2021年中考物理重点难点03透镜及其应用含解析

专项一声、光学

重难点03透镜及其应用

【知识梳理】

1.凸透镜的成像规律

物距（U）成像的特点像距（V）主要应用

大小倒正虚实

u>2f缩小倒实f<v<2f照相机、摄像机

u=2f等大倒实v=2f复印机

f<u<2f放大倒实v>2f投影仪、

u=f不成像获取平行光

u<f放大正虚放大镜

2.望远镜一般由2个透镜组合而成，靠近眼睛的一端相大于放大镜，另一端相当于照相机。

显微镜一般也是由2个透镜组合而成,靠近眼睛的一端相当于放大镜,另一端相当于投影仪。

3.近视眼的晶状体变厚，折射能力变强，看远处时，物体成像在视网膜之前，用凹透镜矫正。

远视眼的晶状体变薄，折射能力变弱，看近处时，物体成像在视网膜之后，用凸透镜矫正。

4.实验探究：实验时要调整蜡焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。

【易混淆点】

1.物与像的移动方向：物像同边移。

2.物距与像距：物体到凸透镜中心的距离，叫物距（u）；物体到凸透镜中心的距离，叫物距

（V）。

3.像的大小与物距、像距的关系：成实像时，物距越小，像越大；成虚像时，物距越大，像

越大。

4.物、像关于凸透镜上下、左右均相反。

【典例分析】

【例1】（2020广元14）小明同学利用光具座探究凸透镜成像规律实验时，将点燃的蜡烛放

在距凸透镜光心20cm处时，在另一侧的光屏上得到一个清晰等大的像•则透镜的焦距为

cm；将蜡烛移到距透镜光心25厘米处时，应调节光屏（选填“远离”或“靠近”）

透镜。才能在光屏上得到一个清晰的像，该像是（选填“倒立”或“正立”）

（选填“放大”或“缩小”）的实像。

【答案】10靠近倒立缩小

【解析】由题意可知：在光屏上接收到一个倒立等大的像，物距为u=20cm,所以凸透镜焦

距为f=u/2=20cm/2=10cmo当蜡烛在距凸透镜25cm处时，则有u=25cm>2f,所以像距在10cm

到20cm之间，应调节光屏靠近透镜；此时成倒立、缩小的实像。

【思路小结】理解记忆凸透镜成像规律，分清物距、像距与像的性质的关系。

【例2】（2020滨州21）某小组在“探究凸透镜成像的规律”的实验中。

（1）实验前，要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在:

（2）通过调整，恰好在光屏上得到烛焰等大的像，如图所示，则所用凸透镜的焦距是cm；

（3）在图中，把蜡烛向左移动15cm,凸透镜的位置不变，应把光屏向（选填“左”或

“右”）适当调节，才能在光屏上得到烛焰清晰倒立、（选填“放大”、“缩小”或

“不变”）的实像。接下来改用焦距为15cm的凸透镜继续进行实验，如果不改变蜡烛和凸

透镜的位置，要在光屏上成清晰的像应把光屏向（选填“左”或“右”）适当调节;

（4）在探究凸透镜成实像的过程中，他们又尝试用白纸遮挡住凸透镜的一半，发现在光屏上

（选填“仍能”或“不能”）成烛焰完整的像。

【答案】⑴同一高度（2）10⑶左缩小右（4）仍能

【解析】（D实验前，为了使像成在光屏的中央，要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在

同一高度。

（2）由图可知：物距等于像距，即u=v=20cm=2f,所以f=u/2=20cm/2=1Ocm<）

（3）把蜡烛向左移动15cm,凸透镜的位置不变，物距为u=20cm+l5cm=35cm,物距大于2倍焦

距，像距在1倍焦距和2倍焦距之间，所以应把光屏向左移动，光屏上成倒立、缩小的实像。

接下来改用焦距为15cm的凸透镜继续进行实验，焦距变大，光线会推迟会聚成像，像距变

大，要使光屏上得到清晰的像，光屏应远离凸透镜，把光屏向右适当调节。

（4）在做凸透镜成像的实验时，用白纸遮挡住凸透镜的一半，另一半部仍可以会聚光线，所

以仍可以成物体完整的像。

2

【思路小结】分清物距、像距，结合凸透镜成像规律解题。

【真题操练】

1.（2020常德）如图关于透镜的应用，下列说法中正确的是（）

A.吟凹透镜可以矫正远视眼

B.凸透镜可以矫正近视眼

C.显做镜的目镜成正立放大的虚像

望远镜的目镜成正立放大的实像

【答案】C

【解析】A.凹透镜可以矫正近视眼，A错。

B.凸透镜可以矫正远视眼，B错。

C.显做镜的目镜成正立放大的虚像，C正确。

D.望远镜的目镜成正立放大的虚像，D错。选C。

2.（2020鄂州3）如图是小强用手机、透镜和纸盒自制的简易投影仪，能将手机上的画面放

大投射到白色墙上。下列说法正确的是（）

A.手机屏幕到透镜的距离应大于透镜的二信焦距

B.白色墙上呈现的是手机画面倒立、放大的实像

C.若用不透明的硬纸板遮住透镜的一部分，白色墙上的画面将不再完整

D.从各个角度都能清楚地看到白色墙上的像，是因为墙对光发生了镜面反射

【答案】B

3

【解析】A.由投影仪成像的原理可知：手机到透镜的距离应大于一倍焦距，小于二倍焦距，

A错。

B.投影仪成的像是倒立、放大的实像，B正确。

C.若用不透明的硬纸板遮住透镜的一部分，白墙上的画面仍然完整，只是亮度变暗，C错。

D.从各个角度都能清楚看到白墙上的像，是因为白墙对照射到上面的光产生了漫反射，D

错。选B。

3.（2020甘孜8）如图所示，关于近视眼和远视眼，下列说法正确的是（）

甲乙

A.乙为远视眼，应佩戴凸透镜矫正B.乙为近视眼，应佩戴凹透镜矫正

C.甲为远视眼，应佩戴凹透镜矫正D.甲为近视眼，应佩戴凸透镜矫正

【答案】A

【解析】AB.远视眼的像成在视网膜后，图乙为远视眼的成因，远视眼应佩戴凸透镜矫正,

A正确。B错。

CD.近视眼的像成在视网膜前，图甲为近视眼的成因，近视眼应佩戴凹透镜矫正，CD错误。

选Ao

4.（2020黄冈6）在研究水和食用油吸热能力的实验中，为了让全班同学都能看清讲台上温

度计的示数，老师用手机对着温度计摄像（如图），并通过调节好的投影仪，将温度计示数

投影到大屏幕上，但发现大屏幕上的温度计示数比较暗淡。下列分析正确的是（）

A.用手电筒照亮温度计示数可使大屏幕上的示数明亮

B.用手电筒照亮大屏幕可使大屏幕上的示数明亮

C.温度计的示数在大屏幕上成缩小的实像

D.温度计的示数在大屏幕上成放大的虚像

【答案】A

【解析】A.用手电筒照亮温度计示数可使温度计反射进入投影仪的光更多，使大屏幕上的

4

示数更明亮，A正确。

B.用手电筒照亮大屏幕不能使大屏幕上的示数明亮，B错。

CD.温度计的示数在大屏幕上成放大的实像，CD错。选A。

5.（2020苏州7）如图所示，烛焰在光屏上刚好成清晰的像。透镜不动，将蜡烛移至40cm

刻度处，移动光屏，在光屏上能观察到（）

|叫叫叫II,叫I川叫叫川1111Hp叩川|川1|川中11|11叩叩11|1叫叫

0102030405060708090100

A.倒立、缩小的实像B.倒立、放大的实像

C.正立、放大的实像D.光屏上不能呈现像

【答案】D

【解析】由图可知：物距u=50cm-20cm=30cm,像距v=80cm-50cm=30cm,此时光屏上

出现清晰的像。u=v=2f=30cm,所以f=30cm/2=15cm„将蜡烛移至40cm刻度处，u'=50cm

-40cm=10cm,物距小于焦距，凸透镜成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，所以光

屏上不能呈现像。选1）。

6.（2019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（）

A.4cmB.7cmC.10cmD.16cm

【答案】C

【解析】当5=14cm时成放大实像，所以有2f>14cm>f；当ti2=8cm时成放大的虚像，所以

7cm<f<14cmo由两个不等式可知：8cm<f<14cm,C正确。

7.（2019泰安）如图所示，在"探窕凸透镜成像的规律”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

5

【答案】B

【解析】烛焰在距离凸透镜8cm处时，即u=8cm,在距离凸透镜15cm处的光屏上成倒立的像,

即v=15cm。由成像规律可得：f<u=8cm<2f,解得：4cm<f<8cm；v—15cm>2f,解得:

f<7.5cm,所以：4cm<f<7.5cm,保持蜡烛和光屏不动，现把凸透镜向光屏方向移动7cm,

此时u'=8cm+7cm=15cm>2f,v'=15cm-7cm=8cm,f<vz<2f,凸透镜成倒立缩小的

实像，B正确。

8.（2020宜昌16）小明利用支付宝进行扫码支付时，用手机摄像头扫描商家的收款二维码，

手机摄像头相当于一个（选填“凸透镜”或“凹透镜”）；摄像头靠近二维码时，所成

的像（选填“变大”“变小”或“不变”）。

【答案】凸透镜变大

【解析】手机摄像头和照相机的镜头一样，相当于一个凸透镜。手机摄像头拍摄物体，也是

利用凸透镜成实像，当摄像头靠近二维码时，物体到凸透镜的距离减小，由凸透镜成实像的

规律可知，此时像距变大，所以所成的像也变大。

9.（2020巴中21）如图所示，某同学在探究凸透镜成像规律的实验中，将焦距/•=10cn）的

凸透镜固定在光具座上50cm处，将光屏向（选填“左”或“右”）移动，才能在

光屏上观察到烛焰清晰倒立（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的像，利用该

类透镜可以矫正一眼（选填“近视”或“远视”）。

【答案】左缩小远视

【解析】将焦距为f=10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻线处，根据凸透镜成像的规律可

知u=50cm—20cm=30cm>2f,成倒立、缩小的实像；此时像距2f>v>f,为了在光屏上找到

烛焰清晰的像，应将光屏向左移动。该类透镜对光有会聚作用，是凸透镜，可以矫正远视眼。

10.（2020广东13）如图所示，点燃的蜡烛及焦距为15cm的凸透镜固定在光具座上，要在光

屏上承接到烛焰—（选填“正立”或“倒立”）、放大的清晰实像，需将光屏向（选

填“左”或“右”）移动；一段时间后，蜡烛变短了，烛焰在光屏上成的像会向（选

填“上”或“下”）移。

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【答案】倒立右上

【解析】由图知，物距为u=50.0cm-25.0cm=25.0cm,大于1倍焦距，小于2倍焦距。根据

凸透镜成像的规律知：此时成倒立的、放大的实像；此时像距，应大于2f,所以需将光屏

向右移动。

根据凸透镜成像的规律知：蜡烛变短了，烛焰在光屏上成的像会向上移。

11.(2020北京29)某同学利用焦距为％的凸透镜做了三次实验，透镜、蜡烛、光屏所在位

置以及光屏上得到清晰像的情况如图所示。

(1)由图所示的实验现象可知：随着物距的不断变小，像距和像的大小变化情况是；

(2)在图乙所示的实验中，只将凸透镜换为焦距为L的凸透镜(f,<yi),为在光屏上得到清

晰的像，光屏应向侧移动。

【答案】都变大左

【解析】(1)观察甲、乙、丙三个图的实验现象发现，凸透镜位置不变，蜡烛靠近凸透镜时，

即物距缩短，光屏远离凸透镜，即像距变大，且光屏上成的像变大。

(2)由图乙可知成的是倒立、放大的实像，此时物距大于一倍焦距且小于两倍焦距，像距大

于两倍焦距，即yi<u<2yi,v>2yi,只将凸透镜换为焦距为3的凸透镜(fKy。，焦距变小

了，相当于物距变大，要想在光屏上得到清晰的像，应该将光屏向左移动。

12.(2020甘孜30)在“探究凸透镜成像规律”的实验中，凸透镜的焦距是10cm,按照实验

要求安装好实验器材，如图所示。

7

（1）点燃蜡烛，当蜡烛、凸透镜在图所示位置时，移动光屏，在光屏上（选填“能”

或“不能”）得到清晰的像。

（2）保持凸透镜位置不变，将光屏移回至50cm刻度处，把蜡烛移至15cm刻度处后，再将光

屏向（选填“左”或“右”）移动到适当位置，能在光屏上得到清晰的（选

填“正立”或“倒立”）、（选填“放大”或“缩小”）的像。

【答案】（D不能（2）右倒立放大

【解析】（1）已知凸透镜的焦距是f=10cm,如图所示物距:u=30cm-20cm=10cm,物距等于一倍

焦距，此时光屏上不能成像。

（2）保持凸透镜位置不变，把蜡烛移至15cm刻度处后，此时物距u'=30cm—15cm=15cm,物

距大于一倍焦距小于两倍焦距，此时光屏上成倒立、放大的实像，像距大于两倍焦距；由题

意可知应将光屏向右移动才能在光屏上得到清晰的像。

13.（2020河南17）小明和小亮用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。

（1）实验前将烛焰、凸透镜和光屏的中心调至同一高度，目的：;

（2）如图所示，光屏上呈现一个清晰的像保持凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动一段距离，

要再次在光屏上得到清晰的像，应将光屏向移动，像的大小将变:

（3）小亮认为：凸透镜成实像时，不但像与物上下是颠倒的，而且左右也是相反的。请你设

计一种简单的方法验证小亮的观点。

【答案】（1）确保蜡烛火焰的像成在光屏的中央（2）左变小（3）将蜡烛换成字

母母”的LED灯

【解析】（D实验前将烛焰、凸透镜和光屏的中心调至同一高度，目的是确保蜡烛火焰的像

成在光屏的中央。

（2）保持凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动一段距离，物距变大，像变小，所以光屏左移。、

（3）将蜡烛换成字母“F”的LED灯，光屏上可以呈现上下左右都相反的像，即可证明。

14.（2020南京26）小明做“探究凸透镜成像规律”实验:

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(1)调整实验器材高度时，蜡烛(选填“需要”或“不需要”)点燃；

(2)他用同一凸透镜做了两次实验，如图甲、乙所示，光屏上均有清晰的像(未画出)，其中

成缩小像的是图;

(3)凸透镜的焦距可能是(填字母)；

A.5cmB.8cmC.10cmD.15cm

(4)在图乙中将一镜片放在烛焰和透镜之间后，光屏上的像变模糊了，将光屏向左移动，光

屏上再次出现清晰的像，则所加镜片可以矫正图______(选填“丙”或“丁”)的视力缺陷。

【答案】(1)需要⑵甲(3)C(4)T

【解析】(1)需要将蜡烛点燃，才可以调整烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致

在同一高度。

(2)图甲中物距大于像距，光屏上成倒立、缩小的实像。

(3)图乙中，物距小于像距，成倒立、放大的实像，物距u=50cm-32cm=18cm,所以2f>18cm

>f；像距v=73cm-50cm=23cm,所以23cm>2f,由这两式联立解得：IL5cm>f>9cm。选C。

(4)将一个眼镜片放在透镜和烛焰之间，光屏上的像变模糊了，将光屏向左移动，光屏上再

次呈现清晰的像，说明该镜片将光线会聚了，对光线起到会聚作用的是凸透镜，可以矫正远

视眼，远视眼的晶状体较薄，会聚能力较弱，看近处的物体时，将像成在视网膜的后面，丁

图是远视眼，此镜片可以矫正丁图的视力缺陷。

15.(2019山东威海)如图是“探究凸透镜成像的规律”实验装置，小明通过实验得到了如

表所示的实验数据，请回答下列问题：

物距u605035302019181716151412

(cm)

像距v1212.514152021.122.524.326.7303560

9

(cm)

图1图2

（1）根据表可知凸透镜的焦距f=cm。

（2）当u=25cm时，像距v应该在（选填“15-16”、“16-17”、“17-18"、“18

-19”或“19-20”）cm范围内；当u=60cm时，光屏上成（选填“放大”或