第03章　透镜及其应用 学案 2025年中考物理一轮复习考点探究（河北）（含答案）

第三章　透镜及其应用
2022课程标准
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。
考点一　透镜
分类 凸透镜 凹透镜
外形特征 中间厚边缘薄 中间薄边缘厚
光学作用 ①　　　 ②　　　
三条特殊 光线
实际应用 照相机、投影仪、放大镜、远视眼镜 近视眼镜
凸透镜表面的凸起程度决定了其焦距的长短。凸透镜表面越凸,焦距越短,折光能力越强。
考点二　凸透镜成像规律及其应用
物距u 像的特点 像距v 应用
u>2f ③　　 　 　　 　 ④　 　　 ⑤　　 　
u=2f ⑥　　 　 　　 　 v=2f 测焦距
fu=f 不成像 / /
uu(物像同侧) 放大镜
(1)凸透镜成像规律可以概括为“二倍焦距分大小,一倍焦距分虚实”。
(2)成实像时,物距增大,像距减小,像变小;成虚像时,物距增大,像距增大,像变大。
考点三　眼睛和眼镜
眼睛与照相机
眼睛 照相机
承像元件 视网膜 胶片
看远近不同的 物体时的调节 调节焦距 调节像距
成像特点 ⑩　　　　、　　　　的　　　　像
近视眼和远视眼
近视眼 远视(老花)眼
症状 　　　　处清晰, 　　　　处模糊 　　　　处清晰, 　　　　处模糊
成因与图示 晶状体太厚,折光能力太　　　,成像于视网膜前 晶状体太薄,折光能力太　　　,成像于视网膜后
矫正
考点四　显微镜和望远镜
显微镜 望远镜
物镜 成倒立、放大的实像,相当于投影仪 成倒立、缩小的实像,相当于照相机
目镜 成正立、放大的虚像,相当于　　　　镜
特点 物镜成倒立的　　　　像,目镜成正立的　　　　像,所以人眼看到的是物体　　　　立的像
(人教八上图5.1-4) (教科八上图4-5-4) 命题点:放大镜原理 如图为许多同学用透镜所做的游戏。从游戏中可以看出透镜对光有　　　　作用,此时亮点到放大镜的距离就是　　　　。
(人教八上图5.2-1甲) 命题点:照相机原理 如图为照相机的成像原理图。它的镜头相当于一个　　　　透镜,用照相机拍照时,物体到镜头的距离应该　　　　　　　,这时在胶片上会得到　　　　、　　　　的　　　　像。
(人教八上图5.2-3) 命题点:投影仪原理 如图为投影仪的成像示意图。在放映投影片时,为了使屏幕上的像缩小一些,应使幻灯机的镜头离投影片　　　　(选填“远”或“近”)一些,并　　　　(选填“增大”或“减小”)投影片与屏幕间的距离。
(人教八上图5.3-3) 命题点:凸透镜成像规律 如图,找一个圆柱形的玻璃瓶,里面装满水。把一支铅笔水平地放在玻璃瓶的一侧,透过玻璃瓶,可以看到那支铅笔的形状　　　　(选填“不变”或“变化”)。把铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动时,透过玻璃瓶会看到铅笔尖会逐渐　　　　(选填“变长”或“变短”)。
重难点　凸透镜成像规律及应用
(2024·衡水模拟)如图所示,烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度,该凸透镜的焦距为10.0 cm,凸透镜的位置保持不变。假设光具座足够长,下列说法错误的是 (　　)
A.蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时,所成的像逐渐变小
B.当蜡烛放在图中A区时,光屏应放在图中D区才可能呈现清晰的像
C.蜡烛放在B区时,成像原理与投影仪的成像原理相同
D.实验中随着蜡烛的燃烧,光屏上烛焰的像逐渐上移
　 (2024·迁安二模)小亮在探究“凸透镜成像规律”实验中,通过实验得到的凸透镜成实像时的像距v和物距u的关系图象如图甲所示。下列说法正确的是 (　　)
甲乙
A.实验所用的凸透镜的焦距为20 cm
B.图乙中的成像规律可应用于照相机
C.实验一段时间后,烛焰的像位于光屏的下方
D.在图乙中的透镜和光屏之间放一个近视眼镜后,可将蜡烛向左移,光屏上仍会出现清晰的像
(1)凸透镜成像规律汇总
(2)更换透镜后像的变化
所换凸透镜焦距越小,会聚能力越强,故像距变小,像变小;所换凸透镜焦距越大,会聚能力越弱,故像距变大,像变大。
(3)组合透镜
凸透镜+远视镜(凸透镜):增强了会聚作用,光线会提前会聚。
凸透镜+近视镜(凹透镜):减弱了会聚作用,光线会延后会聚。
实验　　探究凸透镜成像的规律
实验装置图
实验器材及作用
凸透镜、光屏、蜡烛、光具座(带刻度尺)。
(1)光具座:便于测量物距和像距。
(2)光屏:承接蜡烛的像。
(3)凸透镜:对光线有　　　　作用,应放在蜡烛和光屏　　　　。
实验注意事项
(1)为了使实验现象更明显,本实验应该在　　　　的环境中进行。
(2)调节烛焰、凸透镜和光屏,使三者的中心大致在同一　　　　,使像成在光屏的　　　　。
实验结论
(1)当u>2f时,f(2)当u=2f时,v=2f,成倒立、　　　　的实像。
(3)当f2f,成倒立、　　　　的实像。
(4)当u=f时,不成像。
(5)当u 交流与反思
(1)当透镜被纸遮住一部分以后,光屏上会成　　　　　　　的像。
(2)随着探究活动的进行,蜡烛越烧越短,发现烛焰在光屏上所成的像逐渐向　　　移动,为了使烛焰成的像位于光屏中央,应将光屏或蜡烛　　　　,或者将透镜　　　。
(3)当物距小于一倍焦距时,成正立、放大的虚像,像不能成在光屏上,所以眼睛应在　　　　一侧观察成像情况。
(4)无论怎么移动光屏,都找不到像的原因,可能是:
①蜡烛在　　　　　　　;
②蜡烛在　　　　　　上;
③烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在　　　　　　。
(5)当光屏上成清晰的像时,蜡烛和光屏互换位置后,光屏上　　　　成清晰的像(光路可逆)。
(6)当凸透镜前加远视镜(凸透镜)时,光线会提前会聚,像距变小,像变小,光屏应该向着　　　　透镜的方向移动;当加近视镜(凹透镜)时,光线会延迟会聚,像距变大,像变大,光屏应该向着　　　　透镜的方向移动。
(7)换用焦距更小的凸透镜:对光的会聚能力变强,像距变小,像变小,为了使光屏上能成清晰的像,光屏应该向　　　　透镜的方向移动;换用焦距更大的凸透镜:对光的会聚能力变弱,像距变大,像变大,为了使光屏上能成清晰的像,光屏应该向　　　　透镜的方向移动。
某小组在“探究凸透镜成像的规律”的实验中:
(1)实验前,要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在　　　　　。
(2)通过调整,恰好在光屏上得到与烛焰等大的像(像未画出),如图甲所示,则所用凸透镜的焦距是
　　　　cm。
甲
(3)在图中,把蜡烛向左移动15 cm,凸透镜的位置不变,应把光屏向　　　　(选填“左”或“右”)适当调节,才能在光屏上得到烛焰清晰的倒立、　　　　(选填“放大”“缩小”或“不变”)的实像。若改用焦距为15 cm的凸透镜继续进行实验,如果不改变蜡烛和凸透镜的位置,要在光屏上成清晰的像,应把光屏向　　　　(选填“左”或“右”)适当调节。
(4)在探究凸透镜成像的过程中,他们又尝试用白纸遮挡住凸透镜的一半,发现在光屏上　　　　
(选填“仍能”或“不能”)呈现烛焰完整的像。
【补充设问】
(5)当烛焰在距离凸透镜12 cm处时,移动光屏,可在光屏上得到一个倒立、　　　　(选填“放大”或“缩小”)的实像,生活中的　　 　　(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)就是利用这个原理制成的。
(6)若在第(2)问的位置将蜡烛靠近凸透镜,光屏上的像将会模糊,若在透镜前放置一个焦距合适的　　　　　　(选填“近视”或“远视”)眼镜,光屏上的像也可以再次清晰。
(7)保持凸透镜位置不动,把蜡烛移到45 cm处,无论怎样移动光屏,光屏上始终承接不到像,能观察到像的方法是
　 。
(8)实验过程中发现像的位置偏高,如图乙所示,为了能使像成在光屏的中央,应将凸透镜向　 　　
(选填“上”或“下”)调节。
乙
(9)当蜡烛在光具座35 cm的位置时,在光屏上可观察到一个清晰倒立、放大的实像,若想得到一个清晰倒立、缩小的实像,蜡烛应向　　　　(选填“远离”或“靠近”)凸透镜的方向移动,同时光屏应向　　　　(选填“远离”或“靠近”)凸透镜的方向移动。
(10)如图丙,将点燃的蜡烛置于凸透镜的一倍焦距以内,人眼观察到其放大的像,若将一光屏置于图中虚线处,则人眼观察到烛焰的像　　　　。
丙
A.没有变化 B.会被遮挡
C.能成在光屏上 D.亮度变暗
(11)小组同学认为: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,验证该观点:

　 。
命题点一　凸透镜成像规律的应用
(2023·河北改编)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛、焦距为10 cm的凸透镜、光屏位置如图所示时,光屏上恰好呈现烛焰清晰的像。下列说法正确的是 (　　)
A.投影仪就是利用这一规律成像的
B.将蜡烛放置在35 cm刻度处,仅向右移动光屏,能得到清晰、倒立、放大的实像
C.若飞来一只小虫落在凸透镜上,遮住凸透镜的部分区域,则光屏上烛焰的像不再完整
D.蜡烛、凸透镜、光屏位置不动,用焦距为8 cm的凸透镜替换该透镜,光屏上能成清晰的像
(2022·河北改编)小明利用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。将蜡烛放在凸透镜左侧适当位置,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在光屏上成清晰的像,分别测出物距u和像距v,实验数据如下表。下列说法正确的是 (　　)
实验次数 1 2 3 4 5
物距u/cm 60 30 20 15 12
像距v/cm 12 15 20 30 60
A.该凸透镜的焦距为20 cm
B.从第1次实验到第5次实验,成在光屏上的像越来越小
C.当u=45 cm时,移动光屏,可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像
D.第5次实验后,在贴近凸透镜左侧放一眼镜片,向右移动光屏,能在光屏上成清晰的像,则眼镜片对光起会聚作用
(2020·河北)在探究凸透镜成像的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(像未画出)。下列说法正确的是 (　　)
A.凸透镜的焦距是20 cm
B.将蜡烛和光屏都向右移动,光屏上可成清晰的像,该成像规律应用在照相机上
C.在贴近凸透镜的左侧放置一眼镜片,只向左移动光屏,可在光屏上成清晰、缩小的像,该镜片对光起发散作用
D.用f=15 cm的凸透镜替换图中透镜,只向右移动光屏,可在光屏上成清晰的像
(2019·河北改编)如图所示,小明将凸透镜(f=10 cm)固定在光具座40 cm的位置,探究凸透镜的成像规律。下列说法不正确的是(　　)
A.将蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,像逐渐变小
B.当光屏上成清晰的像时,拿开光屏,眼睛在一定范围内仍能看到像
C.将蜡烛放在10 cm处,移动光屏,光屏上可得到倒立、缩小的清晰的像
D.当光屏上成清晰的像时,在贴近凸透镜左侧的位置放一远视镜片,向右移动光屏,光屏上仍能得到清晰的像
(2018·河北)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(像未画出)。则下列说法正确的是 (　　)
A.照相机应用了这一成像规律
B.蜡烛燃烧一段时间后,光屏上的像会向下移
C.蜡烛不动,将透镜移至35 cm处,移动光屏可能得到倒立的清晰像
D.更换一个焦距小的凸透镜,只移动透镜仍可在光屏上得到清晰的像
(2017·河北改编)在探究凸透镜成像规律的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(像未画出),下列说法正确的是 (　　)
A.凸透镜的焦距可能是8 cm
B.图中凸透镜成像的特点应用在了投影仪上
C.保持透镜和光屏位置不动,移动蜡烛,烛焰仍可在光屏上成清晰的像
D.保持蜡烛和光屏位置不动,移动凸透镜,光屏上能成放大的清晰的烛焰像
(2024·河北)如图所示,烛焰经凸透镜在光屏上成清晰的像,此成像原理可用于制作　　　　　。不改变蜡烛与光屏的位置,向　　　　　(选填“左”或“右”)移动凸透镜到某一位置,能再次在光屏上成清晰的像。若烛焰的高度大于凸透镜的直径,在足够大的光屏上　　　　　(选填“能”或“不能”)成清晰且完整的像。
命题点二　探究凸透镜成像规律
(2021·河北)小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像的规律。
(1)实验前,使　　　　　　　　　　在同一水平高度。
(2)当蜡烛、凸透镜、光屏在如图所示的位置时,光屏上出现了等大、清晰的像,此凸透镜的焦距为
　　　　cm。
(3)保持凸透镜位置不动,在(2)实验基础上,想要在光屏上得到缩小、清晰的烛焰像,接下来的操作是　 。
(4)保持凸透镜位置不动,把蜡烛移到光具座45 cm刻度处,无论怎样移动光屏,光屏上始终接收不到像。小明观察到像的方法是
　 。
【详解答案】
教材考点·深度梳理
①会聚　②发散　③倒立、缩小、实像
④f⑥倒立、等大、实像　⑦倒立、放大、实像
⑧v>2f　⑨正立、放大、虚像
⑩倒立　缩小　实　近　远
远　近　强　弱　凹透镜
凸透镜　放大　实　虚　倒
教材图片·解读延伸
1.会聚　焦距
2.凸　大于二倍焦距　倒立　缩小　实
3.远　减小
4.变化　变长
重点难点·提升训练
重难点　
例B　解析:蜡烛从图中位置逐渐远离透镜,此时物距增大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,所成的像逐渐变小,故A正确;当蜡烛放在图中A区,此时u>2f,根据u>2f,2f>v>f,成倒立、缩小的实像,因此光屏应放在图中E区才可能呈现清晰的像,故B错误;蜡烛放在B区,此时物距2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于投影仪,故C正确;实验中随着蜡烛的燃烧,蜡烛会变短,根据过光心的光线传播方向不变可知,光屏上烛焰的像逐渐上移,故D正确。
变式训练
D　解析:由图甲可知,u=v=20 cm,根据u=v=2f,成倒立、等大的实像,即2f=20 cm,则该凸透镜的焦距f=10 cm,故A错误;由图乙可知,此时物距大于二倍焦距,像距等于一倍焦距,光屏上不能成清晰的像,故B错误;实验一段时间后,蜡烛会变短,根据过光心的光线传播方向不变可知,烛焰的像将位于光屏的上方,故C错误;在图乙中的透镜和光屏之间放一个近视眼镜,近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用,会将光线推迟会聚成像,此时像成在光屏的右侧,若将蜡烛向左移,物距增大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,光屏上仍会出现清晰的像,故D正确。
重点实验·完全突破
实验
2.(3)会聚　之间
3.(1)较暗　(2)高度　中央
4.(1)倒立　(2)等大　(3)放大　(5)虚
5.(1)完整的较暗　(2)上　上移　下移
(3)光屏　(4)①一倍焦距内　②焦点
③同一高度　(5)能　(6)靠近　远离
(7)靠近　远离
即时演练
(1)同一高度　(2)10.0　
(3)左　缩小　右　(4)仍能
(5)放大　投影仪　(6)远视　
(7)撤去光屏,从光屏一侧向凸透镜方向观察　(8)下　(9)远离　靠近　(10)A　(11)沿垂直于光具座方向水平吹动烛焰,观察光屏上像的晃动方向是否与烛焰的晃动方向相反(合理即可)
解析:(1)探究凸透镜成像规律的实验时,点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度,这样可使蜡烛烛焰的像完整地呈现在光屏的中央。(2)通过调整,恰好在光屏上得到烛焰等大的像,则此时的物距等于像距等于2f,即50.0 cm-30.0 cm=20.0 cm=2f,则f=10.0 cm。(3)把蜡烛向左移动15 cm,凸透镜的位置不变,此时的物距变大,像距减小,所以应把光屏向左移动,光屏上才能呈现清晰的像;因为此时的物距大于二倍焦距,所以成倒立、缩小的实像;若改用焦距为15 cm的凸透镜继续进行实验,由于焦距变大,会聚能力变弱,像距变大,要在光屏上成清晰的像,应把光屏向右适当调节。(4)当用白纸将凸透镜的一半挡住后,整个烛焰发出的光虽有一部分被挡住,但还会有一部分光通过凸透镜而会聚成像,因此像与原来相同,仍然完整;因为凸透镜的一半被遮住,所以折射出的光与原来相比减少了一半,故亮度会减弱。(5)烛焰处于一倍焦距和二倍焦距之间时成倒立、放大的实像,投影仪是根据这个原理制成的。(6)若在题目所说的位置将蜡烛靠近凸透镜,物距减小,像成在光屏后方,此时凸透镜和光屏相当于远视眼,要用远视眼镜来矫正。(7)此时的物距小于一倍焦距,凸透镜成虚像,所以应撤掉光屏,从光屏一侧通过凸透镜向蜡烛方向看过去,会看到一个放大、正立的虚像。(8)凸透镜成的是倒立的实像,故像偏高是因为烛焰偏低,要将凸透镜下移。(9)凸透镜成实像时根据物远像近像变小,要增大物距,减小像距,应将蜡烛远离凸透镜,将光屏靠近凸透镜。(10)在图丙中,人眼看到的是放大、正立的虚像,光屏是承接不到的,所以在蜡烛后面放置光屏对实验没有影响,故选A。
河北中考·真题体验
1.B　解析:由图可知,物距大于二倍焦距,此时成倒立、缩小的实像,能够说明照相机的成像原理,故A错误;将蜡烛放置在35 cm的刻度处,此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间,像距要大于二倍焦距,向右移动光屏,能得到清晰、倒立、放大的实像,故B正确;若飞来一只小虫落在凸透镜上,遮住凸透镜的部分区域,物体上任一点都有光线射向凸透镜的其余部分,经凸透镜折射后,照样能会聚成像,像的大小不发生变化,只是折射光线减少,会聚成的像变暗,故C错误;蜡烛、凸透镜、光屏位置不动,用焦距为8 cm的凸透镜替换该透镜,凸透镜的焦距变小,会聚能力变强,像会提前会聚,所以光屏上不再成清晰的像,故D错误。
2.C　解析:根据表格中的数据可知,当u=20 cm时,v=20 cm,则u=v=2f,所以焦距为10 cm,故A错误;从第1次实验到第5次实验,物距始终大于焦距,物距变小,像距变大,像变大,故B错误;当u=45 cm时,物距大于二倍焦距,移动光屏,可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像,故C正确;第5次实验后,在贴近凸透镜左侧放一眼镜片,向右移动光屏,能在光屏上成清晰的像,这说明像推迟会聚了,该眼镜片是凹透镜,对光起发散作用,故D错误。故选C。
3.D　解析:由图可知u=40.0 cm-20.0 cm=20.0 cm,v=60.0 cm-40.0 cm=20.0 cm,u=v,在光屏上得到一个清晰的实像,则u=2f=20.0 cm,解得f=10.0 cm,故A错误;将蜡烛和光屏都向右移动,光屏上可成清晰的像,则物体处于一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,投影仪就是利用该原理制成的,故B错误;在贴近凸透镜的左侧放置一眼镜片,只向左移动光屏,可在光屏上成清晰、缩小的像,这说明像提前会聚了,说明该镜片对光起会聚作用,故C错误;用f=15 cm的凸透镜替换图中透镜,物距u=20 cm,此时f4.D　解析:根据“无论实像或虚像,物靠近焦点像变大”可知,蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,即蜡烛远离焦点,所成的虚像将变小,故A正确;发光物体发出的光线经凸透镜折射后是会聚的,经过成像点后是发散的,所以眼睛必须在成像点以外的光线发散区域才能看到这个像;当眼睛在原光屏处不能看到发光体的像时,眼睛靠近凸透镜也不能看到像,当眼睛从原光屏位置远离凸透镜时,能看到像,故B正确;当将蜡烛放在10 cm处,物距u=40.0 cm-10.0 cm=30.0 cm>2f,成倒立、缩小的实像,故C正确;若在贴近凸透镜左侧的位置放一远视镜片,远视镜片为凸透镜,对光线有会聚作用,此时所成的像将靠近透镜,所以应向左移动光屏,故D不正确。
5.D　解析:由图可知,此时的像距大于物距,成倒立、放大的实像,是投影仪的成像原理,故A错误;蜡烛变短后,烛焰的位置向下移动,根据过透镜光心的光线不改变方向,像的位置向上移动,故B错误;由图可知,物距u=50.0 cm-20.0 cm=30.0 cm,像距v=95.0 cm-50.0 cm=45.0 cm,此时f<30.0 cm<2f,45.0 cm>2f,则15 cm6.D　解析:由图可知,此时的物距为50.0 cm-20.0 cm=30.0 cm,像距为70.0 cm-50.0 cm=20.0 cm,物距大于像距,成的是倒立、缩小的实像,其应用是照相机,故B错误;此时f<20.0 cm<2f,30.0 cm>2f,则10 cm7.投影仪　右　能　解析:由图可知,此时物距小于像距,根据凸透镜成实像时,物距小于像距,成倒立、放大的实像,应用于投影仪;不改变蜡烛与光屏的位置,向右移动凸透镜到某一位置,当物距等于原来的像距,像距等于原来的物距时,根据在光的折射中,光路是可逆的可知,能再次在光屏上成清晰的像;若烛焰的高度大于凸透镜的直径,部分光线仍能通过凸透镜会聚成完整的像,但由于会聚的光线比原来少,所以像比原来更暗。
8.(1)烛焰、凸透镜、光屏的中心　(2)10.0
(3)将蜡烛适当向左移动,并将光屏适当向左移动,使之位于一倍焦距和二倍焦距之间
(4)撤去光屏,从凸透镜的右侧透过凸透镜去观察
解析:(1)实验前,应使蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度,这样做的目的是使烛焰的像成在光屏的中央。(2)由图可知,凸透镜成像时,蜡烛放在距离凸透镜20 cm处时,即u=20.0 cm,光屏上得到倒立、等大的实像,则u=20.0 cm=2f,所以f=10.0 cm。(3)在(2)中成倒立、等大的实像,为使光屏上得到缩小、清晰的烛焰像,蜡烛应向左移动一定的距离,这样物距变大,像距变小,成的像也变小,因此想要在光屏上得到烛焰缩小、清晰的像,接下来的操作是将蜡烛适当向左移动,并将光屏适当向左移动,使之位于一倍焦距和二倍焦距之间。(4)保持凸透镜位置不动,把蜡烛移到光具座45 cm刻度处时,u=50.0 cm-45.0 cm=5.0 cm