第15讲 透镜的应用 暑假讲义 2026-2027学年苏科版物理八年级上学期

第15讲 透镜的应用 本讲定位：本节是凸透镜成像规律的实际应用，紧密结合生活、医疗、天文等场景，是光学综合考点。重点讲解照相机、眼球、视力矫正、望远镜、显微镜的工作原理，兼顾概念辨析、原理分析与简单计算，也是中考高频考查内容。 核心重点：照相机与眼球的成像原理、近视眼和远视的成因及矫正、眼镜度数计算、望远镜和显微镜的结构与成像特点。 高频易错点：混淆近视、远视的成像位置与矫正透镜；分不清望远镜、显微镜的物镜和目镜作用；眼镜度数与焦距换算出错。 学习建议：结合成像规律对应各类仪器原理，用对比法区分近视和远视，牢记度数计算公式，结合实物理解物镜、目镜的功能。 本讲内容导航 一、课标要求・素养目标 二、思维导图 三、知识梳理・核心考点 四、重点难点・易错警示 五、典例精讲・思路分析 六、基础过关精练 七、拔高培优专练 一、课标要求・素养目标 课程标准 核心素养维度 学习目标 了解照相机、人眼的成像原理；掌握近视眼、远视眼的成因及矫正方法；知道眼镜度数的计算方式；了解望远镜、显微镜的结构与成像特点，能运用透镜知识解释相关现象 物理观念 1. 明确照相机、人眼的构造与成像规律； 2. 区分近视、远视的成像位置，掌握对应的矫正镜片； 3. 掌握眼镜度数与焦距的换算公式； 4. 分清望远镜、显微镜物镜和目镜的作用、成像特点。 结合凸透镜成像规律推理各类光学仪器工作原理，分析视力缺陷成因，进行简单度数计算与逻辑判断 科学思维 依托成像规律建立光路模型，对比分析不同光学仪器的异同，完成公式计算与现象推理。 通过模拟实验探究近视眼成像特点，动手体验简易显微镜、望远镜的制作原理 科学探究 能完成视力缺陷模拟实验，理解实验设计思路，尝试利用透镜组合制作简易光学仪器。 了解光学仪器的发展历程，重视用眼卫生，保护视力，体会物理技术对科技发展的推动作用 科学态度与责任 养成良好用眼习惯，了解天文观测设备的发展，感受物理知识在生活与科研中的价值。 二、思维导图 三、知识梳理・核心考点 1. 照相机和眼球 （1）照相机成像原理 照相机的镜头相当于凸透镜，成像遵循 的规律：物体发出的光经过镜头，在感光器件上形成倒立、缩小的实像。 数码相机中，感光器件将光信号转化为电信号，最终在屏幕呈现影像；多数相机可调节镜头焦距，适配不同拍摄距离。 （2）人眼的构造与成像 人的眼球相当于一台精密的照相机： 晶状体：相当于照相机的镜头（凸透镜）；视网膜：相当于照相机的感光器件（光屏）。 外界物体的光线经过晶状体折射后，成像在视网膜上，再由视觉神经传递信号至大脑，形成视觉。 人眼的调节功能：通过眼部肌肉改变晶状体的弯曲程度，从而改变焦距，保证远近物体都能清晰成像在视网膜上。 2. 视力的缺陷与矫正 正常眼睛可将像精准成在视网膜上，近视、远视均是成像位置偏移导致。 （1）近视眼 成因：晶状体曲度过大，折光能力过强，看远处物体时，像成在视网膜前方，因此远处景物模糊。 矫正方法：佩戴凹透镜。利用凹透镜对光的发散作用，推迟光线会聚，使像后移至视网膜上。 （2）远视眼（老花眼） 成因：晶状体曲度过小，折光能力偏弱，看近处物体时，像成在视网膜后方，近处景物看不清。 矫正方法：佩戴凸透镜。利用凸透镜对光的会聚作用，提前会聚光线，使像前移至视网膜上。 近视眼 远视眼 补充模拟实验：用凸透镜模拟晶状体、光屏模拟视网膜；戴上近视镜成像清晰，取下眼镜后像前移、光屏上变模糊，移动光屏向前才能再次承接清晰像，直观验证近视成像位置靠前。 3．眼镜的度数 （1）计算规则：眼镜度数在数值上 = （ 为镜片焦距，单位：米）。 （2）正负规定 远视镜（凸透镜）：度数为正数；近视镜（凹透镜）：度数为负数。 规律：镜片度数越高，焦距越短，透镜会聚或发散光线的本领越强。 举例：焦距的远视镜，度数度；焦距的近视镜，度数度。 4．望远镜 （1）基本结构与原理 普通单筒望远镜由物镜和目镜两组透镜组成： 物镜：靠近被观测物体，焦距较长；远处物体经物镜成倒立、缩小的实像； 目镜：靠近人眼，焦距较短；作用是放大视角，把物镜所成的像进一步放大。 视角：物体两端射入人眼的光线夹角，视角越大，人眼看物体越清晰。望远镜通过拉近像的位置、增大视角，实现看清远处物体。 （2）常见望远镜类型 伽利略望远镜：物镜为凸透镜，目镜为凹透镜；开普勒望远镜：物镜、目镜均为凸透镜，多用于天文观测；反射式望远镜：以凹面镜作为物镜，口径大、消色差效果好，现代大型天文望远镜多采用此结构。 重要提醒：严禁用望远镜直接观测太阳等强光源，会灼伤眼睛。 5．显微镜 （1）结构：目镜、物镜均为凸透镜；特点：物镜焦距短，目镜焦距长。 （2）成像原理：微小物体置于物镜一倍焦距和二倍焦距之间，经物镜成倒立、放大的实像；该实像落在目镜一倍焦距内，目镜相当于放大镜，再次成正立、放大的虚像；最终经过两次放大，肉眼可观察到微生物、细胞等微小物体。 6．拓展应用与实践练习 （1）水滴显微镜：小水滴相当于短焦距凸透镜作物镜，搭配长焦距凸透镜作目镜，可自制简易显微镜观察细盐、头发丝等。 （2）水杯透镜：装水的水杯相当于凸透镜，改变物体与水杯距离，会出现不同特点的像。 （3）护眼实践：调查用眼习惯，近视多由长期近距离用眼导致，需养成科学用眼的习惯。 （4）国产天文设备：南极巡天望远镜、月基光学望远镜，依托特殊观测环境，完成天文探测任务。 重点难点・易错警示 误区：近视眼佩戴凸透镜矫正；纠正：近视像成在视网膜前方，需凹透镜发散光线；远视才用凸透镜。 误区：计算度数时，焦距单位用厘米；纠正：公式中焦距单位必须为米，单位换算出错会导致结果错误。 误区：望远镜目镜成缩小像；纠正：目镜作用是放大视角，对物镜所成的像进行放大。 误区：显微镜和望远镜物镜焦距特点一致；纠正：望远镜物镜焦距长；显微镜物镜焦距短，二者恰好相反。 误区：所有望远镜都由两块凸透镜组成；纠正：伽利略望远镜目镜为凹透镜，反射式望远镜物镜为凹面镜。 五、典例精讲・思路分析 典例01．在“爱眼日”宣传活动中，小明用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（    ） A．向水透镜注水，烛焰的像成在光屏右侧 B．向水透镜注水，烛焰的像成在光屏左侧 C．从水透镜抽水，烛焰的像成在光屏右侧 D．从水透镜抽水，烛焰的像成在光屏左侧 【答案】B 【解析】近视眼是由于长期看近处的东西导致晶状体变厚，折光能力变强，像成在视网膜前。所以用水透镜模拟近视眼，也就是需要透镜对光线的会聚能力更强，所以此时应对水透镜注水，使得凸透镜变厚，焦距变小，使得像成在光屏左侧。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 思路分析：考点：近视眼的成因、水透镜模拟实验、凸透镜会聚能力与厚度的关系 本题核心：近视眼晶状体变厚，折光能力变强，像成在视网膜前方 关键思路：向水透镜注水，透镜厚度增加、会聚能力增强，光线提前会聚，像成在光屏左侧，模拟近视成像特点。 做题技巧：注水→透镜变厚→会聚变强→像前移；抽水→透镜变薄→会聚变弱→像后移。 典例02．如图所示，电子蜡烛的“烛焰”通过凸透镜在光屏上成一个清晰___________立的实像。利用这一成像规律可制成___________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”），若保持蜡烛和光屏的位置不变，仅将凸透镜更换成另一个焦距相同、尺寸更大的凸透镜，此时光屏上像的大小与原来的像对比应___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 倒 照相机 不变 【解析】[1][2]由图可知，物距大于像距，即电子蜡烛位于凸透镜的二倍焦距之外，凸透镜成倒立、缩小的实像，照相机的成像原理与之相同。 [3]凸透镜成像性质是由物距所决定的，实验中保持蜡烛和光屏的位置不变，仅更换焦距相同、尺寸更大的凸透镜，相当于物距大小不变，此时光屏上所成像的大小不变。 思路分析：考点：凸透镜成像规律及应用、透镜尺寸对成像的影响 本题核心：物距大于像距成倒立缩小实像；成像大小由物距、焦距决定，与透镜尺寸无关 关键思路：图中物距大于像距，对应照相机原理；更换同焦距、大尺寸凸透镜，物距不变，像的大小保持不变。 做题技巧：物距＞像距→照相机；焦距不变、物距不变，像大小不变。 典例03．实验小组在探究凸透镜成像规律的实验中： （1）图甲中，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。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。 （2）某同学利用焦距为20cm的凸透镜观察指纹，保持指纹到眼睛的距离为40cm不变，将凸透镜调整到如图乙所示的位置，看到了指纹正立放大的像，此时该同学的眼睛通过凸透镜在另一侧能成______（填“倒立缩小”“倒立放大”或“正立放大”）的像。 【答案】 照相机 左 大 倒立放大 【解析】（1）[1]由图甲可知，物距大于像距，点燃蜡烛后，光屏上恰能成清晰的像，根据凸透镜成像，此时成倒立缩小的实像，照相机就是根据该成像特点制成的。 [2][3]将蜡烛向左移动一段距离，则物距变大了，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小的规律，为了使光屏上再次成清晰的像，可以将光屏向左移动一段距离。若不移动光屏，因凸透镜焦距越大，折光能力越弱，因此可换用焦距较大的凸透镜，使像推迟会聚，从而呈现在光屏上。 （2）[4]由题意可知，凸透镜的焦距为20cm，指纹到眼睛的距离为40cm，即等于2倍焦距，手指到凸透镜的距离小于一倍焦距，则眼睛到凸透镜的距离在1倍焦距与2倍焦距之间，根据凸透镜成像规律可知，当物距在1倍焦距与2倍焦距之间时，成倒立放大的实像，因此此时该同学的眼睛通过凸透镜在另一侧能成倒立放大的实像。 思路分析：考点：凸透镜成像规律、成像应用、实像动态变化、焦距与折光能力、多物体成像综合判断 本题核心：结合物距像距关系判断成像应用；掌握实像“物远像近像变小”规律；理解焦距对光线会聚的影响；根据物距区间判定成像特点。 关键思路：（1）图中物距大于像距，成倒立缩小实像，对应照相机原理；蜡烛左移，物距变大，实像的像距随之变小，光屏需向左移动；若光屏不动，可换用焦距更大的凸透镜，减弱会聚能力，使像延后落在光屏上。（2）已知焦距为20cm，指纹在一倍焦距以内成正立放大虚像，此时眼睛处于一倍焦距和二倍焦距之间，根据规律会成倒立放大的实像。 做题技巧：物距大于像距→照相机；实像物远像近像变小；焦距越大，透镜折光能力越弱；牢记不同物距对应的成像特点。 六、基础过关精练 1．在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏处于图所示的位置时，恰能在光屏上得到一个清晰的像。利用这一成像原理可以制成（　　） A．照相机 B．幻灯机 C．放大镜 D．潜望镜 【答案】B 【解析】由图可知像距大于物距，根据凸透镜成实像的规律可知此时物距 满足 ，像距 ，成倒立、放大的实像，这是幻灯机的成像原理。照相机成倒立缩小实像，放大镜成正立放大虚像，潜望镜利用平面镜反射成像。故选B。 2．如图所示，是小明透过眼镜看玩具“兔子”的情景。图中眼镜是（　　） A．远视眼镜，镜片是凸透镜 B．远视眼镜，镜片是凹透镜 C．近视眼镜，镜片是凸透镜 D．近视眼镜，镜片是凹透镜 【答案】D 【解析】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。 3．下列图片所示的是显微镜和天文望远镜的原理示意图。下列关于它们的两次成像的说法，正确的是（　　） ①显微镜先成放大的实像，再成放大的虚像  ②显微镜先成缩小的实像，再成放大的虚像  ③天文望远镜先成放大的实像，再成放大的虚像  ④天文望远镜先成缩小的实像，再成放大的虚像 A．①③ B．①④ C．②④ D．②③ 【答案】B 【解析】①②显微镜物镜和目镜都是凸透镜，把标本放在物镜的一倍焦距和二倍焦距之间，这样得到一个放大的实像，那么这个放大的实像正好成在目镜一倍焦距以内，由凸透镜成像规律可知，成正立放大的虚像，所以显微镜的物镜成倒立、放大的实像，目镜成正立、放大的虚像，故①正确，②错误； ③④用望远镜观察远处物体时，物体通过物镜成的是倒立、缩小的实像，这个像通过靠近眼睛的目镜成正立、放大的虚像，天文望远镜先成缩小的实像，再成放大的虚像，故③错误，④正确。故B正确，ACD错误。 故选B。 4．下过雨后，菜农要及时排去塑料大棚上下凹处的积水，否则会烧坏大棚内的蔬菜，如图所示。这是因为下凹处的积水（　　） A．相当于一个凸面镜，对光线具有发散作用 B．相当于一个凹面镜，对光线具有会聚作用 C．相当于一个凸透镜，对光线具有会聚作用 D．相当于一个凹透镜，对光线具有发散作用 【答案】C 【解析】下雨后，在塑料棚上的积水就像一个形状不规则的“凸透镜”，凸透镜对光线具有会聚作用，阳光通过这些“凸透镜”会聚，照到蔬菜上，被照蔬菜可能会被烤坏，其它未照到的蔬菜光照又不足，所以雨过天晴后，要将塑料棚上的积水放掉。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 5．艺术家在太湖边放置了一款计划拍摄一张记录千年变迁的照片的相机（如图甲），为了稳定，其结构非常简单（如图乙），整体是一个圆柱形铜制外壳，前端是一个小孔，后端涂抹了一种会在不同光线下褪色速度不同的颜料来当作“感光元件”。则“感光元件”上呈现出的像是________（选填“实像”或“虚像”），该相机的成像是《墨子》中所记载的现象，可以预见半年后该相机拍摄的“照片”中，太阳的像是________（选填“一个点”或“很多条线”）。 【答案】 实像 很多条线 【解析】[1]感光元件相当于光屏，能在光屏上呈现的像是实像。 [2]半年时间内太阳的位置在不断变化，不同时刻太阳通过小孔在“感光元件”上成像的位置也不同，随着时间推移，不同位置上的太阳的像连起来形成了很多条线。 6．现代社会手机已成为我们常使用的信息传递工具，但长时间玩手机会对学生的视力造成很大的影响。请根据以下情景回答： (1)黑暗的环境下看手机屏幕，强光会对眼睛造成强烈的刺激，使眼睛疲劳，容易出现近视，近视眼患者看不清远处物体，需要用______做的镜片来矫正。手机来电时，我们听到的铃声是通过______这种介质传到我们耳朵里的。 (2)手机的音量调节按键改变的是声音的______，小园同学把手机设置好闹铃，每天早上能定时喊他起床，这说明声音可以传递______。 【答案】(1) 凹透镜 空气 (2) 响度 信息 【解析】（1）[1]近视眼是由于人的晶状体较厚，对光的会聚能力过强，使像成在视网膜的前方，则需要对光具有发散作用的凹透镜来进行矫正。 [2]空气是传播声音的介质，铃声通过空气传播进入人的耳朵。 （2）[1]手机的音量调节按键改变声音的强弱，即声音的响度。 [2]闹铃声音使小园同学获得该起床的信息，说明声音可以传递信息。 7．工匠师维护精密仪表时，在眼睛前戴一个凸透镜，便于观察仪表的细微之处，如图所示。 (1)凸透镜起到______的作用； (2)通过凸透镜看到的是仪表______（填“正立”或“倒立”）的像，像的位置与仪表的位置在凸透镜的______侧。 【答案】(1)放大镜；(2) 正立 同 【解析】（1）中间厚两边薄的透镜叫凸透镜，工匠师维护精密仪表时，在眼睛前戴一个凸透镜，便于观察仪表的细微之处，凸透镜起到放大镜的作用。 （2）[1][2]当凸透镜起放大镜作用时，物距应满足小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，且物与像在凸透镜的同侧，即像的位置与仪表的位置在凸透镜的同侧。 8．如图所示是某同学利用视觉错位技术一次拍摄而成的照片，不需经过后期再处理。手机在拍摄过程中，手机镜头相当于______镜。娃哈哈到镜头的距离______（选填“大于”或“小于”）人到镜头的距离。要想拍出人和娃哈哈一样高的效果，人应该______（选填“远离”或“靠近”）手机镜头。 【答案】 凸透 小于 靠近 【解析】[1][2][3]手机镜头的成像原理与照相机成像原理相同，照相机是利用凸透镜成像的，所以手机的镜头相当于凸透镜，成像原理是u＞2f 时，成倒立缩小的实像；根据凸透镜成实像时物近像远像变大的规律，当人靠近镜头时，所成的像会变大。由图可知，娃哈哈所成的像大于人所成的像，说明人成像时的物距更大一些，即娃哈哈到镜头的距离小于人到镜头的距离。要想拍出人和娃哈哈一样高的效果，人所成的像需要变大，故人应该靠近手机镜头。 9．在“探究凸透镜成像特点”的实验中． (1)在如图所示位置，光屏上承接到清晰的烛焰的像，则凸透镜的焦距________cm． (2)若将远视眼镜的镜片放在烛焰和透镜之间的适当位置，此时应将烛焰向________（选填“左”或“右”）移动，光屏上才能再次承接到清晰的像． (3)取走镜片，将蜡烛放到光具座上15cm处，应将光屏移至________（选填序号）范围内才能承接到清晰的像． A．50~65cm B．65~80cm C．80~95cm (4)某同学想用大小合适的玻璃板替换凸透镜探究平面镜成像规律，她取两只相同的蜡烛是为了比较像与物的________关系． 【答案】(1)15.0；(2)左；(3)B；(4)大小 【解析】（1）由图可知像距等于物距，则 所以凸透镜焦距为 （2）将远视眼镜的镜片放在蜡烛和透镜之间适当位置，远视眼镜是凸透镜，对光线有会聚的作用，会使所成的像靠近凸透镜，所以此时应将光屏向左移动，才能再次承接到清晰的像。 （3）取走镜片，将蜡烛放到光具座上15cm处，此时蜡烛到凸透镜的距离大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律，所成的像在焦距和二倍焦距之外，由图可知为65~80cm之间，故B符合题意，AC不符合题意。 故选B。 （4）探究平面镜成像特点的实验，选择两只相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系。 10．在某次探究凸透镜成像规律的实验中。 （1）如图甲所示的装置测出凸透镜的焦距为___________cm； （2）实验前要调整烛焰的中心、透镜的光心、光屏的中心在___________。 （3）如图，当把凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm刻度线位置时，光屏应在_______（填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域内，才能在光屏上得到清晰的________、________的实像，________（填“照相机”或“投影仪”）就是根据这一原理制成的。 【答案】 15.0 同一高度 Ⅱ 倒立 缩小 照相机 【解析】（1）[1]如图甲所示，平行于主光轴的光线会聚在主光轴上一点，这个点就是焦点，焦点到光心的距离即为焦距，刻度尺的读数需要估读，故此时焦距为75.0cm-60.0cm=15.0cm （2）[2]为了使像成在光屏的正中央，需要将烛焰的中心、透镜的光心、光屏的中心调整到同一高度上。 （3）[3]当把凸透镜固定在50.0cm刻度线位置，蜡烛固定在15.0cm刻度线位置时，物距为35.0cm，大于两倍焦距，故光屏应在一倍焦距和两倍的焦距之间，则在Ⅱ区域才能看到像。 [4][5][6]物距大于两倍的焦距，故成的是倒立、缩小的实像；照相机就是利用这一原理制成的。 11．如图所示，某同学在空水槽底部放了一枚硬币，他站在刚好看不到硬币的位置，当他向水槽中缓缓注水后，竟然看到了硬币，硬币的实际位置__________（选填“改变”或“没有改变”），这种现象我们可以用__________的原理来解释。下列情境中，______（选填）的情境也可以用相同原理来解释。 a.水面的“波光粼粼”　b.用放大镜观察细小的物体　c.夜晚汽车的远光灯刺眼 【答案】 没有改变 光的折射 b 【解析】[1]硬币的实际位置是水槽底部，注水后硬币本身的位置并未变化，只是光的传播路径改变导致视觉上 “看到” 硬币。 [2]注水后，硬币发出的光从水中斜射入空气中时发生折射，折射光线远离法线，进入人眼后，人眼逆着折射光线的方向看到硬币的虚像，这是光的折射现象。 [3]a．水面的“波光粼粼”是光的反射，故a 不符合题意； b． “用放大镜观察细小的物体” 是光的折射。故b符合题意； c． “夜晚汽车的远光灯刺眼” 是光的直线传播。故c不符合题意。 故选b。 七、拔高培优专练 1．如图是快递出库扫描仪扫描取件的情景，关于它的工作过程描述正确的是（     ） A．提示“出库成功”是在利用声音传递能量 B．扫描仪镜头相当于凸透镜，成正立的实像 C．扫描时，取件码到镜头间距离小于凸透镜的一倍焦距 D．光线较暗时，补光灯点亮，光在取件码上发生漫反射 【答案】D 【解析】A．提示“出库成功”是利用声音传递信息，故A错误； BC．扫描仪镜头相当于凸透镜，扫描取件码的成像原理和照相机一致，要求取件码到镜头的距离大于凸透镜的二倍焦距，成倒立、缩小的实像，故BC错误； D．取件码表面粗糙，补光灯点亮后，光在取件码表面发生漫反射，能使各个方向都有反射光供扫描仪接收，故D正确。 故选D。 2．如图甲所示是天文爱好者自制的望远镜，使用该望远镜可以看到8亿公里外的木星。图乙是望远镜内部简化结构及光路示意图。下列说法正确的是（　　） A．木星表面发出的光在真空中传播的速度为 B．木星通过物镜成像的原理与照相机相似 C．眼睛看到的是木星的倒立的实像 D．目镜的成像原理与投影仪相同 【答案】B 【解析】A．光在真空中的传播速度约为，而木星表面反射的光在宇宙空间中传播，其速度接近真空中的光速，故A错误； B．望远镜的物镜是一个凸透镜，来自遥远木星的光线可以看作平行光，经过物镜后会聚，成一个倒立、缩小的实像，照相机的镜头也是一个凸透镜，其成像原理也是成一个倒立、缩小的实像，因此木星通过物镜成像的原理与照相机相似，故B正确； C．物镜成倒立、缩小的实像，目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像，所以眼睛看到的是木星的正立的虚像，而不是倒立的实像，故C错误； D．望远镜的目镜相当于一个放大镜，成的是正立、放大的虚像，其原理是物距小于焦距，投影仪的镜头也是一个凸透镜，成的是倒立、放大的实像，其原理是物距在一倍焦距和二倍焦距之间，二者的成像原理不同，故D错误。 故选B。 3．如图所示小明用弹性膜注水制作了一个水凸透镜，通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度，固定透镜，将一支蜡烛放在合适位置后，调节光屏得到清晰的像．下列说法正确的是（　　） A．图甲模拟正常人眼球观察物体时的成像情况，光屏上成倒立放大的实像 B．模拟图乙的成因时需要从水透镜向外抽水 C．若将远视眼镜靠近甲图透镜左侧放置，要将光屏靠近透镜才能承接到清晰的像 D．将蜡烛改为平行光源，将平行玻璃砖放在丙图所示位置，则会聚点将仍在焦点F处 【答案】C 【解析】A．由图可知，物距大于像距，光屏上成清晰的像说明为实像，依据凸透镜成像规律，此时光屏上成倒立缩小的实像，故A错误； B．由图乙可知，当观察远处物体时，成像于视网膜前，说明晶状体折光能力太强，晶状体过厚，模拟成因时需要向水透镜中注水，故B错误； C．远视镜片是凸透镜，放在甲透镜左侧时，相当于增大了透镜的折光能力，成像位置会靠近甲中的透镜，因此光屏靠近透镜才能承接到清晰的像，故C正确； D．如图丙所示，入射光线平行于凸透镜主光轴，折射光线指向焦点F，但光线进出玻璃砖会发生折射现象，导致光线传播方向发生偏折，故不会会聚于焦点F，故D错误。 故选C。 4．奶奶年龄大了，总看不清手机屏幕，需要把手机拿得远远的才能勉强看清，细心的小宇在网上帮奶奶购买了一个手机屏幕放大器（图甲），将手机放在支架处，透过透明的屏幕放大器即可看到手机屏幕放大的像，图乙为其观看的效果。下列分析正确的是（　　） A．屏幕放大器相当于一个凹透镜 B．透过屏幕放大器看到的画面是由于光的反射形成 C．屏幕放大器是一个光源 D．手机在屏幕放大器的一倍焦距以内 【答案】D 【解析】AD．手机屏幕放大器的实质是一个凸透镜，把手机屏幕放在凸透镜的一倍焦距之内，成正立放大的虚像，故A错误，D正确； B．透过屏幕放大器看到的画面是由于光的折射形成，故B错误； C．屏幕放大器自身不能发光，不是一个光源，故C错误。 故选D。 5．图示虚线框内为一透镜，MN为透镜的主光轴，O是透镜光心，入射光AB由红、紫两种单色光组成，通过透镜之后分成BP、BQ两细束光，分别与主光轴MN相交于P、Q两点。该透镜是__________（选填“凹”或“凸”）透镜，可用以矫正_________（选填“远”或“近”）视眼；BP是_________（选填“红”或“紫”）光。 【答案】 凹 近 红 【解析】[1]根据题图可知，当光线射向透镜时，光线向远离透镜主光轴的方向发生了偏折，这说明该透镜对光有发散作用。由于凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用，故该透镜是凹透镜。 [2]由于近视眼晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，因此来自远处某点的光会聚在视网膜前，到达视网膜时已经不是一点而是一个模糊的光斑了。利用凹透镜能使光发散的特点，在眼睛前面放一个合适的凹透镜，就能使来自远处物体的光会聚在视网膜上，故该透镜可以矫正近视眼。 [3]根据光的色散现象可知，透镜对红光的偏折能力比紫光弱，即红光偏折程度较小，紫光的偏折程度较大，故BP是红光。 6．手机已成为我们日常生活中不可或缺的一部分。利用手机拍照成的是倒立、_______（放大/缩小/等大）的实像；图甲和图乙是小明站在不同位置用手机（焦距相同）对同一物体拍摄的两张照片，拍摄图乙时，像距更 _____（大/小）一些，小明离物体更 _____（远/近）一些； 【答案】 缩小 大 近 【解析】[1]手机拍照的原理与照相机相同，成的是倒立、缩小的实像。 [2][3]由图可知，乙的像要比甲的像大，同一物体，成像越大，则像距大，物距越小，小明离物体越近。 7．如图所示，鱼缸中只有一条小鱼，而眼睛从A点可以观察到两条，一条鱼的位置变浅，另一条鱼变大。前者是由于______形成的______像（选填“实”或“虚”）；后者是由于鱼缸的______侧部分（选填“左”或“右”）相当于______而形成的虚像。 【答案】 折射 虚 右 放大镜 【解析】[1][2]我们看到的第一条鱼，不是鱼的实际位置，而是由于光的折射形成的一个虚像。由于光线从水中斜射入空气时发生折射，折射角大于入射角，所以看到的鱼的位置变浅。 [3][4]我们看到的另一条鱼变大，这是因为鱼缸的右侧部分相当于一个凸透镜，鱼恰好在焦距以内，所以成一个正立放大的虚像，与放大镜的作用相同。 8．如图所示，是小红制作的一架简易的天文望远镜，选用的凸透镜焦距为5cm和50cm，她将寻星装置安装在套筒上，将望远镜固定在三角架上，用于观察月球。通过寻星装置寻找月球，是利用了光的______原理。将焦距为50cm的凸透镜作为物镜，焦距为5cm的凸透镜作为目镜，月球通过物镜成______、______的实像，目镜相当于______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”），成正立、放大的虚像。 【答案】 直线传播 倒立 缩小 放大镜 【解析】[1][2][3][4]当月球与寻星装置两侧的凹槽在同一条直线上时，就可以寻找到月球，这利用光的直线传播原理； 题中望远镜是由两组凸透镜组成的，靠近眼睛的凸透镜叫做目镜，靠近被观测物体的凸透镜叫做物镜；月球到物镜的距离远大于物镜的二倍焦距，月球通过物镜成倒立、缩小的实像，这个像成在目镜一倍焦距以内，经目镜成正立、放大的虚像；物镜相当于照相机，目镜相当于放大镜。 9．如图甲所示，进行探究凸透镜成像的规律实验，所用凸透镜焦距。 (1)安装实验器材，为使烛焰的像呈现在光屏中央，调节三者高度比较快捷的方法是：将三者靠拢，调节烛焰和光屏的中心在凸透镜的___________； (2)蜡烛、凸透镜和光屏位于图甲中位置时，光屏上呈现清晰的像，可推测此时的像为倒立___________的实像； (3)将一个眼镜放到图中的烛焰和凸透镜之间，发现光屏上的像变得模糊，保持蜡烛和凸透镜位置不变，移动光屏远离凸透镜，再次得到烛焰清晰的像，则所放的眼镜是___________（近视/远视）眼镜； (4)用图乙所示“F”形LED光源代替烛焰进行实验，当物距时，学生在实验室墙壁上意外发现如图丙所示的情景，由此认定此时凸透镜所成的是实像。请你对学生的结论作出评价并分析产生这一现象的可能原因___________。 【答案】(1)主光轴上；(2)缩小；(3)近视；(4)学生的结论错误。物距 u=7.5cm<f=10cm，凸透镜此时成正立、放大的虚像，虚像无法呈现在墙壁上。产生这一现象的原因，“F”形LED光源是由多个点光源组合而成，点光源发出的光线经凸透镜后投射到墙上可以形成光斑，而非点光源的像，学生可能误认为是实像。 【解析】（1）为使烛焰的像成在光屏中央，需要使三者中心在同一高度，此时可将三者靠拢，调节烛焰、光屏的中心位于凸透镜的主光轴上。 （2）由图得物距 已知焦距，，根据成像规律，此时成倒立、缩小的实像。 （3）放入眼镜后，光屏需要远离凸透镜才能重新得到清晰像，说明该眼镜对光线有发散作用，使像后移；近视眼镜是凹透镜，对光有发散作用，因此该眼镜是近视眼镜。 （4）略 10．小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中： (1)如图甲所示，小明将凸透镜正对太阳光，调整凸透镜与光屏的距离，在光屏上得到一个很小、很亮的光斑，这样做的目的是___________。 (2)如图乙所示，当烛焰位于透镜左侧a、b、c、d四个位置中的___________位置时，在光屏上（光屏未画出）可以得到烛焰清晰放大的像。 (3)学完凸透镜成像规律后，小明发现手机不能“调焦”但成像也基本清晰，他将手机拿到哥哥工作的大学实验室去探究，实验数据如下表，请分析，手机拍摄远近不同的物体不需要“调焦”的原因是___________。 次数 1 2 3 4 5 6 7 物距/m 10.00 5.00 2.00 1.00 0.50 0.10 0.05 像距/cm 0.500 0.501 0.502 0.503 0.505 0.526 0.556 (4)小明用蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上模拟人眼的成像情况。当光屏上的像最清晰后，将光屏往后移一小段距离，成像情况调整至图1的___________（选填：A．近视眼B．远视眼）状态，此时再将水透镜放至光具座上的凸透镜前，作为眼镜模拟视力矫正，如图2所示，通过将其___________（选填：A．注水变凸 B．抽水变凹）的操作后，使光屏上的像再次达到最清晰。 (5)小明给同学们简单演示了动画片放映原理，图3甲为哪吒的原图片，图3乙为该图片利用凸透镜制作而成的光学仪器投影在墙上的像。若减小原图片到凸透镜的距离，想重新在墙上得到一个清晰的像，则应该___________凸透镜到墙的距离；所成的像应该是图4中的___________（选填“A”、“B”或“C”）。 【答案】(1)测量凸透镜的焦距；(2)c；(3)这种手机镜头的焦距小，物距都远大于2倍焦距，像距接近焦距，像距变化的范围小；(4)A B；(5)增大 A 【解析】（1）将凸透镜正对太阳光，得到最小最亮的光斑，这个光斑就是凸透镜的焦点，光斑到透镜的距离就是焦距。即这样做的目的是测量凸透镜的焦距。 （2）根据凸透镜成像规律，当时，成倒立、放大的实像。 图乙中， c点位于一倍焦距和二倍焦距之间，所以烛焰在c位置时，光屏上可以得到清晰放大的像。 （3）分析表格数据可以发现：当物距变化时，像距的变化非常小（从 0.500cm 到 0.556cm），几乎不变。 原因是：这种手机镜头的焦距小，物距都远大于2倍焦距，像距接近焦距，像距变化的范围小，这样远近不同的物体成像的位置相差不大，所以不用调节。 （4）光屏后移，像成在光屏的前方，相当于人眼的近视眼状态（成像在视网膜前方），故选A。 近视眼需要用凹透镜矫正，水透镜抽水变凹，焦距变大，会聚能力变弱，可使像后移到光屏上，故选B。 （5）若减小原图片到凸透镜的距离，即物距减小，根据凸透镜成实像时的动态变化规律：物近像远像变大可知，想重新在墙上得到一个清晰的像，则应该增大凸透镜到墙的距离（像距）；所成的像应该是放大的实像，即图A。 11．跨学科实践：制作望远镜 黄昏系数是望远镜的常见参数之一，反映了不同口径和放大倍率的望远镜在暗光条件下的观察效能，黄昏系数越大的望远镜效能越好。黄昏系数的计算方法是望远镜的倍率和物镜的直径（单位：mm）的乘积再求算术平方根。放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比。观测表明，恒星或星系远离我们的速度与它跟我们之间的距离成正比，根据恒星或星系远离我们的速度可以知道这个恒星或星系距离我们有多远。 思考：小组成员通过阅读材料总结了如下两个结论，其中正确的是( )； A．黄昏系数可以反映出望远镜在高亮背景条件下的观察效能。 B．若某恒星远离我们的速度为v，它跟我们之间的距离为s，则v与s的比值是不变的。 （1）望远镜有多种类型，其中一种望远镜的物镜和目镜都是凸透镜。物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的________像，而目镜的作用则与生活中________（选填“投影仪”或“放大镜”）的原理相同，用来把这个像放大； （2）项目小组自制的望远镜放大倍率为2倍；选择一对焦距适当的凸透镜分别作为物镜和目镜。如果物镜的直径是50mm，则该望远镜的黄昏系数为________（忽略单位）；按照如图所示组装成一只望远镜； （3）①用望远镜观察远处的物体后，再观察较近的物体，观察时需对镜筒的长度进行调节，应适当________（选填“增大”或“减小”）物镜和目镜的之间的距离。 ②通过寻星装置更容易找到目标，是利用________的原理。 ③用望远镜观察物体时，会感到物体被放大了，主要是由于( ) A．像到观察者的距离变小了，视角变大 B．通过望远镜成的像比物体大 （4）小组成员用该望远镜看远处物体时，发现看到像与实际物体相比较，上下、左右都颠倒了。同学们又设计了如图所示的望远镜。该望远镜的物镜与目镜不共轴。在中部空腔内安装了两片小平面镜，利用光的________改变了光路，这样人们就可以通过目镜看到远处物体正立的像。 【答案】(1)B 实 放大镜；(2)10；(3)增大 光沿直线传播 A；(4)反射 【解析】[1]A．根据资料，黄昏系数反映了不同口径和放大倍率的望远镜在暗光条件下的观察效能，故A错误； B．根据资料，恒星或星系远离我们的速度与它跟我们之间的距离成正比，因此v与s的比值是不变的，故B正确。 故选B。 [2]望远镜的物镜与照相机原理相同，成倒立、缩小的实像。 [3]目镜成正立、放大的虚像，成像原理与放大镜相同。 [4]根据资料黄昏系数是望远镜的倍率和物镜的直径的乘积再求开平方，物镜的直径是50mm，则该望远镜的黄昏系数为。 [5]用望远镜观察远处的物体后，再观察较近的物体，相当于物距变小，根据凸透镜成实像规律“物近像远，像变大”可知，物距减小，像距会增大，即应增大物镜和目镜之间的距离。 [6] 用两块相同的带开口的挡板制作了一个寻星装置，安装在望远镜套筒上后，借助挡板能快捷寻找目标，利用了光沿直线传播的特点。 [7]我们能不能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要，视角的大小不仅和物体本身的大小有关，还和物体到眼睛的距离有关，视角越大，对物体观察越清楚。因此，用望远镜观察物体时，会感到物体被放大了，主要是由于观察者距离变小，视角变大，故A符合题意，B不符合题意。 故选A。 [8]平面镜对光的作用是反射，因此利用光的反射改变了光路。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第15讲 透镜的应用 本讲定位：本节是凸透镜成像规律的实际应用，紧密结合生活、医疗、天文等场景，是光学综合考点。重点讲解照相机、眼球、视力矫正、望远镜、显微镜的工作原理，兼顾概念辨析、原理分析与简单计算，也是中考高频考查内容。 核心重点：照相机与眼球的成像原理、近视眼和远视的成因及矫正、眼镜度数计算、望远镜和显微镜的结构与成像特点。 高频易错点：混淆近视、远视的成像位置与矫正透镜；分不清望远镜、显微镜的物镜和目镜作用；眼镜度数与焦距换算出错。 学习建议：结合成像规律对应各类仪器原理，用对比法区分近视和远视，牢记度数计算公式，结合实物理解物镜、目镜的功能。 本讲内容导航 一、课标要求・素养目标 二、思维导图 三、知识梳理・核心考点 四、重点难点・易错警示 五、典例精讲・思路分析 六、基础过关精练 七、拔高培优专练 一、课标要求・素养目标 课程标准 核心素养维度 学习目标 了解照相机、人眼的成像原理；掌握近视眼、远视眼的成因及矫正方法；知道眼镜度数的计算方式；了解望远镜、显微镜的结构与成像特点，能运用透镜知识解释相关现象 物理观念 1. 明确照相机、人眼的构造与成像规律； 2. 区分近视、远视的成像位置，掌握对应的矫正镜片； 3. 掌握眼镜度数与焦距的换算公式； 4. 分清望远镜、显微镜物镜和目镜的作用、成像特点。 结合凸透镜成像规律推理各类光学仪器工作原理，分析视力缺陷成因，进行简单度数计算与逻辑判断 科学思维 依托成像规律建立光路模型，对比分析不同光学仪器的异同，完成公式计算与现象推理。 通过模拟实验探究近视眼成像特点，动手体验简易显微镜、望远镜的制作原理 科学探究 能完成视力缺陷模拟实验，理解实验设计思路，尝试利用透镜组合制作简易光学仪器。 了解光学仪器的发展历程，重视用眼卫生，保护视力，体会物理技术对科技发展的推动作用 科学态度与责任 养成良好用眼习惯，了解天文观测设备的发展，感受物理知识在生活与科研中的价值。 二、思维导图 三、知识梳理・核心考点 1. 照相机和眼球 （1）照相机成像原理 照相机的镜头相当于凸透镜，成像遵循 的规律：物体发出的光经过镜头，在感光器件上形成倒立、缩小的实像。 数码相机中，感光器件将光信号转化为电信号，最终在屏幕呈现影像；多数相机可调节镜头焦距，适配不同拍摄距离。 （2）人眼的构造与成像 人的眼球相当于一台精密的照相机： 晶状体：相当于照相机的镜头（凸透镜）；视网膜：相当于照相机的感光器件（光屏）。 外界物体的光线经过晶状体折射后，成像在视网膜上，再由视觉神经传递信号至大脑，形成视觉。 人眼的调节功能：通过眼部肌肉改变晶状体的弯曲程度，从而改变焦距，保证远近物体都能清晰成像在视网膜上。 2. 视力的缺陷与矫正 正常眼睛可将像精准成在视网膜上，近视、远视均是成像位置偏移导致。 （1）近视眼 成因：晶状体曲度过大，折光能力过强，看远处物体时，像成在视网膜前方，因此远处景物模糊。 矫正方法：佩戴凹透镜。利用凹透镜对光的发散作用，推迟光线会聚，使像后移至视网膜上。 （2）远视眼（老花眼） 成因：晶状体曲度过小，折光能力偏弱，看近处物体时，像成在视网膜后方，近处景物看不清。 矫正方法：佩戴凸透镜。利用凸透镜对光的会聚作用，提前会聚光线，使像前移至视网膜上。 近视眼 远视眼 补充模拟实验：用凸透镜模拟晶状体、光屏模拟视网膜；戴上近视镜成像清晰，取下眼镜后像前移、光屏上变模糊，移动光屏向前才能再次承接清晰像，直观验证近视成像位置靠前。 3．眼镜的度数 （1）计算规则：眼镜度数在数值上 = （ 为镜片焦距，单位：米）。 （2）正负规定 远视镜（凸透镜）：度数为正数；近视镜（凹透镜）：度数为负数。 规律：镜片度数越高，焦距越短，透镜会聚或发散光线的本领越强。 举例：焦距的远视镜，度数度；焦距的近视镜，度数度。 4．望远镜 （1）基本结构与原理 普通单筒望远镜由物镜和目镜两组透镜组成： 物镜：靠近被观测物体，焦距较长；远处物体经物镜成倒立、缩小的实像； 目镜：靠近人眼，焦距较短；作用是放大视角，把物镜所成的像进一步放大。 视角：物体两端射入人眼的光线夹角，视角越大，人眼看物体越清晰。望远镜通过拉近像的位置、增大视角，实现看清远处物体。 （2）常见望远镜类型 伽利略望远镜：物镜为凸透镜，目镜为凹透镜；开普勒望远镜：物镜、目镜均为凸透镜，多用于天文观测；反射式望远镜：以凹面镜作为物镜，口径大、消色差效果好，现代大型天文望远镜多采用此结构。 5．显微镜 （1）结构：目镜、物镜均为凸透镜；特点：物镜焦距短，目镜焦距长。 （2）成像原理：微小物体置于物镜一倍焦距和二倍焦距之间，经物镜成倒立、放大的实像；该实像落在目镜一倍焦距内，目镜相当于放大镜，再次成正立、放大的虚像；最终经过两次放大，肉眼可观察到微生物、细胞等微小物体。 6．拓展应用与实践练习 （1）水滴显微镜：小水滴相当于短焦距凸透镜作物镜，搭配长焦距凸透镜作目镜，可自制简易显微镜观察细盐、头发丝等。 （2）水杯透镜：装水的水杯相当于凸透镜，改变物体与水杯距离，会出现不同特点的像。 （3）护眼实践：调查用眼习惯，近视多由长期近距离用眼导致，需养成科学用眼的习惯。 （4）国产天文设备：南极巡天望远镜、月基光学望远镜，依托特殊观测环境，完成天文探测任务。 重点难点・易错警示 误区：近视眼佩戴凸透镜矫正；纠正：近视像成在视网膜前方，需凹透镜发散光线；远视才用凸透镜。 误区：计算度数时，焦距单位用厘米；纠正：公式中焦距单位必须为米，单位换算出错会导致结果错误。 误区：望远镜目镜成缩小像；纠正：目镜作用是放大视角，对物镜所成的像进行放大。 误区：显微镜和望远镜物镜焦距特点一致；纠正：望远镜物镜焦距长；显微镜物镜焦距短，二者恰好相反。 误区：所有望远镜都由两块凸透镜组成；纠正：伽利略望远镜目镜为凹透镜，反射式望远镜物镜为凹面镜。 五、典例精讲・思路分析 典例01．在“爱眼日”宣传活动中，小明用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（    ） A．向水透镜注水，烛焰的像成在光屏右侧 B．向水透镜注水，烛焰的像成在光屏左侧 C．从水透镜抽水，烛焰的像成在光屏右侧 D．从水透镜抽水，烛焰的像成在光屏左侧 思路分析：考点：近视眼的成因、水透镜模拟实验、凸透镜会聚能力与厚度的关系 本题核心：近视眼晶状体变厚，折光能力变强，像成在视网膜前方 关键思路：向水透镜注水，透镜厚度增加、会聚能力增强，光线提前会聚，像成在光屏左侧，模拟近视成像特点。 做题技巧：注水→透镜变厚→会聚变强→像前移；抽水→透镜变薄→会聚变弱→像后移。 典例02．如图所示，电子蜡烛的“烛焰”通过凸透镜在光屏上成一个清晰___________立的实像。利用这一成像规律可制成___________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”），若保持蜡烛和光屏的位置不变，仅将凸透镜更换成另一个焦距相同、尺寸更大的凸透镜，此时光屏上像的大小与原来的像对比应___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 思路分析：考点：凸透镜成像规律及应用、透镜尺寸对成像的影响 本题核心：物距大于像距成倒立缩小实像；成像大小由物距、焦距决定，与透镜尺寸无关 关键思路：图中物距大于像距，对应照相机原理；更换同焦距、大尺寸凸透镜，物距不变，像的大小保持不变。 做题技巧：物距＞像距→照相机；焦距不变、物距不变，像大小不变。 典例03．实验小组在探究凸透镜成像规律的实验中： （1）图甲中，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。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。 （2）某同学利用焦距为20cm的凸透镜观察指纹，保持指纹到眼睛的距离为40cm不变，将凸透镜调整到如图乙所示的位置，看到了指纹正立放大的像，此时该同学的眼睛通过凸透镜在另一侧能成______（填“倒立缩小”“倒立放大”或“正立放大”）的像。 思路分析：考点：凸透镜成像规律、成像应用、实像动态变化、焦距与折光能力、多物体成像综合判断 本题核心：结合物距像距关系判断成像应用；掌握实像“物远像近像变小”规律；理解焦距对光线会聚的影响；根据物距区间判定成像特点。 关键思路：（1）图中物距大于像距，成倒立缩小实像，对应照相机原理；蜡烛左移，物距变大，实像的像距随之变小，光屏需向左移动；若光屏不动，可换用焦距更大的凸透镜，减弱会聚能力，使像延后落在光屏上。（2）已知焦距为20cm，指纹在一倍焦距以内成正立放大虚像，此时眼睛处于一倍焦距和二倍焦距之间，根据规律会成倒立放大的实像。 做题技巧：物距大于像距→照相机；实像物远像近像变小；焦距越大，透镜折光能力越弱；牢记不同物距对应的成像特点。 六、基础过关精练 1．在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏处于图所示的位置时，恰能在光屏上得到一个清晰的像。利用这一成像原理可以制成（　　） A．照相机 B．幻灯机 C．放大镜 D．潜望镜 2．如图所示，是小明透过眼镜看玩具“兔子”的情景。图中眼镜是（　　） A．远视眼镜，镜片是凸透镜 B．远视眼镜，镜片是凹透镜 C．近视眼镜，镜片是凸透镜 D．近视眼镜，镜片是凹透镜 3．下列图片所示的是显微镜和天文望远镜的原理示意图。下列关于它们的两次成像的说法，正确的是（　　） ①显微镜先成放大的实像，再成放大的虚像  ②显微镜先成缩小的实像，再成放大的虚像  ③天文望远镜先成放大的实像，再成放大的虚像  ④天文望远镜先成缩小的实像，再成放大的虚像 A．①③ B．①④ C．②④ D．②③ 4．下过雨后，菜农要及时排去塑料大棚上下凹处的积水，否则会烧坏大棚内的蔬菜，如图所示。这是因为下凹处的积水（　　） A．相当于一个凸面镜，对光线具有发散作用 B．相当于一个凹面镜，对光线具有会聚作用 C．相当于一个凸透镜，对光线具有会聚作用 D．相当于一个凹透镜，对光线具有发散作用 5．艺术家在太湖边放置了一款计划拍摄一张记录千年变迁的照片的相机（如图甲），为了稳定，其结构非常简单（如图乙），整体是一个圆柱形铜制外壳，前端是一个小孔，后端涂抹了一种会在不同光线下褪色速度不同的颜料来当作“感光元件”。则“感光元件”上呈现出的像是________（选填“实像”或“虚像”），该相机的成像是《墨子》中所记载的现象，可以预见半年后该相机拍摄的“照片”中，太阳的像是________（选填“一个点”或“很多条线”）。 6．现代社会手机已成为我们常使用的信息传递工具，但长时间玩手机会对学生的视力造成很大的影响。请根据以下情景回答： (1)黑暗的环境下看手机屏幕，强光会对眼睛造成强烈的刺激，使眼睛疲劳，容易出现近视，近视眼患者看不清远处物体，需要用______做的镜片来矫正。手机来电时，我们听到的铃声是通过______这种介质传到我们耳朵里的。 (2)手机的音量调节按键改变的是声音的______，小园同学把手机设置好闹铃，每天早上能定时喊他起床，这说明声音可以传递______。 7．工匠师维护精密仪表时，在眼睛前戴一个凸透镜，便于观察仪表的细微之处，如图所示。 (1)凸透镜起到______的作用； (2)通过凸透镜看到的是仪表______（填“正立”或“倒立”）的像，像的位置与仪表的位置在凸透镜的______侧。 8．如图所示是某同学利用视觉错位技术一次拍摄而成的照片，不需经过后期再处理。手机在拍摄过程中，手机镜头相当于______镜。娃哈哈到镜头的距离______（选填“大于”或“小于”）人到镜头的距离。要想拍出人和娃哈哈一样高的效果，人应该______（选填“远离”或“靠近”）手机镜头。 9．在“探究凸透镜成像特点”的实验中． (1)在如图所示位置，光屏上承接到清晰的烛焰的像，则凸透镜的焦距________cm． (2)若将远视眼镜的镜片放在烛焰和透镜之间的适当位置，此时应将烛焰向________（选填“左”或“右”）移动，光屏上才能再次承接到清晰的像． (3)取走镜片，将蜡烛放到光具座上15cm处，应将光屏移至________（选填序号）范围内才能承接到清晰的像． A．50~65cm B．65~80cm C．80~95cm (4)某同学想用大小合适的玻璃板替换凸透镜探究平面镜成像规律，她取两只相同的蜡烛是为了比较像与物的________关系． 10．在某次探究凸透镜成像规律的实验中。 （1）如图甲所示的装置测出凸透镜的焦距为___________cm； （2）实验前要调整烛焰的中心、透镜的光心、光屏的中心在___________。 （3）如图，当把凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm刻度线位置时，光屏应在_______（填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域内，才能在光屏上得到清晰的________、________的实像，________（填“照相机”或“投影仪”）就是根据这一原理制成的。 11．如图所示，某同学在空水槽底部放了一枚硬币，他站在刚好看不到硬币的位置，当他向水槽中缓缓注水后，竟然看到了硬币，硬币的实际位置__________（选填“改变”或“没有改变”），这种现象我们可以用__________的原理来解释。下列情境中，______（选填）的情境也可以用相同原理来解释。 a.水面的“波光粼粼”　b.用放大镜观察细小的物体　c.夜晚汽车的远光灯刺眼 七、拔高培优专练 1．如图是快递出库扫描仪扫描取件的情景，关于它的工作过程描述正确的是（     ） A．提示“出库成功”是在利用声音传递能量 B．扫描仪镜头相当于凸透镜，成正立的实像 C．扫描时，取件码到镜头间距离小于凸透镜的一倍焦距 D．光线较暗时，补光灯点亮，光在取件码上发生漫反射 2．如图甲所示是天文爱好者自制的望远镜，使用该望远镜可以看到8亿公里外的木星。图乙是望远镜内部简化结构及光路示意图。下列说法正确的是（　　） A．木星表面发出的光在真空中传播的速度为 B．木星通过物镜成像的原理与照相机相似 C．眼睛看到的是木星的倒立的实像 D．目镜的成像原理与投影仪相同 3．如图所示小明用弹性膜注水制作了一个水凸透镜，通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度，固定透镜，将一支蜡烛放在合适位置后，调节光屏得到清晰的像．下列说法正确的是（　　） A．图甲模拟正常人眼球观察物体时的成像情况，光屏上成倒立放大的实像 B．模拟图乙的成因时需要从水透镜向外抽水 C．若将远视眼镜靠近甲图透镜左侧放置，要将光屏靠近透镜才能承接到清晰的像 D．将蜡烛改为平行光源，将平行玻璃砖放在丙图所示位置，则会聚点将仍在焦点F处 4．奶奶年龄大了，总看不清手机屏幕，需要把手机拿得远远的才能勉强看清，细心的小宇在网上帮奶奶购买了一个手机屏幕放大器（图甲），将手机放在支架处，透过透明的屏幕放大器即可看到手机屏幕放大的像，图乙为其观看的效果。下列分析正确的是（　　） A．屏幕放大器相当于一个凹透镜 B．透过屏幕放大器看到的画面是由于光的反射形成 C．屏幕放大器是一个光源 D．手机在屏幕放大器的一倍焦距以内 5．图示虚线框内为一透镜，MN为透镜的主光轴，O是透镜光心，入射光AB由红、紫两种单色光组成，通过透镜之后分成BP、BQ两细束光，分别与主光轴MN相交于P、Q两点。该透镜是__________（选填“凹”或“凸”）透镜，可用以矫正_________（选填“远”或“近”）视眼；BP是_________（选填“红”或“紫”）光。 6．手机已成为我们日常生活中不可或缺的一部分。利用手机拍照成的是倒立、_______（放大/缩小/等大）的实像；图甲和图乙是小明站在不同位置用手机（焦距相同）对同一物体拍摄的两张照片，拍摄图乙时，像距更 _____（大/小）一些，小明离物体更 _____（远/近）一些； 7．如图所示，鱼缸中只有一条小鱼，而眼睛从A点可以观察到两条，一条鱼的位置变浅，另一条鱼变大。前者是由于______形成的______像（选填“实”或“虚”）；后者是由于鱼缸的______侧部分（选填“左”或“右”）相当于______而形成的虚像。 8．如图所示，是小红制作的一架简易的天文望远镜，选用的凸透镜焦距为5cm和50cm，她将寻星装置安装在套筒上，将望远镜固定在三角架上，用于观察月球。通过寻星装置寻找月球，是利用了光的______原理。将焦距为50cm的凸透镜作为物镜，焦距为5cm的凸透镜作为目镜，月球通过物镜成______、______的实像，目镜相当于______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”），成正立、放大的虚像。 9．如图甲所示，进行探究凸透镜成像的规律实验，所用凸透镜焦距。 (1)安装实验器材，为使烛焰的像呈现在光屏中央，调节三者高度比较快捷的方法是：将三者靠拢，调节烛焰和光屏的中心在凸透镜的___________； (2)蜡烛、凸透镜和光屏位于图甲中位置时，光屏上呈现清晰的像，可推测此时的像为倒立___________的实像； (3)将一个眼镜放到图中的烛焰和凸透镜之间，发现光屏上的像变得模糊，保持蜡烛和凸透镜位置不变，移动光屏远离凸透镜，再次得到烛焰清晰的像，则所放的眼镜是___________（近视/远视）眼镜； (4)用图乙所示“F”形LED光源代替烛焰进行实验，当物距时，学生在实验室墙壁上意外发现如图丙所示的情景，由此认定此时凸透镜所成的是实像。请你对学生的结论作出评价并分析产生这一现象的可能原因___________。 10．小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中： (1)如图甲所示，小明将凸透镜正对太阳光，调整凸透镜与光屏的距离，在光屏上得到一个很小、很亮的光斑，这样做的目的是___________。 (2)如图乙所示，当烛焰位于透镜左侧a、b、c、d四个位置中的___________位置时，在光屏上（光屏未画出）可以得到烛焰清晰放大的像。 (3)学完凸透镜成像规律后，小明发现手机不能“调焦”但成像也基本清晰，他将手机拿到哥哥工作的大学实验室去探究，实验数据如下表，请分析，手机拍摄远近不同的物体不需要“调焦”的原因是___________。 次数 1 2 3 4 5 6 7 物距/m 10.00 5.00 2.00 1.00 0.50 0.10 0.05 像距/cm 0.500 0.501 0.502 0.503 0.505 0.526 0.556 (4)小明用蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上模拟人眼的成像情况。当光屏上的像最清晰后，将光屏往后移一小段距离，成像情况调整至图1的___________（选填：A．近视眼B．远视眼）状态，此时再将水透镜放至光具座上的凸透镜前，作为眼镜模拟视力矫正，如图2所示，通过将其___________（选填：A．注水变凸 B．抽水变凹）的操作后，使光屏上的像再次达到最清晰。 (5)小明给同学们简单演示了动画片放映原理，图3甲为哪吒的原图片，图3乙为该图片利用凸透镜制作而成的光学仪器投影在墙上的像。若减小原图片到凸透镜的距离，想重新在墙上得到一个清晰的像，则应该___________凸透镜到墙的距离；所成的像应该是图4中的___________（选填“A”、“B”或“C”）。 11．跨学科实践：制作望远镜 黄昏系数是望远镜的常见参数之一，反映了不同口径和放大倍率的望远镜在暗光条件下的观察效能，黄昏系数越大的望远镜效能越好。黄昏系数的计算方法是望远镜的倍率和物镜的直径（单位：mm）的乘积再求算术平方根。放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比。观测表明，恒星或星系远离我们的速度与它跟我们之间的距离成正比，根据恒星或星系远离我们的速度可以知道这个恒星或星系距离我们有多远。 思考：小组成员通过阅读材料总结了如下两个结论，其中正确的是( )； A．黄昏系数可以反映出望远镜在高亮背景条件下的观察效能。 B．若某恒星远离我们的速度为v，它跟我们之间的距离为s，则v与s的比值是不变的。 （1）望远镜有多种类型，其中一种望远镜的物镜和目镜都是凸透镜。物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的________像，而目镜的作用则与生活中________（选填“投影仪”或“放大镜”）的原理相同，用来把这个像放大； （2）项目小组自制的望远镜放大倍率为2倍；选择一对焦距适当的凸透镜分别作为物镜和目镜。如果物镜的直径是50mm，则该望远镜的黄昏系数为________（忽略单位）；按照如图所示组装成一只望远镜； （3）①用望远镜观察远处的物体后，再观察较近的物体，观察时需对镜筒的长度进行调节，应适当________（选填“增大”或“减小”）物镜和目镜的之间的距离。 ②通过寻星装置更容易找到目标，是利用________的原理。 ③用望远镜观察物体时，会感到物体被放大了，主要是由于( ) A．像到观察者的距离变小了，视角变大 B．通过望远镜成的像比物体大 （4）小组成员用该望远镜看远处物体时，发现看到像与实际物体相比较，上下、左右都颠倒了。同学们又设计了如图所示的望远镜。该望远镜的物镜与目镜不共轴。在中部空腔内安装了两片小平面镜，利用光的________改变了光路，这样人们就可以通过目镜看到远处物体正立的像。 / 学科网（北京）股份有限公司 $