專題3.1 透鏡 凸透鏡成像的規(guī)律（講練）-2022年中考物理一輪復(fù)習(xí)講

PAGE9第三章透鏡及其應(yīng)用第01講透鏡凸透鏡成像的規(guī)律

考向1透鏡——凸透鏡和凹透鏡凸透鏡：中間厚、邊緣薄的透鏡，如：遠(yuǎn)視鏡片、照相機(jī)的鏡頭、投影儀的鏡頭、放大鏡等等；凹透鏡：中間薄、邊緣厚的透鏡，如：近視鏡片。

典型例題1下圖是德國(guó)設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)的一個(gè)球形透鏡太陽(yáng)能系統(tǒng)，通過(guò)透鏡聚光之后再發(fā)電。此透鏡是一個(gè)（）

A．凸透鏡，對(duì)光線具有會(huì)聚作用B．凸透鏡，對(duì)光線具有發(fā)散作用C．凹透鏡，對(duì)光線具有會(huì)聚作用D．凹透鏡，對(duì)光線具有發(fā)散作用【答案】A【解析】試題分析：兩種透鏡對(duì)光有不同的作用。凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用；凹透鏡太光線有發(fā)散的作用。透鏡太陽(yáng)能通過(guò)透鏡聚光后發(fā)電，故為凸透鏡。選A。典型例題2如圖所示的方框中各有一個(gè)透鏡，圖中畫(huà)出了光線通過(guò)透鏡前后的傳播方向，請(qǐng)?jiān)诜娇蛑刑钊脒m當(dāng)?shù)耐哥R。

ABCD【答案】如圖所示

【解析】觀察A圖，光線經(jīng)過(guò)透鏡后遠(yuǎn)離主光軸被發(fā)散，凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用，填凹透鏡：觀察B圖，光線經(jīng)過(guò)透鏡后向主光軸方向偏折被會(huì)聚，凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，填凸透鏡；同理分析，圖C填凹透鏡，圖D填凸透鏡。針對(duì)練習(xí)1在森林中旅游時(shí)，請(qǐng)不要隨意丟棄飲料瓶．因?yàn)轱嬃掀績(jī)?nèi)一旦進(jìn)入水后，相當(dāng)于一個(gè)鏡，對(duì)太陽(yáng)光有作用，容易引發(fā)火災(zāi)．針對(duì)練習(xí)2如圖所示，小麗同學(xué)將一個(gè)凸透鏡正對(duì)太陽(yáng)光，再把一張紙放在它的另一側(cè)，改變透鏡與紙的距離，直到紙上出現(xiàn)一個(gè)最小、最亮的光斑。這表明凸透鏡對(duì)光線有作用，光斑到凸透鏡的距離就是凸透鏡的。

考向2凸透鏡成像規(guī)律

典型例題1在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)燭焰、透鏡及光屏的相對(duì)位置如圖所示時(shí)，恰能在光屏上得到—個(gè)清晰的像。下列哪種光學(xué)器材的成像原理與其相同（）

A．放大鏡B．近視鏡C．投影儀D．照相機(jī)【答案】D【解析】要解決此題，需要掌握凸透鏡成像的規(guī)律。凸透鏡成像規(guī)律：物距小于焦距成正立放大虛像．應(yīng)用是放大鏡；物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大實(shí)像，像距大于二倍焦距；物距等于二倍焦距成倒立等大實(shí)像，像距等于二倍焦距；物距大于二倍焦距成倒立縮小實(shí)像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距。由圖知，物體經(jīng)凸透鏡后成的是實(shí)像，物距為24cm，像距為16cm，物距大于像距，根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律，此時(shí)成倒立、縮小的實(shí)像。放大鏡成放大、正立的虛像，所以A不符合題意；近視鏡是凹透鏡，所以B不符合題意；投影儀成放大、倒立的實(shí)像，所以C不符合題意；照相機(jī)成縮小、倒立的實(shí)像，所以D符合題意。【點(diǎn)評(píng)】此題主要考查了凸透鏡成像的應(yīng)用，要熟記凸透鏡成像的規(guī)律，特別搞清物距與像距之間的關(guān)系。典型例題2某同學(xué)用自制的水凸透鏡做凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)，在光屏上得到了清晰的像，如圖所示。他繼續(xù)向水凸透鏡內(nèi)注水，使水凸透鏡的焦距變小，如果不改變蠟燭和凸透鏡的位置，要在光屏上再次成清晰的像（）

A．光屏應(yīng)向左移動(dòng)，成縮小的像B．光屏應(yīng)向右移動(dòng)，成放大的像C．光屏應(yīng)向左移動(dòng)，成放大的像D．光屏應(yīng)向右移動(dòng)，成縮小的像【答案】A【解析】向自制的水凸透鏡注入水，因?yàn)橥雇哥R更加凸，相當(dāng)于減小凸透鏡的焦距，即相當(dāng)于物體遠(yuǎn)離了透鏡，物體成實(shí)像時(shí)，物距變大，像距變小，像變小，所以應(yīng)該將光屏向左移動(dòng)，成縮小的實(shí)像，故A正確。針對(duì)練習(xí)1某物體放在凸透鏡前30cm處時(shí)，能在光屏上得到一個(gè)倒立、縮小的實(shí)像，則該凸透鏡的焦距可能是（）A．10cmB．20cmC．30cmD．40cm針對(duì)練習(xí)2一物體放在距凸透鏡20cm處時(shí)，在另一側(cè)距凸透鏡6cm處的光屏上出現(xiàn)了一個(gè)清晰的像。那么該透鏡的焦距可能是（）A．3cmB．5cmC．7cmD．9cm針對(duì)練習(xí)3小華同學(xué)在做“研究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，將點(diǎn)燃的蠟燭、凸透鏡、光屏調(diào)節(jié)到如圖所示的位置，光屏中心正好出現(xiàn)清晰的像（未畫(huà)出）．下列說(shuō)法中正確的是（）

A．凸透鏡的焦距為20cmB．屏上的像是倒立縮小的實(shí)像C．蠟燭燃燒變短，屏上像的位置會(huì)下降D．取走光屏，則凸透鏡不成像

考向3透鏡成像作圖——六條特殊光線解讀：透鏡作圖，一般分為兩大類：（1）凸透鏡的特殊光線有三條：過(guò)光心的光線其傳播方向不變，平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線通過(guò)焦點(diǎn)，過(guò)焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸。（2）凹透鏡的特殊光線有三條：過(guò)光心的光線其傳播方向不變，平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后折射光線反向延長(zhǎng)通過(guò)焦點(diǎn)，指向另一側(cè)焦點(diǎn)的光線經(jīng)凹透鏡折射后折射光線平行于主光軸．

典型例題1請(qǐng)根據(jù)凹透鏡對(duì)光線的作用完成光路。

解析：平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后變得發(fā)散，其折射光線的反向延長(zhǎng)線過(guò)焦點(diǎn)；過(guò)光心的入射光線，經(jīng)過(guò)凹透鏡折射后，其傳播方向不變，由此可以畫(huà)出其折射光線如下圖所示：

典型例題2下圖A給出物體AB及像A′B′的位置，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出凸透鏡及其焦點(diǎn)F的大致位置。

解析：連接AA′與主光軸相交于一點(diǎn)O，則O為凸透鏡的光心，從而確定凸透鏡的位置；由A做平行于主光軸的光線，則通過(guò)凸透鏡的會(huì)聚后過(guò)焦點(diǎn)而會(huì)聚在A′點(diǎn)，則折射光線與主光軸的交點(diǎn)為焦點(diǎn)的位置；由于光路是可逆的，所以由A′點(diǎn)射向凸透鏡的光線過(guò)焦點(diǎn)并會(huì)聚于點(diǎn)A，如圖所示。

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查了凸透鏡成像的原因及凸透鏡對(duì)光線的作用．知道由物體發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡后恰好會(huì)聚于像點(diǎn)．同時(shí)要掌握三條特殊的光線．針對(duì)練習(xí)1如圖所示，請(qǐng)畫(huà)出入射光線經(jīng)過(guò)凸透鏡后的折射光線。

針對(duì)練習(xí)2圖甲中畫(huà)出了蠟燭發(fā)出的三條光線，請(qǐng)畫(huà)出它們通過(guò)凸透鏡后的光路。

考向4凸透鏡成像規(guī)律小結(jié)凸透鏡成像光路圖如下圖所示：

（1）成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大：從圖中我們可以看出，物體在D、C、B三點(diǎn)成的像為實(shí)像，且隨著物體靠近透鏡，像卻遠(yuǎn)離透鏡，而且像逐漸變大。在照相時(shí)，如果我們想使像大些，那就要讓物體靠近相機(jī)，同時(shí)把鏡頭向前推，以增大鏡頭和底片之間的距離，即增大像距。想一想：使用投影儀時(shí)，如果想要讓屏幕上的像更大些，透鏡應(yīng)向上調(diào)還是向下調(diào)投影儀要遠(yuǎn)離屏幕還是靠近屏幕（2）成虛像時(shí)，物體越靠近焦點(diǎn)，像越大：光路圖如下面左圖所示。想一想：在使用放大鏡看報(bào)紙時(shí)，如果像讓像更大些，放大鏡應(yīng)離報(bào)紙遠(yuǎn)些還是近些？

SA（3）凸透鏡成的實(shí)像是所有折射光線的交點(diǎn)，虛像是所有折射光線反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)：蠟燭火焰發(fā)出的光線有無(wú)數(shù)條，其中照到凸透鏡上被折射的也有無(wú)數(shù)條，這無(wú)數(shù)條折射光線的交點(diǎn)就是實(shí)像的位置，如果折射光線不能相交，那么它們的反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)就是虛像的位置，所以成實(shí)像時(shí)