2024中考二轮物理复习专题《透镜》重难点突破讲义

2024年中考物理重难点突破第3讲 透镜【重难点与突破】一、凸透镜的成像规律物距（u）成像的特点像距（v）主要应用大小倒正虚实u2f缩小倒实fv2f照相机、摄像机u=2f等大倒实v=2f复印机fu2f放大倒实v2f投影仪、u=f不成像获取平行光uf放大正虚放大镜【注意】1.物与像的移动方向：物像同边移。2.像的大小与物距、像距的关系：成实像时，物距越小，像越大；成虚像时，物距越大，像越大。3.物、像关于凸透镜上下、左右均相反。【例1】（2022阜新）某兴趣小组做光学相关实验。（1）透镜的焦距是10cm，当蜡烛和透镜在如图所示位置时，移动光屏可以在光屏上得到一个倒立、 的实像，在照相机和投影仪中，成像原理与此类似的是 。（2）实验中，光屏上已经看到烛焰清晰的像，某同学用手指的指尖触摸凸透镜，则光屏上会出现 （填“指尖的像”或“完整烛焰的像”）。（3）在完成上一步实验后，某同学在蜡烛和凸透镜之间加了一个眼镜片，光屏上成的像不再清晰。保持其他元件不动，向远离凸透镜的方向适当移动光屏，又可在光屏上看到清晰的像，那么后加入的镜片为 （填“近视”或“远视”）眼镜片。（4）将光屏在如图所示的位置上移到80cm刻度线处，再将50cm处的凸透镜换成薄玻璃板，光屏上 （填“能”或“不能”）出现烛焰的像。【分析】（1）凸透镜的焦距是10cm，图中蜡烛距凸透镜25cm，物距大于2倍焦距，成倒立、缩小的实像，照相机就是根据这个原理制成的。（2）不小心用手指指尖触摸了凸透镜，由于凸透镜的其他部分仍能会聚光线而成像，所以光屏上呈现的仍然是烛焰完整的像，只是此时像比手指指尖触摸前的像要暗一些，故像的亮度将变暗。（3）在凸透镜左侧加一个镜片，光屏上的成像不再清晰。保持其他元件不动，向远离凸透镜方向适当移动光屏后又可在光屏上看到清晰的像，说明此镜片对光线有发散作用，即加入的镜片为近视眼镜镜片（凹透镜）。（4）若将50cm处的凸透镜换成薄玻璃板，将蜡烛和光屏放在如图乙所示的位置，则此时研究平面镜成像，平面镜成正立等大的虚像，因为虚像不能在光屏上承接，所以光屏上不能出现烛焰的像。【答案】（1）缩小 照相机 （2）完整烛焰的像 （3）近视 （4）不能【突破】1.判断凸透镜的焦距：根据图示读取。【例2】某小组在“探究凸透镜成像的规律”的实验中。 通过调整，恰好在光屏上得到烛焰等大的像，如图所示，则所用凸透镜的焦距是_cm。【分析】凸透镜成等大实像时，物距等于像距等于二倍焦距（u=v=2f）。从图中可以看出：此时u=50.0cm-30.0cm=20.0cm,所以f=u/2=20.0cm/2=10.0cm。【答案】10.0根据u-v图像分析：原理与相同，在图像中找出u=v的点，对应值的一半即为焦距。如下图所示，点（10cm,10cm）即为u=v的点，由此可知该凸透镜的焦距为5cm。利用太阳光测焦距：让凸透镜正对太阳光，移动凸透镜到光屏的距离，当光屏上出现一个最小最亮的光斑时为止。此时凸透镜中心到该点的距离即为焦距。利用成像特点判断焦距的取值范围，确定焦距：一般解法是判断该距离是物距还是像距，根据成像特点和该距离列出不等式求解范围，根据范围，确定焦距。【例3】在探究凸透镜成像规律的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，蜡烛在光屏上恰好成一清晰等大的实像，则下列说法正确的是（）A将蜡烛移动到光具座10cm处，保持凸透镜的位置不变，要在光屏上得到清晰的像，光屏应向右移动B将蜡烛移动到光具座10cm处，保持凸透镜的位置不变，移动光屏所成清晰的像与照相机成像的原理相同C该凸透镜的焦距为20cmD随着实验的进行蜡烛逐渐变短，在光屏上所成的像会向下移动【分析】ABC.蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，蜡烛在光屏上恰好成一清晰等大的实像，则uv20.0cm2f，所以焦距为f10.0cm；C错。将蜡烛移动到光具座10cm处，保持凸透镜的位置不变，物距变大了，像距会变小，光屏应向左移动，才能在光屏上呈现清晰的像；此时的物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，其应用是照相机，AC错，B正确。D.探究凸透镜成像规律时，随着蜡烛燃烧而变短，根据过光心的光线不改变传播方向可知，光屏上的像会向上移动，D错。选B。【答案】B2.判断物体的成像特点：首先确定焦距；然后判断距离是物距还是像距；根据焦距和物距或像距的大小关系结合凸透镜成像规律分析。【例4】在硏究凸透镜成像规律时，将焦距为10cm的凸透镜和点燃的蜡烛固定在光具座上（如图），在光屏上得到了烛焰清晰的像（图中光屏未画出）。下列说法正确的是（） A. 光屏上所成的是倒立、缩小的实像                      B. 光屏上所成的是倒立、放大的实像C.光屏一定位于6070cm刻度之间                        D. 光屏一定位于7090cm刻度之间【分析】AB由题意知，凸透镜的焦距为10cm，由图可知物距为u=50.0cm-20.0cm=30.0cm ，因为物距u2f，在光屏上呈现倒立缩小的实像，B错，A正确。C因为物距u2f，根据凸透镜成像的规律，像距大于1倍焦距，小于2倍焦距，即10cmv20cm所以，光屏一定位于6070cm刻度之间，D错，C正确。选AC。【答案】 AC 二、凸透镜的应用典型应用原理其它应用照相机当物距大于二倍焦距时，凸透镜成倒立缩小的实像摄像机（头）投影仪当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，凸透镜成倒立放大的实像电影放映机放大镜当物距小于一倍焦距时，凸透镜成正立放大的虚像【其它常见应用】1.望远镜一般由2个透镜组合而成，靠近眼睛的一端相大于放大镜，另一端相当于照相机。2.显微镜一般也是由2个透镜组合而成，靠近眼睛的一端相当于放大镜，另一端相当于投影仪。【例2】（2022张家界）下列生活工具成像原理与照相机相同的是（）A人脸识别机 B汽车后视镜C放大镜 D近视眼镜【分析】照相机的成像原理：物距大于二倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像。A.人脸识别机的镜头是一个凸透镜，成的是倒立、缩小的实像，与照相机成像原理相同，故A正确。B.汽车后视镜是凸面镜，其成像原理是光的反射，B错。C.放大镜成的是正立、放大的虚像，C错。D近视眼镜是凹透镜，D错。【答案】A【突破】将仪器的工作原理与凸透镜的成像规律联系起来，灵活分析。三、近视眼与远视眼类型成因图示矫正方法正常眼通过睫状体改变晶状体的形状：看远处物体时，睫状体放松，晶状体变薄；看近处时，睫状体收缩，晶状体变厚。这样无论远近的光线均刚好会聚在视网膜上。近视眼晶状体太厚，或眼球在前后方向上太长，来自远处某点的光线会聚在视网膜前佩戴凹透镜远视眼晶状体太薄，或眼球在前后方向上太短，来自近处某点的光线会聚在视网膜后佩戴凸透镜8.（2022龙东）过度使用电子产品导致我国青少年近视率逐年上升，严重危害身心健康。下图中能反映出近视成因及矫正方案的是（）A. B. C. D. 【解析】近视眼所成的像在视网膜前，需要戴凹透镜矫正，所以AC正确。【答案】AC【突破】近视眼和远视眼的形成原因分析，可以从晶状体的形状来分析：近视眼的晶状体短而粗，所以折射厉害，将光线会聚在视网膜前，矫正时需要凹透镜对光的分散作用来延后光线相交在视网膜上。而远视眼恰好与其相反。【针对练习精编】1.（2022株洲）透过水珠看叶片，叶片上的纹理变粗了。此时水珠相当于一块（ ）A. 凸透镜B. 凹透镜C. 平面镜D. 玻璃板【解析】水珠中间厚，边缘薄，相当于凸透镜。叶片的纹理在它的焦点以内，所以通过水珠可以看到正立、放大的虚像。【答案】A2.（2022镇江）如图所示，凸透镜位于P处（图中未画出）位置不变，移动蜡烛，光屏先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且甲处的像比乙处大，则（）A甲处可能成的是虚像B乙处像可能是放大的CP点位置在甲的左侧D蜡烛的移动方向向左【解析】A.由于甲处和蜡烛位于凸透镜的两侧，因此甲处只能成实像，A错。B.由于题干未提供物距和凸透镜的焦距，因此乙处可能成放大的实像也可能成缩小的实像，B正确。CD由题意可知：光屏先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且甲处的像比乙处大，根据物远像近，像变小可知，像在不断的靠近凸透镜，因此凸透镜在乙的右侧，蜡烛在凸透镜的右侧，此时蜡烛在远离凸透镜，因此蜡烛向右移动，CD错。【答案】B3.（2022德阳）清晨，太阳从东方冉冉升起，云缝中射出道道霞光，它让我们的大千世界五彩缤纷，让我们的世界拥有了无穷奥妙。下列对光的世界的探究中，结论正确的是（）A甲图，通过注入气泡的水球，我们看到太空授课的王亚平成“一正一倒”两个像，其中正立的是虚像，倒立的是实像B乙图，央视春晚节目舞蹈诗剧只此青绿的临水起舞画面中，舞者在舞台上的“倒影”和小孔成像的原理相同C丙图，光源经凸透镜在光屏上成一清晰的像，此时飞来一只小虫落在凸透镜上，则光屏上光源的像不完整D丁图，小薇按照图示将眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上清晰的像变模糊，只将光屏靠近凸透镜时，又能在光屏上看到清晰的像，则该眼镜是近视眼镜【解析】A.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的实像，内圈相当于变成了凹透镜，这个时候又出现了一个正立的虚像，A正确。B.因为光滑的舞台相当于平面镜，所以看到的倒影是平面镜成像，即光的反射形成的，小孔成像的原理是光的直线传播，B错。C.凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，小虫落在透镜上后，整个物体发出的光虽有一小部分被挡住，但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同，即光屏上所成的像仍然是完整的，C错。D.将眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像也变得模糊了，只将光屏靠近透镜移动时，又可以在光屏上看到烛焰清晰的像，说明眼镜对光线有会聚作用，是凸透镜，应用于远视眼镜，D错。【答案】A4.（2022湘潭）如图，将印有花的透明胶片，贴在发光手电筒前端玻璃上，正对着焦距为10cm的凸透镜，调整位置，墙上出现一朵清晰放大的“花”。下列说法正确的是（）A胶片上的花是倒立的B此透镜可作为近视眼镜镜片C胶片与透镜的距离小于10cmD白墙相当于光屏，发生的是镜面反射【解析】AC.墙上出现一朵清晰放大的“花”，该像是放大、倒立的实像，此时的物距应该在一倍焦距和二倍焦距之间，所以胶片与透镜的距离小于20cm、大于10cm，A正确，C错。B.远视眼的成因是像成在了视网膜的后方，需要佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜矫正；近视眼的成因是像成在了视网膜的前方，需要佩戴对光线具有发散作用的凹透镜矫正，B错。D.白墙的表面凹凸不平，光线照射到白墙后会发生的是漫反射，D错。【答案】A5.（2022鄂州）实验操作考试临近，同学们上实验室动手实验，通过训练提高操作技能。如图，小明正在做凸透镜成像实验，此时光屏上出现了清晰的像。下列说法正确的是（）A该透镜与