内容正文:
第五章 透镜及其应用
复习
知识结构
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透镜 1.透镜:用透明物质制成的至少一个表面为球面一部分的光学元件,透镜是根据光的
制成的。 凸透镜对光的会聚作用是相较于原光线而言的,折射光
线并非一定为会聚光束。
折射
考点归纳
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透镜 2.透镜分类:凸透镜和凹透镜。
凸透镜的形状:
的透镜。凸透镜的作用:
。
凹透镜的形状:
的透镜。凹透镜的作用:
。 凸透镜对光
的会聚作用
是相较于原
光线而言
的,折射光
线并非一定
为会聚光
束。
中间厚、边缘薄
使光
会聚
中间薄、边缘厚
使光
发散
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透镜 3.透镜的三条特殊光线
(1)过光心的光线,经透镜折射后传播方向不改变,如图所示。
凸透镜对光的会聚作用是相较于原光线而言的,折射光线并非一定为会聚光束。
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透镜 (2)平行于主光轴的光线,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,但其折射光线的反向延长线经过同侧焦点,如图所示。
凸透镜对光的会聚作用是相较于原光线而言的,折射
光线并非一定为会聚光束。
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透镜 (3)经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴;射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴,如图所示。
凸透镜对光的
会聚作用是相
较于原光线而
言的,折射光
线并非一定为
会聚光束。
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生活中
的透镜 4.照相机:物距大于2倍焦距,
成 、 的
像。 凸透镜对光的会聚作用是相较于原光线而言的,折射光
线并非一定为会聚光束。
倒立
缩小
实
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生活中
的透镜 5.投影仪:物体在焦距与2倍焦距之间,成 、
的 像。
6.放大镜:物距小于焦距,成
、 的 .
像。 凸透镜对光的会聚作用是相较于原光线而言的,折射光
线并非一定为会聚光束。
倒立
放大
实
正立
放大
虚
热门
考点 考点内容 易错警示
凸透
镜成像规律 物距与像距的大小关系决定
了成像的大小。
物距u 像的性质 像距v 应用
u>2f 倒立、缩小的实像 f<v<2f 照相机
u=2f 、
的实像 v=2f 测焦距
倒立
等大
7.凸透镜成像规律
热门
考点 考点内容 易错警示
凸透
镜成像规律 物距与像距的大小关系决定
了成像的大小。
物距u 像的性质 像距v 应用
f<u<2f 倒立、放大的实像 v>2f 投影仪
u=f 不成像 射出的是平行光线
0<u<f 、
的虚像 放大镜
7.凸透镜成像规律
正立
放大
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凸透镜成像规律 温馨提示
(1)u=f是成实像和虚像、像正立和倒
立、像物同侧和异侧的分界点。
(2)u=2f是成放大像和缩小像的分界点。
(3)当像距大于物距时成放大的实像或虚像。(像远像大)
(4)当像距小于物距时成倒立、缩小的实像。(像近像小) 物距与像距的大小关系决定
了成像的大小。
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眼睛和
眼镜 8.眼睛:眼睛的晶状体相当于
,视网膜相当于光屏。眼睛成像原理:来自物体的光经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上形成 、 的实像。 晶状体越
厚,焦距
越短,对
光的偏折
能力越
强。
凸透
镜
倒立
缩小
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眼睛和
眼镜 9.远视眼和近视眼及其矫正
图甲中光会聚在视网膜后方,表示 的成像情况。远视眼是由于晶状体变薄,折光能力变弱,所以应佩戴 进行矫正,利用其对光的会聚作用,使光提前会聚。
晶状体越厚,焦距越短,对
光的偏折能力越强。
远视眼
凸透镜
热门考点 考点内容 易错警示
眼睛和
眼镜 图乙中像成在了视网膜的前方,是
的成像情况。近视眼是由于晶状体曲度变大,会聚能力变强,折光能力变强,所以应佩戴 .
进行矫正,利用其对光的发散作用,使光推迟会聚。
晶状体越厚,焦距越短,对
光的偏折能力越强。
近视眼
凹透镜
热门考点 考点内容 易错
警示
制作望远镜 10.望远镜:有一种望远镜是由两组凸透镜组成的。靠近眼睛的凸透镜叫作 .
镜,靠近被观察物体的凸透镜叫作 .
镜。我们能不能看清一个物体,它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要。望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体
(填“大”或“小”),但它离我们的眼睛很近,再加上目镜的放大作用,视角可以变得很 .(填“大”或“小”)。 由两组凸透镜组成的望远镜
的目镜相当于放大
镜。
目
物
小
大
考点1 透镜
1. [2024沧州期末]关于透镜,下列说法正确的是( B )
A. 凸透镜可以做成近视眼镜
B. 凸透镜有两个焦点
C. 经过凸透镜的光一定相交于一点
D. 凹透镜没有焦点,它不能使光相交于一点
B
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9
1
河北考向练
2. [2023邯郸校级阶段练习]光线经过甲、乙两透镜后的折射光线如图所示,下列对两透镜类型的分析正确的是
( D )
D
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1
A. 甲透镜的折射光线会聚于一点,说明甲透镜是凸透镜
B. 乙透镜的折射光线是发散的,说明乙透镜是凹透镜
C. 甲透镜的折射光线比入射光线更向主光轴靠拢,说明
甲透镜是凸透镜
D. 乙透镜的折射光线比入射光线更向主光轴靠拢,说明
乙透镜是凸透镜
考点2 生活中的透镜
3. [2023石家庄期末节选]石家庄市部分公交车装上了“公交
电子眼”,当社会车辆侵占公交专用车道时,“公交电子
眼”会将拍下来的违法照片通过网络实时传到交管部门。
“公交电子眼”的镜头相当于一个 镜;工作原理
相当于 (填“放大镜”“投影仪”或“照相
机”)。
凸透
照相机
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1
4. [2023保定竞秀区期末]下列关于放大镜、投影仪、照相机
的说法错误的是( B )
A. 它们都是利用凸透镜成像的
B. 电影影片经投影仪成正立、放大的像
C. 用照相机拍照时,景物在2倍焦距以外
D. 用放大镜看书,书与透镜的距离应小于焦距
B
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1
考点3 凸透镜成像的规律
5. [2023承德一模][多选]在“探究凸透镜成像的规律”的实
验中,光具座上各元件位置如图甲所示,此时在光屏上恰
好成一个清晰的像,则下列说法正确的是( ACD )
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1
A. 图甲中凸透镜的焦距可能是10 cm
B. 图甲中若用遮光板挡住凸透镜的上半部分,光屏上只出现像的下半部分
C. 若要在光屏上得到更大的清晰像,光屏和蜡烛都要适当向右移
D. 在烛焰和凸透镜之间放置一个眼镜片如图乙所示,观察到原来清晰的像变得模糊了,再使光屏远离透镜,又可以在光屏上看到清晰的像,则该眼镜片能矫正近视眼
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1
答案:ACD
6. [2023邯郸永年区期末][多选]墨墨同学用自制的水凸透镜
来探究凸透镜成像的规律,在光屏上得到了清晰的像,如
图所示。关于下列现象的分析正确的是( AC )
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1
A. 在蜡烛和光屏位置都不变的情况下,将水凸透镜向左移可以得到倒立、放大的实像
B. 用注射器向水凸透镜中注入少许水,光屏上原来清晰的像变模糊,要再次得到清晰的像,应将光屏远离透镜
C. 从图示情景可知,此时水凸透镜的焦距可能为12 cm
D. 若用一张纸遮住水凸透镜的上半部分,会发现光屏上的像缺失了下半部分
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1
答案:AC
解析:由图可知,光屏上得到了清晰的像时,物距大于像
距,所成的像是倒立、缩小的实像,在蜡烛和光屏位置都
不变的情况下,根据光的折射中光路可逆可知,将水凸透
镜向左移时,可以得到倒立、放大的实像,故A正确;用
注射器向水凸透镜中注入少许水,水凸透镜的焦距变小,
在物距不变的情况下,像距变小,要再次得到清晰的像,
应将光屏靠近透镜,故B错误;
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1
由图可知,此时u=30.0 cm>2f,f<v=20.0 cm<2f,解得
10.0 cm<f<15.0 cm,所以水凸透镜的焦距可能为12.0
cm,故C正确;遮住水凸透镜的上半部分,物体上任一点射
向水凸透镜下半部分的光,经水凸透镜折射后,照样能会聚
成像,且像的大小不发生变化,只是折射光减少,会聚成的
像变暗,故D错误。
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1
考点4 眼睛和眼镜
7. [2024保定清苑区期末]我们人类正常的眼睛里有一个精巧
的变焦系统,看近处的物体时,眼睛里的晶状体变得比
较 (填“薄”或“厚”),使物体的像恰好成在视网
膜上;正常眼睛观察近处物体最清晰而又不易疲劳的距离
大约是 cm。近视眼在看物体时,物体的像会成在
视网膜之 (填“前”或“后”)。
厚
25
前
2
3
4
5
6
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9
1
8. 为满足特殊人群的需求,有一种眼镜的镜片可以改变(如
图甲),它的改变是通过在透明的薄膜中注入或抽出光学
液体来实现的。图乙是某人看远处物体时的成像情况,此
时该人的视力缺陷和矫正时应选择的镜片分别是( A )
A. 近视眼,镜片Ⅰ
C. 远视眼,镜片Ⅰ
A
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1
B. 近视眼,镜片Ⅱ
D. 远视眼,镜片Ⅱ
考点5 望远镜
9. 随着人们生活水平和文化水平的提高,望远镜(如图所示)
已逐渐成为人们文化消费的必备品。关于望远镜的知识,
以下说法不正确的是( D )
D
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1
A. 望远镜靠近眼睛的镜片叫目镜,利用目镜可
以把景物的像放大,相当于放大镜
B. 物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成缩小的实像,这类似于照相机
C. 第一个用天文望远镜观测天体的科学家是伽利略
D. 望远镜都是由一个凸透镜和一个凹透镜构成的
1. 【学科素养 科学思维】[2023荆州中考]2023年5月11日,
我国发射的天舟六号货运飞船与中国空间站组合体成功交
会对接,如图所示。空间站组合体上的摄像机完整记录了
交会对接过程。下列说法正确的是( B )
B
2
1
A. 光通过摄像机的镜头始终沿直线传播
B. 摄像机所成的像是实像
C. 摄像机的工作原理与投影仪的工作原理相同
D. 天舟六号靠近空间站组合体时,摄像机成的
像逐渐变小
中考创新练
2. 【创新题】[2023扬州中考]如图甲所示,在装有水的杯子
里,小红将一支铅笔分别紧贴杯壁内、外竖直放置,两次
都观察到铅笔放大的像,俯视图如图乙、丙所示。下列说
法正确的是( A )
A
2
1
A. 图乙中铅笔向前移,像一直变小
B. 图乙中铅笔向前移,像先变小后变大
C. 图丙中铅笔向后移,像一直变大
D. 图丙中铅笔向后移,像先变小后变大
解析:装有水的杯子相当于凸透镜,两次都观察到铅笔放
大的像,且由图可知像与铅笔在凸透镜的同侧,则成的是
正立、放大的虚像,图乙、丙中的铅笔在凸透镜的焦距之
内;图乙中的铅笔向前移,物距变小,由凸透镜成虚像的
规律可知,像距也变小,像一直变小;图丙中的铅笔向后
移动,物距变大,若铅笔在凸透镜的焦距以内,由凸透镜
成虚像的规律可知,像距也变大,像变大;
2
1
当铅笔在焦距和2倍焦距之间时,成倒立、放大的实像,物
距变大时,像距变小,像变小;当铅笔在2倍焦距以外时,
成倒立、缩小的实像,物距变大时,像距变小,像变小,所
以图丙中铅笔向后移,像先变大后变小。综上所述,A正
确。
2
1
1. 下列应用中涉及的光学元件,对光有发散作用的是( C )
A. 放大镜 B. 潜望镜
C
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C. 近视眼镜 D. 汽车前灯反光装置
培优拔高练
2. [2023陕西中考]如图是我国自主研制的某新型战斗机上的
光电搜索跟踪系统。该系统功能与人眼相似,能为战斗机
提供感知外界的“视觉”,系统内置的光电传感器,相当
于人眼的视网膜,最外层窗口和传感器之间的光学元件,
相当于人眼的晶状体。关于该系统说法不正确的是( B )
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1
A. 该系统的光学元件相当于一个凸透镜
B. 该系统在光电传感器上成的是倒立、放大
的实像
C. 周围景物通过该系统成像时,景物到镜头
的距离大于镜头的2倍焦距
D. 该系统的成像原理与照相机的成像原理相同
2
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1
答案:B
3. [2023河北保定一模改编]小星和小麦使用相同的器材做
“探究凸透镜成像规律”实验,他们的实验器材摆放位置
和间隔如图所示,他们的光具座紧挨着(图中未画出),凸
透镜光心在同一水平直线上。奇怪的是,他们在光屏上看
到了相同性质的像。下列分析正确的是( D )
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7
1
A. 两个人看到的像应该都是倒立、放大的实像
B. 光屏甲上的像是蜡烛甲透过凸透镜甲形成的
C. 如果将蜡烛乙向左移,同时调整光屏乙的位置至像清
晰,光屏乙上的像将变大
D. 蜡烛甲通过凸透镜甲成像的规律在生活中的应用是放
大镜
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1
答案:D
4. [2023河北校联考一模改编]图甲是小明在做“探究凸透镜成像规律”实验时的装置,图乙是他根据实验数据描绘的像距—物距图像。蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置A、B、C分别与图像中三点相对应。则下列说法正确的是( B )
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1
A. 该凸透镜的焦距为20 cm
B. 蜡烛在A位置时的成像特点与投影仪相同
C. 将蜡烛从B位置移动到C位置的过程中,所成像逐渐变大
D. 当蜡烛在C位置时,在紧贴凸透镜的左侧放置一远视镜镜片,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰的实像,此时像距—物距的对应坐标应出现在C点的正上方
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7
1
答案:B
5. [2023徐州中考]徐州市博物馆展出了一枚“彭城御丞”印
章。为了方便观看印文细节,印章前放有如图所示装置,
请你解释其中的物理道理:
。
印章放在凸透镜的焦距以
内,能得到正立、放大的虚像
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1
6. 某物理小组在探究“凸透镜成像规律”时。
(1)如图甲所示,凸透镜和小灯泡位置固定,移动光屏发
现光屏上始终能呈现一个面积大小不变的光斑,则该
透镜的焦距为 cm。
15.0
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1
(2)小明用点燃的蜡烛代替小灯泡继续做实验,固定蜡烛
和凸透镜的位置如图乙,移动光屏到图示位置时,小
明能在光屏上看到烛焰清晰的像。在照相机、投影仪
和放大镜中利用该成像情况的是 。
投影仪
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1
(3)若小明仅将光屏拿去,则烛焰的像 (填“消
失”或“仍存在”)。
(4)若透镜位置不动,将蜡烛向透镜靠近2 cm,要想在光
屏上能看到清晰的像,可将光屏向 (填“左”或
“右”)移动;也可以不移动光屏,在凸透镜与蜡烛之
间靠近凸透镜处放一个适当的 (填“凸透
镜”或“凹透镜”)。
仍存在
右
凸透镜
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1
7. [2023无锡中考]小红拿到一块玻璃透镜,仔细观察这块透
镜,发现一面有螺纹,一面是光滑的,她对此透镜进行了
探究。
(1)她把该透镜靠近书上的“实验”二字,观察到如图甲
所示的现象,由此可以判定该透镜是 (填“凸”
或“凹”)透镜。
凸
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7
1
(2)小红查阅资料后了解到,用如图乙所示的三棱镜组合
可以描述该透镜对光的作用,请在图乙中画出平行光
入射两个三棱镜后出射光线的大致方向。
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1
解:如图所示:
(3)为探究该透镜的成像规律,小红将“F”光源、透镜、光
屏放置在光具座上,调整好后,固定透镜位置,使“F”
光源从距离透镜较远处逐次靠近透镜,每次都调节光屏到
透镜的距离,使“F”光源在光屏上成清晰的像,将结果
记录在下表中,则该透镜的焦距为 cm。当“F”光
源位于如图丙所示位置时,光屏应适当向 (填“左”
或“右”)移动,才能在光屏上得到清晰的像。
10
左
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1
实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的性质
1 30 15 倒立、缩小的像
2 20 20 倒立、等大的像
3 15 30 倒立、放大的像
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1
(4)在了解了该透镜的成像规律后,小红用长方形不透明纸
盒、平面镜、该透镜设计制作了一个投影仪,其剖面图
如图丁所示,平面镜与底面夹角为45°,平面镜的中心
位于透镜的主光轴上,盒上方开一方形孔,将“F”光源
按照图示方式朝下平放在方形孔上,中心与平面镜中心
在一条竖直线上,若盒子高度h为10 cm,为保证在正对
透镜前方的屏幕上能看到一个放大的投影,则盒子长度l
的范围为 ,屏幕上所成的图像形状
是 (填“ ”“ ”或“ ”)。
10 cm<l<20 cm
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1
$$