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第五章
透镜及其应用
第一部分
教材梳理
课程
标准 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.
课标解读
与命题规律 1.《课程标准》要求学生通过自己的实验探究学习透镜成像规律，同时要知道这个规律，并了解这个规律在实际中的应用.
2.预计2025年考查题型以作图题及实验题为主，占4～8分.考查重点是凸透镜和凹透镜三条特殊光线的作图、凸透镜成像规律的探究及近视眼与远视眼的矫正.
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
C
2.(2024 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
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
3.(2023 广州)如图，凸透镜的光心在 0 cm 处，物体 MN 上 M
发出的光线 b 经过光心，M 发出的光线 c 经过凸透镜后的光线平
行于主光轴.
(1)画出 b 经过光心后的光线.
(2)该凸透镜的焦距为__________cm；MN 经凸透镜成的像相
对于 MN 是__________( 选填“放大”“缩小”或“等大”) 、
__________(选填“正立”或“倒立”)的像.
答案：(1)如图所示： (2)10 缩小 倒立
透镜 凸透镜 凹透镜
特点 中间________，边缘
________ 中间________，边缘
________
对光的作用 ________ ________
考点 1 透镜
透镜分为________镜和________镜两种.
凸透
凹透
厚
薄
薄
厚
会聚
发散
透镜 凸透镜 凹透镜
三种
特殊
光线 平行于凸透镜主光轴射入的光线， 通过凸透镜后经过另一边的焦点
__________________ 平行于凹透镜主光轴射入的光线，通过凹透镜后反向延长线经过焦点
__________________
经过凸透镜焦点的光线，通过凸透镜后平行于主光轴射出
_________________ 射向凹透镜另一边焦点的光线，通过凹透镜后平行于主光轴射出
__________________
经过透镜光心的光线，通过透镜后传播方向不发生改变
_______________________________
考点 2 凸透镜成像规律
同一高度
中央
1.实验过程要注意的地方：实验时要调节烛焰、凸透镜、光屏
的中心大致在________________ ，这样才能使烛焰成像在光屏
________.
2.凸透镜成像规律：
物距 像的性质 像距 应用实例
u>2f 倒立、缩小的实像 fu＝2f ______________________ v＝2f 测焦距
f2f 投影仪、_________
u＝f ______________________ — —
uu _______________
照相机
倒立、等大的实像
倒立、放大的实像
幻灯机
不能成像
正立、放大的虚像
放大镜
3.对凸透镜成像规律的进一步认识：
(1)u＝________是成实像和虚像、正立像和倒立像的分界点.
(2)u＝________是像放大与缩小的分界点.
(3)所成的实像都是________立的，所成的虚像都是________
立、放大的.
f
2f
倒
正
大
(4)成实像时：物近则像远(物距变小则像距变________)，物远
则像近(物距变大则像距变________)，像远则像大(当像距变大时，
所成的像变________).
小
大
4.凸透镜的其他应用.
(1)显微镜.
实
实
投影仪
放大
原理：先通过物镜使物体成放大的________像，然后再用目
镜把这个________像再一次放大，就能看清很微小的物体了.其物
镜成像原理跟__________的镜头一样，目镜相当于________镜.
(2)望远镜(开普勒望远镜).
实
实
照相机
原理：先通过物镜使物体成缩小的________像，然后再用目
镜把________像放大，就能看清远处的物体了.其物镜成像原理跟
_________的镜头一样，目镜相当于________镜.
放大
考点 3 眼睛和眼镜
凸
光屏
倒
缩小
1.眼球像一架照相机 . 晶状体和角膜的共同作用相当于
________透镜，视网膜相当于________，来自物体的光会聚在视
网膜上， 形成________立、 ________的实像.
厚
强
2.近视眼的成因及矫正：晶状体太______，折光能力太_____，
成像在视网膜________.矫正近视眼应戴________透镜.
3. 远视眼的成因及矫正：晶状体太________ ，折光能力太
________，成像在视网膜________.矫正远视眼应戴________透镜.
老花眼镜就是________透镜.
前
凹
薄
弱
后
凸
凸
精讲 1 透镜
【例 1】如下图所示，请画出入射或折射光线，使光路完整.
解析：本考点是广东中考的高频考点.本考点要掌握的知识：
1.凸透镜和凹透镜各有三条特殊的光线，可据此来画出透镜的
光路图.
2.凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用.会聚
作用可以理解为光线经过透镜后向靠近光心的方向偏折，而发散
作用可以理解为光线经过透镜后向远离光心的方向偏折.
本题图甲中，过凸透镜焦点的光线，经折射后平行于主光轴
射出，如下图所示；图乙中，指向凹透镜虚焦点的光线，经凹透
镜折射后，平行于主光轴射出，如下图所示；图丙中，过凸透镜
光心的光线，经凸透镜折射后，传播方向不改变.
答案：如图所示.
变式拓展
1.两透镜的主光轴在同一直线上，有两条光线通过这两个透镜
的光路如图所示.根据光路图，请你在方框内画出适当的透镜.
答案：如图所示：
2.(2024 枣庄)如图所示，一束光射向凹透镜，请画出该光经过
凹透镜、凸透镜的折射光路.
答案：如图所示：
精讲 2 凸透镜成像规律
【例 2】(2024 黑龙江)如图所示为物理兴趣小组“探究凸透镜
成像规律”的实验装置.
(1)首先调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，目
的是______________.
(2)如图甲，让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.
(3)当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图乙时，光屏
上成清晰的像，利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是
________(选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”).若实验过程
中挡住凸透镜的一半，像的完整程度________(选填“会”或“不
会”)受影响.
(4)将蜡烛移到 35 cm 处，若想在光屏上得到清晰的像，应将
光屏向________( 选填“左”或“右”) 移动，像将______( 选填
“变大”“不变”或“变小”).
解析：本考点是广东中考的高频考点.“探究凸透镜成像的规
律”实验是光现象部分最重要的实验之一，该实验需要掌握的知
识主要有：1.实验器材有光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等.2.实验步
骤：第一步，在光具座上由左至右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏；
第二步，调节烛焰的焰心、凸透镜的光心、光屏的中心在同一水
平直线上(为了使像能够成在光屏中央)；第三步，把蜡烛放在两倍
焦距以外，移动光屏的位置直到得到一个清晰的像，并记录物距、
像距及像的性质；第四步，分别把蜡烛放在两倍焦距处、一倍焦
距和两倍焦距之间、一倍焦距处、一倍焦距以内，进行实验，观
察光屏上能否成像并记录物距、像距及像的性质.3.如果光屏上找
不到像则可能是以下几种情况造成的：蜡烛在一倍焦距以内；蜡
烛在焦点上；蜡烛在一倍焦距以外，但是靠近焦点，成像太远，
光具座不够长；烛焰的焰心、凸透镜的光心、光屏的中心不在同
一水平直线上等.4.实验时，光屏上成了清晰的像，若用纸片挡住
凸透镜的下半部分，像的大小不变，不会缺少一部分，但是会变
暗一些.5.如果成像偏下，可以只把蜡烛向下移动或者只把凸透镜
向上移动或者只把光屏向下移动.6.实验结论如下表：
物距 u 成像特点 像距 v 应用
倒立或正立 缩小或放大 实像或虚像
u＞2 f 倒立 缩小 实像 f＜v＜2
f(v＜u) 照相机、
摄像机
u＝2 f 倒立 等大 实像 v＝2 f(v
＝u) 测焦距
f＜u＜
2 f 倒立 放大 实像 v＞2 f(v
＞u) 投影仪、
幻灯机
物距 u 成像特点 像距 v 应用
倒立或正立 缩小或放大 实像或虚像
u＝f 平行光线不成像(平行光源)
u＜f 正立 放大 虚像 物像同侧
(|v|＞u) 放大镜
(1)为了使像成在光屏中央，应调整烛焰、凸透镜、光屏三者
的中心在同一高度；
(2)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＝20.0 cm－10.0 cm＝10.0 cm；
(3)由图可知，此时物距 u＝50.0 cm－10.0 cm＝40.0 cm＞2f，
成倒立、缩小的实像，应用于照相机；若实验过程中挡住凸透镜
的一半，另一半仍能会聚光线成完整的像，但由于会聚的光线比
原来减少，所以像比原来变暗；
(4)将蜡烛移到 35 cm 处，此时物距减小，根据凸透镜成实像
时，物近像远像变大可知，应将光屏向右移动，像将变大.
答案：(1)使像成在光屏中央　(2)10.0 (3)照相机　不会
(4)右　变大
变式拓展
D
3.(2024 无锡)用焦距为 10 cm 的凸透镜探究凸透镜成像的规
律，将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏置于光具座上如图所示的位置，
下列说法中正确的是(
)
A.只向左移动光屏至适当位置，光屏上
能呈现烛焰缩小的像
B.只向右移动光屏至适当位置，光屏上能呈现烛焰放大的像
C.只向右移动蜡烛至适当位置，光屏上能呈现烛焰放大的像
D.只移动凸透镜至适当位置，光屏上能呈现烛焰等大的像
精讲 3 透镜的应用
【例 3】为了规范交通行为，某市公安部门在很多路口安装监
控摄像头，如图所示，它可以拍下违章行驶或发生交通事故时的
)
现场照片.拍照时，摄像头的镜头相当于一个(
A.凸透镜，成放大的实像
B.凸透镜，成缩小的实像
C.凹透镜，成放大的虚像
D.凹透镜，成缩小的虚像
解析：本考点应掌握的知识：利用凸透镜成倒立、放大的实
像应用于幻灯机、投影仪；利用凸透镜成倒立、缩小的实像应用
于照相机；利用凸透镜成正立、放大的虚像应用于放大镜.
本题中摄像头的镜头相当于一个凸透镜，拍摄违章行驶或发
生交通事故的现场照片时，物距远大于二倍焦距，所以此时成倒
立、缩小的实像.
答案：B
变式拓展
C
4.(2023 黄冈)如图所示是超市安装的一种刷脸自助储物柜.某
顾客站在屏幕前 50 cm 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 0.20 m
D.该摄像头成像原理是光的反射
【例 4】常见的视力缺陷有近视和远视.如图所示是一名视力
缺陷者的眼球成像示意图，他的视力缺陷类型及矫正视力应该戴
的透镜种类是(
)
A.远视眼，凸透镜
C.近视眼，凸透镜
B.远视眼，凹透镜
D.近视眼，凹透镜
解析：本考点应掌握的知识：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，因此来自远处某点的
光会聚在视网膜前，到达视网膜时已经不是一点而是一个模糊的
光斑了.所以近视眼只能看清近处物体，看不清远处的物体.近视眼
的人应戴凹透镜进行矫正，利用凹透镜能使光线发散的特点，在
眼睛前面放一个合适的凹透镜，就能使来自远处物体的光会聚在
视网膜上，如下图所示.
远视眼是由于晶状体太薄，折光能力太弱，或者眼球在前后
方向上太短，来自近处一点的光，还没有会聚成一点就到达视网
膜了，在视网膜上形成一个模糊的光斑.远视眼的人应戴凸透镜进
行矫正，利用凸透镜能使光线会聚的特点，就能使来自近处物体
的光会聚在视网膜上，如上图所示.
答案：D
变式拓展
A
5.(2024 山西)如图为青少年眼病患者眼球与正常眼球对比图.
)
关于该患者的晶状体及视力矫正，下列说法正确的是(
A.对光的会聚能力太强，需佩戴近视眼镜
B.对光的会聚能力太强，需佩戴远视眼镜
C.对光的会聚能力太弱，需佩戴近视眼镜
D.对光的会聚能力太弱，需佩戴远视眼镜

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