第一章1.5 透镜和视觉 练习-2025-2026学年浙教版八年级上册科学

第三讲：透镜和视觉 知识整理1：透镜 1、常见的两类透镜 （1）凸透镜：中间厚、边缘薄 （2）凹透镜：中间薄、边缘厚 【注：一般透镜的两个面中至少有一个是球面的一部分】 2.主光轴和光心 名称 概念 图示 主光轴 通过两个球面 的直线叫作主光轴，简称主轴。主光轴用点划线表示 光心 光轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向 ，这个点叫作透镜的光心，用字母“O”表示。薄透镜的光心就在透镜的中心。 【拓展】如果透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜叫作薄透镜。 3.透镜对光的作用 （1）凸透镜： 作用。平行光经过凸透镜折射后会聚于一点（焦点） （2）凹透镜： 作用。平行光经过凹透镜折射后会向外发散，发散光线的反向延长线交于主光轴上一点（虚焦点） 【知识点解析】凸透镜和凹透镜对光的折射原理：光通过三棱镜后有向底边折射的特点 可将凸透镜、凹透镜看作三棱镜和玻璃砖的组合，故凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。 【拓展培优】对“会聚作用”和“发散作用”的理解 （1） 凸透镜对光有会聚作用是指折射光线相对于入射光线更 主光轴。如图所示的三种情形，都是凸透镜对光的会聚作用。 （2） 凹透镜对光有发散作用是指折射光线相对于入射光线更 主光轴。如图所示的三种情形，都是凹透镜对光的发散作用。 4.焦点和焦距 （1） 凸透镜能使平行于主光轴的光会聚于一点，这一点叫作凸透镜的 ，用字母“F”表示。焦点到凸透镜光心的距离叫作 ，用字母“f”表示。凸透镜两侧各有一个焦点。 （2） 焦距的变化：凸透镜越凸，焦距越 ，会聚能力越 。 【动手实践】粗略测量凸透镜的焦距 5.通过透镜的三条特殊光线 （1）通光心的光线：传播方向不变 （2）平行于主光轴的光线：经凸透镜折射后，过焦点。 经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过虚焦点。 （3） 通过焦点的光线：经凸透镜折射后平行于主光轴射出。 （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） 【重点】简记为“过心不变，平行过焦，过焦平行”，其中“平行过焦”和“过焦平行”体现了光路的可逆性。 典型例题一：透镜 【例1】烈日下，汽车玻璃窗上的小水珠应尽快擦干，否则会使车内某点位置上的物体温度升高，可能导致火灾。其中小水珠的作用相当于（ ） A. 凹透镜　　　B. 凸透镜 C. 平面镜　　　D. 潜望镜 【跟踪训练】如图是将一副眼镜放到太阳光下（眼镜到地面的距离在一倍焦距以内），在地面上观察到的情境，由此可以判断镜片是（ ） A.凸面镜　　　B.凹面镜 C.凹透镜　　　D.凸透镜 【例2】如图画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中通过凸透镜的是（ ） A.a B.b、d C.c D.a、c 【跟踪训练】如图是一个截面为正方形、中空部分为椭圆形的玻璃体，则这个玻璃体（ ） ①可以看作两块凹透镜 ②可以看作一块凸透镜 ③对图示光束具有发散作用 ④对图示光束具有会聚作用 A. ①②③　　　B. ①③ C. ②④　　　D. ①②③④ 【例3】完成下列各图的光路。 【易错警示】作图时要注意：（1）一定要用刻度尺作图；（2）不要遗漏光线的箭头；（3）光线用实线，辅助线用虚线。 【例4】例一束光线经过某光学元件后的出射光线如图所示，则方框内放置的光学元件是（ ） A.平面镜 B.凸透镜 C.凹透镜 D.以上三者均可 知识整理2：凸透镜的成像规律（重难点） 1.实像和虚像 （1） 实像：如图甲所示，在光屏承接到的像，是来自蜡烛火焰的光通过凸透镜 而形成的，这样的像叫作实像。 （2） 虚像：如图乙所示，通过凸透镜射出的光没有会聚成像，只是人眼逆着光射出的方向看去，能看到像，这样的像叫作虚像。 2.物距和像距 （1） 物距：物体到凸透镜的距离，用“u”表示。 （2） 像距：像到凸透镜的距离，用“v”表示。 物距 像的性质 像距 物、像位置关系 正倒 大小 虚实 u>2f 与物异侧 u=2f 与物异侧 f<u<2f 与物异侧 u=f u<f —— 与物同侧 3.探究凸透镜成像规律 4.实验注意事项 （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。 【误差分析】实验中无论如何移动光屏都找不到像的几种原因 （1）若烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度，烛焰的像将成在光屏的上方或下方，甚至不在光屏上。 （2）当烛焰在凸透镜一倍焦距以外，但非常靠近焦点时，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，光屏不能承接到像。 （3）物距等于一倍焦距时，不成像。 （4）物距小于一倍焦距时，成虚像，虚像不能用光屏承接。 【巧学妙记】一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小。(u<f)时，成虚像；(u>f)时，成实像。 (u<2f)时，成放大的像；(u>2f)时，成缩小的像。 典型例题二：凸透镜成像规律 【例1】如图所示，空中有一竖直放置的大凸透镜，F为其焦点，P为二倍焦距点，在主光轴位置上拉一根钢丝，一个小杂技演员从很远的地方沿着钢丝向焦点处匀速行走。关于此情景有以下描述正确的是（ ） ①小演员每走一步，像也走一步； ②像的脚步始终比小演员脚步大；③像大时脚步大，像小时脚步小，即“大像”走大步，“小像”走小步； ④像总朝远离小演员的方向运动，好像在逃离。 A. ①② B. ①④ C. ③④ D. ①③④ 【跟踪训练】把凸透镜正对太阳光，在距凸透镜 10 cm 的光屏上得到一个最小最亮的光斑，若将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前 15 cm 处，在凸透镜另一侧调节光屏的位置，可得到烛焰清晰的（ ） A. 正立、放大的虚像　 B. 倒立、缩小的实像 C. 倒立、等大的实像　 D. 倒立、放大的实像 【例2】小明用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）如图甲所示，小明利用太阳光测凸透镜的焦距，下列操作最合理的是______。 （2）实验前，调整实验器材，使烛焰、光屏和透镜三者的中心在__________。 （3）凸透镜的位置固定不动，在图乙所示的位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像（图中未画出），此时像的性质是______________。以下方法中可以恰好在光屏上成清晰、放大的像的是______（选填序号）。 A.交换蜡烛和光屏的位置 B.把凸透镜移到30 cm刻度线处 C.光屏位置不动，换焦距更小的凸透镜后，蜡烛向左移动 （4）实验进行一段时间后，蜡烛燃烧逐渐变短，像会出现在光屏的______方，为使像回到光屏中央，合理的操作是将蜡烛向______移动或将凸透镜向______移动。（均选填“上”或“下”） 【例3】A、B、C三块凸透镜在光座上分别做蜡烛成像的实验，各透镜跟烛焰距离都是30 cm，得到的实验结果如表所示。根据此实验结果，将A、B、C三块凸透镜的焦距按由小到大的顺序排列，顺序是____________。 透镜 像的性质 A 倒立、放大、实像 B 倒立、缩小、实像 C 正立、放大、虚像 例4题图 例5 题图 【例4】 “探究凸透镜成像的规律”实验时，某小组测量出物距和像距的数据，并绘制成如图所示的图像，根据图像可知（ ） A.该凸透镜的焦距 f = 20cm B.当物距 u = 30 cm时，成倒立、缩小的实像，照相机利用了这个规律 C.当物距 u = 8 cm时，成倒立、放大的实像，幻灯机利用了这个规律 D.若把物体从距凸透镜30 cm处向距凸透镜15 cm处移动，所成的像会逐渐变小 【例5】如图所示， MN为凸透镜的主光轴， A为烛焰， A'为烛焰在光屏上所成的像，根据凸透镜成像原理在图中画出凸透镜的位置及其焦点（画出一个焦点即可） 【例6】如图为凸透镜成像的示意图。由于不慎将透镜的上沿摔掉一块（图中黑色部分），则（ ） A.像的 A'部分消失了 B.像的 B'部分消失了 C.像 A'B'是完整的，但亮度变暗 D.成像的效果不受任何影响 知识整理3：放大镜、投影仪和照相机 1.放大镜：是一种焦距较小的凸透镜 （1）原理：根据u<f时的成像规律，物体经过凸透镜成正立、放大的虚像 （2）使用方法：在一倍焦距以内，物体离透镜越远，像越大 2.投影仪：有一个相当于凸透镜的镜头 （1）原理：根据f<u<2f时的成像规律，物体经过凸透镜成倒立、放大的实像 （2）使用方法：当把物体（投影片）放在1倍焦距与2倍焦距（f<u<2f）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，形成放大、倒立的像 3.数码照相机：镜头相当于一个凸透镜，影像传感器相当于光屏 （1）原理：根据u>2f时的成像规律，物体经过凸透镜成倒立、缩小的实像 （2）使用方法：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 照相机调节原理：物近像远像变大，物远像近像变小。为使照相机成的像变小，可增大物体与镜头之间的距离，同时减小像距，即镜头往后缩。 【归纳总结】凸透镜成像规律及其应用 典型例题三：放大镜、投影仪和照相机 【例1】如图所示是小华同学制作的模型照相机。通过调整内外纸筒的相对距离，可以在半透明膜上看到远处景物倒立的像。使用此模型照相机，下列说法正确的是（ ） A. 看到远处景物的像是虚像 B. 看近景时，她应把内纸筒向右拉一些 C. 使用时，应把内纸筒朝向明亮的室外，凸透镜朝向较暗的室内 D. 凸透镜与半透明膜之间的距离相当于凸透镜的焦距 【例2】如图所示是王爷爷小孙女的照片，王爷爷用放大镜贴近照片所看到的像是（ ） 【例3】小明用一架焦距不变的照相机拍摄鸟巢的照片，如图甲所示，他又拍一张照片如图乙所示，拍摄乙时小明的操作是（ ） A.小明远离鸟巢，并使镜头往里缩 B.小明远离鸟巢，并使镜头往外伸 C.小明靠近鸟巢，并使镜头往里缩 D.小明靠近鸟巢，并使镜头往外伸 知识整理4：眼睛、视力缺陷和矫正 1.眼睛 眼睛是人体重要的感觉器官。据统计，大脑中约有80%的信息来自眼睛。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。此外，眼球前有眼睑，可随时合上，以防止异物进入眼睛，具有保护眼睛的功能。 2.眼球的结构和功能 【虹膜作用】外界光较强时，虹膜调节瞳孔，使瞳孔变小，减少进入眼睛的光量；当外界光较弱时，虹膜调节瞳孔，使瞳孔变大，增加进入眼睛的光量。 3.视觉的形成 （1）眼睛观察到物体的过程：眼睛中的角膜、房水、晶状体和玻璃体共同作用，形成一个聚光系统，晶状体和角膜的共同作用相当于一个 ，它把来自物体的光会聚在 上，形成物体 、 的实像。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 而形成视觉。即眼睛观察到物体的过程是：光→眼球聚光系统→视网膜→视神经→大脑皮层视觉中枢。如图所示。 （2）眼睛的调节功能：眼睛通过睫状肌改变晶状体的形状，使我们能够看清远近不同的物体。 看近处物体 看远处物体 睫状肌 晶状体 对光的会聚能力 成像原理图 【联系生活】 正常人眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是 cm，这个距离叫明视距离。 4.近视与远视 近视 远视 特点 患近视的人只能看清近处的物体，看不清远处的物体 患远视的人只能看清远处的物体，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，来自远处物体的光会聚在视网膜前，使视网膜上的物像模糊不清 眼球的前后径过短或晶状体曲度过小，使来自近处物体的光会聚在视网膜的后面 矫正方法 配戴凹透镜可矫正近视 配戴凸透镜可矫正远视 5.高度近视的危害：高度近视患者由于眼球前后径增长较多，眼球壁会变薄，从而引起一系列的眼部变化，甚至引起玻璃体浑浊、视网膜脱离等并发症，严重影响视力。高度近视往往不可逆，预防高度近视，需要避免不良的用眼习惯，如长时间看手机、电脑，在黑暗处看手机等。 6.爱护眼睛，保护视力 （1）读书和写字的姿势要正确；书与眼睛的距离要保持约33 cm；应该在光强度适宜的环境下阅读。 （2）连续看书或写字1 h左右要休息片刻，或者向远处眺望一会，让眼睛的肌肉得以放松。 （3）使用电脑时，眼睛与屏幕应相距50 - 70 cm。不要长时间地使用电脑。 （4）定期接受眼睛检查，若眼睛出现不适，应及时治疗或矫正。 （5）如有异物进入眼睛，不要用手揉，可用眼药水等冲洗眼睛。 （6）不要躺着、坐车或走路时看书。 典型例题四：眼睛和视觉 【例1】如图为正常人眼看远近不同物体时眼睛的自动调节，以下分析正确的是（ ） A.这不可能是同一个人的眼睛 B.这说明眼睛是一个自动变焦（距）系统 C.看近处的物体晶状体应扁平一些 D.看远处的物体常常需要眯起眼睛看 【例2】有一种眼镜的镜片可以改变 (如图甲)， 它是通过在透明的薄膜中注入或抽出光学液体来实现的。图乙是某人看远处物体时的成像情况，请问他的视力缺陷和矫正时应选择的镜片是 ( ) 甲 乙 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 【课堂练习】 1. 平行光从右边射向凸透镜，会聚于点 F，当凸透镜左侧放一厚矩形玻璃砖，则会聚点将（ ） A. 向左移 B. 向右移 C. 向上移 D. 向下移 第1题图 第2题图 第3题图 2. 如图所示，将平面镜放在垂直于凸透镜主光轴的位置，O 点是镜面与凸透镜主光轴的交点，凸透镜光心和平面镜相距为 d，一束平行于凸透镜主光轴的光线射向透镜，经平面镜反射后会聚于两镜的中点 A，则此凸透镜的焦距为（ ） A. B. C. D. 3. 小滨和小江用如图所示的器材做光学实验。小滨将一根蜡烛放在如图所示的位置，此时在薄膜上呈现了一个像；小江把一块凸透镜放入小孔中，刚好也在薄膜上出现了一个清晰的像。以下说法错误的是（ ） A. 两次实验成像的原理都是光的折射 B. 两次实验在薄膜上成的像都是倒立的 C. 两次实验在薄膜上成的像都是实像 D. 小滨在第二次实验的基础上将蜡烛的位置适当向右移动，此时向右移动薄膜可以得到清晰的像 4. 在做 “探究凸透镜成像规律” 的实验时，某实验小组所描绘的像距 v 和物距 u 的关系图像如图所示。图中 A、B、C 三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应。则下列说法正确的是（ ） A. 蜡烛处于 AB 间某一位置时，成倒立、缩小的实像 B. 蜡烛处于 BC 间某一位置时，成倒立、放大的实像 C. 将蜡烛从 C 移动到 B 的过程中，所成像逐渐增大 D. 将蜡烛从 B 移动到 A 的过程中，所成像逐渐减小 5. 将一透明空杯放在两支颜色不同，大小相同的蜡烛前，透过杯子可观察到被遮挡与未遮挡的两个部分。当给杯子装入水后，透过杯子装水部分居然看到蜡烛 “错位” 且变粗了，如图所示。下列相关说法错误的是（ ） A. 装水部分的杯子水平看去与凸透镜效果相似 B. “错位” 现象是由光的折射引起的 C. “错位” 变粗部分的蜡烛的像是虚像 D. 若要 “错位” 变粗的部分变细，杯子应远离蜡烛 6. 小明用透明塑料盒设计了一个昆虫标本观察器，如图所示。盒底上放标本，盒盖上嵌入一凸透镜。有焦距为 5 cm 和 10 cm 的两种凸透镜，为了在盒盖上方附近，通过凸透镜观察到标本正立、放大的像，凸透镜焦距f与盒高h选择合理的是（ ） A. f = 5cm、h = 10cm B. f = 10cm、h = 12cm C. f = 5cm、h = 12cm D. f = 10cm、h = 6cm 第6题图 第7题图 第8题图 7. 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f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f B. 地面上的广告图标是倒立、放大的虚像 C. 该广告灯的成像原理与投影仪相同，成倒立、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 8. 如图是数码相机的成像原理，镜头相当于一个凸透镜，影像传感器相当于光屏。拍照时，将镜头对准景物，相机通过自动调节，就能在传感器上得到清晰的像。下列说法正确的是（ ） A. 为拍摄到更大的像应将镜头远离花朵 B. 相机镜头的成像原理是利用光的直线传播 C. 影像传感器上成的是正立、缩小的实像 D. 为了拍摄整株花朵，物距应大于二倍焦距 9. 如图所示为实验室用显微镜和天文望远镜，关于图中两种仪器，下列说法正确的是（ ） A. 显微镜的目镜相当于投影仪，物镜相当于放大镜 B. 天文望远镜的目镜相当于投影仪，物镜相当于照相机 C. 用显微镜观察物体，看到的像是正立的 D. 天文望远镜的目镜和物镜都相当于一个凸透镜，但成像特点不同 10. 中国青铜时代始于公元前 2000 年，青铜器件具有重要的历史价值和观赏价值。如图所示，考古学家用焦距为 10 cm 的放大镜观察出土的青铜器件，他看到的是正立、________的________（填 “虚” 或 “实”）像，此时，该物件与放大镜的距离应________（填 “大于”“小于” 或 “等于”）10 cm。 【课后巩固】 1. 如图，在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡，使太阳光从试管的正上方向下照，观察试管下方的白纸，可以发现白纸上与空气泡相对应的位置上，有一椭圆黑影，而其他部分竟是一条与试管平行的亮线。这是因为试管充满水的地方相当于________透镜，而气泡与周边的水组成________透镜。如果把白纸从靠近试管向下移动到较远处，亮线的粗细将如何变化？________________。 第1题图 第2题图 第3题图 2. 已知 S' 是点光源 S 在平面镜中的像，点光源 S 发出一束光线射向平面镜后被反射，反射光线 ab 经过一凹透镜，如图所示，试确定点光源 S 的位置并画出入射光线和经过凹透镜后的折射光线。 3. 如图所示，一束光与平面镜成 45° 角射向平面镜，请作出经平面镜反射后再经凸透镜折射的光路图。 4. （多选）把一块薄玻璃板按如图所示方式以球形切面割开，成为 2 个薄透镜，然后沿主轴分开一定的距离（未分开前 2 个透镜焦点在同一位置），如果一束平行光沿主轴入射，经过 2 个透镜后，下列说法正确的是（ ） A. 无论平行光是从哪边入射，经过 2 个透镜折射后仍是平行光 B. 平行光从右边入射，经过 2 个透镜折射后一定是会聚光束 C. 平行光从右边入射，经过 2 个透镜折射后可能是会聚光束，也可能是发散光束 D. 平行光从左边入射，经过 2 个透镜折射后可能是会聚光束，也可能是发散光束 5. 如图所示为 “研究凸透镜成像规律” 的实验装置示意图。实验时，某同学首先使发光点 S、凸透镜 L 和光屏 P 的中心处于同一高度；其次当他把发光点 S 移到图示位置时（图中 MN 为光具座的标尺刻度），发现发光点 S 发出的光经凸透镜折射后成为平行光；然后他再用一烛焰 S' 在图示位置上取代发光点 S。这时，要使烛焰 S' 在光屏 P 上成清晰的像，以下几种操作中不能达到目的的是（ ） A. 在图示位置时，保持透镜 L 不动，将烛焰 S' 向左移适当距离，再将光屏 P 向左移适当距离 B. 在图示位置时，保持透镜 L 和光屏 P 不动，只将烛焰 S' 向左移适当距离 C. 在图示位置时，保持烛焰 S' 和光屏 P 不动，只将透镜 L 向右移适当距离 D. 在图示位置时，保持透镜 L 不动，将烛焰 S' 向左移适当距离，再将光屏 P 向右移适当距离 6. 根据表格数据可推论所用凸透镜的焦距 f 满足（ ） 次序 蜡烛到凸透镜的距离 像的性质 1 24cm 倒立、缩小的实像 2 20cm 倒立、放大的实像 3 4cm 正立、放大的虚像 A. 4 cm < f < 24 cm B. 10 cm < f < 20 cm C. 10 cm < f < 12 cm D. 4 cm < f < 20 cm 7. 随着手机的广泛普及，随处可见 “低头族”， 长期用耳机听音乐可能会损伤对声波敏感的细胞，使听力下降；长期玩手机可能会损伤对光敏感的细胞，使视力下降。上述两类细胞分别位于 ( ) A. 耳蜗、视网膜　　　B. 鼓膜、瞳孔 C. 外耳道、虹膜　　　D. 咽鼓管、巩膜 8. 矿难中长时间处于黑暗中的矿工被救助上井后，通常被蒙上眼睛以保护视网膜免受强光的伤害。正常情况下控制进入眼球光线多少的是 ( ) A. 角膜　　　B. 晶状体　　　C. 玻璃体　　　D. 瞳孔 9. 考试成绩出来了，小皓没有取得理想的成绩。小皓认为这是上课时看不清黑板的缘故，小皓视物时成像情况如图所示，医生向他介绍激光手术：通过激光烧蚀透明的角膜，使之改变形状，实现视力矫正。手术后的角膜形状应为下列选项中的（ ） A. B. C. D. 10. “共同呵护好孩子的眼睛，让他们拥有一个光明的未来”。作为青少年要爱眼护眼，科学用眼。下列图片中符合近视矫正前后的成像情况的组合是 ( ) ① ② ③ ④ A.①③　　　B.①④ C.②③　　　D.②④ 11. 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” 的原理为：戴上雾视镜后，使佩戴者的眼睛处于 “人工近视状态”， 进入眼睛的光将聚焦在视网膜前，使人眼看不清物体。图中能正确表示雾视镜的 “雾视” 原理的是 ( ) A. B. C. D. 12. 正常人的眼睛在水中看物体会一片模糊，因为光从空气射入眼睛折射程度大，而光从水中射入眼睛折射程度明显小。关于在水中看清物体，有下列说法: ①高度远视的人在水中裸眼看物体更清晰；②高度近视的人在水中裸眼看物体更清晰； ③正常人在水中应戴高度老花眼镜；④正常人在水中应戴高度近视眼镜。 其中正确的是 ( ) A.①③　　　B.②④　　　C.①④　　　D.②③ 1 / 72 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三讲：透镜和视觉 知识整理1：透镜 1、常见的两类透镜 （1）凸透镜：中间厚、边缘薄 （2）凹透镜：中间薄、边缘厚 【注：一般透镜的两个面中至少有一个是球面的一部分】 2.主光轴和光心 名称 概念 图示 主光轴 通过两个球面球心的直线叫作主光轴，简称主轴。主光轴用点划线表示 光心 光轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，这个点叫作透镜的光心，用字母“O”表示。薄透镜的光心就在透镜的中心。 【拓展】如果透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜叫作薄透镜。 3.透镜对光的作用 （1）凸透镜：会聚作用。平行光经过凸透镜折射后会聚于一点（焦点） （2）凹透镜：发散作用。平行光经过凹透镜折射后会向外发散，发散光线的反向延长线交于主光轴上一点（虚焦点） 【知识点解析】凸透镜和凹透镜对光的折射原理：光通过三棱镜后有向底边折射的特点 可将凸透镜、凹透镜看作三棱镜和玻璃砖的组合，故凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。 【拓展培优】对“会聚作用”和“发散作用”的理解 （1） 凸透镜对光有会聚作用是指折射光线相对于入射光线更靠近主光轴。如图所示的三种情形，都是凸透镜对光的会聚作用。 （2） 凹透镜对光有发散作用是指折射光线相对于入射光线更远离主光轴。如图所示的三种情形，都是凹透镜对光的发散作用。 4.焦点和焦距 （1） 凸透镜能使平行于主光轴的光会聚于一点，这一点叫作凸透镜的焦点，用字母“F”表示。焦点到凸透镜光心的距离叫作焦距，用字母“f”表示。凸透镜两侧各有一个焦点。 （2） 焦距的变化：凸透镜越凸，焦距越小，会聚能力越强 【动手实践】粗略测量凸透镜的焦距 5.通过透镜的三条特殊光线 （1）通光心的光线：传播方向不变 （2）平行于主光轴的光线：经凸透镜折射后，过焦点。 经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过虚焦点。 （3） 通过焦点的光线：经凸透镜折射后平行于主光轴射出。 （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） 【重点】简记为“过心不变，平行过焦，过焦平行”，其中“平行过焦”和“过焦平行”体现了光路的可逆性。 典型例题一：透镜 【例1】烈日下，汽车玻璃窗上的小水珠应尽快擦干，否则会使车内某点位置上的物体温度升高，可能导致火灾。其中小水珠的作用相当于（ B ） A. 凹透镜　　　B. 凸透镜 C. 平面镜　　　D. 潜望镜 【跟踪训练1】如图是将一副眼镜放到太阳光下（眼镜到地面的距离在一倍焦距以内），在地面上观察到的情境，由此可以判断镜片是（ C ） A.凸面镜　　　B.凹面镜 C.凹透镜　　　D.凸透镜 【例2】如图画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中通过凸透镜的是（ C ） A.a B.b、d C.c D.a、c 【跟踪训练2】如图是一个截面为正方形、中空部分为椭圆形的玻璃体，则这个玻璃体（ B ） ①可以看作两块凹透镜 ②可以看作一块凸透镜 ③对图示光束具有发散作用 ④对图示光束具有会聚作用 A. ①②③　　　B. ①③ C. ②④　　　D. ①②③④ 【例3】完成下列各图的光路。 【答案】如图所示。 【易错警示】作图时要注意：（1）一定要用刻度尺作图；（2）不要遗漏光线的箭头；（3）光线用实线，辅助线用虚线。 【例4】例一束光线经过某光学元件后的出射光线如图所示，则方框内放置的光学元件是（ D ） A.平面镜 B.凸透镜 C.凹透镜 D.以上三者均可 【解析】题图中的光线可能为平面镜的入射光线和反射光线，凸透镜的过焦点的光线和折射光线、平行于主光轴的光线和折射光线，凹透镜射向对侧焦点的光线和折射光线、平行于主光轴的光线和折射光线。 【图解】（1）若为平面镜，光路如下： （2）若为凸透镜，光路如下：（3）若为凹透镜，光路如下： 知识整理2：凸透镜的成像规律（重难点） 1.实像和虚像 （1） 实像：如图甲所示，在光屏承接到的像，是来自蜡烛火焰的光通过凸透镜会聚而形成的，这样的像叫作实像。 （2） 虚像：如图乙所示，通过凸透镜射出的光没有会聚成像，只是人眼逆着光射出的方向看去，能看到像，这样的像叫作虚像。 2.物距和像距 （1） 物距：物体到凸透镜的距离，用“u”表示。 （2） 像距：像到凸透镜的距离，用“v”表示。 物距 像的性质 像距 物、像位置关系 正倒 大小 虚实 u>2f 倒立 缩小 实像 f<v<2f 与物异侧 u=2f 倒立 等大 实像 v=2f 与物异侧 f<u<2f 倒立 放大 实像 v>2f 与物异侧 u=f 不成像 u<f 正立 放大 虚像 —— 与物同侧 3.探究凸透镜成像规律 4.实验注意事项 （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。 【误差分析】实验中无论如何移动光屏都找不到像的几种原因 （1）若烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度，烛焰的像将成在光屏的上方或下方，甚至不在光屏上。 （2）当烛焰在凸透镜一倍焦距以外，但非常靠近焦点时，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，光屏不能承接到像。 （3）物距等于一倍焦距时，不成像。 （4）物距小于一倍焦距时，成虚像，虚像不能用光屏承接。 【巧学妙记】一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小。(u<f)时，成虚像；(u>f)时，成实像。 (u<2f)时，成放大的像；(u>2f)时，成缩小的像。 典型例题二：凸透镜成像规律 【例1】如图所示，空中有一竖直放置的大凸透镜，F为其焦点，P为二倍焦距点，在主光轴位置上拉一根钢丝，一个小杂技演员从很远的地方沿着钢丝向焦点处匀速行走。关于此情景有以下描述正确的是（ D ） ①小演员每走一步，像也走一步； ②像的脚步始终比小演员脚步大；③像大时脚步大，像小时脚步小，即“大像”走大步，“小像”走小步； ④像总朝远离小演员的方向运动，好像在逃离。 A. ①② B. ①④ C. ③④ D. ①③④ 【跟踪训练】把凸透镜正对太阳光，在距凸透镜 10 cm 的光屏上得到一个最小最亮的光斑，若将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前 15 cm 处，在凸透镜另一侧调节光屏的位置，可得到烛焰清晰的（ D ） A. 正立、放大的虚像　 B. 倒立、缩小的实像 C. 倒立、等大的实像　 D. 倒立、放大的实像 【例2】小明用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）如图甲所示，小明利用太阳光测凸透镜的焦距，下列操作最合理的是______。 （2）实验前，调整实验器材，使烛焰、光屏和透镜三者的中心在__________。 （3）凸透镜的位置固定不动，在图乙所示的位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像（图中未画出），此时像的性质是______________。以下方法中可以恰好在光屏上成清晰、放大的像的是______（选填序号）。 A.交换蜡烛和光屏的位置 B.把凸透镜移到30 cm刻度线处 C.光屏位置不动，换焦距更小的凸透镜后，蜡烛向左移动 （4）实验进行一段时间后，蜡烛燃烧逐渐变短，像会出现在光屏的______方，为使像回到光屏中央，合理的操作是将蜡烛向______移动或将凸透镜向______移动。（均选填“上”或“下”） 【答案】（1）B （2）同一高度 （3）倒立、缩小的实像 AB （4）上 上 下 【解析】（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，这点叫凸透镜的焦点，A和C中平行光线和凸透镜的主光轴不平行，得到的光点不是凸透镜的焦点，不能测量焦距，故A和C不合理；B中，平行光线正对凸透镜，平行光线跟凸透镜的主光轴平行，白纸上得到最小、最亮的光斑，这个光斑是凸透镜的焦点，焦点和光心之间的距离是凸透镜的焦距，故B合理。（3）由题图知，物距 u=50.0cm-10.0cm=40cm，像距 v = 70.0cm- 50.0cm= 20cm，物距大于像距，所以凸透镜成倒立、缩小的实像。把凸透镜移到30 cm刻度线处，此时的物距为20 cm，等于原来的像距，此时的像距为40 cm，等于原来的物距，选项A、B均相当于物、像互换，根据光路的可逆性，此时在光屏上会出现倒立、放大的实像，故A、B正确；光屏位置不动，换焦距更小的凸透镜后，要使光屏上再次得到清晰的像，物距要减小，蜡烛需要向右移动，故C错误。（4）根据过光心的光线传播方向不变可知，当蜡烛燃烧逐渐变短，光屏上的像将会上移；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。 【图解】（1） （4）①蜡烛燃烧变短，即烛焰S下移 ②透镜和光屏不动，移动蜡烛向上 ③蜡烛和光屏不动，移动透镜，焦点应向下 【例3】A、B、C三块凸透镜在光座上分别做蜡烛成像的实验，各透镜跟烛焰距离都是30 cm，得到的实验结果如表所示。根据此实验结果，将A、B、C三块凸透镜的焦距按由小到大的顺序排列，顺序是____________。 透镜 像的性质 A 倒立、放大、实像 B 倒立、缩小、实像 C 正立、放大、虚像 【答案】B、A、C 【解析】 透镜 物距 不等式 焦距 A f<u<2f fA<30cm<2fA 15cm<fA<30cm B u>2f 2fB<30cm fB<15cm C u<f fC>30cm fC>30cm 【例4】 “探究凸透镜成像的规律”实验时，某小组测量出物距和像距的数据，并绘制成如图所示的图像，根据图像可知（ B ） A.该凸透镜的焦距 f = 20cm B.当物距 u = 30 cm时，成倒立、缩小的实像，照相机利用了这个规律 C.当物距 u = 8 cm时，成倒立、放大的实像，幻灯机利用了这个规律 D.若把物体从距凸透镜30 cm处向距凸透镜15 cm处移动，所成的像 会逐渐变小 【解析】A（×）由题图可知 u = v = 2f = 20，则 f = 10cm；B（√）当物距 u = 30cm时， u\gt 2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机；C（×）当物距 u = 8cm时， u<f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜；D（×）物体从距凸透镜30 cm处移动到距凸透镜15 cm处的过程中，物距大于焦距，成实像，凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大。 【例5】如图所示， MN为凸透镜的主光轴， A为烛焰， A'为烛焰在光屏上所成的像，根据凸透镜成像原理在图中画出凸透镜的位置及其焦点（画出一个焦点即可）。 【解析】在烛焰上取一点 S，在像上找出其对应的像点 S'，连接 S、 S'，其与主光轴的交点就是凸透镜的光心 O，由此可以确定凸透镜的位置；过 S点作平行于主光轴的入射光线，经过凸透镜折射后过 S'，折射光线与主光轴的交点就是凸透镜右侧焦点 F的位置（也可利用“过凸透镜焦点的光经凸透镜折射后平行于主光轴”确定左侧焦点）。 【方法点拨】第1步：根据过光心的光线经凸透镜后传播方向不变，连接物、像，确定凸透镜的光心，画出凸透镜； 第2步：根据平行于主光轴的光线经过凸透镜后，折射光线过焦点，确定凸透镜右侧的焦点位置； 第3步：根据过焦点的光线经凸透镜折射后，平行于主光轴射出，先作折射光线，再作入射光线，即可确定凸透镜左侧焦点的位置。 【例6】如图为凸透镜成像的示意图。由于不慎将透镜的上沿摔掉一块（图中黑色部分），则（ C ） A.像的 A'部分消失了 B.像的 B'部分消失了 C.像 A'B'是完整的，但亮度变暗 D.成像的效果不受任何影响 【解析】烛焰的每一点都会发出无数光线，这些光线一部分通过凸透镜的上沿在光屏上成像，也有一部分通过凸透镜的其他部分在光屏上成像，所以将凸透镜上沿摔掉一块时，通过凸透镜其他部分的光线仍能在光屏上成像且所成像的性质不变。只是由于通过的光减少了，所以像会变暗。 【图解】题中凸透镜的成像原理如图所示，红色表示减少的光线。 知识整理3：放大镜、投影仪和照相机 1.放大镜：是一种焦距较小的凸透镜 （1）原理：根据u<f时的成像规律，物体经过凸透镜成正立、放大的虚像 （2）使用方法：在一倍焦距以内，物体离透镜越远，像越大 2.投影仪：有一个相当于凸透镜的镜头 （1）原理：根据f<u<2f时的成像规律，物体经过凸透镜成倒立、放大的实像 （2）使用方法：当把物体（投影片）放在1倍焦距与2倍焦距（f<u<2f）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，形成放大、倒立的像 3.数码照相机：镜头相当于一个凸透镜，影像传感器相当于光屏 （1）原理：根据u>2f时的成像规律，物体经过凸透镜成倒立、缩小的实像 （2）使用方法：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 照相机调节原理：物近像远像变大，物远像近像变小。为使照相机成的像变小，可增大物体与镜头之间的距离，同时减小像距，即镜头往后缩。 【归纳总结】凸透镜成像规律及其应用 典型例题三：放大镜、投影仪和照相机 【例1】如图所示是小华同学制作的模型照相机。通过调整内外纸筒的相对距离，可以在半透明膜上看到远处景物倒立的像。使用此模型照相机，下列说法正确的是（ B ） A. 看到远处景物的像是虚像 B. 看近景时，她应把内纸筒向右拉一些 C. 使用时，应把内纸筒朝向明亮的室外，凸透镜朝向较暗的室内 D. 凸透镜与半透明膜之间的距离相当于凸透镜的焦距 解析：A.远处景物的像能成在半透明膜上，是实像；B.看近景时，物体靠近镜头，即物距减小，则像距变大，所以要把内纸筒向右拉;；C.要使室外远处或者近处的物体通过凸透镜成像在半透明膜上，使用时应使凸透镜朝向明亮的室外；D.凸透镜与半透明膜之间的距离是像距，不是凸透镜的焦距。 【例2】如图所示是王爷爷小孙女的照片，王爷爷用放大镜贴近照片所看到的像是（B ） 【例3】小明用一架焦距不变的照相机拍摄鸟巢的照片，如图甲所示，他又拍一张照片如图乙所示，拍摄乙时小明的操作是（ A ） A.小明远离鸟巢，并使镜头往里缩 B.小明远离鸟巢，并使镜头往外伸 C.小明靠近鸟巢，并使镜头往里缩 D.小明靠近鸟巢，并使镜头往外伸 【方法点拨】由生活经验可知，照相机拍摄较远的景物时，像比较小；拍摄较近的景物时，像比较大。又因凸透镜成实像时，物近像远像变大，所以要使像变小，应增大物距同时减小像距。 知识整理4：眼睛、视力缺陷和矫正 1.眼睛 眼睛是人体重要的感觉器官。据统计，大脑中约有80%的信息来自眼睛。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。此外，眼球前有眼睑，可随时合上，以防止异物进入眼睛，具有保护眼睛的功能。 2.眼球的结构和功能 【虹膜作用】外界光较强时，虹膜调节瞳孔，使瞳孔变小，减少进入眼睛的光量；当外界光较弱时，虹膜调节瞳孔，使瞳孔变大，增加进入眼睛的光量。 3.视觉的形成 （1）眼睛观察到物体的过程：眼睛中的角膜、房水、晶状体和玻璃体共同作用，形成一个聚光系统，晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，它把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体倒立、缩小的实像。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→眼球聚光系统→视网膜→视神经→大脑皮层视觉中枢。如图所示。 （2）眼睛的调节功能：眼睛通过睫状肌改变晶状体的形状，使我们能够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 对光的会聚能力 变强 变弱 成像原理图 【联系生活】正常人眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是25 cm，这个距离叫明视距离。 4.近视与远视 近视 远视 特点 患近视的人只能看清近处的物体，看不清远处的物体 患远视的人只能看清远处的物体，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，来自远处物体的光会聚在视网膜前，使视网膜上的物像模糊不清 眼球的前后径过短或晶状体曲度过小，使来自近处物体的光会聚在视网膜的后面 矫正方法 配戴凹透镜可矫正近视 配戴凸透镜可矫正远视 5.高度近视的危害：高度近视患者由于眼球前后径增长较多，眼球壁会变薄，从而引起一系列的眼部变化，甚至引起玻璃体浑浊、视网膜脱离等并发症，严重影响视力。高度近视往往不可逆，预防高度近视，需要避免不良的用眼习惯，如长时间看手机、电脑，在黑暗处看手机等。 6.爱护眼睛，保护视力 （1）读书和写字的姿势要正确；书与眼睛的距离要保持约33 cm；应该在光强度适宜的环境下阅读。 （2）连续看书或写字1 h左右要休息片刻，或者向远处眺望一会，让眼睛的肌肉得以放松。 （3）使用电脑时，眼睛与屏幕应相距50 - 70 cm。不要长时间地使用电脑。 （4）定期接受眼睛检查，若眼睛出现不适，应及时治疗或矫正。 （5）如有异物进入眼睛，不要用手揉，可用眼药水等冲洗眼睛。 （6）不要躺着、坐车或走路时看书。 典型例题四：眼睛和视觉 【例1】如图为正常人眼看远近不同物体时眼睛的自动调节，以下分析正确的是（ B ） A.这不可能是同一个人的眼睛 B.这说明眼睛是一个自动变焦（距）系统 C.看近处的物体晶状体应扁平一些 D.看远处的物体常常需要眯起眼睛看 【解析】正常人眼看远处和一定距离的近处的物体都清晰，就是根据晶状体自动调节的原理，故说明眼睛是一个自动变焦（距）系统，所以图中可能是同一个人的眼睛观察远近不同物体时的情况，故A错误，B正确；看近处的物体，要使得像成在视网膜上，应该让晶状体折光能力变大，所以晶状体应该变厚一些，C错误；对于正常眼睛，看远处和近处的物体都是正常看就行，D错误。 【例2】有一种眼镜的镜片可以改变 (如图甲)， 它是通过在透明的薄膜中注入或抽出光学液体来实现的。图乙是某人看远处物体时的成像情况，请问他的视力缺陷和矫正时应选择的镜片是 ( A ) 甲 乙 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 【解析】由图乙可知，某人看远处物体时，像成在视网膜的前方，所以是近视眼，需要佩戴对光具有发散作用的凹透镜矫正，即镜片 Ⅰ。故选 A。 【课堂练习】 1. 平行光从右边射向凸透镜，会聚于点 F，当凸透镜左侧放一厚矩形玻璃砖，则会聚点将（ A ） A. 向左移 B. 向右移 C. 向上移 D. 向下移 【解析】在一凸透镜左侧放一厚矩形玻璃砖，当平行光经过凸透镜射向玻璃砖时，此入射光线经玻璃砖后发生折射，折射角小于入射角，进入玻璃砖后，光线从玻璃砖左侧射出，此时的折射角大于入射角，最后的折射光线与进入玻璃砖的入射光线平行，所以此时的会聚点较无此玻璃砖时要向左移动。故 A 符合题意，BCD 不符合题意。故选 A。 2. 如图所示，将平面镜放在垂直于凸透镜主光轴的位置，O 点是镜面与凸透镜主光轴的交点，凸透镜光心和平面镜相距为 d，一束平行于凸透镜主光轴的光线射向透镜，经平面镜反射后会聚于两镜的中点 A，则此凸透镜的焦距为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】由题图可知，入射光线平行于凸透镜的主光轴，经凸透镜折射后应该会聚在焦点处，但由于平面镜的反射作用而会聚在 A 点处，根据平面镜成像的特点，焦点 F 到镜面的距离等于 A 点到镜面的距离。由题意知 A 点是凸透镜与平面镜的中点，即 OA = d，则凸透镜的焦距 f = d + OA = d + d =d。故选 C。 3. 小滨和小江决定用如图所示的器材做光学实验。小滨将一根蜡烛放在如图所示的位置，此时在薄膜上呈现了一个像；小江把一块凸透镜放入小孔中，刚好也在薄膜上出现了一个清晰的像。以下说法错误的是（ A ） A. 两次实验成像的原理都是光的折射 B. 两次实验在薄膜上成的像都是倒立的 C. 两次实验在薄膜上成的像都是实像 D. 小滨在第二次实验的基础上将蜡烛的位置适当向右移动，此时向右移动薄膜可以得到清晰的像 【解析】小滨将一根蜡烛放在如题图所示的位置，此时在薄膜上呈现了一个像，属于小孔成像，成倒立的实像，利用了光沿直线传播的原理；小江把一块凸透镜嵌入小孔中，刚好也在薄膜上出现了一个清晰的像，该像是倒立的实像，应用了光的折射原理，故 A 错误，BC 正确；小滨在第二次实验的基础上将蜡烛的位置适当向右移动，根据凸透镜成实像时物近像远像变大可知，像距变大，向右移动薄膜可以得到清晰的像，故 D 正确。故选 A。 4. 在做 “探究凸透镜成像规律” 的实验时，某实验小组所描绘的像距 v 和物距 u 的关系图像如图所示。图中 A、B、C 三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应。则下列说法正确的是（ C ） A. 蜡烛处于 AB 间某一位置时，成倒立、缩小的实像 B. 蜡烛处于 BC 间某一位置时，成倒立、放大的实像 C. 将蜡烛从 C 移动到 B 的过程中，所成像逐渐增大 D. 将蜡烛从 B 移动到 A 的过程中，所成像逐渐减小 【解析】由题图知，u = v = 2f = 20 cm，所以凸透镜的焦距 f = 10 cm。蜡烛处于 AB 间某一位置时，2f > u > f，成倒立、放大的实像，故 A 错误；蜡烛处于 BC 间某一位置时，u > 2f，成倒立、缩小的实像，故 B 错误；将蜡烛从 C 移动到 B 的过程中，凸透镜成倒立的实像，物距减小，像距增大，像变大，故 C 正确；将蜡烛从 B 移动到 A 的过程中，凸透镜成倒立的实像，物距减小，像距增大，像变大，故 D 错误。故选 C。 5. 将一透明空杯放在两支颜色不同，大小相同的蜡烛前，透过杯子可观察到被遮挡与未遮挡的两个部分。当给杯子装入水后，透过杯子装水部分居然看到蜡烛 “错位” 且变粗了，如图所示。下列相关说法错误的是（ ） A. 装水部分的杯子水平看去与凸透镜效果相似 B. “错位” 现象是由光的折射引起的 C. “错位” 变粗部分的蜡烛的像是虚像 D. 若要 “错位” 变粗的部分变细，杯子应远离蜡烛 【答案】C 【解析】装水部分的杯子水平看去中间厚、边缘薄，类似于凸透镜，A 正确；“错位” 现象是光经过不同的介质，发生折射形成的，B 正确；“错位” 变粗部分是杯子后面的蜡烛反射的光经杯子的装水部分折射形成的倒立、放大的实像，若要使像变小，需将杯子远离蜡烛，D 正确，C 错误。故选 C。 6. 小明用透明塑料盒设计了一个昆虫标本观察器，如图所示。盒底上放标本，盒盖上嵌入一凸透镜。有焦距为 5 cm 和 10 cm 的两种凸透镜，为了在盒盖上方附近，通过凸透镜观察到标本正立、放大的像，凸透镜焦距f与盒高h选择合理的是（ D ） A. f = 5cm、h = 10cm B. f = 10cm、h = 12cm C. f = 5cm、h = 12cm D. f = 10cm、h = 6cm 关键点拨：把小的物体放大便于观察，就要使用放大镜，放大镜实际上是一个凸透镜，物体放在凸透镜的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像。 7. 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f的凸透镜组成，下列说法正确的是（ C ） A. 广告片到镜头的距离应小于f B. 地面上的广告图标是倒立、放大的虚像 C. 该广告灯的成像原理与投影仪相同，成倒立、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 【解析】当 2f > u > f 时，凸透镜成倒立、放大的实像，此时像在二倍焦距之外，此原理与投影仪成像原理相同，因此广告片到镜头的距离应在一倍焦距与二倍焦距之间，故 C 正确，AB 错误；要使各个方向都能看到地上的广告图标，即发生了漫反射，故应投影在粗糙的地面，故 D 错误。故选 C。 8. 如图是数码相机的成像原理，镜头相当于一个凸透镜，影像传感器相当于光屏。拍照时，将镜头对准景物，相机通过自动调节，就能在传感器上得到清晰的像。下列说法正确的是（ ） A. 为拍摄到更大的像应将镜头远离花朵 B. 相机镜头的成像原理是利用光的直线传播 C. 影像传感器上成的是正立、缩小的实像 D. 为了拍摄整株花朵，物距应大于二倍焦距 【答案】D 【解析】如果要让像更大一些，根据 “凸透镜成实像时，物近像远像变大”，应减小物距，应将镜头靠近花朵，故 A 错误；照相机的镜头是凸透镜，利用了光的折射，其工作原理是：物体在 2 倍焦距以外，像成在另一侧的 1 倍焦距和 2 倍焦距之间，成倒立、缩小的实像，因此在拍摄时，物距应大于二倍焦距，故 BC 错误，D 正确。故选 D。 9. 如图所示为实验室用显微镜和天文望远镜，关于图中两种仪器，下列说法正确的是（ D ） A. 显微镜的目镜相当于投影仪，物镜相当于放大镜 B. 天文望远镜的目镜相当于投影仪，物镜相当于照相机 C. 用显微镜观察物体，看到的像是正立的 D. 天文望远镜的目镜和物镜都相当于一个凸透镜，但成像特点不同 【解析】显微镜的物镜和目镜都相当于凸透镜，物镜相当于投影仪，成倒立、放大的实像，目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像，所以用显微镜观察物体，看到的像是倒立的，故 AC 错误；天文望远镜的目镜和物镜都是由凸透镜组成，目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像，物镜相当于照相机，成倒立、缩小的实像，故 B 错误，D 正确。故选 D。 10. 中国青铜时代始于公元前 2000 年，青铜器件具有重要的历史价值和观赏价值。如图所示，考古学家用焦距为 10 cm 的放大镜观察出土的青铜器件，他看到的是正立、________的________（填 “虚” 或 “实”）像，此时，该物件与放大镜的距离应________（填 “大于”“小于” 或 “等于”）10 cm。 【答案】放大 虚 小于 【解析】用放大镜观察物体时，应将物体放在焦点之内，即一倍焦距之内，由题意知，放大镜的焦距为 10 cm，当物距小于 10 cm 时，会成正立、放大的虚像。 【课后巩固】 1. 如图，在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡，使太阳光从试管的正上方向下照，观察试管下方的白纸，可以发现白纸上与空气泡相对应的位置上，有一椭圆黑影，而其他部分竟是一条与试管平行的亮线。这是因为试管充满水的地方相当于________透镜，而气泡与周边的水组成________透镜。如果把白纸从靠近试管向下移动到较远处，亮线的粗细将如何变化？________________。 【答案】凸 凹 先变细后变粗 【解析】试管充满水的地方中间厚，边缘薄，属于凸透镜，对光有会聚作用；气泡与周边的水中间薄，边缘厚，属于凹透镜，对光有发散作用。使太阳光经过试管会聚在焦点位置时，在白纸上形成的亮线是最亮、最细的；当把白纸从靠近试管向下移动到焦点时，亮线变细，当把白纸从焦点继续向下移动时，亮线变粗，因此整个过程中亮线先变细后变粗。 2. 已知 S' 是点光源 S 在平面镜中的像，点光源 S 发出一束光线射向平面镜后被反射，反射光线 ab 经过一凹透镜，如图所示，试确定点光源 S 的位置并画出入射光线和经过凹透镜后的折射光线。 答图： 【答案】如图所示 【解析】画出像 S' 关于镜面的对称点 S，即为光源 S 的位置；连接 Sa，可得入射光线；ab 的延长线过凹透镜的焦点，则折射光线平行于凹透镜的主光轴射出。 3. 如图所示，一束光与平面镜成 45° 角射向平面镜，请作出经平面镜反射后再经凸透镜折射的光路图。 答图： 【答案】如图所示 【解析】过入射点垂直于镜面作出法线，已知入射光线与平面镜的夹角为 45°，则反射角与入射角的大小均为 90° - 45° = 45°，据此在法线另一侧画出反射光线；因为入射光线垂直于主光轴，且由前面可知入射角和反射角均为 45°，所以反射光线与入射光线的夹角为 90°，则反射光线平行于主光轴，再根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点画出折射光线。 4. （多选）把一块薄玻璃板按如图所示方式以球形切面割开，成为 2 个薄透镜，然后沿主轴分开一定的距离（未分开前 2 个透镜焦点在同一位置），如果一束平行光沿主轴入射，经过 2 个透镜后，下列说法正确的是（ BD ） A. 无论平行光是从哪边入射，经过 2 个透镜折射后仍是平行光 B. 平行光从右边入射，经过 2 个透镜折射后一定是会聚光束 C. 平行光从右边入射，经过 2 个透镜折射后可能是会聚光束，也可能是发散光束 D. 平行光从左边入射，经过 2 个透镜折射后可能是会聚光束，也可能是发散光束 【解析】2个薄透镜沿主轴分开一定的距离，焦点分开，位置不合适时，无论平行光从哪边入射，都不能得到平行光，故 A 错误；平行光从右边入射，右边透镜对光线有发散作用，左边透镜对光线有会聚作用，两透镜分开后，平行光先被发散再射入凸透镜，此时相当于光源位于凸透镜的焦点以外，故经过 2 个透镜折射后一定是会聚光束，故 B 正确，C 错误；平行光从左边入射，凸透镜先使光线会聚，经过凸透镜焦点后又是发散的，由于两个透镜的距离不确定，所以经过 2 个透镜折射后可能是会聚光束，也可能是发散光束，故 D 正确。故选 BD。 关键点拨：凸透镜对光线有会聚作用，可以理解为折射光线相对入射光线更靠近主轴；凹透镜对光线有发散作用，可以理解为折射光线相对入射光线更偏离主轴。 5. 如图所示为 “研究凸透镜成像规律” 的实验装置示意图。实验时，某同学首先使发光点 S、凸透镜 L 和光屏 P 的中心处于同一高度；其次当他把发光点 S 移到图示位置时（图中 MN 为光具座的标尺刻度），发现发光点 S 发出的光经凸透镜折射后成为平行光；然后他再用一烛焰 S' 在图示位置上取代发光点 S。这时，要使烛焰 S' 在光屏 P 上成清晰的像，以下几种操作中不能达到目的的是（ C ） A. 在图示位置时，保持透镜 L 不动，将烛焰 S' 向左移适当距离，再将光屏 P 向左移适当距离 B. 在图示位置时，保持透镜 L 和光屏 P 不动，只将烛焰 S' 向左移适当距离 C. 在图示位置时，保持烛焰 S' 和光屏 P 不动，只将透镜 L 向右移适当距离 D. 在图示位置时，保持透镜 L 不动，将烛焰 S' 向左移适当距离，再将光屏 P 向右移适当距离 【解析】把发光点 S 移到题图所示位置时，发现发光点 S 发出的光经凸透镜折射后成为平行光，由此可知，S 所在位置为凸透镜焦点的位置，由题图可知，光屏距凸透镜为 2f。在题图所示位置时，保持透镜 L 不动，将烛焰 S' 向左移适当距离，再将光屏 P 向左移适当距离，当 u > 2f、f <v < 2f 时，可使烛焰 S' 在光屏 P 上成清晰的像，故 A 正确；在题图所示位置时，保持透镜 L 和光屏 P 不动，只将烛焰 S' 向左移适当距离，当 u = v = 2f 时，可使烛焰 S' 在光屏 P 上成倒立、等大的实像，故 B 正确；在题图所示位置时，保持烛焰 S' 和光屏 P 不动，只将透镜 L 向右移适当距离，此时烛焰 S' 与光屏间的距离为 3f，小于凸透镜成实像时物和像的最小距离 4f，无论如何移动透镜 L 都不能成实像，故 C 错误；在题图所示位置时，保持透镜 L 不动，将烛焰 S' 向左移适当距离，再将光屏 P 向右移适当距离，当 f < u < 2f，v> 2f 时，可使烛焰 S' 在光屏 P 上成清晰的像，故 D 正确。故选 C。 6. 5.根据表格数据可推论所用凸透镜的焦距 f 满足（ C ） 次序 蜡烛到凸透镜的距离 像的性质 1 24cm 倒立、缩小的实像 2 20cm 倒立、放大的实像 3 4cm 正立、放大的虚像 A. 4 cm < f < 24 cm B. 10 cm < f < 20 cm C. 10 cm < f < 12 cm D. 4 cm < f < 20 cm 7. 随着手机的广泛普及，随处可见 “低头族”， 长期用耳机听音乐可能会损伤对声波敏感的细胞，使听力下降；长期玩手机可能会损伤对光敏感的细胞，使视力下降。上述两类细胞分别位于 ( A ) A. 耳蜗、视网膜　　　B. 鼓膜、瞳孔 C. 外耳道、虹膜　　　D. 咽鼓管、巩膜 【解析】对声波敏感的细胞位于耳蜗内，对光敏感的细胞位于视网膜上。 8. 矿难中长时间处于黑暗中的矿工被救助上井后，通常被蒙上眼睛以保护视网膜免受强光的伤害。正常情况下控制进入眼球光线多少的是 ( D ) A. 角膜　　　B. 晶状体　　　C. 玻璃体　　　D. 瞳孔 9. 考试成绩出来了，小皓没有取得理想的成绩。小皓认为这是上课时看不清黑板的缘故，小皓视物时成像情况如图所示，医生向他介绍激光手术：通过激光烧蚀透明的角膜，使之改变形状，实现视力矫正。手术后的角膜形状应为下列选项中的（ B ） A. B. C. D. 【解析】由题图可知，小皓视物时，物像成在视网膜的前方，是近视眼的成像情况，近视眼应戴中间薄、边缘厚的凹透镜加以矫正。激光手术应使角膜中间变薄，相当于一个凹透镜，使物像成在视网膜上。故选 B。 10. “共同呵护好孩子的眼睛，让他们拥有一个光明的未来”。作为青少年要爱眼护眼，科学用眼。下列图片中符合近视矫正前后的成像情况的组合是 ( A ) ① ② ③ ④ A.①③　　　B.①④ C.②③　　　D.②④ 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” 的原理为：戴上雾视镜后，使佩戴者的眼睛处于 “人工近视状态”， 进入眼睛的光将聚焦在视网膜前，使人眼看不清物体。图中能正确表示雾视镜的 “雾视” 原理的是 ( C ) A. B. C. D. 【解析】A、B 图中光经过凸透镜折射后应是会聚的，A、B 错误。根据 “戴上雾视镜后，进入眼睛的光将聚焦在视网膜前” 可知，C 正确，D 错误。 11. 正常人的眼睛在水中看物体会一片模糊，因为光从空气射入眼睛折射程度大，而光从水中射入眼睛折射程度明显小。关于在水中看清物体，有下列说法: ①高度远视的人在水中裸眼看物体更清晰；②高度近视的人在水中裸眼看物体更清晰； ③正常人在水中应戴高度老花眼镜；④正常人在水中应戴高度近视眼镜。 其中正确的是 ( D ) A.①③　　　B.②④　　　C.①④　　　D.②③ 【解析】高度近视的人的眼睛的晶状体对光的会聚能力强，光在水中射入眼睛折射程度明显小，高度近视的人在水中裸眼看物体更清晰；正常人在水中就成远视眼了，应戴高度老花眼镜。 1 / 72 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $