2025中考九年级物理透镜及其应用专题复习学案及典型习题（含详解）

2025中考九年级物理透镜及其应用专题复习学案及典型习题
一、知识清单+方法清单
模块一 透镜
一、透镜
1. 凸透镜和凹透镜
凸透镜 凹透镜
（1）凸透镜：中间 、边缘 的透镜叫作凸透镜；
（2）凹透镜：中间 ，边缘 的透镜叫作凹透镜；
（3）薄透镜：若透镜的厚度远小于球面的 ，这种透镜叫薄透镜。
2. 主光轴和光心
（1）主光轴：透镜上通过两个球面球心的直线叫主光轴，简称主轴。如图的点划线CC＇。
（2）光心：主光轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向 ，叫做透镜的光心O。
凸透镜的主光轴和光心 凹透镜的主光轴和光心
二、透镜对光的作用
1. 凸透镜对光有 作用，又叫会聚透镜。凸透镜对光有会聚作用，不是指光经凸透镜后一定会聚在一点上，而是指光经凸透镜折射后，折射光线向主光轴偏折，如图所示。
甲 平行光束 乙 发散光束 丙 会聚光束
2. 凹透镜对光有 作用，又叫发散透镜。凹透镜对光有发散作用，是指光经凹透镜折射后，折射光线偏离主光轴，经凹透镜折射后的光线也可能相交于一点，如图所示。
甲 平行光束 乙 发散光束 丙 会聚光束
三、焦点、焦距及三条特殊光线
1. 凸透镜的焦点和焦距
（1）焦点：凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫做 ，用F表示。凸透镜有
个焦点，并且关于 对称。
（2）焦距：焦点到 的距离叫做焦距，用f表示。
（3）凸透镜焦距的意义：凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短，凸透镜表面越凸，焦距越 ，对光的会聚作用越 （选填“强”或“弱”）。
凸透镜的焦点和焦距 利用阳光测量凸透镜的焦距
（5）粗略测量凸透镜焦距的方法——平行光聚焦法
如图所示，将凸透镜正对着太阳光（可看成是平行光），再拿一张纸放在它的另一侧，来回移动，直到纸上的光斑最 、最 ，测量这个光斑到凸透镜光心的距离，即为该凸透镜的焦距。
2. 凹透镜的焦点和焦距
（1）焦点：平行于主光轴的光线通过凹透镜后 ，发散光线的反向延长线相交于主光轴上，叫凹透镜的 。它不是实际光线的会聚点，凹透镜有 个焦点，关于光心对称。
（2）焦距：焦点到凹透镜 的距离叫做焦距。凹透镜焦距的大小表示对光 能力的强弱，焦距越小，对光的发散能力越 （选填“强”或“弱”）。
凹透镜的焦点和焦距
3. 透镜的三条特殊光线
（1）凸透镜的三条特殊光线
①通过凸透镜 的光线传播方向不发生改变，如图甲；
②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过 ，如图乙；
③经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于 ，如图丙。
甲 乙 丙
（2）凹透镜的三条特殊光线
①通过凹透镜 的光线传播方向不发生改变，如图甲；
②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后发散，发散光线的 通过焦点，如图乙；
③射向凹透镜焦点的光线经凹透镜折射后平行于 射出，如图丙。
甲 乙 丙
考向01 透镜与透镜对光的作用
【例题1-1】（2022·广西贺州·中考真题）如图所示的四个透镜，属于凸透镜的有 ，属于凹透镜的有 （两空均填编号）。
【例题1-2】如图是两束光分别射向并通过甲和乙两透镜的光路图。由图可知甲是 （选填“凸透镜”或“凹透镜”），此透镜对光有 （选填“会聚”或“发散”）作用。
方法技巧 1. 三种方法准确区别透镜 一“摸”：通过触摸透镜中间和边缘的厚薄加以辨别。 二“看”：通过透镜去观察近处物体,看物体是被“放大”还是被“缩小”加以辨别。 三“照”：通过透镜对平行光线的作用是会聚还是发散加以辨别。 2. 理解透镜对光的作用 （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。 （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。
【训练1-1】让甲乙两个透镜正对平行光，观察到的现象如图，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两个透镜对光线都是会聚的
B．甲透镜对光线是会聚的，乙透镜对光线发散
C．甲是凹透镜，乙是凸透镜
D．甲是凸透镜，乙是凹透镜
【训练1-2】如图是德国设计师设计的一个球形透镜太阳能系统，太阳光通过透镜聚光之后再发电，此透镜是一个（ ）
A．凸透镜，对光线具有会聚作用
B．凸透镜，对光线具有发散作用
C．凹透镜，对光线具有会聚作用
D．凹透镜，对光线具有发散作用
【训练1-3】如图所示，将凸透镜正对着太阳光，前后移动卡片纸，得到一最小、最亮的光点，测得光点到凸透镜光心的距离是10cm。这个光点所在的位置就是凸透镜的 ，光点是由凸透镜对光的 作用形成的，如图的方框内应该是 （填“凸透镜”“凹透镜”）。

考向02 利用透镜三条特殊光线作图
【例题2】（2024·辽宁·中考真题）如图，O为凸透镜的光心，F为凸透镜的焦点，请画出：
（1）入射光线a经凸透镜的折射光线；
（2）折射光线b对应的入射光线。
方法技巧 根据透镜的三条特殊光线分析透镜的作图问题 1. 透镜的三条特殊光线是关于透镜的作图题的基础。无论是根据透镜作光路图还是根据光路图画透镜，都需要通过三条特殊光线做出判断和解答。 2. 关于三条特殊光线，需要记住各自特点，更需要把凸透镜的特殊光线和凹透镜的特殊光线加以区分，记住两种透镜对光的作用的不同。 3. 作图时要注意：要用尺规作图；不要遗漏光线的箭头；光线用实线，辅助线用虚线。
【训练2-1】（2024·大庆·中考真题）如图所示，光源S发出的两条光线射向凹透镜，其中光线①平行于主光轴，光线②经过光心，画出它们经过凹透镜的折射光线。（须保留必要的作图痕迹）
【训练2-2】如图所示，画出了光线通过透镜后的光路，其中正确的是（　　）
A B C D
【训练3】（2022·山西·中考真题）如图所示，西汉时期的《淮南万毕术》中记载有“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”请你用学过的光学知识判断“削冰令圆”就是把冰块制成 镜，若要“火生”应把“艾”放在镜的 位置。
模块二 生活中的透镜
一、照相机
1．照相机的主要结构及作用
（1）镜头：由一组透镜组成，相当于一个 ，起到成像作用。
（1）胶片：相当于涂有感光材料的光屏。
（3）快门：控制曝光时间。
（4）光圈: 控制进光量的多少.
（5）调焦环：调节镜头到胶片间的距离，即调节 （选填“物距”或“像距”）。
照相机结构示意图 照相机原理示意图
2. 照相机的成像原理：来自物体的光经过镜头后会聚在胶片上，形成被照物体的 。物体到镜头的距离远远 （大于/小于）镜头的焦距，在胶卷上得到 、 、的 像（填像的性质）。
3. 照相机的成像特点
（1）照相机成缩小、倒立的实像。
（2）像距 物距（选填“大于”或“小于”）。。
（3）像与物体位于凸透镜的 侧（选填“同”或“异”）。
（4）物距、像距及像的大小变化规律：物远像近像变 ；物近像远像变 （均选填“小”或“大”）。
4．照相机的调节
照相机的调节 模型照相机
为了使远近不同的景物在胶片上都能形成清晰的像，需要旋转镜头上的“调焦环”，调节镜头到胶片的距离。
拍摄远处景物时，镜头往后缩，离胶片 （选填“远”或“近”）一些，此时的像比较小。拍摄近处景物时，镜头往前伸，离胶片远一些，此时的像会变 （选填“大”或“小”）一些。
5. 自制模型照相机
（1）制作方法：用两个粗细相近的纸筒，使一个纸筒刚好能套入另一个，并能前后滑动（如图），将大纸筒的一端嵌上一个焦距为5～10cm的凸透镜，另一个纸筒的一端蒙上一层半透明纸，把两个纸筒套在一起，就做成了一个模型照相机。
（2）成像特点：模型照相机成的是 、 的 （填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”、“实像/虚像”）；物体离镜头越近，像越 ，离镜头越 。
6. 照相机的应用
（1）数码相机：用电荷耦合器件代替胶片，把光信号转换成电信号，记录物体的像。
（2）摄像机，摄像头，电子眼，扫码支付，刷脸识别等都是利用了照相机成像的特点。
二、投影仪
1.投影仪的主要构造及各部分的作用
由凸透镜（镜头）、灯泡、投影片、平面镜、屏幕等组成（如下图所示）。
（1）镜头：是一个 ，起成像作用。
（2）螺纹透镜：相当于凸透镜，起作用是会聚光，增加投影片的亮度。
（3）反光镜：使光集中向一个方向射出，使屏幕上像较亮。
（4）屏幕：相当于光屏，承接像。
（5）平面镜：改变光的传播 。
2. 投影仪的成像原理：是利用了凸透镜成 、 、的 （填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”、“实像/虚像”）。
3. 投影仪成像的特点
（1）投影仪成 、 的实像（填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”）。
（2）物距 像距（选填“大于”或“小于”）。
（3）像与物体位于凸透镜的 侧（选填“同”或“异”）。
4．投影仪的调节
（1）要使屏幕上的图像大些，胶片 镜头，同时投影仪 屏幕；要使屏幕上的像小些，胶片远离镜头，同时投影仪 屏幕（以上均选填“远离”或“靠近”）。
（2）为了在屏幕上成正立的像，要把胶片 （选填“倒放”或“正放”）。
三、放大镜
放大镜成像示意图
1. 放大镜的成像原理：是利用了凸透镜能成放大的 （虚/实）像这一原理。放大镜实际是一个短焦距的凸透镜。
2. 放大镜的成像特点
（1）放大镜成 、 的 （填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”）。
（2）像距 物距（选填“大于”或“小于”）。
（3）像与物体位于凸透镜的 （选填“同侧”或“异侧”）。
3. 放大镜的调节：使像变大时，让放大镜与物体之间的距离适当 些。使像变小时，让放大镜与物体之间的距离适当 些（选填“增大”或“减小”）。
4. 生活中的放大镜
（1）鱼缸：相当于放大镜，看到的“鱼”比实际的大。
（2）小水滴：由于张力作用，形成半圆形，相当于放大镜，看到的物体比实际的大。
（3）体温计的直管：体温计的直管做得很细，而且水银是银白色的，很难看清楚液柱的高度。把玻璃外壁做成三棱柱的样子，从侧面看过去，相当于 ，起到放大的作用。
四、实像和虚像
1. 实像
由实际光会聚而成的像叫实像。实像 （选填“可用”或“不可用”）光屏承接，也可以用眼睛直接观察。例如照相机和投影仪所成的像是实像，小孔成的像也是实像。
2. 虚像
不是实际光会聚而成，是实际光线的反向延长线相交而成。虚像只能用眼睛观察， （选填“可用”或“不可用”）光屏承接。例如放大镜所成的像是虚像，平面镜成的像也是虚像。
考向01 照相机、投影仪、放大镜
【例题1】（2024·福建·中考真题）我国某新型战斗机配有光电搜索跟踪系统，系统中的光学元件相当于晶状体，内置光电传感器相当于视网膜，成像原理与人眼相似。从空中拍摄地面物体时，物体在光电传感器上形成的像是（　　）
A．倒立、缩小的实像 B．倒立、等大的实像
C．倒立、放大的实像 D．正立、放大的虚像
方法技巧 1. 照相机、投影仪、放大镜的调节 照相机和投影仪根据“成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小”进行调节；放大镜根据“成虚像时，物近像近像变小，物远像远像变大”进行调节。注意物距和像距要同时调节，才能得到清晰的像。 2. 照相机、投影仪、放大镜的成像特点 （1） 照相机（包括摄像机、摄像头）在成像时的共同点是：成倒立、缩小的实像，物体和像在凸透镜的两侧，物体离凸透镜越远，像离凸透镜越近。 （2）投影仪（包括幻灯机）在成像时的共同点是：成倒立、放大的实像，物体和像在凸透镜的两侧，物体离凸透镜越近，像离凸透镜越远。 （3）放大镜：物体通过放大镜成的像在放大镜的同侧。放大镜离物体越近，所成像越小，放大镜离物体越远，所成像越大。放大镜距物体的距离大到焦距的长度时，所成的像就消失了。
【训练1-1】（2024·内蒙古包头·中考真题）工匠师维护精密仪表时，在眼睛前戴一个凸透镜，便于观察仪表的细微之处，如图所示。
（1）凸透镜起到 的作用；
（2）凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的 焦距范围之内；
（3）通过凸透镜看到的是仪表 （填“正立”或“倒立”）的像，像的位置与仪表的位置在凸透镜的 侧。
【训练1-2】如图所示是生活中常用手机扫描二维码的情形，这相当于给二维码拍了一张照片，照相机镜头相当于一个 透镜，二维码经摄像头扫描成倒立、 （选填“缩小”、“等大”或“放大”）的实像。
【训练1-3】生活中我们经常可以看到的广告投影灯，其内部结构如图所示。其中广告片位于镜头
_______（选填“二倍焦距以外”、“一倍焦距和二倍焦距之间”或“一倍焦距以内”），为了在地面上得到更大的广告图像，应当使投影灯 （选填“靠近”或“远离”）地面。
考向02 实像和虚像
【例题2】（2023·赤峰·中考题）如图所示，通过焦距为10cm的凸透镜观察窗外远处的风景，看到的是（ ）
A.正立放大的虚像 B.倒立放大的实像 C.倒立缩小的实像 D.倒立缩小的虚像
方法技巧 区分常见成像现象的成像原理 1. 小孔成像、照相机、投影仪等所成的像都是实际光线会聚而成的实像。 2. 平面镜、凸面镜、凹面镜、放大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虚像。 3. 成像原理不同：小孔成像是光的直线传播；平面镜、凸面镜、凹面镜是光的反射；照相机、投影仪、放大镜是光的折射。
【训练2-1】（2023·南通·中考题）运载火箭搭载神舟十六号飞船腾空而起，它在地面摄像机中所成的像是（ ）
A. 实像，像变大 B. 实像，像变小 C. 虚像，像变大 D. 虚像，像变小
【训练2-2】下列关于虚像和实像说法中正确的是（　　）
A．凸透镜成虚像时，因用光屏接收不到，所以人眼也看不到
B．凸透镜对光线有发散作用，凹透镜对光线有会聚作用
C．近视眼成像于视网膜前，应配戴凸透镜制成的眼镜进行矫正
D．虚像用眼可以看到，用光屏接收不到
模块三 凸透镜成像的规律
一、实验：探究凸透镜成像的规律
1. 相关概念
（1）物距u：物体到透镜 的距离，如图所示。
（2）像距v： 到透镜光心的距离，如图所示。
（3）焦距f： 到凸透镜光心的距离。
2. 实验器材与实验装置图
（1）实验器材：凸透镜（焦距为10cm）、蜡烛或发光二极管、光屏、火柴、 。
（2）实验装置（见上图）。
3. 实验步骤
（1）用发光二极管或烛焰作为发光物体，一块白色的硬纸板作为光屏，调节发光物体、透镜和光屏，使它们的中心高度相同，研究发光物体的成像情况。
（2）把发光物体放在较远处，移动光屏，使光屏上呈现清晰的实像。观察实像的大小和正倒，测出物距和像距（像到凸透镜的距离）。
（3）把发光物体向凸透镜移近几厘米，放好后重复以上操作。
（4）继续向凸透镜移动发光物体并调整光屏的位置，重复以上操作，你总能在光屏上得到发光物体的像吗 当在光屏上看不到发光物体的像时，可以撤去光屏，从光屏一侧向凸透镜方向看去，观察发光物体的像。此时发光物体和它的像在什么位置
（5）把实验中得到的数据和观察的结果填入下表。每个小组可以自己选择适当的物距，并与各小组共享测量的数据。
像与物距的关系 凸透镜的焦距f= 10 cm
实验 次数 物距 u/cm 物距与焦距 的关系 像的性质 像距 v/cm
虚实 大小 正倒
1 30 u > 2f 实像 缩小 倒立 15
2 20 u = 2f 实像 等大 倒立 20
3 15 2f >u >f 实像 放大 倒立 30
4 10 u =f 不成像
5 6 u 4. 分析与论证
（1）焦点是成实像和虚像的分界点。物体在焦点以外成 像，焦点以内成 像。
（2）二倍焦距是成放大和缩小像的分界点。物体在二倍焦距以外成 的像，在二倍焦距以内成 的像。没有缩小的虚像。
（3）实像是异侧 ，虚像是同侧 （选填“倒立”或“正立”）。
（4）物距u＞像距v，像是 的；u＜v，像是 的（选填“放大”或“缩小”）。
（5）成实像时，物体距离透镜越近，像距离透镜越 ，像越 ；物体距离透镜越远，像距离透镜越近，像越小。即成实像时，物近像远且大，物远像近且小。成虚像时，物体距离透镜越近，像越 ，物体距离透镜越远，像越 。即物体越靠近焦点像越大。
5. 实验结论
（1）凸透镜成像的规律：
当物距大于2倍焦距时，凸透镜成 、 的 像；
当物距等于2倍焦距时，凸透镜成 、 的 像；
当物距小于2倍焦距、大于焦距时，凸透镜成 、 的 像；
当物距小于焦距时，凸透镜成 、 的 像。（以上均选填像的性质“倒立”、“正立”、“放大”、“缩小”、“实”或“虚”）
（2）记忆口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，物近（离焦点）像远像变大；虚像（与物）同侧正，实像异侧倒，像物相互跟着跑。
（3）表格总结：
物距u 像的性质 物与像 的位置 像距v 光屏能 否承接
u>2f 倒立 缩小 实像 异侧 2f>v>f 能
u＝2f 倒立 等大 实像 异侧 v＝2f 能
f2f 能
u＝f 不成像
uu 不能
6. 交流讨论
（1）在做实验时, 某同学无论怎样移动光屏, 都无法在光屏上观察到烛焰的像。发生这一现象可能原因有：
①烛焰、凸透镜、光屏的中心不在 上；
②蜡烛的位置在透镜的 以内；
③蜡烛的位置在透镜的 上。
（2）用卡片把透镜遮住一部分，光屏上得到烛焰的像性质不变，也是完整的，但亮度会变
些。
（3）蜡烛长度变短时，像在光屏上将会向上移动。调节方法：①将光屏向 移动；②将蜡烛向 移动；③将透镜和光屏向 调节。
二、利用凸透镜三条特殊光线分析凸透镜成像规律
利用凸透镜三条特殊光线中的任意两条可以画出相应的光路图，从而判断出像距的大小和成像的具体情况，这是理解凸透镜成像规律的最好的方法。
（1）当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；光路如下图所示。
（5）当uu；光路如图所示。
考向01 探究凸透镜成像规律
【例题1】（2024·四川泸州·中考真题）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 。
方法技巧 正确解答凸透镜成像实验探究题 1. 确定凸透镜的焦距； 2. 实验器材的放置和调节：凸透镜、光屏和烛焰的中心应在同一高度上； 3. 成像的性质和对应的像距及物距； 4. 像距随物距变化的规律，像随像距变化的规律； 5. 物像的“可逆性”； 6. 凸透镜的缺损或遮挡对成像的影响； 7. 光屏接收不到像的原因。
【训练1-1】（2024·青海·中考真题）如图甲所示，是天宫课堂中航天员王亚平讲授“水球光学实验”时的场景，受此影响“飞天”兴趣小组利用如图乙所示的实验装置展开了“凸透镜成像规律”的探究实验。
（1）图甲中水球相当于一个 ，它对光具有 作用；
（2）王亚平所成的像是倒立、缩小的 像，生活中 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一原理工作的；
（3）图乙中凸透镜的焦距为15cm，当蜡烛从10cm处移动至30cm处时，为了再次得到清晰的像，光屏应 （选填“远离”或“靠近”）凸透镜，且所成的像是倒立、 的实像；
（4）如果将蜡烛换成如图丙所示的“F”字光源，其优点是： （只写一条即可）。
【训练1-2】（2023·内蒙兴安盟·中考真题）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，某学习小组用如图甲所示的方法测量凸透镜的焦距：正确安装并调节实验装置后，在光屏上得到一个清晰的像，如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．由图甲可知，该凸透镜的焦距是40.0cm
B．照相机成像特点与图乙中烛焰的成像特点相同
C．图乙中的烛焰向远离凸透镜方向移动，所成的像逐渐变小
D．图乙中若用黑纸片将凸透镜挡一半，光屏上成半个烛焰的像
【训练1-3】如图所示，小毛用凸透镜（焦距为10cm）、蜡烛、光屏、光具座等器材探究“凸透镜成像的规律”。
（1）在光具座上，将蜡烛、光屏安装在凸透镜两侧，调节三者的高度时， （选填“需要”或“不需要”）点燃蜡烛；为了使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，应将图中的 适当向下调节；
（2）将蜡烛和凸透镜保持在如图的位置不动，在 （选填“50~60cm”、“60~70cm”或“70~80cm”）刻度之间移动光屏，直至光屏上出现烛焰清晰的像。
（3）在（2）的基础上，保持凸透镜位置不动，对调蜡烛和光屏，则光屏上烛焰的像相对烛焰是
（选填“放大”或“缩小”）的；
（4）若将蜡烛移至某位置时，无论怎么移动光屏在光屏上都找不到像（假设光具座足够长），若能看到一个大小不变的光斑，则原因可能是 。
考向02 凸透镜成像规律及其应用
【例题2】（2024·江苏常州·中考真题）《重庆市消防条例》规定：2024年7月1日起，禁止携带电动自行车或其电池进入电梯轿厢，一旦有人违规操作，会被电梯内的摄像头拍摄成像并智能识别，电梯将停止运行并发出声、光警报，如图所示，某次警报时，摄像头凸透镜成像的像距为10.1mm，则凸透镜的焦距可能为（ ）
A．5mm B．10mm C．15mm D．20mm
方法技巧 应用凸透镜成像规律分析解答有关问题时，把握以下几点 1. 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。 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，u【训练2-1】小明同学做“探究凸透镜成像的规律”的实验，当他把烛焰移到距透镜18cm的位置时，在光屏上观察到倒立放大清晰的像。他判断凸透镜焦距可能是：①6cm、②9cm、③12cm、④16cm，其中正确的是（　　）
A．①② B．②③ C．①④ D．③④
【训练2-2】小东用凸透镜、纸盒等器材自制了一个简易投影仪，可以将手机屏幕画面投影到白墙上，如图甲所示。该投影仪工作示意图如图乙所示，使用时将手机屏幕调至“冰墩墩”画面，然后放在纸盒中某位置，使屏幕正对凸透镜，调整该投影仪与白墙之间的距离，可在墙上得到一个清晰、放大的像。下列说法正确的是（ ）

A．手机屏幕到透镜的距离应大于透镜的二倍焦距
B．透镜到墙面的距离应在透镜的一倍焦距和二倍焦距之间
C．能从不同角度看到墙上的“冰墩墩”，是由于光在墙面上发生了镜面反射
D．墙上呈现的是手机画面倒立的实像
【训练2-3】在“探究凸透镜成像的规律”实验时，某小组测量出物距和像距的数据，并绘制成如图所示的图象，根据图象可知（　　）
A．该凸透镜的焦距f=20cm
B．当物距u=30cm时，成倒立、缩小的实像，照相机利用了这条规律
C．当物距u=8cm时，成倒立、放大的实像，幻灯机利用了这条规律
D．若把物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动过程中，所成的像会逐渐变小
模块四 眼睛和眼镜
一、眼睛
1. 眼球的主要结构及各部分作用
主要由角膜、 、瞳孔、虹膜、睫状体、玻璃体、 等组成。
（1）晶状体和角膜的共同作用相当于一个 ；
（2）视网膜相当于照相机的 ；
（3）睫状体可以改变晶状体的形状（改变焦距）；
（4）瞳孔相当于照相机的光圈。
眼球的主要结构 眼睛的视物原理
2. 眼睛的视物原理
人的眼球好像一架 ，眼睛观看物体时，物距大于二倍焦距，物体发出或反射的光进入人眼，经晶状体和角膜折射后，在视网膜上形成一个 、 的实像。视网膜上感光细胞受到光的刺激，视神经把这个信号传输给大脑，大脑将 图像处理后翻转过来，我们就看到了物体。
3. 眼睛的调节
（1）正常眼睛的调节：眼睛通过睫状体改变 的厚薄，来看清楚近处和远处的物体。当我们看远处的物体时，睫状体放松，晶状体比较 ，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上，眼睛可以看清远处的物体。当看近处的物体时，睫状体收缩，晶状体变 ，对光的偏折能力变 ，近处物体射来的光会聚在视网膜上，眼睛就可以看清近处的物体。
（2）远点、近点和明视距离
①远点：眼睛的调节是有限度的，当睫状体完全松驰时，晶状体表面弯曲程度最小，此时晶状体最扁，能够看清的最远的极限点叫做 。正常眼睛的远点在无限远处。
②近点：当睫状体看近处物体时，晶状体变得最凸，表面弯曲程度最大，此时能看清的最近的极限点叫做 。正常眼睛的近点在大约 cm处。
③明视距离：正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是 cm，叫明视距离。
二、近视眼及其矫正
1. 近视眼的特征：近视眼只能看清 处的物体，看不清 处的物体。
2. 近视眼的成因：近视眼的晶状体太厚，折光能力太 ；或者眼球在前后方向上太长。使得来自远处的光会聚在视网膜 ，到达视网膜时一个模糊的光斑，得不到清晰的像，如图甲所示。
3. 近视眼的矫正：矫正近视眼，应使眼睛的成像点后移，利用凹透镜的发散作用，使入射的光线先经凹透镜变得发散一些再射入眼睛，会聚点能够后移到 上，所以近视眼患者应该佩戴用 透镜制成的眼镜，如图乙所示。
三、远视眼及其矫正
1. 远视眼的特征：远视眼只能看清 处的物体，看不清 处的物体。
2. 远视眼的成因：远视眼的晶状体太薄，折光能力太弱；或眼球在前后方向上太短，来自近物的像成在视网膜的 面，在视网膜上形成一个模糊的光斑，只能看到模糊不清的物体，如图甲所示。
（3）远视眼的矫正：远视眼成像在视网膜之后，要矫正远视眼，应使会聚点前移，可以佩戴用 透镜制成的眼镜。使入射的光线先经凸透镜变得会聚一些再射入眼睛，会聚点能够前移到视网膜上，如图乙所示。
四、眼镜的度数
1. 透镜焦度：透镜焦距 f 的长短标志着折光本领的大小。焦距越短，折光本领越 ，通常把透镜 叫做透镜焦度，用Φ表示。透镜焦度：
2. 眼镜度数
（1）眼镜片的度数，就是镜片的透镜焦度乘 的值。眼镜度数：
（2）远视镜片的度数用 数表示，近视镜片的度数用 数表示。
考向01 眼睛的构造及视物原理
【例题1】（2024·山东烟台·中考真题）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中。
照相机 ① 胶卷 光圈
眼睛 晶状体和角膜 ② ③
方法技巧 类比法认识眼睛视物原理 眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于承接像的光屏，物体在视网膜上成倒立、缩小的实像。将凸透镜与眼睛结合比较，建立凸透镜成像模型可以帮助我们更好地认识眼睛视物原理。
【训练1-1】在人的眼球中，晶状体和角膜的共同作用相当于一个（　　）
A．平面镜 B．玻璃砖 C．凸透镜 D．凹透镜
【训练1-2】（2023·四川攀枝花·中考真题）正常眼睛观察近距离物体的明视距离约为25cm。小刚看书时，把书本放在眼睛前15cm处，为了看清书上的文字，晶状体将会变厚，焦距 （选填“不变”、“变大”或“变小”），长此以往，就可能会形成 （选填“近”或“远”）视眼。
考向02 近视眼与远视眼的成因与矫正
【例题2】（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
方法技巧 用“会聚位置”辨远视和近视 外界射来的光在到达视网膜前就会聚了，这说明眼球的折光能力太强或眼球前后方向上太长，即近视，需配戴凹透镜制成的近视眼镜；外界射来的光在视网膜后会聚了；这说明眼球的折光能力太弱或眼球前后方向上太短，即远视，需配戴凸透镜制成的远视眼镜。如图所示：
【训练2-1】（2024·山东枣庄·中考真题）2024年6月6日是第29个全国“爱眼日”，其主题是：关注普遍的眼健康。保护视力、科学用眼已成为社会共识，下列有关眼睛和眼镜的说法正确的是（　　）
A．近视眼看远处物体，像成在视网膜的后方
B．矫正近视眼需配戴合适度数的凹透镜
C．矫正远视眼需配戴合适度数的凹透镜
D．物体在正常眼睛的视网膜上成正立的实像
【训练2-2】（2024·甘肃临夏·中考真题）眼睛是人类心灵的窗户，眼球好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜。如图是科技兴趣小组的同学利用注射器和水膜模拟眼睛看物体的情境。光屏相当于视网膜，这时光屏上呈现倒立缩小的 （选填“实像”或“虚像”）。为了模拟正常人眼看近处物体，注射器应 （选填“推入”或“抽出”）水。
模块五 制作望远镜
一、望远镜
1.望远镜
望远镜示意图 望远镜成像光路图（开普勒望远镜）
（1）望远镜的构造：望远镜由两组透镜组成，每组透镜相当于一个凸透镜。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。
（2）望远镜的原理
①物镜：相当于 的镜头，远处的物体AB通过物镜在焦点附近成 、 的实像A′B′，这个像处于目镜的 以内。
②目镜：相当于 镜，把物镜所成的像A′B′再放大一次，成 、 的虚像A"B"。两次成像，先 ，后 。
2．视角
（1）视角的概念：从眼睛的中心向 所引的两条直线的夹角。
（2）影响视角的因素
①视角与 有关。物体到眼睛的距离一定时，大物体的视角大，小物体的视角小。
②视角与离物体的 有关。物体大小一定时，看近处的物体，视角大，远处的物体视角小。
（3）望远镜对视角的放大
望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小，但它离我们的眼睛很近，再加上目镜的放大作用，视角就可以变得 。望远镜物镜的直径比我们眼睛的瞳孔大得多，这样它可以会聚更多的光，使得所成的像更加明亮，这一点在观测天空中的暗星时非常重要。现代天文望远镜都力求把物镜的口径加大，以便观测到更 的星。
二、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 倍即可。
2. 选择物镜和目镜：应选择焦距较 、直径较大的凸透镜作为物镜；焦距较 、直径较小的凸透镜作为目镜（均选择“长”或“短”）。
3. 设计镜筒：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 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。
4. 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。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。
5. 通过望远镜看到正立的像的方法
（1）第一种方法：物镜使用 透镜，目镜使用 透镜，望远镜所成的像就是正立的了，这种望远镜叫作伽利略望远镜（均选择“凸”或“凹”）。
（2）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，最后看到的是正立的像。
三、望远镜与宇宙探索
1. 使用望远镜探索宇宙的历程
（1）伽利略望远镜：意大利天文学家、物理学家 是第一位把望远镜指向天空的人。1609年伽利略用自制的望远镜观察天体，以确凿的证据支持了哥白尼的“ ”。第一个观测到了木星的 、太阳 和月球上的 。
伽利略望远镜 哈勃太空望远镜
（2）“海王星”的发现：1846年，科学家根据牛顿发现的万有引力定律，猜想天王星外还存在一颗未知的行星。不久，人们用望远镜在预测的位置发现了这颗行星，它被命名为“ ”。
（3）哈勃太空望远镜：为改进对星体的观察，1990年美国向太空发射了一台望远镜，叫 望远镜，可以排除大气层的干扰，使人类观测宇宙的能力空前提高。
（4）射电望远镜：除光学望远镜外，人们还发明了 望远镜，这使得人类对宇宙的了解越来越深入。现代天文望远镜都是力求把物镜口径加大，这样它可以会聚更多的 ，以求观测到更暗的星。
（5）郭守敬望远镜与中国天眼
我国不仅古代在天文观测上取得了丰硕的成果，在现代也对宇宙探索作出了很大贡献。2009年，郭守敬望远镜建成，并于2011年启动光谱巡天任务，成为世界上第一个获取光谱数突破千万量级的望远镜。2020年，中国天眼正式开放运行，它是目前全球单口径最大、灵敏度最高的射电天文望远镜。
郭守敬望远镜 中国天眼 银河系与太阳系
2. 我们的宇宙：宇宙是一个有 的天体结构系统。
（1）宇宙：我们的宇宙中拥有上千亿个 ；
（2）银河系：银河系只是宇宙中上千亿个星系中的一个。银河系异常巨大，一束光穿越银河系需要10万年的时间。
（3）太阳系：太阳不过是 中几千亿颗恒星中的一员。太阳周围有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等行星绕它运行。此外，还有若干其他天体绕太阳转动。
（4）地球：地球在离太阳比较近的第 条轨道上，是太阳系中的一颗 。
考向01 望远镜的原理与制作
【例题1】如图是简易天文望远镜内部结构。远处的物体经过物镜成一个 、 （分别填写“倒立”“正立”与“放大”“等大”“缩小”）的实像，这个实像经过目镜成一个正立 像（选填“虚”或“实”）。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 （选填“近视”或“远视”）镜片来代替。
方法技巧 运用类比法，辨析望远镜成像 解答此类题目的关键是熟记望远镜中的物镜、目镜的成像情况，即物镜相当于照相机，成倒立、缩小的实像；目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像。
【训练1-1】市面上有许多很便宜的玩具望远镜，几个同学合买了一个回来进行探究：
先将目镜放在眼睛前面观察前面的景物，然后将望远镜掉个头，将物镜放在眼镜前面观察前面的景物，你两次观察到的景物是否相同？写出区别：眼睛观察目镜： ；眼睛观察物镜： 。
【训练1-2】如图甲所示是福建的天文爱好者颜明哲通过纯手工打磨镜片自制的望远镜，该望远镜不仅可以看到8亿公里外的木星，甚至能清晰地看到木星表面的斑纹，图乙是该望远镜内部结构及光路示意图。下列关于该自制望远镜的说法正确的是（　　）

A．颜明哲通过纯手工磨制的镜片是凹透镜
B．看到8亿公里外的木星只利用了光沿直线传播
C．清晰看到木星表面的斑纹时物镜的成像原理与照相机相同
D．木星到物镜的距离u满足（f为物镜的焦距）
【训练1-3】“因为有了光，自然界才绚丽多彩，世界才生机勃勃……”，下列对光现象描述正确的是（ ）
A．太阳发出的光沿直线传播到达学校操场
B．太阳光照在人身上的反射不遵循光的反射定律
C．通过天文望远镜看到月球环形山，此时像与物等大
D．白光经三棱镜分解成的彩色光，可通过凸透镜合成白光
考向02 望远镜与宇宙探索
【例题2】（2023·长春·中考真题）下列物体尺度最大的是（　　）
A．太阳 B．月亮 C．地球 D．人造卫星
【训练2-1】被誉为经典力学和实验物理学先驱的 ，率先用望远镜观察天空，由此得到关于天体运行的结果，支持了著名天文学家、自然科学先驱 提出的“日心说”。（均填科学家名）
二、易混易错分析
【辨析】凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用都是相对于原入射光线的传播方向而言的。凸透镜对光的会聚作用是指经凸透镜折射后的光线比原来光线的传播方向向主光轴靠近了一些，但通过凸透镜的光线不一定都能会聚于一点，也可能是平行的或是发散的。如图所示是一束平行光、发散光、会聚光经过凸透镜时分别出现会聚的情况。 凹透镜对光的发散作用是指经凹透镜折射后的光线比原来光线的传播方向远离了主光轴，但通过凹透镜的光线本身不一定是发散的，也可能会聚于一点或是平行的。如图一束平行光、发散光、会聚光经过凹透镜时分别出现发散的情况。
【例题1】如图所示，两条光线会聚于主光轴MN上的b点，在虚线框内放入甲透镜后，光线将会聚于主光轴MN上的c点；在虚线框内放入乙透镜后，光线将会聚于主光轴MN上的a点，则（　）
A．甲是凸透镜，乙是凸透镜
B．甲是凹透镜，乙是凸透镜
C．甲是凸透镜，乙是凹透镜
D．甲是凹透镜，乙是凹透镜
【辨析】见下表。
规律 解释
实像异侧倒 凸透镜成像中，实像都是倒立的，且像物分居在凸透镜的两侧；虚像都是正立的，且像物同居在凸透镜的一侧
虚像同侧正
实像大小有三种：放大、等大和缩小 凸透镜成像中，放大的像中既有实像又有虚像；等大、缩小的像一定是实像。“放大”“缩小”指像与物相比较的结果。像比物大称为放大的像，像比物小则为缩小的像
虚像都是放大的
一倍焦距分虚实 物体在焦距以内成虚像；在焦距以外成实像；在焦距处不成像
二倍焦距分大小 物体在二倍焦距以内成放大的像；在二倍焦距以外成缩小的像；在二倍焦距处成等大的像
实像：物近透镜像变大 “变大”“变小”指像本身的变化情况，如果后一次的像比前一次的像大，称为变大，后一次的像比前一次的像小，称为变小
虚像：物近透镜像变小
【例题2】在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，此时在光屏上成一个清晰的像，则下列判断错误的是（　　）
A．这是一个倒立、缩小的实像
B．若将蜡烛移到25.0cm刻度处，应向右移动光屏，才能在光屏上再次得到清晰的像
C．若将蜡烛移到40.0cm刻度处，无论怎么移动光屏，都不会在光屏上成像
D．保持蜡烛和光屏位置不变，将透镜向左移动7.5cm，可在光屏上成一个等大的像
【例题2-1】（2023·青岛·中考真题）在第一次天宫授课中，王亚平制作了一个悬在空中的水球，透过水球看到了她倒立、缩小的像，如图甲所示。老师告诉小海这个水球相当于一个凸透镜，小海利用图乙所示器材进行探究，将焦距为10cm的凸透镜固定在50cm刻度线处。
（1）当小海将蜡烛和光屏移至图乙所示位置时，烛焰恰好在光屏的中心成清晰的倒立、缩小的像，这个像是 （选填“实”或“虚”）像，此时物距u与焦距f的关系是 （选填“u>2f”“f（2）当小海将蜡烛移至35cm刻度线处时，应向 移动光屏，才能在光屏上成清晰的倒立、 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的像；
（3）依据上述实验规律，小海判定：透过水球看到王亚平倒立、缩小的像时，她到水球球心的距离u与水球透镜焦距f的关系满足 （选填“u>2f”、“f（4）凸透镜在生活中有许多应用，请列举一例： 。

【辨析】1. 近视眼→晶状体厚→光能力强→成像于网膜前→用凹透矫正。 2. 远视眼→晶状体薄→折光能力弱→成像于视网膜后→用凸透镜矫正。
【例题3】玩抖音、刷快手、微信聊天，手机使用已影响人们正常工作和生活，长时间盯着手机屏幕，会影响人的视力，下列关于近视眼及其矫正的原理图正确的是（　　）
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
【辨析】
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
【例题4】如图所示，是生活中随处可见的透镜。下列关于透镜的说法正确的是（　　）
甲．电影影片经投影仪成正立等大的像
乙．人脸经摄像头成倒立缩小的像
丙．透过鱼缸看见的鱼是正立缩小的像
丁．通过照相机看远处的树是倒立放大的像
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
【辨析】
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
【例题5】（多选题）在生活中，有各种各样的像。例如：①针孔照相机内所成的像（小孔成像）；②在“潜望镜”中看到的景物的像；③放大镜中看到物体的像；④幻灯机屏幕上看到的像；⑤汽车观后镜中的像。关于以上这些像的形成原因和像的性质，下列说法正确的是（　　）
A．属于实像的是①④ B．属于虚像的是②③④
C．属于折射成像的是③④ D．属于反射成像的是①②⑤
三、中考热点扫描
考点突破: 本章的作图题主要有两类： 1. 考查凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用，解答这类题目的关键是掌握并灵活应用凸透镜和凹透镜的三条特殊光线； 2. 光的反射与折射和透镜对光的作用综合作图，主要考查光的折射及凸透镜成像规律。
【例题1】根据图中给出的入射光线，画出相应的折射光线。

考点突破: 在解答有关探究凸透镜成像规律的实验题时，注意把握以下六点： 1. 实验前，先测出凸透镜的焦距。让一束太阳光（或平行光）平行于主光轴射向凸透镜，在另一侧找到最小、最亮的光斑即为焦点，用刻度尺测出焦点到凸透镜光心的距离，即为焦距。 2. 实验时，烛焰、凸透镜与光屏三者的中心应该在同一高度，这是保证像成在光屏中央的前提条件。 3. 探究物体在凸透镜的一倍焦距与二倍焦距之间的成像情况时，物体不能太靠近焦点，否则像离凸透镜太远，像也太大，光屏可能接收不到。另外，观察物体在焦点以内成虚像时，眼睛应在光屏所在的一侧观察蜡烛，才能观察到放大的虚像。 4. 若遮住凸透镜的一部分，成像的形状不变，但像会变暗。 5. 若实验时无论怎样移动光屏，在光屏上都得不到像，可能的原因是： ①蜡灿在焦点以内；②蜡烛恰好在焦点上；③烛焰、凸透镜和光屏的中心不在同高度；④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，导致像距太大，光屏无法移动到能接收到像的位置。 6. 凸透镜成实像时，若撤去光屏，实际光线会聚成实像后继续向前传播，进入人的眼睛，人才能看到实像，故眼睛应在光屏原位置后方某一区域向前看，才能观察到像，这也说明了光屏的作用一是承接像，二是使光发生漫反射，使各个方向的人都能观察到像。
【例题2】如图所示，在“探究凸透镜成像规律的实验”中。

（1）实验要求烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度，这样做的目的是使像成在 ；
（2）如图甲所示，是小明测量焦距时所做的实验，则该凸透镜的焦距为 cm；
（3）如图乙所示，将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，把点燃的蜡烛放置在光具座15cm刻度线处时，移动光屏，能成倒立、 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像；
（4）实验一段时间后，蜡烛因燃烧变短，所成像向上移动，要使像能够成在光屏的中央，保持蜡烛和凸透镜不动，只需光屏将向 （选填“上”或“下”）调整；
（5）如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向 （选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动。当光屏上出现清晰的像后，用不透明物体挡住透镜上半部分，光屏上的像将会 （选填“是”或“不是”）完整的。
考点突破: 放大镜、照相机、投影仪（或幻灯机）的成像特点与调节是中考的必考内容，常常涉及物距和像距同时变化的情况。解答这类问题需要掌握凸透镜的成像规律，把握调节成像大小的原则，即凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大；成虚像时，物距变大，像距变大，像变大。如图所示。
【例题3】已知凸透镜的焦距为10cm，设物体到透镜的距离为u，则下列判断正确的是（　）
A．将该透镜作放大镜使用时，
B．物体为一点光源时，利用该透镜可得到一束平行光，此时u=10cm
C．将该透镜作幻灯机的镜头使用时，u<10cm
D．将该透镜作照相机的镜头使用时，u<20cm
【例题3-1】使用光学仪器时常常需要调节，下列哪些措施是正确的（　　）
A．利用传统暗箱照相机对着某人照相时，底片上恰好呈现清晰的全身像，如果要拍出清晰的半身像，只需要将照相机向他移动适当的距离即可
B．摄影记者采访一次会议，先给大会主席台拍了一个特写镜头，为了拍摄主席台全景，他后退了好几步，然后将照相机暗箱长度调长了一些
C．用放大镜看地图，为了使地图放得大些，应将放大镜与地图之间的距离尽量调小些
D．如果幻灯机银幕上呈现的清晰画面太小，那么，应将幻灯机往后移动一定距离，同时将幻灯片与镜头之间的距离调短一些
考点突破:
近视眼 远视眼
特点 近视眼只能看清近处的物体，看不清远处的物体。 远视眼只能看清远处的物体，看不清近处的物体。
形成原因 晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，使来自远处某点的光会聚在视网膜前，到达视网膜时已经不是一点而是一个模糊的光斑。 晶状体太薄，折光能力太弱，或者眼球在前后方向上太短，使来自近处某点的光还没有会聚成一点就到达视网膜了，在视网膜上形成一个模糊的光斑。
矫正方法 配戴凹透镜，利用凹透镜对光的发散作用。 配戴凸透镜，利用凸透镜对光的会聚作用。
【例题3】人类的眼睛类似一架照相机，眼睛与照相机的不同之处是：
（1）照相机拍完远处的物体再拍近处的物体时，需要调节暗箱的长度，把镜头往 （选填“前伸”或“后缩”）使暗箱的长度等于像距，在胶片上成清晰的像；
（2）正常人眼看完远处的物体再看近处的物体时，需要调节晶状体的厚度，使晶状体变 ，对光的偏折能力变 ，近处物体射来的光会聚在视网膜上成清晰的像；
（3）如图所示的四个示意图中，表示近视眼成像情况的是 ，表示远视眼矫正做法的是 。
参考答案
二、知识清单+方法清单
模块一 透镜
一、透镜
1. 凸透镜和凹透镜
凸透镜 凹透镜
（1）凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜叫作凸透镜；
（2）凹透镜：中间薄，边缘厚的透镜叫作凹透镜；
（3）薄透镜：若透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜叫薄透镜。
2. 主光轴和光心
（1）主光轴：透镜上通过两个球面球心的直线叫主光轴，简称主轴。如图的点划线CC＇。
（2）光心：主光轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，叫做透镜的光心O。
凸透镜的主光轴和光心 凹透镜的主光轴和光心
二、透镜对光的作用
1. 凸透镜对光有会聚作用，又叫会聚透镜。凸透镜对光有会聚作用，不是指光经凸透镜后一定会聚在一点上，而是指光经凸透镜折射后，折射光线向主光轴偏折，如图所示。
甲 平行光束 乙 发散光束 丙 会聚光束
2. 凹透镜对光有发散作用，又叫发散透镜。凹透镜对光有发散作用，是指光经凹透镜折射后，折射光线偏离主光轴，经凹透镜折射后的光线也可能相交于一点，如图所示。
甲 平行光束 乙 发散光束 丙 会聚光束
三、焦点、焦距及三条特殊光线
1. 凸透镜的焦点和焦距
（1）焦点：凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫做焦点，用F表示。凸透镜有2个焦点，并且关于光心对称。
（2）焦距：焦点到光心的距离叫做焦距，用f表示。
（3）凸透镜焦距的意义：凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短，凸透镜表面越凸，焦距越小，对光的会聚作用越强（选填“强”或“弱”）。
凸透镜的焦点和焦距 利用阳光测量凸透镜的焦距
（5）粗略测量凸透镜焦距的方法——平行光聚焦法
如图所示，将凸透镜正对着太阳光（可看成是平行光），再拿一张纸放在它的另一侧，来回移动，直到纸上的光斑最小、最亮，测量这个光斑到凸透镜光心的距离，即为该凸透镜的焦距。
2. 凹透镜的焦点和焦距
（1）焦点：平行于主光轴的光线通过凹透镜后发散，发散光线的反向延长线相交于主光轴上，叫凹透镜的焦点。它不是实际光线的会聚点，凹透镜有2个焦点，关于光心对称。
（2）焦距：焦点到凹透镜光心的距离叫做焦距。凹透镜焦距的大小表示对光发散能力的强弱，焦距越小，对光的发散能力越强（选填“强”或“弱”）。
凹透镜的焦点和焦距
3. 透镜的三条特殊光线
（1）凸透镜的三条特殊光线
①通过凸透镜光心的光线传播方向不发生改变，如图甲；
②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点，如图乙；
③经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴，如图丙。
甲 乙 丙
（2）凹透镜的三条特殊光线
①通过凹透镜光心的光线传播方向不发生改变，如图甲；
②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线通过焦点，如图乙；
③射向凹透镜焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴射出，如图丙。
甲 乙 丙
考向01 透镜与透镜对光的作用
【例题1-1】（2022·广西贺州·中考真题）如图所示的四个透镜，属于凸透镜的有 ，属于凹透镜的有 （两空均填编号）。
【答案】 ②③ ①④
【详解】中间厚，边缘薄的透镜叫凸透镜，如图所示的四个透镜，属于凸透镜的有②③。中间薄，边缘厚的透镜叫凹透镜，如图所示的四个透镜，属于凹透镜的有①④。
【例题1-2】如图是两束光分别射向并通过甲和乙两透镜的光路图。由图可知甲是 （选填“凸透镜”或“凹透镜”），此透镜对光有 （选填“会聚”或“发散”）作用。
【答案】 凹透镜 发散
【详解】由图可知，通过甲的光线比起入射光线更加远离主光轴，即甲透镜对光线具有发散作用，故甲透镜为凹透镜，通过乙的光线比入射光线更靠近主光轴，即乙透镜对光线具有会聚作用，故乙透镜为凸透镜。
方法技巧 1. 三种方法准确区别透镜 一“摸”：通过触摸透镜中间和边缘的厚薄加以辨别。 二“看”：通过透镜去观察近处物体,看物体是被“放大”还是被“缩小”加以辨别。 三“照”：通过透镜对平行光线的作用是会聚还是发散加以辨别。 2. 理解透镜对光的作用 （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。 （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。
【训练1-1】让甲乙两个透镜正对平行光，观察到的现象如图，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两个透镜对光线都是会聚的 B．甲透镜对光线是会聚的，乙透镜对光线发散
C．甲是凹透镜，乙是凸透镜 D．甲是凸透镜，乙是凹透镜
【答案】C
【详解】凸透镜对光线具有会聚作用，凹透镜对光线具有发散作用。图甲光斑的中间比较暗，图乙中间出现亮斑，所以甲对光线具有发散作用，是凹透镜，乙对光线具有会聚作用，是凸透镜，故ABD错误，C正确。故选C。
【训练1-2】如图是德国设计师设计的一个球形透镜太阳能系统，太阳光通过透镜聚光之后再发电，此透镜是一个（ ）
A．凸透镜，对光线具有会聚作用 B．凸透镜，对光线具有发散作用
C．凹透镜，对光线具有会聚作用 D．凹透镜，对光线具有发散作用
【答案】A
【详解】两种透镜对光有不同的作用，凸透镜对光线有会聚作用；凹透镜对光线有发散的作用，太阳能通过透镜聚光后发电，故为凸透镜。故选A。
【训练1-3】如图所示，将凸透镜正对着太阳光，前后移动卡片纸，得到一最小、最亮的光点，测得光点到凸透镜光心的距离是10cm。这个光点所在的位置就是凸透镜的 ，光点是由凸透镜对光的 作用形成的，如图的方框内应该是 （填“凸透镜”“凹透镜”）。

【答案】 焦点 会聚 凹透镜
【详解】根据凸透镜属性可知，最小、最亮的光斑为焦点。光点是凸透镜对光线具有会聚作用而形成的最小、最亮的光斑。图中光学元件将光线发散，所以方框内的光学元件为凹透镜。
考向02 利用透镜三条特殊光线作图
【例题2】（2024·辽宁·中考真题）如图，O为凸透镜的光心，F为凸透镜的焦点，请画出：
（1）入射光线a经凸透镜的折射光线；（2）折射光线b对应的入射光线。
【答案】见右图。
【详解】过焦点的入射光线经过凸透镜折射后，折射光线平行于主光轴；平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后，折射光线过凸透镜的焦点，如图所示。
方法技巧 根据透镜的三条特殊光线分析透镜的作图问题 1. 透镜的三条特殊光线是关于透镜的作图题的基础。无论是根据透镜作光路图还是根据光路图画透镜，都需要通过三条特殊光线做出判断和解答。 2. 关于三条特殊光线，需要记住各自特点，更需要把凸透镜的特殊光线和凹透镜的特殊光线加以区分，记住两种透镜对光的作用的不同。 3. 作图时要注意：要用尺规作图；不要遗漏光线的箭头；光线用实线，辅助线用虚线。
【训练2-1】（2024·大庆·中考真题）如图所示，光源S发出的两条光线射向凹透镜，其中光线①平行于主光轴，光线②经过光心，画出它们经过凹透镜的折射光线。（须保留必要的作图痕迹）
【答案】见右图。
【详解】（1）过光心的光线经凹透镜后传播方向不改变。（2）入射光线平行于主光轴，则经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点，如图所示。
【训练2-2】如图所示，画出了光线通过透镜后的光路，其中正确的是（　　）
A B C D
【答案】C
【详解】AB．由图知，图中透镜为凹透镜，对光线有发散作用，经透镜折射后的光线较折射之前的光线更会聚，光路图不正确，故AB错误；
CD．由图知，图中透镜为凸透镜，对光线有会聚作用，经透镜折射后的光线较折射之前的光线更加会聚，图C光路图正确，图D光路图不正确。故选C。
【训练3】（2022·山西·中考真题）如图所示，西汉时期的《淮南万毕术》中记载有“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”请你用学过的光学知识判断“削冰令圆”就是把冰块制成 镜，若要“火生”应把“艾”放在镜的 位置。
【答案】 凸透 焦点
【详解】削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生，将冰削圆，对着太阳能生火，说明削成的圆冰对火有会聚作用，所以是冰块制成凸透镜。
太阳光都会会聚到凸透镜的焦点位置，要快速生火，需把“艾”放在镜的焦点位置。
模块二 生活中的透镜
一、照相机
1．照相机的主要结构及作用
（1）镜头：由一组透镜组成，相当于一个凸透镜，起到成像作用。
（1）胶片：相当于涂有感光材料的光屏。
（3）快门：控制曝光时间。
（4）光圈: 控制进光量的多少.
（5）调焦环：调节镜头到胶片间的距离，即调节像距（选填“物距”或“像距”）。
照相机结构示意图 照相机原理示意图
2. 照相机的成像原理：来自物体的光经过镜头后会聚在胶片上，形成被照物体的像。物体到镜头的距离远远大于（大于/小于）镜头的焦距，在胶卷上得到倒立、缩小、的实像（填像的性质）。
3. 照相机的成像特点
（1）照相机成缩小、倒立的实像。
（2）像距小于物距（选填“大于”或“小于”）。。
（3）像与物体位于凸透镜的异侧（选填“同”或“异”）。
（4）物距、像距及像的大小变化规律：物远像近像变小；物近像远像变大（均选填“小”或“大”）。
4．照相机的调节
照相机的调节 模型照相机
为了使远近不同的景物在胶片上都能形成清晰的像，需要旋转镜头上的“调焦环”，调节镜头到胶片的距离。
拍摄远处景物时，镜头往后缩，离胶片近（选填“远”或“近”）一些，此时的像比较小。拍摄近处景物时，镜头往前伸，离胶片远一些，此时的像会变大（选填“大”或“小”）一些。
5. 自制模型照相机
（1）制作方法：用两个粗细相近的纸筒，使一个纸筒刚好能套入另一个，并能前后滑动（如图），将大纸筒的一端嵌上一个焦距为5～10cm的凸透镜，另一个纸筒的一端蒙上一层半透明纸，把两个纸筒套在一起，就做成了一个模型照相机。
（2）成像特点：模型照相机成的是倒立、缩小的实像（填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”、“实像/虚像”）；物体离镜头越近，像越大，离镜头越远。
6. 照相机的应用
（1）数码相机：用电荷耦合器件代替胶片，把光信号转换成电信号，记录物体的像。
（2）摄像机，摄像头，电子眼，扫码支付，刷脸识别等都是利用了照相机成像的特点。
二、投影仪
1.投影仪的主要构造及各部分的作用
由凸透镜（镜头）、灯泡、投影片、平面镜、屏幕等组成（如下图所示）。
（1）镜头：是一个凸透镜，起成像作用。
（2）螺纹透镜：相当于凸透镜，起作用是会聚光，增加投影片的亮度。
（3）反光镜：使光集中向一个方向射出，使屏幕上像较亮。
（4）屏幕：相当于光屏，承接像。
（5）平面镜：改变光的传播方向。
2. 投影仪的成像原理：是利用了凸透镜成放大、倒立、的实像（填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”、“实像/虚像”）。
3. 投影仪成像的特点
（1）投影仪成放大、倒立的实像（填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”）。
（2）物距小于像距（选填“大于”或“小于”）。
（3）像与物体位于凸透镜的异侧（选填“同”或“异”）。
4．投影仪的调节
（1）要使屏幕上的图像大些，胶片靠近镜头，同时投影仪远离屏幕；要使屏幕上的像小些，胶片远离镜头，同时投影仪靠近屏幕（以上均选填“远离”或“靠近”）。
（2）为了在屏幕上成正立的像，要把胶片倒放（选填“倒放”或“正放”）。
三、放大镜
放大镜成像示意图
1. 放大镜的成像原理：是利用了凸透镜能成放大的虚（虚/实）像这一原理。放大镜实际是一个短焦距的凸透镜。
2. 放大镜的成像特点
（1）放大镜成放大、正立的虚像（填像的性质：“放大/缩小”、“倒立/正立”）。
（2）像距大于物距（选填“大于”或“小于”）。
（3）像与物体位于凸透镜的同侧（选填“同侧”或“异侧”）。
3. 放大镜的调节：使像变大时，让放大镜与物体之间的距离适当增大些。使像变小时，让放大镜与物体之间的距离适当减小些（选填“增大”或“减小”）。
4. 生活中的放大镜
（1）鱼缸：相当于放大镜，看到的“鱼”比实际的大。
（2）小水滴：由于张力作用，形成半圆形，相当于放大镜，看到的物体比实际的大。
（3）体温计的直管：体温计的直管做得很细，而且水银是银白色的，很难看清楚液柱的高度。把玻璃外壁做成三棱柱的样子，从侧面看过去，相当于凸透镜，起到放大的作用。
四、实像和虚像
1. 实像：由实际光会聚而成的像叫实像。实像可用（选填“可用”或“不可用”）光屏承接，也可以用眼睛直接观察。例如照相机和投影仪所成的像是实像，小孔成的像也是实像。
2. 虚像：不是实际光会聚而成，是实际光线的反向延长线相交而成。虚像只能用眼睛观察，不可用（选填“可用”或“不可用”）光屏承接。例如放大镜所成的像是虚像，平面镜成的像也是虚像。
考向01 照相机、投影仪、放大镜
【例题1】（2024·福建·中考真题）我国某新型战斗机配有光电搜索跟踪系统，系统中的光学元件相当于晶状体，内置光电传感器相当于视网膜，成像原理与人眼相似。从空中拍摄地面物体时，物体在光电传感器上形成的像是（　　）
A．倒立、缩小的实像 B．倒立、等大的实像
C．倒立、放大的实像 D．正立、放大的虚像
【答案】A
【详解】A．根据题意可知，光电搜索跟踪系统和照相机的原理相似，从空中拍摄地面物体时，物体位于二倍焦距以外，物体在光电传感器上形成的像是倒立、缩小的实像，故A符合题意；
B．倒立、等大的实像，可以用来测焦距，故B不符合题意；
C．倒立、放大的实像，是投影仪的原理，故C不符合题意；
D．正立、放大的虚像，是放大镜的原理，故D不符合题意。故选A。
方法技巧 1. 照相机、投影仪、放大镜的调节 照相机和投影仪根据“成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小”进行调节；放大镜根据“成虚像时，物近像近像变小，物远像远像变大”进行调节。注意物距和像距要同时调节，才能得到清晰的像。 2. 照相机、投影仪、放大镜的成像特点 （1） 照相机（包括摄像机、摄像头）在成像时的共同点是：成倒立、缩小的实像，物体和像在凸透镜的两侧，物体离凸透镜越远，像离凸透镜越近。 （2）投影仪（包括幻灯机）在成像时的共同点是：成倒立、放大的实像，物体和像在凸透镜的两侧，物体离凸透镜越近，像离凸透镜越远。 （3）放大镜：物体通过放大镜成的像在放大镜的同侧。放大镜离物体越近，所成像越小，放大镜离物体越远，所成像越大。放大镜距物体的距离大到焦距的长度时，所成的像就消失了。
【训练1-1】（2024·内蒙古包头·中考真题）工匠师维护精密仪表时，在眼睛前戴一个凸透镜，便于观察仪表的细微之处，如图所示。
（1）凸透镜起到 的作用；
（2）凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的 焦距范围之内；
（3）通过凸透镜看到的是仪表 （填“正立”或“倒立”）的像，像的位置与仪表的位置在凸透镜的 侧。
【答案】 放大镜 一倍 正立 同
【详解】（1）工匠师维护精密仪表时，在眼睛前戴一个凸透镜观察仪表的细微之处，凸透镜起到放大镜的作用。
（2）当物体在凸透镜一倍焦距范围内时，成正立、放大的虚像，故凸透镜与仪表的距离应在一倍焦距范围之内。
（3）当物体在凸透镜一倍焦距范围内时，通过凸透镜看到的是仪表正立的像，像的位置与仪表的位置在凸透镜的同侧。
【训练1-2】如图所示是生活中常用手机扫描二维码的情形，这相当于给二维码拍了一张照片，照相机镜头相当于一个 透镜，二维码经摄像头扫描成倒立、 （选填“缩小”、“等大”或“放大”）的实像。
【答案】 凸 缩小
【详解】手机镜头相当于凸透镜，物距大于2倍焦距，二维码所成的是倒立、缩小的实像。
【训练1-3】生活中我们经常可以看到的广告投影灯，其内部结构如图所示。其中广告片位于镜头
_______（选填“二倍焦距以外”、“一倍焦距和二倍焦距之间”或“一倍焦距以内”），为了在地面上得到更大的广告图像，应当使投影灯 （选填“靠近”或“远离”）地面。
【答案】 一倍焦距和二倍焦距之间 远离
【详解】投影灯工作时，广告图标在地面上成的是倒立放大的实像，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，所以广告片位于镜头一倍焦距和二倍焦距之间；为了在地面上得到更大的、清晰的广告图像，像变大，像距变大，物距变小，则应当使投影灯远离地面。
考向02 实像和虚像
【例题2】（2023·赤峰·中考题）如图所示，通过焦距为10cm的凸透镜观察窗外远处的风景，看到的是（ ）
A.正立放大的虚像 B.倒立放大的实像 C.倒立缩小的实像 D.倒立缩小的虚像
【答案】C。
【解析】窗外远处的风景相当于物体，到透镜的距离大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，此时成倒立、缩小的实像，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。
方法技巧 区分常见成像现象的成像原理 1. 小孔成像、照相机、投影仪等所成的像都是实际光线会聚而成的实像。 2. 平面镜、凸面镜、凹面镜、放大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虚像。 3. 成像原理不同：小孔成像是光的直线传播；平面镜、凸面镜、凹面镜是光的反射；照相机、投影仪、放大镜是光的折射。
【训练2-1】（2023·南通·中考题）运载火箭搭载神舟十六号飞船腾空而起，它在地面摄像机中所成的像是（ ）
A. 实像，像变大 B. 实像，像变小 C. 虚像，像变大 D. 虚像，像变小
【答案】B。
【解析】摄像机与照相机成像原理相同，成倒立、缩小的实像；在腾空而起的过程中，物距变大，据“成实像时，物远像近像变小”可知，像变小，故B符合题意，ACD不符题意。故选B。
【训练2-2】下列关于虚像和实像说法中正确的是（　　）
A．凸透镜成虚像时，因用光屏接收不到，所以人眼也看不到
B．凸透镜对光线有发散作用，凹透镜对光线有会聚作用
C．近视眼成像于视网膜前，应配戴凸透镜制成的眼镜进行矫正
D．虚像用眼可以看到，用光屏接收不到
【答案】D
【详解】AD. 虚像我们用眼可以看到，但不能用光屏承接，故A错误，D正确；
B. 凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，故B错误；
C. 近视眼成像于视网膜前，应配戴凹透镜制成的眼镜进行矫正，故C错误。故选D。
模块三 凸透镜成像的规律
一、实验：探究凸透镜成像的规律
1. 相关概念
（1）物距u：物体到透镜光心的距离，如图所示。
（2）像距v：像到透镜光心的距离，如图所示。
（3）焦距f：焦点到凸透镜光心的距离。
2. 实验器材与实验装置图
（1）实验器材：凸透镜（焦距为10cm）、蜡烛或发光二极管、光屏、火柴、光具座。
（2）实验装置（见上图）。
3. 实验步骤
（1）用发光二极管或烛焰作为发光物体，一块白色的硬纸板作为光屏，调节发光物体、透镜和光屏，使它们的中心高度相同，研究发光物体的成像情况。
（2）把发光物体放在较远处，移动光屏，使光屏上呈现清晰的实像。观察实像的大小和正倒，测出物距和像距（像到凸透镜的距离）。
（3）把发光物体向凸透镜移近几厘米，放好后重复以上操作。
（4）继续向凸透镜移动发光物体并调整光屏的位置，重复以上操作，你总能在光屏上得到发光物体的像吗 当在光屏上看不到发光物体的像时，可以撤去光屏，从光屏一侧向凸透镜方向看去，观察发光物体的像。此时发光物体和它的像在什么位置
（5）把实验中得到的数据和观察的结果填入下表。每个小组可以自己选择适当的物距，并与各小组共享测量的数据。
像与物距的关系 凸透镜的焦距f= 10 cm
实验 次数 物距 u/cm 物距与焦距 的关系 像的性质 像距 v/cm
虚实 大小 正倒
1 30 u > 2f 实像 缩小 倒立 15
2 20 u = 2f 实像 等大 倒立 20
3 15 2f >u >f 实像 放大 倒立 30
4 10 u =f 不成像
5 6 u 4. 分析与论证
（1）焦点是成实像和虚像的分界点。物体在焦点以外成实像，焦点以内成虚像。
（2）二倍焦距是成放大和缩小像的分界点。物体在二倍焦距以外成缩小的像，在二倍焦距以内成放大的像。没有缩小的虚像。
（3）实像是异侧倒立，虚像是同侧正立（选填“倒立”或“正立”）。
（4）物距u＞像距v，像是缩小的；u＜v，像是放大的（选填“放大”或“缩小”）。
（5）成实像时，物体距离透镜越近，像距离透镜越远，像越大；物体距离透镜越远，像距离透镜越近，像越小。即成实像时，物近像远且大，物远像近且小。成虚像时，物体距离透镜越近，像越小，物体距离透镜越远，像越大。即物体越靠近焦点像越大。
5. 实验结论
（1）凸透镜成像的规律：
当物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像；
当物距等于2倍焦距时，凸透镜成倒立、等大的实像；
当物距小于2倍焦距、大于焦距时，凸透镜成倒立、放大的实像；
当物距小于焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像。（以上均选填像的性质“倒立”、“正立”、“放大”、“缩小”、“实”或“虚”）
（2）记忆口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，物近（离焦点）像远像变大；虚像（与物）同侧正，实像异侧倒，像物相互跟着跑。
（3）表格总结：
物距u 像的性质 物与像 的位置 像距v 光屏能 否承接
u>2f 倒立 缩小 实像 异侧 2f>v>f 能
u＝2f 倒立 等大 实像 异侧 v＝2f 能
f2f 能
u＝f 不成像
uu 不能
6. 交流讨论
（1）在做实验时, 某同学无论怎样移动光屏, 都无法在光屏上观察到烛焰的像。发生这一现象可能原因有：
①烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上；
②蜡烛的位置在透镜的一倍焦距以内；
③蜡烛的位置在透镜的焦点上。
（2）用卡片把透镜遮住一部分，光屏上得到烛焰的像性质不变，也是完整的，但亮度会变暗些。
（3）蜡烛长度变短时，像在光屏上将会向上移动。调节方法：①将光屏向上移动；②将蜡烛向上移动；③将透镜和光屏向下调节.
二、利用凸透镜三条特殊光线分析凸透镜成像规律
利用凸透镜三条特殊光线中的任意两条可以画出相应的光路图，从而判断出像距的大小和成像的具体情况，这是理解凸透镜成像规律的最好的方法。
（1）当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；光路如下左图所示。
（5）当uu；光路如右图所示。
考向01 探究凸透镜成像规律
【例题1】（2024·四川泸州·中考真题）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
【详解】（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）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）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。
方法技巧 正确解答凸透镜成像实验探究题 1. 确定凸透镜的焦距； 2. 实验器材的放置和调节：凸透镜、光屏和烛焰的中心应在同一高度上； 3. 成像的性质和对应的像距及物距； 4. 像距随物距变化的规律，像随像距变化的规律； 5. 物像的“可逆性”； 6. 凸透镜的缺损或遮挡对成像的影响； 7. 光屏接收不到像的原因。
【训练1-1】（2024·青海·中考真题）如图甲所示，是天宫课堂中航天员王亚平讲授“水球光学实验”时的场景，受此影响“飞天”兴趣小组利用如图乙所示的实验装置展开了“凸透镜成像规律”的探究实验。
（1）图甲中水球相当于一个 ，它对光具有 作用；
（2）王亚平所成的像是倒立、缩小的 像，生活中 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一原理工作的；
（3）图乙中凸透镜的焦距为15cm，当蜡烛从10cm处移动至30cm处时，为了再次得到清晰的像，光屏应 （选填“远离”或“靠近”）凸透镜，且所成的像是倒立、 的实像；
（4）如果将蜡烛换成如图丙所示的“F”字光源，其优点是： （只写一条即可）。
【答案】 凸透镜 会聚 实 照相机 远离 放大 光源稳定
【知识点】探究凸透镜成像规律的实验装置和操作步骤
【详解】（1）图甲中水球边缘薄，中间厚，相当于一个凸透镜，它对光具有会聚作用。
（2）由图可知，王亚平所成的像是倒立、缩小的实像，此时物距大于二倍焦距，应用是照相机。
（3）图乙中凸透镜的焦距为15cm，当蜡烛从10cm处移动至30cm处时，物距变小，根据凸透镜成像规律可知，像距变大，所以，为了再次得到清晰的像，光屏应远离凸透镜，此时物距为
物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像。
（4）将蜡烛换成如图丙所示的“F”字光源，其优点是光源稳定。
【训练1-2】（2023·内蒙兴安盟·中考真题）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，某学习小组用如图甲所示的方法测量凸透镜的焦距：正确安装并调节实验装置后，在光屏上得到一个清晰的像，如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．由图甲可知，该凸透镜的焦距是40.0cm
B．照相机成像特点与图乙中烛焰的成像特点相同
C．图乙中的烛焰向远离凸透镜方向移动，所成的像逐渐变小
D．图乙中若用黑纸片将凸透镜挡一半，光屏上成半个烛焰的像
【答案】C
【详解】A．平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将会聚于一点，这点即为此透镜的焦点，从焦点到透镜光心的距离即为焦距，则透镜的焦距为f=40.0cm-30.0cm=10.0cm，故A错误；
B．图乙中，物距为u=50.0cm-35.0cm=15.0cm 像距为v=80.0cm-50.0cm=30.cm
物距小于像距，由凸透镜成像规律可知，图乙中烛焰成的是倒立放大的实像，这个原理制成了投影仪，与照相机不同，故B错误；
C．图乙中的烛焰向远离凸透镜方向移动，物距变大，像距变小，像变小，故C正确；
D．用黑纸片将凸透镜遮挡一半，透镜的上半部分仍能会聚烛焰发出的光线，成烛焰完整的像，只是像比原来变暗，故D错误。故选C。
【训练1-3】如图所示，小毛用凸透镜（焦距为10cm）、蜡烛、光屏、光具座等器材探究“凸透镜成像的规律”。
（1）在光具座上，将蜡烛、光屏安装在凸透镜两侧，调节三者的高度时， （选填“需要”或“不需要”）点燃蜡烛；为了使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，应将图中的 适当向下调节；
（2）将蜡烛和凸透镜保持在如图的位置不动，在 （选填“50~60cm”、“60~70cm”或“70~80cm”）刻度之间移动光屏，直至光屏上出现烛焰清晰的像。
（3）在（2）的基础上，保持凸透镜位置不动，对调蜡烛和光屏，则光屏上烛焰的像相对烛焰是
（选填“放大”或“缩小”）的；
（4）若将蜡烛移至某位置时，无论怎么移动光屏在光屏上都找不到像（假设光具座足够长），若能看到一个大小不变的光斑，则原因可能是 。
【答案】（1）需要，光屏；（2）60~70cm；（3）放大；（4）蜡烛在凸透镜的焦点处
【详解】（1）如图，探究凸透镜成像的规律实验时，要将蜡烛、光屏安装在凸透镜两侧，并调节使蜡烛烛焰、光屏、凸透镜三者在同一高度，所以需要点燃蜡烛。如图，图中的光屏位置偏高，要使蜡烛烛焰、光屏、凸透镜三者在同一高度，应将图中的光屏适当向下调节。
（2）如图，凸透镜焦距为10cm，蜡烛和凸透镜保持图示位置不动，物距是40cm，物距大于2倍焦距，则像距大于1倍焦距小于2倍焦距，所以光屏可以在“60~70cm”刻度之间移动，直至光屏上出现烛焰清晰的像。
（3）如图，在（2）的基础上，保持凸透镜位置不动，对调蜡烛和光屏，对调后物距大于1倍焦距小于2倍焦距，像距大于2倍焦距，此时光屏上烛焰的像相对烛焰是放大的。
（4）若将蜡烛移至某位置时，无论怎么移动光屏在光屏上都找不到像，有可能是物距等于或小于焦距；若物距小于焦距成正立、放大的虚像，若物距等于焦距则不成像，能看到一个大小不变的光斑；若能看到一个大小不变的光斑，则原因可能是蜡烛在凸透镜的焦点处。
考向02 凸透镜成像规律及其应用
【例题2】（2024·江苏常州·中考真题）《重庆市消防条例》规定：2024年7月1日起，禁止携带电动自行车或其电池进入电梯轿厢，一旦有人违规操作，会被电梯内的摄像头拍摄成像并智能识别，电梯将停止运行并发出声、光警报，如图所示，某次警报时，摄像头凸透镜成像的像距为10.1mm，则凸透镜的焦距可能为（ ）
A．5mm B．10mm C．15mm D．20mm
【答案】B
【详解】摄像头凸透镜成倒立缩小的实像，物距大于2倍焦距，像距大于1倍焦距小于2倍焦距，所以2f>10.1mm>f，10.1mm>f>5.05mm，故选B。
方法技巧 应用凸透镜成像规律分析解答有关问题时，把握以下几点 1. 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。 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，u【训练2-1】小明同学做“探究凸透镜成像的规律”的实验，当他把烛焰移到距透镜18cm的位置时，在光屏上观察到倒立放大清晰的像。他判断凸透镜焦距可能是：①6cm、②9cm、③12cm、④16cm，其中正确的是（　　）
A．①② B．②③ C．①④ D．③④
【答案】D
【详解】由题意可知，物距18cm，光屏上观察到倒立放大清晰的像，所以
2f＞18cm＞f，18cm＞f＞9cm，③12cm和④16cm符合题意。故选D。
【训练2-2】小东用凸透镜、纸盒等器材自制了一个简易投影仪，可以将手机屏幕画面投影到白墙上，如图甲所示。该投影仪工作示意图如图乙所示，使用时将手机屏幕调至“冰墩墩”画面，然后放在纸盒中某位置，使屏幕正对凸透镜，调整该投影仪与白墙之间的距离，可在墙上得到一个清晰、放大的像。下列说法正确的是（ ）

A．手机屏幕到透镜的距离应大于透镜的二倍焦距
B．透镜到墙面的距离应在透镜的一倍焦距和二倍焦距之间
C．能从不同角度看到墙上的“冰墩墩”，是由于光在墙面上发生了镜面反射
D．墙上呈现的是手机画面倒立的实像
【答案】D
【详解】ACD．根据凸透镜成像规律，投影仪在使用时成倒立、放大的实像，物距在一倍焦距和两倍焦距之间，像距在两倍焦距以外，则手机屏幕到透镜的距离应在透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，透镜到墙面的距离应大于透镜的二倍焦距，故AC错误，D正确；
B．能从不同角度看到墙上的“冰墩墩”，是由于光在墙面上发生了漫反射，反射光线朝向四面八方，故B错误。故选D。
【训练2-3】在“探究凸透镜成像的规律”实验时，某小组测量出物距和像距的数据，并绘制成如图所示的图象，根据图象可知（　　）
A．该凸透镜的焦距f=20cm
B．当物距u=30cm时，成倒立、缩小的实像，照相机利用了这条规律
C．当物距u=8cm时，成倒立、放大的实像，幻灯机利用了这条规律
D．若把物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动过程中，所成的像会逐渐变小
【答案】B
【详解】A．据凸透镜成像规律可知，当u=v=2f，凸透镜成倒立、等大的实像；由图可知
u=v=2f=20cm，所以f=10cm。故A不符合题意；
B．当物