备战2023新中考二轮物理专题导练 专题09 凸透镜成像规律与三类应用

考点精讲

【实验名称】探究凸透镜成像的规律

【提出问题】凸透镜成像，像的大小、正倒、虚实跟物距有什么关系？

【实验器材】带刻度的光具座、蜡烛、光屏、透镜（焦距在10～20 cm之间）、刻度尺。

【实验步骤】探讨像的大小、正倒、虚实跟物距的关系

1、把凸透镜放在光具座标尺中央，在左右两侧标尺上，分别标出1倍焦距和2倍焦距的位置；

2、点燃蜡烛，调整高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度；

3、把蜡烛放在离凸透镜较远的位置，调整光屏到透镜的距离，使烛焰在屏上成一个清晰的像，观察像的大小、正倒，测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏间的距离，把数据记录在表格中。

4、把蜡烛靠近凸透镜，观察像的大小、正倒，测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏间的距离，把数据记录在表格中。

5、当蜡烛到一定位置时，光屏没有像，用眼睛透过凸透镜观察蜡烛的像，观察像的大小、正倒，测出蜡烛与凸透镜、像与凸透镜间的距离，把数据记录在表格中。

【实验结论】

【重要规律】凸透镜成像动态规律
1、f以外，物体靠近凸透镜，像远离凸透镜，像变大，即物近像远像变大；物体远离凸透镜，像靠近凸透镜，像变小，即物远像近像变小。

2、f以内，物体靠近凸透镜，像靠近凸透镜，像变小，即物近像近像变小；物体远离凸透镜，像远离凸透镜，像变大，即物远像远像变大。

应用一、照相机、投影仪、放大镜

1、成像特点

(1)照相机：镜头是凸透镜，物体在2倍焦距以外，像在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立缩小的实像。

(2)投影仪：镜头是凸透镜，物体在1倍焦距和2倍焦距之间，像在2倍焦距以外，成倒立放大的实像。

(3)放大镜：相当于凸透镜，物体在1倍焦距之内，透过凸透镜观察到正立放大的虚像。

2、成像光路图

应用二、眼睛和眼镜

1、眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏，明视距离为25cm。

2、近视眼及矫正
(1)成因：晶状体变厚，对光的偏折能力变强，像落在视网膜前方。

(2)矫正：佩戴凹透镜（相当于削薄凸透镜）。

(3)光路图

3、远视眼及矫正

(1)成因：晶状体变薄，对光的偏折能力变弱，像落在视网膜后方.

(2)矫正：佩戴凸透镜（相当于加厚凸透镜）。

(3)光路图

应用三、显微镜和望远镜

1、显微镜

(1)物镜和目镜都是凸透镜；

(2)物镜相当于投影仪，成倒立放大实像；实像落在目镜f以内，目镜相当于放大镜，观察到正立放大虚像；

(3)物镜，目镜，相当于放大倍

2、望远镜

(1)物镜和目镜都是凸透镜；

(2)物镜相当于照相机，成倒立缩小实像；实像落在目镜f以内，目镜相当于放大镜，观察到正立放大虚像；

真题解析

1．（2021•百色中考）如图所示是“科学探究：凸透镜成像”的实验操作情景，下列说法错误的是（　　）
 

A．从图甲中可知该透镜的焦距为10.0cm 

B．如图乙所示，向左适当移动光屏可以得到缩小的实像 

C．如图乙所示，将蜡烛移至30cm处，光屏上可得到等大的实像 

D．如图乙所示，将蜡烛移至45cm处，移动光屏可以得到缩小的实像

解：A、由甲图可知该透镜焦距为40.0cm﹣30.0cm＝10.0cm，故A正确；

B、由图乙可知，物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，所以向左适当移动光屏可以得到倒立、缩小的实像，故B正确；

C、如图乙所示，将蜡烛移至30cm处，此时的物距等于二倍焦距，所以光屏上可得到倒立、等大的实像，故C正确；

D、如图乙所示，将蜡烛移至45cm处，物距小于焦距，凸透镜成正立、放大的虚像，虚像不能成在光屏上，故D错误。

答案：D。

2．（2021•常德中考）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时，在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法中正确的是（　　）

A．该凸透镜的焦距范围为7.5cm＜f＜15cm 

B．光屏上成倒立、放大的实像 

C．透镜不动，蜡烛向右移动，光屏向左移动，可再次得到清晰的像 

D．蜡烛和光屏不动，移动凸透镜到适当位置，光屏上可再次得到清晰的缩小的像

解：AB、蜡烛距离凸透镜30cm时，在透镜的另一侧15cm处光屏上得到一个清晰的像，物距大于像距，成倒立缩小的实像；此时像的位置在一倍焦距和二倍焦距之间，物距在二倍焦距以外，即2f＞15cm＞f，30cm＞2f；所以15cm＞f＞7.5cm，故A正确，故B错误；

C、凸透镜成实像时的动态变化规律是：物远像近像变小，透镜不动，蜡烛向右移动，光屏向右移动才能得到清晰的像，故C错误；

D、蜡烛和光屏不动，移动凸透镜到适当位置，将物距和像距互换，此时2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，故D错误；

答案：A。

3．（2020•乐山中考）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，下列说法正确的是（　　）

A．将蜡烛移至a处时，移动光屏，可看见放大、正立的实像 

B．将蜡烛移至b处时，移动光屏，可看见缩小、倒立的实像 

C．将蜡烛移至c处时，移动光屏，可看见放大、倒立的实像 

D．将蜡烛移至d处时，移动光屏，可看见放大、正立的虚像

解：A．由图可知，将蜡烛移至a处时，物距小于焦距，成正立、放大的虚像，移动光屏，找不到像，故A错误；

B．将蜡烛移至b处时，物距等于焦距，此时不成像，故B错误；

C．将蜡烛移至c处时，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，移动光屏，可看见放大、倒立的实像，故C正确；

D．将蜡烛移至d处时，物距大于焦距，移动光屏，可看见倒立的实像，故D错误。

答案：C。

4．（2021•烟台模拟）实验室备有甲、乙、丙三个凸透镜，三个实验小组分别用这三个凸透镜探究凸透镜成像规律，实验时，当蜡烛到透镜的距离都为12cm时，甲、乙、丙三透镜分别成缩小的实像、放大的虚像、放大的实像，则这三个透镜的焦距f甲、f乙、f丙的大小关系为（　　）

A．f甲＞f乙＞f丙 B．f乙＞f丙＞f甲 

C．f乙＞f甲＞f丙 D．f丙＞f乙＞f甲

解：物距相同，甲凸透镜成倒立、缩小的实像，u＞2f甲，所以f甲＜＝＝6cm；

乙凸透镜成正立、放大的虚像，u＜f乙；所以f乙＞u＝12cm；

丙凸透镜成倒立、放大的实像，2f丙＞u＞f丙，所以12cm＝u＞f丙＞＝＝6cm；

所以，f乙＞f丙＞f甲。

答案：B。

5．（2020•绵阳中考）如图所示，在“探究凸透镜成像规律”的实验中，凸透镜焦距是10cm，蜡烛放在A处，位于C处的光屏（图中未画出）上得到了清晰的像；保持透镜位置不变，将蜡烛移到B处，移动光屏再次得到清晰的像。关于光屏移动的方向和移动距离L屏与蜡烛移动距离L烛的大小关系，正确的是（　　）

A．向右移动光屏，L屏＜L烛 B．向左移动光屏，L屏＜L烛 

C．向左移动光屏，L屏＞L烛 D．向右移动光屏，L屏＞L烛

解：将蜡烛放在A处时，此时的物距大于二倍焦距，光屏上得到了清晰的缩小像：保持透镜位置不变，向右移动蜡烛至B处，物距等于二倍焦距，光屏上得到清晰的等大的像，像变大了，则像距变大，由于实像与成像物体位于凸透镜的两侧，光屏应向右移动；

在物距大于像距时，移动蜡烛，蜡烛移动的距离要大于像移动的距离，即L屏＜L烛；故A正确。

答案：A。

突破提升

一、单选题

1．下列说法正确的是（　　）

A．光在任何情况下都沿直线传播

B．光在水中的传播速度比空气中大

C．夏天雨后出现彩虹是光的色散现象

D．汽车的后视镜是凹面镜，可以扩大视野

2．下列光学器材中，对光有发散作用的是（　　）

A．凸面镜 B．凹面镜 C．凸透镜 D．平面镜

3．下列物理现象中属于光的折射的是（　　）

A．利用潜望镜来观察物体 B．通过后视镜观察后面的车辆

C．群山在水中形成美丽的倒影 D．插入水中的铅笔在水面处“折断”

4．烈日下，不能随手将装有水的矿泉水瓶放在窗台上，否则矿泉水瓶会将强烈的阳光聚焦到物体上，致使物体温度过高而被点燃导致火灾。装有水的矿泉水瓶相当于（　　）

A．凸透镜 B．凹透镜 C．平面镜 D．凸面镜

5．下列有关光的说法，正确的是（   ）

A．光速c=3×108km/s B．光从空气进入玻璃后传播方向发生改变

C．紫外线和红外线本质不是电磁波 D．汽车前灯的反光装置利用了凹面镜

6．王娟同学坐车途中观察到一些现象，依据你的物理知识做出的判断，错误的是（　　）

A．看到窗外的树木向后退，是以车为参照物

B．路边装有测速摄像头，成像原理与照相机相同

C．车上窗帘往外飘，是因为车外空气流速大，压强小

D．街头路口的反光镜能起到扩大视野的作用，它是面积很大的平面镜

7．下列关于图片的描述正确的是（       ）

A．图甲中一束白光通过三棱镜后形成彩色光带，说明白光是由多种色光组成的

B．图乙是近视眼成像示意图，需要佩戴凸面镜进行矫正

C．图丙中望远镜的目镜相当于放大镜，成倒立放大实像

D．图丁是“中国天眼”射电望远镜，它的反射面相当于一个凸面镜

二、填空题

8．如图甲所示，是新疆地区普遍使用的太阳灶，这是利用_________镜能会聚光线的特点制成的。如图乙所示是一部望远镜，它是由两组凸透镜组成的，其物镜成像的道理相当于一个_________（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。

9．（1）如图所示医生在为小红同学检查视力，小红观看的是平面镜中视力表的像，她离视力表像的距离应是_____m。

（2）汽车前灯的反光装置相当于_____面镜，这种面镜对光线有_____作用。

10．如图甲所示，为了扩大司机的观察视野，有些司机会在汽车的后视镜上另外安装一个小型的 _______（选填“凸面”或“凹面”）镜。它对光有 _______（选填“发散”“会聚”）作用。如图乙所示为了防止碰瓷事件的发生，很多车主都在车上安装的行车记录仪，便于及时用摄像头将行车过程中发生的事记录下来。在拍摄录像时，屏幕上成 _________（选填“缩小”“放大”）的实像，当屏幕上看到物体的图像在变大时，说明汽车在 _________（选填“靠近”“远离”）物体。