安徽省2020年中考物理总复习 模块二 光学 专题二 透镜及其应用

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1、 专题二　透镜及其应用 中考真题再现( ☞学用见P15 )探究规律　对接中考 命题点1透镜的光路作图( 常考 ) 1.( 2018·安徽第12题 )下列光路图错误的是( C ) 2.( 2015·安徽第10题 )如图,L表示凹透镜,MN为主光轴,O点为光心,F为焦点。图甲和图乙表示经过凹透镜的两条特殊光路,请运用凹透镜的特殊光路,在图丙中画出物体AB通过凹透镜所成虚像A'B'的光路图。 【答案】如图所示 命题点2凸透镜成像的规律与应用( 常考 ) 3.( 2017·安徽第12题 )物理学中,一些物理量间的变化关系,常用图

2、像来表示。下列图像表示正确的是( C ) 【解析】汽车做匀速直线运动时,速度是保持不变的,A项错误;在电阻一定时,导体的电流与电压成正比,电压变大,电流变大,B项错误;同种液体内部的压强与其深度之间成正比关系,深度越深,压强越大,C项正确;凸透镜成实像时,物距变大,像距变小,D项错误。 4.( 2016·安徽第18题 )关于凸透镜成像实验,完成以下内容: ( 1 )首先应将蜡烛、凸透镜和　光屏　依次固定在光具座上,并调节它们的中心在同一高度。  ( 2 )图中O为凸透镜的光心,F为焦点,请画出烛焰上的S点发出的三条光线( 中间一条光线平行于主光轴 )经凸透镜后

3、的出射光线,并确定其像的位置S'。 【答案】如图所示 ( 3 )实验中当物距u等于焦距f时,某同学却发现在光屏一侧透过凸透镜看到了烛焰正立、放大的像。对此下列解释合理的是　B　。  A.因为烛焰有一定的宽度,实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍大于焦距 B.因为烛焰有一定的宽度,实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍小于焦距 C.这是烛焰发出的光经凸透镜表面反射形成的像 名师考点精讲( ☞学用见P16~19 )学思结合　高效突破 考点一透镜 1.透镜及与透镜相关的概念 凸透镜 凹透镜 特征 中间厚、边缘薄 中间薄、边缘厚 相

4、 关 名 词 光心 主轴上有个特殊的点,通过这个点的光传播方向不变,这个点叫做透镜的光心 主光轴 通过透镜两个球面球心的直线 焦点 凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点,这个点叫做焦点( F )。凸透镜有两个焦点 入射光线平行于主光轴,经凹透镜折射后,出射光线的反向延长线交于主光轴上一点,这一点为虚焦点( F ) 焦距 　焦点　到透镜　光心　的距离( 用f表示 )  物距 　物体　到　光心　的距离( 用u表示 )  像距 　像　到　光心　的距离( 用v表示 )  2.透镜对光的作用 凸透镜 凹透镜 对光的

5、作用 会聚　作用 发散　作用 特 殊 光 线 平 行 主 光 轴 平行主光轴的光经凸透镜折射后,折射光线经过焦点 平行主光轴的光经凹透镜折射后,折射光线的反向延长线经过焦点 过 光 心 过光心的光不改变传播方向,即不发生折射 过 焦 点 过焦点的光折射后折射光线与主光轴平行 1.对于凸透镜而言,焦距是其重要的物理参数。凸透镜凸起程度越大,对光的会聚能力越强,那么它的焦距就越小。 2.折射光线总是偏向透镜较厚的地方。 典例1　如图所示,已给出了入射光线和折射光线,请在方框内画出合适的透镜。 【解析】凸透镜对光线

6、有会聚作用,题图甲中折射光线与入射光线相比,向主光轴方向偏折,光线会聚了,所以方框内为凸透镜;凹透镜对光线有发散作用,题图乙中折射光线与入射光线相比,远离主光轴偏折,光线发散了,所以方框内为凹透镜。 【答案】如图所示 【特别提醒】　 会聚作用和会聚光线是不同的,发散作用和发散光线也是不同的。会聚作用射出的不一定是会聚光线,发散作用射出的也不一定是发散光线。 典例2　( 2019·江苏扬州 )如图,请完成光线通过凸透镜的光路图。 【解析】通过二倍焦距处的光线经凸透镜折射后,折射光线通过凸透镜另一侧的二倍焦距处,通过光心的光线传播方向不改变。 【答案】如图所示 针对训

7、练 1.( 2019·四川巴中 )请将光路图补充完整。 【答案】如图所示 2.( 2019·湖北黄石 )凸透镜如图所示,MN为主光轴,O点为光心,F点为焦点,请在图中画出三条光线的折射光线,并作出物点S的像点S'( 注意保留作图痕迹 )。 【答案】如图所示 考点二生活中的透镜 1.照相机:镜头由一组透镜组成,相当于一个凸透镜。照相时,物体离照相机的镜头较远,成倒立、缩小的实像。 2.投影仪:利用凸透镜来成像,成像时,物体离投影仪的镜头较近,成倒立、放大的实像。 3.放大镜:生活中常用的放大镜,其实质是一个凸透镜,成像时,物体离放大镜的距离在一倍焦

8、距以内,成正立、放大的虚像。 典例3　 ( 2019·山东潍坊 )小明通过透镜观察“美丽潍坊”四个字,看到的情形如图所示,下列说法正确的是( 　　 ) A.该透镜只能成放大的像 B.该透镜可以用作近视眼镜 C.该透镜可以用作照相机镜头 D.字到透镜的距离小于此透镜的焦距 【解析】题图中看到的字是倒立、放大的,所以此透镜是凸透镜。凸透镜可以成倒立、缩小的实像,A项错误;矫正近视眼的眼镜是凹透镜,B项错误;照相机的镜头是凸透镜,C项正确;题图中凸透镜成倒立、放大的实像,所以f

9、凸透镜是一种基本光学元件,在生活中有广泛的应用。下列说法不正确的是( A ) A.用放大镜观察报纸时,报纸应放在一倍焦距之内,要使观察的像更大且清晰些,报纸要靠近放大镜 B.用投影仪放映物理试题时,要使银幕上所成像更大且清晰些,应该让镜头下降些,同时投影仪远离屏幕 C.用照相机照人像照时,要使所成像更大且清晰些,应该让拍摄对象靠近镜头,同时镜头前伸 D.用照相机照人像照时,要使所成像更大且清晰些,应该改用长焦( 即焦距更长的 )镜头,同时镜头前伸 【解析】用放大镜观察报纸时,报纸应放在一倍焦距之内,要使观察的像更大且清晰些,报纸要远离放大镜,A项符合题意。 考点三凸透镜成

10、像规律与应用 1.成像原理:光的折射 实像 虚像 光路图 成像解读 折射光线会聚而成 折射光线的反向延长线会聚而成 2.成像规律 ( 1 )静态规律与应用 物距u 像的性质 像距v 像与物相 对镜的位置 应用 大小 正倒 虚实 u>2f 缩小 倒立 实像 f2f 投影仪 u=f 不成像 测焦距 uf 同侧 放大镜 ( 2 )动态规律 物近像远像变大:无论成实像还是虚像

11、,只要物体向焦点位置靠近,像都会　远离　透镜,像不一定是放大的,但肯定是逐渐　变大　的;反之,物远像近像变小:无论成实像还是虚像,物体远离焦点,像就会向透镜靠近,像不一定是缩小的,但像肯定是逐渐　变小　的。  典例4　如图所示,小明将凸透镜( f=10 cm )固定在光具座40 cm的位置,探究凸透镜的成像规律。下列说法不正确的是( 　　 ) A.将蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,像逐渐变小 B.当光屏上成清晰的像时,拿开光屏,眼睛在一定范围内仍能看到像 C.将蜡烛放在10 cm处,移动光屏,光屏上可得到倒立、缩小的清晰像 D.当光屏上成清晰像时,在贴近凸透镜左侧的

12、位置放一远视镜片,向右移动光屏,光屏上仍能得到清晰的像 【解析】蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,即蜡烛远离焦点,所成的虚像将变小,A项正确;发光物体发出的光线经凸透镜折射后是会聚的,经过成像点后是发散的,所以眼睛必须在成像点以外的光线发散区域才能看到这个像;当眼睛在原光屏处不能看到发光体的像,眼睛靠近凸透镜也不能看到像,当眼睛从原光屏位置远离凸透镜,能看到像,B项正确;当蜡烛放在10cm处,物距u=30cm>2f,成倒立、缩小的实像,C项正确;若在蜡烛和透镜间放一远视眼镜,远视眼镜为凸透镜,对光线有会聚作用,此时所成的像将靠近透镜,所以应向左移动光屏,D项错误。 【答案】 D 【类

13、型突破】　凸透镜成像规律的记忆法 1.一倍焦距是虚实像的分界点,二倍焦距是放大实像和缩小实像的分界点;当物比像大时,物距也比像距大,反之亦然。 2.成实像时,在凸透镜前加一透镜后在光屏上重新成像。若加凸透镜,需将物体或光屏靠近凸透镜;若加凹透镜,需将物体或光屏远离凸透镜。 针对训练 4.( 2019·江苏徐州 )在“探究凸透镜成像规律”时,开始时烛焰在光屏上成缩小的像,接着把物距调整为刚才的一半,移动光屏使烛焰在光屏上成像,此时的像( D ) A.是放大的 B.是缩小的 C.是等大的 D.以上三种都有可能 5.( 2019·山东泰安 )如图所示,在“探究凸透镜成像的

14、规律”实验中,烛焰在距离凸透镜8 cm处时,在距离凸透镜15 cm处的光屏上成倒立的像。保持蜡烛和光屏不动,现把凸透镜向光屏方向移动7 cm,下列关于烛焰在光屏上成像的说法正确的是( B ) A.不能成清晰的像 B.成倒立的缩小的像 C.成倒立的放大的像 D.成倒立的等大的像 【解析】由题意知,u=8 cm,v=15 cm时成倒立的像,此时f2f,解得f<7.5 cm,所以4 cm2f,

15、v'=15 cm-7 cm=8 cm,f

16、视网膜上,如图丙。反之,当物体远离人眼,设晶状体本身情况不变,那么所成的像到晶状体的距离会　变小　,像就不能落在视网膜上,但晶状体通过适度调节变　薄　,折射能力变　弱　,也可将像成在视网膜上。  2.近视及矫正 近视眼看不清　远　处的物体,原因是晶状体的折射能力太　强　,像落在视网膜的　前面　,如图甲,应用一个对光起　发散　作用的　凹透镜　来矫正,如图乙。  3.远视及矫正 远视眼看不清　近　处的物体,原因是晶状体的折射能力太　弱　,像落在视网膜的　后面　,如图丙。应用一个对光起　会聚　作用的　凸透镜　来矫正,如图丁。  典例5　( 2019·山东枣庄 )智能手机给人

17、们带来了许多便利,但长时间盯着手机屏幕,容易导致视力下降。下列关于近视眼及其矫正的原理图正确的是( 　　 ) A.甲、乙 B.甲、丁 C.丙、乙 D.丙、丁 【解析】近视眼是由于晶状体对光线的会聚能力太强,使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方,近视眼需配戴凹透镜进行矫正。 【答案】 A 【类型突破】　近视与远视的矫正 物体像成在视网膜前近视眼戴凹透镜 物体像成在视网膜后远视眼戴凸透镜 针对训练 6.( 2019·四川绵阳 )人进入老年后,眼睛睫状体对晶状体的调节能力减弱,太远、太近的物体都看不清楚。近视远视一体眼镜( 双光镜 )可以解决这个问题,戴上这种眼镜

18、,透过下半部分可以看清书上文字,透过上半部分镜片可以看清远处景物。由此可知,近视远视一体眼镜下半部分是　凸　透镜,上半部分镜片对光具有　发散　( 选填“会聚”或“发散” )作用。  【解析】透过下半部分可以看清书上文字,说明不戴眼镜时不能看清近处物体,是远视眼,需戴凸透镜进行矫正,所以下半部分是凸透镜;透过上半部分镜片可以看清远处景物,说明不戴眼镜时不能看清远处物体,是近视眼,需戴凹透镜进行矫正,所以上半部分是凹透镜,对光具有发散作用。 重难题型探究( ☞学用见P19 )思维拓展　素养提升 类型一　思想方法型 1.某初三毕业班照集体照时,发现有些同学没有进入镜头

19、,为了使全体同学都进入镜头,应采取:人不动,照相机　远离　( 选填“远离”或“靠近” )同学们一些,同时镜头往　里缩　( 选填“前伸”或“里缩” )一些。  2.( 2019·合肥包河区模拟 )如图,L为凸透镜,MN为其主光轴,O为光心,F为其焦点,若AB表示点燃的蜡烛,请在图中利用凸透镜成像的知识作出非特殊的入射光线AP通过凸透镜折射后对应的出射光线( 提示:先作出蜡烛的像 )。 【答案】如图所示 3.( 2019·浙江温州 )将一蜡烛放在装有水的烧瓶前,调整蜡烛和烧瓶至如图所示位置,在墙壁上得到清晰的像。该像的性质是( D ) A.缩小的虚像 B.

20、放大的虚像 C.缩小的实像 D.放大的实像 4.夜晚,发着光的小萤火虫从放大镜的2倍焦距处沿着主光轴匀速飞行过程中,萤火虫发出的通过放大镜部分的光逐渐减少,则萤火虫的像( C ) A.远离放大镜,平均速度小于萤火虫的飞行速度 B.远离放大镜,平均速度大于萤火虫的飞行速度 C.靠近放大镜,平均速度小于萤火虫的飞行速度 D.靠近放大镜,平均速度大于萤火虫的飞行速度 【解析】由于萤火虫发出的通过放大镜部分的光逐渐减少,说明萤火虫离放大镜( 凸透镜 )越来越远,所成的像越来越小,像的位置变化范围在1倍焦距和2倍焦距之间,故像的平均速度小于萤火虫的飞行速度,C项正确。 类型二　解题

21、规律型 5.( 2019·合肥蜀山区一模 )蜡烛放在如图所示位置,通过凸透镜成倒立、缩小的像,小红画了图中的光路,下列说法正确的是( C ) A.小红画的光路是正确的 B.蜡烛通过透镜成的是虚像 C.透镜的焦距小于10 cm D.透镜的焦距大于20 cm 6.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当光屏、透镜及烛焰的相对位置如图所示时,恰能在光屏上得到一个清晰的像。由此判断这个凸透镜的焦距可能是( A ) A.介于8~10 cm之间 B.介于10~16 cm之间 C.小于8 cm D.大于20 cm 【解析】由题图知,u=20 cm,v=16 cm,且光屏上得到一

22、个清晰的像,由凸透镜成像规律可知,此时的像是倒立、缩小的实像,所以u=20 cm>2f,2f>v=16 cm>f,解得8 cm

23、验装置:如图所示,光具座、凸透镜、光屏、蜡烛。 2.实验操作 ( 1 )了解凸透镜的焦距,或用平行光聚焦法测出焦距的大小。 ( 2 )点燃蜡烛,调整凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与烛焰的焰心在　同一高度　。  ( 3 )实验中,保持　凸透镜　的位置不动,通过改变蜡烛的位置( 调整物距 ),移动　光屏　找像,记录每次物距、像距、像的特点及蜡烛在移动过程中像的变化情况。  ( 4 )如果某次实验在光屏上找不到像,可能是蜡烛到透镜的距离小于　一倍焦距　或蜡烛恰在　一倍焦距上　。  ( 5 )观察虚像时人眼应在透镜的另一侧透过凸透镜观察。 针对训练 1.(

24、 2019·甘肃天水 )如图是探究“凸透镜成像规律”的实验装置。 ( 1 )为了使烛焰的像呈现在光屏的中央,应调整烛焰、凸透镜和光屏使它们的中心大致在　同一高度　。  ( 2 )当蜡烛位于图中的B处时,移动光屏到D处,观察到光屏上呈现清晰的像,此时像和物大小相等,则该凸透镜焦距为　10.0　cm。  ( 3 )紧接着用不透明的硬纸板挡住凸透镜的下半部分,发现光屏上呈现的像是　完整　( 选填“完整”或“不完整” )的。  ( 4 )当把蜡烛向右移动5 cm,屏上的像变得模糊。要使像变清晰,光屏应向右适当移动,此时光屏上的像应该是倒立、　放大　( 选填“放大”

25、“等大”或“缩小” )的实像。  2.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将蜡烛、焦距等于10 cm的凸透镜、光屏放在光具座上,把凸透镜固定在50 cm处。 ( 1 )将蜡烛放在A点,光屏在B位置上,为了找到清晰的像,应将光屏向　左　( 选填“左”或“右” )移动。  ( 2 )依次改变蜡烛的位置,移动光屏,直到找到清晰的像。记录的数据如表。 次数 1 2 3 4 5 6 物距/cm 40 35 30 25 20 15 像距/cm 13.5 14 15 16.7 20 30 将蜡烛放在C点观察到烛焰的正立、放大的虚像后,若希望看到更大的虚像,应将蜡烛向　左　( 选填“左”或“右” )移动。  17