1.5.1 透镜和视觉—透镜及凸透镜成像（举一反三·讲义）-科学新教材浙教版八年级上册

本讲义聚焦初中科学“透镜和视觉—透镜”核心知识点，系统梳理透镜的光学性质、分类（凸透镜与凹透镜）、主光轴、焦距等概念，通过对比表格明晰对光作用差异，再深入三条特殊光线及凸透镜成像规律，构建递进式学习支架。 资料设计亮点突出，采用速记口诀强化特殊光线记忆，实验探究强调“三心等高”等操作要点培养探究实践能力，规律总结口诀助力科学观念形成。例题结合生活实例，变式题深化科学思维，课后分层作业有效辅助学生查漏补缺，提升学习效果。

1.5.1 透镜和视觉—透镜 【新教材浙教版】 【知识框架+知识精讲（2个知识归纳）+课后作业（9基础5强化题）】 模块二 知识精讲 知识归纳 【知识点1 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 凸透镜、凹透镜对比 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（平行主光轴光线入射后会聚于F点） 放大镜 凹透镜 中间薄边缘厚 发散作用（平行主光轴光线入射后向外发散，反向延长线交于虚焦点） 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（如下光线2） 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（如下光线1） 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（如下光线3） 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。 【例1】平行光从右边射向凸透镜，会聚于点，若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 【答案】A 【解析】作出光路图如图所示，由光路图可知，光线会聚点要向左移动。故A符合题意，B、C、D不符合题意。故选A。 【变式1-1】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（ ） A.凸面镜　　　B.凹面镜 C.凹透镜　　　D.凸透镜 【答案】C 【解析】将眼镜放到太阳光下，由图知，阳光通过眼镜镜片形成的光斑四周亮、中间暗，说明该眼镜镜片对光起发散作用，所以镜片是凹透镜。 【变式1-1】现有以下 3 种光学元件：①平面镜 ②凸透镜 ③凹透镜，根据如图所示情况判断，方框内可选的光学元件有（ ） A. 只有① B. ①② C. ①③ D. ①②③ 【答案】若用平面镜，光路如图： 若用凸透镜，光路如图： 若用凹透镜，光路如图： 故D符合题意， 不符合题意。故选D。 【知识点2 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，便于观察。 (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 五种光路图画法： 3.【理解后必背】凸透镜成像规律 拓展： 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（正倒/大小/虚实） 应用 物像异侧 倒立、缩小、实像 照相机 物像异侧 倒立、等大、实像 计算测焦距 物像异侧 倒立、放大、实像 投影仪 不能成像，获取平行光 粗测焦距 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） 【例2】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 【答案】C 【解析】如图所示，因为物距大于像距，则有，，代入数据，解得。凸透镜的焦距不可能为10cm，又因为此时物距大于像距，光屏上成倒立、缩小的实像，故A、B不符合题意；将蜡烛和光屏的位置互换，根据光路可逆，光屏上仍能承接倒立、放大的实像，故C正确；将蜡烛移至45.0cm刻度线上，物距为5cm，小于焦距，此时成虚像，光屏上不能承接到像，故D不符合题意。故选C。 【点评】本题考查与凸透镜成像规律相关的知识，解答此类问题一定要熟悉凸透镜的成像规律，即与之间的关系，牢记1倍焦距分虚实，2倍焦距分大小，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。 【变式2-1】光具座上有凸透镜、光屏及光源各一个。当光屏和凸透镜的距离为10cm时，在光屏上成缩小的像。物理王老师把光屏沿着光具座移动5cm后，再次移动光源的位置使成像清晰。对于该像的情况，下列选项正确的是（ ） A.一定成放大的像 B.可能成缩小的像 C.成像可能比原来小 D.成像一定比原来小 【答案】B 【解析】当光屏上成倒立、缩小的实像时，有，代入数据，得，若把光屏沿着光具座靠近凸透镜5cm时，光屏到凸透镜的距离为5cm，可知光屏不能承接到像。若把光屏沿着光具座远离凸透镜5cm时，光屏到凸透镜的距离为15cm，再次移动光源的位置使成像清晰。则当时，，成倒立、放大的实像；当时，，成倒立、等大的实像；当时，，成倒立、缩小的实像，只是所成的像比之前像大。综上可知，B正确，A、C、D错误。故选B。 【变式2-2】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 【答案】D 【解析】把凸透镜正对太阳光时，光屏上最小最亮光斑所在位置就是凸透镜焦点，由此可知该凸透镜焦距f=10cm；把点燃的蜡烛放在凸透镜前 15 cm 处，则物距u=15cm；根据凸透镜成像规律：物距u大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、放大的实像，故 D 正确。 【变式2-3】如图所示是物理兴趣小组 “探究凸透镜成像规律” 的实验装置。 （1）如图甲，让平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小、最亮的光斑，则凸透镜的焦距 f =________cm； （2）实验前首先调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是________________； （3）当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图乙时，光屏上成倒立________（填 “放大”“等大” 或 “缩小”）的实像； （4）将蜡烛移到 35 cm 刻度线处，若想在光屏上得到清晰的像，应将光屏向________（填 “左” 或 “右”）移动，像将________（填 “变大”“不变” 或 “变小”）； （5）将蜡烛移至 45 cm 刻度线处，无论怎样移动光屏，始终承接不到烛焰清晰的像。此时应在凸透镜________（填 “左侧” 或 “右侧”）透过凸透镜观察像的特点； （6）如果将蜡烛换成 “F” 字 LED 光源，其优点是________________（只写一条即可）。 【答案】（1） 10.0 （2） 使像成在光屏中央 （3） 缩小 （4） 右 变大 （5） 右侧 （6） 像不晃动（合理即可） 【解析】（1） 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主轴上一点，该点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以该凸透镜的焦距是：f = 20.0 cm - 10.0 cm = 10.0 cm。（2） 为了使像成在光屏中央，应调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度。（3） 由题图乙可知，此时物距 u = 50.0 cm - 10.0 cm = 40.0 cm > 2f，成倒立、缩小的实像。（4） 将蜡烛移到 35 cm 刻度线处，此时物距减小，物距在 1 倍焦距和 2 倍焦距之间，根据凸透镜成实像时，物距远像变近可知，应将光屏向右移动，像将变大。（5） 将蜡烛移至 45 cm 刻度线处，此时物距小于 1 倍焦距，成正立、放大的虚像，人眼应在凸透镜的右侧向凸透镜看。（6） 将蜡烛换成 “F” 字 LED 光源，像不会晃动，实验现象更明显。 模块三 课后作业 基础巩固 1.图中画出了光线通过透镜(未画出)的情形。其中属于凸透镜的是（ ） 【答案】C 【解析】如答图所示，从四个光线通过透镜的情形可知，A、B、D选项图中的折射光线相对于入射光线是发散的，所以都是凹透镜；只有C选项图中是凸透镜，且入射光线是从凸透镜的焦点以内发出的，折射光线变得会聚了。故选C。 2.小明在探究“平面镜成像”和“凸透镜成像”的两个实验中，分别把一个不透明的木板放在如图1、2所示的位置，以下说法正确的是（ ） A.图1、2均不能成像 B.图1、2均不能看到像 C.图1、2都能成像且均能看到像 D.只有图1既能成像也能看到像 【答案】C 【解析】图1蜡烛在平面镜内成正立等大的虚像，是所有反射光线反向延长线的交点，不是由实际光线会聚而成，因此木板不能挡住，可以看到；图2蜡烛通过凸透镜成正立、放大的虚像，是所有折射光线反向延长线的交点，不是由实际光线会聚而成，因此木板也挡不住，可以看到。故C正确，A、B、D错误。 3.如图所示，在凸透镜左侧的主轴上一光点恰能在透镜右侧等距处生成一像点，将透镜沿顺时针方向转过角后，像点的位置（ ） A.仍在原处没有移动 B.像点移动，但不一定在原来的轴上 C.像点沿着向左移动 D.像点沿着向右移动 【答案】D 【解析】在凸透镜左侧的主光轴PQ上一光点S恰能在透镜右侧等距处生成一像点S'，此时成的是倒立、等大的实像，物距等于二倍焦距。将透镜沿顺时针方向转过30°角后，此时物距减小了，像距应变大，像点会远离凸透镜，由于经过光心的光线的传播方向不变，故像仍在原来的主轴PQ上，且向右移动。故D正确，A、B、C错误。故选D。 4.(2024・杭州丁桥中学期中)若空间有一竖直放置的大凸透镜，在主光轴位置上拉一根钢丝，一个杂技小演员从很远的地方沿着钢丝向焦点处匀速走来。下列叙述中（ ） ①小演员每走一步，像也走一步； ②像的脚步始终比小演员的脚步大； ③像总朝远离小演员的方向运动，好像在逃离。 A.只有①②正确 B.①②③都正确 C.只有①③正确 D.只有①正确 【答案】C 【解析】小演员从2倍焦距之外向着凸透镜的焦点移动时，物距变大，所以像距变大，实像也变大，所以小演员每走一步，像也走一步，①正确；根据凸透镜成像规律可知，小演员在2倍焦距以外时，所成的像是倒立缩小的，此时像的脚步比小演员的脚步小，②错误；因为成实像时物距越小，像距越大，像总朝远离小演员的方向运动，好像在逃离，③正确，综上，只有①③正确，故C正确，A、B、D错误。故选C。 5.小明利用太阳光测量凸透镜的焦距。下列操作最合理的是（ ） 【答案】C 【解析】利用会聚太阳光法测焦距时，要将凸透镜正对着太阳光，太阳光经凸透镜后将会聚在焦点。所以把白纸（光屏）置于另一侧，改变白纸与凸透镜间的距离，直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑，这个光斑便为焦点，测出光斑到凸透镜的距离，即为凸透镜的焦距；则由各选项图可知，AD的操作错误；而B图不方便测光斑到凸透镜的距离，C图中白纸与凸透镜平行，便于测出焦距，故C最合理。 6.用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律，将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏置于光具座上如图所示的位置，下列说法中正确的是（ ） A.只向左移动光屏至适当位置，光屏上能呈现烛焰缩小的像 B.只向右移动光屏至适当位置，光屏上能呈现烛焰放大的像 C.只向右移动蜡烛至适当位置，光屏上能呈现烛焰放大的像 D.只移动凸透镜至适当位置，光屏上能呈现烛焰等大的像 【答案】D 【解析】图中物距为，凸透镜的焦距也是10cm，物距等于焦距，光屏上不能成像，只向左或向右移动光屏至适当位置，光屏上不能成像，故A、B错误；只有向右移动蜡烛至适当位置，物距小于焦距，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，故C错误；将凸透镜移动到55cm处，物距为，像距为，此时，光屏上能呈现烛焰等大的像，故D正确。故选D。 7.(多选)在用一凸透镜研究其成像的规律时，某同学得到的部分实验信息如表所示。根据表中信息判定下列说法正确的是（ ） 实验次序 |物距/cm 像的性质 像距/cm 1 20 倒立、等大、实像 2 30 15 3 15 倒立、放大、实像 30 A.第1次实验的像距为20cm B.第2次实验成倒立、缩小的实像 C.该凸透镜的焦距为15cm D.若物距是12cm，物体通过透镜所成的像是虚像 【答案】A、B 【解析】A、C.由表中信息可知，第1次实验时，u=20cm,凸透镜成倒立、等大的实像，根据凸透镜成等大实像的条件可知，此时像距v=u=2f=20cm,则该凸透镜的焦距f=10cm,故A正确，C错误；； B、由表中信息可知，第2次实验时，u=30cm＞2f,则凸透镜成倒立、缩小的实像，故B正确； D、若物距是12cm,因2f＞u=12cm＞f,则物体通过凸透镜成倒立、放大的实像，故D错误。 8.当小实将遮光板置于主轴某一位置时，发现光屏上出现如图所示的情景。则光屏、凸透镜、遮光板和发光体 AB 的位置关系是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】由图可知，此时光屏上成发光体 AB 下半部分的像，说明遮光板遮住发光体 AB 的上部，发光体 AB 下部发出的光射向凸透镜，经凸透镜折射后，会聚成像，无论遮光板遮住透镜上部还是下部，发光体发出的光均会经凸透镜未被遮住部分成完整像，故 ACD 错误，B 正确。故选 B。 9.小明将凸透镜正对太阳光，在距离凸透镜10cm的白纸上呈现一个最小、最亮的光斑，此凸透镜的焦距为______cm。如图是他用该凸透镜观看书本上“中国梦”三个字时的情况，如果他想看到更大的正立的“国”字，小明需要将凸透镜______(填“远离”或“靠近”)书本，凸透镜和书本的距离应满足的条件是__________。 【答案】10 远离 小于10cm 【解析】平行于主光轴的光经过凸透镜折射后会聚于一点，这一点就是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离为焦距，所以根据题意可知此凸透镜的焦距为10cm。因为图中看到正立的像，所以此时凸透镜相当于一个放大镜，放大镜利用的是当物距小于1倍焦距时，成正立、放大的虚像的原理，所以想看到正立的“国”字，凸透镜和书本的距离应小于10cm，而当凸透镜成正立、放大的虚像时，物距越大，像距越大，成的虚像越大，所以想要看到更大的正立的“国”字，小明需要将凸透镜远离书本，但是距离不能大于10cm。 强化提升 10.平面镜水平放置且镜面朝上，在镜面上方竖直放置一个凸透镜，在凸透镜左侧主光轴上两倍焦距处有一点光源，关于点光源在该光具组中成像情况的判断，正确的是（ ） A.一个实像，两个虚像 B.两个实像，两个虚像 C.两个实像，一个虚像 D.一个实像，三个虚像 【答案】B 【解析】由题知，凸透镜主光轴上两倍焦距处有一点光源S，则光源S在凸透镜右侧两倍焦距处可以成一个等大的实像，这个实像又可以通过平面镜成一个虚像（平面镜成像）。点光源S通过平面镜可以成一个虚像，形成的这个虚像（相当于一个发光点）又可以通过凸透镜再成一个等大的实像（因在两倍焦距处的正下方，且过光心的光线传播方向不变）。由于通过的光线不能被平面镜反射（或不能再射向平面镜），所以不能在平面镜中再成一个虚像；所以，会出现两个实像，两个虚像，即S能成四个像，如图所示。故选B。 11.凸透镜成像实验中，移动物体到某位置时，能在光屏上成清晰缩小的像，则下列能成立的是（ ） ①如果将物体靠近凸透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏必须远离凸透镜，且光屏移动距离先大于物体移动距离，后小于物体移动距离； ②同时移动物体与光屏，且移动距离相同，有可能在光屏上成清晰缩小的像； ③换用焦距较小的凸透镜后，仍要在光屏上得到清晰的像，如果只移动光屏，光屏必须靠近凸透镜； ④保持物体和光屏位置不变，移动凸透镜，一定可以在光屏上得到另一个清晰的像。 A.①③ B.②④ C.②③ D.③④ 【答案】D 【解析】物体靠近凸透镜时，物距减小，像距增大，光屏应远离透镜，且当时，光屏移动距离小于物体移动距离，当时，光屏移动距离大于物体移动距离，所以光屏移动距离是先小于物体移动距离，后大于物体移动距离，故①错误；凸透镜成缩小的实像时，，光屏移动距离小于物体移动距离，故②错误；换用焦距更小的透镜，其对光线的会聚能力更强，成像提前，所以光屏必须靠近凸透镜，③正确；因为光路是可逆的，故只移动凸透镜，可以在光屏上成一个倒立、放大的实像，物距、像距正好与原来互换，故④正确。故选D。 12.如图所示，一底面半径为的圆锥体，放在一焦距为的凸透镜的主光轴上，并使其对称轴与主光轴重合，顶和底面中心分别在焦点和2倍焦距处，圆锥体经透镜所成的像是（ ） A.在透镜左侧，为圆锥面放大的虚像 B.在透镜右侧，为放大的圆锥形实像 C.在透镜右侧，为有限长圆柱形实像 D.在透镜右侧，为无限长圆柱形实像 【答案】D 【解析】由题意知，圆锥体的顶点和底面中心分别在焦点和2倍焦距处，其他部分在和之间，所以可以成圆锥的实像，像在透镜的右侧，底面的像在右侧的处，其他部分的像随着物距的减小而增大，像距也增大，焦点处的顶点发出的光线经凸透镜折射后将平行射出，所以顶点的像在无限远处，因此在透镜的右侧，成了一个无限长圆柱形实像。故选D。 13.在“探究凸透镜成像规律”的实验中，用如图所示的实验器材进行实验，若凸透镜的焦距为10cm，将蜡烛放在距离凸透镜______(填“5.0”或“15.0”)cm位置时，移动光屏，可以在光屏上呈现清晰的______(填“缩小”或“放大”)的像。若使光屏上能呈现清晰的等大的像，选用的凸透镜的焦距最大为______cm。 【答案】15.0 放大 25 【解析】凸透镜的焦距为10cm，要能在光屏上呈现清晰的像，则蜡烛到凸透镜的距离一定要大于1倍焦距，故选择15.0cm。当物距等于15.0cm时，物距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、放大的实像。如图所示的光具座总长度为100cm，在光屏上成等大的实像时，一定有物距等于像距等于两倍焦距，即（此时焦距最大）。因此焦距最大为25cm。 14.物理兴趣小组“探究凸透镜成像规律”的实验装置如图所示。 (1)首先调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是_____________________。 (2)如图1所示，让平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小、最亮的光斑，则凸透镜的焦距_______cm。 (3)当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图2所示时，光屏上成清晰的像，此时成______的实像。若实验过程中挡住凸透镜的一半，像的完整程度_______ (填“会”或“不会”)受影响。 (4)将蜡烛移到35cm处，若想在光屏上得到清晰的像，应将光屏向______(填“左”或“右”)移动，像将______(填“变大”“不变”或“变小”)。 【答案】(1)使像成在光屏的中央 (2)10.0 (3)倒立、缩小 不会 (4)右 变大 【解析】(1)为了使像成在光屏的中央，实验开始前，应将烛焰、凸透镜和光屏中心调节在同一高度上。(2)由图1可知，焦点到凸透镜的距离为。所以凸透镜的焦距为。(3)由图2可知，物距为，此时物距大于2倍焦距，成倒立、缩小的实像。若实验过程中挡住凸透镜的一半，烛焰上任一点发出的光射向凸透镜的另一半，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，但折射光线减少，会聚成的像变暗。(4)将蜡烛移到35cm处，此时物距变小，像距变大，光屏应向右移动，此时像将变大。凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大 第 1 页 共 17 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.5.1 透镜和视觉—透镜 【新教材浙教版】 【知识框架+知识精讲（2个知识归纳）+课后作业（9基础5强化题）】 模块二 知识精讲 知识归纳 【知识点1 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 凸透镜、凹透镜对比 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（平行主光轴光线入射后会聚于F点） 放大镜 凹透镜 中间薄边缘厚 发散作用（平行主光轴光线入射后向外发散，反向延长线交于虚焦点） 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（如下光线2） 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（如下光线1） 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（如下光线3） 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。 【例1】平行光从右边射向凸透镜，会聚于点，若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 【变式1-1】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（ ） A.凸面镜　　　B.凹面镜 C.凹透镜　　　D.凸透镜 【变式1-1】现有以下 3 种光学元件：①平面镜 ②凸透镜 ③凹透镜，根据如图所示情况判断，方框内可选的光学元件有（ ） A. 只有① B. ①② C. ①③ D. ①②③ 【知识点2 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，便于观察。 (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 五种光路图画法： 3.【理解后必背】凸透镜成像规律 拓展： 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（正倒/大小/虚实） 应用 物像异侧 倒立、缩小、实像 照相机 物像异侧 倒立、等大、实像 计算测焦距 物像异侧 倒立、放大、实像 投影仪 不能成像，获取平行光 粗测焦距 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） 【例2】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 【变式2-1】光具座上有凸透镜、光屏及光源各一个。当光屏和凸透镜的距离为10cm时，在光屏上成缩小的像。物理王老师把光屏沿着光具座移动5cm后，再次移动光源的位置使成像清晰。对于该像的情况，下列选项正确的是（ ） A.一定成放大的像 B.可能成缩小的像 C.成像可能比原来小 D.成像一定比原来小 【变式2-2】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 【变式2-3】如图所示是物理兴趣小组 “探究凸透镜成像规律” 的实验装置。 （1）如图甲，让平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小、最亮的光斑，则凸透镜的焦距 f =________cm； （2）实验前首先调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是________________； （3）当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图乙时，光屏上成倒立________（填 “放大”“等大” 或 “缩小”）的实像； （4）将蜡烛移到 35 cm 刻度线处，若想在光屏上得到清晰的像，应将光屏向________（填 “左” 或 “右”）移动，像将________（填 “变大”“不变” 或 “变小”）； （5）将蜡烛移至 45 cm 刻度线处，无论怎样移动光屏，始终承接不到烛焰清晰的像。此时应在凸透镜________（填 “左侧” 或 “右侧”）透过凸透镜观察像的特点； （6）如果将蜡烛换成 “F” 字 LED 光源，其优点是________________（只写一条即可）。 模块三 课后作业 基础巩固 1.图中画出了光线通过透镜(未画出)的情形。其中属于凸透镜的是（ ） 2.小明在探究“平面镜成像”和“凸透镜成像”的两个实验中，分别把一个不透明的木板放在如图1、2所示的位置，以下说法正确的是（ ） A.图1、2均不能成像 B.图1、2均不能看到像 C.图1、2都能成像且均能看到像 D.只有图1既能成像也能看到像 3.如图所示，在凸透镜左侧的主轴上一光点恰能在透镜右侧等距处生成一像点，将透镜沿顺时针方向转过角后，像点的位置（ ） A.仍在原处没有移动 B.像点移动，但不一定在原来的轴上 C.像点沿着向左移动 D.像点沿着向右移动 4.(2024・杭州丁桥中学期中)若空间有一竖直放置的大凸透镜，在主光轴位置上拉一根钢丝，一个杂技小演员从很远的地方沿着钢丝向焦点处匀速走来。下列叙述中（ ） ①小演员每走一步，像也走一步； ②像的脚步始终比小演员的脚步大； ③像总朝远离小演员的方向运动，好像在逃离。 A.只有①②正确 B.①②③都正确 C.只有①③正确 D.只有①正确 5.小明利用太阳光测量凸透镜的焦距。下列操作最合理的是（ ） 6.用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律，将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏置于光具座上如图所示的位置，下列说法中正确的是（ ） A.只向左移动光屏至适当位置，光屏上能呈现烛焰缩小的像 B.只向右移动光屏至适当位置，光屏上能呈现烛焰放大的像 C.只向右移动蜡烛至适当位置，光屏上能呈现烛焰放大的像 D.只移动凸透镜至适当位置，光屏上能呈现烛焰等大的像 7.(多选)在用一凸透镜研究其成像的规律时，某同学得到的部分实验信息如表所示。根据表中信息判定下列说法正确的是（ ） 实验次序 |物距/cm 像的性质 像距/cm 1 20 倒立、等大、实像 2 30 15 3 15 倒立、放大、实像 30 A.第1次实验的像距为20cm B.第2次实验成倒立、缩小的实像 C.该凸透镜的焦距为15cm D.若物距是12cm，物体通过透镜所成的像是虚像 8.当小实将遮光板置于主轴某一位置时，发现光屏上出现如图所示的情景。则光屏、凸透镜、遮光板和发光体 AB 的位置关系是（ ） A. B. C. D. 9.小明将凸透镜正对太阳光，在距离凸透镜10cm的白纸上呈现一个最小、最亮的光斑，此凸透镜的焦距为______cm。如图是他用该凸透镜观看书本上“中国梦”三个字时的情况，如果他想看到更大的正立的“国”字，小明需要将凸透镜______(填“远离”或“靠近”)书本，凸透镜和书本的距离应满足的条件是__________。 强化提升 10.平面镜水平放置且镜面朝上，在镜面上方竖直放置一个凸透镜，在凸透镜左侧主光轴上两倍焦距处有一点光源，关于点光源在该光具组中成像情况的判断，正确的是（ ） A.一个实像，两个虚像 B.两个实像，两个虚像 C.两个实像，一个虚像 D.一个实像，三个虚像 11.凸透镜成像实验中，移动物体到某位置时，能在光屏上成清晰缩小的像，则下列能成立的是（ ） ①如果将物体靠近凸透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏必须远离凸透镜，且光屏移动距离先大于物体移动距离，后小于物体移动距离； ②同时移动物体与光屏，且移动距离相同，有可能在光屏上成清晰缩小的像； ③换用焦距较小的凸透镜后，仍要在光屏上得到清晰的像，如果只移动光屏，光屏必须靠近凸透镜； ④保持物体和光屏位置不变，移动凸透镜，一定可以在光屏上得到另一个清晰的像。 A.①③ B.②④ C.②③ D.③④ 12.如图所示，一底面半径为的圆锥体，放在一焦距为的凸透镜的主光轴上，并使其对称轴与主光轴重合，顶和底面中心分别在焦点和2倍焦距处，圆锥体经透镜所成的像是（ ） A.在透镜左侧，为圆锥面放大的虚像 B.在透镜右侧，为放大的圆锥形实像 C.在透镜右侧，为有限长圆柱形实像 D.在透镜右侧，为无限长圆柱形实像 13.在“探究凸透镜成像规律”的实验中，用如图所示的实验器材进行实验，若凸透镜的焦距为10cm，将蜡烛放在距离凸透镜______(填“5.0”或“15.0”)cm位置时，移动光屏，可以在光屏上呈现清晰的______(填“缩小”或“放大”)的像。若使光屏上能呈现清晰的等大的像，选用的凸透镜的焦距最大为______cm。 14.物理兴趣小组“探究凸透镜成像规律”的实验装置如图所示。 (1)首先调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是_____________________。 (2)如图1所示，让平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小、最亮的光斑，则凸透镜的焦距_______cm。 (3)当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图2所示时，光屏上成清晰的像，此时成______的实像。若实验过程中挡住凸透镜的一半，像的完整程度_______ (填“会”或“不会”)受影响。 (4)将蜡烛移到35cm处，若想在光屏上得到清晰的像，应将光屏向______(填“左”或“右”)移动，像将______(填“变大”“不变”或“变小”)。 第 1 页 共 12 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $