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第05讲 透镜和视觉
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析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习
练习题 讲典例：教材习题学解题、快速掌握解题方法
练考点 强知识：核心考点精准练
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测
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析教材 学知识
一、透镜
1.透镜的分类
（1）凸透镜：中间厚、边缘薄，如远视眼镜镜片。
（2）凹透镜：中间薄、边缘厚，如近视眼镜镜片。
2.透镜的相关概念
（1）主光轴：通过两个球面球心的直线。
（2）光心（O）：主轴上一点，通过该点的光传播方向不变，透镜的光心在中心。
3.透镜对光的作用
（1）探究活动
①让凸透镜正对着太阳光，拿一张白纸在它的另一侧来回移动，直到纸上的光斑变得最小、最亮。测出这个光斑到凸透镜的距离。
②换用凹透镜再做上页的实验，纸上还能得到最小、最亮的光斑吗？
③让平行于主轴的光射向凸透镜，观察光通过凸透镜后偏折的方向。
④让平行于主轴的光射向凹透镜，观察光通过凹透镜后偏折的方向。
（2）凸透镜和凹透镜对光的作用
①凸透镜：对光有会聚作用，能使平行于主轴的光会聚于焦点（F），焦点到光心的距离为焦距（f），焦距越小，会聚作用越强。
②凹透镜：对光有发散作用，不能使平行光会聚成最小、最亮光斑。
（3）焦点和焦距
①焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光会聚在主轴上的一点，这个点叫作凸透镜的焦点，用 F 表示。
②焦距：焦点到凸透镜光心的距离叫作焦距，用 f 表示。
4.凸透镜的成像规律
（1）实像和虚像
①实像：在光屏上所成的像，是来自蜡烛的光通过凸透镜会聚而形成的，这样的像叫作实像。凸透镜成的实像可以用光屏来承接，实像和蜡烛分别位于凸透镜的两侧。
②虚像：我们用放大镜观察物体时，看到的像跟物体位于凸透镜的同一侧。这是因为通过凸透镜射出的光没有会聚成像，只是人眼逆着射出光的方向看去，能看到像，这样的像叫作虚像。
（2）物距和像距
①物距：物体到凸透镜的距离叫作物距，用字母 u 表示。
②像距：像到凸透镜的距离叫作像距，用字母 v 表示。
（3）探究活动：探究凸透镜成像的特点
①探究问题：物体经凸透镜所成像的大小、正倒、虚实跟物距有什么关系？
②设计实验
对探究问题，物理量是自变量，实验中需要改变物距。我们可以把物体放在距凸透镜比较远的位置开始实验，然后逐渐减小物距，观察物体所成像的情况。由于凸透镜对光的会聚程度跟它的焦距有关系，我们可以重点观察物距小于、等于或大于 1 倍焦距、2 倍焦距…… 时，物体成像的情况。
③进行实验
选择一块焦距 f =____的凸透镜，用点燃的蜡烛做成像物体，用白色硬纸板做光屏来承接蜡烛烛焰的像，研究蜡烛烛焰所成的像。
把蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，调节它们的高度，使它们的中心大致处于同一高度。想一想，为什么要这样做？
把蜡烛放在离凸透镜较远的位置上，调整光屏到凸透镜的距离，使蜡烛烛焰在光屏上成一个清晰的像。观察像的大小、正倒，测出物距 u 和像距 v。
将蜡烛逐渐靠近凸透镜，重复上面操作。
当蜡烛移至凸透镜，在光屏上观察不到蜡烛烛焰的像时，撤去光屏，试着从光屏一侧向凸透镜方向观察，能否观察到蜡烛烛焰的像？像的大小、正倒怎样？像的位置在哪里？
④记录实验数据
把实验中测得的数据记录在表中。
像的性质 实验序号 物距 /cm 像距 /cm
倒立、缩小的像 1
2
倒立、等大的像 1
倒立、放大的像 1
2
正立、放大的像 1
2
⑤分析与论证
像的正倒：什么条件下蜡烛烛焰经凸透镜成倒立的像？什么条件下成正立的像？
像的虚实：什么条件下蜡烛烛焰经凸透镜成实像？什么条件下成虚像？
像的大小：什么条件下蜡烛烛焰经凸透镜成缩小的实像？什么条件下成放大的实像？能成放大的虚像？
⑥实验结论
当u>2f时，蜡烛烛焰在光屏上成倒立、缩小的____像。
当f当u>f时，蜡烛烛焰在光屏上成正立、放大的____像。
（4）凸透镜成像规律
物距（u）与焦距（f）的关系 像的性质 应用
u > 2f 倒立、缩小的实像 照相机
f < u < 2f 倒立、放大的实像 投影仪
u < f 正立、放大的虚像 放大镜
二、常见光学仪器的原理
1.放大镜：是焦距较小的凸透镜，利用 u < f 时成正立、放大虚像的原理制成，通过调节与物体的距离改变放大倍数。
2.投影仪：镜头相当于凸透镜，当投影片放在 f < u < 2f 时，在屏幕上成放大、倒立的实像。
3.照相机：镜头相当于凸透镜，景物在 u > 2f 时，在影像传感器上成倒立、缩小的实像，影像传感器将光信号转换为数字信号保存。
4.显微镜：由目镜和物镜两组凸透镜组成，物镜使被观察物体成放大实像，目镜将该实像再放大，经两次放大看清微小物体。
5.望远镜：折射望远镜由目镜和物镜两组凸透镜组成，物镜使远处物体在焦点附近成实像，目镜将实像放大，物镜口径大，可会聚更多光。
三、眼睛
1.眼睛的结构
（1）探究活动
在光线暗的环境下仔细观察一名同学的瞳孔，然后在他（她）眼前约 10cm 的位置，用小手电筒照射这名同学的右眼睛（或左眼睛），留心观察瞳孔大小的变化。
这名同学眼睛的瞳孔有什么变化？
他（她）的瞳孔变____[填 “大” 或 “小”] 了。这样的变化说明：在光亮的环境中瞳孔自动调节可使____[填 “较少” 或 “较多”] 的光进入眼睛。
虹膜可以通过调节____的大小，控制进入眼睛的光的量。
（2）眼球的结构
（3）视觉的形成
①物体发出或反射的光线角膜晶状体玻璃体视网膜（感光细胞）视神经大脑。
②晶状体和角膜共同作用于一个凸透镜，它把来自物体的光线会聚在视网膜上，形成物体的像。
③通过睫状肌改变晶状体的形状，使我们能够看清远近不同的物体。当我们看近处的物体时，睫状肌收缩，晶状体变厚，对光的会聚能力变强，近处物体射来的光会聚在视网膜上，从而看清近处物体；当我们看远处的物体时，睫状肌放松，晶状体变薄，对光的会聚能力变弱，远处物体射来的光会聚在视网膜上，从而看清远处物体 。
2.视力缺陷与矫正
（1）近视
①原因：晶状体会聚能力过强或眼球前后径过长，使远处物体光会聚在视网膜前。
②矫正：佩戴凹透镜。
（2）远视（老花眼）
①原因：眼球前后径过短或晶状体曲度过小，使近处物体光会聚在视网膜后。
②矫正：佩戴凸透镜。
四、爱护眼睛的方法
练习题 讲典例
1. 教材p50练习与应用第1题
在图中的各光路中画上合适的透镜。
2. 教材p50练习与应用第2题
根据图中所给出的入射光线或折射光线，画出相应的折射光线或入射光线。
3. 教材p50练习与应用第4题
将一支蜡烛放在装有水的烧瓶前，调整蜡烛和烧瓶至如图所示位置，在墙壁上得到清晰的像。该像的性质是（ ）。 A. 缩小的虚像 B. 放大的虚像 C. 缩小的实像 D. 放大的实像 【答案】D 【解答】解：装有水的烧瓶相当于一个凸透镜，调整蜡烛和烧瓶至如图所示位置，在墙壁上得到清晰的像，由图可知，物距小于像距，由凸透镜成像规律可知，此时成倒立、放大的实像。 故选：D。
练考点 强知识
考点1 透镜的分类及对光的作用
1.（2025春 宁波期中）烈日下，汽车玻璃窗上的小水珠应尽快擦干，否则阳光经过小水珠后会聚到一点，使该点位置上的物体温度升高可能导致火灾。其中小水珠的作用相当于（ ）
A．凹透镜 B．凸透镜 C．平面镜 D．潜望镜
【答案】B
【解答】解：在阳光下的水滴相当于一个小的凸透镜，阳光经过小水珠后会聚到一点，使该点位置上的物体温度升高可能导致火灾，从而伤害汽车的外表。
故选：B。
2.（2025春 北仑区校级月考）如图中，已知入射光线或折射光线，画出对应的折射光线或入射光线。
【答案】
【解答】解：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点；过光心的光线其传播方向不变；
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，过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变，如图所示：
考点2 探究凸透镜成像的规律
3.（2025春 泰州月考）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，首先需调整烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，下列照片中的情况属于已经调整好的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解答】解：观察上述四幅图可以看出，烛焰、凸透镜的光心以及光屏的中央大致在同一高度的是B图，A图中凸透镜的角度不对，C图中的凸透镜太低，D图中光屏的位置太低，故B正确，ACD错误。
故选：B。
4.（2024春 宁海县期中）用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距，并“探究凸透镜成像规律“，当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙时，在光屏上可成清晰的像，下列说法正确的是（ ）
A．凸透镜的焦距是30cm
B．照相机成像特点与图乙中所成像的特点相同
C．图乙中烛焰成的是倒立放大的像
D．保持凸透镜、光屏位置不变，将蜡烛远离凸透镜。烛焰仍可在光屏上成清晰的像
【答案】C
【解答】解：A、由图可知此透镜的焦距为30.0cm-20.0cm=10.0cm,故A错误；
BC、图乙中，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，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，根据这个原理制成了幻灯机或投影仪，故B错误，C正确；
D、将蜡烛远离凸透镜时，物距变大，像距变小，则需要将光屏向左移动才能承接到像，故D错误。
故选：C。
5.（2025春 杭州校级月考）某同学在做光学实验时，他先将焦距为10cm的凸透镜A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A两侧，蜡烛放置在20cm刻度线处，如图所示。左右移动光屏，直至光屏上呈现烛焰清晰的像。
（1）上述光屏上所成的像是 （选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像。
（2）将透镜B放在凸透镜A与光屏之间某处（图中未画出），光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏向远离凸透镜A的方向移动，光屏上又呈现烛焰清晰的像，这说明透镜B对光线有 （选填“会聚”或“发散”）作用。透镜B能用来矫正 （选填“近视眼”或“远视眼”）。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）凸透镜A焦距10cm,固定在光具座上50cm刻度线处，蜡烛放置在20cm刻度线处，所以物距u=30cm＞2f,物距大于二倍焦距成倒立缩小实像；
（2）将透镜B放在凸透镜A与光屏之间某处，光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏向远离凸透镜A的方向移动，光屏上又呈现烛焰清晰的像，这说明凸透镜B对光线具有发散作用，是凹透镜，透镜B能用来矫正近视眼；
故答案为：（1）缩小；（2）发散；近视眼。
考点3 凸透镜成像的应用
6.（2025 浙江模拟）如图所示为商场门口的广告投影灯及其内部结构，它主要由光源、广告片和某种透镜组成，下列说法正确的是（ ）
A．地面的广告图标是虚像
B．这种透镜为凸透镜
C．这种透镜为凹透镜
D．为了能从不同角度看见该广告图标，应选择光滑的地面
【答案】B
【解答】解：ABC、由图可知，u＜v,此时2f＞u＞f,凸透镜成放大、倒立实像，此原理与投影仪成像原理相同，故B正确，AC错误；
D、各个方向都能看到地上的广告图标，这是因为发生了漫反射，故应选择粗糙的地面，故D错误。
故选：B。
7.（2025春 余姚市期中）蝴蝶研究专家章丽晖在茅山首次发现国家二级保护动物-中华虎凤蝶，他先用相机拍摄了蝴蝶休憩的照片甲，为了拍摄照片乙，应（ ）
A．相机适当靠近蝴蝶，镜头略向外伸
B．相机适当靠近蝴蝶，镜头略向内缩
C．相机适当远离蝴蝶，镜头略向外伸
D．相机适当远离蝴蝶，镜头略向内缩
【答案】A
【解答】解：据图能看出，甲图的像较小，即此时的像距较小，故物距较大；所以在拍摄照片甲时，相机镜头到景物的距离大；乙图的像大，故其像距大，物距小，故在拍摄乙图时，镜头到物体的距离变小，但是照相机镜头到底片的距离即像距变大，即相机适当靠近蝴蝶，镜头略向外伸，故A正确。
故选：A。
8.（2025春 慈溪市期中）小京通过焦距为5cm的凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的像，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．“关灯”两字放大的像是实像
B．提示牌上“关灯”两字在凸透镜的焦点上
C．提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于5cm
D．提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于10cm
【答案】C
【解答】解：A、由图可知，物体通过凸透镜成正立放大的虚像，故A错误；
BCD、当物体通过凸透镜成正立放大的虚像时，物距小于焦距，即提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于5cm,故BD错误、C正确。
考点4 眼球的结构和视觉的形成
9.（2025 洞头区模拟）视觉形成过程中，形成图像和产生视觉的部位分别是（ ）
A．视网膜、视网膜 B．大脑、大脑
C．视网膜、大脑 D．大脑、视网膜
【答案】C
【解答】解：外界物体反射光线，依次经过角膜、瞳孔、晶状体、玻璃体，经过晶状体折射，最终在视网膜上形成一个倒立物像，刺激了视网膜上的感光细胞，产生神经冲动，通过视神经传到大脑皮层的视觉中枢，形成视觉，C符合题意，ABD不符合题意。
故选：C。
10.（2023春 奉化区期末）智利矿难中长时间处于黑暗中的矿工被救助上井后，通常被蒙上眼睛以保护视网膜免受强光的伤害。正常情况下控制进入眼球光线多少的是（ ）
A．角膜 B．晶状体 C．玻璃体 D．瞳孔
【答案】D
【解答】解：虹膜中央有瞳孔，瞳孔的大小可以调节，能够控制进入眼球内光线的多少。光线强，瞳孔变小，进入眼球内的光线减少；光线弱，瞳孔变大，进入眼球内的光线增多。矿难中长时间处于黑暗中的矿工，瞳孔最大，进入眼球内的光线多；被救助上井后，外界光线强，瞳孔来不及缩小，进入眼球内的光线过多过强，会严重伤害眼睛，严重时会引起视网膜脱落，而失明。因此被救助上井后，通常被蒙上眼睛以保护视网膜免受强光的伤害。
故选：D。
考点5 近视和远视的成因与矫正
11.（2025 上城区一模）如图是某位同学用眼睛看物体成像的示意图。有关该同学视力情况及矫正选用镜片，说法正确的是（ ）
①视力情况：近视
②视力情况：远视
③矫正选用：凹透镜
④矫正选用：凸透镜
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
【答案】A
【解答】解：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造成的。由图可知，像呈在了视网膜的前方，所以他是近视眼，应佩戴发散透镜，即凹透镜加以矫正。
故选：A。
12.（2024春 金华期中）如图所示为近视眼、远视眼成像情况及矫正透镜的示意图，其中近视眼成像情况及其矫正透镜的示意图分别为（ ）
A．甲、丙 B．甲、丁 C．乙、丙 D．乙、丁
【答案】B
【解答】解：根据图示可知，图甲中的光线在视网膜前会聚，像成在视网膜的前方，这是近视眼，近视眼应该配戴凹透镜（丁）矫正；图乙中的光线在视网膜后方会聚，表示像成在视网膜的后方，因此表示的是远视眼，远视眼应该配戴凸透镜（丙）进行矫正；
综上所述，选项B的说法正确。
故选：B。
串知识 识框架
过关测 稳提升
1.（2025春 宁波校级期中）林雨在森林公园游玩时，看到一个丢弃的透明塑料瓶。她想到，如果下雨使得瓶中进了水，就可能会成为森林火灾的元凶。于是她捡起瓶子丢进了垃圾桶。这其中引起火灾的主要原因是（ ）
A．盛有水的透明塑料瓶相当于一凸透镜，对光线有会聚作用
B．盛有水的透明塑料瓶相当于一凸透镜，对光线有发散作用
C．盛有水的透明塑料瓶相当于一凹透镜，对光线有会聚作用
D．盛有水的透明塑料瓶相当于一凹透镜，对光线有发散作用
【答案】A
【解答】解：盛水的透明塑料瓶相当于一个凸透镜，可以将射来的太阳光会聚在一点上，会聚点的温度比较高，可能会引起火灾。
故选：A。
2.（2025春 鄞州区期中）在人脑获得的全部外界信息中，约有95%以上来自视觉，眼是人体最重要的感觉器官。下列关于眼与视觉的叙述错误的是（ ）
A．瞳孔的大小由虹膜的扩张或缩小所控制，人从光下走到黑暗处，瞳孔变小
B．无色透明的角膜、房水、晶状体和玻璃体组成了眼的折光系统
C．感光细胞存在于眼球的视网膜上
D．长时间近距离看书、玩手机容易引发近视
【答案】A
【解答】解：A、瞳孔的大小由虹膜的扩张或缩小所控制，人从光下走到黑暗处，瞳孔变大，使进入眼球的光线增多，才能看见周围的物体，A错误。
B、无色透明的角膜、房水、晶状体和玻璃体对光下具有折射作用，组成了眼的折光系统，B正确。
C、视网膜是视觉感受器，感光细胞存在于眼球的视网膜上，C正确。
D、长时间近距离看书、玩手机容会导致晶状体过度变凸，易引发近视，近视可以配戴凹透镜进行矫正，D正确。
故选：A。
3.（2024春 余姚市校级期末）小明通过阅读课本了解到小孔会成上下颠倒，左右相反的像，为了验证这个说法，他准备制作一个LED屏作为物体进行研究，下列关于LED屏制作形状的选择最适合的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【解答】解：
A、X形状的光源，颠倒后，形状和原来是一样的，所以不能明显的表现出上下颠倒的特性，故A错误；
B、W形状的光源，左右颠倒后，形状和原来是一样的，所以不能明显的表现出左右颠倒的特性，故B错误；
C、H形状的光源，颠倒后，形状和原来是一样的，所以不能明显的表现出上下颠倒的特性，故C错误；
D、L形状的光源，上下颠倒、左右颠倒后，形状和原来都是不一样的，所以能明显的表现出小孔成像的特性，故D正确；
故选：D。
4.（2025春 余姚市期中）在图甲、乙所示的虚线方框内各放置一个透镜，发光点S发出的两束光通过透镜前后的方向如图所示，则（ ）
A．甲为凹透镜，乙为凸透镜
B．甲、乙都为凸透镜
C．甲为凸透镜、乙为凹透镜
D．甲、乙都为凹透镜
【答案】B
【解答】解：发光点S发出的两束光通过甲、乙透镜后折射光线变得会聚了，因此两图都应是凸透镜。
故选：B。
5.（2025 宁波模拟）眼的屈光系统是人眼的重要组成部分，它负责将光线准确地聚焦在视网膜上，以形成清晰的视觉图像，其中视网膜相当于（ ）
A．凸透镜 B．凹透镜 C．光屏 D．光源
【答案】C
【解答】解：它负责将光线准确地聚焦在视网膜上，以形成清晰的视觉图像，其中视网膜相当于光屏。
故选：C。
6.（2025春 慈溪市期中）如图是一款黑科技阅读设备——“博看AI光影阅读”。它利用了激光投影和成像技术，开机后该设备将资源投影到白色粗糙的桌面上，直接在桌面上用手进行触控操作，犹如在手机上操作一样简单。下列关于此设备的说法不正确的是（ ）
A．桌面上所成的像是正立放大的虚像
B．投影仪的镜头是凸透镜
C．白色桌面便于反射各种色光
D．选用粗糙的桌面是为了使光发生漫反射
【答案】A
【解答】解：AB、投影仪的镜头是凸透镜，投影仪是利用凸透镜成倒立、放大的实像，所以桌面上所成的像是倒立、放大的实像，故A错误、B正确；
B、白色的桌面可以反射各种色光，故B正确；
C、粗糙的桌面是为了让光发生漫反射，使周围所有的人都能看到，故C正确。
故选：A。
7.（2025 金华一模）如图所示是专为老年人设计的指甲钳，手柄处嵌有辅助放大透镜。关于该指甲钳，下列说法正确的是（ ）
A．呈正立的虚像
B．该透镜为凹透镜
C．该透镜对光线具有发散作用
D．该透镜成像原理与平面镜相同
【答案】A
【解答】解：ABC、放大透镜是凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，当物体在透镜的一倍焦距之内时，物体经透镜能成正立、放大的虚像，故A正确，BC错误；
D、平面镜成像是光的反射现象、凸透镜成像是光的折射现象，故D错误。
故选：A。
8.（2025 浙江模拟）如图所示，普通数码相机的镜头相当于（ ）
A．凹透镜 B．凹面镜 C．凸透镜 D．平面镜
【答案】C
【解答】解：照相机是利用当u＞2f时，凸透镜成倒立、缩小的实像的规律，普通数码相机的镜头相当于凸透镜。
故选：C。
9.（2024秋 江北区校级期末）在做“探究凸透镜成像的规律”实验时，某实验小组所描绘的图线如图所示。图线中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应。则下列说法正确的是（ ）
A．蜡烛处于AB间某一位置时，成倒立、缩小的实像
B．蜡烛处于BC间某一位置时，成倒立、放大的实像
C．将蜡烛从C移动到B的过程中，所成像逐渐增大
D．将蜡烛从B移动到A的过程中，所成像逐渐减小
【答案】C
【解答】解：（1）由图象知，u=v=2f=20cm,凸透镜成倒立、等大的实像，所以凸透镜的焦距：f=10cm。
（2）物距大于一倍焦距时，凸透镜成实像。
A、蜡烛处于AB间某一位置时，2f＞u＞f,成倒立、放大的实像。选项错误。
B、蜡烛处于BC间某一位置时，u＞2f,成倒立、缩小的实像。选项错误。
C、将蜡烛从C移动到B的过程中，物距大于一倍焦距时，凸透镜成实像。物距减小，像距增大，像变大。选项正确。
D、将蜡烛从B移动到A的过程中，物距大于一倍焦距时，凸透镜成实像。物距减小，像距增大，像变大。选项错误。
故选：C。
10.（2024春 拱墅区校级期中）王老师在改作业时自言自语道：“老了，作业本上的字都看不清了，放远点就好了。”由此可知，能解释王老师视力障碍的模型和所需佩戴眼镜的镜片分别是如图中的（ ）
A．甲和丙 B．甲和丁 C．乙和丙 D．乙和丁
【答案】C
【解答】解：由题意“作业本上的字都看不清了，放远点就好了”可知，王老师患了远视眼，
乙图的入射光线会聚在视网膜的后方，所以乙图表示了远视眼的成像情况，也是老花眼成像情况；为了使光线会聚在原来的会聚点前面的视网膜上，就需要在光线进入人的眼睛以前会聚一下，因此佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜来矫正；
丙透镜对光线具有会聚作用，是凸透镜；丁透镜对光线具有发散作用，是凹透镜；
由此可知，能解释王老师视力障碍的模型和所需佩戴眼镜的镜片分别是图中的乙和丙。
故选：C。
11.（2024春 东阳市期中）眼睛让我们看见多彩世界。下列属于爱护眼睛、保护视力的做法是（ ）
A．长时间使用电脑 B．躺在沙发上看书
C．看书一小时后远眺窗外 D．用手揉进入异物的眼睛
【答案】C
【解答】解：预防近视要做到：三要、五不看、三个一，有效地预防了近视眼的发生。
三要是：读书写字的姿势要正确；看书写字40分钟后要到室外活动或向远处眺望一会儿；要认真做眼保健操，所按穴位要准确。
五不看是：不要在暗弱光线下和直射的阳光下看书写字；不要躺在床上、在公共汽车上或走路时看书；不要看字体过小、字行过密、字迹印刷不清的读物；做作业不要用淡色铅笔；看电视时间不要太久。
三个一是：一尺、一拳、一寸，即读书写字时，眼睛和桌面要保持一尺的距离；身体和课桌之间保持一个小拳头的间隔；握笔时手和笔尖要保持一寸的距离。
总之，读书写字时的距离对近视眼的形成有密切关系，应当引起青少年的广泛注意。1、切忌“目不转睛”。自行注意频密并完整的眨眼动作，经常眨眼可减少眼球暴露于空气中的时间，避免泪液蒸发。
用手揉进入异物的眼睛，容易感染病菌。
故选：C。
12.（2024春 象山县校级期中）如图所示，SA、SB是光源S发出的两条光线。其中SA平行于主光轴，SB过左焦点，请画出这两条光线通过凸透镜后出射光线（注意标出箭头方向）。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：SA这条入射光线平行于主光轴，其经凸透镜折射后，折射光线过焦点；
SB这条入射光线过焦点，过焦点的入射光线经过凸透镜折射后，平行于主光轴。如图所示：
13.（2025春 鄞州区校级期中）在研究凸透镜成像的实验中，光屏上出现了一个与烛焰大小基本相等的清晰的像，如图所示。
（1）在实验前，应先调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，其目的是为了 。
（2）可知此透镜的焦距是 厘米。
（3）在这个实验中如果不及时调整，随着蜡烛的消耗，光屏上像的位置将 （选填“上升”“下降”或“不变”）。
【答案】（1）使像能呈在光屏的中央；（2）15.0；（3）上升。
【解答】解：（1）根据“三心一线”，烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上，其目的是使像能呈在光屏的中央。
（2）由图可知，在光屏上得到一个清晰、等大、倒立的像，由凸透镜成像中u=2f,成倒立等大的实像，v=2f,可得2f=30.0cm,f=15.0cm；
（3）随着蜡烛燃烧变短，根据过光心的光线传播方向不变可知，光屏上的像会上移。
故答案为：（1）使像能呈在光屏的中央；（2）15.0；（3）上升。
14.（2025春 余姚市期中）随着科技的发展，“刷脸”的时代到来了，“刷脸”可以进门、进站、买票、买饭…如图所示，“刷脸机”的摄像头实际上是一个凸透镜，人要站在它的二倍焦距以外，此时能成一个 （选填“正立”或“倒立”）、缩小的实像，当人远离“刷脸机”时，这个像将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】倒立；变小。
【解答】解：摄像机的镜头是一个凸透镜，利用了当u＞2f时，凸透镜成倒立、缩小的实像原理制成，凸透镜成实像时，物近像远像变大，因此当人远离“刷脸机”时，这个像将变小。
故答案为：倒立；变小。
15.（2025春 余姚市期中）小明用光具座探究凸透镜成像规律时，得到的实验数据如表：
实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的大小
1 40.0 13.0 缩小
2 30.0 15.0 缩小
3 20.0 20.0 等大
4 15.0 30.0 放大
5 12.0 60.0 放大
（1）当蜡烛离透镜中心60cm时，像到透镜中心的距离为 。
A.10cm～13cm
B.13cm～18cm
C.18cm～20cm
（2）实验中，小明将物体由距离透镜40cm处匀速移动到距离透镜20cm处，所用时间为2s。在这段时间中，像移动速度在 。
A.逐渐变慢
B.保持不变
C.逐渐变快
（3）小明取下自己的近视眼镜，放在蜡烛和凸透镜之间的某个位置，移动光屏后在光屏上得到了清晰的像。当他拿掉自己的眼镜后，要在光屏上再次得到清晰的像，光屏应向 （选填“靠近”或“远离”）透镜方向移动。
【答案】（1）A；（2）C；（3）靠近。
【解答】解：（1）根据表格第3次实验数据知，当物距等于像距等于20.0cm时成等大的实像，即u=v=2f=20.0cm,所以凸透镜的焦距f=10.0cm；
由表格中5组数据知，当物距为12cm时，像距为60cm时，凸透镜成倒立、放大的实像，根据光路是可逆的可知，当物距为60cm时，像距为12cm,凸透镜成倒立、缩小的实像，所以当蜡烛离光屏60cm时，像距等于12cm,故选A；
（2）物体由距凸透镜40cm处移动到距凸透镜20cm处，物体移动的20cm,像距由13cm变为20cm,只移动了7cm,且相的速度在逐渐变快，故C正确；
（3）近视眼镜是凹透镜，凹通放在凸通与烛焰之间，凹透镜对光线有发散作用，会使原来会的像推迟会聚成像，所以拿掉自己的眼镜后，要在光屏上再次得到清晰的像，光屏应向靠近透镜方向移动。
故答案为：（1）A；（2）C；（3）靠近。中小学教育资源及组卷应用平台
预习部分
第05讲 透镜和视觉
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析教材 学知识
一、透镜
1.透镜的分类
（1）凸透镜：中间厚、边缘薄，如远视眼镜镜片。
（2）凹透镜：中间薄、边缘厚，如近视眼镜镜片。
2.透镜的相关概念
（1）主光轴：通过两个球面球心的直线。
（2）光心（O）：主轴上一点，通过该点的光传播方向不变，透镜的光心在中心。
3.透镜对光的作用
（1）探究活动
①让凸透镜正对着太阳光，拿一张白纸在它的另一侧来回移动，直到纸上的光斑变得最小、最亮。测出这个光斑到凸透镜的距离。
②换用凹透镜再做上页的实验，纸上还能得到最小、最亮的光斑吗？
③让平行于主轴的光射向凸透镜，观察光通过凸透镜后偏折的方向。
④让平行于主轴的光射向凹透镜，观察光通过凹透镜后偏折的方向。
（2）凸透镜和凹透镜对光的作用
①凸透镜：对光有会聚作用，能使平行于主轴的光会聚于焦点（F），焦点到光心的距离为焦距（f），焦距越小，会聚作用越强。
②凹透镜：对光有发散作用，不能使平行光会聚成最小、最亮光斑。
（3）焦点和焦距
①焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光会聚在主轴上的一点，这个点叫作凸透镜的焦点，用 F 表示。
②焦距：焦点到凸透镜光心的距离叫作焦距，用 f 表示。
4.凸透镜的成像规律
（1）实像和虚像
①实像：在光屏上所成的像，是来自蜡烛的光通过凸透镜会聚而形成的，这样的像叫作实像。凸透镜成的实像可以用光屏来承接，实像和蜡烛分别位于凸透镜的两侧。
②虚像：我们用放大镜观察物体时，看到的像跟物体位于凸透镜的同一侧。这是因为通过凸透镜射出的光没有会聚成像，只是人眼逆着射出光的方向看去，能看到像，这样的像叫作虚像。
（2）物距和像距
①物距：物体到凸透镜的距离叫作物距，用字母 u 表示。
②像距：像到凸透镜的距离叫作像距，用字母 v 表示。
（3）探究活动：探究凸透镜成像的特点
①探究问题：物体经凸透镜所成像的大小、正倒、虚实跟物距有什么关系？
②设计实验
对探究问题，物理量是自变量，实验中需要改变物距。我们可以把物体放在距凸透镜比较远的位置开始实验，然后逐渐减小物距，观察物体所成像的情况。由于凸透镜对光的会聚程度跟它的焦距有关系，我们可以重点观察物距小于、等于或大于 1 倍焦距、2 倍焦距…… 时，物体成像的情况。
③进行实验
选择一块焦距 f =____的凸透镜，用点燃的蜡烛做成像物体，用白色硬纸板做光屏来承接蜡烛烛焰的像，研究蜡烛烛焰所成的像。
把蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，调节它们的高度，使它们的中心大致处于同一高度。想一想，为什么要这样做？
把蜡烛放在离凸透镜较远的位置上，调整光屏到凸透镜的距离，使蜡烛烛焰在光屏上成一个清晰的像。观察像的大小、正倒，测出物距 u 和像距 v。
将蜡烛逐渐靠近凸透镜，重复上面操作。
当蜡烛移至凸透镜，在光屏上观察不到蜡烛烛焰的像时，撤去光屏，试着从光屏一侧向凸透镜方向观察，能否观察到蜡烛烛焰的像？像的大小、正倒怎样？像的位置在哪里？
④记录实验数据
把实验中测得的数据记录在表中。
像的性质 实验序号 物距 /cm 像距 /cm
倒立、缩小的像 1
2
倒立、等大的像 1
倒立、放大的像 1
2
正立、放大的像 1
2
⑤分析与论证
像的正倒：什么条件下蜡烛烛焰经凸透镜成倒立的像？什么条件下成正立的像？
像的虚实：什么条件下蜡烛烛焰经凸透镜成实像？什么条件下成虚像？
像的大小：什么条件下蜡烛烛焰经凸透镜成缩小的实像？什么条件下成放大的实像？能成放大的虚像？
⑥实验结论
当u>2f时，蜡烛烛焰在光屏上成倒立、缩小的____像。
当f当u>f时，蜡烛烛焰在光屏上成正立、放大的____像。
（4）凸透镜成像规律
物距（u）与焦距（f）的关系 像的性质 应用
u > 2f 倒立、缩小的实像 照相机
f < u < 2f 倒立、放大的实像 投影仪
u < f 正立、放大的虚像 放大镜
二、常见光学仪器的原理
1.放大镜：是焦距较小的凸透镜，利用 u < f 时成正立、放大虚像的原理制成，通过调节与物体的距离改变放大倍数。
2.投影仪：镜头相当于凸透镜，当投影片放在 f < u < 2f 时，在屏幕上成放大、倒立的实像。
3.照相机：镜头相当于凸透镜，景物在 u > 2f 时，在影像传感器上成倒立、缩小的实像，影像传感器将光信号转换为数字信号保存。
4.显微镜：由目镜和物镜两组凸透镜组成，物镜使被观察物体成放大实像，目镜将该实像再放大，经两次放大看清微小物体。
5.望远镜：折射望远镜由目镜和物镜两组凸透镜组成，物镜使远处物体在焦点附近成实像，目镜将实像放大，物镜口径大，可会聚更多光。
三、眼睛
1.眼睛的结构
（1）探究活动
在光线暗的环境下仔细观察一名同学的瞳孔，然后在他（她）眼前约 10cm 的位置，用小手电筒照射这名同学的右眼睛（或左眼睛），留心观察瞳孔大小的变化。
这名同学眼睛的瞳孔有什么变化？
他（她）的瞳孔变____[填 “大” 或 “小”] 了。这样的变化说明：在光亮的环境中瞳孔自动调节可使____[填 “较少” 或 “较多”] 的光进入眼睛。
虹膜可以通过调节____的大小，控制进入眼睛的光的量。
（2）眼球的结构
（3）视觉的形成
①物体发出或反射的光线角膜晶状体玻璃体视网膜（感光细胞）视神经大脑。
②晶状体和角膜共同作用于一个凸透镜，它把来自物体的光线会聚在视网膜上，形成物体的像。
③通过睫状肌改变晶状体的形状，使我们能够看清远近不同的物体。当我们看近处的物体时，睫状肌收缩，晶状体变厚，对光的会聚能力变强，近处物体射来的光会聚在视网膜上，从而看清近处物体；当我们看远处的物体时，睫状肌放松，晶状体变薄，对光的会聚能力变弱，远处物体射来的光会聚在视网膜上，从而看清远处物体 。
2.视力缺陷与矫正
（1）近视
①原因：晶状体会聚能力过强或眼球前后径过长，使远处物体光会聚在视网膜前。
②矫正：佩戴凹透镜。
（2）远视（老花眼）
①原因：眼球前后径过短或晶状体曲度过小，使近处物体光会聚在视网膜后。
②矫正：佩戴凸透镜。
四、爱护眼睛的方法
练习题 讲典例
1. 教材p50练习与应用第1题
在图中的各光路中画上合适的透镜。
2. 教材p50练习与应用第2题
根据图中所给出的入射光线或折射光线，画出相应的折射光线或入射光线。
3. 教材p50练习与应用第4题
将一支蜡烛放在装有水的烧瓶前，调整蜡烛和烧瓶至如图所示位置，在墙壁上得到清晰的像。该像的性质是（ ）。 A. 缩小的虚像 B. 放大的虚像 C. 缩小的实像 D. 放大的实像 【答案】D 【解答】解：装有水的烧瓶相当于一个凸透镜，调整蜡烛和烧瓶至如图所示位置，在墙壁上得到清晰的像，由图可知，物距小于像距，由凸透镜成像规律可知，此时成倒立、放大的实像。 故选：D。
练考点 强知识
考点1 透镜的分类及对光的作用
1.（2025春 宁波期中）烈日下，汽车玻璃窗上的小水珠应尽快擦干，否则阳光经过小水珠后会聚到一点，使该点位置上的物体温度升高可能导致火灾。其中小水珠的作用相当于（ ）
A．凹透镜 B．凸透镜 C．平面镜 D．潜望镜
2.（2025春 北仑区校级月考）如图中，已知入射光线或折射光线，画出对应的折射光线或入射光线。
考点2 探究凸透镜成像的规律
3.（2025春 泰州月考）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，首先需调整烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，下列照片中的情况属于已经调整好的是（ ）
A． B．
C． D．
4.（2024春 宁海县期中）用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距，并“探究凸透镜成像规律“，当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙时，在光屏上可成清晰的像，下列说法正确的是（ ）
A．凸透镜的焦距是30cm
B．照相机成像特点与图乙中所成像的特点相同
C．图乙中烛焰成的是倒立放大的像
D．保持凸透镜、光屏位置不变，将蜡烛远离凸透镜。烛焰仍可在光屏上成清晰的像
5.（2025春 杭州校级月考）某同学在做光学实验时，他先将焦距为10cm的凸透镜A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A两侧，蜡烛放置在20cm刻度线处，如图所示。左右移动光屏，直至光屏上呈现烛焰清晰的像。
（1）上述光屏上所成的像是 （选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像。
（2）将透镜B放在凸透镜A与光屏之间某处（图中未画出），光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏向远离凸透镜A的方向移动，光屏上又呈现烛焰清晰的像，这说明透镜B对光线有 （选填“会聚”或“发散”）作用。透镜B能用来矫正 （选填“近视眼”或“远视眼”）。
考点3 凸透镜成像的应用
6.（2025 浙江模拟）如图所示为商场门口的广告投影灯及其内部结构，它主要由光源、广告片和某种透镜组成，下列说法正确的是（ ）
A．地面的广告图标是虚像
B．这种透镜为凸透镜
C．这种透镜为凹透镜
D．为了能从不同角度看见该广告图标，应选择光滑的地面
7.（2025春 余姚市期中）蝴蝶研究专家章丽晖在茅山首次发现国家二级保护动物-中华虎凤蝶，他先用相机拍摄了蝴蝶休憩的照片甲，为了拍摄照片乙，应（ ）
A．相机适当靠近蝴蝶，镜头略向外伸
B．相机适当靠近蝴蝶，镜头略向内缩
C．相机适当远离蝴蝶，镜头略向外伸
D．相机适当远离蝴蝶，镜头略向内缩
8.（2025春 慈溪市期中）小京通过焦距为5cm的凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的像，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．“关灯”两字放大的像是实像
B．提示牌上“关灯”两字在凸透镜的焦点上
C．提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于5cm
D．提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于10cm
考点4 眼球的结构和视觉的形成
9.（2025 洞头区模拟）视觉形成过程中，形成图像和产生视觉的部位分别是（ ）
A．视网膜、视网膜 B．大脑、大脑
C．视网膜、大脑 D．大脑、视网膜
10.（2023春 奉化区期末）智利矿难中长时间处于黑暗中的矿工被救助上井后，通常被蒙上眼睛以保护视网膜免受强光的伤害。正常情况下控制进入眼球光线多少的是（ ）
A．角膜 B．晶状体 C．玻璃体 D．瞳孔
考点5 近视和远视的成因与矫正
11.（2025 上城区一模）如图是某位同学用眼睛看物体成像的示意图。有关该同学视力情况及矫正选用镜片，说法正确的是（ ）
①视力情况：近视
②视力情况：远视
③矫正选用：凹透镜
④矫正选用：凸透镜
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
12.（2024春 金华期中）如图所示为近视眼、远视眼成像情况及矫正透镜的示意图，其中近视眼成像情况及其矫正透镜的示意图分别为（ ）
A．甲、丙 B．甲、丁 C．乙、丙 D．乙、丁
串知识 识框架
过关测 稳提升
1.（2025春 宁波校级期中）林雨在森林公园游玩时，看到一个丢弃的透明塑料瓶。她想到，如果下雨使得瓶中进了水，就可能会成为森林火灾的元凶。于是她捡起瓶子丢进了垃圾桶。这其中引起火灾的主要原因是（ ）
A．盛有水的透明塑料瓶相当于一凸透镜，对光线有会聚作用
B．盛有水的透明塑料瓶相当于一凸透镜，对光线有发散作用
C．盛有水的透明塑料瓶相当于一凹透镜，对光线有会聚作用
D．盛有水的透明塑料瓶相当于一凹透镜，对光线有发散作用
2.（2025春 鄞州区期中）在人脑获得的全部外界信息中，约有95%以上来自视觉，眼是人体最重要的感觉器官。下列关于眼与视觉的叙述错误的是（ ）
A．瞳孔的大小由虹膜的扩张或缩小所控制，人从光下走到黑暗处，瞳孔变小
B．无色透明的角膜、房水、晶状体和玻璃体组成了眼的折光系统
C．感光细胞存在于眼球的视网膜上
D．长时间近距离看书、玩手机容易引发近视
3.（2024春 余姚市校级期末）小明通过阅读课本了解到小孔会成上下颠倒，左右相反的像，为了验证这个说法，他准备制作一个LED屏作为物体进行研究，下列关于LED屏制作形状的选择最适合的是（ ）
A． B． C． D．
4.（2025春 余姚市期中）在图甲、乙所示的虚线方框内各放置一个透镜，发光点S发出的两束光通过透镜前后的方向如图所示，则（ ）
A．甲为凹透镜，乙为凸透镜
B．甲、乙都为凸透镜
C．甲为凸透镜、乙为凹透镜
D．甲、乙都为凹透镜
5.（2025 宁波模拟）眼的屈光系统是人眼的重要组成部分，它负责将光线准确地聚焦在视网膜上，以形成清晰的视觉图像，其中视网膜相当于（ ）
A．凸透镜 B．凹透镜 C．光屏 D．光源
6.（2025春 慈溪市期中）如图是一款黑科技阅读设备——“博看AI光影阅读”。它利用了激光投影和成像技术，开机后该设备将资源投影到白色粗糙的桌面上，直接在桌面上用手进行触控操作，犹如在手机上操作一样简单。下列关于此设备的说法不正确的是（ ）
A．桌面上所成的像是正立放大的虚像
B．投影仪的镜头是凸透镜
C．白色桌面便于反射各种色光
D．选用粗糙的桌面是为了使光发生漫反射
7.（2025 金华一模）如图所示是专为老年人设计的指甲钳，手柄处嵌有辅助放大透镜。关于该指甲钳，下列说法正确的是（ ）
A．呈正立的虚像
B．该透镜为凹透镜
C．该透镜对光线具有发散作用
D．该透镜成像原理与平面镜相同
8.（2025 浙江模拟）如图所示，普通数码相机的镜头相当于（ ）
A．凹透镜 B．凹面镜 C．凸透镜 D．平面镜
9.（2024秋 江北区校级期末）在做“探究凸透镜成像的规律”实验时，某实验小组所描绘的图线如图所示。图线中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应。则下列说法正确的是（ ）
A．蜡烛处于AB间某一位置时，成倒立、缩小的实像
B．蜡烛处于BC间某一位置时，成倒立、放大的实像
C．将蜡烛从C移动到B的过程中，所成像逐渐增大
D．将蜡烛从B移动到A的过程中，所成像逐渐减小
10.（2024春 拱墅区校级期中）王老师在改作业时自言自语道：“老了，作业本上的字都看不清了，放远点就好了。”由此可知，能解释王老师视力障碍的模型和所需佩戴眼镜的镜片分别是如图中的（ ）
A．甲和丙 B．甲和丁 C．乙和丙 D．乙和丁
11.（2024春 东阳市期中）眼睛让我们看见多彩世界。下列属于爱护眼睛、保护视力的做法是（ ）
A．长时间使用电脑 B．躺在沙发上看书
C．看书一小时后远眺窗外 D．用手揉进入异物的眼睛
12.（2024春 象山县校级期中）如图所示，SA、SB是光源S发出的两条光线。其中SA平行于主光轴，SB过左焦点，请画出这两条光线通过凸透镜后出射光线（注意标出箭头方向）。
13.（2025春 鄞州区校级期中）在研究凸透镜成像的实验中，光屏上出现了一个与烛焰大小基本相等的清晰的像，如图所示。
（1）在实验前，应先调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，其目的是为了 。
（2）可知此透镜的焦距是 厘米。
（3）在这个实验中如果不及时调整，随着蜡烛的消耗，光屏上像的位置将 （选填“上升”“下降”或“不变”）。
14.（2025春 余姚市期中）随着科技的发展，“刷脸”的时代到来了，“刷脸”可以进门、进站、买票、买饭…如图所示，“刷脸机”的摄像头实际上是一个凸透镜，人要站在它的二倍焦距以外，此时能成一个 （选填“正立”或“倒立”）、缩小的实像，当人远离“刷脸机”时，这个像将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
15.（2025春 余姚市期中）小明用光具座探究凸透镜成像规律时，得到的实验数据如表：
实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的大小
1 40.0 13.0 缩小
2 30.0 15.0 缩小
3 20.0 20.0 等大
4 15.0 30.0 放大
5 12.0 60.0 放大
（1）当蜡烛离透镜中心60cm时，像到透镜中心的距离为 。
A.10cm～13cm B.13cm～18cm C.18cm～20cm
（2）实验中，小明将物体由距离透镜40cm处匀速移动到距离透镜20cm处，所用时间为2s。在这段时间中，像移动速度在 。
A.逐渐变慢 B.保持不变 C.逐渐变快
（3）小明取下自己的近视眼镜，放在蜡烛和凸透镜之间的某个位置，移动光屏后在光屏上得到了清晰的像。当他拿掉自己的眼镜后，要在光屏上再次得到清晰的像，光屏应向 （选填“靠近”或“远离”）透镜方向移动。
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