内容正文:
第十一讲 透镜及其应用
1
思维导图串讲
2
重点难点突破
重难点1 透镜的光路图
例1 如图,是凸透镜的焦点,、、 是三条入射光线,请画出这三条
光线经凸透镜后的出射光线.
答案图
3
凸透镜的三条特殊光线:①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于
主光轴.②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点.③过光心的光线
经凸透镜后传播方向不改变.
4
1.(2025·广东)请在图中画出平行于主光轴的两条入射光线经过透镜后
的光线.
答案图
5
重难点2 凸透镜成像规律的应用
例2 (2025·天津改编)(双选)用焦距为 的凸透镜探究凸透镜成像
规律.实验中将同一蜡烛先后放在光具座的、、、 四个位置,如图所
示.移动光屏观察烛焰的成像情况,则( )
6
A.蜡烛在 处时,光屏上可得到清晰、放大的像
B.蜡烛在处时,光屏上成的清晰像比在 处时大
C.蜡烛在 处时,成像特点与照相机的成像特点相同
D.蜡烛在 处时,眼睛应从光屏一侧透过凸透镜观察像
√
√
7
凸透镜成像的规律
1.三条成像规律及其应用的比
较
说明:当时, ,成倒
立、等大的实像.
8
2.两个分界点:
(1)1倍焦距处:1倍焦距分虚实,即物体位于焦点以外成实像,位于焦点以
内成虚像.
(2)2倍焦距处:2倍焦距分大小,即物体位于2倍焦距点以外成缩小的像,
位于2倍焦距点以内成放大的像.
(3)成实像时:物距大于像距时成倒立、缩小的实像,物距小于像距时成
倒立、放大的实像.
9
例3 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、、 的凸透镜各一个,手机
一部,长为 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( )
B
A.应选择焦距为 的凸透镜
B.应选择焦距为 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
10
2.(2025·伊春)(双选)如图所示,轩轩同学在做“探
究凸透镜成像的规律”实验中,记录并绘制了像到凸透
镜的距离与物体到凸透镜的距离 的关系图像,下列说
法中正确的是( )
AC
A.该凸透镜的焦距
B.物体从 处向透镜靠近的过程中,光屏上的像先变大后变小
C. 时,将透镜遮挡住一部分,光屏上的像会变暗
D. 时,在光屏上成缩小的像
11
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
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的相同
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
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重难点3 眼睛及视力矫正
例4 如图为青少年眼病患者眼球与正常眼球对比图.关于该患者的晶状体
及视力矫正,下列说法正确的是( )
A
A.对光的会聚能力太强,需配戴近视眼镜
B.对光的会聚能力太强,需配戴远视眼镜
C.对光的会聚能力太弱,需配戴近视眼镜
D.对光的会聚能力太弱,需配戴远视眼镜
13
4.由于平时不注意科学用眼,小明只能看清近处物体,看不清远处物体,
他患了____ 视眼,可配戴由____(选填“凹”或“凸”)透镜制成的眼镜矫
正视力.
近
凹
5.(2025·遂宁)西晋《博物志》中云:“削冰令圆,举以向
日,以艾于后承其影,则得火.”这是我国古代劳动人民把冰
制成透镜,利用它对太阳光的______作用来取火.现在人们
还利用这种透镜来矫正________(选填“近视眼”或“远视
眼”).
会聚
远视眼
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纵横过实验
实验15 探究凸透镜成像的规律(2023年考)
【实验器材】
凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴.
【实验装置】如图所示.
15
【设计和进行实验】
1.实验器材:调节蜡烛、凸透镜和光屏,使烛焰中心、凸透镜光心和光屏
中心在______高度,这样做的目的是使烛焰的像成在__________.
2.实验环境要求:在较____(选填“暗”或“亮”)的环境下进行.
3.测量凸透镜的焦距的方法:
(1)将凸透镜正对平行光(太阳光),当光屏上出现____________的光
斑时,该光斑到凸透镜光心的距离即为焦距.
(2)当光屏上成的像为____________的实像时,物距或像距是焦距的2倍,
读出物距或像距即可得出焦距.
同一
光屏中央
暗
最小、最亮
倒立、等大
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4.实验步骤:
(1)将蜡烛放在远处(此时 ),调整光屏到凸透镜的距离,直至
在光屏上成清晰的实像.观察像的______和______,并测量物距和像距 .
(2)将蜡烛往凸透镜方向移动,重复(1)的操作,并依次记录蜡烛在距
透镜二倍焦距处、一倍焦距和二倍焦距之间、一倍焦距处、一倍焦距内时,
像的特点、物距、像距.
(3)把实验中得到的数据和观察结果填入表中.
大小
正倒
17
【实验结论】
5.(1)当时,成倒立、______的实像,像距: ;
(2)当时,成倒立、______的实像,像距: ;
(3)当时,成倒立、______的实像,像距: ;
(4)当 时,成______、放大的____像,物与像在______.
缩小
等大
放大
正立
虚
同侧
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【交流与讨论】
6.实验过程中,蜡烛燃烧变短,光屏上的像会______(选填“上移”或“下
移”),为了使像仍成在光屏中央,可以将光屏______调节或将蜡烛_____
(后两空选填“向上”或“向下”)调节.
7.实验过程中,如果用手遮挡住凸透镜的上半部分,光屏上成______
(选填“完整”或“不完整”)的较____(选填“暗”或“亮”)的像.
上移
向上
向上
完整
暗
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8.成像动态分析:
(1)当光屏上成清晰的像时,将蜡烛靠近透镜,光屏应______
(选填“远离”或“靠近”)透镜才能再次承接到清晰的像,此时像变____了.
(2)当光屏上成清晰的像时,将蜡烛远离透镜,光屏应______
(选填“远离”或“靠近”)透镜才能再次承接到清晰的像,此时像变____了.
远离
大
靠近
小
. .
20
9.焦距变化及加放透镜问题:
(1)凸透镜的焦距变小时,其折射能力变强,光线会提前会聚,像将
______(选填“远离”或“靠近”)凸透镜.(在发光体和凸透镜之间加远视镜,
与凸透镜的焦距变小的效果相同)
(2)凸透镜的焦距变大时,其折射能力变弱,光线会延后会聚,像将
______(选填“远离”或“靠近”)凸透镜.(在发光体和凸透镜之间加近视镜,
与凸透镜的焦距变大的效果相同)
靠近
远离
. .
21
10.无论怎样移动光屏,光屏上都得不到清晰的像的原因:
(1)物距在一倍焦距处或一倍焦距以内;
(2)烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度;
(3)像距超出了光具座的测量范围.
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11.实验改进:
如图所示,光具座上凸透镜所在位置为零刻
度,数值向左右均依次增大,在标有均匀小
物距和像距
稳定
物像大小和正倒
方格的面板上制作字母“”状 灯替代蜡烛,光屏上标有同样的均匀格
子.此装置的优点:(1)可以直接读出____________;(2)光屏上成像
更清晰、______;(3)更容易对________________进行对比判断.
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例 (2025·凉山州改编)物理兴趣小
组的同学们用一个焦距未知的凸透镜
来完成“探究凸透镜成像规律”的实验,
装置如图所示.
24
★ ★
(1)同学们用平行光作为光源,移动光屏直至在光屏上得到一个最小、
最亮的光斑,如图甲所示,则凸透镜焦距为_____ (要求估读).
(2)实验前,应将烛焰、凸透镜和光屏的中心调在__________.
(3)在图乙所示的位置,光屏上可以呈现清晰的像,该像是倒立、_____
(选填“放大”或“缩小”)的实像.
10.0
同一高度
缩小
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(4)凸透镜位置不变,将蜡烛从图乙所示位置向右移到 刻度线处,
把光屏向____移动,才可在光屏上再次呈现清晰的像.
右
(5)在图乙所示情景下,在凸透镜左边适当位置放置一个透镜镜片后,
须将光屏向左移动才能再次出现倒立清晰的实像,则该镜片可用来矫正
____(选填“近”或“远”)视眼.
远
26
★ ★
(6)若仅将图乙中的凸透镜换成焦距相同但直径较小的凸透镜,光屏上
所成的像与原来相比______(选填“变小”“变暗”或“变不完整”)了.
变暗
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【动态成像分析】
(7)保持蜡烛的位置不变,用焦距为的凸透镜 在原位置替换此凸
透镜,要使光屏上仍得到烛焰清晰的像,应该将光屏向______
(选填“靠近”或“远离”)凸透镜 的方向移动.
靠近
(8)若将近视眼镜的镜片放在凸透镜与蜡烛之间合适的位置,则应将光屏
______(选填“远离”或“靠近”)凸透镜,可使光屏上再次出现烛焰清晰的像.
远离
28
★ ★
(9)易忽视细节 实验过程中,小明同学不小心用手指指尖触摸到了凸透
镜,这时光屏上______(选填“会”或“不会”)出现指尖的像.
不会
(10)另外一个实验小组用由几个发光二极管做成的“ ”字样的发光体代
替蜡烛进行实验,你认为其好处是__________________________________
(写出一点即可).
可以增加物体的亮度,使成像更清晰
29
丙
(11)人的眼睛是通过改变晶状体
的厚度来看清远近不同物体的,现
将图丙中虚线圆圈部分当作是人的
“眼睛”,当蜡烛远离“眼睛”时,“眼
睛”需调节凸透镜的厚度使其_____
(选填“变薄”或“变厚”),改变
变薄
近视眼
凹透镜
其对光线的偏折能力,从而在光屏上成清晰的像.若该“眼睛”无法调节凸
透镜达到应有的厚度,则该“眼睛”为________(选填“近视眼”或 “远视
眼”),应该配戴________(选填“凸透镜”或“凹透镜”)进行矫正.
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练河南真题·明考情
命题点1 凸透镜成像规律及其应用
1.(2025·河南,第5题)如图为某同
学用自制的水凸透镜进行实验探究的
情景,此时光屏上呈现了烛焰清晰的
像(像未画出),该像是倒立、
缩小
将光屏向左移动(答案不唯一)
_______(选填“放大”或“缩小”)的实像.将蜡烛向左移动一小段距离后,
保持水凸透镜、蜡烛的位置不变,为使光屏上再次成清晰的像,请写出一
种简单可行的操作方法:_______________________________.
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2.(2022·河南,第9题)小明用透明塑料盒设计了一个
昆虫标本观察器,如图所示.盒底上放标本,盒盖上嵌入
一凸透镜.有焦距为和 的两种凸透镜,为了在盒
盖上方附近,通过凸透镜观察到标本正立、放大的像,凸
透镜的焦距与盒高 选择合理的是( )
D
A., B.,
C., D.,
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3.(2021·河南,第10题)如图为投影式电子白板,它利用投影机将画面
投影到屏幕上,投影机的镜头相当于一个凸透镜,下列说法正确的是
( )
B
A.投影机的镜头与近视眼镜为同一种透镜
B.光经投影机的镜头成像利用的是光的折射
C.画面经投影机的镜头成的是正立、放大的虚像
D.屏幕上的丰富色彩由红、白、蓝三种色光混合而成
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4.(2019·河南,第9题)购物支付已进入“刷脸”时代,如图所示,消费者结
账时只需面对摄像头(相当于一个凸透镜),经系统自动拍照、扫描等,
确认相关信息后,即可迅速完成交易.下列有关说法正确的是( )
C
A.光经过摄像头成像,利用的是光的反射
B.摄像头的成像特点与投影仪的相同
C.“刷脸”时,面部应位于摄像头的两倍焦距之外
D.“刷脸”时,面部经摄像头成正立、缩小的实像
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命题点2 眼睛与眼镜
5.(2024·河南,第9题)在“爱眼日”宣传活动中,小明用如图所示的装置
研究眼睛的成像,此时烛焰在光屏上成清晰的像,用此模拟正常眼睛的成
像.接下来下列操作可模拟近视眼的是( )
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A.向水透镜注水,烛焰的像成在光屏的右侧
B.向水透镜注水,烛焰的像成在光屏的左侧
C.从水透镜抽水,烛焰的像成在光屏的右侧
D.从水透镜抽水,烛焰的像成在光屏的左侧
√
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命题点3 探究凸透镜成像的规律
6.(2023·河南,第17题)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中:
(1)小强发现用凸透镜看远处的物体时,可以看见倒立、缩小的像,用
该凸透镜看自己的指纹时,能看见正立、放大的像.由此猜想:凸透镜成
像的特点可能与______________________________有关.
物距(或物体到凸透镜的距离)
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(2)在光具座上,将蜡烛、光屏安装在凸透镜两侧,调节三者的高度时,
______(选填“需要”或“不需要”)点燃蜡烛;调节高度的目的是使像能呈
现在__________.
需要
光屏中央
(3)实验中,当蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上承接到蜡
烛清晰的像(像未画出),这个实验现象可以说明________(选填“放大
镜”“投影仪”或“照相机”)的成像特点.
照相机
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7.(2020·河南,第17题)小明和小亮用如
图所示的装置探究凸透镜成像的规律.
(1)实验前将烛焰、凸透镜和光屏的中心
使像成在光屏的中央
(2)如图所示,光屏上呈现一个清晰的像,保持凸透镜的位置不变,将
蜡烛向左移动一段距离,要再次在光屏上得到清晰的像,应将光屏向____
移动,像的大小将变____.
左
小
调至同一高度,目的是____________________.
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(3)小亮认为:凸透镜成实像时,不但像与物上下是颠倒的,而且左右
也是相反的.请你设计一种简单的方法验证小亮的观点._________________
___________________________________________________________.
沿垂直于光具座方
向吹动烛焰,观察光屏上像的晃动方向是否与烛焰的晃动方向相反
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第1题图
1.物理学与日常生活 (2025·濮阳二模)如图所示,深秋
的清晨草叶上形成了串串露珠,透过露珠能够看到远处景
物倒立的像,露珠相当于________(填光学元件);在生活
中利用该成像原理的仪器有:________(写出一个即可).
凸透镜
照相机
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2.(2025·南阳二模)如图是小敏用手机拍摄哪吒壁画的照片,下列有关
说法正确的是( )
C
第2题图
A.人们能从不同方向看到壁画,是因为光发生了镜面反射
B.拍照时,壁画位于手机镜头的二倍焦距以内
C.壁画通过手机镜头成倒立、缩小的实像
D.手机镜头和近视眼镜的镜片都对光有会聚作用
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3.科学探究 (2025·驻马店二模)某同学用自制的水透镜做凸透镜成像实
验,在光屏上得到了清晰的像,如图所示.他继续向水透镜内注水,使水
透镜的焦距变小,如果不改变蜡烛和水透镜的位置,要在光屏上再次成清
晰的像( )
A
A.光屏应向左移动,成缩小的像
B.光屏应向右移动,成放大的像
C.光屏应向左移动,成放大的像
D.光屏应向右移动,成缩小的像
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4.(2025·安阳二模)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、凸透镜、光
屏位置如图所示,光屏上恰能成烛焰清晰的像.下列说法不正确的是 ( )
C
A.投影仪就是利用这一规律成像的
B.将蜡烛放置在 刻度处,向左移动
光屏到 刻度处,能得到烛焰清晰的
像
C.将远视镜片放在蜡烛和凸透镜之间,要
使光屏上出现清晰的像,光屏应远离透镜
D.随着蜡烛燃烧变短,光屏上的像会向上
移动
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5.如图所示,这是某小区自动售水机的广告
投影灯及其内部结构示意图.下列说法正确的
是( )
D
A.凸透镜与近视眼镜片属于同一类型的透镜
B.广告投影灯在地面形成的是正立、放大的虚像
C.广告投影灯的成像特点与照相机的成像特点相同
D.为了使投到地面上的广告图像更大些,应将投影灯远离地面,同时适当
减小广告片到凸透镜的距离
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6.目前,人类社会已经进入互联网时
代,同学们通过互联网课堂在家就能
进行学习.但长时间盯着电脑或手机屏
幕,容易导致视力下降,下列图中属
于近视眼原理图以及需要选用进行矫
正的透镜是( )
A
A.甲、丙 B.甲、丁 C.乙、丙 D.乙、丁
46
7.如图所示,一束光经平面镜反射后,平行透镜的主光轴射向凸透镜,请
画出平面镜和经过凸透镜后的折射光线.
答案图
47
8.物理学与日常生活 (2025·湖北)
2025年1月20日,在第九届亚冬会火种
采集仪式上,现场用图甲中的冰透镜
成功点燃了火炬.小红为了研究此现象,
让光束透过近视眼镜和老花眼镜投射
下
凸
在墙上,如图乙.____(填“上”或“下”)方眼镜的透镜类型与冰透镜相同,
为____透镜.
48
9.(2025·苏州)探究凸透镜成像的规律时,把蜡烛、凸透镜和光屏置于
光具座上,先固定好点燃的蜡烛和光屏,再移动凸透镜,当凸透镜距离蜡
烛为和 时,光屏上先后两次都呈现烛焰清晰的像,下列说法
正确的是( )
C
A.第一次的像是缩小的 B.第二次的像比第一次大
C.蜡烛和光屏间的距离是 D.凸透镜的焦距是
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10.(2025·长沙)晚上看电视时,小星将一个凸透镜在电视机和对面墙壁
之间来回移动,发现移动到某位置时,墙上清晰地呈现出电视画面倒立、
缩小的像.这个像与下列哪种光学器材的成像情况相同( )
B
A.放大镜 B.照相机 C.投影仪 D.平面镜
50
11.科学态度与责任 《重庆市消防条例》规定:2023年7月
1日起,禁止携带电动自行车或其电池进入电梯轿厢,一
旦有人违规操作,会被电梯内的摄像头拍摄成像并智能识
别,电梯将停止运行并发出声、光警报.如图所示,某次发
B
A. B. C. D.
出警报时,摄像头凸透镜成像的像距为 ,则凸透镜的焦距可能为
( )
51
12.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
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
52
$