2015中复人教版物理第4讲透镜及其应用

第四讲 透镜及其应用1.备考双基梳理：（1）课标点击：（2）基础回顾：凹透镜凹透镜对光线有发散作用．．．．．．．．．．． 特点：中间薄边缘厚凸透镜凸透镜对光线有会聚作用．．．．．．．．．．特点：中间厚边缘薄凸透镜成像规律．．．．．．．u ＞2f ，倒立、缩小的实像，2f ＞v ＞f 照相机u ＝2f ，倒立、缩小的实像，v ＝2f幻灯机2f ＞u ＞f ，倒立、放大的实像，v ＞2f u ＝f ，不成像u ＜f ，正立、放大的虚像，物像同侧 放大镜透镜名词：焦点F ，焦距f ，光心、主光轴 透镜及其应用眼睛和眼镜 近视眼及其矫正：凹透镜．．．．．．．．．．． 远视眼及其．．．．矫正：凸透镜．．．．．． 其他应用显微镜原理望远镜原理2．核心考点精讲（1）重难点突破：1．透镜的“会聚”与“发散”作用判断透镜的“会聚”、“发散”作用的最简单方法就是将原光线延长，对入射光线的传播方向和折射光线的传播方向进行比较，若通过透镜后的折射光线相对于原方向向主光轴偏折，即为会聚，向外偏折即为发散。

在图1中，两条折射光线相对于两条入射光线的传播方向“相互靠近”了，这就是凸透镜对光线起会聚作用的结果。

这时的两条折射光线不是会聚而是发散的，可见会聚作用并不等于会聚光线。

同理，在图2中，两条折射光线相对于入射光线的传播方向“相互远离”了，这就是凹透镜对光线的发散作用。

这时的两条折射光线不是发散而是会聚的，可见发散作用也不等于发散光线。

2．透镜中的三条特殊光线（见光路图）①通过光心的光线传播方向不变。

②平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后过焦点；经凹透镜折射后折射光线的反向延长线过凹透镜的虚焦点。

③通过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴；正对着凹透镜虚焦点的入射光线经凹透镜折射后平行于主光轴射出。

一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。

成实像时，物近像远像变大；成虚像时，物近像近像变小。

如果凸透镜被遮挡住一部分，只有一部分进光，凸透镜对光的作用不变，仍是完整的像，只是像变暗了。

图1 图2晶状体太薄，折光能力变弱，近处晶状体太薄，折光能力变弱，远处（2）易错点透析：①分析光的折射现象时要注意与光的反射现象区分开，不能把有些光的反射现象误作折射现象。

如区分“看到水中的鱼”和“看到水中的云”等光现象。

②分析透镜对光线的作用时，分不清“会聚作用”和“会聚光”、“发散作用”和“发散光”之间的区别。

③凸透镜成像规律中放大像与缩小像、实像和虚像的区别，以及对物体到透镜的距离（物距）和光屏到透镜的距离（像距）的理解和应用容易混淆。

④不会根据物距、像距和像的特点来推算凸透镜的焦距，不能按要求调节照相机。

⑤不能正确掌握凸透镜成像的规律，容易把凸透镜成放大或缩小实像时的像距、物距混淆，不能根据凸透镜成像情况来推算物距、像距。

⑥实像是由实际光线会聚而成，在光屏上可呈现，可用眼睛直接看，所有光线必过像点；虚像不能在光屏上呈现，但能用眼睛看，由光线的反向延长线会聚而成。

3．命题思路探究命题点一透镜的基本光学作图命题解读该知识点主要考查凸透镜对光线的会聚作用、凹透镜对光线的发散作用和透镜中的三条特殊光线。

该知识点一般以中考作图题的形式出现，试题所占的比例虽不大，但这是中考中必考的内容之一，分值大约在2～4分左右，出题的概率大约为30％。

典例 1 （2014•遵义）如图所示，为经过凸透镜折射后的两条光线，请在图中画出对应的入射光线．【解析】凸透镜有三条特殊光线：过光心的光线其传播方向不变；过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点．根据过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，可以作出两条折射光线对应的入射光线．【答案】见右图。

命题点二探究凸透镜成像规律命题解读探究凸透镜成像规律是光学部分的重要探究实验，同时也是各地中招考试命题的热点。

分析近几年的中考试题，命题点多集中在考查该探究活动应注意的事项和成像的规律上，回归教材的意识再次凸显。

这就要求学生必须亲历实验过程，思考实验过程中一些具体的细节问题，在理解的基础上总结出成像规律，只有这样才能顺利答题。

典例2 （2014•安顺）如图所示，在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上．（1）要使像成在光屏的中心，实验前，该怎样调节凸透镜、光屏和烛焰?（2）蜡烛在凸透镜2倍焦距外的位置时，在凸透镜另一侧移动光屏，会在光屏上得到一个什么样的像？（3）如果凸透镜焦距为10cm，蜡烛到凸透镜距离为8cm，从光屏的一侧透过凸透镜可以看到一个什么样的像？（4）实验中若在光屏上得到一清晰的实像，当用黑色硬纸片遮住透镜的上半部分，则所成的像将会怎样变化？【解析】（1）凸透镜成像实验中，把凸透镜、蜡烛、光屏放在同一条直线上，点燃蜡烛，调整蜡烛、凸透镜，光屏的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，烛焰的像才能呈现在光屏的中央位置．（2）由凸透镜成像规律可知：当u＞2f时，在凸透镜另一侧移动光屏，会在光屏上得到一个倒立缩小的实像．（3）如果凸透镜焦距为10cm，蜡烛到凸透镜距离为8cm，即u＜f，由凸透镜成像规律可知，从光屏的一侧透过凸透镜可以看到一个正立放大的虚像．（4）遮住凸透镜的上半部，物体上任一点射向凸透镜的下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗．【答案】略命题点三凸透镜成像规律的应用命题解读该知识点主要考查学生对凸透镜成像规律的记忆、应用。

有的根据物距和焦距，像距和焦距，物距和像距的关系，都能判断凸透镜的成像情况；有的根据凸透镜的成像情况，判断物距、像距和焦距大小以及它们之间的关系；有的根据凸透镜成像的动态变化规律，判断如何调节物距和像距。

这些题型是中考的热点，在中考中经常出现，要求学生一定要熟练掌握．典例3 （2014•昆明）在焦距为10cm的凸透镜前25cm处放一支点燃的蜡烛，那么在凸透镜另一侧的光屏上可以得到的是（）A．烛焰倒立缩小的实像 B．烛焰倒立放大的实像C．烛焰倒立缩小的虚像 D．烛焰正立放大的实像【解析】根据物距和焦距的关系，判断凸透镜成像的性质：u＞2f，成倒立、缩小的实像；2f＞u＞f，成倒立、放大的实像；u＜f，成正立、放大的虚像。

本题中凸透镜的焦距是10cm，蜡烛到凸透镜的距离是25cm，显然u＞2f，所以凸透镜成倒立、缩小的实像，故选A．【答案】本题答案选A．典例4 照相机拍集体照，发现有一部分人没进入镜头，这时应采取的方法是（）A．把照相机向人移近，同时增大底片到镜头之间的距离B．把照相机向人移近，同时减小底片到镜头之间的距离C．把照相机向人移远，同时增大底片到镜头之间的距离D．把照相机向人移远，同时减小底片到镜头之间的距离【解析】本题考查了凸透镜成实像时的物距与像距的变化关系：物近（远）、像远（近）、像增大（减小）．根据凸透镜成像的规律知，使全体同学都进入镜头，是要把成的像变小点，就要像距变小，物距变大，故应人不动，照相机离人远一些，镜头往里缩一些．故选D．【答案】本题答案选D．命题点四眼睛及其视力矫正命题解读新课标要求学生要了解眼睛的构造以及眼镜是怎样矫正视力的，使学生有眼保健的意识和方法。

在近几年中考中，这部分知识主要考查近视眼、远视眼及其视力矫正，这就需要学生明确近视眼、远视眼的成因，熟悉凸透镜和凹透镜对光线的作用，这样才能有效的进行解题。

典例5 （2014•武汉）如图所示，将凸透镜看作是眼睛的晶状体，光屏看作是眼睛的视网膜，烛焰看作是被眼睛观察的物体．拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上，光屏上出现烛焰清晰的像，而拿走近视眼镜则烛焰的像变得模糊．在拿走近视眼镜后，为了能在光屏上重新得到清晰的像，下列操作可行的是（ ）A ．将蜡烛远离凸透镜B ．将光屏远离凸透镜C ．将光屏靠近凸透镜D ．将光屏和蜡烛同时远离凸透镜 【解析】近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上，“眼睛”所成的像会后移，此时光屏上出现烛焰清晰的像，说明此时蜡烛烛焰的像恰好在光屏上；拿走近视镜片后，通过“眼睛”的光线将比有近视镜时变得会聚，所以蜡烛烛焰的像将成在光屏的前面，即“眼睛”（凸透镜）所成的清晰的像应该在光屏和透镜之间，所以应将光屏向靠近透镜方向移动，才能得到清晰的烛焰的像．故选C ．【答案】 本题答案选C ． 4．优化考题集训：小题精练1．（2014•菏泽）在森林中旅游时，请不要随意丢弃饮料瓶．因为饮料瓶内进入水后，相当于一个___________镜，对太阳光有___________作用，容易引发火灾．2．（2014•潍坊）照相机镜头的作用相当于一个___________透镜；显微镜的目镜是一组透镜，它的作用相当于一个_____________透镜。

在甲乙两幅图中，矫正近视眼的是_____________；矫正远视眼的是_____________（填“甲”或“乙”）3．（2014•随州）凸透镜是许多光学仪器的重要元件，可以呈现不同的像，应用凸透镜，在照相机中成_________（填“实”或“虚”）像，在投影仪中成_________（填“正立”或“倒立”）的像，而直接用凸透镜做放大镜时成正立的_________（填“放大”或“缩小”）的像．4．（2014•陕西）目前，青少年近视现象十分严重，近视眼看远处物体时，物体的像落在视网膜的_________（选填“前方”或“后面”），需要配带对光线有第5题第2题_________作用的_________镜进行矫正，使远处物体在视网膜上成倒立，_________的实像．5．（2014•山西）如图是小伟通过实验得到的凸透镜的像距v 和物距u 关系的图象，由图可知凸透镜的焦距是_________cm ；当物距为30cm 时的成像特点可应用于_________（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）6．（2014•湘西州）透镜在生活中很常见，仔细观察下面四幅图，凸透镜是（ ）7．（2014•宜昌）常言道，水火不相容，但用透明冰块磨制成的一个光学器件却可以取火，这个器件相当于下面的（ ）A ．平面镜B ．凸面镜C ．凸透镜D ．凹透镜8．（2014•东营）昆虫观察盒的盒盖是一个凸透镜（如图所示），盒盖到盒底的距离为10cm ，利用凸透镜能成正立、放大像的原理可以方便地观察小昆虫．在一次实验中，小明不小心把盒盖上的凸透镜打碎了．为了修好观察盒，老师分别给他提供了焦距为4cm 、8cm 、10cm 和12cm 的凸透镜各一个，他应该选择（ ）A ．焦距为4cm 的凸透镜B ．焦距为8cm 的凸透镜C ．焦距为10cm 的凸透镜D ．焦距为12cm 的凸透镜9．（2014•常州）如图所示，一束平行光经过一凸透镜，调节光屏的位置直到在屏上得到一个最小、最亮的光斑．小明用此凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，当物体距凸透镜30cm 时，重新调节光屏的位置，清晰可得（ ）第8题第9题A B C D第6题A．倒立缩小的实像B．倒立等大的实像C．倒立放大的实像D．正立放大的虚像10．（2014•怀化）一个放大镜的焦距为10cm，张大爷用此放大镜来观察药品使用说明书上较小的文字时，应将此放大镜放在与药品说明书的距离（）A．小于10cm B．等于10cmC．大于10cm D．在10cm和20cm之间11．（2014•遵义）在做凸透镜成像实验时，把物体从2倍焦距外沿主光轴移向焦点的过程中，像及像距的变化情况是（）A．像逐渐变小，像距逐渐变小B．像逐渐变小，像距逐渐变大C．像逐渐变大，像距逐渐变大D．像逐渐变大，像距逐渐变小12．（2014•昭通）小明用若干发光二极管组成形状如“R”的发光物体，与凸透镜和光屏依次组装到光具座上并调整好（图甲），移动光屏直到在光屏上成清晰的像为止．此时发光物体在光屏上所成的像是图乙中的（）A．A B．B C．C D．D13．（2014•荆州）在“探究凸透镜成像的规律”时，把蜡烛放在凸透镜前30cm处，光屏上可接受到倒立、放大的像，若保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置对调一下，则在光屏上（）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14．（2014•河北）透镜在我们的生活、学习中应用广泛．下列说法正确的是（）A．近视眼镜利用了凹透镜对光的发散作用B．照相时，被照者应站在镜头二倍焦距以内C．投影仪能使物体在屏幕上成正立、放大的虚像D．借助放大镜看地图时，地图到放大镜的距离应大于一倍焦距大题冲关15．（1）（2014•泰安）如图所示，从光源S发出的两条光线，其中一条平行于凸透镜的主光轴，另一条过凸透镜的焦点，请画出这两条光线透过凸透镜后的折射光线．（2）（2014•本溪）请画出图中入射光线经过凹透镜后的折射光线．16．（2014•哈尔滨）某物理学习小组在研究“凸透镜成像规律”时，使用的器材如图．（凸透镜的焦距是l0cm，刻度尺上标记着点，相邻两点间距为10cm）（l）实验前，蜡烛、凸透镜、光屏摆放和调整好的要求是_________________。