文档内容
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专题 03 透镜及其应用（讲义）（原卷版）
考情分析........................................................................2
知识建构........................................................................3
考点一 透镜....................................................................4
夯基·必备基础知识梳理........................................................4
提升·必考题型归纳............................................................7
考向01 透镜与透镜对光的作用.................................................7
考向02 利用透镜三条特殊光线作图.............................................7
考点二 生活中的透镜............................................................8
夯基·必备基础知识梳理........................................................8
提升·必考题型归纳...........................................................11
考向01 照相机、投影仪、放大镜..............................................11
考向02 实像和虚像.........................................................12
考点三 凸透镜成像的规律.......................................................13
夯基·必备基础知识梳理.......................................................13
提升·必考题型归纳...........................................................16
考向01 凸透镜成像规律及其应用..............................................16
考向02 探究凸透镜成像规律.................................................18
考点四 眼睛和眼镜.............................................................19
夯基·必备基础知识梳理.......................................................19
提升·必考题型归纳...........................................................21
考向01 眼睛的构造及视物原理................................................21
考向02 近视眼的成因与矫正.................................................22
考向03 远视眼的成因与矫正.................................................23
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一、课标考点分析
考点内容 课标要求 命题预测
透镜对光的作用是《透镜及其应用》的基础，尤其是透镜在生活中
透镜对光的 认识凸透镜的会聚作用 的应用大都是利用透镜对光的作用。对此考点的考查多是作图题、
作用 和凹透镜的发散作用 选择题和填空题，命题点有：认识透镜对光的作用、透镜在生活中
的应用、利用透镜的三条特殊光线作图等
属于常考热点。考查题型主要有选择题、填空题，有时也会出现在
透镜在生活 了解凸透镜的应用—放
实验探究题中。命题点有：生活中常见透镜的应用及特点，放大
中的应用 大镜、照相机和投影仪
镜、照相机与投影仪的成像特点等
是常考热点，也是分值较多的考查内容。常考题型有选择题、填空
凸透镜成像 通过实验探究，知道凸
题和实验探究题。命题点有：凸透镜成像规律、凸透镜成像过程中
规律 透镜成像规律 的动态变化、探究凸透镜成像规律等
眼睛是架精密的光学仪器，也是考查方向较为集中的考点，所以认
了解人眼成像的原理；
识眼睛的构造和成像原理是解答此类考题的基础。考查题型主要集
眼睛与眼镜 了解近视眼和远视眼的
中在选择题、填空题。命题点有：眼睛的成像原理、近视眼与远视
成因与矫正
眼的成因及矫正方法等
属于常考热点，考查基础是透镜的三条特殊光线，考查题型是作图
题，分值一般在2-3分。命题点有：给出入射光线画折射光线、给
透镜作图 会画简单的光路图
出物画物在透镜中的像、由折射光线和入射光线找透镜的类型及位
置等
二、考情分析
《透镜及其应用》是中考必考内容。由于各地区对试卷结构设置不同，本部分的考题少则一道题，多
则两道题，分值在2-5分之间；考题类型多样，主要有选择题、填空题、作图题、实验题和解答题等。
备考应注意一下内容：凸透镜成像规律与实验探究、透镜的三条特殊关系、生活中的透镜及成像原理、
眼睛与眼镜等。
本部分考题由于必考，分值也较高，中考的备考应该下功夫认真做好复习，在常考热点的考向、类型
下功夫，相信大家一定会取得满意的分数。
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考点一 透镜
夯基·必备基础知识梳理
一、凸透镜和凹透镜
1.透镜的概念
透镜是用透明物质制成的、至少一个表面为球面一部分的光学元件。光从空气进入透镜一侧，从另一
侧射出时各发生一次折射，并由此会产生会聚或发散的效果。
2.透镜的分类
种类 概念 图示 实例
凸透镜 中间厚边缘薄的透镜
放大镜
凹透镜 中间薄边缘厚的透镜
近视眼镜
3.透镜的主光轴和光心
名称 概念 图示
通过透镜两个球面球心的直线叫主光轴，简称主轴。每个透镜
主光轴 凸透镜
都有一个主轴，主轴用点线表示
透镜主轴上有两个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，
光心 凹透镜
这个点叫透镜的光心。可以认为薄透镜就在透镜的中心
二、透镜对光的作用
1.实验探究：探究对光的作用
（1）凸透镜对光的作用
如图所示，让平行于凸透镜主光轴的几束光射向凸透镜，观察到光通过凸透镜后会聚于主光轴上的一
点。
实验图 示意图
（2）凹透镜对光的作用
如图所示，让平行于凹透镜主光轴的几束光射向凹透镜，观察到光通过凹透镜后会偏离主光轴散开，
但其反向延长线交于主光轴上的一点。
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实验图 示意图
【探究归纳】凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。因此，凸透镜又叫会聚透镜，凹透镜
又叫发散透镜。
2.对“会聚作用”和“发散作用”的理解
（1）凸透镜对光有会聚作用，指的是折射光的方向比入射光的方向更靠近主光轴，即通过凸透镜的
光将主光轴方向偏折，如图所示。
（2）凹透镜对光有发散作用，指的是折射光的方向比入射光的方向更偏离主光轴，即通过凹透镜的
光将向远离主光轴方向偏折，如图所示。
会聚作用≠光一定会聚，发散作用≠光一定发散
（1）会聚作用是指能使光汇拢，但汇拢后的光不一定会变成会聚光。如图甲所示，凸透镜使通
过它的一束光发散程度变小了，但该光束依然发散。
（2）发散作用是指能使光发散，但发散后的光并不一定是发散光。如图乙所示，凹透镜对通过
它的一束会聚光有发散作用，但光经过凹透镜后依然是会聚光，还能会聚于一点。
3.透镜中的光路是可逆的
由于光在发生折射时是可逆的，而透镜对光的作用也是折射作用，所以透镜中的光路是可逆的。
三、焦点和焦距
1.透镜的焦点和焦距
焦点 焦距 图示
凸透镜能使跟主光轴平行的数显会聚在主光轴 焦点F到光心O的距离叫
凸透镜 上的一点，这个点叫凸透镜的焦点，用 F表 焦距，用f表示，凸透镜
示。凸透镜两侧各有一个焦点 两侧的焦距相等
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凹透镜能使跟主光轴平行的光发散，且发散的
虚焦点F到光心O的距离
光反向延长线相交在主光轴上的一点，这个点
凹透镜 叫焦距，用f表示，凹透
不是实际光线会聚的点，所以叫虚焦点，用F
镜两侧的焦距相等
表示。凹透镜两侧各有一个虚焦点
（1）凸透镜焦距的长短与其表面的凸起程度有关，表面越凸，焦距越短；
（2）凸透镜焦距长短反映了凸透镜对光会聚作用的强弱，焦距越短，光通过凸透镜后的偏折程
度越大，即凸透镜的会聚作用越强；
（3）根据光路可逆，若把点光源放在凸透镜的焦点上，射向凸透镜的光经凸透镜折射后会变成
平行光，因此可利用凸透镜获得平行光。
2.粗测凸透镜焦距的方法
如图所示，让凸透镜（放大镜）正对着太阳光，再拿一张白纸放在它的另一端，调整放大镜与白纸的
距离，直到纸上的光斑最小、最亮（这个点就是凸透镜的焦点）。测出这个光斑达到凸透镜光心的距离，
即该凸透镜的焦距。这种测凸透镜焦距的方法称为平行光聚焦法。
四、透镜的三条特殊（主要）光线
三条特殊光线是指：通过光心的光线、平行于主光轴的光线、经过焦点（对凹透镜来说应该是射向另
一侧焦点）的光线。这三条光线经凸透镜和凹透镜折射后的情况见下表：
凸透镜
通过光心的光线经凸透镜折射 平行于主光轴的光线经凸透镜折 通过焦点的光线经凸透镜折射后
后，传播方向不变 射后，经过另一侧的焦点 平行于主光轴
凹透镜
平行于主光轴的光线经凹透镜折
经光心的光线经凹透镜折射后， 射向凹透镜另一侧虚焦点的光线
射后，折射光线的反向延长线经
传播方向不变 经凹透镜折射后，平行于主光轴
过凹透镜同侧虚焦点
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提升·必考题型归纳
考向01 透镜与透镜对光的作用
（1）判断透镜类型的方法
根据透镜的表面是凸还是凹来判断透镜的类型并不可靠，要通过比较透镜中间与边缘的厚度来
确定透镜的类型，因为有的透镜可能是一面图一面凹。
（2）根据透镜对光的作用判断：折射光线相对于入射光线会聚了，则经过的透镜是凸透镜；折
射光线相对于入射光线发散了，则经过的透镜是凹透镜。
（3）平行光聚焦法粗侧凸透镜的焦距：太阳光近似为平行光，让凸透镜正对太阳光时，太阳光
垂直于透镜入射，此时入射光线平行于主光轴，当光斑最小最亮时，该点即为凸透镜的焦点。如果
不正对太阳光，最小光斑并不在主光轴上，此时的光斑不在焦点上，所以测出的距离也不是焦距。
【例1】（2023·鄂州）如图所示，透过手表表盘上光滑透明凸起部分，能清楚地读出日期信息，光
滑透明凸起部分相当于________，观看到的是日期数字________（选填写“实”或“虚”）像。手表的背
面打磨得非常光滑，能清晰地照出小明像，此像的大小与小明本人相比________（选填“变大”、“变
小”或“不变”）。
【变式1-1】（2023·恩施）幻灯机的镜头相当于一个（ ）。
A. 凸镜 B. 凹透镜 C. 凸透镜 D. 凹镜
【变式1-2】（2023·济宁）有些人的眼睛只能看清远处的物体，而不能看清近处的物体，这样的眼
睛需佩戴______（选填“凸透镜”或“凹透镜”）矫正。这种透镜对光有______作用。
【变式1-3】（2023·重庆B）请根据画出的光线，在答图中虚线框内画出一个适当的透镜。
考向02 利用透镜三条特殊光线作图
熟记透镜三条特殊光线（主要光线）经透镜折射后的传播规律，并分清凸透镜和凹透镜三条特
殊光线的异同。
利用透镜的三条特殊光线作图时，一定要注意：
（1）一定要用尺规作图；（2）不要遗漏光线的箭头；（3）光线用实线，辅助线用虚线。
【例2】（2023·陕西A）如图，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。
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【变式2-1】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。
【变式2-2】（2023·遂宁）请根据图中凸透镜折射后的光线，作出凸透镜的入射光线和经平面镜反
射后的光线。
【变式2-3】AB通过凸透镜成倒立放大的实像，在图中画出凸透镜及右侧焦点位置。
考点二 生活中的透镜
夯基·必备基础知识梳理
一、照相机
1.照相机的成像原理
照相机的镜头相对于一个凸透镜，胶片相对于光屏，来自物体的光经过镜头后会聚在照相机暗箱内的
胶片上，形成了倒立、缩小的像。
2.照相机成像的特点
（1）物体到镜头的距离大于镜头到胶片的距离。
（2）物体离镜头越远，物体在胶片上所成的像越小，像（或胶片）的位置到镜头的距离越近，即暗
箱越短。
（3）照相机成的是倒立、缩小的像，像和物体在镜头的两侧。
3.照相机拍摄景深的调节
为了使远近不同的景物在胶片上都能成清晰的像，需要调节镜头到胶片的距离。
（1）拍摄近处景物时，镜头应向前伸，即增大胶片与镜头之间的距离；
（2）拍摄远处景物时，镜头应往后缩，即减小胶片与镜头之间的距离；
（3）若想使拍摄景物的像大一些，可以减小景物与镜头之间的距离；若想使拍摄景物的像小一些，
可以增大景物与镜头之间的距离。
二、投影仪
照相机是利用凸透镜来成像的，利用照相机可以得到倒立、缩小的像。投影仪也是利用凸透镜来成像
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的，利用投影仪能得到倒立、放大的像。
1.投影仪的成像过程
对投影仪进行光路分析可知，来自投影片上的图案上的光经镜头（凸透镜）折射后，在屏幕上形成清
晰的像。
2.投影仪的成像特点
（1）投影片到镜头的距离小于镜头到屏幕的距离；
（2）图案（文字）通过投影仪在屏幕上成的像比投影片上的图案（文字）大；
（3）像和投影片在凸透镜的两侧；
（4）图案（文字）在屏幕上所成的像是倒立、放大的像；
（5）投影片离镜头越近，像到镜头间的距离越大，屏幕上所成的像越大。
3.投影仪的调节
（1）使屏幕上的像变大的方法：减小投影片与镜头之间的距离，同时增大屏幕与镜头间的距离；
（2）使屏幕上的像变小的方法：增大投影片与镜头间的距离，同时减小屏幕与镜头间的距离。
三、放大镜
1.放大镜成像
放大镜是凸透镜，是常用的光学仪器之一。放大镜能将小物体放大，如图所示。将放大镜镜头放在物
体上方与眼睛之间适当位置，透过放大镜可以看到正立、放大的像。
2.放大镜成像特点
（1）物体通过放大镜所成的像是一个正立、放大的像；
（2）像和物体在凸透镜的同侧；
（3）在一定范围内，放大镜离物体越近，所成的像越小；放大镜离物体越远，所成的像越大；
（4）若物体与放大镜的距离增大到一定程度，所成的像便消失了。
3.放大镜的使用
（1）使像变大的方法：让放大镜与物体之间的距离适当增大一些；
（2）使像显小的方法：让放大镜与物体之间的距离适当减小一些。
辨析比较：
照相机 投影仪 放大镜
物镜距离 远 近 最近
像镜距离 近 远 —
像的性质 倒立、缩小 倒立、放大 正立、放大
物像位置 透镜两侧 透镜两侧 透镜同侧
要使像变大，应使文字或图案离 放大镜适当远离物体，像变
物体靠近透镜，像远离透镜；
物像变化 尽头近一些，屏幕应离镜头远一 大；放大镜适当靠近物体，像
物体远离透镜，像靠近透镜
些 变小
四、实像和虚像
1.凸透镜成实像的情况
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实像是实际光线会聚而成的，能成在光屏上。此时物像分别位于凸透镜的两侧，且实像都是倒立的，
如图所示。照相机、投影仪所成的像都是实像。
2.凸透镜成虚像的情况
虚像不是由光线实际会聚而成的，而是由折射光线的反向延长线相交而成的。凸透镜成虚像时，通过
凸透镜射出的光没有会聚，只是人眼逆着折射光线的方向看过去，感到光是从虚像处发出的，故凸透镜成
虚像时，物、像位于凸透镜的同侧，我们只能用眼睛看到虚像，而不能用光屏承接到虚像。
3.实像和虚像成像示例
（1）实像成像示例
小孔成像 相机成像 投影仪成像
（2）虚像成像示例
平面镜成像 光的折射成像 放大镜成像
4.实像和虚像的区别
实像 虚像
实际光线会聚而成 光线的反向延长线相交而成
在像的位置能用光屏承接 在像的位置不变用光屏承接
不同
在像的位置能使胶片感光 在像的位置不能使胶片感光
都是倒立的 都是正立的
相同 都能用眼睛看到
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考向01 照相机、投影仪、放大镜
（1）照相机：拍照时，摄像头相当于照相机的镜头，两者都是利用凸透镜成倒立、缩小的实像
来工作的；照相机拍摄较远景物时，像比较小；拍摄较近景物时，像比较大。由此可知，远离被被
拍摄景物，可以增大拍摄范围，但拍出来的景物会变小。
（2）投影仪：理解投影仪（幻灯机）的成像特点是解题的关键。投影仪（幻灯机）利用凸透镜
能成倒立、放大的实像的原理工作的，因而可利用“反反得正”的方法推知幻灯片应反向放置。
（3）放大镜：在一定范围内，放大镜离物体越近，所成的像越小；离物体越远，所成的像越大。
【例1】（2023·深圳）如图，是一张大厦的照片，关于下列说法正确的是（ ）。
A. 照相机的镜头对光线有发散作用 B. 照相机程倒立放大的虚像
C. 水中的像是光的反射造成的 D. 在太阳下的大楼是光源
【变式1-1】（2023·新疆）下列光学仪器中，利用光的反射成像的是（ ）。
A. 放大镜 B. 照相机 C. 潜望镜 D. 近视眼镜
【变式1-2】（2023·绥化）如图所示，小明通过焦距为15cm的凸透镜观察到邮票正立放大的像。下
列说法正确的是（ ）。
A. 通过凸透镜观察到的像是实像 B. 邮票到凸透镜的距离等于15cm
C. 邮票到凸透镜的距离小于15cm D. 邮票到凸透镜的距离大于30cm
【变式1-3】（2023·吉林）手机的镜头相当于 ，增大手机与景物的距离，景物所成的像将
。
【变式1-4】（2022·山西）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（ ）。
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
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考向02 实像和虚像
掌握常见的成像现象的成像原理是解题的关键。小孔成像、投影仪、照相机等所成的像都是实
际光线会聚而成的实像；平面镜、放大镜、凸面镜等所成的像是光的反射或折射光线的反向延长线
相交而成的现象。
【例2】（2023·赤峰）如图所示，通过焦距为10cm的凸透镜观察窗外远处的风景，看到的是
（ ）。
A.正立放大的虚像 B.倒立放大的实像 C.倒立缩小的实像 D.倒立缩小的虚像
【变式2-1】 (2023·徐州）徐州市博物馆展出了一枚“彭城御丞”印章。为了方便观看印文细节，
印章前放有如图所示的装置，请你解释其中的物理道理：___________。
【变式2-2】（2023·南通）运载火箭搭载神舟十六号飞船腾空而起，它在地面摄像机中所成的像是
（ ）。
A. 实像，像变大 B. 实像，像变小 C. 虚像，像变大 D. 虚像，像变小
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考点三 凸透镜成像的规律
夯基·必备基础知识梳理
一、探究凸透镜成像的规律
1.基本概念
（1）物距：物体到凸透镜光心的距离，用字母u表示。
（2）像距：像到凸透镜光心的距离，用字母v表示。
注意：初中阶段，我们研究的凸透镜均为薄透镜，其厚度可忽略不计，故一般物距也可说是物体到透
镜的距离，像距是像到透镜的距离。
2.实验-探究凸透镜成像的规律
【提出问题】凸透镜所成的像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系？
【实验设计】先把物体放在距离凸透镜较远的地方，然后逐渐向凸透镜方向靠近，同时把光屏放在凸
透镜的另一侧，观察光屏上像的变化情况。由于凸透镜的偏折情况和焦距有关，所以应着重观察物距等于、
大于或小于一倍焦距、二倍焦距时，物体的成像情况。
【进行实验与收集证据】
（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上，调整它们的高度，使烛焰的中心、凸透镜的光心
和光屏的中心大致在同一高度；
（2）把蜡烛放在凸透镜二倍焦距以外的地方并点燃，然后调整光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出
现清晰烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重复做这一步；
（3）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离大于二倍焦距，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清
晰的像，观察并记录像的大小、正倒，测出物距u和像距v；
（4）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，移动光屏，直到光屏
上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像大小、正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重做这一步；
（5）把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛位于凸透镜的焦点上，移动光屏，观察是否能够成像；
（6）把蜡烛移到凸透镜的一倍焦距以内，移动光屏，观察在光屏上能否看到蜡烛的像。如果不能，
可以从光屏这一侧透过凸透镜观察，记录所看到的像的正倒、大小以及此时的物距 u。稍稍改变物距，重
做这一步；
（7）将实验数据和观察结果填入表中（该实验所用凸透镜焦距f=12cm）
物距u与焦距f的关 物距u/cm 像距v/cm 成像的性质 像的变化情况
系
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60 15 物距变小时，像距变
u>2f 48 16 倒立、缩小的实像 大，像（相对于之前）
变大
u=2f 24 24 倒立、等大的实像 ——
18 36 物距变小时，像距变
f2f 倒立 缩小 实像 f2f 与物异侧 投影仪
u=f 不成像
u2f时，成倒立、缩小的实像，此时f2f。光路如图所示。
（4）当u=f时，折射光时一束平行光，不能相交，其反向延长线也不能相交，所以不能成像。光路如
图所示。
（5）当uu。光路如图所示。
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凸透镜成像的动态变化规律
（1）动态变化口诀：像的大小看像距，像儿跟着物体跑。其意义是，凸透镜成像时，像距变大
（小），像就变大（小）；物体向哪个方向移动，像就向哪个方向移动。
（2）移动速度：成缩小的像时，物距大于像距，物体移动的速度大于像移动的速度；成放大的
像时，物距小于像距，物体移动的速度小于像移动的速度。
（3）最小距离：物体和实像的最小距离是4f,即当物体位于2f位置成像时。
提升·必考题型归纳
考向01 凸透镜成像规律及其应用
（1）凸透镜成像的两个分界点：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。物体在一倍焦距以内，成
虚像；在一倍焦距以外，成实像。成实像时，物体在二倍焦距内，像大物小；物体在二倍焦距外，
像小物大。
（2）用不等式确定凸透镜的焦距范围：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，f2f；4）当不成像时，u=f；5）当成正立、放大虚像时，u
