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2024年中考物理一輪復習專題講義：透鏡及其應用
重點知識講解
透鏡的基本概念
1.透鏡的定義:透鏡是由透明物質制成的光學元件，它可以改變光的傳播方向。
2.透鏡的分類:透鏡分為凸透鏡和凹透鏡兩種。凸透鏡中間厚邊緣薄，對光線有會聚作用;
凹透鏡中間薄邊緣厚，對光線有發(fā)散作用。
3.主光軸和光心:通過透鏡兩個球面球心的直線叫做主光軸，主光軸上有個特殊的點，通過它的光線傳播方向不變，這個點叫做光心。
二、透鏡的成像規(guī)律
1.凸透鏡成像規(guī)律:
當物體位于凸透鏡的二倍焦距以外時，成倒立、縮小的實像;
當物體位于凸透鏡的二倍焦距處時，成倒立、等大的實像;
當物體位于凸透鏡的一倍焦距到二倍焦距之間時，成倒立、放大的實像;當物體位于凸透鏡的一倍焦距以內(nèi)時，成正立、放大的虛像。
2.凹透鏡成像規(guī)律:凹透鏡只能成正立、縮小的虛像。
三、透鏡的應用
1.照相機:照相機的鏡頭就是一個凸透鏡，它可以將物體成像在底片上。當物體位于鏡頭的二倍焦距以外時，成倒立、縮小的實像;當物體位于鏡頭的二倍焦距處時，成倒立、等大的實像;當物體位于鏡頭的一倍焦距到二倍焦距之間時，成倒立、放大的實像。
2.投影儀:投影儀的鏡頭也是一個凸透鏡，它可以將幻燈片上的圖像成像在屏幕上。當幻燈片位于鏡頭的一倍焦距到二倍焦距之間時，成倒立、放大的實像。
3.顯微鏡:顯微鏡的物鏡和目鏡都是凸透鏡，它們可以將物體成像在人眼中。物鏡的作用是將物體成像在目鏡的一倍焦距以內(nèi)，成正立、放大的虛像;目鏡的作用是將物鏡所成的像再
次放大，成正立、放大的虛像。
4.眼鏡:近視眼鏡和遠視眼鏡都是利用了凸透鏡成像規(guī)律。近視眼鏡是凹透鏡，它可以將物體成像在人眼的視網(wǎng)膜前，使像變得模糊;遠視眼鏡是凸透鏡，它可以將物體成像在人眼的視網(wǎng)膜后，使像變得模糊。通過佩戴適當?shù)难坨R，可以矯正近視或遠視。
5.望遠鏡:望遠鏡的物鏡和目鏡也是凸透鏡，它們可以將遠處的物體成像在人眼中。物鏡的作用是將遠處的物體成像在目鏡的一倍焦距以內(nèi)，成正立、放大的虛像;目鏡的作用是將物
鏡所成的像再次放大，成正立、放大的虛像。總之，凸透鏡成像規(guī)律在實際應用中有很多例子，它是光學儀器設計和使用的基礎。
練一練
一、單選題
1．以下光現(xiàn)象中，其中一項所反映的光學原理與其他三項不同的是（　　）
A．照相機 B．水中的倒影 C．海市蜃樓 D．瞄準魚下方叉魚
2．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
A．是放大的 B．是縮小的 C．是等大的 D．以上三種都有可能
3．如圖所示，顯微鏡的結構如圖所示，則下列說法正確的是
A．物鏡的焦距大于目鏡的焦距
B．物鏡和目鏡一樣都起到放大的作用，所成的像都是虛像
C．物鏡所成的像為虛像，目鏡所成的像為實像
D．物鏡所成的像為實像，目鏡所成的像為虛像
4．用如圖所示的裝置做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗時，已知凸透鏡的焦距為10cm，下列說法正確的是（　　）

A．燭焰在如圖所示位置所成像的特點與照相機成像特點相同
B．將蠟燭向遠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，移動光屏至適當位置，光屏上可得到等大的像
5．如圖所示，關于光現(xiàn)象的說法中，正確的是（　　）
A． 平面鏡成正立等大的虛像 B． 山羊在陽光下的影子是由于光的折射形成的
C． 放大鏡成倒立放大的實像 D． 看見鉛筆在水面處“折斷”是光的反射現(xiàn)象
6．在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，凸透鏡的焦距為10cm，要在凸透鏡另一側的光屏上得到一個倒立的、縮小的實像。該物體離凸透鏡的距離可能為（　　）
A．大于20cm B．小于10cm
C．等于20cm D．大于10cm，小于20cm
7．如圖甲所示，把一個箭頭圖標水平地放在空玻璃杯的后方，透過玻璃杯觀察到的情形如圖乙；將玻璃杯灌滿水后，將箭頭由靠近玻璃杯的位置向遠處慢慢地移動，在逐漸遠離的過程中，通過玻璃杯觀察到箭頭不同的像，如圖丙所示。像出現(xiàn)的先后順序是（ ）
A．①②③ B．②③① C．③①② D．③②①
8．小明將一副眼鏡放在陽光下適當位置，地面上觀察到如圖所示的現(xiàn)象。關于該眼鏡鏡片和矯正的視力缺陷，下列說法中正確的是（　　）
A．右邊是凸透鏡，可以矯正遠視眼 B．左邊是凸透鏡，可以矯正近視眼
C．右邊是凹透鏡，可以矯正近視眼 D．左邊是凹透鏡，可以矯正遠視眼
二、填空題
9．在研究凸透鏡成像的實驗中，已知凸透鏡的焦距是20cm，要在光屏上得到一個縮小、倒立的實像，物體和凸透鏡之間的距離應 若物體到凸透鏡的距離為 30cm，則在光屏的像是 像．
10．在探究凸透鏡成像規(guī)律時，應調節(jié)燭焰的中心，光屏中心，凸透鏡的光心，使三者位于 ．這樣做的目的是 .當蠟燭距凸透鏡30.0cm時，在光屏上成一個等大的實像，則凸透鏡的焦距是 cm.
11．為了防止森林火災，在森林里不允許隨地丟棄透明的飲料瓶，這是由于雨水進入飲料瓶后對光的作用相當于一個 （選填“凸透”或“凹透”）鏡，它對太陽光的 （選填“會聚”或“發(fā)散”）作用，可能會導致森林火災。
12．小明用凸透鏡先后兩次觀察書本上的字，看到如圖所示兩種情景．則甲圖中，書本上的字到凸透鏡的距離應該 ．要使乙圖中看到的字變小一些，他應該 ．
13．人們常說眼睛是心靈的窗口，可見眼睛對人來說有多么的重要．外界的光線通過瞳孔進入人眼，經(jīng)過晶狀體折射后，視網(wǎng)膜上就會出現(xiàn)一個清晰的實像．正常的眼睛可以使遠近不同的物體的像成在視網(wǎng)膜上，由于用眼不當，很多同學過早的戴上了眼睛，常叫他們近視眼，典型特征就是能看清近處的物體，而看不清遠處的物體，近視眼是因為晶狀體的會聚本領變大，使遠處物體的像成在視網(wǎng)膜的( )，因此常用近視鏡加以矯正．與近視眼相對的是遠視眼，典型特征就是只能看清遠處的物體，而看不清的近處物體，原因是晶狀體的會聚本領變?nèi)酰Ｓ眠h視鏡加以矯正．遠視鏡片的度數(shù)是正數(shù)，近視鏡片的度數(shù)是負數(shù)，眼睛的度數(shù)=（公式中f表示透鏡的焦距，單位必須用米），請回答：
（1）人眼中的晶狀體就相當于凸透鏡成像實驗中的 ，視網(wǎng)膜就相當于 ，視網(wǎng)膜上的像是 立的實像（填“正立”或“倒立”）
（2）把文中括號內(nèi)空缺的部分補充完整
（3）糾正近視眼近視鏡其實就是一塊 ，糾正遠視眼遠視鏡其實就是一塊 ．
（4）一同學戴500度的眼睛，該眼睛的焦距是 m．
（5）為減少近視眼的發(fā)病率，你對同學們學習、生活用眼有什么樣的合理化建議？至少寫出一條．
三、作圖題
14．請在圖中畫出經(jīng)凹透鏡折射后的光線。
四、實驗題
15．在做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗時．
(1) 小明為了粗測凸透鏡的焦距,上午第二課下課后,將凸透鏡與水平地面平行放置，調節(jié)凸透鏡到地面的距離，直到地面上出現(xiàn)一個最小的亮點，小明認為此點就是凸透鏡焦點的位置．你是否贊同小明的觀點？ (選填“贊同”或“不贊同”)，其理由是 ．
(2) 測得凸透鏡的焦距后，小明將凸透鏡的位置固定不動，并規(guī)范操作，在如圖所示位置時，燭焰恰好在光
屏上成清晰的像．這個像的成像原理與 (選填“放大鏡”、“投影儀”或“照相機”)相同；接著小明將蠟燭向靠近透鏡方向移動少許，則應將光屏向 (選填“靠近”或“遠離”)透鏡方向移動才能再次在光屏上成清晰的像，此時像的大小比剛才的像要 些．
(3) 在如圖所示光屏上出現(xiàn)清晰像后，小明將自己所戴的近視眼鏡放在凸透鏡左側附近(圖中未畫出)，這時需要將光屏向 (選填“靠近”或“遠離”)透鏡方向移動才能在光屏上出現(xiàn)清晰的像．
(4) 在如圖所示光屏上出現(xiàn)清晰像的情況下，如果蠟燭和凸透鏡的位置不變，僅將凸透鏡換成一個焦距更大一些的凸透鏡，需要將光屏向 (選填“靠近”或“遠離”)透鏡方向移動才能在光屏上出現(xiàn)清晰的像．
16．小明用蠟燭、凸透鏡（焦距10cm）、光屏在光具座上進行“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實驗。
（1）實驗在 （選填“較亮”或“較暗”）的環(huán)境下進行，現(xiàn)象更明顯；
（2）蠟燭、透鏡和光屏位置如圖甲所示，光屏上會出現(xiàn)燭焰清晰 （選填“放大”、“等大”或“縮小”）的像，此現(xiàn)象和生活中 （選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”）的原理相同；保持凸透鏡位置不變，增大物距后，將光屏移動到適當位置，光屏上會重新出現(xiàn)燭焰清晰的像，該像與移動前的像相比會 （選填“變大”、“變小”或“不變”）；
（3）保持凸透鏡位置不變，移動蠟燭至圖乙所示位置，在透鏡右側通過透鏡可以觀察到燭焰 （選填“正立”或“倒立”）的像；
（4）將圖甲中的透鏡換成焦距f=5cm的凸透鏡，光屏上燭焰的像變模糊。將蠟燭向 （選填“左”或“右”）移動適當距離，光屏上重新出現(xiàn)燭焰清晰的像。
五、計算題
17．小安在完成“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗后，想測一測燭焰和像在光具座上移動時的平均速度。如圖所示，他將f=10cm的凸透鏡固定在長度為1m的光具座的中點并保持凸透鏡的位置不變，把蠟燭起始位置放在9cm刻度線處，移動光屏，在63cm刻度線處得到一個清晰的像，他在7s內(nèi)將蠟燭由圖中位置移動到30cm刻度線處。
（1）7s內(nèi)蠟燭移動的平均速度是多少？
（2）若同時移動光屏且保證光屏上承接到清晰的像，則光屏移動的平均速度是多少？
18．在研究凸透鏡成像的實驗過程中，細心的同學發(fā)現(xiàn)，當成實像時物距、像距和焦距間存在著一定的關系，進一步對數(shù)據(jù)進行研究發(fā)現(xiàn)，要成清晰的實像必須滿足：。求：
（1）若現(xiàn)用一焦距為10cm的凸透鏡做成像實驗，當物距為12cm時，此時光屏應在透鏡右側距透鏡多遠的地方才能成清晰的像？
（2）若此時蠟燭在1s鐘內(nèi)遠離透鏡2cm，則光屏應該向哪端移動多少cm像才能清晰？像移動的速度是多少m/s？
參考答案：
1．B
2．D
3．D
4．D
5．A
6．A
7．D
8．A
9． 大于40cm 放大、倒立的實像
10． 同一高度 使像成在光屏中央 15.0
11． 凸透 會聚
12．小于1倍焦距 使凸透鏡離字變遠一些
13． 凸透鏡 光屏 倒立 前 凹透鏡 凸透鏡 0.2 不要長時間用眼；常作眼保健操；不要躺在床上看書．
14．
15． 不贊同 入射光線沒有平行于主光軸 照相機 遠離 大 遠離 遠離
16． 較暗 縮小 照相機 變小 正立 右
17．（1）3cm/s；（2）1cm/s
18．（1）60cm；（2）向左端移動25cm， 0.25m/s

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