专题05 透镜及其应用(解析版)

专题05 透镜及其应用

本专题中考考点及要求（“▲”表示该标准要求属于评价水平这一层次）

评价目标和评价水平

标准要求知识性目标技能性目标体验性目标了解认

识

理

解

独立操作经

历

认同内化

（1）认识凸透镜的会聚作用和

凹透镜的发散作用。

▲

（2）探究并知道凸透镜成像的规律。▲▲

（3）了解凸透镜成像规律的应用。▲

规律总结1：透镜作图问题基本方法

掌握三条特殊的入射光线，经过透镜折射后的折射光线的特点是光学透镜光路作图的重要方法。见下图表：

规律总结2：对凸透镜成像规律的思维方法

1.心中要强记凸透镜成像的规律及应用的基础知识

2.对凸透镜成像规律的理解

（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u>v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。

规律总结3：探究凸透镜成像规律实验思维方法

1.实验操作：实验时点燃蜡烛，使烛焰中心、凸透镜光心、光屏的中心（即焰心、光心、光屏中心）大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏中央。实验时发现蜡烛的像呈在光屏的上半部分，要想使像呈在光屏的中心，该如何操作：①向上移动光屏；②向上移动蜡烛；③向下移动凸透镜。

2.如果用手将凸透镜遮住一半，则光屏上依然是一个完整的像，但亮度较暗。

3.若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：

①蜡烛在焦点以内（u

②烛焰在焦点上(u=f) ；

③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；

④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。

4.燃烧的蜡烛不断变短，光屏上的像向上移动，为使像呈在光屏中央，应该将光屏向上移动或蜡烛向上移动或凸透镜向下移动。

5.实验结论：凸透镜成像规律内容。

6.对规律的进一步认识：一倍焦距分虚实二倍焦距分大小，物近像远像变大。像跟着物体跑。

【例题1】（2018湖南怀化）如图所示，光线伍平行于凸透镜的主光轴，光线右过光心乙清在图中作出光线a、b经过凸透镜后的折射光线。

【答案】如图所示。

【解答】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。【例题2】（2019山东省东营）根据入射光线和折射光线，请在图中的虚线框内画出适当类型的透镜。

【答案】如图所示。

【解析】由给出的光线可知，原本向中间会聚的光线经透镜折射后变得平行不再会聚，即经过透镜后，折射光线变得发散了，故虚线框内的是凹透镜。

【例题3】（2018兰州）如图所示是小伟通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u关系的图像。根据图像给出的信息，下列说法正确的是（）

A.由图可知实验中使用的凸透镜的焦距是20cm；

B.当物距为5cm时的成像特点是正立、放大的虚像；

C.当物距为5cm时的成像特点可应用于照相机；

D.当物距为5cm时的成像特点可应用于幻灯机。

【答案】B

【解析】凸透镜成像（实像）实验中，物距越大，像距越小，当物距在二倍焦距时，像距也在二倍焦距处。u=v=2f=20cm,由此判断20cm为凸透镜的二倍焦距，该凸透镜的焦距应该是f=10cm。物距为5cm，位于焦点以内，这时u＜f，成正立、放大的虚像，属于放大镜的应用。而2f＜u时，成倒立、缩小、实像，属于照相机的应用； f ＜u＜2f 时，成倒立、放大、实像，属于幻灯机的应用。

【例题4】（2019河北省）如图所示，小明将凸透镜（f＝10cm）固定在光具座40cm的位置，探究凸透镜的成像规律。下列说法正确的是（）

A．将蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中，像逐渐变小

B．当光屏上成清晰像时，拿开光屏，眼睛在一定范围内仍能看到像

C．将蜡烛放在10cm处，移动光屏，光屏上可得到倒立缩小的清晰像

D．当光屏上成清晰像时，在贴近凸透镜左侧位置放一远视镜片，向右移动光屏，光屏上仍能得到清晰的像【答案】ABC

【解析】（1）根据“无论实像或虚像，物靠近焦点像变大”可判断物距变化时，像距及像的大小的变化；（2）实像可以用光屏承接，虚像不能用光屏承接，不论实像和虚像眼睛都能直接观察；

（3）根据凸透镜成像规律中像距和物距的关系，当u＞2f，成倒立、缩小的实像即可判断；

（4）根据远视镜片对光线有会聚作用可判断像的变化情况，进而得出光屏的移动方向。

A．根据“无论实像或虚像，物靠近焦点像变大”可知，蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中，即蜡烛远离焦点，所成的虚像将变小，故A正确；

B．发光物体发出的光线经凸透镜折射后是会聚的，经过成像点后是发散的，所以眼睛必须在成像点以外的光线发散区域才能看到这个像；当眼睛在原光屏处不能看到发光体的像，眼睛靠近凸透镜也不能看到像，当眼睛从原光屏位置远离凸透镜，能看到像。故B正确；

C．当蜡烛放在10cm处，物距u＝40cm﹣10cm＝30cm＞2f，成倒立缩小的实像，故C正确；

D．若在蜡烛和透镜间放一远视眼镜，远视眼镜为凸透镜，对光线有会聚作用，此时所成的像将靠近透镜，所以应向左移动光屏，故D错误。

【例题5】（2018山东潍坊）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，拉姆同学所在实验小组用同一凸透镜做了如图所示的实验。

（1）实验前，拉姆同学用图甲所示的方法来测量实验用凸透镜的焦距f，则该凸透镜的焦距f=______cm。（2）将凸透镜放置在光具座的C点处，如图乙所示，实验过程中，该小组组装并调整实验器材，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，当把点燃的蜡烛放在光具座的A点处时，移动光屏到某一位置恰能在光屏上成清晰的倒立、______（选填“放大”或“缩小”）的实像；______（选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）就是利用该原理工作的。

（3）保持凸透镜位置不变，再将蜡烛移到“45cm”刻度线处，此时移动光屏______（选填“能”或“不能”）在光屏上得到一个清晰的像。

【答案】（1）10.0；（2）缩小；照相机；（3）不能。

【解析】（1）由图甲知，焦距为f=40.0cm﹣30.0cm=10.0cm；

（2）当蜡烛放在A点时，物距大于2f，成倒立缩小的实像，照相机就是利用该原理工作的；

（3）当将蜡烛移到“45cm”刻度线处，物距小于焦距，成正立放大虚像，此时移动光屏不能在光屏上得到一个清晰的像。