3.4 透镜的应用(高效培优·讲义)物理新教材苏科版八年级上册
2026-09-18
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精品
摘要:
本讲义聚焦透镜的应用核心知识点,基于凸透镜成像规律,系统梳理生活中的透镜(照相机、投影仪、放大镜)、眼睛与视力矫正、显微镜与望远镜,通过表格对比、思维导图构建递进学习支架。
资料特色在于“避坑指南”的解题通法培养科学思维,实验模拟视力矫正落实科学探究,结合真题与分层练习,课中辅助教师高效授课,课后助力学生巩固物理观念,查漏补缺。
内容正文:
3.4 透镜的应用
目录
01 本节导航·目标清单
02 教材精研·内容全解
考点01 生活中的透镜应用
考点02 眼睛与视力矫正
考点03 显微镜与望远镜
03 避坑指南·解题通法
角度01 生活中的透镜应用
角度02 水凸透镜的利用
角度03 近视眼和远视眼的矫正
角度04 显微镜的组成和成像原理
角度05 望远镜的组成和成像原理
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. 掌握照相机、放大镜等生活透镜的成像原理与调节规律。
2. 理解人眼的成像机制,掌握近视、远视的成因与矫正方法。
3. 了解显微镜、望远镜的结构与成像原理。
4. 能运用凸透镜成像规律分析各类透镜应用问题。
1. 结合凸透镜成像规律,对应分析每类应用的物距条件。
2. 通过实验模拟视力矫正,直观理解矫正原理。
3. 通过对比表格,厘清易混应用的差异。
知识导图
考点01 生活中的透镜应用
应用类型
成像原理
物距条件
成像性质
调节规律
照相机
镜头相当于凸透镜,感光元件相当于光屏
倒立、缩小、实像
拍近景(像变大):镜头前伸(增大像距),相机靠近物体(减小物距)
拍远景(像变小):镜头后缩(减小像距),相机远离物体
投影仪 / 幻灯机
镜头相当于凸透镜,屏幕相当于光屏
倒立、放大、实像
像变大:增大投影仪与屏幕的距离(增大像距),减小镜头与胶片的距离(减小物距)
放大镜
透镜直接作为放大工具
正立、放大、虚像
像变大:放大镜适当远离物体(仍在一倍焦距内),越靠近焦点像越大
【深化点拨】
1.照相机的深层原理
照相机的核心结构与眼睛高度相似:镜头对应晶状体,感光元件对应视网膜。被拍摄的景物距离镜头远大于二倍焦距,因此在感光元件上成倒立、缩小的实像。手机的变焦摄影,本质是通过调整镜头组的等效焦距,在物距不变的情况下改变像的大小。
2.投影仪的细节说明
投影仪上方装有一块平面镜,作用是改变光的传播方向,使原本向上投射的像转向竖直的屏幕。由于凸透镜成的实像是倒立的,为了让屏幕上的像正立,投影片需要倒着插入投影仪。
3.实像与虚像的应用区分
照相机、投影仪成的是实像,可以用光屏承接;放大镜成的是虚像,只能透过透镜用眼睛观察,无法用光屏承接。三者均遵循凸透镜成像规律,只是物距范围不同。
1.物理社团的小东同学,在学习凸透镜的成像规律后,找出家里用的放大镜,给爸妈演示凸透镜的成像规律,如图所示,是他演示的一个情景,在该情境中,光屏上出现清晰的像,像的特点和应用中描述均正确的是( )
A.成正立放大的像 放大镜 B.成倒立的缩小的像 照相机
C.成倒立放大的像 投影仪 D.成倒立的等大的像 投影仪
【答案】C
【解析】由图可知物距小于像距,光屏上出现清晰的像,说明成的是实像,根据凸透镜成像规律可知,此时物距在1倍焦距与2倍焦距之间,像距大于2倍焦距,成倒立放大的实像,投影仪利用的就是该原理。放大镜成的是虚像,光屏无法承接到,照相机成倒立缩小的实像,使用时,物距大于2倍焦距,像距在1倍焦距与2倍焦距之间。
故选C。
2.许多博物馆会在较为精巧的文物前放置一块放大镜,如下图所示。放大镜属于________(选填“凸透镜”、“凹透镜”或“凸面镜”),通过放大镜看到的是______(选填“正立”或“倒立”)的________(选填“实像”或“虚像”)。
【答案】 凸透镜 正立 虚像
【解析】[1][2][3]放大镜的本质是凸透镜,根据凸透镜成像规律,当被观察物体到放大镜的距离小于凸透镜一倍焦距时,放大镜会成正立、放大的虚像,符合观察精巧文物放大细节的需求。
考点02 眼睛与视力矫正
1、透镜对光线的核心作用
结构
对应光学元件
作用
晶状体
凸透镜
折射光线,使物体成像在视网膜上
视网膜
光屏
承接实像,将光信号转化为神经信号传给大脑
睫状体
调节结构
改变晶状体的厚薄,调节焦距
2、近视与远视的成因及矫正
视力问题
成因
成像位置
矫正镜片
镜片作用
近视眼
晶状体太厚,折光能力太强;或眼球前后径过长
视网膜前方
凹透镜
对光线有发散作用,使像向后移动,恰好成在视网膜上
远视眼(老花眼)
晶状体太薄,折光能力太弱;或眼球前后径过短
视网膜后方
凸透镜
对光线有会聚作用,使像向前移动,恰好成在视网膜上
【深化点拨】
1.正常眼睛的调节机制
正常眼睛通过睫状体改变晶状体的厚薄实现自动调焦:看近处物体时,睫状体收缩,晶状体变厚,焦距变短,折光能力变强;看远处物体时,睫状体舒张,晶状体变薄,焦距变长,折光能力变弱。通过自动调节焦距,总能让清晰的像成在视网膜上。
2.核心记忆口诀
近前远后,近凹远凸。(近视像在视网膜前,戴凹透镜;远视像在视网膜后,戴凸透镜)
3.实验模拟视力矫正
在光具座上,用凸透镜模拟晶状体,光屏模拟视网膜,先成清晰的像模拟正常视力。
(1)模拟近视:换用更厚的凸透镜(折光能力更强),像成在光屏前方,光屏上像变模糊;在透镜前加凹透镜,像重新变清晰。
(2)模拟远视:换用更薄的凸透镜(折光能力更弱),像成在光屏后方,光屏上像变模糊;在透镜前加凸透镜,像重新变清晰。
1.近视是影响青少年健康的重大问题,保护视力、科学用眼已成为社会共识。如图所示,能模拟近视眼及其矫正原理的图是( )
A.甲和丙 B.甲和丁 C.乙和丙 D.乙和丁
【答案】A
【解析】甲图光线会聚在视网膜前方,模拟近视眼;乙图光线会聚在视网膜后方,模拟远视眼。近视眼需佩戴凹透镜矫正,丙图佩戴凹透镜使光线发散后会聚在视网膜上,模拟近视眼矫正;丁图佩戴凸透镜,模拟远视眼矫正。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.黄爷爷发现最近视力有所下降,验光师用验光仪检测后确认其眼睛远视。根据检测结果,黄爷爷的眼球结构特征应与图___________(选填“A”或“B”)所示一致,应该选择用___________透镜进行矫正。
【答案】 B 凸
【解析】[1][2]远视眼的晶状体变薄,聚光能力变弱,像成在视网膜的后方,故其眼球结构特征与图B一致。因凸透镜对光线有会聚作用,能使像前移到视网膜上,故应选择凸透镜进行矫正。
考点03 显微镜与望远镜
光学仪器
物镜作用
物镜成像特点
目镜作用
目镜成像特点
最终效果
显微镜
相当于投影仪
,成倒立、放大的实像
相当于放大镜
,成正立、放大的虚像
两次放大,总放大倍数 = 物镜放大倍数 × 目镜放大倍数,用于观察微小物体
望远镜
相当于照相机
,成倒立、缩小的实像
相当于放大镜
,成正立、放大的虚像
拉近物体、增大视角,使远处物体看起来更近更清晰,用于观测远处物体
【深化点拨】
1.目镜的共性
显微镜和望远镜的目镜作用完全相同,都相当于放大镜,将物镜成的实像再次放大,成正立、放大的虚像。
2.望远镜的视角原理
望远镜并没有把物体真正放大,远处的物体经过物镜后成的是缩小的实像,但这个像离我们的眼睛很近,再加上目镜的放大作用,视角大大增加,因此我们感觉物体被拉近、变大了。物体看起来的大小,本质由视角决定,视角越大,物体看起来越大。
3.易错提醒
显微镜的物镜成放大实像,望远镜的物镜成缩小实像,二者物镜成像性质不同,不要混淆。
两类仪器最终人眼看到的都是虚像,都是经过目镜放大后的结果。
1.“超级月亮”比正常时的月亮要大百分之二十,亮度也有所增加,天文爱好者为了研究这一现象,于是架设一台开普勒望远镜做进一步观察。关于该望远镜,下列说法正确的是( )
A.它的物镜和显微镜的物镜作用相同
B.它的物镜相当于放大镜,用来把物体放大
C.它是由一个凸透镜和一个凹透镜组成
D.它由两个透镜组成,靠近眼睛的为目镜,靠近被观测物体的为物镜
【答案】D
【解析】A.望远镜的物镜是使得无限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A错误;
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;
CD.开普勒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,目镜和物镜都是凸透镜,故C错误,D正确。
故选D。
2.如图(a)所示是实验室常用的显微镜,图(b)是它的成像示意图。物体到物镜的距离___________(选填“大于”或“小于”)一倍焦距,成___________(选填“放大”或“缩小”)的像。目镜的目的是使物镜所成的像再次成一个___________(选填“放大”或“缩小”)的像。显微镜看到的像最终是___________(选填“倒立”或“正立”)的。
【答案】 大于 放大 放大 倒立
【解析】[1][2][3][4]显微镜的物镜作用相当于投影仪,把物体置于物镜一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立放大的实像;目镜的作用相当于放大镜,把物体置于一倍焦距之内,成正立、放大的虚像,经过两次放大作用,最终看到的像是倒立的。
【物镜与目镜比较】
比较维度
物镜
目镜
核心定义
光学仪器中靠近被观察物体的透镜,承担第一次成像功能
光学仪器中靠近人眼的透镜,承担二次放大功能
安装位置
仪器朝向观测物体的前端
仪器朝向观察者的后端
成像本质
利用凸透镜成实像的规律工作
利用凸透镜成虚像的规律工作(本质为放大镜)
显微镜中成像特点
成倒立、放大的实像,等效于投影仪镜头
成正立、放大的虚像,等效于放大镜
开普勒望远镜中成像特点
成倒立、缩小的实像,等效于照相机镜头
成正立、放大的虚像,等效于放大镜
焦距规律
显微镜:焦距短;望远镜:焦距长
显微镜:焦距长;望远镜:焦距短
凸透镜应用与光学仪器题型的综合应用及解题步骤
1. 凸透镜生活应用区域辨析题:分区对应法
(1)核心规则:照相机、投影仪、放大镜分别对应凸透镜成像的三个物距区间,以二倍焦距、一倍焦距为分界点;物体经过焦点时,成像的虚实、正倒会发生突变。
(2)解题方法:
定分界:明确 2F、F 两个分界点,划分出三个物距区域:u>2f(甲区域)、f<u<2f(乙区域)、u<f(丙区域)。
配应用:u>2f→照相机,成倒立、缩小的实像;f<u<2f→投影仪,成倒立、放大的实像;u<f→放大镜,成正立、放大的虚像。
判过程:物体从远向透镜移动时,经过焦点位置成像会从实像变为虚像,实像可用光屏承接,虚像只能用眼睛观察。
(3)答题示范
错误示范:物体从甲区域移到丙区域的过程中,可以一直用光屏观察到像。(错在物体进入丙区域后成虚像,无法用光屏承接)
正确示范:甲区域对应照相机、乙区域对应投影仪、丙区域对应放大镜;物体移动经过焦点时成像性质突变,无法全程用光屏承接像。
(4)补充提示:速记口诀:一焦分虚实,二焦分大小;实像异侧倒,虚像同侧正。三个光学仪器均利用凸透镜成像规律,核心区别就是物距所在的区间不同。
2. 视力缺陷与矫正题:成像位置 - 透镜匹配法
(1)核心规则:晶状体相当于凸透镜,对光线有会聚作用;近视眼成像在视网膜前方,需凹透镜发散矫正;远视眼成像在视网膜后方,需凸透镜会聚矫正。
(2)解题方法:
定作用:晶状体属于凸透镜,对光始终具有会聚作用。
判缺陷:眼球前后径过短 / 晶状体太薄→像成在视网膜后方→远视眼;眼球前后径过长 / 晶状体太厚→像成在视网膜前方→近视眼。
配透镜:矫正原则是 “缺啥补啥”,会聚能力不足(远视)补凸透镜,会聚能力过强(近视)补凹透镜。
(3)答题示范
错误示范:眼球偏短是近视眼,佩戴凹透镜矫正。(错在眼球偏短导致像成在视网膜后,属于远视眼)
正确示范:晶状体对光有会聚作用;眼球发育偏短,像成在视网膜后方,属于远视眼,应配戴凸透镜矫正视力。
(4)补充提示:速记口诀:近前远后,近凹远凸。即近视成像在视网膜前,用凹透镜;远视成像在视网膜后,用凸透镜。
3. 复合光学仪器辨析题:两次成像拆分法
(1)核心规则:显微镜、望远镜均由物镜和目镜两组凸透镜组成,两次成像各自遵循凸透镜成像规律,需拆分分别分析,不可混淆。
(2)解题方法:
拆结构:将仪器拆分为物镜、目镜两个独立凸透镜,分别判断成像性质。
记规律:显微镜:物镜成倒立、放大的实像(投影仪原理),目镜成正立、放大的虚像(放大镜原理);望远镜:物镜成倒立、缩小的实像(照相机原理),目镜成正立、放大的虚像(放大镜原理)。
排选项:逐一核对镜片类型、成像性质,筛选错误表述。
(3)答题示范
错误示范:显微镜的目镜是凹透镜。(错在显微镜的目镜和物镜都是凸透镜,目镜起放大镜的作用)
正确示范:显微镜的物镜和目镜都是凸透镜;物体经物镜成倒立的实像,经目镜成正立的虚像。
(4)补充提示:两类仪器的目镜作用完全相同,都相当于放大镜;核心区别在物镜,显微镜物镜成放大实像,望远镜物镜成缩小实像。
角度01 生活中的透镜应用
1.照相机、投影仪和放大镜都是凸透镜成像原理的具体应用。如下图,下列说法错误的是( )
A.照相机:被拍物体应在甲区域内,成倒立、缩小的实像
B.投影仪:物体应在乙区域内,成倒立、放大的实像
C.放大镜:被观察物体应在丙区域内,成正立、放大的虚像
D.将物体从甲区域逐渐移动到丙区域的过程中,可以一直观察到物体的像
【答案】D
【解析】A.照相机物体在甲区,成倒立缩小实像,故A正确,不符合题意;
B.投影仪物体在乙区,成倒立放大实像,故B正确,不符合题意;
C.放大镜物体在丙区,成正立放大虚像,故C正确,不符合题意;
D.物体从甲()移到乙()时,成实像,实像可以观察;当物体从乙移到丙(跨过焦点F)时,成像从实像变为虚像,在焦点处不成像,且实像和虚像的观察方式不同,不能一直连续观察到像,故D错误,符合题意。
故选D。
2.关于生活中透镜的应用,下列说法正确的是( )
A.照相机的镜头相当于凹透镜
B.投影仪成正立、放大的实像
C.放大镜成的像不能用光屏承接
D.物体离放大镜越远,看到的像一定越大
【答案】C
【解析】A.照相机的镜头相当于凸透镜,故A错误;
B.投影仪成倒立、放大的实像,故B错误;
C.放大镜成正立、放大的虚像,虚像不能用光屏承接,故C正确;
D.只有在一倍焦距以内,物体离放大镜越远像才越大;若物距超过一倍焦距,物体离放大镜越远像越小,故D错误。
故选C。
角度02 水凸透镜的利用
3.如图所示,物理教材放到装有水的圆柱形玻璃杯后面,我们透过玻璃杯看到书上面的字比实际的要大,这是经过玻璃杯形成的______像(选填“虚”或“实”),说明盛水的圆柱形玻璃杯起了______透镜(选填“凸”或“凹”)的作用。
【答案】 虚 凸
【解析】[1][2] 圆柱形玻璃杯盛水,圆柱形玻璃杯中的水中间厚、边缘薄,形成水凸透镜,物理教材放在水凸透镜的一倍焦距以内成正立、放大的虚像。
4.清晨,我们常常会看到树枝和树叶上有一些水珠,如图所示。甲图中看到水珠后面远处景物是倒立的,乙图中透过树叶上的水珠观察到树叶清晰的叶脉,则通过________(选填“甲”或者“乙”)图中的水珠看到的是物体的实像。
【答案】甲
【解析】露珠中间厚,边缘薄,形成一个水凸透镜。甲图中远处景物在透镜的2倍焦距以外,看到的是倒立缩小的实像的;乙图中,叶脉在水凸透镜的一倍焦距以内,成正立、放大的虚像。
角度03 近视眼和远视眼的矫正
5.正常眼球看近处物体光路如图甲所示。小聪做眼球检查;发现自己的晶状体与常人无异,但眼球发育偏短,看近处物体时光路如图乙(虚线部分为正常眼球形状)。小聪的晶状体对光有________(选填“会聚”或“发散”)作用,小聪是________(选填“近”或“远”)视眼,应配戴________(选填“凸透镜”或“凹透镜”)来矫正视力。
【答案】
会聚
远
凸透镜
【解析】人的眼球好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,对光有会聚作用。
小聪的眼球发育偏短,看近处物体时,像成在了视网膜的后方,从而在视网膜上成模糊的像,所以小聪的眼看不清近处的物体,属于远视眼;
远视眼的矫正需要利用凸透镜对光线的会聚作用,让光线提前会聚,使原本落在视网膜后方的像前移到视网膜上,因此需要配戴凸透镜矫正。
6.如图所示,小华在做“探究凸透镜的成像规律”实验时,把周老师的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上烛焰的像变模糊了,接着,他将光屏远离凸透镜,又能在光屏上看到烛焰的清晰的像,周老师是__________视眼,戴__________透镜
【答案】 近 凹
【解析】[1][2]将眼镜放在蜡烛和凸透镜之间后,需将光屏远离凸透镜才能再次看到清晰的像,这说明该透镜对光线起到了发散作用,推迟了光线的会聚点,因此是凹透镜。近视眼的成因是晶状体太厚,折光能力太强,导致像成在视网膜前方,矫正近视眼需佩戴对光线有发散作用的凹透镜,因此周老师是近视眼。
角度04 显微镜的组成和成像原理
7.(多选)如图是同学们生物课观察洋葱表皮细胞时用的显微镜结构图,使用时物体距物镜距离略大于物镜的焦距,物镜所成像位于目镜焦点以内。利用相关的物理知识和生物课的实验操作来分析显微镜( )
A.目镜相当于一个放大镜
B.通过目镜看到的是一个被放大的虚像
C.物镜的焦距要大于目镜的焦距
D.反光镜是一个凹面镜对光线有会聚作用
【答案】ABD
【解析】AB.使用显微镜时,物镜所成像位于目镜焦点以内,此时目镜相当于一个放大镜,所成的像为正立、放大的虚像,故AB符合题意;
C.显微镜的物镜焦距短,目镜焦距长,这样才能使物镜成的实像在目镜的一倍焦距以内,以便目镜进行二次放大,所以物镜的焦距小于目镜的焦距,故C不符合题意;
D.反光镜的作用是将外部的光反射到载物台,照亮载玻片,为了收集更多的光线,因此反光镜是一个凹面镜,对光线有会聚作用,故D符合题意。
故选ABD。
8.如图所示是显微镜的结构,下列说法不正确的是( )
A.物镜是凸透镜
B.目镜是凹透镜
C.物体经物镜成倒立的实像
D.物体经目镜成正立的虚像
【答案】B
【解析】AB.显微镜的目镜和物镜都是凸透镜,故A正确,不符合题意,B错误,符合题意;
C.显微镜的物镜成倒立、放大的实像,故C正确,不符合题意;
D.目镜类似放大镜,将物镜成的像再次成正立、放大的虚像,故D正确,不符合题意。
故选B。
角度05 望远镜的组成和成像原理
9.小聪翻阅资料和询问老师了解到望远镜原理后在跨学科实践:制作望远镜课上,小聪制作了简易有效望远镜如图所示,受到老师和同学们的一致好评。关于设计简易有效望远镜,下列说法合理的是( )
A.物镜成放大的实像
B.目镜成放大的实像
C.物镜和目镜可以选取两个凸透镜
D.物镜和目镜可以选取两个凹透镜
【答案】C
【解析】AB.望远镜物镜工作时,远处物体的物距大于物镜的二倍焦距,根据凸透镜成像规律,物镜成倒立、缩小的实像;物镜成的实像位于目镜的一倍焦距以内,根据凸透镜成像规律,目镜成正立、放大的虚像,故AB不符合题意;
C.我们制作常见的简易开普勒望远镜时,可以选取两个焦距不同的凸透镜,长焦距的做物镜、短焦距的做目镜,故C符合题意;
D.两个凹透镜无法实现望远镜对远处物体清晰放大的成像效果,故D不符合题意。
故选C。
10.天文爱好者所使用的望远镜如图所示。以下判断正确的是( )
A.A镜是目镜
B.B镜是物镜
C.由于没有光屏,太空中的星体通过A镜成的是虚像
D.望远镜的目镜作用是把物体通过物镜成的像放大
【答案】D
【解析】AB.靠近眼睛的B镜是目镜,靠近物体的A镜是物镜,故AB错误;
CD.太空中的星体通过A镜成倒立缩小的实像;目镜的作用是将物镜所成的实像放大,形成一个正立、放大的虚像,故C错误,D正确。
故选D。
【例1】(2026·山东烟台·中考真题 )眼睛是心灵的窗户,我们应科学用眼。下列关于眼睛和眼镜的说法正确的是( )
A.视力正常的人看远处物体时,在视网膜上会形成正立的实像
B.眼睛的成像原理与小孔成像的原理相同
C.图甲所示的眼睛可能是晶状体变厚形成的
D.图乙是近视眼配戴镜片进行矫正时的成像光路图
【答案】C
【解析】A.人眼成像属于凸透镜成像,正常眼睛在视网膜上成的是倒立、缩小的实像,不是正立实像,故A错误;
B.眼睛成像的原理是光的折射(凸透镜成像),小孔成像的原理是光的直线传播,二者原理不同,故B错误;
C.图甲中平行光经晶状体折射后,成像在视网膜前方,属于近视眼,近视眼的成因就是晶状体变厚、折射光的能力过强,因此该眼睛可能是晶状体变厚形成的,故C正确;
D.图乙中,近处物体经矫正后像才落在视网膜上,原本成像在视网膜后方,这是远视眼的矫正光路图,不是近视眼的矫正光路,故D错误。
故选C。
【深化点拨】
(1)核心考点锚定
本题考查眼睛的成像原理、近视与远视的成因及矫正方法,结合光路图辨析透镜类型与视力缺陷的对应关系,是光学 “透镜及其应用” 章节的高频核心考点。
(2)原理深度剖析
人的眼睛相当于一架微型照相机,晶状体与角膜共同作用相当于凸透镜,视网膜相当于光屏。正常眼睛视物时,物距大于 2 倍焦距,在视网膜上成倒立、缩小的实像。近视眼:晶状体太厚(折光能力过强),或眼球前后径过长,远处物体的像成在视网膜前方,需用凹透镜矫正;远视眼:晶状体太薄(折光能力过弱),或眼球前后径过短,近处物体的像成在视网膜后方,需用凸透镜矫正。
(3)易错警示
成像性质误区:极易误记为 “眼睛成正立的像”,牢记所有实像均为倒立,视觉正立是大脑的修正效果,并非光学成像结果。矫正透镜记混:可通过口诀区分 ——近前凹,远后凸:近视像在视网膜前,用凹透镜;远视像在视网膜后,用凸透镜。成因理解片面:近视眼不只有 “晶状体太厚” 一种成因,眼球前后径过长同样会导致像成在视网膜前,二者均属于近视眼的形成原因。
(4)拓展迁移
近视防控的物理逻辑:长时间近距离视物时,晶状体会持续收缩变厚,长期处于紧张状态会导致调节能力下降,形成真性近视;远眺可以放松晶状体,是科学防控近视的有效方法。
老花眼本质上就是远视眼,多因年龄增长导致晶状体弹性减弱、折光能力下降,需佩戴凸透镜(老花镜)进行矫正。
【变式1-1】(2026·四川南充·中考真题)如图为某同学看远处物体时,眼睛的成像示意图,该同学患了___________(选填“近视眼”或“远视眼”),可以佩戴对光线具有___________(选填“发散”或“会聚”)作用的眼镜进行矫正。
【答案】 近视眼 发散
【解析】由图可知,远处物体的平行光经晶状体折射后,像成在了视网膜的前方,这是近视眼的成像特点,因此该同学患近视眼;
近视眼的像成在视网膜前方,需要佩戴对光线有发散作用的凹透镜矫正,使像后移到视网膜上,从而看清物体。
【变式1-2】(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
【解析】[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。
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1.如图,是同学看远处物体时眼球成像的示意图,则该同学矫正视力需佩戴的眼镜及对应原理正确的是( )
A.远视镜,利用凸透镜对光的会聚
B.远视镜,利用凹透镜对光的发散
C.近视镜,利用凸透镜对光的会聚
D.近视镜,利用凹透镜对光的发散
【答案】D
【解析】由图可知,该同学佩戴的透镜中间薄边缘厚,为凹透镜。凹透镜对光有发散作用,用于矫正近视眼,使光线推迟会聚,像成在视网膜上,故ABC错误,D正确。
故选D。
2.12月2日是全国交通安全日,为加强交通安全,石家庄市重要位置都安装了“电子眼”,如图所示。这些“电子眼”不仅能抓拍到交通事故的瞬间,还能对闯红灯、不按道行驶、超速、逆行、压实线等交通违章现象进行实时记录(照相)。下列关于“电子眼”的说法错误的是( )
A.电子眼上成的像是实像
B.电子眼的摄像头相当于凸透镜
C.当物体靠近电子眼时,电子眼所成的像变小
D.在拍摄录像时,物体在电子眼摄像头的二倍焦距以外
【答案】C
【解析】ABD.电子眼的摄像头相当于凸透镜,拍摄时物体在二倍焦距以外,成倒立、缩小的实像,故ABD正确;
C.根据凸透镜成实像时物近像远像变大的规律,当物体靠近电子眼时,物距减小,像距变大,所成的像变大,故C错误。
本题选错误的,故选C。
3.如图所示,使用手机摄像头扫描二维码时,成像原理与之相同的是( )
A.放大镜 B.投影仪 C.照相机 D.显微镜
【答案】C
【解析】手机摄像头相当于凸透镜,扫描二维码时物距,成倒立、缩小的实像。
A.放大镜物距,成正立、放大的虚像,故A不符合题意;
B.投影仪物距,成倒立、放大的实像,故B不符合题意;
C.照相机物距,成倒立、缩小的实像,故C符合题意;
D.显微镜物镜成倒立、放大的实像,目镜成正立、放大的虚像,故D不符合题意。
故选C。
4.用放大镜观察邮票时,能看到清晰的像,下列说法正确的是( )
A.邮票在放大镜的二倍焦距以外
B.成的是倒立、放大的实像
C.放大镜的焦距越大,放大效果越明显
D.邮票到放大镜的距离小于一倍焦距
【答案】D
【解析】ABD.用放大镜观察邮票时,能看到清晰的像,应用的是凸透镜成像原理,邮票在放大镜的一倍焦距以内,成的是正立、放大的虚像,故AB错误,D正确;
C.凸透镜作为放大镜使用时,在物距接近焦距的前提下,焦距越小,放大倍数越大,焦距越大反而放大效果越弱,故C错误。
故选D。
5.如图所示,某同学用焦距为10cm的凸透镜自制了一个照相机。在纸筒B的一端嵌上一个凸透镜作为镜头,在纸筒A的一端蒙上一层半透明薄膜。下列说法正确的是( )
A.使用时应将半透明薄膜对着要拍摄的明亮物体
B.制作时,应使薄膜和镜头间的距离控制在5~10cm
C.自制相机靠近景物时,缩短薄膜和镜头间的距离可以在薄膜上成清晰的像
D.环境较亮时,在A的左侧套一个两端开口的纸筒,可以让薄膜上的像更便于观察
【答案】D
【解析】A.使用时需要让光线从镜头进入,成像在半透明薄膜上,因此应当将镜头对着拍摄物体,不是半透明薄膜对着物体,故A错误;
B.照相机的原理是物距大于二倍焦距,像距大于一倍焦距小于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,薄膜与镜头距离是像距,应控制在10cm和20cm之间,故B错误;
C.凸透镜成实像时,物近像远像变大,靠近景物(物距减小),像距需增大,拉长纸筒可成清晰像,即应增大薄膜与镜头的距离,故C错误;
D.A左侧套纸筒,环境较亮时,在A左侧套两端开口纸筒,可阻挡周围杂光,使薄膜上的像更清晰、便于观察,故D正确。
故选D。
6.小明透过凸透镜镜片观察邮票上的文字(如图甲)时观察到的是_________(选填“虚”或“实”)像;将此镜片放在蜡烛和光屏之间,移动光屏,使烛焰在光屏上成清晰的像,然后在镜片前放置一眼镜(如图乙),光屏上的像变模糊了,向后移动光屏,像又清晰了,则镜片前的眼镜是_________(选填“近视”或“远视”)眼镜。
【答案】
虚
近视
【解析】透过凸透镜观察邮票时物距小于一倍焦距,由凸透镜成像规律可知成正立、放大的虚像。
因放置眼镜后需向后移动光屏才能得到清晰的像,说明该眼镜对光有发散作用,像距变大;近视眼镜是凹透镜,对光有发散作用,远视眼镜是凸透镜,对光有会聚作用;因此该眼镜为近视眼镜。
7.“刷脸”支付设备通常配备红外摄像头和红外光源。“刷脸”支付过程中,摄像头相当于凸透镜,人脸到摄像头的距离________(选填“大于二倍焦距”、“一倍焦距和二倍焦距之间”或“小于一倍焦距”)。该透镜还可以用来矫正________(选填“近”或“远”)视眼。
【答案】 大于二倍焦距 远
【解析】摄像头成倒立、缩小的实像,由凸透镜成像规律可知,物距需大于二倍焦距,故人脸到摄像头的距离大于二倍焦距。凸透镜对光线有会聚作用,因远视眼成像在视网膜后方,故可用凸透镜矫正。
8.如图甲是公共场所的宣传投影灯,装在高处的投影灯照在地面上出现图案和字样,其内部结构如图乙。图片到镜头的距离为________(选填“大于2倍焦距”、“小于焦距”或“焦距和2倍焦距之间”);调大镜头与图片的距离,地面上的图案会________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 焦距和2倍焦距之间 变小
【解析】投影灯的成像原理和投影仪相同,利用凸透镜成倒立放大实像的规律:当物距(图片到镜头的距离)在一倍焦距和二倍焦距之间时,成倒立放大的实像;凸透镜成实像时遵循规律:物距变大,像距变小,像也变小,调大镜头与图片的距离即物距增大,因此地面上的像会变小。
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9.物理兴趣小组利用光具座、可变焦的水透镜、注射器等器材,开展了“探究近视眼的形成原因”跨学科实践活动。如图甲所示,光屏上成清晰的像(像未画出)。下列说法正确的是( )
A.水透镜模拟图乙中的1和4 B.光屏模拟图乙中的7
C.此时水透镜的焦距可能为10cm D.若要模拟近视眼,可以向水透镜适当注水
【答案】D
【解析】A.水透镜模拟晶状体(4),注射器模拟睫状体(1)的调节作用,故A错误;
B.光屏模拟视网膜(6),故B错误;
C.物距
像距
由成倒立缩小实像条件,得,即;由,得,即,综合可知焦距范围为,故C错误;
D.向水透镜注水,透镜变凸,焦距变小,折光能力变强,像成在光屏前方,模拟近视眼,故D正确。
故选D。
10.在用一凸透镜研究其成像的规律时,某同学得到的部分实验信息如下表所示.根据表中信息判定下列说法不正确的是( )
实验次序
物距/cm
像的性质
像距/cm
1
20
倒立、等大、实像
2
30
15
3
15
倒立、放大、实像
30
A.第1次实验的像距为20cm
B.第2次实验成倒立、缩小的实像
C.第3次实验成像特点与照相机成像特点相同
D.分析表中数据可知:成实像时,物体靠近透镜,像远离透镜,像逐渐变大
【答案】C
【解析】A.第1次实验物距成倒立等大实像,根据凸透镜成像规律,此时物距等于二倍焦距,即,此时像距等于物距,故A正确;
B.第2次实验物距,成倒立、缩小的实像,故B正确;
C.第3次实验物距,满足,成倒立放大实像,是投影仪的成像特点;照相机成像特点为时成倒立缩小实像,故C错误;
D.对比实验2、3,物距从减小到(物体靠近透镜),像距从增大到(像远离透镜),像从缩小变为放大,可知成实像时,物近像远像变大,故D正确。
本题选择不正确的,故选C。
11.如图所示,图甲测凸透镜的焦距,图乙“探究凸透镜成像的规律”,在图乙所示的位置光屏上成清晰的像,下列说法正确的是( )
A.由图甲可知凸透镜的焦距是60cm
B.图乙中若在凸透镜左侧“戴”上近视镜,光屏向右移动才能找到清晰的像
C.图乙的成像的特点与投影仪的成像原理相同
D.图乙中若透镜不动,把蜡烛和光屏的位置互换,光屏上会成清晰的缩小的像
【答案】B
【解析】A.平行光经凸透镜会聚在焦点上,甲图中凸透镜在50cm刻度处,光屏在60cm刻度处,焦距是两者的距离,即,故A错误;
B.近视镜是凹透镜,对光线有发散作用,会让原本会聚的光线延迟会聚,像距变大,因此光屏需要向右移动才能重新得到清晰的像,故B正确;
C.图乙中物距大于像距,且物距大于二倍的焦距,成像的特点与照相机的成像原理相同,故C错误;
D.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,此时,成倒立、放大的实像,故D错误。
故选 B。
12.在用焦距为f的凸透镜探究凸透镜成像规律时,多次实验,记录凸透镜成实像时的物距u、像距v;算出物像间距L(即u+v);绘出如下图线(以f为长度单位);结合图像,下列说法错误的是( )
A.c点的成像特点与照相机成像特点一样
B.c和d两点的成像特点是一样的
C.a和d两点数据可以说明光路是可逆的
D.当凸透镜成实像时,其物像间距满足L≥4.5f
【答案】D
【解析】AB.点物距,点物距,均满足,成倒立缩小的实像,与照相机成像特点一样,故AB正确;
C.点物距,物像间距,像距
点物距,物像间距,像距
、两点物距与像距数值互换,说明光路是可逆的,故C正确;
D.由图像可知,凸透镜成实像时,物像间距的最小值为点的物像间距,即物像间距满足,故D错误。
本题选择说法错误的,故选D。
13.人眼的晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜(用“E”表示),正常眼睛能看清远近不同的物体,如图所示。以下判断正确的是( )
A.眼球好像一架投影仪
B.视网膜上所成的像是正立的
C.观察的物体越来越远时,“E”的焦距不变
D.观察的物体越来越远时,它在视网膜上成像的像距不变
【答案】D
【解析】AB.人眼的成像原理与照相机相同,在视网膜上成倒立、缩小的实像,而投影仪成倒立、放大的实像,故AB错误;
CD.观察的物体越来越远时,物距变大,人眼依靠调节晶状体焦距成像,晶状体变薄,焦距变大,但视网膜位置不变,成像的像距不变,故C错误,D正确。
故选D。
14.装水的薄壁玻璃杯中放入一条小鱼,如图,从某一角度观察到鱼的三个像:a位置的小鱼是由于光的__________形成的像;b位置的小鱼与__________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)成像原理相似;c位置看到“翻肚”的小鱼,这是由于光先发生__________、后发生__________所形成的像。
【答案】
折射
放大镜
反射
折射
【解析】光从水中射向空气中时,会发生折射,根据折射规律可知,折射角会大于入射角,从而导致人眼看到的小鱼位置比鱼的实际位置高,所以,a位置的像由光的折射形成;
装水的薄壁玻璃杯相当于凸透镜,鱼在一倍焦距以内成正立、放大的虚像,故b位置与放大镜成像原理相似。
鱼反射的光先在杯底的平面处发生反射,形成上下颠倒的虚像,反射光再经杯壁折射进入人眼,所以,c位置的像先发生反射,后发生折射。
15.通过显微镜观察植物叶片上的气孔,气孔经过物镜成的是放大的__________(选填“实”或“虚”)像,这个像到物镜的距离v与物镜焦距的大小关系为__________,这个像到目镜的距离u与目镜焦距的大小关系为__________。最后,人眼通过目镜看到的是放大的__________(选填“实”或“虚”)像。
【答案】
实
虚
【解析】显微镜的物镜相当于投影仪的镜头,根据凸透镜成像规律,当物体位于1倍焦距和2倍焦距之间时,成倒立、放大的实像,此时像距大于物镜的2倍焦距,因此气孔经过物镜成放大的实像,像到物镜的距离满足;
显微镜的目镜相当于放大镜,根据凸透镜成像规律,当物体(此处为物镜所成的实像)位于目镜的1倍焦距以内时,因此这个实像到目镜的距离满足,人眼最终看到的是成正立、放大的虚像。
16.用下图所示的自制望远镜观察远近不同的物体时,需要拉动镜筒以调节物镜和目镜间的距离。小陈同学从远处观察某物体变为从较近处观察该物体时,物镜和目镜间的距离要__________一些,该物体经物镜所成的像将___________(选填“变大”或“变小”)。
【答案】 大/远 变大
【解析】[1]望远镜的物镜相当于照相机镜头,根据凸透镜成像规律:物距减小(物体靠近物镜),像距会增大,物镜所成的实像会向后(远离物镜、靠近目镜的方向)移动。为了让这个实像能落在目镜的一倍焦距内(方便目镜放大观察),需要拉大物镜和目镜之间的距离。
[2]同样根据照相机成像规律:物距变小,像距变大,所成的实像会变大。
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17.生物课上,小石用显微镜观察番茄果肉细胞时,只要调整物镜就可以使图中视野甲变为视野乙。于是突发奇想,用丙图实验装置来模拟物镜的成像情况。下列说法正确的是( )
A.丙图此时的成像情况,刚好可以模拟显微镜物镜成倒立放大的虚像
B.若要模拟从甲图到乙图的变化过程,可使水透镜变薄或将蜡烛靠近透镜
C.若用手挡住一部分水透镜,光屏上可以呈现不完整的像,像会变得更明亮
D.显微镜目镜的成像原理和照相机的成像原理是相同的
【答案】B
【解析】A.显微镜的物镜观察物体时位于1倍焦距与2焦距之间,相当于投影仪,成倒立放大的实像,故A错误;
B.从甲图到乙图,像变大了。根据凸透镜成实像规律“物近像远像变大”,蜡烛靠近透镜,物距减小,像变大;水透镜变薄,凸度变小,焦距变大,则物距不变时,像距增大,像变大,故B正确;
C.挡住一部分水透镜,仍有光线透过透镜剩余部分会聚成像,光屏上依然成完整的像;但透过的光线减少,像会变暗,故C错误;
D.显微镜目镜相当于放大镜,成正立放大的虚像;照相机成倒立缩小的实像,二者成像原理不同,故D错误。
故选B。
18.同学们在老师的指导下制作了简易天文望远镜,如图所示。该望远镜由两个单片的凸透镜组成,物体经过两次折射成像。关于这种望远镜,小明得出了以下结论:①应选择焦距较长、直径较小的凸透镜作为目镜;②用望远镜观察月球时,通过调节使成像清晰,此时物镜与目镜的距离约等于两者焦距之和;③为了让成像清晰,物镜焦距与目镜焦距之比越大越好;④用望远镜先观察月球,再观察近处的建筑物,物镜与目镜的距离应略微增大些.其中正确的是( )
A.只有①④ B.只有②③ C.只有②④ D.只有②③④
【答案】D
【解析】①望远镜的目镜相当于一个放大镜,用来放大物镜所成的实像。放大镜的放大倍数与焦距成反比,焦距越短,放大倍数越大。因此,应选择焦距较短的凸透镜作为目镜,故①错误;
②观察月球时,月球可视为在无穷远处,来自无穷远处的光线经物镜后,会在物镜的焦点上形成一个倒立、缩小的实像。为了通过目镜观察到清晰的像,需要将物镜成的实像置于目镜的焦点上。因此,物镜和目镜的焦点重合,它们之间的距离就等于物镜焦距与目镜焦距之和,故②正确。
③望远镜的放大倍数M近似等于物镜焦距与目镜焦距之比,这个比值越大,放大倍数越高,观察到的物体就越大,细节也越丰富,感觉上就是“成像清晰”,故③正确。
④观察远处的月球时,物镜成的像在物镜的焦点处。当观察近处的建筑物时,物距变小,根据凸透镜成像规律“物近像远”,物镜所成的实像会向远离物镜的方向移动,即像距变大,像的位置会比物镜的焦点更远。为了能用目镜看清这个新的实像,需要增大物镜与目镜之间的距离,使目镜的焦点与这个新的实像位置重合,故④正确。
故D正确,ABC错误。
故选D。
19.在“探究凸透镜成像的规律”时,将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm处,在透镜另一侧距离透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像。下列相关说法中( )
①光屏上成倒立、放大的实像
②照相机是利用这一成像原理工作的
③该透镜的焦距f一定满足8cm<f<15cm
④过一段时间蜡烛烧短,要使光屏上出现清晰完整的像,光屏应向下移
A.只有①③正确 B.只有②④正确
C.只有②③正确 D.只有①④正确
【答案】C
【解析】已知蜡烛到凸透镜的物距u=30cm,光屏到凸透镜的像距v=16cm,u>v,且光屏能承接实像,逐一分析四个说法:
①②:当u>v时,成倒立、缩小的实像,这是照相机的工作原理,因此①错误,②正确。
③已知,可知
已知,所以,即
综上
因此③正确。
④:蜡烛燃烧变短,烛焰向下移动,像会向上移动,要使像仍成在光屏上,光屏应向上移,因此④错误。
综上,只有②③正确,故ABD不符合题意,C符合题意;
故选C。
20.图甲为眼睛的结构示意图,图乙为某科学兴趣小组自制的一个用来模拟眼睛变焦过程的装置。实验时保持图中蜡烛和水凸透镜的位置不变,缓慢从“水透镜”中抽出或注入适量的水,从而改变“水透镜”的凸度,发现光屏上的像变模糊,此时适当调节光屏的位置,直至呈现烛焰清晰的像并记录像距。针对此实验过程,以下说法正确的是( )
A.图甲中的视网膜相当于图乙中的水凸透镜
B.当抽出适量水时,烛焰的像距随之减小
C.当注入适量水时,光屏上的像变模糊,此时烛焰的像成在光屏的前方
D.当注入适量水时,在水透镜前方放置一个适当的凸透镜,光屏上仍可成清晰的像
【答案】C
【解析】A.眼睛的晶状体和角膜的组合相当于一个凸透镜,对光线起会聚作用,视网膜相当于光屏,用来承接像。在图乙的模拟装置中,水凸透镜相当于眼睛的晶状体,光屏相当于视网膜,故A错误;
B.当从“水透镜”中抽出适量水时,水凸透镜的凸度变小,焦距变大。根据凸透镜成像规律,物距不变时,焦距变大,则像距变大,故B错误;
C.当向“水透镜”中注入适量水时,水凸透镜的凸度变大,焦距变小,会聚能力变强。物距不变时,像距会变小,所以像会成在光屏的前方,导致光屏上的像变模糊。这模拟了近视眼的成因,故C正确;
D.由C的分析可知,当注入适量水时,模拟的是近视眼,像成在光屏前方。为了使像能成在光屏上,应使光线延迟会聚。凹透镜对光线有发散作用,所以应在水透镜前方放置一个适当的凹透镜,而不是凸透镜,故D错误。
故选C。
21.现代生活中人们患有不同的视力问题。图甲、乙、丙、丁中关于近视眼形成原因的是________(选填甲、乙、丙、丁),将近视眼矫正的原理图是________(选填甲、乙、丙、丁)。小宇同学用自制的水透镜来探究眼疾的形成原因及矫正的有关问题。当他移动蜡烛、水透镜和光屏至图戊所示位置时,恰能在光屏上看到清晰的倒立的实像,接下来他在水透镜中抽出适量的水,如图己所示,当小宇把________(选填“远视眼镜”或”近视眼镜”)给水透镜“戴上”,烛焰的像才会再次变得清晰,相当于加以矫正。
【答案】 甲 丁 远视眼镜
【解析】[1]由图知,甲图的光线会聚在视网膜的前方,所以甲图表示近视眼的成像情况。
[2]近视眼应佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正,则丁图是近视眼的矫正原理图。
[3]在水透镜中抽出适量的水,凸透镜变薄,会聚能力变弱,需要添加对光线有会聚能力的凸透镜,即远视眼镜,烛焰的像才会再次变得清晰。
22.将盛满水的圆柱形透明玻璃杯贴近书本,改变玻璃杯到书本的距离,透过玻璃杯去观看书上的鹦鹉图片(圆圈中的鹦鹉图与书本中的鹦鹉图实际大小相等),若使书本逐渐远离玻璃杯,不可能看到的是______,他先后所能看到的像的顺序是______。
【答案】 B C、D、E
【解析】[1]根据凸透镜成像规律,当书本逐渐远离玻璃杯时,不可能看到的是正立缩小的像。
[2]当书本逐渐远离玻璃杯时,当物体在一倍焦距以内时,成正立、放大的虚像,对应图C;当物体在一倍焦距和二倍焦距之间时,成倒立、放大的实像,无对应图;当物体在二倍焦距处时,成倒立、等大的实像,对应图D;当物体在二倍焦距以外时,成倒立、缩小的实像,对应图E。故先后看到的像的顺序是C、D、E。
23.小宇和跨学科实践小组的同学制作了一个望远镜,结构如图甲所示,其中物镜的焦距为20cm,目镜的焦距为5cm。经过不断的调试,她看到了很远处物体最清晰最大的像,其成像原理的光路图如图乙所示。制作时镜筒要设计成两段,并且让物镜的镜筒较目镜的镜筒粗一些,物镜能使远处的物体成像落在目镜的___________以内,此时物镜和目镜之间的距离约为___________cm,小宇看到的远处物体倒立像的虚实情况是:___________像。
【答案】 一倍焦距 25 虚
【解析】[1] 望远镜的目镜相当于放大镜,需要将物镜成的实像放在目镜的一倍焦距以内,才能成正立、放大的虚像。
[2] 远处物体经物镜成的实像落在物镜的焦点附近(约 20cm 处),这个实像又需落在目镜的一倍焦距以内(约 5cm),所以物镜和目镜之间的距离约为。
[3] 物镜成的实像正好在目镜的一倍焦距以内,成正立、放大的虚像。此虚像相对于物体来说是倒立的,所以望远镜最终成的是倒立、放大的虚像。
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3.4 透镜的应用
目录
01 本节导航·目标清单
02 教材精研·内容全解
考点01 生活中的透镜应用
考点02 眼睛与视力矫正
考点03 显微镜与望远镜
03 避坑指南·解题通法
角度01 生活中的透镜应用
角度02 水凸透镜的利用
角度03 近视眼和远视眼的矫正
角度04 显微镜的组成和成像原理
角度05 望远镜的组成和成像原理
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. 掌握照相机、放大镜等生活透镜的成像原理与调节规律。
2. 理解人眼的成像机制,掌握近视、远视的成因与矫正方法。
3. 了解显微镜、望远镜的结构与成像原理。
4. 能运用凸透镜成像规律分析各类透镜应用问题。
1. 结合凸透镜成像规律,对应分析每类应用的物距条件。
2. 通过实验模拟视力矫正,直观理解矫正原理。
3. 通过对比表格,厘清易混应用的差异。
知识导图
考点01 生活中的透镜应用
应用类型
成像原理
物距条件
成像性质
调节规律
照相机
镜头相当于凸透镜,感光元件相当于光屏
倒立、缩小、实像
拍近景(像变大):镜头前伸(增大像距),相机靠近物体(减小物距)
拍远景(像变小):镜头后缩(减小像距),相机远离物体
投影仪 / 幻灯机
镜头相当于凸透镜,屏幕相当于光屏
倒立、放大、实像
像变大:增大投影仪与屏幕的距离(增大像距),减小镜头与胶片的距离(减小物距)
放大镜
透镜直接作为放大工具
正立、放大、虚像
像变大:放大镜适当远离物体(仍在一倍焦距内),越靠近焦点像越大
【深化点拨】
1.照相机的深层原理
照相机的核心结构与眼睛高度相似:镜头对应晶状体,感光元件对应视网膜。被拍摄的景物距离镜头远大于二倍焦距,因此在感光元件上成倒立、缩小的实像。手机的变焦摄影,本质是通过调整镜头组的等效焦距,在物距不变的情况下改变像的大小。
2.投影仪的细节说明
投影仪上方装有一块平面镜,作用是改变光的传播方向,使原本向上投射的像转向竖直的屏幕。由于凸透镜成的实像是倒立的,为了让屏幕上的像正立,投影片需要倒着插入投影仪。
3.实像与虚像的应用区分
照相机、投影仪成的是实像,可以用光屏承接;放大镜成的是虚像,只能透过透镜用眼睛观察,无法用光屏承接。三者均遵循凸透镜成像规律,只是物距范围不同。
1.物理社团的小东同学,在学习凸透镜的成像规律后,找出家里用的放大镜,给爸妈演示凸透镜的成像规律,如图所示,是他演示的一个情景,在该情境中,光屏上出现清晰的像,像的特点和应用中描述均正确的是( )
A.成正立放大的像 放大镜 B.成倒立的缩小的像 照相机
C.成倒立放大的像 投影仪 D.成倒立的等大的像 投影仪
2.许多博物馆会在较为精巧的文物前放置一块放大镜,如下图所示。放大镜属于________(选填“凸透镜”、“凹透镜”或“凸面镜”),通过放大镜看到的是______(选填“正立”或“倒立”)的________(选填“实像”或“虚像”)。
考点02 眼睛与视力矫正
1、透镜对光线的核心作用
结构
对应光学元件
作用
晶状体
凸透镜
折射光线,使物体成像在视网膜上
视网膜
光屏
承接实像,将光信号转化为神经信号传给大脑
睫状体
调节结构
改变晶状体的厚薄,调节焦距
2、近视与远视的成因及矫正
视力问题
成因
成像位置
矫正镜片
镜片作用
近视眼
晶状体太厚,折光能力太强;或眼球前后径过长
视网膜
凹透镜
对光线有发散作用,使像向后移动,恰好成在视网膜上
远视眼(老花眼)
晶状体太薄,折光能力太弱;或眼球前后径过短
视网膜
凸透镜
对光线有会聚作用,使像向前移动,恰好成在视网膜上
【深化点拨】
1.正常眼睛的调节机制
正常眼睛通过睫状体改变晶状体的厚薄实现自动调焦:看近处物体时,睫状体收缩,晶状体变厚,焦距变短,折光能力变强;看远处物体时,睫状体舒张,晶状体变薄,焦距变长,折光能力变弱。通过自动调节焦距,总能让清晰的像成在视网膜上。
2.核心记忆口诀
近前远后,近凹远凸。(近视像在视网膜前,戴凹透镜;远视像在视网膜后,戴凸透镜)
3.实验模拟视力矫正
在光具座上,用凸透镜模拟晶状体,光屏模拟视网膜,先成清晰的像模拟正常视力。
(1)模拟近视:换用更厚的凸透镜(折光能力更强),像成在光屏前方,光屏上像变模糊;在透镜前加凹透镜,像重新变清晰。
(2)模拟远视:换用更薄的凸透镜(折光能力更弱),像成在光屏后方,光屏上像变模糊;在透镜前加凸透镜,像重新变清晰。
1.近视是影响青少年健康的重大问题,保护视力、科学用眼已成为社会共识。如图所示,能模拟近视眼及其矫正原理的图是( )
A.甲和丙 B.甲和丁 C.乙和丙 D.乙和丁
2.黄爷爷发现最近视力有所下降,验光师用验光仪检测后确认其眼睛远视。根据检测结果,黄爷爷的眼球结构特征应与图___________(选填“A”或“B”)所示一致,应该选择用___________透镜进行矫正。
考点03 显微镜与望远镜
光学仪器
物镜作用
物镜成像特点
目镜作用
目镜成像特点
最终效果
显微镜
相当于投影仪
,成倒立、放大的实像
相当于放大镜
,成正立、放大的虚像
两次放大,总放大倍数 = 物镜放大倍数 × 目镜放大倍数,用于观察微小物体
望远镜
相当于照相机
,成倒立、缩小的实像
相当于放大镜
,成正立、放大的虚像
拉近物体、增大视角,使远处物体看起来更近更清晰,用于观测远处物体
【深化点拨】
1.目镜的共性
显微镜和望远镜的目镜作用完全相同,都相当于放大镜,将物镜成的实像再次放大,成正立、放大的虚像。
2.望远镜的视角原理
望远镜并没有把物体真正放大,远处的物体经过物镜后成的是缩小的实像,但这个像离我们的眼睛很近,再加上目镜的放大作用,视角大大增加,因此我们感觉物体被拉近、变大了。物体看起来的大小,本质由视角决定,视角越大,物体看起来越大。
3.易错提醒
显微镜的物镜成放大实像,望远镜的物镜成缩小实像,二者物镜成像性质不同,不要混淆。
两类仪器最终人眼看到的都是虚像,都是经过目镜放大后的结果。
1.“超级月亮”比正常时的月亮要大百分之二十,亮度也有所增加,天文爱好者为了研究这一现象,于是架设一台开普勒望远镜做进一步观察。关于该望远镜,下列说法正确的是( )
A.它的物镜和显微镜的物镜作用相同
B.它的物镜相当于放大镜,用来把物体放大
C.它是由一个凸透镜和一个凹透镜组成
D.它由两个透镜组成,靠近眼睛的为目镜,靠近被观测物体的为物镜
2.如图(a)所示是实验室常用的显微镜,图(b)是它的成像示意图。物体到物镜的距离___________(选填“大于”或“小于”)一倍焦距,成___________(选填“放大”或“缩小”)的像。目镜的目的是使物镜所成的像再次成一个___________(选填“放大”或“缩小”)的像。显微镜看到的像最终是___________(选填“倒立”或“正立”)的。
【物镜与目镜比较】
比较维度
物镜
目镜
核心定义
光学仪器中靠近被观察物体的透镜,承担第一次成像功能
光学仪器中靠近人眼的透镜,承担二次放大功能
安装位置
仪器朝向观测物体的前端
仪器朝向观察者的后端
成像本质
利用凸透镜成实像的规律工作
利用凸透镜成虚像的规律工作(本质为放大镜)
显微镜中成像特点
成倒立、放大的实像,等效于投影仪镜头
成正立、放大的虚像,等效于放大镜
开普勒望远镜中成像特点
成倒立、缩小的实像,等效于照相机镜头
成正立、放大的虚像,等效于放大镜
焦距规律
显微镜:焦距短;望远镜:焦距长
显微镜:焦距长;望远镜:焦距短
凸透镜应用与光学仪器题型的综合应用及解题步骤
1. 凸透镜生活应用区域辨析题:分区对应法
(1)核心规则:照相机、投影仪、放大镜分别对应凸透镜成像的三个物距区间,以二倍焦距、一倍焦距为分界点;物体经过焦点时,成像的虚实、正倒会发生突变。
(2)解题方法:
定分界:明确 2F、F 两个分界点,划分出三个物距区域:u>2f(甲区域)、f<u<2f(乙区域)、u<f(丙区域)。
配应用:u>2f→照相机,成倒立、缩小的实像;f<u<2f→投影仪,成倒立、放大的实像;u<f→放大镜,成正立、放大的虚像。
判过程:物体从远向透镜移动时,经过焦点位置成像会从实像变为虚像,实像可用光屏承接,虚像只能用眼睛观察。
(3)答题示范
错误示范:物体从甲区域移到丙区域的过程中,可以一直用光屏观察到像。(错在物体进入丙区域后成虚像,无法用光屏承接)
正确示范:甲区域对应照相机、乙区域对应投影仪、丙区域对应放大镜;物体移动经过焦点时成像性质突变,无法全程用光屏承接像。
(4)补充提示:速记口诀:一焦分虚实,二焦分大小;实像异侧倒,虚像同侧正。三个光学仪器均利用凸透镜成像规律,核心区别就是物距所在的区间不同。
2. 视力缺陷与矫正题:成像位置 - 透镜匹配法
(1)核心规则:晶状体相当于凸透镜,对光线有会聚作用;近视眼成像在视网膜前方,需凹透镜发散矫正;远视眼成像在视网膜后方,需凸透镜会聚矫正。
(2)解题方法:
定作用:晶状体属于凸透镜,对光始终具有会聚作用。
判缺陷:眼球前后径过短 / 晶状体太薄→像成在视网膜后方→远视眼;眼球前后径过长 / 晶状体太厚→像成在视网膜前方→近视眼。
配透镜:矫正原则是 “缺啥补啥”,会聚能力不足(远视)补凸透镜,会聚能力过强(近视)补凹透镜。
(3)答题示范
错误示范:眼球偏短是近视眼,佩戴凹透镜矫正。(错在眼球偏短导致像成在视网膜后,属于远视眼)
正确示范:晶状体对光有会聚作用;眼球发育偏短,像成在视网膜后方,属于远视眼,应配戴凸透镜矫正视力。
(4)补充提示:速记口诀:近前远后,近凹远凸。即近视成像在视网膜前,用凹透镜;远视成像在视网膜后,用凸透镜。
3. 复合光学仪器辨析题:两次成像拆分法
(1)核心规则:显微镜、望远镜均由物镜和目镜两组凸透镜组成,两次成像各自遵循凸透镜成像规律,需拆分分别分析,不可混淆。
(2)解题方法:
拆结构:将仪器拆分为物镜、目镜两个独立凸透镜,分别判断成像性质。
记规律:显微镜:物镜成倒立、放大的实像(投影仪原理),目镜成正立、放大的虚像(放大镜原理);望远镜:物镜成倒立、缩小的实像(照相机原理),目镜成正立、放大的虚像(放大镜原理)。
排选项:逐一核对镜片类型、成像性质,筛选错误表述。
(3)答题示范
错误示范:显微镜的目镜是凹透镜。(错在显微镜的目镜和物镜都是凸透镜,目镜起放大镜的作用)
正确示范:显微镜的物镜和目镜都是凸透镜;物体经物镜成倒立的实像,经目镜成正立的虚像。
(4)补充提示:两类仪器的目镜作用完全相同,都相当于放大镜;核心区别在物镜,显微镜物镜成放大实像,望远镜物镜成缩小实像。
角度01 生活中的透镜应用
1.照相机、投影仪和放大镜都是凸透镜成像原理的具体应用。如下图,下列说法错误的是( )
A.照相机:被拍物体应在甲区域内,成倒立、缩小的实像
B.投影仪:物体应在乙区域内,成倒立、放大的实像
C.放大镜:被观察物体应在丙区域内,成正立、放大的虚像
D.将物体从甲区域逐渐移动到丙区域的过程中,可以一直观察到物体的像
2.关于生活中透镜的应用,下列说法正确的是( )
A.照相机的镜头相当于凹透镜
B.投影仪成正立、放大的实像
C.放大镜成的像不能用光屏承接
D.物体离放大镜越远,看到的像一定越大
角度02 水凸透镜的利用
3.如图所示,物理教材放到装有水的圆柱形玻璃杯后面,我们透过玻璃杯看到书上面的字比实际的要大,这是经过玻璃杯形成的______像(选填“虚”或“实”),说明盛水的圆柱形玻璃杯起了______透镜(选填“凸”或“凹”)的作用。
4.清晨,我们常常会看到树枝和树叶上有一些水珠,如图所示。甲图中看到水珠后面远处景物是倒立的,乙图中透过树叶上的水珠观察到树叶清晰的叶脉,则通过________(选填“甲”或者“乙”)图中的水珠看到的是物体的实像。
角度03 近视眼和远视眼的矫正
5.正常眼球看近处物体光路如图甲所示。小聪做眼球检查;发现自己的晶状体与常人无异,但眼球发育偏短,看近处物体时光路如图乙(虚线部分为正常眼球形状)。小聪的晶状体对光有________(选填“会聚”或“发散”)作用,小聪是________(选填“近”或“远”)视眼,应配戴________(选填“凸透镜”或“凹透镜”)来矫正视力。
6.如图所示,小华在做“探究凸透镜的成像规律”实验时,把周老师的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上烛焰的像变模糊了,接着,他将光屏远离凸透镜,又能在光屏上看到烛焰的清晰的像,周老师是__________视眼,戴__________透镜
角度04 显微镜的组成和成像原理
7.(多选)如图是同学们生物课观察洋葱表皮细胞时用的显微镜结构图,使用时物体距物镜距离略大于物镜的焦距,物镜所成像位于目镜焦点以内。利用相关的物理知识和生物课的实验操作来分析显微镜( )
A.目镜相当于一个放大镜
B.通过目镜看到的是一个被放大的虚像
C.物镜的焦距要大于目镜的焦距
D.反光镜是一个凹面镜对光线有会聚作用
8.如图所示是显微镜的结构,下列说法不正确的是( )
A.物镜是凸透镜
B.目镜是凹透镜
C.物体经物镜成倒立的实像
D.物体经目镜成正立的虚像
角度05 望远镜的组成和成像原理
9.小聪翻阅资料和询问老师了解到望远镜原理后在跨学科实践:制作望远镜课上,小聪制作了简易有效望远镜如图所示,受到老师和同学们的一致好评。关于设计简易有效望远镜,下列说法合理的是( )
A.物镜成放大的实像
B.目镜成放大的实像
C.物镜和目镜可以选取两个凸透镜
D.物镜和目镜可以选取两个凹透镜
10.天文爱好者所使用的望远镜如图所示。以下判断正确的是( )
A.A镜是目镜
B.B镜是物镜
C.由于没有光屏,太空中的星体通过A镜成的是虚像
D.望远镜的目镜作用是把物体通过物镜成的像放大
【例1】(2026·山东烟台·中考真题 )眼睛是心灵的窗户,我们应科学用眼。下列关于眼睛和眼镜的说法正确的是( )
A.视力正常的人看远处物体时,在视网膜上会形成正立的实像
B.眼睛的成像原理与小孔成像的原理相同
C.图甲所示的眼睛可能是晶状体变厚形成的
D.图乙是近视眼配戴镜片进行矫正时的成像光路图
【深化点拨】
(1)核心考点锚定
本题考查眼睛的成像原理、近视与远视的成因及矫正方法,结合光路图辨析透镜类型与视力缺陷的对应关系,是光学 “透镜及其应用” 章节的高频核心考点。
(2)原理深度剖析
人的眼睛相当于一架微型照相机,晶状体与角膜共同作用相当于凸透镜,视网膜相当于光屏。正常眼睛视物时,物距大于 2 倍焦距,在视网膜上成倒立、缩小的实像。近视眼:晶状体太厚(折光能力过强),或眼球前后径过长,远处物体的像成在视网膜前方,需用凹透镜矫正;远视眼:晶状体太薄(折光能力过弱),或眼球前后径过短,近处物体的像成在视网膜后方,需用凸透镜矫正。
(3)易错警示
成像性质误区:极易误记为 “眼睛成正立的像”,牢记所有实像均为倒立,视觉正立是大脑的修正效果,并非光学成像结果。矫正透镜记混:可通过口诀区分 ——近前凹,远后凸:近视像在视网膜前,用凹透镜;远视像在视网膜后,用凸透镜。成因理解片面:近视眼不只有 “晶状体太厚” 一种成因,眼球前后径过长同样会导致像成在视网膜前,二者均属于近视眼的形成原因。
(4)拓展迁移
近视防控的物理逻辑:长时间近距离视物时,晶状体会持续收缩变厚,长期处于紧张状态会导致调节能力下降,形成真性近视;远眺可以放松晶状体,是科学防控近视的有效方法。
老花眼本质上就是远视眼,多因年龄增长导致晶状体弹性减弱、折光能力下降,需佩戴凸透镜(老花镜)进行矫正。
【变式1-1】(2026·四川南充·中考真题)如图为某同学看远处物体时,眼睛的成像示意图,该同学患了___________(选填“近视眼”或“远视眼”),可以佩戴对光线具有___________(选填“发散”或“会聚”)作用的眼镜进行矫正。
【变式1-2】(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。
⚡基础速刷
1.如图,是同学看远处物体时眼球成像的示意图,则该同学矫正视力需佩戴的眼镜及对应原理正确的是( )
A.远视镜,利用凸透镜对光的会聚
B.远视镜,利用凹透镜对光的发散
C.近视镜,利用凸透镜对光的会聚
D.近视镜,利用凹透镜对光的发散
2.12月2日是全国交通安全日,为加强交通安全,石家庄市重要位置都安装了“电子眼”,如图所示。这些“电子眼”不仅能抓拍到交通事故的瞬间,还能对闯红灯、不按道行驶、超速、逆行、压实线等交通违章现象进行实时记录(照相)。下列关于“电子眼”的说法错误的是( )
A.电子眼上成的像是实像
B.电子眼的摄像头相当于凸透镜
C.当物体靠近电子眼时,电子眼所成的像变小
D.在拍摄录像时,物体在电子眼摄像头的二倍焦距以外
3.如图所示,使用手机摄像头扫描二维码时,成像原理与之相同的是( )
A.放大镜 B.投影仪 C.照相机 D.显微镜
4.用放大镜观察邮票时,能看到清晰的像,下列说法正确的是( )
A.邮票在放大镜的二倍焦距以外
B.成的是倒立、放大的实像
C.放大镜的焦距越大,放大效果越明显
D.邮票到放大镜的距离小于一倍焦距
5.如图所示,某同学用焦距为10cm的凸透镜自制了一个照相机。在纸筒B的一端嵌上一个凸透镜作为镜头,在纸筒A的一端蒙上一层半透明薄膜。下列说法正确的是( )
A.使用时应将半透明薄膜对着要拍摄的明亮物体
B.制作时,应使薄膜和镜头间的距离控制在5~10cm
C.自制相机靠近景物时,缩短薄膜和镜头间的距离可以在薄膜上成清晰的像
D.环境较亮时,在A的左侧套一个两端开口的纸筒,可以让薄膜上的像更便于观察
6.小明透过凸透镜镜片观察邮票上的文字(如图甲)时观察到的是_________(选填“虚”或“实”)像;将此镜片放在蜡烛和光屏之间,移动光屏,使烛焰在光屏上成清晰的像,然后在镜片前放置一眼镜(如图乙),光屏上的像变模糊了,向后移动光屏,像又清晰了,则镜片前的眼镜是_________(选填“近视”或“远视”)眼镜。
7.“刷脸”支付设备通常配备红外摄像头和红外光源。“刷脸”支付过程中,摄像头相当于凸透镜,人脸到摄像头的距离________(选填“大于二倍焦距”、“一倍焦距和二倍焦距之间”或“小于一倍焦距”)。该透镜还可以用来矫正________(选填“近”或“远”)视眼。
8.如图甲是公共场所的宣传投影灯,装在高处的投影灯照在地面上出现图案和字样,其内部结构如图乙。图片到镜头的距离为________(选填“大于2倍焦距”、“小于焦距”或“焦距和2倍焦距之间”);调大镜头与图片的距离,地面上的图案会________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
🚀能力跃升
9.物理兴趣小组利用光具座、可变焦的水透镜、注射器等器材,开展了“探究近视眼的形成原因”跨学科实践活动。如图甲所示,光屏上成清晰的像(像未画出)。下列说法正确的是( )
A.水透镜模拟图乙中的1和4 B.光屏模拟图乙中的7
C.此时水透镜的焦距可能为10cm D.若要模拟近视眼,可以向水透镜适当注水
10.在用一凸透镜研究其成像的规律时,某同学得到的部分实验信息如下表所示.根据表中信息判定下列说法不正确的是( )
实验次序
物距/cm
像的性质
像距/cm
1
20
倒立、等大、实像
2
30
15
3
15
倒立、放大、实像
30
A.第1次实验的像距为20cm
B.第2次实验成倒立、缩小的实像
C.第3次实验成像特点与照相机成像特点相同
D.分析表中数据可知:成实像时,物体靠近透镜,像远离透镜,像逐渐变大
11.如图所示,图甲测凸透镜的焦距,图乙“探究凸透镜成像的规律”,在图乙所示的位置光屏上成清晰的像,下列说法正确的是( )
A.由图甲可知凸透镜的焦距是60cm
B.图乙中若在凸透镜左侧“戴”上近视镜,光屏向右移动才能找到清晰的像
C.图乙的成像的特点与投影仪的成像原理相同
D.图乙中若透镜不动,把蜡烛和光屏的位置互换,光屏上会成清晰的缩小的像
12.在用焦距为f的凸透镜探究凸透镜成像规律时,多次实验,记录凸透镜成实像时的物距u、像距v;算出物像间距L(即u+v);绘出如下图线(以f为长度单位);结合图像,下列说法错误的是( )
A.c点的成像特点与照相机成像特点一样
B.c和d两点的成像特点是一样的
C.a和d两点数据可以说明光路是可逆的
D.当凸透镜成实像时,其物像间距满足L≥4.5f
13.人眼的晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜(用“E”表示),正常眼睛能看清远近不同的物体,如图所示。以下判断正确的是( )
A.眼球好像一架投影仪
B.视网膜上所成的像是正立的
C.观察的物体越来越远时,“E”的焦距不变
D.观察的物体越来越远时,它在视网膜上成像的像距不变
14.装水的薄壁玻璃杯中放入一条小鱼,如图,从某一角度观察到鱼的三个像:a位置的小鱼是由于光的__________形成的像;b位置的小鱼与__________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)成像原理相似;c位置看到“翻肚”的小鱼,这是由于光先发生__________、后发生__________所形成的像。
15.通过显微镜观察植物叶片上的气孔,气孔经过物镜成的是放大的__________(选填“实”或“虚”)像,这个像到物镜的距离v与物镜焦距的大小关系为__________,这个像到目镜的距离u与目镜焦距的大小关系为__________。最后,人眼通过目镜看到的是放大的__________(选填“实”或“虚”)像。
16.用下图所示的自制望远镜观察远近不同的物体时,需要拉动镜筒以调节物镜和目镜间的距离。小陈同学从远处观察某物体变为从较近处观察该物体时,物镜和目镜间的距离要__________一些,该物体经物镜所成的像将___________(选填“变大”或“变小”)。
🌟思维挑战
17.生物课上,小石用显微镜观察番茄果肉细胞时,只要调整物镜就可以使图中视野甲变为视野乙。于是突发奇想,用丙图实验装置来模拟物镜的成像情况。下列说法正确的是( )
A.丙图此时的成像情况,刚好可以模拟显微镜物镜成倒立放大的虚像
B.若要模拟从甲图到乙图的变化过程,可使水透镜变薄或将蜡烛靠近透镜
C.若用手挡住一部分水透镜,光屏上可以呈现不完整的像,像会变得更明亮
D.显微镜目镜的成像原理和照相机的成像原理是相同的
18.同学们在老师的指导下制作了简易天文望远镜,如图所示。该望远镜由两个单片的凸透镜组成,物体经过两次折射成像。关于这种望远镜,小明得出了以下结论:①应选择焦距较长、直径较小的凸透镜作为目镜;②用望远镜观察月球时,通过调节使成像清晰,此时物镜与目镜的距离约等于两者焦距之和;③为了让成像清晰,物镜焦距与目镜焦距之比越大越好;④用望远镜先观察月球,再观察近处的建筑物,物镜与目镜的距离应略微增大些.其中正确的是( )
A.只有①④ B.只有②③ C.只有②④ D.只有②③④
19.在“探究凸透镜成像的规律”时,将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm处,在透镜另一侧距离透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像。下列相关说法中( )
①光屏上成倒立、放大的实像
②照相机是利用这一成像原理工作的
③该透镜的焦距f一定满足8cm<f<15cm
④过一段时间蜡烛烧短,要使光屏上出现清晰完整的像,光屏应向下移
A.只有①③正确 B.只有②④正确
C.只有②③正确 D.只有①④正确
20.图甲为眼睛的结构示意图,图乙为某科学兴趣小组自制的一个用来模拟眼睛变焦过程的装置。实验时保持图中蜡烛和水凸透镜的位置不变,缓慢从“水透镜”中抽出或注入适量的水,从而改变“水透镜”的凸度,发现光屏上的像变模糊,此时适当调节光屏的位置,直至呈现烛焰清晰的像并记录像距。针对此实验过程,以下说法正确的是( )
A.图甲中的视网膜相当于图乙中的水凸透镜
B.当抽出适量水时,烛焰的像距随之减小
C.当注入适量水时,光屏上的像变模糊,此时烛焰的像成在光屏的前方
D.当注入适量水时,在水透镜前方放置一个适当的凸透镜,光屏上仍可成清晰的像
21.现代生活中人们患有不同的视力问题。图甲、乙、丙、丁中关于近视眼形成原因的是________(选填甲、乙、丙、丁),将近视眼矫正的原理图是________(选填甲、乙、丙、丁)。小宇同学用自制的水透镜来探究眼疾的形成原因及矫正的有关问题。当他移动蜡烛、水透镜和光屏至图戊所示位置时,恰能在光屏上看到清晰的倒立的实像,接下来他在水透镜中抽出适量的水,如图己所示,当小宇把________(选填“远视眼镜”或”近视眼镜”)给水透镜“戴上”,烛焰的像才会再次变得清晰,相当于加以矫正。
22.将盛满水的圆柱形透明玻璃杯贴近书本,改变玻璃杯到书本的距离,透过玻璃杯去观看书上的鹦鹉图片(圆圈中的鹦鹉图与书本中的鹦鹉图实际大小相等),若使书本逐渐远离玻璃杯,不可能看到的是______,他先后所能看到的像的顺序是______。
23.小宇和跨学科实践小组的同学制作了一个望远镜,结构如图甲所示,其中物镜的焦距为20cm,目镜的焦距为5cm。经过不断的调试,她看到了很远处物体最清晰最大的像,其成像原理的光路图如图乙所示。制作时镜筒要设计成两段,并且让物镜的镜筒较目镜的镜筒粗一些,物镜能使远处的物体成像落在目镜的___________以内,此时物镜和目镜之间的距离约为___________cm,小宇看到的远处物体倒立像的虚实情况是:___________像。
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