1、 第五章透镜及其应用第五章透镜及其应用 知识点 1：透镜 认识凸透镜和凹透镜： （1）外形特征（2）对光的作用（3）三条特殊光线 【提示】凸透镜表面越凸，焦距越短，折光能力越强。 知识点 2：凸透镜成像规律及其应用 1探究凸透镜成像规律 （1）实验装置： （2）实验拓展遮住凸透镜一部分，成像性质不变，像变_暗_；蜡烛与光屏对调后，物 距变像距，像距变物距，像的大小与对调前相_反_，这也说明了光路的可逆性 【提示】当没有给出凸透镜焦距时，可利用太阳光粗略测量凸透镜的焦距。 2凸透镜成像规律及其应用 物体到凸透镜的距离 u： （1）u2f（2）u2f（3）2fuf（4）uf（5）uf 知识点 3：
2、眼睛和眼镜 近视眼与远视眼： （1）视觉特征（2）形成原因（3）成像位置（4）矫正镜片 知识点 4：显微镜和望远镜 1显微镜和望远镜： 2.视角 (1)定义：由物体两端射出的两条光线在眼球内交叉而成的角叫视角。 (2)影响因素：视角与物体本身的大小及物体到人眼之间的距离有关。 1. 考查热点： 探究凸透镜的成像规律和凸透镜的应用 2. 考查题型： 以选择题、填空题、作图题、实验题为主 3. 备考重点： 凸透镜和凹透镜三条特殊光线的作图，凸透镜成像的探究及近视眼与远视眼 的矫正 考点 1：凸透镜成像规律及其应用 例 1 如图所示，是利用航空摄影拍摄到的“世界天然大花园”百里杜鹃景观，如果拍摄 时
3、所用照相机的镜头焦距是 60 mm，则胶片到镜头的距离应为( A ) A大于 60 mm 且小于 120 mm B小于 60 mm C大于 120 mm 知识梳理知识梳理 备考指导备考指导 突破考点，典例呈现突破考点，典例呈现 考纲要求：考纲要求： 1. 凸透镜成像规律.（探究） 2. 凸透镜的会聚作用和凹透镜的发 散作用；凸透镜成像的应用.（认识） D等于 60 mm 方法点拨： 1分界点：一倍焦距(焦点)分虚实，内虚外实；二倍焦距分大小，远小近大。 2实像和虚像：实像能用光屏来承接，且物与像在光屏两侧；虚像不能用光屏承接，且 物与像在光屏同侧。 3动态特征：成实像时，物距减小，像距增大，像
4、变大；成虚像时，物距减小，像距减 小，像变小。 考点 2：透镜的三条特殊光线作图 例 2 画出光线ab和Oc通过透镜前后的完整光路。 【答案】 方法点拨： 掌握透镜的三条特殊光线的作图方法，作图时，要注意实际光线画实线，非实际光线(光 线的反向延长线)画虚线，光线要带箭头表示光的传播方向。 考点 3：眼睛和眼镜 例 3 如果一束来自远处某点的光经角膜和晶状体折射后所形成的像落在视网膜的前 方，矫正的方法是戴一副由_凹_(选填“凸”或“凹”)透镜做的眼镜。矫正前像离视网膜 越远，所戴眼镜的“度数”越_大_(选填“大”或“小”)。 方法点拨： 记住近视眼是因为晶状体的折光能力太强，使远处物体的像成
5、在视网膜的前方；远视眼 是因为晶状体的折光能力太弱，使近处物体的像成在视网膜的后方。 实验：探究凸透镜成像的规律 命题点 1实验原理：光的折射。 2实验器材：光具座、蜡烛、凸透镜、白色硬纸板(光屏)、直尺、火柴等。 3实验步骤： (1)将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在同一直线上，并调节蜡烛、凸透镜和光屏的高度， 使它们的中心大致在同一高度上(如图)。 (2)将蜡烛分别放置在凸透镜的二倍焦距外、 一倍焦距与二倍焦距之间、 焦点上及焦距 以内，然后移动另一侧的光屏，直到光屏上出现一个清晰的像为止，再分别读出物距(u)与像 距(v)的大小，观察所成像的性质，填入相关表格中。 (3)实验完成后熄灭蜡烛并
6、整理仪器。 4实验结论： 凸透镜成像规律可简要归纳成下面几句话：一倍焦距分虚实，二倍焦距定大小。实像总 是异侧倒，虚像总是同侧正。物近像远像变大，物远像近像变小。像的大小像距定，像儿跟 着物体跑。 【注意事项】 (1)组装实验器材时应在光具座上自左向右分别放置蜡烛、凸透镜和光屏。 (2)蜡烛焰心、 凸透镜光心和光屏中心应大致在同一高度， 目的是让像能成在光屏的中央。 (3)要在像最清晰时进行观察。 (4)要注意物距适当，否则像距太大，光屏接收不到像。 (5)成虚像时，眼睛应从光屏蜡烛同一侧透过透镜观察烛焰的像。 (6)用纸遮住凸透镜一部分，光屏上的像只变暗些，像还是一个完整的像，因为物体各个
7、部位发出或反射出来的光总有一部分透过凸透镜到另一侧，成像在光屏上。 (7)换焦距较大或较小的透镜后像的变化：焦距越小，会聚能力越强，物距变大、像距变 小、像变小；焦距越大，会聚能力越弱，物距变小、像距变大、像变大。 例 4 某兴趣小组利用图示装置来研究凸透镜成像的规律。 (1)为使像成在光屏中央，应调整元件，使 LED 灯的中心、光屏的中心在_凸透镜的主光 轴上_。小明将各元件调整到如图位置时，小组成员在光屏上都能观察到清晰的像，这个像 一定是_缩小_(选填“放大” “等大”或“缩小”)的，此时光屏上发生了_漫_反射。 (2)当 LED 灯向左移动时， 要在光屏上再次获得清晰的像， 只需将光屏
8、向_左_(选填 “左” 或“右”)方向适当移动，或者在凸透镜前放置一个合适的_近视_眼镜。 (3)小华在用同样的器材进行实验时， 发现光屏上出现的像只有中间清晰， 两侧却较模糊， 小明只对凸透镜进行了调整，就在光屏上得到了清晰的像，他的调整是( C ) A左右适当移动凸透镜 B上下适当移动凸透镜 C适当扭转凸透镜 D更换焦距合适的凸透镜 1.（2018 北京）小军做凸透镜成像规律的实验时，将焦距为 10cm 的凸透镜固定在光具座上 50cm 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 35cm 刻度线处，如图 4 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
9、（ C ） 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 中考连接，挑战自我中考连接，挑战自我 D. 该实验现象能说明照相机的成像特点 2.（2018 湖北咸宁）一凸透镜的焦距为 15cm，将点燃的蜡烛从离凸透镜 40cm 处沿主光轴移 到 20cm 处的过程中，像的大小和像距的变化情况是（ A ） A像变大，像距变大 B像变小，像距变小 C像变大，像距变小 D像变小，像距变大 3.（2018 山东枣庄）近年来流行一种“自拍神器”给旅行者自拍带来方便，如图所示，与 直接拿手机自拍相比，利用“自拍神器”可以（ D ） A增大像距 B增大像的大
10、小 C缩短景物到镜头距离 D增大取景范围 4.（2018 山东省威海市）下列关于光学实验的说法，错误的是（ C ） A.探究光的反射定律时，硬纸板可以显示光的传播路径 B.探究平面镜成像特点时，使用两支相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系 C.探究光的折射特点时，光从空气射入水中，传播方向一定会发生改变 D.探究凸透镜成像规律时，当蜡烛燃烧变短，光屏上的像会向上移动 5.（2018 山东泰安）在“探究凸透镜成像的规律”时，将点燃的蜡烛放在距凸透镜 30cm 处， 在透镜另一侧距离透镜 16cm 处的光屏上得到烛焰清晰的像。 则下列相关说法正确的是 （ C ） 光屏上成倒立、 放大的实像照相机是
11、利用这一成像原理工作的该透镜的焦距 f 一定满 足 8cmf15cm将近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间，要使光屏上出现清晰的像，光屏应 靠近透镜 A只有和 B只有和 C只有和 D只有和 6.（2018 云南省昆明市）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 （ C ） Aa 点 B b 点 Cc 点 Dd 点 7.（2018 湖北咸宁）由我国成功发射的世界首颗量子科学实验卫星被命名为“墨子号” 。墨 子第一次用科学方法解释了光沿直线传播， 启发了量子通信。 如图所示各选项中光现象的原 理与墨子的这一解释相符的是（ A ） A B
12、 C D 日食现象 雨后“彩虹” 水中“倒影” 放大镜把字“放大” 8.（2018 浙江湖州）小华在研究凸透镜成像规律时，将平行光正对凸透镜照射，另一侧的 光屏移动到距凸透镜 10 厘米处时，得到一个最小最亮的光斑。接着把光源换成蜡烛，调整 好相关器材的高度，将凸透镜固定在光具座中央 50 厘米刻度线处，移动蜡烛到光具座的左 端并点燃，再移动光屏至如图所示位置时，在光屏中央得到一个清晰的像。保持凸透镜位置 不变，通过移动蜡烛及光屏的位置，下列成像情况符合实际的是（ C ） A若蜡烛放置在 10 厘米刻度线处，移动光屏，在光屏上都不能呈清晰的像 B若蜡烛放置在 30 厘米刻度线处，移动光屏，可在
13、光屏上呈清晰缩小的像 C若蜡烛放置在 35 厘米刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈清晰放大的像 D若蜡烛放置在 45 厘米刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈清晰放大的像 9.（2018 广西北部湾）如图所示，使用手机摄像头扫描維码 时，成缩小的实像。下列仪器成像特点与共相同的是（ B ） A放大镜 B照相机 C投影仪 D显微镜 10.（2018 江苏常州）蝴蝶研究专家章丽晖在茅山首次发现国 家二级保护动物中华虎风蝶，他先用相机拍摄了蝴蝶休憩的照片甲，为了拍摄照片乙， 应（ A ） A.相机适当靠近蝴蝶，镜头略向外伸 B.相机适当靠近蝴蝶，镜头略向内缩 C.相机适当远离蝴蝶，镜头略向外伸 D.相机适
14、当远离蝴蝶，镜头略向内缩 11(2018 菏泽)已知凸透镜的焦距为 15 cm，下列说法正确的是( B ) A当物体距凸透镜 10 cm 时，成正立、放大的实像 B当物体距凸透镜 20 cm 时，成倒立、放大的实像 C当物体距凸透镜 35 cm 时，成倒立、放大的实像 D当物体从距凸透镜 20 cm 处远离凸透镜时，在凸透镜另一侧所成的像逐渐变大 12.（2018 安徽）下列光路图错误 的是 （ C ） A.放大镜成像 B. 小孔成像 C .光由空气斜射到水面 D.近视眼的矫正 13.（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
15、视眼及其矫正的原理图正确的是（ A ） A甲乙 B甲丁 C丙乙 D丙丁 14.（2018 陕西省）2018 年 5 月 1 日晚，在大雁塔北广场 上演了一场水舞光影秀.巨型灯柱阵、多台超高清投影机 和音乐喷泉交错配合， 使大雁塔隐在光幕之中， 美仑美奂， 这是中华文化和现代科技的一次完美结合.下列关于这场 光影秀的说法不正确的是（ D ） A.发光的灯柱是光源 B.光的三原色是红、绿、蓝 C.音乐喷泉形成的水幕对光只有反射作用 D.演出过程中高清投影机可成逼真的实像 15.（2018 山东临沂）为加强交通管理和社会治安，临沂市安装了“海燕系统” ，该系统具 有跟踪、抓拍及人脸识别功能。如图所示
16、，系统摄像机的镜头是 透 镜，拍摄时车辆和行人离镜头的距离应满足的条件是 。 【答案】凸；u2f 16.（2018 浙江宁波）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 个清晰倒立、 （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 （填“注水”或“抽水” ） 。 【答案】缩小； 抽水 17.（2018 广西玉林）为了公民的安全，公安部门在很多路口安装监控摄像头
17、，如图所示， 它可以拍下作案嫌疑人的现场照片，拍照时，摄像头的镜头相当于一个 （选填“凸” 或“凹” ）透镜，所成的像是缩小的 （选填“实”或“虚” ）像。 【答案】凸；实 18.（2018 呼和浩特）在玻璃板下放置一个用眼睛看不清楚的小物体，把 一滴水滴在小物体正上方的玻璃板上，水滴就是一个放大镜，如果还看不 清小物体，再拿一个凸透镜位于水滴正上方，调节镜与水滴间的距离，就能看清玻璃板下的 小物体。此时看到的是小物体的 的（选填“正立”或“倒立” ） ， 的（选填“放大” 或“缩小” ） 像（选填“实”或“虚” ） 。这个组合与 （选填“望远镜”或“显微 镜” ）的原理相同。 【答案】正立；
18、放大 虚；显微镜 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 眼应佩戴 透镜（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（填“实”或“虚” ） 。 【答案】凹；实 20.（2018 四川遂宁）勤于动手的小聪在探究凸透镜成像规律过程中，将蜡烛、凸透镜和光 屏按如图所示放置时，蜡烛通过凸透镜在光屏上形成一个倒立、 (选填“放大” 、 “缩 小”或“等大”)的清晰的像，利用凸透镜这一成像规律制成的是 (选填 “照相机” 、 “投影仪”或“放大镜”);若保持透镜和光屏的位置不变，将蜡烛移到“15cm”刻度线位
19、置， 他将自己佩戴的眼镜放在蜡烛和透镜间适当位置时， 光屏上又出现了清晰的像， 则小聪所患 的眼疾是 .(选填“近视眼”或“远视眼”) 【答案】缩小；照相机；近视眼 21.（2018 山东东营）东营市开展了“红色电影进社区”活动，受到居民好评。电影放映机 的镜头相当于一个 （选填“凸透镜” 、 “凹透镜” ） ，电影放映时在银幕上形成的是 立、放大的实像。 【答案】凸透镜；倒 22.（2018 四川巴中） 某同学有一个焦距为 10cm 的凸透镜，他用该透镜制作了一个模型照 相机照相，则景物到镜头的距离应该 20cm（选填“大于” 、 “等于”或“小于” ） ，利 用该透镜 （选填“能”或“不能
20、” ）矫正近视眼。 【答案】大于；不能 23.（2018 四川达州市）某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，绘制了如图所示的图 像 （v 表示像到凸透镜的距离， u 表示物体到凸透镜的距离） ， 用该凸透镜作放大镜使用时， 被观察的物体到透镜的距离在 _m 以内；把物体从距凸透镜 5cm 处移动到距凸透 镜 20cm 处的过程中，像的大小将_（选填“变大” 、 “变小” “先变小再变大” 、 “先变大再变小” ） 【答案】0.05；变小 24.（2018 四川省攀枝花市）眼球的结构类似于 （选填“照相机” 、 “幻灯机”或“放 大镜” ） ，把来自外界物体的光会聚在视网膜上形成物体 （选填“
21、倒立”或“正立” ）的 像，小明同学由于不注意用眼卫生，形成了近视眼，应当戴 镜进行矫正。 【答案】照相机；倒立；凹。 25 (2018 盐城)用如图所示装置探究凸透镜成像规律， 图中凸透镜的焦距为_cm。 实验中， 小明移动蜡烛，观察到光屏上呈现清晰缩小的像，此像是_ _(选填“实”或“虚”)像。 继续移动蜡烛发现， 在光屏上可以成放大的像， 说明物体通过凸透镜成像的性质与_ _有关。 【答案】12 实 物距 26(2018 绵阳)将点燃的蜡烛和光屏放置在光具座上，再将焦距为 30 cm 的凸透镜甲放置在 蜡烛和光屏之间适当位置， 在光屏上得到清晰的缩小实像； 在透镜甲位置上换上焦距为 20
22、 cm 的凸透镜乙，不改变蜡烛位置，将光屏_ _(选填“靠近”或“远离”)透镜适当距离， 就可以在光屏上得到清晰的_ _(选填“放大” “缩小”或“等大”)实像。 【答案】靠近 缩小 27.（2018 湖北省荆州市）在探究凸透镜成像规律时，如图甲所示，将 A 凸透镜固定在光具 座上 35cm 刻线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上 5cm 刻线处，移动光屏，使烛焰在光屏上 成清晰的像， 由 A 凸透镜成像中物距和像距的变化关系画出图像如图乙所示； 接着他保持蜡 烛的位置不变，将凸透镜 A 换为凸透镜 B 并保持位置不变，移动光屏，使烛焰在光屏上成清 晰的像，如图丙所示. （1）请根据上述实验现象和
23、凸透镜成像规律判断： 凸透镜 A 的焦距是 cm， 凸透 镜 A 的焦距 凸透镜 B 的焦距（选填“大于” 、 “小于”或“等于” ）. （2）在甲图中，保持凸透镜不动，把蜡烛向右移动 5cm，要想在光屏上再次得到清晰的像， 应该把光屏向_（选填“左”、“右”）移动一段距离，像将_（选填“变大”、 “变小”或“不变”）. （3）图丙所示的实验现象可以说明_的成像特点（选填“照相机” 、 “幻灯机”或“放 大镜” ） ；若将远视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了，若保持凸透 镜和光屏的位置不动，应使蜡烛_（选填“靠近”、“远离”）凸透镜，则又能在光 屏上看到蜡烛清晰的像. 【答
24、案】 （1）10；小于； （2）右；变大； （3）靠近。 28.（2018 山东德州）小莉同学用焦距为 10cm 的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验： （1）实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时，在光屏上可得到一个清晰的倒立、 的实像，若保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至 cm 刻度线处，光屏上能再次呈现清 晰的像。 （2）如图乙所示，保持蜡烛位置不变，移动透镜至 16cm 刻度线处，则人眼在 （选填“A、 B、C” ）处能观察到蜡烛的像，像是图丙中的 （选填“1、2、3、4” ） （3）实验完成之后，小莉把自己的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，如图丁所示，光屏上 原来清晰的像变得模
25、糊了， 若想在光屏上重新得到清晰的像， 在不改变蜡烛和凸透镜位置的 情 况 下 ， 应 将 光 屏 凸 透 镜 。（ 选 填 “ 靠 近 ” 或 “ 远 离 ”） 【答案】 （1）放大；40； （2）B；4； （3）远离。 29.（2018 湖北省宜昌市）五一期间小红随父亲到宜昌市磨基山公园游玩，小红父亲用照相 机拍摄了夷陵长江大析的清晰照片， 小红发现相机中桥的像有点小， 提议能否把桥的像拍得 更大一些，她父亲便更换相机镜头后在原地又拍摄了一张夷陵长江大桥的清晰照片，如图 12 甲所示，两次成像的大小不同是什么原因造成的呢？她猜想可能是两个镜头的焦距不同 造成的。为了验证这一想法，返校后，她
26、在学校实验室找来了一只蜡烛、焦距分别为 5cm 和 10cm 的两个凸透镜、光具座、光屏等器材进行了以下探究： （1)如图乙所示，她先将 f=5cm 的凸透镜固定在光具座 50cm 刻度处，再将蜡烛放在光具座 10cm 刻度处，移动光屏，使光屏上出现清晰的像，此时的像是一个倒立、_的实像。 （2）接下来她换用 f=10cm 的凸透镜，仍然固定在光具座 50cm 刻度处，为了再次得到清晰 的像，她应该保持_不变，移动_，直到出现清晰的像为止。 （3）对比两次实验中像的大小，发现第二次成的像比第一次稍大，据此小红得出的结论是： _。 （4）用照相机拍照时，要想成的像更大，除了更换相机镜头外，还可以
27、_。 【答案】 （1）缩小； （2）蜡烛位置（或物距） ；光屏； （3）在物距相同时，焦距越大，像越 大； （4）靠近物体（或减小物距） 。 30.（2018 吉林）小明同学在实验室利用光具座“探究凸透镜成像”的实验中： （1）元件摆放位置如图 11 所示，在光屏中心呈现出清晰的蜡烛的像，由此可知透镜焦距为 cm； （2）保持透镜和光屏的位置不动。把蜡烛放在刻度尺的 15cm 处，可在蜡烛和凸透镜间合适 位置添加一个焦距适当的 透镜，仍能在光屏上承接到蜡烛清晰的像；如不添加透镜， 若适当移动光屏可承接到一个倒立的， 的实像； （3）在实验中，小明更换了一个凸透镜，使三者还处于如图所示的位置，并
28、使三者中心在 同一高度，在透镜右侧无论怎样移动光屏都无法承接到蜡烛的像（光具座足够长）出现这种 现象的原因可能是 （写出一种原因即可） 【答案】 （1）10.0； （2）凸；放大； （3）物距小于焦距。 31.（2018 湖南省邵阳市）某物理学习小组在研究“凸透镜成像规律”时，使用的器材如下 图所示，凸透镜的焦距是 l0cm。 （刻度尺上标记的点，相邻两点间的距离为 10cm） （1）实验前，将烛焰、凸透镜、光屏的中心调整到同一高度，其中凸透镜对光有 的作用。 （选填“会聚”或“发散” ） （2）当凸透镜放在 D 点，蜡烛放在 A 点左侧，移动光屏直到光屏上得到一个清晰的、倒立 的、缩小的实像
29、。生活中的 就是利用这一原理制成的。 （3）当蜡烛与凸透镜距离小于 cm 时，无论怎么移动光屏，屏上都得不到蜡烛的像。 【答案】 （1）凸透镜对光线的作用，凹透镜对光线的作用，因此凸透镜也叫会聚透镜（2） 照相机（3）10 32.（2018 湖南娄底）将图中的光路图补充完整。 【答案】 33.（2018 云南省昆明市）完成图中经过凸透镜后的两条光线。 【答案】 34.（2018 广西玉林）在图中画出与入射光线对应的折射光线。 【答案】 35.（2018 湖北襄阳）根据如图中经透镜折射后的光线画出入射光线。 【答案】 36.（2018 白银市）如图所示，F 为凸透镜的焦点，OO为凸透镜的主光轴，AB 为射向凸透 镜且过焦点的光线，在凸透镜的右侧有一平面镜 MN 和主光轴 OO成 45 ,请画出经凸透镜 折射后和经平面镜反射后的完整光路图 【答案】 37画出如图所示的折射光线或入射光线。 【答案】
