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专题07 透镜及其应用
一、透镜 透镜分类（1）分类：按照形状可以分为凸透镜和凹透镜。 （2）定义：中间厚边缘薄的是凸透镜，中间薄边缘厚的是凹透镜。 注意：判断一个透镜是凸透镜还是凹透镜，要根据中间与边缘的厚度来确定，而不能根据透镜表面的凸凹来判断。透镜对光的作用（1）透镜对光的作用：①凸透镜对光有会聚作用，凸透镜又叫会聚透镜；②凹透镜对光有发散作用，凹透镜又叫发散透镜。 （2）光心：主光轴上有个特殊点，通过它的光线传播方向不变，这个点叫做透镜的光心。 说明：①凸透镜对光线有会聚作用并不一定会聚到一点，而是指光线通过凸透镜折射后，折射光线比入射光线方向更靠近主光轴的方向偏折，即有一种向主光轴靠拢的趋势；②凹透镜对光线的发散作用指的是折射光线相对于对应的入射光线而言散得更开，即有一种远离主光轴的趋势。
二、凸透镜成像规律 三、眼睛和眼镜 眼睛（1）视物原理：人眼球好比一架照相机，晶状体和角膜相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏，物体在上面成倒立缩小的实像。 （2）眼睛的调节：当睫状肌放松时，晶状体比较薄，眼睛可以看清远处的物体；当睫状肌收缩时，晶状体变厚，对光的偏折能力变强，可以看清近处的物体。 （3）近点和远点：依靠眼睛调节所能看到的最近和最远的两个极限点分别叫近点和远点。正常眼睛的观察距离大约是10 cm至无限远，最佳的明视距离为25cm.近视眼和远视眼（1）近视眼成因及矫正：近视眼看不清远处物体，是因为晶状体太厚，折光能力太强，像成在视网膜的前面，应佩戴凹透镜矫正。 （2）远视眼成因及矫正：远视眼看不清近处的物体.形成远视眼的原因是晶状体太薄，折光能力太弱，或者眼球在前后方向上太短，因此来自近处某点的光会聚在视网膜后，需要用凸透镜矫正。 注意：远视眼镜的度数为正数，近视眼镜的度数为负数。
四、透镜的应用 照相机（1）结构：其镜头相当于一个凸透镜，胶卷相当于光屏。 （2）成像特点：相对于物体来说，像是倒立、缩小的实像。投影仪（1）结构：镜头相当于一个凸透镜，平面镜是用来改变光的传播方向的。 （2）成像特点：相对于物体来说，像是倒立、放大的实像。放大镜（1）原理：实质是一个短焦距的凸透镜。 （2）成像特点：相对于物体来说，像是正立、放大的虚像。显微镜（1）结构：镜筒的两端各有一组透镜，每一组的作用都相当于一个凸透镜，靠近眼睛的叫目镜，靠近被观察物体的叫物镜。 （2）成像特点：显微镜的物镜相当于一个投影仪的镜头，成倒立、放大的实像，显微镜的目镜相当于一个放大镜，成正立、放大的虚像。望远镜（1）结构：望远镜的物镜相当于一个照相机的镜头，成倒立、缩小的实像，望远镜的目镜相当于一个放大镜，成正立、放大的虚像。 （2）视角：物体的两端到人眼处所夹的角叫视角。物体越大，物体与人眼的距离越近，其视角就越大。
五、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
1．辨别凸透镜和凹透镜的方法 （1）触摸法（定义法）：用手摸。凸透镜：中间厚两边薄；凹透镜：中间薄两边厚。 （2）成像法：放在书上的字上。放大是凸透镜，缩小是凹透镜。 （3）太阳聚焦法：把透镜放在阳光下，再放一张白纸在透镜下，若能在纸上找到一个很亮的点（焦点）即为凸透镜，否则为凹透镜。 2．凸透镜成实像时的动态规律 3．凸透镜成像规律的应用 （1）用照相机照相时，要使胶片上的像大一些，应使被照物体离镜头近一些，同时使胶片离镜头远一些，即镜头前伸。（成实像：物近像远像变大） （2）使用投影仪时，要使屏幕上的像小一些，应使投影片离镜头远一些，同时屏幕离镜头近一些。（成实像：物远像近像变小） （3）使用放大镜观察物体时，要想让被观察物体大一些，应使被观察物体离放大镜稍远一些。（成虚像：物远像远像变大） 4．远视眼和近视眼的成像特点及矫正方法比较 5．区别显微镜和望远镜的目镜和物镜： 说明：显微镜和望远镜的目镜都相当于放大镜，但物镜的作用不同。显微镜的物镜相当于投影仪的镜头，望远镜的物镜相当于照相机的镜头。
模型1 区分凸透镜和凹透镜
（2022 贺州）如图所示的四个透镜，属于凸透镜的有 　 　，属于凹透镜的有 　 　（两空均填编号）。
【答案】②③；①④。
【分析】根据凸透镜和凹透镜定义进行判断：中间比边缘厚的透镜是凸透镜；中间比边缘薄的透镜是凹透镜。
【解答】解：如图，②③透镜中间比边缘厚是凸透镜；①④透镜中间比边缘薄是凹透镜。
名师点拨：判断透镜是凸透镜还是凹透镜有多种方法：还有根据定义判断、根据成像情况进行判断、根据对光线的作用进行判断。
【变式练1】在一千七百多年前，我国古人已能“削冰向日取火”，即用冰磨成一种冰镜，让太阳光透过它点燃柴草取火，这种冰镜应为（　　）
A．凹透镜 B．凸透镜 C．平面镜 D．玻璃板
【答案】B
【解答】解：由题知，太阳光能透过冰镜，所以该冰镜为透镜；利用该透镜可以取火是因为它可以使光线会聚，而凸透镜可以使光线会聚，故这种冰镜应为凸透镜。故选：B。
【点评】此题考查了对凸透镜和凹透镜的光学特性的了解，属于基础知识的考查。
【变式练2】如图中画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中凸透镜是（　　）
A．a B．b、d C．c D．a、c
【答案】C
【解答】解：从四束光线通过透镜的情形可知，a、b、d的折射光线相对于入射光线是发散的，所以都是凹透镜；只有c，折射光线相对于入射光线是会聚的，是凸透镜。
故选：C。
【点评】在知道凸透镜和凹透镜光学性质的前提下，明确经过透镜折射后，光线变得发散了还是会聚了是解决此题的关键。
【变式练3】（2022 桂林）在如图所示的光学元件中，属于凸透镜的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【分析】中间比边缘厚的透镜为凸透镜；中间比边缘薄的透镜为凹透镜。
【解答】解：AB、中间薄、边缘厚的透镜是凹透镜，故AB错误；C、该透镜中间厚、边缘薄，为凸透镜，故C正确；D、该元件厚度相同，不是凸透镜，也不是凹透镜，故D错误。
【点评】本题考查了凸透镜和凹透镜的辨别方法，属于基础题。
模型2 透镜对光的作用
（2023 襄阳）西汉时期的《淮南万毕术》中，记载有“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”其中“削冰令圆”是把冰削成 　 　透镜；“以艾承其影”是把“艾”（易燃物）放在透镜的 　 　上。
【答案】凸；焦点。
【分析】凸透镜中间比边缘厚，对光线有会聚作用；平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜后会聚在主光轴上的一点，该点叫焦点。
【解答】解：削冰令圆”是把冰削成凸透镜；“以艾承其影”是把“艾”（易燃物）放在透镜的焦点上，凸透镜对光线有会聚作用，会将艾点燃。
名师点拨：本题考查了凸透镜对光线的会聚作用，属于基础知识。　
【变式练1】（2022 长沙）我国出土的文物“水晶饼”为中部鼓起的透明圆饼，古籍记载“正午向日，以艾承之，即火燃”。关于“水晶饼”利用太阳光生火，下列说法正确的是（　　）
A．这是光的反射现象
B．这是光的色散现象
C．“水晶饼”对光有会聚作用
D．“水晶饼”对光有发散作用
【答案】C
【分析】中间厚、边缘薄的透镜为凸透镜；凸透镜使太阳光发生折射，对光线有会聚作用。
【解答】解：“水晶饼”中间厚、边缘薄，属于凸透镜，凸透镜使太阳光发生折射，对光线有会聚作用，故ABD错误、C正确。
【点评】本题考查凸透镜的特点和作用，属于基础题。难度不大。
【变式练2】（2023 重庆）根据画出的光线，在图中虚线框内画出一个适当的透镜。
【答案】如图所示
【分析】知道凸透镜有会聚光线的作用，凹透镜有发散光线的作用。根据入射光和折射光的方向，判断光线被会聚了还是发散了：若光线被会聚则填凸透镜，若光线被发散则填凹透镜。
【解答】解：两条平行光线，经图示透镜折射后，变得发散，因此该透镜对光线有发散作用，为凹透镜；折射光线的反向延长线的交点为凹透镜的焦点F。
【点评】在分析会聚、发散现象时，需要将折射光线与入射光线的传播方向进行比较。若比原来靠近主光轴则为会聚作用；若比原来远离主光轴，则为发散作用。
【变式练3】（2022 甘肃）烈日下，汽车玻璃窗上的小水珠应尽快擦干，这是由于小水珠相当于一个 　 　（选填“凸透镜”或“凹透镜”），对太阳光有 　 　（选填“会聚”或“发散”）作用，可能使车内某处温度升高而导致火灾。
【答案】凸透镜；会聚。
【分析】水滴的形状是中间厚边缘薄的，所以可以看做是凸透镜，而凸透镜对光线有会聚的作用，据此解答。
【解答】解：在阳光下的水滴相当于一个小的凸透镜，凸透镜对光线有会聚的作用，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伤害汽车的外表，甚至导致火灾。
【点评】此题考查了凸透镜对光线有会聚作用，难度不大，属于基础知识。　
模型3 透镜的三条特殊光线
下图中各图分别表示经过透镜后的光路图，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【答案】凸透镜三条特殊光线：①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。
凹透镜三条特殊光线：①延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴。②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。③过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。
【解答】解：A、过焦点的光线经凸透镜折射后，平行于主光轴，故A正确；
B、入射光线平行于主光轴，经过凸透镜折射后，折射光线应该过焦点。故B错误；
C、平行于主光轴的入射光线经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过焦点。故C错误；
D、凹透镜对光线有发散作用，而图中的凹透镜第一次折射，对光线起了会聚作用，故D错误。
名师点拨：本题考查了凸透镜、凹透镜的三条特殊光线，以及对光线的作用，属于基础题目。
【变式练1】关于透镜，下列说法正确的是（　　）
A．凹透镜的中央厚，边缘薄
B．凸透镜有焦点，凹透镜没有焦点
C．凸透镜成的像都是实像
D．平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚于焦点
【答案】D
【解答】解：A、凹透镜是中间薄边缘厚的透镜，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、物距小于焦距即u＜f，成正立、放大的虚像；物体在凸透镜的焦点上即u＝f时，不成实像也不成虚像，故C错误；D、凸透镜的特殊光线：平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚于焦点，故D正确；故选：D。
【点评】此题考查凹透镜定义、凸透镜凹透镜的焦点、凸透镜的特殊光线、凸透镜成像规律，分清物距与像距的变化情况，记牢像的特点即可解答。
【变式练2】如图，F是透镜的焦点，其中正确的光路图是（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【解答】解：A、过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变，故A错误。B、入射光线平行于主光轴，经过凸透镜折射后，折射光线应该过焦点，故B错误。C、平行于主光轴的入射光线经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过焦点，故C正确。D、凹透镜对光线有发散作用，即折射光线更偏离主光轴，而图中的凹透镜对光线起了会聚作用，故D错误。
【变式练3】如图所示，从P点发出的三条特殊光线经过凸透镜后会聚于P'点，现有一条光线也从P点发出，经过凸透镜后的传播路径，在下列的四种表示中，正确的是（　　）
A．B． C．D．
【答案】A
【解答】解：由题知，P′是P点经凸透镜所成的实像，那么由P点发出的光经凸透镜折射后一定过像点P'，故A正确、BCD错误。
【点评】解答本题的关键是知道从物点P发出的任一条光线经凸透镜折射后都会经过像点P′。
模型4 透镜作图
（2023 兰州）请画出光源S发出的两束光通过凸透镜后的折射光线。
【答案】如图所示
【分析】根据入射光线的特点，利用凸透镜的三条特殊光线作图。
【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。
名师点拨：凸透镜的特殊光线：过光心的光线其传播方向不变；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点；过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴。
【变式练1】（2023 威海）从光源A点发出的一束光其传播径迹如图所示，请再画出从A点发出的另一束光的传播径迹，以此来确定A的像点并标为A′。
【答案】如图所示
【分析】凸透镜三条特殊光线：过光心不改变方向；平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后会聚在焦点；过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴。据此分析。
【解答】解：由图可知，从光源A点发出的一束光，过凸透镜焦点，经凸透镜折射后平行于主光轴，可分别做出另外两条特殊光线：过光心不改变方向；平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后会聚在焦点；两条光线经凸透镜的折射光线分别与第一条光线相交，交点为A的像。
【点评】本题考查了凸透镜特殊光线的应用，属于基础知识。
【变式练2】（2023 邵阳）请将如图所示的光路补充完整。
【答案】如图所示
【分析】在作凸透镜、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：过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。
【点评】凸透镜的三条特殊光线：①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。
【变式练3】（2023 恩施州）如图所示，一束光经平面镜反射后，平行凹透镜的主光轴射向透镜，请画出平面镜和经过凹透镜后的折射光线。
【答案】如图所示
【分析】（1）根据光反射定律知，反射角等于入射角，故反射光线与入射光线的夹角的平分线是法线的位置，再过入射点作出法线的垂线，就是平面镜所在的位置。
（2）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：（1）做出反射挂光线与入射光线夹角的角平分线，即法线，然后做法线的垂线，便是镜面的位置。（2）入射光线平行于主光轴，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。
【点评】本题考查了光的反射定律作图和凹透镜的特殊光线，作图一定要规范仔细，尺规作图，法线要用虚线表示，垂线要标出直角符号等。
模型5 凸透镜成像的规律及其应用
（2023 赤峰）如图所示，通过焦距为10cm的凸透镜观察窗外远处的风景，看到的是（　　）
A．正立放大的虚像 B．倒立放大的实像
C．倒立缩小的实像 D．倒立缩小的虚像
【答案】C
【分析】用凸透镜看远处的物体，物体在凸透镜的二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像，会聚成倒立缩小的实像的光线继续沿直线传播，进入人的眼睛，我们会看到倒立、缩小的实像。
【解答】解：拿着一个焦距为10cm的凸透镜，观察窗外远处的景物，景物到透镜的距离远远大于凸透镜的二倍焦距，成倒立、缩小的实像，所以看到的是景物的倒立、缩小的实像，故C正确，ABD错误。
名师点拨：物体在凸透镜的二倍焦距以外，成倒立缩小的实像，如果没有光屏承接，从侧面我们看不到像，但是一定存在，会聚成实像的光线继续沿直线传播，进入人的眼睛。
【变式练1】（2023 黄冈）如图是超市安装的一种刷脸自助储物柜。某顾客站在屏幕前50cm处，按下“存”按钮，屏幕上方的摄像头启动，出现人脸缩小的像，柜门打开。下列说法正确的是（　　）
A．该摄像头相当于一个凹透镜
B．该摄像头对光线具有发散作用
C．该摄像头的焦距可能是0.20m
D．该摄像头成像原理是光的反射
【答案】C
【分析】摄像头是一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，当物体在透镜的2倍焦距之外时，物体经透镜能成倒立、缩小的实像。
【解答】解：摄像头的镜头是一个凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用，摄像头成像原理是光的折射；某顾客站在屏幕前50cm处，在摄像头二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像，此时u＝50.0cm＞2f，则f＜25cm＝0.25m，所以该摄像头的焦距可能是0.20m，故C正确、ABD错误。
【点评】本题考查了凸透镜成像规律的应用，要求学生会用学过的知识分析日常生活中的相关现象，平时多注意观察，将知识活学活用。
【变式练2】把一个物体放在凸透镜前，物距＝15cm，通过透镜成倒立放大的像，图中哪一幅图可能是平行于主光轴的光线通过该透镜的光路图（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解答】解：设物距为u、焦距为f，由题知u＝15cm，因为物体在透镜另一侧的光屏上成一个清晰倒立、放大的像，所以由凸透镜成像的规律可得f＜u＜2f，即f＜15cm＜2f，可得：7.5cm＜f＜15cm。因平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，可见，只有C选项的光路图可能是平行于主光轴的光线通过该透镜的光路图。故选：C。
【点评】本题考查了凸透镜成像的规律，确定凸透镜的焦距范围是关键。
【变式练3】张老师从实验室中拿出一个凸透镜，用它不能解决的问题是（　　）
A．把天上的星星放大 B．把文字放大
C．把文字缩小 D．让一张干纸片着火
【答案】A
【解答】解：A、天上的星星一定处于凸透镜的2倍焦距以外，所以此时通过凸透镜只能成一个倒立缩小的实像，故不可能将天上的星星放大，故该选项符合题意；B、当将字放到凸透镜的1倍焦距以内时，此时看到的就是一个正立放大的虚像；故该选项不符合题意；C、当将字放到凸透镜的2倍焦距以外时，此时看到的就是一个倒立、缩小的实像；故该选项不符合题意；D、由于凸透镜对光线有会聚的作用，所以它可以让一张干纸片着火，故不符合题意。故选：A。
【点评】知道凸透镜对光线的作用和其成像规律是解决该题的关键。
模型6 照相机、投影仪和放大镜
（2023 眉山）班主任用照相机拍摄初三毕业照，在相机底片上成 　 　（选填“放大”或“缩小”）的实像；若两个同学的像出现在照相机取景框外，要拍摄所有同学完整的像，照相机应 　 　（选填“远离”或“靠近”）同学们，同时将镜头向后缩。
【答案】缩小；远离
【分析】当物距大于2f时，成倒立、缩小的实像，像距处于f和2f之间，应用是照相机；凸透镜成实像时，物远像近像变小。
【解答】解：照相机成的是倒立、缩小的实像；若两个同学的像出现在照相机取景框外，说明所照的像大了，应该让像变小一些，则摄影师要使照相机远离同学，增大物距，同时应减小像距才可以在底片上得到清晰的像。
名师点拨：本题考查了凸透镜成像规律及其应用，属于基础题。
【变式练1】物体AB通过凸透镜成像如图所示，利用这一成像规律制造的光学仪器是（　　）
A．照相机 B．放大镜 C．幻灯机 D．潜望镜
【答案】B
【解析】从图可知，此时物距小于焦距，即U＜f，并且此时所成的像为正立、放大的虚像，所以根据此规律可以制成放大镜。故选：B。
【点评】本题考查的知识范围是凸透镜成像，对投影仪、照相机、放大镜所成的像都要有所了解。
【变式练2】如图所示是某超市的支付设备“刷脸机”，下列说法正确的是（　　）
A．“刷脸机”的成像原理与投影仪的工作原理相同
B．经“刷脸机”的镜头成的是正立、缩小的实像
C．“刷脸”时顾客要位于摄像头的二倍焦距以外
D．要使屏幕上自己的像变大，需要远离摄像头
【答案】C
【解析】ABC、摄像头的工作原理与照相机相同，“刷脸”时，人要在凸透镜的二倍焦距之外，成的是倒立、缩小的实像，故AB错误、C正确；D、要使屏幕上自己的像变大，需要减小物距，增大像距，即要靠近“刷脸”机镜头，故D错误。
【点评】此题考查了凸透镜成像规律的应用，关键要明确凸透镜成实像时，物近像远像变大的规律。
【变式练3】（2023 日照）某兴趣小组开展“创新服务生活，科技改变未来”的科技创新活动，模拟制作一款“智能”行驶玩具车。该玩具车利用车载传感器（摄像头、雷达）采集生成道路特征数据，完成“自动”驾驶。作为传感器之一的摄像头，下列说法正确的是（　　）
A．摄像头的镜头是凹透镜
B．遇障碍物时，要想生成更大的像，镜头应该向前伸
C．摄像头成的像是正立的虚像
D．成像时障碍物位于镜头的两倍焦距以内
【答案】B
【分析】凸透镜的成像规律及应用：u＞2f，成倒立缩小的实像，应用是照相机，凸透镜成实像时，物近像远像变大。
【解答】解：摄像头的镜头相当于一个凸透镜，其成像原理是障碍物位于镜头的两倍焦距以外，成倒立、缩小的实像；根据凸透镜成实像时，物近像远像变大的原则，遇障碍物时，要想生成更大的像，应将减小物距，则用将镜头向前伸。据此分析可知B正确，ACD错误。
【点评】本题考查了凸透镜成像规律的应用，难易程度适中。
【变式练4】（2023 雅安）如图是爱动手的小雅利用手机和透镜自制的简易投影仪，它能将手机上的画面放大投影到墙壁上。下列说法正确的是（　　）
A．制作简易投影仪的镜头是凹透镜
B．投影仪所成的像是正立、放大的虚像
C．透镜到墙壁的距离应大于透镜的二倍焦距
D．手机应放置在透镜的一倍焦距内
【答案】C
【分析】投影仪的镜头是凸透镜，其成像原理为：当物距大于焦距、小于二倍焦距时，凸透镜成倒立、放大的实像；当物距小于焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像。
【解答】解：A、要有墙上成实像，所以，制作简易投影仪的镜头是凸透镜，故A错误；
B、由投影仪的成像特点可知，墙上呈现的是手机画面的倒立、放大的实像，故B错误；
CD、根据投影仪的成像原理可知，物距应大于焦距、小于二倍焦距，像距应大于透镜的二倍焦距，故C正确，D错误。
【点评】本题以自制简易投影仪为例，考查了凸透镜成像规律的应用，要熟知其成像的特点与规律，并会分析其物距和像距的关系。
模型7 近视眼、远视眼及其矫正
（2023 仙桃）如图是近视眼及其矫正的光路图，下列说法不正确的是（　　）
A．近视眼的成像原理和小孔成像的原理相同
B．近视眼看远处的物体，像成于视网膜前
C．近视眼用凹透镜矫正
D．为预防近视，读写时眼睛与书本的距离应保持在25cm左右
【答案】A
【分析】（1）根据眼睛的视物原理做出判断；
（2）近视眼只能看清近处的物体，看不清远处的物体，其成因是晶状体太厚，折光能力太强，来自远处点的光会聚在视网膜前；
（3）近视眼可通过凹透镜对光线的发散作用进行纠正；
（4）正常人眼的明视距离是25厘米。
【解答】解：A、近视眼的成像原理是光的折射，小孔成像的原理是光的直线传播，原理不同，故A错误；BC、近视眼是因为晶状体太厚折光能力太强，或者眼球前后半径太长，使远处物体的像落在视网膜前，看不清远处的物体，需要配戴凹透镜进行矫正，故BC正确；D、正常人眼的明视距离是25厘米，为预防近视，读写时眼睛与书本的距离应保持在25cm左右，故D正确。故选：A。
名师点拨：本题围绕生活中的眼睛与眼镜，考查了对人眼的视物原理、近视眼的认识、视力的矫正等知识，有一定综合性，但难度不大。
【变式练1】（2023 牡丹江）关于近视眼的成因及矫正，说法正确的是（　　）
A．晶状体太厚，折光能力太弱，像成在视网膜的后方
B．晶状体太薄，折光能力太强，像成在视网膜的前方
C．戴凸透镜制成的眼镜矫正
D．戴凹透镜制成的眼镜矫正
【答案】D
【分析】①近视眼只能将近处的物体成像在视网膜上，而将远处的物体成像在视网膜前；远视眼只能将远处的物体成像在视网膜上，而将近处的物体成像在视网膜后；
②凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。
【解答】解：近视眼的形成原因是晶状体变厚，折光能力变强，像成在视网膜的前方，可用发散作用的凹透镜矫正，使光线会聚能力减弱，能使像成在视网膜上，能看清远处的物体，故ABC错误，D正确。
【点评】本题考查了近视眼和远视眼的成因和矫正方法，本题与学生的实际生活联系密切，能够体现从物理走向生活的理念。
【变式练2】如图，来自物点A的光线经过眼睛的晶状体成像在视网膜后面的B点，则（ ）
A．这是近视眼
B．与正常眼睛相比晶状体太厚了
C．戴一个合适的凸透镜制成的眼镜可以矫正
D．看书时近一些可以看清楚
【答案】C
【解答】解：由图知，来自A点的光线经过眼睛的晶状体成像在视网膜的后面，说明该眼睛是远视眼（即该眼睛存在的缺陷是远视），与正常眼睛相比晶状体太薄了；要使像成至视网膜，即减小像距，或配戴一个合适的凸透镜制成的眼镜（凸透镜对光线有会聚作用，可使光线提前会聚），都可以使像成到视网膜上。故C正确。　
【变式练3】（2022 遂宁）小陈发现爷爷看书报时将书报拿得很远，根据所学知识想到人的眼睛与 　 　（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像原理相同，爷爷眼睛的问题是因为晶状体太薄造成的 　 　（选填“近”或“远”）视眼。于是他建议父母带爷爷到眼镜店选配一副由　 　透镜制成的老花镜。
【答案】照相机；远；凸。
【分析】（1）当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，其应用是照相机；
（2）由于晶状体太薄，其折光能力太弱，或眼球的前后方向太短，使得像成在视网膜的后方，这就是远视眼的成因；
而后据凸透镜和凹透镜对光线的作用分析，即可判断用哪种透镜来矫正。
【解答】解：人的眼睛是通过调节晶状体的弯曲程度，从而改变晶状体的焦距来获得清晰的、倒立、缩小的实像，与照相机的成像原理相同，由题意可知，爷爷眼睛的问题是因为晶状体太薄，此时像成在视网膜的后方，所以爷爷的眼睛是远视眼；若想通过佩戴眼镜来矫正，即应使像成在视网膜上，需要让原来的光线会聚一些，由于凸透镜对光线有会聚的作用，故用凸透镜制成的眼镜来矫正远视眼。
模型8 虚像和实像
（2022 杭州）下列所成的像为实像的是（　　）
A．人在平面镜中成的像
B．山在水中的倒影
C．邮票经放大镜成的正立放大的像
D．太阳经过小孔在地面上成的圆形光斑
【答案】D
【分析】实像和虚像的区别、不同点：（1）成因不同，实像是由实际光线会聚而成的，而虚像是由实际光线的反向延长线会聚而成的；（2）像的正倒不一样，实像一般是倒立的，而虚像是正立的。
【解答】解：A．人在平面镜中成的像是由光的反射形成的虚像，故A错误；
B．山在水中的倒影属于平面镜成像现象，是由光的反射形成的虚像，故B错误；
C．邮票经放大镜成的像属于凸透镜成像现象，是由光的折射形成的虚像，故C错误；
D．太阳经过小孔在地面上成的圆形光斑，是光的直线传播形成的实像，故D正确。
故选：D。
名师点拨：本题考查学生对光的折射与其它光现象的区分、实像和虚像的区分，熟悉三种光学现象是解题的关键，是一道基础题。
【变式练1】（2023 湖北）下列光学现象中，所成的像是实像的是（　　）
A．平面镜成像 B．小孔成像
C．海市蜃楼 D．用放大镜看书
【答案】B
【分析】实像是实际光线会聚而成的，所以能成在光屏上，而虚像不是实际光线会聚而成的，所以不能成在光屏上。
【解答】解：A、平面镜成像不是实际光线会聚成的，而是实际光线的反向延长线会聚成的虚像，故A错误；B、小孔成像是实际光线会聚成的实像，故B正确；C、沙漠中的海市蜃楼是光的折射形成的虚像，故C错误；D、放大镜成像是正立放大的虚像，故D错误。
【点评】此题主要考查了有关实像和虚像的区别，首先要理解实像和虚像的形成原因，同时也要掌握各种成实像和虚像的情况，注意虚像是真实存在的。
【变式练2】（2023 鄂州）如图所示，通过手表表盘上光滑透明凸起部分，能清楚地看到日期信息，光滑透明凸起部分相当于 　 　镜，观看到的是日期数字的 　 　（选填“实”或“虚”）像。手表的背面打磨得非常平整光滑，能清楚地照出人眼的像，此像的大小与人眼相比　　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】凸透；虚；不变。
【分析】根据透镜中间和边缘的厚薄判断是凸透镜还是凹透镜；u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜；平面镜成等大的虚像。
【解答】解：透明凸起的部分中间比边缘厚是凸透镜，其作用相当于一个放大镜，手表数字在凸透镜的一倍焦距以内，则成正立、放大的虚像；手表的背面打磨得非常光滑，能清晰地照出人眼的像，相当于平面镜成像，所成的像与人眼大小相同。
【变式练3】（2022 新疆）新疆天池的风景在晓宁同学的视网膜上成的像是（　　）
A．放大的实像 B．缩小的实像 C．放大的虚像 D．缩小的虚像
【答案】B
【分析】人眼相当于一部微型照相机，视网膜上所成的是倒立、缩小的实像。
【解答】解：人眼的晶状体相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏。人观察物体时，物距往往要远大于2倍焦距，因此新疆天池的风景在视网膜上成倒立、缩小的实像。故选：B。
【点评】弄清眼睛的视物原理，并熟记凸透镜的成像规律，是解答此类问题的关键。
【变式练4】下列说法正确的是（　　）
A．虚像都是正立的，实像既有正立的也有倒立的
B．用相机拍照时，在底片上的是正立缩小的实像
C．凸透镜对光线有会聚作用，任何光束经过凸透镜后都会会聚相交
D．日环食产生的原因是光沿直线传播，海市蜃楼产生的原因是光的折射
【答案】D
【解答】解：A、凸透镜所成的实像都是倒立的，虚像都是正立的；平面镜所成的虚像都是正立的，由此可知，虚像都是正立的，实像都是倒立的，故A错误；B、用相机拍照时，物距大于二倍焦距，在底片上的是倒立、缩小的实像，故B错误；C、凸透镜对光线有会聚作用，折射光线相对于入射光线是会聚的，但光束经过凸透镜后不一定会相交，故C错误；
D、日环食是由光的直线传播形成的；海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象，是由于光在密度不均匀的物质中传播时，发生折射而引起的；公路沙石受太阳炙烤，表面的气温迅速升高，下热上冷，上层空气密度高，下层空气密度低。当太阳光从密度高的空气层进入密度低的空气层时，光的传播方向发生了改变，经过光的折射，就发生了海市蜃楼现象，故D正确。故选：D。
【点评】本题考查了实像和虚像的特点、凸透镜成像规律的应用、光的直线传播和光的折射现象，属于光学综合题。

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