中考物理【熱點·重點·難點】專練（上海專用）重難點03 凸透鏡成像及其應用 （解析版）

專項一聲和光重難點03凸透鏡成像及其應用知識梳理知識梳理一、凸透鏡和凹透鏡（1）凸透鏡對光線有會聚作用，因此凸透鏡又叫做會聚透鏡。（2）凹透鏡對光線有發(fā)散作用，因此凹透鏡又叫做發(fā)散透鏡。二、凸透鏡成像規(guī)律焦距次數(shù)物距范圍像距范圍成像特點應用f1u>2ff<v<2f倒立縮小的實像照相機2f<u<2fv>2f倒立放大的實像幻燈機3u<f正立放大的虛像放大鏡4u=2fv=2f倒立等大的實像5u=f不成像三、光路圖命題趨勢命題趨勢考試內(nèi)容與要求1． 學生實驗：探究凸透鏡成像的規(guī)律。（B）2． 凸透鏡成像的規(guī)律及其簡單應用。（B）【試題研究】凸透鏡成像的規(guī)律及其簡單應用是上海中考的必考知識點，主要題型是選擇題和填空題，凸透鏡成像規(guī)律也是一難點，考生出錯率較高，可分以下幾步進行研究。第一步：弄清題中數(shù)據(jù)的含義，看是物距、像距、焦距。第二步：從題中信息弄清楚到底是哪一種成像規(guī)律，并畫出相應的光路圖。第三步：確定物距和焦距的關系或像距和焦距的關系，并用字母具體表示出來。第四步：將數(shù)據(jù)代入字母關系式中解不等式，問題就得到解決?！纠}分析】例1．（2022?上海中考）已知某物體透過凸透鏡在距離透鏡25厘米的光屏上成放大的像，若將物體移動到距離凸透鏡30厘米處，則此時成（）A．放大的虛像 B．正立的虛像 C．放大的實像 D．縮小的實像【答案】D【解析】解：某物體透過凸透鏡在距離透鏡25厘米的光屏上成放大的像，此時的像是倒立、放大的實像，則25cm＞2f，f＜12.5cm；若將物體移動到距離凸透鏡30厘米處，30cm＞2f，成倒立、縮小的實像。故選：D。例2．（2021?上海中考）凸透鏡成像，焦距是10厘米，蠟燭和凸透鏡之間的距離是35厘米，能成像的性質(zhì)是（）A．放大實像 B．放大虛像 C．等大實像 D．縮小實像【答案】D【解析】解：已知焦距f＝10cm，蠟燭和凸透鏡之間的距離u＝35cm，則u＞2f，成倒立、縮小的實像。故選：D。例3．（2020?上海中考）在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗中，應調(diào)整凸透鏡的中心，光屏的中心與燭焰的中心大致在同一_______，以保證像成在光屏中央；將燭焰與光屏置于凸透鏡的________（選填“兩側”或“同側”），移動光屏直到光屏上所成的______像最清晰（選填“實”或“虛”），像是__________的（選填“正立”或“倒立”）?！敬鸢浮扛叨龋粌蓚?；實；倒立?！窘馕觥拷猓涸凇疤骄客雇哥R成像的規(guī)律”實驗中，為了使像成在光屏的中央，實驗前要調(diào)整凸透鏡的中心，光屏的中心與燭焰的中心大致在同一高度；實像與物體在透鏡的兩側，所以將燭焰與光屏置于凸透鏡的兩側；光屏能接收到的像是實像，虛像不可以用光屏接收，實像都是倒立的，虛像都是正立的。故答案為：高度；兩側；實；倒立。例4．（2019?上海中考）在“探究凸透鏡成像規(guī)律”實驗中，所選凸透鏡的焦距為10厘米。調(diào)整凸透鏡和光屏的中心與燭焰中心大致在同一__________，以保證像成在光屏中央。移動光屏至圖所示位置時，在光屏上得到一個清晰的像，像是__________的（選填“放大”或“縮小”），燭焰離凸透鏡的距離__________10厘米（選填“大于”“等于”或“小于”）?！敬鸢浮扛叨龋环糯?；大于?！窘馕觥拷猓海?）實驗前，把蠟燭、凸透鏡、光屏從左向右依次放在光具座上，點燃蠟燭并調(diào)整燭焰、凸透鏡、光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度，為了使得像成在光屏的中央；（2）由圖可知像距大于物距，所以凸透鏡成倒立放大的實像，所以物距大于一倍焦距小于二倍焦距，故燭焰離凸透鏡的距離大于10厘米。故答案為：高度；放大；大于。限時檢測限時檢測一．選擇題（共12小題）1．（2022秋?浦東新區(qū)校級期末）如圖所示的四個透鏡中，對光起會聚作用的有（）A．1個 B．2個 C．3個 D．4個【答案】C【解析】解：如圖所示：A透鏡是中間薄，邊緣厚的透鏡，是凹透鏡，凹透鏡對光線有發(fā)散作用，BCD透鏡是中間厚，邊緣薄的透鏡，所以是凸透鏡，凸透鏡對光線有會聚作用，故對光起會聚作用的有3個。故選：C。2．（2022?上海模擬）凸透鏡的焦距為10厘米，固定發(fā)光物和凸透鏡的位置，移動光屏至距該凸透鏡30厘米時上得到一個清晰的像，這個像是（）A．放大的虛像 B．放大的實像 C．等大的實像 D．縮小的實像【答案】B【解析】解：凸透鏡的焦距為10厘米，移動光屏至距該凸透鏡30厘米時上得到一個清晰的像，此時的像距大于二倍焦距，物距應在一倍焦距和二倍焦距之間，成倒立、放大的實像。故選：B。3．（2022?普陀區(qū)二模）一個凸透鏡的焦距為10厘米。當物體沿主光軸從距透鏡15厘米處向30厘米處移動時，那么（）A．像變小，像距變小 B．像變大，像距變大 C．像先變小后變大，像距變大 D．像先變小后變大，像距變小【答案】A【解析】解：一個焦距為10厘米的凸透鏡，當物體在離透鏡15厘米處，成倒立的實像，當物體沿主光軸從離透鏡15厘米處逐漸到離透鏡30厘米處的過程中，物距增大，像距減小，像變??；故選：A。4．（2022?上海模擬）物體放在凸透鏡12厘米處，在透鏡另一側的光屏上成一個倒立放大的像。當物體距凸透鏡9厘米時，所成的像（）A．一定是倒立放大的實像 B．可能是倒立縮小的實像 C．可能是正立放大的虛像 D．可能是正立等大的虛像【答案】C【解析】解：物體離凸透鏡12cm時，在透鏡的另一側得到一個倒立的、放大的實像，2f＞U＞f，所以，2f＞12cm＞f，12cm＞f＞6cm，當物體距凸透鏡9cm時，2f＞9cm＞f，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律即可得出，所成的像也是倒立放大的實像。當物體距凸透鏡9cm，f＝9cm時，不成像。當物體距凸透鏡9cm，f＞9cm時，成的是正立放大的虛像。綜上所述，此題有3種情況：①可能是倒立放大的實像；②可能是正立放大的虛像；③可能不成像。只有選項C符合。故選：C。5．（2021?嘉定區(qū)二模）如圖所示，凸透鏡到螞蟻的距離為8厘米，則該透鏡的焦距可能為（）A．3厘米 B．6厘米 C．8厘米 D．10厘米【答案】D【解析】解：用放大鏡觀察小螞蟻的形體時，螞蟻到放大鏡的距離要小于焦距，這樣才可以成放大、正立的虛像。即該凸透鏡的焦距大于8厘米，只有D選項符合要求。故選：D。6．（2022?寶山區(qū)二模）把放大鏡正對太陽光，可在距放大鏡10cm處得到一個最小最亮的光斑；若用此放大鏡來放大觀察郵票上的細小部分，則郵票到透鏡的距離應該（）A．小于10cm B．等于10cm C．在10cm到20cm之間 D．大于20cm【答案】A（2）用凸透鏡觀察郵票，要用凸透鏡得到正立、放大的虛像，所以郵票到凸透鏡的距離要小于10cm。故選：A。7．（2022?松江區(qū)二模）在探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗中，若在光屏上得到一個倒立、縮小的實像，這時測得光屏到凸透鏡的距離為12厘米，則該凸透鏡的焦距可能為（）A．15厘米 B．8厘米 C．6厘米 D．4厘米【答案】B【解析】解：據(jù)凸透鏡成像實驗，發(fā)現(xiàn)光屏上有一個清晰縮小的像，此時像處于透鏡的1倍焦距和二倍焦距之間，即：2f＞V＞f，光屏距離凸透鏡12cm，所以，2f＞12cm＞f，即12cm＞f＞6cm；分析四個選項，其中的8cm是最符合題意的。故選：B。8．（2022?閔行區(qū)二模）某小組在做凸透鏡成像實驗時，發(fā)現(xiàn)在距透鏡30厘米的光屏上有一個放大的像，則此透鏡的焦距可能是（）A．10厘米 B．18厘米 C．26厘米 D．32厘米【答案】A【解析】解：距透鏡30厘米的光屏上有一個放大的像，則此時的v＝30cm＞2f，所以f＜15cm，故A正確。故選：A。9．（2022?上海模擬）某發(fā)光物置于凸透鏡前8厘米處，光屏上得到一個倒立放大的像，則凸透鏡的焦距可能為（）A．4厘米 B．5厘米 C．8厘米 D．10厘米【答案】B【解析】解：當物距為8cm時，在凸透鏡另一側光屏上能得到一個倒立放大的實像，所以2f＞8cm＞f，即8cm＞f＞4cm，故B正確。故選：B。10．（2021?上海二模）在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗中，凸透鏡的焦距為10厘米，若物體在光屏上所成的清晰的像與該透鏡的距離大于25厘米，則物體與該透鏡的距離可能為（）A．5厘米 B．15厘米 C．25厘米 D．35厘米【答案】B【解析】解：凸透鏡的焦距為10厘米，像距v大于25cm，而二倍焦距2f＝2×10cm，像距大于二倍焦距，則物體離該透鏡的距離2f＞u＞f，即20cm＞u＞10cm，所以u＝15cm符合題意。故選：B。11．（2021?閔行區(qū)二模）某凸透鏡的焦距為10厘米，若物體離該透鏡的距離大于30厘米，則光屏上所成的像離該透鏡的距離可能為（）A．6厘米 B．12厘米 C．24厘米 D．36厘米【答案】B【解析】解：凸透鏡的焦距為10厘米，若物體離該透鏡的距離大于30厘米，而二倍焦距2f＝2×10cm，物距大于二倍焦距，則像距在一倍焦距和二倍焦距之間，即20cm＞v＞10cm，所以v＝12cm符合題意。故選：B。12．（2022?長寧區(qū)二模）在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗中，若物體到透鏡光心的距離為25厘米，在光屏成一個清晰縮小的像，則該凸透鏡可能的焦距為（）A．10厘米 B．15厘米 C．20厘米 D．25厘米【答案】A【解析】解：若物體到透鏡光心的距離為25厘米，在光屏成一個清晰縮小的像，物距u＝25cm，u＞2f，成倒立、縮小的實像，解得f＜12.5cm，只有A符合題意。故選：A。二．填空題（共2小題）13．（2022?靜安區(qū)二模）凸透鏡對光有__________作用（選填“會聚”或“發(fā)散”），這是光的__________現(xiàn)象（選填“反射”或“折射”）。若拍照時發(fā)現(xiàn)景物的像過大，則相機鏡頭應__________景物一些（選填“靠近”或“遠離”）?！敬鸢浮繒?；折射；遠離?！窘馕觥拷猓和雇哥R對光有會聚作用，這是光的折射現(xiàn)象。若拍照時發(fā)現(xiàn)景物的像過大，需要使像變小，減小像距，增大物距，則相機鏡頭應遠離景物一些。故答案為：會聚；折射；遠離。14．（2022?虹口區(qū)二模）小王研究微距相機的成像情況。他先把相機調(diào)整到焦距為f1的普通模式，改變物體與鏡頭的距離，相機內(nèi)感光元件上的成像情況如圖（a）（b）所示。由于物體距鏡頭太近時，感光元件上無法成像，因此他將相機切換到微距模式，調(diào)整焦距為f2，再將物體置于距鏡頭非常近的位置，此時在感光元件上能成清晰的像，如圖（c）所示。①分析比較圖（a）與（b）可知：同一鏡頭成實像時，物距變小，______________。②觀察圖（c）可知：微距模式下相機成的像是__________的（選填“放大”或“縮小”），據(jù)此可判斷微距模式下物距與像距的大小關系是__________，此時相機的焦距f2__________普通模式的焦距f1（選填“大于”“等于”或“小于”）。【答案】（1）像變大；（2）放大；u＜v；小于。【解析】解：（1）①分析比較圖（a）與（b）可知，物距變小時，像距變大了，像變大，所以結論為：同一鏡頭成實像時，物距變小，像變大；（2）觀察圖（c）可知，此時的像是放大的，即微距模式下相機成的像是放大的；根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知，微距模式下物距與像距的大小關系是：u＜v，由于像距不變，此時的像是放大的，所以相機的焦距變小了，即相機的焦距f2小于普通模式的焦距f1。故答案為：（1）像變大；（2）放大；u＜v；小于。三．實驗探究題（共3小題）15．（2022?嘉定區(qū)二模）小嘉做“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗，他正確組裝和調(diào)試實驗器材，先使蠟燭距凸透鏡的距離大于凸透鏡的兩倍焦距。（b）（c）（b）（c）①他將蠟燭分別置于光具座上的不同位置，并移動光屏，直到光屏上觀察到清晰的像，成像情況如圖（a）和（b）所示。分析比較圖（a）和（b）中像距、像的大小隨物距的變化關系及相關條件，可得出的初步結論是：當物距大于凸透鏡的兩倍焦距時，物體通過凸透鏡成倒立縮小的實像，______________________________________________________。②在實驗中，小嘉好奇地把自己的近視眼鏡（凹透鏡）放在蠟燭和凸透鏡之間，移動光屏，發(fā)現(xiàn)仍可以在光屏上成像：拿開眼鏡后，像變得模糊不清；把光屏向靠近凸透鏡的方向移動，又可以得到一個清晰的像。結合上述實驗現(xiàn)象和科學課中有關眼球的結構[如圖（c）所示]及作用（晶狀體和角膜共同的作用相當于凸透鏡，視網(wǎng)膜相當于光屏），可推測近視眼患者不戴近視眼鏡時看不清遠處的物體，可能是因為物體的像成在視網(wǎng)膜的_______（選填“前”或“后”）方，依據(jù)是___________________________?！敬鸢浮竣傥锞嘣龃螅窬鄿p小，像變小；②前；把近視眼鏡（凹透鏡）放在蠟燭和凸透鏡之間，移動光屏，發(fā)現(xiàn)仍可以在光屏上成像：拿開眼鏡后，像變得模糊不清；把光屏向靠近凸透鏡的方向移動，又可以的到一個清晰的像，說明眼鏡拿走后，像成在光屏前，而視網(wǎng)膜相當于此操作中的光屏，所以近視眼是遠處物體的像成在視網(wǎng)膜前?！窘馕觥拷猓孩俦容^圖5（a）和（b）知，物距大于像距時，光屏上承接到的是蠟燭倒立、縮小的實像。此時物距大于二倍焦距。（a）比（b）物距小，像距大，像也更大，所以當物距增大時，像距變小，像變??；②把近視眼鏡（凹透鏡）放在蠟燭和凸透鏡之間，移動光屏，發(fā)現(xiàn)仍可以在光屏上成像：拿開眼鏡后，像變得模糊不清；把光屏向靠近凸透鏡的方向移動，又可以的到一個清晰的像，說明眼鏡拿走后，像成在光屏前，而視網(wǎng)膜相當于此操作中的光屏，所以近視眼是遠處物體的像成在視網(wǎng)膜前。故答案為：①物距增大，像距減小，像變??；②前；把近視眼鏡（凹透鏡）放在蠟燭和凸透鏡之間，移動光屏，發(fā)現(xiàn)仍可以在光屏上成像：拿開眼鏡后，像變得模糊不清；把光屏向靠近凸透鏡的方向移動，又可以的到一個清晰的像，說明眼鏡拿走后，像成在光屏前，而視網(wǎng)膜相當于此操作中的光屏，所以近視眼是遠處物體的像成在視網(wǎng)膜前。16．（2022?奉賢區(qū)二模）在“探究凸透鏡成像規(guī)律實驗”中：（1）將蠟燭、凸透鏡和光屏依次安裝在光具座上，點燃蠟燭，調(diào)整它們的高度使燭焰中心、透鏡光心和光屏中心在__________；（2）如圖甲所示，光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推斷，保持蠟燭和光屏的位置不變，只移動透鏡到__________cm刻度處，光屏上可再次成清晰、__________、倒立的實像；（3）實驗一段時間后，原來在光屏中心的像“跑”到光屏上方，如圖乙所示位置。能讓像重新回到光屏中心的操作是__________。（填序號）①光屏下調(diào)②蠟燭上調(diào)③透鏡上調(diào)【答案】（1）同一高度；（2）55.0；縮小；（3）②。【解析】解：（1）點燃蠟燭后，調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度，這樣才能使像成在光屏的中央；（2）由圖甲知，當蠟燭在刻度尺的25cm處，物距為u＝40.0cm﹣25.0cm＝15.0cm，像距為v＝70.0cm﹣40.0cm＝30.0cm，2f＞u＞f，凸透鏡成倒立放大的實像，若保持蠟燭和光屏位置不變，根據(jù)折射現(xiàn)象的可逆性，物距u′＝v＝15cm+15cm＝30cm處，即移動透鏡至55.0cm刻度線處，光屏上能再次呈現(xiàn)倒立縮小實像；（3）實驗一段時間后，蠟燭變短，像移動到光屏的上方，根據(jù)過光心的光線傳播方向不變，要讓像重新回到光屏中央，可將蠟燭向上移動、將光屏向上移動、將凸透鏡向下移動，能讓像重新回到光屏中心的操作是②。故答案為：（1）同一高度；（2）55.0；縮?。唬?）②。17．（2022?徐匯區(qū)模擬）小佳用“自制簡易照