1.5 透镜和视觉-2025-2026学年八年级上册科学浙教版
2025-05-26
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | 初中科学浙教版八年级上 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第5节 透镜和视觉 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 透镜和视觉 |
| 使用场景 | 寒暑假-暑假 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 25.73 MB |
| 发布时间 | 2025-05-26 |
| 更新时间 | 2025-06-10 |
| 作者 | 崔崔科学站 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-05-26 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52282619.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
1.5 透镜和视觉
模块一:知识精讲
知识点一、透镜
1. 透镜的光学性质:利用光射到透镜上,一部分光通过透镜发生 而改变传播方向。
2. :通过透镜中心O点( )与透镜垂直的直线。
3. (f ):焦点到透镜光心的距离
种类
特点
作用
图示
对光的作用
实例
凸透镜
中间厚
边缘薄
会聚作用
放大镜
凹透镜
中间薄
边缘厚
发散作用
近视眼镜
(1) 凸透镜( 作用,两个 )焦点(F):
这个点是由光线实际会聚而成的,故是实焦点,且左右各一个。
注意:
①太阳光正对凸透镜时,得到一个最小最亮的光斑,
即为凸透镜的焦点,从而粗测焦距。
②焦距大小与凸透镜折射程度有关,凸透镜表面越凸,光线经凸透镜后偏折越厉害,焦距越短。
③每个凸透镜的焦距是一定的。
4. 三条特殊光线
凸透镜
通过光心的光线经凸透镜后,传播方向不变
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,折射光线通过焦点
通过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出
凹透镜
通过光心的光线经凹透镜后,传播方向不变
平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,折射光线的反向延长线过虚焦点
射向凹透镜的光线,如果其延长线通过另一侧虚焦点,经凹透镜折射后平行于主光轴射出
速记口诀:一箭穿心,过焦平行&平行过焦
5. 凹透镜( 作用,两个 ):
(1) 焦点(F):凹透镜能使平行于主光轴的光会被发散,这些折射光线的反向延长线相交于一点,故是虚焦点,且左右各一个。
注意:
①焦距大小与凹透镜发散程度有关:表面越凹,光线经凹透镜后发散作用越强,焦距越短。
②每个凹透镜的焦距是一定的。
1、 ★【重难点】凸透镜成像规律
(1) :凸透镜能成像,像能被光屏承接,由实际光线会聚而成的。
(2) (u):凸透镜到物体的距离。
(3) (v):凸透镜到像的距离。
1. ★探究凸透镜成像规律实验:
(1) 实验器材:蜡烛、火柴、凸透镜、光屏、光具座
①光具座的长度有限,做实验时最好选用焦距较小的凸透镜;
②凸透镜最好放在光具座的中间位置, ;
③调整光屏时不可再调整凸透镜的位置,否则会引起物距改变;
④判断烛焰的像是否最清晰的方法:光屏在某位置时,向前或向后移动光屏,像都会变模糊,则此位置即为像最清晰的位置
(2) 实验时,“三心”要在 :烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度上,其目的是 。
(3) 让凸透镜正对着太阳聚焦或用平行光是为了: 。
(4) 多次重复实验验是为了: 。
(5) 实验中无论如何移动光屏都找不到像的几种原因:
① ,烛焰的像将成在光屏的偏上方或偏下方,甚至不在光屏上
②当u=f时,不成像;当u<f时,成虚像,且物像同侧,虚像不能用光屏承接
③当f<u<2f,且非常靠近焦点时,虽然能成实像,但所成的像很大,像距也很大,而光具座长度和光屏的大小有限,光屏不能很好地承接到像
2. ★凸透镜成像规律的五种光路图画法:
u>2f时,2f>v>f u=2f时,v=2f,即u=v
2f>u>f 时,v>2f u=f时,获取平行光
u<f时,v>u,正大虚
3. ★【理解后必背】凸透镜成像规律:
物距u与焦距f的关系
像距v与焦距f的关系
物与像的位置关系
像的性质
应用
正倒
大小
虚实
u>2f
f<v<2f
物像异侧
倒立
缩小
实像
照相机
u=2f
v=2f
物像异侧
倒立
等大
实像
计算测焦距
f<u<2f
v>2f
物像异侧
倒立
放大
实像
投影仪
u=f
不能成像,获取平行光
粗测焦距
u<f
v>u
物像同侧
正立
放大
虚像
放大镜
★规律总结:
一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;
二焦以外倒实小,我们用作 ;
一二焦间倒实大,我们用作 ;
焦点以内正大虚,我们用作 ;
要想得到等实像,两倍焦距物体放;
焦点之处不成像,点光可变 。
实像总是异侧倒,物近像远像变大,物远像近像变小。
虚像总是同侧正,物远像远像变大,物近像近像变小。
拓展题型:当蜡烛逐渐燃烧变短,光屏上的像将会上升;为使像回到光屏中央,应将蜡烛向上移动或将凸透镜向下移动(方法技巧:物像跷跷板)
蜡烛燃烧变短,即烛焰S下移 透镜和光屏不动,移动蜡烛 蜡烛和光屏不动,移动透镜
知识点二、放大镜、投影仪和照相机
实质
原理
图示
使用方法
放大镜是一种焦距较小的凸透镜
𝑢<𝑓时,物体经过凸透镜成正立、放大的虚像
使用放大镜时,物体先紧靠放大镜,使物体在凸透镜焦距以内,再慢慢远离,调节物距来改变放大倍数;在一倍焦距以内,物体离透镜越远,像越大(物近像远像变大)
投影仪上有一个相当于凸透镜的镜头;屏幕~光屏
𝑓<𝑢<2𝑓时,物体经凸透镜成倒立、放大的实像
把物体(投影片)放在1倍焦距与2倍焦距之间,并距投影仪镜头比较近的位置时,来自物体(投影片)的光,通过凸透镜后会聚在屏幕上,形成倒立、放大的实像
照相机镜头相当于凸透镜,影像传感器相当于光屏
𝑢>2𝑓时,物体经凸透镜成倒立、缩小的实像
让景物在照相机镜头的二倍焦距以外,按下快门后,来自景物的光线经过镜头聚集到影像传感器上
知识点三、眼睛
1. 眼的结构和功能:
眼睛的主要部分是眼球,眼球的大部分藏在头颅骨的眼眶内,只露出很小一部分,这样有利于保护眼球。且眼球前有眼睑,可随时合上,以防止其他物体进入眼睛,具有保护眼睛的功能。
①眼球:眼球壁(包括角膜、巩膜、虹膜、视网膜等)及其内容物(包括晶状体和玻璃体等)
②眼的折光系统:角膜、房水、晶状体、玻璃体
③晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜;视网膜相当于光屏;
2. 眼球的结构:
(1) :眼睛中那一圈有颜色的环形物;虹膜作用是:根据光线的强弱,控制瞳孔的大小。
(2) :虹膜中的小孔,光线通过瞳孔进入眼睛。
注意:强光下,瞳孔缩小,弱光下,瞳孔放大;在光亮的环境中瞳孔减少进入眼睛光线的量。
3. 视觉的形成:
上有很多感光细胞,这些细胞受到光刺激后发出信息,信息沿着 传到大脑而形成视觉。即眼睛观察到物体的过程是光→眼球折光系统→视网膜→视神经→大脑皮层视觉中枢
(1) 眼睛的工作原理:
光线→角膜、房水、瞳孔→晶状体、玻璃体→视网膜→感光细胞→视神经→大脑皮层视觉中枢→形成视觉
语言表述:外界物体反射来的光线,经过角膜、房水,由瞳孔进入眼球内部,经过晶状体和玻璃体的折射作用,在 上成倒立、缩小的实像;物像刺激了视网膜上的感光细胞,这些感光细胞产生的兴奋,沿着 传入到大脑皮层的视觉中枢,形成视觉。
(2) 眼睛通过 改变晶状体的形状,使我们能看清远近不同的物体:
看近处物体
看远处物体
睫状肌
收缩
放松
晶状体
变厚
变薄
对光的折射能力
变大
变小
成像原理图
①看近处物体:睫状肌收缩,晶状体变厚,对光的折射能力变强,光线会聚在视网膜形成视觉;
②看远处物体:睫状肌放松(舒张),晶状体变薄,对光的折射能力变弱,光线会聚在视网膜上形成视觉;
(3) 人眼视网膜上有两种感光细胞:视杆细胞(成黑白图像)和视锥细胞(成彩色图像)。
4. 人类视觉上的限制:
(1) 近点:晶状体最凸时,能看到的最近的点;正常眼的近点在离眼睛10~15cm的地方
(2) 远点:晶状体最扁时,能看到的最远的点;正常人的远点在无限远处
(3) 盲点:在视神经离开视网膜上的地方,视网膜上没有任何感光细胞的地方;
(4) 色盲:失去正常人辨别颜色能力的先天性色觉障碍。
色盲有红色盲、绿色盲、红绿色盲、黄蓝色盲和全色盲。
知识点四、视力缺陷与矫正
近视
远视
特点
患近视的人只能看清近处的物体,
而看不清远处的物体
患远视的人只能看清远处的物体,
而看不清近处的物体
形成
原因
眼球的前后径过长或晶状体曲度过大,
来自远处物体的光聚焦在视网膜前面
(成像在视网膜前面)
眼球的前后径过短或晶状体曲度过小,
来自近处物体的光聚焦在视网膜后面
(成像在视网膜后面)
矫正
方法
配戴凹透镜可矫正近视
配戴凸透镜可矫正远视
拓展:其他眼睛疾病如斜视、白内障(晶状体代谢紊乱,导致晶状体蛋白质变性而发生混浊)
模块二:习题精练
题型一:透镜
[例题1] (2024•湖州实验)如图中有六块透镜,属于凸透镜的是( )
A.只有④ B.①④ C.①③④ D.①③④⑥
[例题2] (2023•浙江期中)如图所示的甲图,一幅漫画立在桌面上。小亮把一个装水的圆柱形玻璃杯放在漫画前,惊奇的发现:透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了,还掉头奔向猫,如图乙所示,那么下列有关说法中正确的是( )
A.这个装水的玻璃杯起到凸透镜的作用
B.我们透过水杯看到的是老鼠放大的虚像
C.此时漫画中的老鼠到玻璃杯的距离应满足u>2f
D.若把玻璃杯远离漫画,则看到的老鼠像变大
[例题3] (2025•台州一模)如图所示的“梦想成真”是投影灯中图片在地上所成的像。当图片处于凸透镜一倍焦距和两倍焦距之间时,地面上所成像的性质为倒立、 的实像。人们能从各个方向看见粗糙地面上的像,这是因为光发生了 (填光的反射类型)。
[例题4] (2024秋•宁波海曙)某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图像,如图所示( )
A.该凸透镜的焦距是16cm
B.当u=12cm时,在光屏上能得到一个缩小的像
C.把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中,像逐渐变小
D.当u=20cm时成放大的像,投影仪就是根据这一原理制成
[例题5] (2025•温州开学考)在如图中,画出光线射出水面的折射光线以及经过透镜的折射光线:
题型二:放大镜、投影仪和照相机
[例题6] (2025•温州开学考)如图所示为商场门口的广告投影灯及其内部结构,它主要由光源、广告片和焦距为的凸透镜组成,下列说法正确的是( )
A.广告片到镜头的距离应小于
B.该广告灯的成像原理与照相机相同
C.地面上的广告图标是倒立放大的实像
D.为了能从不同角度看见广告图标,应投影在光滑的地面
[例题7] (2023春•义乌市校级月考)如图a,蜡烛在光屏上能成一清晰的像。如果沿直径对称地切除透镜很小的一部分,如图所示,再把上半截透镜A和下半截透镜B向原主光轴位置合拢,则下列说法中正确的是( )
A.在a图中,如果一只小飞虫恰好落在透镜上的P点,不会在光屏上留下小飞虫的影子
B.在a图中,如果蜡烛向透镜不断靠近,则所成的像一直变大
C.在b图中,A、B合拢后,所成像情况与a图相同,只是亮度变低
D.在b图中,A、B合拢后,无论怎样移动光屏,在光屏上都不能成像
题型三:眼睛
[例题8] (2025•温州)在学习“眼睛和眼镜”的知识时,小红对眼球的成像原理进行了模拟实验。
(1) 如图所示,将蜡烛放在A处时,光屏上成一个清晰的像,把此时凸透镜模拟成正常人眼球模型,光屏相当于眼球的 。
(2) 在原位置上,换一个凸透镜后,发现要将蜡烛移动到B处才能在光屏上得到清晰的像,此时凸透镜和光屏相当于模拟 (填“近视”或“远视”)眼球。
(3) 实验中,为了便于从不同的方向都能观察到光屏上的像,光屏应选用 (填“较光滑”或“较粗糙”)的玻璃板。
[例题9] (2025•仙居)2024年6月6日是第29个全国“爱眼日”,我们要“爱眼护眼,科学用眼”。为进一步探究“眼睛成像的特点”,某同学自制了水凸透镜来模拟晶状体,如图所示。(向水凸透镜里注水,水凸透镜的焦距变小。)
(1) 蜡烛、水凸透镜和光屏的位置如图所示,恰好能在光屏上得到一个清晰的像,该像性质是 的实像,同时可推测出此时水凸透镜的焦距可能是 (填“8cm”、”18cm”或“28cm”)。
(2) 实验时,把一镜片放在蜡烛和水凸透镜之间,当向水凸透镜中注入适量的水后,光屏上的像再次变清晰,该镜片是 透镜。
(3) 在睡眠时使用角膜塑形镜(俗称“OK镜”)可改变原本厚度均匀的角膜弧度。近视患者佩戴一段时间OK镜后,角膜呈现的形态是 。
A. B. C. D.
[例题10] (2025春•宁波海曙)按要求填空:
(1) 如图1所示,若在平面镜不动的情况下,要让激光笔射中目标,可保持激光笔的入射点不变,将其 (选填“顺”或“逆”)时针转过一定的角度;也可保持入射角不变,把激光笔向 (选填“左”或“右”)平移一段距离;
(2) 如图2和图3所示,人眼功能类似于照相机。来自物体的光在视网膜上形成一个倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像;当眼睛患有近视时,近视眼镜对光起 (选填“会聚”或“发散”作用,可将像的位置矫正到视网膜上。要使照相机拍摄的苹果的像小一些,应将镜头 (选填“靠近”或“远离”)苹果。
题型四:视力缺陷与矫正
[例题11] (2023春•上城区校级期中)如图所示为甲、乙两人分别戴着眼镜清晰看到前方物体S1和S2的光路图,则( )
A.甲为近视眼,眼镜使清晰像后移到视网膜上
B.甲为远视眼,眼镜使清晰像前移到视网膜上
C.乙为近视眼,眼镜使清晰像前移到视网膜上
D.乙为远视眼,眼镜使清晰像前移到视网膜上
[例题12] (2025春•宁波)小明做“研究远视眼的矫正”实验中,他把凸透镜看作眼睛的晶状体,光屏看做眼睛的视网膜,烛焰看作是眼睛观察的物体。小明拿一个远视眼镜放在凸透镜前,光屏上出现烛焰清晰的像,如图所示。而拿走远视眼镜则烛焰的像变得模糊,下列操作能使光屏上重新得到清晰像的是( )
A.均保持现在的位置不动 B.将光屏适当靠近凸透镜
C.将蜡烛适当靠近凸透镜 D.将蜡烛适当远离凸透镜
[例题13] (2024•宁海)小科利用如图所示的带水透镜的光具座研究近视眼和远视眼的矫正原理。
(1)为了使烛焰的像成在光屏中央,应调节 ;
(2)如图甲所示,用水透镜模拟眼球中的晶状体,向水透镜注水或抽水,烛焰的像呈现在光屏上,光屏相当于人眼中的 ;
(3)在图乙所示实验场景下,向水透镜中注水,在蜡烛与透镜之间放入合适的眼镜,光屏上能重新成清晰的像,这是 眼的矫正原理。
模块三:巩固提升
1. (2024•温州二模)下列是一些常见的光学实验,其中实验设计与实验目的不相符的是( )
A.图甲:改变小孔形状,是为了研究像的形状与小孔的形状是否有关
B.图乙:用玻璃板代替平面镜,是为了便于确定像的位置
C.图丙:抬起木板的B端使杯子倾斜,可研究折射角随入射角变化规律
D.图丁:用平行光正对凸透镜照射,移动光屏,是为了测量凸透镜的焦距
2. (2025•浙江)如图是兴趣小组设计的光学指纹锁模型。当手指按压在指纹采集面上,指纹经凸透镜成像在感光组件上,识别系统比对成功后开锁。下列关于指纹锁说法正确的是( )
A.利用光的反射原理 B.和小孔成像原理一样
C.成正立放大的虚像 D.成倒立缩小的实像
3. (2024•宁波慈溪)下列是教材中的一些光学实验,对实验的叙述正确的是( )
A. 图1:将右侧背景板向后折,反射光线将不存在
B. 图2:棋子所成的像在茶色玻璃上
C. 图3:往碗中加水,是为了研究光从水中射入空气中时发生的折射现象
D. 图4:模拟研究近视眼的眼球缺陷时,光屏看作视网膜,近视眼镜代表眼的晶状体
4. (2024•温州)雾视镜能使人眼产生“雾视”,从而刺激晶状体变薄,重新看清物体,以达到放松眼部肌肉,预防近视的效果。“雾视”原理为:戴上雾视镜后,进入眼睛的光线将聚焦在视网膜前,使人眼看不清物体。下图中能正确表示雾视镜的“雾视”原理的是( )
A. B.
C. D.
5. (2025•宁波)如题图所示,小明同学手握甲、乙两个焦距不同的凸透镜,通过调整两透镜间的距离,可以更清晰地看到远处的物体。以下说法正确的是( )
A. 甲透镜对光线有发散作用
B. 甲透镜的作用相当于一个照相机
C. 乙透镜成的是正立放大的像
D. 乙透镜直径比我们眼睛的瞳孔大得多,这样可以会聚更多的光
6. (2025)如图所示,智能快递车正在运送包裹,用户通过人脸识别取货。下列分析正确的是( )
A. 用户看见快递车,是因为光在它表面发生了折射
B. 智能快递车上的摄像头利用了光的反射原理工作
C. 地面出现快递车的影子,是光的直线传播形成的
D. 人脸识别时,人通过摄像头成倒立、等大的虚像
7. (2024秋•台州市和合联盟)若拍照时不小心将一滴泥浆滴在镜头上,一时又找不到擦镜纸。如果就这样拍照,得到的照片将( )
A.出现一个黑斑 B.出现一个白斑 C.没有明显变化 D.变的模糊
8. (2024秋•临海期中)光刻技术是现代纳米级电路的基石,其工作原理如图所示,此时恰好在硅片上成清晰缩小的像,下列说法错误的是( )
A. 缩图透镜是凸透镜,硅片相当于光屏
B. 此投射原理与照相机的原理相同
C. 硅片位于缩图透镜的二倍焦距以外
D. 若要硅片上的像更大更清晰,需将掩膜和硅片向下移动
9. (2024秋•玉环)2023年4月7日,时值暖春时节,以老一辈著名法学家、人民教育家高铭暄先生名字命名的“高铭暄学术馆”在浙江玉环正式落成开馆,成为文化新地标。
如图所示是小玉在参观过程中用相机记录的学术馆正面的样子。用相机拍照时,镜头与被拍摄对象之间的距离应 二倍焦距;照相机底片上的像是 (填像的性质);小玉想拍摄范围更大的远景照,镜头、底片、学术馆三者的相对位置变化情况是:镜头远离学术馆,底片 镜头(填“靠近”或“远离”)。
10. (2024•宁波慈溪)眼球是个球体,所以视网膜并不是一个平面,经普通近视镜片矫正后的光线,中心部分会落在视网膜上,而周围部分会落到视网膜后方(图甲),长期这样会使眼球前后径增长从而加深近视度数。离焦镜片就是在普通近视镜片上增加了许多微透镜,使周围部分的光线也能落到视网膜上(图乙)。
(1) 近视眼是由于晶状体凸度 (填“过大”或“过小”)导致,普通近视镜片对光线起 (填“会聚”或“发散”)作用。
(2) 离焦镜片上的微透镜是 (填“凸透镜”或“凹透镜”)。
11. (2024•温州二中)为满足特殊人群的需求,有一种眼镜的镜片可以改变(如图甲),它的改变是通过在透明的薄膜中注入或抽出光学液体来实现。图乙是某人看远处物体时的成像情况( )
A.近视眼,镜片Ⅰ B.近视眼,镜片Ⅱ C.远视眼,镜片Ⅰ D.远视眼,镜片Ⅱ
12. (2024•湖州市南浔区八校联考)与传统投影机相比,家用投影机因其精巧化、 实用化、娱乐化等特点受到很多家庭的青睐。如图甲是利用家用投影机播放时的情景,小科用实验室光具座模拟家用投影机的成像原理。
(1)如图乙所示,光屏上出现了一个清晰、但位置偏上的像,是因为烛焰、凸透镜、光屏三者的中心没有处于 ;
(2)调整正确后,保持蜡烛和光屏的位置不变,小科将凸透镜适当向 (填“左”或“右”)移,当再次出现清晰的像时,可模拟家用投影机的成像原理;
(3)小丽在实验时,发现在光具座上无论怎样移动光屏,光屏上始终接收不到清晰的像,其原因可能是: (写出一点即可)。
13. (2024秋•宁波海曙) 如图所示是我国神舟十三号载人飞船在天宫课堂中授课时演示水球光学实验的情景,实验中通过水球可以观察到航天员王亚平 (选填“放大”或“缩小”)的头像,这是由于光的折射而形成的,它的成像原理和 (选填“照相机”或“投影仪”)相同。
14. (2024秋•绍兴) 如图所示,小科同学取用两块焦距不同的凸透镜自制望远镜。她一手拿一块,通过两块凸透镜观察远处的物体,同时调整两块凸透镜之间的距离,直到看清楚为止。请用所学知识结合图片描述用该望远镜观察远处物体时的成像原理。
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1.5 透镜和视觉
模块一:知识精讲
知识点一、透镜
1. 透镜的光学性质:利用光射到透镜上,一部分光通过透镜发生折射而改变传播方向。
2. 主光轴:通过透镜中心O点(光心)与透镜垂直的直线。
3. 焦距(f ):焦点到透镜光心的距离
种类
特点
作用
图示
对光的作用
实例
凸透镜
中间厚
边缘薄
会聚作用
放大镜
凹透镜
中间薄
边缘厚
发散作用
近视眼镜
(1) 凸透镜(会聚作用,两个实焦点)焦点(F):
这个点是由光线实际会聚而成的,故是实焦点,且左右各一个。
注意:
①太阳光正对凸透镜时,得到一个最小最亮的光斑,
即为凸透镜的焦点,从而粗测焦距。
②焦距大小与凸透镜折射程度有关,凸透镜表面越凸,光线经凸透镜后偏折越厉害,焦距越短。
③每个凸透镜的焦距是一定的。
4. 三条特殊光线
凸透镜
通过光心的光线经凸透镜后,传播方向不变
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,折射光线通过焦点
通过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出
凹透镜
通过光心的光线经凹透镜后,传播方向不变
平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,折射光线的反向延长线过虚焦点
射向凹透镜的光线,如果其延长线通过另一侧虚焦点,经凹透镜折射后平行于主光轴射出
速记口诀:一箭穿心,过焦平行&平行过焦
5. 凹透镜(发散作用,两个虚焦点):
(1) 焦点(F):凹透镜能使平行于主光轴的光会被发散,这些折射光线的反向延长线相交于一点,故是虚焦点,且左右各一个。
注意:
①焦距大小与凹透镜发散程度有关:表面越凹,光线经凹透镜后发散作用越强,焦距越短。
②每个凹透镜的焦距是一定的。
1、 ★【重难点】凸透镜成像规律
(1) 实像:凸透镜能成像,像能被光屏承接,由实际光线会聚而成的。
(2) 物距(u):凸透镜到物体的距离。
(3) 像距(v):凸透镜到像的距离。
1. ★探究凸透镜成像规律实验:
(1) 实验器材:蜡烛、火柴、凸透镜、光屏、光具座
①光具座的长度有限,做实验时最好选用焦距较小的凸透镜;
②凸透镜最好放在光具座的中间位置,便于调节物距和像距;
③调整光屏时不可再调整凸透镜的位置,否则会引起物距改变;
④判断烛焰的像是否最清晰的方法:光屏在某位置时,向前或向后移动光屏,像都会变模糊,则此位置即为像最清晰的位置
(2) 实验时,“三心”要在同一高度:烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度上,其目的是使像成在光屏的中央。
(3) 让凸透镜正对着太阳聚焦或用平行光是为了:测出凸透镜的焦距。
(4) 多次重复实验验是为了:排除实验偶然性,得出普遍规律。
(5) 实验中无论如何移动光屏都找不到像的几种原因:
①三心不在同一高度,烛焰的像将成在光屏的偏上方或偏下方,甚至不在光屏上
②当u=f时,不成像;当u<f时,成虚像,且物像同侧,虚像不能用光屏承接
③当f<u<2f,且非常靠近焦点时,虽然能成实像,但所成的像很大,像距也很大,而光具座长度和光屏的大小有限,光屏不能很好地承接到像
2. ★凸透镜成像规律的五种光路图画法:
u>2f时,2f>v>f u=2f时,v=2f,即u=v
2f>u>f 时,v>2f u=f时,获取平行光
u<f时,v>u,正大虚
3. ★【理解后必背】凸透镜成像规律:
物距u与焦距f的关系
像距v与焦距f的关系
物与像的位置关系
像的性质
应用
正倒
大小
虚实
u>2f
f<v<2f
物像异侧
倒立
缩小
实像
照相机
u=2f
v=2f
物像异侧
倒立
等大
实像
计算测焦距
f<u<2f
v>2f
物像异侧
倒立
放大
实像
投影仪
u=f
不能成像,获取平行光
粗测焦距
u<f
v>u
物像同侧
正立
放大
虚像
放大镜
★规律总结:
一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;
二焦以外倒实小,我们用作照相机;
一二焦间倒实大,我们用作投影仪;
焦点以内正大虚,我们用作放大镜;
要想得到等实像,两倍焦距物体放;
焦点之处不成像,点光可变平行光。
实像总是异侧倒,物近像远像变大,物远像近像变小。
虚像总是同侧正,物远像远像变大,物近像近像变小。
拓展题型:当蜡烛逐渐燃烧变短,光屏上的像将会上升;为使像回到光屏中央,应将蜡烛向上移动或将凸透镜向下移动(方法技巧:物像跷跷板)
蜡烛燃烧变短,即烛焰S下移 透镜和光屏不动,移动蜡烛 蜡烛和光屏不动,移动透镜
知识点二、放大镜、投影仪和照相机
实质
原理
图示
使用方法
放大镜是一种焦距较小的凸透镜
𝑢<𝑓时,物体经过凸透镜成正立、放大的虚像
使用放大镜时,物体先紧靠放大镜,使物体在凸透镜焦距以内,再慢慢远离,调节物距来改变放大倍数;在一倍焦距以内,物体离透镜越远,像越大(物近像远像变大)
投影仪上有一个相当于凸透镜的镜头;屏幕~光屏
𝑓<𝑢<2𝑓时,物体经凸透镜成倒立、放大的实像
把物体(投影片)放在1倍焦距与2倍焦距之间,并距投影仪镜头比较近的位置时,来自物体(投影片)的光,通过凸透镜后会聚在屏幕上,形成倒立、放大的实像
照相机镜头相当于凸透镜,影像传感器相当于光屏
𝑢>2𝑓时,物体经凸透镜成倒立、缩小的实像
让景物在照相机镜头的二倍焦距以外,按下快门后,来自景物的光线经过镜头聚集到影像传感器上
知识点三、眼睛
1. 眼的结构和功能:
眼睛的主要部分是眼球,眼球的大部分藏在头颅骨的眼眶内,只露出很小一部分,这样有利于保护眼球。且眼球前有眼睑,可随时合上,以防止其他物体进入眼睛,具有保护眼睛的功能。
①眼球:眼球壁(包括角膜、巩膜、虹膜、视网膜等)及其内容物(包括晶状体和玻璃体等)
②眼的折光系统:角膜、房水、晶状体、玻璃体
③晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜;视网膜相当于光屏;
2. 眼球的结构:
(1) 虹膜:眼睛中那一圈有颜色的环形物;虹膜作用是:根据光线的强弱,控制瞳孔的大小。
(2) 瞳孔:虹膜中的小孔,光线通过瞳孔进入眼睛。
注意:强光下,瞳孔缩小,弱光下,瞳孔放大;在光亮的环境中瞳孔减少进入眼睛光线的量。
3. 视觉的形成:
视网膜上有很多感光细胞,这些细胞受到光刺激后发出信息,信息沿着视神经传到大脑而形成视觉。即眼睛观察到物体的过程是光→眼球折光系统→视网膜→视神经→大脑皮层视觉中枢
(1) 眼睛的工作原理:
光线→角膜、房水、瞳孔→晶状体、玻璃体→视网膜→感光细胞→视神经→大脑皮层视觉中枢→形成视觉
语言表述:外界物体反射来的光线,经过角膜、房水,由瞳孔进入眼球内部,经过晶状体和玻璃体的折射作用,在视网膜上成倒立、缩小的实像;物像刺激了视网膜上的感光细胞,这些感光细胞产生的兴奋,沿着视神经传入到大脑皮层的视觉中枢,形成视觉。
(2) 眼睛通过睫状肌改变晶状体的形状,使我们能看清远近不同的物体:
看近处物体
看远处物体
睫状肌
收缩
放松
晶状体
变厚
变薄
对光的折射能力
变大
变小
成像原理图
①看近处物体:睫状肌收缩,晶状体变厚,对光的折射能力变强,光线会聚在视网膜形成视觉;
②看远处物体:睫状肌放松(舒张),晶状体变薄,对光的折射能力变弱,光线会聚在视网膜上形成视觉;
(3) 人眼视网膜上有两种感光细胞:视杆细胞(成黑白图像)和视锥细胞(成彩色图像)。
4. 人类视觉上的限制:
(1) 近点:晶状体最凸时,能看到的最近的点;正常眼的近点在离眼睛10~15cm的地方
(2) 远点:晶状体最扁时,能看到的最远的点;正常人的远点在无限远处
(3) 盲点:在视神经离开视网膜上的地方,视网膜上没有任何感光细胞的地方;
(4) 色盲:失去正常人辨别颜色能力的先天性色觉障碍。
色盲有红色盲、绿色盲、红绿色盲、黄蓝色盲和全色盲。
知识点四、视力缺陷与矫正
近视
远视
特点
患近视的人只能看清近处的物体,
而看不清远处的物体
患远视的人只能看清远处的物体,
而看不清近处的物体
形成
原因
眼球的前后径过长或晶状体曲度过大,
来自远处物体的光聚焦在视网膜前面
(成像在视网膜前面)
眼球的前后径过短或晶状体曲度过小,
来自近处物体的光聚焦在视网膜后面
(成像在视网膜后面)
矫正
方法
配戴凹透镜可矫正近视
配戴凸透镜可矫正远视
拓展:其他眼睛疾病如斜视、白内障(晶状体代谢紊乱,导致晶状体蛋白质变性而发生混浊)
模块二:习题精练
题型一:透镜
[例题1] (2024•湖州实验)如图中有六块透镜,属于凸透镜的是( )
A.只有④ B.①④ C.①③④ D.①③④⑥
【详解】凸透镜对光有会聚作用,它中间厚、边缘薄,如图①③④。凹透镜对光有发散作用,它中间薄、边缘厚,如图②⑤⑥。故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
[例题2] (2023•浙江期中)如图所示的甲图,一幅漫画立在桌面上。小亮把一个装水的圆柱形玻璃杯放在漫画前,惊奇的发现:透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了,还掉头奔向猫,如图乙所示,那么下列有关说法中正确的是( )
A.这个装水的玻璃杯起到凸透镜的作用
B.我们透过水杯看到的是老鼠放大的虚像
C.此时漫画中的老鼠到玻璃杯的距离应满足u>2f
D.若把玻璃杯远离漫画,则看到的老鼠像变大
【详解】A.圆柱形玻璃杯盛满水,圆柱形玻璃杯中的水中间厚边缘薄,形成水凸透镜,故A正确;
B.由题意可知,该凸透镜能使图片横向放大、颠倒,成的是倒立、放大的实像,故B错误;
C.由乙图可知,此时的老鼠的像与甲图中的老鼠相比,是放大的,左右颠倒的实像,所以此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间,即f<u<2f故C错误;
D.若把玻璃杯远离漫画,物距变大,像距变小,像会变小,故D错误。故选A。
[例题3] (2025•台州一模)如图所示的“梦想成真”是投影灯中图片在地上所成的像。当图片处于凸透镜一倍焦距和两倍焦距之间时,地面上所成像的性质为倒立、 的实像。人们能从各个方向看见粗糙地面上的像,这是因为光发生了 (填光的反射类型)。
【答案】放大; 漫反射
【详解】[1]由凸透镜成像规律可知,当图片处于凸透镜一倍焦距和两倍焦距之间时,所成像的性质为倒立、放大的实像。
[2] 平行光线射到粗糙地面上,它的反射光线是射向不同的方向,进入各个方向的人的眼睛里,这是因为光发生了漫反射。
[例题4] (2024秋•宁波海曙)某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图像,如图所示( )
A.该凸透镜的焦距是16cm
B.当u=12cm时,在光屏上能得到一个缩小的像
C.把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中,像逐渐变小
D.当u=20cm时成放大的像,投影仪就是根据这一原理制成
【详解】A.当u=v=2f时,凸透镜成倒立、等大的实像,由图象可知,“u=v时的值是16cm,因此2f=16cm,所以f=8cm,故A不符合题意;B.当u=12cm时,2f>u>f,成倒立、放大的实像,故B不符合题意;C.物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中,u>f,成实像,凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小,故C符合题意;D.当u=20cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机,投影仪是2f>u>f时,成倒立放大的实像,故D不符合题意。故选C。
[例题5] (2025•温州开学考)在如图中,画出光线射出水面的折射光线以及经过透镜的折射光线:
【答案】
题型二:放大镜、投影仪和照相机
[例题6] (2025•温州开学考)如图所示为商场门口的广告投影灯及其内部结构,它主要由光源、广告片和焦距为的凸透镜组成,下列说法正确的是( )
A.广告片到镜头的距离应小于
B.该广告灯的成像原理与照相机相同
C.地面上的广告图标是倒立放大的实像
D.为了能从不同角度看见广告图标,应投影在光滑的地面
【详解】ABC,由图可知,u<v,此时2f>u>f,凸透镜成放大、倒立实像,此原理与投影仪成像原理相同,故C正确,AB错误。D.各个方向都能看到地上的广告图标,这是因为发生了漫反射,故应选择粗糙的地面,故D错误。故选C。
[例题7] (2023春•义乌市校级月考)如图a,蜡烛在光屏上能成一清晰的像。如果沿直径对称地切除透镜很小的一部分,如图所示,再把上半截透镜A和下半截透镜B向原主光轴位置合拢,则下列说法中正确的是( )
A.在a图中,如果一只小飞虫恰好落在透镜上的P点,不会在光屏上留下小飞虫的影子
B.在a图中,如果蜡烛向透镜不断靠近,则所成的像一直变大
C.在b图中,A、B合拢后,所成像情况与a图相同,只是亮度变低
D.在b图中,A、B合拢后,无论怎样移动光屏,在光屏上都不能成像
【详解】由上图可知,切除部分透镜,合拢后,凸透镜的焦距变小,对光线仍起会聚作用;
A.一只小飞虫恰好落在透镜上的P点上,位于透镜的一倍焦距之内,不会成像在光屏上,故A正确;
B.原来蜡烛在二倍焦距以外,靠近透镜过程中会经过焦点,而物体在凸透镜焦点上时,不成像,故B错误;C.D沿直径对称切除透镜很小一部分,相当于把凸透镜分成了上下两个小凸透镜,这两个小凸透镜的焦点及焦距和光心与原来的凸透镜是一样的,不移动时主光轴、焦点都是重合的,当把上面的小凸透镜下移后,该小凸透镜的主光轴也下移,成的像也下移,且去掉一小段透镜,物体发出的光线仍能成像,只是亮度变低;下面的与之相反,像向上移,故CD错误;故选:A。
题型三:眼睛
[例题8] (2025•温州)在学习“眼睛和眼镜”的知识时,小红对眼球的成像原理进行了模拟实验。
(1) 如图所示,将蜡烛放在A处时,光屏上成一个清晰的像,把此时凸透镜模拟成正常人眼球模型,光屏相当于眼球的 。
(2) 在原位置上,换一个凸透镜后,发现要将蜡烛移动到B处才能在光屏上得到清晰的像,此时凸透镜和光屏相当于模拟 (填“近视”或“远视”)眼球。
(3) 实验中,为了便于从不同的方向都能观察到光屏上的像,光屏应选用 (填“较光滑”或“较粗糙”)的玻璃板。
【答案】(1)视网膜;(2)近视;(3)较粗糙
【详解】(1)由视觉的形成过程可知,光线经角膜通过瞳孔,经晶状体调节曲度,光线折射后经玻璃体形成物像落在视网膜上,视网膜产生兴奋并经视神经传递到大脑中枢形成视觉。因此在该实验中,凸透镜相当于眼球的晶状体,光屏相当于眼球的视网膜。(2)中题干图可知,要将蜡烛移动到B处才能在光屏上得到清晰的像,即物体靠近后才能看清,所以是近视眼。
(3)根据漫反射的特点可知,实验中,为了便于从不同的方向都能观察到光屏上的像,光屏应选用较粗精的玻璃板。
[例题9] (2025•仙居)2024年6月6日是第29个全国“爱眼日”,我们要“爱眼护眼,科学用眼”。为进一步探究“眼睛成像的特点”,某同学自制了水凸透镜来模拟晶状体,如图所示。(向水凸透镜里注水,水凸透镜的焦距变小。)
(1) 蜡烛、水凸透镜和光屏的位置如图所示,恰好能在光屏上得到一个清晰的像,该像性质是 的实像,同时可推测出此时水凸透镜的焦距可能是 (填“8cm”、”18cm”或“28cm”)。
(2) 实验时,把一镜片放在蜡烛和水凸透镜之间,当向水凸透镜中注入适量的水后,光屏上的像再次变清晰,该镜片是 透镜。
(3) 在睡眠时使用角膜塑形镜(俗称“OK镜”)可改变原本厚度均匀的角膜弧度。近视患者佩戴一段时间OK镜后,角膜呈现的形态是 。
A. B. C. D.
【答案】(1)倒立、缩小 18cm;(2)凹;(3)B
【详解】(1)[1]蜡烛、水凸透镜和光屏安装至如图所示位置,此时的物距大于像距,物距大于二倍焦距,根据凸透镜成像的特点可知,成的是倒立、缩小的实像。
[2]由图可知,u>v,且成实像,说明u=50cm>2f,2f>v=20cm>即20cm>f>10cm
故可得出此时水凸透镜的焦距可能是18cm。
(2)当从水凸透镜中注入适量的水后,其凸度变大,则水凸透镜的焦距变小,对光的会聚作用变强,使像提前会聚,即清晰的像应成在光屏的左侧。根据题意,把一镜片放在蜡烛和水凸透镜之间,光屏上会再次呈现清晰的像,说明该眼镜对光线具有发散作用,是凹透镜(3)通过睡眠时使用角膜塑形镜来改变原本厚度均匀的眼睛的角膜弧度,实现视力的矫正,则经过一段时间的治疗,眼角膜应变薄,相当于一个凹透镜,使其对光的偏折能力变弱,使成的像后移,直到移到视网膜上,而图B的角膜中间薄、边缘厚,符合凹透镜的特点。
[例题10] (2025春•宁波海曙)按要求填空:
(1) 如图1所示,若在平面镜不动的情况下,要让激光笔射中目标,可保持激光笔的入射点不变,将其 (选填“顺”或“逆”)时针转过一定的角度;也可保持入射角不变,把激光笔向 (选填“左”或“右”)平移一段距离;
(2) 如图2和图3所示,人眼功能类似于照相机。来自物体的光在视网膜上形成一个倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像;当眼睛患有近视时,近视眼镜对光起 (选填“会聚”或“发散”作用,可将像的位置矫正到视网膜上。要使照相机拍摄的苹果的像小一些,应将镜头 (选填“靠近”或“远离”)苹果。
【答案】(1)顺 左; (2)缩小 发散 远离
【详解】(1)[1]若在平面镜不动的情况下,法线的位置不变,可保持激光笔的入射点不变,为了射到目标,需要反射角变大,故入射角需要变大,所以可以将激光笔顺时针转动时,增大入射角。
[2]保持入射角不变,则反射角不变,为了使反射光线射中目标,需要把激光笔向左移动。
(2)[1]人眼的功能类似于照相机,在视网膜上成倒立的缩小的实像。
[2]近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用。
[3]要使照相机拍摄的苹果的像小一些,根据凸透镜成实像规律可知,物远像近像变小,故应将镜头远离苹果。
题型四:视力缺陷与矫正
[例题11] (2023春•上城区校级期中)如图所示为甲、乙两人分别戴着眼镜清晰看到前方物体S1和S2的光路图,则( )
A.甲为近视眼,眼镜使清晰像后移到视网膜上
B.甲为远视眼,眼镜使清晰像前移到视网膜上
C.乙为近视眼,眼镜使清晰像前移到视网膜上
D.乙为远视眼,眼镜使清晰像前移到视网膜上
【详解】图甲表示远视眼矫正,物像落在视网膜的后方,戴凸透镜使清晰像前移到视网膜上。图乙表示近视眼矫正,物像落在视网膜的前方,戴凹透镜使清晰像后移到视网膜上。故选:B。
[例题12] (2025春•宁波)小明做“研究远视眼的矫正”实验中,他把凸透镜看作眼睛的晶状体,光屏看做眼睛的视网膜,烛焰看作是眼睛观察的物体。小明拿一个远视眼镜放在凸透镜前,光屏上出现烛焰清晰的像,如图所示。而拿走远视眼镜则烛焰的像变得模糊,下列操作能使光屏上重新得到清晰像的是( )
A.均保持现在的位置不动 B.将光屏适当靠近凸透镜
C.将蜡烛适当靠近凸透镜 D.将蜡烛适当远离凸透镜
【详解】远视眼镜是凸透镜,对光有会聚作用,烛焰与凸透镜间放入远视眼镜,烛焰的光线先会聚了,再经凸透镜,光会提前会聚,则像距会变小,拿走远视眼镜后,蜡烛位置不变时,像距比有远视眼镜时大,即像后移了(像距变长了),此时应将光屏适当远离凸透镜;光屏位置不变时,根据凸透镜成实像规律,物远像近像变小,应增大物距,才能使像前移到原来的光屏上,即应将蜡烛远离凸透镜,故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
[例题13] (2024•宁海)小科利用如图所示的带水透镜的光具座研究近视眼和远视眼的矫正原理。
(1)为了使烛焰的像成在光屏中央,应调节 ;
(2)如图甲所示,用水透镜模拟眼球中的晶状体,向水透镜注水或抽水,烛焰的像呈现在光屏上,光屏相当于人眼中的 ;
(3)在图乙所示实验场景下,向水透镜中注水,在蜡烛与透镜之间放入合适的眼镜,光屏上能重新成清晰的像,这是 眼的矫正原理。
【答案】烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度上;视网膜;近视
【详解】[1]为了使像成在光屏中央,应调节烛焰、水透镜和光屏三者中心在同一高度上。
[2]光屏相当于人眼中的视网膜,能够接收像。
[3]对水透镜注水,水透镜凸度变大,焦距变短,对光的折射能力变强,此时像成在光屏的前方,为了使光屏上能重新成清晰的像,应在水透镜前加一个合适的凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用,会将光线推迟会聚成像,凹透镜可以矫正近视眼。
模块三:巩固提升
1. (2024•温州二模)下列是一些常见的光学实验,其中实验设计与实验目的不相符的是( )
A.图甲:改变小孔形状,是为了研究像的形状与小孔的形状是否有关
B.图乙:用玻璃板代替平面镜,是为了便于确定像的位置
C.图丙:抬起木板的B端使杯子倾斜,可研究折射角随入射角变化规律
D.图丁:用平行光正对凸透镜照射,移动光屏,是为了测量凸透镜的焦距
【详解】A.根据控制变量法,改变小孔形状,其他因素不变,是为了研究像的形状与小孔的形状是否有关,故A相符,不符合题意;
B.玻璃是透明的,既可以让物体在里面成像,又可以通过玻璃看到后面移动的物体,从而找到像的位置,故B相符,不符合题意;
C.抬起B端,水面仍然是水平的,无法研究光从空气射入水中时折射角大小的变化,故C不相符,符合题意;
D.用平行光正对凸透镜照射,移动光屏,出现最小最亮的点即为焦点,由此可得焦距,故是为了测量凸透镜的焦距,故D相符,不符合题意,故选C。
2. (2025•浙江)如图是兴趣小组设计的光学指纹锁模型。当手指按压在指纹采集面上,指纹经凸透镜成像在感光组件上,识别系统比对成功后开锁。下列关于指纹锁说法正确的是( )
A.利用光的反射原理 B.和小孔成像原理一样
C.成正立放大的虚像 D.成倒立缩小的实像
【详解】图中利用凸透镜成像,为光的折射,图中所示此时物距大于像距,根据凸透镜成像规律可知,成倒立、缩小的实像,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
3. (2024•宁波慈溪)下列是教材中的一些光学实验,对实验的叙述正确的是( )
A. 图1:将右侧背景板向后折,反射光线将不存在
B. 图2:棋子所成的像在茶色玻璃上
C. 图3:往碗中加水,是为了研究光从水中射入空气中时发生的折射现象
D. 图4:模拟研究近视眼的眼球缺陷时,光屏看作视网膜,近视眼镜代表眼的晶状体
【详解】A.将右侧背景板向后折,此时两个面板不在同一平面内,因此无法观察到反射光线,但反射光线是存在的,故A错误;B.由平面镜成像的特点可知,物像关于平面镜对称,故B错误;
C.往碗中加水,此时看到水中的筷子像被折断,可以研究光从水中射入空气中时发生的折射现象,故C正确;D.模拟研究近视眼的眼球缺陷时,凸透镜代表眼的晶状体,故D错误。故选C。
4. (2024•温州)雾视镜能使人眼产生“雾视”,从而刺激晶状体变薄,重新看清物体,以达到放松眼部肌肉,预防近视的效果。“雾视”原理为:戴上雾视镜后,进入眼睛的光线将聚焦在视网膜前,使人眼看不清物体。下图中能正确表示雾视镜的“雾视”原理的是( )
A. B.
C. D.
【详解】AB.由图知道,图中光线经过凸透镜后是发散的,故AB不符合题意;CD.根据“戴上雾视镜后,进入眼睛的光线将聚焦在视网膜前”知道,C符合题意,D不符合题意。故选C。
5. (2025•宁波)如题图所示,小明同学手握甲、乙两个焦距不同的凸透镜,通过调整两透镜间的距离,可以更清晰地看到远处的物体。以下说法正确的是( )
A. 甲透镜对光线有发散作用
B. 甲透镜的作用相当于一个照相机
C. 乙透镜成的是正立放大的像
D. 乙透镜直径比我们眼睛的瞳孔大得多,这样可以会聚更多的光
【详解】A.甲乙都为凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,故甲透镜对光线有会聚作用,故A错误;BC、两个不同焦距的凸透镜组成了望远镜,远处的镜片乙是物镜,成的是倒立缩小的实像,相当于照相机;靠近眼睛的镜片甲是目镜,成的是正立放大的虚像,相当于放大镜,故BC错误;
D.远处的乙透镜,直径比我们眼睛的瞳孔大得多,这样可以会聚更多的光,使得所成的像更加明亮,故D正确。故选D。
6. (2025)如图所示,智能快递车正在运送包裹,用户通过人脸识别取货。下列分析正确的是( )
A. 用户看见快递车,是因为光在它表面发生了折射
B. 智能快递车上的摄像头利用了光的反射原理工作
C. 地面出现快递车的影子,是光的直线传播形成的
D. 人脸识别时,人通过摄像头成倒立、等大的虚像
【详解】A.用户看见快递车是由于阳光在它表面发生了漫反射,故A错误;B.摄像头的镜头相当于凸透镜,摄像时利用凸透镜对光折射后会聚的原理工作,故B错误;
C.光被物体遮挡后会在其后形成一个阴影即影子,所以地面出现快递车的影子,是光的直线传播形成的,故C正确;
D.人脸识别时,摄像头的镜头相当于凸透镜,摄像时符合凸透镜成像规律中的:物距大于二倍焦距,所成的像是倒立、缩小的实像,故D错误。故选C。
7. (2024秋•台州市和合联盟)若拍照时不小心将一滴泥浆滴在镜头上,一时又找不到擦镜纸。如果就这样拍照,得到的照片将( )
A.出现一个黑斑 B.出现一个白斑 C.没有明显变化 D.变的模糊
【分析】照相机的镜头是一个凸透镜;物体有无数点组成,物体上任一点射向照相机镜头有无数条光线,经凸透镜折射后,有无数条折射光线会聚成该点的像;当照相机的镜头上沾上一滴泥浆,还有另外的部分光线,经凸透镜折射会聚成像。
【详解】泥浆黏附在镜头上会影响光线的传输和成像的清晰度,导致拍摄的图像模糊,但因为焦点通常不在镜头表面,泥滴的位置离焦平面较远,所以不会在照片上明确呈现为一个黑斑或白斑。
故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
8. (2024秋•临海期中)光刻技术是现代纳米级电路的基石,其工作原理如图所示,此时恰好在硅片上成清晰缩小的像,下列说法错误的是( )
A. 缩图透镜是凸透镜,硅片相当于光屏
B. 此投射原理与照相机的原理相同
C. 硅片位于缩图透镜的二倍焦距以外
D. 若要硅片上的像更大更清晰,需将掩膜和硅片向下移动
【详解】ABC,由图可知,该透镜将光会聚,所以这是一个凸透镜成像的过程,在硅片上成清晰缩小的像,可知硅片相当于光屏,根据凸透镜成像规律物距大于2倍焦距,应用是照像机,故AB正确,不符合题意,C错误,符合题意;
D,凸透镜在成实像的条件下,根据物距变小,像距变大,像变大,要硅片上的像更大更清晰,需将掩膜硅片向下移动,故D正确,不符合题意。故选C。
9. (2024秋•玉环)2023年4月7日,时值暖春时节,以老一辈著名法学家、人民教育家高铭暄先生名字命名的“高铭暄学术馆”在浙江玉环正式落成开馆,成为文化新地标。
如图所示是小玉在参观过程中用相机记录的学术馆正面的样子。用相机拍照时,镜头与被拍摄对象之间的距离应 二倍焦距;照相机底片上的像是 (填像的性质);小玉想拍摄范围更大的远景照,镜头、底片、学术馆三者的相对位置变化情况是:镜头远离学术馆,底片 镜头(填“靠近”或“远离”)。
【答案】大于; 倒立、缩小的实像; 靠近
【详解】[1][2][3]用相机拍照时,镜头与被拍摄对象之间的距离应大于二倍焦距,照相机底片上成的像是倒立、缩小的实像,小玉想拍摄范围更大的远景照,则需要使照相机成像变小,可将照相机的镜头远离学术馆,增大物距,减小像距,则底片靠近镜头。
10. (2024•宁波慈溪)眼球是个球体,所以视网膜并不是一个平面,经普通近视镜片矫正后的光线,中心部分会落在视网膜上,而周围部分会落到视网膜后方(图甲),长期这样会使眼球前后径增长从而加深近视度数。离焦镜片就是在普通近视镜片上增加了许多微透镜,使周围部分的光线也能落到视网膜上(图乙)。
(1) 近视眼是由于晶状体凸度 (填“过大”或“过小”)导致,普通近视镜片对光线起 (填“会聚”或“发散”)作用。
(2) 离焦镜片上的微透镜是 (填“凸透镜”或“凹透镜”)。
【答案】过大; 发散; 凸透镜
【详解】(1)[1]近视眼是由于晶状体凸度过大,折光能力变强,使像成在视网膜之前导致的。[2]普通近视镜片对光线起发散作用,是凹透镜,使光发散后成像在视网膜上,人看清物体。(2)[3]因为周围部分的光会落到视网膜后方,为了使周围部分的光线也能落到视网膜上,离焦镜片增加微透镜,对光有会聚作用,使像成在视网膜上,所以离焦镜片上的微透镜是凸透镜。
11. (2024•温州二中)为满足特殊人群的需求,有一种眼镜的镜片可以改变(如图甲),它的改变是通过在透明的薄膜中注入或抽出光学液体来实现。图乙是某人看远处物体时的成像情况( )
A.近视眼,镜片Ⅰ B.近视眼,镜片Ⅱ C.远视眼,镜片Ⅰ D.远视眼,镜片Ⅱ
【详解】由图可知,某人看远处物体时的成像情况时,像成在了视网膜的前方,所以是近视眼,需要佩戴凹透镜矫正,由图可知,镜片I是凹透镜,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
12. (2024•湖州市南浔区八校联考)与传统投影机相比,家用投影机因其精巧化、 实用化、娱乐化等特点受到很多家庭的青睐。如图甲是利用家用投影机播放时的情景,小科用实验室光具座模拟家用投影机的成像原理。
(1)如图乙所示,光屏上出现了一个清晰、但位置偏上的像,是因为烛焰、凸透镜、光屏三者的中心没有处于 ;
(2)调整正确后,保持蜡烛和光屏的位置不变,小科将凸透镜适当向 (填“左”或“右”)移,当再次出现清晰的像时,可模拟家用投影机的成像原理;
(3)小丽在实验时,发现在光具座上无论怎样移动光屏,光屏上始终接收不到清晰的像,其原因可能是: (写出一点即可)。
【答案】(1)同一高度;(2)左;(3)物距小于一倍焦距(或物距等于一倍焦距,或像离凸透镜太远等)
【详解】(1)为了使像成在光屏中央,应调整烛焰、凸透镜、光屛三者的中心在同一高度;当光屏上出现了一个清晰、但位置偏上的像,则说明 烛焰凸透镜、光屏三者的中心没有处于同一高度。
(2)小科将凸透镜适当向左移,当物距等于原来的像距,像距等于原来的物距时,根据在光的折射中,光路是可逆的知道,光屏上能再次出现清晰的像,此时物距小于像距,根据凸透镜成实像时,物距小于像距,成倒立、放大的实像,应用于投影仪。(3)在光县座上无论怎样移动光屏,光屏上始终接收不到清晰的像,说明所成的像为虚像,光屏无法承接,或者像离凸透镜太远,光具座不够。
13. (2024秋•宁波海曙) 如图所示是我国神舟十三号载人飞船在天宫课堂中授课时演示水球光学实验的情景,实验中通过水球可以观察到航天员王亚平 (选填“放大”或“缩小”)的头像,这是由于光的折射而形成的,它的成像原理和 (选填“照相机”或“投影仪”)相同。
【答案】缩小照相机
【详解】[1]如图所示,水球的体积比人脸小,从图可以看出,水球中有倒立的像,说明像比物体小,成的是缩小的像。
[2]水球相当于凸透镜,成的是倒立的缩小的像,与照相机成像原理相同。
14. (2024秋•绍兴) 如图所示,小科同学取用两块焦距不同的凸透镜自制望远镜。她一手拿一块,通过两块凸透镜观察远处的物体,同时调整两块凸透镜之间的距离,直到看清楚为止。请用所学知识结合图片描述用该望远镜观察远处物体时的成像原理。
【详解】通过两个焦距不同的放大镜演示望远镜成像的原理,前面的凸透镜相当于望远镜的物镜,使远处的物体在焦点附近成实像,后面的凸透镜相当于望远镜的目镜,用来把这个实像放大,所以我们看到了物体放大的像。若前后两个凸透镜的位置对调,则会看到物体缩小的像。
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