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第五章 透镜及其应用（解析版）
知识点1：透镜
1、透镜：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（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：
（1）主光轴：通过两个球面球心的直线。
（2）光心：（O）即薄透镜的中心。性质：通过光心的光线传播方向不改变。
（3）焦点（F）：凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这个点叫焦点。
（4）焦距（f）：焦点到凸透镜光心的距离。
5、透镜的三条特殊光线：
（1）过光心的光线，经透镜折射后传播方向不改变如图所示。
（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如图所示。
（3）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如图所示。
※典型光路。
6、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。
知识点2：生活中的透镜
照相机 投影仪 放大镜
原理 凸透镜成像
u＞2f f＜u＜2f u＜f
像的性质 倒立、缩小的实像 倒立、放大的实像 正立、放大的虚像
光路图
透镜不动时的调整 像偏小：物体靠近相机，暗箱拉长 像偏大：物体远离相机，暗箱缩短 像偏小：物体靠近镜头，投影仪远离屏幕 像偏大：物体远离镜头，投影仪靠近屏幕 像偏小：物体稍微远离透镜，适当调整眼睛位置 像偏大：物体稍微靠近透镜，适当调整眼睛位置
物体不动时的调整 像偏小：相机靠近物体，暗箱拉长 像偏大：相机远离物体，暗箱缩短 像偏小：镜头靠近物体（位置降低），投影仪远离屏幕 像偏大：镜头远离物体（位置提高），投影仪靠近屏幕 像偏小：透镜稍远离物体，适当调整眼睛位置 像偏大：透镜稍靠近物体，适当调整眼睛位置
其他内容 镜头相当于一个凸透镜。 像越小，像中包含的内容越多。 镜头相当于一个凸透镜。 投影片要上下左右颠倒放置。 平面镜的作用：改变光的传播方向，使得射向天花板的光能够在屏幕上成像。
实像和虚像区别
（1）成像原理不同
实像：物体上每一点射出的光线经反射或折射后，光线会聚到一点所成的像。
虚像：物体上每一点射出的光线经反射或折射后，光线散发，但其反方向延长线相交与一点。
（2）承接方式不同
实像：可以用光屏承接，也可以用眼睛观看。
虚像：只能用眼睛观看。
知识点3：凸透镜成像规律
1、凸透镜成像规律实验：实验时点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏中央。若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：①蜡烛在焦点以内；②烛焰在焦点上③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。
2、凸透镜成像规律结论：
成像条件物距（u） 成像的性质 像距（v） 应用
u﹥2f 倒立、缩小的实像 f﹤v﹤2f 照相机（图a）
u=2f 倒立、等大的实像 v=2f 图d
f﹤u﹤2f 倒立、放大的实像 v﹥2f 投影仪（图b）
u=f 不成像 射出的是平行光线
0﹤u﹤f 正立、放大的虚像 v﹥f 放大镜（图c）
2、凸透镜成像规律进一步认识：
（1）u＝f是成实像和虚象，像正、倒立，像物同侧和异侧的分界点。（一倍焦距分虚实）
（2）u＝2f是像放大和缩小的分界点。（二倍焦距分大小）
（3）当像距大于物距时成放大的实像（或虚像）。（像远像大）
（4）当像距小于物距时成倒立缩小的实像。（像近像小）
（4）成实像时：
（5）成虚像时：
当物体从远处向焦点靠近时，像逐渐变大，远离凸透镜。（物近像远像变大）
①当u＞2f，物体比像移动得快
②当f＜u＜2f，物体比像移动得慢
※牢记：虚像，物、像同侧正（放大）；实像，物、像异侧倒（放大或者缩小）！！
知识点4：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）。
（1）眼睛成像原理：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行成倒立，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。
2、近视眼：近视眼是指眼球在调节放松状态下，平行光线（一般认为来自5m以外）经眼球屈光系统后聚焦在视网膜之前，产生远距视物模糊。所以近视眼的远点不在无穷远处，而在某个有限距离处，近视眼的进点也比正常眼近，近视眼的明视距离小于25cm。
（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。
3、远视眼：在完全静止的调节状态下，由远距离（指5米以上）目标投射的光线，集合在视网膜之后。这种反常的屈光状态称为远视眼。远视眼的近点比正常眼远些。远视眼的明视距离大于25cm。
（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。①眼轴过短如小眼球；②眼轴正常而屈光系统的屈光力过弱，如角膜的弧度过平以及屈光指数偏低等。
（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睛，可矫正远视眼的视力。
知识点5：显微镜和望远镜
1、显微镜：显微镜镜筒的两端各有一组透镜，每组透镜的作用都相当于一个凸透镜，靠近眼睛的凸透镜叫做目镜，靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。来自被观察物体的光经过物镜后成一个放大的实像，道理就像投影仪的镜头成像一样；目镜的作用则像一个普通的放大镜，把这个像再放大一次。经过这两次放大作用，我们就可以看到肉眼看不见的小物体了。
2、望远镜：有一种望远镜也是由两组凸透镜组成的。靠近眼睛的凸透镜叫做目镜（相当于照相机），靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜（相当于放大镜）。我们能不能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要。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，视角可以变得很大。
考点1 透镜
【典例1】（2020 宁波模拟）一束会聚光束原来会聚于S点，今在会聚点S点之前放置一个薄凸透镜，如图所示，则（　　）
A．光线经透镜折射后变成发散状，反向延长线相交于一点
B．光线经透镜折射后会聚于透镜与S点之间
C．光线经透镜折射后会聚点距离透镜比S点更远
D．光线经透镜折射后有可能变成平行光线
【答案】B。
【分析】凸透镜有会聚光线的作用，一束光经凸透镜折射后，其较之前的光线更靠近主光轴。
【解答】解：凸透镜有会聚光线的作用，经凸透镜折射的光线会更向靠近主光轴方向偏折，因此，图中原来光线会聚于S点。放置一个薄凸透镜后，光线更加提前会聚，因此光线经透镜折射后会聚于透镜与S点之间，故B正确，ACD错误。
故选：B。
【典例2】（2019 苏州模拟）截面为正方形、中空部分为椭圆形的玻璃体如图所示。则这个玻璃体（　　）
A．可以看作两块凹透镜
B．可以看作一块凸透镜
C．可以看作两块凸透镜
D．对图示光束具有会聚作用
【答案】A。
【分析】图中，玻璃体被中空分成了两部分，这两部分都属于凹透镜，凹透镜对光有发散作用。
【解答】解：玻璃体被中空（中间是空气）分成了两部分，这两部分都是中间薄、边缘厚，都是凹透镜，对光线有发散作用，因此平行光经过玻璃砖后，会变得发散，故A正确。
故选：A。
【典例3】（2021 东平县一模）将矿泉水瓶遗弃野外易引起山火，是因为瓶中的水相当于　凸透镜　，可会聚太阳光引燃干草或枯枝。
【答案】凸透镜。
【分析】中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜，凸透镜对光线起会聚作用
【解答】解：盛水的矿泉水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，从而引燃干草或枯枝。
故答案为：凸透镜。
【典例4】（2021 扬州三模）根据题设要求，完成下列作图．
完成图中的折射光路．
【分析】在作凹透镜的光路图时，先确定所给的光线的特点再根据凹透镜的光学特点来作图。
【解答】解：过凹透镜光心的光线传播方向不改变；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。据此完成光路图，如图所示：
。
【典例5】（2021 乌鲁木齐模拟）如图所示，请补充光线使光路完整。
【分析】在作凸透镜的光路图时，先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点（三条特殊光线）来作图。
【解答】解：过凸透镜光心的光线传播方向不改变，通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴射出，如图所示：
考点2 生活中的透镜
【典例6】（2021 喀什市校级模拟）下列光学元件（光学仪器）中，都能成实像的是（　　）
A．平面镜、近视眼镜 B．近视眼镜、远视眼镜
C．放大镜、照相机 D．照相机、投影仪
【答案】D。
【分析】（1）凸透镜的成像规律和应用：u＞2f，成倒立缩小的实像，应用是照相机；f＜u＜2f，成倒立放大的实像，应用是投影仪；u＜f，成正立放大的虚像，应用是放大镜。
（2）平面镜成像特点：成正立、等大的虚像。
【解答】解：A、平面镜利用的是光的反射，成正立、等大的虚像；近视眼镜是凹透镜，利用的是光的折射，能成虚像，故A错误；
B、近视眼镜是凹透镜，利用的是光的折射，能成虚像；远视眼镜是凸透镜，利用的是光的折射，能成实像，故B错误；
C、放大镜是凸透镜，物距小于1倍焦距，成的是虚像；照相机的镜头是凸透镜，物距位于2倍焦距以外，成的是实像，故C错误；
D、照相机的镜头是凸透镜，物距位于2倍焦距以外，成的是实像；投影仪的镜头是凸透镜，物距位于1倍焦距和2倍焦距之间，成的是实像，故D正确。
故选：D。
【典例7】（2020 濮阳模拟）家中防盗门上的“猫眼”能让我们较清晰地看清门外的人或物，“猫眼”由凹透镜和凸透镜组成，如图所示。从室内观察室外的物体时物镜是凹透镜，目镜是凸透镜，物镜所成的像在目镜的一倍焦距以内，请你根据学过的光学知识推测凹透镜所成的像是　正立　（选填“倒立”或“正立”）、　放大　（选填“放大”或“缩小”）的。你的推测理由是　物体在目镜一倍焦距以内成正立放大的虚像　。
【答案】正立；放大；物体在目镜一倍焦距以内成正立放大的虚像。
【分析】物距在凸透镜一倍焦距之内成正立、放大的虚像；凹透镜所成的像在凸透镜一倍焦距之内，在经凸透镜成正立，放大的实像；根据已画出烛焰的顶端S射出的两条特殊光线及其对应的折射光线，将两条光线的折射反向延长，得出像的性质。
【解答】解：凹透镜所成的像在凸透镜的一倍焦距以内，成正立放大的虚像，而人眼从猫眼中看到的像是正立缩小的，由此可推断凹透镜成正立放大的虚像。
故答案为：正立；放大；物体在目镜一倍焦距以内成正立放大的虚像。
【典例8】（2021 桥东区模拟）以下四个事例：①湖中孔桥的“倒影”；②电影屏幕上的画面；③手影；④装满水的游泳池池底看似变浅.其中成虚像的是　①④　（填序号），由光的反射形成的是　①　（填序号），如图，一束光斜射向平行玻璃砖，请画出该玻璃砖内部的大致光路。
【答案】①④；①；。
【分析】（1）光在同一均匀介质中沿直线传播。光沿直线传播的实例有：小孔成像、激光准直、影子、日食和月食等；光照在不同介质面上时，会发生反射现象，平面镜成像就是具体应用；光从一种介质斜射入另一种介质时，光的传播方向就会发生偏转，即光的折射现象；
实像能够呈在光屏上，虚像不能；
（2）光从空气中斜射到透明介质，在介质表面上发生折射，利用光的折射规律即可作出对应的折射光线。
【解答】解：（1）①平静的湖面相当于平面镜，平静湖面上的倒影是由于光的反射形成的，湖中孔桥的“倒影”，属于虚像；
②电影屏幕上的像是由于光的折射形成的实像；
③手影是光的直线传播形成的，因为光被挡住了，没有光的区域才变暗，进而形成影子；
④装满水的游泳池池底看似变浅，是由于光的折射形成的虚像；
综上所述，能看到虚像的是①④；由于光的反射形成的是①；
（2）先画出法线，当光从空气斜射入玻璃时，折射光线和入射光线分居法线的两侧，折射角小于入射角；
当光从玻璃斜射入空气时，折射光线和入射光线分居法线的两侧，折射角大于入射角。
据此作出两条折射光线，如下图所示：
故答案为：①④；①；。
【典例9】（2021秋 防城港月考）清晨，路边的叶子上有很多晶莹的露珠，透过这些露珠，我们可以清晰地看到叶子的叶脉，这是为什么？
【分析】当物距小于焦距时，凸透镜成放大、正立的虚像，相当于放大镜。
【解答】答：晶莹的露珠相当于一个凸透镜，叶子距离露珠很近，起到放大镜的作用，将叶脉放大，所以我们看到的叶脉是放大的虚像。
考点3 凸透镜成像规律
【典例10】（2021 沈阳二模）小虎用如图所示装置探究凸透镜成像规律，此时光屏上恰好出现清晰的像。下列说法中正确的是（　　）
A．光屏上成的是倒立、缩小的实像
B．利用此时的成像规律可以制成投影仪
C．生活中利用这种透镜可以矫正近视眼
D．单独将凸透镜左、右移动，光屏上都可以重新成像
【答案】B。
【分析】物距小于像距，所成的像是倒立放大的实像，利用此成像规律可以制成投影仪；近视眼成像在视网膜前，应将成像推后，故应佩戴具有发散作用的凹透镜；单独将凸透镜向右移动时，根据光路可逆可知光屏上可以重新成像。
【解答】解：AB、由图可知，物距小于像距，所成的像是倒立放大的实像，利用此成像规律可以制成投影仪；故A错误，B正确；C、近视眼成像在视网膜前，应将成像推后，故应佩戴具有发散作用的凹透镜，故C错误；
D、单独将凸透镜向右移动时，根据光路可逆可知物距为原来的像距，像距为原来的物距时，光屏上可以重新成像，向左移动时光屏上无法重新成像，故D错误；
故选：B。
【典例11】（2021 苏州校级三模）小明将蜡烛、凸透镜和光屏调到如图所示位置时，在光屏上得到了一个清晰的像，这个像一定是 　放大　（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的。若将凸透镜向右移动 　15　cm，屏上即可再次成清晰的像。若在图示位置将蜡烛靠近凸透镜，光屏上的像将会模糊，若在透镜前放置一个焦距合适的 　远视　（选填“近视”或“远视”）眼镜，光屏上的像也可以再次清晰。
【答案】放大；15；远视。
【分析】（1）光屏上能承接到的像是实像。凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像；物距等于像距时，成倒立等大的实像；物距小于像距时，成倒立放大的实像；
（2）光的折射现象中，光路是可逆的，利用凸透镜原来成倒立、放大的实像，凸透镜位置不动，互换发光物体和光屏的位置，成像性质改变；
（3）凸透镜有会聚光线的作用，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，可用会聚作用的凸透镜矫正，使光线会聚能力增强，能使像成在视网膜上，能看清近处的物体。
【解答】解：当如图位置时，物距u＝25cm，像距v＝40cm，物距小于像距，光屏上恰能成一个清晰倒立的像，由凸透镜成像规律可知，成倒立放大的实像；
若将凸透镜向右移动15cm，此时物距u＝15cm+25cm＝40cm，像距变为40cm﹣15cm＝25cm，则根据折射时光路是可逆的，此时屏上即可再次成清晰倒立缩小的实像；
若在图示位置将蜡烛靠近凸透镜，物距变小，像距增大，因此光屏上的像将会模糊，若在透镜前放置一个焦距合适的凸透镜，因凸透镜对光线有会聚作用，则光屏上的像也可以再次清晰；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，可用会聚作用的凸透镜矫正。
故答案为：放大；15；远视。
【典例12】（2021 南城县模拟）小丽同学用焦距为15cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验：
（1）实验前需调节烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度上，比较规范的操作是 　B　（填选项前的字母）
A．将三者分散排列，然后用目测的方法调节
B．将三者靠拢，然后用目测的方法调节
C．将三者分散排列，用刻度尺分别测量高度进行调节
（2）实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时，在光屏上可得到一个清晰的倒立、　缩小　的实像，生活中利用这个规律制成的光学仪器是 　照相机　。
（3）实验过程中，小丽发现当蜡烛成实像时，物距减小，像距与像都 　变大　（选填“变大”“变小”或“不变”）。
（4）实验过程中，随着蜡烛的燃烧，可观察到光屏上的像向 　上　（选填“上”或“下”）移动。
（5）通过实验观察可知，在图乙中左边的蜡烛通过凸透镜不可能形成的像是 　B　。（填符号）
（6）当固定透镜位置如图甲，蜡烛由图示位置逐渐向右移动到标尺“25cm”处，通过移动光屏，光屏上始终出现清晰的像，在此次移动过程中，蜡烛和光屏之间的距离变化是 　C　
A．始终增大 B．始终变小 C．先变小后变大 D．先变大后变小E．保持不变。
【答案】（1）B；（2）缩小；照相机；（3）变大；（4）上；（5）B；（6）C。
【分析】（1）探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心；
根据分散排列和三者靠拢的误差大小分析；
（2）凸透镜成像的规律及其应用之一：当u＞2f时，成倒立缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的；
（3）凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小；相反，物距减小，像距增大，像变大；
（4）根据光线过光心不改变方向判断像的移动情况。
（5）根据凸透镜成像的几种情况进行判断。u＞2f，成倒立、缩小的实像。u＝2f，成倒立、等大的实像。2f＞u＞f，成倒立、放大的实像。u＜f，成正立、放大的虚像。
（6）凸透镜成实像时，物像之间的距离至少为4f。
【解答】解：（1）“调节烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度上”的操作，比较规范的是将三者靠拢，然后用目测的方法调节，这样误差较小，故B正确；
（2）图中把烛焰放在距凸透镜50cm处时，即u＞2f时，由凸透镜成像规律可知，光屏上可得到一个倒立、缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的；
（3）实验过程中，当蜡烛成实像时，物距减小，根据凸透镜成像规律可知，像距与像都变大。
（4）实验过程中，蜡烛燃烧变短，根据“过光心的光线其传播方向不变”可知，像会向光屏的上方移动。
（5）根据凸透镜成像规律可知，凸透镜能成倒立、缩小的实像，能成倒立、放大的实像，能成正立、放大的虚像；不能成正立、缩小的实像，故B符合题意。
（6）凸透镜成实像时，物像之间的距离在u＝v＝2f时最小，距离是4f；
因为凸透镜的焦距为15cm，2f＝30cm，故当蜡烛在20cm处时，u＝2f，此时蜡烛和光屏的距离最小，故由图示位置向25cm移动时，蜡烛和光屏之间的距离先变小再变大。故C正确。
故答案为：（1）B；（2）缩小；照相机；（3）变大；（4）上；（5）B；（6）C。
【典例13】（2021 兴庆区校级一模）在探究“凸透镜成像规律”的实验中。
（1）为了粗测凸透镜的焦距，小红上午上课前，将凸透镜与水平地面平行放置，让太阳光照射到凸透镜上，调节凸透镜到地面的距离，直至地面上出现一个最小的亮点，小红认为此点到光心的距离，就是凸透镜的焦距，小强却说，这个距离不是凸透镜的焦距，其理由是 　太阳光没有正对凸透镜　。
（2）小红改变方案将凸透镜安装在光具座上，用平行光作光源，移动光屏，在光屏上得到一个最小最亮的光斑，如图甲所示，则该凸透镜的焦距为 　10.0　cm。
（3）如图乙，光屏上呈现清晰的像，此像的性质是倒立、　放大　的实像。若将蜡烛和光屏的位置对调，光屏上 　有　（有/没有）烛焰清晰的像，原因是 　光路是可逆的　。
（4）小明做实验时将自己的远视眼镜放在凸透镜前模拟远视眼的矫正，移动光屏直至光屏上出现了蜡烛清晰的像，此时取下眼镜，小明应将蜡烛向 　远离　（远离/靠近）凸透镜方向移动，才能再次在光屏上找到蜡烛清晰的像，所成像会 　变小　（变大/不变/变小）。
（5）小光将点燃的蜡烛放在某处，发现无论怎样移动光屏，在光屏中心只能看到一个大小不变的圆形光斑，你认为可能出现的原因应该是 　蜡烛放在焦点处　。
（6）如图丙所示，保持蜡烛的位置不变，移动透镜至图丙所示刻度线处，则人眼应该在图中 　B　（A/B/C）处且朝着相应方向，才能观察到烛焰的像。
（7）小华更换相关器材后顺利完成实验，根据记录的实验数据得到了如图所示的图像，线段MN为凸透镜成像的像距倒数（1/v）和物距倒数（1/u）的对应关系。根据图像信息可得该小组所用凸透镜的焦距为 　12.5　cm。实验时，由于实验时间较长，蜡烛变短，烛焰的像在光屏上的位置会向 　上　（上/下）方移动。
【答案】（1）太阳光没有正对凸透镜；（2）10.0；（3）放大；有；光路是可逆的；（4）远离；变小；（5）蜡烛放在焦点处；（6）B；（7）12.5；上。
【分析】（1）根据描述的现象，分析距离不是凸透镜焦距的原因；
（2）平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，会聚于一点，凸透镜与光屏间的距离为焦距；
（3）物距小于像距，所成的像为倒立、放大的实像；将蜡烛和光屏的位置对调，由光路可逆知，物距大于像距，所成的像为倒立、缩小的实像；
（4）远视眼镜是凸透镜，具有会聚光线的作用，取下眼镜后，成像延迟会聚，要在光屏上找到蜡烛清晰的像，应减小像距，增加物距，判断蜡烛移动方向；
（5）无论怎样移动光屏，在光屏中心只能看到一个大小不变的圆形光斑，你认为可能出现的原因应该是物距等于焦距；
（6）物距小于1倍焦距，所成的像为正立、放大的虚像，且与蜡烛在同侧，判断人眼观察位置；
（7）物距和像距相等，物距为2倍焦距，计算凸透镜的焦距；根据经过凸透镜中心的光沿直线传播判断光屏上的像的移动方向。
【解答】解：（1）将凸透镜与水平地面平行放置，让太阳光照射到凸透镜上，调节凸透镜到地面的距离，直至地面上出现一个最小的亮点，这个距离不是凸透镜的焦距，其理由是太阳光没有正对凸透镜；
（2）一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，会聚于一点，凸透镜与光屏间的距离为焦距，该凸透镜的焦距为10.0cm；
（3）如图乙所示，物距小于像距，所成的像为倒立、放大的实像；若将蜡烛和光屏的位置对调，由光路可逆知，物距为原来的像距，像距为原来的物距，故光屏上有清晰的缩小的实像；
（4）远视眼镜是凸透镜，具有会聚光线的作用，取下眼镜后，成像延迟会聚，要在光屏上找到蜡烛清晰的像，应减小像距，增加物距，凸透镜成实像时，物远像近像变小，故应将蜡烛向凸透镜方向移动，才能再次在光屏上找到蜡烛清晰的像，所成像会变小；
（5）无论怎样移动光屏，在光屏中心只能看到一个大小不变的圆形光斑，你认为可能出现的原因应该是物距等于焦距，即物体正好放在凸透镜的焦点上；
（6）如图丙所示，物距小于1倍焦距，所成的像为正立、放大的虚像，且与蜡烛在同侧，故人眼应该在图中B处且朝着相应方向，才能观察到烛焰的像；
（7）发现如图所示规律，像距倒数和物距倒数相等时，物距和像距相等，由图示可知，物距的倒数为4m时，物距为25cm即2倍焦距，则所用凸透镜的焦距为12.5cm；实验时，由于实验时间较长，蜡烛变短，根据经过凸透镜中心的光沿直线传播可知，光屏上的像向上移动；
故答案为：（1）太阳光没有正对凸透镜；（2）10.0；（3）放大；有；光路是可逆的；（4）远离；变小；（5）蜡烛放在焦点处；（6）B；（7）12.5；上。
考点4 眼睛和眼镜
【典例14】（2021 河池二模）受“新冠肺炎”疫情的影响，许多地区开展了“停课不停学”的网课学习，小王戴着中间薄、边缘厚的眼镜进行网课学习，下列说法正确的是（　　）
A．小王的眼睛是远视眼
B．小王的眼镜是凹透镜
C．小王的视网膜上成的像是放大的
D．小王的视网膜上成的像是虚像
【答案】B。
【分析】近视眼看远处物体时，像成在视网膜的前方。凹透镜对光有发散作用，可用来矫正近视眼。
【解答】解：
AB．中间薄、边缘厚的眼镜是凹透镜，凹透镜可用来矫正近视眼，所以小王是近视眼，故A错误、B正确；
CD．小王的视网膜上成的像是倒立、缩小的实像，故CD错误。
故选：B。
【典例15】（2020 荣县校级一模）现在很多学生由于各种原因，患有近视眼，而许多老人，患有远视眼。参照下面两图，有关近视眼和远视眼的成因与矫正方法，正确的是（　　）
A．甲图反映了近视眼的成因，应配戴凸透镜矫正
B．甲图反映了远视眼的成因，应配戴凹透镜矫正
C．乙图反映了近视眼的成因，应配戴凹透镜矫正
D．乙图反映了远视眼的成因，应配戴凸透镜矫正
【答案】C。
【分析】（1）近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强，使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方，由此可以确定哪一个图表示了近视眼的成像情况。近视眼佩戴凹透镜进行矫正。
（2）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，远视眼佩戴凸透镜进行矫正。
【解答】解：AB、甲图的入射光线会聚在视网膜的后方，是晶状体折光能力太弱，所以甲图表示了远视眼的成像情况；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，故AB错误。
CD、乙图的入射光线会聚在视网膜的前方，是晶状体折光能力太强，所以乙图表示了近视眼的成像情况；为了使光线会聚在原来的会聚点后面的视网膜上，就需要在光线进入人的眼睛以前发散一下，因此佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正，故C正确，D错误。
故选：C。
【典例16】（2021 崂山区一模）眼球的结构类似于　照相机　（选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”），把来自外界物体的光会聚在视网膜上形成物体　倒立　（选填“倒立”或”正立”）的像。
【答案】照相机；倒立。
【分析】眼球好像一架照相机，眼睛的晶状体和角膜共同作用相当于一个凸透镜，眼睛看物体时，物体在凸透镜二倍焦距以外。
【解答】解：眼球好像一架照相机，晶状体和角膜共同作用相当于一个凸透镜。把来自外界物体的光会聚在视网膜上成倒立、缩小的实像。
故答案为：照相机；倒立。
【典例17】（2020 福安市校级模拟）线上学习进行的如火如荼！小明发现上网课上久了看远处的物体看不清楚，请问这是人眼的哪个结构出现问题？对于科学用眼，请你提出一些建议。
【分析】近视眼的晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，因此来自远处某点的光会聚在视网膜之前，所以近视眼看不清远处的物体。
【解答】答：小明发现上网课上久了看远处的物体看不清楚，这是人眼的晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，因此来自远处某点的光会聚在视网膜之前，所以近视眼看不清远处的物体。
建议：不要长时间用眼，一般在45～60分钟左右，要让眼睛休息10分钟。
不要在光线太强或太暗的地方读书写字。
考点5 显微镜和望远镜
【典例18】（2021 中江县校级模拟）显微镜的物镜和目镜对观察者所成的像是（　　）
A．物镜成正立、放大的虚像
B．物镜和目镜都成实像
C．物镜和目镜都成虚像
D．目镜成正立、放大的虚像
【答案】D。
【分析】显微镜的成像原理：
物镜成像：物体放在物镜的一倍焦距和二倍焦距之间，根据凸透镜的成像原理知，此时成倒立、放大的实像；
目镜成像：物镜所成的像在目镜的一倍焦距之内，根据凸透镜的成像原理知，此时成正立、放大的虚像，且物象同侧。
【解答】解：
由显微镜成像原理知：物体经物镜折射后，成倒立放大的实像，这个像正好处在目镜的焦点之内，又经目镜成正立、放大的虚像，此时的目镜相当于一个放大镜。
故选：D。
【典例19】（2020 长沙三模）如图表示一种光学仪器的原理，图中L1是物镜，L2是目镜。这种仪器是　望远镜　（选填“望远镜”或“显微镜”），目镜的作用相当于　放大镜　（选填“放大镜”或“投影仪”）。
【答案】望远镜；放大镜。
【分析】望远镜由物镜和目镜组成，物镜和目镜都是凸透镜，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。望远镜的物镜口径越大，折射光线越多，像越清晰。
【解答】解：由图可知，远处的物体先通过物镜使物体成一倒立、缩小的实像，然后用目镜把这个实像再放大（正立、放大的虚像），就能看清很远处的物体了，这就是望远镜的原理，目镜相当于一个放大镜。
故答案为：望远镜；放大镜。
【典例20】（2020 沈阳一模）验钞机能检验人民币的真伪。它的原理是利用　紫外线　使荧光物质发光。如图所示为一种光学显微镜，其中目镜和物镜都是由　凸透镜　制成的，在光线较弱的情况下，反光镜可以选用　凹面镜　（填“平面镜”或“凹面镜”）。
【答案】紫外线；凸透镜；凹面镜。
【分析】紫外线能使荧光物质发光；
显微镜有两组透镜。一组是靠近物体的物镜，相当一个投影仪，成倒立的放大的实像；一组是靠近眼睛的目镜，相当于一个放大镜，刚才倒立的放大的实像成在目镜的焦点以内，使像再次成正立的放大的虚像；要想让像更清晰，物体应该更亮。
【解答】解：
紫外线能使钞票上的荧光物质发光，从而能鉴别钞票的真伪；
目镜和物镜都相当于凸透镜，物镜相当于投影仪成倒立放大的实像。目镜相当于放大镜，把刚才的实像再次放大；光线较强时物体能反射更多的光线，使像更清晰。当光线较暗时，依靠凹面镜反射更多的光线，使物体更亮，像更清晰。
故答案为：紫外线；凸透镜；凹面镜。
【典例21】（2020 江南区模拟）如图为某望远镜内部部分光路图，物镜是凸透镜，光线a经过物镜的光心，出射光线b与物镜主光轴平行，F为物镜焦点，焦距为500mm。
（1）在图中画出光线a、b经物镜折射前的入射光线。
（2）目镜是 　凹　透镜（选填“凹”、“凸”）。
（3）用此望远镜观测月球时，月球经物镜成一个 　倒立　（选填“倒立”、“正立”） 　缩小　（选填“放大”、“等大”、“缩小”）的像。
【答案】（1）见上图；（2）凹；（3）倒立；缩小。
【分析】（1）凸透镜的三条特殊光线：过光心不改变方向；过焦点经凸透镜折射后平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点。
（2）凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。
（3）望远镜的物镜相当于照相机，成倒立、缩小的实像；望远镜的目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像。
【解答】解：
（1）由图可知，折射光线a过光心，则过光心的光线其传播方向不变；折射光线b平行于主光轴；则入射光线过焦点F，如下图所示：
（2）由图可知，光线经过目镜后由会聚变成了平行光，所以目镜都是凹透镜；
（3）望远镜的物镜相当于照相机，成倒立、缩小的实像；望远镜的目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像，所以用此望远镜观测月球时，月球经物镜成一个倒立、缩小的像。
故答案为：（1）见上图；（2）凹；（3）倒立；缩小。
一、选择题。
1．（2020 厦门模拟）将凸透镜正对太阳光，其下方的白纸上呈现一个光斑，如图。这时光斑到凸透镜的距离为20cm。若在凸透镜远离白纸的过程中光斑一直变大，则凸透镜的焦距可能是（　　）
A．15cm B．20cm C．25cm D．30cm
【答案】A。
【分析】根据纸上呈现一个并非最小的光斑，这个光斑可能是焦点之后的，也可能是焦点之前的光斑，根据凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大可推断焦点在光斑之前，从而判断焦距。
【解答】解：
由图可知，纸上呈现一个并非最小的光斑，这个光斑可能是焦点之后的，也可能是焦点之前的光斑，所以凸透镜的焦距f≠20cm；若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大，说明凸透镜的焦点不在光斑之后，故焦点应在光斑之前，因此f一定小于20cm，故A正确。
故选：A。
2．（2021 常州模拟）下列有关实像与虚像的说法，正确的是（　　）
A．水中的倒影是光的折射形成的虚像
B．汽车后视镜中的像是光的反射形成的实像
C．人眼视网膜上的像是光的折射形成的正立的实像
D．透过厚的平板玻璃观察到的是光的折射形成的正立的虚像
【答案】D。
【分析】（1）当物体的光照到平静的水面上时，会发生光的反射，在水中形成物体的虚像；
（2）光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象，例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的；
（3）人的眼球好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，外界物体在视网膜上所成的像是倒立的实像；
（4）光线通过玻璃板会发生折射.
【解答】解：A、水中倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的虚像，故A错误；
B、通过汽车的后视镜看到车后的其他车辆，是镜面成像，是光的反射形成的虚像，故B错误；
C、人的眼球好像一架照相机，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所成的像是倒立、缩小的实像。故C错误；
D、光线通过透明玻璃板是从一种介质斜射入另一种介质会发生折射，透过厚的平板玻璃观察到的是光的折射形成的正立的虚像，故D正确。
故选：D。
3．（2021 谷城县校级模拟）如图所示的光现象中，属于生活中使用透镜的实例是（　　）
A．塔在水中形成“倒影” B．屏幕上呈现人的影子
C．放大镜把字“放大” D．笔好像在水面处“折断”
【答案】C。
【分析】（1）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等；
（2）光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象，例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的；
（3）光在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时，就会出现光的折射现象，例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼、生活中的透镜等都是光的折射形成的；
（4）生活中使用透镜的实例是有照相机、投影仪、放大镜等。
【解答】解：A.塔在水中形成“倒影”是平面镜成像，是由光的反射形成的，不是透镜在生活中的应用，故A不符合题意；
B.屏幕上呈现人的影子是光直线传播的结果，不是透镜在生活中的应用，故B不符合题意；
C.用放大镜看字时，字变大了，属于凸透镜成像，是放大镜在生活中的应用，故C符合题意；
D.笔在水面处“折断”是光的折射现象，不是透镜在生活中的应用，故D不符合题意。
故选：C。
4．（2021 泰安模拟）在观察凸透镜成像的实验中，物体放在凸透镜1倍焦距与2倍焦距之间，当物体逐渐远离凸透镜的过程中，光屏上所成的像将（　　）
A．一直变小 B．一直变大
C．先变大后变小 D．先变小后变大
【答案】A。
【分析】凸透镜成实像时，物远像近像变小，当物体逐渐远离凸透镜的过程中，光屏上所成的像将一直变小。
【解答】解：在观察凸透镜成像的实验中，物远像近像变小，物体放在凸透镜1倍焦距与2倍焦距之间，所成的像是倒立、放大的实像，当物体逐渐远离凸透镜的过程中，光屏上所成的像将一直变小；
故选：A。
5．（2021 濠江区一模）下列现象所成的是倒立的像的是（　　）
A．小孔成像 B．平面镜所成的像
C．叉鱼时看到的鱼 D．放大镜
【答案】A。
【分析】（1）小孔成像的原理是光的直线传播，所以，小孔所成的像一定是倒立的实像，至于成像的大小取决于像到小孔的距离。
（2）平面镜成像是由于光的反射形成的虚像，物体和像大小相同。
（3）由于光的折射，会使水中的物体看起来变浅。
（4）凸透镜成像规律和应用：u＞2f，成倒立缩小的实像，应用是照相机；u＝2f，成倒立等大的实像，应用是测焦距；f＜u＜2f，成倒立放大的实像，应用是投影仪；u＝f，不成像；u＜f，成正立放大的虚像，应用是放大镜。
【解答】解：A、小孔成像成的是倒立的实像，像的大小取决于光屏距小孔的距离，可以是等大的实像，也可以是放大的实像或缩小的实像，故A正确；
B、由平面镜成像的特点可知，平面镜成的是正立、等大的虚像，故B错误；
C、叉鱼时看到的鱼，是由于光的折射形成的虚像，故C错误；
D、放大镜成正立、放大的虚像，故D错误。
故选：A。
6．（2021 镇平县模拟）某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图象，如图所示。下列判断错误的是（　　）
A．当u＝15cm时，在光屏上能得到一个倒立、放大的实像
B．当u＝25cm时，光屏上成缩小的像，照相机就是根据这一原理制成的
C．像距v、物距u和焦距f满足关系：
D．物体从距凸透镜15cm处移动到30cm处的过程中，像逐渐变大
【答案】D。
【分析】（1）根据凸透镜成像的三种情况和应用进行判断：
u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机。
u＝2f，成倒立、等大的实像，一般用来求凸透镜的焦距。
2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机。
u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜。
（2）凸透镜成实像时，物距减小，像距变大，像变大。
【解答】解：如图，u＝v时凸透镜成倒立等大的实像，u＝v＝2f＝20cm，所以凸透镜的焦距是f＝10cm；
A、凸透镜的焦距是f＝10cm，当u＝15cm时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，故A正确；
B、凸透镜的焦距是f＝10cm，当u＝40cm时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机，故B正确；
C、在图象中取几个点，带入数据验证可知，像距v、物距u和焦距f满足关系：＝+，故C正确：
D、物距从15cm增大到30cm时，根据凸透镜成像规律，光屏上成实像，物远像近像变小，故D错误。
故选：D。
7．（2021 通州区一模）矫正近视和远视眼的隐形眼镜，是一种直接贴在眼睛角膜表面的薄镜片，有凸片和凹片两种。有一种规格的软质隐形眼镜，中心厚度0.05mm。如图所示是某人观察远处物体时，物体在眼球内成像的示意图，则他所患眼病及应配戴的这种隐形眼镜镜片边缘的厚度分别为（　　）
A．近视眼，大于0.05mm B．近视眼，小于0.05mm
C．远视眼，小于0.05mm D．远视眼，大于0.05mm
【答案】A。
【分析】解答本题需掌握：近视眼是晶状体会聚能力增强，像呈在视网膜的前方，应佩戴凹透镜矫正；
知道凹透镜的形状特点是中间薄边缘厚。
【解答】解：由题干中的图可知：像呈在视网膜的前方，所以该人患的是近视眼；
近视眼是晶状体曲度变大，会聚能力增强，即折光能力增强，应佩戴凹透镜，使光线推迟会聚；
凹透镜的特点是中间薄边缘厚，所以眼睛镜片的边缘厚度大于0.05mm；
故选：A。
8．（2021 靖江市模拟）下列关于光现象的说法中正确的是（　　）
A．当人离平面镜较近时，在镜中不能看到自己的全身像，适当远离平面镜后就能在镜中看到自己的全身像
B．如果甲同学从平面镜中能看见乙同学的脚，根据光路可逆，乙同学从平面镜中也一定能看见甲同学的脚
C．注水后的游泳池看起来池底变浅
D．使用显微镜观察植物标本，该物体通过显微镜的物镜形成倒立放大的虚像
【答案】C。
【分析】（1）根据平面镜成像特点和视角不同进行分析，即可解答此选项；
（2）我们能看见物体，是因为有光线或反射的光线进入眼睛；
（3）根据光的折射定律分析此选项；
（4）显微镜的原理：标本经物镜和管镜放大后，形成放大倒立的实象；实象经目镜再次放大后，形成放大的虚象。
【解答】解：A、从平面镜中看到自己的全身像，平面镜的最小长度为人身高的一半，如果平面镜的长度小于人的身高一半，适当远离不能看到全身像，故A错误；
B、如果甲同学从平面镜中能看见乙同学的脚，根据光路可逆，甲同学眼睛反射的光经过平面镜反射到乙同学的脚上，但乙同学从平面镜中不一定能看见甲同学的脚，故B错误；
C、游泳池池底的光线由水中斜射入空气时，在水面处发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，会觉得池底变浅了，这是光的折射现象，故C正确；
D、使用显微镜观察植物标本，该物体通过显微镜的物镜形成倒立放大的实像，故D错误。
故选：C。
9．（2020 伍家岗区模拟）如图所示，关于该望远镜，下列说法正确的是（　　）
A．这个望远镜最终看到的是倒立的像
B．它的物镜相当于放大镜，用来把像放大
C．它的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像
D．它的目镜成实像
【答案】A。
【分析】望远镜由物镜和目镜组成，物镜和目镜都是凸透镜，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。
【解答】解：
A、望远镜的物镜是使得无限远处的物体成一个倒立、缩小的实像，实像在目镜的焦点以内，而目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像，所以，这个望远镜最终看到的是倒立的像，故A正确；
B、望远镜的物镜相当于照相机的镜头，使远处的物体成一个倒立、缩小的实像，故B错误；
C、望远镜的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成一个倒立、缩小的实像，故C错误；
D、目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像，故D错误。
故选：A。
二、填空题。
10．（2021 蚌埠二模）小明用两个焦距不同的凸透镜，分别观察同一课本上的文字。当凸透镜到课本的距离相等时，看到如图甲、乙两种不同的像，甲图中凸透镜的焦距为f甲，乙图中凸透镜的焦距为f乙，那么f甲　＞　f乙（选填“＜”“＞”或“＝”）。
【答案】＞。
【分析】凸透镜成虚像时，像的变化规律：物远像远像变大，即物距增加，像距也增加且像变大，所以，物距不变时，像越大，焦距越小。
【解答】解：由图知，乙图像比甲图的像大，说明乙图物体更靠近凸透镜的焦点，即在物距不变的情况下，f甲＞f乙。
故答案为：＞。
11．（2021 宜兴市模拟）为测量某凸透镜焦距，小芳先在纸上画一个小于透镜大小的圆环，如图所示，将凸透镜正对太阳光，在其下方距透镜10cm处的白纸上的光斑恰好与圆环重合，这个现象表明凸透镜对光有　会聚　作用；当将该透镜靠近白纸垂直移动4cm时，此时白纸上的光斑再次与圆环重合，此过程中光斑的大小　先变小后变大　（选填“先变小后变大”、或“先变大后变小”），通过计算可以得到该凸透镜的焦距为　8　cm。
【答案】会聚；先变小后变大；8。
【分析】阳光可以看作是平行光，经过凸透镜折射后形成的光斑变小，表明光线会聚；
太阳光是平行光，凸透镜正对阳光，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚到主光轴上一个最小、最亮的点，这点是凸透镜的焦点。
【解答】解：小芳先在纸上画一个小于透镜大小的圆环，将凸透镜正对太阳光，在其下方距透镜10cm处的白纸上的光斑恰好与圆环重合，这表明光会聚了，即凸透镜对光线具有会聚作用；
当将该透镜靠近白纸垂直移动4cm时，此时白纸上的光斑都不是最小最亮的光斑，也就是说不是凸透镜的焦点的位置，说明凸透镜的焦点在两次出现光斑的中间，可知此过程中的光斑是先变小后变大，两次光斑之间的距离为4cm，凸透镜焦点距第一次的光斑距离为＝2cm，即凸透镜焦点距离第二次的光斑距离也是2cm，所以凸透镜的焦距为10cm﹣2cm＝8cm。
故答案为：会聚；先变小后变大；8。
12．（2019 娄底）娄底高铁站的进站通道采用了人脸识别系统（如图所示），识别系统的摄像机可以自动将镜头前1m处的人脸拍摄成数码照片传递给设备识别。此系统的摄像机的镜头相当于 　凸　透镜，它的焦距应 　小于　50cm（选填“大于”“等于”或“小于”）。
【答案】凸；小于。
【分析】人脸在摄像机镜头前1m处被拍摄成数码照片，则物距为1m，由于摄像机镜头属于凸透镜，根据凸透镜成倒立、缩小实像的条件，可判断凸透镜焦距的大小。
【解答】解：摄像机的镜头相当于凸透镜，当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，已知物距为1m，则焦距应小于0.5m，即50cm。
故答案为：凸；小于。
13．（2019 永年区一模）根据下面光现象的实例回答问题。
（1）四个实例：①雨后见彩虹；②小孔成像；③一叶障目；④平静的水面映出岸上树的“倒影”。其中成实像的是 　②　，由于光的直线传播形成的现象是 　②③　。（填序号）
（2）如图所示，小明同学通过玻璃缸看到水中一条鱼在A点，而鱼的实际位置在B点，这是由于光的 　折射　形成的 　虚　像，小明的眼睛应在小鱼的 　右下　（选填“正”或“左下”或“右下”）方。
【答案】（1）②；②③；（2）折射；虚；右下。
【分析】（1）在分析几个实例时，要注意区分是光的直线传播、光的反射还是光的折射。
光在自然界中存在三种光现象：光在同种均匀物质中沿直线传播，在日常生活中，激光准直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的；
当光照射到物体界面上时，有一部分光被反射回来发生反射现象，例如：平面镜成像、水中倒影等；
当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会偏折，发生折射现象，如：看水里的鱼比实际位置浅等。
（2）利用光的折射规律，当光线从水中斜射到水面时，会发生折射现象，折射光线远离法线；画图即可解答。
【解答】解：（1）①雨后见彩虹是由光的折射形成的光的色散现象；
②小孔成像是由光的直线传播形成的实像；
③一叶障目是由光的直线传播形成的；
④平静的水面映出岸上树的“倒影”是由光的反射形成的虚像；
所以，其中成实像的是②，由于光的直线传播形成的现象是 ②③。
（2）鱼反射的光由水斜射入空气时发生折射，折射角大于入射角，折射光线远离法线偏折；我们看到水中的鱼，是由光的折射形成的虚像，在折射光线的反向延长线上的A处，小明的眼睛应在鱼缸的右下方，如下图所示：
故答案为：（1）②；②③；（2）折射；虚；右下。
14．（2021 龙岩模拟）同学们常喝矿泉水，当用手握住装满水的圆柱形矿泉水瓶时，透过瓶子看到瓶后的手指变粗的 　虚　像，将手指远离瓶子一些，将会看到与手指指向相反的 　实　像。（均选填“实”或“虚”）
【答案】虚；实。
【分析】装满水的圆柱形矿泉水瓶相当于一个水凸透镜，由凸透镜成像的规律知：
u＞2f，成倒立、缩小的实像。
2f＞u＞f，成倒立、放大的实像。
u＜f，成正立、放大的虚像。
【解答】解：装有水的圆柱形玻璃瓶相当于凸透镜，当用手握住装满水的圆柱形矿泉水瓶时，物距小于焦距，得到正立、放大的虚像。
则透过瓶子看到瓶后的手指变粗的虚像，
将手指远离瓶子一些，当2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，
当u＞2f，成倒立、缩小的实像，故将会看到与手指指向相反的实像。
故答案为：虚；实。
15．（2021 德州模拟）智能手机有一个功能叫“智慧语音”，它可以通过识别声音实现对手机解锁，该系统主要是根据声音的 　音色　（选填“音调”、“音色”或“响度”）这一特征来工作的。用手机扫描二维码时，应使二维码和手机镜头之间的距离 　大于　（选填“大于”、“等于”或“小于”）二倍焦距。
【答案】音色；大于。
【分析】（1）声音的三个特征分别是：音调、响度、音色，是从不同角度描述声音的，音调指声音的高低，由振动频率决定；响度指声音的强弱或大小，与振幅、传播距离和分散程度有关；音色是由发声体本身决定的一个特性；
（2）凸透镜成像时，物距u＞2f，成倒立缩小的实像，应用是照相机。
【解答】解：
不同物体发出的声音的音色是不同的，智能手机的“智慧语音”，可以通过识别声音实现对手机解锁，该系统主要是根据声音的音色这一特征来工作的。
手机镜头属于凸透镜，是利用物距大于二倍焦距时，成倒立缩小实像的规律制成的，因此，“扫入”二维码时镜头和二维码的距离大于二倍焦距。
故答案为：音色；大于。
16．（2021 莘县二模）有一种治疗近视眼的手术，采用激光对角膜进行处理，使晶状体和角膜构成的透镜对光的偏折能力变 　弱　些（选填“强”或“弱”）。小明通过凸透镜观察“美丽莘县”四个字，看到的情形如图所示，字到透镜的距离 　小于　此透镜的焦距（选填“大于”或“小于”）。
【答案】弱；小于。
【分析】（1）近视眼的形成原因：晶状体过凸或眼球的前后径过长，使物体的像成在视网膜前；
（2）凸透镜成像的三种情况之一：u＜f 时，在另一侧光屏上得到一个正立、放大的虚像。
【解答】解：近视眼是晶状体过厚，眼球的前后径过长造成的，可以对晶状体和角膜构成的透镜进行手术，使其变薄，对光的偏折能力变弱，焦距变长使成的像后移，直到移到视网膜上。
图中看到字是倒立的，放大的像，应用了凸透镜成像时u＜f 时，在另一侧光屏上得到一个正立、放大的虚像，即此时字到透镜的距离小于此透镜的焦距。
故答案为：弱；小于。
三、作图题。
17．（2021 南充模拟）如图所示，一束太阳光垂直射向与水平方向夹角为45°的平面镜，画出光线经平面镜反射后的反射光线，再经水平放置的凹透镜折射后的折射光线。
【分析】反射定律：在反射现象中，反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。
在作凹透镜的光路图时，先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
【解答】解：过入射点先和平面镜的垂线，即法线，根据反射角等于入射角作出反射光线，因为入射光线竖直向下，平面镜与水平方向夹角为45°，所以反射光线水平射出，即平行于凹透镜的主光轴，经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点，由此作出折射光线，如图所示：
。
四、实验探究题。
18．（2021 淮安三模）小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上并调节它们的中心位于凸透镜的 　主光轴　，如图所示。现进行如下操作：
（1）将蜡烛第一次放置在M处，第二次放置在N处，则蜡烛与所成像的位置关系为
　C　。
A.两次都在凸透镜同侧
B.两次都在凸透镜两侧
C.第一次在凸透镜同侧，第二次在凸透镜两侧
D.第一次在凸透镜两侧，第二次在凸透镜同侧
（2）某次实验中将蜡烛放置在P处，光屏上所成的像在Q处，现将蜡烛放置在Q处，光屏上所成的像在 　P　处（选填“N”、“M”、“P”或“Q”）。
（3）小明将遮光板紧贴着凸透镜自上而下插入透镜前，直至挡住其上半部分，在该过程中光屏上所成像的变化情况是 　D　；再将遮光板从图示位置沿凸透镜的主光轴向左平移到烛焰旁，像可能出现的变化是 　B　。
A、像位置改变，像完整
B、像位置不变，像不完整
C、像位置不变，像完整但变小
D、像位置不变，像完整
【答案】主光轴；（1）C；（2）P；（3）D；B。
【分析】将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上并调节它们的中心位于凸透镜的主光轴，使像成在光屏中央；
（1）物距小于1倍焦距，与蜡烛在凸透镜的同侧，物距大于2倍焦距，与蜡烛在凸透镜的两侧；
（2）由光路可逆可知，物距为原来的像距，所成的像距为原来的物距，分析像的位置；
（3）物距不变，像距不变，像的位置不变；将遮光板挡住凸透镜上半部分，不会影响透镜成像；将遮光板挡住烛焰上半部分，所成的像不完整。
【解答】解：将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上并调节它们的中心位于凸透镜的主光轴，使像成在光屏中央；
（1）将蜡烛第一次放置在M处，物距小于1倍焦距，所成的像为正立、放大的虚像，与蜡烛在凸透镜的同侧；第二次放置在N处，物距大于2倍焦距，所成的像为倒立、缩小的实像，与蜡烛在凸透镜的两侧；
故选：C；
（2）某次实验中将蜡烛放置在P处，光屏上所成的像在Q处，由光路可逆可知，将蜡烛放置在Q处，物距为原来的像距，所成的像距为原来的物距，故光屏上所成的像在P处；
（3）将遮光板紧贴着凸透镜自上而下插入透镜前，直至挡住其上半部分，不会影响透镜成像，由于物距不变，像距不变，像的位置不变，则光屏上的像和原来相比，像仍完整但会变暗；
故选：D；
再将遮光板从图示位置沿凸透镜的主光轴向左平移到烛焰旁，遮光板挡住了部分烛焰的光线，由于物距不变，像距不变，像的位置不变，像不完整；
故选：B；
故答案为：主光轴；（1）C；（2）P；（3）D；B。
五、解答题。
19．（2020 丹东一模）请说明近视眼要用凹透镜制成的眼镜来矫正的原因。
【分析】近视眼成因：远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像，就会落在视网膜的前方造成近视眼。近视矫正方法，需佩戴凹透镜。
【解答】答：眼球晶状体的曲度过大，远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像，就会落在视网膜的前方造成近视眼，近视矫正方法，需佩戴凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用，能使像成在视网膜上。第五章 透镜及其应用（原卷版）
知识点1：透镜
1、透镜：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（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：
（1）主光轴：通过两个球面球心的直线。
（2）光心：（O）即薄透镜的中心。性质：通过光心的光线传播方向不改变。
（3）焦点（F）：凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这个点叫焦点。
（4）焦距（f）：焦点到凸透镜光心的距离。
5、透镜的三条特殊光线：
（1）过光心的光线，经透镜折射后传播方向不改变如图所示。
（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如图所示。
（3）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如图所示。
※典型光路。
6、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。
知识点2：生活中的透镜
照相机 投影仪 放大镜
原理 凸透镜成像
u＞2f f＜u＜2f u＜f
像的性质 倒立、缩小的实像 倒立、放大的实像 正立、放大的虚像
光路图
透镜不动时的调整 像偏小：物体靠近相机，暗箱拉长 像偏大：物体远离相机，暗箱缩短 像偏小：物体靠近镜头，投影仪远离屏幕 像偏大：物体远离镜头，投影仪靠近屏幕 像偏小：物体稍微远离透镜，适当调整眼睛位置 像偏大：物体稍微靠近透镜，适当调整眼睛位置
物体不动时的调整 像偏小：相机靠近物体，暗箱拉长 像偏大：相机远离物体，暗箱缩短 像偏小：镜头靠近物体（位置降低），投影仪远离屏幕 像偏大：镜头远离物体（位置提高），投影仪靠近屏幕 像偏小：透镜稍远离物体，适当调整眼睛位置 像偏大：透镜稍靠近物体，适当调整眼睛位置
其他内容 镜头相当于一个凸透镜。 像越小，像中包含的内容越多。 镜头相当于一个凸透镜。 投影片要上下左右颠倒放置。 平面镜的作用：改变光的传播方向，使得射向天花板的光能够在屏幕上成像。
实像和虚像区别
（1）成像原理不同
实像：物体上每一点射出的光线经反射或折射后，光线会聚到一点所成的像。
虚像：物体上每一点射出的光线经反射或折射后，光线散发，但其反方向延长线相交与一点。
（2）承接方式不同
实像：可以用光屏承接，也可以用眼睛观看。
虚像：只能用眼睛观看。
知识点3：凸透镜成像规律
1、凸透镜成像规律实验：实验时点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏中央。若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：①蜡烛在焦点以内；②烛焰在焦点上③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。
2、凸透镜成像规律结论：
成像条件物距（u） 成像的性质 像距（v） 应用
u﹥2f 倒立、缩小的实像 f﹤v﹤2f 照相机（图a）
u=2f 倒立、等大的实像 v=2f 图d
f﹤u﹤2f 倒立、放大的实像 v﹥2f 投影仪（图b）
u=f 不成像 射出的是平行光线
0﹤u﹤f 正立、放大的虚像 v﹥f 放大镜（图c）
2、凸透镜成像规律进一步认识：
（1）u＝f是成实像和虚象，像正、倒立，像物同侧和异侧的分界点。（一倍焦距分虚实）
（2）u＝2f是像放大和缩小的分界点。（二倍焦距分大小）
（3）当像距大于物距时成放大的实像（或虚像）。（像远像大）
（4）当像距小于物距时成倒立缩小的实像。（像近像小）
（4）成实像时：
（5）成虚像时：
当物体从远处向焦点靠近时，像逐渐变大，远离凸透镜。（物近像远像变大）
①当u＞2f，物体比像移动得快
②当f＜u＜2f，物体比像移动得慢
※牢记：虚像，物、像同侧正（放大）；实像，物、像异侧倒（放大或者缩小）！！
知识点4：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）。
（1）眼睛成像原理：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行成倒立，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。
2、近视眼：近视眼是指眼球在调节放松状态下，平行光线（一般认为来自5m以外）经眼球屈光系统后聚焦在视网膜之前，产生远距视物模糊。所以近视眼的远点不在无穷远处，而在某个有限距离处，近视眼的进点也比正常眼近，近视眼的明视距离小于25cm。
（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。
3、远视眼：在完全静止的调节状态下，由远距离（指5米以上）目标投射的光线，集合在视网膜之后。这种反常的屈光状态称为远视眼。远视眼的近点比正常眼远些。远视眼的明视距离大于25cm。
（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。①眼轴过短如小眼球；②眼轴正常而屈光系统的屈光力过弱，如角膜的弧度过平以及屈光指数偏低等。
（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睛，可矫正远视眼的视力。
知识点5：显微镜和望远镜
1、显微镜：显微镜镜筒的两端各有一组透镜，每组透镜的作用都相当于一个凸透镜，靠近眼睛的凸透镜叫做目镜，靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。来自被观察物体的光经过物镜后成一个放大的实像，道理就像投影仪的镜头成像一样；目镜的作用则像一个普通的放大镜，把这个像再放大一次。经过这两次放大作用，我们就可以看到肉眼看不见的小物体了。
2、望远镜：有一种望远镜也是由两组凸透镜组成的。靠近眼睛的凸透镜叫做目镜（相当于照相机），靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜（相当于放大镜）。我们能不能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要。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，视角可以变得很大。
考点1 透镜
【典例1】（2020 宁波模拟）一束会聚光束原来会聚于S点，今在会聚点S点之前放置一个薄凸透镜，如图所示，则（　　）
A．光线经透镜折射后变成发散状，反向延长线相交于一点
B．光线经透镜折射后会聚于透镜与S点之间
C．光线经透镜折射后会聚点距离透镜比S点更远
D．光线经透镜折射后有可能变成平行光线
【典例2】（2019 苏州模拟）截面为正方形、中空部分为椭圆形的玻璃体如图所示。则这个玻璃体（　　）
A．可以看作两块凹透镜 B．可以看作一块凸透镜
C．可以看作两块凸透镜 D．对图示光束具有会聚作用
【典例3】（2021 东平县一模）将矿泉水瓶遗弃野外易引起山火，是因为瓶中的水相当于　 　，可会聚太阳光引燃干草或枯枝。
【典例4】（2021 扬州三模）根据题设要求，完成下列作图．
完成图中的折射光路．
【典例5】（2021 乌鲁木齐模拟）如图所示，请补充光线使光路完整。
考点2 生活中的透镜
【典例6】（2021 喀什市校级模拟）下列光学元件（光学仪器）中，都能成实像的是（　　）
A．平面镜、近视眼镜 B．近视眼镜、远视眼镜
C．放大镜、照相机 D．照相机、投影仪
【典例7】（2020 濮阳模拟）家中防盗门上的“猫眼”能让我们较清晰地看清门外的人或物，“猫眼”由凹透镜和凸透镜组成，如图所示。从室内观察室外的物体时物镜是凹透镜，目镜是凸透镜，物镜所成的像在目镜的一倍焦距以内，请你根据学过的光学知识推测凹透镜所成的像是　 　（选填“倒立”或“正立”）、　 　（选填“放大”或“缩小”）的。你的推测理由是　 　。
【典例8】（2021 桥东区模拟）以下四个事例：①湖中孔桥的“倒影”；②电影屏幕上的画面；③手影；④装满水的游泳池池底看似变浅.其中成虚像的是　 　（填序号），由光的反射形成的是　 　（填序号），如图，一束光斜射向平行玻璃砖，请画出该玻璃砖内部的大致光路。
【典例9】（2021秋 防城港月考）清晨，路边的叶子上有很多晶莹的露珠，透过这些露珠，我们可以清晰地看到叶子的叶脉，这是为什么？
考点3 凸透镜成像规律
【典例10】（2021 沈阳二模）小虎用如图所示装置探究凸透镜成像规律，此时光屏上恰好出现清晰的像。下列说法中正确的是（　　）
A．光屏上成的是倒立、缩小的实像
B．利用此时的成像规律可以制成投影仪
C．生活中利用这种透镜可以矫正近视眼
D．单独将凸透镜左、右移动，光屏上都可以重新成像
【典例11】（2021 苏州校级三模）小明将蜡烛、凸透镜和光屏调到如图所示位置时，在光屏上得到了一个清晰的像，这个像一定是 　 　（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的。若将凸透镜向右移动 　 　cm，屏上即可再次成清晰的像。若在图示位置将蜡烛靠近凸透镜，光屏上的像将会模糊，若在透镜前放置一个焦距合适的 　 　（选填“近视”或“远视”）眼镜，光屏上的像也可以再次清晰。
【典例12】（2021 南城县模拟）小丽同学用焦距为15cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验：
（1）实验前需调节烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度上，比较规范的操作是 　（填选项前的字母）
A．将三者分散排列，然后用目测的方法调节
B．将三者靠拢，然后用目测的方法调节
C．将三者分散排列，用刻度尺分别测量高度进行调节
（2）实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时，在光屏上可得到一个清晰的倒立、　 　的实像，生活中利用这个规律制成的光学仪器是 　 　。
（3）实验过程中，小丽发现当蜡烛成实像时，物距减小，像距与像都 　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。
（4）实验过程中，随着蜡烛的燃烧，可观察到光屏上的像向 　 　（选填“上”或“下”）移动。
（5）通过实验观察可知，在图乙中左边的蜡烛通过凸透镜不可能形成的像是 　 　。（填符号）
（6）当固定透镜位置如图甲，蜡烛由图示位置逐渐向右移动到标尺“25cm”处，通过移动光屏，光屏上始终出现清晰的像，在此次移动过程中，蜡烛和光屏之间的距离变化是（ ）
A．始终增大 B．始终变小 C．先变小后变大 D．先变大后变小E．保持不变。
【典例13】（2021 兴庆区校级一模）在探究“凸透镜成像规律”的实验中。
（1）为了粗测凸透镜的焦距，小红上午上课前，将凸透镜与水平地面平行放置，让太阳光照射到凸透镜上，调节凸透镜到地面的距离，直至地面上出现一个最小的亮点，小红认为此点到光心的距离，就是凸透镜的焦距，小强却说，这个距离不是凸透镜的焦距，其理由是 　 　。
（2）小红改变方案将凸透镜安装在光具座上，用平行光作光源，移动光屏，在光屏上得到一个最小最亮的光斑，如图甲所示，则该凸透镜的焦距为 　 　cm。
（3）如图乙，光屏上呈现清晰的像，此像的性质是倒立、　 　的实像。若将蜡烛和光屏的位置对调，光屏上 　 　（有/没有）烛焰清晰的像，原因是 　 　。
（4）小明做实验时将自己的远视眼镜放在凸透镜前模拟远视眼的矫正，移动光屏直至光屏上出现了蜡烛清晰的像，此时取下眼镜，小明应将蜡烛向 　 　（远离/靠近）凸透镜方向移动，才能再次在光屏上找到蜡烛清晰的像，所成像会 　 　（变大/不变/变小）。
（5）小光将点燃的蜡烛放在某处，发现无论怎样移动光屏，在光屏中心只能看到一个大小不变的圆形光斑，你认为可能出现的原因应该是 　 　。
（6）如图丙所示，保持蜡烛的位置不变，移动透镜至图丙所示刻度线处，则人眼应该在图中 　 　（A/B/C）处且朝着相应方向，才能观察到烛焰的像。
（7）小华更换相关器材后顺利完成实验，根据记录的实验数据得到了如图所示的图像，线段MN为凸透镜成像的像距倒数（1/v）和物距倒数（1/u）的对应关系。根据图像信息可得该小组所用凸透镜的焦距为 　 　cm。实验时，由于实验时间较长，蜡烛变短，烛焰的像在光屏上的位置会向 　 　（上/下）方移动。
考点4 眼睛和眼镜
【典例14】（2021 河池二模）受“新冠肺炎”疫情的影响，许多地区开展了“停课不停学”的网课学习，小王戴着中间薄、边缘厚的眼镜进行网课学习，下列说法正确的是（　　）
A．小王的眼睛是远视眼 B．小王的眼镜是凹透镜
C．小王的视网膜上成的像是放大的 D．小王的视网膜上成的像是虚像
【典例15】（2020 荣县校级一模）现在很多学生由于各种原因，患有近视眼，而许多老人，患有远视眼。参照下面两图，有关近视眼和远视眼的成因与矫正方法，正确的是（　　）
A．甲图反映了近视眼的成因，应配戴凸透镜矫正
B．甲图反映了远视眼的成因，应配戴凹透镜矫正
C．乙图反映了近视眼的成因，应配戴凹透镜矫正
D．乙图反映了远视眼的成因，应配戴凸透镜矫正
【典例16】（2021 崂山区一模）眼球的结构类似于　 　（选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”），把来自外界物体的光会聚在视网膜上形成物体　 　（选填“倒立”或”正立”）的像。
【典例17】（2020 福安市校级模拟）线上学习进行的如火如荼！小明发现上网课上久了看远处的物体看不清楚，请问这是人眼的哪个结构出现问题？对于科学用眼，请你提出一些建议。
考点5 显微镜和望远镜
【典例18】（2021 中江县校级模拟）显微镜的物镜和目镜对观察者所成的像是（　　）
A．物镜成正立、放大的虚像 B．物镜和目镜都成实像
C．物镜和目镜都成虚像 D．目镜成正立、放大的虚像
【典例19】（2020 长沙三模）如图表示一种光学仪器的原理，图中L1是物镜，L2是目镜。这种仪器是　 　（选填“望远镜”或“显微镜”），目镜的作用相当于　 　（选填“放大镜”或“投影仪”）。
【典例20】（2020 沈阳一模）验钞机能检验人民币的真伪。它的原理是利用　 　使荧光物质发光。如图所示为一种光学显微镜，其中目镜和物镜都是由　 　制成的，在光线较弱的情况下，反光镜可以选用　 　（填“平面镜”或“凹面镜”）。
【典例21】（2020 江南区模拟）如图为某望远镜内部部分光路图，物镜是凸透镜，光线a经过物镜的光心，出射光线b与物镜主光轴平行，F为物镜焦点，焦距为500mm。
（1）在图中画出光线a、b经物镜折射前的入射光线。
（2）目镜是 　 　透镜（选填“凹”、“凸”）。
（3）用此望远镜观测月球时，月球经物镜成一个 　 　（选填“倒立”、“正立”） 　 　（选填“放大”、“等大”、“缩小”）的像。
一、选择题。
1．（2020 厦门模拟）将凸透镜正对太阳光，其下方的白纸上呈现一个光斑，如图。这时光斑到凸透镜的距离为20cm。若在凸透镜远离白纸的过程中光斑一直变大，则凸透镜的焦距可能是（　　）
A．15cm B．20cm C．25cm D．30cm
2．（2021 常州模拟）下列有关实像与虚像的说法，正确的是（　　）
A．水中的倒影是光的折射形成的虚像
B．汽车后视镜中的像是光的反射形成的实像
C．人眼视网膜上的像是光的折射形成的正立的实像
D．透过厚的平板玻璃观察到的是光的折射形成的正立的虚像
3．（2021 谷城县校级模拟）如图所示的光现象中，属于生活中使用透镜的实例是（　　）
A．塔在水中形成“倒影” B．屏幕上呈现人的影子
C．放大镜把字“放大” D．笔好像在水面处“折断”
4．（2021 泰安模拟）在观察凸透镜成像的实验中，物体放在凸透镜1倍焦距与2倍焦距之间，当物体逐渐远离凸透镜的过程中，光屏上所成的像将（　　）
A．一直变小 B．一直变大 C．先变大后变小 D．先变小后变大
5．（2021 濠江区一模）下列现象所成的是倒立的像的是（　　）
A．小孔成像 B．平面镜所成的像 C．叉鱼时看到的鱼 D．放大镜
6．（2021 镇平模拟）某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图象，如图所示。下列判断错误的是（ ）
A．当u＝15cm时，在光屏上能得到一个倒立、放大的实像
B．当u＝25cm时，光屏上成缩小的像，照相机就是根据这一原理制成的
C．像距v、物距u和焦距f满足关系：
D．物体从距凸透镜15cm处移动到30cm处的过程中，像逐渐变大
7．（2021 通州区一模）矫正近视和远视眼的隐形眼镜，是一种直接贴在眼睛角膜表面的薄镜片，有凸片和凹片两种。有一种规格的软质隐形眼镜，中心厚度0.05mm。如图所示是某人观察远处物体时，物体在眼球内成像的示意图，则他所患眼病及应配戴的这种隐形眼镜镜片边缘的厚度分别为（　　）
A．近视眼，大于0.05mm B．近视眼，小于0.05mm
C．远视眼，小于0.05mm D．远视眼，大于0.05mm
8．（2021 靖江市模拟）下列关于光现象的说法中正确的是（　　）
A．当人离平面镜较近时，在镜中不能看到自己的全身像，适当远离平面镜后就能在镜中看到自己的全身像
B．如果甲同学从平面镜中能看见乙同学的脚，根据光路可逆，乙同学从平面镜中也一定能看见甲同学的脚
C．注水后的游泳池看起来池底变浅
D．使用显微镜观察植物标本，该物体通过显微镜的物镜形成倒立放大的虚像
9．（2020 伍家岗区模拟）如图所示，关于该望远镜，下列说法正确的是（　　）
A．这个望远镜最终看到的是倒立的像
B．它的物镜相当于放大镜，用来把像放大
C．它的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像
D．它的目镜成实像
二、填空题。
10．（2021 蚌埠二模）小明用两个焦距不同的凸透镜，分别观察同一课本上的文字。当凸透镜到课本的距离相等时，看到如图甲、乙两种不同的像，甲图中凸透镜的焦距为f甲，乙图中凸透镜的焦距为f乙，那么f甲　 　f乙（选填“＜”“＞”或“＝”）。
11．（2021 宜兴市模拟）为测量某凸透镜焦距，小芳先在纸上画一个小于透镜大小的圆环，如图所示，将凸透镜正对太阳光，在其下方距透镜10cm处的白纸上的光斑恰好与圆环重合，这个现象表明凸透镜对光有　 　作用；当将该透镜靠近白纸垂直移动4cm时，此时白纸上的光斑再次与圆环重合，此过程中光斑的大小　 　（选填“先变小后变大”、或“先变大后变小”），通过计算可以得到该凸透镜的焦距为　 　cm。
12．（2019 娄底）娄底高铁站的进站通道采用了人脸识别系统（如图所示），识别系统的摄像机可以自动将镜头前1m处的人脸拍摄成数码照片传递给设备识别。此系统的摄像机的镜头相当于 　 　透镜，它的焦距应 　 　50cm（选填“大于”“等于”或“小于”）。
13．（2019 永年区一模）根据下面光现象的实例回答问题。
（1）四个实例：①雨后见彩虹；②小孔成像；③一叶障目；④平静的水面映出岸上树的“倒影”。其中成实像的是 　 ，由于光的直线传播形成的现象是 　 　。（填序号）
（2）如图所示，小明同学通过玻璃缸看到水中一条鱼在A点，而鱼的实际位置在B点，这是由于光的 　 　形成的 　 　像，小明的眼睛应在小鱼的 　 　（选填“正”或“左下”或“右下”）方。
14．（2021 龙岩模拟）同学们常喝矿泉水，当用手握住装满水的圆柱形矿泉水瓶时，透过瓶子看到瓶后的手指变粗的　　像，将手指远离瓶子一些，将会看到与手指指向相反的　像。（均选填“实”或“虚”）
15．（2021 德州模拟）智能手机有一个功能叫“智慧语音”，它可以通过识别声音实现对手机解锁，该系统主要是根据声音的 　 　（选填“音调”、“音色”或“响度”）这一特征来工作的。用手机扫描二维码时，应使二维码和手机镜头之间的距离 　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）二倍焦距。
16．（2021 莘县二模）有一种治疗近视眼的手术，采用激光对角膜进行处理，使晶状体和角膜构成的透镜对光的偏折能力变 　 　些（选填“强”或“弱”）。小明通过凸透镜观察“美丽莘县”四个字，看到的情形如图所示，字到透镜的距离 　 　此透镜的焦距（选填“大于”或“小于”）。
三、作图题。
17．（2021 南充模拟）如图所示，一束太阳光垂直射向与水平方向夹角为45°的平面镜，画出光线经平面镜反射后的反射光线，再经水平放置的凹透镜折射后的折射光线。
四、实验探究题。
18．（2021 淮安三模）小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上并调节它们的中心位于凸透镜的 　 　，如图所示。现进行如下操作：
（1）将蜡烛第一次放置在M处，第二次放置在N处，则蜡烛与所成像的位置关系为　 。
A.两次都在凸透镜同侧
B.两次都在凸透镜两侧
C.第一次在凸透镜同侧，第二次在凸透镜两侧
D.第一次在凸透镜两侧，第二次在凸透镜同侧
（2）某次实验中将蜡烛放置在P处，光屏上所成的像在Q处，现将蜡烛放置在Q处，光屏上所成的像在 　 　处（选填“N”、“M”、“P”或“Q”）。
（3）小明将遮光板紧贴着凸透镜自上而下插入透镜前，直至挡住其上半部分，在该过程中光屏上所成像的变化情况是 　 　；再将遮光板从图示位置沿凸透镜的主光轴向左平移到烛焰旁，像可能出现的变化是 　 　。
A、像位置改变，像完整
B、像位置不变，像不完整
C、像位置不变，像完整但变小
D、像位置不变，像完整
五、解答题。
19．（2020 丹东一模）请说明近视眼要用凹透镜制成的眼镜来矫正的原因。

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