初中物理总复习——第三讲 透镜及其应用

一、知识网络

 

二、复习要点

1、中间厚、边缘薄的透镜叫做      镜。此类透镜对光有      作用；中间      、边缘      的透镜叫做凹透镜。凹透镜对光有      作用。

2、平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在一点，这个点叫做      。这一点到光心的距离叫      。

3、凸透镜有三条特殊光线：（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将通过       ；（2）过焦点的光线经凸透镜折射后将      主光轴；（3）通过光心的光线传播方向      。

4、物体到凸透镜的距离大于2倍焦距（u> 2f）时，能成      、       的      像。这是照相机的成像原理；物体到凸透镜的距离等于2倍焦距（u＝2f）时，成      、      的       像；物体到凸透镜的距离2倍焦距与焦距之间（f<u<2f）时，成      、       的      像。这是投影仪的成像原理；物体到凸透镜的距离等于焦距（u＝f）时，      像，（填成或不成）；物体凸透镜的距离小于焦距（u<f）时，成      、       的      像。这是放大镜的成像原理 。

5、凸透镜成实像时，放大与缩小的分界点是在      处，成实像与虚像的分界点是在       处。

6、近视眼看不清远处的物体，他的成因是晶状体太       ，折光能力太      ，使来自远处物体的光聚在      前。矫正的方法是在眼睛前配戴一个      透镜眼镜。

7、远视眼只能看清远处的物体，看不清近处的物体，利用凸透镜能使光会聚的特点，可在眼睛前配戴一个      透镜眼镜来矫正。

8、显微镜的原理是 ：先用物镜（凸透镜）使被观察的物体成一个      像，再经目镜（凸透镜）使这个实像再成一个      像，经过两次放大作用，我们可以看见微小物体。

9．望远镜的原理是：物镜使远处的物体在焦点附近成一缩小的      像，再经目镜使这个      像再成一个      像。我们就能看清楚较远处的物体，望远镜还起到增大“视角”的作用。

三、考点分析

考前重点和热点：（1）凹、凸透镜的判别。凸透镜焦点的确定及焦距的测量。（2）透镜的特殊光路图。（3）凸透镜成像规律及其应用。（4）凸透镜成像规律的探究。（5）近、远视眼判别及矫正。

四、经典题解

【例1】小明用焦距为l0 cm 的放大镜去观察邮票。想看清楚邮票上的细微之处，这时放大镜与邮票问的距离应是      cm。

解析：放大镜是一个凸透镜，用来成正立、放大的虚像。把凸透镜靠近要观察的物体，让凸透镜到物体的距离小于焦距，透过凸透镜就可以看到物体正立、放大的虚像。题中放大镜的焦距为10 cm，因而邮票与放大镜之间的距离应小于l0cm。

启迪：本题考查光学仪器之一的放大镜的应用，解答这类光学仪器应用题时，应密切联系相关的光学知识进行分析。

【例2】在探究凸透镜成像规律的实验中，第一小组的同学依次把点燃的蜡烛、透镜、光屏放在光具座上。但是，在实验中无论怎样移动光屏都找不到清晰的像。请你帮他们找出一个可能的原因         。

第一、二两个实验小组分别进行了若干操作，并把实验数据准确地记录在表格中

分析以上数据你能访到什么结论?（写出两条即可）

解析：（1）分析光屏找不到清晰像的原因，可能有：① 蜡烛的烛焰、透镜、光屏三者的中心不在同一高度上；② 蜡烛放在焦点上；③ 蜡烛放在焦点以内；① 蜡烛放在1倍焦距和2倍焦距之间，但离焦点过近，成像较远，光具座不够长。光屏承接不到像。

（2）对实验数据进行对比分析，可得出如下结论：① 凸透镜焦距一定且成实像情况下，物体到凸透镜越远（近），像离凸透镜越近（远）；② 在成实像情况下，物距相同时，透镜焦距越大，像离透镜越远；③ 物体到凸透镜距离大于1倍焦距，成倒立的像。

启迪：此题把实验知识和实验技能结合一起考查。解题时应在已做过实验基础上，运用实验知识查问题找原因。实验数据分析对比得结论，关键在于正确找出有可比性的对应组的数据。

【例3】如图3—l所示，B 为AC 中点，蜡烛烛焰通过凸透镜后在右侧的光屏上成一个清晰的缩小的像，则凸透镜（     ）。

 A.

应该放在B、C之间   B.应该放存A、B之间

C.应该放在 B点       D.可能放在蜡烛的左侧某处

解析：由“蜡烛烛焰通过凸透镜后在右侧的光屏上成一个清晰的缩小的像”及凸透镜成像规律可知，蜡烛烛焰应位于凸透镜2倍焦距以外，而像应位于凸透镜的1倍焦距和2倍焦距之间，所以本题中蜡烛与凸透镜间的距离要大于像与凸透镜问的距离，即凸透镜应该靠近光屏。答案为A。

启迪：本题考查对凸透镜成像规律的理解和应用。解题时注意物距和像距的关系，在实验探究时可总结这方面规律（如例3），也可用作图成像法显现这方面的规律。

【例4】爷孙两人各有一副眼镜，看起来几乎一样。但其中一副是远视眼镜（老花镜），另一副是近视眼镜．不准用手触摸眼镜片，如何区分? 请说出3种方法。

解析：表面上看是区分眼镜，但实质上是考查怎样区分凸透镜和凹透镜，因为近视眼镜片是凹透镜，远视眼镜片是凸透镜．区分方法如下：

（1）太阳光聚焦法：把眼镜片正对太阳光，能会聚太阳光得到最小最亮光斑的就是凸透镜，即远视眼镜。

（2）近看法：把眼镜片放在书报上，看到的字迹放大的就是远视眼镜。

（3）远看法：平举起眼镜，看远处物体通过眼镜后能成倒立像的是远视眼镜。

启迪：区分凸、凹透镜，应从凸、凹透镜对光的作用和成像规律两方面的不同之处去思考，因此，区分方法实质是聚焦法和成像法。

五、能力训练

1．（北京市）根据图3－2中给出的入射光线和折射光线，在方框中画出一个适当类型的透镜。

2．图3—3所示的是照相机的结构示意图，其中P 是      ，Q 是      。来自物体的光经过照相机的镜头后会聚在      上，形成一个倒立      的实像。

3．图3—4所示是一台投影仪的结构示意图，其中A 是平面镜，它的作用是改变光的&lv;U>      ，B上放置的是      。经过镜头形成一个放大的像，再经过平面镜，最终使像成在屏幕      上的C 处。

4．（黄石市）小明拿一只凸透镜正对着太阳光，当镜后的白纸移至距透镜光心10 cm 时得到最小最亮的光斑。他想用此凸透镜来观察邮票上的小图案，则邮票到凸透镜的距离u应为（    ）。

A．u> 20 cm   B．u> 10 cm   C．10 cm< u< 20 cm   D．u< 10 cm

5．（南通市）小明在“探究凸透镜成像的规律”时，将点燃的蜡烛放在凸透镜前20 cm 处，在透镜另一侧光屏上观察到缩小的像。小明又把点燃的蜡烛置于原来的光屏处，则所成像的性质是（    ）。

A．倒立放大的实像   B．正立放火的虚像

C．倒立缩小的实像   D．倒立等大的实像

6．（柳州市）如图3—5所示，小红同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，将点燃的蜡烛从A 位置逐渐移动刮B 位置的过程中，在凸透镜右侧相应移动的光屏上承接到清晰的像将（    ）。

7．某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，发现蜡烛距离为10cm时，光屏上出现了一个清晰、倒立、放大的蜡烛的像，则这个凸透镜焦距的范围是      。若调节蜡烛到凸透镜的距离为20 cm 时，在光屏上      （选填“能”或“不能”）得到一个放大的烛焰的像。

8．（新疆）远视眼是老年人常见的一种眼疾，某校兴趣小组的同学对远视眼的成像及矫正进行了如下探究；如图3—6（甲）所示：老花镜放在蜡烛和凸透镜之间，使光屏上映出了清晰的像，标出光屏的位置，表示视网膜的位置；拿开眼镜，屏上的像变得不清晰，向后移动光屏。像又变得清晰，再标出光屏的位置。

观察眼球结构图3－6（乙）， 结合以上实验请你回答如下问题：

（1）眼球中的晶状体相当于实验中的      。

（2）远视眼不戴眼镜时，看见物体的像落在视网膜      。（填“前方”、“上”或“后方”）。

（3）矫正远视眼应配戴      镜。

 

【适应性训练】

9．（扬州市）在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，在光屏上得到了一个缩小清晰的像（如图3—8所示），此时物距范围：      。在投影仪、照相机、放大镜三种光学器件中与上述成像情形一致的是      。若有位刚学摘下近视眼镜放在蜡烛与透镜之间（靠近透镜），结果光屏上原来清晰的像变模糊了。

（1）若不改变蜡烛和凸透镜位置，应将光屏向      （填“左”或“右”）调节，才能使像变清晰。

（2）请根据此实验，简要说明近视眼看不清楚物体的原因：        。

l0．有两只干净的玻璃杯，一只盛满了纯净水，另一只是空的，上面都盖着盖子，不用任何器材，你怎么判断出哪一只杯子中有水?

答：        。

l1．（ 宜昌市）某校同学在学习了眼睛和眼镜内容后，想通过实验探究近视眼的形成原因。他们选择了如下器材：蜡烛、用薄膜充人水后制成水凸透镜（ 与注射器相连，注射器里有少量水）、光屏等。水凸透镜的厚薄可以通过往射器注入、吸取水的多少来调节。其装置如图3—9所示。

（1）在此实验装置中，      相当于人眼球中的晶状体。       相当于人眼球中的视网膜。

（2）请你用此实验装置探究近视眼的成因。要求写出实验过程。

实验过程：        。

六、课本拓展题

1．在课本第4页“有趣有用物理”的“想想做做”中，小男孩拿着一个口径比较大的放大镜，伸直手臂观察窗外远处的物体，可以看到物体的像，小男孩观察到的是（    ）。

A．正立的像  B．虚像   C．倒立的像   D．放大的像

2．如何粗测一个凸透镜的焦距，请说出你没想的方法。取用什么器材，怎样测，由你决定。要求：（1）至少说出两种方法。（2）简要写出每种方法的步骤，说明测得的物理量和焦距的关系。

说明：这两题是课本演示实验和动手动脑学物理题的拓展，通过实践获取知识与技能。

参考答案与提示

能力训练

1．图略（提示：凸透镜）   2.镜头,底片，底片,缩小  3.传播方向,投影片,D   4.D 5.A  6. 缩小  7.5cm<f<10 cm，不能  8．（1）凸透镜；（2）后方；（3）凸透镜  9．u>2f，照相机，（1）右；（2）物体成像在视网膜之前  l0．放一只手指在杯子的后面，手指被显著放大的杯子装有水  11．（1）水凸透镜，光屏；（2）将蜡烛、水凸透镜、光屏依次放在光具座上，保持大致在同一高度上，调节水凸透镜的位置使蜡烛在光屏上成清晰的像； 向水凸透镜中注水，使晶状体变厚，观察到光屏上所成蜡烛的像将变得不清晰，将蜡烛向水凸透镜靠近，观察到光屏上会再次出现清晰的像。

课本拓展题

1．C   2.方法一：让凸透镜正对着太阳光．拿一张白纸在它的另一侧来回移动，直到纸上的光斑最小、最亮。用刻度尺量出这时光斑到凸透镜的距离；方法二：把凸透镜竖立，画出它的主光轴，让一束激光平行于主光轴射向凸透镜，用刻度尺最出折射光线与主光轴交点到凸透镜的距离f，即为凸透镜的焦距。