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第三讲　透镜及其应用
透镜
1.透镜的分类
类型 图片示例 外形特点 对光的作用 应用
凸透镜 中间 、边缘 作用 “冰镜”取火、远视眼镜、放大镜
凹透镜 中间 、边缘 作用 近视眼镜
2.主光轴：通过两个球面球心的直线，如图中CC'。
3.光心：主光轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向 ，即图中的光心O点。
4.焦点：平行于主光轴的光通过凸透镜后 在主光轴上的点，如图中F点。
5.焦距： 到凸透镜 的距离，如图中f。
6.透镜的三条特殊光线
平行于主光轴 过焦点（或延长线过焦点） 过光心
凸透镜
凹透镜
【温馨提示】　透镜对光的作用是会聚还是发散，不是根据光线经过透镜后的折射光线是否相交，而是根据折射光线与入射光线相比是更加靠近主光轴还是远离主光轴。
凸透镜成像规律及其应用
物距u 像距v 光路图 像的特点 应用
u＞2f f＜v＜2f 倒立、缩小的实像
u＝2f v＝2f 倒立、等大的实像 测焦距
f＜u＜2f v＞2f 倒立、放大的实像
u＝f / 不成像 ——
u＜f / 正立、放大的虚像
眼睛和眼镜
1.成像原理：晶状体和角膜的共同作用相当于一个 ，视网膜相当于光屏，把来自物体的光会聚在视网膜上，形成倒立、 的实像。
2.近视眼、远视眼及其矫正
近视眼 远视眼
成像情况
特点 看不清远处的物体 看不清近处的物体
焦距 比正常眼的焦距 比正常眼的焦距
成因 晶状体太厚，折光能力太 ，成像于视网膜 晶状体太薄，折光能力太 ，成像于视网膜
矫正方法 戴 透镜做成的近视眼镜 戴 透镜做成的远视眼镜
口诀 近前远后，近凹远凸
显微镜和望远镜
显微镜 望远镜
物镜 成 、 的实像，相当 于投影仪 成 、 的实像，相当于 照相机
目镜 成 、 的虚像，相当于
特点 物镜成倒立的 像，目镜成正立的 像，所以人眼看到的是物体 立的像
视角：物体的两端与眼睛的连线之间的夹角叫作视角。
物体对眼睛所成视角的大小不仅和物体本身的大小有关，还和物体到眼睛的距离有关。
透镜
1.如图所示，属于凹透镜的是（　 　）
A.①②③　　　B.①②④⑤ C.①③⑤ D.②④⑥
2.在图甲、乙所示的虚线方框内各放置一个透镜，两束光通过透镜前后的方向如图所示，则（　 　）
A.甲为凹透镜，乙为凸透镜
B.甲为凸透镜，乙为凹透镜
C.甲、乙都为凸透镜
D.甲、乙都为凹透镜
3.如图所示在粗测凸透镜焦距时，将一个凸透镜正对太阳光，其下方20cm处的白纸上出现一个最小最亮的光斑。说明凸透镜对光有 作用；此透镜的焦距约等于 cm。
凸透镜成像规律及其应用
4.集邮爱好者鉴别邮票时，为了看得更清楚一些，往往利用光学元件来观察，如图所示，这个光学元件是（　 　）
A.平面镜　　B.凹面镜 C.凸透镜 D.凹透镜
5.在“探究凸透镜成像规律”实验中，当发光体到凸透镜（焦距为10厘米）的距离为u0，另一侧光屏到凸透镜的距离为v0时，光屏上能呈现清晰放大的像。凸透镜位置不变，将发光体向远离凸透镜方向移动10厘米，并调节光屏的位置，观察到光屏上再一次呈现清晰的像。下列判断正确的是（　 　）
A.u0＞v0＞10厘米
B.v0＞u0＞20厘米
C.第二次成像一定是缩小的像
D.第二次成像可能比第一次成像大
6.如图甲所示，小佳把一支铅笔横放在空玻璃瓶的后方，透过玻璃瓶观察到的情形如图乙所示。她将玻璃瓶灌满水后，将铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动，同时透过玻璃瓶观察铅笔的像。下列说法正确的是（　 　）
A.小佳透过装水的玻璃瓶可以观察到图①的像，此像是实像
B.小佳通过装水的玻璃瓶可以观察到图②的像，此像是实像
C.移动铅笔，小佳通过装水的玻璃瓶不可能观察到图③的像
D.当小佳观察到图④所示的像时，铅笔与玻璃瓶的距离最近
7.国庆节期间（如图），很多游客前往北京天安门广场拍照，小华想拍摄天安门城楼的全景，但发现在该位置只能从取景框中看到天安门城楼的一部分。为了能拍摄到天安门城楼的全景照片，则小华需要 （选填“靠近”或“远离”）天安门城楼，同时镜头应该往 （选填“前伸”或“后缩”）。
眼睛和眼镜
8.智能手机的发展和应用，给人们生活带来诸多方便，但长时间盯着手机屏幕，容易导致视力下降，如图所示，关于近视眼、远视眼及其矫正的原理图正确的是（　 　）
A.甲是近视眼，乙是远视眼矫正；丙是远视眼，丁是近视眼矫正
B.甲是远视眼，乙是近视眼矫正；丙是近视眼，丁是远视眼矫正
C.甲是远视眼，乙是远视眼矫正；丙是近视眼，丁是近视眼矫正
D.甲是近视眼，乙是近视眼矫正；丙是远视眼，丁是远视眼矫正
透镜作图
9.将图中的光路图补充完整。
10.如图所示，完成图中光路图。
探究凸透镜成像的规律
1.实验装置（如图甲）
2.实验操作要点
（1）在光具座上从左到右依次放置蜡烛、凸透镜和光屏并调节三者的高度，为了使像成在光屏的中央，调节时 （选填“需要”或“不需要”）点燃蜡烛。
（2）实验中，保持凸透镜的位置不动，通过改变蜡烛的位置，移动光屏找像，记录每次物距、像距、像的特点及蜡烛在移动过程中像的变化情况。
（3）眼睛观察像的位置：①成实像时，直接观察光屏上的成像，如图乙；②成虚像时，从 一侧透过透镜观察，如图丙。
3.实验结论（见P14考点2）
4.交流与反思
光屏上得不到像的原因：（1）烛焰、透镜、光屏三者的中心没有在同一高度；（2）成虚像或不成像；（3）物距略大于焦距时，像距超出光具座的调节范围。
　小明用如图所示装置做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）如图甲所示，透镜的焦距为 cm。调整器材高度时，应点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在 。
（2）如图乙所示，将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，把点燃的蜡烛放置在光具座35cm刻度线处时，移动光屏，能成倒立、 （选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像，实际生活中应用为 。若保持透镜位置不变，移动蜡烛至 刻度线处，移动光屏能呈现等大清晰的像。
（3）实验一段时间后，蜡烛因燃烧变短，所成像向 移动，要使像能够成在光屏的中央，保持蜡烛和凸透镜不动，只需将光屏向 调整。（均选填“上”或“下”）
（4）如果将蜡烛在图乙的基础上远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向 （选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动。
（5）实验过程中，如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，则光屏上的像 。
A.只出现烛焰像的上半部分
B.只出现烛焰像的下半部分
C.出现烛焰完整的像，但像更小了
D.像仍然是完整的，且大小不变，只是变暗了
（6）如图丙所示，保持蜡烛、透镜的位置不变，则人眼在图中 （选填“A”“B”或“C”）处能观察到烛焰的像。
（7）如图丁，在蜡烛和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，使光屏向远离透镜方向移动适当距离后，光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是 （选填“近视”或“远视”）眼镜。
【拓展设问】
（8）在图乙中，保持凸透镜位置不变，将光屏与蜡烛位置互换，此时在光屏上看到的像比之前的要 （选填“大”或“小”）。
（9）在实验过程中，如图乙所示，小明保持凸透镜、光屏位置不变，若将该凸透镜更换为焦距大一些的凸透镜，此时应将蜡烛向 （选填“左”或“右”）移动，才能在光屏上成清晰的像。此时的像比之前的要 （选填“大”或“小”）。
（10）为研究像与物的左右是否颠倒，小明使用F形光源替代蜡烛，用半透明的毛玻璃作为光屏。并将光源、凸透镜和光屏依次安装在光具座上，使得光源到凸透镜的距离等于光屏到凸透镜的距离，如图戊，此时光屏上恰好成清晰的像。从图戊视角A观察光源如图己中的图①，则此时在光屏上看到的像是图己中的 （选填“②”“③”“④”或“⑤”）。第三讲　透镜及其应用
透镜
1.透镜的分类
类型 图片示例 外形特点 对光的作用 应用
凸透镜 中间　厚　、边缘　薄　 　会聚　作用 “冰镜”取火、远视眼镜、放大镜
凹透镜 中间　薄　、边缘　厚　 　发散　作用 近视眼镜
2.主光轴：通过两个球面球心的直线，如图中CC'。
3.光心：主光轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向　不变　，即图中的光心O点。
4.焦点：平行于主光轴的光通过凸透镜后　会聚　在主光轴上的点，如图中F点。
5.焦距：　焦点　到凸透镜　光心　的距离，如图中f。
6.透镜的三条特殊光线
平行于主光轴 过焦点（或延长线过焦点） 过光心
凸透镜
凹透镜
【温馨提示】　透镜对光的作用是会聚还是发散，不是根据光线经过透镜后的折射光线是否相交，而是根据折射光线与入射光线相比是更加靠近主光轴还是远离主光轴。
凸透镜成像规律及其应用
物距u 像距v 光路图 像的特点 应用
u＞2f f＜v＜2f 倒立、缩小的实像 　照相机　
u＝2f v＝2f 倒立、等大的实像 测焦距
f＜u＜2f v＞2f 倒立、放大的实像 　投影仪　
u＝f / 不成像 ——
u＜f / 正立、放大的虚像 　放大镜　
眼睛和眼镜
1.成像原理：晶状体和角膜的共同作用相当于一个　凸透镜　，视网膜相当于光屏，把来自物体的光会聚在视网膜上，形成倒立、　缩小　的实像。
2.近视眼、远视眼及其矫正
近视眼 远视眼
成像情况
特点 看不清远处的物体 看不清近处的物体
焦距 比正常眼的焦距　小　 比正常眼的焦距　大　
成因 晶状体太厚，折光能力太　强　，成像于视网膜　前　 晶状体太薄，折光能力太　弱　，成像于视网膜　后　
矫正方法 戴　凹　透镜做成的近视眼镜 戴　凸　透镜做成的远视眼镜
口诀 近前远后，近凹远凸
显微镜和望远镜
显微镜 望远镜
物镜 成　倒立　、　放大　的实像，相当 于投影仪 成　倒立　、　缩小　的实像，相当于 照相机
目镜 成　正立　、　放大　的虚像，相当于　放大镜　
特点 物镜成倒立的　实　像，目镜成正立的　虚　像，所以人眼看到的是物体　倒　立的像
视角：物体的两端与眼睛的连线之间的夹角叫作视角。
物体对眼睛所成视角的大小不仅和物体本身的大小有关，还和物体到眼睛的距离有关。
透镜
1.如图所示，属于凹透镜的是（　D　）
A.①②③　　　B.①②④⑤ C.①③⑤ D.②④⑥
2.在图甲、乙所示的虚线方框内各放置一个透镜，两束光通过透镜前后的方向如图所示，则（　A　）
A.甲为凹透镜，乙为凸透镜
B.甲为凸透镜，乙为凹透镜
C.甲、乙都为凸透镜
D.甲、乙都为凹透镜
3.如图所示在粗测凸透镜焦距时，将一个凸透镜正对太阳光，其下方20cm处的白纸上出现一个最小最亮的光斑。说明凸透镜对光有　会聚　作用；此透镜的焦距约等于　20　cm。
凸透镜成像规律及其应用
4.集邮爱好者鉴别邮票时，为了看得更清楚一些，往往利用光学元件来观察，如图所示，这个光学元件是（　C　）
A.平面镜　　B.凹面镜 C.凸透镜 D.凹透镜
5.在“探究凸透镜成像规律”实验中，当发光体到凸透镜（焦距为10厘米）的距离为u0，另一侧光屏到凸透镜的距离为v0时，光屏上能呈现清晰放大的像。凸透镜位置不变，将发光体向远离凸透镜方向移动10厘米，并调节光屏的位置，观察到光屏上再一次呈现清晰的像。下列判断正确的是（　C　）
A.u0＞v0＞10厘米
B.v0＞u0＞20厘米
C.第二次成像一定是缩小的像
D.第二次成像可能比第一次成像大
6.如图甲所示，小佳把一支铅笔横放在空玻璃瓶的后方，透过玻璃瓶观察到的情形如图乙所示。她将玻璃瓶灌满水后，将铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动，同时透过玻璃瓶观察铅笔的像。下列说法正确的是（　B　）
A.小佳透过装水的玻璃瓶可以观察到图①的像，此像是实像
B.小佳通过装水的玻璃瓶可以观察到图②的像，此像是实像
C.移动铅笔，小佳通过装水的玻璃瓶不可能观察到图③的像
D.当小佳观察到图④所示的像时，铅笔与玻璃瓶的距离最近
7.国庆节期间（如图），很多游客前往北京天安门广场拍照，小华想拍摄天安门城楼的全景，但发现在该位置只能从取景框中看到天安门城楼的一部分。为了能拍摄到天安门城楼的全景照片，则小华需要　远离　（选填“靠近”或“远离”）天安门城楼，同时镜头应该往　后缩　（选填“前伸”或“后缩”）。
眼睛和眼镜
8.智能手机的发展和应用，给人们生活带来诸多方便，但长时间盯着手机屏幕，容易导致视力下降，如图所示，关于近视眼、远视眼及其矫正的原理图正确的是（　C　）
A.甲是近视眼，乙是远视眼矫正；丙是远视眼，丁是近视眼矫正
B.甲是远视眼，乙是近视眼矫正；丙是近视眼，丁是远视眼矫正
C.甲是远视眼，乙是远视眼矫正；丙是近视眼，丁是近视眼矫正
D.甲是近视眼，乙是近视眼矫正；丙是远视眼，丁是远视眼矫正
透镜作图
9.将图中的光路图补充完整。
10.如图所示，完成图中光路图。
探究凸透镜成像的规律
1.实验装置（如图甲）
2.实验操作要点
（1）在光具座上从左到右依次放置蜡烛、凸透镜和光屏并调节三者的高度，为了使像成在光屏的中央，调节时　需要　（选填“需要”或“不需要”）点燃蜡烛。
（2）实验中，保持凸透镜的位置不动，通过改变蜡烛的位置，移动光屏找像，记录每次物距、像距、像的特点及蜡烛在移动过程中像的变化情况。
（3）眼睛观察像的位置：①成实像时，直接观察光屏上的成像，如图乙；②成虚像时，从　光屏　一侧透过透镜观察，如图丙。
3.实验结论（见P14考点2）
4.交流与反思
光屏上得不到像的原因：（1）烛焰、透镜、光屏三者的中心没有在同一高度；（2）成虚像或不成像；（3）物距略大于焦距时，像距超出光具座的调节范围。
　小明用如图所示装置做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）如图甲所示，透镜的焦距为　10.0　cm。调整器材高度时，应点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在　同一高度　。
（2）如图乙所示，将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，把点燃的蜡烛放置在光具座35cm刻度线处时，移动光屏，能成倒立、　放大　（选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像，实际生活中应用为　投影仪　。若保持透镜位置不变，移动蜡烛至　30cm　刻度线处，移动光屏能呈现等大清晰的像。
（3）实验一段时间后，蜡烛因燃烧变短，所成像向　上　移动，要使像能够成在光屏的中央，保持蜡烛和凸透镜不动，只需将光屏向　上　调整。（均选填“上”或“下”）
（4）如果将蜡烛在图乙的基础上远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向　靠近　（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动。
（5）实验过程中，如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，则光屏上的像　D　。
A.只出现烛焰像的上半部分
B.只出现烛焰像的下半部分
C.出现烛焰完整的像，但像更小了
D.像仍然是完整的，且大小不变，只是变暗了
（6）如图丙所示，保持蜡烛、透镜的位置不变，则人眼在图中　B　（选填“A”“B”或“C”）处能观察到烛焰的像。
（7）如图丁，在蜡烛和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，使光屏向远离透镜方向移动适当距离后，光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是　近视　（选填“近视”或“远视”）眼镜。
【拓展设问】
（8）在图乙中，保持凸透镜位置不变，将光屏与蜡烛位置互换，此时在光屏上看到的像比之前的要　小　（选填“大”或“小”）。
（9）在实验过程中，如图乙所示，小明保持凸透镜、光屏位置不变，若将该凸透镜更换为焦距大一些的凸透镜，此时应将蜡烛向　左　（选填“左”或“右”）移动，才能在光屏上成清晰的像。此时的像比之前的要　小　（选填“大”或“小”）。
（10）为研究像与物的左右是否颠倒，小明使用F形光源替代蜡烛，用半透明的毛玻璃作为光屏。并将光源、凸透镜和光屏依次安装在光具座上，使得光源到凸透镜的距离等于光屏到凸透镜的距离，如图戊，此时光屏上恰好成清晰的像。从图戊视角A观察光源如图己中的图①，则此时在光屏上看到的像是图己中的　⑤　（选填“②”“③”“④”或“⑤”）。

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