回归教材重难点02 凸透镜成像规律-中考物理三轮冲刺过关（全国通用）

回归教材重难点02  凸透镜成像规律

凸透镜成像规律是第五章透镜及其应用第三节的内容，是第五章重点，也是知识点、难点和考点集中的内容。通过对凸透镜成像规律的讲解，要求考生理解并熟记凸透镜成像规律，理解凸透镜成像规律探究实验以及动态变化（物距、相距、焦距变化）时成像特点与变化情况。提升考生对于生活中的透镜的认识，明白其中的原理及成像特点，了解眼睛的构造和矫正视力的方法。

本考点是中考五星高频考点，难度中等，在全国各地中考试卷中多次考查，主要题型有选择题、填空题和实验探究题三大类型，选择题出现的概率更高些。

1.凸透镜成像规律

记忆口诀：（1）静态规律：一倍焦距分虚实，两倍焦距分大小，实像倒立异侧，虚像正立同侧；

（2）动态规律：成实像时：物近像远像变大（物和像向同一方向移动）；成虚像时：物近像近像变小

（3）成实像时：物距大于像距，成缩小的像；物距等于像距，成等大的像；物距小于像距，成放大的像。

（4）成实像时：当物距不变时，凸透镜焦距变大，像距变小，要让像重新成在光屏上，需要把光屏靠近凸透镜，反之需远离凸透镜。

2.眼睛和眼镜

（1）眼睛：眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏（胶卷）

（2）近视眼及其矫正：近视眼晶状体比正常人眼睛要凸一些，晶状体折光能力强，远处来的光会聚在视网膜前面。配戴适当的凹透镜做眼镜。简单记忆：近前凹

（3）远视眼及其矫正：远视眼晶状体比正常人要凹一些，晶状体对光线的折射能力变弱，远处来的光会聚点在视网膜后。配戴适当的凸透镜做眼镜。简单记忆：远后凸

一、单选题

1．（2023·安徽·校联考模拟预测）在探究凸透镜成像规律实验时，将点燃的蜡烛放在距凸透镜38cm处，在透镜另一侧距透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像，则下列分析正确的是（　　）

A．光屏上所成的是倒立、放大的实像

B．光屏上所成的是倒立、缩小的实像

C．该透镜的焦距f一定满足8cm＜f＜19cm

D．该透镜的焦距f一定满足10cm＜f＜16cm

【答案】B

【详解】AB．蜡烛距离凸透镜38cm时，在透镜的另一侧16cm处光屏上得到一个清晰的像，物距大于像距，成倒立缩小实像，故B正确，A错误；

CD．此时物体的位置在二倍焦距以外，像在一倍焦距和二倍焦距之间，即

38cm>2f

2f>16cm>f

解得

8cm<f<16cm

故CD错误。

故选B。

2．（2023·山西临汾·校联考一模）小梦同学在第二届农博会上用照相机先后拍摄了同一个彩色花菜的甲、乙两张照片，如图所示。结合照片分析，下列说法正确的是（　　）

A．照相机的镜头与近视眼镜镜属于一类透镜

B．甲照片中花菜的像是缩小的，乙照片中花菜的像是放大的

C．拍摄乙照片时，照相机更靠近花菜

D．拍摄乙照片时，照相机更远离花菜

【答案】C

【详解】A．照相机的镜头是凸透镜，近视眼镜是凹透镜，不属于同一类透镜，故A错误；

B．照相机成像时，u>2f，成倒立、缩小的实像，照片中花菜的像都是缩小的，故B错误；

CD．凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大；乙照片中花菜大些，像变大了，应增大像距，减小物距，则拍摄乙照片时照相机的镜头需要伸出来一些，同时照相机靠近花菜，故D错误，C正确。

故选C。

3．（2023·安徽·模拟预测）夏天清晨，在公园经常看到如图所示的植物叶上有晶莹剔透的露珠，请过露珠可以看到清晰的叶脉，下列说法中正确的是（　　）

A．露珠相当于一个凹透镜

B．露珠相当于一个凸面镜

C．看到的“叶脉”是倒立、放大的实像

D．看到的“叶脉”是正立，放大的虚像

【答案】D

【详解】AB．露珠中间厚，边缘薄，相当于一个水凸透镜，而凸面镜对光有发散作用，如汽车的后视镜可以扩大视野，故AB错误；

CD．叶脉在水凸透镜的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像，故C错误，D正确。

故选D。

4．（2023·江苏南京·统考一模）如图所示，线段为一凸透镜成像的物距倒数和像距倒数的对应关系。下列推测正确的是（　　）

A．该凸透镜的焦距等于

B．物距为时所成像为正立放大虚像

C．物距从增至的过程中，所成的像逐渐变小

D．物距从增至的过程中，像距逐渐变小

【答案】D

【详解】A．由图可知

此时

v=u=0.2m

成倒立等大的实像，物距等于2倍焦距，即

2f=0.2m

所以凸透镜的焦距f=0.1m，故A错误；

B．当物体距透镜0.3m时，物距大于2倍焦距，物体所成倒立缩小的实像，故B错误；

C．物距从增至的过程中，物距小于焦距，成正立的虚像，物距增大，像距增大，所成的像逐渐变大，故C错误；

D．物距从0.1m增至0.8m过程中所成像，先是倒立放大的，等大的实像，然后为倒立缩小实像，物距变大，像距变小，像变小，故D正确。

故选D。

5．（2023·河南·河南省实验中学校考三模）光让我们的世界五彩缤纷。下列有关光的描述中正确的是（　　）

A．甲图，工人师傅带着面罩进行焊接，是为了防止红外线灼伤眼睛

B．乙图，透过水球看到了王亚平一正一反两个像，是光的折射现象

C．丙图，烛焰经凸透镜在光屏上成一清晰的像，若挡住烛焰的一部分，则屏上的像仍然完整，只是变暗

D．丁图，将近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上清晰的像变模糊，将光屏适当靠近凸透镜，屏上可再次看到清晰的像

【答案】B

【详解】A．电焊弧光中有强烈的紫外线，过强的紫外线能伤害人的眼睛和皮肤，故A错误；

B．水球被气泡变为了两部分，中间是空气，气泡周围是水。这个时候整个水球就变成了两个透镜，外圈成为了一个凸透镜，所以呈现出一个倒立缩小的实像，内圈相当于变成了两个凹透镜的组合，这个时候又出现了一个正立的缩小的虚像。因此可以在水球中同时看到一正一反的两个像；其中“正”像是由于光射入水球共进行两次折射形成的。故B正确；

C．烛焰的每一点发出的无数光线，这些光线经凸透镜折射后在光屏上成像，若挡住烛焰的一部分，则被挡的那部分没有光线经过凸透镜折射在光屏上成像，因此屏上的像是不完整的，故C错误；

D．将近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，由于近视眼镜是凹透镜，对光有发散作用，使得光通过凸透镜后延后会聚，因此可将光屏适当远离凸透镜，屏上可再次看到清晰的像，故D 错误。

故选B。

6．（2023·北京平谷·统考一模）小佳用边长h为10cm的正方体透明塑料盒制作了一个简易的昆虫标本观察盒，如图所示。在盒底上放标本，盒盖上嵌入一个薄透镜，通过透镜能观察到标本正立、放大的像，则下列说法正确的是（　　）

A．观察盒是利用光的反射原理制成的

B．盒盖上的透镜对光起到发散作用

C．观查盒上可能嵌入的是焦距为12cm的凸透镜

D．通过观察盒盖上的薄透镜能观察到标本的实像

【答案】C

【详解】ABC．由于通过透镜能观察到标本正立、放大的像，可知，物距小于一倍焦距，即焦距一定大于10cm，透镜对光起到了会聚的作用而成像，这是利用了光的折射原理，故观察盒是利用光的折射原理制成的，故AB错误，C正确；

D．由于通过透镜能观察到标本正立、放大的像，可知此时所成的像是虚像，又物距小于一倍焦距，则通过观察盒盖上的薄透镜不能观察到标本的实像，故D错误。

故选C。

7．（2023·北京门头沟·统考一模）如图所示，将焦距为10cm的薄凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧，实验前调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一高度。则根据凸透镜成像规律，下列四个选项中，正确的是（　　）

A．蜡烛放置在35cm刻度线处，光屏上呈现的像是放大、正立的虚像

B．蜡烛放置在15cm刻度线处，光屏上呈现的像与普通照相机成像的性质相同

C．蜡烛放置在20cm刻度线处，光屏上呈现的像是等大、倒立的实像

D．保持凸透镜不动，若要在光屏上得到更大的清晰的像，应将蜡烛右移，光屏左移

【答案】B

【详解】A．蜡烛放置在35cm刻度线处，此时蜡烛在一倍焦距和二倍焦距之间，成像在二倍焦距以外，成倒立放大的实像，故A错误；

B．蜡烛放置在15cm刻度线处，此时蜡烛在二倍焦距以外，成像在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立缩小的实像，与照相机成像原理相同，故B正确；

C．蜡烛放置在20cm刻度线处，此时蜡烛在三倍焦距处，应成倒立缩小的实像，故C错误；

D．由凸透镜成像规律可知，物体离透镜越近，像离透镜越远，像越大，故凸透镜不动，若要在光屏上得到更大的清晰的像，应将蜡烛右移，光屏也要右移，故D错误。

故选B。

二、填空题

8．（2022·山东烟台·统考中考真题）为了防控新型冠状病毒疫情，学校门口安装了测温摄像仪，当同学们经过它时，会自动利用______（选填“紫外线”或“红外线”）检测人体温度是否正常。测温摄像仪的成像原理与我们生活中的______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）成像原理相同，当人靠近镜头时，所成像的大小将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

【答案】 红外线；照相机；变大

【详解】[1]当有人靠近测温系统时，人体会辐射红外线，该系统通过对人体自身辐射的红外线的测量，便能准确地测定其表面温度。

[2]摄像机的镜头相当于一个凸透镜，与照相机成像原理相同，是利用物距大于二倍焦距时，成倒立缩小实像的规律制成的。

[3]凸透镜成实像时，物近像远像变大，故选填变大。

9．（2022·江苏常州·统考中考真题）麻省理工学院的研究团队将直径为9nm、合_________m的特殊颗粒植入豆瓣菜叶子中，发现在黑暗环境下，叶子发出微弱的光，实现化学能向_________能的转化，如图甲所示。研究者通过凸透镜观察到如图乙所示的_________（选填“虚”或“实”）像，该透镜可用来矫正_________（选填“近视”或“远视”）眼。

【答案】9×10-9；光；虚；远视

【详解】[1]长度单位换算1nm=10-9m，所以9nm=9×10-9m。

[2]叶子发出微弱的光，所以是化学能转化为光能。

[3]通过凸透镜观察到如图乙中正立放大的像，则把凸透镜当放大镜用，放大镜成正立放大的虚像。

[4]远视眼成像时成到视网膜的后方，凸透镜可以用来矫正远视眼。

10．（2022·内蒙古赤峰·统考中考真题）让平行于主光轴的光分别射向凸透镜A与B，情况如图甲所示，则A与B中对光的会聚作用较强的是________ 。如图乙所示，烛焰通过凸透镜A恰好能在光屏上成清晰的像，如果保持蜡烛的位置不动，将凸透镜A换成凸透镜B，还想在光屏上看到清晰的像，应该向_______移动光屏。

【答案】 B；左

【详解】[1]如图甲所示，一束平行于主光轴光经过透镜后会聚一点，该点就是焦点，焦点到光心的距离是焦距，焦距越小，说明会聚作用越强，故B对光的会聚作用较强。

[2]如图乙所示，烛焰通过凸透镜A恰好能在光屏上成清晰的像，如果保持蜡烛的位置不动，将凸透镜A换成凸透镜B，因为凸透镜B对光的会聚作用更强，所以光线会提前会聚，即成像在光屏左侧，所以应该向左移动光屏才能在光屏上看到清晰的像。        

11．（2022·广东·统考中考真题）如图所示，电子蜡烛的“烛焰”通过凸透镜在光屏上成一个清晰___________立的实像。利用这一成像规律可制成___________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”），若保持蜡烛和光屏的位置不变，仅将凸透镜更换成另一个焦距相同、尺寸更大的凸透镜，此时光屏上像的大小与原来的像对比应___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。

【答案】倒；照相机；不变

【详解】[1][2]由图可知，物距大于像距，即电子蜡烛位于凸透镜的二倍焦距之外，凸透镜成倒立、缩小的实像，照相机的成像原理与之相同。

[3]凸透镜成像性质是由物距所决定的，实验中保持蜡烛和光屏的位置不变，仅更换焦距相同、尺寸更大的凸透镜，相当于物距大小不变，此时光屏上所成像的大小不变。

12．（2023·陕西咸阳·统考一模）刷脸支付过程中需要使用到摄像头进行拍摄。如图所示，当人脸靠近摄像头时，光源自动打开，照亮________（选填“人脸”或“显示屏”），人脸通过摄像头成一个倒立、________的实像，从而实现支付；为了能成清晰的像，人脸到镜头的距离应满足的条件是________；当人脸远离镜头，所成的像________ （选填“变大”、“变小”或“不变”）。

【答案】人脸；缩小 ；大于；变小

【详解】[1]人脸反射到镜头的成像光线越多，成像越清晰，所以当人靠近摄像头时，光源自动打开，照亮人脸。

[2][3][4]摄像头实际上是一个凸透镜，人在凸透镜的二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像；当人脸远离镜头，物距变大，像距变小，所成的像变小。

三、实验题

13．（2022·辽宁营口·统考中考真题）小明用蜡烛、凸透镜（焦距10cm）、光屏在光具座上进行“探究凸透镜成像的规律”的实验。

（1）实验在___________（选填“较亮”或“较暗”）的环境下进行，现象更明显；

（2）蜡烛、透镜和光屏位置如图甲所示，光屏上会出现烛焰清晰___________（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的像，此现象和生活中___________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的原理相同；保持凸透镜位置不变，增大物距后，将光屏移动到适当位置，光屏上会重新出现烛焰清晰的像，该像与移动前的像相比会___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；

（3）保持凸透镜位置不变，移动蜡烛至图乙所示位置，在透镜右侧通过透镜可以观察到烛焰___________（选填“正立”或“倒立”）的像；

（4）将图甲中的透镜换成焦距f=5cm的凸透镜，光屏上烛焰的像变模糊。将蜡烛向___________（选填“左”或“右”）移动适当距离，光屏上重新出现烛焰清晰的像；若不移动蜡烛，在蜡烛和透镜之间放置一个度数适当的___________（选填“近视”或“远视”）镜片，光屏上也会重新出现烛焰清晰的像。

【答案】（1） 较暗（2）缩小；照相机 ；变小（3）正立（4）右；近视

【详解】（1）[1]实验应在较暗环境下进行，这样可以使光路更加清晰，使实验现象更明显。

（2）[2][3]由甲图可知，物距为30cm大于二倍焦距（20cm），根据凸透镜成像规律可知，光屏上会出现清晰的倒立、缩小的烛焰的实像，生活中照相机就是根据该原理制成的。

[4] 保持凸透镜位置不变，增大物距后，将光屏移动到适当位置，光屏上会重新出现烛焰清晰的像，根据“物远像近像变小”的规律可知，与移动前的像相比会变小。

（3）[5] 保持凸透镜位置不变，移动蜡烛至图乙所示位置，此时物距为7cm，小于焦距，根据凸透镜成像规律可知，此时凸透镜成正立、放大的虚像，所以在透镜右侧通过透镜可以观察到烛焰正立的像。

（4）[6][7]将图甲中的透镜换成焦距f=5cm的凸透镜，此时物距等于六倍的焦距，相当于物体离凸透镜的距离变远，所以应将蜡烛向右移动适当距离，光屏上重新出现烛焰清晰的像；若不移动蜡烛，像会提前会聚，所以要使光屏上会重新出现烛焰清晰的像，应在蜡烛和透镜之间放置一个具有发散作用的凹透镜，而近视镜片是凹透镜制成的，所以应在蜡烛和透镜之间放置一个度数适当的近视镜片。