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第四讲　透镜及其应用
2025年中考物理一轮复习专题讲练
透镜及
其应用
眼睛
和眼镜
透镜及
其光路
平行于主光轴
过(虚)焦点
过光心
凸透镜
的成像规
律及应用
显微镜、望远镜
正常眼睛的
成像原理
视力及
其矫正
焦点与焦距
三条特
殊光路
凸透镜和凹透镜
成因及
成像位置
矫正方法
物距(u)与焦距的关系
像距(v)与焦距的关系
像的特点
应用
静态成像图
口诀
动态成像规律
实像与虚像
一、透镜及其光路
1.凸透镜和凹透镜
(1)凸透镜：中间________、边缘________，对光有________作用．
(2)凹透镜：中间________、边缘________，对光有________作用．
2.凸透镜能使与主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点，
这个点叫做凸透镜的_____；如图F表示焦点，该点到凸
透镜光心O的距离叫作_____，图中f表示_____．
知识精讲
厚
薄
会聚
薄
厚
发散
焦点
焦距
焦距
RJ八上P92图5.1-5 凸透镜使光会聚
RJ八上P92图5.1-6 凹透镜使光发散
3.三条特殊光路
画出折射光线方向(⑩～ )
平行于主光轴 过(虚)焦点 过光心
凸透镜
凹透镜
二、
凸透镜的成像规律及应用
静态成像图(请完成下列光路图) 物距(u)与焦距的关系 像距(v)与焦距的关系 像的特点 应用
u＞2f ______ 倒立、缩小、____ _______
u＝2f ______ ____、____、实像 —
B′
A'
f实像
照相机
B′
A'
v＝2f
倒立
等大
静态成像图(请完成下列光路图) 物距(u)与焦距的关系 像距(v)与焦距的关系 像的特点 应用
f＜u＜2f ______ 倒立、____、____ _______
u＝f — 不成像 探照灯
B′
A'
v>2f
放大
实像
投影仪
静态成像图
(请完成下列光路图) 物距(u)与焦距的关系 像距(v)与焦距的关系 像的特点 应用
u＜f — ____、放大、____ _______
B′
A'
正立
虚像
放大镜
2.口诀：一倍焦距分虚实，内虚外实，实倒虚正； 二倍焦距分大小，远小近大；实像分居两侧倒；虚像则是同侧正．
3.动态成像规律：成实像时，物距增大，像距________，像________．成虚像时，物距增大，像距________，像________．
4.实像：______在光屏上呈现的像．虚像：______在光屏上呈现的像．
减小
变小
增大
变大
能
不能
物远像近(成实像)
物近像远(成虚像)
物近像远(成实像)
物远像近(成虚像)
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三、眼睛和眼镜
1.正常眼睛的成像原理：眼球中晶状体和角膜的共同作用相当于一个________镜，把来自物体的光________在视网膜上，形成________立、________的________像．
凸透
会聚
倒
缩小
实
RJ八上P100图5.4－1 眼球的结构
2.
成因及成像位置 矫正方法
近视眼 晶状体太厚，折光能力太强，或眼球在前后方向上太长，使来自远处某点的光会聚在视网膜________ 在眼睛前面放一个合适的______透镜
远视眼 晶状体太薄，折光能力太弱，或眼球在前后方向上太短，使来自近处某点的光会聚在视网膜________ 在眼睛前面放一个合适的______透镜
记忆口诀 近前远后，近凹远凸
视力及其矫正
前方
凹
后方
凸
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四、显微镜：来自被观察物体的光经过物镜后成一个放大的实像，目镜的作用是将这个像再放大一次．
五、望远镜：物镜的作用是使远
处的物体在焦点附近成实像，目
镜的作用是用来把这个像放大.
RJ八上P103图5.5-1 显微镜的结构
RJ八上P103图5.5-3
天文爱好者用的望远镜
实验要点梳理
1. 实验思路
2. 实验装置(如下图)
点燃
同一
使像成在光
屏中央
(2)凸透镜焦距的测量：用平行光垂直照射凸透镜，在凸透镜的另一侧 用光屏承接到最小、最亮的光斑，测出光斑到 的距离 即为焦距.
(3)观察虚像的操作：撤去光屏，从 (选填“光屏”或“蜡烛”)一 侧透过凸透镜观察，可以观察到烛焰的像.
凸透镜光心
光屏
4. 实验结论
(1)当u＞2f，f＜v＜2f时成 像(照相机)；
(2)当u＝2f，v＝2f时成 像；
(3)当f＜u＜2f，v＞2f时成 像(投影仪)；
(4)当u＝f时不成像；当u＜f时成 像(放大镜).
倒立缩小的实
倒立等大的实
倒立放大的实
正立放大的虚
一题多设问
(依据2022年版课标科学探究的四要素设问)
例　小明做“探究凸透镜成像规律”的实验.
(1)实验室现有A、B两种透镜，将其正对太阳光时的现象如图甲所 示，则应该选择 (选填“A”或“B”)透镜进行实验.
甲
例题图
B
(2)小明将一束平行于主光轴的光射向凸透镜，移动光屏直到上面得到一 个最小、最亮的光斑.如图乙所示，该透镜焦距f＝ cm.
乙
例题图
10.0
(3)接下来小明将蜡烛、凸透镜和光屏从左到右依次放在光具座上，并调 节它们的高度，下图中的情况属于已经调整好的是 (填选项).
C
解释　(4)当调节蜡烛、透镜和光屏位置如图丙A所示时，光屏上恰好呈现 清晰的像(未画出)：
例题图丙
①[2021陕西18(3)题]此时光屏上成的是倒立、 (选填“放大”或 “缩小”)的实像，生活中的 就是利用这一成像原理制成的.
缩小
照相机
②[2016陕西31(1)题改编]保持图丙A中的凸透镜位置不动，将蜡烛移至光 具座35 cm刻度线处，为使光屏上再次出现清晰的像，应将光屏移到光具 座的 cm刻度线处，光屏上烛焰的像可能是图丙B中的 (选填 “a” “ b” “ c”或“ d”)，生活中的 就是利用这一成像原 理制成的.
例题图丙
80.0
c
投影仪
例题图丙
此时物距小于一倍焦
距，成的是虚像
光屏
正立
放
大镜
(5)(人教实验改编题)表1中呈现了实验中的部分数据和现象.
表1
实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8
物距(u)/cm 40 30 20 15 13 10 8 4
像距(v)/cm 13.3 15 20 30 43.3 — — —
像的
性质 虚实 实像 实像 实像 实像 实像 不成 像 虚像 虚像
大小 缩小 缩小 等大 放大 放大 放大 放大
正倒 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 正立 正立
①像的大小： 倍焦距处是放大与缩小的实像分界点，当物距u满 足 时，成放大的实像；当物距u满足 时，成缩小的 实像.
二
f＜u＜2f
u＞2f
分析表格数据可知：
实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8
物距(u)/cm 40 30 20 15 13 10 8 4
像距(v)/cm 13.3 15 20 30 43.3 — — —
像的
性质 虚实 实像 实像 实像 实像 实像 不成 像 虚像 虚像
大小 缩小 缩小 等大 放大 放大 放大 放大
正倒 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 正立 正立
②像的虚实： 倍焦距处是虚像与实像的分界点.
③像的正倒： 倍焦距处是像正倒的分界点.
④当凸透镜成实像时，物距变小，像距 ，像会 .
一
一
变大
变大
实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8
物距(u)/cm 40 30 20 15 13 10 8 4
像距(v)/cm 13.3 15 20 30 43.3 — — —
像的
性质 虚实 实像 实像 实像 实像 实像 不成 像 虚像 虚像
大小 缩小 缩小 等大 放大 放大 放大 放大
正倒 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 正立 正立
　(6)[实验现象分析]随着实验的进行，蜡烛燃烧变短，烛焰的像在光 屏上会 (选填“向上”或“向下”)移动；为使像重回光屏中央， 应进行的操作是 .
向上
将蜡烛向上调节(或将透镜和光屏都向下调节，合理即可)
(7)[2016陕西31(3)题]保持图丙A中的凸透镜位置不动，当小明将蜡烛移至 38 cm处，在光具座上无论怎样移动光屏，都不能得到清晰的像，原因 是 .为使光屏上承接到清晰的像，他 采用了两种做法.
例题图丙
像距太大，超出了光具座的量程
①[换透镜]保持蜡烛和透镜的位置不变，更换凸透镜，在光具座上移动光 屏，光屏上出现烛焰清晰的像.这表明像距变 了，由此推断更换的 凸透镜会聚光的能力较强，此透镜焦距 (选填“大于”“小于” 或“等于”)10 cm.
②[加透镜]保持蜡烛和透镜的位置不变，在蜡烛和透镜之间再放置一 个凸透镜，在光具座上移动光屏，光屏上出现烛焰清晰的像.由此实 验联系实际，远视眼的晶状体焦距较
(选填“大”或“小”)，将近处
物体的像成在视网膜 (选填“前”
或“后”)方，故需佩戴 透镜矫正.
小
小于
大
后
凸
增加透镜
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(8)[水透镜](2024烟台改编)同学小东用自制的水凸透镜来模拟探究眼球晶 状体变化规律，在光屏上得到了清晰的像，如图丁所示.此时，若将蜡烛 靠近水凸透镜时，保持光屏位置不变，为了使光屏上仍能成清晰的像，应 该向水透镜 (选填“注水”或“抽水”).
丁
例题图
注水
表2
没有控制物距相同(或实验中有物距和焦距两个变量，无法
比较分析)
焦距f/cm 物距u/cm 像距v/cm 像的大小
5.0 15.0 7.5 较小
10.0 25.0 16.7 较大
15.0 35.0 26.25 最大
戊
例题图
LED灯发光更稳定(或有格子更容易比较像与
物的大小关系或“F”状字母易于比较像与物的左右关系)
沿垂直于光具座方向轻轻吹动烛焰，观察光屏上像的晃动方向是否
与烛焰的晃动方向相反
陕西真题、副题及变式
　凸透镜成像规律及应用(10年7考，常结合光现象考查)
命题点
1
1. (2023陕西12题3分)如图，是某地投放使用的智能无人驾驶小巴车，它 可以通过车上的摄像机和激光雷达识别道路状况.小巴车上的摄像机识别 道路上的行人时，其镜头相当于一个 透镜，行人在摄像机感光元件 上成倒立、缩小的 像.当小巴车靠近公交站牌时，
站牌在摄像机感光元件上所成的像 (选填“变
大”“变小”或“不变”).
第1题图
凸
实
变大
1.如图所示是小明在学校科技周制作的一个投影仪，它的镜头是一个 镜，投影时应该把投影片放在镜头后面的卡槽处，卡槽距离镜头的距离应该 ；投影仪的镜片能够矫正 (选填“近视”或“远视”)眼.
变式1.1题图
凸透
大于一倍焦距小于二倍焦距
远视
A. 照相机镜头对光有发散作用
B. 拍摄该照片时，花比人更靠近照相机镜头
C. 花和人通过照相机镜头成的是正立、缩小的实像
D. 若要使花的像更大一些，可将花移到照相机镜头
一倍焦距之内
第2题图
B
　眼睛和眼镜(10年5考)
命题点
2
3. (2019陕西26题3分)6月6日是全国爱眼日.眼球中晶状体和角膜的共同作 用相当于一个 透镜.视力正常的人看物体时，物体在视网膜上 成 (选填“正立”或“倒立”)、缩小的实像.近视眼需佩 戴 透镜矫正视力.
凸
倒立
凹
5. (2024陕师大附中八模)如图所示，请分别画出 AB的入射光线和 CO的折 射光线.
第5题图
　透镜作图[2023.17(1)、2015.29(1)]
命题点
3
4. [2023陕西17(1)题2分]如图所示，O为凸透镜的光心，F为凸透镜的焦点，请分别画出两条入射光线通过凸透镜后的折射光线.
第4题图
6. (2024陕西19题7分)如图甲，是小明做“探究凸透镜成像的规律”的实 验装置.
第6题图甲
(1)实验时，调节烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心在同一高度，其目的 是 .
改变物距时，在操作上便于使像成在光屏的中央
(2)固定凸透镜的位置，将蜡烛放在距离凸透镜较远处，此时应移动
直至出现最清晰的像，记录物距、像距、像的性质.
光屏
第6题图甲
(3)改变物距，重复上述操作，多次实验，将实验数据记录在下表中.
凸透镜的焦距：f＝5.0 cm
实验
次数 物距
/cm 像距
/cm 像的性质
正立或倒立 放大或缩小 虚像或实像
1 18.0 6.9 倒立 缩小 实像
2 10.0 10.0 倒立 等大 实像
3 7.0 17.7 倒立 放大 实像
4 4.0 — 正立 放大 虚像
分析数据可知：当物距大于凸透镜焦距时，物距减小，像距 .
增大
(4)当光屏上出现清晰的像时，小明不小心用手指尖遮挡住了凸透镜的一 部分，这时光屏上 (选填“仍能”或“不能”)成烛焰完整的像.
(5)实验中，小明将自己的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原来 清晰的像变模糊.将光屏适当靠近凸透镜后，光屏上再次出现清晰的像， 由此可判断小明佩戴的是________
(选填“近视”或“远视”)眼镜.
仍能
远视
第6题图甲
增加透镜
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(6)如图乙，当无人机在高空拍摄地面场景时，所成的像最靠近图丙中凸 透镜主光轴上的 (选填“a”“b”“c”或“d”)点.
乙 丙
第6题图
(7)生活中常用的放大镜应用了表中第 次实验的成像规律.
b
4
　创新探究实验(2022.21)
命题点
4
7. 如图甲所示，人眼的功能类似于照相机.学习了凸透镜成像规律后，小明对人眼和照相机如何成清晰的像，进行了进一步研究.
第7题图
(1)人眼结构中，视网膜到晶状体的距离不变，相当于“探究凸透镜成像 规律”实验中， 到凸透镜的距离不变，能否看清远近不同的物 体，可能与晶状体的焦距有关；使用变焦照相机拍照，能否得到清晰的 像，可能同时与焦距和像距有关.于是他用图乙装置进行探究.
(2)实验前，调节“F”光源和光屏的中心在凸透镜的主光轴上，是为了使 像呈现在 .
光屏
光屏中央
第7题图
(3)实验主要步骤：①保持光屏到凸透镜的距离不变，换上不同焦距的凸 透镜，调节“F”光源到凸透镜的距离，直到光屏上成清晰的像，分别记 录焦距、物距和像的高度.
②保持 到凸透镜的距离不变，换上不同焦距的凸透镜，调 节光屏到凸透镜的距离，直到光屏上成清晰的像，分别记录焦距、物距和 像的高度.
“F”光源
第7题图
(4)实验数据如下表所示：
物体的高度H＝5.0 cm
实验
序号 物距
u/cm 像距
v/cm 焦距
f/cm 像的高
度h/cm
1 17.1 15.0 8.0 4.4
2 30.0 15.0 10.0 2.5
3 60.0 15.0 12.0 1.3
4 25.0 11.8 8.0 2.4
5 25.0 16.7 10.0 3.3
6 25.0 23.1 12.0 4.6
①分析 三组数据可知：当像距不变时，物距变大，要成清晰 的像，凸透镜焦距要变大.
1、2、3
实验
序号 物距
u/cm 像距
v/cm 焦距
f/cm 像的高
度h/cm
1 17.1 15.0 8.0 4.4
2 30.0 15.0 10.0 2.5
3 60.0 15.0 12.0 1.3
4 25.0 11.8 8.0 2.4
5 25.0 16.7 10.0 3.3
6 25.0 23.1 12.0 4.6
实验
序号 物距
u/cm 像距
v/cm 焦距
f/cm 像的高
度h/cm
1 17.1 15.0 8.0 4.4
2 30.0 15.0 10.0 2.5
3 60.0 15.0 12.0 1.3
4 25.0 11.8 8.0 2.4
5 25.0 16.7 10.0 3.3
6 25.0 23.1 12.0 4.6
②分析4、5、6三组数据可知：当物距不变时，凸透镜焦距越 ，像距越大，像也越大.
大(或长)
根据以上探究可知：人眼是通过调节晶状体焦距来看清远近不同物体的； 用变焦照相机在同一位置拍摄同一物体时，是通过同时调节焦距和像距， 使物体成大小不同的清晰的像.
(5)实验结束后，小明和同学们进行如下交流：
①人长时间看近处物体，眼睛容易疲劳.学习较长时间后，建议同学们适 当远眺，使睫状体放松，晶状体变 (选填“厚”或“薄”)，焦距变 大，舒缓眼疲劳，保护眼睛.
②用变焦相机拍完西安钟楼的全景后，要在原地把钟楼上的钟拍得更大一 些，应该把照相机的镜头 (选填“向前伸”或“往后缩”)同时 增大焦距.
薄
向前伸

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