内容正文:
第四讲
透镜及其应用
真题链接
入下表中。
设题点1
凸透镜成像规律及应用
“水透镜”的
物距/cm
像距/cm
1.(2019江西)校园内安装了许多监控探头。监
实验次序
凸起程度
控探头中的镜头相当于一个
透
30.0
较小
17.4
镜,它能成倒立、缩小的
像。
2
30.0
较大
9.2
设题点2眼睛与视力矫正
【解释】根据表格中的数据可知,在物距不变的
2.(2017江西)人的眼睛就像是一架精密的照相
情况下,增加“水透镜”的凸起程度,像距变
机。下图所示的是描述人眼看物体的成像图,其
中看远处景物的是图
,景物在视网膜
【交流】
上成的是
(选填“实”或“虚”)像。
(1)实验中用
模拟眼睛的晶
状体,用
模拟眼睛的视网膜。
(2)经多次实验后,结合所学知识可知,当近视
眼观察远处的景物时,由于晶状体的凸起程度
3.(2025江西)用“水透镜”探究近视眼的形成
较
,折光能力较强,远处景物的像呈
原因。
现在视网膜的
方,导致看不清楚。
(3)为了预防近视,我们应养成良好的学习和
203040506070809010
生活习惯。
设题点3
探究凸透镜成像规律
【证据】
4.(2023江西)某同学探究凸透镜成像规律时,
(1)如图甲所示,用注射器向“水透镜”的薄膜
在光屏上得到了烛焰清晰的像(像未画出),如
中缓慢注水,使薄膜略微凸起」
下图所示。下列说法正确的是
(2)将“水透镜”置于图乙中光具座的
(选填“A”“B”或“C”)滑块上,点燃蜡烛,
调节“水透镜”和光屏的高度,使它们的中心
wwpwnprmmnprmanpumpmnjmm
0em102030405060708090100
跟烛焰的中心大致在同一高度。
(3)移动蜡烛,当物距为30.0cm时,调节光屏
A.光屏上的像是正立的
的位置,直至光屏上呈现烛焰清晰的像,记录
B.光屏上的像是放大的
像距。
C.投影仪是利用此成像原理制成的
(4)保持
不变,继续向“水透镜”
D.撤去光屏,烛焰的像仍然在原处
中注人适量的水,增加“水透镜”的凸起程度,
5.(2021江西)小明同学在探究凸透镜成像规律
调节光屏的位置,直至光屏上呈现烛焰清晰
时,把蜡烛和凸透镜固定在如下图所示的位置,
的像,记录像距。
移动光具座上的光屏(光屏未画出)得到一个清
(5)把实验中收集的数据和观察到的现象填
晰的像。该透镜的焦距可能是
)
教材复习
19
020300506070809010
0ml02030405060708090100
B
A.10 cm B.20 cm C.30 cm
D.40 cm
6.(2022江西)物理创新实验小
组的同学探究凸透镜成像的
ml0203040506070809010
规律。
5 cm
【实验器材】蜡烛、凸透镜、光
屏、光具座等。
m10203040506070809010
【进行实验与收集证据】
D
1)测焦距:如上图所示,让凸透镜正对着太阳
(3)设计实验表格:请将下表中①和②的内容
光,在它的另一侧找到最小、最亮的光斑。这
补充到横线上。
说明凸透镜对光具有
作用,该凸
①
;②
透镜的焦距为
cm。
物距“跟焦
像的性质
(2)组装实验装置:将蜡烛、凸透镜和光屏放在
距∫的关系
①
大小
②
光具座上,并对三者进行调节。下图所示的是
他们分别调节完的实验装置,其中调节正确的
是
(填字母)装置,理由是
【分析与论证】略
,使像清晰地呈现在光屏的中央。
【拓展】在实验过程中,光屏上呈现了一个清晰
的像。此时,某同学用焦距相同、直径更大的
凸透镜替换原凸透镜,则光屏上呈现的像比原
m102030405060708090100
来的像
(选填“大”“小”或“亮”)。
A
考点扫描
考点
透镜的分类及其作用(10年未考)
类型
凸透镜
凹透镜
特点
中间①
、边缘薄
中间②
、边缘厚
光心
透镜的中心叫光心,凡是通过该点的光线传播方向目
焦点
两个实焦点
两个虚焦点
焦距
焦点到光心的距离(用字母f表示)
三条特
殊光线
认动
性质
对光有④
作用
对光有⑤
作用
20
2026江西物理
)记忆回诀
凸透镜、凹透镜都有一定折射性;经过光心不变向,会聚发散要分清;平行光束穿透镜,通过
焦点是一定;折射光线可逆行,焦点出发必平行。
考点/2
凸透镜成像规律(10年6考)
物距
像距
像的性质
u2f
f<v<2f
倒立、⑥
的实像
u=2f
v=2f
倒立、⑦
的实像
静态成
f<u<2f
v>2f
倒立、⑧
的实像
像规律
u=f
不成像
u<f
v>u
⑨
、放大的虚像
动态成
成实像时,物距增大,像距减小,像变小:物距减小,像距增大,像变大
像规律
成虚像时,物距增大,像距增大,像变大;物距减小,像距减小,像变小
注意:物距等于一倍焦距时,不成像,可用于测焦距
)记忆▣快
一倍焦距分虚实,内虚外实,二倍焦距分大小,内大外小;实像分居两侧倒,物近像远像变大;
虚像则是同侧正,物近像近像变小。
考点/3透镜的应用(10年1考)
1.照相机、投影仪、放大镜
工作原理
结构
使用
倒立、缩小的实像
要使像更大些,物体应靠近镜头(或者说照相机靠近
被摄物(物体)、镜头(凸
照相机
u⑩2f
物体),暗箱长度增大(像距变大)
f<v<2f
透镜)、胶卷(光屏)
调焦:调节暗箱的长度,即像距
倒立,放大的实像
投影仪
投影片(物体)、镜头(凸
要使像更大些,投影片应靠近镜头,投影仪与幕布的
f①u®2f
(幻灯机)
透镜)、幕布(光屏)
距离变大些
v>2f
正立、放大的虚像
要使像变得更大些,放大镜与物体之间的距离要适当
放大镜
u图f
增大一些
2.显微镜和望远镜
显微镜
望远镜
物镜
成倒立、放大的实像,相当于投影仪
成倒立、缩小的实像,相当于照相机
目镜
成正立、放大的虚像,相当于放大镜
教材复习
21
考点4
眼睛与视力矫正(10年2考)
近视眼
远视眼
特点
只能看清近处物体
只能看清远处物体
晶状体太厚,折光能力四
,或者眼球在
晶状体太薄,折光能力⑤
,或者眼球在前后
成因
前后方向上太长
方向上太短
成像于视网膜⑥方
成像于视网膜方
成像
位置
配戴⑧
配戴9
矫正
矫正原理
凹透镜能使光四
凸透镜能使光④
)易错辩桥
1.物体在视网膜上成正立的像。(X)》
2.人眼的成像原理与照相机相似。(√)
3.近视眼、老花眼都用凹透镜矫正。(X)
4.患远视眼的人不戴眼镜看远处时,物体通过晶状体成的像会落在视网膜前方。(X)
5.远视眼是晶状体太薄造成的,应当戴凸透镜进行矫正。(√)
》答案速查
①厚②薄③不变
④会聚⑤发散⑥缩小⑦等大⑧放大⑨正立⑩>
①<
@<⑧<
@太强⑤太弱⑥前⑦后
⑧凹透镜©凸透镜@发散@会聚
考向聚焦
1.沪粤版图片如右图所示,晋代张
次成清晰的像,请写出一种简单可行的操作方
华的《博物志》记载:“削冰令圆,
法:
举以向日,以艾承其影得火。”其
注射器
加0
中“削冰令圆”是把冰削成
蜡烛6
水凸透镜
光屏
透镜,“举以向日,以艾承其影得
"T
火”是由于该透镜对光有
作用。
102030405060708090100
2.课外实践(2025河南)下图是某同学用自制
3.科学思维某小组探究平面镜和凸透镜成像的
的水凸透镜进行实验探究的情景,此时光屏
特点,如图1所示,将光屏和光源分别竖直放
上呈现了烛焰清晰的像(像未画出),该像是
置在水平光具座上的A、C位置,B是AC的
倒立、
(选填“放大”或“缩小”)
中点,其上放置了一个凸透镜,此时光源恰好
的实像。将蜡烛向左移动一小段距离后,保
能在光屏上成等大的像。小亮在BC之间朝
持水凸透镜、蜡烛的位置不变,为使光屏上再
向C观察,如图2所示,看到的光源形状如图
22
2026江西物理
3中的甲所示,此后,他在AB之间观察光屏。
置,如下图所示。移动光屏观察烛焰的成像
小明将B处的凸透镜更换为一个竖直放置的
情况,则
平面镜,镜面朝向光源,小明在AB之间观察
光屏。上述实验过程中,小亮、小明观察到的
分别是图3中的
cm020
30405060708090100
A.蜡烛在a处时,光屏上可得到清晰、缩小
的像
B C
甲乙丙
丁戊
B.蜡烛在b处时,光屏上成的清晰像比在a
图2
图3
处时的大
A.丁、丙
B.丁、乙
C.蜡烛在c处时,成像特点与照相机的成像
C.乙、丙
D.戊、丙
特点相同
4.全国视野(2025天津,多选)用焦距为15cm
D.蜡烛在d处时,眼睛应从光屏一侧透过透
的凸透镜探究凸透镜成像规律。实验中将同
镜观察像
一支蜡烛先后放在光具座的a、b、c、d四个位
重难突破
重难突破凸透镜成像规律及其应用
或“放大镜”)的成像特点相同。
)方法技巧
1.凸透镜成像静态分析
(1)像的虚实:物体在一倍焦距以内成虚
0cm102030405060708090100
像,在一倍焦距以外成实像。
(1)若把蜡烛移至35cm刻度线处,保持凸
(2)像的大小:物体在二倍焦距以内(不
透镜不动,移动光屏,光屏上
(选填
包括一倍焦距)成放大的像,在二倍焦距以外
“能”或“不能”)得到清晰的像。
成缩小的像。
(2)要使光屏上所成的像变小,保持凸透镜
(3)像的正倒:凡是实像都是倒立的,凡
的位置不变,应将蜡烛向
移动,光屏
是虚像都是正立的。
向
移动。(均选填“左”或“右”)
2.凸透镜成像动态分析
(3)若将蜡烛向靠近凸透镜的方向移动(物
(1)无论是成实像还是虚像,物体靠近焦
距始终大于一倍焦距),要使光屏上呈现清晰的
点,像会变大、变远。
像,光屏应向
(选填“靠近”或“远
(2)当像距比物距大时,像比物大;当像距
离”)凸透镜的方向移动,此过程中像的大小
比物距小时,像比物小。
(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)保持图中凸透镜和蜡烛的位置不变,将
“典题多角度设问某小组利用下图所示
凸透镜更换为另一个焦距为5cm的凸透镜,此
的装置探究凸透镜成像的规律,此时光屏上呈
时应将光屏向
(选填“左”或“右”)移
现了烛焰清晰的像,该像是倒立、
动,才能再次承接到清晰的像。
(选填“放大”或“缩小”)的实像,该成像特
(⑤)保持图中凸透镜和蜡烛的位置不变,将
点与
(选填“照相机”“投影仪”
近视眼镜的镜片放在蜡烛和凸透镜之间合适的
教材复习
23
位置,要想在光屏上承接到清晰的像,则应将光
A.根据此时的成像特点可以制作投影仪
屏向
(选填“左”或“右”)移动。
B.将蜡烛和光屏互换位置,光屏上也能成
心变式(2025吉安一模,多选)在“探究凸
清晰、放大的实像
透镜成像规律”的实验中,当蜡烛、透镜和光屏
C.保持凸透镜位置不变,向左移动蜡烛,光
的位置如下图所示时,光屏上恰好成清晰的像
屏上的像变模糊,此时应向右移动光屏才能在
(未画出)。下列说法正确的是
光屏上得到烛焰清晰的像
D.实验中用不透光的纸板遮住凸透镜的上
半部分,光屏上烛焰的像仍然完整但变暗了
0cm102030405060708090100
实验探究
实验探究凸透镜成像的规律(10年2考,2022年版课标要求学生必做实验)
要点梳理>
【设计与进行实验】
1.实验装置(如下图所示)
cm102030405060708090100
2.实验操作及注意事项
(1)实验时,先调节蜡烛、透镜和光屏,使烛焰的中心、透镜的光心和光屏的中心大致在同一高
度。目的是使像成在光屏中央。
(2)实验过程中,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。
【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。
【分析与论证】
1.动态成像的相关判断
(1)根据蜡烛的移动方向判断光屏上成清晰的像时光屏的移动方向:蜡烛和光屏的移动方向相同。
(2)改变物距,判断光屏上成清晰的像时像的大小变化:物近像远像变大,物远像近像变小。
2.当透镜被纸遮住一部分以后,光屏上会成较暗的完整像。
【合作与交流】
1.一倍焦距以内眼睛观察像的位置:在光屏一侧观察成像情况。
24
2026江西物理
2.光屏上找不到像的原因
(1)蜡烛在一倍焦距以内,凸透镜成虚像,不能呈现在光屏上。
(2)蜡烛在焦点上,凸透镜不成像。
(3)蜡烛到凸透镜的距离稍大于一倍焦距,像成在很远的地方,光屏无法移到该位置。
(4)蜡烛、凸透镜、光屏三者中心不在同一高度,像不在光屏上。
3.光路的可逆性:成清晰的像时,蜡烛和光屏互换位置后,仍能成清晰的像。
4.凸透镜前加镜片的相关判断
(1)加远视镜片(凸透镜),光会提前会聚,像距变小,像变小,光屏应向煮近透镜的方向移动。
(2)加近视镜片(凹透镜),光会延迟会聚,像距变大,像变大,光屏应向远离透镜的方向移动。
5.换用不同焦距的凸透镜
(1)换用焦距更小的凸透镜:对光的会聚能力变强,像距变小,像变小,为了使光屏上能成清晰
的像,光屏应该向意近透镜的方向移动。
(2)换用焦距更大的凸透镜:对光的会聚能力变弱,像距变大,像变大,为了使光屏上能成清晰
的像,光屏应该向远离透镜的方向移动。
精准训练>
眼镜的镜片;取走镜片,他
(选填
小明在科技节上利用凸透镜制作一个照相
“增大”或“减小”)照相机镜头与底片的距离也能
机,他找到了一个凸透镜和一些器材,首先在实
使远处景物的像变得清晰。
验室探究凸透镜成像的规律,部分操作如下:
心思维拓展
(5)【交流与分析】①随着实验的进行,蜡烛
不断燃烧,长度逐渐变短,像在光屏上的位置越
0cm102030405060708090100
来越
(选填“高”或“低”)。要使像重
新成在光屏的中心,正确的调节方式是
(1)如图甲所示,先调节烛焰
、光屏的中心在同一高度。
(写出一种即可)。
(2)当蜡烛到凸透镜的距离为20cm时,能
②如图乙所示,光屏上成清晰的像。若将图乙
在光屏上呈现等大的像,则该凸透镜的焦距∫=
中蜡烛和光屏的位置互换,光屏上会出现一个
cm。
(选填“放大”“缩小”或“等大”)的像,
(3)小明将蜡烛移到距凸透镜30cm处,调
同时也可以说明光路是
节光屏的位置,光屏上能呈现清晰的倒立、缩小
的
(选填“实”或“虚”)像。
(4)小明用一个凸透镜制成照相机的镜头,
0cm102030405060708090100
在照相机的底片上能呈现清晰的近处景物的
像,而远处景物的像却相当模糊。小明找来了
(6)【实验评估】请指出用蜡烛作为发光物体
家中废弃的眼镜镜片并将其放在自制照相机的
完成“探究凸透镜成像的规律”的实验存在的两
镜头前,发现远处景物的像也变得清晰了,则该
个不足之处:a.
镜片属于
(选填“近视”或“远视”)
b.
)温馨提示
复习完本讲内容后,请完成过关本中相应的练习。
教材复习
25闷实验探究
持凸透镜位置不变,向左移动蜡烛,则物距变大,所以像
精准训练
距将变小,成的像也变小,光屏应该靠近凸透镜,即向左
1.(1)平面镜(2)靠近(3)不能反射光线、入射光线
移动,故C错误。用不透光的纸板遮住凸透镜的上半部
和法线在同一平面内(4)反射角测量错误,测的是
分,下半部分仍能会聚光线形成完整的像,但因为会聚
反射光线与镜面的夹角(5)粗糙漫反射
的光线比原来少,所以像比原来暗,故D正确。
2.(1)便于确定像的位置(2)相等相等(3)不能
间实验探究
(4)①可逆②A(5)45
精准训练
第四讲
透镜及其应用
(1)凸透镜
(2)10(3)实(4)近视减小
(5)①高
升高蜡烛(或升高光屏,或降低凸透镜)
包真题链接
②缩小
可逆的(6)a.成像不稳定b.蜡烛会越烧
1.凸实
越短
2.甲实【解析】人的眼晴像一架精密的照相机,晶状
第五讲
体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏,外界物体在视
物态变化
网膜上成倒立、缩小的实像。人看远处的物体时,晶状
包真题链接
体会变薄,远处的物体发出或反射的光相当于平行光,经
1.36.8正常
过人的眼睛后,使像成在视网膜上,故看远处景物的是
2.液体热胀冷缩一35~50℃
图甲。
3.【猜想与假设】秒表(或停表)【设计与进行实验】不同
3.【证据】(2)B(4)物距【解释】小【交流】(1)“水透
相同【分析与论证】有关【评估与交流】(1)时间
镜”光屏(2)大前
(2)环境温度【拓展】速度(合理即可)
4.D5.A
4.烧杯底部不变
6.【进行实验与收集证据】(1)会聚5(2)C烛焰、凸
5.AB
透镜和光屏三者的中心大致在同一高度(3)①正倒
6.(1)甲(2)97(3)温度保持不变
②虚实【拓展】亮
7.吸收熔化8.液化吸收
【解析【进行实验与收集证据】(1)让凸透镜正对着太
9.B【解析】分析题图可知,图甲中的分子排列十分紧
阳光,在它的另一侧找到最小、最亮的光斑,太阳光折
密,是固体分子的排列模型:图乙中的分子排列没有
射后比折射前更集中,说明凸透镜对光具有会聚作
固定的位置,比较松散,是液体分子的排列模型:图丙
用。光斑的位置即为焦点的位置,焦点到光心的距离
中的分子排列极度散乱,间距很大,是气体分子的排
为焦距,故该凸透镜的焦距为5cm。(2)为了能使像
列模型。物质由图甲直接变成图乙的过程是由固态
始终成在光屏的中央,实验前,应该将烛焰、凸透镜和
变成液态的过程,是熔化现象,故A、C、D不符合题意,
光屏三者的中心大致调节在同一高度上,且凸透镜、
B符合题意。
光屏应大致与三者中心连线相垂直,故A、B,D错误,
10.B【解析】糖汁成型“糖画”是由液态变为固态,是凝
C正确。(3)由凸透镜成像规律可知,像有倒立和正立
之分,有放大和缩小之分,有实像和虚像之分。【拓展】
固现象,需要放热,故A错误。樟脑丸“消失”是由固
态直接变为气态,是升华现象,需要吸热,故B正确。
焦距相同,所以凸透镜的折光能力不变,物距不变,成
湿手被“吹干”,水由液态变为气态,是汽化现象,需要
像的位置不会变,像的大小不变,但用直径更大的凸
吸热,故C错误。冰棒冒“白气”,是空气中的水蒸气
透镜替换原凸透镜后,折射后的成像光线比原来多,
则光屏上呈现的像比原来的像亮。
遇冷液化形成小水珠,需要放热,故D错误。
间考向聚焦
间考向聚焦
1.凸会聚
1.(1)温度(2)液体表面积
2.缩小将光屏向左移动
2.B3.C4.B
3.A 4.ABD
5.答:冰块的温度更低且冰块融化吸热,能使饮料更快
闷重难突破
降温。
【典题】缩小照相机(1)不能(2)左左
(3)远离
间重难突破
变大(4)左(5)右
【典题】(1)熔化吸热(2)汽化吸热(3)凝固放
【变式】BD【解析】根据图示可知,像距小于物距,光屏
热(4)升华吸热(5)凝华放热(6)液化放热
上成倒立、缩小的实像,根据该成像特点可以制成照相
【变式】汽化吸
机,故A错误。光的折射现象中光路是可逆的,光屏和
间实验探究
蜡烛互换位置后,光屏上仍能成清晰的像,由于此时像
精准训练
距大于物距,光屏上成倒立、放大的实像,故B正确。保
1.(1)C(2)C(3)38(4)晶体4固液共存态
2026江西物理