广东省2022年中考物理总复习学案-第十六讲　透镜及其应用

第十六讲透镜及其应用物理课程标准对本讲的要求是：认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。探究并知道凸透镜成像的规律。了解凸透镜成像规律的应用。根据课程标准的要求，本讲从透镜、凸透镜成像规律及应用、眼睛和眼镜等三个方面进行复习。近三年广东省中考考查情况分析年份题型分值题号考点2021作图3分T15(3)凸透镜成像规律2020填空3分T13凸透镜成像规律及探究实验作图2分T15(2)凸透镜的特殊光线2019综合能力7分T27凸透镜成像规律及其探究实验考点一、透镜1．基本概念：(1)透镜：用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件。__凸__透镜：中间厚、边缘薄的透镜(__远__视眼镜镜片、照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等)。__凹__透镜：中间薄、边缘厚的透镜(__近__视眼镜镜片等)。透镜与面镜的区别①面镜利用光的__反射__现象成像，透镜利用光的__折射__现象成像；②凸面镜对光有发散作用，凸透镜对光有__会聚__作用；凹面镜对光有会聚作用，凹透镜对光有__发散__作用。(2)主光轴和光心：过透镜两个球面球心的直线叫__主光轴__。透镜的几何中心叫__光心__，用“O”表示。(3)焦点F和焦距f：平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后__会聚__于主光轴上一点，这点叫凸透镜的__焦点__，用“F”表示；平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后__发散__，其反向延长线交于一点，这是凹透镜的焦点(虚焦点)。焦点到光心的距离叫__焦距__，用“f”表示。透镜都各有两个焦点，凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点是虚焦点。(4)物距和焦距：物体到光心的距离叫__物距__，用“u”表示。像到光心的距离叫__像距__，用“v”表示。测量凸透镜的焦距利用平行光或太阳光粗测凸透镜的焦距。(其中利用太阳光来寻找焦点时一定要让太阳光正对透镜，使光线平行于凸透镜的主光轴)2．透镜的三条特殊光线：(1)过光心的入射光线，经透镜折射后传播方向__不改变__。(1)(2)(2)平行于主光轴的入射光线，经凸透镜折射后经过另一侧__焦点__；经凹透镜折射后向外发散，但其反向延长线过同侧__焦点__。(3)经过凸透镜焦点的入射光线经凸透镜折射后__平行于__主光轴射出；射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后__平行于__主光轴射出。【例1】(2021·昆明中考)下列图示光现象中，正确的是(C)【例2】如图所示，O为凸透镜的光心，F为凸透镜的两个焦点，请在图中画出光源S经凸透镜所成的像S′。答：1．(1)(2021·邵阳中考)请你将如图的光路补充完整。答：(2)(2021·泰安中考)请在图中将折射光线补画完整(F是凸透镜的焦点，O是凸透镜的光心，光线SP平行于主光轴)。答：(3)(2020·自贡中考)请在图中画出光线经过凹透镜后的光路图(F为焦点)。答：(4)(2021·重庆中考A)在图中画出折射光线的入射光线。答：2．(2021·达州中考)如图所示，凹透镜的主光轴处于水平位置，F是其焦点，平面镜与水平方向成45°，请画出竖直激光束AO经平面镜反射，再经凹透镜折射的光路图。答：3．(2021·昆明中考)如图1所示，从P点发出的三条特殊光线经过凸透镜后会聚于P′点。现有一条光线也从P点发出，经过凸透镜后的传播路径，在图2的四种表示中，正确的是(A)4．(2020·咸宁中考)关于常见的光学仪器，下列说法正确的是(A)A．焦距越小的凸透镜，对光的会聚作用越明显B．校园内安装的监控摄像头，相当于一个凹透镜C．为矫正近视眼，要用适当的凸透镜片做成眼镜D．平行于主光轴的光线，通过凹透镜后一定经过焦点考点二、凸透镜成像规律及应用凸透镜成像的规律：物距像的性质像距应用倒立或正立放大或缩小虚像或实像u>2f倒立缩小实像f<v<2f照相机※u=2f倒立等大实像v=2f测量焦距f<u<2f倒立放大实像v>2f投影仪、幻灯机※u=f折射光线平行射出,不能成像u<f正立放大虚像像物同侧放大镜(打“※”部分只要求简单了解)小结：(1)凸透镜成实像时，如果物距大于像距(u>v)，成__缩小__的倒立实像；如果物距小于像距(u<v)，成__放大__的倒立实像。(2)一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。(3)凸透镜成实像，物近像远像变大；凸透镜成虚像，物近像近像变小。当凸透镜成实像时，物体靠近凸透镜(u变小)，像会远离凸透镜(v变大)，像会变大；当凸透镜成虚像时，物体靠近凸透镜(u变小)，像会靠近凸透镜(v变小)，像会变小。【例3】某同学做“探究凸透镜成像的规律”实验时，所用凸透镜的焦距为f，保持凸透镜位置不变，如图所示，先后使烛焰位于a、b、c、d四点，并分别调整光屏的位置，关于a、b、c、d四点的成像情况，他归纳出下列说法，其中错误的是(C)A．烛焰位于a点时，屏上出现的实像最小B．烛焰位于c点时，屏上出现的实像最大C．烛焰位于b点时，屏上出现的实像最大D．烛焰位于d点时，成正立、放大的虚像【例4】(2020·益阳中考)一位同学利用如图所示的器材做实验，先用焦距为20cm的凸透镜甲进行实验，在屏上得到了清晰的缩小实像，接下来他想改用焦距为10cm的凸透镜乙继续进行实验，如果不改变发光体和凸透镜的位置，则(B)A.将光屏适当左移，可得到倒立放大的实像B．将光屏适当左移，可得到倒立缩小的实像C．将光屏适当右移，可得到倒立放大的实像D．将光屏适当右移，可得到倒立缩小的实像凸透镜和凹透镜的辨别(1)观察透镜：中间厚边缘薄的是凸透镜，中间薄边缘厚的是凹透镜；(2)看透镜对光的作用：让透镜正对太阳光，在纸上能看到较小较亮光斑的是凸透镜，否则是凹透镜；(3)看透镜的成像：用透镜看字，能让字放大的是凸透镜，让字缩小的是凹透镜。1．(2021·齐齐哈尔中考)光的世界丰富多彩，光学器件在我们的生活、学习中有着广泛的应用。你认为下面介绍不符合实际的是(A)A．借助放大镜看地图时，地图到放大镜的距离应大于一倍焦距B．用照相机拍摄景物时，景物到镜头的距离应大于二倍焦距C．阳光通过凸透镜可形成一个很小很亮的光斑，是利用了凸透镜对光线有会聚作用D．近视眼镜是利用凹透镜对光线有发散作用来矫正近视的2．(2021·北部湾中考)毕业照给同学们留下了美好的青春记忆。拍照时(C)A．照相机镜头相当于凹透镜 B．同学们应站在镜头一倍焦距以内C．照相机成缩小的实像 D．想让成的像变大，镜头应远离同学们3．(2021·枣庄中考)关于放大镜，下列说法不正确的是(B)A放大镜的镜片就是一个凸透镜B．放大镜所成的像都可以用光屏承接C．用放大镜可以得到物体正立的虚像D．用放大镜可以得到物体倒立的实像4．(2018·广州中考)将物体分别放在甲、乙凸透镜前，物距相同，通过甲透镜成正立放大的像，通过乙透镜成倒立缩小的像。图(a)是平行于主光轴的光线通过甲透镜的光路图，图(b)中哪幅图可能是平行于主光轴的光线通过乙透镜的光路图(A)5．(2020·泰安中考)小明同学做“探究凸透镜成像的规律”的实验，当他把烛焰移到距凸透镜18cm的位置时，在光屏上观察到倒立放大清晰的像。他判断凸透镜焦距可能是①6cm、②9cm、③12cm、④16cm，其中正确的是(D)A．①②B．②③C．①④D．③④6．(2020·宁波中考)在“探究凸透镜的成像特点”实验中，所用凸透镜的焦距为10cm，光屏是用表面涂有白漆的铁板制成。小科把“F”发光物置于离凸透镜13cm处，移动光屏，在光屏上找到清晰的像，如图所示。小科看到光屏上像的形状和大小分别是(A)A．、放大B．、放大C．、缩小D．、缩小7．(2021·东营中考)如图所示，小明同学在探究凸透镜成像的规律时，记录并绘制了物距u和像距v之间的关系图象。下列说法正确的是(C)A.凸透镜焦距为20cmB．物距为5cm时，可以通过移动光屏承接到清晰的像C．物距为15cm时，成放大的像，根据这一原理可以制成投影仪D．物距由15cm增大到30cm的过程中，在光屏上看到的像一直是变大的8．(2021·张家界中考)把带双箭头的图片放在圆柱形透明玻璃杯后适当位置并在玻璃杯中加入适量的水，看到的情景如图所示，图甲与__放大镜__，图乙与__照相机__光学仪器成像的原理相同(两空均选填“照相机”“投影仪”“放大镜”或“近视眼镜”)。考点三、眼睛和眼镜1．眼睛和眼镜：(1)眼睛：眼睛就像一架焦距可以调节的照相机。晶状体和角膜相当于__凸透镜__，把来自物体的光会聚在视网膜上。视网膜上的成像特点：__缩小__、__倒立__、__实__像。(2)近视眼：晶状体太厚(折光能力太强)，或眼球在前后方向上太长，光线会聚在视网膜__前__方。需要用__凹__透镜矫正。(3)远视眼：晶状体太薄(折光能力太弱)，或眼球在前后方向上太短，光线会聚在视网膜__后__方。需要用__凸__透镜矫正。2．显微镜和望远镜：(1)显微镜：由两个凸透镜组成。物镜：靠近物体的凸透镜。相当于投影仪，成__放大__、__倒立__的实像。目镜：靠近眼睛的凸透镜。相当于普通放大镜，成__放大__、__正立__的虚像。(2)望远镜：由两个凸透镜组成。物镜：靠近物体的凸透镜。相当于照相机，成__缩小__、__倒立__的实像。目镜：靠近眼睛的凸透镜。相当于普通放大镜，成__放大__、__正立__的虚像。【例5】(2020·常德中考)如图关于透镜的应用，下列说法中正确的是(C)【例6】(2021·扬州中考)“一双好眼睛，能更好地探索未来”，小丽了解到人眼的晶状体相当于凸透镜，眼睛是如何看清远近不同物体的？她对这一问题产生了浓厚兴趣。(1)首先用平行光正对凸透镜A照射，如图甲所示，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f＝__10.0__cm；(2)然后适当调整凸透镜A和光屏的位置，移动蜡烛，使烛焰在光屏上成清晰的像，如图乙所示；接着她将凸透镜A换为焦距稍大的凸透镜B，并保持位置不变，移动蜡烛，使烛焰在光屏上再次成清晰的像，如图丙所示，可见小丽研究的问题是：当凸透镜成实像时，保持__像距__距离不变，探究__物距与焦距__的关系；(3)通过探究发现，当人眼观察近处物体时，晶状体的焦距变__小__。1．(2021·淄博中考)加强青少年近视预防，促进视力健康是社会关注的“光明工程”。关于近视眼成像及其矫正，下列说法正确的是(D)A．像成在视网膜的后方，应使用凸透镜矫正B．像成在视网膜的前方，应使用凸透镜矫正C．像成在视网膜的后方，应使用凹透镜矫正D．像成在视网膜的前方，应使用凹透镜矫正2.(2021·宁波中考)如图所示，当我们看远处物体时，远处物体的光线正好聚焦在视网膜上。当我们从看远处物体改为看近处物体时(一般不小于10cm)，为了使近处物体成像在视网膜上，晶状体凸度和焦距的变化情况分别是(A)A．晶状体凸度变大，焦距变短B．晶状体凸度变大，焦距变长C．晶状体凸度变小，焦距变短D．晶状体凸度变小，焦距变长3.(2021·攀枝花中考)在探究凸透镜成像规律的实验中，将蜡烛放在凸透镜前适当位置，调节光屏位置得到清晰的像。把眼镜片放在烛焰与凸透镜之间，如图所示，屏上的像变得模糊，调节光屏的位置，适当靠近凸透镜，光屏上又可以得到清晰的像，则该镜片(D)A．是凹透镜，属近视眼镜B．是凹透镜，属远视眼镜C．是凸透镜，属近视眼镜D．是凸透镜，属远视眼镜4.(2019·广州中考)图为某望远镜内部部分光路图，物镜是凸透镜，O为光心，F为物镜焦点，焦距为500mm。(1)答：(1)在图中画出光线a、b经物镜折射前的入射光线。(2)目镜是__凹__(选填“凹”或“凸”)透镜。(3)用此望远镜观测月球时，月球经物镜成一个__倒立__(选填“倒立”或“正立”)__缩小__(选填“放大”“等大”或“缩小”)的像。5.(2021·云南中考)用焦距为10cm的凸透镜探究成像规律，如图所示，烛焰在光屏上成清晰的像，则光屏到凸透镜的距离可能是__18__(选填“8”“18”或“28”)cm；把近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间，应将光屏向__右__(选填“左”或“右”)调节，才能在光屏上重新成清晰的像。6.(2021·遂宁中考)学校“护眼小分队”自制了一个水凸透镜，来展示近视眼、远视眼的成因及矫正方法，水凸透镜的厚薄可通过注射器注入透镜的水量来调节。实验器材如图中位置时，光屏上得到烛焰清晰的像；接着他推动活塞使水凸透镜变厚，发现光屏上的像变模糊，将蜡烛适当靠近透镜，像又变清晰；若不移动蜡烛，要让光屏上的像变清晰，可在蜡烛与水透镜之间适当位置安装一个合适的__凹__(选填“凹”或“凸”)透镜。此过程模拟的是__近视眼__(选填“近视眼”或“远视眼”)的成因及矫正方法。凸透镜成像的规律实验名称有关考点实验装置探究凸透镜成像的规律1.实验前，要使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一水平高度的目的是：使烛焰的像能够成在光屏的中央，便于观察像的性质。2．在光屏上找到“最清晰”像的方法：多次前后缓慢移动光屏，并不断比较光屏上像的清晰程度，直到光屏上的像最清晰。3．当物距小于一倍焦距时，烛焰通过凸透镜成虚像，应该在光屏一侧，通过凸透镜观察烛焰，在烛焰的后面会看到正立、放大的虚像。4．随着实验的进行，蜡烛越来越短，像在光屏上的位置越来越高，当像的位置超过了光屏的顶端时，应该将蜡烛向上调节，或者将凸透镜和光屏同时向下调节。5．当物距大于像距时，物距就会大于凸透镜的二倍焦距，此时成倒立、缩小的实像。6．根据光路的可逆性可知：将蜡烛和光屏的位置互换时，仍能在光屏上成清晰的像。实验器材：蜡烛、凸透镜、光屏、光具座、火柴【示范案例】如图所示，在探究“凸透镜成像规律”的实验中。(1)小红用平行光作光源，移动光屏，在光屏上得到一个最小最亮的光斑，如图甲所示，则该凸透镜的焦距为__10.0__cm。(2)实验前，要调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在__同一高度__，这样做的目的是__使像成在光屏的中央__。(3)小红将点燃的蜡烛放在某处，发现无论怎样移动光屏，在光屏中心只能看到一个大小不变的圆形光斑，你认为可能出现的原因应该是__蜡烛放在焦点处__。(4)如图乙，光屏上呈现清晰的像，此像的性质是倒立、__放大__的实像。在放大镜、照相机和投影仪中，成像原理与其相同的是__投影仪__。(5)图乙中，若将蜡烛向左移动5cm，保持凸透镜的位置不动，则应将光屏向__左__(选填“左”或“右”)适当移动才能再次在光屏上成清晰的像，此时的像略__小于__(选填“大于”或“小于”)原来的像。(6)保持蜡烛的位置不变，移动透镜至如图丙所示刻度线处，则人眼应该在图中__B__(选填“A”“B”或“C”)处且朝着相应方向，才能观察到烛焰的像。(7)小红用手遮住凸透镜的下半部分，可观察到光屏上的像是__完整__(选填“完整”或“不完整”)的。像的亮度__变暗__(选填“变亮”“变暗”或“不变”)。(8)如果把图乙中的蜡烛和光屏位置互换，在光屏可以得到一个倒立、__缩小__(选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。(9)如果把图乙中的凸透镜换成焦距稍大些的，仍要在光屏上得到一个清晰的像，就需要把光屏向__右__(选填“左”或“右”)移动。(10)蜡烛燃烧一段时间后变短，导致光屏上烛焰的像位置变高，为了能让所成清晰的像回到光屏中央，可将凸透镜向__下__调节。(11)在实验时，发现光屏上出现的像只有中间清晰，两侧较模糊，小红只对凸透镜进行了调整，就在光屏上得到了清晰的像，他的调整是__C__。A．左右适当移动凸透镜B．上下适当移动凸透镜C．适当扭转凸透镜D．更换焦距合适的凸透镜(12)在用该凸透镜探究成“等大实像”的实验时，老师发现有两个小组所测像距分别为17cm和22cm，与理论像距20cm相比偏差较大。若不是因为长度测量方法错误和测量误差导致的，请分析出现这种情况的原因：__光屏上还没有出现清晰的像时就测出了像距__。(13)如图乙，在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏向透镜方向移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像，该眼镜是__远视__(选填“近视”或“远视”)眼镜。(14)小红和小华在实验时，如图丁所示，蜡烛与光屏的距离为L0，蜡烛与凸透镜所在的位置A间的距离为L，光屏上呈现清晰的像。此时，保持蜡烛和光屏的位置不变，向右移动透镜，发现透镜移至某位置时，又能在光屏上重新观察到清晰的像。则第二次得到清晰像时，凸透镜到蜡烛的距离s＝__L0－L__(用L0、L表示)。1．(2021·深圳中考)在探究“凸透镜成像规律”的实验中。(1)当透镜移至如图甲所示位置时，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距是__8.0__cm；(2)若蜡烛、光屏和透镜如图乙所示，想得到一个倒立等大的实像，那么需要将光源向__右__(选填“左”或“右”)移动，除了要将光源移动以外，还需要将光屏__靠近__(选填“靠近”或“远离”)凸透镜。2.(2021·包头中考)某同学用蜡烛、凸透镜、光屏、光具座等器材做凸透镜成像实验。(1)该实验需要将烛焰、凸透镜和光屏的中心调节在同一高度，这样做的目的是__使烛焰的像在光屏中央__。(2)实验过程中，蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示，在光屏上呈现一个清晰的倒立、__放大__的实像。若将蜡烛向左移动一段距离，光屏上的像变模糊，只需把光屏向__左(靠近凸透镜方向)__移动，会再次得到清晰的像。(3)实验过程中，飞来一只小昆虫落在凸透镜上，光屏上__不会__(选填“会”或“不会”)出现小昆虫的像。3．(2021·自贡中考)在“探究凸透镜成像规律”的实验中：(1)图甲中光屏上所成的像是倒立__放大__(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像，生活中__投影仪__(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)利用这一原理制成。(2)如图乙，线段AB为凸透镜成像的物距倒数和像距倒数的对应关系，则凸透镜焦距为__10__cm。(3)当光屏上呈现清晰的像时，不改变图甲中蜡烛和透镜位置：①若将凸透镜换成焦距相同镜面较小的凸透镜，再次做实验，光屏上所成的像与原来相比__变暗__(选填“变小”“变暗”或“变不完整”)了。②若将凸透镜换成镜面大小相同焦距稍小的凸透镜，再次实验，则需将光屏__向左__(选填“向左”或“向右”)移动才能成清晰的像，光屏上所成的像与原来的像相比__变小__(选填“变大”“不变”或“变小”)。1.(2020·广东中考)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__倒立__(选填“正立”或“倒立”)、放大的清晰实像，需将光屏向__右__(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__上__(选填“上”或“下”)移。2．(2020·广东中考)请画出图中入射光线经凸透镜后的折射光线。答：3．(2021·广东中考)如图所示，蜡烛的烛焰中心A在主光轴上距凸透镜光心O二倍焦距以外。(1)根据凸透镜成像规律，在图甲中标出A所成的像A′的大致位置。(2)借助辅助线或光路图，在图乙中找到A所成的像A′的确切位置，保留作图痕迹。(1)答：(2)答：4．(2018·广东中考)如图所示，光线经过平面镜反射后射向凹透镜，请画出射向平面镜的入射光线和经过凹透镜后的折射光线，并在图中标出入射角的度数