2024年中考物理复习母题解密专题04 透镜及其成像规律讲义（附答案）

专题04透镜及其成像规律考点解读本章主要内容是在“光现象”基础上认识和熟悉社会活动中应用广泛的光学仪器-透镜。透镜是照相机、投影仪等光学仪器的重要组成部分，研究透镜对光的作用和凸透镜成像是本章的中心内容。“透镜及其应用”是理论与实践相结合，体现课程基本理念“从生活走向物理，从物理走向社会”的一个很好的范例。照相机、投影仪、放大镜是日常生活中常用的光学仪器，眼睛是人的重要器官。通过对这些光学仪器知识的学习，使学生认识凸透镜成像的基本特征。本章首先讲解透镜的基础知识及其对光的作用，然后介绍生活中的透镜,使学生对生活中常用的透镜及其成像的情况获得感性认识，在头脑中获得丰富、具体、生动的感性认识。以此为基础,让学生带着问题，用探究的方法深入研究凸透镜成像的规律，体验科学研究的过程,在探究过程中培养科学研究方法，形成清晰的凸透镜成像的规律。0101透镜及其作用揭秘揭秘母题【母题1】（2023•沈阳）下列应用中涉及到的光学元件，对光有发散作用的是A．放大镜B．潜望镜C．近视眼镜D．汽车前灯反光装置【答案】【分析】凸面镜和凹面镜利用光的反射，凸面镜对光线起发散作用，凹面镜对光线起会聚作用；凸透镜和凹透镜利用光的折射，凸透镜对光线起会聚作用，凹透镜对光线起发散作用。【解答】解：、放大镜是利用物距小于凸透镜的一倍焦距时，物体成正立放大的虚像，凸透镜对光线起会聚作用，故不符合题意；、平面镜成的是正立、等大的虚像，其原理是光的反射，平行光反射后仍是平行光，既不会聚也不发散，故不符合题意；、近视镜片是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用，故符合题意；、汽车前灯反光装置是一个凹面镜，凹面镜对光线起会聚作用，故不符合题意。故选：。【母题2】（2023•襄阳）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。”其中“削冰令圆”是把冰削成透镜；“以艾承其影”是把“艾”（易燃物）放在透镜的上。【分析】凸透镜中间比边缘厚，对光线有会聚作用；平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜后会聚在主光轴上的一点，该点叫焦点。【解答】解：削冰令圆”是把冰削成凸透镜；“以艾承其影”是把“艾”（易燃物）放在透镜的焦点上，凸透镜对光线有会聚作用，会将艾点燃。故答案为：凸；焦点。【母题3】（2023•达州）近年来全球气候变暖，森林防火人人有责。某学校开展了“森林防火”主题班会活动，其中有同学提到不能将矿泉水瓶随意丢弃在森林，这是因为有水的矿泉水瓶相当于一个透镜（选填“凸”或“凹”，对太阳光有作用，从而点燃枯叶引发火灾；太阳能属于能源（选填“可再生”或“不可再生”。【答案】凸；会聚；可再生。【分析】透明圆塑料瓶装水后，中间厚而边缘薄，类似于凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用；能够从自然界源源不断地获得的能源是可再生能源。【解答】解：瓶中进入水之后，瓶中的水形状是中间厚、边缘薄，符合凸透镜的形状特点，对光线有会聚作用，如果热量集中，会造成树叶燃烧，造成火灾；太阳能可以从自然界源源不断地获得，属于可再生能源。故答案为：凸；会聚；可再生。方法技巧1.透镜是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（远视镜镜片，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（3）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（4）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（5）所示。5.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。0202凸透镜成像规律揭秘揭秘母题【母题4】（2023•陕西）如图，是我国自主研制的某新型战斗机上的光电搜索跟踪系统。该系统功能与人眼相似，能为战斗机提供感知外界的“视觉”，系统内置的光电传感器，相当于人眼的视网膜，最外层窗口和传感器之间的光学元件，相当于人眼的晶状体。关于该系统说法不正确的是A．该系统的光学元件相当于一个凸透镜B．该系统在光电传感器上成的是倒立、放大的实像C．周围景物通过该系统成像时，景物到镜头的距离大于镜头的2倍焦距D．该系统的成像原理与照相机的成像原理相同【答案】【分析】（1）凸透镜对光线有会聚作用，当物体在透镜的2倍焦距之外时，物体经透镜能成倒立、缩小的实像；（2）凸透镜成像的规律中，成实像时，物像异侧，物距变大，像距变小，像变小。【解答】解：、该系统的光学元件相当于一个凸透镜，故正确；、系统功能与人眼相似，成的是倒立、缩小的实像，故错误；、周围景物通过该系统成像时，景物到镜头的距离大于镜头的2倍焦距，故正确；、该系统的成像原理与照相机的成像原理相同，故正确。故选：。【母题5】（2023•江西）某同学探究凸透镜成像规律时，光屏上得到了烛焰清晰的像（像未画出），如图所示。下列说法正确的是A．光屏上的像是正立的B．光屏上的像是放大的C．投影仪是利用此成像原理制成的D．撤去光屏，烛焰的像仍然在原处【答案】【分析】（1）根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的；（2）实像可以用光屏承接，虚像不能用光屏承接。【解答】解：、由图可知，此时物距大于像距，根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的，故错误；、由于此时成的是实像，所以即使实验中撤去光屏，烛焰的像仍然在原处，故正确。故选：。【母题6】（2023•郴州）如图所示，烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，该凸透镜的焦距为，凸透镜的位置保持不变。以下说法正确的是A．当蜡烛放在图中区域时，光屏应放在图中区域才可能呈现清晰的像B．蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，所成的像会逐渐变小C．若无论怎么移动光屏，在光屏上都找不到像，则蜡烛可能放在图中区域D．若光屏上要得到一个放大的像，则蜡烛应该放在图中区域【答案】【分析】（1）根据，，成倒立、缩小的实像；（2）根据凸透镜成实像时，物远像近像变小分析回答；（3）根据，成正立放大的虚像；（4）根据，成倒立、放大的实像。【解答】解：、当蜡烛放在图中区域，此时物距大于二倍焦距，根据，，成倒立、缩小的实像，光屏应放在图中区域才可能呈现清晰的像，故错误；、蜡烛从图中位置逐渐远离透镜，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，可知，所成的像会逐渐变小，故正确；、若无论怎么移动光屏，在光屏上都找不到像，说明蜡烛应该在一倍焦距内，即区，故错误；、若光屏上要得到一个放大的像，根据，成倒立、放大的实像，则蜡烛应该放在图中区域，故错误。故选：。方法技巧利用凸透镜成像的规律，列出物距和焦距、像距和焦距的关系不等式，解不等式就可以确定该凸透镜焦距的范围。具体关系为：（1）当成倒立、缩小的实像时，u>2f，f<v<2f；（2）当成倒立、等大的实像时，u=v=2f；（3）当成倒立、放大的实像时，f<u<2f，v>2f；（4）当不成像时，u=f；（5）当成正立、放大虚像时，u<f。0303眼睛和眼镜揭秘揭秘母题【母题7】（2023•仙桃）如图是近视眼及其矫正的光路图，下列说法不正确的是A．近视眼的成像原理和小孔成像的原理相同B．近视眼看远处的物体，像成于视网膜前C．近视眼用凹透镜矫正D．为预防近视，读写时眼睛与书本的距离应保持在左右【答案】【分析】（1）根据眼睛的视物原理做出判断；（2）近视眼只能看清近处的物体，看不清远处的物体，其成因是晶状体太厚，折光能力太强，来自远处点的光会聚在视网膜前；（3）近视眼可通过凹透镜对光线的发散作用进行纠正；（4）正常人眼的明视距离是25厘米。【解答】解：、近视眼的成像原理是光的折射，小孔成像的原理是光的直线传播，原理不同，故错误；、近视眼是因为晶状体太厚折光能力太强，或者眼球前后半径太长，使远处物体的像落在视网膜前，看不清远处的物体，需要配戴凹透镜进行矫正，故正确；、正常人眼的明视距离是25厘米，为预防近视，读写时眼睛与书本的距离应保持在左右，故正确。故选：。【母题8】（2023•宜昌）小华用弹性膜充水制作了一个水凸透镜，通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度，如图是他用其模拟眼睛看物体的实验装置。模拟正常眼睛时，固定透镜，将一个形光源放在合适的位置后，调节光屏得到清晰的像，下列说法正确的是A．此时光源放在透镜2倍焦距以内B．此时光屏上成倒立放大的实像C．光源远离透镜时，要将光屏靠近透镜才能再次得到清晰的像D．模拟近视眼的成因时需要从透镜向外抽水【答案】【分析】人的眼睛相当于一架照相机，成的是倒立、缩小的实像；凸透镜成实像时，物近像远像变大、物远像近像变小；近视眼的成因是像成在了视网膜的前方。【解答】解：、人的眼睛相当于一架照相机，成的是倒立、缩小的实像；根据图示可知，此时的像是倒立、缩小的实像，此时光源在二倍焦距之外，故错误；、光源远离透镜时，物距变大，像距变小，要将光屏靠近透镜才能再次得到清晰的像，故正确；、近视眼的成因是像成在了视网膜的前方，此时凸透镜的焦距变小，会聚能力变强，所以应该向透镜内注水，故错误。故选：。【母题9】（2023•牡丹江）关于近视眼的成因及矫正，说法正确的是A．晶状体太厚，折光能力太弱，像成在视网膜的后方B．晶状体太薄，折光能力太强，像成在视网膜的前方C．戴凸透镜制成的眼镜矫正D．戴凹透镜制成的眼镜矫正【答案】【分析】①近视眼只能将近处的物体成像在视网膜上，而将远处的物体成像在视网膜前；远视眼只能将远处的物体成像在视网膜上，而将近处的物体成像在视网膜后；②凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。【解答】解：近视眼的形成原因是晶状体变厚，折光能力变强，像成在视网膜的前方，可用发散作用的凹透镜矫正，使光线会聚能力减弱，能使像成在视网膜上，能看清远处的物体，故错误，正确。故选：。方法技巧1.近视眼只能看清近处的物体，看不清远处的物体。近视眼的视网膜距晶状体过远或晶状体太厚，遮光能力太强，使远处射来的光线还未到达视网膜就会聚成一个点，达到视网膜时又都分散开来，形成一个模糊的光斑，因此看不清远处的物体。近视眼要佩戴由凹透镜做成的眼镜。2.远视眼只能看清远处的物体，看不清近处的物体。远视眼的视网膜距晶状体太近或晶状体太薄，遮光能力太弱，使近处过来的光达到视网膜时，还没有会聚成一点，形成的像落在视网膜后，在视网膜上形成一个模糊的光斑，因此看不清近处的物体。远视眼要佩戴由凸透镜做成的眼镜。模拟模拟中考1．（2023•平度市一模）我国出土的文物“水晶饼”为中部鼓起的透明实心圆饼，古籍记载“正午向日，以艾承之，即火燃”。“水晶饼”能够利用太阳光生火，主要因为A．“水晶饼”能反射光B．“水晶饼”能吸收光C．“水晶饼”对光有会聚作用D．“水晶饼”对光有发散作用【答案】【分析】中间厚、边缘薄的透镜为凸透镜；凸透镜使太阳光发生折射，对光线有会聚作用。【解答】解：“水晶饼”中间厚、边缘薄，属于凸透镜，凸透镜使太阳光发生折射，对光线有会聚作用，这是其利用太阳光生火的原理，故正确。故选：。2．（2023秋•肇源县期中）下列光路图正确的是A．凸透镜对光线的作用B．凹透镜对光线的作用C．放大镜的成像图D．近视眼的成像图【答案】【分析】（1）凸透镜对光线具有会聚作用；（2）凹透镜对光线有发散作用；（3）放大镜成的是正立、放大的虚像；（4）近视眼看物体时像呈现在视网膜的前方。【解答】解：、凸透镜对光线具有会聚作用，而图中的光线发散了（即折射光线远离主光轴），故错误；、凹透镜对光线有发散作用，而图中的光线会聚了（即折射光线偏向主光轴），故错误；、放大镜成的是正立、放大的虚像，平行于主光轴的光线经过凸透镜后过焦点，经过光心的光线的传播方向不变，这两条折射光线的反向延长线的交点为像点，故正确；、近视眼看到物体的像成在视网膜的前方，而图中像成在了视网膜的后方，故错误。故选：。3．（2023•湘西州模拟）在光具座上自左向右依次竖直放置一个凹透镜、凸透镜和平面镜，两个透镜的主光轴重合，凸透镜的焦距为，此时两个透镜之间的距离为．在凹透镜的左侧有一水平平行光束通过两个透镜后入射到平面镜上，经平面镜反射后，反射光恰能沿原来的光路返回，据此可判断凹透镜的焦距为A．B．C．D．【答案】【分析】由题知，经过平面镜反射后，反射光能沿着原来的光束返回，而平面镜又竖直放置，说明透过凸透镜的光线为平行光；所以，透过凹透镜后的光线必过凸透镜的焦点（光线的反向延长线过焦点）据此画图帮助回答。【解答】解：当凸透镜的焦点位于凸透镜与凹透镜之间时，因为从凹透镜出来的光线为发散光线，所以不可能经过凸透镜焦点；当凸透镜焦点位于凹透镜左边时，则可能从凹透镜出来的光线的反向延长线经过凸透镜的焦点；而射入凹透镜的光线为平行光线，故从凹透镜出来的光线的反向延长线也经过凹透镜的焦点，因而凹透镜的焦点与凸透镜的焦点重合，如图，所以凹透镜的焦距。故选：。4．（2023•阿荣旗校级一模）图中画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中凸透镜是A．B．C．D．【答案】【分析】首先要仔细观察入射光线和折射光线的特点，然后再根据凸透镜和凹透镜的光学特点来作出选择。【解答】解：从四个光线通过透镜的情形可知，、、的折射光线相对于入射光线是发散的，所以都是凹透镜；只有，入射光线经凸透镜后折射光线变得会聚，为凸透镜。故选：。5．（2023•安徽三模）用光路图解释现象是学习光学的一种有效途径，下列光路图正确的是A．坐井观天B．光从空气中斜射入水中C．凸透镜对光的作用D．凹透镜对光的作用【答案】【分析】（1）坐井观天是根据光的直线传播来解释；（2）光从空气中斜射入水中时，折射光线会靠近法线；（3）在作凸透镜的光路图时，先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点（三条特殊光线）来作图；（4）凹透镜三条特殊光线的作图：①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。②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点。③过光心的光线传播方向不改变。【解答】解：、“坐井观天”讲述的是青蛙在井底只能看到一小部分天空，即这部分天空的光照射到青蛙的眼睛里，是根据光的直线传播来解释，故错误；、图中光从空气中斜射入水中，在交界面处，发生反射和折射现象，此时的折射光线会靠近法线，故错误；、平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，故正确；、凹透镜对光有发散作用，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点，不会会聚焦点，故错误。故选：。6．（2023•绵阳模拟）在“探究凸透镜的成像规律”时，把蜡烛放在凸透镜前处，光屏上可接收到倒立缩小清晰的像。下面说法正确的是A．该凸透镜的焦距大于B．该凸透镜的焦距大于C．像到凸透镜的距离大于D．像到凸透镜的距离小于【答案】【分析】根据给出的物距和成像的性质，利用凸透镜成像的规律可以确定该凸透镜焦距的可能值。【解答】解：把蜡烛放在凸透镜前的地方，在光屏上可接收到倒立、缩小清晰的像，根据凸透镜成像的规律可知，此时物体应该在2倍焦距以外，即可得到不等式，解得，故错误；同时由于物体在2倍焦距以外，像应成在另一侧的一倍焦距和二倍焦距之间，故此时的物距大于像距，所以像到凸透镜的距离小于，故正确，错误。故选：。7．（2023•碧江区模拟）手机扫描二维码，相当于给二维码照了一张照片，如图是手机扫描二维码，登录网址、查看相关信息的情形，下列说法中正确的是A．物体上的二维码是光源B．二维码位于摄像头的一倍焦距之内C．二维码位于摄像头的二倍焦距以外D．当二维码超出手机上设定的方框时，物品不动，把手机靠近物品【答案】【分析】（1）能发光的物体称为光源。（2）“扫入”二维码时镜头和二维码的距离大于二倍焦距。（3）凸透镜成像时，物距，成倒立缩小的实像，应用是照相机。（4）凸透镜成实像时，物远像近像变小。【解答】解：、二维码本身不发光，不是光源，故错误；、照相机是利用物距大于二倍焦距时，成倒立缩小实像的规律制成的，因此，“扫入”二维码时镜头和二维码的距离大于二倍焦距，故错误；、镜头和二维码的距离大于二倍焦距时成倒立缩小实像，故正确；、当二维码超出手机上设定的方框时，说明物距太近，应使物品不动，把手机向后移动。故错误。故选：。8．（2023•儋州二模）有关显隐杯的记载，古籍中不乏其例。其原理是在杯内底中央置一图案，图案上盖一凸透镜。如图所示，杯中倒入酒，俯视时，图案处于酒与凸透镜组成的新透镜焦距之内，会被清楚地看到，则此时A．杯中酒相当于一块凸透镜B．成的是缩小的像C．新透镜成像原理与放大镜相同D．成的像是实像【答案】【分析】物距小于焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像。【解答】解：杯中酒中间薄、边缘厚，相当于一块凹透镜；杯中倒入酒，俯视时，图案处于处于酒与凸透镜组成的新透镜焦距之内，成正立、放大的虚像，故正确。故选：。9．（2023•修武县一模）随着科技的发展，我们进入了“刷脸”时代。“刷脸”时人脸面对摄像头（相当于一个凸透镜），经系统自动拍照、扫描，确认相关信息后，即可迅速完成身份认证。在系统拍照过程中A．人脸经摄像头成缩小倒立的实像B．人脸是光源C．人脸经摄像头成像的原理与投影仪相同D．人脸应保持在透镜的一倍焦距到两倍焦距之间【答案】【分析】（1）自身能发光的物体称为光源；（2）摄像头是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理制成的，此时物距；（3）凸透镜成像是光的折射形成的，平面镜成像原理是光的反射。【解答】解：、摄像头相当于一个凸透镜，光经过摄像头成像利用的是光的折射，成倒立、缩小的实像，与照相机的成像原理相同，故正确，错误；、人脸不会发光，但会反射光，所以人脸不是光源，故错误；、当时，凸透镜成倒立、缩小的实像，所以，“刷脸”时，人脸应位于摄像头的两倍焦距之外，故错误。故选：。10．（2023•孝义市三模）如图所示是物理实践课上，老师出示的某处监控摄像头对某辆汽车经过时拍下的照片。下列分析正确的是A．摄像机的镜头可以制成近视眼镜B．拍摄时，车到镜头的距离小于2倍焦距C．照片中的像是正立缩小的D．汽车离镜头越近，所成像越大【答案】【分析】摄像头是根据凸透镜成倒立缩小实像的原理制成的，凸透镜成实像时，遵循物近像远像变大的特点。凸透镜可以矫正远视眼，凹透镜可以矫正近视眼。【解答】解：、摄像头是一个凸透镜，可以矫正远视眼，故错误；、摄像头与照相机的成像原理相同，拍摄时，车到镜头的距离大于2倍焦距，镜头所成的像是倒立、缩小的实像，故错误；、当汽车靠近摄像头时，物距变小，像距变大，所成的像变大，故正确。故选：。11．（2023•通州区模拟）如图所示，书桌上放着一副眼镜。关于这副眼镜，下列说法正确的是A．属于凸透镜，可用于矫正远视眼B．属于凹透镜，可用于矫正远视眼C．属于凸透镜，可用于矫正近视眼D．属于凹透镜，可用于矫正近视眼【答案】【分析】要解答本题需掌握：①凸透镜能成正立放大的虚像，以及凸透镜对光线有会聚作用。②远视眼是像呈在视网膜的后方。【解答】解：由图可看出，字成的是正立、放大的像，所以该镜片是凸透镜；远视眼是像呈在视网膜的后方，要想使像呈在视网膜上，应戴一会聚透镜，即凸透镜，所以该眼镜可以用以矫正远视眼。故选：。12．（2023•昂仁县二模）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。图中关于近视眼的成因及其矫正的原理图正确的是A．乙丁B．乙丙C．甲丁D．甲丙【答案】【分析】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。近视眼配戴凹透镜进行矫正。【解答】解：近视眼是由于