专题02透镜及其应用（期末复习讲义）八年级物理上学期新教材北师大版（北京）

专题02 透镜及其应用（期末复习讲义） 期末考情 考点内容 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—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。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2-3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 考点一 透镜 知识点01 凸透镜和凹透镜 1、透镜 （1）凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜。 （2）凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜。 2、透镜的相关概念 （1）主光轴：过两个球面球心的直线叫作主光轴。每个透镜都有一条主光轴，主光轴用点划线表示。 （2）光心：主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。薄透镜的光心可以认为就在透镜的中心。 （3）焦点和虚焦点：凸透镜能使与主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这一点叫凸透镜的焦点。凹透镜能使与主光轴平行的光线通过它后变得发散，且这些发散光线反向延长线相交在主光轴上的一点，这一点叫凹透镜的虚焦点。焦点和虚焦点用字母“F”表示。 （4）焦距：焦点到光心的距离叫焦距，用字母“f ”表示。 知识点02 透镜对光的作用 1、凸透镜：凸透镜对光有会聚作用（(焦距f越小，会聚作用越强）。 2、凹透镜：凹透镜对光有发散作用（焦距f越小，发散作用越强）。 知识点03 透镜的三条特殊光线 凸透镜 凹透镜 平行于主光轴的光 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于焦点形成最小、最亮的光斑 平行于主光轴的光线经凹透镜折射后发散，其反向延长线交于虚焦点 通过焦点的光 经过焦点或从焦点发出的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出 对着虚焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴射出 通过光心的光 过光心的光线传播方向不变 过光心的光线传播方向不变 考点二 凸透镜成像的规律 知识点01 物距和像距 1、物距：物体到透镜光心的距离，用字母u表示。 2、像距：像到透镜光心的距离，用字母v表示。 知识点02 探究凸透镜成像的规律 1、实验装置及步骤 （1）将f =10cm的凸透镜固定在光具座的中间位置。 （2）将蜡烛和光屏分别放在凸透镜的两侧，点燃蜡烛，调节高度，使烛焰的中心、凸透镜的光心、光屛的中心大致在同一高度上。 （3）依次将蜡烛分别调整到凸透镜二倍焦距以外、二倍焦距处、一倍焦距和二倍焦距之间，移动光屏直至看到清晰的像，观察并记录物距、像的性质及像距。 2、实验结论 （1）静态成像规律 图示 物距与焦距关系 像距与焦距关系 成像特点 应用 u＞2f f＜v＜2f 倒立、缩小、实像 照相机 u=2f v=2f 倒立、等大、实像 测焦距 f＜u＜2f v＞2f 倒立、放大、实像 投影仪 u=f 不成像 探照灯 u＜f 正立、放大、虚像 放大镜 口诀：一倍焦距分虚实，内虚外实，实倒虚正；二倍焦距分大小，内大外小。 （2）动态成像规律 ①成实像时：物距减小，像距增大，像变大。（物近像远像变大） ②成虚像时：物距减小，像距减小，像变小。（物近像近像变小） 3、实验注意事项及常考命题点 （1）调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度（目的是：使烛焰的像能成在光屏的中央）。 （2）凸透镜、烛焰、光屏的中心在同一高度，光屏上找不到像的原因：①蜡烛在焦点上或一倍焦距以内；②像距太大超出光具座范围。 （3）蜡烛长度变短，像在光屏上的位置越来越高时的调节的方法：①将光屏向上移动；②将蜡烛向上移动。 （4）蜡烛与光屏互换位置后，仍能成清晰的像的原因：光路是可逆的。 （5）当凸透镜的一部分被遮住时，烛焰在光屏上的成像情况：光屏上的像仍然完整，只是会变暗。 知识点03 生活中的透镜 1、照相机 （1）原理：利用凸透镜成倒立、缩小的实像。 （2）成像特点 ①物体到镜头的距离大于镜头到胶片的距离。 ②照相机成的像是倒立、缩小的实像，像和物在镜头的两侧。 ③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。 2、投影仪 （1）原理：利用凸透镜成倒立、放大的实像。 （2）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投影仪成的像是倒立、放大的像，像和投影片在镜头的两侧。 ③投影片离镜头越近，像到镜头的距离越大，屏幕上的像就越大。 3、放大镜 （1）原理：利用凸透镜成正立、放大的虚像。 （2）成像特点 ①物体和虚像在放大镜的同侧。 ②放大镜离物体越近（即物距越小），所成的虚像越小，放大镜离物体越远，所成的虚像越大。 ③物体通过放大镜所成的像是正立、放大的虚像。 知识点04 实像和虚像 实像 虚像 不同点 实际光线会聚而成 光线的反向延长线相交而成 在像的位置能用光屏承接 在像的位置不能用光屏承接 在像的位置能使胶片感光 在像的位置不能使胶片感光 都是倒立的 都是正立的 相同点 都能用眼睛看到 考点三 眼睛和眼镜 知识点01 眼睛 1、眼睛的结构 2、成像原理 眼球好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，它把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体的像，通过视神经把同，一个信号传给大脑，我们就看到了物体。 3、眼睛的调节 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 知识点02 近视眼与远视眼的成因及其矫正 1、近视眼及其矫正 特点 只能看清近处的物体，看不清远处的物体 形成原因 晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，看远处的物体时，将像成在视网膜前 图示 矫正方法 利用凹透镜能使光发散的特点，配戴凹透镜制成的近视眼镜 2、远视眼及其矫正 特点 只能看清远处的物体，看不清近处的物体 形成原因 晶状体太薄，折光能力太弱，或者眼球在前后方向上太短，看近处的物体时，将像成在视网膜后 图示 矫正方法 利用凹透镜能使光发散的特点，配戴凹透镜制成的近视眼镜 3、眼镜的度数 （1）透镜焦距的倒数叫做透镜焦度，透镜焦度常用字母Ф表示，则。 （2）眼镜度数常用字母 D表示，则。 （3）凸透镜（远视镜片）的度数是正数，凹透镜（近视镜片）的度数是负数。 考点四 显微镜和望远镜 知识点01 显微镜和望远镜 显微镜 望远镜 图示 目镜（凸透镜） 正立、放大、虚像（放大镜） 倒立、放大、实像（投影仪） 物镜（凸透镜） 正立、放大、虚像（放大镜） 倒立、缩小、实像（照相机） 知识点02 视角 1、定义：视角是从物体两端（上、下或左、右）引出的光线在人眼处形成的夹角。 2、决定因素：视角的大小不仅和物体本身的大小有关，还和物体到眼睛的距离有关。当物体与眼睛的距离一定时，物体越大，视角越大；当物体的大小一定时，离眼睛越近，视角越大。 题型一 透镜与透镜对光的作用 解｜题｜技｜巧 （1）判断透镜类型的方法 根据透镜的表面是凸还是凹来判断透镜的类型并不可靠，要通过比较透镜中间与边缘的厚度来确定透镜的类型，因为有的透镜可能是一面图一面凹。 （2）根据透镜对光的作用判断：折射光线相对于入射光线会聚了，则经过的透镜是凸透镜；折射光线相对于入射光线发散了，则经过的透镜是凹透镜。 （3）平行光聚焦法粗侧凸透镜的焦距：太阳光近似为平行光，让凸透镜正对太阳光时，太阳光垂直于透镜入射，此时入射光线平行于主光轴，当光斑最小最亮时，该点即为凸透镜的焦点。如果不正对太阳光，最小光斑并不在主光轴上，此时的光斑不在焦点上，所以测出的距离也不是焦距。 【典例1】如图，炎炎夏日，汽车停在露天车场，若把装满水的矿泉水瓶留在车内容易引起火灾。关于这个现象，下列说法正确的是（　　） A．矿泉水瓶的作用相当于一个凹透镜 B．矿泉水瓶对光有发散作用 C．发生该现象的原理是光的折射 D．矿泉水瓶压扁后焦距不会改变 【变式1】如图，甲、乙两个凸透镜的焦距分别是3cm和5cm，下列说法正确的是（    ） A．平行光经过凸透镜后一定会聚于焦点 B．甲透镜的焦距更短，其会聚能力较乙透镜弱 C．经过凸透镜的光不一定是会聚的 D．用一张不透明厚纸片挡住甲透镜的上半部分，透镜的焦距会变小 【变式2】下列图中画出了光通过透镜（图中未画出）的光路，其中是凸透镜的是（　　） A．a B．b、d C．c D．a、b 题型二 照相机、投影仪、放大镜 解｜题｜技｜巧 （1）照相机：拍照时，摄像头相当于照相机的镜头，两者都是利用凸透镜成倒立、缩小的实像来工作的；照相机拍摄较远景物时，像比较小；拍摄较近景物时，像比较大。由此可知，远离被被拍摄景物，可以增大拍摄范围，但拍出来的景物会变小。 （2）投影仪：理解投影仪（幻灯机）的成像特点是解题的关键。投影仪（幻灯机）利用凸透镜能成倒立、放大的实像的原理工作的，因而可利用“反反得正”的方法推知幻灯片应反向放置。 （3）放大镜：在一定范围内，放大镜离物体越近，所成的像越小；离物体越远，所成的像越大。 【典例1】在“探究凸透镜成像规律”的实验中，某实验小组所描绘的图像如图所示。图像中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上的三个位置相对应。下列说法中正确的是（　　） A．凸透镜的焦距是20cm B．蜡烛处于A点时，所成像的特点的典型应用是照相机 C．蜡烛从C点移动到B点的过程中，所成的像逐渐变大 D．只有当蜡烛在B点时，将蜡烛与光屏的位置互换，光屏上才能成清晰的像 【变式1】如图所示是公共场所的广告投影灯，被光源照射的广告片经镜头投射，在地面上形成广告图标，下列说法正确的是（    ） A．该投影灯的成像特点与放大镜相同 B．该投影灯的成像原理与投影仪相同 C．调大镜头与广告片的距离，广告图标将变大 D．为了能从不同角度看见广告图标，应选择光滑的地面 【变式2】下列有关光学说法中正确的是（　　） A．用蜡烛做小孔成像实验时，将光屏远离小孔，所成的实像一定变大 B．物体在水中的倒影，是物体发出光经过水面反射后所形成的倒立的虚像 C．将均匀的刻度尺斜放入水中，我们在水面上看见刻度尺水面下的部分变短了，刻度变密了 D．伸直手臂拿家里的放大镜看很远处的花，会看到正立放大的花 题型三 凸透镜成像规律及其应用 解｜题｜技｜巧 （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；在一倍焦距以外，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，u>2f，f<v<2f；2）当成倒立、等大的实像时，u=v=2f；3）当成倒立、放大的实像时，f<u<2f，v>2f；4）当不成像时，u=f；5）当成正立、放大虚像时，u<f。 （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。 【典例1】如图所示，我校食堂安装了人脸识别团餐机，通过摄像镜头捕捉人脸信息“刷脸”付款。下列说法正确的是（　　） A．摄像头相当于凹透镜 B．“刷脸”时，人脸所成的是正立、缩小的实像 C．要使成像变大，人应该远离刷脸机 D．“刷脸”时，人脸应处于透镜的两倍焦距之外 【变式1】关于实像和虚像，下列说法中不正确的是（　　） A．虚像可以正立的，也可以是倒立的 B．实像都是由实际光线形成的 C．实像能用光屏呈现，虚像不能 D．实像可以放大也可以缩小 【变式2】在“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 B．当物距时，成倒立、缩小的实像 C．当物距时，所成的像能用光屏承接 D．若把物体从距凸透镜40cm处向距凸透镜15cm处移动过程中，所成的像会逐渐变小 期中基础通关练（测试时间：10分钟） 一、单选题 1．在探究凸透镜成像规律的实验中，首先需要调整烛焰和光屏的中心位于主光轴上，下列照片中的情况属于调整好的是（　　） A． B． C． D． 2．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。如图所示，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（　　） A．增大像距 B．增大像的大小 C．缩短景物到镜头距离 D．增大取景范围 3．如图所示的四幅示意图中，表示近视眼成像和近视眼矫正后成像情况的分别是（　　） A．乙和丙 B．乙和丁 C．甲和丙 D．甲和丁 4．如图所示，图甲是小胡同学通过简易显微镜观察白纸上的字母“F”的情景，图乙是该同学眼睛看到的“F”的像，图丙中A、B处是简易显微镜上两个凸透镜所在的位置，测得A处凸透镜的焦距，B处凸透镜的焦距，C处是白纸上的字母“F”的位置，BC之间的距离。则下列说法中不正确的是（　　） A．A处是物镜，B处是目镜 B．图乙中的像是“F”经过凸透镜两次放大形成的 C．由s与的关系可以判断，A处透镜的作用相当于放大镜 D．由s与的关系可以判断，字母“F”经过B处的凸透镜成放大的实像 5．集体照相时，发现有些人没有进入镜头，为了使全体人员都进入镜头，应采取（    ） A．人不动，照相机离人远一些，镜头往里缩一些 B．人不动，照相机离人近一些，镜头往里缩一些 C．人不动，照相机离人近一些，镜头往前伸一些 D．照相机和镜头都不动，人站近一些 6．某同学在做“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 与物到凸透镜的距离 u 的关系图像，如图所示。下列说法正确的有（　　） A．该凸透镜的焦距 f = 16 cm B．当 u = 10 cm时，在光屏得到的是放大的像 C．当 u = 6 cm时，在光屏上得到的是倒立、缩小的实像 D．把物体从距透镜30 cm处移动到距透镜10 cm处的过程中，像逐渐变小 7．小明需要佩戴隐形眼镜进行视力矫正。如图是他眼睛的成像示意图，所配制的眼镜中心厚度为0.5。据此判断，小明患有的视力缺陷及该镜片边缘的厚度是（　　） A．近视眼大于0.5 B．近视眼小于0.5 C．远视眼大于0.5 D．远视眼小于0.5 8．小明用透明塑料盒设计了一个高为15cm的昆虫标本观察器，如图所示。盒底上放标本，盒盖上嵌入一凸透镜。为了让观察者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选择合理的是（　　）    A．f=16cm B．f=10cm C．f=7.5cm D．f=5cm 期中重难突破练（测试时间：10分钟） 二、实验题 9．在“探究凸透镜成像规律”的实验中：    （1）如图甲所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图乙可知，凸透镜的焦距为 cm； （2）点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在 。 10．如图所示，小亮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）实验前，他先将蜡烛、水透镜和光屏放在同一直线上，点燃蜡烛后，发现光屏上的光斑偏在光屏下侧，为了将烛焰调节至光屏的中央，他应将水透镜的位置 （选填“升高”或“降低”）一些； （2）当小亮移动烛焰、水透镜和光屏至图甲所示位置时，恰能在光屏上得到清晰的像（像未画），现保持烛焰和透镜的位置不变，往透镜中注入一些水，要在光屏上再次成清晰的像，需将光屏向 （选填“左”或“右”）移动，此时，成的像跟物体相比 （选填“放大”、“缩小”或“等大”）了； （3）小亮又在实验室找到一只正在正常计时，带指针的手表，他将手表在光具座上固定好（如图乙所示），然后用强光照射手表，将它作为物通过水透镜成像；左右移动光屏，当透光性较好的薄塑料光屏上出现明亮清晰的手表的像时，小亮从光屏的右侧朝向光屏观察，他在光屏上看到手表的像的指针沿 （选填“顺时针”或“逆时针”）方向转动。 11．在探究凸透镜成像规律时，利用太阳光测量凸透镜的焦距，我们需要将凸透镜 太阳光，白纸应与凸透镜平行，来回移动透镜，找到 的光斑。组装并调节实验器材，使烛焰和光屏的中央位于凸透镜的 上，目的是使像成在光屏的中央。如图示，像成在了光屏的中央，此装置 （有/没有）按照要求调节。 12．小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律：    （1）如图甲所示，小明将一束平行光正对凸透镜，移动光屏，直到光屏上形成一个最小最亮的光斑，该凸透镜的焦距为 cm； （2）实验时，把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，为使像成在光屏中央，应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到 ； （3）小明将蜡烛移至光具座20cm刻度线处，如图乙所示，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是倒立、 的实像。生活中的 （选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）就是利用这种成像规律工作的； （4）接着，小明保持凸透镜在光具座上的位置不动，如果仅将图乙中蜡烛和光屏的位置互换，发现光屏上仍能观察到烛焰清晰的像。这是因为在光的折射现象中，光路是 的； （5）在如图乙所示实验情形下，如果保持凸透镜和光屏的位置不变，将蜡烛适当远离凸透镜，发现光屏上烛焰的像变得模糊不清，此现象可以体现 （选填“近视眼”或“远视眼”）的成像情况。 13．在探究“凸透镜成像规律”的实验中： （1）下列实验操作步骤，正确的顺序应是： 。（填选项前的字母） A．多次改变蜡烛到凸透镜的距离，进行实验，并记录各次物距、像距和像的特点 B．点燃蜡烛，将烛焰、凸透镜、光屏靠拢，调节三者的中心在同一高度上 C．将蜡烛移到某处，移动光屏，寻找烛焰清晰的像 D．记录物距、像距和像的特点 E．在光具座上依次放置蜡烛、凸透镜和光屏并将凸透镜固定在 50cm 刻度线处 （2）小明实验时所用的凸透镜的焦距 f=10cm，当烛焰放置在如图所示位置时，移动光屏，可以承接到一个清晰的倒立、 的实像（选填“放大”、“缩小”或“等大”）；接着把烛焰移至 20 cm 刻度线处，若仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向 （选填：“左”或“右”）移动。 （3）小明把蜡烛放在光具座的 35 cm 刻度线处，移动光屏，可以承接到一个清晰的 、 的实像，利用此原理制成了 。 期中综合拓展练（测试时间：15分钟） 三、简答题 14．在森林公园内，常有这样的温馨提示：“请不要将盛水的矿泉水瓶随意丢弃！”您知道这其中的道理吗？试着解释一下。 15．在使用温度计测温度的时候，小华发现温度都有很厚的玻璃外壳，实验室温度计的玻璃外壳是圆样形的，而体温计的是三棱样形的，莫非这样设计有什么科学道理吗？请你认为小华解释以下其中的道理。 四、综合题 16．凸透镜成像是由于光的折射而形成的，其成像规律可以通过画光路图去理解。在光路图中凸透镜用图甲表示，O点为光心，F为焦点。图乙中是物体AB经透镜所成的像。 （1）请画出图乙中两条入射光线的出射光线，完成成像光路图； （2）用一个不透明的纸片遮挡透镜的一部分时， 成完整的像；（选填“能”或“不能”） （3）某次做凸透镜成像的实验中，有个小组作出像距v和物距u的关系图象如图丙。请分析图象中有关数据，计算出凸透镜的焦距。 17．作出甲图中光线通过三棱镜的折射光线。 (1)根据作出的折射光线可以看出：光通过三棱镜，折射光线将向 （顶角/底面）偏折。 (2)如果把两个三棱镜按图乙、图丙所示两种方式组合在一起，画出它们的折射光线。 (3)由此你能得到透镜对光线作用的奥秘： 。 五、科普阅读题 18．阅读短文，回答问题。 光污染——来自靓丽的玻璃幕墙 小铭在自己日记本上记着这样一段内容：最近我十分苦恼，因为我家房子正对着一座新大厦的玻璃幕墙。有时站在窗前， 看到对面玻璃墙就好像平面镜一样。 将同楼居民家的一举一动看得清清楚楚。玻璃墙反光也使我苦不堪言，只要是晴天，我房间就被强烈的光线照得通亮， 无法正常休息。尤其是那种凹形建筑物，其玻璃幕墙在客观上形成一种巨型聚光镜，一个几十甚至几百平方米的凹面镜，其 聚光功能是相当可观的，能使局部温度升高，造成火灾隐患。 (1)光照射到光滑的玻璃幕墙上时，会发生 （选填“镜面 ”或“漫 ”）反射； (2)从上文找出一个玻璃幕墙给居民带来的不便或危害的实例 ； (3)凹形玻璃幕墙会导致对面的建筑物局部温度升高，对光线的作用与 （选填“太阳灶 ”或“汽车后视镜 ”）原理相同；放大镜也能聚光，两者的原理是 （选填“相同”或“不同”）的； (4)如何预防光污染，请你提出一条合理的建议 。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $