专题03 透镜及其应用（讲义）-中考物理一轮复习讲练测（广东专用）

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01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03考点突破·考法探究
考点一 透镜
考点二 生活中的透镜
考点三 凸透镜成像的规律
考点四 眼睛和眼镜
04题型精研·考向洞悉
题型一 透镜
考向01：透镜与透镜对光的作用
考向02：利用透镜三条特殊光线作图
题型二 生活中的透镜
考向01：照相机、投影仪、放大镜
考向02：实像和虚像
题型三 凸透镜成像的规律
考向01：凸透镜成像规律及其应用
考向02：探究凸透镜成像规律
题型四 眼睛和眼镜
考向01：眼睛的构造及视物原理
考向02：近视眼的成因与矫正
考向03：远视眼的成因与矫正
05分层训练·巩固提升
基础巩固
能力提升
考点一 透镜
一、凸透镜和凹透镜
1．透镜的概念：透镜是用透明物质制成的、至少一个表面为球面一部分的光学元件。光从空气进入透镜一侧，从另一侧射出时各发生一次折射，并由此会产生会聚或发散的效果。
2．透镜的分类：透镜分为凸透镜和凹透镜。
（1）凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜（照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等）。
（2）凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜（近视镜等）。
3．透镜的主光轴和光心
二、透镜对光的作用
1．实验探究：探究对光的作用
（1）凸透镜对光的作用：让平行于凸透镜主光轴的几束光射向凸透镜，观察到光通过凸透镜后会聚于主光轴上的一点。
（2）凹透镜对光的作用：让平行于凹透镜主光轴的几束光射向凹透镜，观察到光通过凹透镜后会偏离主光轴散开，但其反向延长线交于主光轴上的一点。
2．对“会聚作用”和“发散作用”的理解
（1）凸透镜对光有会聚作用，指的是折射光的方向比入射光的方向更靠近主光轴，即通过凸透镜的光将主光轴方向偏折。
（2）凹透镜对光有发散作用，指的是折射光的方向比入射光的方向更偏离主光轴，即通过凹透镜的光将向远离主光轴方向偏折。
3．透镜中的光路是可逆的：由于光在发生折射时是可逆的，而透镜对光的作用也是折射作用，所以透镜中的光路是可逆的。
三、焦点和焦距
1．透镜的焦点和焦距
2．粗测凸透镜焦距的方法：让凸透镜（放大镜）正对着太阳光，再拿一张白纸放在它的另一端，调整放大镜与白纸的距离，直到纸上的光斑最小、最亮（这个点就是凸透镜的焦点）。测出这个光斑达到凸透镜光心的距离，即该凸透镜的焦距。这种测凸透镜焦距的方法称为平行光聚焦法。
四、透镜的三条特殊（主要）光线：三条特殊光线是指：通过光心的光线、平行于主光轴的光线、经过焦点（对凹透镜来说应该是射向另一侧焦点）的光线。这三条光线经凸透镜和凹透镜折射后的情况见下表
考点二 生活中的透镜
一、照相机
1．照相机的成像原理：照相机的镜头相对于一个凸透镜，胶片相对于光屏，来自物体的光经过镜头后会聚在照相机暗箱内的胶片上，形成了倒立、缩小的像。
2．照相机成像的特点
（1）物体到镜头的距离大于镜头到胶片的距离。
（2）物体离镜头越远，物体在胶片上所成的像越小，像（或胶片）的位置到镜头的距离越近，即暗箱越短。
（3）照相机成的是倒立、缩小的像，像和物体在镜头的两侧。
3．照相机拍摄景深的调节：为了使远近不同的景物在胶片上都能成清晰的像，需要调节镜头到胶片的距离。
（1）拍摄近处景物时，镜头应向前伸，即增大胶片与镜头之间的距离；
（2）拍摄远处景物时，镜头应往后缩，即减小胶片与镜头之间的距离；
（3）若想使拍摄景物的像大一些，可以减小景物与镜头之间的距离；若想使拍摄景物的像小一些，可以增大景物与镜头之间的距离。
二、投影仪：照相机是利用凸透镜来成像的，利用照相机可以得到倒立、缩小的像。投影仪也是利用凸透镜来成像的，利用投影仪能得到倒立、放大的像。
1．投影仪的成像过程：对投影仪进行光路分析可知，来自投影片上的图案上的光经镜头（凸透镜）折射后，在屏幕上形成清晰的像。
2．投影仪的成像特点
（1）投影片到镜头的距离小于镜头到屏幕的距离。
（2）图案（文字）通过投影仪在屏幕上成的像比投影片上的图案（文字）大。
（3）像和投影片在凸透镜的两侧。
（4）图案（文字）在屏幕上所成的像是倒立、放大的像。
（5）投影片离镜头越近，像到镜头间的距离越大，屏幕上所成的像越大。
3．投影仪的调节
（1）使屏幕上的像变大的方法：减小投影片与镜头之间的距离，同时增大屏幕与镜头间的距离。
（2）使屏幕上的像变小的方法：增大投影片与镜头间的距离，同时减小屏幕与镜头间的距离。
三、放大镜
1．放大镜成像：放大镜是凸透镜，是常用的光学仪器之一。放大镜能将小物体放大，如图所示。将放大镜镜头放在物体上方与眼睛之间适当位置，透过放大镜可以看到正立、放大的像。
2．放大镜成像特点
（1）物体通过放大镜所成的像是一个正立、放大的像。
（2）像和物体在凸透镜的同侧。
（3）在一定范围内，放大镜离物体越近，所成的像越小；放大镜离物体越远，所成的像越大。
（4）若物体与放大镜的距离增大到一定程度，所成的像便消失了。
3．放大镜的使用
（1）使像变大的方法：让放大镜与物体之间的距离适当增大一些。
（2）使像显小的方法：让放大镜与物体之间的距离适当减小一些。
四、实像和虚像
1．凸透镜成实像的情况：实像是实际光线会聚而成的，能成在光屏上。此时物像分别位于凸透镜的两侧，且实像都是倒立的。照相机、投影仪所成的像都是实像。
2．凸透镜成虚像的情况：虚像不是由光线实际会聚而成的，而是由折射光线的反向延长线相交而成的。凸透镜成虚像时，通过凸透镜射出的光没有会聚，只是人眼逆着折射光线的方向看过去，感到光是从虚像处发出的，故凸透镜成虚像时，物、像位于凸透镜的同侧，我们只能用眼睛看到虚像，而不能用光屏承接到虚像。
考点三 凸透镜成像的规律
一、探究凸透镜成像的规律
1．基本概念
（1）物距：物体到凸透镜光心的距离，用字母u表示。
（2）像距：像到凸透镜光心的距离，用字母v表示。
2．实验-探究凸透镜成像的规律
【提出问题】凸透镜所成的像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系？
【实验设计】先把物体放在距离凸透镜较远的地方，然后逐渐向凸透镜方向靠近，同时把光屏放在凸透镜的另一侧，观察光屏上像的变化情况。由于凸透镜的偏折情况和焦距有关，所以应着重观察物距等于、大于或小于一倍焦距、二倍焦距时，物体的成像情况。
【进行实验与收集证据】
（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上，调整它们的高度，使烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度；
（2）把蜡烛放在凸透镜二倍焦距以外的地方并点燃，然后调整光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现清晰烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重复做这一步；
（3）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离大于二倍焦距，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像的大小、正倒，测出物距u和像距v；
（4）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像大小、正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重做这一步；
（5）把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛位于凸透镜的焦点上，移动光屏，观察是否能够成像；
（6）把蜡烛移到凸透镜的一倍焦距以内，移动光屏，观察在光屏上能否看到蜡烛的像。如果不能，可以从光屏这一侧透过凸透镜观察，记录所看到的像的正倒、大小以及此时的物距u。稍稍改变物距，重做这一步；
（7）将实验数据和观察结果填入表中（该实验所用凸透镜焦距f=12cm）
【分析论证】（1）焦点是成实像和虚像的分界点。当物距大于一倍焦距时，成实像；当物距小于一倍焦距时，成虚像；当物距大于一倍焦距时，不成像；
（2）二倍焦距是成放大实像还是缩小实像的分界点。当物距大于二倍焦距时，成缩小的实像；当物距大于二倍焦距时，成等大的实像；当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成放大的实像；
（3）凸透镜成实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成虚像时，都是正立的，且像、物同侧；
（4）凸透镜成实像时，随着物距的减小，像和像距都变大；成虚像时，随着物距的减小，像和物都不小。
【得出结论】
4．凸透镜成像规律的光路分析：利用凸透镜三条特殊光线中的任意两条可以画出相应的光路图，从而判断出像距的大小和成像的具体情况，这是理解凸透镜成像规律的最好的方法。
（1）当u>2f时，成倒立、缩小的实像，此时f