初中物理复习提纲第3讲透镜及其应用

第3讲透镜及其应用
┃考点自主梳理与热身反馈┃
考点6凸透镜与凹透镜
1．作用：凸透镜对光线有汇聚作用，凹透镜对光线有发散作用。

2．理解“会聚”与“发散”：透镜对光线的作用是相对于入射光线而言的，一般采用延长入射光线的方法来判断：折射光线比入射光线延长线靠近了主光轴为“会聚”，如图3－1所示；折射光线比入射光线延长线远离了主光轴为“发散”，如图3－2所示。

考点7 探究凸透镜成像规律
1．探究：凸透镜成像规律
(1)安装调节：在光具座上依次安装蜡烛、凸透镜与光屏，使蜡烛和光屏分居在凸透镜的两侧；点燃蜡烛，调节高度，使烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度，这样做的目的是使像成在光屏的中心。

(3)评估交流：无论如何移动光屏，均得不到像的原因：凸透镜、光屏、烛焰三者的中心不在同一高度；或是物体在一倍焦距内或物体在焦点上。

2．测凸透镜焦距的方法
(1)焦点法：在阳光下，让太阳光垂直穿过凸透镜照射在光屏(或地面)上，调节凸透镜与光屏(或地面)之间的距离，直到得到一个最小、最明亮的点，即为焦点。

用刻度尺测出焦点到凸透镜中心的距离，就是凸透镜的焦距(太阳光也可以用手电筒射出的光来代替)。

(2)成像法：根据凸透镜成像规律可知，当物像等大时，物距(像距)为焦距的2倍，测量出物距(像距)，可计算出焦距。

(3)放大镜法：用凸透镜作为放大镜来观察物体，让凸透镜逐渐远离物体，观察到物体由小变大，直到透过凸透镜观察不到任何东西时，此时用刻度尺测出物体到凸透镜中心之间的距离，即为凸透镜的焦距。

考点8 凸透镜成像规律的应用
1．照相机：镜头的作用相当于一个凸透镜，物距大于二倍焦距，胶卷上得到一个倒立、缩小的实像。

物体离照相机越远，所成的像越小。

2．投影仪：镜头的作用相当于一个凸透镜，投影片到镜头的距离大于一倍焦距、小于二倍焦距，光屏上得到物体倒立、放大的实像，所以投影片要倒插；平面镜的作用是改变光的传播方向。

3．放大镜：物距大于一倍焦距，得到正立、放大的虚像，物、像在透镜的同侧，物体离放大镜越远，所成的像越大。

4．望远镜：物镜相当于照相机，成倒立、缩小的实像，落在目镜的一倍焦距以内；目镜相当于放大镜，成正立、放大的虚像。

5．显微镜：物镜相当于投影仪，成倒立、放大的实像，落在目镜的一倍焦距以内；目镜相当于放大镜，再一次成正立、放大的虚像。

考点9 眼睛和眼镜
1．眼睛的成像原理
眼睛的成像原理与照相机的成像原理相似(u>2f时，f<v<2f，成倒立、缩小的实像)，但眼睛是通过改变焦距来成清晰的像的。

当人看某物体时，物体恰能成清晰的像，当人靠近物体时，晶状体变凸(焦距变小)，使物体仍成清晰的像(如图3－3甲所示)；当人远离物体时，晶状体变平(焦距变大)，使物体仍成清晰的像(如图乙所示)。

2．近视眼和远视眼的成因及矫正
由于晶状体太
厚
，折光能力太
强，或者眼球
在前后方向上太长使远处物体的像成在视网膜的前面，看不清远处的物体由于晶状体太薄，折光能力太弱，或者眼球在前后方向上太短使近处物体的像成在视网膜的后面，看不清近处的物体
1．如图3－4所示，其中对光线起发散作用的光学仪器是(D)
2．下列光学仪器成放大实像的是(D)
A．潜望镜B．平面镜
C．放大镜D．幻灯机
3．图3－5 是“探究凸透镜成像的规律”实验装置示意图，凸透镜的焦距是20 cm，图中眼睛可能观察到烛焰经凸透镜折射所成的虚像的是(B)
4．在如图3－6所示的四幅图中，正确表示远视眼成像情况的是图B ，其矫正做法是图D 。

(均选填字母)
5．如图3－7所示，一束平行光经过凸透镜后，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。

由此可知，凸透镜对光有汇聚作用，它的焦距是10.0cm。

6．在用焦距为10 cm的凸透镜探究凸透镜成像规律的实验中：
(1)如图3－8所示，将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在同一高度，其目的是使像成在光屏中央。

(2)当烛焰距凸透镜25 cm时，移动凸透镜另一侧的光屏，光屏上得到一个清晰的倒立(选填“正立”或“倒立”)、缩小的实像，人们利用这个原理制成了照相机。

(3)当烛焰距凸透镜6 cm时，移动凸透镜另一侧的光屏，光屏上不能(选填“能”或“不能”)得到一个清晰的像。

┃考向互动探究与方法归纳┃
例1凸透镜的焦距是10 cm，将物体放在主光轴上距凸透镜中心25 cm处，物体所成的像是(A) A．倒立、缩小的实像
B．倒立、放大的实像
C．正立、放大的虚像
D．倒立、等大的实像
【解析】由于凸透镜的焦距为10 cm，物体放在主光轴上距凸透镜中心25 cm处，即物距为25 cm，大于2倍焦距，故成倒立、缩小的实像。

根据像距(v)与物距(u)大小关系判断凸透镜成像大小：v<u，则成缩小的像；v＝u，则成等大的像；v>u，则成放大的像。

例2 小红同学在“探究凸透镜成像规律”实验中，烛焰在光屏上成了一个清晰的像，如图3－9所示。

下列说法正确的是(A)
A．实验中，蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像向上移动
B．要使光屏上烛焰的像变小，只需将蜡烛靠近凸透镜
C．利用这一成像规律可制成投影仪
D．为了便于从不同方向观察光屏上的像，光屏应选用较光滑的玻璃板
【解析】实验中，蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像会向上移动，故A正确；物距减小，像变大、
像距增大，故B错误；图中成的是倒立、缩小的实像，其应用为照相机，而投影仪的成像原理是物体在一倍焦距与二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，故C错误；为了便于从不同方向观察光屏上的像，光屏应选用较粗糙的玻璃板，故D错误。

(1)凸透镜所成的实像随物体的上升而下降；随透镜的升降而升降；不随光屏的升降而升降。

(2)在凸透镜成像中，实像总是倒立的，虚像总是正立的。

(3)在焦点以外，物与像的关系遵循“物近像远像变大”的规律；在焦点以内，物体离焦点越近，虚像越大。

┃考题自主训练与名师预测┃
一、选择题
1．图3－10中画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形，其中属于凸透镜的是(C)
A．a B．b、d C．c D．a、b、c、d
2．将点燃的蜡烛放在一凸透镜前1.5倍焦距的地方，当它向与它同侧的距离透镜3倍焦距的地方移动时，它所成的像(B)
A．变大
B．变小
C．先变小后变大
D．与蜡烛之间的距离变小
3．如图3－11所示，用照相机对图甲中的景物拍照，底片上所成的像是图乙中的(B)
4．张宁用如图3－12甲所示的装置测出凸透镜的焦距，并探究凸透镜成像规律。

当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙所示时，在光屏上可成清晰的像。

下列说法正确的是(B)
A．凸透镜的焦距是30 cm
B．图乙中烛焰成的是倒立、放大的像
C．照相机成像特点与图乙中所成像的特点相同
D．将蜡烛远离凸透镜，保持凸透镜、光屏位置不变，烛焰可在光屏上成清晰的像
5．(多选)光的世界丰富多彩，光学器件在我们的生活、学习中有着广泛应用。

下列说法符合实际的是(BD) A．近视眼镜利用了凸透镜对光线的会聚作用
B．照相时，被照者应站在距镜头二倍焦距以外
C．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
D．阳光通过凸透镜可以点燃纸屑，是利用凸透镜对
光线的会聚作用
6．5月12日上午，央视5台直播了“中国万达”2013黄河口(东营)国际马拉松赛。

此次比赛首次启用航拍，向国内外全方位展示赛事盛况，展现了东营市生态文明典范城市的发展成果。

已知摄像机镜头相当于一个凸透镜，航拍时物距大于2倍焦距。

关于航拍成像的性质，下列说法正确的是(D)
A．放大、正立的实像B．放大、倒立的实像
C．缩小、正立的实像D．缩小、倒立的实像
7．把一物体放在凸透镜前，在凸透镜另一侧12 cm处的光屏上得到一个缩小的实像，该凸透镜的焦距可能是()
A．10 cm B．12 cm
C．24 cm D．6 cm
8．如图3－14所示，将凸透镜固定在光具座上某位置(图中未标出)，点燃的蜡烛放在光具座上的a点，调节光屏的位置，在光屏上得到烛焰清晰、缩小、倒立的像；将蜡烛从a点滑到b点后，再移动光屏，屏上得到清晰的像变小。

则(A)
A．凸透镜位于a点左侧
B．凸透镜位于b点右侧
C．蜡烛在a点时，像距大于二倍焦距
D．蜡烛在b点时，像距大于二倍焦距
9．在农场小城镇建设中，路口安装的监控摄像头(如图3－15所示)与下列哪个光学仪器的原理相同(A)
A．照相机B．投影仪C．放大镜D．潜望镜
10．如图3－16所示，将凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看作眼睛的视网膜，烛焰看作被眼睛观察的物体。

拿一副近视眼镜给“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。

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(C)
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
二、填空题
11．图3－17为国际空间站上宇航员通过悬浮水珠成像的情景，图中水珠相当于凸透镜，所成的像为倒立、缩小的实像，生活中与该水珠这一成像原理相同的光学仪器有照相机(摄像机) (写出一种即可)。

12．小明用照相机拍照时，想使底片上的像大一些，应使照相机离物体近一些。

小红走近平面镜，她在镜中像的大小将不变。

13．小丑鱼颜色艳丽、体型较小，因此水族馆常将它放入球形鱼缸中以便观赏(如图3－18所示)。

球形鱼缸起到了放大镜(凸透镜) (填一光学仪器)的作用，我们看到的小丑鱼是它通过球形鱼缸形成的正立、放大的虚(选填“实像”或“虚像”)。

14．如图3－19所示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10 cm；当物距为30 cm时的成像特点可应用于照相机(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。

15．人类的眼睛好像一架照相机，通过调节晶状体的凹凸程度可以使远近不同的物体在视网膜上成清晰的像。

眼睛调节的两个极限点叫作远点和近点。

正常人眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是25 cm，这个距离叫明视距离。

根据上文，回答下列问题。

(1)你认为正常人眼睛的观察范围是(D)
A．0～10 cm B．10～25 cm
C．25 cm到极远处D．10 cm到极远处
(2)远视眼是来自近处物体的光成像于视网膜后(选填“前”或“后”)；矫正时在眼睛前面放一个图3－20甲(选填“甲”或“乙”)中的透镜，就能使光会聚到视网膜上。

三、实验探究题
16．某同学在做“凸透镜成像”的实验时，所用凸透镜的焦距为10 cm，老师要求他观察物距等于5 cm时烛焰所成的像。

实验时，他将点燃的蜡烛移到物距为5 cm处(如图3－21所示)，移动光屏，发现光屏上只有光斑(图中未画出)。

(1)下列关于光斑的说法正确的是(C)
A．光斑是烛焰所成的实像
B．光斑是烛焰所成的虚像
C．光斑是烛焰发出的光折射到光屏上形成的
(2)为了观察物距等于5 cm时烛焰的成像特点，请你写出接下来的操作步骤：移去光屏，从凸透镜的右侧通过凸透镜观察。

如图3－22所示是某物理实验小组用蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上研究“凸透镜成像规律”的实验装置。

(1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上，点燃蜡烛后，发现无论怎样移动光屏都找不到烛焰的像，其原因可能是(ABD)
A．光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度
B．物距小于透镜的一倍焦距
C．蜡烛在透镜的两倍焦距处
D．蜡烛在透镜的焦点上
(2)如果凸透镜的焦距为10 cm，当透镜到蜡烛的距离为15 cm时，移动光屏，在光屏上可得到倒立、放大的实像。

(3)当光屏上出现烛焰清晰的像时，如果用遮光板挡住透镜的上半部分，我们观察光屏时，将会在光屏上看到
(C)
A．烛焰像的下半部分
B．烛焰像的上半部分
C．烛焰完整的像，像的亮度变暗
D．烛焰完整的像，像的亮度不变。