专题03 透镜及其应用（原卷版）

专题03 透镜及其应用（原卷版） 【内容播报】 特别说明：典例是2023 年的中考真题，即时检测是最新的全国各地的模拟题，好题冲关是 2022 年的期末考试题和2023 年的模拟考试题和2023 年的中考真题中经过多次筛选。知识点 以挖空的形式设计，便于学生提前预习，考点通过方法总结，知识加工，便于学生理解和记 忆，好题冲关分层设计，针对于不同的学生。 知识点 考点 好题冲关 透镜 透镜及其特点（1 例题+3 即时检测） 基础过关（21） 凸透镜成像规律 凸透镜成像规律及其应用（1 例题+3 即时检测） 能力提升（20） 眼睛和眼镜 视力的矫正（1 例题+3 即时检测） 真题感悟（13 题） 显微镜和望远镜 透镜的应用（1 例题+4 即时检测） 1. 了解透镜的分类和透镜对光线的作用； 2. 掌握透镜的三条特殊光线的传播和放大镜的工作原理； 3. 掌握凸透镜成像规律和凸透镜在生活中的应用； 4. 掌握远视和近视的成像原理及视力的矫正问题； 5. 理解显微镜和望远镜的成像特点； 知识点1：透镜 认识凸透镜和凹透镜 1. 凸透镜 （1）外形特征：中间____、边缘_____ （2）对光的作用：____________ （3）相关概念： （4）三条特殊光线： 2. 凹透镜 （1）外形特征：中间_____、边缘_____ （2）对光的作用：___________ （3）相关概念： （4）三条特殊光线： 【提示】凸透镜表面越凸，焦距越短，折光能力越强 知识点2： 凸透镜成像规律 1. 探究凸透镜成像规律 （1）实验装置 （2）安装细节 调节烛焰、凸透镜和光屏，使三者的中心大致在同一_________，使像成在光屏的__________ （3）评估交流 无论如何移动光屏，均得不到像的原因：一是凸透镜、烛焰、光屏的中心不在____________；二是蜡 烛在_____________或蜡烛在焦点上 （4）深入拓展 ①遮住凸透镜一部分，成像性质不变，像变_______ ②蜡烛与光屏对调后，物距变_____距，像距变物距，像的大小与对调前相______，这也说明了光路 的可逆性 2. 凸透镜成像规律及其应用 物体到凸透 镜的距离u 像的性质 像到凸透 镜的距离v 应用 正倒 大小 虚实 u＞2f 倒立 缩小 实像 2f＞v＞f 照相机 u＝2f 倒立 等大 实像 v＝2f 间接测焦距 2f＞u＞f 倒立 放大 实像 v＞2f 投影仪 u＝f 不成像 u＜f 正立 放大 虚像 v＞u 放大镜 巧记规律 一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小 【提示】当没有给出凸透镜焦距时，可利用太阳光粗略测量凸透镜的焦距 知识点3：眼睛和眼镜 1. 眼睛与照相机 （1）眼睛 成像元件：_______、角膜； 承像元件：___________ 看远近不同物体的调节：调节晶状体的弯曲程度（调节________） （2）照相机 成像元件：凸透镜； 承像元件：光屏 看远近不同物体的调节：调节像距 2 近视眼和远视眼 （1）近视眼 视觉特征：近处清晰,远处模糊 形成原因：晶状体太_____，折光能力太_____眼球前后方向太_____ 成像位置：在视膜____方 成像光路： 矫正镜片：凹透镜 （2）远视眼 视觉特征：远处清晰,近处模糊 形成原因：晶状体太____，折光能力太_____眼球前后方向太_____ 成像位置：在视膜____方 成像光路： 矫正镜片：凸透镜 知识点4：显微镜和望远镜 1. 显微镜和望远镜的对比 显微镜 望远镜 物镜 成倒立、放大的实像，相当于投影仪 成倒立、缩小的实像，相当于照相机 目镜 成正立、放大的虚像，相当于放大镜 2. 视角 （1）定义：由物体两端射出的两条光线在眼球内交叉而成的角叫视角 （2）影响因素：视角与物体本身的________及物体和人眼之间的________有关 考点一 透镜及其特点 凸透镜 凹透镜 定义 中间厚边缘薄（孕妇） 中间薄，边缘厚（肚子饿扁了） 特点 光线提前相交（汇聚） 光线延后相交（发散） 对光线的作用 光路（可逆） 特点 （1）过心不变；（2）平行过焦；（3）过焦点不变； 【典例1】（2023·西藏·统考中考真题）中国航天员王亚平在离地球表面约 的 天宫 空间站上通 “ ” 过天地连线，给同学们展示了一堂精彩的科学课。如图为王亚平老师做 水球 实验时的情景，下列说法 “ ” 正确的是（ ） ． 水球 相当于凸透镜 “ ” B． 水球 对透过它的光有发散作用 “ ” ．王亚平远离 水球 时，她的像会变大 “ ” D．图中通过 水球 看到王亚平的像是虚像 “ ” 【即时检测1】（2023·湖南株洲·统考一模）装了水的球形玻璃鱼缸，相当于一个（ ） ．凸透镜 B．凹透镜 ．平面镜 D．凸面镜 【即时检测2】（2023·陕西榆林·统考二模）如图所示，公荷花香飘满，下列叙述正确的是（ ） ．荷花在水中的倒影是光的折射形成的 B．能够闻到荷花的清香是由于分子做无规则运动 ．透过露珠看到荷叶放大的叶脉，露珠相当于凹透镜 D．清晨荷叶上的露珠是空气中的水蒸气汽化形成的 【即时检测3】（2023·广东韶关·校考一模）如图，烈日下，应避免将未喝完的矿泉水放在汽车挡风玻璃后， 否则可能会导致火灾。这是因为未喝完的矿泉水（ ） ．相当于凸透镜，对光有会聚作用 B．相当于凸透镜，对光有发散作用 ．相当于凹透镜，对光有会聚作用 D．相当于凹透镜，对光有发散作用 考点二 凸透镜成像的规律及其应用 物距与焦 距的关系 像距与焦 距的关系 像的性质 应用 倒、 正 放大、缩小、等 大 虚、 实 u＞2f f＜v＜2f 倒 缩小 实 照相机 u=2f v=2f 倒 等大 实 确定凸透镜焦距 f＜u＜2f v＞2f 倒 放大 实 投影仪 u=f 不成像 探照灯 u＜f v＞f 正 放大 虚 放大镜 【典例2】（2023·山东青岛·统考中考真题）在第一次天宫授课中，王亚平制作了一个悬在空中的水球，透 过水球看到了她倒立、缩小的像，如图甲所示。老师告诉小海这个水球相当于一个凸透镜，小海利用图乙 所示器材进行探究，将焦距为10m 的凸透镜固定在50m 刻度线处。 （1）当小海将蜡烛和光屏移至图乙所示位置时，烛焰恰好在光屏的中心成清晰的倒立、缩小的像，这个 像是 （选填 实 或 虚 ）像，此时物距 “ ” “ ” u 与焦距f 的关系是 （选填“u>2f”“f<u<2f”或 “u<f”）； （2）当小海将蜡烛移至35m 刻度线处时，应向 移动光屏，才能在光屏上成清晰的倒立、 （选填 放大 等大 或 缩小 ）的像； “ ”“ ” “ ” （3）依据上述实验规律，小海判定：透过水球看到王亚平倒立、缩小的像时，她到水球球心的距离u 与水 球透镜焦距f 的关系满足 （选填“u>2f”“f<u<2f”或“u<f”）； （4）凸透镜在生活中有许多应用，请列举一例： 。 【即时检测1】（2023·江苏无锡·统考一模）某兴趣小组做 探究凸透镜成像规律 的实验。 “ ” （1）现将凸透镜、蜡烛和光屏放在光具座上进行实验。其中 （选填 、 “” “B”或 ）处应放置透镜 “” ； （2）小明保持透镜的位置不动，将点燃的蜡烛从90m 处移至60m 处的过程中，发现烛焰在图示位置光屏 上所成的像一直比较清晰，由此小明估计透镜的焦距约为 m。小明运用这种方法测出来的焦距与实际 相比 （选填 偏大 或 偏小 ）； “ ” “ ” （3）调整物距，使烛焰在光屏上成倒立、缩小的像和倒立放大的像，多次实验，测量并记录物距和像距， 如下表。请将下表中漏缺的数据补上 ； 像的性质 实验序号 物距u/m 像距v/m 1 200 65 倒立、缩小的像 2 150 75 3 110 90 倒立、放大的像 1 90 110 2 75 3 60 333 （4）小明猜想，烛焰成倒立、等大的像时的物距可能是10m，他猜想的依据是 ； （5）当把蜡烛放在刻度37m 处时，移动光屏，光屏上得不到清晰的像，此时取下光屏，透过透镜观察， 我们可以看到蜡烛正立 的像，为了确定是否是虚像，接下来的操作是 。 【即时检测2】（2023·河南南阳·统考一模）在 探究凸透镜的成像规律 实验中，小华和小明分别进行了 “ ” 如下探究： （1）小华用若干个发光二极管组成形状如“E”的发光物体，如图甲所示，将发光物体、凸透镜和光屏依 次组装到光具座上并调整好，在光屏上成的像如图乙所示。如果只将“E”换成“R”，并在同一位置观察， 光屏上成的像应是图丙中的 （填数字序号）； （2）图乙所示是小明的实验装置，实验前应调节烛焰、凸透镜和光屏中心位于同一高度上，目的是 ； （3）图甲所示是小明确定焦距时所做的实验，则该凸透镜的焦距为 m； （4）图乙中移动光屏，使光屏上呈现清晰的像，随着蜡烛燃烧变短，烛焰在光屏上的像会向 （选填 上 或 下 ）移动； “ ” “ ” （5）在上一步实验调整好像的位置后，小明取了一副近视镜放在凸透镜和蜡烛之间，要使光屏上还能呈 清晰的像，可将蜡烛适当向 （选填 左 或 右 ）移动； “ ” “ ” （6）移动图乙中的光屏直至像清晰后，若将蜡烛与光屏的位置对换，则光屏上可以得到一个倒立、 的 实像。 【即时检测3】（2023·山东烟台·统考一模）小双与小菱用凸透镜来探究其成像规律： （1）小双将点燃的蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上，为了使像成在光屏中央，小双应该调节烛 焰中心、凸透镜中心和光屏中心在 ； （2）凸透镜的焦距如图甲所示，当烛焰、凸透镜位于图乙中刻度对应的位置时，光屏上得到一个清晰的 像，该像是一个倒立、 的实像，此时所成的像与 所成的像性质相同（选填 照相机 、 投影 “ ” “ 仪 或 放大镜 ）； ” “ ” （3）保持（2）中蜡烛位置不变，小菱用焦距为 的凸透镜B 替换凸透镜，将凸透镜B 仍固定在 光具座45m 刻度线处，移动光屏，为使在光屏上仍得到烛焰清晰的像，应该将光屏向 （选填 靠 “ 近 或 远离 ）凸透镜 ” “ ” B 的方向移动； （4）实验一段时间后，发现蜡烛渐渐变短了，要使烛焰的像仍然成在光屏中心，应该将光屏向 移动； （5）如果把凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看作视膜。给 眼睛 戴上近视眼镜，使烛焰在 视膜 上 “ ” “ ” 成一清晰的像，如图丙所示。若取下近视眼镜，为使光屏上得到清晰的像，应将光屏 （选填 靠近 “ ” 或 远离 ）凸透镜； “ ” （6）小菱还发现：凸透镜成实像时，像与物上下颠倒，进而思考到：凸透镜成实像时，像和物左右是否 相反？请你帮他设计一个比较简单的判断方法 。 考点三 视力的矫正 近视眼 远视眼 外形 成因 晶状体太厚，折光能力太强，成像于视前 晶状体太薄，折光能力太弱，成像于视膜后 矫正 佩戴用凹透镜做成的近视眼镜 佩戴用凸透镜做成的远视眼镜 方法 【典例3】（2023·内蒙古呼伦贝尔·统考一模）近视眼只能看清近处的物体，看不清远处的物体，需要矫正； 远视眼只能看清远处的物体，看不清近处的物体，亦需要矫正。下面四幅图中，正确表示远视眼成像情况 的是 图；正确表示近视眼矫正情况的是 图。 【即时检测1】（2023·四川巴中·统考中考真题）在探究 凸透镜成像的规律 的实验中，进行如下实验。 “ ” （1）如图甲所示，测得本实验所用凸透镜的焦距为 。在光具座上调节烛焰、凸透镜和光屏的位置， 使它们的中心大致在 。如图乙所示，光屏上成倒立、 （选填 放大 或 缩小 ）的实像； “ ” “ ” （2）人的眼睛是通过改变晶状体的厚度来看清远近不同物体的，现将图乙中虚线圆圈部分当做人的 眼 “ 睛 ，当蜡烛远离 眼睛 时， 眼睛 需调节凸透镜的厚度使其 ” “ ” “ ” （选填 变薄 或 变厚 ），改 “ ” “ ” 变其对光线的偏折能力，从而在光屏上成清晰的像。若该 眼睛 无法调节凸透镜达到应有的厚度，则该 “ ” 眼睛 为 “ ” （选填 近视眼 或 远视眼 ），应该配戴 “ ” “ ” （选填 凸透镜 或 凹透镜 ）进行 “ ” “ ” 矫正。 【即时检测2】（2023·广东珠海·珠海市紫荆中学校考三模）小明做 探究凸透镜成像规律 实验。 “ ” （1）调整实验器材高度时，蜡烛 （选填 需要 或 不需要 ）点燃，调节三者的中心大致在 “ ” “ ” ； （2）他用同一凸透镜做了两次实验，如图甲、图乙所示，光屏上均有清晰的像（未画出），其中成缩小 像的是 （选填 甲 或 乙 ）图； “ ” “ ” （3）本实验中凸透镜的焦距可能是 （填字母）； ．5m B．7m ．10m D．15m （4）实验时，旁边有同学走过，带动的风使蜡烛的火焰向左摆动，则光屏上烛焰的像将向 （填 左 或 右 ）摆动； “ ” “ ” （5）在图乙中将一镜片放在烛焰和透镜之间后，光屏上的像变模糊了，将光屏向左移动，光屏上再次出 现清晰的像，则所加镜片可以矫正 （选填 或 “” “B”）图中的视力缺陷。 【即时检测3】（2023·辽宁辽阳·校联考三模）在 探究凸透镜成像规律 的实验中： “ ” （1）将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平桌面上。光屏上出现烛焰清晰的像，如图甲所示。要使像成在 光屏的中央，应将烛焰向 调整； （2）将烛焰清晰的像调整完成后，先用刻度尺测出光屏到凸透镜的距离为40m。再用刻度尺测出烛焰到 凸透镜的距离（如图乙所示），物距是 m。根据测量数据判断，凸透镜的焦距为 （填“8”“10”或 “15”）m； （3）将蜡烛向远离凸透镜的方向运动，同时应向 （填 靠近 或 远离 ）凸透镜的方向移动光屏 “ ” “ ” ， 才能在光屏上得到清晰的倒立、缩小像。 （填 照相机 或 投影仪 ）的成像原理与此相同； “ ” “ ” （4）在（3）的基础上将眼镜放在蜡烛和透镜之间放置的合适位置，像模糊了。将光屏向远离凸透镜的方 向移动，又得到了清晰的像。眼镜应该是 （填 近视 或 远视 ）眼镜。 “ ” “ ” 考点四 透镜的应用 1. 透镜的应用 照相机（倒立缩小的实像）；放大镜（整理放大的虚像）；显微镜；望远镜等 2. 显微镜和望远镜的对比 【典例4】（2023·陕西·统考中考真题）如图，是我国自主研制的某新型战斗机上的光电搜索跟踪系统。该 系统功能与人眼相似，能为战斗机提供感知外界的 视觉 ，系统内置的光电传感器，相当于人眼的视膜 “ ” ， 最外层窗口和传感器之间的光学元件，相当于人眼的晶状体。关于该系统说法不正确的是（ ） ．该系统的光学元件相当于一个凸透镜 B．该系统在光电传感器上成的是倒立、放大的实像 ．周围景物通过该系统成像时，景物到镜头的距离大于镜头的2 倍焦距 D．该系统的成像原理与照相机的成像原理相同 【即时检测1】（2023·山东泰安·统考二模）如图所示，将焦距为 的凸透镜固定在光具座 刻度线 处，此时在光屏中心已成烛焰清晰的像，下列说法正确的是（ ） ．此时烛焰在光屏上的成像特点与投影仪成像特点相同 B．若蜡烛移至 刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰等大的像 ．若蜡烛移至 刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰放大的像 D．在图示中的烛焰和凸透镜之间放一副近视镜，将光屏右移可再次成清晰的像 【即时检测2】（2023·宁夏银川·银川唐徕回民中学校考三模）图中的光学现象与 掬水月在手 中的 月 “ ” “ 在手 原理相同的是（ ） ” ． 放大镜成像 B． 水面 断筷 “ ” ． 车后视镜成像 D． 手影的形成 【即时检测3】（2023·山东济宁·统考一模） 爱护眼睛，你我同行 。眼球好像一架照相机，其成像原理 “ ” 与凸透镜类似，要成倒立、缩小的实像，物体可位于图中的 点，如果已经近视，需要佩戴 （选填 凸透镜 或 凹透镜 ）进行矫正。 “ ” “ ” 【即时检测4】（2023·江苏连云港·校考一模）用焦距为10m 的凸透镜做 探究凸透镜成像规律 的实验 “ ” 。 组装并调整实验器材时。应使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上；找像时，要前后多移动几次光屏， 找出成最 像时光屏的位置；当点燃的蜡烛、凸透镜、光屏置于光具座上如图所示的位置时，光屏上呈 现烛焰的倒立、 （选填 缩小 、 等大 或 放大 ）的实像， “ ” “ ” “ ” （选填 照相机 、 投影仪 “ ” “ ” 或 放大镜 ）就是应用这个原理。 “ ” 一、单选题 1．将物体放在焦距为12m 的凸透镜前30m 处，则在透镜的另一侧可得到（ ） ．正立、放大的虚像 B．倒立、缩小的实像 ．正立、缩小的实像 D．倒立、放大的实像 2．下列光现象中，由于光的反射形成的是（ ） ．镜中人像 B．邮票放大 ．铅笔错位 D．墙上手影 3．如图所示是利用航空摄影拍摄到的美丽邢台的七里河沿岸，如果拍摄时所用照相机的镜头焦距是 50mm，则胶片到镜头的距离应（ ） ．大于100mm 小于150mm B．大于50mm 小于100mm ．小于50mm D．等于50mm 4．下列光现象中与日食的形成原理相同的是（ ） ．平静水面上，倒映着蓝天白云 B．井底之蛙，所见甚小 ．放大镜能将太阳光会聚于一点 D．雨后的夜晚，迎着月光走地上有水的地方比其它地方亮 5．如图所示，纸筒的一端蒙了一层半透明纸，纸筒B 的一端嵌了一个凸透镜，两纸筒套在一起组成了一 个模型照相机，为了在纸筒的半透明纸上得到清晰的像，要适当调整、B 的位置，这时（ ） ．眼晴应从B 端向筒内观察，观察像是否清楚 B．在半透明纸上观察到的像是倒立的 ．观察像时，应把纸筒朝着明亮的室外，B 端朝着较暗的室内，否则看不清楚 D．在清晰地观察近处物体后，再看远处物体时就应该增加、B 间的距离 6．某同学利用如图所示的器材做实验，用焦距为10m 的凸透镜进行实验，在光屏上得到了烛焰清晰缩小 的实像。要在光屏上再次得到烛焰清晰的像，下列操作可行的是（ ）