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(共53张PPT)
第10讲 透镜及其应用
第二部分 声学、光学、热学
知识梳理
1
重点突破
2
实验过关
3
跨学科实践
4
课堂检测
5
知识点1 透镜
知识梳理
1
透镜 特点 对光的作用 三条特殊光线 凸透镜 中间厚、边缘薄 对光有①_____ 作用
会聚
续表
透镜 特点 对光的作用 三条特殊光线 凹透镜 中间薄、边缘厚 对光有②_____作用
发散
知识点2 凸透镜成像规律及其应用
物距u u>2f u＝2f f光 路 图
像距v及成像特点 f < v < 2 f，成①____立、缩小的②_____像 v＝2f，成③____立、④_____的⑤_____像 v>2f，成⑥____立、⑦____的⑧____像 不能成像 v>u，成⑨____立、⑩____的 ___像
实
倒
倒
等大
实
倒
放大
实
正
放大
虚
物距u u>2f u＝2f f应用 照相机、望远镜的物镜 测焦距 投影仪、显微镜的物镜 / 放大镜、显微镜和望远镜的目镜
实像与虚像的区别：实像由 _______光会聚而成，虚像由实际光的 __________线会聚而成，能用光屏承接的是 _______像。 续表
实际
反向延长
实
知识点3 眼睛和眼镜
1. 眼睛的成像原理：晶状体和角膜的共同作用相当于一个_________透镜，把来自物体的光会聚在视网膜上，形成倒立、_______的实像。视网膜相当于________。
凸
缩小
光屏
2. 近视眼、远视眼及其矫正
类型 成因 特点 矫正方法 原理图 矫正前 矫正后
近视眼 晶状体太厚，折光能力太①______ 成像在视网膜②_____，只能看清近处的物体 戴③_____透镜
前
强
凹
续表
类型 成因 特点 矫正方法 原理图 矫正前 矫正后
远视眼 晶状体太薄，折光能力太④______ 成像在视网膜⑤_____，只能看清远处的物体 戴⑥_____透镜
弱
后
凸
重点1 凸透镜成像规律及其应用(2 年2 考)
1. [2025 沈阳模拟] 某同学探究“凸透镜的成像规律”时，在图示位置的光屏上看到清晰的像(未画出)，则凸透镜的焦距为 ______cm；他将蜡烛移到20 cm 刻度线处，移动光屏，直到能在光屏上看到清晰的像，生活
中应用这一规律的光学仪器
有_______。
10.0
重点突破
2
照相机
2. [2025 本溪模拟] 小光利用如图所示的蜡烛、水透镜、光屏等器材探索眼睛视物原理。模拟正常眼睛看物体，调节蜡烛、光屏，直到光屏上出现倒立、______的像(未画出)。小光接下来模拟眼睛观察近处物体，将蜡烛靠近凸透镜，保持凸透镜和光屏不动，需要将水透镜______(填“抽水”或“注水”)，直到光屏上出现清晰的像。
缩小
注水
3. [2025 鞍山一模] 如图所示的是小明在光学实践活动中用凸透镜和鞋盒自制的手机投影仪，它能将手机上的画面放大投影到白墙上(白墙未画出)。下列说法正确的是( )
A. 投影仪的凸透镜对光有发散作用
B. 墙上呈现的是倒立、放大的实像
C. 手机到凸透镜的距离应大于2f
D. 凸透镜可以矫正近视眼
B
4. [2025 大连模拟] 如图所示，许多博物馆在较为精巧的文物前放置凸透镜，方便游客看清楚文物的细节。游客通过凸透镜观察到放大、正立的像，下列说法正确的是( )
A. 像是实像
B. 像距小于物距
C. 将透镜靠近文物一些，像会变大
D. 将透镜逐渐远离文物，可能会观察到放大、倒立的像
D
5. [2025 辽宁，多选] 来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶片上，形成该物体的像。下列说法正确的是( )
A. 镜头相当于一个凸透镜
B. 镜头相当于一个凹透镜
C. 像是倒立的
D. 像是正立的
AC
重点2 透镜作图(2 年2 考)
6. [2025 辽宁] 如图，根据入射光线和折射光线，在图中的虚线框内画出一个透镜。
如图所示
7. [2024 辽宁] 如图，O 为凸透镜的光心，F 为凸透镜的焦点，请画出：
(1)入射光线a 经凸透镜的折射光线。
(2)折射光线b 对应的入射光线。
如图所示
8. [2025 沈阳模拟] 根据给出的折射光线，在图中画出相应的入射光线。
如图所示
重点3 眼睛和眼镜
9. [2025 眉山] 如图甲所示的是人的眼球示意图，人眼的成像原理与_______(填“ 照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像原理类似；如图乙所示的是______视眼看远处物体的成像示意图，用_________(填“ 凹透镜”或“凸透镜”)矫正，才能看清远处的物体。
照相机
近
凹透镜
实验 探究凸透镜成像的规律(课标实验)
实验思路
把物体放在距凸透镜较远的地方(u＞2f)，然后逐渐移近(如图)，把每次观察到的物距以及像的虚实、大小、正倒等情况都记录在表格中，再比
较实验数据得出结论。
实验过关
3
实验例题
例 某小组探究凸透镜成像的规律。
基础设问全练会
(1)如图甲，让平行光正对凸透镜照射，调整光屏，直到光屏上出现一个____________的光斑，据此可知，凸透镜的焦距f＝_______cm。
最小、最亮
9.0
(2)实验装置如图乙，将F形光源、凸透镜和光屏的中心大致调整在同一高度的目的：使像呈现在____________。
光屏中央
(3)设计的表格和记录的数据如下，表格①处应填入的内容是________。
像距v/cm
实验序号 物高 h/cm 物距 u/cm ① 像高 h′/cm 像的
倒正
1 4 3.0 无法测 看起来比物大一些 正立
2 4 6.0 无法测 看起来比物大很多 正立
3 4 9.0 看不到，光屏承接不到像 4 4 12.0 36.0 12 倒立
续表
5 4 15.0 22.5 6 倒立
6 4 18.0 18.0 4 倒立
7 4 21.0 15.8 3 倒立
8 4 24.0 14.4 2.4 倒立
9 4 27.0 13.5 2 倒立
10 4 30.0 12.8 1.7 倒立
(4)分析第1、2 两次实验数据及现象可知，当物距小于焦距时，物体通过凸透镜成正立、_______的虚像，且想要成的像更大，应将物体离透镜更_______一些。
(5)分析第4~10 次实验数据及现象可知，当物距大于焦距时，物距变大，所成像的大小变_______。
放大
远
小
(6)实验过程中，组内的小丽同学发现在光屏上始终没有观察到正立放大的像。回想透过水珠观察叶脉的情景，她采用图丙中______(填“A”“B”或“C”)的方式可以观察到正立放大的像。
B
(7)表格数据分析当物距和焦距的关系为_______时，实像高度将小于光源高度的一半。
(8)实验过程中，不小心用手指指尖触摸到了凸透镜，这时光屏上______(填“ 会”或“不会”)出现指尖的像。
(9)在完成最后一组数据后，小丽换上一个新的凸透镜，仍放在原处，保持F 形光源不动，将光屏远离透镜，可以在光屏上重新出现清晰的像，则新凸透镜焦距比原来的更______。
u > 3f
不会
大
中考能力点提升
(10)[2024 辽宁一模] 交流时，某同学建议换用直径更大的凸透镜(焦距不变)做实验，这样做的优点是___________________________。
像的亮度更大，便于观察
(11)[2025 沈阳一模]保持各元件位置不动，将光源更换成如图丁所示的光源。当该光源的三个发光二极管按照由下到上的顺序依次发光时，光屏上看到发光二极管的像沿__________(填“由上到下”或“由下到上”)的方向依次发光。进一步观察发 现，与该光源相比，F形光源的好处是：
便于比较__________________。
由上到下
像与物的左右关系
科学探究能力提优
1. 实验现象梳理
光屏上找不到清晰像的原因(发光物体、透镜、光屏三者中心在同一高度)：① 物距小于或等于一倍焦距；②物距稍大于一倍焦距，导致像距太大，超过了光具座的范围。
2. 实验难点拓展
[2025 朝阳模拟] 如图所示，若固定蜡烛与光屏间的距离为L0 不变，只移动凸透镜。蜡烛第一次成清晰像时，凸透镜位于A 点，设蜡烛与A 之间的距离为L，则该透镜焦距f_______(填“＞”“＜”或“＝”)L；继续向右移动凸透镜，蜡烛第二次成清晰像时，凸透镜位于B 点(未画出)，则A、B 之间的距离为_______(用L0、L 表示)。
<
L0－2L
点拨：凸透镜位于A 点，此时成实像，且物距小于像距，根据凸透镜成像规律可知，物距处于一倍焦距和二倍焦距之间，因此该透镜焦距小于L。当凸透镜移至B点时，因为在光屏上出现清晰的像，根据光的可逆性原理，可以假设蜡烛在光屏位置时，像应成在原蜡烛位置，因此光屏到透镜位置B 点的距离应为L，故凸透镜先后两次所在位置A、B 之间的距离s＝L0－2L。
1. 跨学科实践：制作望远镜
活动任务一：了解望远镜的成像原理
(1)望远镜有不同类型，其中有一种望远镜是由两组凸透镜组成的(如图甲所示)。靠近被观测物体的叫作物镜，作用是使远处的物体在焦点附近成_____(填“实”或“虚”)像，目镜的作用相当于一个_______(填“ 照相机”“投影仪”或“放大镜”)。
实
跨学科实践
4
放大镜
活动任务二：设计简易望远镜
(2)望远镜的放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比，为了成像质量好一些，其放大倍率不宜过大，取放大倍率2～3倍即可。现有A、B、C、D 三个规格不同的凸透镜，其规格如 下：A. 焦距20 cm，直径5 cm；B. 焦距15 cm，直径5 cm；C. 焦距10 cm，直径4 cm； D. 焦距5 cm，直径3 cm。
小组同学选择C规格透镜作为目镜，为了制作出图乙所示的望远镜(结构参考图丙)，则物镜应选择_____(填“A”“B”或“D”)透镜，这样物镜可以会聚更多的光，使所成像更加明亮。则此望远镜的放大倍率为______倍。
A
2
活动任务三：制作及调试望远镜
(3)用此望远镜，观察最远处物体时，物镜到目镜的距离约为_______cm，观察较近物体时，物镜和目镜间的镜筒长度要___________(填“长一些”“短一些”或“不变”)，看到的像是_________(填“正立”或“倒立”)的。
30
长一些
倒立
1. [2 分] 如图所示是小丽同学用眼镜片看纸上的“醉美辽宁”时的情景，据此可以判断该眼镜片是( )
A. 凸透镜 B. 凹透镜
C. 凸面镜 D. 凹面镜
B
夯实基础
课堂检测
5
2. [2025广州，2 分] 如图，蜡烛距凸透镜20 cm 时，烛焰在光屏上成清晰、倒立、缩小的像，则该凸透镜的焦距可能是( )
A. 5 cm
B. 20 cm
C. 30 cm
D. 40 cm
A
3. [2025 福建，2 分] 如图，修表师傅可通过“寸镜”看清手表微小结构。“寸镜”内部有一个凸透镜，使用时，手表到凸透镜的距离应( )
A. 小于1 倍焦距
B. 等于1 倍焦距
C. 大于2 倍焦距
D. 在2 倍焦距与1 倍焦距之间
A
4. [2025 大连模拟，多选，2 分] 如图所示，小明用凸透镜先后观察手指和窗外远处的景物。下列说法正确的是( )
A. 甲中看到的是虚像
B. 乙中看到远处窗外景物成实像
C. 甲的成像规律可应用于放大镜
D. 乙中小明眼睛到透镜的距离一定大于2 倍焦距
ABC
5. [多选， 2 分] 在做“探究凸透镜成像的规律”实验时，实验小组所描绘的图像如图所示。图像中A、B、C 三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应。
下列说法正确的是( )
A. 透镜的焦距是10 cm
B. 蜡烛从B 点对应的位置移动到C 点对应的位置的过程中，成的像逐渐变大
C. 蜡烛处于B 点对应的位置时，成倒立、缩小的实像
D. 蜡烛处于A 点对应的位置时，成倒立、放大的实像
AD
6. [2025 沈阳模拟，2 分] 生活中，我们常用照相机拍照来记录美好瞬间。照相机镜头对光起______作用，已知某照相机镜头的焦距为40 mm, 用该照相机拍摄远处的景物时，景物透过镜头成的是_______(填“ 正立”或“倒立”)、缩小的像。
会聚
倒立
7. [2025 湖北，2 分]2025年1 月20 日，在第九届亚冬会火种采集仪式上，现场用图甲中的冰透镜成功点燃了火炬。小红为了研究此现象，让光束透过近视眼镜和老花眼镜投射在墙上，如图乙。______(填“上”或“下”)方眼镜的透镜类型与冰透镜相同，为______透镜。
下
凸
8. [2 分] 如图所示，在玻璃板上滴加水滴，玻璃板下面放置一个小物体(未画出)，在水滴上方放一个放大镜，这样就组成了一个显微镜，水滴就相当于此光学仪器的_______(填“ 物镜”或“ 目镜”)，待观察物体通过水滴成倒立、______的实像。
物镜
放大
9. [2025 抚顺模拟，2 分] 小明在一个透明玻璃珠前面贴了一小块方格纸，如图a所示，从视线方向看去如图b所示，小明把贴有方格纸的一面转到后面，如图c所示，从前面看去如图d 所示，这是因为玻璃珠相当于一个_______，使方格纸成放大的______像。
凸透镜
虚
10. [2025 沈阳模拟，2 分]如图，蜡烛经凸透镜在光屏上成清晰的像，请画出入射光线ab经透镜后的折射光线，并至少确定凸透镜的一个焦点位置，用字母F 标识。(请保留作图痕迹)
如图所示
11. [2025 沈阳模拟，6 分] 在天宫课堂中，航天员制作了一个水球，透过水球可以看到她倒立、缩小的像，如图甲所示；随即她调整与水球间的距离，她的像逐渐变大，如图乙所示。
【实验猜想】凸透镜成像时，像的大小可能与______有关。
【实验思路】
(1)实验中光屏的作用是_____________。
(2)把物体放在距凸透镜较远的地方，然后
逐渐移近，如图丙所示，把每次观察
到清晰像时的物距以及像的大小记录
在表格中，比较实验数据。
物距
确定像的位置
【实验过程】
(1)实验前，将光具座放在水平桌面上，调节发光物体、凸透镜和光屏，使它们中心的________相同。
(2)把物体放在较远处，移动光屏，使光屏上呈现清晰的实像。观察实像的大小，测出物距和像距。
高度
(3)把物体向凸透镜移近几厘米，重复以上操作。把实验中得到的数据和观察的结果填入下表。
凸透镜焦距f＝10.0 cm 序号 物距u/cm 像的大小 像距v/cm
1 24.0 缩小17.2
2 20.0 等大20.0
3 18.8 放大22.0
…… 【实验结论】凸透镜成像时，________________________。
【实验交流】有同学质疑该实验的结论不具有普遍性，原因之一是________________________________________________，原因之二是___________________________________，因此实验结论不具有普遍性。
像的大小与物距有关
只探究了成实像时的情况，并未探究成虚像时的情况
只用焦距为10.0 cm 的凸透镜完成实验
创新好题
12. [2025 苏州，2 分] 探究凸透镜成像的规律时，把蜡烛、凸透镜和光屏置于光具座上，先固定好点燃的蜡烛和光屏，再移动凸透镜。当凸透镜距离蜡烛为16 cm 和24 cm 时，光屏上先后两次都呈现烛焰清晰的像。下列说法正确的是( )
A. 第一次的像是缩小的 B. 第二次的像比第一次大
C. 蜡烛和光屏间的距离是40 cm
D. 凸透镜的焦距是20 cm
点拨：当移动凸透镜分别距蜡烛16 cm 和24 cm 时，均可在光屏上得到清晰的像，根据凸透镜成实像的特点可以得到：当凸透镜距离蜡烛为16 cm 时，有f < 16 cm <2f ①，成倒立、放大的实像；当凸透镜距离蜡烛为24 cm时，有24 cm > 2f ②，成倒立、缩小的实像，根据①②可得8 cm < f < 12 cm ，故D错误；根据成像情况分析可知：第一次的像是放大的，故A错误；第二次的像比第一次小，故B错误；凸透镜距离蜡烛为16 cm 和24 cm 成实像时，是两个互逆的光路，所以u1＝v2，v1＝u2，蜡烛和光屏间的距离是16 cm＋24 cm＝40 cm，故C 正确。
答案： C

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