初中九年级物理中考复习透镜及其应用提高知识讲解

中考复习：透镜及其应用（提高）【考纲要求】1.了解凸透镜、凹透镜对光的作用；2.知道凸透镜的焦点、焦距和主光轴；3.理解凸透镜成放大、缩小实像和虚像的条件；4.知道照相机、幻灯机和放大镜的原理；5.知道近视眼和远视眼的矫正；6.了解望远镜、显微镜的工作原理。【知识网络】【考点梳理】考点一、透镜1、凸透镜：（1）中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜。（2）凸透镜对光线有会聚作用。（3）凸透镜的三条特殊光线【高清课堂：中考复习—透镜及其应用三条特殊光线】2、凹透镜：（1）中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜。（2）凹透镜对光线有发散作用。（3）凹透镜的三条特殊光线：3、透镜的主光轴和光心：如下图所示：透镜上通过两个球心的直线CC′叫主光轴；主光轴上有一个特殊点，通过该点的光其传播方向不变，这个点是光心。4、凸透镜的焦点、焦距（１）焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫透镜的焦点，用“F”表示。（２）焦点到光心的距离叫焦距，用“f”表示。要点诠释：1、凡是透光性能优良的材料都能磨制成透镜，如冰、水晶、金刚石、高分子透明树脂、有机玻璃等。透镜是一种模型，常见的物体如近视镜、远视镜、放大镜，甚至一滴水都可以看做是一个透镜。2、凸透镜对光具有会聚作用，并不是说光通过凸透镜后一定会聚在一点或一定是一束会聚光束。会聚是相对于不发生折射时的光来说的。3、凹透镜对光具有发散作用，并不是说通过凹透镜后的光束一定是发散的或延长不相交。发散是相对于不发生折射时的光来说的。考点二、凸透镜成像规律及应用1、探究凸透镜成像规律：（1）从左向右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏。（2）调整它们的位置，使三者在同一直线（光具座不用）；（3）调整它们，使烛焰的中心、凸透镜的中心、光屏的中心在同一高度。2、凸透镜成像规律总结：（1）焦点是成实像和虚像的分界点；（2）二倍焦距处是成放大实像和缩小实像的分界点；（3）倒立的都是实像、正立的都是虚像；（4）当uv时，像是缩小的；反之，像是放大的；（5）成实像时：当物距减小时，像距和像都增大；反之，物距增大，像和像距都减小。简言之“物近像远像变大；”（6）无论是成实像还是虚像，只要物体向焦点靠近，所成的像都变大；（7）像与物左右相反，上下相反；（8）凸透镜破损或有污渍，不影响成像的完整性，只是让像变暗；（9）物和像在透镜同侧的是虚像；异侧的是实像。3、利用三条光线完成凸透镜成像规律作图：①画一直线表示主光轴；②把透镜放在主光轴中央，从透镜的位置开始在左右两边的轴上用粉笔标出等于焦距和2倍焦距的位置；③物体分别设三个位置；（u＜f、f＜u＜2f、u＞2f）④画出平行于主光轴的光线被凸透镜折射后经过焦点的光线；⑤通过焦点的光线被凸透镜折射以后平行于主光轴射出；⑥两条折射光线在透镜另一侧相交于一点；⑦过这一点作垂直主光轴的线，这就是物体的像；⑧若两条折射光线在透镜另一侧不相交，反向延长，交于物体与透镜同侧；⑨过这一点作垂直主光轴的线，用虚线表示其成的虚像，如图所示:要点诠释：凸透镜成像规律：物距（u）像的性质像距(v)应用倒正实虚放大或缩小u2f倒立实像缩小fv2f照相机u=2f倒立实像等大v=2f实像大小转折点fu2f倒立实像放大v2f幻灯机u=f不成像像的虚实转折点uf正立放大虚像vu放大镜考点三、生活中的凸透镜及应用1、照相机：镜头相当于凸透镜，来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶片上，成倒立、缩小的实像。2、投影仪：镜头相当于凸透镜，来自投影片的光通过凸透镜后成像，再经过平面镜改变光的传播方向，使屏幕上成倒立、放大的实像。3、放大镜：成正立、放大的虚像。4、显微镜：物镜焦距较短，物体通过它成倒立、放大的实像（像投影仪的镜头）；目镜焦距较长，物镜成的像经过它成放大的虚像（像放大镜）。5、望远镜：（开普勒望远镜）物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像，目镜的作用相当于一个放大镜，用来把这个像放大。要点诠释：1、为了使幕上的像“正立”（朝上），幻灯片要倒着插。2、照相机的镜头相当于一个凸透镜，暗箱中的胶片相当于光屏，我们调节调焦环，并非调焦距，而是调镜头到胶片的距离，物离镜头越远，胶片就应靠近镜头。考点四、眼睛和眼镜近视眼和远视眼的成因及纠正近视眼远视眼表只能看清近处的物体，看不清远处的物体。只能看清楚远处的物体、看不清近处的物体。现成因晶状体变得太厚，折射光的能力太强或由于眼球在前后方向上太长，视网膜距晶状体过远，来自远处的光会聚在视网膜之前，视网膜上得不到清晰的像。如图：晶状体太薄，折光能力太弱，或者是眼球在前后方向上太短，来自近处物体的光线发散程度较大，光会聚到了视网膜之后。矫正【典型例题】类型一、凸透镜成像规律及应用1.（2015•娄底）用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距，并“探究凸透镜成像规律”，当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙时，在光屏上可成清晰的像．下列说法正确的是（）A．凸透镜的焦距是30cmB．图乙中烛焰成的是倒立放大的像C．照相机成像特点与图乙中所成像的特点相同D．保持凸透镜、光屏位置不变，将蜡烛远离凸透镜，烛焰仍可在光屏上成清晰的像【思路点拨】（1）根据凸透镜对光线的折射作用知：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，然后可知其焦距；（2）根据图中表示的焦距与物距，利用凸透镜成像的规律可以确定成像的性质；（3）当u＞2f时，成倒立缩小的实像，应用于照相机；（4）凸透镜成实像时，物距增大，像距减小。【答案】B【解析】A、平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将汇聚于点F，点F即为此透镜的焦点，从焦点到透镜中心的距离即为焦距，则透镜的焦距为30cm﹣20cm=10cm，故本选项错误；B、图乙中，物距u=15cm，像距v=30cm，像距大于物距，由凸透镜成像规律可知，图乙中烛焰成的是倒立放大的实像，故本选项正确；C、由凸透镜成像规律可知，当u＞2f时，成倒立缩小的实像，应用于照相机,故本选项错误；D、因为凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，所以将蜡烛远离凸透镜，保持凸透镜、光屏位置不变，则在光屏上不能成清晰的像，要想在光屏上成清晰的像，应将光屏向靠近透镜的方向移动，故本选项错误。【总结升华】本题主要考查了测量焦距的方法和凸透镜的成像规律。举一反三：【变式】左边的实线框内是某一物体的形状，右边4个虚线框内是供选择的物体像的形状，以下填空时，只考虑像的形状，不考虑像的大小。（1）在平面镜中看到的该物体的像的形状为__________；（2）把投影仪的反射平面镜卸掉，让物体的像成在天花板上，这时看到该物体的像的形状为______；（3）用放大镜看物体，看到的该物体的像的形状为__________。【答案】（1）A(2)D(3)C2.下为凸透镜成像的示意图．由于不慎将透镜的上沿摔掉一块（图中阴影部分），则所成的像将（）A．像的A部分消失了B．像的B部分消失了C．成像的效果不受影响D．像A′B′是完整的，亮度变暗【思路点拨】凸透镜成像属于光的折射现象，物体发出的光线经凸透镜折射后，会聚在凸透镜另一侧的光屏上，形成物体的实像；如果凸透镜的口径大，透过的光多，像就亮；由于不慎将透镜的上沿摔掉一块，口径小，透过的光少，像就暗。【答案】D【解析】物体的每一点发出的无数光线，即这些光线一部分通过凸透镜的上部成像在光屏上，也有一部分通过凸透镜的下部成像在光屏上，所以将凸透镜上部碰掉一块时，只是去掉了该点发出的成像光线的一部分，通过凸透镜的下部的那部分光线仍能成像在光屏上，所以成像的性质不变，由于通过的光在减少，所以像的亮度变暗。【总结升华】解答此题时，很容易出现这样的错误答案，由于将凸透镜上部碰掉一块，上面的光线不能通过，故缺少上半部分。有的同学考虑的更仔细，凸透镜成的是倒立的实像，所以应该是缺少下部分。出现这种错误的原因是对其成像的具体过程不清楚造成的，如果掌握了物体的成像光路图，此题就容易解决了。举一反三：【变式】在凸透镜主轴上的一物点P，物距大于焦距，如果沿直径对称切除透镜很小一部分，如图所示，再把上、下半截透镜向原主轴位置合拢，则成像情况与原来相比（）A.相同B.成两个像，上半截透镜A成像点上移，下半截透镜B成像点下移C.成两个像，上半截透镜A成像点下移，下半截透镜B成像点上移D.不能成像【答案】C3.某同学在探究“凸透镜成像规律”时，总结的三个实验结论如下表，其中正确的是（）A．实验1B．实验2C．实验3D．实验2和实验3【思路点拨】根据凸透镜成像规律：物距小于焦距成正立、放大的虚像，像距大于物距。物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立、放大的实像，像距大于物距。物距等于二倍焦距成倒立等大实像，像距等于物距。物距大于二倍焦距成倒立、缩小的实像，像距小于物距。【答案】A【解析】由凸透镜成像的规律，当u＞2f时，成倒立、缩小的实像，f＜v＜2f，所以A符合题意；当f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，v＞2f，所以B、D不符合题意；当u＜f时，成正立、放大的虚像，|v|＞u。所以C不符合题意。【总结升华】此题主要考查了凸透镜成像的规律，关键要熟练掌握成像特点与物距之间的关系，同时也要掌握像距与物距的关系。在学习过程中，要善于寻找规律。举一反三：【变式】如图所示，a、b、c、d是距凸透镜不同距离的四个点。F为焦点。下列几种光学仪器的成像原理与物体在不同点时的成像情况相对应，下列说法正确的是（）A．幻灯机是根据物体放在c点时的成像特点制成的B．照相机是根据物体放在d点时的成像特点制成的C．使用放大镜时的成像情况与物体放在a点时的成像情况相似D．人眼看物体时的成像情况与物体放在F点时的成像情况相似实验序号物距（u）像的性质像距（v）实虚大小正倒1u＞2f实像缩小倒立f＜v＜2f2f＜u＜2f实像缩小正立v＞2f3u＜f虚像放大倒立|v|＞u【答案】A4.关于透镜的下列说法中正确的是（）A．近视眼镜的镜片是凹透镜B．监控摄像头的镜头相当于一个凹透镜C．凸透镜所成的像都是实像D．隔着放大镜看物体总是放大的【思路点拨】（1）掌握近视眼的成因和凸透镜和凹透镜对光线的作用不同，凸透镜的三种成像情况和应用，是解决本题的关键。（2）凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。（3）凸透镜成像的三种情况：U＞2f倒立、缩小的实像，应用于照相机或摄像头；2f＞U＞f倒立、放大的实像，应用于幻灯机或投影仪；U＜f正立、放大的虚像，应用于放大镜。【答案】A【解析】近视眼是晶状体太厚，对光线的会聚能力增强，使像成在视网膜的前方，戴近视眼镜使光线发散一些，凹透镜对光线有发散作用，近视眼镜是凹透镜；摄像头是利用凸透镜U＞2f成倒立、缩小的实像，镜头是一个凸透镜；凸透镜既能成实像，又能成虚像；放大镜是一个凸透镜，隔着放大镜看物体，当U＞2f时能看到一个倒立、缩小的像，当2f＞U＞f时，能看到一个倒立、放大的像；当U＜f能看到一个正立、放大的像。【总结升华】这个题目综合性比较强，考查了近视眼和远视眼的成因、凸透镜和凹透镜对光线的作用、凸透镜成像的三种情况和应用，尤其是最后一个选项，一般学生认为隔着放大镜看物体只能看到正立、放大的像，实际上还能看到倒立、放大、等大、缩小的像。举一反三：【变式】（2015•滨州）小明在完成“探究凸透镜成像规律”实验后，为进一步了解“视力矫正”的原理，移动蜡烛，先让烛焰在光屏上成了一个清晰的像．如图所示，然后他在蜡烛和凸透镜之间放置了不同类型的眼镜片，关于本次实验现象正确的是（）A．放置眼镜片之前，蜡烛在图示位置，光屏上得到的是倒立、放大的实像B．放置眼镜片之前，蜡烛在图示位置，光屏上得到的是倒立、缩小的虚像C．将远视镜片放在蜡烛和凸透镜之间，使光屏靠近透镜，又能在光屏上看到清晰的像D．将近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间，使光屏靠近透镜，又能在光屏上看到清晰的像【答案】C类型二、作图与实验探究5.如图所示，有两条光线分别从凸透镜的两倍焦距（P）处和一倍焦距（F）处射向凸透镜，请在图中画出它们通过透镜后的光路。【思路点拨】根据凸透镜的三条特殊光线中的一条，过焦点的光通过透镜之后平行于主光轴；根据凸透镜成像规律，物距等于2倍焦