模块一 声、光、热
第05讲 透镜及其应用【讲义】（2-5分）（原卷版）
目 录
课标透析,考向预测 2
思维导图、知识导航 3
考点精研、易错明晰 4
清单01 基本概念 4
清单02 知识点 5
清单03 实验清单 7
清单04 易错清单 9
清单05 典例清单 10
题型归纳、技巧点拨 15
01 透镜对光的作用 16
02 利用透镜三条特殊光线作图 16
03 照相机、投影仪、放大镜 17
04 实像和虚像 18
05 凸透镜成像规律及应用 18
06 探究凸透镜成像的规律 19
07 眼睛的构造与视物原理 22
08 近视眼、远视眼的成因与矫正 23
课标要求 2.3.5了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。探究并了解凸透镜成像的规律。了解凸透镜成像规律的应用。
考查内容 一、透镜； 二、生活中的透镜； 三、凸透镜成像的规律； 四、眼睛和眼镜； 五、跨学科实践—制作望远镜
考点分布 考查频率 命题趋势
01 透镜以及透镜对光的作用 ☆☆☆ 《透镜及其应用》是中考必考内容。由于试卷结构和分值的不同，本部分的考题一般在1-2道题，分值一般在2-6分之间；考题题型根据其出现的概率分别是：选择题、填空题、实验题和作图题等。 以上考点作为常考内容，在备考过程中应作为主要备考方向加以重视，但也不能忽视一些冷门考点，如望远镜的制作和工作原理；我国古代劳动人民利用透镜的例子等。 备考中，应加强以下内容的练习： （1）认识透镜对光的作用、透镜在生活中的应用、利用透镜的三条特殊光线作图等； （2）生活中常见透镜的应用及特点，放大镜、照相机与投影仪的成像特点等； （3）凸透镜成像规律、凸透镜成像过程中的动态变化、探究凸透镜成像规律等； （4）了解人眼成像的原理，了解近视眼和远视眼的成因与矫正方法。具有保护视力的意识； （5）给出入射光线画折射光线、给出物画物在透镜中的像、由折射光线和入射光线找透镜的类型及位置等。
02 利用透镜的三条特殊光线作图 ☆
03 照相机、投影仪、放大镜 ☆☆☆
04 实像和虚像 ☆☆
05 凸透镜成像规律及应用 ☆☆☆
06 透镜凸透镜成像规律 ☆☆☆
07 眼睛的构造及视物原理 ☆☆
16 近视眼、远视眼的成因与矫正 ☆☆☆
清单01 基本概念
一、【透镜】
1.透镜是用 制成的表面为 一部分的光学元件，透镜是根据光的 制成的。
2.透镜与面镜区别：面镜利用光的 成像，透镜利用光的 成像；透镜成像遵循光的 ，面镜成像遵循光的 。
3.透镜分类：透镜分为 和 。
（1）凸透镜：中间 、边缘 的透镜（远视镜镜片，照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等）。
（2）凹透镜：中间 、边缘 的透镜（近视镜等）。
4.透镜光路基本概念：图（1）是透镜光路示意图。
（1）过透镜两个球面球心的直线叫 （主轴），用“CC/”表示。透镜的几何中心叫 ，用“O”表示。
a.凸透镜光路 b.凹透镜光路
图(1) 透镜光路示意图
（2）焦点：平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后 主光轴上一点，这点叫凸透镜 ，用“F”表示，如图（2）a所示；平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后发散，其 会交于一点，这是凹透镜的焦点（虚焦点），如图（2）b所示。
a.凸透镜光路概念 b.凹透镜光路概念
图（2）透镜光路概念
（3）焦距：焦点到光心的距离 ，焦距用“f”表示。
（4）物距：物体到光心的距离叫 ，用“u”表示。
（5）像距：像到光心的距离叫 ，用“v”表示。
二、【生活中的透镜】
1.实像：实像是由实际光线 而成，在光屏上可呈现，可用眼睛直接看，所有光线必过 ；
2.虚像：虚像不能在光屏上 ，但能用眼睛看，由光线的 会聚而成。
三、【眼睛和眼镜】
1.眼睛：眼睛的晶状体相当于 ， 相当于光屏（胶卷）。
2.眼睛的成像原理:从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上形成倒立，缩小的实像，分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传输给大脑，人就可以看到这个物体了（眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于 （胶卷））。
清单02 知识点
一、【透镜】
1.透镜的三条特殊（主要）光线
（1）过光心的光线：经透镜折射后传播方向 ，如图所示。
过光心的光线
（2）平行于主光轴的光线：经凸透镜折射后经过另一侧 ；经凹透镜折射后向外发散，但其反向延长线过 ，所示。
平行于主轴的光线
（3）经过或射向焦点的光线：经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于 ；射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于 ，所示。
过焦点的光线
2.透镜的作用：凸透镜有 光线作用，所以凸透镜也叫 ；凹透镜有 光线作用，所以凹透镜也叫 。
二、【生活中的透镜】
1.照相机：是利用“凸透镜能成 、 的 ”这个原理制成的。
2.投影仪：是利用“凸透镜能成 、 的 ”这个原理制成的。
3.放大镜：实际上就是一个短 的凸透镜。当物体位于凸透镜焦点以内，即物距小于焦距时，对着凸透镜观察，就可以看到物体成 、 的 。
三、【凸透镜成像规律】
1.凸透镜成像规律：
（1）u﹥2f时，成 、 的 ， ，应用于 。
（2）u=2f时，成 、 的 ， 。
（3）f﹤u﹤2f，成 、 的 ， ，应用于 。
（4）u=f， ，射出的是 光线。
（5）0﹤u﹤f，成 、 的 ， ，应用于 。
2.凹透镜成像规律：凹透镜始终成 、 的 。
3.凸透镜成像中的“物”“像”关系：凸透镜成像的两个分界点：2f点是成 、 实像的分界点；f点是成 、 的分界点。
四、【眼睛和眼镜】
1.近视眼
（1）特点：近视眼只能看清 的物体，看不清远处的物体。
（2）原因：近视眼晶状体比正常人眼睛要 一些，晶状体折光能力 。远处来的平光会聚在视网膜 ，而在视网膜上是一个光斑了。
（3）矫正方法：配戴适当的 做眼睛，使远处来的光先发散后再进入眼睛，可矫正近视眼视力。
2.远视眼
（1）特点：远视眼只能看见 的物体，看不清近处的物体。
（2）原因：晶状体比正常人要 一些，晶状体对光线的折射能力变 ，远处来的光线会聚点在视网膜 。
（3）矫正方法：利用凸透镜能使光线会聚的特点，在眼睛前面放一个凸透镜，就能使来自近处物体的光会聚在视网膜上了。配戴适当的 做眼镜，可矫正远视眼的视力。
清单03 实验清单
一、【探究凸透镜成像规律】
【提出问题】凸透镜所成的像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系？
【实验设计】先把物体放在距离凸透镜较远的地方，然后逐渐向凸透镜方向靠近，同时把光屏放在凸透镜的另一侧，观察光屏上像的变化情况。由于凸透镜的偏折情况和焦距有关，所以应着重观察物距等于、大于或小于一倍焦距、二倍焦距时，物体的成像情况。
【进行实验与收集证据】
（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上，调整它们的高度，使烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度；
（2）把蜡烛放在凸透镜二倍焦距以外的地方并点燃，然后调整光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现清晰烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重复做这一步；
（3）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离大于二倍焦距，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像的大小、正倒，测出物距u和像距v；
（4）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像大小、正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重做这一步；
（5）把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛位于凸透镜的焦点上，移动光屏，观察是否能够成像；
（6）把蜡烛移到凸透镜的一倍焦距以内，移动光屏，观察在光屏上能否看到蜡烛的像。如果不能，可以从光屏这一侧透过凸透镜观察，记录所看到的像的正倒、大小以及此时的物距u。稍稍改变物距，重做这一步；
（7）将实验数据和观察结果填入表中（该实验所用凸透镜焦距f=12cm）
物距u与焦距f的关系 物距u/cm 像距v/cm 成像的性质 像的变化情况
u>2f 60 15 倒立、缩小的实像 物距变小时，像距变大，像（相对于之前）变大
48 16
u=2f 24 24 倒立、等大的实像 ——
f15 60
u=f 12 —— 不成像 ——
u6 ——
【分析论证】（1）焦点是成实像和虚像的分界点。当物距大于一倍焦距时，成实像；当物距小于一倍焦距时，成虚像；当物距大于一倍焦距时，不成像；
（2）二倍焦距是成放大实像还是缩小实像的分界点。当物距大于二倍焦距时，成缩小的实像；当物距大于二倍焦距时，成等大的实像；当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成放大的实像；
（3）凸透镜成实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成虚像时，都是正立的，且像、物同侧；
（4）凸透镜成实像时，随着物距的减小，像和像距都变大；成虚像时，随着物距的减小，像和物都不小。
【得出结论】
物距u与焦距f的关系 像的性质 像距v与焦距f的关系 相对凸透镜的位置 应用
正倒 大小 虚实
u>2f 倒立 缩小 实像 fu=2f 倒立 等大 实像 v=2f 与物异侧 测焦距
f2f 与物异侧 投影仪
u=f 不成像
u3.实验注意事项
（1）光具座的长度有限，做实验时最好选用焦距较小的凸透镜；
（2）凸透镜最好放在光具座的中间位置，便于调节物距和像距；
（3）调整烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是让烛焰的像成在光屏的中央；
（4）调整光屏时，不可再调整凸透镜的位置，否则会引起物距的变化；
（5）判断烛焰的像是否最清晰的方法：光屏在某位置时，向前或向后移动光屏，像都会变模糊，则此位置即为像最清晰的位置；
（6）同一个物距范围内，要换不同的物距进行实验，这是为了排除偶然因素，使实验结论更具普遍性。
【探究凸透镜成像的规律考向】
1.如何测量焦距： ；
2.保障实验成功： ；
3.如何判断成虚像： ；
4.无法成像的原因： ；
5.成像位置如何移动： ；
6.蜡烛变短： ；
7.像的明暗变化： ；
8.用光具座进行实验时，应做到： ；
9.同一物距范围内，不断改变物距进行实验的目的： ；
10.实验中无论怎样移动光屏都找不到像的原因： 。
清单05 易错清单
易错点1：会聚作用≠光一定会聚，发散作用≠光一定发散：
（1）会聚作用是指能使光汇拢，但汇拢后的光不一定会变成会聚光。如图甲所示，凸透镜使通过它的一束光发散程度变小了，但该光束依然发散。
（2）发散作用是指能使光发散，但发散后的光并不一定是发散光。如图乙所示，凹透镜对通过它的一束会聚光有发散作用，但光经过凹透镜后依然是会聚光，还能会聚于一点。
易错点2：透镜的焦距：
（1）凸透镜焦距的长短与其表面的凸起程度有关，表面越凸，焦距越短；
（2）凸透镜焦距长短反映了凸透镜对光会聚作用的强弱，焦距越短，光通过凸透镜后的偏折程度越大，即凸透镜的会聚作用越强；
（3）根据光路可逆，若把点光源放在凸透镜的焦点上，射向凸透镜的光经凸透镜折射后会变成平行光，因此可利用凸透镜获得平行光。
易错点3：实像和虚像的区别：
实像 虚像
不同 实际光线会聚而成 光线的反向延长线相交而成
在像的位置能用光屏承接 在像的位置不变用光屏承接
在像的位置能使胶片感光 在像的位置不能使胶片感光
都是倒立的 都是正立的
相同 都能用眼睛看到
易错点4：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5：凸透镜成像的动态变化规律：
（1）动态变化口诀：像的大小看像距，像儿跟着物体跑。其意义是，凸透镜成像时，像距变大（小），像就变大（小）；物体向哪个方向移动，像就向哪个方向移动。
（2）移动速度：成缩小的像时，物距大于像距，物体移动的速度大于像移动的速度；成放大的像时，物距小于像距，物体移动的速度小于像移动的速度。
（3）最小距离：物体和实像的最小距离是4f,即当物体位于2f位置成像时。
易错点6：凸透镜焦距发生变化：
（1）换焦距更小的凸透镜或在凸透镜前加远视眼镜，都会使光线提前会聚，像距减小，若保持蜡烛和透镜位置不变，光屏应向靠近凸透镜位置移动才能得到清晰的像。
（2）换焦距更大的凸透镜或在凸透镜前加近视眼镜，都会使光线延迟会聚，像距增大，若保持蜡烛和透镜位置不变，光屏应向远离凸透镜位置移动才能得到清晰的像。
清单05 典例清单--举一反三
【典例1】透镜
【例1】（2025·眉山）根据透镜对光的作用，完成下列光路图。
【变式1-1】 （2025·达州）汽车仪表台上方不能放老花镜，是因为老花镜对光具有______作用（选填“会聚”或“发散”）易引发火灾；青少年不良用眼易引起晶状体变厚，应佩戴______透镜矫正。
【变式1-2】（2025·遂宁）西晋《博物志》中云：“削冰令圆，举以向日，以艾于后承其影，则得火。”这是我国古代劳动人民把冰制成透镜，利用它对太阳光的______作用来取火。现在人们还利用这种透镜来矫正______（选填“近视眼”或“远视眼”）。
【变式1-3】（2025·深圳）如图所示，第九届亚洲冬奥会，擅于思考的欣航同学发现用阳光点燃火炬使用的是________（凸透镜/凹透镜），太阳是__________（可再生能源/不可再生能源），凸透镜的直径是60_______（填写单位）。
【典例2】生活中的透镜
【典例2】（2025·辽宁省）来自物体光经过照相机镜头后会聚在胶片上，形成该物体的像。下列说法正确的是（ ）。
A. 镜头相当于一个凸透镜 B. 镜头相当于一个凹透镜
C. 像是倒立 D. 像是正立的
【变式2-1】（2025·青海省）小文到青海湖旅游时，用照相机记录了青海湖的美景。以下物体与照相机成像规律相同的是（ ）。
A. 投影仪 B. 近视眼镜 C. 监控摄像头 D. 放大镜
【变式2-2】（2025·扬州）某款人形机器人参加半程马拉松比赛，安装在腹部的摄像头相当于一个______透镜，远处的物体成倒立、______的实像。该机器人跑步由电动机驱动，电动机的工作原理是磁场对______有力的作用。以并肩运动的陪跑员为参照物，机器人是______的。机器人跑完21km路程用时约为2h40min，平均速度约为______km/h。（计算结果保留整数）
【变式2-3】（2025·乐山）每年5-6月，金口河大瓦山“转转花”竞相绽放，游客们纷纷用手机拍下这美丽的景象。关于此景象，下列说法正确的是（ ）。
A. 游客能看到美丽的“转转花”，说明“转转花”是光源
B. “转转花”的影子，是由于光的直线传播形成的
C. 用于拍摄“转转花”的手机镜头相当于凹透镜
D. 在拍摄时，“转转花”需位于手机镜头的一倍焦距以内
【典例3】凸透镜成像规律
【典例3】 （2025·天津）用焦距为15cm的凸透镜探究凸透镜成像规律。实验中将同一蜡烛先后放在光具座的a、b、c、d四个位置，如图所示。移动光屏观察烛焰的成像情况，则（ ）。
A. 蜡烛在a处时，光屏上可得到清晰缩小的像
B. 蜡烛在b处时，光屏上成的清晰像比在a处时大
C. 蜡烛c处时，成像特点与照相机成像特点相同
D. 蜡烛在d处时，眼睛应从光屏一侧透过透镜观察像
【变式3-1】（2025·福建省）如图，修表师傅可通过“寸镜”看清手表微小结构。“寸镜”内部有一个凸透镜，使用时手表到凸透镜的距离应（ ）。
A. 小于1倍焦距 B. 等于1倍焦距
C. 大于2倍焦距 D. 在2倍焦距与1倍焦距之间
【变式3-2】（2025·山东省）雨过初晴，小丽发现透过附在叶片上的水珠，能看到正立放大的“叶片脉络”；而透过在叶片上的水珠能看到远处倒立缩小的“花朵”。针对这一现象，她和同学们一起探究凸透镜成像的正倒、大小与物距的关系。
（1）小丽将F形光源（如图甲）、凸透镜和带有刻度的光屏按图乙所示安装在水平光具座上，接下来她应将三者的中心调整到______。
（2）调整好后，小丽多次改变物距和光屏的位置进行实验，收集的数据和观察的现象如表1所示。小丽分析归纳后，得到初步结论：随着物距不断减小，物体所成实像逐渐______（选填“变大”或“变小”），且像都是______（选填“正立”或“倒立”）的。
表1
序号 物高h/cm 物距x/cm 像高h/cm 像的正倒 像的虚实
- 4.0 30.0 2.0 倒立 实像
26.0 2.5 倒立 实像
3 4.0 23.0 3.0 倒立 实像
4 15.0 8.0 倒立 实像
5 13.0 135 倒立 实像
6 7.0 找不到像
（3）实验过程中，小丽发现在光屏上始终没有观察到正立放大的像。回想透过水珠观察叶脉的情景，她采用下图______的方式可以观察到正立放大的“F”。
（4）组间交流时，小丽发现小红的实验记录（如表2所示）中有与物体等大的像，而自己却没有观察到这一现象。为了尽快在自己实验中找到等大的像，她应调整物距在______cm和______cm之间反复多次实验。
表2
序号 物高/cm 物距…… 像高/cm 像的正面 像的虚实
1 4.0 25.0 1.0 倒立 实像
2 18.0 13 倒立 实像
3 15.0 2.0 倒立 实像
4 10.0 4.0 倒立 实像
5 8.0 6.5 倒立 实像
6 4.0 找不到像
（5）小丽进一步对比后发现，凸透镜成像特点不只与物距有关。她得出这个结论的依据是______。咨询老师后得知，两小组所用凸透镜的焦距不同。小丽认为，凸透镜成像特点与物距和焦距均有关系。结合实验数据和老师给的焦距数值，她总结出凸透镜或像规律。
【变式3-3】（2025·河南省）如图为某同学用自制的水凸透镜进行实验探究的情景，此时光屏上呈现了烛焰清晰的像（像未画出），该像是倒立、______（填“放大”或“缩小”）的实像。将蜡烛向左移动一小段距离后，保持水凸透镜、蜡烛的位置不变，为使光屏上再次成清晰的像，请写出一种简单可行的操作方法：______。
【典例4】眼睛与眼镜
【典例4】（2025·眉山）如图甲所示是人的眼球示意图，人眼的成像原理与___________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像原理类似；如图乙是近视眼看远处物体的成像示意图，可以用___________（选填“凹透镜”或“凸透镜”）矫正，才能看清远处的物体。
【变式4-1】（2025·泸州）2025年6月6日是第30个全国“爱眼日”。图甲为眼睛的结构示意图，图乙为某科学兴趣小组自制的一个用来模拟眼睛变焦过程的装置。
（1）图甲中的视网膜相当于图乙中的______。在图乙的光屏上已成蜡烛的清晰像（像未画出），其情况是倒立、______（选填“缩小”“等大”或“放大”）、实像。
（2）图乙中，把蜡烛向右移动一定距离后（相当于看近处景物），光屏上的像变模糊了，缓慢______（选填“注入”或“吸出”）适量水来改变水凸透镜厚度，像又变清晰了。当眼睛长时间处于这种状态，睫状肌会过度疲劳失去弹性，导致看远处景物时无法将晶状体调到较______（选填“薄”或“厚”）状态。
（3）据此，请你为预防近视提一条科学合理的建议：______。
【变式4-2】（2025·广西）由于平时不注意科学用眼，小明只能看清近处物体，看不清远处物体，他患了___________视眼，可配戴由___________（选填“凹”或“凸”）透镜制成的眼镜矫正视力。
【变式4-3】（2025·兰州）甲、乙两图分别是正常人眼通过调节晶状体等结构看清远处和近处物体的示意图。下列关于丙、丁两图模拟近、远视眼的情况以及应该佩戴何种透镜进行矫正的说法正确的是（ ）。
A. 丙图是近视眼，应该配戴凹透镜 B. 丙图是远视眼，应该配戴凸透镜
C. 丁图是近视眼，应该配戴凸透镜 D. 丁图是远视眼，应该配戴凹透镜
01 透镜对光的作用
【点拨】 （1）判断透镜类型的方法 根据透镜的表面是凸还是凹来判断透镜的类型并不可靠，要通过比较透镜中间与边缘的厚度来确定透镜的类型，因为有的透镜可能是一面图一面凹。 （2）根据透镜对光的作用判断：折射光线相对于入射光线会聚了，则经过的透镜是凸透镜；折射光线相对于入射光线发散了，则经过的透镜是凹透镜。 （3）平行光聚焦法粗侧凸透镜的焦距：太阳光近似为平行光，让凸透镜正对太阳光时，太阳光垂直于透镜入射，此时入射光线平行于主光轴，当光斑最小最亮时，该点即为凸透镜的焦点。如果不正对太阳光，最小光斑并不在主光轴上，此时的光斑不在焦点上，所以测出的距离也不是焦距。
1． （2025·连云港）在利用太阳光测量凸透镜的焦距时，小明将凸透镜正对着太阳，再把一张纸放在它的下方，当在纸上呈现一个光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为l。当纸靠近凸透镜时，光斑变小，说明凸透镜的焦距f___________l（选填“>”“<”或“=”）。在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上呈现清晰的像，像是倒立___________的实像，利用这一成像规律可以制成___________。
2.（2025·上海）物理兴趣小组同学在做凸透镜实验时，光屏和发光体在透镜的___________（选填“同侧”、“两侧”），它们的中心在___________上，此凸透镜的焦距为10cm，发光体距离凸透镜16cm时，成___________（选填“正立放大”、“正立缩小”、“倒立放大”、“倒立缩小”）的实像。
02 利用透镜三条特殊光线作图
【点拨】 熟记透镜三条特殊光线（主要光线）经透镜折射后的传播规律，并分清凸透镜和凹透镜三条特殊光线的异同。 利用透镜的三条特殊光线作图时，一定要注意： （1）一定要用尺规作图；（2）不要遗漏光线的箭头；（3）光线用实线，辅助线用虚线。
3．如图所示的一束光沿着平行主光轴的方向射到透镜上，关于它的折射光的方向正确的是（ ）。
A． B．
C． D．
4．如图，F是凸透镜的焦点，a、b、c是三条入射光线，请画出这三条光线经凸透镜后的出射光线。
03 照相机、投影仪、放大镜
【点拨】 （1）照相机：拍照时，摄像头相当于照相机的镜头，两者都是利用凸透镜成倒立、缩小的实像来工作的；照相机拍摄较远景物时，像比较小；拍摄较近景物时，像比较大。由此可知，远离被被拍摄景物，可以增大拍摄范围，但拍出来的景物会变小。 （2）投影仪：理解投影仪（幻灯机）的成像特点是解题的关键。投影仪（幻灯机）利用凸透镜能成倒立、放大的实像的原理工作的，因而可利用“反反得正”的方法推知幻灯片应反向放置。 （3）放大镜：在一定范围内，放大镜离物体越近，所成的像越小；离物体越远，所成的像越大。
5．（2025·广安）某学习小组在探究凸透镜成像规律时，如图所示，光屏上刚好得到清晰的像，凸透镜的焦距，下列说法中正确的是（ ）。
A. 光屏上的像是倒立、缩小的虚像
B. 光屏上的像是倒立、放大的实像
C. 凸透镜可用来矫正近视眼
D. 照相机的成像原理与此成像原理相同
6.（2025·南充）透镜在生活中的应用十分广泛，下列调节方法正确的是（ ）。
A. 使用照相机时，先拍全身照，再拍半身照，将照相机远离人
B. 使用投影仪时，显示的画面太大，只需将投影仪向前移动
C. 使用放大镜时，为了看到更大的像，适当增大放大镜与物体的距离
D. 人脸识别解锁时，人脸离锁越近，拍得的像越小，更容易解锁成功
04 实像和虚像
【点拨】 掌握常见的成像现象的成像原理是解题的关键。小孔成像、投影仪、照相机等所成的像都是实际光线会聚而成的实像；平面镜、放大镜、凸面镜等所成的像是光的反射或折射光线的反向延长线相交而成的现象。
7．（2025·德阳）小刘用焦距为10cm的凸透镜探究成像规律。当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，蜡烛在光屏上所成的像是（ ）。
A. 倒立、等大的实像 B. 倒立、放大的实像
C. 倒立、缩小的实像 D. 正立、放大的虚像
8. （2025·广东省）放大镜属于________（选填“凸”或“凹”）透镜。如图，邮票通过透镜所成的像是________（选填“实”或“虚”）像，邮票到透镜的距离________（选填“大于”或“小于”）透镜的焦距。
05 凸透镜成像规律及应用
【点拨】 （1）凸透镜成像的两个分界点：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。物体在一倍焦距以内，成虚像；在一倍焦距以外，成实像。成实像时，物体在二倍焦距内，像大物小；物体在二倍焦距外，像小物大。 （2）用不等式确定凸透镜的焦距范围：利用凸透镜成像的规律，列出物距和焦距、像距和焦距的关系不等式，解不等式就可以确定该凸透镜焦距的范围。具体关系为：1）当成倒立、缩小的实像时，u>2f，f2f；4）当不成像时，u=f；5）当成正立、放大虚像时，u9．（2025·云南省）小明用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。
（1）实验中，点燃蜡烛，调整光屏、凸透镜和烛焰的高度，使三者的中心大致在______，目的是使烛焰的像呈现在______；
（2）移动蜡烛、凸透镜和光屏至图中位置，此时光屏上呈现了烛焰清晰的像（像未画出），这个像是倒立、______（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像。将蜡烛向左移至某一位置，发现光屏上的像变模糊了，要使像变清晰，光屏应向______（选填“左”或“右”）移动。
10. （2025·苏州）探究凸透镜成像的规律时，把蜡烛、凸透镜和光屏置于光具座上，先固定好点燃的蜡烛和光屏，再移动凸透镜，当凸透镜距离蜡烛为和时，光屏上先后两次都呈现烛焰清晰的像，下列说法正确的是（ ）。
A. 第一次的像是缩小的 B. 第二次的像比第一次大
C. 蜡烛和光屏间的距离是 D. 凸透镜的焦距是
06 探究凸透镜成像的规律
【点拨】 （1）如何测量焦距：一束平行光通过凸透镜后会聚的点即为焦点，可测焦距； （2）保障实验成功：蜡烛、凸透镜不动，移动光屏直至在光屏上成清晰的像； （3）如何判断成虚像：物距小于焦距时，无论怎么移动光屏都无法在光屏上成像； （4）无法成像的原因：蜡烛在焦点上或物距小于焦距、焦距太大成像在光具座外、蜡烛与凸透镜和光屏没有在同一水平线上； （5）光具座的长度有限，做实验时最好选用：焦距较小的凸透镜； （6）凸透镜最好放在光具座的中间位置，便于调节物距和像距； （7）调整烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是：让烛焰的像成在光屏的中央； （8）调整光屏时，不可再调整凸透镜的位置，否则会：引起物距的变化； （9）判断烛焰的像是否最清晰的方法：光屏在某位置时，向前或向后移动光屏，像都会变模糊，则此位置即为像最清晰的位置； （10）同一个物距范围内，要换不同的物距进行实验，这是为了：排除偶然因素，使实验结论更具普遍性； （11）实验中无论怎样移动光屏都找不到像的原因：（1）烛焰、凸透镜中心、光屏中心未在同一高度；（2）蜡烛恰好在凸透镜一倍焦距位置；（3）物距稍大于一倍焦距，像距很大，光具座长度有限；（4）物距小于一倍焦距，成的是虚像； （12）成像位置如何移动：可调节蜡烛或凸透镜； （13）蜡烛变短：成像上移； （14）像的明暗变化：用遮光板挡住部分光线，成像完整但像变暗； （15）用光具座进行实验时，应做到：烛焰、凸透镜的中心、光屏中心应在同一直线上（同一高度），目的使烛焰的像成在光屏中央； （16）同一物距范围内，不断改变物距进行实验的目的：排除偶然因素，使实验结论更具普遍性； （17）成像规律与透镜的应用： 照相机：成倒立、缩小的实像；投影仪：成倒立、放大的实像；放大镜：成正立、放大虚像。
11.（2025·烟台）在“探究凸透镜成像的规律”实验中：
（1）调节光源、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，其目的是______；
（2）图甲是小红所在小组实验时的情景，此时光屏上呈现清晰的像，由图可知物距为______cm（不要求估读）。请在图乙的方格纸中大致画出图甲中小红看到的像；______
（3）保持图甲中凸透镜位置不动，将光源移动到光具座10.0cm处，为了在光屏上呈现清晰的像，应将光屏向______（选填“靠近”或“远离”）透镜方向移动，像的大小将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（4）保持图甲中凸透镜位置不动，将光源移动到光具座45.0cm处，无论怎样移动光屏始终得不到像，原因是______，要想看到此时的像，观察的方法是______。
12.（2025·凉山州）物理兴趣小组的同学们用一个焦距未知的凸透镜来完成“探究凸透镜成像规律”的实验，装置如图所示。
（1）同学们用平行光作为光源，移动光屏直至在光屏上得到一个最小最亮的光斑，如图甲所示，则凸透镜焦距为______cm（要求估读）；
（2）实验前，应将烛焰、凸透镜和光屏的中心调在______；
（3）在图乙所示的位置，光屏上可以呈现清晰的像，该像是倒立______（选填“放大”或“缩小”）的实像；
（4）凸透镜位置不变，将蜡烛从图乙所示位置向右移到30cm刻度线处，把光屏向______移动，才可在光屏上再次呈现清晰的像；
（5）在图乙所示情景下，在凸透镜左边适当位置放置一个透镜镜片后，须将光屏向左移动才能再次出现倒立清晰的实像，则该镜片可用来矫正______（选填“近”或“远”）视眼。
07 眼睛的构造与视物原理
【点拨】 人眼的视物原理与照相机的成像原理相同，但需要注意的是人眼睛的焦距可以调节，而照相机模型中的凸透镜焦距不变，一般靠调节物距和像距成清晰的像。
13．阅读下列短文，回答问题。
人类的眼睛
人类的眼睛很像一架照相机，眼睛与照相机的不同之处是：人的眼睛是通过调节晶状体的弯曲程度和改变晶状体的焦距来观察物体，如图。眼睛所能看清楚的最远点叫远点；眼睛所能看清楚的最近点叫近点，正常眼的近点约距眼睛10cm，眼睛是人体的重要器官，若长时间用眼看书、看电视或看电脑都会引起眼睛的疲劳，眼睛疲劳的常见症状是头疼脑胀、眼睛发干。看物体时间较长也不易感到疲劳的距离叫明视距离。
(1)人的眼球中的晶状体相当于 ，若是近视眼，成像会在视网膜 （选填“前”或“后”），矫正它需要戴的镜片实质上是 透镜做成的 （选填“凸”或“凹）。
(2)宁宁探究“凸透镜成像的规律”，凸透镜的焦距为10cm。蜡烛和凸透镜的位置如图，宁宁将光屏移动到60～70cm之间的某一位置时 （选填“照相机、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一规律制成的。
(3)宁宁把近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间的合适位置，调节光屏的位置，使光屏上得到烛焰清晰的像，此时光在光屏上发生的是 （选填“镜面”或“漫”）反射。取走近视眼镜，保持凸透镜和光屏位置不变，为使光屏上再次得到清晰的像，应将蜡烛 （选填“远离”或“靠近”）凸透镜。
14.（2025·湖北省）2025年1月20日，在第九届亚冬会火种采集仪式上，现场用图甲中的冰透镜成功点燃了火炬。小红为了研究此现象，让光束透过近视眼镜和老花眼镜投射在墙上，如图乙。______（填“上”或“下”）方眼镜的透镜类型与冰透镜相同，为______透镜。
08 近视眼、远视眼的成因与矫正
【点拨】 （1）当晶状体弯曲程度过大，对光的会聚能力过强时，成像在视网膜前，应该佩戴发散透镜（凹透镜），使像成在视网膜上。 （2）远视眼的晶状体太薄，对光的折射能力太弱，成像在视网膜后，矫正时应佩戴会聚透镜（凸透镜），增强光的会聚效果，使像成在视网膜上。 （3）“八字诀”：近厚远薄（成因：近视眼的晶状体太厚，远视眼的晶状体太薄）；近凹远凸（矫正：近视眼需要佩戴凹透镜，远视眼需要佩戴凸透镜）。 （4）可以理解记忆为：近视眼的晶状体太厚，折光能力太强，需要佩戴有发散作用的凹透镜；远视眼的晶状体太薄，折光能力太弱，折光能力太弱，需要佩戴有聚光作用的凸透镜。
15.（2025·武汉）某小组利用焦距不同的凸透镜，模拟正常眼睛通过调节晶状体的形状看清远处和近处的物体。
（1）如图所示是同学们先用焦距为15cm的凸透镜模拟看清远处物体的情景。点燃蜡烛后，光屏上恰能成清晰的像，这个像是 、倒立的实像。
（2）为了接着模拟正常眼睛通过调节晶状体的形状看清近处的物体，同学们保持凸透镜和光屏的位置不变，选用焦距为 (填“10”“12”“16”或“20”)cm的凸透镜替换图中的凸透镜，移动蜡烛，直到光屏上再次成清晰的像。
（3）同学们由此联想到：通过远眺可以让睫状体放松，晶状体厚度 (填“变薄”“不变”或“变厚”)，对光的偏折能力 ，有助于缓解长时间用眼导致的疲劳和预防近视。
16．（2024·山东菏泽）小明透过爷爷的老花镜看远处的楼房，发现楼房成倒立缩小的像。以下说法正确的是（ ）
A．老花镜对光有会聚作用 B．电影放映机的成像原理与该成像原理相同
C．老花镜不能当放大镜使用 D．爷爷远视眼是因为晶状体变厚了
21世纪教育网(www.21cnjy.com)模块一 声、光、热
第05讲 透镜及其应用【讲义】（2-5分）（解析版）
目 录
课标透析,考向预测 2
思维导图、知识导航 3
考点精研、易错明晰 4
清单01 基本概念 4
清单02 知识点 5
清单03 实验清单 7
清单04 易错清单 9
清单05 典例清单 10
题型归纳、技巧点拨 19
01 透镜对光的作用 19
02 利用透镜三条特殊光线作图 20
03 照相机、投影仪、放大镜 21
04 实像和虚像 23
05 凸透镜成像规律及应用 24
06 探究凸透镜成像的规律 25
07 眼睛的构造与视物原理 28
08 近视眼、远视眼的成因与矫正 30
课标要求 2.3.5了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。探究并了解凸透镜成像的规律。了解凸透镜成像规律的应用。
考查内容 一、透镜； 二、生活中的透镜； 三、凸透镜成像的规律； 四、眼睛和眼镜； 五、跨学科实践—制作望远镜
考点分布 考查频率 命题趋势
01 透镜以及透镜对光的作用 ☆☆☆ 《透镜及其应用》是中考必考内容。由于试卷结构和分值的不同，本部分的考题一般在1-2道题，分值一般在2-6分之间；考题题型根据其出现的概率分别是：选择题、填空题、实验题和作图题等。 以上考点作为常考内容，在备考过程中应作为主要备考方向加以重视，但也不能忽视一些冷门考点，如望远镜的制作和工作原理；我国古代劳动人民利用透镜的例子等。 备考中，应加强以下内容的练习： （1）认识透镜对光的作用、透镜在生活中的应用、利用透镜的三条特殊光线作图等； （2）生活中常见透镜的应用及特点，放大镜、照相机与投影仪的成像特点等； （3）凸透镜成像规律、凸透镜成像过程中的动态变化、探究凸透镜成像规律等； （4）了解人眼成像的原理，了解近视眼和远视眼的成因与矫正方法。具有保护视力的意识； （5）给出入射光线画折射光线、给出物画物在透镜中的像、由折射光线和入射光线找透镜的类型及位置等。
02 利用透镜的三条特殊光线作图 ☆
03 照相机、投影仪、放大镜 ☆☆☆
04 实像和虚像 ☆☆
05 凸透镜成像规律及应用 ☆☆☆
06 透镜凸透镜成像规律 ☆☆☆
07 眼睛的构造及视物原理 ☆☆
16 近视眼、远视眼的成因与矫正 ☆☆☆
清单01 基本概念
一、【透镜】
1.透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件，透镜是根据光的折射现象制成的。
2.透镜与面镜区别：面镜利用光的反射现象成像，透镜利用光的折射现象成像；透镜成像遵循光的折射定律，面镜成像遵循光的反射定律。
3.透镜分类：透镜分为凸透镜和凹透镜。
（1）凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜（远视镜镜片，照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等）。
（2）凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜（近视镜等）。
4.透镜光路基本概念：图（1）是透镜光路示意图。
（1）过透镜两个球面球心的直线叫主光轴（主轴），用“CC/”表示。透镜的几何中心叫光心，用“O”表示。
a.凸透镜光路 b.凹透镜光路
图(1) 透镜光路示意图
（2）焦点：平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上一点，这点叫凸透镜焦点，用“F”表示，如图（2）a所示；平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后发散，其反向延长线会交于一点，这是凹透镜的焦点（虚焦点），如图（2）b所示。
a.凸透镜光路概念 b.凹透镜光路概念
图（2）透镜光路概念
（3）焦距：焦点到光心的距离焦距，焦距用“f”表示。
（4）物距：物体到光心的距离叫物距，用“u”表示。
（5）像距：像到光心的距离叫像距，用“v”表示。
二、【生活中的透镜】
1.实像：实像是由实际光线会聚而成，在光屏上可呈现，可用眼睛直接看，所有光线必过像点；
2.虚像：虚像不能在光屏上呈现，但能用眼睛看，由光线的反向延长线会聚而成。
三、【眼睛和眼镜】
1.眼睛：眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏（胶卷）。
2.眼睛的成像原理:从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上形成倒立，缩小的实像，分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传输给大脑，人就可以看到这个物体了（眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏（胶卷））。
清单02 知识点
一、【透镜】
1.透镜的三条特殊（主要）光线
（1）过光心的光线：经透镜折射后传播方向不改变，如图所示。
过光心的光线
（2）平行于主光轴的光线：经凸透镜折射后经过另一侧焦点；经凹透镜折射后向外发散，但其反向延长线过同侧焦点，所示。
平行于主轴的光线
（3）经过或射向焦点的光线：经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴；射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴，所示。
过焦点的光线
2.透镜的作用：凸透镜有会聚光线作用，所以凸透镜也叫会聚透镜；凹透镜有发散光线作用，所以凹透镜也叫发散透镜。
二、【生活中的透镜】
1.照相机：是利用“凸透镜能成倒立、缩小的实像”这个原理制成的。
2.投影仪：是利用“凸透镜能成倒立、放大的实像”这个原理制成的。
3.放大镜：实际上就是一个短焦距的凸透镜。当物体位于凸透镜焦点以内，即物距小于焦距时，对着凸透镜观察，就可以看到物体成正立、放大的虚像。
三、【凸透镜成像规律】
1.凸透镜成像规律：
（1）u﹥2f时，成倒立、缩小的实像，f﹤v﹤2f，应用于照相机。
（2）u=2f时，成倒立、等大的实像，v=2f。
（3）f﹤u﹤2f，成倒立、放大的实像，v﹥2f，应用于投影仪。
（4）u=f，不成像，射出的是平行光线。
（5）0﹤u﹤f，成正立、放大的虚像，v﹥f，应用于放大镜。
2.凹透镜成像规律：凹透镜始终成缩小、正立的虚像。
3.凸透镜成像中的“物”“像”关系：凸透镜成像的两个分界点：2f点是成放大、缩小实像的分界点；f点是成实像、虚像的分界点。
四、【眼睛和眼镜】
1.近视眼
（1）特点：近视眼只能看清近处的物体，看不清远处的物体。
（2）原因：近视眼晶状体比正常人眼睛要凸一些，晶状体折光能力强。远处来的平光会聚在视网膜前面，而在视网膜上是一个光斑了。
（3）矫正方法：配戴适当的凹透镜做眼睛，使远处来的光先发散后再进入眼睛，可矫正近视眼视力。
2.远视眼
（1）特点：远视眼只能看见远处的物体，看不清近处的物体。
（2）原因：晶状体比正常人要凹一些，晶状体对光线的折射能力变弱，远处来的光线会聚点在视网膜后。
（3）矫正方法：利用凸透镜能使光线会聚的特点，在眼睛前面放一个凸透镜，就能使来自近处物体的光会聚在视网膜上了。配戴适当的凸透镜做眼镜，可矫正远视眼的视力。
清单03 实验清单
一、【探究凸透镜成像规律】
【提出问题】凸透镜所成的像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系？
【实验设计】先把物体放在距离凸透镜较远的地方，然后逐渐向凸透镜方向靠近，同时把光屏放在凸透镜的另一侧，观察光屏上像的变化情况。由于凸透镜的偏折情况和焦距有关，所以应着重观察物距等于、大于或小于一倍焦距、二倍焦距时，物体的成像情况。
【进行实验与收集证据】
（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上，调整它们的高度，使烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度；
（2）把蜡烛放在凸透镜二倍焦距以外的地方并点燃，然后调整光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现清晰烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重复做这一步；
（3）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离大于二倍焦距，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像的大小、正倒，测出物距u和像距v；
（4）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像大小、正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重做这一步；
（5）把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛位于凸透镜的焦点上，移动光屏，观察是否能够成像；
（6）把蜡烛移到凸透镜的一倍焦距以内，移动光屏，观察在光屏上能否看到蜡烛的像。如果不能，可以从光屏这一侧透过凸透镜观察，记录所看到的像的正倒、大小以及此时的物距u。稍稍改变物距，重做这一步；
（7）将实验数据和观察结果填入表中（该实验所用凸透镜焦距f=12cm）
物距u与焦距f的关系 物距u/cm 像距v/cm 成像的性质 像的变化情况
u>2f 60 15 倒立、缩小的实像 物距变小时，像距变大，像（相对于之前）变大
48 16
u=2f 24 24 倒立、等大的实像 ——
f15 60
u=f 12 —— 不成像 ——
u6 ——
【分析论证】（1）焦点是成实像和虚像的分界点。当物距大于一倍焦距时，成实像；当物距小于一倍焦距时，成虚像；当物距大于一倍焦距时，不成像；
（2）二倍焦距是成放大实像还是缩小实像的分界点。当物距大于二倍焦距时，成缩小的实像；当物距大于二倍焦距时，成等大的实像；当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成放大的实像；
（3）凸透镜成实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成虚像时，都是正立的，且像、物同侧；
（4）凸透镜成实像时，随着物距的减小，像和像距都变大；成虚像时，随着物距的减小，像和物都不小。
【得出结论】
物距u与焦距f的关系 像的性质 像距v与焦距f的关系 相对凸透镜的位置 应用
正倒 大小 虚实
u>2f 倒立 缩小 实像 fu=2f 倒立 等大 实像 v=2f 与物异侧 测焦距
f2f 与物异侧 投影仪
u=f 不成像
u3.实验注意事项
（1）光具座的长度有限，做实验时最好选用焦距较小的凸透镜；
（2）凸透镜最好放在光具座的中间位置，便于调节物距和像距；
（3）调整烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是让烛焰的像成在光屏的中央；
（4）调整光屏时，不可再调整凸透镜的位置，否则会引起物距的变化；
（5）判断烛焰的像是否最清晰的方法：光屏在某位置时，向前或向后移动光屏，像都会变模糊，则此位置即为像最清晰的位置；
（6）同一个物距范围内，要换不同的物距进行实验，这是为了排除偶然因素，使实验结论更具普遍性。
【探究凸透镜成像的规律考向】
1.如何测量焦距：一束平行光通过凸透镜后会聚的点即为焦点，可测焦距；
2.保障实验成功：蜡烛、凸透镜不动，移动光屏直至在光屏上成清晰的像；
3.如何判断成虚像：物距小于焦距时，无论怎么移动光屏都无法在光屏上成像；
4.无法成像的原因：蜡烛在焦点上或物距小于焦距、焦距太大成像在光具座外、蜡烛与凸透镜和光屏没有在同一水平线上；
5.成像位置如何移动：可调节蜡烛或凸透镜；
6.蜡烛变短：成像上移；
7.像的明暗变化：用遮光板挡住部分光线，成像完整但像变暗；
8.用光具座进行实验时，应做到：烛焰、凸透镜的中心、光屏中心应在同一直线上（同一高度），目的使烛焰的像成在光屏中央；
9.同一物距范围内，不断改变物距进行实验的目的：排除偶然因素，使实验结论更具普遍性；
10.实验中无论怎样移动光屏都找不到像的原因：（1）烛焰、凸透镜中心、光屏中心未在同一高度；（2）蜡烛恰好在凸透镜一倍焦距位置；（3）物距稍大于一倍焦距，像距很大，光具座长度有限；（4）物距小于一倍焦距，成的是虚像。
清单05 易错清单
易错点1：会聚作用≠光一定会聚，发散作用≠光一定发散：
（1）会聚作用是指能使光汇拢，但汇拢后的光不一定会变成会聚光。如图甲所示，凸透镜使通过它的一束光发散程度变小了，但该光束依然发散。
（2）发散作用是指能使光发散，但发散后的光并不一定是发散光。如图乙所示，凹透镜对通过它的一束会聚光有发散作用，但光经过凹透镜后依然是会聚光，还能会聚于一点。
易错点2：透镜的焦距：
（1）凸透镜焦距的长短与其表面的凸起程度有关，表面越凸，焦距越短；
（2）凸透镜焦距长短反映了凸透镜对光会聚作用的强弱，焦距越短，光通过凸透镜后的偏折程度越大，即凸透镜的会聚作用越强；
（3）根据光路可逆，若把点光源放在凸透镜的焦点上，射向凸透镜的光经凸透镜折射后会变成平行光，因此可利用凸透镜获得平行光。
易错点3：实像和虚像的区别：
实像 虚像
不同 实际光线会聚而成 光线的反向延长线相交而成
在像的位置能用光屏承接 在像的位置不变用光屏承接
在像的位置能使胶片感光 在像的位置不能使胶片感光
都是倒立的 都是正立的
相同 都能用眼睛看到
易错点4：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5：凸透镜成像的动态变化规律：
（1）动态变化口诀：像的大小看像距，像儿跟着物体跑。其意义是，凸透镜成像时，像距变大（小），像就变大（小）；物体向哪个方向移动，像就向哪个方向移动。
（2）移动速度：成缩小的像时，物距大于像距，物体移动的速度大于像移动的速度；成放大的像时，物距小于像距，物体移动的速度小于像移动的速度。
（3）最小距离：物体和实像的最小距离是4f,即当物体位于2f位置成像时。
易错点6：凸透镜焦距发生变化：
（1）换焦距更小的凸透镜或在凸透镜前加远视眼镜，都会使光线提前会聚，像距减小，若保持蜡烛和透镜位置不变，光屏应向靠近凸透镜位置移动才能得到清晰的像。
（2）换焦距更大的凸透镜或在凸透镜前加近视眼镜，都会使光线延迟会聚，像距增大，若保持蜡烛和透镜位置不变，光屏应向远离凸透镜位置移动才能得到清晰的像。
清单05 典例清单--举一反三
【典例1】透镜
【例1】（2025·眉山）根据透镜对光的作用，完成下列光路图。
【解析】通过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出；平行于主光轴的光线经凹透镜折射后发散射出，其折射光线的反向延长线经过凹透镜的虚焦点。如图所示：
【变式1-1】 （2025·达州）汽车仪表台上方不能放老花镜，是因为老花镜对光具有______作用（选填“会聚”或“发散”）易引发火灾；青少年不良用眼易引起晶状体变厚，应佩戴______透镜矫正。
【答案】①. 会聚；②. 凹。
【解析】[1]老花镜是凸透镜，根据凸透镜的光学性质，凸透镜对光具有会聚作用。如果将老花镜放在汽车仪表台上方，在阳光照射下，会聚的光线可能会使局部温度升高，易引发火灾。
[2]青少年不良用眼易引起晶状体变厚，此时晶状体对光的折射能力变强，成像在视网膜前方，形成近视眼。为了矫正近视眼，需要佩戴对光有发散作用的凹透镜，使光线推迟会聚，从而使像成在视网膜上。
【变式1-2】（2025·遂宁）西晋《博物志》中云：“削冰令圆，举以向日，以艾于后承其影，则得火。”这是我国古代劳动人民把冰制成透镜，利用它对太阳光的______作用来取火。现在人们还利用这种透镜来矫正______（选填“近视眼”或“远视眼”）。
【答案】①. 会聚；②. 远视眼。
【解析】[1]把冰制成透镜，举以向日能取火，是因为这种透镜对太阳光有会聚作用，能将太阳光会聚在一点，使该点温度升高达到艾的着火点从而取火，这种透镜是凸透镜，凸透镜对光有会聚作用。
[2]因为凸透镜对光有会聚作用，而远视眼是由于晶状体太薄，折光能力太弱，像成在视网膜的后方，需要用对光有会聚作用的凸透镜来矫正，使像成在视网膜上。
【变式1-3】（2025·深圳）如图所示，第九届亚洲冬奥会，擅于思考的欣航同学发现用阳光点燃火炬使用的是________（凸透镜/凹透镜），太阳是__________（可再生能源/不可再生能源），凸透镜的直径是60_______（填写单位）。
【答案】①. 凸透镜；②. 可再生能源；③. cm。
【解析】[1]凸透镜对光线有会聚作用，能将平行的太阳光会聚到一点（焦点），使该点温度升高，达到可燃物的着火点，从而点燃火炬。而凹透镜对光线有发散作用，无法实现会聚阳光点火的效果。因此，此处应填 凸透镜。
[2]可再生能源是指自然界中可以不断再生、永续利用的能源，太阳的能量来源于其内部的核聚变反应，只要太阳存在，就会持续释放能量，属于可再生能源。因此，此处应填 可再生能源。
[3]结合实际情况，用于点燃火炬的凸透镜需要足够大才能有效会聚足够的阳光，60 毫米（mm）过小，60 米（m）过大，60 厘米（cm）是合理的尺寸。因此，此处应填 cm。
【典例2】生活中的透镜
【典例2】（2025·辽宁省）来自物体光经过照相机镜头后会聚在胶片上，形成该物体的像。下列说法正确的是（ ）。
A. 镜头相当于一个凸透镜 B. 镜头相当于一个凹透镜
C. 像是倒立 D. 像是正立的
【答案】AC。
【解析】AB．照相机的镜头对光有会聚作用，相当于一个凸透镜，故A正确，B错误；
CD．照相机成像时，物距大于两倍焦距，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立缩小的实像，故C正确，D错误。故选AC。
【变式2-1】（2025·青海省）小文到青海湖旅游时，用照相机记录了青海湖的美景。以下物体与照相机成像规律相同的是（ ）。
A. 投影仪 B. 近视眼镜 C. 监控摄像头 D. 放大镜
【答案】C。
【解析】根据凸透镜成像特点，当物距大于两倍焦距时，凸透镜能够成倒立缩小的实像为照相机原理；
A．投影仪是利用凸透镜成像，物距处于一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大实像的原理，故A不符合题意；
B．近视眼镜利用了凹透镜对光线的发散作用，且凹透镜不成实像，故B不符合题意；
C．监控摄像头是利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理，故C符合题意；
D．放大镜是利用凸透镜成正立、放大虚像的原理，故D不符合题意。 故选C。
【变式2-2】（2025·扬州）某款人形机器人参加半程马拉松比赛，安装在腹部的摄像头相当于一个______透镜，远处的物体成倒立、______的实像。该机器人跑步由电动机驱动，电动机的工作原理是磁场对______有力的作用。以并肩运动的陪跑员为参照物，机器人是______的。机器人跑完21km路程用时约为2h40min，平均速度约为______km/h。（计算结果保留整数）
【答案】①. 凸；②. 缩小；③. 通电导体；④. 静止；⑤. 8。
【解析】[1][2]安装在机器人腹部的摄像头是利用凸透镜来成像的，所以摄像头相当于一个凸透镜；摄像头的成像原理与照相机成像原理相同，所以成倒立、缩小的实像。
[3]通电导体在磁场中要受到力的作用，电动机就是利用该原理制成的。
[4]以并肩运动的陪跑员为参照物，机器人与陪跑员的位置没有发生变化，则机器人是静止的。
[5]机器人的平均速度约为。
【变式2-3】（2025·乐山）每年5-6月，金口河大瓦山“转转花”竞相绽放，游客们纷纷用手机拍下这美丽的景象。关于此景象，下列说法正确的是（ ）。
A. 游客能看到美丽的“转转花”，说明“转转花”是光源
B. “转转花”的影子，是由于光的直线传播形成的
C. 用于拍摄“转转花”的手机镜头相当于凹透镜
D. 在拍摄时，“转转花”需位于手机镜头的一倍焦距以内
【答案】B。
【解析】A．太阳光照射到景物上后发生反射，反射光进入人眼被游客看到，“转转花”反射的是太阳的光，不是自行发光的物体，因此不是光源，故A错误；
B．“转转花”形成的影子是由于光照射到景物上后被阻挡形成的，利用了光沿直线传播的原理，故B正确；
C．手机镜头拍摄“转转花”时利用了凸透镜的成像规律，手机镜头相当于凸透镜，故C错误；
D．拍摄照相时，物距应大于手机镜头的二倍焦距，即“转转花”应该位于手机镜头的两倍焦距以外，故D错误。故选B。
【典例3】凸透镜成像规律
【典例3】 （2025·天津）用焦距为15cm的凸透镜探究凸透镜成像规律。实验中将同一蜡烛先后放在光具座的a、b、c、d四个位置，如图所示。移动光屏观察烛焰的成像情况，则（ ）。
A. 蜡烛在a处时，光屏上可得到清晰缩小的像
B. 蜡烛在b处时，光屏上成的清晰像比在a处时大
C. 蜡烛c处时，成像特点与照相机成像特点相同
D. 蜡烛在d处时，眼睛应从光屏一侧透过透镜观察像
【答案】ABD。
【解析】A．蜡烛在a处时，物距是50.0cm-10.0cm=40.0cm>2f=30cm,光屏上可得到清晰缩小的像，故A符合题意；
B．蜡烛在b处时，物距是50.0cm-20.0cm=30.0cm=2f，光屏上可得到清晰等大的像，光屏上成的清晰像比在a处时大，故B符合题意；
C．蜡烛在c处时，物距是50.0cm-25.0cm=25.0cm，大于一倍焦距，小于二倍焦距，光屏上可得到清晰放大的像，成像特点与投影仪成像特点相同，故C不符合题意；
D．蜡烛在d处时，物距是50.0cm-40.0cm=10.0cm【变式3-1】（2025·福建省）如图，修表师傅可通过“寸镜”看清手表微小结构。“寸镜”内部有一个凸透镜，使用时手表到凸透镜的距离应（ ）。
A. 小于1倍焦距 B. 等于1倍焦距
C. 大于2倍焦距 D. 在2倍焦距与1倍焦距之间
【答案】A。
【解析】通过“寸镜”能看清手表微小结构，此时“寸镜”作为放大镜使用，则需满足物体位于凸透镜的1倍焦距以内，即物距小于1倍焦距，此时会形成正立、放大的虚像，便于观察微小结构。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
【变式3-2】（2025·山东省）雨过初晴，小丽发现透过附在叶片上的水珠，能看到正立放大的“叶片脉络”；而透过在叶片上的水珠能看到远处倒立缩小的“花朵”。针对这一现象，她和同学们一起探究凸透镜成像的正倒、大小与物距的关系。
（1）小丽将F形光源（如图甲）、凸透镜和带有刻度的光屏按图乙所示安装在水平光具座上，接下来她应将三者的中心调整到______。
（2）调整好后，小丽多次改变物距和光屏的位置进行实验，收集的数据和观察的现象如表1所示。小丽分析归纳后，得到初步结论：随着物距不断减小，物体所成实像逐渐______（选填“变大”或“变小”），且像都是______（选填“正立”或“倒立”）的。
表1
序号 物高h/cm 物距x/cm 像高h/cm 像的正倒 像的虚实
- 4.0 30.0 2.0 倒立 实像
26.0 2.5 倒立 实像
3 4.0 23.0 3.0 倒立 实像
4 15.0 8.0 倒立 实像
5 13.0 135 倒立 实像
6 7.0 找不到像
（3）实验过程中，小丽发现在光屏上始终没有观察到正立放大的像。回想透过水珠观察叶脉的情景，她采用下图______的方式可以观察到正立放大的“F”。
（4）组间交流时，小丽发现小红的实验记录（如表2所示）中有与物体等大的像，而自己却没有观察到这一现象。为了尽快在自己实验中找到等大的像，她应调整物距在______cm和______cm之间反复多次实验。
表2
序号 物高/cm 物距…… 像高/cm 像的正面 像的虚实
1 4.0 25.0 1.0 倒立 实像
2 18.0 13 倒立 实像
3 15.0 2.0 倒立 实像
4 10.0 4.0 倒立 实像
5 8.0 6.5 倒立 实像
6 4.0 找不到像
（5）小丽进一步对比后发现，凸透镜成像特点不只与物距有关。她得出这个结论的依据是______。咨询老师后得知，两小组所用凸透镜的焦距不同。小丽认为，凸透镜成像特点与物距和焦距均有关系。结合实验数据和老师给的焦距数值，她总结出凸透镜或像规律。
【答案】（1）同一高度；（2）①. 变大；②. 倒立；（3）丁；（4）①. 15.0；②. 23.0；（5）见解析。
【解析】【小问1详解】为了使像成在光屏的中央，应将F形光源、凸透镜和带有刻度的光屏安装在水平光具座上，将三者的中心调整到同一高度。
【小问2详解】[1][2]由表中数据可知，物体成实像时，随着物距不断减小，物体所成实像逐渐变大，且所成的像始终是倒立的。
【小问3详解】由题意知，透过附在叶片上的水珠，能看到正立放大的“叶片脉络”，此时的物距小于凸透镜的焦距，因此应观察物距小于像距时的成像情况，此时像与物同侧，所以应在凸透镜的另一侧观察，故丁符合题意。
【小问4详解】[1][2]由小丽的实验数据可知，当物距为15.0cm时，像高为8.0cm，当物距为23.0cm时，像高为3.0cm，因此与物体等高的像4.0cm应当是物距在15.0cm~23.0cm，所以小丽应调整物距在15.0cm和23.0cm之间反复多次实验。
【小问5详解】由两组实验数据可知，物高均为4.0cm，当物距均为15.0cm时，小丽组实验时的像高为8.0cm，而小红组实验时的像高为2.0cm，由此可知凸透镜成像特点不只与物距有关，还与凸透镜的焦距有关。
【变式3-3】（2025·河南省）如图为某同学用自制的水凸透镜进行实验探究的情景，此时光屏上呈现了烛焰清晰的像（像未画出），该像是倒立、______（填“放大”或“缩小”）的实像。将蜡烛向左移动一小段距离后，保持水凸透镜、蜡烛的位置不变，为使光屏上再次成清晰的像，请写出一种简单可行的操作方法：______。
【答案】①. 缩小；②. 将光屏向左移动。
【解析】[1]由图可知，此时物距大于像距，光屏上呈现了烛焰清晰的像，根据凸透镜成像规律可知，此时成倒立、缩小的实像。
[2]保持凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动一段距离，此时物距变大，则像距会变小，所以要再次在光屏上得到清晰的像，应将光屏向靠近凸透镜的方向即左边移动。
【典例4】眼睛与眼镜
【典例4】（2025·眉山）如图甲所示是人的眼球示意图，人眼的成像原理与___________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像原理类似；如图乙是近视眼看远处物体的成像示意图，可以用___________（选填“凹透镜”或“凸透镜”）矫正，才能看清远处的物体。
【答案】①. 照相机；②. 凹透镜。
【解析】[1]人的眼球相当于一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏。外界物体在视网膜上成倒立、缩小的实像。
[2]近视眼是由于晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，使得远处物体的像成在视网膜的前方，导致人看不清远处的物体。凹透镜对光线有发散作用，能使光线推迟会聚。凸透镜对光线有会聚作用，能使光线提前会聚。为了使远处物体的像能成在视网膜上，需要佩戴对光线有发散作用的凹透镜，使光线推迟会聚，从而使像成在视网膜上。
【变式4-1】（2025·泸州）2025年6月6日是第30个全国“爱眼日”。图甲为眼睛的结构示意图，图乙为某科学兴趣小组自制的一个用来模拟眼睛变焦过程的装置。
（1）图甲中的视网膜相当于图乙中的______。在图乙的光屏上已成蜡烛的清晰像（像未画出），其情况是倒立、______（选填“缩小”“等大”或“放大”）、实像。
（2）图乙中，把蜡烛向右移动一定距离后（相当于看近处景物），光屏上的像变模糊了，缓慢______（选填“注入”或“吸出”）适量水来改变水凸透镜厚度，像又变清晰了。当眼睛长时间处于这种状态，睫状肌会过度疲劳失去弹性，导致看远处景物时无法将晶状体调到较______（选填“薄”或“厚”）状态。
（3）据此，请你为预防近视提一条科学合理的建议：______。
【答案】（1）①. 光屏；②. 缩小；（2）①. 注入；②. 薄；（3）见解析。
【解析】【小问1详解】[1]眼睛成像时，视网膜是承接像的结构，在图乙的模拟装置中，光屏是承接像的，所以图甲中的视网膜相当于图乙中的光屏。
[2]观察可知，此时物距大于像距，根据凸透镜成像规律，当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，所以在光屏上成的像是倒立、缩小的实像。
【小问2详解】[1]把蜡烛向右移动一定距离后（相当于看近处景物），物距变小，像距应变大，像会成在光屏后方，此时要使像变清晰，需要增大凸透镜的会聚能力，即缓慢注入适量水来使水凸透镜变厚。
[2]当眼睛长时间看近处物体时，睫状肌会过度疲劳失去弹性，导致看远处景物时无法将晶状体调到较薄的状态，从而形成近视。
【小问3详解】为预防近视，我们可以做到不要长时间用眼，例如每用眼一段时间后要休息一下，向远处眺望等。
【变式4-2】（2025·广西）由于平时不注意科学用眼，小明只能看清近处物体，看不清远处物体，他患了___________视眼，可配戴由___________（选填“凹”或“凸”）透镜制成的眼镜矫正视力。
【答案】①. 近；②. 凹。
【解析】[1]小明只能将清近处物体，看不清远处物体，说明他患了近视眼，看远处的物体时，像会成在视网膜前面。
[2]由于凹透镜对光线具有发散作用，能使成像后移，成在视网膜上，所以可以矫正近视眼。
【变式4-3】（2025·兰州）甲、乙两图分别是正常人眼通过调节晶状体等结构看清远处和近处物体的示意图。下列关于丙、丁两图模拟近、远视眼的情况以及应该佩戴何种透镜进行矫正的说法正确的是（ ）。
A. 丙图是近视眼，应该配戴凹透镜 B. 丙图是远视眼，应该配戴凸透镜
C. 丁图是近视眼，应该配戴凸透镜 D. 丁图是远视眼，应该配戴凹透镜
【答案】A。
【解析】丙图中像呈在视网膜的前方，故是近视眼，应该配戴凹透镜来矫正；丁图中像呈在视网膜的后方，故是远视眼，应该配戴凸透镜来矫正，故A正确，BCD错误。
故选A。
01 透镜对光的作用
【点拨】 （1）判断透镜类型的方法 根据透镜的表面是凸还是凹来判断透镜的类型并不可靠，要通过比较透镜中间与边缘的厚度来确定透镜的类型，因为有的透镜可能是一面图一面凹。 （2）根据透镜对光的作用判断：折射光线相对于入射光线会聚了，则经过的透镜是凸透镜；折射光线相对于入射光线发散了，则经过的透镜是凹透镜。 （3）平行光聚焦法粗侧凸透镜的焦距：太阳光近似为平行光，让凸透镜正对太阳光时，太阳光垂直于透镜入射，此时入射光线平行于主光轴，当光斑最小最亮时，该点即为凸透镜的焦点。如果不正对太阳光，最小光斑并不在主光轴上，此时的光斑不在焦点上，所以测出的距离也不是焦距。
1． （2025·连云港）在利用太阳光测量凸透镜的焦距时，小明将凸透镜正对着太阳，再把一张纸放在它的下方，当在纸上呈现一个光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为l。当纸靠近凸透镜时，光斑变小，说明凸透镜的焦距f___________l（选填“>”“<”或“=”）。在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上呈现清晰的像，像是倒立___________的实像，利用这一成像规律可以制成___________。
【答案】①. <；②. 缩小；③. 照相机。
【解析】[1]当纸靠近凸透镜时，光斑变小，说明距离为l时得到的光斑不是最小光斑，即l不是焦距，凸透镜的焦距f[2][3]据图可知，此时物距大于像距，且在光屏上成实像，根据凸透镜成像规律成倒立、缩小的实像，生活中照相机就是利用这一原理工作的。
2.（2025·上海）物理兴趣小组同学在做凸透镜实验时，光屏和发光体在透镜的___________（选填“同侧”、“两侧”），它们的中心在___________上，此凸透镜的焦距为10cm，发光体距离凸透镜16cm时，成___________（选填“正立放大”、“正立缩小”、“倒立放大”、“倒立缩小”）的实像。
【答案】①. 两侧；②. 主光轴；③. 倒立放大。
【解析】[1]做凸透镜实验时，发光体发出的光通过凸透镜，在光屏上成像，所以光屏和发光体在透镜的两侧。
[2]为了能清晰的观察像，应使像成在光屏中央，所以应调整发光体的中心、凸透镜的光心、光屏的中心在同一高度上，即它们的中心在主光轴上。
[3]凸透镜的焦距为10cm，发光体距离凸透镜16cm时，即物距为16cm，则物距大于一倍焦距，小于二倍焦距，由凸透镜成像规律可知，成倒立、放大的实像。
02 利用透镜三条特殊光线作图
【点拨】 熟记透镜三条特殊光线（主要光线）经透镜折射后的传播规律，并分清凸透镜和凹透镜三条特殊光线的异同。 利用透镜的三条特殊光线作图时，一定要注意： （1）一定要用尺规作图；（2）不要遗漏光线的箭头；（3）光线用实线，辅助线用虚线。
3．如图所示的一束光沿着平行主光轴的方向射到透镜上，关于它的折射光的方向正确的是（ ）。
A． B．
C． D．
【答案】AC。
【解析】AB．根据凸透镜的三条特殊光线可知，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，故A正确，B错误；
CD．根据凹透镜的三条特殊光线可知，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后将发散，反向延长折射光线将过虚焦点，故C正确，D错误。故选AC。
4．如图，F是凸透镜的焦点，a、b、c是三条入射光线，请画出这三条光线经凸透镜后的出射光线。
【解析】平行于凸透镜主光轴的光经凸透镜折射后会聚于凸透镜的焦点；过凸透镜光心的光线传播方向不变；过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于凸透镜主光轴。如图所示：
03 照相机、投影仪、放大镜
【点拨】 （1）照相机：拍照时，摄像头相当于照相机的镜头，两者都是利用凸透镜成倒立、缩小的实像来工作的；照相机拍摄较远景物时，像比较小；拍摄较近景物时，像比较大。由此可知，远离被被拍摄景物，可以增大拍摄范围，但拍出来的景物会变小。 （2）投影仪：理解投影仪（幻灯机）的成像特点是解题的关键。投影仪（幻灯机）利用凸透镜能成倒立、放大的实像的原理工作的，因而可利用“反反得正”的方法推知幻灯片应反向放置。 （3）放大镜：在一定范围内，放大镜离物体越近，所成的像越小；离物体越远，所成的像越大。
5．（2025·广安）某学习小组在探究凸透镜成像规律时，如图所示，光屏上刚好得到清晰的像，凸透镜的焦距，下列说法中正确的是（ ）。
A. 光屏上的像是倒立、缩小的虚像
B. 光屏上的像是倒立、放大的实像
C. 凸透镜可用来矫正近视眼
D. 照相机的成像原理与此成像原理相同
【答案】B。
【解析】AB．由图可知，物距
物距在1倍焦距与2倍焦距之间，像距为
像距大于2倍焦距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立放大的实像，故A错误，B正确；
C．近视眼是晶状体曲度变大，会聚能力增强，像呈在视网膜的前方，是近视眼，应佩戴发散透镜，即凹透镜进行矫正。故C错误；
D．照相机成像时，物距大于2倍焦距，像距在1倍焦距与2倍焦距之间，与题目中成像原理不同，故D错误。故选B。
6.（2025·南充）透镜在生活中的应用十分广泛，下列调节方法正确的是（ ）。
A. 使用照相机时，先拍全身照，再拍半身照，将照相机远离人
B. 使用投影仪时，显示的画面太大，只需将投影仪向前移动
C. 使用放大镜时，为了看到更大的像，适当增大放大镜与物体的距离
D. 人脸识别解锁时，人脸离锁越近，拍得的像越小，更容易解锁成功
【答案】C。
【解析】A．照相机的原理是凸透镜成像，拍全身照时像比较小，拍半身照时像比较大，根据凸透镜成实像时物近像远像变大的规律，先拍全身照，再拍半身照，需要将照相机靠近人，故A错误；
B．使用投影仪时，显示的画面太大，说明所成像太大，根据凸透镜成实像时物远像近像变小的规律，可以将投影仪向前移动，靠近显示屏来减小像距，同时需要增大物距，故B错误；
C．使用放大镜时，物体在一倍焦距以内，越靠近凸透镜，所成虚像越小；物体远离凸透镜，所成虚像越大。因此，为了看到更大的像，应适当增大放大镜与物体的距离，故C正确；
D．人脸识别解锁时，摄像头相当于照相机，根据凸透镜成实像时物近像远像变大的规律，人脸离锁越近，拍得的像越大，但不一定更容易解锁成功，因为太近导致像过大而无法识别，故D错误。
故选C。
04 实像和虚像
【点拨】 掌握常见的成像现象的成像原理是解题的关键。小孔成像、投影仪、照相机等所成的像都是实际光线会聚而成的实像；平面镜、放大镜、凸面镜等所成的像是光的反射或折射光线的反向延长线相交而成的现象。
7．（2025·德阳）小刘用焦距为10cm的凸透镜探究成像规律。当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，蜡烛在光屏上所成的像是（ ）。
A. 倒立、等大的实像 B. 倒立、放大的实像
C. 倒立、缩小的实像 D. 正立、放大的虚像
【答案】C。
【解析】由图知，物距大于像距，根据凸透镜成像规律得，此时凸透镜成的是倒立、缩小的实像，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。
8. （2025·广东省）放大镜属于________（选填“凸”或“凹”）透镜。如图，邮票通过透镜所成的像是________（选填“实”或“虚”）像，邮票到透镜的距离________（选填“大于”或“小于”）透镜的焦距。
【答案】①. 凸；②. 虚；③. 小于。
【解析】[1][2][3]放大镜是一块凸透镜，用放大镜观察邮票时（如图所示），邮票到透镜的距离是 小于焦距，看到的像是一个正立放大的虚像。
05 凸透镜成像规律及应用
【点拨】 （1）凸透镜成像的两个分界点：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。物体在一倍焦距以内，成虚像；在一倍焦距以外，成实像。成实像时，物体在二倍焦距内，像大物小；物体在二倍焦距外，像小物大。 （2）用不等式确定凸透镜的焦距范围：利用凸透镜成像的规律，列出物距和焦距、像距和焦距的关系不等式，解不等式就可以确定该凸透镜焦距的范围。具体关系为：1）当成倒立、缩小的实像时，u>2f，f2f；4）当不成像时，u=f；5）当成正立、放大虚像时，u9．（2025·云南省）小明用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。
（1）实验中，点燃蜡烛，调整光屏、凸透镜和烛焰的高度，使三者的中心大致在______，目的是使烛焰的像呈现在______；
（2）移动蜡烛、凸透镜和光屏至图中位置，此时光屏上呈现了烛焰清晰的像（像未画出），这个像是倒立、______（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像。将蜡烛向左移至某一位置，发现光屏上的像变模糊了，要使像变清晰，光屏应向______（选填“左”或“右”）移动。
【答案】（1）①. 同一高度；②. 光屏中央；（2）①. 放大；②. 左。
【解析】【小问1详解】[1][2]实验中，为使像成在光屏的中央，应调整光屏、凸透镜和烛焰的中心大致在同一高度处。
【小问2详解】[1]由图可知，物距小于像距，在光屏上得到一个清晰的倒立、放大的实像。
[2]凸透镜成实像，物远像近像变大，将蜡烛向左移至某一位置，物距增大，像距减小，要使像变清晰，光屏应向左移动。
10. （2025·苏州）探究凸透镜成像的规律时，把蜡烛、凸透镜和光屏置于光具座上，先固定好点燃的蜡烛和光屏，再移动凸透镜，当凸透镜距离蜡烛为和时，光屏上先后两次都呈现烛焰清晰的像，下列说法正确的是（ ）。
A. 第一次的像是缩小的 B. 第二次的像比第一次大
C. 蜡烛和光屏间的距离是 D. 凸透镜的焦距是
【答案】C。
【解析】ABC．把蜡烛、凸透镜和光屏置于光具座上，先固定好点燃的蜡烛和光屏，再移动凸透镜，当凸透镜距离蜡烛为和时，光屏上先后两次都呈现烛焰清晰的像，由光路的可逆性可知，第一次物距等于第二次的像距，第一次的像距等于第二次的物距，所以第一次物距是16cm，像距是24cm；第二次物距是24cm，像距是16cm；蜡烛和光屏之间的距离为16cm+24cm=40cm
第一次物距小于像距，成倒立放大的实像，第二次物距大于像距，成倒立缩小的实像，第二次像比第一次小，故C正确，AB错误；
D．在第二次中，成倒立缩小的实像，物距24cm>2f①
像距2f>16cm>f②
由①和②得到12cm>f>8cm
所以凸透镜的焦距不可能是20cm，故D错误。故选C。
06 探究凸透镜成像的规律
【点拨】 （1）如何测量焦距：一束平行光通过凸透镜后会聚的点即为焦点，可测焦距； （2）保障实验成功：蜡烛、凸透镜不动，移动光屏直至在光屏上成清晰的像； （3）如何判断成虚像：物距小于焦距时，无论怎么移动光屏都无法在光屏上成像； （4）无法成像的原因：蜡烛在焦点上或物距小于焦距、焦距太大成像在光具座外、蜡烛与凸透镜和光屏没有在同一水平线上； （5）光具座的长度有限，做实验时最好选用：焦距较小的凸透镜； （6）凸透镜最好放在光具座的中间位置，便于调节物距和像距； （7）调整烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是：让烛焰的像成在光屏的中央； （8）调整光屏时，不可再调整凸透镜的位置，否则会：引起物距的变化； （9）判断烛焰的像是否最清晰的方法：光屏在某位置时，向前或向后移动光屏，像都会变模糊，则此位置即为像最清晰的位置； （10）同一个物距范围内，要换不同的物距进行实验，这是为了：排除偶然因素，使实验结论更具普遍性； （11）实验中无论怎样移动光屏都找不到像的原因：（1）烛焰、凸透镜中心、光屏中心未在同一高度；（2）蜡烛恰好在凸透镜一倍焦距位置；（3）物距稍大于一倍焦距，像距很大，光具座长度有限；（4）物距小于一倍焦距，成的是虚像； （12）成像位置如何移动：可调节蜡烛或凸透镜； （13）蜡烛变短：成像上移； （14）像的明暗变化：用遮光板挡住部分光线，成像完整但像变暗； （15）用光具座进行实验时，应做到：烛焰、凸透镜的中心、光屏中心应在同一直线上（同一高度），目的使烛焰的像成在光屏中央； （16）同一物距范围内，不断改变物距进行实验的目的：排除偶然因素，使实验结论更具普遍性； （17）成像规律与透镜的应用： 照相机：成倒立、缩小的实像；投影仪：成倒立、放大的实像；放大镜：成正立、放大虚像。
11.（2025·烟台）在“探究凸透镜成像的规律”实验中：
（1）调节光源、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，其目的是______；
（2）图甲是小红所在小组实验时的情景，此时光屏上呈现清晰的像，由图可知物距为______cm（不要求估读）。请在图乙的方格纸中大致画出图甲中小红看到的像；______
（3）保持图甲中凸透镜位置不动，将光源移动到光具座10.0cm处，为了在光屏上呈现清晰的像，应将光屏向______（选填“靠近”或“远离”）透镜方向移动，像的大小将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（4）保持图甲中凸透镜位置不动，将光源移动到光具座45.0cm处，无论怎样移动光屏始终得不到像，原因是______，要想看到此时的像，观察的方法是______。
【答案】（1）见解析；（2）①. 30；②. 见解析；（3）①. 靠近；②. 变小；（4）①. 物距小于焦距；②. 见解析。
【解析】【小问1详解】实验中使物体的像能够成在光屏的中心，调整凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度上。
【小问2详解】[1][2]由图可知，物距为50cm-20cm=30cm
像距为65cm-50cm=15cm
物距大于像距，成倒立、缩小的实像，此时物距30cm>2f①
像距f<15cm<2f②
由①②得到7.5cm光屏上的像相对于光源“F”上下颠倒，如图所示：
【小问3详解】
[1][2]凸透镜成实像，物远像近像变小，将光源移动到光具座10.0cm处，物距增大，像距减小，应将光屏向靠近透镜方向移动，像变小。
【小问4详解】[1][2]把光源移至光具座上45.0cm刻度线处，此时物距50.0cm-45.0cm=5.0cm
因为7.5cm所以物距小于焦距，成正立、放大的虚像，虚像和物体在凸透镜的一侧，要在光屏的一侧透过凸透镜进行观察。
12.（2025·凉山州）物理兴趣小组的同学们用一个焦距未知的凸透镜来完成“探究凸透镜成像规律”的实验，装置如图所示。
（1）同学们用平行光作为光源，移动光屏直至在光屏上得到一个最小最亮的光斑，如图甲所示，则凸透镜焦距为______cm（要求估读）；
（2）实验前，应将烛焰、凸透镜和光屏的中心调在______；
（3）在图乙所示的位置，光屏上可以呈现清晰的像，该像是倒立______（选填“放大”或“缩小”）的实像；
（4）凸透镜位置不变，将蜡烛从图乙所示位置向右移到30cm刻度线处，把光屏向______移动，才可在光屏上再次呈现清晰的像；
（5）在图乙所示情景下，在凸透镜左边适当位置放置一个透镜镜片后，须将光屏向左移动才能再次出现倒立清晰的实像，则该镜片可用来矫正______（选填“近”或“远”）视眼。
【答案】（1）10.0；（2）同一高度；（3）缩小；（4）右；（5）远。
【解析】【小问1详解】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是f=30.0cm-20.0cm=10.0cm
【小问2详解】为了使像成在光屏中央，应调整烛焰、凸透镜及光屏三者的中心大致在同一高度。
【小问3详解】由图乙可知，物距为50.0cm-20.0cm=30.0cm
物距大于2倍焦距，成倒立、缩小的实像。
【小问4详解】凸透镜成实像时，物近像远像变大，凸透镜位置不变，将蜡烛从图乙所示位置向右移到30cm刻度线处，物距减小，像距增大，需要把光屏向右移动，才可在光屏上再次呈现清晰的像。
【小问5详解】在凸透镜左边适当位置放置一个透镜镜片后，须将光屏向左移动才能再次出现倒立清晰的实像，说明该透镜对光有会聚作用，该透镜是凸透镜，可以矫正远视眼。
07 眼睛的构造与视物原理
【点拨】 人眼的视物原理与照相机的成像原理相同，但需要注意的是人眼睛的焦距可以调节，而照相机模型中的凸透镜焦距不变，一般靠调节物距和像距成清晰的像。
13．阅读下列短文，回答问题。
人类的眼睛
人类的眼睛很像一架照相机，眼睛与照相机的不同之处是：人的眼睛是通过调节晶状体的弯曲程度和改变晶状体的焦距来观察物体，如图。眼睛所能看清楚的最远点叫远点；眼睛所能看清楚的最近点叫近点，正常眼的近点约距眼睛10cm，眼睛是人体的重要器官，若长时间用眼看书、看电视或看电脑都会引起眼睛的疲劳，眼睛疲劳的常见症状是头疼脑胀、眼睛发干。看物体时间较长也不易感到疲劳的距离叫明视距离。
(1)人的眼球中的晶状体相当于 ，若是近视眼，成像会在视网膜 （选填“前”或“后”），矫正它需要戴的镜片实质上是 透镜做成的 （选填“凸”或“凹）。
(2)宁宁探究“凸透镜成像的规律”，凸透镜的焦距为10cm。蜡烛和凸透镜的位置如图，宁宁将光屏移动到60～70cm之间的某一位置时 （选填“照相机、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一规律制成的。
(3)宁宁把近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间的合适位置，调节光屏的位置，使光屏上得到烛焰清晰的像，此时光在光屏上发生的是 （选填“镜面”或“漫”）反射。取走近视眼镜，保持凸透镜和光屏位置不变，为使光屏上再次得到清晰的像，应将蜡烛 （选填“远离”或“靠近”）凸透镜。
【答案】(1)凸透镜；前；凹；(2)照相机；(3)漫；靠近。
【解析】（1）[1]人的眼球中的晶状体中间厚，边缘薄，相当于凸透镜。
[2]产生近视眼的原因是：晶状体太厚，折光能力太强，使来自远处某点的光会聚在视网膜前，即成像会在视网膜前，而使成像模糊。
[3]矫正近视眼时，利用凹透镜能使光线发散的特点，佩戴凹透镜，可使来自远处物体的光会聚在视网膜上。
（2）宁宁将光屏移动到60～70cm之间的某一位置时，由图可知，物距为
已知凸透镜的焦距为10cm，则u＞2f，成倒立、缩小的实像，照相机就是利用这一规律制成的。
（3）[1]由于光屏的表面粗糙，所以，光在光屏上发生的是漫反射。
[2]把近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间的合适位置，近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，为使光屏上再次呈现清晰的像，应将光屏向右移动，即像远了；取走近视眼镜，保持凸透镜和光屏位置不变，为使光屏上再次得到清晰的像，根据物近像远像变大可知，物距应变小，所以应将蜡烛靠近凸透镜。
14.（2025·湖北省）2025年1月20日，在第九届亚冬会火种采集仪式上，现场用图甲中的冰透镜成功点燃了火炬。小红为了研究此现象，让光束透过近视眼镜和老花眼镜投射在墙上，如图乙。______（填“上”或“下”）方眼镜的透镜类型与冰透镜相同，为______透镜。
【答案】①. 下；②. 凸。
【解析】[1][2]图甲中的冰透镜成功点燃了火炬，所以冰透镜对光线有会聚作用，为凸透镜。图乙中，物距大于二倍焦距，上面的透镜对光线有发散作用，下面的透镜对光线有会聚作用，所以下面的凸透镜，和冰透镜类型相同。
08 近视眼、远视眼的成因与矫正
【点拨】 （1）当晶状体弯曲程度过大，对光的会聚能力过强时，成像在视网膜前，应该佩戴发散透镜（凹透镜），使像成在视网膜上。 （2）远视眼的晶状体太薄，对光的折射能力太弱，成像在视网膜后，矫正时应佩戴会聚透镜（凸透镜），增强光的会聚效果，使像成在视网膜上。 （3）“八字诀”：近厚远薄（成因：近视眼的晶状体太厚，远视眼的晶状体太薄）；近凹远凸（矫正：近视眼需要佩戴凹透镜，远视眼需要佩戴凸透镜）。 （4）可以理解记忆为：近视眼的晶状体太厚，折光能力太强，需要佩戴有发散作用的凹透镜；远视眼的晶状体太薄，折光能力太弱，折光能力太弱，需要佩戴有聚光作用的凸透镜。
15.（2025·武汉）某小组利用焦距不同的凸透镜，模拟正常眼睛通过调节晶状体的形状看清远处和近处的物体。
（1）如图所示是同学们先用焦距为15cm的凸透镜模拟看清远处物体的情景。点燃蜡烛后，光屏上恰能成清晰的像，这个像是 、倒立的实像。
（2）为了接着模拟正常眼睛通过调节晶状体的形状看清近处的物体，同学们保持凸透镜和光屏的位置不变，选用焦距为 (填“10”“12”“16”或“20”)cm的凸透镜替换图中的凸透镜，移动蜡烛，直到光屏上再次成清晰的像。
（3）同学们由此联想到：通过远眺可以让睫状体放松，晶状体厚度 (填“变薄”“不变”或“变厚”)，对光的偏折能力 ，有助于缓解长时间用眼导致的疲劳和预防近视。
【答案】（1）缩小；（2）12；（3）变薄；减小。
【解析】（1）据图可知，物距大于像距，此时像为倒立的缩小的实像；
（2）看清楚近处的物体，则需要折光能力强的透镜，选择10cm、12cm的透镜，选择10cm则像距等于二倍焦距，成倒立的等大的实像，和眼睛成像规律不同，所以选择12cm，透镜，物距大于像距，此时成倒立的缩小的实像。
（3）远眺时，看清远处的物体，晶状体变薄，焦距增加，对光线的偏折能力减弱。
16．（2024·山东菏泽）小明透过爷爷的老花镜看远处的楼房，发现楼房成倒立缩小的像。以下说法正确的是（ ）
A．老花镜对光有会聚作用 B．电影放映机的成像原理与该成像原理相同
C．老花镜不能当放大镜使用 D．爷爷远视眼是因为晶状体变厚了
【答案】A
【解析】A．老花镜是凸透镜，对光有会聚作用，故A正确；
B．物距大于二倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像，应用是照相机而非电影放映机，故B错误；
C．物距小于一倍焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像，应用是放大镜，故C错误；
D．远视眼是因为晶状体变薄，折光能力变弱，成像在视网膜后，故D错误。故选A。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
