板块1 第6讲 常见的光学仪器（word教参）-【中考复习指南】2025年湖北新中考物理(北师大版)

第六讲　常见的光学仪器 课标要求：1.凸透镜和凹透镜、照相机、投影仪、放大镜、眼睛、近视眼及其矫正、远视眼及其矫正、望远镜。(了解知道)2.透镜对光的作用、凸透镜成像规律。(理解应用) 考情分析：2024湖北省中考第19题，考查凸透镜成像的规律；2024武汉市中考第16题，考查凸透镜成像的规律。 知识点一　透镜 凸透镜 凹透镜 外形特征 中间厚，边缘薄 中间薄，边缘厚 对光的 作用 会聚作用 发散作用 ①凸透镜表面越凸，焦距越短，折光能力越强； ②会聚作用指折射光向靠近主轴方向偏折，发散作用指折射光向远离主轴方向偏折(均选填“靠近”或“远离”) 相关 概念 三条特 殊光线 知识点二　凸透镜成像的规律及应用 1．凸透镜成像规律及其应用 物体到凸透镜的距离u 像的性质 像到凸透镜的距离v 应用 正倒 大小 虚实 u>2f 倒立 缩小 实像 2f>v>f 照相机 u＝2f 倒立 等大 实像 v＝2f 间接测焦距 2f>u>f 倒立 放大 实像 v>2f 投影仪 u＝f 不成像 平行光 源测焦距 u<f 正立 放大 虚像 v>u 放大镜 巧记规律 ①一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小 ②成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小 ③成虚像：物远像远像变大 图示 2．凸透镜成像原理 实像 虚像 物体表面对应点发出的光经凸透镜折射后，折射光线会聚于像点 物体表面对应点发出的光经凸透镜折射后，折射光线的反射延长线相交于虚像点 知识点三　眼睛和眼镜 1．眼睛与照相机 异同点 眼睛 照相机 成像元件 晶状体、角膜 凸透镜 承像元件 视网膜 光屏(胶片或感光片) 看远近不 同物体的调节 调节晶状体的弯曲程度(调节焦距) 调节镜头到光屏(胶片或感光片)的距离 相同点 物体在2倍焦距之外成倒立、缩小的实像 2.近视眼和远视眼 近视眼 远视眼 视觉特征 近处清晰，远处模糊 远处清晰，近处模糊 形成原因 晶状体太厚，折光能力太强 晶状体太薄，折光能力太弱 眼球前后方向太长 眼球前后方向太短 成像位置 在视网膜前方 在视网膜后方 成像光路 矫正镜片 凹透镜 凸透镜 知识点四　显微镜和望远镜 1．显微镜和望远镜的对比 显微镜 望远镜 光路图 物镜的作用 成倒立、放大的实像，相当于投影仪 成倒立、缩小的实像，相当于照相机 目镜的作用 成正立、放大的虚像，相当于放大镜 增大视角的方法 把物体的像放大 把物体的像移近 2．视角 (1)定义：由物体两端射出的两条光线在眼球内交叉而成的角叫视角。 (2)影响因素：视角与物体本身的大小及物体和人眼之间的距离有关。 北师大版八下P3图6—3 ◄课本插图(一) 主旨解说：如图所示是许多同学用透镜所做的游戏，从游戏中可以看出透镜对光有会聚作用。用这种性质的透镜做成眼镜可以用来矫正远视眼。 北师大版八下P10图6—13、6—14 ◄课本插图(二) 主旨解说：投影仪上有一个相当于凸透镜的镜头，来自投影片上图案(或物体)的光，通过凸透镜后会聚在天花板上，形成图案倒立(选填“正立”或“倒立”)、放大的实像，为使我们能在前方屏幕上看到像，可在镜头的上方安装了一个平面镜，作用是改变光的传播方向。 北师大版八下P11图6—15、6—16 ◄课本插图(三) 主旨解说：如图，照相机的镜头相当于一个凸透镜，胶片相当于光屏，景物到照相机的距离称为物距，用照相机照相时应将物体放在二倍焦距之外，胶片上所成的像是一个倒立、缩小、实像。 北师大版八下P17图6—26 ◄课本插图(四) 主旨解说：如图所示，甲图表示近视眼的成像原理图，乙图表示可配戴凹透镜制作的近视眼镜来矫正。 北师大版八下P18图6—27 ▲课本插图(五) 主旨解说：如图所示，甲图表示远视眼的成像原理图，乙图表示可配戴凸透镜制作的远视眼镜来矫正。 考点一　凸透镜成像规律的应用 [例1] (2024·周口模拟)用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验时，已知凸透镜的焦距为10cm，下列说法正确的是(D) A．烛焰在如图所示位置所成像的特点与照相机成像特点相同 B．将蜡烛向远离凸透镜的方向移动，向右移动光屏可得到烛焰所成清晰的像 C．将蜡烛移动到光具座42cm刻度线处，烛焰所成的像是倒立、放大的 D．将蜡烛移动到光具座30cm刻度线处，移动光屏至适当位置，光屏上可得到等大的像 [变式] (2024·泰安模拟)小芳利用如图所示的装置“探究凸透镜成像的规律”。将蜡烛放在凸透镜左侧适当位置，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的像，分别测出物距u和像距v，实验数据如表所示。下列说法中(B) 实验次数 1 2 3 4 5 物距u/cm 60 30 20 15 12 像距v/cm 12 15 20 30 60 ①该凸透镜的焦距为20cm　②第1次实验的成像规律与照相机成像原理相同　③从第1次实验到第5次实验，成在光屏上的像越来越大　④当u＝11cm时，移动光屏，可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像 A．只有①④正确 B．只有②③正确 C．只有①②正确 D．只有②③④正确 考点二　生活中的透镜 [例2] 学校在校门口安装了一个高清摄像头，便于监测校门口的安保情况。摄像头的镜头相当于一个凸(选填“凸”或“凹”)透镜，当人在摄像头监控范围内时，会通过摄像头成倒立、缩小的实(选填“实”或“虚”)像，若人靠近摄像头，所成的像将变大(选填“变大”“不变”或“变小”)。 [例3] 尊老爱幼是中华民族的传统美德。小伟同学在重阳节送给爷爷一款带有放大镜的指甲刀(如图所示)，以方便爷爷剪指甲。剪指甲时，透镜到指甲的距离比一倍焦距小(选填“大”或“小”)，所成的像为正立、放大的虚像，如果爷爷还需要将像变得更大些，应该适当调节凸透镜远离(选填“靠近”或“远离”)指甲。 方法技巧 (1)摄像机的镜头和放大镜都是凸透镜。 (2)摄像机摄像时应用的原理是物距大于凸透镜二倍焦距时成缩小、倒立的实像，像的变化规律是物近像远像变大；放大镜应用的是物距小于焦距时成正立、放大的虚像，像的变化规律是物远像远像变大。 考点三　眼睛和眼镜 [例4] (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。 　　　 [例5] (2024·兰州)小彤的爷爷能看清远处的物体，却看不清近处的物体，是因为来自近处某点的光会聚在他视网膜的后(选填“前”或“后”)方，小彤推断爷爷可能患上了远(选填“近”或“远”)视眼，需要佩戴凸(选填“凸”或“凹”)透镜进行矫正。 方法技巧 来自远处点的光经晶状体(凸透镜)成像在视网膜前，说明这是近视眼的光路原理图，要矫正近视眼，需要利用凹透镜对光的发散作用，在近视眼睛前面放一个凹透镜，就能使来自远处物体的光会聚在视网膜上，故应戴凹透镜矫正近视眼。 考点四　透镜作图 [例6] (2024·荆州模拟) 如图甲所示是我国首创的“吸毒人员瞳孔检测鉴定仪”，它主要对眼球经凸透镜成的像进行分析，从而为辨别吸毒人员提供了依据。如图乙所示是两束来自眼球表面的光，请画出此光线经凸透镜后折射光线的位置。 方法技巧 凸透镜中，过焦点的光线平行于主光轴射出；平行于主光轴的光线，其折射光线过焦点。 实验　探究凸透镜的成像规律 【实验方案与证据】 1．实验器材：蜡烛、凸透镜、光屏、光具座等。 2．实验装置图 3．实验操作 (1)实验前老师让同学们先将实验室窗帘拉上再进行实验，这样做的目的是为了使实验现象更明显。 (2)调节烛焰、透镜和光屏的中心在同一高度，目的是使像成在光屏的中央。 (3)测量凸透镜的焦距：①平行光聚焦法：使一束平行于主光轴的光线通过凸透镜，调整光屏位置，直到在光屏上形成一个最小、最亮的光斑(未画出)，如图所示，则该透镜的焦距为10.0cm；②2倍焦距法：透镜位置不变，移动蜡烛和光屏，光屏上呈现烛焰清晰的等大的像，此时物距等于像距，物距的一半即为焦距。 (4)保持凸透镜的位置不动，通过改变蜡烛的位置，移动光屏找像，记录每次物距u、像距v、像的特点及蜡烛在移动过程中像的变化情况。 (5)眼睛观察像的位置：①成实像时，直接在光屏上观察；②成虚像时，从光屏一侧透过透镜观察。 【结论与解释】 4．(1)u>2f时，在光屏上可以得到缩小的实像，此时像距的范围是f<v<2f，生活中照相机(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像原理制成的。 (2)f<u<2f时，在光屏上可以得到放大的实像，此时像距的范围是v>2f，生活中投影仪(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像原理制成的。 (3)u<f时，成放大的虚像，此时像距的范围是v>u，应用是放大镜。 (4)分析实验数据可知，成实像时像都是倒立的，所有缩小的像都是实像。 (5)当凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，同时像的大小变大。 【交流与反思】 5．若将蜡烛与光屏的位置互换，光屏上能(选填“能”或“不能”)看到清晰的像，原因是光路可逆。 6．用方格纸代替白纸做光屏，便于分析所成像的大小。 【创新设计】 7．蜡烛燃烧变短后，成像会在光屏的上方，可将蜡烛上移或凸透镜下移或光屏上移后使像再次成在光屏的中央。 8．光屏上找不到像的原因：(1)烛焰、凸透镜、光屏三者的中心没有在同一高度；(2)物距小于等于一倍焦距；(3)物距太小，像距太大(满足f＜u＜2f)，超过了光具座的量程。 [例1] (2024·武汉模拟改编)小度同学利用如图所示的装置探究凸透镜成像规律。 　　　 (1)他将凸透镜正对着太阳，使之在光屏上形成很小、很亮的光斑，如图甲所示，则该凸透镜的焦距为10.0cm。 (2)点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时，在光屏上得到烛焰清晰的像，像的性质为倒立、缩小的实像，照相机(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据这一原理制成的，望远镜(选填“显微镜”或“望远镜”)物镜就是应用了这个成像规律工作的。 (3)保持凸透镜位置不变，小度将蜡烛移到25cm刻度线处，若想在光屏上得到清晰的像，应把光屏移至70cm刻度线处。 (4)蜡烛燃烧一段时间后，发现光屏上的像向上移动，此时要使像仍在光屏中央，小枫应向下调节凸透镜。 (5)把实验器材对应的放在如图乙所示位置，然后用焦距为15cm的凸透镜替换原来的凸透镜继续进行实验，下列说法错误的是(B) A．只向右移动光屏，可在光屏上得到烛焰等大的清晰的实像 B．在蜡烛和凸透镜之间放一个合适的近视眼镜，可在光屏上得到烛焰清晰的缩小的实像 C．如果只移动蜡烛，无论怎么移动蜡烛，在光屏上都得不到烛焰的清晰的像 1．(2024·襄阳模拟) 如图是我国自主研制的某新型战斗机上的光电搜索跟踪系统。该系统功能与人眼相似，能为战斗机提供感知外界的“视觉”，系统内置的光电传感器，相当于人眼的视网膜，最外层窗口和传感器之间的光学元件，相当于人眼的晶状体。关于该系统说法不正确的是(B) A．该系统的光学元件相当于一个凸透镜 B．该系统在光电传感器上成的是倒立、放大的实像 C．景物到镜头的距离越远，所成的像越小 D．该系统的成像原理与照相机的成像原理相同 2. 在学习了凸透镜成像规律后，小慧同学计划制作一个“手机投影仪”。现有器材如下：焦距分别为10cm、20cm、30cm的凸透镜各一个，手机一部，长为30cm的纸盒，胶带和剪刀等。“投影仪”模型如图所示，将手机和凸透镜分别固定在纸盒的两端，调整“投影仪”到墙面的距离，可在墙上看到手机画面清晰放大的像。下列说法正确的是(B) A．应选择焦距为10cm的凸透镜 B．应选择焦距为20cm的凸透镜 C．将手机正立放置，在墙上看到的像是正立的 D．墙上手机画面的像是虚像 3．(2024·河南)在“爱眼日”宣传活动中，小明用如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，烛焰的像成在光屏左侧 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 4．(2024·广州模拟)为纪念伽利略将望远镜用于天文观察四百周年，联合国将2009年定为天文年。伽利略望远镜利用了凸透镜成像的原理，它是由两组透镜组成的。靠近被观测物体的叫做物镜，靠近眼睛的叫做目镜。前者的作用与照相机(选填“照相机”或“投影仪”)相同。 5．(2024·广州模拟)透过晶莹剔透的露珠，我们可以更清楚地看到小草的叶脉，这是利用了放大镜(选填“放大镜”“幻灯机”或“照相机”)的原理，所成的像是虚像(选填“虚像”或“实像”)。使用显微镜观察肉眼看不见的微小物体，显微镜物镜的作用相当于投影仪(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。 6．(2024·泰州模拟)如图是近视眼矫正的示意图，请大致画出图中两条平行光线经过晶状体后的折射光线。 7．(2024·武汉)实验小组在探究凸透镜成像规律的实验中： (1)图甲中，点燃蜡烛后，光屏上恰能成清晰的像，照相机(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据该成像特点制成的。将蜡烛向左移动一段距离，光屏上的像变模糊了，为了使光屏上再次成清晰的像，同学们提出了两种不同的解决方案： 方案一：仅将光屏向左移动一段距离； 方案二：仅换用焦距较大的凸透镜。 (2)某同学利用焦距为20cm的凸透镜观察指纹，保持指纹到眼睛的距离为40cm不变，将凸透镜调整到如图乙所示的位置，看到了指纹正立放大的像，此时该同学的眼睛通过凸透镜在另一侧能成倒立放大(填“倒立缩小”“倒立放大”或“正立放大”)的像。 学科网（北京）股份有限公司 $$