第二部分

課程培優(yōu)第6講

透鏡及其應(yīng)用重難點突破陜西中考鏈接核心素養(yǎng)培優(yōu)重難點突破01重點1

凸透鏡成像規(guī)律

記憶小口訣：

凸透鏡成像的規(guī)律:一焦分虛實，二焦分大小;虛像同側(cè)正,實像異側(cè)倒;成實像，物近像遠像變大;成虛像,物近像近像變小。重點2

實驗：探究凸透鏡成像的規(guī)律圖2-6-1

1.凸透鏡成像原理：光的折射。

2.實驗裝置（如圖2-6-1）

3.實驗器材及其組裝

（1）實驗器材：光具座、蠟燭、凸透鏡、光屏等。

（2）組裝時凸透鏡要位于蠟燭和光屏之間。

（3）點燃蠟燭后，調(diào)整凸透鏡和光屏，使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏三者的中心大致在同一高度，目的是使?fàn)T焰通過凸透鏡所成的像呈現(xiàn)在光屏中央，便于觀察和比較像與物的關(guān)系。

（4）光具座要足夠長（長度大于四倍焦距），確保蠟燭和光屏能夠移動的距離大于二倍焦距。

（5）用發(fā)光二極管代替蠟燭的好處：成像穩(wěn)定且容易比較像與物的大小關(guān)系。

（6）用帶方格的光屏代替白色光屏的目的：便于比較像的大小變化。

4.實驗環(huán)境：為了使實驗現(xiàn)象更明顯，本實驗應(yīng)該在較暗的環(huán)境中進行。

5.實驗操作分析

（1）測量凸透鏡焦距的兩種方法

①將凸透鏡正對平行光源，在另一側(cè)移動光屏，當(dāng)光屏上承接到最小、最亮的光斑時，該光斑到凸透鏡光心的距離為焦距。

②當(dāng)凸透鏡所成的像為倒立、等大的實像時，蠟燭到凸透鏡光心距離的一半即為焦距。

（2）找到像的準確位置的操作

為了找到像的準確位置，必須做好光屏的微調(diào)，即在一定范圍內(nèi)左右移動光屏，使光屏上的像由模糊到清晰，直至找到像最清晰的位置。

（3）光屏上得不到清晰的像的原因

①燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心不在同一高度。

②蠟燭在凸透鏡一倍焦距以內(nèi)或焦點上。

③成實像時蠟燭距離焦點太近而光具座不夠長（或像距太長，超出了光具座的長度范圍）。

（4）實像與虛像的觀察區(qū)域

物距大于焦距時成實像，在光屏上觀察實像；物距小于焦距時成虛像，光屏不能承接，從光屏一側(cè)透過凸透鏡觀察燭焰的像。

（5）用紙板遮住凸透鏡的一部分，光屏上成像的變化情況及原因：光屏上成的像仍然完整，但會變暗一些，因為物體各部分發(fā)出或反射的光總有一部分透過凸透鏡到另一側(cè)，成像在光屏上。

（6）隨著燃燒，蠟燭變短，光屏上像的變化：燭焰在光屏上的像將向上移動。

（7）在蠟燭和凸透鏡之間加透鏡（或眼鏡）

①當(dāng)在蠟燭和凸透鏡之間加凸透鏡（或遠視眼鏡）時，因凸透鏡對光有會聚作用，會使像距變小。若要使光屏上再次出現(xiàn)清晰的像，應(yīng)將光屏靠近透鏡。

②當(dāng)在蠟燭和凸透鏡之間加凹透鏡（或近視眼鏡）時，因凹透鏡對光有發(fā)散作用，會使像距變大。若要使光屏上再次出現(xiàn)清晰的像，應(yīng)將光屏遠離透鏡。

（8）水透鏡（或更換焦距不同的凸透鏡）

①給水透鏡里加水（或更換厚一些的凸透鏡），它的焦距減小，會聚光的能力增強。

②從水透鏡里抽水（或更換薄一些的凸透鏡），它的焦距增大，會聚光的能力減弱。

（9）將光屏和蠟燭位置對調(diào)，光屏上的成像情況：根據(jù)光路的可逆性，將光屏和蠟燭位置對調(diào)，仍能在光屏上接收到清晰的像。重點3

眼睛和眼鏡

1.眼球的結(jié)構(gòu)主要包括角膜、晶狀體、睫狀體、玻璃體、視網(wǎng)膜、視神經(jīng)、瞳孔等。晶狀體和角膜的共同作用相當(dāng)于一個凸透鏡，它把來自物體的光會聚到視網(wǎng)膜上，形成物體的像。視覺神經(jīng)細胞感受到光的刺激，把這個信號傳輸給大腦，我們就看到了物體。

2.眼睛的調(diào)節(jié)：當(dāng)睫狀體放松時，晶狀體比較薄，對光的會聚作用較小，因而有利于眼睛看清遠處的物體；相反，當(dāng)睫狀體收縮時，晶狀體比較厚，對光的會聚作用較大，因而有利于眼睛看清近處的物體。

3.眼睛的疾病及矯正：（1）近視眼只能看清近處的物體，看不清遠處的物體。產(chǎn)生近視眼的原因是晶狀體太厚，折光能力太強。

因此來自遠處物體的光會聚在視網(wǎng)膜的前方，光到達視網(wǎng)膜時已經(jīng)不是一個點，而是一個模糊的光斑了。所以，在矯正近視眼時，應(yīng)該利用凹透鏡對光有發(fā)散作用的特點。因此，近視眼鏡是凹透鏡。（2）遠視眼只能看清遠處的物體，看不清近處的物體。產(chǎn)生遠視眼的原因是晶狀體太薄，折光能力太弱。因此來自近處物體的光只能會聚在視網(wǎng)膜的后方，即當(dāng)光到達視網(wǎng)膜時還未會聚成像，只是在視網(wǎng)膜上形成一個模糊的光斑。所以，在矯正遠視眼時，應(yīng)該利用凸透鏡對光有會聚作用的特點。因此，遠視眼鏡是凸透鏡。

重點4

顯微鏡和望遠鏡

2.顯微鏡的調(diào)節(jié)方法:經(jīng)顯微鏡的物鏡和目鏡兩次放大后的像相對于最初的被觀察物體而言是倒立的,既上下互換，也左右互換。因此,在調(diào)節(jié)顯微鏡時,要把像移到視野的中央，像偏向哪個方向，載物片（物體）就朝哪個方向移動。

3.開普勒望遠鏡是由兩種凸透鏡組成的，其基本結(jié)構(gòu)包括目鏡和物鏡兩部分。望遠鏡的物鏡的作用相當(dāng)于一架照相機，能夠使遠處的物體在焦點附近成倒立、

縮小的實像，即增大了視角；目鏡的作用相當(dāng)于一個放大鏡，使物鏡所成的實像被放大。

4.視角：我們的眼睛能不能看清一個物體，與物體相對于我們的眼睛所成的視角的大小有關(guān)。一個物體離我們較遠時，視角較小，我們感覺物體較??；

相反，這個物體離我們較近時，視角較大，我們感覺它較大。視角的大小與物體的大小和物體到眼睛的距離有關(guān)。陜西中考鏈接02

圖2-6-2【答案】如圖所示123圖2-6-32.（2024·陜西中考）如圖2-6-3甲所示是小明做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗裝置。（1）實驗時，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__________________。

使像成在光屏中央（2）固定凸透鏡的位置，將蠟燭放在距離凸透鏡較遠處，此時應(yīng)移動______直至出現(xiàn)最清晰的像，記錄物距、像距、像的性質(zhì)。光屏123

實驗序號像的性質(zhì)正立或倒立放大或縮小虛像或

實像118.06.9倒立縮小實像210.010.0倒立等大實像37.017.7倒立放大實像44.0—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，物距減小，像距______。增大123（4）當(dāng)光屏上出現(xiàn)清晰的像時，小明不小心用手指尖遮擋住了凸透鏡的一部分，這時光屏上______（選填“仍能”或“不能”）成燭焰完整的像。仍能（5）實驗中，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，由此可判斷小明配戴的是______（選填“近視”或“遠視”）眼鏡。遠視

4123圖2-6-43.（2022·陜西中考）如圖2-6-4甲所示，人眼的功能類似于照相機。學(xué)習(xí)了凸透鏡成像規(guī)律后，小明對人眼和照相機如何成清晰的像，進行了進一步研究。（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”實驗中______到凸透鏡的距離不變。能否看清遠近不同的物體，可能與晶狀體的光屏

光屏中央焦距有關(guān)。使用變焦照相機拍照，能否得到清晰的像，可能同時與焦距和像距有關(guān)。于是，小明用圖2-6-4乙所示裝置進行探究。123

123

實驗序號117.115.08.04.4230.015.010.02.5360.015.012.01.3425.011.88.02.4525.016.710.03.3625.023.112.04.6

①分析_________三組數(shù)據(jù)可知：當(dāng)像距不變時，物距變大，要成清晰的像，凸透鏡焦距要變大。1、2、3123

②分析4、5、6三組數(shù)據(jù)可知：當(dāng)物距不變時，凸透鏡焦距越____，像距越大，像也越大。

根據(jù)以上探究可知：人眼是通過調(diào)節(jié)晶狀體焦距來看清遠近不同的物體。用變焦照相機在同一位置拍攝同一物體時，是通過同時調(diào)節(jié)焦距和像距，使物體成大小不同的清晰的像。大123（5）實驗結(jié)束后，小明和同學(xué)們進行了如下交流。

①人長時間看近處物體，眼睛容易疲勞。學(xué)習(xí)較長時間后，建議同學(xué)們適當(dāng)遠眺，使睫狀體放松，晶狀體變____（選填“厚”或“薄”），焦距變大，舒緩眼疲勞，保護眼睛。

②變焦相機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)該把照相機的鏡頭________

（選填“向前伸”或“往后縮”），同時增大焦距。薄向前伸123核心素養(yǎng)培優(yōu)03一、選擇題1.（2024·濱州中考）關(guān)于光現(xiàn)象，下列說法正確的是(

)CA.小孔成像是由光的折射形成的B.“潭清疑水淺”是由光的反射形成的C.用手機掃描二維碼時，二維碼應(yīng)位于手機攝像頭的二倍焦距以外D.近視眼需要配戴由凸透鏡片制成的眼鏡進行矯正1234567891011121314圖2-6-52.（2024·蘇州中考）如圖2-6-5甲所示是公共場所的宣傳投影燈，裝在高處的投影燈照在地面上出現(xiàn)圖案，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2-6-5乙所示。下列說法正確的是(

)AA.不同方向都能看到圖案是光在地面發(fā)生了漫反射B.該投影燈的成像原理與照相機相同C.調(diào)小鏡頭與圖片的距離圖案變小D.地面上看到的是放大的虛像12345678910111213143.（2024·福建中考）我國某新型戰(zhàn)斗機配有光電搜索跟蹤系統(tǒng)，系統(tǒng)中的光學(xué)元件相當(dāng)于晶狀體，內(nèi)置光電傳感器相當(dāng)于視網(wǎng)膜，成像原理與人眼相似。從空中拍攝地面物體時，物體在光電傳感器上形成的像是(

)AA.倒立、縮小的實像

B.倒立、等大的實像C.倒立、放大的實像

D.正立、放大的虛像1234567891011121314圖2-6-64.（2024·臨沂中考）在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，當(dāng)蠟燭、凸透鏡和光屏的位置如圖2-6-6所示時，光屏上承接到燭焰清晰的像。保持凸透鏡的位置不變，則(

)C

1234567891011121314

BA.一定成放大的像

B.可能成縮小的像C.成像可能比原來小

D.成像一定比原來小1234567891011121314二、填空與作圖題6.（2024·鹽城中考）五一假期，小紅和同學(xué)到公園游玩。她看到的花是紅色的，是因為紅花反射了____光；水鳥離開水面向空中飛去，水鳥在水中像的大小______，像離水面的距離______。小紅用照相機拍下眼前這美麗的景色，是因為照相機的鏡頭相當(dāng)于一個____透鏡。紅不變變大凸1234567891011121314

15.0放大25圖2-6-71234567891011121314圖2-6-8

10遠離

“國”字，小明需要將凸透鏡______（選填“遠離”或“靠近”）書本，凸透鏡和書本的距離應(yīng)滿足的條件是___________。1234567891011121314圖2-6-9

乙丁123456789101112131410.（2024·濱州中考）根據(jù)圖2-6-10中的入射光線或折射光線，請畫出相應(yīng)的折射光線或入射光線。圖2-6-10

【答案】如圖所示123456789101112131411.（2024·宜賓中考）如圖2-6-11所示，根據(jù)透鏡對光的作用，請將圖中三條光線補充完整。圖2-6-11【答案】如圖所示1234567891011121314三、實驗與探究題圖2-6-12

（1）實驗前，應(yīng)在光具座上將蠟燭焰心、透鏡光心、光屏中心調(diào)到__________。同一高度

右1234567891011121314

變小1234567891011121314圖2-6-1313.（2024·武漢中考）實驗小組在探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗中：（1）圖2-6-13甲中，點燃蠟燭后，光屏上恰能成清晰的像，________（選填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”）就是根據(jù)該成像特點制成的。將蠟燭向左移動一段距離，光屏上的像變模糊了，為了使光屏上再次成清晰的像，同學(xué)們提出了兩種不同的解決方案。

方案一：僅將光屏向____移動一段距離。

方案二：僅換用焦距較____的凸透鏡。照相機左大1234567891011121314

倒立、放大1234567891011121314圖2-6-1414.（2024·煙臺中考節(jié)選）在探究近視眼和遠視眼成因與矯正的主題實踐中，某小組利用橡皮膜和注射器制作了水透鏡來模擬眼睛的晶狀體，打開夾子，通過注射器向橡皮膜中注水或抽水，來改變橡皮膜凸起的程度，如圖2-6-14甲所示。具體操作如下：（1）將蠟燭、水透鏡和光屏依次擺放在水平光具座上，點燃蠟燭，使?fàn)T焰、水透鏡和光屏三者的中心在__________。同一高度（2）將蠟燭放在離水透鏡較遠的位置，移動光屏，直到光屏上出現(xiàn)燭焰清晰的像，如圖2-6-14乙所