专题05透镜及其应用

专题05透镜及其应用本专题中考考点及要求（“▲”表示该标准要求属于评价水平这一层次）评价目标和评价水平标准要求知识性目标技能性目标体验性目标了解认识理解独立操作经历认同内化（1）认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。▲（2）探究并知道凸透镜成像的规律。▲▲（3）了解凸透镜成像规律的应用。▲规律总结1：透镜作图问题基本方法掌握三条特殊的入射光线，经过透镜折射后的折射光线的特点是光学透镜光路作图的重要方法。见下图表：规律总结2：对凸透镜成像规律的思维方法1.心中要强记凸透镜成像的规律及应用的基础知识物距（u）像距（v）像的性质应用大小正倒虚实无限远v=f极小光斑测焦距u＞2f2f＞v＞f缩小倒立实像照相机u=2fv=2f等大倒立实像测焦距2f＞u＞fv＞2f放大倒立实像幻灯机（投影仪）u=f无限远获平行光源和测焦距u＜f同侧放大正立虚像放大镜2.对凸透镜成像规律的理解（1）焦点是成实像和虚像的分界点；（2）二倍焦距处是成放大实像和缩小实像的分界点；（3）倒立的都是实像、正立的都是虚像；（4）当u>v时，像是缩小的；反之，像是放大的；（5）成实像时：当物距减小时，像距和像都增大；反之，物距增大，像和像距都减小。简言之“物近像远像变大；”（6）无论是成实像还是虚像，只要物体向焦点靠近，所成的像都变大；（7）像与物左右相反，上下相反；（8）凸透镜破损或有污渍，不影响成像的完整性，只是让像变暗；（9）物和像在透镜同侧的是虚像；异侧的是实像。规律总结3：探究凸透镜成像规律实验思维方法1.实验操作：实验时点燃蜡烛，使烛焰中心、凸透镜光心、光屏的中心（即焰心、光心、光屏中心）大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏中央。实验时发现蜡烛的像呈在光屏的上半部分，要想使像呈在光屏的中心，该如何操作：①向上移动光屏；②向上移动蜡烛；③向下移动凸透镜。2.如果用手将凸透镜遮住一半，则光屏上依然是一个完整的像，但亮度较暗。3.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（u<f）；②烛焰在焦点上(u=f)；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。4.燃烧的蜡烛不断变短，光屏上的像向上移动，为使像呈在光屏中央，应该将光屏向上移动或蜡烛向上移动或凸透镜向下移动。5.实验结论：凸透镜成像规律内容。6.对规律的进一步认识：一倍焦距分虚实二倍焦距分大小，物近像远像变大。像跟着物体跑。考点一：透镜及透镜作图1.透镜的分类：凸透镜和凹透镜。凸透镜：中间厚边缘薄的透镜；凹透镜：中间薄边缘厚的透镜。2.有关透镜的科学术语：主光轴，光心，焦点（F），焦距（f），3.透镜对光线的作用。凸透镜对光线有会聚作用，又叫会聚透镜；凹透镜对光线有发散作用，又叫发散透镜。4.三条特殊光线：（如图所示，比较两透镜的异同）（1）凸透镜A.平行主光轴的光线——通过焦点；B.通过焦点的光线——平行于主光轴；C.通过光心的光线——传播方向不改变。（2）凹透镜A.平行主光轴的光线——反向延长线通过同侧虚焦点；B.正对凹透镜另一侧焦点射出的光线——平行于主光轴；C.通过光心的光线——传播方向不改变。【例题1】（2021广西贵港）请在图中画出光线经过凹透镜后的光路图。（F为焦点）【答案】如图所示。（1）；【解析】（1）平行于凹透镜主轴的光线，经过凹透镜的作用，折射后的发散光线，反向延长后交于凹透镜的焦点；沿着凹透镜焦点的入射光线，经过凹透镜作用后，折射光线平行于主光轴。【例题2】（2021湖南张家界）把带双箭头的图片放在圆柱形透明玻璃杯后适当位置并在玻璃杯中加入适重的水，看到的情景如图所示，图甲与______，图乙与______光学仪器成像的原理相同(两空均选填“照相机”、“投影仪”、“放大镜”或“近视眼镜”)。

【答案】放大镜

照相机

【解析】未放水杯前，箭头的方向都是向右的；

甲图中，下面的箭头的方向不变，成的是正立的、放大的像，则是正立、放大的虚像，其应用是放大镜；

乙图中，下面的箭头的方向发生了改变，成的是倒立、缩小的像，其应用是照相机。

考点二：凸透镜成像的规律及应用焦点内外分虚实，二倍焦距分大小，实像分居两侧倒，虚像则是同侧正，物近像远像越大，物远像近像越小。【例题3】（2021广西贵港）在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，凸透镜的焦距为10cm。实验中，调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在_______。将一支点燃的蜡烛放在凸透镜前18cm处，光屏上得到清晰的像。然后在烛焰和凸透镜之间放置了一个近视眼镜片，光屏上烛焰的清晰像变模糊了。若想在光屏上重新得到清晰的烛焰像，应将光屏_______凸透镜。【答案】同一高度；远离【解析】为了使像呈现在光屏的中心，应该调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度。近视镜是凹透镜，对光线具有发散作用，可以使像变远，故在烛焰和凸透镜之间放置了一个近视眼镜片，想在光屏上重新得到清晰的烛焰像，应将光屏远离凸透镜。【例题4】（2021哈尔滨）在做“凸透镜成像的规律”实验时，如图所示：（1）小明用发出平行光的手电筒正对凸透镜照射，移动光屏到图甲位置时，光屏上出现了最小最亮的光斑，这说明凸透镜对光有______（选填“会聚”或“发散”）作用，此凸透镜的焦距是______cm；（2）实验中出现如图乙所示的实像，他判断此像是实像的依据应是______，请你列举一例此成像规律在生活中的应用，_______；（3）在（2）的基础上，保持蜡烛、光屏不动，向右缓慢移动凸透镜直到光屏上又出现烛焰的像，此时成像的情况是________。【答案】（1）会聚20.0（2）像能够在光屏上呈现投影仪（3）倒立、缩小的实像【解析】（1）凸透镜能够将平行于主光轴的光会聚成最小最亮的光斑，说明凸透镜对光有会聚作用。最小最亮的光斑处即凸透镜的焦点，则该凸透镜的焦距为f=50.0cm30.0cm=20.0cm（2）虚像不能在光屏上呈现，实像能在光屏上呈现，图乙中光屏上能够呈现出像，说明此像是实像。图乙中物距小于像距，根据凸透镜成像规律可知，此时物距在一倍焦距到二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，生活中投影仪就是利用这个原理工作的。（3）保持蜡烛、光屏不动，向右缓慢移动凸透镜，直到光屏上又出现烛焰的像，根据光路的可逆性可知，此时的物距等于原来的像距、像距等于原来的物距，即此时物距大于二倍焦距，则成倒立、缩小的实像。考点三：眼睛和眼镜1.构造。人眼的主要构造是角膜、瞳孔、晶状体、睫状体、玻璃体、视网膜。晶状体和角膜的共同作用相当于一个可以改变焦距的凸透镜，视网膜相当于光屏。2.视物原理。光线由所观看的物体发出，外界的物体位于凸透镜的二倍焦距以外，经过角膜及晶状体的折射，会聚在视网膜上，得到一个倒立、缩小的实像，通过视神经将这个信号传给大脑，人就看到了物体。3.近视眼、远视眼的比较【例题5】（2021黑牡鸡朝鲜族）现代生活中，给人们带来了许多便利，但长时间看屏幕，容易导致视力下降，如图所示的四幅图是眼球成像及视力矫正的示意图，其中属于近视眼的成因及其矫正的是（）A.甲、乙 B.甲、丁 C.丙、乙 D.丙、丁【答案】D【解析】甲图中像成在了视网膜的后面，该眼睛是远视眼，远视眼应该佩戴凸透镜进行矫正；故乙图是远视眼的矫正示意图；由丙图可知：像成在视网膜的前方，故该眼睛是近视眼，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；丁图是近视眼的矫正示意图。故选D。《透镜及其应用》单元综合素养精准达标模拟检测试卷（答题时间90分钟，试卷满分100分）一、选择题（本大题有10道小题，每小题3分，共计30分）1.（2021长春）华为某款的相机配有先进的液态镜头。液态镜头由充满液体的容器和弹性高分子膜组成。液态镜头相当于凸透镜，使物体到相机的距离无论远近，都可以变焦成像。液态镜头（）A.对光有会聚作用 B.能成倒立的虚像C.能成正立的实像 D.能成缩小的虚像【答案】A【解析】A．液态镜头相当于凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，故A正确；BCD．照相机照相时，物体在2倍焦距以外，所成的像是倒立、缩小的实像，故BCD错误。2.（2021青海）一凸透镜的焦距为12cm，将点燃的蜡烛从离凸透镜30cm处沿主光轴移到15cm处的过程中，像的大小和像距的变化情况是（）A.像变小，像距变小 B.像变大，像距变大C.像变大，像距变小 D.像变小，像距变大【答案】B【解析】凸透镜的焦距为12cm，点燃的蜡烛从离凸透镜30cm处沿主光轴移到15cm处的过程中，即物距从大于二倍焦距处，移到小于二倍焦距、大于一倍焦距处，物距一直变小，因此像距一直增大，像也一直增大，像从缩小的像一直增大为放大的像，故B符合题意。3．（2021四川绵阳）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上得到清晰的像。则（）A．透镜焦距一定在10cm到15cm之间 B．透镜焦距一定在15cm到20cm之间 C．把蜡烛向左移动少许，光屏适当向左移动可得到大些的实像 D．把蜡烛向右移动少许，光屏适当向右移动可得到小些的实像【答案】A【解析】掌握凸透镜成像的规律，知道当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立放大的实像，此时像距大于2f；且成实像时，遵循物近像远像变大的特点。AB、观察图示可知此时u＝20cm，v＝30cm，u＜v，成倒立放大的实像，由凸透镜的成像规律可知，此时f＜u＜2f，v＞2f，即有则，f＜20cm＜2f，30cm＞2f，解得10cm＜f＜15cm；故凸透镜的焦距的范围是：10cm＜f＜15cm，故A正确，B错误；C、把蜡烛向左移动少许，此时物距变大，像距变小，像变小，所以光屏适当向左移动可得到小些的实像，故C错误；D、把蜡烛向右移动少许，此时物距变小，像距变大，像变大，所以光屏适当向右移动可得到大些的实像，故D错误。4.（2020湖北武汉）全国多地在欢迎援鄂抗疫英雄凯旋时举行了“飞机过水门”的最高礼仪。某次仪式中，摄影师拍摄了如图所示的照片，他所用的照相机的镜头相当于一个凸透镜，像成在照相机的底片上，下列说法正确的是A.所成的像是缩小的实像 B.所成的像是缩小的虚像C.所成的像是放大的实像 D.所成的像是放大的虚像【答案】A【解析】照相机的镜头相当于一个凸透镜，此时飞机很远，物距大于二倍焦距，凸透镜成倒立、缩小的实像，A正确，BCD错误。故选A。5.（2020黑龙江龙东农垦森工）如图所示，下列有关眼睛的示意图，远视眼是图，远视眼矫正是图。【答案】丁；乙。【解析】眼睛的晶状体相当于凸透镜；甲图中像呈在视网膜的前方，是近视眼模型，需要佩戴发散透镜，即凹透镜，使光线推迟会聚，如丙图。丁图中像呈在视网膜的后方，是远视眼模型，应佩戴会聚透镜矫正，即凸透镜，如图乙。6．（2020苏州）如图所示，烛焰在光屏上刚好成清晰的像。透镜不动，将蜡烛移至40cm刻度处，移动光屏，在光屏上能观察到（）A．倒立、缩小的实像 B．倒立、放大的实像 C．正立、放大的实像 D．光屏上不能呈现像【答案】D【解析】如图，u＝50cm﹣20cm＝30cm，v＝80cm﹣50cm＝30cm，此时光屏上出现清晰的像，u＝v＝2f＝30cm，所以f＝＝15cm，将蜡烛移至40cm刻度处，u'＝50cm﹣40cm＝10cm，物距小于焦距，凸透镜成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，所以光屏上不能呈现像。7.（2020山东泰安）小明同学做“探究凸透镜成像的规律”的实验，当他把烛焰移到距透镜18cm的位置时，在光屏上观察到倒立放大清晰的像。他判断凸透镜焦距可能是①6cm、②9cm、③12cm、④16cm，其中正确的是（）A.①② B.②③ C.①④ D.③④【答案】D【解析】由题意可知，物距18cm，光屏上观察到倒立放大清晰的像，所以2f＞18cm＞f18cm＞f＞9cm③12cm和④16cm符合题意。8.（2020四川自贡市）在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时，烛焰在光屏上呈现一个清晰放大的像．要使烛焰在光屏上呈现一个清晰缩小的像，调节的方法是（）A.透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏靠近透镜移动B.透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏远离透镜移动C.透镜不动，蜡烛靠近透镜移动，光屏远离透镜移动D.透镜不动，蜡烛靠近透镜移动，光屏靠近透镜移动【答案】A【解析】由图知道，此时物距小于像距，成倒立放大的实像，要使光屏上呈现倒立、缩小的实像，要增大物距，同时减小像距，所以在凸透镜不动时，蜡烛远离凸透镜，同时光屏靠近凸透镜，故选A．9.当蜡烛、凸透镜、光屏在如图所示的位置时，蜡烛的像在光屏上依稀可见（如图），.则下列结论正确的是（）A．物距u=45cmB．像距v=80cmC．凸透镜焦距f一定是10cmD．凸透镜焦距f在7.5cm——15cm之间【答案】D【解析】本题重在考查物距、像距、焦距概念以及凸透镜成像的基本规律。同时也测试了学生的观察能力、读取数据的能力。A.物体与凸透镜光心间的距离为物距，图中情况u=15cm。选项A错误；B.光屏的像到凸透镜间的距离为像距，图中情况v=30cm。选项B错误；C.凸透镜焦点到光心间的距离为焦距。但光光根据图所示情况得不出来焦距的大小。但我们能根据凸透镜成像的规律判断其焦距的范围。D.由图中情景知道，蜡烛经过凸透镜作用后，在光屏上得到一个倒立的、放大的、实像。这种情况只有f＜u＜2f时出现。我们知道u=15cm，所以f＜15cm＜2f。解得：7.5cm＜f＜15cm。所以选项D正确。10.（2021齐齐哈尔）光的世界丰富多彩，光学器件在我们的生活、学习中有着广泛的应用。你认为下面介绍符合实际的是(    )A.借助放大镜看地图时，地图到放大镜的距离应大于一倍焦距

B.用照相机拍摄景物时，景物到镜头的距离应大于二倍焦距

C.阳光通过凸透镜可形成一个很小很亮的光斑，是利用了凸透镜对光线有会聚作用

D.近视眼镜是利用凹透镜对光线有发散作用来矫正近视的【答案】BCD

【解析】A.由凸透镜成像的规律和应用可知，u<f，成正立放大的虚像，应用是放大镜，因此利用放大镜看地图时，地图到放大镜的距离应小于一倍焦距，故A错误；

B.由凸透镜成像的规律和应用可知，u>2f，成倒立缩小的实像，应用是照相机，所以用照相机拍摄景物时，景物到镜头的距离应大于二倍焦距，故B正确；

C.阳光通过凸透镜可形成一个很小很亮的光斑，是利用了凸透镜对光线有会聚作用，故C正确；

D.近视眼是晶状体曲度变大，会聚能力增强，即折光能力增强，应佩戴发散透镜，使光线推迟会聚，即近视眼镜是利用凹透镜对光线有发散作用来矫正近视的，故D正确。

二、填空题（每空1分，共计1．（2021北京）在“重阳节”到来之际，小航送给奶奶一个放大镜，奶奶借助这个放大镜能够细致欣赏邮票上的图案，如图1所示。此时奶奶看到的是一个、放大的虚像。为了模拟上述现象，小航利用一个焦距为10cm的凸透镜、蜡烛和光具座等器材进行实验。他先将蜡烛固定在光具座上50cm刻线处，如图2所示，接下来他应将凸透镜放置在光具座上的A、B、C三点中的点处，然后再从透镜的（选填“左”或“右”）侧用眼睛观察蜡烛烛焰的像。该像（选填“能”或“不能”）用光屏承接到。【答案】正立；C；左；不能。【解析】（1）当物距小于焦距时，物体通过凸透镜成正立、放大的虚像；（2）凸透镜成像规律：物距小于焦距成正立、放大的虚像。物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立、放大的实像。物距等于二倍焦距成倒立等大实像。物距大于二倍焦距成倒立、缩小的实像。虚像不能承接在光屏上。奶奶借助这个放大镜能够细致欣赏邮票上的图案，如图1所示。此时奶奶看到的是一个正立、放大的虚像；小航利用一个焦距为10cm的凸透镜、蜡烛和光具座等器材进行实验。他先将蜡烛固定在光具座上50cm刻线处，如图2所示，物距小于焦距成正立、放大的虚像，接下来他应将凸透镜放置在光具座上的A、B、C三点中的C点处，然后再从透镜的左侧用眼睛观察蜡烛烛焰的像。虚像不能用光屏承接到。【点评】此题探究凸透镜成像的规律实验，考查了对凸透镜的放大镜成像规律的应用，一定要熟练掌握凸透镜成像特点与物距之间的关系。2．（2020黑龙江龙东农垦森工）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将凸透镜正对着太阳，在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为cm；若将一个物体放在此透镜前40cm处，可在透镜另一侧光屏上得到一个倒立（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。【答案】15；缩小。【解析】将一个凸透镜正对太阳，可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。可知蜡烛正好放在凸透镜的焦点上了，则该凸透镜焦距为15cm；将一物体放在此透镜前40cm处，2f＜40cm，成倒立、缩小的实像。3.（2020四川自贡市）小金同学由于经常玩，近期发现视力严重下降，经眼科医生检查小金看物体的像成在视网膜之前方，则小金被确诊为________视眼，应佩戴____________________透镜矫正．【答案】(1)近(2)凹【解析】近视眼的表现是只能看清楚近处的物体，看不清远处的东西，即是由于晶状体太厚，其折光能力太强，或眼球的前后方向太长，使得像成在视网膜的前方造成的，所以小金看物体的像成在视网膜之前方，则小金被确诊为近视眼，若想使得像成在视网膜上，即需要让原来的光线发散一些，由于凹透镜对光线有发散的作用，故用凹透镜来矫正近视眼．4．（2020齐齐哈尔）购物支付已进入“刷脸”时代，如图所示，消费者结账时只需面对摄像头，经系统自动拍照、扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易。“刷脸”支付过程中，摄像头相当于（选填“凸”或“凹”）透镜，面部经摄像头成倒立、（选填“缩小”、“等大”或“放大”）的实像。【答案】凸；缩小。【解析】摄像机的镜头相当于一个凸透镜，当物体位于其二倍焦距以外时，物体在凸透镜中成倒立缩小的实像。5．（2020四川遂宁）今年2月全国新型冠状病毒疫情十分严峻，为了尽可能避免交叉感染，全国首个测温5G警用巡逻机器人在广州设计制造成功，这款机器人有5个高清摄像头，可实现全景无死角监测，机器人上的摄像头与我们生活中的（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像原理相同，当巡逻机器人靠近人拍摄时，所成的像将（选填“变大”、“变小”或“不变”）；机器人利用把实时拍摄的画面信息通过5G网络传输到监控中心，监控中心屏幕上的彩色画面是由红、、蓝三种基本的色光按不同比例混合形成的。【答案】照相机；变大；电磁波；绿。【解析】（1）机器人上的摄像头相当于一个凸透镜，它的成像原理和我们生活中的照相机的成像原理相同。（2）根据“凸透镜成实像时，物近像远像变大”的规律，当巡逻机器人靠近人拍摄时，物距变小，像距变大，所成的像将变大。（3）机器人利用电磁波把实时拍摄的画面信息通过5G网络传输到监控中心。（4）监控中心屏幕上的彩色画面是由红、绿、蓝三种基本的色光按不同比例混合形成的。6.（2020江苏连云港）在探究“凸透镜成像规律”的实验中，下表是小华同学实验时记录的几组数据，根据表中数据完成下列问题。实验次数物距u/cm像距v/cm成像性质13015倒立缩小实像22020倒立等大实像315倒立放大实像(1)此凸透镜的焦距为______cm；(2)第3次实验中像距为______cm，判断依据是_____。【答案】(1)10(2)30(3)光路可逆【解析】(1)由表中第2次实验的数据，物距等于像距，像和物等大，可知，此时u2=v2=2f=20cm，f=10cm即该凸透镜的焦距为10cm。(2)由实验第1次，u1=30cm，v1=15cm成倒立缩小实像，由光路的可逆性可知u3=15cm，v3=30cm7.（2020甘肃天水）小明将一支点燃的蜡烛放在凸透镜（f＝10cm）前18cm处，光屏上得到了烛焰倒立、的清晰像。然后他在蜡烛和凸透镜之间放置了一个远视眼镜片，由于远视眼镜片对光线有作用，所以光屏上烛焰的清晰像变模糊了（如图所示）．若想在光屏上重新得到清晰的烛焰像，他可将光屏凸透镜。【答案】放大；会聚；靠近。【解析】已知f＝10cm，则2f＝20cm，蜡烛在凸透镜前18cm处，处于f和2f之间，成倒立放大的实像；远视眼镜片是凸透镜，所以远视眼镜片对光线有会聚作用；将远视眼镜片放在蜡烛和凸透镜之间，经过凸透镜的光线会比原来提前会聚成像，所以将光屏靠近凸透镜，才能在光屏上重新得到清晰的像。【点评】本题主要考查了凸透镜成像规律的应用，要熟练掌握成像特点与物距、像距的关系。8.（2019湖南娄底）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”）。【答案】凸；小于。【解析】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。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。9.（2019山东德州）如图所示的四幅图中，表示近视眼成像情况的是_____，矫正方法的是_____。（填序号）【答案】③；①。【解析】（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。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；由图知，③图的入射光线会聚在视网膜的前方，所以③图表示了近视眼的成像情况；结合图示可知，为了使像刚好成在视网膜上，需要使光线发散一些，所以应佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正，则①图能正确表示近视眼的矫正情况。10.（2020陕西咸阳模拟）如图所示，把一凸透镜放在平面镜前，当用眼睛观察镜子时，光束似乎是从M处发散开来的，则光束会聚处和M点的距离是____m，该凸透镜的焦距是___m。【答案】0.6；0.2。【解析】平面镜成像是由于光的反射而形成的，其成像的特点是：平面镜所成像是正立的、等大的虚像，物像到镜面的距离相等，即物像关于镜面对称。由题意知：光束似乎是从M处发散开来的，则光束会聚处（即焦点）和M点关于镜面对称，故它们之间的距离是0.6m，该凸透镜的焦距是0.2m。三、作图题（每小题3分，共计15分）1．（2021内蒙古通辽）如图所示，凸透镜的主光轴与水面相平，F是凸透镜的焦点，一束与水面平行的光射到凸透镜上，经凸透镜折射后在水面发生了反射和折射，请画出此过程的光路图。【答案】如图所示：【解析】（1）由图示可知，入射光线平行于凸透镜的主光轴，经凸透镜折射后过焦点；（2）凸透镜右侧的焦点为入射点，过入射点画出法线，根据光的反射定律、折射规律画出反射光线、折射光线。解：（1）由图示可知，入射光线平行于凸透镜的主光轴，经凸透镜折射后过焦点；（2）过焦点（入射点）F画出法线，根据反射角等于入射角在法线右侧空气中画出反射光线；在法线右侧的水中，根据折射角小于入射角画出折射光线。2.（2021广东省）如图所示，蜡烛的烛焰中心A在主光轴上距凸透镜光心O二倍焦距以外。

①根据凸透镜成像规律，在图甲中标出A所成的像A'的大致位置。

②借助辅助线或光路图，在图乙中找到A所成的像A'的确切位置，保留作图痕迹。

【答案】见解析。【解析】①根据题意可知，蜡烛的烛焰中心A在主光轴上距凸透镜光心O二倍焦距以外，所以成倒立、缩小的实像，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，如下图所示：

②画一条过光心的光线，其传播方向不变，画出折射光线；平行于主光轴画一条入射光线，经凸透镜折射后，折射光线过另一侧的焦点，两条折射光线的交点即为端点B的像点B'，从B'向主光轴引垂线，焦点为A'，连接A'、B'即为物体AB的像，箭头向下，如图所示：

3.（2021贵州安顺）如图甲所示是我国首创的“吸毒人员瞳孔检测鉴定仪”，它主要对眼球经凸透镜成的像进行分析，从而为辨别吸毒人员提供了依据。如图乙所示是一束来自眼球表面的光，请画出此光线经凸透镜后折射光线的大致位置。【答案】如图所示。【解析】凸透镜对光有会聚作用，由此确定折射光线的大致位置。4.（2021青海）如图所示，O为凸透镜的光心，F为凸透镜的两个焦点，请在图中画出光源S经凸透镜所成的像S′．【答案】【解析】利用过光心的光线传播方向不改变，平行与主光轴的光通过透镜后会过焦点，这两条折射光线的交点就是像点S′．5.（2022海南模拟）已知黑箱内有一只凹透镜和一只平面镜．请在黑箱内画出完整的光路，填上光学仪器，并标明凹透镜焦点F的位置．【答案】如图所示：【解析】此题主要考查凹透镜的三条特殊光线，将此知识点与平面镜相结合，给此题增加了一定的难度，因此属于难题．根据凹透镜和平面镜对光线的作用结合图示光路解答．图中已给出了凹透镜的主光轴，且射出黑箱的光线平行于主光轴，则射向凹透镜的光线延长后过其焦点，所以，可以先利用平面镜反射光，光线再射向凹透镜，且这条光线延长后与凹透镜的主光轴相交．作法：画出射入黑箱的光线，在黑箱左侧适当位置垂直于主光轴画出平面镜，入射光线与平面镜的交点为入射点，垂直于平面镜作出法线，根据光在反射时反射角等于入射角作出反射光线；反射光线与射出黑箱的折射光线的延长线的交点为射向凹透镜的入射点，由此画出凹透镜，延长射向凹透镜的光线与主光轴的交点即为焦点F．四、实验探究题（本大题有4道小题，共计18分）1.（4分）（2021江苏南京）小明用如图所示装置做“探究凸透镜成像规律”实验。

（1）图中光屏上恰好成一清晰的像，该像的性质是倒立、______的实像。（2）图中只移动蜡烛和光屏，可以模拟照相机成像原理的操作是______（填字母）。A.都左移B.都右移C.蜡烛左移，光屏右移D.蜡烛右移，光屏左移（3）完成实验后，他将另一透镜放在图中45cm刻度线位置，发现光屏上的像由清晰变模糊，向左移动光屏又发现清晰的像，说明该透镜对光有______作用，可以矫正的视力缺陷是______。【答案】①.等大②.A③.会聚④.远视眼【解析】（1）[1]由图可知，蜡烛到凸透镜的距离为光屏到凸透镜距离物距等于像距时，等于两倍焦距，即，成倒立、等大的实像，凸透镜的焦距（2）[2]模拟照相机成像原理，u>2f，f<v<2f时成倒立、缩小的实像，如图，，只移动蜡烛和光屏，蜡烛远离凸透镜左移，光屏靠近凸透镜也是左移。故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。（3）[3]他将另一透镜放在图中45cm刻度线位置，发现光屏上的像由清晰变模糊，向左移动光屏又发现清晰的像，说明成像在原来光屏的前方，该透镜对光有会聚作用，是凸透镜。[4]远视眼是成像在视网膜的后方，需要使用对光有会聚作用的透镜，使像成在视网膜上，故凸透镜可以矫正远视眼。2.（4分）（2021江苏扬州）“一双好眼睛，能更好地探索未来”，小丽了解到人眼的晶状体相当于凸透镜，眼睛是如何看清远近不同物体的？她对这一问题产生了浓厚兴趣；

（1）首先用平行光正对凸透镜A照射，如图甲所示，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f=______cm；（2）然后适当调整凸透镜A和光屏的位置，移动蜡烛，使烛焰在光屏上成清晰的像，如图乙所示；接着她将凸透镜A换为焦距稍大的凸透镜B，并保持位置不变，移动蜡烛，使烛焰在光屏上再次成清晰的像，如图丙所示，可见小丽研究的问题是：当凸透镜成实像时保持______距离不变，探究______的关系；（3）通过探究发现，当人眼观察近处物体时，晶状体的焦距变______。【答案】①.10.0②.光屏到凸透镜③.远近不同物体成清晰的像与凸透镜焦距④.短【解析】（1）[1]图甲中，用平行光正对位于10.0cm刻度处的凸透镜A照射，在位于20.0cm刻度的光屏上出现一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为f=20.0cm10.0cm=10.0cm（2）[2][3]小丽提出的问题是“眼睛是如何看清远近不同物体的？”，实验中凸透镜相当于人眼的晶状体，光屏相当于视网膜，蜡烛相当于物体，因为眼球的前后距离是不变的，故乙、丙两图中保持光屏到凸透镜的位置不变，改变了凸透镜的焦距，调整蜡烛到凸透镜的距离，使光屏上再次出现清晰的像。这一过程中，保持了光屏到凸透镜距离不变，探究远近不同物体成清晰的像与凸透镜焦距的关系。（3）[4]当人眼观察近处物体时，物距减小，若晶状体的焦距不调节，根据凸透镜成像规律可知，此时像距会变大，所成的像会位于视网膜的后方。为了使像前移到视网膜上，则通过晶状体的光线要更加会聚，所以晶状体的凸度要变大，焦距要变短。3.（6分）（2019江苏徐州）物理兴趣小组在探究“凸透镜成像的规律”实验时：（1）用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距为______cm。（2）图乙是某次实验时观察到的现象，生活中的______（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）是利用这一原理制成的。保持凸透镜不动，把蜡烛向左移动一段距离，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该把光屏向______（选填“左”或“右”）移动一段距离，像 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。实验时，光屏上得到了蜡烛清晰的像，一同学不小心在凸透镜上溅了一个小泥点，则光屏上______（选填“有”或“没有”）小泥点的像或影子。（4）将近视眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了。使光屏远离透镜，又能在光屏上看到蜡烛清晰的像，这说明近视眼镜对光线有______作用。由此可知，在近视眼得到矫正之前，物体的像成在视网膜的______。【答案】（1）10.6（10.2~10.8均可得分）。（2）照相机，左，变小。（3）没有。（4）发散。前方（或前面、前边）。【解析】（1）对mm刻度尺读数时要有估计值，故所测出凸透镜的焦距为10.6cm。（2）由图乙知：像距小于物距，故所成的是倒立的、缩小的实像，则生活中的照相机是利用这一原理制成的。成实像时，物距增大，像距减小，像减小。故保持凸透镜不动，把蜡烛向左移动一段距离，物距增大，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该把光屏向左移动一段距离，像变小。（3）实验时，光屏上得到了蜡烛清晰的像，一同学不小心在凸透镜上溅了一个小泥点，不影响光的折射，则光屏上没有小泥点的像或影子。（4）将近视眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了，即像的位置后移。使光屏远离透镜，又能在光屏上看到蜡烛清晰的像，这说明近视眼镜对光线有发散作用。由此可知，在近视眼得到矫正之前，物体的像成在视网膜的前方。4.（4分）（2022山东济南模拟）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，拉姆同学所在实验小组用同一凸透镜做了如图所示的实验。（1）实验前，拉姆同学用图甲所示的方法来测量实验用凸透镜的焦距f，则该凸透镜的焦距f=______cm。（2）将凸透镜放置在光具座的C点处，如图乙所示，实验过程中，该小组组装并调整实验器材，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，当把点燃的蜡烛放在光具座的A点处时，移