内容正文:
第2讲 透镜及应用
考点一 透镜
透镜类别 凸透镜 凹透镜
外形特征 中间 、边
缘 中间 、边缘
对光的作用
三条特殊光线
凸透镜表面越凸,凸透镜的焦距越短,折光能力越强.
厚
薄
薄
厚
会聚
发散
考点二 凸透镜成像规律及其应用
成像原理 物距u 像距v 像的特点 应用
u>2f f<v<2f 立、
的 像
u=2f v=2f 立、
的 像 测焦距
倒
缩小
实
照相机
倒
等大
实
成像原理 物距u 像距v 像的特点 应用
f<u<2f v>2f 立、
的 像
u=f 不成像 获得平
行光
u<f v>u
(物像同侧) 立、
的 像 放大镜
倒
放大
实
投影仪
正
放大
虚
凸透镜成像规律巧记口诀:一倍焦距分虚实,二倍
焦距分大小;实像异侧倒,物远像近像变小,虚像同侧正,物远像远
像变大.
考点三 眼睛及视力矫正
1. 眼睛的成像原理及特点
晶状体和眼角膜的共同作用相当于一个 透镜,把来自物体
的光会聚在视网膜上,形成倒立、 的实像.正常眼睛可自行
改变焦距,使成像清晰.
凸
缩小
2. 视力矫正
类型 近视眼 远视眼
成像示意图 成像于视网膜
成像于视网膜
特征 看不清 物体 看不清 物体
前
后
远处
近处
类型 近视眼 远视眼
成因 晶状体太厚,折光
能力太 晶状体太薄,折光能力太
矫正方法 配戴用 透镜
做成的近视眼镜
配戴用 透镜做成的远视眼镜
强
弱
凹
凸
透镜对光线的作用
例1 (2025·眉山)根据透镜对光的作用,完成下列光路图.
题图 答图
答图
凸透镜成像规律及其应用
例2 (2025·广安)某学习小组在探究凸透镜成像规律时,如图所示,光屏上刚好得到清晰的像,凸透镜的焦距f =10cm,下列说法中正确的是( B )
B
A. 光屏上的像是倒立、缩小的虚像
B. 光屏上的像是倒立、放大的实像
C. 凸透镜可用来矫正近视眼
D. 照相机的成像原理与此成像原理相同
视力的矫正
例3 (2025·兰州)甲、乙两图分别是正常人眼通过调节晶状体等结构看清远处和近处物体的示意图.下列关于丙、丁两图模拟近、远视眼的情况以及应该以何种透镜进行矫正的说法正确的是( A )
A
A. 丙图是近视眼,应该戴凹透镜
B. 丙图是远视眼,应该戴凸透镜
C. 丁图是近视眼,应该戴凸透镜
D. 丁图是远视眼,应该戴凹透镜
凸透镜成像规律及相关探究
凸透镜成像规律的探究的实验操作、规律总结、规律应用是中考
试题频繁考查的内容.
1. 实验器材:带刻度的光具座、蜡烛、凸透镜、光屏等.
2. 实验装置图:
3. 实验原理:光的折射.
4. 实验过程:
(1)实验时,先调节烛焰、凸透镜和光屏,使三者的中心大致
在 .目的:使像成在 .
(2)实验过程中,蜡烛燃烧变短,为了使像仍成在光屏的中央,如
果只调节蜡烛,应把蜡烛往 调;如果只调节光屏,应把光屏
往 调;如果只调节凸透镜,应把凸透镜往 调.
同一高度
光屏中央
上
上
下
(3)实验过程中,移动蜡烛,当蜡烛和光屏在如图所示的位置时,
光屏上刚好成烛焰清晰的倒立、 的实像.此时若蜡烛逐渐靠近
凸透镜,则光屏必须向 凸透镜的方向移动,才能在光屏上重
新得到清晰的像.
(4)光屏上成清晰的像时,对调蜡烛与光屏的位置,光屏上仍能成
像,说明光路是 的.
缩小
远离
可逆
5. 交流与反思:
(5)实验过程中,如果凸透镜被遮挡了一部分,光屏上 (选
填“能”或“不能”)成完整的像,像的亮度 (选填“变
亮”“不变”或“变暗”).
(6)无论如何移动光屏,光屏上都找不到清晰像的原因:①
;②
.
能
变暗
烛
焰、凸透镜和光屏三者的中心不在同一高度
蜡烛放在凸透镜
焦点或焦点以内(像距超过了光具座的范围)
6. 实验拓展:
(7)实验中在不改变物距的情况下,换用焦距较大的凸透镜后,
要将光屏向 凸透镜的方向移动,才能在光屏上重新得到
清晰的像.
(8)实验过程中,光屏上已经出现烛焰清晰的像,此时若把远视眼
镜放在蜡烛和凸透镜之间,光屏上的像会变得模糊,若想在光屏上重
新得到清晰的烛焰的像,应把光屏向 凸透镜的方向移动.
远离
靠近
(9)实验过程中,光屏上已经出现烛焰清晰的像,此时若把近视眼
镜放在蜡烛和凸透镜之间,光屏上的像将变得模糊,若想在光屏上重
新出现清晰的烛焰的像,应把光屏向 凸透镜的方向移动.
远离
(1)小丽将F形光源(如图甲)、凸透镜和带有刻度的光屏按图乙所示安装在水平光具座上,接下来她应将三者的中心调整到___________.
同一高度
例4 (2025·山东)雨过初晴,小丽发现透过附在叶片上的水珠,能看到正立、放大的“叶片脉络”;而透过在叶片上的水珠能看到远处倒立、缩小的“花朵”.针对这一现象,她和同学们一起探究凸透镜成像的正倒、大小与物距的关系.
(2)调整好后,小丽多次改变物距和光屏的位置进行实验,收集的数据和观察的现象如表1 所示.小丽分析归纳后,得到初步结论:随着物距不断减小,物体所成实像逐渐_________(选填“变大”或“变小”),且像都是_________(选填“正立”或“倒立”)的.
变大
倒立
表1
序号 物高 h/cm 物距 u/cm 像高 h/cm 像的正倒 像的虚实
1 4.0 30.0 2.0 倒立 实像
2 26.0 2.5 倒立 实像
3 23.0 3.0 倒立 实像
4 15.0 8.0 倒立 实像
5 13.0 13.5 倒立 实像
6 7.0 找不到像
(3)实验过程中,小丽发现在光屏上始终没有观察到正立、放大的像.回想透过水珠观察叶脉的情景,她采用丙、丁、戊三幅图中______的方式可以观察到正立、放大的“像”.
丁
(4)组间交流时,小丽发现小红的实验记录(如表2所示)中有与物体等大的像,而自己却没有观察到这一现象.为了尽快在自己实验中找到等大的像,她应调整物距在________cm和________cm之间反复多次实验.
23.0
15.0
表2
序号 物高 h/cm 物距 u/cm 像高 h/cm 像的正倒 像的虚实
1 4.0 25.0 1.0 倒立 实像
2 18.0 1.3 倒立 实像
3 15.0 1.3 倒立 实像
4 10.0 4.0 倒立 实像
5 8.0 6.5 倒立 实像
6 4.0 找不到像
(5)小丽进一步对比后发现,凸透镜成像特点不只与物距有关.她得出这个结论的依据是_________________________________________
__________________________________________.咨询老师后得知,两次所用凸透镜的焦距不同.小丽认为,凸透镜成像特点与物距和焦距均有关系.结合实验数据和老师给的焦距数值,她总结出凸透镜成像规律.
从表一、二的数据可知,物高相同,物距是 15.0 cm时,表一中的像更大一些
考点一 凸透镜的三条特殊光线作图
1. (2024·福建)在图中,根据折射光线画出对应的入射光线.
题图 答图
答图
考点二 凸透镜成像规律及应用
2. (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 )
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
3. 尊老爱幼是中华民族的传统美德.为了方便老年人剪指甲,在指甲剪的上方加装了一个小凸透镜,如图所示 .请用物理知识说明:指甲剪上加装凸透镜的作用.
解:指甲到凸透镜距离小于一倍焦距,成正立放大的虚像,所以凸透
镜起到放大镜的作用.
4.(2025·福建) 如图,修表师傅可通过“寸镜”看清手表微小结构.“寸镜”内部有一个凸透镜,使用时手表到凸透镜的距离应是( A )
A. 小于1倍焦距 B. 等于1倍焦距
C. 大于2倍焦距 D. 在2倍焦距与1倍焦距之间
A
考点三 眼睛及视力矫正
5. (2024·三明质检)每年的6月6日为全国爱眼日,它提醒人们要爱
护眼睛,珍爱生命.人眼的晶状体相当于 透镜;如图为小明同
学眼睛视物的示意图,要使他能看清物体,需用 透镜矫正.
凸
凹
6.(2025·尤溪县一模)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,需戴近视眼镜
B.对光的会聚能力太强,需戴远视眼镜
C.对光的会聚能力太弱,需戴近视眼镜
D.对光的会聚能力太弱,需戴远视眼镜
A
考点四 凸透镜成像规律实验探究
7. 在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)如图甲所示,用平行光测出凸透镜的焦距为
cm.
(2)将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平光具座上,调节烛焰、凸
透镜和光屏三者中心在 .
12.5(12.3~
12.7均可)
同一高度
(3)调节蜡烛、凸透镜和光屏至图乙所示的位置,光屏上得到清晰
的像,则烛焰在光屏上成倒立、 的像.根据这一成像特点,
可制成 .
(4)若要使光屏上的像变小,应使蜡烛与凸透镜的距离变 ,
再调节光屏位置.
缩小
照相机
大
1. (2025·长沙)晚上看电视时,小星将一个凸透镜在电视
机和对面墙壁之间来回移动,发现移动到某位置时,墙上清
晰地呈现出电视画面倒立、缩小的像.这个像与下列哪种光
学器材的成像情况相同( B )
A. 放大镜 B. 照相机
C. 投影仪 D. 平面镜
B
2. (2025·河北)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,小
明发现光屏上承接到的清晰的像与光源大小相等.下列说法
正确的是( B )
B
A. 光屏上的像是虚像
B. 透镜到光屏的距离与到光源的距离相等
C. 仅将透镜向光屏方向适当移动,光屏会再次承接到清晰
的像
D. 光源靠近透镜,同时光屏远离透镜,光屏会承接到清晰
的像且越来越小
3. (2025·广州)如图,蜡烛距凸透镜20 cm时,烛焰在光屏
上成清晰的倒立、缩小的像,则该凸透镜的焦距可能是
( A )
A. 5 cm
B. 20 cm
C. 30 cm
D. 40 cm
A
4. (2025·成都)机器人跳秧歌舞、跑马拉松、做家务……
人形机器人用“眼睛”感知获取信息,如图.人形机器人
“眼睛”的光学成像与人眼相似,是通过镜头使物体在图像
传感器成像面上(相当于人眼的视网膜)成清晰的像.下列
说法正确的是( C )
C
A. 物体在成像面上成放大的虚像
B. 机器人“眼睛”的镜头对光有发散作用
C. 机器人“眼睛”光学成像原理与照相机成像
原理相同
D. 机器人“眼睛”只能“看见”自身正在发光
的物体
5. (2025·南充)透镜在生活中的应用十分广泛,下列调节
方法正确的是( C )
A. 使用照相机时,先拍全身照,再拍半身照,应将照相机
远离人
B. 使用投影仪时,显示的画面太大,只需将投影仪向前移
动
C. 使用放大镜时,为了看到更大的像,适当增大放大镜与
物体的距离
D. 人脸识别解锁时,人脸离镜头越近,拍得的像越小,更
容易解锁成功
C
6. (2025·苏州)探究凸透镜成像的规律时,把蜡烛、凸透
镜和光屏置于光具座上,先固定好点燃的蜡烛和光屏,再移
动凸透镜.当凸透镜距离蜡烛为16 cm和24 cm时,光屏上
先、后两次都呈现烛焰清晰的像.下列说法正确的是( C )
C
A. 第一次的像是缩小的
B. 第二次的像比第一次大
C. 蜡烛和光屏间的距离是40 cm
D. 凸透镜的焦距是20 cm
7. (2024·成都)“两个黄鹂鸣翠柳,一行白鹭上青天.”杜
甫的诗句描绘了成都草堂门前浣花溪秀丽的景色(如图).
下列说法不正确的是( D )
A. 能从各个方向看见黄鹂,是由于光发生了漫反射
B. 看到溪水中的鱼比实际位置浅,是光的折射现象
C. 阳光下的溪水波光,是水面对光的反射现象
D. 目送白鹭高飞远去的过程中,眼睛的晶状
体变厚
D
8. (2025·遂宁)西晋《博物志》中云:“削冰令圆,举以
向日,以艾于后承其影,则得火.”这是我国古代劳动人民
把冰制成透镜,利用它对太阳光的 作用来取火.现
在人们还利用这种透镜来矫正 (选
填“近视眼”或“远视眼”).
会聚
远视眼
9. (2024·达州)一束平行于主光轴的光线,经凸透镜折射
后在水面发生反射和折射,请完成光路图.
题图
答图
10. (2025·烟台)在“探究凸透镜成像的规律”实验中:
(1)调节光源、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度,其
目的是 .
使像成在光屏的中央
(2)图甲是小红所在小组实验时的情景,此时光屏上呈现
清晰的像,由图可知物距为 cm(不要求估读).请在
图乙的方格纸中大致画出图
甲中小红看到的像.
30
(3)保持图甲中凸透镜位置不动,将光源移动到光具座
10.0 cm处,为了在光屏上呈现清晰的像,应将光屏向
(选填“靠近”或“远离”)透镜方向移动,像的大小
将 (选填“变大”“变小”或“不变”).
靠
近
变小
(4)保持图甲中凸透镜位置不动,将光源移动到光具座
45.0 cm处,无论怎样移动光屏上始终得不到像,原因
是 .
此时物距小于1倍焦距,成正立、放大的虚像
11. (2025·泸州)2025年6月6日是第30个全国“爱眼日”.
图甲为眼睛的结构示意图,图乙为某科学兴趣小组自制的一
个用来模拟眼睛变焦过程的装置.
(1)图甲中的视网膜相当于图乙中的 .在图乙的光
屏上已成蜡烛的清晰像(像未画出),其情况是倒立、
(选填“缩小”“等大”或“放大”)的实像.
光屏
缩
小
(2)图乙中,把蜡烛向右移动一定距离后(相当于看近处
景物),光屏上的像变模糊了,缓慢 (选填“注
入”或“吸出”)适量水来改变水凸透镜厚度,像又变清晰
了.当眼睛长时间处于这种状态,睫状肌会过度疲劳失去弹
性,导致看远处景物时无法将晶状体调到较 (选填
“薄”或“厚”)状态.
(3)据此,请你为预防近视提一条科学合理的建议:
.
注入
薄
看
书时要注意与书本保持一定距离(合理即可)
12. (2024·广州)如图,光线a(图中未画出)射到平面镜
上,其反射光线b平行凸透镜的主光轴,b经凸透镜折射后,
射到屏上的A点.
(1)画出光线a.
(2)画出光线b经凸透镜折射后的
光路,并标出凸透镜右侧的焦点F.
解:(1)(2)如图所示.
(3)保持光线a不变,若平面镜转动角度小于90°,则
(选填“顺时针”或“逆时针”)转动平面镜,可使
a的反射光线通过凸透镜光心O.
顺
时针
$