透镜及其应用

第3讲透镜及其应用

透镜

认识凸透镜和凹透镜

分类及外形特征凸透镜：中间____、边缘_____；对光的作用。凹透镜：中间_____、边缘_____；对光的作用。

相关概念及

特殊光线

【提示】凸透镜表面越凸，焦距越短，折光能力越强。

凸透镜成像规律及其应用

1.探究凸透镜成像规律

实验装置安装细节：调节烛焰、凸透镜和光屏，使三者的中心大致在同一______，使像成在光屏的_____；评估交流：无论如何移动光屏，均得不到像的原因：一是凸透镜、烛焰、光屏的中心不在____；二是蜡烛在_________或蜡烛在焦点上

深入拓展①遮住凸透镜一部分，成像性质不变，像变。

②蜡烛与光屏对调后，物距变_____距，像距变物距，像的大小与对调前相______，这也说明了光路的可逆性。

2.凸透镜成像规律及其应用

物体到凸透镜的距离u

像的性质像到凸透

镜的距离v

物距u与像

距v大小

u/v

物与像的

大小关系

物/像应用正倒大小虚实

u＞2f 倒立缩小实像2f＞v＞f 照相机u＝2f 倒立等大实像v＝2f 测焦距、等幅复印2f＞u＞f 倒立放大实像v＞2f 投影仪u＝f 不成像平行光u＜f 正立放大虚像v＞u / 放大镜

巧记规律一焦分虚实，二焦分大小；成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小。

【提示】当没有给出凸透镜焦距时，可利用太阳光粗略测量凸透镜的焦距。

眼睛和眼镜

眼睛与照相机眼睛：成像元件：_____、角膜；承像元件：____。照相机：成像元件：凸透镜；承像元件：光屏

看远近不同物体的调节调节晶状体的弯曲程度（调节________）调节像距

2.近视眼和远视眼

种类近视眼远视眼

视觉特征近处清晰,远处模糊远处清晰,近处模糊

形成原因晶状体太____，折光能力太____；眼球前后方向太____ 晶状体太___，折光能力太___；眼球前后方向太___

成像位置在视网膜____方在视网膜____方

成像光路

矫正镜片：凹透镜(将像往右、后移)矫正镜片：凸透镜(将像往左、前移)

各个突破

命题点1 透镜对光线的作用

例1.如图，有两束光线射向凸透镜，请完成光路(F为焦点，O为光心)。

题组训练

1．取一个大烧杯，里面充以烟雾，倒扣在桌上，用手电筒射出一平行光，要使射入

杯中的光束发散，应在杯底放置的器材是（）

A．平板玻璃 B．平面镜 C．凹透镜 D．凸透镜

2．如图所示，已给出了入射光线和出射光线，请在方框内画出合适的透镜。

3．如图所示，两条入射光线(或延长线)分别过凹透镜的光心O和焦点F，分别画出经过凹透镜折射后的光线。

命题点2 凸透镜成像规律及其应用

例2.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，下列判断正确的是（）

A．该凸透镜的焦距是16 cm B．当u＝12 cm时，在光屏上能得到一个缩小的像

C．当u＝20 cm时成放大的像。投影仪就是根据这一原理制成的

D．把物体从距凸透镜12 cm处移动到24 cm处的过程中，像逐渐变小

题组训练

4．把一个凸透镜正对着太阳光，在距凸透镜15 cm处得到一个最小最亮的光斑。将点燃的蜡烛放在离凸透镜14 cm处，经凸透镜所成的像是（）

A．正立、放大的虚像 B．倒立、放大的实像 C．倒立、缩小的实像D．正立、放大的实像

5．张强同学在光具座上做“研究凸透镜成像”的实验中，当光屏、透镜及烛焰的相对位置如图所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的像。由此判断，他所用凸透镜的焦距（）

A．一定大于20 cm B．一定在10 cm到16 cm之间

C．一定小于8 cm D．一定在8 cm到10 cm之间

6．某小区楼道设有多功能电子门铃，此装置可以通过其内置摄像镜头来识别来访者，该摄像镜头相当于凸透镜，经摄像镜头所成的是________(填“正立”或“倒立”)、________(填“放大”“缩小”或“等大”)的实像；若镜头的焦距为10 cm，为了能成清晰的像，人到镜头的距离应大于________cm。

命题点3 眼睛和眼镜

例3.小莉和外公视力都不正常，小莉看书总把书放得很近，而她外公看报纸时却把报纸放得很远，小莉和外公应分别戴什么样的眼镜矫正视力（）

A．都是凸透镜 B．都是凹透镜 C．凸透镜和凹透镜 D．凹透镜和凸透镜

题组训练

7．某小组同学在做凸透镜成像实验时，在图所示光具座上得到一个清晰的像。他们把一个近视眼镜镜片放在凸透镜与蜡烛之间，发现光屏上的像变得模糊不清。他们想再次得到清晰的像，下面是他们的分析，正确的是（）

A．近视眼镜镜片对光线有发散作用，光屏应向左调 B．近视眼镜镜片对光线有发散作用，光屏应向右调

C．近视眼镜镜片对光线有会聚作用，光屏应向左调 D．近视眼镜镜片对光线有会聚作用，光屏应向右调

实验突破

命题点凸透镜成像规律及相关探究

凸透镜成像规律在中考中通常从以下几个方面考查：实验基本操作过程、不能成像在光屏中心的原因及解决方法、分析实验现象得出凸透镜成像的规律、说出凸透镜成像规律的应用实例。

例.洋洋同学在探究“凸透镜成像规律及应用”活动中，选用了焦距未知的凸透镜。

(1)将凸透镜安装在光具座上，用平行光作光源，移动光屏，在光屏上得到一个最小

最亮的光斑，如图甲所示，则该凸透镜的焦距为________cm。

(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，并调整蜡烛火焰、凸透镜及光屏三者的中心，使其大致在________上，为实验探究做好准备。

(3)如图乙所示，将点燃的蜡烛移到标尺10 cm处，再移动光屏，直到在光屏上得到一个清晰的像为止。生活中________就是利用这一成像原理来工作的。

(4)在图乙所示情况下，保持光屏和凸透镜的位置不变，将蜡烛向左移动一段距离后，为了在光屏上再次得到清晰的像，应在凸透镜左侧附近安装一个焦距适当的________。 A．凸透镜B．凹透镜

(5)若保持凸透镜位置不变，将蜡烛移动到标尺35 cm处，会在光屏上得到一个倒立________的实像。

(6)如果用不透明纸板将凸透镜上半部分遮住，结果________。

A．没有影响 B．不能成像 C．成一半的像 D．仍能成完整的像，但亮度变暗

(7)实验中，某同学在光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高，你解决的方法是。

优化训练

1．小燕同学在做“研究凸透镜成像规律”实验时，将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏调节到如右图所示的位置，光屏中心正好出现清晰的像(未画出)。下列说法中正确的是（）

A．凸透镜的焦距为25 cm B．屏上的像是倒立缩小的实像

C．蜡烛燃烧变短，屏上像的位置会下降 D．取走光屏，则凸透镜不成像

2．在“探究凸透镜成像的规律“的实验中，凸透镜焦距为15 cm，把蜡烛放在凸透镜前25 cm处，光屏上可承接到烛焰放大、倒立、清晰的实像，然后保持凸透镜位置不变，将蜡烛缓慢向凸透镜靠近。最终停在距凸透镜20 cm处，为在光屏上得到烛焰清晰的实像，则光屏的移动方向和光屏上所得到像的大小变化分别是（）

A．靠近凸透镜，变大 B．远离凸透镜，变大 C．靠近凸透镜，变小 D．远离凸透镜，变小

3．某同学为了探究“视力矫正”原理，利用探究凸透镜成像规律的装置做了以下实验．如图所示，光屏上得到的是模糊的倒立实像，他将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间，发现光屏上的像变清晰了，他移走眼镜片，稍微将光屏远离凸透镜，屏上再次得到清晰的像，则该眼镜片是（）

A．远视眼镜片，对光线有会聚作用 B．远视眼镜片，对光线有发散作用

C．近视眼镜片，对光线有会聚作用 D．近视眼镜片，对光线有发散作用

4．常见的视力缺陷有近视和远视．如上图所示是一位视力缺陷者的眼球成像示意图，他的视力缺陷类型及矫正视力应该佩戴的透镜种类是（）

A．远视眼，凸透镜 B．远视眼，凹透镜 C．近视眼，凸透镜 D．近视眼，凹透镜

5．生活中很多光学器件含有透镜，下列关于光学器件中透镜的说法正确的是（）

A．教学用的投影仪利用凸透镜成正立放大的实像 B．显微镜的物镜相当于凸透镜，目镜相当于凹透镜

C．照相机中“调焦环”的作用是调节凸透镜焦距的大小 D．近视眼患者眼睛的晶状体变厚，应佩戴凹透镜矫正

6．在“探究凸透镜成像规律的实验”中，将蜡烛置于透镜前30 cm处时，在另一侧的光屏上得到了一个倒立、放大清晰的像，现保持透镜位置不动，将蜡烛和光屏的位置对调，则光屏上（）

A．无法成像 B．呈现正立、放大的像 C．呈现倒立、放大的像 D．呈现倒立、缩小的像

7．拿一副远视眼镜放在凸透镜前，如图所示，光屏上出现烛焰清晰的像，移走远视眼镜，烛焰的像变得模糊．为了能在光屏上重新得到清晰的像，下列操作可行的是( )

A．将蜡烛靠近凸透镜

B．将光屏靠近凸透镜

C．将光屏远离凸透镜

D．将光屏和蜡烛同时靠近凸透镜

8．如上图所示，小刚在做探究凸透镜成像规律的实验时，将焦距为10 cm的薄凸透镜固定在光具座上

50 cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上35cm刻度线处，移动光屏至80cm刻度线处，在光屏上得到烛焰清晰的像。以下

说法正确的是( )

A．此时光屏上成倒立缩小的实像 B．此成像原理可以应用在放大镜上

C．保持凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动，光屏也要向左移动才能在光屏上得到一个清晰的像

D．保持蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜在蜡烛与光屏之间移动，不可能再次在光屏上成清晰的像

9．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，光具座上各元件位置如图所示。此时在光屏上恰好成一个清晰的像，则下列说法正确的是( )

A．利用这一原理制成了投影仪

B．若保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置互换，会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像

C．若保持凸透镜位置不变，将蜡烛放到刻线45 cm处，适当移动光屏也能得到一个清晰的像

D．若将蜡烛稍稍靠近凸透镜，则应将光屏远离凸透镜才能得到清晰的像

10．将物体分别放在甲、乙凸透镜前，物距相同，通过甲透镜成正立放大的像，通过乙透镜成倒立缩小的像。图1是平行于主光轴的光线通过甲透镜的光路图，图2中哪幅图可能是平行于主光轴的光线通过乙透镜的光路图 ( )

图1 图2

11．如图是爱动脑筋的小明用手机和透镜自制的简易投影仪，它能将手机上的画面放大投射到白墙上。下列说法正确的是( ) A．手机到透镜的距离应大于透镜的二倍焦距 B．墙上呈现的是手机画面的正立、放

大的虚像

C．制作简易投影仪的透镜可以制作老花眼镜镜 D．要使墙上的像变大，应增大手机与

透镜间的距离

12．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，物体距离凸透镜30 cm时，在凸透镜另一侧的光屏上可得到一个倒立的、放大的实像。

该凸透镜的焦距可能为( )

A．5 cm B．10 cm C．15 cm D．18 cm

13．(多选)小明在探究凸透镜的成像规律时，做了如下实验：①用平行光正对凸透镜照射，移动光屏得到一个最小、最亮的光斑，如图甲所示；②保持该透镜位置不变，将点燃的蜡烛放在图乙所示的位置，移动光屏得到烛焰清晰的像(图乙中未画出)。则( )

A．实验②中，烛焰在光屏上成放大的像

B．实验②中，像到透镜的距离一定大于15 cm

C．若增大蜡烛与透镜的距离，所成的像会变大

D．若使烛焰通过该透镜成虚像，则蜡烛与透镜的距离应小于10 cm

14．人进入老年后，眼睛睫状体对晶状体的调节能力减弱，太远、太近的物体都看不清楚。近视远视一体眼镜(双光镜)可以解决这个问题，戴上这种眼镜，透过下半部分镜片可以看清书上文字，透过上半部分镜片可以看清远处景物。由此可知，近视远视一体眼镜下半部分是透镜，上半部分镜片对光具有 (选填“会聚”或“发散”)作用。

15．在“探究凸透镜成像规律”实验中，将凸透镜正对着太阳，在距凸透镜15 cm处得到一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为 cm；若将一个物体放在此透镜前40 cm处，可在透镜另一侧光屏上得到一个倒立、 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。

16．把一个凸透镜对准太阳光，可在凸透镜20 cm处得到一个最小、最亮的光斑。若将一物体放在此凸透镜前50 cm处，在凸透镜另一侧的光屏上呈现清晰倒立、缩小的________(填“实”或“虚”)像，生活中应用该原理制作的光学仪器是________。17．如图所示是许多同学用透镜所做的游戏，从游戏中可以看出透镜对光有________作用．用这种性质的透镜做成眼镜可以用来矫正________眼。

18.生活中处处有物理，水平桌面上有一个装满水的圆柱形玻璃杯。把一支铅笔水平地放在玻璃杯的一侧，透过玻璃杯能看到铅笔的

像，其成像原因是光的________；把铅笔由贴近玻璃杯的位置向远处慢慢地移

动时，透过玻璃杯会看到笔尖逐渐________(填“变长”或“变短”)，到某一

位置以后，所看见铅笔尖的方向________(填“改变”或“不变”)。

19．小明在探究“凸透镜成像规律”的实验中，当把蜡烛放在距透镜30 cm处时，

可在光屏上形成清晰的缩小的像，此时的成像特点可应用于__ __(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)．现保持透镜位置不变，将蜡烛向靠近透镜方向移动10cm，要使光屏上再次形成清晰的倒立的像，应将光屏__ __(选填“远离”或“靠近”)透镜。

20．如图，用铁丝围成一个内径约为4mm的圆环，在清水中浸一下后取出，布满圆环的水膜犹如透镜，用这个水膜透镜贴近课本上的字，看到的是正立放大的像，此像为_ __(选填“实像”或“虚像”)；透过水膜透镜看远处的楼房，楼房是倒立缩小的，这种成像情况与__ __(选填“照相机”或“幻灯机”)的成像原理相同；轻轻甩去一些水(保持水膜完好)，透过水膜透镜看到远处的楼房成正立缩小的像，此时水膜透镜相当于_ __(选填“凸透镜”或“凹透镜”)。

21．照相机是利用凸透镜可以成倒立、的实像的原理来工作的；小明在游玩古隆中途中，为父母拍照时发现武侯祠没有完全进入取景框，为了将父母和武侯祠都拍下来，他向后退一段距离，并将照相机的镜头__ (选填“向前伸”或“向后缩”)一点。22．如图所示，李宁同学在张老师指导下做“探究凸透镜成像规律”的实验．

(1)当蜡烛位于图中B处时，移动光屏到D处，观察到光屏上呈现清晰的像，此时像和物大小相等，则该凸透镜焦距为____ cm.

(2)李宁同学把蜡烛移动到A处，屏上的像变得模糊，要使像变清晰，光屏应向________(填“左”或“右”)适当移动，此时光

屏上的像应该是倒立、________的实像．

(3)在上述(2)操作的基础上，张老师取下自己戴的眼睛放于蜡烛和凸透镜之间、光屏上的像又变得模糊，李宁同学发现当光屏

向左移动适当距离后像又清晰．由此可知，张老师所戴的眼镜是________透镜，张老师的眼睛属于________(填“近视眼”“远视眼”或“正常眼”)。

23．在信息化时代，相机和手机都是常用的图象采集设备。

(1)如图所示，用相机拍照时，在芯片上所成的像是倒立的、缩小的__ __像(选填“实”或

“虚”)。镜头靠近人时，像的大小将变__ __，此时像会__ __透镜(选填“靠近”或

“远离”)。用相机拍摄远近不同的物体时，通过伸缩镜头，使像清晰地成在芯片上，这个

操作过程便是“调焦”，如图所示。

(2)小敏同学发现手机不能”调焦”但成像也基本清晰，她将手机拿到哥哥工作的大学实验室去

探究，实验数据如表，根据表中数据，判断手机镜头的焦距大约为__ __。

次数物理量1234567

物距/m10.00 5.00 2.00 1.000.500.100.05

像距/cm0.5000.5010.5020.5030.5050.5260.556

(3)请分析，手机拍摄远近不同的物体不需要“调焦”的原因是。