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第一部分　考点过关
第3讲 透镜及其应用
课标要求 2.3.5　了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用.探究并了解凸透镜成像的规律.了解凸透镜成像规律的应用. 近五年广州市中考考查情况 年份 题型 分值 难易 程度 考点 备注
2019 填空 作图题 6 中等 凸透镜对光的折射光路、透镜的应用(望远镜) 能够根据光路图,判断凸透镜和凹透镜的特点,并知道凸透镜的成像规律.
2020 填空 作图题 4 中等 凸透镜的特殊光线作图、凸透镜成像规律的应用 理解凸透镜有关的概念、会画光路图、通过画光路图总结凸透镜成像特点和成像规律.对学生应用知识解决问题的能力要求较高.
2021 填空 作图题 6 中等 近五年广州市中考考查情况 年份 题型 分值 难易 程度 考点 备注
2022 作图题 3 中等 凸透镜的特殊光线作图 通过作图考查凸透镜的三条特殊光线以及对凸透镜的焦点、光心两个概念的理解,考查学生对知识的应用能力.
2023 填空作 图题 4 中等 凸透镜的特殊光线作图、凸透镜成像规律的应用 理解凸透镜有关的概念、会画光路图.掌握凸透镜成像特点和成像规律.对学生应用知识解决问题的能力要求较高.
命题规律 通过画凸透镜的三条特殊光线、凸透镜成像光路图考查学生对凸透镜的相关概念、成像特点和规律的掌握,是广州近几年考试的热点. 1．透镜分为________和________.中间厚、边缘薄的透镜叫做______镜;中间薄、边缘厚的透镜叫做______镜.
2．凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点,这个点叫做凸透镜的______.______到凸透镜光心的距离叫做焦距.
3．凸透镜对光有______作用,凹透镜对光有______作用.　
透镜及其成像规律
凸透镜
凹透镜
凸透
凹透
焦点
焦点
会聚
发散
4．在下表的空格内填补凸透镜成像的规律及应用知识.
物距 像的性质 像距 应用
放大 (等大或缩小) 正立 (或倒立) 虚像 (或实像) 同侧 (或异侧) u>2f fu=2f v=2f
f2f
u=f u缩小
倒立
实像
异侧
照相机
等大
倒立
实像
异侧
测焦距
放大
倒立
倒立
异侧
投影仪
不成像
放大
正立
虚像
同侧
放大镜
1．人的眼球好像一架________.晶状体和角膜的共同作用相当于照相机上的________,它们把来自物体的光会聚在________上;视网膜相当于照相机里的______,接收物体的像.
2．正常的眼睛近点大约是____cm,远点是无限远.人的明视距离约为____cm.
3．近视眼的晶状体______,折光能力太强,成像在视网膜的______,因此看不清远处的物体,矫正的方法是戴一副______镜.远视眼晶状体______,折光能力太弱,成像在视网膜的______,因此看不清近处的物体,矫正的方法是戴一副______镜.
眼睛和眼镜
照相机
凸透镜
视网膜
胶卷
10
25
太厚
前面
凹透
太薄
后面
凸透
1．[物理观念](2022·广州)如图所示,凸透镜的焦点为F,光心为O.
①在图中画出S点发出的光线a经过透镜光心后的光线;
②S点发出的一条光线经过透镜后与主光轴平行,在图中画出上述光路.
透镜的特殊光线
如图所示
答案图
凸透镜和凹透镜各有三条特殊的光线,可据此来画出透镜的光路图.
(1)平行于主光轴的入射光线,经凸透镜折射后通过焦点;经凹透镜折射后发散,发散光线的反向延长线过异侧虚焦点,如图甲所示.
(2)过焦点的入射光线,经凸透镜折射
后平行于主光轴;对着异侧虚焦点入
射的光线,经凹透镜折射后平行于主
光轴,如图乙所示.
(3)过光心的入射光线,经凸透镜或凹
透镜折射后方向不改变,如图丙所示.
甲　 　乙　 　　丙
2．[科学思维](2018·广州)将物体分别放在甲、乙凸透镜前,物距相同,通过甲透镜成正立、放大的像,通过乙透镜成倒立、缩小的像.如图是平行于主光轴的光线通过甲透镜的光路图,下列选项中哪幅图可能是平行于主光轴的光线通过乙透镜的光路图(　　)
凸透镜的成像规律
A
3．(2023·广州)如图所示,凸透镜的光心在0 cm处,物体MN上M发出的光线b经过光心,M发出的光线c经过凸透镜后的光线平行于主光轴.
①画出b经过光心后的光线;
②该凸透镜的焦距为____cm;MN经凸透镜成的像相对于MN是______(选填“放大”“缩小”或“等大”)、______(选填“正立”或“倒立”)的像.
10
缩小
倒立
如图所示
答案图
4．[科学思维](2021·广州)如图所示,来自物体MN的三束光线a、b、c平行于主光轴,O是透镜的光心,a经过透镜后的光线过主光轴的一点.
(1)在图中画出b、c经透镜后的光线.
如图所示
答案图
(2)MN经透镜所成像的性质是__________________(选填“倒立、缩小的实像”“倒立、放大的实像”或“正立、放大的虚像”).
(3)若透镜不动,物体MN往透镜方向移动2 cm,则a经过透镜后的光线过主光轴的点______(选填“向左移动”“向右移动”或“不动”).
倒立、放大的实像
不动
5．[科学思维](2020·广州)如图所示,物体MN放在凸透镜前,0 cm处为凸透镜光心,M点发出的光线a平行于主光轴.
(1)该凸透镜的焦距为______cm.
(2)画出光线b经光心后的光线.
3.0
如图所示
答案图
(3)物体MN经凸透镜成的像相对于物是______(选填 “放大”“等大”或“缩小”)的.
(4)要使光线a经凸透镜后的光线经过K点,应使凸透镜沿主光轴水平向左还是水平向右移动 __________.
缩小
水平向左
6．(2023·广州模拟)图1是小兰看近处物体时的眼睛成像示意图,其眼睛是________(选填“正常眼”“近视眼”或“远视眼”),小兰为了矫正视力,需配戴____(选填“凸”或“凹”)透镜,与图2中的甲透镜对光的作用______(选填“相同”或“不同”).若用小兰选的镜片观察图3中的蜻蜓标本,可以看到图4中哪些像 ______(填序号).
眼睛和眼镜
远视眼
凸
不同
①②
眼睛成像及矫正记忆口诀:近前远后,近凹远凸.即近视眼成像在视网膜前,远视眼成像在视网膜后;近视眼配戴凹透镜矫正,远视眼配戴凸透镜矫正.
7．[科学思维](2019·广州)如图所示为某望远镜内部的部分光路图,物镜是凸透镜,O为光心,F为物镜焦点,焦距为500 mm.
(1)在图中画出光线a、b经物镜折射前的入射光线.
显微镜和望远镜
如图所示
答案图
(2)目镜是____(选填“凹”或“凸”)透镜.
(3)用此望远镜观测月球时,月球经物镜成一个______(选填“倒立”或“正立”)、______(选填“放大”“等大”或“缩小”)的像.
凹
倒立
缩小
探究凸透镜成像的规律(课标要求探究类学生必做实验)
实验器材 光具座、凸透镜、光屏、蜡烛、火柴.
实验 步骤
1．把光具座放在水平桌面上,从左往右依次放置蜡烛、凸透镜和光屏,并调节烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心在同一高度(如图所示).
2．点燃蜡烛,把蜡烛移到光具座最左端,光屏移到光具座最右端,再把凸透镜往光屏方向移动,直到在光屏上得到一个最小最亮的亮点,即为焦点.并测出焦点到凸透镜中心的距离,即为焦距,记为f.
3．把凸透镜移到光具座中间,把蜡烛移到二倍焦距之外,移动光屏位置,直到找到一个清晰的像,并记录物距u、像距v和成像的性质.
实验 步骤 4．把蜡烛移到二倍焦距和一倍焦距之间,移动光屏位置,直到找到一个清晰的像,并记录物距、像距和成像的性质.
5．把蜡烛移到一倍焦距之内,移动光屏位置,试试能否找到一个清晰的像 如果不能,则拿掉光屏,直接用眼睛代替光屏.从光屏一侧对着凸透镜看,能否找到一个像 记录物距、像距和成像的性质.
6．整理实验器材.
实验 结论 1．u>2f时,成倒立、缩小的实像,f2．f2f.
3．uu.
注意 事项 1．移动蜡烛时注意安全,不要被烫伤,不要把蜡烛油滴到光具座上,以免影响下次实验.
2．实验完成一个步骤,马上记录数据,以免遗忘.
小明同学在探究凸透镜成像规律的实验中,选用了焦距未知的凸透镜.
(1)为使凸透镜所成的像便于观察,该实验环境应该较____(选填“暗”或“亮”).
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏分别放在光具座上,______(选填“点燃”或“不点燃”)蜡烛,调节烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心在______________上,这样做的目的是使像成在____________.
暗
点燃
同一水平直线
光屏的中央
(3)将平行光射向凸透镜,移动光屏,直至光屏上形成一个最小、最亮的光斑,如图甲所示.则该凸透镜的焦距为_______cm.
(4)实验时,发现无论怎样移动光屏,都不能在光屏上得到清晰的像,其原因可能是_____________________________________________________
__________________ (写出一条即可).
10.0
烛焰、凸透镜和光屏的中心没有在同一高度(或物距小于
或等于一倍焦距等)
(5)如图乙所示,要想在光屏上得到烛焰清晰的像,可将光屏向____(选填“左”或“右”)移动至___________(选填“50~60 cm”“60~70 cm”或“70 cm以上”)刻度范围内,此时光屏上能得到一个倒立、______(选填“放大”或“缩小”)的实像,________(选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”)就是根据此原理工作的.
右
60~70 cm
缩小
照相机
(6)在第(5)问得到清晰的像后,将蜡烛和光屏的位置互换,发现光屏上仍可得到清晰的像,此时的像是____立、______(选填“放大”或“缩小”)的实像,这一现象说明光路______.
(7)另一组同学进行实验后,得到多组数据,
并画出像距v和物距u的关系图象,如图丙
所示,由此可得,此组同学所用凸透镜的焦
距是____cm.
倒
放大
可逆
10
(8)实验时,发现烛焰的像在光屏的上缘,这时可以向上移动__________
___,使像重回光屏中心.
(9)在光屏上成清晰的像时,如果用遮光板挡住凸透镜的上半部分,光屏上将得到____(填字母).
A．烛焰像的下半部分
B．烛焰像的上半部分
C．烛焰完整的像,像的亮度变暗
D．烛焰完整的像,像的亮度不变
蜡烛或光
屏
C
(10)当光屏上成清晰的像时,如果有一只花蝴蝶被你吸引,飞过来停在凸透镜上,则光屏上______(选填“会”或“不会”)出现花蝴蝶的像,原因是___________________________________________________________
__________.
不会
花蝴蝶在凸透镜的一倍焦距以内,成正立、放大的虚像,因此不会出现
在光屏上
(11)如图丁所示,在光屏中央恰好得到清晰的像,则所成的像应为图丁中的___(选填“1”“2”“3”或“4”).生活中的________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据此成像原理制成的.
3
投影仪
(12)如图丁所示,在光屏上得到清晰的像后,该同学把远视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上的像变模糊了.为了在光屏上再次得到清晰的像,他想出了两种可行的方法:
方法一:只将蜡烛向____(选填“左”或“右”)移动适当距离.
方法二:只将光屏向____(选填“左”或“右”)移动适当距离.
【实验拓展】
右
左
(13)当光屏上成清晰的像后,如果用焦距为5 cm的凸透镜替换原焦距为10 cm的凸透镜,要在光屏上成清晰的像,光屏应向____移动.如果更换成一个焦距相同、尺寸更大的凸透镜,此时光屏上像的大小与原来的像对比应______(选填“变大”“变小”或“不变”),但更____(选填“暗”或“亮”).
左
不变
亮
(14)小明按照实验步骤做了四次实验,得到如下表实验数据.
表格中①处应填__________________,②处应填______ .
实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的性质
1 40 13 ①
2 20 20 倒立、等大的实像
3 ② 40 倒立、放大的实像
4 6 无 正立、放大的虚像
倒立、缩小的实像
13
(15)如图戊所示,烛焰通过凸透镜成正立的像时,人眼在图中____处能观察到烛焰的像.
B
(16)如图己所示,用LED光源代替蜡烛,用格子光屏代替白板光屏,进行实验,这样做的优点是__________________________________________ _____________________________________________________________ (写出一条即可).此光源不足之处是_______________________________
____________________.
【拓展创新】
LED光源成像更清晰、更稳定(或零刻度线在中央方便读取物距、像距或光源光屏带格子方便比较物、像大小关系)
光源发光体是字母“A”,不利于比
较像与物的左右关系
1．[物理观念]如图所示的眼镜(　　)
A．属于凸透镜,可用于矫正远视眼
B．属于凹透镜,可用于矫正远视眼
C．属于凸透镜,可用于矫正近视眼
D．属于凹透镜,可用于矫正近视眼
A
2．[科学思维]如图所示,从P点发出的三条特殊光线经过凸透镜后会聚于P'点.现有一条光线也从P点发出,经过凸透镜后的传播路径正确的是(　　)
A
3．小虎用如图所示的天文望远镜观察星空,关于该望远镜,下列说法正确的是(　　)
A．物镜成放大的实像
B．物镜焦距比目镜焦距短
C．目镜相当于放大镜,使像更靠近眼睛
D．物镜越大,成像越清晰
D
4．(2023·雅安)如图是爱动手的小雅利用手机和透镜自制的简易投影仪,它能将手机上的画面放大投影到墙壁上.下列说法正确的是(　　)
A．制作简易投影仪的镜头是凹透镜
B．投影仪所成的像是正立、放大的虚像
C．透镜到墙壁的距离应大于透镜的二倍焦距
D．手机应放置在透镜的一倍焦距内
C
5．请根据如图所示的入射光线画出相应的折射光线.
如图所示
答案图
6．凸透镜成像情况如图所示,AC是从物点A发出的一束射到凸透镜上的光,A'B'是AB的像,请作出AC经凸透镜折射后的光线,通过作图找出该凸透镜的一个焦点F.
如图所示
答案图
7．(2021·广东)如图所示,蜡烛的烛焰中心A在主光轴上距凸透镜光心O二倍焦距以外.
①根据凸透镜成像规律,在图甲中标出A所成的像A'的大致位置;
②借助辅助线或光路图,在图乙中找到A所成的像A'的确切位置,保留作图痕迹.
如图所示
答案图
8．用“ ”表示凸透镜,光线a、b是从某光源上的同一点S发出来的两条光线通过凸透镜后的折射光线,F是凸透镜的焦点,请画出光线a、b的入射光线和点S.
如图所示
答案图
9．(2023·肇庆二模)如图甲是某人看远处物体时的光路图,由图可知他是______(选填“近视”或“远视”)眼.若他要选配眼镜镜片进行矫正,应选图____.戴上这种眼镜后,相当于眼镜和晶状体组成了一个焦距______(选填“变小”或“变大”)的凸透镜.
近视
丙
变大
10．[科学探究](2022·广东)如图所示,电子蜡烛的“烛焰”通过凸透镜在光屏上成一个清晰____立的实像.利用这一成像规律可制成________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”).若保持蜡烛和光屏的位置不变,仅将凸透镜更换成另一个焦距相同、尺寸更大的凸透镜,此时光屏上像的大小与原来的像对比应______(选填“变大”“变小”或“不变”).
倒
照相机
不变
11．(2023·广州模拟)物体AB上一点发出的光线a、b如图所示,其中光线a平行于主光轴AA',O为透镜的光心,光线a经透镜折射后的光线已画出,请画出光线b的折射光线;这时,物体AB的像是____(填字母).
A．倒立、放大的实像
B．倒立、缩小的实像
C．倒立、等大的实像
D．正立、放大的虚像
B
如图所示
答案图
12．(2023·广州模拟)如图所示,平面镜垂直于凸透镜主光轴且在凸透镜左侧焦点F上,一条平行于主光轴的光线a经过凸透镜后照射在平面镜上,再次反射经过凸透镜,请你补充完整光的传播路径.
如图所示
答案图
13．(2023·广州模拟)显微镜主要由物镜和目镜两组透镜组成,被观察的细微物体先在物镜中成一个像,这个像就相当于目镜中的物体,然后它在目镜中再次成像.如图所示,F1为物镜的焦点,F2为目镜的焦点,图中已画出细小物体AB在物镜中所成像A'B'的光路图,以及A'B'射向目镜的两条光线a、b.
(1)该显微镜的物镜相当于________(选填“凸透镜”或“凹透镜”).
凸透镜
如图所示
答案图
(2)请你画出光线a、b经目镜L2折射后的光线.
(3)与A'B'对比,目镜L2所成的像是一个______(选填“正立”或“倒立”)的______(选填“实像”或“虚像”).
正立
虚像
14．(2023·广州模拟)发光棒AB上的一点A发出的光线a、b射向凸透镜,透镜主光轴与刻度尺上边重合.其折射光线如图1所示.
(1)现将发光棒AB放在图2位置,其发出的光线c、d经同一凸透镜(主光轴位置不变),请画出c、d经透镜后的折射光线.
如图所示
答案图
(2)图1中成的像是______(选填“实像”或“虚像”);图2中所成的像是____(填字母).
A．正立、放大的虚像
B．倒立、放大的实像
C．倒立、缩小的实像
虚像
B
(3)在图2中仅将凸透镜位置改为平面镜,则发光棒AB离像的距离是_______cm,在图3中画出眼睛(用P点代替)看到A点的光路图.
9.00
如图所示
答案图
15．(2023·广州模拟)如图所示,焦距为10 cm的凸透镜,光心为点O(位于15 cm处),在透镜左侧有一发光体SL,S'是SL上一点S经过凸透镜所成的像,光线a、b、c是S点发出的三束经过凸透镜后的折射光线,其中光线c平行于主光轴;凸透镜右侧放置一块平面镜.
(1)请画出光线a、b、c的入射光线,并确定发光点S的位置.
答案图
如图所示
(2)发光体SL经过凸透镜所成的是______(选填“倒立”或“正立”)、______(选填“放大”“等大”或“缩小”)的______(选填“实像”或“虚像”).
(3)若在40 cm处放置一块垂直于主光轴的光屏,要在光屏处成清晰的像,则物体应向____(选填“左”或“右”)移动.
倒立
等大
实像
右
答案图
如图所示
(4)以E点表示眼睛,请画出人眼经过平面镜看见S'的光路图.
16．(2023·广东)小明在学习了凸透镜成像的规律后,继续深入探究.选用表中某一规格的凸透镜做实验,调整好器材后如图1甲所示,此时烛焰在光屏上成放大的像.
凸透镜编号 ① ② ③ ④
焦距/cm 5 5 10 15
直径/cm 3．5 4．5 4．5 4．5
(1)光屏上的像是实像还是虚像 ______.
(2)一段时间后,小明发现烛焰的像如图1乙所示,此时将蜡烛向____调节可以使烛焰的像移到光屏中央.
(3)小明选的凸透镜焦距为____cm.
(4)小明将蜡烛换成“F”字光源,调整了光源和光屏的位置,在光屏上仍可观察到清晰的像,如图2 所示,则小明看到的像应是____(填字母).
(5)小明认为凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关.若要验证其猜想,则可在表中选取编号为______两个凸透镜进行实验验证.
实像
上
10
D
①②

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