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第四講　透鏡及其應(yīng)用
2025年中考物理一輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題講練
透鏡及
其應(yīng)用
眼睛
和眼鏡
透鏡及
其光路
平行于主光軸
過(guò)(虛)焦點(diǎn)
過(guò)光心
凸透鏡
的成像規(guī)
律及應(yīng)用
顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡
正常眼睛的
成像原理
視力及
其矯正
焦點(diǎn)與焦距
三條特
殊光路
凸透鏡和凹透鏡
成因及
成像位置
矯正方法
物距(u)與焦距的關(guān)系
像距(v)與焦距的關(guān)系
像的特點(diǎn)
應(yīng)用
靜態(tài)成像圖
口訣
動(dòng)態(tài)成像規(guī)律
實(shí)像與虛像
一、透鏡及其光路
1.凸透鏡和凹透鏡
(1)凸透鏡：中間________、邊緣________，對(duì)光有________作用．
(2)凹透鏡：中間________、邊緣________，對(duì)光有________作用．
2.凸透鏡能使與主光軸平行的光會(huì)聚在主光軸上的一點(diǎn)，
這個(gè)點(diǎn)叫做凸透鏡的_____；如圖F表示焦點(diǎn)，該點(diǎn)到凸
透鏡光心O的距離叫作_____，圖中f表示_____．
知識(shí)精講
厚
薄
會(huì)聚
薄
厚
發(fā)散
焦點(diǎn)
焦距
焦距
RJ八上P92圖5.1-5 凸透鏡使光會(huì)聚
RJ八上P92圖5.1-6 凹透鏡使光發(fā)散
3.三條特殊光路
畫(huà)出折射光線方向(⑩～ )
平行于主光軸 過(guò)(虛)焦點(diǎn) 過(guò)光心
凸透鏡
凹透鏡
二、
凸透鏡的成像規(guī)律及應(yīng)用
靜態(tài)成像圖(請(qǐng)完成下列光路圖) 物距(u)與焦距的關(guān)系 像距(v)與焦距的關(guān)系 像的特點(diǎn) 應(yīng)用
u＞2f ______ 倒立、縮小、____ _______
u＝2f ______ ____、____、實(shí)像 —
B′
A'
f實(shí)像
照相機(jī)
B′
A'
v＝2f
倒立
等大
靜態(tài)成像圖(請(qǐng)完成下列光路圖) 物距(u)與焦距的關(guān)系 像距(v)與焦距的關(guān)系 像的特點(diǎn) 應(yīng)用
f＜u＜2f ______ 倒立、____、____ _______
u＝f — 不成像 探照燈
B′
A'
v>2f
放大
實(shí)像
投影儀
靜態(tài)成像圖
(請(qǐng)完成下列光路圖) 物距(u)與焦距的關(guān)系 像距(v)與焦距的關(guān)系 像的特點(diǎn) 應(yīng)用
u＜f — ____、放大、____ _______
B′
A'
正立
虛像
放大鏡
2.口訣：一倍焦距分虛實(shí)，內(nèi)虛外實(shí)，實(shí)倒虛正； 二倍焦距分大小，遠(yuǎn)小近大；實(shí)像分居兩側(cè)倒；虛像則是同側(cè)正．
3.動(dòng)態(tài)成像規(guī)律：成實(shí)像時(shí)，物距增大，像距________，像________．成虛像時(shí)，物距增大，像距________，像________．
4.實(shí)像：______在光屏上呈現(xiàn)的像．虛像：______在光屏上呈現(xiàn)的像．
減小
變小
增大
變大
能
不能
物遠(yuǎn)像近(成實(shí)像)
物近像遠(yuǎn)(成虛像)
物近像遠(yuǎn)(成實(shí)像)
物遠(yuǎn)像近(成虛像)
點(diǎn)擊播放視頻
點(diǎn)擊播放視頻
點(diǎn)擊播放視頻
點(diǎn)擊播放視頻
三、眼睛和眼鏡
1.正常眼睛的成像原理：眼球中晶狀體和角膜的共同作用相當(dāng)于一個(gè)________鏡，把來(lái)自物體的光________在視網(wǎng)膜上，形成________立、________的________像．
凸透
會(huì)聚
倒
縮小
實(shí)
RJ八上P100圖5.4－1 眼球的結(jié)構(gòu)
2.
成因及成像位置 矯正方法
近視眼 晶狀體太厚，折光能力太強(qiáng)，或眼球在前后方向上太長(zhǎng)，使來(lái)自遠(yuǎn)處某點(diǎn)的光會(huì)聚在視網(wǎng)膜________ 在眼睛前面放一個(gè)合適的______透鏡
遠(yuǎn)視眼 晶狀體太薄，折光能力太弱，或眼球在前后方向上太短，使來(lái)自近處某點(diǎn)的光會(huì)聚在視網(wǎng)膜________ 在眼睛前面放一個(gè)合適的______透鏡
記憶口訣 近前遠(yuǎn)后，近凹遠(yuǎn)凸
視力及其矯正
前方
凹
后方
凸
點(diǎn)擊至趣味視頻
四、顯微鏡：來(lái)自被觀察物體的光經(jīng)過(guò)物鏡后成一個(gè)放大的實(shí)像，目鏡的作用是將這個(gè)像再放大一次．
五、望遠(yuǎn)鏡：物鏡的作用是使遠(yuǎn)
處的物體在焦點(diǎn)附近成實(shí)像，目
鏡的作用是用來(lái)把這個(gè)像放大.
RJ八上P103圖5.5-1 顯微鏡的結(jié)構(gòu)
RJ八上P103圖5.5-3
天文愛(ài)好者用的望遠(yuǎn)鏡
實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)梳理
1. 實(shí)驗(yàn)思路
2. 實(shí)驗(yàn)裝置(如下圖)
點(diǎn)燃
同一
使像成在光
屏中央
(2)凸透鏡焦距的測(cè)量：用平行光垂直照射凸透鏡，在凸透鏡的另一側(cè) 用光屏承接到最小、最亮的光斑，測(cè)出光斑到 的距離 即為焦距.
(3)觀察虛像的操作：撤去光屏，從 (選填“光屏”或“蠟燭”)一 側(cè)透過(guò)凸透鏡觀察，可以觀察到燭焰的像.
凸透鏡光心
光屏
4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
(1)當(dāng)u＞2f，f＜v＜2f時(shí)成 像(照相機(jī))；
(2)當(dāng)u＝2f，v＝2f時(shí)成 像；
(3)當(dāng)f＜u＜2f，v＞2f時(shí)成 像(投影儀)；
(4)當(dāng)u＝f時(shí)不成像；當(dāng)u＜f時(shí)成 像(放大鏡).
倒立縮小的實(shí)
倒立等大的實(shí)
倒立放大的實(shí)
正立放大的虛
一題多設(shè)問(wèn)
(依據(jù)2022年版課標(biāo)科學(xué)探究的四要素設(shè)問(wèn))
例　小明做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn).
(1)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有A、B兩種透鏡，將其正對(duì)太陽(yáng)光時(shí)的現(xiàn)象如圖甲所 示，則應(yīng)該選擇 (選填“A”或“B”)透鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn).
甲
例題圖
B
(2)小明將一束平行于主光軸的光射向凸透鏡，移動(dòng)光屏直到上面得到一 個(gè)最小、最亮的光斑.如圖乙所示，該透鏡焦距f＝ cm.
乙
例題圖
10.0
(3)接下來(lái)小明將蠟燭、凸透鏡和光屏從左到右依次放在光具座上，并調(diào) 節(jié)它們的高度，下圖中的情況屬于已經(jīng)調(diào)整好的是 (填選項(xiàng)).
C
解釋　(4)當(dāng)調(diào)節(jié)蠟燭、透鏡和光屏位置如圖丙A所示時(shí)，光屏上恰好呈現(xiàn) 清晰的像(未畫(huà)出)：
例題圖丙
①[2021陜西18(3)題]此時(shí)光屏上成的是倒立、 (選填“放大”或 “縮小”)的實(shí)像，生活中的 就是利用這一成像原理制成的.
縮小
照相機(jī)
②[2016陜西31(1)題改編]保持圖丙A中的凸透鏡位置不動(dòng)，將蠟燭移至光 具座35 cm刻度線處，為使光屏上再次出現(xiàn)清晰的像，應(yīng)將光屏移到光具 座的 cm刻度線處，光屏上燭焰的像可能是圖丙B中的 (選填 “a” “ b” “ c”或“ d”)，生活中的 就是利用這一成像原 理制成的.
例題圖丙
80.0
c
投影儀
例題圖丙
此時(shí)物距小于一倍焦
距，成的是虛像
光屏
正立
放
大鏡
(5)(人教實(shí)驗(yàn)改編題)表1中呈現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)中的部分?jǐn)?shù)據(jù)和現(xiàn)象.
表1
實(shí)驗(yàn)序號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8
物距(u)/cm 40 30 20 15 13 10 8 4
像距(v)/cm 13.3 15 20 30 43.3 — — —
像的
性質(zhì) 虛實(shí) 實(shí)像 實(shí)像 實(shí)像 實(shí)像 實(shí)像 不成 像 虛像 虛像
大小 縮小 縮小 等大 放大 放大 放大 放大
正倒 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 正立 正立
①像的大小： 倍焦距處是放大與縮小的實(shí)像分界點(diǎn)，當(dāng)物距u滿 足 時(shí)，成放大的實(shí)像；當(dāng)物距u滿足 時(shí)，成縮小的 實(shí)像.
二
f＜u＜2f
u＞2f
分析表格數(shù)據(jù)可知：
實(shí)驗(yàn)序號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8
物距(u)/cm 40 30 20 15 13 10 8 4
像距(v)/cm 13.3 15 20 30 43.3 — — —
像的
性質(zhì) 虛實(shí) 實(shí)像 實(shí)像 實(shí)像 實(shí)像 實(shí)像 不成 像 虛像 虛像
大小 縮小 縮小 等大 放大 放大 放大 放大
正倒 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 正立 正立
②像的虛實(shí)： 倍焦距處是虛像與實(shí)像的分界點(diǎn).
③像的正倒： 倍焦距處是像正倒的分界點(diǎn).
④當(dāng)凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距變小，像距 ，像會(huì) .
一
一
變大
變大
實(shí)驗(yàn)序號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8
物距(u)/cm 40 30 20 15 13 10 8 4
像距(v)/cm 13.3 15 20 30 43.3 — — —
像的
性質(zhì) 虛實(shí) 實(shí)像 實(shí)像 實(shí)像 實(shí)像 實(shí)像 不成 像 虛像 虛像
大小 縮小 縮小 等大 放大 放大 放大 放大
正倒 倒立 倒立 倒立 倒立 倒立 正立 正立
　(6)[實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析]隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，蠟燭燃燒變短，燭焰的像在光 屏上會(huì) (選填“向上”或“向下”)移動(dòng)；為使像重回光屏中央， 應(yīng)進(jìn)行的操作是 .
向上
將蠟燭向上調(diào)節(jié)(或?qū)⑼哥R和光屏都向下調(diào)節(jié)，合理即可)
(7)[2016陜西31(3)題]保持圖丙A中的凸透鏡位置不動(dòng)，當(dāng)小明將蠟燭移至 38 cm處，在光具座上無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏，都不能得到清晰的像，原因 是 .為使光屏上承接到清晰的像，他 采用了兩種做法.
例題圖丙
像距太大，超出了光具座的量程
①[換透鏡]保持蠟燭和透鏡的位置不變，更換凸透鏡，在光具座上移動(dòng)光 屏，光屏上出現(xiàn)燭焰清晰的像.這表明像距變 了，由此推斷更換的 凸透鏡會(huì)聚光的能力較強(qiáng)，此透鏡焦距 (選填“大于”“小于” 或“等于”)10 cm.
②[加透鏡]保持蠟燭和透鏡的位置不變，在蠟燭和透鏡之間再放置一 個(gè)凸透鏡，在光具座上移動(dòng)光屏，光屏上出現(xiàn)燭焰清晰的像.由此實(shí) 驗(yàn)聯(lián)系實(shí)際，遠(yuǎn)視眼的晶狀體焦距較
(選填“大”或“小”)，將近處
物體的像成在視網(wǎng)膜 (選填“前”
或“后”)方，故需佩戴 透鏡矯正.
小
小于
大
后
凸
增加透鏡
點(diǎn)擊播放視頻
(8)[水透鏡](2024煙臺(tái)改編)同學(xué)小東用自制的水凸透鏡來(lái)模擬探究眼球晶 狀體變化規(guī)律，在光屏上得到了清晰的像，如圖丁所示.此時(shí)，若將蠟燭 靠近水凸透鏡時(shí)，保持光屏位置不變，為了使光屏上仍能成清晰的像，應(yīng) 該向水透鏡 (選填“注水”或“抽水”).
丁
例題圖
注水
表2
沒(méi)有控制物距相同(或?qū)嶒?yàn)中有物距和焦距兩個(gè)變量，無(wú)法
比較分析)
焦距f/cm 物距u/cm 像距v/cm 像的大小
5.0 15.0 7.5 較小
10.0 25.0 16.7 較大
15.0 35.0 26.25 最大
戊
例題圖
LED燈發(fā)光更穩(wěn)定(或有格子更容易比較像與
物的大小關(guān)系或“F”狀字母易于比較像與物的左右關(guān)系)
沿垂直于光具座方向輕輕吹動(dòng)燭焰，觀察光屏上像的晃動(dòng)方向是否
與燭焰的晃動(dòng)方向相反
陜西真題、副題及變式
　凸透鏡成像規(guī)律及應(yīng)用(10年7考，常結(jié)合光現(xiàn)象考查)
命題點(diǎn)
1
1. (2023陜西12題3分)如圖，是某地投放使用的智能無(wú)人駕駛小巴車(chē)，它 可以通過(guò)車(chē)上的攝像機(jī)和激光雷達(dá)識(shí)別道路狀況.小巴車(chē)上的攝像機(jī)識(shí)別 道路上的行人時(shí)，其鏡頭相當(dāng)于一個(gè) 透鏡，行人在攝像機(jī)感光元件 上成倒立、縮小的 像.當(dāng)小巴車(chē)靠近公交站牌時(shí)，
站牌在攝像機(jī)感光元件上所成的像 (選填“變
大”“變小”或“不變”).
第1題圖
凸
實(shí)
變大
1.如圖所示是小明在學(xué)校科技周制作的一個(gè)投影儀，它的鏡頭是一個(gè) 鏡，投影時(shí)應(yīng)該把投影片放在鏡頭后面的卡槽處，卡槽距離鏡頭的距離應(yīng)該 ；投影儀的鏡片能夠矯正 (選填“近視”或“遠(yuǎn)視”)眼.
變式1.1題圖
凸透
大于一倍焦距小于二倍焦距
遠(yuǎn)視
A. 照相機(jī)鏡頭對(duì)光有發(fā)散作用
B. 拍攝該照片時(shí)，花比人更靠近照相機(jī)鏡頭
C. 花和人通過(guò)照相機(jī)鏡頭成的是正立、縮小的實(shí)像
D. 若要使花的像更大一些，可將花移到照相機(jī)鏡頭
一倍焦距之內(nèi)
第2題圖
B
　眼睛和眼鏡(10年5考)
命題點(diǎn)
2
3. (2019陜西26題3分)6月6日是全國(guó)愛(ài)眼日.眼球中晶狀體和角膜的共同作 用相當(dāng)于一個(gè) 透鏡.視力正常的人看物體時(shí)，物體在視網(wǎng)膜上 成 (選填“正立”或“倒立”)、縮小的實(shí)像.近視眼需佩 戴 透鏡矯正視力.
凸
倒立
凹
5. (2024陜師大附中八模)如圖所示，請(qǐng)分別畫(huà)出 AB的入射光線和 CO的折 射光線.
第5題圖
　透鏡作圖[2023.17(1)、2015.29(1)]
命題點(diǎn)
3
4. [2023陜西17(1)題2分]如圖所示，O為凸透鏡的光心，F(xiàn)為凸透鏡的焦點(diǎn)，請(qǐng)分別畫(huà)出兩條入射光線通過(guò)凸透鏡后的折射光線.
第4題圖
6. (2024陜西19題7分)如圖甲，是小明做“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實(shí) 驗(yàn)裝置.
第6題圖甲
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)燭焰中心、凸透鏡光心和光屏中心在同一高度，其目的 是 .
改變物距時(shí)，在操作上便于使像成在光屏的中央
(2)固定凸透鏡的位置，將蠟燭放在距離凸透鏡較遠(yuǎn)處，此時(shí)應(yīng)移動(dòng)
直至出現(xiàn)最清晰的像，記錄物距、像距、像的性質(zhì).
光屏
第6題圖甲
(3)改變物距，重復(fù)上述操作，多次實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在下表中.
凸透鏡的焦距：f＝5.0 cm
實(shí)驗(yàn)
次數(shù) 物距
/cm 像距
/cm 像的性質(zhì)
正立或倒立 放大或縮小 虛像或?qū)嵪?br/>1 18.0 6.9 倒立 縮小 實(shí)像
2 10.0 10.0 倒立 等大 實(shí)像
3 7.0 17.7 倒立 放大 實(shí)像
4 4.0 — 正立 放大 虛像
分析數(shù)據(jù)可知：當(dāng)物距大于凸透鏡焦距時(shí)，物距減小，像距 .
增大
(4)當(dāng)光屏上出現(xiàn)清晰的像時(shí)，小明不小心用手指尖遮擋住了凸透鏡的一 部分，這時(shí)光屏上 (選填“仍能”或“不能”)成燭焰完整的像.
(5)實(shí)驗(yàn)中，小明將自己的眼鏡放在蠟燭和凸透鏡之間，發(fā)現(xiàn)光屏上原來(lái) 清晰的像變模糊.將光屏適當(dāng)靠近凸透鏡后，光屏上再次出現(xiàn)清晰的像， 由此可判斷小明佩戴的是________
(選填“近視”或“遠(yuǎn)視”)眼鏡.
仍能
遠(yuǎn)視
第6題圖甲
增加透鏡
點(diǎn)擊播放視頻
(6)如圖乙，當(dāng)無(wú)人機(jī)在高空拍攝地面場(chǎng)景時(shí)，所成的像最靠近圖丙中凸 透鏡主光軸上的 (選填“a”“b”“c”或“d”)點(diǎn).
乙 丙
第6題圖
(7)生活中常用的放大鏡應(yīng)用了表中第 次實(shí)驗(yàn)的成像規(guī)律.
b
4
　創(chuàng)新探究實(shí)驗(yàn)(2022.21)
命題點(diǎn)
4
7. 如圖甲所示，人眼的功能類(lèi)似于照相機(jī).學(xué)習(xí)了凸透鏡成像規(guī)律后，小明對(duì)人眼和照相機(jī)如何成清晰的像，進(jìn)行了進(jìn)一步研究.
第7題圖
(1)人眼結(jié)構(gòu)中，視網(wǎng)膜到晶狀體的距離不變，相當(dāng)于“探究凸透鏡成像 規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中， 到凸透鏡的距離不變，能否看清遠(yuǎn)近不同的物 體，可能與晶狀體的焦距有關(guān)；使用變焦照相機(jī)拍照，能否得到清晰的 像，可能同時(shí)與焦距和像距有關(guān).于是他用圖乙裝置進(jìn)行探究.
(2)實(shí)驗(yàn)前，調(diào)節(jié)“F”光源和光屏的中心在凸透鏡的主光軸上，是為了使 像呈現(xiàn)在 .
光屏
光屏中央
第7題圖
(3)實(shí)驗(yàn)主要步驟：①保持光屏到凸透鏡的距離不變，換上不同焦距的凸 透鏡，調(diào)節(jié)“F”光源到凸透鏡的距離，直到光屏上成清晰的像，分別記 錄焦距、物距和像的高度.
②保持 到凸透鏡的距離不變，換上不同焦距的凸透鏡，調(diào) 節(jié)光屏到凸透鏡的距離，直到光屏上成清晰的像，分別記錄焦距、物距和 像的高度.
“F”光源
第7題圖
(4)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：
物體的高度H＝5.0 cm
實(shí)驗(yàn)
序號(hào) 物距
u/cm 像距
v/cm 焦距
f/cm 像的高
度h/cm
1 17.1 15.0 8.0 4.4
2 30.0 15.0 10.0 2.5
3 60.0 15.0 12.0 1.3
4 25.0 11.8 8.0 2.4
5 25.0 16.7 10.0 3.3
6 25.0 23.1 12.0 4.6
①分析 三組數(shù)據(jù)可知：當(dāng)像距不變時(shí)，物距變大，要成清晰 的像，凸透鏡焦距要變大.
1、2、3
實(shí)驗(yàn)
序號(hào) 物距
u/cm 像距
v/cm 焦距
f/cm 像的高
度h/cm
1 17.1 15.0 8.0 4.4
2 30.0 15.0 10.0 2.5
3 60.0 15.0 12.0 1.3
4 25.0 11.8 8.0 2.4
5 25.0 16.7 10.0 3.3
6 25.0 23.1 12.0 4.6
實(shí)驗(yàn)
序號(hào) 物距
u/cm 像距
v/cm 焦距
f/cm 像的高
度h/cm
1 17.1 15.0 8.0 4.4
2 30.0 15.0 10.0 2.5
3 60.0 15.0 12.0 1.3
4 25.0 11.8 8.0 2.4
5 25.0 16.7 10.0 3.3
6 25.0 23.1 12.0 4.6
②分析4、5、6三組數(shù)據(jù)可知：當(dāng)物距不變時(shí)，凸透鏡焦距越 ，像距越大，像也越大.
大(或長(zhǎng))
根據(jù)以上探究可知：人眼是通過(guò)調(diào)節(jié)晶狀體焦距來(lái)看清遠(yuǎn)近不同物體的； 用變焦照相機(jī)在同一位置拍攝同一物體時(shí)，是通過(guò)同時(shí)調(diào)節(jié)焦距和像距， 使物體成大小不同的清晰的像.
(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明和同學(xué)們進(jìn)行如下交流：
①人長(zhǎng)時(shí)間看近處物體，眼睛容易疲勞.學(xué)習(xí)較長(zhǎng)時(shí)間后，建議同學(xué)們適 當(dāng)遠(yuǎn)眺，使睫狀體放松，晶狀體變 (選填“厚”或“薄”)，焦距變 大，舒緩眼疲勞，保護(hù)眼睛.
②用變焦相機(jī)拍完西安鐘樓的全景后，要在原地把鐘樓上的鐘拍得更大一 些，應(yīng)該把照相機(jī)的鏡頭 (選填“向前伸”或“往后縮”)同時(shí) 增大焦距.
薄
向前伸

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