2025年上海中考总复习---透镜及其应用专项

中考总复习 透镜及其应用专项 透镜及其应用 考纲要求 1.了解凸透镜、凹透镜对光的作用； 2.知道凸透镜的焦点、焦距和主光轴； 3.理解凸透镜成放大、缩小实像和虚像的条件； 4.知道照相机、幻灯机和放大镜的原理； 5.知道近视眼和远视眼的矫正； 6.了解望远镜、显微镜的工作原理。 考点梳理 考点一、透镜 1、凸透镜： （1）中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜。 （2）凸透镜对光线有会聚作用。 2、凹透镜： （1）中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜。 （2）凹透镜对光线有发散作用。 3、透镜的主光轴和光心：     如下图所示：透镜上通过两个球心的直线CC′叫主光轴；主光轴上有一个特殊点，通过该点的光其传播方向不变，这个点是光心。 考点梳理 4、凸透镜的焦点、焦距 （１）焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫透镜的焦点，用“F”表示。 （２）焦点到光心的距离叫焦距，用“f”表示。 考点梳理 要点诠释： 1、凡是透光性能优良的材料都能磨制成透镜，如冰、水晶、金刚石、高分子透明树脂、有机玻璃等。透镜是一种模型，常见的物体如近视镜、远视镜、放大镜，甚至一滴水都可以看做是一个透镜。 2、凸透镜对光具有会聚作用，并不是说光通过凸透镜后一定会聚在一点或一定是一束会聚光束。会聚是相对于不发生折射时的光来说的。 3、凹透镜对光具有发散作用，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。发散是相对于不发生折射时的光来说的。 考点梳理 考点二、探究凸透镜成像规律 1、实验目的：观察凸透镜成各种像的条件 2、实验器材：凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴 3、实验步骤： 　　（1）共轴调节,把蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上。点燃蜡烛，调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。 　　（2）把蜡烛放在较远处，使 ，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察这个像是倒立的还是正立的，是放大的还是缩小。测量像距和物距。 （3）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离等于 ，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。测量像距和物距。 考点梳理 （4）把蜡烛再靠近凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在 ，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。测量像距和物距。 　　（5）把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛在凸透镜的焦点上，移动光屏，看是否能够成像 　　（6）把蜡烛移动到凸透镜的焦点以内，移动光屏，在光屏上还能看到烛焰的像吗? 考点梳理 2、凸透镜成像规律记忆口诀： “一焦分虚实，二焦分大小；成实像时，物近像远像变大；成虚像时，物近像近，像变小。” （1）“一焦分虚实”：物体在一倍焦距以内成虚像，一倍焦距以外成实像。 （2）“二焦分大小”：物距小于二倍焦距，成放大的像，（焦点除外）；物距大于二倍焦距成缩小的。 （3）“成实像时，物近像远像变大”：成实像时，物体靠近透镜，像远离透镜，像逐渐变大。 （4）“成虚像时，物近像近，像变小”：成虚像时，物体靠近透镜，像也靠近透镜，像逐渐变小。 要点诠释：     做凸透镜成像实验时，为了保证成像在光屏的中央。应该调节蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一条直线上，并且在同一高度。 考点梳理 考点三、凸透镜成像规律及应用 1、探究凸透镜成像规律： （1）从左向右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏。 （2）调整它们的位置，使三者在同一直线（光具座不用）； （3）调整它们，使烛焰的中心、凸透镜的中心、光屏的中心在同一高度。 2、凸透镜成像规律总结： （1）焦点是成实像和虚像的分界点； （2）二倍焦距处是成放大实像和缩小实像的分界点； （3）倒立的都是实像、正立的都是虚像； （4）当u>v时，像是缩小的；反之，像是放大的； 考点梳理 （5）成实像时：当物距减小时，像距和像都增大；反之，物距增大，像和像距都减小。简言之“物近像远像变大；” （6）无论是成实像还是虚像，只要物体向焦点靠近，所成的像都变大； （7）像与物左右相反，上下相反； （8）凸透镜破损或有污渍，不影响成像的完整性，只是让像变暗； （9）物和像在透镜同侧的是虚像；异侧的是实像。 考点梳理 3、利用三条光线完成凸透镜成像规律作图： ①画一直线表示主光轴； ②把透镜放在主光轴中央，从透镜的位置开始在左右两边的轴上用粉笔标出等于焦距和2倍焦距的位置； ③物体分别设三个位置；（u＜f、f＜u＜2f、u＞2f） ④画出平行于主光轴的光线被凸透镜折射后经过焦点的光线； ⑤通过焦点的光线被凸透镜折射以后平行于主光轴射出； ⑥两条折射光线在透镜另一侧相交于一点； 考点梳理 ⑦过这一点作垂直主光轴的线，这就是物体的像； ⑧若两条折射光线在透镜另一侧不相交，反向延长，交于物体与透镜同侧； ⑨过这一点作垂直主光轴的线，用虚线表示其成的虚像，如图所示: 　　　　　　　　　　　　　　　　 考点梳理 要点诠释：    凸透镜成像规律： 物距（u） 物距（u） u>2f u=2f f<u<2f u=f u<f 像的性质 倒正 倒立 倒立 倒立 不成像 正立放大虚像 像的性质 实虚 实像 实像 实像 不成像 正立放大虚像 像的性质 放大或缩小 缩小 等大 放大 不成像 正立放大虚像 像距(v) 像距(v) f<v<2f v=2f v>2f 不成像 v>u 应用 应用 照相机 实像大小转折点 幻灯机 像的虚实转折点 放大镜 考点梳理 考点四、生活中的凸透镜及应用 1、照相机：镜头相当于凸透镜，来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶片上，成倒立、缩小的实像。 2、投影仪：镜头相当于凸透镜，来自投影片的光通过凸透镜后成像，再经过平面镜改变光的传播方向，使屏幕上成倒立、放大的实像。 3、放大镜：成正立、放大的虚像。 4、显微镜：物镜焦距较短，物体通过它成倒立、放大的实像（像投影仪的镜头）；目镜焦距较长，物镜成的像经过它成放大的虚像（像放大镜）。 5、望远镜：（开普勒望远镜）物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像，目镜的作用相当于一个放大镜，用来把这个像放大。 考点梳理 要点诠释： 1、为了使幕上的像“正立”（朝上），幻灯片要倒着插。　 2、照相机的镜头相当于一个凸透镜，暗箱中的胶片相当于光屏，我们调节调焦环，并非调焦距，而是调镜头到胶片的距离，物离镜头越远，胶片就应靠近镜头。 考点梳理 考点四、眼睛和眼镜 近视眼和远视眼的成因及纠正 　 表现 成因 矫正 近视眼 只能看清近处的物体，看不清远处的物体。 晶状体变得太厚，折射光的能力太强或由于眼球在前后方向上太长，视网膜距晶状体过远，来自远处的光会聚在视网膜之前，视网膜上得不到清晰的像。如图： 远视眼 只能看清楚远处的物体、看不清近处的物体。 晶状体太薄，折光能力太弱，或者是眼球在前后方向上太短，来自近处物体的光线发散程度较大，光会聚到了视网膜之后。 中考真题 1、（2024上海中考） 光具座上有凸透镜、光屏及发光源各一个。当光屏和凸透镜的距离为10cm时，此时在光屏上成缩小的像。物理王把光屏沿着光具座移动5cm后，再次移动光源的位置使成清晰的像。对于该像的情况，下列选项正确的是（   ） A. 一定成放大的像 B. 可能成缩小的像 C. 成像可能比原来小 D. 成像一定比原来小 【解析】CD．当光屏成倒立、缩小的实像，则f<v=10cm<2f,此时解得5cm<f<10cm,把光屏沿着光具座靠近凸透镜5cm时v=10cm-5cm=5cm<f光屏不成像；把光屏沿着光具座远离凸透镜5cm后，再次移动光源的位置使成清晰的像，则f<v=10cm+5cm=15cm<2f,像距变大，物距变小仍为u>2f，根据“物近像远像大”的成实像规律，成像大小变大，但只是比原来变大了，故CD错误； AB．当u>2f时，光屏上成倒立、缩小的实像，故A错误，B正确。故选B。 中考真题 2、（2022上海中考）已知在某物体透过凸透镜在距离透镜25厘米的光屏上成放大的像，若将物体移动到距离凸透镜30厘米处，则此时成（　　） A. 放大的虚像 B. 正立的虚像 C. 放大的实像 D. 缩小的实像 【解析】 在距离透镜25厘米的光屏上成放大的像，则像距大于二倍焦距，即25cm>2f，可得f<12.5cm 将物体移动到距离凸透镜30厘米处，此时物距30cm，则u=30cm>2f 所以成倒立缩小的实像。故选D。 中考真题 3、（2023上海中考）（6分）放大镜是生活中常见的凸透镜，结合图示以及下表中的数据回答问题。   实验序号 物距（cm） 像距（cm） ① 2.40 4.60 ② 3.05 7.85 ③ 3.50 11.70 中考真题 ①根据上表中凸透镜成虚像时的数据，可得物距和像距的变化关系为凸透镜成虚像时，　 。 ②若要使放大镜中所成的像变大，放大镜到物体的距离应　 　一些（选填“远”或“近”）。 ③物理课本在物距L1时成放大正立的像，在物距L2时成倒立缩小的像，请比较L1、L2的大小关系并说明理由：　 物距越大，像距越大 远 L1＜L2，成放大正立的虚像时，物距小于焦距；成倒立缩小的实像时，物距大于两倍焦距。 中考真题 【分析】（1）凸透镜成虚像时，物距越大，像距越大。 （2）要使放大镜中所成的像变大，放大镜到物体的距离应远一些。 （3）物距小于焦距时，成放大正立的虚像；物距大于二倍焦距时，成倒立缩小的实像。 【解答】解：①根据上表中凸透镜成虚像时的数据，可得物距和像距的变化关系为凸透镜成虚像时，物距越大，像距越大。 ②若要使放大镜中所成的像变大，放大镜到物体的距离应远一些。 ③物理课本在物距L1时成放大正立的像，在物距L2时成倒立缩小的像，请比较L1、L2的大小关系并说明理由：L1＜L2，成放大正立的虚像时，物距小于焦距；成倒立缩小的实像时，物距大于二倍焦距。 故答案为：①物距越大，像距越大；②远；③L1＜L2，成放大正立的虚像时，物距小于焦距；成倒立缩小的实像时，物距大于二倍焦距。 【点评】本题考查的是凸透镜的成像规律；知道成正立、放大虚像和倒立、缩小实像的条件。 典型例题 4、在做“探究凸透镜成像实验”时，将焦距为10cm的凸透镜和蜡烛放在光具座上，位置如图所示。则在光屏上（　　） A．成倒立放大的实像         B．成倒立缩小的实像 C．光屏上不会得到像         D．像距大于10cm小于20cm 典型例题 【思路点拨】要解决此题，需要掌握凸透镜成像的规律，知道当物距处于1倍和2倍焦距之间时，成倒立放大的实像．且像距大于2倍焦距。掌握物距的概念，知道物距是从物体到凸透镜的距离。 【答案】A 【解析】由图知，蜡烛到凸透镜的距离是16cm，焦距为10cm，物体处于凸透镜的1倍和2倍焦距之间，所以此时成倒立放大的实像；此时像距大于2倍焦距。 【总结升华】此题考查了凸透镜成像规律的应用，要熟练掌握凸透镜成像的特点与物距、像距之间的关系。 典型例题 5、某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象，如图所示，下列判断正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距是16cm B．当u=12cm时，在光屏上能得到一个缩小的像 C．当u=20cm时成放大的像。投影仪就是根据这一原理制成的 D．把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，像逐渐变小 典型例题 【思路点拨】要熟练掌握凸透镜成像的规律和应用，知道当物距大于焦距时，凸透镜成实像；凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小。 【答案】D 【解析】A、u=v=2f，凸透镜成倒立、等大的实像，由图，u=v=2f=16cm 时，所以f=8cm；A错误。 B、当u=12cm时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像；B错误。C、当u=20cm时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机；C错误。D、物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，凸透镜的物距大于焦距，成实像，凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小；D正确。 【总结升华】凸透镜成像的四种情况和应用，以及凸透镜成实像时，物距、像距、像之间的关系，是凸透镜成像习题的重要依据，一定要熟练掌握。 典型例题 【变式】小明拿着凸透镜在窗户和墙壁之间移动，发现墙壁上出现了一个窗户的清晰的像，此时窗、凸透镜、墙壁的位置如图所示（像没有画出），则下列说法正确的是（　　） A．墙壁上出现的是正立、缩小的实像 B．照相机是利用图中所示的成像规律工作的 C．用白纸挡住凸透镜上半部，墙壁上不能出现窗户完整的像 D．向左移动凸透镜，在墙壁上还会出现一个清晰的像 【答案】B 典型例题 6、在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时，烛焰在光屏上呈现一个清晰放大的像。要使烛焰在光屏上呈现一个清晰缩小的像，调节的方法是（　　） A．透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏靠近透镜移动 B．透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏远离透镜移动 C．透镜不动，蜡烛靠近透镜移动，光屏远离透镜移动 D．透镜不动，蜡烛靠近透镜移动，光屏靠近透镜移动 典型例题 【思路点拨】根据凸透镜成像规律判断，凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像；物距等于像距时，成倒立等大的实像；物距小于像距时，成倒立放大的实像。 【答案】A 【解析】如图，物距小于像距，成倒立放大的实像。要使光屏上呈现倒立、缩小的实像，要增大物距，同时减小像距，所以在凸透镜不动时，蜡烛远离凸透镜，同时光屏靠近凸透镜。 【总结升华】根据物距和像距的关系可以判断凸透镜成像情况；根据物距和焦距，根据像距和焦距，都可以判断凸透镜成像情。 典型例题 7、根据图中入射光和出射光的情况在方框内填上一个适当的光学元件。 典型例题 【思路点拨】我们知道的光学元件一般有平面镜、凸透镜、凹透镜、凸面镜、凹面镜五种，其中平面镜对光的作用是能够改变光的传播方向；凸透镜和凹面镜对光有会聚作用；凹透镜和凸面镜对光有发散作用。将图示的出射光与入射光的特点，与各光学元件的光学性质相对应即可得到答案。 【答案】 典型例题 【解析】将各图中的出射光与入射光进行比较：甲图中，入射光是会聚光，出射光变为平行光，相对于光学元件前的光线是发散了。所以里面的光学元件对光线有发散作用，故为凹透镜。乙图中平行光入射，两条入射光线出射时上下位置颠倒了，只有平行光通过凸透镜且出射光过焦点后位置才会发生颠倒，故为凸透镜。丙图中，出射光与入射光都是平行光，只是光的传播方向发生了变化，故为平面镜。 【总结升华】这种题目一般被称为光学黑匣子问题。把握住入射光线与出射光线的特点是解决此题的关键。特别是乙图中，给人的感觉是发散了，应该是凹透镜，更要注意到两条入射光线出射时上下位置颠倒了，所以这是两条出射光线在方框内会聚相交后又发散的，故应为凸透镜。 典型例题 【变式】根据图中入射光线和折射光线的方向，在方框内画出合适的透镜；在图中根据入射光线画出经凸透镜折射后的出射光线；一束光经过一个透镜前后的情况如图所示，请在图中画出这个透镜。     【答案】   典型例题 8、下为凸透镜成像的示意图．由于不慎将透镜的上沿摔掉一块（图中阴影部分），则所成的像将（　　） A．像的A部分消失了              B．像的B部分消失了 C．成像的效果不受影响           D．像A′B′是完整的，亮度变暗 【思路点拨】凸透镜成像属于光的折射现象，物体发出的光线经凸透镜折射后，会聚在凸透镜另一侧的光屏上，形成物体的实像；如果凸透镜的口径大，透过的光多，像就亮；由于不慎将透镜的上沿摔掉一块，口径小，透过的光少，像就暗。 典型例题 【解析】物体的每一点发出的无数光线，即这些光线一部分通过凸透镜的上部成像在光屏上，也有一部分通过凸透镜的下部成像在光屏上，所以将凸透镜上部碰掉一块时，只是去掉了该点发出的成像光线的一部分，通过凸透镜的下部的那部分光线仍能成像在光屏上，所以成像的性质不变，由于通过的光在减少，所以像的亮度变暗。 【总结升华】解答此题时，很容易出现这样的错误答案，由于将凸透镜上部碰掉一块，上面的光线不能通过，故缺少上半部分。有的同学考虑的更仔细，凸透镜成的是倒立的实像，所以应该是缺少下部分。出现这种错误的原因是对其成像的具体过程不清楚造成的，如果掌握了物体的成像光路图，此题就容易解决了。 典型例题 【变式】在凸透镜主轴上的一物点P，物距大于焦距，如果沿直径对称切除透镜很小一部分，如图所示，再把上、下半截透镜向原主轴位置合拢，则成像情况与原来相比（    ） A.相同　　         B.成两个像，上半截透镜A成像点上移，下半截透镜B成像点下移 C.成两个像，上半截透镜A成像点下移，下半截透镜B成像点上移       D.不能成像 【答案】C 典型例题 9、如图所示，有两条光线分别从凸透镜的两倍焦距（P）处和一倍焦距（F）处射向凸透镜，请在图中画出它们通过透镜后的光路。 【思路点拨】根据凸透镜的三条特殊光线中的一条，过焦点的光通过透镜之后平行于主光轴；根据凸透镜成像规律，物距等于2倍焦距的时候，像距等于物距。 【解析】过焦点的光线经凸透镜折射后，平行于主光轴，从二倍焦点发出的光经凸透镜折射后，仍过二倍焦点。 【总结升华】本题考查了凸透镜对特殊光线的折射特点．注意光线上要标出光的传播方向。 典型例题 10、在模拟近视眼的实验中，将蜡烛放在离凸透镜较远的位置，如图所示，给凸透镜“戴”上近视眼镜，此时光屏上能成一清晰的像；若“取”下近视眼镜，为使光屏上的像清晰，在保持烛焰和透镜位置不变的条件下，应该将光屏（　　） A．远离透镜                      B．靠近透镜 C．靠近透镜和远离透镜都可以         D．保持在原来的位置   【解析】凸透镜相当于人眼的晶状体，给凸透镜“戴”上近视眼镜，光线发散，此时光屏上能成一清晰的像，若“取下”近视眼镜，光线会提前会聚，为使光屏上的像清晰，在保持烛焰和透镜位置不变的条件下，应将光屏靠近透镜移动。【答案】B 典型例题 11、用手机摄像头扫描二维码（如图）可快速登录网页，访问网络数据，当手机扫描二维码时（　　） A．摄像头相当于凸透镜 B．二维码位于摄像头的一倍焦距以内 C．二维码是光源 D．二维码中黑色部分反射光，白色部分吸收光 【解析】A、摄像头相当于凸透镜，成倒立缩小实像，故A正确；B、照相机是利用物距大于二倍焦距时，成倒立缩小实像的规律制成的，因此，“扫入”二维码时镜头和二维码的距离大于二倍焦距，故B错误；C、二维码本身不发光，不是光源，故C错误；D、当扫描黑白相间的条纹时，黑色条纹吸收所有光线，故黑色条纹不反射色光，而白色条纹能够反射所有色光。故D错误。 典型例题 12、放映幻灯片时，想在屏幕山出现“F”画面，则幻灯片的插法应该选择（　　） 【解析】凸透镜成实像时，像与物比较，应该是上下左右都互换，所以放映幻灯时，要想使屏幕上出现放大的“F”字，幻灯片的插法应该是“F”字的开口向左，尖端向上。 【答案】A 典型例题 13、如图所示，MN为凸透镜的主光轴，AB为蜡烛，A′B′为蜡烛所成的像，请用作图法确定凸透镜及一个焦点F的位置，并将它们画出。 解析：（1）连接A′A并延长交主光轴与一点，该点是凸透镜的光心O，过光心O做一个凸透镜。（2）由A点向凸透镜作平行于主光轴的光线AC，连接A′C并延长交主光轴与一点F，F是凸透镜的焦点。如图所示： 典型例题 14、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）。 典型例题 【思路点拨】（1）桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上；调节三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心。（2）根据蜡烛和凸透镜所在的刻度算出物距，根据物距与焦距的关系来判断像距与焦距的关系，即光屏离凸透镜的距离范围。（3）当物距等于二倍焦距时，像距也等于二倍焦距，此时成倒立、等大、实像；远视镜对光起会聚作用，使得成像靠近凸透镜。（4）光屏上找不到像时，可能是成虚像，也可能是像距十分远，也可能是不成像。 【答案】（1）同一高度 光屏中央（2）80（3）等大 左 会聚 （4）物距小于焦距（其他合理即可） 典型例题 【解析】（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。 【总结升华】（1）器材先摆放后调节，蜡烛、凸透镜、光屏按顺序摆放到一条直线上；调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度处。摆放时强调“蜡烛”、“同一直线”，调节时强调“烛焰”、“同一高度”。（2）光具座上蜡烛所在的刻线并不是物距，凸透镜所在刻线减去蜡烛所在刻线才是物距；同理，也需注意光屏所在刻线不是像距。 再见