第03讲 透镜及其应用 （讲义）-【上好课】2025年中考物理一轮复习讲练测（湖南专用）

主题一 声、光、热 第03讲 透镜及其应用（原卷版） 目 录 考情透视·目标导航 1 知识导图·思维导航 2 考点突破·考法探究 3 考点一 透镜 3 ►命题点01 凸透镜和凹透镜 3 ►命题点02 透镜对光的作用 3 ►命题点03 焦点和焦距 5 ►命题点04 透镜的三条特殊光线 6 考点二 凸透镜成像规律 7 ►命题点01 实像和虚像 7 ►命题点02 凸透镜成像的规律 9 考点三 生活中的透镜 11 ►命题点01 照相机 11 ►命题点02 投影仪 11 ►命题点03 放大镜 12 ►命题点04 显微镜和望远镜 13 考点四 眼睛和眼镜 13 ►命题点01 眼睛 13 ►命题点02 近视眼和远视眼 14 考点五 透镜实验综述 14 ►实验01 实验探究：探究对光的作用 14 ►实验02 探究凸透镜成像的规律 15 考点六 跨学科实践：制作望远镜 18 题型精研·考向洞悉 21 题型一 透镜 21 ►考向01 透镜与透镜对光的作用 21 ►考向02 利用透镜三条特殊光线作图 21 题型二 凸透镜成像规律 22 ►考向01 实像和虚像 22 ►考向02 凸透镜成像规律及其应用 23 ►考向03 探究凸透镜成像规律 25 题型三 生活中的透镜 26 ►考向01 照相机、投影仪、放大镜 26 题型四 眼睛和眼镜 27 ►考向01 眼睛的构造及视物原理 27 ►考向02 近视眼的成因与矫正 28 ►考向03 远视眼的成因与矫正 28 分层训练·巩固提升 30 基础巩固 30 能力提升 32 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 考情透视·目标导航 考点内容 课标要求 热点透视 命题预测 透镜对光的作用 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 这一部分中，考查题型多为选择题、填作图图和实验探究题。其中，透镜类型及对光线的作用属于常考内容，重点是对三条特殊光线的理解和运用；凸透镜成像规律是考察的重点热点题目，多涉及成像性质判断和实验探究相关；透镜的应用属于高频考点，其中以考查常见光学仪器成像原理以及眼睛和眼镜问题居多，显微镜和望远镜偶尔会进行简单考查。 命题方向预测： 1. 知识理解：对透镜的基本类型（凸透镜、凹透镜）及其对光线作用的理解，包括会聚和发散的含义、在光路图中的体现。 2. 规律应用：重点是凸透镜成像规律在各种情境下的应用。包括根据物距、像距判断成像性质，以及反之根据成像要求确定物距和像距的范围；还有不同场景（如生活中的光学仪器）与成像规律的联系。 3. 实验能力：注重考查学生对凸透镜成像规律实验的掌握程度，从实验设计、操作到数据分析和结论得出，培养学生的科学探究能力。 4. 生活联系：将透镜知识与生活中的光学现象和仪器紧密结合，考查学生运用所学知识解释实际问题的能力，如眼睛视力问题与透镜矫正、各种光学设备的原理等。 透镜在生活中的应用 2.3.5了解凸透镜成像规律的应用（了解凸透镜成像规律在放大镜、照相机中的应用） 凸透镜成像规律 2.3.5探究并了解凸透镜成像的规律 眼睛与眼镜 了解人眼成像的原理；了解近视眼和远视眼的成因与矫正方法；具有保护视力的意识 透镜作图 会画简单的光路图 知识导图·思维导航 考点突破·考法探究 考点一 透镜 ►命题点01 凸透镜和凹透镜 1.凸透镜和凹透镜 种类 定义 图示 应用 凸透镜 中间 、边缘 的透镜 放大镜、老花镜、照相机、投影仪等 凹透镜 中间 、边缘 的透镜 近视眼镜 2.透镜的主光轴和光心 定义 图示 注意事项 主光轴 通过透镜两个球面球心的直线叫主光轴，简称主轴。每个透镜都有一个主轴，主轴用点线表示 在画主光轴时应用“点划线” 光心 透镜主轴上有两个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，这个点叫透镜的光心。可以认为薄透镜就在透镜的中心 光心用字母“O”表示，薄透镜的光心就在其中心 ►命题点02 透镜对光的作用 1.凸透镜对光的作用 凸透镜对光有 作用，因此凸透镜又叫聚透镜。 2.凹透镜对光的作用 凹透镜对光有 作用，因此凹透镜又叫发散透镜。 3.对“会聚作用”和“发散作用”的理解 （1）凸透镜对光有 作用，指的是折射光的方向比入射光的方向更 主光轴，即通过凸透镜的光将主光轴方向偏折，如图所示。 （2）凹透镜对光有 作用，指的是折射光的方向比入射光的方向更 主光轴，即通过凹透镜的光将向远离主光轴方向偏折，如图所示。 会聚作用≠光一定会聚，发散作用≠光一定发散 （1）会聚作用是指能使光会拢，但会拢后的光不一定会变成会聚光。如图甲所示，凸透镜使通过它的一束光发散程度变小了，但该光束依然发散。 （2）发散作用是指能使光发散，但发散后的光并不一定是发散光。如图乙所示，凹透镜对通过它的一束会聚光有发散作用，但光经过凹透镜后依然是会聚光，还能会聚于一点。 【例1】（【新考法】）把一个透明且均匀的玻璃球切成a、b、c、d、e五块，其截面如图所示，其中能够使平行光发散的（　　） A．只有b B．只有a、c、d、e C．只有a、b、c D．a、b、c、d、e均可 【例2】如图所示，通过透镜的光路图正确的是（   ） A． B． C． D． 【例3】下列光路图正确的是(     ) A．凸透镜对光线的作用 B．凹透镜对光线的作用 C．放大镜的成像图 D．近视眼的成像图 4.透镜中的光路是可逆的 由于光在发生折射时是可逆的，而透镜对光的作用也是折射作用，所以透镜中的光路是 的。 ►命题点03 焦点和焦距 1.透镜的焦点和焦距 焦点 焦距 图示 凸透镜 凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这个点叫凸透镜的焦点，用F表示。凸透镜两侧各有一个焦点 焦点F到光心O的距离叫焦距，用f表示，凸透镜两侧的焦距相等 凹透镜 凹透镜能使跟主光轴平行的光发散，且发散的光反向延长线相交在主光轴上的一点，这个点不是实际光线会聚的点，所以叫虚焦点，用F表示。凹透镜两侧各有一个虚焦点 虚焦点F到光心O的距离叫焦距，用f表示，凹透镜两侧的焦距相等 （1）凸透镜焦距的长短与其表面的凸起程度有关，表面越凸，焦距越短； （2）凸透镜焦距长短反映了凸透镜对光会聚作用的强弱，焦距越短，光通过凸透镜后的偏折程度越大，即凸透镜的会聚作用越强； （3）根据光路可逆，若把点光源放在凸透镜的焦点上，射向凸透镜的光经凸透镜折射后会变成平行光，因此可利用凸透镜获得平行光。 【例4】甲、乙两个直径相同的凸透镜的焦距分别为5cm和8cm，它们使光偏折的程度（　　） A．甲比乙大 B．乙比甲大 C．相同 D．无法比较 【例5】如图，甲、乙两个凸透镜的焦距分别是3cm和5cm，下列说法正确的是（　　） A．平行光经过凸透镜后一定会聚于焦点 B．甲透镜的焦距更短，其会聚能力较乙透镜弱 C．用一张不透明厚纸片挡住甲透镜的上半部分，透镜的焦距会变小 D．平行于主光轴的红光和紫光经乙凸透镜折射后，紫光与主光轴相交的点更靠近凸透镜 2.粗测凸透镜焦距的方法 如图所示，让凸透镜（放大镜）正对着太阳光，再拿一张白纸放在它的另一端，调整放大镜与白纸的距离，直到纸上出现 的光斑（这个点就是凸透镜的焦点）。测出这个光斑达到凸透镜光心的距离，即该凸透镜的焦距。这种测凸透镜焦距的方法称为平行光聚焦法。 ►命题点04 透镜的三条特殊光线 入射光线 折射光线 图例 凸透镜 平行于主光轴 经过另一侧的 经过焦点或从焦点发出 于主光轴 经过光心 传播方向 凹透镜 平行于主光轴 折射光线的反向延长线经过同侧 直射时射向凹透镜另一侧虚焦点 于主光轴 经过光心 传播方向 考点二 凸透镜成像规律 ►命题点01 实像和虚像 1.凸透镜成实像的情况 实像是 光线会聚而成的，能成在光屏上。此时物像分别位于凸透镜的两侧，且实像都是 的，如图所示。照相机、投影仪所成的像都是 像。 2.凸透镜成虚像的情况 虚像不是由光线实际会聚而成的，而是由折射光线的反向延长线相交而成的。凸透镜成虚像时，通过凸透镜射出的光没有会聚，只是人眼逆着折射光线的方向看过去，感到光是从虚像处发出的，故凸透镜成虚像时，物、像位于凸透镜的同侧，我们只能用眼睛看到虚像，而不能用光屏承接到虚像。 3.实像和虚像成像示例 （1）实像成像示例 小孔成像 相机成像 投影仪成像 （2）虚像成像示例 平面镜成像 光的折射成像 放大镜成像 实像和虚像的区别 实像 虚像 不同 实际光线会聚而成 光线的反向延长线相交而成 在像的位置能用光屏承接 在像的位置不变用光屏承接 在像的位置能使胶片感光 在像的位置不能使胶片感光 都是 的 都是 的 相同 都能用眼睛看到 【例6】一位同学利用如图所示的器材做实验，先用焦距为20cm的凸透镜甲进行实验，在屏上得到了清晰的缩小实像，接下来他想改用焦距为10cm的凸透镜乙继续进行实验，如果不改变发光体和凸透镜的位置，则（　　） A．将光屏适当左移，可得到倒立放大的实像 B．将光屏适当左移，可得到倒立缩小的实像 C．将光屏适当右移，可得到倒立放大的实像 D．将光屏适当右移，可得到倒立缩小的实像 【例7】（【科学实践】）（2024·湖南株洲·一模）小月在家中做凸透镜成像实验，把点燃的蜡烛正对凸透镜时，墙上出现了一个烛焰倒立缩小清晰的像，如图所示，下列说法错误的是（　　） A．墙上烛焰的像是实像 B．蜡烛在透镜的一倍焦距和二倍焦距之间 C．若蜡烛稍微向上移动，墙上手的影子和烛焰的像都会向下移动 D．若蜡烛远离墙面，且将透镜适当靠近墙面，则烛焰的像会变小 【例8】（2024·湖南株洲·模拟预测）小明在做探究凸透镜成像规律的实验中，光屏上得到发光体清晰的像，但他不小心用手指指尖触摸到了透镜，则下列说法正确的是（　　） A．光屏上会出现指尖的影子 B．光屏上的像会稍变暗 C．光屏上的像是虚像 D．光屏上会出现指尖的像 ►命题点02 凸透镜成像的规律 1. 基本概念： （1） ：物体到凸透镜光心的距离，用字母u表示。 （2） ：像到凸透镜光心的距离，用字母v表示。 注意：初中阶段，我们研究的凸透镜均为薄透镜，其厚度可忽略不计，故一般物距也可说是物体到透镜的距离，像距是像到透镜的距离。 2. 凸透镜成像的规律 物距u与焦距f的关系 成像的性质 像距v与焦距f的关系 相对凸透镜的位置 像的变化情况 正倒 大小 虚实 u>2f 倒立 缩小 实像 v>2f 与物异侧 物近像远像变大， 物远像近像变小 u=2f 倒立 等大 实像 v=2f 与物异侧 f<u<2f 倒立 放大 实像 f<v<2f 与物异侧 u=f 不成像 u<f 正立 放大 虚像 v>u 与物同侧 物近像近像变小， 物远像远像变大 巧记规律 一倍焦距分 ，二倍焦距分 ；成实像时，物近像远像变 ，物远像近像变 3.凸透镜成像规律的光路分析 利用凸透镜三条特殊光线中的任意两条可以画出相应的光路图，从而判断出像距的大小和成像的具体情况，这是理解凸透镜成像规律的最好的方法。 （1）当u>2f时，成 的 像，此时f<v<2f。光路如图所示。 （2）当u=2f时，成 的 像，此时v=2f。光路如图所示。 （3）当f<u<2f时，成 的 像，此时v>2f。光路如图所示。 （4）当u=f时，折射光是一束平行光，不能相交，其反向延长线也不能相交，所以 成像。光路如图所示。 （5）当u<f时，成 的 像，此时v>u。光路如图所示。 凸透镜成像的动态变化规律 （1）动态变化口诀：像的大小看像距，像儿跟着物体跑。其意义是，凸透镜成像时，像距变大（小），像就变大（小）；物体向哪个方向移动，像就向哪个方向移动。 （2）移动速度：成缩小的像时，物距大于像距，物体移动的速度大于像移动的速度；成放大的像时，物距小于像距，物体移动的速度小于像移动的速度。 （3）最小距离：物体和实像的最小距离是4f，即当物体位于2f位置成像时。 【例9】（2023·湖南益阳·中考真题）点燃蜡烛，烛焰通过焦距为20cm的凸透镜甲成缩小的像。现用焦距为10cm的凸透镜乙替代透镜甲，且保持烛焰和透镜的位置不变，烛焰通过凸透镜乙所成的像是（　　） A．缩小的实像 B．放大的虚像 C．倒立的虚像 D．正立的实像 【例10】在“探究凸透镜成像的规律”时，当烛焰离透镜14cm时成放大的实像，当烛焰离透镜8cm时成放大的虚像，则这个透镜的焦距可能是（　　） A．4cm B．7cm C．10cm D．16cm 【例11】（【跨学科】物理与生活）手机的功能越来越多，其中二维码支付已经在中国全面推广，当手机扫描二维码时，二维码在手机中成的是 （选填“实像”或“虚像”），若要使二维码的像大一些，应当让手机离二维码 （选填“近”或“远”）一些． 考点三 生活中的透镜 ►命题点01 照相机 1.照相机的成像原理 照相机的镜头相对于一个 透镜，胶片相对于光屏，来自物体的光经过镜头后会聚在照相机暗箱内的胶片上，形成了 的像。 2.照相机成像的特点 （1）物体到镜头的距离 镜头到胶片的距离。 （2）物体离镜头越远，物体在胶片上所成的像越 ，像（或胶片）的位置到镜头的距离越近，即暗箱越短。 （3）照相机成的是 的像，像和物体在镜头的两侧。 3.照相机拍摄景深的调节 为了使远近不同的景物在胶片上都能成清晰的像，需要调节镜头到胶片的距离。 （1）拍摄近处景物时，镜头应向前伸，即增大胶片与镜头之间的距离； （2）拍摄远处景物时，镜头应往后缩，即减小胶片与镜头之间的距离； （3）若想使拍摄景物的像大一些，可以减小景物与镜头之间的距离；若想使拍摄景物的像小一些，可以增大景物与镜头之间的距离。 ►命题点02 投影仪 照相机是利用凸透镜来成像的，利用照相机可以得到倒立、缩小的像。投影仪也是利用凸透镜来成像的，利用投影仪能得到 的像。 1.投影仪的成像过程 对投影仪进行光路分析可知，来自投影片上的图案上的光经镜头（凸透镜）折射后，在屏幕上形成清晰的像。 2.投影仪的成像特点 （1）投影片到镜头的距离 镜头到屏幕的距离； （2）图案（文字）通过投影仪在屏幕上成的像比投影片上的图案（文字）大； （3）像和投影片在凸透镜的两侧； （4）图案（文字）在屏幕上所成的像是 的像； （5）投影片离镜头越近，像到镜头间的距离越大，屏幕上所成的像越 。 3.投影仪的调节 （1）使屏幕上的像变大的方法：减小投影片与镜头之间的距离，同时增大屏幕与镜头间的距离； （2）使屏幕上的像变小的方法：增大投影片与镜头间的距离，同时减小屏幕与镜头间的距离。 ►命题点03 放大镜 1.放大镜成像 放大镜是凸透镜，是常用的光学仪器之一。放大镜能将小物体 ，如图所示。将放大镜镜头放在物体上方与眼睛之间适当位置，透过放大镜可以看到 的像。 2.放大镜成像特点 （1）物体通过放大镜所成的像是一个 的像； （2）像和物体在凸透镜的同侧； （3）在一定范围内，放大镜离物体越近，所成的像越 ；放大镜离物体越远，所成的像越 ； （4）若物体与放大镜的距离增大到一定程度，所成的像便消失了。 3.放大镜的使用 （1）使像变大的方法：让放大镜与物体之间的距离适当 一些； （2）使像显小的方法：让放大镜与物体之间的距离适当 一些。 辨析对比： 照相机 投影仪 放大镜 物镜距离 远 近 最近 像镜距离 近 远 — 像的性质 倒立、缩小 倒立、放大 正立、放大 物像位置 透镜两侧 透镜两侧 透镜同侧 物像变化 物体靠近透镜，像远离透镜；物体远离透镜，像靠近透镜 要使像变大，应使文字或图案离镜头近一些，屏幕应离镜头远一些 放大镜适当远离物体，像变大；放大镜适当靠近物体，像变小 ►命题点04 显微镜和望远镜 物镜（凸透镜） 目镜（凸透镜） 看清物体的方法 显微镜 倒立、放大、实像 （投影仪） 正立、放大、虚像 （放大镜） 放大后再放大 望远镜 倒立、缩小、实像 （照相机） 正立、放大、虚像 （放大镜） 缩小后再放大 考点四 眼睛和眼镜 ►命题点01 眼睛 1.眼睛看到物体的过程 眼睛的主要结构有：角膜、睫状体、瞳孔、 、玻璃体、视网膜、视神经等。物体发出的光经过眼球转化为神经信号传输给大脑，我们就看到了物体，如图所示。 。 2.正常眼睛的调节 正常眼睛无论是眺望远景，还是查看近物，都能看清楚。也就是说，不管物距变大还是变小，眼睛都能将像清晰地成像在 上，物距发生变化时，像距（视网膜和晶状体间的距离）未变，这是因为眼睛能通过睫状体改变晶状体的形状，进而改变晶状体对光线的 能力，即改变了晶状体的焦距。使不同远近的物体都能在视网膜上成清晰的像。 看远处物体 看近处物体 睫状体 放松 收缩 晶状体 变薄 变厚 对光的偏折能力 变弱 变强 成像原理图 3.远点、近点和明视距离 （1）远点：眼睛的调节是有限度的。当睫状体完全松弛时，晶状体表面弯曲程度最小，此时晶状体最扁，此时能够看清的最远点极限叫做远点。正常人的眼睛的远点理论上在无限远处。 （2）近点：当睫状体极度紧张时（用力看近处物体），晶状体变得最厚，晶状体表面弯曲程度最大，此时能看清的最近的极限点叫做近点。正常人的眼睛的近点在离眼睛大约10cm的地方。 （3）明视距离：在合适照明条件下，正常眼睛观察近处物体最清晰而不疲劳的距离大约为25cm，这个距离叫做明视距离。为预防近视眼，读书、写字时眼睛与书本的距离应保持在 左右。 ►命题点02 近视眼和远视眼 近视眼 远视眼 视觉特征 近处 ，远处 远处 ，近处 形成原因 晶状体太厚，折光能力太 晶状体太薄，折光能力太 眼球在前后方向上太长 眼球在前后方向上太短 成像位置 在视网膜 方 在视网膜 方 成像光路 矫正镜片 凹透镜 凸透镜 巧记规律 近前远后，近凹后凸 考点五 透镜实验综述 ►实验01 实验探究：探究对光的作用 1.实验观察：光在空气、水、玻璃中的传播路径 （1）凸透镜对光的作用 如图所示，让平行于凸透镜主光轴的几束光射向凸透镜，观察到光通过凸透镜后会聚于主光轴上的一点。 实验图 示意图 （2）凹透镜对光的作用 如图所示，让平行于凹透镜主光轴的几束光射向凹透镜，观察到光通过凹透镜后会偏离主光轴散开，但其反向延长线交于主光轴上的一点。 实验图 示意图 【探究归纳】凸透镜对光有 作用，凹透镜对光有 作用。因此，凸透镜又叫会聚透镜，凹透镜又叫发散透镜。 ►实验02 探究凸透镜成像的规律 【提出问题】凸透镜所成的像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系？ 【实验设计】先把物体放在距离凸透镜较远的地方，然后逐渐向凸透镜方向靠近，同时把光屏放在凸透镜的另一侧，观察光屏上像的变化情况。由于凸透镜的偏折情况和焦距有关，所以应着重观察物距等于、大于或小于一倍焦距、二倍焦距时，物体的成像情况。 【进行实验与收集证据】 （1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上，调整它们的高度，使烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在 ； （2）把蜡烛放在凸透镜二倍焦距以外的地方并点燃，然后调整光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现清晰烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重复做这一步； （3）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离大于二倍焦距，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像的大小、正倒，测出物距u和像距v； （4）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像大小、正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重做这一步； （5）把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛位于凸透镜的焦点上，移动光屏，观察是否能够成像； （6）把蜡烛移到凸透镜的一倍焦距以内，移动光屏，观察在光屏上能否看到蜡烛的像。如果不能，可以从光屏这一侧透过凸透镜观察，记录所看到的像的正倒、大小以及此时的物距u。稍稍改变物距，重做这一步； （7）将实验数据和观察结果填入表中（该实验所用凸透镜焦距f=12cm） 物距u与焦距f的关系 物距u/cm 像距v/cm 成像的性质 像的变化情况 u>2f 60 15 倒立、缩小的实像 物距变小时，像距变大，像（相对于之前）变大 48 16 u=2f 24 24 倒立、等大的实像 —— f<u<2f 18 36 倒立、放大的实像 物距变小时，像距变大，像变大 15 60 u=f 12 —— 不成像 —— u<f 8 —— 正立、放大的虚像 物距变小时，像距变小，虚像变小 6 —— 【分析论证】（1）焦点是成实像和虚像的分界点。当物距大于一倍焦距时，成实像；当物距小于一倍焦距时，成虚像；当物距大于一倍焦距时，不成像； （2）二倍焦距是成放大实像还是缩小实像的分界点。当物距大于二倍焦距时，成缩小的实像；当物距大于二倍焦距时，成等大的实像；当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成放大的实像； （3）凸透镜成实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成虚像时，都是正立的，且像、物同侧； （4）凸透镜成实像时，随着物距的减小，像和像距都变大；成虚像时，随着物距的减小，像和物都不小。 【得出结论】 物距u与焦距f的关系 像的性质 像距v与焦距f的关系 相对凸透镜的位置 应用 正倒 大小 虚实 u>2f 倒立 缩小 实像 f<v<2f 与物异侧 照相机 u=2f 倒立 等大 实像 v=2f 与物异侧 测焦距 f<u<2f 倒立 放大 实像 v>2f 与物异侧 投影仪 u=f 不成像 u<f 正立 放大 虚像 —— 与物同侧 放大镜 实验注意事项 （1）光具座的长度有限，做实验时最好选用焦距较 的凸透镜； （2）凸透镜最好放在光具座的中间位置，便于调节物距和像距； （3）调整烛焰、透镜、光屏三者的中心在 ，目的是让烛焰的像成在 ； （4）调整光屏时，不可再调整凸透镜的位置，否则会引起物距的变化； （5）判断烛焰的像是否最清晰的方法：光屏在某位置时，向前或向后移动光屏，像都会变模糊，则此位置即为像最清晰的位置； （6）同一个物距范围内，要换不同的物距进行实验，这是为了排除偶然因素，使实验结论更具普遍性。 实验中无论如何移动光屏都找不到像的几种原因： （1）若烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度，烛焰的像将成在光屏偏上方或偏下方，甚至不能在光屏上成像； （2）当烛焰在凸透镜一倍焦距以外，但非常靠近焦点时，虽然能成实像，但所成的像很大，且像距也很大，而光具座长度和光屏的大小有限，光屏不能承接到像； （3）当烛焰位于凸透镜焦点处，烛焰发出的光经凸透镜折射后平行射出，光屏上不会出现烛焰的像； （4）若烛焰位于凸透镜一倍焦距以内，烛焰与其所成的虚像在凸透镜同侧，此时光屏时接收不到像的。 【例12】（【科学探究】）（2024·内蒙古鄂尔多斯·三模）小岗在进行光学复习时，他认识到找像、析像，并用其规律解释生活中的实际问题是光学复习的关键、有效方法之一，于是他进行了如下的梳理。 （1）①如图所示，用透明玻璃板代替平面镜的目的是 ； ②实验过程中，若玻璃板未与竖直放置桌面，则会对实验有什么影响？ ③实验中，为验证通过玻璃板成的像是否为虚像，正确的操作是： ； （2）小江同学利用如图甲所示器材探究“凸透镜成像规律”： ①由于实验中凸透镜的焦距未知，所以小江同学先利用一束平行光测量凸透镜的焦距，如图甲所示，则该透镜的焦距是 cm； ②实验时，调节光源、凸透镜和光屏，使三者的中心大致在 上，其目的是使成像在光屏中央； ③正确的调整器材后，在光屏上成了清晰的像如图乙所示。更换成另一个焦距为8.0cm的凸透镜，光屏上的像变模糊了，此现象与 （填“近视眼”或“远视眼”）成因相似。为了使光屏上的像恢复清晰，可向 （填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动蜡烛。 【例13】（2024·广东清远·一模）小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验中： （1）如图甲所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的点。由图可知，凸透镜对光线有 作用，该凸透镜的焦距是 cm； （2）如图乙所示，通过调节光屏，让光屏上呈现清晰的像，这一成像规律在生活中的应用是 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）；此时小明将蜡烛和光屏互换位置，烛焰在光屏上将会呈现倒立 （选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像，人们日常生活中的“刷脸支付”结账时 （选填“是”或“否”）利用了这条规律； （3）实验中，小明发现不但虚像可以用肉眼直接看到，实像也可以用肉眼直接看到，如图丙所示，拿掉光屏，用肉眼在 （选填“a”“b”或“c”）位置沿图示方向能看到这个实像。 考点六 跨学科实践：制作望远镜 1.学习目标： ①了解望远镜的基本原理及构造； ②通过制作望远镜，培养动手动脑能力，激发对设计、制作的兴趣。 2.实践过程 项目主题 制作望远镜 项目提出 科学家利用巨大的天文望远镜接收来自遥远星系的信息。通过分析这些信息，人们对宇宙了解得越来越深 入了。根据透镜成像的知识，我们可以自己制作一个如望远镜。 项目分析 制作望远镜，需要完成以下任务： 1.了解望远镜的基本原理； 2.设计一个望远镜，能够用它观察校园内远处的物体； 根据设计方案，选用合适的器材、制作一个望远镜并进行调试。 项目实施 1.望远镜的原理 （1）望远镜构造：望远镜由两组透镜组成，每组透镜相当于一个凸透镜。靠近被观察物体的凸透镜，叫物镜。靠近眼睛的凸透镜，叫做目镜； （2）望远镜成像原理：物镜：相当于照相机的镜头，使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像； 目镜：相当于一个放大镜，成正立、放大的虚像。 （3）视角：我们能不能看清物体，它对我们的眼睛所成的“视角”（从眼睛的中心向物体两端所引的两条直线的夹角）的大小十分重要。物体大，视角大；物体到眼睛的距离近，视角大。 （4）望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小，但它离我们的眼睛很近，再加上目镜的放大作用，视角就可以变得很大。 2.设计简易望远镜 （1）确定望远镜的放大倍率：（取2~3倍即可，成像质量较好）； （2）选择物镜和目镜：选择焦距较长、直径较大的凸透镜作为物镜；焦距较短、直径较小的凸透镜作为物镜（可用老花镜或放大镜）； （3）设计镜筒：制作两个镜筒，把物镜和目镜分别固定在镜筒的一端； 3.调试望远镜 把目镜镜筒插入物镜镜筒内，把目镜放到眼前，通过望远镜观察远处的物体。在观察时要通过对镜筒长度的调节，改变物镜与目镜间的距离，直到在望远镜中看到远处物体清晰的像为止。 展示交流 同学之间展示成果，介绍制作方案，分享收获，并解决问题。 问题1:为什么通过简易望远镜看到的像偏暗? 原因:透镜透光率不足、望远镜口径较小、观测环境光线暗或大气条件差等； 改进方法:①增大物镜口径：可以增大物镜的口径，以提高收集光线的能力。 ②用增光镜：在物镜前安装增光镜，以增加进入望远镜的光线量。 ③调整观测时间：选择在光线更好的时段进行观测，如黄昏或清晨。 问题2：为什么通过简易望远镜看到的像是倒立的? 原因:主要是透镜组合导致的。物镜形成倒立实像，目镜放大此实像但保持其倒立状态。 改进方法:①使用两个相互垂直的平面反射装置把所成的像先上下颠倒一次，再左右颠倒一次，军用望远镜就采用的这种方法; ②物镜使用凸透镜，目镜使用凹透镜，望远镜所成的像就是正立的了，伽利略望远镜就采用的这种方法。 【例14】当下，一款生存类游戏风靡网络，网友戏称为“吃鸡”。如图甲是狙击手通过高倍望远镜观察到的画面。关于望远镜（如图乙），说法正确的是（　　） A．它的物镜是凸透镜，目镜是凹透镜 B．它的目镜能用来矫正近视眼 C．夜晚用望远镜观察星空，能看到放大的像 D．它的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像 【例15】（2024·江苏苏州·二模）如图所示中的显微镜和望远镜用到了我们所学的很多光学知识。 (1)甲图是显微镜，它的反光镜有一面是凹面镜，它对光起到 作用（选填“会聚”、“发散”），可在光线较 （“亮”、“暗”）时使用。 (2)乙图是望远镜，图丙表示它的原理，图中L1是物镜，L2是目镜。分析原理图可知物镜的作用相当于的 镜头（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”），成 像（选填“放大”、“缩小”或“等大”）；此时物镜的像AB相当于放在目镜前的物，此时目镜的物距u与目镜焦距f的关系是 。 题型精研·考向洞悉 题型一 透镜 ►考向01 透镜与透镜对光的作用 （1）判断透镜类型的方法 根据透镜的表面是凸还是凹来判断透镜的类型并不可靠，要通过比较透镜中间与边缘的厚度来确定透镜的类型，因为有的透镜可能是一面凸一面凹。 （2）根据透镜对光的作用判断：折射光线相对于入射光线会聚了，则经过的透镜是凸透镜；折射光线相对于入射光线发散了，则经过的透镜是凹透镜。 （3）平行光聚焦法粗测凸透镜的焦距：太阳光近似为平行光，让凸透镜正对太阳光时，太阳光垂直于透镜入射，此时入射光线平行于主光轴，当光斑最小最亮时，该点即为凸透镜的焦点。如果不正对太阳光，最小光斑并不在主光轴上，此时的光斑不在焦点上，所以测出的距离也不是焦距。 【典题1】（【新素材】传统文化）（2024·湖南怀化·模拟预测）晋代张华的《博物志》中记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则得火。”“削冰令圆”就是将冰磨成一种冰镜，让太阳透过它就可点燃艾草取火。关于这种冰镜，下列说法正确的是（　　） A．这种冰镜是凹透镜，对光有会聚作用 B．这种冰镜是凹透镜，对光有发散作用 C．这种冰镜是凸透镜，对光有会聚作用 D．这种冰镜是凸透镜，对光有发散作用 【变式1-1】张宁用图甲所示的装置测出凸）透镜的焦距，并“探究凸透镜成像规律”，当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙所示时，在光屏上可成清晰的像（未画出）。下列说法正确的是（ ）　 A．凸透镜的焦距是30.0 cm B．图乙中烛焰成的是倒立放大的像 C．照相机成像特点与图乙中所成像的特点相同 D．将蜡烛远离凸透镜，保持凸透镜、光屏位置不变，烛焰可在光屏上成清晰的像 ►考向02 利用透镜三条特殊光线作图 熟记透镜三条特殊光线（主要光线）经透镜折射后的传播规律，并分清凸透镜和凹透镜三条特殊光线的异同。 利用透镜的三条特殊光线作图时，一定要注意： （1）一定要用尺规作图；（2）不要遗漏光线的箭头；（3）光线用实线，辅助线用虚线。 【典题2】（2023·湖南郴州·二模）如图，光路图正确的是（    ） A．丙和丁 B．甲和丙 C．乙和丁 D．甲和丁 【变式2-1】（2023·湖南邵阳·中考真题）请将所示光路补充完整。 【变式2-2】（2024·广东江门·一模）如图所示，凸透镜和凹透镜的主光轴重合、中间F处焦点重合，请完成光路图。 题型二 凸透镜成像规律 ►考向01 实像和虚像 掌握常见的成像现象的成像原理是解题的关键。小孔成像、投影仪、照相机等所成的像都是实际光线会聚而成的实像；平面镜、放大镜、凸面镜等所成的像是光的反射或折射光线的反向延长线相交而成的现象。 【典题1】（2023·山东临沂·一模）小明在探究凸透镜成像规律时，做了如下实验： ①用平行光正对凸透镜照射，移动光屏得到一个最小、最亮的光斑，如图甲所示； ②保持该透镜位置不变，将点燃的蜡烛放在图乙所示的位置，移动光屏得到烛焰清晰的像（图中未画出）。则下列说法不正确的是（　　） A．实验②中，烛焰在光屏上成倒立放大的实像 B．实验②中，像到透镜的距离一定大于20cm C．若增大蜡烛与透镜的距离，所成的像会变小 D．若蜡烛与透镜的距离大于10cm，则在另一侧通过透镜可以观察到烛焰正立、放大的虚像 【变式1-1】（【跨学科】物理与生活）（2024·湖南长沙·三模）如图是用手机自拍杆进行自拍的情景。下列说法正确的是（    ） A．手机镜头相当于一个凹透镜 B．人通过镜头成倒立、缩小的实像 C．拍摄者应位于镜头的一倍焦距到二倍焦距之间 D．与手持手机自拍相比，利用自拍杆拍出头部的像更大 【变式1-2】（【视力保护】）（2024·湖南邵阳·模拟预测）“守护“晴”彩视界，点“亮”光明未来”是全国“爱眼日”的宣传口号之一，保护视力、科学用眼已成为社会共识。下列有关眼睛和眼镜的说法正确的是（　　） A．近视眼看远处的物体时，像成在视网膜的后方 B．物体在正常眼睛的视网膜上成倒立缩小的虚像 C．矫正近视眼前，像离视网膜越近配戴眼镜的度数越高 D．矫正近视眼的方法是配戴合适度数的凹透镜 ►考向02 凸透镜成像规律及其应用 （1）凸透镜成像的两个分界点：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。物体在一倍焦距以内，成虚像；在一倍焦距以外，成实像。成实像时，物体在二倍焦距内，像大物小；物体在二倍焦距外，像小物大。 （2）用不等式确定凸透镜的焦距范围：利用凸透镜成像的规律，列出物距和焦距、像距和焦距的关系不等式，解不等式就可以确定该凸透镜焦距的范围。具体关系为：1）当成倒立、缩小的实像时，u>2f，f<v<2f；2）当成倒立、等大的实像时，u=v=2f；3）当成倒立、放大的实像时，f<u<2f，v>2f；4）当不成像时，u=f；5）当成正立、放大虚像时，u<f。 （3）凸透镜成像规律与图像结合：解答此类试题时，要明确二倍焦距处是成放大和缩小实像的分界点，当u=v=2f时，物体成倒立、等大的实像。然后在图上找到对应点，求出焦距，然后根据凸透镜成像规律即可求解。 （4）不完整凸透镜成像情况：凸透镜成像时，如果凸透镜坏掉一部分或者遮挡一部分，都会成完整的像，只是所成的像亮度变暗。 【典题2】（【联系生活】）（2022·湖南株洲·模拟预测）如图所示，下雨天汽车前挡风玻璃上的水珠会严重影响驾驶安全，以下说法正确的是（　　） A．水珠与玻璃一起构成了凹透镜 B．远处的物体反射的光通过水珠后成像在驾驶员与玻璃之间 C．远处的物体反射的光通过水珠后成倒立放大的实像 D．驾驶员通过水珠可以看到远处物体正立放大的虚像 【变式2-1】在“探究凸透镜成像规律”的实验中，发现蜡烛、凸透镜和光屏如图所示位置放置时，光屏上形成一个清晰的烛焰像｡下列说法正确的是（  ） A．所成的像是倒立、放大的实像 B．此成像特点的应用是照相机 C．若凸透镜被遮去一半，则像的亮度不变 D．若只将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上不能成清晰的像 【变式2-2】（2022·湖南永州·中考真题）2021年12月9日，中国空间站太空授课以天地互动的形式圆满完成，航天员叶光富进行了太空水球光学实验。在太空失重环境下，水滴收缩成一个接近完美球体的水球，这个水球可以被看成一个凸透镜。将一个物体放在这个凸透镜二倍焦距以外的某一位置，可以看到一个倒立、 （选填“放大”或“缩小”）的 （选填“实像”或“虚像”）。 【变式2-3】如图所示，在“探究凸透镜成像”的实验中，小明用手指遮住了凸透镜的左半部分，则光屏上蜡烛的像 （选填“变暗”“变亮”“少一半”或“不变”），将蜡烛向左移动，为在光屏上仍然有清晰的像，光屏应该向 移动。 ►考向03 探究凸透镜成像规律 【典题3】（2023·湖南益阳·一模）如图所示，是小红同学利用光具座“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）器材处于如图所示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，这与 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像特点相同；将老花眼镜的镜片放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了，若此时将光屏 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜，又能在光屏上看到烛焰清晰的像； （2）实验中，当小红用白纸遮掉凸透镜的下半部分时，光屏上成像的情况是 ； A．只出现烛焰的上半部分的像 B．只出现烛焰的下半部分的像 C．成像情况像不受任何影响 D．仍然是完整的像，只是变暗些 （3）随着蜡烛燃烧而变短，为了使像呈现在光屏的中央，应向下移动 （选填“光屏”“凸透镜”或“蜡烛”）。 【变式3-1】（2022·广西贵港·中考真题）小华用焦距为10.0cm的凸透镜探究凸透镜成像规律。 （1）实验前，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在 ； （2）当各器材位置如图所示时，在光屏上成烛焰清晰的像，此时烛焰的成像特点与 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像特点相同； （3）实验时，若用一张纸片遮住了凸透镜的上半部，光屏上 （选填“能”或“不能”）成完整的像； （4）小华将一副老花镜的镜片放在烛焰与凸透镜之间且靠近凸透镜的位置，若保持蜡烛的位置不变，仅将光屏向 端移动适当距离，光屏上即可重新成烛焰清晰的像。 【变式3-2】（2023·江苏泰州·三模）小明做“探究凸透镜成像规律”的实验： （1）如图所示是两束激光分别射向并通过甲、乙两透镜的传播路径，小明应该选择 （选填“甲透镜”或“乙透镜”）进行实验； （2）小明利用太阳光测量凸透镜的焦距，方法如图甲所示，他注意到让凸透镜正对阳光，但没有仔细调节纸片与透镜的距离，在纸片上的光斑并不是最小时，就测出了光斑到凸透镜中心的距离L，那么，凸透镜的实际焦距为 ； A．一定小于L B．一定大于L C．可能等于L D．可能小于L、也可能大于L （3）如图乙所示，经过调节后，此时在光屏上得到一清晰的像， 就是利用这一成像规律工作的。若遮去凸透镜的上面一半，则光屏上所成的像将 ；（选填“完整”或“不完整”） （4）对于焦距相同的凸透镜，一个物距应该对应唯一的像距，但从各组汇报数据中发现，物距均为时，有三个小组所测像距分别为，，。若他们的数据差别不是因为长度测量误差导致的，你认为出现这种情况的操作原因是 ； （5）小明认为：凸透镜成实像时，不但像与物上下是颠倒的，而且左右也是相反的。请你设计一种简单的方法验证小亮的观点 。 题型三 生活中的透镜 ►考向01 照相机、投影仪、放大镜 （1）照相机：拍照时，摄像头相当于照相机的镜头，两者都是利用凸透镜成倒立、缩小的实像来工作的；照相机拍摄较远景物时，像比较小；拍摄较近景物时，像比较大。由此可知，远离被拍摄景物，可以扩大拍摄范围，但拍出来的景物会变小。 （2）投影仪：理解投影仪（幻灯机）的成像特点是解题的关键。投影仪（幻灯机）利用凸透镜能成倒立、放大的实像的原理工作的，因而可利用“反反得正”的方法推知幻灯片应反向放置。 （3）放大镜：在一定范围内，放大镜离物体越近，所成的像越小；离物体越远，所成的像越大。 【典题1】（2021·湖南邵阳·中考真题）2021年4月30日，邵阳市天空出现了难得一见的“日晕”，许多市民都目睹了这美丽的自然奇观，如图是某摄影爱好者用相机拍摄的精彩瞬间，下列对照相机成像特点描述正确的是（　　） A．倒立放大的实像 B．倒立缩小的实像 C．正立放大的虚像 D．正立缩小的实像 【变式1-1】生活中我们经常可以看到的广告投影灯，其内部结构如图所示。他的成像原理跟______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）是相同的。为了在地面上得到更大的广告图像，应当使投影灯______（选填“靠近”或“远离”）地面。 题型四 眼睛和眼镜 ►考向01 眼睛的构造及视物原理 人眼的视物原理与照相机的成像原理相同，但需要注意的是人眼睛的焦距可以调节，而照相机模型中的凸透镜焦距不变，一般靠调节物距和像距成清晰的像 【典题1】人眼的晶状体相当于凸透镜，观察物体时，物体在视网膜上所成的像是（　　） A．缩小的虚像 B．缩小的实像 C．放大的虚像 D．放大的实像 【变式1-1】远视眼是老年人常见的一种眼疾，通常需要佩戴老花镜（一种凸透镜）来进行矫正。某校兴趣小组的同学对远视眼的成像及矫正进行了如下探究。如图（甲）所示，老花镜放在蜡烛和凸透镜之间，使光屏上映出了清晰的像，标出光屏的位置，表示视网膜的位置；观察眼球结构图（乙），结合以上实验请你回答如下问题： （1）眼球中的晶状体相当于实验中的 ； （2）若拿开眼镜，则屏上的像变得不清晰， （填“向前”、“向后”或“向上”）移动光屏。像又变得清晰，由此可见，远视眼不戴眼镜时，看物体的像落在视网膜 （填“前方”、“上方”或“后方”）； （3）若用不透明的纸遮挡着凸透镜的上半部分，那么原来光屏上清晰的像会 A．完全消失      B．亮度变暗       C．亮度不变      D．变为一半 ►考向02 近视眼的成因与矫正 当晶状体弯曲程度过大，对光的会聚能力过强时，成像在视网膜前，应该佩戴发散透镜（凹透镜），使像成在视网膜上。 【典题2】（2023·湖南株洲·中考真题）图为眼睛观察远处物体时的光路。可知这是（　　）    A．近视眼，应戴凸透镜矫正 B．近视眼，应戴凹透镜矫正 C．远视眼，应戴凸透镜矫正 D．远视眼，应戴凹透镜矫正 【变式2-1】（2023·湖南永州·中考真题）人的眼球好像一架照相机，物体在视网膜上能够成倒立、 （选填“放大”或“缩小”）的实像；小明由于不注意用眼卫生成了近视眼，他需要戴一副由 透镜片做的眼镜进行视力矫正，因此中学生应养成良好的用眼习惯。 ►考向03 远视眼的成因与矫正 远视眼的晶状体太薄，对光的折射能力太弱，成像在视网膜后，矫正时应佩戴会聚透镜（凸透镜），增强光的会聚效果，使像成在视网膜上。 “八字诀”：近厚远薄（成因：近视眼的晶状体太厚，远视眼的晶状体太薄）；近凹远凸（矫正：近视眼需要佩戴凹透镜，远视眼需要佩戴凸透镜）。 可以理解记忆为：近视眼的晶状体太厚，折光能力太强，需要佩戴有发散作用的凹透镜；远视眼的晶状体太薄，折光能力太弱，折光能力太弱，需要佩戴有聚光作用的凸透镜。 【典题3】如图，甲、乙 是常见的近视眼和远视眼成像示意图，现要进行视力矫正，则下列判断及矫正措施正确的是（  ） A．甲是近视眼的示意图，需佩戴凹透镜矫正 B．乙是近视眼的示意图，需佩戴凸透镜矫正 C．甲是远视眼的示意图，需佩戴凸透镜矫正 D．乙是远视眼的示意图，需佩戴凹透镜矫正 【变式3-1】（多选）（2023·广西·模拟预测）某实验小组利用如图所示装置探究凸透镜成像规律实验，此时烛焰在光屏上成清晰的像，下列说法正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距为7.5cm＜f＜15cm B．光屏上成倒立缩小的实像，照相机应用此原理 C．将一眼镜放在该透镜的左侧，光屏向左移动适当距离又能成清晰的像，此眼镜为老花镜 D．小组同学不小心用手遮住了凸透镜的上半部分，此时光屏上像的上半部分消失 【变式3-2】如图所示是两束激光分别射向并通过甲、乙两透镜的传播路径．由图可知： 是凹透镜，它对光有 作用，可用于 （近视/远视）眼的矫正．   分层训练·巩固提升 基础巩固 一、单选题 1．（2021·湖南湘西·中考真题）下列透镜中凹透镜是（　　） A． B． C． D． 2．（2022·湖南湘潭·中考真题）如图，将印有花的透明胶片，贴在发光手电筒前端玻璃上，正对着焦距为10cm的凸透镜，调整位置，墙上出现一朵清晰放大的“花”。下列说法正确的是（　　） A．胶片上的花是倒立的 B．此透镜可作为近视眼镜镜片 C．胶片与透镜的距离小于10cm D．白墙相当于光屏，发生的是镜面反射 3．小强在做探究凸透镜成像的规律的实验时，在光屏上得到一个倒立、缩小的清晰的像，下列器材工作时运用上述成像规律的是 A．放大镜 B．投影仪 C．照相机 D．平面镜 4．（【跨学科】物理与生活）外出旅游，照相机是我们常用的工具，它能记录我们沿途所见的美丽风光，在照相机构造中有一个关键的成像光学元件，它相当于一个（    ） A．反光镜 B．凹面镜 C．平面镜 D．凸透镜 5．下列关于光学实验的说法，正确的是（　　） A．探究光的反射定律时，用来显示光的传播路径的硬纸板最好选择黑色光滑的 B．探究平面镜成像特点，物体靠近平面镜时像的大小不变 C．探究光的折射特点时，光从空气射入水中，传播方向一定改变 D．探究凸透镜成像规律时，当蜡烛燃烧变短，光屏上的像会向下移动 6．（2024·北京东城·一模）小东使用放大镜欣赏邮票，下列光路图能说明其成像原理的是（    ） A． B． C． D． 二、填空题 7．（2021·湖南永州·中考真题）凸透镜对光线有 （选填“会聚”或“发散”）作用；如图中物体长度是 cm。 8．（2023·湖南娄底·中考真题）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当蜡烛、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时，光屏上呈现一个清晰的烛焰的像，该像是倒立、 的实像，生活中利用这个成像特点制成了 （写出一个即可）。 9．（【理论联系实际】）（2022·湖南长沙·模拟预测）如图所示的是教室安装的监控摄像头，它能实时记录教室的情况。 摄像镜头相当于一个 透镜。当同学们靠近摄像头时，所成的像 （选填“变大”、“变小”、“不变”） 三、作图题 10．如图所示，光线BF2从凸透镜射出后射到位于凸透镜焦点的镜面上，请画出进入凸透镜前的入射光线和经平面镜反射后的反射光线及折射光线。 四、实验题 11．（2024·湖南长沙·中考真题）为了探究凸透镜成像的规律，小明找到了一个焦距未知的凸透镜。 （1）如图甲所示，在利用太阳光测量凸透镜焦距的过程中，小明发现凸透镜靠近白纸时，纸上的光斑越来越大。接下来，他应该使凸透镜与白纸之间的距离变 ，直至白纸上的光斑变得最小最亮。 （2）某次实验时烛焰在光屏上成清晰的像，如图乙所示，这个像是 、 的实像。 12．（【科学探究】）（2022·湖南邵阳·中考真题）小宇同学有一次用爷爷的放大镜（焦距为10cm）看窗外的物体时.发现看到的物体是倒立的，心里想：放大镜成像到底有什么规律呢？于是他从实验室借来一架光具座，一个光屏、一根蜡烛，进行实验探究： （1）在图中的装置上保持放大镜的位置不变，将蜡烛移至光具座20cm刻度线处，移动光屏发现烛焰在光屏上成倒立，缩小的像。根据这个原理可制成 （选填“照相机”或“投影仪”）； （2）向右将蜡烛移至光具座35m刻度线处，移动光屏至某位置，烛焰在光屏上成一倒立、 （选填“缩小”，“放大”或“等大”）的像； （3）继续向右将蜡烛移至光具座45cm刻度线处，小宇同学发现无论怎么移动光屏，在光屏上都得不到像。这是因为此时烛焰通过凸透镜成的是 （选填“实像”或“虚像”）。 能力提升 一、单选题 1．（2023·湖南株洲·中考真题）如图，放大镜能使我们看清邮票的细微之处。下列能用来说明其成像原理的图是（　　） A．    B．   C．   D．     2．（2023·湖南郴州·中考真题）如图所示，烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，该凸透镜的焦距为10.0cm，凸透镜的位置保持不变。以下说法正确的是（　　） A．当蜡烛放在图中A区域时，光屏应放在图中D区域才可能呈现清晰的像 B．蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，所成的像会逐渐变小 C．若无论怎么移动光屏，在光屏上都找不到像，则蜡烛可能放在图中B区域 D．若光屏上要得到一个放大的像，则蜡烛应该放在图中C区域 3．（2022·湖南衡阳·模拟预测）在探究凸透镜成像规律时，记录实验数据并绘制了物距和像距之间的关系图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距是 B．当物体从距凸透镜处移到处的过程中，其所成像逐渐变大 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．当时，在光屏上得到放大的像 二、填空题 4．如图，在探究凸透镜成像规律实验中，凸透镜、蜡烛、光屏放在同一直线上。当烛焰在B点时，成像在A点；当烛焰在A点时，成像在C点，则凸透镜一定固定在 （选填“A、B”或“B、C”）之间，两次成像的虚实情况 （选填“相同”或“不同”）。 三、作图题 5．如图所示，光线AB经凸透镜折射后，折射光线BO恰好经过凸透镜另一侧焦点F。再经水平面上的平面镜反射，反射光线为OC。请在图中画出： （1）入射光线AB； （2）反射光线OC。 四、实验题 6．（2021·湖南岳阳·中考真题）如图甲，在“探究光的反射规律”实验中： （1）在纸板前从不同方向都可以看到纸板上入射光线EO的径迹，这是因为光在纸板上发生了 （选填“漫”或“镜面”）反射； （2）多次改变入射角的大小进行实验，可以得出结论：反射角 入射角； （3）小明发现实验中所用的激光垂直照在光屏上不是一个点而是一条直线，这样使得实验中更容易观察光路。他很好奇这是如何做到的，于是拆开激光笔。如图乙所示，一束很细的激光发射出来后通过一个透明的圆柱体，由于圆柱体对光有 （选填“会聚”或“发散”）作用，最终使激光在光屏上展开得很宽。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！第 1 页 共 34 页 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$主题一 声、光、热 第03讲 透镜及其应用（解析版） 目 录 考情透视·目标导航 1 知识导图·思维导航 2 考点突破·考法探究 3 考点一 透镜 3 ►命题点01 凸透镜和凹透镜 3 ►命题点02 透镜对光的作用 3 ►命题点03 焦点和焦距 6 ►命题点04 透镜的三条特殊光线 7 考点二 凸透镜成像规律 8 ►命题点01 实像和虚像 8 ►命题点02 凸透镜成像的规律 10 考点三 生活中的透镜 13 ►命题点01 照相机 13 ►命题点02 投影仪 13 ►命题点03 放大镜 14 ►命题点04 显微镜和望远镜 14 考点四 眼睛和眼镜 15 ►命题点01 眼睛 15 ►命题点02 近视眼和远视眼 15 考点五 透镜实验综述 16 ►实验01 实验探究：探究对光的作用 16 ►实验02 探究凸透镜成像的规律 16 考点六 跨学科实践：制作望远镜 20 题型精研·考向洞悉 23 题型一 透镜 23 ►考向01 透镜与透镜对光的作用 23 ►考向02 利用透镜三条特殊光线作图 24 题型二 凸透镜成像规律 26 ►考向01 实像和虚像 26 ►考向02 凸透镜成像规律及其应用 28 ►考向03 探究凸透镜成像规律 30 题型三 生活中的透镜 32 ►考向01 照相机、投影仪、放大镜 32 题型四 眼睛和眼镜 33 ►考向01 眼睛的构造及视物原理 33 ►考向02 近视眼的成因与矫正 34 ►考向03 远视眼的成因与矫正 35 分层训练·巩固提升 38 基础巩固 38 能力提升 43 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 考情透视·目标导航 考点内容 课标要求 热点透视 命题预测 透镜对光的作用 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 这一部分中，考查题型多为选择题、填作图图和实验探究题。其中，透镜类型及对光线的作用属于常考内容，重点是对三条特殊光线的理解和运用；凸透镜成像规律是考察的重点热点题目，多涉及成像性质判断和实验探究相关；透镜的应用属于高频考点，其中以考查常见光学仪器成像原理以及眼睛和眼镜问题居多，显微镜和望远镜偶尔会进行简单考查。 命题方向预测： 1. 知识理解：对透镜的基本类型（凸透镜、凹透镜）及其对光线作用的理解，包括会聚和发散的含义、在光路图中的体现。 2. 规律应用：重点是凸透镜成像规律在各种情境下的应用。包括根据物距、像距判断成像性质，以及反之根据成像要求确定物距和像距的范围；还有不同场景（如生活中的光学仪器）与成像规律的联系。 3. 实验能力：注重考查学生对凸透镜成像规律实验的掌握程度，从实验设计、操作到数据分析和结论得出，培养学生的科学探究能力。 4. 生活联系：将透镜知识与生活中的光学现象和仪器紧密结合，考查学生运用所学知识解释实际问题的能力，如眼睛视力问题与透镜矫正、各种光学设备的原理等。 透镜在生活中的应用 2.3.5了解凸透镜成像规律的应用（了解凸透镜成像规律在放大镜、照相机中的应用） 凸透镜成像规律 2.3.5探究并了解凸透镜成像的规律 眼睛与眼镜 了解人眼成像的原理；了解近视眼和远视眼的成因与矫正方法；具有保护视力的意识 透镜作图 会画简单的光路图 知识导图·思维导航 考点突破·考法探究 考点一 透镜 ►命题点01 凸透镜和凹透镜 1.凸透镜和凹透镜 种类 定义 图示 应用 凸透镜 中间厚、边缘薄的透镜 放大镜、老花镜、照相机、投影仪等 凹透镜 中间薄、边缘厚的透镜 近视眼镜 2.透镜的主光轴和光心 定义 图示 注意事项 主光轴 通过透镜两个球面球心的直线叫主光轴，简称主轴。每个透镜都有一个主轴，主轴用点线表示 在画主光轴时应用“点划线” 光心 透镜主轴上有两个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，这个点叫透镜的光心。可以认为薄透镜就在透镜的中心 光心用字母“O”表示，薄透镜的光心就在其中心 ►命题点02 透镜对光的作用 1.凸透镜对光的作用 凸透镜对光有会聚作用，因此凸透镜又叫聚透镜。 2.凹透镜对光的作用 凹透镜对光有发散作用。因此凹透镜又叫发散透镜。 3.对“会聚作用”和“发散作用”的理解 （1）凸透镜对光有会聚作用，指的是折射光的方向比入射光的方向更靠近主光轴，即通过凸透镜的光将主光轴方向偏折，如图所示。 （2）凹透镜对光有发散作用，指的是折射光的方向比入射光的方向更偏离主光轴，即通过凹透镜的光将向远离主光轴方向偏折，如图所示。 会聚作用≠光一定会聚，发散作用≠光一定发散 （1）会聚作用是指能使光会拢，但会拢后的光不一定会变成会聚光。如图甲所示，凸透镜使通过它的一束光发散程度变小了，但该光束依然发散。 （2）发散作用是指能使光发散，但发散后的光并不一定是发散光。如图乙所示，凹透镜对通过它的一束会聚光有发散作用，但光经过凹透镜后依然是会聚光，还能会聚于一点。 【例1】（【新考法】）把一个透明且均匀的玻璃球切成a、b、c、d、e五块，其截面如图所示，其中能够使平行光发散的（　　） A．只有b B．只有a、c、d、e C．只有a、b、c D．a、b、c、d、e均可 【答案】A 【详解】由图知：玻璃a、c、e、d都是中间厚，边缘薄，是凸透镜，能使光线会聚；而玻璃b是中间薄，边缘厚，是凹透镜，能使光线发散，故A符合题意，BCD不符合题意； 故选A。 【例2】如图所示，通过透镜的光路图正确的是（   ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．图为凸透镜，过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴，故A正确符合题意； B．图为凸透镜，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，故B错误不符合题意； C．图为凹透镜，平行于主光轴的入射光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点，故C错误不符合题意； D．图为凹透镜，过焦点的光线经凹透镜折射后折射光线发散，将更远离主光轴，故D错误不符合题意． 【例3】下列光路图正确的是(     ) A．凸透镜对光线的作用 B．凹透镜对光线的作用 C．放大镜的成像图 D．近视眼的成像图 【答案】C 【详解】A．凸透镜对光线有会聚作用，图中光线发散，错误； B．凹透镜对光线有发散作用，B错误； C．放大镜将物体在一倍焦距之内，成像在物体的同侧，特点是正立、放大的虚像，C正确； D．近视镜的成像在视网膜的前方，此图是成像在视网膜的后方，是远视眼的成像图，D错误． 4.透镜中的光路是可逆的 由于光在发生折射时是可逆的，而透镜对光的作用也是折射作用，所以透镜中的光路是可逆的。 ►命题点03 焦点和焦距 1.透镜的焦点和焦距 焦点 焦距 图示 凸透镜 凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这个点叫凸透镜的焦点，用F表示。凸透镜两侧各有一个焦点 焦点F到光心O的距离叫焦距，用f表示，凸透镜两侧的焦距相等 凹透镜 凹透镜能使跟主光轴平行的光发散，且发散的光反向延长线相交在主光轴上的一点，这个点不是实际光线会聚的点，所以叫虚焦点，用F表示。凹透镜两侧各有一个虚焦点 虚焦点F到光心O的距离叫焦距，用f表示，凹透镜两侧的焦距相等 （1）凸透镜焦距的长短与其表面的凸起程度有关，表面越凸，焦距越短； （2）凸透镜焦距长短反映了凸透镜对光会聚作用的强弱，焦距越短，光通过凸透镜后的偏折程度越大，即凸透镜的会聚作用越强； （3）根据光路可逆，若把点光源放在凸透镜的焦点上，射向凸透镜的光经凸透镜折射后会变成平行光，因此可利用凸透镜获得平行光。 【例4】甲、乙两个直径相同的凸透镜的焦距分别为5cm和8cm，它们使光偏折的程度（　　） A．甲比乙大 B．乙比甲大 C．相同 D．无法比较 【答案】A 【解析】直径相同的凸透镜的焦距越小，对光的偏折能力越强，甲的焦距小于乙，所以甲使光的偏折能力比乙强，故A选项符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【例5】如图，甲、乙两个凸透镜的焦距分别是3cm和5cm，下列说法正确的是（　　） A．平行光经过凸透镜后一定会聚于焦点 B．甲透镜的焦距更短，其会聚能力较乙透镜弱 C．用一张不透明厚纸片挡住甲透镜的上半部分，透镜的焦距会变小 D．平行于主光轴的红光和紫光经乙凸透镜折射后，紫光与主光轴相交的点更靠近凸透镜 【答案】D 【详解】A．凸透镜具有聚光能力，能将平行于主光轴的光经过凸透镜折射后，会聚于焦点上，故A错误； B．由图甲、乙可知，甲凸透镜的焦距更短，聚光能力更强，所以其折光本领较乙透镜强，故B错误； C．用不透明厚纸片挡住透镜的上半部分，不会改变透镜的焦距，只会减少光的通过量，故C错误； D．根据三棱镜对光线的偏折可知，紫光被偏折的程度大，紫光会在更靠近透镜的地方与主光轴相交，故D正确。 故选D。 2.粗测凸透镜焦距的方法 如图所示，让凸透镜（放大镜）正对着太阳光，再拿一张白纸放在它的另一端，调整放大镜与白纸的距离，直到纸上出现最小、最亮的光斑（这个点就是凸透镜的焦点）。测出这个光斑达到凸透镜光心的距离，即该凸透镜的焦距。这种测凸透镜焦距的方法称为平行光聚焦法。 ►命题点04 透镜的三条特殊光线 入射光线 折射光线 图例 凸透镜 平行于主光轴 经过另一侧的实焦点 经过焦点或从焦点发出 平行于主光轴 经过光心 不改变传播方向 凹透镜 平行于主光轴 折射光线的反向延长线经过同侧虚焦点 直射时射向凹透镜另一侧虚焦点 平行于主光轴 经过光心 不改变传播方向 考点二 凸透镜成像规律 ►命题点01 实像和虚像 1.凸透镜成实像的情况 实像是实际光线会聚而成的，能成在光屏上。此时物像分别位于凸透镜的两侧，且实像都是倒立的，如图所示。照相机、投影仪所成的像都是实像。 2.凸透镜成虚像的情况 虚像不是由光线实际会聚而成的，而是由折射光线的反向延长线相交而成的。凸透镜成虚像时，通过凸透镜射出的光没有会聚，只是人眼逆着折射光线的方向看过去，感到光是从虚像处发出的，故凸透镜成虚像时，物、像位于凸透镜的同侧，我们只能用眼睛看到虚像，而不能用光屏承接到虚像。 3.实像和虚像成像示例 （1）实像成像示例 小孔成像 相机成像 投影仪成像 （2）虚像成像示例 平面镜成像 光的折射成像 放大镜成像 实像和虚像的区别 实像 虚像 不同 实际光线会聚而成 光线的反向延长线相交而成 在像的位置能用光屏承接 在像的位置不变用光屏承接 在像的位置能使胶片感光 在像的位置不能使胶片感光 都是倒立的 都是正立的 相同 都能用眼睛看到 【例6】一位同学利用如图所示的器材做实验，先用焦距为20cm的凸透镜甲进行实验，在屏上得到了清晰的缩小实像，接下来他想改用焦距为10cm的凸透镜乙继续进行实验，如果不改变发光体和凸透镜的位置，则（　　） A．将光屏适当左移，可得到倒立放大的实像 B．将光屏适当左移，可得到倒立缩小的实像 C．将光屏适当右移，可得到倒立放大的实像 D．将光屏适当右移，可得到倒立缩小的实像 【答案】B 【详解】由“先用焦距为20cm的透镜甲进行实验，在屏上得到清晰缩小的实像”可知，此时；当改用焦距为10cm的透镜乙继续实验，不改变发光体和凸透镜的位置，则相当于增大了物距，根据凸透镜成实像时物远像变小，要在光屏上成清晰的像，光屏需靠近透镜移动，像变小；故B符合题意。 故选B。 【例7】（【科学实践】）（2024·湖南株洲·一模）小月在家中做凸透镜成像实验，把点燃的蜡烛正对凸透镜时，墙上出现了一个烛焰倒立缩小清晰的像，如图所示，下列说法错误的是（　　） A．墙上烛焰的像是实像 B．蜡烛在透镜的一倍焦距和二倍焦距之间 C．若蜡烛稍微向上移动，墙上手的影子和烛焰的像都会向下移动 D．若蜡烛远离墙面，且将透镜适当靠近墙面，则烛焰的像会变小 【答案】B 【详解】A．烛焰的像可以被墙承接，墙起光屏的作用，所成的像是实像，故A正确，不符合题意； B．烛焰成倒立缩小清晰的像，此时蜡烛应在二倍焦距之外，故B错误，符合题意； C．凸透镜所成实像是倒立的，若蜡烛稍微向上移动，像应向下移动；影子是由光的直线传播所产生的，光源蜡烛向上移动，影子应向下移动，故C正确，不符合题意； D．若蜡烛远离墙面，且将透镜适当靠近墙面，此时物距变大，像距变小，所成实像也变小，故D正确，不符合题意。 故选 B。 【例8】（2024·湖南株洲·模拟预测）小明在做探究凸透镜成像规律的实验中，光屏上得到发光体清晰的像，但他不小心用手指指尖触摸到了透镜，则下列说法正确的是（　　） A．光屏上会出现指尖的影子 B．光屏上的像会稍变暗 C．光屏上的像是虚像 D．光屏上会出现指尖的像 【答案】B 【详解】依据凸透镜成像规律，当手指指尖触摸到了凸透镜，物距接近于零，u<f，成虚像，在光屏不会出现；影子是光的直线传播形成的，手指指尖触摸到了凸透镜，会减少凸透镜会聚的光线数量，使发光体在光屏上的像变暗，所以不会有影子出现，故ACD错误，B正确。 故选B。 ►命题点02 凸透镜成像的规律 1.基本概念： （1）物距：物体到凸透镜光心的距离，用字母u表示。 （2）像距：像到凸透镜光心的距离，用字母v表示。 注意：初中阶段，我们研究的凸透镜均为薄透镜，其厚度可忽略不计，故一般物距也可说是物体到透镜的距离，像距是像到透镜的距离。 2.凸透镜成像的规律 物距u与焦距f的关系 成像的性质 像距v与焦距f的关系 相对凸透镜的位置 像的变化情况 正倒 大小 虚实 u>2f 倒立 缩小 实像 v>2f 与物异侧 物近像远像变大， 物远像近像变小 u=2f 倒立 等大 实像 v=2f 与物异侧 f<u<2f 倒立 放大 实像 f<v<2f 与物异侧 u=f 不成像 u<f 正立 放大 虚像 v>u 与物同侧 物近像近像变小， 物远像远像变大 巧记规律 一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小 3.凸透镜成像规律的光路分析 利用凸透镜三条特殊光线中的任意两条可以画出相应的光路图，从而判断出像距的大小和成像的具体情况，这是理解凸透镜成像规律的最好的方法。 （1）当u>2f时，成倒立、缩小的实像，此时f<v<2f。光路如图所示。 （2）当u=2f时，成倒立、等大的实像，此时v=2f。光路如图所示。 （3）当f<u<2f时，成倒立、放大的实像，此时v>2f。光路如图所示。 （4）当u=f时，折射光是一束平行光，不能相交，其反向延长线也不能相交，所以不能成像。光路如图所示。 （5）当u<f时，成正立、放大的虚像，此时v>u。光路如图所示。 凸透镜成像的动态变化规律 （1）动态变化口诀：像的大小看像距，像儿跟着物体跑。其意义是，凸透镜成像时，像距变大（小），像就变大（小）；物体向哪个方向移动，像就向哪个方向移动。 （2）移动速度：成缩小的像时，物距大于像距，物体移动的速度大于像移动的速度；成放大的像时，物距小于像距，物体移动的速度小于像移动的速度。 （3）最小距离：物体和实像的最小距离是4f，即当物体位于2f位置成像时。 【例9】（2023·湖南益阳·中考真题）点燃蜡烛，烛焰通过焦距为20cm的凸透镜甲成缩小的像。现用焦距为10cm的凸透镜乙替代透镜甲，且保持烛焰和透镜的位置不变，烛焰通过凸透镜乙所成的像是（　　） A．缩小的实像 B．放大的虚像 C．倒立的虚像 D．正立的实像 【答案】A 【详解】点燃蜡烛，烛焰通过焦距为20cm的凸透镜甲成缩小的像，说明物距大于二位焦距；现用焦距为10cm的凸透镜乙替代透镜甲，且保持烛焰和透镜的位置不变，物距仍大于二焦距，烛焰通过凸透镜乙所成的像是倒立缩小的实像，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【例10】在“探究凸透镜成像的规律”时，当烛焰离透镜14cm时成放大的实像，当烛焰离透镜8cm时成放大的虚像，则这个透镜的焦距可能是（　　） A．4cm B．7cm C．10cm D．16cm 【答案】C 【详解】根据题意知道，当烛焰离透镜14cm时，成放大的实像，说明此时物体在一倍焦距和二倍焦距之间，即2f＞14cm＞f，故7cm＜f＜14cm；又因为当烛焰离透镜8cm时，成的是放大的虚像，说明物体在一倍焦距以内，即8cm＜f，综上所述8cm＜f＜14cm，故只有C符合题意． 【例11】（【跨学科】物理与生活）手机的功能越来越多，其中二维码支付已经在中国全面推广，当手机扫描二维码时，二维码在手机中成的是 （选填“实像”或“虚像”），若要使二维码的像大一些，应当让手机离二维码 （选填“近”或“远”）一些． 【答案】 实像 近 【详解】根据凸透镜成像的规律分析解答． 当手机扫描二维码时，手机就是一部照相机，利用凸透镜成倒立缩小实像的原理制成，所以二维码在手机中成的是实像； 若要使二维码的像大一些，应当让手机离二维码近一些，即减小物距，则像距应增大，像也是变大的． 点睛：凸透镜成像规律的实验是常考试的内容，要掌握成像时物距和像距变化的特点，当物距增大时，像距减小，像也会变小，这里的像变小，是与之前比变小，要比较像与物体的大小，要看像距和物距的比较，像距大于物距，像就放大． 考点三 生活中的透镜 ►命题点01 照相机 1.照相机的成像原理 照相机的镜头相对于一个凸透镜，胶片相对于光屏，来自物体的光经过镜头后会聚在照相机暗箱内的胶片上，形成了倒立、缩小的像。 2.照相机成像的特点 （1）物体到镜头的距离大于镜头到胶片的距离。 （2）物体离镜头越远，物体在胶片上所成的像越小，像（或胶片）的位置到镜头的距离越近，即暗箱越短。 （3）照相机成的是倒立、缩小的像，像和物体在镜头的两侧。 3.照相机拍摄景深的调节 为了使远近不同的景物在胶片上都能成清晰的像，需要调节镜头到胶片的距离。 （1）拍摄近处景物时，镜头应向前伸，即增大胶片与镜头之间的距离； （2）拍摄远处景物时，镜头应往后缩，即减小胶片与镜头之间的距离； （3）若想使拍摄景物的像大一些，可以减小景物与镜头之间的距离；若想使拍摄景物的像小一些，可以增大景物与镜头之间的距离。 ►命题点02 投影仪 照相机是利用凸透镜来成像的，利用照相机可以得到倒立、缩小的像。投影仪也是利用凸透镜来成像的，利用投影仪能得到倒立、放大的像。 1.投影仪的成像过程 对投影仪进行光路分析可知，来自投影片上的图案上的光经镜头（凸透镜）折射后，在屏幕上形成清晰的像。 2.投影仪的成像特点 （1）投影片到镜头的距离小于镜头到屏幕的距离； （2）图案（文字）通过投影仪在屏幕上成的像比投影片上的图案（文字）大； （3）像和投影片在凸透镜的两侧； （4）图案（文字）在屏幕上所成的像是倒立、放大的像； （5）投影片离镜头越近，像到镜头间的距离越大，屏幕上所成的像越大。 3.投影仪的调节 （1）使屏幕上的像变大的方法：减小投影片与镜头之间的距离，同时增大屏幕与镜头间的距离； （2）使屏幕上的像变小的方法：增大投影片与镜头间的距离，同时减小屏幕与镜头间的距离。 ►命题点03 放大镜 1.放大镜成像 放大镜是凸透镜，是常用的光学仪器之一。放大镜能将小物体放大，如图所示。将放大镜镜头放在物体上方与眼睛之间适当位置，透过放大镜可以看到正立、放大的像。 2.放大镜成像特点 （1）物体通过放大镜所成的像是一个正立、放大的像； （2）像和物体在凸透镜的同侧； （3）在一定范围内，放大镜离物体越近，所成的像越小；放大镜离物体越远，所成的像越大； （4）若物体与放大镜的距离增大到一定程度，所成的像便消失了。 3.放大镜的使用 （1）使像变大的方法：让放大镜与物体之间的距离适当增大一些； （2）使像显小的方法：让放大镜与物体之间的距离适当减小一些。 辨析对比： 照相机 投影仪 放大镜 物镜距离 远 近 最近 像镜距离 近 远 — 像的性质 倒立、缩小 倒立、放大 正立、放大 物像位置 透镜两侧 透镜两侧 透镜同侧 物像变化 物体靠近透镜，像远离透镜；物体远离透镜，像靠近透镜 要使像变大，应使文字或图案离镜头近一些，屏幕应离镜头远一些 放大镜适当远离物体，像变大；放大镜适当靠近物体，像变小 ►命题点04 显微镜和望远镜 物镜（凸透镜） 目镜（凸透镜） 看清物体的方法 显微镜 倒立、放大、实像 （投影仪） 正立、放大、虚像 （放大镜） 放大后再放大 望远镜 倒立、缩小、实像 （照相机） 正立、放大、虚像 （放大镜） 缩小后再放大 考点四 眼睛和眼镜 ►命题点01 眼睛 1.眼睛看到物体的过程 眼睛的主要结构有：角膜、睫状体、瞳孔、晶状体、玻璃体、视网膜、视神经等。物体发出的光经过眼球转化为神经信号传输给大脑，我们就看到了物体，如图所示。 。 2.正常眼睛的调节 正常眼睛无论是眺望远景，还是查看近物，都能看清楚。也就是说，不管物距变大还是变小，眼睛都能将像清晰地成像在视网膜上，物距发生变化时，像距（视网膜和晶状体间的距离）未变，这是因为眼睛能通过睫状体改变晶状体的形状，进而改变晶状体对光线的偏折能力，即改变了晶状体的焦距。使不同远近的物体都能在视网膜上成清晰的像。 看远处物体 看近处物体 睫状体 放松 收缩 晶状体 变薄 变厚 对光的偏折能力 变弱 变强 成像原理图 3.远点、近点和明视距离 （1）远点：眼睛的调节是有限度的。当睫状体完全松弛时，晶状体表面弯曲程度最小，此时晶状体最扁，此时能够看清的最远点极限叫做远点。正常人的眼睛的远点理论上在无限远处。 （2）近点：当睫状体极度紧张时（用力看近处物体），晶状体变得最厚，晶状体表面弯曲程度最大，此时能看清的最近的极限点叫做近点。正常人的眼睛的近点在离眼睛大约10cm的地方。 （3）明视距离：在合适照明条件下，正常眼睛观察近处物体最清晰而不疲劳的距离大约为25cm，这个距离叫做明视距离。为预防近视眼，读书、写字时眼睛与书本的距离应保持在25cm左右。 ►命题点02 近视眼和远视眼 近视眼 远视眼 视觉特征 近处清晰，远处模糊 远处清晰，近处模糊 形成原因 晶状体太厚，折光能力太强 晶状体太薄，折光能力太弱 眼球在前后方向上太长 眼球在前后方向上太短 成像位置 在视网膜前方 在视网膜后方 成像光路 矫正镜片 凹透镜 凸透镜 巧记规律 近前远后，近凹后凸 考点五 透镜实验综述 ►实验01 实验探究：探究对光的作用 1.实验观察：光在空气、水、玻璃中的传播路径 （1）凸透镜对光的作用 如图所示，让平行于凸透镜主光轴的几束光射向凸透镜，观察到光通过凸透镜后会聚于主光轴上的一点。 实验图 示意图 （2）凹透镜对光的作用 如图所示，让平行于凹透镜主光轴的几束光射向凹透镜，观察到光通过凹透镜后会偏离主光轴散开，但其反向延长线交于主光轴上的一点。 实验图 示意图 【探究归纳】凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。因此，凸透镜又叫会聚透镜，凹透镜又叫发散透镜。 ►实验02 探究凸透镜成像的规律 【提出问题】凸透镜所成的像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系？ 【实验设计】先把物体放在距离凸透镜较远的地方，然后逐渐向凸透镜方向靠近，同时把光屏放在凸透镜的另一侧，观察光屏上像的变化情况。由于凸透镜的偏折情况和焦距有关，所以应着重观察物距等于、大于或小于一倍焦距、二倍焦距时，物体的成像情况。 【进行实验与收集证据】 （1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上，调整它们的高度，使烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度； （2）把蜡烛放在凸透镜二倍焦距以外的地方并点燃，然后调整光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现清晰烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重复做这一步； （3）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离大于二倍焦距，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像的大小、正倒，测出物距u和像距v； （4）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像大小、正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重做这一步； （5）把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛位于凸透镜的焦点上，移动光屏，观察是否能够成像； （6）把蜡烛移到凸透镜的一倍焦距以内，移动光屏，观察在光屏上能否看到蜡烛的像。如果不能，可以从光屏这一侧透过凸透镜观察，记录所看到的像的正倒、大小以及此时的物距u。稍稍改变物距，重做这一步； （7）将实验数据和观察结果填入表中（该实验所用凸透镜焦距f=12cm） 物距u与焦距f的关系 物距u/cm 像距v/cm 成像的性质 像的变化情况 u>2f 60 15 倒立、缩小的实像 物距变小时，像距变大，像（相对于之前）变大 48 16 u=2f 24 24 倒立、等大的实像 —— f<u<2f 18 36 倒立、放大的实像 物距变小时，像距变大，像变大 15 60 u=f 12 —— 不成像 —— u<f 8 —— 正立、放大的虚像 物距变小时，像距变小，虚像变小 6 —— 【分析论证】（1）焦点是成实像和虚像的分界点。当物距大于一倍焦距时，成实像；当物距小于一倍焦距时，成虚像；当物距大于一倍焦距时，不成像； （2）二倍焦距是成放大实像还是缩小实像的分界点。当物距大于二倍焦距时，成缩小的实像；当物距大于二倍焦距时，成等大的实像；当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成放大的实像； （3）凸透镜成实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成虚像时，都是正立的，且像、物同侧； （4）凸透镜成实像时，随着物距的减小，像和像距都变大；成虚像时，随着物距的减小，像和物都不小。 【得出结论】 物距u与焦距f的关系 像的性质 像距v与焦距f的关系 相对凸透镜的位置 应用 正倒 大小 虚实 u>2f 倒立 缩小 实像 f<v<2f 与物异侧 照相机 u=2f 倒立 等大 实像 v=2f 与物异侧 测焦距 f<u<2f 倒立 放大 实像 v>2f 与物异侧 投影仪 u=f 不成像 u<f 正立 放大 虚像 —— 与物同侧 放大镜 实验注意事项 （1）光具座的长度有限，做实验时最好选用焦距较小的凸透镜； （2）凸透镜最好放在光具座的中间位置，便于调节物距和像距； （3）调整烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是让烛焰的像成在光屏的中央； （4）调整光屏时，不可再调整凸透镜的位置，否则会引起物距的变化； （5）判断烛焰的像是否最清晰的方法：光屏在某位置时，向前或向后移动光屏，像都会变模糊，则此位置即为像最清晰的位置； （6）同一个物距范围内，要换不同的物距进行实验，这是为了排除偶然因素，使实验结论更具普遍性。 实验中无论如何移动光屏都找不到像的几种原因： （1）若烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度，烛焰的像将成在光屏偏上方或偏下方，甚至不能在光屏上成像； （2）当烛焰在凸透镜一倍焦距以外，但非常靠近焦点时，虽然能成实像，但所成的像很大，且像距也很大，而光具座长度和光屏的大小有限，光屏不能承接到像； （3）当烛焰位于凸透镜焦点处，烛焰发出的光经凸透镜折射后平行射出，光屏上不会出现烛焰的像； （4）若烛焰位于凸透镜一倍焦距以内，烛焰与其所成的虚像在凸透镜同侧，此时光屏时接收不到像的。 【例12】（【科学探究】）（2024·内蒙古鄂尔多斯·三模）小岗在进行光学复习时，他认识到找像、析像，并用其规律解释生活中的实际问题是光学复习的关键、有效方法之一，于是他进行了如下的梳理。 （1）①如图所示，用透明玻璃板代替平面镜的目的是 ； ②实验过程中，若玻璃板未与竖直放置桌面，则会对实验有什么影响？ ③实验中，为验证通过玻璃板成的像是否为虚像，正确的操作是： ； （2）小江同学利用如图甲所示器材探究“凸透镜成像规律”： ①由于实验中凸透镜的焦距未知，所以小江同学先利用一束平行光测量凸透镜的焦距，如图甲所示，则该透镜的焦距是 cm； ②实验时，调节光源、凸透镜和光屏，使三者的中心大致在 上，其目的是使成像在光屏中央； ③正确的调整器材后，在光屏上成了清晰的像如图乙所示。更换成另一个焦距为8.0cm的凸透镜，光屏上的像变模糊了，此现象与 （填“近视眼”或“远视眼”）成因相似。为了使光屏上的像恢复清晰，可向 （填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动蜡烛。 【答案】 确定像的位置 见解析 见解析 10.0 同一高度 近视眼 靠近 【详解】（1）①[1]玻璃板可以透光，也可以成像，选择玻璃板代替平面镜便于确定像的位置。 ②[2]实验过程中，玻璃板未与竖直放置桌面，像不会成在桌面上，会成在上方或下方。 ③[3]实验中，为验证通过玻璃板成的像是否为虚像，移走蜡烛B，并在其位置放了一个光屏，在蜡烛B这一侧直接观察光屏，此时在光屏上不能看到蜡烛A的像，说明玻璃板成虚像。 （2）①[4]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 f=10.0cm-0.0cm=10.0cm ②[5]为了使像成在光屏中央，实验时，应调节光源、凸透镜和光屏，使三者的中心大致在同一高度上。 ③[6][7]凸透镜的焦距为10.0cm，正确的调整器材后，在光屏上成了清晰的像，更换成另一个焦距为8.0cm的凸透镜，此时凸透镜折光能力变强，成像在视网膜前，与近视眼成像一致，为了使光屏上的像恢复清晰，可向靠近凸透镜的方向移动蜡烛。 【例13】（2024·广东清远·一模）小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验中： （1）如图甲所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的点。由图可知，凸透镜对光线有 作用，该凸透镜的焦距是 cm； （2）如图乙所示，通过调节光屏，让光屏上呈现清晰的像，这一成像规律在生活中的应用是 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）；此时小明将蜡烛和光屏互换位置，烛焰在光屏上将会呈现倒立 （选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像，人们日常生活中的“刷脸支付”结账时 （选填“是”或“否”）利用了这条规律； （3）实验中，小明发现不但虚像可以用肉眼直接看到，实像也可以用肉眼直接看到，如图丙所示，拿掉光屏，用肉眼在 （选填“a”“b”或“c”）位置沿图示方向能看到这个实像。 【答案】 会聚 11.0 投影仪 缩小 是 c 【详解】（1）[1][2]平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的点，此点是凸透镜的焦点，凸透镜能使平行光变得会聚，说明凸透镜对光线有会聚作用；焦点到凸透镜光心的距离叫焦距，该凸透镜的焦距 （2）[3]由题图甲可知，物距小于像距，物体在一倍焦距和二倍焦距之间，此时成倒立、放大的实像，像在二倍焦距以外，这一成像规律在生活中的应用是投影仪。 [4][5]将蜡烛和光屏互换位置，此时的物距大于像距，成倒立、缩小的实像，照相机就是根据这个成像规律制成的；人们日常生活中的“刷脸支付”结账时摄像头就是利用了这条规律。 （3）[6]凸透镜成实像时，像与物体在透镜的两侧，此时应在蜡烛的异侧透过凸透镜观察实像，因为拿掉光屏后，光会聚成实像后继续向前传播，进入人的眼睛，所以肉眼应在c位置沿图示方向能看到这个实像，而如果肉眼在a、b两处，没有会聚成实像后的光进入眼睛，因此不能看到这个实像。 考点六 跨学科实践：制作望远镜 1.学习目标： ①了解望远镜的基本原理及构造； ②通过制作望远镜，培养动手动脑能力，激发对设计、制作的兴趣。 2.实践过程 项目主题 制作望远镜 项目提出 科学家利用巨大的天文望远镜接收来自遥远星系的信息。通过分析这些信息，人们对宇宙了解得越来越深 入了。根据透镜成像的知识，我们可以自己制作一个如望远镜。 项目分析 制作望远镜，需要完成以下任务： 1.了解望远镜的基本原理； 2.设计一个望远镜，能够用它观察校园内远处的物体； 根据设计方案，选用合适的器材、制作一个望远镜并进行调试。 项目实施 1.望远镜的原理 （1）望远镜构造：望远镜由两组透镜组成，每组透镜相当于一个凸透镜。靠近被观察物体的凸透镜，叫物镜。靠近眼睛的凸透镜，叫做目镜； （2）望远镜成像原理：物镜：相当于照相机的镜头，使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像； 目镜：相当于一个放大镜，成正立、放大的虚像。 （3）视角：我们能不能看清物体，它对我们的眼睛所成的“视角”（从眼睛的中心向物体两端所引的两条直线的夹角）的大小十分重要。物体大，视角大；物体到眼睛的距离近，视角大。 （4）望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小，但它离我们的眼睛很近，再加上目镜的放大作用，视角就可以变得很大。 2.设计简易望远镜 （1）确定望远镜的放大倍率：（取2~3倍即可，成像质量较好）； （2）选择物镜和目镜：选择焦距较长、直径较大的凸透镜作为物镜；焦距较短、直径较小的凸透镜作为物镜（可用老花镜或放大镜）； （3）设计镜筒：制作两个镜筒，把物镜和目镜分别固定在镜筒的一端； 3.调试望远镜 把目镜镜筒插入物镜镜筒内，把目镜放到眼前，通过望远镜观察远处的物体。在观察时要通过对镜筒长度的调节，改变物镜与目镜间的距离，直到在望远镜中看到远处物体清晰的像为止。 展示交流 同学之间展示成果，介绍制作方案，分享收获，并解决问题。 问题1:为什么通过简易望远镜看到的像偏暗? 原因:透镜透光率不足、望远镜口径较小、观测环境光线暗或大气条件差等； 改进方法:①增大物镜口径：可以增大物镜的口径，以提高收集光线的能力。 ②用增光镜：在物镜前安装增光镜，以增加进入望远镜的光线量。 ③调整观测时间：选择在光线更好的时段进行观测，如黄昏或清晨。 问题2：为什么通过简易望远镜看到的像是倒立的? 原因:主要是透镜组合导致的。物镜形成倒立实像，目镜放大此实像但保持其倒立状态。 改进方法:①使用两个相互垂直的平面反射装置把所成的像先上下颠倒一次，再左右颠倒一次，军用望远镜就采用的这种方法; ②物镜使用凸透镜，目镜使用凹透镜，望远镜所成的像就是正立的了，伽利略望远镜就采用的这种方法。 【例14】当下，一款生存类游戏风靡网络，网友戏称为“吃鸡”。如图甲是狙击手通过高倍望远镜观察到的画面。关于望远镜（如图乙），说法正确的是（　　） A．它的物镜是凸透镜，目镜是凹透镜 B．它的目镜能用来矫正近视眼 C．夜晚用望远镜观察星空，能看到放大的像 D．它的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像 【答案】D 【详解】A．望远镜的物镜是凸透镜，相当于照相机，其作用是使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像；目镜也是凸透镜，相当于放大镜，故A错误； B．望远镜的目镜是凸透镜，而近视眼应该用凹透镜来矫正，故B错误： C．夜晚用望远镜观察星空，观察者能看清楚较远处的物体，并不是看到放大的像，故C错误； D．望远镜的物镜相当于照相机，成倒立、缩小的实像，使远处的物体在焦点附近成像，故D正确。 故选D。 【例15】（2024·江苏苏州·二模）如图所示中的显微镜和望远镜用到了我们所学的很多光学知识。 (1)甲图是显微镜，它的反光镜有一面是凹面镜，它对光起到 作用（选填“会聚”、“发散”），可在光线较 （“亮”、“暗”）时使用。 (2)乙图是望远镜，图丙表示它的原理，图中L1是物镜，L2是目镜。分析原理图可知物镜的作用相当于的 镜头（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”），成 像（选填“放大”、“缩小”或“等大”）；此时物镜的像AB相当于放在目镜前的物，此时目镜的物距u与目镜焦距f的关系是 。 【答案】(1) 会聚 暗 (2) 照相机 缩小 u＜f 【详解】（1）[1][2]凹面镜对光线有会聚作用，显微镜的反光镜有一面是凹面镜，它对光起到会聚作用，可在光线较暗时使用。 （2）[1][2]由图乙可知，远处的物体先通过物镜使物体成一倒立、缩小的实像，相当于照相机。 [3]物镜所成的像成在了目镜的焦距内，因此u＜f。 题型精研·考向洞悉 题型一 透镜 ►考向01 透镜与透镜对光的作用 （1）判断透镜类型的方法 根据透镜的表面是凸还是凹来判断透镜的类型并不可靠，要通过比较透镜中间与边缘的厚度来确定透镜的类型，因为有的透镜可能是一面凸一面凹。 （2）根据透镜对光的作用判断：折射光线相对于入射光线会聚了，则经过的透镜是凸透镜；折射光线相对于入射光线发散了，则经过的透镜是凹透镜。 （3）平行光聚焦法粗测凸透镜的焦距：太阳光近似为平行光，让凸透镜正对太阳光时，太阳光垂直于透镜入射，此时入射光线平行于主光轴，当光斑最小最亮时，该点即为凸透镜的焦点。如果不正对太阳光，最小光斑并不在主光轴上，此时的光斑不在焦点上，所以测出的距离也不是焦距。 【典题1】（【新素材】传统文化）（2024·湖南怀化·模拟预测）晋代张华的《博物志》中记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则得火。”“削冰令圆”就是将冰磨成一种冰镜，让太阳透过它就可点燃艾草取火。关于这种冰镜，下列说法正确的是（　　） A．这种冰镜是凹透镜，对光有会聚作用 B．这种冰镜是凹透镜，对光有发散作用 C．这种冰镜是凸透镜，对光有会聚作用 D．这种冰镜是凸透镜，对光有发散作用 【答案】C 【详解】依题意得，冰镜对光线具有会聚作用，应为凸透镜，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 【变式1-1】张宁用图甲所示的装置测出凸）透镜的焦距，并“探究凸透镜成像规律”，当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙所示时，在光屏上可成清晰的像（未画出）。下列说法正确的是（ ）　 A．凸透镜的焦距是30.0 cm B．图乙中烛焰成的是倒立放大的像 C．照相机成像特点与图乙中所成像的特点相同 D．将蜡烛远离凸透镜，保持凸透镜、光屏位置不变，烛焰可在光屏上成清晰的像 【答案】B 【详解】A．平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于一点，这一点即为凸透镜的焦点，从焦点到透镜光心的距离即为焦距，则透镜的焦距为 f=30.0cm−20.0cm=10.0cm 故A错误； BC．图乙中，物距u=15cm，像距v=30cm，像距大于物距，烛焰位于一倍焦距和二倍焦距之间，由凸透镜成像规律可知，光屏上成倒立、放大的实像，此成像规律与投影仪的成像特点相同，照相机成倒立缩小的实像，因此照相机与图乙成像特点不同。故B正确，C错误； D．凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小；将蜡烛远离凸透镜，物距增大，保持凸透镜、光屏位置不变，即不改变像距，则在光屏上不能成清晰的像，故D错误。 故选B。 ►考向02 利用透镜三条特殊光线作图 熟记透镜三条特殊光线（主要光线）经透镜折射后的传播规律，并分清凸透镜和凹透镜三条特殊光线的异同。 利用透镜的三条特殊光线作图时，一定要注意： （1）一定要用尺规作图；（2）不要遗漏光线的箭头；（3）光线用实线，辅助线用虚线。 【典题2】（2023·湖南郴州·二模）如图，光路图正确的是（    ） A．丙和丁 B．甲和丙 C．乙和丁 D．甲和丁 【答案】D 【详解】凸透镜的三条特殊光线：通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点；过凸透镜光心的光线传播方向不改变。 凹透镜三条特殊光线：延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点；过凹透镜光心的光线传播方向不改变。 甲图中，通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，故甲正确；乙图中，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，折射光线将通过凸透镜另一侧的焦点，故乙错误；丙图中，通过凹透镜焦点的光线不属于凹透镜的特殊光线，经凹透镜折射后与入射光线相比，远离凹透镜的主光轴，故丙错误；丁图中，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点，故丁正确。故ABC错误，D正确。 故选D。 【变式2-1】（2023·湖南邵阳·中考真题）请将所示光路补充完整。 【答案】   【详解】如图所示，图中是一个凸透镜，凸透镜对光有会聚的作用，当光平行于主光轴射入，经凸透镜折射后，折射光线必过透镜焦点的位置；当光直接射向凸透镜的光心，则光的传播方向不改变。补充完整的凸透镜的光路图如下图所示：    【变式2-2】（2024·广东江门·一模）如图所示，凸透镜和凹透镜的主光轴重合、中间F处焦点重合，请完成光路图。 【答案】 【详解】凹透镜：入射光线的延长线过焦点，则折射光线与主光轴平行；凸透镜：入射光线与主光轴平行，则折射光线过焦点；如图所示： 题型二 凸透镜成像规律 ►考向01 实像和虚像 掌握常见的成像现象的成像原理是解题的关键。小孔成像、投影仪、照相机等所成的像都是实际光线会聚而成的实像；平面镜、放大镜、凸面镜等所成的像是光的反射或折射光线的反向延长线相交而成的现象。 【典题1】（2023·山东临沂·一模）小明在探究凸透镜成像规律时，做了如下实验： ①用平行光正对凸透镜照射，移动光屏得到一个最小、最亮的光斑，如图甲所示； ②保持该透镜位置不变，将点燃的蜡烛放在图乙所示的位置，移动光屏得到烛焰清晰的像（图中未画出）。则下列说法不正确的是（　　） A．实验②中，烛焰在光屏上成倒立放大的实像 B．实验②中，像到透镜的距离一定大于20cm C．若增大蜡烛与透镜的距离，所成的像会变小 D．若蜡烛与透镜的距离大于10cm，则在另一侧通过透镜可以观察到烛焰正立、放大的虚像 【答案】D 【详解】AB．由①可知，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＝60.0cm﹣50.0cm＝10.0cm 实验②中，此时物距 u＝50cm﹣35cm＝15cm 大于一倍焦距，小于二倍焦距，根据 2f＞u＞f v＞2f 即像距大于20cm，成倒立、放大的实像，故AB正确，不符合题意； C．若增大蜡烛与透镜的距离，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，所成的像会变小，故C正确，不符合题意； D．若蜡烛与透镜的距离大于10cm，即物距大于一倍焦距，小于二倍焦距，根据 2f＞u＞f 成倒立、放大的实像，当蜡烛与透镜的距离小于10cm，才能在另一侧通过透镜可以观察到烛焰正立、放大的虚像。故D错误，符合题意。 故选D。 【变式1-1】（【跨学科】物理与生活）（2024·湖南长沙·三模）如图是用手机自拍杆进行自拍的情景。下列说法正确的是（    ） A．手机镜头相当于一个凹透镜 B．人通过镜头成倒立、缩小的实像 C．拍摄者应位于镜头的一倍焦距到二倍焦距之间 D．与手持手机自拍相比，利用自拍杆拍出头部的像更大 【答案】B 【详解】AB．手机镜头相当于一个凸透镜，其成像的原理是：当物距大于二倍焦距时，凸透镜成倒立缩小的实像，故A错误，B正确； C．当物距大于二倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像，拍摄者应位于镜头的二倍焦距以外，故C错误； D．自拍杆与直接拿手机自拍相比，利用自拍杆可以增大物距，减小人像的大小，从而扩大取景范围，取得更好的拍摄效果，故D错误。 故选B。 【变式1-2】（【视力保护】）（2024·湖南邵阳·模拟预测）“守护“晴”彩视界，点“亮”光明未来”是全国“爱眼日”的宣传口号之一，保护视力、科学用眼已成为社会共识。下列有关眼睛和眼镜的说法正确的是（　　） A．近视眼看远处的物体时，像成在视网膜的后方 B．物体在正常眼睛的视网膜上成倒立缩小的虚像 C．矫正近视眼前，像离视网膜越近配戴眼镜的度数越高 D．矫正近视眼的方法是配戴合适度数的凹透镜 【答案】D 【详解】A．近视眼是眼轴过长或角膜曲率过高，导致平行光线无法正常聚焦在视网膜上。我们可以简单理解为晶状体变厚，焦距较短，所以看远处的物体时，像成在视网膜的前方，故A错误； B．眼睛的晶状体相当于是凸透镜，眼睛看见物体和照相机原理相同，物距大于二倍焦距，所以物体在正常眼睛的视网膜上成倒立、缩小的实像，故B错误； C．矫正近视眼前，像离视网膜越近，说明近视程度越低，则配戴眼镜的度数越低，故C错误； D．矫正近视眼的方法是利用凹透镜发散光线的特点，使通过晶状体的光线会聚范围变大，只要配戴合适度数的凹透镜就能在视网膜上成清晰的像，故D正确。 故选D。 ►考向02 凸透镜成像规律及其应用 （1）凸透镜成像的两个分界点：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。物体在一倍焦距以内，成虚像；在一倍焦距以外，成实像。成实像时，物体在二倍焦距内，像大物小；物体在二倍焦距外，像小物大。 （2）用不等式确定凸透镜的焦距范围：利用凸透镜成像的规律，列出物距和焦距、像距和焦距的关系不等式，解不等式就可以确定该凸透镜焦距的范围。具体关系为：1）当成倒立、缩小的实像时，u>2f，f<v<2f；2）当成倒立、等大的实像时，u=v=2f；3）当成倒立、放大的实像时，f<u<2f，v>2f；4）当不成像时，u=f；5）当成正立、放大虚像时，u<f。 （3）凸透镜成像规律与图像结合：解答此类试题时，要明确二倍焦距处是成放大和缩小实像的分界点，当u=v=2f时，物体成倒立、等大的实像。然后在图上找到对应点，求出焦距，然后根据凸透镜成像规律即可求解。 （4）不完整凸透镜成像情况：凸透镜成像时，如果凸透镜坏掉一部分或者遮挡一部分，都会成完整的像，只是所成的像亮度变暗。 【典题2】（【联系生活】）（2022·湖南株洲·模拟预测）如图所示，下雨天汽车前挡风玻璃上的水珠会严重影响驾驶安全，以下说法正确的是（　　） A．水珠与玻璃一起构成了凹透镜 B．远处的物体反射的光通过水珠后成像在驾驶员与玻璃之间 C．远处的物体反射的光通过水珠后成倒立放大的实像 D．驾驶员通过水珠可以看到远处物体正立放大的虚像 【答案】B 【详解】．由图知，水珠与玻璃一起构成了凸透镜，故A错误； ．看远处物体呈倒立缩小的实像，像距小于物距，所以远处的物体反射的光通过水珠后成像在驾驶员与玻璃之间，故B正确； ．远处的物体反射的光通过水珠后成倒立缩小的实像，故C错误； ．物距小于像距，呈倒立放大的实像，所以驾驶员通过水珠可以看到远处物体倒立放大的实像，故D错误。 故选。 【变式2-1】在“探究凸透镜成像规律”的实验中，发现蜡烛、凸透镜和光屏如图所示位置放置时，光屏上形成一个清晰的烛焰像｡下列说法正确的是（  ） A．所成的像是倒立、放大的实像 B．此成像特点的应用是照相机 C．若凸透镜被遮去一半，则像的亮度不变 D．若只将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上不能成清晰的像 【答案】B 【详解】AB．由图知，物距大于像距，且光屏上成一个清晰的烛焰像，此时物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，照相机、摄像机就是根据这个原理工作的，故A错误，B正确； C．当凸透镜的一部分被遮住时，烛焰上任一点射向凸透镜其他部分的光，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，会聚成的像变暗，故C错误； D．根据光路是可逆的，若只将蜡烛和光屏的位置互换，此时物距等于原来像距（即此时物距在焦距和二倍焦距之间），仍可在光屏上得到清晰的像，此时成倒立、放大的实像，故D错误。 故选B。 【变式2-2】（2022·湖南永州·中考真题）2021年12月9日，中国空间站太空授课以天地互动的形式圆满完成，航天员叶光富进行了太空水球光学实验。在太空失重环境下，水滴收缩成一个接近完美球体的水球，这个水球可以被看成一个凸透镜。将一个物体放在这个凸透镜二倍焦距以外的某一位置，可以看到一个倒立、 （选填“放大”或“缩小”）的 （选填“实像”或“虚像”）。 【答案】 缩小 实 【详解】[1][2]根据凸透镜的成像规律可知，物体到透镜的距离大于二倍焦距，则成的像是一个倒立、缩小的实像。 【变式2-3】如图所示，在“探究凸透镜成像”的实验中，小明用手指遮住了凸透镜的左半部分，则光屏上蜡烛的像 （选填“变暗”“变亮”“少一半”或“不变”），将蜡烛向左移动，为在光屏上仍然有清晰的像，光屏应该向 移动。 【答案】 变暗 左 【详解】[1]若遮住凸透镜的下半部分，则凸透镜的上半部分仍能折射光线，成烛焰完整的像；由于凸透镜折射光线的数量比原来减少，所以像比原来变暗。 [2]烛焰远离透镜，物距变大，则像距变小，成的像也变小，要使光屏上出现清晰的像，应将光屏向靠近凸透镜的方向即左移动。 ►考向03 探究凸透镜成像规律 【典题3】（2023·湖南益阳·一模）如图所示，是小红同学利用光具座“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）器材处于如图所示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，这与 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像特点相同；将老花眼镜的镜片放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了，若此时将光屏 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜，又能在光屏上看到烛焰清晰的像； （2）实验中，当小红用白纸遮掉凸透镜的下半部分时，光屏上成像的情况是 ； A．只出现烛焰的上半部分的像 B．只出现烛焰的下半部分的像 C．成像情况像不受任何影响 D．仍然是完整的像，只是变暗些 （3）随着蜡烛燃烧而变短，为了使像呈现在光屏的中央，应向下移动 （选填“光屏”“凸透镜”或“蜡烛”）。 【答案】 照相机 靠近 D 凸透镜 【详解】（1）[1]器材处于如图所示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，易知此时物距大于像距，成倒立缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的。 [2]将老花眼镜的镜片放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了，老花眼镜是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用，会使光线提前会聚成像，若此时将光屏靠近凸透镜，又能在光屏上看到烛焰清晰的像。 （2）[3]物体由无数点组成，物体上任一点射向凸透镜有无数条光线，经凸透镜折射后，有无数条折射光线会聚成该点的像；遮住凸透镜的下半部分，物体上任一点射向凸透镜的上半部分，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，故选D。 （3）[4]随着蜡烛燃烧而变短，根据过光心的光线传播方向不变可知，成的像上移，为了使像呈现在光屏的中央，应向下移动凸透镜。 【变式3-1】（2022·广西贵港·中考真题）小华用焦距为10.0cm的凸透镜探究凸透镜成像规律。 （1）实验前，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在 ； （2）当各器材位置如图所示时，在光屏上成烛焰清晰的像，此时烛焰的成像特点与 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像特点相同； （3）实验时，若用一张纸片遮住了凸透镜的上半部，光屏上 （选填“能”或“不能”）成完整的像； （4）小华将一副老花镜的镜片放在烛焰与凸透镜之间且靠近凸透镜的位置，若保持蜡烛的位置不变，仅将光屏向 端移动适当距离，光屏上即可重新成烛焰清晰的像。 【答案】 同一高度 照相机 能 左 【详解】（1）[1]点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上，这样才能使像成在光屏的中央位置。 （2）[2]由图可知，物距 u=50.0cm-20.0cm=30.0cm 像距 v=65.0cm-50.0cm=15.0cm 已知f=10.0cm，此时u >2f，成倒立、缩小的实像，能够说明照相机的成像原理。 （3）[3]若用一张纸片遮住了凸透镜的上半部，物体上任一点都有光线射向凸透镜下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成完整的烛焰的像，折射光线减少，会聚成的像变暗。 （4）[4]老花镜是凸透镜，对光线有会聚作用，使光提前会聚，将一副老花镜的镜片放在烛焰与凸透镜之间且靠近凸透镜的位置，若保持光屏的位置不变，此时清晰的像成在光屏左侧，要在光屏上重新承接到烛焰清晰的像，光屏应向左移动。 【变式3-2】（2023·江苏泰州·三模）小明做“探究凸透镜成像规律”的实验： （1）如图所示是两束激光分别射向并通过甲、乙两透镜的传播路径，小明应该选择 （选填“甲透镜”或“乙透镜”）进行实验； （2）小明利用太阳光测量凸透镜的焦距，方法如图甲所示，他注意到让凸透镜正对阳光，但没有仔细调节纸片与透镜的距离，在纸片上的光斑并不是最小时，就测出了光斑到凸透镜中心的距离L，那么，凸透镜的实际焦距为 ； A．一定小于L B．一定大于L C．可能等于L D．可能小于L、也可能大于L （3）如图乙所示，经过调节后，此时在光屏上得到一清晰的像， 就是利用这一成像规律工作的。若遮去凸透镜的上面一半，则光屏上所成的像将 ；（选填“完整”或“不完整”） （4）对于焦距相同的凸透镜，一个物距应该对应唯一的像距，但从各组汇报数据中发现，物距均为时，有三个小组所测像距分别为，，。若他们的数据差别不是因为长度测量误差导致的，你认为出现这种情况的操作原因是 ； （5）小明认为：凸透镜成实像时，不但像与物上下是颠倒的，而且左右也是相反的。请你设计一种简单的方法验证小亮的观点 。 【答案】 甲透镜 D 照相机 完整 光屏上还没有出现清晰的像就测像距 沿垂直于光具座方向吹动烛焰，观察光屏上像的晃动方向是否与烛焰的晃动方向相反 【详解】（1）[1]如图所示，甲透镜的传播路径具有会聚作用，甲透镜为凸透镜，乙透镜的传播路径具有发散作用，乙透镜为凹透镜，应该选择甲透镜进行实验。 （2）[2]让凸透镜正对阳光，但没有仔细调节纸片与透镜的距离，在纸片上的光斑并不是最小时，此点可能在焦点前，也可能在焦点后，故凸透镜的实际焦距可能小于L、也可能大于L，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 （3）[3]如图乙所示，物距大于像距，所成的像为倒立、缩小的实像，照相机就是利用这一成像规律工作的。 [4]遮去凸透镜的上面一半，不会影响透镜成像，由于物距不变，像距不变，像的位置不变，则光屏上的像和原来相比，像仍完整但会变暗。 （4）[5]对于同一凸透镜，物距一定，像距一定，而小组实验数据的不同，数据差别不是因为长度测量误差导致的，其原因可能是光屏上还没有出现清晰的像就测像距。 （5）[6]沿垂直于光具座方向吹动烛焰，观察光屏上像的晃动方向是否与烛焰的晃动方向相反。 题型三 生活中的透镜 ►考向01 照相机、投影仪、放大镜 （1）照相机：拍照时，摄像头相当于照相机的镜头，两者都是利用凸透镜成倒立、缩小的实像来工作的；照相机拍摄较远景物时，像比较小；拍摄较近景物时，像比较大。由此可知，远离被拍摄景物，可以扩大拍摄范围，但拍出来的景物会变小。 （2）投影仪：理解投影仪（幻灯机）的成像特点是解题的关键。投影仪（幻灯机）利用凸透镜能成倒立、放大的实像的原理工作的，因而可利用“反反得正”的方法推知幻灯片应反向放置。 （3）放大镜：在一定范围内，放大镜离物体越近，所成的像越小；离物体越远，所成的像越大。 【典题1】（2021·湖南邵阳·中考真题）2021年4月30日，邵阳市天空出现了难得一见的“日晕”，许多市民都目睹了这美丽的自然奇观，如图是某摄影爱好者用相机拍摄的精彩瞬间，下列对照相机成像特点描述正确的是（　　） A．倒立放大的实像 B．倒立缩小的实像 C．正立放大的虚像 D．正立缩小的实像 【答案】B 【详解】照相机的镜头相当于凸透镜，成像时将物体放在该透镜的两倍焦距以外，成倒立缩小的实像，像的位置在透镜另一侧的一倍焦距和二倍焦距之间。故ACD错误；B正确。 故选B。 【变式1-1】生活中我们经常可以看到的广告投影灯，其内部结构如图所示。他的成像原理跟______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）是相同的。为了在地面上得到更大的广告图像，应当使投影灯______（选填“靠近”或“远离”）地面。 【答案】投影仪 远离 【详解】[1]投影仪工作时，广告图标在地面上成的是倒立放大的实像，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，所以广告片位于镜头一倍焦距和二倍焦距之间，成像原理跟投影仪是相同的。 [2]为了在地面上得到更大的、清晰的广告图像，像变大，像距变大，物距变小，则应当使投影仪远离地面。 题型四 眼睛和眼镜 ►考向01 眼睛的构造及视物原理 人眼的视物原理与照相机的成像原理相同，但需要注意的是人眼睛的焦距可以调节，而照相机模型中的凸透镜焦距不变，一般靠调节物距和像距成清晰的像 【典题1】人眼的晶状体相当于凸透镜，观察物体时，物体在视网膜上所成的像是（　　） A．缩小的虚像 B．缩小的实像 C．放大的虚像 D．放大的实像 【答案】B 【详解】若将人眼的晶状体当作凸透镜，视网膜当作光屏，那么在人观察物体时，物距往往要远大于2倍焦距，因此成的像应该是倒立、缩小的实像。 故选B。 【变式1-1】远视眼是老年人常见的一种眼疾，通常需要佩戴老花镜（一种凸透镜）来进行矫正。某校兴趣小组的同学对远视眼的成像及矫正进行了如下探究。如图（甲）所示，老花镜放在蜡烛和凸透镜之间，使光屏上映出了清晰的像，标出光屏的位置，表示视网膜的位置；观察眼球结构图（乙），结合以上实验请你回答如下问题： （1）眼球中的晶状体相当于实验中的 ； （2）若拿开眼镜，则屏上的像变得不清晰， （填“向前”、“向后”或“向上”）移动光屏。像又变得清晰，由此可见，远视眼不戴眼镜时，看物体的像落在视网膜 （填“前方”、“上方”或“后方”）； （3）若用不透明的纸遮挡着凸透镜的上半部分，那么原来光屏上清晰的像会 A．完全消失      B．亮度变暗       C．亮度不变      D．变为一半 【答案】 凸透镜 向后 后方 B 【详解】（1）[1]由题目可知，眼睛的晶状体中间厚、边缘薄，相当于实验中的凸透镜。 （2）[2]因为远视眼镜是凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，所以若拿开眼镜，则屏上的像变得不清晰，要想使像又变得清晰，应向后移动光屏。 [3]当眼球晶状体的曲度过小，远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的像，就会落在视网膜的后方。 （3）[4]若将凸透镜的部分遮住后，由于其他地方仍能折射光线成像，所以凸透镜仍能成完整的像，但像比原来变暗。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 ►考向02 近视眼的成因与矫正 当晶状体弯曲程度过大，对光的会聚能力过强时，成像在视网膜前，应该佩戴发散透镜（凹透镜），使像成在视网膜上。 【典题2】（2023·湖南株洲·中考真题）图为眼睛观察远处物体时的光路。可知这是（　　）    A．近视眼，应戴凸透镜矫正 B．近视眼，应戴凹透镜矫正 C．远视眼，应戴凸透镜矫正 D．远视眼，应戴凹透镜矫正 【答案】B 【详解】如图所示，来自远处点的光经晶状体（凸透镜）成像在视网膜前，说明这是近视眼的光路原理图，要矫正近视眼，需要利用凹透镜对光的发散作用，在近视眼睛前面放一个凹透镜，就能使来自远处物体的光会聚在视网膜上，故应戴凹透镜矫正近视眼，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 【变式2-1】（2023·湖南永州·中考真题）人的眼球好像一架照相机，物体在视网膜上能够成倒立、 （选填“放大”或“缩小”）的实像；小明由于不注意用眼卫生成了近视眼，他需要戴一副由 透镜片做的眼镜进行视力矫正，因此中学生应养成良好的用眼习惯。 【答案】 缩小 凹 【详解】[1]根据凸透镜成像规律可知，照相机应用成倒立、缩小的实像原理工作的，故物体在视网膜上能够成倒立、缩小的实像。 [2]近视眼是由于晶状体对光的会聚能力太强，而使像成在视网膜的前方，所以需要佩戴凹透镜矫正近视眼。 ►考向03 远视眼的成因与矫正 远视眼的晶状体太薄，对光的折射能力太弱，成像在视网膜后，矫正时应佩戴会聚透镜（凸透镜），增强光的会聚效果，使像成在视网膜上。 “八字诀”：近厚远薄（成因：近视眼的晶状体太厚，远视眼的晶状体太薄）；近凹远凸（矫正：近视眼需要佩戴凹透镜，远视眼需要佩戴凸透镜）。 可以理解记忆为：近视眼的晶状体太厚，折光能力太强，需要佩戴有发散作用的凹透镜；远视眼的晶状体太薄，折光能力太弱，折光能力太弱，需要佩戴有聚光作用的凸透镜。 【典题3】如图，甲、乙 是常见的近视眼和远视眼成像示意图，现要进行视力矫正，则下列判断及矫正措施正确的是（  ） A．甲是近视眼的示意图，需佩戴凹透镜矫正 B．乙是近视眼的示意图，需佩戴凸透镜矫正 C．甲是远视眼的示意图，需佩戴凸透镜矫正 D．乙是远视眼的示意图，需佩戴凹透镜矫正 【答案】A 【分析】甲图中像成在视网膜的前方，故该眼睛是近视眼，近视眼是晶状体曲度变大，会聚能力增强即折光能力增强，应佩戴凹透镜；乙图中像成在了视网膜的后面，该眼睛是远视眼，远视眼应该佩戴凸透镜进行矫正。 【详解】甲图中像成在视网膜的前方，故该眼睛是近视眼，近视眼是晶状体曲度变大，会聚能力增强即折光能力增强，应佩戴凹透镜；乙图中像成在了视网膜的后面，该眼睛是远视眼，远视眼应该佩戴凸透镜进行矫正，故A正确，BCD均错误。 故选A。 【点睛】像成在视网膜的前方，故该眼睛是近视眼，近视眼是晶状体曲度变大，会聚能力增强即折光能力增强，应佩戴凹透镜。 【变式3-1】（多选）（2023·广西·模拟预测）某实验小组利用如图所示装置探究凸透镜成像规律实验，此时烛焰在光屏上成清晰的像，下列说法正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距为7.5cm＜f＜15cm B．光屏上成倒立缩小的实像，照相机应用此原理 C．将一眼镜放在该透镜的左侧，光屏向左移动适当距离又能成清晰的像，此眼镜为老花镜 D．小组同学不小心用手遮住了凸透镜的上半部分，此时光屏上像的上半部分消失 【答案】AC 【详解】AB．根据图示可知，此时的物距小于像距，成倒立、放大的实像，其应用是投影仪；此时 f＜u=15.0cm＜2f 30.0cm>2f，则凸透镜的焦距取值范围为 7.5cm＜f＜15cm 故A正确，B错误； C．将一眼镜放在该透镜的左侧，光屏向左移动适当距离又能成清晰的像，这说明像距变小了，该眼镜对光线有会聚作用，是凸透镜，凸透镜（老花镜）可以矫正远视眼，故C正确； D．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D错误。 故选AC。 【变式3-2】如图所示是两束激光分别射向并通过甲、乙两透镜的传播路径．由图可知： 是凹透镜，它对光有 作用，可用于 （近视/远视）眼的矫正．   【答案】 乙 发散 近视 【详解】从图知，通过甲透镜的光线比入射光线向主光轴靠拢，所以甲对光线有会聚作用，因此甲是凸透镜；通过乙的光线比入射光线更加远离主光轴，所以乙对光线有发散作用，因此乙是凹透镜．近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用过强引起的，所以要用凹透镜对光线进行发散，故乙透镜可用于近视眼的矫正． 分层训练·巩固提升 基础巩固 一、单选题 1．（2021·湖南湘西·中考真题）下列透镜中凹透镜是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】凸透镜中间厚、边缘薄，凹透镜中间薄、边缘厚，所以选项ACD中的透镜为凸透镜，选项B中的透镜为凹透镜。 故选B。 2．（2022·湖南湘潭·中考真题）如图，将印有花的透明胶片，贴在发光手电筒前端玻璃上，正对着焦距为10cm的凸透镜，调整位置，墙上出现一朵清晰放大的“花”。下列说法正确的是（　　） A．胶片上的花是倒立的 B．此透镜可作为近视眼镜镜片 C．胶片与透镜的距离小于10cm D．白墙相当于光屏，发生的是镜面反射 【答案】A 【详解】AC．墙上出现一朵清晰放大的“花”，该像是放大、倒立的实像，此时的物距应该在一倍焦距和二倍焦距之间，所以胶片与透镜的距离小于20cm，大于10cm，故A正确，C错误； B．远视眼的成因是像成在了视网膜的后方，需要佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜矫正；近视眼的成因是像成在了视网膜的前方，需要佩戴对光线具有发散作用的凹透镜矫正，故B错误； D．白墙的表面凹凸不平，光线照射到白墙后会发生的是漫反射，故D错误。 故选A。 3．小强在做探究凸透镜成像的规律的实验时，在光屏上得到一个倒立、缩小的清晰的像，下列器材工作时运用上述成像规律的是 A．放大镜 B．投影仪 C．照相机 D．平面镜 【答案】C 【详解】根据凸透镜成像规律，当u>2f、2f>v>f时，成倒立、缩小的实像，该应用为照相机．故C正确． 4．（【跨学科】物理与生活）外出旅游，照相机是我们常用的工具，它能记录我们沿途所见的美丽风光，在照相机构造中有一个关键的成像光学元件，它相当于一个（    ） A．反光镜 B．凹面镜 C．平面镜 D．凸透镜 【答案】D 【详解】照相机的镜头相当于一个凸透镜，是利用物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像的原理制成的，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 5．下列关于光学实验的说法，正确的是（　　） A．探究光的反射定律时，用来显示光的传播路径的硬纸板最好选择黑色光滑的 B．探究平面镜成像特点，物体靠近平面镜时像的大小不变 C．探究光的折射特点时，光从空气射入水中，传播方向一定改变 D．探究凸透镜成像规律时，当蜡烛燃烧变短，光屏上的像会向下移动 【答案】B 【详解】A．探究光的反射定律时，用来显示光的传播路径的硬纸板最好选择白色粗糙的纸板，因为白色反射所有色光，粗糙硬纸板可以使光发生漫反射，人们在不同方向都能看到光的传播路径，故A错误； B．由平面镜成像特点之一：物像等大，可知，探究平面镜成像特点，物体靠近平面镜时像的大小不变，故B正确； C．光从空气中斜射入水中时，传播方向一定会发生改变，但垂直入射时，光的传播方向不变，故C错误； D．探究凸透镜成像规律时，随着蜡烛燃烧而变短，根据过光心的光线不改变传播方向可知，光屏上的像会向上移动，故D错误。 故选B。 6．（2024·北京东城·一模）小东使用放大镜欣赏邮票，下列光路图能说明其成像原理的是（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】放大镜的原理：当物距小于凸透镜的焦距时，成正立放大的虚像。 A．图中是小孔成像现象，原理是光在同种均匀介质中沿直线传播，故A不符合题意； B．图中是平面镜成像，属于光的反射现象，故B不符合题意； C．图中蜡烛与凸透镜的距离小于凸透镜的焦距，因此成正立放大的虚像，故C符合题意； D．图中蜡烛的位置在凸透镜的焦距与二倍焦距之间，成倒立放大的实像，故D不符合题意。 故选C。 二、填空题 7．（2021·湖南永州·中考真题）凸透镜对光线有 （选填“会聚”或“发散”）作用；如图中物体长度是 cm。 【答案】 会聚 3.10 【详解】[1]由凸透镜对光的作用可知，凸透镜对光有会聚作用。 [2]刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表1mm，即刻度尺的分度值为 1mm=0.1cm 物体左侧与0刻度线对齐，右侧估读为3.10cm，所以物体的长度为L=3.10cm。 8．（2023·湖南娄底·中考真题）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当蜡烛、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时，光屏上呈现一个清晰的烛焰的像，该像是倒立、 的实像，生活中利用这个成像特点制成了 （写出一个即可）。 【答案】 放大 投影仪 【详解】[1][2]如图所示，此时物距小于像距，根据凸透镜成像规律，符合物距大于一倍焦距小于二倍焦距的情况，即f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，生活中使用的投影仪就是利用这个成像特点制成的。 9．（【理论联系实际】）（2022·湖南长沙·模拟预测）如图所示的是教室安装的监控摄像头，它能实时记录教室的情况。 摄像镜头相当于一个 透镜。当同学们靠近摄像头时，所成的像 （选填“变大”、“变小”、“不变”） 【答案】 凸 变大 【详解】[1][2]拍照时，摄像头的镜头相当于一个凸透镜；照相机和摄像头的原理：物距大于2倍焦距，凸透镜成倒立、缩小的实像。凸透镜成实像时，物近像远像变大，当同学们靠近摄像头时，物距减小，像距增大，像变大。 三、作图题 10．如图所示，光线BF2从凸透镜射出后射到位于凸透镜焦点的镜面上，请画出进入凸透镜前的入射光线和经平面镜反射后的反射光线及折射光线。 【答案】 【分析】(1)凸透镜有三条特殊光线：过光心的光线其传播方向不变；过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点； (2)光的反射定律的内容是：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。 【详解】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，由此画出BF2的入射光线；通过平面镜反射的光线过凸透镜的焦点，再经凸透镜平行于主光轴射出，如图所示： 四、实验题 11．（2024·湖南长沙·中考真题）为了探究凸透镜成像的规律，小明找到了一个焦距未知的凸透镜。 （1）如图甲所示，在利用太阳光测量凸透镜焦距的过程中，小明发现凸透镜靠近白纸时，纸上的光斑越来越大。接下来，他应该使凸透镜与白纸之间的距离变 ，直至白纸上的光斑变得最小最亮。 （2）某次实验时烛焰在光屏上成清晰的像，如图乙所示，这个像是 、 的实像。 【答案】 大 倒立 放大 【详解】（1）[1]凸透镜靠近白纸时，纸上的光斑越来越大，由焦点的定义可知，此时透镜到白纸的距离小于焦距；要在白纸上得到最小最亮的光斑，需要将白纸移到透镜的焦点处，所以应使凸透镜与白纸之间的距离变大。 （2）[2][3]如图，凸透镜成的是实像，且物距小于像距，说明f＜u＜2f，v＞2f，是投影仪的成像原理，成倒立、放大的实像。 12．（【科学探究】）（2022·湖南邵阳·中考真题）小宇同学有一次用爷爷的放大镜（焦距为10cm）看窗外的物体时.发现看到的物体是倒立的，心里想：放大镜成像到底有什么规律呢？于是他从实验室借来一架光具座，一个光屏、一根蜡烛，进行实验探究： （1）在图中的装置上保持放大镜的位置不变，将蜡烛移至光具座20cm刻度线处，移动光屏发现烛焰在光屏上成倒立，缩小的像。根据这个原理可制成 （选填“照相机”或“投影仪”）； （2）向右将蜡烛移至光具座35m刻度线处，移动光屏至某位置，烛焰在光屏上成一倒立、 （选填“缩小”，“放大”或“等大”）的像； （3）继续向右将蜡烛移至光具座45cm刻度线处，小宇同学发现无论怎么移动光屏，在光屏上都得不到像。这是因为此时烛焰通过凸透镜成的是 （选填“实像”或“虚像”）。 【答案】 照相机 放大 虚 【详解】（1）[1]凸透镜焦距为10.0cm，将蜡烛移至光具座20.0cm刻度线处，此时物距为30.0cm，物距大于二倍焦距，移动光屏发现烛焰在光屏上成倒立，缩小的像，与照相机成像特点相同。 （2）[2]将蜡烛移至光具座35.0cm刻度线处，此时物距为15.0cm，物距大于一倍焦距，小于二倍焦距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大、实像，与投影仪成像特点相同。 （3）[3]将蜡烛移至光具座45.0cm刻度线处，此时物距为5.0cm，物距小于焦距，成正立、放大、虚像，虚线不能在光屏上呈现，所以小宇同学发现无论怎么移动光屏，在光屏上都得不到像。 能力提升 一、单选题 1．（2023·湖南株洲·中考真题）如图，放大镜能使我们看清邮票的细微之处。下列能用来说明其成像原理的图是（　　） A．    B．   C．   D．     【答案】C 【详解】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，物距在一倍焦距之内，成正立、放大的虚像； A．小孔成像是利用光的直线传播原理，故A不符合题意； B．人从平面镜看到蜡烛，是利用光的反射原理，故B不符合题意； C．蜡烛在凸透镜的一倍焦距之内，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； D．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。 故选C。 2．（2023·湖南郴州·中考真题）如图所示，烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，该凸透镜的焦距为10.0cm，凸透镜的位置保持不变。以下说法正确的是（　　） A．当蜡烛放在图中A区域时，光屏应放在图中D区域才可能呈现清晰的像 B．蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，所成的像会逐渐变小 C．若无论怎么移动光屏，在光屏上都找不到像，则蜡烛可能放在图中B区域 D．若光屏上要得到一个放大的像，则蜡烛应该放在图中C区域 【答案】B 【详解】A．蜡烛放在图中A区域，即蜡烛在该透镜的两倍焦距以外，此时成倒立、缩小的实像，像在透镜另一侧的一倍焦距和两倍焦距之间，即图中的E区域，故A错误； B．凸透镜成实像时，物体离透镜越远，所成的实像越小，图中蜡烛位于该透镜的两倍焦距以外，成倒立、缩小的实像，所以蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，所成的实像会逐渐变小，故B正确； C．蜡烛放在图中B区域，即该透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，此时成倒立、放大的实像，像的位置在透镜另一侧的两倍焦距以外，即如果蜡烛放在图中B区域，则在图中的F区域的光屏上能找到像，故C错误； D．当蜡烛放在图中C区域，即该透镜的一倍焦距以内，此时成正立、放大的虚像，虚像是用光屏承接不到的，故D错误。 故选B。 3．（2022·湖南衡阳·模拟预测）在探究凸透镜成像规律时，记录实验数据并绘制了物距和像距之间的关系图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距是 B．当物体从距凸透镜处移到处的过程中，其所成像逐渐变大 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．当时，在光屏上得到放大的像 【答案】B 【详解】A．当物距和像距相等时，成倒立、等大的实像，即 解得焦距为，故A错误； B．当物体从距凸透镜处移到处的过程中，物距变小，但物距始终大于一倍焦距，所以其所成像逐渐变大，故B正确； 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．当时，物距等于焦距，在光屏上不能得到实像，故D错误。 故选B。 二、填空题 4．如图，在探究凸透镜成像规律实验中，凸透镜、蜡烛、光屏放在同一直线上。当烛焰在B点时，成像在A点；当烛焰在A点时，成像在C点，则凸透镜一定固定在 （选填“A、B”或“B、C”）之间，两次成像的虚实情况 （选填“相同”或“不同”）。 【答案】 B、C 不同 【详解】[1]当烛焰在B点时，成像在A点；当烛焰在A点时，成像在C点，由于凸透镜成实像时光路可逆，故在B点和在A点成像情况不同；故一次成的是实像，一次成的是虚像；由于A、B间的距离小于A、C间的距离，故当烛焰在B点时，成的是虚像，像与物体在凸透镜的同一侧，故凸透镜应该在B的左边；当烛焰在A点时，成像在C点，成的是实像，凸透镜应在AC之间，故凸透镜的位置应该在BC之间。 [2]当烛焰在B点时，成虚像，当烛焰在A点时，成实像，所以两次成像的虚实情况不同。 三、作图题 5．如图所示，光线AB经凸透镜折射后，折射光线BO恰好经过凸透镜另一侧焦点F。再经水平面上的平面镜反射，反射光线为OC。请在图中画出： （1）入射光线AB； （2）反射光线OC。 【答案】   【详解】（1）图中画的是一条折射光线，通过焦点，因平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，所以对应的入射光线AB应与主光轴平行。 （2）首先过入射点画出法线，法线与镜面垂直（虚线），然后根据反射角等于入射角画出反射光线OC，如图所示：    四、实验题 6．（2021·湖南岳阳·中考真题）如图甲，在“探究光的反射规律”实验中： （1）在纸板前从不同方向都可以看到纸板上入射光线EO的径迹，这是因为光在纸板上发生了 （选填“漫”或“镜面”）反射； （2）多次改变入射角的大小进行实验，可以得出结论：反射角 入射角； （3）小明发现实验中所用的激光垂直照在光屏上不是一个点而是一条直线，这样使得实验中更容易观察光路。他很好奇这是如何做到的，于是拆开激光笔。如图乙所示，一束很细的激光发射出来后通过一个透明的圆柱体，由于圆柱体对光有 （选填“会聚”或“发散”）作用，最终使激光在光屏上展开得很宽。 【答案】 漫 等于 会聚 【详解】（1）[1]从不同方向都可以看到纸板上入射光线EO的径迹，说明是漫反射，能够光线经白纸反射后反射光线向四面八方射去，故可以从四面八方看到光线的径迹。 （2）[2]在光的反射定律中反射角等于入射角。 （3）[3] 如图乙所示，一束很细的激光发射出来后通过一个透明的圆柱体，折射光与入射光进行对比，发现折射光向法线靠拢，故对光线有会聚作用，故填会聚。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！第 1 页 共 46 页 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 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