資源簡介

【精講精練】2024年中考物理滿分沖刺壓軸專題
第一講 凸透鏡成像規(guī)律及其應(yīng)用
【知識梳理】
物體到凸透 鏡的距離u 像的性質(zhì) 像到凸透 鏡的距離v 應(yīng)用
倒正 大小 虛實
u＞2f 倒立 縮小 虛像 f＜v＜2f 照相機
u=2f 倒立 等大 實像 V=2f 測焦距
f＜v＜2f 倒立 放大 實像 v＞2f 投影儀
u=f 不成像
u＜f 正立 放大 虛像 v＞u 放大鏡
巧記 ①一倍焦距分虛實，二倍焦距分大小 ②u＞f成實像，物近像遠像變大
【典題精講】
【例1】如圖所示，小夢同學(xué)在“探究凸透鏡成像規(guī)律”實驗時，燭焰在光屏上成了一個清晰的像，下列說法正確的是（　　）
A．利用這一成像規(guī)律可制成幻燈機
B．實驗中，蠟燭越燒越短，光屏上燭焰的像向上移動
C．為了便于從不同方向觀察光屏上的像，光屏應(yīng)選用較光滑的玻璃板
D．要使光屏上燭焰的像變小，只須將蠟燭靠近凸透鏡
【分析】要解決此題，需要掌握凸透鏡成像的規(guī)律。
凸透鏡成像規(guī)律：物距小于焦距成正立放大虛像。應(yīng)用是放大鏡。
物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大實像，像距大于二倍焦距。應(yīng)用是幻燈機、投影儀。
物距等于二倍焦距成倒立等大實像，像距等于二倍焦距。
物距大于二倍焦距成倒立縮小實像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距。應(yīng)用是照相機。
成實像時：物像異側(cè)，物距變大，像距變小，像變小。
同時掌握漫反射的概念。知道要從不同方向看到同一個物體，需要發(fā)生漫發(fā)射。
【解答】解：由圖知，蠟燭放在2倍焦距之外，所以此時成縮小、倒立的實像。照相機是根據(jù)這個原理制成的。而幻燈機是根據(jù)物距處于f和2f之間時，成放大、倒立的實像原理制成。所以A說法錯誤。
由于成的實像是倒立的，所以蠟燭越燒越短，光屏上燭焰的像越向上移動，所以B說法正確。
為了便于從不同方向觀察光屏上的像，光屏應(yīng)選用較粗糙的毛玻璃板。所以C說法錯誤。
要使光屏上的燭焰的像變小，蠟燭應(yīng)遠離凸透鏡。所以D說法錯誤。
故選：B。
【例2】在探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗中，小聰選用了焦距為10cm的凸透鏡。他將凸透鏡固定在光具座上50cm刻度線處，將點燃的蠟燭放置在光具座上35cm刻度線處，當光屏移動到如圖所示刻度線處時，在光屏上恰好呈現(xiàn)出燭焰清晰的像。如果將蠟燭從圖中位置移動，關(guān)于該實驗下列說法正確的是（　　）
A．蠟燭向左移動2cm，光屏應(yīng)向右移動到適當位置才能呈現(xiàn)燭焰清晰的像
B．蠟燭向右移動10cm，光屏應(yīng)向右移動到適當位置才能呈現(xiàn)燭焰清晰的像
C．蠟燭向右移動2cm，光屏應(yīng)向右移動到適當位置才能呈現(xiàn)燭焰清晰的像
D．蠟燭移到20cm刻度線處，光屏應(yīng)移到70cm刻度線處才能呈現(xiàn)燭焰清晰的像
【分析】掌握凸透鏡成像的規(guī)律，知道凸透鏡成實像時，有物近像遠像變大的特點。根據(jù)物距的變化情況判斷像距的變化情況；
掌握光路的可逆性，若將物體放在像的位置，則像可以成在物體的位置處。
【解答】解：A、蠟燭向左移動2cm，則物距增大，像距應(yīng)該減小，所以光屏應(yīng)向左移動，A錯誤；
B、蠟燭向右移動10cm，則物距小于焦距，此時成虛像，所以不能在光屏上成像，B錯誤；
C、蠟燭向右移動2cm，物距減小，此時像距要增大，成的像也增大，光屏應(yīng)向右移動，所以C正確；
D、由圖知，物距為15cm，像距為30cm，蠟燭移到20cm刻度線處，此時物距為30cm，根據(jù)光路的可逆性，此時像距應(yīng)為15cm，在65cm刻度處，D錯誤。
故選：C。
【例3】凸透鏡成像實驗中，移動物體到某位置時，能在光屏上成清晰縮小的像，則下列能成立的是（　　）
①如果將物體靠近凸透鏡，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏必須遠離凸透鏡，且光屏移動距離先大于后小于物體移動距離；
②同時移動物體與光屏，且移動距離相同，有可能在光屏上成清晰縮小的像；
③換用焦距較小的凸透鏡后，仍要在光屏上得到清晰的像，如果只移動光屏，光屏必須靠近凸透鏡；
④保持物體和光屏位置不變，移動凸透鏡，一定可以在光屏上的到另一個清晰的像。
A．①③ B．②④ C．②③ D．③④
【分析】（1）凸透鏡成像規(guī)律，最重要兩句話是：①物距（u）減小，像距（v）增大，像變大（應(yīng)用于實像），
②物距（u）減小，像距（v）減小，像變小（應(yīng)用于虛像）。
（2）結(jié)合凸透鏡成像規(guī)律的表格：
物距（u） 成像特點 像距（v） 應(yīng)用
u＞2f 倒立 縮小 實像 f＜v＜2f 照相機
u＝2f 倒立 等大 實像 v＝2f 測焦距
2f＞u＞f 倒立 放大 實像 v＞2f 投影儀/幻燈機
u＝f 不成像
u＜f 正立 放大 虛像 放大鏡
【解答】解：
①物體靠近透鏡即物距減小，像距增大，光屏應(yīng)遠離透鏡，當u＞2f時光屏移動距離小于物體移動距離，當f＜u＜2f時光屏移動距離大于物體移動距離，所以光屏移動距離是先小于后大于物體移動距離，所以①錯誤。
②物體要成倒立、縮小、實像時物體移動距離應(yīng)該大于光屏移動距離，所以②錯誤。
③換用焦距更小的透鏡，像會更前面會聚所以光屏必須靠近凸透鏡，所以③正確。
④根據(jù)光路可逆的原理，保持物體和光屏位置不變，移動凸透鏡，可在光屏上成一個倒立、放大的實像，同時物距剛好是原來的像距，像距剛好是原來物距，所以④正確。
故選：D。
【實戰(zhàn)精練】
【練1】在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，當蠟燭、凸透鏡和光屏的位置如圖所示時，光屏上得到清晰的像。則（　　）
A．透鏡焦距一定在10cm到15cm之間
B．透鏡焦距一定在15cm到20cm之間
C．把蠟燭向左移動少許，光屏適當向左移動可得到大些的實像
D．把蠟燭向右移動少許，光屏適當向右移動可得到小些的實像
【分析】掌握凸透鏡成像的規(guī)律，知道當物距在一倍焦距和二倍焦距之間時，成倒立放大的實像，此時像距大于2f；且成實像時，遵循物近像遠像變大的特點。
【解答】解：AB、觀察圖示可知此時u＝20cm，v＝30cm，u＜v，成倒立放大的實像，
由凸透鏡的成像規(guī)律可知，此時f＜u＜2f，v＞2f，即f＜20cm＜2f，30cm＞2f，解得10cm＜f＜15cm；故凸透鏡的焦距的范圍是：10cm＜f＜15cm，故A正確，B錯誤；
C、把蠟燭向左移動少許，此時物距變大，像距變小，像變小，所以光屏適當向左移動可得到小些的實像，故C錯誤；
D、把蠟燭向右移動少許，此時物距變小，像距變大，像變大，所以光屏適當向右移動可得到大些的實像，故D錯誤。
故選：A。
【練2】在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，點燃的蠟燭放在凸透鏡前某位置處，在光屏上成一清晰的像。現(xiàn)將蠟燭向遠離透鏡方向移動一段距離，移動光屏后，又在屏上成一清晰的像，則（　　）
A．像變小，像距變大 B．像變大，像距變小
C．像變大，像距變大 D．像變小，像距變小
【分析】首先確定在光屏上成一清晰的像，是實像，再根據(jù)凸透鏡成實像時，物近像遠像變大，物遠像近像變小，
【解答】解：由“點燃的蠟燭放在凸透鏡前某位置處，在光屏上成一清晰的像。”可知此時的像是實像；
現(xiàn)將蠟燭向遠離透鏡方向移動一段距離，即物距增大，由凸透鏡成像規(guī)律：物遠像近像變小，可知，像變小，像距變小。
故選：D。
【練3】如圖所示，當物體在凸透鏡的二倍焦距外時，在光屏上會得到一個倒立、縮小的實像。小明為了探究近視眼視力的矯正方法，在凸透鏡與物體之間放上一個近視眼鏡，若此時要在光屏上呈現(xiàn)清晰的像，則光屏應(yīng)該（　　）
A．保持不動 B．向上移動 C．向右移動 D．向左移動
【分析】解決此題要知道近視眼鏡是凹透鏡，對光線有發(fā)散作用。
【解答】解：當在凸透鏡與物體之間放上一個近視眼鏡后，對光線有發(fā)散作用，所以成像會在光屏后面，因此需要將光屏向右移動，才可以在光屏上呈現(xiàn)清晰的像；
故選：C。
【練4】小明和小紅用焦距相等的相同照相機對小強同學(xué)拍照，洗出的底片分別為如圖中的（a）和（b），則（　　）
A．小紅要使底片上的像與小明的一樣大，小紅移動位置后，再減小鏡頭到底片的距離B．小明和小紅離小強的距離相同
C．小紅要使底片上的像與小明的一樣大，小紅移動位置后，再增大鏡頭到底片的距離D．小紅離小強的距離近
【分析】要解決此題，首先知道照相機是根據(jù)凸透鏡成像原理制成的。
需要掌握凸透鏡成像的規(guī)律。知道成實像時的動態(tài)變化規(guī)律是：物近像遠像變大，物遠像近像變小。
【解答】解：由圖知，b的像比a的像小，根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律，成的像越小，此時的物距越大，像距越小。所以拍攝b時，相機與物體的距離較大。即小明離小強的距離近，所以小紅要使底片上的像與小明的一樣大，小紅移動位置后，再增大鏡頭到底片的距離即可，所以選項A、B、D錯誤。選項C正確。
故選：C。
【練5】在研究凸透鏡成像的實驗中，當蠟燭位于凸透鏡前某位置時，在透鏡的另一側(cè)的光屏上呈現(xiàn)一個倒立、縮小的像，若保持凸透鏡的位置不變，把蠟燭與光屏的位置相互交換，則光屏上將出現(xiàn)一個（　　）
A．倒立、放大的清晰的像 B．倒立、縮小的清晰的像
C．倒立、等大的清晰的像 D．正立、放大的清晰的像
【分析】解答此題要明確以下知識點：
（1）當U＞2f時，光屏上呈現(xiàn)倒立、縮小的實像，2f＞V＞f。
（2）當2f＞U＞f時，光屏上呈現(xiàn)倒立、放大的實像，V＞2f。
（3）當U＜f時，光屏上不能呈現(xiàn)像，透過透鏡看到正立、放大的虛像。
（4）光的折射中光路是可逆的。
【解答】解：一支蠟燭位于凸透鏡前，調(diào)節(jié)好透鏡和光屏位置后，在光屏上呈現(xiàn)縮小、倒立的像，說明此時U＞2f，2f＞V＞f。
若保持凸透鏡位置不動，光的折射中光路是可逆的。
將蠟燭和光屏的位置對調(diào)一下，則2f＞U＞f，V＞2f，所以光屏上呈現(xiàn)倒立、放大的實像。
故選：A。
【練6】若空間有一豎直放置的大凸透鏡，在主光軸位置上拉一根鋼絲，一個小雜技演員從很遠的地方沿著鋼絲向焦點處勻速走來。下列敘述中：①小演員每走一步，像也走一步；
②像的腳步始終比小孩大；
③像大時腳步大，像小時腳步小，即“大像”走大步，“小像”走小步；
④像總朝遠離小演員的方向運動，好像在逃離。
其中正確的是（　　）
A．只有①②正確 B．只有①②④正確
C．只有②④正確 D．只有①③④正確
【分析】物體放在焦點之外時，在凸透鏡另一側(cè)成倒立的實像，物距越小，像距越大，實像越大。
【解答】解：因?qū)⑽矬w從較遠處接近凸透鏡焦點的移動時，物距變小，所以像距變大，實像也變大。所以一個小雜技演員從很遠的地方沿著鋼絲向焦點處勻速走來，
①③像大時腳步大，像小時腳步小，即“大像”走大步，“小像”走小步；故①正確，③正確；
②因為小孩在2倍焦距以外，所成的像是倒立縮小的，故像的腳步始終比小孩小，②錯誤；
④因為物距越小，像距越大，像總朝遠離小演員的方向運動，好像在逃離，④正確。
故選：D。
【練7】放映幻燈時，為了在屏幕上得到更大的像，那么應(yīng)采取的措施是（　　）
A．幻燈機離屏幕遠一些，鏡頭與幻燈片的距離調(diào)小一些
B．幻燈機離屏幕遠一些，鏡頭與幻燈片的距離調(diào)大一些
C．幻燈機離屏幕近一些，鏡頭與幻燈片的距離調(diào)大一些
D．幻燈機離屏幕近一些，鏡頭與幻燈片的距離調(diào)小一些
【分析】使屏幕上得到更大的清晰的像，則像距變大，物距變小。
【解答】解：根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律知，像變大，則像距變大，物距變小，應(yīng)使投影儀 遠離屏幕，并把鏡頭與幻燈片的距離調(diào)小一些。
故選：A。
【練8】2010年上海世博會將全面使用人臉識別系統(tǒng)，人們進入場館距門口0.5m～1.2m處時，安裝在門上的人臉識別系統(tǒng)的攝像機就可以對其面部特征進行核對，下列關(guān)于人臉識別系統(tǒng)的攝像機鏡頭的說法正確的是（　　）
①相當于凸透鏡②相當于凹透鏡③焦距可能為0.1m④焦距可能為0.5m
⑤人離鏡頭越近，成的像越大⑥人離鏡頭越近，成的像越小。
A．①③⑥ B．①③⑤ C．①④⑤ D．②③⑤
【分析】人臉識別系統(tǒng)的攝像機利用的是凸透鏡成實像的原理，相當于照相機，利用的照相機的成像原理，物體一般都是在二倍焦距以外，成像是縮小、倒立的實像，這樣有利于捕捉目標。
【解答】解：攝像機鏡頭相當于凸透鏡，故①正確，②錯誤；
人臉識別系統(tǒng)的攝像機的鏡頭是凸透鏡，所成的像應(yīng)是縮小、倒立的實像，人到鏡頭的距離應(yīng)遠遠大于二倍焦距，即0.5 m＞2f，解得f＜0.25m，所以③正確，④錯誤；
凸透鏡成實像時，物距變小，像距變大，像變大，故⑤正確，⑥錯誤；
故選：B。
【練9】如圖所示，凸透鏡的焦距為10cm，此時蠟燭在光屏上成一個清晰的像。下列說法正確的是（　　）
A．若蠟燭燃燒變短，燭焰在光屏上的像將向下移動
B．若蠟燭向遠離凸透鏡方向移動，燭焰所成的像將逐漸變大
C．若保持凸透鏡位置不動，交換蠟燭和光屏的位置，能在光屏上得到倒立、縮小的實像，成像規(guī)律可以應(yīng)用于照相機
D．若保持蠟燭和光屏位置不動，向右移動透鏡的過程中，可能會在光屏上成一個倒立、等大的像
【分析】（1）經(jīng)過光心的光線的傳播方向不變；
（2）凸透鏡成像時，物距增大像距減小像減小；
（3）u＞2f，成倒立、縮小的實像，2f＞v＞f，應(yīng)用于照相機；
（4）當物距等于二倍焦距時，成倒立、等大的實像。
【解答】解：A、若蠟燭燃燒變短，根據(jù)經(jīng)過光心的光線的傳播方向不變可知，燭焰在光屏上的像將向上移動，故A錯誤；
B、若蠟燭向遠離凸透鏡方向移動，物距變大，像距變小，像變小，故B錯誤；
C、若保持凸透鏡位置不動，交換蠟燭和光屏的位置，此時的物距大于像距，根據(jù)光路可逆可知，能在光屏上得到倒立、縮小的實像，成像規(guī)律可以應(yīng)用于照相機，故C正確；
D、若保持蠟燭和光屏位置不動，向右移動透鏡的過程中，當u＝v＝2f時，才能成倒立、等大的實像，移動過程中，物距和像距的和大于4f，所以光屏上不能成一個倒立、等大的像，故D錯誤。
故選：C。
【練10】如圖所示，圓柱形玻璃瓶里裝滿水，把一支鉛筆水平地放在靠近玻璃瓶的一側(cè)，透過玻璃瓶可以看到鉛筆的形狀 　 　（填“不變”或“變化”）；把鉛筆由靠近玻璃瓶的位置向遠處慢慢移動時，透過玻璃瓶會看到鉛筆尖逐漸 　 　（填“變長”或“變短”），同時會看到鉛筆 　 　（填“變粗”、“變細”或“粗細不變”），到某一位置以后，鉛筆尖的方向 　 　（填“會”或“不會”）改變。
【分析】由凸透鏡成像的規(guī)律知，當物距在一倍焦距以內(nèi)時，得到正立、放大的虛像；物體在一倍焦距到二倍焦距之間時，得到倒立、放大的實像；物體在二倍焦距以外時，得到倒立、縮小的實像。
【解答】解：圓柱形玻璃杯，里面裝滿水，相當于一個凸透鏡。把一支鉛筆放在玻璃杯的一側(cè)，透過玻璃杯可以看到鉛筆的形狀發(fā)生變化。
把鉛筆由靠近玻璃瓶的位置向遠處慢慢的移動時，實際是物體逐漸遠離凸透鏡，由凸透鏡成像的規(guī)律可知，物體在一倍焦距內(nèi)靠近焦點時，像正立且會逐漸變大，即鉛筆尖變長；豎直方向上玻璃瓶的厚度一致，鉛筆在豎直方向上經(jīng)過玻璃瓶折射后只有位置發(fā)生了變化，而長短是不發(fā)生變化的；當物體移到焦點外時，成倒立放大的實像，故像會突然改變方向。
故答案是：變化；變長；粗細不變；會。

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