专题03 透镜及其应用(复习讲义)(湖南专用)2026年中考物理一轮
2025-12-20
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 透镜及其应用 |
| 使用场景 | 中考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 湖南省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.23 MB |
| 发布时间 | 2025-12-20 |
| 更新时间 | 2025-12-20 |
| 作者 | 追梦者试卷达人✰ |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2025-12-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55482480.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该初中物理中考复习讲义聚焦“透镜及其应用”专题,覆盖透镜作用、成像规律、生活应用、眼睛眼镜、显微镜望远镜等中考核心考点,按“教材知识夯基-中考新考法聚焦”分层梳理,结合考情剖析与网络构建形成系统知识网络,通过考点梳理、方法指导、真题训练突破难点,体现复习系统性与针对性。
亮点在于融合新课标核心素养,科学探究环节设计“探究凸透镜成像规律”深度实验,从验证走向科学思维考查,结合“削冰取火”传统文化与AI摄像头等科技案例,凸透镜成像规律用口诀+动态表格突破,配合分层练习与限时测评,助力教师把控节奏,提升学生应考能力。
内容正文:
专题03 透镜及其应用
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 2
02·时空导航·网络构建 3
03·考点通关·靶向突破 4
考点1 透镜 4
教材·知识夯基
1.凸透镜和凹透镜的区别
2.对光线作用及光路图
3.3条特殊光线
中考·新考法聚焦
考法1 结合日常生活考查凸透镜对光的作用
考法2 教材素材链接
考点2 对照相机、投影仪和放大镜成像特点的理解 7
教材·知识夯基
1.照相机成像特点
2.投影仪成像特点
3. 放大镜成像特点
中考·新考法聚焦
考法1 结合现代科技考查照相机成像特点
考法2 结合生活实际词跨学科融合
考法3 以生活场景考放大镜现象
考法4 教材素材链接
考点3 凸透镜的成像规律 10
教材·知识夯基
1.凸透镜成像规律结论
中考·新考法聚焦
考法1 通过实验探究考查凸透镜成像规律
考法2 教材素材链接
考点4 眼睛和眼镜 13
教材·知识夯基
1.眼睛
2.近视眼和远视眼
中考·新考法聚焦
考法1 结合生活实际考查近视眼的成因及矫正
考法2 教材素材链接
考点5 显微镜和望远镜 15
教材·知识夯基
1.显微镜
2.望远镜
中考·新考法聚焦
考法1 结合中国科技发展考查望远镜的成像特点
考法2 教材素材链接
04·素养拓展·思维进阶 17
实验 探究凸透镜成像的规律
05·优题精选·练能提分 20
考点
考查形式
考查内容
考法分析
透镜
☑选择题
☑填空题
☑作图题
透镜的种类、透镜对光的作用、透镜作图
透镜作图:三条特殊光线。如 2023·湖南长沙卷 T17,2023·湖南邵阳卷 T20
生活中的透镜
☑选择题
☑填空题
照相机、投影机、放大镜的成像特点及实际应用
1.器件原理识别:识别照相机、投影仪、放大镜的成像特点及应用。如 2025·湖南卷T21
2.凸透镜应用。如 2023·湖南常德卷T3
凸透镜的成像规律
☑选择题
☑填空题
☑作图题
☑实验题
探究凸透镜成像的规律及应用
实验探究:“探究凸透镜镜成像规律” 是实验题大热门。
如 2023·湖南怀化卷 T28,2023·湖南德阳卷 T22,2023·湖南益阳卷 T28
眼睛和眼睛
☑选择题
☑填空题
近视眼、远视眼成因及其矫正
近视眼、远视眼成因及其矫正。如 2023·湖南株洲卷,2023·湖南湘潭卷,2023·湖南永州卷
显微镜和望远镜
☑选择题
☑填空题
显微镜和望远镜的成像特点及实际应用
望远镜的目镜和物镜的成像原理。如 2023·湖南常德卷
命题新趋势
1、情境创设:紧扣时代脉搏与文化传承。试题越来越多地将物理知识与中华优秀传统文化、现代科技成就和日常生活场景深度融合。考题中引用西晋《物志》中削冰取火"的记载,考查凸透镜对光的会聚作用。机器人视觉系统、手机摄像、氢能源列车、航空航天等前沿科技成为命题新宠,考查学生应用物理知识解释科技现象的能力。
2、实验探究:从验证结论走向考查科学思维:单纯的验证性实验正转变为对探究全过程和科学思想方法的考查。这类题目不仅考查结论,更侧重于实验设计思路、控制变量法的运用以及模型建构的科学思维。
3、跨学科融合:打破学科壁垒:"透镜及其应用"为跨学科命题提供了丰富素材,尤其常见的是与中华古诗词、传统文化、生物(人眼结构)的结合。
命题预测
实验探究的深度化与创新化:"探究凸透镜成像规律“实验已从验证性实验全面升级为中考物理试卷中的高区分度探究题。命题将深度考查整个科学探究过关键步的物理意义科学思想方法的理解和深度分析与创新设计。
考点1 透镜
一.透镜
1.凸透镜和凹透镜的区别
凸透镜
凹透镜
定义
中间厚、边缘薄的透镜叫做凸透镜。
中间薄、边缘厚的透镜叫做凹透镜。
实物形状
主光轴和光心
透镜上通过球心的直线C1C2叫做主光轴。
每个透镜主光轴上都有一个点,凡是通过该点的光,其传播方向不变,这个点叫光心。
对光线作用及光路图
凸透镜对光有会聚作用
凹透镜对光有发散作用
光线透过透镜折射,折射光线传播方向比入射光线的传播方向更靠近主光轴。
光线通过透镜折射后,折射光线传播方向比原入射光线的传播方向更远离主光轴。
焦点和焦距
凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点,这个点叫做焦点(实焦点),用F表示。
凹透镜能使平行于主光轴的光发散,这些发散光线的反向延长线相交于主光轴上的一点,这一点不是实际光线会聚而成的,叫做虚焦点,也用F表示。
焦点到光心的距离叫做焦距,用f表示
凸透镜有两个相互对称的实焦点,同一透镜两侧的焦距相等
凹透镜有两个相互对称的虚焦点,同一透镜两侧的焦距相等
3条特殊光线
(1)平行于主光轴的光经凸透镜后,将会聚在焦点上;
(2)从焦点出发的光,通过凸透镜后,必平行于主光轴射出;
(3)通过光心的光线,其传播方向不改变。
(1)平行于主光轴的光经凹透镜折射后,反向延长线将交于异侧虚焦点上;
(2)入射光线的延长线相交于虚焦点,通过凹透镜后,必平行于主光轴射出;
(3)通过光心的光线,其传播方向不改变。
焦距与会聚能力的关系
凸透镜焦距的大小表示其会聚能力的强弱,焦距越小,会聚能力越强
凹透镜焦距的大小表示其发散能力的强弱,焦距越小,发散能力越强
同种光学材料制成的凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短。表面越凸,焦距越短,会聚能力越强
同种光学材料制成的凹透镜表面的凹陷程度决定了它的焦距的长短。表面越凹,焦距越短,发散能力越强
每个透镜的焦距是一定的
【特别提醒】
测焦距的方法:用凸透镜正对太阳,调整凸透镜到纸的距离,使纸上形成最小 、最亮的光斑,那么这个光斑在凸透镜的焦点上。
1.【中国优秀传统文化】(2025·湖南长沙·模拟预测)《淮南万毕术》中记载:“削冰令圆,举以向日,则得火”。如图所示,描绘了该记载中的场景。人通过冰取火是利用了光的( )
A.折射 B.色散 C.反射 D.直线传播
【答案】A
【详解】人通过冰取火是利用了光的折射,将冰磨成凸透镜的形状,利用光的折射使太阳光会聚产生高温,从而达到取火的目的,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.【教材素材链接】(2025·湖北·中考真题)2025年1月20日,在第九届亚冬会火种采集仪式上,现场用图甲中的冰透镜成功点燃了火炬。小红为了研究此现象,让光束透过近视眼镜和老花眼镜投射在墙上,如图乙。 (填“上”或“下”)方眼镜的透镜类型与冰透镜相同,为 透镜。
【答案】 下 凸
【详解】[1][2]图甲中的冰透镜成功点燃了火炬,所以冰透镜对光线有会聚作用,为凸透镜。图乙中,上方的透镜下的光斑中间暗,透镜对光线有发散作用,下方的透镜下的光斑中间亮,对光线有会聚作用,为凸透镜,所以下方的透镜和冰透镜类型相同。
3.【3条特殊光线作图考查】(2025·湖南邵阳·二模)按要求作图;
(1)在图中画出入射光线对应的折射光线。
(2)如图,请将光路图补充完整。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)过入射点作界面的垂线得到法线,用虚线,标垂直,然后根据光的折射规律,从水中进入空气中,折射角大于入射角,折射光线远离法线,如图所示
(2)根据凹透镜的特殊光线:过光心的光线,其传播方向不变;指向另一侧焦点的入射光线经凹透镜折射后平行于主光轴的知识可得具体光路图,如下所示
考点2 对照相机、投影仪、放大镜成像特点的理解
1.照相机
照相机成像原理
照相机的镜头是一个凸透镜,物距大于二倍焦距(u>2f)时,凸透镜能成倒立缩小实像。
照相机成像特点
①物距大于像距(u>v);②物近像远像变大,物远像近像变小;③像和物体在镜头两侧;④照相机成倒立、缩小的实像。
照相机的使用
拍摄远近不同景物,镜头到胶片的距离调节方法:①拍摄近处景物时,镜头往前伸,即增大胶片与镜头之间的距离;②拍摄远处景物时,镜头往后缩,即减小胶片与镜头之间的距离;③若想使拍摄的景物的像大一些,可以减小景物与镜头之间的距离;若想拍摄的景物多一些,可以增大景物与镜头之间的距离
2.投影仪
投影仪成像原理
投影仪上有一个相当于凸透镜的镜头,来自投影片上图案的光,通过凸透镜后会聚成像,再经过平面镜改变光的传播方向,将像投射到屏幕上。物距大于一倍焦距且小于二倍焦距(f<u<2f)时,凸透镜能成倒立、放大实像
投影仪的构造
凹面镜:利用其对光有会聚作用,反射聚光后射向螺纹透镜;
螺纹透镜:利用其对光有会聚作用将投影片各部分均匀照亮;
投影片:投影片上有文字或图案,相当于用来成像的物体;
镜头:相当于一个凸透镜,起到成像的作用;
平面镜:用来改变光路,使射向天花板的光能在屏幕上成像(若没有平面镜,所成的像会呈现在天花板上);
屏幕:相当于光屏,用来显示投影仪所成的像,供观众观看。
投影仪成像特点
①投影片到镜头的距离小于镜头到屏幕的距离(u<v);②投影片离镜头越近时,屏幕上所成的像越大,像到镜头的距离越大;③投影片和它的像在镜头的两侧;④投影片在屏幕上所成的像是倒立、放大的实像。
3.放大镜
放大镜成像原理
放大镜的原理:u<v,成正立、放大的虚像
放大镜成像特点
①物像同侧;②物近像近像变小,物远像远像变大;③物体通过放大镜所成的像是正立、放大的虚像。
1.【结合生活场景考查照相机成像】(2025·河南南阳·二模)如图所示,只需要在手机镜头下面放置一个平面镜,就可以达到“人在镜中走,云在脚下飘”的拍摄效果,给人虚实交融的视觉震撼,下列说法正确的是( )
A.平面镜所成的像是倒立的
B.手机的镜头是凹透镜
C.手机拍照和平面镜成像原理都是光的折射
D.拍照时人与镜头的距离在透镜的二倍焦距之外
【答案】D
【详解】A.由平面镜成像的特点可知物体在镜中成的是正立、等大的虚像,故A错误;
BD.手机镜头相当于一个凸透镜,根据成像规律可知,人与镜头的距离在透镜的二倍焦距之外,故B错误,D正确;
C.手机镜头的原理是光的折射,平面镜的原理是光的反射,故C错误。
故选D。
2.【结合生活实际词跨学科融合】(2025·湖南岳阳·一模)如图甲所示是公共场所的宣传投影灯,装在高处的投影灯照在地面上出现图案,其内部结构如图乙所示。下列说法错误的是( )
A.不同方向都能看到图案是光在地面发生了漫反射
B.该投影灯的成像原理与幻灯机相同
C.调小镜头与图片的距离可以使图案变大
D.地面上看到的是放大的虚像
【答案】D
【详解】A.发生漫反射时,反射的光线四面八方,可以在各个位置观察到物体,因此不同方向都能看到图案是光在地面发生了漫反射,故A正确,不符合题意;
B.该投影灯利用凸透镜成像原理,物距小于像距,成倒立、放大的实像,与投影仪、幻灯机原理相同,故B正确。不符合题意;
C.凸透镜成实像时,当物距变小时,像距会变大,像也会变大,故调小镜头与图片的距离图案变大,故C正确,不符合题意;
D.由B选项分析可知,地面上能看到放大的图案,是实像,故D错误,符合题意。
故选D。
3.【以生活场景考放大镜现象】(2025·湖南岳阳·一模)7.(2025·河南平顶山·二模)如图所示是洛阳博物馆珍藏的一枚唐代的鎏金铜龟,紧靠精巧的铜龟前放置有一块凸透镜,此凸透镜的成像性质与 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)相同,像和物在凸透镜的 (选填“同侧”或“异侧”)。
【答案】 放大镜 同侧
【详解】[1]从图中可看出,通过凸透镜看到的铜龟像是正立、放大的虚像。放大镜是利用凸透镜成正立、放大虚像的原理工作的;而照相机成倒立、缩小的实像,投影仪成倒立、放大的实像,所以此凸透镜成像性质与放大镜相同。
[2]当凸透镜成正立、放大虚像时,像和物在凸透镜的同侧。
4.【教材素材链接】(2025·湖南长沙·二模)在练习使用凸透镜的过程中,小明同学观察到下图所示现象,下列光学器件的成像特点与该现象相同的是( )
A.放大镜 B.照相机 C.投影仪 D.汽车的后视镜
【答案】C
【详解】由图可知,字经过凸透镜后成倒立、放大的像。
A.放大镜是利用了凸透镜成正立、放大的像的规律,故A不符合题意;
B.照相机是利用了凸透镜成倒立、缩小的像的规律,故B不符合题意;
C.投影仪是利用了凸透镜成倒立、放大的像的规律,故C符合题意;
D.汽车的后视镜是平面镜,平面镜成的是正立、等大的虚像,故D不符合题意。
故选C。
考点3 凸透镜的成像规律
1.凸透镜成像规律结论
物距与焦距的关系
光路图
(请完成下列作图)
像距与焦距的关系
成像特点
动态成像规律
应用
u>2f
f<v<2f
倒立、缩小、
实像
成实像时,物距增大,像距减小,像变小;
物距减小,像距 增大 ,像变大;
照相机
u=2f
v=2f
倒立、等大、实像
计算焦距
f<u<2f
v>2f
倒立、放大、实像
投影仪
u=f
-
不成像
-
-
u<f
-
正立、放大、虚像
物距减小,像距减小,像变小
放大镜
记忆口诀
一倍焦距分虚实;二倍焦距分大小。成实像时:物近像远像变大,物远像近像变小.成虚像时:物近像近像变小。
注意
物体与像的速度关系:①当u>2f,物体比像移动得快;②当f<u<2f,物体比像移动得慢。
1.【结合生活中常见现象考查】(2025·湖南长沙·三模)如图所示,小新用手机给远处的树木拍风景照。下列说法中正确的是( )
A.摄像头相当于一个凸透镜
B.手机离树木在透镜的一倍焦距和二倍焦距之间
C.手机远离树木所成的像将变大
D.手机成像原理与平面镜成像原理相同
【答案】A
【详解】AB.手机的摄像头相当于一个凸透镜,根据凸透镜成像规律可知,物体在2倍焦距以外时,成倒立、缩小的实像,故A正确,B错误;
C.根据凸透镜成像规律可知,物距增大时,像距减小且像变小,所以手机远离树木所成的像将变小,C错误;
D.手机的摄像头相当于一个凸透镜,所以摄像头成像利用光的折射,平面镜成像利用光的反射,故D错误。
故选A。
2.【教材素材链接】(2025·湖南长沙·二模)小星找来一薄壁圆柱形玻璃杯,并将画有箭头的白纸靠在玻璃杯后面,观察结果如图甲所示。向杯中加水,使水面高过箭头位置,透过玻璃杯观察纸上的“箭头”,将白纸逐渐远离杯子的过程中,依次观察到的情景是( )
A.乙、丙、丁 B.丙、乙、丁
C.丙、丁、乙 D.丁、丙、乙
【答案】A
【详解】装水后的玻璃杯相当凸透镜,将白纸逐渐远离杯子的过程中,物距逐渐增大,当物距小于f时,成的像是正立、放大的虚像;当物距在f~2f间,成的像是倒立、放大的实像;当物距大于2f,成的像是倒立、缩小的实像,故依次观察到的情景是乙、丙、丁,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.【结合凸透镜成像特点考查】(2025·湖南湘潭·一模)在“探究凸透镜成像的规律”时,当烛焰离透镜14cm时成放大的实像,当烛焰离透镜8cm时成放大的虚像,则这个透镜的焦距可能是( )
A.10cm B.7cm C.5cm D.4cm
【答案】A
【详解】当 cm 时,成放大的实像,放大的实像的条件是 ,即 ,解得焦距满足
当 cm 时,成放大的虚像,放大的虚像的条件是 ,即 。综合得出焦距的范围是
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.【结合凸透镜成像特点考查】(2025·湖南永州·二模)某兴趣小组探究凸透镜成像规律时将蜡烛、凸透镜、光屏固定在光具座上如图所示位置,光屏上恰好得到烛焰清晰的像,生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)成像原理与此相同。若保持凸透镜位置不变,将蜡烛向左移动适当距离,为使光屏上再次获得清晰的像,应将光屏向 移动。
【答案】 照相机 左
【详解】[1]由图可知,,此时物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,而照相机就是利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理工作的,所以是照相机的成像原理。
[2]根据凸透镜成像规律“物远像近像变小”,若保持凸透镜位置不变,将蜡烛向左移动适当距离,即物距增大,那么像距应减小,所以为使光屏上再次获得清晰的像,应将光屏向左移动。
考点4 眼睛和眼镜
1.眼睛:
角膜
在眼球前部凸出的透明部分
晶状体
眼球前部有一个透明的囊状物体叫晶状体,与角膜一起相当于凸透镜
睫状体
位于晶状体附近的肌肉,起改变晶状体形状的作用,使眼睛能看清远近不同的物体,睫状体放松,晶状体变薄,折光能力变弱,焦距变大;睫状体收缩,晶状体变厚,折光能力变强,焦距变小
视网膜
它的作用相当于光屏,承接来自外界的景象
眼睛的成像原理
眼球好像一架照相机,角膜和晶状体的共同作用相当于凸透镜,把来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体倒立、缩小的实像。视网膜上的感光细胞受到光的刺激产生信号,视神经把这个信号传输给大脑,我们就可以看到了物体,睫状体可以改变晶状体的形状,相当于改变了凸透镜的屈光度
2.近视眼和远视眼
近视眼
远视眼
特点
只能看清近处的物体
只能看清远处的物体
成像示意图
成因
晶状体太厚,折光能力太强
远处物体成像于视网膜前
晶状体太薄,折光能力太差
近处物体成像于视网膜后
矫正方法及矫正示意图
佩戴用凹透镜做成的近视眼镜
佩戴用凸透镜做成的远视眼镜
矫正口诀
近前远后,近凹远凸
1.【通过生活实际进行考查】(2025·湖南·三模)2025年6月6日是第30个全国“爱眼日”,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正立的实像
B.近视眼看远处物体,像成在视网膜的后方
C.矫正近视眼需配戴合适度数的凹透镜
D.远视眼能看清近处的物体,看不清远处的物体
【答案】C
【详解】A.物体在正常眼睛的视网膜上成倒立、缩小的实像,故A错误;
BC.近视眼的晶状体对光的会聚能力过强,看远处物体,像成在视网膜的前方,矫正近视眼需配戴合适度数的对光起发散作用的凹透镜,故B错误,C正确;
D. 远视眼的晶状体对光的会聚能力过弱,能看清远处的物体,看不清近处的物体,故D错误。
故选C。
2.(2025·湖南怀化·一模)新学期学校课间休息延长至15分钟,学生每天户外活动2小时,这些举措能很好的改善近视眼低龄化倾向。从物理学角度来分析,以下图示能说明近视眼成因及矫正方法的是( )
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
【答案】B
【详解】近视眼是晶状体太厚,折光能力太强,或者说眼球在前后方向上太长,来自远处物体的光会聚在视网膜前,到达视网膜时是一个模糊的光斑,②是近视眼成因图示。利用凹透镜对光的发散作用,可以矫正近视眼,④是矫正方法。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3.【考查近视眼的成因及矫正】(2025·湖南长沙·二模)小天用自制的水透镜模拟近视眼的成像及矫正方法,如图,处于A处的光屏上有一个清晰的像,当向水透镜中注水模拟近视眼的晶状体变厚时,像变模糊了,把光屏向凸透镜移动,光屏上再次成一个清晰的像,这说明近视眼所成的像在视网膜的 方;近视眼可佩戴合适的 镜来矫正。
【答案】 前 凹透
【详解】[1]向水透镜中注水使其变厚,相当于近视眼的晶状体变厚,此时像变模糊,把光屏向凸透镜移动能再次得到清晰像,说明像的位置提前了,即近视眼所成的像在视网膜的前方。
[2]凹透镜对光线有发散作用,能使原本会聚在视网膜前方的像,经过凹透镜发散后,重新会聚在视网膜上,所以近视眼可佩戴合适的凹透镜来矫正。
考点5 显微镜和望远镜
1.显微镜和望远镜
显微镜
望远镜
成像原理
物镜成像规律f<u<2f,v>2f,倒立放大的实像,目镜成像规律u<f,正立、放大、虚像
物镜成像规律u>2f,f<v<2f,倒立缩小的实像,目镜成像规律u<f,正立、放大、虚像
成像特点
倒立放大的虚像
倒立的虚像(大小要根据目镜和物镜倍数确定)
注意
(1)开普勒望远镜是物镜和目镜都是凸透镜,中间存在实像(瞄准镜,军用望远镜等),成倒立的像。
(2)伽利略望远镜物镜是凸透镜,目镜是凹透镜,中间不存在实像,只能用眼睛看到虚像。优点是成正立的像,结构简单。
1.【结合中国科技发展考查】(2025·湖南长沙·三模)随着科技的发展,AI技术已经进入我们生活的各个领域。如图所示是一款“AI科技化妆镜”,可以用摄像头对人脸拍照,经过AI处理,最终将画面呈现在显示屏上。人脸通过化妆镜的摄像头在感光元件上成倒立、 的实像,该摄像头的成像原理与 (“显微镜”或“望远镜”)的物镜相同。
【答案】 缩小 望远镜
【详解】[1]人脸通过化妆镜的摄像头成像,与照相机成像原理相同,成倒立、缩小的实像。
[2]摄像头的成像原理与照相机成像原理相同,即物距在两倍焦距以外,其原理与望远镜的物镜相同。
2.(2025·湖南岳阳·模拟预测)(多选)我国墨子巡天望远镜是北半球顶尖的光学时域望远镜,如图甲所示。图乙显示了星光经望远镜主镜(平面镜)反射至成像系统的光路图,成像系统内的物镜相当于凸透镜,望远镜拍摄的星体图像可供天文台远程查看。下列说法正确的是( )
A.星光束AO在主镜上反射时入射角为30°
B.星体经物镜成倒立、放大的实像
C.星体在物镜上成像的原理为光的折射
D.离望远镜更近的星体,由物镜成的像更小
【答案】AC
【详解】A.由图乙知道,入射角为90℃-60℃=30℃
故A正确;
B.天文望远镜的目镜和物镜都是由凸透镜组成,目镜相当于放大镜,成正立、放大的虚像,物镜相当于照相机,成倒立、缩小的实像,最终成倒立、缩小的虚像,故B错误;
C.根据题意知道,成像系统内的物镜相当于凸透镜,所以,在物镜上成像的原理为光的折射,故C正确;
D.离望远镜更近的星体,根据凸透镜成实像规律,物距减小,像距增大,像变大,所以由物镜成的像更大,故D错误。
故选AC。
3.(2025·湖南·模拟预测)如图所示,清晨的露珠相当于一个水透镜,透过露珠看后面远处景物是 (填“正立”或“倒立”)的 (填“实”或“虚”)像;拿一个放大镜置于露珠与眼睛之间,适当调节放大镜和露珠之间的距离,就能看清更远处的物体,这个组合与 (填“望远镜”或“显微镜”)的原理相同。
【答案】 倒立 实 望远镜
【详解】[1][2]露珠中间厚,边缘薄,形成一个水凸透镜,远处的景物距离露珠在2倍焦距以外,透过露珠看后面远处景物成倒立、缩小的实像。
[3]拿一个放大镜置于露珠与眼睛之间,适当调节放大镜和露珠之间的距离,就能看清更远处的物体,该组合相当于望远镜,露珠相当于物镜,放大镜相当于目镜。
实验1:探究凸透镜成像的规律实验(重点)
【设计与进行实验】
1.实验装置图
2. 实验环境的要求(为了方便观察,本实验应选择在较 暗 的环境下进行)
3.凸透镜的选取(根据光具座的量程选取,一般情况下,光具座的量程大于凸透镜的四倍焦距)
4. 实验前调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度(目的是 使像成在光屏中央 )
5.焦距的测量及判断(a.跟主光轴平行的光经凸透镜后,在凸透镜的另一侧用光屏承接到最小、最亮的光斑,测出光斑到凸透镜光心的距离即可;b.利用物距等于2倍焦距时成倒立、等大的像来确定焦距)
6.成实像时眼睛的观察方法【a.眼睛注视光屏上的像;b.去掉光屏,从光屏一侧(即蜡烛与眼睛在凸透镜异侧)通过透镜,逆着折射光线观察蜡烛所成的像】
7.实验过程中蜡烛燃烧的时间越长,蜡烛越短,烛焰的位置越低,像的位置越 高 ; 可将光屏或蜡烛向 上 移动或将凸透镜和光屏同时向 下 移动
8.动态规律(成实像时,物近像远像变大,物远像近像变小)
9.光屏上找不到像、像不完整、像没成在光屏中央的原因∶
(1)烛焰、凸透镜、光屏三者的中心没有在同一高度
(2)物距小于或等于一倍焦距
(3)物距太小,像距太大,超过了光具座的量程
10.当光屏上成清晰的像时,对调物与光屏的位置,光屏上还能成清晰的像(说明折射现象中,光路可逆)
11.用纸遮住凸透镜一部分(或凸透镜缺一角),光屏上 仍会 (选填“仍会”或“不会”)成完整的像,像会变 暗 些。
12.在蜡烛和凸透镜之间加透镜时像的变化问题
(1)加远视镜(凸透镜)(光线提前会聚,要使光屏上能成像,光屏需 靠近 凸透镜)
(2)加近视镜(凹透镜)(光线推迟会聚,要使光屏上能成像,光屏需 远离 凸透镜)
13.换透镜(焦距发生变化,凸透镜越厚,焦距越 小 )
14.烛焰作为发光体的不足分析(a.烛焰形状不稳定,不易比较像与物的大小关系;b.蜡烛会越烧越短,像偏离光屏的中央;c.烛焰亮度不大)
15.用 LED 灯替代蜡烛的好处(a.成像更清晰、更稳定;b.准确比较物与像的大小)
1.【通过实验总结物理规律】(2025·湖南常德·一模)某学习小组“探究凸透镜成像的规律”,进行了如下操作;
(1)安装并调节烛焰、透镜和光屏,使它们三者中心大致在 。
(2)通过探究,记录并绘制了物距u与像距v之间的关系图像,如图甲所示,则该凸透镜的焦距是 cm。
(3)当蜡烛放在如图乙所示位置时,调节光屏,可在光屏上得到一个倒立、 的实像,生活中的 (选填“照相机“投影仪”、“放大镜”)就是利用这样的成像原理工作的。
【答案】(1)同一高度
(2)5
(3) 缩小 照相机
【详解】(1)为了使像成在光屏的中央,在实验前,应调节烛焰、透镜和光屏,使它们三者中心大致在同一高度。
(2)根据凸透镜成像规律可知,当u=v=2f时,成倒立、等大的实像。由图甲可知,u=v=2f=10cm,所以焦距f=5cm。
(3)[1][2]由图乙可知,u=15cm>2f=10cm,根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立、缩小的实像,生活中的照相机是利用这样的成像原理工作的。
2.【通过实验总结物理规律】(2025·湖南株洲·一模)某实验小组利用光具座设计并进行了如下两个实验。
(1)实验一:研究近视眼的成因。用同种材料制成的三块凸透镜a、b、c作为人眼仿真晶状体,它们的中心厚度依次增大,其中 b 表示正常眼的晶状体,如图甲所示。实验装置如图乙所示;
①将蜡烛、透镜 b 和光屏依次摆放在水平光具座上,点燃蜡烛,使烛焰、透镜和光屏三者的中心在 ;
②将蜡烛放在离透镜较远的位置,保持透镜位置不变,移动光屏,直到屏上出现烛焰清晰的像,如图乙所示。接下来应进行的操作是:取下透镜b, (填写字母序号)
A、换上透镜a,再向左移动光屏,直到屏上再次出现烛焰清晰的像
B、换上透镜a,再向右移动光屏,直到屏上再次出现烛焰清晰的像
C、换上透镜c,再向左移动光屏,直到屏上再次出现烛焰清晰的像
D、换上透镜c,再向右移动光屏,直到屏上再次出现烛焰清晰的像
根据上述实验,可以得到初步的实验结论是:近视眼是由于晶状体太厚,折光能力过强所致;
(2)实验二:研究水透镜焦距与中心厚度的关系。由透明橡胶膜和注射器制作的水透镜,打开夹子,通过注射器向橡皮膜中注水或抽水,改变水透镜的中心厚度从而改变其焦距,如图丙所示。实验装置如图丁所示。
①水透镜的中心厚度为2cm时,测得烛焰到透镜的距离即物距u与光屏上的像到透镜的距离即像距v 的多组数据,描点作图得到如图戊所示的 v-u关系图像。分析图像可知,此时水透镜的焦距为 cm;
②保持物距u=50cm不变,改变水透镜的中心厚度,测得对应的像距 v 如表格所示。分析表格中的数据,可以得到初步的实验结论是 。
实验次数
中心厚度/cm
物距u/cm
像距v/cm
1
2
50
12.5
2
3
50
10
3
4
50
8.5
【答案】(1) 同一高度 C
(2) 10 物距不变时,水透镜的中心厚度越大,像距越小
【详解】(1)[1]将蜡烛、透镜 b 和光屏依次摆放在水平光具座上,点燃蜡烛,使烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一高度,目的是使像成在光屏中央。
[2]近视眼的成因是晶状体变厚,折光能力变强,成像在视网膜前。所以研究近视眼的成因,接下来应换上透镜c,透镜的焦距变小,折光能力变强,成像提前,所以要向左移动光屏,直到屏上再次出现烛焰清晰的像,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(2)[1]根据凸透镜成像规律,时,成倒立、等大的实像。由图戊则有
解得水透镜的焦距。
[2]分析表格中的数据,可得:物距不变时,水透镜的中心厚度越大,像距越小。
1.(2025·湖南怀化·二模)关于生活中的透镜,下列说法正确的是( )
A.图甲:博物馆的精巧文物前装着凸透镜,参观者通过该镜观察到的是文物正立放大的实像
B.图乙:电子监控器摄像头与照相机镜头相似,监控物透过摄像头所成像是倒立缩小的虚像
C.图丙:商场广告投影灯与投影仪原理相同,投射到地面的是广告倒立放大的实像
D.图丁:扫码支付时,二维码必须在手机镜头2倍焦距以内,成倒立缩小的实像
【答案】C
【详解】A.图甲:博物馆的精巧文物前装着凸透镜,此时凸透镜为放大镜,参观者通过该镜观察到的是文物正立放大的虚像,故A错误;
B.图乙:电子监控器摄像头与照相机镜头相似,监控物透过摄像头所成像是倒立缩小的实像,故B错误;
C.图丙:商场广告投影灯与投影仪原理相同,此时物距在f~2f间,投射到地面的是广告倒立放大的实像,故C正确;
D.图丁:扫码支付时,二维码必须在手机镜头2倍焦距以外,成倒立缩小的实像,故D错误。
故选C。
2.(2025·湖南永州·二模)2025年4月24日17时17分,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心成功点火发射。约10分钟后,神舟二十号载人飞船与火箭顺利分离,进入预定轨道,航天员乘组状态良好,发射取得圆满成功。如图所示,小丽同学正在全神贯注地看电视报道。下列说法正确的是( )
A.电视机遥控器通过发出紫外线实现对电视机的控制
B.小丽发现自己患上了近视,她应该佩戴凹透镜矫正视力
C.小丽同学通过墙上的镜子看到电视机的像是光的反射形成的实像
D.彩色电视机画面上的丰富色彩是由红、黄、蓝三种色光混合而成的
【答案】B
【详解】A.电视机遥控器是利用红外线实现对电视机的控制的,故A错误;
B.近视眼是晶状体曲度变大,会聚能力增强,应佩戴具有发散作用的凹透镜进行矫正,故B正确;
C.小丽同学通过墙上的镜子看到电视机的像是光的反射形成的虚像,故C错误;
D.光的三原色是红、绿、蓝,彩色电视机画面的颜色是由红、绿、蓝三种色光合成的,故D错误。
故选B。
3.(2025·湖南株洲·模拟预测)近年,电子支付已成为一种重要的支付手段。如图是超市常用的一款“刷脸支付”系统,下列有关说法正确的是( )
A.摄像头的镜头对光有发散作用
B.摄像头的成像原理与投影仪相同
C.顾客在刷脸时,靠近摄像头屏幕上的像会变大
D.摄像头的镜头可用来矫正近视眼
【答案】C
【详解】A.摄像头的镜头是凸透镜,其对光线的作用是会聚,故A错误;
B.投影仪成放大实像,而摄像头成缩小实像,两者物距范围和成像性质完全不同,故B错误;
C.根据凸透镜成像规律,当物体靠近镜头时,像距v会增大,且像的大小会变大,故C正确;
D.近视眼是由于眼球屈光力过强或眼轴过长,导致光线聚焦在视网膜前方。矫正近视眼需要凹透镜,而摄像头的镜头是凸透镜,故D错误。
故选C。
4.(2025·湖南长沙·二模)“关爱孩子用眼健康”,每学期我校组织学生进行视力检测,图为眼睛观察远处物体时的光路。可知这是( )
A.近视眼,应戴凸透镜矫正
B.近视眼,应戴凹透镜矫正
C.远视眼,应戴凸透镜矫正
D.远视眼,应戴凹透镜矫正
【答案】B
【详解】CD.由图可知,该眼睛看远处物体时,成像在视网膜前,是近视眼,故C不符合题意,D不符合题意;
AB.近视眼是由于晶状体折光能力太强,应佩戴凹透镜矫正,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
5.(2025·河南商丘·二模)如图是一张九年级学生的创意毕业照,利用视觉错位一次拍照而成。关于拍摄过程下列说法正确的是( )
A.手通过镜头成的是正立放大的虚像
B.学生通过镜头成的倒立缩小的实像
C.学生和手到照相机镜头的距离相同
D.若撤走手,这群学生的像将会变大
【答案】B
【详解】AB.照相机的镜头相当于凸透镜,拍照时将物体置于镜头的两倍焦距以外,成倒立缩小的实像,故A错误,B正确;
C.凸透镜成实像时,物体离透镜越近,所成的像就越大,由图可知,手通过照相机镜头成的像比学生的像大,所以手比学生离镜头更近,故C错误;
D.撤走手,没有改变物距、像距、焦距,不会改变镜头对学生所成像的大小,故D错误。
故选B。
6.(2025·湖南长沙·二模)小郡做“探究凸透镜成像规律”实验,如图所示。凸透镜焦距为10cm,烛焰在光屏中央成清晰的像。下列说法正确的是( )
A.烛焰的成像特点与投影仪的成像特点相同
B.蜡烛燃烧变短,光屏上烛焰的像会向下移动
C.若蜡烛远离凸透镜,移动光屏使成像清晰,此时成像变小
D.若用黑纸将凸透镜上半部分包裹起来,烛焰就不能成完整的像
【答案】C
【详解】A.由图得,此时凸透镜的物距大于像距,成的像是倒立、缩小的实像,则烛焰的成像特点与照相机的成像特点相同,故A错误;
B.蜡烛燃烧变短,由过光心的光线传播方向不变,光屏上烛焰的像会向上移动,故B错误;
C.若蜡烛远离凸透镜,物距变大,像距变小,移动光屏使成像清晰,此时成像变小,故C正确;
D.若用黑纸将凸透镜上半部分包裹起来,通过凸透镜下半部分的光仍可以成完整的像,成像的光线变少,像变暗,故D错误。
故选C。
7.(2024·湖南娄底·三模)如图所示,小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,点燃蜡烛并放置在光具座上35cm刻度线处。移动光屏至80cm刻度线处,在光屏上得到烛焰清晰的像(烛焰的像未画出),以下说法中正确的( )
A.凸透镜焦距可能为7cm
B.此时成的是倒立缩小的实像
C.凸透镜位置不动,将蜡烛和光屏互换,在光屏上也能成清晰的像
D.若将透镜换为焦距更大的凸透镜,则只将光屏左移也能再次接收到清晰的像
【答案】C
【详解】AB.图中物距小于像距,成的是倒立、放大的实像,此时物距在一倍和两倍焦距之间,像距大于两倍焦距,图中物距为15cm,所以焦距大于7.5cm,故AB错误;
C.光路具有可逆性,凸透镜位置不动,将蜡烛和光屏互换,在光屏上也能成清晰的像,此时物距大于像距,成的是倒立、缩小的实像,故C正确;
D.若将透镜换为焦距更大的凸透镜,即凸透镜聚光能力变弱,若此时物距大于一倍焦距,则像会向右移动,所以要将光屏右移才能再次接收到清晰的像,若物距小于一倍焦距,成的是虚像,不能呈现在光屏上,故D错误。
故选C。
8.(2024·湖南衡阳·一模)科学家培育稻种时,用一种透镜观察稻种,如图所示,他用的是 透镜,如果该透镜焦距为10cm,稻种到透镜的距离应 (选填“大于”“等于”或“小于”)10cm,该透镜还可以应用于照相机中,照相机所成像是 (选填“正”或“倒”)立、缩小的实像。
【答案】 凸 小于 倒
【详解】[1]由图得,透镜成的像是正立、放大的虚像,相当于放大镜,则他用的是凸透镜。
[2]如果该透镜焦距为10cm,此时物距应小于f,即稻种到透镜的距离应小于10cm。
[3]该透镜还可以应用于照相机中,照相机用于的是凸透镜成倒立、缩小的实像。
9.(2024·湖南怀化·三模)小田同学用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验。若实验中用手遮住凸透镜的一半,则光屏上 (选填“能”或“不能”)出现完整的像;如图乙所示是小田通过实验得到的凸透镜成像时的像距v与物距u关系的图像,由图像可知成实像时物距逐渐减小,像距逐渐 (选填“变大”或“变小”)。
【答案】 能 变大
【详解】[1]若实验中用手遮住凸透镜的一半,蜡烛发出的光仍可通过另一半凸透镜成像,则光屏上能出现完整的像。
[2]图像横轴为物距,纵轴为像距,由图像可知,成实像时物距逐渐减小,像距逐渐变大。
10.(2025·湖南永州·三模)某位中学生经检查后发现只能看清近处的物体,看不清远处的物体,这位同学需要佩戴 镜来矫正。考古学家使用凸透镜来观察文物细节,已知该凸透镜的焦距为,则文物到凸透镜中心的距离应 。
【答案】 凹透 小于
【详解】[1]某位中学生经检查后发现只能看清近处的物体,看不清远处的物体,则他是近视眼,是由于晶状体对光的会聚能力过强造成的,这位同学需要佩戴对光有发散作用的凹透镜来矫正。
[2]考古学家使用凸透镜来观察文物细节,则凸透镜起到放大镜的作用,使用时物距应小于凸透镜的焦距,已知该凸透镜的焦距为,则文物到凸透镜中心的距离应小于。
11.(2025·湖南长沙·模拟预测)眼睛的构造非常精密,外界物体通过眼睛所成的像是 (填“正立”或“倒立”)的;如图是小月通过自己的眼镜镜片看字帖时的情景,则这副眼镜可用来矫正 (填“近视眼”或“远视眼”)。
【答案】 倒立 近视眼
【详解】[1]人的眼睛相当于一架微型照相机,晶状体相当于照相机的镜头,视网膜相当于光屏, 无论是近处还是远处的物体到凸透镜的距离都是大于2倍焦距,则外界物体在视网膜上成倒立、缩小的实像。
[2]图片中的像是正立、缩小的,凸透镜可以成倒立、缩小或等大或放大的实像,或正立、放大的虚像,均与图片不符合,因此这是一个凹透镜,凹透镜可用来矫正近视眼。
12.(2023·湖南长沙·中考真题)在课后实践活动中,小明自制了一个如图甲所示的手电筒,他将小灯泡放在凸透镜的焦点处,请在图乙中画出光通过凸透镜后的光线。
【答案】
【详解】过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴,如图所示:
13.(2023·湖南邵阳·中考真题)请将所示光路补充完整。
【答案】
【详解】如图所示,图中是一个凸透镜,凸透镜对光有会聚的作用,当光平行于主光轴射入,经凸透镜折射后,折射光线必过透镜焦点的位置;当光直接射向凸透镜的光心,则光的传播方向不改变。补充完整的凸透镜的光路图如下图所示:
14.(2025·湖南常德·一模)
(1)根据平面镜成像特点,在图中画出物体AB在平面镜MN中所成的像A′B′。
(2)请将光路图补充完整。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)平面镜成像时,像和物体对应点关于镜面对称,先作出物体两端点A、B关于镜面的对称点A'、B',再用虚线连接A'、B',即为AB在平面镜MN中所成的像A'B'。作图如下:
(2)平行主光轴的光线,经凹透镜折射后发散射出,折射光线的反向延长线过焦点;过光心的光线,通过凹透镜后传播方向不变,作图如下:
15.(2024·湖南常德·模拟预测)如图,S为物体的位置,为物体S通过凸透镜所成的像的位置,为凸透镜的主光轴,请作出凸透镜的位置和凸透镜两个焦点的位置。
【答案】
【详解】像物在两侧,故是凸透镜成实像的情况;连接物像的端点S、与主光轴交于A点,A点为凸透镜的光心,过A点垂直主光轴作出凸透镜;从S点平行于主光轴作一条入射光线折射后过,与主光轴的交点为焦点F,在凸透镜的右侧对称的作出另一焦点F,如下图所示
16.(2025·湖南长沙·模拟预测)如图,F为凸透镜的焦点,AB为光线经过平面镜后的反射光线,请你画出:
①AB的入射光线并标出入射角的大小;
②AB经凸透镜后的折射光线。
【答案】
【详解】①首先画入射光线。过反射点(与平面镜交点)作垂直于平面镜的法线。因为反射光线与平面镜夹角是,所以反射角为
根据光的反射定律,入射角等于反射角,也为,在法线另一侧画出入射光线,如下图所示:
②画经凸透镜后的折射光线。因为是凸透镜焦点,且光线过焦点(题目图中经过焦点位置),根据凸透镜折射规律,过焦点的光线经凸透镜折射后,平行于主光轴射出 ,所以从点出发,画折射光线平行于主光轴即可,如下图所示:
17.(2025·湖南岳阳·一模)小南利用凸透镜做了以下两个实验:
实验一:他将凸透镜正对着太阳光,在透镜下方平行地放上白纸,如图甲所示,测出透镜与白纸间距离s与对应的白纸被烤焦的时间t,绘出如图乙所示的图像。
实验二:探究凸透镜成像规律。
(1)由图像可知,该透镜的焦距f为 ;
(2)当蜡烛、凸透镜与光屏的位置如图丙所示时,可在光屏上得到一个清晰的 像,利用这一成像原理可制成生活中的 ;
(3)将蜡烛向靠近凸透镜的方向移动,要在光屏上呈现烛焰清晰的像,应将光屏向 凸透镜的方向移动。
【答案】(1)10
(2) 倒立、缩小的实 照相机
(3)远离
【详解】(1)当正对太阳光的凸透镜将阳光会聚为一个最小、最亮的点时,会聚点的阳光温度最高、能量最大,将纸烤焦的时间也就最短。而凸透镜将阳光会聚为一个最小、最亮的点时,这点到凸透镜光心的距离即为焦距。由图可知,当凸透镜到纸的距离为10cm时将纸烤焦的时间最短,则凸透镜到纸的距离为10cm时会聚的点最小、最亮,故该凸透镜的焦距为10cm。
(2)[1][2]如图丙所示,物距
根据凸透镜成像规律,此时成倒立、缩小的实像,应用是照相机。
(3)将蜡烛向靠近凸透镜的方向移动,物距变小,根据凸透镜成像规律,像距会变大,所以要在光屏上呈现烛焰清晰的像,应将光屏向远离凸透镜的方向移动。
18.(2025·湖南郴州·一模)同学们参观博物馆时发现较为精巧的文物前放置着凸透镜,如图甲。为了弄清其作用,他们对凸透镜成像的规律进行了如下探究。
(1)如图乙,同学们用太阳光照射凸透镜,移动光屏直至光屏上出现一个最小最亮的光斑,此凸透镜的焦距为 cm;
(2)调节好实验器材后,在如图丙位置观察到蜡烛清晰的像,此时光屏上成的是一个 (选填“放大”或“缩小”)的实像;
(3)当蜡烛放在透镜左侧1倍焦距以内时,为了观察到蜡烛正立放大的像,此时同学们的眼睛应该在透镜的 侧(选填“A”或“B”)观察。
【答案】(1)10.0
(2)缩小
(3)B
【详解】(1)平行主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于一点,这个点即为焦点;由图乙知,光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点处,则此凸透镜的焦距为
(2)由图丙知,物距大于像距,根据凸透镜成像规律可知,成倒立、缩小的实像,其应用是照相机。
(3)当蜡烛放在透镜左侧1倍焦距以内时,成正立、放大的虚像,物与像同侧,故眼睛应该在光屏这一侧,即B位置看向凸透镜,可观察到此时的像。
19.(2025·湖南湘西·一模)如图是“探究凸透镜成像规律”实验。
(1)如图甲所示,一束平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,测出凸透镜的焦距为 cm;将此凸透镜固定在光具座上并调整实验器材,使烛焰、凸透镜和光屏三者中心在 ;
(2)将蜡烛移至10cm刻度线处,移动光屏至如图乙所示位置时,光屏上得到一个清晰的像。此像特点与 (选填“投影仪”或“照相机”)成像特点相同:
(3)一段时间后,蜡烛变短,烛焰所成的像在光屏中心偏上,她应将光屏向 调节,可以使像呈现在光屏中心。
【答案】(1) 10.0 同一高度
(2)投影仪
(3)上
【详解】(1)[1]凸透镜能把平行光线会聚一点,由图甲可知,光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点,焦点到光心的距离为
则凸透镜的焦距是10.0cm。
[2]为了能使像清晰的成在光屏的中央位置,要调整蜡烛、凸透镜、光屛的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。
(2)由图乙可知,物距
此时2f>u>f,光屏上成倒立放大实像,人们利用这一原理制成了投影仪。
(3)一段时间后,发现蜡烛变短,烛焰所成的像在光屏中心偏上,根据过光心的光线传播方向不变可知,她应将光屏向上调节,可以使像呈现在光屏中心。
20.(2025·湖南常德·一模)某学习小组“探究凸透镜成像的规律”,进行了如下操作;
(1)安装并调节烛焰、透镜和光屏,使它们三者中心大致在 。
(2)通过探究,记录并绘制了物距u与像距v之间的关系图像,如图甲所示,则该凸透镜的焦距是 cm。
(3)当蜡烛放在如图乙所示位置时,调节光屏,可在光屏上得到一个倒立、 的实像,生活中的 (选填“照相机“投影仪”、“放大镜”)就是利用这样的成像原理工作的。
【答案】(1)同一高度
(2)5
(3) 缩小 照相机
【详解】(1)为了使像成在光屏的中央,在实验前,应调节烛焰、透镜和光屏,使它们三者中心大致在同一高度。
(2)根据凸透镜成像规律可知,当u=v=2f时,成倒立、等大的实像。由图甲可知,u=v=2f=10cm,所以焦距f=5cm。
(3)[1][2]由图乙可知,u=15cm>2f=10cm,根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立、缩小的实像,生活中的照相机是利用这样的成像原理工作的。
21.(2025·湖南长沙·一模)小红同学利用光具座、凸透镜、蜡烛和光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律。
(1)她先将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,用平行光通过凸透镜,调节光屏位置,在光屏上观察到一个最小的光斑,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为 cm;
(2)她再将蜡烛移至光具座上10cm刻度线处,如图乙所示,然后移动光屏得到烛焰清晰、倒立、 的实像;
(3)小红发现,随着蜡烛燃烧,烛焰的像在光屏的位置会向上偏移,为了使像重新回到光屏的中心,接下来的操作是 (任意一种,合理即可)。
【答案】(1)15.0
(2)缩小
(3)应将蜡烛向上调节
【详解】(1)由图甲知,刻度尺的分度值为1cm,凸透镜对光线有会聚作用,焦点F到光心的距离为
所以凸透镜的焦距等于
(2)由图乙可知,此时物距为
物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像。
(3)若实验的过程中蜡烛点燃的时间太长,导致光屏上烛焰的像位于光屏上方边缘,根据穿过光心的光线方向不变,可知应将蜡烛向上调节,最终使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。
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专题03 透镜及其应用
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 2
02·时空导航·网络构建 3
03·考点通关·靶向突破 4
考点1 透镜 4
教材·知识夯基
1.凸透镜和凹透镜的区别
2.对光线作用及光路图
3.3条特殊光线
中考·新考法聚焦
考法1 结合日常生活考查凸透镜对光的作用
考法2 教材素材链接
考点2 对照相机、投影仪和放大镜成像特点的理解 6
教材·知识夯基
1.照相机成像特点
2.投影仪成像特点
3. 放大镜成像特点
中考·新考法聚焦
考法1 结合现代科技考查照相机成像特点
考法2 结合生活实际词跨学科融合
考法3 以生活场景考放大镜现象
考法4 教材素材链接
考点3 凸透镜的成像规律 9
教材·知识夯基
1.凸透镜成像规律结论
中考·新考法聚焦
考法1 通过实验探究考查凸透镜成像规律
考法2 教材素材链接
考点4 眼睛和眼镜 11
教材·知识夯基
1.眼睛
2.近视眼和远视眼
中考·新考法聚焦
考法1 结合生活实际考查近视眼的成因及矫正
考法2 教材素材链接
考点5 显微镜和望远镜 12
教材·知识夯基
1.显微镜
2.望远镜
中考·新考法聚焦
考法1 结合中国科技发展考查望远镜的成像特点
考法2 教材素材链接
04·素养拓展·思维进阶 14
实验 探究凸透镜成像的规律
05·优题精选·练能提分 16
考点
考查形式
考查内容
考法分析
透镜
☑选择题
☑填空题
☑作图题
透镜的种类、透镜对光的作用、透镜作图
透镜作图:三条特殊光线。如 2023·湖南长沙卷 T17,2023·湖南邵阳卷 T20
生活中的透镜
☑选择题
☑填空题
照相机、投影机、放大镜的成像特点及实际应用
1.器件原理识别:识别照相机、投影仪、放大镜的成像特点及应用。如 2025·湖南卷T21
2.凸透镜应用。如 2023·湖南常德卷T3
凸透镜的成像规律
☑选择题
☑填空题
☑作图题
☑实验题
探究凸透镜成像的规律及应用
实验探究:“探究凸透镜镜成像规律” 是实验题大热门。
如 2023·湖南怀化卷 T28,2023·湖南德阳卷 T22,2023·湖南益阳卷 T28
眼睛和眼睛
☑选择题
☑填空题
近视眼、远视眼成因及其矫正
近视眼、远视眼成因及其矫正。如 2023·湖南株洲卷,2023·湖南湘潭卷,2023·湖南永州卷
显微镜和望远镜
☑选择题
☑填空题
显微镜和望远镜的成像特点及实际应用
望远镜的目镜和物镜的成像原理。如 2023·湖南常德卷
命题新趋势
1、情境创设:紧扣时代脉搏与文化传承。试题越来越多地将物理知识与中华优秀传统文化、现代科技成就和日常生活场景深度融合。考题中引用西晋《物志》中削冰取火"的记载,考查凸透镜对光的会聚作用。机器人视觉系统、手机摄像、氢能源列车、航空航天等前沿科技成为命题新宠,考查学生应用物理知识解释科技现象的能力。
2、实验探究:从验证结论走向考查科学思维:单纯的验证性实验正转变为对探究全过程和科学思想方法的考查。这类题目不仅考查结论,更侧重于实验设计思路、控制变量法的运用以及模型建构的科学思维。
3、跨学科融合:打破学科壁垒:"透镜及其应用"为跨学科命题提供了丰富素材,尤其常见的是与中华古诗词、传统文化、生物(人眼结构)的结合。
命题预测
实验探究的深度化与创新化:"探究凸透镜成像规律“实验已从验证性实验全面升级为中考物理试卷中的高区分度探究题。命题将深度考查整个科学探究过关键步的物理意义科学思想方法的理解和深度分析与创新设计。
考点1 透镜
一.透镜
1.凸透镜和凹透镜的区别
凸透镜
凹透镜
定义
中间厚、边缘薄的透镜叫做凸透镜。
中间薄、边缘厚的透镜叫做凹透镜。
实物形状
主光轴和光心
透镜上通过球心的直线C1C2叫做主光轴。
每个透镜主光轴上都有一个点,凡是通过该点的光,其传播方向不变,这个点叫光心。
对光线作用及光路图
凸透镜对光有会聚作用
凹透镜对光有发散作用
光线透过透镜折射,折射光线传播方向比入射光线的传播方向更靠近主光轴。
光线通过透镜折射后,折射光线传播方向比原入射光线的传播方向更远离主光轴。
焦点和焦距
凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点,这个点叫做焦点(实焦点),用F表示。
凹透镜能使平行于主光轴的光发散,这些发散光线的反向延长线相交于主光轴上的一点,这一点不是实际光线会聚而成的,叫做虚焦点,也用F表示。
焦点到光心的距离叫做焦距,用f表示
凸透镜有两个相互对称的实焦点,同一透镜两侧的焦距相等
凹透镜有两个相互对称的虚焦点,同一透镜两侧的焦距相等
3条特殊光线
(1)平行于主光轴的光经凸透镜后,将会聚在焦点上;
(2)从焦点出发的光,通过凸透镜后,必平行于主光轴射出;
(3)通过光心的光线,其传播方向不改变。
(1)平行于主光轴的光经凹透镜折射后,反向延长线将交于异侧虚焦点上;
(2)入射光线的延长线相交于虚焦点,通过凹透镜后,必平行于主光轴射出;
(3)通过光心的光线,其传播方向不改变。
焦距与会聚能力的关系
凸透镜焦距的大小表示其会聚能力的强弱,焦距越小,会聚能力越强
凹透镜焦距的大小表示其发散能力的强弱,焦距越小,发散能力越强
同种光学材料制成的凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短。表面越凸,焦距越短,会聚能力越强
同种光学材料制成的凹透镜表面的凹陷程度决定了它的焦距的长短。表面越凹,焦距越短,发散能力越强
每个透镜的焦距是一定的
【特别提醒】
测焦距的方法:用凸透镜正对太阳,调整凸透镜到纸的距离,使纸上形成最小 、最亮的光斑,那么这个光斑在凸透镜的焦点上。
1.【中国优秀传统文化】(2025·湖南长沙·模拟预测)《淮南万毕术》中记载:“削冰令圆,举以向日,则得火”。如图所示,描绘了该记载中的场景。人通过冰取火是利用了光的( )
A.折射 B.色散 C.反射 D.直线传播
2.【教材素材链接】(2025·湖北·中考真题)2025年1月20日,在第九届亚冬会火种采集仪式上,现场用图甲中的冰透镜成功点燃了火炬。小红为了研究此现象,让光束透过近视眼镜和老花眼镜投射在墙上,如图乙。 (填“上”或“下”)方眼镜的透镜类型与冰透镜相同,为 透镜。
3.【3条特殊光线作图考查】(2025·湖南邵阳·二模)按要求作图;
(1)在图中画出入射光线对应的折射光线。
(2)如图,请将光路图补充完整。
考点2 对照相机、投影仪、放大镜成像特点的理解
1.照相机
照相机成像原理
照相机的镜头是一个凸透镜,物距大于二倍焦距(u>2f)时,凸透镜能成倒立缩小实像。
照相机成像特点
①物距大于像距(u>v);②物近像远像变大,物远像近像变小;③像和物体在镜头两侧;④照相机成倒立、缩小的实像。
照相机的使用
拍摄远近不同景物,镜头到胶片的距离调节方法:①拍摄近处景物时,镜头往前伸,即增大胶片与镜头之间的距离;②拍摄远处景物时,镜头往后缩,即减小胶片与镜头之间的距离;③若想使拍摄的景物的像大一些,可以减小景物与镜头之间的距离;若想拍摄的景物多一些,可以增大景物与镜头之间的距离
2.投影仪
投影仪成像原理
投影仪上有一个相当于凸透镜的镜头,来自投影片上图案的光,通过凸透镜后会聚成像,再经过平面镜改变光的传播方向,将像投射到屏幕上。物距大于一倍焦距且小于二倍焦距(f<u<2f)时,凸透镜能成倒立、放大实像
投影仪的构造
凹面镜:利用其对光有会聚作用,反射聚光后射向螺纹透镜;
螺纹透镜:利用其对光有会聚作用将投影片各部分均匀照亮;
投影片:投影片上有文字或图案,相当于用来成像的物体;
镜头:相当于一个凸透镜,起到成像的作用;
平面镜:用来改变光路,使射向天花板的光能在屏幕上成像(若没有平面镜,所成的像会呈现在天花板上);
屏幕:相当于光屏,用来显示投影仪所成的像,供观众观看。
投影仪成像特点
①投影片到镜头的距离小于镜头到屏幕的距离(u<v);②投影片离镜头越近时,屏幕上所成的像越大,像到镜头的距离越大;③投影片和它的像在镜头的两侧;④投影片在屏幕上所成的像是倒立、放大的实像。
3.放大镜
放大镜成像原理
放大镜的原理:u<v,成正立、放大的虚像
放大镜成像特点
①物像同侧;②物近像近像变小,物远像远像变大;③物体通过放大镜所成的像是正立、放大的虚像。
1.【结合生活场景考查照相机成像】(2025·河南南阳·二模)如图所示,只需要在手机镜头下面放置一个平面镜,就可以达到“人在镜中走,云在脚下飘”的拍摄效果,给人虚实交融的视觉震撼,下列说法正确的是( )
A.平面镜所成的像是倒立的
B.手机的镜头是凹透镜
C.手机拍照和平面镜成像原理都是光的折射
D.拍照时人与镜头的距离在透镜的二倍焦距之外
2.【结合生活实际词跨学科融合】(2025·湖南岳阳·一模)如图甲所示是公共场所的宣传投影灯,装在高处的投影灯照在地面上出现图案,其内部结构如图乙所示。下列说法错误的是( )
A.不同方向都能看到图案是光在地面发生了漫反射
B.该投影灯的成像原理与幻灯机相同
C.调小镜头与图片的距离可以使图案变大
D.地面上看到的是放大的虚像
3.【以生活场景考放大镜现象】(2025·湖南岳阳·一模)7.(2025·河南平顶山·二模)如图所示是洛阳博物馆珍藏的一枚唐代的鎏金铜龟,紧靠精巧的铜龟前放置有一块凸透镜,此凸透镜的成像性质与 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)相同,像和物在凸透镜的 (选填“同侧”或“异侧”)。
4.【教材素材链接】(2025·湖南长沙·二模)在练习使用凸透镜的过程中,小明同学观察到下图所示现象,下列光学器件的成像特点与该现象相同的是( )
A.放大镜 B.照相机 C.投影仪 D.汽车的后视镜
考点3 凸透镜的成像规律
1.凸透镜成像规律结论
物距与焦距的关系
光路图
(请完成下列作图)
像距与焦距的关系
成像特点
动态成像规律
应用
u>2f
f<v<2f
倒立、缩小、
实像
成实像时,物距增大,像距减小,像变小;
物距减小,像距 增大 ,像变大;
照相机
u=2f
v=2f
倒立、等大、实像
计算焦距
f<u<2f
v>2f
倒立、放大、实像
投影仪
u=f
-
不成像
-
-
u<f
-
正立、放大、虚像
物距减小,像距减小,像变小
放大镜
记忆口诀
一倍焦距分虚实;二倍焦距分大小。成实像时:物近像远像变大,物远像近像变小.成虚像时:物近像近像变小。
注意
物体与像的速度关系:①当u>2f,物体比像移动得快;②当f<u<2f,物体比像移动得慢。
1.【结合生活中常见现象考查】(2025·湖南长沙·三模)如图所示,小新用手机给远处的树木拍风景照。下列说法中正确的是( )
A.摄像头相当于一个凸透镜
B.手机离树木在透镜的一倍焦距和二倍焦距之间
C.手机远离树木所成的像将变大
D.手机成像原理与平面镜成像原理相同
2.【教材素材链接】(2025·湖南长沙·二模)小星找来一薄壁圆柱形玻璃杯,并将画有箭头的白纸靠在玻璃杯后面,观察结果如图甲所示。向杯中加水,使水面高过箭头位置,透过玻璃杯观察纸上的“箭头”,将白纸逐渐远离杯子的过程中,依次观察到的情景是( )
A.乙、丙、丁 B.丙、乙、丁
C.丙、丁、乙 D.丁、丙、乙
3.【结合凸透镜成像特点考查】(2025·湖南湘潭·一模)在“探究凸透镜成像的规律”时,当烛焰离透镜14cm时成放大的实像,当烛焰离透镜8cm时成放大的虚像,则这个透镜的焦距可能是( )
A.10cm B.7cm C.5cm D.4cm
4.【结合凸透镜成像特点考查】(2025·湖南永州·二模)某兴趣小组探究凸透镜成像规律时将蜡烛、凸透镜、光屏固定在光具座上如图所示位置,光屏上恰好得到烛焰清晰的像,生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)成像原理与此相同。若保持凸透镜位置不变,将蜡烛向左移动适当距离,为使光屏上再次获得清晰的像,应将光屏向 移动。
考点4 眼睛和眼镜
1.眼睛:
角膜
在眼球前部凸出的透明部分
晶状体
眼球前部有一个透明的囊状物体叫晶状体,与角膜一起相当于凸透镜
睫状体
位于晶状体附近的肌肉,起改变晶状体形状的作用,使眼睛能看清远近不同的物体,睫状体放松,晶状体变薄,折光能力变弱,焦距变大;睫状体收缩,晶状体变厚,折光能力变强,焦距变小
视网膜
它的作用相当于光屏,承接来自外界的景象
眼睛的成像原理
眼球好像一架照相机,角膜和晶状体的共同作用相当于凸透镜,把来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体倒立、缩小的实像。视网膜上的感光细胞受到光的刺激产生信号,视神经把这个信号传输给大脑,我们就可以看到了物体,睫状体可以改变晶状体的形状,相当于改变了凸透镜的屈光度
2.近视眼和远视眼
近视眼
远视眼
特点
只能看清近处的物体
只能看清远处的物体
成像示意图
成因
晶状体太厚,折光能力太强
远处物体成像于视网膜前
晶状体太薄,折光能力太差
近处物体成像于视网膜后
矫正方法及矫正示意图
佩戴用凹透镜做成的近视眼镜
佩戴用凸透镜做成的远视眼镜
矫正口诀
近前远后,近凹远凸
1.【通过生活实际进行考查】(2025·湖南·三模)2025年6月6日是第30个全国“爱眼日”,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正立的实像
B.近视眼看远处物体,像成在视网膜的后方
C.矫正近视眼需配戴合适度数的凹透镜
D.远视眼能看清近处的物体,看不清远处的物体
2.(2025·湖南怀化·一模)新学期学校课间休息延长至15分钟,学生每天户外活动2小时,这些举措能很好的改善近视眼低龄化倾向。从物理学角度来分析,以下图示能说明近视眼成因及矫正方法的是( )
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
3.【考查近视眼的成因及矫正】(2025·湖南长沙·二模)小天用自制的水透镜模拟近视眼的成像及矫正方法,如图,处于A处的光屏上有一个清晰的像,当向水透镜中注水模拟近视眼的晶状体变厚时,像变模糊了,把光屏向凸透镜移动,光屏上再次成一个清晰的像,这说明近视眼所成的像在视网膜的 方;近视眼可佩戴合适的 镜来矫正。
考点5 显微镜和望远镜
1.显微镜和望远镜
显微镜
望远镜
成像原理
物镜成像规律f<u<2f,v>2f,倒立放大的实像,目镜成像规律u<f,正立、放大、虚像
物镜成像规律u>2f,f<v<2f,倒立缩小的实像,目镜成像规律u<f,正立、放大、虚像
成像特点
倒立放大的虚像
倒立的虚像(大小要根据目镜和物镜倍数确定)
注意
(1)开普勒望远镜是物镜和目镜都是凸透镜,中间存在实像(瞄准镜,军用望远镜等),成倒立的像。
(2)伽利略望远镜物镜是凸透镜,目镜是凹透镜,中间不存在实像,只能用眼睛看到虚像。优点是成正立的像,结构简单。
1.【结合中国科技发展考查】(2025·湖南长沙·三模)随着科技的发展,AI技术已经进入我们生活的各个领域。如图所示是一款“AI科技化妆镜”,可以用摄像头对人脸拍照,经过AI处理,最终将画面呈现在显示屏上。人脸通过化妆镜的摄像头在感光元件上成倒立、 的实像,该摄像头的成像原理与 (“显微镜”或“望远镜”)的物镜相同。
2.(2025·湖南岳阳·模拟预测)(多选)我国墨子巡天望远镜是北半球顶尖的光学时域望远镜,如图甲所示。图乙显示了星光经望远镜主镜(平面镜)反射至成像系统的光路图,成像系统内的物镜相当于凸透镜,望远镜拍摄的星体图像可供天文台远程查看。下列说法正确的是( )
A.星光束AO在主镜上反射时入射角为30°
B.星体经物镜成倒立、放大的实像
C.星体在物镜上成像的原理为光的折射
D.离望远镜更近的星体,由物镜成的像更小
3.(2025·湖南·模拟预测)如图所示,清晨的露珠相当于一个水透镜,透过露珠看后面远处景物是 (填“正立”或“倒立”)的 (填“实”或“虚”)像;拿一个放大镜置于露珠与眼睛之间,适当调节放大镜和露珠之间的距离,就能看清更远处的物体,这个组合与 (填“望远镜”或“显微镜”)的原理相同。
实验1:探究凸透镜成像的规律实验(重点)
【设计与进行实验】
1.实验装置图
2. 实验环境的要求(为了方便观察,本实验应选择在较 暗 的环境下进行)
3.凸透镜的选取(根据光具座的量程选取,一般情况下,光具座的量程大于凸透镜的四倍焦距)
4. 实验前调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度(目的是 使像成在光屏中央 )
5.焦距的测量及判断(a.跟主光轴平行的光经凸透镜后,在凸透镜的另一侧用光屏承接到最小、最亮的光斑,测出光斑到凸透镜光心的距离即可;b.利用物距等于2倍焦距时成倒立、等大的像来确定焦距)
6.成实像时眼睛的观察方法【a.眼睛注视光屏上的像;b.去掉光屏,从光屏一侧(即蜡烛与眼睛在凸透镜异侧)通过透镜,逆着折射光线观察蜡烛所成的像】
7.实验过程中蜡烛燃烧的时间越长,蜡烛越短,烛焰的位置越低,像的位置越 高 ; 可将光屏或蜡烛向 上 移动或将凸透镜和光屏同时向 下 移动
8.动态规律(成实像时,物近像远像变大,物远像近像变小)
9.光屏上找不到像、像不完整、像没成在光屏中央的原因∶
(1)烛焰、凸透镜、光屏三者的中心没有在同一高度
(2)物距小于或等于一倍焦距
(3)物距太小,像距太大,超过了光具座的量程
10.当光屏上成清晰的像时,对调物与光屏的位置,光屏上还能成清晰的像(说明折射现象中,光路可逆)
11.用纸遮住凸透镜一部分(或凸透镜缺一角),光屏上 仍会 (选填“仍会”或“不会”)成完整的像,像会变 暗 些。
12.在蜡烛和凸透镜之间加透镜时像的变化问题
(1)加远视镜(凸透镜)(光线提前会聚,要使光屏上能成像,光屏需 靠近 凸透镜)
(2)加近视镜(凹透镜)(光线推迟会聚,要使光屏上能成像,光屏需 远离 凸透镜)
13.换透镜(焦距发生变化,凸透镜越厚,焦距越 小 )
14.烛焰作为发光体的不足分析(a.烛焰形状不稳定,不易比较像与物的大小关系;b.蜡烛会越烧越短,像偏离光屏的中央;c.烛焰亮度不大)
15.用 LED 灯替代蜡烛的好处(a.成像更清晰、更稳定;b.准确比较物与像的大小)
1.【通过实验总结物理规律】(2025·湖南常德·一模)某学习小组“探究凸透镜成像的规律”,进行了如下操作;
(1)安装并调节烛焰、透镜和光屏,使它们三者中心大致在 。
(2)通过探究,记录并绘制了物距u与像距v之间的关系图像,如图甲所示,则该凸透镜的焦距是 cm。
(3)当蜡烛放在如图乙所示位置时,调节光屏,可在光屏上得到一个倒立、 的实像,生活中的 (选填“照相机“投影仪”、“放大镜”)就是利用这样的成像原理工作的。
2.【通过实验总结物理规律】(2025·湖南株洲·一模)某实验小组利用光具座设计并进行了如下两个实验。
(1)实验一:研究近视眼的成因。用同种材料制成的三块凸透镜a、b、c作为人眼仿真晶状体,它们的中心厚度依次增大,其中 b 表示正常眼的晶状体,如图甲所示。实验装置如图乙所示;
①将蜡烛、透镜 b 和光屏依次摆放在水平光具座上,点燃蜡烛,使烛焰、透镜和光屏三者的中心在 ;
②将蜡烛放在离透镜较远的位置,保持透镜位置不变,移动光屏,直到屏上出现烛焰清晰的像,如图乙所示。接下来应进行的操作是:取下透镜b, (填写字母序号)
A、换上透镜a,再向左移动光屏,直到屏上再次出现烛焰清晰的像
B、换上透镜a,再向右移动光屏,直到屏上再次出现烛焰清晰的像
C、换上透镜c,再向左移动光屏,直到屏上再次出现烛焰清晰的像
D、换上透镜c,再向右移动光屏,直到屏上再次出现烛焰清晰的像
根据上述实验,可以得到初步的实验结论是:近视眼是由于晶状体太厚,折光能力过强所致;
(2)实验二:研究水透镜焦距与中心厚度的关系。由透明橡胶膜和注射器制作的水透镜,打开夹子,通过注射器向橡皮膜中注水或抽水,改变水透镜的中心厚度从而改变其焦距,如图丙所示。实验装置如图丁所示。
①水透镜的中心厚度为2cm时,测得烛焰到透镜的距离即物距u与光屏上的像到透镜的距离即像距v 的多组数据,描点作图得到如图戊所示的 v-u关系图像。分析图像可知,此时水透镜的焦距为 cm;
②保持物距u=50cm不变,改变水透镜的中心厚度,测得对应的像距 v 如表格所示。分析表格中的数据,可以得到初步的实验结论是 。
实验次数
中心厚度/cm
物距u/cm
像距v/cm
1
2
50
12.5
2
3
50
10
3
4
50
8.5
1.(2025·湖南怀化·二模)关于生活中的透镜,下列说法正确的是( )
A.图甲:博物馆的精巧文物前装着凸透镜,参观者通过该镜观察到的是文物正立放大的实像
B.图乙:电子监控器摄像头与照相机镜头相似,监控物透过摄像头所成像是倒立缩小的虚像
C.图丙:商场广告投影灯与投影仪原理相同,投射到地面的是广告倒立放大的实像
D.图丁:扫码支付时,二维码必须在手机镜头2倍焦距以内,成倒立缩小的实像
2.(2025·湖南永州·二模)2025年4月24日17时17分,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心成功点火发射。约10分钟后,神舟二十号载人飞船与火箭顺利分离,进入预定轨道,航天员乘组状态良好,发射取得圆满成功。如图所示,小丽同学正在全神贯注地看电视报道。下列说法正确的是( )
A.电视机遥控器通过发出紫外线实现对电视机的控制
B.小丽发现自己患上了近视,她应该佩戴凹透镜矫正视力
C.小丽同学通过墙上的镜子看到电视机的像是光的反射形成的实像
D.彩色电视机画面上的丰富色彩是由红、黄、蓝三种色光混合而成的
3.(2025·湖南株洲·模拟预测)近年,电子支付已成为一种重要的支付手段。如图是超市常用的一款“刷脸支付”系统,下列有关说法正确的是( )
A.摄像头的镜头对光有发散作用
B.摄像头的成像原理与投影仪相同
C.顾客在刷脸时,靠近摄像头屏幕上的像会变大
D.摄像头的镜头可用来矫正近视眼
4.(2025·湖南长沙·二模)“关爱孩子用眼健康”,每学期我校组织学生进行视力检测,图为眼睛观察远处物体时的光路。可知这是( )
A.近视眼,应戴凸透镜矫正
B.近视眼,应戴凹透镜矫正
C.远视眼,应戴凸透镜矫正
D.远视眼,应戴凹透镜矫正
5.(2025·河南商丘·二模)如图是一张九年级学生的创意毕业照,利用视觉错位一次拍照而成。关于拍摄过程下列说法正确的是( )
A.手通过镜头成的是正立放大的虚像
B.学生通过镜头成的倒立缩小的实像
C.学生和手到照相机镜头的距离相同
D.若撤走手,这群学生的像将会变大
6.(2025·湖南长沙·二模)小郡做“探究凸透镜成像规律”实验,如图所示。凸透镜焦距为10cm,烛焰在光屏中央成清晰的像。下列说法正确的是( )
A.烛焰的成像特点与投影仪的成像特点相同
B.蜡烛燃烧变短,光屏上烛焰的像会向下移动
C.若蜡烛远离凸透镜,移动光屏使成像清晰,此时成像变小
D.若用黑纸将凸透镜上半部分包裹起来,烛焰就不能成完整的像
7.(2024·湖南娄底·三模)如图所示,小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,点燃蜡烛并放置在光具座上35cm刻度线处。移动光屏至80cm刻度线处,在光屏上得到烛焰清晰的像(烛焰的像未画出),以下说法中正确的( )
A.凸透镜焦距可能为7cm
B.此时成的是倒立缩小的实像
C.凸透镜位置不动,将蜡烛和光屏互换,在光屏上也能成清晰的像
D.若将透镜换为焦距更大的凸透镜,则只将光屏左移也能再次接收到清晰的像
8.(2024·湖南衡阳·一模)科学家培育稻种时,用一种透镜观察稻种,如图所示,他用的是 透镜,如果该透镜焦距为10cm,稻种到透镜的距离应 (选填“大于”“等于”或“小于”)10cm,该透镜还可以应用于照相机中,照相机所成像是 (选填“正”或“倒”)立、缩小的实像。
9.(2024·湖南怀化·三模)小田同学用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验。若实验中用手遮住凸透镜的一半,则光屏上 (选填“能”或“不能”)出现完整的像;如图乙所示是小田通过实验得到的凸透镜成像时的像距v与物距u关系的图像,由图像可知成实像时物距逐渐减小,像距逐渐 (选填“变大”或“变小”)。
10.(2025·湖南永州·三模)某位中学生经检查后发现只能看清近处的物体,看不清远处的物体,这位同学需要佩戴 镜来矫正。考古学家使用凸透镜来观察文物细节,已知该凸透镜的焦距为,则文物到凸透镜中心的距离应 。
11.(2025·湖南长沙·模拟预测)眼睛的构造非常精密,外界物体通过眼睛所成的像是 (填“正立”或“倒立”)的;如图是小月通过自己的眼镜镜片看字帖时的情景,则这副眼镜可用来矫正 (填“近视眼”或“远视眼”)。
12.(2023·湖南长沙·中考真题)在课后实践活动中,小明自制了一个如图甲所示的手电筒,他将小灯泡放在凸透镜的焦点处,请在图乙中画出光通过凸透镜后的光线。
13.(2023·湖南邵阳·中考真题)请将所示光路补充完整。
14.(2025·湖南常德·一模)
(1)根据平面镜成像特点,在图中画出物体AB在平面镜MN中所成的像A′B′。
(2)请将光路图补充完整。
15.(2024·湖南常德·模拟预测)如图,S为物体的位置,为物体S通过凸透镜所成的像的位置,为凸透镜的主光轴,请作出凸透镜的位置和凸透镜两个焦点的位置。
16.(2025·湖南长沙·模拟预测)如图,F为凸透镜的焦点,AB为光线经过平面镜后的反射光线,请你画出:
①AB的入射光线并标出入射角的大小;
②AB经凸透镜后的折射光线。
17.(2025·湖南岳阳·一模)小南利用凸透镜做了以下两个实验:
实验一:他将凸透镜正对着太阳光,在透镜下方平行地放上白纸,如图甲所示,测出透镜与白纸间距离s与对应的白纸被烤焦的时间t,绘出如图乙所示的图像。
实验二:探究凸透镜成像规律。
(1)由图像可知,该透镜的焦距f为 ;
(2)当蜡烛、凸透镜与光屏的位置如图丙所示时,可在光屏上得到一个清晰的 像,利用这一成像原理可制成生活中的 ;
(3)将蜡烛向靠近凸透镜的方向移动,要在光屏上呈现烛焰清晰的像,应将光屏向 凸透镜的方向移动。
18.(2025·湖南郴州·一模)同学们参观博物馆时发现较为精巧的文物前放置着凸透镜,如图甲。为了弄清其作用,他们对凸透镜成像的规律进行了如下探究。
(1)如图乙,同学们用太阳光照射凸透镜,移动光屏直至光屏上出现一个最小最亮的光斑,此凸透镜的焦距为 cm;
(2)调节好实验器材后,在如图丙位置观察到蜡烛清晰的像,此时光屏上成的是一个 (选填“放大”或“缩小”)的实像;
(3)当蜡烛放在透镜左侧1倍焦距以内时,为了观察到蜡烛正立放大的像,此时同学们的眼睛应该在透镜的 侧(选填“A”或“B”)观察。
19.(2025·湖南湘西·一模)如图是“探究凸透镜成像规律”实验。
(1)如图甲所示,一束平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,测出凸透镜的焦距为 cm;将此凸透镜固定在光具座上并调整实验器材,使烛焰、凸透镜和光屏三者中心在 ;
(2)将蜡烛移至10cm刻度线处,移动光屏至如图乙所示位置时,光屏上得到一个清晰的像。此像特点与 (选填“投影仪”或“照相机”)成像特点相同:
(3)一段时间后,蜡烛变短,烛焰所成的像在光屏中心偏上,她应将光屏向 调节,可以使像呈现在光屏中心。
20.(2025·湖南常德·一模)某学习小组“探究凸透镜成像的规律”,进行了如下操作;
(1)安装并调节烛焰、透镜和光屏,使它们三者中心大致在 。
(2)通过探究,记录并绘制了物距u与像距v之间的关系图像,如图甲所示,则该凸透镜的焦距是 cm。
(3)当蜡烛放在如图乙所示位置时,调节光屏,可在光屏上得到一个倒立、 的实像,生活中的 (选填“照相机“投影仪”、“放大镜”)就是利用这样的成像原理工作的。
21.(2025·湖南长沙·一模)小红同学利用光具座、凸透镜、蜡烛和光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律。
(1)她先将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,用平行光通过凸透镜,调节光屏位置,在光屏上观察到一个最小的光斑,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为 cm;
(2)她再将蜡烛移至光具座上10cm刻度线处,如图乙所示,然后移动光屏得到烛焰清晰、倒立、 的实像;
(3)小红发现,随着蜡烛燃烧,烛焰的像在光屏的位置会向上偏移,为了使像重新回到光屏的中心,接下来的操作是 (任意一种,合理即可)。
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