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(共53张PPT)
2024 山 东
物 理
第三章
透镜及其应用
透镜及
其应用
凸透镜成
像的规律
及其应用
透镜
眼睛的视物原理
近视眼、远视
眼及其矫正
眼睛和
眼镜
物距与焦距的关系
静态成像示意图
像距与焦距的关系
物像分布
凸透镜成像原理
应用
矫正方法
矫正原理
特点、成因
成像位置
成像特点
凸透镜
凹透镜
一、透镜
1、凸透镜和凹透镜
知识精讲
考点清单
入射光线　　 透镜 特点 平行于主光轴 通过(虚)焦点 过光心
折射后的光线(将④～⑥、⑩～ 补画完整) 凸 透 镜 镜片中间____、边缘_____，对光具有_____作用
厚
薄
会聚
④
⑤
⑥
入射光线　　 透镜 特点 平行于主光轴 通过(虚)焦点 过光心
折射后的光线(将④～⑥、⑩～ 补画完整) 凹透镜 镜片中间____、边缘___，对光具有_____作用
发散
薄
厚
⑩


二、凸透镜成像的规律及其应用
凸透镜成像原理：光的折射．
物距(u)与焦距的关系 静态成像示意图 像距(v)与焦距的关系 成像特点 物像 分布 应用
倒、正 放大、缩小、等大 虚、实 u＞2f f＜v＜2f 倒 缩小 _____ 物和像异侧 ______
u=2f v=2f ______ _____ _____ 物和像异侧 ______
实
照相机
倒
等大
实
测焦距
物距(u)与焦距的关系 静态成像示意图 像距(v)与焦距的关系 成像特点 物像 分布 应用
倒、正 放大、缩小、等大 虚、实 f＜u＜2f v＞2f _____ _____ ____ 物和像 异侧 ____________________
u＝f __________ 获取平行光、测焦距
倒
放大
实
投影仪
(或幻灯机)
不成像
物距(u)与焦距的关系 静态成像示意图 像距(v)与焦距的关系 成像特点 物像分布 应用
倒、正 放大、缩小、等大 虚、实 u＜f / _____ _____ _____ 物和像同侧 ______
速记口诀:①一倍焦距分虚实，内虚外实；②二倍焦距分大小，内大外小；③成实像:物近像远像变大；④成虚像：物远像远像变大． 放大镜
正
放大
虚
三、眼睛和眼镜
1、眼睛的视物原理：晶状体和角膜的共同作用相当于一个________，把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体倒立、________的实像．
2、近视眼、远视眼及其矫正
近视眼 远视眼
特点 看不清______处的物体 看不清______处的物体
成因 晶状体太厚，折光能力太_____ 晶状体太薄，折光能力太___
远
近
强
弱
凸透镜
缩小
近视眼 远视眼
成像位置 视网膜________
视网膜________
矫正方法(近凹远凸) 配戴用_______制成的近视眼镜
配戴用_______制成的远视眼镜
矫正原理 ________________ ________________
前方
后方
凹透镜
凸透镜
凹透镜使光线发散
凸透镜使光线会聚
教材图片练基础点
一、透镜对光的作用
(济宁2022.11第一空)
例1　(鲁科八上P84、人教八上P91、教科八上P73改编)如图所示,将一个凸透镜正对太阳,调整凸透镜与纸的距离,纸上会出现一个最小、最亮的光斑,凸透镜对光有______作用，此光斑到凸透镜光心的距离就是_______．
会聚
焦距
二、凸透镜成像规律及其应用
(烟台5考，淄博5考，济宁4考，日照4考，滨州2考)
例2　(人教八上P99改编)如图所示是装有水的圆柱形玻璃杯，将铅笔靠近玻璃杯的后面，透过玻璃杯可以看到笔尖指向左侧(与铅笔实物朝向相同)，此时成像为正立、长度________的虚像．将铅笔慢慢向远离玻璃杯方向移动到某位置时，透过玻璃杯会看到笔尖逐渐________(前两空均选填“变长”“变短”或“不变”)，移动到某一位置
以后，笔尖的方向突然改变，“改变方向”后
的像是______(选填“实”或“虚”)像．
变长
变长
实
例3　(鲁科八上P91、人教八上P94改编)如图所示，照相机的镜头相当于一个凸透镜，来自物体(人或景物)的光经过镜头发生折射，在胶片上成倒立、缩小的______(选填“实”或“虚”)像；某摄影师拍完整棵树的照片后，还想拍树枝的特写照片，要把照相机________(选填“远离”或“靠近”)树枝，同时将镜头________(选填“前伸”或“后缩”).
生活实践：拍摄班级留念照时，为了将所有师生都拍摄进去，摄影师应________(选填“远离”或“靠近”)师生．
实
靠近
前伸
远离
三、眼睛成像原理及视力矫正
(淄博2021.3，济宁2考，日照2020.11B)
例4　(鲁科八上P96、P97、人教八上P101改编)小陈发现爷爷看书报时将书报拿得很远，根据所学知识想到人的眼睛与________(选填“照相机“投影仪”或“放大镜”)的成像原理相同，爷爷眼睛的问题是因为晶状体太薄造成的________(选填“近”或“远”)视眼．于是他建议父母带爷爷到眼镜店选配一副眼镜，矫正视力的原理如图________(填图序)所示．
照相机
远
乙
纵向实验一题多设问
实验
探究凸透镜成像规律(烟台2020.24，淄博2019.21，济宁2020.19，
日照2考，滨州4考)
【实验装置】
1. 光屏的作用是_______________________________
【实验操作要点及注意事项】
2. 实验环境的要求(为了方便观察，本实验应选择在较暗的环境下进行)
3. 实验器材的放置顺序(由左向右依次为蜡烛、凸透镜、光屏)
4. 实验前调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在
同一高度(目的：____________________)[日
照2018.17(1)]
实验要点梳理
(鲁科八上P88图4－2－4)
承接物体通过凸透镜所成的实像
使像能成在光屏中央
5. 成像时眼睛的观察方法：①实像：眼睛在透镜与光屏之间注视光屏上的像；②虚像：去掉光屏，从光屏一侧(即蜡烛与眼睛在凸透镜异侧)，通过透镜，逆着折射光线观察蜡烛所成的像
6. 实验过程中蜡烛长度变短，烛焰的位置变低，像的位置变高；可将光屏或蜡烛向上移动，或将凸透镜和光屏同时向下移动[济宁2020.19(2)]
(鲁科八上P88图4－2－4)
【实验结论】
7. (1)当u＞2f，f＜v＜2f时成________________像(照相机)
(2)当u＝2f，v＝2f时成________________像(测焦距)
(3)当f＜u＜2f，v＞2f时成_________________像(投影仪)
(4)当u＝f时不成像；当u＜f时成________________像(放大镜)
倒立、缩小的实
倒立、等大的实
正立、放大的虚
倒立、放大的实
(鲁科八上P88图4－2－4)
【交流评估】
8. 光屏上找不到像的原因：①物距等于或小于一倍焦距；②像距太大，超出光具座的范围；③烛焰、凸透镜、光屏三者的中心没有在同一高度
9. 用纸遮住凸透镜一部分(或凸透镜缺失一角)，光屏上______(选填“会”或“不会”)成完整的像
10. 当光屏上成清晰的像时，对调物与光屏的位置，光屏上还能呈现清晰的像(光路可逆)
会
(鲁科八上P88图4－2－4)
11. 在蜡烛和凸透镜之间加透镜时像的变化问题
(1)加远视镜(凸透镜)(光线提前会聚，光屏需______凸透镜)[淄博2019.21(3)]
(2)加近视镜(凹透镜)(光线推迟会聚，光屏需______凸透镜)[济宁2020.19(3)，日照2018.17(2)]
12. 换透镜(焦距发生变化．凸透镜越厚，焦距越小)
远离
靠近
(鲁科八上P88图4－2－4)
例　小明用如图甲所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验．　　
【收集证据】
(1)实验前需要测量透镜的焦距，小明让一束平行于主光轴的光线经凸透镜后，在光屏上形成一个最小、最亮的光斑，如图甲所示，则该透镜的焦距为________cm.
一题多设问
甲
10.0
(1.1)(2021湘潭改编)同学小红将凸透镜正对着太阳光，在凸透镜下方平行地放上白纸，测出凸透镜与白纸间距离s与对应的白纸被烤焦的时间t，并绘制出t－s图像如图所示．该凸透镜的焦距为_____cm.
10
焦距判断变式
(2)[操作细节]组装实验装置时，将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，并对三者进行调节．如图乙所示，是小明及其他同学分别调节完的实验装置，其中调节正确的是_____装置(填写字母序号)，理由是__________
_________________________________，使像清晰地呈现在光屏的中央．
乙
C
烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度
【解释证据】
(3)小明正确调节好实验器材后进行
探究,观察到的现象及得到的测量结
果如下．
①观察数据，老师发现表格中第___
次实验数据可能是编造的，判断的
理由是_________________________
_____________．
实验序号 物距(cm) 像距(cm) 像的特点 正倒 大小 虚实
1 40 13.3 倒立 缩小 实像
2 30 15 倒立 缩小 实像
3 20 20 倒立 等大 实像
4 15 30 倒立 放大 实像
5 12 60 倒立 放大 实像
6 10 40 不成像 7 8 / 正立 放大 虚像
8 4 / 正立 放大 虚像
6
一倍焦距处不成像，所以无法测出像距
乙
实验序号 物距(cm) 像距(cm) 像的特点 正倒 大小 虚实
1 40 13.3 倒立 缩小 实像
2 30 15 倒立 缩小 实像
3 20 20 倒立 等大 实像
4 15 30 倒立 放大 实像
5 12 60 倒立 放大 实像
6 10 40 不成像 7 8 / 正立 放大 虚像
8 4 / 正立 放大 虚像
②剔除错误数据后发现____倍焦距处
是放大与缩小实像的分界点,____倍
焦距处是实像与虚像的分界点．
二
一
③当光屏上得到一个倒立、缩小的
实像时，联想到生活中________(选
填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就
是利用这一成像原理制成的．
照相机
实验序号 物距(cm) 像距(cm) 像的特点 正倒 大小 虚实
1 40 13.3 倒立 缩小 实像
2 30 15 倒立 缩小 实像
3 20 20 倒立 等大 实像
4 15 30 倒立 放大 实像
5 12 60 倒立 放大 实像
6 10 40 不成像 7 8 / 正立 放大 虚像
8 4 / 正立 放大 虚像
④凸透镜成实像时，若将蜡烛与光屏
的位置互换，光屏上_____(选填“能”
或“不能”)看到清晰的像，原因是
____________________________．
能
凸透镜成像时光路是可逆的
乙
实验序号 物距(cm) 像距(cm) 像的特点 正倒 大小 虚实
1 40 13.3 倒立 缩小 实像
2 30 15 倒立 缩小 实像
3 20 20 倒立 等大 实像
4 15 30 倒立 放大 实像
5 12 60 倒立 放大 实像
6 10 40 不成像 7 8 / 正立 放大 虚像
8 4 / 正立 放大 虚像
⑤分析表中1、3、5次实验数据，可
以得出：当凸透镜成实像时，物距越
大，像距_____，像______，且实像
都是____(选填“正”或“倒”)立的．
越小
越小
倒
乙
【交流评估】
(4)[意外现象](人教八上P99动手动脑学物理改编)小明同学在光屏上得到烛焰清晰的像，当不小心用手指尖触摸到了凸透镜时，光屏上______(选填“会”或“不会”)有指尖的像，这时光屏上所成的像会______(选填“变亮”“变暗”或“亮度不变”)．
不会
变暗
乙
(5)(2022广东省卷改编)实验进行了一段时间后，发现光屏上烛焰的像上移了一段距离，仅竖直方向调节器材的情况下，能让像重新回到光屏中心的操作是____________________________________________________
_____(写出一点即可)．
(6)(2023福建改编)若要使原来成在光屏上的像变小，应使蜡烛与凸透镜的距离变______，再调节光屏位置．
将蜡烛向上移动(或将光屏向上移动或将凸透镜和光屏同时
大
下移)
甲
乙
(6.1)[加眼镜](2022阜新改编)当光屏上恰好成清晰的像时，小明取下自己戴的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间，光屏上的像又变得模糊．保持其他元件不动，向远离凸透镜的方向适当移动光屏，又可在光屏上看到清晰的像，由此推断，小明的眼睛属于________(选填“近视”或“远视”)眼．
动态成像规律变式
近视
乙
(6.2)[水透镜](2021遂宁改编)如图所示，利用水透镜来探究近视眼的成因和矫正原理，缓慢向透镜中注水，水透镜厚度增加，焦距________(选填“变大”或“变小”)，光屏上的像逐渐模糊，小明认为如果不移动蜡烛和光屏，而将一个度数适当的老花镜紧贴着放在水透镜左侧，能使光屏上的像重新清晰，你认为小明的说法是______(选填“正确”或“错误”)的．
变小
错误
(7)实验完成后，老师组织各小组同学们交流分享：小红发现实验中当物距u等于焦距f 时，在光屏一侧透过凸透镜看到了烛焰正立、放大的像．你觉得下列解释合理的是_____．
A. 因为烛焰有一定的宽度，实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍大于一倍焦距
B. 因为烛焰有一定的宽度，实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍小于一倍焦距
C. 这是烛焰发出的光经凸透镜表面反射形成的像
B
乙
(8) [创新设计](2020河南改编)实验结束后小明认为：凸透镜成实像时，不但像与物上下是颠倒的，而且左右也是相反的，请你设计一种简单的方法，验证小明的观点：_________________________
____________________________________________________.
沿垂直于光具座方向吹动烛焰，观察光屏上像的晃动方向是否与烛焰的晃动方向相反
乙
(9) [横向拓展](2023安徽改编)如图丙1所示，将光源和光屏分别竖直放置在水平光具座上的A、C位置，B是AC的中点．在AB之间朝向A观察，看到的光源形状如图丙2中的a所示．在B处竖直放置一块平面镜，镜面朝向光源，小丽在AB之间观察平面镜中的像，小明在BC之间观察光屏．此后，小亮将平面镜更换为一个凸透镜，恰能在光屏上成等大的像，他在BC之间观察光屏上的像．上述实验过程中，小丽、小明和小亮观察到的分别是图丙2中的____(选
填“①”“②”“③”或“④”)．
①a、c、e　 ②b、c、d　
③b、b、d ④b、b、e
丙
②
解本题的关键点有以下两点：
①平面镜成像特点是正立、等大的虚像，像的大小不随物距的变化而变化，因此小丽观察到的是平面镜中的虚像，小明观察不到像；
②凸透镜在二倍焦距处成的像是倒立、等大的实像，因此小亮观察到的是凸透镜在光屏上成的实像．
解题关键点
收集证据
1．实验环境
2．实验前器材调节
3．测量凸透镜的焦距
4．如何确定实像的位置
5．如何观察虚像
实验命题点
解释证据
6．根据实验数据和现象总结凸透镜成像规律及实际应用
交流评估
7．在物体和凸透镜之间，紧贴凸透镜加一个“透镜”(或更换不同焦距的凸透镜)，像如何变化，如何移动光屏找清晰的像
8．蜡烛变短要使像成在光屏中央应该如何调节实验器材
9．使用LED灯代替蜡烛的优点
凸透镜成像规律及应用
类型1　静态分析
(烟台2考，淄博4考，济宁4考，日照2考，滨州2021.5)
1. (2021日照4题3分)小明手持一个凸透镜，在教室内从南边的窗户移向北边的白墙，离白墙近些时，看到窗外的物体在墙壁上成清晰的像．下面说法正确的是(　　)
A. 像是光源 B. 像一定是虚像
C. 像一定是倒立的 D. 像一定是放大的
山东6年真题子母题
1
命题点
C
2. (2023泰安12题2分)小芳利用如图所示的装置“探究凸透镜成像的规律”.将蜡烛放在凸透镜左侧适当位置，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的像，分别测出物距u和像距v，实验数据如表所示．
实验次数 1 2 3 4 5
物距u/cm 60 30 20 15 12
像距v/cm 12 15 20 30 60
下列说法中(　　)
①该凸透镜的焦距为20 cm
②第1次实验的成像规律与照相机成像原理相同
③从第1次实验到第5次实验，成在光屏上的像越来越大
④当u＝11 cm时，移动光屏，可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像
A. 只有①④正确
B. 只有②③正确
C. 只有①②正确
D. 只有②③④正确
实验次数 1 2 3 4 5
物距u/cm 60 30 20 15 12
像距v/cm 12 15 20 30 60
B
3. [照相机原理](2021烟台17题3分)现代生活中人们越来越离不开手机,其中手机强大的拍照功能给人们带来很多的便利，景物通过手机镜头成倒立、缩小的________(选填“实像”或“虚像”).如图所示，小明利用自拍杆进行自拍，与手拿手机自拍相比,利用自拍杆可以______物距，从而________取景范围,取得需要的拍摄效果(后两空均选填“增大”或“减小”).
实像
增大
增大
3.1 [投影仪原理]如图所示是小明在回家路上看到的警示标识．它是由上方的投影灯投射出来的，投影灯的镜头相当于一个______透镜，画面经投影灯镜头成的是倒立、放大的______像，若要将标识画面投向更远的路面，应______投影片与镜头的距离，将标识画面投向更远的路面时，投影画面将______．(后两空均选填“增大”或“减小”)
凸
实
减小
增大
类型2　动态分析
(烟台3考，淄博2018.10，日照2考，滨州2019.5)
4. (2023日照4题3分)某兴趣小组开展“创新服务生活，科技改变未来”的科技创新活动，模拟制作一款“智能”行驶玩具车．该玩具车利用车载传感器(摄像头、雷达)采集生成道路特征数据，完成“自动”驾驶．作为传感器之一的摄像头，下列说法正确的是(　　)
A. 摄像头的镜头是凹透镜
B. 遇障碍物时，要想生成更大的像，镜头应该向前伸
C. 摄像头成的像是正立的虚像
D. 成像时障碍物位于镜头的两倍焦距以内
B
5. (2023东营6题3分)在“探究凸透镜成像规律”的实验中，点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时，在光屏上得到烛焰清晰的像．下列说法正确的是(　　)
A. 该凸透镜的焦距是15 cm
B. 图中成像特点与投影仪的成像特点相同
C. 燃烧的蜡烛不断变短，光屏上成的像会下移
D. 保持蜡烛与光屏不动，向左移动透镜至合适位置，光屏上仍能得到清晰的像
D
1. [判断焦距](2022绵阳)将物体放在凸透镜前16 cm处，成一个倒立放大的像；放在凸透镜前24 cm处，成一个倒立缩小的像．该透镜的焦距可能是( )
A. 8 cm　　　　　　　　B. 10 cm　　　　　　　　
C. 12 cm　　　　　　　　D. 16 cm
典型试题拓展
B
6. [v－u图像分析](2021东营9题3分)如图所示，小明同学在探究凸透镜成像的规律时，记录并绘制了物距u和像距v之间的关系图像．下列说法正确的是(　　)
A. 凸透镜焦距为20 cm
B. 物距为5 cm时，可以通过移动光屏承接到清晰的像
C. 物距为15 cm时，成放大的像，根据这一原理可以制成投影仪
D. 物距由15 cm增大到30 cm的过程中，在光屏上看到的像一直是变大的
C
考查学生的图像解读能力，对凸透镜成像规律的掌握及应用；当u＝v＝2f时，物体与像的大小相等，由此得出透镜的焦距．
解题关键点
6.1 [h－v图像分析]小明在探究凸透镜成像规律时，利用刻度尺测量光屏上像的高度并结合光具座上读取的像距大小，绘制了如图所示的图像，已知物体高为6 cm，则由图可知凸透镜的焦距为_____cm，当物距为15 cm时，成倒立、______的实像．
10
放大
眼睛成像原理及视力矫正(淄博2021.3，济宁2考，日照2020.11B)
7. (2023烟台5题2分)近视是影响青少年健康的重大问题，保护视力、科学用眼已成为社会共识．下列有关眼睛和眼镜的说法正确的是(　　)
A. 物体在正常眼睛的视网膜上成倒立缩小的虚像
B. 近视眼看远处的物体时，像成在视网膜的前方
C. 矫正近视眼的方法是配戴合适度数的凸透镜
D. 矫正近视眼前，像离视网膜越近配眼镜的度数越高
2
命题点
B
透镜作图[烟台2023.21，淄博2020.20，济宁2018.17(1)，日照
2019.16，滨州2019.19(2)]
8. (2023烟台21题3分)光通过透镜会发生折射，请将图中的入射光线或折射光线补画完整．
3
命题点
9. (2019日照16题3分)平行光经过凸透镜后会聚在主光轴上的一点，这个点叫做凸透镜的焦点；平行光经过凹透镜后，光线发散，发散光线的反向延长线交在主光轴上的一点，这个点叫做凹透镜的虚焦点．如图，F点既是图示凸透镜的焦点，也是图示凹透镜的虚焦点，请画出图中两条平行于主光轴的光线经过两个透镜的光路图．
10. [2018济宁17(1)题2分]在图中的实线框内填上一个合适的透镜．
探究凸透镜成像规律[烟台2020.24，淄博2019.21，济宁 2020.19，
日照2考，滨州4考]
11. (2020烟台24题8分)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，小明利用如图所示的装置进行实验，他先调整烛焰中心、透镜中心及光屏中心位于同一高度上，然后将它们调节到图示位置时，光屏上得到清晰的像．
(1)此时像的特点是什么？(说明像的倒正、大小和虚实)
4
命题点
倒立、缩小的实像
(2)若保持透镜位置不动，把蜡烛移到零刻度处，则应向________(选填“左”或“右”)移动光屏才能在光屏上再次得到清晰的像，且像的大小________(选填“变大”“变小”或“不变”).
左
变小
(3)若将蜡烛移到20 cm刻度处，透镜保持不动，移动光屏后再次得到清晰的像，则此时蜡烛经凸透镜成______(选填“放大”“缩小”或“等大”)的像．
缩小
(4)人的眼睛是通过改变晶状体的厚度来看清远近不同物体的，现将图中虚线圆圈部分看作是人的“眼睛”，当蜡烛远离“眼睛”时，“眼睛”需调节凸透镜的厚度使其______(选填“变薄”或“变厚”)，改变其对光线的偏折能力，从而在光屏上成清晰的像．若该“眼睛”无法调节凸透镜达到应有的厚度，则该“眼睛”为________(选填“近视眼”或“远视眼”)，应该佩戴________(选填“凸透镜”或“凹透镜”)进行矫正．
变薄
近视眼
凹透镜

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