第13期 透镜 生活中的透镜 凸透镜成像的规律 眼睛和眼镜 制作望远镜（参考答案见下期）-【数理报】2024-2025学年八年级上册物理学案（人教版2024）

书 图１甲是平凸透镜的截面图，由光学知识可知，平 行光由平凸透镜左侧垂直入射，在透镜中传播方向不 变，只有经透镜另一侧曲面时才会发生偏折，并会聚于 焦点．若在图１乙中将平凸透镜阴影部分去掉，保留图 中曲面的白色部分并将其向左平移到透镜平面处，即为 图１丙，这样的透镜叫做菲涅尔透镜（又称螺纹透镜）． 菲涅尔透镜与平凸透镜一样，都能将平行于主光轴的光 线会聚于焦点．与平凸透镜相比，菲涅尔透镜减少了光 在透镜中直线传播的部分，只保留透镜发生折射的曲 面，在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的 光能损失．菲涅尔透镜有着广泛的应用，如图２为手机 闪光灯上用到的菲涅尔透镜，从上方俯视，它由数个同 心圆纹路的玻璃组成．大型菲涅尔透镜是聚光太阳能系 统中重要的光学部件之一，它能提高太阳能板上单位面 积获得的光能，如图３所示，从上方垂直菲涅尔透镜的 光束，在一半焦距处面积只有原来的四分之一．请回答： （１）菲涅尔透镜与平凸透镜对光都有 （选 填“会聚”或“发散”）作用． （２）下面关于菲涅尔透镜的说法，正确的是 ． Ａ．使用菲涅尔透镜的手机，闪光灯部分可以做得更厚 Ｂ．与相同直径的平凸透镜相比，所用材料减少 Ｃ．菲涅尔透镜是由一圈圈凸透镜和凹透镜组成 Ｄ．与相同直径的平凸透镜相比，要损失更多的光能 （３）不考虑光传播过程中的能量损失，如图３所示， 一太阳能板置于菲涅尔透镜下方的一半焦距处，则与不 放置菲涅尔透镜相比，太阳能板受光部分单位面积上的 光能提高约为原来的 倍．为了更好地接收太阳 能，太阳能板受光面应涂上 （选填“黑色”或 “白色”）． （４）将菲涅尔透镜放置在阳光下从而将光集中在 太阳能板上，为保证最佳的聚光效果，正确的放置方法 是 ． 书 “凸透镜成像的规律”是光学的一个重点内容，也 是中考的高频考点，中考对本节内容的考查主要集中在 物距、像距、焦距、物体与像的大小关系上，题目灵活多 变，全面考查同学们对知识的掌握． 例１．二维码扫描收银盒，它是一种影像式移动支付 装置，其扫描摄像头为焦距等于５ｃｍ的凸透镜，将二维 码放置在扫码区则可生成倒立、缩小的实像．小明用凸 透镜成像实验模拟收银盒成像规律，其中正确的是 （　　） 解析：将二维码放置在扫码区则可生成倒立、缩小 的实像，说明此时的物距要大于 ２倍焦距（已知 ｆ＝ ５ｃｍ），所以物距大于１０ｃｍ，像距在１倍焦距和２倍焦距 之间，即在５～１０ｃｍ之间，Ａ图中的物距等于１０ｃｍ＝ ２ｆ，Ｂ图中物距等于５ｃｍ＝ｆ，Ｄ图中物距为１２ｃｍ＞２ｆ， 但其像距为１８ｃｍ＞２ｆ，故ＡＢＤ不符合题意；Ｃ图中的物 距等于１２ｃｍ＞２ｆ，像距为８ｃｍ，像距在１倍焦距和２倍 焦距之间，故Ｃ符合题意． 答案：Ｃ 例２．（２０２４·南充）如图１所示，某同学用自制的水 透镜来探究凸透镜成像规律，当向水透镜里注水时，水 透镜的焦距将变小；当从水透镜里抽水时，水透镜的焦 距将变大． （１）如图１所示，一束平行于主光轴的光射向水透 镜，在光屏上得到一个最小光斑，则此时水透镜的焦距 为 ｃｍ． （２）该同学移动蜡烛、水透镜和光屏至图２甲所示 位置时，恰能在光屏上看到清晰 （选填“放 大”“等大”或“缩小”）的像，若仅将蜡烛与光屏位置对 调，则在光屏上 （选填“能”或“不能”）看到清 晰的像． （３）该同学取了一副眼镜给水透镜“戴上”，如图２ 乙所示，发现光屏上的像变模糊，当往水透镜中加入适 量的水后，发现烛焰的像再次变得清晰，由此判断该眼 镜是 （选填“近视”或“远视”）眼镜． 解析：（１）如图１所示，一束平行于主光轴的光射向 水透镜，在光屏上得到一个最小光斑，该最小最亮的光 斑为焦点，则此时水透镜的焦距为 ｆ＝１９．０ｃｍ－ １０．０ｃｍ＝９．０ｃｍ． （２）该同学移动蜡烛，水透镜和光屏至图２甲所示 位置时，此时物距大于像距，恰能在光屏上看到清晰缩 小的像．若仅将蜡烛与光屏位置对调，由光路可逆得，像 距变为原来的物距，物距变为原来的像距，则在光屏上 能看到清晰的像． （３）该同学取了一副眼镜给水透镜“戴上”，如图２ 乙所示，发现光屏上的像变模糊，当往水透镜中加入适 量的水后，水透镜变厚，会聚能力变强，发现烛焰的像再 次变得清晰，说明水透镜“戴上”眼睛后，像距变大，由 此判断该眼镜是近视眼镜，对光线具有发散作用． 答案：（１）９．０　（２）缩小　能　（３）近视 !"#$% &'() !"#$% &'() !"#$% &'() !"#$% &'() ! " # $ !!!!!!!!!!!!!!!" ! ! " !!!!!!!!!!!!!!!" ! ! " !"#$%& ! % "#$! & " " ! ' " ( %&! ( " ! ! '( )*+ &'* + , - ' % ' & &'() ' ' ! " # $ )* + %+ &+ '+ (+ )* + %+ &+ '+ (+ )* + %+ &+ '+ (+ )* + %+ &+ '+ (+ 书 透镜 １．凸透镜和凹透镜 做一做：找一副近视镜和一副老花镜，用手分别摸 一下这两种眼镜的镜片，观察它们有什么不同？ 填一填：中间 厚、 边 缘 薄 的 是 ，中间薄、 边 缘 厚 的 是 ，如图１所 示，通过两个球面球心的直线叫作 ，Ｏ点叫作 透镜的 ． ２．透镜对光的作用 做一做：图２所示平行光分别照射到凸透镜和凹透 镜上，观察折射出的光的传播方向是怎样的． 填一填：根据上述实验现象可归纳出：凸透镜对光 有 作用，凹透镜对光有 作用． ３．焦点和焦距 填一填：如图３甲所示，凸透镜能使跟主光轴平行 的光 在主光轴上的一点，这个点叫作凸透镜的 ，用字母Ｆ表示．从焦点到凸透镜光心 Ｏ的距 离叫作 ，用ｆ表示． 比一比：如图３乙所示，跟主光轴平行的光经凹透 镜后变得 ，这些发散光线的反向延长线相交在 主光轴上一点，这个点 Ｆ叫作凹透镜的 ，因为 它不是光实际会聚的点，所以叫作 ． 【即学即练】 １．将平行光射向某一个 光学元件，光路如图 ４所示， 该元件是 （　　） Ａ．平面镜 Ｂ．凸透镜 Ｃ．凹透镜 Ｄ．反光镜 生活中的透镜 １．照相机 填一填：照相机的 前面都有一个镜头，镜 头的作用相当于一个 镜．如图５所 示，来自远处物体的光经过照相机镜头后会聚在胶片 上，形成一个 、缩小的像． ２．投影仪 填一填：投影仪上有一个相当于 ＿＿＿＿＿＿镜的镜头， 投影片上的图案通过这个镜头形成一个 、 的像．平面镜（反光镜）的作用是改变光的 ，使得向上射出的光能在前面屏幕上成像． ３．放大镜 填一填：放大镜也是一个凸透镜，是最常用的光学 仪器之一．适当调整距离，用放大镜看书上的字，可以看 到 、 的字． ４．实像和虚像 填一填：（１）照相机和投影仪所成的像是 像， 物体和实像分别位于凸透镜的 侧，实像能用眼睛 观察， （选填“能”或“不能”）用光屏承接． （２）放大镜所成的像是 像，物体和虚像位于 凸透镜的 侧，虚像只能用眼睛观察， （选 填“能”或“不能”）用光屏承接． 【即学即练】 ２．消费者在支付“刷脸”结账时只需面对摄像头， 经系统自动拍照扫描等，确认相关信息后，即可迅速完 成交易．下列说法正确的是 （　　） Ａ．摄像头相当于凹透镜 Ｂ．摄像头成像特点与照相机相同 Ｃ．“刷脸”时，面部位于摄像头２倍焦距以内 Ｄ．“刷脸”时，面部经摄像头成正立、缩小的实像 凸透镜成像的规律 做一做：（１）在阳光下测出所用凸透镜的焦距ｆ． （２）按图６所示放置器材．点燃蜡烛，并调节烛焰中 心、凸透镜中心和光屏中心在同一高度． （３）把点燃的蜡烛放在距凸透镜较远处，使物距 ｕ＞２ｆ，调整光屏的位置得到一个清晰的实像，记录下 所成像的性质，同时测出物距和像距． （４）然后把点燃的蜡烛移近凸透镜，使物距分别处 于ｕ＝２ｆ、２ｆ＞ｕ＞ｆ和ｕ＜ｆ时，记录下所成像的性质， 同时测出物距和像距． 填一填：通过实验可得出凸透镜成像的规律：当物 距大于２倍焦距时，成＿＿＿＿立、＿＿＿＿＿＿的＿＿＿＿像；当物 距等于２倍焦距时，成＿＿＿＿立、＿＿＿＿＿＿的＿＿＿＿像；当物 距小于２倍焦距、大于焦距时，成＿＿＿＿立、＿＿＿＿＿＿的＿＿＿＿ 像；当物距小于焦距时，成＿＿＿＿立、＿＿＿＿＿＿的＿＿＿＿像． 【即学即练】 ３．（２０２４·临沂）在“探究凸透镜成像的规律”实验 中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图７所示时，光屏上 承接到烛焰清晰的像．保持凸透镜的位置不变，则 （　　） Ａ．实验所用凸透镜的焦距可能为１０．０ｃｍ Ｂ．光屏上承接到的像是烛焰倒立、放大的实像 Ｃ．将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上仍能承接到像 Ｄ．将蜡烛移至４５．０ｃｍ刻度线上，光屏上仍能承接 到像 眼睛和眼镜 填一填：（１）人的眼睛相当于一架神奇的照相机， 来自物体的光经角膜和晶状体折射后，在视网膜上形成 物体 、 的实像，再通过视觉神经把信 息传到大脑，产生视觉． （２）近视眼和远视眼的形成原因及矫正方法： 形成原因 矫正方法 近视眼 晶状体太厚或眼球前后方向上太 长，折光能力太 ，像成在视网 膜 方 凹透镜 远视眼 晶状体太薄或眼球前后方向上太 短，折光能力太 ，像成在视网 膜 方 透镜 【即学即练】 ４．（２０２４·太原）如图８为青少年眼病患者眼球与正 常眼球对比图．关于该患者的晶状体及视力矫正，下列 说法正确的是 （　　） Ａ．对光的会聚能力太强，需佩戴近视眼镜 Ｂ．对光的会聚能力太强，需佩戴远视眼镜 Ｃ．对光的会聚能力太弱，需佩戴近视眼镜 Ｄ．对光的会聚能力太弱，需佩戴远视眼镜 制作望远镜 填一填：第一位把望远镜指向天空的是意大利的物 理学家 ．他通过望远镜观察天体，以确凿的证 据支持了 的“日心说”．望远镜有不同的类型， 其中一种是由两组凸透镜组成的．靠近眼睛的叫作目 镜，靠近被观测物体的叫作物镜．物镜的作用是使远处 的物体在焦点附近成实像，目镜的作用相当于一个放大 镜，用来把这个像放大． 【即学即练】 ５．为了制作一个简易望远镜，小明取了两个焦距不 同的凸透镜，把焦距较 （选填“大”或“小”）的 凸透镜作为目镜，另一透镜作为物镜，调节两个凸透镜 之间的距离，看较远处的物体，直到看得最清楚为止，会 看到物体变 （选填“近”或“远”）了． ! 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" ! ! $ ! ! 书 一、选择题（每小题３分，共２１分） １．下列关于透镜的说法中正确的是 （　　） Ａ．凸透镜有两个实焦点 Ｂ．经过凸透镜的光线一定会会聚于一点 Ｃ．凹透镜两个焦点之间的距离叫作焦距 Ｄ．把一点光源放在焦点上，通过凸透镜后的光线不 一定平行于主光轴 ２．下列光线通过透镜的光路图中正确的是 （　　） ３．夏天清晨，在公园经常看到 如图１所示的植物叶上有晶莹剔 透的露珠，透过露珠可以看到清晰 的叶脉，下列说法中正确的是 （　　） Ａ．露珠相当于一个凹透镜 Ｂ．露珠相当于一个凸面镜 Ｃ．看到的“叶脉”是倒立、放大的实像 Ｄ．看到的“叶脉”是正立、放大的虚像 ４．如图２所示，这是某设计师设计的球形玻璃太阳 能发电装置，这一设备收集到的能量可以对智能手机进 行充电．球形玻璃相当于一个 （　　） 　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ａ．凸透镜 Ｂ．凹透镜 Ｃ．凸面镜 Ｄ．平面镜 ５．如图３所示是投影仪的原理图，把投影仪上的平 面镜（反光镜）取下，投影片放到载物台上，调整镜头， 在天花板上就能得到投影片上图案清晰的像．关于投影 仪，下列说法不正确的是 （　　） Ａ．投影仪的镜头相当于一个凸透镜 Ｂ．投影仪上的平面镜可以改变光路 Ｃ．载物台上的投影片必须正着放置 Ｄ．天花板上的像是放大、倒立的 ６．（２０２４·济南一模）下列各图是小明所画的光经 过透镜（图中未画出）后的折射光路，其中是凸透镜的 是 （　　） ７．如图４所示，有一个盛满水的球 形烧瓶，若将手紧靠其背后，你将看到 的是 （　　） Ａ．手的放大实像 Ｂ．手的本身 Ｃ．手的放大虚像 Ｄ．手的等大实像 二、填空题（每空２分，共２２分） ８．西汉时期的《淮南万毕术》中，记载有“削冰令 圆，举以向日，以艾承其影，则火生．”其中“削冰令圆” 是把冰削成 透镜，该透镜对光有 作 用；“以艾承其影”是把“艾”（易燃物）放在透镜的 上． ９．如图５所示，在一个空的透明 饮料瓶（瓶身呈圆柱状）内封闭一支 铅笔，将瓶子横着按入面盆里的水面 下，人眼从水面上观察瓶中的铅笔会 发现铅笔 （选填“变粗”“变 细”或“不变”），此时的成像原理与 （选填“防盗门上的猫眼”“幻灯机”“放大镜”或“照相 机”）成像原理类似，所成像的正倒、大小及虚实情况是 ． １０．如图６所示，把一凸透镜放在平面镜前，一束平 行于主光轴的光束通过凸透镜会聚于 Ｆ点后又射向平 面镜．当用眼睛在平面镜前观察时，感觉光束恰好是从 Ｍ点处射来的，则光束经过凸透镜的会聚点Ｆ到Ｍ点的 距离是 ｍ，该凸透镜的焦距是 ｍ． １１．现代生活中人们越来越离 不开手机，其中手机强大的拍照功 能给人们带来很多的便利，景物通 过手机镜头成倒立、 的实 像．如图７所示，小明利用自拍杆进 行自拍，与手拿手机自拍相比，利用 自拍杆可以 （选填“增大” 或“减小”，下同）物距，从而 取景范围，取得更 好的拍摄效果． 三、作图题（共７分） １２．（３分）（２０２４·青海模拟）请你将如图８所示的 光路图补充完整． １３．（４分）图９中的光线经过平面镜反射后水平射 向竖直放置的凸透镜，请画出平面镜的入射光线和凸透 镜的折射光线                                                                                                     ． !"#$%&'()*+ %!#&'#()&(*+ !",-%&'()*+ %!#,'#(),,(# !"#$% &'()* 56789:;<=>? ,! @ 56789:;<=>? ,! @ ABCDEFG "#$%& '() #$%&*+,&-./ +0 - 1234567& 89:;<& =#>? @ABCDE@FG& 83HI@JKL&4 M@NOP8QRST UPVW@XY - Z[3 45\7]^_`a]/ Ebcde - fghij kLlm3nopqr @st] uvZ[wR x12] yq3zwR x{]|8K}~ 12€‚]ƒ „Va…] ††N‡, I] .ˆ,IN‰…/ Š‹ŒR@Va - _/Š N9@Z[…] 12) Ž4‘’“] ‘”’@12<•– —]…<˜ (.) ™š]4 @›O“qœž) ŸP ¡¢£ - ”Z[^ q3¤¥@¦] 8§¨ ^3N9©@,ª - ˆ« #a¬­®¯…]N 9©@Z[.ˆN9@ °±²³´µ¶·@: ¸] _‘@12—Š ¹º…]Z[)“¡»¼ [½¾¿]ÀÁ—vÂà @12 - ÄI@12qÅÆ ÇÈÉ] ÊËÌÍZ[ - ΅ÏÐLˆ§4,• ÑÁÌÒÓ - ˆ§4,• N9…Z[B12@< •Ô§] S3…< ,(# ™š]Õ12¬Ö%]× ØqvZ[] ÌÒqŠ ÐÙÚ] 12)q+q Û܊ª@Ýg] Z[ +ÞUl - 12ßàáâZ [] ^q3«#ã. - _ Z[ˆäå©æçè© N9…] éêëìØí ©Š¢ºî] ïðŠñ òa]óôxN9<•] ^õö÷œ¶·@ø ù]¾ú)ûüx /#! @ ýþÿ - ΅Ï12õ !"RæL3" úîÌÍ] S.#$‹  %Z[ - _o]v&Z [.—<'Š,I]æ 3NŠ(Á)@‹ *]12)+à %8 - #…Ï] ,-./ x01]23qx0T] 4q3,-@56q7 $]ì8q79]”3, -@":*;q7,] (q7< - /$ HI62/$ )*+, #% +- ! / ! * %-# 0 %-! 0 # ! # 书 １１期２版参考答案 光的折射 １．Ｄ　２．Ｂ　３．Ｄ　４．Ｂ　５．Ａ ６．Ｄ　７．Ａ　８．Ｄ　９．Ａ　１０．Ｃ １１．折射　虚　上 １２．甲　虚　反射 １３．下方　延后 １４．向上　偏离　密 １５．不一定　∠２　上 １６．１５．０　Ｂ点上方　向右移动 １７．如图所示 １８．（１）在　不能 （２）光的折射现象中，光路是可逆的 （３）①不变　②小于　③增大 １９．（１）漫　（２）高　（３）下　（４）不变 （５）光斑的位置变化 １１期３版参考答案 光的色散 １．Ｄ　２．Ｃ　３．Ｄ　４．Ｂ　５．Ａ　６．Ｂ　７．Ｄ ８．折射　不是 ９．增大　蓝 １０．（１）色散　一定　下　（２）左 １１．吸收　反射　漫反射 １１期４版竞技台参考答案 １．Ｂ　２．Ｂ １２期参考答案 １．Ａ　２．Ｄ　３．Ｂ　４．Ａ　５．Ｄ ６．Ｃ　７．Ｃ　８．Ａ　９．Ｂ　１０．Ｃ １１．光的直线传播　相等　镜面 １２．不会　遵循 １３．１０　１９　不变 １４．相同　近　东　Ｂ １５．绿　人脸上 １６．６０°　∠ＤＯＮ　２０° １７．错误　红外线是不可见光 １８．折射　虚　３ １９．小于　４ ２０．如图１所示　　　　　２１．如图２所示 ２２．如图３所示 ２３．（１）不能　反射光线、入射光线和法线在同一 平面内 （２）可逆　（３）Ｄ　（４）反射角等于入射角 （５）①反射　折射　②增大　小于 ２４．（１）竖直　（２）完全重合 （３）虚　（４）对称　（５）１０　不变 ２５．（１）向左移动　会　烟雾（其他答案合理即可） （２）在同一平面　（３）减小　０° =Œ! !> ?ó@ AB ! ! ! ) $ % % ! + !%! % $ % ! . ! , & ! , "! ! " !! ! ( " IC D DEF ' ! ( $ ! ! " % % " % % " % % " % % 1 2 3 4 ! $ 1 2 3 4 JKLMN )OPQRS ,/ @- ! $ GH ú º IJ GH ú º IJ K L M ! ! " # ! / NOa¬ %$!% ! " # $ )*)* PQ! ! # JKLMN )OPQRS ,/ @- ! / " !! IC D $ ! ! , K L ! ,