2024年中考物理三轮复习（考前冲刺讲与练）讲义 专题03 透镜及其应用

学而优教有方专题03专题03透镜及其应用专题定位专题定位中考频度★★★★考情分析中考命题对透镜的考查主要集中在以下几个方面：（1）凸透镜、凹透镜的辨别，透镜对光线的作用；（2）透镜的特殊光线作图；（3）凸透镜成像的规律及其应用，还有实验探究；（4）近视、远视眼的辨别及矫正。真题解读真题解读【真题1】（2023•阜新）如图所示，凸透镜的焦距是cm，把一个物体放到距离该凸透镜25cm处时，在凸透镜另一侧的光屏上成一个倒立、的实像。此成像原理与工作原理相同。【答案】10.0；缩小；照相机。【分析】（1）图示的是利用平行光聚焦法来测量凸透镜的焦距，焦点到凸透镜光心的距离即为焦距，读数时，估读到分度值的下一位。（2）当u＞2f时，成倒立、缩小的实像；照相机成的是倒立、缩小的实像。【解答】解：（1）平行光经过凸透镜折射后会聚于一点，该点就是凸透镜的焦点，焦点到透镜的距离叫焦距，所以该凸透镜的焦距为40.0cm﹣30.0cm＝10.0cm；（2）当把烛焰放在距凸透镜25cm处时，u＞2f，成倒立、缩小的实像；此时f＜v＜2f。利用其可制成照相机。【真题2】（2023•日照）某兴趣小组开展“创新服务生活，科技改变未来”的科技创新活动，模拟制作一款“智能”行驶玩具车。该玩具车利用车载传感器（摄像头、雷达）采集生成道路特征数据，完成“自动”驾驶。作为传感器之一的摄像头，下列说法正确的是（）A．摄像头的镜头是凹透镜 B．遇障碍物时，要想生成更大的像，镜头应该向前伸 C．摄像头成的像是正立的虚像 D．成像时障碍物位于镜头的两倍焦距以内【答案】B【分析】凸透镜的成像规律及应用：u＞2f，成倒立缩小的实像，应用是照相机，凸透镜成实像时，物近像远像变大。【解答】解：摄像头的镜头相当于一个凸透镜，其成像原理是障碍物位于镜头的两倍焦距以外，成倒立、缩小的实像；根据凸透镜成实像时，物近像远像变大的原则，遇障碍物时，要想生成更大的像，应将减小物距，则用将镜头向前伸。据此分析可知B正确，ACD错误。【点评】本题考查了凸透镜成像规律的应用，难易程度适中。【真题3】（2023•威海）从光源A点发出的一束光其传播径迹如图所示，请再画出从A点发出的另一束光的传播径迹，以此来确定A的像点并标为A′。【答案】如图所示【分析】凸透镜三条特殊光线：过光心不改变方向；平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后会聚在焦点；过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴。据此分析。【解答】解：由图可知，从光源A点发出的一束光，过凸透镜焦点，经凸透镜折射后平行于主光轴，可分别做出另外两条特殊光线：过光心不改变方向；平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后会聚在焦点；两条光线经凸透镜的折射光线分别与第一条光线相交，交点为A的像。【点评】本题考查了凸透镜特殊光线的应用，属于基础知识。【真题4】（2023•牡丹江）关于近视眼的成因及矫正，说法正确的是（）A．晶状体太厚，折光能力太弱，像成在视网膜的后方 B．晶状体太薄，折光能力太强，像成在视网膜的前方 C．戴凸透镜制成的眼镜矫正 D．戴凹透镜制成的眼镜矫正【答案】D【分析】①近视眼只能将近处的物体成像在视网膜上，而将远处的物体成像在视网膜前；远视眼只能将远处的物体成像在视网膜上，而将近处的物体成像在视网膜后；②凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。【解答】解：近视眼的形成原因是晶状体变厚，折光能力变强，像成在视网膜的前方，可用发散作用的凹透镜矫正，使光线会聚能力减弱，能使像成在视网膜上，能看清远处的物体，故ABC错误，D正确。【点评】本题考查了近视眼和远视眼的成因和矫正方法，本题与学生的实际生活联系密切，能够体现从物理走向生活的理念。【真题5】（2023•济宁）有些人的眼睛只能看清远处的物体，而不能看清近处的物体，这样的眼睛需佩戴（选填“凸透镜”或“凹透镜”）矫正。这种透镜对光有作用。【答案】凸透镜；会聚。【分析】远视眼看不清近处的物体，需要佩戴远视眼镜来矫正。【解答】解：有些人的眼睛只能看清远处的物体而看不清近处的物体，说明此人是远视眼，需要配戴凸透镜进行矫正，利用凸透镜对光的会聚作用，把光线的会聚点移到视网膜上，呈现一个清晰的像。【点评】本题主要考查学生对凸透镜的作用、远视眼的成因和矫正方法的掌握，属于基础性题目。考向突破考向突破考向1凹透镜和凸透镜解法技巧1．辨别凸透镜和凹透镜的方法（1）触摸法（定义法）：用手摸。凸透镜：中间厚两边薄；凹透镜：中间薄两边厚。（2）成像法：放在书上的字上。放大是凸透镜，缩小是凹透镜。（3）太阳聚焦法：把透镜放在阳光下，再放一张白纸在透镜下，若能在纸上找到一个很亮的点（焦点）即为凸透镜，否则为凹透镜。2．凸透镜对光线的会聚作用，是指光线通过凸透镜后，折射光线与原光线相比，更靠近光轴。事实上，不只是平行光，凸透镜对所有光都有会聚作用。3．凹透镜对光线的发散作用指的是折射光线相对于对应的入射光线而言散得更开，即有一种远离主光轴的趋势。【模拟01】（2024•青县开学）关于透镜，下列说法正确的是（）A．不论是凸透镜还是凹透镜，经过透镜光心的光线方向都不变 B．物体置于焦点F以内时凸透镜起会聚作用，置于焦点F以外时凸透镜起发散作用C．若把凸透镜的上半部分用手遮住，则凸透镜对光不再具有会聚作用 D．一束会聚的光线经过凹透镜，折射后的光线一定变成发散的光线【答案】A【分析】（1）虽然凸透镜对光线的会聚作用，并不一定会聚到焦点或一点，而是指光线通过凸透镜折射后，折射光线比原来的入射光线沿原方向传播更偏近主光轴，使它的光束变窄、变收缩。（2）过凸透镜、凹透镜光心的光线方向不改变。【解答】解：A、经过凸透镜或凹透镜光心的光线传播方向不发生改变，故A正确；B、无论物体置于焦点F以内，还是置于焦点F以外时，凸透镜对光线都起会聚作用，故B错误；C、凸透镜每一部分对光线都有会聚作用，若把凸透镜的上半部分用手遮住，凸透镜下半部分对光线仍具有会聚作用，故C错误；D、一束会聚的光线经过凹透镜，折射后的光线比原来变得发散一些，但仍有可能是会聚的光线，故D错误。【点评】本题主要考查了凸透镜对光线的会聚作用和凹透镜对光线发散作用，属于基础题。【模拟02】（2023秋•柳州期末）晴朗的夏天中午，给树或花的叶子浇水，常会把叶子烧焦，其原因是（）A．水滴蒸发时给叶子传热 B．水滴吸热升温，把叶子烧焦 C．阳光容易透过水滴 D．水滴使阳光会聚，把叶子烧焦【答案】D【分析】由于表面张力的作用，水在花或者草的叶子表面很容易形成圆形的水滴，而水滴的形状中间后而边缘薄，类似于凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用。【解答】解：晴朗的夏天中午，给树或花的叶子浇水时，水由于表面张力的作用，在花或者草的叶子表面很容易形成圆形的水滴，而水滴的形状中间后而边缘薄，类似于凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，如果热量集中，就会把叶子烧焦。故选：D。【点评】此题联系实际考查了凸透镜的会聚作用，物理知识渗透在生活的每个角落，同学们要注意思考、积累。【模拟03】（2023秋•张店区期末）图中画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中凹透镜是（）A．a B．b、d C．c、d D．a、b、d【答案】D【分析】首先要仔细观察入射光线和折射光线的特点，然后再根据凸透镜和凹透镜的光学特点来作出选择。【解答】解：从四个光线通过透镜的情形可知，a、b、d的折射光线相对于入射光线是发散的，所以都是凹透镜；只有c是凸透镜，且入射光线是从凸透镜的焦点以内发出的，折射光线变得会聚了。故选：D。【点评】（1）此题考查了凸透镜和凹透镜的光学性质。（2）在知道凸透镜和凹透镜光学性质的前提下，明确经过透镜折射后，光线变得发散了还是会聚了是解决此题的关键。考向2生活中的透镜解法技巧1．生活中的透镜照相机投影仪放大镜原理u>2f，f<v<2ff<u<2f，v>2fu<f像的性质倒立、缩小的实像倒立、放大的实像正立、放大的虚像2．用照相机照相时，要使胶片上的像大一些，应使被照物体离镜头近一些，同时使胶片离镜头远一些，即镜头前伸。（成实像：物近像远像变大）3．使用投影仪时，要使屏幕上的像小一些，应使投影片离镜头远一些，同时屏幕离镜头近一些。（成实像：物远像近像变小）4．使用放大镜观察物体时，要想让被观察物体大一些，应使被观察物体离放大镜稍远一些。（成虚像：物远像远像变大）【模拟04】（2023秋•咸阳期末）有一种望远镜由两组凸透镜组成，其物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成缩小的实像，它相当于一架（）A．幻灯机 B．照相机 C．放大镜 D．投影仪【答案】B【分析】望远镜中物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像，目镜的作用相当于一个放大镜，用来把这个像放大；幻灯机、投影仪就是利用凸透镜当物体距透镜的距离大于一倍焦距而小于二倍焦距时成倒立、放大的实像这个原理制成的；照相机是利用凸透镜当物体距透镜的距离大于二倍焦距时成倒立、缩小的实像这个原理制成的；放大镜的成像原理是使物体处于凸透镜的一倍焦距以内，会在凸透镜的同一侧得到一个正立放大的虚像。【解答】解：望远镜由两组凸透镜组成，物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成倒立，缩小的实像，相当于照相机的工作原理。故选：B。【点评】本题主要考查了凸透镜成像的成像原理，及幻灯机、投影仪、放大镜、照相机的工作原理。【模拟05】（2024•道里区校级开学）多媒体辅助教学以它的独特魅力给课堂教学增添了生机和活力，如图。多媒体教室的投影屏幕是用粗糙的白布制成的，投影仪的折光系统相当于一个凸透镜，下列说法正确的是（）A．凸透镜对光线起发散作用 B．投影片在屏幕上成的是正立、放大的实像 C．如果没有平面镜，该投影仪就不会成像 D．全班同学都能看到画面是因为光射到投影银幕上发生了漫反射【答案】D【分析】（1）凸透镜对光线具有会聚作用；（2）2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于投影仪和幻灯机；（3）平面镜可以改变光的传播方向；（4）光照在凹凸不平的物体表面，反射光线向着四面八方反射，这种反射叫漫反射。【解答】解：A、凸透镜对光线具有会聚作用，故A错误；B、投影仪是利用物距大于一倍焦距小于二倍焦距时凸透镜成倒立放大的实像的原理工作的，故B错误；C、由图可知，平面镜可以改变光的传播方向，但并不会影响凸透镜成像，故C错误；D、全班同学都能看到画面是因为光射到投影银幕上，反射光线是向着四面八方的，是漫反射；故D正确。【点评】本题考查了生活中的透镜和漫反射等知识，比较简单。【模拟06】（2023秋•市中区期末）下列关于放大镜、幻灯机、照相机的说法错误的是（）A．它们都是利用凸透镜成像的 B．用照相机拍照时，景物在2倍焦距以外 C．幻灯片必须放在2倍焦距以外 D．用放大镜看书，书与透镜的距离应小于1倍焦距【答案】C【分析】放大镜、幻灯机、照相机都是利用凸透镜成像的；物距大于2倍焦距时成倒立、缩小实像，根据此原理制成照相机，此时像距处于1倍、2倍焦距之间；物距介于1倍焦距与2倍焦距之间，成倒立、放大的实像，根据此原理制成幻灯机，此时像距大于2倍焦距；物距1倍焦距以内，成倒立、放大的虚像，根据此原理制成放大镜。【解答】解：A.放大镜、幻灯机、照相机的镜头都是凸透镜，利用了凸透镜成像规律，故A正确；B.照相机成倒立、缩小的实像，物距大于2倍焦距，此时像距处于1倍、2倍焦距之间，故B正确；C.幻灯机成倒立、放大的实像，物距介于1倍焦距与2倍焦距之间，像距大于2倍焦距，故C错误；D.用放大镜看书，物距小于焦距，即书与透镜的距离应小于1倍焦距，成正立、放大的虚像，故D正确。【点评】本题主要考查了放大镜、幻灯机、照相机的原理，关键是熟练掌握凸透镜成像的规律，此题把所学的知识与实际相结合。考向3凸透镜成像的规律及应用解法技巧1．凸透镜成像特点及其应用（如求焦距范围），可分以下几步进行研究。第一步：弄清题中数据的含义，确定物距、像距、焦距。第二步：从题中信息弄清楚到底是哪一种成像规律。第三步：确定物距和焦距的关系或像距和焦距的关系，并用字母具体表示出来。第四步：将数据代入字母关系式中解不等式，问题就得到解决。2．凸透镜成实像时的动态规律【模拟07】（2024•黔东南州模拟）人脸识别是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。它的原理是用摄像头采集含有人脸的图象或视频流，自动在图象中检测人脸并进行识别。如图所示的是一个顾客正在进行人脸识别的情景。则下列说法中正确的是（）A．人脸识别系统的摄像头相当于凹透镜 B．摄像头所拍摄的人脸的像是缩小的虚像 C．人脸应位于摄像头的两倍焦距和一倍焦距之间 D．如果人脸的像太大，人脸应远离摄像头移动【答案】D【分析】人脸识别系统的摄像头成像原理与照相机相似，结合照相机的成像原理分析判断。【解答】解：ABC．人脸识别系统的摄像头成像原理与照相机相似，镜头相当于凸透镜，工作时，人脸应位于摄像头的两倍焦距以外，摄像头所拍摄的人脸的像是倒立、缩小的实像，故ABC错误；D．凸透镜成实像时，物远像近像变小，如果人脸的像太大，要使像变小，应增大物距，所以，人脸应远离摄像头移动，故D正确。【点评】此题考查了凸透镜成像的应用，属于基础知识。【模拟08】（2024•华龙区校级开学）在做“探究凸透镜成像”的实验时，将焦距为10cm的凸透镜和蜡烛放在光具座上，位置如图所示。若将光屏放在合适的位置，则（）A．在光屏上成倒立、放大的实像 B．在光屏上成倒立、缩小的实像 C．像距大于10cm，小于20cm D．光屏上不会得到像【答案】A【分析】当物距处于1倍和2倍焦距之间时，成倒立放大的实像，且像距大于2倍焦距。【解答】解：由图知，蜡烛到凸透镜的距离是16cm，焦距为10cm，物体处于凸透镜的1倍和2倍焦距之间，所以此时成倒立放大的实像。此时像距大于2倍焦距。故选：A。【点评】此题考查了凸透镜成像规律的应用，要熟练掌握凸透镜成像的特点与物距、像距之间的关系。同时考查了物距的概念。【模拟09】（2024•鞍山模拟）现如今，人们只需要用手机扫一扫，即可完成各项付款，手机扫描二维码时相当于用手机给二维码拍照，将二准码图形通过扫描器输入，在内制软件中进行解码。关于手机扫码，下列说法正确的是（）A．手机镜头与近视镜的镜片属于同一种透镜 B．手机扫描二维码时，二维码一定是光源 C．手机镜头远离二维码时，二维码在手机中所成的像会变小 D．用手机镜头扫码付款时，二维码需位于手机镜头的一倍焦距和二倍焦距之间【答案】C【分析】（1）能发光的物体称为光源；（2）近视镜的镜片是凹透镜；摄像头相当于凸透镜，凸透镜成像时，物距u＞2f，成倒立缩小的实像，应用是照相机；（3）凸透镜成实像的规律：物远像近像小。【解答】解：A、近视镜的镜片是凹透镜，摄像头相当于凸透镜，不属于同一种透镜，故A错误；B、二维码本身不发光，不是光源，故B错误；C、手机镜头远离二维码时，物远像近像变小，故C正确；D、手机摄像头是利用物距大于二倍焦距时，成倒立缩小实像的规律工作的，因此二维码位于摄像头的二倍焦距以外，故D错误。【点评】本题考查了光源和凸透镜成像的特点，虽知识点多、综合性强，但都属于基础难度不大。考向4近视、远视眼的辨别及矫正解法技巧1．人的眼球好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，外界物体在视网膜上所成的像是倒立的实像。2．人的眼睛是通过调节晶状体的弯曲程度，改变晶状体的焦距来获得清晰倒立、缩小的实像。3．近视眼形成的原因：晶状体太厚，或者眼球在前后方向上太长，折光能力太强，使得来自远处某点的光会聚在视网膜前，到达视网膜时已经不是一个点，而是一个模糊的光斑。如图甲所示甲近视眼形成的原因乙近视眼的矫正4．近视眼的矫正：需佩戴凹透镜，使进入眼睛的光线发散一些后再通过晶状体，使像成在视网膜上。如图乙所示。5．远视眼形成的原因：晶状体太薄，或者眼球在前后方向上太短，折光能力太弱，使得来自近处某点的光会聚在视网膜之后，即到达视网膜时还没有会聚成一个点，在视网膜形成一个模糊的光斑。6．远视眼的矫正：需佩戴凸透镜，使进入眼睛的光线会聚一些后再通过晶状体，使像成在视网膜上。【模拟10】（2023秋•安康期末）人眼是一个高度精密的光学系统，下列围绕人眼的讨论，不正确的是（）A．人能看到物体是因为有光射入了人眼 B．外界物体在视网膜上成的像的像距大于二倍焦距 C．角膜和晶状体的共同作用相当于凸透镜，视网膜相当于光屏 D．眼球好像一架照相机，外界物体在视网膜上成的像是缩小的【答案】B【分析】眼睛看见物体是因为物体发出的光，或者反射的光线进入眼里；人眼的晶状体和角膜相当于凸透镜，视网膜相当于光屏，外界物体在视网膜上成倒立的缩小的实像，所以像距大于1倍焦距小于2倍焦距。【解答】解：A、眼睛看见物体是因为物体发出的光，或者反射的光线进入眼里，故A正确；BCD、人的眼睛相当于一架微型照相机，晶状体和角膜相当于一个凸透镜，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，像距大于1倍焦距小于2倍焦距，外界物体在视网膜上成倒立、缩小的实像，故B错误，CD正确。【点评】本题主要考查了眼睛的视物原理，与照相机的工作原理相结合，是正确解题的关键。【模拟11】（2023秋•伊州区期末）如图所示，分别表示近视眼成因和矫正做法的是（）A．①② B．③④ C．②④ D．①③【答案】D【分析】近视眼的成因是：晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球的前后径太长，因此来自远处的光会聚在视网膜前，即像成在视网膜的前方，应配戴发散透镜，使光线推迟会聚。【解答】解：看远处的物体时，像成在视网膜的前面，所以①是近视眼的成因。近视眼需戴凹透镜矫正，所以③是近视眼的矫正做法。故选：D。【点评】此题主要考查学生对近视眼成因以及矫正方法的理解和掌握。近视眼是晶状体会聚能力增强，像呈在视网膜的前方，应配戴凹透镜矫正。【模拟12】（2023秋•双牌县期末）下列四幅图中，能说明远视眼成因及其矫正方法的是（）A．①④ B．②③ C．①③ D．②④【答案】C【分析】远视眼是晶状体会聚能力减弱，像呈在视网膜的后方，应配戴凸透镜矫正。【解答】解：远视眼是晶状体曲度变小，会聚能力减弱，即折光能力减弱，像呈在视网膜的后方，故①图是远视眼的成因图；要矫正远视眼应佩戴会聚透镜，即凸透镜，使光线提前会聚，故③图是矫正远视眼的。故选：C。【点评】本题主要考查学生对近视眼和远视眼的成因，以及矫正方法的理解和掌握，是中考的热点。考向5透镜作图解法技巧利用透镜的三条特殊光线作光路图要点：1．凸透镜主要对光线起会聚作用，凹透镜主要对光线起发散作用。2．不管是凸透镜还是凹透镜，过光心的光线方向不变。3．凸透镜要点：平行于主光轴的光线在对面会聚于焦点后继续传播，经过焦点的光线在透镜对面平行于主光轴传播。4．凹透镜要点：平行于主光轴的光线过透镜后的光线的反向延长线经过虚焦点。【模拟13】（2023秋•莱西市期末）如图所示，一条光线经平面镜反射后，过凸透镜的焦点F射向凸透镜，请完成光路图，并标出反射时入射角的度数。【答案】如图所示【分析】（1）反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角来作；根据反射定律作出反射