資源簡(jiǎn)介

一、凸透鏡成像規(guī)律
光心：通常位于透鏡的幾何中心；通過(guò)透鏡光心的光線傳播方向不變。
焦點(diǎn)：平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚于主光軸上一點(diǎn)。
焦距：焦點(diǎn)到光心的距離。
【注意】
①實(shí)像與虛像的分界點(diǎn)在焦點(diǎn)處。
②放大像與縮小像的分界點(diǎn)在二倍焦點(diǎn)處。
③不論凸透鏡成實(shí)像還是虛像，物體離焦點(diǎn)越近，成的像越大。
【總結(jié)】透鏡成像的兩個(gè)“一定”：
①實(shí)像一定都是倒立的，像和物體處在透鏡異側(cè)，是由實(shí)際光線會(huì)聚而成的，可用光屏承接。
②虛像一定都是正立的，像與物體處在透鏡同側(cè)，是由折射光線的反向延長(zhǎng)線相交而成的，不能用光屏承接，只能用眼睛直接觀看。
記憶口訣：一倍焦距分虛實(shí)；二倍焦距分大小；物近像遠(yuǎn)像變大；實(shí)像倒來(lái)虛像正。
二、人的眼球，近視眼和遠(yuǎn)視眼
近視眼成因：晶狀體向外出，焦距變小，折光能力過(guò)強(qiáng)。眼球中的晶狀體和角膜的共同作用相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，能在視網(wǎng)膜上成倒立、縮小的實(shí)像
成　　像：像成在視網(wǎng)膜的前方；看近處物體清晰，看遠(yuǎn)處物體不清晰。
矯正方法：配戴凹透鏡。將光發(fā)散，使像后移到視網(wǎng)膜上。
遠(yuǎn)視眼成因：晶狀體拉長(zhǎng)，焦距變大，折光能力過(guò)弱。
成　　像：像成在視網(wǎng)膜的后方；看遠(yuǎn)處物體清晰，看近處物體不清晰。
矯正方法：配戴凸透鏡。會(huì)聚光線，使像前移到視網(wǎng)膜上。
色　　盲：失去正常人辨別顏色能力的先天性色覺(jué)障礙。
不管是近視、遠(yuǎn)視還是正常的眼，視覺(jué)的形成部位不是眼睛，而是在大腦皮層的視覺(jué)中樞。
三、實(shí)驗(yàn)探究：凸透鏡成像規(guī)律
1.實(shí)驗(yàn)原理
(1)凸透鏡成像原理:凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，其本質(zhì)是光的折射。
(2)成像光路圖:利用“三條特殊光線”作圖。
2.實(shí)驗(yàn)器材與裝置
(1)光屏的選擇:宜選用表面粗糙的白屏，使各種色光均能在光屏上發(fā)生漫反射。
(2)實(shí)驗(yàn)前需調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心在同一高度,使?fàn)T焰的像恰能成在光屏的中央。
3.實(shí)驗(yàn)操作
(1)焦距的測(cè)量:用平行光垂直于凸透鏡照射，光屏在凸透鏡的另一-側(cè)移動(dòng)，當(dāng)光屏上出現(xiàn)最小、最亮的光斑時(shí),凸透鏡光心到光斑的距離就是焦距;
也可以利用物距等于二倍焦距時(shí)凸透鏡成倒立、等大的實(shí)像這一一性質(zhì)來(lái)測(cè)量焦距。
(2)物距控制:分別探究u>2f、u=2f、f(3)實(shí)像與虛像的判斷:可以成在光屏上的是實(shí)像,不能成在光屏上的是虛像。
(4)當(dāng)觀察到凸透鏡成虛像時(shí)，移去光屏，從光屏-側(cè)透過(guò)凸透鏡觀察燭焰所成的像。
(5)光路的可逆性:成清晰實(shí)像時(shí)，對(duì)調(diào)蠟燭和光屏的位置，光屏上仍成清晰的實(shí)像。
(6)換用半塊透鏡或用紙遮擋透鏡的一部分，光屏上的像會(huì)變暗，但仍能成完整的像。
4.實(shí)驗(yàn)分析和故障處理
(1)光屏上找不到像的原因:
①燭焰在焦點(diǎn)上或在焦點(diǎn)以內(nèi);
②凸透鏡焦距過(guò)大(凸透鏡的焦距不能大于光具座長(zhǎng)度的四分之一);
③燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心不在同一-直線上。
(2)蠟燭變短時(shí)的現(xiàn)象及處理:蠟燭燃燒變短時(shí)，光屏上的像將向上移動(dòng)，此時(shí)應(yīng)將蠟燭向上移動(dòng)，或?qū)⒐馄料蛏弦苿?dòng)。
5.數(shù)據(jù)分析
數(shù)據(jù)表格設(shè)計(jì):焦距、物距、物距與焦距的關(guān)系、像的性質(zhì)(虛實(shí)、大小、正倒)、像距、像距與焦距的關(guān)系等。
例1、“方寸天地納寰宇”描述了小小眼球可盡觀廣袤世界。下列能夠解釋眼球成像原理的是（　　）
A． B．
C． D．
例2、用如圖所示的裝置探究凸透鏡成像規(guī)律．凸透鏡的焦距是15cm．當(dāng)把凸透鏡固定在50cm刻度線處，蠟燭固定在15cm刻度線處時(shí)（　　）
A．光屏在“Ⅰ”區(qū)域內(nèi)移動(dòng)，才能得到清晰的像
B．光屏在“Ⅱ”區(qū)域內(nèi)移動(dòng)，才能得到清晰的像
C．在光屏上得到的是放大、倒立的像
D．在光屏上得到的是縮小、正立的像
例3、小金同學(xué)在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，記錄并繪制了像到凸透鏡的距離v跟物體到凸透鏡的距離u之間關(guān)系的圖象，如圖所示，下列判斷正確的是（　　）
A．該凸透鏡的焦距是16cm
B．當(dāng)u＝12cm時(shí)，在光屏上能得到一個(gè)縮小的像
C．當(dāng)u＝20cm時(shí)成縮小的像，照相機(jī)就是根據(jù)這一原理制成的
D．物體從距凸透鏡12cm處移動(dòng)到24cm處的過(guò)程中，物像間距逐漸變小
例4、為了研究眼的成像原理，小新自主研制了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。用水透鏡模擬眼的晶狀體，通過(guò)注水或抽水可改變水透鏡凸度大小，光屏和水透鏡固定在光具座如圖所示的位置。
（1）點(diǎn)燃蠟燭后，調(diào)節(jié)水透鏡凸度，直至光屏上成一個(gè)清晰倒立、　 　（填“放大”、“等大”或“縮小”）的實(shí)像。若將點(diǎn)燃的蠟燭向右移動(dòng)一小段距離，要使光屏上重新得到清晰的像，應(yīng)對(duì)水透鏡 　 （填“注水”或“抽水”）。
（2）小科將水透鏡換成普通凸透鏡后繼續(xù)做凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)，人站在凸透鏡的位置，向左觀察到發(fā)光的物體是一個(gè)“R”型的LED燈，當(dāng)他向右觀察光屏上成清晰的像時(shí)，觀察到的像的形狀是 　 。（選填字母）
1．如圖是支付寶刷臉支付功能。對(duì)準(zhǔn)手機(jī)屏幕，攝像頭會(huì)進(jìn)行識(shí)別，免去了很多繁瑣的步驟。以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（　　）
A．刷臉的原理是利用了光的反射
B．該攝像機(jī)鏡頭相當(dāng)于凸透鏡
C．鏡頭所成的像是一個(gè)倒立縮小的實(shí)像
D．若鏡頭焦距為 10cm，為了能形成清晰的像，人臉到鏡頭的距離應(yīng)大于 20cm
2.如圖所示，當(dāng)我們看遠(yuǎn)處物體時(shí)，遠(yuǎn)處物體的光線正好聚焦在視網(wǎng)膜上。當(dāng)我們從看遠(yuǎn)處物體改為看近處物體時(shí)（一般不小于10cm），為了使近處物體成像在視網(wǎng)膜上，晶狀體凸度和焦距的變化情況分別是（　　）
A．晶狀體凸度變大，焦距變短 B．晶狀體凸度變大，焦距變長(zhǎng)
C．晶狀體凸度變小，焦距變短 D．晶狀體凸度變小，焦距變長(zhǎng)
3.小寧在探究“平面鏡成像”和“凸透鏡成像”的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，分別把一個(gè)不透明且不光滑的擋板放在如圖甲、乙所示的位置，則（　　）
A．兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的擋板上均不能出現(xiàn)蠟燭的像
B．兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，小寧均不能看到蠟燭的像
C．只有乙的擋板出現(xiàn)蠟燭的像且小寧能看到像
D．甲、乙的擋板上均能出現(xiàn)蠟燭的像且小寧均能看到像
4.如圖所示是凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)中，將一支點(diǎn)燃的蠟燭放在光具座上，在光屏上得到清晰的像，下列不符合實(shí)際的是（　　）
A．光屏上成的是縮小倒立的實(shí)像，幻燈機(jī)就是應(yīng)用了此原理
B．若只將光屏和蠟燭位置互換，光屏上仍能成像
C．實(shí)驗(yàn)用的透鏡焦距可能為10厘米
D．移動(dòng)蠟燭向凸透鏡靠攏，調(diào)節(jié)光屏可看到像變大
5.小金做“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先按圖完成儀器安裝，圖中F點(diǎn)是1倍焦距處，H點(diǎn)是2倍焦距處。
（1）經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)，在光屏上得到了一個(gè)清晰的像，但像的位置偏高（如圖所示），為了使像能成在光屏的中央，應(yīng)把蠟燭向________（選填“上”或“下”）調(diào)。
（2）調(diào)節(jié)好蠟燭的高度后，她把蠟燭移到A點(diǎn)處，此時(shí)光屏上的像很模糊，為了得到清晰的像，應(yīng)把光屏向________（選填“左”或“右”）移動(dòng)。
（3）她再次把蠟燭移到B點(diǎn)處，無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)光屏，光屏上始終接收不到像，要想看到這個(gè)像，觀察的方法應(yīng)是________。
6.小明同學(xué)在做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)。
(1)前面學(xué)過(guò)，物體離照相機(jī)的鏡頭比較遠(yuǎn)，成縮小的實(shí)像，物體離投影儀的鏡頭比較近，成放大的實(shí)像，物體離放大鏡比較近，成放大、正立的虛像。據(jù)此小明據(jù)出的問(wèn)題是，像的虛實(shí)、大小、正倒跟____有什么關(guān)系？
(2)如圖甲，小明讓平行光正對(duì)凸透鏡照射，光屏上出現(xiàn)一個(gè)最小最亮的光斑，則凸透鏡的焦距f＝____cm。
(3)小明所用實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙所示，若將凸透鏡放在光具座刻度50cm位置處不變，把蠟燭放在刻度10cm處，利用此時(shí)凸透鏡成像的特點(diǎn)制成的光學(xué)儀器是______(選填“照相機(jī)”“放大鏡”或“投影儀”)。
(4)如圖丙所示是小明通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的凸透鏡成像時(shí)的像距v和物距u關(guān)系的圖像，由圖像可知，成實(shí)像時(shí)物距逐漸減小，像距逐漸______。當(dāng)u＞2f時(shí)，物體移動(dòng)速度_________(選填“大于”“小于”或“等于”)像移動(dòng)的速度；當(dāng)f＜u＜2f時(shí)，物體移動(dòng)速度_________(選填“大于”“小于”或“等于”)像移動(dòng)的速度。
1.“天宮課堂”上航天員王亞平制作了一個(gè)水球，通過(guò)水球可看到一個(gè)像（如圖甲），往水球內(nèi)注入氣體，在水球中央形成一個(gè)氣泡，結(jié)果同時(shí)形成兩個(gè)人像（如圖乙）。下列關(guān)于圖乙兩個(gè)像的形成原因解釋正確的是（　　）
A．只有正立虛像是凸透鏡成像
B．只有倒立實(shí)像是凸透鏡成像
C．正立虛像、倒立實(shí)像都是凸透鏡成像
D．正立虛像、倒立實(shí)像都不是凸透鏡成像
2.在“探究凸透鏡的成像特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中，所用凸透鏡的焦距為10cm，光屏是用表面涂有白漆的鐵板制成。小科把“F”發(fā)光物置于離凸透鏡13cm處，移動(dòng)光屏，在光屏上找到清晰的像，如圖所示。小科看到光屏上像的形狀和大小分別是（　　）
A．、放大 B．、放大 C．、縮小 D．、縮小
3．如圖為商場(chǎng)中經(jīng)常看到的廣告投影燈及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，為了在地面上得到更大的、清晰的廣告圖標(biāo)像，下列操作可行的是（　　）
A．增大投影燈離地距離，適當(dāng)增大鏡頭到廣告片距離
B．增大投影燈離地距離，適當(dāng)減小鏡頭到廣告片距離
C．減小投影燈離地距離，適當(dāng)增大鏡頭到廣告片距離
D．減小投影燈離地距離，適當(dāng)減小鏡頭到廣告片距離
4．如圖是二維碼掃描收銀盒，它是一種影像式移動(dòng)支付裝置，其掃描攝像頭為焦距等于5厘米的凸透鏡，將二維碼放置在掃碼區(qū)則可生成倒立、縮小的實(shí)像。小明用凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)?zāi)M收銀盒成像規(guī)律，其中正確的是（　　）
A． B．
C． D．
5.用如圖所示的裝置“探究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)。
（1）如圖甲所示，凸透鏡位置固定，當(dāng)發(fā)光的小燈泡放在40cm刻度線的位置時(shí)，移動(dòng)光屏，在光屏上始終能呈現(xiàn)一個(gè)面積大小不變的光斑，則該透鏡的焦距為 　10.0　cm。
（2）在圖乙中，小明拿來(lái)一副眼鏡，將其靠近凸透鏡左側(cè)，發(fā)現(xiàn)光屏上的像由清晰變模糊，向右移動(dòng)光屏又發(fā)現(xiàn)清晰的像，說(shuō)明該眼鏡的鏡片是 　凹　透鏡。
答案及解析
例1、人的眼睛的晶狀體和角膜的共同作用相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，外界物體在視網(wǎng)膜上成倒立、縮小的實(shí)像。根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知，此時(shí)u＞2f（或u＞v），成倒立、縮小的實(shí)像；
A、圖中，u＞v，成倒立縮小的實(shí)像，故A符合題意；
B、圖中，u＝v，成倒立等大的實(shí)像，故B不符合題意；
C、圖中，u＜v，成倒立放大的實(shí)像，故C不符合題意；
D、圖中u＜f，成正立放大的虛像，故D不符合題意；
故選：A。
例2、解：凸透鏡焦距是15cm，當(dāng)把凸透鏡固定在50cm刻度線位置，蠟燭固定在15cm刻度線位置時(shí)，物距為50cm﹣15cm＝35cm，大于2倍焦距，所以此時(shí)成倒立縮小的實(shí)像，像在1倍和2倍焦距之間，即在光具座的65cm﹣80cm之間可以找到清晰的像。
綜上所述，只有選項(xiàng)A的說(shuō)法正確。
故選：A。
例3、解：A、u＝v＝2f，凸透鏡成倒立、等大的實(shí)像，如圖，u＝v＝2f＝16cm 時(shí)，所以f＝8cm，故A錯(cuò)誤；
B、當(dāng)u＝12cm時(shí)，2f＞u＞f，成倒立、放大的實(shí)像，故B錯(cuò)誤；
C、當(dāng)u＝20cm時(shí)，u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像，應(yīng)用于照相機(jī)，故C正確；
D、物體從距凸透鏡12cm處移動(dòng)到24cm處的過(guò)程中，物距逐漸增大，根據(jù)凸透鏡成的實(shí)像時(shí)有：物遠(yuǎn)（物距變大）像近（像距變小）像變小，像距逐漸減小，從v＞2f到f＜v＜2f，但像距只能接近1倍焦距，而不能等于或小于1倍焦距，所以物像間距先變小后變大，如下圖所示：
故D錯(cuò)誤。故選：C。
例4、解：由圖可知，物距大于像距，并且能在光屏上成實(shí)像，所以物距一定是在二倍焦距之外，所以成的是倒立、縮小的實(shí)像；
向右移動(dòng)蠟燭，即此時(shí)的物距變小，像距應(yīng)該變大，即光屏應(yīng)該向右移動(dòng)，才能使得像清晰，但若保持光屏和透鏡不變，仍使得像成在光屏上，即需要讓凸透鏡的會(huì)聚能力增強(qiáng)，即需要讓凸透鏡變厚，故應(yīng)該向內(nèi)注水；
（2）凸透鏡成的實(shí)像是倒立的，與物體左右相反、上下也相反，但由于人是向右觀察光屏上的像，所以R的像應(yīng)為C。
故答案為：（1）縮小；注水；（2）C。
1．解：AB、攝像頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，光經(jīng)過(guò)攝像頭成像利用的是光的折射，故A錯(cuò)誤，B正確；
C、“刷臉”時(shí)，面部經(jīng)攝像頭成倒立、縮小的實(shí)像，與照相機(jī)的成像特點(diǎn)相同，故C正確；
D、當(dāng)u＞2f時(shí)，凸透鏡成倒立、縮小的實(shí)像，所以，“刷臉”時(shí)，面部應(yīng)位于攝像頭兩倍焦距之外，即人臉到鏡頭的距離應(yīng)大于20cm，故D正確。
故選：A。
2.解：當(dāng)我們從看遠(yuǎn)處物體改為看近處物體時(shí)（一般不小于10cm），此時(shí)的物距變小，像距會(huì)變大，像成在視網(wǎng)膜的后面，為了使近處物體成像在視網(wǎng)膜上，需要增大眼睛晶狀體對(duì)光的偏折能力，即要增大晶狀體的凸度，使得焦距變短，故A正確。
故選：A。
3.解：由圖可知，蠟燭在凸透鏡的一倍焦距以內(nèi)，成正立、放大的虛像；圖中眼睛透過(guò)凸透鏡往蠟燭方向觀察，因?yàn)樘撓袷枪獾姆聪蜓娱L(zhǎng)線相交得到的，所以在圖乙處放置木板對(duì)看到虛像不產(chǎn)生影響，即在乙處能看到像；在圖甲處木板放置在平面鏡前面，擋住了小寧的視線，即在甲處不能看到像，故A正確，BCD錯(cuò)誤。
故選：A。
4.解：
A、由圖可知，此時(shí)的物距大于像距，光屏上成的是縮小倒立實(shí)像，照相機(jī)就是應(yīng)用了此原理，故A錯(cuò)誤；
B、若只將光屏和蠟燭位置互換，根據(jù)光路可逆可知，光屏上能成倒立、放大的實(shí)像，故B正確；
C、由圖可知，u＝30.0cm＞2f，所以f＜15cm；2f＞v＝15cm＞f，所以15cmf＞7.5cm，所以15cm＞f＞7.5cm，故C正確；
D、移動(dòng)蠟燭向凸透鏡靠攏，物距變小，像距變大，像變大，故D正確。
故選：A。
5.（1）上
（2）右
（3）從凸透鏡的右側(cè)透過(guò)凸透鏡觀察
【解析】（1）凸透鏡成像規(guī)律如下：
【解答】（1）根據(jù)光線過(guò)凸透鏡的光心不改變方向，為了使像成在光屏的中央，應(yīng)將蠟燭向上移動(dòng)或?qū)⒐馄料蛏弦苿?dòng)。（2）蠟燭放在A點(diǎn)，位于1倍焦距和2倍焦距之間，根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律可知此時(shí)成的是倒立、放大的實(shí)像，且像距大于2倍焦距，因此要把光屏向右移動(dòng)。（3）B點(diǎn)位于1倍焦距之內(nèi)，所以成的是正立、放大的虛像，且此時(shí)像與物同側(cè)，即都在凸透鏡的左側(cè)，所以要從凸透鏡的右側(cè)透過(guò)凸透鏡去觀察。
6.物距 10.0 照相機(jī) 增大 大于 小于
【解析】 (2)圖甲中，平行光線經(jīng)凸透鏡后會(huì)聚到一點(diǎn)，說(shuō)明凸透鏡對(duì)光線具有會(huì)聚作用，光屏上得到的最小最亮的光斑便是凸透鏡的焦點(diǎn)，所以焦距為20.0cm－10.0cm＝10.0cm。(3)凸透鏡的焦距是10cm，當(dāng)物體在10cm處時(shí)，物距為50cm－10cm＝40cm，物距大于兩倍焦距，成倒立、縮小的實(shí)像，這是照相機(jī)的原理。
1.解：由圖甲可知，水球相當(dāng)于是一個(gè)凸透鏡，成倒立、縮小的實(shí)像；由圖乙可知，內(nèi)圈相當(dāng)于變成了兩個(gè)凹透鏡的組合，這個(gè)時(shí)候又出現(xiàn)了一個(gè)正立的虛像，成正立、縮小的虛像，故B正確，ACD錯(cuò)誤。
故選：B。
2.解：凸透鏡的焦距f＝10cm，物距u＝13cm，滿足2f＞u＞f條件，成倒立、放大的實(shí)像；
由圖可知，光源“F”開(kāi)口向里（即垂直于紙面向里），因凸透鏡成的實(shí)像是倒立的，即像與物體的左右、上下相反，所以，在光屏前面看到的字母“F”是開(kāi)口向外的（或開(kāi)口向右），即像的形狀應(yīng)該是“”，故A正確，BCD錯(cuò)誤。
故選：A。
3．解：屏幕上的像的大小不取決于屏幕的大小，而是取決于物距和像距，要使像更大一些，要減小物距，增大像距，所以增大投影燈離地距離，同時(shí)減小廣告片與鏡頭的距離；故只有B選項(xiàng)說(shuō)法正確。
故選：B。
4．解：
將二維碼放置在掃碼區(qū)則可生成倒立、縮小的實(shí)像，說(shuō)明此時(shí)的物距要大于二倍焦距（已知f＝5cm），所以物距大于10cm，像距在一倍焦距和二倍焦距之間（即在5cm～10cm之間），
A圖中物距等于10.0cm＝2f，B圖中物距等于5.0cm＝f，D圖中物距為12.0cm＞2f，但其像距為17.0cm＞2f，所以ABD不符合題意；
C中的物距等于12.0cm＞2f，像距為8.0cm，像距在一倍焦距和二倍焦距之間，故C符合題意。
故選：C。
5.解：（1）根據(jù)焦點(diǎn)和焦距的定義可知，當(dāng)發(fā)光的小燈泡距離透鏡為50.0cm﹣40.0cm＝10.0cm時(shí)，在右側(cè)無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏，發(fā)現(xiàn)光屏上始終是一個(gè)大小不變的圓形光斑，說(shuō)明小燈泡位于凸透鏡的焦點(diǎn)處，該透鏡的焦距f＝10.0cm；
（2）將眼鏡靠近凸透鏡左側(cè)，發(fā)現(xiàn)光屏上的像由清晰變模糊，向右移動(dòng)光屏又發(fā)觀清晰的像，說(shuō)明該眼鏡的鏡片，對(duì)光線起了發(fā)散作用，則為凹透鏡。
故答案為：（1）10.0；（2）凹。
2023浙教版科學(xué)中考第一輪復(fù)習(xí)--物理模塊（四）
凸透鏡成像規(guī)律

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