第05讲 透镜及其应用（思维导图+考点精讲+例题精析）（原卷版）

第05讲—透镜及其应用2023年中考物理一轮复习讲练测一、思维导图二、考点精讲考点1透镜1.定义：至少有一个面是球面的一部分的透明玻璃元件2.凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜，如：远视镜片，放大镜等等；3.凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜，如：近视镜片；4．凸透镜和凹透镜的特点类别凸透镜凹透镜概念中间厚，边缘薄的透镜中间薄，边缘厚的透镜图例性质对光具有会聚作用对光具有发散作用应用放大镜、老花镜近视镜思考：请在甲、乙两图的虚线框中画出合适的透镜.甲乙注意：透镜对光的会聚作用或发散作用是和光线原来的传播方向相比的，并不是指光线的最终传播方向.5.基本概念：（1）主光轴：过透镜两个球面球心的直线；（2）光心：如甲、乙两图所示，通过两个球面球心的直线叫做主光轴，简称主轴．主轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，这个点叫做透镜的光心．可以认为透镜的光心就在透镜的中心。（3）焦点：平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜后会聚于主光轴上一点，这点叫焦点；用“F”表示。（4）焦距：焦点到光心的距离。焦距用“f”表示。注意：凸透镜和凹透镜都各有两个焦点，凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点是虚焦点；6.粗略测量凸透镜焦距的方法：使凸透镜正对太阳光（太阳光是平行光，使太阳光平行于凸透镜的主光轴），下面放一张白纸，调节凸透镜到白纸的距离，直到白纸上光斑最小、最亮为止，然后用刻度尺量出凸透镜到白纸上光斑中心的距离就是凸透镜的焦距。考点2三条特殊光线1.过光心的光线经透镜后传播方向不改变，如下图：2.平行于主光轴的光线，经凸透镜后经过焦点；经凹透镜后向外发散，但其反向延长线必过焦点（所以凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光有发散作用）如下图：3.经过凸透镜焦点的光线经凸透镜后平行于主光轴；射向异侧焦点的光线经凹透镜后平行于主光轴；如下图：考点3透镜应用5.照相机（1）原理：镜头由凸透镜制成，当物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像.（2）成像特点：物体和像在凸透镜的两侧；像距大于一倍焦距且小于两倍焦距；像距大于物距.6.投影仪（1）原理：镜头由凸透镜制成，当物距大于1倍焦距，小于2倍焦距时，成倒立、放大的实像.（2）成像特点：物体和像在凸透镜的两侧；像距大于两倍焦距；像距大于物距.7.放大镜（1）原理：镜片由凸透镜制成，当物距小于焦距时，成正立、放大的虚像.（2）成像特点：物体和像在凸透镜的同侧；像距大于物距.8.实像与虚像的区别考点4探究凸透镜的成像规律1.实验器材：凸透镜、光屏、蜡烛、光具座（带刻度尺）2.注意事项：蜡烛的焰心、透镜的光心、光屏的中心在同一直线上；3.透镜成像时的三个物理量（1）焦距：透镜的焦点到光心的距离，用f表示．（2）物距：物体到透镜的距离叫做物距，用u表示．（3）像距：像到透镜的距离叫做像距，用v表示．4.凸透镜成像的规律：种类成像条件物距（u）成像的性质像距（v）应用5u﹥2f缩小、倒立的实像f﹤v﹤2f照相机4u=2f等大、倒立的实像v=2f3f﹤u﹤2f放大、倒立的实像v﹥2f投影仪2u=f不成像-------------------1u﹤f放大、正立的虚像V﹥f放大镜口诀：一焦分虚实、二焦分大小；虚像同侧正，实像异侧倒；物远实像小，物远虚像大。注意：（1）实像是由实际光线会聚而成，在光屏上可呈现，可用眼睛直接看，所有光线必过像点；（2）虚像不能在光屏上呈现，但能用眼睛看，由光线的反向延长线会聚而成；注意：凹透镜始终成缩小、正立的虚像；5.凸透镜成像规律的光路分析利用凸透镜三条特殊光线中的任意两条可以画出相应的光路图，从而判断出像距的大小和成像的具体情况．（1）当u＞2f时，成缩小、倒立的实像，此时f＜v＜2f.光路如图所示．（2）当u＝2f时，成等大、倒立的实像，此时v＝2f.光路如图所示．（3）当f＜u＜2f时，成放大、倒立的实像，此时v＞2f.光路如图所示．（4）当u＝f时，折射光线是一束平行光线，不能相交，其反向延长线也不能相交，所以不能成像．光路如图所示．（5）当u＜f时，成放大、正立的虚像，此时v＞u.光路如图所示．考点5透镜应用21.眼睛的成像原理（1）眼睛就像一台照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏.（2）正常人眼睛的成像特点：成倒立、缩小的实像.2.近视眼和远视眼的成因及矫正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光路图成像在视网膜的前方成像在视网膜的后方矫正方法配戴凹透镜配戴凸透镜矫正原理凹透镜对光有发散作用凸透镜对光有会聚作用3.眼睛与照相机成像的比较成像规律眼睛照相机像的性质倒立、缩小的实像倒立、缩小的实像透镜类型角膜和晶状体的共同作用相当于一个凸透镜镜头是由一组透镜组成的，相当于一个凸透镜焦距可变有的可变，有的不可变光屏视网膜胶卷4.显微镜和望远镜三、例题精析1．小京做凸透镜成像规律的实验时，将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜两侧，调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同水平高度，如图所示，下列四个选项中，判断正确的是（）A．若蜡烛放置在10cm刻度线处，移动光屏，光屏上呈现的是烛焰正立的像B．若蜡烛放置在35cm刻度线处，移动光屏，光屏上呈现的是烛焰缩小的像C．若蜡烛放置在45m刻度线处，移动光屏，光屏上呈现的是烛焰的实像D．若要说明照相机的成像特点，可以把蜡烛放置在15cm刻度线处2．物体放在凸透镜前12cm时，在透镜另一侧的光屏上成一个清晰倒立放大的像：则一束平行于主光轴（标注了刻度）的光线入射到这个凸透镜后折射的光线，正确的画法应是图中的A．B．C．D．3．如图所示，在新冠疫情防控期间，人们进入超市、车站等公共场所要用手机扫行程码。手机扫描行程码相当于用手机镜头给行程码拍照，像会呈在手机影像传感器上（相当于光屏）。下列说法中正确的是（）A．手机上扫码的镜头其实是凹透镜B．手机远离行程码时影像传感器上像变大C．扫描时行程码应在手机镜头的二倍焦距之外D．手机影像传感器上成正立、缩小的虚像4．2021年5月15日，中国探测器成功着陆火星、屈原在《天问》诗句中所表达的美好愿望成为现实，如图甲，“祝融号“火星车驶离平台的过程中，其后置照相机对着平台先后拍摄得到乙、丙、丁3张照片，照相机的镜头是一个______透镜，拍摄过程中相机镜头逐步______（向外伸/向内缩）。观看三张照片感觉平台是运动的，这是以______为参照物。5．如图所示，西汉时期的《淮南万毕术》中记载有“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”请你用学过的光学知识判断“削冰令圆”就是把冰块制成___________镜，若要“火生”应把“艾”放在镜的___________位置。6．某同学在“研究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像距v和物距u之间关系的图象，如图所示（1）该凸透镜的焦距是_____；（2）图中P点所对应的凸透镜成像特点，与_____（选填“放大镜”“照相机”或“投影仪”）的成像特点相似。7．请作出图中光线经过凸透镜的光路。8．如图甲所示，在小宁与平面镜之间有一只杯子，为何杯子和杯子的像在小宁眼球视网膜上成的像大小不同？根据“平面镜成像”、“视觉的形成”等有关知识，我们可以用作图的方法来解释上述现象。图乙为杯子的像CD在视网膜上成像的示意图，请你在图丙中画出杯子AB在视网膜上成的像A'B'。（要求：先根据平面镜成像规律画出AB，再用图乙的方法画出A'B'）9．小明用如图所示的透镜来探究凸透镜成像规律，该透镜的焦距为_______cm。实验中，小明保持凸透镜在光具座上的位置不变，把点燃的蜡烛放在“20cm”刻度线处，移动光屏，烛焰可在光屏上成倒立、________（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的像，生活中利用这类透镜来矫正______眼的视力缺陷。10．小明做“探究凸透镜成像规律”实验，凸透镜的焦距是10cm。（1）为了使像成在光屏的中央，小明需要调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在______；（2）接着小明同学调节光屏如图1所示，发现光屏上得到一个倒立、______（选填“放大”“缩小”或“等大”）的清晰实像，生活中的______（选填“照相机”或“投影仪”或“测焦距”）就可以利用这样的成像原理；（3）如图2，保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，则人眼在图中______处能观察到烛焰的像；（4）如图3，在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏向透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是______眼镜（选填“近视”或“远视”）；（5）透镜位置不变，若将印有字母“F”的纸片放在离凸透镜12cm的地方，我们能看到的清晰的像是图丁中______。11．某物理兴趣小组探