凸透镜的成像原理及应用

第 1 页 共 20 页 专题35 凸透镜成像规律与应用

凸透镜成像规律及应用是初中物理中重难点之一，也是各省市中考必考考点之一。凸透镜考查较为难些，有时还以多选的形式出现，综合考查整章内容，具有较高的选拔功能。

一、 凸透镜成像规律：

1、凸透镜静态成像规律

物距(u) u>2f u=2f f

像距(v) f2f

不成像 v>u

正倒 倒立 倒立 倒立 正立

大小 缩小 等大 放大 放大

虚实 实像 实像 实像 虚像

应用 照相机、

摄像机 测焦距 幻灯机、电影机、投影仪 强光聚焦手电筒、平行光线 放大镜

特点 二倍焦距分大小 一倍焦距分虚实

物像位

置关系 物像异侧 物像异侧 物像异侧 物像同侧

成像

作图

也可以结合下图记忆：

例题1 （2021上海）凸透镜成像，焦距是 10 厘米，蜡烛和凸透镜之间的距离是 35 厘米，能成像的性质是（ ）

A．放大实像 B．放大虚像 C．等大实像 D．缩小实像

【答案】D。

【解析】凸透镜焦距是 10 厘米，蜡烛和凸透镜之间的距离是 35 厘米，物距大于二倍焦距，考点透视

迷津点拨与点对点讲练

第 2 页 共 20 页 根据凸透镜成像规律可知，此时成倒立、缩小的实像，选D。

【点拨】已知物距、像距或成像性质中的任意一项，都可以判断其他两项。另外，已知物距和像距的关系（常常以图的形式已知），也可以判断像的性质，u>v，成倒立、缩小的实像；当u

对点练：（2021江苏苏州高新区实验初级中学三模）小明将蜡烛、凸透镜和光屏调到如图所示位置时，在光屏上得到了一个清晰的像，这个像一定是______（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的。若将凸透镜向右移动______cm，屏上即可再次成清晰的像。

【答案】放大 15。

【解析】当如图位置时，物距u=25cm，像距v=40cm，u

2、凸透镜成像动态规律：

（1）透镜位置不变，移动蜡烛、光屏：

【本讲教育信息】

一. 教学内容：

凸透镜成像规律专题复习总结

二. 教学过程：

（一）考点点拨：在初中光学部分中重点内容是光的直线传播，光的反射，光的折射。前两部分比较简单。难点在于光的折射之一部分，而光的折射部分中，凸透镜成像规律对于我们初中学生来说比较困难。那么本节课我们就重点复习、总结凸透镜成像规律。

（二）跨越障碍

<1>凸透镜成像规律怎样记忆

首先我们先复习一下凸透镜成像的规律：

（1）当u=2f时，凸透镜成倒立等大的实像，此时v=2f

（2）当u>2f时，凸透镜成倒立缩小的实像，此时f

（3）当f2f

（4）当u

（5）当u=f时，凸透镜不能成像。

2F F F 2F

[1]成实像时物和像的位置记忆

1、当物体在2f之外时，此时形成的是缩小的实像，像在1f-------2f之间。（注意观察一下像和物的位置，理解缩小的像时可以以人的眼睛为例，例如物体隔离我们远时，我们看到物体很小）

2、当物体在2f点上时，此时形成的是等大的实像。像也在2f点上。

3、当物体在1f------2f焦距之间时，此时形成放大的实像，像在2f之外。（注意观察一下此时像和物的位置，再和物距u>2f时相比较）

由上面1，2、3我们可以总结出物和像的位置关系，即物在2f之外时，像在1f----2f之间

物在1f------2f之间时，像在2f之外

物距u=2f时，像v=2f

所以为了便于记忆我们把成实像时物和像的位置称为“互异性”

成虚像时单独记忆就可以了。

例1. 凸透镜的焦距f=10cm，蜡烛原来放置在离凸透镜25cm的地方，当逐渐靠近12cm时，像距如何变化，以及像是怎么变化的？

点拨：凸透镜的焦距为f=10cm，

25cm>2f，此时成缩小的像，像在1f-----2f之间

2f>12cm>f，此时成放大的像，像在2f之外。

二、基本概念：

1、主光轴：过透镜两个球面球心的直线，用CC/表示；

2、光心：同常位于透镜的几何中心；用“O”表示。

3、焦点：平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜后会聚于主光轴上一点，这点叫焦点；用“F”表示。

4、焦距：焦点到光心的距离（通常由于透镜较厚，焦点到透镜的距离约等于焦距）焦距用“f”表示。如下图：

注意：凸透镜和凹透镜都各有两个焦点，凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点是虚焦点；

练习：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。

三、三条特殊光线（要求会画）：

1、过光心的光线经透镜后传播方向不改变，如下图：

2、平行于主光轴的光线，经凸透镜后经过焦点；经凹透镜后向外发散，但其反向延长线必过焦点（所以凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光有发散作用）如下图：

3、经过凸透镜焦点的光线经凸透镜后平行于主光轴；射向异侧焦点的光线经凹透镜后平行于主光轴；如下图：

练习：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

四、粗略测量凸透镜焦距的方法：使凸透镜正对太阳光（太阳光是平行光，使太阳光平行于凸透镜的主光轴），下面放一张白纸，调节凸透镜到白纸的距离，直到白纸上光斑最小、最亮为止，然后用刻度尺量出凸透镜到白纸上光斑中心的距离就是凸透镜的焦距。

五、辨别凸透镜和凹透镜的方法：

1、用手摸透镜，中间厚、边缘薄的是凸透镜；中间薄、边缘厚的是凹透镜；

2、让透镜正对太阳光，移动透镜，在纸上能的到较小、较亮光斑的为凸透镜，否则为凹透镜；

3、用透镜看字，能让字放大的是凸透镜，字缩小的是凹透镜；

练习：表面至少有一面是 的透明玻璃元件叫透镜,中间 边缘 的透镜叫凸透镜,中间 边缘 的透镜叫凹透镜, 远小于的透镜 叫薄透镜。

人教版 八年级物理上册 第5章 《透镜及其应用》

第3节 凸透镜成像的规律 讲义

（知识点总结+例题讲解）

序号 知识点 难易程度 例题数 变式题数 合计

一 凸透镜成像的规律 ★★ 3 3 14

二 凸透镜成像的实验 ★★ 4 4

一、凸透镜成像的规律：

1.当物体在1倍焦距内时（0＜u＜f）：

（1）光路图：如下图；

（2）成像原理：光的折射；

（3）成像特点：

①正立、放大、虚像；

②物像同侧；

③像距＞物距：v＞u；

④物体远离凸透镜（靠近焦点），像变大；

（4）应用：放大镜

2.当物体在焦距处时（u＝f）：不成像（折射光线平行）；

3.当物体在1～2倍焦距间时（f＜u＜2f）：

（1）光路图：如右图；

（2）成像原理：光的折射；

（3）成像特点：

①倒立、放大、实像；

②物像异侧：像与物分别在凸透镜的两侧；

③像距＞物距：v＞2f；（像在2倍焦距之外）

④像与物体的移动方向一致；（物体向右移动，像也向右移动）

⑤物体靠近凸透镜（靠近焦距处），像变大；

物体远离凸透镜（靠近2倍焦距处），像变小；

⑥像的移动速度大于物体的移动速度：物体移动一小段距离，像移动一大段距离；

（4）应用：投影仪

4.当物体在2倍焦距处时（u＝2f）：

（1）光路图：如下图；

（2）成像原理：光的折射；

（3）成像特点：

①倒立、等大、实像；

②物像异侧：像与物分别在凸透镜的两侧；

③像距＝物距：v＝2f；（像也在2倍焦距处）

5.当物体在2倍焦距之外时（u＞2f）：

（1）光路图：如下图；

（2）成像原理：光的折射；

（3）成像特点：

①倒立、缩小、实像；

②物像异侧：像与物分别在凸透镜的两侧；

③像距＜物距：f＜v＜2f；（像在1～2倍焦距间）

④像与物体的移动方向一致；（物体向右移动，像也向右移动）

⑤物体靠近凸透镜（靠近2倍焦距处），像变大；物体远离凸透镜，像变小；

⑥像的移动速度小于物体的移动速度：物体移动一大段距离，像移动一小段距离；