中考物理一轮重难点复习全攻略专题03 透镜及其应用 （含解析）

这是一份中考物理一轮重难点复习全攻略专题03 透镜及其应用 （含解析），共29页。试卷主要包含了了解凸透镜、凹透镜对光的作用；，知道近视眼和远视眼的矫正；，了解望远镜、显微镜的工作原理等内容，欢迎下载使用。

1.了解凸透镜、凹透镜对光的作用；
2.知道凸透镜的焦点、焦距和主光轴；
3.理解凸透镜成放大、缩小实像和虚像的条件；
4.知道照相机、幻灯机和放大镜的原理；
5.知道近视眼和远视眼的矫正；
6.了解望远镜、显微镜的工作原理。
要点一、透镜
1、凸透镜：
（1）中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜。
（2）凸透镜对光线有会聚作用。
2、凹透镜：
（1）中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜。
（2）凹透镜对光线有发散作用。
3、透镜的主光轴和光心：
如下图所示：透镜上通过两个球心的直线CC′叫主光轴；主光轴上有一个特殊点，通过该点的光其传播方向不变，这个点是光心。
4、凸透镜的焦点、焦距
（１）焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫透镜的焦点，用“F”表示。
（２）焦点到光心的距离叫焦距，用“f”表示。
[归纳梳理]
1、凡是透光性能优良的材料都能磨制成透镜，如冰、水晶、金刚石、高分子透明树脂、有机玻璃等。透镜是一种模型，常见的物体如近视镜、远视镜、放大镜，甚至一滴水都可以看做是一个透镜。
2、凸透镜对光具有会聚作用，并不是说光通过凸透镜后一定会聚在一点或一定是一束会聚光束。会聚是相对于不发生折射时的光来说的。
3、凹透镜对光具有发散作用，并不是说通过凹透镜后的光束一定是发散的或延长不相交。发散是相对于不发生折射时的光来说的。
例1：下列说法中，不正确的是（ ）
A．所有通过凸透镜光心的光线都不会改变方向
B．平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚于焦点
C．光线通过凸透镜的光路是可逆的
D．光线通过凹透镜的光路是不可逆的
【答案】D
【详解】A．通过透镜光心的光线都不会改变方向，说法正确，故A正确，A不符合题意；
B．平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚于焦点，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，故B正确，B不符合题意；
C．折射时，光路是可逆的，所以光线通过凸透镜折射后，光路是可逆的，故C正确，C不符合题意；
D．因为折射时，光路是可逆的，所以光线通过凹透镜的光路也是可逆的，故D错误，D符合题意。
故选D。
例2：关于凸透镜的焦点和焦距，下列说法错误的是（ ）
A．凸透镜有两个实焦点
B．经过凸透镜的光线一定会会聚于一点
C．平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚于焦点
D．把一点光源放在焦点上，通过凸透镜后的光线一定平行于主光轴
【答案】B
【详解】A．根据凸透镜的特点可知，凸透镜有两个实焦点，故A正确，不符合题意；
B．只有平行于凸透镜主光轴的光线才会会聚于焦点，故B错误，符合题意；
C．平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后都可以会聚到一点，即焦点，故C正确，不符合题意；
D．根据光路的可逆性，点光源放在焦点上时，通过凸透镜的光线一定平行于主光轴，故D正确，不符合题意。
故选B。
要点二、探究凸透镜成像规律
1、实验目的：观察凸透镜成各种像的条件
2、实验器材：凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴
3、实验步骤：
（1）共轴调节,把蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上。点燃蜡烛，调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。
（2）把蜡烛放在较远处，使，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察这个像是倒立的还是正立的，是放大的还是缩小。测量像距和物距。
（3）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离等于，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。 观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。测量像距和物距。
（4）把蜡烛再靠近凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。测量像距和物距。
（5）把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛在凸透镜的焦点上，移动光屏，看是否能够成像
（6）把蜡烛移动到凸透镜的焦点以内，移动光屏，在光屏上还能看到烛焰的像吗?
2、凸透镜成像规律记忆口诀：
“一焦分虚实，二焦分大小；成实像时，物近像远像变大；成虚像时，物近像近，像变小。”
（1）“一焦分虚实”：物体在一倍焦距以内成虚像，一倍焦距以外成实像。
（2）“二焦分大小”：物距小于二倍焦距，成放大的像，（焦点除外）；物距大于二倍焦距成缩小的。
（3）“成实像时，物近像远像变大”：成实像时，物体靠近透镜，像远离透镜，像逐渐变大。
（4）“成虚像时，物近像近，像变小”：成虚像时，物体靠近透镜，像也靠近透镜，像逐渐变小。
[归纳梳理]
做凸透镜成像实验时，为了保证成像在光屏的中央。应该调节蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一条直线上，并且在同一高度。
例1：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（ ）
A．人脸经摄像头成倒立缩小的像
B．电影影片经投影仪成正立等大的像
C．通过照相机看远处的树是倒立放大的像
D．透过鱼缸看见的鱼是正立缩小的像
【答案】A
【详解】A．摄像头是一个凸透镜，物体在凸透镜的二倍焦距以外，物体成倒立、缩小的实像，故A正确；
B．电影机镜头是一个凸透镜，物体在一倍焦距和二倍焦距之间，物体成倒立、放大的实像，故B错误；
C．根据相机的成像原理，当物距大于两倍焦距时，成倒立、缩小的实像，故C错误；
D．鱼缸与缸中的水构成凸透镜，金鱼及金鱼所成的像均在透镜的一侧，所以看到的将是正立的放大的虚像，故D错误。
故选A。
例2：在探究“凸透镜成像规律”的实验中，将点燃的蜡烛放在距凸透镜24cm处，在透镜另一侧距透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法正确的是（ ）
A．光屏上所成的是倒立、放大的实像
B．该透镜的焦距f一定满足8cmC．将点燃的蜡烛移至距透镜8cm处，不能观察到烛焰放大的虚像
D．透镜位置不变，蜡烛和光屏位置互换，光屏上不能得到烛焰清晰的像
【答案】B
【详解】A．蜡烛距离凸透镜24cm时，在透镜的另一侧16cm处光屏上得到一个清晰的像，物距大于像距，成倒立、缩小实像，故A错误；
B．此时物体的位置在二倍焦距以外，像在一倍焦距和二倍焦距之间，即
24cm>2f，2f>16cm>f
解得
8cm故B正确；
C．将点燃的蜡烛移至距透镜8cm处，此时物距小于一倍焦距，可以能观察到烛焰放大的虚像，故C错误；
D．光的折射现象中光路可逆，所以保持凸透镜位置不变，将蜡烛与光屏位置互换，光屏上仍能得到清晰的像，故D错误。
故选B。
要点三、凸透镜的应用
1、照相机：镜头相当于凸透镜，来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶片上，成倒立、缩小的实像。
2、投影仪：镜头相当于凸透镜，来自投影片的光通过凸透镜后成像，再经过平面镜改变光的传播方向，使屏幕上成倒立、放大的实像。
3、放大镜：成正立、放大的虚像。
4、显微镜：物镜焦距较短，物体通过它成倒立、放大的实像（像投影仪的镜头）；目镜焦距较长，物镜成的像经过它成放大的虚像（像放大镜）。
5、望远镜：（开普勒望远镜）物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像，目镜的作用相当于一个放大镜，用来把这个像放大。
[归纳梳理]
1、为了使幕上的像“正立”（朝上），幻灯片要倒着插。
2、照相机的镜头相当于一个凸透镜，暗箱中的胶片相当于光屏，我们调节调焦环，并非调焦距，而是调镜头到胶片的距离，物离镜头越远，胶片就应靠近镜头。
例1：如图所示，望远镜的物镜的直径比我们眼睛的瞳孔大得多，这样做的目的是（ ）
A．这样可以会聚更多的光，使得所成的像更明亮；
B．这样它可以扩大视角，使我们看到更广阔的宇宙；
C．这样做既美观又有气势；
D．这样做可以使物镜焦距更长，从而使人看得更远
【答案】A
【详解】望远镜是由两组透镜组成，靠近眼镜的叫目镜，靠近被测物体的叫物镜，物镜的作用是物体在焦点附近成实像，天文望远镜的物镜口径做得较大，是为了会聚更多的光线，使得所成的像更加明亮，从而观测到更暗的星。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
例2：用手机扫描二维码可以快捷方便地完成收付款交易；下列说法正确的是（ ）
A．二维码是光源才能被扫描
B．手机的摄像头相当于凹透镜
C．二维码通过手机摄像头成缩小的虚像
D．二维码到摄像头的距离大于二倍焦距
【答案】D
【详解】A．二维码自身不能发光，所以二维码不是光源，故A错误；
BCD．手机摄像头相当于凸透镜，利用手机拍照或扫码时，二维码到摄像头的距离是物距，物距要大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，故BC错误，D正确。
故选D。
例3：分析如图所示天文爱好者用的望远镜的光路图可知（ ）
A．它的物镜是平面镜
B．它的目镜是凹透镜
C．远处景物通过物镜成缩小的像
D．远处景物通过物镜成放大的像
【答案】C
【详解】A．如图所示，光线通过物镜后会聚，平面镜不是透镜，故A不符合题意；
B．如图所示，光线通过物镜后会聚，凸透镜对光有会聚作用，而凹透镜对光线具有发散作用，故B不符合题意；
CD．如图所示，光线通过物镜后会聚，远处的景物经物镜成缩小的像，故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
要点四、眼睛和眼镜
1、近视眼和远视眼：
2、眼镜的度数：
（1）焦度：透镜的焦距越短，折光本领越大，透镜焦距的倒数叫透镜焦度。用φ表示即：
（2）焦距以米为单位时，焦度的单位是屈光度。眼镜度数是屈光度数乘以100。如焦距为1/5m的凸透镜，焦度为5屈光度，用它做成的远视镜片为+500度。
（3）度数：远视镜的度数为正数，近视眼的度数为负数。
例1：如图所示，将凸透镜看作是眼睛的晶状体，光屏看作是眼睛的视网膜，烛焰看作是眼睛观察的物体。拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上，光屏上出现烛焰清晰的像，而拿走近视眼镜则烛焰的像变得模糊。那么在拿走近视眼镜后，下列操作能使光屏上重新得到清晰像的是（ ）
A．光屏和透镜不动将蜡烛适当远离透镜
B．将光屏适当远离凸透镜或将蜡烛适当靠近凸透镜
C．蜡烛和透镜不动将光屏适当靠近透镜
D．透镜不动光屏和蜡烛同时适当远离透镜
【答案】C
【详解】近视镜片属于凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上时，凸透镜所成的像会后移；拿走近视镜片后，蜡烛烛焰的像成在光屏的前面，即凸透镜所成的清晰的像应该在光屏和透镜之间，所以应将光屏向靠近透镜方向移动；根据凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大，即光屏和透镜不动，也可将蜡烛适当靠近凸透镜，才能在光屏上得到清晰的烛焰的像。故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
例2：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图中的（ ）
A．甲和丙B．甲和丁C．乙和丙D．乙和丁
【答案】D
【详解】由题意知，王老师患了远视眼，也就是老花眼；远视眼的晶状体较薄，会聚能力较弱，看近处的物体时，将像成在视网膜的后面，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之前会聚一下，因此佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜来矫正。由图可知，能解释王老师视力障碍的模型是乙，所需佩戴眼镜的镜片是中央厚、边缘薄的凸透镜，即图中的丁。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
难点一、透镜
1、凸透镜：
（1）中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜。
（2）凸透镜对光线有会聚作用。
（3）凸透镜的三条特殊光线
2、凹透镜：
（1）中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜。
（2）凹透镜对光线有发散作用。
（3）凹透镜的三条特殊光线：
例1：如图所示，点光源S发出的光，经凸透镜折射后会聚成像点S'。若让光源S沿平行于主光轴的方向远离透镜移动，像S'移动的情况是（ ）
A．沿主光轴方向靠近透镜B．沿O与S'连线方向远离透镜
C．沿F2与S'连线方向靠近透镜D．沿F1与S'连线方向远离透镜
【答案】C
【详解】点光源发出无数条光线，取其中的两条：①平行于主光轴的入射光线经过凸透镜折射后焦点；②过光心入射光线其传播方向不变。两条折射光线的交点即为点光源S通过凸透镜成的像。当光源S沿平行主轴的方向远离透镜移动到A点时，像S′的移动情况是沿F2与S′连线方向靠近透镜移动到S″，如图所示：
故选C。
例2：物体放在凸透镜前10厘米处，在透镜另一侧的光屏上成一个倒立放大的像．当物体距凸透镜8厘米时，所成的像 ( )
A．一定是倒立放大的实像B．可能是倒立缩小的实像
C．一定是正立放大的虚像D．一定是放大的像
【答案】D
【详解】A．物体放在凸透镜前10cm处，那么物距 SKIPIF 1 < 0 ，在透镜另一侧的光屏上成一个倒立放大的像，根据凸透镜的成像规律可知， SKIPIF 1 < 0 ，即 SKIPIF 1 < 0 ，整理可得 SKIPIF 1 < 0 ，当 SKIPIF 1 < 0 时，物体距凸透镜8cm，成的是放大正立的虚像，A项不合题意；
B．由上述可知， SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 ，物距不可能大于两倍焦距，那么不可能成倒立缩小的实像，B项不合题意；
C．当 SKIPIF 1 < 0 时，根据凸透镜的成像规律， SKIPIF 1 < 0 ，那么成倒立放大的实像，C项不合题意；
D．由凸透镜的成像规律可知，当 SKIPIF 1 < 0 时， SKIPIF 1 < 0 ，成倒立放大的实像；当 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 ，成正立放大的虚像；综上所述，都是放大的像，选项D符合题意．
难点二、凸透镜成像规律及应用
1、探究凸透镜成像规律：
（1）从左向右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏。
（2）调整它们的位置，使三者在同一直线（光具座不用）；
（3）调整它们，使烛焰的中心、凸透镜的中心、光屏的中心在同一高度。
2、凸透镜成像规律总结：
（1）焦点是成实像和虚像的分界点；
（2）二倍焦距处是成放大实像和缩小实像的分界点；
（3）倒立的都是实像、正立的都是虚像；
（4）当u>v时，像是缩小的；反之，像是放大的；
（5）成实像时：当物距减小时，像距和像都增大；反之，物距增大，像和像距都减小。简言之“物近像远像变大；”
（6）无论是成实像还是虚像，只要物体向焦点靠近，所成的像都变大；
（7）像与物左右相反，上下相反；
（8）凸透镜破损或有污渍，不影响成像的完整性，只是让像变暗；
（9）物和像在透镜同侧的是虚像；异侧的是实像。
3、利用三条光线完成凸透镜成像规律作图：
①画一直线表示主光轴；
②把透镜放在主光轴中央，从透镜的位置开始在左右两边的轴上用粉笔标出等于焦距和2倍焦距的位置；
③物体分别设三个位置；（u＜f、f＜u＜2f、u＞2f）
④画出平行于主光轴的光线被凸透镜折射后经过焦点的光线；
⑤通过焦点的光线被凸透镜折射以后平行于主光轴射出；
⑥两条折射光线在透镜另一侧相交于一点；
⑦过这一点作垂直主光轴的线，这就是物体的像；
⑧若两条折射光线在透镜另一侧不相交，反向延长，交于物体与透镜同侧；
⑨过这一点作垂直主光轴的线，用虚线表示其成的虚像，如图所示:

[归纳梳理]
凸透镜成像规律：
例1：物体放在凸透镜前12cm处，在透镜另一侧的光屏上成一个倒立放大的像，当物体距凸透镜8cm时所成像（ ）
A．一定是倒立放大的实像B．可能是倒立缩小实像
C．可能是倒立等大的实像D．可能是正立放大虚像
【答案】D
【详解】物体离凸透镜12cm时，在透镜的另一侧得到一个倒立的、放大的实像，根据
2f>u>f
所以
2f>12cm>f
可得焦距
12cm>f>6cm
当物体距凸透镜8cm时
2f>8cm>f
根据凸透镜成像规律即可得出，所成的像也是倒立放大的实像；
当物体距凸透镜8cm，f＝8cm时，不成像；
当物体距凸透镜8cm，f>8cm时，成的是正立放大的虚像。
综上所述，此题有3种情况：①可能是倒立放大的实像；②可能是正立放大的虚像；③可能不成像，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
例2：使用光学仪器时常常需要调节，下列哪些措施是正确的（ ）
A．用放大镜看地图，为了使地图放的大些，应将放大镜与地图之间的距离调大些
B．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，只要将照相机向他移动适当的距离
C．摄影记者采访一会议，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
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长一些
【答案】A
【详解】A．用放大镜看地图时，是利用凸透镜成正立、放大的虚像，凸透镜成虚像时，物距越大，像越大，即需要增大放大镜和地图之间的距离，故A正确；
B．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，即所成的像变大，根据凸透镜的动态成像规律，物近像远像变大，物距应该变小，要将照相机向他移动适当的距离，并且底片应该远离凸透镜，故B错误；
C．摄影记者采访一会议，先给大会主席台拍了一个特写镜头，为了拍摄主席台全景，即所成的像变小，根据凸透镜的动态成像规律，物远像近像变小，物距应该变大，他应该后退好几步，并且照相机暗箱长度调短一些，故C错误；
D．如果幻灯机银幕上呈现的清晰画面太小，即所成的清晰像要变大，根据凸透镜的动态成像规律，物近像远像变大，幻灯机应该远离银幕，即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，故D错误。
故选A。
类型一、凸透镜成像规律及应用
1．（2022·山东枣庄·中考真题）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上能成等大清晰的像。关于本实验下列说法正确的是（ ）
A．凸透镜的焦距是20cm
B．把蜡烛移至刻度尺10cm处，凸透镜不动，移动光屏，能在光屏上得到清晰的像
C．把蜡烛移至刻度尺32cm处，凸透镜不动，移动光屏，能在光屏上得到清晰的像。这与照相机的成像原理相同
D．把蜡烛移至刻度尺45cm处，凸透镜不动，移动光屏，会再次在光屏上得到清晰的像
【答案】B
【详解】A．当物距等于二倍焦距时，凸透镜成等大像时，由图可知
u=20cm=2f
解得f=10cm，故A错误；
B．把蜡烛移至刻度尺10cm处，凸透镜不动，此时物距40cm，大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，移动光屏，能在光屏上得到清晰的倒立的缩小的实像，故B正确；
C．把蜡烛移至刻度尺32cm处，凸透镜不动，此时物距为18cm，等于一倍焦距而小于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，移动光屏，能在光屏上得到清晰的倒立的放大的实像，这与投影仪的成像原理相同，故C错误；
D．把蜡烛移至刻度尺45cm处，凸透镜不动，此时物距为5cm，小于焦距，根据凸透镜成像规律可知，此时成的是虚像，不能在光屏上不成像，故D错误。
故选B。
2．（2021·湖北湖北·中考真题）透过装满水的圆柱形玻璃杯，看到课本封面的“物理”两个字如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．装水的玻璃杯相当于一个凹透镜
B．玻璃杯远离课本封面时，看到的字变小
C．图中“物理”两个字是光的反射形成的
D．图中“物理”两个字是虚像
【答案】B
【详解】A．装水的玻璃杯中间厚边缘薄，相当于一个凸透镜，故A错误；
B．玻璃杯远离课本封面时，物距变大了，像距会变小，看到的字变小，故B正确；
CD．图中“物理”两个字是倒立的实像，是由光的折射形成的，故CD错误。
故选B。
类型二、作图
3．（2020·内蒙古鄂尔多斯·中考真题）如图是投影仪的简化结构图。请在图中画出入射光线经凸透镜折射及再经平面镜反射后的光路图。
【答案】
【详解】过焦点的入射光线经过凸透镜折射后的折射光线平行于主光轴；过平面镜的入射点垂直镜面作出法线，因为入射光线与镜面的夹角为45，则入射角为90-45=45，则反射角也为45，在法线右侧作出反射光线；如图所示：
。
4．（2020·湖南衡阳·中考真题）如图所示，请补充平面镜的入射光线和透镜的折射光线，完成光路图。
( )
【答案】。
【详解】经过入射点作出法线，因为反射光线与镜面的夹角是 SKIPIF 1 < 0 ，所以反射角为
SKIPIF 1 < 0
根据反射角与入射角相等作出入射光线；反射光线是平行于凸透镜的主光轴，经过凸透镜后折射光线过焦点，如图所示：
。
类型三、综合应用
5．（2022·湖北十堰·中考真题）如图是某校园监控摄像头，从安保室电脑上可以看到此摄像头拍摄的学生出入校园的画面，摄像镜头所成的像与下列设备成像特点相同的是（ ）
A．汽车观后镜B．照相机C．投影仪D．放大镜
【答案】B
【详解】A．摄像头是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理制成的，而汽车观后镜是凸面镜，主要利用凸面镜能使光线发散的特点，可以起到扩大视野的目的，故A不符合题意；
B．照相机成倒立、缩小的实像，与摄像头成像特点相同，故B符合题意；
C．投影仪所成的像是倒立、放大的实像，与摄像头成像特点不相同，故C不符合题意；
D．放大镜所成的像是正立、放大的虚像，与摄像头成像特点不相同，故D不符合题意。
故选B。
6．（2021·内蒙古内蒙古·中考真题）如图所示，烛焰在光屏上刚好成清晰的像。若凸透镜不动，将蜡烛移至20cm刻度处，移动光屏，在光屏上能观察到（ ）
A．正立放大的虚像B．倒立等大的实像
C．倒立放大的实像D．倒立缩小的实像
【答案】D
【详解】读图可知，此时物距为15cm，成的是倒立放大的实像，则物距与焦距的关系是
SKIPIF 1 < 0
从中可得，透镜的焦距小于15cm。当将透镜放在20cm刻度线处时，物距为30cm，则此时物距大于2倍焦距。
根据凸透镜成像规律可知：当物距大于2倍焦距时，通过凸透镜成的是倒立的缩小的实像。
故A、B、C不符合题意，D符合题意。
故选D。
类型四、实验探究
7．（2022·山东滨州·中考真题）小滨同学“探究凸透镜成像的规律”。
（1）如图甲所示，小滨让凸透镜正对平行光，调整凸透镜到光屏的距离，光屏上会出现一个很小、很亮的光斑，则该凸透镜的焦距f=________cm；
（2）小滨在组装器材时，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上，目的是让烛焰的像成在_________；
（3）如图乙所示，小滨将凸透镜固定在50cm刻度线处，当蜡烛距凸透镜15cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、________（选填“缩小”、“等大”或“放大”）的实像，利用该成像规律制成的光学仪器是________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。此时，若在凸透镜与光屏之间放置一远视镜片，要在光屏上成清晰的像，光屏应向________（选“左”、“右” ）移动；
（4）小滨在实验过程中，光屏上得到清晰的像，突然，一只飞虫落到了凸透镜表面上，则光屏上出现________。
A．飞虫的像 B．飞虫的影子 C．仍是烛焰的像
【答案】 10.0 光屏正中央 放大 投影仪 左 C
【详解】（1）[1]平行主光轴的光线会聚于一个很小、很亮的光斑，这个光班称为焦点，焦点到光心的距离是焦距，故焦距为
30.0cm-20.0cm=10.0cm
（2）[2]点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上，烛焰的中心发出的光线经过凸透镜的光心传播方向不变，故当烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上，像成在光屏的正中央。
（3）[3][4]当蜡烛距凸透镜15cm时，物距在一倍焦距和两倍的焦距之间，成的是倒立的放大的实像，投影仪就是利用这一原理制成的。
[5]远视眼是晶状体太薄，折光能力变弱，需要佩戴凸透镜，故远视镜片是凸透镜，当在凸透镜与光屏之间放置一远视镜片，对光线有会聚作用，故需要将光屏向左移动。
（4）[6] A．飞虫在1倍焦距以内，成的是虚像，无法用光屏承接，故A不符合题意；
B．影子是光照射不到的地方形成区域，而凸透镜成像原理是烛焰发出光线经过凸透镜折射后形成的像，经光屏反射后进入人眼，人就可以看到像，光屏上比较亮，不会形成影子，故B不符合题意；
C．凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，小虫落在透镜上后，整个物体发出的光虽有一小部分被挡住，但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同，仍是烛焰的像，大小不变；由于透镜的一小部分被遮住，因此折射出的光线与原来相比减少了，像将完好，但亮度会变暗。故C符合题意。
故选C。
一、单选题
1．如图，《淮南万毕术》关于冰透镜记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生”。此现象中取火原理应用了（ ）
A．凸透镜对光线的发散作用
B．凸透镜对光线的会聚作用
C．凹透镜对光线的会聚作用
D．凹透镜对光线的发散作用
【答案】B
【详解】古人将冰磨成一种冰透镜，该透镜中间厚、边缘薄，属于凸透镜，能使太阳光会聚焦点，从而能点燃艾草取火，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
2．人的眼睛类似于照相机，如图实验情境能解释眼球成像原理的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【详解】人的眼睛类似于照相机，成倒立缩小的实像，此时物距大于像距，故A正确，BCD错误。
故选A。
3．关于凸透镜下列说法中正确的是（ ）
A．凸透镜只对平行于主光轴的光线有会聚作用
B．光线通过凸透镜后，折射光线会聚在一起的点，就是凸透镜的焦点
C．焦点到透镜光心的距离叫焦距，用f表示
D．凸透镜所成的像一定是实像
【答案】C
【详解】A．凸透镜对平行光线、会聚光线、发散光线都有会聚作用，故A错误；
B．只有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，故B错误；
C．焦点到透镜光心的距离是透镜的焦距，用f表示，故C正确；
D．凸透镜所成的像可能是实像，也可能是虚像，例如放大镜成的是虚像，故D错误。
故选C。
4．把一个透明且均匀的玻璃球切成如图所示的五块，其中能够使平行光发散的有（ ）
A．只有b
B．a、c、d、e
C．a、b、c
D．a、b、c、d、e均可
【答案】A
【详解】由图可知，玻璃a、c、d、e都是中间厚，边缘薄，是凸透镜，对光线有会聚作用；玻璃b中间薄，边缘厚，是凹透镜，对光线有发散作用。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
5．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。下列说法正确的是（ ）
A．该凸透镜的焦距是20cm
B．若固定透镜位置，将蜡烛向右移动，则需要向左移动光屏才能形成清晰的像
C．若固定透镜位置，当蜡烛移动至35cm处，能够在光屏上看到清晰放大的像
D．若固定蜡烛位置，将透镜移动至50cm处，此时成像特点与照相机成像特点相同
【答案】D
【详解】A．由图可知，此时物距为
SKIPIF 1 < 0
像距为
SKIPIF 1 < 0
所以此时像距等于物距，由凸透镜成像规律可知，当物距等于二倍焦距时，像距也等于二倍焦距，像距等于物距，即此时物距和像距均等于二倍焦距，所以该凸透镜的焦距为
SKIPIF 1 < 0
故A错误；
B．由凸透镜成像规律可知，当物距减小时，像距变大，若固定透镜位置，将蜡烛向右移动，物距减小，则像距变大，需要向右移动光屏才能形成清晰的像，故B错误；
C．若固定透镜位置，当蜡烛移动至35cm处，则物距为
SKIPIF 1 < 0
物距小于一倍焦距，由凸透镜成像规律可知，此时凸透镜成正立、放大的虚像，不能在光屏上看到清晰的像，故C错误；
D．若固定蜡烛位置，将透镜移动至50cm处，则物距为
SKIPIF 1 < 0
物距大于二倍焦距，由凸透镜成像规律可知，此时凸透镜成倒立、缩小的实像，此时成像特点与照相机成像特点相同，故D正确。
故选D。
6．如图所示的四种现象中，由于光沿直线传播形成的是（ ）
A． 手在屏幕上形成“手影”
B． 景物在水中形成“倒影”
C． 放大镜把文字放大
D． “笔”好像在水面处折断
【答案】A
【详解】A．手影是由于光的直线传播形成的，故A符合题意；
B．平静水面上出现桥的倒影，这是由于光的反射形成的，故B不符合题意；
C．放大镜将字放大应用了光的折射，是物体在凸透镜焦距内形成正立、放大的虚像，故C不符合题意；
D．水中的筷子好像在水面处折弯了，是由于光从水中射向空气时发生折射形成的，是光的折射现象形成的，故D不符合题意。
故选A。
7．关于透镜，下列说法正确的是（ ）
A．凸透镜对光线有会聚作用，通过凸透镜的光线一定会聚到一点
B．凸透镜有两个虚焦点，凹透镜有两个实焦点
C．放在凹透镜焦点上的点光源，它发出的光线经透镜折射后光线平行于主光轴
D．不论是凸透镜还是凹透镜，经过透镜光心的光线方向都不变
【答案】D
【详解】A．凸透镜对光线有会聚作用，但通过凸透镜的光线不一定会聚到一点，故A错误；
B．凸透镜有两个实焦点，凹透镜有两个虚焦点，故B错误；
C．凹透镜对光线有发散作用，放在凹透镜焦点上的点光源，它发出的光线经凹透镜折射后，光线向外发散不与主光轴平行，故C错误；
D．光心是透镜最中间的一点，不论对于凸透镜还是凹透镜，经过光心的光线路径都不发生改变，故D正确。
故选D。
8．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．由图可知，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；
C．由图可知，图中透镜为凸透镜，对光线有会聚作用，图中经透镜折射后的光线较折射之前的光线更加会聚，光路图正确，故C正确；
D．由图可知，图中透镜为凸透镜，对光线有会聚作用，而图中经透镜折射后的光线较折射之前的光线发散，光路图不正确，故D错误。
故选C。
二、填空题
9．某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，绘制了如图所示的图像（v表示像到凸透镜的距离，u表示物体到凸透镜的距离），用该凸透镜做放大镜使用时，被观察的物体到透镜的距离应在___________cm以内；把物体从距凸透镜15cm处移动到距凸透镜30cm处的过程中，像的大小将___________（填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】 10 变小
【详解】[1]由凸透镜成像规律可知，当物距等于像距等于两倍焦距时，凸透镜成倒立、等大的实像，由图像可知
SKIPIF 1 < 0
所以f=10cm；用该凸透镜做放大镜使用时，物距应小于焦距，所以被观察的物体到透镜的距离应在10cm以内。
[2]把物体从距凸透镜15cm处移动到距凸透镜30cm处的过程中，物距大于焦距，物距变大，像距变小，像变小。
10．一束平行于凸透镜主光轴的光照射到凸透镜的表面上，在镜后5cm远处的光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，则这个凸透镜的焦距是___________cm；若一物体距该凸透镜的距离为8cm，则物体通过凸透镜成___________、___________、___________像。
【答案】 5 倒立 放大 实
【详解】[1]根据测量焦距的实验，当凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，并且该点到光心的距离为焦距，即为5。
[2][3][4]据凸透镜的成像规律，此时
SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0
即物体放在一倍焦距与二倍焦距之间时，所成的像是倒立放大的实像。
11．小秋在教室里调节如图所示的教学投影仪，使屏幕上出现了清晰的画面，此时贴有卡通头像的胶片通过凸透镜后成________（选填“放大”或“缩小”）的像。为了将屏幕上的画面调得再大一些，则小明的操作应当是增大投影仪与屏幕的距离，并将凸透镜向________（选填“上”或“下”）移动。
【答案】 放大 下
【详解】[1]投影仪物距大于一倍焦距而小于二倍焦距，所成的是放大、倒立的实像。胶片通过凸透镜后成放大的像
[2]在凸透镜镜成像中，物近像远像变大，所以要让画面调得大一些，即所成的像变大，像距变大，物距变小，故应将凸透镜向下移动。
12．王亮小组在做“探究凸透镜成像实验规律”时，利用甲图的办法首先测出了凸透镜的焦距是_________cm，这是应用了平行于主光轴的光线经凸透镜折射后_________的原理。测出焦距后，将点燃的蜡烛放在光具座最左端，当蜡烛逐渐向右移动的过程中，光屏应向_________移动；当蜡烛在图乙所示的位置时，移动光屏可以在光屏上得到一个_________像。实验过程中，蜡烛会逐渐变短，为了使蜡烛的像能始终成像在光屏的中央，应将光屏向_________调整。
【答案】 10.0 过焦点 右 倒立、缩小的实 上
【详解】[1][2]平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后会过焦点，因此折射光线会汇聚在焦点上，焦点到光心的距离是焦距，根据图示中光屏在刻度尺上的位置，可以读出该凸透镜的焦距为
SKIPIF 1 < 0
[3]当蜡烛在光具座上逐渐向右移动的过程中，物距缩小，由凸透镜成像的规律可知，像距会增大，像也会变大，所以光屏应向右移动。
[4]观察图乙可知，物距u=38cm，满足条件u＞2f，根据凸透镜成像规律可知，光屏上会成倒立、缩小的实像。
[5]过凸透镜光心的光线，光的传播方向不发生改变，实验中，燃烧的蜡烛逐渐变短，所以光屏上的像逐渐向上移动，为了使蜡烛的像能始终成像在光屏的中央，应将光屏向上调整。
三、实验题
13．某同学做凸透镜成像实验时，先将实验用的凸透镜正对着太阳光，在透镜的另一侧移动光屏，在距透镜10cm时屏上出现一个清晰的亮点，然后在光具座上做实验：
（1）为了探究凸透镜的成像规律，先将蜡烛凸透镜和光屏依次放在光具座上，然后调整它们的高度，使它们的中心大致在_____ ；
（2）当烛焰离凸透镜30cm时，光屏应在另一侧距透镜_____的范围内移动，在某一位置时光屏上会出现一个倒立、_____清晰的实像；
（3）当烛焰离透镜15cm时，光屏应在另一侧距透镜_____的范围内移动，在某一位置时光屏上会出现一个_____、放大清晰的实像；
（4）当烛焰离透镜5cm时，光屏上_____像（填“有”或“无”），但透过透镜可以看到_____、放大的像；
（5）实验时如果蜡烛逐渐消耗而减少，光屏上烛焰的像的位置会_____（填“上升”“下降”或“不变”）；
（6）在实验中，光屏上已得到清晰的像，当用不透明的纸片遮住透镜的上半部，则_____出现蜡烛完整的像（填“能”或“不能”），但是像比以前稍_____。
【答案】 同一高度 10~20cm 缩小 大于20cm 倒立 无 正立 上升 能 暗
【详解】（1）[1]为了探究凸透镜的成像规律，先将蜡烛凸透镜和光屏依次放在光具座上，然后调整它们的高度，使它们的中心大致在同一高度处，这样烛焰的像才能够成在光屏的中央。
（2）[2][3]由题意知，焦距f＝10cm，当烛焰离凸透镜30cm时，物距大于2f，此时像距处于f和2f之间，所以光屏应在另一侧距透镜10cm到20cm的范围内移动，在某一位置时光屏上会出现一个倒立、缩小清晰的实像。
（3）[4][5]当烛焰离透镜15cm时，物距处于f和2f之间，此时成倒立放大的实像，像距大于2f；光屏应在另一侧距透镜大于20cm的范围内移动，在某一位置时光屏上会出现一个倒立、放大清晰的实像。
（4）[6][7]当烛焰离透镜5cm时，物距小于f，此时成正立放大的虚像，不能成在光屏上，所以光屏上无像，但透过透镜可以看到正立、放大的虚像。
（5）[8]实验时如果蜡烛逐渐消耗而减少，物体向下移动，光屏上烛焰的像的位置会上升。
（6）[9][10]当用不透明的纸片遮住透镜的上半部，下半部光仍能折射而成完整的像，由于透过的光减少，因此像比以前要暗一些。
14．如图所示，某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律。
（1）如图乙所示，实验前，应调节烛焰，水透镜和光屏三者中心在_____；
（2）该同学移动蜡烛、水透镜和光屏至图乙所示位置时，恰能在光屏上看到清晰的像，若不改变蜡烛和光屏的位置。将水透镜向_____（填“蜡烛”或“光屏”）移动，又能在光屏上得到一次清晰的像；
（3）在图乙所示实验场景下，该同学把自己的近视眼镜给水透镜“戴上”（如图丙所示），发现像变模糊了，此时应当向水透镜_____（填“抽水”或“注水”），才能使光屏上的像再次清晰。
【答案】 同一高度 蜡烛 注水
【详解】（1）[1]实验前应先调节光具座上烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一高度，这样可使像成在光屏的中央。
（2）[2]因为光的折射中光路是可逆的，若不改变蜡烛和光屏的位置，将水透镜向蜡烛移动，物距等于原来的像距时，成倒立、放大的实像。
（3）[3]在图乙所示实验场景下，该同学把自己的近视眼镜给水透镜“戴上”，发现像变模糊了，近视眼镜时凹透镜，对光线有发散作用，像推迟会聚了，要使像成在光屏上，应减小焦距，此时应当向水透镜注入水，才能使光屏上的像再次清晰。
15．小张同学在探究“凸透镜成像规律”的实验中：
（1）如图甲所示，一束平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f=______cm；将此凸透镜固定在光具座上并调整实验器材，使烛焰、凸透镜和光屏三者中心在______；
（2）如图乙所示，若将蜡烛移动至10cm刻度处，此时光屏上成倒立、______的实像，在生活中人们利用这一成像规律工作的光学仪器是______（选填“照相机”或“投影仪”或“放大镜”）。若将蜡烛向右移动1cm，应将光屏向______（选填“左”或“右”）移动______（选填“小于”“大于”或“等于”）1cm，才能再次在光屏上成清晰的像，此时像的大小比刚才的像要______（选填“小”或“大”）些；
（3）如图乙所示，若在凸透镜左侧附近放置一凹透镜（图中未画出），此时应将光屏向______（选填“左”或“右”）移动才能在光屏上成清晰的像；
（4）如图乙所示，当光屏上出现烛焰清晰的像时，如果用遮光板尽可能靠近烛焰，并挡住烛焰的上半部分，我们观察光屏时，将会在光屏上看到______。
A．烛焰下半部分的像 B．烛焰上半部分的像
C．烛焰完整的像，像的亮度变暗 D．烛焰完整的像，像的亮度不变
【答案】 10.0 同一高度 放大 投影仪 右 大于 大 右 A
【详解】（1）[1]凸透镜能把平行光线会聚一点，由图甲可知，光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点处，焦点到光心的距离为
f＝20.0cm-10.0cm=10.0cm
则凸透镜的焦距是10.0cm。
[2]为了能使像清晰的成在光屏的中央位置，要调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。
（2）[3][4]由图乙可知，物距
u=25.0cm-10.0cm=15.0cm
此时
2f>u>f
光屏上成倒立放大实像，人们利用这一原理制成了投影仪。
[5][6][7]若将蜡烛向右移动1cm，物距变小，则像距应变大，应将光屏向右移动；由于凸透镜成倒立放大的实像时，物距变化较小，像距变化较大，所以光屏移动的距离大于1cm；由于物距变小，则像会变大。
（3）[8]若在凸透镜左侧附近放置一凹透镜，使光线发散，像会聚在光屏的后方，像距增大，在光屏上要得到清晰的像，光屏要向右远离凸透镜才能在光屏上成清晰的像。
（4）[9]当光屏上出现蜡烛清晰的像时，如果用遮光板尽可能靠近烛焰，遮住光源的上半部，光源下半部分上的光任一点射向凸透镜，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小只有光源下半部分，所以在光屏上只看到蜡烛像的下半部分，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。

近视眼
远视眼
表现
只能看清近处的物体，看不清远处的物体。
只能看清楚远处的物体、看不清近处的物体。
成因
晶状体变得太厚，折射光的能力太强或由于眼球在前后方向上太长，视网膜距晶状体过远，来自远处的光会聚在视网膜之前，视网膜上得不到清晰的像。如图：
晶状体太薄，折光能力太弱，或者是眼球在前后方向上太短，来自近处物体的光线发散程度较大，光会聚到了视网膜之后。
矫正
物距（u）
像的性质
像距(v)
应用
倒正
实虚
放大或缩小
u>2f
倒立
实像
缩小
f照相机
u=2f
倒立
实像
等大
v=2f
实像大小转折点
f倒立
实像
放大
v>2f
幻灯机
u=f
不成像
像的虚实转折点
u正立放大虚像
v>u
放大镜