第五章透镜及其应用(原卷版+解析)

第五章透镜及其应用（原卷版）知识导航知识点回顾知识点1：\o"5.1透镜"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。FFFFF6、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：\o"5.2生活中的透镜"生活中的透镜1、照相机：镜头是凸透镜，物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像（实像是由实际光线会聚而成,胶片能感光,所以能成实像）。2、投影仪：镜头是凸透镜，物体在一倍焦距与二倍焦距之间，成倒立、放大的实像；透过平面镜使倒立，放大的像再倒立一次，这样我们在屏幕上看到的就是一个正立的实像了。注意：照相机、投影仪要使像变大，应该让透镜靠近物体，远离胶卷、屏幕。3、放大镜：放大镜是一个短焦距凸透镜，放大镜到物体的距离（物距）小于一倍焦距，成的是放大、正立的虚像。4、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：\o"5.3凸透镜成像的规律"凸透镜成像的规律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df﹤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）3、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）物距减小（增大）物距减小（增大）像距增大（减小）像变大（变小）物距减小（增大）物距减小（增大）像距减小（增大）像变小（变大）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：\o"5.4眼睛和眼镜"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\*GB3①眼轴过短如小眼球；=2\*GB3②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：\o"5.5显微镜和望远镜"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。典例分析考点1\o"5.1透镜"透镜【典例1】（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．【典例2】（2022•保亭县一模）如图甲所示，为玻璃熔化的过程图象，由此可知，玻璃属于（选填“晶体”或“非晶体”）；由于玻璃透光性良好，常被用于制造透镜，如图乙是德国设计师设计的球形透镜太阳能系统，光通过透镜后再发电，该透镜是一个凸透镜，它对光有（选填“会聚”或“发散”）作用。【典例3】（2022•鞍山）如图所示，凸透镜的主光轴与水面重合，F是凸透镜的焦点，水中有一平面镜。一束与水面平行的光线经凸透镜折射后进入水中，再经过水中的平面镜反射后恰好过P点。请画出：（1）经过凸透镜的折射光线；（2）进入水中的折射光线；（3）经平面镜后的反射光线。考点2\o"5.2生活中的透镜"生活中的透镜【典例4】（2021•葫芦岛一模）以下四种成像情景中，其中成实像的是（）A．王亚平在悬浮水球中的像 B．通过潜望镜看到的景物 C．岸上观察者眼中的“鱼” D．用放大镜看到的蜜蜂像【典例5】（2022•香坊区校级模拟）将蜡烛、焦距为10厘米的凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，使烛焰、透镜和光屏的中心在同一高度上。移动蜡烛使烛焰距凸透镜25厘米，在凸透镜另一侧移动光屏，会在光屏上得到一个倒立、的实像。根据这一成像规律，请举一个生活中的应用实例：。考点3\o"5.3凸透镜成像的规律"凸透镜成像的规律【典例6】（2022•镇江）如图所示，凸透镜位于P处（图中未画出）位置不变，移动蜡烛，光屏先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且甲处的像比乙处大，则（）A．甲处可能成的是虚像 B．乙处像可能是放大的 C．P点位置在甲的左侧 D．蜡烛的移动方向向左【典例7】（2022•遵义）某同学在家用一个玻璃球做成像实验，如图所示。墙上的像是（选填“实”或“虚”）像，墙面到玻璃球球心的距离（选填“大于”、“小于”或“等于”）蜡烛到玻璃球球心的距离。【典例8】（2022•潍坊）在“探究凸透镜成像规律”的实验中。（1）一束平行于主光轴的光线经凸透镜后，在光屏上形成一个最小、最亮的光斑，如图甲所示，则该透镜的焦距为cm。（2）调节各元件位置如图乙所示，可在光屏上得到一个清晰、倒立、（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像。（3）保持透镜和蜡烛位置不变，在蜡烛和透镜之间加一个近视镜片，观察到光屏上的像变模糊，若使光屏上的像再次清晰，可将光屏向（选填“左”或“右”）移动。【典例9】（2022•哈尔滨模拟）小文测凸透镜焦距，信息如图甲所示，则该凸透镜焦距为cm；利用此凸透镜做成像实验，某次实验的部分信息如乙图所示，则此时凸透镜的成像性质是。考点4\o"5.4眼睛和眼镜"眼睛和眼镜【典例10】（2021•新疆）小王戴的近视眼镜的镜片是（）A．凸透镜 B．凹透镜 C．凸面镜 D．凹面镜【典例11】（2022•菏泽）2022年6月6日是第27个全国“爱眼日”。近年来青少年近视眼患病率呈上升趋势，需要佩戴透镜制作的眼镜进行视力矫正，这种透镜对光线有作用。【典例12】（2022•玉林）小明同学不注意用眼卫生，造成了高度近视，请在图中画出远处物体发出的两束入射光线经他的晶状体折射后对应的光线。【典例13】（2022•贵阳）近视程度不同的同学需要佩戴焦距不同的眼镜。为了探究近视眼的矫正过程，组装如图甲所示的实验装置，其中“F”字样的光源代替可视物体，光屏模拟视网膜。选用如图乙所示的2号凸透镜模拟晶状体，打开“F”光源，调节各个元件的位置，直到光屏上呈现倒立缩小的清晰像，正常眼睛的视物模型便组装完成。请回答下列问题：（1）模拟近视眼视物情况，选择图乙中的（填序号）号透镜替代2号透镜安装在光具座上后，光屏上的像变模糊；（2）用如图丙所示的水透镜模拟近视眼矫正视力。应将水透镜置于光具座上的（选填“A”“B”或“C”）点，缓慢调节水透镜中的水量，当水透镜形成焦距合适的透镜时，光屏上呈现清晰的像，近视眼的成像情况得到改善；（3）更换焦距更小的凸透镜模拟近视程度更严重的眼睛晶状体，为了改善视网膜上的成像情况，实验时需要用注射器（选填“抽取”或“注入”）适量水；（4）根据上述实验，近视程度更严重的同学应选择焦距更大还是更小的透镜来矫正呢？，请结合透镜对光的作用来分析选择的理由：。考点5\o"5.5显微镜和望远镜"显微镜和望远镜【典例14】（2022•曲阜市校级模拟）下列关于光现象的说法中正确的是（）A．照镜子时，人离平面镜越近所成的虚像越大 B．显微镜物镜的成像原理和投影仪相同 C．光与镜面成30°角射入到平面镜上，其反射角为30° D．望远镜最终是把远处的像放大，从而让人看清【典例15】（2022•永州模拟）如图所示是简易天文望远镜的内部结构示意图，远处的物体经过物镜成一个倒立的实像，此像落在目镜的位置；经过目镜折射后成一个正立、的虚像。巩固训练一、选择题。1．（2022•岳麓区校级模拟）如图所示是透镜对光的作用，其中正确的是（）A．B． C．D．2．（2022•德惠市二模）疫情防控期间，我们常常要用到吉祥码，扫描吉祥码的摄像头与下列原理相同的是（）A．投影仪 B．照相机 C．放大镜 D．显微镜物镜3．（2022•湘潭）如图，将印有花的透明胶片，贴在发光手电筒前端玻璃上，正对着焦距为10cm的凸透镜，调整位置，墙上出现一朵清晰放大的“花”。下列说法正确的是（）A．胶片上的花是倒立的 B．此透镜可作为近视眼镜镜片 C．胶片与透镜的距离小于10cm D．白墙相当于光屏，发生的是镜面反射4．（2022•黔西南州）如图所示，小明妈妈用手机拍视频。下列关于手机镜头成像的说法正确的是（）A．手机摄像镜头相当于一个凹透镜 B．妈妈通过手机镜头成正立的虚像 C．要拍面部特写，可以把手机靠近面部一些 D．手机镜头的成像规律与投影仪的成像规律相同5．（2022•东方二模）如果不爱护眼睛容易患上近视眼。矫正近视眼应佩戴眼镜，如图所示的四幅图中，分别表示近视眼及其矫正方法的是（）A．丙、甲 B．乙、甲 C．乙、丁 D．丙、丁二、填空题。6．（2022•济宁）用冰取火，似乎不可思议。但这绝非讹传，据晋代张华的《博物志》记载，我国古代就把冰块制成透镜，利用透镜对光的作用将物体点燃，如图所示。用这类透镜制作的眼镜片，可以用来矫正眼。7．（2021•通川区校级一模）学完光学的知识后，小明将所学的各种光学仪器所成像的虚实和成像原理进行整理：①小孔成像；②平面镜成像；③照相机成像；④投影仪成像；⑤放大镜成像，其中成实像的有（填序号，下同）；由光的折射形成的有。8．（2022•威海）如图所示，小明透过水滴状的鱼肝油胶囊观察积木，发现上面的数字“9”变成了“6”，与该成像原理相同的光学仪器有；若想让“6”变大一些，可将积木与胶囊的距离。9．（2022•柳州）人的眼球结构如图所示，眼睛的成像原理跟（选填“凸”或“凹”）透镜类似，其中相当于光屏。10．（2022•苏州模拟）显微镜镜筒的两端各有一组透镜，每组透镜的作用相当于一个凸透镜，靠近眼睛的是，靠近被观察物体的是，来自物体的光经过凸透镜成倒立、的像。目镜使“物体”成正立、的像。用显微镜观察物体时，物镜对物体所成的像是一个放大的（填“虚”或“实”）像，道理就像的镜头成像一样，目镜的作用则像一个，再次对这个像成放大的（填“实”或“虚”）像。三、作图题。11．（2022•河池）如图所示，请完成光线通过透镜后的光路。12．（2022•毕节市）如图所示，凸透镜与凹透镜的一个焦点重合，请根据入射光线，画出相应的出射光线。13．（2021•佛山模拟）如图所示，画出近视眼的透镜类型以及补充光路图。四、实验探究题。14．（2022•安顺）小华做“探究凸透镜成像规律”的实验：（1）在调整蜡烛、凸透镜和光屏高度时，蜡烛（选填“需要”或“不需要”）点燃；调整它们高度的目的是；（2）他用同一凸透镜做了四次实验，如图中甲、乙、丙、丁所示，光屏上均有清晰的像（未画出）。四次实验中，成缩小像的是图（选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）；由图乙、丙、丁可知，随着蜡烛向透镜靠近，光屏上像的大小变化情况是（选填“变大”或“变小”）；（3）在图乙所示的实验中，仅将凸透镜换为焦距更小的凸透镜。为在光屏上得到清晰的像，应将光屏（选填“靠近”或“远离”）凸透镜移动。15．（2022•云南模拟）某同学在做光学实验时，如图所示，他先将焦距为10cm的凸透镜A固定在光具座50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜A两侧，蜡烛放置在20cm刻度线处，移动光屏至65cm刻度线处，光屏上呈现烛焰清晰的像。（1）上述光屏上所成像的特点是（填描述像的“正倒”“大小”或“虚实”特点）像，是（填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）的成像原理。（2）若将蜡烛沿光具座移至35cm刻度线处，凸透镜不动，要在光屏上再次呈现烛焰清晰的像，需将光屏（填“靠近”或“远离”）蜡烛移动。（3）若在原有图示中，蜡烛与凸透镜之间靠近凸透镜处，放置一近视镜片，为了使光屏上呈现烛焰清晰的像，应将光屏沿着光具座向（填“左”或“右”）移动。（4）实验过程中随着蜡烛燃烧变短，蜡烛的像将会向（填“上”或“下”）移动，为使像回到光屏中央，在保持蜡烛和光屏不动的条件下，应将凸透镜向（填“上”或“下”）移动。第五章透镜及其应用（解析版）知识导航知识点回顾知识点1：\o"5.1透镜"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。FFFFF6、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：\o"5.2生活中的透镜"生活中的透镜1、照相机：镜头是凸透镜，物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像（实像是由实际光线会聚而成,胶片能感光,所以能成实像）。2、投影仪：镜头是凸透镜，物体在一倍焦距与二倍焦距之间，成倒立、放大的实像；透过平面镜使倒立，放大的像再倒立一次，这样我们在屏幕上看到的就是一个正立的实像了。注意：照相机、投影仪要使像变大，应该让透镜靠近物体，远离胶卷、屏幕。3、放大镜：放大镜是一个短焦距凸透镜，放大镜到物体的距离（物距）小于一倍焦距，成的是放大、正立的虚像。4、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：\o"5.3凸透镜成像的规律"凸透镜成像的规律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df﹤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）3、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）物距减小（增大）物距减小（增大）像距增大（减小）像变大（变小）物距减小（增大）物距减小（增大）像距减小（增大）像变小（变大）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：\o"5.4眼睛和眼镜"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\*GB3①眼轴过短如小眼球；=2\*GB3②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：\o"5.5显微镜和望远镜"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。典例分析考点1\o"5.1透镜"透镜【典例1】（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。【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。故选：C。【典例2】（2022•保亭县一模）如图甲所示，为玻璃熔化的过程图象，由此可知，玻璃属于非晶体（选填“晶体”或“非晶体”）；由于玻璃透光性良好，常被用于制造透镜，如图乙是德国设计师设计的球形透镜太阳能系统，光通过透镜后再发电，该透镜是一个凸透镜，它对光有会聚（选填“会聚”或“发散”）作用。【答案】非晶体；会聚。【解答】解：由图甲可知，玻璃在熔化过程中温度一直升高，为非晶体；由题意可知，通过透镜聚光之后再发电，则该透镜对光线有会聚作用，由凸透镜对光线有会聚作用、凹透镜对光线具有发散作用可知，此透镜是一个凸透镜。故答案为：非晶体；会聚。【典例3】（2022•鞍山）如图所示，凸透镜的主光轴与水面重合，F是凸透镜的焦点，水中有一平面镜。一束与水面平行的光线经凸透镜折射后进入水中，再经过水中的平面镜反射后恰好过P点。请画出：（1）经过凸透镜的折射光线；（2）进入水中的折射光线；（3）经平面镜后的反射光线。【解答】解：平行于主光轴的入射光线经过凸透镜折射后，折射光线过焦点，根据像与物体关于平面镜对称，画出P在平面镜中形成的像P'，连接FP'，与平面镜交于M点，FM是水中的折射光线，也是平面镜的入射光线，连接MP，可得经平面镜反射的反射光线，如图所示：考点2\o"5.2生活中的透镜"生活中的透镜【典例4】（2021•葫芦岛一模）以下四种成像情景中，其中成实像的是（）A．王亚平在悬浮水球中的像 B．通过潜望镜看到的景物 C．岸上观察者眼中的“鱼” D．用放大镜看到的蜜蜂像【答案】A。【解答】解：A、王亚平在悬浮水球中的像属于凸透镜成像，是利用光的折射成倒立、缩小的实像，故A符合题意；B、潜望镜是两块平面镜，平面镜成虚像，通过潜望镜看到的景物虚像，故B不符合题意；C、岸上观察者看到的鱼是由水中的鱼发出的光线由水中进入空气中发生折射形成的，是鱼的虚像，故C不符合题意；D、用放大镜看到的蜜蜂像属于凸透镜成像，是利用光的折射成正立、放大的虚像，故D不符合题意。故选：A。【典例5】（2022•香坊区校级模拟）将蜡烛、焦距为10厘米的凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，使烛焰、透镜和光屏的中心在同一高度上。移动蜡烛使烛焰距凸透镜25厘米，在凸透镜另一侧移动光屏，会在光屏上得到一个倒立、缩小的实像。根据这一成像规律，请举一个生活中的应用实例：照相机。【答案】缩小；照相机。【解答】解：由题意可知，凸透镜的焦距f＝10cm，蜡烛到凸透镜的距离为物距，u＝25cm，此时u＞2f，会在光屏上得到一个倒立、缩小的实像，照相机就是根据这一原理制成的。故答案为：缩小；照相机。考点3\o"5.3凸透镜成像的规律"凸透镜成像的规律【典例6】（2022•镇江）如图所示，凸透镜位于P处（图中未画出）位置不变，移动蜡烛，光屏先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且甲处的像比乙处大，则（）A．甲处可能成的是虚像 B．乙处像可能是放大的 C．P点位置在甲的左侧 D．蜡烛的移动方向向左【答案】B。【解答】解：（1）由题意可知，光屏先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且甲处的像比乙处大，根据物远像近，像变小可知，像在不断的靠近凸透镜，因此凸透镜在乙的右侧，蜡烛在凸透镜的右侧，此时蜡烛在远离凸透镜，因此蜡烛向右移动，故CD错误；由于甲处和蜡烛位于凸透镜的两侧，因此甲处只能成实像，故A错误；（2）由于题干未提供物距和凸透镜的焦距，因此乙处可能成放大的实像也可能成缩小的实像，故B正确。故选：B。【典例7】（2022•遵义）某同学在家用一个玻璃球做成像实验，如图所示。墙上的像是实（选填“实”或“虚”）像，墙面到玻璃球球心的距离小于（选填“大于”、“小于”或“等于”）蜡烛到玻璃球球心的距离。【答案】实；小于。【解答】解：墙相当于是一个光屏，由图可知，通过玻璃球成倒立、缩小的实像，由凸透镜成像规律可知，此时墙面到玻璃球球心的距离（像距）小于蜡烛到玻璃球球心的距离（物距）。故答案为：实；小于。【典例8】（2022•潍坊）在“探究凸透镜成像规律”的实验中。（1）一束平行于主光轴的光线经凸透镜后，在光屏上形成一个最小、最亮的光斑，如图甲所示，则该透镜的焦距为12.5cm。（2）调节各元件位置如图乙所示，可在光屏上得到一个清晰、倒立、缩小（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像。（3）保持透镜和蜡烛位置不变，在蜡烛和透镜之间加一个近视镜片，观察到光屏上的像变模糊，若使光屏上的像再次清晰，可将光屏向右（选填“左”或“右”）移动。【答案】（1）12.5；（2）缩小；（3）右。【解答】解：（1）由图甲知，焦点到凸透镜的距离为42.5cm﹣30.0cm＝12.5cm，所以凸透镜的焦距为12.5cm；（2）由图可知，此时的物距为u＝50cm﹣10cm＝40cm＞2f时，由凸透镜成像规律可知，成倒立缩小的实像；（3）近视眼镜为凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，为了再次在光屏上得到清晰的像，蜡烛和透镜的位置不变，可将光屏远离透镜。故答案为：（1）12.5；（2）缩小；（3）右。【典例9】（2022•哈尔滨模拟）小文测凸透镜焦距，信息如图甲所示，则该凸透镜焦距为10.0cm；利用此凸透镜做成像实验，某次实验的部分信息如乙图所示，则此时凸透镜的成像性质是倒立、缩小的实像。【答案】10.0；倒立、缩小的实像。【解答】解：（1）由图甲知，焦点到凸透镜的距离为30.0cm﹣20.0cm＝10.0cm，所以凸透镜的焦距为f＝10.0cm；（2）由图乙可知，此时物距为30cm，大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像。故答案为：10.0；倒立、缩小的实像。考点4\o"5.4眼睛和眼镜"眼睛和眼镜【典例10】（2021•新疆）小王戴的近视眼镜的镜片是（）A．凸透镜 B．凹透镜 C．凸面镜 D．凹面镜【答案】B。【解答】解：近视眼是由于晶状体变厚，折光能力变强，使像成在视网膜之前，需要配戴凹透镜来矫正，所以近视眼镜是凹透镜。故选：B。【典例11】（2022•菏泽）2022年6月6日是第27个全国“爱眼日”。近年来青少年近视眼患病率呈上升趋势，需要佩戴凹透镜制作的眼镜进行视力矫正，这种透镜对光线有发散作用。【答案】凹；发散。【解答】解：近视眼是晶状体变厚，像成在视网膜的前方，凹透镜对光线有发散作用，所以近视眼用凹透镜来矫正，能使像成在视网膜上。故答案为：凹；发散。【典例12】（2022•玉林）小明同学不注意用眼卫生，造成了高度近视，请在图中画出远处物体发出的两束入射光线经他的晶状体折射后对应的光线。【解答】解：近视眼看远处的物体时，物体发出的光会会聚在视网膜前面，如图所示：。【典例13】（2022•贵阳）近视程度不同的同学需要佩戴焦距不同的眼镜。为了探究近视眼的矫正过程，组装如图甲所示的实验装置，其中“F”字样的光源代替可视物体，光屏模拟视网膜。选用如图乙所示的2号凸透镜模拟晶状体，打开“F”光源，调节各个元件的位置，直到光屏上呈现倒立缩小的清晰像，正常眼睛的视物模型便组装完成。请回答下列问题：（1）模拟近视眼视物情况，选择图乙中的3（填序号）号透镜替代2号透镜安装在光具座上后，光屏上的像变模糊；（2）用如图丙所示的水透镜模拟近视眼矫正视力。应将水透镜置于光具座上的B（选填“A”“B”或“C”）点，缓慢调节水透镜中的水量，当水透镜形成焦距合适的凹透镜时，光屏上呈现清晰的像，近视眼的成像情况得到改善；（3）更换焦距更小的凸透镜模拟近视程度更严重的眼睛晶状体，为了改善视网膜上的成像情况，实验时需要用注射器抽取（选填“抽取”或“注入”）适量水；（4）根据上述实验，近视程度更严重的同学应选择焦距更大还是更小的透镜来矫正呢？更小，请结合透镜对光的作用来分析选择的理由：近视程度更严重的同学，其晶状体焦距更小，对光的会聚能力更强，故需用对光发散能力更强、焦距更小的凹透镜矫正。【答案】（1）3；（2）B；凹；（3）抽取；（4）更小；近视程度更严重的同学，其晶状体焦距更小，对光的会聚能力更强，故需用对光发散能力更强、焦距更小的凹透镜矫正。【解答】解：（1）近视眼是晶状体凸度过大或眼球前后径过长，外界物体的像成在视网膜前方引起的，因此应选取凸度更大的3号透镜模拟近视眼的晶状体；（2）图甲中C点在凸透镜（晶状体）和光屏（视网膜）之间，是眼睛的内部，因此模拟近视眼镜的水透镜应放置在模拟晶状体的凸透镜前的B点；由于近视眼需要配戴凹透镜矫正，因此应将水透镜调节成焦距合适的凹透镜；（3）凸透镜的焦距越小，对光的会聚能力越强，需要用对光发散能力更强、焦距更小的凹透镜矫正，由图丙提供的信息可知，此时需要用注射器抽取适量的水；（4）根据上述实验现象可知，近视程度更严重的同学，其晶状体焦距更小，对光的会聚能力更强，故需用对光发散能力更强、焦距更小的凹透镜矫正。故答案为：（1）3；（2）B；凹；（3）抽取；（4）更小；近视程度更严重的同学，其晶状体焦距更小，对光的会聚能力更强，故需用对光发散能力更强、焦距更小的凹透镜矫正。考点5\o"5.5显微镜和望远镜"显微镜和望远镜【典例14】（2022•曲阜市校级模拟）下列关于光现象的说法中正确的是（）A．照镜子时，人离平面镜越近所成的虚像越大 B．显微镜物镜的成像原理和投影仪相同 C．光与镜面成30°角射入到平面镜上，其反射角为30° D．望远镜最终是把远处的像放大，从而让人看清【答案】B。【解答】解：A、照镜子时，人离平面镜远近变化时，所成的虚像大小不变，始终与人等大，故A错误；B、显微镜物镜的成像原理和投影仪相同，成的都是倒立放大的实像，故B正确；C、光与镜面成30°角射入到平面镜上，入射角是90°﹣30°＝60°，因此其反射角为60°，故C错误；D、望远镜中物镜的作用是使远处的物体成倒立缩小的实像，这个倒立缩小的实像正好落在目镜焦距内的位置，目镜的作用相当于一个放大镜，这个实像经过目镜成一个正立、放大的虚像，故D错误。故选：B。【典例15】（2022•永州模拟）如图所示是简易天文望远镜的内部结构示意图，远处的物体经过物镜成一个倒立的实像，此像落在目镜焦点以内的位置；经过目镜折射后成一个正立、放大的虚像。【答案】焦点以内；放大。【解答】解：图示望远镜由两组凸透镜组成，远处的物体在物镜的二倍焦距之外，远处的物体通过物镜成倒立、缩小的实像，该实像在目镜的焦点以内，目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像。故答案为：焦点以内；放大。巩固训练一、选择题。1．（2022•岳麓区校级模拟）如图所示是透镜对光的作用，其中正确的是（）A．B． C．D．【答案】B。【解答】解：A、对于凹透镜，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线的反向延长线过焦点，故A错误；B、对于凸透镜，过光心的光线传播方向不改变，故B正确；C、对于凸透镜，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，故C错误；D、对于凸透镜，通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，故D错误。故选：B。2．（2022•德惠市二模）疫情防控期间，我们常常要用到吉祥码，扫描吉祥码的摄像头与下列原理相同的是（）A．投影仪 B．照相机 C．放大镜 D．显微镜物镜【答案】B。【解答】解：扫描吉祥码的摄像头成的像是倒立缩小的实像，与照相机的原理相同，故ACD错误，B正确。故选：B。3．（2022•湘潭）如图，将印有花的透明胶片，贴在发光手电筒前端玻璃上，正对着焦距为10cm的凸透镜，调整位置，墙上出现一朵清晰放大的“花”。下列说法正确的是（）A．胶片上的花是倒立的 B．此透镜可作为近视眼镜镜片 C．胶片与透镜的距离小于10cm D．白墙相当于光屏，发生的是镜面反射【答案】A。【解答】解：AC、由图可知，此时的物距小于像距，则成的是放大、倒立的实像，像是正着的，则胶片是倒置的；此时的物距应该在一倍焦距和二倍焦距之间，所以胶片与透镜的距离小于20cm、大于10cm，故A正确，C错误；B、远视眼的成因是像成在了视网膜的后方，需要佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜矫正；近视眼的成因是像成在了视网膜的前方，需要佩戴对光线具有发散作用的凹透镜矫正，故B错误；D、白墙的表面凹凸不平，光线照射到白墙后会发生的是漫反射，故D错误。故选：A。4．（2022•黔西南州）如图所示，小明妈妈用手机拍视频。下列关于手机镜头成像的说法正确的是（）A．手机摄像镜头相当于一个凹透镜 B．妈妈通过手机镜头成正立的虚像 C．要拍面部特写，可以把手机靠近面部一些 D．手机镜头的成像规律与投影仪的成像规律相同【答案】C。【解答】解：手机的摄像头相当于凸透镜，利用其成倒立、缩小的实像，与照相机的工作原理相同；要拍面部特写，此时的像会变大，像距变大，物距变小，可以把手机靠近面部一些；综上所述，C正确，ABD错误。故选：C。5．（2022•东方二模）如果不爱护眼睛容易患上近视眼。矫正近视眼应佩戴眼镜，如图所示的四幅图中，分别表示近视眼及其矫正方法的是（）A．丙、甲 B．乙、甲 C．乙、丁 D．丙、丁【答案】A。【解答】解：形成近视眼的原因是晶状体过厚，导致折光能力太强、焦距变小，或者眼球在前后方向上太长，所以来自远处物体的光会聚在视网膜前，即像成在视网膜的前方；利用凹透镜能使光线发散的特点，在眼睛前面放一个凹透镜，就能使来自远处物体的光会聚在视网膜上，所以丙、甲分别表示近视眼及其矫正方法，故A正确，BCD错误。故选：A。二、填空题。6．（2022•济宁）用冰取火，似乎不可思议。但这绝非讹传，据晋代张华的《博物志》记载，我国古代就把冰块制成透镜，利用透镜对光的会聚作用将物体点燃，如图所示。用这类透镜制作的眼镜片，可以用来矫正远视眼。【答案】会聚；远视。【解答】解：我国古代就把冰块制成透镜，利用透镜对光的会聚作用将物体点燃；远处物体通过人眼所成的像成在视网膜的后方，为远视眼；为了使像成在视网膜上，需要佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜。故答案为：会聚；远视。7．（2021•通川区校级一模）学完光学的知识后，小明将所学的各种光学仪器所成像的虚实和成像原理进行整理：①小孔成像；②平面镜成像；③照相机成像；④投影仪成像；⑤放大镜成像，其中成实像的有①③④（填序号，下同）；由光的折射形成的有③④⑤。【答案】①③④；③④⑤。【解答】解：①小孔成像，是利用光的直线传播，成倒立的实像。②平面镜成像，是利用光的反射，成正立等大的虚像。③照相机成像，是利用光的折射，成倒立、缩小的实像。④投影仪成像，是利用光的折射，成倒立、放大的实像。⑤放大镜成像，是利用光的折射，成正立、放大的虚像。综上分析可知，其中成实像的有①③④；由光的折射形成的有③④⑤。故答案为：①③④；③④⑤。8．（2022•威海）如图所示，小明透过水滴状的鱼肝油胶囊观察积木，发现上面的数字“9”变成了“6”，与该成像原理相同的光学仪器有照相机；若想让“6”变大一些，可将积木与胶囊的距离减小。【答案】照相机；减小。【解答】解：上面的数字“9”变成了“6”，成倒立缩小的实像，所以是u＞2f，2f＞v＞f，应用于照相机。若想让“6”变大一些，可以适当减小物距，即减小积木和胶囊的距离。故答案为：照相机；减小。9．（2022•柳州）人的眼球结构如图所示，眼睛的成像原理跟凸（选填“凸”或“凹”）透镜类似，其中视网膜相当于光屏。【答案】凸；视网膜。【解答】解：人的眼睛像一架神奇的照相机，晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏，外界物体在视网膜上成倒立、缩小的实像。故答案为：凸；视网膜。10．（2022•苏州模拟）显微镜镜筒的两端各有一组透镜，每组透镜的作用相当于一个凸透镜，靠近眼睛的是目镜，靠近被观察物体的是物镜，来自物体的光经过凸透镜成倒立、放大的像。目镜使“物体”成正立、放大的像。用显微镜观察物体时，物镜对物体所成的像是一个放大的实（填“虚”或“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放大镜，再次对这个像成放大的虚（填“实”或“虚”）像。【答案】目镜；物镜；放大；放大；实；投影仪；放大镜；虚。【解答】解：显微镜镜筒的两端各有一组透镜，每组透镜的作用相当于一个凸透镜，靠近眼睛的是目镜，靠近被观察物体的是物镜，来自物体的光经