内容正文:
物理
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第三讲 透镜及其应用
知识网络梳理
01
经典例题详解
02
安徽中考精选
04
全国真题精选
05
实验突破
03
知识网络梳理
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凸透镜(中间① 、
边缘② ) 凹透镜(中间③ 、边缘④ )
作用 对光有⑤ 作用 对光有⑥ 作用
三条特殊光线 平行于主光轴 过(虚)焦点 过光心
发散
厚
薄
会聚
薄
厚
透
镜
及
其
应
用
透
镜
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物距u与
焦距f的关系 像的性质 像距v与
焦距f的关系 像、物相对于透镜的位置 像、物相对于
透镜的位置 生活中
的应用
大小 倒正 虚实
u>2f ⑦ _ ⑧ _ ⑨ _ f<v<2f 异侧 异侧 照相机
u=2f ⑩ _ ⑪ _ ⑫ _ v=2f 异侧 异侧 测焦距
f<u<2f ⑬ _ ⑭ _ ⑮ _ v>2f 异侧 异侧 投影仪、
幻灯机
u=f 不成像
获取平行光
u<f ⑯ _ ⑰ _ ⑱ _
同侧 放大镜
虚像
实像
实像
实像
正立
倒立
倒立
倒立
放大
放大
等大
缩小
凸透
镜成
像规
律及
其应
用
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眼睛缺陷 成因 成因图示 矫正透镜 矫正图示
近视眼 晶状体变㉔ ,像成在视网膜的㉕
_ ㉖ _ 镜
远视眼 晶状体变㉗ ,像成在视网膜的㉘
_ ㉙ _ 镜
凸透
凹透
后面
薄
前面
厚
成像原理:晶状体和角膜的共同作用相当于一个
⑲ ,把来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体的像,视网膜相当于⑳ _
成像特点:㉑ 、㉒ 的㉓ 像
实
缩小
倒立
光屏
眼睛
凸透镜
眼
睛
和
眼
镜
近视
眼与
远视
眼
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显微镜 显微镜镜筒的两端各有一组透镜,每组透镜的作用都相当于一个㉚ ,靠近㉛ 的凸透镜叫目镜,靠近㉜ 的凸透镜叫物镜。来自被观察物体的光经过物镜后成一个㉝ 的实像,道理就像㉞ 的镜头成像一样。目镜的作用则像一个普通的㉟ _
望远镜 有一种望远镜也是由两组凸透镜组成的。靠近㊱ _ 的凸透镜叫目镜,靠近㊲ 的凸透镜叫物镜。视角是从物体两端引出的光线在人眼处形成的夹角。视角的大小是影响我们能不能看清一个物体的重要因素。望远镜的物镜成㊳ 的实像,但它离我们的眼睛很近,再加上㊴ 的放大作用,㊵ 可以变得很大
视角
目镜
倒立、缩小
被观察物体
眼睛
放大镜
投影仪
倒立、放大
被观察物体
眼睛
凸透镜
显微
镜和
望远
镜
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典例1 (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。
经典例题详解
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[解析]根据凹透镜的三条特殊光线:延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴;根据凸透镜的三条特殊光线:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。
[答案]如图所示
经典例题详解
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典例2 (2024·包河区模拟)如图所示的是“探究凸透镜成像规律”的实验装置图,“F”型光源、凸透镜和光屏在图中位置时,光屏上恰好得到清晰的像,则下列说法中正确的是( )
A.凸透镜的焦距为20 cm
B.人眼从图中M处观察到光屏上的像的形状为
C.在光源和凸透镜之间加一个近视眼镜,想要光屏上得到清晰的像,光屏应该向右移动
D.保持凸透镜位置不变,将光源移到P点,想要光屏上得到清晰的像,光屏应该向右移动
经典例题详解
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[解析]由图可知,此时u=v=20 cm,根据u=v=2f,成倒立、等大的实像,即2f=20 cm,因此该凸透镜的焦距为f=10 cm,故A错误;由图可知,“F”型光源开口向里(即垂直于纸面向里),因凸透镜成的是倒立、等大的实像,即像与物体的左右、上下相反,所以,若从M处观察(即左侧观察),此时看到的字母“F”开口向外(或开口向右),即 ,故B错误;在光源和凸透镜之间加一个近视眼镜,近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用,会将光线推迟会聚成像,想要光屏上得到清晰的像,光屏应该向右移动,故C正确;保持凸透镜位置不变,将光源移到P点,此时物距增大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,想要光屏上得到清晰的像,光屏应该向左移动,故D错误。
[答案]C
经典例题详解
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[实验装置]
[实验结论]
1.当u>2f时,f<v<2f,成① 、② 的
③ 像
2.当u=2f时,v=2f,成④ 、⑤ 的
⑥ 像
3.当f<u<2f时,v>2f,成⑦ 、⑧ 的
⑨ 像
4.当u=f时,不成像
5.当u<f时,成⑩ 、⑪ 的⑫ 像
虚
放大
正立
实
放大
倒立
实
等大
倒立
实
缩小
倒立
实验 探究凸透镜成像的规律
实验突破
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1.安装调节:凸透镜居中,蜡烛和光屏位于凸透镜两侧;点燃蜡烛,调节烛焰、凸透镜和光屏,使三者的中心大致在同一高度(目的是使烛焰的像成在光屏的中央)
2.人眼观察像的方法:
(1)实像:眼睛直接观察光屏上的像
(2)虚像:在光屏一侧透过透镜观察 [问题分析]
1.当光屏上成倒立、放大的实像时,调换蜡烛与光屏的位置,光屏上能成⑬
的实像,原因是光路是⑭ 的
2.光屏上得不到像的原因:(1)凸透镜中心、焰心、光屏的中心不在同一高度;(2)物距等于或小于一倍焦距;(3)凸透镜焦距过大,像的位置超出了光具座的范围
3.用发光光源“F”代替蜡烛优点:所成的像稳定、容易比较像和物体的大小、左右和上下位置关系
可逆
倒立、缩小
实验突破
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小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律。
基础考法
(1)如图甲所示,小明将一束平行光正对凸透镜,移动光屏,直到光屏上形成一个最小、最亮的光斑,该凸透镜的焦距为
cm。
10.0
实验突破
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(2)实验时,把凸透镜固定在光具座50 cm刻度线处,为使像成在光屏中央,应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到
。
(3)小明将蜡烛移至光具座20 cm刻度线处,如图乙所示,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是倒立、
的实像。生活中的 (选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)就是利用这种成像规律工作的。
照相机
缩小
同一水平高度上
实验突破
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(4)接着,小明保持凸透镜在光具座上的位置不动,如果仅将图乙中蜡烛和光屏的位置互换,发现光屏上仍能观察到烛焰清晰的像。这是因为在光的折射现象中,光路是 _ 的。
(5)在如图乙所示实验情形下,如果保持凸透镜和光屏的位置不变,将蜡烛适当远离凸透镜,发现光屏上烛焰的像变得模糊不清,此现象可以体现 (选填“近视眼”或“远视眼”)的成像情况。
近视眼
可逆
实验突破
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能力提升
(6)凸透镜焦距的测量方法如下:当蜡烛、凸透镜、光屏在如图所示的位置时,光屏上出现了等大、清晰的像,此凸透镜的焦距为 cm。
10.0
实验突破
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(7)实验时,若一只苍蝇落在了凸透镜上,光屏上 _ (选填“有”或“没有”)苍蝇的像。
(8)保持凸透镜位置不变,将蜡烛向左移动到10 cm处,为了在光屏上得到清晰的像,应把光屏向 (选填“左”或“右”)移动。
左
没有
实验突破
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(9)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放到光具座上,点燃蜡烛调节它们的位置如图所示,此时小明发现光屏上的像位于光屏的 (选填“上方”或“下方”),为了使像成在光屏中心,应将蜡烛向 调节。
上
上方
实验突破
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(10)当u=5 cm时,可以观察到正立、放大的虚像,如果让蜡烛靠近透镜,观察到的像将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
核心素养
(11)在成像清晰的情况下:用一张不透明纸把透镜上半部分遮挡住,看到的是 (选填“像部分消失”“像完整亮度不变”或“像完整亮度变暗”)。
像完整亮度变暗
变小
实验突破
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(12)上述实验完成后,小明借用物理老师的眼镜继续探究,他将眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,发现像变模糊了,接着保持蜡烛和凸透镜位置不动,将光屏远离凸透镜后又能观察到清晰的像,则可判断物理老师的眼镜是 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
(13)小明将一副远视眼镜的镜片放在凸透镜与光屏之间且靠近凸透镜的地方,若保持光屏的位置不变,仅将蜡烛向 _ 移动适当距离,光屏上即可重新承接到烛焰清晰的像。
右
近视
实验突破
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考点1 透镜相关作图
1.(2024·安徽)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。”这种利用冰透镜向日取火的方法,体现了我国古代劳动人民的智慧。如图所示,若把冰块制成的凸透镜正对着太阳,将太阳光看成平行光,冰透镜的焦点为F,请在图中完成光路。
如图所示
安徽中考精选
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2.(2021·安徽)如图,L表示凸透镜,MN为主光轴,O为光心,F为焦点。从S点发出两条光线,一条经过光心,另一条平行于主光轴,请在图中画出它们经凸透镜后的出射光线。
如图所示
安徽中考精选
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3.(2015·安徽)如图,L表示凹透镜,MN为主光轴,O点为光心,F为焦点。图甲和图乙表示经过凹透镜的两条特殊光路,请运用凹透镜的特殊光路,在图丙中画出物体AB通过凹透镜所成虚像A'B'的光路图。
如图所示
安徽中考精选
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考点2 凸透镜成像规律及其作用
4.(2022·安徽)把凸透镜正对着太阳,在距凸透镜10 cm的光屏上得到一个最小、最亮的光斑;若将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前30 cm处,在凸透镜的另―侧调节光屏的位置,可得到烛焰清晰的( )
A.倒立、缩小的实像 B.倒立、放大的实像
C.倒立、等大的实像 D.正立、放大的虚像
A
安徽中考精选
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5.(2020·安徽)图a是放置在水平桌面上的刻度尺的一部分,甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的刻度尺的像。若凸透镜先贴着刻度尺然后逐渐远离,则看到刻度尺的像的先后顺序正确的是( )
A.甲→乙→丙→丁 B.乙→丙→甲→丁
C.乙→丁→甲→丙 D.丙→甲→乙→丁
C
安徽中考精选
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6.(2018·安徽)下列光路图错误的是( )
A.放大镜成像 B.小孔成像
C.光由空气斜射到水面 D.近视眼的矫正
C
安徽中考精选
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考点3 探究凸透镜成像的规律
7.某小组探究平面镜和凸透镜成像的特点,将光源和光屏分别竖直放置在水平光具座上的A、C位置,B是AC的中点,如图1所示。在AB之间朝向A观察,看到的光源形状如图2中的甲所示。
安徽中考精选
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(1)在B处竖直放置一块平面镜,镜面朝向光源,小丽在AB之间观察平面镜中的像,小明在BC之间观察光屏。此后,小亮将平面镜更换为一个凸透镜,恰能在光屏上成等大的像,他在BC之间观察光屏上的像。上述实验过程中,小丽、小明和小亮观察到的分别是图2中的 (选填“①”“②”“③”或“④”)。
①甲、丙、戊 ②乙、丙、丁
③乙、乙、丁 ④乙、乙、戊
②
安徽中考精选
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(2)小亮继续实验,要在光屏上得到一个缩小的像,可保持光源位置不变,将凸透镜向 (选填“A”或“C”)移动,并调节光屏的位置直到呈现清晰的像。
C
安徽中考精选
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考点1 两种透镜
1.(2024·滨州)根据图中的入射光线或折射光线,画出相应的折射光线或入射光线。
如图所示
全国真题精选
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考点2 凸透镜成像规律及其应用
2.(2024·广东)广东生产的无人驾驶电动垂直起降航空器首飞成功,彰显了我国科技在城市空中交通领域的领先地位。航空器可用于高空摄影、旅游观光等,航空器的摄像头相当于
透镜,远处的物体通过摄像头成倒立、缩小的 _ (选填“实”或“虚”)像。在摄像头远离物体的过程中,像的大小将变 。
小
实
凸
全国真题精选
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3.(2024·河北)如图所示,烛焰经凸透镜在光屏上成清晰的像,此成像原理可用于制作 。不改变蜡烛与光屏的位置,向 (选填“左”或“右”)移动凸透镜到某一位置,能再次在光屏上成清晰的像。若烛焰的高度大于凸透镜的直径,在足够大的光屏上 (选填“能”或“不能”)成清晰且完整的像。
能
右
投影仪
全国真题精选
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4.(2024·福建)我国某新型战斗机配有光电搜索跟踪系统,系统中的光学元件相当于晶状体,内置光电传感器相当于视网膜,成像原理与人眼相似。从空中拍摄地面物体时,物体在光电传感器上形成的像是( )
A.倒立、缩小的实像 B.倒立、等大的实像
C.倒立、放大的实像 D.正立、放大的虚像
A
全国真题精选
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5.(2024·上海)光具座上有凸透镜、光屏及发光源各一个。当光屏和凸透镜的距离为10 cm时,此时在光屏上成缩小的像。小王把光屏沿着光具座移动5 cm后,再次移动光源的位置使成清晰的像。对于该像的情况,下列选项正确的是( )
A.一定成放大的像 B.可能成缩小的像
C.成像可能比原来小 D.成像一定比原来小
B
全国真题精选
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6.(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( )
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
B
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考点3 眼睛和眼镜
7.(2024·龙东)正常人眼通过调节晶状体薄厚来看清远近不同的物体,如果不注意用眼卫生,可能使晶状体薄厚的调节能力减弱,导致晶状体变厚,看不清远处的物体,形成
眼,应用 透镜矫正。
凹
近视
全国真题精选
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8.(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, (选填“甲”或“乙”)图表示近视眼成像原理,应佩戴 (选填“丙”或“丁”)图的眼镜进行矫正。
丁
乙
全国真题精选
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9.(2024·山西)如图为青少年眼病患者眼球与正常眼球对比图。关于该患者的晶状体及视力矫正,下列说法正确的是( )
A.对光的会聚能力太强,需佩戴近视眼镜
B.对光的会聚能力太强,需佩戴远视眼镜
C.对光的会聚能力太弱,需佩戴近视眼镜
D.对光的会聚能力太弱,需佩戴远视眼镜
A
全国真题精选
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(1)首先调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度,目的是 。
考点4 实验探究
10.(2024·龙东)如图所示,物理兴趣小组“探究凸透镜成像规律”的实验装置。
使像成在光屏的中央
全国真题精选
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(2)如图甲,让平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小、最亮的光斑,则凸透镜的焦距f= cm。
(3)当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图乙时,光屏上成清晰的像,利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是 (选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”)。若实验过程中挡住凸透镜的一半,像的完整程度 _ (选填“会”或“不会”)受影响。
不会
照相机
10.0
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(4)将蜡烛移到35 cm处,若想在光屏上得到清晰的像,应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动,像将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
变大
右
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