第五章透镜及其应用一、考点知识梳理（一）透镜1.透镜的种类(1)凸透镜①形状：中间厚，边缘薄的透镜。
②对光的作用：对光有会聚作用。
(2)凹透镜①形状：中间薄，边缘厚的透镜。
②对光的作用：对光有发散作用。
2.透镜中的几个概念(1)主光轴：通过透镜两个折射球面球心的直线。
(2)光心O：光线通过主光轴上某一特殊点，凡是通过该点的光，其传播方向不变。
(3)焦点F：平行于主光轴的光线,通过透镜后会聚(或发散，其反向延长线会聚)相交在主光轴上的一点。
(4)焦距f：焦点到光心的距离。
注意：(1)凸透镜对光线有会聚作用，是指从凸透镜射出的光线相对入射光线更偏向主光轴，使它的光束变窄、变收缩。
不能将会聚作用理解为射出的光线一定是会聚的，交于一点。
(2)凹透镜对光线有发散作用，是指从透镜射出的光线相对入射光线更偏离主光轴。
(3)粗测凸透镜焦距的方法：让凸透镜正对太阳光，在透镜另外一侧放一光屏，调整光屏到透镜的距离直到光屏上出现最小、最亮的光斑为止，测出这一光斑到透镜光心的距离，即为焦距。
练习：在公元2世纪，就有人用磨成球形的冰对着太阳光来“取火”，这个冰球相当于一个凸透镜，它对光线有会聚作用。
(二)生活中透镜1、照相机(1)照相机的镜头相当于一个凸透镜，照相机底部的胶片用以记录物体的像，快门的作用是控制曝光时间，光圈的作用是控制进光量，调焦环用以调节镜头到胶片之间的距离。
(2)照相机所成的像是倒立、缩小的实像。
物体离镜头越远，所成的像越小，物体离镜头越近，所成的像越大。
(3)调节使底片上的像更大些：减小物体与镜头之间的距离(即减小物距)，增大底片与镜头之间的距离(即增大像距)。
使底片上的像更小些：增大物体与镜头之间的距离(即增大物距)，减小底片与镜头之间的距离(即减小像距)。
(4)与照相机成像特点相同的还有摄影机、视频设备等。
2、投影仪(1)投影仪的镜头相当于一个凸透镜，投影片的像成在屏幕上，镜头上方平面镜的作用是改变光的传播方向。
(2)投影仪所成的像是倒立、放大的实像。
镜头离投影片越近，屏幕上的像越大。
(3)调节使屏幕上的像更大些：减小投影片与镜头之间的距离(即减小物距)，增大屏幕与镜头之间的距离(即增大像距)。
使屏幕上的像更小些：增大投影片与镜头之间的距离(即增大物距)，减小屏幕与镜头之间的距离(即减小像距)。
(4)与投影仪成像特点相同的还有幻灯机、电影放映机等。
3、放大镜生活中常见的放大镜实质上是一个凸透镜，物体经放大镜能成正立、放大的虚像，像与物在透镜的同(填“同”或“异”)侧。
要使像更大些，放大镜与物体之间的距离应适当拉大一些。
4、实像和虚像(1)凸透镜成实像：是来自物体的光经凸透镜折射后会聚而成，能用光屏承接，物和像出现在透镜的异侧。
(2)凹透镜成实像：是来自物体的光经凹透镜折射后，射出的光的反向延长线会聚而成，不能用光屏承接，物和像出现在透镜的同侧。
(三)凸透镜成像的规律1、“探究凸透镜成像规律”的实验要求：在实验时，应先调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上，其目的是使像成在光屏中央。
2、通过实验探究可得，凸透镜成像的规律如下：(1)当烛焰放在凸透镜的二倍焦距以外，把光屏移在二倍焦距和一倍焦距之间的位置时，在光屏上可以成一个倒立、缩小的实像。
利用此原理可制成照相机。
(2)当烛焰放在凸透镜的二倍焦距和一倍焦距之间时，要把光屏移在二倍焦距以外的位置，此时，在光屏上可以成一个倒立、放大的实像。
利用此原理可制成投影仪。
(3)当烛焰放在凸透镜的一倍焦距以内，在光屏上不能(填“能”或“不能”)成像。
通过透镜可以看到烛焰正立、放大的虚像，像与物位于透镜的同侧。
注意：(1)在凸透镜成像的实验中，成实像与虚像的物距转换点是一倍焦距。
(2)在凸透镜成像的实验中，成放大像与缩小像的物距转换点是二倍焦距。
(3)在凸透镜成像的实验中，所成的实像都是倒立的，且物和像位于透镜的异侧；所成的虚像都是正立、放大的，且物和像位于透镜的同侧。
(四)眼睛和眼镜1、眼睛(1)眼睛好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于镜头(凸透镜)，视网膜相当于光屏，瞳孔相当于照相机的光圈，可以控制进入眼睛的光量。
(2)当睫状肌放松时，晶状体比较薄，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上，可以看清远处的物体。
当睫状肌收缩时，晶状体比较厚，对光的偏折能力变大，近处物体射来的光会聚在视网膜上，就可看清近处的物体。
(3)依靠眼睛调节所能看清的最远和最近的两个极限点分别叫做眼睛的远点和近点。
正常眼睛的远点在无限远，近点在大约10cm处。
正常情况下，眼睛观察近处的物体最清晰而又不疲劳的距离在大约25cm，这个距离叫做明视距离。
2、近视眼及其矫正(1)近视眼的原因近视眼的特点是只能看清近处的物体，看不清远处的物体，这是因为近视眼的晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球前后方向上太长，致使来自远处某点的光会聚在视网膜前，即成像在视网膜前，到视网膜时则是一个模糊的光斑了，故人眼看不清楚远处的物体。
(2)近视眼的矫正在人眼前放一个凹透镜，使进入人眼的光线提前发散一下，就能使来自远处物体的光会聚在视网膜上。
练习：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前(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弱(填“强”或“弱”)些。
3、远视眼及其矫正(1)远视眼的原因远视眼的特点是只能看清远处的物体，看不清近处的物体，这是因为远视眼的晶状体太薄，折光能力太弱，或者眼球前后方向上太短，致使来自近处某点的光会聚在视网膜后，即成像在视网膜后，到视网膜时则是一个模糊的光斑了，故人眼看不清楚近处的物体。
(2)近视眼的矫正在人眼前放一个凸透镜，使进入人眼的光线提前会聚一下，就能使来自近处物体的光会聚在视网膜上。
(五)显微镜和望远镜1、显微镜(1)显微镜的构造显微镜主要由目镜、物镜、载物台、反光镜等组成。
其中目镜和物镜分别由两个凸透镜组成。
(2)显微镜的工作原理显微镜的物镜相当于投影仪的镜头，作用是得到物体的放大的实像。
目镜相当于普通的放大镜，把物镜所成的像当作物体，得到它的放大的虚像，把物体经过物镜和目镜两次放大之后，我们就可以看到肉眼看不见的微小物体了。
(3)显微镜的放大倍数=物镜的放大倍数×目镜的放大倍数。
2、望远镜(开普勒望远镜)(1)望远镜的构造开普勒望远镜主要由两个凸透镜组成的物镜和目镜构成。
(2)望远镜的工作原理望远镜的物镜相当于照相机的镜头，作用是得到物体倒立、缩小的实像，目镜的作用相当于放大镜，把物镜所成的像当作物体，得到它的放大的虚像。
注意：开普勒望远镜的目镜和物镜都是凸透镜；伽利略望远镜是由凹透镜和凸透镜组成的；反射式望远镜是由凹面镜和凸透镜组成的。
3、视角视角是被观察的物体的两端到眼睛光心所夹的角。
物体对应眼睛的视角越小，我们就越看不清楚物体。
视角越大，对物体的观察越清楚。
视角的大小不仅与物体自身的大小有关，还与物体到眼睛的距离有关。
4、探索宇宙(1)宇宙中有数十亿个星系，银河系只是其中一员。
(2)银河系是由几千亿颗恒星组成的，太阳只是其中一员。
(3)太阳周围有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星八大行星绕它运行，地球在离太阳比较近的第三轨道上。
(4)月球是地球的一颗卫星，它与地球构成地月系。
练习：观察细胞等微小物体要用显微镜，观察远处的物体和天体的运动要用望远镜。
练习：哈勃望远镜的物镜直径达4.3m(其光学主镜口径为2.4m)，为什么天文望远镜的物镜做得很大，而目镜却做得很小而且焦距很短？分析：天文望远镜的物镜做得很大，可以会聚更多的光，使得所成的像更加明亮。
为了尽可能增大视角，要提高目镜的放大倍数。
凸透镜的焦距越小，其放大倍数越大。
另一方面，目镜的焦距越小，物镜成的像可以越接近目镜，就会有更多的光线进入目镜，像就可以越明亮。
二、重点难点解读1. （2013•海南）如图所示的光路图中，正确的是（）A．B．C．D．例2：（2014•广西）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，所选用凸透镜的焦距为10cm．（1）点燃蜡烛，调节烛焰、凸透镜和光屏，使三者的中心大致在．（2）当蜡烛与凸透镜的距离如图，烛焰在光屏上成倒立、（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像．照相机、投影仪和放大镜是常用的三种光学仪器，其中遵循此成像规律．（3）若将蜡烛移到距凸透镜5cm处时，前后移动光屏，在光屏上（选填“能”或“不能”）得到蜡烛的像．此时凸透镜成（选填“实”或“虚”）像．答案：（1）同一高度；（2）缩小；照相机；（3）不能；虚．例3：（2014•湖北）某人在眼镜店所陪的眼睛是+200度，它是眼镜片（选填“近视”或“远视”）．站在山下用相机拍摄山上的“革命烈士纪念塔”，如果所用相机的镜头焦距是50mm，则胶片到镜头的距离范围是．例4：（2014•安徽）凸透镜的成像规律可以通过画光路图去理解．在光路图中凸透镜用图a表示，O点为光心，F为焦点．图b中A′B′是物体AB经透镜所成的像．（1）请画出图b中两条入射光线的出射光线，完成成像光路图；（2）在图b中，物距用u表示，即u=BO；像距用v表示，即v=OB′；焦距用f表示，即f=OF．请运用几何知识证明：111u v f+=．答案：见解析三、巩固练习热身：1. （2014•柳州）如图是四个透镜实物图，属于凹透镜的是（）A．B．C．D．2. （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，他继续向凸透镜内注水，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3. （2014•大庆）下列四幅图中，图文对应关系不正确的是（）A．放大镜是利用凹透镜成像原理制成的B．哈哈镜是利用光的反射规律成像的C．光的色散现象是由于光的折射造成的D．这是矫正近视眼的光路图答案：A4. （2014•宜昌）如图所示，此时蜡烛通过凸透镜在光屏上形成一个清晰的像，现保持凸透镜的位置不变，将光屏与蜡烛的位置对调，则光屏上（）A．无像B．成倒立缩小的实像C．成倒立放大的实像D．成正立放大的实像5. （2013•佛山）如图所示的有关光现象，下列解释合理的是（）A．烧制透明小玻璃球镶入薄板的小孔中可制成放大镜B．透过玻璃杯看水中铅笔好像折断是光的反射现象C．入射角是入射光线与平面镜的夹角D．像和物在凸透镜同侧是正立的实像6. （2014•常德）透镜在我们的生活、学习中应用广泛，下列说法正确的是（）A．近视眼镜利用了凹透镜对光的发散作用B．照相时，被照者应站在镜头二倍焦距以内C．显微镜的目镜成正立、缩小的虚像D．借助放大镜看地图时，地图到放大镜的距离应大于一倍焦距7. （2014•娄底）人体，这是一款人脸识别门镜一体机，通过摄像镜头捕捉人脸信息，并将所拍图象与系统数据库中预先录入的人脸照片模板进行对比．下面对该装置说法错误的是（）A．该摄像镜头相当与凸透镜B．这种镜头可用来矫正近视眼C．这种镜头对光线具有会聚作用D．若镜头的焦距为10cm，为了能成清晰的像，人脸到镜头的距离应大于20cm8. （2014•常州）常州河海大学宋迪颖设计的“醒目药瓶”获国际“红点设计概念奖”，该药瓶的瓶盖为凸透镜．小明手持瓶盖儿观察要瓶子测面的说明书，调整瓶盖与说明书的距离，看到的情形如图甲、乙、丙所示．关于瓶盖与说明书之间的距离，下列判断中正确的是（）A．图丙最小，图甲最大B．图甲最小，图丙最大C．图丙最小，图乙最大D．图乙最小，图丙最大9. （2014•本溪）（多选题）某同学用如图所示器材探究“凸透镜成像规律”，此时光屏上成清晰的像，下列说法正确的是（）A．光屏上成的是倒立、放大的实像B．投影仪成像利用了这一规律C．向右适当移动凸透镜，光屏上可以成倒立、缩小的实像D．向右适当移动蜡烛，光屏上可以成正立、放大的虚像10. （2013•湛江）我市湖光岩地质公园因湖水清澈可鉴，有“镜湖”之称，是由于光在水面发生（填“镜面”或“漫”）反射的缘故．水族馆里的小金鱼在球形鱼缸中供游客观赏，球形鱼缸起到了的作用，我们看到的小金鱼是它通过球形鱼缸形成的正立、放大的（填“实像”或“虚像”）．11. （2013•玉林）如图所示，描述的是眼（选填“近视”或“远视”）的成像情况，矫正的办法是戴一副（选填“凸”或“凹”）透镜片做的眼镜．12. （2014•黄冈）“虚拟试衣镜”亮相南京国际软件产品博览会，该款“虚拟试衣镜”解决了购物者很难观察到试穿衣服时背面的情况，摄像头能够监视顾客的移动，并将衣服的背面展现给他们，如图所示．监视顾客移动的摄像头相当于一个镜，顾客离摄像头的距离应在的范围，能形成（选填“倒立”或“正立”）的实像．13. （2014•随州）（1）王丽同学将一只透镜放在眼前20cm处玩赏时，被别的同学拍下了如图1照片．据此推断该透镜的焦距f满足条件：（用不等式表示）．（2）某实验小组在“探究凸透镜成像规律”实验中，当蜡烛、透镜、光屏在光具座上如图2位置分布时（分别为0cm、50cm、100cm处），光屏上收集到与蜡烛等大、倒立的实像．据此判断这一只透镜的焦距f=；而此时某同学不小心将一滴墨水滴到该透镜上（污染面积约为镜面的），则光屏上出现的新现象是：．14. （2014•衡阳）小明在探究凸透镜成像规律的实验中：（1）正确安装调节好实验装置后．小明开始实验．图乙是他某次的实验情景．此时他在光屏上看到烛焰清晰的像，生活中的就是利用这一原理制成的．（2）当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时，小明用不透明的纸挡住透镜上半部分，则光屏上所成的像．（选填“完整”或“不完整'）（3）如果保持蜡烛和凸透镜的位置不变，把光屏向右移动一小段距离时，要想在光屏上再次得到淸晰的像，应该在凸透镜和蜡烛之间放置适当的（选填“凸透镜”或“凹透镜”）才能实现，（选填“近视'或“远视'）眼就是利用这种透镜矫正的．（4）实验过程中，蜡烛在燃放中不断缩短，导致光屏上的像向，（选填“上”或“下”）移动．15. （2013•漳州）在探究凸透镜成像规律时，小芳用红色的发光二极管按“F”字样镶嵌在白色不透明方格板上代替烛焰作为光源，实验使用的凸透镜焦距为10cm，实验装置如图所示．（1）实验时，她先调节光源、凸透镜和光屏，使它们的中心大致在；（2）凸透镜固定在光具座零刻度线上，她将光源移至15cm处，移动光屏，得到倒立、放大的像；（3）将光源“F”放在30cm处，其大小如图2所示，凸透镜固定在光具座零刻度线上，调整后，在光屏上得到清晰像，再用遮光罩将凸透镜的上半部分遮住，在光屏上所成像可能是下列四幅图中的．答案：（1）同一高度；（2）实；（3）D解析：（1）调节光源、凸透镜和光屏，使它们的中心大致在同一高度，像能成在光屏的中央位置．四、中考预测展望：1. 某同学利用如图所示的器材做实验．先用焦距为l0cm的透镜甲进行实验，在屏上得到清晰缩小的实像．接下来他改用焦距为20cm的透镜乙继续实验，若不改变发光体和凸透镜的位置，要在光屏上成清晰的像，调节光屏的方法及光屏上像的变化情况正确的是（）A．光屏靠近透镜移动，像变大B．光屏靠近透镜移动，像变小C．光屏远离透镜移动，像变大D．光屏远离透镜移动，像变小2.如图，F是透镜的焦点，其中正确的光路图是（）A．B．C．D．D、凸透镜对光线有发散作用，而图中的凹透镜对光线起了会聚作用，故D错误．考点：透镜的光路图3.如图所示，把一支点燃的蜡烛放在距离凸透镜2倍焦距以外的地方，在透镜的另一侧调节光屏位置可找到一个清晰的像．这个像是下图中的（）A．B．C．D．4.下列仪器中不是利用凸透镜成像规律的是（）A．平面镜B．照相机C．投影仪D．放大镜5. 关于凸透镜的应用，下列说法正确的是（）A．使用放大镜，想看到更大的正立的像，应把放大镜靠近被观察物体B．使用投影仪，投影片到镜头的距离应大于二倍焦距C．摄像头利用了凸透镜成倒立、缩小、实像的原理D．近视眼应佩戴凸透镜进行矫正视力C答案：A．B．C．D．成的像S′．8. 小明用焦距为10cm的透镜做“探究凸透镜成像规律”实验，凸透镜、蜡烛、光屏的位置如图所示．（1）要使光屏处在像的位置，在蜡烛和透镜不动的情况下，光屏就向移动，直到屏上的像为止．（2）在完成（1）基础上，将蜡烛与光屏的位置互换，透镜不动，光屏上得到一个、的实像．（3）实验一段时间后，蜡烛变短了，要使蜡烛的像仍然成在光屏的中心，应该将光屏的向移动．（4）换用另一块凸透镜，再次将烛焰、凸透镜和光屏的中心调到同一高度后，在光具座上无论如何移动光屏，都不能承接到烛焰的像，原因可能是．9.在做“探究凸透镜的成像规律”的实验中，用到了如图所示的A、B两个凸透镜．（1）透镜A的焦距是（题“大于”“等于”或“小于”）透镜B的焦距．（2）实验记录时，除了记录焦距、物距和像的性质外，还应记录；（3）当物体向凸透镜靠拢时，光屏上所成的像（填“变大”“变小”或“不变”）；（4）实验中怎样判断光屏上的像是否最清晰？答：．答案：（1）大于；（2）像距；（3）变大；（4）无论增大或减小像距，像均会变模糊．10. 在探究凸透镜成像的实验中（1）让一束平行光射向凸透镜，得到图甲所示的光路，由图可知，该凸透镜的焦距为cm．（2）如图乙所示，把蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在．（3）将点燃的蜡烛移至具凸透镜15cm处，调节光屏，能观察到光屏上清晰的像如图丙中的（只填序号）．。
