专题04 光和眼睛（透镜及其应用）（期中知识清单）八年级物理上学期新教材沪粤版

专题04 光和眼睛（透镜及其应用） 目 录 识记类 思维导图 知识清单 考点清单 辨析清单 题型类 高频题型清单 易错题型清单 重难题型清单 答题类 解题模型清单 答题技巧清单 知识点01 透镜 1．凸透镜和凹透镜 凸透镜 凹透镜 （1）凸透镜：中间______、边缘______的透镜叫作凸透镜； （2）凹透镜：中间______，边缘______的透镜叫作凹透镜； （3）薄透镜：若透镜的厚度远小于球面的______，这种透镜叫作薄透镜。 2．主光轴和光心 （1）主光轴：透镜上通过两个球面球心的直线叫主光轴。如图中的点划线CC＇。 凸透镜的主光轴和光心 凹透镜的主光轴和光心 （2）光心：主光轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向______，叫作透镜的光心O。 知识点02 透镜对光的作用 1．凸透镜对光有______作用，又叫会聚透镜。 凸透镜对光有会聚作用，不是指光经凸透镜后一定会聚在一点上，而是指光经凸透镜折射后，折射光线向主光轴偏折，如图所示。 甲 平行光束 乙 发散光束 丙 会聚光束 2．凹透镜对光有______作用，又叫发散透镜。 凹透镜对光有发散作用，是指光经凹透镜折射后，折射光线偏离主光轴，经凹透镜折射后的光线也可能相交于一点，如图所示。 甲 平行光束 乙 发散光束 丙 会聚光束 知识点03 焦点、焦距及三条特殊光线 1．凸透镜的焦点和焦距 （1）焦点：凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫作______，用F表示。 （2）焦距：焦点到______的距离叫作焦距，用f表示。 （3）凸透镜有______个焦点，并且关于______对称。 （4）凸透镜焦距的意义：凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短，凸透镜表面越凸，焦距越______，对光的会聚作用越______（选填“强”或“弱”）。 凸透镜的焦点和焦距 利用阳光测量凸透镜的焦距 （5）粗略测量凸透镜焦距的方法——平行光聚焦法 如图所示，将凸透镜正对着太阳光（可看成是平行光），再拿一张纸放在它的另一侧，来回移动，直到纸上的光斑最______、最______，测量这个光斑到凸透镜光心的距离，即为该凸透镜的焦距。 2．凹透镜的焦点和焦距 （1）焦点：平行于主光轴的光线通过凹透镜后______，发散光线的反向延长线相交于主光轴上，叫凹透镜的______，它不是实际光线的会聚点。凹透镜有______个焦点，关于光心对称。 （2）焦距：焦点到凹透镜______的距离叫作焦距。凹透镜焦距的大小表示对光______能力的强弱，焦距越小，对光的发散能力越______（选填“强”或“弱”）。 凹透镜的焦点和焦距 3．透镜的三条特殊光线 （1）凸透镜的三条特殊光线 ①通过凸透镜______的光线传播方向不发生改变，如图甲； ②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过______，如图乙； ③经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于______，如图丙。 甲 乙 丙 （2）凹透镜的三条特殊光线： ①通过凹透镜______的光线传播方向不发生改变，如图甲； ②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后发散，发散光线的____________通过焦点，如图乙； ③射向凹透镜焦点的光线经凹透镜折射后平行于______射出，如图丙。 甲 乙 丙 知识点04 探究凸透镜成像的规律 1．实验器材：光具座、凸透镜（焦距已知）、发光体（F形LED光源或烛焰）、光屏。 2．实验过程 （1）调节发光物体、凸透镜和光屏，使它们的中心高度相同，研究发光物体的成像情况。中心高度相同是为了使发光物体的像成在光屏的中央。 （2）将凸透镜固定在光具座中间50cm刻度处，把发光物体放在较远处，移动光屏，使光屏上呈现清晰的实像。观察实像的大小和正倒，测出物距u和像距v，将数据和观察的结果填入下表（下面的实验也要同样记录）。 （3）把发光物体向凸透镜移近几厘米，放好后重复以上操作。 （4）继续向凸透镜移动发光物体并调整光屏的位置，重复以上操作，你总能在光屏上得到发光物体的像吗？当在光屏上看不到发光物体的像时，可以撤去光屏，从光屏一侧向凸透镜方向看去，观察发光物体的像。此时发光物体和它的像在什么位置？ 记录凸透镜的焦距f，把实验中得到的数据和观察的结果填入下表。 数据和观察结果记录表（凸透镜的焦距f= 10 cm） 实验 次数 物距 u/cm 像的性质 像距 v/cm 虚实 大小 正倒 1 30 实像 缩小 倒立 15 2 20 实像 等大 倒立 20 3 15 实像 放大 倒立 30 4 10 不成像 5 6 正立 放大 虚像 —— 3．分析与论证 （1）焦点（u=f）是成虚像和实像的分界点，当物距大于焦距时，凸透镜成______像，当物距小于焦距时，凸透镜成______像。即一倍焦距内外分虚实。（均选填“实”或“虚”） （2）二倍焦距处是成放大和缩小像的分界点。当物距大于2倍焦距时，凸透镜成______的像，当物距小于2倍焦距时，凸透镜成______的像。没有缩小的虚像。（均选填“缩小”或“放大”） （3）凸透镜所成的实像都是异侧______，虚像都是同侧______。（均选填“正立”或“倒立”） （4）不论成实像还是虚像，成放大的像时必定像距______物距，成缩小的像时必定像距______物距。（均选填“大于”或“小于”） （5）成实像时，当物体从较远处向凸透镜靠近时（物距变小），像到凸透镜的距离（像距） 逐渐变______，像也逐渐变______。（均选填“大”或“小”） 当物体成虚像时，物体逐渐靠近透镜，像逐渐变______。（选填“大”或“小”） 4．实验结论 （1）凸透镜成像的规律： 当物距大于2倍焦距时，凸透镜成______、______的______像； 当物距等于2倍焦距时，凸透镜成______、______的______像； 当物距小于2倍焦距、大于焦距时，凸透镜成______、______的______像； 当物距小于焦距时，凸透镜成______、______的______像。（以上均选填像的性质“倒立”、“正立”、“放大”、“缩小”、“实”或“虚”） （2）记忆口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，物近（离焦点）像远像变大；虚像（与物）同侧正，实像异侧倒，像物相互跟着跑。 （3）表格总结： 物距u 像的性质 物与像 的位置 像距v 光屏能 否承接 u>2f 倒立 缩小 实像 异侧 2f>v>f 能 u＝2f 倒立 等大 实像 异侧 v＝2f 能 f<u<2f 倒立 放大 实像 异侧 v>2f 能 u＝f 不成像 u<f 正立 放大 虚像 同侧 |v|>u 不能 知识点05 凸透镜成像规律的应用 一、 照相机 1．传统照相机的主要结构及作用 （1）镜头：由一组透镜组成，相当于一个______，起到成像作用。 （2）快门：是控制感光元件（如胶片或图像传感器）曝光时间的装置，相当于相机的“眼睛开关”，通过开合来决定光线进入的时间长短。 （3）光圈：通过调节大小来控制进入相机的光线多少。 （4）调焦环：调焦环的作用是调整镜头与成像介质（如胶片或传感器）之间的距离，使不同距离的被摄物体在成像介质上形成清晰的像‌。 （5）胶片：是摄影的载体，相当于涂有感光材料的光屏。 传统照相机结构示意图 传统照相机原理示意图 2．照相机的成像原理 照相机的镜头由一组透镜组成，它们组合在一起相当于一个凸透镜。来自物体（人或景物）上每一点的光经过胶片照相机的镜头后都在胶片上会聚成一点，所有会聚的点就形成了被照物体的像。物体到镜头的距离远远大于镜头的焦距，在胶片上得到______、______的______像（填像的性质）。 3．照相机的成像特点 （1）照相机成缩小、倒立的实像。 （2）像距______物距（选填“大于”或“小于”）。 （3）像与物体位于凸透镜的______侧（选填“同”或“异”）。 （4）物距、像距及像的大小变化规律：物体离镜头越近，像越______，像距也变______；反之，物体离镜头越远，像越______，像距也变______。（均选填“小”或“大”） 4．照相机的调节 为了使远近不同的景物在胶片上都能形成清晰的像，需要旋转镜头上的“调焦环”，调节镜头到胶片的距离。 拍摄远处景物时，镜头往后缩，离胶片______（选填“远”或“近”）一些，此时的像比较小。拍摄近处景物时，镜头往前伸，离胶片远一些，此时的像会变______（选填“大”或“小”）一些。 5．自制模型照相机 （1）制作方法：用两个粗细相近的纸筒，使一个纸筒刚好能套入另一个，并能前后滑动（如图），将大纸筒的一端嵌上一个焦距为5～10cm的凸透镜，另一个纸筒的一端蒙上一层半透明纸，把两个纸筒套在一起，就做成了一个模型照相机。 （2）成像特点：模型照相机成的是______、______的______（填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”、“实像/虚像”）；物体离镜头越近，像越______，像离镜头越______。 6．照相机的应用 （1）数码相机：用电荷耦合器件代替胶片，把光信号转换成电信号，记录物体的像。 （2）摄像机，摄像头，电子眼，扫码支付，刷脸识别等都是利用了照相机成像的特点。 二、投影仪 1．投影仪的主要构造及各部分的作用 由镜头、光源（灯泡）、聚光镜（凸透镜）、平面镜等组成（如下图所示）。 （1）镜头：是一个______，起成像作用。 （2）光源：是用来照亮投影片的。 （3）螺纹透镜：相当于凸透镜，其作用是会聚光，增加投影片的亮度。 （4）屏幕：相当于______，承接像。 （5）平面镜：改变光的传播______。 2．投影仪的成像原理：投影仪（幻灯机）上的镜头相当于一个凸透镜，能成______、______的______（填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”、“实像/虚像”）。 3．投影仪成像的特点 （1）投影仪成______、______的实像（填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”）。 （2）物距______像距（选填“大于”或“小于”）。 （3）像与物体位于凸透镜的______侧（选填“同”或“异”）。 4．投影仪的调节 （1）要使屏幕上的图像大些，胶片______镜头，同时投影仪______屏幕；要使屏幕上的像小些，胶片远离镜头，同时投影仪______屏幕（以上均选填“远离”或“靠近”）。 （2）为了在屏幕上成正立的像，要把胶片______（选填“倒放”或“正放”）。 三、放大镜 1．放大镜的成像原理：是利用了凸透镜能成放大的______（虚/实）像这一原理。放大镜实际是一个短焦距的凸透镜。 放大镜成像示意图 2．放大镜的成像特点 （1）放大镜成______、______的______像（填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”、“虚/实”）。 （2）像距______物距（选填“大于”或“小于”）。 （3）像与物体位于凸透镜的______（选填“同侧”或“异侧”）。 3．放大镜的调节：使像变大时，让放大镜与物体之间的距离适当______些。使像变小时，让放大镜与物体之间的距离适当______些（选填“增大”或“减小”）。 4．生活中的放大镜 （1）鱼缸：相当于放大镜，若鱼在鱼缸左侧，则右侧部分相当于放大镜，我们看到的“鱼”比实际的______。 （2）小水滴：由于张力作用，形成半圆形，相当于______，我们看到的“物体”比实际的大。 （3）体温计的直管：体温计的直管做得很细，而且水银是银白色的，很难看清楚液柱的高度。把玻璃外壁做成三棱柱的样子，从侧面看过去，相当于______，起到放大的作用。 知识点06 利用凸透镜三条特殊光线分析凸透镜成像规律 利用凸透镜三条特殊光线中的任意两条可以画出相应的光路图，从而判断出像距的大小和成像的具体情况，这是理解凸透镜成像规律的最好的方法。 （1）当物距u>2f 时，成倒立、缩小的实像，此时像距f<v<2f；光路如图甲所示。 甲 乙 丙 丁 （2）当物距u=2f 时，成倒立、等大的实像，此时像距v=2f；光路如图乙所示。 （3）当物距f<u<2f时，成倒立、放大的实像，此时像距v>2f；光路如图丙所示。 （4）当物距u=f时，折射光为一束平行光，不能相交，反向延长线也不能相交，所以不能成像；光路如图丁所示。 （5）当物距u<f时，成正立、放大的虚像，此时像距v>u；光路如图所示。 知识点07 眼睛和眼镜 1．眼球的主要结构及各部分作用 眼球主要由玻璃体、______、______、瞳孔、角膜、虹膜、______等组成。眼球好像一架照相机： （1）晶状体和角膜的共同作用相当于一个______； （2）视网膜相当于照相机的______； （3）睫状体可以改变晶状体的形状（改变焦距）； （4）瞳孔相当于照相机的光圈。 眼球的主要结构 眼睛的视物原理 2．眼睛的视物原理 人的眼球好像一架______，眼睛观看物体时，物距大于2倍焦距，物体发出或反射的光进入人眼，经晶状体和角膜折射后，在视网膜上形成一个______、______的实像。视网膜上感光细胞受到光的刺激，视神经把这个信号传输给大脑，大脑将倒立图像处理后翻转过来，我们就看到了物体。 3．眼睛的调节 （1）正常眼睛的调节：眼睛通过睫状体改变______的形状，从而改变晶状体的折光能力。 当我们看远处的物体时，睫状体放松，晶状体比较______（选填“厚”或“薄”），对光的偏折能力变小，远处物体射来的光（近似平行光）刚好会聚在视网膜上，人们就可以看清远处的物体。 当人们看近处的物体时，睫状体收缩，晶状体变______（选填“厚”或“薄”），对光的偏折能力变大，近处物体射来的光（非平行光）照样能会聚在视网膜上，人们就可以看清近处的物体。 （2）远点、近点和明视距离 ①远点：眼睛的调节是有限度的，当睫状体完全松弛时，晶状体表面弯曲程度最小，此时晶状体最扁，能够看清的最远的极限点叫作远点。正常眼睛的远点在______处。 ②近点：当睫状体看近处物体时，晶状体变得最凸，表面弯曲程度最大，此时能看清的最近的极限点叫作近点。正常眼睛的近点在大约______处。 ③明视距离：正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离，大约是______cm。 一、近视眼及其矫正 1．近视眼：如果长期不注意用眼卫生，睫状体疲劳过度，调节能力降低，会造成晶状体变厚，焦距变小，折光能力增强。这时像只能成在视网膜______方（选填“前”或“后”），而在视网膜上形成的是模糊不清的光斑，这样就形成了近视眼。 2．近视眼的矫正：近视眼可以用凹透镜矫正，因为凹透镜能使光______。经矫正后，光会聚在视网膜上，就能得到清晰的像（见图乙）。 二、远视眼及其矫正 1．远视眼：如果晶状体变薄，焦距变大，折光能力减弱，且睫状体不能自行调节，像成在视网膜______方（选填“前”或“后”）, 在视网膜上形成的也是模糊不清的光斑，这样就形成了远视眼。 2．远视眼的矫正：远视眼可以用凸透镜矫正，因为凸透镜能使光______。经矫正后，光会聚在视网膜上，得到清晰的像。 知识点08 显微镜与望远镜 1．光学显微镜的成像原理 光学显微镜的目镜和物镜都是凸透镜，物镜焦距短、目镜焦距长，通过两次凸透镜成像实现对微小物体的放大观察。 （1）物镜（靠近被观察物体） 物距条件：被观察的微小物体放在物镜的________________________（）。 成像性质：成________________________像，成像原理与投影仪完全相同。 作用：将微小的物体第一次放大，成一个实像，这个实像恰好落在目镜的一倍焦距以内。 （2）目镜（靠近眼睛） 物距条件：物镜成的实像作为目镜的 “物体”，这个物体位于目镜的__________________（）。 成像性质：成__________________像，成像原理与放大镜完全相同。 作用：将物镜成的实像进行第二次放大，相当于一个放大镜。 （3）整体成像效果 显微镜最终成________________________像（相对于原物体上下、左右均颠倒）； 总放大倍数 = 物镜放大倍数 × 目镜放大倍数。 2．光学望远镜的成像原理 光学望远镜的目镜和物镜也都是______透镜，物镜焦距长、目镜焦距短，通过 “缩小实像 + 视角放大” 实现对远处物体的观测。 （1）物镜（靠近远处物体） 物距条件：远处的物体到物镜的距离远大于物镜的二倍焦距（）。 成像性质：成________________________像，成像原理与照相机完全相同。 作用：将远处的物体，在物镜的焦点附近成一个缩小的实像，这个实像也落在目镜的一倍焦距以内。 （2） 目镜（靠近眼睛） 物距条件：物镜成的实像作为目镜的 “物体”，位于目镜的__________________（）。 成像性质：成__________________像，同样相当于放大镜的作用。 作用：将物镜成的缩小实像进行放大，同时像离眼睛很近，大大增大了眼睛的视角，因此感觉远处物体被 “拉近、放大” 了。 （3）整体成像效果 望远镜最终成__________________像（相对于原物体）；它的核心作用不是 “把物体本身放大”，而是____________，让远处物体的像成在近处，从而看清细节。 3．非光学望远镜 射电望远镜：观测并研究来自天体的射电波。2016 年我国正式启用 “中国天眼”，是具有自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。 红外望远镜：接收红外辐射，可在夜间使用，能在密林里发现人和动物，也可用于观测天体。 4．核心对比与易错提醒 仪器 物镜成像 目镜成像 最终像的性质 核心作用 显微镜 倒立、放大的实像 （，投影仪原理） 正立、放大的虚像 （，放大镜原理） 倒立、放大的虚像 两次放大，观察微小物体 望远镜 倒立、缩小的实像 （，照相机原理） 正立、放大的虚像 （，放大镜原理） 倒立、缩小的虚像 增大视角，观测远处物体 知识点09 实像和虚像 1．实像：由实际光会聚而成的像叫实像。实像______（选填“可用”或“不可用”）光屏承接，也可以用眼睛直接观察。例如照相机和投影仪所成的像是实像，小孔成的像也是实像。 2．虚像：不是实际光会聚而成，是实际光线的反向延长线相交而成。虚像只能用眼睛观察，______（选填“可用”或“不可用”）光屏承接。例如放大镜所成的像是虚像，平面镜成的像也是虚像。 考点01 透镜的识别与光学作用 考点内容：凸透镜、凹透镜的结构特征；透镜对光的会聚与发散作用；三条特殊光线的传播规律；焦点与焦距的概念。 （1）根据结构或光路图判断透镜类型； （2）辨析凸透镜的会聚作用、凹透镜的发散作用； （3）凸透镜、凹透镜三条特殊光线的作图与判断； （4）粗略测量凸透镜焦距的方法。 考点02 凸透镜成像规律 考点内容：凸透镜成像的五个区间规律；两个分界点（一倍焦距、二倍焦距）的意义；成像的动态变化规律；凸透镜成像实验的操作与分析。 （1）给定物距和焦距，判断成像的性质（虚实、大小、正倒）； （2）分析物体移动时，像的大小、像距的变化； （3）根据成像性质反推物距或焦距的范围； （4）探究凸透镜成像规律的实验操作、故障分析与结论。 考点03 凸透镜成像的应用 考点内容：照相机、投影仪、放大镜的成像原理；三种仪器的调节方法；生活中透镜的应用实例。 （1）对应三种仪器的成像性质； （2）照相机、投影仪的成像调节（像变大 / 变小的操作）； （3）放大镜的成像特点与调节； （4）生活中透镜实例的原理辨析（如体温计、水滴、鱼缸）。 考点04 眼睛与眼镜及光学仪器 考点内容：眼睛的结构与视物原理；眼睛的调节机制；近视眼、远视眼的成因与矫正；显微镜、望远镜的成像原理。 （1）眼睛相当于照相机的结构对应； （2）近视眼、远视眼的成像位置判断与矫正透镜选择； （3）看远近物体时晶状体的调节变化； （4）显微镜、望远镜的物镜、目镜成像性质与作用辨析。 辨析01 会聚作用 ≠ 光线一定会聚到一点 凸透镜的会聚作用：指折射光线相对于入射光线向主光轴偏折，不一定都会聚到一个点； 凹透镜的发散作用：指折射光线相对于入射光线偏离主光轴，发散后的光线也可能相交于一点； 易错误区：“只有凸透镜能使光线会聚，凹透镜的光线一定不会相交”。 辨析02 一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小 u=f 是实像与虚像的分界点：u>f 成实像，u<f 成虚像，u=f 不成像； u=2f 是放大像与缩小像的分界点：u>2f 成缩小像，u<2f 成放大像，u=2f 成等大实像； 易错误区：混淆两个分界点的意义，认为 u=f 成等大的像。 辨析03 实像倒立异侧，虚像正立同侧 凸透镜成实像时：像与物体在透镜两侧，像都是倒立的，能用光屏承接； 凸透镜成虚像时：像与物体在透镜同侧，像都是正立的，不能用光屏承接； 易错误区：“凸透镜成的像都是倒立的”“虚像在透镜另一侧”。 辨析04 近视戴凹透镜，远视戴凸透镜 近视眼：晶状体太厚，折光能力太强，像成在视网膜前方，戴凹透镜（发散光线，使像后移到视网膜上）； 远视眼：晶状体太薄，折光能力太弱，像成在视网膜后方，戴凸透镜（会聚光线，使像前移到视网膜上）； 易错误区：记反矫正透镜类型，认为 “近视戴凸透镜”。 【题型一】透镜的识别与光学作用 【例1】下列关于透镜的说法正确的是（    ） A．凸透镜对光线有发散作用 B．凹透镜对光线有会聚作用 C．中间厚边缘薄的透镜是凸透镜 D．中间薄边缘厚的透镜是凸透镜 【变式1-1】图中方框里分别是甲、乙两只透镜。对于透镜的类型和对光的作用分析正确的是（　　） A．甲透镜是凸透镜，对光有会聚作用 B．甲透镜是凹透镜，对光有发散作用 C．乙透镜是凸透镜，对光有会聚作用 D．乙透镜是凹透镜，对光有会聚作用 【变式1-2】 如图所示为研究凸透镜和凹透镜对光作用的实验，其中说法错误的是（      ） A．为了便于观察，实验时，一般选择让平行于主光轴的光射向凸透镜和凹透镜 B．实验时，需要观察光通过透镜后的偏折方向，与进入透镜的光线对比，从而得出结论 C．实验表明，凸透镜对光有发散作用，凹透镜对光有会聚作用 D．凸透镜又叫会聚透镜，凹透镜又叫发散透镜 【题型二】凸透镜成像规律的判断 【例2】 小磊实验小组用焦距为12cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）如图甲所示，此时恰好在光屏上成清晰的像，在保持蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向左移动______cm，光屏上再次成清晰______（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像； （2）如图乙所示，将蜡烛放在P点的位置，若切除凸透镜中间的阴影部分，结果______； A．蜡烛不能成像 B．蜡烛能成1个完整的像 C．蜡烛成一半的像 D．蜡烛能成2个完整的像 （3）实验时同组的小林另外拿来了一个新的凸透镜，当蜡烛到该凸透镜的距离为20cm时，在透镜的另一侧的光屏上得到了一个缩小的像。若将蜡烛移动到距凸透镜中心10cm的位置，则烛焰通过凸透镜______。 A．一定能成一个倒立、放大的实像 B．一定能成一个倒立、缩小的实像 C．可能成一个倒立、等大的实像 D．一定不能成一个正立、放大的虚像 【变式2-1】小明做“探究凸透镜成像规律”的实验： （1）小明利用太阳光测量凸透镜的焦距，方法如图所示。他注意到让凸透镜正对阳光，但没有仔细调节纸片与透镜的距离，在纸片上的光斑并不是最小时，就测出了光斑到凸透镜中心的距离L，那么，凸透镜的实际焦距___________若他将纸片靠近透镜时发现光斑变大则说明凸透镜的实际焦距___________此方法必须让凸透镜正对着太阳光，目的是___________ A．一定小于L               B．一定大于L C．可能等于L                D．可能小于L、也可能大于L （2）将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后调节蜡烛、凸透镜、光屏的高度，使烛焰的中心和光屏的中心位于凸透镜的___________上，目的是___________。 （3）如图所示，经过调节后，此时在光屏上得到一清晰的像，___________就是利用这一成像规律工作的，若遮去凸透镜的上面一半，则物体像的大小将___________。 （4）把蜡烛向左移动一小段距离，发现光屏上烛焰的像变模糊了；为了使光屏上再次得到清晰的像，光屏应向___________移动；若不移动光屏，将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间，发现光屏上的像也变清晰了，则该眼镜片是___________透镜，可以用来矫正___________（选填“近视”或“远视”）眼。 （5）在实验中，当蜡烛从很远处向二倍焦距处移动时，物体移动的速度___________像移动的速度（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 （6）对于焦距相同的凸透镜，一个物距应该对应唯一的像距，但从各组汇报数据中发现，物距均为12.00cm时，有三个小组所测像距分别为23.00cm，24.00cm，26.00cm。若他们的数据差别不是因为长度测量误差导致的，你认为出现这种情况的操作原因是___________。 【变式2-2】 如图甲所示，小北用一个凸透镜看自己的指纹是放大的，再用它看窗外的物体却发现是倒立、缩小的。 （1）请你根据小北的操作进行合理的猜想：物体通过凸透镜所成像的倒正、大小可能跟__________有关； （2）为了验证猜想，小北将发光二极管组成的光源“F”、凸透镜、光屏放在光具座上，并向上调整了“F”，光屏中央恰好得到一个像，调整后如图乙所示，那么在小北向上调整“F”前，这个像偏光屏的__________； （3）小北首先测出凸透镜的焦距f=9cm，然后测出光源“F”的高为3cm。物距从3cm开始，每增加3cm取一组实验数据，各组数据汇集后列入下表： 物距u/cm 像的性质 像距v/cm 实像或虚像 正立或倒立 实像的长度/cm 3 虚像 正立 6 虚像 正立 9 不成像 12 实像 倒立 9 36 15 实像 倒立 4.5 22.5 18 实像 倒立 3 18 21 实像 倒立 2.3 15.8 24 实像 倒立 1.8 14.4 ①小北判断虚像的依据是_________； ②分析表中数据：用物距u和焦距f的关系来表示，凸透镜在什么情况下成倒立、缩小的实像?__________：用像距v和焦距f的关系来表示，凸透镜成倒立、放大、实像时像距范围是多少?__________； ③根据表中数据推断，小北用凸透镜观察窗外的景物时，距离景物越远，看到的像越_________。 【题型三】凸透镜成像的应用 【例3】 用手机拍摄远处的景物后，再拍摄近处的花朵，若要使花朵成清晰的像，手机镜头应（     ） A．向前伸，像距变大 B．向前伸，像距变小 C．向后缩，像距变大 D．向后缩，像距变小 【变式3-1】如图所示为投影仪投影光路。如果用投影仪投影胶片时，想使屏幕上的字大一点，使投影仪 ______ 屏幕，同时将镜头 ______ （均选填“靠近”或“远离”）胶片一些。平面镜此时起到______作用（选填“成像”或“改变光路”）。 【变式3-2】如图所示是一座汉代的王侯墓葬出土的一件金圈嵌水晶放大镜。下列说法正确的是（　　） A．放大镜是由凹透镜制成的 B．利用放大镜可以矫正远视眼 C．物体在放大镜的2倍焦距外成倒立、放大的像 D．用放大镜看物体看到的是正立、放大的实像 【题型四】眼睛与眼镜的矫正 【例4】 在一次班会课上，班主任组织了一场关于保护视力的讨论，请同学们分享在日常生活中保护视力的方法，并邀请校医来讲解近视眼的成因及矫正方法。以下是校医在讲解中提到的一些内容，其中正确的是（　　） A．眼睛的晶状体相当于凹透镜 B．物体在视网膜上成倒立、缩小的虚像 C．近视眼看远处物体时，像成在视网膜的前方 D．过度使用电子产品容易导致近视，可戴凸透镜矫正 【变式4-1】如图为人眼结构图。下列关于人眼看远近物体的调节和近视、远视矫正的说法正确的是（　　） A．看远处物体时，晶状体变厚，折光能力变强 B．看近处物体时，晶状体变薄，折光能力变弱 C．近视眼成像在视网膜前方，需戴凹透镜矫正 D．远视眼成像在视网膜后方，需戴凹透镜矫正 【变式4-2】 请仔细阅读下文，按要求回答相关问题。 依靠眼睛调节所能看清的最远和最近的两个极限，分别叫做远点和近点。正常眼睛的远点在无限远，近点大约在10cm处。在合适的照明条件下，这个距离叫做明视距离。当眼睛出现某些视力问题时，人们需要佩戴眼镜来矫正。 （1）根据上文，你认为人的正常眼睛的观察范围是___________。 A．0～10cm B．10～25cm C．10cm～无限远 D．25cm～无限远 （2）物体射入眼睛的光在视网膜上成___________（选填“正立”或“倒立”）、缩小的像，当眼睛看近处物体时，睫状肌需要___________（选填“收缩”或“放松”）。如图1所示是小明的眼睛看远处物体时的成像情况，则他的眼睛是_________（选填“近”或“远”）视眼，需要用___________透镜（选填“凸”“凹”）制成的眼镜来矫正。 （3）有同学想运用学过的知识来区分远视眼镜和近视眼镜所使用的透镜类型，甲同学认为可以用手摸一摸透镜的厚薄来辨别，中间比边缘 ___________的是凸透镜，这种透镜对光有 ___________作用；乙同学认为可以把两副眼镜按照如图2所示的方式放置，看到正立缩小的像的眼镜镜片是凸透镜。请你分析并评价乙同学的说法是否正确_______。 【题型一】会聚与发散的判断误区 【例1】 关于透镜，下列说法正确的是（    ） A．不论是凸透镜还是凹透镜，经过透镜光心的光线方向都不变 B．物体置于焦点F以内时凸透镜起会聚作用，置于焦点F以外时凸透镜起发散作用 C．若把凸透镜的上半部分用手遮住，则凸透镜对光不再具有会聚作用 D．一束会聚的光线经过凹透镜，折射后的光线一定变成发散的光线 易错点：误将 “会聚 / 发散作用” 等同于 “光线一定相交 / 不相交”；混淆凹透镜焦点的性质。 【变式1-1】关于凸透镜和凹透镜，下列说法中正确的是（    ） A．几束光经过凸透镜后一定会聚到一点 B．几束光经过凸透镜后，一定会平行射出 C．凹透镜对光有发散作用 D．几束光经过凹透镜，折射光线的反向延长线一定会相交 【变式1-2】如图所示，一束光经过一个透镜后会聚于主光轴上的A点，取掉透镜后，光会聚于B点，则该透镜的种类以及对光线起的作用分别是（  ） A．凸透镜会聚 B．凹透镜会聚 C．凸透镜发散 D．凹透镜发散 【题型二】凸透镜成像动态规律混淆 【例2】在做凸透镜成像实验时，将点燃的蜡烛沿着光具座，从凸透镜二倍焦距以外的某位置向焦点移动（未到达焦点），在此过程中，下面说法正确的是：（　　） A．像逐渐变大，像距逐渐变小 B．像和像距都逐渐变大 C．像一直比物大 D．先成实像，后来又变为成虚像 易错点：实像和虚像的动态变化规律记反，尤其是像距的变化方向。 【变式2-1】在学校组织的科技节活动中，小敏同学参与了“探究凸透镜成像的规律”实验活动。小敏在户外观察远处的建筑时，通过凸透镜看到倒立、缩小的像，而在实验室用同一凸透镜观察自己的手指，看到正立、放大的像。由此她猜想：凸透镜成像的特点可能与物距有关。 （1）小敏在实验中，摆放蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上承接到烛焰清晰的像（像未画出）。这个实验现象可以说明_____（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）的成像特点。 （2）科技节上有同学展示了利用凸透镜制作的简易投影仪。在制作过程中，若想让投影到银幕上的画面更大且清晰，在保持银幕位置不变的情况下，应将凸透镜______（选填“靠近”或“远离”）投影片，同时更换焦距更____（选填“大”或“小”）的凸透镜。 【变式2-2】 小明用照相机拍摄物理课本某页的全部内容，那么物理课本应放在离照相机镜头_________的位置。若要改拍该页中的某一插图。应拉近课本与镜头的距离，同时还应把镜头_________ （选填“前伸”、“保持不变”或“后缩”）。 【题型三】实像与虚像的概念混淆 【例3】 关于实像和虚像，下列说法正确的是（　　） A．实像能呈现在光屏上，虚像不能呈现在光屏上 B．实像能用眼睛观察到，虚像则不能，因为虚像是人的幻觉 C．虚像是光线实际会聚而成，实像是光线的反向延长线相交而成的 D．实像都倒立，虚像都是正立放大的 易错点：认为虚像不存在、没有光线进入眼睛；混淆实像虚像的正倒、大小规律。 【变式3-1】小艺同学对下列光学成像实例进行了分析，判断正确的是（　　） 实例：①树荫下的圆形光斑；②潜望镜中看到的景物的像；③放大镜看到的物体的像；④幻灯机屏幕上所成的像；⑤照相机中所成的像。 A．属于虚像的是②③④ B．折射成像的有①③⑤ C．属于实像的是①④⑤ D．反射成像的有②③⑤ 【变式3-2】 关于透镜的说法正确的是（    ） A．用放大镜看自己的指纹时，觉得像太小，要使指纹的像大一些应该眼睛和手指不动，让放大镜离手指稍近些 B．发光物体通过凸透镜既可以成实像，也可以成虚像 C．凸透镜所成的实像只能用光屏承接，不能用人眼观察看到 D．把透镜焦距的倒数乘以100的值叫做眼镜片的度数，则200度的眼镜片焦距是2m 【题型四】视力矫正的透镜与成因错配 【例4】预防近视，珍爱双眼，注意用眼卫生，同学们要从自我做起。在跨学科实践课上，某小组同学开展了“探究近视眼和远视眼成因与矫正”的项目化学习活动。下面是该小组同学实践的过程，请帮助完成下列内容：      【项目分解】 任务一：探究近视眼成因与矫正 任务二：探究远视眼成因与矫正 【项目实施】 如图甲所示，用橡皮膜和注射器制作了水透镜来模拟眼睛的晶状体，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。 任务一：探究近视眼成因与矫正 （1）将蜡烛、水透镜和光屏依次摆放在光具座上，点燃蜡烛，使烛焰、水透镜和光屏三者的中心在________。 （2）将蜡烛放在离水透镜较远的位置，移动光屏，直到光屏上出现烛焰清晰的像，如图乙所示，记下此时光屏所在的位置。 （3）用注射器向水透镜里加适量的水，此时光屏上的像变得模糊，这是模拟近视眼看远处物体的情况。将光屏慢慢靠近水透镜，直到光屏上出现清晰的像，这说明近视眼所成的像在视网膜________（选填“前”或“后”）方。 （4）如图丙所示，将光屏移回原来标记的位置，选择________透镜制作的眼镜，在烛焰和水透镜之间前后移动，直到光屏上出现清晰的像。 任务二：探究远视眼成因与矫正 从水透镜里向外抽取适量的水，再次实验，探究远视眼的成因和矫正。 【项目拓展】 同学们了解到，随着科技的进步，更方便的眼镜陆续出现：      （1）某人摘下眼镜才能看清远处的物体，如果将一种如图1所示的新型眼镜送给他，镜片A区厚度相同，B区可以矫正视力，他可以通过镜片________区看远处物体，平时看近处物体通过镜片另一个区域，这样就不需要频繁戴上、摘下眼镜，更方便了。B区镜片相当于________透镜。 （2）图2是一种“可调式眼镜”，可调式眼镜的镜片中含有一种液体，通过调节此液体的含量，镜片的形状会随之改变。如图3所示，改变滑块的位置就可实现镜片形状的变化。如果某患者戴这种眼镜时，将滑块从中间逐渐向右移动，直至看清物体。这位患者的眼睛属于________（选填“近视”或“远视”）眼。 易错点：分不清近视、远视的症状与成因，矫正透镜记反。 【变式4-1】人的眼睛相当于一架活的照相机，晶状体相当于照相机的镜头，视网膜相当于底片。无论看远处还是近处的物体，视网膜上所成的像都是倒立 ___________（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像。一位老奶奶看报纸时，要把报纸拿远才能看清报纸上的字，说明老奶奶的眼睛属于 ___________（选填“近视眼”或“远视眼”）。 【变式4-2】 阅读短文，回答问题。 眼睛 如图所示是人的眼睛的结构图，它很像一架照相机。我们看物体时，是通过睫状体的伸缩来调节晶状体的弯曲程度，改变晶状体的焦距，使不同远近的物体都能在像距相同的视网膜上生成清晰的倒立的像。当睫状体放松时，晶状体比较薄，对光的偏折能力变小，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上，眼球可以看清远处的物体；当睫状体收缩时，晶状体变厚，对光的偏折能力变大，近处物体射来的光会聚在视网膜上，眼睛就可以看清近处的物体。 若沉溺于上网或长时间近距离看书写字、看电视，容易使睫状体的调节负担过重不能使晶状体恢复原状，致使远处物体折射所形成的像落到了视网膜的前方，形成近视。近视眼可以通过配戴眼镜加以矫正。近视程度越严重，戴的眼镜度数越大。眼镜的度数就是透镜焦距（以米为单位）的倒数的100倍。 （1）眼睛像一架照相机，眼球内的晶状体相当于一个 _____，视网膜相当于 _____。（均选填“A”“B”“C”或“D”） A．凸面镜 B．凸透镜 C．凹透镜 D．光屏 （2）根据人眼的成像原理，物体通过人眼成的是 ____________像；与照相机不同，人眼是真正的变焦系统，人眼看近处物体时，焦距较 _____（选填“大”或“小”）。 （3）某同学所配近视眼镜为400度，它的焦距是 _______cm。 【题型一】凸透镜成像的动态范围与分界点分析 【例1】 小明同学探究凸透镜成像的规律时，他先将凸透镜正对太阳光（如图1），然后将该蜡烛、凸透镜、光屏放置在光具座上，如图2所示。回答题目。 　 （1）小明所用的凸透镜焦距为 ___________； A．10cm B．10.0cm C．11cm D．11.0cm （2）在以下四个实验情景中，能够在光屏上得到清晰像的是 ___________； A． B． C． D． （3）在图2中，小明要想在光屏上成清晰的像，他应该 ___________； A．蜡烛和凸透镜都不动，移动光屏至光具座上70cm﹣80cm之间 B．蜡烛和凸透镜都不动，移动光屏至光具座上60cm﹣70cm之间 C．光屏和凸透镜不动，将蜡烛移动至光具座上10cm﹣20cm之间 D．光屏和凸透镜不动，将蜡烛移动至光具座上20cm﹣30cm之间 （4）小明在实验的过程中，保持凸透镜不动，将蜡烛移动至光具座上35cm处，移动光屏至光具座上80cm处能成一个清晰的像，像的特点是 ___________； A．正立放大的虚像 B．正立缩小的实像 C．倒立放大的实像 D．倒立缩小的实像 （5）接着小明又保持凸透镜不动，将光屏移动至光具座上65cm处，要使光屏上再次能成清晰的像，则他应该将蜡烛移动至光具座上 ___________； A．10cm处 B．20cm处 C．30cm处 D．40cm处 （6）在实验过程中，小明将蜡烛移动至光具座上10cm﹣20cm之间，移动光屏，在光屏上成一个清晰的像，然后将凸透镜的上半部分遮住，则此时光屏上的像的特点是 ___________； A．只有下半部分的像 B．没有像 C．只有上半部分的像 D．能成一个比原来稍暗的像 （7）如图3所示，小明将蜡烛从10cm处逐渐移至45cm处的过程中，烛焰成像的变化情况是 ___________。 A．一直变大 B．先变小后变大 C．先成实像后成虚像 D．先成虚像后成实像 【变式1-1】小宇和家人一起乘高铁去旅行，进站时要进行身份验证，他发现屏幕上的头像较小，不能完成人脸识别，后来在工作人员的指导下顺利完成了识别。他了解到屏幕上的头像是通过摄像头内的凸透镜形成的，于是他从实验室借来一架光具座，一个凸透镜（焦距10cm）、一个光屏、一根蜡烛，进行实验探究。    （1）小宇将蜡烛、凸透镜、光屏安装在光具座上并靠在一起，点燃蜡烛，调整烛焰、透镜和光屏的中心大致在________； （2）当蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示时，光屏上成清晰的像，则光屏上所成的像是________（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像；小宇能从不同的角度看到光屏上的像，是因为像在光屏上发生________（选填“镜面反射”或“漫反射”）的原因。保持凸透镜位置不变，若将蜡烛向右移动少许，则应将光屏向________（选填“左”或“右”）移动才能再次在光屏上成清晰的像，此时的像变大。根据以上实验，小宇进行人脸识别时，为使屏幕上的头像变大，他应该________（选填“靠近”或“远离”）镜头； （3）小宇移动蜡烛到35cm刻度线处，移动光屏得到烛焰清晰________（填“放大”“缩小”或“等大”）的实像。（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）________就是根据该原理工作的；小宇将同学的近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜，又能在光屏上看到烛焰清晰的像； （4）继续向右将蜡烛移至光具座45cm刻度线处，小宇发现无论怎么移动光屏，在光屏上都得不到像。这是因为此时烛焰通过凸透镜成的是________（选填“实像”或“虚像”）。 【变式1-2】利用如图所示的装置探究凸透镜成像规律，其中凸透镜的焦距为10cm，蜡烛的高度为3cm。 （1）实验前，应调节烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在___________上； （2）以下是小组记录实验数据： 实验序号 物距u/cm 像距v/cm 实像/虚像 正立/倒立 像高/cm 1 30.0 15.0 实像 倒立 1.5 2 25.0 16.7 实像 倒立 2.0 3 20.0 20.0 实像 倒立 3.0 4 16.0 26.7 实像 倒立 5.0 5 10.0 —— 不成像 —— —— 6 5.0 —— 虚像 正立 放大 该组同学根据上述数据总结得到凸透镜成像规律： ①u>2f时，成倒立、缩小的实像； ②u=2f时，成倒立、等大的实像； ③f<u<2f时，成倒立、缩小的实像； ④u=f时，不能成像； ⑤u<f时，成倒立、放大的虚像； 其中正确的是（　　） A．①②③ B．①②④ C．①④⑤ D．③④⑤ （3）如图，将蜡烛放在20cm刻度线处，此时，物距为___________cm，在光屏上可得到一个清晰的倒立___________（填“放大”、“等大”或“缩小”）的___________像（填“实”或“虚”），___________（选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）应用了这个成像特点；请用光路图解释该成像特点，其中F是焦点___________。 （4）将透镜B放在凸透镜A与光屏之间某处（图中未画出），光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏向远离凸透镜A的方向移动，光屏上又呈现烛焰清晰的像，这说明透镜B对光线有___________（填“会聚”或“发散”）作用，透镜B能用来矫正___________（填“近视眼”或“远视眼”）。 （5）根据透镜规律，人类发明了显微镜和天文望远镜两种仪器，下列说法正确的一项是（　　） 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 【题型二】凸透镜成像实验的综合探究 【例2】 某小组做探究“凸透镜成像规律”的实验，实验装置如图甲所示: 【基础设问】 （1）为了便于观察，本实验应在光线较______（填“亮”或“暗”）的环境中进行； （2）将烛焰、凸透镜和光屏的中心大致调整在同一高度，目的是__________________________； （3）如图乙所示，一束平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小、最亮的光斑，则凸透镜的焦距______； （4）调整各元件在光具座上的位置，当各元件位置如图丙所示时，光屏上恰好呈现清晰的像像未画出）： 此时物距是______，像距是______，像的性质是______填像的正倒、大小特点的实像。生活中______填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像原理制成的； 保持凸透镜位置不动，小红将蜡烛移至处时，要想得到清晰的像，光屏应移至______处，此时成______填像的正倒、大小特点）的实像； 小红保持凸透镜位置不变，将蜡烛从处移至处时应将光屏向______填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动，光屏上可以成______填“放大”或“缩小”）的像； 保持透镜位置不动，小红将蜡烛移动至处时，无论怎么移动光屏，光屏上都无法承接到像，原因是______。此时烛焰发出的光经凸透镜折射后成______（填像的正倒、大小特点）的______（填“虚”或“实”）像，应从______（填“光屏”或“蜡烛”）侧透过凸透镜观察这个像。 （5）如图丙所示，若将蜡烛与光屏的位置互换，光屏上会呈现______（像的正倒、大小特点）像，此时成像特点符合______（“照相机”“投影仪”或“放大镜”）原理； （6）实验过程中，蜡烛由于燃烧而逐渐变短，此时烛焰的像在光屏上的位置会向______方移动，为了能让烛焰的像回到光屏的中央，可将凸透镜向______调节；（填“上”或“下”） 【能力设问】 （7）在图丙的实验中，若在凸透镜和蜡烛之间放置一凹透镜，则需要将光屏向____（“左”或“右”）动才能在光屏上得到清晰的像； （8）如图丁所示，在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏向靠近透镜方向移动适当距离后，光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是______（“近视”或“远视”）镜； （9）在图丙的实验中，若保持蜡烛和凸透镜位置不变，更换凸透镜，在光具座上向左移动光屏，光屏上又出现了清晰的像。这表明像距变_____（填“大”或“小”）了，由此可推断出更换的凸透镜对光的会聚能力_____填“增强”或“减弱”），此透镜的焦距______（填“大于”“小于”或“等于”）。 【拓展设问】 （10）在图丙的实验中，若用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，则光屏上______（选项序号） A．只出现烛焰像的上半部分 B．只出现烛焰像的下半部分 C．出现烛焰完整的像，但像更小了 D．烛焰的像仍然是完整的，且大小不变，只是变暗了 （11）在图丙实验中，小红保持凸透镜在位置处不变，当蜡烛移动到刻度线处时，发现在凸透镜右侧无论怎样移动光屏，光屏上都无法成清晰的像，请你判断产生此现象的原因可能是______________________； （12）如图戊所示，若切除凸透镜中间的阴影部分，再将剩余部分靠拢合在一起，蜡烛在点时将成______个像； （13）小红认为凸透镜成实像时，不但像与物上下是颠倒的，而且左右也是相反的。请你设计一种简单的方法验证小红的观点：______________________。 【变式2-1】某实验小组在做“探究凸透镜成像规律”的实验时：该凸透镜的焦距为10.0cm。 （1）实验前，应调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的_______上； （2）如图 1 所示，将该凸透镜固定在光具座上，当把发光物体蜡烛放在光具座上20.0cm 位置时，恰好可以在右侧65.0cm 位置处的光屏上得到一个清晰的 _______（“正立”或“倒立”）、_______（填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像，若保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至_______cm 刻度线处，则屏上能再次呈现清晰的像； （3）在图 1 中，保持凸透镜在 50.0cm 位置处，当把蜡烛放在光具座上_______cm 位置时，发现无论怎样移动凸透镜右侧的光屏，在光屏上始终只有一个大小不变的圆形光斑； （4）如图 2 所示，烛焰通过凸透镜成正立的像时，则人眼在图中_______处能观察到烛焰的像；当光屏上出现蜡烛清晰的像时，如果用遮光板挡住透镜的上半部分，我们观察光屏时，将会在光屏上看到_______； A．蜡烛像的下半部分                B．蜡烛像的上半部分 C．蜡烛完整的像，像的亮度变暗    D．蜡烛完整的像，像的亮度不变 （5）当光屏上成清晰的像后，若一只苍蝇停在透镜的中央，则光屏上所成的像是_______（选填“完整”或“不完整”）的，在观察像的过程中，发现像有时清晰有时模糊，出现这种情况的原因是_______； （6）如图3所示，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，尝试透过玻璃杯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），他所看到像不可能是_________（选填“A”、“B”、“C”或“D”）。 【变式2-2】 在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中： （1）如图甲所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个________的光斑，光斑的位置就是焦点的位置，该凸透镜的焦距是________cm； （2）如图乙所示，小亮透过放大镜观察周围，发现钟表竟然呈现了倒立、放大的样子；随着他远离钟表，如图乙所示，又观察到钟表倒立、缩小的样子。由此，他想和同学们一起分组探究凸透镜的成像情况与________有何关系？ （3）调整后，把蜡烛固定在带固定针的烛台上，并放在10cm刻度线处（如图丙），如果将蜡烛在图丙的基础上靠近透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向________（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动； （4）下表是某小组的实验记录表，由表中的实验信息可初步得出：当物体到凸透镜的距离________（填写范围）时成倒立、缩小的实像，想要进一步得到普遍结论，该小组同学还需要收集成________（参照表格填写像的性质）时，不同的物距和像距； 实验序号 凸透镜焦距 像的性质 物距u/cm 像距v/cm 1 f=10cm 倒立、缩小的实像 40 13 2 倒立、缩小的实像 30 15 （5）实验进行一段时间后发现光屏上的像如下图丁所示，为了使像回到光屏正中间，且再次改变物距进行探究时，能更准确的测量出像距和物距，下列调节最合理的是_____； A．只将蜡烛适当的向上调节 B．只将光屏适当的向上调节 C．只将透镜适当的向下调节 （6）小亮不断减小蜡烛与凸透镜的距离，当蜡烛在某一位置时，他发现无论怎样调节都不能在光屏上观察到像，如图戊所示。别的小组的同学提醒他，根据光的传播方向，可以按照_____（选填“A”或“B”）的做法继续观察； （7）在移动光屏的过程中，小明发现在光屏上光斑外侧还有一个暗环，他猜想可能是凸透镜的边框造成的，于是他拆除边框直接将凸透镜固定在光具座上，进行实验验证，发现暗环仍然存在。若光源S在左焦点上，光屏在右焦点处，如图己所示，若凸透镜的直径为D，请你算出此时暗环的面积等于__________。 【题型三】透镜特殊光线与成像作图 【例3】 按要求作图。 （1）物理兴趣小组的同学在实验室找到一棱镜，其横截面为直角三角形，如图甲所示，其中面镀银。一条光线从面上的O点射入棱镜，经过面一次反射后，从面的P点出射。请在图中画出该光线射入棱镜之后的光路图。 （2）如图乙所示，A是放在凸透镜前的一支蜡烛，是蜡烛A通过凸透镜所成的像，请画出蜡烛A的烛焰发出的一条光线通过凸透镜后的折射光线。 （3）如图丙，光线b是水池底部一光源S发出的光线a经水面折射后的折射光线，且射向凹透镜的虚焦点F。请画出：光源S的大致位置；入射光线a；光线b经凹透镜后的折射光线。 【变式3-1】如图，一束光经过平面镜的反射后，恰与一凹透镜的主光轴平行，点F为凹透镜的焦点。请画出①平面镜所在的位置；②光束经过凹透镜后的折射光线。 【变式3-2】 如图所示，根据凸透镜的成像规律，画出物体AB通过凸透镜所成的像（保留作图痕迹）。 【题型四】显微镜与望远镜的成像辨析 【例4】 关于显微镜和望远镜，下列说法正确的是（    ） A．显微镜的物镜成正立、放大的虚像 B．显微镜的目镜成正立、放大的实像 C．望远镜的物镜和目镜所成的像都是实像 D．望远镜的物镜相当于照相机，成倒立缩小的实像 【变式4-1】如图所示，图甲是小胡同学通过简易显微镜观察白纸上的字母“F”的情景，图乙是该同学眼睛看到的“F”的像，图丙中A、B处是简易显微镜上两个凸透镜所在的位置，测得A处凸透镜的焦距，B处凸透镜的焦距，C处是白纸上的字母“F”的位置，BC之间的距离。则下列说法中不正确的是（　　） A．A处是物镜，B处是目镜 B．图乙中的像是“F”经过凸透镜两次放大形成的 C．由s与的关系可以判断，A处透镜的作用相当于放大镜 D．由s与的关系可以判断，字母“F”经过B处的凸透镜成放大的实像 【变式4-2】 学习光现象和透镜知识后，老师布置了“制作望远镜”的跨学科实践作业，如图是小明制作望远镜的结构图。其中物镜的成像原理与________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）相同；小明制作完毕后进行调试，改变物镜与目镜之间的距离，直到望远镜中看到远处物体清晰的像，接下来再观察较近处的物体时，需要________（选填“伸长”或“缩短”）物镜与目镜之间的距离。 【题型一】透镜类型判断模型 【模型解读】两步法 —— 看结构、看偏折。 ① 结构法：中间厚边缘薄→凸透镜；中间薄边缘厚→凹透镜； ② 光路法：折射光线相对于入射光线向主光轴偏折→凸透镜（会聚）；偏离主光轴→凹透镜（发散）。 【例1】 如图所示，光线经过甲、乙两透镜后的折射光线如图所示，下列对两透镜类型的分析正确的是（　　） A．甲透镜的折射光线比入射光线更向主光轴靠拢，说明甲透镜是凸透镜 B．乙透镜的折射光线比入射光线更向主光轴靠拢，说明乙透镜是凸透镜 C．甲透镜的折射光线会聚于一点，说明甲透镜是凸透镜 D．乙透镜的折射光线是发散的，说明乙透镜是凹透镜 【变式1-1】 如图所示，西汉时期的《淮南万毕术》中，记载有“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”下列有关分析正确的是（　　） A．“削冰令圆”——是将冰制成中间薄边缘厚的透镜 B．“举以向日”——是将制成的冰透镜与太阳光平行放置 C．“以艾承其影”——是将“艾”放在冰透镜的焦点处 D．“则火生”——是因为削过的冰对太阳光有发散作用 【变式1-2】 下列关于图中镜片的说法，正确的是（    ） A．属于凸透镜的是①③⑥ B．属于凹透镜的是②④⑤⑥ C．属于平面镜的是③④ D．对光有发散作用的是②④⑥ 【题型二】凸透镜成像规律判断模型 【模型解读】定焦距→判物距区间→对应成像性质；动态变化抓口诀。 核心口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；实像物近像远像变大，虚像物近像近像变小。 【例2】 小强用焦距为15cm的凸透镜做探究“凸透镜成像的规律”的实验： （1）小强发现用此凸透镜看远处物体时，可以看见倒立、缩小的像；用该凸透镜看自己的指纹时，能看见正立、放大的像。由此猜想：凸透镜成像的特点可能与________有关； （2）小强点燃蜡烛，调整光具座上蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使________中心、光屏中心在凸透镜的________上，这样做的目的是________； （3）小强将蜡烛放在10cm刻度线处，移动光屏到如图所示位置，光屏上恰好呈现一清晰的像，该像的性质是倒立、________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像； （4）保持凸透镜位置不变，小强将蜡烛移动到25cm刻度线处，若想在光屏上得到清晰的像，应把光屏向________（选填“左”或“右”）移动，像将________（选填“变大”“变小”或“不变”）； （5）保持凸透镜位置不变，小强将蜡烛移动到40cm刻度线处，无论怎样移动光屏，在光屏上都找不到清晰的像，当小强的眼睛在凸透镜的右侧，透过凸透镜观察到烛焰________（选填“正立”或“倒立”）、放大的像； （6）当此透镜成实像时，把透镜挡住上一半，则出现的情况是________（填字母代号）； A．像的上半部消失 B．像的下半部消失 C．像是完整的亮度和原来一样 D．像是完整的但亮度比原来暗 （7）实验时，用直径相同但焦距更大的凸透镜替换原凸透镜，保持物距不变，移动光屏也得到了清晰的像，则此时的像比原来的像________（选填“大”、“小”或“等大”）。 【变式2-1】小张同学探究“凸透镜成像规律”的实验装置如图所示，其中焦距为15cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，光屏和蜡烛分别位于凸透镜两侧： （1）实验时，应使烛焰、凸透镜、光屏的中心在___________； （2）小张将蜡烛移至光具座上10cm刻度线处，向左移动光屏直到烛焰在光屏上成清晰的像，该像是___________的实像（选填“放大”、“等大”或“缩小”）；实验中蜡烛变短，像不再在光屏中央，为了使像再次呈现在光屏中央可只将凸透镜向___________（选填“上”或“下”）移动； （3）当小张将蜡烛从光具座上10cm向30cm移动时，若要让烛焰在光屏上能再次成清晰的像光屏应___________（选填“远离”或“靠近”）透镜，此时所成像的大小将___________（选填“变大”“变小”或“不变”）； （4）实验中，小张又拿来一只眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，且较靠近凸透镜，结果光屏上原来清晰的像变得模糊，他将光屏远离透镜移动时才能在光屏上看到烛焰清晰的像。由此可知：该眼镜是___________透镜，它是用来矫正___________眼（选填“近视”或“远视”），要使光屏上再次成清晰的像，也可将蜡烛向___________（选填“左”或“右”）移； （5）如图丙，蜡烛在光具座上AC之间向左移动距离s，为在光屏上再次成清晰的像，则他应将光屏向左移动，光屏移动距离为s'___________s（选填“＞”“=”或“＜”）； （6）小张在实验中发现光屏上的像时而清晰时而模糊，请分析造成这一现象的可能原因：_______； （7）小张在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜，物距u随时间t的变化图象如图丙所示，则像距v与t的大致变化关系为（　　） A． B． C． D． 【变式2-2】为了探究“凸透镜成像的规律”，某小组同学利用焦距f为10的凸透镜、光源（高为3）、光屏和光具座等进行实验。研究中，他们正确操作，按表格中的物距依次进行实验，并将相应的像距、成像的像高记录在表格中，实验结果如下表所示。 实验序号 物距 像距 像高/ 1 30.3 15.0 1.5 2 26.0 16.3 1.9 3 22.5 18.3 2.5 4 18.0 22.5 3.8 5 16.0 26.7 5.0 （1）根据表中的数据，可以得到结论。在一倍焦距外，物距越大，像距___________（选填“越大”或“越小”），像高___________（选填“越大”或“越小”）。 （2）在分析比较表中的物距、像距与焦距、2倍焦距之间的关系、成像情况以及相关条件后，该小组同学提出一个猜想：“可能存在物距和像距相等的情况”。为了验证该猜想，他需要在物距处于___________范围内进行多次尝试实验。 A．16.0~18.0 B．18.0~22.5 C．22.5~26.0 D．26.0~30.3 （3）另一小组同学进行实验，得到的实验数据如下：该组同学根据上述数据总结得到凸透镜成像规律：其中正确的是____ 实验序号 物距 像距 实像/虚像 正立/倒立 像高/ 1 30.0 15.0 实像 倒立 1.5 2 25.0 16.7 实像 倒立 2.0 3 20.0 20.0 实像 倒立 3.0 4 16.0 26.7 实像 倒立 5.0 5 10.0 —— 不成像 —— —— 6 5.0 —— 虚像 正立 放大 ①时，成倒立、缩小的实像。 ②时，成倒立、等大的实像。 ③时，成倒立、缩小的实像。 ④时，不能成像。 ⑤时，成倒立、放大的虚像。 A．①②③ B．①②④ C．①④⑤ D．③④⑤ （4）当时，如图所示，请添加特殊光线，确定蜡烛上A点的像。 【题型三】透镜应用调节模型 【模型解读】统一规律 —— 像变大，物距变小，像距变大；像变小，物距变大，像距变小。 照相机：像变大→镜头前伸（像距变大），物体靠近； 投影仪：像变大→胶片靠近镜头（物距变小），投影仪远离屏幕（像距变大）； 放大镜：像变大→放大镜远离物体（物距变大，仍小于 f）。 【例3】如图所示为投影仪投影光路。如果用投影仪投影胶片时，想使屏幕上的字大一点，应使投影仪远离屏幕，同时将镜头 ___________（选填“靠近”或“远离”）胶片一些。图中的平面镜此时起到 ___________的作用（选填“成像”或“改变光路”）。 【变式3-1】 若你手中有一台仅能伸缩镜头的相机，在拍摄一张集体照时，如果发现两侧的部分同学没有进入取景框，要把所有同学都拍摄下来，照相机应该_______（选填“远离”或“靠近”）同学，同时应调节相机镜头_______（选填“前伸”或“后缩”）。 【变式3-2】如图所示，考古人员使用放大镜看古代铜钱上的字，看到的字是________（填“正立”或“倒立”）、________（填“放大”或“缩小”）的；若考古人员想让看到的字更大一些，应将放大镜适当________（填“远离”或“靠近”）文物。 【题型四】视力矫正模型 【模型解读】抓成因、定位置、选透镜。 近视眼：晶状厚，折光强，像在前→凹透镜（发散）； 远视眼：晶状薄，折光弱，像在后→凸透镜（会聚）； 口诀：近凹远凸。 【例4】阅读短文，回答文后问题。 眼睛与眼镜的度数 如图甲是人的眼睛的结构图，它很像一架照相机，我们看物体时，是通过睫状体的伸缩来调节晶状体的弯曲程度，改变晶状体的焦距，使不同远近的物体都能在像距相同的视网膜上生成清晰的倒立实像。当睫状体放松时，晶状体比较薄，对光的偏折能力变小，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上，眼球可以看清远处的物体；当睫状体收缩时，晶状体变厚，对光的偏折能力变大，近处物体射来的光会聚在视网膜上，眼睛就可以看清近处的物体。矫正近视、远视所造成的视力模糊可以配戴眼镜。通常把透镜焦距（以米为单位）的倒数叫做透镜的焦度，用Φ表示，即。如果某透镜的焦距是0.5m，它的焦度就是，如果远视很严重，眼镜上凸透镜的折光本领应该大一些，透镜焦度就要大一些，平时说的眼镜片的度数，就是镜片的透镜焦度乘以100的值，例如，100度远视镜片的透镜焦度是1m﹣1，它的焦距是1m。凸透镜（远视镜片）的度数是正数，凹透镜（近视镜片）的度数是负数。虽然配戴眼镜可以矫正视力，但是给我们的生活带来诸多不便，因此我们在生活中要养成健康用眼习惯，保护好我们的眼睛。 （1）眼睛很像一架照相机，眼球内的晶状体相当于一个 ___________，视网膜相当于光屏； A．平面镜 B．凹面镜 C．凸透镜 D．凹透镜 （2）与照相机不同，人眼是真正的变焦系统，人眼看近处物体时，焦距较 ___________（填“大”或“小”）； （3）根据短文信息，下列说法中错误的是 ___________； A．透镜的焦距越短，折光本领越强 B．透镜的焦距越短，焦度越大 C．透镜的焦距越长，镜片的度数越高 D．透镜的焦度越大，镜片的度数越高 （4）小明同学配眼镜时的验光单上医师标注左眼焦度﹣3.00，右眼焦度﹣2.75，矫正视力1.0，则小明矫正视力需选用图乙中的 ___________（填字母）透镜，右眼所配镜片的度数是 ___________度； （5）小明的爷爷配的眼镜为+400度，它的焦距是 ___________cm。他不戴眼镜时看铅笔成像情况是图丙中的 ___________（填字母）。 【变式4-1】“晶体植入”是视力矫正的一种方法，相当于把“眼镜”戴在眼睛里，如图所示。如果某人是近视眼，植入的晶体相当于“___________”。近视眼的成因是眼球的晶状体太___________，折光能力太强，物体的像成在视网膜前方而非其上，导致远处物体看起来模糊。 【变式4-2】阅读短文，回答问题： 如图所示，人眼的晶状体相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏，它到晶状体的距离是固定的，正常的人眼能看清远近不同的物体，都是依靠调节晶状体的平凸程度，使视网膜上都能获得清晰的像。近视眼是由于晶状体过凸，在观察远景时，像不能落在视网膜上、远视眼是由于晶状体过扁，在观察近景时，像不能落在视网膜上、由眼睛的调节作用所能看清楚的最远点，叫远点，正常眼的远点在极远处。眼睛所能看清楚的最近点，叫近点，正常眼的近点约距眼睛10cm。    （1）人眼所看到的像是______（选填“倒立”或“正立”）、缩小的______（选填“实”或“虚”）像，眼睛与照相机的成像原理______（选填“相同”或“不相同”）； （2）正常人看远景或近景都能在视网膜上成清晰的像，这是通过改变______（选填“焦距”或“像距”）来实现，具体是当人眼由看远景而改变看近景时，眼球的晶状体就会______（选填“扁平”或“凸起”）些； （3）下图中能表示近视眼的成因的是______图，其矫正方法是______图；    （4）根据上文，你认为人的正常眼的观察范围是______。（填选项字母） A．0~10cm    B．10~25cm    C．从10cm到极远处    D．0~25cm 题目类型 技巧 透镜类型题 结构看厚薄，光路看偏折；向主光轴靠是会聚（凸），偏离是发散（凹）。 成像规律题 先找焦距，再定物距区间；记牢两个分界点；动态问题用口诀：实像物近像远像变大，虚像相反。 应用调节题 像变大→物距变小、像距变大；像变小→物距变大、像距变小；照相机调镜头、投影仪调距离、放大镜调远近。 视力矫正题 口诀 “近凹远凸”；成像位置：近视在前、远视在后；矫正原理：凹发散、凸会聚。 实验探究题 三心同高是前提；光屏无像找原因（物距小、三心高、虚像）；换大焦距像距变大，光屏外移。 光学作图题 实线画光线，虚线画法线、延长线、虚像；凸透镜平行过焦点、过心方向不变；凹透镜平行反向延长过焦点。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 光和眼睛（透镜及其应用） 目 录 识记类 思维导图 知识清单 考点清单 辨析清单 题型类 高频题型清单 易错题型清单 重难题型清单 答题类 解题模型清单 答题技巧清单 知识点01 透镜 1．凸透镜和凹透镜 凸透镜 凹透镜 （1）凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜叫作凸透镜； （2）凹透镜：中间薄，边缘厚的透镜叫作凹透镜； （3）薄透镜：若透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜叫作薄透镜。 2．主光轴和光心 （1）主光轴：透镜上通过两个球面球心的直线叫主光轴。如图中的点划线CC＇。 凸透镜的主光轴和光心 凹透镜的主光轴和光心 （2）光心：主光轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，叫作透镜的光心O。 知识点02 透镜对光的作用 1．凸透镜对光有会聚作用，又叫会聚透镜。 凸透镜对光有会聚作用，不是指光经凸透镜后一定会聚在一点上，而是指光经凸透镜折射后，折射光线向主光轴偏折，如图所示。 甲 平行光束 乙 发散光束 丙 会聚光束 2．凹透镜对光有发散作用，又叫发散透镜。 凹透镜对光有发散作用，是指光经凹透镜折射后，折射光线偏离主光轴，经凹透镜折射后的光线也可能相交于一点，如图所示。 甲 平行光束 乙 发散光束 丙 会聚光束 知识点03 焦点、焦距及三条特殊光线 1．凸透镜的焦点和焦距 （1）焦点：凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫作焦点，用F表示。 （2）焦距：焦点到光心的距离叫作焦距，用f表示。 （3）凸透镜有2个焦点，并且关于光心对称。 （4）凸透镜焦距的意义：凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短，凸透镜表面越凸，焦距越小，对光的会聚作用越强（选填“强”或“弱”）。 凸透镜的焦点和焦距 利用阳光测量凸透镜的焦距 （5）粗略测量凸透镜焦距的方法——平行光聚焦法 如图所示，将凸透镜正对着太阳光（可看成是平行光），再拿一张纸放在它的另一侧，来回移动，直到纸上的光斑最小、最亮，测量这个光斑到凸透镜光心的距离，即为该凸透镜的焦距。 2．凹透镜的焦点和焦距 （1）焦点：平行于主光轴的光线通过凹透镜后发散，发散光线的反向延长线相交于主光轴上，叫凹透镜的焦点，它不是实际光线的会聚点。凹透镜有2个焦点，关于光心对称。 （2）焦距：焦点到凹透镜光心的距离叫作焦距。凹透镜焦距的大小表示对光发散能力的强弱，焦距越小，对光的发散能力越强（选填“强”或“弱”）。 凹透镜的焦点和焦距 3．透镜的三条特殊光线 （1）凸透镜的三条特殊光线 ①通过凸透镜光心的光线传播方向不发生改变，如图甲； ②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点，如图乙； ③经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴，如图丙。 甲 乙 丙 （2）凹透镜的三条特殊光线： ①通过凹透镜光心的光线传播方向不发生改变，如图甲； ②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线通过焦点，如图乙； ③射向凹透镜焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴射出，如图丙。 甲 乙 丙 知识点04 探究凸透镜成像的规律 1．实验器材：光具座、凸透镜（焦距已知）、发光体（F形LED光源或烛焰）、光屏。 2．实验过程 （1）调节发光物体、凸透镜和光屏，使它们的中心高度相同，研究发光物体的成像情况。中心高度相同是为了使发光物体的像成在光屏的中央。 （2）将凸透镜固定在光具座中间50cm刻度处，把发光物体放在较远处，移动光屏，使光屏上呈现清晰的实像。观察实像的大小和正倒，测出物距u和像距v，将数据和观察的结果填入下表（下面的实验也要同样记录）。 （3）把发光物体向凸透镜移近几厘米，放好后重复以上操作。 （4）继续向凸透镜移动发光物体并调整光屏的位置，重复以上操作，你总能在光屏上得到发光物体的像吗？当在光屏上看不到发光物体的像时，可以撤去光屏，从光屏一侧向凸透镜方向看去，观察发光物体的像。此时发光物体和它的像在什么位置？ 记录凸透镜的焦距f，把实验中得到的数据和观察的结果填入下表。 数据和观察结果记录表（凸透镜的焦距f= 10 cm） 实验 次数 物距 u/cm 像的性质 像距 v/cm 虚实 大小 正倒 1 30 实像 缩小 倒立 15 2 20 实像 等大 倒立 20 3 15 实像 放大 倒立 30 4 10 不成像 5 6 正立 放大 虚像 —— 3．分析与论证 （1）焦点（u=f）是成虚像和实像的分界点，当物距大于焦距时，凸透镜成实像，当物距小于焦距时，凸透镜成虚像。即一倍焦距内外分虚实。（均选填“实”或“虚”） （2）二倍焦距处是成放大和缩小像的分界点。当物距大于2倍焦距时，凸透镜成缩小的像，当物距小于2倍焦距时，凸透镜成放大的像。没有缩小的虚像。（均选填“缩小”或“放大”） （3）凸透镜所成的实像都是异侧倒立，虚像都是同侧正立。（均选填“正立”或“倒立”） （4）不论成实像还是虚像，成放大的像时必定像距大于物距，成缩小的像时必定像距小于物距。（均选填“大于”或“小于”） （5）成实像时，当物体从较远处向凸透镜靠近时（物距变小），像到凸透镜的距离（像距） 逐渐变大，像也逐渐变大。（均选填“大”或“小”） 当物体成虚像时，物体逐渐靠近透镜，像逐渐变小。（选填“大”或“小”） 4．实验结论 （1）凸透镜成像的规律： 当物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像； 当物距等于2倍焦距时，凸透镜成倒立、等大的实像； 当物距小于2倍焦距、大于焦距时，凸透镜成倒立、放大的实像； 当物距小于焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像。（以上均选填像的性质“倒立”、“正立”、“放大”、“缩小”、“实”或“虚”） （2）记忆口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，物近（离焦点）像远像变大；虚像（与物）同侧正，实像异侧倒，像物相互跟着跑。 （3）表格总结： 物距u 像的性质 物与像 的位置 像距v 光屏能 否承接 u>2f 倒立 缩小 实像 异侧 2f>v>f 能 u＝2f 倒立 等大 实像 异侧 v＝2f 能 f<u<2f 倒立 放大 实像 异侧 v>2f 能 u＝f 不成像 u<f 正立 放大 虚像 同侧 |v|>u 不能 知识点05 凸透镜成像规律的应用 一、 照相机 1．传统照相机的主要结构及作用 （1）镜头：由一组透镜组成，相当于一个凸透镜，起到成像作用。 （2）快门：是控制感光元件（如胶片或图像传感器）曝光时间的装置，相当于相机的“眼睛开关”，通过开合来决定光线进入的时间长短。 （3）光圈：通过调节大小来控制进入相机的光线多少。 （4）调焦环：调焦环的作用是调整镜头与成像介质（如胶片或传感器）之间的距离，使不同距离的被摄物体在成像介质上形成清晰的像‌。 （5）胶片：是摄影的载体，相当于涂有感光材料的光屏。 传统照相机结构示意图 传统照相机原理示意图 2．照相机的成像原理 照相机的镜头由一组透镜组成，它们组合在一起相当于一个凸透镜。来自物体（人或景物）上每一点的光经过胶片照相机的镜头后都在胶片上会聚成一点，所有会聚的点就形成了被照物体的像。物体到镜头的距离远远大于镜头的焦距，在胶片上得到倒立、缩小的实像（填像的性质）。 3．照相机的成像特点 （1）照相机成缩小、倒立的实像。 （2）像距小于物距（选填“大于”或“小于”）。 （3）像与物体位于凸透镜的异侧（选填“同”或“异”）。 （4）物距、像距及像的大小变化规律：物体离镜头越近，像越大，像距也变大；反之，物体离镜头越远，像越小，像距也变小。（均选填“小”或“大”） 4．照相机的调节 为了使远近不同的景物在胶片上都能形成清晰的像，需要旋转镜头上的“调焦环”，调节镜头到胶片的距离。 拍摄远处景物时，镜头往后缩，离胶片近（选填“远”或“近”）一些，此时的像比较小。拍摄近处景物时，镜头往前伸，离胶片远一些，此时的像会变大（选填“大”或“小”）一些。 5．自制模型照相机 （1）制作方法：用两个粗细相近的纸筒，使一个纸筒刚好能套入另一个，并能前后滑动（如图），将大纸筒的一端嵌上一个焦距为5～10cm的凸透镜，另一个纸筒的一端蒙上一层半透明纸，把两个纸筒套在一起，就做成了一个模型照相机。 （2）成像特点：模型照相机成的是倒立、缩小的实像（填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”、“实像/虚像”）；物体离镜头越近，像越大，像离镜头越远。 6．照相机的应用 （1）数码相机：用电荷耦合器件代替胶片，把光信号转换成电信号，记录物体的像。 （2）摄像机，摄像头，电子眼，扫码支付，刷脸识别等都是利用了照相机成像的特点。 二、投影仪 1．投影仪的主要构造及各部分的作用 由镜头、光源（灯泡）、聚光镜（凸透镜）、平面镜等组成（如下图所示）。 （1）镜头：是一个凸透镜，起成像作用。 （2）光源：是用来照亮投影片的。 （3）螺纹透镜：相当于凸透镜，其作用是会聚光，增加投影片的亮度。 （4）屏幕：相当于光屏，承接像。 （5）平面镜：改变光的传播方向。 2．投影仪的成像原理：投影仪（幻灯机）上的镜头相当于一个凸透镜，能成放大、倒立的实像（填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”、“实像/虚像”）。 3．投影仪成像的特点 （1）投影仪成放大、倒立的实像（填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”）。 （2）物距小于像距（选填“大于”或“小于”）。 （3）像与物体位于凸透镜的异侧（选填“同”或“异”）。 4．投影仪的调节 （1）要使屏幕上的图像大些，胶片靠近镜头，同时投影仪远离屏幕；要使屏幕上的像小些，胶片远离镜头，同时投影仪靠近屏幕（以上均选填“远离”或“靠近”）。 （2）为了在屏幕上成正立的像，要把胶片倒放（选填“倒放”或“正放”）。 三、放大镜 1．放大镜的成像原理：是利用了凸透镜能成放大的虚（虚/实）像这一原理。放大镜实际是一个短焦距的凸透镜。 放大镜成像示意图 2．放大镜的成像特点 （1）放大镜成放大、正立的虚像（填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”、“虚/实”）。 （2）像距大于物距（选填“大于”或“小于”）。 （3）像与物体位于凸透镜的同侧（选填“同侧”或“异侧”）。 3．放大镜的调节：使像变大时，让放大镜与物体之间的距离适当增大些。使像变小时，让放大镜与物体之间的距离适当减小些（选填“增大”或“减小”）。 4．生活中的放大镜 （1）鱼缸：相当于放大镜，若鱼在鱼缸左侧，则右侧部分相当于放大镜，我们看到的“鱼”比实际的大。 （2）小水滴：由于张力作用，形成半圆形，相当于放大镜，我们看到的“物体”比实际的大。 （3）体温计的直管：体温计的直管做得很细，而且水银是银白色的，很难看清楚液柱的高度。把玻璃外壁做成三棱柱的样子，从侧面看过去，相当于凸透镜，起到放大的作用。 知识点06 利用凸透镜三条特殊光线分析凸透镜成像规律 利用凸透镜三条特殊光线中的任意两条可以画出相应的光路图，从而判断出像距的大小和成像的具体情况，这是理解凸透镜成像规律的最好的方法。 （1）当物距u>2f 时，成倒立、缩小的实像，此时像距f<v<2f；光路如图甲所示。 甲 乙 丙 丁 （2）当物距u=2f 时，成倒立、等大的实像，此时像距v=2f；光路如图乙所示。 （3）当物距f<u<2f时，成倒立、放大的实像，此时像距v>2f；光路如图丙所示。 （4）当物距u=f时，折射光为一束平行光，不能相交，反向延长线也不能相交，所以不能成像；光路如图丁所示。 （5）当物距u<f时，成正立、放大的虚像，此时像距v>u；光路如图所示。 知识点07 眼睛和眼镜 1．眼球的主要结构及各部分作用 眼球主要由玻璃体、晶状体、睫状体、瞳孔、角膜、虹膜、视网膜等组成。眼球好像一架照相机： （1）晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜； （2）视网膜相当于照相机的胶片； （3）睫状体可以改变晶状体的形状（改变焦距）； （4）瞳孔相当于照相机的光圈。 眼球的主要结构 眼睛的视物原理 2．眼睛的视物原理 人的眼球好像一架照相机，眼睛观看物体时，物距大于2倍焦距，物体发出或反射的光进入人眼，经晶状体和角膜折射后，在视网膜上形成一个倒立、缩小的实像。视网膜上感光细胞受到光的刺激，视神经把这个信号传输给大脑，大脑将倒立图像处理后翻转过来，我们就看到了物体。 3．眼睛的调节 （1）正常眼睛的调节：眼睛通过睫状体改变晶状体的形状，从而改变晶状体的折光能力。 当我们看远处的物体时，睫状体放松，晶状体比较薄（选填“厚”或“薄”），对光的偏折能力变小，远处物体射来的光（近似平行光）刚好会聚在视网膜上，人们就可以看清远处的物体。 当人们看近处的物体时，睫状体收缩，晶状体变厚（选填“厚”或“薄”），对光的偏折能力变大，近处物体射来的光（非平行光）照样能会聚在视网膜上，人们就可以看清近处的物体。 （2）远点、近点和明视距离 ①远点：眼睛的调节是有限度的，当睫状体完全松弛时，晶状体表面弯曲程度最小，此时晶状体最扁，能够看清的最远的极限点叫作远点。正常眼睛的远点在无限远处。 ②近点：当睫状体看近处物体时，晶状体变得最凸，表面弯曲程度最大，此时能看清的最近的极限点叫作近点。正常眼睛的近点在大约10cm处。 ③明视距离：正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离，大约是25cm。 一、近视眼及其矫正 1．近视眼：如果长期不注意用眼卫生，睫状体疲劳过度，调节能力降低，会造成晶状体变厚，焦距变小，折光能力增强。这时像只能成在视网膜前方（选填“前”或“后”），而在视网膜上形成的是模糊不清的光斑，这样就形成了近视眼。 2．近视眼的矫正：近视眼可以用凹透镜矫正，因为凹透镜能使光发散。经矫正后，光会聚在视网膜上，就能得到清晰的像（见图乙）。 二、远视眼及其矫正 1．远视眼：如果晶状体变薄，焦距变大，折光能力减弱，且睫状体不能自行调节，像成在视网膜后方（选填“前”或“后”）, 在视网膜上形成的也是模糊不清的光斑，这样就形成了远视眼。 2．远视眼的矫正：远视眼可以用凸透镜矫正，因为凸透镜能使光会聚。经矫正后，光会聚在视网膜上，得到清晰的像。 知识点08 显微镜与望远镜 1．光学显微镜的成像原理 光学显微镜的目镜和物镜都是凸透镜，物镜焦距短、目镜焦距长，通过两次凸透镜成像实现对微小物体的放大观察。 （1）物镜（靠近被观察物体） 物距条件：被观察的微小物体放在物镜的一倍焦距和二倍焦距之间（）。 成像性质：成倒立、放大的实像，成像原理与投影仪完全相同。 作用：将微小的物体第一次放大，成一个实像，这个实像恰好落在目镜的一倍焦距以内。 （2）目镜（靠近眼睛） 物距条件：物镜成的实像作为目镜的 “物体”，这个物体位于目镜的一倍焦距以内（）。 成像性质：成正立、放大的虚像，成像原理与放大镜完全相同。 作用：将物镜成的实像进行第二次放大，相当于一个放大镜。 （3）整体成像效果 显微镜最终成倒立、放大的虚像（相对于原物体上下、左右均颠倒）； 总放大倍数 = 物镜放大倍数 × 目镜放大倍数。 2．光学望远镜的成像原理 光学望远镜的目镜和物镜也都是凸透镜，物镜焦距长、目镜焦距短，通过 “缩小实像 + 视角放大” 实现对远处物体的观测。 （1）物镜（靠近远处物体） 物距条件：远处的物体到物镜的距离远大于物镜的二倍焦距（）。 成像性质：成倒立、缩小的实像，成像原理与照相机完全相同。 作用：将远处的物体，在物镜的焦点附近成一个缩小的实像，这个实像也落在目镜的一倍焦距以内。 （2） 目镜（靠近眼睛） 物距条件：物镜成的实像作为目镜的 “物体”，位于目镜的一倍焦距以内（）。 成像性质：成正立、放大的虚像，同样相当于放大镜的作用。 作用：将物镜成的缩小实像进行放大，同时像离眼睛很近，大大增大了眼睛的视角，因此感觉远处物体被 “拉近、放大” 了。 （3）整体成像效果 望远镜最终成倒立、缩小的虚像（相对于原物体）； 它的核心作用不是 “把物体本身放大”，而是增大视角，让远处物体的像成在近处，从而看清细节。 3．非光学望远镜 射电望远镜：观测并研究来自天体的射电波。2016 年我国正式启用 “中国天眼”，是具有自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。 红外望远镜：接收红外辐射，可在夜间使用，能在密林里发现人和动物，也可用于观测天体。 4．核心对比与易错提醒 仪器 物镜成像 目镜成像 最终像的性质 核心作用 显微镜 倒立、放大的实像 （，投影仪原理） 正立、放大的虚像 （，放大镜原理） 倒立、放大的虚像 两次放大，观察微小物体 望远镜 倒立、缩小的实像 （，照相机原理） 正立、放大的虚像 （，放大镜原理） 倒立、缩小的虚像 增大视角，观测远处物体 知识点09 实像和虚像 1．实像：由实际光会聚而成的像叫实像。实像可用（选填“可用”或“不可用”）光屏承接，也可以用眼睛直接观察。例如照相机和投影仪所成的像是实像，小孔成的像也是实像。 2．虚像：不是实际光会聚而成，是实际光线的反向延长线相交而成。虚像只能用眼睛观察，不可用（选填“可用”或“不可用”）光屏承接。例如放大镜所成的像是虚像，平面镜成的像也是虚像。 考点01 透镜的识别与光学作用 考点内容：凸透镜、凹透镜的结构特征；透镜对光的会聚与发散作用；三条特殊光线的传播规律；焦点与焦距的概念。 常见考法： （1）根据结构或光路图判断透镜类型； （2）辨析凸透镜的会聚作用、凹透镜的发散作用； （3）凸透镜、凹透镜三条特殊光线的作图与判断； （4）粗略测量凸透镜焦距的方法。 考点02 凸透镜成像规律 考点内容：凸透镜成像的五个区间规律；两个分界点（一倍焦距、二倍焦距）的意义；成像的动态变化规律；凸透镜成像实验的操作与分析。 常见考法： （1）给定物距和焦距，判断成像的性质（虚实、大小、正倒）； （2）分析物体移动时，像的大小、像距的变化； （3）根据成像性质反推物距或焦距的范围； （4）探究凸透镜成像规律的实验操作、故障分析与结论。 考点03 凸透镜成像的应用 考点内容：照相机、投影仪、放大镜的成像原理；三种仪器的调节方法；生活中透镜的应用实例。 常见考法： （1）对应三种仪器的成像性质； （2）照相机、投影仪的成像调节（像变大 / 变小的操作）； （3）放大镜的成像特点与调节； （4）生活中透镜实例的原理辨析（如体温计、水滴、鱼缸）。 考点04 眼睛与眼镜及光学仪器 考点内容：眼睛的结构与视物原理；眼睛的调节机制；近视眼、远视眼的成因与矫正；显微镜、望远镜的成像原理。 常见考法： （1）眼睛相当于照相机的结构对应； （2）近视眼、远视眼的成像位置判断与矫正透镜选择； （3）看远近物体时晶状体的调节变化； （4）显微镜、望远镜的物镜、目镜成像性质与作用辨析。 辨析01 会聚作用 ≠ 光线一定会聚到一点 凸透镜的会聚作用：指折射光线相对于入射光线向主光轴偏折，不一定都会聚到一个点； 凹透镜的发散作用：指折射光线相对于入射光线偏离主光轴，发散后的光线也可能相交于一点； 易错误区：“只有凸透镜能使光线会聚，凹透镜的光线一定不会相交”。 辨析02 一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小 u=f 是实像与虚像的分界点：u>f 成实像，u<f 成虚像，u=f 不成像； u=2f 是放大像与缩小像的分界点：u>2f 成缩小像，u<2f 成放大像，u=2f 成等大实像； 易错误区：混淆两个分界点的意义，认为 u=f 成等大的像。 辨析03 实像倒立异侧，虚像正立同侧 凸透镜成实像时：像与物体在透镜两侧，像都是倒立的，能用光屏承接； 凸透镜成虚像时：像与物体在透镜同侧，像都是正立的，不能用光屏承接； 易错误区：“凸透镜成的像都是倒立的”“虚像在透镜另一侧”。 辨析04 近视戴凹透镜，远视戴凸透镜 近视眼：晶状体太厚，折光能力太强，像成在视网膜前方，戴凹透镜（发散光线，使像后移到视网膜上）； 远视眼：晶状体太薄，折光能力太弱，像成在视网膜后方，戴凸透镜（会聚光线，使像前移到视网膜上）； 易错误区：记反矫正透镜类型，认为 “近视戴凸透镜”。 【题型一】透镜的识别与光学作用 【例1】下列关于透镜的说法正确的是（    ） A．凸透镜对光线有发散作用 B．凹透镜对光线有会聚作用 C．中间厚边缘薄的透镜是凸透镜 D．中间薄边缘厚的透镜是凸透镜 【答案】C 【解析】AB．平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚的点叫焦点，且是实焦点，故凸透镜对光线有会聚作用，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线的反向延长线会交于一点，叫做凹透镜的焦点，且是虚焦点，故凹透镜对光线有发散作用，故AB错误； CD．透镜有两类，中间厚边缘薄的叫做凸透镜，中间薄边缘厚的叫做凹透镜，故C正确，D错误。 故选C。 【变式1-1】图中方框里分别是甲、乙两只透镜。对于透镜的类型和对光的作用分析正确的是（　　） A．甲透镜是凸透镜，对光有会聚作用 B．甲透镜是凹透镜，对光有发散作用 C．乙透镜是凸透镜，对光有会聚作用 D．乙透镜是凹透镜，对光有会聚作用 【答案】A 【解析】光线经过透镜是光的折射现象，凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用；如甲图可知，入射光线经透镜折射后，折射光线更靠近主光轴，因此是此透镜对光线有会聚作用，所以该透镜是凸透镜；根据图乙知道，入射光线经透镜折射后，折射光线延后会聚，因此是此透镜对光线有发散作用，所以该透镜是凹透镜。故A正确，BCD错误。 故选A。 【变式1-2】 如图所示为研究凸透镜和凹透镜对光作用的实验，其中说法错误的是（      ） A．为了便于观察，实验时，一般选择让平行于主光轴的光射向凸透镜和凹透镜 B．实验时，需要观察光通过透镜后的偏折方向，与进入透镜的光线对比，从而得出结论 C．实验表明，凸透镜对光有发散作用，凹透镜对光有会聚作用 D．凸透镜又叫会聚透镜，凹透镜又叫发散透镜 【答案】C 【解析】AB．研究凸透镜和凹透镜对光的作用时，为了便于观察，实验时，一般选择让平行于主光轴的光射向凸透镜和凹透镜，需要观察光通过透镜后的偏折方向，与进入透镜的光线对比，是会聚了一些还是发散了一些，从而得出结论，故AB正确，不符合题意； C．实验表明，凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用，故C错误，符合题意； D．凸透镜对光线有会聚作用，所以凸透镜又称为会聚透镜，凹透镜对光线有发散作用，所以凹透镜又称发散透镜，故D正确，不符合题意。 故选C。 【题型二】凸透镜成像规律的判断 【例2】 小磊实验小组用焦距为12cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）如图甲所示，此时恰好在光屏上成清晰的像，在保持蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向左移动______cm，光屏上再次成清晰______（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像； （2）如图乙所示，将蜡烛放在P点的位置，若切除凸透镜中间的阴影部分，结果______； A．蜡烛不能成像 B．蜡烛能成1个完整的像 C．蜡烛成一半的像 D．蜡烛能成2个完整的像 （3）实验时同组的小林另外拿来了一个新的凸透镜，当蜡烛到该凸透镜的距离为20cm时，在透镜的另一侧的光屏上得到了一个缩小的像。若将蜡烛移动到距凸透镜中心10cm的位置，则烛焰通过凸透镜______。 A．一定能成一个倒立、放大的实像 B．一定能成一个倒立、缩小的实像 C．可能成一个倒立、等大的实像 D．一定不能成一个正立、放大的虚像 【答案】 10.0 放大 B CD 【解析】（1）[1][2]凸透镜对光起折射作用，而在折射现象中，光路程是可逆的。所以，在凸透镜成实像时，如果保持物体和光屏位置不变，移动凸透镜，使物距等于原来的像距，则凸透镜依然成实像，而像距恰好等于原来的物距。原来物距为 像距为 移动后的物距等于原来的像距，应该使透镜移动的距离是 即应将凸透镜向左移动10cm。 （2）[3]将中间截掉一部分后，切去部分相当于凸透镜被遮住一部分，凸透镜的光心位置没有改变，故还是成一个像。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 （3）[4]当物距为20cm时，物体通过凸透镜成倒立的缩小的实像，说明物距大于2倍焦距，即； 当物距变为10cm时，物距一定大于一倍焦距，这有两种可能，物距大于1倍焦距但小于2倍焦距，或物距大于2倍焦距。根据凸透镜成像特点可以知道，物体通过凸透镜可能倒立的缩小的实像，也可能成倒立放大的实像；但不可能成虚像。故AB不符合题意；CD符合题意。 故选CD。 【变式2-1】小明做“探究凸透镜成像规律”的实验： （1）小明利用太阳光测量凸透镜的焦距，方法如图所示。他注意到让凸透镜正对阳光，但没有仔细调节纸片与透镜的距离，在纸片上的光斑并不是最小时，就测出了光斑到凸透镜中心的距离L，那么，凸透镜的实际焦距___________若他将纸片靠近透镜时发现光斑变大则说明凸透镜的实际焦距___________此方法必须让凸透镜正对着太阳光，目的是___________ A．一定小于L               B．一定大于L C．可能等于L                D．可能小于L、也可能大于L （2）将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后调节蜡烛、凸透镜、光屏的高度，使烛焰的中心和光屏的中心位于凸透镜的___________上，目的是___________。 （3）如图所示，经过调节后，此时在光屏上得到一清晰的像，___________就是利用这一成像规律工作的，若遮去凸透镜的上面一半，则物体像的大小将___________。 （4）把蜡烛向左移动一小段距离，发现光屏上烛焰的像变模糊了；为了使光屏上再次得到清晰的像，光屏应向___________移动；若不移动光屏，将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间，发现光屏上的像也变清晰了，则该眼镜片是___________透镜，可以用来矫正___________（选填“近视”或“远视”）眼。 （5）在实验中，当蜡烛从很远处向二倍焦距处移动时，物体移动的速度___________像移动的速度（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 （6）对于焦距相同的凸透镜，一个物距应该对应唯一的像距，但从各组汇报数据中发现，物距均为12.00cm时，有三个小组所测像距分别为23.00cm，24.00cm，26.00cm。若他们的数据差别不是因为长度测量误差导致的，你认为出现这种情况的操作原因是___________。 【答案】（1）D B 让太阳光与凸透镜的主光轴平行；（2）主光轴 使像成在光屏的中央；（3）照相机 不变；（4）左 凹 近视；（5）大于；（6）在光屏上没有成清晰像时就进行了测量 【解析】（1）[1]只有在焦点处得到的光斑最小、最亮，在焦点之前和焦点之后光斑都不是最小。当测量距离为L时，焦距可能大于L，也可能小于L，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 [2]若他将纸片靠近透镜时发现光斑变大则说明凸透镜的实际焦距，说明纸板在一倍焦距以内，因此，故B符合题意．ACD不符合题意。 故选B。 [3]让凸透镜正对着太阳光，让太阳光与凸透镜的主光轴平行，因此太阳光经透镜折射后，会会聚在主光轴上的焦点处。 （2）[1][2]点燃蜡烛后调节烛焰、凸透镜、光屏的高度，使烛焰的中心、凸透镜光心和光屏的中心在同一高度上，即烛焰的中心和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，可以使像成在光屏的中央。 （3）[1]如图所示，经过调节后，此时在光屏上得到一清晰的像，此时物距大于像距，根据凸透镜成像规律，成倒立、缩小的实像，照相机是利用这一成像规律工作的。 [2]若遮去凸透镜的上面一半，穿过透镜的光减小，则像会变暗，但大小不变。 （4）[1]根据凸透镜成像规律，物与像移动方向相同，把蜡烛向左移动一小段距离，光屏也应向左移动。 [2][3]把蜡烛向左移动一小段距离，像在光屏前，若不移动光屏，要将像移到光屏上去，需让光线发散，因此放置凹透镜，凹透镜可以矫正近视眼。 （5）在实验中，当蜡烛从很远处向二倍焦距处移动时，物距大于像距，因此物体移动的速度大于像移动的速度。 （6）同一凸透镜，物距一定，像距一定，小组实验的像距不同，是因为光屏上还没有出现清晰的像就测像距。 【变式2-2】 如图甲所示，小北用一个凸透镜看自己的指纹是放大的，再用它看窗外的物体却发现是倒立、缩小的。 （1）请你根据小北的操作进行合理的猜想：物体通过凸透镜所成像的倒正、大小可能跟__________有关； （2）为了验证猜想，小北将发光二极管组成的光源“F”、凸透镜、光屏放在光具座上，并向上调整了“F”，光屏中央恰好得到一个像，调整后如图乙所示，那么在小北向上调整“F”前，这个像偏光屏的__________； （3）小北首先测出凸透镜的焦距f=9cm，然后测出光源“F”的高为3cm。物距从3cm开始，每增加3cm取一组实验数据，各组数据汇集后列入下表： 物距u/cm 像的性质 像距v/cm 实像或虚像 正立或倒立 实像的长度/cm 3 虚像 正立 6 虚像 正立 9 不成像 12 实像 倒立 9 36 15 实像 倒立 4.5 22.5 18 实像 倒立 3 18 21 实像 倒立 2.3 15.8 24 实像 倒立 1.8 14.4 ①小北判断虚像的依据是_________； ②分析表中数据：用物距u和焦距f的关系来表示，凸透镜在什么情况下成倒立、缩小的实像?__________：用像距v和焦距f的关系来表示，凸透镜成倒立、放大、实像时像距范围是多少?__________； ③根据表中数据推断，小北用凸透镜观察窗外的景物时，距离景物越远，看到的像越_________。 【答案】 物距u 上方 眼睛能看到但光屏承接不到 小 【解析】（1）[1]小北用一个凸透镜看自己的指纹是放大的，再用它看窗外的物体却发现是倒立、缩小的，两个物体距离凸透镜的距离不同，即物距不同，成的像的性质不同，因此猜想：物体通过凸透镜所成像的倒正、大小可能跟物距有关。 （2）[2]由题意可知，向上调整了光源“F”后，像成在光屏中央，调整前，光源偏下，根据过光心的光线的传播方向不变可知，调整前，像在光屏上偏上。 （3）①[3]因虚像在光屏上承接不到，实像可以用光屏承接到，据此可以判断像的虚实。 ②[4]光源“F”高3cm，由表格数据可知，当像的高度小于3cm，且倒立时，物距大于2倍焦距，即。 [5]由表格数据可知，当实像高于3cm，且倒立时，像距在18cm~36cm，此时。 ③[6]分析表格数据可知，小北用凸透镜观察窗外的景物时，距离景物越远，即物距越大，像的高度越小，即像越小。 【题型三】凸透镜成像的应用 【例3】 用手机拍摄远处的景物后，再拍摄近处的花朵，若要使花朵成清晰的像，手机镜头应（     ） A．向前伸，像距变大 B．向前伸，像距变小 C．向后缩，像距变大 D．向后缩，像距变小 【答案】A 【解析】拍摄近处物体时，物距减小，根据凸透镜成实像规律，物距变小，像距会变大，因此镜头需要向前伸，增大镜头到感光元件的距离，即像距变大。 故选A。 【变式3-1】如图所示为投影仪投影光路。如果用投影仪投影胶片时，想使屏幕上的字大一点，使投影仪 ______ 屏幕，同时将镜头 ______ （均选填“靠近”或“远离”）胶片一些。平面镜此时起到______作用（选填“成像”或“改变光路”）。 【答案】 远离 靠近 改变光路 【解析】[1][2]由凸透镜成像的规律可知，投影仪是根据物距在1倍和2倍焦距之间时，成倒立、放大实像的原理制成的；其镜头相当于凸透镜，胶片相当于物体，银幕相当于光屏，并且成实像时，物距越小，成的像越大，像距越大，所以，想使屏幕上的字大一点，镜头要靠近胶片一些，同时使投影仪远离屏幕。 [3]光线经过平面镜反射到屏幕上，此时平面镜起到改变光路的作用。 【变式3-2】如图所示是一座汉代的王侯墓葬出土的一件金圈嵌水晶放大镜。下列说法正确的是（　　） A．放大镜是由凹透镜制成的 B．利用放大镜可以矫正远视眼 C．物体在放大镜的2倍焦距外成倒立、放大的像 D．用放大镜看物体看到的是正立、放大的实像 【答案】B 【解析】A．放大镜是由凸透镜制成的，不是凹透镜，故A错误； B．远视眼的成因是晶状体太薄，折光能力太弱，像成在视网膜后方，需要用凸透镜来矫正，故B正确； C．根据凸透镜成像规律，物体在2倍焦距外时，成倒立、缩小的实像，不是放大的，故C错误； D．用放大镜看物体时，物体在1倍焦距内，成正立、放大的虚像，不是实像，故D错误。 故选B。 【题型四】眼睛与眼镜的矫正 【例4】 在一次班会课上，班主任组织了一场关于保护视力的讨论，请同学们分享在日常生活中保护视力的方法，并邀请校医来讲解近视眼的成因及矫正方法。以下是校医在讲解中提到的一些内容，其中正确的是（　　） A．眼睛的晶状体相当于凹透镜 B．物体在视网膜上成倒立、缩小的虚像 C．近视眼看远处物体时，像成在视网膜的前方 D．过度使用电子产品容易导致近视，可戴凸透镜矫正 【答案】C 【解析】AB．眼睛的晶状体相当于凸透镜，人的眼睛相当于一架照相机，物体在正常眼睛的视网膜上成倒立、缩小的实像，故AB错误； CD．过度使用电子产品容易导致近视，近视眼看不清楚远处的物体，原因是晶状体太厚或眼球太长，远处物体的像成在视网膜的前方，但是我们可用发散作用的凹透镜矫正，使光线会聚能力减弱，能使像成在视网膜上，能看清物体，故C正确、D错误。 故选C。 【变式4-1】如图为人眼结构图。下列关于人眼看远近物体的调节和近视、远视矫正的说法正确的是（　　） A．看远处物体时，晶状体变厚，折光能力变强 B．看近处物体时，晶状体变薄，折光能力变弱 C．近视眼成像在视网膜前方，需戴凹透镜矫正 D．远视眼成像在视网膜后方，需戴凹透镜矫正 【答案】C 【解析】A．人看远处时，晶状体应变薄，折光能力变弱，使远处物体的像刚好落在视网膜上，故A错误； B．当人看近处时，晶状体应变厚，折光能力变强，使近处物体的像刚好落在视网膜上，故B错误； C．近视眼是因为晶状体太厚，像成在视网膜前，凹透镜使光线发散，将像后移到视网膜上，故C正确； D．远视眼成像在视网膜后方，凸透镜使光线会聚，将像前移到视网膜上，则需戴凸透镜进行矫正，不是凹透镜，故D错误。 故选C。 【变式4-2】 请仔细阅读下文，按要求回答相关问题。 依靠眼睛调节所能看清的最远和最近的两个极限，分别叫做远点和近点。正常眼睛的远点在无限远，近点大约在10cm处。在合适的照明条件下，这个距离叫做明视距离。当眼睛出现某些视力问题时，人们需要佩戴眼镜来矫正。 （1）根据上文，你认为人的正常眼睛的观察范围是___________。 A．0～10cm B．10～25cm C．10cm～无限远 D．25cm～无限远 （2）物体射入眼睛的光在视网膜上成___________（选填“正立”或“倒立”）、缩小的像，当眼睛看近处物体时，睫状肌需要___________（选填“收缩”或“放松”）。如图1所示是小明的眼睛看远处物体时的成像情况，则他的眼睛是_________（选填“近”或“远”）视眼，需要用___________透镜（选填“凸”“凹”）制成的眼镜来矫正。 （3）有同学想运用学过的知识来区分远视眼镜和近视眼镜所使用的透镜类型，甲同学认为可以用手摸一摸透镜的厚薄来辨别，中间比边缘 ___________的是凸透镜，这种透镜对光有 ___________作用；乙同学认为可以把两副眼镜按照如图2所示的方式放置，看到正立缩小的像的眼镜镜片是凸透镜。请你分析并评价乙同学的说法是否正确_______。 【答案】（1）C；（2）倒立 收缩 近 凹；（3）厚 会聚 乙同学的说法不正确。把两副眼镜按照如图2所示的方式放置，看到正立缩小的像的眼镜镜片是凹透镜，因为凹透镜成正立、缩小的虚像，而凸透镜成正立放大的虚像（当物距小于一倍焦距时）。 【解析】【小题1】根据文本“正常眼睛的远点在无限远，近点大约在10cm处”，可知人的正常眼睛的观察范围是10cm~无限远。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 【小题2】[1]眼睛的成像原理和照相机类似，物体射入眼睛的光在视网膜上成倒立、缩小的实像。 [2]当眼睛看近处物体时，睫状肌需要收缩，晶状体变厚，对光的折射能力变强，从而使近处物体成像在视网膜上。 [3]由图1可知，小明看远处物体时，像成在视网膜前方，所以他的眼睛是近视眼。 [4]近视眼是晶状体太厚，折光能力太强，使像成在视网膜前方，需要用对光有发散作用的凹透镜来矫正。 【小题3】[1][2]中间比边缘厚的是凸透镜，凸透镜对光有会聚作用。 [3]略。 【题型一】会聚与发散的判断误区 【例1】 关于透镜，下列说法正确的是（    ） A．不论是凸透镜还是凹透镜，经过透镜光心的光线方向都不变 B．物体置于焦点F以内时凸透镜起会聚作用，置于焦点F以外时凸透镜起发散作用 C．若把凸透镜的上半部分用手遮住，则凸透镜对光不再具有会聚作用 D．一束会聚的光线经过凹透镜，折射后的光线一定变成发散的光线 【答案】A 【解析】A．不论是凸透镜还是凹透镜，经过透镜光心的光线传播方向不发生改变，故A正确； B．凸透镜对光线有会聚作用，无论物体置于焦点F以内，还是置于焦点F以外时凸透镜对光线都起会聚作用，故B错误； C．凸透镜每一部分对光线都有会聚作用，若把凸透镜的上半部分用手遮住，凸透镜下半部分对光线仍具有会聚作用，故C错误； D．一束会聚的光线经过凹透镜，折射后的光线比原来变得发散一些，但仍是会聚的光线，故D错误。 故选A。 易错点：误将 “会聚 / 发散作用” 等同于 “光线一定相交 / 不相交”；混淆凹透镜焦点的性质。 【变式1-1】关于凸透镜和凹透镜，下列说法中正确的是（    ） A．几束光经过凸透镜后一定会聚到一点 B．几束光经过凸透镜后，一定会平行射出 C．凹透镜对光有发散作用 D．几束光经过凹透镜，折射光线的反向延长线一定会相交 【答案】C 【解析】AB．凸透镜对光线的会聚作用，这种会聚是相对于原来的光线，所以光经过凸透镜后不一定会聚到一点，也不一定会平行射出，故AB错误； C．凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光有发散作用，故C正确； D．光经过凹透镜后会发散，但是发散后的折射光线的反向延长线不一定会相交，故D错误。 故选C。 【变式1-2】如图所示，一束光经过一个透镜后会聚于主光轴上的A点，取掉透镜后，光会聚于B点，则该透镜的种类以及对光线起的作用分别是（  ） A．凸透镜会聚 B．凹透镜会聚 C．凸透镜发散 D．凹透镜发散 【答案】D 【解析】放上透镜的会聚点A要比不放透镜的会聚点B更要远离透镜，由此可知，该透镜对光线有发散作用，所以该透镜是发散透镜即凹透镜，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【题型二】凸透镜成像动态规律混淆 【例2】在做凸透镜成像实验时，将点燃的蜡烛沿着光具座，从凸透镜二倍焦距以外的某位置向焦点移动（未到达焦点），在此过程中，下面说法正确的是：（　　） A．像逐渐变大，像距逐渐变小 B．像和像距都逐渐变大 C．像一直比物大 D．先成实像，后来又变为成虚像 【答案】B 【解析】当物距大于一倍焦距f时，凸透镜成倒立的实像，且物距越小，像距越大，成的像也越大；所以将蜡烛从二倍焦距外的地方逐渐向凸透镜的焦点靠近的过程中，像距逐渐变大，像逐渐变大。 故选B。 易错点：实像和虚像的动态变化规律记反，尤其是像距的变化方向。 【变式2-1】在学校组织的科技节活动中，小敏同学参与了“探究凸透镜成像的规律”实验活动。小敏在户外观察远处的建筑时，通过凸透镜看到倒立、缩小的像，而在实验室用同一凸透镜观察自己的手指，看到正立、放大的像。由此她猜想：凸透镜成像的特点可能与物距有关。 （1）小敏在实验中，摆放蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上承接到烛焰清晰的像（像未画出）。这个实验现象可以说明_____（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）的成像特点。 （2）科技节上有同学展示了利用凸透镜制作的简易投影仪。在制作过程中，若想让投影到银幕上的画面更大且清晰，在保持银幕位置不变的情况下，应将凸透镜______（选填“靠近”或“远离”）投影片，同时更换焦距更____（选填“大”或“小”）的凸透镜。 【答案】（1）投影仪；（2）靠近 小 【解析】（1）由图中刻度可得：物距 像距 此时物距小于像距，则物距在一倍焦距到二倍焦距之间，像距在二倍焦距之外，根据凸透镜成像的特点可知，此时成倒立放大的实像，因此应用是投影仪。 （2）根据凸透镜成实像时的特点，物近像远像变大，因此为了使屏幕上的画面更大且清晰，在保持屏幕位置不变的情况下，应将凸透镜靠近投影片，此时像距会变大，而为了在不改变像距的情况下，使像变清晰，可以换用焦距更小的凸透镜。 【变式2-2】 小明用照相机拍摄物理课本某页的全部内容，那么物理课本应放在离照相机镜头_________的位置。若要改拍该页中的某一插图。应拉近课本与镜头的距离，同时还应把镜头_________ （选填“前伸”、“保持不变”或“后缩”）。 【答案】 二倍焦距以外 前伸 【解析】[1]照相机拍摄物理课本某页全部内容时，物理课本应该在凸透镜的二倍焦距以外的位置，成倒立、缩小的实像。 [2]拍摄该页上的一幅插图时，拉近课本和镜头之间的距离，物距减小，要增大像距，所以把镜头要前伸。 【题型三】实像与虚像的概念混淆 【例3】 关于实像和虚像，下列说法正确的是（　　） A．实像能呈现在光屏上，虚像不能呈现在光屏上 B．实像能用眼睛观察到，虚像则不能，因为虚像是人的幻觉 C．虚像是光线实际会聚而成，实像是光线的反向延长线相交而成的 D．实像都倒立，虚像都是正立放大的 【答案】A 【解析】A．实像是由实际光线会聚而成的，能在光屏上呈现，而虚像不是由实际光线会聚而成的，不能在光屏上呈现的，故A正确； B．实像和虚像都能用眼睛观察到，而虚像并不是人的幻觉，故B错误； C．实像是光线实际会聚而成，虚像是光线的反向延长相交而成的，故C错误； D．在凸透镜成像中，实像都是倒立的，虚像是正立放大的，但平面镜所成的虚像是正立等大的，故D错误。 故选A。 易错点：认为虚像不存在、没有光线进入眼睛；混淆实像虚像的正倒、大小规律。 【变式3-1】小艺同学对下列光学成像实例进行了分析，判断正确的是（　　） 实例：①树荫下的圆形光斑；②潜望镜中看到的景物的像；③放大镜看到的物体的像；④幻灯机屏幕上所成的像；⑤照相机中所成的像。 A．属于虚像的是②③④ B．折射成像的有①③⑤ C．属于实像的是①④⑤ D．反射成像的有②③⑤ 【答案】C 【解析】①树荫下的圆形光斑，属于小孔成像，成的是实像，它是光的直线传播原理形成的； ②潜望镜中看到的景物的像，观察到的是虚像，利用的是平面镜成像原理，属于光的反射现象； ③放大镜看到的物体的像，利用的是光的折射现象中成虚像的情况； ④幻灯机屏幕上所成的像，是光的折射现象，成的是倒立放大的实像； ⑤照相机中所成的像，是光的折射现象，成的是倒立缩小的实像。 综上所述，属于实像的是①④⑤；属于虚像的是②③；属于折射成像的是③④⑤；属于反射成像的是②。故C正确，ABD错误。 故选C。 【变式3-2】 关于透镜的说法正确的是（    ） A．用放大镜看自己的指纹时，觉得像太小，要使指纹的像大一些应该眼睛和手指不动，让放大镜离手指稍近些 B．发光物体通过凸透镜既可以成实像，也可以成虚像 C．凸透镜所成的实像只能用光屏承接，不能用人眼观察看到 D．把透镜焦距的倒数乘以100的值叫做眼镜片的度数，则200度的眼镜片焦距是2m 【答案】B 【解析】A．放大镜的原理是物距小于一倍焦距，成正立放大虚像，其成像规律是物体离凸透镜越远像越大，要使指纹的像大一些，应该眼睛和手指不动，让放大镜远离手指，故A错误； B．物距大于一倍焦距，凸透镜成实像；物距小于一倍焦距，凸透镜成虚像，发光物体通过凸透镜既可以成实像，也可以成虚像，故B正确； C．凸透镜所成的实像可以用光屏承接，也可以用人眼观察看到，故C错误； D．设该镜片的焦距是f，根据题意则有 所以镜片的焦距，故D错误。 故选B。 【题型四】视力矫正的透镜与成因错配 【例4】预防近视，珍爱双眼，注意用眼卫生，同学们要从自我做起。在跨学科实践课上，某小组同学开展了“探究近视眼和远视眼成因与矫正”的项目化学习活动。下面是该小组同学实践的过程，请帮助完成下列内容：      【项目分解】 任务一：探究近视眼成因与矫正 任务二：探究远视眼成因与矫正 【项目实施】 如图甲所示，用橡皮膜和注射器制作了水透镜来模拟眼睛的晶状体，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。 任务一：探究近视眼成因与矫正 （1）将蜡烛、水透镜和光屏依次摆放在光具座上，点燃蜡烛，使烛焰、水透镜和光屏三者的中心在________。 （2）将蜡烛放在离水透镜较远的位置，移动光屏，直到光屏上出现烛焰清晰的像，如图乙所示，记下此时光屏所在的位置。 （3）用注射器向水透镜里加适量的水，此时光屏上的像变得模糊，这是模拟近视眼看远处物体的情况。将光屏慢慢靠近水透镜，直到光屏上出现清晰的像，这说明近视眼所成的像在视网膜________（选填“前”或“后”）方。 （4）如图丙所示，将光屏移回原来标记的位置，选择________透镜制作的眼镜，在烛焰和水透镜之间前后移动，直到光屏上出现清晰的像。 任务二：探究远视眼成因与矫正 从水透镜里向外抽取适量的水，再次实验，探究远视眼的成因和矫正。 【项目拓展】 同学们了解到，随着科技的进步，更方便的眼镜陆续出现：      （1）某人摘下眼镜才能看清远处的物体，如果将一种如图1所示的新型眼镜送给他，镜片A区厚度相同，B区可以矫正视力，他可以通过镜片________区看远处物体，平时看近处物体通过镜片另一个区域，这样就不需要频繁戴上、摘下眼镜，更方便了。B区镜片相当于________透镜。 （2）图2是一种“可调式眼镜”，可调式眼镜的镜片中含有一种液体，通过调节此液体的含量，镜片的形状会随之改变。如图3所示，改变滑块的位置就可实现镜片形状的变化。如果某患者戴这种眼镜时，将滑块从中间逐渐向右移动，直至看清物体。这位患者的眼睛属于________（选填“近视”或“远视”）眼。 【答案】 同一高度 前 凹 A 凸 远视 【解析】[1]将蜡烛、水透镜和光屏依次摆放在光具座上，点燃蜡烛，使烛焰、水透镜和光屏三者的中心在同一高度，目的是使像成在光屏的中央，便于观察。 [2][3]近视眼是由于晶状体太厚，折光能力变强，远处物体的光经晶状体折射后，成像在视网膜前面。用注射器向水透镜里加适量的水，水透镜变厚（相当于晶状体变厚），焦距变小，此时光屏上的像变得模糊，将光屏慢慢靠近水透镜才能出现清晰的像，这说明近视眼所成的像在视网膜前方。由于凹透镜对光有发散作用，可以将远处物体的光进入晶状体之前适当的发散，从而使远处物体的像能够成在视网膜上，故近视眼应佩戴凹透镜制作的眼镜。 [4]由题意可知，摘下眼镜才能看清远处的物体，说明该人不戴眼镜时就能看清远处的物体，而看不清近处的物体，故属于远视眼。由于镜片A区厚度相同，不属于透镜，则他可以通过镜片A区（即相当于直接看物体），可以看远处物体。 [5]远视眼是由于晶状体变薄，折光能力变弱，使得近处物体的光折射后成像在视网膜后面，需要佩戴对光有会聚作用的凸透镜进行矫正，故B区镜片相当于凸透镜。 [6]由图可知，当滑块从中间逐渐向右移动时，此时可调式眼镜的镜片的形状特点是中央厚，边缘薄，相当于凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，可以用来矫正远视眼，故这位患者的眼睛属于远视眼。 易错点：分不清近视、远视的症状与成因，矫正透镜记反。 【变式4-1】人的眼睛相当于一架活的照相机，晶状体相当于照相机的镜头，视网膜相当于底片。无论看远处还是近处的物体，视网膜上所成的像都是倒立 ___________（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像。一位老奶奶看报纸时，要把报纸拿远才能看清报纸上的字，说明老奶奶的眼睛属于 ___________（选填“近视眼”或“远视眼”）。 【答案】 缩小 远视眼 【解析】[1]人眼的晶状体和角膜相当于凸透镜，视网膜相当于光屏，外界物体在视网膜上成倒立、缩小的实像（即人的眼睛相当于一架照相机）。 [2]产生远视眼的原因是，晶状体太薄，折光能力太弱，近处的物体的像成在视网膜之后，因此一位老奶奶看报纸时，要把报纸拿远才能看清报纸上的字，这说明老奶奶的眼睛是远视眼。 【变式4-2】 阅读短文，回答问题。 眼睛 如图所示是人的眼睛的结构图，它很像一架照相机。我们看物体时，是通过睫状体的伸缩来调节晶状体的弯曲程度，改变晶状体的焦距，使不同远近的物体都能在像距相同的视网膜上生成清晰的倒立的像。当睫状体放松时，晶状体比较薄，对光的偏折能力变小，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上，眼球可以看清远处的物体；当睫状体收缩时，晶状体变厚，对光的偏折能力变大，近处物体射来的光会聚在视网膜上，眼睛就可以看清近处的物体。 若沉溺于上网或长时间近距离看书写字、看电视，容易使睫状体的调节负担过重不能使晶状体恢复原状，致使远处物体折射所形成的像落到了视网膜的前方，形成近视。近视眼可以通过配戴眼镜加以矫正。近视程度越严重，戴的眼镜度数越大。眼镜的度数就是透镜焦距（以米为单位）的倒数的100倍。 （1）眼睛像一架照相机，眼球内的晶状体相当于一个 _____，视网膜相当于 _____。（均选填“A”“B”“C”或“D”） A．凸面镜 B．凸透镜 C．凹透镜 D．光屏 （2）根据人眼的成像原理，物体通过人眼成的是 ____________像；与照相机不同，人眼是真正的变焦系统，人眼看近处物体时，焦距较 _____（选填“大”或“小”）。 （3）某同学所配近视眼镜为400度，它的焦距是 _______cm。 【答案】（1）B D；（2）倒立缩小的实 小；（3）25 【解析】（1）[1][2]眼睛像一架照相机，我们看物体时，是通过睫状体的伸缩来调节晶状体的弯曲程度，使不同远近的物体都能在像距相同的视网膜上生成清晰的倒立的像，因此眼球内的晶状体相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏。 （2）[1]眼睛的成像与照相机类似，外界物体在视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像。 [2]当看近处的物体时，睫状体收缩，晶状体变厚，折光能力变强，即焦距变小，使清晰的像成在视网膜上。 （3）因为眼镜的度数就是透镜焦距（以米为单位）的倒数的100倍，400度的眼镜的焦距倒数是4m-1，则焦距为 【题型一】凸透镜成像的动态范围与分界点分析 【例1】 小明同学探究凸透镜成像的规律时，他先将凸透镜正对太阳光（如图1），然后将该蜡烛、凸透镜、光屏放置在光具座上，如图2所示。回答题目。 　 （1）小明所用的凸透镜焦距为 ___________； A．10cm B．10.0cm C．11cm D．11.0cm （2）在以下四个实验情景中，能够在光屏上得到清晰像的是 ___________； A． B． C． D． （3）在图2中，小明要想在光屏上成清晰的像，他应该 ___________； A．蜡烛和凸透镜都不动，移动光屏至光具座上70cm﹣80cm之间 B．蜡烛和凸透镜都不动，移动光屏至光具座上60cm﹣70cm之间 C．光屏和凸透镜不动，将蜡烛移动至光具座上10cm﹣20cm之间 D．光屏和凸透镜不动，将蜡烛移动至光具座上20cm﹣30cm之间 （4）小明在实验的过程中，保持凸透镜不动，将蜡烛移动至光具座上35cm处，移动光屏至光具座上80cm处能成一个清晰的像，像的特点是 ___________； A．正立放大的虚像 B．正立缩小的实像 C．倒立放大的实像 D．倒立缩小的实像 （5）接着小明又保持凸透镜不动，将光屏移动至光具座上65cm处，要使光屏上再次能成清晰的像，则他应该将蜡烛移动至光具座上 ___________； A．10cm处 B．20cm处 C．30cm处 D．40cm处 （6）在实验过程中，小明将蜡烛移动至光具座上10cm﹣20cm之间，移动光屏，在光屏上成一个清晰的像，然后将凸透镜的上半部分遮住，则此时光屏上的像的特点是 ___________； A．只有下半部分的像 B．没有像 C．只有上半部分的像 D．能成一个比原来稍暗的像 （7）如图3所示，小明将蜡烛从10cm处逐渐移至45cm处的过程中，烛焰成像的变化情况是 ___________。 A．一直变大 B．先变小后变大 C．先成实像后成虚像 D．先成虚像后成实像 【答案】 D A B C A D C 【解析】（1）[1]由图知，该刻度尺的分度值为1cm，读数应估读到分度值的下一位，根据焦距的定义，此时光屏到凸透镜的距离为焦距 故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。 （2）[2]由（1）知凸透镜的焦距；要能够在光屏上成像，则物距；再根据凸透镜成像规律可知，当物距；成倒立、缩小的实像，此时相像距；即 当物距成倒立、放大的实像，此时像距。综合上述，当物距像距同时满足上述条件时能成清晰的像，由此判断，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 （3）[3]AB．由图知，当蜡烛和凸透镜都不动，此时；成倒立、缩小的实像，此时像距应满足 故A不符合题意，B符合题意； CD．由图知，当光屏和凸透镜不动，此时；成倒立、放大的实像，此时物距应满足 故CD不符合题意。故选B。 （4）[4]小明在实验的过程中，保持凸透镜不动，将蜡烛移动至光具座上35cm处，此时物距 即；光屏上成倒立放大的实像，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 （5）[5]小明又保持凸透镜不动，将光屏移动至光具座上65cm处，此时像距 利用公式 代入数值计算得出；故选A。 （6）[6]蜡烛移动至光具座上10cm﹣20cm之间，移动光屏，在光屏上成一个清晰的实像，然后将凸透镜的上半部分遮住，仍有光线透过透镜成像，只是透过的光线减少，成像变暗，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 （7）[7]小明将蜡烛从10cm处逐渐移至49cm处的过程中，此时物距；成实像。从49cm处逐渐移至45cm处的过程中，此时物距；成虚像，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 【变式1-1】小宇和家人一起乘高铁去旅行，进站时要进行身份验证，他发现屏幕上的头像较小，不能完成人脸识别，后来在工作人员的指导下顺利完成了识别。他了解到屏幕上的头像是通过摄像头内的凸透镜形成的，于是他从实验室借来一架光具座，一个凸透镜（焦距10cm）、一个光屏、一根蜡烛，进行实验探究。    （1）小宇将蜡烛、凸透镜、光屏安装在光具座上并靠在一起，点燃蜡烛，调整烛焰、透镜和光屏的中心大致在________； （2）当蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示时，光屏上成清晰的像，则光屏上所成的像是________（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像；小宇能从不同的角度看到光屏上的像，是因为像在光屏上发生________（选填“镜面反射”或“漫反射”）的原因。保持凸透镜位置不变，若将蜡烛向右移动少许，则应将光屏向________（选填“左”或“右”）移动才能再次在光屏上成清晰的像，此时的像变大。根据以上实验，小宇进行人脸识别时，为使屏幕上的头像变大，他应该________（选填“靠近”或“远离”）镜头； （3）小宇移动蜡烛到35cm刻度线处，移动光屏得到烛焰清晰________（填“放大”“缩小”或“等大”）的实像。（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）________就是根据该原理工作的；小宇将同学的近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜，又能在光屏上看到烛焰清晰的像； （4）继续向右将蜡烛移至光具座45cm刻度线处，小宇发现无论怎么移动光屏，在光屏上都得不到像。这是因为此时烛焰通过凸透镜成的是________（选填“实像”或“虚像”）。 【答案】 同一高度 缩小 漫反射 右 靠近 放大 投影仪 远离 虚像 【解析】（1）[1]为了让烛焰的像成在光屏中央，应调节蜡烛、凸透镜及光屏的中心在同一高度。 （2）[2]由图示知，蜡烛与凸透镜的距离即物距大于光屏与凸透镜的距离即像距，所以在光屏上成的是倒立缩小的实像。 [3]能从不同角度看到光屏上的像，是因为光线在光屏上发生的是漫反射，反射光线向各个方向传播。 [4]在凸透镜的成像中，物近像远，像变大，所以蜡烛向右移动，即物距变小，则像距会变大，应将光屏向右移动，才能再次承接到清晰的像。 [5]人脸识别时，要想让屏幕上的像变大，应减小物距，所以应靠近镜头。 （3）[6][7]由图示知，刻度尺的分度值为1cm，物距为30.0cm，像距为15.0cm，此时成倒立缩小实像。蜡烛移动到35cm刻度线处，物距变成15.0cm，据光的折射中，光路是可逆的，可知，此时的像距为30.0cm，则物距小于像距，在光屏上成倒立放大的实像。投影仪是根据这一原理工作的。 [8]近视眼镜是凹透镜，对光有发散作用，将近视眼镜放在蜡烛和凸透镜间，蜡烛发出的光线经近视眼镜发散后，再经凸透镜，光线的会聚会延迟，物距会变远，将光屏远离凸透镜，才能在光屏上看到清晰的像。 （4）[9]由以上分析知，物距为15.0cm时，像距为30.0cm，成倒立放大实像，则物距大于一倍焦距而小于二倍焦距，像距大于二倍焦距，所以有f<15.0cm<2f，2f<30.0cm 解得，凸透镜的焦距7.5cm<f<15.0cm 当蜡烛移到光具座45cm刻度线处，物距为5cm，物距小于一倍焦距，成虚像，所以在光屏上无法成像。 【变式1-2】利用如图所示的装置探究凸透镜成像规律，其中凸透镜的焦距为10cm，蜡烛的高度为3cm。 （1）实验前，应调节烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在___________上； （2）以下是小组记录实验数据： 实验序号 物距u/cm 像距v/cm 实像/虚像 正立/倒立 像高/cm 1 30.0 15.0 实像 倒立 1.5 2 25.0 16.7 实像 倒立 2.0 3 20.0 20.0 实像 倒立 3.0 4 16.0 26.7 实像 倒立 5.0 5 10.0 —— 不成像 —— —— 6 5.0 —— 虚像 正立 放大 该组同学根据上述数据总结得到凸透镜成像规律： ①u>2f时，成倒立、缩小的实像； ②u=2f时，成倒立、等大的实像； ③f<u<2f时，成倒立、缩小的实像； ④u=f时，不能成像； ⑤u<f时，成倒立、放大的虚像； 其中正确的是（　　） A．①②③ B．①②④ C．①④⑤ D．③④⑤ （3）如图，将蜡烛放在20cm刻度线处，此时，物距为___________cm，在光屏上可得到一个清晰的倒立___________（填“放大”、“等大”或“缩小”）的___________像（填“实”或“虚”），___________（选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）应用了这个成像特点；请用光路图解释该成像特点，其中F是焦点___________。 （4）将透镜B放在凸透镜A与光屏之间某处（图中未画出），光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏向远离凸透镜A的方向移动，光屏上又呈现烛焰清晰的像，这说明透镜B对光线有___________（填“会聚”或“发散”）作用，透镜B能用来矫正___________（填“近视眼”或“远视眼”）。 （5）根据透镜规律，人类发明了显微镜和天文望远镜两种仪器，下列说法正确的一项是（　　） 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】（1）同一高度；（2）B；（3）30 缩小 实 照相机 ；（4）发散 近视眼；（5）D 【解析】（1）实验前，应调节烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度上，目的是使像成在光屏的中央，便于观察。 （2）①成倒立、缩小的实像，所以①正确； ②，成倒立、等大的实像，所以②正确； ③成倒立、放大的实像，不是缩小，所以③错误； ④，光线平行射出，不成像，所以④正确； ⑤ 成正立、放大的虚像，不是倒立。所以⑤错误。 故ACD错误，B正确。 故选B。 （3）凸透镜在50cm刻度线处，蜡烛在20cm刻度线处，物距 ，成倒立、缩小的实像，照相机应用了此成像特点。 从烛焰顶端作平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后过右侧焦点；从烛焰顶端作过光心的光线，传播方向不变；两条折射光线在透镜右侧相交，形成倒立、缩小的实像。如图所示： （4）放上透镜B后，光屏要远离透镜才能重新成像，说明光线被推迟会聚，说明透镜B对光线有发散作用，是凹透镜，用于矫正近视眼。 （5）A．显微镜物镜相当于投影仪，目镜相当于放大镜，故A错误； B．天文望远镜目镜相当于放大镜，物镜相当于照相机，故B错误； C．显微镜最终成倒立、放大的虚像，故C错误； D．天文望远镜的目镜、物镜都是凸透镜，物镜成倒立缩小实像，目镜成正立放大虚像，成像特点不同，故D正确。 故选D。 【题型二】凸透镜成像实验的综合探究 【例2】 某小组做探究“凸透镜成像规律”的实验，实验装置如图甲所示: 【基础设问】 （1）为了便于观察，本实验应在光线较______（填“亮”或“暗”）的环境中进行； （2）将烛焰、凸透镜和光屏的中心大致调整在同一高度，目的是__________________________； （3）如图乙所示，一束平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小、最亮的光斑，则凸透镜的焦距______； （4）调整各元件在光具座上的位置，当各元件位置如图丙所示时，光屏上恰好呈现清晰的像像未画出）： 此时物距是______，像距是______，像的性质是______填像的正倒、大小特点的实像。生活中______填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像原理制成的； 保持凸透镜位置不动，小红将蜡烛移至处时，要想得到清晰的像，光屏应移至______处，此时成______填像的正倒、大小特点）的实像； 小红保持凸透镜位置不变，将蜡烛从处移至处时应将光屏向______填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动，光屏上可以成______填“放大”或“缩小”）的像； 保持透镜位置不动，小红将蜡烛移动至处时，无论怎么移动光屏，光屏上都无法承接到像，原因是______。此时烛焰发出的光经凸透镜折射后成______（填像的正倒、大小特点）的______（填“虚”或“实”）像，应从______（填“光屏”或“蜡烛”）侧透过凸透镜观察这个像。 （5）如图丙所示，若将蜡烛与光屏的位置互换，光屏上会呈现______（像的正倒、大小特点）像，此时成像特点符合______（“照相机”“投影仪”或“放大镜”）原理； （6）实验过程中，蜡烛由于燃烧而逐渐变短，此时烛焰的像在光屏上的位置会向______方移动，为了能让烛焰的像回到光屏的中央，可将凸透镜向______调节；（填“上”或“下”） 【能力设问】 （7）在图丙的实验中，若在凸透镜和蜡烛之间放置一凹透镜，则需要将光屏向____（“左”或“右”）动才能在光屏上得到清晰的像； （8）如图丁所示，在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏向靠近透镜方向移动适当距离后，光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是______（“近视”或“远视”）镜； （9）在图丙的实验中，若保持蜡烛和凸透镜位置不变，更换凸透镜，在光具座上向左移动光屏，光屏上又出现了清晰的像。这表明像距变_____（填“大”或“小”）了，由此可推断出更换的凸透镜对光的会聚能力_____填“增强”或“减弱”），此透镜的焦距______（填“大于”“小于”或“等于”）。 【拓展设问】 （10）在图丙的实验中，若用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，则光屏上______（选项序号） A．只出现烛焰像的上半部分 B．只出现烛焰像的下半部分 C．出现烛焰完整的像，但像更小了 D．烛焰的像仍然是完整的，且大小不变，只是变暗了 （11）在图丙实验中，小红保持凸透镜在位置处不变，当蜡烛移动到刻度线处时，发现在凸透镜右侧无论怎样移动光屏，光屏上都无法成清晰的像，请你判断产生此现象的原因可能是______________________； （12）如图戊所示，若切除凸透镜中间的阴影部分，再将剩余部分靠拢合在一起，蜡烛在点时将成______个像； （13）小红认为凸透镜成实像时，不但像与物上下是颠倒的，而且左右也是相反的。请你设计一种简单的方法验证小红的观点：______________________。 【答案】（1）暗；（2）使烛焰的像成在光屏中央；（3）；（4） 倒立、缩小 照相机 倒立、等大 远离 放大 物距小于凸透镜一倍焦距 正立、放大 虚 光屏；（5）倒立、放大 投影仪；（6）上 下；（7）右；（8）远视；（9）小 增强 小于；（10）D；（11）像距太大，超出光具座的调节范围；（12）2；（13）见解析 【解析】（1）环境越暗，烛焰相对越亮，烛焰成像会越清晰，所以为了便于观察，本实验应在光线较暗的环境中进行。 （2）为使像成在光屏的中央，应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度处。 （3）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，根据图乙可知，凸透镜的焦距 （4）[1][2][3][4]由图丙可知，此时物距 像距 此时物距大于二倍焦距，成倒立缩小的实像，照相机就是利用该原理制成的。 [5][6]小红将蜡烛移至处时，此时 要想得到清晰的像，此时像距 即光屏需要移到，此时成倒立等大的实像。 [7][8]将蜡烛从处移至处时，此时物距变小，像距要变大，所以需要将光屏远离凸透镜，此时的物距 位于一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立放大的实像。 [9][10][11][12]小红将蜡烛移动至处时，此时物距 所以成正立放大的虚像，虚像不能用光屏承接，凸透镜成虚像时，像物同侧，所以需要在光屏一侧透过凸透镜观察。 （5）[1][2]由于光路可逆，将蜡烛与光屏的位置互换后，此时，所以成倒立放大的实像，应用为投影仪。 （6）[1][2]凸透镜成实像是倒立的，蜡烛燃烧变短时，烛焰向下移动，根据通过光心的方向不变，那么光屏上的像要向上移动，为了能让所成清晰的像回到光屏中央，可将凸透镜向下调节。 （7）由于凹透镜对光线具有发散作用，会延迟光线的会聚，所以需要将光屏右移。 （8）在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏向靠近透镜方向移动适当距离后，说明该镜片对光线具有会聚作用，所以为凸透镜，用来矫正远视眼。 （9）[1][2][3]保持蜡烛和透镜的位置不变，更换凸透镜，在光具座上向靠近凸透镜移动光屏，光屏上又出现了清晰的像，由此推断更换的凸透镜会聚光的能力变强，焦距变小，像距也变小，此透镜焦距小于原凸透镜的焦距，即小于10.0cm。 （10）凸透镜上半部分被遮挡后，仍有光线会透过透镜成像，只是透过的光线减少，成像变暗，故选D。 （11）当把蜡烛移到刻度线处时，此时的物距为 物距物距接近焦距，像距会远远大于二倍焦距，像成在了光具座以外，所以无论怎样移动光屏，光屏上也都找不到清晰的像。 （12）因为凸透镜中间厚，边缘薄，切去部分后再将剩余部分靠拢合在一起，光心位置改变了，相当于两个透镜，上面部分透镜成的像下移，下面部分透镜成的像上移，错位将成两个像。 （13）为了证明凸透镜所成的像不仅上下相反，而且左右相反，可以沿垂直于光具座方向吹动烛焰，观察光屏上像的晃动方向是否与烛焰的晃动方向相反。 【变式2-1】某实验小组在做“探究凸透镜成像规律”的实验时：该凸透镜的焦距为10.0cm。 （1）实验前，应调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的_______上； （2）如图 1 所示，将该凸透镜固定在光具座上，当把发光物体蜡烛放在光具座上20.0cm 位置时，恰好可以在右侧65.0cm 位置处的光屏上得到一个清晰的 _______（“正立”或“倒立”）、_______（填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像，若保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至_______cm 刻度线处，则屏上能再次呈现清晰的像； （3）在图 1 中，保持凸透镜在 50.0cm 位置处，当把蜡烛放在光具座上_______cm 位置时，发现无论怎样移动凸透镜右侧的光屏，在光屏上始终只有一个大小不变的圆形光斑； （4）如图 2 所示，烛焰通过凸透镜成正立的像时，则人眼在图中_______处能观察到烛焰的像；当光屏上出现蜡烛清晰的像时，如果用遮光板挡住透镜的上半部分，我们观察光屏时，将会在光屏上看到_______； A．蜡烛像的下半部分                B．蜡烛像的上半部分 C．蜡烛完整的像，像的亮度变暗    D．蜡烛完整的像，像的亮度不变 （5）当光屏上成清晰的像后，若一只苍蝇停在透镜的中央，则光屏上所成的像是_______（选填“完整”或“不完整”）的，在观察像的过程中，发现像有时清晰有时模糊，出现这种情况的原因是_______； （6）如图3所示，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，尝试透过玻璃杯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），他所看到像不可能是_________（选填“A”、“B”、“C”或“D”）。 【答案】 主光轴 倒立 缩小 35.0 40.0 B C 完整 烛焰在晃动 D 【解析】（1）[1]为了使像呈现在光屏中央，实验前，应调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的主光轴上。 （2）[2][3]此时物距为30.0cm，大于两倍焦距，成倒立、缩小的实像。 [4]由于光路可逆，所以在物距为15.0cm，像距为30.0cm，能成倒立、放大的实像，所以将透镜移至35.0cm处。 （3）[5]保持凸透镜在 50.0cm 位置处，物距为1倍焦距，不成像，故当把蜡烛放在光具座上40.0cm位置时，无论怎样移动凸透镜右侧的光屏，在光屏上始终只有一个大小不变的圆形光斑。 （4）[6]凸透镜成的正立、放大的虚像与物体同侧，所以从图2中B处透过凸透镜观察像。 [7]用遮光板挡住透镜的上半部分，光线通过凸透镜的下半部分成像，所成的像仍然完整，但因为光线变少，像会变暗。 故选C。 （5）[8]有只苍蝇停在透镜的中央，经过凸透镜的光线会变少，像仍然完整，但会变暗。 [9]当有风吹过时，烛焰会晃动，所以会出现像有时清晰有时模糊的现象。 （6）[10]盛满水的圆柱形透明玻璃杯在左右方向的杯面是一个弧形，中间厚、两边薄，相当于一个凸透镜，所以观察到的像左右发生变化。而玻璃杯面上下相同，不会起到放大的作用，所以像的上下方向不会颠倒，因此不会出现D中的情景。在书本逐渐远离玻璃杯的过程中，依次看到的是图中ABC。 故选D。 【变式2-2】 在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中： （1）如图甲所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个________的光斑，光斑的位置就是焦点的位置，该凸透镜的焦距是________cm； （2）如图乙所示，小亮透过放大镜观察周围，发现钟表竟然呈现了倒立、放大的样子；随着他远离钟表，如图乙所示，又观察到钟表倒立、缩小的样子。由此，他想和同学们一起分组探究凸透镜的成像情况与________有何关系？ （3）调整后，把蜡烛固定在带固定针的烛台上，并放在10cm刻度线处（如图丙），如果将蜡烛在图丙的基础上靠近透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向________（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动； （4）下表是某小组的实验记录表，由表中的实验信息可初步得出：当物体到凸透镜的距离________（填写范围）时成倒立、缩小的实像，想要进一步得到普遍结论，该小组同学还需要收集成________（参照表格填写像的性质）时，不同的物距和像距； 实验序号 凸透镜焦距 像的性质 物距u/cm 像距v/cm 1 f=10cm 倒立、缩小的实像 40 13 2 倒立、缩小的实像 30 15 （5）实验进行一段时间后发现光屏上的像如下图丁所示，为了使像回到光屏正中间，且再次改变物距进行探究时，能更准确的测量出像距和物距，下列调节最合理的是_____； A．只将蜡烛适当的向上调节 B．只将光屏适当的向上调节 C．只将透镜适当的向下调节 （6）小亮不断减小蜡烛与凸透镜的距离，当蜡烛在某一位置时，他发现无论怎样调节都不能在光屏上观察到像，如图戊所示。别的小组的同学提醒他，根据光的传播方向，可以按照_____（选填“A”或“B”）的做法继续观察； （7）在移动光屏的过程中，小明发现在光屏上光斑外侧还有一个暗环，他猜想可能是凸透镜的边框造成的，于是他拆除边框直接将凸透镜固定在光具座上，进行实验验证，发现暗环仍然存在。若光源S在左焦点上，光屏在右焦点处，如图己所示，若凸透镜的直径为D，请你算出此时暗环的面积等于__________。 【答案】（1）最小最亮 10.0；（2）物距；（3）远离；（4）大于 倒立、放大的实像，倒立、等大的实像，正立、放大的虚像；（5）A；（6）B；（7） 【解析】（1）平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚成一个最小、最亮的光斑，这个光斑就是焦点，焦点距离凸透镜的位置，就是焦距，由图可知，凸透镜的焦距为 （2）由图乙可知，观察到的是倒立、放大的实像；随着他远离钟表，又观察到钟表倒立、缩小的样子，说明物体距离凸透镜的距离不同时，成像的性质不同，所以可以探究凸透镜的成像情况与物体到凸透镜的距离有何关系？ （3）如果将蜡烛在图丙的基础上靠近透镜，则物距减小，仍要在光屏上得到清晰的像，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，光屏应向远离透镜的方向移动。 （4）由表中数据可知，当物距为40cm和30cm时，都大于二倍焦距，此时都成倒立、缩小的实像。 想要进一步得到普遍结论，需要探究不同成像性质对应的物距、像距规律，故该小组同学还需要收集成倒立、等大的实像、倒立、放大的实像、正立、放大的虚像时的不同物距和像距。 （5）图丁中，像成在了光屏的上方，是因为蜡烛燃烧后变短，为了使像成在光屏中央，同时为了方便后续继续测量，可以只将蜡烛适当的向上调节，让烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，故选A。 （6）如图戊所示，此时物距 成正立、放大的虚像，此时像与物同侧，故可以按照B的做法继续观察。 （7）透镜边缘以外的光线沿直线传播，以内的光线会发生偏转，二者之间会形成一个没有光线的黑色区域，这就是暗环，因此暗环形成的原因是：透镜外侧沿直线传播的光与经透镜折射的光在屏上形成无光区；如下图所示： 图中凸透镜正好相当于大三角形的中位线，圆环大圆的直径就是2D，半径是D；小圆的直径就是D，半径就是，暗环的面积为 【题型三】透镜特殊光线与成像作图 【例3】 按要求作图。 （1）物理兴趣小组的同学在实验室找到一棱镜，其横截面为直角三角形，如图甲所示，其中面镀银。一条光线从面上的O点射入棱镜，经过面一次反射后，从面的P点出射。请在图中画出该光线射入棱镜之后的光路图。 （2）如图乙所示，A是放在凸透镜前的一支蜡烛，是蜡烛A通过凸透镜所成的像，请画出蜡烛A的烛焰发出的一条光线通过凸透镜后的折射光线。 （3）如图丙，光线b是水池底部一光源S发出的光线a经水面折射后的折射光线，且射向凹透镜的虚焦点F。请画出：光源S的大致位置；入射光线a；光线b经凹透镜后的折射光线。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）经O点发生折射的光线射到BC面上时发生反射，且反射光线恰好过P点。根据平面镜成像的特点，虚像P'到BC面的距离等于P点到BC面的距离。作P点关于BC面的对称点，确定虚像P'的位置；连接虚像点P'与O点，与BC面交于O'，OO'为经AB面的折射光线，O'P即为反射到P的反射光线，据此作图。 （2）虚像A'由蜡烛A经过凸透镜的折射光线的反向延长线会聚而成的，因此用虚线连接蜡烛像的焰尖与入射点并延长，延长的实线部分为折射光线，据此作图。 （3）光线由水中射入空气中时，根据光的折射规律可知，入射角小于空气中的折射角，由此可大致确定光源S和入射光线a的位置。对着异侧虚焦点入射的光线b经凹透镜折射后平行于主光轴，据此作图。 【变式3-1】如图，一束光经过平面镜的反射后，恰与一凹透镜的主光轴平行，点F为凹透镜的焦点。请画出①平面镜所在的位置；②光束经过凹透镜后的折射光线。 【答案】 【解析】入射光线与反射光线的角平分线就是法线。 过入射点作法线的垂线，即为平面镜的位置；平行于凹透镜主光轴的光线，经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过入射光线一侧的焦点，据此作图。 【变式3-2】 如图所示，根据凸透镜的成像规律，画出物体AB通过凸透镜所成的像（保留作图痕迹）。 【答案】 【解析】从端点A作两条入射光线： ① 一条平行于主光轴，经凸透镜折射后，折射光线过凸透镜右侧的焦点F； ② 另一条过凸透镜光心，经凸透镜后传播方向不变。两条折射光线的交点，就是A点的像点； B点在主光轴上，其像也在主光轴上，过作主光轴的垂线，与主光轴交于，标上箭头，即为物体AB的像。据此作图。 【题型四】显微镜与望远镜的成像辨析 【例4】 关于显微镜和望远镜，下列说法正确的是（    ） A．显微镜的物镜成正立、放大的虚像 B．显微镜的目镜成正立、放大的实像 C．望远镜的物镜和目镜所成的像都是实像 D．望远镜的物镜相当于照相机，成倒立缩小的实像 【答案】D 【解析】AB．显微镜是由两组凸透镜组成的，物镜相当于投影仪，成倒立、放大的实像，目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像，故AB错误； CD．望远镜是由两组凸透镜组成的，物镜的作用相当于一个照相机，使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像；目镜的作用相当于一个放大镜，从目镜看到的是正立、放大的虚像。故C错误，D正确。 故选D。 【变式4-1】如图所示，图甲是小胡同学通过简易显微镜观察白纸上的字母“F”的情景，图乙是该同学眼睛看到的“F”的像，图丙中A、B处是简易显微镜上两个凸透镜所在的位置，测得A处凸透镜的焦距，B处凸透镜的焦距，C处是白纸上的字母“F”的位置，BC之间的距离。则下列说法中不正确的是（　　） A．A处是物镜，B处是目镜 B．图乙中的像是“F”经过凸透镜两次放大形成的 C．由s与的关系可以判断，A处透镜的作用相当于放大镜 D．由s与的关系可以判断，字母“F”经过B处的凸透镜成放大的实像 【答案】A 【解析】A．显微镜的物镜靠近物体，目镜靠近眼睛。由图丙知B靠近物体，A靠近眼睛，所以A处是目镜，B处是物镜，故A不正确，A符合题意； B．显微镜成像原理，物镜成放大实像，实像在目镜的一倍焦距以内，再一次成放大的虚像，故B正确，B不符合题意； C．A处的透镜是目镜，显微镜成像原理，实像在目镜的一倍焦距以内，形成放大的虚像。故C正确，C不符合题意； D．BC之间的距离，，所以 即字母“F”经过B处的凸透镜成放大的实像，故D正确，D不符合题意。 故选A。 【变式4-2】 学习光现象和透镜知识后，老师布置了“制作望远镜”的跨学科实践作业，如图是小明制作望远镜的结构图。其中物镜的成像原理与________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）相同；小明制作完毕后进行调试，改变物镜与目镜之间的距离，直到望远镜中看到远处物体清晰的像，接下来再观察较近处的物体时，需要________（选填“伸长”或“缩短”）物镜与目镜之间的距离。 【答案】 照相机 伸长 【解析】[1]望远镜的物镜作用是让远处物体在焦点附近成倒立、缩小的实像，这和照相机的成像原理一致。 [2]当观察近处物体时，物体靠近物镜，物距减小，对应的像距会增大，物镜成的像会远离物镜，因此需要增大物镜和目镜之间的距离，即伸长间距。 【题型一】透镜类型判断模型 【模型解读】两步法 —— 看结构、看偏折。 ① 结构法：中间厚边缘薄→凸透镜；中间薄边缘厚→凹透镜； ② 光路法：折射光线相对于入射光线向主光轴偏折→凸透镜（会聚）；偏离主光轴→凹透镜（发散）。 【例1】 如图所示，光线经过甲、乙两透镜后的折射光线如图所示，下列对两透镜类型的分析正确的是（　　） A．甲透镜的折射光线比入射光线更向主光轴靠拢，说明甲透镜是凸透镜 B．乙透镜的折射光线比入射光线更向主光轴靠拢，说明乙透镜是凸透镜 C．甲透镜的折射光线会聚于一点，说明甲透镜是凸透镜 D．乙透镜的折射光线是发散的，说明乙透镜是凹透镜 【答案】B 【解析】凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。由图可知，光线经过甲之后，甲透镜的折射光线比入射光线更远离主光轴，折射光线推迟会聚了，说明甲应为凹透镜；光通过乙透镜后折射光线更向主光轴靠拢，折射光线会聚了，因此乙为凸透镜。故ACD错误，B正确。 故选B。 【变式1-1】 如图所示，西汉时期的《淮南万毕术》中，记载有“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”下列有关分析正确的是（　　） A．“削冰令圆”——是将冰制成中间薄边缘厚的透镜 B．“举以向日”——是将制成的冰透镜与太阳光平行放置 C．“以艾承其影”——是将“艾”放在冰透镜的焦点处 D．“则火生”——是因为削过的冰对太阳光有发散作用 【答案】C 【解析】A．“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生”描述的是利用冰块制作的凸透镜会聚太阳光来取火。凸透镜的特点是中间厚、边缘薄，它对光线有会聚作用。而“中间薄边缘厚的透镜”是凹透镜，对光线有发散作用，不能用来取火，故A错误； B．“举以向日”是指将冰透镜正对着太阳，让太阳光（可看作平行光）垂直射到透镜的表面上，即让冰透镜的主光轴与太阳光平行，这样光线才能通过透镜会聚到焦点。而不是将透镜与太阳光平行放置，故B错误； C．平行于主光轴的太阳光经过凸透镜折射后，会聚在主光轴上的一点，这个点叫作焦点。焦点处的光线最集中，温度最高。将艾草放在焦点处，才能吸收足够的热量而被点燃。“以艾承其影”就是将艾草放在冰透镜的焦点处，故C正确； D．“则火生”的原因是冰制成的凸透镜对太阳光有会聚作用，将太阳光的能量集中在一点，使该点的温度升高，达到艾草的着火点，从而点燃艾草。而不是因为冰对太阳光有发散作用，故D错误。 故选C。 【变式1-2】 下列关于图中镜片的说法，正确的是（    ） A．属于凸透镜的是①③⑥ B．属于凹透镜的是②④⑤⑥ C．属于平面镜的是③④ D．对光有发散作用的是②④⑥ 【答案】D 【解析】ABD．中间厚边缘薄的透镜为凸透镜，中间薄边缘厚的透镜为凹透镜，因此①③⑤为凸透镜，②④⑥为凹透镜，凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用；故AB错误，D正确； C．表面平整光滑且能够成像的物体叫做平面镜，因此图中没有平面镜，故C错误。 故选D。 【题型二】凸透镜成像规律判断模型 【模型解读】定焦距→判物距区间→对应成像性质；动态变化抓口诀。 核心口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；实像物近像远像变大，虚像物近像近像变小。 【例2】 小强用焦距为15cm的凸透镜做探究“凸透镜成像的规律”的实验： （1）小强发现用此凸透镜看远处物体时，可以看见倒立、缩小的像；用该凸透镜看自己的指纹时，能看见正立、放大的像。由此猜想：凸透镜成像的特点可能与________有关； （2）小强点燃蜡烛，调整光具座上蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使________中心、光屏中心在凸透镜的________上，这样做的目的是________； （3）小强将蜡烛放在10cm刻度线处，移动光屏到如图所示位置，光屏上恰好呈现一清晰的像，该像的性质是倒立、________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像； （4）保持凸透镜位置不变，小强将蜡烛移动到25cm刻度线处，若想在光屏上得到清晰的像，应把光屏向________（选填“左”或“右”）移动，像将________（选填“变大”“变小”或“不变”）； （5）保持凸透镜位置不变，小强将蜡烛移动到40cm刻度线处，无论怎样移动光屏，在光屏上都找不到清晰的像，当小强的眼睛在凸透镜的右侧，透过凸透镜观察到烛焰________（选填“正立”或“倒立”）、放大的像； （6）当此透镜成实像时，把透镜挡住上一半，则出现的情况是________（填字母代号）； A．像的上半部消失 B．像的下半部消失 C．像是完整的亮度和原来一样 D．像是完整的但亮度比原来暗 （7）实验时，用直径相同但焦距更大的凸透镜替换原凸透镜，保持物距不变，移动光屏也得到了清晰的像，则此时的像比原来的像________（选填“大”、“小”或“等大”）。 【答案】（1）物距；（2）烛焰 主光轴 使像呈在光屏中央；（3）缩小；（4）右 变大；（5）正立；（6）D；（7）大 【解析】（1）用此凸透镜看远处物体时，可以看见倒立、缩小的像；用该凸透镜看自己的指纹时，能看见正立、放大的像，物距不同，看的像不同，故像的性质可能与物距有关。 （2）[1][2][3]根据通过光心的光线传播方向不变，调整光具座上蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使烛焰的中心、光屏的中心在凸透镜的主光轴上，像才能够成在光屏的正中央。 （3）将蜡烛放在10cm刻度线处，移动光屏到如图所示位置，此时物距为40cm，物距大于两倍的焦距，故成的是倒立的缩小的实像。 （4）[1][2]保持凸透镜位置不变，将蜡烛移动到25cm刻度线处，物距为25cm，在一倍焦距和两倍焦距之间，故像距大于两倍的焦距，故需要将光屏向右移动；此时成的像是倒立的放大的实像，由凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，物距减小，像变大。 （5）保持凸透镜位置不变，小强将蜡烛移动到40cm刻度线处，物距为10cm，小于一倍的焦距，是放大镜成像，成正立、放大的虚像。 （6）把透镜挡住上一半，烛焰通过凸透镜下半部分成完整的像，由于折射的光线变少了，故像变暗，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 （7）用直径相同但焦距更大的凸透镜替换原凸透镜，折光能力变弱，通过光心的光线传播方向不变，平行主光轴的光线由于焦点后移，导致经过经折射后该光线也向后移，延迟相交，像变大。 【变式2-1】小张同学探究“凸透镜成像规律”的实验装置如图所示，其中焦距为15cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，光屏和蜡烛分别位于凸透镜两侧： （1）实验时，应使烛焰、凸透镜、光屏的中心在___________； （2）小张将蜡烛移至光具座上10cm刻度线处，向左移动光屏直到烛焰在光屏上成清晰的像，该像是___________的实像（选填“放大”、“等大”或“缩小”）；实验中蜡烛变短，像不再在光屏中央，为了使像再次呈现在光屏中央可只将凸透镜向___________（选填“上”或“下”）移动； （3）当小张将蜡烛从光具座上10cm向30cm移动时，若要让烛焰在光屏上能再次成清晰的像光屏应___________（选填“远离”或“靠近”）透镜，此时所成像的大小将___________（选填“变大”“变小”或“不变”）； （4）实验中，小张又拿来一只眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，且较靠近凸透镜，结果光屏上原来清晰的像变得模糊，他将光屏远离透镜移动时才能在光屏上看到烛焰清晰的像。由此可知：该眼镜是___________透镜，它是用来矫正___________眼（选填“近视”或“远视”），要使光屏上再次成清晰的像，也可将蜡烛向___________（选填“左”或“右”）移； （5）如图丙，蜡烛在光具座上AC之间向左移动距离s，为在光屏上再次成清晰的像，则他应将光屏向左移动，光屏移动距离为s'___________s（选填“＞”“=”或“＜”）； （6）小张在实验中发现光屏上的像时而清晰时而模糊，请分析造成这一现象的可能原因：_______； （7）小张在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜，物距u随时间t的变化图象如图丙所示，则像距v与t的大致变化关系为（　　） A． B． C． D． 【答案】（1）同一高度；（2）缩小 下；（3）远离 变大；（4）凹 近视 左；（5）＞；（6）蜡烛的火焰在不断晃动；（7）A 【解析】（1）实验时，为了使像成在光屏的中央，需要将烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。 （2）[1]凸透镜的焦距为15cm，凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，当物体在光具座上10cm刻度线处时，物距 此时成倒立、缩小的实像。 [2]蜡烛变短了，光屏上的像会向上移动，要使像成在光屏的中央，根据过光心不改变方向，凸透镜向下移动，或光屏向上移动。 （3）[1][2]将蜡烛从光具座上10cm向30cm移动时，凸透镜成实像，物距减小，像距增大，像变大，所以光屏要远离凸透镜，此时像将变大。 （4）[1][2][3]当眼镜放在蜡烛和凸透镜之间时，将光屏远离透镜移动时，才能在光屏上看到烛焰清晰的像，说明该眼镜对光线起发散作用，是凹透镜；近视眼的晶状体折光能力强，远处物体的像成在视网膜的前面，因此用凹透镜纠正后，可以有效的发散光线，使物体的像成在视网膜上。凸透镜成实像时，物远像近像变小，光屏的位置不变，要在光屏上得到清晰的像，则蜡烛应向左远离凸透镜。 （5）由图可知，物距小于像距，由凸透镜成像规律可知，可在B处的光屏上成一清晰的像，所成像为倒立、放大的实像；凸透镜位置不变，蜡烛向左移动，物距增大，像距减小，光屏向左移动才能接到清晰的像。当物距等于2f，此时像距也为2f，物像之距最小。当由A处向左移动时，由于物体向2f处靠近，所以物像之距在减小，因为物体向左移动，像也向左移动，所以物体移动的距离s小于像移动的距离。 （6）像的清晰度不稳定，通常是由于成像元件的位置发生了微小变动，可能是蜡烛燃烧导致烛焰晃动。 （7）将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜，物距逐渐增大，根据凸透镜成的实像时，有物远像近像变小，像距逐渐减小，从到，但像距只能接近1倍焦距，而不能小于1倍焦距，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式2-2】为了探究“凸透镜成像的规律”，某小组同学利用焦距f为10的凸透镜、光源（高为3）、光屏和光具座等进行实验。研究中，他们正确操作，按表格中的物距依次进行实验，并将相应的像距、成像的像高记录在表格中，实验结果如下表所示。 实验序号 物距 像距 像高/ 1 30.3 15.0 1.5 2 26.0 16.3 1.9 3 22.5 18.3 2.5 4 18.0 22.5 3.8 5 16.0 26.7 5.0 （1）根据表中的数据，可以得到结论。在一倍焦距外，物距越大，像距___________（选填“越大”或“越小”），像高___________（选填“越大”或“越小”）。 （2）在分析比较表中的物距、像距与焦距、2倍焦距之间的关系、成像情况以及相关条件后，该小组同学提出一个猜想：“可能存在物距和像距相等的情况”。为了验证该猜想，他需要在物距处于___________范围内进行多次尝试实验。 A．16.0~18.0 B．18.0~22.5 C．22.5~26.0 D．26.0~30.3 （3）另一小组同学进行实验，得到的实验数据如下：该组同学根据上述数据总结得到凸透镜成像规律：其中正确的是____ 实验序号 物距 像距 实像/虚像 正立/倒立 像高/ 1 30.0 15.0 实像 倒立 1.5 2 25.0 16.7 实像 倒立 2.0 3 20.0 20.0 实像 倒立 3.0 4 16.0 26.7 实像 倒立 5.0 5 10.0 —— 不成像 —— —— 6 5.0 —— 虚像 正立 放大 ①时，成倒立、缩小的实像。 ②时，成倒立、等大的实像。 ③时，成倒立、缩小的实像。 ④时，不能成像。 ⑤时，成倒立、放大的虚像。 A．①②③ B．①②④ C．①④⑤ D．③④⑤ （4）当时，如图所示，请添加特殊光线，确定蜡烛上A点的像。 【答案】 （1）越小 越小；（2）B；（3）B；（4） 【解析】（1）观察表格数据，一倍焦距外，物距越大，像距逐渐减小，像高也逐渐减小。 （2）根据凸透镜成像规律，当时物距等于像距，已知，因此，20cm在范围内。 故选B。 （3）由表格数据可知，该凸透镜，，分析结论得：①时，成倒立、缩小的实像，①正确；②时，成倒立、等大的实像，②正确；③时，成倒立、放大的实像，③错误；④时，不能成像，④正确；⑤时，成正立、放大的虚像，⑤错误。 故选B。 （4）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点；过光心的光线传播方向不变，两条折射光线的交点即为像点，据此作图即可。 【题型三】透镜应用调节模型 【模型解读】统一规律 —— 像变大，物距变小，像距变大；像变小，物距变大，像距变小。 照相机：像变大→镜头前伸（像距变大），物体靠近； 投影仪：像变大→胶片靠近镜头（物距变小），投影仪远离屏幕（像距变大）； 放大镜：像变大→放大镜远离物体（物距变大，仍小于 f）。 【例3】如图所示为投影仪投影光路。如果用投影仪投影胶片时，想使屏幕上的字大一点，应使投影仪远离屏幕，同时将镜头 ___________（选填“靠近”或“远离”）胶片一些。图中的平面镜此时起到 ___________的作用（选填“成像”或“改变光路”）。 【答案】 靠近 改变光路 【解析】[1][2]由凸透镜成像的规律可知，投影仪是根据物距在1倍和2倍焦距之间时，成倒立、放大实像的原理制成的；其镜头相当于凸透镜，胶片相当于物体，银幕相当于光屏；并且成实像时，物距越小，成的像越大，像距越大，所以，想使屏幕上的字大一点，镜头要靠近胶片一些，同时使投影仪远离屏幕。 [3]平面镜把竖直向上的光线反射到竖直平面内的屏幕上，此时平面镜起到改变光路的作用。 【变式3-1】 若你手中有一台仅能伸缩镜头的相机，在拍摄一张集体照时，如果发现两侧的部分同学没有进入取景框，要把所有同学都拍摄下来，照相机应该_______（选填“远离”或“靠近”）同学，同时应调节相机镜头_______（选填“前伸”或“后缩”）。 【答案】 远离 后缩 【解析】[1]照相机的成像原理是凸透镜成倒立、缩小的实像。当发现两侧同学没有进入取景框，说明像的范围过大，需要使像变小。根据凸透镜成像规律，物距增大时，像距减小，像也变小。因此要增大相机与同学之间的距离，照相机应该远离同学。 [2]当物距增大后，像距需要相应减小，才能在底片上成清晰的像。相机的镜头伸缩可以改变像距，镜头后缩时，镜头到底片的距离变小，符合像距减小的要求，所以应调节相机镜头后缩。 【变式3-2】如图所示，考古人员使用放大镜看古代铜钱上的字，看到的字是________（填“正立”或“倒立”）、________（填“放大”或“缩小”）的；若考古人员想让看到的字更大一些，应将放大镜适当________（填“远离”或“靠近”）文物。 【答案】 正立 放大 远离 【解析】[1][2]放大镜是凸透镜，考古人员使用放大镜看古代铜钱上的字时，铜钱位于凸透镜的一倍焦距以内，由凸透镜成像特点可知，成正立、放大的虚像； [3]凸透镜成虚像时“物远像远像变大”的特点可知，想让看到的字更大一些，应将放大镜适当远离文物。 【题型四】视力矫正模型 【模型解读】抓成因、定位置、选透镜。 近视眼：晶状厚，折光强，像在前→凹透镜（发散）； 远视眼：晶状薄，折光弱，像在后→凸透镜（会聚）； 口诀：近凹远凸。 【例4】阅读短文，回答文后问题。 眼睛与眼镜的度数 如图甲是人的眼睛的结构图，它很像一架照相机，我们看物体时，是通过睫状体的伸缩来调节晶状体的弯曲程度，改变晶状体的焦距，使不同远近的物体都能在像距相同的视网膜上生成清晰的倒立实像。当睫状体放松时，晶状体比较薄，对光的偏折能力变小，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上，眼球可以看清远处的物体；当睫状体收缩时，晶状体变厚，对光的偏折能力变大，近处物体射来的光会聚在视网膜上，眼睛就可以看清近处的物体。矫正近视、远视所造成的视力模糊可以配戴眼镜。通常把透镜焦距（以米为单位）的倒数叫做透镜的焦度，用Φ表示，即。如果某透镜的焦距是0.5m，它的焦度就是，如果远视很严重，眼镜上凸透镜的折光本领应该大一些，透镜焦度就要大一些，平时说的眼镜片的度数，就是镜片的透镜焦度乘以100的值，例如，100度远视镜片的透镜焦度是1m﹣1，它的焦距是1m。凸透镜（远视镜片）的度数是正数，凹透镜（近视镜片）的度数是负数。虽然配戴眼镜可以矫正视力，但是给我们的生活带来诸多不便，因此我们在生活中要养成健康用眼习惯，保护好我们的眼睛。 （1）眼睛很像一架照相机，眼球内的晶状体相当于一个 ___________，视网膜相当于光屏； A．平面镜 B．凹面镜 C．凸透镜 D．凹透镜 （2）与照相机不同，人眼是真正的变焦系统，人眼看近处物体时，焦距较 ___________（填“大”或“小”）； （3）根据短文信息，下列说法中错误的是 ___________； A．透镜的焦距越短，折光本领越强 B．透镜的焦距越短，焦度越大 C．透镜的焦距越长，镜片的度数越高 D．透镜的焦度越大，镜片的度数越高 （4）小明同学配眼镜时的验光单上医师标注左眼焦度﹣3.00，右眼焦度﹣2.75，矫正视力1.0，则小明矫正视力需选用图乙中的 ___________（填字母）透镜，右眼所配镜片的度数是 ___________度； （5）小明的爷爷配的眼镜为+400度，它的焦距是 ___________cm。他不戴眼镜时看铅笔成像情况是图丙中的 ___________（填字母）。 【答案】 C 小 C A ﹣275 25 B 【解析】（1）[1]眼睛很像一架照相机，眼球内的晶状体相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏，外界物体在视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 （2）[2]人眼晶状体的曲度可以调节，当看远处物体时，睫状体放松，晶状体变薄，折光能力变弱，使像成在视网膜上；当看近处的物体时，睫状体收缩，晶状体变厚，折光能力变强，即焦距变小，也能使像成在视网膜上。 （3）[3]AB．透镜的焦距f的长短标志着折光本领的大小，焦距越短，折光本领越大；因焦 所以，透镜的焦距越短，焦度越大，故AB正确，不符合题意； C．由文中信息可知，眼镜片的度数，就是镜片的透镜焦度乘以100的值，所以透镜的焦距越长，折光本领越小，透镜的焦度越小，镜片的度数越低，故C错误，符合题意； D．透镜的焦度越大，镜片的度数越高，故D正确，不符合题意。 故选C。 （4）[4]由材料中“凸透镜（远视镜片）的度数是正数，凹透镜（近视镜片）的度数是负数“可知，这个同学配的眼镜是近视镜；图乙中的A为凹透镜，BC为凸透镜，D为平面镜，则小明矫正视力需选用图乙中的A透镜。 [5]由表格数据可知，其右眼所配镜片的焦度﹣2.75，则由文中信息可知，其右眼所配镜片的度数为 （5）[6]因为眼镜的度数等于焦距倒数的100倍；即 则 [7]小明的爷爷配的眼镜是老花镜，老花镜属于凸透镜，在丙图的B图入射光线会聚在视网膜的后方，B图表示了远视眼的成像情况。 【变式4-1】“晶体植入”是视力矫正的一种方法，相当于把“眼镜”戴在眼睛里，如图所示。如果某人是近视眼，植入的晶体相当于“___________”。近视眼的成因是眼球的晶状体太___________，折光能力太强，物体的像成在视网膜前方而非其上，导致远处物体看起来模糊。 【答案】 凹透镜 厚 【解析】[1][2]近视眼的成因是眼球的晶状体太厚，折光能力太强，而凹透镜对光有发散作用，因此用凹透镜来矫正近视眼，故植入的晶体相当于凹透镜。 【变式4-2】阅读短文，回答问题： 如图所示，人眼的晶状体相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏，它到晶状体的距离是固定的，正常的人眼能看清远近不同的物体，都是依靠调节晶状体的平凸程度，使视网膜上都能获得清晰的像。近视眼是由于晶状体过凸，在观察远景时，像不能落在视网膜上、远视眼是由于晶状体过扁，在观察近景时，像不能落在视网膜上、由眼睛的调节作用所能看清楚的最远点，叫远点，正常眼的远点在极远处。眼睛所能看清楚的最近点，叫近点，正常眼的近点约距眼睛10cm。    （1）人眼所看到的像是______（选填“倒立”或“正立”）、缩小的______（选填“实”或“虚”）像，眼睛与照相机的成像原理______（选填“相同”或“不相同”）； （2）正常人看远景或近景都能在视网膜上成清晰的像，这是通过改变______（选填“焦距”或“像距”）来实现，具体是当人眼由看远景而改变看近景时，眼球的晶状体就会______（选填“扁平”或“凸起”）些； （3）下图中能表示近视眼的成因的是______图，其矫正方法是______图；    （4）根据上文，你认为人的正常眼的观察范围是______。（填选项字母） A．0~10cm    B．10~25cm    C．从10cm到极远处    D．0~25cm 【答案】 倒立 实 相同 焦距 凸起 丙 甲 C 【解析】（1）[1][2][3]根据短文知道，人眼的晶状体相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏，成像时，物距大于像距，所看到的像是倒立缩小的实像。即眼睛与照相机的成像原理相同。 （2）[4][5]我们看物体时，是通过睫状体的伸缩来调节晶状体的弯曲程度，改变晶状体的焦距，使不同远近的物体都能在像距相同的视网膜上生成清晰的倒立实像，人眼晶状体相当于一个凸透镜，对光有会聚作用；当人眼由看远景而改变看近景时，物距变小了，此时应减小晶状体焦距，像才能成在视网膜上，即眼球的晶状体就得凸起些。 （3）[6][7]近视眼是由于像成在了视网膜的前方，近视要用凹透镜来矫正，则A图符合题意，B图是远视眼的成因；C图是近视眼的成因；D图是远视眼的成因及其矫正。 （4）[8]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。眼睛所能看清的最近的点，叫近点，正常眼的近点约距眼睛10cm,所以人的正常眼睛的观察范围是10cm～极远处，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 题目类型 技巧 透镜类型题 结构看厚薄，光路看偏折；向主光轴靠是会聚（凸），偏离是发散（凹）。 成像规律题 先找焦距，再定物距区间；记牢两个分界点；动态问题用口诀：实像物近像远像变大，虚像相反。 应用调节题 像变大→物距变小、像距变大；像变小→物距变大、像距变小；照相机调镜头、投影仪调距离、放大镜调远近。 视力矫正题 口诀 “近凹远凸”；成像位置：近视在前、远视在后；矫正原理：凹发散、凸会聚。 实验探究题 三心同高是前提；光屏无像找原因（物距小、三心高、虚像）；换大焦距像距变大，光屏外移。 光学作图题 实线画光线，虚线画法线、延长线、虚像；凸透镜平行过焦点、过心方向不变；凹透镜平行反向延长过焦点。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $