小相机

每⽇⼀题初中物理光学重点：凸透镜成像规律及其应⽤

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在光学中，由实际光线会聚⽽成，且能在光屏上呈现的像称为实像；由光线的反向延长线会聚⽽成，且不能在光屏上呈

现的像称为虚像。讲述实像和虚像的区别时，往往会提到这样⼀种区分⽅法：“实像都是倒⽴的，⽽虚像都是正⽴的。”

结构特征

凸透镜：边缘薄、中间厚，⾄少要有⼀个表⾯制成球⾯，亦可两⾯都制成球⾯。可分为双凸、平凸及凹凸透镜三种。

凹透镜：边缘厚、中间薄，⾄少要有⼀个表⾯制成球⾯，亦可两⾯都制成球⾯。可分为双凹、平凹及凸凹透镜三种。

光学性质（对光线作⽤）

凸透镜主要对光线起会聚作⽤。

凹透镜主要对光线起发散作⽤。

成像性质

凸透镜是折射成像，成的像可以是正⽴、倒⽴；虚像、实像；放⼤、等⼤、缩⼩。

凹透镜是折射成像，只能成正⽴、缩⼩的虚像。对光线起发散作⽤。

表格总结

规律总结

规律1：当物距⼤于2倍焦距时，则像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒⽴、缩⼩的实像。此时像距⼩于物距，像⽐物

⼩，物像异侧。

应⽤：照相机、摄像机。

规律1

规律2：当物距等于2倍焦距时，则像距也在2倍焦距，成倒⽴、等⼤的实像。此时物距等于像距，像与物⼤⼩相等，物

像异侧。

规律2

规律3：当物距⼩于2倍焦距、⼤于1倍焦距时，则像距⼤于2倍焦距，成倒⽴、放⼤的实像。此时像距⼤于物距，像⽐

物⼤，像位于物的异侧。

应⽤：投影仪、幻灯机、电影放映机。

规律3

规律4：当物距等于1倍焦距时，则不成像，成平⾏光射出。

规律4

规律5：当物距⼩于1倍焦距时，则成正⽴、放⼤的虚像。此时像距⼤于物距，像⽐物⼤，物像同侧。

应⽤：放⼤镜。

规律5

记忆⼝诀

1.⼀倍焦点分虚实，⼆倍焦点分⼤⼩，⼆倍焦点物像等。

实像总是异侧倒。虚像总是同侧正。

物近像远像变⼤，物远像近像变⼩。

（远近是相对于焦点，实虚像都适⽤）

像的⼤⼩像距定，像⼉追着物体跑，物距像距和肺与大肠相表里 在变。

注：这⾥所指的⼀倍焦距是说平⾏光源通过透镜汇聚到主光轴的那⼀点到透镜光⼼的距离,也可直接称为焦距；两倍焦距

就是指该距离的两倍。

凸透镜成像的两个分界点：

2f点是成放⼤、缩⼩实像的分界点；f点是成实像、虚像的分界点。

2.凸透镜、把光聚，成象规绿萝盆景 律真有趣；

两倍焦距分⼤⼩，⼀倍焦距分虚实；

⼆焦以外倒实⼩，我们⽤作照相机；

⼀⼆焦间倒实⼤，我们⽤作投影仪；

焦点以内正⼤虚，我们⽤作放⼤镜；

欲想得到等实象，两倍焦距物体放；

焦点之位不成象，点光可变平⾏光；

成象规律记⼼间，透镜应⽤法⽆边。

物近（远），像远（近），像变⼤（⼩）。

3.物进像退，像越退越⼤，⼤像总在⼩像后，同向移动。

成像实验

光具座

为了研究各种猜想，⼈们经常⽤光具座进⾏试验

（1）实验时应先调整凸透镜和光屏的⾼度，使他们的中⼼与烛焰中⼼尽量保持在同⼀⽔平⾼度5的英文怎么写 上，以保证烛焰的像能

成在光屏的中央。

（2）实验过程中，保持凸透镜位置不变，改变蜡烛或光屏与凸透镜的距离，观察并记录实验现象。

根据实验作透镜成像光路：

①将蜡烛置于2倍焦距以外，观察现象

②将蜡烛置于2倍焦距和1倍焦距之间，观察现象

③将蜡烛置于⼀倍焦距以内，观察现象

④作凸透镜成像光路

⑤进⾏重复试验（3-5次，寻找实验的普遍规律）

应⽤

⼈眼

⼈类的眼睛所成的像，是实像还是虚像呢？我们知道，⼈眼的结构相当于⼀个凸透镜，那孟佳 么外界物体在视⽹膜上所呈的

像，⼀定是实像。根据上⾯的经验规律，视⽹膜上的物像似乎是倒⽴的。可是我们平常看见的任何物体，明明是正⽴的

啊？这个与经验与规律发⽣冲突的问题，实际上涉及到⼤脑⽪层的调整作⽤以及⽣活经验的影响。由于视觉错误，⼈眼

认为光是由物体发出并直射⼊⼈眼。

当物体与凸透镜的距离⼤于透镜的焦距时，物体成倒⽴的像，当物体从较远处向透镜靠近时，像逐渐变⼤，像到透镜的

距离也逐渐变⼤；当物体与透镜的距离⼩于焦距时，物体成放⼤的像，这个像不是实际折射光线的会聚点，⽽是它们的

反向延长线的交点，⽤光屏接收不到，是虚像。平⾯镜所成的虚像对⽐（不能⽤光屏接收到，只能⽤眼睛看到）。

照相机

照相机的镜头就是⼀个凸透镜，要照的景物就是物体，胶⽚就是光屏。照射在物体上的光经过漫反射通过凸透镜将物体

的像成在最后的胶⽚上；胶⽚上涂有⼀层对光敏感的物质，它在曝光后发⽣化学变化，物体的像就被记录在胶卷上，⽽

物距、像距的关系与凸透镜的成像规律完全⼀样。物体靠近时，像越来越远，越来越⼤，最后再同侧成虚像。物距增

⼤，像距减⼩，像变⼩；物距减⼩，像距增⼤，像变⼤。⼀倍焦距分虚实，⼆倍焦距分⼤⼩。

其他

放映机,幻灯机，投影机，放⼤镜,探照灯,摄像机和摄像头都应⽤了凸透镜，凸透镜完善了我们的⽣活，时时刻刻都应⽤

在⽣活中。远视眼镜就是凸透镜，近视眼镜就是凹透镜。

另外凸透镜还⽤于：

1、拍摄、录像

2、投影，幻灯，电影

3、⽤于特效灯光（聚焦成各种花⾊）

4、成虚像⽤于放⼤⽂字、⼯件、地图等

4、成虚像⽤于放⼤⽂字、⼯件、地图等

测量焦距

器材

光具座，光屏，刻度尺，凸透镜

步骤

①将凸透镜正对太阳

②让光屏与凸透镜在另⼀侧承接光斑

③改变光屏与凸透镜间的距离

④当光屏上的光斑最⼩，最亮时，固定。在⽩纸与凸透镜的位置，⽤刻度尺（或利⽤圆规张⾓测出凸透镜中⼼与光斑之

间的距离，截取圆规张⾓间长度）再测量出此时凸透镜中⼼与光斑之间的距离，此距离即为凸透镜的焦距。

注意

1.在阳光下有效，阴⾬天⽓放⼤镜有可能不能形成光斑！

2.在强光下注意⽕苗，远离可燃物，以防引发⽕灾。

3.要使凸透镜，光屏中⼼和蜡烛焰⼼在同⼀直线上。

规律记忆

⼀、

1.u>2f，倒⽴缩⼩的实像f

简记为：外中倒⼩实（或物远像近像变⼩）

2.u=2f,倒⽴等⼤的实像v=2f可⽤来测量凸透镜焦距

简记为：两两倒等实（或物等像等像不变）

3.2f>u>f倒⽴放⼤的实像v>2f放映机，幻灯机，投影机

简记为：中外倒⼤实（或物近像远像变⼤）

4.u=f不成像平⾏光源探照灯

简记为：点上不成像（或物等焦距不成像）

5.u

简记为：点内正⼤虚（或物⼩焦距像⼤虚）

注：u⼤于2f简称为远——离凸透镜远⼀些；

u⼩于2f且⼤于f简称为近——离凸透镜近⼀些

⼆、

物三像⼆⼩实倒物⼆像三倒⼤实物与像同侧正⼤虚

物近像远像变⼤，物远像近像变⼩，1倍焦距分虚实，2倍焦距分⼤⼩。

三、

⼆环外①，拾到②⼩相机。

⼀⼆环间，拾到⼤投影。

⼀环内，打③假④正经⑤。

注解：①⼆环外：⼆倍焦距以外

②拾到：拾，实（实像。到，倒（倒⽴）应⽤：照相机

③打：放⼤

④假，虚（虚像）

⑤经，放⼤镜

应⽤例题

例1⽼奶奶⽤放⼤镜看报时，为了看到更⼤的清晰的像，她常常这样做（）

A．报与放⼤镜不动，眼睛离报远些

B．报与眼睛不动，放⼤镜离报远⼀些

C．报与放⼤镜不动，眼睛离报近⼀些

D．报与眼睛不动，放⼤镜离报近⼀些

解析：放⼤镜是凸透镜，由凸透镜成像实验可以看出，当物体在⼀倍焦距以内的时候，物距越⼤，像距越⼤，像也越

⼤。也可从成像原理得出结论，平⾏于主轴的光线不变，⽽随着物体的远离透镜，过光⼼的光线越来越平缓，所以两条

光线的反向延长线交点就离透镜越远，像就越⼤。也就是在⼀倍焦距以内的时候，物体离焦点越近，像越⼤。所以答案

为B。

例2⼩明拿着⼀个直径⽐较⼤的实验⽤的放⼤镜，伸直⼿臂观看远处的物体，他可以看到物体的像，下⾯说法中正确的

是（）

A．射⼊眼中的光⼀定是由像发出的

B．像⼀定是虚像

C．像⼀定是倒⽴的

D．像⼀定是放⼤的

解析：放⼤镜是凸透镜，在⼿拿凸透镜，并伸直了⼿臂看远处的物体时，物距远⼤于两倍焦距，所以会成像在⼿内侧稍

⼤于⼀倍焦距处。⽽⼈的眼睛在⼀个⼿臂以外，所以进⼊⼈眼的光线肯定是折射光线汇聚成像后再分开的光线，我们看

⼤于⼀倍焦距处。⽽⼈的眼睛在⼀个⼿臂以外，所以进⼊⼈眼的光线肯定是折射光线汇聚成像后再分开的光线，我们看

到就好像是从像发出的。这个像肯定是倒⽴缩⼩的实像。所以答案是C。⽽选项A中并⾮所有进⼊⼈眼的光线都是从像

发出来的雪碧可乐 。

例3在农村放映电影，试镜头时，发现屏上的影像⼩了⼀点，应当怎样调整放映机（）

A．放映机离屏远⼀些，胶⽚离镜头远⼀些

B．放映机离屏远⼀些，胶⽚离镜头近⼀些

C．放映机离屏近⼀些，胶⽚离镜头远⼀些

D．放映机离屏近⼀些，胶⽚离镜头近⼀些

解析：这是⼀道凸透镜的应⽤题，电影放映机镜头（凸透镜）的焦距是不变的，根据凸透镜成像规律，胶⽚距透镜焦点

的距离越近，屏上成的像越⼤，同时，屏离透镜越远。

凸透镜成像，物体越瑰怪 靠近焦点，成的像越⼤，此时像离凸透镜越远（实像、虚像都有这个规律）。反过来，物体离凸透

镜越远，成的实像越⼩，像越靠近焦点。凹透镜成像，物体体离凹透镜越远，所成的像越⼩，像越靠近虚焦点。

从上述分析可知，本题的正确选项为B。

例4某同学拍毕业合影后，想过年对联大全 拍⼀张单⾝像。摄影师应采取的⽅法是（）

A．使照相机靠近同学，同时镜头往后缩，离胶⽚近些

B．使照相机靠近同学，同时镜头往前伸，离胶⽚远些

C．使照相机远离同学，同时镜头往后缩，离胶⽚近些

D．使照相机远离同学，同时镜头往前伸，离胶⽚远些

解析：照相机镜头相当于⼀个凸透镜。镜头后是暗箱，胶⽚装在暗箱底部，胶⽚相当于光屏；当拍完合影后，再拍单⾝

像，像要变⼤。成像时要使像变⼤，物距应减⼩，同时增⼤像距，即拉长暗箱或使镜头前伸。从上述分析可知，本题的

正确选项为B。

例5⽤照相机拍摄⽔池底部的物体时，若保持照相机的位置不变，⽐较池中有⽔和⽆⽔两种情况（假设两种情况下，⼈

眼看到的物体等⼤），则有⽔时（）

A．暗箱应略短⼀些，得到的像会略⼤些

B．暗箱应略短⼀些，得到的像会略⼩些

C．暗箱应略长⼀些，得到的像会略⼤些

D．暗箱应略长⼀些，得到的像会略⼩些

解析：根据照相机成像原理，当物距减⼩时，像距变⼤，要在胶⽚上得到物体清晰的像，应将暗箱适当缩短⼀些，同

时，胶⽚上的像将⽐原来的像略⼤⼀些。

本例中，池⽔中有⽔时⽔池底部的物体由于光的折射看起来⽐实际位置偏⾼，当把⽔排掉⽆⽔后，池底的物体相对⼈来

说变远了，如果仍然想在原来的位置⽤此照相机拍到这个物体清晰的照⽚，根据凸透镜成实像时，物远像近像变⼩，可

知他应该调整照相机，使镜头后缩，暗箱简爱好词 应略短些．

反之有⽔时，物体由于光的折射看起来⽐实际位置偏⾼，物近像远像变⼤，使镜头前移，暗箱应略长些，所得的像会略

⼤些．故选C．

⼤些．故选C．

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今⽇题⽬

测绘⼈员绘制地图时，需要在空中的飞机上向地⾯照相，称为航空摄影，若使⽤航空摄影照相机的镜头焦距为50mm，

则底⽚到镜头的距离为（）

A．10mm之内

B．略⼩于50mm

C．略⼤于50mm

D．等于50mm

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