内容正文:
模块一 声学、光学
第三讲 透镜及其应用
第一篇 考点梳理·过教材
目录
CONTENTS
考点梳理回归教材
常考重难突破训练
一题练透教材实验
考点1 透镜
分类 外形特征 光学作用 三条特殊光线 实际应用
凸
透
镜 中间 ,
边缘
作用 照相机、投影
仪、放大镜、
远视眼镜
凹
透
镜 中间 ,
边缘
作用 近视眼镜
厚
薄
会聚
薄
厚
发散
①透镜对光有会聚作用还是发散作用,不是看光经过透镜
折射后会聚还是发散,而是看经过透镜后的光与经过透镜前的
光从传播方向上相比,是靠近主光轴还是远离主光轴。会聚不
一定交于一点(如图甲),发散也可能交于一点(如图乙)。
②凸透镜表面的凸起程度决定了焦距的大小。凸透镜表面越
凸,焦距越小,折光能力越强,可简记为“胖小强”。
1. (八上P117练习与应用1题变式)早在我国西汉时期的《淮
南万毕术》中就有关于冰透镜的记载:“削冰令圆,举以向
日,以艾承其影,则火生。”下列关于该记载解释的光路图中
正确的是( A )
A
2. (八上P115图5.1-4情境变式)如图所示,将一个凸透镜正
对太阳,在其下方20 cm处的白纸上呈现一个较小的光斑,这
个现象提示我们:凸透镜对光有 作用。当在白纸上出
现一个最小、最亮的光斑时,测量出透镜到光斑的距离为15cm,则该透镜的焦距为 cm。若想利用该透镜使小灯泡
发出的光变成平行光,应该把小灯泡放在离透镜 cm处,
利用的原理是 。
会聚
15
15
光路可逆
考点2 凸透镜成像的规律及其应用
1. 凸透镜成像的规律(f为焦距)
物距u 像的特点 像距v 应用
u>2f 像
u=2f 像 v=2f 测焦距
f<u<2f 像 投影仪
u=f 不成像 平行光测焦距
u<f 像 v>u(物
像同侧) 放大镜
倒立、缩小的实
f<v<2f
照相机
倒立、等大的实
倒立、放大的实
v>2f
正立、放大的虚
①凸透镜成像的规律可以概括为“二倍焦距分大小,一倍
焦距分虚实”。②成实像时,物近像远像变大,物远像近像变
小;成虚像时,物近像近像变小,物远像远像变大。③成实像
时,像与物谁大(即在2f以外),谁移动的速度就快。
2. 生活中的透镜
(1)照相机:照相时,镜头离物体的距离越近,像离镜头的
距离越 ,所成的像越 。
(2)投影仪:①投影片到镜头的距离(u) (选填
“大于”“等于”或“小于”)镜头到银幕的距离(v)。
②投影片离镜头越近时,银幕上所成的像越 ,像到镜头
的距离越 。
(3)放大镜:成虚像时,物体离镜头越近,所成的像越
;物体离镜头越远,所成的像越 。
远
大
小于
大
远
小
大
3. (八上P123图5.3-2情境变式)在探究凸透镜成像规律的实验中,当F形光源、凸透镜和光屏位置在如图所示的位置时,光屏上恰好成清晰的像(像未画出)。下列说法中正确的是( )
C
A. 根据此时成像规律可以制成投影仪
B. 为了研究凸透镜成像特点,也可以用V形光源
C. 保持F形光源和光屏位置不变,将凸透镜向左移动适当距
离,光屏上可再次成清晰的像
D. 若将光屏向右移动,光屏上的像将变模糊,此时反映的是
远视眼的成像原理
4. (八上P120、121图5.2-7、8情境变式)凸透镜成实像和虚
像的光路如图甲、乙所示,下列说法中正确的是( B )
甲 乙
A. 虚像总是放大的,实像总是缩小的
B. 实像能在光屏上呈现,虚像则不能
C. 虚像就是影子,实像是由实际光会聚而成的
D. 光经折射后总是成实像,经平面镜反射后总是成虚像
B
5. (八上P118图5.2-2情境变式)如图所示,照相机的镜头相
当于一个 镜,所成的像是倒立、 (选填“缩
小”或“放大”)的 (选填“虚”或“实”)像;若要
得到较大的像,则应该 (选填“增大”或“减小”)物距的同时 (选填“增大”或“减小”)像距。在天安门广场某处,小丽想用照相机拍摄天安门城楼的全景,但发现在该位置只能从取景框中看到城楼的一部分。为了能拍摄到天安门城
楼的全景,小丽应向 (选填“靠近”或
“远离”)天安门城楼的方向移动,同时将镜头
往 (选填“前伸”或“后缩”)。
凸透
缩小
实
减小
增大
远离
后缩
6. (八上P119图5.2-4情境变式)如图所示,投影仪上有一个
相当于凸透镜的镜头,来自投影片上图案(或物体)的光,通
过凸透镜后会聚在天花板上,形成的图案是 (选填
“正立”或“倒立”)、放大的 (选填“实”或
“虚”)像。为使我们能在银幕上看到像,可在镜头的上
方安装一个 ,作用是 。若要
使天花板上的像
变大,应将镜头 (选填“靠近”
或“远离”)投影片。
倒立
实
平面镜
改变光的传播方向
靠近
7. (八上P121练习与应用3题变式)如图所示,许多博物馆会
在较为精巧的文物前放置凸透镜,文物和凸透镜之间的距离
要 (选填“大于”或“小于”)透镜的焦距。通过凸
透镜看到的像是正立、 的虚像,文物和它的像在凸透
镜的 (选填“同”或“异”)侧。
小于
放大
同
考点3 眼睛和眼镜
1. 眼睛的成像原理(类比照相机)
类别 眼睛 照相机
成像元件 视网膜 胶片
看远近不同物体
时的调节方式 调节焦距 调节像距
成像特点 都成 、 的 像
正常眼睛的远点在无限远处,近点在大约10 cm处(明视距
离大约为25 cm)。
倒立
缩小
实
2. 近视眼和远视眼
类型 近视眼 远视(老花)眼
症状 像成在视网膜 ,
看 处清晰、
处模糊 像成在视网膜 ,
看 处清晰、
处模糊
成因 晶状体太厚,折光能力
太 ,或者眼球在前
后方向上太 晶状体太薄,折光能力
太 ,或者眼球在前
后方向上太
前
近
远
后
远
近
强
长
弱
短
类型 近视眼 远视(老花)眼
矫正 戴 戴
成因及
矫正
示意图
眼镜的
度数 ①透镜焦度Φ= ;②镜片度数=
凹透镜
凸透镜
100Φ
8. (八上P127、128图5.4-3、4情境变式)青少年时期是近视
的高发期,长时间上网、看电视、玩手机都有可能导致近视。如图所示,能正确表示近视眼成像情况和矫正方法的是( A )
A. 甲、丙 B. 甲、丁
C. 乙、丙 D. 乙、丁
A
9. (八上P129练习与应用3题变式)细心的小明发现爷爷看电
视时要摘下眼镜,而看报纸时又要戴上眼镜,说明爷爷只能看
清远处的物体而看不清近处的物体,爷爷的眼睛属于
(选填“近视眼”或“远视眼”),可以用 透镜来
矫正。小明帮爷爷设计了一款新型眼镜,如图所示,镜片A区
厚度相同,B区可以矫正视力,爷爷戴上这种眼镜就可以通
过 (选填“A”或“B”,下同)区看电视,通过
区看报纸,再也不需要频繁地戴上和摘下眼镜了。
远视
眼
凸
A
B
考点4 显微镜和望远镜
类别 显微镜 望远镜
物镜 成倒立、 的实
像,相当于投影仪 成倒立、 的实像,相
当于照相机
目镜 成正立、放大的虚像,相当于 镜
特点 物镜成倒立的 像,目镜成正立的 像,所以
人眼看到的是物体 立的像
放大
缩小
放大
实
虚
倒
①望远镜的放大倍率为(f为透镜的焦距)。②物体对眼
睛所成视角的大小不仅与物体本身的大小有关,还和物体到眼
睛的距离有关。同一个物体,距离眼睛越远,视角越小,物体
看起来越小。
10. (八上P130图5.5-2情境变式)天文爱好者使用的望远镜
如图所示,下列说法正确的是( D )
A. A镜是目镜,B镜是物镜
B. 太空中的星体通过A镜成的是虚像
C. 望远镜的A镜成像原理与投影仪相同
D. 通过B镜看到的是放大的虚像
D
11. (八上P137复习与提高7题变式)如图所示,把一滴水滴在
玻璃板上,在玻璃板下面放置一个用眼睛看不清楚的小物体,
再拿一个放大镜位于水滴的上方,慢慢调节放大镜与水滴之间
的距离,直到看清玻璃板下的小物体。关于水滴和放大镜的作
用,下列说法中正确的是( A )
A. 水滴的功能与投影仪镜头的功能相同
B. 水滴的功能与照相机镜头的功能相同
C. 放大镜的功能与投影仪镜头的功能相同
D. 放大镜的功能与照相机镜头的功能相同
A
跨学科实践:制作望远镜
【活动任务一:了解望远镜的成像原理】
(1)望远镜有不同类型,其中有一种望远镜是由两组凸透镜
组成的(如图甲所示)。靠近被观测物体的叫作物镜,作用是
使远处的物体在焦点附近成 (选填“实”或“虚”)
像,目镜的作用相当于一个 (选填“照相机”“投
影仪”或“放大镜”)用来把这个像放大。
实
放大镜
【活动任务二:设计简易望远镜】
(2)望远镜的放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比,为
了成像质量好一些,其放大倍率不宜过大,取放大倍率为2~3
即可。现有A、B、C三个规格不同的凸透镜,其规格如下:
A. 焦距20 cm,直径5 cm B. 焦距10 cm,直径4 cm
C. 焦距5 cm,直径3 cm
小组同学选择B规格的透镜作为目镜,为了制作出图乙所示的
望远镜,参考图丙,则物镜应选择 (选填“A”“B”或
“C”)透镜,这样物镜可以会聚更多的光,使所成像更加明
亮,则此望远镜的放大倍率为 。
A
2
【活动任务三:制作及调试望远镜】
(3)用此望远镜,观察最远处物体时,物镜和目镜的距离约
为 cm,观察较近物体时,物镜和目镜的镜筒长度距离
要 (选填“大一些”“小一些”或“不变”),看
到的像是 (选填“正立”或“倒立”)的。
30
大一些
倒立
透镜有关作图
1. [2024·凉山州]与主光轴平行的光AB是凹透镜的一条折射光
线,经过平面镜反射后反射光线为BC,请画出折射光线AB的
入射光线及平面镜的位置。
【答案】
1
2
3
4
5
6
7
8
9
2. [2023·凉山州]如图所示,凸透镜的主光轴与水面重合,F是
凸透镜的焦点,水下有一块平面镜M。一束与水面平行的光经
凸透镜折射后进入水中,再经水中的平面镜反射后恰过P点,
请将上述光路图补充完整。
【答案】
1
2
3
4
5
6
7
8
9
凸透镜成像的规律及其应用
3. [2025·德阳]小刘用焦距为10 cm的凸透镜探究成像规律。当
蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时,蜡烛在光屏上所成的
像是(像未画出)( C )
A. 倒立、等大的实像
B. 倒立、放大的实像
C. 倒立、缩小的实像
D. 正立、放大的虚像
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
4. [2025·苏州]探究凸透镜成像的规律时,把蜡烛、凸透镜和光
屏置于光具座上,先固定好点燃的蜡烛和光屏,再移动凸透
镜。当凸透镜距离蜡烛为16 cm和24 cm时,光屏上先后两次都
呈现烛焰清晰的像。下列说法正确的是( C )
A. 第一次的像是缩小的
B. 第二次的像比第一次大
C. 蜡烛和光屏间的距离是40 cm
D. 凸透镜的焦距是20 cm
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
5. [2025·绥化]在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,将点燃
的蜡烛放在距离透镜20 cm处,在透镜另一侧20 cm处的光屏上
得到清晰的像,则此透镜的焦距为 cm。若将蜡烛向靠近
透镜方向移动5 cm,调整光屏得到清晰的像,生活中与此时成
像原理相同的是 (选填“放大镜”“投影仪”或
“照相机”)。
10
投影仪
1
2
3
4
5
6
7
8
9
眼睛和眼镜的综合应用
6. [2025·成都]机器人跳秧歌舞、跑马拉松、做家务……人形机
器人用“眼睛”感知获取信息。如图所示,人形机器人“眼
睛”的光学成像与人眼相似,是通过镜头使物体在图像传感器
成像面上(相当于人眼的视网膜)成清晰的像。下列说法正确
的是( C )
A. 物体在成像面上成放大的虚像
B. 机器人“眼睛”的镜头对光有发散作用
C. 机器人“眼睛”光学成像原理与照相机成像原
理相同
D. 机器人“眼睛”只能“看见”自身正在发光的物体
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
7. [2025·广安]如图所示,某学习小组在探究凸透镜成像规
律时,光屏上刚好得到清晰的像(像未画出),凸透镜的焦距
f=10 cm。下列说法中正确的是( B )
A. 光屏上的像是倒立、缩小的虚像
B. 光屏上的像是倒立、放大的实像
C. 凸透镜可用来矫正近视眼
D. 照相机的成像原理与此成像原理相同
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
8. 将水透镜放在图甲位置能成清晰的像(像未画出),此时光屏上成倒立、 的实像。向外抽水后光屏上的像不再清晰,若在透镜前放一副眼镜,光屏上的像又变得清晰,该眼镜是 眼镜,图乙中的眼镜与此眼镜 (选填“是”或“不是”)同一种透镜。
缩小
远
视
不是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
9. [2025·凉山州改编]物理兴趣小组的同学们用一个焦距未
知的凸透镜来完成“探究凸透镜成像规律”的实验,装置如
图所示。
(1)同学们用平行光作为光源,移动光屏直至在光屏上得到
一个最小、最亮的光斑,如图甲所示,则凸透镜的焦距
为 cm。
10.0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(2)在图乙所示的位置,光屏上可以呈现清晰的像(像未画
出),该像是倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的
实像,此时将蜡烛向左移到15.0 cm刻度线处,把光屏向
移动,才可在光屏上再次呈现清晰的像。
(3)在图乙所示的情景下,在凸透镜左边适当位置放置一
个透镜镜片后,须将光屏向右移动才能再次出现倒立清晰的
实像,则该镜片可用来矫正 (选填“近”或“远”)
视眼。
缩小
左
近
1
2
3
4
5
6
7
8
9
在凸透镜成像时,加远(近)视眼镜,相当于改变
凸透镜的焦距。加近视眼镜,起发散作用,成像变远;加远视
眼镜,起会聚作用,成像变近。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
探究凸透镜成像的规律
小辉利用如图所示的装置做“探究凸透镜成像的规律”实验。
(1)小辉将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,点燃蜡
烛后,调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜和光
屏三者的中心大致在同一高度,这样做的目的是使像呈现
在 。
光屏中央
(2)小辉将蜡烛放在10.0 cm刻度线处,移动光屏到图甲所示
的位置,光屏上恰好呈现一清晰的像(像未画出),该凸透镜
焦距范围正确的是 (填序号)。
A. f<10.0 cm
B. 10.0 cm<f<12.0 cm
C. 12.0 cm<f<20.0 cm
D. f>20.0 cm
C
(3)保持凸透镜位置不变,小辉将蜡烛移动到25.0 cm刻度线
处,若想在光屏上得到清晰的像,应把光屏向 (选填
“左”或“右”)移动,像将 (选填“变大”“变
小”或“不变”)。
(4)保持蜡烛和光屏位置不变,将凸透镜移动到 cm
刻度线处可再次得到清晰的像,原因是 。
右
变大
34.0
光路可逆
(5)保持凸透镜位置不变,小辉将蜡烛移动到40.0 cm刻度线
处,无论怎样移动光屏,在光屏上都找不到像。当小辉的眼睛
在凸透镜右侧的适当位置,透过凸透镜能观察到烛焰
(选填“正立”或“倒立”)、放大的像。
正立
(6)在图甲所示的位置时,小辉在烛焰和凸透镜之间放一眼
镜的镜片,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向远离凸
透镜的方向移动适当距离后,光屏上再次呈现清晰的像,则该
眼镜的镜片是 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),
可用于矫正 (选填“近视眼”或“远视眼”)。
凹透镜
近视眼
(7)小辉又将蜡烛、薄玻璃板、光屏按图乙所示放置,则在
光屏上 (选填“能”或“不能”)呈现烛焰的像,说
明平面镜成的是 像。
不能
虚
(8)光屏上得到烛焰清晰的像时,小辉移动透镜时不小心用
手指指尖触摸到凸透镜,此时光屏上
(选填“会有指尖的像”“会出现指尖的影子”或“烛焰的像
暗了一些”),且像 (选填“仍完整”或“不完
整”)。
烛焰的像暗了一些
仍完整
(9)当物距u=8 cm时,小辉可以观察到下列图 (选填
“A”“B”“C”或“D”)中烛焰所成的像,如果此时让蜡
烛靠近透镜,观察到的像将 (选填“变大”“变小”
或“不变”)。
C
变小
(10)通过多次实验,小辉发现当f<u<2f时,蜡烛移动的速
度 (选填“大于”“小于”或“等于”)像移动的速
度。接下来小辉将蜡烛移至一倍焦距与二倍焦距之间某处,光
屏上成清晰的像,若烛焰中心下降1 cm,光屏上的像会向
(选填“上”或“下”)移动,移动的距离
(选填“大于”“小于”或“等于”)1 cm。
小于
上
大于
谢谢观看
$