2025年中考物理专题复习-03 透镜及其运用

专题03 透镜及其运用 培优1 透镜类型判断 2 培优2 凸透镜成像规律 3 培优3 实像与虚像的区分 4 培优4 眼睛与眼镜 显微镜、望远镜 6 培优5 凸透镜成像规律的实验问题 8 培优1 透镜类型判断 一、对凸透镜和凹透镜的认识： 外形特征 对光的作用 相关概念 三条特殊光线 凸透镜 中间厚、边缘薄 会聚 凹透镜 中间薄、边缘厚 发散 二、判断凸透镜和凹透镜的方法： 1.利用透镜的形状特点来判断，中间比边缘厚的是凸透镜，中间比边缘薄的是凹透镜。 2.利用凸透镜对光线的会聚作用和凹透镜对光线的发散作用来判断。 具体方法是：延长原来的入射光线，用虚线表示，把折射光线与虚线方向相比较，若折射光线在虚线内侧，则透镜为凸透镜，若折射光线在虚线外侧，则透镜为凹透镜。 三、正确理解透镜对光线的作用，应注意以下两点： 1.凸透镜(凹透镜)对光线的会聚(发散)作用是指从透镜射出的光线相对入射光线加大了会聚程度或减小了发散程度(加大了发散程度或减小了会聚程度)，即光线经过凸透镜(凹透镜)后并不一定会聚到一点(发散)，只不过比原来的传播方向更靠近(远离)主光轴。 2.会聚作用与会聚光线是不同的，发散作用与发散光线是不同的，要区别开，即会聚作用射出的不一定是会聚光线，发散作用射出的不一定是发散光线。如图甲是会聚作用，图乙是发散作用；图乙的出射光线是会聚光线，图甲的出射光线是发散光线。 【例1】（2025•湖南一模）在图中甲、乙虚线方框内各放置一个透镜，两束光通过透镜前后的方向如图所示，则　　 A．图甲中放凸透镜，图乙中放凹透镜 B．图甲中放凹透镜，图乙中放凸透镜 C．图甲、图乙虚线方框中都放凸透镜 D．图甲、图乙虚线方框中都放凹透镜 【答案】 【分析】凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。 【解答】解：两束光通过甲图后折射光线变的发散了，应为凹透镜； 图乙中，两束平行光经透镜后光线变得会聚了，应为凸透镜；故正确，错误。 故选：。 【例2】（2025•南宁一模）如图，《淮南万毕术》中记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”下列关于其涉及的物理知识，分析正确的是　　 A．制成的冰镜对光有发散作用 B．“削冰令圆”就是把冰块制成凹透镜 C．用于矫正近视眼的透镜与该冰镜形状相似 D．若要“火生”，把“艾”放在冰镜的一倍焦距处最好 【答案】 【分析】凸透镜对光线有会聚作用，平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后会聚成一点，这点是凸透镜的焦点，焦点的温度很高。 【解答】解：．“削冰令圆”是把冰块制成对光有会聚作用的凸透镜，故错误； ．近视眼的晶状体太厚，折光能力太强，因此要佩戴对光有发散作用的透镜，与该冰镜的透镜种类不同，故错误； ．光平行于主光轴入射时，折射后的光会聚在冰镜的焦点处，因此生火时把“艾”放在冰镜的一倍焦距处最好，故正确。 故选：。 【例3】（2025•济阳区模拟）如图所示，四个图画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中为凸透镜是　　 A． B． C． D． 【答案】 【分析】凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，据此结合图片进行判断。 【解答】解：、图中折射光线相对于入射光线是发散的，所以是凹透镜，故不合题意； 、图中向中间会聚的光线变得平行，所以是凹透镜，故不合题意； 、图中入射光线经透镜折射后变得会聚，凸透镜对光线有会聚作用，所以是凸透镜，故符合题意； 、图中平行于上光轴的光线向外发散，所以是凹透镜，故不合题意。 故选：。 【例4】（2025•东昌府区模拟）如图是小明学习透镜知识后所作的几幅光路图，是透镜的焦点，则其中正确的光路图是　　 A． B． C． D． 【答案】 【分析】在作凸透镜或凹透镜的光路图时，先确定所给光线的特点再根据透镜的光学特点（三条特殊光线）来作图。 【解答】解： 、过凹透镜焦点的光线，不属于凹透镜的特殊光线，经凹透镜折射后折射光线应该远离主光轴，故错误； 、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，故正确； 、过凸透镜光心的光线其传播方向不变，故错误； 、平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，故错误。 故选：。 【例5】（2025•相城区校级模拟）如图甲所示，光学元件由两个圆形透镜、组成。将光学元件正对太阳光，把一张白纸放在光学元件下方并正对它，如图乙所示，在白纸上得到了两个大小一样的圆形光斑，圆形光斑的直径大小介于和的直径大小之间，则下列说法正确的是　　 A．、都是凸透镜 B．、都是凹透镜 C．是凸透镜、可能是凹透镜 D．是凹透镜、可能是凸透镜 【答案】 【分析】凸透镜对光线具有会聚作用，凹透镜对光线具有发散作用。 【解答】解：在白纸上得到了两个大小一样的圆形光斑，圆形光斑的直径大小介于和的直径大小之间，这说明透镜对光线具有会聚作用，则是凸透镜；对光线具有发散作用，可能是凹透镜。 故选：。 培优2 凸透镜成像规律 一、基本概念 1.物距：物体到凸透镜光心的距离，用u表示； 2.像距：像到凸透镜光心的距离，用v表示； 3.焦距：焦点到凸透镜光心的距离，用f表示。 二、成像规律 物距(u) 像距(v) 像的性质 像物 应用 u>2f f<v<2f 倒立、缩小的实像 异侧 照相机 u＝2f v＝2f 倒立、等大的实像 异侧 f<u<2f v>2f 倒立、放大的实像 异侧 投影仪 u＝f 平行光　不成像 u<f |v|>u 正立、放大的虚像 同侧 放大镜 三、透镜成像规律分析 1.一焦分虚实：u＝f是成实像与虚像的分界点，u>f成实像；u＝f不成像；u<f成虚像。 2.二焦分大小：u＝2f是成缩小实像与放大实像的分界点，u>2f成缩小的实像；u＝2f成等大的实像；f<u<2f成放大的实像。 3.实像皆倒立，虚像皆正立。 四、凸透镜成像公式: 透镜中有三条特殊光线：过光心的光线不改变传播方向；对凸透镜，平行于主光轴的光线经折射后过焦点，对凹透镜来说，它的焦点是虚焦点，是折射光线的反向延长线过焦点；对凸透镜，过焦点的光线经折射后与主光轴平行，对凹透镜是虚焦点，是入射光线的正对焦点。三条光线如图所示。（口诀：平行过焦，过焦平行；过光心，向不变） 【例6】（2025•永年区一模）蜡烛S、某光学元件K和光屏P按如图示位置放置在光具座上，它们的中心大致在同一高度。此时光屏上可观察到烛焰清晰的像，则下列说法中正确的是（　　） A．若K是小孔并将光屏向右移动少许，光屏上的像将变小 B．仅需水平移动S、K或P中的一个，即可判断K是小孔还是凸透镜 C．若S、P的位置不变，K的焦距变短时，为了让像成在屏上，应在K前佩戴老花镜 D．若K是凸透镜并移至35.0cm刻度线处，光屏上将得到清晰的缩小像 【答案】B 【分析】（1）小孔成像的大小与光屏到小孔的距离，物到小孔的距离等有关； （2）水平移动S、K或P中的一个，小孔成像只能改变像的大小，如是凸透镜成像的大小、清晰度都发生变化； （3）凸透镜焦距变短，对光的会聚能力变强；近视镜是凹透镜，凹透镜对光具有发散作用； （4）在光的折射中，光路是可逆的；根据凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像。 【解答】解：A、若K是小孔并将光屏向右移动少许，此时像距变大，光屏上的像将变大，故A错误； B、仅需水平移动S、K或P中的一个，小孔成像只能改变像的大小，如是凸透镜，则像的大小、清晰度都发生变化，因此仅需水平移动S、K或P中的一个，即可判断K是小孔还是凸透镜，故B正确； C、若S、P的位置不变，K的焦距变短时，K对光的会聚能力变强，会将光线提前会聚成像，为了让像成在屏上，应在K前佩戴近视镜，近视镜是凹透镜，凹透镜对光具有发散作用，会将光线推迟会聚成像，故C错误； D、若K是凸透镜并移至35.0cm刻度线处，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，光路是可逆的可知，光屏上将得到清晰的实像，因此时物距小于像距，根据凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像，故D错误。 故选：B。 【例7】（2025•余干县校级模拟）小军同学在空玻璃杯后某处竖直放置一张画有箭头的硬纸板，透过空玻璃杯看到的箭头如图甲所示；向杯中加水后，透过玻璃杯看到的箭头如图乙所示，则下列说法正确的是　　 A．玻璃杯装水后相当于一个凸透镜 B．利用这个原理可以制成放大镜 C．透过玻璃杯看到箭头，这是利用了光的反射 D．图乙中看到的是箭头的虚像 【答案】 【分析】由凸透镜成像的规律知，当物距在一倍焦距以内时，得到正立、放大的虚像；物体在一倍焦距到二倍焦距之间时，得到倒立、放大的实像；物体在二倍焦距以外时，得到倒立、缩小的实像。 【解答】解：圆柱形水杯仅在水平方向等效于凸透镜，故选项正确； 透过乙杯看到的箭头却是一个反向且变大的像，说明物体在一倍焦距到二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，利用这个原理可以制成投影仪，故选项错误； 该现象由折射引起，而非反射，故选项错误； 透过乙杯看到的箭头却是一个反向且变大的像，说明物体在一倍焦距到二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，故选项错误。 故选：。 【例8】（2025•樟树市校级模拟）无人机常用于航拍，有人说是“会拍照的飞机”，也有人说是“会飞的照相机”，如图为开学第一课“无人机飞进校园”的活动现场。关于无人机航拍，下列说法正确的是　　 A．无人机的镜头是凹透镜，成的是正立、缩小的虚像 B．无人机飞行过程中，相对于大树是静止的 C．要拍摄全景时，可以控制无人机上升一定的高度 D．为了清楚地拍摄景物，物体要位于无人机镜头的一倍焦距与两倍焦距之间 【答案】 【分析】（1）无人机的镜头相当于凸透镜，当，成倒立、缩小的实像，，应用于照相机和摄像机； （2）在研究物体运动时，要选择参照的标准，即参照物，物体的位置相对于参照物发生变化，则运动，不发生变化，则静止； （3）凸透镜成实像时的动态变化规律：物近像远像变大，物远像近像变小。 【解答】解：、拍摄时，无人机的镜头相当于凸透镜，此时物距大于两倍焦距，成倒立、缩小的实像，故错误； 、无人机飞行过程中，以大树为参照物，无人机与大树的位置发生了变化，所以无人机是运动的，故错误； 、要拍摄全景时，即像变小，由凸透镜成实像的规律物远像近像变小，可知，物远像近像变小，所以需控制无人机上升上升一定的高度，故正确； 、为了清楚地拍摄景物，物体要位于无人机镜头的2倍焦距以外，故错误。 故选：。 【例9】（2025•莲池区一模）如图所示，利用图甲来测量凸透镜的焦距，利用图乙来探究凸透镜成像的规律，当蜡烛在图乙位置时，光屏上恰好成清晰的像，下列说法正确的是　　 A．图乙中将蜡烛移到刻线处，光屏上成正立、放大的虚像 B．图乙中只将蜡烛和光屏位置互换，可以在光屏上得到清晰的像 C．图乙中将蜡烛移到刻线处，成像特点与照相机成像特点相同 D．保持蜡烛位置不变，将透镜向左移动并适当移动光屏，光屏上所成的像会逐渐变小 【答案】 【分析】（1）根据凸透镜焦点和焦距的定义进行判断；物距小于焦距，成的是正立、放大的虚像，虚像不能成在光屏上； （2）在光的折射中，光路是可逆的； （3）物体在一倍焦距与二倍焦距之间，成的是倒立、放大的实像； （4）凸透镜成实像时物镜像远像变大。 【解答】解：、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，所以由图可知该凸透镜的焦距：，将蜡烛移到刻线处，此时的物距是：，则物距小于焦距，成的是正立、放大的虚像，虚像不能成在光屏上，故错误； 、只将蜡烛和光屏互换，根据光路的可逆性，可以在光屏上得到清晰放大的像，故正确； 、将蜡烛移到刻线处，此时的物距是：，物体在一倍焦距与二倍焦距之间，成的是倒立、放大的实像，与投影仪成像特点相同，故错误； 、保持蜡烛位置不变，将透镜向左移动物距变小并适当移动光屏，光屏上所成的像会逐渐变大，故错误。 故选：。 【例10】（2025•李沧区二模）甲、乙两只机械手表，放在凸透镜的主光轴上，如图，手表的表面正对凸透镜，跟主光轴垂直，从凸透镜的另一侧适当位置观察手表，则下列关于手表秒针旋转方向的说法中正确的是　　 A．甲表秒针顺时针旋转，跟直接看表几乎相同 B．乙表秒针顺时针旋转，跟直接看表几乎相同 C．乙表秒针逆时针旋转，但表面上下左右都颠倒过来了 D．甲表秒针顺时针旋转，但表面上下颠倒过来了 【答案】 【分析】这是一个凸透镜成像问题。先根据凸透镜成像规律判断出甲、乙两图的成像情况，然后再判断指针的转动方向， 【解答】解：、由甲图可知：甲图中的表到凸透镜的距离小于焦距，此时在凸透镜的另一侧看到的是正立放大的手表像，所以看到的秒针与实际转向一样，所以甲表顺时针旋转，跟直接看表一样，故正确，错误； 、由乙图可知：乙图中的表到凸透镜的距离大于焦距而小于二倍焦距，从凸透镜的另一侧可看到物体上下倒立、左右颠倒的放大的像，但是表针的转动方向不会改变，还是顺时针旋转，但表面上下左右都颠倒过来，故错误。 故选：。 培优3 实像与虚像的区分 物理中实像和虚像的区别有： 1.成像原理：物体射出的光线经光学元件反射或折射后，重新会聚所成的像叫做实像，它是实际光线的交点。在凸透镜成像中，所成实像都是倒立的。如果物体发出的光经光学元件反射或折射后发散，则它们反向延长后相交所成的像叫做虚像。 2.承接方式：虚像能用眼睛直接观看，但不能用光屏接受；实像既可以用光屏承接，也可以用眼睛直接观看。人看虚像时，仍有光线进入人眼，但光线并不是来自虚像，而是被光学元件反射或折射的光线，只是人们有“光沿直线传播”的经验，以为它们是从虚像发出的。虚像可能因反射形成，也可能因折射形成，如平面镜成等大的虚像，凸透镜成放大的虚像。 3.成像位置：实像在反射成像中，物、像处于镜面同侧，在折射成像中，物像处于透镜异侧；虚像在反射成像中，物、像处于镜面异侧，在折射成像中，物像处于透镜同侧。 总结：小孔成像、照相机、投影仪成实像。 平面镜、凹面镜、凸面镜、凹透镜、放大镜成虚像。 海市蜃楼、筷子在水中“折断”等光的折射引起的也成虚像。 当然，它们的原理不尽相同，小孔成像是光的直线传播；平面镜、凹面镜、凸面镜是光的反射；照相机、投影机、放大镜、凹透镜、海市蜃楼等是光的折射。 实像总是倒立的，虚像总是正立的。 【例11】（2025•新城区三模）北宋的沈括在《梦溪笔谈》中记述了影子和小孔成像的现象。如图所示，记述了鸢（老鹰）及其“影子”的运动方向一致。如图所示，记述的是窗外的鸢与其经小孔呈现在室内的“影子”运动方向相反。如图所示，小明发现鸢与其在水中倒影运动方向也一致。下列关于光现象的说法正确的是　　 A．图中的“影子”是由光的反射形成的 B．图中的“影子”是鸢倒立、等大的虚像 C．图中，鸢远离水面时，“倒影”大小不变 D．生活中的照相机与图的原理相同 【答案】 【分析】（1）光在同种均匀介质中沿直线传播，遇到不透明物体时在后面形成影子； （2）小孔成像现象是由于光在同种均匀介质中沿直线传播形成的；照相机利用的凸透镜成像，是由光的折射形成的； （3）平面镜成像时，像和物体大小相等。 【解答】解：、图1中的鸢“影”是影子，由光的直线传播形成的现象，故错误； 、图2中的鸢“影”属于小孔成像，是光沿直线传播形成的实像，照相机利用的凸透镜成像，是由光的折射形成的，两者原理不同，故错误； 、图3中的鸢“影”是光的反射形成的虚像，是平面镜成像现象，根据平面镜成像特点知，像与物大小相同，所以鸢远离水面时，鸢“影”大小不变，故正确。 故选：。 【例12】（2025•潮南区校级模拟）2024年12月26日晚，中国航空工业集团官微发文：关山正飞雪，烽火断无烟。夙兴夜寐，兴装强军。如图甲、乙所示的两张照片是某军事爱好者用焦距不变的相机在26日白天同一位置先后两次拍摄的同一架新型飞行器在空中飞行的画面，新型飞行器在照相机内成 　 　 、缩小的 　　 （选填“实”或“虚” 像，比较甲、乙两图可知，新型飞行器在 　　 （选填“靠近”或“远离” 照相机。 【答案】倒立；实；靠近。 【分析】（1）照相机成倒立、缩小的实像； （2）根据凸透镜成实像时，物近像远像变大分析回答。 【解答】解：照相机成倒立、缩小的实像； 比较甲、乙两图可知，新型飞行器的像变大，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，新型飞行器在靠近照相机。 故答案为：倒立；实；靠近。 【例13】（2025•乌当区校级模拟）如图所示，小明利用手机、凸透镜、鞋盒，自制了一台投影仪，可以在墙上得到放大且较明亮手机画面的像。下列说法正确的是　　 A．该投影仪所成的像为倒立的实像 B．将手机远离透镜，投出来的像会变大 C．为了得到放大的图像，应将手机放置在透镜的一倍焦距以内 D．为了观看方便，应将手机倒立固定在鞋盒一端 【答案】 【分析】（1）凸透镜成像规律及其应用之一：，成倒立、放大的实像，，应用于幻灯机和投影仪； （2）凸透镜成实像时，物近像远像变大； （3）比较鞋盒的长度和凸透镜的焦距大小关系作出判断。 【解答】解：、投影仪所成的像为倒立、放大的实像，故正确； 、凸透镜成实像时，物近像远像变大，将手机远离透镜，投出来的像会变小，故错误； 、为了得到放大的图像，应将手机放置在透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，故错误； 、投影仪的成像时，，所以手机应放置在距离凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间的位置上，鞋盒的长度和焦距未知，所以不能将手机倒放固定在鞋盒一端，故错误。 故选：。 【例14】（2025•东营区校级三模）如图所示，许多博物馆会在较为精巧的文物前放置凸透镜，便于观察细微之处。通过凸透镜看到的像是　　 A．正立、放大的虚像 B．正立、缩小的虚像 C．倒立、缩小的实像 D．倒立、放大的实像 【答案】 【分析】根据凸透镜成像的规律之一进行解答，即：当物距小于焦距时，物体通过凸透镜成正立、放大的虚像。凸透镜成虚像时，物距变小，像变小。 【解答】解：许多博物馆会在较为精巧的文物前放置凸透镜，便于观察细微之处，此时的凸透镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像。 故选：。 【例15】（2025•宁国市模拟）小明在五一劳动节期间与朋友去黄山游玩，如图所示，这是他们用照相机拍摄的黄山的迎客松的照片。下列有关说法正确的是　　 A．照相机的镜头是凹透镜，该类透镜可以用来矫正远视眼 B．拍摄时，迎客松到镜头的距离等于镜头的2倍焦距 C．拍摄这张照片时，迎客松在感光元件（相当于底片）上所成的是倒立、缩小的实像 D．小明想把迎客松拍得更大一些，应该增大镜头与迎客松之间的距离 【答案】 【分析】凸透镜可以矫正远视眼； 物距，凸透镜成倒立缩小的实像，应用是照相机； 凸透镜成实像时，物近像远像变大。 【解答】解：、照相机的镜头是凸透镜，该类透镜对光线具有会聚作用，可以用来矫正远视眼，故错误； 、根据照相机的成像条件可知，迎客松到镜头的距离大于镜头的2倍焦距，故错误； 、拍摄这张照片时，迎客松在感光元件（相当于底片）上所成的是倒立、缩小的实像，故正确； 、小明想把迎客松拍得更大一些，像变大，像距变大，物距变小，需要使相机离迎客松更近些，同时增大镜头与感光元件之间的距离，故错误。 故选：。 培优4 眼睛与眼镜 显微镜、望远镜 一、近视眼和远视眼 1．眼睛成像原理与照相机相同，晶状体相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏，物体经晶状体后在视网膜上成倒立、缩小、实像. （1）远处景物的像落在视网膜前方时叫近视眼，需戴凹透镜来矫正. （2）远处景物的像落在视网膜后方时叫远视眼，需戴凸透镜来矫正. 一、原理 1．显微镜 用显微镜观察物体时，要将被观察物体放在物镜一倍焦距和二倍焦距之间，经过物镜得到一个倒立、放大的实像，实像的位置在目镜一倍焦距内，再经其放大，最后得到比原物体放大许多倍的虚像。该虚像和物体比较是倒立的，为便于观察，需将物体倒放。 2．望远镜 天文望远镜距离被观察物体(如天体)很远，物体和物镜的距离远大于物镜的二倍焦距，经过物镜成一倒立、缩进小的实像，其作用相当于将被观察物体移近，再经目镜将得到的实像放大，最后得到的虚像比原物体小得多，该虚像和物体比较是倒立的。 二、成像原理图 三、放大倍数  1．显微镜 ①显微镜的放大倍数等于物镜和放大倍数和目镜的放大倍数的乘积。  ②显微镜的放大倍数是指长和宽的倍数。③物镜、目镜的焦距越短，放大率越高。 2．望远镜 一般用目镜视角与物镜入射角之比作为 望远镜放大倍数的标示，通常用物镜焦距与目镜焦距之比计算，表示望远镜视角的放大程度。例如，放大倍数为10倍的望远镜，指的是能将1度视角的目标放大为10度。 【例16】（2025•怀化一模）新学期学校课间休息延长至15分钟，学生每天户外活动2小时，这些举措能很好的改善近视眼低龄化倾向。从物理学角度来分析，以下图示能说明近视眼成因及矫正方法的是　　 A．①③ B．②④ C．①④ D．②③ 【答案】 【分析】近视眼的成因是只能看清近处的物体，看不清远处的物体，晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，因此来自远处点的光会聚在视网膜前； 对近视眼的矫正可通过凹透镜对光线的发散作用进行纠正。 【解答】解：近视眼形成的原因是：晶状体变厚，焦距变短，对光的折射能力变强，像成在视网膜的前方，图中的②图能反映近视眼的成因，凹透镜对光线的发散作用，可以使像远离晶状体，成在视网膜上，矫正近视眼，④是矫正方法，故正确，错误。 故选：。 【例17】（2025•滨海县一模）将一副眼镜靠近玩具兔时出现如图情景。以下关于镜片的认识中，正确的是　　 A．用于矫正远视眼的凹透镜 B．用于矫正远视眼的凸透镜 C．用于矫正近视眼的凹透镜 D．用于矫正近视眼的凸透镜 【答案】 【分析】凸透镜成像的三种情况和应用：，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机。，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪。，成正立、放大的虚像，应用于放大镜。凹透镜成正立、缩小的虚像。凹透镜可以成正立缩小的虚像。 【解答】解：由图可知，将一副眼镜靠近玩具兔时，成正立缩小的虚像，故镜片是凹透镜，可以矫正近视眼，故错误，正确。 故选：。 【例18】（2025•永年区模拟）生物课上，小石用显微镜观察番茄果肉细胞时，只要调整物镜就可以使图中视野甲变为视野乙。于是突发奇想，用丙图实验装置来模拟物镜的成像情况。下列说法正确的是　　 A．丙图此时的成像情况，刚好可以模拟显微镜物镜成倒立放大的虚像 B．若要模拟从甲图到乙图的变化过程，可使水透镜变薄或将蜡烛靠近透镜 C．若要模拟从甲图到乙图的变化过程，可向水透镜内注入水或将蜡烛远离透镜 D．若用手挡住一部分水透镜，光屏上可以呈现不完整的像，像会变的更明亮 【答案】 【分析】丙图中倒立放大的实像，模拟显微镜物镜成倒立放大的实像； 若要模拟从甲图到乙图的变化过程，水透镜变薄焦距变大，所成的像变大，蜡烛靠近透镜像变大； 若要模拟从甲图到乙图的变化过程，水透镜注水焦距变小，所成的像变小，蜡烛远离透镜像变小； 若用手挡住一部分水透镜，光屏上可以呈现完整的像，透镜通过的折射光线变少。 【解答】解：丙图中倒立放大的实像，模拟显微镜物镜成倒立放大的实像，故错误； 若要模拟从甲图到乙图的变化过程，水透镜变薄焦距变大，所成的像变大，蜡烛靠近透镜像变大，故正确； 若要模拟从甲图到乙图的变化过程，水透镜注水焦距变小，所成的像变小，蜡烛远离透镜像变小，故错误； 若用手挡住一部分水透镜，光屏上可以呈现完整的像，透镜通过的折射光线变少，所以像会变化，故错误。 故选：。 【例19】（2025•广饶县一模）如图所示，为望远镜简化图，请补充图中入射光线到达观察者眼睛的光路图。 【答案】见解析。 【分析】根据望远镜的基本原理进行作图。 【解答】解：望远镜的物镜相当于照相机，将远处物体的像成像在目镜的焦点附近；目镜相当于放大镜，将物镜所成的倒立、缩小的实像进行放大，成正立、放大的虚像（一般情况下物镜与目镜的焦点重合）如图所示： 。 【例20】（2025•梁溪区一模）跨学科实践课上同学们准备自制天文望远镜，实验室有四种规格的凸透镜如下表： 序号 直径 4 5 8 5 焦距 10 10 30 20 查得资料：望远镜的放大倍率取2至3倍为宜，放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比。 选物镜与目镜直径大的，可适当增大观察范围，并使成像更亮更清晰。 （1）为获得较大放大倍率，小组应选用　　 透镜做物镜、　　 透镜做目镜最适宜； （2）图乙为望远镜成像原理图，物镜的原理相当于　　 （选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”，下同），目镜相当于　　 。 （3）制作完成后，他们用望远镜观察远处树木，肉眼直接观察树木如图丙所示，则在原地用自制望远镜看到的像是　　 （选填一个字母）；与原物相比，通过望远镜所成的是树木　　 （选填“放大”或“缩小” 的虚像。 【答案】（1）；；（2）照相机；放大镜；（3）；缩小。 【分析】望远镜物镜：靠近被观测物体的一组透镜，作用相当于照相机的镜头，远处的物体在物镜的二倍焦距之外，经物镜在物镜的焦点附近成倒立、缩小的实像。 目镜：靠近眼睛的一组透镜，作用相当于普通放大镜，通过目镜把缩小的实像放大，得到放大的虚像。 【解答】解：（1）根据资料可知，望远镜的放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比，且放大倍率取2至3倍为宜。要获得较大放大倍率，应选择焦距较长的凸透镜作为物镜，焦距较短的凸透镜作为目镜。在给出的四种凸透镜中，透镜的焦距为，是最长的，适合作为物镜；、透镜的焦距均为，相对较短，可作为目镜。同时，透镜的直径为，是所有透镜中最大的，能增大观察范围并使成像更亮更清晰；而、透镜中，透镜的直径为，大于透镜的，所以选择透镜做目镜更适宜。故应选用透镜做物镜、透镜做目镜。 （2）天文望远镜的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像，这与照相机的成像原理相似；目镜的作用是将物镜所成的实像再次放大，成正立、放大的虚像，其原理相当于放大镜。 （3）由（2）可知，通过天文望远镜最终看到的像是经过物镜成倒立实像和目镜成正立虚像后的结果，所以看到的是倒立的像。观察远处树木，肉眼直接观察树木是正立的，那么通过自制望远镜看到的像应该是倒立的，与原物相比，通过望远镜所成的是树木缩小的虚像。因为物镜成缩小的实像，目镜将这个实像放大，但整体而言，与原物相比还是缩小的。故符合题意，但可以确定看到的像是倒立的，是缩小的虚像。 故答案为：（1）；；（2）照相机；放大镜；（3）；缩小。 培优5 凸透镜成像规律的实验问题 一、解题时要注意把握以下几点： 1.实验器材：蜡烛、火柴、凸透镜（焦距已知）、刻度尺（光具座）、光屏。 2.实验：实验时仪器在光具座上从左向右依次摆放蜡烛、凸透镜、光屏。点燃蜡烛，调整它们的高度，使凸透镜的光心、光屏的中心和烛焰的中心大致在同一高度，这样做烛焰的像能成在光屏的中央。 实验过程中，由于蜡烛燃烧变短，导致光屏上的像向上方移动，要使像重新成在光屏的中心，有三种调节方法： ①如果只调节蜡烛，应将蜡烛向上调节； ②如果只调节凸透镜，应将凸透镜向下调节； ③如果只调节光屏，应将光屏向上调节。 当用纸片遮住透镜的上半部分，则原来清晰的实像将变暗，但仍然能成完整的像。 3.实验记录： ①要求记录物距和像距； ②还要记录像的正倒、放大缩小、实像虚像。 4.对倒立的理解： ①相对于原来的物体而言； ②左右颠倒，上下颠倒（旋转180°）。 5.若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能的原因有： ①蜡烛放在焦点上或焦点以内； ②蜡烛焰心、凸透镜中心和光屏中心三者不在同一高度上； ③蜡烛和光屏放在了凸透镜的同一侧；（这个属于错误，要看题干中是如何交代的） ④选用的凸透镜的焦距太大（或光具座长度较小，小于4倍焦距），光屏无法承接到像。 二、凸透镜成像规律“顺口溜” 一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小； 实像和物异侧倒，虚像和物同侧正； 物近像远实像大，物远像近实像小； 物近像近虚像小，物远像远虚像大。 为帮助同学们理解凸透镜成像规律,解释如下： 一倍焦距分虚实，（物距小于一倍焦距时，成虚像；物距大于一倍焦距时，成实像；物距等于焦距，不成像。也就是说，焦点是凸透镜成虚像或实像的分界点） 二倍焦距分大小。（物距大于1倍焦距而小于2倍焦距时，成倒立、放大的实像；物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像；物距等于2倍焦距时，成倒立、等大的实像。即2倍焦距处是像与物相比放大还是缩小的分界点） 实像和物异侧倒，（成实像时，像、物总是在透镜的两侧，像相对于物是倒立的） 虚像和物同侧正。（成虚像时，像、物总是在透镜的同侧，像相对于物是正立的） 凸透镜成实像时，物近像远像变大；（成实像时，如果物体靠近透镜，像要远离透镜，同时像要变大） 凸透镜成虚像时，物近像近像变小。（成虚像时，如果物体靠近透镜，像要靠近透镜，同时像要变小，但和物体相比，像还是放大的，只是放大的倍数变小了） 【例21】（2025•大庆一模）在探究凸透镜成像规律时，小华小组将蜡烛、凸透镜和光屏按顺序装到光具座上后，点燃蜡烛。 （1）实验前要调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在 　 　 ，目的是使像呈现在光屏的中央。 （2）小华将蜡烛、凸透镜和光屏移到如图所示的位置时，光屏上恰好呈现烛焰清晰的像（像未画出）。小华在该实验中使用的凸透镜焦距为 　　，实验中选择口径较 　　 （填“大”或“小” 的凸透镜成像效果较好。 （3）在（2）的基础上，保持凸透镜位置不动，将蜡烛移至刻度线处，应将光屏向 　　 （填“左”或“右” 移动适当距离才能再次接收到烛焰清晰的像，此成像性质与 　　 （填“照相机”“投影仪”或“放大镜” 的成像原理相同；光屏上成清晰的像后，若在蜡烛和凸透镜之间放置一个近视眼镜，为了再次在光屏上呈现清晰的像，需要将光屏向 　　 （填“左”或“右” 移动适当的距离。 （4）同组的小明将高度为的发光物体沿主光轴从远处向透镜的焦点靠近（已知透镜的焦距为，则下列反映像高或像距随物距变化的关系图像中正确的是 　　 。（填字母） 【答案】（1）同一高度；（2）15.0；大；（3）左；照相机；右；（4）。 【分析】（1）为了使烛焰的像成在光屏中央，应将烛焰和光屏的中心调到同一高度； （2）根据，成倒立、等大的实像，据此确定凸透镜的焦距；口径大的凸透镜可以会聚更多的光线，使得成像更清晰； （3）根据凸透镜成实像时，物远像近像变小分析回答；凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，应用于照相机；近视眼镜片是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用； （4）逐项分析各选项得出答案。 【解答】解：（1）为了使烛焰的像呈现在光屏中心，应使得烛焰、凸透镜。光屏的中心在同一高度； （2）由图可知，，根据，成倒立、等大的实像，即，故该凸透镜的焦距； 要选用口径较大的凸透镜，因为用大口径凸透镜可以会聚更多的光线，使得成像更清晰； （3）凸透镜位置不动，将光源移至刻度线处，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，应将光屏向左移动； 此时的物距大于像距，根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，应用于照相机； 近视镜片属于凹透镜，若在蜡烛和凸透镜之间放置近视眼镜片，则光线会被发散，经凸透镜后的光线会聚点会被延后，故需要将光屏向右移动才能再次接收到清晰的像； （4）、根据凸透镜成实像原理可知，像的高度随着物距增加而减小，且当物距时，像的高度等于物体的高度，故正确，错误； 、根据凸透镜成实像原理可知，像距会随着物距的增大而减小，且只有当物距时，像距才等于物距，故错误。 故选：。 故答案为：（1）同一高度；（2）15.0；大；（3）左；照相机；右；（4）。 【例12】（2025•船营区校级一模）实验小组用如图所示的装置“探究凸透镜成像规律”。 （1）如图，点燃蜡烛后，光屏上恰能成清晰的像，　 　 （填“照相机”“投影仪”或“放大镜” 就是根据该成像特点制成的。如果烛焰的像没有呈现在光屏的中央，则产生这一现象的原因是烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心 　　 （选填“在”或“不在” 同一高度； （2）将蜡烛向左移动一段距离，光屏上的像变模糊了，为了使光屏上再次成清晰的像，同学们提出了两种不同的解决方案：方案一：仅将光屏向 　　 移动一段距离；方案二：仅换用焦距较 　　 的凸透镜； （3）手机的摄像头相当于凸透镜，在日常生活中该类透镜可以用来矫正 　　 （选填“近视眼”或“远视眼” 。 【答案】（1）照相机；不在；（2）左；大；（3）远视眼。 【分析】（1）根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，应用于照相机； 为了使像成在光屏中央，应调节烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心在同一高度； （2）凸透镜成实像时，物远像近像变小分析回答；凸透镜焦距越大，对光的会聚能力越弱； （3）远视眼镜是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用。 【解答】解：（1）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，应用于照相机； 为了使像成在光屏中央，应调节烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心在同一高度，如果烛焰的像没有呈现在光屏的中央，则产生这一现象的原因是烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心不在同一高度； （2）方案一：将蜡烛向左移动一段距离，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，仅将光屏向左移动一段距离； 方案二：将蜡烛向左移动一段距离，物距增大，根据凸透镜成像规律可知，此时像成在光屏的左侧，为了使光屏上再次成清晰的像，应换用焦距较大的凸透镜，凸透镜焦距越大，对光的会聚能力越弱，会将光线推迟会聚成像； （3）手机的摄像头相当于凸透镜，凸透镜能矫正远视眼。 故答案为：（1）照相机；不在；（2）左；大；（3）远视眼。 【例23】（2025•平城区校级模拟）照相机、投影仪、放大镜的主要构成原件均为凸透镜，但成像特点却大不相同，像的虚实、大小、正倒与物体到凸透镜的距离（物距）有什么样的关系呢？求真实验小组对此进行了探究。 实验思路： （1）将物体放在距离凸透镜较远的地方，然后逐渐移近，观察并记录物距以及像的虚实、大小、正倒，寻找其中的规律。 实验过程及结论： （2）将蜡烛、凸透镜、光屏按如图依次安装在光具座上，点燃蜡烛，调节它们的高度，使烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在　 　 ； （3）当蜡烛、凸透镜、光屏三者的位置如图所示时，在光屏上恰好有清晰的像（像未画出），根据此现象可以制成生活中的　　 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜” ； （4）保持上图各器材位置不变，凸透镜更换为焦距的凸透镜，发现光屏上的像变的模糊了，这与　　 （选填“近视眼”或“远视眼” 患者的成像特点相同，可以通过在蜡烛和凸透镜之间放一个　　 （选填“凹透镜”或“凸透镜” 使成像再次清晰。 【答案】（2）同一高度；（3）照相机；（4）近视眼；凹透镜。 【分析】（2）为了使像成在光屏中央，应调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致调整在同一高度； （3）根据，成倒立、缩小的实像，应用于照相机； （4）凸透镜焦距变小，对光的会聚能力变强；凹透镜对光线具有发散作用，可以矫正近视眼。 【解答】解：（2）为了使像成在光屏中央，应调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致调整在同一高度； （3）将蜡烛移到距凸透镜处，此时物距大于两倍焦距，成的是倒立、缩小的实像，与照相机的成像原理相同； （4）将原凸透镜更换为一个焦距的凸透镜，凸透镜焦距变小，对光的会聚能力变强，会将光线提前会聚成像，此时像成在光屏的前方；为了使光屏上再次得到清晰的像，可以在蜡烛和凸透镜之间放置一个凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用，会将光线推迟会聚成像，凹透镜可以用来矫正近视眼 故答案为：（2）同一高度；（3）照相机；（4）近视眼；凹透镜。 【例24】（2025•南关区校级模拟）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，进行了如下探究： （1）安装器材时，应将蜡烛、凸透镜、光屏 　 　 （选填“分散”或“靠拢” 排列在光具座上，更便于调节三者的中心在同一高度。 （2）当各器材位置如图所示时，光屏上成清晰的像，这一操作是为了 　　 。 （3）将蜡烛置于处，无论怎样移动光屏都看不到像。取走光屏，从光屏一侧向凸透镜方向观察，看到了烛焰的像，这个像是实像还是虚像？　　 。 （4）保持图中蜡烛和凸透镜的位置不变，换用焦距更小的凸透镜，仍要在光屏上得到缩小的像，应将光屏向 　　 侧移动。 【答案】（1）靠拢； （2）探究物距大于二倍焦距时成像的特点； （3）虚像； （4）左。 【分析】（1）为了使像成在光屏中央，应调整光源、凸透镜、光屏三者的中心在同一水平线上； （2）根据凸透镜的成像特点作图；根据，成倒立、缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的； （3），成正立、放大的虚像，应用于放大镜和老花镜。虚像不能呈现在光屏上，必须透过透镜观察； （4）将凸透镜换为焦距更小的凸透镜，相当于增大物距，根据物远像近像变小，物近像远像变大的特点分析。 【解答】解：（1）将三者靠拢，可以减小光源、透镜、光屏三者的距离，便于将光源、透镜、光屏三者的中心调节到同一高度。 （2）如图，光屏上成清晰像，此时，物距为，像距为，物距大于像距，所以，此时物距大于二倍焦距，这一操作是为了探究物距大于二倍焦距时成像的特点。 （3）根据上题可知， 解得 将蜡烛置于处，物距为，此时物距小于焦距，成的是正立、放大的虚像。 （4）保持图中蜡烛和凸透镜的位置不变，换用焦距更小的凸透镜，则透镜对光的会聚能力变强，像距变小，仍要在光屏上得到缩小的像，应将光屏向左侧移动。 故答案为：（1）靠拢； （2）探究物距大于二倍焦距时成像的特点； （3）虚像； （4）左。 【例25】（2025•湖北模拟）如图，是小明做“探究凸透镜成像的规律”的实验装置： （1）实验时，调节烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心在同一高度； （2）固定凸透镜的位置，将蜡烛放在距离凸透镜较远处，此时应移动 　 　 直至出现最清晰的像，记录物距、像距、像的性质； （3）改变物距，重复上述操作，多次实验，将实验数据记录在下表中： 凸透镜的焦距： 实验次数 物距 像距 像的性质 正立或倒立 放大或缩小 虚像或实像 1 18.0 6.9 倒立 缩小 实像 2 10.0 10.0 倒立 等大 实像 3 7.0 17.7 倒立 放大 实像 4 4.0 正立 放大 虚像 分析数据可知：当物距大于凸透镜焦距时，物距减小，像距 　　 ；（选填“增大”、“减小”或“不变” （4）当光屏上出现清晰的像时，小明不小心用手指尖遮挡住了凸透镜的一部分，这时光屏上 　　 （选填“仍能”或“不能” 成烛焰完整的像； （5）如图，当无人机在高空拍摄地面场景时，所成的像最靠近图中凸透镜主光轴上的 　　 （选填“”、“ ”、“ ”或“” 点； （6）生活中常用的放大镜应用了表中第 　　 次实验的成像规律。 【答案】（2）光屏；（3）增大；（4）仍能；（5）；（6）4。 【分析】（2）固定好凸透镜和蜡烛的位置，然后移动光屏找像； （3）凸透镜成实像时，物近像远像变大； （4）用手指尖遮挡住了凸透镜的一部分，蜡烛各点发出的光线仍然通过凸透镜成像； （5）地面场景距离凸透镜的距离远大于二倍焦距，凸透镜成实像时物远像近像变小分析解答； （6）当物距小于一倍焦距时，成正立放大的虚像，应用于放大镜。 【解答】解：（2）固定凸透镜的位置，则凸透镜的位置不变，将蜡烛放在距离凸透镜较远处，蜡烛的位置保持不变，此时应移动光屏，直至光屏上出现最清晰的像。 （3）由实验次数1、2、3可知，当物距大于凸透镜焦距时，物距减小，像距增大。 （4）当光屏上出现清晰的像时，用手指尖遮挡住了凸透镜的一部分，蜡烛各点发出的光线仍然通过凸透镜成像，光线变少，所以在光屏上成的像变暗，但仍能成烛焰完整的像。 （5）当无人机在高空拍摄地面场景时，物距远大于二倍焦距，由凸透镜成像规律可知，像距在一倍焦距到二倍焦距之间，由图可知，只有、两点在一倍焦距和二倍焦距之间，由凸透镜成实像时物远像近像变小可知，物距越大，像距越小，所以成的像最靠近图中凸透镜主光轴上的点。 （6）由凸透镜成像规律可知，生活中常用的放大镜应用了物距小于一倍焦距时，成正立、放大的虚像，由表中数据可知，应用了第4次实验的成像规律。 故答案为：（2）光屏；（3）增大；（4）仍能；（5）；（6）4。 学科网（北京）股份有限公司 $$