第十九講透鏡及其應(yīng)用

2022年版最新課程標(biāo)準(zhǔn)

1.了解凸透鏡對光的會聚作用和凹透鏡對光的發(fā)散作用。

2.探究并了解凸透鏡成像的規(guī)律。

3.了解凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用。

中考考點(diǎn)?一遍清

一、透鏡及其對光線的作用

1.圖甲表示凸透鏡，對光線具有會聚作用。

2.圖乙表示凹透鏡，對光線具有發(fā)散作用。

3.3為焦點(diǎn)，。為光心，+'為主光軸，F(xiàn)為焦距。

4.透鏡的三條特殊光線：

1.凸透鏡成像規(guī)律及其應(yīng)用:

物距與像距與物的像的特點(diǎn)（正倒、

」的關(guān)系像距應(yīng)用

位置關(guān)系大小、虛實(shí)）

u>2f異側(cè)倒立、縮小的實(shí)像f<v<2f照相機(jī)

F2f異側(cè)倒立、等大的實(shí)像v=2f測焦距

異側(cè)倒立、放大的實(shí)像v>2f投影儀

u=f不成像一獲得平行光束

u<f同側(cè)正立、放大的虛像一放大鏡

2.眼睛和眼鏡：

⑴眼睛的成像原理。

①原理：晶狀體和角膜的共同作用相當(dāng)于一個(gè)把來自物體的光會聚在視網(wǎng)膜上,

形成物體的像。視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏。

②成像特點(diǎn)：倒立、縮小的實(shí)像。

⑵近視眼、遠(yuǎn)視眼的比較。

成因

項(xiàng)目矯正

晶狀體折光能力眼球前后徑

近視眼太厚太強(qiáng)太長凹透鏡

遠(yuǎn)視眼太薄太弱太短凸透鏡

3.顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡：

⑴顯微鏡：目鏡和物鏡都是凸透鏡，目鏡相當(dāng)于放大鏡，成正立、放大的虛像;物鏡相當(dāng)于

投影儀,成倒立、放大的實(shí)像。

⑵望遠(yuǎn)鏡：目鏡和物鏡都是凸透鏡，目鏡相當(dāng)于放大鏡,成正立、放大的虛像;物鏡相當(dāng)于

照相機(jī),成倒立、縮小的實(shí)像。

實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)?一遍過

【實(shí)驗(yàn)】凸透鏡成像規(guī)律

實(shí)驗(yàn)名稱有關(guān)考點(diǎn)實(shí)驗(yàn)裝置

L實(shí)驗(yàn)前，要使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏三者的中心在

探究凸透同一水平高度的目的是：使?fàn)T焰的像能夠成在光屏

鏡成像的的史央，便于觀察像的性質(zhì)。

實(shí)驗(yàn)器材:蠟燭、凸透鏡、

規(guī)律2.在光屏上找到“最清晰”像的方法:多次前后緩

光屏、光具座、火柴

慢移動光屏，并不斷比較光屏上像的清晰程度，直

到光屏上的像最清晰。

3.當(dāng)物距小于一倍焦距時(shí)，燭焰通過凸透鏡成虛

像,應(yīng)該在光屏一側(cè),通過凸透鏡觀察燭焰,在燭焰

的后面會看到正立、放大的虛像o

4.隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，蠟燭越來越短，像在光屏上的

位置越來越高，當(dāng)像的位置超過了光屏的頂端時(shí)，

應(yīng)該將蠟燭向上調(diào)節(jié),或者將凸透鏡和光屏同時(shí)同

工調(diào)節(jié)。

5.當(dāng)物距大于像距時(shí)，物距就會大于凸透鏡的二倍

焦距,此時(shí)成倒立、縮小的實(shí)像。

6.根據(jù)光路的可逆性可知：將蠟燭和光屏的位置互

換時(shí),仍能在光屏上成清晰的像。

【示范題】如圖所示,在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中。

甲乙丙

基礎(chǔ)點(diǎn)

⑴小紅用平行光作光源，移動光屏，在光屏上得到一個(gè)最小最亮的光斑,如圖甲所示，則該凸

透鏡的焦距為10.0cm。

⑵實(shí)驗(yàn)前,要調(diào)整燭焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度，這樣做的目的是使像成在光

屏的中央。

⑶小紅將點(diǎn)燃的蠟燭放在某處，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動光屏,在光屏中心只能看到一個(gè)大小不變

的圓形光斑,你認(rèn)為可能出現(xiàn)的原因應(yīng)該是蠟燭放在了焦點(diǎn)處。

⑷如圖乙，光屏上呈現(xiàn)清晰的像,此像的性質(zhì)是倒立、放大的實(shí)像。在放大鏡、照相機(jī)和

投影儀中，成像原理與其相同的是投影儀。

⑸圖乙中，若將蠟燭向左移動5cm,保持凸透鏡的位置不動,則應(yīng)將光屏向左（選填“左”

或“右”）適當(dāng)移動才能再次在光屏上成清晰的像，此時(shí)的像略選填“大于”或“小

于"）原來的像。

高分點(diǎn)

⑹保持蠟燭的位置不變,移動透鏡至如圖丙所示刻度線處,則人眼應(yīng)該在圖中B(選填

“B”或"C”)處且朝著相應(yīng)方向，才能觀察到燭焰的像。

⑺小紅用手遮住凸透鏡的下半部分,可觀察到光屏上的像是完整(選填“完整”或“不完

整”)的。像的亮度變暗(選填“變亮”“變暗”或“不變”)。

⑻如果把圖乙中的蠟燭和光屏位置互換,在光屏可以得到一個(gè)倒立、縮小(選填“放大”

“縮小”或“等大”)的實(shí)像。

⑼如果把圖乙中的凸透鏡換成焦距稍大些的，仍要在光屏上得到一個(gè)清晰的像，就需要把光

屏向右(選填“左”或“右”)移動。

(10)蠟燭燃燒一段時(shí)間后變短,導(dǎo)致光屏上燭焰的像位置變高,為了能讓所成清晰的像回到光

屏中央,可將凸透鏡向下調(diào)節(jié)。

(11)在實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)光屏上出現(xiàn)的像只有中間清晰,兩側(cè)較模糊，小紅只對凸透鏡進(jìn)行了調(diào)整，

就在光屏上得到了清晰的像,他的調(diào)整是C。

A.左右適當(dāng)移動凸透鏡

B.上下適當(dāng)移動凸透鏡

C.適當(dāng)扭轉(zhuǎn)凸透鏡

D.更換焦距合適的凸透鏡

(12)在用該凸透鏡探究成“等大實(shí)像”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，老師發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)小組所測像距分別為17cm

和22cm,與理論像距20cm相比偏差較大。若不是因?yàn)殚L度測量方法錯(cuò)誤和測量誤差導(dǎo)致的，

請分析出現(xiàn)這種情況的原因：光屏上還沒有出現(xiàn)清晰的像時(shí)就測出了像距。

(13)如圖乙，在燭焰和凸透鏡之間放一副眼鏡，發(fā)現(xiàn)光屏上的像由清晰變模糊了，將光屏向透

鏡方向移動適當(dāng)距離后光屏上再次呈現(xiàn)清晰的像，該眼鏡是選填“近視”或“遠(yuǎn)視”)

眼鏡。

重難突破?析典例

【重難點(diǎn)】凸透鏡成像規(guī)律及應(yīng)用

【典題】小明用自制的“水凸透鏡”探究凸透鏡成像規(guī)律，當(dāng)蠟燭、“水凸透鏡”和光屏位于

如圖所示的位置時(shí),光屏上呈現(xiàn)燭焰清晰的像,下列說法正確的是(D)

水凸透鏡

A.此時(shí)成像特點(diǎn)與照相機(jī)的相同

B.此時(shí)“水凸透鏡”的焦距為15.0cm

C.調(diào)節(jié)“水凸透鏡”的厚度變厚可使其焦距變大

D.蠟燭燃燒變短,光屏上的像會向上移動

【技法點(diǎn)撥】

⑴靜態(tài)規(guī)律：

①一倍分虛實(shí)，內(nèi)虛外實(shí)。

一倍焦距處是實(shí)像、虛像的分界點(diǎn),物體在一倍焦距以內(nèi)，成的是虛像;在一倍焦距以外,成的

是實(shí)像。

②二倍分大小，遠(yuǎn)小近大。

二倍焦距處是成放大、縮小實(shí)像的分界點(diǎn),物體在二倍焦距和一倍焦距之間成的是放大的實(shí)像;

在二倍焦距之外成的是縮小的實(shí)像。

⑵動態(tài)規(guī)律:①成實(shí)像時(shí)：物近像遠(yuǎn)像變大。②成虛像時(shí):物近像近像變小。

成倒立、成倒立.

_______縮小的實(shí)像放大的實(shí)像

”>?\|尸〃<7\|“寸R/1/

照I_相_機(jī)_%_幻I燈機(jī)】放大鏡7日___F~_?

【變式II小芳利用如圖所示的裝置“探究凸透鏡成像的規(guī)律”。將蠟燭放在凸透鏡左側(cè)適當(dāng)

位置，調(diào)整光屏到凸透鏡的距離，使?fàn)T焰在光屏上成清晰的像,分別測出物距U和像距匕實(shí)驗(yàn)

數(shù)據(jù)如表所示。下列說法中(B)

實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345

物距u/cm6030201512

像距r/cm1215203060

①該凸透鏡的焦距為20cm

②第1次實(shí)驗(yàn)的成像規(guī)律與照相機(jī)成像原理相同

③從第1次實(shí)驗(yàn)到第5次實(shí)驗(yàn),成在光屏上的像越來越大

④當(dāng)尸11cm時(shí)，移動光屏,可在光屏上成倒立、縮小的清晰實(shí)像

A.只有①④正確B.只有②③正確

C.只有①②正確D.只有②③④正確

【變式2】在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡和光屏的中心位于同一高

度。已知凸透鏡焦距為10cm,各元件初始位置如圖所示，要使光屏上成清晰的像：

(40302010610203040cm；

⑴若移動光屏，應(yīng)將光屏向左(選填“左”或“右”)移動；

⑵若透鏡向左移動，最終光屏上成的是倒立、放大的實(shí)像。

精選好題?定點(diǎn)練

【命題點(diǎn)一】凸透鏡與凹透鏡

1.小華在一家汽車美容店門口看到如圖所示的“小貼士”，對此比較合理的解釋是(D)

烈日下洗車,則必須及時(shí)擦干；

時(shí)間一久,會導(dǎo)致車漆失去光澤。

A.水滴相當(dāng)于平面鏡,車漆發(fā)生反射而失去光澤

B.水滴相當(dāng)于凹透鏡,使光聚在車身局部產(chǎn)生高溫，時(shí)間一久會導(dǎo)致車漆失去光澤

C.水滴相當(dāng)于凹面鏡,使光聚在車身局部產(chǎn)生高溫，時(shí)間一久會導(dǎo)致車漆失去光澤

D.水滴相當(dāng)于凸透鏡,使光聚在車身局部產(chǎn)生高溫，時(shí)間一久會導(dǎo)致車漆失去光澤

2.光通過透鏡前后的方向如圖所示。圖甲和圖乙中方框內(nèi)的透鏡依次是(A)

甲

A.凸透鏡、凹透鏡B.凸透鏡、凸透鏡

C.凹透鏡、凸透鏡D.凹透鏡、凹透鏡

【命題點(diǎn)二】生活中的透鏡

3.小敏透過水杯看見《科學(xué)作業(yè)本》上的“科”字呈如圖所示的放大效果。下列選項(xiàng)中與其

成像規(guī)律相同的是(D)

4.(2023?深圳中考)如圖是一張大廈的照片，關(guān)于下列說法正確的是(C)

A.照相機(jī)的鏡頭對光線有發(fā)散作用

B.照相機(jī)呈倒立放大的虛像

C.水中的像是光的反射造成的

D.在太陽下的大樓是光源

【命題點(diǎn)三】凸透鏡成像規(guī)律及應(yīng)用

5.某物理興趣小組在“探究凸透鏡成像規(guī)律”時(shí)，將焦距為10cm的凸透鏡固定在光具座上

50cm刻度線處，光屏和點(diǎn)燃的蠟燭分別位于凸透鏡兩側(cè)，實(shí)驗(yàn)前調(diào)整好實(shí)驗(yàn)器材。如圖所示,

將蠟燭移至25cm刻度線處,移動光屏,呈現(xiàn)在光屏上清晰的像的特點(diǎn)是(A)

A.倒立、縮小的實(shí)像B.正立、放大的虛像

C.倒立、放大的實(shí)像D.與投影儀的成像特點(diǎn)相同

6.用如圖所示的裝置做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，已知凸透鏡的焦距為10cm,下列

說法正確的是(D)

A.燭焰在如圖所示位置所成像的特點(diǎn)與照相機(jī)成像特點(diǎn)相同

B.將蠟燭向遠(yuǎn)離凸透鏡的方向移動，向右移動光屏可得到燭焰所成清晰的像

C.將蠟燭移動到光具座42cm刻度線處，燭焰所成的像是倒立、放大的

D.將蠟燭移動到光具座30cm刻度線處,移動光屏至適當(dāng)位置,光屏上可得到等大的像

7.如圖甲，智能手機(jī)掃碼功能可快速獲取信息,手機(jī)攝像頭相當(dāng)于凸透鏡（選填“凸透鏡”

或“凹透鏡”）；二維碼通過攝像頭在手機(jī)中所成的是（選填“實(shí)”或“虛”）像。圖乙,

蠟燭恰好在光屏上成清晰的像,此時(shí)光屏上可觀察到倒立放大（選填“放大”或“縮小”）

的實(shí)（選填“實(shí)"或‘虛”）像,生活中的應(yīng)用是投影儀（選填“投影儀”或“照相機(jī)”）。

【命題點(diǎn)四】近視眼和遠(yuǎn)視眼的成因及矯正

8.教育部等15部門聯(lián)合印發(fā)《兒童青少年近視防控光明行動工作方案（2021-2025年）》（簡

稱《光明行動》），要求深入開展近視防控科研攻關(guān)，加快近視影響因素和干預(yù)、矯正、教育等

研究。下列關(guān)于近視眼及其矯正原理圖正確的是（C）

A.①③B.①④C.②③D.②④

9.正常眼睛觀察物體最清晰而又不易疲勞的距離，約為25cm,叫作明視距離。近視眼的明視

距離小于正常眼的明視距離（選填“大于”“等于”或“小于”）。與近視眼不同，遠(yuǎn)視眼

需要配戴凸透鏡矯正。

【命題點(diǎn)五】透鏡作圖

10.（2023?深圳中考）畫出兩條光線經(jīng)透鏡折射后的光路。

n.請你將圖中的光路圖補(bǔ)充完整（保留作圖痕跡）。

12.（2021?廣東中考）如圖所示，蠟燭的燭焰中心力在主光軸上距凸透鏡光心。二倍焦距以外。

①根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律,在圖甲中標(biāo)出/所成的像〃的大致位置。

②借助輔助線或光路圖，在圖乙中找到力所成的像的確切位置，保留作圖痕跡。

【命題點(diǎn)六】探究凸透鏡成像規(guī)律

13.（2023?廣東中考）小明在學(xué)習(xí)了凸透鏡成像的規(guī)律后，繼續(xù)深入探究,選用表中某一規(guī)格的

凸透鏡做實(shí)驗(yàn),調(diào)整好器材后如