2022年中考物理考点总动员考点05透镜及其应用含解析.doc
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1、考点05 透镜及其应用【知识回忆】考点一、透镜1.透镜是用透明物质制成的外表为球面一局部的光学元件,透镜是根据光的折射现象制成的。2.透镜与面镜区别:面镜利用光的反射现象成像,透镜利用光的折射现象成像;透镜成像遵循光的折射定律,面镜成像遵循光的反射定律。3.透镜分类:透镜分为凸透镜和凹透镜。1凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜远视镜镜片,照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等。2凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜近视镜等。4.透镜光路根本概念:图1是透镜光路示意图。1过透镜两个球面球心的直线叫主光轴主轴,用“CC/表示,透镜的几何中心叫光心,用“O表示。a.凸透镜光路b.凹透镜光路图(1) 透镜光路示意图2
2、平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上一点,这点叫凸透镜焦点,用“F表示,如图2a所示;平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后发散,其反向延长线会交于一点,这是凹透镜的焦点虚焦点,如图2b所示。a.凸透镜光路概念b.凹透镜光路概念图2透镜光路概念3焦点到光心的距离焦距,焦距用“f表示,图1中就是“OF之间的距离。凸透镜和凹透镜都各有两个焦点,凸透镜的焦点是实焦点,凹透镜的焦点是虚焦点。4物体到光心的距离叫物距,用“u表示。5像到光心的距离叫像距,用“v表示。5.透镜的三条特殊光线1过光心的光线,经透镜折射后传播方向不改变,如图3所示。图3过光心的光线2平行于主光轴的光线,经凸透镜
3、折射后经过另一侧焦点;经凹透镜折射后向外发散,但其反向延长线过同侧焦点,如图4所示。图4平行于主轴的光线3经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴;射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴,如图5所示。图5过焦点的光线6.透镜的作用:凸透镜有会聚光线作用,所以凸透镜也叫会聚透镜;凹透镜有发散光线作用,所以凹透镜也叫发散透镜。考点二、生活中的透镜1.照相机:镜头是凸透镜,物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像实像是由实际光线会聚而成,胶片能感光,所以能成实像。2.投影仪:镜头是凸透镜,物体在一倍焦距与二倍焦距之间,成倒立、放大的实像;透过平面镜使倒立,放大的像再倒立一次,这样我们在屏幕上
4、看到的就是一个正立的实像了。注意:照相机、投影仪要使像变大,应该让透镜靠近物体,远离胶卷、屏幕。3.放大镜:放大镜是一个短焦距凸透镜,放大镜到物体的距离物距小于一倍焦距,成的是放大、正立的虚像。考点三、凸透镜成像规律1.凸透镜成像规律:如图是常见凸透镜成像规律光路图,详见下表1。表1凸透镜成像规律表成像条件物距u成像的性质像距v应用u2f倒立、缩小的实像fv2f照相机图au=2f倒立、等大的实像v=2f图dfu2f倒立、放大的实像v2f投影仪图bu=f不成像射出的是平行光线0uf正立、放大的虚像vf放大镜图ca. u2fb. fu2fc.0ufd.u=2f凸透镜成像光路图凸透镜成像规律需要牢记
5、,同学们可以自己总结其规律。也可以背下下面口诀:“物大焦,倒立实,物越大,像越小;物小焦,正立虚;物为焦,不成像。这里的“物指物距,“像指像距,“焦指焦距。2.注意:1实像是由实际光线会聚而成,在光屏上可呈现,可用眼睛直接看,所有光线必过像点;2虚像不能在光屏上呈现,但能用眼睛看,由光线的反向延长线会聚而成。3.凹透镜成像规律:凹透镜始终成缩小、正立的虚像,如下图。凹透镜成像光路图4.凸透镜与凹透镜比拟:表2对凸透镜、凹透镜做出了比拟,凹透镜、凸透镜的区分、特点、典型光路和应用作出了系统性总结。注意:大家还要记住:虚像,物、像同侧;实像,物、像异侧。表2凸透镜、凹透镜比拟表考点四、眼睛与眼镜1
6、.眼睛:眼睛的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏胶卷。1眼睛的成像原理:从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上形成倒立,缩小的实像,分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激,把这个信号传输给大脑,人就可以看到这个物体了眼睛的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏胶卷。2近视眼看不清远处的物体,远处的物体所成像在视网膜前,晶状体曲度过大,需戴凹透镜调节,所以近视镜是凹透镜。3远视眼看不清近处的物体,近处的物体所成像在视网膜后面,晶状体曲度过小,需戴凸透镜调节,所以远视镜花镜是凸透镜。2.近视眼近视眼是指眼球在调节放松状态下,平行光线一般认为来自5m以外经眼球屈光系统后聚焦在视网膜之
7、前,产生远距视物模糊。所以近视眼的远点不在无穷远处,而在某个有限距离处,近视眼的进点也比正常眼近,近视眼的明视距离小于25cm。1特点:近视眼只能看清近处的物体,看不清远处的物体。2原因:近视眼晶状体比正常人眼睛要凸一些,晶状体折光能力强。远处来的平光会聚在视网膜前面,而在视网膜上是一个光斑了。3矫正方法:配戴适当的凹透镜做眼镜,使远处来的光先发散后再进入眼睛,可矫正近视眼视力。3.远视眼在完全静止的调节状态下,由远距离指5米以上目标投射的光线,集合在视网膜之后。这种反常的屈光状态称为远视眼。远视眼的近点比正常眼远写。远视眼的明视距离大于25cm。1特点:远视眼只能看见远处的物体,看不清近处的
8、物体。2原因:晶状体比正常人要凹一些,晶状体对光线的折射能力变弱,远处来的光线会聚点在视网膜后。眼轴过短如小眼球;眼轴正常而屈光系统的屈光力过弱,如角膜的弧度过平以及屈光指数偏低等。 3矫正方法:利用凸透镜能使光线会聚的特点,在眼睛前面放一个凸透镜,就能使来自近处物体的光会聚在视网膜上了。配戴适当的凸透镜做眼镜,可矫正远视眼的视力。考点五、显微镜和望远镜1.显微镜:显微镜由目镜和物镜组成,物镜、目镜都是凸透镜,它们对物体进行两次放大。普通光学显微镜是根据凸透镜成像原理,经过凸透镜的两次成像。第一次先经过物镜凸透镜1成像,这时候的物体应该在物镜(凸透镜1的一倍焦距和两倍焦距之间,成的像应该是放大
9、、倒立的实像。而后以第一次成的物像作为“物体,经过目镜的第二次成像。由于我们观察的时候是在目镜的另外一侧,第二次成的像应该是一个虚像,这样像和物才在同一侧,因此第一次成的像应该在目镜凸透镜2的一倍焦距以内,这样经过第二次成像,第二次成的像是一个放大的正立的虚像。2.望远镜:望远镜也是由两组凸透镜目镜和物镜组成,它的结构特点是物镜的焦距长而目镜的焦距短。望远镜的成像原理是:物镜的作用是得到远处物体的实像,由于物体离物镜非常远,所以物体上各点发射到物镜上的光线几乎是平行光束,这样的光线经过物镜会聚后,就在物镜焦点以外,在离焦点很近的地方,形成了一个倒立的、缩小的实像。这个倒立的、缩小的实像又位于目
10、镜的焦点以内,所以目镜起了放大镜的作用,目镜把经过物镜的倒立、缩小的实像放大成了一个正立的、放大的虚像。这就是远处物体通过望远镜所成的虚像。【考点梳理】考点一、透镜透镜是本章根底局部,也是学习本章的开篇,故本节内容在本章中的地位不言而喻。本考点主要有:透镜的概念透镜的制成、透镜的分类、透镜的三条主要光线及其焦距、物距和相距、透镜对光的作用。本节内容在中考中所占比例不高,考题主要集中在对透镜概念的认识和理解上。像透镜的作用,透镜的三条主要光线作图,透镜在生活中的应用等。从常考题型方面来看,主要是选择题和作图题;选择题主要考查学生对透镜概念的认识程度,作图题主要考查学生会不会利用三条主要光线作图。
11、考点二、生活中的透镜生活中的透镜指的是放大镜、照相机和投影仪。对生活中的透镜的主要要求是:成像原理、成像特点和使用;重点知识点是实像和虚像,这里需要重点掌握实像和虚像的异同。本考点中考中所占比例不高,考题主要集中在对生活中透镜的认识上。像放大镜使用时应注意哪些问题,所成的像的性质;照相机使用方法和成像性质等。从常考题型方面来看,主要是选择题和填空题;选择题主要考查学生对放大镜、照相机和投影仪的认识程度,填空题主要考查学生使用方法等。考点三、凸透镜成像规律本考点是第五章重点,也是知识点、难点和考点集中的内容。涉及第五章的中考考题,本节占有很大比例,所以本考点应作为重点加以重视。其主要知识点是:凸
12、透镜成像规律,凹透镜成像规律,凸透镜成像规律探究实验以及动态变化物距、相距、焦距变化时成像特点与变化情况。再次需要指明的是凸透镜成像规律探究实验作为必考的实验内容更应给与重视。本考点内容在中考中属于必考内容,出现概率高,所占比例也较高。考题主要集中在对凸透镜成像规律的理解上,主要有成像虚实、大小和位置,一般情况下作为一个考题出现,也有与其他知识点组合一个考题的情况。纵观历年考试,本节考点出现的概率很高,主要题型有选择题、填空题和实验探究题三大类型,选择题出现的概率更高些。考点四、眼睛与眼镜本考点内容属于凸透镜的应用,和生活中的透镜位置一样,只要掌握透镜的成像规律和近视眼、远视眼的成像特点,本考
13、点内容根本上就可以掌握。在考点的主要知识点是:眼睛的构造与成像原理,近视眼、远视眼成像规律和矫正方法。本节内容在中考中也会经常出现,但所占分值不高,一般都会和其他知识点结合在一起组成一个考题。考题主要集中在对视力的矫正和近视眼、远视眼的成因上。考点五、显微镜和望远镜本考点内容属于凸透镜的应用,和眼镜地位一样,只要掌握透镜的成像规律和显微镜、望远镜的成像特点,本考点内容根本上就可以掌握。考点主要知识点是:显微镜、望远镜的构造和成像原理,显微镜、望远镜的应用,凸透镜成像规律在显微镜和望远镜上的应用。本节内容在中考中也曾出现,但所占分值不高,一般都会和其他知识点尤其是凸透镜成像规律结合在一起组成一个
14、考题。考题主要集中在显微镜或望远镜的应用上。考点一、透镜【典例一】2022贵港大山同学做“探究凸透镜成像的实验,当他把烛焰移到距透镜39cm的地方时,在光屏上观察到倒立缩小的像,那么该凸透镜的焦距不可能的是。A5cm B10cm C15cm D20cm【答案】D。【解析】把蜡烛放在距离凸透镜39cm的某一位置时,在透镜另一侧得到一个清晰的,倒立的、缩小的像,那么u2f,即39cm2f,解得f19.5cm,那么选项ABC都符合,只有D选项是不可能的。应选D。【举一反三】1.2022海南如下图,对光有发散作用的透镜是。A B C D【答案】B。【解析】凹透镜是指中间比边缘薄的透镜,凹透镜对光线有发
15、散作用,所以凹透镜又叫发散透镜,符合这个特点的透镜是B。应选B。2.2022贵港大山同学做“探究凸透镜成像的实验,当他把烛焰移到距透镜39cm的地方时,在光屏上观察到倒立缩小的像,那么该凸透镜的焦距不可能的是。A5cm B10cm C15cm D20cm【答案】D。【解析】把蜡烛放在距离凸透镜39cm的某一位置时,在透镜另一侧得到一个清晰的,倒立的、缩小的像,那么u2f,即39cm2f,解得f19.5cm,那么选项ABC都符合,只有D选项是不可能的。应选D。3.2022遂宁如图,OA是光源S发出的一条经平面镜反射后的反射光线,反射光线OA经过了凸透镜焦点F。请作出OA的入射光线和经凸透镜折射后
16、的折射光线。【解析】过反射点垂直于镜面作出法线,根据反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,在法线左侧作出入射光线,对于凸透镜,过焦点的光线经凸透镜折射后,其折射光线平行于主光轴;如以下图所示。考点二、生活中的透镜【典例二】2022北京以下说法中正确的选项是 。A放大镜的镜片是凹透镜; B照相机的镜头是凹透镜;C近视眼镜的镜片是凸透镜;D远视眼镜的镜片是凸透镜【答案】D。【解析】A、放大镜的镜片是凸透镜,故A错误;B、照相机的镜头是凸透镜,其是利用物体在2倍焦距以外,成倒立缩小实像的原理制作的,故B错误;C、近视眼镜是凹透镜,故C错误;D、远视眼的镜片是凸透镜,故D正确。应选D。【举
17、一反三】1.2022菏泽小明通过透镜观察“美丽潍坊四个字,看到的情形如下图,以下说法正确的选项是。A该透镜只能成放大的像;B该透镜可以用作近视眼镜;C该透镜可以用作照相机镜头;D字到透镜的距离小于此透镜的焦距【答案】C。【解析】图中看到字是倒立的,放大的像。应用了凸透镜成像时2fUf 时,在另一侧光屏上得到一个倒立、放大的实像,此透镜是凸透镜。A、此透镜是凸透镜,凸透镜也可以成倒立、缩小的实像,故A错误;B、凹透镜是矫正近视眼的眼镜。此透镜是凸透镜,故B错误;C、此透镜是凸透镜,U2f 时,在另一侧光屏上得到倒立、缩小的实像,照相机利用此原理,因此可以用来做照相机的镜头,故C正确。D、由凸透镜
18、成像规律可知,此时字到透镜的距离大于此透镜的焦距,故D错误。应选C。2.2022遂宁为保障市民的出行平安,交管部门在很多十字路口安装了监控摄像头,它可以拍下违章车辆的现场照片,拍照时,摄像头的镜头相当于一个_选填“凸或“凹透镜,所成的像是_选填“放大,“缩小或“等大的实像,当车辆远离摄像头时,所成的像将会_选填“变大、“变小或“不变。【答案】凸;缩小;变小。【解析】拍照时,摄像头的镜头相当于一个凸透镜;照相机和摄像头的原理:当u2f时,凸透镜成倒立、缩小的实像;当车辆远离摄像头时,物距增大,像距减小,像变小。故答案为:凸;缩小;变小。3.2022新疆建设兵团以下光学仪器或日常用品中,能够成与物
19、体大小相等的虚像的是 。A穿衣镜 B老花镜 C显微镜 D望远镜【答案】A。【解析】穿衣镜就是平面镜,平面镜能成与物体等大的虚像,A正确;老花镜是凸透镜,凸透镜能成正立的放大的虚像、倒立的放大的或缩小的或等大的实像,但不能成等大的虚像,B错误;显微镜成的是倒立的放大的虚像,C错误;望远镜成放大的虚像,D错误。所以此题选A。考点三、凸透镜成像规律【典例三】2022益阳在探究凸透镜成像规律实验中,小明在实验室选用了光具座、焦距为15cm的凸透镜、光屏、蜡烛、火柴等器材进行试验,把凸透镜安放在光具座50cm刻度线处。1将蜡烛放在25cm刻度线处,那么在光屏上成倒立_选填“放大、“等大或“缩小的实像;2
20、如果在试验时不小心把点燃的蜡烛碰到图示位置,在光屏上的像将向_选填“x轴正方向、“x轴负方向、“y轴正方向、“y轴负方向移动;3把点燃的蜡烛放在光具座40cm刻度线处,眼睛在_选填“透镜左侧、“透镜右侧可观察到蜡烛的像。【答案】1放大;2x轴正方向;3透镜右侧。【解析】1将蜡烛放在25cm刻度线处,u=50cm-25cm=25cm,fu2f,那么在光屏上成倒立,放大的实像;2如果在试验时不小心把点燃的蜡烛碰到图示位置,蜡烛垂直纸面向里,根据凸透镜成倒立的实像,物体相对于凸透镜左右移动,那么像右左移动,方向相反,在光屏上的像将向x轴正方向移动;3将蜡烛移至光具座上40cm刻度线处,物距为50cm
21、-40cm=10cm,uf,成正立放大的虚像,眼睛在透镜右侧可观察到蜡烛的像。故答案为:1放大;2x轴正方向;3透镜右侧。【举一反三】1.2022天津小明在探究凸透镜成像规律时,做了如下实验:用平行光正对凸透镜照射,移动光屏得到一个最小、最亮的光斑,如图甲所示;保持该透镜位置不变,将点燃的蜡烛放在图乙所示的位置,移动光屏得到烛焰清晰的像图中未画出。那么A.实验中,烛焰在光屏上成放大的像;B.实验中,像到透镜的距离一定大于15cm;C.假设增大蜡烛与透镜的距离,所成的像会变大;D.假设使该透镜成虚像,蜡烛与透镜的距离应小于10cm【答案】ABD。【解析】A、图乙中,物距u=50cm-35cm=1
22、5cm,2fuf时,成倒立放大的实像,图乙中烛焰成的是倒立放大的实像,故A正确;B、由凸透镜成像规律可知,当2fuf时,v2f=210cm=20cm15cm。故B正确;C、因为凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小,故C错误。D、凸透镜物距小于焦距成正立放大的虚像,即uf=10cm,故D正确。应选ABD。2.2022苏州将一凸透镜正对太阳,可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。现将该凸透镜和蜡烛、光屏安装到光具座上,位置如下图。以下说法正确的选项是。A.此时可以在光屏上观察到清晰缩小的像;B.仅在凸透镜左侧附近放一适宜的凹透镜,可模拟近视眼的矫正;C.将蜡烛移到30cm刻度处,移
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- 2022 年中 物理 考点 总动员 05 透镜 及其 应用 解析
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