内容正文:
第五讲 在光的世界里
(第3课时 透镜及其应用)
《中考复习总动员》
2025泸州物理
1
2
3
2
3
2
1
瞭望实验·素养拓展
聚焦中考·素养落地
知识梳理·素养形成
目
录
2
知识梳理·素养形成
考点综述
01
3
表解物理
1
凸透镜与凹透镜
表解物理
凸透镜 凹透镜
特点 中间 厚 , 边缘 薄 中间 薄 , 边缘 厚
性质 对光有 会聚 作用 对光有 发散 作用
光心 透镜的主光轴上都有一个特殊的点,凡是通过该点的光,其传播方向 不改变 ,这个点叫做光心
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图说物理
4
凸透镜 凹透镜
焦点 透过凸透镜,太阳光能会聚在一点上,这个点是凸透镜的焦点,因是实际光线会聚而成的,故为实焦点 平行光透过凹透镜的光线的 反向延长线 会聚在主光轴上的点,这个焦点为 虚 焦点
三条
特殊
光线
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5
表解物理
2
凸透镜成像规律及其典型应用
物距u 像的性质 像距v 典型
应用
倒正 放缩 实虚
u>2f 倒立 缩小 实像 f<v<2f 照相机
u=2f 倒立 等大 实像 v=2f 等大复印
f<u<2f 倒立 放大 实像 v>2f 投影仪
u=f 不成像,但可获得平行光
u<f 正立 放大 虚像 放大镜
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6
物距u 像的性质 像距v 典型
应用
倒正 放缩 实虚
规律小结 1.凸透镜成实像和虚像的分界点: 一倍焦距 ;成放大实像和缩小实像的分界点: 二倍焦距 ;实像都能用 光屏 来承接;实像都是 倒 立的;
2.成实像时的特点是像与物的上下左右都 相反 ;
3.不管是否成实像,以焦点为中心,“近焦像 大 像距大,远焦像 小 像距小”
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3
近视眼与远视眼的比较
近视眼 远视眼
成因模型
症状 看不清 远 景 看不清 近 物
晶状体 变 厚 变薄
晶状体对光的折射能力 变强 变 弱
晶状体焦距 变小 变 大
矫正透镜 凹 透镜 凸 透镜
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8
表解物理
4
显微镜与望远镜的比较
显微镜 天文爱好者用望远镜
结构图
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9
显微镜 天文爱好者用望远镜
物镜 使物体成倒立、 放大 的实像,相当于 投影仪 使物体成倒立、 缩小 的实像,相当于 照相机
目镜 相当于 放大镜 ,物镜成的实像在经过目镜时成 正立 、放大的 虚 像
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10
1.如图甲所示,我国古代对凸透镜聚焦作用早有认识。
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。”用冰取火,似乎不可思
议,但这绝非讹传,这是利用了凸透镜对光的 会聚 .
作用。“取火”时应把“艾”放在 焦点 位置。
图说物理
1
源远流长的凸透镜及其利弊分析
图说物理
甲
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11
2.如图乙所示,在粗测凸透镜的焦距时,将一个凸透镜 正对 太阳光上下移动直到白纸上出现一个 最小、最亮 的光斑,凸透镜的光心和光斑的距离即为焦距。
乙
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12
3.如图丙所示,为了防止森林火灾,不允许随地丢弃透明的饮料瓶,这是因为装有水的饮料瓶相当于一个 凸透 镜,对太阳光有 会聚 作用,可能会导致森林火灾。
丙
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13
图说物理
2
新型凸透镜成像实验装置的两个为
什么
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14
1.为什么凸透镜成像实验装置中用“F”形的LED光源( )来代替蜡烛更有优势?
答:主要是方便观察像与物的倒正,像与物上下、左右是否 相反 ;其次是不受风的影响,成像 稳定 。
2.为什么光源、凸透镜、光屏三者的中心要在同一高度?
答:为了使像成在光屏的 中央 。
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15
1.现象:如图甲所示,在凸透镜成像实验
中,随着蜡烛的燃烧,光屏上依然得到烛
焰清晰的像,但光屏上像的位置却偏高。
2.问题:为了使像仍成在光屏的中央,
则应该向 下 (选填“上”或“下”,下同)调节凸透镜;或者向 上 (选填“上”或“下”)调节蜡烛。
图说物理
3
当烛焰、凸透镜、光屏三者的中心
不在同一高度上时
甲
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16
3.分析:不妨称蜡烛、凸透镜、光屏为光具座上的三个元件,经过不调整的“两元件中心”间画一直线,这条直线与待调整的元件的交点就是这个元件的中心应该调整到达的点。如图乙所示,为了使像仍成在光屏的中央,则应该只向 下 调节凸透镜;或者只向 上 调节蜡烛,如图丙所示。同理,也可以只向 上 调节光屏。
乙
丙
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图说物理
4.反思总结:光屏上成的像是“上”还是“下”,主要决定于凸透镜的中心是“上”还是“下”,凸透镜的中(光)心的特点是光线经过它传播方向不改变。
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图说物理
1.现象:如图甲所示,从上到下凸透镜将平行光会聚于焦点的距离越来越 远 ,也就是焦距越来越 大 ,即对光的偏折能力越来越 弱 。
图说物理
4
凸透镜的焦距大小对成像的影响
甲
乙
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图说物理
19
2.分析:凸透镜的凸度越 大 ,焦距就越 小 ,对光的偏折能力
就越 强 ,光折射后就越容易 会聚 ,所以凸透镜的精髓在于
“凸”字。
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20
答:还能看到像,如图乙所示,光会聚成实像以后还要继续 向前 传播,进入人眼,所以仍能看到像。
图说物理
5
在凸透镜成像实验 中,如果没有
光屏,眼睛在原来光屏的位置后方,眼睛还能看
到像吗?
甲
乙
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图说物理
21
1.现象:如图甲所示,焦距为10 cm的凸透镜,当物体距凸透镜30 cm
时,成 倒立、缩小的实像 ,此时像距为 15 cm 。如图乙所示,
当物体距凸透镜15 cm时成 倒立、放大的实像 ,此时像距为
30 cm 。
图说物理
6
凸透镜成实像时光路是可逆的
甲
乙
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图说物理
22
2.分析:如图丙所示是凸透镜成像时的像距—
物距(v -u)图像,根据曲线变化趋势可看出:
凸透镜的焦距一定时,像距随着物距的增大而
减小。取图丙上的(15,30)和(30,15)两个特殊
的坐标点:(15,30)可用来说明投影仪的成像
原理,(30,15)可用来说明照相机的成像原理,
由此可见,凸透镜成实像的光路是可逆的。
丙
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图说物理
23
1.现象:如图甲、乙所示:物体AB在二倍焦距以外的地方逐渐向焦点
靠近的过程中,所成的像是实像,像在 变大 ,对应的像距也在
变大 。
图说物理
7
用光路图解释凸透镜成实像时的规律
甲
乙
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图说物理
24
2.分析:图甲是照相机的成像原理图,图乙是投影仪的成像原理图,如果将图甲中A'B'看作是物体,则AB便是像,此时就成了投影仪的工作原理,说明了凸透镜成实像时,光路是可逆的。
甲
乙
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25
图说物理
8
用光路图解释凸透镜成虚像时的规律
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26
1.现象:如图甲、乙所示:是物体AB在一倍焦距以内逐渐向焦点靠近
的过程,所成的像是虚像,像在 变大 ,对应的“像距”也在 变
大 。
甲 乙
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图说物理
27
2.分析:从图说物理7中的甲、乙两图到图说物理8中的甲、乙两图可得出这样的结论:不管凸透镜是否成实像,物体在靠近凸透镜 焦点 的过程中,所成的像都 变大 ,“像距”也 变大 ;像和像距的大小变化趋势 相同 。
甲 乙
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瞭望实验·素养拓展
考点综述
02
29
近视程度不同的同学需要佩戴焦距不同的眼镜。为了探究近视眼的矫正过程,组装如图甲所示的实验装置,其中“F”字样的光源代替可视物体,光屏模拟视网膜。选用如图乙所示的2号凸透镜模拟正常眼睛的晶状体,打开“F”光源,调节各个元件的位置,直到光屏上呈现倒立缩小的清晰像,正常眼睛的视物模型便组装完成。
实验
1
可变焦凸透镜成像规律
例 1
甲
乙
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实验1
实验2
30
请回答下列问题:
(1)模拟近视眼视物情况,选择图乙中的 3 (填序号)号透镜替代2号透镜安装在光具座上后,光屏上的像变模糊。
乙
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实验1
实验2
31
(2)用如图丙所示的水透镜模拟近视眼矫正视力。
应将水透镜置于光具座上的 B (选填“A”
“B”或“C”)点,缓慢调节水透镜中的水量,
当水透镜形成焦距合适的 凹 透镜时,光屏
上呈现清晰的像,近视眼的成像情况得到改善。
(3)更换焦距更小的凸透镜模拟近视程度更严重
的眼睛晶状体,为了改善视网膜上的成像情况,实验时需要用注射器 抽取 (选填“抽取”或“注入”)适量水。
丙
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实验1
实验2
32
(4)根据上述实验,近视程度更严重的同学应选择焦距更大还是更小的透镜来矫正呢? 更小 ,请结合透镜对光的作用来分析选择的理由: 近视程度更严重的同学,其晶状体焦距更小,对光的会聚能力更强,故需用对光发散能力更强、焦距更小的凹透镜矫正 。
[解析] 此题难在第(3)(4)小题,可理解为凸透镜越凸,凹透镜也就应该越凹来补偿,使近视眼能正常地看清物体。
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聚焦中考·素养落地
实验1
实验2
33
如图所示,当烛焰距离凸透镜较远,在光屏上成像模糊时,只在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜的镜片,发现光屏上的像变清晰了,该镜片是 凹透镜 。现拿开镜片,保持烛焰、凸透镜的位置不变,如果要使光屏上再次呈现烛焰清晰的像,应将光屏向 靠近 (选填“远离”或“靠近”)凸透镜方向移动适当的距离。
实验
2
眼睛的矫正问题可通过画出不同状态下
例 2
的可变焦距来分析
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实验1
实验2
34
[解析] 将题中的实验过程依次画成如下三个简化示意图:
→
→
乙 丙 丁
从图乙到图丙可知,有了此镜片可看清远景,将镜片和凸透镜看作一个整体,说明整体焦距变大了才看得清远景,从而判断此镜片是凹透镜。
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实验1
实验2
35
从图丙到图丁,拿开凹透镜后,此时的焦距就只有此凸透镜的焦距了,在图丙的基础上焦距变小了,于是对应的像距也变小,在其他条件不变时,要使光屏上再次呈现清晰的像,应减小光屏与凸透镜之间的距离,即将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当的距离。
→
→
乙 丙 丁
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实验1
实验2
36
聚焦中考·素养落地
考点综述
03
37
(2024·泸州) 下列泸州市全国重点文物保护单位中所描述光现象的
原理,与“潭清疑水浅”所描述光现象的原理相同的是( )
A.甲图中“龙脑桥”在水中的倒影清晰可见
B.乙图中“报恩塔”在阳光下看起来呈白色
C.丙图中“尧坝镇古建筑群”夜晚出现的笔直光柱
D.丁图中在“春秋祠”喝水,透过水杯看到“变形”的手指
焦点
1
综合考查光现象
例 1
D
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聚焦中考·素养落地
焦点1
焦点2
焦点3
焦点4
38
(2024·泸州) 小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中,选用的凸透镜焦距为10 cm。
焦点
2
凸透镜成像时,物体越靠近凸透镜,所
例 2
成像越大(也就是以焦点为中心,近焦点像大像
距大)
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焦点1
焦点2
焦点3
焦点4
39
(1)实验前应在光具座上将蜡烛焰心、透镜光心、光屏中心调到______
________。
(2)蜡烛、透镜、光屏的位置如图所示,光屏上呈现烛焰清晰的像,保
持透镜不动,将蜡烛移到光具座上30 cm刻度线位置时,要在光屏上再
次呈现清晰的像,应将光屏向________移动。
同一
高度
右
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聚焦中考·素养落地
焦点1
焦点2
焦点3
焦点4
(3)将蜡烛从光具座上40 cm刻度线位置远离透镜移动时,所成的像逐渐
变小;若将蜡烛从光具座上40 cm刻度线位置靠近透镜移动,则像的大
小将________。
[解析] 本题难在最后一空,因蜡烛从光具座上40 cm刻度线位置靠近透镜移动的过程中,也就是远离焦点的过程中,远离焦点像变小,同时像距也变小。
变小
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焦点1
焦点2
焦点3
焦点4
(2022·泸州) 如图所示为小赵同学探究凸透镜成像规律时的
一种成像情况,下列哪种光学器件成像原理与它相同( )
A.投影仪
B.照相机
C.电影放映机
D.放大镜
焦点
3
考查凸透镜成像规律的典型应用
例 3
B
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焦点1
焦点2
焦点3
焦点4
42
(2021·泸州) 盛夏凌晨池塘边草木上的露珠
是空气中的水蒸气________形成的。为防止儿童溺水,
在池塘边上安装了如图所示的摄像头,其镜头是一个
________(选填“凸”或“凹”)透镜,当儿童靠近池
塘的过程中,通过镜头所成的实像越来越________
(选填“大”或“小”)。
焦点
4
考查在具体环境中识别凸透镜并应用其
例 4
成像规律
液化
凸
大
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焦点1
焦点2
焦点3
焦点4
43
本讲内容结束
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