透鏡及其應(yīng)用

郭勇

一、考情分析

《透鏡及其應(yīng)用》是較高層次的光學(xué)知識(shí)。在各地中考試卷中分值為2～7分不等，考查透鏡部分常以填空、選擇、作圖、實(shí)驗(yàn)探究題的形式出現(xiàn)。在2016年中考中考查的常見(jiàn)考點(diǎn)有：凸透鏡的三條特殊光線作圖，透鏡的應(yīng)用，探究凸透鏡成像規(guī)律，尤其對(duì)于該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了多角度多層次的考查、挖掘和拓展；遠(yuǎn)視眼，近視眼的成因及矯正等。本章知識(shí)中，涉及的光學(xué)儀器較多，容易混淆和遺忘。特別是凸透鏡成像的動(dòng)態(tài)規(guī)律的理解，歷來(lái)是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)和考試的熱點(diǎn)。

命題趨勢(shì)：根據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的新課程理念，結(jié)合生活實(shí)際考查凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用，利用透鏡進(jìn)行視力矯正等知識(shí)點(diǎn)的理解情況成為考查的熱點(diǎn)。

二、考點(diǎn)演練

【基礎(chǔ)強(qiáng)化】

如圖1所示，在燒杯中漂浮著一個(gè)正方體的木塊，水面以下的部分看起來(lái)比水面以上的部分要大一些，這是因?yàn)闊退鸬搅?/p>

（填“凸”或“凹”）透鏡的放大作用，從而形成了一個(gè)

（填“虛”或“實(shí)”）像。

（填“近”或“遠(yuǎn)”）視眼鏡用的就是這種透鏡。

人的眼球好像照相機(jī)，晶狀體和角膜共同作用相當(dāng)于一個(gè)

；小麗的眼睛成像情況如圖2所示，為矯正視力應(yīng)當(dāng)佩戴眼鏡片為

的眼鏡（均選填“凸透鏡”或“凹透鏡”）。

如圖3所示是一種視力矯正的模型，其中透鏡A是

（填“凸”或“凹”）透鏡，該模型是矯正

（填“近”或“遠(yuǎn)”）視眼。

4.形成近視眼的原因是晶狀體太厚，折光能力

（填“太弱”或“太強(qiáng)”）。預(yù)防近視眼的措施之一，就是讀寫(xiě)時(shí)眼睛與書(shū)本的距離應(yīng)保持在

（填“10”“15”或“25”）cm左右。

5.關(guān)于透鏡的應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.近視眼鏡利用了凹透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用

B.照相時(shí)，景物在鏡頭二倍焦距以外

C.顯微鏡的目鏡成正立、縮小的虛像

D.借助放大鏡看地圖時(shí)，地圖到放大鏡的距離應(yīng)大于一倍焦距

6.（2016·宜賓）將一個(gè)凸透鏡正對(duì)著太陽(yáng)光，在凸透鏡另一側(cè)15 cm處的紙上出現(xiàn)一個(gè)最小、最亮的光斑，將一個(gè)物體放在該凸透鏡主光軸上距光心20 cm處，則在凸透鏡的另一側(cè)光屏上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)（ ）

A.正立、放大的虛像

B.正立、縮小的虛像

C.倒立、放大的實(shí)像

D.倒立、縮小的實(shí)像

7.如圖4所示，是蠟燭通過(guò)凸透鏡在光屏上的成像情況，以下器材利用這一成像原理的是（ ）

A.放大鏡 B.電影放映機(jī)

C.照相機(jī)D.投影儀

8.（2016·郴州）同學(xué)們?cè)谟脺囟扔?jì)測(cè)量燒杯中水的溫度時(shí)，從側(cè)面可以觀察到溫度計(jì)插入水中的部分變大了。下列設(shè)備中應(yīng)用了這一光學(xué)原理的是（ ）

A.照相機(jī)B.放大鏡

C.投影儀D.平面鏡

9.小林同學(xué)做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，蠟燭、凸透鏡、光屏在光具座上的位置如圖5所示，這時(shí)燭焰在光屏上成清晰的像（像未在圖中畫(huà)出來(lái)），下列說(shuō)法正確的是（ ）

光屏上形成的是燭焰倒立等大的實(shí)像

B.圖中成像特點(diǎn)與照相機(jī)成像特點(diǎn)完全相同

C.將蠟燭移到光具座10 cm刻度線處，保持凸透鏡和光屏不動(dòng)，光屏上仍可成清晰的燭焰像

D.將蠟燭移到光具座40 cm刻度線處，保持凸透鏡不動(dòng)，無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏，它上面都得不到清晰的蠟燭像

如圖6所示，為小明用透鏡觀察字的情況，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.字到透鏡的距離大于此透鏡的焦距

B.該透鏡只能成放大的像

C.該透鏡可以用作近視眼鏡

D.該透鏡可以用作照相機(jī)鏡頭

如圖7所示，是王爺爺小孫女的照片，王爺爺用放大鏡貼近照片所看到的像圖8中的是（ ）

如圖8所示，小紅同學(xué)在做“探究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，燭焰在圖示位置時(shí)能在光屏上成清晰的像。下列說(shuō)法正確的是（ ）

所成的像是虛像

B.所成的像是倒立、縮小的

C.投影儀就是利用這一成像原理制成的

D.要使光屏上燭焰的像變大，可將光屏靠近凸透鏡

13.（2016·宜昌）小明同學(xué)在做凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，光屏上得到燭焰清晰的像，同組的小華不小心將手指尖觸摸到凸透鏡，這時(shí)光屏上（ ）

A.出現(xiàn)手指的實(shí)像

B.出現(xiàn)手指的影子

C.燭焰的像變得不完整

D.燭焰的像完整，但變暗

14.（2016·廣元）如圖10甲所示，一束平行光經(jīng)過(guò)凸透鏡后，在光屛上得到一個(gè)最小、最亮的光斑，則它的焦距是

cm；用此凸透鏡探究成像規(guī)律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖10乙所示，調(diào)整后再光屛上得到一個(gè)清晰的蠟燭火焰的像，該像的性質(zhì)是

（寫(xiě)出像的正倒、大小、虛實(shí)）；此時(shí)某同學(xué)將自己的近視眼鏡放在蠟燭和凸透鏡之間靠近凸透鏡的位置，結(jié)果光屛上原來(lái)清晰的像變模糊了，若不改變蠟燭和凸透鏡的位置，應(yīng)將光屛向

（填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）凸透鏡的方向移動(dòng)，才能使像變得清晰。

在探究光學(xué)的實(shí)驗(yàn)中：

（1）如圖11所示，凸透鏡的焦距為10 cm，可在光屏上得到一個(gè)清晰、倒立、

的實(shí)像；

（2）保持蠟燭與凸透鏡位置不變，換用不同焦距的凸透鏡，將光屏向右移動(dòng)重新得到清晰的像，此時(shí)像將

（填“變大”“變小”或“不變”），則換用的凸透鏡焦距為

（選填以下選項(xiàng)）

A.6 cm B.8 cm

C.15 cmD.30 cm

（3）把凸透鏡換成玻璃板，蠟燭與玻璃板距離30 cm，像到玻璃板的距離為

cm，移動(dòng)光屏，在光屏上

（填“能”或“不能”）得到蠟燭的像。

【綜合應(yīng)用】

1.畢業(yè)前夕，攝影師用一架焦距不變的照相機(jī)給各班的同學(xué)照畢業(yè)相，照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，對(duì)光有

作用。遇到人數(shù)較多的班級(jí)，攝影師會(huì)增大鏡頭到同學(xué)們的距離，此時(shí)所成的像到鏡頭的距離

2.如圖12所示，人臉識(shí)別門(mén)禁一體機(jī)是通過(guò)攝像機(jī)鏡頭來(lái)捕捉人臉信息。該攝像機(jī)鏡頭相當(dāng)于

透鏡，它的成像與

（填“照相機(jī)”“投影儀”或“放大鏡”）相似，所成的是

（填“放大”“縮小”“等大”）的實(shí)像，已知鏡頭焦距為f人臉到鏡頭的距離應(yīng)大于

要使屏幕上的像大些，人應(yīng)離鏡頭

（填“遠(yuǎn)”或“近”）些。

有一種新型自拍神器（如圖13），可用手機(jī)發(fā)出的電磁波來(lái)遙控它在空中懸停、飛行、拍照。其鏡頭部分相當(dāng)于一個(gè)

。拍照時(shí)，物體通過(guò)鏡頭成倒立、

的實(shí)像?，F(xiàn)使自拍神器遠(yuǎn)離自己，同步傳播到手機(jī)上自己的像會(huì)變

。

近期流行的“自拍神器”給旅行者自拍帶來(lái)了方便。如圖14所示，與直接拿手機(jī)自拍相比，利用自拍桿可以（ ）

A.增大物距

B.增大像距

C.增大人像的大小

D.減小取景范圍

5.（2016·淄博）燭焰通過(guò)焦距為10 cm的甲凸透鏡在光屏上成清晰的像，如圖15所示?，F(xiàn)用焦距為5 cm的乙凸透鏡替換甲，不改變蠟燭和凸透鏡的位置，關(guān)于乙凸透鏡的成像情況，正確的說(shuō)法是（ ）

要在光屏上成清晰的像，光屏應(yīng)向右移動(dòng)

B.要在光屏上成清晰的像，光屏應(yīng)向左移動(dòng)

C.移動(dòng)光屏，可以得到一個(gè)清晰放大的實(shí)像

D.移動(dòng)光屏，可以得到一個(gè)清晰放大的虛像

6.（2016·威海）如圖16所示，圖甲測(cè)凸透鏡的焦距，圖乙“探究凸透鏡成像的規(guī)律”，在圖乙所示的位置光屏上成清晰的像，下列說(shuō)法正確的是（ ）

由圖甲可知凸透鏡的焦距是40 cm

B.圖乙的成像的特點(diǎn)與投影儀的成像原理相同

C.圖乙中若用遮光板擋住凸透鏡的上半部分，光屏上只出現(xiàn)像的下半部分

D.圖乙中若在凸透鏡左側(cè)“戴”上近視鏡，光屏向右移動(dòng)才能找到清晰的像

7.（2016·福州）如圖17所示，圖中能正確表示像與物關(guān)系的是（ ）

凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)中，移動(dòng)物體到某位置時(shí)，能在光屏上成清晰縮小的像，則下列能成立的是（ ）

①如果將物體靠近凸透鏡，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏必須遠(yuǎn)離凸透鏡，且光屏移動(dòng)距離先大于后小于物體移動(dòng)距離；

②同時(shí)移動(dòng)物體與光屏，且移動(dòng)距離相同，有可能在光屏上成清晰縮小的像；

③換用焦距較小的凸透鏡后，仍要在光屏上得到清晰的像，如果只移動(dòng)光屏，光屏必須靠近凸透鏡；

④保持物體和光屏位置不變，一定可以在光屏上的到另一個(gè)清晰的像.

A.①③ B.②④

C.②③D.③④

9.（2016·泰安）在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，物體距離凸透鏡30 cm時(shí)，在凸透鏡另一側(cè)的光屏上可得到一個(gè)倒立的、放大的實(shí)像。該凸透鏡的焦距可能為（ ）

A.5 cm B.10 cm

C.15 cmD.18 cm

10.（2016·鎮(zhèn)江）如圖18所示，某同學(xué)用自制的水透鏡來(lái)探究凸透鏡成像規(guī)律，當(dāng)向水透鏡里注水時(shí)，水透鏡的焦距將變??；當(dāng)從水透鏡里抽水時(shí)，水透鏡的焦距將變大。

（1）如圖18甲所示，一束平行于主光軸射向水透鏡，在光屏上得到一個(gè)最小光斑，則此時(shí)水透鏡的焦距為

cm，實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)調(diào)節(jié)燭焰、水透鏡和光屏三者中心在

；

（2）該同學(xué)移動(dòng)蠟燭，水透鏡和光屏至圖18乙所示位置時(shí)，恰能在光屏上看到清晰的像，利用此成像特點(diǎn)可制成

（填“照相機(jī)”或“投影儀”）；若僅將蠟燭與光屏位置對(duì)調(diào)，則在光屏上

（填“能”或“不能”）看到清晰的像；

（3）在圖18乙所示實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景下，該同學(xué)把自己的眼鏡給水透鏡“戴上”（如圖18丙所示），當(dāng)從水透鏡中抽出適量的水后，他發(fā)現(xiàn)燭焰的像再次變得清晰，由此判斷該同學(xué)戴的是

（填“近視”或“遠(yuǎn)視”）眼鏡。

11.（2016·哈爾濱）小明在家中發(fā)現(xiàn)了一副眼鏡，于是利用眼鏡的鏡片進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。

（1）如圖19甲所示，說(shuō)明該鏡片對(duì)光有

作用。

（2）按圖19甲方式測(cè)量該鏡片的焦距，應(yīng)如何測(cè)量？

（3）如圖19乙所示，光屏上所成的是

像，從圖中還能知道燭焰、鏡片、光屏的中心在

。

（4）寫(xiě)出用鏡片在光屏上成放大像的條件，并寫(xiě)出在圖乙基礎(chǔ)上，繼續(xù)進(jìn)行怎樣的操作才能得到這樣的像

。

12.（2016·沈陽(yáng)）在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，小明將焦距為10 cm的凸透鏡放在光具座中央，調(diào)節(jié)燭焰，凸透鏡和光屏的中心在同一高度。

（1）實(shí)驗(yàn)中各器材的擺放位置如圖20甲所示，若要研究物距大于2倍焦距時(shí)，凸透鏡的成像特點(diǎn)，則接下來(lái)的操作應(yīng)該是

（填字母）

a.蠟燭，凸透鏡的位置保持不變，移動(dòng)光屏直到找到清晰的像

b.光屏位置保持不變，將蠟燭移至15 cm刻線處，移動(dòng)凸透鏡直到找到清晰的像

c.凸透鏡位置保持不變，將蠟燭移至15 cm刻線處，移動(dòng)光屏直到找到清晰的像

（2）凸透鏡能成等大的像嗎？為了在實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確的比較像和物的大小關(guān)系，小明采用了以下的做法：

①將白紙鋪在水平桌面上，把點(diǎn)燃的蠟燭和玻璃板放置在如圖20乙所示的位置上，用筆在紙上畫(huà)出蠟燭的“像”。請(qǐng)你依據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)，在圖乙中畫(huà)出A點(diǎn)在平面鏡中的像A′的位置，并畫(huà)出入射光線AO的反射光線。

②將畫(huà)有燭焰“像”的紙

（填“正”或“倒”）貼在光屏上，這樣便能在接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確的比較像和物的大小關(guān)系。