专题03：透镜及其应用-备战2025年中考物理精选考点专练(知识清单＋基础＋拔高)

专题03 透镜及其应用 考点1　透镜及其对光线的作用 透镜 凸透镜 凹透镜 外形特征 中间厚、边缘薄 中间薄、边缘厚 对光的作用 会聚 发散 相关概念 三条特 殊光线 光的传播不需要介质，光不能在不透明的介质中传播。 凸透镜对光的会聚作用是相对于原来入射光的传播方向而言的，是指经过凸透镜折射后的光线比原来光线的传播方向向主轴靠近了一些，但通过凸透镜的光线不一定是会聚光，不一定都能会聚于一点，也可能是平行光或发散光。同理，凹透镜的发散作用是指经过凹透镜折射后的光线比原来光线的传播方向远离了主光轴一些，但通过凹透镜的光线本身不一定是发散光，也可能会聚于一点或是平行光。 考点2　凸透镜成像规律及其应用 物距u与 焦距f的关系 像的性质 像距v与 焦距f的关系 像、物相对于透镜的位置 生活中的应用 大小 倒正 虚实 u>2f 缩小 倒立 实像 f<v<2f 异侧 照相机 u＝2f 等大 倒立 实像 v＝2f 异侧 判断焦距f f<u<2f 放大 倒立 实像 v>2f 异侧 投影仪、幻灯机 u＝f 不成像 获取平行光 u<f 放大 正立 虚像 同侧 放大镜 凸透镜成像规律记忆：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。物近像远像变大，像儿跟着物体跑。 考点3　眼睛与光学仪器　 1．近视眼与远视眼 眼睛缺陷 成因 成因图示 矫正透镜 矫正图示 近视眼 晶状体变厚，像成在视网膜的前侧。 凹透镜 远视眼 晶状体变薄，像成在视网膜的后侧。 凸透镜 2.显微镜与望远镜 显微镜 显微镜镜筒的两端各有一组透镜，每组透镜的作用都相当于一个凸透镜，靠近眼睛的凸透镜叫做目镜，靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。来自被观察物体的光经过物镜后成一个倒立、放大的实像，道理就像投影仪的镜头成像一样；目镜的作用则像一个普通的放大镜。 望远镜 有一种望远镜也是由两组凸透镜组成的。靠近眼睛的凸透镜叫做目镜，靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。视角是从物体两端引出的光线在人眼处形成的夹角。视角的大小是影响我们能不能看清一个物体的重要因素。望远镜的物镜成倒立、缩小的实像，但它离我们的眼睛很近，再加上目镜的放大作用，视角可以变得很大。 实验1　探究凸透镜成像规律 1．实验器材：凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴等。 2．实验图示： 3．实验过程：先明确凸透镜的焦距，使凸透镜保持不动，将蜡烛由远及近地靠近凸透镜，移动光屏，直到光屏上呈现出清晰的像；明确每次成像时的物距和对应的像距及像的特点，并填入实验表格中。 4．问题探究： (1)在实验中，蜡烛、凸透镜、光屏的位置应如何放置？ 将凸透镜放在蜡烛和光屏之间，并使烛焰的中心、凸透镜的中心、光屏的中心三者大致在同一高度上。 (2)在探究过程中，在光屏上无法接收到像的原因是什么？ 原因可能有：①烛焰的中心、凸透镜的中心、光屏的中心三者不在同一高度上；②蜡烛位于凸透镜的一倍焦距处或一倍焦距以内的位置。 (3)如果烛焰的像靠近光屏的上端，应如何调整？ 调整的方法：①将光屏向上移动；②将蜡烛向上移动；③将凸透镜向下移动。 基础检测(限时30min) 一、单选题 1．我国出土的文物“水晶饼”为中部鼓起的透明圆饼，古籍记载“正午向日，以艾承之，即火燃”。关于“水晶饼”利用太阳光生火，下列说法正确的是（　　） A．这是光的反射现象 B．这是光的色散现象 C．“水晶饼”对光有会聚作用 D．“水晶饼”对光有发散作用 【答案】C 【解析】A．“水晶饼”相当于凸透镜，发生的是光的折射现象，故A错误； B．光的色散现象是指太阳光（白光）透过三棱镜分解成各种色光的现象，故B错误； CD．“水晶饼”相当于凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，把一束太阳光的能量会聚到焦点上，从而点燃了焦点处的艾草，故C正确，D错误。 故选C。 2．实验操作考试临近，同学们上实验室动手实验，通过训练提高操作技能。如图，小明正在做凸透镜成像实验，此时光屏上出现了清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．该透镜与近视眼镜的镜片是同一类透镜 B．该透镜的焦距是30cm C．此时成的是倒立、等大的实像 D．如果将蜡烛向左移，光屏需要适当右移才能再次形成清晰的像 【答案】C 【解析】A．实验中的透镜是凸透镜，近视眼镜是凹透镜，所以不是同种透镜，故A错误； BC．由图可知，此时的物距为：40cm-10cm=30cm，像距为：70cm-40cm=30cm，成的是倒立、等大的实像，则u=2f，故f=15cm，故B错误，C正确； D．凸透镜成实像时，具有物远像近像变小，将蜡烛向左移，光屏需要适当左移才能再次形成清晰的像，故D错误。 故选C。 3．为严控新冠疫情，保护师生生命安全，我市部分中小学对校园门禁系统进行了升级，配备了人脸识别和测温系统，如图所示。通过校门时，只需将人脸面向屏幕摄像头，该系统就能将测试者的面部信息与备案信息进行比对并获取体温，决定放行与否。关于门禁系统，下列说法中正确的是（　　） A．系统屏幕边框呈黑色是由于所选材质对光的反射能力较强 B．该系统的核心光学元件是凸透镜 C．该系统的成像原理主要是利用光的反射 D．该系统的摄像头所成的像是正立放大的虚像 【答案】B 【解析】A．门禁系统屏幕边框呈黑色的原因：选择的材质对光的反射能力较弱，故A错误； BCD．门禁系统的摄像头成像原理与照相机的成像原理相同，利用了当物距大于二倍焦距时凸透镜使物体成倒立、缩小的实像的原理，凸透镜是利用光的折射来改变光的传播路径的，所以该系统的成像原理主要是利用光的折射，故B正确，CD错误。 故选B。 4．2021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 【解析】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。 二、多选题 5．某实验兴趣小组探究平面镜和凸透镜成像的情况如图所示，下列说法正确的是（　　）    A．甲图中蜡烛A靠近玻璃板，所成的像变大 B．甲图中蜡烛A的像是虚像，不能呈现在光屏上 C．乙图中蜡烛靠近凸透镜，移动光屏，光屏上再次呈现清晰的像变大 D．乙图中蜡烛燃烧变短，光屏上的像会向下移 【答案】BC 【解析】A．平面镜所成的像与物体大小相同，将蜡烛A靠近玻璃板，它所成的像不变，故A错误； B．因为光屏只能接收实像，不能接收虚像，说明平面镜成的像是虚像，故B正确； C．移动蜡烛渐渐靠近凸透镜，移动光屏远离凸透镜，根据凸透镜成实像时物近像远像变大，光屏上再次呈现清晰的像变大，故C正确； D．因为经过光心的光线方向不发生改变，则蜡烛变短时，像应该先上移动，故D错误。 故选BC。 三、填空题 6．如图，是某地投放使用的智能无人驾驶小巴车，它可以通过车上的摄像机和激光雷达识别道路状况。小巴车上的摄像机识别道路上的行人时，其镜头相当于一个 透镜，行人在摄像机感光元件上成倒立、缩小的 像。当小巴车靠近公交站牌时，站牌在摄像机感光元件上所成的像 （选填“变大”“变小”或“不变”）。    【答案】 凸 实 变大 【解析】[1][2]小巴车上的摄像机镜头相当于一个凸透镜，成像原理是当物距u＞2f时，凸透镜成倒立、缩小的实像。 [3]凸透镜成实像时，物近像远像变大，因此小巴车靠近公交站牌时，站牌在感光元件上的像变大。 7．学习小组对于眼睛视物原理进行了探究实践。请你观察图甲中照相机和眼睛的构造，把照相机与眼睛功能类似的部分填入表乙中。 表乙 照相机 ① 胶卷 光圈 眼睛 晶状体和角膜 ② ③ 【答案】 镜头 视网膜 瞳孔 【解析】[1][2][3]根据图可知，人的眼睛像一架神奇的照相机，晶状体和角膜相当于镜头；视网膜相当于胶卷（底片）；瞳孔相当于光圈，调节光线的射入量；眼睑相当于快门，快门打开才能有光线进入；快门与眼睑的作用是相同的。 8．尊老爱幼是中华民族的传统美德。小伟在重阳节送给爷爷一款带有放大镜的指甲刀（如图所示），以方便爷爷剪指甲。剪指甲时，透镜到指甲的距离比一倍焦距 ，所成的像为放大的 像。拇指按压的手柄是 杠杆。手柄上有凹凸不平的花纹，目的是 。    【答案】 小 虚 省力 增大摩擦力 【解析】[1][2]带有放大镜的指甲刀，使用时，透镜到指甲的距离应小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，便于修剪指甲。 [3]拇指按压的手柄，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。 [4]手柄上有凹凸不平的花纹，是在压力一定是，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。 9．小陈发现爷爷看书报时将书报拿得很远，根据所学知识想到人的眼睛与 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像原理相同，爷爷眼睛的问题是因为晶状体太薄造成的 （选填“近”或“远”）视眼。于是他建议父母带爷爷到眼镜店选配一副由 透镜制成的老花镜。 【答案】 照相机 远 凸 【解析】[1]人的眼睛与照相机的成像原理相同，都是成倒立、缩小的实像。 [2]晶状体太薄，导致晶状体对光线的会聚能力变弱，看远处物体时，像呈在视网膜后方，所以爷爷眼睛的问题是因为晶状体太薄造成的远视眼。 [3]远视眼是由于看远处物体时，像呈在视网膜后方，所以应该佩戴会聚透镜，即凸透镜，使光线提前会聚。 四、作图题 10．如图甲是科科小朋友玩凸透镜时的情景，请在图乙中用笔画线补齐在透镜的另一边看科科小朋友眼镜的光路图。 【答案】 【解析】由图可知，此时物距小于一倍焦距，根据凸透镜的成像规律可知，此时成正立、放大的虚像，如图所示： 五、实验题 11．在探究近视眼和远视眼成因与矫正的主题实践中，该小组利用橡皮膜和注射器制作了水透镜来模拟眼睛的晶状体，打开夹子，通过注射器向橡皮膜中注水或抽水，来改变橡皮膜凸起的程度，如图甲所示。具体操作如下： ①将蜡烛、水透镜和光屏依次摆放在水平光具座上，点燃蜡烛，使烛焰、水透镜和光屏三者的中心在 ； ②将蜡烛放在离水透镜较远的位置，移动光屏，直到屏上出现烛焰清晰的像，如图乙所示，记下此时光屏所在的位置； ③用注射器向水透镜里加适量的水，水透镜对光的偏折能力变 ，此时屏上的像变得模糊，这是模拟近视眼看远处物体的情况。将光屏慢慢靠近水透镜，直到光屏上出现清晰的像，这说明近视眼所成的像在视网膜的 ； ④将光屏移回原来标记的位置，选择不同的眼镜在烛焰和水透镜之间前后移动，直到光屏上出现清晰的像，如图丙所示，这说明矫正近视眼应配戴 透镜； ⑤从水透镜里向外抽取适量的水，再次实验，探究远视眼的成因和矫正。 ⑥眼睛是心灵的窗户，我们要增强保护视力的意识，做到科学用眼，积极防控近视。请写出一条预防近视的措施。 【答案】 同一高度 强 前方 凹 见解析 【解析】①[1]将蜡烛、水透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调整它们的高度，使烛焰、水透镜和光屏三者中心大致在同一高度，是为使烛焰的像成在光屏的中心。 ③[2]用注射器向水透镜里加适量的水，水透镜变厚，焦距变短，水透镜对光的偏折能力变强。 [3]④[4]根据近视眼的成因可知，远处来的光线经晶状体后，在视网膜前会聚，这是晶状体太厚，聚光能力太强或眼球前后距离太远造成的，是近视眼，要佩戴对光有发散作用的凹透镜矫正。 ⑥[5]预防近视的措施有：读书姿势要正确，眼与书的距离要在33cm左右；看书、看电视或使用电脑一小时后要休息一下，要远眺几分钟；要定期检查视力，认真做眼保健操；不在直射的强光下看书；不在光线暗的地方看书；不躺卧看书；不走路看书。 12．小军爱动手、爱思考，以下是他做的一些实验。    （1）小军在探究“某固体熔化时温度的变化规律”实验中，绘制了该固体熔化时温度随时间变化的图像，如图甲所示。请根据图像回答问题： ①该固体是晶体还是非晶体？ 。 ②该固体熔化过程大约持续了 min。 （2）小军用焦距为10cm的凸透镜探究成像规律，如图乙所示，烛焰在光屏上（图中光屏未画出）成清晰的倒立、 （选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像。该成像规律在生活中的应用非常广泛。下列选项中属于该成像规律应用的有 （填写番号）。①照相机②投影仪③显微镜物镜④望远镜物镜 【答案】 晶体 4 放大 ②③ 【解析】（1）①[1]由图像可知，此固体从20℃加热2min，温度达到48℃，虽然继续吸收热量，但温度不再升高，直到6min左右温度继续升高，也就是2min-6min时间内吸收热量，温度不变，所以该固体是晶体。 ②[2]由图像可知，该晶体2min-6min时间内吸收热量，温度不变，则此过程内熔化，可知熔化的时间为4min。 （2）[3][4]由图乙可知，蜡烛到凸透镜的距离为17cm，而凸透镜的焦距为10cm，可知物距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、放大的实像；生活中利用该原理的投影仪、显微镜物镜。 故选②③。 基拔高检测(限时30min) 一、单选题 1．如图所示，凸透镜位于P处（图中未画出）位置不变，移动蜡烛，光屏先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且甲处的像比乙处大，则（　　） A．甲处可能成的是虚像 B．乙处像可能是放大的 C．P点位置在甲的左侧 D．蜡烛的移动方向向左 【答案】B 【解析】ACD．由题意可知，光屏先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且甲处的像比乙处大，根据物距变大，像距变小，像变小可知，像在不断的靠近凸透镜，因此凸透镜在乙的右侧，蜡烛在凸透镜的右侧，此时蜡烛在远离凸透镜，因此蜡烛向右移动；由于甲处的像成在光屏上，因此甲处只能成实像，故ACD不符合题意； B．由于题干未提供物距和凸透镜的焦距，若物距大于1倍焦距小于2倍焦距，乙处成放大的实像；若物距大于2倍焦距，成缩小的实像；若物距等于2倍焦距，成等大的实像，故B符合题意。 故选B。 2．如图是超市安装的一种刷脸自助储物柜。某顾客站在屏幕前50cm处，按下“存”按钮，屏幕上方的摄像头启动，出现人脸缩小的像，柜门打开。下列说法正确的是（　　）    A．该摄像头相当于一个凹透镜 B．该摄像头对光线具有发散作用 C．该摄像头的焦距可能是0.20m D．该摄像头成像原理是光的反射 【答案】C 【解析】A．该摄像头相当于一个凸透镜，当人站在透镜二倍焦距之间以外时，在摄像机中成倒立、缩小的实像，故A错误； B．该摄像头是凸透镜，对光线具有会聚作用，故B错误； C．顾客刷脸时，距摄像头50cm，物距 由此可知，该摄像头的焦距，因此摄像头的焦距可能是0.20m，故C正确； D．凸透镜成像是由于光的折射，该摄像头成像原理与凸透镜成像原理相同，都是光的折射，故D错误。 故选C。 3．如图甲所示是公共场所的宣传投影灯，装在高处的投影灯照在地面上出现图案，其内部结构如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．不同方向都能看到图案是光在地面发生了漫反射 B．该投影灯的成像原理与照相机相同 C．调小镜头与图片的距离图案变小 D．地面上看到的是放大的虚像 【答案】A 【解析】A．不同方向都能看到图案是光照在粗糙地面向各个方向反射即发生了漫反射，故A正确； B．该投影灯利用凸透镜将较小的图案放大为较大的像，应用了当凸透镜成实像时，物体位于一倍焦距和两倍焦距之间，成倒立放大的实像，与照相机原理不同，故B错误； C．凸透镜成实像时，当物距变小时，像距会变大，像也变会变大，故调小镜头与图片的距离图案变大，故C错误； D．地面上能看到放大的图案，是实像，故D错误。 故选A。 4．某兴趣小组开展“创新服务生活，科技改变未来”的科技创新活动，模拟制作一款“智能”行驶玩具车。该玩具车利用车载传感器（摄像头、雷达）采集生成道路特征数据，完成“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．遇障碍物时，要想生成更大的像，镜头应该向前伸 C．摄像头成的像是正立的虚像 D．成像时障碍物位于镜头的两倍焦距以内 【答案】B 【解析】AC．物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像，应用是照相机，摄像头成像的原理与照相机原理相同，摄像头的镜头相当于凸透镜，故AC错误； B．凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大，故遇障碍物时，要想成更大的像，镜头应该向前伸，故B正确； D．在物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像，故摄像头成像时障碍物位于镜头的两倍焦距以外，故D错误。 故选B。 二、多选题 5．将一根筷子竖直插入到装有水的玻璃杯中，从水平方向拍摄的照片如图甲所示，看上去，浸在水中的这段筷子产生了侧移，而且变粗了。乙图为筷子在玻璃杯中的俯视图，O为圆心，P为筷子在水中的位置，以下说法正确的是（　　） A．筷子侧移是因为光的反射现象 B．变粗是因为凸透镜的放大现象 C．若沿虚线方向观察插入在O点处的筷子，看到水中的筷子不会侧移但会变粗 D．若沿虚线方向观察插入在P点处的筷子，看到水中的筷子不会侧移也不会变粗 【答案】BC 【解析】AB．筷子侧移是因为发生了光的折射；变粗是因为杯壁是一个曲面，与水组成凸透镜，凸透镜此时成正立、放大的虚像，故A错误，B正确； C．若将筷子平移到圆心O点，光线沿杯子的半径方向从水中射入空气，入射光线垂直杯子与空气的界面，其传播方向不变，所以筷子不会侧移，看到水中的筷子位置与实际位置相同，但水和杯壁依然组成凸透镜，所以仍然会放大，故C正确； D．同理可知，若沿虚线方向观察插入在P点处的筷子，入射光线斜射入时，会发生折射现象，所以看到水中的筷子位置与实际位置不同，水和杯壁依然组成凸透镜，所以仍然会放大，故D错误。 故选BC。 三、填空题 6．如图所示，电子蜡烛的“烛焰”通过凸透镜在光屏上成一个清晰 立的实像。利用这一成像规律可制成 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”），若保持蜡烛和光屏的位置不变，仅将凸透镜更换成另一个焦距相同、尺寸更大的凸透镜，此时光屏上像的大小与原来的像对比应 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 倒 照相机 不变 【解析】[1][2]由图可知，物距大于像距，即电子蜡烛位于凸透镜的二倍焦距之外，凸透镜成倒立、缩小的实像，照相机的成像原理与之相同。 [3]凸透镜成像性质是由物距所决定的，实验中保持蜡烛和光屏的位置不变，仅更换焦距相同、尺寸更大的凸透镜，相当于物距大小不变，此时光屏上所成像的大小不变。 7．如图所示，小刚自制了一架模型照相机。已知凸透镜的焦距为，外壳的长度为，若将凸透镜对准窗外景物，在外壳内前后移动内纸筒，在半透明膜上可以得到景物 （选填“倒立”或“正立”）的 （选填“放大”或“缩小”）的像；若将凸透镜正对燃烧的蜡烛，当蜡烛距离凸透镜至少 时，可以在外壳内移动的半透明膜上得到清晰的烛焰的像。    【答案】 倒立 缩小 20 【解析】[1][2]半透膜相当于光屏，凸透镜的焦距为10cm，窗外景物处于凸透镜的二倍焦距以外，此时成倒立、缩小的实像。 [3]因为外壳的长度为20cm，即像距处于大于一倍焦距小于等于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，蜡烛距凸透镜至少20cm时，才可以在外壳内移动的半透明膜上得到清晰的烛焰的像。 8．如图，光线a（图中未画出）射到平面镜上，其反射光线b平行凸透镜的主光轴，b经凸透镜折射后，射到屏上的A点。 （1）画出光线a； （2）画出光线b经凸透镜折射后的光路，并标出凸透镜右侧的焦点F； （3）保持光线a不变，若平面镜转动角度小于，则 （选填“顺时针”“逆时针”）转动平面镜，可使a的反射光线通过凸透镜光心O。 【答案】 顺时针 【解析】（1）[1]先画出平面镜的法线，可知反射角等于45°，根据光的反射定律可知，入射角也等于45°，由此可画出入射光线，即光线a，如图所示： （2）[2]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，据此作出光线b经凸透镜折射后的光路图，并标出凸透镜右侧的焦点F，如图所示： （3）[3]保持光线a不变，若平面镜转动角度小于，若逆时针转动平面镜，则入射角增大，反射角增大，则反射光线向上远离凸透镜，反射光线不会通过凸透镜光心O；若顺时针转动平面镜，则入射角减小，反射角减小，则反射光线向下靠近凸透镜的光心，转过一定角度时，反射光线会通过凸透镜光心O。 9．智能手机扫码功能可快速获取信息，手机摄像头相当于 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）；二维码通过摄像头在手机中所成的是 （选填“实”或“虚”）像。图乙，蜡烛恰好在光屏上成清晰的像，此时光屏上可观察到倒立 （选填“放大”或“缩小”）的 （选填“实”或“虚”）像，生活中的应用是 （选填“投影仪”或“照相机”）。    【答案】 凸透镜 实 放大 实 投影仪 【解析】[1]手机上的摄像头相当于是照相机的镜头，是凸透镜，手机拍照符合凸透镜成像原理。 [2]手机扫二维码时，二维码到手机镜头的距离即物距大于二倍焦距，成缩小、倒立的实像。则二维码通过摄像头在手机中所成的是实像。 [3][4][5]如图乙所示，物距小于像距时成清晰的像，符合物距大于一倍焦距小于二倍焦距，像距大于二倍焦距的情况，此时光屏上成放大、倒立的实像；生活中的投影仪就是利用这个原理成的放大的像。 四、作图题 10．物体在透镜中成像的情况可以通过作图来确定。图（a）表示凸透镜成像的作图方法，图（b）表示凹透镜成像的作图方法。图中A表示物体的一个发光点，A'表示发光点A的像；O点表示透镜的中心，F点表示透镜的焦点；符号↑表示凸透镜。符号I表示凹透镜，点划线表示主轴，光线Ⅰ表示由A发出的平行于主轴的一条光线，Ⅱ表示通过透镜中心的光线，Ⅲ表示通过凸透镜焦点（或射向凹透镜焦点）的光线，光线Ⅰ'、Ⅱ'、Ⅲ'分别表示了光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ通过透镜后的传播方向。通过多次实验和作图，我们可以归纳出发光点A发出的任何一条光线经过透镜后都将会聚于（或反方向延长相交于）像点A'。 (1)用透镜成像的作图法，作出图中发光点A的像A'。 (2)图中，A'是发光点A通过透镜所成的像。 ①试确定该透镜是凸透镜还是凹透镜，并用作图法确定透镜的位置（将透镜用符号画在图中）。 ②若发光点A发出的某条光线经过透镜折射后恰能通过B点，试用作图法画出折射光线通过B的光路图。 【答案】(1) (2)①；② 【解析】（1）过A点作平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后通过焦点；过A点作穿过光心的光线，其传播方向不变。这两条光线没有交于一点，而其反向延长线会相交于一点A′，则A'即为发光点A的像，如下图所示： （2）①透镜为凹透镜，因为A′是正立缩小的像，只能是虚像，凸透镜不能产生这样的像。连接A A′，延长后与主光轴的交点即为透镜中心，过该中心可作出透镜；过A作平行于主光轴的光线与透镜交于C点，连接C点与A′，延长交于主光轴上一点F，此处即为凹透镜的焦点，如下图所示： ②发光点A发出的某条光线经透镜折射后经过B点，此折射光线的反向延长线一定经过像点A′，所以连接A′B交透镜于D点，该点与A的连线即为入射光线，该点与B的连线为折射光线，如下图所示： 五、实验题 11．小红拿到一块玻璃透镜，仔细观察这块透镜，发现一面有螺纹，一面是光滑的，她对此透镜进行了探究。    （1）她把该透镜靠近书上的“实验”二字，观察到如图甲所示的现象，由此可以判定该透镜是 （选填“凸”或“凹”）透镜； （2）小红查阅资料后了解到，用如图乙所示的三棱镜组合可以描述该透镜对光的作用，请在图乙中画出平行光入射两个三棱镜后出射光线的大致方向 ；    （3）为探究该透镜的成像规律，小红将“F”光源、透镜、光屏放置在光具座上，调整好后，固定透镜位置，使“F”光源从距离透镜较远处逐次靠近透镜，每次都调节光屏到透镜的距离，使“F”光源在光屏上成清晰的像，将结果记录在下表中，则该透镜的焦距为 。当“F”光源位于如图丙所示位置时，光屏应适当向 （选填“左”或“右”）移动，才能在光屏上得到清晰的像。 实验序号 物距 像距 像的性质 1 30 15 倒立、缩小的像 2 20 20 倒立、等大的像 3 15 30 倒立、放大的像 （4）在了解了该透镜的成像规律后，小红用长方形不透明纸盒、平面镜、该透镜设计制作了一个投影仪，其剖面图如图丁所示，平面镜与底面夹角为，平面镜的中心位于透镜的主光轴上，盒上方开一方形孔，将“F”光源按照图示方式朝下平放在方形孔上、中心与平面镜中心在一条竖直线上，若盒子高度h为，为保证在正对透镜前方的屏幕上能看到一个放大的投影，则盒子长度l的范围为 ，屏幕上所成的图像形状是 。（选填“  ”、“  ”或“  ”） 【答案】 凸    10 左 10cm<l<20    【解析】（1）[1]由图甲可知，“实验”二字被放大了，透镜起放大作用，是放大镜，说明该透镜是凸透镜。 （2）[2]从折射点作法线，光从玻璃斜射入空气中，折射角大于入射角，如图所示：    （3）[3]由表中数据可知，第2次实验中物距和像距相等，成倒立等大的实像，此时 u=v=2f=20cm 凸透镜焦距 f=10cm [4]由表中数据可知，物距是15cm，像距是30cm，图丙中，光屏到透镜的距离是30cm，如果“F”光源在25cm刻度处，光屏上成清晰的像，但是“F”光源在23cm刻度处，物距增大，像距减小，才能成清晰的像，所以光屏应适当向左移动，才能在光屏上得到清晰的像。 （4）[5]A点为光源的位置，根据平面镜成像的特点作出A点的像点A′点，为保证在正对透镜前方的屏幕上能看到一个放大的投影，物距大于1倍焦距小于2倍焦距，所以A′点到透镜距离大于10cm小于20cm，盒子长度l的范围为 10cm<l<20cm [6]根据平面镜成像的特点可知“F”光源在平面镜成的像形状是“”，经过凸透镜后成像的形状是“  ”。 12．项目化学习小组从实验室找到几只透镜准备自制一只望远镜。 （1）如图甲所示，将某透镜放在点光源与光屏中间，此时屏上呈现一个比透镜尺寸大的圆形光斑，将光源向 （左/右）移动，若观察到 现象，则该透镜为凸透镜； （2）选出一对焦距合适的凸透镜作为物镜和目镜，按照如图乙所示方法组装成一只望远镜。小明用望远镜观察天空星星时发现镜中视野范围较小，很难找到目标，为此，他用两块相同的带开口的挡板制作了一个寻星装置，安装在望远镜套筒上后，借助挡板能快捷寻找目标（图丙所示），并将目标锁定在望远镜视野中，下列设计的各挡板中最适合的是 ； （3）小明用该望远镜看远处物体时，发现像与物相比较上下、左右都颠倒了，为使看到的像与物相比不失真，老师建议他将望远镜设计成物镜与目镜不共轴、中部为空腔的形状（图丁所示），再利用几片小平面镜，安装到中部空腔内以改变光路，可以满足要求。 小明按照图戊所示方法，将两块平面镜彼此平行安装在空腔中，你认为这样制作能够达到要求吗？如果能请说明理由；如果不能，请保留图上可取的设计，对无用的设计打“×”，并补上接下来的设计（只需补上一步即可） ，且至少需要 块平面镜。 【答案】 左 圆形光斑变小 D 不能 4 【解析】（1）[1][2]凸透镜对光线具有会聚作用，此时屏上呈现一个比透镜尺寸大的圆形光斑，根据凸透镜成像规律，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小的特点，应将将光源向左移动，若观察到圆形光斑变小现象，且光斑可以变得比透镜小，则该透镜为凸透镜。凹透镜形成的圆形光斑也会变小，但是不可能比透镜小。 （2）[3]A．用两块相同的带开口的挡板制作了一个寻星装置，安装在望远镜套筒上后，借助挡板能快捷寻找目标，利用了光沿直线传播的特点，增大视角，应该选择比较大的圆孔，可以扩大视野范围，故A不符合题意； B．由A选项可知，故B不符合题意； C．由A选项可知，故C不符合题意； D．由A选项可知，故D符合题意。 故选D。 （3）[4][5]小明按照图戊所示方法，将两块平面镜彼此平行安装在空腔中，不能保证图像不失真；应将平行平面镜改为两组垂直放置的平面镜，经两次反射得到清晰不失真图像。有的望远镜转光腔内是利用棱镜来实现的。 所以要达到要求，最少需要4块平面镜。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题03 透镜及其应用 考点1　透镜及其对光线的作用 透镜 凸透镜 凹透镜 外形特征 中间________、边缘________ 中间________、边缘________ 对光的作用 ________ ________ 相关概念 三条特 殊光线 光的传播不需要介质，光不能在不透明的介质中传播。 凸透镜对光的会聚作用是相对于原来入射光的传播方向而言的，是指经过凸透镜折射后的光线比原来光线的传播方向向主轴靠近了一些，但通过凸透镜的光线不一定是会聚光，不一定都能会聚于一点，也可能是平行光或发散光。同理，凹透镜的发散作用是指经过凹透镜折射后的光线比原来光线的传播方向远离了主光轴一些，但通过凹透镜的光线本身不一定是发散光，也可能会聚于一点或是平行光。 考点2　凸透镜成像规律及其应用 物距u与 焦距f的关系 像的性质 像距v与 焦距f的关系 像、物相对于透镜的位置 生活中的应用 大小 倒正 虚实 u>2f ________ ________ ________ f<v<2f 异侧 照相机 u＝2f ________ ________ ________ v＝2f 异侧 判断焦距f f<u<2f ________ ________ ________ v>2f 异侧 投影仪、幻灯机 u＝f 不成像 获取平行光 u<f ________ ________ ________ 同侧 放大镜 凸透镜成像规律记忆：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。物近像远像变大，像儿跟着物体跑。 考点3　眼睛与光学仪器　 1．近视眼与远视眼 眼睛缺陷 成因 成因图示 矫正透镜 矫正图示 近视眼 晶状体变______，像成在视网膜的_______。 ________镜 远视眼 晶状体变______，像成在视网膜的_______。 ________镜 2.显微镜与望远镜 显微镜 显微镜镜筒的两端各有一组透镜，每组透镜的作用都相当于一个________，靠近________的凸透镜叫做目镜，靠近________________的凸透镜叫做物镜。来自被观察物体的光经过物镜后成一个________________的实像，道理就像________的镜头成像一样；目镜的作用则像一个普通的________。 望远镜 有一种望远镜也是由两组凸透镜组成的。靠近________的凸透镜叫做目镜，靠近________________的凸透镜叫做物镜。视角是从物体两端引出的光线在人眼处形成的夹角。视角的大小是影响我们能不能看清一个物体的重要因素。望远镜的物镜成________________的实像，但它离我们的眼睛很近，再加上________的放大作用，________可以变得很大。 实验1　探究凸透镜成像规律 1．实验器材：凸透镜、光具座、蜡烛、________、火柴等。 2．实验图示： 3．实验过程：先明确凸透镜的焦距，使________保持不动，将________由远及近地靠近凸透镜，移动________，直到光屏上呈现出清晰的像；明确每次成像时的物距和对应的像距及像的特点，并填入实验表格中。 4．问题探究： （1）在实验中，蜡烛、凸透镜、光屏的位置应如何放置？ ________________________________________________________________________。 （2）在探究过程中，在光屏上无法接收到像的原因是什么？ ________________________________________________________________________。 （3）如果烛焰的像靠近光屏的上端，应如何调整？ ________________________________________________________________________。 基础检测(限时30min) 一、单选题 1．我国出土的文物“水晶饼”为中部鼓起的透明圆饼，古籍记载“正午向日，以艾承之，即火燃”。关于“水晶饼”利用太阳光生火，下列说法正确的是（　　） A．这是光的反射现象 B．这是光的色散现象 C．“水晶饼”对光有会聚作用 D．“水晶饼”对光有发散作用 2．实验操作考试临近，同学们上实验室动手实验，通过训练提高操作技能。如图，小明正在做凸透镜成像实验，此时光屏上出现了清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．该透镜与近视眼镜的镜片是同一类透镜 B．该透镜的焦距是30cm C．此时成的是倒立、等大的实像 D．如果将蜡烛向左移，光屏需要适当右移才能再次形成清晰的像 3．为严控新冠疫情，保护师生生命安全，我市部分中小学对校园门禁系统进行了升级，配备了人脸识别和测温系统，如图所示。通过校门时，只需将人脸面向屏幕摄像头，该系统就能将测试者的面部信息与备案信息进行比对并获取体温，决定放行与否。关于门禁系统，下列说法中正确的是（　　） A．系统屏幕边框呈黑色是由于所选材质对光的反射能力较强 B．该系统的核心光学元件是凸透镜 C．该系统的成像原理主要是利用光的反射 D．该系统的摄像头所成的像是正立放大的虚像 4．2021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 二、多选题 5．某实验兴趣小组探究平面镜和凸透镜成像的情况如图所示，下列说法正确的是（　　）    A．甲图中蜡烛A靠近玻璃板，所成的像变大 B．甲图中蜡烛A的像是虚像，不能呈现在光屏上 C．乙图中蜡烛靠近凸透镜，移动光屏，光屏上再次呈现清晰的像变大 D．乙图中蜡烛燃烧变短，光屏上的像会向下移 三、填空题 6．如图，是某地投放使用的智能无人驾驶小巴车，它可以通过车上的摄像机和激光雷达识别道路状况。小巴车上的摄像机识别道路上的行人时，其镜头相当于一个 透镜，行人在摄像机感光元件上成倒立、缩小的 像。当小巴车靠近公交站牌时，站牌在摄像机感光元件上所成的像 （选填“变大”“变小”或“不变”）。    7．学习小组对于眼睛视物原理进行了探究实践。请你观察图甲中照相机和眼睛的构造，把照相机与眼睛功能类似的部分填入表乙中。 表乙 照相机 ① 胶卷 光圈 眼睛 晶状体和角膜 ② ③ 8．尊老爱幼是中华民族的传统美德。小伟在重阳节送给爷爷一款带有放大镜的指甲刀（如图所示），以方便爷爷剪指甲。剪指甲时，透镜到指甲的距离比一倍焦距 ，所成的像为放大的 像。拇指按压的手柄是 杠杆。手柄上有凹凸不平的花纹，目的是 。    9．小陈发现爷爷看书报时将书报拿得很远，根据所学知识想到人的眼睛与 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像原理相同，爷爷眼睛的问题是因为晶状体太薄造成的 （选填“近”或“远”）视眼。于是他建议父母带爷爷到眼镜店选配一副由 透镜制成的老花镜。 四、作图题 10．如图甲是科科小朋友玩凸透镜时的情景，请在图乙中用笔画线补齐在透镜的另一边看科科小朋友眼镜的光路图。 五、实验题 11．在探究近视眼和远视眼成因与矫正的主题实践中，该小组利用橡皮膜和注射器制作了水透镜来模拟眼睛的晶状体，打开夹子，通过注射器向橡皮膜中注水或抽水，来改变橡皮膜凸起的程度，如图甲所示。具体操作如下： ①将蜡烛、水透镜和光屏依次摆放在水平光具座上，点燃蜡烛，使烛焰、水透镜和光屏三者的中心在 ； ②将蜡烛放在离水透镜较远的位置，移动光屏，直到屏上出现烛焰清晰的像，如图乙所示，记下此时光屏所在的位置； ③用注射器向水透镜里加适量的水，水透镜对光的偏折能力变 ，此时屏上的像变得模糊，这是模拟近视眼看远处物体的情况。将光屏慢慢靠近水透镜，直到光屏上出现清晰的像，这说明近视眼所成的像在视网膜的 ； ④将光屏移回原来标记的位置，选择不同的眼镜在烛焰和水透镜之间前后移动，直到光屏上出现清晰的像，如图丙所示，这说明矫正近视眼应配戴 透镜； ⑤从水透镜里向外抽取适量的水，再次实验，探究远视眼的成因和矫正。 ⑥眼睛是心灵的窗户，我们要增强保护视力的意识，做到科学用眼，积极防控近视。请写出一条预防近视的措施。 12．小军爱动手、爱思考，以下是他做的一些实验。    （1）小军在探究“某固体熔化时温度的变化规律”实验中，绘制了该固体熔化时温度随时间变化的图像，如图甲所示。请根据图像回答问题： ①该固体是晶体还是非晶体？ 。 ②该固体熔化过程大约持续了 min。 （2）小军用焦距为10cm的凸透镜探究成像规律，如图乙所示，烛焰在光屏上（图中光屏未画出）成清晰的倒立、 （选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像。该成像规律在生活中的应用非常广泛。下列选项中属于该成像规律应用的有 （填写番号）。①照相机②投影仪③显微镜物镜④望远镜物镜 基拔高检测(限时30min) 一、单选题 1．如图所示，凸透镜位于P处（图中未画出）位置不变，移动蜡烛，光屏先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且甲处的像比乙处大，则（　　） A．甲处可能成的是虚像 B．乙处像可能是放大的 C．P点位置在甲的左侧 D．蜡烛的移动方向向左 2．如图是超市安装的一种刷脸自助储物柜。某顾客站在屏幕前50cm处，按下“存”按钮，屏幕上方的摄像头启动，出现人脸缩小的像，柜门打开。下列说法正确的是（　　）    A．该摄像头相当于一个凹透镜 B．该摄像头对光线具有发散作用 C．该摄像头的焦距可能是0.20m D．该摄像头成像原理是光的反射 3．如图甲所示是公共场所的宣传投影灯，装在高处的投影灯照在地面上出现图案，其内部结构如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．不同方向都能看到图案是光在地面发生了漫反射 B．该投影灯的成像原理与照相机相同 C．调小镜头与图片的距离图案变小 D．地面上看到的是放大的虚像 4．某兴趣小组开展“创新服务生活，科技改变未来”的科技创新活动，模拟制作一款“智能”行驶玩具车。该玩具车利用车载传感器（摄像头、雷达）采集生成道路特征数据，完成“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．遇障碍物时，要想生成更大的像，镜头应该向前伸 C．摄像头成的像是正立的虚像 D．成像时障碍物位于镜头的两倍焦距以内 二、多选题 5．将一根筷子竖直插入到装有水的玻璃杯中，从水平方向拍摄的照片如图甲所示，看上去，浸在水中的这段筷子产生了侧移，而且变粗了。乙图为筷子在玻璃杯中的俯视图，O为圆心，P为筷子在水中的位置，以下说法正确的是（　　） A．筷子侧移是因为光的反射现象 B．变粗是因为凸透镜的放大现象 C．若沿虚线方向观察插入在O点处的筷子，看到水中的筷子不会侧移但会变粗 D．若沿虚线方向观察插入在P点处的筷子，看到水中的筷子不会侧移也不会变粗 三、填空题 6．如图所示，电子蜡烛的“烛焰”通过凸透镜在光屏上成一个清晰 立的实像。利用这一成像规律可制成 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”），若保持蜡烛和光屏的位置不变，仅将凸透镜更换成另一个焦距相同、尺寸更大的凸透镜，此时光屏上像的大小与原来的像对比应 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 7．如图所示，小刚自制了一架模型照相机。已知凸透镜的焦距为，外壳的长度为，若将凸透镜对准窗外景物，在外壳内前后移动内纸筒，在半透明膜上可以得到景物 （选填“倒立”或“正立”）的 （选填“放大”或“缩小”）的像；若将凸透镜正对燃烧的蜡烛，当蜡烛距离凸透镜至少 时，可以在外壳内移动的半透明膜上得到清晰的烛焰的像。    8．如图，光线a（图中未画出）射到平面镜上，其反射光线b平行凸透镜的主光轴，b经凸透镜折射后，射到屏上的A点。 （1）画出光线a； （2）画出光线b经凸透镜折射后的光路，并标出凸透镜右侧的焦点F； （3）保持光线a不变，若平面镜转动角度小于，则 （选填“顺时针”“逆时针”）转动平面镜，可使a的反射光线通过凸透镜光心O。 9．智能手机扫码功能可快速获取信息，手机摄像头相当于 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）；二维码通过摄像头在手机中所成的是 （选填“实”或“虚”）像。图乙，蜡烛恰好在光屏上成清晰的像，此时光屏上可观察到倒立 （选填“放大”或“缩小”）的 （选填“实”或“虚”）像，生活中的应用是 （选填“投影仪”或“照相机”）。    四、作图题 10．物体在透镜中成像的情况可以通过作图来确定。图（a）表示凸透镜成像的作图方法，图（b）表示凹透镜成像的作图方法。图中A表示物体的一个发光点，A'表示发光点A的像；O点表示透镜的中心，F点表示透镜的焦点；符号↑表示凸透镜。符号I表示凹透镜，点划线表示主轴，光线Ⅰ表示由A发出的平行于主轴的一条光线，Ⅱ表示通过透镜中心的光线，Ⅲ表示通过凸透镜焦点（或射向凹透镜焦点）的光线，光线Ⅰ'、Ⅱ'、Ⅲ'分别表示了光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ通过透镜后的传播方向。通过多次实验和作图，我们可以归纳出发光点A发出的任何一条光线经过透镜后都将会聚于（或反方向延长相交于）像点A'。 （1）用透镜成像的作图法，作出图中发光点A的像A'。 （2）图中，A'是发光点A通过透镜所成的像。 ①试确定该透镜是凸透镜还是凹透镜，并用作图法确定透镜的位置（将透镜用符号画在图中）。 ②若发光点A发出的某条光线经过透镜折射后恰能通过B点，试用作图法画出折射光线通过B的光路图。 五、实验题 11．小红拿到一块玻璃透镜，仔细观察这块透镜，发现一面有螺纹，一面是光滑的，她对此透镜进行了探究。    （1）她把该透镜靠近书上的“实验”二字，观察到如图甲所示的现象，由此可以判定该透镜是 （选填“凸”或“凹”）透镜； （2）小红查阅资料后了解到，用如图乙所示的三棱镜组合可以描述该透镜对光的作用，请在图乙中画出平行光入射两个三棱镜后出射光线的大致方向 ；    （3）为探究该透镜的成像规律，小红将“F”光源、透镜、光屏放置在光具座上，调整好后，固定透镜位置，使“F”光源从距离透镜较远处逐次靠近透镜，每次都调节光屏到透镜的距离，使“F”光源在光屏上成清晰的像，将结果记录在下表中，则该透镜的焦距为 。当“F”光源位于如图丙所示位置时，光屏应适当向 （选填“左”或“右”）移动，才能在光屏上得到清晰的像。 实验序号 物距 像距 像的性质 1 30 15 倒立、缩小的像 2 20 20 倒立、等大的像 3 15 30 倒立、放大的像 （4）在了解了该透镜的成像规律后，小红用长方形不透明纸盒、平面镜、该透镜设计制作了一个投影仪，其剖面图如图丁所示，平面镜与底面夹角为，平面镜的中心位于透镜的主光轴上，盒上方开一方形孔，将“F”光源按照图示方式朝下平放在方形孔上、中心与平面镜中心在一条竖直线上，若盒子高度h为，为保证在正对透镜前方的屏幕上能看到一个放大的投影，则盒子长度l的范围为 ，屏幕上所成的图像形状是 。（选填“  ”、“  ”或“  ”） 12．项目化学习小组从实验室找到几只透镜准备自制一只望远镜。 （1）如图甲所示，将某透镜放在点光源与光屏中间，此时屏上呈现一个比透镜尺寸大的圆形光斑，将光源向 （左/右）移动，若观察到 现象，则该透镜为凸透镜； （2）选出一对焦距合适的凸透镜作为物镜和目镜，按照如图乙所示方法组装成一只望远镜。小明用望远镜观察天空星星时发现镜中视野范围较小，很难找到目标，为此，他用两块相同的带开口的挡板制作了一个寻星装置，安装在望远镜套筒上后，借助挡板能快捷寻找目标（图丙所示），并将目标锁定在望远镜视野中，下列设计的各挡板中最适合的是 ； （3）小明用该望远镜看远处物体时，发现像与物相比较上下、左右都颠倒了，为使看到的像与物相比不失真，老师建议他将望远镜设计成物镜与目镜不共轴、中部为空腔的形状（图丁所示），再利用几片小平面镜，安装到中部空腔内以改变光路，可以满足要求。 小明按照图戊所示方法，将两块平面镜彼此平行安装在空腔中，你认为这样制作能够达到要求吗？如果能请说明理由；如果不能，请保留图上可取的设计，对无用的设计打“×”，并补上接下来的设计（只需补上一步即可） ，且至少需要 块平面镜。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$