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 u2f2fvf缩小倒立实像照相机u=2fv=2f等大 倒立实像测焦距2fufv2f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uf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uv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：向上移动光屏；向上移动蜡烛；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：蜡烛在焦点以内（uf）；烛焰在焦点上(u=f) ；烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度 ；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。【例题1】（2018湖南怀化）如图所示，光线伍平行于凸透镜的主光轴，光线右过光心乙清在图中作出光线a、 b经过凸透镜后的折射光线。【答案】如图所示。【解答】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。【例题2】（2019山东省东营）根据入射光线和折射光线，请在图中的虚线框内画出适当类型的透镜。【答案】如图所示。【解析】由给出的光线可知，原本向中间会聚的光线经透镜折射后变得平行不再会聚，即经过透镜后，折射光线变得发散了，故虚线框内的是凹透镜。【例题3】（2018兰州）如图所示是小伟通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u关系的图像。根据图像给出的信息，下列说法正确的是（ ）A.由图可知实验中使用的凸透镜的焦距是20cm；B.当物距为5cm时的成像特点是正立、放大的虚像；C.当物距为5cm时的成像特点可应用于照相机；D.当物距为5cm时的成像特点可应用于幻灯机。【答案】B 【解析】凸透镜成像（实像）实验中，物距越大，像距越小，当物距在二倍焦距时，像距也在二倍焦距处。u=v=2f=20cm,由此判断20cm为凸透镜的二倍焦距，该凸透镜的焦距应该是f=10cm。物距为5cm，位于焦点以内，这时uf，成正立、放大的虚像，属于放大镜的应用。而2fu时，成倒立、缩小、实像，属于照相机的应用； f u2f 时，成倒立、放大、实像，属于幻灯机的应用。【例题4】（2019河北省）如图所示，小明将凸透镜（f10cm）固定在光具座40cm的位置，探究凸透镜的成像规律。下列说法正确的是（）A将蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中，像逐渐变小B当光屏上成清晰像时，拿开光屏，眼睛在一定范围内仍能看到像C将蜡烛放在10cm处，移动光屏，光屏上可得到倒立缩小的清晰像D当光屏上成清晰像时，在贴近凸透镜左侧位置放一远视镜片，向右移动光屏，光屏上仍能得到清晰的像【答案】ABC【解析】（1）根据“无论实像或虚像，物靠近焦点像变大”可判断物距变化时，像距及像的大小的变化；（2）实像可以用光屏承接，虚像不能用光屏承接，不论实像和虚像眼睛都能直接观察；（3）根据凸透镜成像规律中像距和物距的关系，当u2f，成倒立、缩小的实像即可判断；（4）根据远视镜片对光线有会聚作用可判断像的变化情况，进而得出光屏的移动方向。A根据“无论实像或虚像，物靠近焦点像变大”可知，蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中，即蜡烛远离焦点，所成的虚像将变小，故A正确；B发光物体发出的光线经凸透镜折射后是会聚的，经过成像点后是发散的，所以眼睛必须在成像点以外的光线发散区域才能看到这个像；当眼睛在原光屏处不能看到发光体的像，眼睛靠近凸透镜也不能看到像，当眼睛从原光屏位置远离凸透镜，能看到像。故B正确；C当蜡烛放在10cm处，物距u40cm10cm30cm2f，成倒立缩小的实像，故C正确；D若在蜡烛和透镜间放一远视眼镜，远视眼镜为凸透镜，对光线有会聚作用，此时所成的像将靠近透镜，所以应向左移动光屏，故D错误。【例题5】（2018山东潍坊）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，移动光屏到某一位置恰能在光屏上成清晰的倒立、______（选填“放大”或“缩小”）的实像；______（选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）就是利用该原理工作的。（3）保持凸透镜位置不变，再将蜡烛移到“45cm”刻度线处，此时移动光屏______（选填“能”或“不能”）在光屏上得到一个清晰的像。【答案】（1）10.0；（2）缩小；照相机；（3）不能。【解析】（1）由图甲知，焦距为f=40.0cm30.0cm=10.0cm；（2）当蜡烛放在A点时，物距大于2f，成倒立缩小的实像，照相机就是利用该原理工作的；（3）当将蜡烛移到“45cm”刻度线处，物距小于焦距，成正立放大虚像，此时移动光屏不能在光屏上得到一个清晰的像。【例题6】（2019北京）某同学在做光学实验时，他先将焦距为10cm的凸透镜A固定在光具座上50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜A两侧，蜡烛放置在20cm刻度线处，如图所示。左右移动光屏，直至光屏上呈现烛焰清晰的像。（1）上述光屏上所成的像是______（选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像。（2）将透镜B放在凸透镜A与光屏之间某处（图中未画出），光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏向远离凸透镜A的方向移动，光屏上又呈现烛焰清晰的像，这说明透镜B对光线有______（选填”会聚”或“发散”）作用。透镜B能用来矫正______（选填“近视眼”成“远视眼”）。【答案】（1）缩小；（2）发散；近视眼。【解析】（1）凸透镜A焦距10cm，固定在光具座上50cm刻度线处，蜡烛放置在20cm刻度线处，所以物距u30cm2f，物距大于二倍焦距成倒立缩小实像；（2）将透镜B放在凸透镜A与光屏之间某处，光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏向远离凸透镜A的方向移动，光屏上又呈现烛焰清晰的像，这说明凸透镜B对光线具有发散作用，是凹透镜，透镜B能用来矫正近视眼。【2019年题组】一、填空题1.（2019四川南充）小明在探究“凸透镜成像规律”的实验中他把蜡烛放在距透镜30cm时，在光屏上形成清晰缩小的像，此时的成像特点可应用于_____（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。现将蜡烛向透镜方向移动10cm，要使光屏上再次形成清晰倒立的像，应将光屏_____透镜（填“远离”或“靠近”）。【答案】照相机；远离。【解析】（1）凸透镜成像的三种情况和应用之一：u2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机。（2）凸透镜成实像时，物近像远像变大。把蜡烛放在距透镜30cm时，物距为30cm，在光屏上形成清晰缩小的像，则u2f，此时的成像特点可应用于照相机。现将蜡烛向透镜方向移动10cm，物距减小，像距增大、像变大，则要使光屏上再次形成清晰倒立的像，应将光屏远离透镜方向移动。2（2018齐齐哈尔）如图所示，在探究“凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、透镜、光屏的位置如图所示，光屏上成一个清晰的像，应用这一原理可制成_____；再将蜡烛远离透镜，同时将光屏_____（填“远离”或“靠近”）透镜，才能在光屏上再次成一个清晰的像。【答案】投影仪；靠近。【解析】由图知，vu，所以此时在光屏上得到的是倒立、放大的实像，其应用是投影仪；再将蜡烛远离透镜，物距增大，所以像距减小，需要将光屏靠近凸透镜，才能在光屏上再次成一个清晰的像。二、选择题3.（2019湖南湘潭）在“探究凸透镜成像的规律“时，当烛焰离透镜14cm时成放大的实像，当烛焰离透镜8cm时成放大的虚像则这个透镜的焦距可能是（）A4cmB7cmC10cmD16cm【答案】C【解析】凸透镜成像的规律：u2f，成倒立、缩小的实像；fu2f，成倒立、放大的实像；uf，成正立、放大的虚像。当烛焰离透镜13厘米时时，得放大的实像，则物体在一倍焦距和二倍焦距之间，即2f14cmf，所以7cmf14cm；当烛焰离透镜8厘米时成的是放大的虚像，则物体在一倍焦距以内，即8cmf。综上所述8cmf14cm，C符合题意。4.（2019山东泰安）如图所示，在”探究凸透镜成像的规律”实验中，烛焰在距离凸透镜8cm处时，在距离凸透镜15cm处的光屏上成倒立的像。保持蜡烛和光屏不动，现把凸透镜向光屏方向移动7cm，下列关于烛焰在光屏上成像的说法正确的是（）A不能成清晰的像 B成倒立的缩小的像C成倒立的放大的像 D成倒立的等大的像【答案】B【解析】如图所示，在”探究凸透镜成像的规律”实验中，烛焰在距离凸透镜8cm处时，在距离凸透镜15cm处的光屏上成倒立的像。此时物距小于像距，fu8cm2f，解得，4cmf8cm，v15cm2f，解得f7.5cm，焦距范围：4cmf7.5cm，保持蜡烛和光屏不动，现把凸透镜向光屏方向移动7cm，此时u8cm+7cm15cm2f，v15cm7cm8cm，fv2f，凸透镜成倒立缩小的实像，故ACD错误，B正确。三、实验题5.（2019山东临沂）在“探究凸透镜成像特点”的实验中，将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处不动，移动蜡烛和光屏至如图所示位置时，光屏上承接到清晰的像。（1）该凸透镜的焦距为______cm。（2）将远视眼镜的镜片放在蜡烛和透镜之间适当位置，此时应将光屏向______（选填“左”或“右”）移动，才能再次承接到清晰的像。（3）取走镜片，将蜡烛向左移动一段距离后，应将光屏移至______（选填序号）范围内才能承接到清晰的像。A.5065cm B .6580cm C .8095cm（4）将蜡烛移到37cm刻度线上，观察到的像是_____（选填“倒立”或“正立”）的。【答案】（1）15；（2）左；（3）B；（4）正立。【解析】（1）根据u=2f时，成倒立、等大的实像，可求得焦距； 根据图可知，烛焰距凸透镜50cm-20cm=30cm时，移动光屏至某一位置，在光屏上得到一等大清晰的像，说明此时满足80cm-50cm=30cm=u=2f，所以f=15cm； （2）凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线具有发散作用；近视眼用凹透镜矫正，远视眼用凸透镜矫正。 将远视眼镜的镜片放在蜡烛和透镜之间适当位置，对光线能够起到提前会聚的作用，此时应将光屏向左移动，才能再次承接到清晰的像。 （3）根据成像特点及物距、像距与焦距的关系分析； 取走镜片，将蜡烛向左移动一段距离后，此时物距大于2倍焦距，像距应在2倍焦距与1倍焦距之间，凸透镜在50cm处，应将光屏移至6580cm 范围内才能承接到清晰的像。故选B。 （4）uf，成正立、放大的虚像，应用于放大镜和老花镜。将蜡烛移到37cm刻度线上，u=50cm-37cm=13cmf，凸透镜成正立、放大的虚像，应用于放大镜和老花镜。 6.（2019山西）在“探究凸透镜成像的规律”实验中：（1）小明将LED灯、焦距为10cm的凸透镜和光屏依次放在光具座上，通过调节使三者中心在______。接着，小明调节LED灯、凸透镜至如图所示的位置，移动光屏，会在光屏上得到倒立、______（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像。（2）把焦距10cm的凸透镜换成焦距更小的凸透镜，光屏上原来清晰的像变模糊了。若不改变凸透镜和光屏的位置，要使光屏上再次得到清晰的像，你采取的具体办法是______。（3）小明选择LED灯替代平时常用的蜡烛做实验，优点是______（写出一条即可）。【答案】（1）同一高度；缩小；（2）把LED灯向凸透镜移动适当距离；（3）实验现象更明显、便于观察。【解析】（1）实验中需调节凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处，这样才能使像成在光屏的中央；当物距大于2f时，凸透镜成倒立缩小的实像。为使像成在光屏的中央，应调节LED灯、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度处；由图知，LED灯到凸透镜的距离大于20cm，即物距大于2f，所以光屏上得到LED灯清晰的倒立、缩小的实像；（2）凸透镜焦距减小能使光线提前会聚，要使光屏上再次得到清晰的像，光屏靠近凸透镜或者LED灯靠近凸透镜。把焦距10cm的凸透镜换成焦距更小的凸透镜，光屏上原来清晰的像变模糊了，这是光线提前会聚。若不改变凸透镜和光屏的位置，要使光屏上再次得到清晰的像，你采取的具体办法是：把LED灯向凸透镜移动适当距离或把光屏靠近凸透镜；（3）蜡烛换成LED灯便于观察。蜡烛换成LED灯的优点：实验现象更明显、便于观察、减少了污染等。四、作图题7（2019内蒙古通辽）如图所示，一束光线经凹透镜折射后，射向与凹透镜主光轴平行的平面镜上，请画出：（1）射向凹透镜的入射光线；（2）经平面镜的反射光线。【答案】见解析。【解析】作出入射光线要根据：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。作出反射光线要根据反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角来作。（1）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，据此画出入射光线；（2）过平面镜的入射点垂直于镜面作出法线，然后根据反射角等于入射角，在法线右侧作出反射光线，如下图：8（2019山东省东营）根据入射光线和折射光线，请在图中的虚线框内画出适当类型的透镜。【答案】如图所示。【解析】由给出的光线可知，原本向中间会聚的光线经透镜折射后变得平行不再会聚，即经过透镜后，折射光线变得发散了，故虚线框内的是凹透镜。【2018年题组】一、填空题1（2018河南）将点燃的蜡烛和光屏放置在光具座上，再将焦距为30cm的凸透镜甲放置在蜡烛和屏之间适当位置，在屏上得到清晰的缩小实像；在透镜甲位置上换上焦距为20cm的凸透镜乙，不改变蜡烛位置，将光屏_____（选填“靠近”或“远离”）透镜适当距离，就可以再光屏上得到清晰的_____（选填“放大”“缩小”或“等大”）实像。【答案】靠近；缩小。【解析】光屏上得到一个倒立缩小的实像时，v2f，即v60cm，保持透镜的位置不变，在焦距为30cm的透镜甲的位置上换上焦距为20cm的凸透镜乙，凸透镜的折光能力增强，不改变蜡烛位置，v60cm，相当于物远了，则屏上的像变近、像变小大些，故应减小像距，即应将光屏靠近透镜。2.（2018云南）勤于动手的小聪在探究凸透镜成像规律过程中，将蜡烛、凸透镜和光屏按如图所示放置时，蜡烛通过凸透镜在光屏上形成一个倒立、（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的清晰的像，利用凸透镜这一成像规律制成的是（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）；若保持透镜和光屏的位置不变，将蜡烛移到“15cm“刻度线位置，他将自己佩戴的眼镜放在蜡烛和透镜间适当位置时，光屏上又出现了清晰的像，则小明所患的眼疾是。（选填“近视眼”或“远视眼”）答案：缩小；照相机；近视眼。解析：（1）根据物距和像距的关系，能判断凸透镜的成像情况，从而判断其应用；（2）知道近视眼镜是凹透镜，对光有发散作用。同时知道凸透镜成实像时，遵循物近像远像变大的规律可做出判断。烛焰到凸透镜的距离是物距，光屏到凸透镜的距离是像距。由图知，物距大于像距，由凸透镜成像规律可知，此时成倒立、缩小的实像，应用于照相机；将蜡烛移到“15cm“刻度线位置，物距变大，则像距会变得更小，即像更靠近凸透镜。此时保持凸透镜和光屏的位置不变，在蜡烛和凸透镜之间放置了一个度数合适的眼镜，光屏上也得到了清晰的像，说明这个镜片对光起到了发散的作用，因此，他放置的应该是矫正近视眼的凹透镜片。二、选择题3. （2018四川南充）蜡烛放在如图所示位置，通过凸透镜成倒立、缩小的像。小红画了图中的光路。下列说法正确的是（ ）A.小红画的光路是正确的 B.透镜成的是虚像C.透镜的焦距小于10cm D.透镜的焦距大于20cm【答案】C【解析】从图像分析，蜡烛在二倍焦距之外，成像在一倍焦距和二倍焦距之间；V2f，即20cm2f， f10cm。故选C。4.（2018陕西咸阳）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、实验题5.（2018贵州黔东南）小体用如图所示实验装置来探究凸透镜的成像规律，用到的光具座足够长（1）如图所示，依次放置好蜡烛、凸透镜、光屏并将它们调整好后，点燃蜡烛，无论怎样移动光屏，光屏上都没出现烛焰的像，但取掉光屏，在放光屏侧通过凸透镜可以看到烛焰的像，则此凸透镜的焦距________(选填“大于”、 “等于”或“小于”) 15cm看到的像是_________(选填“虚” 或“实”)像（2）将蜡烛移至零刻度处，凸透镜位置不变，当把光屏放到如图所示位置时，在光屏上看到了烛焰模糊的像，当把光屏向________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动，在光屏上可以看到烛焰________(选填 “放大”、“等大”或“缩小”)的清晰像，在看到清晰像后，保持蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜向________( 选填“靠近”或“远离”)光屏的方向移动，在光屏上可以再次看到烛焰_________( 选填“放大”、“等大”或“缩小”)的清晰像【答案】（1）大于；虚；（2）远离；放大；靠近；缩小【解析】（1）由图可知，蜡烛到凸透镜的距离：u=30cm-15cm=15cm，在放光屏侧通过凸透镜可以看到烛焰的像，说明所成的像是正立、放大的虚像，u=15cmf，即焦距f15cm；（2）将蜡烛移至零刻度处时，物距：u=30cm， fu2f，成倒立、放大实像，像距：v2f，即光屏应放在60cm刻度的右侧，把光屏向远离凸透镜的方向移动，在光屏上可以看到烛焰放大的清晰像；在看到清晰像后，保持蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜向靠近光屏的方向移动，使物距大于二倍焦距，在光屏上可以再次看到烛焰缩小的清晰像6.（2018湖北黄石）在探究凸透镜成像规律时，如图甲所示，将A凸透镜固定在光具座上35cm刻线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上5cm刻线处，移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的像，由A凸透镜成像中物距和像距的变化关系画出图像如图乙所示；接着他保持蜡烛的位置不变，将凸透镜A换为凸透镜B并保持位置不变，移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的像，如图丙所示.（1） 请根据上述实验现象和凸透镜成像规律判断：凸透镜A的焦距是 cm，凸透镜A的焦距 凸透镜B的焦距（选填“大于”、“小于”或“等于”）.（2） 在甲图中，保持凸透镜不动，把蜡烛向右移动5cm，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该把光屏向______（选填“左”、“右”）移动一段距离，像将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）.（3）图丙所示的实验现象可以说明_______的成像特点（选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）；若将远视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了，若保持凸透镜和光屏的位置不动，应使蜡烛________（选填“靠近”、“远离”）凸透镜，则又能在光屏上看到蜡烛清晰的像.【答案】（1）10；小于；（2）右；变大；（3）靠近。【解析】（1）根据图乙可知，当u=v=20cm时，蜡烛成等大的实像，这时u=v=2f，所以f=10cm，即凸透镜A的焦距是10cm。设凸透镜B的 焦距为fB，由图丙知fB30cm2fB,所以15cmfB30cm，所以凸透镜A的焦距小于凸透镜B的焦距。（2）原来蜡烛距离凸透镜30cm，蜡烛右移5cm后，物距变为25cm，根据凸透镜成像特点，物距变小，像距变大，所以光屏应向右移动，像距比原来更大，所以像将变大；（3）图丙所示实验中，蜡烛通过凸透镜成放大倒立的实像，与幻灯机的工作原理一致；把远视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，远视眼镜相当于一个放大镜，所以通过透镜B成像的是蜡烛的放大的虚像，像的位置在蜡烛的左侧，要想还在原来的装置上成像，需要蜡烛靠近透镜，使其通过远视眼镜所成的放大虚像在原来蜡烛的位置上。四、作图题7（2018聊城）根据入射光线和折射光线，在图中虚线框内画出适当类型的透镜。【答案】如图所示：【解析】凸透镜对光线有会聚作用，除过光心的光线之外的所有射向凸透镜的光线，经凸透镜折射后都会比原来会聚一些；从焦点发出的光线，经凸透镜后变为平行光线。图中从焦点发出的光线，经透镜后变为平行光线，因此该透镜为凸透镜，对光线起会聚作用。8（2018滨州）请画出图中入射光线对应的折射光线。【答案】如图所示：。【解析】凸透镜有三条特殊的入射光线：过焦点的；平行于主光轴的；过光心的。根据每一条特殊入射光线对应的出射光线的特点画出对应的出射光线。从焦点发出的光线经过凸透镜折射后会变成平行于主光轴的光线；经过光心的光线的传播方向不变。【2020年模拟压轴题组】一、填空题1.（2020辽宁抚顺模拟）用如图所示装置探究凸透镜成像规律，图中凸透镜的焦距为 cm。实验中，小明移动蜡烛，观察到光屏上呈现清晰缩小的像，此像是 （实/虚）像。继续移动蜡烛发现，在光屏上可以成放大的像，说明物体通过凸透镜成像的性质与 有关。【答案】12.0；实；物体到凸透镜的距离（物距）。【解析】从光具座上可以读出该凸透镜的焦距是12.0cm；能够用光屏收集到的都是实像；物体通过凸透镜成像的性质与物体到凸透镜的距离（简称物距）有关。2.（2020江苏泗洪模拟）将点燃的蜡烛和光屏放置在光具座上，再将焦距为30cm的凸透镜甲放置在蜡烛和屏之间适当位置，在屏上得到清晰的缩小实像；在透镜甲位置上换上焦距为20cm的凸透镜乙，不改变蜡烛位置，将光屏 （选填“靠近”或“远离”）透镜适当距离，就可以再光屏上得到清晰的 （选填“放大”“缩小”或“等大”）实像。【答案】靠近；缩小【解析】首先根据题意“先用焦距为30cm的透镜甲进行实验，在屛上得到清晰缩小的实像”可确定物距与焦距的关系，然后再根据凸透镜成实像时，物远像小像变小来确定调节光屏的方法。光屏上得到一个倒立缩小的实像时，v2f，即v60cm，保持透镜的位置不变，在焦距为30cm的透镜甲的位置上换上焦距为20cm的凸透镜乙，凸透镜的折光能力增强，不改变蜡烛位置，v60cm，相当于物远了，则屏上的像变近、像变小大些，故应减小像距，即应将光屏靠近透镜。二、选择题3.（2020佳木斯模拟）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=45cm B像距v=80cmC凸透镜焦距f一定是10cm D凸透镜焦距f在7.5cm15cm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fu2f时出现。我们知道u=15cm，所以f15cm2f。解得：7.5cmf15cm。所以选项D正确。4.（2020云南大理模拟）在用一凸透镜研究其成像的规律时，某同学得到的部分实验信息如下表所示。根据表中信息判定下列说法正确的是（）实验次序12345物距u/cm5040302520像距v/cm2224303860A该凸透镜的焦距是15cmB当u=25cm时，凸透镜成放大的像，放大镜就是根据这一原理制成的C当v=24cm时，凸透镜成缩小的像，照相相机就是根据这一原理制成D若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动，像会逐渐变小【答案】ACD。【解析】（1）当u=v=2f时，成倒立、等大的实像；（2）（3）根据凸透镜成像的四种情况和应用进行判断：u2f，成倒立、缩小的实像，2fvf，应用于照相机和摄像机。u=2f，成倒立、等大的实像，v=2f，一般用来求凸透镜的焦距。2fuf，成倒立、放大的实像，v2f，应用于幻灯机和投影仪。uf，成正立、放大的虚像，应用于放大镜和老花镜。（4）凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小。A.由表中的数据可知，实验3中，u=v=30cm，此时u=2f，f=15cm，故A正确；B.当u=25cm时，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，凸透镜成倒立、放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的，故B错误；C.当v=24cm时，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，则物距大于二倍焦距，凸透镜成缩小的像，照相相机就是根据这一原理制成，故C正确；D.若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动，物距变大，像距变小，像变小，故D正确。三、实验题5.（2020江苏徐州二模）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”）。（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，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（10.210.8 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。四、作图题6.（2020河南郑州一模）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F7（2020湖北荆州一模）如图所示，请画出入射光线经过凸透镜折射后的折射光线和这条折射光线再经平面镜MN反射后的反射光线【答案】如图所示：【解析】（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点；（3） 过平面镜的入射点垂直镜面作出法线，根据反射角等于入射角，在法线右侧作出反射光线。21