1.5.1 透镜和视觉——透镜（高效培优·讲义）科学新教材浙教版八年级上册

本初中科学讲义聚焦透镜核心知识点，从透镜分类（凸透镜、凹透镜）及作用入手，系统梳理主光轴、光心、焦点等概念，通过三条特殊光线作图，逐步探究凸透镜成像规律，最终关联放大镜、投影仪、照相机等实际应用，构建完整学习支架。 资料以目标导航引领学习，分考点解析配合实验探究（如光具座实验），通过避坑指南突破动态分析等难点，融入科学思维与探究实践。课中辅助教师实验教学，课后通过真题及三阶练习帮助学生查漏补缺，强化知识应用。

1.51透镜和视觉——透镜 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 透镜 考点02 凸透镜成像规律 考点03 放大镜、投影仪和照相机 03 避坑指南·解题通法 角度01 三条特殊光线的规范作图 角度02 成像规律动态分析 角度03 成像规律与应用判断 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1. 区分凸/凹透镜，知道凸透镜会聚、凹透镜发散及焦点焦距； 2. 探究凸透镜成像规律，归纳u与f关系对应的像的性质； 3.用凸透镜模型解释放大镜、投影仪、照相机成像原理。 1. 用太阳光经过透镜的实验现象感知透镜的及其作用； 2. 用光具座蜡烛灯仪器探究凸透镜成像规律，按物距区间逐次移动蜡烛，记录像的虚实/正倒/大小与v，画出光路图。 考点01 透镜 1.透镜分类 凸透镜：中间厚、边缘薄（如放大镜镜片、远视眼镜片），对光有会聚作用。 凹透镜：中间薄、边缘厚（如近视眼镜片），对光有发散作用。 2.几个重要概念 主光轴：通过透镜两个球面球心的直线（画成点划线）。 光心（O）：主光轴上的一个特殊点，光线通过它时传播方向不变（薄透镜的光心就在透镜中心）。 焦点（F）：凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在主轴上的一点，叫实焦点； 凹透镜使平行光发散，其折射光线的反向延长线交于一点，叫虚焦点。 透镜两侧各有一个焦点，对称分布。 焦距（f）：焦点到光心的距离。焦距越小，透镜的会聚（或发散）能力越强。 3.粗略测凸透镜焦距的方法 让凸透镜正对太阳光（可视为平行光），另一侧放白纸移动，当纸上光斑最小最亮时，光斑处即为焦点，该点到光心的距离≈焦距。凹透镜不能用此法得到实焦点光斑。 4.三条特殊光线 凸透镜： 凹透镜： 【温馨提示】 1.会聚和发散的理解 凸透镜的会聚作用是指光线经透镜后向主轴方向偏折，即使入射光本来就很发散，出来后可能还是发散的，但发散程度变小了——这仍然叫"会聚作用"。同理，凹透镜的"发散作用"是指光线远离主轴方向偏折，发散后的光线仍有可能在某处会聚成实点。 2. 焦距越短，凸透镜会聚能力越强，焦距越短凸透镜的凸度越大；焦距越短，凹透镜发散能力越强。 1．如图中有六块透镜，属于凸透镜的是（　　） A．只有④ B．①④ C．①③④ D．①③④⑥ 【答案】C 【详解】凸透镜对光有会聚作用，它中间厚、边缘薄，如图①③④。凹透镜对光有发散作用，它中间薄、边缘厚，如图②⑤⑥。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2．如图所示虚线方框内各放置一个透镜，远处发出的两束光通过透镜前后的方向。如图所示，则以下判断中正确的是（　　） A．（a）为凸透镜（b）为凹透镜 B．（a）（b）都为凸透镜 C．（a）为凹透镜（b）为凸透镜 D．（a）（b）都为凹透镜 【答案】D 【详解】由于凹透镜对光线有发散作用，两个图中的光线通过透镜后，光线都变发散，故两个图中都是凹透镜，故D正确，ABC错误。 故选D。 3．完成下列各透镜的光路。 【答案】 【详解】平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点，如图所示： 过凹透镜光心的光线传播方向不改变，作出对应的折射光线，如图所示： 延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴，如图所示： 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，如图所示： 通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，如图所示： 过凸透镜光心的光线传播方向不改变，如图所示： 。 考点02 凸透镜成像规律 1．物/像距、虚/实像 物距（u）：物体到透镜光心的距离。 像距（v）：像到透镜光心的距离。 实像：实际光线真正会聚形成的，能用光屏承接，实像与物在透镜异侧，且倒立。 虚像：光线反向延长线相交形成，不能用光屏承接，只能用眼观察，虚像与物在透镜同侧，且正立。 2. 凸透镜成像规律及应用 物体到透镜的距离u 像的特点 像与透镜的距离v 倒立或正立 缩小或放大 虚或实 ① 倒立 缩小 实 ② 倒立 放大 实 ③ 倒立 等大 实 ④ 不成像 ⑤ 正立 放大 虚 / （1）移动规律 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； 成虚像时，物近像近像变小，物远像远像变大。 （2）凸透镜成像光路图 实像和光源在不同侧，如图在凸透镜左侧观察可看到光屏上的实像 虚像和光源在同侧，如图在凸透镜右侧观察可看到虚像 3.凸透镜成像规律探究实验 （1）蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，调节三者的中心大致在同一高度——目的是让像成在光屏中央。 （2）改变物距u，移动光屏找清晰的像，记录u、v和像的性质。 （3）当u<f时，光屏上得不到实像，撤去光屏，从光屏一侧透过透镜向物体方向看，才能看到正立放大的虚像。 【温馨提示】 1. 倒立不只是"头朝下"：实像的倒立是上下左右都颠倒的（透过透镜看，烛焰顶部的像在最下方，左边的像在最右）。这也是为什么照相机拍出来的照片需要翻转才"正"——但数字相机内部已经帮你翻好了。 2. 实验注意事项： ①摆放装置时要使蜡烛、凸透镜和光屏的中心处于同一高度。这样是为了使像呈在光屏中央，便于观察。若像偏上，则向下调节凸透镜或向上调节蜡烛或光屏，若像偏下，则向上调节凸透镜或向下调节蜡烛或光屏。 ②若遮挡凸透镜的一部分，像还是完整的，只是折射光线变少了，像变暗。 1．勤于进行实验，善于总结规律。某实验小组用完全相同的蜡烛探究平面镜和凸透镜成像的情况，实验情景如图所示(两图中都成清晰的像，图2中像未画出)。下列说法正确的是（     ） A．图1中蜡烛的像能呈现在光屏上 B．图1、图2中蜡烛烛焰的像大小相等 C．图1中蜡烛靠近玻璃板，所成的像大小不变 D．图2中凸透镜靠近蜡烛，光屏上不能再次呈现清晰的像 【答案】C 【详解】A．图1是探究平面镜成像特点的实验，平面镜所成的像为虚像，因此蜡烛的像不能呈现在光屏上，故A错误； B．图2是探究凸透镜成像规律的实验，此时物距大于像距，成倒立、缩小的实像，因此图1中蜡烛烛焰的像大于图2中蜡烛烛焰的像，故B错误； C．平面镜成像的特点是像与物大小相等，图1中蜡烛靠近玻璃板，所成的像大小不变，故C正确； D．图2中凸透镜靠近蜡烛，根据光路的可逆性，移至合适位置，光屏上仍可以呈现清晰的实像，故D错误。 故选C。 2．某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图像，如图所示。下列判断中正确的是（     ） A．该凸透镜的焦距是16cm B．当时，在光屏上能得到一个正立的像 C．当时，在光屏上能得到一个缩小的像 D．把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，像逐渐变小 【答案】D 【详解】A．由图像可知，物距等于像距等于16cm时，成倒立、等大的实像，即 解得凸透镜的焦距，故A错误； B．当时，物体在焦点以内，，成正立、放大的虚像，虚像不能成在光屏上，故B错误； C．当时，物距，像在二倍焦距以外，在光屏上能得到一个倒立、放大的实像，故C错误； D．凸透镜成实像时，物距增大像距减小像减小；把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，物距变大，像距逐渐变小，像变小，故D正确。 故选D。 3．小昕用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等器材探究凸透镜成实像的规律。 （1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上，点燃蜡烛后，发现无论怎样移动光屏都找不到烛焰的像，其原因可能是（　　） A．烛焰、光屏的中心不在凸透镜的主光轴上 B．物距小于凸透镜的一倍焦距 C．蜡烛在凸透镜的两倍焦距处 D．蜡烛在凸透镜的焦点上 （2）探究时，小昕依次改变蜡烛的位置，移动光屏找到清晰的像，记录了下表所示的数据。 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 物距 50 40 35 30 25 20 15 像距 12.5 13.3 14 15 16.7 20 30 由上表可知，凸透镜的焦距是__________cm。第3次实验中，在光屏上可得到__________像。实验进行一段时间后蜡烛变短了，要使蜡烛的像仍在光屏中心，应将光屏向__________移动。 （3）如图所示，当光屏上出现烛焰清晰的像时，如果去掉光屏，眼睛在处__________（填“能”或“不能”）看到这个像。 （4）当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时，如果小昕用书遮挡住透镜下半部分，则实验时光屏上所成的像__________（填“完整”或“不完整”），像的明暗程度将__________（填“变亮”“变暗”或“不变”）。 （5）蜡烛通过凸透镜恰好在光屏上得到放大的清晰的像，若保持凸透镜的位置不变，把蜡烛和光屏的位置对调，则光屏上（　　） A．不能成像 B．可以成像，但要适当移动位置 C．可以成像，像大小不变 D．可以成像，像变小 （6）一物距应只有唯一的像距，小昕与其他两位同学将蜡烛都放在透镜前15cm处时，但他们所测得的像距却并不相同，分别为，30cm，31cm，他们的数据不是因为测量长度误差造成的，你认为出现这种现象的原因是__________________________________________________。 （7）小昕又将两支点燃的蜡烛、凸透镜和光屏分别置于如图所示的位置时，光屏上C，D两处会得到清晰的烛焰像。这像是__________（填“缩小”“等大”或“放大”）的烛焰的像。用一厚纸板挡住处的烛焰，在光屏上__________（填“”或“”）处仍能得到一个清晰的烛焰像。 【答案】(1)ABD (2) 10 倒立、缩小的实 上 (3)能 (4) 完整 变暗 (5)D (6)移动光屏成像的清晰程度不同 (7) 缩小 C 【详解】（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上，点燃蜡烛后，发现无论怎样移动光屏都找不到烛焰的像，可能是烛焰、光屏的中心不在凸透镜的主光轴上，像不能成在光屏上；或者物距小于凸透镜的一倍焦距，不能成实像；或者蜡烛在凸透镜的焦点上，不能成实像；蜡烛在凸透镜的两倍焦距处，能在光屏上成实像，故ABD符合题意，C不符合题意。 故选ABD。 （2）[1]由表中数据可知，物距等于像距，都等于20cm时，能成清晰的实像，由凸透镜成像规律可知， 所以凸透镜的焦距。 [2]第3次实验中，物距为35cm，物距大于二倍焦距，由凸透镜成像规律可知，在光屏上可得到倒立、缩小的实像。 [3]实验进行一段时间后蜡烛变短了，即烛焰向下移动，由于凸透镜成倒立的实像，所以要使蜡烛的像仍在光屏中心，应将光屏向上移动。 （3）去掉光屏，实像仍在原来的位置，则眼睛可以相当于光屏承接像，所以眼睛在处能看到这个像。 （4）[1][2]当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时，如果小昕用书遮挡住透镜下半部分，烛焰发出的光能透过凸透镜成像，则实验时光屏上所成的像完整，由于透过凸透镜的光变少，所以成的像的亮度将变暗。 （5）蜡烛通过凸透镜恰好在光屏上得到放大的清晰的像，则物距大于一倍焦距，小于二倍焦距，像距大于二倍焦距，若保持凸透镜的位置不变，把蜡烛和光屏的位置对调，由光路可逆可知，物距大于二倍焦距，像距大于一倍焦距，小于二倍焦距，则光屏上成倒立、缩小的实像，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 （6）由于成清晰的像时，一物距应只有唯一的像距，所以移动光屏成像的清晰程度不同时，所以所测得的像距不相同。 （7）[1]由图可知，物距大于像距，在光屏上成清晰的烛焰像，由凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像。 [2]用一厚纸板挡住处的烛焰，则在光屏上成B处蜡烛的像，由于在光屏上成的像的左右、上下都是颠倒的，所以处仍能得到一个清晰的烛焰像。 考点03 放大镜、投影仪和照相机 1. 放大镜 （1）成像原理：当物距u<f时，成正立、放大的虚像。 （2）应用特点：用于观察肉眼难以看清的微小物体。使用时，凸透镜位于被观察物体上方，通过调节距离改变放大倍数。 2. 投影仪 （1）成像原理：当f<u<2f时，成放大、倒立的实像。 （2）应用特点：物体（投影片）放置的位置离镜头较近（在一倍到两倍焦距之间），经过镜头后，图像会聚在屏幕上。 3. 数码照相机 （1）成像原理：当u>2f时，成倒立、缩小的实像。 （2）应用特点：镜头将来自景物的光线聚集到影像传感器上。传感器将光信号转换为电信号，最终形成图像文件。 4. 显微镜 （1）构造组成：镜筒两端各有一组透镜，靠近眼睛的叫目镜，靠近物体的叫物镜。 （2）工作原理： 物镜：相当于投影仪的镜头，使物体成一个倒立放大的实像。 目镜：相当于放大镜，把物镜成的实像再次放大，形成虚像（正立放大虚像）。 最终效果：经过两次放大，使人眼能看清肉眼看不见的微小物体。 5. 望远镜 （1）构造组成：主要由两组凸透镜（物镜和目镜）组成。 （2）工作原理： 物镜：相当于照相机的镜头，作用是使远处的物体在焦点附近成实像。 目镜：相当于放大镜，作用是把物镜成的实像再放大。 拓展应用：现代天文望远镜（如我国“天眼”）力求加大物镜的口径，以便会聚更多的光，观测更暗的天体。 【温馨提示】 照相机 易错：拍近处的人像 vs 拍远处的风景，镜头怎么调？ 拍近处（u 变小）→ 像距 v 要变大 → 镜头往前伸（暗箱拉长） 拍远处（u 变大）→ 像距 v 要变小 → 镜头往后缩（暗箱缩短） 1．如图是数码相机的成像原理，镜头相当于一个凸透镜，影像传感器相当于光屏。拍照时，将镜头对准景物，相机通过自动调节，就能在传感器上得到清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．为拍摄到更大的像应将镜头远离花朵 B．相机镜头的成像原理是利用光的直线传播 C．影像传感器上成的是倒立、放大的实像 D．为了拍摄整株花朵，像距应大于一倍小于两倍焦距 【答案】D 【详解】A．根据凸透镜成像规律知，物距减小，像距增大像变大，故为了拍摄到更大的像应该将镜头靠近景物，故A错误； B．相机镜头相当于凸透镜，成像原理是光的折射，故B错误； C．由凸透镜成像规律知，影像传感器上成的是倒立的缩小的实像，故C错误； D．由凸透镜成像规律知，物距应大于二倍焦距，像距在一倍焦距与二倍焦距之间，故D正确。 故选D。 2．如图甲所示的公共宣传投影是利用装在高处的投影灯照在地面上出现图案，投影灯内部结构如图乙。下列说法正确的是（　　） A．投影灯的成像原理与照相机相同 B．不同方向都能看到地面上的图案是由于光在地面发生了漫反射 C．投影灯成正立、放大的实像 D．要使地面上的像更大应将镜头向远离图片的方向调节 【答案】B 【详解】A．投影灯成像的原理是物距在一倍焦距和两倍焦距之间，成的是倒立、放大的实像，照相机成像的原理是物距在两倍焦距之外，成的是倒立、缩小实像，故A错误； B．能看到地面上的图案是由于光在地面发生了反射，而能够从各个方向都看到，是因为发生了漫反射，故B正确； C．投影灯成像的原理是物距在一倍焦距和两倍焦距之间，成的是倒立的放大的实像，故C错误； D．根据凸透镜成实像时，物近像远像变大，故应将镜头靠近图片，才能使地面上的像更大，故D错误。 故选B。 3．科学家们利用巨大的天文望远镜观察、接收来自宇宙的信息，让人们对宇宙的了解越来越多。这项伟大的事业与小小的透镜密切相关，下列有关透镜的知识说法错误的是（　　） A．甲图把放大镜正对着太阳，可在纸上发现一个很小、很亮的光斑，说明凸透镜对光有会聚作用 B．乙图用照相机给物体照相时，物体离照相机镜头较远，像离镜头较近，像成在焦点以内 C．丙图显微镜的物镜成像原理和投影仪的镜头成像原理一样 D．丁图望远镜目镜的作用相当于一个放大镜 【答案】B 【详解】A．甲图把放大镜正对着太阳，可在纸上发现一个很小、很亮的光斑，说明通过放大镜的光被会聚于一点，说明凸透镜对光有会聚作用，故A正确，不符合题意； B．照相机成倒立、缩小的实像，照相时，物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距与二倍焦距之间，故B错误，符合题意； C．显微镜的物镜成倒立、放大的实像，成像原理和投影仪的镜头成像原理一样，故C正确，不符合题意； D．望远镜的物镜成倒立缩小的实像，像成在目镜一倍焦距以内，故望远镜目镜相当于放大镜，故D正确，不符合题意。 故选B。 透镜光路作图与特殊光线应用 1.三条特殊光线的回顾 ① 过光心的光线：方向不变。 ② 平行于主光轴的光线：凸透镜折射后过焦点；凹透镜折射后反向延长线过同侧虚焦点。 ③ 过焦点（或延长线过虚焦点）的光线：折射后平行于主光轴射出。 2.作图常见错误 忘记标箭头或箭头方向画反。 虚像、虚焦点、反向延长线未用虚线。 凸透镜和凹透镜的符号画错（凸透镜用双弧线，凹透镜用双直线）。 3.复杂光路作图技巧 对于不在特殊位置的点光源，可任选两条特殊光线（如过光心和平行于主光轴）来确定像点。 对于凹透镜，注意虚焦点在透镜同侧，反向延长线要用虚线。 易错点：凹透镜的焦点是虚焦点，作图时不能画成实线穿过透镜，而应在透镜另一侧用虚线反向延长。 应用：利用光路可逆性，可将“过焦点的光线”反过来变为“从焦点发出的光线”，这在某些题目中可简化分析。 成像规律动态关系的“两段反套”问题 一、典型错误 1. 记住“物近像远像变大”，但套到u<f（放大镜）那段时也这么用——错。实像段（u>f）和虚像段（u<f）的“物近”含义不同，像的变化方向也不同。 2. 分不清u=f是“虚实分界”（不成像，探照灯原理）、u=2f是“大小分界”（等大实像）。 3. 看到“倒立放大实像”就判断是照相机——错，照相机是倒立缩小实像（u>2f），倒立放大是投影仪（f<u<2f）。 二、动态关系的两段区分 1. 实像段（u>f） 物距减小（物向透镜靠近）→ 像距增大，像变大。 口诀：“物近像远像变大”。 应用到照相机：拍近景（u变小）→ 像距v变大→镜头前伸（远离底片/传感器）。 2. 虚像段（u<f，放大镜） 物体向焦点靠近（u减小，但仍<u<f）→ 像距v变大，像变大；物体远离焦点（u增大）→ 像变小。 这里不能说“物近像远”，因为物近（向透镜靠）如果越过f就变成实像了。虚像段更准确的说法是“物离焦点越近，虚像越大；物离透镜越远（但仍<u<f），虚像越小”。 角度01 三条特殊光线的规范作图 1．下面四个光通过透镜的光路图中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．对于凸透镜，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，故A正确； B．对于凸透镜，过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴，而图中光线发散了，故B错误； C．对于凹透镜，过虚焦点的光线不属于特殊光线，折射光线将远离主光轴而图中光线会聚了，故C错误； D．对于凹透镜，平行于主光轴的入射光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过虚焦点，故D错误。 故选A。 2．在光具座上自左向右依次竖直放置一个凹透镜、凸透镜和平面镜，两个透镜的主光轴重合，凸透镜的焦距为f，此时两个透镜之间的距离为L。在凹透镜的左侧有一水平平行光束通过两个透镜后入射到平面镜上，经平面镜反射后，反射光恰能沿原来的光路返回，据此可判断凹透镜的焦距为（　　） A．f B．L C．f+L D．f﹣L 【答案】D 【详解】当凸透镜的焦点位于凸透镜与凹透镜之间时，因为从凹透镜出来的光线为发散光线，所以不可能经过凸透镜焦点； 当凸透镜焦点位于凹透镜左边时，则可能从凹透镜出来的光线的反向延长线经过凸透镜的焦点；而射入凹透镜的光线为平行光线，故从凹透镜出来的光线的反向延长线也经过凹透镜的焦点，因而凹透镜的焦点与凸透镜的焦点重合，如图所示： 所以凹透镜的焦距f ′ =f-L 故选D。 角度02 成像规律动态分析 1．如图，小虞在家中做凸透镜成像实验时，墙上出现一个倒立缩小清晰的像，同时还观察到墙上有手和透镜的影子。回答下列问题： （1）墙上手和透镜的影子是由于__________________（填一种光现象）形成的。 （2）此时透镜的成像原理与______相同（填“放大镜”“照相机”或“幻灯机”）。 （3）若保持蜡烛和墙的位置都不变，将透镜向______（填“蜡烛”或“墙”）移动一段距离，可以在墙上再次得到一个清晰的烛焰像。 【答案】(1)光的直线传播 (2)照相机 (3)蜡烛 【详解】（1）墙上手和透镜的影子，是因为光在同种均匀介质中沿直线传播，遇到不透明的手和透镜时，无法绕过物体，从而在后方的墙上形成了暗区，也就是影子。 （2）墙上出现了倒立、缩小的清晰像，根据凸透镜成像规律，当物体位于 2 倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像，这正是照相机的工作原理。放大镜成正立放大虚像，幻灯机成倒立放大实像。 （3）蜡烛和墙的位置不变，说明物距和像距的总和是固定的。第一次成倒立缩小的实像时，u>2f，f<v<2f，物距大于像距。根据光路可逆原理，当物距和像距互换时，也能成清晰的像。此时需要让物距小于像距，即f<u<2f，v>2f，也就是让透镜向蜡烛移动，减小物距、增大像距，就能在墙上再次得到一个倒立、放大的清晰实像。 2．如图所示，有一焦距为5cm的凸透镜，其光心为O（位于15cm处），在透镜左侧有一垂直于主光轴放置的柱形发光体SL（可看作线段SL），S'是S点经过凸透镜所成的像，光线b、c是S点发出的两束经过凸透镜后的折射光线，其中光线c平行于主光轴。 （1）请通过作图确定光源S的位置； （2）柱形发光体SL经过凸透镜所成的像是______（选填“倒立”或“正立”）、______（选填“放大”、“等大”或“缩小”）、______（选填“实像”或“虚像”）； （3）若在30cm刻度处放置一块垂直于主光轴的光屏，要在光屏处成清晰的像，则物体应向______移动（选填“左”或“右”）。 【答案】(1) (2) 倒立 放大 实像 (3)左 【详解】（1）过光心的光线穿过凸透镜后传播方向不变，过焦点的光线穿过凸透镜后出射光线平行于主光轴，据此作图如下： （2）[1][2][3]由（1）中作图可知，物距，根据凸透镜成像规律可知此时成倒立、放大的实像。 （3）若在30cm刻度处放置一块垂直于主光轴的光屏，要在光屏处成清晰的像，则应缩小像距，根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”可知，物体应向左移动，增大物距。 角度03 成像规律与应用判断 1．中亚公园的水幕电影是通过高压水泵和特制水幕发生器，将水自下而上高速喷出，雾化后形成扇形幕，由专用放映机将影像从水幕后投射在“银幕”上。如图所示，当水幕前的观众观摩电影扇形水幕与水面融为一体，让人产生一种梦幻的感觉。下列有关说法中正确的是（    ） A．放映机的成像原理和照相机相同 B．水中的倒影是由于光的反射形成的 C．射向水幕的光束是由无数条光线组成的 D．炫彩夺目的水幕是光源 【答案】B 【详解】A．放映机成倒立、放大的实像，成像原理和投影仪相同；照相机成倒立、缩小的实像，二者成像原理不同，故A错误； B．水中倒影属于平面镜成像，本质是光的反射形成的虚像，故B正确； C．光线是为了研究光引入的理想物理模型，实际并不存在，故C错误； D．自身能够发光的物体才是光源，水幕本身不能发光，只是反射放映机的光，不是光源，故D错误。 故选B。 2．近日，浙BA篮球赛在如火如荼地进行，爱好篮球的小塘同学用手机和透镜自制简易投影仪（手机和透镜之间的距离可以调节）。他能将手机屏幕上的浙BA标志画面投影到白墙上，设计如图所示。 （1）小塘选用的透镜应该为________（选填“凸透镜”或“凹透镜”）。 （2）小塘用投影仪进行实验，如图所示，看到白墙上的像是________。 A． B． C． D． （3）为了在墙上得到更大的像，小塘的操作是________________________________________________。 【答案】(1)凸透镜 (2)A (3)将透镜向手机方向移动，同时将整个投影仪远离白墙 【详解】（1）投影仪的原理是利用凸透镜成放大实像，因此选凸透镜。 （2）投影仪成的倒立、放大的实像，倒立是指像与物相比上下、左右都是颠倒的，相当于将原图案旋转180°，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 （3）根据凸透镜成实像规律“物近像远像变大”，要得到更大的像，需要减小物距（手机和透镜的距离），同时增大像距（透镜和白墙的距离），因此操作是让透镜靠近手机，同时让整个投影仪远离白墙。 1．（2023·浙江舟山·中考真题）将平行光射向某一个光学元件，光路如图所示。该元件是（　　） A．平面镜 B．凸透镜 C．凹透镜 D．反光镜 【答案】B 【详解】如图，将平行光射向某一个光学元件使得光线变会聚，所以，这个光学元件具有使得光线会聚的作用，那这个光学元件是凸透镜，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 2．（2023·浙江绍兴·中考真题）小敏透过水杯看见《科学作业本》上的“科”字呈如图所示的放大效果。下列选项中与其成像规律相同的是（　　） A．   B．   C．   D．   【答案】D 【详解】透过水杯看见《科学作业本》上的“科”字呈如图所示的放大效果，成像原理是放大镜，成的是正立放大的虚像，物距处于1倍焦距以内，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 3．（2023·浙江宁波·中考真题）在“探究凸透镜的成像特点”实验中，小宁将蜡烛放在离凸透镜一倍焦距内，如图所示，烛焰在凸透镜左侧成一个正立、放大的像。 （1）这个像是实像还是虚像？答案是：_________； （2）小宁用眼透过凸透镜直接观察到此像，是因为光从_________（填“烛焰”或“此像”）发出，通过凸透镜后进入人眼。 【答案】 虚像 烛焰 【详解】[1]凸透镜的物距u<f，成正立、放大的虚像，像与物在凸透镜的同侧。 [2]虚像是由实际光线的反向延长线相交形成的，小宁用眼透过凸透镜直接观察到此像，是因为光从烛焰发出，通过凸透镜后进入人眼。 ⚡基础速刷 1．如图所示的甲图，一幅漫画立在桌面上。小亮把一个装水的圆柱形玻璃杯放在漫画前，惊奇的发现：透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了，还掉头奔向猫，如图乙所示，那么下列有关说法中正确的是（　　） A．这个装水的玻璃杯起到凸透镜的作用 B．我们透过水杯看到的是老鼠放大的虚像 C．此时漫画中的老鼠到玻璃杯的距离应满足u>2f D．若把玻璃杯远离漫画，则看到的老鼠像变大 【答案】A 【详解】A．圆柱形玻璃杯盛满水，圆柱形玻璃杯中的水中间厚边缘薄，形成水凸透镜，故A正确； B．由题意可知，该凸透镜能使图片横向放大、颠倒，成的是倒立、放大的实像，故B错误； C．由乙图可知，此时的老鼠的像与甲图中的老鼠相比，是放大的，左右颠倒的实像，所以此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间，即f<u<2f，故C错误； D．若把玻璃杯远离漫画，物距变大，像距变小，像会变小，故D错误。 故选A。 2．“强行透视法”是一种富有创意的拍摄技巧。拍摄时，让两个物体离镜头远近不同，再调整拍摄角度，使两物体的像在同一张照片中呈现出有趣的效果。如图，是利用该技巧拍摄的照片，下列说法正确的是（　　） A．照相机镜头对光有发散作用 B．拍摄该照片时，花比人更靠近照相机镜头 C．花和人通过照相机镜头成的是正立、缩小的实像 D．若要使花的像更大一些，可将花移到照相机镜头一倍焦距之内 【答案】B 【详解】A．照相机的镜头是凸透镜，对光有会聚作用，故A错误； B．拍摄该照片时，花比人更靠近照相机镜头，成实像，物近像远像变大，花比人的像大，故B正确； C．花和人通过照相机镜头成的是倒立、缩小的实像，故C错误； D．若要使花的像更大一些，可将花向照相机镜头方向移动，花到镜头的距离大于2倍焦距，故D错误。 故选B。 3．关于透镜的说法正确的是（　　） A．中间厚边缘薄的透镜一定是凸透镜 B．凸透镜既有实焦点，也有虚焦点 C．焦点是与凹透镜主光轴平行的光线，经过凹透镜后会聚在主光轴上的某一点 D．任何时候观察凸透镜所成的实像时，都必须用光屏承接才能观察到 【答案】A 【详解】A．中间厚，边缘薄的透镜是凸透镜，中间薄，边缘厚的透镜是凹透镜，故A正确； B．凸透镜只有两个实焦点，没有虚焦点，故B错误； C．平行于主光轴的光线经过凹透镜后会发散，其发散光线的反向延长线的交点为其焦点，故C错误； D．凸透镜成实像时可以用光屏承接，也可以透过凸透镜直接观察到实像，故D错误。 故选A。 4．老年人使用带放大镜的指甲钳修剪指甲时，常将指甲靠近透镜下方，透过透镜能看到指甲正立放大的像（如图）。关于该透镜及其成像，下列说法正确的是（     ） A．所成的像是虚像 B．该透镜为凹透镜 C．指甲应位于该透镜的两倍焦距之外 D．该透镜成像原理与投影仪相同 【答案】A 【详解】A．放大镜是凸透镜，当物体位于一倍焦距以内时，成正立、放大的虚像，故A正确； B．凹透镜只能成正立、缩小的虚像，无法成放大的像，因此该透镜是凸透镜，故B错误； C．物体在两倍焦距外时，凸透镜成倒立、缩小的实像，和题目中的 “正立放大” 不符。指甲要成放大正立像，应在一倍焦距以内。故C错误； D．投影仪的原理是物体在一倍到两倍焦距之间，成倒立、放大的实像，和放大镜的成像原理不同。故D错误。 故选A。 5．光刻技术是利用缩图透镜将绘制在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的硅片上，从而制造出集成电路，其工作原理如图所示。若图示中掩膜上的电路图恰好在硅片上成清晰缩小的像，下列说法正确的是（　　） A．缩图透镜相当于凹透镜 B．掩膜上的电路图在硅片上成虚像 C．掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以外 D．要使硅片上的像变大，需将掩膜向上移动 【答案】C 【详解】A．由图可知，缩图透镜对光线具有会聚作用，是凸透镜，故A错误； BC．掩膜上的电路图恰好在硅片上成清晰缩小的像，由凸透镜成像原理得，掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以外，硅片相当于光屏，硅片位于1倍焦距与2倍焦距之间，成倒立缩小的实像，与照相机成像的原理相同，故B错误，C正确； D．根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的成像规律可知，要使硅片上的像变大，应减小物距，同时增大像距。则需将掩膜向下移动，同时将硅片向下移动，故D错误。 故选C。 6．在做”探究凸透镜成像规律”的实验中，某小组同学利用如图甲所示方法测出了透镜的焦距后，正确安装并调节实验装置如图乙所示，在光屏上得到一个清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．光屏上成的是倒立、放大的实像，符合放大镜的成像原理 B．光屏上成的是倒立、缩小的实像，符合照相机的成像原理 C．若要光屏上得到更大的清晰像，光屏和蜡烛都要适当向右移 D．若要光屏上得到更大的清晰像，只需要蜡烛适当向右移 【答案】C 【详解】由甲图可知，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于一点，这个点是凸透镜的焦点，焦点到透镜光心的距离叫焦距；图中刻度尺的分度值是1cm，则该透镜焦距为 AB．由图乙可知，物距处于f和2f之间，凸透镜成倒立、放大的实像，是投影仪的成像原理，故AB错误； CD．凸透镜成实像时，物距减小，像距变大，像变大；若要光屏上得到更大的清晰像，应减小物距，增大像距，因此光屏和蜡烛都要适当向右移，故C正确，D错误。 故选C。 7．学习了透镜的知识以后，小明借来了爸爸的眼镜片进行探究。使太阳光经过镜片在光屏上形成了一个最小最亮的光斑如图甲所示；把镜片放置在桌子上，调节到如图乙所示的位置，墙上出现了窗户清晰的像(像未画出）。下列说法正确的是（　　） A．爸爸的镜片是凸透镜，焦距为35cm B．乙图中的像是倒立放大的实像 C．乙图中成像和照相机的原理是一样的 D．乙图中小明将镜片上移，窗户的像将向下移动 【答案】C 【详解】A．由图甲可知：爸爸的镜片是凸透镜，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，是远视镜，该点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是 故A错误； B．他把镜片放置在桌子上，调节到如图乙所示的位置，此时物距大于像距，根据凸透镜成实像时，物距大于像距，在光屏上成倒立缩小的实像，故该像是倒立、缩小的实像，故B错误； C．乙图中物距大于像距，由凸透镜成像规律可知，成倒立缩小的实像，照相机的原理是物距大于像距，成倒立缩小的实像，因此乙图中成像和照相机的原理是一样的，故C正确； D．在凸透镜成实像时，通过凸透镜光心的光线方向不变，将镜片向上移动一定高度，墙壁上的像将向上移，故D错误。 故选C。 8．学习了透镜的有关知识后，为了把一束从左侧射入的较宽的平行光变为较窄的平行光，小王同学找来了三只薄透镜，其中凸透镜L1的焦距是5cm，凸透镜L2的焦距是3cm，凹透镜L3的焦距是2cm。小王分别设计了如图所示的四种光路，能够达到目的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点。其中凸透镜L1的焦距是5cm，凸透镜L2的焦距是3cm，凸透镜L1的焦距大于凸透镜L2的焦距，作图如下： AB．由图可知，两个凸透镜之间的距离为，凸透镜L1的焦距是5cm，凸透镜L2的焦距是3cm，凸透镜对光有会聚作用，所以最后的两条出射光线的距离应变窄， 故A符合题意，B不符合题意； C．由图可知，凸透镜与凹透镜之间的距离为，而凸透镜L1的焦距是5cm，所以会聚点应在凹透镜的中心处，故C不符合题意； D．由图可知，凸透镜与凹透镜之间的距离为，凸透镜对光线有会聚作用，所以最后的出射光线的距离应变窄，故D不符合题意； 故选A。 9．爱动脑筋的小金在项目化学习中用手机和透镜自制简易投影仪。他能将手机上的画面放大投影到白墙上，设计如图甲所示。 （1）选用的透镜应该为_________（选填“凸透镜”或“凹透镜”）。 （2）为了获得清晰的画面，透镜离墙的距离应_________（选填“小于f”“大于f且小于2f”或“大于2f”）。 （3）如图乙是正立的手机画面，为了在墙上获得正立的画面，手机应该_________（选填“正放”或“倒放”）； （4）若想让白墙上的像变大些，进行的操作是________，同时将投影仪远离白墙。 【答案】(1)凸透镜 (2)大于2f (3)倒放 (4)将手机靠近透镜 【详解】（1）凸透镜对光线有会聚作用，能成实像，可用于投影仪等设备；凹透镜对光线有发散作用，只能成正立、缩小的虚像，不能用于将画面放大投影到白墙上。 因为小金要将手机上的画面放大投影到白墙上，即要成放大的实像，所以选用的透镜应该为凸透镜。 （2）投影仪是利用凸透镜成倒立、放大实像的原理工作的，此时物距u大于一倍焦距f且小于二倍焦距2f，像距v大于二倍焦距2f。在该简易投影仪中，手机上的画面为物，墙为光屏，像成在墙上，所以透镜离墙的距离（像距）应大于2f。 （3）根据凸透镜成像的特点，当凸透镜成实像时，像是倒立的，这里的倒立是指像相对于物是上下颠倒、左右相反的。 已知要在墙上获得正立的画面，由于凸透镜成实像时像与物是倒立的关系，所以为了在墙上获得正立的画面，手机应该倒放。 （4）根据凸透镜成像规律，物距减小，像距增大，像变大。若想让白墙上的像变大些，进行的操作是将手机靠近透镜，同时将投影仪远离白墙。 10．学习了凸透镜成像规律后，小港同学取两块焦距不同的凸透镜，一手拿一块，如图甲。 【问题驱动】透过两块凸透镜与一块凸透镜相比，看远处物体成像性质有何不同? 【项目原理】老师告诉他这就是简易的开普勒望远镜，如图乙是成像光路图，其中A'B'是物体AB经过物镜所成的像。 （1）物镜的成像原理与________（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）相同。 （2）通过该望远镜观测物体AB时，会看到一个箭头向________（选填“上”或“下”）的________（选填“实”或“虚”）像。 （3）【制作步骤】 将焦距大的透镜作为物镜，焦距小的透镜作为目镜，分别将它们固定在大小两个纸筒中，如图丙所示。 【评价标准】 评价维度 评价标准 一、产品结构与功能 物镜、目镜选型完全正确；透镜固定牢固，小纸筒套入大纸筒顺畅，推拉调节灵活；对准远处物体，调节后能清晰看到放大的像 二、原理应用准确性 镜筒总长度符合成像要求约为“物镜焦距+目镜焦距”；能解释“两次成像”的原理 小港的望远镜物镜焦距为20cm，目镜焦距为5cm，将物镜对准最远处的物体，不断推拉小纸筒、诱讨目镜进行观察。他看到了最远处物体最大最清晰的像。此时物镜和目镜之间的距离约为________cm。 【答案】(1)照相机 (2) 下 虚 (3)25 【详解】（1）物镜观察远处物体，物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，这与照相机的成像原理相同。 （2）物镜成倒立的实像，目镜将该实像放大成虚像，所以最终看到的像是箭头向下的虚像。 （3）根据开普勒望远镜的成像要求，镜筒总长度约为物镜焦距与目镜焦距之和。已知物镜焦距为20cm，目镜焦距为5cm，所以此时物镜和目镜之间的距离约为20cm+5cm=25cm。 🚀能力跃升 1．如图所示，有一焦距为10cm的凸透镜，其光心为O（位于15cm刻度线处），在透镜左侧有一垂直放置于主光轴上的柱形发光体 SL（可看作线段 SL），S'是S点经过凸透镜所成的像，光线 a、b、c是S点发出的三束经过凸透镜后的折射光线，其中光线c平行于主光轴。下列说法正确的是 （　　） A．发光体 SL在主光轴 0cm刻度线处 B．发光体 SL经过凸透镜所成的像是倒立等大的像 C．若在 40cm刻度处放置一块垂直于主光轴的光屏，为使光屏处成清晰的像，发光体 SL应向左移动 D．若在凸透镜右侧10cm处放置一块比凸透镜更大的木板，则S仍能在原位置成像 【答案】B 【详解】A．已知光线c平行于主光轴，已知焦距f=10cm，v=20cm=u 则入射光线过左侧焦点（在10左边第一个格），过光心的光线其传播方向不变，两条入射光线的交点即为发光点S，如下图所示： 发光体SL在主光轴0cm刻度线左侧，故A错误； B．发光点S经过凸透镜所成的像正好在二倍焦距处，是实际光线会聚而成的，像是倒立、等大的实像，发光点S在二倍焦距处，故B正确； C．若在40cm处放置一块垂直于主光轴的光屏，此时像距变大，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，要在光屏处成清晰的像，则物体应向右移动，故C错误； D．在凸透镜右侧10cm处放置一块比凸透镜更大的木板，光线不能通过木板，没有光线会聚在原位置，则S仍能在原位置不成像，故D错误。 故选B。 2．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16cm和24cm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（　　） 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40cm D．凸透镜的焦距是20cm 【答案】C 【详解】ABC．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，由光路的可逆性可知，第一次物距等于第二次的像距，第一次的像距等于第二次的物距，所以第一次物距是16cm，像距是24cm；第二次物距是24cm，像距是16cm；蜡烛和光屏之间的距离为 第一次物距小于像距，成倒立放大的实像，第二次物距大于像距，成倒立缩小的实像，第二次的像比第一次小，故C正确，AB错误； D．在第二次中，成倒立缩小的实像，物距① 像距② 联立①和②解得，凸透镜的焦距 所以凸透镜的焦距不可能是20cm，故D错误。 故选C。 3．无人机航拍的最大特色在于其能够突破地平线的束缚，提供前所未有的高空视角。航拍实际就是利用凸透镜成像规律，如图所示某实验小组采用航拍镜头进行凸透镜成像的规律探究时描绘的图线，下列说法正确的（　　） A．若要扩大拍摄范围，可让无人机飞得更高，景物类似从C到D的过程 B．该航拍镜头焦距为10厘米 C．若航拍环境较暗，可调小镜头光圈减少进光量使照片更清晰 D．若用无人机拍摄，所成的像为倒立缩小的实像，景物类似处于AB间某一位置 【答案】A 【详解】A．根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”的规律，若要扩大拍摄范围，即所成的像变小，应增大物距，也就是让无人机飞得更高。从图中看，景物从C到D的过程，物距增大，故A正确； B．由图可知，当u=v=10cm时，根据凸透镜成像规律，u=v=2f时成倒立、等大的实像，所以2f=10cm，则该凸透镜的焦距f=5cm，故B错误； C．若航拍环境较暗时，为了使照片更清晰，需要增加进光量，应调大镜头光圈，而不是调小镜头光圈减少进光量，故C错误； D. 若用无人机拍摄，所成的像为倒立缩小的实像，此时物距应大于二倍焦距，即u＞10cm，从图中看，景物应类似处于BD间某一位置，而不是AB间某一位置，故D错误； 故选A。 4．为了观察太阳系内的各种行星，同学们在老师的指导下制作了开普勒望远镜，小正制作的望远镜原理如图甲所示。 （1）该望远镜由两个凸透镜组成，物体经过_______次折射成像。生活中与图中物镜工作原理相同的工具是_______。 （2）中秋节小滨用肉眼看到的月亮如图乙所示，则他利用望远镜看到的像是（　　） A． B． C． D． （3）小正发现若物镜和目镜的距离太远，通过目镜就会看不到月亮的像，出现该现象的原因是： ______________________________________________________________________________________ 【答案】(1) 两 照相机 (2)A (3)物镜所成的实像不在目镜的一倍焦距以内 【详解】（1）[1][2]开普勒望远镜由物镜和目镜两个凸透镜组成，物体先经物镜折射成倒立缩小实像，再经目镜折射成正立放大虚像，所以物体经过两次折射成像。生活中与物镜工作原理相同的工具是照相机。 （2）望远镜物镜成倒立、缩小的实像，这个实像正好在目镜的一倍焦距内，成正立、放大的虚像，最终成的是倒立的像，上下左右都颠倒；虽然通过目镜看到的像比物体小，但由于像离我们眼睛很近，再加上目镜的放大作用，会造成视角变大，所以通过望远镜看到的像比我们用眼睛直接观察到的要大，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 （3）若物镜和目镜的距离太远，物镜所成的实像不在目镜的一倍焦距以内，此时目镜无法对该实像进行放大，所以通过目镜就看不到月亮的像。 5．小明利用凸透镜、塑料膜、纸盒等身边的材料制作简易照相机，并制定了评价标准（如表）。 自制简易照相机评价量表（部分） 评价指标 优秀 良好 待改进 成像种类 通过调节，能在光屏上成放大、等大、缩小3种不同性质的实像 通过调节，能在光屏上成1-2种不同性质的实像 不能在光屏上成像 （1）【测量】制作前需测量凸透镜焦距，小明利用图甲装置开展实验。 ①使用F形光源和带方格的光屏代替蜡烛和空白光屏，请从成像角度分析这一改进的优点有___________ _______________________________________。（写出一点即可） ②实验中，观察到图乙所示的像。为在光屏上得到完整的像，接下来的操作是______________________。 ③分析实验数据得出凸透镜焦距为10厘米。 （2）【制作与改进】利用该凸透镜制作成图丙所示的简易照相机，能成功地将像成在塑料膜上。 小明在使用过程中发现：图丙照相机只能在光屏上成一种性质的像。于是进行了如下改进：将塑料膜和凸透镜分别固定在两个大小不同、长度都为12厘米的纸盒上，如图丁所示。根据评价量表判断改进后的简易照相机能否达到“优秀”水平？请结合相关数据进行说明。__________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 【答案】(1) 便于确定像的大小 将光源向上移动 (2)已知凸透镜焦距为10厘米，要在塑料膜上成三种不同性质的像，则塑料膜到凸透镜距离应大于20厘米，而该照相机的最大调节范围为24厘米，可以满足要求；能达到“优秀”水平。 也可具体分析如下：当像距大于20厘米时，调节物距，可以形成倒立、放大的实像；当像距等于20厘米时，调节物距，可以形成倒立、等大的实像；当像距在10~20厘米时，调节物距，可以形成倒立、缩小的实像，根据评判标准可知，该相机能达到“优秀”水平。 【详解】（1）①[1]F形光源上、下和左、右的形状不同，能更好的观察像的上、下、左、右的正倒情况；带方格的光屏代替蜡烛和空白光屏，便于确定像的大小。 ②[2]实验中，观察到光源的像成在光屏的上部，像不完整；根据过光心的光线传播方向不发生改变可知，为在光屏上得到完整的像，接下来的操作是将光源向上移动（或将光屏向上移动）。 （2）见答案。 🌟思维挑战 1．科学课上，同学们开展“制作照相机模型”项目化学习活动、活动包括学习原理、制作简易照相机、评价模型作品三个环节。 （1）【学习】制作模型前、通过探究凸透镜成像规律的实验、知道物距（u），像距（v）应该满足f<v<2f，胶片上成的像的特点是____________________________________________。 （2）【制作】小组同学利用A4卡纸、半透明纸和凸透镜制作出简易相机模型，组内同学进行测试时，发现拍摄不同距离的景物、有时模糊、小组讨论该模型可能存在的缺陷。请你指出该模型可能存在的缺陷：_________________________________________。 （3）【评价】评价量表是作品制作过程的指引，又是作品等级评定的依据，下表为某小组设计的量规。 自制照相机评价量规 评价指标 作品等级 优秀 合格 待改进 功能完善 ①能调节像距，成像清晰 ②不能调节像距，成像清晰 ③不能调节像距，成像模糊 结构完整 结构完整，能成像 结构较完整，能成像 结构不完整，不能成像 外形美观 有固定的外形，且美观 有固定的外形，较美观 无固定的外形，不美观 【改进】小组同学根据“功能完善”评价指标，认为照相机模型存在功能上的缺陷，组内同学提出了改进的建议________________________________________________________________________________。 【答案】(1)倒立、缩小的实像 (2)无法调节像距 (3)为凸透镜设置滑动轨道/采用伸缩套筒结构来调节像距 【详解】（1）在凸透镜成像规律中，当物距（u）大于二倍焦距（2f）时，像距（v）满足f<v<2f，此时成倒立、缩小的实像。在照相机模型中，物体到透镜的距离为物距，胶片到透镜的距离为像距，当物距（u）满足一定条件，像距（v）满足f<v<2f时，符合照相机成像原理，即胶片上成的像是倒立、缩小的实像。 （2）相机能够清晰成像，需要根据景物距离镜头的远近，调节镜头与胶片（或成像平面）之间的距离，也就是像距，从而使不同距离的景物都能在胶片上清晰成像。而利用 A4 卡纸、半透明纸和凸透镜制作的简易相机模型，可能无法像真正相机那样灵活调节像距。当拍摄不同距离的景物时，由于物距改变，像距却不能随之合理调整，导致像不能准确成在半透明纸上，所以会出现有时模糊的情况。所以该模型可能存在的缺陷是：无法调节像距。 （3）根据“功能完善”评价指标中提到能调节像距这一要求，结合前面分析的模型可能存在无法调节像距的缺陷，可提出以下改进建议： 设置滑动轨道：在照相机模型上为凸透镜安装一个可以前后滑动的轨道，通过移动凸透镜在轨道上的位置来改变像距。在轨道上可以标记不同的刻度，方便根据物距的大致范围来调整像距，从而使不同距离的景物都能在半透明纸上形成清晰的像。 采用伸缩套筒结构：设计一个伸缩套筒，将凸透镜安装在套筒的一端，通过伸缩套筒来改变凸透镜与半透明纸之间的距离，实现像距的调节。这种结构类似于一些简易望远镜的伸缩设计，操作相对方便，且能较好地保证透镜的稳定性。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.51透镜和视觉——透镜 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 透镜 考点02 凸透镜成像规律 考点03 放大镜、投影仪和照相机 03 避坑指南·解题通法 角度01 三条特殊光线的规范作图 角度02 成像规律动态分析 角度03 成像规律与应用判断 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1. 区分凸/凹透镜，知道凸透镜会聚、凹透镜发散及焦点焦距； 2. 探究凸透镜成像规律，归纳u与f关系对应的像的性质； 3.用凸透镜模型解释放大镜、投影仪、照相机成像原理。 1. 用太阳光经过透镜的实验现象感知透镜的及其作用； 2. 用光具座蜡烛灯仪器探究凸透镜成像规律，按物距区间逐次移动蜡烛，记录像的虚实/正倒/大小与v，画出光路图。 考点01 透镜 1.透镜分类 凸透镜：中间厚、边缘薄（如放大镜镜片、远视眼镜片），对光有会聚作用。 凹透镜：中间薄、边缘厚（如近视眼镜片），对光有发散作用。 2.几个重要概念 主光轴：通过透镜两个球面球心的直线（画成点划线）。 光心（O）：主光轴上的一个特殊点，光线通过它时传播方向不变（薄透镜的光心就在透镜中心）。 焦点（F）：凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在主轴上的一点，叫实焦点； 凹透镜使平行光发散，其折射光线的反向延长线交于一点，叫虚焦点。 透镜两侧各有一个焦点，对称分布。 焦距（f）：焦点到光心的距离。焦距越小，透镜的会聚（或发散）能力越强。 3.粗略测凸透镜焦距的方法 让凸透镜正对太阳光（可视为平行光），另一侧放白纸移动，当纸上光斑最小最亮时，光斑处即为焦点，该点到光心的距离≈焦距。凹透镜不能用此法得到实焦点光斑。 4.三条特殊光线 凸透镜： 凹透镜： 【温馨提示】 1.会聚和发散的理解 凸透镜的会聚作用是指光线经透镜后向主轴方向偏折，即使入射光本来就很发散，出来后可能还是发散的，但发散程度变小了——这仍然叫"会聚作用"。同理，凹透镜的"发散作用"是指光线远离主轴方向偏折，发散后的光线仍有可能在某处会聚成实点。 2. 焦距越短，凸透镜会聚能力越强，焦距越短凸透镜的凸度越大；焦距越短，凹透镜发散能力越强。 1．如图中有六块透镜，属于凸透镜的是（　　） A．只有④ B．①④ C．①③④ D．①③④⑥ 2．如图所示虚线方框内各放置一个透镜，远处发出的两束光通过透镜前后的方向。如图所示，则以下判断中正确的是（　　） A．（a）为凸透镜（b）为凹透镜 B．（a）（b）都为凸透镜 C．（a）为凹透镜（b）为凸透镜 D．（a）（b）都为凹透镜 3．完成下列各透镜的光路。 考点02 凸透镜成像规律 1．物/像距、虚/实像 物距（u）：物体到透镜光心的距离。 像距（v）：像到透镜光心的距离。 实像：实际光线真正会聚形成的，能用光屏承接，实像与物在透镜异侧，且倒立。 虚像：光线反向延长线相交形成，不能用光屏承接，只能用眼观察，虚像与物在透镜同侧，且正立。 2. 凸透镜成像规律及应用 物体到透镜的距离u 像的特点 像与透镜的距离v 倒立或正立 缩小或放大 虚或实 ① 倒立 缩小 实 ② 倒立 放大 实 ③ 倒立 等大 实 ④ 不成像 ⑤ 正立 放大 虚 / （1）移动规律 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； 成虚像时，物近像近像变小，物远像远像变大。 （2）凸透镜成像光路图 实像和光源在不同侧，如图在凸透镜左侧观察可看到光屏上的实像 虚像和光源在同侧，如图在凸透镜右侧观察可看到虚像 3.凸透镜成像规律探究实验 （1）蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，调节三者的中心大致在同一高度——目的是让像成在光屏中央。 （2）改变物距u，移动光屏找清晰的像，记录u、v和像的性质。 （3）当u<f时，光屏上得不到实像，撤去光屏，从光屏一侧透过透镜向物体方向看，才能看到正立放大的虚像。 【温馨提示】 1. 倒立不只是"头朝下"：实像的倒立是上下左右都颠倒的（透过透镜看，烛焰顶部的像在最下方，左边的像在最右）。这也是为什么照相机拍出来的照片需要翻转才"正"——但数字相机内部已经帮你翻好了。 2. 实验注意事项： ①摆放装置时要使蜡烛、凸透镜和光屏的中心处于同一高度。这样是为了使像呈在光屏中央，便于观察。若像偏上，则向下调节凸透镜或向上调节蜡烛或光屏，若像偏下，则向上调节凸透镜或向下调节蜡烛或光屏。 ②若遮挡凸透镜的一部分，像还是完整的，只是折射光线变少了，像变暗。 1．勤于进行实验，善于总结规律。某实验小组用完全相同的蜡烛探究平面镜和凸透镜成像的情况，实验情景如图所示(两图中都成清晰的像，图2中像未画出)。下列说法正确的是（     ） A．图1中蜡烛的像能呈现在光屏上 B．图1、图2中蜡烛烛焰的像大小相等 C．图1中蜡烛靠近玻璃板，所成的像大小不变 D．图2中凸透镜靠近蜡烛，光屏上不能再次呈现清晰的像 2．某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图像，如图所示。下列判断中正确的是（     ） A．该凸透镜的焦距是16cm B．当时，在光屏上能得到一个正立的像 C．当时，在光屏上能得到一个缩小的像 D．把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，像逐渐变小 3．小昕用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等器材探究凸透镜成实像的规律。 （1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上，点燃蜡烛后，发现无论怎样移动光屏都找不到烛焰的像，其原因可能是（　　） A．烛焰、光屏的中心不在凸透镜的主光轴上 B．物距小于凸透镜的一倍焦距 C．蜡烛在凸透镜的两倍焦距处 D．蜡烛在凸透镜的焦点上 （2）探究时，小昕依次改变蜡烛的位置，移动光屏找到清晰的像，记录了下表所示的数据。 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 物距 50 40 35 30 25 20 15 像距 12.5 13.3 14 15 16.7 20 30 由上表可知，凸透镜的焦距是__________cm。第3次实验中，在光屏上可得到__________像。实验进行一段时间后蜡烛变短了，要使蜡烛的像仍在光屏中心，应将光屏向__________移动。 （3）如图所示，当光屏上出现烛焰清晰的像时，如果去掉光屏，眼睛在处__________（填“能”或“不能”）看到这个像。 （4）当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时，如果小昕用书遮挡住透镜下半部分，则实验时光屏上所成的像__________（填“完整”或“不完整”），像的明暗程度将__________（填“变亮”“变暗”或“不变”）。 （5）蜡烛通过凸透镜恰好在光屏上得到放大的清晰的像，若保持凸透镜的位置不变，把蜡烛和光屏的位置对调，则光屏上（　　） A．不能成像 B．可以成像，但要适当移动位置 C．可以成像，像大小不变 D．可以成像，像变小 （6）一物距应只有唯一的像距，小昕与其他两位同学将蜡烛都放在透镜前15cm处时，但他们所测得的像距却并不相同，分别为，30cm，31cm，他们的数据不是因为测量长度误差造成的，你认为出现这种现象的原因是__________________________________________________。 （7）小昕又将两支点燃的蜡烛、凸透镜和光屏分别置于如图所示的位置时，光屏上C，D两处会得到清晰的烛焰像。这像是__________（填“缩小”“等大”或“放大”）的烛焰的像。用一厚纸板挡住处的烛焰，在光屏上__________（填“”或“”）处仍能得到一个清晰的烛焰像。 考点03 放大镜、投影仪和照相机 1. 放大镜 （1）成像原理：当物距u<f时，成正立、放大的虚像。 （2）应用特点：用于观察肉眼难以看清的微小物体。使用时，凸透镜位于被观察物体上方，通过调节距离改变放大倍数。 2. 投影仪 （1）成像原理：当f<u<2f时，成放大、倒立的实像。 （2）应用特点：物体（投影片）放置的位置离镜头较近（在一倍到两倍焦距之间），经过镜头后，图像会聚在屏幕上。 3. 数码照相机 （1）成像原理：当u>2f时，成倒立、缩小的实像。 （2）应用特点：镜头将来自景物的光线聚集到影像传感器上。传感器将光信号转换为电信号，最终形成图像文件。 4. 显微镜 （1）构造组成：镜筒两端各有一组透镜，靠近眼睛的叫目镜，靠近物体的叫物镜。 （2）工作原理： 物镜：相当于投影仪的镜头，使物体成一个倒立放大的实像。 目镜：相当于放大镜，把物镜成的实像再次放大，形成虚像（正立放大虚像）。 最终效果：经过两次放大，使人眼能看清肉眼看不见的微小物体。 5. 望远镜 （1）构造组成：主要由两组凸透镜（物镜和目镜）组成。 （2）工作原理： 物镜：相当于照相机的镜头，作用是使远处的物体在焦点附近成实像。 目镜：相当于放大镜，作用是把物镜成的实像再放大。 拓展应用：现代天文望远镜（如我国“天眼”）力求加大物镜的口径，以便会聚更多的光，观测更暗的天体。 【温馨提示】 照相机 易错：拍近处的人像 vs 拍远处的风景，镜头怎么调？ 拍近处（u 变小）→ 像距 v 要变大 → 镜头往前伸（暗箱拉长） 拍远处（u 变大）→ 像距 v 要变小 → 镜头往后缩（暗箱缩短） 1．如图是数码相机的成像原理，镜头相当于一个凸透镜，影像传感器相当于光屏。拍照时，将镜头对准景物，相机通过自动调节，就能在传感器上得到清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．为拍摄到更大的像应将镜头远离花朵 B．相机镜头的成像原理是利用光的直线传播 C．影像传感器上成的是倒立、放大的实像 D．为了拍摄整株花朵，像距应大于一倍小于两倍焦距 2．如图甲所示的公共宣传投影是利用装在高处的投影灯照在地面上出现图案，投影灯内部结构如图乙。下列说法正确的是（　　） A．投影灯的成像原理与照相机相同 B．不同方向都能看到地面上的图案是由于光在地面发生了漫反射 C．投影灯成正立、放大的实像 D．要使地面上的像更大应将镜头向远离图片的方向调节 3．科学家们利用巨大的天文望远镜观察、接收来自宇宙的信息，让人们对宇宙的了解越来越多。这项伟大的事业与小小的透镜密切相关，下列有关透镜的知识说法错误的是（　　） A．甲图把放大镜正对着太阳，可在纸上发现一个很小、很亮的光斑，说明凸透镜对光有会聚作用 B．乙图用照相机给物体照相时，物体离照相机镜头较远，像离镜头较近，像成在焦点以内 C．丙图显微镜的物镜成像原理和投影仪的镜头成像原理一样 D．丁图望远镜目镜的作用相当于一个放大镜 透镜光路作图与特殊光线应用 1.三条特殊光线的回顾 ① 过光心的光线：方向不变。 ② 平行于主光轴的光线：凸透镜折射后过焦点；凹透镜折射后反向延长线过同侧虚焦点。 ③ 过焦点（或延长线过虚焦点）的光线：折射后平行于主光轴射出。 2.作图常见错误 忘记标箭头或箭头方向画反。 虚像、虚焦点、反向延长线未用虚线。 凸透镜和凹透镜的符号画错（凸透镜用双弧线，凹透镜用双直线）。 3.复杂光路作图技巧 对于不在特殊位置的点光源，可任选两条特殊光线（如过光心和平行于主光轴）来确定像点。 对于凹透镜，注意虚焦点在透镜同侧，反向延长线要用虚线。 易错点：凹透镜的焦点是虚焦点，作图时不能画成实线穿过透镜，而应在透镜另一侧用虚线反向延长。 应用：利用光路可逆性，可将“过焦点的光线”反过来变为“从焦点发出的光线”，这在某些题目中可简化分析。 成像规律动态关系的“两段反套”问题 一、典型错误 1. 记住“物近像远像变大”，但套到u<f（放大镜）那段时也这么用——错。实像段（u>f）和虚像段（u<f）的“物近”含义不同，像的变化方向也不同。 2. 分不清u=f是“虚实分界”（不成像，探照灯原理）、u=2f是“大小分界”（等大实像）。 3. 看到“倒立放大实像”就判断是照相机——错，照相机是倒立缩小实像（u>2f），倒立放大是投影仪（f<u<2f）。 二、动态关系的两段区分 1. 实像段（u>f） 物距减小（物向透镜靠近）→ 像距增大，像变大。 口诀：“物近像远像变大”。 应用到照相机：拍近景（u变小）→ 像距v变大→镜头前伸（远离底片/传感器）。 2. 虚像段（u<f，放大镜） 物体向焦点靠近（u减小，但仍<u<f）→ 像距v变大，像变大；物体远离焦点（u增大）→ 像变小。 这里不能说“物近像远”，因为物近（向透镜靠）如果越过f就变成实像了。虚像段更准确的说法是“物离焦点越近，虚像越大；物离透镜越远（但仍<u<f），虚像越小”。 角度01 三条特殊光线的规范作图 1．下面四个光通过透镜的光路图中正确的是（　　） A． B． C． D． 2．在光具座上自左向右依次竖直放置一个凹透镜、凸透镜和平面镜，两个透镜的主光轴重合，凸透镜的焦距为f，此时两个透镜之间的距离为L。在凹透镜的左侧有一水平平行光束通过两个透镜后入射到平面镜上，经平面镜反射后，反射光恰能沿原来的光路返回，据此可判断凹透镜的焦距为（　　） A．f B．L C．f+L D．f﹣L 角度02 成像规律动态分析 1．如图，小虞在家中做凸透镜成像实验时，墙上出现一个倒立缩小清晰的像，同时还观察到墙上有手和透镜的影子。回答下列问题： （1）墙上手和透镜的影子是由于__________________（填一种光现象）形成的。 （2）此时透镜的成像原理与______相同（填“放大镜”“照相机”或“幻灯机”）。 （3）若保持蜡烛和墙的位置都不变，将透镜向______（填“蜡烛”或“墙”）移动一段距离，可以在墙上再次得到一个清晰的烛焰像。 2．如图所示，有一焦距为5cm的凸透镜，其光心为O（位于15cm处），在透镜左侧有一垂直于主光轴放置的柱形发光体SL（可看作线段SL），S'是S点经过凸透镜所成的像，光线b、c是S点发出的两束经过凸透镜后的折射光线，其中光线c平行于主光轴。 （1）请通过作图确定光源S的位置； （2）柱形发光体SL经过凸透镜所成的像是______（选填“倒立”或“正立”）、______（选填“放大”、“等大”或“缩小”）、______（选填“实像”或“虚像”）； （3）若在30cm刻度处放置一块垂直于主光轴的光屏，要在光屏处成清晰的像，则物体应向______移动（选填“左”或“右”）。 角度03 成像规律与应用判断 1．中亚公园的水幕电影是通过高压水泵和特制水幕发生器，将水自下而上高速喷出，雾化后形成扇形幕，由专用放映机将影像从水幕后投射在“银幕”上。如图所示，当水幕前的观众观摩电影扇形水幕与水面融为一体，让人产生一种梦幻的感觉。下列有关说法中正确的是（    ） A．放映机的成像原理和照相机相同 B．水中的倒影是由于光的反射形成的 C．射向水幕的光束是由无数条光线组成的 D．炫彩夺目的水幕是光源 2．近日，浙BA篮球赛在如火如荼地进行，爱好篮球的小塘同学用手机和透镜自制简易投影仪（手机和透镜之间的距离可以调节）。他能将手机屏幕上的浙BA标志画面投影到白墙上，设计如图所示。 （1）小塘选用的透镜应该为________（选填“凸透镜”或“凹透镜”）。 （2）小塘用投影仪进行实验，如图所示，看到白墙上的像是________。 A． B． C． D． （3）为了在墙上得到更大的像，小塘的操作是________________________________________________。 1．（2023·浙江舟山·中考真题）将平行光射向某一个光学元件，光路如图所示。该元件是（　　） A．平面镜 B．凸透镜 C．凹透镜 D．反光镜 2．（2023·浙江绍兴·中考真题）小敏透过水杯看见《科学作业本》上的“科”字呈如图所示的放大效果。下列选项中与其成像规律相同的是（　　） A．   B．   C．   D．   3．（2023·浙江宁波·中考真题）在“探究凸透镜的成像特点”实验中，小宁将蜡烛放在离凸透镜一倍焦距内，如图所示，烛焰在凸透镜左侧成一个正立、放大的像。 （1）这个像是实像还是虚像？答案是：_________； （2）小宁用眼透过凸透镜直接观察到此像，是因为光从_________（填“烛焰”或“此像”）发出，通过凸透镜后进入人眼。 ⚡基础速刷 1．如图所示的甲图，一幅漫画立在桌面上。小亮把一个装水的圆柱形玻璃杯放在漫画前，惊奇的发现：透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了，还掉头奔向猫，如图乙所示，那么下列有关说法中正确的是（　　） A．这个装水的玻璃杯起到凸透镜的作用 B．我们透过水杯看到的是老鼠放大的虚像 C．此时漫画中的老鼠到玻璃杯的距离应满足u>2f D．若把玻璃杯远离漫画，则看到的老鼠像变大 2．“强行透视法”是一种富有创意的拍摄技巧。拍摄时，让两个物体离镜头远近不同，再调整拍摄角度，使两物体的像在同一张照片中呈现出有趣的效果。如图，是利用该技巧拍摄的照片，下列说法正确的是（　　） A．照相机镜头对光有发散作用 B．拍摄该照片时，花比人更靠近照相机镜头 C．花和人通过照相机镜头成的是正立、缩小的实像 D．若要使花的像更大一些，可将花移到照相机镜头一倍焦距之内 3．关于透镜的说法正确的是（　　） A．中间厚边缘薄的透镜一定是凸透镜 B．凸透镜既有实焦点，也有虚焦点 C．焦点是与凹透镜主光轴平行的光线，经过凹透镜后会聚在主光轴上的某一点 D．任何时候观察凸透镜所成的实像时，都必须用光屏承接才能观察到 4．老年人使用带放大镜的指甲钳修剪指甲时，常将指甲靠近透镜下方，透过透镜能看到指甲正立放大的像（如图）。关于该透镜及其成像，下列说法正确的是（     ） A．所成的像是虚像 B．该透镜为凹透镜 C．指甲应位于该透镜的两倍焦距之外 D．该透镜成像原理与投影仪相同 5．光刻技术是利用缩图透镜将绘制在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的硅片上，从而制造出集成电路，其工作原理如图所示。若图示中掩膜上的电路图恰好在硅片上成清晰缩小的像，下列说法正确的是（　　） A．缩图透镜相当于凹透镜 B．掩膜上的电路图在硅片上成虚像 C．掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以外 D．要使硅片上的像变大，需将掩膜向上移动 6．在做”探究凸透镜成像规律”的实验中，某小组同学利用如图甲所示方法测出了透镜的焦距后，正确安装并调节实验装置如图乙所示，在光屏上得到一个清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．光屏上成的是倒立、放大的实像，符合放大镜的成像原理 B．光屏上成的是倒立、缩小的实像，符合照相机的成像原理 C．若要光屏上得到更大的清晰像，光屏和蜡烛都要适当向右移 D．若要光屏上得到更大的清晰像，只需要蜡烛适当向右移 7．学习了透镜的知识以后，小明借来了爸爸的眼镜片进行探究。使太阳光经过镜片在光屏上形成了一个最小最亮的光斑如图甲所示；把镜片放置在桌子上，调节到如图乙所示的位置，墙上出现了窗户清晰的像(像未画出）。下列说法正确的是（　　） A．爸爸的镜片是凸透镜，焦距为35cm B．乙图中的像是倒立放大的实像 C．乙图中成像和照相机的原理是一样的 D．乙图中小明将镜片上移，窗户的像将向下移动 8．学习了透镜的有关知识后，为了把一束从左侧射入的较宽的平行光变为较窄的平行光，小王同学找来了三只薄透镜，其中凸透镜L1的焦距是5cm，凸透镜L2的焦距是3cm，凹透镜L3的焦距是2cm。小王分别设计了如图所示的四种光路，能够达到目的是（　　） A． B． C． D． 9．爱动脑筋的小金在项目化学习中用手机和透镜自制简易投影仪。他能将手机上的画面放大投影到白墙上，设计如图甲所示。 （1）选用的透镜应该为_________（选填“凸透镜”或“凹透镜”）。 （2）为了获得清晰的画面，透镜离墙的距离应_________（选填“小于f”“大于f且小于2f”或“大于2f”）。 （3）如图乙是正立的手机画面，为了在墙上获得正立的画面，手机应该_________（选填“正放”或“倒放”）； （4）若想让白墙上的像变大些，进行的操作是________，同时将投影仪远离白墙。 10．学习了凸透镜成像规律后，小港同学取两块焦距不同的凸透镜，一手拿一块，如图甲。 【问题驱动】透过两块凸透镜与一块凸透镜相比，看远处物体成像性质有何不同? 【项目原理】老师告诉他这就是简易的开普勒望远镜，如图乙是成像光路图，其中A'B'是物体AB经过物镜所成的像。 （1）物镜的成像原理与________（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）相同。 （2）通过该望远镜观测物体AB时，会看到一个箭头向________（选填“上”或“下”）的________（选填“实”或“虚”）像。 （3）【制作步骤】 将焦距大的透镜作为物镜，焦距小的透镜作为目镜，分别将它们固定在大小两个纸筒中，如图丙所示。 【评价标准】 评价维度 评价标准 一、产品结构与功能 物镜、目镜选型完全正确；透镜固定牢固，小纸筒套入大纸筒顺畅，推拉调节灵活；对准远处物体，调节后能清晰看到放大的像 二、原理应用准确性 镜筒总长度符合成像要求约为“物镜焦距+目镜焦距”；能解释“两次成像”的原理 小港的望远镜物镜焦距为20cm，目镜焦距为5cm，将物镜对准最远处的物体，不断推拉小纸筒、诱讨目镜进行观察。他看到了最远处物体最大最清晰的像。此时物镜和目镜之间的距离约为________cm。 🚀能力跃升 1．如图所示，有一焦距为10cm的凸透镜，其光心为O（位于15cm刻度线处），在透镜左侧有一垂直放置于主光轴上的柱形发光体 SL（可看作线段 SL），S'是S点经过凸透镜所成的像，光线 a、b、c是S点发出的三束经过凸透镜后的折射光线，其中光线c平行于主光轴。下列说法正确的是 （　　） A．发光体 SL在主光轴 0cm刻度线处 B．发光体 SL经过凸透镜所成的像是倒立等大的像 C．若在 40cm刻度处放置一块垂直于主光轴的光屏，为使光屏处成清晰的像，发光体 SL应向左移动 D．若在凸透镜右侧10cm处放置一块比凸透镜更大的木板，则S仍能在原位置成像 2．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16cm和24cm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（　　） 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40cm D．凸透镜的焦距是20cm 3．无人机航拍的最大特色在于其能够突破地平线的束缚，提供前所未有的高空视角。航拍实际就是利用凸透镜成像规律，如图所示某实验小组采用航拍镜头进行凸透镜成像的规律探究时描绘的图线，下列说法正确的（　　） A．若要扩大拍摄范围，可让无人机飞得更高，景物类似从C到D的过程 B．该航拍镜头焦距为10厘米 C．若航拍环境较暗，可调小镜头光圈减少进光量使照片更清晰 D．若用无人机拍摄，所成的像为倒立缩小的实像，景物类似处于AB间某一位置 4．为了观察太阳系内的各种行星，同学们在老师的指导下制作了开普勒望远镜，小正制作的望远镜原理如图甲所示。 （1）该望远镜由两个凸透镜组成，物体经过_______次折射成像。生活中与图中物镜工作原理相同的工具是_______。 （2）中秋节小滨用肉眼看到的月亮如图乙所示，则他利用望远镜看到的像是（　　） A． B． C． D． （3）小正发现若物镜和目镜的距离太远，通过目镜就会看不到月亮的像，出现该现象的原因是： ______________________________________________________________________________________ 5．小明利用凸透镜、塑料膜、纸盒等身边的材料制作简易照相机，并制定了评价标准（如表）。 自制简易照相机评价量表（部分） 评价指标 优秀 良好 待改进 成像种类 通过调节，能在光屏上成放大、等大、缩小3种不同性质的实像 通过调节，能在光屏上成1-2种不同性质的实像 不能在光屏上成像 （1）【测量】制作前需测量凸透镜焦距，小明利用图甲装置开展实验。 ①使用F形光源和带方格的光屏代替蜡烛和空白光屏，请从成像角度分析这一改进的优点有___________ _______________________________________。（写出一点即可） ②实验中，观察到图乙所示的像。为在光屏上得到完整的像，接下来的操作是______________________。 ③分析实验数据得出凸透镜焦距为10厘米。 （2）【制作与改进】利用该凸透镜制作成图丙所示的简易照相机，能成功地将像成在塑料膜上。 小明在使用过程中发现：图丙照相机只能在光屏上成一种性质的像。于是进行了如下改进：将塑料膜和凸透镜分别固定在两个大小不同、长度都为12厘米的纸盒上，如图丁所示。根据评价量表判断改进后的简易照相机能否达到“优秀”水平？请结合相关数据进行说明。__________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 🌟思维挑战 1．科学课上，同学们开展“制作照相机模型”项目化学习活动、活动包括学习原理、制作简易照相机、评价模型作品三个环节。 （1）【学习】制作模型前、通过探究凸透镜成像规律的实验、知道物距（u），像距（v）应该满足f<v<2f，胶片上成的像的特点是____________________________________________。 （2）【制作】小组同学利用A4卡纸、半透明纸和凸透镜制作出简易相机模型，组内同学进行测试时，发现拍摄不同距离的景物、有时模糊、小组讨论该模型可能存在的缺陷。请你指出该模型可能存在的缺陷：_________________________________________。 （3）【评价】评价量表是作品制作过程的指引，又是作品等级评定的依据，下表为某小组设计的量规。 自制照相机评价量规 评价指标 作品等级 优秀 合格 待改进 功能完善 ①能调节像距，成像清晰 ②不能调节像距，成像清晰 ③不能调节像距，成像模糊 结构完整 结构完整，能成像 结构较完整，能成像 结构不完整，不能成像 外形美观 有固定的外形，且美观 有固定的外形，较美观 无固定的外形，不美观 【改进】小组同学根据“功能完善”评价指标，认为照相机模型存在功能上的缺陷，组内同学提出了改进的建议________________________________________________________________________________。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $