2025年中考物理人教版考点探究（陕西专版）学案 第3章 透镜及其应用

第3章 透镜及其应用 知识讲堂—— 陕西中考核心考点梳理 信息 链接 中考链接:关于透镜及其应用,陕西中考中多以选择题或填空题的形式,以各类设备中的摄像机、投影仪等为素材考查凸透镜成像规律,试题一般中等偏容易。另外,“探究凸透镜成像规律”是课标中要求的学生必做实验之一,复习应予以重点注意。 【知识清单】 考点1凸透镜和凹透镜 透镜 特点 对光的作用 三条特殊光线 平行于主光轴 过光心 过焦点 凸透镜 中间①　　　　　,边缘②　　　　　 对光有③　　　　 作用  凹透镜 中间④　　　　　,边缘⑤　　　　　 对光有⑥　　　　 　作用  考点2凸透镜成像的规律及应用 物距u 变化趋势 像的性质 像距v 变化趋势 应用 正、倒 大、小 虚、实 u>2f 逐渐减小 ⑦　　　　　 ⑧　　　　　 ⑨　　　　　 f<v<2f 逐渐增大 照相机 u=2f ⑩　　　　　 　　　　　 　　　　　 v=2f 测焦距 f<u<2f 　　　　　 　　　　　 　　　　　 v>2f 投影仪、幻灯机 u=f 不成像 \ 探照灯 u<f 　　　　　 　　　　　 　　　　　 \ 放大镜 考点3实像和虚像 像的虚实 原理 正倒 特点 举例 实像 实际光线会聚而成 倒立 能用光屏承接 照相机、投影仪、眼睛、小孔成像 虚像 实际光线反向延长线相交而成 正立 不能用光屏承接 平面镜、放大镜 考点4眼睛和眼镜 1.正常眼睛及其成像 (1)眼球晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,把来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体的像。 (2)成像特点:成倒立、缩小的实像。 (3)正常眼睛的成像图。 甲　看远处的物体　　 乙　看近处的物体 2.近视眼、远视眼及其矫正 类型 特点 成因 成像图 矫正 近视眼 只能看清　　　　　的物体,看不清　　　　　的物体  晶状体太厚,折光能力太强 近视眼成像于视 　　网膜前 矫正方法:佩戴　　　　　 矫正原理:凹透镜　　　　　光线  远视眼 只能看清　　　　　的物体,看不清　　　　　的物体  晶状体太薄,折光能力太弱 远视眼成像于视 　　网膜后 矫正方法:佩戴　　　　　 矫正原理:凸透镜　　　　　光线  【核心突破】 凸透镜成像规律及应用 购物支付已进入“刷脸”时代,消费者结账时站在摄像头(相当于一个凸透镜)前约1 m的位置,面对镜头,经系统自动拍照、扫描等,确认信息后,即可进行后续工作。则下列说法正确的是 (　　) A.摄像头的焦距可能是2 m B.人脸通过摄像头成的像是由光的反射现象形成的 C.“刷脸”时,面部经摄像头成正立、缩小的实像 D.“刷脸”时,面部应位于摄像头两倍焦距之外 【解题思维导图】 (变素材)小亮在重阳节送给奶奶一个台式放大镜(如图)。放大镜的焦距为25 cm。奶奶正确使用这个放大镜看书时 (　　) A.书与放大镜之间的距离应等于25 cm B.书与放大镜之间的距离应小于25 cm C.看到的是倒立、放大的虚像 D.看到的是正立、放大的实像 凸透镜成像中的两个分界点 1.一倍焦距分虚实,内虚外实。一倍焦距处是实像、虚像的分界点,物体在一倍焦距以内,成的是虚像;在一倍焦距以外,成的是实像。 2.两倍焦距分大小,远小近大。两倍焦距处是放大的实像和缩小的实像的分界点,物体在一倍焦距与两倍焦距之间,成的是放大的实像,在两倍焦距之外成的是缩小的实像。 真题精粹 —— 陕西中考10年真题精选及拓展 考向1凸透镜成像规律及应用　(10年8考) 1.(2017·陕西)有一款自行车,座椅后连接的微型投影仪可以将转弯、停止等提示信号投射到骑行者的后背上,该自行车因其独特的安全设计和GPS导航功能备受人们的青睐。关于这款自行车,下列说法正确的是 (　　) A.骑行者后背上所成的像是虚像 B.投影仪的镜头到骑行者后背的距离大于镜头焦距的二倍 C.从骑行者背后不同方向都能看见所成的像是因为光发生了镜面反射 D.GPS导航所用的电磁波不能在真空中传播 2.(2023·陕西)如图,这是某地投放使用的智能无人驾驶小巴车,它可以通过车上的摄像机和激光雷达识别道路状况。小巴车上的摄像机识别道路上的行人时,其镜头相当于一个　　　 　　透镜,行人在摄像机感光元件上成倒立、缩小的　　　　　像。当小巴车靠近公交站牌时,站牌在摄像机感光元件上所成的像　　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。  3.(2023·陕西)照相机镜头相当于一个凸透镜,凸透镜对光有　　　　　作用。拍照时,镜头与被拍摄对象之间的距离应大于　　　　　。某次小明去博物馆参观,想把石碑上的文字拍得更大些,可将照相机的镜头　　　　　(选填“远离”或“靠近”)石碑。  4.(2015·陕西)如图,这是某摄影师抓拍的一滴水珠下落到水面瞬间的照片,水珠后方的人通过水珠成　　　　　、缩小的实像,此时水珠相当于　　　　　镜;水珠在水中所成的像是　　 　　　(选填“虚”或“实”)像,此时水面相当于　　　　　镜。  热点预测 5.(原创好题·本土素材)如图,这是小明拍摄雨后“大明宫”时的情景。下列分析正确的是 (　　) A.树叶呈现绿色是由于树叶吸收绿光 B.水中建筑物的倒影是光的反射所成的实像 C.数码相机屏幕的彩色画面,由红、黄、蓝三种色光组成 D.用照相机拍照时,镜头成的是倒立、缩小的实像 考向2眼睛和眼镜　(10年5考) 6.(2019·陕西)6月6日是全国爱眼日。眼球中晶状体和角膜的共同作用相当于　　　　　透镜。视力正常的人看物体时,物体在视网膜上成　　　　　(选填“正立”或“倒立”)、缩小的实像。近视患者需戴　　　　　透镜矫正视力。  考向3作透镜光路图　(2023.17、2015.29) 7.(2023·陕西)如图,O为凸透镜的光心,F为凸透镜的焦点,请分别画出两条入射光线通过凸透镜后的折射光线。 8.(2015·陕西)请在图中画出入射光线通过凹透镜后的折射光线。 9.如图所示,O为凸透镜的光心,F1、F2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'。 作透镜光路图的关键点是“透镜的三条特殊光线”。 考向4探究凸透镜成像的规律　(2024.19、2024.21、2023.18(3)、2016.31) 10.(2024·陕西)如图-1所示的是小明做“探究凸透镜成像的规律”的实验装置。 图-1 (1)实验时,调节烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心在同一高度,其目的是　　　　　。  (2)固定凸透镜的位置,将蜡烛放在距离凸透镜较远处,此时应移动　　　　　直至出现最清晰的像,记录物距、像距、像的性质。  (3)改变物距,重复上述操作,多次实验,将实验数据记录在表中。 凸透镜的焦距:f=5.0cm 实验 次数 物距/cm 像距/cm 像的性质 正立或倒立 放大或缩小 虚像或实像 1 18.0 6.9 倒立 缩小 实像 2 10.0 10.0 倒立 等大 实像 3 7.0 17.7 倒立 放大 实像 4 4.0 / 正立 放大 虚像 分析数据可知:当物距大于凸透镜焦距时,物距减小,像距　　　　　。  (4) 当光屏上出现清晰的像时,小明不小心用手指尖遮挡住了凸透镜的一部分,这时光屏上　　 　　　(选填“仍能”或“不能”)成烛焰完整的像。  (5)实验中,小明将自己的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上原来清晰的像变模糊。将光屏适当靠近凸透镜后,光屏上再次出现清晰的像,由此可判断小明戴的是　　　　　(选填“近视”或“远视”)眼镜。  (6)如图-2,当无人机在高空拍摄地面场景时,所成的像最靠近图-3中凸透镜主光轴上的　　 　　　(选填“a”“b”“c”或“d”)点。  图-2　 图-3 (7)生活中常用的放大镜应用了表中第　　　　　次实验的成像规律。  11.(2024·陕西)如图-1所示,人眼的功能类似于照相机。学习了凸透镜成像规律后,小明对人眼和照相机如何成清晰的像,进行了进一步研究。 图-1 图-2 (1) 人眼结构中,视网膜到晶状体的距离不变,相当于“探究凸透镜成像规律”实验中,　　 　　　到凸透镜的距离不变,能否看清远近不同的物体,可能与晶状体的焦距有关;使用变焦照相机拍照,能否得到清晰的像,可能同时与焦距和像距有关。于是他用图-2装置进行探究。  (2)实验前,调节“F”光源和光屏的中心在凸透镜的主光轴上,是为了使像呈现在　　　　　。  (3)实验主要步骤:①保持光屏到凸透镜的距离不变,换上不同焦距的凸透镜,调节“F”光源到凸透镜的距离,直到光屏上成清晰的像,分别记录焦距、物距和像的高度; ②保持　　　　　到凸透镜的距离不变,换上不同焦距的凸透镜,调节光屏到凸透镜的距离,直到光屏上成清晰的像,分别记录焦距、像距和像的高度。  (4)实验数据如下表所示。 物体的高度H=5.0 cm 实验序号 物距 u/cm 像距 v/cm 焦距 f/cm 像的高度 h/cm 1 17.1 15.0 8.0 4.4 2 30.0 15.0 10.0 2.5 3 60.0 15.0 12.0 1.3 4 25.0 11.8 8.0 2.4 5 25.0 16.7 10.0 3.3 6 25.0 23.1 12.0 4.6 ①分析　　　　　三组数据可知:当像距不变时,物距变大,要成清晰的像,凸透镜焦距要变大。  ②分析4、5、6三组数据可知:当物距不变时,凸透镜焦距越　　　　　,像距越大,像也越大。  根据以上探究可知:人眼是通过调节晶状体焦距来看清远近不同的物体的,用变焦照相机在同一位置拍摄同一物体时,通过同时调节焦距和像距,使物体成大小不同的清晰的像。 (5)实验结束后,小明和同学们进行了如下交流: ①人长时间看近处物体,眼睛容易疲劳。学习较长时间后,建议同学们适当远眺,使睫状体放松,晶状体变　　　　　(选填“厚”或“薄”),焦距变大,舒缓眼疲劳,保护眼睛;  ②用变焦相机拍完西安钟楼的全景后,要在原地把钟楼上的钟拍得更大一些,应该把照相机的镜头　　　　　(选填“向前伸”或“往后缩”)同时增大焦距。  12.如图所示,小明利用凸透镜成像原理来研究电影放映时银幕上的影像情况。放映过程中影像大小超出了银幕边界,要使影像缩小到银幕范围且仍然清晰,在放映机镜头靠近银幕的同时,还要将胶片到镜头的距离调　　　　　(选填“大”或“小”)一些。  此类题的关键点是凸透镜成实像时“物近像远像变大,物远像近像变小”。 13.(2023·陕西)如图,此时烛焰通过凸透镜在光屏上成清晰、等大的实像。将蜡烛移至15 cm刻线处,移动光屏使烛焰再次在屏上成清晰的像,则烛焰在屏上成的是倒立、　　　　　的实像,生活中的　　　　　(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用凸透镜这一成像规律制成的。  实验探究——学科核心素养提升 【回归教材】 教材素材 命题预测 教材素材 命题预测 八上人教(新)P115 图5.1-4 命题角度　凸透镜对光的作用 如图所示,将一个凸透镜正对太阳,其下方20 cm处的白纸上呈现出一个较小的光斑,这个现象提示我们:凸透镜对光有①　　　　　作用;若将该透镜向纸面再靠近一小段距离,光斑将一直变小,由此可以判断该透镜的焦距一定②　　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)20 cm  八上苏科P92图4-26 命题角度　视力的矫正 如图所示,将近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变模糊了,将光屏③　　　　　(选填“靠近”或“远离”)凸透镜,又能在光屏上看到烛焰清晰的像  【围绕课标】 实验:探究凸透镜成像的规律 知识线：实验导航 实验装置 进行实验 (1)将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,调整烛焰的中心、凸透镜的中心和光屏的中心,使三者在同一高度。 (2)把蜡烛放在距凸透镜尽量远的位置上,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在光屏上成一个清晰的像,观察像的大小、正倒和虚实,分别测量物距和像距。 (3)将蜡烛逐渐向凸透镜移近,重复上述操作,直到光屏上得不到蜡烛的像,继续把蜡烛向凸透镜靠近,探究放大镜成像的原理。 实验结论 物距u 像距v 像的性质 u>2f f<v<2f 倒立、缩小的实像 u=2f v=2f 倒立、等大的实像 f<u<2f v>2f 倒立、放大的实像 u=f 不成像 u<f 物像同侧 正立、放大的虚像 考点线：实验母题 某实验小组用一凸透镜做“探究凸透镜成像规律”实验。 甲 乙 丙 进行实验与收集证据 (1)如图甲所示,将一束平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小、最亮的光斑,则凸透镜的焦距f=　　　　　cm。  (2)如图乙所示,将光具座上点燃的蜡烛的火焰、透镜、光屏三者的中心调节在　　　　　,目的是使像成在　　　　　。  (3)将蜡烛移动到A处,并移动光屏可得到　　　　　(选填“放大”或“缩小”)的像,日常生活中利用这一原理制成的光学仪器是　　　　　(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。要使烛焰在光屏上所成的像变大,应保持透镜的位置不动,调节蜡烛的位置,同时将光屏　　　　　(选填“靠近”或“远离”)透镜,直至得到清晰的像。  分析与论证 (4)实验中多次读取数据,并根据记录的数据绘制了物距u与像距v之间的关系图像,如图丙所示。分析图像可知,凸透镜成实像时,物距越大,像距越　　　　　,像越小。  (5)实验中,若用纸遮住凸透镜一部分,光屏上　　　　　(选填“能”或“不能”)得到完整的像。  (6)当蜡烛燃烧一段时间后会变短,烛焰的像会往　　　　　(选填“上”或“下”)移动偏离光屏中心。  评估 (7)本实验应该在亮度　　　　　(选填“较暗”或“较亮”)的环境下进行。  (8)某次实验时移动光屏但却始终找不到像,可能是因为透镜与蜡烛的距离　　　　　(选填“大于”或“小于”)凸透镜的焦距,此时烛焰通过凸透镜成的是　　　　　像。  交流与合作 (9)如图丁所示,当烛焰通过凸透镜在光屏上成清晰的像时,小明取了一副眼镜放在凸透镜前,观察到光屏上的像变模糊了,将光屏向远离透镜方向移动适当距离后,像又变清晰了,则该眼镜是　　　　　视眼镜。  丁 【参考答案】 知识讲堂 知识清单 ①厚　②薄　③会聚　④薄　⑤厚　⑥发散　⑦倒立　⑧缩小　⑨实像　⑩倒立　等大　实像　倒立　放大　实像　正立　放大　虚像　近处　远处　凹透镜　发散　远处　近处　凸透镜　会聚 核心突破 例　D　变式训练　B 真题精粹 1.B　解析:座椅后连接的微型投影仪的镜头是凸透镜,将转弯、停止等提示信号投射到骑行者的后背上时,成的像是倒立、放大的实像,投影仪的镜头到骑行者后背的距离大于镜头焦距的二倍,故A错误,B正确;从骑行者背后不同方向都能看见所成的像是因为光发生了漫反射,故C错误;电磁波可以在真空中传播,故D错误。 2.凸　实　变大 解析:摄像机的镜头相当于一个凸透镜,行人在摄像机感光元件上成倒立、缩小的实像;当小巴车靠近公交站牌时,物距变小,像距变大,站牌在摄像机感光元件上所成的像变大。 3.会聚　二倍焦距　靠近 解析:凸透镜对光有会聚作用;照相机镜头相当于一个凸透镜,拍照时,物距应大于二倍焦距,即镜头与被拍摄对象之间的距离应大于二倍焦距;想把石碑上的文字拍得更大些,即像变大,则像距变大,物距减小,即将照相机的镜头靠近石碑。 4.倒立　凸透　虚　平面 解析:水珠中间厚,边缘薄,相当于凸透镜,由图知,后方的人通过水珠成倒立、缩小的实像;水珠在水中所成的像是由光的反射形成的,是虚像,此时水面相当于平面镜。 5.D 6.凸　倒立　凹 解析:人眼的晶状体和角膜相当于凸透镜,视网膜相当于光屏,外界物体在视网膜上成倒立、缩小的实像;近视眼的晶状体较厚,会聚能力较强,看远处的物体时,将像成在视网膜的前面。为了使像正好成在视网膜上,应使光线推迟会聚,使所成的像相对于晶状体后移,所以应戴发散透镜即凹透镜。 7.如图所示 解析:过光心的光线其传播方向不变,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,据此作图。 8.如图所示 解析:平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点。 9.如图所示 解析:由S发出的平行于主光轴的光线,过凸透镜后经过焦点;由S点发出的过光心的光线,方向不变,两条光线的交点就是S的像。 10.(1)使像成在光屏中央　(2)光屏　(3)增大　(4)仍能　(5)远视　(6)b　(7)4 解析:(1)调整凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度上,这样做的目的是使物体的像能够成在光屏的中心;(2)固定好凸透镜和蜡烛的位置,然后移动光屏找像;(3)当物距大于凸透镜焦距时,成实像,此时物距减小,像距增大;(4)光屏上得到发光体清晰的像时,小明不小心用手指尖遮挡住了凸透镜的一部分,仍有光线透过,不会影响透镜成像,光屏上仍能成清晰完整的像;(5)只将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离时,又在光屏上观察到烛焰清晰的像,说明物距不变,像距变小了,也就是眼镜对光线有会聚作用,因此这幅眼镜是凸透镜,也叫远视眼镜;(6)照相机的成像原理是物距大于二倍焦距,像距大于一倍焦距小于二倍焦距,物距越大,像距就越小,所以应该成像在b点;(7)放大镜利用当物距小于一倍焦距,成正立、放大的虚像,所以应用了表中第4次实验的规律。 11.(1)光屏　(2)光屏中央　(3)②“F”光源　(4)①1、2、3　②大　(5)①薄　②向前伸 解析:(1)人眼结构中,晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏,视网膜到晶状体的距离不变,相当于“探究凸透镜成像规律”实验中,光屏到凸透镜的距离不变。(2)实验前,调节“F”光源和光屏的中心在凸透镜的主光轴上,使三者的中心大致在同一高度,是为了使像呈现在光屏中央。(3)②为了探究使用变焦照相机拍照得到清晰的像,可能同时与焦距和像距有关。应保持物距不变,即保持“F”光源到凸透镜的距离不变,换上不同焦距的凸透镜,调节光屏到凸透镜的距离,直到光屏上成清晰的像,分别记录焦距、像距和像的高度。(4)①像距不变的三组实验分别是1、2、3。②分析4、5、6三组数据可知:物距不变,像距逐渐变大,焦距也逐渐变大,像的高度也变高,说明像也变大。所以得出结论:当物距不变时,凸透镜焦距越大,像距越大,像也越大。(5)①通过实验结论,人眼长时间看近处物体,然后远眺,像距不变,物距变大,焦距也要变大,即眼睛的晶状体变薄。②相机拍完西安钟楼的全景后,要在原地把钟楼上的钟拍得更大一些,物距不变,要使像变大,则焦距要变大,而且像距也要变大,即把照相机的镜头向前伸同时增大焦距。 12.大 13.缩小　照相机 解析:图中烛焰通过凸透镜在光屏上成清晰、等大的实像,则说明2f=20 cm,则焦距为10 cm,将蜡烛移至15 cm刻线处时,物距为50 cm-15 cm=35 cm,物距在2倍焦距之外,所成的像为缩小的实像,生活中的照相机利用这一规律制成。 实验探究 回归教材 ①会聚　②小于　③远离 围绕课标 实验:探究凸透镜成像的规律 母题　(1)10.0　(2)同一高度　光屏中央　(3)缩小　照相机　远离　(4)小　(5)能　(6)上　(7)较暗　(8)小于　虚　(9)近 学科网（北京）股份有限公司 $$