文档文本内容
主题一 声、光、热
专题 03 透镜及其应用（3-7 分）（原卷版）
目 录
.............................................................................3
..............................................................................4
考点一 透镜........................................................................................................4
考点二 生活中的透镜.........................................................................................6
考点三 凸透镜成像规律.....................................................................................9
考点四 眼睛和眼镜...........................................................................................14
考点五 跨学科实践：制作望远镜....................................................................18
...........................................................................21
题型一 透镜对光的作用...................................................................................23
题型二 透镜三条特殊光线作图........................................................................23
题型三 照相机、投影仪和放大镜....................................................................24
题型四 凸透镜成像规律及应用........................................................................24
题型五 探究凸透镜成像规律...........................................................................26
题型六 近视眼和远视眼...................................................................................27
题型七 水透镜..................................................................................................28
题型八 望远镜和显微镜...................................................................................30
hhz考点要求 新课标要求 命题预测 新旧教材对比
透镜在生活中的应用大都是利用透镜对光的
2.3.5 了
作用。对此考点的考查多是作图题、选择题
解凸透镜对光的会
透镜 和填空题，命题点有：认识透镜对光的作
聚作用和凹透镜对
用、透镜在生活中的应用、透镜的三条特殊
光的发散作用。
光线作图等
了解凸透 属于常考热点。考查题型主要有选择题、填
旧教材设置的内
镜的应用—放大 空题，有时也会出现在实验探究题中。命题
生活中的透镜 容为显微镜和望
镜、照相机和投影 点有：放大镜、照相机与投影仪的成像特点
远镜，而新教材
仪 等
更改为跨学科实
2.3.5 探
践：制作望远
究并了解凸透镜成
镜。从新教材设
是常考热点，也是分值较多的考查内容。常
像的规律。了解凸
计意图和内容来
考题型有选择题、填空题和实验探究题。命
凸透镜成像的 透镜成像规律的应
看要求学生不仅
题点有：利用凸透镜成像规律解决实际问
规律 用。
要理解知识点，
题、凸透镜成像过程中的动态变化、探究凸
4.2.8 探
更要能将所学知
透镜成像规律等
究凸透镜成像的规
识应用到实践
律。
中。因此在复习
了解人眼 近年，比较重视学生视力问题，因此该考点
的过程中，应多
成像的原理，了解 的考查角频繁。该考点中认识眼睛的构造和
关注凸透镜成像
近视眼和远视眼的 成像原理是解答相关考题的基础。考查题型
规律的实际应
眼睛和眼镜
成因与矫正方法。 主要集中在选择题、填空题。命题点有：眼
用。
具有保护视力的意 睛的成像原理、近视眼与远视眼的成因及矫
识。 正方法等
用凸透镜 该考点是新教材新增内容，要求学生能够设
跨学科实践： 制作简易望远镜， 计制作方案、选择合适器材，制作简易望远
制作望远镜 用其观察远处的景 镜。从而了解望远镜的成像原理。考查提醒
物。 主要有：填空题、选择题、综合题等
hhzhhz考点一 透镜
一、凸透镜和凹透镜
1.透镜的种类
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
2.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
主光轴 称主轴。每个透镜都有一个主轴，主轴用点
线表示
凸透镜
透镜主轴上有个特殊的点，通过这个点的光
光心 传播方向不变，这个点叫透镜的光心。可以
认为薄透镜就在透镜的中心
凹透镜
二、透镜对光的作用
1.实验探究：探究透镜对光的作用
（1）让平行于透镜主光轴的几束光射向凸透镜，观察光通过透镜后的偏折方向（如下图）。
（2）让平行于透镜主光轴的几束光射向凹透镜，观察光通过透镜后的偏折方向（如下图）。
实验表明：凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。因此，凸透镜又叫作会聚透镜，凹透镜
又叫作发散透镜。
hhz2.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。
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光线会聚在 焦点 F 到光心 O 的距
主光轴上的一点，这个点叫凸透镜的焦 离叫焦距，用 f 表
凸透镜
点，用F表示。凸透镜两侧各有一个焦 示，凸透镜两侧的焦
点 距相等
凹透镜能使跟主光轴平行的光发散，且
虚焦点 F 到光心 O 的
发散的光反向延长线相交在主光轴上的
距离叫焦距，用 f 表
凹透镜 一点，这个点不是实际光线会聚的点，
示，凹透镜两侧的焦
所以叫虚焦点，用F表示。凹透镜两侧
距相等
各有一个虚焦点
2.粗略测量凸透镜的焦距
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。
四、透镜的三条特殊光线
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：
hhz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 通过焦点的光线经凸透镜折射后
后，传播方向不变 折射后，经过另一侧的焦点 平行于主光轴
凹
透
平行于主光轴的光线经凹透镜
镜 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
折射后，折射光线的反向延长
传播方向不变 经凹透镜折射后，平行于主光轴
线经过凹透镜同侧虚焦点
1.会聚作用与会聚光、发散作用和发散光的区别
（1）会聚作用是指折射光线相对入射光线向靠近主光轴方向偏折，但折射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）发散作用是指折射光线相对入射光线向远离主光轴方向偏折，但折射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。
2.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。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。
3.一束平行光射向凸透镜，折射光会聚于焦点。因此最小、最亮的光斑即为凸透镜的焦点位置。
1．【实践应用】物理实践小组讨论冬季野外取火的办法，有人提出把冰块制成 透镜可以达到目的，
若要“取火”，应把易燃物放在透镜的 位置。
2．【新考法】（24-25八年级上·江苏无锡·期中）如图所示，小莉在老师指导下，观察教室里的LED
日光灯，发现每个LED发光芯片上都封装了硅胶透镜。资料显示，芯片最大发光角度是180°（大于180°
范围。也有少量余光），光线通过透镜会聚可得到180°、160°、140°、120°、90°、60°等不同的出光角度。
下图的光路显示了一些透镜对光线的作用，与LED透镜对光线的作用相同的是 。
hhz3．（2024·福建·三模）红外测温枪的结构如图所示，当近距离正对测量时，热辐射体辐射的 通
过透镜 （选填“会聚”或发散）于红外探测器的中心位置。
4．（2024·甘肃定西·三模）按题目的要求作图。如图，请作出两条光线所对应的折射光线或入射光线。
考点二 生活中的透镜
一、照相机
1.构造：镜头：相当于一个凸透镜；胶片：相当于光屏。
2.原理如图所示：
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。
3.成像特点
①物距大于像距（u>v）；②物近像远像变大，物远像近像变小；③像和物体在镜头两侧；④照相
机成倒立、缩小的实像。
4.照相机拍摄远近不同的物体
为了使远近不同的景物都能在胶片上形成清晰的像，需要调节镜头到胶片的距离。
①拍摄近处景物时，镜头往前伸，即增大胶片与镜头之间的距离；
②拍摄远处景物时，镜头往后缩，即减小胶片与镜头之间的距离；
③若想使拍摄的景物的像大一些，可以减小景物与镜头之间的距离；若想拍摄的景物多一些，可以增
大景物与镜头之间的距离。
hhz二、投影仪
1.构造：镜头：相当于一个凸透镜，起到成像的作用；屏幕：相当于光屏，用来显示投影仪所成的像，
供观众观看；平面镜：用来改变光路。
2.原理如图所示
3.成像特点
①投影片到镜头的距离小于镜头到屏幕的距离（u<v）；②投影片离镜头越近时，屏幕上所成的像
越大，像到镜头的距离越大；③投影仪在屏幕上所成的像比投影片上图案大；④投影片和它的像在镜头的
两侧；⑤投影片在屏幕上所成的像是倒立、放大的实像。
4.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、放大的虚像；
（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。
四、实像和虚像
1.实像和虚像的比较
实像 虚像
不同点
hhz虚像不是实际光线会聚而成的，而是实际
实像是由实际光线会聚而成的
光线的反向延长线的交点
实像总是倒立的（上下倒、左右倒） 虚像总是正立的
实像能用光屏承接 虚像不能用光屏承接
相同点 无论是实像还是虚像，都能用眼睛看到，也都能用相机拍成照片。
2.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
1.实像和虚像
实像是由实际光线会聚而成，能够在光屏上呈现。虚像是由反射光线或折射光线的反向延长线相交而
成，不能够在光屏上呈现。实像和虚像都能用眼睛看到和相机拍下来。
1．（2024·青海西宁·一模）如图所示，小明用同一个相机给同一个古塔先后拍了两张照片，当他拍完
第一张照片甲后，应该 （选填“靠近或“远离”）古塔，并把镜头 （选填“伸长”或“缩
短”），才能清晰地拍摄到第二张照片乙。
2．（2024·河南鹤壁·模拟预测）下图为小明制作的幻灯机的示意图，将一个印有图案的透明胶片插入
插槽后，调节胶片到灯泡之间的距离，直至在银幕上出现清晰的像（未画出），则（ ）
hhzA．幻灯机在银幕上成倒立、放大的虚像
B．若要使成像更大一些，胶片应该向左移动适当距离
C．若小昆虫落在凸透镜中央，银幕上仍能呈现胶片完整的像
D．能从不同角度看到银幕上的像，是因为光在银幕上发生了镜面反射
3．（2024·云南楚雄·二模）夏季周末，小明到翠湖观赏荷花时发现荷叶上面有一滴水，透过水滴看过
去，他发现荷叶的纹路更清晰了（如图所示）。这是由于此时的水滴相当于一个 ，荷叶上的纹路经
过水滴折射后形成一个放大的 （选填“实”或“虚”）像。
考点三 凸透镜成像规律
一、探究凸透镜成像的规律
1.实验-探究凸透镜成像的规律
照相机和投影仪都成倒立的实像，所不同的是：物体通常离照相机的镜头比较远，成缩
小的实像；物体离投影仪的镜头比较近，成放大的实像；物体离放大镜比较近，成放
提出问题 大、正立的虚像。可见，像的虚实、大小、正倒与物体离凸透镜的距离（物距）有关
系。
像的虚实、大小、正倒与物距有怎样的关系呢?
为探究凸透镜成像的规律，我们可以把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐移近，
把每次观察到的物距以及像的虚实、大小、正倒等情况都记录在表格中，比较实验数
据，看看像的虚实、大小、正倒与物距有什么关系，寻找其中的规律。
实验思路
实验器材 光具座、发光二极管、凸透镜、光屏等
实验过程与 用发光二极管作为发光物体，一块白色的硬纸板作为光屏，调节发光物体、透镜和光
收集证据 屏，使它们的中心高度相同，研究发光物体的成像情况。
hhz把发光物体放在较远处，移动光屏，使光屏上呈现清晰的实像。观察实像的大小和正
倒，测出物距和像距(像到凸透镜的距离)。
把发光物体向凸透镜移近几厘米，放好后重复以上操作。
继续向凸透镜移动发光物体并调整光屏的位置，重复以上操作，你总能在光屏上得到发
光物体的像吗?当在光屏上看不到发光物体的像时，可以撤去光屏，从光屏一侧向凸透
镜方向看去，观察发光物体的像。此时发光物体和它的像在什么位置?
把实验中得到的数据和观察的结果填入下表。每个小组可以自己选择适当的物距，并与
各小组共享测量的数据。
分析上表的记录，回答下列问题，找出凸透镜成像的规律。
1.像的虚实：凸透镜在什么条件下成实像？在什么条件下成虚像？
2.像的大小：凸透镜在什么条件下成缩小的实像？在什么条件下成放大的实像？有没有
缩小的虚像？
3.像的正倒：凸透镜在什么条件下成正立的像？在什么条件下成倒立的像？
由于凸透镜对光的偏折程度与透镜的焦距f有关系，因此在描述物距和像距的数据时，
建议用焦距f作为参照距离，这样或许更有利于凸显凸透镜成像的规律。
分析论证 归纳结论
（1）焦点是成实像和虚像的分界点。当物距大于一倍焦距时，成实像；当物距小于一
倍焦距时，成虚像；当物距大于一倍焦距时，不成像；
（2）二倍焦距是成放大实像还是缩小实像的分界点。当物距大于二倍焦距时，成缩小
的实像；当物距大于二倍焦距时，成等大的实像；当物距大于一倍焦距小于二倍焦距
时，成放大的实像；
（3）凸透镜成实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成虚像时，都是
正立的，且像、物同侧；
实验表明：当物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像；当物距等于 2倍焦距
得出结论 时，凸透镜成倒立、等大的实像；当物距小于2倍焦距、大于焦距时，凸透镜成倒立、
放大的实像;当物距小于焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像。这就是凸透镜成像的规
hhz律。
（1）调整发光二极管、透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是让发光二极管的像
成在光屏的中央；
（2）在做实验时, 某同学无论怎样移动光屏, 都无法在光屏上观察到发光二极管的像。
发生这一现象可能原因有哪些？
可能原因有：①发光二极管、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上；②发光二极管的位
置在透镜的一倍焦距以内；③发光二极管的位置在透镜的焦点上；④当成放大的实像
时，像距较大，光具座长度不够。
评估与交流 （3）用卡片把透镜遮住一部分，光屏上得到发光二极管的像有什么变化？
光屏上像的性质不变，还是完整的，但亮度会变暗些。
（4）成实像时，将发光二极管和光屏调换位置时，在光屏上仍能成实像。原因是：光
路可逆。
（5）发光二极管比蜡烛的优势：发光二极管亮度更亮，光源稳定，成像稳定。
（6）发光二极管的形状的要求：选择上下、左右都不对称的形状。
（7）用蜡烛进行实验时，随着蜡烛越烧越短，光屏上的像会往上移动，需要进行以下
调整，使像重新回到光屏中央：向上移动光屏、向上移动蜡烛、向下移动凸透镜。
2.凸透镜成像的规律
（1）静态规律
物距 u 与焦 像的性质 像距v与焦 相对凸透镜的位
应用
距f的关系 正倒 大小 虚实 距f的关系 置
u>2f 倒立 缩小 实像 f<v<2f 与物异侧 照相机
u=2f 倒立 等大 实像 v=2f 与物异侧 测焦距
f<u<2f 倒立 放大 实像 v>2f 与物异侧 投影仪
u=f 不成像
u<f 正立 放大 虚像 —— 与物同侧 放大镜
（2）动态规律
成实像时，物体距离透镜越近，像距离透镜越远，像越大；物体距离透镜越远，像距离透镜越近，像
越小。即成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小。成虚像时，物体距离透镜越近，像越小，物体距
离透镜越远，像越大。即物体越靠近焦点像越大。
3.凸透镜成像规律的光路分析
利用凸透镜三条特殊光线中的任意两条可以画出相应的光路图，从而判断出像距的大小和成像的具体
情况，这是理解凸透镜成像规律的一种方法。
（1）物距大于2倍焦距，即u＞2f 时，成倒立、缩小的实像，像距v： f<v<2f 。
（2）物距u=2f 时，成倒立、等大的实像，像距v=2f
hhz（3）物距大于焦距小于2倍焦距，即 f＜u＜2f 时，成倒立、放大的实像，像距 v>2f。
（4）物距u=f 时，不成像。
（3）物距u＜f 时，凸透镜成正立、放大的虚像。
1.探究凸透镜成像规律时凸透镜焦距变化的分析
（1）光源和凸透镜位置不动时，在凸透镜前方放一块凸透镜，要使光屏上仍出现清晰的像，应将光
屏靠近凸透镜。
（2）光源和凸透镜位置不动时，在凸透镜前方放一块凹透镜，要使光屏上仍出现清晰的像，应将光
屏远离凸透镜。
（3）凸透镜和光屏位置不动时，在凸透镜前方放一块凸透镜，要使光屏上仍出现清晰的像，应将物
体靠近凸透镜。
（4）凸透镜和光屏位置不动时，在凸透镜前方放一块凹透镜，要使光屏上仍出现清晰的像，应将物
体远离凸透镜。
2.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，像与物体移动方向相同。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。
hhz（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。
1．【实际生活场景】（2024·内蒙古通辽·模拟预测）如图所示，是我校校门入口处设置的人脸识别机，
能够进行人脸识别。它的镜头实际上是一个 透镜，当我们走近一体机时，人在镜头上所成的像
将变 。
2．（2024·广东东莞·二模）在探究凸透镜成像规律的实验中，当凸透镜、光屏和烛焰的位置如图所示
时，光屏上能成一清晰的像，此时蜡烛距凸透镜15 cm，则下列说法中正确的是（ ）
①此时的应用是投影仪，且凸透镜的焦距小于15cm
②蜡烛距透镜18cm时，可能成放大的实像
③保持透镜的位置不动，将蜡烛与光屏的位置进行对调，光屏上能呈现放大的像
④将蜡烛逐渐远离凸透镜时，为了在光屏上得到清晰的像，应将光屏左移
A．只有①④正确 B．只有③④正确
C．只有①②④正确 D．只有①②③正确
3．（2024·安徽·模拟预测）将蜡烛、凸透镜、光屏放置于光具座上，光屏上呈现一个清晰的像，如图
所示。改变蜡烛的位置，移动光屏，直到光屏上再次呈现清晰的像，此时的物距u、像距v可能是（ ）
A． 厘米 厘米 B． 厘米 厘米
C． 厘米 厘米 D． 厘米 厘米
4．【新考法】（2024·广东东莞·二模）在“探究凸透镜成像的规律”实验中：
hhz(1)在光具座上，将蜡烛、光屏安装在凸透镜两侧，接着调节三者中心在同一高度的目的是使像能呈现在
；通过实验，绘制了像距v随物距u变化图象如图甲，此凸透镜的焦距是 cm。
(2)实验中，当蜡烛、透镜和光屏的位置如图乙时，光屏出现了蜡烛清晰的像，这个实验现象与生活中的
的成像特点相同（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）；
(3)“自拍神器”是旅游的最爱，如丙图所示。与直接拿手机自拍相比，自拍杆可以通过增大物距，从而
（选填“增大”或“减小”）所成像的大小。
(4)某同学用自制的水透镜做凸透镜成像实验，在光屏上得到了清晰的像。如图丁，他向水透镜中注水，不
改变蜡烛和透镜的位置，要使光屏上再次得到清晰的像，应将光屏向 （选填“靠近”或“远
离”）透镜的方向移动，或者在透镜前放置一副 （选填“远视”或“近视”）眼镜。
考点四 眼睛和眼镜
一、眼睛
1.眼睛看到物体的过程
眼睛主要由角膜、晶状体、瞳孔、虹膜、睫状体、玻璃体、视网膜等组成。晶状体和角膜的共同作用
相当于一个凸透镜；视网膜相当于胶片（光屏）。物体发出的光经过眼球转化为神经信号传输给大脑，我
们就看到了物体，如图所示。
2.正常眼睛的调节
hhz眼睛通过睫状体来改变晶状体的形状：当睫状体放松时，晶状体比较薄，远处物体射来的光刚好会聚
在视网膜上，眼睛可以看清远处的物体；当睫状体收缩时，晶状体变厚，对光的偏折能力变大，近处物体
射来的光会聚在视网膜上，眼睛就可以看清近处的物体。
看远处物体 看近处物体
睫状体 放松 收缩
晶状体 变薄 变厚
对光的偏折能
变弱 变强
力
成像原理图
3.远点、近点和明视距离
（1）远点：眼睛的调节是有限度的，当睫状体完全松驰时，晶状体表面弯曲程度最小，此时晶状体
最扁，能够看清的最远的极限点叫做远点。正常眼睛的远点在无限远处。
（2）近点：当睫状体看近处物体时，晶状体变得最凸，表面弯曲程度最大，此时能看清的最近的极
限点叫做近点。正常眼睛的近点在大约10cm处。
（3）明视距离：正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是25cm，这个距离叫做明视距
离。
二、近视眼及其矫正
1.近视眼的特征
近视眼只能看清近处的物体，看不清远处的物体。
2.近视眼的成因
晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，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。
3.近视眼的矫正
矫正近视眼，应使眼睛的成像点后移，利用凹透镜的发散作用，使入射的光线先经凹透镜变得发散一
些再射入眼睛，会聚点能够后移到视网膜上。所以近视眼患者应该佩戴用凹透镜制成的眼镜。
二、远视眼及其矫正
hhz1.远视眼的特征
远视眼只能看清远处的物体，看不清近处的物体。
2.远视眼的成因
晶状体太薄，折光能力太弱，或者眼球在前后方向上太短，因此来自近处某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。
3.远视眼的矫正
远视眼成像在视网膜之后，要矫正远视眼，应使会聚点前移，可以佩戴用凸透镜制成的眼镜。使入射
的光线先经凸透镜变得会聚一些再射入眼睛，会聚点能够前移到视网膜上。
1．（2024·甘肃武威·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。下列关于近视眼及其矫正的原理图正确的是（ ）
A．甲和丙 B．甲和丁 C．乙和丙 D．乙和丁
2．【实际生活场景】（2024·陕西宝鸡·二模）宝鸡联盟大桥，是西北首座双索自锚式悬索桥。如图是
小明用照相机拍摄的联盟大桥夜景，下列说法正确的是（ ）
A．若相机镜头焦距为f，拍摄时镜头到桥的距离要小于2f
B．桥在相机的底片上成倒立、放大的实像
C．桥在水面下的倒影和阳光下树木在地面上的阴影的形成原理相同
D．小明取下近视眼镜，看到桥变模糊了，是因为桥的像成在视网膜的前方
3．（2024·湖南长沙·一模）小明用弹性膜充水制作了一个水透镜，通过注射器注水或抽水改变透镜的
hhz厚度。如图是他模拟正常眼睛看物体的情形，固定透镜，将F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．此时光源放在透镜一倍焦距以内
B．此时光屏上成倒立、放大的实像
C．模拟近视眼的成因时，需向透镜内注水
D．模拟近视眼的成因后，可向右移动光屏重新得到清晰的像
考点五 跨学科实践：制作望远镜
一、了解望远镜的基本原理
1.望远镜的基本原理
望远镜有不同的类型，其中有一种望远镜是由两组凸透镜组成的。靠近眼睛的叫作目镜，靠近被观测
物体的叫作物镜。物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像，目镜的作用相当于一个放大镜，用来把
这个像放大。
（1）物镜：焦距较长，相当于照相机的镜头，远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像，这个像
处于目镜的1倍焦距以内.
（2）目镜：焦距较短，相当于一个放大镜。成正立、放大的虚像。
两次成像，先缩小，后放大。
（3）望远镜的成像光路图
hhz2.视角
（1）定义：观察物体时，从物体两端(上、下或左、右)引出的光线在人眼光心处所成的夹角，如图
（2）影响因素
①视角与物体大小的关系：物体到观察者的距离一定时，物体越大，视角越大，如图甲所示。
甲 乙
②视角与物体到眼睛距离的关系：物体大小一定时，离眼睛越近，视角越大，如图乙所示。
（3）注意
①物体对眼睛所成视角的大小不仅与物体本身的大小有关，还与物体到眼睛的距离有关；
②物体看起来近大远小，就是因为人眼到物体的距离不同，造成视角不同。
特别提醒
f
物
像物镜和目镜都是凸透镜的望远镜的放大倍率为 。其中， 是物镜的焦距， 是目镜的焦距。
f f f
目 物 目
二、设计简易望远镜
1.确定望远镜的放大倍率
自制的望远镜可以采用单片的凸透镜作为目镜和物镜。为了让成像质量好一些，其放大倍率不宜过大，
取放大倍率为2~3倍即可。
2.选择物镜和目镜
望远镜的物镜和目镜可以选择老人阅读用放大镜的镜片，也可以使用老花镜的镜片，还可以直接购买
凸透镜。利用本章所学知识测量凸透镜的焦距，并根据放大倍数的要求，选择适当焦距的凸透镜分别作为
物镜和目镜。
hhz在选择两块凸透镜时，除了需要满足焦距的要求物镜的直径还要比目镜的直径大一些。测量凸透镜的
直径，以便于制作直径合适的镜筒。
由此，应选择焦距较长、直径较大的凸透镜作为物镜，焦距较短、直径较小的凸透镜作为目镜。
3.设计镜筒
在用望远镜对不同远近的物体进行观察时，需要调节两块凸透镜间的距离。如图所示，镜筒可以设计
成两段，让物镜的镜筒较目镜的镜筒粗一些，这样套在一起，便于在使用时调节。观察最远处的物体时，
两块凸透镜间的距离约等于两块凸透镜的焦距之和;观察较近处的物体时，两块凸透镜间的距离要稍大一
些。
三、制作及调试望远镜
1.制作
根据所选凸透镜的焦距和直径制作镜筒。例如，可以选用如图所示的两块凸透镜。其中，物镜的焦距
约为20cm，直径约为5cm；目镜的焦距约为10cm，直径约为4cm。
减小望远镜两个镜筒间的缝隙的方法
（1）在目镜镜筒外部包一层棉布；（2）用纸片把缝隙盖住；（3）制作目镜镜筒的纸片厚度适当厚
点等。
注意：每段镜筒的长度需合适，以便留出前后调节的空间。
制作时，根据凸透镜的焦距、直径等数据，以及对镜筒长度的要求，我们可以利用现成的圆筒状物品
(如装羽毛球的筒)，也可以通过截取适当尺寸的长方形纸板(如瓦楞纸板或其他材料)，并把它卷起来制成
镜筒。
此外，还要考虑如何把物镜和目镜方便地固定在镜筒上。
方法：（1）用胶水固定；（2）双面胶固定等。
2.试用与调整
把目镜镜筒插入物镜镜筒内，把目镜放到眼前，通过望远镜观察远处的物体。在观察时要通过对镜筒
长度的调节，改变物镜与目镜间的距离，直到在望远镜中看到远处物体清晰的像为止。
拓展培优：显微镜
（1）物镜：相当于投影仪的镜头，成倒立、放大的实像；
（2）目镜：相当于放大镜，成正立、放大的虚像；
（3）光路图
hhz1．望远镜是户外运动者和广大天文爱好者常用的仪器，如图所示。下面关于望远镜的说法正确的是（
）
A．望远镜的物镜和目镜都有放大的作用
B．望远镜的物镜成的是放大、倒立的实像
C．望远镜的目镜成放大、倒立的实像
D．望远镜的目镜的作用主要是将物镜所成的像放大，以增大“视角”
2．【新情景】（2024·江苏苏州·一模）项目化学习小组从实验室找到几只透镜准备自制一只望远镜。
（1）如图甲所示，将某透镜放在点光源与光屏中间，此时屏上呈现一个比透镜尺寸大的圆形光斑，将光
源向 （左/右）移动，若观察到 现象，则该透镜为凸透镜；
（2）选出一对焦距合适的凸透镜作为物镜和目镜，按照如图乙所示方法组装成一只望远镜。小明用望远
镜观察天空星星时发现镜中视野范围较小，很难找到目标，为此，他用两块相同的带开口的挡板制作了一
个寻星装置，安装在望远镜套筒上后，借助挡板能快捷寻找目标（图丙所示），并将目标锁定在望远镜视
野中，下列设计的各挡板中最适合的是 ；
hhz（3）小明用该望远镜看远处物体时，发现像与物相比较上下、左右都颠倒了，为使看到的像与物相比不
失真，老师建议他将望远镜设计成物镜与目镜不共轴、中部为空腔的形状（图丁所示），再利用几片小平
面镜，安装到中部空腔内以改变光路，可以满足要求。
小明按照图戊所示方法，将两块平面镜彼此平行安装在空腔中，你认为这样制作能够达到要求吗？如果能
请说明理由；如果不能，请保留图上可取的设计，对无用的设计打“×”，并补上接下来的设计（只需补上
一步即可） ，且至少需要 块平面镜。
题型一 透镜对光的作用
（1）会聚和发散是比较折射光线和入射光线的传播方向得出的。
（2）判断透镜类型的方法：将入射光线延长，将折射光线与入射光线比较：①若折射光线更靠近主
轴，是凸透镜；②若折射光线更偏离主轴，是凹透镜。
（3）平行光聚焦法粗测凸透镜的焦距：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。
1．【新情景】（2024·上海宝山·三模）请根据下图显示的某透镜成像情况，在该图的方框中画出适当
类型的透镜。
2．（2024·贵州贵阳·二模）“冰能生火”，这是真的吗？为了验证这一现象的真实性，实验小组用冰
块制作成透镜。如图所示是用冰块打磨的凸透镜，利用凸透镜实验者成功将手中的报纸点燃。请你回答：
hhz(1)制作透镜的过程中要尽量避免阳光直射，原因是为了减缓冰块 ；（填物态变化名称）
(2)能将报纸点燃是因为凸透镜对光产生 作用；凸透镜表面 （选填“光滑”或“粗糙”），
可以增加透镜对光的这种作用效果；
(3)将报纸放置在凸透镜的 位置，可以更快点燃报纸。
题型二 透镜三条特殊光线作图
熟记透镜三条特殊光线：经过光心的光线、平行主光轴的光线和经过焦点的光线。熟记它们经透镜
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。
3．（2024·广东佛山·模拟预测）凸透镜和凹透镜的右焦点重合，平行于主光轴的光线射入凸透镜上，
画出光线经过两个透镜的光路图。
4．（2024·宁夏·一模）请将所示光路补充完整。
题型三 照相机、投影仪和放大镜
（1）照相机：拍照时，摄像头相当于照相机的镜头，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。
hhz（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。
5．（2024·河南许昌·一模）把画有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
适量的水，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“近视限镜”）。图甲和乙相比饺，图 中玻璃杯与画有双
箭头图片的距离更远一些。
6．（2024·江苏泰州·一模）用照相机拍摄操场上远处的同学，调节镜头后胶片上呈现清晰的 立、
缩小的 像。保持照相机不动，若该同学水平向右运动，则像相当于镜头水平向 运动。
7．【生活日常场景】（2024·江西九江·模拟预测）现在许多手机都用到双摄像头，即广角（焦距短）
加长焦（焦距长）组合来实现光学变焦，如图所示。当想要增加拍摄范围时，可以使用 摄像头（选
填“左”或者“右”），在不改变手机与景物距离时，想要拍摄远处景物，除了要切换摄像头之外，还要
（选填“伸长”或“缩短”）镜头到感光板之间的距离。
题型四 凸透镜成像规律及应用
（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
hhz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。
（3）凸透镜成像规律与图像结合：解答此类试题时，要明确二倍焦距处是成放大和缩小实像的分
界点，当u=v=2f时，物体成倒立、等大的实像。然后在图上找到对应点，求出焦距，然后根据凸透镜
成像规律即可求解。
8．【新考法】（2024·云南楚雄·三模）实验室备有甲、乙、丙三个凸透镜，三个实验小组分别用这三
个凸透镜探究凸透镜成像规律，实验时，当蜡烛到透镜的距离都为12cm时，甲、乙、丙三个透镜分别成
缩小的实像、放大的虚像、放大的实像，则这三个透镜的焦距 、 、 从大到小的顺序是 ；生
活中投影仪成像特点与 （选填“甲”“乙”或“丙”）小组相同。
9．【结合国防教育】（2024·陕西渭南·一模）4月1日，合阳县师生齐聚烈士陵园祭拜英雄烈士。如图
所示，是无人机在高空拍摄的一张照片，无人机搭载的摄像机镜头相当于 透镜，景物通过摄
像机的镜头能在感光晶片上形成景物的 （选填“实”或“虚”）像；若想将所有师生都拍摄
进来，可适当 （选填“升高”或“降低”）无人机在空中的高度。
10．【日常生活场景】（2024·山东聊城·一模）如图所示为了保证校园安全，学校大门口安装了自动闸
机，它与刷脸机相联，师生可以通过“刷脸”鉴别身份打开闸机进入校园（ ）
A．刷脸机的成像原理和投影仪相同
B．人通过摄像头所成的像为虚像
C．“刷脸”时人要位于刷脸机透镜的2倍焦距以外
D．要使成像变大，人应该远离刷脸机
11．（2024·河北邢台·模拟预测）如图所示，是小明做“探究凸透镜成像的规律”的实验装置，将凸透
镜固定在光具座40cm的位置，此时烛焰在光屏上成清晰的像，下列说法中正确的是（ ）
hhzA．该透镜的焦距f一定满足
B．利用这一成像规律可制成投影仪
C．将蜡烛从35cm处向透镜方向移动的过程中，光屏上成的像逐渐变大
D．将蜡烛放在25cm的位置，移动光屏，光屏上可得到倒立缩小的清晰的像
12．（2024·上海静安·三模）在“探究凸透镜的成像规律”时，移动蜡烛和光屏，直到光屏呈现最清晰
的像，记录多组数据并绘制了如图1所示的u-v图像，图2是其中一组数据对应的装置图。下列说法正确
的是（ ）
A．该凸透镜的焦距为20cm
B．光屏上可观察到倒立、缩小的实像，这与眼睛成像原理相同
C．贴近凸透镜左侧放一老花镜，把光屏向左移动适当距离，光屏上可成清晰放大的像
D．蜡烛、透镜、光屏位置不动，换另一个焦距相同、尺寸不同的透镜后，光屏上像的可能变小
题型五 探究凸透镜成像规律
13．（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）小玲和小新想要探究凸透镜成像的规律。
(1)由于使用的凸透镜焦距未知，两人想借助于太阳光测量一下凸透镜的焦距。他们用凸透镜正对太阳光，
在凸透镜下方放一光屏，来回移动凸透镜，直至光屏上出现 的光斑，使用 （填自选的测量仪
器）测量此点到凸透镜中心的距离为15.0cm。
(2)小新如图所示摆放好实验器材，为了使成像在光屏中央，他将光源、凸透镜、光屏三者的中心调整至
上。为了得到普遍适用的规律，小玲认为应由远及近的移动光源进行探究，他们正确探究得到数据如下表
所示。
实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的性质
1 60 20 倒立、缩小、实像
2 30 30 倒立、等大、实像
hhz3 20 60
4 10 无法测量 正立、放大、虚像
(3)表格中有一组数据中成像的性质忘记记录了，请你帮助补全 。
(4)两人经过分析 两组数据后发现，这两组数据验证了在折射时，光路是可逆的。
14．（2024·湖北武汉·模拟预测）小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验
(1)在图1位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，这个像的成像原理与 （选“放大镜”、“投影
仪”或“照相机”）相同。
(2)若将蜡烛向左移动少许，光屏上的像变模糊。若要再次在光屏上得到清晰的像，可采用下列方法：
①若移动光屏，则应将光屏向左移动，此时像的大小比原来的像要 （填“大”或“小”些。
②若不移动光屏，则可在蜡烛和凸透镜之间再放上一个焦距合适的 （选填“近视眼镜”或“远视
眼镜”）。
(3)如图2，蜡烛在光具座上A处向左移动距离s到C，为在光屏上再次成清晰的像，则他应将光屏向左移
动，光屏移动距离为s′ s（填“＞”“＝”或“＜”）。
题型六 近视眼和远视眼
（1）当晶状体弯曲程度过大，对光的会聚能力过强时，成像在视网膜前，应该佩戴发散透镜（凹透
镜），使像成在视网膜上。
（2）远视眼的晶状体太薄，对光的折射能力太弱，成像在视网膜后，矫正时应佩戴会聚透镜（凸透
镜），增强光的会聚效果，使像成在视网膜上。
记忆口诀：近厚前凹，远薄厚凸。
15．（2024·广东汕头·模拟预测）手机为人们日常生活提供便利，但是不控制看手机的时间，会影响人
们的健康，长时间看手机可能导致眼睛的晶状体变厚，焦距变短，造成近视；下列能正确表示近视眼成像
原理的是（ ）
A． B． C． D．
16．（2024·内蒙古赤峰·一模）小明进行“视力的矫正”的探究活动，他将自己戴的近视眼镜放在烛焰
hhz与凸透镜之间。如甲图所示，在光屏上得到了一个倒立、缩小的清晰实像，拿开眼镜后，光屏上的像变得
模糊。
（1）小明为了使光屏上的像重新变得清晰，在不移动物体和凸透镜的前提下，他应该 ；
（2）如乙图所示的（a）、（b）、（c）、（d）四幅图，能正确表示近视眼成像情况的是图 ，其矫
正做法是图 。
17．（2024·广东东莞·一模）如图是小明戴上眼镜前、后观察到的远处帆船的情形，下列说法错误的是
（ ）
A．小明眼镜相当于一枚放大镜 B．小明佩戴的眼镜对光线有发散作用
C．戴眼镜前帆船成像在视网膜的前方 D．戴眼镜后视网膜上可成倒立的实像
题型七 水透镜
18．（2024·湖北·一模）学习了凸透镜成像知识后，小明自制了一个水透镜来探究凸透镜成像情况。
(1)为了使像成在光屏中央，小明需要调整烛焰、水透镜和光屏的中心在 ；
(2)小明向水透镜注水，并调整蜡烛和光屏的位置后，如图甲所示，在光屏上看到了清晰的倒立的像，
（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是这种成像特点的应用；
(3)继续注水后，小明发现光屏上的像变得模糊了。这是因为注水后水透镜变得更凸，会聚能力更强了，此
时水透镜焦距变 （选填“大”或“小”）。为了使光屏上的像重新变得清晰，可将光屏
（选填“远离”或“靠近”）水透镜；或者如图乙所示，小明将自己的眼镜放在蜡烛和水透镜之间，像也
变得清晰了，由此判断该眼镜是 （选填“近视眼镜”或“远视眼镜”）。
19．（2024·陕西商洛·模拟预测）在完成探究“凸透镜成像的规律”的实验后，利用透明橡皮膜、注射
器、乳胶管、止水夹等器材制成水凸透镜（凸起程度可以通过注射器对水透镜注水或吸水的多少来调节）
探究视力缺陷的成因及矫正方法。
hhz（1）如图-1所示，经过调节，光屏上恰好呈现烛焰倒立、 （选填“缩小”“等大”或“放大”）
的像；
（2）向水凸透镜内 （选填“注入”或“吸出”）适量的水可模拟近视眼的成因，光屏上的像变模
糊后；
①保持水凸透镜和蜡烛的位置不变，将光屏向左移动，再次得到清晰的像，说明近视眼在观察远处的物体
时，物体通过晶状体所成的像落在视网膜的 （选填“前”或“后”）方；
②如图-2所示，保持水透镜、蜡烛和光屏的位置均不变，老师将自己的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间，光屏
上的像又变清晰了，老师的眼镜是用 （选填“凸”或“凹”）透镜制成的。
题型八 望远镜和显微镜
显微镜 望远镜
物镜（靠 相当于投影仪的镜头，成倒
相当于照相机的镜头，成倒立、缩小的实像
近物体） 立、放大的实像
目镜（靠 相当于放大镜，成正立、放大
相当于放大镜，成正立、放大的虚像
近眼睛） 的虚像
光路图
共同点 人眼看到的是物体倒立的像
20．（2024·湖南长沙·一模）如图所示为实验室用显微镜和天文望远镜。关于图中两种仪器，下列说法
正确的是（ ）
A．显微镜的目镜相当于投影仪，物镜相当于放大镜
B．天文望远镜的目镜相当于投影仪，物镜相当于照相机
hhzC．显微镜的目镜是凸透镜，物镜是凹透镜
D．天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜，但成像特点不同
21．（2024·江苏苏州·二模）如图所示中的显微镜和望远镜用到了我们所学的很多光学知识。
(1)甲图是显微镜，它的反光镜有一面是凹面镜，它对光起到 作用（选填“会聚”、“发散”），
可在光线较 （“亮”、“暗”）时使用。
(2)乙图是望远镜，图丙表示它的原理，图中L 是物镜，L 是目镜。分析原理图可知物镜的作用相当于的
1 2
镜头（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”），成 像（选填“放大”、“缩小”或“等
大”）；此时物镜的像AB相当于放在目镜前的物，此时目镜的物距u与目镜焦距f的关系是 。
hhz
