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精讲册
第二章 多彩的光
第2单元 透镜及其应用
一级主题 二级主题 目标要求
运动和 相互作用 声和光 2.3.5　了解凸透镜对光的会聚作用和凹
透镜对光的发散作用。探究并了解凸透
镜成像的规律。了解凸透镜成像规律的
应用
　　情境：如图所示，照相机是一种利用光学成像原理
形成影像的设备。现代的数码相机结构较为复杂，具有
镜头、光圈、快门、取景、变焦、对焦等系统，被拍摄
物体反射的光线通过镜头，在对焦、变焦系统的作用
下，将清晰的像成在感光材料上，再进一步被转换为电
信号，经过处理器加工，将影像信息记录在相机的内存
上。组成照相机镜头的是透镜组，内有多
个凸透镜和凹透镜，但其整体作用相当于
凸透镜，它更广泛应用于各种光学器械中。
1. 小明了解到组成照相机镜头的是透镜组，内有
多个凸透镜和凹透镜，但其整体作用相当于凸透镜。下
列透镜中属于凸透镜的有 ；属于凹透镜的
有 ，凹透镜对光线具有 作用。
a、c、d　
b、e、f　
发散　
1.凸透镜与凹透镜
（1）形状特点：凸透镜的中央较厚、边缘较薄；凹透
镜的中央较薄、边缘较厚。镜面的两个表面至少有一个
表面是球面的一部分。
（2）对光线的作用：凸透镜对光线起 作用；
凹透镜对光线起 作用。
会聚　
发散　
②主光轴：通过光心且垂直于透镜表面的直线。
③焦点（F）：平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚
的点，或经过凹透镜发散后，其反向延长线的交点。
④焦距（f）： 到光心的距离。
焦点　
（3）相关名词。
①光心（O）：透镜的中心。
2.小明先后将问题1中的d、f透镜放在光具座上，
用三支激光笔发出的光从不同方向射向两个透镜，请在
图中画出光经过透镜后的折射光线。
特别提示：透镜的三条特殊光线分别是平行过焦、过焦
平行和过心不变。
3.小明在做“自制照相机”时，先用硬纸板制作了
纸筒M、N，纸筒N刚好能够套在纸筒M外部，并能伸缩
滑动，再在纸筒M的一端嵌入一个焦距为10 cm的凸透
镜，如图甲所示。
甲
（1）在选取材料时，纸筒N的右端应蒙上
（选填“透明”“半透明”或“不透明”）薄膜。
半透明　
甲
（2）观察时，小明应选择较 （选填“亮”或“暗”）
的物体作为观察对象。
亮　
甲
（3）“照相”时，镜头离物体的距离至少要大于 cm，
才能在膜上看到清晰的像。
20　
甲
（4）小明用自制的照相机先拍摄到了远处的物体清晰
的像，再拍摄近处物体时，应将两筒间的距离
变 ；观察到薄膜上的像变 。
大　
大　
甲
（5）小明用自制的照相机站在座位上去看黑板上贴着
的图乙所示的“F”字光源，我们能看到的清晰的像是图
丙中 （填字母）。
D　
（6）小明用一块黑色胶布将凸透镜的上半部分遮住，
则光屏上“F”光源的像 （填字母）。
A. 仍是完整的
B. 缺了上半部分
C. 缺了下半部分
A　
2.凸透镜成像特点及其应用
物距u 像的特点 像距v 应用
u＞2f 倒立、（1）
的实像 2f＞v＞f（v＜u） （2） 、
摄像头
u＝2f 倒立、（3）
的实像 v＝2f（v＝u） 测焦距
2f＞ u＞f 倒立、（4）
的实像 v＞2f（v＞u） 投影仪
缩小　
照相机
等大　
放大　
物距u 像的特点 像距v 应用
u＝f 不成像 平行光源
（探照灯）
u＜f 正立、（5）
的（6） 像 物像同侧 放大镜
变化特点：成实像时，物远像近像变小，物近像远像变大； 成虚像时，物远像远像变大，物近像近像变小 放大　
虚　
4.小明知道人眼的结构和功能与照相机非常相
似，但在观察远景和近景时调节略有差异。
（1）从图甲可知，从看近处的物体B到看远处的物体A
时，睫状肌放松，晶状体变 （选填“薄”或“厚”）。
薄　
（2）学习了凸透镜成像规律后，小明对近视眼的矫正
过程进行了进一步研究，组装了如图乙所示的实验装
置，其中“F”字样的光源代表可视物体，光屏模拟视网
膜，选用如图丙所示的2号凸透镜模拟晶状体，打开“F”
光源，调节各元件的位置，直到光屏上呈现倒立、缩小
的清晰像，正常眼睛的视物模型便组装完成了。
水透镜：在原本平整的橡皮膜内注水，橡皮膜逐渐变
凸；往外抽水，橡皮膜逐渐变凹。
①模拟近视眼视物时，应选择图丙中 号透镜替代2
号透镜，安装在光具座上后，光屏上的像会变模糊；
②用如图丁所示的水透镜模拟近视眼矫正视力，应将水
透镜置于光具座上的 （选填“A”“B”或“C”）点，缓
慢调节水透镜中的水量，当水透镜形成焦距合适
的 透镜时，光屏上呈现清晰的像，近视眼的成像
情况得到改善；
3　
B　
凹　
③更换焦距更小的凸透镜模拟近视程度更严重的眼睛晶
状体，为了改善视网膜上的成像情况，实验时需要用注
射器 （选填“抽取”或“注入”）适量水，所以近
视程度更严重的同学应选择焦距 （选填“更大”
或“更小”）的透镜来矫正。
抽取　
更小　
3.眼睛及视力矫正
（1）晶状体和角膜相当于 ，视网膜相当
于 。
凸透镜　
光屏　
实　
（2）视物原理：当u＞2f 时，成 、缩小的 像。
倒立　
（3）正常眼睛的调节：当看远处物体时，晶状体变
薄，焦距变 ；当看近处物体时，晶状体变厚，焦
距变 。
注：眼睛看远处或近处物体时，像距（视网膜与晶状体
的距离）几乎是不变的。
长　
短　
（4）近视眼的成因及矫正。
成因：晶状体太 ，焦距太 ，看远处物体
时，像成在视网膜之 。
矫正：戴 进行矫正。
厚　
短　
前　
凹透镜　
（5）远视眼的成因及矫正。
成因：晶状体太 ，焦距太 ，看近处物体
时，像成在视网膜之 。
矫正：戴 进行矫正。
薄　
长　
后　
凸透镜　
透镜的判断及对光线的作用
1. （2025·湖北）2025年1月20日，在第九届亚冬会火
种采集仪式上，现场用图甲所示的冰透镜成功点燃了
火炬。小红为了研究此现象，让光束透过近视眼镜和
老花眼镜投射在墙上，如图乙所示，则 （选填
“上”或“下”）方眼镜的透镜类型
与冰透镜相同，为 透镜。
下　
凸　
凸透镜的三条特殊光线作图
2. （2025·襄阳模拟）2024世界机器人博览会亮点纷
呈，二十余款机器人整机亮相博览会，图甲所示是其中
一款机器人，它的“眼睛”是一个凸透镜（如图乙所
示），请在图乙中画出两束来自外界环境的光线经凸透
镜后折射光线的传播情况。
凸透镜成像规律及其应用
3. （2025·福建）如图所示，修表师傅可通过寸镜看清
手表微小结构。寸镜内部有一个凸透镜，使用时手表到
凸透镜的距离应（　A　）
A. 小于1倍焦距 B. 等于1倍焦距
C. 大于2倍焦距 D. 在2倍焦距与1倍焦距之间
A
4. 如图甲所示是小辉自制的“手机投影仪”，他将手机固
定在纸盒中可左右移动的纸板上，使用焦距为15 cm的
凸透镜，当手机和凸透镜相距20 cm时，调节纸盒位置
能在墙上成倒立、 （选填“放大”或“缩小”）的
像。为了使墙上的画面更大更清晰，小辉将纸板适
当 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜，并将纸盒
远离白墙。为了有良好的
观影效果，手机画面应
该选择图乙中的方
式 （选填“①”或“②”）放置。
放大　
靠近　
②　
眼睛的视物原理及视力矫正
5. （2024·福建）我国某新型战斗机配有光电搜索跟踪
系统，系统中的光学元件相当于晶状体，内置光电传感
器相当于视网膜，成像原理与人眼相似。从空中拍摄地
面物体时，物体在光电传感器上形成的像是（　A　）
A. 倒立、缩小的实像 B. 倒立、等大的实像
C. 倒立、放大的实像 D. 正立、放大的虚像
A
6. 如图所示是常见的近视隐形眼镜，可用来矫正近视
眼，该隐形眼镜的镜片是 透镜，戴上合适度数的
隐形眼镜后，物体在视网膜上成 （选填“倒立”
或“正立”）、缩小的实像，利用眼睛的成像原理可以制
成生活中的 （选填“照相机”“投影仪”或“放大
镜”）。
凹　
倒立　
照相机　
探究凸透镜成像
　　“探究凸透镜成像规律”的实验如下。
1. 实验装置
（1）如图甲所示，利用平行于主光轴的光测出凸透镜
的焦距为 cm。
12.5（12.4～12.6）　
（2）将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平光具座上，
如图乙所示，调节 、凸透镜和光屏的中心大致
在 ，其目的是
。
烛焰　
同一高度　
让烛焰的像能成在光屏的
中心　
2. 设计与进行实验
（1）调节蜡烛、凸透镜和光屏至图乙所示的位置，可
观察到烛焰在光屏上成倒立、 的像。根据这一
成像特点，可制成生活中的 （选填“照相机”
“投影仪”或“放大镜”）。
缩小　
照相机　
（2）若要使光屏上的像变小，应使蜡烛与凸透镜的距
离变 ，再调节光屏位置。
大　
（3）保持图乙中凸透镜位置不变，将蜡烛移至“42 cm”
刻度线处，此时实验小组的同学发现，无论怎样移动光
屏，都无法在光屏上得到烛焰清晰的像，其原因是
。若实验小组的同学想要观
察到烛焰的像，他们应取下光屏，眼睛位于凸透镜的
（选填“左”或“右”）侧，视线穿过凸透镜，他
们会观察到 （选填“倒立”或“正立”）且
（选填“放大”或“缩小”）的像。
物
距小于焦距，成的是虚像　
右　
正立　
放大
3. 交流与评估
（1）实验中，由于蜡烛燃烧使烛焰高度不断下降，则
光屏中烛焰像的位置会不断 （选填“上升”或
“下降”）。
上升　
（2）有同学建议，用发光二极管组成“F”光源代替蜡烛
进行实验。这种做法的好处是
。
“F”光源比较稳定，便
于观察　
（3）有同学进一步建议，可在“F”光源板与光屏上贴上
相同的方格纸。这种做法的好处是
。
方便比较物体与像
的大小关系　
4. 实验拓展
　　图乙中，保持凸透镜和光屏的位置不动，将蜡烛向
左移动一小段距离，此时光屏上的像变模糊了，若要让
光屏上的像再次变清晰，可以在蜡烛和凸透镜之间放一
块合适的 （选填“凸透镜”“凹透镜”或“平板玻
璃”）。 （选填“近视眼”或“远视眼”）的矫正
原理与此相同。
凹透镜　
近视眼　

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