2023年上海市中考物理一輪復(fù)習(xí)-第2章 光 第3節(jié) 透鏡成像

第三節(jié)透鏡成像考綱解讀考綱解讀【知識(shí)點(diǎn)1】透鏡【考綱要求】知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)水平說明透鏡A知道凸透鏡和凹透鏡【解讀】1.能識(shí)別凸透鏡和凹透鏡；2.知道凸透鏡的會(huì)聚作用和凹透鏡的發(fā)散作用；3.知道透鏡的主光軸、光心、焦點(diǎn)和焦距?！局R(shí)點(diǎn)2】凸透鏡成像。【考綱要求】知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)水平說明凸透鏡成像的規(guī)律及其簡(jiǎn)單應(yīng)用B理解凸透鏡成像的規(guī)律及其簡(jiǎn)單應(yīng)用學(xué)生實(shí)驗(yàn)：探究凸透鏡成像的規(guī)律B學(xué)會(huì)探究凸透鏡成像的規(guī)律【解讀】1.理解凸透鏡成像的規(guī)律；2.認(rèn)識(shí)驗(yàn)證凸透鏡成像的方法，感受驗(yàn)證過程的科學(xué)方法；3.根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律完成一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問題的討論和解決，知道照相機(jī)、幻燈機(jī)、放大鏡的成像原理；4.學(xué)會(huì)驗(yàn)證凸透鏡成像的規(guī)律。知道實(shí)驗(yàn)的目的、器材和裝置，能根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象歸納出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；能識(shí)別實(shí)像和虛像，能確認(rèn)光屏上的像是否清晰，能讀出物距和像距，并跟一倍焦距和兩倍焦距作比較；會(huì)調(diào)節(jié)光源、凸透鏡、光屏在光具座上的位置與高度；會(huì)正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，并得出凸透鏡成像的初步規(guī)律；5.“凸透鏡成像的規(guī)律”只要求單個(gè)凸透鏡的簡(jiǎn)單情況。知識(shí)梳理知識(shí)梳理一、透鏡

（一）名詞：1.薄透鏡：透鏡的厚度遠(yuǎn)小于球面的半徑。

2.主光軸：通過兩個(gè)球面球心的直線。

3.光心（O）：即薄透鏡的中心。性質(zhì)：通過光心的光線傳播方向不改變。

4.焦點(diǎn)（F）：凸透鏡能使跟主光軸平行的光線會(huì)聚在主光軸上的一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)叫焦點(diǎn)。

5.焦距（f）：焦點(diǎn)到凸透鏡光心的距離。二、透鏡成像規(guī)律（一）透鏡成像典型光路圖FFFFFFFF（二）小結(jié)名稱又名眼鏡實(shí)物形狀光學(xué)符號(hào)性質(zhì)凸透鏡會(huì)聚透鏡老花鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用凹透鏡發(fā)散透鏡近視鏡對(duì)光線有發(fā)散作用（三）凸透鏡成像規(guī)律：1.物體處于2倍焦距以外2.物體處于2倍焦距和1倍焦距之間3.物體處于焦點(diǎn)以內(nèi)（一倍焦距以內(nèi)）4.凹透鏡成像光路（四）凸透鏡成像規(guī)律表:物距像的性質(zhì)像距應(yīng)用倒、正放、縮虛、實(shí)u>2f倒立縮小實(shí)像f<v<2f照相機(jī)u=2f倒立等大實(shí)像u=2ff<u<2f倒立放大實(shí)像v>2f幻燈機(jī)u=f無無無無無u<f正立放大虛像|v|>u放大鏡對(duì)規(guī)律的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)：1.u＝f是成實(shí)像和虛像，正立像和倒立像，像物同側(cè)和異側(cè)的分界點(diǎn)。2.u＝2f是像放大和縮小的分界點(diǎn)?？偨Y(jié)：一焦分虛實(shí)，二焦分大小，物近像遠(yuǎn)像變大。（五）凸透鏡的應(yīng)用1.照相機(jī)——2倍焦距以外，成倒立縮小的實(shí)像；2.幻燈機(jī)、投影器、電影放映機(jī)——2倍焦距和1倍焦距之間，成倒立放大實(shí)像；3.放大鏡——1倍焦距以內(nèi)，成正立放大虛像。三、實(shí)像和虛像：名稱成像原理成像性質(zhì)觀察像的方式成像光學(xué)器件實(shí)像是由實(shí)際光線會(huì)聚而成的倒立的可以用人眼觀察，可呈現(xiàn)在屏上，也可用感光片記錄下來凸透鏡虛像不是實(shí)際光線會(huì)聚的，而是光線的反向延長(zhǎng)相交得到的正立的只能用人眼在像異側(cè)通過鏡觀察到平面鏡、凹透鏡、凸透鏡四、學(xué)生實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證凸透鏡成像規(guī)律（一）主要器材：光具座、凸透鏡（焦距已知）、蠟燭、光屏等。（二）注意事項(xiàng)：1.在調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，要使凸透鏡和光屏的中心跟燭焰的中心大致在同一高度，以保證燭焰的像能成在光屏的中央；2.在移動(dòng)光屏找像時(shí)，要保持蠟燭和凸透鏡位置不變，在移動(dòng)過程中，眼睛要注意觀察光屏上的像，直到光屏上的像最清晰為止；3.在歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，要將從光具座上讀出的物距和像距的值分別跟凸透鏡的一倍焦距和兩倍焦距相比較，并記錄相應(yīng)的成像情況。五、常見題型經(jīng)典例題經(jīng)典例題題型一：凸透鏡成像規(guī)律例1.（★★）關(guān)于凸透鏡成像規(guī)律的下列說法中，正確的是例1.（★★）關(guān)于凸透鏡成像規(guī)律的下列說法中，正確的是（）A．將物體由3倍焦距處移至1.5倍焦距處的過程中，物體的像逐漸變小B．凸透鏡可以成正立、放大的實(shí)像C．凸透鏡可以成正立、放大的虛像D．置于焦距以內(nèi)的物體不能成像【解析】物近像遠(yuǎn)像變大，所以物體由3倍焦距處移至1.5倍焦距處的過程中，像應(yīng)該是變大的，所以A錯(cuò)誤。凸透鏡只能成正立、放大的虛像，所以B錯(cuò)誤，C正確。置于焦距以內(nèi)的物體成正立、放大的虛像，所以D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緾【教學(xué)建議】只要物體不放在焦點(diǎn)上，凸透鏡就能使物體成像。判斷凸透鏡成像情況時(shí)，要抓住一倍焦距、二倍焦距這兩個(gè)分界點(diǎn)；抓住由這兩個(gè)分界點(diǎn)分開的三個(gè)區(qū)域成像特點(diǎn)。題型二：凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用例例2.（★）放映幻燈時(shí)，在屏幕上得到的是幻燈片上景物的（）A．正立放大的虛像B．正立放大的實(shí)像C．倒立放大的虛像D．倒立放大的實(shí)像【考點(diǎn)】凸透鏡成像規(guī)律【解析】熟記凸透鏡成像的規(guī)律的應(yīng)用，即可得出答案?！敬鸢浮緿【教學(xué)建議】實(shí)像由實(shí)際光線的交點(diǎn)組成，能夠用屏幕顯示。虛像處沒有實(shí)際光線通過，它由出射光線的反方向延長(zhǎng)線交點(diǎn)組成，無法在屏幕上顯示，只能用眼睛或儀器觀察。平面鏡、凹透鏡所成物體的像是虛像，在凸透鏡焦距以內(nèi)的物體也成虛像。位于凸透鏡焦距以外的物體則成實(shí)像。題型三：求焦距例3.例3.（★★）物體放在凸透鏡前，在透鏡另一側(cè)離透鏡12厘米的光屏上成一個(gè)倒立縮小的像。該凸透鏡的焦距可能為（）A．5厘米B．8厘米C．12厘米D．20厘米【考點(diǎn)】求焦距【解析】當(dāng)凸透鏡成倒立縮小像時(shí)，物距大于2倍焦距，像距在1倍焦距與2倍焦距之間，設(shè)焦距為f，則f＜v＜2f，得出6cm＜f＜12cm?！敬鸢浮緽【教學(xué)建議】分清12cm是物距還是像距，根據(jù)像距和焦距的關(guān)系，解不等式，確定凸透鏡的焦距范圍。因此解答此題要求學(xué)生應(yīng)具備一定的學(xué)科綜合能力。需要注意的是透鏡到光屏的距離為像距。題型四：已知（或通過求）物距或像距，求成像例4.例4.（★★）物體放在焦距為10厘米的凸透鏡主光軸上，在透鏡的另一側(cè)光屏上得到一個(gè)縮小的像，則該物體離透鏡的距離可能是（）A.5cmB.10cmC.20cmD.25cm【考點(diǎn)】已知（或通過求）物距或像距，求成像【解析】（1）當(dāng)u＞2f時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像；（2）實(shí)像用光屏能接到，虛像用光屏呈接不到。物體放在焦距為10cm的凸透鏡主光軸上，在透鏡的另一側(cè)光屏上得到一個(gè)縮小的像，光屏能接到是實(shí)像，所以得到的是倒立、縮小的實(shí)像，u＞2f，f=10cm，所以u(píng)＞20cm。【答案】D【教學(xué)建議】掌握凸透鏡成像的三種情況和應(yīng)用。題型五：凸透鏡成像探究性實(shí)驗(yàn)例例5.（★★）小方同學(xué)做“探究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)，當(dāng)蠟燭、凸透鏡、光屏的位置如圖所示時(shí)，光屏上得到了清晰的像。則（）A．得到的像是正立縮小的實(shí)像B．得到的像是倒立放大的實(shí)像C．把蠟燭向左移動(dòng)，調(diào)整光屏的位置，得到的清晰像變小D．把蠟燭向右移動(dòng)少許，要得到清晰的像，應(yīng)向左移動(dòng)光屏【考點(diǎn)】凸透鏡成像探究性實(shí)驗(yàn)【解析】（1）如圖，蠟燭在凸透鏡的二倍焦距以外，凸透鏡成倒立、縮小的實(shí)像；

（2）蠟燭向左移動(dòng)，物距增大，像距減小，要在光屏上得到清晰的像，光屏要向左移動(dòng)；

（3）蠟燭向右移動(dòng)，物距減小，像距增大，要在光屏上得到清晰的像，光屏要向右移動(dòng)?！敬鸢浮緾【教學(xué)建議】凸透鏡成像的三種情況和應(yīng)用和凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距變化，像距變化，像的變化是很重要的內(nèi)容，一定要掌握。題型六：凸透鏡成像探究性實(shí)驗(yàn)例6.例6.（★★）在焦距為5厘米、10厘米或15厘米的凸透鏡中選擇一個(gè)放置于光具座的A點(diǎn)處，如圖所示。將蠟燭、光屏分別置于光具座上透鏡兩側(cè)，調(diào)整透鏡和光屏的中心大致與燭焰的中心在高度。先后兩次將蠟燭放置在距B點(diǎn)5厘米處，保持透鏡在A點(diǎn)位置不變，移動(dòng)光屏，可在光屏上得到大小不同的兩個(gè)像。比較兩次所成的像，當(dāng)蠟燭置于光具座上厘米刻度處時(shí)，所成的像較大，實(shí)驗(yàn)中所用透鏡的焦距可能是厘米?！究键c(diǎn)】透鏡成像實(shí)驗(yàn)【解析】在調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，要使凸透鏡和光屏的中心跟燭焰的中心大致在同一高度，以保證燭焰的像能成在光屏的中央，所以第一空的答案為同一高度。本題有個(gè)陷阱，先后兩次將蠟燭放置在距B點(diǎn)5厘米處，只說距B點(diǎn)5厘米處，沒有說是左邊還是右邊，若是左邊，則物距是25cm，若是右邊則是35cm，根據(jù)物近像遠(yuǎn)像變大，可求出35cm處的像較大。若焦距是15cm則，距B點(diǎn)右邊5厘米處正好是一倍焦距處，不成像。所以答案是焦距為5厘米、10厘米。【答案】同一；35；5、10【教學(xué)建議】要熟練掌握透鏡成像的規(guī)律和一些特點(diǎn)，同時(shí)注意陷阱。題型七：透鏡成像實(shí)驗(yàn)情景題例7.例7.（★★★）某同學(xué)在研究凸透鏡成像規(guī)律時(shí)，將物體放在同一凸透鏡(焦距為10厘米)前的不同位置上，根據(jù)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象畫出了如圖所示的（A）、（B）、（C）三圖。請(qǐng)仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，歸納得出初步結(jié)論。（1）觀察圖（A）[或（B）或（C）]可得：____________________________________。（2）比較圖（A）和（B）和（C）可得：_____________________________________?！究键c(diǎn)】透鏡成像實(shí)驗(yàn)【解析】第一個(gè)是物距大于2f（20cm），像距大于f小于2f，所以得到倒立，縮小的實(shí)像。道理和照相機(jī)相同。第二個(gè)是物距等于2f（20cm），像距大于f等于2f，所以得到倒立等大的實(shí)像。可以用等大像的方法測(cè)焦距。第三個(gè)是物距大于f小于2f（20cm），像距大于2f，所以得到倒立放大實(shí)像的實(shí)像。道理和幻燈機(jī)、投影儀、放映機(jī)相同?！敬鸢浮浚?）物體放在凸透鏡的焦點(diǎn)以外時(shí)，在凸透鏡的另一側(cè)總成一個(gè)倒立的實(shí)像（2）物體放在凸透鏡焦點(diǎn)以外時(shí)，物距減小，像距增大，像變大【教學(xué)建議】注意此類題型和數(shù)據(jù)表格題中進(jìn)一步分析的“或”“和”題型類似，但是答題模式更側(cè)重“現(xiàn)象+結(jié)論”，而不像后者主要重在寫結(jié)論。題目影射條件為“物體是放在同一凸透鏡前的不同位置”，更為顯眼的是“焦距為10厘米”。題型八：透鏡成像數(shù)據(jù)表格題例8.例8.（★★★）某小組同學(xué)在做“驗(yàn)證凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)：當(dāng)發(fā)光物體與光屏之間的距離L確定時(shí)，將凸透鏡從發(fā)光物體處緩慢向光屏移動(dòng)的過程中，有時(shí)能在光屏上成兩次清晰的像，有時(shí)只能成一次清晰的像，有時(shí)不能在光屏上成像。為了研究產(chǎn)生這些現(xiàn)象的條件，該小組同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并將每次實(shí)驗(yàn)中的相關(guān)數(shù)據(jù)及現(xiàn)象記錄在下表中。（1）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2、3(或5、6、7)的第一次成像數(shù)據(jù)中像距v物距u的變化關(guān)系及相關(guān)條件，可得出的結(jié)論：_______________________________；(2)分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1(或2、或5、或6)的第一和第二次成像數(shù)據(jù)中物距與像距的關(guān)系及相關(guān)條件，可得出的結(jié)論：同一凸透鏡，當(dāng)_____________________一定，移動(dòng)凸透鏡能在光屏上成兩次像時(shí)，________________；(3)繼續(xù)分析比較表格是物屏距離L與凸透鏡焦距f的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象，可得出的結(jié)論：在___________________________________條件下，移動(dòng)凸透鏡，可以在光屏上得到一次放大的像和一次縮小的像?！究键c(diǎn)】透鏡成像實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格題【解析】本題審題比較關(guān)鍵：(1)分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2、3(或5、6、7)的第一次成像數(shù)據(jù)中像距v物距u的變化關(guān)系及相關(guān)條件。(2)分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1(或2、或5、或6)的第一和第二次成像數(shù)據(jù)中物距與像距的關(guān)系及相關(guān)條件，審題的時(shí)候注意抓住關(guān)鍵字眼，并能夠前后對(duì)比，得出比較合理的結(jié)論。【答案】（1）