专题05透镜及其应用-【名师导航】中考物理新课标一轮培优精讲学案（含答案）

第第页专题05透镜及其应用—【名师导航】中考物理新课标一轮培优精讲学案课标要求1.了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。2.探究并了解凸透镜成像的规律。3.了解凸透镜成像规律的应用。考点分布考查频率命题趋势考点1.两种透镜的特点★透镜及其应用部分，是必考知识点，每年考查1~2道题,分值为2—6分。几十年来，中考命题一般以考查探究凸透镜成像规律及应用和透镜作图为主。题型有选择、填空、实验和作图题，难度系数为0.7。由于新教材进行了修改，把跨学科实践加入课节之中，2025年在重视实验探究和作图问题时，也要重点训练望远镜制作类相关试题。考点2.凸透镜成像的规律及其应用★★★考点3.光学作图★★★★★代表必考点，★★代表常考点，★星表示中频考点。知识点一：透镜1．凸透镜和凹透镜透镜是利用光的折射原理制成的光学元件，由透明物质制成。透镜的两个表面至少一个是球面的一部分。⑴中间厚、边缘薄的透镜叫透镜，如：远视镜片、放大镜；⑵中间薄、边缘厚的透镜叫透镜，如：近视镜片，门上的猫眼。⑶透镜的光心与主光轴。

A.主光轴：透镜上通过两个球心的直线叫做主光轴。

B.光心（O）：每个透镜上主光轴上都有一个特殊的点，凡是通过该点的光，其不改变，这个点叫做光心。2．凸透镜对光的作用⑴凸透镜对光的作用：凸透镜对光有作用，凸透镜又叫做会聚透镜。⑵凸透镜的焦点（F）：于主轴的平行光通过凸透镜后会聚于一点F，这个点F叫凸透镜的焦点。⑶凸透镜的焦距（f）：焦点到的距离叫焦距，用字母f表示。记忆理解：（1）凸透镜有两个实焦点，两侧的两个焦距相等。（2）凸透镜的焦距越小，透镜对光的会聚作用越强。（3）光路可逆。（4）（特殊光线）：焦点处发出的一束光透过凸透镜后可以形成平行光。（5）凸透镜对所有光都起会聚作用，但会聚后的光线不一定相交。3．凹透镜对光的作用⑴凹透镜对光有作用，凹透镜又叫做发散透镜。⑵凹透镜的焦点和焦距平行于主光轴的光线通过凹透镜后发散，发散光线的相交于主光轴上F，叫凹透镜的焦点，它不是实际光线的会聚点，叫虚焦点（F）。焦点F到光心的距离叫焦距，用字母f表示。记忆理解：凹透镜有两个虚焦点。光路可逆。（特殊光线）：延长线在焦点处的一束光透过凹透镜后可以形成平行光。凹透镜对所有光都起发散作用，但发散后的光线不一定都散开。4．透镜的三条特殊光线⑴通过光心的光线传播方向。⑵平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过，经凹透镜折射后发散，发散光线的通过虚焦点。⑶经过凸透镜焦点的光线折射后于主光轴射出。对着凹透镜侧虚焦点入射的光线折射后平行于主光轴射出。知识点二：生活中的透镜5．照相机⑴主要构造1）镜头：相当于凸透镜。2）胶片：相当于光屏。3）调节控制系统：①取景窗：观察所拍景物；②光圈环：控制进入镜头的光的多少；③快门：控制曝光时间。④调焦环：调节镜头到胶片间的距离，即像距。物距（u）：物体到透镜光心的距离。像距（v）：像到透镜光心的距离。⑵照相机成像特点：①照相机成倒立、缩小的实像。②像距小于物距。③像与物位于凸透镜的异侧。⑶照相机成像原理：照相机是利用凸透镜能成的原理工作的。照相机的镜头相当于一个凸透镜，胶卷相当于光屏。⑷照相机的使用：若想使拍摄景物的像大一些，应使相机靠近物体，同时使镜头远离胶片。6．投影仪⑴主要构造：投影仪的镜头相当于一个凸透镜，屏幕相当于光屏。1）镜头：凸透镜，起成像作用。2）投影片：投影片上有文字或图案，相当于用来成像的物体。3）螺纹透镜：相当于凸透镜，其作用是会聚光，用来增加投影片的亮度。4）光源：一般采用碘钨灯，用来照亮投影片。5）凹面镜：利用其对光的会聚作用，光源位于凹面镜焦点，光线经凹面镜反射，使照在投影片上的光增强。6）平面镜：改变光路（改变光的传播方向），使射向天花板的光能在屏幕上成像。⑵投影仪成像特点及原理投影仪成像特点：①投影仪（或幻灯机）成倒立、放大的实像。②像距大于物距。③像与物位于凸透镜的异侧。原理：投影仪、幻灯机的原理是利用凸透镜能成的特点工作的。7．放大镜⑴放大镜成像特点及原理放大镜成像特点：①放大镜成正立、放大的虚像。②像与物体位于凸透镜的同侧。原理：放大镜的原理是利用凸透镜能使物体成的特点工作的。⑵放大镜的使用1）让放大镜与物体之间的距离适当增大些，观察到像变大一些；2）让放大镜与物体之间的距离适当减小些，观察到像变小一些。8．实像和虚像⑴实像：由实际光线会聚而成的，呈现在光屏上。（小孔成像、照相机的像、投影仪的像）⑵虚像：由反射光线或折射光线的反向延长线相交而形成，呈现在光屏上。人眼逆着出射光线可以看到虚像。（平面镜成像、“水中的鱼”、放大镜的像）5.照相机、投影仪和放大镜的成像比较设备名称成像原理图工作原理照相机利用凸透镜成倒立缩小实像特点工作投影仪利用凸透镜成倒立放大实像特点工作放大镜利用凸透镜成正立放大虚像特点工作知识点三：凸透镜成像的规律9．焦距、物距、像距⑴物距u：到凸透镜光心的距离；⑵像距v：到凸透镜光心的距离；⑶焦距f：到凸透镜光心的距离。2.实验：探究凸透镜成像的规律【实验器材】蜡烛、凸透镜、光屏、火柴、光具座（带刻度尺）把凸透镜固定在光具座上，再将光屏和点燃的蜡烛分别放置在凸透镜的两侧，调整凸透镜和光屏的高度，并使烛焰、凸透镜、和光屏的中心大致在同一高度上，这可以使像成在光屏中央。【实验设计】（1）大于二倍焦距（u>2f）（2）等于二倍焦距（u=2f）（3）大于一倍焦距小于二倍焦距（f<u<2f）（4）等于一倍焦距（u=f）（5）小于一倍焦距（u<f）【实验表格的设计】成像条件物距（u）成像的性质像距（v）u﹥2f倒立、缩小的实像f<v<2fu=2f倒立、等大的实像v=2ff﹤u﹤2f倒立、放大的实像v>2fu=f不成像0﹤u﹤f正立、放大的虚像【分析与结论】凸透镜成像特点口诀：一焦分虚实，二焦分大小；虚像同侧正，实像异侧倒；实像物远像近像变小，物近像远像变大。虚像物远像远像变大。【交流与反思】（1）光屏上找不到像、像不完整、像没成在光屏中央的原因？①烛焰、凸透镜、光屏三者的中心没有在同一高度上；②物距小于或等于一倍焦距；③光具座长度有限，光屏不能成像。（2）用LED灯替代蜡烛的好处？①成像更清晰、更稳定；②准确比较物与像的大小。（3）蜡烛变短（或光源下移），像的位置如何变化？应该如何调节？①像向上移动；②将光屏或蜡烛向上移动，或将凸透镜和光屏同时向下移动。（4）当成实像时，用手挡住透镜的一半，光屏上的像可能有什么变化？光屏上仍成完整的像，只不过更暗了一些。（5）成倒立缩小的实像时，交换蜡烛和光屏的位置，像会怎么样？成倒立放大的实像（6）光屏上成实像时，换一个焦距小的凸透镜，则光屏应如何移动，才能承接到清晰的像？靠近凸透镜（7）光屏上成实像时，在蜡烛和凸透镜之间加一个凹透镜，光屏要如何移动才能重新得到清晰的像？光屏向右移，远离凸透镜。（8）保持透镜和光屏位置不变，将蜡烛右移，应在透镜和蜡烛之间加什么透镜，才能在光屏上呈清晰的像？放个凸透镜，用来聚光。知识点四：眼睛和眼镜1.眼睛（1）眼球的结构（2）眼睛的视物原理①视物原理：眼睛观察物体时，物距大于2倍焦距，从而形成物体倒立、缩小的实像。②正常眼睛的调节看远处物体：睫状体放松，晶状体变薄，对光的折射能力弱。看近处物体：睫状体收缩，晶状体变厚，对光的折射能力强。（3）远点、近点和明视距离①正常眼睛能看清的最远地方叫远点，正常眼睛能看清的最远地方是无限远。②正常眼睛能看清的最近地方叫近点，正常眼睛能看清的最近地方在大约10cm处。③正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离是大约25cm，这个距离叫做明视距离。10．近视眼及其矫正⑴症状：能看清处的物体，看不清处的物体。⑵成因：晶状体太导致折光能力太，或眼球前后方向太长。⑶矫正：佩戴透镜11．远视眼及其矫正⑴症状：能看清处的物体，看不清处的物体。⑵成因：晶状体太导致折光能力太，或眼球前后方向太短。⑶矫正：佩戴透镜12．眼镜的度数⑴透镜的焦距f，国际单位为；⑵透镜焦度：焦距的，Φ=1/f，单位：m-1；⑶镜片的度数：透镜焦度乘以100，D=100Φ，单位：度；透镜的度数D=100Φ=1/f×100⑷远视眼镜（凸透镜）的度数用数表示，近视眼镜（凹透镜）的度数用数表示。知识点五：望远镜的制作1.了解显微镜（1）显微镜的结构①目镜：靠近眼睛的凸透镜②物镜：靠近物体的凸透镜③反光镜：光线充足使成像更明亮。（需要光线较强时用凹面镜，需要光线较弱时用平面镜。)（2）显微镜成像原理第一次物镜：倒立、放大的实像（投影仪）第二次目镜：正立、放大的虚像（放大镜）显微镜：倒立、放大的虚像。第一次物镜：倒立、放大的实像（放大m1倍）第二次目镜：正立、放大的虚像（放大m2倍）显微镜放大倍数=物镜放大倍数*目镜放大倍数。（即m1m2倍）13．制作望远镜基础知识概要(新时代中考重点)望远镜种类很多，其中一种是由两组凸透镜（开普勒望远镜）组成。⑴探究望远镜的原理【实验器材】两个焦距不同的凸透镜。【实验步骤】①先用一个凸透镜（焦距大的）观察窗外远处的物体，注意成像情况。②再用另一个凸透镜（焦距小的）观察上面得到的物体的像，注意成像情况。③将两凸透镜的位置对调，再观察远处的物体，对比两次成像的大小。【分析论证，归纳结论】①将焦距较大的透镜放在焦距较小的透镜前面，观察物体，物体成倒立、放大的像，远处的物体看上去放大了（选填像的性质）。②将两凸透镜的位置对调，将焦距较小的透镜放在焦距较大的透镜前面，再观察远处的物体，物体成倒立、缩小的像（选填像的性质）。⑵望远镜的构造望远镜由组透镜组成，每组透镜相当于一个透镜。靠近被观察物体的凸透镜，焦距比较长，叫镜。靠近眼睛的凸透镜，焦距比较短，叫做镜.目镜：靠近眼睛的凸透镜。物镜：靠近物体的凸透镜。要求：f物＞f目我们见到的普通望远镜和军事望远镜都是双筒的，是双筒望远镜。它的两个镜筒都是拐了弯的，在拐弯处分别安装了两个“全反射棱镜”。这种设计一方面缩短了镜筒的长度，另一方面经过那两块棱镜的两次反射也能使本来倒立的像正立过来。⑶望远镜的原理第一次物镜：倒立、缩小的实像（照相机）第二次目镜：正立、放大的虚像（放大镜）望远镜看到的像特点：立、小的像注意：①目镜把物镜所成的像进行放大。目镜所成的像正倒和大小是相对于物镜所成的像而言的。最后成像与物体本身比，是倒立、缩小的虚像。②物镜和目镜的距离等于两个透镜的焦距之和。（由于物体距望远镜的距离很大，第一次成像在物镜的焦点附近且无限靠近焦点，可以近似地认为在焦点处，要使目镜的放大倍数尽可能最大，则这个像要在目镜的一倍焦距以内且尽可能靠近焦点）。⑷视角：从眼睛的向观察物体的所引的两条直线的夹角。1）视角与物体大小有关距离相等时，大物体的视角大，小物体的视角小。2）视角与物体远近有关大小一定时，看远处的物体视角小，看近处的物体视角大。大小一定时，距离我们越近，视角越大，看物体越清晰。3）视角与清晰度望远镜虽然没有把物体放大，但成的像离眼睛很近，增大视角，所以感觉看到的物体放大了，看物体越清楚了。用望远镜观察物体时，望远镜所成的像离我们的眼睛很近，增大了视角，因而通过望远镜能清楚地看到远处的物体。⑸望远镜的放大倍率如图所示，这样的望远镜（开普勒望远镜）的放大倍率为n=f物/f目。其中，f物是物距的焦距，f目是目距的焦距。重点提醒：制作简易望远镜应知应会1.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。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。2.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。想一想：对于上图的制作方案，你有没有办法减小望远镜两个镜筒间的缝隙?另外，还应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。（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。3.反思与拓展（1）通过望远镜看到正立的像的方法这里制作的望远镜使用了两块凸透镜，观察到的远处物体的像是倒立的，怎样才能通过望远镜看到正立的像呢?第一种方法：如图所示，物镜使用凸透镜，目镜使用凹透镜，望远镜所成的像就是正立的了（伽利略望远镜）。第二种方法：是使用两个相互平行的平面反射装置把所成的像先上下颠倒一次，再左右颠倒一次。请你利用上面的方法改进你制作的望远镜，也可以针对你发现的望远镜的其他问题，设计解决的办法，让你的望远镜更加完善。考点1透镜及生活中的透镜1.判断透镜类型（1）定义法：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凸一面凹。（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。2.熟记透镜三条特殊光线经透镜折射后的传播特点，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；（4）如果透镜倾斜放置，入射光水平方向，画光路图时，这时透镜主光轴显得十分重要。3.知道生活中照相机投影仪放大镜成像原理、使用方法。4.实像是实际光线会聚而成的，能成在光屏上。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。考查角度1.透镜种类及对光的作用考查角度2.利用透镜三条特殊光线作光路图考查角度3.照相投影仪机放大镜等在社会生活中的应用考查角度4.实像和虚像考点2凸透镜成像规律及应用物距与焦距的关系像距与焦距的关系像的性质应用倒、正放大、缩小、等大虚、实u＞2ff＜v＜2f倒缩小实照相机u=2fv=2f倒等大实确定凸透镜焦距f＜u＜2fv＞2f倒放大实投影仪u=f不成像探照灯u＜fv＞f正放大虚放大镜考查角度1.探究凸透镜成像规律考查角度2.凸透镜成像规律的应用考点3眼睛与眼镜1.近视眼的晶状体太厚，折光能力太强，需要佩戴有发散作用的凹透镜；远视眼的晶状体太薄，折光能力太弱，折光能力太弱，需要佩戴有聚光作用的凸透镜。2.人眼的视物原理与照相机的成像原理相同，但需要注意的是人眼睛的焦距可以调节，而照相机模型中的凸透镜焦距不变，一般靠调节物距和像距成清晰的像。考查角度1.眼睛的构造及视物原理考查角度2.近视眼和远视眼的成因及矫正考点4跨学科实践（制作望远镜）需要知道望远镜的构造、原理、原理的光路图、制作的基本过程。考查角度.与望远镜制作相关问题易错点1.对透镜的会聚作用和发散作用理解不深刻导致物理观念错误（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。易错点2.认为能看见的像是实像看不见的就是虚像掌握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。实像虚像不同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另外，由于实验操作出现问题，看不到像，但确实存在这个实像，这时就不能马上下结论，应该深入思考，寻找问题原因。易错点3.实验中无论如何移动光屏都找不到像的几种原因（1）若烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度，烛焰的像将成在光屏偏上方或偏下方，甚至不能在光屏上成像；（2）当烛焰在凸透镜一倍焦距以外，但非常靠近焦点时，虽然能成实像，但所成的像很大，且像距也很大，而光具座长度和光屏的大小有限，光屏不能承接到像；（3）当烛焰位于凸透镜焦点处，烛焰发出的光经凸透镜折射后平行射出，光屏上不会出现烛焰的像；（4）若烛焰位于凸透镜一倍焦距以内，烛焰与其所成的虚像在凸透镜同侧，此时光屏时接收不到像的。易错点4.对凸透镜成像的动态变化规律理解不到位，导致错误（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。

答案解析部分1．【答案】凸；凹；传播路径【解析】【解答】（1）中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜；

（2）中间薄、边缘厚的透镜叫凹透镜；

（3）通过光心的光，其传播路径不变。

【分析】凸透镜中间厚边缘薄，凹透镜中间薄边缘厚，经过凹透镜、凸透镜光心的光线不发生偏折。2．【答案】会聚；凸透镜；光心【解析】【解答】（1）凸透镜对光有会聚作用；

（2）凸透镜能使和主光轴平行的光会聚于一点。

（3）焦点到光心的距离为焦距。

【分析】凸透镜对光线有汇聚作用，平行光入射凸透镜会聚焦在焦点，经过光心的光线不发生偏折。焦距为光心和焦点的距离。3．【答案】发散；反向延长线【解析】【解答】（1）凹透镜对光线有发散作用，

（2）平行于主光轴的光线通过凹透镜后发散，发散光线的反向延长线相交于主光轴的焦点。

【分析】凹透镜成像的特点发散光线，平行光入射凸透镜会发散，入射光线的延长线经过焦点，反射光线平行射出，经过光心的光线不发生偏折。4．【答案】不变；焦点；反向延长线；平行；异【解析】【解答】（1）经过光心的光线传播方向不变；

（2）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点，经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线通过需焦点；

（3）经过凸透镜焦点的光线折射后，平行于主光轴射出，对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线折射后平行于主光轴射出。

【分析】透镜成像规律：凸透镜对光线有汇聚作用，平行光入射凸透镜会聚焦在焦点，经过光心的光线不发生偏折。

凹透镜成像的特点发散光线，平行光入射凸透镜会发散，入射光线的延长线经过交点，反射光线平行射出，经过光心的光线不发生偏折。5．【答案】倒立的缩小的实像【解析】【解答】照相机是利用凸透镜能成倒立的缩小的实像原理进行工作的。

【分析】透镜成像规律：物体距透镜小于一倍焦距，呈正立放大的虚像，应用为放大镜；

物距大于一倍焦距小于二倍焦距，呈倒立立放大的实像，应用为投影仪；

物体大于二倍焦距，呈现倒立缩小实像，应用为照相机，人眼睛。6．【答案】倒立的放大的实像【解析】【解答】投影仪、幻灯机的原理是利用凸透镜能成倒立的放大实像工作的。

【分析】透镜成像规律：物体距透镜小于一倍焦距，呈正立放大的虚像，应用为放大镜；

物距大于一倍焦距小于二倍焦距，呈倒立立放大的实像，