【重难突破系列】专题十二 透镜的应用 讲义-2026-2027学年苏科版物理八年级上学期

专题讲义 苏科版八年级物理上册 重难专题十二 透镜的应用 （解析版） 苏科版八年级上册　|　透镜的应用　|　建议用时 45 分钟　|　难度：★★★★☆ ▎学习目标 1．知道照相机和眼睛的成像原理：照相机的镜头相当于凸透镜，胶片（或感光元件）相当于光屏，当 u＞2f 时成倒立、缩小的实像；眼睛的角膜和晶状体共同相当于凸透镜，视网膜相当于光屏，在视网膜上成倒立、缩小的实像；了解眼睛通过睫状体改变晶状体的厚薄来调节焦距，知道明视距离约 25 cm、近点约 10 cm、远点在无限远处； 2．理解近视眼和远视眼的成因及矫正：近视眼是晶状体太厚（或眼球前后径过长），远处物体的像成在视网膜前方，需戴对光有发散作用的凹透镜矫正；远视眼是晶状体太薄（或眼球前后径过短），近处物体的像成在视网膜后方，需戴对光有会聚作用的凸透镜矫正；知道眼镜度数＝100／f（f 以米为单位），凸透镜度数为正、凹透镜为负； 3．知道显微镜和望远镜的基本构造与成像原理：显微镜物镜（焦距短）成倒立、放大的实像，目镜相当于放大镜把像再次放大，最终成倒立的像；开普勒望远镜物镜（焦距长）成倒立、缩小的实像，目镜再把像放大；理解视角越大物体看起来越清楚，望远镜通过把像“移近”来增大视角。 【思维导图】 透镜的应用 照相机与眼睛 照相机：u＞2f，倒立缩小实像，镜头凸透镜、胶片光屏 眼睛：角膜+晶状体＝凸透镜，视网膜＝光屏 睫状体调晶状体厚薄；明视距离约25cm 透镜的应用 视力矫正 近视：像成视网膜前，戴凹透镜（发散） 远视：像成视网膜后，戴凸透镜（会聚） 度数＝100/f（f以米计），凸正凹负 透镜的应用 显微镜 物镜f小：f＜u＜2f，倒立放大实像 目镜当放大镜：把物镜的像再放大 两次放大、最终倒立 透镜的应用 望远镜与视角 开普勒：物镜f大成缩小实像，目镜放大 物镜相当于照相机、目镜相当于放大镜 视角越大越清晰；望远镜增大视角 考点一　照相机、眼睛与视力的矫正 1．照相机：如图1，照相机的镜头相当于一个凸透镜，胶片（或感光元件）相当于光屏。被照物体到镜头的距离大于二倍焦距（u＞2f）时，在胶片上成倒立、缩小的实像。拍照时若要使像变大，应让照相机靠近被照物体（减小物距），同时镜头向前伸、增大暗箱长度（增大像距），即“物近像远像变大”。 图1　模型照相机：纸筒A端蒙半透明薄膜作光屏，纸筒B端嵌凸透镜作镜头 2．眼睛：如图2，人的眼睛相当于一架照相机。角膜和晶状体的共同作用相当于凸透镜，视网膜相当于光屏。来自物体的光会聚在视网膜上，成倒立、缩小的实像。眼睛通过睫状体改变晶状体的厚薄：看近处物体时晶状体变厚、折光能力变强；看远处物体时晶状体变薄、折光能力变弱。正常眼睛的明视距离约 25 cm，近点约 10 cm，远点在无限远处。 图2　眼睛的构造：晶状体、角膜共同相当于凸透镜，视网膜相当于光屏 3．眼睛的调节：如图3，看远处物体时，来自远处物体的光近似平行光，晶状体较薄，像刚好成在视网膜上；如图4，看近处物体时，物体射来的光比较发散，睫状体收缩使晶状体变厚、折光能力增强，仍能使像成在视网膜上。 图3　看远处物体：晶状体较薄，光会聚在视网膜上 图4　看近处物体：晶状体变厚、折光能力增强，像仍成在视网膜上 4．近视眼及其矫正：如图5，近视眼只能看清近处的物体、看不清远处的物体。原因是晶状体太厚、折光能力太强（或眼球前后径过长），来自远处物体的光还没到视网膜就已经会聚，像成在视网膜的前方。如图6，矫正时应戴对光有发散作用的凹透镜，使光先发散一些再进入眼睛，让像向后移到视网膜上。 图5　近视眼：晶状体太厚，远处物体的像成在视网膜前方 图6　近视眼的矫正：戴凹透镜，使像后移到视网膜上 5．远视眼及其矫正：如图7，远视眼只能看清远处的物体、看不清近处的物体。原因是晶状体太薄、折光能力太弱（或眼球前后径过短），近处物体的光还没会聚就到达了视网膜，像成在视网膜的后方。如图8，矫正时应戴对光有会聚作用的凸透镜，使光先会聚一些再进入眼睛，让像向前移到视网膜上。 图7　远视眼：晶状体太薄，近处物体的像成在视网膜后方 图8　远视眼的矫正：戴凸透镜，使像前移到视网膜上 表1　近视眼与远视眼的比较 比较项目 近视眼 远视眼 成因 晶状体太厚/眼球前后径过长 晶状体太薄/眼球前后径过短 像的位置 像成在视网膜前方 像成在视网膜后方 看不清的物体 看不清远处物体 看不清近处物体 矫正透镜 凹透镜（对光发散） 凸透镜（对光会聚） 眼镜度数 负值 正值 6．典型例题示范：【例】某人看远处物体时，像成在视网膜的前方，则他患的是什么眼？应戴什么透镜矫正？【解析】像成在视网膜前方，说明晶状体折光能力过强，这是近视眼；为了使像向后移到视网膜上，应戴对光有发散作用的凹透镜进行矫正。 ▎重难诠释 ①近视眼戴凹透镜、远视眼戴凸透镜：近视是像成在视网膜前，要用凹透镜先把光发散；远视是像成在视网膜后，要用凸透镜先把光会聚； ②照相机、眼睛都成倒立缩小的实像（u＞2f）；照相机靠镜头前伸后缩调节像距，眼睛靠睫状体改变晶状体厚薄调节焦距； ③眼镜度数＝100／f（f 以米为单位），焦距越短度数越深；凸透镜（远视镜片）度数为正，凹透镜（近视镜片）度数为负； ④明视距离约 25 cm、近点约 10 cm、远点在无限远；双光（渐进）眼镜上半部分看远、下半部分看近。 考点二　显微镜、望远镜与视角 1．显微镜：如图9，显微镜由物镜和目镜两组凸透镜组成。物镜的焦距很短，被观察的物体放在物镜的一倍到二倍焦距之间（f＜u＜2f），物镜成一个倒立、放大的实像；目镜相当于一个放大镜，把这个实像再一次放大。经过两次放大，我们就看到了微小物体被放大的像。 图9　显微镜（甲）与望远镜（乙）：都由物镜和目镜两组透镜组成 图10　显微镜成像光路：物镜L1成倒立放大实像，目镜L2把它再次放大 2．望远镜：开普勒望远镜也由物镜和目镜两组凸透镜组成，只是物镜的焦距很长。远处物体经物镜（u＞2f）成一个倒立、缩小的实像，这个实像落在目镜的焦点以内，目镜再把它放大。望远镜的物镜相当于照相机、目镜相当于放大镜，最终看到的是倒立的像。伽利略望远镜物镜是凸透镜、目镜是凹透镜，看到的是正立的像。 3．视角：物体对眼睛光心所张的角叫做视角。视角越大，物体在视网膜上成的像越大，看得越清楚。物体离得越近、物体越大，视角就越大。望远镜不能把物体本身放大，但它把远处物体的像成在离眼睛很近的地方，从而增大了视角，使我们看清远处的物体。 表2　显微镜与开普勒望远镜的比较 比较项目 显微镜 开普勒望远镜 物镜焦距 焦距短（f 小） 焦距长（f 大） 物镜成像 倒立、放大的实像（f＜u＜2f） 倒立、缩小的实像（u＞2f） 目镜作用 放大镜，把物镜的像再放大 放大镜，把物镜的实像放大 最终像 倒立（经两次放大） 倒立 物镜相当于 投影仪 照相机 用途 观察微小物体 观察远处物体 4．典型例题示范：【例】显微镜的物镜和目镜分别相当于生活中的哪种光学仪器？【解析】显微镜的物镜使放在一倍到二倍焦距之间的物体成倒立、放大的实像，相当于投影仪；目镜把物镜所成的实像当作“物体”再一次放大，相当于放大镜。经过两次放大，就能看清微小的物体。 ▎重难诠释 ①显微镜物镜＝投影仪（成倒立放大实像）、目镜＝放大镜（再放大）；望远镜物镜＝照相机（成倒立缩小实像）、目镜＝放大镜； ②显微镜物镜焦距短、望远镜物镜焦距长；开普勒望远镜两镜都是凸透镜、最终成倒立的像；伽利略望远镜物镜凸、目镜凹、成正立的像； ③视角越大越清晰：物体近、物体大则视角大；望远镜通过把远处物体的像“移近”眼睛来增大视角，并不是把物体真正放大； ④显微镜和望远镜的目镜都成正立、放大的虚像（与物体在目镜同侧）。 考向一　照相机与眼睛成像（u＞2f倒立缩小实像·镜头胶片·晶状体视网膜·调焦） 1．如图所示是小一用同一照相机拍摄的同一个茶杯的两张照片。在拍摄过程中照相机镜头的焦距不变，下列说法正确的是（　　） A．照相机的镜头对光线有发散作用 B．茶杯所成的像位于照相机镜头一倍焦距和二倍焦距之间 C．拍摄甲图照片时，照相机镜头离茶杯较近 D．拍摄乙图照片时，茶杯距离照相机镜头小于镜头焦距 【答案】B 【详解】 A．照相机的镜头是凸透镜，对光线有会聚作用，故A错误； BD．凸透镜的应用是照相机时，物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，茶杯所成的像位于照相机镜头一倍焦距和二倍焦距之间，故B正确、D错误； C．凸透镜成实像时，物远像近像变小，甲成像更小，拍摄甲图照片时，照相机镜头离茶杯较远，故C错误。 故选：B。 2．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 【详解】 A、镜头（凸透镜）应对着明亮物体，半透明薄膜是光屏，不能对着物体，故A错误。 B、薄膜与镜头距离是像距，应控制在10cm和20cm之间，不是5～10cm，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。 3．《墨经》中记载了世界上最早的小孔成像实验，某物理小组为探究成像技术的演进，先复原小孔成像实验，再制作照相机模型（凸透镜焦距10cm）。备选材料：不同直径和长度的直筒、黑色和白色卡纸、宣纸、透明塑料膜、F型光源、不同小孔的遮光板。请完成下列探究：【项目一】小孔成像模型（1）F型光源在成像膜上所成的像是_______ （选填“实像”或“虚像”）；其成像原理是___________ 。（2）小明开始实验时，眼睛从右侧看过去，无论怎样调节小孔与F型光源之间的距离，都只能看到一片光亮，最有可能的是_____ 。 A．小孔扎成了正方形 B．小孔太大 C．小孔太小【项目二】照相机模型（3）制作照相机模型时，需选用长度合适的外纸筒调节像距，使成像膜上成倒立、缩小的实像，现有长度分别为5cm、10cm、20cm的三种纸筒，最合适的是_______ cm的纸筒。（4）为清晰的承接且便于观察，成像膜的材料应选__________ （选填“黑色不透光卡纸”“白色不透光卡纸”或“半透明宣纸”）。若要拍摄更远的景物且保持成像清晰，应将纸筒_________ （选填“向内缩短”或“向外拉长”）。【项目三】望远镜模型（5）小明用两个凸透镜制成如图所示的望远镜，物镜与________ （选填“照相机”或“投影仪”）的成像原理相同。如果有一个虫子落在物镜上，用该望远镜去看远处的物体，观察到的像_______ （选填“完整”或“不完整”）。 【答案】（1）实像；光的直线传播；（2）B；（3）20；（4）半透明宣纸；向内缩短；（5）照相机；完整。 【详解】 （1）小孔成像是实际光线会聚而成，是实像；成像原理是光的直线传播。 （2）小孔太大时，大量光线直接照射屏幕，不能形成小孔成像，只有一片亮光；小孔形状不影响成像，小孔太小只会使像变暗。故选B。 （3）凸透镜焦距f＝10cm，照相机成倒立缩小实像，像距需要满足10cm＜v＜20cm，最合适是20cm的纸筒。 （4）成像膜需要透光，从外侧观察像，选半透明宣纸；拍摄更远景物，物距增大，像距减小，纸筒向内缩短。 （5）望远镜物镜成倒立、缩小实像，和照相机原理相同；虫子落在物镜，仅挡住一部分光，物体其他位置光线仍能通过透镜，观察到的像完整。 故答案为：（1）实像；光的直线传播；（2）B；（3）20；（4）半透明宣纸；向内缩短；（5）照相机；完整。 4．正常眼睛的远点在无限远，近点在大约10cm处。如图所示，当我们看近处物体时，近处物体射来的光会聚在视网膜上。当我们从看近处物体改为看远处物体时，为了使物体成像在视网膜上，晶状体凸度和焦距的变化情况分别是（　　） A．晶状体凸度变大，焦距变短 B．晶状体凸度变大，焦距变长 C．晶状体凸度变小，焦距变短 D．晶状体凸度变小，焦距变长 【答案】D 【详解】 当我们从看近处物体改为看远处物体时，此时的物距变大，像距会变小，像成在视网膜的前面，为了使远处物体成像在视网膜上，需要减小眼睛晶状体对光的偏折能力，即要减小晶状体的凸度，使得焦距变长，故D正确。 故选：D。 5．人类的眼睛像一架神奇的照相机。如图甲所示，眼球的晶状体相当于镜头，视网膜相当于胶片。由眼睛的调节作用所能看清的最远点，叫远点，正常眼的远点在极远处。眼睛能看清的最近点，叫近点，正常眼的近点约距眼睛10cm。看清物体时间较长也不易感到疲劳的距离叫明视距离，正常眼睛的明视距离是25cm。（1）根据上文，你认为正常人的眼睛观察范围是：_____ （填以下选项）。 A．0～10cm B．10cm～25cm C．10cm～极远处 D．0～25cm（2）小李同学在做凸透镜成像实验时，如图乙所示，此时光屏上成清晰的像。若换上焦距更小的透镜，光屏上的像变模糊了，为使光屏上再次呈现清晰的像，以下操作可行的是________ 。①将光屏靠近凸透镜②将光屏远离凸透镜③将蜡烛靠近凸透镜④将蜡烛远离凸透镜⑤给凸透镜前戴上凸透镜⑥给凸透镜前戴上凹透镜 【答案】（1）C；（2）①③⑥。 【详解】 （1）由图中信息可知：正常眼的近点约10cm，远点在极远处，因此正常人眼睛的观察范围是10cm∼极远处，故选C。 （2）根据凸透镜成像规律可知： 换上焦距更小的凸透镜后，凸透镜对光线的会聚能力变强，像会成在原光屏的前方，也就是更靠近凸透镜的位置，像更靠近凸透镜，因此将光屏靠近凸透镜即可重新承接到清晰的像，故①操作可行，②操作不行； 根据凸透镜成像规律“物近像远”，若光屏不动，减小物距，也就是将蜡烛靠近凸透镜，可以让像距增大，使像移动到光屏处，故③操作可行，④操作不行； 若蜡烛、光屏都不动，需要让光线推迟会聚，凹透镜对光线有发散作用，能让像后移到光屏上，因此在凸透镜前加凹透镜即可，故⑥操作可行，⑤操作不行。 因此可行的操作是①③⑥。 故答案为：（1）C；（2）①③⑥。 考向二　近视/远视成因与矫正（像成视网膜前/后·凹透镜发散·凸透镜会聚·水透镜实验） 6．现代生活，智能手机给人们带来了许多便利，但长时间盯着手机屏幕，容易导致视力下降。图中关于近视眼及其矫正的原理图正确的是（　　） A．甲和丙 B．甲和丁 C．乙和丙 D．乙和丁 【答案】A 【详解】 近视眼是晶状体曲度变大、会聚能力增强（即折光能力增强）造成的，像呈在视网膜的前方，故近视眼的成像示意图是甲；应佩戴发散透镜即凹透镜，使光线推迟会聚，即丙图。 故选：A。 7．如图所示是近视眼、远视眼看物体时成像的光路图，下列说法正确的是（　　） A．远视眼的成像原理和小孔成像的原理相同 B．近视眼看远处的物体，像成于视网膜后 C．图甲是近视眼光路图，应该配戴凹透镜眼镜 D．远视眼多发于老年人群体，最好配戴凹透镜眼镜 【答案】C 【详解】 A、远视眼的成像原理是光的折射，小孔成像的原理是光的直线传播，两者原理不相同，故A错误； BC、分析图中光路可知，甲图中成像在视网膜前方，说明晶状体对光的折射能力变强，是近视眼，应配戴凹透镜，即近视镜，故B错误、C正确； D、乙图中成像在视网膜后方，说明晶状体对光的折射能力变弱，是远视眼，应配戴凸透镜，即远视镜，故D错误。 故选：C。 8．甲、乙两图分别是正常人眼通过调节晶状体等结构看清远处和近处物体的示意图。下列关于丙、丁两图模拟近、远视眼的情况以及应该佩戴何种透镜进行矫正的说法正确的是（　　） A．丙图是近视眼，应该配戴凹透镜 B．丙图是远视眼，应该配戴凸透镜 C．丁图是近视眼，应该配戴凸透镜 D．丁图是远视眼，应该配戴凹透镜 【答案】A 【详解】 甲、乙两图分别是正常人眼通过调节晶状体等结构看清远处和近处物体的示意图。由图可知，丙图中像呈在视网膜的前方，故是近视眼，应该配戴凹透镜来矫正； 丁图中像呈在视网膜的后方，故是远视眼，应该配戴凸透镜来矫正，故A正确，BCD错误。 故选：A。 9．小明利用水透镜模拟眼睛，光屏模拟视网膜，通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄，来探究近视眼的形成原因。（1）实验时，用水透镜模拟正常眼睛，将烛焰、水透镜、光屏三者摆放在如图所示的位置，在光屏上成了一个清晰的像（像未画出），接着要探究近视眼的成因，应对水透镜_______ （选填“注水”或“抽水”）；（2）这时应在图中的虚线框内安装合适的________ （选填“凸透镜”或“凹透镜”）镜片，才能在光屏上重新得到一个清晰的像，分析后即可找到近视眼的成因。 【答案】（1）注水；（2）凹透镜。 【详解】 （1）近视眼是晶状体变厚，会聚能力变强。所以要对水透镜注水，让透镜变厚，增强聚光能力。 （2）近视眼需要用凹透镜矫正，凹透镜对光有发散作用，使像后移到光屏上。 故答案为：（1）注水；（2）凹透镜。 10．小乐和小悦用“水透镜”探究近视眼的形成原因：（1）实验装置如图。固定物距不变时，调节光屏的位置，直至呈现烛焰清晰的像并记录像距。（2）小乐把实验收集的数据和观察的现象填入表中。依据如表，在物距不变的情况下，增加“水透镜”的凸起程度，像距变_____ 。经多次实验后分析，当近视眼观察远处的景物时，由于晶状体的凸起程度较大，折光能力较_____ ，远处景物成像会成在视网膜的_____ 方，导致看不清楚；为了预防近视，我们应养成良好的用眼习惯。 序号 物距/cm “水透镜”的凸起程度 像距/cm 1 30.0 较小 17.4 2 30.0 较大 9.2 【答案】小；强；前。 【详解】 由表中的数据可知，物距不变时，水透镜凸起程度从较小变为较大，像距从17.4cm减小为9.2cm，因此增加“水透镜”的凸起程度，像距变小。凸透镜的凸起程度越大，焦距越短，折光能力越强。 近视眼的成因是：晶状体长期调节过度，凸起程度过大，折光能力变强，远处景物的像会提前会聚，成在视网膜的前方，因此看不清远处的物体。 故答案为：小；强；前。 考向三　显微镜与望远镜（物镜/目镜·两次放大·焦距长短·视角·自制望远镜） 11．如图所示为实验室用显微镜和天文望远镜，关于图中两种仪器，下列说法正确的是（　　） A．显微镜的目镜相当于投影仪，物镜相当于放大镜 B．天文望远镜的目镜相当于投影仪，物镜相当于照相机 C．用显微镜观察物体，看到的像是正立的 D．天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜，但成像特点不同 【答案】D 【详解】 AC、显微镜的物镜都是凸透镜，物镜相当于投影仪，成倒立、放大的实像； 目镜也是凸透镜，目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像，所以用显微镜观察物体，看到的像是倒立的，故AC错误； BD、天文望远镜的目镜和物镜都是由凸透镜组成，目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像，物镜相当于照相机，成倒立、缩小的实像，故B错误，D正确。 故选：D。 12．关于显微镜和单筒望远镜下列阐述正确的是（　　） A．显微镜目镜的作用相当于放大镜 B．显微镜物镜的作用相当于照相机 C．单筒望远镜目镜的作用相当于投影仪 D．利用单筒望远镜观察到的是物体放大的实像 【答案】A 【详解】 A、显微镜的目镜承接物镜所成的实像，并把这个像进一步放大成正立的虚像，作用与放大镜相同，故A正确； B、显微镜的物镜靠近被观察物体，使物体成一个倒立、放大的实像，这与投影仪的成像特点一致，而不是照相机，故B错误； C、单筒望远镜的目镜是把物镜所成的实像再次放大，相当于放大镜，不是投影仪，故C错误； D、单筒望远镜最终观察到的是物体放大的虚像，不是实像，故D错误。 故选：A。 13．根据下列学科实践活动，回答问题。自制天文望远镜学校物理项目学习小组首先开展“自制望远镜”活动。小组同学准备了焦距分别为5cm和40cm的两个凸透镜、硬纸筒、刻度尺、光具座和胶水等材料。【设计与制作】（1）为了挑选焦距较长的透镜用作物镜，小明取一个大烧杯，里面充满烟雾倒扣在桌上，手电筒垂直杯底射出平行光束如图甲。先后将透镜A和B放置在杯底上方，观察透镜对光的作用，效果如图乙、丙所示。则凸透镜_____ 对光的会聚作用较强，应挑选凸透镜_____ 为物镜；（2）为了观察物镜的成像效果，小明将挑出的物镜安装在光具座50cm刻度处，如图a所示。观察窗外远处景物（物距10m以上），调节左侧光屏，发现在接近_______ cm刻度处，找到倒立_______ 的实像；（3）如图b所示，小明用大小纸筒做成套筒，便于调节__________ 间的距离，从而可以观察_______ 不同的物体；【优化与改进】（4）项目组还想制作一个辅助寻星装置，装在望远镜套筒上，实现通过寻星装置找到目标星球，再通过望远镜进行观察。如图c所示，小明已经在自制的寻星装置一端设计好了带开口的挡板，请将另一端挡板开口的设计画在图d的虚线框中。 【答案】（1）B；A；（2）10；缩小；（3）物镜和目镜；距离；（4）。 【详解】 （1）平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚到焦点，焦点到光心的距离就是焦距。图乙中光线会聚点离透镜更远，说明该透镜焦距更大，因此凸透镜乙对光的会聚作用较弱（焦距长），应挑选凸透镜A作为物镜。 （2）物镜焦距为40cm，安装在光具座50cm刻度处。观察10m以外的远处物体时，物距远大于2倍焦距，根据凸透镜成像规律，像会成在物镜另一侧的焦点附近。因此，光屏应接近50cm﹣40cm＝10cm刻度处，成倒立、缩小的实像。 （3）用大小纸筒做成套筒，可以方便调节物镜和目镜之间的距离，相当于调节了像距和物距的关系，从而可以观察距离不同的物体。 （4）寻星装置的作用是利用光沿直线传播的原理来瞄准目标。因此，另一端的挡扳开口应设计成与图c中对称的“V”形，使视线能通过两个开口形成一条直线，对准目标星球，如图所示： 故答案为：（1）B；A；（2）10；缩小；（3）物镜和目镜；距离；（4） 。 14．跨学科实践课上，同学们计划用凸透镜制作简易望远镜，准备了三个焦距不同的凸透镜作为物镜备选，其焦距如下表所示，其中透镜B的焦距未知。（1）为测出透镜B的焦距，同学们将蜡烛作为物体，放置在距离透镜B不同位置处（改变物距u），通过光屏承接清晰的像，记录对应的像距v，并绘制出u﹣v的关系图像（如图乙所示）。从该图像中可得出透镜B的焦距为_______ cm。（2）①制作望远镜时，物镜需对远处物体成像，通常希望这个像更大一些。小程想通过画光路图判断当物距相同时，不同焦距的凸透镜成像的大小关系，请帮助他完成凸透镜成像的光路图（两个透镜均需画图）；根据作图结果可判断：若想让物镜所成的像更大，应选择焦距更_____ 的凸透镜。②用制作好的望远镜观察远处的树木，望远镜看到的像应该是_____ 。 透镜 A B C D 焦距 8cm 未知 15cm 5 【答案】（1）10；（2）①大；②C。 【详解】 （1）在凸透镜成像规律中，当物距u＝2f时，像距v＝2f，此时成倒立、等大的实像。从图乙的u﹣v图像中可以找到u＝20cm、v＝20cm的点，满足u＝v，因此2f＝20cm，解得f＝10cm。 （2）①当物距相同时，焦距更长的凸透镜，其像距也更大，所成的像也更大。从图丙的光路图可以看出，上方焦距长的透镜所成的像更大。因此，若想让像更大，应选择焦距更大的凸透镜。 ②望远镜的物镜成倒立、缩小的实像，目镜将这个实像放大成虚像，最终看到的像是倒立、缩小的。对比选项，C符合这一特征。 故答案为：（1）10；（2）①大；②C。 15．如图所示的是同学们在跨学科实践：制作望远镜的成品展示，下列说法正确的是（　　） A．物镜成倒立的虚像 B．目镜成正立的实像 C．若物镜的焦距为10cm，目镜的焦距为5cm，则该望远镜放大倍率为4倍 D．选取凸透镜时物镜的直径要大于目镜 【答案】D 【详解】 A、望远镜的物镜作用与照相机相似，把远处的物体成倒立、缩小的实像，并不是成正立或倒立的虚像，故A错误； B、目镜的作用与放大镜相似，把物镜所成的像进一步放大，得到的是正立、放大的虚像，而不是实像，故B错误； C、望远镜的放大倍率等于物镜焦距与目镜焦距的比值，，所以放大倍率应为2倍，不是4倍，故C错误； D、物镜的直径大于目镜时，能够会聚更多的光线，使观察到的像更明亮清晰，因此选取凸透镜时物镜的直径要大于目镜，故D正确。 故选：D。 考向四　透镜应用综合与图像（投影仪/放大镜/扫描仪·水珠·动态成像·现象辨析） 16．小东自制了一个简易投影仪，它主要由手电筒、内筒（一端开口，另一端可以放置胶片）、外筒（一端开口，另一端固定凸透镜）组成，内筒可嵌于外筒且能左右推动。将印有“冰墩墩”的透明胶片贴于内筒一端，打开手电筒，调整胶片、凸透镜到白墙的位置，在墙上得到清晰放大的像，如图所示。已知凸透镜的焦距是10cm。下列说法正确的是（　　） A．自制投影仪能成放大的像，是因为凸透镜对光线有发散作用 B．白墙到凸透镜的距离应大于20cm C．胶片与凸透镜的距离应小于10cm，且胶片应倒立放置 D．若要白墙上清晰的像变得更大一些，只将内筒往外拉动一些即可 【答案】B 【详解】 A、自制投影仪能成放大的像，是因为凸透镜对光线有会聚作用，故A错误； B、结合凸透镜成像的规律，此时的物距小于像距，成倒立的放大的实像，成像原理与投影仪相同，此时的物距应该在一倍焦距和二倍焦距之间，所以胶片与透镜的距离小于20cm，凸透镜与白墙的距离大于20cm，故B正确； C、因为凸透镜的焦距f＝10cm，当10cm＜u＜20cm，才能成倒立放大的实像，并且胶片应倒立在凸透镜前，才能看到正立的像，这个实验的原理与投影仪的原理相同，故C错误； D、若要白墙上清晰的像变得更大一些，根据凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大可知，将胶片靠近凸透镜，故D错误。 故选：B。 17．如图是快递出库扫描仪，它的上端为成像镜头，斜上方配有补光灯辅助扫描快递条形码，关于该装置涉及的光学知识，下列说法正确的是（　　） A．扫描仪的镜头与近视眼镜镜片是同种透镜 B．扫描仪需要补光，说明镜头只能识别光源 C．条形码通过扫描仪的镜头，成正立的实像 D．增大条形码到镜头的距离，所成的像变小 【答案】D 【详解】 AC、扫描仪镜头相当于凸透镜，取件码到镜头之间距离在凸透镜的二倍焦距之外时，成倒立、缩小的实像，近视眼镜镜片是凹透镜，故AC错误； B、扫描仪的镜头并不是只能识别光源，而是需要适当的光线来生成清晰的图像，故B错误； D、凸透镜成实像时，物远像近像变小，增大条形码到镜头的距离，所成的像变小，故D正确。 故选：D。 18．如图是生物课上小明用放大镜贴着七星瓢虫观察的情况，将放大镜逐渐远离瓢虫时，小明观察到的成像情况发生了变化，如图乙，像的变化情况排序正确的是（　　） A．①②③ B．③②① C．③①② D．②①③ 【答案】D 【详解】 放大镜是凸透镜，一开始放大镜贴着瓢虫，物距在一倍焦距内，物距越大，虚像越大，得到正立放大的虚像②；当放大镜继续远离，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成放大的倒立实像①；当放大镜继续远离，物距大于二倍焦距，成缩小的倒立实像③；所以像的变化情况排序②①③。 故选：D。 19．如图所示，将印有花的透明胶片贴在发光手电筒前端玻璃上，正对着焦距为10cm的凸透镜，调整位置，墙上出现一朵清晰放大的“花”。下列说法正确的是（　　） A．此透镜可作为近视眼镜镜片 B．胶片与透镜的距离小于10cm C．胶片上的花相对于屏幕上的花是倒立的 D．白墙与透镜的距离为物距 【答案】C 【详解】 A、近视眼需要佩戴对光线有发散作用的凹透镜来矫正。而题目中使用的是对光线有会聚作用的凸透镜，凸透镜是用来矫正远视眼的，故A错误； B、凸透镜焦距f＝10cm，墙上出现清晰、放大的实像，根据凸透镜成像规律，此时满足：物距f＜u＜2f（即10cm＜u＜20cm），像距v＞2f（即v＞20cm），成倒立、放大的实像，故B错误； C、凸透镜成实像时，像与物体相比，是倒立的，所以胶片上的花相对于墙上的像，是倒立的，故C正确； D、物距是物体（胶片）到透镜的距离，白墙到透镜的距离是像距，故D错误。 故选：C。 20．实践小组同学制作了如图所示的简易幻灯机，前端为可伸缩圆筒，圆筒一端嵌有凸透镜。将幻灯片插入该装置，开启强光灯，在墙上呈现幻灯片清晰的像时，下列说法正确的是（　　） A．凸透镜对光有发散作用 B．墙上呈现的是正立、放大的虚像 C．幻灯片此时位于透镜两倍焦距外 D．要使像变大应将凸透镜向左移动 【答案】D 【详解】 A．凸透镜对光有会聚作用，故A错误； BC．根据幻灯机的成像原理，幻灯片到透镜的距离应大于一倍焦距小于二倍焦距，墙上呈现倒立、放大的实像，故BC错误； D．根据凸透镜成像规律，要使像变大，应增大像距，即增大透镜与墙的距离，同时减小物距（幻灯片与透镜的距离），将凸透镜向左移动，故D正确。 故选：D。 ★ 重难题型专练（15题）★ （精选高频易错题，覆盖照相机与眼睛成像、近视/远视成因与矫正、显微镜与望远镜、透镜应用综合与图像分析） 21．我国中学生在生长发育阶段用眼过度、缺乏户外运动和足够的休息容易得近视眼。如图所示，下列关于近视眼成像情况及其矫正原理图正确的是（　　） A．甲和丙 B．甲和丁 C．乙和丙 D．乙和丁 【答案】A 【详解】 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； 近视眼应佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正，则丙图是近视眼的矫正原理图，故A正确，BCD错误。 故选：A。 22．如图所示，关于近视眼和远视眼成因及矫正方法，下列说法正确的是（　　） A．甲为近视眼，应配戴凸透镜矫正 B．甲为近视眼，应配戴凹透镜矫正 C．乙为近视眼，应配戴凸透镜矫正 D．乙为近视眼，应配戴凹透镜矫正 【答案】B 【详解】 AB、图甲的入射光线会聚在视网膜的前方，所以图甲表示了近视眼的成像情况；近视眼是因为晶状体焦距太短，像落在视网膜的前方，为了使光线会聚在原来的会聚点后面的视网膜上，就需要在光线进入人的眼睛以前发散一下，因此戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正，故A错误，B正确； CD、图乙的入射光线会聚在视网膜的后方，所以图乙表示了远视眼的成像情况；远视眼是因为晶状体焦距太长，像落在视网膜的后方，为了使光线会聚在原来的会聚点后面的视网膜上，就需要在光线进入人的眼睛以前会聚一下，因此戴对光线具有会聚作用的凸透镜来矫正，故CD错误。 故选：B。 23．实验课上，某小组用如图所示的装置模拟眼球，凸透镜相当于晶状体，烧瓶中的液体相当于玻璃体，烧瓶右侧内壁相当于视网膜。若想模拟近视眼并对其进行矫正。接下来小组同学应进行的操作是（　　） A．换用焦距更大的凸透镜，并用另一个凸透镜进行矫正 B．换用焦距更小的凸透镜，并用另一个凸透镜进行矫正 C．换用焦距更大的凸透镜，并用凹透镜进行矫正 D．换用焦距更小的凸透镜，并用凹透镜进行矫正 【答案】D 【详解】 AB、要想正确矫正近视眼，就要使像成在视网膜上，凸透镜对光线有会聚作用，会使A、B像都没有成在视网膜上，故A、B错误； C、换用焦距更大的凸透镜，会变成远视眼，应使用凸透镜矫正，故C错误； D、换用焦距更小的凸透镜，是近视眼，近视眼需要配戴凹透镜进行矫正，故D正确。故选：D。 24．枧枧同学通过以下实验探究近视眼形成的原因。（1）一鸣同学和龙剑同学选取器材：近视眼镜、凸透镜、光屏、蜡烛等。大东同学按图组装，凸透镜可看作眼睛的晶状体，近视眼镜仅靠凸透镜放置，相当于给眼睛戴上了眼镜，移动光屏到图示位置，光屏上呈清晰的倒立的_______ （放大/等大/缩小）的实像，移走眼镜后，像变模糊，若使光屏上再次出现清晰的像，则需将光屏_______ （远离/靠近）透镜。（2）伟达同学和舜韬进一步探究发现，形成近视眼的原因可能是晶状体折光能力太强，也可能是晶状体与视网膜之间距离太_____ （长/短），以下能表示近视眼形成的原理是_____ 。 【答案】（1）缩小；靠近；（2）长；C。 【详解】 （1）由图可知，此时物距大于像距，凸透镜倒立、缩小的实像； 近视眼镜即凹透镜对光有发散作用，拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上，光屏上出现烛焰清晰的像；拿走近视眼镜，烛焰的像变得模糊，此时所成像在光屏之前，并结合凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，为使光屏上重新得到清晰的像，可将光屏适当靠近凸透镜； （2）近视眼的原因可能是晶状体折光能力太强，也可能是晶状体与视网膜之间距离太长，远处物体的像成在视网膜的前方，故C符合题意。 故答案为：（1）缩小；靠近；（2）长；C。 25．在跨学科实践活动中，小红对“眼睛视物原理”和“视力矫正原理”进行探究，如图甲、乙所示。她利用橡皮膜和注射器制作了水透镜，打开夹子，通过注射器向橡皮膜中注水或抽水，来改变橡皮膜凸起的程度。（1）用注射器向“水透镜”的薄膜中缓慢注水，使薄膜略微凸起，模拟做实验中的水透镜相当于眼球的________ （填名称）。（2）如图丙所示，观察到如下现象：将近视眼镜片放在发光体和凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了；使光屏_____ （选填“A.靠近”或“B.远离）透镜，又能在光屏上看到发光体清晰的像，这说明近视眼镜对光线有_____ （选填“A.会聚”或“B.发散”）作用。（3）下列表示近视眼成因及其矫正的图形分别是_____ 。 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④（4）请对“保护视力，科学用眼”提2条建议____________________ 。 【答案】（1）晶状体；（2）B；B；（3）A；（4）不要在强光或弱光下看书、看书时不能离书太近等。 【详解】 （1）眼球中的晶状体与水透镜相当，对光线起到会聚作用； （2）将近视眼镜片放在发光体与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了；使光屏远离透镜，又能在光屏上看到发光体清晰的像。这说明近视眼镜对光线有发散作用，是凹透镜； （3）近视眼是由于晶状体焦距太短，像落在视网膜的前方，为了使光线会聚在原来会聚点后面的视网膜上，就需要在光线进入人眼以前发散一些，所以应佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正，则①图是近视眼成像的原理图，③图是近视眼的矫正原理图， 故选：A； （4）为了保护视力，需要注意：不要在强光或弱光下看书、看书时不能离书太近等。 故答案为：（1）晶状体；（2）B；B；（3）A；（4）不要在强光或弱光下看书、看书时不能离书太近等。 26．如图甲所示，纸筒（a）的一端蒙了一层半透明薄膜，纸筒（b）的一端嵌了一个焦距为10cm的凸透镜、把两个纸筒套在一起，使两个纸筒能前后滑动，这样就制成了模型照相机，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．用自制照相机观察窗外景物时，应把薄膜一侧对准窗外的景物 B．为了使景物在薄膜上形成缩小的像，应使景物和镜头间的距离大于10cm C．若想让景物的像变大一些，照相机应靠近景物，同时增大凸透镜和薄膜间的距离 D．若（a）筒即使退出（b）筒也不能看到清晰的像，则换用较薄的透镜能解决问题 【答案】C 【详解】 A、凸透镜成的实像，像和物体在透镜的两侧，使用时，把b端对着室外，眼睛应对着a端观察，通过调节a、b间的距离，使像成在半透明纸上，不用向筒内观察，故A错误； B、为了使景物在薄膜上成缩小的像，应使景物和镜头间的距离大于二倍焦距，即大于20cm，故B错误； C、想让景物的像变大一些，物近像远像变大，像要变大，物距要减小，照相机应靠近景物，同时增大凸透镜和薄膜间的距离，故C正确； D、光屏后退也不能得到清晰的像，说明像距太大，应该换焦距较小的透镜，也就是透镜对光的会聚能力更强一些，所以应该换用较厚的透镜能解决问题，故D错误。 故选：C。 27．“洛阳牡丹甲天下”，小明用一架焦距不变的相机先后两次拍园中的牡丹花，拍出的照片如图。下列说法正确的是（　　） A．拍照时牡丹花在相机的一倍焦距和二倍焦距之间 B．拍摄乙照片时，牡丹花和相机镜头的距离更近 C．拍完甲照片之后再拍乙照片，此时需要将相机镜头后缩 D．相机拍摄的画面是倒立、放大的实像 【答案】B 【详解】 AD．小明用一架焦距不变的相机先后两次拍园中的牡丹花，照相机拍照时，根据凸透镜成像规律可知，牡丹花应在镜头的二倍焦距以外，相机拍摄的画面会成倒立、缩小的实像，故AD错误； B．由图可知，乙照片中牡丹花的像比甲更大，根据“物近像远像变大”可知，像更大说明牡丹花到相机镜头的距离更小，也就是距离更近，故B正确； C．从拍甲到拍乙，像变大，即“像远”了，所以需增大镜头到底片的距离，因此需要将镜头向前伸而不是后缩，故C错误。 故选：B。 28．2025年6月6日是第30个全国“爱眼日”。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。（1）图甲中的视网膜相当于图乙中的_______ 。在图乙的光屏上已成蜡烛的清晰像（像未画出），其情况是倒立、_______ （填“缩小”“等大”或“放大”）的实像。（2）图乙中，把蜡烛向右移动一定距离后（相当于看近处景物），光屏上的像变模糊了，缓慢_______ （填“注入”或“吸出”）适量水来改变水凸透镜厚度，像又变清晰了。当眼睛长时间处于这种状态时，睫状肌会过度疲劳失去弹性，导致看远处景物时无法将晶状体调到较_____ （填“薄”或“厚”）状态。（3）图乙中若往水凸透镜中注入过多的水，则会导致所成的像在光屏的_______ （填“前方”或“后方”），这和________ （填“近视眼”或“远视眼”）的成因是一样的。（4）据此，请你为预防近视提一条科学合理的建议：____________________ 。 【答案】（1）光屏；缩小； 【详解】 （1）图甲中视网膜是成像的部位，相当于图乙中的光屏；由图乙可知，物距u＝70cm﹣20cm＝50cm，像距v＝90cm﹣70cm＝20cm，因为u＞v，所以光屏上成倒立、缩小的实像。 （2）把蜡烛向右移动一定距离，物距减小，像距变大，像会成在光屏的后方，为了使像重新成在光屏上，需要增强水凸透镜的会聚能力，即减小焦距，使水凸透镜变厚，所以应缓慢注入适量水；当眼睛长时间看近处景物时，睫状肌过度疲劳失去弹性，导致看远处景物时无法将晶状体调到较薄状态，使得像成在视网膜前方。 （3）若往水凸透镜中注入过多的水，水凸透镜变厚，折光能力变强，焦距变短，会导致所成的像在光屏的前方，这与近视眼的成因相同。 （4）预防近视的科学合理建议有：不长时间近距离用眼，用眼一段时间后远眺放松；保持正确的读写姿势；不在光线过强或过弱的地方看书等。 故答案为： （1）光屏；缩小； （2）注入；薄； （3）前方；近视眼； （4）不长时间近距离用眼，用眼一段时间后远眺放松。 29．小安是科技社团的成员，她计划组装一台简易照相机需要选取合适的凸透镜和纸筒并尝试调节该相机。在“组装简易照相机”活动中，经历了下面几个环节：（1）【器材选择】测量透镜的焦距f时，镜面应与阳光垂直，如图甲所示，在透镜下面放上白纸（纸、镜平行），测出透镜与白纸间距s/cm与对应的白纸被烤焦的时间t/min，绘出图线如图乙所示，可判断该透镜的焦距f＝_______ cm；（2）【成像原理】①照相机拍照时，像距v与焦距f的关系满足的范围是________________ 。②如图丙、丁所示，将蜡烛、凸透镜、光屏调节到_____ 图（选填“丙”或“丁”）所示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，此时成像原理与照相机相同。（3）【制作模型】现有三种规格的纸筒，长度分别为5cm、15cm、25cm，你选择长度_______ cm的纸筒作为照相机模型（图戊）的外纸筒。（4）【产品使用】先拍摄到远处的物体，再拍摄近处的物体时，应将两筒间的距离变_____ （填“长”或“短”），此时薄膜上的像变_____ （填“大”或“小”）。（5）【产品迭代】在焦距不变的情况下，凸透镜直径越小，成像越暗。为使拍摄的成像更清晰明亮，在焦距相同的条件下，应选用直径更_____ （选填“大”或“小”）的凸透镜制作。 【答案】（1）12；（2）①12cm＜v＜24cm；②丙；（3）25；（4）长；大；（5）大。 【详解】 （1）由图乙可知，当透镜与白纸间距S＝12cm时，白纸被烤焦的时间t＝4min，所用的时间最短，说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高，这个点就是凸透镜的焦点，则测出透镜与白纸间距即为焦距f＝12cm。 （2）①照相机的像距范围是f＜v＜2f，即 12cm＜v＜24cm；②照相机的成像原理是：当物距u＞2f时，成倒立、缩小的实像，此时像距f＜v＜2f。图丙中：蜡烛在10cm，透镜在50cm，物距u＝40 cm。f＝12cm，则 2f＝24cm。u＞2f，符合照相机原理；图丁中：蜡烛在35cm，透镜在50cm，物距u＝15 cm，f＜u＜2f，这是投影仪的原理。题目问的是“调节到...图所示位置”，观察图丙，光屏在65cm左右，像距v≈15 cm，满足 f＜v＜2f，所以选丙； （3）照相机的像距范围是f＜v＜2f，即 12 cm＜v＜24 cm。纸筒的长度大于24cm，25cm最合适，12cm和15cm太短了； （4）根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”。从拍摄远处（物距大）到拍摄近处（物距小），像距需要变大，所以应将镜头向前伸，即增大两筒间的距离，使其变长； 同上，物距减小，像距增大，像也变大； （5）为了获得更明亮、清晰的像（进光量更多），在焦距相同的情况下，应该选择口径（直径）更大的凸透镜，这样单位时间内通过透镜的光能量更多。 故答案为：（1）12；（2）①12cm＜v＜24cm；②丙；（3）25；（4）长；大；（5）大。 30．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 【详解】 A、显微镜的物镜工作时，标本位于物镜的一倍焦距与二倍焦距之间，成像特点与投影仪类似，得到的是倒立、放大的实像，不是虚像，故A错误； B、从视野甲变为视野乙，观察到像变大了。水透镜变薄后折光能力减弱，焦距变长，同一物体经凸透镜所成的实像会变大；蜡烛靠近透镜时物距减小，根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律，像也会变大，故B正确； C、用手挡住水透镜的一部分，剩余部分仍能让光线通过并会聚成像，所以光屏上仍可得到完整的像，但由于透过的光线总量减少，像会变暗，不会变得更明亮，故C错误； D、显微镜的目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像，而照相机成倒立、缩小的实像，两者成像原理不同，故D错误。 故选：B。 31．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。像到观察者的距离变小了，视角变大 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（_____ ）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】B；（1）实；放大镜；（2）10；（3）增大；光沿直线传播；A；（4）反射。 【详解】 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。 （1）望远镜的物镜与照相机原理相同，成倒立、缩小的实像。 目镜成正立、放大的虚像，成像原理与放大镜相同。 （2）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。 （3）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。 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。 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。 （4）平面镜对光的作用是反射，因此利用光的反射改变了光路。 故答案为：B；（1）实；放大镜；（2）10；（3）增大；光沿直线传播；A；（4）反射。 32．科学家利用巨大的天文望远镜接收来自遥远星系的信息。通过分析这些信息，人们对宇宙了解得越来越深入了。某学习小组进行了制作望远镜的跨学科实践活动，制作了一个望远镜。下面是该小组同学交流的实践内容，请帮助完成下列内容。（1）学习了解望远镜的原理。①望远镜的原理如图甲，望远镜是由两组凸透镜组成，目镜的作用相当于一个________ （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。②视角的概念如图乙所示，视角的大小不仅和物体本身的大小有关，还和____________ 有关。（2）设计制作调试望远镜小明找到的器材有：凸透镜若干，镜筒若干，刻度尺，使用不同规格的凸透镜作物镜来制作望远镜，并观察物体，收集到下表中的证据：①分析表中信息，可得结论：相同条件下，物镜的直径越大，望远镜成像亮度越_____ 。②由表中信息可推导出：望远镜B的视角放大倍数是_____ 倍。（3）项目评价：如图丙，是小明利用自制的天文望远镜观察到的月亮，同组的小华觉得其成像不够大且不清晰，请给出你的一条改进建议：_______________ 。 望远镜 A B C 目镜焦距 5cm 5cm 5cm 物镜焦距 10cm 10cm 30cm 物镜直径 3cm 5cm 5cm 成像亮度 暗 亮 亮 视角放大倍数 2倍 6倍 【答案】（1）①放大镜；②距离物体的远近；（2）①亮；②2；（3）增大物镜的焦距和直径。 【详解】 （1）①望远镜的目镜的作用相当于放大镜，将物距的倒立的缩小的实像进行放大，增大视角；②视角的大小不仅和物体本身的大小有关，还和距离物体的远近有关； （2）①由表中数据可知，相同条件下，物镜的直径越大，望远镜成像亮度越亮； ②由表中信息可推导出：望远镜的视角放大倍数等于物镜与目镜的焦距之比，为2倍； （3）物镜的焦距和目镜的焦距相差越大，视角放大倍数越大，物镜的直径越大，像越清晰；所以增大物镜的焦距和直径可以成像够大且更清晰。 故答案为：（1）①放大镜；②距离物体的远近；（2）①亮；②2；（3）增大物镜的焦距和直径。 33．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。下列说法正确的是（　　） A．乙图中的水珠其作用相当于一个放大镜 B．乙图中的像是可以成于光屏上的 C．甲图中的水珠其作用类似凹透镜 D．甲、乙两图中的像都是虚像 【答案】A 【详解】 AB、乙图中的水珠中间厚、边缘薄，形成一个水凸透镜，叶脉在水凸透镜的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像，和放大镜的原理是相同的，虚像无法在光屏上成像，故A正确，B错误； C、由凸透镜成像规律可知u＞2f时，成倒立、缩小实像；而甲图中看到水珠后面远处景物是倒立缩小的，是因为景物距离水凸透镜较远，在二倍焦距以外，作用类似照相机，所成的像能成在光屏上，故C错误； D、由前面解答可知，甲图中的像是实像、乙图中的像是虚像，故D错误。 故选：A。 34．小好同学自制了一个水透镜模拟人眼的晶状体，光屏相当于视网膜。如图所示，此时光屏上得到光源清晰的像；当用注射器从膜内抽水，使水透镜变薄时，发现光屏上的像变模糊；仅将光源适当远离水透镜，光屏上的像又变清晰。此过程模拟的眼睛及对应的矫正方法是（　　） A．近视眼，用凹透镜矫正 B．远视眼，用凸透镜矫正 C．近视眼，用凸透镜矫正 D．远视眼，用凹透镜矫正 【答案】B 【详解】 小好同学自制了一个水透镜模拟人眼的晶状体，光屏相当于视网膜。如图所示，此时光屏上得到光源清晰的像； 当用注射器从膜内抽水，使水透镜变薄时，凸透镜对光的偏折能力变弱，光屏上的像变模糊，像成在光屏的后方，将光源适当远离水透镜，光屏上的像又变清晰，说明只能看清远处的物体，是远视眼，应该配戴凸透镜进行矫正，因为凸透镜对光线具有会聚作用，故B正确，ACD错误。 故选：B。 35．某小组同学探究“凸透镜成像的规律”，实验时在坐标纸上记录了蜡烛与光屏上像的位置和大小。如图所示，用带箭头的线段表示物或像，A'、B'分别表示蜡烛在A、B处时像的位置，当蜡烛在C位置时，无论在光具座上怎样移动光屏，都不能得到清晰的像，原因是_________ ；一同学将_____ 透镜放在蜡烛和透镜之间，移动光屏出现清晰的像，此方法与矫正_____ 视眼的方法相同。 【答案】像距太大；凸；远。 【详解】 （1）C点在一倍和二倍焦距之间，无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，可能是此时像距太大（或超出了光具座的长度范围）； （2）根据（1），将透镜放在蜡烛与凸透镜之间，移动光屏在光屏上成像，说明该透镜为凸透镜，远视眼看不清近处的物体，可以用凸透镜的镜片进行矫正。 故答案为：像距太大；凸；远。 重难突破系列　|　苏科版八年级物理　|　专题十二 透镜的应用 — — 学科网（北京）股份有限公司 $专题讲义 苏科版八年级物理上册 重难专题十二 透镜的应用 （原卷版） 苏科版八年级上册　|　透镜的应用　|　建议用时 45 分钟　|　难度：★★★★☆ ▎学习目标 1．知道照相机和眼睛的成像原理：照相机的镜头相当于凸透镜，胶片（或感光元件）相当于光屏，当 u＞2f 时成倒立、缩小的实像；眼睛的角膜和晶状体共同相当于凸透镜，视网膜相当于光屏，在视网膜上成倒立、缩小的实像；了解眼睛通过睫状体改变晶状体的厚薄来调节焦距，知道明视距离约 25 cm、近点约 10 cm、远点在无限远处； 2．理解近视眼和远视眼的成因及矫正：近视眼是晶状体太厚（或眼球前后径过长），远处物体的像成在视网膜前方，需戴对光有发散作用的凹透镜矫正；远视眼是晶状体太薄（或眼球前后径过短），近处物体的像成在视网膜后方，需戴对光有会聚作用的凸透镜矫正；知道眼镜度数＝100／f（f 以米为单位），凸透镜度数为正、凹透镜为负； 3．知道显微镜和望远镜的基本构造与成像原理：显微镜物镜（焦距短）成倒立、放大的实像，目镜相当于放大镜把像再次放大，最终成倒立的像；开普勒望远镜物镜（焦距长）成倒立、缩小的实像，目镜再把像放大；理解视角越大物体看起来越清楚，望远镜通过把像“移近”来增大视角。 【思维导图】 透镜的应用 照相机与眼睛 照相机：u＞2f，倒立缩小实像，镜头凸透镜、胶片光屏 眼睛：角膜+晶状体＝凸透镜，视网膜＝光屏 睫状体调晶状体厚薄；明视距离约25cm 透镜的应用 视力矫正 近视：像成视网膜前，戴凹透镜（发散） 远视：像成视网膜后，戴凸透镜（会聚） 度数＝100/f（f以米计），凸正凹负 透镜的应用 显微镜 物镜f小：f＜u＜2f，倒立放大实像 目镜当放大镜：把物镜的像再放大 两次放大、最终倒立 透镜的应用 望远镜与视角 开普勒：物镜f大成缩小实像，目镜放大 物镜相当于照相机、目镜相当于放大镜 视角越大越清晰；望远镜增大视角 考点一　照相机、眼睛与视力的矫正 1．照相机：如图1，照相机的镜头相当于一个凸透镜，胶片（或感光元件）相当于光屏。被照物体到镜头的距离大于二倍焦距（u＞2f）时，在胶片上成倒立、缩小的实像。拍照时若要使像变大，应让照相机靠近被照物体（减小物距），同时镜头向前伸、增大暗箱长度（增大像距），即“物近像远像变大”。 图1　模型照相机：纸筒A端蒙半透明薄膜作光屏，纸筒B端嵌凸透镜作镜头 2．眼睛：如图2，人的眼睛相当于一架照相机。角膜和晶状体的共同作用相当于凸透镜，视网膜相当于光屏。来自物体的光会聚在视网膜上，成倒立、缩小的实像。眼睛通过睫状体改变晶状体的厚薄：看近处物体时晶状体变厚、折光能力变强；看远处物体时晶状体变薄、折光能力变弱。正常眼睛的明视距离约 25 cm，近点约 10 cm，远点在无限远处。 图2　眼睛的构造：晶状体、角膜共同相当于凸透镜，视网膜相当于光屏 3．眼睛的调节：如图3，看远处物体时，来自远处物体的光近似平行光，晶状体较薄，像刚好成在视网膜上；如图4，看近处物体时，物体射来的光比较发散，睫状体收缩使晶状体变厚、折光能力增强，仍能使像成在视网膜上。 图3　看远处物体：晶状体较薄，光会聚在视网膜上 图4　看近处物体：晶状体变厚、折光能力增强，像仍成在视网膜上 4．近视眼及其矫正：如图5，近视眼只能看清近处的物体、看不清远处的物体。原因是晶状体太厚、折光能力太强（或眼球前后径过长），来自远处物体的光还没到视网膜就已经会聚，像成在视网膜的前方。如图6，矫正时应戴对光有发散作用的凹透镜，使光先发散一些再进入眼睛，让像向后移到视网膜上。 图5　近视眼：晶状体太厚，远处物体的像成在视网膜前方 图6　近视眼的矫正：戴凹透镜，使像后移到视网膜上 5．远视眼及其矫正：如图7，远视眼只能看清远处的物体、看不清近处的物体。原因是晶状体太薄、折光能力太弱（或眼球前后径过短），近处物体的光还没会聚就到达了视网膜，像成在视网膜的后方。如图8，矫正时应戴对光有会聚作用的凸透镜，使光先会聚一些再进入眼睛，让像向前移到视网膜上。 图7　远视眼：晶状体太薄，近处物体的像成在视网膜后方 图8　远视眼的矫正：戴凸透镜，使像前移到视网膜上 表1　近视眼与远视眼的比较 比较项目 近视眼 远视眼 成因 晶状体太厚/眼球前后径过长 晶状体太薄/眼球前后径过短 像的位置 像成在视网膜前方 像成在视网膜后方 看不清的物体 看不清远处物体 看不清近处物体 矫正透镜 凹透镜（对光发散） 凸透镜（对光会聚） 眼镜度数 负值 正值 6．典型例题示范：【例】某人看远处物体时，像成在视网膜的前方，则他患的是什么眼？应戴什么透镜矫正？【解析】像成在视网膜前方，说明晶状体折光能力过强，这是近视眼；为了使像向后移到视网膜上，应戴对光有发散作用的凹透镜进行矫正。 ▎重难诠释 ①近视眼戴凹透镜、远视眼戴凸透镜：近视是像成在视网膜前，要用凹透镜先把光发散；远视是像成在视网膜后，要用凸透镜先把光会聚； ②照相机、眼睛都成倒立缩小的实像（u＞2f）；照相机靠镜头前伸后缩调节像距，眼睛靠睫状体改变晶状体厚薄调节焦距； ③眼镜度数＝100／f（f 以米为单位），焦距越短度数越深；凸透镜（远视镜片）度数为正，凹透镜（近视镜片）度数为负； ④明视距离约 25 cm、近点约 10 cm、远点在无限远；双光（渐进）眼镜上半部分看远、下半部分看近。 考点二　显微镜、望远镜与视角 1．显微镜：如图9，显微镜由物镜和目镜两组凸透镜组成。物镜的焦距很短，被观察的物体放在物镜的一倍到二倍焦距之间（f＜u＜2f），物镜成一个倒立、放大的实像；目镜相当于一个放大镜，把这个实像再一次放大。经过两次放大，我们就看到了微小物体被放大的像。 图9　显微镜（甲）与望远镜（乙）：都由物镜和目镜两组透镜组成 图10　显微镜成像光路：物镜L1成倒立放大实像，目镜L2把它再次放大 2．望远镜：开普勒望远镜也由物镜和目镜两组凸透镜组成，只是物镜的焦距很长。远处物体经物镜（u＞2f）成一个倒立、缩小的实像，这个实像落在目镜的焦点以内，目镜再把它放大。望远镜的物镜相当于照相机、目镜相当于放大镜，最终看到的是倒立的像。伽利略望远镜物镜是凸透镜、目镜是凹透镜，看到的是正立的像。 3．视角：物体对眼睛光心所张的角叫做视角。视角越大，物体在视网膜上成的像越大，看得越清楚。物体离得越近、物体越大，视角就越大。望远镜不能把物体本身放大，但它把远处物体的像成在离眼睛很近的地方，从而增大了视角，使我们看清远处的物体。 表2　显微镜与开普勒望远镜的比较 比较项目 显微镜 开普勒望远镜 物镜焦距 焦距短（f 小） 焦距长（f 大） 物镜成像 倒立、放大的实像（f＜u＜2f） 倒立、缩小的实像（u＞2f） 目镜作用 放大镜，把物镜的像再放大 放大镜，把物镜的实像放大 最终像 倒立（经两次放大） 倒立 物镜相当于 投影仪 照相机 用途 观察微小物体 观察远处物体 4．典型例题示范：【例】显微镜的物镜和目镜分别相当于生活中的哪种光学仪器？【解析】显微镜的物镜使放在一倍到二倍焦距之间的物体成倒立、放大的实像，相当于投影仪；目镜把物镜所成的实像当作“物体”再一次放大，相当于放大镜。经过两次放大，就能看清微小的物体。 ▎重难诠释 ①显微镜物镜＝投影仪（成倒立放大实像）、目镜＝放大镜（再放大）；望远镜物镜＝照相机（成倒立缩小实像）、目镜＝放大镜； ②显微镜物镜焦距短、望远镜物镜焦距长；开普勒望远镜两镜都是凸透镜、最终成倒立的像；伽利略望远镜物镜凸、目镜凹、成正立的像； ③视角越大越清晰：物体近、物体大则视角大；望远镜通过把远处物体的像“移近”眼睛来增大视角，并不是把物体真正放大； ④显微镜和望远镜的目镜都成正立、放大的虚像（与物体在目镜同侧）。 考向一　照相机与眼睛成像（u＞2f倒立缩小实像·镜头胶片·晶状体视网膜·调焦） 1．如图所示是小一用同一照相机拍摄的同一个茶杯的两张照片。在拍摄过程中照相机镜头的焦距不变，下列说法正确的是（　　） A．照相机的镜头对光线有发散作用 B．茶杯所成的像位于照相机镜头一倍焦距和二倍焦距之间 C．拍摄甲图照片时，照相机镜头离茶杯较近 D．拍摄乙图照片时，茶杯距离照相机镜头小于镜头焦距 2．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 3．《墨经》中记载了世界上最早的小孔成像实验，某物理小组为探究成像技术的演进，先复原小孔成像实验，再制作照相机模型（凸透镜焦距10cm）。备选材料：不同直径和长度的直筒、黑色和白色卡纸、宣纸、透明塑料膜、F型光源、不同小孔的遮光板。请完成下列探究：【项目一】小孔成像模型（1）F型光源在成像膜上所成的像是_______ （选填“实像”或“虚像”）；其成像原理是___________ 。（2）小明开始实验时，眼睛从右侧看过去，无论怎样调节小孔与F型光源之间的距离，都只能看到一片光亮，最有可能的是_____ 。 A．小孔扎成了正方形 B．小孔太大 C．小孔太小【项目二】照相机模型（3）制作照相机模型时，需选用长度合适的外纸筒调节像距，使成像膜上成倒立、缩小的实像，现有长度分别为5cm、10cm、20cm的三种纸筒，最合适的是_______ cm的纸筒。（4）为清晰的承接且便于观察，成像膜的材料应选__________ （选填“黑色不透光卡纸”“白色不透光卡纸”或“半透明宣纸”）。若要拍摄更远的景物且保持成像清晰，应将纸筒_________ （选填“向内缩短”或“向外拉长”）。【项目三】望远镜模型（5）小明用两个凸透镜制成如图所示的望远镜，物镜与________ （选填“照相机”或“投影仪”）的成像原理相同。如果有一个虫子落在物镜上，用该望远镜去看远处的物体，观察到的像_______ （选填“完整”或“不完整”）。 4．正常眼睛的远点在无限远，近点在大约10cm处。如图所示，当我们看近处物体时，近处物体射来的光会聚在视网膜上。当我们从看近处物体改为看远处物体时，为了使物体成像在视网膜上，晶状体凸度和焦距的变化情况分别是（　　） A．晶状体凸度变大，焦距变短 B．晶状体凸度变大，焦距变长 C．晶状体凸度变小，焦距变短 D．晶状体凸度变小，焦距变长 5．人类的眼睛像一架神奇的照相机。如图甲所示，眼球的晶状体相当于镜头，视网膜相当于胶片。由眼睛的调节作用所能看清的最远点，叫远点，正常眼的远点在极远处。眼睛能看清的最近点，叫近点，正常眼的近点约距眼睛10cm。看清物体时间较长也不易感到疲劳的距离叫明视距离，正常眼睛的明视距离是25cm。（1）根据上文，你认为正常人的眼睛观察范围是：_____ （填以下选项）。 A．0～10cm B．10cm～25cm C．10cm～极远处 D．0～25cm（2）小李同学在做凸透镜成像实验时，如图乙所示，此时光屏上成清晰的像。若换上焦距更小的透镜，光屏上的像变模糊了，为使光屏上再次呈现清晰的像，以下操作可行的是________ 。①将光屏靠近凸透镜②将光屏远离凸透镜③将蜡烛靠近凸透镜④将蜡烛远离凸透镜⑤给凸透镜前戴上凸透镜⑥给凸透镜前戴上凹透镜 考向二　近视/远视成因与矫正（像成视网膜前/后·凹透镜发散·凸透镜会聚·水透镜实验） 6．现代生活，智能手机给人们带来了许多便利，但长时间盯着手机屏幕，容易导致视力下降。图中关于近视眼及其矫正的原理图正确的是（　　） A．甲和丙 B．甲和丁 C．乙和丙 D．乙和丁 7．如图所示是近视眼、远视眼看物体时成像的光路图，下列说法正确的是（　　） A．远视眼的成像原理和小孔成像的原理相同 B．近视眼看远处的物体，像成于视网膜后 C．图甲是近视眼光路图，应该配戴凹透镜眼镜 D．远视眼多发于老年人群体，最好配戴凹透镜眼镜 8．甲、乙两图分别是正常人眼通过调节晶状体等结构看清远处和近处物体的示意图。下列关于丙、丁两图模拟近、远视眼的情况以及应该佩戴何种透镜进行矫正的说法正确的是（　　） A．丙图是近视眼，应该配戴凹透镜 B．丙图是远视眼，应该配戴凸透镜 C．丁图是近视眼，应该配戴凸透镜 D．丁图是远视眼，应该配戴凹透镜 9．小明利用水透镜模拟眼睛，光屏模拟视网膜，通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄，来探究近视眼的形成原因。（1）实验时，用水透镜模拟正常眼睛，将烛焰、水透镜、光屏三者摆放在如图所示的位置，在光屏上成了一个清晰的像（像未画出），接着要探究近视眼的成因，应对水透镜_______ （选填“注水”或“抽水”）；（2）这时应在图中的虚线框内安装合适的________ （选填“凸透镜”或“凹透镜”）镜片，才能在光屏上重新得到一个清晰的像，分析后即可找到近视眼的成因。 10．小乐和小悦用“水透镜”探究近视眼的形成原因：（1）实验装置如图。固定物距不变时，调节光屏的位置，直至呈现烛焰清晰的像并记录像距。（2）小乐把实验收集的数据和观察的现象填入表中。依据如表，在物距不变的情况下，增加“水透镜”的凸起程度，像距变_____ 。经多次实验后分析，当近视眼观察远处的景物时，由于晶状体的凸起程度较大，折光能力较_____ ，远处景物成像会成在视网膜的_____ 方，导致看不清楚；为了预防近视，我们应养成良好的用眼习惯。 序号 物距/cm “水透镜”的凸起程度 像距/cm 1 30.0 较小 17.4 2 30.0 较大 9.2 考向三　显微镜与望远镜（物镜/目镜·两次放大·焦距长短·视角·自制望远镜） 11．如图所示为实验室用显微镜和天文望远镜，关于图中两种仪器，下列说法正确的是（　　） A．显微镜的目镜相当于投影仪，物镜相当于放大镜 B．天文望远镜的目镜相当于投影仪，物镜相当于照相机 C．用显微镜观察物体，看到的像是正立的 D．天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜，但成像特点不同 12．关于显微镜和单筒望远镜下列阐述正确的是（　　） A．显微镜目镜的作用相当于放大镜 B．显微镜物镜的作用相当于照相机 C．单筒望远镜目镜的作用相当于投影仪 D．利用单筒望远镜观察到的是物体放大的实像 13．根据下列学科实践活动，回答问题。自制天文望远镜学校物理项目学习小组首先开展“自制望远镜”活动。小组同学准备了焦距分别为5cm和40cm的两个凸透镜、硬纸筒、刻度尺、光具座和胶水等材料。【设计与制作】（1）为了挑选焦距较长的透镜用作物镜，小明取一个大烧杯，里面充满烟雾倒扣在桌上，手电筒垂直杯底射出平行光束如图甲。先后将透镜A和B放置在杯底上方，观察透镜对光的作用，效果如图乙、丙所示。则凸透镜_____ 对光的会聚作用较强，应挑选凸透镜_____ 为物镜；（2）为了观察物镜的成像效果，小明将挑出的物镜安装在光具座50cm刻度处，如图a所示。观察窗外远处景物（物距10m以上），调节左侧光屏，发现在接近_______ cm刻度处，找到倒立_______ 的实像；（3）如图b所示，小明用大小纸筒做成套筒，便于调节__________ 间的距离，从而可以观察_______ 不同的物体；【优化与改进】（4）项目组还想制作一个辅助寻星装置，装在望远镜套筒上，实现通过寻星装置找到目标星球，再通过望远镜进行观察。如图c所示，小明已经在自制的寻星装置一端设计好了带开口的挡板，请将另一端挡板开口的设计画在图d的虚线框中。 14．跨学科实践课上，同学们计划用凸透镜制作简易望远镜，准备了三个焦距不同的凸透镜作为物镜备选，其焦距如下表所示，其中透镜B的焦距未知。（1）为测出透镜B的焦距，同学们将蜡烛作为物体，放置在距离透镜B不同位置处（改变物距u），通过光屏承接清晰的像，记录对应的像距v，并绘制出u﹣v的关系图像（如图乙所示）。从该图像中可得出透镜B的焦距为_______ cm。（2）①制作望远镜时，物镜需对远处物体成像，通常希望这个像更大一些。小程想通过画光路图判断当物距相同时，不同焦距的凸透镜成像的大小关系，请帮助他完成凸透镜成像的光路图（两个透镜均需画图）；根据作图结果可判断：若想让物镜所成的像更大，应选择焦距更_____ 的凸透镜。②用制作好的望远镜观察远处的树木，望远镜看到的像应该是_____ 。 透镜 A B C D 焦距 8cm 未知 15cm 5 15．如图所示的是同学们在跨学科实践：制作望远镜的成品展示，下列说法正确的是（　　） A．物镜成倒立的虚像 B．目镜成正立的实像 C．若物镜的焦距为10cm，目镜的焦距为5cm，则该望远镜放大倍率为4倍 D．选取凸透镜时物镜的直径要大于目镜 考向四　透镜应用综合与图像（投影仪/放大镜/扫描仪·水珠·动态成像·现象辨析） 16．小东自制了一个简易投影仪，它主要由手电筒、内筒（一端开口，另一端可以放置胶片）、外筒（一端开口，另一端固定凸透镜）组成，内筒可嵌于外筒且能左右推动。将印有“冰墩墩”的透明胶片贴于内筒一端，打开手电筒，调整胶片、凸透镜到白墙的位置，在墙上得到清晰放大的像，如图所示。已知凸透镜的焦距是10cm。下列说法正确的是（　　） A．自制投影仪能成放大的像，是因为凸透镜对光线有发散作用 B．白墙到凸透镜的距离应大于20cm C．胶片与凸透镜的距离应小于10cm，且胶片应倒立放置 D．若要白墙上清晰的像变得更大一些，只将内筒往外拉动一些即可 17．如图是快递出库扫描仪，它的上端为成像镜头，斜上方配有补光灯辅助扫描快递条形码，关于该装置涉及的光学知识，下列说法正确的是（　　） A．扫描仪的镜头与近视眼镜镜片是同种透镜 B．扫描仪需要补光，说明镜头只能识别光源 C．条形码通过扫描仪的镜头，成正立的实像 D．增大条形码到镜头的距离，所成的像变小 18．如图是生物课上小明用放大镜贴着七星瓢虫观察的情况，将放大镜逐渐远离瓢虫时，小明观察到的成像情况发生了变化，如图乙，像的变化情况排序正确的是（　　） A．①②③ B．③②① C．③①② D．②①③ 19．如图所示，将印有花的透明胶片贴在发光手电筒前端玻璃上，正对着焦距为10cm的凸透镜，调整位置，墙上出现一朵清晰放大的“花”。下列说法正确的是（　　） A．此透镜可作为近视眼镜镜片 B．胶片与透镜的距离小于10cm C．胶片上的花相对于屏幕上的花是倒立的 D．白墙与透镜的距离为物距 20．实践小组同学制作了如图所示的简易幻灯机，前端为可伸缩圆筒，圆筒一端嵌有凸透镜。将幻灯片插入该装置，开启强光灯，在墙上呈现幻灯片清晰的像时，下列说法正确的是（　　） A．凸透镜对光有发散作用 B．墙上呈现的是正立、放大的虚像 C．幻灯片此时位于透镜两倍焦距外 D．要使像变大应将凸透镜向左移动 ★ 重难题型专练（15题）★ （精选高频易错题，覆盖照相机与眼睛成像、近视/远视成因与矫正、显微镜与望远镜、透镜应用综合与图像分析） 21．我国中学生在生长发育阶段用眼过度、缺乏户外运动和足够的休息容易得近视眼。如图所示，下列关于近视眼成像情况及其矫正原理图正确的是（　　） A．甲和丙 B．甲和丁 C．乙和丙 D．乙和丁 22．如图所示，关于近视眼和远视眼成因及矫正方法，下列说法正确的是（　　） A．甲为近视眼，应配戴凸透镜矫正 B．甲为近视眼，应配戴凹透镜矫正 C．乙为近视眼，应配戴凸透镜矫正 D．乙为近视眼，应配戴凹透镜矫正 23．实验课上，某小组用如图所示的装置模拟眼球，凸透镜相当于晶状体，烧瓶中的液体相当于玻璃体，烧瓶右侧内壁相当于视网膜。若想模拟近视眼并对其进行矫正。接下来小组同学应进行的操作是（　　） A．换用焦距更大的凸透镜，并用另一个凸透镜进行矫正 B．换用焦距更小的凸透镜，并用另一个凸透镜进行矫正 C．换用焦距更大的凸透镜，并用凹透镜进行矫正 D．换用焦距更小的凸透镜，并用凹透镜进行矫正 24．枧枧同学通过以下实验探究近视眼形成的原因。（1）一鸣同学和龙剑同学选取器材：近视眼镜、凸透镜、光屏、蜡烛等。大东同学按图组装，凸透镜可看作眼睛的晶状体，近视眼镜仅靠凸透镜放置，相当于给眼睛戴上了眼镜，移动光屏到图示位置，光屏上呈清晰的倒立的_______ （放大/等大/缩小）的实像，移走眼镜后，像变模糊，若使光屏上再次出现清晰的像，则需将光屏_______ （远离/靠近）透镜。（2）伟达同学和舜韬进一步探究发现，形成近视眼的原因可能是晶状体折光能力太强，也可能是晶状体与视网膜之间距离太_____ （长/短），以下能表示近视眼形成的原理是_____ 。 25．在跨学科实践活动中，小红对“眼睛视物原理”和“视力矫正原理”进行探究，如图甲、乙所示。她利用橡皮膜和注射器制作了水透镜，打开夹子，通过注射器向橡皮膜中注水或抽水，来改变橡皮膜凸起的程度。（1）用注射器向“水透镜”的薄膜中缓慢注水，使薄膜略微凸起，模拟做实验中的水透镜相当于眼球的________ （填名称）。（2）如图丙所示，观察到如下现象：将近视眼镜片放在发光体和凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了；使光屏_____ （选填“A.靠近”或“B.远离）透镜，又能在光屏上看到发光体清晰的像，这说明近视眼镜对光线有_____ （选填“A.会聚”或“B.发散”）作用。（3）下列表示近视眼成因及其矫正的图形分别是_____ 。 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④（4）请对“保护视力，科学用眼”提2条建议____________________ 。 26．如图甲所示，纸筒（a）的一端蒙了一层半透明薄膜，纸筒（b）的一端嵌了一个焦距为10cm的凸透镜、把两个纸筒套在一起，使两个纸筒能前后滑动，这样就制成了模型照相机，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．用自制照相机观察窗外景物时，应把薄膜一侧对准窗外的景物 B．为了使景物在薄膜上形成缩小的像，应使景物和镜头间的距离大于10cm C．若想让景物的像变大一些，照相机应靠近景物，同时增大凸透镜和薄膜间的距离 D．若（a）筒即使退出（b）筒也不能看到清晰的像，则换用较薄的透镜能解决问题 27．“洛阳牡丹甲天下”，小明用一架焦距不变的相机先后两次拍园中的牡丹花，拍出的照片如图。下列说法正确的是（　　） A．拍照时牡丹花在相机的一倍焦距和二倍焦距之间 B．拍摄乙照片时，牡丹花和相机镜头的距离更近 C．拍完甲照片之后再拍乙照片，此时需要将相机镜头后缩 D．相机拍摄的画面是倒立、放大的实像 28．2025年6月6日是第30个全国“爱眼日”。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。（1）图甲中的视网膜相当于图乙中的_______ 。在图乙的光屏上已成蜡烛的清晰像（像未画出），其情况是倒立、_______ （填“缩小”“等大”或“放大”）的实像。（2）图乙中，把蜡烛向右移动一定距离后（相当于看近处景物），光屏上的像变模糊了，缓慢_______ （填“注入”或“吸出”）适量水来改变水凸透镜厚度，像又变清晰了。当眼睛长时间处于这种状态时，睫状肌会过度疲劳失去弹性，导致看远处景物时无法将晶状体调到较_____ （填“薄”或“厚”）状态。（3）图乙中若往水凸透镜中注入过多的水，则会导致所成的像在光屏的_______ （填“前方”或“后方”），这和________ （填“近视眼”或“远视眼”）的成因是一样的。（4）据此，请你为预防近视提一条科学合理的建议：____________________ 。 29．小安是科技社团的成员，她计划组装一台简易照相机需要选取合适的凸透镜和纸筒并尝试调节该相机。在“组装简易照相机”活动中，经历了下面几个环节：（1）【器材选择】测量透镜的焦距f时，镜面应与阳光垂直，如图甲所示，在透镜下面放上白纸（纸、镜平行），测出透镜与白纸间距s/cm与对应的白纸被烤焦的时间t/min，绘出图线如图乙所示，可判断该透镜的焦距f＝_______ cm；（2）【成像原理】①照相机拍照时，像距v与焦距f的关系满足的范围是________________ 。②如图丙、丁所示，将蜡烛、凸透镜、光屏调节到_____ 图（选填“丙”或“丁”）所示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，此时成像原理与照相机相同。（3）【制作模型】现有三种规格的纸筒，长度分别为5cm、15cm、25cm，你选择长度_______ cm的纸筒作为照相机模型（图戊）的外纸筒。（4）【产品使用】先拍摄到远处的物体，再拍摄近处的物体时，应将两筒间的距离变_____ （填“长”或“短”），此时薄膜上的像变_____ （填“大”或“小”）。（5）【产品迭代】在焦距不变的情况下，凸透镜直径越小，成像越暗。为使拍摄的成像更清晰明亮，在焦距相同的条件下，应选用直径更_____ （选填“大”或“小”）的凸透镜制作。 30．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 31．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。像到观察者的距离变小了，视角变大 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（_____ ）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。 32．科学家利用巨大的天文望远镜接收来自遥远星系的信息。通过分析这些信息，人们对宇宙了解得越来越深入了。某学习小组进行了制作望远镜的跨学科实践活动，制作了一个望远镜。下面是该小组同学交流的实践内容，请帮助完成下列内容。（1）学习了解望远镜的原理。①望远镜的原理如图甲，望远镜是由两组凸透镜组成，目镜的作用相当于一个________ （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。②视角的概念如图乙所示，视角的大小不仅和物体本身的大小有关，还和____________ 有关。（2）设计制作调试望远镜小明找到的器材有：凸透镜若干，镜筒若干，刻度尺，使用不同规格的凸透镜作物镜来制作望远镜，并观察物体，收集到下表中的证据：①分析表中信息，可得结论：相同条件下，物镜的直径越大，望远镜成像亮度越_____ 。②由表中信息可推导出：望远镜B的视角放大倍数是_____ 倍。（3）项目评价：如图丙，是小明利用自制的天文望远镜观察到的月亮，同组的小华觉得其成像不够大且不清晰，请给出你的一条改进建议：_______________ 。 望远镜 A B C 目镜焦距 5cm 5cm 5cm 物镜焦距 10cm 10cm 30cm 物镜直径 3cm 5cm 5cm 成像亮度 暗 亮 亮 视角放大倍数 2倍 6倍 33．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。下列说法正确的是（　　） A．乙图中的水珠其作用相当于一个放大镜 B．乙图中的像是可以成于光屏上的 C．甲图中的水珠其作用类似凹透镜 D．甲、乙两图中的像都是虚像 34．小好同学自制了一个水透镜模拟人眼的晶状体，光屏相当于视网膜。如图所示，此时光屏上得到光源清晰的像；当用注射器从膜内抽水，使水透镜变薄时，发现光屏上的像变模糊；仅将光源适当远离水透镜，光屏上的像又变清晰。此过程模拟的眼睛及对应的矫正方法是（　　） A．近视眼，用凹透镜矫正 B．远视眼，用凸透镜矫正 C．近视眼，用凸透镜矫正 D．远视眼，用凹透镜矫正 35．某小组同学探究“凸透镜成像的规律”，实验时在坐标纸上记录了蜡烛与光屏上像的位置和大小。如图所示，用带箭头的线段表示物或像，A'、B'分别表示蜡烛在A、B处时像的位置，当蜡烛在C位置时，无论在光具座上怎样移动光屏，都不能得到清晰的像，原因是_________ ；一同学将_____ 透镜放在蜡烛和透镜之间，移动光屏出现清晰的像，此方法与矫正_____ 视眼的方法相同。 重难突破系列　|　苏科版八年级物理　|　专题十二 透镜的应用 — — 学科网（北京）股份有限公司 $