回归教材重难点02 凸透镜成像规律中考物理三轮冲刺过关

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凸透镜成像是八年级上册光学的重点考点。可以很好的考察学生的分析推理能力，也可以结合生活中的现象分析眼睛和眼镜、照相机等物理知识。
本考点是高频考点，最近五年武汉中考都有考察。一般出现在23/24题，以实验题形式出现，偶尔也会连同考察透镜作图。
1.凸透镜成像的规律
凸透镜成像规律
一、作图题
1．（2021·安徽亳州·一模）如图所示，是探究凸透镜成像规律实验时，光屏上所得到的像。请你在图上大致画出其所对应的物体。
【答案】
【详解】
根据凸透镜成像规律：当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时，则像距大于2倍焦距，成倒立、放大的实像，可知所对应的物体物距小于2倍焦距、大于1倍焦距。
2．（2021·安徽·模拟预测）如图所示，是物体经凸透镜折射后所成的虚像，是凸透镜的主光轴。试通过作光路图的方法确定此凸透镜的一个焦点，用字母标出。
【答案】
【详解】
由图可知，是物体经凸透镜折射后所成的虚像，则折射光线的反向延长线过对应的像点，因此由点向凸透镜作平行于主光轴的入射光线，连接并延长交主光轴与一点，是凸透镜的焦点。如图所示：
二、实验题
3．（2021·内蒙古鄂尔多斯·中考真题）同学们选取不同焦距的凸透镜，探究“凸透镜成像的规律”
（1）安装并调节烛焰、透镜、光屏，使他们三者的中心大致在______；
（2）小光同学选取焦距为f1=10cm的凸透镜，当蜡烛放在图甲位置，调节光屏，可在光屏上得到一个倒立、清晰的像，生活中______（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用此成像原理工作的；
（3）在图甲实验的基础上，更换焦距为f2=5cm的凸透镜，为在光屏上得到清晰的像，光屏应向______（选填“左”或“右"）侧移动；
（4）小焦同学发现，在（3）的基础上，不移动光屏，将自己的眼镜放到凸透镜前，如图乙，光屏上也能呈现清晰的像，说明该眼镜对光有______（选填 “会聚”或“发散”）作用。
【答案】 同一高度（或同一水平线或同一水平高度） 投影仪 左 发散
【详解】
（1）[1]根据实验的要求，让像成在光屏的中心，必须使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度上。
（2）[2]图甲中，凸透镜的焦距是10cm，物距是15cm，物距大于1倍焦距小于2倍焦距，成倒立放大的实像，投影仪根据此原理制成的。
（3）[3]在图甲实验的基础上，更换焦距为f2=5cm的凸透镜，凸透镜的焦距变小，像提前会聚，成在光屏的前面，为在光屏上得到清晰的像，光屏应向左侧移动。
（4）[4]在（3）的基础上，不移动光屏，将自己的眼镜放到凸透镜前，光屏上也能呈现清晰的像，像推迟会聚，即该眼镜对光线具有发散作用，是凹透镜。
4．（2021·江苏镇江·中考真题）小林用图甲装置来探究凸透镜成像的规律。
（1）实验前，应调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的___________上。
（2）当蜡烛、凸透镜和光屏处于图甲所示位置时，恰好在光屏上成清晰的像，所成的像是___________（填“正立”或“倒立”）的___________（填“实”或“虚”）像。
（3）保持凸透镜位置不变，将图甲中蜡烛和光屏的位置互换，此时光屏上所成像的特点与___________ （填“照相机”“放大镜”或“投影仪”）相同。
（4）小林进行了进一步探究：如图乙所示，凸透镜的焦距为10cm，保持光屏位置不变，让蜡烛和凸透镜分别以2cm/s和1cm/s的速度，从图示位置同时匀速向左运动，经过___________s，光屏上成清晰___________（填“放大”“等大”或“缩小”）的像。
【答案】 主光轴 倒立 实 照相机 5 等大
【详解】
（1）[1]实验前，应调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的主光轴上，这样像才能成在光屏的中央。
（2）[2][3]如题图甲所示，当凸透镜位于甲所示位置时，恰好在光屏上成清晰的像，由图可知此时物距小于像距，即物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像。
（3）[4]保持凸透镜位置不变，将图甲中蜡烛和光屏的位置互换，则像距在一倍焦距和二倍焦距之间，物距大于二倍焦距，根据光在折射时光路的可逆性可知，此时成倒立、缩小的实像，照相机就是利用这个原理制成的。
（4）[5][6]由图乙知此时物距等于像距等于15cm，且蜡烛向左移动的速度是凸透镜向左移动速度的2倍，设它们移动时间t后物距和像距相等，都等于2倍焦距，即20cm，则可得
2cm/s×t+15cm - 1cm/s ×t=20cm
解得
t=5s
此时光屏上成清晰等大的实像。
5．（2021·江苏淮安·中考真题）如图所示，用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）为了使像成在光屏中央，应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的___________上。
（2）如图所示，当蜡烛距离凸透镜15cm时，移动光屏，可在光屏上找到一个清晰的倒立、___________ （填“放大”“等大”或“缩小”）的实像。在照神相机、投影仪、放大镜中，成像情况与之类似的是___________。
（3）当光屏上成清晰的像时，用白纸遮住凸透镜的上半部分，则烛焰的像亮度将___________。
【答案】 同一高度 放大 投影仪 变暗
【详解】
（1）[1]为了使像成在光屏中央，便于观察，应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的同一高度上。
（2）[2][3]由图中可知，当蜡烛距离凸透镜15cm时，此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距，故此时所成的像为倒立、放大的实像；成像情况与之类似的是投影仪。
（3）[4]用白纸遮住凸透镜的上半部分时，凸透镜的剩余部分对光仍然具有偏折能力，但因遮住了上半部分，故入射光线将减少，因此烛焰的像亮度将变暗。
6．（2021·辽宁锦州·中考真题）小明做“探究凸透镜成像规律”的实验，选用的凸透镜焦距为10cm。
（1）蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，恰好能在光屏上接收到清晰的烛焰的像，但像没有完整的成在光屏的中央。为了使像成在光屏的中央，应将凸透镜向 ___________（选填“上”或“下”）调节。
（2）把蜡烛移到光具座25cm刻度线处，凸透镜不动，移动光屏，光屏上再次出现清晰倒立、___________（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像，这个成像性质在生活中的应用是 ___________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。
（3）接着，小明取下自己戴的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间，光屏上的像又变得模糊。保持蜡烛和凸透镜不动，当光屏向左移动适当距离后像又清晰。由此推断，小明的眼睛属于 ___________（选填“近视眼”或“远视眼”）。
（4）小明取走自己的眼镜，将蜡烛移到光具座30cm刻度线处，凸透镜不动，移动光屏，当光屏上再次出现清晰的像时，发现蜡烛和光屏之间的距离 ___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）（2）中光屏上出现清晰的像时蜡烛和光屏之间的距离。
【答案】 下 缩小 照相机 远视眼 小于
【详解】
（1）[1]由图可知，像在光屏上的位置偏上，应使像向下移动，由于光线经光心传播方向不改变，应将凸透镜向下调节，使像成在光屏的中央。
（2）[2][3]把蜡烛移到光具座25cm刻度线处，此时物距等于25cm，因为凸透镜焦距为10cm，所以此时物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，此时光屏上出现清晰倒立、缩小的实像，这个成像性质在生活中的应用是照相机。
（3）[4]小明取下自己戴的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间，光屏上的像又变得模糊。保持蜡烛和凸透镜不动，当光屏向左移动适当距离后像又清晰，说明小明的眼镜对光线起到了会聚作用，使像靠近凸透镜，所以小明的眼镜属于凸透镜，小明的眼镜属于远视眼。
（4）[5]将蜡烛移到光具座30cm刻度线处，此时的物距为20cm，等于二倍焦距，凸透镜不动，移动光屏，当光屏上再次出现清晰的像时，像距也为二倍焦距，此时蜡烛和光屏之间的距离为四倍焦距，在凸透镜成实像时，物体在二倍焦距时，物体与像之间的距离最小，为四倍焦距，所以此时蜡烛和光屏之间的距离小于（2）中光屏上出现清晰的像时蜡烛和光屏之间的距离。
7．（2022·江苏无锡·二模）小明同学利用下图装置来研究凸透镜成像。
（1）如图甲所示，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，利用此图凸透镜成像规律制成的光学设备是_______（选填“放大镜”、“照相机”或“投影仪”），蜡烛燃烧一段时间后，烛焰的像将位于光屏中心的______方（选填“上”或“下”）；
（2）在图乙实验获得清晰的像后，小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前（如图乙所示），观察到光屏上的像变模糊了，此时要使光屏上成清晰的像，应该将光屏向______移（选填“左”或“右”）。
【答案】 投影仪 上 右
【详解】
（1）[1]如图甲所示，物距小于像距，成倒立放大的实像，是投影仪的原理。
[2] 蜡烛燃烧一段时间后，烛焰会向下移动，根据透过凸透镜光心的光线方向不变，则烛焰的像会在光屏上向上移动，故烛焰的像将位于光屏中心的上方。
（2）[3]近视镜是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用，使原来会聚的光线延后会聚，光屏应该向右远离凸透镜，才能在光屏上得到清晰的像。
8．（2021·江苏镇江·一模）小明用如图器材，探究凸透镜成像的规律：
（1）为测量凸透镜的焦距，小明让凸透镜正对太阳，移动光屏，直到在光屏上得到一个______的光斑，此时光斑到透镜光心的距离为10cm；
（2）调节光具座上烛焰和光屏的高度，使它们的中心在凸透镜的______上；
（3）蜡烛与透镜的位置如图所示，移动光屏直到光屏上得到一个清晰的______（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像，利用此成像特点可制成_______(选填“放大镜”、“照相机”或“投影仪”)，则光屏在光具座上位置的刻度范围是_______cm；
（4）完成第（3）中实验后，仅将蜡烛移至20cm刻度线处，为使光屏上再次得到清晰的像，需在凸透镜左侧“戴”上合适的_______（选项“近视”或“远视”）眼镜。
【答案】 最小最亮 主光轴 缩小 照相机 60~70 近视
【详解】
（1）[1] 将凸透镜正对太阳光，再把光屏放在它的另一侧，改变凸透镜与光屏的距离，直到光屏上出现一个最小最亮的光斑。
（2）[2] 实验过程中为了使像成在光屏的中央，需要调节光具座上烛焰和光屏的高度，使它们的中心在凸透镜的主光轴上。
（3）[3][4][5] 由图可知，物距为25cm，大于2倍焦距时，成倒立缩小的实像，是照相机的应用，此时像位于1倍焦距和2倍焦距之间，10cm＜u＜20cm，即应该位于光具座60~70cm之间。
（4）[6] 将蜡烛移至20cm刻度线处，此时物距变大，像距变小，不移动光屏而使光屏上再次得到清晰的像，可以推迟光线的会聚，近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，故选择具有发散作用的近视镜片。
9．（2022·重庆市开州区西街初级中学一模）如图甲所示，一束平行光经过一凸透镜，调节光屏的位置直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。小刘同学用此凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，并用烛焰作光源，实验装置如图乙所示。在实验过程中凸透镜位置保持不变，请你根据所学知识完成下列填空。
（1）该凸透镜的焦距为______；
（2）改变蜡烛位置，使其位于20cm刻度线处，再移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的实像，是根据这一原理制成的______（选填“照相机”或“放大镜”或“幻灯机”）；
（3）改变蜡烛，使其位于30cm刻度线处，再移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的倒立、______（选填“放大”或“等大”或“缩小”）的像。
【答案】 10.0 照相机 等大
【详解】
（1）[1]该光斑到凸透镜的距离就是凸透镜的焦距，故由图甲可知，该凸透镜的焦距为10.0cm。
（2）[2]由题意可知，此时物距为30cm，大于二倍焦距，所成的像为倒立、缩小的实像，根据这一原理制成的是照相机。
（3）[3]当蜡烛位于30cm刻度线处时，此时物距等于二倍焦距，由凸透镜成像的规律可知，此时所成的像是倒立、等大的实像。
10．（2022·辽宁抚顺·二模）某实验小组进行“探究凸透镜成像规律”的实验：
（1）由图甲可知，该凸透镜的焦距是______cm；
（2）实验时凸透镜与光屏的高度已调好，但烛焰在光屏上像的位置偏低，要想使像成在光屏中央，应调节蜡烛向______（选填“上”或“下”）移动；
（3）如图乙所示，若在光屏上（光屏未画出）得到清晰放大的实像，则烛焰应位于透镜左侧a、b、c、d四点中的______点，此成像规律应用在______上（选填一种器材名称）；
（4）小莉同学将自己的近视眼镜镜片放在了蜡烛与凸透镜（靠近凸透镜）之间（如图丙），小明移动透镜和光屏，直到在光屏上得到了一个倒立缩小的清晰的像，将近视眼镜镜片取下，发现光屏上的像变模糊了；
①为了使屏上的像重新变得清晰，在不移动蜡烛和凸透镜位置的前提下，小华应将光屏______（选填“左”或“右”）移动；
②如图丁所示，正确表示小莉同学近视眼成像和矫正情况的是______。
A．b a B．c a C．c d D．b d
【答案】 15.0 下 c 投影仪 左 B
（1）[1]平行光线经过凸透镜后会聚于一点，这一点就是焦点。焦点到光心的距离是焦距，根据图示中光屏在刻度尺上的位置，可以读出该凸透镜的焦距是
60.0cm-45.0cm=15.0cm
（2）[2]为使所成像能在光屏的中心，必须使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上。由于烛焰在光屏上像的位置偏低，要想使像成在光屏中央，应调节蜡烛使烛焰向下移动。
（3）[3][4]若在光屏上（光屏未画出）得到清晰放大的实像，物距大于1倍焦距小于2倍焦距，烛焰应在图中的c点，其应用是投影仪。
（4）①[5]近视眼镜镜片是凹透镜，对光线有发散作用，原来经透镜折射会聚的光线被发散后，会聚延迟了，所以像距变大了，所以，为了使屏上的像重新变得清晰，在不移动蜡烛和凸透镜位置的前提下，应将光屏向左移动。
②[6]近视眼是晶状体变厚或眼球过长，物体的像会聚在视网膜的前方，如图c，要配戴凹透镜进行矫正如图a，故选B。
物距u和焦距f
的关系
像的性质
像距v和焦距f的关系
像与物同侧或异侧
正立
或倒立
缩小
或放大
实像
或虚像
倒立
缩小
实像
异侧
倒立
等大
实像
异侧
倒立
放大
实像
异侧
不成像
正立
放大
虚像
—
同侧