专题04 透镜及其应用-2022年中考物理一轮复习抓重点考典型（人教版）.学案

透镜及其应用

1、知道透镜、凸透镜、凹透镜、主光轴、光心、焦点、焦距。

2、知道凸透镜和凹透镜对光的作用。

3、掌握凸透镜成像规律。※

4、了解凸透镜和凹透镜的应用。

5、知道眼睛和眼镜、显微镜和望远镜中的透镜。

1、基本名词

    透镜：用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件。（透镜成像有实有虚）

    凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜是凸透镜。

凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜是凹透镜。

    主光轴：透镜两个球面球心的连线。

    光心：通常位于透镜的中心。

焦点：平行光线经凸透镜折射后，折射光线就会聚在主光轴上的一点就是凸透镜的焦点。

     平行光经凹透镜折射后折射光的反向延长线经过的那一点叫凹透镜的焦点。

注意：凸透镜和凹透镜各有两个焦点，凸透镜两个实焦点，凹透镜两个虚焦点。

焦距：焦点到光心的距离，用f表示。

2、透镜对光的作用

（1）凸透镜的作用：对光线有会聚作用，所以也叫会聚透镜。

（2）凹透镜的作用：对光线有发散作用。

思考：通过光心和焦点的光线如何折射?

      为什么凸透镜聚光，凹透镜发散光线？

※※※3、凸透镜成像规律。

    1倍焦距分虚实，2倍焦距分大小。物近像远像变大，物远像近像变小。

注意:实像和虚像的区别

     (1)实像：真实光线会聚的像。物体和像分别在凸透镜的两侧（物像异侧）实像既能呈现在光屏，又可用眼睛观察。

(2)虚像：真实光线的反向延长线会聚的像。物体和像在凸透镜的同侧（物像同侧）虚像不能呈现在光屏，只能用眼睛观察。

4、凸透镜的应用

     （1）照相机：

         ①镜头是凸透镜

     ②物体到透镜的距离（物距）大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像；

     ③要使像变大，应该让透镜靠近物体，远离胶卷

 （2）投影仪：

     ①投影仪的镜头是凸透镜；

     ②投影仪的平面镜的作用是改变光的传播方向；

     ③物体到透镜的距离（物距）在一二倍焦距之间，成倒立、放大的实像；

     ④要使像变大，应该让透镜靠近物体，远离屏幕
   （3）放大镜：

     ①放大镜是凸透镜；

     ②放大镜到物体的距离（物距）小于一倍焦距，成放大、正立的虚像；

     ③要让物体更大，应该让放大镜远离物体；

（4）眼睛：

     ①眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏；

     ②晶状体可自动调焦，成倒立缩小的实像；

看远处时，晶状体变薄，焦距变大；看近处时，晶状体变厚，焦距变小。

         ③近视眼是晶状体变厚，在视网膜前成像，可用凹透镜矫正；

         ④远视眼是晶状体变薄，在视网膜后成像，可用凸透镜（老花镜）矫正。

      （5）显微镜：

          ①显微镜由目镜和物镜组成；

          ②来自被观察物体的光经过物镜后成一个放大的实像；

          ③目镜的作用则像一个普通的放大镜，把这个像再放大一次。

      （6）望远镜：

          ①望远镜由目镜和物镜组成；

          ②物镜使物体成缩小、倒立的实像；

          ③目镜相当于放大镜，成放大的像。

          ④望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小，但它离我们的眼睛很近，再加上目镜的放大作用，视角就可以变得很大。

    5、凹透镜的应用

       近视眼镜

    题型一 透镜及其作用

1、完成下列光路图。

【答案】

【解析】平行线，过焦点；过焦点，平行线，过光心，走直线

〖拓展延伸〗根据射入透镜和从透镜射出的光线的传播方向，在右图中填上适当类型的透镜符号。

【答案】

【解析】

向外偏折，发散作用          向内偏折，会聚作用

2、如图，一束光射向位于O处的光学原件后汇聚于主光轴上的S点，去掉光学元件后，光汇聚于S1点，则该元件一定是（     ）

A、凸透镜                B、凹透镜              

C、凸面镜                D、凹面镜

【答案】B

【解析】凹透镜对光有发散作用，会使交点后移。

〖拓展延伸〗你认为平行光线经过如图所示的玻璃砖后将会（砖中央是空气）：
（1）是              光线；
（2）原因是                         。
 

【答案】（1）发散   （2）凹透镜对光有发散作用

【解析】中央凸透镜形状的部分是空气，阴影部分是玻璃，玻璃形状为凹透镜。

题型二 焦点、焦距

3、如图，小明手中拿一个凸透镜正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧。改变透镜与纸的距离，会在纸上找到一个最小最亮的光斑，这个光斑就是透镜的________，光斑到透镜的距离就是_________。在本实验中，让凸透镜正对着太阳光的目的是               。（说明：这是粗略测量凸透镜焦距的方法）

【答案】焦点    焦距      获得平行光

【解析】平行光穿过凸透镜后会会聚于焦点处，光心到焦点的距离即为凸透镜的焦距。地表附近太阳光可近似看为平行光。

〖拓展延伸〗 同学们在讨论“如何在野外生存”的问题时，提出：在野外如果没有火种，怎么生火取暖呢？一位同学想出了一个“削冰取火”的办法，你认为“削冰”就是把冰制成        ；“取火”应把要点燃的物体放在其        位置。

【答案】凸透镜    焦点

【解析】凸透镜对光有会聚作用，平行光穿过凸透镜后会会聚于焦点处。

题型三 凸透镜成像规律    

4、如图所示是口径相同的两个透镜，关于它们的焦距和折光能力。下列说法中正确的是  (      )

A．甲的焦距大，甲的折光能力强   B．甲的焦距大，乙的折光能力强

C．乙的焦距大，乙的折光能力强   D．乙的焦距大，甲的折光能力强

【答案】B

【解析】口径相同的凸透镜，越薄焦距越大，越厚对光的偏折能力越强。

〖拓展延伸〗近视患者只能看清______处的物体，是因为像成在视网膜的______方，近视大多数是晶状体太______导致折光能力过_______而引起的，因此近视患者必须配戴_______透镜，利用这种透镜对光的_________作用将像纠正到视网膜上。

【答案】近   前    厚      强     凹     发散

【解析】眼睛看近处物体时，晶状体处于收缩状态，变厚，折光能力变强，长期得不到休息，晶状体恢复能力变弱，当再看远处物体时，难以舒张，使成像会聚于视网膜前方，需要有发散作用的凹透镜来帮助矫正。

5、在“探究凸透镜成像规律”的实验中，把蜡烛、凸透镜和光屏依次摆放在光具座上。点燃蜡烛，调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度，使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上。

（1）蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示，此时光屏上得到了一个清晰的像，这个像是倒立、   （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像。若将蜡烛远离凸透镜，还想在光屏上得到清晰的实像，应将光屏适当    凸透镜（选填“远离”或“靠近”）。
（2）在（1）的基础上，若元件位置都保持不变，换用一个口径相同但焦距较短的凸透镜，为了还能在光屏上得到清晰的像，可以在蜡烛和凸透镜之间放置一个光学元件是   。
（3）在（1）的基础上，若将一个不透明的小圆纸片贴在凸透镜的中央，则在另一侧的光屏上还能得到完整的像吗？   （选填“能”或“不能”）。成像有何变化？        。

【答案】（1）放大     靠近  （2） 凹透镜  （3）能    会变暗

【解析】（1）物距小于像距，符合投影仪的成像原理，成倒立、放大的实像；物距变大时，像距应变小，才能成清晰的像  （2） 相同口径但焦距短的凸透镜会聚能力增强，所以需要有发散作用的凹透镜来配合 （3）小圆片挡住一部分光，但不影响凸透镜对光的作用，故能成完整的像，但比原来要暗一些。

〖拓展延伸〗小亮用如图15所示的实验装置研究凸透镜成像规律。

（1）小亮将凸透镜从光具座上取下，正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，改变透镜与纸的距离，直至在纸上形成了一个最小最亮的光斑。测量                      的距离为            。

（2）当蜡烛、透镜和光屏放在如图15所示的位置时，光屏上刚好得到清晰的像。如将蜡烛向靠近透镜方向移动时，同时要将光屏向          （填“远离”或“靠近”）透镜方向移动，才能在光屏上再次得到清晰的像。

【答案】（1）光斑到凸透镜间    焦距   （2）远离

【解析】（1）平行光穿过凸透镜后会会聚于焦点处，光心到焦点的距离即为凸透镜的焦距。

（2）物距变小时，像距应变大，才能成清晰的像。

题型四：透镜的应用

6、人的眼睛像一架神奇的照相机，晶状体相当于照相机的镜头（凸透镜），视网膜相当于照相机内的胶片。若来自近处物体的光线，经晶状体折射后成像情况如图1，则正确的说法是（　　）

A．该眼是近视眼，应配戴凹透镜矫正

B．该眼是近视眼，应配戴凸透镜矫正

C．该眼是远视眼，应配戴凹透镜矫正

D．该眼是远视眼，应配戴凸透镜矫正

【答案】D

【解析】晶状体变薄，折光能力减弱，成像在视网膜后方，需佩戴有会聚作用的凸透镜矫正。

〖拓展延伸〗如图所示，将凸透镜看作是眼睛的晶状体，光屏看作是眼睛的视网膜，烛焰看作是眼睛观察的物体。拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上，光屏上出现烛焰清晰的像，而拿走近视眼镜则烛焰的像变得模糊。那么在拿走近视眼镜后，下列操作能使光屏上重新得到清晰像的是（　　）

A．将光屏适当远离凸透镜

B．将蜡烛适当远离凸透镜

C．将光屏适当靠近凸透镜或将蜡烛适当靠近凸透镜

D．同时将光屏和蜡烛适当远离凸透镜

【答案】C

【解析】近视眼镜凹透镜对光有发散作用，戴上近视眼镜后像成在光屏上，去掉眼睛后，像成在光屏前方，故可将光屏适当靠近凸透镜；物距变小时，像距应变大，才能成清晰的像，故可将蜡烛适当靠近凸透镜

1、完成光路图       

【答案】

【解析】过焦点，平行线；平行线，过焦点。

2、判断下列方框内是什么透镜：

【答案】

【解析】

3、王有同学想制作一个平行光源，班里的同学提出了以下的做法，你认为可行的是  （   ）

1. 选用凸透镜并把灯泡放在凸透镜的焦点上    

B.选用凹透镜把灯泡放在焦点上

C.选用凸面镜并把灯泡放在凸面镜的焦点上   

    D.选用凹面镜并把灯泡放在凸面镜的焦点上

【答案】A

【解析】经过凸透镜焦点的光，会平行于主光轴穿过去，故A正确。凹透镜和凸面镜对光是发散作用，凹面镜能把散光会聚于焦点处，故B、C、D错误。

4、凸透镜能使平行于主光轴的光线会聚于一点，这一点叫做凸透镜的________，这一点到凸透镜光心的距离叫做________。要利用凸透镜使小灯泡发出的光变成平行光线，应该把小灯泡放在凸透镜的________上。

【答案】焦点    焦距    焦点

【解析】平行光经过凸透镜后会会聚于焦点处，光心到焦点处的距离为焦距。在折射现象中，光路可逆，故经过凸透镜焦点的光会形成平行光。

5、一物体放在凸透镜前20cm主光轴上，在光屏上能得到放大的像，据此可判断（       ）。

A． 物体放在凸透镜前主光轴上21cm处，一定能得到放大的实像

B． 物体放在凸透镜前主光轴上10cm处，一定能得到缩小的实像

C． 物体放在凸透镜前主光轴上10cm处，一定能得到放大的虚像

D． 物体放在凸透镜前主光轴上19cm处，一定能得到缩小的实像

【答案】C

【解析】物距在一倍焦距和二倍焦距之间，在光屏上成倒立、放大的实像，即f<20cm<2f, 10cm< f<20cm。物体放在凸透镜前主光轴上10cm处,物距在一倍焦距以内，成正立放大的虚像，C正确，B错误。10cm< f<20cm，20cm< 2f<40cm，物体放在凸透镜前主光轴上21cm处，可能处于一二倍焦距之间，也可能在二倍焦距以外，故A错。物体放在凸透镜前主光轴上19cm处，可能处于一二倍焦距之间，也可能在一倍焦距以内，故D错。

6、在研究凸透镜成像的实验中，在光屏上得到了一个烛焰的缩小的清晰的像。如果想在光屏上得到一个倒立、放大的像，如下方法可行的是：（  ）

A、光屏、蜡烛不动，将凸透镜向蜡烛方向移动；     

B、蜡烛、凸透镜不动，将光屏向凸透镜方向移动；

C、蜡烛和光屏不动，将凸透镜向光屏方向移动；     

D、蜡烛和光屏不动，将凸透镜远离蜡烛。

【答案】A

【解析】物距在二倍焦距以外，像距在一二倍焦距之间，成倒立缩小的实像，物距在一二倍焦距之间，像距在二倍焦距以外，成倒立放大的实像，故应缩小物距，增大像距。