1、第5 5课时 透镜及其应用 知识梳理 自主测试 一 二 三 四 一、透镜 1.透镜、主光轴和光心 (1)中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜;中间薄、边缘厚的透镜叫凹 透镜。 (2)通过两个球面球心的直线叫透镜的主光轴,简称主轴。 (3)主光轴上有个特殊的点,通过它的光线传播方向不变,这个点 叫透镜的光心。 2.透镜对光的作用 (1)凸透镜对光线有会聚作用。 (2)凹透镜对光线有发散作用。 知识梳理 自主测试 一 二 三 四 3.焦点和焦距 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上的一点,这 个点叫焦点,用F表示,该点是实际光线会聚而成的,因此叫实焦点; 焦点到光心的距离叫焦距,用f表示。如图所
2、示。 知识梳理 自主测试 一 二 三 四 4.三条特殊光线 透镜中有三条特殊光线:过光心的光线不改变传播方向;对凸透 镜,平行于主光轴的光线经折射后过焦点,对凹透镜,它的焦点是虚 焦点,折射光线的反向延长线过焦点;对凸透镜,过焦点的光线经折 射后与主光轴平行,对凹透镜,入射光线的延长线正对虚焦点,经折 射后与主光轴平行。三条光线如图所示。 知识梳理 自主测试 一 二 三 四 知识梳理 自主测试 一 二 三 四 二、凸透镜成像的规律 物距(u) 像距(v) 像的性质 像物 应用 u2f fv2f 倒立、缩小的实像 异侧 照相机 u=2f v=2f 倒立、等大的实像 异侧 fu2f 倒立、放大的实
3、像 异侧 投影仪 u=f 平行光 不成像 uu 正立、放大的虚像 同侧 放大镜 知识梳理 自主测试 一 二 三 四 知识梳理 自主测试 一 二 三 四 三、眼睛及视力矫正 近视眼 远视眼 特 点 近视眼只能看清近处的物体,看 不清远处的物体 远视眼只能看清远处的物体, 看不清近处的物体 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,来自 远处某点的光会聚在视网膜前, 到达视网膜时已经不是一点而 是一个模糊的光斑 晶状体太薄,折光能力太弱,或 者眼球在前后方向上太短,来 自近处一点的光还没有会聚 成一点就到达视网膜,在视网 膜上形成一个模糊的光斑 知识梳理 自主测试 一
4、二 三 四 近视眼 远视眼 矫正 戴凹透镜 戴凸透镜 知识梳理 自主测试 一 二 三 四 四、显微镜和望远镜 1.显微镜 (1)原理:凸透镜成像,两次放大。 (2)物镜:成放大的实像。 (3)目镜:成正立、放大的虚像。 2.望远镜 (1)原理:二次成像。 (2)物镜:焦距大,成像在焦点附近,成倒立、缩小的实像。 (3)目镜:焦距小,成正立、放大的虚像。 知识梳理 自主测试 1 2 3 4 1.如图所示,F是透镜的焦点,其中光路图正确的是( ) 答案:C 知识梳理 自主测试 1 2 3 4 解析:跟主光轴平行的光线,经凸透镜折射后,其出射光线经过凸透 镜的焦点,故A选项错误;通过凸透镜焦点的光线
5、,经凸透镜折射后, 其出射光线跟主光轴平行,故B选项错误;跟主光轴平行的光线,经 凹透镜折射后,其出射光线的反向延长线通过凹透镜的虚焦点,故C 选项正确;经过凹透镜虚焦点的光线,经凹透镜折射后变得更发散, 故D选项错误。 知识梳理 自主测试 1 2 3 4 2.杨大爷眼睛看物体时的成像情况如图所示,则他的眼睛类型及矫 正需要选用的透镜分别是( ) A.远视眼 凸透镜 B.远视眼 凹透镜 C.近视眼 凹透镜 D.近视眼 凸透镜 答案:A 解析:从题图可以看出,近处的光线通过晶状体后成像在视网膜后, 这是远视眼的特征,应戴凸透镜把光线会聚在视网膜上,故A选项正 确。 知识梳理 自主测试 1 2 3
6、 4 3.右图是无人售票车上安装的“车载电视监控器”,图中摄像头的工 作原理相当于物体通过凸透镜成 (选填“正”与“倒”)立的 (选填“实”或“虚”)像,在人走近摄像头的过程中,所成的像 (选填“变小”“不变”或“变大”)。 答案:倒 实 变大 解析:摄像头的工作原理相当于凸透镜,在大于二倍焦距之外的物 体发出或反射的光经凸透镜折射后,成倒立、缩小的实像;凸透镜 成实像时,物近像远像变大,在人走近摄像头的过程中,所成的像是 变大的。 知识梳理 自主测试 1 2 3 4 4.如图所示,a、b是从点光源S发出的、经透镜折射后的两条光线, 在图中完成光路并标出点光源S的位置。 答案:如图所示 解析:
7、平行于主光轴的光线过凸透镜后经过另一侧的焦点,经过光 心的光线方向不发生改变。 考点梳理整合 1 2 3 4 5 1.透镜作图的关键抓住“三线” 透镜作图是光学作图的一个重要方面,主要考查对通过凸透镜和 凹透镜三条特殊光线的理解和运用。把凸透镜和凹透镜这三条光 线的传播特点记熟练后,无论什么样的作图题都不会觉得困难。 通过透镜的三条特殊光线: 第一条:穿过光心的入射光线经过透镜不改变方向;第二条:平行 于主光轴入射的光线,经过凸透镜时过另一侧焦点,经过凹透镜时 其反向延长线通过同侧焦点;第三条:穿过凸透镜焦点的入射光线, 经透镜后平行于主光轴,延长线穿过凹透镜另一侧焦点的入射光线, 经过透镜后
8、平行于主光轴。 下面我们通过例题来进一步探讨透镜作图的方法。 考点梳理整合 1 2 3 4 5 【例1】 如图所示,请在图中作出两条入射光线经凹透镜折射后 的折射光线。 解析:延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光 轴;过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。 答案:如图所示 考点梳理整合 1 2 3 4 5 考点梳理整合 1 2 3 4 5 请在图中画出经过透镜折射后的光线。 答案:如图所示 解析:跟主光轴平行的光线,经凸透镜后光线经过凸透镜的焦点, 通过凸透镜焦点的光线,经凸透镜折射后光线跟主光轴平行。 考点梳理整合 1 2 3 4 5 2.正确理解透镜的会聚作用和发散作用
9、正确理解透镜对光线的作用,应注意以下两点: (1)凸透镜(凹透镜)对光线的会聚(发散)作用是指从透镜射出的 光线相对入射光线加大了会聚程度或减小了发散程度(加大了发散 程度或减小了会聚程度),即光线经过凸透镜(凹透镜)后并不一定会 聚到一点(发散),只不过比原来的传播方向更靠近(远离)主光轴。 考点梳理整合 1 2 3 4 5 (2)会聚作用与会聚光线是不同的,发散作用与发散光线是不同的, 要区别开,即会聚作用射出的不一定是会聚光线,发散作用射出的 不一定是发散光线。如图甲是会聚作用,图乙是发散作用;图乙的 出射光线是会聚光线,图甲的出射光线是发散光线。 考点梳理整合 1 2 3 4 5 【例
10、2】 下图中画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形。其 中凸透镜是( ) A.a B.b、d C.c D.a、b、c、d 考点梳理整合 1 2 3 4 5 解析:凸透镜是中间厚、边缘薄,光路经透镜两次折射后都是向 靠近主光轴方向(中心方向)偏折,所以它具有会聚作用。凹透镜是 中心薄、边缘厚,光路经透镜两次折射后都是向远离主光轴方向 (中心方向)偏折,所以它有发散作用。从a、b、c、d四个图可以看 出对光有会聚作用的只有c。 答案:C 考点梳理整合 1 2 3 4 5 考点梳理整合 1 2 3 4 5 请在图中的方框内画出合适的透镜。 答案:如图所示 解析:从题图可以看出,平行光线通过透镜后会聚
11、在一起,说明该 透镜对光有会聚作用,所以是凸透镜。 考点梳理整合 1 2 3 4 5 3.凸透镜成像规律及其应用 对于凸透镜成像规律,应明确以下几个方面: (1)实像总是倒立的,虚像总是正立的; (2)成实像时,物、像位于凸透镜两侧,成虚像时,物、像位于凸透 镜一侧; (3)在焦点以外,物体离焦点越远,则所成的实像越小,像距也越小, 这个规律用于照相机和幻灯机的调节; (4)在焦点以内,物体离焦点越近,所成的虚像越大,可用于放大镜 的调节。 考点梳理整合 1 2 3 4 5 【例3】 右图是用来探究凸透镜成像规律的实验装置示意图(屏 未画出),当蜡烛和透镜放在图示位置时,通过移动光屏,可以在光
12、屏 上得到与物体等大的像;若透镜位置不变,将蜡烛移到刻度为40 cm 处,则( ) A.移动光屏,可以在屏上得到倒立、放大的像 B.移动光屏,可以在屏上得到倒立、缩小的像 C.移动光屏,可以在屏上得到正立、放大的像 D.不论光屏移到什么位置,都不能在屏上得到蜡烛的像 解析:由题图可知,物距为u=50 cm-20 cm=30 cm时,成倒立等大的 实像,u=2f=30 cm,所以凸透镜的焦距为f=15 cm。若透镜位置不变, 将蜡烛移到刻度为40 cm 处,此时物距为u=50 cm-40 cm=10 cm,uf 时,成正立、放大的虚像。因为是虚像,所以不论光屏移到什么位 置,都不能在屏上得到蜡烛
13、的像。 答案:D 考点梳理整合 1 2 3 4 5 如图所示,a、b、c、d是距凸透镜不同距离的四个 点,F为焦点。下列几种光学仪器的成像原理与物体在不同点时的 成像情况相对应,下列说法正确的是( ) A.照相机是根据物体放在d点时的成像特点制成的 B.幻灯机是根据物体放在c点时的成像特点制成的 C.使用放大镜时的成像情况与物体放在a点时的成像情况相似 D.人眼看物体时的成像情况与物体放在F点时的成像情况相似 答案:B 考点梳理整合 1 2 3 4 5 解析:物体放在a点时成倒立、缩小的实像,照相机是根据这个特 点制成的;物体放在c点时,成倒立、放大的实像,幻灯机和投影仪是 根据这个原理制成的
14、;物体放在d点时,成正立、放大的虚像,使用放 大镜时的成像情况与此一样,人眼的晶状体和角膜的共同作用相当 于凸透镜,成倒立、缩小的实像,与物体放在a点时的成像情况相似, 所以正确的选项是B。 考点梳理整合 1 2 3 4 5 4.关于照相机、投影仪问题 照相机和投影仪是凸透镜成像规律的重要应用,近几年中考中, 关于照相机和投影仪,常常会出现这样的问题:根据像的大小来判 断照相机的镜头到物体及镜头到底片的距离变化情况,进行投影仪 的调节等问题,下面通过例题探究解决此类问题的方法。 考点梳理整合 1 2 3 4 5 【例4】 小华用相机拍摄的桂林市杉湖上的双塔照片如图所示。 下面说法正确的是( )
15、 A.双塔在湖中的倒影是实像 B.要使塔的像更大些,小华或相机镜头应向塔靠近些 C.要使塔的像更大些,小华或相机镜头应离塔更远些 D.要使塔的像更小些,小华或相机镜头应离塔更近些 解析:水面相当于平面镜,水中的倒影是平面镜所成的虚像;照相 机的成像原理是当物距大于2倍焦距时凸透镜成倒立、缩小的实 像,要使塔的像更大些,需要减小物距,增大像距,故选项B正确。 答案:B 考点梳理整合 1 2 3 4 5 考点梳理整合 1 2 3 4 5 城市很多路口安装的一种监控摄像头如图所示,它 可以拍摄违章行驶或发生交通事故时的现场照片。摄像头的镜头 相当于一个凸透镜,它的工作原理与 相似。 答案:照相机 解
16、析:摄像头拍摄的像是一个倒立、缩小的实像,这与照相机的 原理是相同的。 考点梳理整合 1 2 3 4 5 5.近视眼、远视眼及其矫正问题透析 此类问题主要考查:(1)近视眼和远视眼的成因;(2)近视眼和远视 眼的矫正;(3)实验探究近视眼和远视眼的成因及矫正。 考点梳理整合 1 2 3 4 5 【例5】 在如图所示的四幅小图中,正确表示远视眼成像情况的 是 图,其矫正做法是 图。 解析:远视眼是因为近处物体反射来的光线通过晶状体折射后形 成的物像落在视网膜的后方。远视眼矫正方法是戴凸透镜。由题意 可知,正确表示远视眼成像情况的是B图,其矫正做法正确的是D图。 答案:B D 考点梳理整合 1 2 3 4 5 考点梳理整合 1 2 3 4 5 考点梳理整合 1 2 3 4 5 近来,小华为了看清书上的字,眼睛与书的距离和视 力正常时相比越来越近了,这说明小华已( ) A.患上近视眼,需要戴用凸透镜制成的眼镜 B.患上近视眼,需要戴用凹透镜制成的眼镜 C.患上远视眼,需要戴用凸透镜制成的眼镜 D.患上远视眼,需要戴用凹透镜制成的眼镜 答案:B 解析:由题意可知,小华看书越来越近了,说明他看不清远处的物 体,这是发生了近视,需要戴凹透镜矫正,故选项B正确。
