专题03 透镜及其应用(复习讲义)(辽宁专用)2026年中考物理一轮复习讲练测
2025-12-31
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2份
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78页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 透镜及其应用 |
| 使用场景 | 中考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 辽宁省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 8.49 MB |
| 发布时间 | 2025-12-31 |
| 更新时间 | 2025-12-31 |
| 作者 | 子非鱼20 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2025-12-31 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55732390.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该初中物理中考复习教案聚焦“透镜及其应用”专题,覆盖透镜概念、成像规律、生活应用等六大中考核心考点,以“考情剖析-思维导图-考点通关-素养拓展-优题精选”架构组织知识,通过考点梳理、实验指导、真题训练等环节帮助学生突破难点,体现复习的系统性和针对性。
亮点在于地域特色与跨学科实践结合,如设计“制作冰透镜探究成像规律”活动培养科学探究能力,通过“一题多解”和分层训练落实科学思维。精选辽宁中考真题及改编题,配合5分钟限时测试,助力教师精准把控节奏,提升学生应考能力。
内容正文:
专题03 透镜及其应用
目 录
01 考情剖析·命题前瞻 1
02 思维导图·网络建构 2
03 考点通关·靶向突破 3
考点1 透镜的基本概念与对光的作用(辽宁中考基础考点) 3
教材·知识夯基 3
1. 透镜的分类与识别 3
2. 透镜的核心概念 3
3. 透镜的三条特殊光线 3
中考·考法聚焦 4
考点2 凸透镜成像规律(辽宁中考核心考点) 6
教材·知识夯基 6
1.实像和虚像 6
2.凸透镜成像规律 7
3.探究凸透镜成像规律实验 8
4.光路可逆性的应用 8
中考·考法聚焦 9
考点3 生活中的透镜(辽宁中考高频考点) 11
教材·知识夯基 11
1.照相机(u>2f,倒立缩小实像) 12
2.投影仪(f<u<2f,倒立放大实像) 12
3.放大镜(u<f,正立放大虚像) 12
4.现代科技中的透镜应用 12
中考·考法聚焦 13
考点4 眼睛和眼镜(辽宁中考基础考点) 16
教材·知识夯基 16
1.眼睛的成像原理(类比照相机) 16
2.近视眼与远视眼的对比与矫正 16
3.视力保护与明视距离 17
中考·考法聚焦 17
考点5 显微镜、望远镜与跨学科实践(2026 辽宁中考新增考点) 20
教材·知识夯基 20
1.显微镜的结构与成像原理 20
2.望远镜的结构与成像原理(以开普勒望远镜为例) 20
中考·考法聚焦 21
考点6 透镜实验综述(辽宁中考实验重点) 23
教材·知识夯基 23
►核心实验一:实验探究:探究对光的作用 23
►核心实验二:探究凸透镜成像的规律 23
中考·考法聚焦 25
04 素养拓展·思维进阶 29
拓展 01 制作辽宁特色 “冰透镜” 并探究其成像规律 29
拓展 02 探究眼镜店不同镜片的焦距(跨学科实践) 29
05 优题精选·练能提分 34
01 考情剖析·命题前瞻
考点
考查形式
考查内容
考法分析
透镜的基本概念与对光的作用
☑选择题
☑填空题
☑作图题
凸透镜 / 凹透镜的识别、主光轴 / 光心 / 焦点 / 焦距的理解、透镜对光的会聚 / 发散作用、三条特殊光线作图
结合辽宁冬季特色(冰透镜制作与会聚光取火);本地场景(沈阳地铁监控镜头、鞍山玻璃厂光学镜片检测)
凸透镜成像规律
☑选择题
☑填空题
☑实验题
物距 / 像距与像的性质关系、动态成像变化(物近像远像变大)、实验操作与误差分析
融入辽宁生活场景(大连星海广场拍照调焦、鞍山教室投影仪调节);实验材料本土化(用冰透镜、硬纸板制作实验装置)
生活中的透镜
☑选择题
☑填空题
照相机 / 投影仪 / 放大镜的成像原理与调节、数码相机 / 扫码支付 / 监控的应用
结合辽宁地域应用(沈阳故宫摄影、大连景区望远镜、丹东文具店放大镜);工业场景(营口光学仪器厂镜头生产)
眼睛和眼镜
☑选择题
☑填空题
眼睛的成像原理、近视眼 / 远视眼的成因与矫正、视力保护
关联本地服务(鞍山眼镜店验光流程、沈阳学校视力检测);结合学生实际(预防近视的用眼建议)
显微镜、望远镜与跨学科实践
☑选择题
☑填空题
显微镜 / 望远镜的结构与成像原理、简易望远镜制作
新教材跨学科实践(用辽宁本地材料制作望远镜);沈阳科技馆展品关联(显微镜观察辽西化石切片)
透镜核心实验
☑选择题
☑实验题
探究凸透镜成像的规律
结合辽宁本地材料(冰透镜、硬纸板)搭建实验装置,关联本地学校实验室的实操考核与误差分析。
命题新趋势
1.地域场景深度绑定:试题以辽宁文化(沈阳故宫、大连海滨)、生活(眼镜店、投影仪教室)、工业(光学仪器制造)为背景,考查透镜应用,如 “用相机拍摄沈阳故宫角楼的成像调节”“大连景区望远镜的物镜成像原理”。
2.实验探究核心化:强化实验细节考查,重点围绕 “探究凸透镜成像规律”(如烛焰 / 透镜 / 光屏中心等高的操作、冰透镜替代玻璃透镜的误差分析)、“测量凸透镜焦距”(平行光聚焦法的冬季应用),突出控制变量法、等效替代法的应用。
3.新教材内容落地:新增 “跨学科实践 —— 制作简易望远镜”,考查器材选择(辽宁本地硬纸板、凸透镜)、制作步骤与成像原理,体现 “做中学” 理念。
4.跨学科与实用性融合:结合生物(眼睛的晶状体调节)、语文(描述光影的诗句)、美术(摄影构图),同时侧重透镜在现代科技中的应用(沈阳地铁扫码支付的摄像头、鞍山工厂的光学检测仪器)。
命题预测
1.核心考点仍集中在凸透镜成像规律(实验探究)、透镜对光的作用(作图题)、生活中的透镜与眼睛矫正(选择 / 填空)。
2.实验题可能以 “用冰透镜探究成像规律” 为情境,考查焦距测量、成像性质判断、环境(低温)对实验的影响及改进措施。
3.作图题重点考查 “凸透镜三条特殊光线”“近视眼 / 远视眼矫正光路”,需注意规范(实线虚线区分、箭头方向、垂直符号)。
4.情境题可能涉及 “沈阳故宫文创产品(简易相机模型)的成像原理”“大连港监控摄像头的镜头调节” 等本地特色场景。
02 思维导图·网络建构
03 考点通关·靶向突破
考点1 透镜的基本概念与对光的作用(辽宁中考基础考点)
教材·知识夯基
【课标要求】了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。
1. 透镜的分类与识别
类型
外形特征
图示
对光的作用
辽宁生活实例
凸透镜
中间厚、边缘薄的透镜
会聚作用(折射光线向主光轴偏折)
沈阳地铁监控镜头、大连景区望远镜物镜、冬季冰透镜等
凹透镜
中间薄、边缘厚的透镜
发散作用(折射光线远离主光轴)
鞍山近视眼镜镜片、汽车后视镜旁的小圆镜
【关键提醒】判断透镜类型时,需观察 “中间与边缘的厚度差”,而非整体形状;凸透镜的 “会聚”≠“会聚到一点”(如对发散光的会聚是 “减小发散程度”),凹透镜的 “发散”≠“发散成平行光”(如对会聚光的发散是 “延迟会聚”)。
2. 透镜的核心概念
1.主光轴:通过透镜两个球面球心的直线(作图用点划线表示);
2.光心(O):主光轴上的特殊点,过光心的光线传播方向不变(作图关键);
3.焦点(F)与焦距(f):
凸透镜:平行于主光轴的光会聚于实焦点(2 个,左右对称),焦点到光心的距离为焦距(f);
凹透镜:平行于主光轴的光发散,反向延长线交于虚焦点(2 个,左右对称),虚焦点到光心的距离为焦距(f);
4.辽宁特色测量:冬季用冰透镜(中间厚边缘薄)做平行光聚焦实验,将冰透镜正对太阳光,移动下方白纸,直到光斑最小最亮,测量光斑到冰透镜的距离即为焦距(注意冰透镜融化速度,需快速操作)。
3. 透镜的三条特殊光线
入射光线
折射光线
图例
凸透镜
平行于主光轴
经过另一侧的实焦点
经过焦点或从焦点发出
平行于主光轴
经过光心
不改变传播方向
凹透镜
平行于主光轴
折射光线的反向延长线经过同侧虚焦点
直射时射向凹透镜另一侧虚焦点
平行于主光轴
经过光心
不改变传播方向
【作图规范】实光线用实线(标箭头),虚像 / 反向延长线用虚线,法线垂直于透镜表面(必要时画出)。
【教材图片讲解】
凸透镜使平行光会聚,展现其 “会聚光线” 的核心光学特性,是凸透镜成像等应用的基础原理。
凹透镜使平行光发散,与凸透镜的会聚作用形成光学特性互补,体现透镜的功能分化。
放大镜(凸透镜)使光会聚,将其光学特性转化为放大观察的实用工具,是理论特性的生活落地,可以利用该方法粗略判断凸透镜焦距。
中考·考法聚焦
1.【新视角】如图所示,从光源发出的光线,穿过金属板上的小孔进入烟箱,按图示那样传播,则a、b、c三个位置上必然分别放置着( )
A.a是凹透镜,b是平板玻璃,c是凸透镜
B.a是凹透镜,b是平板玻璃,c是凹透镜
C.a是平板玻璃,b是凸透镜,c是凹透镜
D.a是凸透镜,b是平板玻璃,c是凹透镜
考查知识
凹透镜、凸透镜、平板玻璃对光线的作用(发散、会聚、直线传播)
命题解读
命题意图
考查不同光学元件的光线作用特点,检验对透镜及平板玻璃光学性质的理解与应用能力
解题思路
根据凹透镜(发散光线)、平板玻璃(光线沿原方向传播)、凸透镜(会聚光线)的光学作用,结合图中光线的发散、直线传播、会聚变化,匹配对应光学元件
【答案】D
【详解】a处会聚光线,是凸透镜,b处没有改变光线方向,是平板玻璃,c处使光线发散,是凹透镜,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.【生活应用】(2025·黑龙江哈尔滨·三模)车载香水的主要成分是易燃酒精,如图的四瓶香水透明玻璃瓶盖形状各异,夏季最不适合放在车内的是( )
A. B.
C. D.
考查知识
凸透镜的会聚作用,及易燃物的安全防护常识
命题解读
命题意图
考查凸透镜对光线的会聚作用,检验将光学知识与生活安全场景结合的应用能力
解题思路
判断瓶盖形状是否为凸透镜(中间厚、边缘薄),结合凸透镜会聚光线易升温的特点,匹配易燃酒精的安全风险场景
方法
B 选项的瓶盖呈 “中间厚、边缘薄” 的凸透镜形状,夏季车内阳光照射时,会会聚光线使局部温度升高,易引燃易燃的酒精,故最不适合放在车内
【答案】B
【详解】A.A图中所示的香水透明玻璃瓶盖形状对光无会聚作用也无发散作用,故A不符合题意;
B.B图中所示的香水透明玻璃瓶盖形状相当于凸透镜,对光有会聚作用,容易引起火灾,最不适合放在车内,故B符合题意;
C.C图中所示的香水透明玻璃瓶盖形状相当于凹透镜,对光有发散作用,故C不符合题意;
D.根据光的折射规律可知,D图中所示的香水透明玻璃瓶盖形状对光无会聚作用也无发散作用,故D不符合题意;
故选B。
3.(2025·辽宁鞍山·一模)如图,光源S发出的一条光线SA经平面镜反射后经过凸透镜左侧焦点。请你画出:光线SA经平面镜反射和凸透镜折射后完整的光路图。
考查知识
凸透镜的光学性质(过焦点的光线的折射规律)、光的反射定律的应用
命题解读
命题意图
考查光的反射光路作图、凸透镜折射光路的绘制能力,检验对光的反射与透镜光学规律的综合应用能力
解题思路
结合光的反射定律确定反射光线(过凸透镜左焦点),再利用凸透镜 “过焦点的光线折射后平行于主光轴” 的规律完成光路
【答案】
【详解】通过平面镜作出S的对称点,即S在平面镜中像的位置,连接,与平面镜相交A点,连接SA为入射光线;过凸透镜左侧焦点F,则该光线经凸透镜折射后将平行于主光轴射出,如图所示:
考点2 凸透镜成像规律(辽宁中考核心考点)
教材·知识夯基
【课标要求】探究并了解凸透镜成像的规律。
1.实像和虚像
(1)凸透镜成实像的情况
实像是实际光线会聚而成的,能成在光屏上。此时物像分别位于凸透镜的两侧,且实像都是倒立的,如图所示。照相机、投影仪所成的像都是实像。
(2)凸透镜成虚像的情况
虚像不是由光线实际会聚而成的,而是由折射光线的反向延长线相交而成的。凸透镜成虚像时,通过凸透镜射出的光没有会聚,只是人眼逆着折射光线的方向看过去,感到光是从虚像处发出的,故凸透镜成虚像时,物、像位于凸透镜的同侧,我们只能用眼睛看到虚像,而不能用光屏承接到虚像。
(3)实像和虚像成像示例
①实像成像示例
小孔成像 相机成像 投影仪成像
②虚像成像示例
平面镜成像 光的折射成像 放大镜成像
2.凸透镜成像规律
物距u与焦距f的关系
成像的性质
像距v与焦距f的关系
相对凸透镜的位置
像的变化情况
正倒
大小
虚实
u>2f
倒立
缩小
实像
v>2f
与物异侧
物近像远像变大,
物远像近像变小
u=2f
倒立
等大
实像
v=2f
与物异侧
f<u<2f
倒立
放大
实像
f<v<2f
与物异侧
u=f
不成像
u<f
正立
放大
虚像
v>u
与物同侧
物近像近像变小,
物远像远像变大
巧记规律
一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;成实像时,物近像远像变大,物远像近像变小
【记忆口诀】一焦分虚实(u=f 是实像 / 虚像分界),二焦分大小(u=2f 是放大 / 缩小实像分界);实像倒立异侧,虚像正立同侧;成实像时 “物近像远像变大”,成虚像时 “物远像远像变大”。
3.探究凸透镜成像规律实验
1.实验器材:光具座、凸透镜(焦距已知,如 f=10cm)、蜡烛(或 LED 灯,避免冬季火焰晃动)、光屏、刻度尺;
2.实验步骤:
① 组装调节:将蜡烛(光源)、凸透镜、光屏依次放在光具座上,调节三者中心在同一高度(目的:使像成在光屏中央);
② 分步探究:从 u>2f 开始,逐渐减小物距,移动光屏至像清晰,记录 u、v 和像的性质;
③ 特殊点验证:当 u=2f 时,观察等大实像;当 u=f 时,观察光屏上是否成像;当 u<f 时,从光屏一侧透过透镜观察虚像;
3.辽宁冬季实验改进:
问题:蜡烛火焰受低温影响易晃动,导致像不清晰;
解决:用 LED 灯替代蜡烛(发光稳定,可制成 “烛焰形状”),或在蜡烛周围围保温套(减缓火焰晃动);
4.常见误差分析:
光屏上找不到像:① 三者中心不等高;② u<f(成虚像,无法用光屏承接);③ u=f(不成像);④ 像距超过光具座量程。
4.光路可逆性的应用
若蜡烛和光屏位置对调,物距变像距、像距变物距,像的大小与对调前相反(如原 u>2f 成缩小实像,对调后 f<u<2f 成放大实像);
辽宁实例:用投影仪放映时,若投影片和屏幕位置对调,可实现 “缩小投影”(如将大屏幕图像缩小到小屏幕)。
【教材图片解读】
核心原理:展示凸透镜成像实验布局,物体位于凸透镜一倍焦距以内(物距<f)。
成像特点:此条件下凸透镜成正立、放大的虚像,虚像无法呈现在光屏上,是探究凸透镜成虚像的实验设计
光学本质:装水的圆柱形杯子等效为凸透镜,利用凸透镜成虚像的原理。
现象原理:透过杯子看铅笔时,铅笔处于杯子(凸透镜)的一倍焦距以内,因此呈现放大的虚像,视觉上铅笔会 “变粗”,是生活中常见的凸透镜成像应用实例。
中考·考法聚焦
1.【实践探究】(2025·辽宁鞍山·三模)物理科技小组在做探究凸透镜成像规律的实验过程中,某次实验操作时,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成清晰的倒立、等大的实像,则下列说法错误的是( )
A.将凸透镜取下来,并将凸透镜向上移动,光屏上的像会偏上
B.将蜡烛放置在光具座的25cm刻度线处,调整光屏与凸透镜的距离,烛焰在光屏上成清晰的像时,该像的性质与照相机成像的性质相同
C.将蜡烛放置在光具座的35cm刻度线处,调整光屏与凸透镜的距离,烛焰在光屏上成清晰的像时,该像的性质与投影仪成像的性质相同
D.将蜡烛放置在光具座的45cm刻度线处,调整光屏与凸透镜的距离,烛焰在光屏上可成清晰的正立、放大的虚像
考查知识
凸透镜成像规律(物距、像距与成像性质的关系),及不同成像场景(照相机、投影仪)的对应关系
命题解读
命题意图
考查凸透镜成像规律的应用,检验对物距、像距与成像性质的理解,及不同成像场景的匹配能力
解题思路
先由 “倒立、等大实像” 确定焦距,再逐一分析各选项中物距对应的成像性质,判断表述正误
【答案】D
【详解】A.将凸透镜取下来,并将凸透镜向上移动,凸透镜的光心也随之上移,由于过光心光线传播方向不改变,导致像的位置也相应向上移动。因此,光屏上的像会偏上,故A正确,不符合题意;
B.由图可知,光具座标尺的分度值是1cm,像距
物距
烛焰在光屏上恰好成清晰的倒立、等大的实像,此时u=v=2f=20.0cm,故凸透镜的焦距f=10.0cm,将蜡烛放置在光具座的25cm刻度线处,此时物距
满足u>2f,成倒立、缩小的实像,照相机是根据这个原理制成的,故B正确,不符合题意;
C.将蜡烛放置在光具座的35cm刻度线处,此时物距,满足成倒立、放大的实像,投影仪是根据这个原理制成的,故C正确,不符合题意;
D.将蜡烛放置在光具座的45cm刻度线处,此时物距,满足,即物体在凸透镜的一倍焦距以内,成正立、放大的虚像,但虚像不能呈现在光屏上,故D错误,符合题意。
故选D。
2.【生活场景】(2025·辽宁大连·一模)如图所示,许多博物馆在较为精巧的文物前放置凸透镜,方便游客看清楚文物的细节。游客通过凸透镜观察到放大、正立的像,下列说法正确的是( )
A.像是实像
B.像距小于物距
C.将透镜靠近文物一些,像会变大
D.将透镜逐渐远离文物,可能会观察到放大、倒立的像
考查知识
凸透镜成像规律(物距小于焦距时的成像性质:虚像、像距与物距的关系),及物距变化对像的影响
命题解读
命题意图
考查凸透镜作为放大镜使用时的成像特点,检验对物距小于焦距时成像规律及物距变化对像的影响的理解与应用能力
解题思路
先根据 “放大、正立的像” 确定物距与焦距的关系(物距小于焦距),再逐一分析各选项表述是否符合该成像规律
方法
步骤:1. 由成像特点(正立 / 倒立、放大 / 缩小)明确物距与焦距的关系;2. 依据凸透镜成像规律(虚 / 实像、像距与物距的大小关系、物距变化对像的影响)判断选项;3. 结合物距变化后的焦距关系,推导新的成像性质。
【答案】D
【详解】ABC.根据凸透镜成像规律,物距小于焦距时,成正立、放大的虚像,应用是放大镜,此时像距大于物距,将透镜靠近文物一些,像会变小,故ABC错误;
D.将透镜逐渐远离文物,当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,成倒立、放大的实像,故D正确。
故选D。
3.【生活应用】(2025·辽宁本溪·三模)图甲是一幅立在桌面上的课本插图,透过水杯,插图中的女生变“胖”了,还掉头面向右侧,如图乙,此时水杯相当于一个 ,要想使观察到的女孩变“瘦”一点,应适当将水杯 (选填“远离”或“靠近”)插图。
考查知识
凸透镜成像规律(装水容器的光学元件属性、物距变化对像大小的影响)
命题解读
命题意图
考查凸透镜成像规律在生活场景中的应用,检验对 “光学元件识别” 及 “物距 - 像大小关系” 的理解
解题思路
先判断装水水杯对应的光学元件,再结合像的放大 / 缩小特点,依据凸透镜成像规律确定物距调整方向
方法
同类题通用步骤:1. 识别装水容器为凸透镜;2. 根据像的放大 / 缩小,关联物距与焦距的关系;3. 利用 “物距增大,像缩小;物距减小,像放大” 的规律,调整元件与物体的距离
【答案】 凸透镜 远离
【详解】[1]水杯在装满水后,其侧面会形成中间厚、边缘薄的结构,这种形状的光学元件具有会聚光线的作用,因此相当于一个凸透镜。
[2]女生一开始面向左,透过水杯,插图中的女生掉头面向右侧,说明所成的像是倒立的。在凸透镜成像的过程中,虚像都是正立的,实像都是倒立的。成实像时,物体位于凸透镜的焦距之外,随着物距增大,所成的实像会逐渐变小。若要使观察到的女孩变“瘦”一点,即成像小一些,需要增大物距,将水杯远离插图。
考点3 生活中的透镜(辽宁中考高频考点)
教材·知识夯基
【课标要求】了解凸透镜成像规律的应用。
1.照相机(u>2f,倒立缩小实像)
1.结构与作用:
镜头:相当于凸透镜(焦距固定,如沈阳新闻记者的单反镜头焦距 24-70mm);
感光元件(胶片 / CCD):相当于光屏,承接实像;
调焦环:调节镜头到感光元件的距离(像距),拍近景→镜头前伸(像距变大),拍远景→镜头后缩(像距变小);
2.辽宁应用场景:
大连星海广场游客用手机拍照(手机镜头是凸透镜,u>2f 成缩小实像);
沈阳故宫的摄影爱好者拍摄宫殿细节(调焦至 “微距模式”,镜头靠近物体,u 略大于 2f)。
2.投影仪(f<u<2f,倒立放大实像)
1.结构与作用:
镜头:凸透镜(焦距较小,如鞍山教室投影仪焦距 10-15cm);
投影片:物体(需倒放,使屏幕上成正立像);
平面镜:改变光的传播方向,使像成在前方屏幕上;
调节:要使像变大→投影片靠近镜头(减小 u)、投影仪远离屏幕(增大 v);要使像变亮→开大光圈或打开投影灯;
2.辽宁应用场景:
鞍山中学的多媒体课,老师调节投影仪使课件像清晰;
沈阳电影院的放映机(原理同投影仪,只是镜头焦距更短,像更大)。
3.放大镜(u<f,正立放大虚像)
1.成像特点:物距越大,虚像越大(但 u 不能超过 f,否则成实像);
2.辽宁应用场景:
丹东文具店售卖的放大镜(焦距 5-10cm,用于看小字、地图);
辽宁农村老人用放大镜阅读报纸(u<f,虚像与物在同侧);
沈阳邮票爱好者用放大镜观察邮票细节(放大虚像,便于识别图案)。
4.现代科技中的透镜应用
应用场景
成像原理
相关实例
扫码支付(手机摄像头)
u>2f,倒立缩小实像
超市扫码付款、地铁扫码
监控摄像头
u>2f,倒立缩小实像
地铁车厢监控、商场安防监控
数码相机
u>2f,光信号转电信号
景区游客用数码相机拍海景
倒车影像
u>2f,实时成像
车主通过倒车影像观察车后情况
【教材图片解读】
核心:树叶上的水珠等效为凸透镜。
原理与应用:借助凸透镜的放大特性,可清晰观察叶脉等细微结构,是自然中天然存在的光学透镜实例。
核心:基于凸透镜成像原理工作,镜头为凸透镜。
成像特点:投影片位于凸透镜的一倍焦距与二倍焦距之间(f<u<2f),成倒立、放大的实像,实像投射至光屏(天花板)显示。
核心:对应照相机的成像原理,镜头为凸透镜。
成像特点:物体位于凸透镜的二倍焦距以外(u>2f),成倒立、缩小的实像,是凸透镜在摄影设备中的典型应用。
中考·考法聚焦
1.【生活场景】(2025·辽宁盘锦·二模)如图是市民用手机拍摄的湿地公园一景,下列说法正确的是( )
A.手机摄像头的镜头对光线有发散作用
B.手机摄像头拍照成的是倒立缩小的实像
C.高楼在水中的像是光的反射形成的实像
D.树荫下的圆形光斑是树叶的实像
考查知识
光学元件作用(手机摄像头)、凸透镜成像、光的反射成像、小孔成像的成像性质
命题解读
命题意图
考查光现象在生活场景中的应用,检验对不同光现象及成像性质的识别与理解能力
解题思路
分析各选项对应的光学原理,结合凸透镜成像、光的反射、小孔成像的规律判断表述正误
方法
1. 识别选项对应的光学现象 / 元件;2. 依据对应规律(凸透镜成像、光的反射 / 直线传播)判断成像性质(实 / 虚、正立 / 倒立、放大 / 缩小)或元件作用
【答案】B
【详解】A.手机摄像头的镜头是凸透镜,对光线有会聚作用,故A错误;
B.手机摄像头拍照的原理是凸透镜成像。当被拍摄的景物(物体)到镜头的距离(物距)大于二倍焦距时,在感光元件上会形成一个倒立、缩小的实像,故B正确;
C.高楼在水中的像是光的反射形成的虚像,故C错误;
D.树荫下的圆形光斑是太阳光穿过树叶间的缝隙,由于光沿直线传播而形成的,属于小孔成像,这些光斑是太阳的实像,故D错误。
故选B。
2.【实践应用】(2025·辽宁阜新·二模)如图是小明在光学实践活动中用透镜和鞋盒自制的手机投影仪,它能将手机上的画面放大投影到白墙上(白墙未画出)。下列说法正确的是( )
A.投影仪的镜头对光有发散作用
B.墙上呈现的是正立、放大的实像
C.手机到凸透镜的距离应大于2f
D.此镜头与远视眼镜对光的作用相同
考查知识
凸透镜的光学作用、投影仪的凸透镜成像规律、远视眼镜的光学属性
命题解读
命题意图
考查投影仪相关光学知识的应用,检验对凸透镜成像规律及同类光学元件作用的理解
解题思路
结合凸透镜的作用、投影仪的成像规律,逐一分析各选项的表述正误
方法
1. 确定设备对应的光学元件(凸透镜);2. 依据该元件的成像规律(物距范围、成像性质)判断选项;3. 关联同类光学元件的作用进行验证
【答案】D
【详解】A.投影仪镜头用的是凸透镜,凸透镜对光有会聚作用,故A错误;
BC.投影仪的工作原理是,当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,凸透镜可使物体成倒立、放大的实像,所以,墙上呈现的是倒立、放大的实像,手机到凸透镜的距离应在一倍焦距和二倍焦距之间,故BC错误;
D.远视眼的晶状体对光的会聚能力过弱,看近处物体时成像于视网膜后,凸透镜可以会聚光线,矫正远视眼,故D正确。
故选D。
3.【文化融合】如图是四川大熊猫基地的幼崽开放日活动,亲临现场的小朋友们可以通过望远镜观看萌萌的大熊猫,望远镜的物镜相当于 (选填“照相机”或“投影仪”)的镜头,熊猫通过物镜成倒立、 (填“放大”或“缩小”)的像;电视观众也可以通过电视机可以看到熊猫,电视机屏幕的每一个显像单元都由 、红、蓝三种颜色构成。
考查知识
望远镜物镜的凸透镜成像规律、光的三原色
命题解读
命题意图
考查光学设备原理与光的色彩知识,检验生活中光学及色彩知识的应用能力
解题思路
结合望远镜物镜的成像特点,匹配对应光学设备镜头;依据光的三原色知识完成填空
方法
1. 确定光学设备的成像元件(凸透镜),匹配对应成像场景(照相机 / 投影仪);2. 按物距范围判断成像性质;3. 回忆光的三原色完成填空
【答案】 照相机 缩小 绿
【详解】[1][2]用望远镜观察远处熊猫时,熊猫通过物镜成的是倒立、缩小的实像,望远镜的物镜相当于照相机的镜头。
[3]红、绿、蓝三色光混合后能产生各种色彩,这三种色光叫作色光的三原色,即电视屏幕的显像单元是由红、绿、蓝三原色构成的。
考点4 眼睛和眼镜(辽宁中考基础考点)
教材·知识夯基
【课标要求】了解人眼成像的原理,了解近视眼和远视眼的成因与矫正方法。
1.眼睛的成像原理(类比照相机)
1.结构对应:
晶状体 + 角膜:相当于凸透镜(晶状体的厚度可调节,改变焦距);
视网膜:相当于光屏,承接倒立缩小的实像;
睫状肌:调节晶状体的厚度(看近物→睫状肌收缩→晶状体变厚→焦距变小;看远物→睫状肌放松→晶状体变薄→焦距变大);
2.辽宁关联:沈阳学校的视力课上,老师用 “眼球模型” 演示晶状体的调节过程。
2.近视眼与远视眼的对比与矫正
类型
视觉特征
成因
成像位置
矫正镜片
应用场景
近视眼
能看清近处,看不清远处
晶状体太厚(折光能力太强)或眼球前后径太长
视网膜前方
凹透镜(发散光,使像后移到视网膜)
眼镜店为学生配近视镜
远视眼
能看清远处,看不清近处
晶状体太薄(折光能力太弱)或眼球前后径太短
视网膜后方
凸透镜(会聚光,使像前移到视网膜)
老年人配老花镜(远视镜)
【矫正原理示意图】
1.近视眼:凹透镜将远处物体的光发散后,再经晶状体会聚,像落在视网膜上;
2.远视眼:凸透镜将近处物体的光会聚后,再经晶状体会聚,像落在视网膜上。
3.视力保护与明视距离
1.明视距离:正常眼睛观察近处物体最清晰且不疲劳的距离,约 25cm(辽宁学生上课时,课本与眼睛的距离应保持 25cm 左右);
2.预防近视:避免长时间看手机 / 电脑(每 30 分钟休息 5 分钟)、保证教室光线充足(沈阳学校教室安装护眼灯)、坚持做眼保健操。
中考·考法聚焦
1.【健康关联】(2024·辽宁丹东·一模)智能手机等电子产品给人们带来了许多便利,但青少年长时间盯着电子屏幕,容易导致近视。下列能正确表示近视眼成像原因的是( )
A. B.
C. D.
考查知识
近视眼的成像成因(晶状体折光能力过强,像成在视网膜前方)
命题解读
命题意图
考查视力问题的光学原理,检验对近视眼成像规律的理解
解题思路
回忆近视眼成像特点(远处物体的像成在视网膜前方),对比选项中光线的会聚位置,确定对应图像
方法
1. 明确近视成因(晶状体折光过强,像成在视网膜前);2. 观察选项中光线会聚点与视网膜的位置关系,匹配符合近视成像的图
【答案】C
【详解】近视眼是由于晶状体焦距太短,会聚能力增强,即折光能力增强,远处物体的像落在视网膜的前方。
故选C。
2.【医疗应用】(2024·辽宁抚顺·二模)小明同学去医院检查视力情况,如图甲所示。医生向他介绍激光手术:通过激光烧蚀眼角膜,改变它的形状,实现视力矫正。
(1)请根据甲图判断小明患 眼,手术后的眼角膜形状应为图乙中的 形状;
(2)小明用自制的水凸透镜(当向水凸透镜里注水时焦距变小,抽水时焦距变大)来模拟眼睛看物体的情景:他将蜡烛、水凸透镜和光屏调整至图丙所示的位置时,光屏上出现清晰的烛焰像,此像的性质是倒立、 的实像,生活中的 就是利用这个原理制作的。然后利用注射器抽出水透镜中少许水,光屏上原来清晰的像变得模糊不清,他要想重新得到清晰的烛焰像,在蜡烛和水凸透镜的位置都不变的情况下,应将光屏向 移动。
考查知识
近视眼的成因与矫正原理、凸透镜成像规律(物距 - 焦距 - 像距的关系)、视力矫正的光学模拟实验
命题解读
命题意图
考查视力问题的光学原理及凸透镜成像规律的实验应用,检验理论知识与实际医疗、实验场景的结合能力
解题思路
先根据像在视网膜的位置判断视力问题(近视),匹配矫正后的角膜形状;再分析凸透镜成像的物距与像距关系,判断成像性质,结合焦距变化调整光屏位置
方法
1. 依据像在视网膜的位置判断视力问题(近视 / 远视),匹配矫正后光学元件(角膜)的形状;2. 根据凸透镜物距与焦距的关系确定成像性质,结合焦距变化调整像距(光屏位置)
【答案】(1) 远视;A;(2) 缩小;照相机;右
【详解】(1)[1]由图可知,像呈现在了视网膜的后方,这是远视眼。
[2]激光矫正远视,是对晶状体和角膜构成的透镜进行手术,使其变厚,相当于一个凸透镜,使其对光的偏折能力变强,使成的像前移,直到移到视网膜上;图A角膜的中间厚边缘薄,是凸透镜,符合凸透镜的特点。
(2)[1][2]将蜡烛、水凸透镜和光屏调整至图丙所示的位置时,此时物距大于像距,根据凸透镜成像规律可知成倒立、缩小的实像;生活中的照相机就是利用这一原理制成的。
[3]利用注射器抽出水透镜中少许水,凸透镜的焦距变大,在物距不变的情况下,像距变大了,要想重新得到清晰的烛焰像,在蜡烛和水凸透镜的位置都不变的情况下,应将光屏向远离水凸透镜的方向移动,即向右移动。
3.【实验创新】(2025·辽宁盘锦·二模)如图所示,小李用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律,当向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距将变大。
(1)如图甲所示,一束平行于主光轴的光射向水透镜,在光屏上得到一个最小 的光斑,则此时水透镜的焦距为 cm;
(2)小李移动蜡烛,水透镜和光屏至图乙所示位置时,恰能在光屏上看到清晰的 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的像;若水透镜上有一小块污渍,则在光屏上 (选填“能”或“不能”)看到完整的像;
(3)如图丙所示,小李取了一副眼镜给水透镜“戴上”,发现光屏上的像由清晰变模糊,当从水透镜中抽出适量的水后,发现烛焰的像再次变得清晰,由此判断该眼镜是 眼镜(选填“近视”或“远视”);
(4)如图乙所示,蜡烛随着燃烧而变短,小李发现像移动不在光屏中间,从而影响了实验的进行。为了使像回到光屏中央,她合理的调整方法是( )(填字母序号)。
A.只需将蜡烛适当上移 B.只需将凸透镜适当上移
C.只需将光屏适当下移 D.将光屏和凸透镜都适当下移
考查知识
凸透镜焦距测量、成像规律、透镜与视力矫正的关系、实验中像的位置调整
命题解读
命题意图
考查凸透镜成像规律的实验探究及与视力矫正的结合,检验实验操作、知识应用与问题解决能力
解题思路
通过平行光聚焦测焦距,依据物距像距判断成像性质,结合焦距变化分析眼镜类型,根据像的偏移调整实验元件位置
方法
1. 平行光聚焦法测定凸透镜焦距;2. 物距 - 像距关系匹配成像性质;3. 焦距变化关联视力矫正对应的透镜类型;4. 像的位置偏移对应调整实验元件(蜡烛 / 透镜 / 光屏)的位置
【答案】(1) 最亮;9.0;(2)缩小;能;(3)远视;(4)AD
【详解】(1)[1]平行于主光轴的光经凸透镜折射后,会聚在焦点处,形成最小、最亮的光斑。
[2]焦距是焦点到光心的距离,图甲中光斑(焦点)到水透镜光心的距离为19.0cm-10.0cm=9.0cm
(2)[1]图乙中物距大于像距,且物距大于2倍焦距,根据凸透镜成像规律,成倒立、缩小的实像。
[2]水透镜上的污渍只会遮挡部分光线,不影响剩余光线会聚成像,因此光屏上仍能看到完整的像,亮度会变暗。
(3)抽出适量的水,水透镜焦距变大,折光能力变弱,像再次清晰,说明该眼镜使水透镜折光能力变强,焦距变小,对应矫正远视眼的凸透镜,远视眼镜是凸透镜,对光有会聚作用。
(4)随着蜡烛燃烧而变短,根据过光心不改变方向,像会向上移动;为了使下面的实验更方便操作,更合理是操作是把蜡烛升高,或凸透镜和光屏同时调低,故BC不符合题意,AD符合题意。
故选AD。
考点5 显微镜、望远镜与跨学科实践(2026 辽宁中考新增考点)
教材·知识夯基
【课标要求】了解显微镜和望远镜的原理;通过跨学科实践制作简易望远镜。
1.显微镜的结构与成像原理
1.结构:物镜(焦距短,靠近物体)、目镜(焦距长,靠近眼睛)、载物台、反光镜;
2.成像过程:① 物镜:物体在物镜的 f<u<2f 处,成倒立、放大的实像(相当于投影仪);② 目镜:物镜成的实像在目镜的 u<f 处,成正立、放大的虚像(相当于放大镜);
3.辽宁应用:沈阳科技馆的生物实验室用显微镜观察辽西化石切片(如植物化石的细胞结构)。
2.望远镜的结构与成像原理(以开普勒望远镜为例)
1.结构:物镜(焦距长,靠近物体)、目镜(焦距短,靠近眼睛);
2.成像过程:① 物镜:远处物体在物镜的 u>2f 处,成倒立、缩小的实像(相当于照相机);② 目镜:物镜成的实像在目镜的 u<f 处,成正立、放大的虚像(相当于放大镜);
3.辽宁应用:大连海滨景区的观光望远镜(游客观察远处的海岛)、沈阳天文爱好者用望远镜观测星空。
3.跨学科实践:制作简易望远镜(辽宁本土化材料)
1.实验目的:用辽宁本地易得材料制作望远镜,理解其成像原理;
2.器材准备:
凸透镜 2 个(焦距不同:物镜 f=20cm,可从鞍山眼镜店获取;目镜 f=5cm,可用放大镜替代);
硬纸板(辽宁农村常见的包装纸板)、剪刀、胶带、刻度尺;
3.制作步骤:① 用硬纸板制作两个纸筒(直径略小于凸透镜,长度分别为 20cm 和 5cm);② 将物镜(f=20cm)固定在长纸筒一端,目镜(f=5cm)固定在短纸筒一端;③ 将短纸筒套入长纸筒,可前后滑动(调节两透镜间距);
4.观测与调整:
对准远处物体(如沈阳故宫的角楼),滑动纸筒,直到看到清晰的像;
现象:看到的像为倒立、放大的虚像(若需正立像,可在两透镜间加平面镜改变光路);
原理总结:物镜成缩小实像,目镜将实像放大,最终实现 “远处物体拉近看”。
【教材图片解读】
核心概念:视角是物体两端与眼球光心的夹角。
原理与作用:视角大小决定物体的视觉感知大小,视角越大,物体在视觉中越清晰、“体积” 越显著,是判断物体视觉大小的关键依据。
结构与原理:由物镜、目镜(均为凸透镜)组成,物镜先将远处天体成倒立缩小的实像(照相机成像原理),该实像经目镜(放大镜原理)成放大虚像。
作用:通过两次透镜成像,放大远处天体的观测视角,实现对遥远天体的清晰观测。
中考·考法聚焦
1.【跨学科融合】2024年最为特别的天象之一——“超级月亮”出现于8月11日凌晨,它比正常时的月亮要大百分之二十,亮度也有所增加,某天文爱好者为了研究这一现象,于是架设一台天文望远镜做进一步观察,关于该望远镜,下列说法正确的是( )
A.它由两组透镜组成,靠近眼睛的为目镜,靠近被观测物体的为物镜
B.它的物镜相当于放大镜,用来把像放大
C.它的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像
D.它的物镜和显微镜的物镜作用相同
考查知识
天文望远镜的结构(目镜、物镜)及物镜的光学作用,与放大镜、显微镜物镜的功能区分
命题解读
命题意图
考查天文望远镜的基本结构与光学原理,检验对不同光学设备元件功能的区分能力
解题思路
回忆望远镜的结构组成,结合物镜的成像作用,逐一判断各选项描述的正确性
方法
1. 明确望远镜的结构(目镜、物镜的位置);2. 掌握物镜的成像作用(远处物体在焦点附近成实像);3. 区分望远镜与放大镜、显微镜的光学元件功能差异
【答案】A
【详解】A.望远镜由两组透镜组成,靠近眼睛的为目镜,靠近被观测物体的为物镜,故A正确;
B.望远镜的物镜相当于照相机的镜头,使远处的物体成一个倒立缩小的实像,故B错误;
C.望远镜的物镜的目的是使得远处的物体成一个倒立缩小的实像,故C错误;
D.望远镜的物镜是使得远处的物体成一个倒立缩小的实像,而显微镜的物镜是为了使得载物片上的物体成一个放大的实像,故D错误。
故选A。
2.【学科融合】生物课上同学们在显微镜下观察人口腔上皮细胞,通过显微镜看到的是人口腔上皮细胞放大的 (选填“实”或“虚”)像,当玻片向 移动时,从像A变成像B。
考查知识
显微镜的成像性质(虚像)、显微镜下物像与玻片的移动规律
命题解读
命题意图
考查显微镜的实验操作与光学成像知识,检验生物实验与光学原理的结合应用能力
解题思路
先确定显微镜的成像类型,再根据物像与玻片的移动方向关系,判断玻片的移动方向
方法
1. 明确显微镜成放大的虚像;2. 依据 “物像移动方向与玻片移动方向相反” 的规律,推导玻片移动方向
【答案】 虚 左上
【详解】[1]显微镜的目镜成的像是放大、正立的虚像,则通过显微镜看到的是人口腔上皮细胞放大的虚像。
[2]物镜成的像是倒立的像,目镜成的像是正立的像,因此当玻片向坐上移动时,从像A变成像B,即像向右下移动。
3.【原理应用】小聪购买了一个天文望远镜,他拆解后发现,天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜,查阅资料,找到如图的原理图,若物镜的焦距为,目镜的焦距为,物镜所起的作用相当于是一个 (“照相机”、“投影仪”或“放大镜”),若变大,则最后所成的像将 (“变大”、“变小”或“不变”)。
考查知识
天文望远镜物镜的凸透镜成像原理、目镜焦距变化对成像大小的影响
命题解读
命题意图
考查天文望远镜的光学原理,检验对物镜成像作用及目镜焦距与像大小关系的理解
解题思路
根据物镜对远处物体的成像特点,匹配对应光学设备;结合目镜的放大作用,分析焦距变化对像大小的影响
方法
1. 按物镜物距(远大于 2 倍焦距)确定其对应成像设备;2. 依据目镜的放大作用,判断焦距变化对像大小的影响
【答案】 照相机 变小
【详解】[1]望远镜由两组凸透镜组成,对光线有会聚作用,物镜成像时,物距大于两倍焦距,成倒立缩小的实像,其相当于照相机的工作原理。
[2]由图可知,物镜所成的像在目镜的1倍焦距之内,若f2变大,过目镜光心的光线不变,但平行于主光轴的折射光线的反向延长线先一步与过光心的光线的反向延长线相交,即换用焦距大的目镜,反向延长线的交点比焦距小的目镜提前了,故目镜的焦距f2变大后,最后所成的像将变小。
考点6 透镜实验综述(辽宁中考实验重点)
教材·知识夯基
【课标要求】探究凸透镜成像的规律。
►核心实验一:实验探究:探究对光的作用
1.实验观察:光在空气、水、玻璃中的传播路径
(1)凸透镜对光的作用
如图所示,让平行于凸透镜主光轴的几束光射向凸透镜,观察到光通过凸透镜后会聚于主光轴上的一点。
实验图 示意图
(2)凹透镜对光的作用
如图所示,让平行于凹透镜主光轴的几束光射向凹透镜,观察到光通过凹透镜后会偏离主光轴散开,但其反向延长线交于主光轴上的一点。
实验图 示意图
【探究归纳】凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用。因此,凸透镜又叫会聚透镜,凹透镜又叫发散透镜。
►核心实验二:探究凸透镜成像的规律
【提出问题】凸透镜所成的像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系?
【实验设计】先把物体放在距离凸透镜较远的地方,然后逐渐向凸透镜方向靠近,同时把光屏放在凸透镜的另一侧,观察光屏上像的变化情况。由于凸透镜的偏折情况和焦距有关,所以应着重观察物距等于、大于或小于一倍焦距、二倍焦距时,物体的成像情况。
【进行实验与收集证据】
(1)将光源、凸透镜、光屏依次安放在光具座上,调整它们的高度,使光源中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度;
(2)把光源放在凸透镜二倍焦距以外的地方并点亮,然后调整光屏到凸透镜的距离,直到光屏上出现清晰物体的像,观察并记录像的大小和正倒,测出物距u和像距v。稍稍改变物距,重复做这一步;
(3)把光源移向凸透镜,让光源到凸透镜的距离大于二倍焦距,移动光屏,直到光屏上出现光源清晰的像,观察并记录像的大小、正倒,测出物距u和像距v;
(4)把光源移向凸透镜,让光源到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间,移动光屏,直到光屏上出现光源清晰的像,观察并记录像大小、正倒,测出物距u和像距v。稍稍改变物距,重做这一步;
(5)把光源继续靠近凸透镜,让光源位于凸透镜的焦点上,移动光屏,观察是否能够成像;
(6)把光源移到凸透镜的一倍焦距以内,移动光屏,观察在光屏上能否看到光源的像。如果不能,可以从光屏这一侧透过凸透镜观察,记录所看到的像的正倒、大小以及此时的物距u。稍稍改变物距,重做这一步;
(7)将实验数据和观察结果填入表中(该实验所用凸透镜焦距f=12cm)
物距u与焦距f的关系
物距u/cm
像距v/cm
成像的性质
像的变化情况
u>2f
60
15
倒立、缩小的实像
物距变小时,像距变大,像(相对于之前)变大
48
16
u=2f
24
24
倒立、等大的实像
——
f<u<2f
18
36
倒立、放大的实像
物距变小时,像距变大,像变大
15
60
u=f
12
——
不成像
——
u<f
8
——
正立、放大的虚像
物距变小时,像距变小,虚像变小
6
——
【分析论证】(1)焦点是成实像和虚像的分界点。当物距大于一倍焦距时,成实像;当物距小于一倍焦距时,成虚像;当物距大于一倍焦距时,不成像;
(2)二倍焦距是成放大实像还是缩小实像的分界点。当物距大于二倍焦距时,成缩小的实像;当物距大于二倍焦距时,成等大的实像;当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时,成放大的实像;
(3)凸透镜成实像都是倒立的,且像、物位于凸透镜的两侧;凸透镜成虚像时,都是正立的,且像、物同侧;
(4)凸透镜成实像时,随着物距的减小,像和像距都变大;成虚像时,随着物距的减小,像和物都不小。
【得出结论】
物距u与焦距f的关系
像的性质
像距v与焦距f的关系
相对凸透镜的位置
应用
正倒
大小
虚实
u>2f
倒立
缩小
实像
f<v<2f
与物异侧
照相机
u=2f
倒立
等大
实像
v=2f
与物异侧
测焦距
f<u<2f
倒立
放大
实像
v>2f
与物异侧
投影仪
u=f
不成像
u<f
正立
放大
虚像
——
与物同侧
放大镜
实验注意事项
(1)光具座的长度有限,做实验时最好选用焦距较小的凸透镜;
(2)凸透镜最好放在光具座的中间位置,便于调节物距和像距;
(3)调整光源、透镜、光屏三者的中心在同一高度,目的是让光源的像成在光屏的中央;
(4)调整光屏时,不可再调整凸透镜的位置,否则会引起物距的变化;
(5)判断光源的像是否最清晰的方法:光屏在某位置时,向前或向后移动光屏,像都会变模糊,则此位置即为像最清晰的位置;
(6)同一个物距范围内,要换不同的物距进行实验,这是为了排除偶然因素,使实验结论更具普遍性。
中考·考法聚焦
1.【实验探究】(2025·辽宁鞍山·一模)在某次探究凸透镜成像规律的实验中,所使用的凸透镜焦距是10.0cm。
(1)当把凸透镜和蜡烛固定在如图位置时,光屏应在光具座上 cm区域内移动,才能在光屏上得到清晰的倒立、 的实像;照相机、投影仪和放大镜是常用的三种光学仪器,其中 遵循此成像规律。
(2)把蜡烛向左移动一段距离,发现光屏上的像变模糊了;为使光屏上再次得到清晰的像,光屏应向 移动;若不移动光屏,将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间,发现光屏上的像也变清晰了,则该眼镜片是 透镜,可以用来矫正 (填“近视”或“远视”)眼。
考查知识
凸透镜成像规律(物距 - 像距 - 成像性质的关系)、物距变化对像距的影响、透镜与视力矫正的关联
命题解读
命题意图
考查凸透镜成像规律的实验应用,检验实验分析、知识迁移及与视力矫正结合的能力
解题思路
先计算物距,结合焦距判断像距范围与成像性质;再分析物距变化后的像距调整方向;最后根据透镜对光线的作用匹配视力矫正类型
方法
1. 计算物距,结合焦距确定像距范围与成像性质;2. 依据 “物远像近像变小” 调整光屏位置;3. 根据透镜的会聚 / 发散作用,对应矫正近视 / 远视眼
【答案】(1) 60~70 缩小 照相机;(2) 左 凹 近视
【详解】(1)[1][2]已知凸透镜焦距,由图可知,物距
因为,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、缩小的实像,像距
即所以光屏应在光具座上60~70区域内移动。
[3]照相机是利用时,成倒立、缩小实像的规律工作的,所以照相机遵循此成像规律。
(2)[1]把蜡烛向左移动一段距离,物距增大,根据凸透镜成像规律,像距会减小,所以为使光屏上再次得到清晰的像,光屏应向左移动。
[2]若不移动光屏,将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间,发现光屏上的像变清晰了,说明该眼镜片对光有发散作用,凹透镜对光有发散作用,所以该眼镜片是凹透镜。
[3]近视眼是因为晶状体太厚,折光能力太强,或者眼球在前后方向上太长,像成在视网膜前方,需要用凹透镜来矫正,所以该凹透镜可以用来矫正近视眼。
2.【生活工具】(2025·辽宁盘锦·二模)如图1是“临摹神器”。OA为木板并用支架固定,木板上放置平板电脑,平板电脑屏幕上展示待临摹的图片。OB处放置并固定某光学器材,并在桌面OC平放一张白纸,可在白纸上进行临摹。
(1)OB处放置的光学器材应该用 (选填“平面镜”或“茶色玻璃”),平板电脑发出的光在该光学器材表面上发生的是 (选填“漫反射”或“镜面反射”)。
(2)临摹时,人眼应该在图1中 (选填“D”“E”或“F”)处观察。将屏幕远离该光学器材时,屏幕所成的像的大小会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)开始临摹时,小华同学发现成像太暗看不太清,为了让像看起来更清晰些,他可以________(填序号)。
A.在图1的状态下,将木板绕O点顺时针转动一定角度
B.在图1的状态下,将OB处所放置的光学器材绕O点逆时针转动一定角度
C.将平板电脑的屏幕亮度调亮一些
D.将装置整体挪至光照条件更好的阳台完成临摹
(4)过度使用平板电脑、手机等电子产品,容易导致视力下降,患上近视眼,如图2,能说明近视眼成像原理和近视眼矫正方法的两幅图分别是 (按问题顺序填写答案序号)。
考查知识
平面镜的成像特点、光的反射类型(镜面反射)、成像清晰度的调整方法、近视眼的成因与矫正原理
命题解读
命题意图
考查光学知识在生活工具中的实际应用,检验平面镜成像、光的反射与视力问题原理的综合运用能力
解题思路
先根据工具功能判断光学器材类型,结合反射类型与平面镜成像特点分析成像相关问题,再通过光的亮度调整方法优化成像效果,最后匹配近视眼的成因与矫正图
方法
1. 依据工具用途确定光学器材(平面镜 / 透镜);2. 结合成像规律分析像的大小、观察位置;3. 通过调整光源亮度等方式优化成像清晰度;4. 匹配视力问题的成因与矫正对应的光学图
【答案】(1) 茶色玻璃 镜面反射;(2) E 不变;(3)C;(4)乙丁
【详解】(1)[1]临摹时,需同时透过玻璃看到白纸和玻璃反射的平板电脑图像,由于平面镜无法透光,故选用茶色玻璃。
[2]镜面反射发生在光滑的表面上,漫反射发生在粗糙或不规则的表面上,本实验用的光滑茶色玻璃,因此发生的是镜面反射。
(2)[1]图像是玻璃板反射形成的,人眼应在反射光线的一侧(E处)观察。
[2]由平面镜成像特点可知,像与物大小相等,像的大小与距离无关,故将屏幕远离该光学器材时,屏幕所成的像的大小不变。
(3)A.木板转动会改变装置结构,无法改善像的亮度,故A不符合题意;
B.光学器材转动会改变成像位置,无法改善像的亮度,故B不符合题意;
C.调亮平板电脑屏幕,反射光更强,像更清晰,故C符合题意;
D.移至光照更好的阳台,环境光过强会使像更暗,故D不符合题意。
故选C。
(4)近视眼成像的原理是晶状体折光能力过强,像成在视网膜前方,故图乙是近视眼成像原理;近视眼的矫正方法是佩戴凹透镜,将发散光线,使像后移到视网膜上,故图丁是近视眼矫正方法。
3.【简易器材】(2025·辽宁鞍山·二模)学习凸透镜成像原理后,小明用硬纸板和凸透镜制成一个简易手机投影仪,如图甲,将播放视频的手机放到指定位置,光屏(未画出)上便能观察到视频画面。
(1)制作前,小明让太阳光平行于凸透镜的主光轴,移动光屏,在光屏上找到最小、最亮的光斑,如图乙,凸透镜的焦距为 cm;
(2)制作时,使手机、凸透镜和光屏三者中心在同一直线的同一高度上,这样操作的目的是 ;
(3)使用时,使手机到凸透镜的距离在 范围内,光屏上会出现 像(填像的性质),为了具有更好的观影效果,手机屏幕应该选图丙中的 (填“A”或“B”)的放置方式;
(4)小明给暗箱设计了一个抽屉,如图丁,若使光屏上的像变大,他应向 (填“左”或“右”)推动抽屉;
(5)小明在图丁暗箱靠近凸透镜位置开槽,插入凹透镜后,画面模糊不清,为了得到清晰的像,他应将光屏向 (填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动。
考查知识
凸透镜焦距测量(平行光聚焦法)、投影仪成像规律(物距范围、成像性质)、实验操作目的(三心等高)、像的大小调整方法、凹透镜对光线的发散作用
命题解读
命题意图
考查凸透镜成像规律在简易器材中的实际应用,检验实验操作、成像规律及透镜作用的综合运用能力
解题思路
通过平行光聚焦法测焦距,明确 “三心等高” 的目的,依据投影仪成像规律确定物距范围与成像性质,结合像的大小调整规律及凹透镜的发散作用判断器材移动方向
方法
1. 平行光聚焦法测定凸透镜焦距;2. 明确实验操作(三心等高)的目的;3. 依据投影仪成像规律确定物距范围与成像性质;4. 按 “物近像远像变大” 调整像的大小;5. 根据透镜的发散 / 会聚作用调整光屏位置
【答案】(1)20.0;(2)使像成在光屏中央;(3)20—40cm(或1倍焦距和2倍焦距之间);倒立、放大的实;A;(4)右;(5)远离
【详解】(1)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,所以凸透镜的焦距是
(2)为了使像成在光屏中央,制作时,使手机、凸透镜和光屏三者中心在同一直线的同一高度上。
(3)[1][2][3]根据2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于投影仪,因此使用时,使手机到凸透镜的距离在大于一倍焦距小于二倍焦距范围内,成倒立、放大的实像。为了具有更好的观影效果,手机屏幕应该倒着放,故选A。
(4)若使光屏上的像变大,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大知道,他应向右推动抽屉。
(5)小明在图丁暗箱靠近凸透镜位置开槽,插入凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用,会将光线推迟会聚成像,为了得到清晰的像,他应将光屏向远离凸透镜的方向移动。
04 素养拓展·思维进阶
拓展 01 制作辽宁特色 “冰透镜” 并探究其成像规律
1.实验背景:辽宁冬季气温低,冰块易获取,可制作冰透镜(凸透镜),探究透镜对光的作用与成像规律,体现地域特色。
2.实验器材:
冰块(辽宁冬季户外冰块,选择透明无气泡的)、小刀(或模具)、保鲜膜、蜡烛(或 LED 灯)、光屏(白纸)、刻度尺;
3.实验步骤:
(1) 制作冰透镜:将冰块打磨成中间厚、边缘薄的凸透镜形状(用保鲜膜包裹,避免手温熔化),用刻度尺测量其焦距(平行光聚焦法:正对太阳光,找最小最亮的光斑,测量光斑到冰透镜的距离);
(2) 探究成像规律:
① 将冰透镜、LED 灯、光屏依次放在光具座上,调节中心等高;
② 使 LED 灯到冰透镜的距离 u>2f,移动光屏,观察像的性质(倒立缩小实像);
③ 改变 u 为 f<u<2f 和 u<f,重复实验,记录像的性质;
4.问题与思考:
冰透镜在实验中会逐渐融化,导致焦距变大,如何减缓融化?(答案:用保温箱盛放冰块,实验时快速操作,或在冰透镜外裹一层薄保鲜膜);
对比冰透镜与玻璃透镜的成像效果,为什么冰透镜的像偏暗?(答案:冰透镜的透明度低于玻璃透镜,部分光被反射或吸收)。
拓展 02 探究眼镜店不同镜片的焦距(跨学科实践)
1.实验目的:通过测量鞍山眼镜店的近视镜(凹透镜)和远视镜(凸透镜)的焦距,理解两种透镜的光学特性。
2.实验器材:
鞍山眼镜店提供的废旧近视镜、远视镜镜片、平行光源(手电筒)、光屏(白纸)、刻度尺、硬纸板(开小孔,形成平行光);
3.实验步骤:
(1) 测量凸透镜(远视镜)焦距:
① 将平行光源通过小孔形成平行光,射向远视镜镜片;
② 在镜片另一侧移动光屏,找到最小最亮的光斑,测量光斑到镜片的距离,即为焦距 f;
(2) 测量凹透镜(近视镜)焦距:
① 将平行光源射向近视镜镜片,在镜片另一侧放光屏;
② 标记光屏上发散光的边界,反向延长光线,找到虚焦点,测量虚焦点到镜片的距离,即为焦距 f;
4.数据分析:
记录不同镜片的焦距,比较:近视镜的焦距越短,对光的发散作用越______(强 / 弱);远视镜的焦距越短,对光的会聚作用越______(强 / 弱);
5.实践应用:根据测量结果,为同学推荐合适的眼镜(如近视度数越高,镜片焦距越短)。
【教考衔接】
1.【项目化学习】(2024·辽宁抚顺·一模)小硕发现长时间观看使用手机对视力影响很大,于是在学习“凸透镜成像的规律”后,他和物理兴趣小组的同学开展“自制手机投影仪”的项目化学习活动。
【项目名称】手机投影仪
【项目材料】凸透镜若干、纸板、胶水、剪刀等。
【项目设计】
小硕和同学们设计如图所示的方案将纸板制成了纸盒,将手机和凸透镜固定到纸盒内,请你确定一下凸透镜的位置应固定在 。
【项目实施】
(1)用剪刀裁剪纸板并用胶水固定,制作了一个长50cm、宽20cm、高20cm的纸盒。
(2)选择焦距合适的凸透镜,以下所示是利用太阳光测量凸透镜焦距的方法,其中最合理的是 。
根据合理的方法,小硕测出了三块凸透镜的焦距分别是10cm、15cm、20cm。若手机和凸透镜相距20cm,为了能在白墙上得到清晰、放大的像,可选择 焦距的凸透镜。将手机和选好的凸透镜固定在纸盒上。
(3)最后,打开手机屏幕,盖上顶部纸板,就可以在白墙上看到手机的投影;
(4)对自制投影仪进行调试:
①为了投影仪使用过程中具有良好的观影效果,手机应该选择下图中 (填“A”或“B”)的放置方式。
②小丽同学建议选择光滑的白板作为屏幕,而小芳同学建议选择白墙作为屏幕。你赞成谁的建议?并说明理由 。
(5)设计改进:小硕和同学在使用时发现所设计的投影仪无法随意的改变像的大小,于是将手机固定在可以前后移动纸板上如图所示,这样手机在纸盒内就可以前后移动了。利用改进后的投影仪,为了让投在光屏上的画面更大一些并清晰,应该如何调节 。
考查知识
凸透镜在投影仪中的安装位置、焦距测量方法、投影仪成像的物距范围、手机放置方式、光屏的漫反射应用、像的大小调整规律
命题解读
命题意图
考查凸透镜成像规律在项目化学习(自制投影仪)中的综合应用,检验项目设计、实验操作及成像规律的实际运用能力
解题思路
先确定凸透镜在投影仪中的安装位置,再选择合理的焦距测量方法,结合投影仪成像的物距要求选择对应焦距的凸透镜,确定手机的放置方式,分析光屏的选择依据,最后根据成像规律调整像的大小
方法
1. 确定投影仪中凸透镜的安装位置(靠近光屏一侧);2. 选择 “太阳光平行于主光轴、光屏与主光轴垂直” 的焦距测量方法;3. 依据 “物距在 f~2f 之间成放大实像” 选择对应焦距的凸透镜;4. 按 “投影仪成倒立像” 确定手机放置方式;5. 利用漫反射的特点分析光屏选择;6. 按 “物近像远像变大” 调整像的大小
【答案】 A B 15cm B 见解析 见解析
【详解】[1]实验时需将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,所以凸透镜的位置应固定在A。
(2)[2]利用太阳光测量凸透镜焦距,应让凸透镜正对太阳光,白纸应与凸透镜平行,回移动透镜,找到最小最亮的光斑,光斑到透镜中心的距离即为焦距,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
[3]根据
成倒立、放大的实像,所以手机和凸透镜相距20cm,为了能在白墙上得到清晰、放大的像,可选择15cm焦距的凸透镜。
(4)[4]①凸透镜成实像时,像与物上下颠倒,为了使投影仪实验过程中具有良好的观影效果,手机应该倒着放,故应选择B的放置方式。
[5]②若用光滑的白板作为屏幕,反射光线将射向同一方向,其它方向的人无法清晰观影,而选择白墙作为屏幕,白墙表面粗糙,发生的是漫反射,各个方向的人都能清晰观影,故赞成小芳的观点。
(5)[6]凸透镜成实像时,物距变小,像距变大,像变大,为了让投在光屏上的画面更大一些并清晰,应该将纸盒远离光屏,同时将手机靠近凸透镜。
2.【自制器材】(2024·辽宁大连·一模)小明用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律,当向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距将变大。
(1)如图甲所示,一束平行于主光轴的光射向水透镜,在光屏上得到一个最小最亮的光斑,此时水透镜的焦距为 cm,实验前,应调节烛焰,水透镜和光屏的中心在 上;
(2)为了看到的像更清楚,应该在较 (填“亮”或“暗”)的环境中进行实验;
(3)该同学移动蜡烛,水透镜和光屏至图乙所示位置时,恰能在光屏上看到清晰的像,像的特点是倒立、缩小的 (填“实”或“虚”)像;
(4)将蜡烛移至距水透镜5cm处,此时无论怎样移动光屏都无法在光屏上看到清晰的像,则应从 (填“蜡烛”或“光屏”)一侧透过水透镜观察像的特点;
(5)在图乙所示实验场景下,该同学给水透镜“戴上”一种眼镜,如图丙所示,当向水透镜中注入适量的水后,他发现光屏上的像再次变得清晰,则“戴”的是 (填“近视”或“远视”)眼镜;
(6)如图丁所示为某同学的照片,图戊是实验后他将照片从紧贴水透镜到逐渐远离水透镜过程中,眼睛透过水透镜观察照片的像,看到像的顺序应该是 。
A.②①③④ B.③②①④ C.②③④① D.④①②③
考查知识
凸透镜焦距测量(平行光聚焦法)、实验操作(三心等高)、成像环境选择、成像性质(实 / 虚像)、虚像的观察位置、视力矫正透镜类型、物距变化时的成像顺序
命题解读
命题意图
考查凸透镜成像规律的实验探究及与视力矫正的结合,检验实验操作、成像规律及物距变化成像特点的综合运用能力
解题思路
通过平行光聚焦法测定焦距,明确实验操作要求,选择合适的实验环境,依据物距判断成像性质,确定虚像的观察位置,结合透镜对光线的作用判断视力矫正类型,最后根据物距变化的成像规律确定像的顺序
方法
1. 平行光聚焦法测焦距,调节蜡烛、透镜、光屏的中心在同一高度;2. 选择较暗环境增强像的对比度;3. 依据物距范围判断成像性质(实 / 虚像);4. 虚像从光屏一侧透过透镜观察;5. 结合透镜的发散 / 会聚作用判断视力矫正类型;6. 按物距从小于 f 到大于 2f 的成像规律,确定不同物距对应的像的顺序
【答案】 8.0 同一高度 暗 实 光屏 近视 B
【详解】(1)[1]一束平行于主光轴的光射向水透镜,在光屏上得到一个最小最亮的光斑,即为焦点,焦点到透镜的距离即为焦距,因此水透镜的焦距为
f=18.0cm-10.0cm=8.0cm
[2]为了使像成在光屏中央,应调节烛焰,水透镜和光屏的中心在同一高度上。
(2)[3]在进行光学实验时,为了使看到的像更清楚,应在较暗的环境中进行。
(3)[4]该同学移动蜡烛,水透镜和光屏至图乙所示位置时,此时物距大于像距,因此物距大于二倍焦距,根据凸透镜成像规律可知成倒立、缩小的实像。
(4)[5]如果将蜡烛移至距透镜5cm处,此时u<f,成正立放大的虚像,属于放大镜原理,故应从光屏一侧透过透镜观察像的特点。
(5)[6]水透镜注水对光线的偏折能力增强,抽水对光线的偏折能力减弱,当从水透镜中注入适量的水后,发现烛焰的像再次变得清晰,说明眼镜对光线起到发散作用,所以是近视眼镜(凹透镜)。
(6)[7]将凸透镜紧贴在照片,此时物距小于一倍焦距,凸透镜成的虚像是正立放大的,物体离凸透镜越近,像越接近物体的大小,也就是成的虚像越小,故先看到③,然后是②,当物距大于一倍焦距后,成倒立的实像,而且物距越大,像越小,故接下来看到的是①,最后看到的是④,故四个像的顺序为③②①④。
故选B。
3.【组合器材】(2023·辽宁沈阳·模拟预测)实验课上,同学们自制了一个研究不同光学元件成像情况的组合件,如图甲所示。“插槽”可插入不同光学元件,“内筒”“外筒”之间可左右做横向移动,外筒上的“半透明薄膜”可作光屏。图乙中的光学元件分别是①凸透镜②茶色玻璃板③钻有小孔的遮光板,点燃蜡烛进行实验。
(1)如图甲所示,在插槽中插入某光学元件后,同学们在A处观察,左右移动内筒,像的大小与物相同且不变,说明插入的是 ;(填写元件序号)
(2)如图甲所示,在插槽位置插入光学元件①,恰能在半透明薄膜上看到烛焰清晰的像,该像是 (选填“放大”或“缩小”)的像,该成像原理在生活中的应用有 ;
(3)当插入某光学元件后,B处的同学们在薄膜上看到了清晰的像,该像是 (选填“正立”或“倒立”)的,该同学插入的是图乙所示光学元件中的 。(填入合适的元件序号)
考查知识
不同光学元件(平面镜、凸透镜、小孔)的成像特点及应用
命题解读
命题意图
考查平面镜、凸透镜、小孔的成像规律,检验对不同光学元件成像特点的区分与应用能力
解题思路
依据各光学元件的成像特点(平面镜成等大虚像、凸透镜成实像、小孔成倒立实像),匹配题目中的成像现象,确定对应元件、成像性质及应用
方法
1. 结合各光学元件的成像特点,匹配题目中的成像现象以确定元件类型;2. 根据元件类型判断成像性质及生活应用
【答案】 ② 放大 投影仪 倒立 ①③
【详解】(1)[1]如图甲所示,在插槽中插入某光学元件后,同学们在A处观察,左右移动内筒,像的大小与物相同且不变,此成像特点与平面镜相同,即在插槽中插入的是茶色玻璃板,故选②。
(2)[2][3]如图甲所示,在插槽位置插入光学元件①,恰能在半透明薄膜上看到烛焰清晰的像,此时物距小于像距,根据凸透镜成实像时,物距小于像距,在光屏上成倒立放大的实像,投影仪、幻灯机、电影放映机等就是利用此原理制成的。
(3)[3]当插入某光学元件后,B处的同学们在薄膜上看到了清晰的像,说明该像是实像,小孔成的是倒立的实像,凸透镜成实像时都是倒立的,所以该像是倒立的。
[4]图乙光学元件中凸透镜和小孔成像能成实像,因此该同学插入的是图乙所示光学元件中的①③。
05 优题精选·练能提分
1.(2025·山东淄博·中考真题)淄博琉璃烧制技艺是国家级非物质文化遗产。小明在琉璃馆参观时用一个焦距为15cm的凸透镜观察琉璃瓶的细节,当凸透镜距离瓶子10cm时,他看到的像是( )
A.倒立、放大的实像 B.倒立、缩小的实像
C.正立、放大的虚像 D.正立、放大的实像
【答案】C
【详解】由题意可知,凸透镜的焦距为15cm,当凸透镜距离玻璃瓶10cm时,此时u<f,根据凸透镜成像的规律可知,凸透镜成正立、放大的虚像,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.(2025·宁夏·中考真题)在森林中游玩时,饮料瓶不能随意丢弃,若饮料瓶有水,经太阳照射可能引发火灾。下列光路图能解释火灾成因的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】装有水的饮料瓶相当于一个凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用。太阳光经装有水的饮料瓶会聚后,会使局部温度升高,可能引发火灾。
A.图中为凸透镜,平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚于焦点,符合凸透镜对光线的会聚作用,能解释火灾成因。故A符合题意;
B.图中为凸透镜,对光线有会聚作用,入射光线经过焦点经凸透镜折射后应平行射出,故B不符合题意;
C.图中为凹透镜,对光线有发散作用,光线经过凹透镜后,应有远离主光轴的趋势。而图中光线经过凹透镜后与原来的传播路径对比,光线向主光轴靠近了,不符合凹透镜对光线的发散作用的特点,故C不符合题意;
D.图中为凹透镜,对光线有发散作用,光线经过凹透镜后,应有远离主光轴的趋势。而图中光线经过凹透镜后与原来的传播路径对比,光线向主光轴靠近了,不符合凹透镜对光线的发散作用的特点。故D不符合题意。
故选A。
3.(2025·四川巴中·中考真题)如图所示是某同学透过装满水的水瓶看见《物理》课本上的“物”字,下列选项中与其成像规律相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】某同学透过装满水的水瓶看见《物理》课本上的“物”字成的是正立、放大的虚像。
A.物体在两倍焦距之外,成的是一个倒立、缩小的实像,故A不符合题意;
B.物体处在两倍焦距处,成的是一个倒立、等大的实像,故B不符合题意;
C.物体在一倍焦距到两倍焦距之间,成的是一个倒立、放大的实像,故C不符合题意;
D.物体在一倍焦距内,不能成实像,成的是正立、放大的虚像,故D符合题意。
故选D。
4.(2025·江苏无锡·中考真题)如图所示,是小明透过眼镜看玩具“兔子”的情景。图中眼镜片( )
A.是凸透镜,可用于矫正远视眼 B.是凹透镜,可用于矫正远视眼
C.是凸透镜,可用于矫正近视眼 D.是凹透镜,可用于矫正近视眼
【答案】D
【详解】从图中看到透过眼镜片看到的玩具“兔子”是正立、缩小的像,凹透镜对光线有发散作用,能成正立、缩小的虚像;近视眼是由于晶状体太厚,折光能力太强,像成在视网膜前方,需要佩戴凹透镜来矫正,使光线发散后,成像在视网膜上,所以该眼镜片是凹透镜,可用于矫正近视眼,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
5.(2025·江苏淮安·中考真题)如图所示,将发光的小灯泡放置于凸透镜前A位置,在透镜另一侧用光屏(未画出)可以呈现灯丝放大的像,此时A位置到光心O的距离为l,则l与透镜焦距f之间的关系为
( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.若l<f,根据凸透镜成像规律可知成虚像,则不能在光屏上呈现放大实像,故A不符合题意;
B.若l=f,根据凸透镜成像规律可知无法在光屏上成像,故B不符合题意;
C.若f<l<2f,根据凸透镜成像规律可知能在光屏上成倒立、放大的实像,故C符合题意;
D.若l>2f,根据凸透镜成像规律可知成倒立、缩小的实像,故D不符合题意。
故选C。
6.(2025·山东淄博·中考真题)正常人眼看物体时,物体在视网膜上成的是 (填写相关成像性质)的像。某人看物体时的成像情况如图所示,他需戴 透镜加以矫正,利用的是它对光的 作用。
【答案】 倒立、缩小 凹 发散
【详解】[1]人眼的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏,正常人看物体时,物体在视网膜上成倒立、缩小的实像。
[2][3]由图可知,像成在视网膜前方,属于近视眼。近视眼需戴凹透镜矫正,凹透镜对光有发散作用,能使像后移到视网膜上。
7.(2025·西藏·中考真题)“工欲善其事,必先利其器。”人们对微观世界的观察离不开显微镜。分析图中显微镜的光路可知:目镜(图中未画出)对光线有 作用,相当于一个 透镜。
【答案】 会聚 凸
【详解】[1][2]因为目镜的作用是将物镜所成的像进一步放大,而凸透镜对光线有会聚作用,能够起到成放大像的效果,所以目镜相当于凸透镜,对光线有会聚作用。
8.(2025·四川广元·中考真题)“梦天”学习小组用硬纸板做了两个纸筒,使一个纸筒刚好能够套入另一个纸筒内,并能前后滑动,如图所示。在一个纸筒的一端嵌上一个焦距为8cm的凸透镜,另一个纸筒的一端蒙上一层半透明薄膜,就做成了模型照相机。用它来观察远处的教学楼,他们发现半透明薄膜上的像太小,于是靠近教学楼,并 (选填“增大”或“减小”)两纸筒间的距离,才看到薄膜上清晰的像,此时模型照相机的镜头与教学楼的距离 16cm(选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】 增大 >
【详解】[1][2]凸透镜成实像时,物近像远像变大,半透明薄膜上的像太小,照相机靠近教学楼,物距减小,像距变大,需要增大两纸筒间的距离,才看到薄膜上清晰的像;由照相机的原理,物距大于2倍焦距,成倒立、缩小的实像可知,此时模型照相机的镜头与教学楼的距离大于16cm。
9.(2025·山东潍坊·中考真题)如图所示,凸透镜的主光轴与水面重合,从光源S发出的一条光线经水面反射后射向凸透镜,经凸透镜折射后与主光轴平行。
(1)画出S在水中所成的像S';
(2)将该条光线的光路补充完整;
(3)标出凸透镜左侧的焦点F。
【答案】
【详解】平静的水面是一个平面镜,平面镜所成的像与物体大小相等、到平面镜的距离相等,像与物的连线与平面镜垂直。作图方法是:从S向水面作垂线,然后延长至S',使S'和S到平面镜的距离相等,S'就是S的像。过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行主光轴,连接S'和折射光线的起点,作出折射光线的入射光线,同时也是入射光线的反射光线,该光线与主光轴的交点就是焦点F,同时也是入射点,连接S和F,就是入射光线。如图所示:
10.(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)物理科学实验小组进行凸透镜成像的实验。
(1)同学们选取了一个凸透镜进行实验,平行光正对凸透镜的折射情况如图甲所示,则该凸透镜焦距f3= cm;
(2)得出凸透镜成像规律后,继续探究凸透镜成像大小与焦距的关系,收集的数据如表所示:
实验次数
焦距f/cm
物距u/cm
像距v/cm
物高L/cm
像高h/cm
1
15.0
7.5
6.0
C
2
20.0
20.0
6.0
6.0
3
25.0
37.5
6.0
9.0
①实验后发现忘记收集表中C处的数据,他们画出凸透镜成像原理图如图乙所示。观察原理图发现△AOB∽△A'OB′,可见物距u、像距v、物高L、像高h之间的比例关系为: (用字母表示),则表中C处数据应为 cm;
②利用表格中的数据,能否得出当凸透镜成实像时,像的大小和焦距之间的关系呢?若能,请写出分析过程及结论;若不能,说明理由 。
【答案】(1)15.0;(2) 3.0 ;见解析
【详解】(1)平行光经凸透镜折射后会聚在焦点,由图甲可知,刻度尺的分度值是1cm,凸透镜在光具座20.0cm处,焦点在35.0cm处,故焦距
(2)[1][2]由,根据相似三角形的性质,满足对应边成比例,可得
代入实验1的数据,u=15.0cm,v=7.5cm,L=6.0cm,则
解得,即C处数据为3.0。
[3]不能得出结论。因为探究“凸透镜成实像时像的大小与焦距的关系”,需要控制物距u不变,改变焦距f,观察像的大小变化。但表格中三次实验的物距u不同,未控制变量,因此无法得出像的大小与焦距的关系。
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$专题03 透镜及其应用
目 录
01 考情剖析·命题前瞻 1
02 思维导图·网络建构 2
03 考点通关·靶向突破 3
考点1 透镜的基本概念与对光的作用(辽宁中考基础考点) 3
教材·知识夯基 3
1. 透镜的分类与识别 3
2. 透镜的核心概念 3
3. 透镜的三条特殊光线 3
中考·考法聚焦 4
考点2 凸透镜成像规律(辽宁中考核心考点) 6
教材·知识夯基 6
1.实像和虚像 6
2.凸透镜成像规律 7
3.探究凸透镜成像规律实验 7
4.光路可逆性的应用 8
中考·考法聚焦 8
考点3 生活中的透镜(辽宁中考高频考点) 10
教材·知识夯基 10
1.照相机(u>2f,倒立缩小实像) 10
2.投影仪(f<u<2f,倒立放大实像) 11
3.放大镜(u<f,正立放大虚像) 11
4.现代科技中的透镜应用 11
中考·考法聚焦 12
考点4 眼睛和眼镜(辽宁中考基础考点) 14
教材·知识夯基 14
1.眼睛的成像原理(类比照相机) 14
2.近视眼与远视眼的对比与矫正 14
3.视力保护与明视距离 15
中考·考法聚焦 15
考点5 显微镜、望远镜与跨学科实践(2026 辽宁中考新增考点) 17
教材·知识夯基 17
1.显微镜的结构与成像原理 17
2.望远镜的结构与成像原理(以开普勒望远镜为例) 17
中考·考法聚焦 18
考点6 透镜实验综述(辽宁中考实验重点) 19
教材·知识夯基 19
►核心实验一:实验探究:探究对光的作用 20
►核心实验二:探究凸透镜成像的规律 20
中考·考法聚焦 22
04 素养拓展·思维进阶 25
拓展 01 制作辽宁特色 “冰透镜” 并探究其成像规律 25
拓展 02 探究眼镜店不同镜片的焦距(跨学科实践) 25
05 优题精选·练能提分 29
01 考情剖析·命题前瞻
考点
考查形式
考查内容
考法分析
透镜的基本概念与对光的作用
☑选择题
☑填空题
☑作图题
凸透镜 / 凹透镜的识别、主光轴 / 光心 / 焦点 / 焦距的理解、透镜对光的会聚 / 发散作用、三条特殊光线作图
结合辽宁冬季特色(冰透镜制作与会聚光取火);本地场景(沈阳地铁监控镜头、鞍山玻璃厂光学镜片检测)
凸透镜成像规律
☑选择题
☑填空题
☑实验题
物距 / 像距与像的性质关系、动态成像变化(物近像远像变大)、实验操作与误差分析
融入辽宁生活场景(大连星海广场拍照调焦、鞍山教室投影仪调节);实验材料本土化(用冰透镜、硬纸板制作实验装置)
生活中的透镜
☑选择题
☑填空题
照相机 / 投影仪 / 放大镜的成像原理与调节、数码相机 / 扫码支付 / 监控的应用
结合辽宁地域应用(沈阳故宫摄影、大连景区望远镜、丹东文具店放大镜);工业场景(营口光学仪器厂镜头生产)
眼睛和眼镜
☑选择题
☑填空题
眼睛的成像原理、近视眼 / 远视眼的成因与矫正、视力保护
关联本地服务(鞍山眼镜店验光流程、沈阳学校视力检测);结合学生实际(预防近视的用眼建议)
显微镜、望远镜与跨学科实践
☑选择题
☑填空题
显微镜 / 望远镜的结构与成像原理、简易望远镜制作
新教材跨学科实践(用辽宁本地材料制作望远镜);沈阳科技馆展品关联(显微镜观察辽西化石切片)
透镜核心实验
☑选择题
☑实验题
探究凸透镜成像的规律
结合辽宁本地材料(冰透镜、硬纸板)搭建实验装置,关联本地学校实验室的实操考核与误差分析。
命题新趋势
1.地域场景深度绑定:试题以辽宁文化(沈阳故宫、大连海滨)、生活(眼镜店、投影仪教室)、工业(光学仪器制造)为背景,考查透镜应用,如 “用相机拍摄沈阳故宫角楼的成像调节”“大连景区望远镜的物镜成像原理”。
2.实验探究核心化:强化实验细节考查,重点围绕 “探究凸透镜成像规律”(如烛焰 / 透镜 / 光屏中心等高的操作、冰透镜替代玻璃透镜的误差分析)、“测量凸透镜焦距”(平行光聚焦法的冬季应用),突出控制变量法、等效替代法的应用。
3.新教材内容落地:新增 “跨学科实践 —— 制作简易望远镜”,考查器材选择(辽宁本地硬纸板、凸透镜)、制作步骤与成像原理,体现 “做中学” 理念。
4.跨学科与实用性融合:结合生物(眼睛的晶状体调节)、语文(描述光影的诗句)、美术(摄影构图),同时侧重透镜在现代科技中的应用(沈阳地铁扫码支付的摄像头、鞍山工厂的光学检测仪器)。
命题预测
1.核心考点仍集中在凸透镜成像规律(实验探究)、透镜对光的作用(作图题)、生活中的透镜与眼睛矫正(选择 / 填空)。
2.实验题可能以 “用冰透镜探究成像规律” 为情境,考查焦距测量、成像性质判断、环境(低温)对实验的影响及改进措施。
3.作图题重点考查 “凸透镜三条特殊光线”“近视眼 / 远视眼矫正光路”,需注意规范(实线虚线区分、箭头方向、垂直符号)。
4.情境题可能涉及 “沈阳故宫文创产品(简易相机模型)的成像原理”“大连港监控摄像头的镜头调节” 等本地特色场景。
02 思维导图·网络建构
03 考点通关·靶向突破
考点1 透镜的基本概念与对光的作用(辽宁中考基础考点)
教材·知识夯基
【课标要求】了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。
1. 透镜的分类与识别
类型
外形特征
图示
对光的作用
辽宁生活实例
凸透镜
中间厚、边缘薄的透镜
会聚作用(折射光线向主光轴偏折)
沈阳地铁监控镜头、大连景区望远镜物镜、冬季冰透镜等
凹透镜
中间薄、边缘厚的透镜
发散作用(折射光线远离主光轴)
鞍山近视眼镜镜片、汽车后视镜旁的小圆镜
【关键提醒】判断透镜类型时,需观察 “中间与边缘的厚度差”,而非整体形状;凸透镜的 “会聚”≠“会聚到一点”(如对发散光的会聚是 “减小发散程度”),凹透镜的 “发散”≠“发散成平行光”(如对会聚光的发散是 “延迟会聚”)。
2. 透镜的核心概念
1.主光轴:通过透镜两个球面球心的直线(作图用点划线表示);
2.光心(O):主光轴上的特殊点,过光心的光线传播方向不变(作图关键);
3.焦点(F)与焦距(f):
凸透镜:平行于主光轴的光会聚于实焦点(2 个,左右对称),焦点到光心的距离为焦距(f);
凹透镜:平行于主光轴的光发散,反向延长线交于虚焦点(2 个,左右对称),虚焦点到光心的距离为焦距(f);
4.辽宁特色测量:冬季用冰透镜(中间厚边缘薄)做平行光聚焦实验,将冰透镜正对太阳光,移动下方白纸,直到光斑最小最亮,测量光斑到冰透镜的距离即为焦距(注意冰透镜融化速度,需快速操作)。
3. 透镜的三条特殊光线
入射光线
折射光线
图例
凸透镜
平行于主光轴
经过另一侧的实焦点
经过焦点或从焦点发出
平行于主光轴
经过光心
不改变传播方向
凹透镜
平行于主光轴
折射光线的反向延长线经过同侧虚焦点
直射时射向凹透镜另一侧虚焦点
平行于主光轴
经过光心
不改变传播方向
【作图规范】实光线用实线(标箭头),虚像 / 反向延长线用虚线,法线垂直于透镜表面(必要时画出)。
【教材图片讲解】
凸透镜使平行光会聚,展现其 “会聚光线” 的核心光学特性,是凸透镜成像等应用的基础原理。
凹透镜使平行光发散,与凸透镜的会聚作用形成光学特性互补,体现透镜的功能分化。
放大镜(凸透镜)使光会聚,将其光学特性转化为放大观察的实用工具,是理论特性的生活落地,可以利用该方法粗略判断凸透镜焦距。
中考·考法聚焦
1.【新视角】如图所示,从光源发出的光线,穿过金属板上的小孔进入烟箱,按图示那样传播,则a、b、c三个位置上必然分别放置着( )
A.a是凹透镜,b是平板玻璃,c是凸透镜
B.a是凹透镜,b是平板玻璃,c是凹透镜
C.a是平板玻璃,b是凸透镜,c是凹透镜
D.a是凸透镜,b是平板玻璃,c是凹透镜
考查知识
凹透镜、凸透镜、平板玻璃对光线的作用(发散、会聚、直线传播)
命题解读
命题意图
考查不同光学元件的光线作用特点,检验对透镜及平板玻璃光学性质的理解与应用能力
解题思路
根据凹透镜(发散光线)、平板玻璃(光线沿原方向传播)、凸透镜(会聚光线)的光学作用,结合图中光线的发散、直线传播、会聚变化,匹配对应光学元件
2.【生活应用】(2025·黑龙江哈尔滨·三模)车载香水的主要成分是易燃酒精,如图的四瓶香水透明玻璃瓶盖形状各异,夏季最不适合放在车内的是( )
A. B.
C. D.
考查知识
凸透镜的会聚作用,及易燃物的安全防护常识
命题解读
命题意图
考查凸透镜对光线的会聚作用,检验将光学知识与生活安全场景结合的应用能力
解题思路
判断瓶盖形状是否为凸透镜(中间厚、边缘薄),结合凸透镜会聚光线易升温的特点,匹配易燃酒精的安全风险场景
方法
B 选项的瓶盖呈 “中间厚、边缘薄” 的凸透镜形状,夏季车内阳光照射时,会会聚光线使局部温度升高,易引燃易燃的酒精,故最不适合放在车内
3.(2025·辽宁鞍山·一模)如图,光源S发出的一条光线SA经平面镜反射后经过凸透镜左侧焦点。请你画出:光线SA经平面镜反射和凸透镜折射后完整的光路图。
考查知识
凸透镜的光学性质(过焦点的光线的折射规律)、光的反射定律的应用
命题解读
命题意图
考查光的反射光路作图、凸透镜折射光路的绘制能力,检验对光的反射与透镜光学规律的综合应用能力
解题思路
结合光的反射定律确定反射光线(过凸透镜左焦点),再利用凸透镜 “过焦点的光线折射后平行于主光轴” 的规律完成光路
考点2 凸透镜成像规律(辽宁中考核心考点)
教材·知识夯基
【课标要求】探究并了解凸透镜成像的规律。
1.实像和虚像
(1)凸透镜成实像的情况
实像是实际光线会聚而成的,能成在光屏上。此时物像分别位于凸透镜的两侧,且实像都是倒立的,如图所示。照相机、投影仪所成的像都是实像。
(2)凸透镜成虚像的情况
虚像不是由光线实际会聚而成的,而是由折射光线的反向延长线相交而成的。凸透镜成虚像时,通过凸透镜射出的光没有会聚,只是人眼逆着折射光线的方向看过去,感到光是从虚像处发出的,故凸透镜成虚像时,物、像位于凸透镜的同侧,我们只能用眼睛看到虚像,而不能用光屏承接到虚像。
(3)实像和虚像成像示例
①实像成像示例
小孔成像 相机成像 投影仪成像
②虚像成像示例
平面镜成像 光的折射成像 放大镜成像
2.凸透镜成像规律
物距u与焦距f的关系
成像的性质
像距v与焦距f的关系
相对凸透镜的位置
像的变化情况
正倒
大小
虚实
u>2f
倒立
缩小
实像
v>2f
与物异侧
物近像远像变大,
物远像近像变小
u=2f
倒立
等大
实像
v=2f
与物异侧
f<u<2f
倒立
放大
实像
f<v<2f
与物异侧
u=f
不成像
u<f
正立
放大
虚像
v>u
与物同侧
物近像近像变小,
物远像远像变大
巧记规律
一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;成实像时,物近像远像变大,物远像近像变小
【记忆口诀】一焦分虚实(u=f 是实像 / 虚像分界),二焦分大小(u=2f 是放大 / 缩小实像分界);实像倒立异侧,虚像正立同侧;成实像时 “物近像远像变大”,成虚像时 “物远像远像变大”。
3.探究凸透镜成像规律实验
1.实验器材:光具座、凸透镜(焦距已知,如 f=10cm)、蜡烛(或 LED 灯,避免冬季火焰晃动)、光屏、刻度尺;
2.实验步骤:
① 组装调节:将蜡烛(光源)、凸透镜、光屏依次放在光具座上,调节三者中心在同一高度(目的:使像成在光屏中央);
② 分步探究:从 u>2f 开始,逐渐减小物距,移动光屏至像清晰,记录 u、v 和像的性质;
③ 特殊点验证:当 u=2f 时,观察等大实像;当 u=f 时,观察光屏上是否成像;当 u<f 时,从光屏一侧透过透镜观察虚像;
3.辽宁冬季实验改进:
问题:蜡烛火焰受低温影响易晃动,导致像不清晰;
解决:用 LED 灯替代蜡烛(发光稳定,可制成 “烛焰形状”),或在蜡烛周围围保温套(减缓火焰晃动);
4.常见误差分析:
光屏上找不到像:① 三者中心不等高;② u<f(成虚像,无法用光屏承接);③ u=f(不成像);④ 像距超过光具座量程。
4.光路可逆性的应用
若蜡烛和光屏位置对调,物距变像距、像距变物距,像的大小与对调前相反(如原 u>2f 成缩小实像,对调后 f<u<2f 成放大实像);
辽宁实例:用投影仪放映时,若投影片和屏幕位置对调,可实现 “缩小投影”(如将大屏幕图像缩小到小屏幕)。
【教材图片解读】
核心原理:展示凸透镜成像实验布局,物体位于凸透镜一倍焦距以内(物距<f)。
成像特点:此条件下凸透镜成正立、放大的虚像,虚像无法呈现在光屏上,是探究凸透镜成虚像的实验设计
光学本质:装水的圆柱形杯子等效为凸透镜,利用凸透镜成虚像的原理。
现象原理:透过杯子看铅笔时,铅笔处于杯子(凸透镜)的一倍焦距以内,因此呈现放大的虚像,视觉上铅笔会 “变粗”,是生活中常见的凸透镜成像应用实例。
中考·考法聚焦
1.【实践探究】(2025·辽宁鞍山·三模)物理科技小组在做探究凸透镜成像规律的实验过程中,某次实验操作时,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成清晰的倒立、等大的实像,则下列说法错误的是( )
A.将凸透镜取下来,并将凸透镜向上移动,光屏上的像会偏上
B.将蜡烛放置在光具座的25cm刻度线处,调整光屏与凸透镜的距离,烛焰在光屏上成清晰的像时,该像的性质与照相机成像的性质相同
C.将蜡烛放置在光具座的35cm刻度线处,调整光屏与凸透镜的距离,烛焰在光屏上成清晰的像时,该像的性质与投影仪成像的性质相同
D.将蜡烛放置在光具座的45cm刻度线处,调整光屏与凸透镜的距离,烛焰在光屏上可成清晰的正立、放大的虚像
考查知识
凸透镜成像规律(物距、像距与成像性质的关系),及不同成像场景(照相机、投影仪)的对应关系
命题解读
命题意图
考查凸透镜成像规律的应用,检验对物距、像距与成像性质的理解,及不同成像场景的匹配能力
解题思路
先由 “倒立、等大实像” 确定焦距,再逐一分析各选项中物距对应的成像性质,判断表述正误
2.【生活场景】(2025·辽宁大连·一模)如图所示,许多博物馆在较为精巧的文物前放置凸透镜,方便游客看清楚文物的细节。游客通过凸透镜观察到放大、正立的像,下列说法正确的是( )
A.像是实像
B.像距小于物距
C.将透镜靠近文物一些,像会变大
D.将透镜逐渐远离文物,可能会观察到放大、倒立的像
考查知识
凸透镜成像规律(物距小于焦距时的成像性质:虚像、像距与物距的关系),及物距变化对像的影响
命题解读
命题意图
考查凸透镜作为放大镜使用时的成像特点,检验对物距小于焦距时成像规律及物距变化对像的影响的理解与应用能力
解题思路
先根据 “放大、正立的像” 确定物距与焦距的关系(物距小于焦距),再逐一分析各选项表述是否符合该成像规律
方法
步骤:1. 由成像特点(正立 / 倒立、放大 / 缩小)明确物距与焦距的关系;2. 依据凸透镜成像规律(虚 / 实像、像距与物距的大小关系、物距变化对像的影响)判断选项;3. 结合物距变化后的焦距关系,推导新的成像性质。
3.【生活应用】(2025·辽宁本溪·三模)图甲是一幅立在桌面上的课本插图,透过水杯,插图中的女生变“胖”了,还掉头面向右侧,如图乙,此时水杯相当于一个 ,要想使观察到的女孩变“瘦”一点,应适当将水杯 (选填“远离”或“靠近”)插图。
考查知识
凸透镜成像规律(装水容器的光学元件属性、物距变化对像大小的影响)
命题解读
命题意图
考查凸透镜成像规律在生活场景中的应用,检验对 “光学元件识别” 及 “物距 - 像大小关系” 的理解
解题思路
先判断装水水杯对应的光学元件,再结合像的放大 / 缩小特点,依据凸透镜成像规律确定物距调整方向
方法
同类题通用步骤:1. 识别装水容器为凸透镜;2. 根据像的放大 / 缩小,关联物距与焦距的关系;3. 利用 “物距增大,像缩小;物距减小,像放大” 的规律,调整元件与物体的距离
考点3 生活中的透镜(辽宁中考高频考点)
教材·知识夯基
【课标要求】了解凸透镜成像规律的应用。
1.照相机(u>2f,倒立缩小实像)
1.结构与作用:
镜头:相当于凸透镜(焦距固定,如沈阳新闻记者的单反镜头焦距 24-70mm);
感光元件(胶片 / CCD):相当于光屏,承接实像;
调焦环:调节镜头到感光元件的距离(像距),拍近景→镜头前伸(像距变大),拍远景→镜头后缩(像距变小);
2.辽宁应用场景:
大连星海广场游客用手机拍照(手机镜头是凸透镜,u>2f 成缩小实像);
沈阳故宫的摄影爱好者拍摄宫殿细节(调焦至 “微距模式”,镜头靠近物体,u 略大于 2f)。
2.投影仪(f<u<2f,倒立放大实像)
1.结构与作用:
镜头:凸透镜(焦距较小,如鞍山教室投影仪焦距 10-15cm);
投影片:物体(需倒放,使屏幕上成正立像);
平面镜:改变光的传播方向,使像成在前方屏幕上;
调节:要使像变大→投影片靠近镜头(减小 u)、投影仪远离屏幕(增大 v);要使像变亮→开大光圈或打开投影灯;
2.辽宁应用场景:
鞍山中学的多媒体课,老师调节投影仪使课件像清晰;
沈阳电影院的放映机(原理同投影仪,只是镜头焦距更短,像更大)。
3.放大镜(u<f,正立放大虚像)
1.成像特点:物距越大,虚像越大(但 u 不能超过 f,否则成实像);
2.辽宁应用场景:
丹东文具店售卖的放大镜(焦距 5-10cm,用于看小字、地图);
辽宁农村老人用放大镜阅读报纸(u<f,虚像与物在同侧);
沈阳邮票爱好者用放大镜观察邮票细节(放大虚像,便于识别图案)。
4.现代科技中的透镜应用
应用场景
成像原理
相关实例
扫码支付(手机摄像头)
u>2f,倒立缩小实像
超市扫码付款、地铁扫码
监控摄像头
u>2f,倒立缩小实像
地铁车厢监控、商场安防监控
数码相机
u>2f,光信号转电信号
景区游客用数码相机拍海景
倒车影像
u>2f,实时成像
车主通过倒车影像观察车后情况
【教材图片解读】
核心:树叶上的水珠等效为凸透镜。
原理与应用:借助凸透镜的放大特性,可清晰观察叶脉等细微结构,是自然中天然存在的光学透镜实例。
核心:基于凸透镜成像原理工作,镜头为凸透镜。
成像特点:投影片位于凸透镜的一倍焦距与二倍焦距之间(f<u<2f),成倒立、放大的实像,实像投射至光屏(天花板)显示。
核心:对应照相机的成像原理,镜头为凸透镜。
成像特点:物体位于凸透镜的二倍焦距以外(u>2f),成倒立、缩小的实像,是凸透镜在摄影设备中的典型应用。
中考·考法聚焦
1.【生活场景】(2025·辽宁盘锦·二模)如图是市民用手机拍摄的湿地公园一景,下列说法正确的是( )
A.手机摄像头的镜头对光线有发散作用
B.手机摄像头拍照成的是倒立缩小的实像
C.高楼在水中的像是光的反射形成的实像
D.树荫下的圆形光斑是树叶的实像
考查知识
光学元件作用(手机摄像头)、凸透镜成像、光的反射成像、小孔成像的成像性质
命题解读
命题意图
考查光现象在生活场景中的应用,检验对不同光现象及成像性质的识别与理解能力
解题思路
分析各选项对应的光学原理,结合凸透镜成像、光的反射、小孔成像的规律判断表述正误
方法
1. 识别选项对应的光学现象 / 元件;2. 依据对应规律(凸透镜成像、光的反射 / 直线传播)判断成像性质(实 / 虚、正立 / 倒立、放大 / 缩小)或元件作用
2.【实践应用】(2025·辽宁阜新·二模)如图是小明在光学实践活动中用透镜和鞋盒自制的手机投影仪,它能将手机上的画面放大投影到白墙上(白墙未画出)。下列说法正确的是( )
A.投影仪的镜头对光有发散作用
B.墙上呈现的是正立、放大的实像
C.手机到凸透镜的距离应大于2f
D.此镜头与远视眼镜对光的作用相同
考查知识
凸透镜的光学作用、投影仪的凸透镜成像规律、远视眼镜的光学属性
命题解读
命题意图
考查投影仪相关光学知识的应用,检验对凸透镜成像规律及同类光学元件作用的理解
解题思路
结合凸透镜的作用、投影仪的成像规律,逐一分析各选项的表述正误
方法
1. 确定设备对应的光学元件(凸透镜);2. 依据该元件的成像规律(物距范围、成像性质)判断选项;3. 关联同类光学元件的作用进行验证
3.【文化融合】如图是四川大熊猫基地的幼崽开放日活动,亲临现场的小朋友们可以通过望远镜观看萌萌的大熊猫,望远镜的物镜相当于 (选填“照相机”或“投影仪”)的镜头,熊猫通过物镜成倒立、 (填“放大”或“缩小”)的像;电视观众也可以通过电视机可以看到熊猫,电视机屏幕的每一个显像单元都由 、红、蓝三种颜色构成。
考查知识
望远镜物镜的凸透镜成像规律、光的三原色
命题解读
命题意图
考查光学设备原理与光的色彩知识,检验生活中光学及色彩知识的应用能力
解题思路
结合望远镜物镜的成像特点,匹配对应光学设备镜头;依据光的三原色知识完成填空
方法
1. 确定光学设备的成像元件(凸透镜),匹配对应成像场景(照相机 / 投影仪);2. 按物距范围判断成像性质;3. 回忆光的三原色完成填空
考点4 眼睛和眼镜(辽宁中考基础考点)
教材·知识夯基
【课标要求】了解人眼成像的原理,了解近视眼和远视眼的成因与矫正方法。
1.眼睛的成像原理(类比照相机)
1.结构对应:
晶状体 + 角膜:相当于凸透镜(晶状体的厚度可调节,改变焦距);
视网膜:相当于光屏,承接倒立缩小的实像;
睫状肌:调节晶状体的厚度(看近物→睫状肌收缩→晶状体变厚→焦距变小;看远物→睫状肌放松→晶状体变薄→焦距变大);
2.辽宁关联:沈阳学校的视力课上,老师用 “眼球模型” 演示晶状体的调节过程。
2.近视眼与远视眼的对比与矫正
类型
视觉特征
成因
成像位置
矫正镜片
应用场景
近视眼
能看清近处,看不清远处
晶状体太厚(折光能力太强)或眼球前后径太长
视网膜前方
凹透镜(发散光,使像后移到视网膜)
眼镜店为学生配近视镜
远视眼
能看清远处,看不清近处
晶状体太薄(折光能力太弱)或眼球前后径太短
视网膜后方
凸透镜(会聚光,使像前移到视网膜)
老年人配老花镜(远视镜)
【矫正原理示意图】
1.近视眼:凹透镜将远处物体的光发散后,再经晶状体会聚,像落在视网膜上;
2.远视眼:凸透镜将近处物体的光会聚后,再经晶状体会聚,像落在视网膜上。
3.视力保护与明视距离
1.明视距离:正常眼睛观察近处物体最清晰且不疲劳的距离,约 25cm(辽宁学生上课时,课本与眼睛的距离应保持 25cm 左右);
2.预防近视:避免长时间看手机 / 电脑(每 30 分钟休息 5 分钟)、保证教室光线充足(沈阳学校教室安装护眼灯)、坚持做眼保健操。
中考·考法聚焦
1.【健康关联】(2024·辽宁丹东·一模)智能手机等电子产品给人们带来了许多便利,但青少年长时间盯着电子屏幕,容易导致近视。下列能正确表示近视眼成像原因的是( )
A. B.
C. D.
考查知识
近视眼的成像成因(晶状体折光能力过强,像成在视网膜前方)
命题解读
命题意图
考查视力问题的光学原理,检验对近视眼成像规律的理解
解题思路
回忆近视眼成像特点(远处物体的像成在视网膜前方),对比选项中光线的会聚位置,确定对应图像
方法
1. 明确近视成因(晶状体折光过强,像成在视网膜前);2. 观察选项中光线会聚点与视网膜的位置关系,匹配符合近视成像的图
2.【医疗应用】(2024·辽宁抚顺·二模)小明同学去医院检查视力情况,如图甲所示。医生向他介绍激光手术:通过激光烧蚀眼角膜,改变它的形状,实现视力矫正。
(1)请根据甲图判断小明患 眼,手术后的眼角膜形状应为图乙中的 形状;
(2)小明用自制的水凸透镜(当向水凸透镜里注水时焦距变小,抽水时焦距变大)来模拟眼睛看物体的情景:他将蜡烛、水凸透镜和光屏调整至图丙所示的位置时,光屏上出现清晰的烛焰像,此像的性质是倒立、 的实像,生活中的 就是利用这个原理制作的。然后利用注射器抽出水透镜中少许水,光屏上原来清晰的像变得模糊不清,他要想重新得到清晰的烛焰像,在蜡烛和水凸透镜的位置都不变的情况下,应将光屏向 移动。
考查知识
近视眼的成因与矫正原理、凸透镜成像规律(物距 - 焦距 - 像距的关系)、视力矫正的光学模拟实验
命题解读
命题意图
考查视力问题的光学原理及凸透镜成像规律的实验应用,检验理论知识与实际医疗、实验场景的结合能力
解题思路
先根据像在视网膜的位置判断视力问题(近视),匹配矫正后的角膜形状;再分析凸透镜成像的物距与像距关系,判断成像性质,结合焦距变化调整光屏位置
方法
1. 依据像在视网膜的位置判断视力问题(近视 / 远视),匹配矫正后光学元件(角膜)的形状;2. 根据凸透镜物距与焦距的关系确定成像性质,结合焦距变化调整像距(光屏位置)
3.【实验创新】(2025·辽宁盘锦·二模)如图所示,小李用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律,当向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距将变大。
(1)如图甲所示,一束平行于主光轴的光射向水透镜,在光屏上得到一个最小 的光斑,则此时水透镜的焦距为 cm;
(2)小李移动蜡烛,水透镜和光屏至图乙所示位置时,恰能在光屏上看到清晰的 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的像;若水透镜上有一小块污渍,则在光屏上 (选填“能”或“不能”)看到完整的像;
(3)如图丙所示,小李取了一副眼镜给水透镜“戴上”,发现光屏上的像由清晰变模糊,当从水透镜中抽出适量的水后,发现烛焰的像再次变得清晰,由此判断该眼镜是 眼镜(选填“近视”或“远视”);
(4)如图乙所示,蜡烛随着燃烧而变短,小李发现像移动不在光屏中间,从而影响了实验的进行。为了使像回到光屏中央,她合理的调整方法是( )(填字母序号)。
A.只需将蜡烛适当上移 B.只需将凸透镜适当上移
C.只需将光屏适当下移 D.将光屏和凸透镜都适当下移
考查知识
凸透镜焦距测量、成像规律、透镜与视力矫正的关系、实验中像的位置调整
命题解读
命题意图
考查凸透镜成像规律的实验探究及与视力矫正的结合,检验实验操作、知识应用与问题解决能力
解题思路
通过平行光聚焦测焦距,依据物距像距判断成像性质,结合焦距变化分析眼镜类型,根据像的偏移调整实验元件位置
方法
1. 平行光聚焦法测定凸透镜焦距;2. 物距 - 像距关系匹配成像性质;3. 焦距变化关联视力矫正对应的透镜类型;4. 像的位置偏移对应调整实验元件(蜡烛 / 透镜 / 光屏)的位置
考点5 显微镜、望远镜与跨学科实践(2026 辽宁中考新增考点)
教材·知识夯基
【课标要求】了解显微镜和望远镜的原理;通过跨学科实践制作简易望远镜。
1.显微镜的结构与成像原理
1.结构:物镜(焦距短,靠近物体)、目镜(焦距长,靠近眼睛)、载物台、反光镜;
2.成像过程:① 物镜:物体在物镜的 f<u<2f 处,成倒立、放大的实像(相当于投影仪);② 目镜:物镜成的实像在目镜的 u<f 处,成正立、放大的虚像(相当于放大镜);
3.辽宁应用:沈阳科技馆的生物实验室用显微镜观察辽西化石切片(如植物化石的细胞结构)。
2.望远镜的结构与成像原理(以开普勒望远镜为例)
1.结构:物镜(焦距长,靠近物体)、目镜(焦距短,靠近眼睛);
2.成像过程:① 物镜:远处物体在物镜的 u>2f 处,成倒立、缩小的实像(相当于照相机);② 目镜:物镜成的实像在目镜的 u<f 处,成正立、放大的虚像(相当于放大镜);
3.辽宁应用:大连海滨景区的观光望远镜(游客观察远处的海岛)、沈阳天文爱好者用望远镜观测星空。
3.跨学科实践:制作简易望远镜(辽宁本土化材料)
1.实验目的:用辽宁本地易得材料制作望远镜,理解其成像原理;
2.器材准备:
凸透镜 2 个(焦距不同:物镜 f=20cm,可从鞍山眼镜店获取;目镜 f=5cm,可用放大镜替代);
硬纸板(辽宁农村常见的包装纸板)、剪刀、胶带、刻度尺;
3.制作步骤:① 用硬纸板制作两个纸筒(直径略小于凸透镜,长度分别为 20cm 和 5cm);② 将物镜(f=20cm)固定在长纸筒一端,目镜(f=5cm)固定在短纸筒一端;③ 将短纸筒套入长纸筒,可前后滑动(调节两透镜间距);
4.观测与调整:
对准远处物体(如沈阳故宫的角楼),滑动纸筒,直到看到清晰的像;
现象:看到的像为倒立、放大的虚像(若需正立像,可在两透镜间加平面镜改变光路);
原理总结:物镜成缩小实像,目镜将实像放大,最终实现 “远处物体拉近看”。
【教材图片解读】
核心概念:视角是物体两端与眼球光心的夹角。
原理与作用:视角大小决定物体的视觉感知大小,视角越大,物体在视觉中越清晰、“体积” 越显著,是判断物体视觉大小的关键依据。
结构与原理:由物镜、目镜(均为凸透镜)组成,物镜先将远处天体成倒立缩小的实像(照相机成像原理),该实像经目镜(放大镜原理)成放大虚像。
作用:通过两次透镜成像,放大远处天体的观测视角,实现对遥远天体的清晰观测。
中考·考法聚焦
1.【跨学科融合】2024年最为特别的天象之一——“超级月亮”出现于8月11日凌晨,它比正常时的月亮要大百分之二十,亮度也有所增加,某天文爱好者为了研究这一现象,于是架设一台天文望远镜做进一步观察,关于该望远镜,下列说法正确的是( )
A.它由两组透镜组成,靠近眼睛的为目镜,靠近被观测物体的为物镜
B.它的物镜相当于放大镜,用来把像放大
C.它的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像
D.它的物镜和显微镜的物镜作用相同
考查知识
天文望远镜的结构(目镜、物镜)及物镜的光学作用,与放大镜、显微镜物镜的功能区分
命题解读
命题意图
考查天文望远镜的基本结构与光学原理,检验对不同光学设备元件功能的区分能力
解题思路
回忆望远镜的结构组成,结合物镜的成像作用,逐一判断各选项描述的正确性
方法
1. 明确望远镜的结构(目镜、物镜的位置);2. 掌握物镜的成像作用(远处物体在焦点附近成实像);3. 区分望远镜与放大镜、显微镜的光学元件功能差异
2.【学科融合】生物课上同学们在显微镜下观察人口腔上皮细胞,通过显微镜看到的是人口腔上皮细胞放大的 (选填“实”或“虚”)像,当玻片向 移动时,从像A变成像B。
考查知识
显微镜的成像性质(虚像)、显微镜下物像与玻片的移动规律
命题解读
命题意图
考查显微镜的实验操作与光学成像知识,检验生物实验与光学原理的结合应用能力
解题思路
先确定显微镜的成像类型,再根据物像与玻片的移动方向关系,判断玻片的移动方向
方法
1. 明确显微镜成放大的虚像;2. 依据 “物像移动方向与玻片移动方向相反” 的规律,推导玻片移动方向
3.【原理应用】小聪购买了一个天文望远镜,他拆解后发现,天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜,查阅资料,找到如图的原理图,若物镜的焦距为,目镜的焦距为,物镜所起的作用相当于是一个 (“照相机”、“投影仪”或“放大镜”),若变大,则最后所成的像将 (“变大”、“变小”或“不变”)。
考查知识
天文望远镜物镜的凸透镜成像原理、目镜焦距变化对成像大小的影响
命题解读
命题意图
考查天文望远镜的光学原理,检验对物镜成像作用及目镜焦距与像大小关系的理解
解题思路
根据物镜对远处物体的成像特点,匹配对应光学设备;结合目镜的放大作用,分析焦距变化对像大小的影响
方法
1. 按物镜物距(远大于 2 倍焦距)确定其对应成像设备;2. 依据目镜的放大作用,判断焦距变化对像大小的影响
考点6 透镜实验综述(辽宁中考实验重点)
教材·知识夯基
【课标要求】探究凸透镜成像的规律。
►核心实验一:实验探究:探究对光的作用
1.实验观察:光在空气、水、玻璃中的传播路径
(1)凸透镜对光的作用
如图所示,让平行于凸透镜主光轴的几束光射向凸透镜,观察到光通过凸透镜后会聚于主光轴上的一点。
实验图 示意图
(2)凹透镜对光的作用
如图所示,让平行于凹透镜主光轴的几束光射向凹透镜,观察到光通过凹透镜后会偏离主光轴散开,但其反向延长线交于主光轴上的一点。
实验图 示意图
【探究归纳】凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用。因此,凸透镜又叫会聚透镜,凹透镜又叫发散透镜。
►核心实验二:探究凸透镜成像的规律
【提出问题】凸透镜所成的像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系?
【实验设计】先把物体放在距离凸透镜较远的地方,然后逐渐向凸透镜方向靠近,同时把光屏放在凸透镜的另一侧,观察光屏上像的变化情况。由于凸透镜的偏折情况和焦距有关,所以应着重观察物距等于、大于或小于一倍焦距、二倍焦距时,物体的成像情况。
【进行实验与收集证据】
(1)将光源、凸透镜、光屏依次安放在光具座上,调整它们的高度,使光源中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度;
(2)把光源放在凸透镜二倍焦距以外的地方并点亮,然后调整光屏到凸透镜的距离,直到光屏上出现清晰物体的像,观察并记录像的大小和正倒,测出物距u和像距v。稍稍改变物距,重复做这一步;
(3)把光源移向凸透镜,让光源到凸透镜的距离大于二倍焦距,移动光屏,直到光屏上出现光源清晰的像,观察并记录像的大小、正倒,测出物距u和像距v;
(4)把光源移向凸透镜,让光源到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间,移动光屏,直到光屏上出现光源清晰的像,观察并记录像大小、正倒,测出物距u和像距v。稍稍改变物距,重做这一步;
(5)把光源继续靠近凸透镜,让光源位于凸透镜的焦点上,移动光屏,观察是否能够成像;
(6)把光源移到凸透镜的一倍焦距以内,移动光屏,观察在光屏上能否看到光源的像。如果不能,可以从光屏这一侧透过凸透镜观察,记录所看到的像的正倒、大小以及此时的物距u。稍稍改变物距,重做这一步;
(7)将实验数据和观察结果填入表中(该实验所用凸透镜焦距f=12cm)
物距u与焦距f的关系
物距u/cm
像距v/cm
成像的性质
像的变化情况
u>2f
60
15
倒立、缩小的实像
物距变小时,像距变大,像(相对于之前)变大
48
16
u=2f
24
24
倒立、等大的实像
——
f<u<2f
18
36
倒立、放大的实像
物距变小时,像距变大,像变大
15
60
u=f
12
——
不成像
——
u<f
8
——
正立、放大的虚像
物距变小时,像距变小,虚像变小
6
——
【分析论证】(1)焦点是成实像和虚像的分界点。当物距大于一倍焦距时,成实像;当物距小于一倍焦距时,成虚像;当物距大于一倍焦距时,不成像;
(2)二倍焦距是成放大实像还是缩小实像的分界点。当物距大于二倍焦距时,成缩小的实像;当物距大于二倍焦距时,成等大的实像;当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时,成放大的实像;
(3)凸透镜成实像都是倒立的,且像、物位于凸透镜的两侧;凸透镜成虚像时,都是正立的,且像、物同侧;
(4)凸透镜成实像时,随着物距的减小,像和像距都变大;成虚像时,随着物距的减小,像和物都不小。
【得出结论】
物距u与焦距f的关系
像的性质
像距v与焦距f的关系
相对凸透镜的位置
应用
正倒
大小
虚实
u>2f
倒立
缩小
实像
f<v<2f
与物异侧
照相机
u=2f
倒立
等大
实像
v=2f
与物异侧
测焦距
f<u<2f
倒立
放大
实像
v>2f
与物异侧
投影仪
u=f
不成像
u<f
正立
放大
虚像
——
与物同侧
放大镜
实验注意事项
(1)光具座的长度有限,做实验时最好选用焦距较小的凸透镜;
(2)凸透镜最好放在光具座的中间位置,便于调节物距和像距;
(3)调整光源、透镜、光屏三者的中心在同一高度,目的是让光源的像成在光屏的中央;
(4)调整光屏时,不可再调整凸透镜的位置,否则会引起物距的变化;
(5)判断光源的像是否最清晰的方法:光屏在某位置时,向前或向后移动光屏,像都会变模糊,则此位置即为像最清晰的位置;
(6)同一个物距范围内,要换不同的物距进行实验,这是为了排除偶然因素,使实验结论更具普遍性。
中考·考法聚焦
1.【实验探究】(2025·辽宁鞍山·一模)在某次探究凸透镜成像规律的实验中,所使用的凸透镜焦距是10.0cm。
(1)当把凸透镜和蜡烛固定在如图位置时,光屏应在光具座上 cm区域内移动,才能在光屏上得到清晰的倒立、 的实像;照相机、投影仪和放大镜是常用的三种光学仪器,其中 遵循此成像规律。
(2)把蜡烛向左移动一段距离,发现光屏上的像变模糊了;为使光屏上再次得到清晰的像,光屏应向 移动;若不移动光屏,将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间,发现光屏上的像也变清晰了,则该眼镜片是 透镜,可以用来矫正 (填“近视”或“远视”)眼。
考查知识
凸透镜成像规律(物距 - 像距 - 成像性质的关系)、物距变化对像距的影响、透镜与视力矫正的关联
命题解读
命题意图
考查凸透镜成像规律的实验应用,检验实验分析、知识迁移及与视力矫正结合的能力
解题思路
先计算物距,结合焦距判断像距范围与成像性质;再分析物距变化后的像距调整方向;最后根据透镜对光线的作用匹配视力矫正类型
方法
1. 计算物距,结合焦距确定像距范围与成像性质;2. 依据 “物远像近像变小” 调整光屏位置;3. 根据透镜的会聚 / 发散作用,对应矫正近视 / 远视眼
2.【生活工具】(2025·辽宁盘锦·二模)如图1是“临摹神器”。OA为木板并用支架固定,木板上放置平板电脑,平板电脑屏幕上展示待临摹的图片。OB处放置并固定某光学器材,并在桌面OC平放一张白纸,可在白纸上进行临摹。
(1)OB处放置的光学器材应该用 (选填“平面镜”或“茶色玻璃”),平板电脑发出的光在该光学器材表面上发生的是 (选填“漫反射”或“镜面反射”)。
(2)临摹时,人眼应该在图1中 (选填“D”“E”或“F”)处观察。将屏幕远离该光学器材时,屏幕所成的像的大小会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)开始临摹时,小华同学发现成像太暗看不太清,为了让像看起来更清晰些,他可以________(填序号)。
A.在图1的状态下,将木板绕O点顺时针转动一定角度
B.在图1的状态下,将OB处所放置的光学器材绕O点逆时针转动一定角度
C.将平板电脑的屏幕亮度调亮一些
D.将装置整体挪至光照条件更好的阳台完成临摹
(4)过度使用平板电脑、手机等电子产品,容易导致视力下降,患上近视眼,如图2,能说明近视眼成像原理和近视眼矫正方法的两幅图分别是 (按问题顺序填写答案序号)。
考查知识
平面镜的成像特点、光的反射类型(镜面反射)、成像清晰度的调整方法、近视眼的成因与矫正原理
命题解读
命题意图
考查光学知识在生活工具中的实际应用,检验平面镜成像、光的反射与视力问题原理的综合运用能力
解题思路
先根据工具功能判断光学器材类型,结合反射类型与平面镜成像特点分析成像相关问题,再通过光的亮度调整方法优化成像效果,最后匹配近视眼的成因与矫正图
方法
1. 依据工具用途确定光学器材(平面镜 / 透镜);2. 结合成像规律分析像的大小、观察位置;3. 通过调整光源亮度等方式优化成像清晰度;4. 匹配视力问题的成因与矫正对应的光学图
3.【简易器材】(2025·辽宁鞍山·二模)学习凸透镜成像原理后,小明用硬纸板和凸透镜制成一个简易手机投影仪,如图甲,将播放视频的手机放到指定位置,光屏(未画出)上便能观察到视频画面。
(1)制作前,小明让太阳光平行于凸透镜的主光轴,移动光屏,在光屏上找到最小、最亮的光斑,如图乙,凸透镜的焦距为 cm;
(2)制作时,使手机、凸透镜和光屏三者中心在同一直线的同一高度上,这样操作的目的是 ;
(3)使用时,使手机到凸透镜的距离在 范围内,光屏上会出现 像(填像的性质),为了具有更好的观影效果,手机屏幕应该选图丙中的 (填“A”或“B”)的放置方式;
(4)小明给暗箱设计了一个抽屉,如图丁,若使光屏上的像变大,他应向 (填“左”或“右”)推动抽屉;
(5)小明在图丁暗箱靠近凸透镜位置开槽,插入凹透镜后,画面模糊不清,为了得到清晰的像,他应将光屏向 (填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动。
考查知识
凸透镜焦距测量(平行光聚焦法)、投影仪成像规律(物距范围、成像性质)、实验操作目的(三心等高)、像的大小调整方法、凹透镜对光线的发散作用
命题解读
命题意图
考查凸透镜成像规律在简易器材中的实际应用,检验实验操作、成像规律及透镜作用的综合运用能力
解题思路
通过平行光聚焦法测焦距,明确 “三心等高” 的目的,依据投影仪成像规律确定物距范围与成像性质,结合像的大小调整规律及凹透镜的发散作用判断器材移动方向
方法
1. 平行光聚焦法测定凸透镜焦距;2. 明确实验操作(三心等高)的目的;3. 依据投影仪成像规律确定物距范围与成像性质;4. 按 “物近像远像变大” 调整像的大小;5. 根据透镜的发散 / 会聚作用调整光屏位置
04 素养拓展·思维进阶
拓展 01 制作辽宁特色 “冰透镜” 并探究其成像规律
1.实验背景:辽宁冬季气温低,冰块易获取,可制作冰透镜(凸透镜),探究透镜对光的作用与成像规律,体现地域特色。
2.实验器材:
冰块(辽宁冬季户外冰块,选择透明无气泡的)、小刀(或模具)、保鲜膜、蜡烛(或 LED 灯)、光屏(白纸)、刻度尺;
3.实验步骤:
(1) 制作冰透镜:将冰块打磨成中间厚、边缘薄的凸透镜形状(用保鲜膜包裹,避免手温熔化),用刻度尺测量其焦距(平行光聚焦法:正对太阳光,找最小最亮的光斑,测量光斑到冰透镜的距离);
(2) 探究成像规律:
① 将冰透镜、LED 灯、光屏依次放在光具座上,调节中心等高;
② 使 LED 灯到冰透镜的距离 u>2f,移动光屏,观察像的性质(倒立缩小实像);
③ 改变 u 为 f<u<2f 和 u<f,重复实验,记录像的性质;
4.问题与思考:
冰透镜在实验中会逐渐融化,导致焦距变大,如何减缓融化?(答案:用保温箱盛放冰块,实验时快速操作,或在冰透镜外裹一层薄保鲜膜);
对比冰透镜与玻璃透镜的成像效果,为什么冰透镜的像偏暗?(答案:冰透镜的透明度低于玻璃透镜,部分光被反射或吸收)。
拓展 02 探究眼镜店不同镜片的焦距(跨学科实践)
1.实验目的:通过测量鞍山眼镜店的近视镜(凹透镜)和远视镜(凸透镜)的焦距,理解两种透镜的光学特性。
2.实验器材:
鞍山眼镜店提供的废旧近视镜、远视镜镜片、平行光源(手电筒)、光屏(白纸)、刻度尺、硬纸板(开小孔,形成平行光);
3.实验步骤:
(1) 测量凸透镜(远视镜)焦距:
① 将平行光源通过小孔形成平行光,射向远视镜镜片;
② 在镜片另一侧移动光屏,找到最小最亮的光斑,测量光斑到镜片的距离,即为焦距 f;
(2) 测量凹透镜(近视镜)焦距:
① 将平行光源射向近视镜镜片,在镜片另一侧放光屏;
② 标记光屏上发散光的边界,反向延长光线,找到虚焦点,测量虚焦点到镜片的距离,即为焦距 f;
4.数据分析:
记录不同镜片的焦距,比较:近视镜的焦距越短,对光的发散作用越______(强 / 弱);远视镜的焦距越短,对光的会聚作用越______(强 / 弱);
5.实践应用:根据测量结果,为同学推荐合适的眼镜(如近视度数越高,镜片焦距越短)。
【教考衔接】
1.【项目化学习】(2024·辽宁抚顺·一模)小硕发现长时间观看使用手机对视力影响很大,于是在学习“凸透镜成像的规律”后,他和物理兴趣小组的同学开展“自制手机投影仪”的项目化学习活动。
【项目名称】手机投影仪
【项目材料】凸透镜若干、纸板、胶水、剪刀等。
【项目设计】
小硕和同学们设计如图所示的方案将纸板制成了纸盒,将手机和凸透镜固定到纸盒内,请你确定一下凸透镜的位置应固定在 。
【项目实施】
(1)用剪刀裁剪纸板并用胶水固定,制作了一个长50cm、宽20cm、高20cm的纸盒。
(2)选择焦距合适的凸透镜,以下所示是利用太阳光测量凸透镜焦距的方法,其中最合理的是 。
根据合理的方法,小硕测出了三块凸透镜的焦距分别是10cm、15cm、20cm。若手机和凸透镜相距20cm,为了能在白墙上得到清晰、放大的像,可选择 焦距的凸透镜。将手机和选好的凸透镜固定在纸盒上。
(3)最后,打开手机屏幕,盖上顶部纸板,就可以在白墙上看到手机的投影;
(4)对自制投影仪进行调试:
①为了投影仪使用过程中具有良好的观影效果,手机应该选择下图中 (填“A”或“B”)的放置方式。
②小丽同学建议选择光滑的白板作为屏幕,而小芳同学建议选择白墙作为屏幕。你赞成谁的建议?并说明理由 。
(5)设计改进:小硕和同学在使用时发现所设计的投影仪无法随意的改变像的大小,于是将手机固定在可以前后移动纸板上如图所示,这样手机在纸盒内就可以前后移动了。利用改进后的投影仪,为了让投在光屏上的画面更大一些并清晰,应该如何调节 。
考查知识
凸透镜在投影仪中的安装位置、焦距测量方法、投影仪成像的物距范围、手机放置方式、光屏的漫反射应用、像的大小调整规律
命题解读
命题意图
考查凸透镜成像规律在项目化学习(自制投影仪)中的综合应用,检验项目设计、实验操作及成像规律的实际运用能力
解题思路
先确定凸透镜在投影仪中的安装位置,再选择合理的焦距测量方法,结合投影仪成像的物距要求选择对应焦距的凸透镜,确定手机的放置方式,分析光屏的选择依据,最后根据成像规律调整像的大小
方法
1. 确定投影仪中凸透镜的安装位置(靠近光屏一侧);2. 选择 “太阳光平行于主光轴、光屏与主光轴垂直” 的焦距测量方法;3. 依据 “物距在 f~2f 之间成放大实像” 选择对应焦距的凸透镜;4. 按 “投影仪成倒立像” 确定手机放置方式;5. 利用漫反射的特点分析光屏选择;6. 按 “物近像远像变大” 调整像的大小
2.【自制器材】(2024·辽宁大连·一模)小明用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律,当向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距将变大。
(1)如图甲所示,一束平行于主光轴的光射向水透镜,在光屏上得到一个最小最亮的光斑,此时水透镜的焦距为 cm,实验前,应调节烛焰,水透镜和光屏的中心在 上;
(2)为了看到的像更清楚,应该在较 (填“亮”或“暗”)的环境中进行实验;
(3)该同学移动蜡烛,水透镜和光屏至图乙所示位置时,恰能在光屏上看到清晰的像,像的特点是倒立、缩小的 (填“实”或“虚”)像;
(4)将蜡烛移至距水透镜5cm处,此时无论怎样移动光屏都无法在光屏上看到清晰的像,则应从 (填“蜡烛”或“光屏”)一侧透过水透镜观察像的特点;
(5)在图乙所示实验场景下,该同学给水透镜“戴上”一种眼镜,如图丙所示,当向水透镜中注入适量的水后,他发现光屏上的像再次变得清晰,则“戴”的是 (填“近视”或“远视”)眼镜;
(6)如图丁所示为某同学的照片,图戊是实验后他将照片从紧贴水透镜到逐渐远离水透镜过程中,眼睛透过水透镜观察照片的像,看到像的顺序应该是 。
A.②①③④ B.③②①④ C.②③④① D.④①②③
考查知识
凸透镜焦距测量(平行光聚焦法)、实验操作(三心等高)、成像环境选择、成像性质(实 / 虚像)、虚像的观察位置、视力矫正透镜类型、物距变化时的成像顺序
命题解读
命题意图
考查凸透镜成像规律的实验探究及与视力矫正的结合,检验实验操作、成像规律及物距变化成像特点的综合运用能力
解题思路
通过平行光聚焦法测定焦距,明确实验操作要求,选择合适的实验环境,依据物距判断成像性质,确定虚像的观察位置,结合透镜对光线的作用判断视力矫正类型,最后根据物距变化的成像规律确定像的顺序
方法
1. 平行光聚焦法测焦距,调节蜡烛、透镜、光屏的中心在同一高度;2. 选择较暗环境增强像的对比度;3. 依据物距范围判断成像性质(实 / 虚像);4. 虚像从光屏一侧透过透镜观察;5. 结合透镜的发散 / 会聚作用判断视力矫正类型;6. 按物距从小于 f 到大于 2f 的成像规律,确定不同物距对应的像的顺序
3.【组合器材】(2023·辽宁沈阳·模拟预测)实验课上,同学们自制了一个研究不同光学元件成像情况的组合件,如图甲所示。“插槽”可插入不同光学元件,“内筒”“外筒”之间可左右做横向移动,外筒上的“半透明薄膜”可作光屏。图乙中的光学元件分别是①凸透镜②茶色玻璃板③钻有小孔的遮光板,点燃蜡烛进行实验。
(1)如图甲所示,在插槽中插入某光学元件后,同学们在A处观察,左右移动内筒,像的大小与物相同且不变,说明插入的是 ;(填写元件序号)
(2)如图甲所示,在插槽位置插入光学元件①,恰能在半透明薄膜上看到烛焰清晰的像,该像是 (选填“放大”或“缩小”)的像,该成像原理在生活中的应用有 ;
(3)当插入某光学元件后,B处的同学们在薄膜上看到了清晰的像,该像是 (选填“正立”或“倒立”)的,该同学插入的是图乙所示光学元件中的 。(填入合适的元件序号)
考查知识
不同光学元件(平面镜、凸透镜、小孔)的成像特点及应用
命题解读
命题意图
考查平面镜、凸透镜、小孔的成像规律,检验对不同光学元件成像特点的区分与应用能力
解题思路
依据各光学元件的成像特点(平面镜成等大虚像、凸透镜成实像、小孔成倒立实像),匹配题目中的成像现象,确定对应元件、成像性质及应用
方法
1. 结合各光学元件的成像特点,匹配题目中的成像现象以确定元件类型;2. 根据元件类型判断成像性质及生活应用
05 优题精选·练能提分
1.(2025·山东淄博·中考真题)淄博琉璃烧制技艺是国家级非物质文化遗产。小明在琉璃馆参观时用一个焦距为15cm的凸透镜观察琉璃瓶的细节,当凸透镜距离瓶子10cm时,他看到的像是( )
A.倒立、放大的实像 B.倒立、缩小的实像
C.正立、放大的虚像 D.正立、放大的实像
2.(2025·宁夏·中考真题)在森林中游玩时,饮料瓶不能随意丢弃,若饮料瓶有水,经太阳照射可能引发火灾。下列光路图能解释火灾成因的是( )
A. B.
C. D.
3.(2025·四川巴中·中考真题)如图所示是某同学透过装满水的水瓶看见《物理》课本上的“物”字,下列选项中与其成像规律相同的是( )
A. B.
C. D.
4.(2025·江苏无锡·中考真题)如图所示,是小明透过眼镜看玩具“兔子”的情景。图中眼镜片( )
A.是凸透镜,可用于矫正远视眼 B.是凹透镜,可用于矫正远视眼
C.是凸透镜,可用于矫正近视眼 D.是凹透镜,可用于矫正近视眼
5.(2025·江苏淮安·中考真题)如图所示,将发光的小灯泡放置于凸透镜前A位置,在透镜另一侧用光屏(未画出)可以呈现灯丝放大的像,此时A位置到光心O的距离为l,则l与透镜焦距f之间的关系为
( )
A. B. C. D.
6.(2025·山东淄博·中考真题)正常人眼看物体时,物体在视网膜上成的是 (填写相关成像性质)的像。某人看物体时的成像情况如图所示,他需戴 透镜加以矫正,利用的是它对光的 作用。
7.(2025·西藏·中考真题)“工欲善其事,必先利其器。”人们对微观世界的观察离不开显微镜。分析图中显微镜的光路可知:目镜(图中未画出)对光线有 作用,相当于一个 透镜。
8.(2025·四川广元·中考真题)“梦天”学习小组用硬纸板做了两个纸筒,使一个纸筒刚好能够套入另一个纸筒内,并能前后滑动,如图所示。在一个纸筒的一端嵌上一个焦距为8cm的凸透镜,另一个纸筒的一端蒙上一层半透明薄膜,就做成了模型照相机。用它来观察远处的教学楼,他们发现半透明薄膜上的像太小,于是靠近教学楼,并 (选填“增大”或“减小”)两纸筒间的距离,才看到薄膜上清晰的像,此时模型照相机的镜头与教学楼的距离 16cm(选填“>”、“<”或“=”)。
9.(2025·山东潍坊·中考真题)如图所示,凸透镜的主光轴与水面重合,从光源S发出的一条光线经水面反射后射向凸透镜,经凸透镜折射后与主光轴平行。
(1)画出S在水中所成的像S';
(2)将该条光线的光路补充完整;
(3)标出凸透镜左侧的焦点F。
10.(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)物理科学实验小组进行凸透镜成像的实验。
(1)同学们选取了一个凸透镜进行实验,平行光正对凸透镜的折射情况如图甲所示,则该凸透镜焦距f3= cm;
(2)得出凸透镜成像规律后,继续探究凸透镜成像大小与焦距的关系,收集的数据如表所示:
实验次数
焦距f/cm
物距u/cm
像距v/cm
物高L/cm
像高h/cm
1
15.0
7.5
6.0
C
2
20.0
20.0
6.0
6.0
3
25.0
37.5
6.0
9.0
①实验后发现忘记收集表中C处的数据,他们画出凸透镜成像原理图如图乙所示。观察原理图发现△AOB∽△A'OB′,可见物距u、像距v、物高L、像高h之间的比例关系为: (用字母表示),则表中C处数据应为 cm;
②利用表格中的数据,能否得出当凸透镜成实像时,像的大小和焦距之间的关系呢?若能,请写出分析过程及结论;若不能,说明理由 。
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