专题03透镜及其应用（讲义）（原卷版）.docx

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1、专题03透镜及其应用（讲义）（原卷版）考情分析2知识建构3考点一透镜4夯基必备基础知识梳理4提升必考题型归纳7考向01透镜与透镜对光的作用7考向02利用透镜三条特殊光线作图7考点二生活中的透镜8夯基必备基础知识梳理8提升必考题型归纳11考向01照相机、投影仪、放大镜11考向02实像和虚像12考点三凸透镜成像的规律13夯基必备基础知识梳理13提升必考题型归纳16考向01凸透镜成像规律及其应用16考向02探究凸透镜成像规律18考点四眼睛和眼镜19夯基必备基础知识梳理19提升必考题型归纳21考向01眼睛的构造及视物原理21考向02近视眼的成因与矫正22考向03远视眼的成因与矫正23一、课标考点分析考

2、点内容课标要求命题预测透镜对光的作用认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用透镜对光的作用是透镜及其应用的基础，尤其是透镜在生活中的应用大都是利用透镜对光的作用。对此考点的考查多是作图题、选择题和填空题，命题点有：认识透镜对光的作用、透镜在生活中的应用、利用透镜的三条特殊光线作图等透镜在生活中的应用了解凸透镜的应用一放大镜、照相机和投影仪属于常考热点。考查题型主要有选择题、填空题，有时也会出现在实验探究题中。命题点有：生活中常见透镜的应用及特点，放大镜、照相机与投影仪的成像特点等凸透镜成像规律通过实验探究，知道凸透镜成像规律是常考热点，也是分值较多的考查内容。常考题型有选择题、填空题和实验探究题

3、。命题点有：凸透镜成像规律、凸透镜成像过程中的动态变化、探究凸透镜成像规律等眼睛与眼镜了解人眼成像的原理；了解近视眼和远视眼的成因与矫正眼睛是架精密的光学仪器，也是考查方向较为集中的考点，所以认识眼睛的构造和成像原理是解答此类考题的基础。考查题型主要集中在选择题、填空题。命题点有：眼睛的成像原理、近视眼与远视眼的成因及矫正方法等透镜作图会画简单的光路图属于常考热点，考查基础是透镜的三条特殊光线，考查题型是作图题，分值一般在23分。命题点有：给出入射光线画折射光线、给出物画物在透镜中的像、由折射光线和入射光线找透镜的类型及位置等二、考情分析透镜及其应用是中考必考内容。由于各地区对试卷结构设置不同

4、，本部分的考题少则一道题，多则两道题，分值在2-5分之间；考题类型多样，主要有选择题、填空题、作图题、实验题和解答题等。备考应注意一下内容：凸透镜成像规律与实验探究、透镜的三条特殊关系、生活中的透镜及成像原理、眼睛与眼镜等。本部分考题由于必考，分值也较高，中考的备考应该下功夫认真做好复习，在常考热点的考向、类型F功夫，相信大家一定会取得满意的分数。凹透镜应用规律照相机投影仪成像原理像的调节（物近像远像变大）成像原理（fu2f）像的调节一（物近像远像变大）成像原理（2f6015倒立、缩小的实像物距变小时，像距变大，像（相对于之前）变大4816u=2f2424倒立、等大的实像fu2f1836倒立、

5、放大的实像物距变小时，像距变大，像变大1560u=f12不成像u2f倒立缩小实像fv2f与物异侧照相机u=2f倒立等大实像v=2f与物异侧测焦距fu2f与物异侧投影仪u=f不成像u2f时，成倒立、缩小的实像，此时fv2f光路如图所示。(2)当u=2f时，成倒立、等大的实像，此时v=2f.光路如图所示。(3)当fuu光路如图所示。国凸透镜成像的动态变化规律（1）动态变化口诀：像的大小看像距，像儿跟着物体跑。其意义是，凸透镜成像时，像距变大（小），像就变大（小）；物体向哪个方向移动，像就向哪个方向移动。（2）移动速度：成缩小的像时，物距大于像距，物体移动的速度大于像移动的速度；成放大的像时，物距小

6、于像距，物体移动的速度小于像移动的速度。（3）最小距离：物体和实像的最小距离是4f,即当物体位于2f位置成像时。提升必考题型归纳考向Ol凸透镜成像规律及其应用方法技（1）凸透镜成像的两个分界点：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。物体在一倍焦距以内，成虚像；在i倍焦距以外，成实像。成实像时，物体在二倍焦距内，像大物小；物体在二倍焦距外，像小物大。（2）用不等式确定凸透镜的焦距范围：利用凸透镜成像的规律，列出物距和焦距、像距和焦距的关系不等式，解不等式就可以确定该凸透镜焦距的范围。具体关系为：1）当成倒立、缩小的实像时，u2f,fv2f;2）当成倒立、等大的实像时，u=v=2f;3）当成倒立、放大的

7、实像时,fu2f;4）当不成像时，u=f；5）当成正立、放大虚像时，ufo（3）凸透镜成像规律与图像结合：解答此类试题时，要明确二倍焦距处是成放大和缩小实像的分界点，当u=v=2f时，物体成倒立、等大的实像。然后在图上找到对应点，求出焦距，然后根据凸透镜成像规律即可求解。（4）不完整凸透镜成像情况：凸透镜成像时，如果凸透镜坏掉一部分或者遮挡一部分，都会成完整的像，只是所成的像亮度变暗。【例1】（2023江西）某同学探究凸透镜成像规律时，光屏上得到了烛焰清晰的像（像未画出），如图所示。下列说法正确的是（）。A.光屏上的像是正立的B.光屏上的像是放大的C.投影仪是利用此成像原理制成的D.撤去光屏，

8、烛焰的像仍然在原处【变式I-1（多选）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，光具座上依次摆放蜡烛、凸透镜和光屏,如图所示，此时恰好能在光屏上得到烛焰清晰的像，则下列说法正确的是（）。IlnIlnliFnll叫InIWlWmTr叩Inl而PnlIIlIInlIwIIlnnInqIlUl网IlnlnTTI)Cmlo2030405060708090100A.光屏上得到倒立、放大的像，投影仪就是利用此原理工作的；B.若凸透镜位置不变，把蜡烛、光屏的位置对调，则光屏上仍能成清晰的像；C.实验时用手指遮挡住凸透镜的下半部分，光屏上不能得到烛焰完整的像；D.若在蜡烛与凸透镜之间放一个近视眼镜镜片，则要把光屏向右

9、移动适当位置才能得到清晰的像【变式1-2（2023广西）小明用自制的“水凸透镜”探究凸透镜成像规律，当蜡烛、“水凸透镜”和光屏位于如图所示的位置时，光屏上呈现烛焰清晰的像，下列说法正确的是（）。A.此时成像特点与照相机的相同；B.此时“水凸透镜”的焦距为15.0cm；C.调节“水凸透镜”的厚度可改变其焦距；D.蜡烛燃烧变短，光屏上的像会向上移动【变式1-3（2023宁夏）如图是“探究凸透镜成像规律”的实验，其中成像性质与投影仪成像性质【变式4】（2023自贡）小明同学将点燃的蜡烛、凸透镜和光屏放在如图所示的位置时，在光屏上观察到了清晰的像。（1）由图可以判断出实验所用透镜的焦距为cm；（2）小

10、明把蜡烛移到光具座的IOCnI刻度线处，需要把光屏向适当移动（选填“左”或“右”），才能在光屏上得到一个清晰的像，此时的像将（选填“变大”、“变小”或“不变”）。考向02探究凸透镜成像规律例2（2023福建）在探究凸透镜成像规律的实验中：（1）如图甲所示，用平行光测出凸透镜的焦距为cmo（2）将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平光具座上，调节烛焰、凸透镜和光屏三者中心在o（3）调节蜡烛、凸透镜和光屏至图乙所示的位置，则烛焰在光屏上成倒立、的像。根据这一成像特点，可制成。（4）若要使光屏上的像变小，应使蜡烛与凸透镜的距离变,再调节光屏位置。【变式2-1】小华用焦距为10.0Cnl的凸透镜探究凸透镜成

11、像规律。左H iIU)（1）实验前，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在。（2）当各器材位置如图所示时，在光屏上成烛焰清晰的像，此时烛焰的成像特点与（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像特点相同。（3）实验时，若用一张纸片遮住了凸透镜的上半部，光屏上（选填“能”或“不能”）成完整的像。（4）小华将一副老花镜的镜片放在烛焰与凸透镜之间且靠近凸透镜的位置，若保持蜡烛的位置不变，仅将光屏向端移动适当距离，光屏上即可重新成烛焰清晰的像。【变式2-2（2023凉山州）小丁在探究凸透镜成像规律的实验中：（1）当烛焰、焦距为IoCm的凸透镜A位于图甲中位置时，光屏上得到一个清晰的像，该像是一个

12、倒立、（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像；（2）保持蜡烛位置不变，小丁用焦距为5cm的凸透镜B在原位置替换凸透镜A,要使光屏上仍得到烛焰清晰的像，应该将光屏向（选填“靠近”或“远离”）凸透镜B的方向移动；（3）如图乙所示，蜡烛和凸透镜之间放上近视眼镜，光屏上能得到清晰的像，若取下眼镜，要在光屏上重新得到清晰的像，应将光屏（选填“靠近”或“远离”示）凸透镜。【变式2-3（2023通辽）同学们为了探究平面镜成像的特点，准备了平面镜、玻璃板、两支相同的蜡烛A和B、光具座、光屏等实验器材。（1）如图所示，将一只点燃的蜡烛A放置在光具座的甲位置，选用（选填“平面镜”或“玻璃板”）竖直放置在乙位置，

13、未点燃的蜡烛B放置在乙位置右侧，移动蜡烛B到丙位置时，发现蜡烛B与蜡烛A的像完全重合；（2）取下蜡烛B,并在丙位置处放一光屏，光屏上不能承接到蜡烛A的像，说明平面镜成的像是（选填“实像”或“虚像”）；（3）接着同学们想利用上述装置探究凸透镜成像规律，将乙处器材换成一个凸透镜，再将蜡烛A移至35Cm刻度线处，丙位置的光屏上恰好出现了烛焰清晰的像，生活中的_（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一原理工作的。此时，用直径相同、焦距更大的凸透镜替换原凸透镜，移动光屏也得到了清晰的像，则此时的像较原来的像（选填“变大”“变小”或“不变”）；（4）在上一步实验的基础上，小明将一远视镜片放在凸

14、透镜与蜡烛之间，要使光屏上还能呈清晰的像,可将光屏适当向（选填“左”或“右”）移动。考点四眼睛和眼镜夯基必备基础知识梳理一、眼睛1 .眼睛看到物体的过程眼睛的主要结构有：角膜、睫状体、瞳孔、晶状体、玻璃体、视网膜、视神经等。物体发出的光经过眼球转化为神经信号传输给大脑，我们就看到了物体，如图所示。眼睛的构造他4*Ift2 .正常眼睛的调节正常眼睛无论时眺望远景，还是查看近物，都能看清楚。也就是说，不管物距变大还是变小，眼睛都能将像清晰地成像在视网膜上，物距发生变化时，像距（视网膜和晶状体间的距离）未变，这是因为眼睛能通过睫状体改变睫状体的形状，进而改变晶状体对光线的偏折能力，即改变了晶状体的焦

15、距。使不同远近的物体都能在视网膜上成清晰的像。看远处物体看近处物体睫状体放松收缩晶状体变薄变厚对光的偏折能力变弱变强成像原理图3.远点、近点和明视距离（1）远点：眼睛的调节是有限度的。当睫状体完全松弛时，晶状体表面弯曲程度最小，此时晶状体最扁，此时能够看清的最远点极限叫做远点。正常人的眼睛的远点理论上在无限远处。（2）近点：当睫状体极度紧张时（用力看近处物体），嚏状体变得最厚，晶状体表面弯曲程度最大，此时能看清的最近的极限点叫做近点。正常人的眼睛的近点在离眼睛大约IoCrn的地方。（3）明视距离：在合适照明条件下，正常眼睛观察近处物体最清晰而不疲劳的距离大约为25cm,这个距离叫做明视距离。为

16、预防近视眼，读数、写字时眼睛与书本的距离应保持在25Crn左右。二、近视眼及其矫正1.近视眼的特点只能看清近处物体，看不清远处物体。3 .近视眼的成因近视眼晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向太长，使得来自远处的光会聚在视网膜前，到达视网膜时已经不是一点而是一个模糊的光斑（如图甲所示），导致视网膜上得不到清晰的像。甲近视眼成像于视网膜前乙矫正后4 .近视眼的矫正近视眼成像在视网膜前，因此要矫正近视眼，应使其焦点后移。利用凹透镜对光的发散作用，在眼睛前放一个合适凹透镜，让来自远处的光在进入人眼前进行适当的发散，这样就可以使光线进入人眼后恰好会聚在视网膜上（如图乙所示），所以近视眼应佩戴用

17、凹透镜制成的眼镜进行矫正。5 .近视眼的防治（1）读数、写字姿势要端正，眼睛和书本的距离要保持在25Cnl左右；（2）不要在暗弱光或直射太阳光下看书写字；（3）不要躺在床上看书，不要爬在桌子上看书；（4）不要在车上或走路时看书或玩手机；（5）不要长时间玩电子游戏；连续看书Ih左右，要休息片刻或向远处眺望一会。三、远视眼及其矫正1 .远视眼的特点只能看清远处的物体，看不清近处物体。2 .远视眼的成因近视眼晶状体太薄，折光能力太弱，或者眼球在前后方向太短，使得来自近处的光会聚在视网膜后，到达视网膜前还没有会聚成点，在视网膜上形成一个模糊的光斑（如图甲所示），导致视网膜上得不到清晰的像。Q忍甲远视眼

18、成像于视网膜后乙矫正后3 .远视眼的矫正远视眼成像在视网膜后，因此要矫正远视眼，应使其焦点前移。利用凸透镜对光的会聚作用，在眼睛前放一个合适凸透镜，让来自近处的光在进入人眼前进行适当的会聚，这样就可以使光线进入人眼后恰好会聚在视网膜上（如图乙所示），所以远视眼应佩戴用凸透镜制成的眼镜进行矫正。提升必考题型归纳考向Ol眼睛的构造及视物原理方法技人眼的视物原理与照相机的成像原理相同，但需要注意的是人眼睛的焦距可以调节，而照相机模型中的凸透镜焦距不变，一般靠调节物距和像距成清晰的像。【例1】人的眼睛像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，物体在视网膜上形成一（选填“正立”或“倒立”）的

19、像。如果长期用错误的方式看书，很容易患上近视。有一种治疗近视眼的手术一一用激光对角膜进行切削，使晶状体和角膜构成的“透镜”对光的偏折能力变（选填“强”或“弱”）些，从而使像落在视网膜上。【变式（2023宜昌）小华用弹性膜充水制作了一个水凸透镜，通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度，如图是他用其模拟眼睛看物体的实验装置。模拟正常眼睛时，固定透镜，将一个尸形光源放在合适的位置后，调节光屏得到清晰的像，下列说法正确的是（）。A.此时光源放在透镜2倍焦距以内B.此时光屏上成倒立放大的实像C.光源远离透镜时，要将光屏靠近透镜才能再次得到清晰的像D.模拟近视眼的成因时需要从透镜向外抽水【变式（2023成都）

20、今年6月6日是全国第28个爱眼日。正常眼睛观察物体最清晰而又不易疲劳的距离，约为25cm,叫做明视距离。近视眼的明视距离正常眼的明视距离（选填“大于”等于”或“小于”）。与近视眼不同，远视眼需要佩戴透镜矫正。考向02近视眼的成因与矫正当晶状体弯曲程度过大，对光的会聚能力过强时，成像在视网膜前，应该佩戴发散透镜（凹透镜），使像成在视网膜上。【例2】（2023株洲）图为眼睛观察远处物体时的光路。可知这是（）。A.近视眼，应戴凸透镜矫正B.近视眼，应戴凹透镜矫正C.远视眼，应戴凸透镜矫正D.远视眼，应戴凹透镜矫正【变式2-1（2023烟台）近视是影响青少年健康的重大问题，保护视力、科学用眼已成为社会

21、共识。下列有关眼睛和眼镜的说法正确的是（）。A.物体在正常眼睛的视网膜上成倒立缩小的虚像；B.近视眼看远处的物体时，像成在视网膜的前方；C.矫正近视眼的方法是配戴合适度数的凸透镜；D.矫正近视眼前，像离视网膜越近配戴眼镜的度数越高【变式2-2（2022大庆）甲图是近视眼的成像示意图，其中晶状体相当于凸透镜，平行光经过晶状体等结构未会聚在视网膜上。请在乙图虚线框内画出适当的透镜，并将两条光线的光路补充完整。使光线会聚在视网膜上的a点。ffl,l,图乙考向03远视眼的成因与矫正方法技巧远视眼的晶状体太薄，对光的折射能力太弱，成像在视网膜后，矫正时应佩戴会聚透镜（凸透镜），增强光的会聚效果，使像成在视网膜上。“八字诀”：近厚远薄（成因：近视眼的晶状体太厚，远视眼的晶状体太薄）；近凹远凸（矫正：近视眼需要佩戴凹透镜，远视眼需要佩戴凸透镜）。可以理解记忆为：近视眼的晶状体太厚，折光能力太强，需要佩戴有发散作用的凹透镜；远视眼的晶状体太薄，折光能力太弱，折