2025年中考物理一轮复习透镜及其应用

2024~2025学年九年级物理透镜及其应用 专题复习 知识小结 知识点一 透镜及相关概念 凸透镜 凹透镜 特征 中间厚，边缘薄 中间薄，边缘厚 图示 相关概念 光心 透镜的中心，常用点O表示 主光轴 经过光心和透镜表面所在球面的球心的直线（如上图中) 焦点 平行于主光轴的光经过凸透镜后会聚的一点（或平行于主光轴的光经过凹透镜后的发散光线的反向延长线会聚的一点），常用F表示。凹透镜的焦点也称作虚焦点。 焦距 光心到焦点的距离，常用f表示 物距 物体到光心的距离，常用u表示 像距 像到光心的距离，常用v表示 透镜对光的作用 凸透镜 对光的作用 对光具有会聚作用，所以凸透镜又叫会聚透镜 理解 凸透镜对光具有会聚作用，但经过凸透镜的折射光线并不一定会聚到一点，只是折射光线比入射光线更靠近主光轴，即通过凸透镜的光向主光轴方向偏折 示意图 凹透镜 对光的作用 对光具有发散作用，所以凹透镜又叫发散透镜 理解 凹透镜对光具有发散作用，指的是入射光线经凹透镜折射后，折射光线比入射光线更偏离主光轴 示意图 焦点和焦距 凸透镜 凹透镜 焦点 凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点，这个点叫作凸透镜的焦点，用F表示。凸透镜两侧各有一个焦点 凹透镜能使跟主光轴平行的光变得发散，且这些发散光线的反向延长线相交在主光轴上的一点，这个点叫作凹透镜的虚焦点，用F表示。凹透镜两侧各有一个虚焦点 焦距 焦点到凸透镜光心的距离叫作焦距，用f表示，凸透镜两侧的两个焦距相等 虚焦点到凹透镜光心的距离叫作焦距，用f表示，凹透镜两侧的两个焦距相等 示意图 透镜的三条特殊光线 透镜 入射光线 折射光线 图例 凸透镜 经过光心 传播方向不变，如图中光线① 平行于主光轴 经过另一侧的焦点，如图中光线② 经过焦点或从焦点发出 平行于主光轴射出，如图中光线③ 凹透镜 经过光心 传播方向不变，如图中光线① 平行于主光轴 反向延长线交于另一侧的虚焦点，如图中光线② 射向凹透镜另一侧虚焦点 平行于主光轴射出，如图中光线③ 知识点二 凸透镜成像的规律 物距u 像距v 像、物位置 像的性质 应用举例 像的大小 像的正倒 像的虚实 像、物异侧 缩小 倒立 实像 照相机 像、物异侧 等大 倒立 实像 测焦距 像、物异侧 放大 倒立 实像 投影仪、幻灯机 不成像（平行光） - 像、物同侧 放大 正立 虚像 放大镜 动态规律：一焦分虚实，二焦分大小；当成实像，物近像远大；当成虚像时，物近像近小。 知识点三 显微镜与望远镜 显微镜 望远镜（开普勒望远镜） 结构 物镜、目镜均是凸透镜 原理 物镜：成倒立、放大的实像 目镜：成正立、放大的虚像 二次成像、两次放大 物镜：成倒立、缩小的实像 目镜：成正立、放大的虚像 二次成像、增大视角 焦距关系 知识点四 眼睛与眼镜 正常眼 结构 晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜，视网膜相当于光屏 原理 被观看的物体位于角膜及晶状体这一“凸透镜”的二倍焦距以外，来自物体的光经过折射，会聚在视网膜上，得到一个倒立、缩小的实像 调节 近视眼 形成原因 晶状体太厚，折光能力太强，或眼球在前后方向上太长，来自远处某点的光会聚在视网膜前方 矫正 远视眼 形成原因 晶状体太薄，折光能力太弱，或眼球在前后方向上太短，来自近处某点的光会聚到视网膜后方 矫正 实验 探究凸透镜成像的规律 1.实验装置 2.实验器材：蜡烛、凸透镜（焦距为10~20 cm）、光屏、光具座等。 3.实验操作 （1）了解凸透镜的焦距，或用平行光聚焦法测出焦距的大小； （2）点燃蜡烛，调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰的焰心在同一高度； （3）实验中，保持凸透镜的位置不动，通过改变蜡烛的位置，来回移动光屏，使光屏上得到最清晰的像，记录每次物距、像距、像的特点及蜡烛在移动过程中像的变化情况； （4）观察虚像时人眼应在透镜的另一侧透过凸透镜观察。 4.实验结论 （1）时，在光屏上可得到倒立、缩小的实像，此时。 （2）时，在光屏上可得到倒立、放大的实像，此时。 （3）时，成正立、放大的虚像，此时。 5.交流与反思 （1）用发光二极管组成特定的形状（如“F”形），代替烛焰作为光源进行实验，好处是光源稳定，且便于全面分析所成像的正、倒；用方格纸代替白纸做光屏，便于分析所成像的大小。 （2）在光屏上找不到像的原因：①物距等于或小于一倍焦距；②像距太大，超出光具座的范围；③烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度上。 （3）用不透明的物体遮住凸透镜的一部分，光屏上仍会得到完整的像，但像会变暗。 （4）光屏上成清晰的像时，物与光屏的位置对调，光屏上仍能成清晰的像，原因是光路可逆。 （5）成实像时，在凸透镜前加一片透镜后在光屏上重新成像：若加凸透镜，需将物体或光屏靠近凸透镜；若加凹透镜，需将物体或光屏远离凸透镜；可联系视力的矫正进行理解。 （6）烛焰有一定的宽度，实际实验中烛焰靠近凸透镜一侧的部分到凸透镜光心的距离是小于焰心到凸透镜光心的距离的，这可能导致实验现象与理论分析不符。如当 时，从光屏一侧透过凸透镜可能看到烛焰正立、放大的像。 巩固训练 一、【刷基础】 1.如图所示，是一副眼镜放到太阳光下，眼镜到地面的距离在一倍焦距以内，在地面上观察到的情境，由此可以判断镜片是( ) A.凸透镜，可以矫正远视眼 B.凹透镜，可以矫正远视眼 C.凹透镜，可以矫正近视眼 D.凸透镜，可以矫正近视眼 2.如图所示，甲、乙两个凸透镜的焦距分别是3cm和5cm，下列说法正确的是( ) A.平行光经过凸透镜后一定会聚于焦点 B.凸透镜对光线有会聚作用，且折射后的光线一定是会聚光线 C.甲透镜的焦距更短，其折光本领较乙透镜弱 D.同一凸透镜用平行于主光轴的红光和紫光测其焦距分别为和，则 3.很多人喜欢在汽车的中控台上放置香水，其实这是非常危险的。香水的主要成分是易燃酒精，如图所示为四瓶相同的香水，透明的玻璃瓶盖形状各异，其中在阳光下最容易引发火灾的是( ) A. B. C. D. 4.报纸上放有小明的近视眼镜、爸爸的老花镜、奶奶度数更深的老花镜及妈妈的平光眼镜，如图所示，则奶奶的老花镜为图中的( ) A. B. C. D. 5.以下是显微镜和望远镜原理示意图，下面是关于它们的二次成像的说法： ①显微镜先成放大的实像，再成放大的虚像； ②显微镜先成缩小的实像，再成放大的虚像； ③望远镜先成放大的实像，再成放大的虚像； ④望远镜先成缩小的实像，再成放大的虚像； 上述说法中正确的是( ) A.①③ B.①④ C.②④ D.②③ 6.在“探究凸透镜成像的规律”实验时，某小组测量出物距和像距的数据，并绘制成如图所示的图象，根据图象可知( ) A.该凸透镜的焦距 B.当物距时，成倒立、缩小的实像 C.当物距时，所成的像能用光屏承接 D.若把物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动过程中，所成的像会逐渐变小 7.如图所示，属于凸透镜的是( ) A.①②③ B.①②④⑤ C.①③⑤ D.②④⑥ 8.（多选）光刻技术的工作原理如图所示。用紫外光照射镂空掩膜，调整镂空掩膜、缩图透镜的位置，恰好能在硅片上成极小的清晰的像，从而实现集成电路的“光刻”，下列说法正确的是( ) A.硅片相当于光屏 B.镂空掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以外 C.镂空掩膜的像是倒立、缩小的 D.缩图透镜相当于凹透镜，凹透镜可以用于矫正近视眼 9.（多选）12月2日是全国安全交通日，为加强交通安全，城市重要位置都安装了“电子眼”。下列关于“电子眼”的说法正确的是( ) A.电子眼上成的像是虚像 B.电子眼的摄像头是凸透镜 C.当物体靠近电子眼时，在电子眼上所成的像变大 D.在拍摄录像时，物体在电子眼摄像头一倍焦距和二倍焦距之间 10.（多选）如图甲所示，观看“天宫课堂”后，小芳和小华同学将空烧瓶放入注满水的鱼缸中，模拟了其中的水球光学实验，如乙图所示，是鱼缸和烧瓶的剖面模拟图。实验时，小芳站在鱼缸前，小华站在鱼缸另一侧一定距离，小芳透过鱼缸可以观察到小华倒立缩小的像A，透过烧瓶可以观察到小华正立缩小的像B。下列分析正确的是( ) A.像A与照相机成像原理相同 B.像A会随小华远离鱼缸而变小 C.像A可能会随小华靠近鱼缸而变为正立 D.烧瓶和鱼缸对光线共同作用是会聚 二、【刷能力】 11.小明在南禅寺街上发现了米粒般大小的精致工艺品。为看清工艺品上的文字和图像，小明应利用如图甲所示透镜中的__________（选填序号）进行观察；正确选择透镜后，小明利用太阳光测得透镜的焦距为5cm；透过透镜观察工艺品，小明看清了像如图乙所示，此时透镜到工艺品的距离d满足__________的条件。 12.工匠师维护精密仪表时，在眼睛前戴一个凸透镜，便于观察仪表的细微之处，如图所示。 （1）凸透镜起到________的作用； （2）凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的________焦距范围之内； （3）通过凸透镜看到的是仪表________（选填“正立”或“倒立”）的像，像的位置与仪表的位置在凸透镜的________侧。 13.如图所示，小刚自制了一架模型照相机。已知凸透镜的焦距为10 cm，外壳的长度为20 cm，若将凸透镜对准窗外景物，在外壳内前后移动内纸筒，在半透明膜上可以得到景物______（选填“倒立”或“正立”）的______（选填“放大”或“缩小”）的像；若将凸透镜正对燃烧的蜡烛，当蜡烛距离凸透镜至少______cm时，可以在外壳内移动的半透明膜上得到清晰的烛焰的像。 14.凸透镜和凹透镜的主光轴和一个焦点重合，请完成如图所示的光路图。 15.小雨用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）如图甲，将凸透镜正对着太阳光，在透镜下方，平行地放上白纸，测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘出图象，如图乙，则可判断该透镜的焦距f为_________cm； （2）调整器材高度时，应_________（点燃／不点燃）蜡烛； （3）如图丙，将蜡烛移至45cm刻度处时，从凸透镜右侧通过凸透镜可以看到烛焰的_________（虚／实）像；该实验现象可以说明_________的成像特点（照相机／幻灯机／放大镜）若用照相机从凸透镜右侧对着凸透镜拍摄，则_________（能／不能）拍到蜡焰的像； （4）小金在实验过程中不断移动烛焰位置，观察到如图丁中①至⑥六种烛焰清晰的像，请按蜡烛到凸透镜距离由近到远所得到的6个像进行排序，正确顺序为_________③①②； （5）实验中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致光屏上的像向_________（上／下）移动； （6）小超想利用LED发光字母来探究凸透镜成像上下左右位置关系，如图戊，下列的4个字母适合做LED光源的有_________个； （7）小亮实验小组更换相关器材后顺利完成实验，根据记录的实验数据得到了如图己的图象，线段为凸透镜的像距倒数和物距的倒数对应关系，根据图象信息可知，该小组所用凸透镜的焦距为_________cm。 答案以及解析 1.答案：C 解析：由图可见，阳光通过眼镜形成的光斑中间较四周暗，因此是凹透镜。 故选：C。 2.答案：D 解析：A、平行于主光轴的光经过凸透镜后一定会聚于焦点上，但其它的平行光不一定会聚到焦点上，故A错误；B、凸透镜对光线有会聚作用，若入射光线是发散的，则折射后的光线也可能是发散的，但相对于入射光线是会聚的，故B错误；C、凸透镜焦距越短，对光的会聚能力越强；甲透镜的焦距更短，其折光本领较乙透镜更强，故C错误；D、根据三棱镜对光线的偏折可知，红光被偏折的程度小，紫光被偏折的程度大，当红光和紫光分别平行射向相同的凸透镜时，红光的会聚点，也就是红光的焦点距离透镜远，而紫光的焦点离透镜近，所以红光的焦距大，即，故D正确。 故选：D。 3.答案：B 解析：最容易在阳光下引发火灾的应该是B，因为B中香水的瓶盖是凸透镜，对光有会聚作用，会使会聚点的温度升高从而引发火灾，故B符合题意。 4.答案：B 解析：因为老花镜是凸透镜，由凸透镜成像特点之一，当时，成正立放大的虚像，可知，AB选项符合；D选项成缩小的像，不符合，C选项成等大的像，也不符合题意；又因为奶奶的老花镜度数更深，即看到的图象应该更大，由图可知，B选项符合。故选B. 5.答案：B 解析：显微镜物镜和目镜都是凸透镜，把标本放在物镜的二倍焦距和一倍焦距之间，这样得到一个放大的实像，那么这个放大的实像正好成在目镜焦点以内，由凸透镜成像规律可知，当 时，成正立放大的虚像，所以显微镜的物镜成倒立、放大的实像，目镜成正立、放大的虚像，故①正确，②错误；用望远镜观察远处物体时，物体通过物镜成的是倒立、缩小的实像，这个像通过靠近眼睛的目镜成正立、放大的虚像，故③错误，④正确，综上分析知，故ACD错误，B正确。 故选B。 6.答案：B 解析：由图可知，，此时成倒立、等大的实像，所以该凸透镜的焦距，A错误；当物距时，，成倒立、缩小的实像，B正确；当物距时，物距小于焦距，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，C错误；若把物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动过程中，物距减小，根据凸透镜成实像时，“物近像远像变大”可知，所成的像会逐渐变大，D错误。 7.答案：C 解析：中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜，对光线具有会聚作用，所以又叫会聚透镜；图中①③⑤属于凸透镜；中间薄、边缘厚的透镜叫凹透镜，对光线有发散作用，所以又叫发散透镜，图中②④⑥是凹透镜。故选C。 8.答案：ABC 解析：A.图中的像成在硅片上，硅片相当于光屏，故A正确； BC.由图可知要制造出含有众多元件的集成电路，则掩膜上的电路在硅片上的像应变小，所以可知该凸透镜成倒立、缩小的实像，与照相机的原理相同，镂空掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以外，故BC正确。 D.根据图示可知，缩图透镜对光线具有会聚作用，是凸透镜，可用于矫正远视眼，故D错误； 故选ABC。 9.答案：BC 解析：A.电子眼像特征和照相机是一样的，成的是倒立、缩小的实像，故A错误； B.电子眼摄像头和照相机都是凸透镜，故B正确； C.凸透镜成实像时有物近像远像变大的规律，所以物体靠近电子眼时，电子眼所成的像变大，故C正确； D.电子眼的成像规律和我们生活中的照相机的原理是一样的，物体在凸透镜的二倍焦距以外，成的像在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，故D错误。 故选BC。 10.答案：ABC 解析：A.像A为倒立、缩小的实像，根据凸透镜成像原理可知，与照相机成像原理相同，故A正确； B.像A为倒立、缩小的实像，像的大小与物距有关，小华远离鱼缸，物距增大，像距减小，像变小，故B正确； C.像A为倒立、缩小的实像，小华靠近鱼缸，像越来越远，越来越大，当物距小于焦距时，成正立放大的虚像，故C正确； D.烧瓶和鱼缸都是透明的，在注入水后，整体相当于一个凹透镜，共同作用对光线有发散作用，故D错误。 故选ABC。 11.答案：A；小于5cm 解析：为看清工艺品上的文字和图像，需要成放大的像。中间厚，边缘薄的透镜是凸透镜，当放大镜时，成正立、放大的虚像，中间薄边缘厚的透镜为凹透镜，凹透镜成正立、缩小的虚像，故小明应利用如图甲所示透镜中的A进行观察。 该透镜的焦距为5cm，成正立、放大虚像时，物距小于焦距，所以透镜到工艺品的距离d满足小于5cm的条件。 12.答案：（1）放大镜 （2）一倍 （3）正立；同 解析：（1）工匠师维护精密仪表时，在眼睛前戴一个凸透镜，便于观察仪表的细微之处，说明凸透镜起到放大镜的作用。 （2）当物体在凸透镜一倍焦距范围内时，成正立、放大的虚像，故凸透镜与仪表的距离应在一倍焦距范围之内。 （3）仪表在凸透镜一倍焦距范围内，通过凸透镜看到的是仪表正立的像，像的位置与仪表的位置在凸透镜的同侧。 13.答案：倒立；缩小；20 解析：由题可知，凸透镜的焦距，外壳的长度为20 cm，若将凸透镜对准窗外景物，此时物距远大于，在外壳内前后移动内纸筒，在半透明膜上可以得到景物倒立、缩小的实像。由凸透镜的成像规律可知，成实像时，物距越小，像距越大。外壳的长度为20 cm，则最大像距，此时蜡烛距离凸透镜最近。最大像距，由凸透镜的成像规律可得，最小物距，则蜡烛距离凸透镜至少20 cm时，可以在外壳内移动的半透明膜上得到清晰的烛焰倒立、等大的实像。 14.答案：见解析 解析： 15.答案：（1）12；（2）点燃；（3）虚；放大镜；能；（4）④⑥⑤；（5）上；（6）1；（7）10 解析：（1）太阳光照射在凸透镜上时，太阳光都是一些平行主光轴的平行光，平行于主光轴的光线，经过凸透镜时，会聚于凸透镜的焦点，可知焦点位置聚集的光线是最多的，这时在透镜下方，平行地放上白纸，测出透镜与白纸间距与对应的白纸被烤焦的时间，绘出图象，如图乙，从图乙可看到，当为12cm时，白纸被烤焦的时间最短，为4min，白纸被烤焦得最快，说明这位置聚集的光线是最多的，这位置即为焦点所在的位置，所以该透镜的焦距为12cm。 （2）根据凸透镜成像规律中实验的要求，必须让三者中心位于同一高度上，使其成像在光屏的中心；只有先将蜡烛点燃，才可以确定烛焰的中心，所以调整器材高度时，应点燃蜡烛。 （3）由（1）解析可知，该透镜的焦距f为12cm，在图丙中，将蜡烛移至45cm刻度处时，可看到物距为5cm，物距小于一倍焦距，根据凸透镜的成像规律，这时成的是正立、放大的虚像，从凸透镜右侧通过凸透镜可以看到烛焰的虚像；该实验现象是正立、放大的虚像，而照相机成的是倒立、缩小的实像，幻灯机成的是倒立、放大的实像，放大镜成的是正立、放大的虚像，所以该实验现象可以说明放大镜的成像特点：虽然该实验成的是虚像，但用照相机从凸透镜右侧对着凸透镜拍摄时，还是有光线进入照相机，在照相机能拍到蜡焰的像。 （4）由题意可知，④⑤⑥这三个像中，④⑥是正立放大的，⑤是倒立放大的，根据凸透镜的成像规律，当物距小于一倍焦距时，成正立、放大的虚像，且物距越小，虚像越小，那么由近到远应该是④⑥，当物距在一倍焦距和两倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，接下来是⑤，根据物远像近像变小，可知，接下来像是变小的，顺序是③①②，综上所述，由近到远所得到的6个像进行排序，正确顺序为④⑥⑤③①②。 （5）实验中，燃烧的蜡烛在不断缩短，烛焰在降低，由于过光心的光线方向不变，所以它的像是向上移动的。 （6）由于凸透镜成的像都是上下颠倒、左右相反的，那么所用的字母不可以是左右对称或者上下对称，那么这四个字母只有F适合做LED光源，即只有1个适合做LED光源， （7）从图己可以看到，当时可得到 根据凸透镜的成像规律，物距等于两倍焦距时，像距也等于两倍焦距，所以这时， 解得 该小组所用凸透镜的焦距为10cm。 学科网（北京）股份有限公司 $$