第三章 透镜及其应用 主题 知识点 要求 透镜及 其应用 凸透镜、凹透镜的结构特点，焦点和焦距的概念 透镜对光的作用，会画透镜的三条特殊光线 人眼的构造和成像原理 近视眼、远视眼形成的原因及其矫正方法 认识 照相机的构造、成像特点及其调节方法 投影仪的构造、成像特点及其调节方法 理解 凸透镜成像规律 探究

会聚 发散 倒立 缩小 实 倒立 放大 实 倒

照相机 ＞ ＝ f 2f 投影仪 放大镜 ＜ 倒立 缩小 实 前 凹 后 凸

一、透镜 1．分类：凸透镜和凹透镜． 2．透镜对光的作用： 会聚 (1)凸透镜：对光有 作用． (2)凹透镜：对光有 作用． 3．有关透镜的作图： 发散 (1)凸透镜的三条特殊光线(如图 3－1 甲所示)： ①通过光心的入射光线方向不变； ②平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后通过焦点； ③从焦点发出的入射光线经凸透镜折射后跟主光轴平行．

(2)凹透镜的三条特殊光线(如图 3－1 乙所示)： ①通过光心的入射光线方向不变； ②平行于主光轴的入射光线经凹透镜折射后，折射光线的 甲 乙 图 3－1 (2)凹透镜的三条特殊光线(如图 3－1 乙所示)： ①通过光心的入射光线方向不变； ②平行于主光轴的入射光线经凹透镜折射后，折射光线的 反射延长线通过焦点； ③延长线经过焦点的入射光线经凹透镜折射后跟主光轴平 行．

二、凸透镜成像的规律 1．凸透镜成像实验： 蜡烛 凸透镜 (1)实验器材： 、火柴、 (焦距已知)、刻度尺(光 光屏 具座)和 ． (2)实验记录：物距、像距；像的正倒、大小和虚实． (3)光屏上接收不到像的原因： ①火焰焰心、凸透镜光心和光屏中心不在同一高度． ②蜡烛放在凸透镜一倍焦距内成虚像，光屏无法接收． ③蜡烛在一倍焦距外太靠近焦点，成像太远，光具座不够 长． ④蜡烛在焦点上，不能成像．

f<v<2f u>2f v＝2f u＝2f v>2f f<u<2f u＝f v>u u<f 2．凸透镜成像的规律： 物距 像的性质 像距 应用 正倒 缩放 虚实 u>2f 倒立 缩小 实像 f<v<2f 照相机 u＝2f 等大 v＝2f 测焦距 f<u<2f 放大 v>2f 投影仪 u＝f 不能成像 u<f 正立 虚像 v>u 放大镜 ①一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小． ②物近像远像变大，焦点以内反变化．

三、透镜的应用 1．照相机： 倒立、缩小的实像 (1)成像原理：凸透镜能成 ． (2)成像条件：照相时，被照物体必须在镜头的二倍焦距以 外，胶卷在一倍焦距和二倍焦距之间． (3)使用：“放大”被拍景物则靠近景物、镜头前伸；若“缩 小”被拍景物则远离景物、镜头后缩．

(2)成像条件：投影片必须在镜头的一倍焦距和二倍焦距之 2．投影仪： 倒立、放大的实像 (1)成像原理：凸透镜能成 ． (2)成像条件：投影片必须在镜头的一倍焦距和二倍焦距之 间，屏幕必须在镜头的二倍焦距以外． (3)使用： ①要想让屏幕上的像大一些，下调凸透镜，减小凸透镜到 物体的距离，增大投影仪与屏幕间的距离． ②投影片通过凸透镜在屏幕上成倒立、放大的实像，为了 使观察者看到物体正立的像，因此要把投影片倒放．

3．放大镜： 正立、放大的虚像 (1)成像原理：凸透镜成 ． (2)成像条件：物体到凸透镜光心的距离小于一倍焦距，像 与物在凸透镜的同侧． (3)使用：要使看到的物体的像更大一些，可使放大镜适当 远离被观察物体(不超过一倍焦距)．

2．近视眼：晶状体太 或眼球前后方向太 ，光线会聚在 倒立、缩小的实像 四、眼睛和眼镜 凸透镜 光屏 1．眼睛：眼球相当于 ，视网膜相当于 ．眼球将 来自物体的光会聚在视网膜上，形成 ． 2．近视眼：晶状体太 或眼球前后方向太 ，光线会聚在 倒立、缩小的实像 厚 长 前 凹透镜 视网膜的 面，可用 矫正． 薄 短 3．远视眼：晶状体太 或眼球前后方向太 ，光线会聚在 后 凸透镜 视网膜的 面，可用 矫正．

当于投影仪，能成倒立、放大的实像；目镜相当于放大镜，能 成正立、放大的虚像． 五、显微镜和望远镜 细小物体 1．显微镜：用来观察 或物体的细微部分，物镜相 当于投影仪，能成倒立、放大的实像；目镜相当于放大镜，能 成正立、放大的虚像． 增大视角 远处的物体 2．望远镜：有 的作用，用来观测 ．物 镜相当于照相机，能成倒立、缩小的实像；目镜相当于放大镜， 能成正立、放大的虚像．

条光线，其中一条平行于凸透镜的主光轴，另一条过凸透镜的 焦点，请画出这两条光线透过凸透镜后的折射光线． 考点 1 透镜及其作图 【例 1】(2012 年泰安)如图 3－2 所示，从光源 S 发出的两 条光线，其中一条平行于凸透镜的主光轴，另一条过凸透镜的 焦点，请画出这两条光线透过凸透镜后的折射光线． 图 3－2

思维点拨：利用凸透镜的三条特殊光线的折射规律作图． 答案：如图 7 所示． 图 7

用透明冰块磨制成的一个光学器件却可以取火，这个器件相当 [教师参考·备选题](2012 年宜昌)常言道，水火不相容，但 用透明冰块磨制成的一个光学器件却可以取火，这个器件相当 于( ) A．平面镜 C．凸透镜 答案：C B．凸面镜 D．凹透镜

座等器材探究凸透镜成像的规律．实验桌上现有 A、B 两个凸 透镜，其中凸透镜 A 的焦距为 50 cm，凸透镜 B 的焦距为 10 cm. 考点 2 探究凸透镜成像的规律 【例 2】(2012 年广东)小王用凸透镜、蜡烛、光屏、光具 座等器材探究凸透镜成像的规律．实验桌上现有 A、B 两个凸 透镜，其中凸透镜 A 的焦距为 50 cm，凸透镜 B 的焦距为 10 cm. 光具座上标尺的刻度范围如图 3－3 所示． 图 3－3 (1)小王想探究凸透镜成像的规律，应选用凸透镜______(填 “A”或“B”)．

间的距离，并移动光屏进行实验，所获得的实验数据如下表所 示．分析实验数据可知： 实验 次序 物体到凸透镜的 距离 u/cm (2)小王在图 3－3 所示的光具座上，不断改变蜡烛与透镜 间的距离，并移动光屏进行实验，所获得的实验数据如下表所 示．分析实验数据可知： 实验 次序 物体到凸透镜的 距离 u/cm 光屏上的像到凸透镜 的距离 v/cm 光屏上像 的大小 1 60 12 缩小 2 30 15 3 20 等大 4 放大 5

①从实验次序 2、3、4 可以看出，当成实像时，物体到凸 透镜的距离越短，光屏上像的大小就越______； ②同一凸透 镜，成实像时，像 距 v 随物距 u 的增大而 ________． (3)你认为小王同学的实验过程是否全面？请提出你的看 法(只需写出一种)． __________________________________________________

透镜的焦距过大，则有可能出现光具座的端点与凸透镜之间的 距离满足不了物距或者像距大于二倍焦距这个要求，导致无法 思维点拨：依据光具座的标尺刻度范围来选择凸透镜．若 透镜的焦距过大，则有可能出现光具座的端点与凸透镜之间的 距离满足不了物距或者像距大于二倍焦距这个要求，导致无法 观察物体在凸透镜中的各种物距下的成像情况． 答案：(1)B (2)大 减小 (3)不够全面， 因为他只记录了像的大小，没记录像的正 倒，所以记录不全．(或只通过一块凸透镜成像的情况，就得到 凸透镜成像的规律，欠普遍性．或只研究了凸透镜成实像的情 况，没有研究成虚像的情况等)

的关系”的实验中，所用的实验器材有：光具座、凸透镜、光 屏、蜡烛等． 1．(2012 年大连)小明在探究“凸透镜成实像时像距与物距 的关系”的实验中，所用的实验器材有：光具座、凸透镜、光 屏、蜡烛等． (1)将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，点燃蜡烛，调整 凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同 一______上． 是： (2)该实验应使凸透镜成实像，那么凸透镜成实像的条件 物距________焦距．

(3)记录的实验数据如下表．请在图 3－4 上画出像距与物 距的关系图象. 物距 u/cm 14 16 18 20 22 24 26 像距 v/cm 35 27 17 图 3－4

蜡烛放在光具座上的 0 刻度线处，凸透镜放在 15 cm 刻度线上， 如图 3－5 所示．移动光屏在 a 位置找到像；蜡烛和光屏不动， (4)小明得出探究结论后，又用上述器材做了一个实验．把 蜡烛放在光具座上的 0 刻度线处，凸透镜放在 15 cm 刻度线上， 如图 3－5 所示．移动光屏在 a 位置找到像；蜡烛和光屏不动， 只移动凸透镜，当凸透镜向某一方向移动到 b 位置时，在光屏 上又看到像．结合所画图象，请你对实验中可能出现的现象作 出合理的判断______．(至少有一个选项正确，将正确选项的字 母填在横线上) 图 3－5

A．光屏上第一次的像是倒立、放大的 B．a 位置在 44～46 cm 刻度线之间 C．光屏上第二次的像是倒立、缩小的 D．b 位置在 19～21 cm 刻度线之间 答案：(1)直线 (2) 大于 (3)如图 8 所示． 图 8 (4)ABC

【例 3】(2012 年日照)如图 3－6 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 考点 3 凸透镜成像的规律 【例 3】(2012 年日照)如图 3－6 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 ( ) 图 3－6 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

c 两点都在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像；d 思维点拨：a 点在二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像；b、 c 两点都在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像；d 点在一倍焦距以内，成正立、放大的虚像． 答案：B

处时，在凸透镜的另一侧成一个倒立、缩小的实像，则该凸透镜 [教师参考·备选题] (2012 年凉山)一个物体在凸透镜前 20 cm 处时，在凸透镜的另一侧成一个倒立、缩小的实像，则该凸透镜 的焦距 f 符合( ) A．10 cm＜f＜20 cm C．f＜10 cm 答案：C B．f＞10 cm D．f＞20cm

口安装的监控摄像头，它可以拍下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______透镜，它的工作 考点 4 透镜的应用 【例 4】(2010 年梅州)图 3－7 甲所示的是现代城市很多路 口安装的监控摄像头，它可以拍下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______透镜，它的工作 原理与________(填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)相似．图乙 和丙是一辆汽车经过路口时与一辆自行车相撞后被先后拍下的 两张照片，由图可以看出汽车是逐渐______(填“靠近”或“远离”) 摄像头． 图 3－7 思维点拨：观察图像可知物体是成缩小的实像；根据“物 近像远像变大”可判断汽车是靠近还是远离摄像头． 答案：凸 照相机 远离

铜仁市碧江区的一角，如果拍摄时所用照相机的镜头焦距是 50 2．(2012 年铜仁)图 3－8 所示的是利用航空摄影拍摄到的 铜仁市碧江区的一角，如果拍摄时所用照相机的镜头焦距是 50 mm，则胶片到镜头的距离应( A．大于 100 mm B．大于 50 mm 小于 100 mm C．小于 50 mm D．等于 50 mm 答案：B ) 图 3－8

【例 5】图 3－9 甲所示的是来自远处的光线经某人眼球折 光系统的光路．下列关于该人远、近视眼的判断及矫正所需配 考点 5 眼睛和眼镜 【例 5】图 3－9 甲所示的是来自远处的光线经某人眼球折 光系统的光路．下列关于该人远、近视眼的判断及矫正所需配 戴的眼镜镜片的选择，正确的是( 图 3－9 ) A．近视眼，乙 C．近视眼，丙 B．远视眼，乙 D．远视眼，丙 思维点拨：近视聚光能力强，成像在视网膜前，可用散光 的凹透镜矫正；远视眼相反． 答案：C

老师上课期间，观察远处的同学时要摘下眼镜，而看近处的课 本时，又要戴上眼镜．这样频繁地戴上和摘下眼镜非常不方便． [教师参考·备选题] (2012 年烟台)善于观察的小明发现，张 老师上课期间，观察远处的同学时要摘下眼镜，而看近处的课 本时，又要戴上眼镜．这样频繁地戴上和摘下眼镜非常不方便． 张老师的眼睛属于________(填“近视眼”或“远视眼”)．图B1 所 示的是一种新型眼镜，这种眼镜的镜片分上、下两个区，A 区 厚薄均匀，B 区可以矫正视力．张老师戴上这种眼镜就可以通 过______(填“A 区”或“B 区”)看远处的同学，而不需要频繁地戴 上或摘下眼镜了． 图 B1 答案：远视眼 A 区

1．(2012 年广州)自动对焦相机用红外线或超声波进行测 距．下列说法正确的是( ) A．超声波和红外线都是电磁波 B．相机底片上成的像一定是实像 C．焦距 35 mm 的相机底片离镜头的距离小于 35 mm D．红外线测距照相机和超声波测距照相机都可用来在月 球上拍照 答案：B

2．(2012 年茂名)下列关于光学仪器的作用，说法不正确的 是( ) A．平面镜能成等大的虚像 B．放大镜是凸透镜，凸透镜只能成放大的像 C．近视眼镜是凹透镜，它对光起发散作用 D．照相机照相时，底片上成倒立、缩小的实像 答案：B

体的像落在视网膜______(填“前”或“后”)，而看不清远处物体． 现在有一种治疗手术，采用激光对角膜进行处理，使晶状体和 3．(2012 年梅州)小明同学上初中后患了近视眼，使远处物 体的像落在视网膜______(填“前”或“后”)，而看不清远处物体． 现在有一种治疗手术，采用激光对角膜进行处理，使晶状体和 角膜构成的透镜对光的偏折能力变得______(填“强”或“弱”)些． 答案：前 弱

4．(2012 年广东)根据图 3－10 中光的传播方向，在虚线框 内画上凸透镜或凹透镜． 图 3－10 答案：如图 9 所示． 图 9

屏的位置，都能得到清晰的像，其中在光屏上成倒立、缩小实 像的是图_______，在光屏上成倒立、放大实像的是图_______， 5．(2011 年肇庆)如图 3－11 所示，调节蜡烛、凸透镜和光 屏的位置，都能得到清晰的像，其中在光屏上成倒立、缩小实 像的是图_______，在光屏上成倒立、放大实像的是图_______， 成虚像的是图________． 图 3－11 答案：B A C

透镜的作用是成________(填“等大”、 “缩小”或“放大”)、________(填“正 立”或“倒立”)的实像，平面镜的作用 6．(2011 年广州)图 3－12 是投影仪成像的示意图．其中凸 透镜的作用是成________(填“等大”、 “缩小”或“放大”)、________(填“正 立”或“倒立”)的实像，平面镜的作用 是______________________________.若 图中的 h＝40 cm，则凸透镜的焦距不可 能小于______cm. 图 3－12 答案：放大 倒立 改变光的传播方向，使像成在屏幕上 20