04第四章 第2课时 透镜及其应用-【智乐星中考·中考备战】2025年山东中考物理讲练本（沪科版六三学制）

1 第2课时　透镜及其应用 2 知识梳理·夯基础 教材素材·寻根源 精讲巧练·抓重点 科学探究·理实验 目 录 母题研究·破难点 3 知识点1 透镜 1.凸透镜和凹透镜 透镜类型 _____透镜  _____透镜  形状 中央较厚、边缘较薄 中央较薄、边缘较厚 光学性质 对光有_______作用 对光有_______作用  示意图     凸 凹 会聚 发散 4 2.主光轴、光心、焦点和焦距 (1)主光轴：通过两个球面球心的直线叫作主光轴,简称光轴,如图中的CC'。 (2)光心：透镜的中心,通过光心的光传播方向_______,如图中的点O。  (3)焦点：凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点,这个点叫作凸透镜的焦点,如图中的点F。 (4)焦距：_______到凸透镜光心的距离叫作焦距,如图中的f。  不变 焦点 5 3.三条特殊光线光路图 类型 入射光线平 行于主光轴 入射光线 过焦点 入射光线 过光心 凸透镜 会聚于焦点 平行于主光轴 传播方向不变 凹透镜 反向延长线 经过入射侧虚焦点 平行于主光轴 传播方向不变 6 知识点2 凸透镜成像的规律 1.凸透镜成像原理：_________。  2.凸透镜成像规律及应用 物距 像的性质 像距 应用 倒、正 放、缩 虚、实 u>2f _____ _____ _____ _______ _______ u=2f _____ _____ _____ _____ 测焦距 f<u<2f _____ _____ _____ _____ _______ u=f 不成像   获取平行光源 u<f _____ _____ _____ 物像同侧 _______ 光的折射 倒立 缩小 实像 照相机 f<v<2f 倒立 等大 实像 v=2f 倒立 放大 实像 v>2f 投影仪 正立 放大 虚像 放大镜 7 【记忆口诀】 凸透镜成像规律 一焦内外分虚实,二焦内外分大小。 虚像与物同侧正,实像与物异侧倒。 物近像远像变大,物远像近像变小。 像的大小像距定,像儿跟着物体跑。 注意：成实像时,若物、屏互换位置,则根据光路的“可逆性”可知,像的放、缩将改变。 8 知识点3 眼睛与视力矫正 1.眼睛的视物原理：人的眼球好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用 相当于一个 _______,其焦距的大小由睫状体通过调节晶状体的 _____来 改变,把来自物体的光会聚在视网膜上,形成一个______(选填“正立”或 “倒立”)、缩小的实像。  凸透镜 厚度 倒立 9 2.近视眼、远视眼及其矫正 类型 _______  _______  成因 晶状体太厚,折光能力太强或眼球在前后方向上太长 晶状体太薄,折光能力太弱或眼球在前后方向上太短 成像 位置   成像在视网膜的前方   成像在视网膜的后方 矫正 方法   戴_____透镜    戴_____透镜  近视眼 远视眼 凹 凸 10 知识点4 透镜的应用 1.照相机(摄像机) (1)成像原理：镜头相当于一个_____透镜,底片相当于光屏。照相时,被拍物体到照相机镜头的距离(物距)大于二倍焦距,镜头到底片的距离(像距)在一倍焦距和二倍焦距之间,底片上所成的像是_______、_______的实像。  (2)调节方法：要使照相机拍摄的景物大一些(或取景范围小些),照相机的镜头应______(选填“靠近”或“远离”)被拍物体,并______(选填“减小”或“增大”)底片和镜头之间的距离；要使照相机拍摄的景物小一些(或取景范围大一些),操作相反。  凸 倒立 缩小 靠近 增大 11 2.投影仪(幻灯机) (1)成像原理：镜头相当于一个_____透镜,工作时,镜头到投影片的距离(物距)在一倍焦距和二倍焦距之间, 镜头到屏幕的距离(像距)大于二倍焦距,屏幕上成的像是_______、_______的实像。  (2)调节方法：要使屏幕上的像大一些,应______(选填“增大”或“减小”)镜头到投影片的距离,同时还应把镜头向______(选填“靠近”或“远离”)屏幕的方向移动；要使屏幕上的像小一些,操作相反。  凸 倒立 放大 减小 远离 12 3.放大镜 (1)成像原理：放大镜是一个_____透镜,把它放在物体与眼睛之间,适当调整距离,当物距小于焦距时,可以观察到物体_______的虚像,就能看清物体的细微之处。  (2)调节方法：用放大镜观察近处的物体,要使观察到的物体的像变大,放大镜应稍微 _____被观察物体；要使观察到的物体的像变小,放大镜应稍微 _____被观察物体。(均选填“靠近”或“远离”)  凸 放大 远离 靠近 13 4.显微镜和望远镜 (1)显微镜和望远镜的成像特点 (2)物理学史：第一位把望远镜指向天空的是意大利物理学家 _______。  伽利略 类型 显微镜 望远镜 物镜 相当于一个__________镜, 成________、__________的 ______像  相当于一个__________镜, 成__________、__________的 ________像  目镜 相当于一个__________镜,成__________、__________的________像  　凸透　 倒立 　放大　 实 　凸透　 　倒立　 　缩小　 　实　 　凸透　 　正立　 　放大　 　虚　 14 【夯基辨疑】 ①凸透镜成像原理是光的折射( ) ②经凸透镜所成的像都是倒立的( ) ③凸透镜成实像时物体离凸透镜越近像越大( ) ④凸透镜的焦距越大对光的会聚能力越强( ) ⑤实像和虚像眼睛都能看见,但是只有实像能用光屏承接( ) ⑥近视眼的成因是像落在视网膜之前,矫正需戴凸透镜( ) ⑦要使投影仪在屏幕上成的像更大一些,应让投影片离镜头更近一些( ) √ × √ × √ × √ 15 教材素材 命题角度 命题内容 八年级P70图4-35、图4-36　　　　　　　　 透镜的特点 1.观察图4-35我们能够得到凸透镜的特征是_______________,由图4-36可知,凸透镜对光有 _____作用  八年级P77图4-51 视力矫正 2.如图4-51所示,通过两个不同的眼镜观察到书面字迹,请分析判断,图(a)是 _______,图(b)是 _______。(均选填“远视镜”或“近视镜”)  中间厚、边缘薄 会聚 远视镜 近视镜 16 教材素材 命题角度 命题内容 八年级P78图4-53 凸透镜成像 规律的应用 3.图4-53是照相机的成像原理示意图,那么呈现在照相机底片上的像是_____(选填“倒立”或“正立”)的实像；要让花的像更大一些,照相机应该______(选填“靠近”或“远离”)花  八年级P78图4-52 凸透镜成像 规律的应用 4.如图4-52所示,放大镜就是一个_____ ___,用放大镜看邮票,邮票应放在______ ___以内,看到的像是_____(选填“等 大”“放大”或“缩小”)、_____(选填“正立”或“倒立”)的___(选填“实”或“虚”)像,并且邮票的像与邮票在放 大镜的____(选填“同”或“异”)侧  倒立 靠近 凸透 镜 1倍焦 距 放大 正立 虚 同 17 教材素材 命题角度 命题内容 八年级P78图4-55　八年级P79图4-56(b) 凸透镜成像 规律的应用 5.如图是实验室用显微镜和天文望远镜。关于图中两种仪器,下列说法错误 的是 。  A.显微镜的目镜相当于放大镜,物镜相当于投影仪 B.天文望远镜的目镜相当于放大镜,物镜相当于照相机 C.用显微镜观察物体,物体到物镜的距离应大于二倍焦距 D.天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜 C 18 命题点1　透镜的认识 7地1考　 例1 (2022·山西)如图所示，西汉时期的《淮南万毕术》中记载有“削冰 令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”请你用学过的光学知识判断 “削冰令圆”就是把冰块制成________镜，若要“火生”应把“艾”放在镜的 ________位置。  【解题关键】 凸透镜对光有会聚作用。 凸透 焦点 19 练1 (2023·达州)近年来全球气候变暖，森林防火人人有责。某学校开展 了“森林防火”主题班会活动，其中有同学提到不能将矿泉水瓶随意丢弃 在森林，这是因为有水的矿泉水瓶相当于一个______(选填“凸”或“凹”) 透镜，对太阳光有________作用，从而点燃枯叶引发火灾。  凸 会聚 20 练2 【新考法·异形透镜】(2024·日照节选)如图所示，平行光线经过该透镜后将会被_______(选填“发散”或“会聚”)，这样的透镜可用于矫正________(选填“近视眼”或“远视眼”)。  发散 近视眼 21 命题点2　眼睛及视力矫正 7地5考　　　　　　　　　　　　　　　　 例2 (2022·东营)6月6日是全国“爱眼日”，2022年的活动主题为“关注 普遍眼健康，共筑‘睛’彩大健康”。如图所示，模拟近视眼成像情况 和矫正方法正确的是( ) A.①④ B.②④ C.①③ D.②③ 【解题关键】 近视眼像成在视网膜前， 远视眼像成在视网膜后。 A 22 练3 (2024·枣庄)2024年6月6日是第29个全国“爱眼日”，其主题是：关注普 遍的眼健康。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.近视眼看远处物体成像在视网膜的后方 B.矫正近视眼需戴合适度数的凹透镜 C.矫正远视眼需戴合适度数的凹透镜 D.物体在正常眼睛的视网膜上成正立的实像 B 23 练4 (2024·菏泽)小明透过爷爷的老花镜看远处的楼房，发现楼房成倒 立、缩小的像。以下说法正确的是(　　) A.老花镜对光有会聚作用 B.电影放映机的成像原理与该成像原理相同 C.老花镜不能当放大镜使用 D.爷爷远视眼是因为晶状体变厚了 A 24 练5 (2023·济宁)有些人的眼睛只能看清远处的物体，而不能看清近处 的物体，这样的眼睛需戴__________(选填“凸透镜”或“凹透镜”)矫正。 这种透镜对光有______作用。  凸透镜 会聚 25 命题点3　透镜作图 7地4考　 【核心母题1】 请将图甲、乙中的光路图补充完整。 如图所示 26 【解题模板】 27 【变式1】 简单光线作图 (2024·枣庄)如图所示，一束光射向凹透镜，请画出该光经过凹透镜、凸透镜的折射光路。 【答案】如图所示 28 【变式2】 补画透镜 (2023·重庆B卷)根据画出的光线，在图中虚线框内画出一个适当的透镜。 【答案】如图所示 29 【变式3】 结合平面镜 (2024·德州)如图所示，A'是点光源A在平面镜中所成的像，A发出的一条光线经平面镜反射后射向凸透镜，反射光线恰好过凸透镜的焦点，请画出： (1)射向平面镜的入射光线； (2)经过凸透镜后的折射光线。 【答案】如图所示 30 【变式4】 结合折射 (2020·淄博)如图所示，凸透镜的主光轴与水面相平，F是凸透镜的焦点，一束与水面平行的光射到凸透镜上，经凸透镜折射后在水面上发生反射和折射。请画出： (1)经透镜后的折射光线； (2)反射光线和进入水中光线的大致位置。 【答案】如图所示 31 【变式5】 结合凸透镜成像 (2023·阜新)在探究凸透镜成像规律的实验中，小新透过凸透镜看到烛焰S的像点S'，画出光路图确定像点S'的位置，图中O为光心，F为焦点(保留必要的作图痕迹)。 【答案】如图所示 32 命题点4　凸透镜成像规律及应用 7地5考　 【核心母题2】 在“探究凸透镜成像的规律”时，将点燃的蜡烛放在距 凸透镜30 cm处，在凸透镜另一侧距离其 16 cm 处的光屏上得到烛焰 清晰的像。下列相关说法正确的有__________。  ①光屏上成倒立、放大的实像 ②照相机是利用这一成像原理工作的 ③该凸透镜的焦距f一定满足8 cm<f<15 cm ④将点燃的蜡烛移至距凸透镜8 cm处，不能观察到烛焰放大的虚像 ②③⑤ 33 ⑤凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏位置互换，光屏上也能得到烛焰清晰的像 ⑥保持凸透镜的位置不动，蜡烛向左移动，光屏向右移动，可再次得到清晰的像 ⑦将近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间，要使光屏上出现清晰的像，光屏应靠近凸透镜 ⑧保持光屏位置不动，更换焦距更小的凸透镜后，蜡烛向远离凸透镜方向移动，可再次得到清晰的像 34 【解题模板】 35 【变式1】 求凸透镜焦距范围 (2021·滨州)探究“凸透镜成像的规律”实验中，在距离凸透镜30 cm的 光屏上得到一个清晰的烛焰像，则该凸透镜的焦距可能为( 　)　 　　　　　 　　　　　 A.20 cm B.30 cm C.40 cm D.50 cm A 36 【变式2】 “静态”成像分析 (2024·临沂)在“探究凸透镜成像的规律”实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏 的位置如图所示时，光屏上承接到烛焰清晰的像。保持凸透镜的位置不 变，则(　　) A.实验所用凸透镜的焦距可能为10.0 cm B.光屏上承接到的像是烛焰倒立、放大的实像 C.将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上仍能承接到像 D.将蜡烛移至45.0 cm刻度线上，光屏上仍能承接到像 C 37 【变式3】 “动态”成像分析 (2023·泰安)小芳利用如图所示的装置“探究凸透镜成像的规律”。将蜡烛放 在凸透镜左侧适当位置，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清 晰的像，分别测出物距u和像距v，实验数据如表所示。下列说法中(　　) 实验次数 1 2 3 4 5 物距u/cm 60 30 20 15 12 像距v/cm 12 15 20 30 60 38 ①该凸透镜的焦距为20 cm ②第1次实验的成像规律与照相机成像原理相同 ③从第1次实验到第5次实验，成在光屏上的像越来越大 ④当u=11 cm时，移动光屏，可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像 A.只有①④正确 B.只有②③正确 C.只有①②正确 D.只有②③④正确 39 【变式4】 结合图像分析 (2021·东营)如图所示，小明同学在探究凸透镜成像的规律时，记录并绘 制了物距u和像距v之间的关系图像。下列说法正确的是(　 ) A.凸透镜焦距为20 cm B.物距为5 cm时，可以通过移动光屏承接到清晰的像 C.物距为15 cm时，成放大的像，根据这一原理可以制成投影仪 D.物距由15 cm增大到30 cm的过程中，在光屏上看到的像一直是变大的 C 40 【变式5】 摄像头的工作原理 (2023·日照)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 B 41 【变式6】 光刻机的工作原理 (2023·潍坊)(多选)2023年2月哈工大宣布突破EUV光刻机关键技术，光刻技 术是利用缩图透镜将绘制在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的硅 片上，从而制造出集成电路的方法，其工作原理如图所示。若图示中掩膜上 的电路图恰好在硅片上成清晰缩小的像，下列说法正确的是(　 　) A.掩膜上的电路图在硅片上成实像 B.掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以外 C.硅片位于缩图透镜的一倍焦距以内 D.要减小硅片上的像，需将掩膜向下移动 AB 42 【变式7】 手机投影仪的工作原理 (2024·聊城)在学习了凸透镜成像规律后，小慧同学计划制作一个“手机投 影仪”。现有器材如下：焦距分别为10 cm、20 cm、30 cm的凸透镜各一 个，手机一部，长为30 cm的纸盒，胶带和剪刀等。“投影仪”模型如图所 示，将手机和凸透镜分别固定在纸盒的两端，调整“投影仪”到墙面的距 离，可在墙上看到手机画面清晰放大的像。下列说法正确的是(　 　) A.应选择焦距为10 cm的凸透镜 B.应选择焦距为20 cm的凸透镜 C.将手机正立放置，在墙上看到的像是正立的 D.墙上手机画面的像是虚像 B 43 【变式8】 投影灯的工作原理 (2024·德州)某款广告投影灯及其内部结构如图所示，它主要由光源、 广告片和凸透镜组成，下列说法正确的是(　　) A.该投影灯的原理与照相机相同 B.广告片到镜头的距离应在一倍焦距以内 C.为从不同角度看见地面上的广告图标，应选择光滑的地面 D.若要在地面上得到清晰、更大的广告图标像，可适当减小镜头到广告片距离，增大投影灯离地距离 D 44 实验4 探究凸透镜成像的规律 7地3考　 1.实验原理： 光的折射 。  2.实验器材：光具座、凸透镜、蜡烛、光屏。 (1)凸透镜焦距的测定：用平行光垂直照射到凸透镜上，在凸透镜的另一侧用光屏承接到 最小、最亮 的光斑，光斑到凸透镜光心的距离就是焦距。  (2)调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度的目的： 使像成在光屏的中央 。  (3)发光二极管代替蜡烛的优点： 发光二极管所成的像稳定且容易比较像与物的大小 。  45 3.实验装置 46 4.实验步骤 (1)在光具座上依次放好蜡烛、凸透镜、光屏，调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在 同一高度 。  (2)把蜡烛放在较远处，使物距u>2f，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的实像，观察实像的大小和正倒，记下物距u和像距v。 (3)把蜡烛向凸透镜移近，使物距u分别满足u=2f、f<u<2f、u=f、u<f，重复以上操作，观察像的虚实、大小和正倒，记下物距u和像距v。 47 5.实验分析 (1)随着蜡烛燃烧变短，烛焰在光屏上的像将向 上 移动。要使像成在光屏的中央，可将光屏或蜡烛向 上 移动，或者将凸透镜和光屏同时向 下 移动。  (2)虚像的观察方法：撤掉光屏，人眼在 光屏 一侧向透镜方向观察。  (3)光屏上找不到像的原因： ①烛焰在一倍焦距以内或在焦点上。 ②烛焰、凸透镜和光屏三者的中心不在同一高度。 ③烛焰成的像在光具座之外。 48 (4)光路的可逆性：当光屏上成清晰 放大(缩小) 的像时，将蜡烛和光屏对 调，可在光屏上得到清晰 缩小(放大) 的像。  (5)遮挡凸透镜的一部分，光屏上像的变化： 仍成完整的像，只是像变 暗了 。  (6)在蜡烛和凸透镜之间加远视眼镜(凸透镜)时，为使光屏上仍成清晰的 像，光屏需向 靠近 透镜的方向移动；在蜡烛和凸透镜之间加近视眼镜 (凹透镜)时，为使光屏上仍成清晰的像，光屏需向 远离 透镜的方向移动。  49 6.实验结论 (1)当u>2f时，f<v<2f，成 倒立、缩小 的实像。  (2)当u=2f时，v=2f，成 倒立、等大 的实像。  (3)当f<u<2f时，v>2f，成 倒立、放大 的实像。  (4)当u=f时，不成像。 (5)当u<f时，成 正立、放大 的虚像。  50 【实验分层训练】 某兴趣小组的同学在“探究凸透镜成像的规律”的实验中： 51 【基础设问】 (1)让平行光光源正对着凸透镜照射，把光屏置于另一侧，改变光屏与 凸透镜之间的距离，直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑，如图甲 所示，该凸透镜的焦距是________cm。  (2)实验前应将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，并使烛焰、 凸透镜和光屏三者的中心大致在____________，目的是______________ ______。  (3)当点燃的蜡烛和光屏分别在如图乙所示的位置时，光屏上呈现了烛 焰清晰的像，像的性质是________、________的实像，生活中的_________ 就是利用这个原理制成的。  10.0 同一高度 使像成在光屏 中央 倒立 放大 投影仪 52 (4)若保持图乙透镜位置不变，把蜡烛移到零刻度线处，要在光屏上再次成 清晰的像，应将光屏适当向____(选填“右”或“左”)移动；如果不移动光屏， 换用焦距较____的凸透镜，光屏上也能出现清晰的像。  (5)若保持图乙凸透镜位置不变，调换蜡烛和光屏的位置，______(选填“仍能” 或“不能”)在光屏上得到清晰的像，这说明光发生折射时，光路是______的。  (6)若用图丙所示的LED光源代替蜡烛进行实验，这样改进的优点是 ________________________________________________(写出一条即可)。 实验时，用遮光板遮住LED光源的一部分，光屏上的像相比原来的像会 __________(选填“变暗”“缩小”或“不完整”)。  左 大 仍能 可逆 便于比较像与物的大小(或成像稳定、无安全隐患等) 不完整 53 【能力设问】 (7)如表是某同学实验时记录的几组数据。通过观察数据，老师发现表格中 第____次实验数据是编造的，判断的理由是___________________________。  实验次数 1 2 3 4 5 物距u/cm 30 20 15 10 5 像距v/cm 15 20 30 40   4 物距等于一倍焦距时不成像 54 (8)实验进行一段时间后，某同学发现光屏上烛焰的像上移了一段距离， 在没有移动器材的情况下，造成上述现象的原因是______________。保持 蜡烛的位置和高度不动，需将凸透镜和光屏______(选填“向上”或“向下”) 移动，使烛焰的像呈现在光屏的中央。  (9)保持图乙中凸透镜的位置不变，移动蜡烛至14 cm刻度线处，在光 具座上无论怎样移动光屏，都找不到清晰的像，原因可能是____________ ________。  蜡烛燃烧变短 向下 像成在光具 座之外 55 (10)实验中，光屏上已经得到烛焰清晰的像，某同学不小心用手指的指 尖触摸到了凸透镜，则光屏上会出现_______________(选填“指尖的像” “指尖的影子”或“完整烛焰的像”)。  (11)如图丁所示，保持蜡烛位置不变，移动凸透镜至16 cm刻度线处， 则人眼在____(选填“A”“B”或“C”)处能观察到蜡烛的像，像是图戊中的 ____(选填“1”“2”“3”或“4”)。  完整烛焰的像 B 4 56 (12)如图己所示，在烛焰和凸透镜之间放一眼镜的镜片，发现光屏上的 像由清晰变模糊了，将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离后，光屏 上再次呈现清晰的像，则该眼镜的镜片是__________(选填“凸透镜”或“凹 透镜”)，可用于矫正__________(选填“近视眼”或“远视眼”)。此实验中， 光屏相当于人眼睛构造中的__________。  凸透镜 远视眼 视网膜 57 【创新设问】 (13)实验中，保持图乙蜡烛、凸透镜和光屏的位置不变，用焦距相同、 直径更大的凸透镜替换原凸透镜，光屏上呈现的像与原来的像相比 ________(选填“更大”“更小”或“更亮”)。  更亮 58 $$