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專題5 透鏡及其應用
知識點一：透鏡
一、透鏡的概念
1.透鏡是用透明物質制成的表面為球面一部分的光學元件，透鏡是根據光的折射現象制成的。
2.透鏡與面鏡區別：面鏡利用光的反射現象成像，透鏡利用光的折射現象成像；透鏡成像遵循光的折射定律，面鏡成像遵循光的反射定律。
3.透鏡分類：透鏡分為凸透鏡和凹透鏡。
（1）凸透鏡：中間厚、邊緣薄的透鏡（遠視鏡鏡片，照相機的鏡頭、投影儀的鏡頭、放大鏡等）。
（2）凹透鏡：中間薄、邊緣厚的透鏡（近視鏡等）。
4.透鏡光路基本概念：圖（1）是透鏡光路示意圖。
（1）主光軸和光心：
概念 定義 圖示
主光軸 通過透鏡的兩個球面球心的直線叫主光軸。
光心 主光軸上有個特殊的點，通過它的光傳播方向不變。（透鏡中心可認為是光心）
（2）焦點：平行于凸透鏡主光軸的光線經凸透鏡折射后會聚于主光軸上一點，這點叫凸透鏡焦點，用“F”表示，如圖（2）a所示；平行于凹透鏡主光軸的光線經凹透鏡折射后發散，其反向延長線會交于一點，這是凹透鏡的焦點（虛焦點），如圖（2）b所示。
a.凸透鏡光路概念 b.凹透鏡光路概念
圖（2）透鏡光路概念
（3）焦距：焦點到光心的距離焦距，焦距用“f”表示。
（4）物距：物體到光心的距離叫物距，用“u”表示。
（5）像距：像到光心的距離叫像距，用“v”表示。
二、透鏡三條特殊（主要）光線
1.透鏡的三條特殊（主要）光線
（1）過光心的光線：經透鏡折射后傳播方向不改變，如圖所示。
過光心的光線
（2）平行于主光軸的光線：經凸透鏡折射后經過另一側焦點；經凹透鏡折射后向外發散，但其反向延長線過同側焦點，所示。
平行于主軸的光線
（3）經過或射向焦點的光線：經過凸透鏡焦點的光線經凸透鏡折射后平行于主光軸；射向異側焦點的光線經凹透鏡折射后平行于主光軸，所示。
過焦點的光線
三、透鏡對光的作用
1.凸透鏡：對光有會聚作用。（如圖所示，凸透鏡相當于兩個三棱鏡組合，厚的一端相對）
2.凹透鏡：對光有發散作用。（如圖所示，凹透鏡相當于兩個三棱鏡組合，薄的一端相對）
3.凸透鏡對光線具有會聚作用，但并不是說通過凸透鏡后的光束一定會聚在一點，或一定是一束會聚光束，因為會聚是相對于不發生折射時的光線來說的。
凹透鏡對光線具有發散作用，但并不是說通過凹透鏡后的光束一定是發散的，或延長不相交，因為發散是相對于不發生折射時的光線來說的。
4.凸透鏡的焦距f的大小表示其會聚能力的強弱，f越小，對光的會聚能力越強；凹透鏡焦距f的大小表示其發散能力的強弱，f越小，對光的發散能力越強。
5.由于光路可逆，若把光源放在焦點上，光源射向透鏡的光，經凸透鏡折射后將變為平行光，因此利用凸透鏡可產生平行光。
知識點二：生活中的透鏡
一、照相機（攝像頭）
1.照相機原理：來自物體的光經過照相機鏡頭后會聚在膠卷上，形成被照物體的像。膠卷上涂著一層對光敏感的物質，它在曝光后發生化學變化，物體的像就被記錄在膠卷上，經過顯影、定影后成為底片，再用底片洗印就可以得到相片。
2.構造：鏡頭（凸透鏡）、膠片、調焦環、光圈環、快門等幾部分組成。
3.成像特點
（1）照相機成縮小、倒立的實像；
（2）像距小于物距；
（3）像與物體位于凸透鏡的兩側；
（4）物體離照相機鏡頭越遠，物體在膠卷上所成的像越小，像的位置（底片或膠片到鏡頭的距離）越近。
二、投影儀（幻燈機）
1.成像原理及示意圖：鏡頭相當于凸透鏡，成倒立、放大、實像。
2.構造：凹面鏡、光源、螺紋透鏡、凸透鏡、平面鏡。
3.幻燈機和投影儀的調節
（1）透明膠片到鏡頭的距離（物距）小于鏡頭到屏幕的距離（像距）；
（2）透明膠片離鏡頭越近時，屏幕上所成的像越大，像到鏡頭的距離越大。所以要想讓屏幕上的像大一些，向下調凸透鏡，減小凸透鏡到物體的距離，增大投影儀到光屏的距離。
（3）幻燈機（投影儀）成的像上下顛倒，左右相反。如下圖：
4.幻燈機和投影儀的構造及作用
類別 構造 作用
幻燈機 凸透鏡 成倒立、放大的實像
聚光鏡 加強照到幻燈片上的光
凹面鏡 反射會聚光線，照亮透明膠片
光屏 承接像
投影儀 凸透鏡 成倒立、放大的實像
螺紋透鏡 會聚光線，照亮透明膠片
平面鏡 改變光路
凹面鏡 反射會聚光線，照亮透明膠片
光屏 承接像
三、放大鏡
1.成像原理：放大鏡（凸透鏡）成正立、放大的虛像。
2.成像規律：（1）像與物體位于凸透鏡的同側；（2）放大鏡離被觀察的物體越近，所成的像越小；放大鏡離物體越遠，所成的像越大；（3）如果放大鏡與物體的距離大到一定程度，所成的放大的虛像便消失了。
3.實像與虛像
（1）實像：照相機和投影儀所成的像，是光通過凸透鏡射出后會聚形成的，如果把感光膠片放在適度的位置，能記錄下所成的像。這種像叫做實像。實像是實際光線會聚而成的，可以用光屏承接。（2）虛像：沒有實際光線會聚，只是人眼逆著出射光的方向看去，感到光是從虛像處發出。虛像沒有實際光線會聚，出射光線的反向延長線相交所成的像是虛像，虛像無法用光屏承接。人眼逆著出射光的方向看去，感覺好像是光從虛像出發出的。
（3）實像和虛像的區別：
類別 定義 表現 實例
實像 實際光線會聚而成 能用光屏承接，能被眼睛觀察
虛像 反射（或折射）光線的反向延長線相交而成 不能用光屏承接，能被眼睛觀察
知識點三：透鏡成像的規律
一、凸透鏡成像的規律
1.凸透鏡成像規律：
如圖是常見凸透鏡成像規律光路圖，詳見下表（1）。
表（1）凸透鏡成像規律表
成像條件物距（u） 成像的性質 像距（v） 應用
u﹥2f 倒立、縮小的實像 f﹤v﹤2f 照相機（圖a）
u=2f 倒立、等大的實像 v=2f 圖d
f﹤u﹤2f 倒立、放大的實像 v﹥2f 投影儀（圖b）
u=f 不成像 射出的是平行光線
0﹤u﹤f 正立、放大的虛像 v﹥f 放大鏡（圖c）
a. u﹥2f b. f﹤u﹤2f
c.0﹤u﹤f d.u=2f
凸透鏡成像光路圖
2.凸透鏡成像的規律口訣
規律1:當物距大于2倍焦距時，則像距在1倍焦距和2倍焦距之間，成倒立、縮小的實像。此時像距小于物距，像比物小，物像異側。應用:照相機、攝像機。
規律2:當物距等于2倍焦距時，則像距也在2倍焦距， 成倒立、等大的實像。此時物距等于像距，像與物大小相等，物像異側。應用:測焦距。
規律3:當物距小于2倍焦距、大于1倍焦距時，則像距大于2倍焦距， 成倒立、放大的實像。此時像距大于物距，像比物大，物像異側。應用:投影儀、幻燈機、電影放映機。
規律4:當物距等于1倍焦距時，則不成像，成平行光射出。
規律5:當物距小于1倍焦距時，則成正立、放大的虛像。此時像距大于物距，像比物大，物像同側。應用:放大鏡。
知識點四：眼睛和眼鏡
一、眼睛的構造（如圖）
1.角膜：位于眼球的最前面，是清澈透明的，眼瞼的眨眼動作會將淚液均勻地潤濕角膜表面，使得光線能直接進入眼內，不受阻擋，它就像是照相機的鏡頭。
2.瞳孔：會隨光線的強弱而自動縮小或放大，相當于照相機的光圈，它可以調節光線進入眼內的亮度，防止眼睛因強光照射而受傷。
3.晶狀體：靠睫狀肌的縮放而改變厚度，可以調節遠近的焦距，讓我們視物清晰，相當于調焦的透鏡。
4.脈絡膜：眼內腔充滿著玻璃體，眼球壁中的脈絡膜含有相當多的色素，有遮光作用，使得眼內腔變得像暗箱一樣。
5.視網膜：含有非常多的感光細胞，有錐狀細胞和桿狀細胞，分別掌管色覺及明暗視覺，視網膜接受光刺激而成像，就相當于照相機的底片。
二、成像原理
人眼成像原理：眼球的構造和成像的原理與照相機相似。照像機有鏡頭、光圈、調焦裝置、暗箱和底片，眼球也有類似的構造，角膜相當于鏡頭，瞳孔相當于光圈，晶狀體相當于調焦的透鏡，脈絡膜相當于暗箱，視網膜相當于底片。
從物體發出的光線經過晶狀體等一個綜合的凸透鏡在視網膜上行成倒立，縮小的實像，分布在視網膜上的視神經細胞受到光的刺激，把這個信號傳輸給大腦，人就可以看到這個物體了（眼睛的晶狀體相當于凸透鏡，視網膜相當于光屏（膠卷））。
三、正常眼睛成像概念
1.遠點：當晶狀體變得最扁平時，眼睛能看清的最遠點叫做遠點。正常眼睛的遠點在無窮遠處。
2.近點：當晶狀體變得最凸起時，眼睛能看清的最近點叫做近點。正常眼睛的近點一般為10cm處。
3.明視距離：正常眼睛觀看25cm遠的物體時，感到既清楚又不易疲勞，因此把25cm的距離叫做正常眼睛的明視距離。
4.當物距變化時，眼睛的睫狀肌會改變晶狀體的彎曲程度，使物體的像總能落在視網膜上。
四、近視眼、遠視眼的成因與矯正方法
1.近視眼：近視眼是指眼球在調節放松狀態下，平行光線（一般認為來自5m以外）經眼球屈光系統后聚焦在視網膜之前，產生遠距視物模糊。所以近視眼的遠點不在無窮遠處，而在某個有限距離處，近視眼的進點也比正常眼近，近視眼的明視距離小于25cm。
（1）特點：近視眼只能看清近處的物體，看不清遠處的物體。
（2）原因：近視眼晶狀體比正常人眼睛要凸一些，晶狀體折光能力強。遠處來的平光會聚在視網膜前面，而在視網膜上是一個光斑了。
（3）矯正方法：配戴適當的凹透鏡做眼睛，使遠處來的光先發散后再進入眼睛，可矯正近視眼視力。
2.遠視眼：在完全靜止的調節狀態下，由遠距離（指5米以上）目標投射的光線，集合在視網膜之后。這種反常的屈光狀態稱為遠視眼。遠視眼的近點比正常眼遠些。遠視眼的明視距離大于25cm。
（1）特點：遠視眼只能看見遠處的物體，看不清近處的物體。
（2）原因：晶狀體比正常人要凹一些，晶狀體對光線的折射能力變弱，遠處來的光線會聚點在視網膜后。①眼軸過短如小眼球；②眼軸正常而屈光系統的屈光力過弱，如角膜的弧度過平以及屈光指數偏低等。
（3）矯正方法：利用凸透鏡能使光線會聚的特點，在眼睛前面放一個凸透鏡，就能使來自近處物體的光會聚在視網膜上了。配戴適當的凸透鏡做眼睛，可矯正遠視眼的視力。
知識點五：顯微鏡與望遠鏡
一、顯微鏡
1.顯微鏡：顯微鏡由目鏡和物鏡組成，物鏡、目鏡都是凸透鏡，它們對物體進行兩次放大。
普通光學顯微鏡是根據凸透鏡成像原理，經過凸透鏡的兩次成像。第一次先經過物鏡（凸透鏡1）成像，這時候的物體應該在物鏡(凸透鏡1）的一倍焦距和兩倍焦距之間,成的像應該是放大、倒立的實像。而后以第一次成的物像作為“物體”，經過目鏡的第二次成像。
2.由于我們觀察的時候是在目鏡的另外一側,第二次成的像應該是一個虛像，這樣像和物才在同一側，因此第一次成的像應該在目鏡（凸透鏡2）的一倍焦距以內，這樣經過第二次成像，第二次成的像是一個放大的正立的虛像。
二、望遠鏡
1.望遠鏡：望遠鏡也是由兩組凸透鏡（目鏡和物鏡）組成，它的結構特點是物鏡的焦距長而目鏡的焦距短。
2.望遠鏡的成像原理是：物鏡的作用是得到遠處物體的實像，由于物體離物鏡非常遠，所以物體上各點發射到物鏡上的光線幾乎是平行光束，這樣的光線經過物鏡匯聚后，就在物鏡焦點以外，在離焦點很近的地方，形成了一個倒立的、縮小的實像。這個倒立的、縮小的實像又位于目鏡的焦點以內，所以目鏡起了放大鏡的作用，目鏡把經過物鏡的倒立、縮小的實像放大成了一個正立的、放大的虛像。這就是遠處物體通過望遠鏡所成的虛像。
考點一．透鏡的光路圖
1．（2023 湘西州模擬）在光具座上自左向右依次豎直放置一個凹透鏡、凸透鏡和平面鏡，兩個透鏡的主光軸重合，凸透鏡的焦距為f，此時兩個透鏡之間的距離為L．在凹透鏡的左側有一水平平行光束通過兩個透鏡后入射到平面鏡上，經平面鏡反射后，反射光恰能沿原來的光路返回，據此可判斷凹透鏡的焦距為（　　）
A．f B．L C．f+L D．f﹣L
2．（2023 阿榮旗校級一模）圖中畫出了光線通過透鏡（圖中未畫出）的情形，其中凸透鏡是（　　）
A． B．
C． D．
考點二．探究凸透鏡成像的規律
3．（2023 內蒙古）在“探究凸透鏡成像的規律”實驗中，某學習小組用如圖甲所示的方法測量凸透鏡的焦距；正確安裝并調節實驗裝置后，在光屏上得到一個清晰的像，如圖乙所示。下列說法正確的是（　　）
A．由圖甲可知，該凸透鏡的焦距是40.0cm
B．照相機成像特點與圖乙中燭焰的成像特點相同
C．圖乙中的燭焰向遠離凸透鏡方向移動，所成的像逐漸變小
D．圖乙中若用黑紙片將凸透鏡遮擋一半，光屏上成半個燭焰的像
4．（2023 齊齊哈爾）用如圖所示的裝置做“探究凸透鏡成像規律”的實驗時，已知凸透鏡的焦距為10cm，下列說法正確的是（　　）
A．燭焰在如圖所示位置所成像的特點與照相機成像特點相同
B．將蠟燭向遠離凸透鏡的方向移動，向右移動光屏可得到燭焰所成清晰的像
C．將蠟燭移動到光具座42cm刻度線處，燭焰所成的像是倒立、放大的
D．將蠟燭移動到光具座30cm刻度線處，移動光屏至適當位置，光屏上可得到等大的像
5．（2023 郴州）如圖所示，燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心在同一高度，該凸透鏡的焦距為10.0cm，凸透鏡的位置保持不變。以下說法正確的是（　　）
A．當蠟燭放在圖中A區域時，光屏應放在圖中D區域才可能呈現清晰的像
B．蠟燭從圖中位置逐漸遠離透鏡時，所成的像會逐漸變小
C．若無論怎么移動光屏，在光屏上都找不到像，則蠟燭可能放在圖中B區域
D．若光屏上要得到一個放大的像，則蠟燭應該放在圖中C區域
6．（2023 泰安）小芳利用如圖所示的裝置“探究凸透鏡成像的規律”。將蠟燭放在凸透鏡左側適當位置，調整光屏到凸透鏡的距離，使燭焰在光屏上成清晰的像，分別測出物距u和像距v，實驗數據如表所示。下列說法中（　　）
實驗次數 1 2 3 4 5
物距u/cm 60 30 20 15 12
像距v/cm 12 15 20 30 60
①該凸透鏡的焦距為20cm
②第1次實驗的成像規律與照相機成像原理相同
③從第1次實驗到第5次實驗，成在光屏上的像越來越大
④當u＝11cm時，移動光屏，可在光屏上成倒立、縮小的清晰實像
A．只有①④正確 B．只有②③正確
C．只有①②正確 D．只有②③④正確
7．（2023 安徽模擬）《綜合防控兒童青少年近視實施方案》已經試行四年，我國兒童青少年總體近視率顯著下降。小明利用如圖所示的裝置探究近視眼的成因和矯正，圖中剛好能在光屏上看到燭焰清晰的像，實驗過程中光屏與注水膠膜的位置不變，下列說法正確的是（　　）
A．注水的膠膜相當于一個凹透鏡
B．圖中成像原理與投影儀的成像原理相同
C．注水的膠膜再次注水，它的會聚能力增強，將光屏適當左移可再次看到燭焰清晰的像
D．注水的膠膜再次注水，它的會聚能力增強，在蠟燭和注水膠膜間加個放大鏡，在光屏上可再次看到燭焰清晰的像
8．（2023 衡陽）小明同學利用光具座、凸透鏡、蠟燭、光屏等實驗器材探究凸透鏡成像的規律：
（1）如圖甲所示，小明將一束平行光正對凸透鏡，移動光屏，直到光屏上形成一個最小最亮的光斑，該凸透鏡的焦距為 　 　cm。
（2）實驗時，把凸透鏡固定在光具座50cm刻度線處，為使像成在光屏中央，應將燭焰、凸透鏡和光屏三者中心調到 　 　。
（3）小明將蠟燭移至光具座20cm刻度線處，如圖乙所示，移動光屏，直到燭焰在光屏上成清晰的像，則該像是倒立、　 　的實像。生活中的 　（選填“放大鏡”、“投影儀”或“照相機”）就是利用這種成像規律工作的。
（4）接著，小明保持凸透鏡在光具座上的位置不動，如果僅將圖乙中蠟燭和光屏的位置互換，發現光屏上仍能觀察到燭焰清晰的像。這是因為在光的折射現象中，光路是 　 　的。
（5）在如圖乙所示實驗情形下，如果保持凸透鏡和光屏的位置不變，將蠟燭適當遠離凸透鏡，發現光屏上燭焰的像變得模糊不清，此現象可以體現 　 　（選填“近視眼”或“遠視眼”）的成像情況。
9．（2023 濱州）某小組在“探究凸透鏡成像的規律”的實驗中：
（1）實驗前，應先調整燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心在 　 　。
（2）如圖所示，燭焰恰好在光屏上成倒立、　 　（選填“放大”、“等大”或“縮小”）清晰的實像，這是 　照相機　（選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”）的工作原理。
（3）若凸透鏡位置不變，調換蠟燭和光屏的位置，　 　（選填“仍能”或“不能”）在光屏上得到清晰的像，這說明光發生折射時，光路是 　 　的。
（4）若保持圖中蠟燭、凸透鏡的位置不變，只把光屏向右適當調節，光屏上燭焰的像逐漸變得模糊，這與 　 　（選填“近視眼”或“遠視眼”）形成原因相同。
10．（2023 安徽）某小組探究平面鏡和凸透鏡成像的特點，將光源和光屏分別豎直放置在水平光具座上的A、C位置，B是AC的中點，如圖1所示。在AB之間朝向A觀察，看到的光源形狀如圖2中的甲所示。
（1）在B處豎直放置一塊平面鏡，鏡面朝向光源，小麗在AB之間觀察平面鏡中的像，小明在BC之間觀察光屏。此后，小亮將平面鏡更換為一個凸透鏡，恰能在光屏上成等大的像，他在BC之間觀察光屏上的像。上述實驗過程中，小麗、小明和小亮觀察到的分別是圖2中的 　 　（選填“①”“②”“③”或“④”）。
①甲、丙、戊
②乙、丙、丁
③乙、乙、丁
④乙、乙、戊
（2）小亮繼續實驗，要在光屏上得到一個縮小的像，可保持光源位置不變，將凸透鏡向 　 　（選填“A”或“C”）移動，并調節光屏的位置直到呈現清晰的像。
11．（2023 沈陽）在“探究凸透鏡成像的規律”的實驗中，選用的凸透鏡焦距為10cm，將實驗器材調節好，把點燃的蠟燭放在距凸透鏡較遠的地方，然后逐漸移近，觀察燭焰成像情況并記錄物距和像距。
（1）蠟燭、凸透鏡、光屏在光具座上的位置如圖1所示，此時燭焰的像成在光屏的中央，燭焰的像是倒立、　 　的實像；若只將凸透鏡調高，則光屏上燭焰的像會向 　 　移動；
（2）如圖1，保持凸透鏡的位置不變，將蠟燭移動到光具座上30cm刻度處，移動光屏直到光屏上再次出現清晰的像，則像移動的距離 　 　（填“大于”、“等于”或“小于”）蠟燭移動的距離；
（3）實驗中，小麗觀察到圖2中的物點S的虛像S'，請根據凸透鏡成像原理，在圖中完成物點S發出的光線a經過凸透鏡后的折射光線；
（4）畢業典禮上，小麗想拍攝教學樓的全景，但她所在的位置只能拍攝到教學樓的一部分，由于無法改變拍攝位置，她只能通過改變照相機鏡頭焦距使像變小，從而拍攝到全景。小麗的照相機鏡頭相當于一個焦距可變的凸透鏡，為了拍攝到全景，她應該調節照相機鏡頭的焦距，
使其適當 　 　（填“變大”或“變小”）。
12．（2023 鳳慶縣模擬）同學們在做“探究凸透鏡成像的規律”實驗。
（1）如圖甲所示，一束平行于凸透鏡主光軸的光線經過凸透鏡后，在光屏上形成了一個最小、最亮的 　 　（選填“點”或“環”）。由圖甲可知，該凸透鏡的焦距是 　 　cm。
（2）如圖乙所示，小剛用圖甲中的凸透鏡進行實驗。將蠟燭移至光具座上0cm處，向 　 　（選填“左”或“右”）移動光屏，直到燭焰在光屏上成清晰的像，該像是 　 　（選填“放大”、“等大”或“縮小”）的實像。
（3）某同學用不同的凸透鏡進行實驗，記錄的實驗數據如下表。
次數 物距u/cm 焦距f/cm 像距v/cm
1 15.0 5.0 7.5
2 8.0 17.1
3 10.0 30.0
分析表中數據可知：在物距一定時，凸透鏡的焦距越大，像距 　 　。
②實驗中，凸透鏡三次成像都是 　 　（選填“實”或“虛”）像；第 　 　次實驗所成的像最大。
13．（2023 興慶區校級二模）小明在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中，所用凸透鏡的焦距為15cm。
（1）如圖甲所示，移動光屏找到清晰的蠟燭的像，這個像是圖乙中的 　 　，利用此原理可以制成 　 　。（選填“照相機”、“幻燈片”、“放大鏡”）
（2）小明把蠟燭依次放在 A、B位置，在坐標紙上記錄了光屏上像的大小。如圖丙所示（A′、B′分別表示蠟燭在 A、B處所成的像）。跟同學們交流后發現：
①成倒立放大像的條件是物距 　 　，像距 　 　。（填寫與焦距的關系）
②成實像時，物距減小，像距 　 　。
（3）甲圖中保持凸透鏡位置不動，小明又把蠟燭放在距凸透鏡10cm處，在光具座上無論怎樣移動光屏，都找不到清晰的像，原因可能是 　 　。
（4）甲圖中若小明拿起一副眼鏡放在蠟燭和凸透鏡之間，在光具座上向左移動光屏，光屏上出現了清晰的像，則小明拿起的眼鏡是 　 　。（選填“近視鏡”或“遠視鏡”）
考點三．凸透鏡成像規律的動態應用
14．（2023 揚州）如圖1，在裝有水的杯子里，小紅將一支鉛筆分別緊貼杯壁內、外豎直放置，兩次都觀察到鉛筆放大的像，俯視圖如圖2、圖3所示。下列說法正確的是（　　）
A．圖2中鉛筆向前移，像一直變小
B．圖2中鉛筆向前移，像先變小后變大
C．圖3中鉛筆向后移，像一直變大
D．圖3中鉛筆向后移，像先變小后變大
考點四．凸透鏡成像規律的其他應用
15．（2023 陜西）如圖，是我國自主研制的某新型戰斗機上的光電搜索跟蹤系統。該系統功能與人眼相似，能為戰斗機提供感知外界的“視覺”，系統內置的光電傳感器，相當于人眼的視網膜，最外層窗口和傳感器之間的光學元件，相當于人眼的晶狀體。關于該系統說法不正確的是（　　）
A．該系統的光學元件相當于一個凸透鏡
B．該系統在光電傳感器上成的是倒立、放大的實像
C．周圍景物通過該系統成像時，景物到鏡頭的距離大于鏡頭的2倍焦距
D．該系統的成像原理與照相機的成像原理相同
16．（2023 修武縣一模）隨著科技的發展，我們進入了“刷臉”時代。“刷臉”時人臉面對攝像頭（相當于一個凸透鏡），經系統自動拍照、掃描，確認相關信息后，即可迅速完成身份認證。在系統拍照過程中（　　）
A．人臉經攝像頭成縮小倒立的實像
B．人臉是光源
C．人臉經攝像頭成像的原理與投影儀相同
D．人臉應保持在透鏡的一倍焦距到兩倍焦距之間
17．（2023 邗江區一模）把蠟燭放在凸透鏡前30cm處，光屏上可接收到倒立等大的實像，若把蠟燭向靠近凸透鏡方向移動5cm，并移動光屏，在光屏上可以看到（　　）
A．倒立縮小的實像 B．倒立放大的實像
C．正立放大的虛像 D．倒立等大的實像
考點五．近視眼的成因與矯正辦法
18．（2023 仙桃）如圖是近視眼及其矯正的光路圖，下列說法不正確的是（　　）
A．近視眼的成像原理和小孔成像的原理相同
B．近視眼看遠處的物體，像成于視網膜前
C．近視眼用凹透鏡矯正
D．為預防近視，讀寫時眼睛與書本的距離應保持在25cm左右
19．（2023 宜昌）小華用彈性膜充水制作了一個水凸透鏡，通過注射器注水或抽水改變透鏡的厚度，如圖是他用其模擬眼睛看物體的實驗裝置。模擬正常眼睛時，固定透鏡，將一個F形光源放在合適的位置后，調節光屏得到清晰的像，下列說法正確的是（　　）
A．此時光源放在透鏡2倍焦距以內
B．此時光屏上成倒立放大的實像
C．光源遠離透鏡時，要將光屏靠近透鏡才能再次得到清晰的像
D．模擬近視眼的成因時需要從透鏡向外抽水
20．（2023 煙臺）近視是影響青少年健康的重大問題，保護視力、科學用眼已成為社會共識。下列有關眼睛和眼鏡的說法正確的是（　　）
A．物體在正常眼睛的視網膜上成倒立縮小的虛像
B．近視眼看遠處的物體時，像成在視網膜的前方
C．矯正近視眼的方法是配戴合適度數的凸透鏡
D．矯正近視眼前，像離視網膜越近配戴眼鏡的度數越高
一．選擇題（共15小題）
1．（2023 襄城區模擬）在一千七百多年前，我國古人已能“削冰向日取火”，即用冰磨成一種冰鏡，讓太陽光透過它點燃柴草取火，這種冰鏡應為（　　）
A．凹透鏡 B．凸透鏡 C．平面鏡 D．玻璃板
2．（2023 太谷區一模）小明在用顯微鏡觀察上皮組織細胞時，通過調節，已使被觀察物體處在視野的中央了，但像太小，觀察不清楚，這時他應該（　　）
A．使物鏡遠離物體，目鏡位置不變
B．使物鏡靠近物體，目鏡遠離物鏡一些
C．使物鏡遠離物體，目鏡靠近物鏡一些
D．使物鏡位置不變，目鏡靠近物鏡一些
3．（2023 開封二模）小明用凸透鏡先后兩次觀察書本上的字，看到如圖所示的情景，以下說法中正確的是（　　）
A．甲圖中成的是實像
B．乙圖中成像條件與投影儀相同
C．甲圖中書本在凸透鏡2倍焦距以外
D．乙圖中凸透鏡遠離書本，所成的像變大
4．（2023 廬江縣三模）把高2cm的發光棒立于焦距為5cm的凸透鏡前，在凸透鏡后的光屏上成了4cm高的像，物體離凸透鏡的距離可能是（　　）
A．7.5cm B．12.5cm C．4.5cm D．10cm
5．（2023 通城縣校級二模）人眼球的折光系統整體作用相當于光軸可轉、焦距可變的凸透鏡。其特點是物距必須大于二倍焦距，所以只能在視網膜上成倒立、縮小的實像。在某同學從低頭寫字到抬頭看黑板的過程中，其眼球折光系統的焦距將（　　）
A．變大 B．變小
C．不變 D．先變大后變小
6．（2023 臨沂模擬）如圖所示，讓一束平行光經過一凸透鏡，在光屏上得到一個最小、最亮的光點，小明用此透鏡做“探究凸透鏡成像規律”的實驗，下列說法不正確的是（　　）
A．當物體距透鏡8cm時，成正立的像
B．當物體距透鏡16cm時，成倒立、放大的實像
C．當物體從距透鏡20cm處遠離透鏡的方向移動時，所成的像逐漸變小
D．當物體從距透鏡20cm處靠近透鏡移動時，要得到清晰的像應使光屏靠近透鏡
7．（2023 萊蕪區一模）如圖所示是蠟燭通過凸透鏡在光屏上的成像情況，以下器材中利用這一成像原理的是（　　）
A．放大鏡 B．幻燈機 C．潛望鏡 D．照相機
8．（2023 慶云縣校級一模）如圖所示的四幅圖中，能正確表示近視眼成像情況和矯正方法的分別是（　　）
A．③① B．②④ C．③④ D．②①
9．（2023 唐河縣三模）見證唐河發展的已63歲的唐河老大橋被拆除重建。拆除前小明用手機拍了一張燈影交織下美輪美奐的老大橋照片，以留作紀念，如圖所示。以下說法正確的是（　　）
A．燈光下的水面亮得刺眼，說明水面是光源
B．手機拍攝大橋成的是正立、縮小的實像
C．大橋在水面下的倒“影”和陽光下樹木在地面上的陰“影”的產生原理不同
D．小明取下近視眼鏡，看到大橋變模糊了，是因為大橋的像成在視網膜的后方
10．（2023 新鄉二模）為了方便業主快速進入小區，物業對門禁系統進行了升級。如圖所示，人臉識別系統通過攝像頭“掃描”面部特征，再與系統內已輸入的信息進行對比，信息吻合后即允許進出。下列說法中正確的是（　　）
A．鏡頭“掃描”面部特征時人臉屬于光源
B．人臉應在鏡頭的一倍焦距和二倍焦距之間
C．人臉經鏡頭所成的是正立、縮小的實像
D．當人臉靠近鏡頭時，屏幕上所成的像變大
11．（2023 博山區一模）用圖甲所示的裝置測出凸透鏡的焦距，并“探究凸透鏡成像規律”，當蠟燭、透鏡、光屏位置如圖乙時，在光屏上可成清晰的像。下列說法正確的是（　　）
A．凸透鏡的焦距是30cm
B．實驗中凸透鏡對光具有發散作用
C．圖乙中燭焰成的是倒立放大的像
D．照相機成像特點與圖乙中所成像的特點相同
12．（2023 高新區校級模擬）如圖甲是小明用相機拍下的“平行顯示系統（HUD）”照片，平行顯示系統（HUD）可以將一些行車信息，直接投射到前擋風玻璃上，駕駛員只需目視前方，就能看清行車信息（如圖乙），提升了行車安全性。以下說法正確的是（　　）
A．司機看到的像是實像
B．顯現在玻璃上的數字是藍色的，原因是玻璃吸收了藍光
C．小明還想給擋風玻璃上數據拍特寫照片，應該將照相機鏡頭往前伸
D．司機通過眼睛看到前方車輛，是因為前方車輛在視網膜上成正立縮小的實像
13．（2023 淮陽區校級模擬）如圖甲所示是福建的天文愛好者顏明哲通過純手工打磨鏡片自制的望遠鏡，該望遠鏡不僅可以看到8億公里外的木星，甚至能清晰地看到木星表面的斑紋，圖乙是該望遠鏡內部結構及光路示意圖。下列關于該自制望遠鏡的說法正確的是（　　）
A．顏明哲通過純手工磨制的鏡片是凹透鏡
B．看到8億公里外的木星只利用了光沿直線傳播
C．清晰看到木星表面的斑紋時物鏡的成像原理與照相機相同
D．木星到物鏡的距離u滿足f＜u＜2f（f為物鏡的焦距）
14．（2023 岱岳區三模）做凸透鏡成像實驗時，將光具座上的蠟燭、凸透鏡、光屏如圖放置，光屏上呈現清晰的像。下列說法正確的是（　　）
A．該凸透鏡的焦距大于10cm
B．光屏上的像是倒立放大的
C．若在凸透鏡與蠟燭之間“戴上”近視鏡，光屏向左移動才能找到清晰的像
D．只將凸透鏡向左移到適當位置，就可以在光屏上得到清晰放大的像
15．（2023 茂南區校級四模）關于如圖所示的幾種現象的說法正確的是（　　）
A．圖甲中，小孔成的是倒立的虛像
B．圖乙中，漫反射的光線雜亂無章，不遵循光的反射定律
C．圖丙中，海市蜃樓是由光的折射形成的
D．圖丁為遠視眼，可用凹透鏡進行矯正
二．實驗探究題（共3小題）
16．（2023 鳳慶縣模擬）同學們在做“探究凸透鏡成像的規律”實驗。
（1）如圖甲所示，一束平行于凸透鏡主光軸的光線經過凸透鏡后，在光屏上形成了一個最小、最亮的 　 　（選填“點”或“環”）。由圖甲可知，該凸透鏡的焦距是 　 　cm。
（2）如圖乙所示，小剛用圖甲中的凸透鏡進行實驗。將蠟燭移至光具座上0cm處，向 　 　（選填“左”或“右”）移動光屏，直到燭焰在光屏上成清晰的像，該像是 　 　（選填“放大”、“等大”或“縮小”）的實像。
（3）某同學用不同的凸透鏡進行實驗，記錄的實驗數據如下表。
次數 物距u/cm 焦距f/cm 像距v/cm
1 15.0 5.0 7.5
2 8.0 17.1
3 10.0 30.0
分析表中數據可知：在物距一定時，凸透鏡的焦距越大，像距 　 　。
②實驗中，凸透鏡三次成像都是 　 　（選填“實”或“虛”）像；第 　 　次實驗所成的像最大。
17．（2023 雁峰區校級模擬）如圖是小芊同學做“探究凸透鏡成像規律”實驗的裝置.
（1）當蠟燭位于圖中的B處時，移動光屏到D處，觀察到光屏上呈現清晰的像，此時像和物大小相等，則該凸透鏡焦距為 　cm。
（2）緊接著，小芊用不透明的硬紙板擋住凸透鏡的下半部分，發現光屏上呈現的像是 　（選填“完整”或“不完整”）的。
（3）小芊同學把蠟燭往右移動5cm，屏上的像變得模糊。要使像變清晰，光屏應向 　 　（選填“左”或“右”）適當移動，此時光屏上的像應該是倒立、　 　（選填“放大”、“等大”或“縮小”）的實像，　 　就是這一原理的應用。
18．（2023 興慶區校級二模）小明在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中，所用凸透鏡的焦距為15cm。
（1）如圖甲所示，移動光屏找到清晰的蠟燭的像，這個像是圖乙中的 　 　，利用此原理可以制成 　 　。（選填“照相機”、“幻燈片”、“放大鏡”）
（2）小明把蠟燭依次放在 A、B位置，在坐標紙上記錄了光屏上像的大小。如圖丙所示（A′、B′分別表示蠟燭在 A、B處所成的像）。跟同學們交流后發現：
①成倒立放大像的條件是物距 　 　，像距 　 　。（填寫與焦距的關系）
②成實像時，物距減小，像距 　 　。
（3）甲圖中保持凸透鏡位置不動，小明又把蠟燭放在距凸透鏡10cm處，在光具座上無論怎樣移動光屏，都找不到清晰的像，原因可能是 　 　。
（4）甲圖中若小明拿起一副眼鏡放在蠟燭和凸透鏡之間，在光具座上向左移動光屏，光屏上出現了清晰的像，則小明拿起的眼鏡是 　 　。（選填“近視鏡”或“遠視鏡”）
三．解答題（共4小題）
19．（2023 霍林郭勒市模擬）如圖所示，凸透鏡與水面平行，一側的焦點恰好在水面上，水中一束入射光線射向凸透鏡的焦點，請畫出這束光線發生折射后的光路圖。
20．（2023 特克斯縣三模）將圖中的入射光線或折射光線補畫完整。
21．（2023 荔灣區一模）如圖所示，物體MN放在凸透鏡前，0cm處為凸透鏡的光心。
①畫出光線a經過凸透鏡后的光路圖；
②畫出光線b經過凸透鏡后的光路圖；
③物體MN經凸透鏡成的像M′N′相對于物體是 　 　（選填“放大”“等大”或“縮小”） 　（選填“正立”或“倒立”）的。
22．（2023 天河區校級三模）如圖為凸透鏡右側一物體M′N′成像部分光路圖，M′N′為物體，F為凸透鏡鏡焦點。
在圖中畫出兩條入射光線經凸透鏡后的折射光線，找出像H。
②與物比較，物體H′N′經凸透鏡成 　 　（選填“放大”、“縮小”） 　 　（選填“正立”、“倒立”）的像。
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專題5 透鏡及其應用
知識點一：透鏡
一、透鏡的概念
1.透鏡是用透明物質制成的表面為球面一部分的光學元件，透鏡是根據光的折射現象制成的。
2.透鏡與面鏡區別：面鏡利用光的反射現象成像，透鏡利用光的折射現象成像；透鏡成像遵循光的折射定律，面鏡成像遵循光的反射定律。
3.透鏡分類：透鏡分為凸透鏡和凹透鏡。
（1）凸透鏡：中間厚、邊緣薄的透鏡（遠視鏡鏡片，照相機的鏡頭、投影儀的鏡頭、放大鏡等）。
（2）凹透鏡：中間薄、邊緣厚的透鏡（近視鏡等）。
4.透鏡光路基本概念：圖（1）是透鏡光路示意圖。
（1）主光軸和光心：
概念 定義 圖示
主光軸 通過透鏡的兩個球面球心的直線叫主光軸。
光心 主光軸上有個特殊的點，通過它的光傳播方向不變。（透鏡中心可認為是光心）
（2）焦點：平行于凸透鏡主光軸的光線經凸透鏡折射后會聚于主光軸上一點，這點叫凸透鏡焦點，用“F”表示，如圖（2）a所示；平行于凹透鏡主光軸的光線經凹透鏡折射后發散，其反向延長線會交于一點，這是凹透鏡的焦點（虛焦點），如圖（2）b所示。
a.凸透鏡光路概念 b.凹透鏡光路概念
圖（2）透鏡光路概念
（3）焦距：焦點到光心的距離焦距，焦距用“f”表示。
（4）物距：物體到光心的距離叫物距，用“u”表示。
（5）像距：像到光心的距離叫像距，用“v”表示。
二、透鏡三條特殊（主要）光線
1.透鏡的三條特殊（主要）光線
（1）過光心的光線：經透鏡折射后傳播方向不改變，如圖所示。
過光心的光線
（2）平行于主光軸的光線：經凸透鏡折射后經過另一側焦點；經凹透鏡折射后向外發散，但其反向延長線過同側焦點，所示。
平行于主軸的光線
（3）經過或射向焦點的光線：經過凸透鏡焦點的光線經凸透鏡折射后平行于主光軸；射向異側焦點的光線經凹透鏡折射后平行于主光軸，所示。
過焦點的光線
三、透鏡對光的作用
1.凸透鏡：對光有會聚作用。（如圖所示，凸透鏡相當于兩個三棱鏡組合，厚的一端相對）
2.凹透鏡：對光有發散作用。（如圖所示，凹透鏡相當于兩個三棱鏡組合，薄的一端相對）
3.凸透鏡對光線具有會聚作用，但并不是說通過凸透鏡后的光束一定會聚在一點，或一定是一束會聚光束，因為會聚是相對于不發生折射時的光線來說的。
凹透鏡對光線具有發散作用，但并不是說通過凹透鏡后的光束一定是發散的，或延長不相交，因為發散是相對于不發生折射時的光線來說的。
4.凸透鏡的焦距f的大小表示其會聚能力的強弱，f越小，對光的會聚能力越強；凹透鏡焦距f的大小表示其發散能力的強弱，f越小，對光的發散能力越強。
5.由于光路可逆，若把光源放在焦點上，光源射向透鏡的光，經凸透鏡折射后將變為平行光，因此利用凸透鏡可產生平行光。
知識點二：生活中的透鏡
一、照相機（攝像頭）
1.照相機原理：來自物體的光經過照相機鏡頭后會聚在膠卷上，形成被照物體的像。膠卷上涂著一層對光敏感的物質，它在曝光后發生化學變化，物體的像就被記錄在膠卷上，經過顯影、定影后成為底片，再用底片洗印就可以得到相片。
2.構造：鏡頭（凸透鏡）、膠片、調焦環、光圈環、快門等幾部分組成。
3.成像特點
（1）照相機成縮小、倒立的實像；
（2）像距小于物距；
（3）像與物體位于凸透鏡的兩側；
（4）物體離照相機鏡頭越遠，物體在膠卷上所成的像越小，像的位置（底片或膠片到鏡頭的距離）越近。
二、投影儀（幻燈機）
1.成像原理及示意圖：鏡頭相當于凸透鏡，成倒立、放大、實像。
2.構造：凹面鏡、光源、螺紋透鏡、凸透鏡、平面鏡。
3.幻燈機和投影儀的調節
（1）透明膠片到鏡頭的距離（物距）小于鏡頭到屏幕的距離（像距）；
（2）透明膠片離鏡頭越近時，屏幕上所成的像越大，像到鏡頭的距離越大。所以要想讓屏幕上的像大一些，向下調凸透鏡，減小凸透鏡到物體的距離，增大投影儀到光屏的距離。
（3）幻燈機（投影儀）成的像上下顛倒，左右相反。如下圖：
4.幻燈機和投影儀的構造及作用
類別 構造 作用
幻燈機 凸透鏡 成倒立、放大的實像
聚光鏡 加強照到幻燈片上的光
凹面鏡 反射會聚光線，照亮透明膠片
光屏 承接像
投影儀 凸透鏡 成倒立、放大的實像
螺紋透鏡 會聚光線，照亮透明膠片
平面鏡 改變光路
凹面鏡 反射會聚光線，照亮透明膠片
光屏 承接像
三、放大鏡
1.成像原理：放大鏡（凸透鏡）成正立、放大的虛像。
2.成像規律：（1）像與物體位于凸透鏡的同側；（2）放大鏡離被觀察的物體越近，所成的像越小；放大鏡離物體越遠，所成的像越大；（3）如果放大鏡與物體的距離大到一定程度，所成的放大的虛像便消失了。
3.實像與虛像
（1）實像：照相機和投影儀所成的像，是光通過凸透鏡射出后會聚形成的，如果把感光膠片放在適度的位置，能記錄下所成的像。這種像叫做實像。實像是實際光線會聚而成的，可以用光屏承接。（2）虛像：沒有實際光線會聚，只是人眼逆著出射光的方向看去，感到光是從虛像處發出。虛像沒有實際光線會聚，出射光線的反向延長線相交所成的像是虛像，虛像無法用光屏承接。人眼逆著出射光的方向看去，感覺好像是光從虛像出發出的。
（3）實像和虛像的區別：
類別 定義 表現 實例
實像 實際光線會聚而成 能用光屏承接，能被眼睛觀察
虛像 反射（或折射）光線的反向延長線相交而成 不能用光屏承接，能被眼睛觀察
知識點三：透鏡成像的規律
一、凸透鏡成像的規律
1.凸透鏡成像規律：
如圖是常見凸透鏡成像規律光路圖，詳見下表（1）。
表（1）凸透鏡成像規律表
成像條件物距（u） 成像的性質 像距（v） 應用
u﹥2f 倒立、縮小的實像 f﹤v﹤2f 照相機（圖a）
u=2f 倒立、等大的實像 v=2f 圖d
f﹤u﹤2f 倒立、放大的實像 v﹥2f 投影儀（圖b）
u=f 不成像 射出的是平行光線
0﹤u﹤f 正立、放大的虛像 v﹥f 放大鏡（圖c）
a. u﹥2f b. f﹤u﹤2f
c.0﹤u﹤f d.u=2f
凸透鏡成像光路圖
2.凸透鏡成像的規律口訣
規律1:當物距大于2倍焦距時，則像距在1倍焦距和2倍焦距之間，成倒立、縮小的實像。此時像距小于物距，像比物小，物像異側。應用:照相機、攝像機。
規律2:當物距等于2倍焦距時，則像距也在2倍焦距， 成倒立、等大的實像。此時物距等于像距，像與物大小相等，物像異側。應用:測焦距。
規律3:當物距小于2倍焦距、大于1倍焦距時，則像距大于2倍焦距， 成倒立、放大的實像。此時像距大于物距，像比物大，物像異側。應用:投影儀、幻燈機、電影放映機。
規律4:當物距等于1倍焦距時，則不成像，成平行光射出。
規律5:當物距小于1倍焦距時，則成正立、放大的虛像。此時像距大于物距，像比物大，物像同側。應用:放大鏡。
知識點四：眼睛和眼鏡
一、眼睛的構造（如圖）
1.角膜：位于眼球的最前面，是清澈透明的，眼瞼的眨眼動作會將淚液均勻地潤濕角膜表面，使得光線能直接進入眼內，不受阻擋，它就像是照相機的鏡頭。
2.瞳孔：會隨光線的強弱而自動縮小或放大，相當于照相機的光圈，它可以調節光線進入眼內的亮度，防止眼睛因強光照射而受傷。
3.晶狀體：靠睫狀肌的縮放而改變厚度，可以調節遠近的焦距，讓我們視物清晰，相當于調焦的透鏡。
4.脈絡膜：眼內腔充滿著玻璃體，眼球壁中的脈絡膜含有相當多的色素，有遮光作用，使得眼內腔變得像暗箱一樣。
5.視網膜：含有非常多的感光細胞，有錐狀細胞和桿狀細胞，分別掌管色覺及明暗視覺，視網膜接受光刺激而成像，就相當于照相機的底片。
二、成像原理
人眼成像原理：眼球的構造和成像的原理與照相機相似。照像機有鏡頭、光圈、調焦裝置、暗箱和底片，眼球也有類似的構造，角膜相當于鏡頭，瞳孔相當于光圈，晶狀體相當于調焦的透鏡，脈絡膜相當于暗箱，視網膜相當于底片。
從物體發出的光線經過晶狀體等一個綜合的凸透鏡在視網膜上行成倒立，縮小的實像，分布在視網膜上的視神經細胞受到光的刺激，把這個信號傳輸給大腦，人就可以看到這個物體了（眼睛的晶狀體相當于凸透鏡，視網膜相當于光屏（膠卷））。
三、正常眼睛成像概念
1.遠點：當晶狀體變得最扁平時，眼睛能看清的最遠點叫做遠點。正常眼睛的遠點在無窮遠處。
2.近點：當晶狀體變得最凸起時，眼睛能看清的最近點叫做近點。正常眼睛的近點一般為10cm處。
3.明視距離：正常眼睛觀看25cm遠的物體時，感到既清楚又不易疲勞，因此把25cm的距離叫做正常眼睛的明視距離。
4.當物距變化時，眼睛的睫狀肌會改變晶狀體的彎曲程度，使物體的像總能落在視網膜上。
四、近視眼、遠視眼的成因與矯正方法
1.近視眼：近視眼是指眼球在調節放松狀態下，平行光線（一般認為來自5m以外）經眼球屈光系統后聚焦在視網膜之前，產生遠距視物模糊。所以近視眼的遠點不在無窮遠處，而在某個有限距離處，近視眼的進點也比正常眼近，近視眼的明視距離小于25cm。
（1）特點：近視眼只能看清近處的物體，看不清遠處的物體。
（2）原因：近視眼晶狀體比正常人眼睛要凸一些，晶狀體折光能力強。遠處來的平光會聚在視網膜前面，而在視網膜上是一個光斑了。
（3）矯正方法：配戴適當的凹透鏡做眼睛，使遠處來的光先發散后再進入眼睛，可矯正近視眼視力。
2.遠視眼：在完全靜止的調節狀態下，由遠距離（指5米以上）目標投射的光線，集合在視網膜之后。這種反常的屈光狀態稱為遠視眼。遠視眼的近點比正常眼遠些。遠視眼的明視距離大于25cm。
（1）特點：遠視眼只能看見遠處的物體，看不清近處的物體。
（2）原因：晶狀體比正常人要凹一些，晶狀體對光線的折射能力變弱，遠處來的光線會聚點在視網膜后。①眼軸過短如小眼球；②眼軸正常而屈光系統的屈光力過弱，如角膜的弧度過平以及屈光指數偏低等。
（3）矯正方法：利用凸透鏡能使光線會聚的特點，在眼睛前面放一個凸透鏡，就能使來自近處物體的光會聚在視網膜上了。配戴適當的凸透鏡做眼睛，可矯正遠視眼的視力。
知識點五：顯微鏡與望遠鏡
一、顯微鏡
1.顯微鏡：顯微鏡由目鏡和物鏡組成，物鏡、目鏡都是凸透鏡，它們對物體進行兩次放大。
普通光學顯微鏡是根據凸透鏡成像原理，經過凸透鏡的兩次成像。第一次先經過物鏡（凸透鏡1）成像，這時候的物體應該在物鏡(凸透鏡1）的一倍焦距和兩倍焦距之間,成的像應該是放大、倒立的實像。而后以第一次成的物像作為“物體”，經過目鏡的第二次成像。
2.由于我們觀察的時候是在目鏡的另外一側,第二次成的像應該是一個虛像，這樣像和物才在同一側，因此第一次成的像應該在目鏡（凸透鏡2）的一倍焦距以內，這樣經過第二次成像，第二次成的像是一個放大的正立的虛像。
二、望遠鏡
1.望遠鏡：望遠鏡也是由兩組凸透鏡（目鏡和物鏡）組成，它的結構特點是物鏡的焦距長而目鏡的焦距短。
2.望遠鏡的成像原理是：物鏡的作用是得到遠處物體的實像，由于物體離物鏡非常遠，所以物體上各點發射到物鏡上的光線幾乎是平行光束，這樣的光線經過物鏡匯聚后，就在物鏡焦點以外，在離焦點很近的地方，形成了一個倒立的、縮小的實像。這個倒立的、縮小的實像又位于目鏡的焦點以內，所以目鏡起了放大鏡的作用，目鏡把經過物鏡的倒立、縮小的實像放大成了一個正立的、放大的虛像。這就是遠處物體通過望遠鏡所成的虛像。
考點一．透鏡的光路圖
1．（2023 湘西州模擬）在光具座上自左向右依次豎直放置一個凹透鏡、凸透鏡和平面鏡，兩個透鏡的主光軸重合，凸透鏡的焦距為f，此時兩個透鏡之間的距離為L．在凹透鏡的左側有一水平平行光束通過兩個透鏡后入射到平面鏡上，經平面鏡反射后，反射光恰能沿原來的光路返回，據此可判斷凹透鏡的焦距為（　　）
A．f B．L C．f+L D．f﹣L
【解答】解：
當凸透鏡的焦點位于凸透鏡與凹透鏡之間時，因為從凹透鏡出來的光線為發散光線，所以不可能經過凸透鏡焦點；
當凸透鏡焦點位于凹透鏡左邊時，則可能從凹透鏡出來的光線的反向延長線經過凸透鏡的焦點；而射入凹透鏡的光線為平行光線，故從凹透鏡出來的光線的反向延長線也經過凹透鏡的焦點，因而凹透鏡的焦點與凸透鏡的焦點重合，如圖，所以凹透鏡的焦距f′＝f﹣L。
故選：D。
2．（2023 阿榮旗校級一模）圖中畫出了光線通過透鏡（圖中未畫出）的情形，其中凸透鏡是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：從四個光線通過透鏡的情形可知，A、B、C的折射光線相對于入射光線是發散的，所以都是凹透鏡；只有D，入射光線經凸透鏡后折射光線變得會聚，為凸透鏡。
故選：D。
考點二．探究凸透鏡成像的規律
3．（2023 內蒙古）在“探究凸透鏡成像的規律”實驗中，某學習小組用如圖甲所示的方法測量凸透鏡的焦距；正確安裝并調節實驗裝置后，在光屏上得到一個清晰的像，如圖乙所示。下列說法正確的是（　　）
A．由圖甲可知，該凸透鏡的焦距是40.0cm
B．照相機成像特點與圖乙中燭焰的成像特點相同
C．圖乙中的燭焰向遠離凸透鏡方向移動，所成的像逐漸變小
D．圖乙中若用黑紙片將凸透鏡遮擋一半，光屏上成半個燭焰的像
【解答】解：A、平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后將會聚于一點，這點即為此透鏡的焦點，從焦點到透鏡光心的距離即為焦距，則透鏡的焦距為40.0cm﹣30.0cm＝10.0cm，故A錯誤；
B、圖乙中，物距u＝15.0cm，像距v＝30.0cm，物距小于像距，由凸透鏡成像規律可知，圖乙中燭焰成的是倒立放大的實像，這個原理制成了投影儀，與照相機不同，故B錯誤；
C、圖乙中的燭焰向遠離凸透鏡方向移動，物距變大，像距變小，像變小，故C正確；
D、用黑紙片將凸透鏡遮擋一半，透鏡的上半部分仍能會聚燭焰發出的光線，成燭焰完整的像，只是像比原來變暗，故D錯誤；
故選：C。
4．（2023 齊齊哈爾）用如圖所示的裝置做“探究凸透鏡成像規律”的實驗時，已知凸透鏡的焦距為10cm，下列說法正確的是（　　）
A．燭焰在如圖所示位置所成像的特點與照相機成像特點相同
B．將蠟燭向遠離凸透鏡的方向移動，向右移動光屏可得到燭焰所成清晰的像
C．將蠟燭移動到光具座42cm刻度線處，燭焰所成的像是倒立、放大的
D．將蠟燭移動到光具座30cm刻度線處，移動光屏至適當位置，光屏上可得到等大的像
【解答】解：A、由圖可知，此時物距u＝15cm，由凸透鏡焦距可知f＜u＜2f，成倒立、放大的實像，投影儀及幻燈機是利用此原理制成的，故A錯誤；
B、將蠟燭向遠離凸透鏡的方向移動，此時物距增大，根據凸透鏡成實像時，物遠像近像變小，所以向左移動光屏可得到燭焰所成清晰的像，故B錯誤；
C、將蠟燭移動到光具座42cm刻度線處，此時u＝8cm＜f，燭焰成正立、放大的虛像，故C錯誤；
D、將蠟燭移動到光具座30cm刻度線處，此時u＝20cm＝2f，可在光屏上成倒立、等大的實像，故D正確。
故選：D。
5．（2023 郴州）如圖所示，燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心在同一高度，該凸透鏡的焦距為10.0cm，凸透鏡的位置保持不變。以下說法正確的是（　　）
A．當蠟燭放在圖中A區域時，光屏應放在圖中D區域才可能呈現清晰的像
B．蠟燭從圖中位置逐漸遠離透鏡時，所成的像會逐漸變小
C．若無論怎么移動光屏，在光屏上都找不到像，則蠟燭可能放在圖中B區域
D．若光屏上要得到一個放大的像，則蠟燭應該放在圖中C區域
【解答】解：A、當蠟燭放在圖中A區域，此時物距大于二倍焦距，根據u＞2f，2f＞v＞f，成倒立、縮小的實像，光屏應放在圖中E區域才可能呈現清晰的像，故A錯誤；
B、蠟燭從圖中位置逐漸遠離透鏡，此時物距增大，根據凸透鏡成實像時，物遠像近像變小，可知，所成的像會逐漸變小，故B正確；
C、若無論怎么移動光屏，在光屏上都找不到像，說明蠟燭應該在一倍焦距內，即C區，故C錯誤；
D、若光屏上要得到一個放大的像，根據2f＞u＞f，成倒立、放大的實像，則蠟燭應該放在圖中B區域，故D錯誤。
故選：B。
6．（2023 泰安）小芳利用如圖所示的裝置“探究凸透鏡成像的規律”。將蠟燭放在凸透鏡左側適當位置，調整光屏到凸透鏡的距離，使燭焰在光屏上成清晰的像，分別測出物距u和像距v，實驗數據如表所示。下列說法中（　　）
實驗次數 1 2 3 4 5
物距u/cm 60 30 20 15 12
像距v/cm 12 15 20 30 60
①該凸透鏡的焦距為20cm
②第1次實驗的成像規律與照相機成像原理相同
③從第1次實驗到第5次實驗，成在光屏上的像越來越大
④當u＝11cm時，移動光屏，可在光屏上成倒立、縮小的清晰實像
A．只有①④正確 B．只有②③正確
C．只有①②正確 D．只有②③④正確
【解答】解：①由表中數據可知，u＝v＝20cm，根據u＝v＝2f，成倒立等大的實像，即2f＝20cm，所以該凸透鏡的焦距為f＝10cm，故①錯誤；
②第1次實驗，u＝60cm＞2f，根據u＞2f，成倒立縮小的實像，照相機就是利用此原理制成的，故②正確；
③從第1次實驗到第5次實驗，物距逐漸減小，根據凸透鏡成實像時，物近像遠像變大，故③正確；
④當u＝11cm，此時物距大于一倍焦距，小于二倍焦距，根據2f＞u＞f，成倒立放大的實像，故④錯誤。
故選：B。
7．（2023 安徽模擬）《綜合防控兒童青少年近視實施方案》已經試行四年，我國兒童青少年總體近視率顯著下降。小明利用如圖所示的裝置探究近視眼的成因和矯正，圖中剛好能在光屏上看到燭焰清晰的像，實驗過程中光屏與注水膠膜的位置不變，下列說法正確的是（　　）
A．注水的膠膜相當于一個凹透鏡
B．圖中成像原理與投影儀的成像原理相同
C．注水的膠膜再次注水，它的會聚能力增強，將光屏適當左移可再次看到燭焰清晰的像
D．注水的膠膜再次注水，它的會聚能力增強，在蠟燭和注水膠膜間加個放大鏡，在光屏上可再次看到燭焰清晰的像
【解答】解：A、注水的膠膜中間厚、邊緣薄，所以注水的膠膜相當于一個凸透鏡，故A錯誤；
B、由圖可知，此時物距大于像距，根據凸透鏡成實像時，物距大于像距，成倒立縮小的實像，照相機就是利用此原理制成的，故B錯誤；
C、注水的膠膜再次注水，注水膠膜凸度變大，對光線的會聚能力增強，像距變短，將光屏適當左移可再次看到燭焰清晰的像，故C正確；
D、注水的膠膜再次注水，它的會聚能力增強，此時像成在光屏的左側；在蠟燭和注水膠膜間加個放大鏡，放大鏡是凸透鏡，凸透鏡對光線具有會聚作用，會將光線提前會聚成像，此時像距變得更短，在光屏上不能再次看到燭焰清晰的像，故D錯誤。
故選：C。
8．（2023 衡陽）小明同學利用光具座、凸透鏡、蠟燭、光屏等實驗器材探究凸透鏡成像的規律：
（1）如圖甲所示，小明將一束平行光正對凸透鏡，移動光屏，直到光屏上形成一個最小最亮的光斑，該凸透鏡的焦距為 　 　cm。
（2）實驗時，把凸透鏡固定在光具座50cm刻度線處，為使像成在光屏中央，應將燭焰、凸透鏡和光屏三者中心調到 　 　。
（3）小明將蠟燭移至光具座20cm刻度線處，如圖乙所示，移動光屏，直到燭焰在光屏上成清晰的像，則該像是倒立、　 　的實像。生活中的 　（選填“放大鏡”、“投影儀”或“照相機”）就是利用這種成像規律工作的。
（4）接著，小明保持凸透鏡在光具座上的位置不動，如果僅將圖乙中蠟燭和光屏的位置互換，發現光屏上仍能觀察到燭焰清晰的像。這是因為在光的折射現象中，光路是 　 　的。
（5）在如圖乙所示實驗情形下，如果保持凸透鏡和光屏的位置不變，將蠟燭適當遠離凸透鏡，發現光屏上燭焰的像變得模糊不清，此現象可以體現 　 　（選填“近視眼”或“遠視眼”）的成像情況。
【解答】解：（1）平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后，會聚在主光軸上一點，這點是凸透鏡的焦點，焦點到光心的距離是凸透鏡的焦距，所以凸透鏡的焦距是：f＝30.0cm﹣20.0cm＝10.0cm；
（3）小明將蠟燭移至光具座20cm刻度線處，此時物距u＝50cm﹣20cm＝30cm＞2f，根據u＞2f，成倒立縮小的實像，照相機就是利用此原理制成的；
（4）小明保持凸透鏡在光具座上的位置不動，如果僅將圖乙中蠟燭和光屏的位置互換，發現光屏上仍能觀察到燭焰清晰的像，說明在光的折射現象中，光路是可逆的；
（5）如果保持凸透鏡和光屏的位置不變，將蠟燭適當遠離凸透鏡，根據凸透鏡成實像時，物遠像近像變小，此時像成在光屏的前方，此現象可以體現近視眼的成像情況。
故答案為：（1）10.0；（2）同一高度；（3）縮小；照相機；（4）可逆；（5）近視眼。
9．（2023 濱州）某小組在“探究凸透鏡成像的規律”的實驗中：
（1）實驗前，應先調整燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心在 　 　。
（2）如圖所示，燭焰恰好在光屏上成倒立、　 　（選填“放大”、“等大”或“縮小”）清晰的實像，這是 　照相機　（選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”）的工作原理。
（3）若凸透鏡位置不變，調換蠟燭和光屏的位置，　 　（選填“仍能”或“不能”）在光屏上得到清晰的像，這說明光發生折射時，光路是 　 　的。
（4）若保持圖中蠟燭、凸透鏡的位置不變，只把光屏向右適當調節，光屏上燭焰的像逐漸變得模糊，這與 　 　（選填“近視眼”或“遠視眼”）形成原因相同。
【解答】解：（1）根據實驗的要求，讓像成在光屏的中心，必須使燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心放在同一高度上；
（2）由圖可知物距大于像距，成倒立、縮小、實像，這是照相機的工作原理；
（3）若凸透鏡位置不變，調換蠟燭和光屏的位置，在光屏上得到倒立、放大、實像，這說明光發生折射時，光路是可逆的；
（4）近視眼是遠處物體的像成在視網膜的前方，保持圖中蠟燭、凸透鏡的位置不變，只把光屏向右適當調節，光屏上燭焰的像逐漸變得模糊，這與近視眼形成原因相同。
故答案為：（1）同一高度；（2）縮小；照相機；（3）仍能；可逆；（4）近視眼。
10．（2023 安徽）某小組探究平面鏡和凸透鏡成像的特點，將光源和光屏分別豎直放置在水平光具座上的A、C位置，B是AC的中點，如圖1所示。在AB之間朝向A觀察，看到的光源形狀如圖2中的甲所示。
（1）在B處豎直放置一塊平面鏡，鏡面朝向光源，小麗在AB之間觀察平面鏡中的像，小明在BC之間觀察光屏。此后，小亮將平面鏡更換為一個凸透鏡，恰能在光屏上成等大的像，他在BC之間觀察光屏上的像。上述實驗過程中，小麗、小明和小亮觀察到的分別是圖2中的 　 　（選填“①”“②”“③”或“④”）。
①甲、丙、戊
②乙、丙、丁
③乙、乙、丁
④乙、乙、戊
（2）小亮繼續實驗，要在光屏上得到一個縮小的像，可保持光源位置不變，將凸透鏡向 　 　（選填“A”或“C”）移動，并調節光屏的位置直到呈現清晰的像。
【解答】解：（1）在B處豎直放置一塊平面鏡，鏡面朝向光源，小麗在AB之間觀察平面鏡中的像，平面鏡成正立等大的虛像，且左右相反，所以小麗看到的像是圖2中乙；
小明在BC之間觀察光屏，由于平面鏡成的是虛像，不能用光屏承接，所以小明看到的是圖2中丙；
小亮將平面鏡更換為一個凸透鏡，恰能在光屏上成等大的像，當u＝v＝2f時，凸透鏡成倒立等大的實像，且左右相反，所以小亮看到的像是圖2中丁；故選②；
（2）小亮繼續實驗，要在光屏上得到一個縮小的像，可保持光源位置不變，根據凸透鏡成實像時，物遠像近像變小可知，將凸透鏡向C移動，并調節光屏的位置直到呈現清晰的像。
故答案為：②；C。
11．（2023 沈陽）在“探究凸透鏡成像的規律”的實驗中，選用的凸透鏡焦距為10cm，將實驗器材調節好，把點燃的蠟燭放在距凸透鏡較遠的地方，然后逐漸移近，觀察燭焰成像情況并記錄物距和像距。
（1）蠟燭、凸透鏡、光屏在光具座上的位置如圖1所示，此時燭焰的像成在光屏的中央，燭焰的像是倒立、　 　的實像；若只將凸透鏡調高，則光屏上燭焰的像會向 　 　移動；
（2）如圖1，保持凸透鏡的位置不變，將蠟燭移動到光具座上30cm刻度處，移動光屏直到光屏上再次出現清晰的像，則像移動的距離 　 　（填“大于”、“等于”或“小于”）蠟燭移動的距離；
（3）實驗中，小麗觀察到圖2中的物點S的虛像S'，請根據凸透鏡成像原理，在圖中完成物點S發出的光線a經過凸透鏡后的折射光線；
（4）畢業典禮上，小麗想拍攝教學樓的全景，但她所在的位置只能拍攝到教學樓的一部分，由于無法改變拍攝位置，她只能通過改變照相機鏡頭焦距使像變小，從而拍攝到全景。小麗的照相機鏡頭相當于一個焦距可變的凸透鏡，為了拍攝到全景，她應該調節照相機鏡頭的焦距，
使其適當 　 　（填“變大”或“變小”）。
【解答】解：（1）蠟燭、凸透鏡、光屏在光具座上的位置如圖1所示，此時物距u＝50cm﹣15cm＝35cm＞2f，根據u＞2f，成倒立、縮小的實像；
若只將凸透鏡調高，根據過光心的光線傳播方向不變可知，光屏上燭焰的像會向上移動；
（2）如圖1，保持凸透鏡的位置不變，將蠟燭移動到光具座上30cm刻度處，此時物距u＝50cm﹣30cm＝20cm＝2f，根據u＝v＝2f，成倒立、等大的實像，即像距v＝2f＝20cm，則蠟燭移動的距離為30cm﹣15cm＝15cm，光屏移動的距離為70cm﹣65cm＝5cm，故像移動的距離小于蠟燭移動的距離；
（3）物體發出的光線經過凸透鏡折射后是從其像點發出的，如下圖所示：
；
（4）為了拍攝到全景，她應該將照相機鏡頭的焦距變小，因凸透鏡焦距變小，相當于增大物距，減小像距，像隨之變小。
故答案為：（1）縮小；上；（2）小于；（3）見解答圖；（4）變小。
12．（2023 鳳慶縣模擬）同學們在做“探究凸透鏡成像的規律”實驗。
（1）如圖甲所示，一束平行于凸透鏡主光軸的光線經過凸透鏡后，在光屏上形成了一個最小、最亮的 　 　（選填“點”或“環”）。由圖甲可知，該凸透鏡的焦距是 　 　cm。
（2）如圖乙所示，小剛用圖甲中的凸透鏡進行實驗。將蠟燭移至光具座上0cm處，向 　 　（選填“左”或“右”）移動光屏，直到燭焰在光屏上成清晰的像，該像是 　 　（選填“放大”、“等大”或“縮小”）的實像。
（3）某同學用不同的凸透鏡進行實驗，記錄的實驗數據如下表。
次數 物距u/cm 焦距f/cm 像距v/cm
1 15.0 5.0 7.5
2 8.0 17.1
3 10.0 30.0
分析表中數據可知：在物距一定時，凸透鏡的焦距越大，像距 　 　。
②實驗中，凸透鏡三次成像都是 　 　（選填“實”或“虛”）像；第 　 　次實驗所成的像最大。
【解答】解：（1）如圖平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點，光屏上的最小最亮的光點是凸透鏡的焦點，光心到焦點的距離叫凸透鏡的焦距，焦距是10.0cm；
（2）用圖甲中的凸透鏡進行實驗，保持凸透鏡位置不變將蠟燭安裝在光具座上0cm處，此時物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之間，應向左移動光屏，直到燭焰在光屏上成清晰的像，此時成的是倒立、縮小的實像；
（3）①分析表中的數據可以看出，物距一定時，凸透鏡的焦距越大，像距越大；
②根據凸透鏡成像的規律，在換用焦距更大的凸透鏡時，其實是減小了物距，所以像距增大，成的像也會更大。物距始終大于焦距，所以成的像都是實像，而且第3次的像最大。
故答案為：（1）點；10.0；（2）左；縮小；（3）①越大；②實；3。
13．（2023 興慶區校級二模）小明在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中，所用凸透鏡的焦距為15cm。
（1）如圖甲所示，移動光屏找到清晰的蠟燭的像，這個像是圖乙中的 　 　，利用此原理可以制成 　 　。（選填“照相機”、“幻燈片”、“放大鏡”）
（2）小明把蠟燭依次放在 A、B位置，在坐標紙上記錄了光屏上像的大小。如圖丙所示（A′、B′分別表示蠟燭在 A、B處所成的像）。跟同學們交流后發現：
①成倒立放大像的條件是物距 　 　，像距 　 　。（填寫與焦距的關系）
②成實像時，物距減小，像距 　 　。
（3）甲圖中保持凸透鏡位置不動，小明又把蠟燭放在距凸透鏡10cm處，在光具座上無論怎樣移動光屏，都找不到清晰的像，原因可能是 　 　。
（4）甲圖中若小明拿起一副眼鏡放在蠟燭和凸透鏡之間，在光具座上向左移動光屏，光屏上出現了清晰的像，則小明拿起的眼鏡是 　 　。（選填“近視鏡”或“遠視鏡”）
【解答】解：（1）已知凸透鏡的焦距為15cm，由圖甲可知，物距為40cm，則u＞2f，所以，凸透鏡成倒立縮小的實像，這個像是圖乙中的D，利用此原理可以制成照相機；
（2）①成倒立放大像的條件是：2f＞u＞f，像距v＞2f；
②由圖丙可知，凸透鏡成實像時，物距減小，像距增大；
（3）把蠟燭放在距凸透鏡10cm處（即u＝10cm），物距小于一倍焦距，凸透鏡成虛像，所以在光具座上無論怎樣移動光屏，都找不到清晰的像。
（4）實驗中，小明拿起一副眼鏡放在蠟燭和凸透鏡之間，在光具座上移動光屏，光屏上出現了清晰的像，即說明該眼鏡對光線有會聚作用（使光線提前會聚而成像在光屏上），故這副眼鏡是凸透鏡，即是遠視眼鏡。
故答案為：（1）D；照相機；（2）①2f＞u＞f；v＞2f；②增大；（3）凸透鏡成虛像；（4）遠視鏡。
考點三．凸透鏡成像規律的動態應用
14．（2023 揚州）如圖1，在裝有水的杯子里，小紅將一支鉛筆分別緊貼杯壁內、外豎直放置，兩次都觀察到鉛筆放大的像，俯視圖如圖2、圖3所示。下列說法正確的是（　　）
A．圖2中鉛筆向前移，像一直變小
B．圖2中鉛筆向前移，像先變小后變大
C．圖3中鉛筆向后移，像一直變大
D．圖3中鉛筆向后移，像先變小后變大
【解答】解：裝有水的杯子相當于凸透鏡，兩次都觀察到鉛筆放大的像，且由圖示可知像與鉛筆在凸透鏡的同側，則可知凸透鏡成的是正立、放大的虛像，且圖2、3中的鉛筆在凸透鏡的一倍焦距之內；
圖2中的鉛筆向前移，物距變小，由凸透鏡成虛像的規律可知，像距也變小，像一直變小；
圖3中的鉛筆向后移動，物距變大，若鉛筆在凸透鏡的一倍焦距以內，由凸透鏡成虛像的規律可知，像距也變大，像變大；當鉛筆在一倍焦距和二倍焦距之間時，成倒立、放大的實像，物距變大時，像距變小，像變小；當鉛筆在二倍焦距以外時，成倒立、縮小的實像，物距變大時，像距變小，像變小；所以圖3中鉛筆向后移，像先變大后變小；
綜上所述，A正確。
故選：A。
考點四．凸透鏡成像規律的其他應用
15．（2023 陜西）如圖，是我國自主研制的某新型戰斗機上的光電搜索跟蹤系統。該系統功能與人眼相似，能為戰斗機提供感知外界的“視覺”，系統內置的光電傳感器，相當于人眼的視網膜，最外層窗口和傳感器之間的光學元件，相當于人眼的晶狀體。關于該系統說法不正確的是（　　）
A．該系統的光學元件相當于一個凸透鏡
B．該系統在光電傳感器上成的是倒立、放大的實像
C．周圍景物通過該系統成像時，景物到鏡頭的距離大于鏡頭的2倍焦距
D．該系統的成像原理與照相機的成像原理相同
【解答】解：A、該系統的光學元件相當于一個凸透鏡，故A正確；
B、系統功能與人眼相似，成的是倒立、縮小的實像，故B錯誤；
C、周圍景物通過該系統成像時，景物到鏡頭的距離大于鏡頭的2倍焦距，故C正確；
D、該系統的成像原理與照相機的成像原理相同，故D正確。
故選：B。
16．（2023 修武縣一模）隨著科技的發展，我們進入了“刷臉”時代。“刷臉”時人臉面對攝像頭（相當于一個凸透鏡），經系統自動拍照、掃描，確認相關信息后，即可迅速完成身份認證。在系統拍照過程中（　　）
A．人臉經攝像頭成縮小倒立的實像
B．人臉是光源
C．人臉經攝像頭成像的原理與投影儀相同
D．人臉應保持在透鏡的一倍焦距到兩倍焦距之間
【解答】解：AC、攝像頭相當于一個凸透鏡，光經過攝像頭成像利用的是光的折射，成倒立、縮小的實像，與照相機的成像原理相同，故A正確，C錯誤；
B、人臉不會發光，但會反射光，所以人臉不是光源，故B錯誤；
D、當u＞2f時，凸透鏡成倒立、縮小的實像，所以，“刷臉”時，人臉應位于攝像頭的兩倍焦距之外，故D錯誤。
故選：A。
17．（2023 邗江區一模）把蠟燭放在凸透鏡前30cm處，光屏上可接收到倒立等大的實像，若把蠟燭向靠近凸透鏡方向移動5cm，并移動光屏，在光屏上可以看到（　　）
A．倒立縮小的實像 B．倒立放大的實像
C．正立放大的虛像 D．倒立等大的實像
【解答】解：凸透鏡成倒立等大的實像時，物距等于二倍焦距，所以可知凸透鏡的焦距應是15cm，
此時把蠟燭向靠近凸透鏡方向移動5 cm，物距變為25cm，物距大于一倍焦距小于兩倍焦距，根據凸透鏡成像規律可知，此時所成的像是倒立放大的實像，故B正確。
故選：B。
考點五．近視眼的成因與矯正辦法
18．（2023 仙桃）如圖是近視眼及其矯正的光路圖，下列說法不正確的是（　　）
A．近視眼的成像原理和小孔成像的原理相同
B．近視眼看遠處的物體，像成于視網膜前
C．近視眼用凹透鏡矯正
D．為預防近視，讀寫時眼睛與書本的距離應保持在25cm左右
【解答】解：A、近視眼的成像原理是光的折射，小孔成像的原理是光的直線傳播，原理不同，故A錯誤；
BC、近視眼是因為晶狀體太厚折光能力太強，或者眼球前后半徑太長，使遠處物體的像落在視網膜前，看不清遠處的物體，需要配戴凹透鏡進行矯正，故BC正確；
D、正常人眼的明視距離是25厘米，為預防近視，讀寫時眼睛與書本的距離應保持在25cm左右，故D正確。
故選：A。
19．（2023 宜昌）小華用彈性膜充水制作了一個水凸透鏡，通過注射器注水或抽水改變透鏡的厚度，如圖是他用其模擬眼睛看物體的實驗裝置。模擬正常眼睛時，固定透鏡，將一個F形光源放在合適的位置后，調節光屏得到清晰的像，下列說法正確的是（　　）
A．此時光源放在透鏡2倍焦距以內
B．此時光屏上成倒立放大的實像
C．光源遠離透鏡時，要將光屏靠近透鏡才能再次得到清晰的像
D．模擬近視眼的成因時需要從透鏡向外抽水
【解答】解：
AB、人的眼睛相當于一架照相機，成的是倒立、縮小的實像；根據圖示可知，此時的像是倒立、縮小的實像，此時光源在二倍焦距之外，故AB錯誤；
C、光源遠離透鏡時，物距變大，像距變小，要將光屏靠近透鏡才能再次得到清晰的像，故C正確；
D、近視眼的成因是像成在了視網膜的前方，此時凸透鏡的焦距變小，會聚能力變強，所以應該向透鏡內注水，故D錯誤。
故選：C。
20．（2023 煙臺）近視是影響青少年健康的重大問題，保護視力、科學用眼已成為社會共識。下列有關眼睛和眼鏡的說法正確的是（　　）
A．物體在正常眼睛的視網膜上成倒立縮小的虛像
B．近視眼看遠處的物體時，像成在視網膜的前方
C．矯正近視眼的方法是配戴合適度數的凸透鏡
D．矯正近視眼前，像離視網膜越近配戴眼鏡的度數越高
【解答】解：
A、人的眼睛相當于一架照相機，物體在正常眼睛的視網膜上成倒立縮小的實像，故A錯誤；
BCD、近視眼看不清楚遠處的物體，原因是遠處物體的像成在視網膜的前方，但是我們可用發散作用的凹透鏡矯正，使光線會聚能力減弱，能使像成在視網膜上，能看清物體；矯正近視眼前，像離視網膜越近，這說明人眼的近視程度越小，配戴眼鏡的度數越低，故B正確、CD錯誤。
故選：B。
一．選擇題（共15小題）
1．（2023 襄城區模擬）在一千七百多年前，我國古人已能“削冰向日取火”，即用冰磨成一種冰鏡，讓太陽光透過它點燃柴草取火，這種冰鏡應為（　　）
A．凹透鏡 B．凸透鏡 C．平面鏡 D．玻璃板
【解答】解：由題知，太陽光能透過冰鏡，所以該冰鏡為透鏡；
利用該透鏡可以取火是因為它可以使光線會聚，而凸透鏡可以使光線會聚，故這種冰鏡應為凸透鏡。
故選：B。
2．（2023 太谷區一模）小明在用顯微鏡觀察上皮組織細胞時，通過調節，已使被觀察物體處在視野的中央了，但像太小，觀察不清楚，這時他應該（　　）
A．使物鏡遠離物體，目鏡位置不變
B．使物鏡靠近物體，目鏡遠離物鏡一些
C．使物鏡遠離物體，目鏡靠近物鏡一些
D．使物鏡位置不變，目鏡靠近物鏡一些
【解答】解：顯微鏡的物鏡是將物體成一個倒立放大的實像，相當于投影儀的作用，根據“物近像遠像變大”的規律，應縮小物距，才能使像變大；
顯微鏡的目鏡是起一個放大鏡的作用，以物鏡所成的像為物體，再進行二次成像，此時的“物體”在目鏡的焦距之內，根據放大鏡“物遠像遠像變大”的規律，應使目鏡遠離物鏡一些。
對照選項可知，只有B符合題意。
故選：B。
3．（2023 開封二模）小明用凸透鏡先后兩次觀察書本上的字，看到如圖所示的情景，以下說法中正確的是（　　）
A．甲圖中成的是實像
B．乙圖中成像條件與投影儀相同
C．甲圖中書本在凸透鏡2倍焦距以外
D．乙圖中凸透鏡遠離書本，所成的像變大
【解答】解：
A、實像都是倒立的，虛像都是正立的，故甲圖中成的是虛像，乙圖中成的是實像，故A錯誤；
BC、甲圖成正立放大的虛像，物距小于焦距；乙圖成倒立放大的實像，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，與投影儀的成像原理相同，故B正確、C錯誤；
D、乙圖中凸透鏡遠離書本，物距變大，像距變小，所成的像變小，故D錯誤；
故選：B。
4．（2023 廬江縣三模）把高2cm的發光棒立于焦距為5cm的凸透鏡前，在凸透鏡后的光屏上成了4cm高的像，物體離凸透鏡的距離可能是（　　）
A．7.5cm B．12.5cm C．4.5cm D．10cm
【解答】解：根據題干條件，此時所成的像是倒立放大的實像，所以滿足：5cm＝f＜u＜2f＝10cm，處于這一物距范圍內的只有7.5cm。
故選：A。
5．（2023 通城縣校級二模）人眼球的折光系統整體作用相當于光軸可轉、焦距可變的凸透鏡。其特點是物距必須大于二倍焦距，所以只能在視網膜上成倒立、縮小的實像。在某同學從低頭寫字到抬頭看黑板的過程中，其眼球折光系統的焦距將（　　）
A．變大 B．變小
C．不變 D．先變大后變小
【解答】解：人眼的折光系統整體相當于一個凸透鏡，當人看遠處物體時，晶狀體變薄，會聚能力變弱，即焦距變長，從而使得像成在視網膜上，若人看近處物體時，晶狀體變厚，會聚能力變強，焦距變短，使得像才能成在視網膜上，因此從低頭寫字到抬頭看黑板的過程中，其眼球折光系統的焦距將變大；
故選：A。
6．（2023 臨沂模擬）如圖所示，讓一束平行光經過一凸透鏡，在光屏上得到一個最小、最亮的光點，小明用此透鏡做“探究凸透鏡成像規律”的實驗，下列說法不正確的是（　　）
A．當物體距透鏡8cm時，成正立的像
B．當物體距透鏡16cm時，成倒立、放大的實像
C．當物體從距透鏡20cm處遠離透鏡的方向移動時，所成的像逐漸變小
D．當物體從距透鏡20cm處靠近透鏡移動時，要得到清晰的像應使光屏靠近透鏡
【解答】解：由圖可知，凸透鏡的焦距為10cm；
A、當物體距透鏡8cm時，物距小于一倍焦距，成正立放大的虛像，故A正確；
B、當物體距透鏡16cm時，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立放大的實像，故B正確；
C、物距大于二倍焦距成倒立縮小實像，當物體從距透鏡20cm處遠離透鏡的方向移動時，所成的像逐漸變小，故C正確；
D、物距大于二倍焦距時，要成清晰的像，光屏應該遠離透鏡，故當物體從距透鏡20cm處靠近透鏡移動時，要得到清晰的像應使光屏遠離透鏡，故D錯誤。
故選：D。
7．（2023 萊蕪區一模）如圖所示是蠟燭通過凸透鏡在光屏上的成像情況，以下器材中利用這一成像原理的是（　　）
A．放大鏡 B．幻燈機 C．潛望鏡 D．照相機
【解答】解：由圖知，u＞v，凸透鏡成倒立、縮小的實像，照相機是根據這個原理制成的。
故選：D。
8．（2023 慶云縣校級一模）如圖所示的四幅圖中，能正確表示近視眼成像情況和矯正方法的分別是（　　）
A．③① B．②④ C．③④ D．②①
【解答】解：近視眼是由于晶狀體對光線的會聚作用太強造成的，使遠處物體射來的光線會聚在視網膜的前方；
由圖知，③圖的入射光線會聚在視網膜的前方，所以③圖表示了近視眼的成像情況；
結合圖示可知，為了使像剛好成在視網膜上，需要使入射光線發散一些，所以應佩戴對光線具有發散作用的凹透鏡來矯正，則①圖能正確表示近視眼的矯正情況。
故選：A。
9．（2023 唐河縣三模）見證唐河發展的已63歲的唐河老大橋被拆除重建。拆除前小明用手機拍了一張燈影交織下美輪美奐的老大橋照片，以留作紀念，如圖所示。以下說法正確的是（　　）
A．燈光下的水面亮得刺眼，說明水面是光源
B．手機拍攝大橋成的是正立、縮小的實像
C．大橋在水面下的倒“影”和陽光下樹木在地面上的陰“影”的產生原理不同
D．小明取下近視眼鏡，看到大橋變模糊了，是因為大橋的像成在視網膜的后方
【解答】解：A、燈光下的水面亮得刺眼，是發生了鏡面反射，水面不是光源，故A錯誤；
B、手機的鏡頭相當于一個凸透鏡，手機拍攝書店成的像時，u＞2f，成倒立、縮小的實像，故B錯誤；
C、水面的倒影是光的反射現象，樹木在地面的影子是光的直線傳播現象，成像原理不同，故C正確；
D、小明取下近視眼鏡，看到書店變模糊了，是因為小明是近視眼，晶狀體太厚，書店的像成在了視網膜的前面，故D錯誤。
故選：C。
10．（2023 新鄉二模）為了方便業主快速進入小區，物業對門禁系統進行了升級。如圖所示，人臉識別系統通過攝像頭“掃描”面部特征，再與系統內已輸入的信息進行對比，信息吻合后即允許進出。下列說法中正確的是（　　）
A．鏡頭“掃描”面部特征時人臉屬于光源
B．人臉應在鏡頭的一倍焦距和二倍焦距之間
C．人臉經鏡頭所成的是正立、縮小的實像
D．當人臉靠近鏡頭時，屏幕上所成的像變大
【解答】解：A、人臉本身不發光，不是光源，故A錯誤；
B、人臉識別系統的攝像頭是一個凸透鏡，其成像原理與照相機相同，人臉在攝像頭中成像時，人臉應在攝像頭的二倍焦距之外，故B錯誤；
C、人臉在鏡頭中所成的是倒立、縮小的實像，故C錯誤；
D、人靠近攝像頭時，物距變小，像距變大，像變大，故D正確。
故選：D。
11．（2023 博山區一模）用圖甲所示的裝置測出凸透鏡的焦距，并“探究凸透鏡成像規律”，當蠟燭、透鏡、光屏位置如圖乙時，在光屏上可成清晰的像。下列說法正確的是（　　）
A．凸透鏡的焦距是30cm
B．實驗中凸透鏡對光具有發散作用
C．圖乙中燭焰成的是倒立放大的像
D．照相機成像特點與圖乙中所成像的特點相同
【解答】解：AB、由圖可知此透鏡對光具有會聚作用，焦距為30.0cm﹣20.0cm＝10.0cm，故A、B錯誤；
CD、圖乙中，物距大于二倍焦距，由凸透鏡成像規律可知，燭焰成的是倒立、縮小的實像，根據這個原理制成了照相機，故C錯誤，D正確。
故選：D。
12．（2023 高新區校級模擬）如圖甲是小明用相機拍下的“平行顯示系統（HUD）”照片，平行顯示系統（HUD）可以將一些行車信息，直接投射到前擋風玻璃上，駕駛員只需目視前方，就能看清行車信息（如圖乙），提升了行車安全性。以下說法正確的是（　　）
A．司機看到的像是實像
B．顯現在玻璃上的數字是藍色的，原因是玻璃吸收了藍光
C．小明還想給擋風玻璃上數據拍特寫照片，應該將照相機鏡頭往前伸
D．司機通過眼睛看到前方車輛，是因為前方車輛在視網膜上成正立縮小的實像
【解答】解：A、“平行顯示系統”，它是應用在汽車行駛過程中的一種新型技術。它應用了平面鏡成像原理，平面鏡成像特點是成正立等大的虛像，故A錯誤；
B、看到藍色數據是因為玻璃反射了藍光，故B錯誤；
C、物距減小，像變大，像距變大，所以使用照相機拍近處物體的特寫鏡頭時，應該將照相機的鏡頭往前伸，故C正確；
D、人的眼睛相當于一架照相機，正常視力情況下影像在視網膜上成的像是倒立、縮小的實像，故D錯誤。
故選：C。
13．（2023 淮陽區校級模擬）如圖甲所示是福建的天文愛好者顏明哲通過純手工打磨鏡片自制的望遠鏡，該望遠鏡不僅可以看到8億公里外的木星，甚至能清晰地看到木星表面的斑紋，圖乙是該望遠鏡內部結構及光路示意圖。下列關于該自制望遠鏡的說法正確的是（　　）
A．顏明哲通過純手工磨制的鏡片是凹透鏡
B．看到8億公里外的木星只利用了光沿直線傳播
C．清晰看到木星表面的斑紋時物鏡的成像原理與照相機相同
D．木星到物鏡的距離u滿足f＜u＜2f（f為物鏡的焦距）
【解答】解：望遠鏡的目鏡和物鏡都是由凸透鏡組成，利用了光的折射現象，目鏡相當于放大鏡，成正立的放大的虛像，物鏡相當于照相機，木星到物鏡的距離u滿足u＞2f，成倒立縮小的實像，故C正確。
故選：C。
14．（2023 岱岳區三模）做凸透鏡成像實驗時，將光具座上的蠟燭、凸透鏡、光屏如圖放置，光屏上呈現清晰的像。下列說法正確的是（　　）
A．該凸透鏡的焦距大于10cm
B．光屏上的像是倒立放大的
C．若在凸透鏡與蠟燭之間“戴上”近視鏡，光屏向左移動才能找到清晰的像
D．只將凸透鏡向左移到適當位置，就可以在光屏上得到清晰放大的像
【解答】解：A、由圖可知，u＞v，且成實像，說明u＝20cm＞2f，2f＞v＝15cm＞f，即10cm＞f＞7.5cm，故A錯誤；
B、由圖可知，此時物距大于像距，根據凸透鏡成實像時，物距大于像距，成倒立、縮小的實像，故B錯誤；
C、若在凸透鏡與蠟燭之間“戴上”近視鏡，近視鏡是凹透鏡，凹透鏡對光線具有發散作用，會將光線推遲會聚成像，光屏向右移動才能找到清晰的像，故C錯誤；
D、只將凸透鏡向左移到適當位置，若此時物距等于原來的像距，像距等于原來的物距，根據在光的折射中，光路是可逆的，光屏上可以得到清晰的像，由于此時物距小于像距，根據凸透鏡成像規律可知，此時像是放大的，故D正確。
故選：D。
15．（2023 茂南區校級四模）關于如圖所示的幾種現象的說法正確的是（　　）
A．圖甲中，小孔成的是倒立的虛像
B．圖乙中，漫反射的光線雜亂無章，不遵循光的反射定律
C．圖丙中，海市蜃樓是由光的折射形成的
D．圖丁為遠視眼，可用凹透鏡進行矯正
【解答】解：A、小孔成的像是由實際光線形成的，可以用光屏接收到，符合實像的特征，不是虛像，故A錯誤；
B、只要是光的反射，都遵循光的反射定律，鏡面反射和漫反射都遵循光的反射定律，故B錯誤；
C、海市蜃樓是一種由光的折射產生的現象，是由于光在密度不均勻的物質中傳播時，發生折射而引起的，故C正確；
D、遠視是因為折光能力太弱使像成在視網膜后面，用凸透鏡矯正，故D錯誤。
故選：C。
二．實驗探究題（共3小題）
16．（2023 鳳慶縣模擬）同學們在做“探究凸透鏡成像的規律”實驗。
（1）如圖甲所示，一束平行于凸透鏡主光軸的光線經過凸透鏡后，在光屏上形成了一個最小、最亮的 　 　（選填“點”或“環”）。由圖甲可知，該凸透鏡的焦距是 　 　cm。
（2）如圖乙所示，小剛用圖甲中的凸透鏡進行實驗。將蠟燭移至光具座上0cm處，向 　 　（選填“左”或“右”）移動光屏，直到燭焰在光屏上成清晰的像，該像是 　 　（選填“放大”、“等大”或“縮小”）的實像。
（3）某同學用不同的凸透鏡進行實驗，記錄的實驗數據如下表。
次數 物距u/cm 焦距f/cm 像距v/cm
1 15.0 5.0 7.5
2 8.0 17.1
3 10.0 30.0
分析表中數據可知：在物距一定時，凸透鏡的焦距越大，像距 　 　。
②實驗中，凸透鏡三次成像都是 　 　（選填“實”或“虛”）像；第 　 　次實驗所成的像最大。
【解答】解：（1）如圖平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點，光屏上的最小最亮的光點是凸透鏡的焦點，光心到焦點的距離叫凸透鏡的焦距，焦距是10.0cm；
（2）用圖甲中的凸透鏡進行實驗，保持凸透鏡位置不變將蠟燭安裝在光具座上0cm處，此時物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之間，應向左移動光屏，直到燭焰在光屏上成清晰的像，此時成的是倒立、縮小的實像；
（3）①分析表中的數據可以看出，物距一定時，凸透鏡的焦距越大，像距越大；
②根據凸透鏡成像的規律，在換用焦距更大的凸透鏡時，其實是減小了物距，所以像距增大，成的像也會更大。物距始終大于焦距，所以成的像都是實像，而且第3次的像最大。
故答案為：（1）點；10.0；（2）左；縮小；（3）①越大；②實；3。
17．（2023 雁峰區校級模擬）如圖是小芊同學做“探究凸透鏡成像規律”實驗的裝置.
（1）當蠟燭位于圖中的B處時，移動光屏到D處，觀察到光屏上呈現清晰的像，此時像和物大小相等，則該凸透鏡焦距為 　cm。
（2）緊接著，小芊用不透明的硬紙板擋住凸透鏡的下半部分，發現光屏上呈現的像是 　（選填“完整”或“不完整”）的。
（3）小芊同學把蠟燭往右移動5cm，屏上的像變得模糊。要使像變清晰，光屏應向 　 　（選填“左”或“右”）適當移動，此時光屏上的像應該是倒立、　 　（選填“放大”、“等大”或“縮小”）的實像，　 　就是這一原理的應用。
【解答】解：（1）根據圖中數據可知，u＝v＝20.0cm，則可知20.0cm＝2f，f＝10.0cm；
（2）擋住透鏡下半部分，上半部分仍能折射光線成像，所以光屏上所成的像是完整的，只是會聚光線比原來變少，像變暗了，像仍然是完整的，且大小不變；
（3）小芊同學把蠟燭往右移動5cm，物距U＝20cm﹣5cm＝15cm，在一倍焦距和二倍焦距之間，像成在2倍焦距以外，故要使像變清晰，光屏應向右適當移動，此時光屏上的像應該是倒立、放大的實像，應用于投影儀。
故答案為：（1）10.0；（2）完整；（3）右；放大；投影儀。
18．（2023 興慶區校級二模）小明在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中，所用凸透鏡的焦距為15cm。
（1）如圖甲所示，移動光屏找到清晰的蠟燭的像，這個像是圖乙中的 　 　，利用此原理可以制成 　 　。（選填“照相機”、“幻燈片”、“放大鏡”）
（2）小明把蠟燭依次放在 A、B位置，在坐標紙上記錄了光屏上像的大小。如圖丙所示（A′、B′分別表示蠟燭在 A、B處所成的像）。跟同學們交流后發現：
①成倒立放大像的條件是物距 　 　，像距 　 　。（填寫與焦距的關系）
②成實像時，物距減小，像距 　 　。
（3）甲圖中保持凸透鏡位置不動，小明又把蠟燭放在距凸透鏡10cm處，在光具座上無論怎樣移動光屏，都找不到清晰的像，原因可能是 　 　。
（4）甲圖中若小明拿起一副眼鏡放在蠟燭和凸透鏡之間，在光具座上向左移動光屏，光屏上出現了清晰的像，則小明拿起的眼鏡是 　 　。（選填“近視鏡”或“遠視鏡”）
【解答】解：（1）已知凸透鏡的焦距為15cm，由圖甲可知，物距為40cm，則u＞2f，所以，凸透鏡成倒立縮小的實像，這個像是圖乙中的D，利用此原理可以制成照相機；
（2）①成倒立放大像的條件是：2f＞u＞f，像距v＞2f；
②由圖丙可知，凸透鏡成實像時，物距減小，像距增大；
（3）把蠟燭放在距凸透鏡10cm處（即u＝10cm），物距小于一倍焦距，凸透鏡成虛像，所以在光具座上無論怎樣移動光屏，都找不到清晰的像。
（4）實驗中，小明拿起一副眼鏡放在蠟燭和凸透鏡之間，在光具座上移動光屏，光屏上出現了清晰的像，即說明該眼鏡對光線有會聚作用（使光線提前會聚而成像在光屏上），故這副眼鏡是凸透鏡，即是遠視眼鏡。
故答案為：（1）D；照相機；（2）①2f＞u＞f；v＞2f；②增大；（3）凸透鏡成虛像；（4）遠視鏡。
三．解答題（共4小題）
19．（2023 霍林郭勒市模擬）如圖所示，凸透鏡與水面平行，一側的焦點恰好在水面上，水中一束入射光線射向凸透鏡的焦點，請畫出這束光線發生折射后的光路圖。
【解答】解：
（1）光由水中斜射進入空氣中時，折射光線向遠離法線方向偏折，折射角大于入射角，由此在法線右側的空氣中畫出折射光線；
（2）過焦點的入射光線，經凸透鏡折射后平行于主光軸射出，如圖所示：
20．（2023 特克斯縣三模）將圖中的入射光線或折射光線補畫完整。
【解答】解：過光心的光線入射光線與折射光線在一條直線上，且入射光線與折射光線方向一致；
平行于主光軸的入射光線的折射光線在焦點與入射點連線的直線上，與入射光線銜接，如圖所示：
21．（2023 荔灣區一模）如圖所示，物體MN放在凸透鏡前，0cm處為凸透鏡的光心。
①畫出光線a經過凸透鏡后的光路圖；
②畫出光線b經過凸透鏡后的光路圖；
③物體MN經凸透鏡成的像M′N′相對于物體是 　 　（選填“放大”“等大”或“縮小”） 　（選填“正立”或“倒立”）的。
【解答】解：①②過凸透鏡光心的光線經凸透鏡折射后傳播方向不改變，據此畫出光線a經光心后的光線，a的折射光線與另一條折射光線的相交點為M的像M'；
光線b經過凸透鏡后會經過M'，如圖所示：
③由圖知，物距u＝5.0cm，f＝3cm，2f＞u＞f，由凸透鏡成像規律可知此時成倒立放大的實像，即物體MN經凸透鏡成的像相對于物是放大、倒立的。
故答案為：①②見上圖；③放大；倒立。
22．（2023 天河區校級三模）如圖為凸透鏡右側一物體M′N′成像部分光路圖，M′N′為物體，F為凸透鏡鏡焦點。
在圖中畫出兩條入射光線經凸透鏡后的折射光線，找出像H。
②與物比較，物體H′N′經凸透鏡成 　 　（選填“放大”、“縮小”） 　 　（選填“正立”、“倒立”）的像。
【解答】解：
（1）平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后折射光線通過焦點；過光心的光線其傳播方向不變；兩條折射光線的交點為H；如圖所示：
（2）由圖知，像H到主軸的距離大于M'到主軸的距離，f＜u＜2f，凸透鏡成倒立、放大的實像。
故答案為：（1）如圖所示；（2）放大；倒立。
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