透镜及其运用-2023年中考物理总复习（解析版）

专题03透镜及其运用

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_凸透镜_、类型

凹透镜］'

|号叫

透镜

7｝倒立、缩小的实像

凸透镜：会聚，，u>2f(------------------------

对光线的作用JZ----也用：照相机

凹透镜：发散

倒立、等大的实像

义工应用「测焦距

近视眼镜眼睛的视物原理、

眼睛和眼镜透镜及_乂凸透镜

(凹透镜),-K倒立、放大的实像

其应用,「成椽版律产

远视眼镜近视眼、远视眼矫正一4fcuclfi--------------------------------

应用：投影机、幻灯机

(凸透镜)一-----1

显微镜的成像规律",正〔应立用、:放大镜的虚像

望远镜的成像规律建微镜和望远填

Q知识整理

一、透镜

1.透镜的种类:

(1)中间比边缘厚的透镜叫凸透镜，它对光有会聚作用.

(2)中间比边缘薄的叫凹透镜，它对光有发散作用.

2.焦点：

(1)跟主光轴平行的光，通过凸透镜折射后会聚于一点，这个点叫凸透镜的焦点(如图甲)，一般用字母“F”

表示.

(2)跟主光轴平行的光，通过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过凹透镜的虚焦点(如图乙).

3.凸透镜有三条特殊光线：

(1)平行入焦点出：即跟主光轴平行的光，通过凸透镜折射后会聚于焦点.

(2)焦点入平行出：即从焦点射入的光，通过凸透镜折射后跟主光轴平行.

(3)过光心不变向：过光心的光线传播方向不变.

注意：凹透镜的三条特殊光线的规律和凸透镜相同，不同点是凹透镜的延长线或反向延长线过虚焦点.

二、探究凸透镜成像规律

1.凸透镜成像的规律与应用：

物距M与焦距/像距V与焦距/像的性质

应用

的关系的关系正立或倒立放大或缩小实像或虚像

u>2ff<v<2f缩小照相机

"=2fv=2f倒立等大实像不作要求

f<u<Vv>2f放大投影仪

u<f不作要求正立放大虚像放大镜

【注意】

(1)物距为4时是像放大与缩小的分界点，物距为了时是实像与虚像的分界点.

(2)物体靠近焦点时，像会远离凸透镜且像会变大；物体远离焦点时，像会靠近凸透镜且像会变小.

(3)v=u=2f,经常用来测量凸透镜的焦距.

2.实像与虚像的比较

实像虚像

成因由实际光线会聚而成由实际光线的反向延长线相交而成

承接能用光屏承接不能用光屏承接

正倒倒立正立

观察都能用眼睛观察到

拍摄都能用照相机拍摄

【注意】区分实像与虚像的四个方法：

①看光路，实际光线会聚而成的是实像，实际光线反向延长线相交而成的是虚像；

②看承接，能用光屏承接的是实像，不能用光屏承接的是虚像；

③看正倒，倒立的是实像，正立的是虚像；

④根据各器件的成像特点判断。

三、凸透镜成像规律的应用

1.照相机：利用物体到凸透镜的距离大于两倍焦距时，成倒立、缩小、实像的原理制成.

2.幻灯机、投影仪、电影机：利用物体到凸透镜的距离小于两倍焦距大于一倍焦距时，成倒立、放大、实

像的原理制成.

3.放大镜：利用物体到凸透镜的距离小于一倍焦距时，成正立、放大、虚像的原理制成.

四'近视眼和远视眼

1.眼睛成像原理与照相机相同，晶状体相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏，物体经晶状体后在视网膜

上成倒立、缩小、实像.

（1）远处景物的像落在视网膜前方时叫近视眼，需戴凹透镜来矫正.

（2）远处景物的像落在视网膜后方时叫远视眼，需戴凸透镜来矫正.

Q考点讲解

考点1：透镜作图

【例1】（2022.江苏扬州）如图，请完成光线通过凸透镜的光路图。（P是凸透镜的焦点）

S

【解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，过焦点的光线经过凸透镜折射后光线与主光轴

平行，光路图如下图所示：

【例2】（2022•贵州黔东南）如图所示，请分别画出A3的入射光线和C。的折射光线。

【解析】根据凹透镜的三条特殊光线可知，延长线过凹透镜另一侧焦点的光线经凹透镜折射后，将平

行于主光轴；过凹透镜光心的光线经凹透镜折射后，传播方向不变，据此完成的入射光线和CO的折射

光线，如图所示：

【例3】（2022•广东广州）如图，凸透镜的焦点为E光心为。。

凸透镜

①在图中画出S点发出的光线a经过透镜光心后的光线

②S点发出的一条光线经过透镜后与主光轴平行，在图中画出上述光路。

【解析】口］⑵过光心的光线，经透镜后传播方向不改变，如图。S点发出的一条光线经过透镜后与主

光轴平行，故它的入射光线一定过焦点，如图：

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.

（1）凸透镜和凹透镜都会使光产生折射，并且折射光线和入射光线一定分居在透镜的两侧；

（2）对于凸透镜，平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚于焦点；根据光路可逆原理，由凸透镜焦点发出

的光经过凸透镜后变成平行于主光轴的光线；

（3）对于凹透镜，平行于主光轴的光线经过凹透镜后，折射光线的反向延长线通过入射光线一侧的焦点；

根据光路可逆原理，延长线交于焦点的入射光线经过凹透镜后，变成平行于主光轴的光线；

（4）经过凸透镜和凹透镜光心的光线传播方向都不改变；

（5）光线一定要标出箭头，表示光的传播方向;

（6）光线的反向延长线一定要用虚线表示.

软跟瞳觎勖

1.完成如图所示的光路图。

【解析】根据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；过光心的光线经凹透镜折

射后传播方向不改变；根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点；通过焦点的光线经凸透镜折射

后将平行于主光轴，作图如下：

2.（2022・甘肃天水•八年级期末）如图所示，薄凸透镜与薄凹透镜恰好共着同一个主光轴和同一个焦

点尸，一条入射光线射向薄凹透镜的右侧焦点凡请在图中作出这条入射光线经过薄凹透镜和薄凸透镜折射

的光路图。

【解析】指向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凸透

镜折射后折射光线通过焦点，光路如下图

3.如图，已知图中48是A8的像，请在图中画出透镜，并确定透镜的两个焦点且用尸标示出来。

A

B'

Br-

Ar

【解析】由于过光心的光线传播方向不变，那么连接A和其像点4,与主光轴的交点即为光心所在处,

由此确定凸透镜的位置，过A做平行于主光轴的光线，交凸透镜于一点，连接该点和4,其与主光轴的交

点即为右侧的焦点尸；过4做平行于主光轴的光线，交凸透镜于一点，连接该点与A,与主光轴的交点即为

左侧焦点尸，如图所示：

4.如图，为凸透镜L的主光轴，⑷夕为物体A3通过凸透镜所成的虚像，请通过作图标出凸透镜L

和焦点方的位置。

A'

A

A

——1一」_______________________

MB'BN

【解析】根据过光心的光线传播方向不变，又因为虚像是由折射光线的反射延长线相交而形成的，所

以A点和对应的像点A'及光心一定在一条直线上，即连接三点找出凸透镜的位置；平行于主光轴的光线经

过凸透镜的折射后，折射光线过焦点，过A作平行于主光轴的光线，交于凸透镜上C点，连接/'C并延长,

交于主光轴上的点即为凸透镜的焦点。如图：

5.如图所示，为凸透镜的主光轴，A为蜡烛，A，为蜡烛在光屏上所成的像，根据透镜成像规律画

出凸透镜及其焦点的位置。

A6

MN

【解析】通过光心的光线传播方向不变，连接蜡烛A和像4即为过光心的光线，与主光轴的交点即为

凸透镜的位置。从蜡烛A做一条平行主光轴的光，经凸透镜折射后过焦点，且在A，处会聚成像。如图所示

N

考点2：透镜运用

【例4】（2022•山东泰安）光学知识在我们的生活、学习中有着广泛应用。下列说法中（）。

①近视镜是凸透镜，利用了凸透镜对光有会聚作用

②照相时，被照者应位于镜头二倍焦距以外

③放大镜能放大地图，利用了光通过凸透镜能成正立、放大的实像的原理

④阳光下绿树的影子是光沿直线传播形成的

A.只有①④正确B.只有②④正确

C.只有②③正确D.只有①③正确

【答案】B。

【解析】①近视眼的晶状体曲度变大，会聚能力增强，即折光能力增强，成像于视网膜前，应佩戴发

散的凹透镜，使光线推迟会聚，故①错误；

②照相机照相的原理是物距大于2倍焦距，成倒立缩小的实像，所以照相时应该站在镜头的二倍焦距

以外，故②正确；

③利用放大镜看地图时，物体在焦点之内，物距小于1倍焦距，成正立放大的虚像，故③错误；

④阳光下绿树的影子是光在同种均匀介质中沿直线传播形成的，故④正确。故选B。

【例5】（2022•湖北省黄冈市、孝感市、咸宁市）2022年5月10日，在蔚蓝地球的映衬下，我国发射

的天舟四号货运飞船成功对接空间站天和核心舱。如图所示是对接过程中核心舱上摄像机拍摄的照片。下

列说法正确的是（）。

A.核心舱摄像机的镜头相当于凸透镜；

B.光通过摄像机的镜头都是沿直线传播；

C.地球通过核心舱上摄像机的镜头成虚像；

D.天舟四号靠近核心舱时，它在核心舱摄像机上成的像逐渐变小

【答案】A。

【解析】A.生活中的照相机、摄像机、投影仪等仪器的镜头都是凸透镜，故A正确；

B.光通过摄像机镜头后会发生折射现象；故B错误；

C.地球与核心舱的距离很远，远远的大于凸透镜的一倍焦距，所以所成的像一定是实像，故C错误；

D.根据透镜成像物近像远向边大的规律可知，天舟四号靠近核心舱时，它在核心舱摄像机上成的像逐

渐变大，故D错误。故选D。

熟悉凸透镜成像规律的应用：（1）当尸a=4时，成倒立、等大的实像；（2）照相机和人的眼睛都是利用

心成倒立、缩小的实像；投影仪和幻灯机都是利用统比才成倒立、放大的实像；放大镜是利用“勺成正

立、放大的虚像.

1.（2022・湖北宜昌）如图所示是一种常见的投射灯，它的成像镜头可简化为一一个凸透镜，能把投影

片必投射到地面，下图中能正确反映其成像原理的示意图是（）。

’II•_•(\.Q―♦——「e--B.?」•LU♦

a2FFFj2F2FFF2F

4

【答案】Bo

【解析】由图结合题意可知，灯内部较小的投影片在地面成倒立、放大的实像，根据凸透镜成像规律

可知，此时投影片位于凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，其实像在凸透镜另一侧二倍焦距之外，故B符

合题意，ACD不符合题意。故选B。

2.（2022•河南省）小明用透明塑料盒设计了一个昆虫标本观察器，如图所示。盒底上放标本，盒盖上

嵌入一凸透镜。有焦距为5cm和10cm的两种凸透镜，为了在盒盖上方附近，通过凸透镜观察到标本正立、

放大的像，凸透镜焦距/与盒高/?选择合理的是（）。

A.y=5cm/?=10cmB./=10cm/z=12cm

C./=5cm/z=12cmD./=10cm/z=6cm

【答案】Do

【解析】ABCD.盒盖处安装凸透镜，盒底处有昆虫标本，要使凸透镜作放大镜使用时，物距必须小于

焦距，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。

3.（2022•山西省）如图所示，是创新小组的同学们自制的照相机。在较暗的教室内，让凸透镜对着明

亮的室外，拉动纸筒，在半透明膜上可看到室外实验楼清晰的像，若想在半透明膜上成实验楼更大清晰的

像，下列做法正确的是（）。

镜头

取

半透明膜V可滑动纸筒

A.相机向前移，纸筒向前伸B.相机向后移，纸筒向后缩

C.相机不移动，纸筒向后缩D.相机和纸筒的位置均不变

【答案】A。

【解析】A.相机向前移，物距减小，根据凸透镜成像规律可知，像距会变大，像也变大，所以纸筒向

前伸来增大像距，则可在半透明膜上成更大的清晰的像，故A正确；

B.相机向后移，物距增大，根据凸透镜成像规律可知，像将变小，故B错误；

C.相机不移动，物距不变，所像距也不会变，所以纸筒向后缩不能得到更大清晰的像，故C错误；

D.相机和纸筒的位置均不变，像的大小不会发生变化，故D错误。故选A。

4.（2022・湖北十堰）如图是某校园监控摄像头，从安保室电脑上可以看到此摄像头拍摄的学生出入校

园的画面，摄像镜头所成的像与下列设备成像特点相同的是（）。

A.汽车观后镜B.照相机C.投影仪D.放大镜

【答案】B。

【解析】A.摄像头是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理制成的，而汽车观后镜是凸面镜，主要利

用凸面镜能使光线发散的特点，可以起到扩大视野的目的，故A不符合题意；

B.照相机成倒立、缩小的实像，与摄像头成像特点相同，故B符合题意；

C.投影仪所成的像是倒立、放大的实像，与摄像头成像特点不相同，故C不符合题意；

D.放大镜所成像是正立、放大的虚像，与摄像头成像特点不相同，故D不符合题意。故选B。

5.（2022•山西省）如图所示，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。”请你用学过的光学知识判断“削冰令圆”就是把冰块制成___________镜，若要“火生”应把“艾”

放在镜的___________位置。

【答案】①凸透；②焦点。

【解析】口］削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生，将冰削圆，对着太阳能生火，说明削成的圆

冰对火有会聚作用，所以是冰块制成凸透镜。

⑵太阳光都会会聚到凸透镜的焦点位置，要快速生火，需把“艾”放在镜的焦点位置。

考点3：眼睛与眼镜

【例6】（2022.四川自贡）现代生活，智能手机给人们带来了许多便利，但长时间盯着手机屏幕，容

易导致视力下降。如图所示，关于近视眼及其矫正的原理图正确的是（）。

A.①③B.②④C.①④D.②③

【答案】Bo

【解析】①图中光线会聚在视网膜后方，是远视眼的成像情况。要佩戴凸透镜进行矫正，即③

所示矫正原理图；

②图中光线会聚在视网膜前方，是近视眼的成像情况。要佩戴凹透镜进行矫正，即④

所示矫正原理图。

①③组合是远视眼及矫正原理图，②④组合是近视眼及矫正原理图，故ACD错误，B正确。故选B。

（1）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而造成的.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.近视眼的人应配戴凹透镜进行矫正，利用了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，如左下图所示.

甲近视眼成甲远视眼成

像于视网膜前像于视网膜后

乙矫正后乙矫正后

（2）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.远视眼的人应配戴凸透镜进行矫正，利用了凸透镜能

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，如右上图所示.

1.（2022・四川遂宁）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】①照相机；②远；③凸。

【解析】口］人的眼睛与照相机的成像原理相同，都是成倒立、缩小的实像。

［2］晶状体太薄，导致晶状体对光线的会聚能力变弱，看远处物体时，像呈在视网膜后方，所以爷爷眼

睛的问题是因为晶状体太薄造成的远视眼。

［3］远视眼是由于看远处物体时，像呈在视网膜后方，所以应该佩戴会聚透镜，即凸透镜，使光线提前

会聚。

2.（2022・四川成都）眼睛成像情况与__________成像情况相同（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”），

青少年如果不注意用眼卫生，容易患上近视，近视眼用凹透镜来矫正，这是利用了凹透镜对光

的作用。

【答案】①照相机；②发散。

【解析】口］眼睛成像时，物距远大于眼睛的二倍焦距，所成的像为倒立、缩小的实像，故可知其成像

情况与照相机成像情况相同。

［2］近视眼是由于晶状体变厚，对光的偏折能力增强，使得光线在视网膜之前会聚，故矫正近视眼需要

使光线推迟会聚，利用凹透镜来矫正近视眼是利用了凹透镜对光有发散作用，可以使光线推迟会聚。

3.（2022・四川乐山）日常生活中，不注意用眼卫生长期用眼疲劳就可能患上近视眼。近视眼成像于视

网膜（选填“前”或“后”），为娇正视力需要佩戴____________（选填"凹”或“凸”）透镜。

【答案】①前；②凹。

【解析】［1］近视眼形成原因是长时间看近处的物体，晶状体变厚，折光能力变强，在视网膜前成像。

［2］需要佩戴发散透镜，才能将像成在视网膜上，故需要佩戴凹透镜。

考点4：探究凸透镜成像的规律

【例10】（2022•安徽省）把凸透镜正对着太阳，在距凸透镜10cm的光屏上得到一个最小、最亮的

光斑。若将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前30cm处，在凸透镜的另一侧调节光屏的位置，可得到烛焰

清晰的（）。

A.倒立、缩小的实像B.倒立、放大的实像

C.倒立、等大的实像D,正立、放大的虚像

【答案】Ao

【解析】把凸透镜正对着太阳，太阳光是平行光，且平行于主光轴，在距凸透镜10cm的光屏上得到一

个最小、最亮的光斑，这个光斑就是凸透镜的焦点，所以该凸透镜的焦距是户10cm。将一支点燃的蜡烛放

在此凸透镜前30cm处，此时物距根据凸透镜成像规律可知，可以在另一侧的光屏上得到烛焰倒立、

缩小的实像，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。

【例11】（2022•四川内江）关于图中“凸透镜成像规律”的实验，下列说法正确的是（）。

A.图中蜡烛到凸透镜的距离比为/<“<2/（/为焦距）；

B.图中凸透镜成像规律与投影仪的成像原理相同；

C.图中光路图说明光在不同介质间传播的方向一定改变；

D.从不同方向能看清光屏上的像，是因为光在光屏上发生了漫反射

【答案】D„

【解析】A.如图物距大于像距，则物距在两倍焦距开外，故A错误；

B.物距在两倍焦距开外，成的是倒立的缩小的实像，与照相机成像原理相同，故B错误；

C.图中光路图说明光在不同介质间传播的方向不一定改变，因为通过光心的传播方向不变，故C错误;

D.从不同方向能看清光屏上像，光屏比较粗糙，在光屏上发生了漫反射，故D正确。故选D。

颔跟隔训1练.

1.（2022・四川达州）清晨，太阳从东方冉冉升起，云缝中射出道道霞光，它让我们的大千世界五彩缤

纷，让我们的世界拥有了无穷奥妙。下列对光的世界的探究中，结论正确的是（）。

甲7,丙丁

A.甲图，通过注入气泡的水球，我们看到太空授课的王亚平成''一正一倒"两个像，其中正立的是虚像,

倒立的是实像；

B.乙图，央视春晚节目舞蹈诗剧《只此青绿》的临水起舞画面中，舞者在舞台上的“倒影”和小孔成像

的原理相同;

C.丙图，光源经凸透镜在光屏上成一清晰的像，此时飞来一只小虫落在凸透镜上，则光屏上光源的像

不完整；

D.丁图，小薇按照图示将眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上清晰的像变模糊，只将光屏靠近凸透镜

时，又能在光屏上看到清晰的像，则该眼镜是近视眼镜

【答案】A。

【解析】A.甲图中，将气泡注入水球，水球中间部分中间薄边缘厚，相当于凹透镜，此时凹透镜成正

立的虚像；水球的周围部分中间厚边缘薄，相当与凸透镜，此时成倒立的实像，因此我们能看到太空授课

的王亚平成“一正一倒”两个像，其中正立的是虚像，倒立的是实像，故A正确；

B.乙图中，舞者在舞台上的“倒影”属于平面镜成像，是光的反射形成的，小孔成像是由光的直线传播

形成的，两者的成像原理不同，故B错误；

C.丙图中，小虫落在凸透镜上，此时小虫在凸透镜的焦点以内，在光屏上不能成像，小虫挡住了部分

成像的光线，但是其余的光线仍能使物体成完整的像，由于成像光线变少，光屏上的像会变暗，故c错误;

D.丁图中，将光屏靠近凸透镜时，又能在光屏上看到清晰的像，说明此时所成清晰像的像距变小了，

则所放透镜对光的会聚能力增强，因此在蜡烛与凸透镜之间放的是一个会聚透镜，远视眼镜是凸透镜，对

光具有会聚作用，因此应是远视眼镜，故D错误。故选A。

2.（多选）（2022•河北省）小明利用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。将蜡烛放在凸透镜左侧

适当位置，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的像，分别测出物距"和像距v,实验数据如

下表。下列说法正确的是（）。

实验次数12345

物距w/cm6030201512

像距v/cm1215203060

A.该凸透镜的焦距为20cm；

B,从第1次实验到第5次实验，成在光屏上的像越来越大；

C.当〃=45cm时，移动光屏，可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像;

D.第5次实验后，在贴近凸透镜左侧放一眼镜片，向右移动光屏，能在光屏上成清晰的像，则眼镜片

对光起会聚作用

【答案】BCo

【解析】A.由第3次实验数据可知，“=丫=竽20cm时，成等大的像，所以焦距为10cm,故A错误；

B.从第1次实验到第5次实验，物距都大于1倍焦距，成实像，且物距减小，根据凸透镜