安徽省2020年中考物理總復習 模塊二 光學 專題二 透鏡及其應用

專題二透鏡及其應用中考真題再現(xiàn)( 學用見P15 )探究規(guī)律對接中考命題點1透鏡的光路作圖( ?？?)1.( 2018·安徽第12題 )下列光路圖錯誤的是( C )2.( 2015·安徽第10題 )如圖,L表示凹透鏡,MN為主光軸,O點為光心,F為焦點。圖甲和圖乙表示經(jīng)過凹透鏡的兩條特殊光路,請運用凹透鏡的特殊光路,在圖丙中畫出物體AB通過凹透鏡所成虛像A'B'的光路圖?！敬鸢浮咳鐖D所示命題點2凸透鏡成像的規(guī)律與應用( ?？?)3.( 2017·安徽第12題 )物理學中,一些物理量間的變化關系,常用圖像來表示。下列圖像表示正確的是( C )【解析】汽車做勻速直線運動時,速度是保持不變的,A項錯誤;在電阻一定時,導體的電流與電壓成正比,電壓變大,電流變大,B項錯誤;同種液體內(nèi)部的壓強與其深度之間成正比關系,深度越深,壓強越大,C項正確;凸透鏡成實像時,物距變大,像距變小,D項錯誤。4.( 2016·安徽第18題 )關于凸透鏡成像實驗,完成以下內(nèi)容:( 1 )首先應將蠟燭、凸透鏡和光屏依次固定在光具座上,并調節(jié)它們的中心在同一高度。 ( 2 )圖中O為凸透鏡的光心,F為焦點,請畫出燭焰上的S點發(fā)出的三條光線( 中間一條光線平行于主光軸 )經(jīng)凸透鏡后的出射光線,并確定其像的位置S'。【答案】如圖所示( 3 )實驗中當物距u等于焦距f時,某同學卻發(fā)現(xiàn)在光屏一側透過凸透鏡看到了燭焰正立、放大的像。對此下列解釋合理的是B。 A.因為燭焰有一定的寬度,實際上它的某些部分到凸透鏡的距離稍大于焦距B.因為燭焰有一定的寬度,實際上它的某些部分到凸透鏡的距離稍小于焦距C.這是燭焰發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡表面反射形成的像名師考點精講( 學用見P1619 )學思結合高效突破考點一透鏡1.透鏡及與透鏡相關的概念凸透鏡凹透鏡特征中間厚、邊緣薄中間薄、邊緣厚相關名詞光心主軸上有個特殊的點,通過這個點的光傳播方向不變,這個點叫做透鏡的光心主光軸通過透鏡兩個球面球心的直線焦點凸透鏡能使跟主光軸平行的光會聚在主光軸上的一點,這個點叫做焦點( F )。凸透鏡有兩個焦點入射光線平行于主光軸,經(jīng)凹透鏡折射后,出射光線的反向延長線交于主光軸上一點,這一點為虛焦點( F )焦距焦點到透鏡光心的距離( 用f表示 ) 物距物體到光心的距離( 用u表示 ) 像距像到光心的距離( 用v表示 ) 2.透鏡對光的作用凸透鏡凹透鏡對光的作用會聚作用發(fā)散作用特殊光線平行主光軸平行主光軸的光經(jīng)凸透鏡折射后,折射光線經(jīng)過焦點平行主光軸的光經(jīng)凹透鏡折射后,折射光線的反向延長線經(jīng)過焦點過光心過光心的光不改變傳播方向,即不發(fā)生折射過焦點過焦點的光折射后折射光線與主光軸平行1.對于凸透鏡而言,焦距是其重要的物理參數(shù)。凸透鏡凸起程度越大,對光的會聚能力越強,那么它的焦距就越小。2.折射光線總是偏向透鏡較厚的地方。典例1如圖所示,已給出了入射光線和折射光線,請在方框內(nèi)畫出合適的透鏡。【解析】凸透鏡對光線有會聚作用,題圖甲中折射光線與入射光線相比,向主光軸方向偏折,光線會聚了,所以方框內(nèi)為凸透鏡;凹透鏡對光線有發(fā)散作用,題圖乙中折射光線與入射光線相比,遠離主光軸偏折,光線發(fā)散了,所以方框內(nèi)為凹透鏡。【答案】如圖所示【特別提醒】會聚作用和會聚光線是不同的,發(fā)散作用和發(fā)散光線也是不同的。會聚作用射出的不一定是會聚光線,發(fā)散作用射出的也不一定是發(fā)散光線。典例2( 2019·江蘇揚州 )如圖,請完成光線通過凸透鏡的光路圖。【解析】通過二倍焦距處的光線經(jīng)凸透鏡折射后,折射光線通過凸透鏡另一側的二倍焦距處,通過光心的光線傳播方向不改變?！敬鸢浮咳鐖D所示針對訓練1.( 2019·四川巴中 )請將光路圖補充完整?！敬鸢浮咳鐖D所示2.( 2019·湖北黃石 )凸透鏡如圖所示,MN為主光軸,O點為光心,F點為焦點,請在圖中畫出三條光線的折射光線,并作出物點S的像點S'( 注意保留作圖痕跡 )?！敬鸢浮咳鐖D所示考點二生活中的透鏡1.照相機:鏡頭由一組透鏡組成,相當于一個凸透鏡。照相時,物體離照相機的鏡頭較遠,成倒立、縮小的實像。2.投影儀:利用凸透鏡來成像,成像時,物體離投影儀的鏡頭較近,成倒立、放大的實像。3.放大鏡:生活中常用的放大鏡,其實質是一個凸透鏡,成像時,物體離放大鏡的距離在一倍焦距以內(nèi),成正立、放大的虛像。典例3( 2019·山東濰坊 )小明通過透鏡觀察“美麗濰坊”四個字,看到的情形如圖所示,下列說法正確的是( )A.該透鏡只能成放大的像B.該透鏡可以用作近視眼鏡C.該透鏡可以用作照相機鏡頭D.字到透鏡的距離小于此透鏡的焦距【解析】題圖中看到的字是倒立、放大的,所以此透鏡是凸透鏡。凸透鏡可以成倒立、縮小的實像,A項錯誤;矯正近視眼的眼鏡是凹透鏡,B項錯誤;照相機的鏡頭是凸透鏡,C項正確;題圖中凸透鏡成倒立、放大的實像,所以f<u<2f,此時字到透鏡的距離u大于此透鏡的焦距f,D項錯誤?！敬鸢浮?C針對訓練3.凸透鏡是一種基本光學元件,在生活中有廣泛的應用。下列說法不正確的是( A )A.用放大鏡觀察報紙時,報紙應放在一倍焦距之內(nèi),要使觀察的像更大且清晰些,報紙要靠近放大鏡B.用投影儀放映物理試題時,要使銀幕上所成像更大且清晰些,應該讓鏡頭下降些,同時投影儀遠離屏幕C.用照相機照人像照時,要使所成像更大且清晰些,應該讓拍攝對象靠近鏡頭,同時鏡頭前伸D.用照相機照人像照時,要使所成像更大且清晰些,應該改用長焦( 即焦距更長的 )鏡頭,同時鏡頭前伸【解析】用放大鏡觀察報紙時,報紙應放在一倍焦距之內(nèi),要使觀察的像更大且清晰些,報紙要遠離放大鏡,A項符合題意?？键c三凸透鏡成像規(guī)律與應用1.成像原理:光的折射實像虛像光路圖成像解讀折射光線會聚而成折射光線的反向延長線會聚而成2.成像規(guī)律( 1 )靜態(tài)規(guī)律與應用物距u像的性質像距v像與物相對鏡的位置應用大小正倒虛實u>2f縮小倒立實像f<v<2f異側照相機u=2f等大v=2f測焦距f<u<2f放大v>2f投影儀u=f不成像測焦距u<f放大正立虛像v>f同側放大鏡( 2 )動態(tài)規(guī)律物近像遠像變大:無論成實像還是虛像,只要物體向焦點位置靠近,像都會遠離透鏡,像不一定是放大的,但肯定是逐漸變大的;反之,物遠像近像變小:無論成實像還是虛像,物體遠離焦點,像就會向透鏡靠近,像不一定是縮小的,但像肯定是逐漸變小的。 典例4如圖所示,小明將凸透鏡( f=10 cm )固定在光具座40 cm的位置,探究凸透鏡的成像規(guī)律。下列說法不正確的是( )A.將蠟燭從焦點內(nèi)某處向透鏡方向移動過程中,像逐漸變小B.當光屏上成清晰的像時,拿開光屏,眼睛在一定范圍內(nèi)仍能看到像C.將蠟燭放在10 cm處,移動光屏,光屏上可得到倒立、縮小的清晰像D.當光屏上成清晰像時,在貼近凸透鏡左側的位置放一遠視鏡片,向右移動光屏,光屏上仍能得到清晰的像【解析】蠟燭從焦點內(nèi)某處向透鏡方向移動過程中,即蠟燭遠離焦點,所成的虛像將變小,A項正確;發(fā)光物體發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡折射后是會聚的,經(jīng)過成像點后是發(fā)散的,所以眼睛必須在成像點以外的光線發(fā)散區(qū)域才能看到這個像;當眼睛在原光屏處不能看到發(fā)光體的像,眼睛靠近凸透鏡也不能看到像,當眼睛從原光屏位置遠離凸透鏡,能看到像,B項正確;當蠟燭放在10cm處,物距u=30cm>2f,成倒立、縮小的實像,C項正確;若在蠟燭和透鏡間放一遠視眼鏡,遠視眼鏡為凸透鏡,對光線有會聚作用,此時所成的像將靠近透鏡,所以應向左移動光屏,D項錯誤?！敬鸢浮?D【類型突破】凸透鏡成像規(guī)律的記憶法1.一倍焦距是虛實像的分界點,二倍焦距是放大實像和縮小實像的分界點;當物比像大時,物距也比像距大,反之亦然。2.成實像時,在凸透鏡前加一透鏡后在光屏上重新成像。若加凸透鏡,需將物體或光屏靠近凸透鏡;若加凹透鏡,需將物體或光屏遠離凸透鏡。針對訓練4.( 2019·江蘇徐州 )在“探究凸透鏡成像規(guī)律”時,開始時燭焰在光屏上成縮小的像,接著把物距調整為剛才的一半,移動光屏使燭焰在光屏上成像,此時的像( D )A.是放大的B.是縮小的C.是等大的D.以上三種都有可能5.( 2019·山東泰安 )如圖所示,在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗中,燭焰在距離凸透鏡8 cm處時,在距離凸透鏡15 cm處的光屏上成倒立的像。保持蠟燭和光屏不動,現(xiàn)把凸透鏡向光屏方向移動7 cm,下列關于燭焰在光屏上成像的說法正確的是( B )A.不能成清晰的像B.成倒立的縮小的像C.成倒立的放大的像D.成倒立的等大的像【解析】由題意知,u=8 cm,v=15 cm時成倒立的像,此時f<u=8 cm<2f,解得4 cm<f<8 cm,此時像距v=15 cm>2f,解得f<7.5 cm,所以4 cm<f<7.5 cm,保持蠟燭和光屏不動,現(xiàn)把凸透鏡向光屏方向移動7 cm,此時u'=8 cm+7 cm=15 cm>2f,v'=15 cm-7 cm=8 cm,f<v'<2f,燭焰在光屏上成倒立、縮小的實像,B項正確?？键c四人眼與透鏡1.人眼結構與成像( 1 )結構:人眼的生理結構很復雜。從光學成像的角度而言,人眼的晶狀體和角膜相當于凸透鏡,視網(wǎng)膜相當于光屏。人眼能看到物體是因為物體通過晶狀體所成的像恰好落在視網(wǎng)膜上。 ( 2 )成像:如圖甲,某處物體的像恰好落在視網(wǎng)膜上,若物體靠近人眼,設晶狀體本身情況不變,那么所成的像到晶狀體的距離會變大,而晶狀體到視網(wǎng)膜的距離可認為是一定的,像就不能落在視網(wǎng)膜上,如圖乙,但晶狀體通過適度調節(jié)變厚,折射能力變強,仍可將像落在視網(wǎng)膜上,如圖丙。反之,當物體遠離人眼,設晶狀體本身情況不變,那么所成的像到晶狀體的距離會變小,像就不能落在視網(wǎng)膜上,但晶狀體通過適度調節(jié)變薄,折射能力變?nèi)?也可將像成在視網(wǎng)膜上。 2.近視及矯正近視眼看不清遠處的物體,原因是晶狀體的折射能力太強,像落在視網(wǎng)膜的前面,如圖甲,應用一個對光起發(fā)散作用的凹透鏡來矯正,如圖乙。 3.遠視及矯正遠視眼看不清近處的物體,原因是晶狀體的折射能力太弱,像落在視網(wǎng)膜的后面,如圖丙。應用一個對光起會聚作用的凸透鏡來矯正,如圖丁。 典例5( 2019·山東棗莊 )智能手機給人們帶來了許多便利,但長時間盯著手機屏幕,容易導致視力下降。下列關于近視眼及其矯正的原理圖正確的是( )A.甲、乙B.甲、丁C.丙、乙D.丙、丁【解析】近視眼是由于晶狀體對光線的會聚能力太強,使遠處物體射來的光線會聚在視網(wǎng)膜的前方,近視眼需配戴凹透鏡進行矯正。【答案】 A【類型突破】近視與遠視的矯正物體像成在視網(wǎng)膜前近視眼戴凹透鏡物體像成在視網(wǎng)膜后遠視眼戴凸透鏡針對訓練6.( 2019·四川綿陽 )人進入老年后,眼睛睫狀體對晶狀體的調節(jié)能力減弱,太遠、太近的物體都看不清楚。近視遠視一體眼鏡( 雙光鏡 )可以解決這個問題,戴上這種眼鏡,透過下半部分可以看清書上文字,透過上半部分鏡片可以看清遠處景物。由此可知,近視遠視一體眼鏡下半部分是凸透鏡,上半部分鏡片對光具有發(fā)散( 選填“會聚”或“發(fā)散” )作用。 【解析】透過下半部分可以看清書上文字,說明不戴眼鏡時不能看清近處物體,是遠視眼,需戴凸透鏡進行矯正,所以下半部分是凸透鏡;透過上半部分鏡片可以看清遠處景物,說明不戴眼鏡時不能看清遠處物體,是近視眼,需戴凹透鏡進行矯正,所以上半部分是凹透鏡,對光具有發(fā)散作用。重難題型探究( 學用見P19 )思維拓展素養(yǎng)提升類型一思想方法型1.某初三畢業(yè)班照集體照時,發(fā)現(xiàn)有些同學沒有進入鏡頭,為了使全體同學都進入鏡頭,應采取:人不動,照相機遠離( 選填“遠離”或“靠近” )同學們一些,同時鏡頭往里縮( 選填“前伸”或“里縮” )一些。 2.( 2019·合肥包河區(qū)模擬 )如圖,L為凸透鏡,MN為其主光軸,O為光心,F為其焦點,若AB表示點燃的蠟燭,請在圖中利用凸透鏡成像的知識作出非特殊的入射光線AP通過凸透鏡折射后對應的出射光線( 提示:先作出蠟燭的像 )?！敬鸢浮咳鐖D所示3.( 2019·浙江溫州 )將一蠟燭放在裝有水的燒瓶前,調整蠟燭和燒瓶至如圖所示位置,在墻壁上得到清晰的像。該像的性質是( D )A.縮小的虛像B.放大的虛像C.縮小的實像D.放大的實像4.夜晚,發(fā)著光的小螢火蟲從放大鏡的2倍焦距處沿著主光軸勻速飛行過程中,螢火蟲發(fā)出的通過放大鏡部分的光逐漸減少,則螢火蟲的像( C )A.遠離放大鏡,平均速度小于螢火蟲的飛行速度B.遠離放大鏡,平均速度大于螢火蟲的飛行速度C.靠近放大鏡,平均速度小于螢火蟲的飛行速度D.靠近放大鏡,平均速度大于螢火蟲的飛行速度【解析】由于螢火蟲發(fā)出的通過放大鏡部分的光逐漸減少,說明螢火蟲離放大鏡( 凸透鏡 )越來越遠,所成的像越來越小,像的位置變化范圍在1倍焦距和2倍焦距之間,故像的平均速度小于螢火蟲的飛行速度,C項正確。類型二解題規(guī)律型5.( 2019·合肥蜀山區(qū)一模 )蠟燭放在如圖所示位置,通過凸透鏡成倒立、縮小的像,小紅畫了圖中的光路,下列說法正確的是( C )A.小紅畫的光路是正確的B.蠟燭通過透鏡成的是虛像C.透鏡的焦距小于10 cmD.透鏡的焦距大于20 cm6.在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中,當光屏、透鏡及燭焰的相對位置如圖所示時,恰能在光屏上得到一個清晰的像。由此判斷這個凸透鏡的焦距可能是( A )A.介于810 cm之間B.介于1016 cm之間C.小于8 cmD.大于20 cm【解析】由題圖知,u=20 cm,v=16 cm,且光屏上得到一個清晰的像,由凸透鏡成像規(guī)律可知,此時的像是倒立、縮小的實像,所以u=20 cm>2f,2f>v=16 cm>f,解得8 cm<f<10 cm。7.當蠟燭、凸透鏡和光屏處在如圖位置時,光屏上恰好能接收到清晰的燭焰像,下列說法正確的是( D )A.光屏上接收到的是倒立、放大的實像B.根據(jù)此時的成像特點可以制成投影儀C.若將蠟燭向左移動,則需要將光屏向左移動相同距離才能再次得到清晰的像D.保持蠟燭和光屏的位置不變,只將凸透鏡移至30 cm刻度線處,光屏上可以再次得到清晰的像( 學用見P20 )探究凸透鏡成像的規(guī)律1.實驗裝置:如圖所示,光具座、凸透鏡、光屏、蠟燭。2.實驗操作( 1 )了解凸透鏡的焦距,或用平行光聚焦法測出焦距的大小。( 2 )點燃蠟燭,調整凸透鏡和光屏的高度,使它們的中心與燭焰的焰心在同一高度。 ( 3 )實驗中,保持凸透鏡的位置不動,通過改變蠟燭的位置( 調整物距 ),移動光屏找像,記錄每次物距、像距、像的特點及蠟燭在移動過程中像的變化情況。 ( 4 )如果某次實驗在光屏上找不到像,可能是蠟燭到透鏡的距離小于一倍焦距或蠟燭恰在一倍焦距上。 ( 5 )觀察虛像時人眼應在透鏡的另一側透過凸透鏡觀察。針對訓練1.( 2019·甘肅天水 )如圖是探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實驗裝置。( 1 )為了使燭焰的像呈現(xiàn)在光屏的中央,應調整燭焰、凸透鏡和光屏使它們的中心大致在同一高度。 ( 2 )當蠟燭位于圖中的B處時,移動光屏到D處,觀察到光屏上呈現(xiàn)清晰的像,此時像和物大小相等,則該凸透鏡焦距為10.0cm。 ( 3 )緊接著用不透明的硬紙板擋住凸透鏡的下半部分,發(fā)現(xiàn)光屏上呈現(xiàn)的像是完整( 選填“完整”或“不完整” )的。 ( 4 )當把蠟燭向右移動5 cm,屏上的像變得模糊。要使像變清晰,光屏應向右適當移動,此時光屏上的像應該是倒立、放大( 選填“放大”“等大”或“縮小” )的實像。 2.在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中,將蠟燭、焦距等于10 cm的凸透鏡、光屏放在光具座上,把凸透鏡固定在50 cm處。( 1 )將蠟燭放在A點,光屏在B位置上,為了找到清晰的像,應將光屏向左( 選填“左”或“右” )移動。 ( 2 )依次改變蠟燭的位置,移動光屏,直到找到清晰的像。記錄的數(shù)據(jù)如表。次數(shù)123456物距/cm403530252015像距/cm13.5141516.72030將蠟燭放在C點觀察到燭焰的正立、放大的虛像后,若希望看到更大的虛像,應將蠟燭向左( 選填“左”或“右” )移動。 17