜成像规律，物体位于凸透镜1倍
焦距以内时，成正立、放大的虚像。小孔成像
是利用光的直线传播原理，故A不符合题意；平面镜成像是
利用光的反射原理，故B不符合题意；蜡烛在凸透镜的1倍焦
距之内，根据凸透镜成像规律可知，此时成正立、放大的虚
像，故C符合题意；蜡烛与像分别在凸透镜的两侧，根据凸
透镜成像规律可知，此时成的是实像，故D不符合题意。
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3. 夏天清晨，在上学的路上经常看到如图所示的植物叶上有
晶莹剔透的露珠，通过露珠可以看到清晰的“叶脉”。则
( )
C
A. 露珠相当于一个凹透镜，对光有会聚作用
B. 露珠相当于一个凸透镜，对光有发散作用
C. 看到的“叶脉”是正立、放大的虚像
D. 看到的“叶脉”是倒立、放大的实像
【点拨】露珠呈球状，此时的露珠相当于凸透镜，
对光有会聚作用，起放大镜作用，看到的“叶脉”
是正立、放大的虚像，故 不符合题意，C符
合题意。
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4.［2024·连云港］小明将凸透镜正对太阳光，
在距离凸透镜 的白纸上呈现一个最小、最
亮的光斑，此凸透镜的焦距为____ 。如图是
他用该凸透镜观看书本上“中国梦”三个字时的情
10
远离
小于
况，如果他想看到更大的正立的“国”字，小明需要将凸透镜
______（填“远离”或“靠近”）书本，凸透镜和书本的距离应
满足的条件是_____________。
【点拨】平行于主光轴的光经过凸透镜折射后
会聚于一点，这一点就是凸透镜的焦点，焦点
到光心的距离为焦距，所以根据题意可知此凸
透镜的焦距为 。因为想要看到正立的像，
所以可知此时凸透镜相当于一个放大镜，放大镜利用的是当
物距小于1倍焦距时，成正立、放大的虚像的原理，所以想
看到正立的“国”字，凸透镜和书本的距离应小于 ，而
当凸透镜成正立、放大的虚像时，物距越大，像
距越大，成的虚像越大，所以可知想要看到更大
的正立的“国”字，小明需要将凸透镜远离书本，
但是距离要小于 。
返回
纠易错 误认为遮挡镜头的物体能在光屏上成像
5.小强同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，光屏上得
到发光物体清晰的像。当他不小心将手指尖触摸到了凸透镜
时，光屏上______（填“会”或“不会”）有手指尖的像；这时
光屏上所成的像会______（填“变亮”“变暗”或“亮度不变”）。
不会
变暗
【点拨】当小强同学不小心将手指尖触摸到了凸透镜时，手
指尖在凸透镜1倍焦距以内，光屏上不会有手指尖的像，但
手指尖遮挡了部分入射光线，导致折射光线变少，会聚成的
像变暗。
返回
6. 小晨在做探究凸透镜成像
规律的实验，如图所示。下列
说法错误的是( )
D
A. 将蜡烛向上移动可使像成在光屏的中央
B. 烛焰位于 点时，成放大的实像
C. 烛焰位于 点时，光屏承接不到像
D. 烛焰从点移到 点的过程中，光屏上始终出现放大的像
7. ［2024·上海］光具座上有凸透镜、光屏及发光源各一个。
当光屏和凸透镜的距离为 时，此时在光屏上成缩小的
像。小王把光屏沿着光具座移动 后，再次移动光源的位
置使成清晰的像。对于该像的情况，下列选项正确的是
( )
B
A. 一定成放大的像 B. 可能成缩小的像
C. 成像可能比原来小 D. 成像一定比原来小
8. 如图甲，在装有水的杯子里，小红将一支铅笔分别紧贴杯
壁内、外竖直放置，两次都观察到铅笔放大的像，俯视图如
图乙、丙所示，下列说法正确的是( )
A
A. 图乙中铅笔向前移，像一直变小
B. 图乙中铅笔向前移，像先变小后变大
C. 图丙中铅笔向后移，像一直变大
D. 图丙中铅笔向后移，像先变小后变大
9.［2024·苏州阶段练习］小明用两
个焦距不同的凸透镜，分别观察同
一课本上的文字。当两个凸透镜到
课本的距离相等时，看到如图甲、
乙两种不同的像，图甲中凸透镜的焦距为 ，图乙中凸透镜
的焦距为，那么___（填“ ”“ ”或“”） 。
10.如图甲所示，小红和同学们在老师指导下做“探究凸透镜
成像的规律”的实验。
（1）如图乙所示，凸透镜的焦距
为____ 。如图甲所示，为使凸
透镜所成的像位于光屏的中央，应
调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜
的________上，若不移动蜡烛和凸
10
主光轴
左
透镜的位置，要在光屏上得到清晰的像，应将光屏向____
（填“左”“右”“上”或“下”）移动。
凸透镜成像的规律
课堂小结
谢谢观看！

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