1、专题02透镜及其成像母题揭秘以下内容：1、真题分析；2、知识点全面梳理；3、中考模拟题巩固【母题来源1】（2020上海中考真题）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，应调整凸透镜的中心，光屏的中心与烛焰的中心大致在同一_，以保证像成在光屏中央；将烛焰与光屏置于凸透镜的_（选填“两侧”或“同侧”），移动光屏直到光屏上所成的_像最清晰（选填“实”或“虚”），像是_的（选填“正立”或“倒立”）。【答案】高度两侧实倒立【解析】1为了使像成在光屏的中央，实验前要调整凸透镜的中心，光屏的中心与烛焰的中心大致在同一高度。2实像与物体在透镜的两侧，所以将烛焰与光屏置于凸透镜的两侧。3光屏能接收到的像是实像，虚像不
2、可以用光屏接收。4实像都是倒立的。【母题来源2】（2019上海中考真题）小明在做“探究凸透镜成像规律”实验中，将蜡烛、凸透镜和光屏的中心调至_已知凸透镜焦距为10厘米，现蜡烛的位置如图所示，蜡烛到凸透镜的距离为_10厘米（选填“大于”、“等于”或“小于”），移动光屏寻找像的位置，发现光屏上有一个倒立、_的像（选填“放大”、“等于”或“缩小”）【答案】同一高度大于放大【解析】第一空实验前，把蜡烛、凸透镜、光屏从左向右依次放在光具座上，点燃蜡烛并调整烛焰、凸透镜、光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度，才能使像成在光屏的中央；第二空凸透镜的焦距f=10cm，凸透镜只有在物距大于焦距的时候才能成实像
3、，所以蜡烛到凸透镜的距离大于10cm第三空现蜡烛的位置如图所示，像距大于物距，所以成倒立、放大的实像【母题来源3】（2017上海中考真题）在“探究平面镜成像的特点”实验中，玻璃板应_放置在水平桌面上；为得到像与物体到镜面的距离关系，物体需放在_位置多次实验（选填“同一”或“不同”），如图所示，在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，凸透镜置于光具座的A点处，蜡烛、_应置于凸透镜的两侧，若蜡烛置于B点处，得到缩小的实像，则该凸透镜的焦距_10厘米（选填“大于”、“等于”或“小于”）【答案】竖直不同光屏小于【解析】（1）做“探究平面镜成像的特点”实验，玻璃板应竖直放置在水平桌面上；若玻璃板没有竖直放置
4、，前面蜡烛所成的像可能偏高或偏低，这样前面蜡烛的像与后面的蜡烛就无法重合了（2）为得到普遍性规律，避免实验现象的偶然性，为得到像与物体到镜面的距离关系，物体需放在不同位置多次实验（3）在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，蜡烛、光屏应置于凸透镜的两侧若蜡烛置于B点处，得到缩小的实像，根据凸透镜成像规律可知u50cm-30cm20cm2f，即f10cm知识要点：一、透镜（1）、凸透镜：中间厚边沿薄，对光线有会聚作用（2）、凹透镜：中间薄边沿厚，对光线有发散作用二、透镜的三条特殊光线：（1）凸透镜:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过另一侧的焦点;经过焦点或从焦点发出的光线经凸透镜折射后平行于主光轴;
5、射向光心的光线经凸透镜折射后传播方向不变。（2）凹透镜:平行于主光轴的光线经凹透镜折射后反向延长线经过入射侧的焦点;射向凹透镜另一侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴;射向光心的光线经凹透镜折射后传播方向不变。FF三、凸透镜成像规律1.物距和像距物距物到透镜光心的距离叫物距,用u表示像距像到透镜光心的距离叫像距,用v表示2.凸透镜成像规律物距和焦距的关系像的性质像的位置、像距应用实例正立或倒立缩小或放大实像或虚像与物同侧或异侧倒立缩小实像异侧 fv2f照相机倒立等大实像异侧 v=2f测焦距倒立放大实像异侧 v2f投影仪不成像正立放大虚像同侧放大镜光学凸透镜成像规律做题实用技巧：（1） 光屏能
6、承接到的像均为倒立的实像，照相机是拿来缩小的（联想照片）物距大于像距投影仪是拿来放大的（联想教室投影仪）物距小于像距照相机投影仪放大镜照相机的像投影仪的像 2f f f 2f （2） 物距与像距两者之间的关系：只需记住：2f 和f2f一个2f ，另一个一定在f2f之间举例：若物距u2f，则像距一定在f v 2f之间若像距f v 2f之间，则物距一定u2f（3）物近像远像变小，物远像近像变小一、单选题1（2020上海浦东新区九年级二模）下列光学器具中，能会聚太阳光的是( )A穿衣镜B潜望镜C凸透镜D凹透镜【答案】C【解析】A穿衣镜利用光的反射改变光的传播路线，故A项不符合题意；B潜望镜是利用了光
7、的反射来改变光的传播路线，故B项不符合题意；C凸透镜对光有会聚作用，可以会聚太阳光，故C项符合题意；D凹透镜对光有发散作用，不能会聚太阳光，故D项不符合题意。故选C。2（2020上海宝山区九年级二模）下列光学器具在使用中，成倒立实像的是（）A幻灯机镜头B放大镜C穿衣镜D近视眼镜【答案】A【解析】A幻灯机是利用凸透镜在2fuf 时，在另一侧光屏上得到一个倒立、放大的实像，故A符合题意；B放大镜是利用凸透镜在uf时，通过凸透镜能看到一个正立的、放大的虚像，故B不符合题意；C穿衣镜是利用平面镜成像的特点，成正立等大的虚像，故C不符合题意；D近视眼镜是利用凹透镜使光线发散，使像成在视网膜上，故D不符合
8、题意。故选A。3（2020上海嘉定区）以下物理规律无法用实验直接验证的是（）A欧姆定律B阿基米德原理C凸透镜成像规律D牛顿第一定律【答案】D【解析】A欧姆定律是在大量实验基础上总结得出的，能用实验直接验证，不符合题意；B浸在液体中的物体受到的浮力，等于排开液体受到的重力阿基米德原理，是在大量实验的基础上得出的，不符合题意；C凸透镜成像规律是通过实验直接得出的结论，不符合题意；D牛顿第一定律是在实验和推理的基础上总结得出的，不可以通过实验直接得以验证，符合题意。故选D。4（2019上海中考模拟）某凸透镜的焦距为 15 厘米，若物体离该透镜的距离大于 30 厘米，则物体在光屏上所成的像离该透镜的距
9、离可能为A13 厘米B15 厘米C23 厘米D32 厘米【答案】C【解析】根据题意知道，凸透镜的焦距为15厘米，物距大于 30 厘米，由凸透镜成像规律知道，当u2f，成倒立、缩小的实像，且像距2fvf，故只有C符合题意5（2019上海浦东新区中考模拟）如图是航天员王亚平在“太空授课”时的情景，此时她的脸距“水透镜”中心的距离与“水透镜”的焦距f之间的关系为A小于fB在f与2f之间C大于2fD都有可能【答案】C【解析】图中所成的像为倒立、缩小的实像，水球具有中间厚，边缘薄的特点，因此水球相当于一个凸透镜，根据凸透镜成像的规律，此时王亚平到水球的距离与水球焦距的关系是大于2倍焦距故ABD错误，C正
10、确6（2017上海外国语大学附属大境中学九年级一模）如图所示，是凸透镜的主光轴、是在主光轴的三个位置，把一物体放在处，像成在处，把物体放在处，凸透镜的位置不变，像成在处，则可判断凸透镜的位置在A的左边B、之间C、之间D的右边【答案】A【解析】试题分析：A、当凸透镜在P的左边时，当物体在P点时，像在Q点，物像在凸透镜的同侧，成正立放大的虚像，VU把物放在Q处，凸透镜位置不变，像成在S处，物像在凸透镜的同侧，成正立放大的虚像，VU符合题意B、当凸透镜在PQ之间时，当物体在P点时，像在Q点，说明成倒立缩小的实像、或倒立等大的实像、或倒立放大的实像，并且焦距小于PQ且小于凸透镜到像的距离（因为当像是倒
11、立的时候，像距一定大于焦距）把物放在Q处，凸透镜位置不变，此时物距大于一倍焦距，成实像，像一定和物体在凸透镜的异侧，在凸透镜的左侧，不会成在S处不符合题意C、当凸透镜在SQ之间时，当物体在P点时，像在Q点，物像在凸透镜的同侧，成正立放大的虚像，但是VU，因为当物体成虚像时，像距不可能小于物距不符合题意D、当凸透镜在S的右边时，和C选项一样，因为当物体成虚像时，像距不可能小于物距不符合题意所以选A考点：点评：凸透镜成实像时，物像在凸透镜的异侧，U2f，成倒立、缩小的实像，2fVf；U=2f，成倒立、等大的实像，V=2f；2fUf，成倒立、放大的实像，V2f凸透镜成虚像时，物像在凸透镜的同侧，Uf
12、，成倒正立、放大的虚像，VU7（2019上海长宁区中考模拟）下列光学器具中，根据光的折射规律制成的是A简易潜望镜B穿衣镜C放大镜D汽车后视镜【答案】C【解析】潜望镜、穿衣镜都是平面镜，利用的是光的反射；放大镜是凸透镜，利用的是光的折射；汽车后视镜是凸面镜，利用的是光的反射，故只有C符合题意8（2017上海上外附中九年级一模）当物体距凸透镜厘米时，在透镜的另一侧光屏上成一清晰的放大的像，若只将透镜向光屏移动厘米，则在光屏上又能成一个清晰的像，那么该透镜的焦距为A厘米厘米B厘米厘米C厘米厘米D无法判断【答案】B【解析】【分析】凸透镜成像时，得到的实像都是倒立的，所以物体离凸透镜8cm时，在透镜的另
13、一侧得到一个放大的实像一定是倒立的由凸透镜成倒立的、放大的实像时，2fuf，解不等式得出焦距的取值范围；再由“保持物体与光屏的位置不变，把凸透镜向光屏方向移动2cm，则在光屏上又成一清晰的缩小的像”可得u=10cm2f，即fuf，所以，2f8cmf，即8cmf4cm；由“保持物体与光屏的位置不变，把凸透镜向光屏方向移动2cm，则在光屏上又成一清晰的缩小的像”，可知u=10cm2f，即f5cm，综上所述，由可4cmfvf，成倒立、缩小的实像.物距大于二倍焦距，即在026cm之间.4若要得到烛焰的虚像,应使蜡烛位于一倍焦点以，即在光具座38-50厘米的刻度线之间16（2020上海长宁区九年级二模）
14、如图所示，平行光源射向凸透镜的光线，恰能在光具座右侧光屏上形成一个亮点，该凸透镜的焦距为_厘米。将光源取下换成一根电子蜡烛，保持蜡烛和透镜的位置不变，为使光屏上成清晰的烛焰像，应将光屏向_移动，相对物的大小，像是_的。【答案】20 右等大【解析】1平行光线经凸透镜后会聚到一点，最小、最亮的光斑便是凸透镜的焦点，由图知道，该透镜的焦距为f=70cm-50cm=20cm23将光源取下换成一根电子蜡烛，保持蜡烛和透镜的位置不变，由图知道，此时u=2f，由凸透镜的成像规律知道，此时成与物等大的实像，且像距为v=2f，所以，光屏应向右移。三、作图题17（2019上海闵行区九年级二模）在如图中，根据凹透镜
15、的性质，完成光路图（_）【答案】【解析】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；过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变，如图所示：18（2018上海九年级一模）在图中，根据给出的入射光线画出折射光线【答案】【解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点；过光心的光线其传播方向不变；如图所示：19（2019上海市建青实验学校九年级二模）在图中，根据给出入射光线，画出相应的出射光线（_）【答案】【解析】与主光轴平行的光线通过凸透镜后会聚于主光轴上一点，这一点为凸透镜的焦点，所以折射光线如图所示四、实验题20（2020上海崇明区九年级三模）在焦距为5厘米、10厘米
16、或15厘米的凸透镜中选择一个置于光具座的B点处，如图所示。在光具座上将蜡烛、光屏分别置于透镜两侧，调整透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰的中心在_，目的是为了使烛焰的像能成在光屏_。将蜡烛置于A点，在CD间移动光屏时，可看到一个清晰的像，则实验所用透镜的焦距可能是_厘米。保持蜡烛与光屏的位置不变，为了得到另一种性质的像，可将凸透镜向_移动（选填“左”或“右”）。【答案】同一高度中央 10厘米或15厘米左【解析】12调整透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰的中心在同一高度；目的是为了使烛焰的像能成在光屏中央。3将蜡烛置于A点，这时物距由题意可知像距的取值范围即是假设选择凸透镜的焦距是5cm，这
17、时物距大于两倍焦距，根据凸透镜的成像规律，像距大于一倍焦距小于两倍焦距，这与题中条件不符合，所以凸透镜的焦距不是5cm；假设选择凸透镜的焦距是10cm，时物距大于两倍焦距，根据凸透镜的成像规律，像距大于一倍焦距小于两倍焦距，这与题中条件相符合，所以凸透镜的焦距可能是10cm；假设选择凸透镜的焦距是15cm，这时物距大于两倍焦距，根据凸透镜的成像规律，像距大于一倍焦距小于两倍焦距，这情况也与题中条件相符合，所以凸透镜的焦距可能是15cm；综上所述，实验所用透镜的焦距可能是10cm或15cm。4由上述可知，凸透镜成倒立、缩小的实像，为了得到另一种性质的像，等大或放大的实像，这时可以把凸透镜向左移动
18、，物距变小，达到相应的目的。21（2020上海黄浦区九年级二模）在“探究平面镜成像的特点”实验中，用_作为平面镜进行实验，可便于确定_的位置。在“验证凸透镜成像规律”的实验中，当蜡地分别位于图所示的A、B、C、D位置时，恰能通过凸透镜得到一次缩小的像、一次等大的像和两次放大的像，则蜡烛在D位置时成的是_（选填“放大”、“缩小”或“等大”），该凸透镜焦距为_厘米。【答案】玻璃板像放大17.5【解析】12在“探究平面镜成像的特点”实验中，可以用玻璃板作为平面镜进行实验，玻璃板是透明的，可以方便实验者在镜后找到像的位置。34蜡烛在B位置时到凸透镜的距离为35cm，此时能得到等大的像，根据凸透镜成像规
19、律可得由上式可得即凸透镜的焦距为17.5cm；蜡烛在D位置时距离凸透镜的距离小于17.5cm，根据凸透镜成像规律可知此时成正立、放大的虚像。22（2020上海浦东新区九年级二模）在“探究平面镜成像的特点”实验中，为了便于确定_，采用玻璃板作为平面镜；实验时需要多次改变点燃蜡烛的位置重复进行实验，是为了_(选填字母A“得到普遍规律”或B“求平均值减小误差”)。如图所示是“探究凸透镜成像的规律”的实验装置，实验时为了保证光源的像成在光屏中央，要使凸透镜和光屏的中心跟烛焰的中心大致在_；若凸透镜焦距为10厘米，将光源置于光具座上45厘米刻度处时，通过移动光屏，_(选填“能”或“不能”)在光屏上得到像
20、。【答案】像的位置A同一高度不能【解析】1在“探究平面镜成像的特点”实验中，为了便于确定像的位置，采用透明的玻璃板替代平面镜进行实验。2在“探究平面镜成像的特点”实验中，为了得到物与像位置关系的普遍性规律，需要多次改变点燃蜡烛的位置重复进行实验。3在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，为了保证光源的像成在光屏中央，应该使凸透镜、光源、光屏三者的中心在同一高度。4若凸透镜焦距为10厘米，将光源置于光具座上45厘米刻度处时，物距为50cm-45cm=5cm小于一倍焦距，无论如何移动光屏，都不能在光屏上得到像。23（2020上海松江区九年级二模）如图所示，凸透镜焦距为10厘米，若保持图中蜡烛和凸透镜的
21、位置不变，为了使像成在光屏中央，应首先调整光屏的_，然后将光屏向_缓慢移动（选填“左”或“右”），当光屏上呈现清晰的像时，该像的大小与物体相比是_（选填“缩小”或“放大”）。若将蜡烛在光具座上移动5厘米（凸透镜位置不变），通过移动光屏，_在光屏上重新找到清晰的像（选填“可能”或“不能”）。【答案】高度右放大可能【解析】1因为实验的要求及需要，必须将烛焰、凸透镜和光屏三者的中心放在同一高度上，故该题中为了在光屏中心找到像，应首先调整光屏的高度。23凸透镜在50.0cm处，蜡烛在35.0cm处，此时物距u=50.0cm-35.0cm=15.0cm物距在一倍焦距和两倍焦距之间，成倒立、放大的实像，且
22、像应成在另一侧的2倍焦距以外，此时光屏的位置在70.0cm以外处，故光屏应向右移动。4若将蜡烛在光具座上像右移动5厘米（凸透镜位置不变），蜡烛便在40.0cm处，物距u=50.0cm40.0cm=10.0cm满足u=f，不成像。若将蜡烛在光具座上像左移动5厘米（凸透镜位置不变），蜡烛便在30.0cm处，物距u=50.0cm30.0cm=20.0cm满足u=2f，成倒立、等大的实像。综上，将蜡烛在光具座上移动5厘米（凸透镜位置不变），通过移动光屏，可能在光屏上重新找到清晰的像。24（2020上海静安区九年级二模）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，应调节透镜中心和光源、光屏的中心在_。图所示为实验
23、情景，图中实验器材A是_（填写器材名称），若此时烛焰在光屏上成缩小的像，则蜡烛到凸透镜的距离_2倍焦距（选填大或小于）。【答案】同一高度光具座大于【解析】1为保证像成在光屏的中央，应调节透镜中心和光源、光屏的中心在同一高度。2 实验器材A是摆放光学器材的基座，即光具座。3 蜡烛到凸透镜的距离即物距大于2倍焦距时成倒立缩小的实像。25（2020上海奉贤区九年级二模）某小组同学在“探究凸透镜成像规律”实验中，在光具座上将蜡烛、光屏分别置于透镜的_，调整透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰的中心在_高度，使烛焰的像能成在光屏的中央。现有焦距分别为25厘米、10厘米及5厘米的甲、乙、丙三个凸透镜，选择
24、其中一个放在光具座的B刻度线对应处，如图所示。将蜡烛放于A刻度线对应处，在CD间移动光屏时，可看找到一个清晰的像，则实验所用的是_透镜。保持蜡烛与光屏的位置不变，为了得到另一种性质的像，可将凸透镜向_移动（选填“左”或“右”），此时如果凸透镜的位置移过_厘米刻度线，则在光屏上找不到像。【答案】两侧同一焦距为10厘米的左 25 【解析】1在“探究凸透镜成像规律”实验中，在光具座上应该将蜡烛、光屏分别置于凸透镜的两侧。2为了使烛焰的像能成在光屏的中央，应该调节烛焰、光屏、凸透镜三者的中心大致在同一高度。3蜡烛放于A刻度线对应处，物距为35cm，在CD间移动光屏时，可看找到一个清晰的像，则像位于10
25、cm20cm之间，故uv根据凸透镜成像规律可知，此时u2ffv2f成的是倒立缩小的实像，则实验所用的是焦距为10cm透镜。4根据凸透镜成像规律可知此时的像是倒立缩小的实像，想在光屏上得到另一种性质的像，即倒立放大的实像时，要是烛焰在光屏上所成的像变大，就要减小物距，也就是蜡烛靠近凸透镜，也可以将凸透镜向左移动，同时增大像距。5当物距等于一倍焦距或者小于一倍焦距时，在光屏上找不到像，所以当实验中将凸透镜的位置移过25厘米刻度线时，则在光屏上找不到像。26（2020上海崇明区九年级二模）小华和小红同学通过实验探究凸透镜成实像的规律，他们在光具座上固定焦距为f的凸透镜，取高度为8厘米的物体进行实验。
26、调节好实验装置后，他们分别取不同的物距u、并移动光屏找像，每次都使光屏上的像最清晰，将相应的像距v、成像情况记录在表一、表二中：表一序号物距u(厘米)像距v(厘米)像高h(厘米)132.014.43.6225.016.75.3322.018.36.7表二序号物距u(厘米)像距v(厘米)像高h(厘米)419.021.18.9515.030.016.0612.060.040.0(1)分析比较实验序号1、2、3或4、5、6数据中物距u、像距v及成像的变化情况，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时，_；(2)分析比较实验序号1、2或3数据中物距u与像距v的大小关系及成像情况，可得出的初步结论是：凸透镜成
27、实像、且_时，所成的像是缩小的；(3)小红同学计算了表一中物距与像距之和，由此得出结论：凸透镜成实像时，物距与像距之和越小，成的像越大；小华通过分析比较实验序号4、5和6，判断小红的结论是_（选填“正确”、“错误”）的；(4)小华进一步分析比较表一和表二中物距与像距之和，提出了一个猜想：“当物距与像距之和最小时，可能会成等大的实像”。为了验证该猜想，他们应将物距设定在_厘米的范围内继续进行实验。【答案】物距u越小，相距v越大，像高h越高像距小于物距错误19.022.0【解析】(1)1对比表格中序号1、2、3或4、5、6数据中物距u、像距v及成像的变化情况，可得：物距u越小，相距v越大，像高h越高。(2)2分析比较实验序号1、2或3数据可知，像的高度均小于物体高度，则可得：凸透镜成实像、且像距小于物距时，所成的像是缩小的。(3)3由实验序号4、5和6可知，物距与像距之和逐渐增大，所成的像也逐渐增大，与小红的结论相反，则可知小红的结论是错误的。(4)4由表格中数据可知，当物距从22.0m减小到19.0cm的过程中，像高由6.7cm增大到8.9cm，且物体高度为8cm，故推测可知为得到等大的像，应将物距设定在19.022.0cm范围内继续进行实验。