專題05透鏡及其應(yīng)用

專題05透鏡及其應(yīng)用本專題中考考點(diǎn)及要求（“▲”表示該標(biāo)準(zhǔn)要求屬于評(píng)價(jià)水平這一層次）評(píng)價(jià)目標(biāo)和評(píng)價(jià)水平標(biāo)準(zhǔn)要求知識(shí)性目標(biāo)技能性目標(biāo)體驗(yàn)性目標(biāo)了解認(rèn)識(shí)理解獨(dú)立操作經(jīng)歷認(rèn)同內(nèi)化（1）認(rèn)識(shí)凸透鏡的會(huì)聚作用和凹透鏡的發(fā)散作用?！?）探究并知道凸透鏡成像的規(guī)律?！?）了解凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用?！?guī)律總結(jié)1：透鏡作圖問題基本方法掌握三條特殊的入射光線，經(jīng)過透鏡折射后的折射光線的特點(diǎn)是光學(xué)透鏡光路作圖的重要方法。見下圖表：規(guī)律總結(jié)2：對(duì)凸透鏡成像規(guī)律的思維方法1.心中要強(qiáng)記凸透鏡成像的規(guī)律及應(yīng)用的基礎(chǔ)知識(shí)物距（u）像距（v）像的性質(zhì)應(yīng)用大小正倒虛實(shí)無(wú)限遠(yuǎn)v=f極小光斑測(cè)焦距u＞2f2f＞v＞f縮小倒立實(shí)像照相機(jī)u=2fv=2f等大倒立實(shí)像測(cè)焦距2f＞u＞fv＞2f放大倒立實(shí)像幻燈機(jī)（投影儀）u=f無(wú)限遠(yuǎn)獲平行光源和測(cè)焦距u＜f同側(cè)放大正立虛像放大鏡2.對(duì)凸透鏡成像規(guī)律的理解（1）焦點(diǎn)是成實(shí)像和虛像的分界點(diǎn)；（2）二倍焦距處是成放大實(shí)像和縮小實(shí)像的分界點(diǎn)；（3）倒立的都是實(shí)像、正立的都是虛像；（4）當(dāng)u>v時(shí)，像是縮小的；反之，像是放大的；（5）成實(shí)像時(shí)：當(dāng)物距減小時(shí)，像距和像都增大；反之，物距增大，像和像距都減小。簡(jiǎn)言之“物近像遠(yuǎn)像變大；”（6）無(wú)論是成實(shí)像還是虛像，只要物體向焦點(diǎn)靠近，所成的像都變大；（7）像與物左右相反，上下相反；（8）凸透鏡破損或有污漬，不影響成像的完整性，只是讓像變暗；（9）物和像在透鏡同側(cè)的是虛像；異側(cè)的是實(shí)像。規(guī)律總結(jié)3：探究凸透鏡成像規(guī)律實(shí)驗(yàn)思維方法1.實(shí)驗(yàn)操作：實(shí)驗(yàn)時(shí)點(diǎn)燃蠟燭，使?fàn)T焰中心、凸透鏡光心、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?fàn)T焰的像成在光屏中央。實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)蠟燭的像呈在光屏的上半部分，要想使像呈在光屏的中心，該如何操作：①向上移動(dòng)光屏；②向上移動(dòng)蠟燭；③向下移動(dòng)凸透鏡。2.如果用手將凸透鏡遮住一半，則光屏上依然是一個(gè)完整的像，但亮度較暗。3.若在實(shí)驗(yàn)時(shí)，無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：①蠟燭在焦點(diǎn)以內(nèi)（u<f）；②燭焰在焦點(diǎn)上(u=f)；③燭焰、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度；④蠟燭到凸透鏡的距離稍大于焦距，成像在很遠(yuǎn)的地方，光具座的光屏無(wú)法移到該位置。4.燃燒的蠟燭不斷變短，光屏上的像向上移動(dòng)，為使像呈在光屏中央，應(yīng)該將光屏向上移動(dòng)或蠟燭向上移動(dòng)或凸透鏡向下移動(dòng)。5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：凸透鏡成像規(guī)律內(nèi)容。6.對(duì)規(guī)律的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)：一倍焦距分虛實(shí)二倍焦距分大小，物近像遠(yuǎn)像變大。像跟著物體跑?？键c(diǎn)一：透鏡及透鏡作圖1.透鏡的分類：凸透鏡和凹透鏡。凸透鏡：中間厚邊緣薄的透鏡；凹透鏡：中間薄邊緣厚的透鏡。2.有關(guān)透鏡的科學(xué)術(shù)語(yǔ)：主光軸，光心，焦點(diǎn)（F），焦距（f），3.透鏡對(duì)光線的作用。凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，又叫會(huì)聚透鏡；凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用，又叫發(fā)散透鏡。4.三條特殊光線：（如圖所示，比較兩透鏡的異同）（1）凸透鏡A.平行主光軸的光線——通過焦點(diǎn)；B.通過焦點(diǎn)的光線——平行于主光軸；C.通過光心的光線——傳播方向不改變。（2）凹透鏡A.平行主光軸的光線——反向延長(zhǎng)線通過同側(cè)虛焦點(diǎn)；B.正對(duì)凹透鏡另一側(cè)焦點(diǎn)射出的光線——平行于主光軸；C.通過光心的光線——傳播方向不改變?！纠}1】（2021廣西貴港）請(qǐng)?jiān)趫D中畫出光線經(jīng)過凹透鏡后的光路圖。（F為焦點(diǎn)）【答案】如圖所示。（1）；【解析】（1）平行于凹透鏡主軸的光線，經(jīng)過凹透鏡的作用，折射后的發(fā)散光線，反向延長(zhǎng)后交于凹透鏡的焦點(diǎn)；沿著凹透鏡焦點(diǎn)的入射光線，經(jīng)過凹透鏡作用后，折射光線平行于主光軸?！纠}2】（2021湖南張家界）把帶雙箭頭的圖片放在圓柱形透明玻璃杯后適當(dāng)位置并在玻璃杯中加入適重的水，看到的情景如圖所示，圖甲與______，圖乙與______光學(xué)儀器成像的原理相同(兩空均選填“照相機(jī)”、“投影儀”、“放大鏡”或“近視眼鏡”)。

【答案】放大鏡

照相機(jī)

【解析】未放水杯前，箭頭的方向都是向右的；

甲圖中，下面的箭頭的方向不變，成的是正立的、放大的像，則是正立、放大的虛像，其應(yīng)用是放大鏡；

乙圖中，下面的箭頭的方向發(fā)生了改變，成的是倒立、縮小的像，其應(yīng)用是照相機(jī)。

考點(diǎn)二：凸透鏡成像的規(guī)律及應(yīng)用焦點(diǎn)內(nèi)外分虛實(shí)，二倍焦距分大小，實(shí)像分居兩側(cè)倒，虛像則是同側(cè)正，物近像遠(yuǎn)像越大，物遠(yuǎn)像近像越小?！纠}3】（2021廣西貴港）在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，凸透鏡的焦距為10cm。實(shí)驗(yàn)中，調(diào)整燭焰、凸透鏡、光屏的中心在_______。將一支點(diǎn)燃的蠟燭放在凸透鏡前18cm處，光屏上得到清晰的像。然后在燭焰和凸透鏡之間放置了一個(gè)近視眼鏡片，光屏上燭焰的清晰像變模糊了。若想在光屏上重新得到清晰的燭焰像，應(yīng)將光屏_______凸透鏡。【答案】同一高度；遠(yuǎn)離【解析】為了使像呈現(xiàn)在光屏的中心，應(yīng)該調(diào)整燭焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度。近視鏡是凹透鏡，對(duì)光線具有發(fā)散作用，可以使像變遠(yuǎn)，故在燭焰和凸透鏡之間放置了一個(gè)近視眼鏡片，想在光屏上重新得到清晰的燭焰像，應(yīng)將光屏遠(yuǎn)離凸透鏡?！纠}4】（2021哈爾濱）在做“凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，如圖所示：（1）小明用發(fā)出平行光的手電筒正對(duì)凸透鏡照射，移動(dòng)光屏到圖甲位置時(shí)，光屏上出現(xiàn)了最小最亮的光斑，這說(shuō)明凸透鏡對(duì)光有______（選填“會(huì)聚”或“發(fā)散”）作用，此凸透鏡的焦距是______cm；（2）實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)如圖乙所示的實(shí)像，他判斷此像是實(shí)像的依據(jù)應(yīng)是______，請(qǐng)你列舉一例此成像規(guī)律在生活中的應(yīng)用，_______；（3）在（2）的基礎(chǔ)上，保持蠟燭、光屏不動(dòng)，向右緩慢移動(dòng)凸透鏡直到光屏上又出現(xiàn)燭焰的像，此時(shí)成像的情況是________?！敬鸢浮浚?）會(huì)聚20.0（2）像能夠在光屏上呈現(xiàn)投影儀（3）倒立、縮小的實(shí)像【解析】（1）凸透鏡能夠?qū)⑵叫杏谥鞴廨S的光會(huì)聚成最小最亮的光斑，說(shuō)明凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用。最小最亮的光斑處即凸透鏡的焦點(diǎn)，則該凸透鏡的焦距為f=50.0cm30.0cm=20.0cm（2）虛像不能在光屏上呈現(xiàn)，實(shí)像能在光屏上呈現(xiàn)，圖乙中光屏上能夠呈現(xiàn)出像，說(shuō)明此像是實(shí)像。圖乙中物距小于像距，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知，此時(shí)物距在一倍焦距到二倍焦距之間，成倒立、放大的實(shí)像，生活中投影儀就是利用這個(gè)原理工作的。（3）保持蠟燭、光屏不動(dòng)，向右緩慢移動(dòng)凸透鏡，直到光屏上又出現(xiàn)燭焰的像，根據(jù)光路的可逆性可知，此時(shí)的物距等于原來(lái)的像距、像距等于原來(lái)的物距，即此時(shí)物距大于二倍焦距，則成倒立、縮小的實(shí)像?？键c(diǎn)三：眼睛和眼鏡1.構(gòu)造。人眼的主要構(gòu)造是角膜、瞳孔、晶狀體、睫狀體、玻璃體、視網(wǎng)膜。晶狀體和角膜的共同作用相當(dāng)于一個(gè)可以改變焦距的凸透鏡，視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏。2.視物原理。光線由所觀看的物體發(fā)出，外界的物體位于凸透鏡的二倍焦距以外，經(jīng)過角膜及晶狀體的折射，會(huì)聚在視網(wǎng)膜上，得到一個(gè)倒立、縮小的實(shí)像，通過視神經(jīng)將這個(gè)信號(hào)傳給大腦，人就看到了物體。3.近視眼、遠(yuǎn)視眼的比較【例題5】（2021黑牡雞朝鮮族）現(xiàn)代生活中，給人們帶來(lái)了許多便利，但長(zhǎng)時(shí)間看屏幕，容易導(dǎo)致視力下降，如圖所示的四幅圖是眼球成像及視力矯正的示意圖，其中屬于近視眼的成因及其矯正的是（）A.甲、乙 B.甲、丁 C.丙、乙 D.丙、丁【答案】D【解析】甲圖中像成在了視網(wǎng)膜的后面，該眼睛是遠(yuǎn)視眼，遠(yuǎn)視眼應(yīng)該佩戴凸透鏡進(jìn)行矯正；故乙圖是遠(yuǎn)視眼的矯正示意圖；由丙圖可知：像成在視網(wǎng)膜的前方，故該眼睛是近視眼，近視眼是晶狀體曲度變大，會(huì)聚能力增強(qiáng)，即折光能力增強(qiáng)，應(yīng)佩戴凹透鏡，使光線推遲會(huì)聚；丁圖是近視眼的矯正示意圖。故選D?！锻哥R及其應(yīng)用》單元綜合素養(yǎng)精準(zhǔn)達(dá)標(biāo)模擬檢測(cè)試卷（答題時(shí)間90分鐘，試卷滿分100分）一、選擇題（本大題有10道小題，每小題3分，共計(jì)30分）1.（2021長(zhǎng)春）華為某款的相機(jī)配有先進(jìn)的液態(tài)鏡頭。液態(tài)鏡頭由充滿液體的容器和彈性高分子膜組成。液態(tài)鏡頭相當(dāng)于凸透鏡，使物體到相機(jī)的距離無(wú)論遠(yuǎn)近，都可以變焦成像。液態(tài)鏡頭（）A.對(duì)光有會(huì)聚作用 B.能成倒立的虛像C.能成正立的實(shí)像 D.能成縮小的虛像【答案】A【解析】A．液態(tài)鏡頭相當(dāng)于凸透鏡，凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，故A正確；BCD．照相機(jī)照相時(shí)，物體在2倍焦距以外，所成的像是倒立、縮小的實(shí)像，故BCD錯(cuò)誤。2.（2021青海）一凸透鏡的焦距為12cm，將點(diǎn)燃的蠟燭從離凸透鏡30cm處沿主光軸移到15cm處的過程中，像的大小和像距的變化情況是（）A.像變小，像距變小 B.像變大，像距變大C.像變大，像距變小 D.像變小，像距變大【答案】B【解析】凸透鏡的焦距為12cm，點(diǎn)燃的蠟燭從離凸透鏡30cm處沿主光軸移到15cm處的過程中，即物距從大于二倍焦距處，移到小于二倍焦距、大于一倍焦距處，物距一直變小，因此像距一直增大，像也一直增大，像從縮小的像一直增大為放大的像，故B符合題意。3．（2021四川綿陽(yáng)）在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)蠟燭、凸透鏡和光屏的位置如圖所示時(shí)，光屏上得到清晰的像。則（）A．透鏡焦距一定在10cm到15cm之間 B．透鏡焦距一定在15cm到20cm之間 C．把蠟燭向左移動(dòng)少許，光屏適當(dāng)向左移動(dòng)可得到大些的實(shí)像 D．把蠟燭向右移動(dòng)少許，光屏適當(dāng)向右移動(dòng)可得到小些的實(shí)像【答案】A【解析】掌握凸透鏡成像的規(guī)律，知道當(dāng)物距在一倍焦距和二倍焦距之間時(shí)，成倒立放大的實(shí)像，此時(shí)像距大于2f；且成實(shí)像時(shí)，遵循物近像遠(yuǎn)像變大的特點(diǎn)。AB、觀察圖示可知此時(shí)u＝20cm，v＝30cm，u＜v，成倒立放大的實(shí)像，由凸透鏡的成像規(guī)律可知，此時(shí)f＜u＜2f，v＞2f，即有則，f＜20cm＜2f，30cm＞2f，解得10cm＜f＜15cm；故凸透鏡的焦距的范圍是：10cm＜f＜15cm，故A正確，B錯(cuò)誤；C、把蠟燭向左移動(dòng)少許，此時(shí)物距變大，像距變小，像變小，所以光屏適當(dāng)向左移動(dòng)可得到小些的實(shí)像，故C錯(cuò)誤；D、把蠟燭向右移動(dòng)少許，此時(shí)物距變小，像距變大，像變大，所以光屏適當(dāng)向右移動(dòng)可得到大些的實(shí)像，故D錯(cuò)誤。4.（2020湖北武漢）全國(guó)多地在歡迎援鄂抗疫英雄凱旋時(shí)舉行了“飛機(jī)過水門”的最高禮儀。某次儀式中，攝影師拍攝了如圖所示的照片，他所用的照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，像成在照相機(jī)的底片上，下列說(shuō)法正確的是A.所成的像是縮小的實(shí)像 B.所成的像是縮小的虛像C.所成的像是放大的實(shí)像 D.所成的像是放大的虛像【答案】A【解析】照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，此時(shí)飛機(jī)很遠(yuǎn)，物距大于二倍焦距，凸透鏡成倒立、縮小的實(shí)像，A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。5.（2020黑龍江龍東農(nóng)墾森工）如圖所示，下列有關(guān)眼睛的示意圖，遠(yuǎn)視眼是圖，遠(yuǎn)視眼矯正是圖。【答案】??；乙?！窘馕觥垦劬Φ木铙w相當(dāng)于凸透鏡；甲圖中像呈在視網(wǎng)膜的前方，是近視眼模型，需要佩戴發(fā)散透鏡，即凹透鏡，使光線推遲會(huì)聚，如丙圖。丁圖中像呈在視網(wǎng)膜的后方，是遠(yuǎn)視眼模型，應(yīng)佩戴會(huì)聚透鏡矯正，即凸透鏡，如圖乙。6．（2020蘇州）如圖所示，燭焰在光屏上剛好成清晰的像。透鏡不動(dòng)，將蠟燭移至40cm刻度處，移動(dòng)光屏，在光屏上能觀察到（）A．倒立、縮小的實(shí)像 B．倒立、放大的實(shí)像 C．正立、放大的實(shí)像 D．光屏上不能呈現(xiàn)像【答案】D【解析】如圖，u＝50cm﹣20cm＝30cm，v＝80cm﹣50cm＝30cm，此時(shí)光屏上出現(xiàn)清晰的像，u＝v＝2f＝30cm，所以f＝＝15cm，將蠟燭移至40cm刻度處，u'＝50cm﹣40cm＝10cm，物距小于焦距，凸透鏡成正立、放大的虛像，虛像不能用光屏承接，所以光屏上不能呈現(xiàn)像。7.（2020山東泰安）小明同學(xué)做“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)他把燭焰移到距透鏡18cm的位置時(shí)，在光屏上觀察到倒立放大清晰的像。他判斷凸透鏡焦距可能是①6cm、②9cm、③12cm、④16cm，其中正確的是（）A.①② B.②③ C.①④ D.③④【答案】D【解析】由題意可知，物距18cm，光屏上觀察到倒立放大清晰的像，所以2f＞18cm＞f18cm＞f＞9cm③12cm和④16cm符合題意。8.（2020四川自貢市）在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)燭焰、凸透鏡、光屏位于如圖所示的位置時(shí)，燭焰在光屏上呈現(xiàn)一個(gè)清晰放大的像．要使?fàn)T焰在光屏上呈現(xiàn)一個(gè)清晰縮小的像，調(diào)節(jié)的方法是（）A.透鏡不動(dòng)，蠟燭遠(yuǎn)離透鏡移動(dòng)，光屏靠近透鏡移動(dòng)B.透鏡不動(dòng)，蠟燭遠(yuǎn)離透鏡移動(dòng)，光屏遠(yuǎn)離透鏡移動(dòng)C.透鏡不動(dòng)，蠟燭靠近透鏡移動(dòng)，光屏遠(yuǎn)離透鏡移動(dòng)D.透鏡不動(dòng)，蠟燭靠近透鏡移動(dòng)，光屏靠近透鏡移動(dòng)【答案】A【解析】由圖知道，此時(shí)物距小于像距，成倒立放大的實(shí)像，要使光屏上呈現(xiàn)倒立、縮小的實(shí)像，要增大物距，同時(shí)減小像距，所以在凸透鏡不動(dòng)時(shí)，蠟燭遠(yuǎn)離凸透鏡，同時(shí)光屏靠近凸透鏡，故選A．9.當(dāng)蠟燭、凸透鏡、光屏在如圖所示的位置時(shí)，蠟燭的像在光屏上依稀可見（如圖），.則下列結(jié)論正確的是（）A．物距u=45cmB．像距v=80cmC．凸透鏡焦距f一定是10cmD．凸透鏡焦距f在7.5cm——15cm之間【答案】D【解析】本題重在考查物距、像距、焦距概念以及凸透鏡成像的基本規(guī)律。同時(shí)也測(cè)試了學(xué)生的觀察能力、讀取數(shù)據(jù)的能力。A.物體與凸透鏡光心間的距離為物距，圖中情況u=15cm。選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.光屏的像到凸透鏡間的距離為像距，圖中情況v=30cm。選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.凸透鏡焦點(diǎn)到光心間的距離為焦距。但光光根據(jù)圖所示情況得不出來(lái)焦距的大小。但我們能根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律判斷其焦距的范圍。D.由圖中情景知道，蠟燭經(jīng)過凸透鏡作用后，在光屏上得到一個(gè)倒立的、放大的、實(shí)像。這種情況只有f＜u＜2f時(shí)出現(xiàn)。我們知道u=15cm，所以f＜15cm＜2f。解得：7.5cm＜f＜15cm。所以選項(xiàng)D正確。10.（2021齊齊哈爾）光的世界豐富多彩，光學(xué)器件在我們的生活、學(xué)習(xí)中有著廣泛的應(yīng)用。你認(rèn)為下面介紹符合實(shí)際的是(????)A.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

B.用照相機(jī)拍攝景物時(shí)，景物到鏡頭的距離應(yīng)大于二倍焦距

C.陽(yáng)光通過凸透鏡可形成一個(gè)很小很亮的光斑，是利用了凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用

D.近視眼鏡是利用凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用來(lái)矯正近視的【答案】BCD

【解析】A.由凸透鏡成像的規(guī)律和應(yīng)用可知，u<f，成正立放大的虛像，應(yīng)用是放大鏡，因此利用放大鏡看地圖時(shí)，地圖到放大鏡的距離應(yīng)小于一倍焦距，故A錯(cuò)誤；

B.由凸透鏡成像的規(guī)律和應(yīng)用可知，u>2f，成倒立縮小的實(shí)像，應(yīng)用是照相機(jī)，所以用照相機(jī)拍攝景物時(shí)，景物到鏡頭的距離應(yīng)大于二倍焦距，故B正確；

C.陽(yáng)光通過凸透鏡可形成一個(gè)很小很亮的光斑，是利用了凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，故C正確；

D.近視眼是晶狀體曲度變大，會(huì)聚能力增強(qiáng)，即折光能力增強(qiáng)，應(yīng)佩戴發(fā)散透鏡，使光線推遲會(huì)聚，即近視眼鏡是利用凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用來(lái)矯正近視的，故D正確。

二、填空題（每空1分，共計(jì)1．（2021北京）在“重陽(yáng)節(jié)”到來(lái)之際，小航送給奶奶一個(gè)放大鏡，奶奶借助這個(gè)放大鏡能夠細(xì)致欣賞郵票上的圖案，如圖1所示。此時(shí)奶奶看到的是一個(gè)、放大的虛像。為了模擬上述現(xiàn)象，小航利用一個(gè)焦距為10cm的凸透鏡、蠟燭和光具座等器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。他先將蠟燭固定在光具座上50cm刻線處，如圖2所示，接下來(lái)他應(yīng)將凸透鏡放置在光具座上的A、B、C三點(diǎn)中的點(diǎn)處，然后再?gòu)耐哥R的（選填“左”或“右”）側(cè)用眼睛觀察蠟燭燭焰的像。該像（選填“能”或“不能”）用光屏承接到。【答案】正立；C；左；不能?！窘馕觥浚?）當(dāng)物距小于焦距時(shí)，物體通過凸透鏡成正立、放大的虛像；（2）凸透鏡成像規(guī)律：物距小于焦距成正立、放大的虛像。物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立、放大的實(shí)像。物距等于二倍焦距成倒立等大實(shí)像。物距大于二倍焦距成倒立、縮小的實(shí)像。虛像不能承接在光屏上。奶奶借助這個(gè)放大鏡能夠細(xì)致欣賞郵票上的圖案，如圖1所示。此時(shí)奶奶看到的是一個(gè)正立、放大的虛像；小航利用一個(gè)焦距為10cm的凸透鏡、蠟燭和光具座等器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。他先將蠟燭固定在光具座上50cm刻線處，如圖2所示，物距小于焦距成正立、放大的虛像，接下來(lái)他應(yīng)將凸透鏡放置在光具座上的A、B、C三點(diǎn)中的C點(diǎn)處，然后再?gòu)耐哥R的左側(cè)用眼睛觀察蠟燭燭焰的像。虛像不能用光屏承接到?！军c(diǎn)評(píng)】此題探究凸透鏡成像的規(guī)律實(shí)驗(yàn)，考查了對(duì)凸透鏡的放大鏡成像規(guī)律的應(yīng)用，一定要熟練掌握凸透鏡成像特點(diǎn)與物距之間的關(guān)系。2．（2020黑龍江龍東農(nóng)墾森工）在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，將凸透鏡正對(duì)著太陽(yáng)，在距凸透鏡15cm處得到一個(gè)最小、最亮的光斑，則該凸透鏡的焦距為cm；若將一個(gè)物體放在此透鏡前40cm處，可在透鏡另一側(cè)光屏上得到一個(gè)倒立（選填“放大”、“等大”或“縮小”）的實(shí)像。【答案】15；縮小?！窘馕觥繉⒁粋€(gè)凸透鏡正對(duì)太陽(yáng)，可在距凸透鏡15cm處得到一個(gè)最小、最亮的光斑?？芍灎T正好放在凸透鏡的焦點(diǎn)上了，則該凸透鏡焦距為15cm；將一物體放在此透鏡前40cm處，2f＜40cm，成倒立、縮小的實(shí)像。3.（2020四川自貢市）小金同學(xué)由于經(jīng)常玩，近期發(fā)現(xiàn)視力嚴(yán)重下降，經(jīng)眼科醫(yī)生檢查小金看物體的像成在視網(wǎng)膜之前方，則小金被確診為________視眼，應(yīng)佩戴____________________透鏡矯正．【答案】(1)近(2)凹【解析】近視眼的表現(xiàn)是只能看清楚近處的物體，看不清遠(yuǎn)處的東西，即是由于晶狀體太厚，其折光能力太強(qiáng)，或眼球的前后方向太長(zhǎng)，使得像成在視網(wǎng)膜的前方造成的，所以小金看物體的像成在視網(wǎng)膜之前方，則小金被確診為近視眼，若想使得像成在視網(wǎng)膜上，即需要讓原來(lái)的光線發(fā)散一些，由于凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散的作用，故用凹透鏡來(lái)矯正近視眼．4．（2020齊齊哈爾）購(gòu)物支付已進(jìn)入“刷臉”時(shí)代，如圖所示，消費(fèi)者結(jié)賬時(shí)只需面對(duì)攝像頭，經(jīng)系統(tǒng)自動(dòng)拍照、掃描等，確認(rèn)相關(guān)信息后，即可迅速完成交易?！八⒛槨敝Ц哆^程中，攝像頭相當(dāng)于（選填“凸”或“凹”）透鏡，面部經(jīng)攝像頭成倒立、（選填“縮小”、“等大”或“放大”）的實(shí)像?！敬鸢浮客梗豢s小?！窘馕觥繑z像機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，當(dāng)物體位于其二倍焦距以外時(shí)，物體在凸透鏡中成倒立縮小的實(shí)像。5．（2020四川遂寧）今年2月全國(guó)新型冠狀病毒疫情十分嚴(yán)峻，為了盡可能避免交叉感染，全國(guó)首個(gè)測(cè)溫5G警用巡邏機(jī)器人在廣州設(shè)計(jì)制造成功，這款機(jī)器人有5個(gè)高清攝像頭，可實(shí)現(xiàn)全景無(wú)死角監(jiān)測(cè)，機(jī)器人上的攝像頭與我們生活中的（選填“照相機(jī)”、“投影儀”或“放大鏡”）的成像原理相同，當(dāng)巡邏機(jī)器人靠近人拍攝時(shí)，所成的像將（選填“變大”、“變小”或“不變”）；機(jī)器人利用把實(shí)時(shí)拍攝的畫面信息通過5G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，監(jiān)控中心屏幕上的彩色畫面是由紅、、藍(lán)三種基本的色光按不同比例混合形成的?！敬鸢浮空障鄼C(jī)；變大；電磁波；綠?！窘馕觥浚?）機(jī)器人上的攝像頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，它的成像原理和我們生活中的照相機(jī)的成像原理相同。（2）根據(jù)“凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大”的規(guī)律，當(dāng)巡邏機(jī)器人靠近人拍攝時(shí)，物距變小，像距變大，所成的像將變大。（3）機(jī)器人利用電磁波把實(shí)時(shí)拍攝的畫面信息通過5G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。（4）監(jiān)控中心屏幕上的彩色畫面是由紅、綠、藍(lán)三種基本的色光按不同比例混合形成的。6.（2020江蘇連云港）在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，下表是小華同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)記錄的幾組數(shù)據(jù)，根據(jù)表中數(shù)據(jù)完成下列問題。實(shí)驗(yàn)次數(shù)物距u/cm像距v/cm成像性質(zhì)13015倒立縮小實(shí)像22020倒立等大實(shí)像315倒立放大實(shí)像(1)此凸透鏡的焦距為______cm；(2)第3次實(shí)驗(yàn)中像距為______cm，判斷依據(jù)是_____?！敬鸢浮?1)10(2)30(3)光路可逆【解析】(1)由表中第2次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，物距等于像距，像和物等大，可知，此時(shí)u2=v2=2f=20cm，f=10cm即該凸透鏡的焦距為10cm。(2)由實(shí)驗(yàn)第1次，u1=30cm，v1=15cm成倒立縮小實(shí)像，由光路的可逆性可知u3=15cm，v3=30cm7.（2020甘肅天水）小明將一支點(diǎn)燃的蠟燭放在凸透鏡（f＝10cm）前18cm處，光屏上得到了燭焰倒立、的清晰像。然后他在蠟燭和凸透鏡之間放置了一個(gè)遠(yuǎn)視眼鏡片，由于遠(yuǎn)視眼鏡片對(duì)光線有作用，所以光屏上燭焰的清晰像變模糊了（如圖所示）．若想在光屏上重新得到清晰的燭焰像，他可將光屏凸透鏡。【答案】放大；會(huì)聚；靠近?！窘馕觥恳阎猣＝10cm，則2f＝20cm，蠟燭在凸透鏡前18cm處，處于f和2f之間，成倒立放大的實(shí)像；遠(yuǎn)視眼鏡片是凸透鏡，所以遠(yuǎn)視眼鏡片對(duì)光線有會(huì)聚作用；將遠(yuǎn)視眼鏡片放在蠟燭和凸透鏡之間，經(jīng)過凸透鏡的光線會(huì)比原來(lái)提前會(huì)聚成像，所以將光屏靠近凸透鏡，才能在光屏上重新得到清晰的像?！军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用，要熟練掌握成像特點(diǎn)與物距、像距的關(guān)系。8.（2019湖南婁底）婁底高鐵站的進(jìn)站通道采用了人臉識(shí)別系統(tǒng)（如圖所示），識(shí)別系統(tǒng)的攝像機(jī)可以自動(dòng)將鏡頭前1m處的人臉拍攝成數(shù)碼照片傳遞給設(shè)備識(shí)別。此系統(tǒng)的攝像機(jī)的鏡頭相當(dāng)于_____透鏡，它的焦距應(yīng)_____50cm（選填“大于“等于”或“小于”）?！敬鸢浮客?；小于?！窘馕觥咳四樤跀z像機(jī)鏡頭前1m處被拍攝成數(shù)碼照片，則物距為1m，由于攝像機(jī)鏡頭屬于凸透鏡，根據(jù)凸透鏡成倒立、縮小實(shí)像的條件，可判斷凸透鏡焦距的大小。攝像機(jī)的鏡頭相當(dāng)于凸透鏡，當(dāng)物距大于二倍焦距時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像，已知物距為1m，則焦距應(yīng)小于0.5m，即50cm。9.（2019山東德州）如圖所示的四幅圖中，表示近視眼成像情況的是_____，矯正方法的是_____。（填序號(hào)）【答案】③；①?！窘馕觥浚?）近視眼是由于晶狀體對(duì)光線的會(huì)聚作用太強(qiáng)，使遠(yuǎn)處物體射來(lái)的光線會(huì)聚在視網(wǎng)膜的前方，由此可以確定哪一個(gè)圖表示了近視眼的成像情況。近視眼佩戴凹透鏡進(jìn)行矯正。（2）遠(yuǎn)視眼的晶狀體較薄，會(huì)聚能力較弱，看近處的物體時(shí)，將像成在視網(wǎng)膜的后面，遠(yuǎn)視眼佩戴凸透鏡進(jìn)行矯正。近視眼是由于晶狀體對(duì)光線的會(huì)聚作用太強(qiáng)，使遠(yuǎn)處物體射來(lái)的光線會(huì)聚在視網(wǎng)膜的前方；由圖知，③圖的入射光線會(huì)聚在視網(wǎng)膜的前方，所以③圖表示了近視眼的成像情況；結(jié)合圖示可知，為了使像剛好成在視網(wǎng)膜上，需要使光線發(fā)散一些，所以應(yīng)佩戴對(duì)光線具有發(fā)散作用的凹透鏡來(lái)矯正，則①圖能正確表示近視眼的矯正情況。10.（2020陜西咸陽(yáng)模擬）如圖所示，把一凸透鏡放在平面鏡前，當(dāng)用眼睛觀察鏡子時(shí)，光束似乎是從M處發(fā)散開來(lái)的，則光束會(huì)聚處和M點(diǎn)的距離是____m，該凸透鏡的焦距是___m。【答案】0.6；0.2?！窘馕觥科矫骁R成像是由于光的反射而形成的，其成像的特點(diǎn)是：平面鏡所成像是正立的、等大的虛像，物像到鏡面的距離相等，即物像關(guān)于鏡面對(duì)稱。由題意知：光束似乎是從M處發(fā)散開來(lái)的，則光束會(huì)聚處（即焦點(diǎn)）和M點(diǎn)關(guān)于鏡面對(duì)稱，故它們之間的距離是0.6m，該凸透鏡的焦距是0.2m。三、作圖題（每小題3分，共計(jì)15分）1．（2021內(nèi)蒙古通遼）如圖所示，凸透鏡的主光軸與水面相平，F(xiàn)是凸透鏡的焦點(diǎn)，一束與水面平行的光射到凸透鏡上，經(jīng)凸透鏡折射后在水面發(fā)生了反射和折射，請(qǐng)畫出此過程的光路圖?！敬鸢浮咳鐖D所示：【解析】（1）由圖示可知，入射光線平行于凸透鏡的主光軸，經(jīng)凸透鏡折射后過焦點(diǎn)；（2）凸透鏡右側(cè)的焦點(diǎn)為入射點(diǎn)，過入射點(diǎn)畫出法線，根據(jù)光的反射定律、折射規(guī)律畫出反射光線、折射光線。解：（1）由圖示可知，入射光線平行于凸透鏡的主光軸，經(jīng)凸透鏡折射后過焦點(diǎn)；（2）過焦點(diǎn)（入射點(diǎn)）F畫出法線，根據(jù)反射角等于入射角在法線右側(cè)空氣中畫出反射光線；在法線右側(cè)的水中，根據(jù)折射角小于入射角畫出折射光線。2.（2021廣東省）如圖所示，蠟燭的燭焰中心A在主光軸上距凸透鏡光心O二倍焦距以外。

①根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，在圖甲中標(biāo)出A所成的像A'的大致位置。

②借助輔助線或光路圖，在圖乙中找到A所成的像A'的確切位置，保留作圖痕跡。

【答案】見解析?！窘馕觥竣俑鶕?jù)題意可知，蠟燭的燭焰中心A在主光軸上距凸透鏡光心O二倍焦距以外，所以成倒立、縮小的實(shí)像，像距在一倍焦距和二倍焦距之間，如下圖所示：

②畫一條過光心的光線，其傳播方向不變，畫出折射光線；平行于主光軸畫一條入射光線，經(jīng)凸透鏡折射后，折射光線過另一側(cè)的焦點(diǎn)，兩條折射光線的交點(diǎn)即為端點(diǎn)B的像點(diǎn)B'，從B'向主光軸引垂線，焦點(diǎn)為A'，連接A'、B'即為物體AB的像，箭頭向下，如圖所示：

3.（2021貴州安順）如圖甲所示是我國(guó)首創(chuàng)的“吸毒人員瞳孔檢測(cè)鑒定儀”，它主要對(duì)眼球經(jīng)凸透鏡成的像進(jìn)行分析，從而為辨別吸毒人員提供了依據(jù)。如圖乙所示是一束來(lái)自眼球表面的光，請(qǐng)畫出此光線經(jīng)凸透鏡后折射光線的大致位置?！敬鸢浮咳鐖D所示?！窘馕觥客雇哥R對(duì)光有會(huì)聚作用，由此確定折射光線的大致位置。4.（2021青海）如圖所示，O為凸透鏡的光心，F(xiàn)為凸透鏡的兩個(gè)焦點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出光源S經(jīng)凸透鏡所成的像S′．【答案】【解析】利用過光心的光線傳播方向不改變，平行與主光軸的光通過透鏡后會(huì)過焦點(diǎn)，這兩條折射光線的交點(diǎn)就是像點(diǎn)S′．5.（2022海南模擬）已知黑箱內(nèi)有一只凹透鏡和一只平面鏡．請(qǐng)?jiān)诤谙鋬?nèi)畫出完整的光路，填上光學(xué)儀器，并標(biāo)明凹透鏡焦點(diǎn)F的位置．【答案】如圖所示：【解析】此題主要考查凹透鏡的三條特殊光線，將此知識(shí)點(diǎn)與平面鏡相結(jié)合，給此題增加了一定的難度，因此屬于難題．根據(jù)凹透鏡和平面鏡對(duì)光線的作用結(jié)合圖示光路解答．圖中已給出了凹透鏡的主光軸，且射出黑箱的光線平行于主光軸，則射向凹透鏡的光線延長(zhǎng)后過其焦點(diǎn)，所以，可以先利用平面鏡反射光，光線再射向凹透鏡，且這條光線延長(zhǎng)后與凹透鏡的主光軸相交．作法：畫出射入黑箱的光線，在黑箱左側(cè)適當(dāng)位置垂直于主光軸畫出平面鏡，入射光線與平面鏡的交點(diǎn)為入射點(diǎn)，垂直于平面鏡作出法線，根據(jù)光在反射時(shí)反射角等于入射角作出反射光線；反射光線與射出黑箱的折射光線的延長(zhǎng)線的交點(diǎn)為射向凹透鏡的入射點(diǎn)，由此畫出凹透鏡，延長(zhǎng)射向凹透鏡的光線與主光軸的交點(diǎn)即為焦點(diǎn)F．四、實(shí)驗(yàn)探究題（本大題有4道小題，共計(jì)18分）1.（4分）（2021江蘇南京）小明用如圖所示裝置做“探究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)。

（1）圖中光屏上恰好成一清晰的像，該像的性質(zhì)是倒立、______的實(shí)像。（2）圖中只移動(dòng)蠟燭和光屏，可以模擬照相機(jī)成像原理的操作是______（填字母）。A.都左移B.都右移C.蠟燭左移，光屏右移D.蠟燭右移，光屏左移（3）完成實(shí)驗(yàn)后，他將另一透鏡放在圖中45cm刻度線位置，發(fā)現(xiàn)光屏上的像由清晰變模糊，向左移動(dòng)光屏又發(fā)現(xiàn)清晰的像，說(shuō)明該透鏡對(duì)光有______作用，可以矯正的視力缺陷是______?！敬鸢浮竣?等大②.A③.會(huì)聚④.遠(yuǎn)視眼【解析】（1）[1]由圖可知，蠟燭到凸透鏡的距離為光屏到凸透鏡距離物距等于像距時(shí)，等于兩倍焦距，即，成倒立、等大的實(shí)像，凸透鏡的焦距（2）[2]模擬照相機(jī)成像原理，u>2f，f<v<2f時(shí)成倒立、縮小的實(shí)像，如圖，，只移動(dòng)蠟燭和光屏，蠟燭遠(yuǎn)離凸透鏡左移，光屏靠近凸透鏡也是左移。故BCD不符合題意，A符合題意。故選A。（3）[3]他將另一透鏡放在圖中45cm刻度線位置，發(fā)現(xiàn)光屏上的像由清晰變模糊，向左移動(dòng)光屏又發(fā)現(xiàn)清晰的像，說(shuō)明成像在原來(lái)光屏的前方，該透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，是凸透鏡。[4]遠(yuǎn)視眼是成像在視網(wǎng)膜的后方，需要使用對(duì)光有會(huì)聚作用的透鏡，使像成在視網(wǎng)膜上，故凸透鏡可以矯正遠(yuǎn)視眼。2.（4分）（2021江蘇揚(yáng)州）“一雙好眼睛，能更好地探索未來(lái)”，小麗了解到人眼的晶狀體相當(dāng)于凸透鏡，眼睛是如何看清遠(yuǎn)近不同物體的？她對(duì)這一問題產(chǎn)生了濃厚興趣；

（1）首先用平行光正對(duì)凸透鏡A照射，如圖甲所示，光屏上出現(xiàn)一個(gè)最小最亮的光斑，則凸透鏡的焦距f=______cm；（2）然后適當(dāng)調(diào)整凸透鏡A和光屏的位置，移動(dòng)蠟燭，使?fàn)T焰在光屏上成清晰的像，如圖乙所示；接著她將凸透鏡A換為焦距稍大的凸透鏡B，并保持位置不變，移動(dòng)蠟燭，使?fàn)T焰在光屏上再次成清晰的像，如圖丙所示，可見小麗研究的問題是：當(dāng)凸透鏡成實(shí)像時(shí)保持______距離不變，探究______的關(guān)系；（3）通過探究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)人眼觀察近處物體時(shí)，晶狀體的焦距變______?！敬鸢浮竣?10.0②.光屏到凸透鏡③.遠(yuǎn)近不同物體成清晰的像與凸透鏡焦距④.短【解析】（1）[1]圖甲中，用平行光正對(duì)位于10.0cm刻度處的凸透鏡A照射，在位于20.0cm刻度的光屏上出現(xiàn)一個(gè)最小最亮的光斑，則該凸透鏡的焦距為f=20.0cm10.0cm=10.0cm（2）[2][3]小麗提出的問題是“眼睛是如何看清遠(yuǎn)近不同物體的？”，實(shí)驗(yàn)中凸透鏡相當(dāng)于人眼的晶狀體，光屏相當(dāng)于視網(wǎng)膜，蠟燭相當(dāng)于物體，因?yàn)檠矍虻那昂缶嚯x是不變的，故乙、丙兩圖中保持光屏到凸透鏡的位置不變，改變了凸透鏡的焦距，調(diào)整蠟燭到凸透鏡的距離，使光屏上再次出現(xiàn)清晰的像。這一過程中，保持了光屏到凸透鏡距離不變，探究遠(yuǎn)近不同物體成清晰的像與凸透鏡焦距的關(guān)系。（3）[4]當(dāng)人眼觀察近處物體時(shí)，物距減小，若晶狀體的焦距不調(diào)節(jié)，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知，此時(shí)像距會(huì)變大，所成的像會(huì)位于視網(wǎng)膜的后方。為了使像前移到視網(wǎng)膜上，則通過晶狀體的光線要更加會(huì)聚，所以晶狀體的凸度要變大，焦距要變短。3.（6分）（2019江蘇徐州）物理興趣小組在探究“凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí)：（1）用圖甲所示的裝置測(cè)出凸透鏡的焦距為______cm。（2）圖乙是某次實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到的現(xiàn)象，生活中的______（選填“放大鏡”、“投影儀”或“照相機(jī)”）是利用這一原理制成的。保持凸透鏡不動(dòng)，把蠟燭向左移動(dòng)一段距離，要想在光屏上再次得到清晰的像，應(yīng)該把光屏向______（選填“左”或“右”）移動(dòng)一段距離，像 （選填“變大”、“變小”或“不變”）。實(shí)驗(yàn)時(shí)，光屏上得到了蠟燭清晰的像，一同學(xué)不小心在凸透鏡上濺了一個(gè)小泥點(diǎn)，則光屏上______（選填“有”或“沒有”）小泥點(diǎn)的像或影子。（4）將近視眼鏡片放在蠟燭與凸透鏡之間，光屏上原來(lái)清晰的像變模糊了。使光屏遠(yuǎn)離透鏡，又能在光屏上看到蠟燭清晰的像，這說(shuō)明近視眼鏡對(duì)光線有______作用。由此可知，在近視眼得到矯正之前，物體的像成在視網(wǎng)膜的______?！敬鸢浮浚?）10.6（10.2~10.8均可得分）。（2）照相機(jī)，左，變小。（3）沒有。（4）發(fā)散。前方（或前面、前邊）?！窘馕觥浚?）對(duì)mm刻度尺讀數(shù)時(shí)要有估計(jì)值，故所測(cè)出凸透鏡的焦距為10.6cm。（2）由圖乙知：像距小于物距，故所成的是倒立的、縮小的實(shí)像，則生活中的照相機(jī)是利用這一原理制成的。成實(shí)像時(shí)，物距增大，像距減小，像減小。故保持凸透鏡不動(dòng)，把蠟燭向左移動(dòng)一段距離，物距增大，要想在光屏上再次得到清晰的像，應(yīng)該把光屏向左移動(dòng)一段距離，像變小。（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，光屏上得到了蠟燭清晰的像，一同學(xué)不小心在凸透鏡上濺了一個(gè)小泥點(diǎn)，不影響光的折射，則光屏上沒有小泥點(diǎn)的像或影子。（4）將近視眼鏡片放在蠟燭與凸透鏡之間，光屏上原來(lái)清晰的像變模糊了，即像的位置后移。使光屏遠(yuǎn)離透鏡，又能在光屏上看到蠟燭清晰的像，這說(shuō)明近視眼鏡對(duì)光線有發(fā)散作用。由此可知，在近視眼得到矯正之前，物體的像成在視網(wǎng)膜的前方。4.（4分）（2022山東濟(jì)南模擬）在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，拉姆同學(xué)所在實(shí)驗(yàn)小組用同一凸透鏡做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)。（1）實(shí)驗(yàn)前，拉姆同學(xué)用圖甲所示的方法來(lái)測(cè)量實(shí)驗(yàn)用凸透鏡的焦距f，則該凸透鏡的焦距f=______cm。（2）將凸透鏡放置在光具座的C點(diǎn)處，如圖乙所示，實(shí)驗(yàn)過程中，該小組組裝并調(diào)整實(shí)驗(yàn)器材，使?fàn)T焰和光屏的中心位于凸透鏡的主光軸上，當(dāng)把點(diǎn)燃的蠟燭放在光具座的A點(diǎn)處時(shí)，移