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(共59张PPT)
第3讲　透镜及其应用
模块二　光 学
1
考情精析 知考点
2
思维导图 建体系
3
知识清单 夯基础
4
实验探究 培素养
5
真题集训 悟中考
6
分层集训 提能力
课标要求 高频考点 年份·分值 2023 2024 2025
探究并了解凸透镜成像的规律 探究凸透镜成像规律 — T19，10分 —
了解凸透镜成像规律的应用 凸透镜成像特点的应用 T7，3分 — —
课标要求 高频考点 年份·分值 2023 2024 2025
了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用 光现象作图 — — —
［教材导航］ 人教版：八年级上册P113~137第五章“透镜及其应用” 沪科版：八年级全一册P84~104第四章“神奇的透镜” 透镜(3年0考)
1.凸透镜和凹透镜的定义及其作用
(1)凸透镜：中间 、边缘 的透镜，对光有 作用。
(2)凹透镜：中间 、边缘 的透镜，对光有 作用。
厚
薄
会聚
薄
厚
发散
2.几个概念
(1)主光轴和光心
图示
主光轴 概念 通过两个球面球心的直线，简称主轴
特点 每个透镜有且只有一条主光轴
光心 概念 主光轴上的一个特殊的点，即薄透镜的光心在主光轴上
特点 凡是过光心的光，其传播方向不变
(2)焦点
①凸透镜的焦点：凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点，这个点叫作凸透镜的焦点(F)。
②凹透镜的焦点：凹透镜能使跟主光轴平行的光发散，且发散光的反向延长线相交于主光轴上的一点，这个点叫作凹透镜的焦点(F)。
(3)焦距：焦点到光心的距离(f)，透镜两侧的焦距相等。
(4)三条特殊光线的光路图
透镜 平行于主光轴 过焦点 过光心
凸透镜
凹透镜
(1)一束平行光经凸透镜折射后不一定会聚在焦点处，只有平行于主光轴的平行光才能会聚在焦点处。
(2)会聚和发散都是相对于入射光来说的，不只是对平行光才成立。
凸透镜成像的规律及其应用(3年1考)
1.凸透镜成像原理： 。
2.凸透镜成像的规律及其应用
光的折射
物距与焦距的关系 像的性质 像距与焦距的关系 像的位置
正倒 大小 虚实 u>2f 倒立 缩小 实像 f<υ<2f 异侧
u=2f 倒立 等大 实像 υ=2f 异侧
物距与焦距的关系 像的性质 像距与焦距的关系 像的位置
正倒 大小 虚实 f2f 异侧
u=f 不成像 u一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；
实像与物异侧倒，物近像远像变大；
虚像与物同侧正，物近像近像变小。
(1)放大与缩小：放大与缩小是指像与物比较的结果，像比物大是成“放大的像”，像比物小是成“缩小的像”。
(2)变大与变小：变大与变小指的是像本身的变化情况，如果后一次的像比前一次的像大，则称为“像变大了”，如果后一次的像比前一次的像小，则称“像变小了”。
(3)倒立与正立：若像的状态与物体的状态一致，则说像是正立的；若像的状态与物体的状态相反，则说像是倒立的。即像的倒立、正立是相对于物体而言的。
生活中的透镜(3年0考)
1.照相机：成 、 的 。
2.投影仪：成 、 的 。
3.放大镜：成 、 的 。
倒立
缩小
实像
倒立
放大
实像
正立
放大
虚像
物远像近照相机，缩小实像且倒立；
物近像远投影仪，放大实像仍倒立；
放大虚像同侧正，放大镜是一特例。
眼睛和眼镜(3年1考)
1.眼睛的视物原理：人的眼球好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个 ，其焦距的大小由睫状体通过调节晶状体的形状来改变，把来自物体的光会聚在视网膜上，形成 的实像。
凸透镜
倒立
2.近视眼和远视眼的成因及矫正
项目 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 ，光会聚在视网膜 面 晶状体太薄，折光能力太 ，光会聚在视网膜 面
成像位置
远
近
强
前
弱
后
项目 近视眼 远视眼
矫正方法 戴 透镜制成的近视眼镜 戴 透镜制成的远视眼镜
原理 利用 透镜对光的 作用 利用 透镜对光的 作用
凹
凸
凹
发散
凸
会聚
显微镜和望远镜(3年0考)
1.显微镜：物镜成倒立、放大的实像，相当于 的镜头；目镜成正立放大的虚像，相当于 。
2.望远镜：物镜成倒立、缩小的实像，相当于 的镜头；目镜成正立放大的虚像，相当于 。
3.视角：视角的大小取决于 和物体到眼睛的 。
投影仪
放大镜
照相机
放大镜
物体的大小
距离
实验器材
实验　探究凸透镜成像的规律　(2022年课程标准必做实验)
光具座、凸透镜、蜡烛、光屏、火柴。
实验装置
设计与进行实验
1.(1)实验仪器的组装和调节：光具座上依次安装蜡烛、透镜、光屏。调整三者的中心在同一高度，目的是使像成在光屏中央。
(2)光屏的作用：承接物体通过凸透镜所成的实像。
(3)凸透镜焦距的确定方法：平行光经凸透镜会聚成最小、最亮的光斑时，光斑与凸透镜中心的距离即为焦距。
(4)操作：使凸透镜不动，多次改变蜡烛到凸透镜的距离，移动光屏寻找烛焰清晰的像。明确每次成像时的物距和对应的像距及像的特点并记录。
2.光屏上找不到像的原因。
(1)蜡烛在一倍焦距以内或在焦点上。
(2)烛焰、透镜、光屏的中心不在同一高度。
(3)像距太大，超出光具座的范围。
3.凸透镜缺失或部分遮挡对成像的影响：成像性质不变，只是像变暗了。
4.用方格光屏代替白色光屏的目的：便于比较像的大小变化。
5.观察虚像的操作及眼睛位置：撤去光屏，从光屏一侧向透镜方向看去，可以观察到烛焰的像。
实验结论
1.u>2f时，f2f，成倒立、放大的实像；4.u=f时，不成像；5.u［例］　小广同学“探究凸透镜成像的规律”。
(1)如图甲所示，小广让凸透镜正对平行光，调整凸透镜到光屏的距离，光屏上会出现一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距f= cm。
(2)小广在组装器材时，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上，目的是让烛焰的像成在　　　　　　。
(3)如图乙所示，小广将凸透镜固定在50 cm刻度线处，当蜡烛距凸透镜15 cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、　　　　(选填“缩小”
“等大”或“放大”)的实像，利用该成像规律制成的光学仪器是 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。此时，若在凸
透镜与光屏之间放置一远视镜片，要在光屏上成清晰的像，光屏应向 (选填“左”或“右”)移动。
(4)小广在实验过程中，光屏上得到清晰的像，突然，一只飞虫落到了凸透镜表面上，则光屏上出现　　　　。
A.飞虫的像　　　　　　B.飞虫的影子　　　　　C.仍是烛焰的像
答案：(1)10.0　(2)光屏的中央　(3)放大　投影仪　左　(4)C
1.(多选)(2024贵州)正常人眼通过调节晶状体厚薄来看清远近不同的物体，如果不注意用眼卫生，可能导致对晶状体厚薄的调节能力减弱。下列分析正确的是 (　　 )
A.晶状体变薄时，对光有发散作用 B.晶状体变厚时，对光的会聚能力增强
C.若晶状体太薄，容易形成远视眼 D.若晶状体太厚，可用凹透镜矫正
BCD
2.(2024贵州)如图所示，用焦距为10 cm的凸透镜、高度为6 cm的F形光源、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像大小的变化规律，通过测量像的高度反映像的大小。
(1)若要测量光源在光屏上所成像的高度，还需要的测量工具是 。
(2)将光源逐渐靠近凸透镜，移动光屏，三次成倒立实像的相关数据记录如表。分析表中数据，可得出结论：凸透镜成实像时，物距变小，像距变　　 　，像变　　 　。
物高6 cm 实验次数 1 2 3
物距/cm 30 20 15
像距/cm 15 20 30
像高/cm 3 6 12
(3)继续移动光源至物距为6 cm时，发现无论如何移动光屏，均不能在光屏上成像，人眼应从　　　　(选填“光源”或“光屏”)一侧透过凸透镜观察光源的像，此时能否用(1)问中的测量工具直接测出观察到的像高？ (选填“能”或“不能”)。
(4)若保持光源到光屏的距离为45 cm不变，仅移动凸透镜改变物距，则上表中第　　　　次实验的成像情况不能探究，理由是：　 　　　　。
答案：(1)刻度尺　(2)大　大　(3)光屏　不能
(4)2　第2次实验时，物距和像距之和为40 cm，小于45 cm
3.(2025四川乐山)每年5-6月，金口河大瓦山“转转花”竞相绽放，游客们纷纷用手机拍下这美丽的景象。关于此景象，下列说法正确的是 (　　)
A.游客能看到美丽的“转转花”，说明“转转花”是光源
B.“转转花”的影子，是由于光的直线传播形成的
C.用于拍摄“转转花”的手机镜头相当于凹透镜
D.在拍摄时，“转转花”需位于手机镜头的一倍焦距以内
B
4.(2025四川德阳)小刘用焦距为10 cm的凸透镜探究成像规律。当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，蜡烛在光屏上所成的像是 (　　)
A.倒立、等大的实像 B.倒立、放大的实像
C.倒立、缩小的实像 D.正立、放大的虚像
C
5.(2025福建)如图所示，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
6.(2025辽宁)如图所示，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。
答案：如图所示
解析：由给出的光线可知，虚线框内的透镜对光线有会聚作用，为凸透镜，如图所示：
一、选择题
1.(2025铜仁三模)《淮南万毕术》中记载：“削冰令圆，举以向日，则得火。”如图所示，描绘了该记载中的场景。人通过冰取火是利用了光的(　　)
A.折射 B.色散
C.反射 D.直线传播
A
2.(2025铜仁三模)光刻技术是现代半导体集成电路的关键一环，其工作原理如图所示。光源发出强紫外光，调整镂空掩膜版和缩图透镜之间的距离，使光通过二者后，恰好能在硅片上成清晰的像，从而实现纳米级集成电路的“雕刻”。下列说法正确的是 (　　)
A.缩图透镜是一个凸透镜
B.硅片上形成的像是虚像
C.此成像原理与显微镜物镜的成像原理相似
D.将掩膜版靠近缩图透镜，为成清晰像，应将硅片靠近缩图透镜
A
3.用凸透镜看远处的物体，看到的像是 (　　)
A.放大的 B.等大的
C.倒立的 D.正立的
C
4.(2025黔南三模)二维码是当下不可或缺的信息载体。当用手机扫描商品上的二维码时，相当于先给二维码拍照，再对二维码中的数据进行识别，从而得到相对应的信息。下列说法正确的是 (　　)
A.二维码图片是光源
B.二维码必须置于手机摄像头的焦距以内进行扫描
C.手机是通过接收白色条块的反射光来识别商品的
D.二维码通过手机摄像头所成的像是虚像
C
5.［物理与科技］人形机器人是一种模仿人类外观和行为的机器人。如图所示，人形机器人正在给汽车做质检工作，其头部安装有高感知摄像头。下列说法正确的是 (　　)
A.摄像头的镜头相当于凹透镜
B.摄像头所成的是倒立、缩小的实像
C.摄像头成像的原理与投影仪相同
D.当机器人靠近汽车仔细检查时，摄像头所成的像变小
B
二、填空题
6.用冰取火，似乎不可思议，但这绝非讹传。据晋代张华的《博物志》记载，我国古代就把冰块制成透镜，利用透镜对光的　　　作用将物体点燃，如图所示。此类透镜应
用非常广泛，用它制作的眼镜片可以用来矫正 眼；照相机的镜头也相当于这类透镜，用照相机拍照时，胶片上形成 (填像的性质)。
答案：会聚　远视　倒立、缩小的实像
7.［物理与科技］内窥镜可以直接观察人体内部器官的病变。如图所示，这是医学上常用的内窥镜，它是一种在细管顶端装有小型摄像机的医疗器械。它的镜头相当于一个　　　　，检查时，要看清患处微小的细节，医生应将内窥镜的镜头　　　　(选填“靠近”或“远离”)患处。
答案：凸透镜　靠近
三、作图题
8.(1)如图，F是凸透镜的焦点，a、b、c是三条入射光线，请画出这三条光线经凸透镜后的出射光线。
(2)如图所示，根据透镜对光的作用，将图中三条光线补充完整。
答案：如图所示
(1) (2)
四、实验探究题
9.(2025贵阳一模)小明利用光具座、透镜、蜡烛、光屏等器材探究凸透镜成像规律：
(1)现有两个透镜，将其正对太阳光的效果如图甲A、B所示，则实验中应该选择　　　　(选填“A”或“B”)透镜进行实验。
(2)实验时，调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，再调节三者的位置如图乙所示，此时光屏上呈现一个清晰的像，该像是倒立、 的实像(像未画出)。
(3)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。
(4)实验一段时间后，蜡烛燃烧变短，若要使像成在光屏的中心，在不更换器材的情况下，你的做法是：　　　　　　　　　　　(写出一种方法即可)。
答案：(1)B　(2)等大　(3)大　(4)将蜡烛适当向上移动
10.已知下列各选项的示意图，表示由透镜主轴上P点发射的光线，经过透镜后的偏折情形，则哪一个选项中透镜的焦距最可能为10 cm(　　)
A B C D
B
11.小明用手机拍照，发现当手机镜头过于靠近拍摄对象时(如图所示)无法正常对焦，拍出的照片模糊，可能是手机此时像没有成在感光器(相当于光屏)上。爱思考的小明认为如果让手机凸透镜的焦距变　　　　(选填“大”或“小”)就可以了，于是聪明的小明选一个合适的　　　　(选填“凸”或“凹”)透镜紧靠在手机镜头上就解决了这一问题，小明猜想这可能就是照相机微距镜头的工作原理。
答案：小　凸
12.［科学思维］用铁丝围成一个内径约4 mm的圆环，在清水中浸一下后取出，布满圆环的水膜犹如透镜，用这个水膜透镜贴近课本上的字，看到的是正立、放大的像，此像为　　　　(选填“实像”或“虚像”)；透过水膜透镜看远处的楼房，楼房倒立、缩小了，这种成像情况与 (选填“照相机”或“幻灯机”)成像原理相同；此类透镜可以做　　　　(选填“近视”或“远视”)镜。
答案：虚像　照相机　远视
13.［科学探究］小明用如图甲所示的装置“探究凸透镜成像特点”，其中凸透镜的焦距为15 cm，实验时小明在坐标纸上记录了蜡烛与光屏上像的位置和大小，如图乙所示(带箭头的线段表示物或像，A'、B'分别表示蜡烛在A、B时像的位置)。
(1)从图乙可以看出，蜡烛在A、B位置时光屏上得到的都是倒立的、
的、 像(填像的性质)。
(2)当把蜡烛放在C位置时，小明在光具座上无论怎样移动光屏都不能得到清晰的像。为了让蜡烛在C位置的像能成在光具座上的光屏上，他采用了两种做法。
做法一：保持蜡烛和透镜的位置不变，更换凸透镜，在光具座上移动光屏，光屏上又出现了清晰的像；由此推断此透镜焦距　　　　 (选填“>”“<”或“=”)15 cm，更换的凸透镜会聚光的能力比较 (选填“强”或“弱”)。
做法二：保持蜡烛和透镜的位置不变，在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜，在光具座上移动光屏，光屏上又出现了清晰的像。由此实验联系实际可推知，远视眼的晶状体焦距较　　　　(选填“大”或“小”)，将近处物体的像成在视网膜　　　　(选填“前”或“后”)方。
(3)小华在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜，物距u随时间t的变化图像如图丙所示，则像距v与t的大致变化关系为图丁中的 。
答案：(1)放大　实　(2)<　强　大　后　(3)C

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