人教版八年级物理第五章透镜及其应用复习

透镜及其应用

【学习目标】

1.识别凸透镜和凹透镜，知道凸透镜对光线的会聚作用和凹透镜对光线的发散作用；

2.知道凸透镜的光心、主光轴、焦点和焦距；

3.理解凸透镜成像规律；

4.知道照相机、幻灯机、放大镜的成像原理；

5.知道近视眼和远视眼的成因和矫正。

【知识网络】

【要点梳理】

要点一、凸透镜和凹透镜

1、透镜：中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜；中间薄，边缘厚的透镜叫凹透镜

2、主光轴：通过两个球面球心的直线。

3、光心（O）：主光轴上的一个特殊点，通过这个点的光传播方向不改变。

凸透镜凹透镜

4、焦点（F）：凸透镜使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点。凹透镜使跟主光轴平行的光线发散，发散光线的反向延长线会聚在主光轴上一点，这点叫凹透镜的虚焦点。

5、焦距（f）：焦点到凸透镜光心的距离。如图：

凸透镜凹透镜

6、对光线的作用：凸透镜对光线有会聚作用，也叫会聚透镜；凹透镜对光线有发散作用，也叫发散透镜。

要点进阶：

1、凸透镜有两个焦点，凹透镜有两个虚焦点；

2、放在凸透镜焦点上的光源发出的发散光束，经过凸透镜折射之后变成平行光束，幻灯机、投影仪、舞台上的追光灯等仪器就是利用了这一原理；

3、凹透镜的虚焦点，“虚”表示该点并不是实际光线的交点，而是逆着凹透镜折射光线的方向看去。要点二、凸透镜成像规律及应用

1、凸透镜成像规律：

物的位置像的位置像的性质应用举例

凸透镜u=∞

（平行光）

v=f

像与

物异

侧

成一点测定焦距u＞2f 2f＞v＞f 缩小、倒立、实像照相机

u=2f v=2f 等大、倒立、实像测定焦距2f＞u＞f v＞2f 放大、倒立、实像投影仪

u=f v=∞

同侧

不成像

u＜f v＞f 放大、正立、虚像放大镜

凹透镜物在镜前任意处v＜U 同侧缩小、正立、虚像

2、口诀记忆：

总结凸透镜成像规律，可简要归纳成“一焦分虚实，二焦分大小；成实像时，物近像远像变大；成虚像时，物近像近，像变小。”

（1）“一焦分虚实”：物体在一倍焦距以内成虚像，一倍焦距以外成实像。

（2）“二焦分大小”：物距小于二倍焦距，成放大的像，（焦点除外）；物距大于二倍焦距成缩小的像。（3）“成实像时，物近像远像变大”：成实像时，物体靠近透镜，像远离透镜，像逐渐变大。

（4）“成虚像时，物近像近，像变小”：成虚像时，物体靠近透镜，像也靠近透镜，像逐渐变小。

3、凸透镜成像应用：

（1）照相机：镜头相当于凸透镜，来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶片上，成倒立、缩小的实像。

（2）投影仪：镜头相当于凸透镜，来自投影片的光通过凸透镜后成像，再经过平面镜改变光的传播方向，使屏幕上成倒立、放大的实像。

（3）放大镜：成正立、放大的虚像。

要点进阶：

实像和虚像的区别：（1）成像原理不同：物体发出的光线经光学器件会聚而成的像为实像，经光学器件后光线发散，反向延长相交形成的像叫虚像。（2）成像性质上的区别：实像倒立的，虚像是正立的。（3）接收方法上的区别：实像既能被眼睛看到，又能被光屏接收到，虚像只能被眼睛看到，不能被光屏收到。

要点三、眼睛和眼镜

1、近视眼：只能看清近处的物体，看不清远处的物体。

2、成因：晶状体变得太厚，折射光的能力太强或由于眼球在前后方向上太长，来自远处的光会聚在视网膜之前，视网膜上得不到清晰的像。如图：

3、矫正：佩戴合适的凹透镜

4、远视眼：只能看清楚远处的物体、看不清近处的物体。

5、成因：晶状体太薄，折光能力太弱，或者是眼球在前后方向上太短，来自近处物体的光线发散程度较大，光会聚到了视网膜之后。

6、矫正：佩戴合适的凸透镜

要点进阶：

1、近视眼是因为眼睛调节能力减弱或是眼球前后过长造成的，近视眼应选用适当度数的近视镜片进行矫正，近视眼镜是由凹透镜制成的。

2、矫正远视眼，增强对光的折射作用。可配戴用凸透镜制成的远视眼镜，使入射的光线经凸透镜折射后进入眼睛，会聚点就能移到视网膜上，如图所示。

要点四、凸透镜成像作图

1、凸透镜的三条特殊光线：

（1）通过光心的光线经凸透镜后传播方向不变如图甲；

（2）通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴如图乙；

（3）跟主光轴平行的光线经凸透镜折射后过焦点如图丙。

2. 凹透镜的三条特殊光线

（1）通过光心的光线经凹透镜后传播方向不变如图甲；

（2）射向凹透镜的光线如果其延长线通过虚焦点，则经凹透镜折射后平行于主光轴如图乙；

（3）跟主光轴平行的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过焦点如图丙。

【典型例题】

类型一、透镜对光线的作用

例1.晋代张华的《博物志》中记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则得火。”“削冰令圆’’就是把冰块制成镜；要得火，应把“艾”放在镜的位置。

举一反三：

【变式】关于透镜对光的作用的讨论，不正确的是（）

A．跟主光轴平行的光线通过凸透镜折射后光线的反向延长线会聚在焦点上

B．凸透镜能使会聚光线提前会聚

C．跟主光轴平行的光线通过凹透镜成发散光线

D．凹透镜能使会聚光线延后会聚

类型二、凸透镜成像规律

例2.当物体距凸透镜5f处沿主光轴逐渐向f处移动时，在光屏上成的像一定是（）

A．倒立的实像，像的大小逐渐减小

B．倒立的实像，像的大小逐渐增大

C．倒立的虚像，像的大小逐渐减小

D．正立的实像，像的大小逐渐增大

举一反三：

【变式】物体从距凸透镜12cm移到距凸透镜18cm的过程中，调整光屏的位置，总能在光屏上得到倒立放大的像，由此可知，此凸透镜的焦距可能是（）

A．6cm B．10cm C．16cm D．20cm

例3. 如图所示，F为凸透镜的两个焦点，A′B′为物体AB的像，则物体AB在（）

A．图中Ⅰ区域，比A′B′大，箭头方向向上

B．图中Ⅱ区域，比A′B′大，箭头方向向下

C．图中Ⅲ区域，比A′B′大，箭头方向向上

D．图中Ⅳ区域，比A′B′小，箭头方向向下

举一反三：

【变式】（多选）在研究凸透镜成像规律的实验后，蓓蓓利用图画记录了她观察到的实验现象如图所示。四幅图画中的物、像关系有对有错，请你帮她把正确的图选出来（）

类型三、透镜的综合应用

例4.在防盗门上安装一只“猫眼”，屋内的人通过“猫眼”能看清屋外的人是一个正立、缩小的像，根据你的判断这个“猫眼”相当于镜。

举一反三：

【变式】在光具座上自左向右依次竖直放置一个凹透镜、凸透镜和平面镜，两个透镜的主光轴重合，凸透镜的焦距为f，此时两个透镜之间的距离为L。在凹透镜的左侧有一水平平行光束通过两个透镜后入射到平面镜上，经平面镜反射后，反射光恰能沿原来的光路返回，据此可判断凹透镜的焦距为（）

A．f B．L C．f+L D．f-L

类型四、作图与实验探究

例5.图中L为凸透镜，MN为其主光轴，O为光心，若物体AB经凸透镜成的实像为A′B′，试用作图的方法确定凸透镜的一个焦点F，并在图中标出F的位置。

例6.在探究凸透镜成像特点的实验中。

（1）实验时，在光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高，如图所示（P点是2倍焦距处）。你解决的方法是。

（2）调整后，把蜡烛移到A点处，此时光屏上的像很模糊，为了得到清晰的像，应把光屏向移动（填“左”或“右”），这次成的是倒立、的实像；

（3）再把蜡烛移到B点处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到像，是因为此时成的是正立、放大的像，要想看到这个像，应从图中的（填“C”或“D”）箭头所示的方向去观察。

【巩固练习】

一、选择

1.不正确用眼等原因都会导致患上近视眼，有近视眼的人大多数是采用戴近视眼镜进行矫正，现取一块近视眼镜片研究，下列说法不正确的是（）

A．镜片的中央比边缘薄 B．对光有发散作用

C．对光线具有会聚作用 D．是一块凹透镜

2.要在光屏上得到跟物体一样大小的实像，下列元件中应选用( )

A.平面镜

B.凸透镜

C.凸面镜

D.凹透镜

3.下列说法中错误的是( )

A.所有通过透镜光心的光线都不会改变光线的传播方向

B.来自凸透镜焦点的发散光线通过凸透镜后将平行于主光轴射出

C.平行于主光轴的光线通过凸透镜后会聚于焦点

D.光线通过凸透镜的光路可逆，光线通过凹透镜的光路不可逆

4.（多选）对下列四幅图阐述正确的是（）

A．甲图：近视眼成像在视网膜前，用凸透镜矫正

B．乙图：远视眼成像在视网膜后，用凹透镜矫正

C．丙图：显微镜的目镜相当于放大镜，物镜相当于投影仪的镜头

D．丁图：天文望远镜的目镜相当于放大镜，物镜相当于照相机的镜头

5.照相时，被拍摄物体到镜头的距离与照相机镜头焦距的关系应为( )

A.物体在2倍焦距之外

B.物体在1倍焦距和2倍焦距之间

C.物体到镜头的距离小于焦距

D.物体到镜头的距离等于2倍焦距

6.小林在森林公园里玩时，看到一个丢弃的塑料瓶，她想到，瓶里如果进了水后最容易引起火灾，其主要原因是（）

A．盛有水的瓶相当于一个凹透镜，对光线有会聚作用

B．盛有水的瓶相当于一个凸透镜，对光线有发散作用

C．盛有水的瓶相当于一个凸透镜，对光线有会聚作用

7.如图所示凸透镜成像的示意图。由于不慎将凸透镜的上沿(图中阴影部分)摔掉一块，关于像的变化，下列说法中正确的是( )

A.像的A′部分消失了

B.像的B′部分消失了

C.像是完整的，但亮度变暗

D.像的效果不受任何影响

8.（多选）某同学做“探究凸透镜成像的规律”实验时，所用凸透镜的焦距为f，保持凸透镜位置不变，如图所示，先后使烛焰位于a，b，c，d四点，并分别调整光屏的位置，关于a，b，c，d四点的成像情况，下列说法正确的是（）

A．烛焰位于a点时，屏上出现的实像最小

B．烛焰位于c点时，屏上出现的实像最大

C．烛焰位于b点时，屏上出现的实像最大

D．烛焰位于d点时，成正立放大的虚像

9.（多选）光学器件在我们的生活、学习中有着广泛的应用。下面的介绍有不切实际的是（）

A.近视眼镜利用了凹透镜对光的发散作用

B.照相时，被照物体与相机的距离是在镜头的二倍焦距之内

C.借助放大镜看地图时，地图到放大镜的距离应略大于一倍焦距

D.阳光通过凸透镜可以点燃纸屑，这利用了凸透镜对光的会聚作用

10.显微镜的物镜和目镜起的作用相当于（）

A．照相机和放大镜 B．投影仪和放大镜 C．放大镜和照相机 D．放大镜和投影仪

二、填空

11.凹透镜对光具有________（填“发散”或“会聚”）作用；矫正“老花眼”要利用________（填“凸透镜”或“凹透镜”）。

12. 放映幻灯片时，幻灯片需要________(填“正”或“倒”)着插入幻灯机。用凸透镜看远处物体成________、________的________像。

13. 兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凸起程度可改变的水透镜。通过注射器向橡皮膜注水或抽水，可以改变水透镜的凸起程度。如图所示，光屏上出现清晰的烛焰像，则该像是倒立、的像；向左移动蜡烛，保持光屏和水透镜位置不动，为使光屏上出现清晰的像，应通过注射器。（选填“注水”或“抽水”）

14.如图所示，有一张写着“F”字样的胶片放在教学用投影仪上，此时屏幕上刚好形成一个清晰的像。如果要得到更大的清晰的像，应使投影仪________(填“远离”或“靠近”)屏幕，并把透镜向________(填“上”或“下”)移动。

15.人眼看物体时，当物距变化时，眼睛的睫状肌会改变晶体的弯曲程度，使物体的像总能落在视网膜上，当晶状体变得最时，眼睛能看清最远点，正常眼的远点在，当晶状体变得最时，眼睛能看清最近点。

16.如图所示，对于左边的大写字母“F”，选择正确的字母代号填空。

（1）在照相机底片上成的像为；

（2）用放大镜看字母，看到的该字母的像的形状为

三、作图

17.在图中画出相应的折射光线，并确定像的位置。

18.根据图所示的光线情况，在方框中填人适当的光学元件。

四、实验探究

19. 给你一个透镜，你怎样判断它是凸透镜？写出3种判断方法。

20.小刚选择焦距为10cm的凸透镜做研究凸透镜成像规律的实验，如图所示：

(1)实验所需器材有：光具座、凸透镜、蜡烛、________、刻度尺和火柴；

(2)他先将烛焰、透镜和光屏三者的中心调整到同一高度。然后点燃蜡烛，将蜡烛由远及近地向透镜移动。当测得蜡烛与凸透镜的距离为25cm时，移动光屏，可在光屏上看到烛焰清晰、完整的像，该像是倒立、________的实像。

(3)通过实验他发现：当蜡烛在_________范围内移动时，无论怎样移动光屏，在光屏上始终得不到烛焰的像，若从光屏位置通过透镜向物体方向看去，可观察到正立的像。

(4)如果换一个焦距是15cm的凸透镜做实验，要想在光屏上得到倒立的放大的实像，则蜡烛到凸透镜的距离应该是________。