5.1透镜及其应用（讲义）（5考点+13题型）——2024-2025学年（人教版）八年级上册物理期中期末题型复习讲义

5.1透镜及其应用 考点一 透镜 1 考点二 生活中的透镜 4 考点三 透镜成像的规律 6 考点四 眼睛和眼镜 7 考点五 显微镜与望远镜 9 题型1凸透镜的会聚作用 10 题型2凹透镜的发散作用 11 题型3平行光聚焦 11 题型4透镜的三条特殊光线的作图 11 题型5凸透镜的三条特殊光线作图 13 题型6探究凸透镜成像的规律 13 题型7探究凸透镜成像实验的成像原理 15 题型8加装眼镜片 17 题型9遮挡透镜的部分成完整的像 20 题型10像距v和物距u之间的关系图像 21 题型11凸透镜成像规律的应用 22 题型12放大镜 25 题型13望远镜目镜的成像原理 25 考点一 透镜 一、透镜的概念 1.透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件，透镜是根据光的折射现象制成的。 2.透镜与面镜区别：面镜利用光的反射现象成像，透镜利用光的折射现象成像；透镜成像遵循光的折射定律，面镜成像遵循光的反射定律。 3.透镜分类：透镜分为凸透镜和凹透镜。 （1）凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜（远视镜镜片，照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等）。 （2）凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜（近视镜等）。 4.透镜光路基本概念：图（1）是透镜光路示意图。 （1）主光轴和光心： 概念 定义 图示 主光轴 通过透镜的两个球面球心的直线叫主光轴。 光心 主光轴上有个特殊的点，通过它的光传播方向不变。（透镜中心可认为是光心） （2）焦点：平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上一点，这点叫凸透镜焦点，用“F”表示，如图（2）a所示；平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后发散，其反向延长线会交于一点，这是凹透镜的焦点（虚焦点），如图（2）b所示。 a.凸透镜光路概念 b.凹透镜光路概念 图（2）透镜光路概念 （3）焦距：焦点到光心的距离焦距，焦距用“f”表示。 （4）物距：物体到光心的距离叫物距，用“u”表示。 （5）像距：像到光心的距离叫像距，用“v”表示。 二、透镜三条特殊（主要）光线 1.透镜的三条特殊（主要）光线 （1）过光心的光线：经透镜折射后传播方向不改变，如图所示。 过光心的光线 （2）平行于主光轴的光线：经凸透镜折射后经过另一侧焦点；经凹透镜折射后向外发散，但其反向延长线过同侧焦点，所示。 平行于主轴的光线 （3）经过或射向焦点的光线：经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴；射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴，所示。 过焦点的光线 三、透镜对光的作用 1.凸透镜：对光有会聚作用。（如图所示，凸透镜相当于两个三棱镜组合，厚的一端相对） 2.凹透镜：对光有发散作用。（如图所示，凹透镜相当于两个三棱镜组合，薄的一端相对） 3.凸透镜对光线具有会聚作用，但并不是说通过凸透镜后的光束一定会聚在一点，或一定是一束会聚光束，因为会聚是相对于不发生折射时的光线来说的。 凹透镜对光线具有发散作用，但并不是说通过凹透镜后的光束一定是发散的，或延长不相交，因为发散是相对于不发生折射时的光线来说的。 4.凸透镜的焦距f的大小表示其会聚能力的强弱，f越小，对光的会聚能力越强；凹透镜焦距f的大小表示其发散能力的强弱，f越小，对光的发散能力越强。 5.由于光路可逆，若把光源放在焦点上，光源射向透镜的光，经凸透镜折射后将变为平行光，因此利用凸透镜可产生平行光。 考点二 生活中的透镜 一、照相机（摄像头） 1.照相机原理：来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶卷上，形成被照物体的像。胶卷上涂着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，经过显影、定影后成为底片，再用底片洗印就可以得到相片。 2.构造：镜头（凸透镜）、胶片、调焦环、光圈环、快门等几部分组成。 3.成像特点 （1）照相机成缩小、倒立的实像； （2）像距小于物距； （3）像与物体位于凸透镜的两侧； （4）物体离照相机镜头越远，物体在胶卷上所成的像越小，像的位置（底片或胶片到镜头的距离）越近。 二、投影仪（幻灯机） 1.成像原理及示意图：镜头相当于凸透镜，成倒立、放大、实像。 2.构造：凹面镜、光源、螺纹透镜、凸透镜、平面镜。 3.幻灯机和投影仪的调节 （1）透明胶片到镜头的距离（物距）小于镜头到屏幕的距离（像距）； （2）透明胶片离镜头越近时，屏幕上所成的像越大，像到镜头的距离越大。所以要想让屏幕上的像大一些，向下调凸透镜，减小凸透镜到物体的距离，增大投影仪到光屏的距离。 （3）幻灯机（投影仪）成的像上下颠倒，左右相反。如下图： 4.幻灯机和投影仪的构造及作用 类别 构造 作用 幻灯机 凸透镜 成倒立、放大的实像 聚光镜 加强照到幻灯片上的光 凹面镜 反射会聚光线，照亮透明胶片 光屏 承接像 投影仪 凸透镜 成倒立、放大的实像 螺纹透镜 会聚光线，照亮透明胶片 平面镜 改变光路 凹面镜 反射会聚光线，照亮透明胶片 光屏 承接像 三、放大镜 1.成像原理：放大镜（凸透镜）成正立、放大的虚像。 2.成像规律：（1）像与物体位于凸透镜的同侧；（2）放大镜离被观察的物体越近，所成的像越小；放大镜离物体越远，所成的像越大；（3）如果放大镜与物体的距离大到一定程度，所成的放大的虚像便消失了。 3.实像与虚像 （1）实像：照相机和投影仪所成的像，是光通过凸透镜射出后会聚形成的，如果把感光胶片放在适度的位置，能记录下所成的像。这种像叫做实像。实像是实际光线会聚而成的，可以用光屏承接。（2）虚像：没有实际光线会聚，只是人眼逆着出射光的方向看去，感到光是从虚像处发出。虚像没有实际光线会聚，出射光线的反向延长线相交所成的像是虚像，虚像无法用光屏承接。人眼逆着出射光的方向看去，感觉好像是光从虚像出发出的。 （3）实像和虚像的区别： 类别 定义 表现 实例 实像 实际光线会聚而成 能用光屏承接，能被眼睛观察 虚像 反射（或折射）光线的反向延长线相交而成 不能用光屏承接，能被眼睛观察 考点三 透镜成像的规律 一、凸透镜成像的规律 1.凸透镜成像规律： 如图是常见凸透镜成像规律光路图，详见下表（1）。 表（1）凸透镜成像规律表 成像条件物距（u） 成像的性质 像距（v） 应用 u﹥2f 倒立、缩小的实像 f﹤v﹤2f 照相机（图a） u=2f 倒立、等大的实像 v=2f 图d f﹤u﹤2f 倒立、放大的实像 v﹥2f 投影仪（图b） u=f 不成像 射出的是平行光线 0﹤u﹤f 正立、放大的虚像 v﹥f 放大镜（图c） a. u﹥2f b. f﹤u﹤2f c.0﹤u﹤f d.u=2f 凸透镜成像光路图 2.凸透镜成像的规律口诀 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。应用:测焦距。 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，物像异侧。应用:投影仪、幻灯机、电影放映机。 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。 考点四 眼睛和眼镜 一、眼睛的构造（如图） 1.角膜：位于眼球的最前面，是清澈透明的，眼睑的眨眼动作会将泪液均匀地润湿角膜表面，使得光线能直接进入眼内，不受阻挡，它就像是照相机的镜头。 2.瞳孔：会随光线的强弱而自动缩小或放大，相当于照相机的光圈，它可以调节光线进入眼内的亮度，防止眼睛因强光照射而受伤。 3.晶状体：靠睫状肌的缩放而改变厚度，可以调节远近的焦距，让我们视物清晰，相当于调焦的透镜。 4.脉络膜：眼内腔充满着玻璃体，眼球壁中的脉络膜含有相当多的色素，有遮光作用，使得眼内腔变得像暗箱一样。 5.视网膜：含有非常多的感光细胞，有锥状细胞和杆状细胞，分别掌管色觉及明暗视觉，视网膜接受光刺激而成像，就相当于照相机的底片。 二、成像原理 人眼成像原理：眼球的构造和成像的原理与照相机相似。照像机有镜头、光圈、调焦装置、暗箱和底片，眼球也有类似的构造，角膜相当于镜头，瞳孔相当于光圈，晶状体相当于调焦的透镜，脉络膜相当于暗箱，视网膜相当于底片。 从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上行成倒立，缩小的实像，分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传输给大脑，人就可以看到这个物体了（眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏（胶卷））。 三、正常眼睛成像概念 1.远点：当晶状体变得最扁平时，眼睛能看清的最远点叫做远点。正常眼睛的远点在无穷远处。 2.近点：当晶状体变得最凸起时，眼睛能看清的最近点叫做近点。正常眼睛的近点一般为10cm处。 3.明视距离：正常眼睛观看25cm远的物体时，感到既清楚又不易疲劳，因此把25cm的距离叫做正常眼睛的明视距离。 4.当物距变化时，眼睛的睫状肌会改变晶状体的弯曲程度，使物体的像总能落在视网膜上。 四、近视眼、远视眼的成因与矫正方法 1.近视眼：近视眼是指眼球在调节放松状态下，平行光线（一般认为来自5m以外）经眼球屈光系统后聚焦在视网膜之前，产生远距视物模糊。所以近视眼的远点不在无穷远处，而在某个有限距离处，近视眼的进点也比正常眼近，近视眼的明视距离小于25cm。 （1）特点：近视眼只能看清近处的物体，看不清远处的物体。 （2）原因：近视眼晶状体比正常人眼睛要凸一些，晶状体折光能力强。远处来的平光会聚在视网膜前面，而在视网膜上是一个光斑了。 （3）矫正方法：配戴适当的凹透镜做眼睛，使远处来的光先发散后再进入眼睛，可矫正近视眼视力。 2.远视眼：在完全静止的调节状态下，由远距离（指5米以上）目标投射的光线，集合在视网膜之后。这种反常的屈光状态称为远视眼。远视眼的近点比正常眼远些。远视眼的明视距离大于25cm。 （1）特点：远视眼只能看见远处的物体，看不清近处的物体。 （2）原因：晶状体比正常人要凹一些，晶状体对光线的折射能力变弱，远处来的光线会聚点在视网膜后。①眼轴过短如小眼球；②眼轴正常而屈光系统的屈光力过弱，如角膜的弧度过平以及屈光指数偏低等。 （3）矫正方法：利用凸透镜能使光线会聚的特点，在眼睛前面放一个凸透镜，就能使来自近处物体的光会聚在视网膜上了。配戴适当的凸透镜做眼睛，可矫正远视眼的视力。 考点五 显微镜与望远镜 一、显微镜 1.显微镜：显微镜由目镜和物镜组成，物镜、目镜都是凸透镜，它们对物体进行两次放大。 普通光学显微镜是根据凸透镜成像原理，经过凸透镜的两次成像。第一次先经过物镜（凸透镜1）成像，这时候的物体应该在物镜(凸透镜1）的一倍焦距和两倍焦距之间,成的像应该是放大、倒立的实像。而后以第一次成的物像作为“物体”，经过目镜的第二次成像。 2.由于我们观察的时候是在目镜的另外一侧,第二次成的像应该是一个虚像，这样像和物才在同一侧，因此第一次成的像应该在目镜（凸透镜2）的一倍焦距以内，这样经过第二次成像，第二次成的像是一个放大的正立的虚像。 二、望远镜 1.望远镜：望远镜也是由两组凸透镜（目镜和物镜）组成，它的结构特点是物镜的焦距长而目镜的焦距短。 2.望远镜的成像原理是：物镜的作用是得到远处物体的实像，由于物体离物镜非常远，所以物体上各点发射到物镜上的光线几乎是平行光束，这样的光线经过物镜汇聚后，就在物镜焦点以外，在离焦点很近的地方，形成了一个倒立的、缩小的实像。这个倒立的、缩小的实像又位于目镜的焦点以内，所以目镜起了放大镜的作用，目镜把经过物镜的倒立、缩小的实像放大成了一个正立的、放大的虚像。这就是远处物体通过望远镜所成的虚像。 题型1凸透镜的会聚作用 [题型专练1]. （2023秋•永修县期末）近年来全球气候变暖，森林防火人人有责。某学校开展了“森林防火”主题班会活动，其中有同学提到不能将矿泉水瓶随意丢弃在森林，这是因为有水的矿泉水瓶相当于一个 （选填“凸”或“凹”）透镜，对太阳光有 作用，从而点燃枯叶引发火灾。 题型2凹透镜的发散作用 [题型专练2]. （2023秋•天长市期末）如图所示，一束光经过一个透镜后会聚于主光轴上的点A，取掉透镜后，光会聚于B点，则该透镜起到 作用（填“会聚”或“发散”），是 透镜。 题型3平行光聚焦 [题型专练3]. （2024春•秦都区期末）小明利用太阳光测量凸透镜焦距，下列操作最合理的是（　　） A． B． C． D． 题型4透镜的三条特殊光线的作图 [题型专练4]. （2023秋•涪城区期末）如图所示，从P点发出的三条特殊光线经过凸透镜后会聚于P'点，现有一条光线也从P点发出，经过凸透镜后的传播路径，在下列的四种表示中，正确的是（　　） A． B． C． D． [题型专练5]. （2023秋•和平区校级期末）如图，凸透镜的焦距为2cm，透镜的光心恰好位于刻度轴上的3cm刻线处，某垂直于主光轴放置的物体上M点发出的三条光线，经透镜折射后为图中的光线a、b、c，已知b与c平行。 （1）在图中画出光线a、b经透镜前的入射光线并找到M点。 （2）经透镜后的光线c相对于它的入射光线 （选填“靠近”、“远离”）主光轴。 （3）物体经透镜后，在光屏上的成像情况是 （选填“倒立放大的实像”、“正立放大的虚像”或“不能成像”）。 （4）如图是光源S经平面镜反射的两条光线，请画图确定光源位置，并完成光路图。 [题型专练6]. （2023秋•花都区期末）如图所示，AB为发光体，O为凸透镜的光心，MN是A点发出的经凸透镜折射后与主光轴平行的光线。 （1）请在图中画出光线AO和MN所对应的折射光线和入射光线。 （2）请在图中标出凸透镜左侧的焦点F。 （3）AB经凸透镜成 （选填“倒立”或“正立”）、 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的 （选填“实像”或“虚像”）。 （选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”）是利用该原理成像的。 题型5凸透镜的三条特殊光线作图 [题型专练7]. （2023秋•海珠区期末）点光源S发出的两条光线（图中未画出），经过凸透镜后的折射光线分别为a、b，其中，a平行于主光轴，并垂直入射长方体玻璃砖，F是凸透镜的焦点。 （1）a入射玻璃砖，入射角为 °。 （2）画出a、b对应的入射光线，并标出点光源S（用“•”表示）。 （3）画出光线b经过玻璃砖的完整光路，并标出光再次折射到空气的折射角r。 （4）若取走玻璃砖，人眼在该位置向左观察，能观察到点光源S经凸透镜折射所成的 （选填“实”“虚”）像。 题型6探究凸透镜成像的规律 [题型专练8]. （2022秋•张家港市校级期末）在探究凸透镜成像规律时，记录实验数据并绘制了物距u和像距v之间的关系图象如图所示，下列说法正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距是16cm B．当u＝8cm时，在光屏上得到放大的像 C．实验过程中移动光屏，只要光屏上观察到像就可以直接利用光具座上的刻度尺读取此时物距所对应的像距大小 D．当物体从距凸透镜16cm处移到10cm处的过程中，其所成像逐渐变大 [题型专练9]. （2024春•中宁县期末）如图所示，小明同学在“探究凸透镜成像规律”实验时，烛焰在光屏上成了一个清晰的像，下列说法正确的是（　　） A．投影仪就是利用这一成像原理制成的 B．实验中蜡烛越烧越短，光屏上蜡烛的像向下移动 C．将光屏和蜡烛的位置对调，光屏上仍能得到清晰的像 D．为了从不同方向观察光屏上的像，光屏应选用光滑的玻璃板 [题型专练10]. （2023秋•郯城县期末）当光具座上蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，此时光屏上承接到烛焰清晰的像。保持透镜不动，下列判断正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距可能为15cm B．此时在光屏上成的是正立、放大的实像 C．此时成像规律与照相机原理相同 D．若将蜡烛移至18cm刻度处时，为使光屏上成一清晰的像，应将光屏移至60cm刻度处 [题型专练11]. （2023秋•南昌期末）小曹同学做“探究凸透镜成像的规律”的实验时，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示这时烛焰在光屏上成清晰的像（像未在图中画出来）。下列说法正确的是（　　） A．取走光屏，蜡烛和凸透镜在图中位置不变，从凸透镜右侧适当位置可看到烛焰倒立放大的实像 B．将蜡烛移到15cm刻度线处，凸透镜不动，光屏向左移动到适当位置才能呈现清晰的烛焰像 C．将蜡烛移到35cm刻度线处，凸透镜不动，光屏移动到适当位置能呈现清晰的烛焰像 D．蜡烛和凸透镜位置不动，换一个焦距稍大的凸透镜，仍想在光屏上得到清晰的像，需将光屏向右移动 题型7探究凸透镜成像实验的成像原理 [题型专练12]. （2023秋•洛南县期末）小刚做“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）小刚把凸透镜正对太阳光，再把一张纸放在另一侧，调整凸透镜和纸的距离，当纸上出现一个 的光斑时，用刻度尺测得此光斑到凸透镜光心的距离为10cm。 （2）小刚将“F”图案的光源、凸透镜、光屏依次放在水平光具座上，让光源发光，发现光屏上成像如图1甲所示。他发现光屏上所成的像太偏上，为了能在光屏上完整成像，可以把凸透镜向 （选填“上”、“下”、“左”、“右”）调节。 （3）解决上述问题后，移动“F”光源和凸透镜的位置如图1乙，则此时的物距为 cm，移动光屏恰好得到一个 的实像，用此规律可以制作 。（选填“放大镜”、“照相机”、“投影仪”） （4）不改变光源和透镜的位置，换一个焦距5cm的凸透镜，此时要使光屏 透镜（选填“靠近”、“远离”），才能得到一个清晰的像，“F”光源的图案如图2，此时在光屏上接收到的像是图3中的 。 [题型专练13]. （2023秋•汝州市期末）小陈在探究凸透镜的成像规律时进行了如下操作并得到了相关结论。 （1）实验时，让一束平行光射向凸透镜，此时光屏上出现一个最小最亮的光斑，该实验方法是为了测量凸透镜的 ； （2）已知凸透镜焦距为10.0cm，当蜡烛离凸透镜15.0cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、 的实像，生活中的 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这个原理制成的。若此时将蜡烛和光屏互换位置，此时烛焰在光屏上成清晰 （选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像； （3）在实验时，凸透镜上落了一只小虫，则光屏上所成的烛焰的像为 （选填“完整的像”或“不完整的像”）。随着实验的进行，蜡烛在逐渐变短，出现了如图乙所示现象，为了把像调整到光屏中央，应该 （填写字母序号） A．将蜡烛向下移动 B．将凸透镜向下移动 C．将光屏向下移动 （4）另一小组实验时对图中的装置进行了改进，将蜡烛换成带有“F”字样的LED灯，在光屏上贴上方格纸，如图丙所示，请写出改进后的优点 （一条即可）。 [题型专练14]. （2023秋•肥西县期末）在“探究凸透镜成像规律”的实验中： （1）由图甲可知，该凸透镜的焦距是 cm。 （2）实验前，调节烛焰的中心、透镜的光心和光屏的中心在 。 （3）将蜡烛移至35cm刻度线处，移动光屏，直到出现清晰的像，该像是倒立、 的实像， 就是应用该原理工作的。 [题型专练15]. （2023秋•重庆期末）用如图所示装置模拟人眼成像的情况，此时烛焰在光屏上成清晰的像。 （1）实验前，组装并调整实验器材，使烛焰和光屏的中心、位于凸透镜的 上，实验过程中，随着蜡烛的燃烧，光屏上的像会逐渐向 （上/下）移动。 （2）不改变蜡烛和光屏的位置，将透镜向左移动，可以在光屏上呈现清晰的 、 的实像。 （3）如果将蜡烛远离凸透镜，不改变光屏的位置，像呈现在光屏的 （左/右）侧，与 （近视/老花）眼看物体的情形相同。 （4）老年人戴的远视镜片是 （凸/凹）透镜。分析表格中的数据，戴远视镜片相当于使晶状体的焦距变 （长/短）。 物距u/cm 实验序号 焦距f/cm 像距v/cm 15 1 8 17 2 10 30 3 12 60 题型8加装眼镜片 [题型专练16]. （2023秋•龙岗区校级期末）如图甲是小明探究平面镜成像特点的实验装置。 （1）小明点燃蜡烛A，移动镜后完全相同的蜡烛B，使它与A的像完全重合，确定像的位置。小明透过玻璃板看到镜后的蜡烛B是光的 （选填“反射”或“折射”）而形成的虚像； （2）如图乙，放在“烛焰”上的手指不会被烧痛，这是因为平面镜成 像（选填“实”或“虚”）； （3）实验后小亮用凸透镜替换了玻璃板，将蜡烛B换成白纸（如图丙），白纸上没看到烛焰的像，他把凸透镜向蜡烛移动一定距离后，白纸上出现了明亮清晰的像，这个像应该是倒立 （选填“放大”或“缩小”）的实像； （4）若在凸透镜前加一个近视眼镜，为了得到清晰的像应将光屏 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜； （5）小明在实验室发现一个破损的凸透镜，他就用橡皮泥把遗失的部分补上（如图丁）。小明如果用这个补好的凸透镜做上述的实验，则在光屏上会出现 （选填“残缺”或“完整”）的实像。 [题型专练17]. （2024春•大冶市期末）某兴趣小组用焦距为15cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”的实验： （1）如图所示，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平桌面的光具座，点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心位于 ，其目的是使像成在 。 （2）小明将蜡烛和凸透镜位置如图所示，要得到明亮、清晰的像，他应该把光屏放在65cm刻线处至 cm刻线处之间的某个位置。 （3）小红将蜡烛移动到20cm刻线处，仍保持凸透镜位置不变，再移动光屏，在光屏上会成清晰的、倒立、 （放大/缩小/等大）的实像。此时她将远视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，光屏上的像会变得模糊，要得到清晰的像，应把光屏向 （左/右）移动，这是因为远视眼镜对光线有 （会聚/发散）作用。 （4）小虎同学将蜡烛和透镜固定，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上得到清晰的像，原因可能是 （写出一个）。 [题型专练18]. （2023秋•本溪期末）创新实验小组的同学们开展“制作照相机模型”实践活动，活动包括设计方案、探究调查、选材制作三个环节。 【设计方案】 设计了如图甲的照相机模型构造图。在设计伸缩筒长度时，同学们想到照相机的物距（u）应该满足u＞2f，像距（v）应该满足 。 【探究调查】 （1）由于对模型的伸缩筒的长度有要求，因此透镜的焦距越小，模型就会越轻巧便携。为了能快速挑选出焦距小的透镜，小组同学提出疑问，凸透镜的焦距与什么因素有关呢？结合生活经验和所学知识他们提出以下猜想： a.可能与凸透镜的厚度有关 b.可能与凸透镜的材料有关 c.可能与凸透镜的半径有关 为了完成以上探究，小组同学在眼镜店借来四块镜片，材料和形状如图乙所示，其中A、B、C是没经磨制的原始镜片，直径相同，A、B厚度相同，C更厚一些，D是利用原始镜片磨制后的圆形镜片，厚度与C相同，半径小一些。同学们在实验时，点燃一根蜡烛放在水平纸面，并将另一张白纸竖直放置，作为光屏且位置固定。拿出透镜B，使烛焰的中心和透镜的中心在同一高度，通过不断的调整蜡烛和透镜的位置，直到光屏上得到清晰的像，如图丙所示。 ①只将透镜B换成C，发现光屏上的像变得模糊，适当移动蜡烛的位置，光屏上的像重新变得清晰，通过分析蜡烛移动的方向可得到：当其他条件一定时，透镜越厚，折光能力越强，焦距越小。请你推断蜡烛移动的方向是 （填“靠近”或“远离”）透镜。 ②再只将操作①中的透镜C换成厚度和材料都不同的透镜A，发现光屏上的像依然清晰。分析论证可知：当透镜的厚度和材料都不同时，它的折光能力却是一样的，基于①得出的结论，可分析论证得出 。 ③如果想探究凸透镜的焦距和半径的关系，应选择 两个凸透镜进行对比实验，观察到当保持蜡烛、凸透镜和光屏的位置不变，只更换凸透镜，光屏上的像依然清晰，只是亮度改变了。说明凸透镜的焦距和半径无关。 （2）相机镜头的选择还应综合考虑镜片的其他物质属性，小组同学查阅资料了解ρ玻璃＝2.5×103kg/m3，ρ树脂＝1.2×103kg/m3，一片没经磨制的原始玻璃镜片质量是50g，一片相同外形的树脂镜片质量是 g。 【选材制作】同学们充分讨论后完成了模型制作。如果你是这个小组的一员，你会选择哪种材料做相机的镜头，并说明理由： 。 题型9遮挡透镜的部分成完整的像 [题型专练19]. （2023秋•郯城县期末）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，凸透镜焦距为10cm。 （1）实验前，要调整烛焰、凸透镜、光屏高度，使三者中心大致在同一高度，其目的是 ； （2）如图所示，光屏应在 （选填“①”“②”或“③”）区域移动，才能得到倒立、 （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像； （3）把蜡烛向左移动，凸透镜的位置保持不变，应把光屏向 （选“左”或“右”）适当调节，才能在光屏上得到烛焰清晰的倒立、 （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像； （4）接下来改用焦距为15cm的凸透镜继续进行实验，如果不改变蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上成清晰的像，应把光屏向 （选填“左”或“右”）适当调节； （5）在探究凸透镜成像时，如果用白纸把凸透镜的一半遮挡住，光屏上 （选填“能”或“不能”）形成烛焰完整的像。 [题型专练20]. （2023秋•通榆县期末）在“探究凸透镜成像规律”的实验中： （1）实验前，在调整实验器材高度时，蜡烛是 （选填“点燃”或“不点燃”）的。 （2）通过调整，在光屏上得到烛焰等大的像，如图所示，所用凸透镜的焦距是 cm。 （3）如图所示，把蜡烛向左移动，凸透镜的位置保持不变，应把光屏向 （选“左”或“右”）适当调节，才能在光屏上得到烛焰清晰的 （选填“正立”“倒立”）、 （选填“放大”“缩小”或“不变”）的实像。 （4）接下来改用焦距为15cm的凸透镜继续进行实验，如果不改变蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上成清晰的像，应把光屏向 （选填“左”或“右”）适当调节。 （5）在探究凸透镜成像的过程当中，他们又尝试用白纸把凸透镜的一半遮挡住，发现光屏上 （选填“仍能”或“不能”）形成烛焰完整的像。 [题型专练21]. （2023秋•凉州区校级期末）如图所示，小明同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）实验要求烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度，这样做的目的是使像成在 ； （2）如图甲所示，是小明测量焦距时所做的实验，则该凸透镜的焦距为 cm； （3）如图乙所示，将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，把点燃的蜡烛放置在光具座15cm刻度线处时，移动光屏，能成倒立、 （选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像； （4）实验一段时间后，蜡烛因燃烧变短，所成像向上移动，要使像能够成在光屏的中央，保持蜡烛和凸透镜不动，只需光屏将向 （选填“上”或“下”）调整； （5）当光屏上出现清晰的像后，用不透明物体挡住透镜上半部分，光屏上的像将会 （选填“是”或“不是”）完整的。 题型10像距v和物距u之间的关系图像 [题型专练22]. （2024•佳木斯三模）某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，绘制了如图所示的图象（v表示像到凸透镜的距离，u表示物体到凸透镜的距离），用该凸透镜作放大镜使用时，被观察的物体到透镜的距离在 cm以内；把物体从距凸透镜6cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中，像的大小将 （选填“变大”、“变小”、“先变小再变大”、“先变大再变小”）。 题型11凸透镜成像规律的应用 [题型专练23]. （2023秋•天长市期末）如图所示，蜡烛距凸透镜20cm，能在距凸透镜30cm的光屏上得到一个倒立放大的实像，则透镜的焦距可能是（　　） A．8cm B．12cm C．15cm D．25cm [题型专练24]. （2023秋•南昌期末）2023年9月12日，华为公司旗下问界新M7智慧汽车正式发布。该车利用车载传感器（摄像头、雷达）采集生成道路特征数据，可以实现“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．成像时障碍物位于镜头的两倍焦距以内 C．摄像头成的像是正立的虚像 D．遇障碍物时，要想生成更大的像，镜头应该向前伸 [题型专练25]. （2023秋•炎陵县期末）一物体放在凸透镜前18cm处，在透镜另一侧20cm处成一清晰像，则此透镜的焦距（　　） A．一定大于20 cm B．一定小于9 cm C．一定在10 cm到8 cm之间 D．一定在9 cm到10 cm之间 [题型专练26]. （2022秋•射阳县校级期末）在凸透镜的主轴上放着一根粗细均匀的木棒，A端在1倍焦距与2倍焦距之间，B端在2倍焦距之外，则木棒所成的像（　　） A．a端变粗，b端变细 B．b端变粗，a端变细 C．a，b端都变细 D．ab端都变粗 [题型专练27]. （2023秋•建邺区期末）小明利用纸杯进行如下实验： （1）在纸杯底部开一小孔，右端蒙一半透明薄膜，将点燃的蜡烛放在纸杯前： ①如图甲，拍打薄膜发出声音时烛焰晃动，说明声音具有 ； ②如图乙，当蜡烛到小孔的距离恰好等于纸杯长时，在薄膜上将观察到烛焰 （选填“倒立”或“正立”）的像； ③如图丙，保持图乙中蜡烛和纸杯的位置不变，仅将原小孔变大并嵌入一个合适的凸透镜，发现此时薄膜上仍能呈现烛焰清晰的像，与乙相比，此时薄膜上像的大小 （选填“变大”“变小”或“不变”），像的亮度 （选填“变亮”“变暗”或“不变”）。 （2）正午，小明从树荫下走过，观察到地面上有斑驳的树影和圆形的光斑，如图丁所示，树影和光斑的本质 （选填“相同”或“不同”，下同），两者形成的光学原理 。 [题型专练28]. （2023秋•建邺区期末）小明用如图甲所示装置模拟人眼看远、近不同位置处物体时晶状体的调节情况，注射器注水或吸水可以调节水透镜的凸起程度，从而改变水透镜的焦距，当物体位于较远处时，光屏上成倒立、 （选填“放大”“等大”或“缩小”）的像；当物体位于较近处时，应向左推注射器活塞，使水透镜的焦距变 （选填“长”或“短”），若注射器被卡住，无法改变水透镜的焦距，则给水透镜“戴上”适当度数的 （选填“近视”或“远视”）眼镜同样可以在光屏上得到清晰的像，该眼镜可以矫正图乙中 图所示的视力缺陷（选填“a”或“b”）。 [题型专练29]. （2023秋•宿豫区期末）在“探究凸透镜成像规律”实验时，凸透镜位置固定，如图烛焰恰好在光屏上成清晰的像，如果将蜡烛和光屏位置互换，光屏上能成清晰的 像，由此可知凸透镜焦距范围是 。 [题型专练30]. （2019秋•任丘市期末）如图，华为公司最新发布的一款手机P30，该手机搭载后置三摄，其中主摄为4000万像素，另外两颗镜头是超广角+长焦的配置，具有超强的拍照功能。在利用手机拍照时，通过镜头所成的像是倒立、缩小的 （选填“实像”或“虚像”），手机镜头实际上是凸透镜，这类透镜在生活中用于矫正 眼（选填“近视”或“远视”）。 [题型专练31]. （2023秋•沙依巴克区校级期末）如图所示，一点光源位于凸透镜的主光轴上，凸透镜位置固定。当点光源位于A点时，它的像在B点；当点光源位于B点时，它的像在C点。则凸透镜位于 。（选填“A的左侧”、“A、B之间”、“B、C之间”、“C的右侧”） [题型专练32]. （2023秋•蚌埠期末）凸透镜成像是由于光的折射而形成的，其成像规律可以通过画光路图去理解。在光路图中凸透镜用图甲表示，O点为光心，F为焦点。图乙中A'B'是物体AB经透镜所成的像。 （1）请画出图乙中两条入射光线的出射光线，完成成像光路图； （2）用一个不透明的纸片遮挡透镜的一部分时， 成完整的像。（选填“能”或“不能”） （3）某次做凸透镜成像的实验中，有个小组作出像距v和物距u的关系图象如图丙，请分析图象中有关数据，计算出凸透镜的焦距。 题型12放大镜 [题型专练33]. （2023秋•市中区期末）下列关于放大镜、幻灯机、照相机的说法错误的是（　　） A．它们都是利用凸透镜成像的 B．用照相机拍照时，景物在2倍焦距以外 C．幻灯片必须放在2倍焦距以外 D．用放大镜看书，书与透镜的距离应小于1倍焦距 题型13望远镜目镜的成像原理 [题型专练34]. （2023秋•宣城期末）远视眼俗称老花眼，如图中属于老花眼成像图的是 。如图丙表示一种光学仪器的原理，图中L1是物镜，L2是目镜，这种仪器是 （选填“望远镜”或“显微镜”）。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 5.1透镜及其应用 考点一 透镜 1 考点二 生活中的透镜 4 考点三 透镜成像的规律 6 考点四 眼睛和眼镜 7 考点五 显微镜与望远镜 9 题型1凸透镜的会聚作用 10 题型2凹透镜的发散作用 10 题型3平行光聚焦 11 题型4透镜的三条特殊光线的作图 11 题型5凸透镜的三条特殊光线作图 14 题型6探究凸透镜成像的规律 15 题型7探究凸透镜成像实验的成像原理 18 题型8加装眼镜片 22 题型9遮挡透镜的部分成完整的像 26 题型10像距v和物距u之间的关系图像 29 题型11凸透镜成像规律的应用 30 题型12放大镜 36 题型13望远镜目镜的成像原理 36 考点一 透镜 一、透镜的概念 1.透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件，透镜是根据光的折射现象制成的。 2.透镜与面镜区别：面镜利用光的反射现象成像，透镜利用光的折射现象成像；透镜成像遵循光的折射定律，面镜成像遵循光的反射定律。 3.透镜分类：透镜分为凸透镜和凹透镜。 （1）凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜（远视镜镜片，照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等）。 （2）凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜（近视镜等）。 4.透镜光路基本概念：图（1）是透镜光路示意图。 （1）主光轴和光心： 概念 定义 图示 主光轴 通过透镜的两个球面球心的直线叫主光轴。 光心 主光轴上有个特殊的点，通过它的光传播方向不变。（透镜中心可认为是光心） （2）焦点：平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上一点，这点叫凸透镜焦点，用“F”表示，如图（2）a所示；平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后发散，其反向延长线会交于一点，这是凹透镜的焦点（虚焦点），如图（2）b所示。 a.凸透镜光路概念 b.凹透镜光路概念 图（2）透镜光路概念 （3）焦距：焦点到光心的距离焦距，焦距用“f”表示。 （4）物距：物体到光心的距离叫物距，用“u”表示。 （5）像距：像到光心的距离叫像距，用“v”表示。 二、透镜三条特殊（主要）光线 1.透镜的三条特殊（主要）光线 （1）过光心的光线：经透镜折射后传播方向不改变，如图所示。 过光心的光线 （2）平行于主光轴的光线：经凸透镜折射后经过另一侧焦点；经凹透镜折射后向外发散，但其反向延长线过同侧焦点，所示。 平行于主轴的光线 （3）经过或射向焦点的光线：经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴；射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴，所示。 过焦点的光线 三、透镜对光的作用 1.凸透镜：对光有会聚作用。（如图所示，凸透镜相当于两个三棱镜组合，厚的一端相对） 2.凹透镜：对光有发散作用。（如图所示，凹透镜相当于两个三棱镜组合，薄的一端相对） 3.凸透镜对光线具有会聚作用，但并不是说通过凸透镜后的光束一定会聚在一点，或一定是一束会聚光束，因为会聚是相对于不发生折射时的光线来说的。 凹透镜对光线具有发散作用，但并不是说通过凹透镜后的光束一定是发散的，或延长不相交，因为发散是相对于不发生折射时的光线来说的。 4.凸透镜的焦距f的大小表示其会聚能力的强弱，f越小，对光的会聚能力越强；凹透镜焦距f的大小表示其发散能力的强弱，f越小，对光的发散能力越强。 5.由于光路可逆，若把光源放在焦点上，光源射向透镜的光，经凸透镜折射后将变为平行光，因此利用凸透镜可产生平行光。 考点二 生活中的透镜 一、照相机（摄像头） 1.照相机原理：来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶卷上，形成被照物体的像。胶卷上涂着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，经过显影、定影后成为底片，再用底片洗印就可以得到相片。 2.构造：镜头（凸透镜）、胶片、调焦环、光圈环、快门等几部分组成。 3.成像特点 （1）照相机成缩小、倒立的实像； （2）像距小于物距； （3）像与物体位于凸透镜的两侧； （4）物体离照相机镜头越远，物体在胶卷上所成的像越小，像的位置（底片或胶片到镜头的距离）越近。 二、投影仪（幻灯机） 1.成像原理及示意图：镜头相当于凸透镜，成倒立、放大、实像。 2.构造：凹面镜、光源、螺纹透镜、凸透镜、平面镜。 3.幻灯机和投影仪的调节 （1）透明胶片到镜头的距离（物距）小于镜头到屏幕的距离（像距）； （2）透明胶片离镜头越近时，屏幕上所成的像越大，像到镜头的距离越大。所以要想让屏幕上的像大一些，向下调凸透镜，减小凸透镜到物体的距离，增大投影仪到光屏的距离。 （3）幻灯机（投影仪）成的像上下颠倒，左右相反。如下图： 4.幻灯机和投影仪的构造及作用 类别 构造 作用 幻灯机 凸透镜 成倒立、放大的实像 聚光镜 加强照到幻灯片上的光 凹面镜 反射会聚光线，照亮透明胶片 光屏 承接像 投影仪 凸透镜 成倒立、放大的实像 螺纹透镜 会聚光线，照亮透明胶片 平面镜 改变光路 凹面镜 反射会聚光线，照亮透明胶片 光屏 承接像 三、放大镜 1.成像原理：放大镜（凸透镜）成正立、放大的虚像。 2.成像规律：（1）像与物体位于凸透镜的同侧；（2）放大镜离被观察的物体越近，所成的像越小；放大镜离物体越远，所成的像越大；（3）如果放大镜与物体的距离大到一定程度，所成的放大的虚像便消失了。 3.实像与虚像 （1）实像：照相机和投影仪所成的像，是光通过凸透镜射出后会聚形成的，如果把感光胶片放在适度的位置，能记录下所成的像。这种像叫做实像。实像是实际光线会聚而成的，可以用光屏承接。（2）虚像：没有实际光线会聚，只是人眼逆着出射光的方向看去，感到光是从虚像处发出。虚像没有实际光线会聚，出射光线的反向延长线相交所成的像是虚像，虚像无法用光屏承接。人眼逆着出射光的方向看去，感觉好像是光从虚像出发出的。 （3）实像和虚像的区别： 类别 定义 表现 实例 实像 实际光线会聚而成 能用光屏承接，能被眼睛观察 虚像 反射（或折射）光线的反向延长线相交而成 不能用光屏承接，能被眼睛观察 考点三 透镜成像的规律 一、凸透镜成像的规律 1.凸透镜成像规律： 如图是常见凸透镜成像规律光路图，详见下表（1）。 表（1）凸透镜成像规律表 成像条件物距（u） 成像的性质 像距（v） 应用 u﹥2f 倒立、缩小的实像 f﹤v﹤2f 照相机（图a） u=2f 倒立、等大的实像 v=2f 图d f﹤u﹤2f 倒立、放大的实像 v﹥2f 投影仪（图b） u=f 不成像 射出的是平行光线 0﹤u﹤f 正立、放大的虚像 v﹥f 放大镜（图c） a. u﹥2f b. f﹤u﹤2f c.0﹤u﹤f d.u=2f 凸透镜成像光路图 2.凸透镜成像的规律口诀 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。应用:测焦距。 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，物像异侧。应用:投影仪、幻灯机、电影放映机。 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。 考点四 眼睛和眼镜 一、眼睛的构造（如图） 1.角膜：位于眼球的最前面，是清澈透明的，眼睑的眨眼动作会将泪液均匀地润湿角膜表面，使得光线能直接进入眼内，不受阻挡，它就像是照相机的镜头。 2.瞳孔：会随光线的强弱而自动缩小或放大，相当于照相机的光圈，它可以调节光线进入眼内的亮度，防止眼睛因强光照射而受伤。 3.晶状体：靠睫状肌的缩放而改变厚度，可以调节远近的焦距，让我们视物清晰，相当于调焦的透镜。 4.脉络膜：眼内腔充满着玻璃体，眼球壁中的脉络膜含有相当多的色素，有遮光作用，使得眼内腔变得像暗箱一样。 5.视网膜：含有非常多的感光细胞，有锥状细胞和杆状细胞，分别掌管色觉及明暗视觉，视网膜接受光刺激而成像，就相当于照相机的底片。 二、成像原理 人眼成像原理：眼球的构造和成像的原理与照相机相似。照像机有镜头、光圈、调焦装置、暗箱和底片，眼球也有类似的构造，角膜相当于镜头，瞳孔相当于光圈，晶状体相当于调焦的透镜，脉络膜相当于暗箱，视网膜相当于底片。 从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上行成倒立，缩小的实像，分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传输给大脑，人就可以看到这个物体了（眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏（胶卷））。 三、正常眼睛成像概念 1.远点：当晶状体变得最扁平时，眼睛能看清的最远点叫做远点。正常眼睛的远点在无穷远处。 2.近点：当晶状体变得最凸起时，眼睛能看清的最近点叫做近点。正常眼睛的近点一般为10cm处。 3.明视距离：正常眼睛观看25cm远的物体时，感到既清楚又不易疲劳，因此把25cm的距离叫做正常眼睛的明视距离。 4.当物距变化时，眼睛的睫状肌会改变晶状体的弯曲程度，使物体的像总能落在视网膜上。 四、近视眼、远视眼的成因与矫正方法 1.近视眼：近视眼是指眼球在调节放松状态下，平行光线（一般认为来自5m以外）经眼球屈光系统后聚焦在视网膜之前，产生远距视物模糊。所以近视眼的远点不在无穷远处，而在某个有限距离处，近视眼的进点也比正常眼近，近视眼的明视距离小于25cm。 （1）特点：近视眼只能看清近处的物体，看不清远处的物体。 （2）原因：近视眼晶状体比正常人眼睛要凸一些，晶状体折光能力强。远处来的平光会聚在视网膜前面，而在视网膜上是一个光斑了。 （3）矫正方法：配戴适当的凹透镜做眼睛，使远处来的光先发散后再进入眼睛，可矫正近视眼视力。 2.远视眼：在完全静止的调节状态下，由远距离（指5米以上）目标投射的光线，集合在视网膜之后。这种反常的屈光状态称为远视眼。远视眼的近点比正常眼远些。远视眼的明视距离大于25cm。 （1）特点：远视眼只能看见远处的物体，看不清近处的物体。 （2）原因：晶状体比正常人要凹一些，晶状体对光线的折射能力变弱，远处来的光线会聚点在视网膜后。①眼轴过短如小眼球；②眼轴正常而屈光系统的屈光力过弱，如角膜的弧度过平以及屈光指数偏低等。 （3）矫正方法：利用凸透镜能使光线会聚的特点，在眼睛前面放一个凸透镜，就能使来自近处物体的光会聚在视网膜上了。配戴适当的凸透镜做眼睛，可矫正远视眼的视力。 考点五 显微镜与望远镜 一、显微镜 1.显微镜：显微镜由目镜和物镜组成，物镜、目镜都是凸透镜，它们对物体进行两次放大。 普通光学显微镜是根据凸透镜成像原理，经过凸透镜的两次成像。第一次先经过物镜（凸透镜1）成像，这时候的物体应该在物镜(凸透镜1）的一倍焦距和两倍焦距之间,成的像应该是放大、倒立的实像。而后以第一次成的物像作为“物体”，经过目镜的第二次成像。 2.由于我们观察的时候是在目镜的另外一侧,第二次成的像应该是一个虚像，这样像和物才在同一侧，因此第一次成的像应该在目镜（凸透镜2）的一倍焦距以内，这样经过第二次成像，第二次成的像是一个放大的正立的虚像。 二、望远镜 1.望远镜：望远镜也是由两组凸透镜（目镜和物镜）组成，它的结构特点是物镜的焦距长而目镜的焦距短。 2.望远镜的成像原理是：物镜的作用是得到远处物体的实像，由于物体离物镜非常远，所以物体上各点发射到物镜上的光线几乎是平行光束，这样的光线经过物镜汇聚后，就在物镜焦点以外，在离焦点很近的地方，形成了一个倒立的、缩小的实像。这个倒立的、缩小的实像又位于目镜的焦点以内，所以目镜起了放大镜的作用，目镜把经过物镜的倒立、缩小的实像放大成了一个正立的、放大的虚像。这就是远处物体通过望远镜所成的虚像。 题型1凸透镜的会聚作用 [题型专练1]. （2023秋•永修县期末）近年来全球气候变暖，森林防火人人有责。某学校开展了“森林防火”主题班会活动，其中有同学提到不能将矿泉水瓶随意丢弃在森林，这是因为有水的矿泉水瓶相当于一个 （选填“凸”或“凹”）透镜，对太阳光有 作用，从而点燃枯叶引发火灾。 【解答】解：有水的矿泉水瓶，瓶中水的形状是中间厚、边缘薄，符合凸透镜的形状特点，对光线有会聚作用，光线的会聚点热量集中，会造成树叶燃烧，造成火灾。 故答案为：凸；会聚。 题型2凹透镜的发散作用 [题型专练2]. （2023秋•天长市期末）如图所示，一束光经过一个透镜后会聚于主光轴上的点A，取掉透镜后，光会聚于B点，则该透镜起到 作用（填“会聚”或“发散”），是 透镜。 【解答】解：放上透镜的会聚点A要比不放透镜的会聚点B更要远离透镜，由此可知，该透镜对光线有发散作用；所以该透镜是发散透镜即凹透镜； 故答案为：发散；凹。 题型3平行光聚焦 [题型专练3]. （2024春•秦都区期末）小明利用太阳光测量凸透镜焦距，下列操作最合理的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：利用会聚太阳光法测焦距时，要将凸透镜正对着太阳光，太阳光经凸透镜后将会聚在焦点。所以把白纸（光屏）置于另一侧，改变白纸与凸透镜间的距离，直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑，这个光斑便为焦点，测出光斑到凸透镜的距离，即为凸透镜的焦距； 则由各选项图可知，AD的操作错误；而B图不方便测光斑到凸透镜的距离，C图中白纸与凸透镜平行，便于测出焦距，故C最合理。 故选：C。 题型4透镜的三条特殊光线的作图 [题型专练4]. （2023秋•涪城区期末）如图所示，从P点发出的三条特殊光线经过凸透镜后会聚于P'点，现有一条光线也从P点发出，经过凸透镜后的传播路径，在下列的四种表示中，正确的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：由题知，P′是P点经凸透镜所成的实像，那么由P点发出的光经凸透镜折射后一定过像点P'，故A正确、BCD错误。 故选：A。 [题型专练5]. （2023秋•和平区校级期末）如图，凸透镜的焦距为2cm，透镜的光心恰好位于刻度轴上的3cm刻线处，某垂直于主光轴放置的物体上M点发出的三条光线，经透镜折射后为图中的光线a、b、c，已知b与c平行。 （1）在图中画出光线a、b经透镜前的入射光线并找到M点。 （2）经透镜后的光线c相对于它的入射光线 （选填“靠近”、“远离”）主光轴。 （3）物体经透镜后，在光屏上的成像情况是 （选填“倒立放大的实像”、“正立放大的虚像”或“不能成像”）。 （4）如图是光源S经平面镜反射的两条光线，请画图确定光源位置，并完成光路图。 【解答】解：（1）根据凸透镜对光线的作用可知：平行于主光轴的光线经过凸透镜后会过焦点，经过光心的光线的传播方向不变，据此做出M点，如图所示： ； （2）由于凸透镜对光线具有会聚作用，所以经透镜后的光线c相对于它的入射光线靠近主光轴； （3）折射光线b、c是平行的，这说明这两条折射光线的入射光线是从焦点所在的竖直方向上的点发出的，当物距等于焦距时，不成像。 （4）第一种作法：先将两条反射光线AB、CD反向延长交于一点S′，在通过平面镜作出S′的对称点S，即为发光点的位置，并联接SB、SC画出入射光线，如图所示： 第二种作法：先过A点垂直镜面作出法线，在法线左侧指向入射点画出入射光线，注意反射角要等于入射角，同理画出反射光线CD的入射光线，两条入射光线的交点S即为发光点的位置，如图所示： 故答案为：（1）见解析；（2）靠近；（3）不能成像；（4）见解析。 [题型专练6]. （2023秋•花都区期末）如图所示，AB为发光体，O为凸透镜的光心，MN是A点发出的经凸透镜折射后与主光轴平行的光线。 （1）请在图中画出光线AO和MN所对应的折射光线和入射光线。 （2）请在图中标出凸透镜左侧的焦点F。 （3）AB经凸透镜成 （选填“倒立”或“正立”）、 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的 （选填“实像”或“虚像”）。 （选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”）是利用该原理成像的。 【解答】解：（1）通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴；过光心的光线方向不变，如图所示： （2）根据过焦点的光线折射后平行于主轴，AM与主光轴的交点就是透镜的左侧焦点； （3）由图知，两条折射光线的交点就是像点A'，说明AB经凸透镜成倒立、放大的实像，投影仪是利用该原理成像的。 故答案为：（1）（2）如图： （3）倒立；放大；实像；投影仪。 题型5凸透镜的三条特殊光线作图 [题型专练7]. （2023秋•海珠区期末）点光源S发出的两条光线（图中未画出），经过凸透镜后的折射光线分别为a、b，其中，a平行于主光轴，并垂直入射长方体玻璃砖，F是凸透镜的焦点。 （1）a入射玻璃砖，入射角为 °。 （2）画出a、b对应的入射光线，并标出点光源S（用“•”表示）。 （3）画出光线b经过玻璃砖的完整光路，并标出光再次折射到空气的折射角r。 （4）若取走玻璃砖，人眼在该位置向左观察，能观察到点光源S经凸透镜折射所成的 （选填“实”“虚”）像。 【解答】解：（1）光线垂直射入界面，传播方向不变，会按原方向射出，所以a入射玻璃砖，入射角为0°； （2）由图可知，折射后一条光线a平行主光轴，一条光线b过焦点，所以光线a的入射光线应该为过左侧焦点的线，光线b的入射光线平行主光轴，由两条入射路径的交点确认点光源S，如图所示； （3）第一次折射：先过入射点O垂直玻璃砖上表面作出法线，再在玻璃砖内部法线的另一侧作出折射光线，且使折射角小于入射角； 第二次折射：先过O′点垂直玻璃砖作出法线，再在玻璃砖的下方空气中作出折射光线，且使折射角大于入射角，折射光线与玻璃砖上表面的入射光线平行，如图所示： （4）保持蜡烛位置不变，由图像知u＜f，凸透镜成正立放大的虚像，光屏上接不到，透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像。 故答案为：（1）0；（2）见解答；（3）见解答；（4）虚。 题型6探究凸透镜成像的规律 [题型专练8]. （2022秋•张家港市校级期末）在探究凸透镜成像规律时，记录实验数据并绘制了物距u和像距v之间的关系图象如图所示，下列说法正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距是16cm B．当u＝8cm时，在光屏上得到放大的像 C．实验过程中移动光屏，只要光屏上观察到像就可以直接利用光具座上的刻度尺读取此时物距所对应的像距大小 D．当物体从距凸透镜16cm处移到10cm处的过程中，其所成像逐渐变大 【解答】解： A、当u＝v＝2f时，凸透镜成倒立、等大的实像，如图，u＝v＝2f＝16cm 时，所以f＝8cm，故A错误； B、当u＝8cm时，u＝f，凸透镜不成像，故B错误； C、实验过程中移动光屏，只有在光屏上观察到清晰的像时，才可以测量物距和像距的大小，故C错误； D、当物体从距凸透镜16cm处移动到10cm处的过程中，物距始终大于焦距，即物距变小，像距应该变大，像变大，故D正确。 故选：D。 [题型专练9]. （2024春•中宁县期末）如图所示，小明同学在“探究凸透镜成像规律”实验时，烛焰在光屏上成了一个清晰的像，下列说法正确的是（　　） A．投影仪就是利用这一成像原理制成的 B．实验中蜡烛越烧越短，光屏上蜡烛的像向下移动 C．将光屏和蜡烛的位置对调，光屏上仍能得到清晰的像 D．为了从不同方向观察光屏上的像，光屏应选用光滑的玻璃板 【解答】解：A、由图知，蜡烛放在2倍焦距之外，所以此时成缩小、倒立的实像，照相机是根据这个原理制成的，故A错误； B、由于凸透镜成的实像是倒立的，蜡烛越烧越短，光线过凸透镜的光心不改变方向，所以光屏上烛焰的像向上移动，故B错误； C、将光屏和蜡烛的位置对调，根据光路可逆，此时物距小于像距，所以光屏上仍能得到清晰的像，故C正确； D、为了便于从不同方向观察光屏上的像，光屏应选用较粗糙的毛玻璃板，故D错误。 故选：C。 [题型专练10]. （2023秋•郯城县期末）当光具座上蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，此时光屏上承接到烛焰清晰的像。保持透镜不动，下列判断正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距可能为15cm B．此时在光屏上成的是正立、放大的实像 C．此时成像规律与照相机原理相同 D．若将蜡烛移至18cm刻度处时，为使光屏上成一清晰的像，应将光屏移至60cm刻度处 【解答】解：A、由图可知，此时u＜v，且成实像，说明2f＞u＝15cm＞f，v＝27cm＞2f，即13.5cm＞f＞7.5cm，故A错误； BC、由图可知，此时u＜v，根据凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像，投影仪就是利用此原理制成的，故BC错误； D、若将蜡烛移至18cm刻度处，光屏移至60cm刻度处，此时物距等于原来的像距，像距等于原来的物距，根据在光的折射中，光路是可逆的，光屏上能成一清晰的实像，故D正确。 故选：D。 [题型专练11]. （2023秋•南昌期末）小曹同学做“探究凸透镜成像的规律”的实验时，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示这时烛焰在光屏上成清晰的像（像未在图中画出来）。下列说法正确的是（　　） A．取走光屏，蜡烛和凸透镜在图中位置不变，从凸透镜右侧适当位置可看到烛焰倒立放大的实像 B．将蜡烛移到15cm刻度线处，凸透镜不动，光屏向左移动到适当位置才能呈现清晰的烛焰像 C．将蜡烛移到35cm刻度线处，凸透镜不动，光屏移动到适当位置能呈现清晰的烛焰像 D．蜡烛和凸透镜位置不动，换一个焦距稍大的凸透镜，仍想在光屏上得到清晰的像，需将光屏向右移动 【解答】解：A、由图可知，此时物距大于像距，根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像；因凸透镜此时成的是实像，是由实际光线会聚形成的像，故取走光屏，蜡烛和凸透镜在图中位置不变，从凸透镜右侧适当位置可看到烛焰倒立缩小的实像，故A错误； B、将蜡烛移到15cm刻度线处，凸透镜不动，此时物距减小，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，光屏向右移动到适当位置才能呈现清晰的烛焰像，故B错误； C、由图可知，u＞v，且成实像，说明u＝40cm＞2f，2f＞v＝30cm＞f，即20cm＞f＞15cm；将蜡烛移到35cm刻度线处，凸透镜不动，此时物距u＝50cm﹣35cm＝15cm＜f，成正立、放大的虚像，故C错误； D、蜡烛和凸透镜位置不动，换一个焦距稍大的凸透镜，凸透镜焦距变大，相当于缩小物距，增大像距，仍想在光屏上得到清晰的像，需将光屏向右移动，故D正确。 故选：D。 题型7探究凸透镜成像实验的成像原理 [题型专练12]. （2023秋•洛南县期末）小刚做“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）小刚把凸透镜正对太阳光，再把一张纸放在另一侧，调整凸透镜和纸的距离，当纸上出现一个 的光斑时，用刻度尺测得此光斑到凸透镜光心的距离为10cm。 （2）小刚将“F”图案的光源、凸透镜、光屏依次放在水平光具座上，让光源发光，发现光屏上成像如图1甲所示。他发现光屏上所成的像太偏上，为了能在光屏上完整成像，可以把凸透镜向 （选填“上”、“下”、“左”、“右”）调节。 （3）解决上述问题后，移动“F”光源和凸透镜的位置如图1乙，则此时的物距为 cm，移动光屏恰好得到一个 的实像，用此规律可以制作 。（选填“放大镜”、“照相机”、“投影仪”） （4）不改变光源和透镜的位置，换一个焦距5cm的凸透镜，此时要使光屏 透镜（选填“靠近”、“远离”），才能得到一个清晰的像，“F”光源的图案如图2，此时在光屏上接收到的像是图3中的 。 【解答】解：（1）太阳光可以近似看为平行光源，将凸透镜正对着太阳光，太阳光经凸透镜后将会聚在焦点。所以把光屏置于另一侧，改变光屏与凸透镜间的距离，直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑，这个光斑便为焦点，测出光斑到凸透镜的距离，便是焦距； （2）实验中他发现光屏上的像偏上，根据光线过光心不改变方向，凸透镜向下移动； （3）由图可知，此时的物距u＝15.0cm时，此时2f＞u＞f，移动光屏可以在光屏上得到一个倒立、放大的实像，投影仪是根据这个原理制成的； （4）当改用焦距为5cm的凸透镜，不改变凸透镜和光源的位置，则相当于增大了物距，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，可知，要在光屏上成清晰的像，此时要使光屏靠近透镜，才能得到一个清晰的像；此时u＞2f，所以成倒立缩小的实像，故图3中A正确。 故答案为：（1）最小最亮；（2）下；（3）15.0；倒立、放大；投影仪；（4）靠近；A。 [题型专练13]. （2023秋•汝州市期末）小陈在探究凸透镜的成像规律时进行了如下操作并得到了相关结论。 （1）实验时，让一束平行光射向凸透镜，此时光屏上出现一个最小最亮的光斑，该实验方法是为了测量凸透镜的 ； （2）已知凸透镜焦距为10.0cm，当蜡烛离凸透镜15.0cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、 的实像，生活中的 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这个原理制成的。若此时将蜡烛和光屏互换位置，此时烛焰在光屏上成清晰 （选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像； （3）在实验时，凸透镜上落了一只小虫，则光屏上所成的烛焰的像为 （选填“完整的像”或“不完整的像”）。随着实验的进行，蜡烛在逐渐变短，出现了如图乙所示现象，为了把像调整到光屏中央，应该 （填写字母序号） A．将蜡烛向下移动 B．将凸透镜向下移动 C．将光屏向下移动 （4）另一小组实验时对图中的装置进行了改进，将蜡烛换成带有“F”字样的LED灯，在光屏上贴上方格纸，如图丙所示，请写出改进后的优点 （一条即可）。 【解答】解：（1）光屏上出现最小最亮的光斑，说明平行光于主光轴的光会聚在此处，该点为焦点，焦点到光心的距离即为焦距； （2）把蜡烛放到距凸透镜15.0cm时，即物体恰好处于1倍焦距和2倍焦距之间，所以此时光屏上成一个倒立、放大的实像，投影仪是根据此原理工作的； 若将蜡烛和光屏互换位置，根据光路的可逆性可知，此时在光屏上仍能够成像，此时物体在2倍焦距以外，像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像； （3）当凸透镜上落了一只小虫，遮住了部分凸透镜，物体上任一点射向凸透镜其它部分的光经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，像会变暗； 随着实验的进行，蜡烛燃烧逐渐变短，即物体向下移动，因为凸透镜成的像是倒立的，所以像向上移动，要使像成在光屏上，可以把蜡烛升高或向上移动光屏或向下移动凸透镜，也可以将凸透镜和光屏都向下移动一些，故B正确； （4）LED灯比烛焰更稳定，不会像蜡烛一样逐渐变短，可以更好观察；贴上方格纸能够更好的比较像与物的大小关系，并且无污染。 故答案为：（1）焦距；（2）放大；投影仪；缩小；（3）完整的像；B；（4）不会像蜡烛一样逐渐变短，可以更好观察。 [题型专练14]. （2023秋•肥西县期末）在“探究凸透镜成像规律”的实验中： （1）由图甲可知，该凸透镜的焦距是 cm。 （2）实验前，调节烛焰的中心、透镜的光心和光屏的中心在 。 （3）将蜡烛移至35cm刻度线处，移动光屏，直到出现清晰的像，该像是倒立、 的实像， 就是应用该原理工作的。 【解答】解：（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是：f＝30.0cm﹣20.0cm＝10.0cm； （2）为了使像成在光屏中央，应调节烛焰的中心、透镜的光心和光屏的中心在同一高度； （3）将蜡烛移至35cm刻度线处，此时物距2f＞u＝50cm﹣35cm＝15cm＞f，成倒立、放大的实像，投影仪就是利用此原理制成的。 故答案为：（1）10.0；（2）同一高度；（3）放大；投影仪。 [题型专练15]. （2023秋•重庆期末）用如图所示装置模拟人眼成像的情况，此时烛焰在光屏上成清晰的像。 （1）实验前，组装并调整实验器材，使烛焰和光屏的中心、位于凸透镜的 上，实验过程中，随着蜡烛的燃烧，光屏上的像会逐渐向 （上/下）移动。 （2）不改变蜡烛和光屏的位置，将透镜向左移动，可以在光屏上呈现清晰的 、 的实像。 （3）如果将蜡烛远离凸透镜，不改变光屏的位置，像呈现在光屏的 （左/右）侧，与 （近视/老花）眼看物体的情形相同。 （4）老年人戴的远视镜片是 （凸/凹）透镜。分析表格中的数据，戴远视镜片相当于使晶状体的焦距变 （长/短）。 物距u/cm 实验序号 焦距f/cm 像距v/cm 15 1 8 17 2 10 30 3 12 60 【解答】解：（1）烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上可使像成在光屏的中央；根据凸透镜过光心的光线方向不变，所以当蜡烛的燃烧后，光屏上的像会逐渐向上移动。 （2）由图物距大于像距，光屏上成倒立、缩小的实像。 不改变蜡烛和光屏的位置，将透镜向左移动，则物距减小，像距变大了，当f＜u＜2f时则能成清晰的，倒立、放大的实像。 （3）将蜡烛远离凸透镜，物距变大，像距减小，不改变光屏的位置，则像会成在光屏的左侧，即成在视网膜前，所以这近视眼看物体情形相同。 （4）远视眼是由于晶状体聚光能力减弱，外界物体的像成在视网膜后方，所以要用凸透镜矫正； 由表格数据可知，物距相同，焦距越小，像距越小。戴远视镜后，像距比原来变小了，说明是减小了晶状体的焦距。 故答案为：（1）主光轴；上； （2）倒立；放大； （3）左；近视； （4）凸；短。 题型8加装眼镜片 [题型专练16]. （2023秋•龙岗区校级期末）如图甲是小明探究平面镜成像特点的实验装置。 （1）小明点燃蜡烛A，移动镜后完全相同的蜡烛B，使它与A的像完全重合，确定像的位置。小明透过玻璃板看到镜后的蜡烛B是光的 （选填“反射”或“折射”）而形成的虚像； （2）如图乙，放在“烛焰”上的手指不会被烧痛，这是因为平面镜成 像（选填“实”或“虚”）； （3）实验后小亮用凸透镜替换了玻璃板，将蜡烛B换成白纸（如图丙），白纸上没看到烛焰的像，他把凸透镜向蜡烛移动一定距离后，白纸上出现了明亮清晰的像，这个像应该是倒立 （选填“放大”或“缩小”）的实像； （4）若在凸透镜前加一个近视眼镜，为了得到清晰的像应将光屏 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜； （5）小明在实验室发现一个破损的凸透镜，他就用橡皮泥把遗失的部分补上（如图丁）。小明如果用这个补好的凸透镜做上述的实验，则在光屏上会出现 （选填“残缺”或“完整”）的实像。 【解答】解：（1）光线通过透明玻璃板是从一种介质斜射入另一种介质会发生折射，所以透过玻璃板看到蜡烛B，实际是光的折射形成的虚像； （2）根据平面镜成像特点可知，平面镜成的像是虚像，玻璃板另一侧没有蜡烛，所以不会烧痛； （3）由平面镜成像特点可知，此时物距等于像距；当小亮用凸透镜替换了玻璃板，并把凸透镜向蜡烛移动一定距离后，此时物距小于像距，由凸透镜成像规律可知，此时成倒立放大的实像； （4）在蜡烛和透镜之间放一个近视眼镜，近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用，使像推迟会聚，为了在光屏上再次得到清晰的像，应将光屏远离凸透镜； （5）用橡皮泥把遗失的部分补上后，仍然是一个凸透镜，虽然橡皮泥代替凸透镜的一部分，但其他部分经凸透镜折射后，照样能会聚成完整的像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗。 故答案为：（1）折射；（2）虚；（3）放大；（4）远离；（5）完整。 [题型专练17]. （2024春•大冶市期末）某兴趣小组用焦距为15cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”的实验： （1）如图所示，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平桌面的光具座，点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心位于 ，其目的是使像成在 。 （2）小明将蜡烛和凸透镜位置如图所示，要得到明亮、清晰的像，他应该把光屏放在65cm刻线处至 cm刻线处之间的某个位置。 （3）小红将蜡烛移动到20cm刻线处，仍保持凸透镜位置不变，再移动光屏，在光屏上会成清晰的、倒立、 （放大/缩小/等大）的实像。此时她将远视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，光屏上的像会变得模糊，要得到清晰的像，应把光屏向 （左/右）移动，这是因为远视眼镜对光线有 （会聚/发散）作用。 （4）小虎同学将蜡烛和透镜固定，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上得到清晰的像，原因可能是 （写出一个）。 【解答】解： （1）烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调节到同一高度处，使像成在光屏中央。 （2）由图可知物距是50cm，大于二倍焦距，所以像距在二倍和一倍焦距之间，即光屏离凸透镜距离应大于15cm，小于30cm，即在65cm刻线和80cm刻线之间。 （3）蜡烛在20cm刻线处时，物距等于30cm，即二倍焦距处，此时成倒立、等大、实像；对光线有会聚作用的远视镜，会使得像距变小，故向靠近凸透镜方向移动光屏。 （4）可能是物距小于焦距，此时成虚像；可能是物距等于焦距，此时不成像；可能是物距略大于焦距，此时像距非常远。 [题型专练18]. （2023秋•本溪期末）创新实验小组的同学们开展“制作照相机模型”实践活动，活动包括设计方案、探究调查、选材制作三个环节。 【设计方案】 设计了如图甲的照相机模型构造图。在设计伸缩筒长度时，同学们想到照相机的物距（u）应该满足u＞2f，像距（v）应该满足 。 【探究调查】 （1）由于对模型的伸缩筒的长度有要求，因此透镜的焦距越小，模型就会越轻巧便携。为了能快速挑选出焦距小的透镜，小组同学提出疑问，凸透镜的焦距与什么因素有关呢？结合生活经验和所学知识他们提出以下猜想： a.可能与凸透镜的厚度有关 b.可能与凸透镜的材料有关 c.可能与凸透镜的半径有关 为了完成以上探究，小组同学在眼镜店借来四块镜片，材料和形状如图乙所示，其中A、B、C是没经磨制的原始镜片，直径相同，A、B厚度相同，C更厚一些，D是利用原始镜片磨制后的圆形镜片，厚度与C相同，半径小一些。同学们在实验时，点燃一根蜡烛放在水平纸面，并将另一张白纸竖直放置，作为光屏且位置固定。拿出透镜B，使烛焰的中心和透镜的中心在同一高度，通过不断的调整蜡烛和透镜的位置，直到光屏上得到清晰的像，如图丙所示。 ①只将透镜B换成C，发现光屏上的像变得模糊，适当移动蜡烛的位置，光屏上的像重新变得清晰，通过分析蜡烛移动的方向可得到：当其他条件一定时，透镜越厚，折光能力越强，焦距越小。请你推断蜡烛移动的方向是 （填“靠近”或“远离”）透镜。 ②再只将操作①中的透镜C换成厚度和材料都不同的透镜A，发现光屏上的像依然清晰。分析论证可知：当透镜的厚度和材料都不同时，它的折光能力却是一样的，基于①得出的结论，可分析论证得出 。 ③如果想探究凸透镜的焦距和半径的关系，应选择 两个凸透镜进行对比实验，观察到当保持蜡烛、凸透镜和光屏的位置不变，只更换凸透镜，光屏上的像依然清晰，只是亮度改变了。说明凸透镜的焦距和半径无关。 （2）相机镜头的选择还应综合考虑镜片的其他物质属性，小组同学查阅资料了解ρ玻璃＝2.5×103kg/m3，ρ树脂＝1.2×103kg/m3，一片没经磨制的原始玻璃镜片质量是50g，一片相同外形的树脂镜片质量是 g。 【选材制作】同学们充分讨论后完成了模型制作。如果你是这个小组的一员，你会选择哪种材料做相机的镜头，并说明理由： 。 【解答】解：【设计方案】照相机是利用u＞2f，2f＞v＞f，成倒立、缩小的实像的原理制成的； 【探究调查】 （1）①只将透镜B换成C，凸透镜变厚，折光能力变强，焦距变小，会将光线提前会聚成像，要想在光屏上成清晰的实像，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，应将蜡烛适当靠近凸透镜； ②再只将操作①中的透镜C换成厚度和材料都不同的透镜A，发现光屏上的像依然清晰；分析论证可知：当透镜的厚度和材料都不同时，它的折光能力却是一样的，基于①得出的结论可知，凸透镜的焦距除了与凸透镜的厚度有关，还与材料有关，故可分析论证得出凸透镜的焦距与材料有关； ③如果想探究凸透镜的焦距和半径的关系，根据控制变量法可知，应选择凸透镜的材料和厚度相同，半径不同，由图乙可知，只有CD满足实验要求，故选CD； （2）璃镜镜片与树脂镜片外形相同，说明两镜片体积相同，当体积一定时，物体的质量与密度成正比， ，即， 解得：m树＝24g； 【选材制作】树脂，因为树脂密度小，可以减轻相机的质量；或玻璃，因为当折光能力相同时，玻璃可以做的更薄。 故答案为：【设计方案】2f＞v＞f； 【探究调查】（1）①靠近；②凸透镜的焦距与材料有关；③CD；（2）24； 【选材制作】树脂，因为树脂密度小，可以减轻相机的质量（或玻璃，因为当折光能力相同时，玻璃可以做的更薄）。 题型9遮挡透镜的部分成完整的像 [题型专练19]. （2023秋•郯城县期末）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，凸透镜焦距为10cm。 （1）实验前，要调整烛焰、凸透镜、光屏高度，使三者中心大致在同一高度，其目的是 ； （2）如图所示，光屏应在 （选填“①”“②”或“③”）区域移动，才能得到倒立、 （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像； （3）把蜡烛向左移动，凸透镜的位置保持不变，应把光屏向 （选“左”或“右”）适当调节，才能在光屏上得到烛焰清晰的倒立、 （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像； （4）接下来改用焦距为15cm的凸透镜继续进行实验，如果不改变蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上成清晰的像，应把光屏向 （选填“左”或“右”）适当调节； （5）在探究凸透镜成像时，如果用白纸把凸透镜的一半遮挡住，光屏上 （选填“能”或“不能”）形成烛焰完整的像。 【解答】解：（1）为了使像成在光屏中央，实验前，要调整烛焰、凸透镜、光屏高度，使三者中心大致在同一高度； （2）由图可知，此时物距u＝50cm﹣30cm＝20cm＝2f，根据u＝v＝2f，成倒立、等大的实像，故光屏应在②区域移动，才能得到倒立、等大的实像； （3）把蜡烛向左移动，凸透镜的位置保持不变，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，应把光屏向左适当调节，才能在光屏上得到烛焰清晰的倒立、缩小的实像； （4）接下来改用焦距为15cm的凸透镜继续进行实验，此时凸透镜焦距变大，对光的会聚能力变弱，会将光线推迟会聚成像，因此应把光屏向右适当调节； （5）在探究凸透镜成像时，如果用白纸把凸透镜的一半遮挡住，剩余部分仍能会聚光线成完整的像，但由于会聚的光线比原来减少，所以像比原来变暗。 故答案为：（1）使像成在光屏中央；（2）②；等大；（3）左；缩小；（4）右；（5）能。 [题型专练20]. （2023秋•通榆县期末）在“探究凸透镜成像规律”的实验中： （1）实验前，在调整实验器材高度时，蜡烛是 （选填“点燃”或“不点燃”）的。 （2）通过调整，在光屏上得到烛焰等大的像，如图所示，所用凸透镜的焦距是 cm。 （3）如图所示，把蜡烛向左移动，凸透镜的位置保持不变，应把光屏向 （选“左”或“右”）适当调节，才能在光屏上得到烛焰清晰的 （选填“正立”“倒立”）、 （选填“放大”“缩小”或“不变”）的实像。 （4）接下来改用焦距为15cm的凸透镜继续进行实验，如果不改变蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上成清晰的像，应把光屏向 （选填“左”或“右”）适当调节。 （5）在探究凸透镜成像的过程当中，他们又尝试用白纸把凸透镜的一半遮挡住，发现光屏上 （选填“仍能”或“不能”）形成烛焰完整的像。 【解答】解：（1）根据凸透镜成像规律中实验的要求，必须让三者中心放在同一高度上，使其成像在光屏的中心；只有先将蜡烛点燃，才可以确定烛焰的中心，所以点燃蜡烛应在调整高度之前； （2）通过调整，恰好在光屏上得到烛焰等大的像，则此时的物距等于像距，都等于2f，即20.0cm＝2f，则f＝10.0cm； （3）在图中，把蜡烛向左移动，凸透镜的位置不变，此时的物距变大，像距应减小，所以应把光屏向左移动，光屏上才能呈现清晰的像；由于此时的物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像； （4）接下来改用焦距为15cm的凸透镜继续进行实验，如果不改变蜡烛和凸透镜的位置，相当于减小了物距，要在光屏上成清晰的像，应增大像距，即把光屏向右适当调节； （5）凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，当将透镜的下半部分挡住后，整个物体发出的光虽有一部分被挡住，但总会有一部分光通过上半部分凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同，仍然完整；由于透镜的一半被遮住，因此折射出的光线与原来相比减少了一半，故亮度会减弱，变暗了。 故答案为：（1）点燃；（2）10.0；（3）左；倒立；缩小；（4）右；（5）仍能。 [题型专练21]. （2023秋•凉州区校级期末）如图所示，小明同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）实验要求烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度，这样做的目的是使像成在 ； （2）如图甲所示，是小明测量焦距时所做的实验，则该凸透镜的焦距为 cm； （3）如图乙所示，将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，把点燃的蜡烛放置在光具座15cm刻度线处时，移动光屏，能成倒立、 （选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像； （4）实验一段时间后，蜡烛因燃烧变短，所成像向上移动，要使像能够成在光屏的中央，保持蜡烛和凸透镜不动，只需光屏将向 （选填“上”或“下”）调整； （5）当光屏上出现清晰的像后，用不透明物体挡住透镜上半部分，光屏上的像将会 （选填“是”或“不是”）完整的。 【解答】解：（1）烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度，这样做的目的是使像成在光屏的中央位置。 （2）凸透镜正对平行光，平行光线平行于主光轴，经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是f＝40.0cm﹣30.0cm＝10.0cm。 （3）将蜡烛移至光具座上15cm刻度线处，u＝50cm﹣15cm＝35cm＞2f，成倒立缩小的实像。 （4）随着蜡烛的燃烧，蜡烛越来越短，根据光线过光心不改变方向，像向上移动，则把光屏向上移动即到中央。 （5）当光屏上出现清晰的像后，遮住凸透镜的上半部，物体上任一点射向凸透镜的下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗。 故答案为：（1）光屏的中央位置；（2）10.0；（3）缩小；（4）上；（5）是。 题型10像距v和物距u之间的关系图像 [题型专练22]. （2024•佳木斯三模）某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，绘制了如图所示的图象（v表示像到凸透镜的距离，u表示物体到凸透镜的距离），用该凸透镜作放大镜使用时，被观察的物体到透镜的距离在 cm以内；把物体从距凸透镜6cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中，像的大小将 （选填“变大”、“变小”、“先变小再变大”、“先变大再变小”）。 【解答】解：由凸透镜成像规律可知，u＝v＝2f，凸透镜成倒立、等大的实像，由图象可知，u＝v＝2f＝10cm，所以f＝5cm＝0.05m，用该凸透镜作放大镜使用时，u＜f，成正立、放大的虚像，即被观察的物体到透镜的距离在5cm以内； 把物体从距凸透镜6cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中，凸透镜成实像，物距增大，像距减小，像变小； 故答案为：5；变小。 题型11凸透镜成像规律的应用 [题型专练23]. （2023秋•天长市期末）如图所示，蜡烛距凸透镜20cm，能在距凸透镜30cm的光屏上得到一个倒立放大的实像，则透镜的焦距可能是（　　） A．8cm B．12cm C．15cm D．25cm 【解答】解：由题意可知u＝20cm，v＝30cm； 因光屏上得到一个倒立放大的实像，则由凸透镜成像规律可知v＝30cm＞2f，所以15cm＞f； 由f＜u＜2f可得，f＜20cm＜2f，解得10cm＜f＜20cm， 由物距、像距不等式可得：10cm＜f＜15cm，故B正确。 故选：B。 [题型专练24]. （2023秋•南昌期末）2023年9月12日，华为公司旗下问界新M7智慧汽车正式发布。该车利用车载传感器（摄像头、雷达）采集生成道路特征数据，可以实现“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．成像时障碍物位于镜头的两倍焦距以内 C．摄像头成的像是正立的虚像 D．遇障碍物时，要想生成更大的像，镜头应该向前伸 【解答】解：摄像头的镜头相当于一个凸透镜，其成像原理是障碍物位于镜头的两倍焦距以外，成倒立、缩小的实像； 根据凸透镜成实像时，物近像远像变大的原则，遇障碍物时，要想生成更大的像，应将减小物距，增大像距，则用将镜头向前伸。 据此分析可知D正确，ABC错误。 故选：D。 [题型专练25]. （2023秋•炎陵县期末）一物体放在凸透镜前18cm处，在透镜另一侧20cm处成一清晰像，则此透镜的焦距（　　） A．一定大于20 cm B．一定小于9 cm C．一定在10 cm到8 cm之间 D．一定在9 cm到10 cm之间 【解答】解： 一物体放在凸透镜前18cm处，在透镜另一侧20cm处的光屏上成一清晰的像，光屏上呈现的像是实像，又因为物距小于像距，所以凸透镜成倒立、放大的实像，所以2f＞18cm＞f，20cm＞2f，解两个不等式得，凸透镜的焦距为：9cm＜f＜10cm，故D正确。 故选：D。 [题型专练26]. （2022秋•射阳县校级期末）在凸透镜的主轴上放着一根粗细均匀的木棒，A端在1倍焦距与2倍焦距之间，B端在2倍焦距之外，则木棒所成的像（　　） A．a端变粗，b端变细 B．b端变粗，a端变细 C．a，b端都变细 D．ab端都变粗 【解答】解：因此时A端位于1倍焦距与2倍焦距之间，故所成的像是倒立、放大的， 则B端位于2倍焦距之外，故所成的像是倒立、缩小的。 所以在凸透镜的主轴上放着一根粗细均匀的木棒，A端在1倍焦距与2倍焦距之间，B端在2倍焦距之外， 则木棒所成的像将是A端变粗，B端变细。 故选：A。 [题型专练27]. （2023秋•建邺区期末）小明利用纸杯进行如下实验： （1）在纸杯底部开一小孔，右端蒙一半透明薄膜，将点燃的蜡烛放在纸杯前： ①如图甲，拍打薄膜发出声音时烛焰晃动，说明声音具有 ； ②如图乙，当蜡烛到小孔的距离恰好等于纸杯长时，在薄膜上将观察到烛焰 （选填“倒立”或“正立”）的像； ③如图丙，保持图乙中蜡烛和纸杯的位置不变，仅将原小孔变大并嵌入一个合适的凸透镜，发现此时薄膜上仍能呈现烛焰清晰的像，与乙相比，此时薄膜上像的大小 （选填“变大”“变小”或“不变”），像的亮度 （选填“变亮”“变暗”或“不变”）。 （2）正午，小明从树荫下走过，观察到地面上有斑驳的树影和圆形的光斑，如图丁所示，树影和光斑的本质 （选填“相同”或“不同”，下同），两者形成的光学原理 。 【解答】解：（1）①在纸杯底部开一圆孔，用塑料薄膜蒙住杯口，拍打薄膜发出声音，烛焰晃动，说明声音具有能量； ②小孔成像是由于光的直线传播形成的，小孔成像是倒立的实像，所以在塑料薄膜上看到蜡烛倒立的像； ③由题意可知，第一次通过小孔成的像属于小孔成像，是光沿直线传播形成的，因蜡烛到小孔的距离恰好等于纸杯长，即物距等于像距，成倒立、等大的实像；第二次换上凸透镜后，由于物距仍等于像距，烛焰经凸透镜也是成倒立、等大的实像；由于凸透镜的直径更大，经凸透镜折射的光更多，所以像更亮，即与乙相比，此时薄膜上像的大小不变，像的亮度变亮； （2）光在同种均匀物质中沿直线传播，在日常生活中，激光准直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，因此树影和光斑的本质相同，都是光在同种均匀物质中沿直线传播形成的。 故答案为：（1）①能量；②倒立；③不变；变亮；（2）相同；光在同种均匀物质中沿直线传播。 [题型专练28]. （2023秋•建邺区期末）小明用如图甲所示装置模拟人眼看远、近不同位置处物体时晶状体的调节情况，注射器注水或吸水可以调节水透镜的凸起程度，从而改变水透镜的焦距，当物体位于较远处时，光屏上成倒立、 （选填“放大”“等大”或“缩小”）的像；当物体位于较近处时，应向左推注射器活塞，使水透镜的焦距变 （选填“长”或“短”），若注射器被卡住，无法改变水透镜的焦距，则给水透镜“戴上”适当度数的 （选填“近视”或“远视”）眼镜同样可以在光屏上得到清晰的像，该眼镜可以矫正图乙中 图所示的视力缺陷（选填“a”或“b”）。 【解答】解：若物体较远时，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，可知，光屏上成倒立缩小的像； 如图所示，若物体较远时，恰好能使像成在光屏上；则当物体较近时，若仍然想使得像成在光屏上，所以应该让水透镜变厚，折光能力变强，所以应该推注射器，使得水透镜的焦距变短； 若注射器被卡住，无法改变水透镜的焦距，此时像成在光屏右侧，应该使用可以是光线会聚的凸透镜，即远视眼镜，是光线再次呈现在光屏上； a图成像于视网膜后方，用凸透镜矫正，b图成像于视网膜前方，用凹透镜矫正，故选：a。 故答案为：缩小；短；远视；a。 [题型专练29]. （2023秋•宿豫区期末）在“探究凸透镜成像规律”实验时，凸透镜位置固定，如图烛焰恰好在光屏上成清晰的像，如果将蜡烛和光屏位置互换，光屏上能成清晰的 像，由此可知凸透镜焦距范围是 。 【解答】解：根据图示可知，此时的物距为40.0cm，像距为13.0cm，物距大于像距，成的是倒立、缩小的实像；此时的物距40.0cm＞2f，f＜13.0cm＜2f，则6.5cm＜f＜13.0cm； 当把蜡烛和光屏的位置互换，根据光路的可逆性，此时物距小于像距，光屏上能得到清晰倒立放大的实像。 故答案为：倒立、放大的实；6.5cm＜f＜13.0cm。 [题型专练30]. （2019秋•任丘市期末）如图，华为公司最新发布的一款手机P30，该手机搭载后置三摄，其中主摄为4000万像素，另外两颗镜头是超广角+长焦的配置，具有超强的拍照功能。在利用手机拍照时，通过镜头所成的像是倒立、缩小的 （选填“实像”或“虚像”），手机镜头实际上是凸透镜，这类透镜在生活中用于矫正 眼（选填“近视”或“远视”）。 【解答】解：手机镜头实际上是凸透镜，在利用手机拍照时，景物在2倍焦距以外，通过镜头成倒立、缩小的实像； 远视眼的像呈在视网膜的后方，要想使像呈在视网膜上，应佩戴一会聚透镜，即凸透镜，即凸透镜可用于矫正远视眼。 故答案为：实像；远视。 [题型专练31]. （2023秋•沙依巴克区校级期末）如图所示，一点光源位于凸透镜的主光轴上，凸透镜位置固定。当点光源位于A点时，它的像在B点；当点光源位于B点时，它的像在C点。则凸透镜位于 。（选填“A的左侧”、“A、B之间”、“B、C之间”、“C的右侧”） 【解答】解：如图1，当凸透镜在A的左侧时，当物体在A点时，物距小于焦距，像在B点。当物体在B点时，物距小于像距，像在C点，两次成的虚像，物距都小于像距，并且物距增大，像距也增大，符合题意。 如图2，当凸透镜在AB之间时，物像在凸透镜的两侧成实像，如果物体在A点，像在B点，根据光路是可逆的，物体在B点，像一定在A点，不符合题意。 如图3，当凸透镜在BC之间时，当物体放在A点，像在B点，物像在凸透镜的同侧成虚像，物距大于像距，不符合题意。 如图4，当凸透镜在C点右侧时，当物体放在A点，像在B点，物像在凸透镜的同侧成虚像，物距大于像距。当物体放在B点，像在C点，物像在凸透镜的同侧成虚像，物距大于像距，不符合题意。 故答案为：A的左侧。 [题型专练32]. （2023秋•蚌埠期末）凸透镜成像是由于光的折射而形成的，其成像规律可以通过画光路图去理解。在光路图中凸透镜用图甲表示，O点为光心，F为焦点。图乙中A'B'是物体AB经透镜所成的像。 （1）请画出图乙中两条入射光线的出射光线，完成成像光路图； （2）用一个不透明的纸片遮挡透镜的一部分时， 成完整的像。（选填“能”或“不能”） （3）某次做凸透镜成像的实验中，有个小组作出像距v和物距u的关系图象如图丙，请分析图象中有关数据，计算出凸透镜的焦距。 【解答】解：（1）经过光心光线不改变方向；平行于主光轴光线折射经过右焦点。两条光线交点就是成像点，光路图如图所示： （2）用一个不透明的纸片遮挡透镜的一部分时，物体上任一点射向凸透镜的其他部分，经凸透镜折射后，照样能会聚成完整的像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗。 （3）如图当u＝v＝20cm时，凸透镜成倒立、等大的实像，所以2f＝20cm，所以f＝10cm。 故答案为：（1）见解答；（2）能；（3）凸透镜的焦距是10cm。 题型12放大镜 [题型专练33]. （2023秋•市中区期末）下列关于放大镜、幻灯机、照相机的说法错误的是（　　） A．它们都是利用凸透镜成像的 B．用照相机拍照时，景物在2倍焦距以外 C．幻灯片必须放在2倍焦距以外 D．用放大镜看书，书与透镜的距离应小于1倍焦距 【解答】解：A.放大镜、幻灯机、照相机的镜头都是凸透镜，利用了凸透镜成像规律，故A正确； B.照相机成倒立、缩小的实像，物距大于2倍焦距，此时像距处于1倍、2倍焦距之间，故B正确； C.幻灯机成倒立、放大的实像，物距介于1倍焦距与2倍焦距之间，像距大于2倍焦距，故C错误； D.用放大镜看书，物距小于焦距，即书与透镜的距离应小于1倍焦距，成正立、放大的虚像，故D正确。 故选：C。 题型13望远镜目镜的成像原理 [题型专练34]. （2023秋•宣城期末）远视眼俗称老花眼，如图中属于老花眼成像图的是 。如图丙表示一种光学仪器的原理，图中L1是物镜，L2是目镜，这种仪器是 （选填“望远镜”或“显微镜”）。 【解答】解：从由远视眼的成因，即远视眼是由于晶状体曲度变小，会聚能力减弱，像呈在视网膜的后方可知，乙图是远视眼成像情况。 由图可知，远处的物体先通过物镜使物体成一倒立、缩小的实像，然后用目镜把这个实像再放大（正立、放大的虚像），就能看清很远处的物体了，这就是望远镜的原理。 故答案为：乙；望远镜。 学科网（北京）股份有限公司 $$