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【名师导航】备考2025中考物理新课标一轮培优精讲学案（全国通用版）
专题05.1 透镜及其应用单元学案
课标要求
1. 了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。 2. 探究并了解凸透镜成像的规律。 3. 了解凸透镜成像规律的应用。
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1. 两种透镜的特点 ★ 透镜及其应用部分，是必考知识点，每年考查1~2道题,分值为2—6分。几十年来，中考命题一般以考查探究凸透镜成像规律及应用和透镜作图为主。题型有选择、填空、实验和作图题，难度系数为0.7。由于新教材进行了修改，把跨学科实践加入课节之中，2025年在重视实验探究和作图问题时，也要重点训练望远镜制作类相关试题。
考点2. 凸透镜成像的规律及其应用 ★★★
考点3. 光学作图 ★★
★★★代表必考点，★★代表常考点，★星表示中频考点。
知识点一： 透镜
1. 凸透镜和凹透镜
透镜是利用光的折射原理制成的光学元件，由透明物质制成。透镜的两个表面至少一个是球面的一部分。
（1）中间厚、边缘薄的透镜叫_____透镜，如：远视镜片、放大镜；
（2）中间薄、边缘厚的透镜叫_____透镜，如：近视镜片，门上的猫眼。
（3）透镜的光心与主光轴。
A.主光轴：透镜上通过两个球心的直线叫做主光轴。
B.光心（O）：每个透镜上主光轴上都有一个特殊的点，凡是通过该点的光，其____不改变，这个点叫做光心。
2. 凸透镜对光的作用
（1）凸透镜对光的作用：凸透镜对光有____作用，凸透镜又叫做会聚透镜。
（2）凸透镜的焦点（F）：_____于主轴的平行光通过凸透镜后会聚于一点F，这个点F叫凸透镜的焦点。
（3）凸透镜的焦距（f）：焦点到_____的距离叫焦距，用字母f表示。
记忆理解：
（1）凸透镜有两个实焦点，两侧的两个焦距相等。
（2）凸透镜的焦距越小，透镜对光的会聚作用越强。
（3）光路可逆。
（4）（特殊光线）：焦点处发出的一束光透过凸透镜后可以形成平行光。
（5）凸透镜对所有光都起会聚作用，但会聚后的光线不一定相交。
3. 凹透镜对光的作用
（1）凹透镜对光有_____作用，凹透镜又叫做发散透镜。
（2）凹透镜的焦点和焦距
平行于主光轴的光线通过凹透镜后发散，发散光线的_______相交于主光轴上F，叫凹透镜的焦点，它不是实际光线的会聚点，叫虚焦点（F）。焦点F到光心的距离叫焦距，用字母f表示。
记忆理解：凹透镜有两个虚焦点。光路可逆。（特殊光线）：延长线在焦点处的一束光透过凹透镜后可以形成平行光。凹透镜对所有光都起发散作用，但发散后的光线不一定都散开。
4. 透镜的三条特殊光线
（1）通过光心的光线传播方向_____。
（2）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过_____，经凹透镜折射后发散，发散光线的____通过虚焦点。
（3）经过凸透镜焦点的光线折射后_______于主光轴射出。对着凹透镜____侧虚焦点入射的光线折射后平行于主光轴射出。
知识点二：生活中的透镜
1. 照相机
（1）主要构造
1）镜头：相当于凸透镜。
2）胶片：相当于光屏。
3）调节控制系统：
①取景窗：观察所拍景物；
②光圈环：控制进入镜头的光的多少；
③快门：控制曝光时间。
④调焦环：调节镜头到胶片间的距离，即像距。
物距（u）：物体到透镜光心的距离。
像距（v）：像到透镜光心的距离。
（2）照相机成像特点：
①照相机成倒立、缩小的实像。
②像距小于物距。
③像与物位于凸透镜的异侧。
（3）照相机成像原理：照相机是利用凸透镜能成_________的原理工作的。照相机的镜头相当于一个凸透镜，胶卷相当于光屏。
（4）照相机的使用：若想使拍摄景物的像大一些，应使相机靠近物体，同时使镜头远离胶片。
2. 投影仪
（1）主要构造：投影仪的镜头相当于一个凸透镜，屏幕相当于光屏。
1）镜头：凸透镜，起成像作用。
2）投影片：投影片上有文字或图案，相当于用来成像的物体。
3）螺纹透镜：相当于凸透镜，其作用是会聚光，用来增加投影片的亮度。
4）光源：一般采用碘钨灯，用来照亮投影片。
5）凹面镜：利用其对光的会聚作用，光源位于凹面镜焦点，光线经凹面镜反射，使照在投影片上的光增强。
6）平面镜：改变光路（改变光的传播方向），使射向天花板的光能在屏幕上成像。
（2）投影仪成像特点及原理
投影仪成像特点：①投影仪（或幻灯机）成倒立、放大的实像。
②像距大于物距。
③像与物位于凸透镜的异侧。
原理：投影仪、幻灯机的原理是利用凸透镜能成__________的特点工作的。
3. 放大镜
（1）放大镜成像特点及原理
放大镜成像特点：
①放大镜成正立、放大的虚像。
②像与物体位于凸透镜的同侧。
原理：放大镜的原理是利用凸透镜能使物体成__________的特点工作的。
（2）放大镜的使用
1）让放大镜与物体之间的距离适当增大些，观察到像变大一些；
2）让放大镜与物体之间的距离适当减小些，观察到像变小一些。
4. 实像和虚像
（1）实像：由实际光线会聚而成的，___呈现在光屏上。（小孔成像、照相机的像、投影仪的像）
（2）虚像：由反射光线或折射光线的反向延长线相交而形成，____呈现在光屏上。人眼逆着出射光线可以看到虚像。（平面镜成像、“水中的鱼”、放大镜的像）
5. 照相机、投影仪和放大镜的成像比较
设备名称 成像原理图 工作原理
照相机 利用凸透镜成倒立缩小实像特点工作
投影仪 利用凸透镜成倒立放大实像特点工作
放大镜 利用凸透镜成正立放大虚像特点工作
知识点三：凸透镜成像的规律
1. 焦距、物距、像距
（1）物距u：______到凸透镜光心的距离；
（2）像距v：_____到凸透镜光心的距离；
（3）焦距 f：______到凸透镜光心的距离。
2. 实验：探究凸透镜成像的规律
【实验器材】 蜡烛、凸透镜、光屏、火柴、光具座（带刻度尺）
把凸透镜固定在光具座上，再将光屏和点燃的蜡烛分别放置在凸透镜的两侧，调整凸透镜和光屏的高度，并使烛焰、凸透镜、和光屏的中心大致在同一高度上，这可以使像成在光屏中央。
【实验设计】
（1）大于二倍焦距（u>2f）
（2）等于二倍焦距（u=2f）
（3）大于一倍焦距小于二倍焦距（f（4）等于一倍焦距（u=f）
（5）小于一倍焦距（u【实验表格的设计】
成像条件物距（u） 成像的性质 像距（v）
u﹥2f 倒立、缩小的实像 fu=2f 倒立、等大的实像 v=2f
f﹤u﹤2f 倒立、放大的实像 v>2f
u=f 不成像
0﹤u﹤f 正立、放大的虚像
【分析与结论】凸透镜成像特点口诀：
一焦分虚实，二焦分大小；
虚像同侧正，实像异侧倒；
实像物远像近像变小，物近像远像变大。
虚像物远像远像变大。
【交流与反思】
（1）光屏上找不到像、像不完整、像没成在光屏中央的原因？
①烛焰、凸透镜、光屏三者的中心没有在同一高度上；
②物距小于或等于一倍焦距；
③光具座长度有限，光屏不能成像。
（2）用LED灯替代蜡烛的好处？
①成像更清晰、更稳定；
②准确比较物与像的大小。
（3）蜡烛变短（或光源下移），像的位置如何变化？应该如何调节？
①像向上移动；
②将光屏或蜡烛向上移动，或将凸透镜和光屏同时向下移动。
（4）当成实像时，用手挡住透镜的一半，光屏上的像可能有什么变化？
光屏上仍成完整的像，只不过更暗了一些。
（5）成倒立缩小的实像时，交换蜡烛和光屏的位置，像会怎么样？
成倒立放大的实像
（6）光屏上成实像时，换一个焦距小的凸透镜，则光屏应如何移动，才能承接到清晰的像？
靠近凸透镜
（7）光屏上成实像时，在蜡烛和凸透镜之间加一个凹透镜，光屏要如何移动才能重新得到清晰的像？
光屏向右移，远离凸透镜。
（8）保持透镜和光屏位置不变，将蜡烛右移，应在透镜和蜡烛之间加什么透镜，才能在光屏上呈清晰的像？
放个凸透镜，用来聚光。
知识点四： 眼睛和眼镜
1. 眼睛
（1）眼球的结构
（2）眼睛的视物原理
①视物原理：眼睛观察物体时，物距大于2倍焦距，从而形成物体倒立、缩小的实像。
②正常眼睛的调节
看远处物体：睫状体放松，晶状体变薄，对光的折射能力弱。
看近处物体：睫状体收缩，晶状体变厚，对光的折射能力强。
（3）远点、近点和明视距离
①正常眼睛能看清的最远地方叫远点，正常眼睛能看清的最远地方是无限远。
②正常眼睛能看清的最近地方叫近点，正常眼睛能看清的最近地方在大约10cm处。
③正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离是大约25cm，这个距离叫做明视距离。
2. 近视眼及其矫正
（1）症状：能看清____处的物体，看不清_____处的物体。
（2）成因：晶状体太______导致折光能力太_____，或眼球前后方向太长。
（3）矫正：佩戴_______透镜
3. 远视眼及其矫正
（1）症状：能看清_____处的物体，看不清____处的物体。
（2）成因：晶状体太____导致折光能力太____，或眼球前后方向太短。
（3）矫正：佩戴_____透镜
4. 眼镜的度数
（1）透镜的焦距f，国际单位为____；
（2）透镜焦度：焦距的_____，Φ=1/f，单位：m-1；
（3）镜片的度数：透镜焦度乘以100，D=100Φ，单位：度；
透镜的度数D=100Φ =1/f×100
（4）远视眼镜（凸透镜）的度数用_____数表示，近视眼镜（凹透镜）的度数用____数表示。
知识点五：望远镜的制作
1. 了解显微镜
（1）显微镜的结构
①目镜：靠近眼睛的凸透镜
②物镜：靠近物体的凸透镜
③反光镜：光线充足使成像更明亮。（需要光线较强时用凹面镜，需要光线较弱时用平面镜。)
（2）显微镜成像原理
第一次物镜：倒立、放大的实像（投影仪）
第二次目镜：正立、放大的虚像（放大镜）
显微镜：倒立、放大的虚像。
第一次物镜：倒立、放大的实像（放大m1倍）
第二次目镜：正立、放大的虚像（放大m2倍）
显微镜放大倍数=物镜放大倍数*目镜放大倍数。（即m1m2倍）
2. 制作望远镜基础知识概要(新时代中考重点)
望远镜种类很多，其中一种是由两组凸透镜（开普勒望远镜）组成。
（1）探究望远镜的原理
【实验器材】两个焦距不同的凸透镜。
【实验步骤】
①先用一个凸透镜（焦距大的）观察窗外远处的物体，注意成像情况。
②再用另一个凸透镜（焦距小的）观察上面得到的物体的像，注意成像情况。
③将两凸透镜的位置对调，再观察远处的物体，对比两次成像的大小。
【分析论证，归纳结论】
①将焦距较大的透镜放在焦距较小的透镜前面，观察物体，物体成倒立、放大的像，远处的物体看上去放大了（选填像的性质）。
②将两凸透镜的位置对调，将焦距较小的透镜放在焦距较大的透镜前面，再观察远处的物体，物体成倒立、缩小的像（选填像的性质）。
（2）望远镜的构造
望远镜由____组透镜组成，每组透镜相当于一个____透镜。靠近被观察物体的凸透镜，焦距比较长，叫_____镜。靠近眼睛的凸透镜，焦距比较短，叫做____镜.
目镜：靠近眼睛的凸透镜。
物镜：靠近物体的凸透镜。
要求：f物＞f目
我们见到的普通望远镜和军事望远镜都是双筒的，是双筒望远镜。它的两个镜筒都是拐了弯的，在拐弯处分别安装了两个“全反射棱镜”。这种设计一方面缩短了镜筒的长度，另一方面经过那两块棱镜的两次反射也能使本来倒立的像正立过来。
（3）望远镜的原理
第一次物镜：倒立、缩小的实像（照相机）
第二次目镜：正立、放大的虚像（放大镜）
望远镜看到的像特点：____立、____小的_____像
注意：①目镜把物镜所成的像进行放大。目镜所成的像正倒和大小是相对于物镜所成的像而言的。最后成像与物体本身比，是倒立、缩小的虚像。
②物镜和目镜的距离等于两个透镜的焦距之和。（由于物体距望远镜的距离很大，第一次成像在物镜的焦点附近且无限靠近焦点，可以近似地认为在焦点处，要使目镜的放大倍数尽可能最大，则这个像要在目镜的一倍焦距以内且尽可能靠近焦点）。
（4）视角：从眼睛的____向观察物体的_____所引的两条直线的夹角。
1）视角与物体大小有关
距离相等时，大物体的视角大，小物体的视角小。
2）视角与物体远近有关
大小一定时，看远处的物体视角小，看近处的物体视角大。大小一定时，距离我们越近，视角越大，看物体越清晰。
3）视角与清晰度
望远镜虽然没有把物体放大，但成的像离眼睛很近，增大视角，所以感觉看到的物体放大了，看物体越清楚了。
用望远镜观察物体时，望远镜所成的像离我们的眼睛很近，增大了视角，因而通过望远镜能清楚地看到远处的物体。
（5）望远镜的放大倍率
如图所示，这样的望远镜（开普勒望远镜）的放大倍率为 n=f物/f目。其中，f物是物距的焦距，f目是目距的焦距。
重点提醒：制作简易望远镜应知应会
1.设计简易望远镜
（1）确定望远镜的放大倍率
自制的望远镜可以采用单片的凸透镜作为目镜和物镜。为了让成像质量好一些，其放大倍率不宜过大，取放大倍率为2~3倍即可。
（2）选择物镜和目镜
望远镜的物镜和目镜可以选择老人阅读用放大镜的镜片，也可以使用老花镜的镜片，还可以直接购买凸透镜。利用本章所学知识测量凸透镜的焦距，并根据放大倍数的要求，选择适当焦距的凸透镜分别作为物镜和目镜。
在选择两块凸透镜时，除了需要满足焦距的要求，物镜的直径还要比目镜的直径大一些。测量凸透镜的直径，以便于制作直径合适的镜筒。
由此，应选择焦距较长、直径较大的凸透镜作为物镜，焦距较短、直径较小的凸透镜作为目镜。
（3）设计镜筒.在用望远镜对不同远近的物体进行观察时，需要调节两块凸透镜间的距离。如图所示，镜筒可以设计成两段，让物镜的镜筒较目镜的镜筒粗一些，这样套在一起，便于在使用时调节。观察最远处的物体时，两块凸透镜间的距离约等于两块凸透镜的焦距之和；观察较近处的物体时，两块凸透镜间的距离要稍大一些。
2. 制作及调试望远镜
（1）制作
根据所选凸透镜的焦距和直径制作镜筒。例如，可以选用如图所示的两块凸透镜。其中，物镜的焦距约为20cm，直径约为5cm；目镜的焦距约为10cm，直径约为4cm。
想一想：对于上图的制作方案，你有没有办法减小望远镜两个镜筒间的缝隙 另外，还应注意每段镜筒的长度需合适，以便留出前后调节的空间。
制作时，根据凸透镜的焦距、直径等数据，以及对镜筒长度的要求，我们可以利用现成的圆筒状物品（如装羽毛球的筒），也可以通过截取适当尺寸的长方形纸板（如瓦楞纸板或其他材料），并把它卷起来制成镜筒。此外，还要考虑如何把物镜和目镜方便地固定在镜筒上。
（2）试用与调整
把目镜镜筒插入物镜镜筒内，把目镜放到眼前，通过望远镜观察远处的物体。在观察时要通过对镜筒长度的调节，改变物镜与目镜间的距离，直到在望远镜中看到远处物体清晰的像为止。
3. 反思与拓展
（1）通过望远镜看到正立的像的方法
这里制作的望远镜使用了两块凸透镜，观察到的远处物体的像是倒立的，怎样才能通过望远镜看到正立的像呢
第一种方法：如图所示，物镜使用凸透镜，目镜使用凹透镜，望远镜所成的像就是正立的了（伽利略望远镜）。
第二种方法：是使用两个相互平行的平面反射装置把所成的像先上下颠倒一次，再左右颠倒一次。
请你利用上面的方法改进你制作的望远镜，也可以针对你发现的望远镜的其他问题，设计解决的办法，让你的望远镜更加完善。
考点1 透镜及生活中的透镜
1. 判断透镜类型
（1）定义法：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凸一面凹。
（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。
2. 熟记透镜三条特殊光线经透镜折射后的传播特点，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；（4）如果透镜倾斜放置，入射光水平方向，画光路图时，这时透镜主光轴显得十分重要。
3. 知道生活中照相机投影仪放大镜成像原理、使用方法。
4. 实像是实际光线会聚而成的，能成在光屏上。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。
考查角度1. 透镜种类及对光的作用
【例题1】（2024广西）如图所示的眼镜片是（ ）
A. 凸面镜 B. 凹面镜 C. 凸透镜 D. 凹透镜
【答案】C
【解析】图中眼镜片将字放大，成正立放大的虚像，所以眼镜片是凸透镜。故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。
【变式练1】如图中画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形。其中凸透镜是（ ）
A．a B．b、d C．c D．a、b、c、d
【变式练2】如图是四个透镜实物图，属于凹透镜的是（ ）
A B C D
考查角度2. 利用透镜三条特殊光线作光路图
【例题2】（2024安徽省）据晋代张华的《博物志》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则得火。”这种利用冰透镜向日取火的方法，体现了我国古代劳动人民的智慧。如图所示，若把冰块制成的凸透镜正对着太阳，将太阳光看成平行光，冰透镜的焦点为F，请在图中完成光路。
【答案】如图所示
【解析】根据凸透镜对光的三条特殊光线可知，平行于主光轴的光线经凸透镜后向焦点会聚。
【变式练1】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。
【变式练2】如图所示，请分别画出AB的入射光线和CO的折射光线。
【变式练3】如图所示，将凸透镜倾斜放置在水平放置的平面镜的左侧，其主光轴与水平面成45°角，请画出其折射光线和通过平面镜反射后的光线，并标出反射角的度数。
考查角度3. 照相投影仪机放大镜等在社会生活中的应用
【例题3】（2024广东省）广东生产的无人驾驶电动垂直起降航空器首飞成功，彰显了我国科技在城市空中交通领域的领先地位。航空器可用于高空摄影、旅游观光等，航空器的摄像头相当于_____透镜，远处的物体通过摄像头成倒立缩小的_____（选填“实”或“虚”）像。在摄像头远离物体的过程中，像的大小将变____。
【答案】 凸 实 小
【解析】航空器的摄像头相当于凸透镜，其成像原理与照相机相同，即物体在二倍焦距以外成倒立、缩小的实像。
在摄像头远离物体的过程中，物距增大，像距减小，像变小。
【变式练1】（2024贵州一模）人们将传统的汽车后视镜换成了电子摄像头（如图甲所示），摄像头将车辆周围的路况成像在车内的显示屏上（如图乙所示），司机通过显示屏即可了解车辆周围的情况。下列关于这种新技术描述正确的是（ ）
A. 摄像头是凸透镜制成的 B. 摄像头利用光的反射成像
C. 显示屏可以面向任意方向安装 D. 摄像头成的是缩小的虚像
【变式练2】（2024广州押题）如图1所示，照相机的主要零件是影像传感器与凸透镜，影像传感器能够把影像贮存起来。
（1）根据图示信息可知，影像传感器成的人像与人比较，成 _____（选填“正立”“倒立”）、_____（选填“放大””缩小”）、_____（选填“实像””虚像”）；
（2）根据成像的特点可以判断，人是在凸透镜的2倍焦距之 _____（选填“外”“内”）；
（3）像在如图2所示的位置（用箭头表示人和像），请你画出人所站的位置_______（保留作图痕迹）。
考查角度4. 实像和虚像
【例题4】（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。
【变式练1】下列关于实像和虚像的说法，正确的是（ ）
A．实像不可能与物体等大；
B．实像都是由光的折射形成的；
C．虚像是人的幻觉，并没有光线射入人眼；
D．虚像不能在光屏上呈现
【变式练2】我们经常提到的像有：① 小孔成像；② 平面镜成像；③ 放大镜成像；④ 电影银幕上的像；⑤ 水中的倒影；下列判断中正确的是（ ）
A．属于虚像的是②③⑤ B．由于折射而形成的像是①③④
C．属于实像的是①③④ D．由于反射而形成的像是①②⑤
考点2 凸透镜成像规律及应用
物距与焦距的关系 像距与焦距的关系 像的性质 应用
倒、正 放大、缩小、等大 虚、实
u＞2f f＜v＜2f 倒 缩小 实 照相机
u=2f v=2f 倒 等大 实 确定凸透镜焦距
f＜u＜2f v＞2f 倒 放大 实 投影仪
u=f 不成像 探照灯
u＜f v＞f 正 放大 虚 放大镜
考查角度1. 探究凸透镜成像规律
【例题5】（2024贵州省）如图所示，用焦距为10cm的凸透镜、高度为6cm的F形光源、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像大小的变化规律，通过测量像的高度反映像的大小。
（1）若要测量光源在光屏上所成像的高度，还需要的测量工具是______。
（2）将光源逐渐靠近凸透镜，移动光屏，三次成倒立实像的相关数据记录如表。分析表中数据，可得出结论：凸透镜成实像时，物距变小，像距变______，像变______。
物高6cm
实验次数 1 2 3
物距/cm 30 20 15
像距/cm 15 20 30
像高/cm 3 6 12
（3）继续移动光源至物距为6cm时，发现无论如何移动光屏，均不能在光屏上成像，人眼应从______（选填“光源”或“光屏”）一侧透过凸透镜观察光源的像，此时能否用（1）问中的测量工具直接测出观察到的像高？______（选填“能”或“不能”）。
（4）若保持光源到光屏的距离为45cm不变，仅移动凸透镜改变物距，则上表中第______次实验的成像情况不能探究，理由是：____________。
【答案】 （1）刻度尺 （2）大 大 （3）光屏 不能 （4）2 第2次实验时，物距和像距之和为40cm，小于45cm
【解析】（1）要测量光源在光屏上所成像的高度，需要长度的测量工具刻度尺。
（2）由表中数据可知，随着物距变小，像距逐渐变大，像的高度变大，则像变大。
（3）移动光源至物距为6cm时，此时物距小于焦距，成虚像，要观察到虚像，人眼应从光屏一侧透过凸透镜观察。
因为虚像不是实际光线会聚得到的，不能呈现在光屏上，则不能用刻度尺测量像的大小。
（4）若保持光源到光屏的距离为45cm不变，若能成清晰的像，物距像距之和应为45cm，而第2次实验时，物距和像距之和为40cm，小于45cm，则第2次实验的成像情况不能探究。
【变式练1】探究凸透镜成像特点时。
（1）小聪将凸透镜正对着太阳光，在透镜下方平行地放上白纸，如图甲所示，绘出如图乙所示图像，测出透镜与白纸间距离s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘制如图乙所示的图像，由图可知，白纸被烤焦的最短时间是2min，对应的s为 cm，此距离即为该透镜的焦距f；
（2）当透镜与蜡烛的距离为15cm时，可在光屏上得到一个倒立、 （选填“放大”“缩小”或“等大”）的清晰实像，利用这一成像原理可制成生活中的 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）；
（3）仅将题（2）中蜡烛和光屏位置对调，在光屏上 （选填“能”或“不能”）得到一个清晰的像，原因是 ；
（4）将蜡烛移至如图丙所示位置，可以透过凸透镜看到烛焰所成的 （选填“虚”或“实”）像；
（5）实验结束后小明认为：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，请你设计一个简单的方法，验证小明的观点： 。
【变式练2】某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图像，如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．该凸透镜的焦距是12cm；
B．当u＝15cm时成放大的像，放大镜就是根据这一原理制成的；
C．当u＝30cm时，在光屏上能得到一个缩小像；
D．把物体从距凸透镜10cm处移动到30cm处的过程中，像逐渐变大
考查角度2. 凸透镜成像规律的应用
【例题6】（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】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。
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。
【变式练1】在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时，在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法中正确的是（ ）
A．该凸透镜的焦距范围为7.5cm＜f＜15cm；
B．光屏上成倒立、放大的实像；
C．透镜不动，蜡烛向右移动，光屏向左移动，可再次得到清晰的像；
D．蜡烛和光屏不动，移动凸透镜到适当位置，光屏上可再次得到清晰的缩小的像
【变式练2】蜡烛放在如图所示位置，通过凸透镜成倒立、缩小的像。小红画了图中的光路。下列说法正确的是（ ）
A. 小红画的光路是正确的
B. 透镜成的是虚像
C. 透镜的焦距小于10cm
D. 透镜的焦距大于20cm
考点3 眼睛与眼镜
1. 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。
2. 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。
考查角度1. 眼睛的构造及视物原理
【例题7】（2024山东烟台）学习小组对于眼睛视物原理进行了探究实践。请你观察图甲中照相机和眼睛的构造，把照相机与眼睛功能类似的部分填入表乙中。
表乙
照相机 ①____ 胶卷 光圈
眼睛 晶状体和角膜 ②____ ③____
【答案】 ①镜头 ②视网膜 ③ 瞳孔
【解析】根据图可知，人的眼睛像一架神奇的照相机，晶状体和角膜相当于镜头；视网膜相当于胶卷（底片）；瞳孔相当于光圈，调节光线的射入量；眼睑相当于快门，快门打开才能有光线进入；快门与眼睑的作用是相同的。
【变式练1】（2023贵州）正常人眼通过调节晶状体厚薄来看清远近不同的物体，如果不注意用眼卫生，可能导致对晶状体厚薄的调节能力减弱。下列分析正确的是（ ）
A. 晶状体变薄时，对光有发散作用；
B. 晶状体变厚时，对光的会聚能力增强；
C. 若晶状体太薄，容易形成远视眼；
D. 若晶状体太厚，可用凹透镜矫正
【变式练2】如图所示，当我们看远处物体时，远处物体的光线正好聚焦在视网膜上。当我们从看远处物体改为看近处物体时（一般不小于10cm），为了使近处物体成像在视网膜上，晶状体凸度和焦距的变化情况分别是（ ）
A．晶状体凸度变大，焦距变短 B．晶状体凸度变大，焦距变长
C．晶状体凸度变小，焦距变短 D．晶状体凸度变小，焦距变长
考查角度2. 近视眼和远视眼的成因及矫正
【例题8】（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】 近视 凹
【解析】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。
【变式练1】（2024云南一模）关于近视和远视的成因如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 甲为近视眼，可佩戴凹透镜矫正 B. 乙为近视眼，可佩戴凸透镜矫正
C. 甲为远视眼、可佩戴凸透镜矫正 D. 乙为远视眼，可佩戴凹透镜矫正
【变式练2】（2023遂宁）疫情防控期间，为了控制外来人员出入小区，遂宁很多小区装备了人脸识别系统（如图所示）。其中摄像机可以自动将镜头前0.4m处的人脸拍摄成数码照片，则摄像机镜头的焦距应小于 ______（m），该镜头与 ______眼镜属同一类透镜。
考点4 跨学科实践（制作望远镜）
需要知道望远镜的构造、原理、原理的光路图、制作的基本过程。
考查角度. 与望远镜制作相关问题
【例题9】如图所示，取两个焦距不同的放大镜，一只手握住一个，把焦距较长的放大镜放在前面远离眼睛，焦距较短的放大镜放在后面靠近眼睛，通过两个放大镜看前面的物体，调整两个放大镜间的距离，直到看得最清楚为止。物体是 （选填“变大”或“变小”）；若接着把两个放大镜的位置前后对调，物体是 （选填“变大”或“变小”）。
【答案】变大，变小。
【解析】通过两个焦距不同的放大镜演示望远镜成像原理，前面焦距大的凸透镜相当于望远镜的物镜，使远处的物体在焦点附近成倒立的实像，后面焦距小的凸透镜相当于望远镜的目镜，用来把这个实像放大，所以我们看到了物体倒立、放大的像。
望远镜的放大倍数等于物镜焦距除以目镜焦距；若望远镜的两个凸透镜位置颠倒，焦距小的作为物镜，焦距大的作为目镜，则放大倍数小于1，成缩小的像。
【变式练1】如图所示，该望远镜的目镜和物镜是由两组凸透镜组成的，下列说法正确的是（ ）
A．第一个用望远镜观测天体并进行绘制的科学家是开普勒
B．目镜的作用相当于投影仪
C．远处景物通过物镜成缩小的像
D．①是物镜，②是目镜
【变式练2】物理实践活动课上，小明将半透明纸蒙在较粗纸筒的P端，将凸透镜安装在较细纸筒的Q端（凸透镜未画出），两纸筒套在一起组成模拟照相机，如图所示。通过调节P、Q的间距，他看到了桌子上蜡烛的火焰在半透明纸上成的等大的像，再次调节P、Q的间距，他看到了窗外更远处大树在半透明纸上成的像。下列对大树的像描述正确的是（ ）
A. 倒立、缩小的实像 B. 倒立、放大的实像
C. 正立、放大的虚像 D. 正立、缩小的虚像
易错点1.对透镜的会聚作用和发散作用理解不深刻导致物理观念错误
（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。
易错点2.认为能看见的像是实像看不见的就是虚像
掌握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。
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
另外，由于实验操作出现问题，看不到像，但确实存在这个实像，这时就不能马上下结论，应该深入思考，寻找问题原因。
易错点3.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。
易错点4.对凸透镜成像的动态变化规律理解不到位，导致错误
（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。
【例一】（2024湖北一模）如图所示，两束光线经过一个透镜后相交于主光轴上的A点，取走透镜后，光线相交于B点，则该透镜为 （填“凸透镜”或“凹透镜”），由此说明，能把光线相交于一点的透镜 （填“一定”“不一定”或“一定不”）是凸透镜。
【答案】凹透镜；不一定。
【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；可见，在此种情况下，会聚的入射光线经过凹透镜折射后也会会聚于一点；而凸透镜对光线有会聚作用，凸透镜也可以将光线会聚于一点。
【例二】（2024青海省）航天员舱外航天服配有风扇系统和无线电系统。手套上有平面镜，可以随时察看自己身上的各种开关，手心部位有颗粒状橡胶；头盔两侧各有一个照明灯，方便航天员在舱外工作。航天员通过平面镜看到的是开关的______（选填“虚”或“实”）像，手套手心部位有颗粒状橡胶是为了______（选填“增大”或“减小”）摩擦力。
【答案】 虚 增大
【解析】平面镜成的像是由于光的反射形成的虚像，因此航天员通过平面镜看到的是开关的虚像。
手套手心部位有颗粒状橡胶是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
【例三】（2023通辽）同学们为了探究平面镜成像的特点，准备了平面镜、玻璃板、两支相同的蜡烛A和B、光具座、光屏等实验器材。
（1）如图所示，将一只点燃的蜡烛A放置在光具座的甲位置，选用_______（选填“平面镜”或“玻璃板”）竖直放置在乙位置，未点燃的蜡烛B放置在乙位置右侧，移动蜡烛B到丙位置时，发现蜡烛B与蜡烛A的像完全重合；
（2）取下蜡烛B，并在丙位置处放一光屏，光屏上不能承接到蜡烛A的像，说明平面镜成的像是_______（选填“实像”或“虚像”）；
（3）接着同学们想利用上述装置探究凸透镜成像规律，将乙处器材换成一个凸透镜，再将蜡烛A移至35cm刻度线处，丙位置的光屏上恰好出现了烛焰清晰的像，生活中的__________（选填“照相机”“投影仪”或“ 放大镜”）就是利用这一原理工作的。此时，用直径相同、焦距更大的凸透镜替换原凸透镜，移动光屏也得到了清晰的像，则此时的像较原来的像______（选填“变大”“变小”或“不变”）；
（4）在上一步实验的基础上，小明将一远视镜片放在凸透镜与蜡烛之间，要使光屏上还能呈清晰的像，可将光屏适当向_______（选填“左”或“右”）移动。
【答案】（1）玻璃板；（2）虚像；（3）投影仪；变大；（4）左。
【解析】（1）玻璃既能透光又能反射光使物体成像，能看到前面物体在玻璃板后面成的像，也能看到玻璃板后面的物体，便于确定像的位置。所以实验中用玻璃板代替平面镜。
（2）实像能用光屏承接，虚像不能用光屏承接，光屏上没有承接到A的像，说明成的是虚像。
（3）由图可知，将蜡烛A移至35cm刻度线处，此时物距小于像距，成的是倒立、放大的实像，故属于投影仪的成像原理。
当焦距变大时，光线会聚会晚一些，像距变大，所成的像会变大。
（4）远视眼镜片是凸透镜，对光线有会聚作用，将其放在中间，成像会往左移动，故将光屏适当向左移动。
【例四】（2023扬州）如图1，在装有水的杯子里，小红将一支铅笔分别紧贴杯壁内、外竖直放置，两次都观察到铅笔放大的像，俯视图如图2、图3所示，下列说法正确的是（ ）
A. 图2中铅笔向前移，像一直变小；
B. 图2中铅笔向前移，像先变小后变大；
C. 图3中铅笔向后移，像一直变大；
D. 图3中铅笔向后移，像先变小后变大
【答案】A
【解析】AB．圆柱形水杯相当于凸透镜，图2中，铅笔紧贴杯子后面部分的内壁，此时杯子前面部分相当于凸透镜，当铅笔前移时，位于焦点以内的铅笔物距不断减小，所成正立放大的虚像逐渐变小，故A正确，B错误；
CD．图3中，铅笔向后移，凸透镜焦距不变，在焦点以内，铅笔的虚像随着物距的增大而变大，移动到焦点以外，随着物距的增大，铅笔所成的实像逐渐变小，即像先变大后变小，故CD错误。故选A。
【针对性训练】
1. （2024四川内江一模）在以下四种透镜中，能对光线起会聚作用的是______。如图所示，是小臻同学用激光分别射向戊、己两透镜后光的传播路径，由图可知______（选填“戊”或“己”）透镜是凸透镜，对光线具有______作用。
2.（2023益阳一模）点燃蜡烛，烛焰通过焦距为20cm的凸透镜甲成缩小的像。现用焦距为10cm的凸透镜乙替代透镜甲，且保持烛焰和透镜的位置不变，烛焰通过凸透镜乙所成的像是（ ）
A. 缩小的实像 B. 放大的虚像 C. 倒立的虚像 D. 正立的实像
3.（2024江西二模）某同学探究凸透镜成像规律时，光屏上得到了烛焰清晰的像（像未画出），如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 光屏上的像是正立的 B. 光屏上的像是放大的
C. 投影仪是利用此成像原理制成的 D. 撤去光屏，烛焰的像仍然在原处
4.（2024辽宁一模）如图甲中，凸透镜的焦距为10cm。保持透镜位置不变，当蜡烛在25cm刻度处时，则下列说法正确的是（ ）
A．为了找到像的位置，光屏应在光具座的60-70cm的刻度范围内移动；
B．为了找到像的位置，光屏应在光具座的大于70cmn的刻度范围内移动；
C．在光屏上所成烛焰的像应该是图乙中的（d）图；
D．利用这种成像原理可以制成照相机
1. 在图中，根据折射光线画出对应的入射光线。
2. （2023南充）如图所示，一束光射向凸透镜，请画出该光经过凸透镜、凹透镜的折射光路。
3.（2023甘肃兰州） 请画出由点发出的光经过凸透镜后的折射光线。
4．（2022沈阳）如图所示，有一条经过平面镜反射过点P的反射光线且平行于主光轴入射到凹透镜上，S'为像点，请确定点光源S的位置，并补全光路图。
5. （2023包头）物理课上，同学们用凸透镜观察周围的物体，透过凸透镜不能看到的像是（ ）
A. 正立放大的像 B. 正立缩小的像 C. 倒立放大的像 D. 倒立缩小的像
6. （2023孝感）如图是超市安装的一种刷脸自助储物柜。某顾客站在屏幕前50cm处，按下“存”按钮，屏幕上方的摄像头启动，出现人脸缩小的像，柜门打开。下列说法正确的是（ ）
A. 该摄像头相当于一个凹透镜 B. 该摄像头对光线具有发散作用
C. 该摄像头的焦距可能是0.20m D. 该摄像头成像原理是光的反射
7. （2024四川广元）“问天”学习小组在实验室研究投影仪的成像特点。
（1）他们将投影片放在载物台上，调节镜头的位置，屏幕上出现清晰、倒立、放大的实像，是因为投影片放在了距离镜头________的位置；（只填下列正确选项前的序号）
A.二倍焦距以外
B.一倍焦距到二倍焦距之间
C.一倍焦距以内
（2）他们将投影片到镜头的距离调大，同时将镜头到屏幕的距离调小，当屏幕上再次出现清晰的像时，与（1）中的像相比，像________。（选填“变大”“不变”或“变小”）
8. （2023广元）某物理兴趣小组在“探究凸透镜成像规律”时，将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜两侧，实验前调整好实验器材。如图所示，将蜡烛移至25cm刻度线处，移动光屏，呈现在光屏上清晰的像的特点是（ ）
A. 倒立、缩小的实像 B. 正立、放大的虚像
C. 倒立、放大的实像 D. 与投影仪的成像特点相同
9. （2024江苏扬州）在探究凸透镜成像规律时，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，光屏上的像清晰，此成像规律的应用是（ ）
A. 照相机 B. 放大镜 C. 摄像机 D. 投影仪
10. （2023甘孜州）如图所示，患近视的同学看远处物体时，成像在视网膜前，要使像成在视网膜上，人应该______（选填“靠近”或“远离”）物体，或者佩戴一个由合适的______（选填“凸”或“凹”）透镜制成的眼镜。
11．（2023南宁）用凸透镜制作简易望远镜，对望远镜工作原理分析，错误的是（ ）
A．望远镜的目镜成的是正立放大的虚像
B．望远镜的两个透镜，可以用老花镜的镜片来代替
C．远处的物体经过物镜成的像落在目镜焦点以内
D．望远镜的物镜成的是倒立放大的实像
12.（2023四川内江）如图所示中______图（选填“甲”或“乙”）表示近视眼成像示意图．矫正近视眼应佩戴眼镜的镜片是____透镜（选填“凸”或“凹”）
13.（2022海南）如图所示是简易天文望远镜的内部结构，远处的物体经过物镜成一个倒立缩小的实像，落在目镜______的位置；这个实像经过目镜成一个正立______的虚像。如果你想制作简易天文望远镜，没有现成的透镜，可以选用合适的_______(填“近视”或“远视”）镜片来代替。
14. （2024黑龙江大庆）某实验小组探究凸透镜成像的实验，装置如图：
（1）当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时，光屏上出现一个清晰的烛焰的像，这个凸透镜的焦距可能是________（填选项字母）；
A. B. C. D.
（2）小庆同学把蜡烛向右移动一小段距离，发现光屏上烛焰的像变模糊了。要在光屏上得到烛焰清晰的像，他可以将光屏向_______（填“左”或“右”）移动；
（3）完成上述探究后，小庆同学把凸透镜换成一块薄玻璃板，透过玻璃板能看到烛焰正立、_______（填“放大”“缩小”或“等大”）的像，把光屏移到像所在的位置，直接观察光屏，光屏上_______（填“有”或“没有”）烛焰的像。
15. （2024山东烟台）在探究近视眼和远视眼成因与矫正的主题实践中，该小组利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，如图甲所示。具体操作如下：
①将蜡烛、水透镜和光屏依次摆放在水平光具座上，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，水透镜对光的偏折能力变______，此时屏上的像变得模糊，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的______；
④将光屏移回原来标记的位置，选择不同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，如图丙所示，这说明矫正近视眼应配戴______透镜；
⑤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。
⑥眼睛是心灵的窗户，我们要增强保护视力的意识，做到科学用眼，积极防控近视。请写出一条预防近视的措施。
16. （2024四川眉山）小龙在“探究凸透镜成像的规律”实验中，进行了如下探究：
（1）如图甲所示，平行光正对着凸透镜照射，光屏上出现一个最小、最亮的光斑，则凸透镜的焦距是______cm；
（2）将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，点燃蜡烛，发现烛焰在光屏上所成的像如图乙所示，产生这一现象的原因是烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心______（选填“在”或“不在”）同一高度；
（3）如图丙所示，光屏上呈现清晰的像，与生活中______（选填“放大镜”“照相机”成“投影仪”）原理相同。凸透镜位置不动，将蜡烛向凸透镜方向移动10cm，为了在光屏上呈现清晰的像，应将光屏向______（选填“左”或“右”）移动，像将变______；
（4）手机的摄像头相当于凸透镜，在日常生活中该类透镜可以用来矫正______（选填“近视眼”或“远视眼”）。中小学教育资源及组卷应用平台
【名师导航】备考2025中考物理新课标一轮培优精讲学案（全国通用版）
专题05.1 透镜及其应用单元学案
课标要求
1. 了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。 2. 探究并了解凸透镜成像的规律。 3. 了解凸透镜成像规律的应用。
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1. 两种透镜的特点 ★ 透镜及其应用部分，是必考知识点，每年考查1~2道题,分值为2—6分。几十年来，中考命题一般以考查探究凸透镜成像规律及应用和透镜作图为主。题型有选择、填空、实验和作图题，难度系数为0.7。由于新教材进行了修改，把跨学科实践加入课节之中，2025年在重视实验探究和作图问题时，也要重点训练望远镜制作类相关试题。
考点2. 凸透镜成像的规律及其应用 ★★★
考点3. 光学作图 ★★
★★★代表必考点，★★代表常考点，★星表示中频考点。
知识点一： 透镜
1. 凸透镜和凹透镜
透镜是利用光的折射原理制成的光学元件，由透明物质制成。透镜的两个表面至少一个是球面的一部分。
（1）中间厚、边缘薄的透镜叫_____透镜，如：远视镜片、放大镜；
（2）中间薄、边缘厚的透镜叫_____透镜，如：近视镜片，门上的猫眼。
（3）透镜的光心与主光轴。
A.主光轴：透镜上通过两个球心的直线叫做主光轴。
B.光心（O）：每个透镜上主光轴上都有一个特殊的点，凡是通过该点的光，其____不改变，这个点叫做光心。
2. 凸透镜对光的作用
（1）凸透镜对光的作用：凸透镜对光有____作用，凸透镜又叫做会聚透镜。
（2）凸透镜的焦点（F）：_____于主轴的平行光通过凸透镜后会聚于一点F，这个点F叫凸透镜的焦点。
（3）凸透镜的焦距（f）：焦点到_____的距离叫焦距，用字母f表示。
记忆理解：
（1）凸透镜有两个实焦点，两侧的两个焦距相等。
（2）凸透镜的焦距越小，透镜对光的会聚作用越强。
（3）光路可逆。
（4）（特殊光线）：焦点处发出的一束光透过凸透镜后可以形成平行光。
（5）凸透镜对所有光都起会聚作用，但会聚后的光线不一定相交。
3. 凹透镜对光的作用
（1）凹透镜对光有_____作用，凹透镜又叫做发散透镜。
（2）凹透镜的焦点和焦距
平行于主光轴的光线通过凹透镜后发散，发散光线的_______相交于主光轴上F，叫凹透镜的焦点，它不是实际光线的会聚点，叫虚焦点（F）。焦点F到光心的距离叫焦距，用字母f表示。
记忆理解：凹透镜有两个虚焦点。光路可逆。（特殊光线）：延长线在焦点处的一束光透过凹透镜后可以形成平行光。凹透镜对所有光都起发散作用，但发散后的光线不一定都散开。
4. 透镜的三条特殊光线
（1）通过光心的光线传播方向_____。
（2）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过_____，经凹透镜折射后发散，发散光线的____通过虚焦点。
（3）经过凸透镜焦点的光线折射后_______于主光轴射出。对着凹透镜____侧虚焦点入射的光线折射后平行于主光轴射出。
知识点二：生活中的透镜
1. 照相机
（1）主要构造
1）镜头：相当于凸透镜。
2）胶片：相当于光屏。
3）调节控制系统：
①取景窗：观察所拍景物；
②光圈环：控制进入镜头的光的多少；
③快门：控制曝光时间。
④调焦环：调节镜头到胶片间的距离，即像距。
物距（u）：物体到透镜光心的距离。
像距（v）：像到透镜光心的距离。
（2）照相机成像特点：
①照相机成倒立、缩小的实像。
②像距小于物距。
③像与物位于凸透镜的异侧。
（3）照相机成像原理：照相机是利用凸透镜能成_________的原理工作的。照相机的镜头相当于一个凸透镜，胶卷相当于光屏。
（4）照相机的使用：若想使拍摄景物的像大一些，应使相机靠近物体，同时使镜头远离胶片。
2. 投影仪
（1）主要构造：投影仪的镜头相当于一个凸透镜，屏幕相当于光屏。
1）镜头：凸透镜，起成像作用。
2）投影片：投影片上有文字或图案，相当于用来成像的物体。
3）螺纹透镜：相当于凸透镜，其作用是会聚光，用来增加投影片的亮度。
4）光源：一般采用碘钨灯，用来照亮投影片。
5）凹面镜：利用其对光的会聚作用，光源位于凹面镜焦点，光线经凹面镜反射，使照在投影片上的光增强。
6）平面镜：改变光路（改变光的传播方向），使射向天花板的光能在屏幕上成像。
（2）投影仪成像特点及原理
投影仪成像特点：①投影仪（或幻灯机）成倒立、放大的实像。
②像距大于物距。
③像与物位于凸透镜的异侧。
原理：投影仪、幻灯机的原理是利用凸透镜能成__________的特点工作的。
3. 放大镜
（1）放大镜成像特点及原理
放大镜成像特点：
①放大镜成正立、放大的虚像。
②像与物体位于凸透镜的同侧。
原理：放大镜的原理是利用凸透镜能使物体成__________的特点工作的。
（2）放大镜的使用
1）让放大镜与物体之间的距离适当增大些，观察到像变大一些；
2）让放大镜与物体之间的距离适当减小些，观察到像变小一些。
4. 实像和虚像
（1）实像：由实际光线会聚而成的，___呈现在光屏上。（小孔成像、照相机的像、投影仪的像）
（2）虚像：由反射光线或折射光线的反向延长线相交而形成，____呈现在光屏上。人眼逆着出射光线可以看到虚像。（平面镜成像、“水中的鱼”、放大镜的像）
5. 照相机、投影仪和放大镜的成像比较
设备名称 成像原理图 工作原理
照相机 利用凸透镜成倒立缩小实像特点工作
投影仪 利用凸透镜成倒立放大实像特点工作
放大镜 利用凸透镜成正立放大虚像特点工作
知识点三：凸透镜成像的规律
1. 焦距、物距、像距
（1）物距u：______到凸透镜光心的距离；
（2）像距v：_____到凸透镜光心的距离；
（3）焦距 f：______到凸透镜光心的距离。
2. 实验：探究凸透镜成像的规律
【实验器材】 蜡烛、凸透镜、光屏、火柴、光具座（带刻度尺）
把凸透镜固定在光具座上，再将光屏和点燃的蜡烛分别放置在凸透镜的两侧，调整凸透镜和光屏的高度，并使烛焰、凸透镜、和光屏的中心大致在同一高度上，这可以使像成在光屏中央。
【实验设计】
（1）大于二倍焦距（u>2f）
（2）等于二倍焦距（u=2f）
（3）大于一倍焦距小于二倍焦距（f（4）等于一倍焦距（u=f）
（5）小于一倍焦距（u【实验表格的设计】
成像条件物距（u） 成像的性质 像距（v）
u﹥2f 倒立、缩小的实像 fu=2f 倒立、等大的实像 v=2f
f﹤u﹤2f 倒立、放大的实像 v>2f
u=f 不成像
0﹤u﹤f 正立、放大的虚像
【分析与结论】凸透镜成像特点口诀：
一焦分虚实，二焦分大小；
虚像同侧正，实像异侧倒；
实像物远像近像变小，物近像远像变大。
虚像物远像远像变大。
【交流与反思】
（1）光屏上找不到像、像不完整、像没成在光屏中央的原因？
①烛焰、凸透镜、光屏三者的中心没有在同一高度上；
②物距小于或等于一倍焦距；
③光具座长度有限，光屏不能成像。
（2）用LED灯替代蜡烛的好处？
①成像更清晰、更稳定；
②准确比较物与像的大小。
（3）蜡烛变短（或光源下移），像的位置如何变化？应该如何调节？
①像向上移动；
②将光屏或蜡烛向上移动，或将凸透镜和光屏同时向下移动。
（4）当成实像时，用手挡住透镜的一半，光屏上的像可能有什么变化？
光屏上仍成完整的像，只不过更暗了一些。
（5）成倒立缩小的实像时，交换蜡烛和光屏的位置，像会怎么样？
成倒立放大的实像
（6）光屏上成实像时，换一个焦距小的凸透镜，则光屏应如何移动，才能承接到清晰的像？
靠近凸透镜
（7）光屏上成实像时，在蜡烛和凸透镜之间加一个凹透镜，光屏要如何移动才能重新得到清晰的像？
光屏向右移，远离凸透镜。
（8）保持透镜和光屏位置不变，将蜡烛右移，应在透镜和蜡烛之间加什么透镜，才能在光屏上呈清晰的像？
放个凸透镜，用来聚光。
知识点四： 眼睛和眼镜
1. 眼睛
（1）眼球的结构
（2）眼睛的视物原理
①视物原理：眼睛观察物体时，物距大于2倍焦距，从而形成物体倒立、缩小的实像。
②正常眼睛的调节
看远处物体：睫状体放松，晶状体变薄，对光的折射能力弱。
看近处物体：睫状体收缩，晶状体变厚，对光的折射能力强。
（3）远点、近点和明视距离
①正常眼睛能看清的最远地方叫远点，正常眼睛能看清的最远地方是无限远。
②正常眼睛能看清的最近地方叫近点，正常眼睛能看清的最近地方在大约10cm处。
③正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离是大约25cm，这个距离叫做明视距离。
2. 近视眼及其矫正
（1）症状：能看清____处的物体，看不清_____处的物体。
（2）成因：晶状体太______导致折光能力太_____，或眼球前后方向太长。
（3）矫正：佩戴_______透镜
3. 远视眼及其矫正
（1）症状：能看清_____处的物体，看不清____处的物体。
（2）成因：晶状体太____导致折光能力太____，或眼球前后方向太短。
（3）矫正：佩戴_____透镜
4. 眼镜的度数
（1）透镜的焦距f，国际单位为____；
（2）透镜焦度：焦距的_____，Φ=1/f，单位：m-1；
（3）镜片的度数：透镜焦度乘以100，D=100Φ，单位：度；
透镜的度数D=100Φ =1/f×100
（4）远视眼镜（凸透镜）的度数用_____数表示，近视眼镜（凹透镜）的度数用____数表示。
知识点五：望远镜的制作
1. 了解显微镜
（1）显微镜的结构
①目镜：靠近眼睛的凸透镜
②物镜：靠近物体的凸透镜
③反光镜：光线充足使成像更明亮。（需要光线较强时用凹面镜，需要光线较弱时用平面镜。)
（2）显微镜成像原理
第一次物镜：倒立、放大的实像（投影仪）
第二次目镜：正立、放大的虚像（放大镜）
显微镜：倒立、放大的虚像。
第一次物镜：倒立、放大的实像（放大m1倍）
第二次目镜：正立、放大的虚像（放大m2倍）
显微镜放大倍数=物镜放大倍数*目镜放大倍数。（即m1m2倍）
2. 制作望远镜基础知识概要(新时代中考重点)
望远镜种类很多，其中一种是由两组凸透镜（开普勒望远镜）组成。
（1）探究望远镜的原理
【实验器材】两个焦距不同的凸透镜。
【实验步骤】
①先用一个凸透镜（焦距大的）观察窗外远处的物体，注意成像情况。
②再用另一个凸透镜（焦距小的）观察上面得到的物体的像，注意成像情况。
③将两凸透镜的位置对调，再观察远处的物体，对比两次成像的大小。
【分析论证，归纳结论】
①将焦距较大的透镜放在焦距较小的透镜前面，观察物体，物体成倒立、放大的像，远处的物体看上去放大了（选填像的性质）。
②将两凸透镜的位置对调，将焦距较小的透镜放在焦距较大的透镜前面，再观察远处的物体，物体成倒立、缩小的像（选填像的性质）。
（2）望远镜的构造
望远镜由____组透镜组成，每组透镜相当于一个____透镜。靠近被观察物体的凸透镜，焦距比较长，叫_____镜。靠近眼睛的凸透镜，焦距比较短，叫做____镜.
目镜：靠近眼睛的凸透镜。
物镜：靠近物体的凸透镜。
要求：f物＞f目
我们见到的普通望远镜和军事望远镜都是双筒的，是双筒望远镜。它的两个镜筒都是拐了弯的，在拐弯处分别安装了两个“全反射棱镜”。这种设计一方面缩短了镜筒的长度，另一方面经过那两块棱镜的两次反射也能使本来倒立的像正立过来。
（3）望远镜的原理
第一次物镜：倒立、缩小的实像（照相机）
第二次目镜：正立、放大的虚像（放大镜）
望远镜看到的像特点：____立、____小的_____像
注意：①目镜把物镜所成的像进行放大。目镜所成的像正倒和大小是相对于物镜所成的像而言的。最后成像与物体本身比，是倒立、缩小的虚像。
②物镜和目镜的距离等于两个透镜的焦距之和。（由于物体距望远镜的距离很大，第一次成像在物镜的焦点附近且无限靠近焦点，可以近似地认为在焦点处，要使目镜的放大倍数尽可能最大，则这个像要在目镜的一倍焦距以内且尽可能靠近焦点）。
（4）视角：从眼睛的____向观察物体的_____所引的两条直线的夹角。
1）视角与物体大小有关
距离相等时，大物体的视角大，小物体的视角小。
2）视角与物体远近有关
大小一定时，看远处的物体视角小，看近处的物体视角大。大小一定时，距离我们越近，视角越大，看物体越清晰。
3）视角与清晰度
望远镜虽然没有把物体放大，但成的像离眼睛很近，增大视角，所以感觉看到的物体放大了，看物体越清楚了。
用望远镜观察物体时，望远镜所成的像离我们的眼睛很近，增大了视角，因而通过望远镜能清楚地看到远处的物体。
（5）望远镜的放大倍率
如图所示，这样的望远镜（开普勒望远镜）的放大倍率为 n=f物/f目。其中，f物是物距的焦距，f目是目距的焦距。
重点提醒：制作简易望远镜应知应会
1.设计简易望远镜
（1）确定望远镜的放大倍率
自制的望远镜可以采用单片的凸透镜作为目镜和物镜。为了让成像质量好一些，其放大倍率不宜过大，取放大倍率为2~3倍即可。
（2）选择物镜和目镜
望远镜的物镜和目镜可以选择老人阅读用放大镜的镜片，也可以使用老花镜的镜片，还可以直接购买凸透镜。利用本章所学知识测量凸透镜的焦距，并根据放大倍数的要求，选择适当焦距的凸透镜分别作为物镜和目镜。
在选择两块凸透镜时，除了需要满足焦距的要求，物镜的直径还要比目镜的直径大一些。测量凸透镜的直径，以便于制作直径合适的镜筒。
由此，应选择焦距较长、直径较大的凸透镜作为物镜，焦距较短、直径较小的凸透镜作为目镜。
（3）设计镜筒.在用望远镜对不同远近的物体进行观察时，需要调节两块凸透镜间的距离。如图所示，镜筒可以设计成两段，让物镜的镜筒较目镜的镜筒粗一些，这样套在一起，便于在使用时调节。观察最远处的物体时，两块凸透镜间的距离约等于两块凸透镜的焦距之和；观察较近处的物体时，两块凸透镜间的距离要稍大一些。
2. 制作及调试望远镜
（1）制作
根据所选凸透镜的焦距和直径制作镜筒。例如，可以选用如图所示的两块凸透镜。其中，物镜的焦距约为20cm，直径约为5cm；目镜的焦距约为10cm，直径约为4cm。
想一想：对于上图的制作方案，你有没有办法减小望远镜两个镜筒间的缝隙 另外，还应注意每段镜筒的长度需合适，以便留出前后调节的空间。
制作时，根据凸透镜的焦距、直径等数据，以及对镜筒长度的要求，我们可以利用现成的圆筒状物品（如装羽毛球的筒），也可以通过截取适当尺寸的长方形纸板（如瓦楞纸板或其他材料），并把它卷起来制成镜筒。此外，还要考虑如何把物镜和目镜方便地固定在镜筒上。
（2）试用与调整
把目镜镜筒插入物镜镜筒内，把目镜放到眼前，通过望远镜观察远处的物体。在观察时要通过对镜筒长度的调节，改变物镜与目镜间的距离，直到在望远镜中看到远处物体清晰的像为止。
3. 反思与拓展
（1）通过望远镜看到正立的像的方法
这里制作的望远镜使用了两块凸透镜，观察到的远处物体的像是倒立的，怎样才能通过望远镜看到正立的像呢
第一种方法：如图所示，物镜使用凸透镜，目镜使用凹透镜，望远镜所成的像就是正立的了（伽利略望远镜）。
第二种方法：是使用两个相互平行的平面反射装置把所成的像先上下颠倒一次，再左右颠倒一次。
请你利用上面的方法改进你制作的望远镜，也可以针对你发现的望远镜的其他问题，设计解决的办法，让你的望远镜更加完善。
【答案】知识点一： 透镜
1. （1）凸；（2）凹。（3）传播方向。
2. （1）会聚。（2）平行。（3）光心。
3. （1）发散。（2）反向延长线。
4. （1）不改变。（2）焦点，反向延长线。（3）平行。异。
知识点二：生活中的透镜
1. 倒立、缩小的实像。2. 倒立、放大的实像。
3. 正立、放大的虚像。4. （1）能（2）不能
知识点三：凸透镜成像的规律
1.（1）物体；（2）像；（3）焦点。
知识点四： 眼睛和眼镜
2. （1）近 远。（2）厚 强。（3）凹透镜
3. （1）远 近。（2）薄 弱。（3）凸透镜
4. （1）米；（2）倒数；（4）正 负。
知识点五：望远镜的制作
2. （2）两 凸 物 目.（3）倒 缩 虚（4）光心 两端。
考点1 透镜及生活中的透镜
1. 判断透镜类型
（1）定义法：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凸一面凹。
（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。
2. 熟记透镜三条特殊光线经透镜折射后的传播特点，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；（4）如果透镜倾斜放置，入射光水平方向，画光路图时，这时透镜主光轴显得十分重要。
3. 知道生活中照相机投影仪放大镜成像原理、使用方法。
4. 实像是实际光线会聚而成的，能成在光屏上。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。
考查角度1. 透镜种类及对光的作用
【例题1】（2024广西）如图所示的眼镜片是（ ）
A. 凸面镜 B. 凹面镜 C. 凸透镜 D. 凹透镜
【答案】C
【解析】图中眼镜片将字放大，成正立放大的虚像，所以眼镜片是凸透镜。故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。
【变式练1】如图中画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形。其中凸透镜是（ ）
A．a B．b、d C．c D．a、b、c、d
【答案】C
【解析】从四个光线通过透镜的情形可知，a、b、d的折射光线相对于入射光线是发散的，所以都是凹透镜，只有c是凸透镜，且入射光线是从凸透镜的焦点以内发出的，折射光线变得会聚了。故选C。
【变式练2】如图是四个透镜实物图，属于凹透镜的是（ ）
A B C D
【答案】C
【解析】中间薄、边缘厚的透镜叫凹透镜，如：近视镜片，门上的猫眼。
考查角度2. 利用透镜三条特殊光线作光路图
【例题2】（2024安徽省）据晋代张华的《博物志》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则得火。”这种利用冰透镜向日取火的方法，体现了我国古代劳动人民的智慧。如图所示，若把冰块制成的凸透镜正对着太阳，将太阳光看成平行光，冰透镜的焦点为F，请在图中完成光路。
【答案】如图所示
【解析】根据凸透镜对光的三条特殊光线可知，平行于主光轴的光线经凸透镜后向焦点会聚。
【变式练1】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。
【答案】如图所示
【解析】平行于凸透镜主光轴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。
【变式练2】如图所示，请分别画出AB的入射光线和CO的折射光线。
【解析】过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变；延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴，由此画出对应的入射光线。如下图所示：
【变式练3】如图所示，将凸透镜倾斜放置在水平放置的平面镜的左侧，其主光轴与水平面成45°角，请画出其折射光线和通过平面镜反射后的光线，并标出反射角的度数。
【答案】如图所示
【解析】通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，由此可以画出这条入射光线对应的折射光线；过入射点垂直于镜面作出法线，根据反射角等于入射角；入射角为
90°﹣45°＝45°
大小也是45°，如图所示：
考查角度3. 照相投影仪机放大镜等在社会生活中的应用
【例题3】（2024广东省）广东生产的无人驾驶电动垂直起降航空器首飞成功，彰显了我国科技在城市空中交通领域的领先地位。航空器可用于高空摄影、旅游观光等，航空器的摄像头相当于_____透镜，远处的物体通过摄像头成倒立缩小的_____（选填“实”或“虚”）像。在摄像头远离物体的过程中，像的大小将变____。
【答案】 凸 实 小
【解析】航空器的摄像头相当于凸透镜，其成像原理与照相机相同，即物体在二倍焦距以外成倒立、缩小的实像。
在摄像头远离物体的过程中，物距增大，像距减小，像变小。
【变式练1】（2024贵州一模）人们将传统的汽车后视镜换成了电子摄像头（如图甲所示），摄像头将车辆周围的路况成像在车内的显示屏上（如图乙所示），司机通过显示屏即可了解车辆周围的情况。下列关于这种新技术描述正确的是（ ）
A. 摄像头是凸透镜制成的 B. 摄像头利用光的反射成像
C. 显示屏可以面向任意方向安装 D. 摄像头成的是缩小的虚像
【答案】A
【解析】ABD．摄像头是凸透镜制成的，成倒立、缩小的实像，利用光的折射成像，故A正确，BD错误；
C．显示屏为司机提供车辆周围信息，要朝向司机能看见的方向，故C错误。故选A。
【变式练2】（2024广州押题）如图1所示，照相机的主要零件是影像传感器与凸透镜，影像传感器能够把影像贮存起来。
（1）根据图示信息可知，影像传感器成的人像与人比较，成 _____（选填“正立”“倒立”）、_____（选填“放大””缩小”）、_____（选填“实像””虚像”）；
（2）根据成像的特点可以判断，人是在凸透镜的2倍焦距之 _____（选填“外”“内”）；
（3）像在如图2所示的位置（用箭头表示人和像），请你画出人所站的位置_______（保留作图痕迹）。
【答案】 （1）倒立 缩小 实像 （2）外 （3）
【解析】（1）由图示信息可知，影像传感器成倒立、缩小的实像，照相机的原理是，当物距大于2倍焦距时，成倒立缩小的实像，此时像距在1倍焦距和2倍焦距之间。
（2）当物距大于2倍焦距时，成倒立缩小的实像，因此人应该在2倍焦距之外。
（3）凸透镜成像时，经过透镜光心的光线方向不发生偏折，平行于主光轴的光线经过透镜后经过焦点，因此，根据光路可逆现象，可以找到人的位置。
考查角度4. 实像和虚像
【例题4】（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。
【变式练1】下列关于实像和虚像的说法，正确的是（ ）
A．实像不可能与物体等大；
B．实像都是由光的折射形成的；
C．虚像是人的幻觉，并没有光线射入人眼；
D．虚像不能在光屏上呈现
【答案】D
【解析】A．凸透镜成像中，当物距等于两倍的焦距时，成的是倒立的等大的实像，故A错误；
B．小孔成像成的是实像，是光的直线传播形成的，故B错误；
C．虚像是反射光线或者折射光线的反向延长线形成的，能够看到物体的像，是物体的像反射光线进入人眼形成的，故C错误；
D．虚像是反射光线或者折射光线的反向延长线形成的，不能用光屏承接，故D正确。故选D。
【变式练2】我们经常提到的像有：① 小孔成像；② 平面镜成像；③ 放大镜成像；④ 电影银幕上的像；⑤ 水中的倒影；下列判断中正确的是（ ）
A．属于虚像的是②③⑤ B．由于折射而形成的像是①③④
C．属于实像的是①③④ D．由于反射而形成的像是①②⑤
【答案】A
【解析】①小孔成像是由光的直线传播形成的实像；
②平面镜成像是由光的反射形成的虚像；
③放大镜成像属于凸透镜成像，是由光的折射形成的虚像；
④电影银幕上的像，属于凸透镜成像，是由光的折射形成的实像；
⑤ 水中的倒影，是平面镜成像现象，是由光的反射形成的虚像；
综上所述，属于实像的是①④，属于虚像的是②③⑤；由于反射而成的像是②⑤；由于折射而成的像是③④，故A正确，BCD错误。故选A。
考点2 凸透镜成像规律及应用
物距与焦距的关系 像距与焦距的关系 像的性质 应用
倒、正 放大、缩小、等大 虚、实
u＞2f f＜v＜2f 倒 缩小 实 照相机
u=2f v=2f 倒 等大 实 确定凸透镜焦距
f＜u＜2f v＞2f 倒 放大 实 投影仪
u=f 不成像 探照灯
u＜f v＞f 正 放大 虚 放大镜
考查角度1. 探究凸透镜成像规律
【例题5】（2024贵州省）如图所示，用焦距为10cm的凸透镜、高度为6cm的F形光源、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像大小的变化规律，通过测量像的高度反映像的大小。
（1）若要测量光源在光屏上所成像的高度，还需要的测量工具是______。
（2）将光源逐渐靠近凸透镜，移动光屏，三次成倒立实像的相关数据记录如表。分析表中数据，可得出结论：凸透镜成实像时，物距变小，像距变______，像变______。
物高6cm
实验次数 1 2 3
物距/cm 30 20 15
像距/cm 15 20 30
像高/cm 3 6 12
（3）继续移动光源至物距为6cm时，发现无论如何移动光屏，均不能在光屏上成像，人眼应从______（选填“光源”或“光屏”）一侧透过凸透镜观察光源的像，此时能否用（1）问中的测量工具直接测出观察到的像高？______（选填“能”或“不能”）。
（4）若保持光源到光屏的距离为45cm不变，仅移动凸透镜改变物距，则上表中第______次实验的成像情况不能探究，理由是：____________。
【答案】 （1）刻度尺 （2）大 大 （3）光屏 不能 （4）2 第2次实验时，物距和像距之和为40cm，小于45cm
【解析】（1）要测量光源在光屏上所成像的高度，需要长度的测量工具刻度尺。
（2）由表中数据可知，随着物距变小，像距逐渐变大，像的高度变大，则像变大。
（3）移动光源至物距为6cm时，此时物距小于焦距，成虚像，要观察到虚像，人眼应从光屏一侧透过凸透镜观察。
因为虚像不是实际光线会聚得到的，不能呈现在光屏上，则不能用刻度尺测量像的大小。
（4）若保持光源到光屏的距离为45cm不变，若能成清晰的像，物距像距之和应为45cm，而第2次实验时，物距和像距之和为40cm，小于45cm，则第2次实验的成像情况不能探究。
【变式练1】探究凸透镜成像特点时。
（1）小聪将凸透镜正对着太阳光，在透镜下方平行地放上白纸，如图甲所示，绘出如图乙所示图像，测出透镜与白纸间距离s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘制如图乙所示的图像，由图可知，白纸被烤焦的最短时间是2min，对应的s为 cm，此距离即为该透镜的焦距f；
（2）当透镜与蜡烛的距离为15cm时，可在光屏上得到一个倒立、 （选填“放大”“缩小”或“等大”）的清晰实像，利用这一成像原理可制成生活中的 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）；
（3）仅将题（2）中蜡烛和光屏位置对调，在光屏上 （选填“能”或“不能”）得到一个清晰的像，原因是 ；
（4）将蜡烛移至如图丙所示位置，可以透过凸透镜看到烛焰所成的 （选填“虚”或“实”）像；
（5）实验结束后小明认为：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，请你设计一个简单的方法，验证小明的观点： 。
【答案】（1）10；（2）放大；投影仪；（3）能；光路是可逆的；（4）虚；（5）见解析。
【解析】（1）当正对太阳光的凸透镜将阳光会聚为一个最小、最亮的点时、能量最大。这点到凸透镜光心的距离即为焦距，当凸透镜到纸的距离为10cm时将纸烤焦的时间最短、所以此距离即为该凸透镜的焦距。
（2）当透镜与蜡烛的距离为15cm时，物距大于一倍焦距而小于二倍焦距，此时成倒立放大的实像。投影仪是利用凸透镜成放大的实像的原理工作的、照相机是利用凸透镜成缩小的实像的原理工作的、放大镜是利用凸透镜成放大的虚像的原理工作的。
（3）仅将题（2）中蜡烛和光屏位置对调，根据光路可逆可知、光屏上会成倒立、缩小的清晰实像。
（4）图丙中，蜡烛与凸透镜相距6cm，此时物距小于一倍焦距，故物体经透镜成的像是正立的虚像。
（5）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。
【变式练2】某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图像，如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．该凸透镜的焦距是12cm；
B．当u＝15cm时成放大的像，放大镜就是根据这一原理制成的；
C．当u＝30cm时，在光屏上能得到一个缩小像；
D．把物体从距凸透镜10cm处移动到30cm处的过程中，像逐渐变大
【答案】AC
【解析】A．由图知，当物距为24cm时，像距也为24cm，根据凸透镜成像的规律，物距等于2倍焦距时，成倒立等大的实像，此时像距与物距相等，所以2f=24cm，则f=12cm，故A正确；
B．当物距u=15cm时，物距处于f和2f之间，所以成倒立、放大的实像，投影仪就是根据这个原理制成的，故B错误；
C．当u=30cm时，物距大于2倍焦距，所以此时成倒立、缩小的实像，故C正确；
D．把物体从距凸透镜10cm处移到30cm处的过程中，从10cm到12cm，成正立放大的虚像，逐渐变大；在12cm处不成像；从12cm到30cm成实像，像逐渐变小，故D错误。故选AC。
考查角度2. 凸透镜成像规律的应用
【例题6】（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】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。
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。
【变式练1】在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时，在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法中正确的是（ ）
A．该凸透镜的焦距范围为7.5cm＜f＜15cm；
B．光屏上成倒立、放大的实像；
C．透镜不动，蜡烛向右移动，光屏向左移动，可再次得到清晰的像；
D．蜡烛和光屏不动，移动凸透镜到适当位置，光屏上可再次得到清晰的缩小的像
【答案】A
【解析】A．由图，物距大于像距，成倒立缩小实像，物距满足的条件
像距满足的条件
即，
可解得
故A正确；
B．由图，物距大于像距，成倒立缩小实像，故B错误；
C．成实像时，物与像移动方向相同，即透镜不动，蜡烛向右移动，光屏应向右移动，可再次得到清晰的像，故C错误；
D．现在成倒立缩小实像，根据光路可逆，蜡烛和光屏不动，移动凸透镜到适当位置，光屏上可再次得到清晰的放大的像，故D错误。故选A。
【变式练2】蜡烛放在如图所示位置，通过凸透镜成倒立、缩小的像。小红画了图中的光路。下列说法正确的是（ ）
A. 小红画的光路是正确的
B. 透镜成的是虚像
C. 透镜的焦距小于10cm
D. 透镜的焦距大于20cm
【答案】C
【解析】从图像分析，蜡烛在二倍焦距之外，成像在一倍焦距和二倍焦距之间；V＞2f，
即20cm﹥2f， f＞10cm。故选C。
考点3 眼睛与眼镜
1. 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。
2. 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。
考查角度1. 眼睛的构造及视物原理
【例题7】（2024山东烟台）学习小组对于眼睛视物原理进行了探究实践。请你观察图甲中照相机和眼睛的构造，把照相机与眼睛功能类似的部分填入表乙中。
表乙
照相机 ①____ 胶卷 光圈
眼睛 晶状体和角膜 ②____ ③____
【答案】 ①镜头 ②视网膜 ③ 瞳孔
【解析】根据图可知，人的眼睛像一架神奇的照相机，晶状体和角膜相当于镜头；视网膜相当于胶卷（底片）；瞳孔相当于光圈，调节光线的射入量；眼睑相当于快门，快门打开才能有光线进入；快门与眼睑的作用是相同的。
【变式练1】（2023贵州）正常人眼通过调节晶状体厚薄来看清远近不同的物体，如果不注意用眼卫生，可能导致对晶状体厚薄的调节能力减弱。下列分析正确的是（ ）
A. 晶状体变薄时，对光有发散作用；
B. 晶状体变厚时，对光的会聚能力增强；
C. 若晶状体太薄，容易形成远视眼；
D. 若晶状体太厚，可用凹透镜矫正
【答案】BCD。
【解析】AC．晶状体变太薄时，对光的会聚能力减弱，容易形成远视眼，但没有发散作用，故A错误，C正确；
BD．晶状体变太厚时，对光的会聚能力增强，容易形成近视眼，可以用凹透镜矫正，故BD正确。
故选BCD。
【变式练2】如图所示，当我们看远处物体时，远处物体的光线正好聚焦在视网膜上。当我们从看远处物体改为看近处物体时（一般不小于10cm），为了使近处物体成像在视网膜上，晶状体凸度和焦距的变化情况分别是（ ）
A．晶状体凸度变大，焦距变短 B．晶状体凸度变大，焦距变长
C．晶状体凸度变小，焦距变短 D．晶状体凸度变小，焦距变长
【答案】A
【解析】当我们看远处物体时，远处物体的光线正好聚焦在视网膜上，当我们从看远处物体改为看近处物体时，物距减小，若晶状体的凸度和焦距不变，根据凸透镜成像规律可知，此时像距会变大，则成像在视网膜之后。为了使近处物体所成的像前移到视网膜上，应将通过晶状体的光线更加会聚，所以晶状体的凸度要变大，使焦距变短。故选A。
考查角度2. 近视眼和远视眼的成因及矫正
【例题8】（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】 近视 凹
【解析】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。
【变式练1】（2024云南一模）关于近视和远视的成因如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 甲为近视眼，可佩戴凹透镜矫正 B. 乙为近视眼，可佩戴凸透镜矫正
C. 甲为远视眼、可佩戴凸透镜矫正 D. 乙为远视眼，可佩戴凹透镜矫正
【答案】A
【解析】近视眼为晶状体太厚，对光的折射增强，成像在视网膜之前，则甲为近视眼，凹透镜对光起发散作用，则需佩戴凹透镜矫正近视眼；远视眼为晶状体变薄，对光的折射能力变弱，成像在视网膜之后，则乙为远视眼，凸透镜对光起会聚作用，则需佩戴凸透镜矫正远视眼，故A正确，BCD错误。
【变式练2】（2023遂宁）疫情防控期间，为了控制外来人员出入小区，遂宁很多小区装备了人脸识别系统（如图所示）。其中摄像机可以自动将镜头前0.4m处的人脸拍摄成数码照片，则摄像机镜头的焦距应小于 ______（m），该镜头与 ______眼镜属同一类透镜。
【答案】0.2； 远视。
【解析】摄像机摄像时应用的原理是物距大于凸透镜二倍焦距时成缩小、倒立的实像。摄像机可以自动将镜头前0.4m处的人脸拍摄成数码照片，说明0.4m大于二倍焦距，即凸透镜焦距小于0.2米。
因为摄像机的镜头是一个凸透镜，它是与矫正远视眼的眼镜属于同一类透镜。
考点4 跨学科实践（制作望远镜）
需要知道望远镜的构造、原理、原理的光路图、制作的基本过程。
考查角度. 与望远镜制作相关问题
【例题9】如图所示，取两个焦距不同的放大镜，一只手握住一个，把焦距较长的放大镜放在前面远离眼睛，焦距较短的放大镜放在后面靠近眼睛，通过两个放大镜看前面的物体，调整两个放大镜间的距离，直到看得最清楚为止。物体是 （选填“变大”或“变小”）；若接着把两个放大镜的位置前后对调，物体是 （选填“变大”或“变小”）。
【答案】变大，变小。
【解析】通过两个焦距不同的放大镜演示望远镜成像原理，前面焦距大的凸透镜相当于望远镜的物镜，使远处的物体在焦点附近成倒立的实像，后面焦距小的凸透镜相当于望远镜的目镜，用来把这个实像放大，所以我们看到了物体倒立、放大的像。
望远镜的放大倍数等于物镜焦距除以目镜焦距；若望远镜的两个凸透镜位置颠倒，焦距小的作为物镜，焦距大的作为目镜，则放大倍数小于1，成缩小的像。
【变式练1】如图所示，该望远镜的目镜和物镜是由两组凸透镜组成的，下列说法正确的是（ ）
A．第一个用望远镜观测天体并进行绘制的科学家是开普勒
B．目镜的作用相当于投影仪
C．远处景物通过物镜成缩小的像
D．①是物镜，②是目镜
【答案】C.
【解析】A．第一个用望远镜观测天体并进行绘制的科学家是伽利略，故A错误；
B．目镜的作用相当于放大镜，故B错误；
C．望远镜的物镜相当于照相机的镜头，成倒立、缩小的实像，故C正确；
D．靠近眼睛的是目镜，离眼睛较远的是物镜，故D错误。故选C。
【变式练2】物理实践活动课上，小明将半透明纸蒙在较粗纸筒的P端，将凸透镜安装在较细纸筒的Q端（凸透镜未画出），两纸筒套在一起组成模拟照相机，如图所示。通过调节P、Q的间距，他看到了桌子上蜡烛的火焰在半透明纸上成的等大的像，再次调节P、Q的间距，他看到了窗外更远处大树在半透明纸上成的像。下列对大树的像描述正确的是（ ）
A. 倒立、缩小的实像 B. 倒立、放大的实像
C. 正立、放大的虚像 D. 正立、缩小的虚像
【答案】A
【解析】通过调节P、Q的间距，他看到了桌子上蜡烛的火焰在半透明纸上成的等大的像，由凸透镜成像规律可知，物距等于像距，等于二倍焦距时，成倒立、等大的实像，所以凸透镜的二倍焦距小于P、Q的间距；看到了窗外更远处大树在半透明纸上成的像时，由于窗外更远处大树与凸透镜的距离大于二倍焦距，由凸透镜成像规律可知，成倒立、放大的实像，故A正确，BCD错误。故选A。
易错点1.对透镜的会聚作用和发散作用理解不深刻导致物理观念错误
（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。
易错点2.认为能看见的像是实像看不见的就是虚像
掌握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。
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
另外，由于实验操作出现问题，看不到像，但确实存在这个实像，这时就不能马上下结论，应该深入思考，寻找问题原因。
易错点3.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。
易错点4.对凸透镜成像的动态变化规律理解不到位，导致错误
（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。
【例一】（2024湖北一模）如图所示，两束光线经过一个透镜后相交于主光轴上的A点，取走透镜后，光线相交于B点，则该透镜为 （填“凸透镜”或“凹透镜”），由此说明，能把光线相交于一点的透镜 （填“一定”“不一定”或“一定不”）是凸透镜。
【答案】凹透镜；不一定。
【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；可见，在此种情况下，会聚的入射光线经过凹透镜折射后也会会聚于一点；而凸透镜对光线有会聚作用，凸透镜也可以将光线会聚于一点。
【例二】（2024青海省）航天员舱外航天服配有风扇系统和无线电系统。手套上有平面镜，可以随时察看自己身上的各种开关，手心部位有颗粒状橡胶；头盔两侧各有一个照明灯，方便航天员在舱外工作。航天员通过平面镜看到的是开关的______（选填“虚”或“实”）像，手套手心部位有颗粒状橡胶是为了______（选填“增大”或“减小”）摩擦力。
【答案】 虚 增大
【解析】平面镜成的像是由于光的反射形成的虚像，因此航天员通过平面镜看到的是开关的虚像。
手套手心部位有颗粒状橡胶是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
【例三】（2023通辽）同学们为了探究平面镜成像的特点，准备了平面镜、玻璃板、两支相同的蜡烛A和B、光具座、光屏等实验器材。
（1）如图所示，将一只点燃的蜡烛A放置在光具座的甲位置，选用_______（选填“平面镜”或“玻璃板”）竖直放置在乙位置，未点燃的蜡烛B放置在乙位置右侧，移动蜡烛B到丙位置时，发现蜡烛B与蜡烛A的像完全重合；
（2）取下蜡烛B，并在丙位置处放一光屏，光屏上不能承接到蜡烛A的像，说明平面镜成的像是_______（选填“实像”或“虚像”）；
（3）接着同学们想利用上述装置探究凸透镜成像规律，将乙处器材换成一个凸透镜，再将蜡烛A移至35cm刻度线处，丙位置的光屏上恰好出现了烛焰清晰的像，生活中的__________（选填“照相机”“投影仪”或“ 放大镜”）就是利用这一原理工作的。此时，用直径相同、焦距更大的凸透镜替换原凸透镜，移动光屏也得到了清晰的像，则此时的像较原来的像______（选填“变大”“变小”或“不变”）；
（4）在上一步实验的基础上，小明将一远视镜片放在凸透镜与蜡烛之间，要使光屏上还能呈清晰的像，可将光屏适当向_______（选填“左”或“右”）移动。
【答案】（1）玻璃板；（2）虚像；（3）投影仪；变大；（4）左。
【解析】（1）玻璃既能透光又能反射光使物体成像，能看到前面物体在玻璃板后面成的像，也能看到玻璃板后面的物体，便于确定像的位置。所以实验中用玻璃板代替平面镜。
（2）实像能用光屏承接，虚像不能用光屏承接，光屏上没有承接到A的像，说明成的是虚像。
（3）由图可知，将蜡烛A移至35cm刻度线处，此时物距小于像距，成的是倒立、放大的实像，故属于投影仪的成像原理。
当焦距变大时，光线会聚会晚一些，像距变大，所成的像会变大。
（4）远视眼镜片是凸透镜，对光线有会聚作用，将其放在中间，成像会往左移动，故将光屏适当向左移动。
【例四】（2023扬州）如图1，在装有水的杯子里，小红将一支铅笔分别紧贴杯壁内、外竖直放置，两次都观察到铅笔放大的像，俯视图如图2、图3所示，下列说法正确的是（ ）
A. 图2中铅笔向前移，像一直变小；
B. 图2中铅笔向前移，像先变小后变大；
C. 图3中铅笔向后移，像一直变大；
D. 图3中铅笔向后移，像先变小后变大
【答案】A
【解析】AB．圆柱形水杯相当于凸透镜，图2中，铅笔紧贴杯子后面部分的内壁，此时杯子前面部分相当于凸透镜，当铅笔前移时，位于焦点以内的铅笔物距不断减小，所成正立放大的虚像逐渐变小，故A正确，B错误；
CD．图3中，铅笔向后移，凸透镜焦距不变，在焦点以内，铅笔的虚像随着物距的增大而变大，移动到焦点以外，随着物距的增大，铅笔所成的实像逐渐变小，即像先变大后变小，故CD错误。故选A。
【针对性训练】
1. （2024四川内江一模）在以下四种透镜中，能对光线起会聚作用的是______。如图所示，是小臻同学用激光分别射向戊、己两透镜后光的传播路径，由图可知______（选填“戊”或“己”）透镜是凸透镜，对光线具有______作用。
【答案】 甲、丙 己 会聚
【解析】由图可知，甲、丙透镜中间比边缘厚是凸透镜，对光线具有会聚作用，乙、丁透镜中间比边缘薄是凹透镜，对光线具有发散作用。
通过戊透镜的光线比起入射光线更加远离主光轴，所以戊透镜对光线有发散作用，因此戊是凹透镜，从图知，通过己透镜的光线比入射光线向主光轴靠拢，所以己透镜对光线有会聚作用，因此己是凸透镜。
2.（2023益阳一模）点燃蜡烛，烛焰通过焦距为20cm的凸透镜甲成缩小的像。现用焦距为10cm的凸透镜乙替代透镜甲，且保持烛焰和透镜的位置不变，烛焰通过凸透镜乙所成的像是（ ）
A. 缩小的实像 B. 放大的虚像 C. 倒立的虚像 D. 正立的实像
【答案】A
【解析】点燃蜡烛，烛焰通过焦距为20cm的凸透镜甲成缩小的像，说明物距大于二位焦距；现用焦距为10cm的凸透镜乙替代透镜甲，且保持烛焰和透镜的位置不变，物距仍大于二焦距，烛焰通过凸透镜乙所成的像是倒立缩小的实像，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
3.（2024江西二模）某同学探究凸透镜成像规律时，光屏上得到了烛焰清晰的像（像未画出），如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 光屏上的像是正立的 B. 光屏上的像是放大的
C. 投影仪是利用此成像原理制成的 D. 撤去光屏，烛焰的像仍然在原处
【答案】D
【解析】ABC．如图所示，物距大于像距，光屏上能够得到了烛焰清晰的像，所成的是倒立缩小的实像，照相机是利用此成像原理制成的，故ABC错误。
D．光屏是呈现蜡烛所成的像，不会影响成像的特点，撤去光屏，烛焰的像仍然在原处，故D正确。故选D。
4.（2024辽宁一模）如图甲中，凸透镜的焦距为10cm。保持透镜位置不变，当蜡烛在25cm刻度处时，则下列说法正确的是（ ）
A．为了找到像的位置，光屏应在光具座的60-70cm的刻度范围内移动；
B．为了找到像的位置，光屏应在光具座的大于70cmn的刻度范围内移动；
C．在光屏上所成烛焰的像应该是图乙中的（d）图；
D．利用这种成像原理可以制成照相机
【答案】AD
【解析】AB．此时物体处于2倍焦距以外，为了找到像的位置，光屏应在1倍焦距和2倍焦距之间，所以光屏应在光具座的（60~70）cm的刻度范围内移动，故A正确，B错误；
C．由于物体在2倍焦距以外，即此时能成一个倒立缩小的实像，故此时的像应是图乙中的（b）图，故C错误；
D．由于物体在2倍焦距以外，利用这种成像原理可以制成照相机，故D正确。故选AD。
1. 在图中，根据折射光线画出对应的入射光线。
【答案】如图所示
【解析】通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴射出，过光心的光线传播方向不变。
2. （2023南充）如图所示，一束光射向凸透镜，请画出该光经过凸透镜、凹透镜的折射光路。
【解析】过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴，平行于主光轴的光线经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过凹透镜的虚焦点，如图所示：
3.（2023甘肃兰州） 请画出由点发出的光经过凸透镜后的折射光线。
【答案】如图所示。
【解析】过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。如图所示。
4．（2022沈阳）如图所示，有一条经过平面镜反射过点P的反射光线且平行于主光轴入射到凹透镜上，S'为像点，请确定点光源S的位置，并补全光路图。
【答案】如图所示。
【解析】作像点S′关于镜面的对称点S，即为光源S的位置；连接SO，可得即为入射光线；平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点，如图所示。
5. （2023包头）物理课上，同学们用凸透镜观察周围的物体，透过凸透镜不能看到的像是（ ）
A. 正立放大的像 B. 正立缩小的像 C. 倒立放大的像 D. 倒立缩小的像
【答案】B。
【解析】AB．当u＜f，成正立放大的虚像，故A不符合题意，B符合题意；
C．f＜u＜2f,成倒立放大的实像，应用于幻灯机，故C不符合题意；
D．当u> 2f，成倒立缩小的实像, 应用于照相机，故D不符合题意；故选B。
6. （2023孝感）如图是超市安装的一种刷脸自助储物柜。某顾客站在屏幕前50cm处，按下“存”按钮，屏幕上方的摄像头启动，出现人脸缩小的像，柜门打开。下列说法正确的是（ ）
A. 该摄像头相当于一个凹透镜 B. 该摄像头对光线具有发散作用
C. 该摄像头的焦距可能是0.20m D. 该摄像头成像原理是光的反射
【答案】C
【解析】A．该摄像头相当于一个凸透镜，当人站在透镜二倍焦距之间以外时，在摄像机中成倒立、缩小的实像，故A错误；
B．该摄像头是凸透镜，对光线具有会聚作用，故B错误；
C．顾客刷脸时，距摄像头50cm，物距
由此可知，该摄像头的焦距，因此摄像头的焦距可能是0.20m，故C正确；
D．凸透镜成像是由于光的折射，该摄像头成像原理与凸透镜成像原理相同，都是光的折射，故D错误。
故选C。
7. （2024四川广元）“问天”学习小组在实验室研究投影仪的成像特点。
（1）他们将投影片放在载物台上，调节镜头的位置，屏幕上出现清晰、倒立、放大的实像，是因为投影片放在了距离镜头________的位置；（只填下列正确选项前的序号）
A.二倍焦距以外
B.一倍焦距到二倍焦距之间
C.一倍焦距以内
（2）他们将投影片到镜头的距离调大，同时将镜头到屏幕的距离调小，当屏幕上再次出现清晰的像时，与（1）中的像相比，像________。（选填“变大”“不变”或“变小”）
【答案】 （1）B （2）变小
【解析】（1）根据题意知道，屏幕上出现清晰、倒立、放大的实像，所以，投影片放在了距离镜头一倍焦距和二倍焦距之间的位置，故B符合题意，AC不符合题意。
故选B。
（2）根据凸透镜成像的规律知道，成实像时，物像异侧，物距变大，像距变小，像变小；物距变小，像距变大，像变大，简记为“物远像近像变小，物近像远像变大”。“投影片到镜头的距离调大”即物距变大，“同时将镜头到屏幕的距离调小”，即像距变小，所以，与（1）中的像相比，像变小。
8. （2023广元）某物理兴趣小组在“探究凸透镜成像规律”时，将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜两侧，实验前调整好实验器材。如图所示，将蜡烛移至25cm刻度线处，移动光屏，呈现在光屏上清晰的像的特点是（ ）
A. 倒立、缩小的实像 B. 正立、放大的虚像
C. 倒立、放大的实像 D. 与投影仪的成像特点相同
【答案】A
【解析】凸透镜的焦距是10cm，由题可知，此时的物距是25cm，物距大于2倍焦距，移动光屏，就会得到倒立、缩小的实像；此时的成像特点与照相机的成像特点相同。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
9. （2024江苏扬州）在探究凸透镜成像规律时，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，光屏上的像清晰，此成像规律的应用是（ ）
A. 照相机 B. 放大镜 C. 摄像机 D. 投影仪
【答案】D
【解析】如图，此时物距小于像距，成的是倒立、放大的实像，此成像规律的应用是投影仪，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。
10. （2023甘孜州）如图所示，患近视的同学看远处物体时，成像在视网膜前，要使像成在视网膜上，人应该______（选填“靠近”或“远离”）物体，或者佩戴一个由合适的______（选填“凸”或“凹”）透镜制成的眼镜。
【答案】靠近； 凹。
【解析】患近视的同学看远处物体时，成像在视网膜前，要使像成在视网膜上，人应该靠近物体，也即是减小物距，根据凸透镜成像规律，物距减小像距增大，像变大。
患近视的同学可以佩戴由适当度数的凹透镜制成的近视眼镜，这是利用凹透镜对光线有发散的作用，平行光线经凹透镜发散后射入晶状体，能增大光线聚焦范围，使像刚好成在视网膜上。
11．（2023南宁）用凸透镜制作简易望远镜，对望远镜工作原理分析，错误的是（ ）
A．望远镜的目镜成的是正立放大的虚像
B．望远镜的两个透镜，可以用老花镜的镜片来代替
C．远处的物体经过物镜成的像落在目镜焦点以内
D．望远镜的物镜成的是倒立放大的实像
【答案】D
【解析】ABC．望远镜的物镜与目镜两个透镜都是凸透镜，可以用老花镜的镜片来代替。远处的物体经过物镜成的像落在目镜焦点以内，目镜成的是正立放大的虚像，故ABC正确，不符合题意；
D．望远镜的物镜成的是倒立缩小的实像，像在一倍焦距到两倍焦距之间，故D错误，符合题意。
故选D。
12.（2023四川内江）如图所示中______图（选填“甲”或“乙”）表示近视眼成像示意图．矫正近视眼应佩戴眼镜的镜片是____透镜（选填“凸”或“凹”）
【答案】乙；凹
【解析】图中乙图表示近视眼成像，会聚点在视网膜之前，应该佩戴凹透镜进行矫正．故答案为：乙，凹．正常的眼睛可以将光线会聚在视网膜上．近视眼会将光线会聚在视网膜之前，应该佩戴凹透镜进行矫正．远视眼会将光线会聚在视网膜之后，应该佩戴凸透镜进行矫正．
13.（2022海南）如图所示是简易天文望远镜的内部结构，远处的物体经过物镜成一个倒立缩小的实像，落在目镜______的位置；这个实像经过目镜成一个正立______的虚像。如果你想制作简易天文望远镜，没有现成的透镜，可以选用合适的_______(填“近视”或“远视”）镜片来代替。
【答案】缩小，一倍焦距内，远视
【解析】望远镜的物镜相当于照相机，物距大于2倍焦距，成一个倒立、缩小的实像，该像应该落在目镜的一倍焦距之内，然后放大成正立、放大的虚像。物镜和目镜都是由凸透镜组成，所以制作望远镜时，应该选用远视眼的镜片。
14. （2024黑龙江大庆）某实验小组探究凸透镜成像的实验，装置如图：
（1）当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时，光屏上出现一个清晰的烛焰的像，这个凸透镜的焦距可能是________（填选项字母）；
A. B. C. D.
（2）小庆同学把蜡烛向右移动一小段距离，发现光屏上烛焰的像变模糊了。要在光屏上得到烛焰清晰的像，他可以将光屏向_______（填“左”或“右”）移动；
（3）完成上述探究后，小庆同学把凸透镜换成一块薄玻璃板，透过玻璃板能看到烛焰正立、_______（填“放大”“缩小”或“等大”）的像，把光屏移到像所在的位置，直接观察光屏，光屏上_______（填“有”或“没有”）烛焰的像。
【答案】（1）B （2）右 （3）等大 没有
【解析】（1）由图知道，此时物距为
40cm-10cm=30cm
由凸透镜成像规律知道，此时u＞2f
即 30cm＞2f ①
像距v=55cm-40cm=15cm
此时2f＞v＞f
即2f＞15cm＞f ②
综合①②解得
7.5cm＜f＜15cm
故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
（2）把蜡烛向右移动一小段距离，物距减小，像距增大，故应调整光屏向右移动。
（3）平面镜成正立、等大的虚像，虚像不能在光屏上呈现，所以光屏上没有这个像。
15. （2024山东烟台）在探究近视眼和远视眼成因与矫正的主题实践中，该小组利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，如图甲所示。具体操作如下：
①将蜡烛、水透镜和光屏依次摆放在水平光具座上，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，水透镜对光的偏折能力变______，此时屏上的像变得模糊，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的______；
④将光屏移回原来标记的位置，选择不同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，如图丙所示，这说明矫正近视眼应配戴______透镜；
⑤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。
⑥眼睛是心灵的窗户，我们要增强保护视力的意识，做到科学用眼，积极防控近视。请写出一条预防近视的措施。
【答案】 ① 同一高度 ③. 强 前方 ④凹 ⑥见解析
【解析】①将蜡烛、水透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调整它们的高度，使烛焰、水透镜和光屏三者中心大致在同一高度，是为使烛焰的像成在光屏的中心。
③用注射器向水透镜里加适量的水，水透镜变厚，焦距变短，水透镜对光的偏折能力变强。
④根据近视眼的成因可知，远处来的光线经晶状体后，在视网膜前会聚，这是晶状体太厚，聚光能力太强或眼球前后距离太远造成的，是近视眼，要佩戴对光有发散作用的凹透镜矫正。
⑥预防近视的措施有：读书姿势要正确，眼与书的距离要在33cm左右；看书、看电视或使用电脑一小时后要休息一下，要远眺几分钟；要定期检查视力，认真做眼保健操；不在直射的强光下看书；不在光线暗的地方看书；不躺卧看书；不走路看书。
16. （2024四川眉山）小龙在“探究凸透镜成像的规律”实验中，进行了如下探究：
（1）如图甲所示，平行光正对着凸透镜照射，光屏上出现一个最小、最亮的光斑，则凸透镜的焦距是______cm；
（2）将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，点燃蜡烛，发现烛焰在光屏上所成的像如图乙所示，产生这一现象的原因是烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心______（选填“在”或“不在”）同一高度；
（3）如图丙所示，光屏上呈现清晰的像，与生活中______（选填“放大镜”“照相机”成“投影仪”）原理相同。凸透镜位置不动，将蜡烛向凸透镜方向移动10cm，为了在光屏上呈现清晰的像，应将光屏向______（选填“左”或“右”）移动，像将变______；
（4）手机的摄像头相当于凸透镜，在日常生活中该类透镜可以用来矫正______（选填“近视眼”或“远视眼”）。
【答案】 （1） （2）不在 （3） 照相机 右 大 （4）远视眼
【解析】（1）让一束平行光正对凸透镜，移动光屏，直到在光屏上出现最小、最亮的光斑，由此可知该凸透镜的焦距为
（2）图中蜡烛的像不在光屏中心，产生这一现象的原因是烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心不在同一高度。
（3）从图丙可以看到，物距大于像距，根据凸透镜的成像规律可知，成倒立、缩小的实像，而照相机成像特点与之相同。
凸透镜位置不动，将蜡烛向凸透镜方向移动10cm，此时的物距为20.0cm，物距在二倍焦距处，此时成倒立等大实像，因此像距也在二倍焦距处，应将光屏向右移动，此时像和之前相比变大了。
（4）凸透镜对光线有会聚作用，这种眼镜是用来矫正远视眼的。
