04第四章 多彩的光 第2课时 透镜及其应用-【智乐星中考·中考备战】2025年山东省济宁市中考物理精讲本

1 多彩的光 第四章 第2课时　透镜及其应用 2 知识梳理·夯基础 教材素材·寻根源 精讲巧练·抓重点 科学探究·理实验 目 录 母题研究·破难点 3 知识点1 透镜 1.凸透镜和凹透镜 透镜类型 _____透镜  _____透镜  形状 中央较厚、边缘较薄 中央较薄、边缘较厚 光学性质 对光有_______作用 对光有_______作用  示意图     凸 凹 会聚 发散 4 2.主光轴、光心、焦点和焦距 (1)主光轴：通过两个球面球心的直线叫作主光轴,简称光轴,如图中的CC'。 (2)光心：透镜的中心,通过光心的光传播方向_______,如图中的点O。  (3)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,如图中的点F。 (4)焦距：_______到凸透镜光心的距离叫作焦距,如图中的f。  不变 焦点 5 3.三条特殊光线光路图 　 　入射 光线 透镜　　 平行于 主光轴 过焦点 过光心 凸透镜 会聚于焦点   平行于主光轴   传播方向不变   凹透镜 反向延长线经过入射侧虚焦点   平行于主光轴   传播方向不变   6 知识点2 凸透镜成像的规律1.凸透镜成像原理：_________。  2.凸透镜成像规律及应用 物距 像的性质 像距 应用 倒、正 放、缩 虚、实 u>2f _____ _____ _____ _______ _______ u=2f _____ _____ _____ _____ 测焦距 f<u<2f _____ _____ _____ _____ _______ u=f 不成像   获取平行光源 u<f _____ _____ _____ 物像同侧 _______ 光的折射 倒立 缩小 实像 照相机 f<v<2f 倒立 等大 实像 v=2f 倒立 放大 实像 v>2f 投影仪 正立 放大 虚像 放大镜 7 【记忆口诀】 凸透镜成像规律 一焦内外分虚实,二焦内外分大小。 虚像与物同侧正,实像与物异侧倒。 物近像远像变大,物远像近像变小。 像的大小像距定,像儿跟着物体跑。 注意：成实像时,若物、屏互换位置,则根据光路的“可逆性”可知,像的放、缩将改变。 8 知识点3 眼睛与视力矫正 1.眼睛的视物原理：人的眼球好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于一个 _______,其焦距的大小由睫状体通过调节晶状体的 _____来改变,把来自物体的光会聚在视网膜上,形成一个______(选填“正立”或“倒立”)、缩小的实像。  凸透镜 厚度 倒立 9 2.近视眼、远视眼及其矫正 类型 _______  _______  成因 晶状体太厚,折光能力太强或眼球在前后方向上太长 晶状体太薄,折光能力太弱或眼球在前后方向上太短 成像 位置   成像在视网膜的前方   成像在视网膜的后方 矫正 方法   戴_____透镜    戴_____透镜  近视眼 远视眼 凹 凸 10 知识点4 透镜的应用1.照相机(摄像机) (1)成像原理：镜头相当于一个_____透镜,底片相当于光屏。照相时,被拍物体到照相机镜头的距离(物距)大于二倍焦距,镜头到底片的距离(像距)在一倍焦距和二倍焦距之间,底片上所成的像是_______、_______的实像。  (2)调节方法：要使照相机拍摄的景物大一些(或取景范围小些),照相机的镜头应______(选填“靠近”或“远离”)被拍物体,并______(选填“减小”或“增大”)底片和镜头之间的距离；要使照相机拍摄的景物小一些(或取景范围大一些),操作相反。  凸 倒立 缩小 靠近 增大 11 2.投影仪(幻灯机) (1)成像原理：镜头相当于一个_____透镜,工作时,镜头到投影片的距离(物距)在一倍焦距和二倍焦距之间, 镜头到屏幕的距离(像距)大于二倍焦距,屏幕上成的像是_______、_______的实像。  (2)调节方法：要使屏幕上的像大一些,应______(选填“增大”或“减小”)镜头到投影片的距离,同时还应把镜头向______(选填“靠近”或“远离”)屏幕的方向移动；要使屏幕上的像小一些,操作相反。  凸 倒立 放大 减小 远离 12 3.放大镜 (1)成像原理：放大镜是一个_____透镜,把它放在物体与眼睛之间,适当调整距离,当物距小于焦距时,可以观察到物体_______的虚像,就能看清物体的细微之处。  (2)调节方法：用放大镜观察近处的物体,要使观察到的物体的像变大,放大镜应稍微 _____被观察物体；要使观察到的物体的像变小,放大镜应稍微 _____被观察物体。(均选填“靠近”或“远离”)  凸 放大 远离 靠近 13 4.显微镜和望远镜 (1)显微镜和望远镜的成像特点   显微镜 望远镜 物镜 相当于一个 _____镜,成 _____、_____的_____像  相当于一个_____镜,成 _____、_____的_____像  目镜 相当于一个_______镜,成 _____、_______的_____像  (2)物理学史：第一位把望远镜指向天空的是意大利物理学家 _______。  凸透 倒立 放大 实 凸透 倒立 缩小 实 放大 正立 放大 虚 伽利略 14 【夯基辨疑】 ①凸透镜成像原理是光的折射( ) ②经凸透镜所成的像都是倒立的( ) ③凸透镜成实像时物体离凸透镜越近像越大( ) ④凸透镜的焦距越大对光的会聚能力越强( ) ⑤实像和虚像眼睛都能看见,但是只有实像能用光屏承接( ) ⑥近视眼的成因是像落在视网膜之前,矫正需戴凸透镜( ) ⑦要使投影仪在屏幕上成的像更大一些,应让投影片离镜头更近一些( ) √ × √ × √ × √ 15 教材素材 命题角度 命题内容 八年级P70图4-35、图4-36　　　　　　　　 透镜的特点 1.观察图4-35我们能够得到凸透镜的特征是_______________,由图4-36可知,凸透镜对光有 _____作用  八年级P77图4-51 视力矫正 2.如图4-51所示,通过两个不同的眼镜观察到书面字迹,请分析判断,图(a)是 _______,图(b)是 _______。(均选填“远视镜”或“近视镜”)  中间厚、边缘薄 会聚 远视镜 近视镜 16 教材素材 命题角度 命题内容 八年级P78图4-53 凸透镜成像 规律的应用 3.图4-53是照相机的成像原理示意图,那么呈现在照相机底片上的像是_____(选填“倒立”或“正立”)的实像；要让花的像更大一些,照相机应该______选填“靠近”或“远离”)花  八年级P78图4-52 凸透镜成像 规律的应用 4.如图4-52所示,放大镜就是一个_____ ___,用放大镜看邮票,邮票应放在______ ___以内,看到的像是_____(选填“等 大”“放大”或“缩小”)、_____(选填“正立”或“倒立”)的___(选填“实”或“虚”)像,并且邮票的像与邮票在放 大镜的____(选填“同”或“异”)侧  倒立 靠近( 凸透 镜 1倍焦 距 放大 正立 虚 同 17 教材素材 命题角度 命题内容 八年级P78图4-55　八年级P79图4-56(b) 凸透镜成像 规律的应用 5.如图是实验室用显微镜和天文望远镜。关于图中两种仪器,下列说法错误的是 。  A.显微镜的目镜相当于放大镜,物镜相当于投影仪 B.天文望远镜的目镜相当于放大镜,物镜相当于照相机 C.用显微镜观察物体,物体到物镜的距离应大于二倍焦距 D.天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜 18 命题点1 透镜的认识 6年3考　 例1(2022·济宁改编)用冰取火,似乎不可思议。但这绝非 讹传,据晋代张华的《博物志》记载,我国古代就把冰块制 成 _____镜,利用透镜对光的 _____作用将物体点燃,如图 所示。点燃物体时应把物体放在透镜的 _____ 位置。  【解题关键】 凸透镜对光有会聚作用。 凸透 会聚 焦点 19 练1(2024·威海)摄影爱好者拍摄到“站”在水面上的水黾(一种昆虫)纤细的腿使水面发生了形变,如图甲所示；同时看到水底有带“光环”的暗影,如图乙所示。此时“形变的水”相当于_______ (填光学元件名称)；当水黾游到水浅的地方,暗影面积会_____(选填“变小”“不变”或“变大”)。  凹透镜 变小 20 例2(2022·东营)6月6日是全国“爱眼日”,2022年的活动主题为“关注普遍眼健康,共筑‘睛’彩大健康”。如图所示,模拟近视眼成像情况和矫正方法正确的是( ) A.①④ B.②④ C.①③ D.②③ 【解题关键】 近视眼像成在视网膜前,远视眼像成在视网膜后。 21 练2(2023·烟台)近视是影响青少年健康的重大问题,保护视力、科学用眼已成为社会共识。下列有关眼睛和眼镜的说法正确的是( ) A.物体在正常眼睛的视网膜上成倒立、缩小的虚像 B.近视眼看远处的物体时,像成在视网膜的前方 C.矫正近视眼的方法是戴合适度数的凸透镜 D.矫正近视眼前,像离视网膜越近戴眼镜的度数越高 22 练3(2023·济宁)有些人的眼睛只能看清远处的物体,而不能看清近处的物体,这样的眼睛需戴 _______(选填“凸透镜”或“凹透镜”)矫正。这种透镜对光有 _____作用。  凸透镜 会聚 23 练4(2024·菏泽)小明透过爷爷的老花镜看远处的楼房,发现楼房成倒立、缩小的像。以下说法正确的是(　) A.老花镜对光有会聚作用 B.电影放映机的成像原理与该成像原理相同 C.老花镜不能当放大镜使用 D.爷爷远视眼是因为晶状体变厚了 24 命题点3 透镜作图 6年1考　 核心母题1 请将图甲、乙中的光路图补充完整。 25 【解题模板】 26 【变式1】 简单光线作图 (2023·威海)从光源A点发出的一束光其传播径迹如图所示,请再画出从A点发出的另一束光的传播径迹,以此来确定A的像点并标为A'。 27 【变式2】 补画透镜 在图中的实线框内填上一个合适的透镜。 28 【变式3】 透镜组合 (2024·枣庄)如图所示,一束光射向凹透镜,请画出该光经过凹透镜、凸透镜的折射光路。 29 【变式4】 结合平面镜 (2024·济宁一模)如图所示,点光源S发出的一束光经平面镜反射后射向薄凸透镜,经薄凸透镜折射后平行于凸透镜的主光轴射出,请在图中画出光路图。 30 【变式5】 结合折射 (2024·济宁太白湖一模)如图所示,一透镜的一半刚好浸在水中,请作出光线通过透镜后在空气和水中的折射光线的光路图。 31 命题点4 凸透镜的成像规律及应用 6年2考　 核心母题2 在“探究凸透镜成像的规律”时,将点燃的蜡烛放在距凸透镜30 cm处,在凸透镜另一侧距离其 16 cm 处的光屏上得到烛焰清晰的像。下列相关说法正确的有 _______。  ①光屏上成倒立、放大的实像 ②照相机是利用这一成像原理工作的 ③该凸透镜的焦距f一定满足8 cm<f<15 cm ④将点燃的蜡烛移至距凸透镜8 cm处,不能观察到烛焰放大的虚像 ⑤凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏位置互换,光屏上也能得到烛焰清晰的像 ②③⑤ 32 ⑥保持凸透镜的位置不动,蜡烛向左移动,光屏向右移动,可再次得到清晰的像 ⑦将近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间,要使光屏上出现清晰的像,光屏应靠近凸透镜 ⑧保持光屏位置不动,更换焦距更小的凸透镜后,蜡烛向远离凸透镜方向移动,可再次得到清晰的像 33 【解题模板】 34 【变式1】 求凸透镜焦距范围 探究“凸透镜成像的规律”实验中,在距离凸透镜30 cm的光屏上得到一个清晰的烛焰像,则该凸透镜的焦距可能为( ) A.20 cm B.30 cm C.40 cm D.50 cm 35 【变式2】 “静态”成像分析 (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(　　) A.实验所用凸透镜的焦距可能为10.0 cm 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45.0 cm刻度线上,光屏上仍能承接到像 36 【变式3】 “动态”成像分析 (2023·盐城)如图所示,用焦距为10.0 cm的凸透镜模拟视力矫正的情 况。组装并调整实验器材,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的_______上, 要想在光屏上呈现清晰的像,可以不改变蜡烛和透镜的位置,将光屏向___ 移动；也可以不改变透镜和光屏的位置,将蜡烛向___移动,还可以不改变 器材的位置,在透镜和蜡烛之间放置合适的_____(选填“近视”或“远 视”)眼镜片。  主光轴 左 右 近视 37 【变式4】 结合图像分析 (2021·东营)如图所示,小明同学在探究凸透镜成像 的规律时,记录并绘制了物距u和像距v之间的关系图 像。下列说法正确的是( ) A.凸透镜焦距为20 cm B.物距为5 cm时,可以通过移动光屏承接到清晰的像 C.物距为15 cm时,成放大的像,根据这一原理可以制成投影仪 D.物距由15 cm增大到30 cm的过程中,在光屏上看到的像一直是变大的 38 【变式5】 生活中的实际应用 ①(2024·济宁太白湖二模)用凸透镜先后两次观察书本上的字,看到如图所示两种情景。以下说法中正确的是(　 ) A.图甲中成的是实像；图乙中成的是虚像 B.图甲中的成像规律可应用于投影仪；图乙 中的成像规律可应用于照相机 C.图甲中凸透镜靠近书本,所成的像变小； 图乙中凸透镜远离书本,所成的像也变小 D.图甲中书本在凸透镜2倍焦距以外；图乙中书本在凸透镜1倍焦距以内 39 ②(2024·济宁任城二模)济宁高铁站的进站通道如图所示,识别系统的摄像机可以自动将镜头前1 m处的人脸拍摄成数码照片上传并识别。该摄像机镜头的焦距应_____(选填“ 大于”“小于”或“等于”)50 cm,当人远离镜头时,她的像将_____(选填“变大”“不变”或“变小”)。  小于 变小 40 【变式6】 光学综合知识分析 (2023·济宁汶上一模)如图所示的光学实例中,分析正确的是( ) 41 A.图甲：雨后晴朗的夜晚,人迎着月光行走时,亮处是地面,暗处是水 B.图乙：晚会舞台上,用黄光照射演员,看到演员穿的是黄上衣,则演员的上衣一定是黄颜色 C.图丙：看电影时,屏幕位于镜头二倍焦距以外,而且影像在屏幕上发生漫反射射向各个方向 D.图丁：用手机扫描二维码时,摄像头所成的像是倒立、放大的实像 42 实验4 探究凸透镜的成像规律 6年2考　 1.实验原理： 光的折射 。  2.实验器材：光具座、凸透镜、蜡烛、光屏。 (1)凸透镜焦距的测定：用平行光垂直照射到凸透镜上,在凸透镜的另一侧用光屏承接到 最小、最亮 的光斑,光斑到凸透镜光心的距离就是焦距。  43 (2)调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度的目的： 使像成在光屏的中央 。  (3)发光二极管代替蜡烛的优点： 发光二极管所成的像稳定且容易比较像与物的大小 。  3.实验装置 44 4.实验步骤 (1)在光具座上依次放好蜡烛、凸透镜、光屏,调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在 同一高度 。  (2)把蜡烛放在较远处,使物距u>2f,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在光屏上成清晰的实像,观察实像的大小和正倒,记下物距u和像距v。 (3)把蜡烛向凸透镜移近,使物距u分别满足u=2f、f<u<2f、u=f、u<f,重复以上操作,观察像的虚实、大小和正倒,记下物距u和像距v。 45 5.实验分析 (1)随着蜡烛燃烧变短,烛焰在光屏上的像将向 上 移动。要使像成在光屏的中央,可将光屏或蜡烛向 上 移动,或者将凸透镜和光屏同时向 下 移动。  (2)虚像的观察方法：撤掉光屏,人眼在 光屏一侧向透镜方向观察。  (3)光屏上找不到像的原因： ①烛焰在一倍焦距以内或在焦点上。 ②烛焰、凸透镜和光屏三者的中心不在同一高度。 ③烛焰成的像在光具座之外。 46 (4)光路的可逆性：当光屏上成清晰 放大(缩小) 的像时,将蜡烛和光屏对调,可在光屏上得到清晰 缩小(放大) 的像。  (5)遮挡凸透镜的一部分,光屏上像的变化： 仍成完整的像,只是像变暗了 。  (6)在蜡烛和凸透镜之间加远视眼镜(凸透镜)时,为使光屏上仍成清晰的像,光屏需向 靠近透镜的方向移动；在蜡烛和凸透镜之间加近视眼镜(凹透镜)时,为使光屏上仍成清晰的像,光屏需向 远离 透镜的方向移动。  47 6.实验结论 (1)当u>2f时,f<v<2f,成 倒立、缩小 的实像。  (2)当u=2f时,v=2f,成 倒立、等大 的实像。  (3)当f<u<2f时,v>2f,成 倒立、放大 的实像。  (4)当u=f时,不成像。 (5)当u<f时,成 正立、放大 的虚像。  48 【实验分层训练】 某兴趣小组的同学在“探究凸透镜成像的规律”的实验中： 49 【基础设问】 (1)让平行光光源正对着凸透镜照射,把光屏置于另一侧,改变光屏与凸透镜之间的距离,直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑,如图甲所示,该凸透镜的焦距是 _____cm。  (2)实验前应将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,并使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在 _________,目的是 _________________。  (3)当点燃的蜡烛和光屏分别在如图乙所示的位置时,光屏上呈现了烛焰清晰的像,像的性质是 _____、 _____的实像,生活中的 _______就是利用这个原理制成的。  10.0 同一高度 使像成在光屏中央 倒立 放大 投影仪 50 (4)若保持图乙透镜位置不变,把蜡烛移到零刻度线处,要在光屏上再次成 清晰的像,应将光屏适当向____(选填“右”或“左”)移动；如果不移动 光屏,换用焦距较___的凸透镜,光屏上也能出现清晰的像。  (5)若保持图乙凸透镜位置不变,调换蜡烛和光屏的位置, _____(选填 “仍能”或“不能”)在光屏上得到清晰的像,这说明光发生折射时,光 路是_______的。  (6)若用图丙所示的LED光源代替蜡烛进行实验,这样改进的优点是_____ _________________________________(写出一条即可)。实验时,用遮光 板遮住LED光源的一部分,光屏上的像相比原来的像会 _______(选填“变 暗”“缩小”或“不完整”)。  左 大 仍能 可逆 成像 亮度高(或成像稳定或无安全隐患等) 不完整 51 【能力设问】 (7)如表是某同学实验时记录的几组数据。通过观察数据,老师发现表格 中第____次实验数据是编造的,判断的理由是_______________________ ___。  实验序号 1 2 3 4 5 物距u/cm 30 20 15 10 5 像距υ/cm 15 20 30 40 4 物距等于一倍焦距时不成 像 52 (8)实验进行一段时间后,某同学发现光屏上烛焰的像上移了一段距离, 在没有移动器材的情况下,造成上述现象的原因是 _____________。保 持蜡烛、凸透镜的位置和高度不动,需将光屏______(选填“向上”或 “向下”)移动,使烛焰的像呈现在光屏的中央。 (9)保持图乙中凸透镜的位置不动,移动蜡烛至14 cm刻度线处,在光具座 上无论怎样移动光屏,都找不到清晰的像,原因可能是_________________。  蜡烛燃烧变短 向上 像成在光具座之外 53 (10)实验中,光屏上已经得到烛焰清晰的像,某同学不小心用手指的指尖 触摸到了凸透镜,则光屏上会出现_____________(选填“指尖的像”“指 尖的影子”或“完整烛焰的像”)。 (11)如图丁所示,保持蜡烛位置不变,移动凸透镜至16 cm刻度线处,则人 眼在___(选填“A”“B”或“C”)处能观察到蜡烛的像,像是图戊中的 __(选填“1”“2”“3”或“4”)。  (12)如图己所示,在烛焰和凸透镜之间放一眼镜的镜片,发现光屏上的像 由清晰变模糊了,将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离后,光屏上再 次呈现清晰的像,则该眼镜的镜片是 _______(选填“凸透镜”或“凹透 镜”),可用于矫正________(选填“近视眼”或“远视眼”)。此实验中, 光屏相当于人眼睛构造中的 _______。  完整烛焰的像 B 4 凸透镜 远视眼 视网膜 54 【创新设问】 (13)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, 其剖面图如图庚所示,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___(选填“F”“ ”或“ ”)。  10 cm<l<20cm F 55 $$