内容正文:
2025中考物理一轮复习
第5讲 透镜及其应用
PART ①
基础知识复习
一、透镜
1.凸透镜
①定义:中间 厚 、边缘 薄 的透镜,。
②作用:凸透镜对光有 会聚 作用。
③找焦点:凸透镜 正对 对太阳光,调节白纸直到白纸上光斑 最小最亮 为止,即为焦点。
④三条特殊光线:
一、透镜
2.凹透镜
①定义:中间 薄 、边缘 厚 的透镜,。
②作用:凸透镜对光有 发散 作用。
③三条特殊光线:
二、透镜及应用
1.照相机
①透镜:照相机的镜头是 凸 透镜。
②距离:物体到透镜的距离(物距u) 大于二倍焦距 ,
胶片到透镜的距离(像距v) 大于一倍焦距小于二倍焦距 ,
成 倒立 、 缩小 的 实 像。
③变化:想让像变大,应让物体 靠近 透镜,底片 远离 透镜。
二、透镜及应用
2.投影仪
①透镜:投影仪的镜头是 凸 透镜。
②距离:物体到透镜的距离(物距u) 大于一倍焦距小于二倍焦距 ,
胶片到透镜的距离(像距v) 大于二倍焦距 ,
成 倒立 、 放大 的 实 像。
③变化:想让像变大,应让物体 靠近 透镜,屏幕 远离 透镜。
二、透镜及应用
3.放大镜
①透镜:放大镜本身是一个 凸 透镜。
②距离:物体到透镜的距离(物距u) 小于一倍焦距 ,成 正立 、 放大 的 虚 像。
③变化:想让像变大,应让物体适当地 远离 透镜。
二、透镜及应用
4.表格总结
种类 物距(u) 成像的性质 像距(v) 应用
① u>2f 缩小、倒立的实像 f<v<2f 照相机
② u=2f 等大、倒立的实像 v=2f 间接测
焦距
③ f<u<2f 放大、倒立的实像 v>2f 投影仪
④ u=f 不成像 —— ——
⑤ u<f 放大、正立的虚像 v>u 放大镜
二、透镜及应用
5.口诀总结
①一倍焦距分 虚实 、二倍焦距分 大小 ;
②虚像 正 立物同侧、实像 倒 立物异侧;
③物近像 远 像 变大 、物远像近像变小。(仅适用成 实 像时)
注意:(1)实像是由 实际光线 会聚而成,在光屏上 可 呈现。
(2)虚像 不能 在光屏上呈现,由光线的 反向延长线 会聚而成。
6.凹透镜
始终成 缩小 、 正立 的虚像。
三、眼睛和眼镜
1.结构
眼睛的晶状体相当于 凸透镜 ,视网膜相当于 光屏 。物体都能在视网膜上成 倒立 、 缩小 的实像。
2.近视眼
晶状体过 厚 ,看不清 远处 的物体,远处的物体所成像在视网膜之 前 ,需戴 凹 透镜调节。
3.远视眼
晶状体过 厚 ,看不清 近处 的物体,近处的物体所成像在视网膜之 后 ,需戴 凸 透镜调节。
四、显微镜和望远镜
1.显微镜
①物镜是 凸 透镜,相当于 投影仪 ,成倒立 放大 的实像;
②目镜是 凸 透镜,相当于 放大镜 ,成正立 放大 的虚像;
它们使物体所成的像两次放大,从而增大观察的 视角 。
2.望远镜
①物镜是 凸 透镜,相当于 照相机 ,成倒立 缩小 的实像;
②目镜是 凸 透镜,相当于 放大镜 ,成正立 放大 的虚像;
它们通过成像拉近一次,再放大一次,从而增大观察的 视角 。
PART ②
典型题目练习
1.一束光通过透镜的光路如图所示,其中正确的是( B )
解:会聚效果是指光在原传播路径的基础上,靠近主光轴,如图BCD;
发散效果是指光在原传播路径的基础上,远离主光轴,如图A;
凸透镜使光会聚,凹透镜使光发散,故BCD图应为凸透镜,A应为凹透镜,选B。
2.(2024河南) 在“爱眼日”宣传活动中,小明用图所示的装置研究眼睛的成像,此时烛焰在光屏上成清晰的像,用此模拟正常眼睛的成像。接下来下列操作可模拟近视眼的是( B )
A. 向水透镜注水,烛焰的像成在光屏右侧
B. 向水透镜注水,烛焰像成在光屏左侧
C. 从水透镜抽水,烛焰的像成在光屏右侧
D. 从水透镜抽水,烛焰的像成在光屏左侧
解:近视眼是由于长期看近处的东西导致晶状体变厚,折光能力变强,像成在视网膜前。
所以用水透镜模拟近视眼,也就是需要透镜对光线的会聚能力更强,所以此时应对水透镜注水,使得凸透镜变厚,焦距变小,使得像成在光屏左侧。
故B符合题意,ACD不符合题意。
3.(2024临沂)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上承接到烛焰清晰的像.保持凸透镜的位置不变,则( C )
A.实验所用凸透镜的焦距可能为10.0cm
B.光屏上承接到的像是烛焰倒立、放大的实像
C.将蜡烛和光屏的位置互换,光屏上仍能承接到像
D.将蜡烛移至45.0cm刻度线上,光屏上仍能承接到像
解:如图,物距u=30cm>2f,像距f<v=10cm<2f;解得5cm<f<10cm,凸透镜的焦距不可能为10cm;
此时物距大于像距,光屏上成倒立、缩小到实像,故AB不符合题意;
将蜡烛和光屏的位置互换,根据光路可逆可知,光屏上仍能承接到倒立放大的实像,故C正确;
将蜡烛移至45.0cm刻度线上,物距5cm,小于焦距,此时烛焰成虚像,光屏上不能承接到像,故D不符合题意。
4.(2024连云港)小明将凸透镜正对太阳光,在距离凸透镜10cm的白纸上呈现一个最小、最亮的光斑,此凸透镜的焦距为 10 cm。如图是他用该凸透镜观看书本上“中国梦”三个字时的情况,如果他想看到更大的正立的“国”字,小明需要将凸透镜 远离 书本(选填“远离”或“靠近”),凸透镜和书本的距离应满足的条件是 小于10cm 。
解:平行光经过凸透镜折射后会聚至焦点,故凸透镜的焦距为10cm。
因为想要看到正立的像,所以可知此时凸透镜相当于一个放大镜,放大镜利用的是当物距小于一倍焦距时,成正立、放大的虚像的原理,所以想看到正立的“国”字,凸透镜和书本的距离应小于10cm,而当凸透镜成正立、放大的虚像时,物距越大,像距越大,成的虚像越大,故小明需要将凸透镜远离书本,但是距离不能大于10cm。
5.(2024苏州) 探究凸透镜成像规律的实验中,蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示,光屏上恰好成清晰的像,该像是倒立、 等大 的实像,此凸透镜的焦距是 15 cm。凸透镜和光屏位置不动,将蜡烛远离凸透镜,给凸透镜“戴上”合适的 凹透 镜,可再次获得清晰的像。
解:由图知,物距u=30.0cm,像距v=30.0cm,物距等于像距,此时成倒立、等大的实像;
此时u=v=2f=30.0cm,解得f=15.0cm;
凸透镜和光屏位置不动,将蜡烛远离凸透镜,物距会变大,像距会变小,为了再次获得清晰的像,需要使光线向远离凸透镜方向会聚,故需要给凸透镜“戴上”合适的凹透镜。
6.(2024宜宾) 据专家介绍,12~18岁是青少年近视的高发期,爱眼护眼势在必行。如图所示, 乙 (选填“甲”或“乙”)图表示近视眼成像原理,应佩戴 丁 (选填“丙”或“丁”)图的眼镜进行矫正。
解:近视眼是晶状体太厚折光能力太强,或者眼球在前后方向太长,来自远方的光在视网膜前便会聚了,即像成在视网膜的前方,因此图乙是近视眼的成像原理,所以应佩戴凹透镜,先将光线发散一下,使像成在视网膜上。
图丙是放大镜,成正立放大的虚像,放大镜属于凸透镜;而近视镜成正立缩小的虚像,图丁成缩小的像,是近视镜,因此应佩戴丁图的眼镜进行矫正。
解:刻度尺的读数需要估读,先读出分度值为1cm,读数时保留至分度值下一位,即10.0cm;
三者中心调至同一高度,其目的是让像成在光屏中央。
7.(2023湖南衡阳)小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律。
(1)如图甲所示,小明将一束平行光正对凸透镜,移动光屏,直到光屏上形成一个最小最亮的光斑,该凸透镜的焦距为 10.0 cm。
(2)实验时,把凸透镜固定在光具座50 cm刻度线处,为使像成在光屏中央,应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到 同一高度 。
解:直接比较像距和物距,当像距小的时候,像就比物体小,成倒立缩小的实像,和照相机的原理相同;
当物距和像距发生交换时,利用光路可逆的原理可以发现,物体光屏对调后,像依旧清晰,但像的类型发生变化。
7.(3)小明将蜡烛移至光具座20 cm刻度线处,如图乙所示,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是倒立、 缩小 的实像。生活中的 照相机 (选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)就是利用这种成像规律工作的。
(4)接着,小明保持凸透镜在光具座上的位置不动,如果仅将图乙中蜡烛和光屏的位置互换,发现光屏上仍能观察到烛焰清晰的像。这是因为在光的折射现象中,光路是 可逆 的。
解:蜡烛远离凸透镜,类似眼睛看远处的物体,此时像出现在光屏和透镜之间,类比像出现在视网膜前,故是体现近视眼的成像情况,可通过佩戴凹透镜加以矫正。
7.(5)在如图乙所示实验情形下,如果保持凸透镜和光屏的位置不变,将蜡烛适当远离凸透镜,发现光屏上烛焰的像变得模糊不清,此现象可以体现 近视眼 (选填“近视眼”或“远视眼”)的成像情况。
8.将图中的光路图补充完整。
9.在图中,画出入射光线经过凹透镜后的光线。
10.据晋代张华的《博物志》记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则得火。”这种利用冰透镜向日取火的方法,体现了我国古代劳动人民的智慧。如图所示,若把冰块制成的凸透镜正对着太阳,将太阳光看成平行光,冰透镜的焦点为F,请在图中完成光路。
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