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第6节 透镜和视觉
〖知识整理〗
一.透镜：
凸透镜 凹透镜
定义 中间⑴ 、边缘⑵ 的透镜叫做凸透镜。 中间⑶ 、边缘⑷ 的透镜叫做凹透镜。
实物 形状
主光轴和光心 透镜上通过球心的直线CC'叫做主光轴，简称主轴。 每个透镜主轴上都有一个点，凡是通过该点的光，其传播方向⑸ ，这个点叫光心。

对光线作用及光路图 凸透镜对光有⑹ 作用。 凹透镜对光有⑺ 作用。

光线透过透镜折射，折射光线传播方向比入射光线的传播方向更⑻ 主光轴。 光线通过透镜折射后，折射光线传播方向比原入射光线的传播方向更⑼ 主光轴。
特殊 光线
焦点和焦距 凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫做焦点，用F表示。 凹透镜能使平行于主光轴的光发散，这些发散光线的反向延长线相交于主光轴上的一点，这一点不是实际光线会聚而成的，叫做虚焦点，也用F表示。
焦点到光心的距离叫做焦距，用f表示。 凹透镜焦点到光心的距离叫做焦距，用f表示。
凸透镜有两个相互对称的实焦点，同一透镜两侧的焦距相等。 凹透镜有两个相互对称的虚焦点，同一透镜两侧的焦距相等。
焦距与会聚能力的关系 凸透镜焦距的大小表示其会聚能力的强弱，焦距⑽ ，会聚能力越强。 凹透镜焦距的大小表示其发散能力的强弱，焦距⑾ ，发散能力越强。
同种光学材料制成的凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短。表面越⑿ ，焦距越短，会聚能力越强。 同种光学材料制成的凹透镜表面的凹陷程度决定了它的焦距的长短。表面越⒀ ，焦距越短，发散能力越强。
每个凸透镜的焦距是一定的。 每个凹透镜的焦距是一定的。
二.辨别凸透镜和凹透镜的方法：
1.用手摸透镜，中间厚、边缘薄的是凸透镜；中间薄、边缘厚的是凹透镜。
2.让透镜正对太阳光，移动透镜，在纸上能的到较小、较亮光斑为凸透镜，否则为凹透镜。
3.用透镜看字，能让字放大的是凸透镜，字缩小的是凹透镜。
三. 凸透镜成像规律的实验探究注意：实验时点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致⒁ ，目的是：使烛焰的像成在光屏中央。若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：
①蜡烛在焦点以内；②烛焰在焦点上③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。
四.凸透镜成像的规律（熟记、并理解）
光路图 物距（u） 像距（v） 位置关系 成像的性质 应用
u﹥2f f﹤v﹤2f 像与物异侧 ⒂ 的实像 照相机摄像机眼睛
u=2f v=2f ⒃ 的实像 测焦距
f﹤u﹤2f v﹥2f ⒄ 的实像 投影仪幻灯机
u=f 光线平行不成像 放在焦点的光源可以获得平行光
0﹤u﹤f v﹥u 像与物同侧 ⒅ 的虚像 放大镜
规律 1.一倍焦距分虚实、二倍焦距分大小；虚像同侧正，实像异侧倒；物远实像小，虚像大；2.凹透镜始终成缩小、正立的虚像。3.成实像时，当物体从远处向焦点靠近时，像逐渐变大，远离凸透镜，反之亦然。 ①当u＞2f，物体比像移动得快；②当f＜u＜2f，物体比像移动得慢。无论成实像或者虚像，只要物体向焦点靠近，像就变大。
五.近视与远视原因与矫正
名称 比较 近视眼 远视眼
形成原因 晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，使得远处某点的光会聚在视网膜⒆ 晶状体太薄，折光能力太弱，或者眼球在前后方向上太短，使得远处某点的光会聚在视网膜⒇
原理图
矫正图

〖例题解析〗
〖例题1〗在烈日下洗车，水滴所产生的效果会使车身局部产生高温现象，时间长了车漆便失去光泽，对这一现象合理的解释是（??）
A.水滴相当于平面镜，能使车漆发生折射而失去光泽
B.水滴相当于凸透镜，能使光聚在车身的局部而产生高温
C.水滴相当于凹透镜，能使光聚在车身的局部而产生高温
D.水滴相当于凸透镜，能发散光使车身的局部产生高温
解析：由于水的特点，水滴类似球形或半球形，相当于凸透镜，对光有会聚作用，能使光聚在车身的局部而产生高温，因此答案为B。
〖例题2〗[2015宜宾]小雷对凸透镜焦距与制成凸透镜的材料种类、凸透镜凸起程度的关系进行了探究实验：
⑴他第1次测量焦距的实验如图甲所示，则测得的焦距为???cm。

次数 1 2 3
材料 玻璃 玻璃 水晶
凸起程度 较小 较大 较大
焦距/cm 8.0 4.0





⑵由1、2次的实验可得出的结论是： 。
⑶小雷回想起白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带（如图乙），受此启发，于是他分别用红光和蓝光来进行图甲的实验，结论是：对同一凸透镜， 光入射时焦距小些。
⑷探究完成后，小雷和其他同学用焦距为8.0cm的凸透镜和蜡烛进行成像实验。从各组汇报数据中发现，当物距均为16.0cm时，有两个小组所测像距分别为19.0cm、13.0cm，与理论像距16.0cm相比偏差较大。若不是因为长度测量方法错误和测量误差导致的，请分析出现这种情况的原因： 。
解析：⑴焦距测量属长度测量，需估读，由图可知焦距为10.0cm；
⑵由1、2次的实验可知：玻璃材料相同时，凸起程度越大，焦距越小；
⑶由图乙可知，同一棱镜对不同的色光的折射能力不同，红光折射能力最弱，紫光最强，所以对同一凸透镜，紫光入射时焦距较小；
⑷凸透镜成像时较难确定的是像的清晰程度，只有当像最清晰的时候测的像距才比较准确，因此题目情况的原因就是像没有最清晰时就测量像距造成的。
〖例题3〗[2018昆明]如图所示,若想在位于凸透镜右边的光屏上(图中光屏未画出)得到一个烛焰清晰放大的像,那么点燃的蜡烛应置于图中的?(　　)
A.a点　????B.b点　????C.c点　????D.d点
解析：由题意知，在光屏上得到清晰放大的实像，物距应满足f〖例题4〗[2018重庆]在探究“凸透镜成像规律”的实验中,小峻同学进行了如下实验:





(1)按如图甲所示操作,测出本实验所用凸透镜的焦距为　　?cm。
(2)接着小峻调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图乙所示,发现光屏上得到一个倒立、　??(选填“放大”“缩小”或“等大”)的清晰实像,生活中的　　???(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用了这样的成像原理。
(3)保持图乙中凸透镜的位置不变,当向右移动蜡烛时,应该向　???(选填“左”或“右”)移动光屏,才能再次得到清晰的像。
(4)保持凸透镜的位置仍然不变,小峻继续向右移动蜡烛至45cm刻度线处,移动光屏,发现　?????(选填“能”或“不能”)得到蜡烛清晰的像。
解析:(1)刻度尺读数要估读到分度值下一位,分度值为1 cm,故读数为10.0 cm。
(2)乙图中物距小于像距，故物小像大，成放大的像；投影仪就是利用凸透镜成倒立、放大的实像原理制成的。
(3)向右移动蜡烛,物距变小,故像距会变大,应将光屏向右移,才能得到清晰的像。
(4)蜡烛移到45 cm刻度线处,物距为5.0 cm,u〖例题5〗如图所示的四幅图，有的能够说明近视眼或远视眼的成像原理，有的给出了近视眼或远视眼的矫正方法，能够说明远视眼的成像原理的是________图；表示矫正近视眼的是________图。

甲 乙 丙 丁
解析：远视眼是晶状体曲度变小，会聚能力减弱，即折光能力减弱，来自近处物体的光还没会聚成清晰的像就到达视网膜了，因此图甲能够说明远视眼的成像原理。近视眼是晶状体曲度变大，会聚能力增强，即折光能力增强，像成在视网膜的前方，应戴发散透镜，使光线会聚点后移，故图丁给出的是近视眼的矫正方法。因此答案为甲、丁。

〖巩固基础〗
1.将凸透镜正对太阳光，在其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑，这时光斑到凸透镜的距离为l，则该凸透镜的焦距(　　)
A.一定小于l B.一定等于l C.一定大于l D.可能小于l，也可能大于l
2.取一圆形薄透镜正对阳光，在距透镜15cm的地面上得到一个光斑，其直径是透镜直径的一半，若将透镜向上移动少许，光斑变小，透镜的焦距是（　　）
?A.5cm??? ??? B.10cm? C.15cm? ??? ? D.30cm
3.如图所示，一塑料薄膜组成的顶棚下堆放着一堆干草，夏天雨后，阳光穿过薄膜上的积水，照射到干草上，则下列说法正确的是（ ??）
A.起凸透镜作用的应是塑料薄膜
B.透镜都是固体物质组成的，液体不能起凸透镜作用
C.水和塑料薄膜共同起凹透镜作用??
D.薄膜上的积水形成一个大的凸透镜，如果其焦点恰好在干草处，干草有可能燃烧
4.[2019盐城]小明利用太阳光测量凸透镜的焦距,图中所示操作最合理的是(　　)

5.[2018长春检测]如图是宇航员王亚平太空授课时的一个镜头,若她的脸离水球球心的距离是20cm,则该水球的焦距可能是?(　　)
A.8 cm　　 B.12 cm　　 C.15 cm　　 D.30 cm
6.[2019湘潭]在“探究凸透镜成像的规律”时,当烛焰离透镜14 cm时成放大的实像,当烛焰离透镜8 cm时成放大的虚像,则这个透镜的焦距可能是 (　　)
A.4 cm B.7 cm C.10 cm D.16 cm
7.[2018北京]小军做凸透镜成像规律的实验时,将焦距为10 cm的凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处,光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜两侧,蜡烛放置在35 cm刻度线处,如图所示。移动光屏,直到在光屏上呈现烛焰清晰的像。下列说法中正确的是?(　　)
A.光屏上呈现的是烛焰的虚像
B.光屏上呈现的是烛焰正立的像
C.光屏上呈现的是烛焰放大的像
D.该实验现象能说明照相机的成像特点
8.[2018河南]在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当点燃的蜡烛、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。下列说法中正确的是(　　)
A.光屏上成倒立、缩小的实像
B.图中成像特点与照相机的成像特点相同
C.透镜不动,蜡烛向左移动,光屏向右移动,可再次得到清晰的像
D.透镜不动,将蜡烛与光屏互换位置,光屏上仍能得到清晰的像
9.[2018烟台]在“探究凸透镜成像的规律”实验中,所用凸透镜焦距为10cm,当蜡烛从如图所示的A位置逐渐移到B位置的过程中,像距及像的变化情况是(　　)
A.像距增大,像变大 B.像距减小,像变大
C.像距减小,像变小 D.像距增大,像变小

第9题 第10题 第11题 第12题
10.[2018临沂]在探究凸透镜成像规律的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成一清晰等大的实像,下列说法正确的是(　　)
A.该凸透镜的焦距是20cm
B.将蜡烛移动到20cm刻度处,移动光屏可得到倒立、放大的实像
C.将蜡烛移动到35cm刻度处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向右移动光屏
D.将蜡烛移动到45cm刻度处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向右移动光屏
11.[2019泰安]如图所示,在“探究凸透镜成像规律”实验中,蜡烛在距离凸透镜8 cm处时,在距离凸透镜15 cm处的光屏上成清晰倒立的像。保持蜡烛和光屏不动,现把凸透镜向光屏方向移动7 cm,下列关于蜡烛在光屏上成像的说法正确的是(　　)
A.不能成清晰的像 B.成倒立、缩小的像
C.成倒立、放大的像 D.成倒立、等大的像
12.[2014河南]某同学用自制的水凸透镜做凸透镜成像实验，在光屏上得到了清晰的像，如图所示。他继续向水凸透镜内注水，使水凸透镜的焦距变小，如果不改变蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上再次成清晰的像(　　)
A.光屏应向左移动,成缩小的像 B.光屏应向右移动,成放大的像
C.光屏应向左移动,成放大的像 D.光屏应向右移动,成缩小的像
13.[2019鄂州]在“探究凸透镜成像规律”的实验中,某小组同学利用如图甲测出了透镜的焦距后,正确安装并调节实验装置如图乙所示,在光屏上得到一个清晰的像。下列说法正确的是(　　)

A.由图甲可知该透镜焦距为40cm
B.图乙中成的是倒立、放大的实像,符合放大镜的成像原理
C.在图乙中保持凸透镜的位置不变,将蜡烛与光屏的位置互换,则成像情况符合投影仪的原理
D.如果在烛焰与透镜之间放置一近视眼镜的镜片,则将光屏适当左移可得到一个清晰的像
14.[2019徐州]在“探究凸透镜成像规律”时,开始时烛焰在光屏上成缩小的像,接着把物距调整为开始时的一半,移动光屏使烛焰在光屏上成像,此时的像 (　　)
A.是放大的 B.是缩小的 C.是等大的 D.以上三种都有可能
15.[2016河南]如图所示是近视眼和远视眼的成因示意图。下列说法正确的是(　　)
A.甲是远视眼,应配戴凹透镜矫正
B.甲是远视眼,晶状体折光能力较弱
C.乙是近视眼,应配戴凸透镜矫正
D.乙是近视眼,晶状体折光能力较弱
16.[2018长沙]现代生活,智能手机给人们带来了许多便利，但长时间盯着手机屏幕,容易导致视力下降。下列关于近视眼及其矫正的原理图正确的是(　　)

　 甲　　 乙　 　丙　　　 丁
A.甲、乙 B.甲、丁 C.丙、乙 D.丙、丁
17.[2016河南]中华民族有着悠久的文明历史,古代就有许多对自然现象的观察和记载。“削冰令圆,举以向日,可生火”是由于凸透镜对光具有 作用。?
18.[2018长春]人的眼球相当于一架照相机,看到的物体在视网膜上成倒立、　　???的实像。眼睛近视的人可以通过戴　　???透镜制成的眼镜进行矫正。
19.[2018海南]每年6月6日是全国爱眼日。如果不爱护眼睛容易患上近视眼，矫正近视眼应配戴　　透镜(选填“凸”或“凹”)。视力正常的眼睛，远近景物都能在视网膜上成倒立、缩小的　　　像(选填“实”或“虚”)。
20.[2017长春]如图所示,是“探究凸透镜成像规律”的实验装置,凸透镜的焦距为10cm。
(1)实验时,通过调节使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在　????。
(2)当光屏上呈现清晰的像时,蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示,此成像规律在生活中的应用是　???。
(3)保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜移至30cm刻线处,光屏上的像变模糊了,在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜的位置放一个合适的　　???(选填“近视”或“远视”)眼镜,光屏上的像再次清晰。
21.[2018宁波]为了研究眼的成像原理,小科自主研制了如图所示的实验装置。用水透镜模拟眼的晶状体，通过注水或抽水可改变水透镜凸度大小。光屏和水透镜固定在光具座上如图所示的位置，蜡烛也移至如图所示的位置，点燃蜡烛后,调节水透镜凸度，直至光屏上成一个清晰的倒立、　　　　(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。若将点燃的蜡烛向左移动一小段距离,要使光屏上重新得到清晰的像,应对水透镜　　　　(选填“注水”或“抽水”)。?



〖提高能力〗
1.[2017常州]香水的主要成分是易燃酒精,如图所示为四瓶香水,透明玻璃瓶盖形状各异,最容易在阳光下引发火灾的是?(　　)


2.如图，水平放置的长方形暗盒N内有水平向右的平行光，P为暗盒右侧面上的一个圆孔，用一个外径与圆孔P相同的光学器件嵌入其中，发现在暗盒右侧与盒侧面平行的光屏M上呈现出一个比圆孔P大的圆形光斑，则嵌入圆孔P的光学器件（ ）
A.一定是凹透镜 B.一定是凸透镜
C.可能是凸透镜或凹透镜 D.可能是厚平板玻璃
3.学习了透镜的有关知识后，为了把一束从左侧射入的较宽的平行光变为较窄的平行光，小王同学找来了三只薄透镜，其中凸透镜L1的焦距是5cm， 凸透镜L2的焦距是3cm， 凹透镜L3的焦距是2cm。小王分别设计了如图所示的四种光路，能够达到目的是（　　）
A. B.???C. D.
4.小明将凸透镜紧靠如图甲所示的一幅卡通图片，然后将凸透镜逐渐远离图片的过程中，通过凸透镜观察到如图乙所示四个不同的像，则四个像出现的先后顺序是（ ）

A.③②④① B.②③①④ C.①②③④ D.②①③④
5.[2016绍兴]凸透镜成像实验中，移动物体到某位置时，能在光屏上成清晰缩小的像，则下列能成立的是（　　）
①如果将物体靠近凸透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏必须远离凸透镜，且光屏移动距离先大于后小于物体移动距离；
②同时移动物体与光屏，且移动距离相同，有可能在光屏上成清晰缩小的像；
③换用焦距较小的凸透镜后，仍要在光屏上得到清晰的像，如果只移动光屏，光屏必须靠近凸透镜；
④保持物体和光屏位置不变，一定可以在光屏上的到另一个清晰的像。
A.①③ B.②④ C.②③ D.③④
6.[2016河北]探究凸透镜成像的规律时，光屏上得到一个倒立、缩小的烛焰像，将蜡烛向凸透镜移近一倍焦距的距离。下列烛焰成像情况，不可能出现的是（??）
A.缩小的实像????? B.等大的实像???? C.放大的实像????D.放大的虚像
7.[2013武汉]用水彩笔在磨砂电灯泡的侧面画一个你所喜欢的图案，然后接通电源，拿一个凸透镜在灯泡和白墙之间移动，下列情况不可能发生的是（　　）
A.能在墙上看到倒立、缩小的所画图案的像 B.能在墙上看到倒立、放大的所画图案的像
C.只能在墙上看到放大的所画图案的像 D.不能在墙上看到所画图案的像
8.一束光线经过某光学元件后的出射光线如图所示，则方框内放置的光学元件（ ）
A.只能是平面镜或凸透镜 B.只能是凸透镜或凹透镜
C.只能是凹透镜或平面镜 D.平面镜、凸透镜和凹透镜均可
9.若空间有一竖直放置的大凸透镜，在主光轴位置上拉一根钢丝，一个小杂技演员从很远的地方沿着钢丝向焦点处匀速走来。下列叙述中：①小演员每走一步，像也走一步；②像的脚步始终比小孩大；③像大时脚步大，像小时脚步小，即“大像”走大步，“小像”走小步；
④像总朝远离小演员的方向运动，好象在逃离。其中正确的是 ( )
A.只有①②正确 B.只有①②④正确
C.只有①③④正确 D.只有③④正确
10.[2017天津](多选)小明同学在探究凸透镜成像规律时,用焦距分别为f1、f2的甲、乙两个凸透镜进行实验。先将点燃的蜡烛、透镜甲和光屏放置在光具座上,调整后的位置如图所示,此时在光屏上得到烛焰清晰的像(图中未标出);再用透镜乙替换透镜甲,且保持蜡烛和透镜的位置不变,将光屏向左移动再次得到烛焰清晰的像。下列判断正确的是?(　　)
A.图中光屏上的像是放大的　????
B.图中光屏上的像是缩小的
C.f1D.f1>f2
11.如图所示，F1、F2是凸透镜的焦点，S是放在凸透镜前的点光源，S’是S经凸透镜所成的像。其中a、b是由S发出的两条经凸透镜折射后会聚到S’的光线。当光源S沿平行主轴的方向向透镜移动时(始终保持u>f)，像S’远离透镜移动的情况是：（?? ）
A.沿平行主轴方向?? B.沿O与S’连线方向??
C.沿F2与S’连线方向???D.沿F1与S’连线方向

12.[2012宿迁]如图，两端开口的圆筒内嵌一光学元件，在圆筒左侧中心轴上放一光源S，圆筒右侧中心轴上垂直固定一光屏，现左右移动圆筒，当圆筒左端面距离光源为a时，恰好在光屏上成一清晰的像；将圆筒向右水平移动距离b时，光屏上第二次出现清晰的像，则此光学元件是_____透镜，第二次所成像的性质是______(填“放大”、“等于”或“缩小”)、_____(填“正立”或“倒立”)的实像。
13.童话世界里也有很多物理知识。如图是鱼眼与人眼的结构示意图,我们观察发现：鱼眼晶状体的形状比人眼更加 (选填“平”或“凸”)一些。像鱼这样的眼睛如果到陆地上观察物体,像将成在视网膜的 (选填“前面”或“后面”)，因此童话世界中生活在水里的美人鱼上岸后，若要看清远处的物体,应该佩戴 (选填“近视眼镜”或“远视眼镜”)。图中 (选填“甲”或“乙”)为远视眼镜。

14.[2015广东]用焦距10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，如图所示。（凸透镜的位置固定不动）?




⑴为了便于观察实验现象，实验环境应该 （选填“较亮”或“较暗”）一些，此实验过程中蜡烛燃烧后逐渐变短，则光屏上烛焰的像也将逐渐向 移动。?
⑵记录实验数据如下表，请将所缺的实验数据和像的性质补充完整。?
实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的性质
1 30 15 ①
2 20 20 倒立、等大的实像
3 15 ② 倒立、放大的实像
4 6 无 正立、放大的虚像
请根据实验序号4的成像规律，写出在生活中的一个应用 ③ 。
⑶若已在光屏上成清晰的像，此时用遮光布遮住凸透镜的下小半部分，则所成的烛焰的像为 （选填“不完整的像”、“亮度相同的完整像”或“亮度稍暗的完整的像）
⑷晓红在早上9：00利用太阳光进行观察凸透镜焦点的活动，她将凸透镜与水平地面平行放置，调节凸透镜到地面的距离，直至地面上出现一个最小的亮点，她认为此点就是凸透镜的焦点。你认为她这种活动过程存在的问题是 。


























参考答案
〖知识整理〗
⑴厚 ⑵薄 ⑶薄 ⑷厚 ⑸不变 ⑹会聚 ⑺发散 ⑻靠近 ⑼远离 ⑽越小 ⑾越小 ⑿凸 ⒀凹 ⒁在同一高度⒂倒立缩小 ⒃倒立等大 ⒄倒立放大 ⒅正立放大 ⒆前方 ⒇后方
〖巩固基础〗
1.D 2.D 3.D 4.C 5.A 6.C 7.C 8.D 9.A 10.C 11.B 12.A 13.C 14.D 15.B 16.A
17.会聚
18.缩小、凹
19.凹、实
20.(1)同一高度。(2)投影仪。(3)近视。
21.缩小、注水
〖提高能力〗
1.B 2.C 3.A 4.D 5.D 6.D 7.C 8.D 9.C 10.BD 11.D
12.凸、缩小、倒立
13.凸、前面、近视、甲
14.⑴较暗、上。?⑵30。 ⑶亮度稍暗的完整的像。⑷透镜应正对太阳而不能与地面平行。














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