模块一 声、光、热
第03讲 透镜及其应用【讲义】（2-6分）（原卷版）
目 录
课标透析,考向预测 2
思维导图，知识领航 3
考点精研，易错明晰 4
考点一 透镜 4
考点二 生活中的透镜 7
考点三 凸透镜成像的规律 11
考点四 眼睛和眼镜 14
考点五 跨学科实践—制作望远镜 16
考点六 光学实验综述 19
题型归纳，技巧点拨 24
01 透镜对光的作用 24
02 利用透镜三条特殊光线作图 24
03 照相机、投影仪、放大镜 25
04 实像和虚像 26
05 凸透镜成像规律及应用 27
06 探究凸透镜成像的规律 28
07 眼睛的构造与视物原理 31
08 近视眼、远视眼的成因与矫正 32
课标要求 2.3.5了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。探究并了解凸透镜成像的规律。了解凸透镜成像规律的应用。
考查内容 一、透镜； 二、生活中的透镜； 三、凸透镜成像的规律； 四、眼睛和眼镜； 五、跨学科实践—制作望远镜
考点分布 考查频率 命题趋势
01 透镜以及透镜对光的作用 ☆☆☆ 《透镜及其应用》是中考必考内容。由于试卷结构和分值的不同，本部分的考题一般在1-2道题，分值一般在2-6分之间；考题题型根据其出现的概率分别是：选择题、填空题、实验题和作图题等。 以上考点作为常考内容，在备考过程中应作为主要备考方向加以重视，但也不能忽视一些冷门考点，如望远镜的制作和工作原理；我国古代劳动人民利用透镜的例子等。 备考中，应加强以下内容的练习： （1）认识透镜对光的作用、透镜在生活中的应用、利用透镜的三条特殊光线作图等； （2）生活中常见透镜的应用及特点，放大镜、照相机与投影仪的成像特点等； （3）凸透镜成像规律、凸透镜成像过程中的动态变化、探究凸透镜成像规律等；21世纪教育网 （4）了解人眼成像的原理，了解近视眼和远视眼的成因与矫正方法。具有保护视力的意识； （5）给出入射光线画折射光线、给出物画物在透镜中的像、由折射光线和入射光线找透镜的类型及位置等。
02 利用透镜的三条特殊光线作图 ☆
03 照相机、投影仪、放大镜 ☆☆☆
04 实像和虚像 ☆☆
05 凸透镜成像规律及应用 ☆☆☆
06 透镜凸透镜成像规律 ☆☆☆
07 眼睛的构造及视物原理 ☆☆
16 近视眼、远视眼的成因与矫正 ☆☆☆
考点一 透镜
一、透镜
1.透镜的概念
透镜是用透明物质制成的、至少一个表面为球面一部分的光学元件。光从空气进入透镜一侧，从另一侧射出时各发生一次折射，并由此会产生会聚或发散的效果。
2.透镜的分类
种类 概念 图示 实例
凸透镜 中间厚边缘薄的透镜 放大镜
凹透镜 中间薄边缘厚的透镜 近视眼镜
3.透镜的主光轴和光心
名称 概念 图示
主光轴 通过透镜两个球面球心的直线叫主光轴，简称主轴。每个透镜都有一个主轴，主轴用点线表示21世纪教育网 凸透镜 凹透镜
光心 透镜主轴上有两个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，这个点叫透镜的光心。可以认为薄透镜就在透镜的中心
二、透镜对光的作用
规律 图示
凸透镜对光有 作用
凹透镜对光有 作用
焦点、焦距
1.凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。因此，凸透镜又叫会聚透镜，凹透镜又叫发散透镜。
2.粗测凸透镜焦距的方法
如图所示，让凸透镜（放大镜）正对着太阳光，再拿一张白纸放在它的另一端，调整放大镜与白纸的距离，直到纸上的光斑最小、最亮（这个点就是凸透镜的焦点）。测出这个光斑达到凸透镜光心的距离，即该凸透镜的焦距。这种测凸透镜焦距的方法称为平行光聚焦法。
三、透镜三条特殊光线
三、透镜的三条特殊光线
凸透镜
通过光心的光线经凸透镜折射后，传播方向不变 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，经过另一侧的焦点 通过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴
凹透镜
经光心的光线经凹透镜折射后，传播方向不变21世纪教育网 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经过凹透镜同侧虚焦点 射向凹透镜另一侧虚焦点的光线经凹透镜折射后，平行于主光轴
1.会聚作用≠光一定会聚，发散作用≠光一定发散
（1）会聚作用是指能使光汇拢，但汇拢后的光不一定会变成会聚光。如图甲所示，凸透镜使通过它的一束光发散程度变小了，但该光束依然发散。21世纪教育网
（2）发散作用是指能使光发散，但发散后的光并不一定是发散光。如图乙所示，凹透镜对通过它的一束会聚光有发散作用，但光经过凹透镜后依然是会聚光，还能会聚于一点。
2.透镜的焦距
（1）凸透镜焦距的长短与其表面的凸起程度有关，表面越凸，焦距越短；
（2）凸透镜焦距长短反映了凸透镜对光会聚作用的强弱，焦距越短，光通过凸透镜后的偏折程度越大，即凸透镜的会聚作用越强；
（3）根据光路可逆，若把点光源放在凸透镜的焦点上，射向凸透镜的光经凸透镜折射后会变成平行光，因此可利用凸透镜获得平行光。
【例1】（23-24八年级上·湖北武汉·阶段练习）如图所示，甲、乙两个凸透镜的焦距分别是3cm和5cm，下列说法正确的是（ ）。
A．平行光经过凸透镜后一定会聚于焦点
B．凸透镜对光线有会聚作用，且折射后的光线一定是会聚光线
C．甲透镜的焦距更短，其折光本领较乙透镜弱
D．同一凸透镜用平行于主光轴的红光和紫光测其焦距分别为f1和f2，则f1>f2
【变式1-1】【中考新考法】（24-25八年级上·江西宜春·阶段练习）请按要求完成下列光路。
(1)已知黑箱内有一只凹透镜和一只平面镜，请在黑箱内画出完整的光路，填上光学仪器，并标明凹透镜焦点F的位置。21世纪教育网
(2)根据光的传播路径，在图中的虚线框内，填入符合要求的透镜。
(3)完成光路图，根据图中的入射光线或折射光线作出相应折射光线或入射光线。
(4)如图所示，请画出入射光线经过凸透镜折射后的折射光线和这条折射光线再经平面镜MN反射后的反射光线。
【变式1-2】图中画出了光通过焦距分别为f1和f2的两块透镜L1和L2前后的情况。下列对透镜L1、L2的种类和焦距的分析有可能正确的是（ ）。
A．L1是凸透镜，L2是凹透镜，且f1>f2
B．L1是凸透镜，L2是凹透镜，且f1>f2
C．L1是凹透镜，L2是凸透镜，且f1>f2
D．L1是凹透镜，L2是凸透镜，且f1【变式1-3】（23-24八年级上·安徽池州·期中）在虚线框内放置的是透镜，让一（两）束光线通过透镜折射后出射光线分别如图所示，其中虚线框内放置的一定是凸透镜的是（ ）。21世纪教育网
A． B．
C． D．
考点二 生活中的透镜
一、生活中的透镜
照相机（摄像头） （1）物体到镜头的距离大于镜头到胶片的距离。 （2）物体离镜头越远，物体在胶片上所成的像越小，像（或胶片）的位置到镜头的距离越近，即暗箱越短。 （3）照相机成的是倒立、缩小的像，像和物体在镜头的两侧。
投影仪（幻灯机） （1）投影片到镜头的距离小于镜头到屏幕的距离； （2）图案（文字）通过投影仪在屏幕上成的像比投影片上的图案（文字）大； （3）像和投影片在凸透镜的两侧； （4）图案（文字）在屏幕上所成的像是倒立、放大的像； （5）投影片离镜头越近，像到镜头间的距离越大，屏幕上所成的像越大。
放大镜 （1）物体通过放大镜所成的像是一个正立、放大的像； （2）像和物体在凸透镜的同侧； （3）在一定范围内，放大镜离物体越近，所成的像越小；放大镜离物体越远，所成的像越大； （4）若物体与放大镜的距离增大到一定程度，所成的像便消失了。
辨析比较：
照相机 投影仪 放大镜
物镜距离 远 近 最近
像镜距离 近 远 —
像的性质 倒立、缩小 倒立、放大 正立、放大
物像位置 透镜两侧 透镜两侧 透镜同侧
物像变化 物体靠近透镜，像远离透镜；物体远离透镜，像靠近透镜 要使像变大，应使文字或图案离尽头近一些，屏幕应离镜头远一些 放大镜适当远离物体，像变大；放大镜适当靠近物体，像变小
二、实像和虚像
1.凸透镜成实像的情况21世纪教育网
实像是实际光线会聚而成的，能成在光屏上。此时物像分别位于凸透镜的两侧，且实像都是倒立的，如图所示。照相机、投影仪所成的像都是实像。
2.凸透镜成虚像的情况
虚像不是由光线实际会聚而成的，而是由折射光线的反向延长线相交而成的。凸透镜成虚像时，通过凸透镜射出的光没有会聚，只是人眼逆着折射光线的方向看过去，感到光是从虚像处发出的，故凸透镜成虚像时，物、像位于凸透镜的同侧，我们只能用眼睛看到虚像，而不能用光屏承接到虚像。
3.实像和虚像成像示例
（1）实像成像示例
小孔成像 相机成像 投影仪成像
（2）虚像成像示例21世纪教育网
平面镜成像 光的折射成像 放大镜成像
实像和虚像的区别：
实像 虚像
不同 实际光线会聚而成 光线的反向延长线相交而成
在像的位置能用光屏承接 在像的位置不变用光屏承接
在像的位置能使胶片感光 在像的位置不能使胶片感光
都是倒立的 都是正立的
相同 都能用眼睛看到
【例2】【跨学科实践】（2024·海南海口·模拟预测）如图是某款机器人正在送货的情景，用户可通过人脸识别、输入（扫描）取货码等多种方式取货。下列分析正确的是（ ）。
A．机器人旁边的影子，是光的折射形成的
B．周围的行人都能看见机器人，是镜面反射形成的
C．用户进行人脸识别时，摄像头所成的像是倒立缩小的实像
D．用户进行人脸识别时，人脸要距离摄像头一倍焦距以内
【变式2-1】【科学与社会实践】（2024·湖北十堰·一模）如图是爱动手的小雅利用手机和透镜自制的简易投影仪，图中能正确反映其成像原理的是（ ）。
A． B．
C． D．
【变式2-2】（24-25八年级上·全国·课后作业）如图所示是小明手拿放大镜观察蚂蚁爬行时的情景，下列说法正确的是（ ）。
A．放大镜相当于凹透镜，对光有会聚作用
B．蚂蚁像的位置与蚂蚁的位置在凸透镜的异侧21世纪教育网
C．蚂蚁位于放大镜的二倍焦距之外，成的像是放大的虚像
D．要想看到蚂蚁的像更大些，应该将放大镜离蚂蚁稍微远些
【变式2-3】（2024·甘肃白银）如图所示的光现象中，属于光的反射的是（ ）。
A．透镜看书 B．手影游戏
C．水中倒影 D．棱镜色散
考点三 凸透镜成像的规律
1.基本概念
（1）物距：物体到凸透镜光心的距离，用字母u表示。
（2）像距：像到凸透镜光心的距离，用字母v表示。
注意：初中阶段，我们研究的凸透镜均为薄透镜，其厚度可忽略不计，故一般物距也可说是物体到透镜的距离，像距是像到透镜的距离。
2.凸透镜成像规律的光路分析
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u>2f时，成倒立、缩小的实像，此时f（2）当u=2f时，成倒立、等大的实像，此时v=2f。光路如图所示。
（3）当f2f。光路如图所示。
（4）当u=f时，折射光时一束平行光，不能相交，其反向延长线也不能相交，所以不能成像。光路如图所示。
（5）当uu。光路如图所示。
1.实验中无论如何移动光屏都找不到像的几种原因
（1）若烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度，烛焰的像将成在光屏偏上方或偏下方，甚至不能在光屏上成像；
（2）当烛焰在凸透镜一倍焦距以外，但非常靠近焦点时，虽然能成实像，但所成的像很大，且像距也很大，而光具座长度和光屏的大小有限，光屏不能承接到像；
（3）当烛焰位于凸透镜焦点处，烛焰发出的光经凸透镜折射后平行射出，光屏上不会出现烛焰的像；
（4）若烛焰位于凸透镜一倍焦距以内，烛焰与其所成的虚像在凸透镜同侧，此时光屏时接收不到像的。
2.凸透镜成像的动态变化规律
（1）动态变化口诀：像的大小看像距，像儿跟着物体跑。其意义是，凸透镜成像时，像距变大（小），像就变大（小）；物体向哪个方向移动，像就向哪个方向移动。
（2）移动速度：成缩小的像时，物距大于像距，物体移动的速度大于像移动的速度；成放大的像时，物距小于像距，物体移动的速度小于像移动的速度。
（3）最小距离：物体和实像的最小距离是4f,即当物体位于2f位置成像时。
3.凸透镜焦距发生变化
（1）换焦距更小的凸透镜或在凸透镜前加远视眼镜，都会使光线提前会聚，像距减小，若保持蜡烛和透镜位置不变，光屏应向靠近凸透镜位置移动才能得到清晰的像。
（2）换焦距更大的凸透镜或在凸透镜前加近视眼镜，都会使光线延迟会聚，像距增大，若保持蜡烛和透镜位置不变，光屏应向远离凸透镜位置移动才能得到清晰的像。
【例3】（2024·山东泰安·中考真题）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，当蜡烛、凸透镜、光屏放置的位置如图所示时，烛焰在光屏上成清晰的倒立、等大的像。下列说法中（ ）。
①该凸透镜的焦距为
②将蜡烛放在d点时成像规律与投影仪成像原理相同
③将蜡烛由b点移至a点时，移动光屏，可在光屏上成更小的像
④将蜡烛放在c点，移动光屏，可在光屏上成倒立、放大的像
A．只有①③正确 B．只有④正确 C．只有②④正确 D．只有③④正确
【变式3-1】（24-25九年级上·天津·开学考试）探究“凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示，此时在光屏上得到烛焰清晰的像，下列说法正确的是（ ）。
A．投影仪应用了该次实验的成像规律
B．照相机应用了该次实验的成像规律
C．要在光屏上得到更小的清晰像，需将蜡烛远离透镜，光屏远离透镜
D．要在光屏上得到更大的清晰像，需将蜡烛靠近透镜，光屏远离透镜
【变式3-2】（23-24八年级上·山东日照·阶段练习）如图所示，小明同学在探究凸透镜成像的规律时，记录并绘制了物距u和像距v之间的关系图象。下列说法正确的是（ ）。
A．凸透镜焦距为10cm
B．物距为5cm时，可以通过移动光屏承接到清晰的像
C．物距为15cm时，成放大的像，根据这一原理可以制成投影仪
D．物距由15cm增大到30cm的过程中，在光屏上看到的像一直是变大的
【变式3-3】（2024·江苏连云港）小明将凸透镜正对太阳光，在距离凸透镜10cm的白纸上呈现一个最小、最亮的光斑，此凸透镜的焦距为 cm。如图是他用该凸透镜观看书本上“中国梦”三个字时的情况，如果他想看到更大的正立的“国”字，小明需要将凸透镜 书本（选填“远离”或“靠近”），凸透镜和书本的距离应满足的条件是 。
考点四 眼睛和眼镜
一、眼睛的成像原理
原理 晶状体和角膜的共同作用相当于一个 ，视网膜相当于 。把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体的 。
成像特点 成 、 的
正常眼睛的调节 不管物距变大还是变小，眼睛都能将像清晰地成像在视网膜上，物距发生变化时，像距（视网膜和晶状体间的距离） ，这是因为眼睛能通过睫状体改变睫状体的形状，进而改变晶状体对光线的偏折能力，即改变了晶状体的 。21世纪教育网
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，此时能够看清的最远点极限叫做远点。正常人的眼睛的远点理论上在 。 （2）近点：当睫状体极度紧张时（用力看近处物体），睫状体变得最厚，晶状体表面弯曲程度最大，此时能看清的最近的极限点叫做近点。正常人的眼睛的近点在离眼睛 的地方。 （3）明视距离：在合适照明条件下，正常眼睛观察近处物体最清晰而不疲劳的距离大约为25cm，这个距离叫做明视距离。为预防近视眼，读数、写字时眼睛与书本的距离应保持在 。
二、近视眼、远视眼成因与矫正方法
类型 特点 成因 成像位置 矫正方法 记忆口诀
近视眼 只能看清 的物体 晶状体太厚，折光能力 成像在视网膜 佩戴 制成的眼镜 近前远后，近凹远凸
远视眼 只能看清 的物体 晶状体太薄，折光能力 成像在视网膜 佩戴 制成的眼镜
【例4】（2024·西藏·中考真题）保护视力，科学用眼已成为社会共识。图中能模拟近视眼及其矫正原理的图是（ ）。
A．甲和丙 B．甲和丁 C．乙和丙 D．乙和丁
【变式4-1】（24-25九年级上·上海杨浦·阶段练习）将一副眼镜放在太阳底下，使镜片正对太阳光，在地面上观察到如图所示的现象，则下列判断正确的是（ ）。
A．它是近视眼镜，对光线有会聚作用 B．它是远视眼镜，对光线有发散作用
C．它是老花眼镜，对光线有会聚作用 D．它是近视眼镜，对光线有发散作用
【变式4-2】（2024·河南）在“爱眼日”宣传活动中，小明用图所示的装置研究眼睛的成像，此时烛焰在光屏上成清晰的像，用此模拟正常眼睛的成像。接下来下列操作可模拟近视眼的是（ ）。21世纪教育网
A．向水透镜注水，烛焰的像成在光屏右侧 B．向水透镜注水，烛焰的像成在光屏左侧
C．从水透镜抽水，烛焰的像成在光屏右侧 D．从水透镜抽水，烛焰的像成在光屏左侧
【变式4-3】（2024·黑龙江龙东）正常人眼通过调节晶状体薄厚来看清远近不同的物体，如果不注意用眼卫生，可能使晶状体薄厚的调节能力减弱，导致晶状体变厚，看不清远处的物体，形成__________眼，应用___________透镜矫正。
考点五 跨学科实践—制作望远镜
【学习目标】
（1）利用凸透镜成像的规律，了解望远镜的物镜与目镜的成像情况。
（2）通过认识望远镜的物镜与目镜所起的作用及应用凸透镜成像的规律分析目镜和物镜之间的最佳成像距离，发展科学推理与科学论证的能力。
（3）在设计、制作望远镜的过程中，经历提出问题、寻找证据、解释成因、交流总结的科学探究过程，发展科学探究能力。
（4）经历望远镜的制作过程，认识科技对社会发展和人类生活的重要影响，增强对物理学的热爱，提高动手实践和合作交流的能力。
【自主学习】
（1）望远镜的作用：看 的物体。
（2）望远镜的结构：有一种望远镜由两组凸透镜组成，靠近被观测物体的凸透镜叫做 ，作用是使远处的物体在焦点附近成 的实像；靠近眼睛的凸透镜叫做 ，其作用相对于一个 。
（3）物体的两端到人眼处所夹的角叫做 ，其影响因素有：不仅与 有关，还与物体到眼睛的 有关。当物体与眼睛的距离一定时，物体越大，视角越大；当物体的大小一定时，离眼睛越近，视角越大。
（4）遇见新问题：今天的人类已经不仅仅利用凸透镜看近处的世界，还用来观察远处的世界，人类是怎样做到的呢？请说出你的方案。
【合作探究】
（一）制作前的准备
1.知识准备---认识望远镜：
（1）了解望远镜的结构。
（2）望远镜的成像分析：
物镜 目镜
镜头类型
类似镜头
作用
成像特点
2.认识视角：视角是从眼睛的中心向物体两端所引的两条直线的夹角。
距离相等时，物体大的视角大，物体小的视角小。物体一定时，看近处物体视角大，看远处物体视角小。
3.方案准备---设计一个简易望远镜，用它来观察校园内远处的物态。
4.器材准备---你选择的实验器材有哪些？
【展示讨论】
（1）各组展示本组制作的望远镜，汇报本组制作大致过程、材料成本、注意事项等。
（2）组同学之间交换使用望远镜观察校园内远处的物体。
（3）各组对他组的制作的望远镜进行评价。
【例5】关于望远镜的说法正确的是（ ）。
A．所有的望远镜都是由两个凸透镜组成的；
B．望远镜都是由一个凸透镜和一个凹透镜构成的；
C．除了凸透镜外，天文望远镜也常用凹面镜做物镜；
D．只有用透镜才能做望远镜
【变式5-1】在2018年1月31日晚,受到世人瞩目的“超级月亮”、“红月亮”、“蓝月亮”组团在天空中亮相.小虎用如图所示的天文望远镜观察,关于该望远镜,下列说法正确的是( )。
A．物镜成放大的实像；
B．物镜焦距比目镜焦距短；
C．目镜相当于放大镜,使像更靠近眼睛；
D．物镜越大,成像越清晰
【变式5-2】如图所示，小强同学用两只焦距不同的放大镜一前一后放在眼前观察远处的物体，则下列说法中正确的是( )。
A．两只放大镜对物体进行了两次放大；
B．两只放大镜组合在一起相当于一台显微镜；
C．两只放大镜组合在一起相当于一架望远镜；
D．将两只放大镜的位置对换后，观察同一物体的大小是相同的
【变式5-3】如图表示一种光学仪器的原理，图中L1是物镜，L2是目镜．这种仪器是________(填“望远镜”或“显微镜”)，目镜的作用相当于________(填“放大镜”或“投影仪”)。
考点六 光学实验综述
一、探究凸透镜成像的规律
【提出问题】凸透镜所成的像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系？
【实验设计】先把物体放在距离凸透镜较远的地方，然后逐渐向凸透镜方向靠近，同时把光屏放在凸透镜的另一侧，观察光屏上像的变化情况。由于凸透镜的偏折情况和焦距有关，所以应着重观察物距等于、大于或小于一倍焦距、二倍焦距时，物体的成像情况。
【进行实验与收集证据】
（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上，调整它们的高度，使烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度；
（2）把蜡烛放在凸透镜二倍焦距以外的地方并点燃，然后调整光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现清晰烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重复做这一步；
（3）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离大于二倍焦距，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像的大小、正倒，测出物距u和像距v；
（4）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像大小、正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重做这一步；
（5）把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛位于凸透镜的焦点上，移动光屏，观察是否能够成像；
（6）把蜡烛移到凸透镜的一倍焦距以内，移动光屏，观察在光屏上能否看到蜡烛的像。如果不能，可以从光屏这一侧透过凸透镜观察，记录所看到的像的正倒、大小以及此时的物距u。稍稍改变物距，重做这一步；
（7）将实验数据和观察结果填入表中（该实验所用凸透镜焦距f=12cm）
物距u与焦距f的关系 物距u/cm 像距v/cm 成像的性质 像的变化情况
u>2f 60 15 倒立、缩小的实像 物距变小时，像距变大，像（相对于之前）变大
48 16
u=2f 24 24 倒立、等大的实像 ——
f15 60
u=f 12 —— 不成像 ——
u6 ——
【分析论证】（1）焦点是成实像和虚像的分界点。当物距大于一倍焦距时，成实像；当物距小于一倍焦距时，成虚像；当物距大于一倍焦距时，不成像；
（2）二倍焦距是成放大实像还是缩小实像的分界点。当物距大于二倍焦距时，成缩小的实像；当物距大于二倍焦距时，成等大的实像；当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成放大的实像；
（3）凸透镜成实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成虚像时，都是正立的，且像、物同侧；
（4）凸透镜成实像时，随着物距的减小，像和像距都变大；成虚像时，随着物距的减小，像和物都不小。
【得出结论】
物距u与焦距f的关系 像的性质 像距v与焦距f的关系 相对凸透镜的位置 应用
正倒 大小 虚实
u>2f 倒立 缩小 实像 fu=2f 倒立 等大 实像 v=2f 与物异侧 测焦距
f2f 与物异侧 投影仪
u=f 不成像
u3.实验注意事项
（1）光具座的长度有限，做实验时最好选用焦距较小的凸透镜；
（2）凸透镜最好放在光具座的中间位置，便于调节物距和像距；
（3）调整烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是让烛焰的像成在光屏的中央；
（4）调整光屏时，不可再调整凸透镜的位置，否则会引起物距的变化；
（5）判断烛焰的像是否最清晰的方法：光屏在某位置时，向前或向后移动光屏，像都会变模糊，则此位置即为像最清晰的位置；
（6）同一个物距范围内，要换不同的物距进行实验，这是为了排除偶然因素，使实验结论更具普遍性。
【提出问题】凸透镜所成的像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系？
【实验设计】先把物体放在距离凸透镜较远的地方，然后逐渐向凸透镜方向靠近，同时把光屏放在凸透镜的另一侧，观察光屏上像的变化情况。由于凸透镜的偏折情况和焦距有关，所以应着重观察物距等于、大于或小于一倍焦距、二倍焦距时，物体的成像情况。
【进行实验与收集证据】
（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上，调整它们的高度，使烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度；
（2）把蜡烛放在凸透镜二倍焦距以外的地方并点燃，然后调整光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现清晰烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重复做这一步；
（3）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离大于二倍焦距，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像的大小、正倒，测出物距u和像距v；
（4）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像大小、正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重做这一步；
（5）把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛位于凸透镜的焦点上，移动光屏，观察是否能够成像；
（6）把蜡烛移到凸透镜的一倍焦距以内，移动光屏，观察在光屏上能否看到蜡烛的像。如果不能，可以从光屏这一侧透过凸透镜观察，记录所看到的像的正倒、大小以及此时的物距u。稍稍改变物距，重做这一步；
（7）将实验数据和观察结果填入表中（该实验所用凸透镜焦距f=12cm）
物距u与焦距f的关系 物距u/cm 像距v/cm 成像的性质 像的变化情况
u>2f 60 15 倒立、缩小的实像 物距变小时，像距变大，像（相对于之前）变大
48 16
u=2f 24 24 倒立、等大的实像 ——
f15 60
u=f 12 —— 不成像 ——
u6 ——
【分析论证】（1）焦点是成实像和虚像的分界点。当物距大于一倍焦距时，成实像；当物距小于一倍焦距时，成虚像；当物距大于一倍焦距时，不成像；
（2）二倍焦距是成放大实像还是缩小实像的分界点。当物距大于二倍焦距时，成缩小的实像；当物距大于二倍焦距时，成等大的实像；当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成放大的实像；
（3）凸透镜成实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成虚像时，都是正立的，且像、物同侧；
（4）凸透镜成实像时，随着物距的减小，像和像距都变大；成虚像时，随着物距的减小，像和物都不小。
【得出结论】
物距u与焦距f的关系 像的性质 像距v与焦距f的关系 相对凸透镜的位置 应用
正倒 大小 虚实
u>2f 倒立 缩小 实像 fu=2f 倒立 等大 实像 v=2f 与物异侧 测焦距
f2f 与物异侧 投影仪
u=f 不成像
u3.实验注意事项
（1）光具座的长度有限，做实验时最好选用焦距较小的凸透镜；
（2）凸透镜最好放在光具座的中间位置，便于调节物距和像距；
（3）调整烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是让烛焰的像成在光屏的中央；
（4）调整光屏时，不可再调整凸透镜的位置，否则会引起物距的变化；
（5）判断烛焰的像是否最清晰的方法：光屏在某位置时，向前或向后移动光屏，像都会变模糊，则此位置即为像最清晰的位置；
（6）同一个物距范围内，要换不同的物距进行实验，这是为了排除偶然因素，使实验结论更具普遍性。
【例6】（2024·四川广安）爱动手爱思考的小军，在做了“探究凸透镜成像规律”实验后，又选用了焦距未知的凸透镜进行拓展探究。
（1）将凸透镜安装在光具座上，用平行光作为光源，移动光屏直至光屏上得到一个最小最亮的光斑，如图甲所示，则凸透镜焦距为 cm；（要求估读）
（2）在实验过程中，当物距为5cm时所成像与生活中的 所成像的规律相同；（写出一种即可）
（3）蜡烛随着燃烧而变短，小军发现光屏上所成的像向上移动，从而影响了实验的进行，如图乙所示。为了解决这一问题，你认为他最合理的调整方法是 ；
A．只需将光屏适当上移 B．只需将凸透镜适当下移
C．将光屏和凸透镜都适当下移 D．以上操作均可行
（4）小军认为在实验过程中用蜡烛作为发光体除容易变短外，还存在一些不足之处，比如 。（写出合理的一条即可）21世纪教育网
【变式6-1】（2024·江苏无锡·模拟预测）在探究“凸透镜成像的规律”的实验中，进行如下实验。
(1)如图甲所示，测得本实验所用凸透镜的焦距为 cm。在光具座上组装并调整实验器材，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上，如图乙所示，光屏上成倒立、 （选填“放大”或“缩小”）的实像；
(2)人的眼睛是通过改变晶状体的厚度来看清远近不同物体的，现将图乙中虚线圆圈部分当作人的“眼睛”，当蜡烛远离“眼睛”时，“眼睛”需调节凸透镜的厚度使其 （选填“变薄”或“变厚”），改变其对光线的偏折能力，从而在光屏上成清晰的像。若该“眼睛”无法调节凸透镜达到应有的厚度，则该“眼睛”为 （选填“近视眼”或“远视眼”），应该配戴 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）进行矫正；
(3)讲台上有一发光体，同学们利用凸透镜和光屏观察发光体在各自光屏上所成的像，小京所用凸透镜离发光体较近，小强所用凸透镜离发光体较远，发现两人光屏上呈现的像的高度相等，则小京所用凸透镜的焦距 小强所用凸透镜的焦距．（选填“大于”“等于”或“小于”）
【变式6-2】（2024·四川泸州）小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中，选用的凸透镜焦距为10cm。
（1）实验前应在光具座上将蜡烛焰心、透镜光心、光屏中心调到 ；
（2）蜡烛、透镜、光屏的位置如图所示，光屏上呈现烛焰清晰的像，保持透镜不动，将蜡烛移到光具座上30cm刻度线位置时，要在光屏上再次呈现清晰的像，应将光屏向 移动；
（3）将蜡烛从光具座上40cm刻度线位置远离透镜移动时，所成的像逐渐变小；若将蜡烛从光具座上40cm刻度线位置靠近透镜移动，则像的大小将 。
【变式6-3】（2024·黑龙江龙东）如图所示，物理兴趣小组“探究凸透镜成像规律”的实验装置。
（1）首先调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是_________；
（2）如图甲，让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_____cm；
（3）当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图乙时，光屏上成清晰的像，利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是_________（选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”）。若实验过程中挡住凸透镜的一半，像的完整程度_________（选填“会”或“不会”）受影响；
（4）将蜡烛移到35cm处，若想在光屏上得到清晰的像，应将光屏向_________（选填“左”或“右”）移动，像将_________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
01 透镜对光的作用
【点拨】 （1）判断透镜类型的方法 根据透镜的表面是凸还是凹来判断透镜的类型并不可靠，要通过比较透镜中间与边缘的厚度来确定透镜的类型，因为有的透镜可能是一面图一面凹。21世纪教育网 （2）根据透镜对光的作用判断：折射光线相对于入射光线会聚了，则经过的透镜是凸透镜；折射光线相对于入射光线发散了，则经过的透镜是凹透镜。 （3）平行光聚焦法粗侧凸透镜的焦距：太阳光近似为平行光，让凸透镜正对太阳光时，太阳光垂直于透镜入射，此时入射光线平行于主光轴，当光斑最小最亮时，该点即为凸透镜的焦点。如果不正对太阳光，最小光斑并不在主光轴上，此时的光斑不在焦点上，所以测出的距离也不是焦距。
1．（23-24八年级上·河南郑州·期末）根据入射光线和折射光线，下图中虚线框内是凸透镜的是（ ）。
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
2．（23-24八年级上·陕西西安·阶段练习）同学们在讨论“如何在野外生存”的问题时提出：在野外如果没有打火机，怎么生火取暖呢？一位同学想出了个“削冰取火”的办法，就是把冰块制成 透镜，它对光线有 作用，要得火，应把“艾”放在透镜的 位置。
02 利用透镜三条特殊光线作图
【点拨】 熟记透镜三条特殊光线（主要光线）经透镜折射后的传播规律，并分清凸透镜和凹透镜三条特殊光线的异同。21世纪教育网 利用透镜的三条特殊光线作图时，一定要注意： （1）一定要用尺规作图；（2）不要遗漏光线的箭头；（3）光线用实线，辅助线用虚线。
3．（23-24八年级上·北京西城·期末）如图所示的一束光沿着平行主光轴的方向射到透镜上，关于它的折射光的方向正确的是（ ）。
A． B．
C． D．
4．（2024·四川内江）如图，F是凸透镜的焦点，a、b、c是三条入射光线，请画出这三条光线经凸透镜后的出射光线。
03 照相机、投影仪、放大镜
【点拨】 （1）照相机：拍照时，摄像头相当于照相机的镜头，两者都是利用凸透镜成倒立、缩小的实像来工作的；照相机拍摄较远景物时，像比较小；拍摄较近景物时，像比较大。由此可知，远离被被拍摄景物，可以增大拍摄范围，但拍出来的景物会变小。 （2）投影仪：理解投影仪（幻灯机）的成像特点是解题的关键。投影仪（幻灯机）利用凸透镜能成倒立、放大的实像的原理工作的，因而可利用“反反得正”的方法推知幻灯片应反向放置。 （3）放大镜：在一定范围内，放大镜离物体越近，所成的像越小；离物体越远，所成的像越大。
5．（2024·四川广安）“以铜为镜，可以正衣冠”，我们的祖先很早就会利用磨光的铜镜来观察自己的像。下列现象与铜镜成像原理相同的是（ ）。
A．水膜中的像 B．水中的倒影
C．手影游戏 D．天空中的彩虹
6．（2024·江苏宿迁）2024年5月22日，国际生物多样性日活动在洪泽湖湿地景区举行。景区内，鸟类时而栖息，时而飞翔，飞鸟的倒影在水中穿梭。下列现象和倒影原理相同的是（ ）。
A．冰透镜取火 B．日晷计时
C．小孔成像 D．潜望镜
04 实像和虚像
【点拨】 掌握常见的成像现象的成像原理是解题的关键。小孔成像、投影仪、照相机等所成的像都是实际光线会聚而成的实像；平面镜、放大镜、凸面镜等所成的像是光的反射或折射光线的反向延长线相交而成的现象。
7．（2024·四川遂宁）“举杯邀明月，对影成三人”是李白在《月下独酌》中的佳句，对于李白月下独酌这一场景，下列描述正确的是（ ）。
A．“明月”是光源
B．月光下李白的“孤影”是由于光沿直线传播形成的
C．酒杯中的“明月”是由于光的折射形成的
D．“明月”在李白的视网膜上成虚像
8．（2024·四川巴中·中考真题）在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛、凸透镜、光屏位于如图所示位置时，在光屏上出现一个清晰烛焰的像，其成像特点是（ ）。
A．倒立放大的实像 B．倒立放大的虚像
C．倒立缩小的实像 D．正立放大的虚像
05 凸透镜成像规律及应用
【点拨】 （1）凸透镜成像的两个分界点：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。物体在一倍焦距以内，成虚像；在一倍焦距以外，成实像。成实像时，物体在二倍焦距内，像大物小；物体在二倍焦距外，像小物大。 （2）用不等式确定凸透镜的焦距范围：利用凸透镜成像的规律，列出物距和焦距、像距和焦距的关系不等式，解不等式就可以确定该凸透镜焦距的范围。具体关系为：1）当成倒立、缩小的实像时，u>2f，f2f；4）当不成像时，u=f；5）当成正立、放大虚像时，u9．（2024·河北邯郸·二模）小华在探究凸透镜成像实验过程中，将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏分别放在如图所示的位置时，光屏上恰好得到烛焰清晰的像。下列说法正确的是（ ）。
A．图中成像原理与照相机的成像原理相同
B．该凸透镜的焦距可能为10cm
C．将一个近视镜片放在蜡烛和透镜之间，保持蜡烛与透镜不动，需要将光屏向右移动至合适位置，才能得到清晰的像
D．实验中，光屏上得到清晰的像后，用一不透明的金属罩将焰心尖端部分罩住，光屏上的像仍然是完整的，且变暗一些
10．（2024·河北邢台·模拟预测）在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏在如图所示的位置时，在光屏上得到一个清晰缩小的实像。下列说法正确的是（ ）。
A．该凸透镜的焦距小于15cm
B．要使光屏上的像变大，可将蜡烛靠近凸透镜的同时光屏适当远离凸透镜
C．保持蜡烛和光屏不动，只将凸透镜向左移，可以在光屏上得到清晰放大的像
D．将蜡烛远离凸透镜时，光屏和凸透镜的位置不动，为了在光屏上得到清晰的像，可在凸透镜前放置远视镜片
06 探究凸透镜成像的规律
【点拨】 （1）如何测量焦距：一束平行光通过凸透镜后会聚的点即为焦点，可测焦距； （2）保障实验成功：蜡烛、凸透镜不动，移动光屏直至在光屏上成清晰的像； （3）如何判断成虚像：物距小于焦距时，无论怎么移动光屏都无法在光屏上成像； （4）无法成像的原因：蜡烛在焦点上或物距小于焦距、焦距太大成像在光具座外、蜡烛与凸透镜和光屏没有在同一水平线上； （5）光具座的长度有限，做实验时最好选用：焦距较小的凸透镜； （6）凸透镜最好放在光具座的中间位置，便于调节物距和像距； （7）调整烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是：让烛焰的像成在光屏的中央； （8）调整光屏时，不可再调整凸透镜的位置，否则会：引起物距的变化； （9）判断烛焰的像是否最清晰的方法：光屏在某位置时，向前或向后移动光屏，像都会变模糊，则此位置即为像最清晰的位置； （10）同一个物距范围内，要换不同的物距进行实验，这是为了：排除偶然因素，使实验结论更具普遍性； （11）实验中无论怎样移动光屏都找不到像的原因：（1）烛焰、凸透镜中心、光屏中心未在同一高度；（2）蜡烛恰好在凸透镜一倍焦距位置；（3）物距稍大于一倍焦距，像距很大，光具座长度有限；（4）物距小于一倍焦距，成的是虚像； （12）成像位置如何移动：可调节蜡烛或凸透镜； （13）蜡烛变短：成像上移； （14）像的明暗变化：用遮光板挡住部分光线，成像完整但像变暗； （15）用光具座进行实验时，应做到：烛焰、凸透镜的中心、光屏中心应在同一直线上（同一高度），目的使烛焰的像成在光屏中央； （16）同一物距范围内，不断改变物距进行实验的目的：排除偶然因素，使实验结论更具普遍性； （17）成像规律与透镜的应用： 照相机：成倒立、缩小的实像；投影仪：成倒立、放大的实像；放大镜：成正立、放大虚像。
11．（2024·江苏宿迁）在“探究凸透镜成像规律”的活动中，利用了如图所示装置。
(1)调节器材，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 ；
(2)改变蜡烛和光屏的位置，多次实验，并将数据记录在表格中，分析数据可知凸透镜焦距为 ，第3次实验中，光屏上成倒立、 的实像；
实验序号 物距u/cm 像距v/cm 光屏上看到的像
1 60 15 倒立、缩小、实像
2 24 24 倒立、等大、实像
3 20 20 倒立、___________、实像
4 8 未找到像
(3)智能汽车通过车载摄像头，识别行人、路标和其他车辆，实现自动导航和驾驶，车载摄像头根据的是第 次实验的原理；
(4)物距不变，要想在光屏上看到像，应更换焦距较 的凸透镜。
12. （2024·湖北）同学们参观博物馆时发现一件秦代木牍前放置着凸透镜，通过凸透镜看到的情景如图甲。为了弄清其原理，他们进行了如下探究。
（1）如图乙，用太阳光照射凸透镜，移动光屏直至光屏上出现一个最小最亮的光斑，此凸透镜的焦距为_________cm；
（2）如图丙，将蜡烛放在较远处，移动光屏使光屏上呈现清晰的实像，观察像的性质，测出物距和像距；逐次改变物距，重复上述操作，实验记录如下表；
序号 物距/cm 像的性质 像距/cm
正倒 大小
1 24.0 倒立 缩小 17.2
2 22.0 倒立 缩小 18.8
3 20.0 倒立 等大 20.0
4 18.0 倒立 放大 22.4
5 16.0 倒立 放大 27.0
……
凸透镜成缩小实像时，物距_________（填“＞”“＜”或“＝”）像距；
（3）小宇受第4、5组实验结果启发，推测文物与其前方凸透镜的距离u和凸透镜焦距f的关系为时，成放大的像。小丽对小宇的观点提出了质疑，她继续减小物距，发现蜡烛在某位置时，无论怎样移动光屏，光屏上都看不到像。小丽撤去光屏，从图丙中_________侧（填“A”或“B”）向透镜方向观察，看到了正立放大的像，测得物距为8.0cm，她推测u和f的关系应为。_________的推测合理，理由是______。
07 眼睛的构造与视物原理
【点拨】 人眼的视物原理与照相机的成像原理相同，但需要注意的是人眼睛的焦距可以调节，而照相机模型中的凸透镜焦距不变，一般靠调节物距和像距成清晰的像。
13．（2024·四川成都）“两个黄鹂鸣翠柳，一行白鹭上青天。”杜甫的诗句描绘了成都草堂门前浣花溪秀丽的景色（意境图如图）。下列说法不正确的是（ ）。
A．能从各个方向看见黄鹂，是由于光发生了漫反射
B．看到溪水中的鱼比实际位置浅，是光的折射现象
C．阳光下的溪水波光，是水面对光的反射现象
D．目送白鹭高飞远去的过程中，眼睛的晶状体变厚
14．（22-23八年级下·陕西西安·阶段练习）阅读下列短文，回答问题。
人类的眼睛
人类的眼睛很像一架照相机，眼睛与照相机的不同之处是：人的眼睛是通过调节晶状体的弯曲程度和改变晶状体的焦距来观察物体，如图。眼睛所能看清楚的最远点叫远点；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，眼睛是人体的重要器官，若长时间用眼看书、看电视或看电脑都会引起眼睛的疲劳，眼睛疲劳的常见症状是头疼脑胀、眼睛发干。看物体时间较长也不易感到疲劳的距离叫明视距离。
(1)人的眼球中的晶状体相当于 ，若是近视眼，成像会在视网膜 （选填“前”或“后”），矫正它需要戴的镜片实质上是 透镜做成的 （选填“凸”或“凹）。
(2)宁宁探究“凸透镜成像的规律”，凸透镜的焦距为10cm。蜡烛和凸透镜的位置如图，宁宁将光屏移动到60～70cm之间的某一位置时 （选填“照相机、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一规律制成的。
(3)宁宁把近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间的合适位置，调节光屏的位置，使光屏上得到烛焰清晰的像，此时光在光屏上发生的是 （选填“镜面”或“漫”）反射。取走近视眼镜，保持凸透镜和光屏位置不变，为使光屏上再次得到清晰的像，应将蜡烛 （选填“远离”或“靠近”）凸透镜。
08 近视眼、远视眼的成因与矫正
【点拨】 （1）当晶状体弯曲程度过大，对光的会聚能力过强时，成像在视网膜前，应该佩戴发散透镜（凹透镜），使像成在视网膜上。 （2）远视眼的晶状体太薄，对光的折射能力太弱，成像在视网膜后，矫正时应佩戴会聚透镜（凸透镜），增强光的会聚效果，使像成在视网膜上。 （3）“八字诀”：近厚远薄（成因：近视眼的晶状体太厚，远视眼的晶状体太薄）；近凹远凸（矫正：近视眼需要佩戴凹透镜，远视眼需要佩戴凸透镜）。21世纪教育网 （4）可以理解记忆为：近视眼的晶状体太厚，折光能力太强，需要佩戴有发散作用的凹透镜；远视眼的晶状体太薄，折光能力太弱，折光能力太弱，需要佩戴有聚光作用的凸透镜。
15．（2024·山东菏泽）小明透过爷爷的老花镜看远处的楼房，发现楼房成倒立缩小的像。以下说法正确的是（ ）
A．老花镜对光有会聚作用 B．电影放映机的成像原理与该成像原理相同
C．老花镜不能当放大镜使用 D．爷爷远视眼是因为晶状体变厚了
16．（2024·甘肃兰州）小彤的爷爷能看清远处的物体，却看不清近处的物体，是因为来自近处某点的光会聚在他视网膜的 （选填“前”或“后”）方，小彤推断爷爷可能患上了 （选填“近”或“远”）视眼，需要配戴 （选填“凸”或“凹”）透镜进行矫正。
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第03讲 透镜及其应用【讲义】（2-6分）（解析版）
目 录
课标透析,考向预测 2
思维导图，知识领航 3
考点精研，易错明晰 4
考点一 透镜 4
考点二 生活中的透镜 9
考点三 凸透镜成像的规律 13
考点四 眼睛和眼镜 17
考点五 跨学科实践—制作望远镜 20
考点六 光学实验综述 23
题型归纳，技巧点拨 30
01 透镜对光的作用 30
02 利用透镜三条特殊光线作图 31
03 照相机、投影仪、放大镜 32
04 实像和虚像 33
05 凸透镜成像规律及应用 34
06 探究凸透镜成像的规律 36
07 眼睛的构造与视物原理 39
08 近视眼、远视眼的成因与矫正 41
课标要求 2.3.5了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。探究并了解凸透镜成像的规律。了解凸透镜成像规律的应用。
考查内容 一、透镜； 二、生活中的透镜； 三、凸透镜成像的规律； 四、眼睛和眼镜； 五、跨学科实践—制作望远镜21世纪教育网
考点分布 考查频率 命题趋势
01 透镜以及透镜对光的作用 ☆☆☆ 《透镜及其应用》是中考必考内容。由于试卷结构和分值的不同，本部分的考题一般在1-2道题，分值一般在2-6分之间；考题题型根据其出现的概率分别是：选择题、填空题、实验题和作图题等。 以上考点作为常考内容，在备考过程中应作为主要备考方向加以重视，但也不能忽视一些冷门考点，如望远镜的制作和工作原理；我国古代劳动人民利用透镜的例子等。 备考中，应加强以下内容的练习： （1）认识透镜对光的作用、透镜在生活中的应用、利用透镜的三条特殊光线作图等； （2）生活中常见透镜的应用及特点，放大镜、照相机与投影仪的成像特点等； （3）凸透镜成像规律、凸透镜成像过程中的动态变化、探究凸透镜成像规律等； （4）了解人眼成像的原理，了解近视眼和远视眼的成因与矫正方法。具有保护视力的意识； （5）给出入射光线画折射光线、给出物画物在透镜中的像、由折射光线和入射光线找透镜的类型及位置等。
02 利用透镜的三条特殊光线作图 ☆
03 照相机、投影仪、放大镜 ☆☆☆
04 实像和虚像 ☆☆
05 凸透镜成像规律及应用 ☆☆☆
06 透镜凸透镜成像规律 ☆☆☆
07 眼睛的构造及视物原理 ☆☆
16 近视眼、远视眼的成因与矫正 ☆☆☆
考点一 透镜
一、透镜
1.透镜的概念
透镜是用透明物质制成的、至少一个表面为球面一部分的光学元件。光从空气进入透镜一侧，从另一侧射出时各发生一次折射，并由此会产生会聚或发散的效果。
2.透镜的分类
种类 概念 图示 实例
凸透镜 中间厚边缘薄的透镜 放大镜
凹透镜 中间薄边缘厚的透镜 近视眼镜
3.透镜的主光轴和光心
名称 概念 图示
主光轴 通过透镜两个球面球心的直线叫主光轴，简称主轴。每个透镜都有一个主轴，主轴用点线表示 凸透镜 凹透镜
光心 透镜主轴上有两个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，这个点叫透镜的光心。可以认为薄透镜就在透镜的中心
二、透镜对光的作用
规律 图示
凸透镜对光有会聚作用
凹透镜对光有发散作用
焦点、焦距
1.凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。因此，凸透镜又叫会聚透镜，凹透镜又叫发散透镜。
2.粗测凸透镜焦距的方法
如图所示，让凸透镜（放大镜）正对着太阳光，再拿一张白纸放在它的另一端，调整放大镜与白纸的距离，直到纸上的光斑最小、最亮（这个点就是凸透镜的焦点）。测出这个光斑达到凸透镜光心的距离，即该凸透镜的焦距。这种测凸透镜焦距的方法称为平行光聚焦法。
三、透镜三条特殊光线
三、透镜的三条特殊光线
凸透镜
通过光心的光线经凸透镜折射后，传播方向不变 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，经过另一侧的焦点 通过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴
凹透镜
经光心的光线经凹透镜折射后，传播方向不变 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经过凹透镜同侧虚焦点 射向凹透镜另一侧虚焦点的光线经凹透镜折射后，平行于主光轴
1.会聚作用≠光一定会聚，发散作用≠光一定发散
（1）会聚作用是指能使光汇拢，但汇拢后的光不一定会变成会聚光。如图甲所示，凸透镜使通过它的一束光发散程度变小了，但该光束依然发散。
（2）发散作用是指能使光发散，但发散后的光并不一定是发散光。如图乙所示，凹透镜对通过它的一束会聚光有发散作用，但光经过凹透镜后依然是会聚光，还能会聚于一点。
2.透镜的焦距
（1）凸透镜焦距的长短与其表面的凸起程度有关，表面越凸，焦距越短；
（2）凸透镜焦距长短反映了凸透镜对光会聚作用的强弱，焦距越短，光通过凸透镜后的偏折程度越大，即凸透镜的会聚作用越强；
（3）根据光路可逆，若把点光源放在凸透镜的焦点上，射向凸透镜的光经凸透镜折射后会变成平行光，因此可利用凸透镜获得平行光。
【例1】（23-24八年级上·湖北武汉·阶段练习）如图所示，甲、乙两个凸透镜的焦距分别是3cm和5cm，下列说法正确的是（ ）。
A．平行光经过凸透镜后一定会聚于焦点
B．凸透镜对光线有会聚作用，且折射后的光线一定是会聚光线
C．甲透镜的焦距更短，其折光本领较乙透镜弱
D．同一凸透镜用平行于主光轴的红光和紫光测其焦距分别为f1和f2，则f1>f2
【答案】D。
【解析】A．凸透镜具有聚光能力，能将平行于主光轴的光经过凸透镜折射后，会聚于焦点上，故A错误；
B．凸透镜对光线有会聚作用，不平行于主光轴的光经过凸透镜折射后，光线可能是发散的，故B错误；
C．由图甲、乙可知，甲凸透镜的焦距更短，聚光能力更强，所以其折光本领较乙透镜强，故C错误；
D．根据三棱镜对光线的偏折可知，紫光被偏折的程度大，所以红光会聚的焦点离透镜远，紫光的焦点离透镜近，即f1>f2，故D正确。故选D。
【变式1-1】【中考新考法】（24-25八年级上·江西宜春·阶段练习）请按要求完成下列光路。
(1)已知黑箱内有一只凹透镜和一只平面镜，请在黑箱内画出完整的光路，填上光学仪器，并标明凹透镜焦点F的位置。
(2)根据光的传播路径，在图中的虚线框内，填入符合要求的透镜。
(3)完成光路图，根据图中的入射光线或折射光线作出相应折射光线或入射光线。
(4)如图所示，请画出入射光线经过凸透镜折射后的折射光线和这条折射光线再经平面镜MN反射后的反射光线。
【解析】（1）图中已给出了凹透镜的主光轴，且射出黑箱的光线平行于主光轴，则射向凹透镜的光线延长后过其焦点，所以，可以先利用平面镜反射光，光线再射向凹透镜，且这条光线延长后与凹透镜的主光轴相交（交点即为凹透镜的焦点F）。画出射入黑箱的光线，在黑箱左侧适当位置垂直于主光轴画出平面镜，入射光线与平面镜的交点为入射点，垂直于平面镜作出法线，根据反射角等于入射角作出反射光线；反射光线与射出黑箱的折射光线的延长线的交点为射向凹透镜的入射点，由此画出凹透镜，延长射向凹透镜的光线与主光轴的交点即为焦点F，如图所示：
（2）图中入射光线是平行的，而折射光线远离主光轴，即透镜有发散作用，所以是凹透镜，如图所示：
（3）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不变，过二倍焦距处的折射光线的入射光线通过凸透镜另一侧二倍焦距处，如图所示：
（4）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点；过平面镜的入射点垂直镜面作出法线，根据反射角等于入射角，在法线右侧作出反射光线，如图所示：
【变式1-2】图中画出了光通过焦距分别为f1和f2的两块透镜L1和L2前后的情况。下列对透镜L1、L2的种类和焦距的分析有可能正确的是（ ）。
A．L1是凸透镜，L2是凹透镜，且f1>f2
B．L1是凸透镜，L2是凹透镜，且f1>f2
C．L1是凹透镜，L2是凸透镜，且f1>f2
D．L1是凹透镜，L2是凸透镜，且f1【答案】D。
【解析】平行光线镜经两透镜折射后平行射出，折两个透镜的焦点一定重合，由选项中信息得，两个透镜一个为凸透镜、一个为凹透镜，则只有两种可能，可能的光路如下图所示：
图（a）中光线经过两透镜是会聚的，不符合题意；图（b）中光线经过两透镜是发散的，符合题意。故L1是凹透镜，L2是凸透镜，由图（b）得，两透镜的焦点在同一点上，且f1【变式1-3】（23-24八年级上·安徽池州·期中）在虚线框内放置的是透镜，让一（两）束光线通过透镜折射后出射光线分别如图所示，其中虚线框内放置的一定是凸透镜的是（ ）。
A． B．
C． D．
【答案】B。
【解析】A．过光心的光线其传播方向不变，可能是凸透镜，也可能是凹透镜，故A不符合题意；
B．图中平行于主光轴的光线经透镜折射后会聚，折射光线通过焦点，所以虚线框内放置的一定是凸透镜，故B符合题意；
C．图中两条光线经过虚线框内透镜折射后，两条光线变得发散，所以虚线框内放置的一定是凹透镜，故C不符合题意；
D．图中两条光线经过虚线框内透镜折射后，折射光线偏离主光轴，说明该透镜对光具有发散作用，所以虚线框内放置的一定是凹透镜，故D不符合题意。故选B。
考点二 生活中的透镜
一、生活中的透镜
照相机（摄像头） （1）物体到镜头的距离大于镜头到胶片的距离。 （2）物体离镜头越远，物体在胶片上所成的像越小，像（或胶片）的位置到镜头的距离越近，即暗箱越短。 （3）照相机成的是倒立、缩小的像，像和物体在镜头的两侧。
投影仪（幻灯机） （1）投影片到镜头的距离小于镜头到屏幕的距离； （2）图案（文字）通过投影仪在屏幕上成的像比投影片上的图案（文字）大； （3）像和投影片在凸透镜的两侧； （4）图案（文字）在屏幕上所成的像是倒立、放大的像； （5）投影片离镜头越近，像到镜头间的距离越大，屏幕上所成的像越大。21世纪教育网
放大镜 （1）物体通过放大镜所成的像是一个正立、放大的像； （2）像和物体在凸透镜的同侧； （3）在一定范围内，放大镜离物体越近，所成的像越小；放大镜离物体越远，所成的像越大； （4）若物体与放大镜的距离增大到一定程度，所成的像便消失了。
辨析比较：
照相机 投影仪 放大镜
物镜距离 远 近 最近
像镜距离 近 远 —
像的性质 倒立、缩小 倒立、放大 正立、放大
物像位置 透镜两侧 透镜两侧 透镜同侧
物像变化 物体靠近透镜，像远离透镜；物体远离透镜，像靠近透镜 要使像变大，应使文字或图案离尽头近一些，屏幕应离镜头远一些 放大镜适当远离物体，像变大；放大镜适当靠近物体，像变小
二、实像和虚像
1.凸透镜成实像的情况
实像是实际光线会聚而成的，能成在光屏上。此时物像分别位于凸透镜的两侧，且实像都是倒立的，如图所示。照相机、投影仪所成的像都是实像。
2.凸透镜成虚像的情况
虚像不是由光线实际会聚而成的，而是由折射光线的反向延长线相交而成的。凸透镜成虚像时，通过凸透镜射出的光没有会聚，只是人眼逆着折射光线的方向看过去，感到光是从虚像处发出的，故凸透镜成虚像时，物、像位于凸透镜的同侧，我们只能用眼睛看到虚像，而不能用光屏承接到虚像。
3.实像和虚像成像示例
（1）实像成像示例
小孔成像 相机成像 投影仪成像
（2）虚像成像示例
平面镜成像 光的折射成像 放大镜成像
实像和虚像的区别：
实像 虚像
不同 实际光线会聚而成 光线的反向延长线相交而成
在像的位置能用光屏承接 在像的位置不变用光屏承接
在像的位置能使胶片感光 在像的位置不能使胶片感光
都是倒立的 都是正立的
相同 都能用眼睛看到
【例2】【跨学科实践】（2024·海南海口·模拟预测）如图是某款机器人正在送货的情景，用户可通过人脸识别、输入（扫描）取货码等多种方式取货。下列分析正确的是（ ）。
A．机器人旁边的影子，是光的折射形成的
B．周围的行人都能看见机器人，是镜面反射形成的
C．用户进行人脸识别时，摄像头所成的像是倒立缩小的实像
D．用户进行人脸识别时，人脸要距离摄像头一倍焦距以内
【答案】C。
【解析】A．机器人旁边的影子，是光的直线传播形成的，故A错误；
B．周围的行人都能看见机器人，说明反射光射向了各个方向，是漫反射形成的，故B错误；
C．用户进行人脸识别时，摄像头的成像原理和照相机相似，所成的像是倒立缩小的实像，故C正确；
D．用户进行人脸识别时，摄像头的成像原理和照相机相似，人脸要距离摄像头二倍焦距以外，故D错误。
故选C。
【变式2-1】【科学与社会实践】（2024·湖北十堰·一模）如图是爱动手的小雅利用手机和透镜自制的简易投影仪，图中能正确反映其成像原理的是（ ）。
A． B．
C． D．
【答案】B。
【详解】根据凸透镜成像规律可知，投影仪是利用物距处在一倍焦距和二倍焦距之间，像距大于二倍焦距，成倒立、放大的实像原理工作的，故B正确，ACD错误。故选B。
【变式2-2】（24-25八年级上·全国·课后作业）如图所示是小明手拿放大镜观察蚂蚁爬行时的情景，下列说法正确的是（ ）。
A．放大镜相当于凹透镜，对光有会聚作用
B．蚂蚁像的位置与蚂蚁的位置在凸透镜的异侧
C．蚂蚁位于放大镜的二倍焦距之外，成的像是放大的虚像
D．要想看到蚂蚁的像更大些，应该将放大镜离蚂蚁稍微远些
【答案】D。
【解析】A．放大镜相当于凸透镜，对光有会聚作用，不是凹透镜，故A错误；
B．放大镜成正立放大的虚像，像与物在透镜的同一侧，故蚂蚁像的位置与蚂蚁的位置在凸透镜的同侧，故B错误；
C．蚂蚁位于放大镜的一倍焦距以内，成的像是正立放大的虚像，故C错误；
D．要想看到蚂蚁的像更大些，即像变大，像距变大，物距变大，所以应该将放大镜离蚂蚁稍微远些，但最远不可超过一倍焦距，故D正确。故选D。
【变式2-3】（2024·甘肃白银）如图所示的光现象中，属于光的反射的是（ ）。
A．透镜看书 B．手影游戏
C．水中倒影 D．棱镜色散
【答案】C
【解析】A．用放大镜看书时，书本上的字变大了，属于凸透镜成像，是由于光的折射形成的．故A不符合题意；
B．手影中影子的形成说明光是沿直线传播的，由于光的直线传播，被物体挡住后，物体后面就会呈现出阴影区域，就是影子，故B不符合题意；
C．平静水面上山的倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故C符合题意；
D．太阳光经过三棱镜后，被分解为绚丽的七色光，说明太阳光是由七种色光组成的，这是光的色散现象；是由光的折射形成的．故D不符合题意。故选C。
考点三 凸透镜成像的规律
1.基本概念
（1）物距：物体到凸透镜光心的距离，用字母u表示。
（2）像距：像到凸透镜光心的距离，用字母v表示。
注意：初中阶段，我们研究的凸透镜均为薄透镜，其厚度可忽略不计，故一般物距也可说是物体到透镜的距离，像距是像到透镜的距离。
2.凸透镜成像规律的光路分析
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u>2f时，成倒立、缩小的实像，此时f（2）当u=2f时，成倒立、等大的实像，此时v=2f。光路如图所示。
（3）当f2f。光路如图所示。
（4）当u=f时，折射光时一束平行光，不能相交，其反向延长线也不能相交，所以不能成像。光路如图所示。
（5）当uu。光路如图所示。
1.实验中无论如何移动光屏都找不到像的几种原因
（1）若烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度，烛焰的像将成在光屏偏上方或偏下方，甚至不能在光屏上成像；
（2）当烛焰在凸透镜一倍焦距以外，但非常靠近焦点时，虽然能成实像，但所成的像很大，且像距也很大，而光具座长度和光屏的大小有限，光屏不能承接到像；
（3）当烛焰位于凸透镜焦点处，烛焰发出的光经凸透镜折射后平行射出，光屏上不会出现烛焰的像；
（4）若烛焰位于凸透镜一倍焦距以内，烛焰与其所成的虚像在凸透镜同侧，此时光屏时接收不到像的。
2.凸透镜成像的动态变化规律
（1）动态变化口诀：像的大小看像距，像儿跟着物体跑。其意义是，凸透镜成像时，像距变大（小），像就变大（小）；物体向哪个方向移动，像就向哪个方向移动。
（2）移动速度：成缩小的像时，物距大于像距，物体移动的速度大于像移动的速度；成放大的像时，物距小于像距，物体移动的速度小于像移动的速度。
（3）最小距离：物体和实像的最小距离是4f,即当物体位于2f位置成像时。
3.凸透镜焦距发生变化
（1）换焦距更小的凸透镜或在凸透镜前加远视眼镜，都会使光线提前会聚，像距减小，若保持蜡烛和透镜位置不变，光屏应向靠近凸透镜位置移动才能得到清晰的像。
（2）换焦距更大的凸透镜或在凸透镜前加近视眼镜，都会使光线延迟会聚，像距增大，若保持蜡烛和透镜位置不变，光屏应向远离凸透镜位置移动才能得到清晰的像。
【例3】（2024·山东泰安·中考真题）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，当蜡烛、凸透镜、光屏放置的位置如图所示时，烛焰在光屏上成清晰的倒立、等大的像。下列说法中（ ）。
①该凸透镜的焦距为
②将蜡烛放在d点时成像规律与投影仪成像原理相同
③将蜡烛由b点移至a点时，移动光屏，可在光屏上成更小的像
④将蜡烛放在c点，移动光屏，可在光屏上成倒立、放大的像
A．只有①③正确 B．只有④正确 C．只有②④正确 D．只有③④正确
【答案】D。
【解析】①由图可知，此时的物距等于像距，为20.0cm，成的是倒立、等大的实像，则20.0cm=2f
故f=10.0cm，故①错误；
②将蜡烛放在d点时，物距小于焦距，成正立放大的虚像，与放大镜的原理相同，故②错误；
③凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小，将蜡烛由b点移至a点时，物距增大，像距减小，像变小，移动光屏，可在光屏上成更小的像，故③正确；
④将蜡烛放在c点，物距为50.0cm-35.0cm=15.0cm
物距大于1倍焦距小于2倍焦距，可在光屏上成倒立、放大的像，故④正确。故选D。
【变式3-1】（24-25九年级上·天津·开学考试）探究“凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示，此时在光屏上得到烛焰清晰的像，下列说法正确的是（ ）。
A．投影仪应用了该次实验的成像规律
B．照相机应用了该次实验的成像规律
C．要在光屏上得到更小的清晰像，需将蜡烛远离透镜，光屏远离透镜
D．要在光屏上得到更大的清晰像，需将蜡烛靠近透镜，光屏远离透镜
【答案】BD。
【解析】AB．蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示，此时在光屏上得到烛焰清晰的像，由图可知，此时物距大于像距，根据凸透镜成像的规律可知，此时成像的性质一定是倒立、缩小的实像，属于照相机原理，故A错误，B正确；
C．根据凸透镜成像规律可知，成实像时，物远像近像变小，要在光屏上得到更小的清晰像，需将蜡烛远离透镜，光屏靠近透镜，故C错误；
D．根据凸透镜成像规律可知，成实像时，物近像远像变大，要在光屏上得到更大的清晰像，需将蜡烛靠近透镜，光屏远离透镜，故D正确。故选BD。
【变式3-2】（23-24八年级上·山东日照·阶段练习）如图所示，小明同学在探究凸透镜成像的规律时，记录并绘制了物距u和像距v之间的关系图象。下列说法正确的是（ ）。
A．凸透镜焦距为10cm
B．物距为5cm时，可以通过移动光屏承接到清晰的像
C．物距为15cm时，成放大的像，根据这一原理可以制成投影仪
D．物距由15cm增大到30cm的过程中，在光屏上看到的像一直是变大的
【答案】AC。
【解析】A．当u＝v＝2f时，成等大的实像，读图像有u＝v＝2f＝20cm
解得f＝10cm，故A正确；
B．f＝10cm，当u＝5cm时，小于一倍焦距10cm，此时凸透镜成虚像，在光屏上得不到像。故B错误；
C．f＝10cm，当u＝15cm时，大于一倍焦距小于二倍焦距，所以成倒立放大的实像，应用事例为投影仪。故C正确；
D．f＝10cm，此过程中物距大于一倍焦距，成实像。物距由15cm增大到30cm的过程中，物距变大，像距变小，则像变小。故D错误。故选AC。
【变式3-3】（2024·江苏连云港）小明将凸透镜正对太阳光，在距离凸透镜10cm的白纸上呈现一个最小、最亮的光斑，此凸透镜的焦距为 cm。如图是他用该凸透镜观看书本上“中国梦”三个字时的情况，如果他想看到更大的正立的“国”字，小明需要将凸透镜 书本（选填“远离”或“靠近”），凸透镜和书本的距离应满足的条件是 。
【答案】10；远离；小于10cm。
【解析】[1]平行光经过凸透镜折射后会聚于一点，这一点就是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离为焦距，所以根据题意可知此凸透镜的焦距为10cm。
[2][3]因为想要看到正立的像，所以可知此时凸透镜相当于一个放大镜，放大镜利用的是当物距小于一倍焦距时，成正立、放大的虚像的原理，所以想看到正立的“国”字，凸透镜和书本的距离应小于10cm，而当凸透镜成正立、放大的虚像时，物距越大，像距越大，成的虚像越大，所以可知想要看到更大的正立的“国”字，小明需要将凸透镜远离书本，但是距离不能大于10cm。
考点四 眼睛和眼镜
一、眼睛的成像原理
原理 晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏。把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体的像。
成像特点 成倒立、缩小的实像
正常眼睛的调节 不管物距变大还是变小，眼睛都能将像清晰地成像在视网膜上，物距发生变化时，像距（视网膜和晶状体间的距离）未变，这是因为眼睛能通过睫状体改变睫状体的形状，进而改变晶状体对光线的偏折能力，即改变了晶状体的焦距。
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，此时能够看清的最远点极限叫做远点。正常人的眼睛的远点理论上在无限远处。 （2）近点：当睫状体极度紧张时（用力看近处物体），睫状体变得最厚，晶状体表面弯曲程度最大，此时能看清的最近的极限点叫做近点。正常人的眼睛的近点在离眼睛大约10cm的地方。 （3）明视距离：在合适照明条件下，正常眼睛观察近处物体最清晰而不疲劳的距离大约为25cm，这个距离叫做明视距离。为预防近视眼，读数、写字时眼睛与书本的距离应保持在25cm左右。
二、近视眼、远视眼成因与矫正方法
类型 特点 成因 成像位置 矫正方法 记忆口诀
近视眼 只能看清近处的物体 晶状体太厚，折光能力太强21世纪教育网 成像在视网膜前 佩戴凹透镜制成的眼镜 近前远后，近凹远凸
远视眼 只能看清远处的物体 晶状体太薄，折光能力太弱 成像在视网膜后 佩戴凸透镜制成的眼镜
【例4】（2024·西藏·中考真题）保护视力，科学用眼已成为社会共识。图中能模拟近视眼及其矫正原理的图是（ ）。
A．甲和丙 B．甲和丁 C．乙和丙 D．乙和丁
【答案】A。
【解析】近视眼是由于晶状体太厚，折光能力太强，远处的物体成像在视网膜的前面，所以甲图反映了近视眼的成因；利用凹透镜对光的发散作用，使像成在视网膜上，因此丙反映了近视眼的矫正，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。
【变式4-1】（24-25九年级上·上海杨浦·阶段练习）将一副眼镜放在太阳底下，使镜片正对太阳光，在地面上观察到如图所示的现象，则下列判断正确的是（ ）。
A．它是近视眼镜，对光线有会聚作用 B．它是远视眼镜，对光线有发散作用
C．它是老花眼镜，对光线有会聚作用 D．它是近视眼镜，对光线有发散作用
【答案】D。
【解析】地面上形成的影子比镜片大，这说明镜片对光线具有发散作用，所以可知镜片是凹透镜，凹透镜可以用来进行近视眼的矫正，所以该眼镜是近视眼镜。故选D。
【变式4-2】（2024·河南）在“爱眼日”宣传活动中，小明用图所示的装置研究眼睛的成像，此时烛焰在光屏上成清晰的像，用此模拟正常眼睛的成像。接下来下列操作可模拟近视眼的是（ ）。
A．向水透镜注水，烛焰的像成在光屏右侧 B．向水透镜注水，烛焰的像成在光屏左侧
C．从水透镜抽水，烛焰的像成在光屏右侧 D．从水透镜抽水，烛焰的像成在光屏左侧
【答案】B。
【解析】近视眼是由于长期看近处的东西导致晶状体变厚，折光能力变强，像成在视网膜前。所以用水透镜模拟近视眼，也就是需要透镜对光线的会聚能力更强，所以此时应对水透镜注水，使得凸透镜变厚，焦距变小，使得像成在光屏左侧。故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
【变式4-3】（2024·黑龙江龙东）正常人眼通过调节晶状体薄厚来看清远近不同的物体，如果不注意用眼卫生，可能使晶状体薄厚的调节能力减弱，导致晶状体变厚，看不清远处的物体，形成__________眼，应用___________透镜矫正。
【答案】①. 近视；②. 凹。
【解析】
[1][2]近视眼是晶状体曲度变大，会聚能力增强，即折光能力增强，像呈在视网膜的前方，应佩戴发散透镜，使光线推迟会聚。
考点五 跨学科实践—制作望远镜
【学习目标】
（1）利用凸透镜成像的规律，了解望远镜的物镜与目镜的成像情况。
（2）通过认识望远镜的物镜与目镜所起的作用及应用凸透镜成像的规律分析目镜和物镜之间的最佳成像距离，发展科学推理与科学论证的能力。
（3）在设计、制作望远镜的过程中，经历提出问题、寻找证据、解释成因、交流总结的科学探究过程，发展科学探究能力。
（4）经历望远镜的制作过程，认识科技对社会发展和人类生活的重要影响，增强对物理学的热爱，提高动手实践和合作交流的能力。
【自主学习】
（1）望远镜的作用：看远处的物体。
（2）望远镜的结构：有一种望远镜由两组凸透镜组成，靠近被观测物体的凸透镜叫做物镜，作用是使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像；靠近眼睛的凸透镜叫做目镜，其作用相对于一个放大镜。
（3）物体的两端到人眼处所夹的角叫做视角，其影响因素有：不仅与物体本身的大小有关，还与物体到眼睛的距离有关。当物体与眼睛的距离一定时，物体越大，视角越大；当物体的大小一定时，离眼睛越近，视角越大。
（4）遇见新问题：今天的人类已经不仅仅利用凸透镜看近处的世界，还用来观察远处的世界，人类是怎样做到的呢？请说出你的方案。
【合作探究】
（一）制作前的准备
1.知识准备---认识望远镜：
（1）了解望远镜的结构。
（2）望远镜的成像分析：
物镜 目镜
镜头类型
类似镜头
作用
成像特点
2.认识视角：视角是从眼睛的中心向物体两端所引的两条直线的夹角。
距离相等时，物体大的视角大，物体小的视角小。物体一定时，看近处物体视角大，看远处物体视角小。
3.方案准备---设计一个简易望远镜，用它来观察校园内远处的物态。
4.器材准备---你选择的实验器材有哪些？
【展示讨论】
（1）各组展示本组制作的望远镜，汇报本组制作大致过程、材料成本、注意事项等。
（2）组同学之间交换使用望远镜观察校园内远处的物体。
（3）各组对他组的制作的望远镜进行评价。
【例5】关于望远镜的说法正确的是（ ）。
A．所有的望远镜都是由两个凸透镜组成的；
B．望远镜都是由一个凸透镜和一个凹透镜构成的；
C．除了凸透镜外，天文望远镜也常用凹面镜做物镜；
D．只有用透镜才能做望远镜
【答案】C。
【解析】一般情况下，望远镜物镜由凸透镜组成，目镜由凸透镜或凹透镜两种类型，故A、B选项错误；
观察天体物理方面，一般采用反射式望远镜，采用凹面镜做物镜，故C选项正确；
透镜和凹面镜都可以做望远镜，故D选项说法错误。故选C。
C．月亮的光是反射太阳发出的光，月亮本身不会发光，因此月亮不是自然界中的光源，故C错误；
D．露珠特别明亮是因为露珠表面光滑，发生了镜面反射，将大部分光线反射进人眼中，故D错误。
故选B。
【变式5-1】在2018年1月31日晚,受到世人瞩目的“超级月亮”、“红月亮”、“蓝月亮”组团在天空中亮相.小虎用如图所示的天文望远镜观察,关于该望远镜,下列说法正确的是( )。
A．物镜成放大的实像；
B．物镜焦距比目镜焦距短；
C．目镜相当于放大镜,使像更靠近眼睛；
D．物镜越大,成像越清晰
【答案】D。
【解析】物镜相当于照相机，成倒立缩小的实像，物镜的作用是使物体在目镜的焦点附近成实像，故A说法错误；
望远镜的物镜所成像经目镜放大，所以目镜的焦距一定小于物镜的焦距，才有放大效果；如果反过来得出的倍数就小于1 ,得出是缩小的像.，故B说法错误；
目镜相当于放大镜，使像放大而不是更靠近人眼，故C说法错误；
物镜越大，接光的面积越大，人观测的物体就越明亮，成像效果就越清晰，故D说法正确。
【变式5-2】如图所示，小强同学用两只焦距不同的放大镜一前一后放在眼前观察远处的物体，则下列说法中正确的是( )。
A．两只放大镜对物体进行了两次放大；
B．两只放大镜组合在一起相当于一台显微镜；
C．两只放大镜组合在一起相当于一架望远镜；
D．将两只放大镜的位置对换后，观察同一物体的大小是相同的
【答案】C。
【解析】因为是看远处的物体，所以相当于望远镜，前面的透镜成倒立、缩小实像，相当于照相机，后面的透镜成正立、放大虚像，相当于放大镜。故选C。
【变式5-3】如图表示一种光学仪器的原理，图中L1是物镜，L2是目镜．这种仪器是________(填“望远镜”或“显微镜”)，目镜的作用相当于________(填“放大镜”或“投影仪”)。
【答案】望远镜；放大镜。
【解析】远处的物体通过这种仪器的物镜成倒立缩小的实像，落在目镜一倍焦距以内，目镜将它放大，这种仪器是望远镜。目镜相当于放大镜。
考点六 光学实验综述
一、探究凸透镜成像的规律
【提出问题】凸透镜所成的像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系？
【实验设计】先把物体放在距离凸透镜较远的地方，然后逐渐向凸透镜方向靠近，同时把光屏放在凸透镜的另一侧，观察光屏上像的变化情况。由于凸透镜的偏折情况和焦距有关，所以应着重观察物距等于、大于或小于一倍焦距、二倍焦距时，物体的成像情况。
【进行实验与收集证据】
（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上，调整它们的高度，使烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度；
（2）把蜡烛放在凸透镜二倍焦距以外的地方并点燃，然后调整光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现清晰烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重复做这一步；
（3）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离大于二倍焦距，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像的大小、正倒，测出物距u和像距v；
（4）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像大小、正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重做这一步；
（5）把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛位于凸透镜的焦点上，移动光屏，观察是否能够成像；
（6）把蜡烛移到凸透镜的一倍焦距以内，移动光屏，观察在光屏上能否看到蜡烛的像。如果不能，可以从光屏这一侧透过凸透镜观察，记录所看到的像的正倒、大小以及此时的物距u。稍稍改变物距，重做这一步；
（7）将实验数据和观察结果填入表中（该实验所用凸透镜焦距f=12cm）
物距u与焦距f的关系 物距u/cm 像距v/cm 成像的性质 像的变化情况
u>2f 60 15 倒立、缩小的实像 物距变小时，像距变大，像（相对于之前）变大
48 16
u=2f 24 24 倒立、等大的实像 ——
f15 60
u=f 12 —— 不成像 ——
u6 ——
【分析论证】（1）焦点是成实像和虚像的分界点。当物距大于一倍焦距时，成实像；当物距小于一倍焦距时，成虚像；当物距大于一倍焦距时，不成像；
（2）二倍焦距是成放大实像还是缩小实像的分界点。当物距大于二倍焦距时，成缩小的实像；当物距大于二倍焦距时，成等大的实像；当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成放大的实像；
（3）凸透镜成实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成虚像时，都是正立的，且像、物同侧；
（4）凸透镜成实像时，随着物距的减小，像和像距都变大；成虚像时，随着物距的减小，像和物都不小。
【得出结论】
物距u与焦距f的关系 像的性质 像距v与焦距f的关系 相对凸透镜的位置 应用
正倒 大小 虚实
u>2f 倒立 缩小 实像 fu=2f 倒立 等大 实像 v=2f 与物异侧 测焦距
f2f 与物异侧 投影仪
u=f 不成像
u3.实验注意事项
（1）光具座的长度有限，做实验时最好选用焦距较小的凸透镜；
（2）凸透镜最好放在光具座的中间位置，便于调节物距和像距；
（3）调整烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是让烛焰的像成在光屏的中央；
（4）调整光屏时，不可再调整凸透镜的位置，否则会引起物距的变化；
（5）判断烛焰的像是否最清晰的方法：光屏在某位置时，向前或向后移动光屏，像都会变模糊，则此位置即为像最清晰的位置；
（6）同一个物距范围内，要换不同的物距进行实验，这是为了排除偶然因素，使实验结论更具普遍性。
【提出问题】凸透镜所成的像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系？
【实验设计】先把物体放在距离凸透镜较远的地方，然后逐渐向凸透镜方向靠近，同时把光屏放在凸透镜的另一侧，观察光屏上像的变化情况。由于凸透镜的偏折情况和焦距有关，所以应着重观察物距等于、大于或小于一倍焦距、二倍焦距时，物体的成像情况。
【进行实验与收集证据】
（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上，调整它们的高度，使烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度；
（2）把蜡烛放在凸透镜二倍焦距以外的地方并点燃，然后调整光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现清晰烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重复做这一步；
（3）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离大于二倍焦距，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像的大小、正倒，测出物距u和像距v；
（4）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像大小、正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重做这一步；
（5）把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛位于凸透镜的焦点上，移动光屏，观察是否能够成像；
（6）把蜡烛移到凸透镜的一倍焦距以内，移动光屏，观察在光屏上能否看到蜡烛的像。如果不能，可以从光屏这一侧透过凸透镜观察，记录所看到的像的正倒、大小以及此时的物距u。稍稍改变物距，重做这一步；
（7）将实验数据和观察结果填入表中（该实验所用凸透镜焦距f=12cm）
物距u与焦距f的关系 物距u/cm 像距v/cm 成像的性质 像的变化情况
u>2f 60 15 倒立、缩小的实像 物距变小时，像距变大，像（相对于之前）变大
48 16
u=2f 24 24 倒立、等大的实像 ——
f15 60
u=f 12 —— 不成像 ——
u6 ——
【分析论证】（1）焦点是成实像和虚像的分界点。当物距大于一倍焦距时，成实像；当物距小于一倍焦距时，成虚像；当物距大于一倍焦距时，不成像；
（2）二倍焦距是成放大实像还是缩小实像的分界点。当物距大于二倍焦距时，成缩小的实像；当物距大于二倍焦距时，成等大的实像；当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成放大的实像；
（3）凸透镜成实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成虚像时，都是正立的，且像、物同侧；
（4）凸透镜成实像时，随着物距的减小，像和像距都变大；成虚像时，随着物距的减小，像和物都不小。
【得出结论】
物距u与焦距f的关系 像的性质 像距v与焦距f的关系 相对凸透镜的位置 应用
正倒 大小 虚实
u>2f 倒立 缩小 实像 fu=2f 倒立 等大 实像 v=2f 与物异侧 测焦距
f2f 与物异侧 投影仪
u=f 不成像
u3.实验注意事项
（1）光具座的长度有限，做实验时最好选用焦距较小的凸透镜；
（2）凸透镜最好放在光具座的中间位置，便于调节物距和像距；
（3）调整烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是让烛焰的像成在光屏的中央；
（4）调整光屏时，不可再调整凸透镜的位置，否则会引起物距的变化；
（5）判断烛焰的像是否最清晰的方法：光屏在某位置时，向前或向后移动光屏，像都会变模糊，则此位置即为像最清晰的位置；
（6）同一个物距范围内，要换不同的物距进行实验，这是为了排除偶然因素，使实验结论更具普遍性。
【例6】（2024·四川广安）爱动手爱思考的小军，在做了“探究凸透镜成像规律”实验后，又选用了焦距未知的凸透镜进行拓展探究。
（1）将凸透镜安装在光具座上，用平行光作为光源，移动光屏直至光屏上得到一个最小最亮的光斑，如图甲所示，则凸透镜焦距为 cm；（要求估读）
（2）在实验过程中，当物距为5cm时所成像与生活中的 所成像的规律相同；（写出一种即可）
（3）蜡烛随着燃烧而变短，小军发现光屏上所成的像向上移动，从而影响了实验的进行，如图乙所示。为了解决这一问题，你认为他最合理的调整方法是 ；
A．只需将光屏适当上移 B．只需将凸透镜适当下移
C．将光屏和凸透镜都适当下移 D．以上操作均可行
（4）小军认为在实验过程中用蜡烛作为发光体除容易变短外，还存在一些不足之处，比如 。（写出合理的一条即可）
【答案】10.0；放大镜；AB；见解析。
【解析】（1）[1]图甲中，刻度尺的分度值为1cm，平行光经过凸透镜后在光屏上得到一个最小最亮的光斑，这个光斑即为焦点，焦点到凸透镜的距离即为焦距，则焦距为
（2）[2]在实验过程中，当物距为5cm时，小于1倍焦距，成正立放大的虚像，放大镜就是根据该原理制成的。
（3）[3]蜡烛在燃放中不断缩短，向下移动，光屏上的像向上移动，要使像能够成在光屏中央，可向上移动光屏；或向上移动蜡烛或向下移动凸透镜。故AB符合题意，CD不符合题意。故选AB。
（4）[4]实验中烛焰会随空气的流动飘忽不定，影响像的稳定，不方便测量。
【变式6-1】（2024·江苏无锡·模拟预测）在探究“凸透镜成像的规律”的实验中，进行如下实验。
(1)如图甲所示，测得本实验所用凸透镜的焦距为 cm。在光具座上组装并调整实验器材，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上，如图乙所示，光屏上成倒立、 （选填“放大”或“缩小”）的实像；
(2)人的眼睛是通过改变晶状体的厚度来看清远近不同物体的，现将图乙中虚线圆圈部分当作人的“眼睛”，当蜡烛远离“眼睛”时，“眼睛”需调节凸透镜的厚度使其 （选填“变薄”或“变厚”），改变其对光线的偏折能力，从而在光屏上成清晰的像。若该“眼睛”无法调节凸透镜达到应有的厚度，则该“眼睛”为 （选填“近视眼”或“远视眼”），应该配戴 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）进行矫正；
(3)讲台上有一发光体，同学们利用凸透镜和光屏观察发光体在各自光屏上所成的像，小京所用凸透镜离发光体较近，小强所用凸透镜离发光体较远，发现两人光屏上呈现的像的高度相等，则小京所用凸透镜的焦距 小强所用凸透镜的焦距．（选填“大于”“等于”或“小于”）
【答案】(1)10.0；主光轴；缩小；(2)变薄；近视眼；凹透镜；(3)小于。
【解析】（1）[1] 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，图中刻度尺的分度值为1cm，所以测得本实验所用凸透镜的焦距为10.0cm。
[2] 为了使像成在光屏中央，在光具座上组装并调整烛焰、凸透镜和光屏的位置，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上。
[3] 由图乙可知，此时物距大于像距，即物体在二倍焦距外，像在一、二倍焦距之间，成倒立、缩小的实像。
（2）[1]当蜡烛远离“眼睛”时，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，此时像成在光屏的前方。为了让像重新成在光屏上，即像距要变大，则需要使凸透镜对光的会聚能力变弱，所以应使凸透镜的厚度变薄，才能将光线推迟会聚成像。
[2] [3]若该“眼睛”无法调节凸透镜达到应有的厚度，此时像成在光屏的前方，与近视眼成像情况相同，可以配戴凹透镜矫正；
（3）同学们利用凸透镜和光屏观察发光体在各自光屏上所成的像，小京所用凸透镜离发光体较近，小强所用凸透镜离发光体较远，说明小京的物距小于小强的，而两人光屏上呈现的像的高度相等，说明小京所用的凸透镜对光的会聚作用更强，焦距更短，所以小京所用凸透镜的焦距小于小强所用凸透镜的焦距。
【变式6-2】（2024·四川泸州）小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中，选用的凸透镜焦距为10cm。
（1）实验前应在光具座上将蜡烛焰心、透镜光心、光屏中心调到 ；
（2）蜡烛、透镜、光屏的位置如图所示，光屏上呈现烛焰清晰的像，保持透镜不动，将蜡烛移到光具座上30cm刻度线位置时，要在光屏上再次呈现清晰的像，应将光屏向 移动；
（3）将蜡烛从光具座上40cm刻度线位置远离透镜移动时，所成的像逐渐变小；若将蜡烛从光具座上40cm刻度线位置靠近透镜移动，则像的大小将 。
【答案】同一高度上；右；变小。
【解析】（1）[1]为了使像能始终成在光屏中央，实验前应在光具座上将蜡烛焰心、透镜光心、光屏中心调到同一高度上。
（2）[2]保持透镜不动，将蜡烛移到光具座上30cm刻度线位置时，物距变小，则像距变大，要在光屏上再次呈现清晰的像，应将光屏向右移动。
（3）[3]若将蜡烛从光具座上40cm刻度线位置靠近透镜移动，物距小于凸透镜的一倍焦距且物距变小，此时成正立、放大的虚像，像的大小将变小。
【变式6-3】（2024·黑龙江龙东）如图所示，物理兴趣小组“探究凸透镜成像规律”的实验装置。
（1）首先调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是_________；
（2）如图甲，让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_____cm；
（3）当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图乙时，光屏上成清晰的像，利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是_________（选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”）。若实验过程中挡住凸透镜的一半，像的完整程度_________（选填“会”或“不会”）受影响；
（4）将蜡烛移到35cm处，若想在光屏上得到清晰的像，应将光屏向_________（选填“左”或“右”）移动，像将_________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
【答案】①. 使像成在光屏的中央；②. 10.0；③. 照相机；④. 不会；⑤. 右；⑥. 变大。
【解析】（1）[1]为了使像成在光屏的中央，实验开始前，应将烛焰、凸透镜和光屏中心调节在同一高度上。
（2）[2]由图甲可知，焦点到凸透镜距离为20.0cm-10.0cm=10.0cm
所以凸透镜的焦距为f=10.0cm。
（3）[3]由图乙可知，物距50.0cm-10.0cm=40.0cm
物距大于2倍焦距，成倒立缩小的实像，照相机是根据此原理制成的。
[4]若实验过程中挡住凸透镜的一半，物体上任一点射向凸透镜的另一半，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗。
（4）[5][6]凸透镜成实像时，物距变小，像距增大，像变大；将蜡烛移到35cm处，物距变小，像距变大，光屏向右移动，像变大。
01 透镜对光的作用
【点拨】 （1）判断透镜类型的方法 根据透镜的表面是凸还是凹来判断透镜的类型并不可靠，要通过比较透镜中间与边缘的厚度来确定透镜的类型，因为有的透镜可能是一面图一面凹。 （2）根据透镜对光的作用判断：折射光线相对于入射光线会聚了，则经过的透镜是凸透镜；折射光线相对于入射光线发散了，则经过的透镜是凹透镜。 （3）平行光聚焦法粗侧凸透镜的焦距：太阳光近似为平行光，让凸透镜正对太阳光时，太阳光垂直于透镜入射，此时入射光线平行于主光轴，当光斑最小最亮时，该点即为凸透镜的焦点。如果不正对太阳光，最小光斑并不在主光轴上，此时的光斑不在焦点上，所以测出的距离也不是焦距。
1．（23-24八年级上·河南郑州·期末）根据入射光线和折射光线，下图中虚线框内是凸透镜的是（ ）。
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
【答案】AC。
【解析】A．光线经过透镜后变得更会聚一些，所以虚线框内是凸透镜，故A符合题意；
B．光线经过透镜后变得更发散一些，所以虚线框内是凹透镜，故B不符合题意；
C．光线经过透镜后变得更会聚一些，所以虚线框内是凸透镜，故C符合题意；
D．光线经过透镜后变得更发散一些，所以虚线框内是凹透镜，故D不符合题意。故选AC。
2．（23-24八年级上·陕西西安·阶段练习）同学们在讨论“如何在野外生存”的问题时提出：在野外如果没有打火机，怎么生火取暖呢？一位同学想出了个“削冰取火”的办法，就是把冰块制成 透镜，它对光线有 作用，要得火，应把“艾”放在透镜的 位置。
【答案】凸；会聚；焦点。
【解析】[1][2][3]要取火需要将光线会聚，凸透镜具有会聚光线的能力，所以应该将冰块制成凸透镜，光线透过凸透镜时将会聚在焦点位置，所以应当把艾放在焦点上。
02 利用透镜三条特殊光线作图
【点拨】 熟记透镜三条特殊光线（主要光线）经透镜折射后的传播规律，并分清凸透镜和凹透镜三条特殊光线的异同。 利用透镜的三条特殊光线作图时，一定要注意： （1）一定要用尺规作图；（2）不要遗漏光线的箭头；（3）光线用实线，辅助线用虚线。
3．（23-24八年级上·北京西城·期末）如图所示的一束光沿着平行主光轴的方向射到透镜上，关于它的折射光的方向正确的是（ ）。
A． B．
C． D．
【答案】AC。
【解析】AB．根据凸透镜的三条特殊光线可知，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，故A正确，B错误；
CD．根据凹透镜的三条特殊光线可知，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后将发散，反向延长折射光线将过虚焦点，故C正确，D错误。故选AC。
4．（2024·四川内江）如图，F是凸透镜的焦点，a、b、c是三条入射光线，请画出这三条光线经凸透镜后的出射光线。
【解析】平行于凸透镜主光轴的光经凸透镜折射后会聚于凸透镜的焦点；过凸透镜光心的光线传播方向不变；过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于凸透镜主光轴。如图所示：
03 照相机、投影仪、放大镜
【点拨】 （1）照相机：拍照时，摄像头相当于照相机的镜头，两者都是利用凸透镜成倒立、缩小的实像来工作的；照相机拍摄较远景物时，像比较小；拍摄较近景物时，像比较大。由此可知，远离被被拍摄景物，可以增大拍摄范围，但拍出来的景物会变小。21世纪教育网 （2）投影仪：理解投影仪（幻灯机）的成像特点是解题的关键。投影仪（幻灯机）利用凸透镜能成倒立、放大的实像的原理工作的，因而可利用“反反得正”的方法推知幻灯片应反向放置。 （3）放大镜：在一定范围内，放大镜离物体越近，所成的像越小；离物体越远，所成的像越大。
5．（2024·四川广安）“以铜为镜，可以正衣冠”，我们的祖先很早就会利用磨光的铜镜来观察自己的像。下列现象与铜镜成像原理相同的是（ ）。
A．水膜中的像 B．水中的倒影
C．手影游戏 D．天空中的彩虹
【答案】B
【解析】铜镜成像原理是光的反射。
A．水膜中的像是倒立、缩小的实像，是光的折射现象，故A不符合题意；
B．水中的倒影，是平面镜成像现象，是光的反射现象，故B符合题意；
C．手影游戏，是光的直线传播现象，故C不符合题意；
D．天空中的彩虹是光的色散现象，是光的折射现象，故D不符合题意，故选B。
6．（2024·江苏宿迁）2024年5月22日，国际生物多样性日活动在洪泽湖湿地景区举行。景区内，鸟类时而栖息，时而飞翔，飞鸟的倒影在水中穿梭。下列现象和倒影原理相同的是（ ）。
A．冰透镜取火 B．日晷计时
C．小孔成像 D．潜望镜
【答案】D。
【解析】飞鸟在水中的倒影是飞鸟的虚像，成像原理是光的反射。
A．冰透镜取火，是利用了凸透镜的会聚作用，原理是光的折射，故A不符合题意；
B．日晷计时利用了光的直线传播，故B不符合题意；
C．小孔成像的原理是光沿直线传播，故C不符合题意；
D．潜望镜利用平面镜的反射作用改变了光路，故D符合题意。故选D。
04 实像和虚像
【点拨】 掌握常见的成像现象的成像原理是解题的关键。小孔成像、投影仪、照相机等所成的像都是实际光线会聚而成的实像；平面镜、放大镜、凸面镜等所成的像是光的反射或折射光线的反向延长线相交而成的现象。
7．（2024·四川遂宁）“举杯邀明月，对影成三人”是李白在《月下独酌》中的佳句，对于李白月下独酌这一场景，下列描述正确的是（ ）。
A．“明月”是光源
B．月光下李白的“孤影”是由于光沿直线传播形成的
C．酒杯中的“明月”是由于光的折射形成的
D．“明月”在李白的视网膜上成虚像
【答案】B。
【解析】A．月亮本身不会发光，不是光源，故A错误；
B．月光下李白的“孤影”是影子，人的身体挡住了光线，影子是由光沿直线传播形成的，故B正确；
C．酒杯中的“明月”是月亮的倒影，是平面镜成像，是由于光的反射形成的，故C错误；
D．人眼相当于照相机，“明月”在李白的视网膜上成倒立、缩小的实像，故D错误。故选B。
8．（2024·四川巴中·中考真题）在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛、凸透镜、光屏位于如图所示位置时，在光屏上出现一个清晰烛焰的像，其成像特点是（ ）。
A．倒立放大的实像 B．倒立放大的虚像
C．倒立缩小的实像 D．正立放大的虚像
【答案】A。
【解析】由图知道，此时物距小于像距，根据成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
05 凸透镜成像规律及应用
【点拨】 （1）凸透镜成像的两个分界点：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。物体在一倍焦距以内，成虚像；在一倍焦距以外，成实像。成实像时，物体在二倍焦距内，像大物小；物体在二倍焦距外，像小物大。 （2）用不等式确定凸透镜的焦距范围：利用凸透镜成像的规律，列出物距和焦距、像距和焦距的关系不等式，解不等式就可以确定该凸透镜焦距的范围。具体关系为：1）当成倒立、缩小的实像时，u>2f，f2f；4）当不成像时，u=f；5）当成正立、放大虚像时，u9．（2024·河北邯郸·二模）小华在探究凸透镜成像实验过程中，将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏分别放在如图所示的位置时，光屏上恰好得到烛焰清晰的像。下列说法正确的是（ ）。
A．图中成像原理与照相机的成像原理相同
B．该凸透镜的焦距可能为10cm
C．将一个近视镜片放在蜡烛和透镜之间，保持蜡烛与透镜不动，需要将光屏向右移动至合适位置，才能得到清晰的像
D．实验中，光屏上得到清晰的像后，用一不透明的金属罩将焰心尖端部分罩住，光屏上的像仍然是完整的，且变暗一些
【答案】AC。
【解析】A．由图可知，此时物距为
像距为
此时物距大于像距，光屏上恰好得到烛焰清晰的像，根据凸透镜成像规律可知，此时成倒立缩小的实像，成像原理与照相机的成像原理相同，故A正确；
B．凸透镜成倒立缩小的实像时，物距大于2倍焦距，像距在1倍焦距与2倍焦距之间，即
①
②
由①②可得
故B错误；
C．近视镜是凹透镜，对光线有发散作用，将一个近视镜片放在蜡烛和透镜之间，保持蜡烛与透镜不动，则像会推迟会聚，需要将光屏向右移动至合适位置，才能得到清晰的像，故C正确；
D．实验中，光屏上得到清晰的像后，用一不透明的金属罩将焰心尖端部分罩住，则光源的形状发生了改变，则光屏上的像也会发生变化，不是完整的，但由于凸透镜的透光量不变，因此像的亮度不变，故D错误。
故选AC。
10．（2024·河北邢台·模拟预测）在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏在如图所示的位置时，在光屏上得到一个清晰缩小的实像。下列说法正确的是（ ）。
A．该凸透镜的焦距小于15cm
B．要使光屏上的像变大，可将蜡烛靠近凸透镜的同时光屏适当远离凸透镜
C．保持蜡烛和光屏不动，只将凸透镜向左移，可以在光屏上得到清晰放大的像
D．将蜡烛远离凸透镜时，光屏和凸透镜的位置不动，为了在光屏上得到清晰的像，可在凸透镜前放置远视镜片
【答案】ABC。
【解析】A．由图可知物距大于像距，所以光屏上得到的是倒立、缩小的实像，物距大于2倍焦距，由图可知物距是30cm，所以焦距小于15cm，故A正确；
B．要使凸透镜成的像变大，则应减小物距，增大像距，故B正确；
C．当把凸透镜向左移动到光具座35cm刻线处时，物距和像距与原图恰好对调，根据光路可逆，光屏上恰能得到倒立、放大的实像，故C正确；
D．当蜡烛远离凸透镜时，物距变大，像距变小，要想使像仍成在光屏位置，则需要使光发散，所以应在凸透镜前放置近视镜片，故D错误。故选ABC。
06 探究凸透镜成像的规律
【点拨】 （1）如何测量焦距：一束平行光通过凸透镜后会聚的点即为焦点，可测焦距； （2）保障实验成功：蜡烛、凸透镜不动，移动光屏直至在光屏上成清晰的像； （3）如何判断成虚像：物距小于焦距时，无论怎么移动光屏都无法在光屏上成像； （4）无法成像的原因：蜡烛在焦点上或物距小于焦距、焦距太大成像在光具座外、蜡烛与凸透镜和光屏没有在同一水平线上； （5）光具座的长度有限，做实验时最好选用：焦距较小的凸透镜； （6）凸透镜最好放在光具座的中间位置，便于调节物距和像距；21世纪教育网 （7）调整烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是：让烛焰的像成在光屏的中央； （8）调整光屏时，不可再调整凸透镜的位置，否则会：引起物距的变化； （9）判断烛焰的像是否最清晰的方法：光屏在某位置时，向前或向后移动光屏，像都会变模糊，则此位置即为像最清晰的位置； （10）同一个物距范围内，要换不同的物距进行实验，这是为了：排除偶然因素，使实验结论更具普遍性； （11）实验中无论怎样移动光屏都找不到像的原因：（1）烛焰、凸透镜中心、光屏中心未在同一高度；（2）蜡烛恰好在凸透镜一倍焦距位置；（3）物距稍大于一倍焦距，像距很大，光具座长度有限；（4）物距小于一倍焦距，成的是虚像； （12）成像位置如何移动：可调节蜡烛或凸透镜； （13）蜡烛变短：成像上移； （14）像的明暗变化：用遮光板挡住部分光线，成像完整但像变暗； （15）用光具座进行实验时，应做到：烛焰、凸透镜的中心、光屏中心应在同一直线上（同一高度），目的使烛焰的像成在光屏中央； （16）同一物距范围内，不断改变物距进行实验的目的：排除偶然因素，使实验结论更具普遍性； （17）成像规律与透镜的应用： 照相机：成倒立、缩小的实像；投影仪：成倒立、放大的实像；放大镜：成正立、放大虚像。
11．（2024·江苏宿迁）在“探究凸透镜成像规律”的活动中，利用了如图所示装置。
(1)调节器材，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 ；
(2)改变蜡烛和光屏的位置，多次实验，并将数据记录在表格中，分析数据可知凸透镜焦距为 ，第3次实验中，光屏上成倒立、 的实像；
实验序号 物距u/cm 像距v/cm 光屏上看到的像
1 60 15 倒立、缩小、实像
2 24 24 倒立、等大、实像
3 20 20 倒立、___________、实像
4 8 未找到像
(3)智能汽车通过车载摄像头，识别行人、路标和其他车辆，实现自动导航和驾驶，车载摄像头根据的是第 次实验的原理；
(4)物距不变，要想在光屏上看到像，应更换焦距较 的凸透镜。
【答案】(1)主光轴上；(2)10；等大；(3)1；(4)小。
【解析】（1）实验前，要调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，使烛焰的像成在光屏的中央，便于观察。
（2）[1][2]根据凸透镜成像规律可知，第3实验
此时光屏上成倒立、等大的实像；凸透镜的焦距为
（3）车载摄像头是利用物体在凸透镜二倍焦距以外时，成倒立、缩小实像的性质制成的，即根据的是第1次实验的原理。
（4）物距时，小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，不能用光屏承接到，所以要想在光屏上看到像，更换的凸透镜焦距要小于8cm，即应更换焦距较小的凸透镜。
12. （2024·湖北）同学们参观博物馆时发现一件秦代木牍前放置着凸透镜，通过凸透镜看到的情景如图甲。为了弄清其原理，他们进行了如下探究。
（1）如图乙，用太阳光照射凸透镜，移动光屏直至光屏上出现一个最小最亮的光斑，此凸透镜的焦距为_________cm；
（2）如图丙，将蜡烛放在较远处，移动光屏使光屏上呈现清晰的实像，观察像的性质，测出物距和像距；逐次改变物距，重复上述操作，实验记录如下表；
序号 物距/cm 像的性质 像距/cm
正倒 大小
1 24.0 倒立 缩小 17.2
2 22.0 倒立 缩小 18.8
3 20.0 倒立 等大 20.0
4 18.0 倒立 放大 22.4
5 16.0 倒立 放大 27.0
……
凸透镜成缩小实像时，物距_________（填“＞”“＜”或“＝”）像距；
（3）小宇受第4、5组实验结果启发，推测文物与其前方凸透镜的距离u和凸透镜焦距f的关系为时，成放大的像。小丽对小宇的观点提出了质疑，她继续减小物距，发现蜡烛在某位置时，无论怎样移动光屏，光屏上都看不到像。小丽撤去光屏，从图丙中_________侧（填“A”或“B”）向透镜方向观察，看到了正立放大的像，测得物距为8.0cm，她推测u和f的关系应为。_________的推测合理，理由是______。
【答案】①. 10.0；②. ＞；③. B；④. 小丽；⑤. 见解析。
【解析】（1）[1]一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，会聚于一点，凸透镜与光屏间的距离为焦距，由图乙知道，该凸透镜的焦距为
（2）[2]分析表格数据知道，当凸透镜成缩小的像时，物距大于像距。
（3）[3]根据题意知道，当物距小于焦距，成正立、放大的虚像，像物同侧，应该在B处观察。
[4][5]根据实验现象知道，当继续减小物距时，也能成放大的像，但是是正立、放大的虚像，此时，所以，小丽的推测合理。
07 眼睛的构造与视物原理
【点拨】 人眼的视物原理与照相机的成像原理相同，但需要注意的是人眼睛的焦距可以调节，而照相机模型中的凸透镜焦距不变，一般靠调节物距和像距成清晰的像。
13．（2024·四川成都）“两个黄鹂鸣翠柳，一行白鹭上青天。”杜甫的诗句描绘了成都草堂门前浣花溪秀丽的景色（意境图如图）。下列说法不正确的是（ ）。
A．能从各个方向看见黄鹂，是由于光发生了漫反射
B．看到溪水中的鱼比实际位置浅，是光的折射现象
C．阳光下的溪水波光，是水面对光的反射现象
D．目送白鹭高飞远去的过程中，眼睛的晶状体变厚
【答案】D。
【解析】A．能从各个方向看见黄鹂，是由于黄鹂的表面比较粗糙，光射到黄鹂表面上发生了漫反射，反射光线射向各个方向的缘故。故A正确，不符合题意；
B．水中鱼反射出的光，在水面处发生了折射，折射角大于入射角，折射光线向远离法线的方向偏折；我们看到水中的鱼比实际位置浅，是由光的折射形成的虚像，在折射光线的反向延长线上，因此这就导致了我们看到的鱼的位置比实际位置要浅。故B正确，不符合题意；
C．水面相当于平面镜，阳光下的溪水波光，是光在水面发生反射，反射光线进入眼睛的缘故，故C正确，不符合题意；
D．眼睛的晶状体相当于一个凸透镜，目送白鹭高飞远去的过程中，物距变大，根据“物远像近像变小”可知，此时像距应变小，但由于像距（晶状体到视网膜的距离）不变，此时通过调节晶状体的厚度来改变晶状体的焦距，使得像成在视网膜上，可知焦距应变大，故晶状体变薄，故D错误，符合题意。故选D。
14．（22-23八年级下·陕西西安·阶段练习）阅读下列短文，回答问题。
人类的眼睛
人类的眼睛很像一架照相机，眼睛与照相机的不同之处是：人的眼睛是通过调节晶状体的弯曲程度和改变晶状体的焦距来观察物体，如图。眼睛所能看清楚的最远点叫远点；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，眼睛是人体的重要器官，若长时间用眼看书、看电视或看电脑都会引起眼睛的疲劳，眼睛疲劳的常见症状是头疼脑胀、眼睛发干。看物体时间较长也不易感到疲劳的距离叫明视距离。
(1)人的眼球中的晶状体相当于 ，若是近视眼，成像会在视网膜 （选填“前”或“后”），矫正它需要戴的镜片实质上是 透镜做成的 （选填“凸”或“凹）。
(2)宁宁探究“凸透镜成像的规律”，凸透镜的焦距为10cm。蜡烛和凸透镜的位置如图，宁宁将光屏移动到60～70cm之间的某一位置时 （选填“照相机、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一规律制成的。
(3)宁宁把近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间的合适位置，调节光屏的位置，使光屏上得到烛焰清晰的像，此时光在光屏上发生的是 （选填“镜面”或“漫”）反射。取走近视眼镜，保持凸透镜和光屏位置不变，为使光屏上再次得到清晰的像，应将蜡烛 （选填“远离”或“靠近”）凸透镜。
【答案】(1)凸透镜；前；凹；(2)照相机；(3)漫；靠近。
【解析】（1）[1]人的眼球中的晶状体中间厚，边缘薄，相当于凸透镜。
[2]产生近视眼的原因是：晶状体太厚，折光能力太强，使来自远处某点的光会聚在视网膜前，即成像会在视网膜前，而使成像模糊。
[3]矫正近视眼时，利用凹透镜能使光线发散的特点，佩戴凹透镜，可使来自远处物体的光会聚在视网膜上。
（2）宁宁将光屏移动到60～70cm之间的某一位置时，由图可知，物距为
已知凸透镜的焦距为10cm，则u＞2f，成倒立、缩小的实像，照相机就是利用这一规律制成的。
（3）[1]由于光屏的表面粗糙，所以，光在光屏上发生的是漫反射。21世纪教育网
[2]把近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间的合适位置，近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，为使光屏上再次呈现清晰的像，应将光屏向右移动，即像远了；取走近视眼镜，保持凸透镜和光屏位置不变，为使光屏上再次得到清晰的像，根据物近像远像变大可知，物距应变小，所以应将蜡烛靠近凸透镜。
08 近视眼、远视眼的成因与矫正
【点拨】 （1）当晶状体弯曲程度过大，对光的会聚能力过强时，成像在视网膜前，应该佩戴发散透镜（凹透镜），使像成在视网膜上。 （2）远视眼的晶状体太薄，对光的折射能力太弱，成像在视网膜后，矫正时应佩戴会聚透镜（凸透镜），增强光的会聚效果，使像成在视网膜上。 （3）“八字诀”：近厚远薄（成因：近视眼的晶状体太厚，远视眼的晶状体太薄）；近凹远凸（矫正：近视眼需要佩戴凹透镜，远视眼需要佩戴凸透镜）。 （4）可以理解记忆为：近视眼的晶状体太厚，折光能力太强，需要佩戴有发散作用的凹透镜；远视眼的晶状体太薄，折光能力太弱，折光能力太弱，需要佩戴有聚光作用的凸透镜。
15．（2024·山东菏泽）小明透过爷爷的老花镜看远处的楼房，发现楼房成倒立缩小的像。以下说法正确的是（ ）
A．老花镜对光有会聚作用 B．电影放映机的成像原理与该成像原理相同
C．老花镜不能当放大镜使用 D．爷爷远视眼是因为晶状体变厚了
【答案】A
【解析】A．老花镜是凸透镜，对光有会聚作用，故A正确；
B．物距大于二倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像，应用是照相机而非电影放映机，故B错误；
C．物距小于一倍焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像，应用是放大镜，故C错误；
D．远视眼是因为晶状体变薄，折光能力变弱，成像在视网膜后，故D错误。故选A。
16．（2024·甘肃兰州）小彤的爷爷能看清远处的物体，却看不清近处的物体，是因为来自近处某点的光会聚在他视网膜的 （选填“前”或“后”）方，小彤推断爷爷可能患上了 （选填“近”或“远”）视眼，需要配戴 （选填“凸”或“凹”）透镜进行矫正。
【答案】①后；②远；③凸。
【解析】[1][2][3]只能看清远处的物体，而看不清近处的物体，来自近处某点的光会聚在他的视网膜后方，是远视眼，俗称老花眼，这是因为晶状体对光线会聚作用减弱，应佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜。
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