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【迎战中考】2021年物理试卷分类命题备考方略
专题18 透镜成像及应用题(原卷版)
透镜成像及其应用在中考试卷中作为必考内容一定还会出现在2021年中考试卷中。考查形式也不会出现很大变化,主要有选择题、填空题、实验探究题(已作论述)和作图题(已作论述),分值较高时也有可能以实验探究题形式出现。除实验探究题题外,此部分内容所占分值一般在2~4分之间,其中凸透镜成像的实验及规律是重点,主要考查的是对成像规律的分析和应用。
从命题方向上看,凸透镜成像规律(重点)及其应用属于必考内容,有时会在多项选择题中出现。常考查的问题有:像的大小变化,像距与物距的变化,焦距的分析计算,成像特点及其应用等。
一、透镜成像规律
1.解题方略
(1)牢记透镜成像规律。见表(1)。
表(1)凸透镜成像规律表
成像条件物距(u)
成像的性质
像距(v)
应用
u﹥2f
倒立、缩小的实像
f﹤v﹤2f
照相机(图(6)a)
u=2f
倒立、等大的实像
v=2f
图(6)d
f﹤u﹤2f
倒立、放大的实像
v﹥2f
投影仪(图(6)b)
u=f
不成像
射出的是平行光线
0﹤u﹤f
正立、放大的虚像
v﹥f
放大镜(图(6)c)
(2)凹透镜成像规律:凹透镜始终成缩小、正立的虚像。
(3)大家还要记住:虚像,物、像同侧;实像,物、像异侧。
2.考前速记
凸透镜成像规律的注意问题:如图所示。
物距u:物体到凸透镜的距离;像距v:像到凸透镜的距离;焦距f:焦点到凸透镜光心的距离。
(1)口诀记忆:一倍焦距分虚实,二倍焦距定大小;像的大小像距定,像儿跟着物儿跑;实像总是两侧倒,物近像远像变大,物远像近像变小;虚像总是同侧正,物近像近像变小。
(2)成实像时,物上移,像下移;物左移,像左移。
(3)用不透明的物体挡住透镜的一部分,光屏上的像是完整的,但是亮度变暗
(4)成实像时,透镜不动,把蜡烛和光屏对调位置,不需调整,像的大小发生变化。
(5)当v>u时成放大的像(倒立放大实像或正立放大虚像),当v<u时成缩小的实像,当v=u时,成等大的实像。
(6)实像与虚像的区别:实像:是由实际光线会聚而成的 ;能在光屏上承接,也可以用眼睛直接观察;像和物位于凸透镜的两侧,且一定是倒立的。
虚像:由实际光线的反向延长线会聚而成的,不能在光屏上承接,只能用眼睛观察到。像和物位于凸透镜的同侧,且一定是正立的。
(7)凸透镜成像原理:光的折射。
二、透镜应用
照相机:镜头是凸透镜,物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像。
投影仪:镜头是凸透镜,物体在一倍焦距与二倍焦距之间,成倒立、放大的实像;透过平面镜使倒立,放大的像再倒立一次,这样我们在屏幕上看到的就是一个正立的实像了。注意:照相机、投影仪要使像变大,应该让透镜靠近物体,远离胶卷、屏幕。
放大镜:放大镜是凸透镜,放大镜到物体的距离(物距)小于一倍焦距,成的是放大、正立的虚像。
眼睛:眼睛的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏(胶卷)。近视眼看不清远处的物体,远处的物体所成像在视网膜前,晶状体曲度过大,需戴凹透镜调节,所以近视镜是凹透镜;远视眼看不清近处的物体,近处的物体所成像在视网膜后面,晶状体曲度过小,需戴凸透镜调节,所以远视镜(花镜)是凸透镜。
显微镜:显微镜由目镜和物镜组成,物镜、目镜都是凸透镜,它们对物体进行两次放大。第一次先经过物镜(凸透镜1)成像,这时候的物体应该在物镜(凸透镜1)的一倍焦距和两倍焦距之间,成的像应该是放大倒立的实像。而后以第一次成的物像作为“物体”,经过目镜的第二次成像。由于我们观察的时候是在目镜的另外一侧,第二次成的像应该是一个虚像,这样像和物才在同一侧,因此第一次成的像应该在目镜(凸透镜2)的一倍焦距以内,这样经过第二次成像,第二次成的像是一个放大的正立的虚像。
望远镜:望远镜也是由两组凸透镜(目镜和物镜)组成,它的结构特点是物镜的焦距长而目镜的焦距短。物镜的作用是得到远处物体的实像,由于物体离物镜非常远,所以物体上各点发射到物镜上的光线几乎是平行光束,这样的光线经过物镜汇聚后,就在物镜焦点以外,在离焦点很近的地方,形成了一个倒立的、缩小的实像。这个倒立的、缩小的实像又位于目镜的焦点以内,所以目镜起了放大镜的作用,目镜把经过物镜的倒立、缩小的实像放大成了一个正立的、放大的虚像。这就是远处物体通过望远镜所成的虚像。
一、透镜成像规律
【典例一】(2020•西宁)小明在房间里进行探究凸透镜成像特点的情景如图所示。保持蜡烛的位置不变,只移动透镜,小明发现透镜在A、B两处时,墙壁上都能得到清晰的像,则两次所成的像( )。
A.都是正立的;
B.都是虚像;
C.透镜在B处时墙上成的像较大;
D.透镜在A处时墙上成的像较大
【典例二】(2020•绵阳)