【期中单元考点讲义】（人教版）2023-2024学年八年级物理上册 第5单元 透镜及其应用 单元讲义

第五单元 透镜及其应用（原卷版）

【考点1  透镜】

1、透镜：用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件，透镜是根据光的折射现象制成的。

2、透镜与面镜区别：面镜利用光的反射现象成像，透镜利用光的折射现象成像；透镜成像遵循光的折射定律，面镜成像遵循光的反射定律。

3、透镜分类：透镜分为凸透镜和凹透镜。

（1）凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜（照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等）。

（2）凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜（近视镜等）。

4、透镜光路基本概念：

（1）主光轴：通过两个球面球心的直线。

（2）光心：（O）即薄透镜的中心。性质：通过光心的光线传播方向不改变。

（3）焦点（F）：凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这个点叫焦点。

（4）焦距（f）：焦点到凸透镜光心的距离。

5、透镜的三条特殊光线：

（1）过光心的光线，经透镜折射后传播方向不改变如图所示。

（2）平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后经过另一侧焦点；经凹透镜折射后向外发散，但其反向延长线过同侧焦点如图所示。

（3）经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴；射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴如图所示。

※典型光路。

6、透镜的作用：凸透镜有会聚光线作用，所以凸透镜也叫会聚透镜；凹透镜有发散光线作用，所以凹透镜也叫发散透镜。

【考点2  生活中的透镜】

1、照相机：镜头是凸透镜，物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像（实像是由实际光线会聚而成,胶片能感光,所以能成实像）。

2、投影仪：镜头是凸透镜，物体在一倍焦距与二倍焦距之间，成倒立、放大的实像；透过平面镜使倒立，放大的像再倒立一次，这样我们在屏幕上看到的就是一个正立的实像了。

注意：照相机、投影仪要使像变大，应该让透镜靠近物体，远离胶卷、屏幕。

3、放大镜：放大镜是一个短焦距凸透镜，放大镜到物体的距离（物距）小于一倍焦距，成的是放大、正立的虚像。

4、实像和虚像区别

（1）成像原理不同

实像：物体上每一点射出的光线经反射或折射后，光线会聚到一点所成的像。

虚像：物体上每一点射出的光线经反射或折射后，光线散发，但其反方向延长线相交与一点。

（2）承接方式不同

实像：可以用光屏承接，也可以用眼睛观看。

虚像：只能用眼睛观看。

【考点3  凸透镜成像的规律】

1、凸透镜成像规律实验：实验时点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏中央。若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：①蜡烛在焦点以内；②烛焰在焦点上③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。

2、凸透镜成像规律结论：

3、凸透镜成像规律进一步认识：

（1）u＝f是成实像和虚象，像正、倒立，像物同侧和异侧的分界点。（一倍焦距分虚实）

（2）u＝2f是像放大和缩小的分界点。（二倍焦距分大小）

（3）当像距大于物距时成放大的实像（或虚像）。（像远像大）

（4）当像距小于物距时成倒立缩小的实像。（像近像小）

（5）成实像时：

（6）成虚像时：

当物体从远处向焦点靠近时，像逐渐变大，远离凸透镜。（物近像远像变大）

①当u＞2f，物体比像移动得快

②当f＜u＜2f，物体比像移动得慢

※牢记：虚像，物、像同侧正（放大）；实像，物、像异侧倒（放大或者缩小）！

【考点4  眼睛和眼镜】

1、眼睛：眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏（胶卷）。

（1）眼睛成像原理：从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上行成倒立，缩小的实像，分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传输给大脑，人就可以看到这个物体了。

2、近视眼：近视眼是指眼球在调节放松状态下，平行光线（一般认为来自5m以外）经眼球屈光系统后聚焦在视网膜之前，产生远距视物模糊。所以近视眼的远点不在无穷远处，而在某个有限距离处，近视眼的进点也比正常眼近，近视眼的明视距离小于25cm。

（1）特点：近视眼只能看清近处的物体，看不清远处的物体。

（2）原因：近视眼晶状体比正常人眼睛要凸一些，晶状体折光能力强。远处来的平光会聚在视网膜前面，而在视网膜上是一个光斑了。

（3）矫正方法：配戴适当的凹透镜做眼睛，使远处来的光先发散后再进入眼睛，可矫正近视眼视力。

3、远视眼：在完全静止的调节状态下，由远距离（指5米以上）目标投射的光线，集合在视网膜之后。这种反常的屈光状态称为远视眼。远视眼的近点比正常眼远些。远视眼的明视距离大于25cm。

（1）特点：远视眼只能看见远处的物体，看不清近处的物体。

（2）原因：晶状体比正常人要凹一些，晶状体对光线的折射能力变弱，远处来的光线会聚点在视网膜后。①眼轴过短如小眼球；②眼轴正常而屈光系统的屈光力过弱，如角膜的弧度过平以及屈光指数偏低等。

（3）矫正方法：利用凸透镜能使光线会聚的特点，在眼睛前面放一个凸透镜，就能使来自近处物体的光会聚在视网膜上了。配戴适当的凸透镜做眼睛，可矫正远视眼的视力。

【考点5  显微镜和望远镜】

1、显微镜：显微镜镜筒的两端各有一组透镜，每组透镜的作用都相当于一个凸透镜，靠近眼睛的凸透镜叫做目镜，靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。来自被观察物体的光经过物镜后成一个放大的实像，道理就像投影仪的镜头成像一样；目镜的作用则像一个普通的放大镜，把这个像再放大一次。经过这两次放大作用，我们就可以看到肉眼看不见的小物体了。

2、望远镜：有一种望远镜也是由两组凸透镜组成的。靠近眼睛的凸透镜叫做目镜（相当于照相机），靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜（相当于放大镜）。我们能不能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要。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，视角可以变得很大。

透镜及其应用常考易错分析

易错一：误以为光过凸透镜一定能成实像，过凹透镜一定不能成实像。

凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。判断透镜对光线的会聚与发散，并不是看光线经过透镜后是否相交，而是看光线经过透镜后，与原来的传播方向相比是会聚还是发散。点光源在焦点内时，过凸透镜时无法成实像，过凹透镜能成实像。

易错二：凸透镜的成像规律的焦距分界运用不熟练

焦距分界：二倍焦距处是成放大的实像与缩小的实像的分界点；一倍焦距处是成实像与虚像的分界点；可以概括之为“二倍焦距分大小，一倍焦距分虚实”。

易错三：凸透镜成像的变焦问题分析不到位。

当凸透镜的焦距发生变化时，其对光的偏折能力也发生变化：焦距越小（透镜越厚），偏折能力越强。

易错四：凸透镜动态特性成像规律的理解。

动态特性：同一凸透镜成实像时，物体离焦点越近，像越远，像越大；物体离焦点越远，像越近，像越小；可以概括为“物近像远像变大，物远像近像变小”。

易错五：凸透镜所成像与物的关系，不仅上下颠倒，而且左右颠倒（实像）

物体经凸透镜成实像时，所成的实像是倒立的，即物与像不仅上下颠倒，而且左右颠倒。若将物向上移动，则所成的实像会向下移动，如实验时间过长，蜡烛燃烧变短，则实像向光屏上方移动.实像与物体的移动方向相反。

易错六：误以为透镜中空的形状对光的折射与透镜形状的折射是一样的

透镜中间，如果空出一部分，则空出来的形状光的折射情况与透镜形状的折射情况是相反的。

【例题1】下列关于透镜的说法，正确的是（　　）

A．凸透镜对光线一定有会聚作用 

B．凹透镜对光线不一定有发散作用 

C．经过凸透镜的光线一定是发散光线 

D．经过凹透镜的光线有可能比原来更会聚了一些

【例题2】某发光体通过凸透镜在光屏上成一个缩小的像，像距为30厘米。若将发光体向透镜方向移动10厘米，关于成像情况下列判断正确的是（　　）

A．一定成倒立的像 B．一定成放大的像 

C．一定成缩小的像 D．一定成正立的像

【例题3】如图所示是小明探究凸透镜成像规律时的实验图，此时光屏上恰好出现清晰的像，若此时在蜡烛与凸透镜之间放上小明的近视眼镜，光屏上的像变迷糊，为了使光屏上的像再次清晰，下列做法可以实现的是（　　）

A．凸透镜与蜡烛位置不变，将光屏靠近凸透镜 

B．光屏与凸透镜位置不变，将蜡烛靠近凸透镜 

C．蜡烛与光屏位置不变，将凸透镜换一个更薄的透镜 

D．蜡烛与光屏位置不变，将凸透镜换一个更厚的透镜

【例题4】“天宫课堂”第一课2021年12月9日15：40正式开启，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富变身“太空教师”在中国空间站反光镜精彩开讲。如甲图所示是水球光学实验的实景照片，情境中航天员老师在空间站制造了一个水球，并在水球中间注入一个气泡，航天员老师距离含有气泡水球一定的距离，这时我们从另一侧观察到了一个倒立缩小和一个正立缩小的航天员老师部分的像。如乙图是含有气泡水球的剖面模拟图，结合所学知识，下列有关分析正确的是（　　）

①情境中倒立缩小的像，与照相机成像性质相同

②情境中正立缩小的像，与放大镜成像性质相同

③情境中正立和倒立的像都形成在航天员老师那一侧

④情境中正立缩小的像是虚像，倒立缩小的像是实像

⑤情境中航天员老师位于水球凸透镜的一倍焦距以内

⑥该含有气泡的水球对光线有会聚作用和对光线有发散作用

A．只有①②③正确 B．只有①④⑥正确 

C．只有①②④⑥正确 D．只有①④⑤⑥正确

【例题5】物理兴趣小组在探究“凸透镜成像的规律”实验时：

（1）用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距为　  　cm。

（2）图乙是某次实验时观察到的现象，生活中的　  　（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）是利用这一原理制成的。保持凸透镜不动，把蜡烛向左移动一段距离，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该把光屏向　 　（选填“左”或“右”）移动一段距离。

（3）实验时，光屏上得到了蜡烛清晰的像，一同学不小心在凸透镜上溅了一个小泥点，则光屏上　  　（选填“有”或“没有”）小泥点的像或影子。

（4）若把凸透镜换成直径和材料相同，厚度更厚的，放在原位置上，蜡烛不动，则像成立在光屏的　 　（选填“左方”或“右方”），这相当于　  　（选填“近视眼”或“远视眼”），此时应戴适当的眼镜，若戴的眼镜的焦距为0.5m，则眼镜度数为　  　度。

【强化1】如图所示是光线经过透镜前后的方向，则虚线处的透镜（　　）

A．一定是凸透镜 

B．可能是凸透镜也可能是凹透镜 

C．一定是凹透镜 

D．不可能是凸透镜或凹透镜

【强化2】把凸透镜正对着太阳光，可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。若将某一物体放在此凸透镜前20cm处，可得到一个（　　）

A．倒立放大的实像 B．倒立缩小的实像 

C．正立放大的实像 D．正立放大的虚像

【强化3】小红想探究“凸透镜成像的规律”，在第一次实验时将蜡烛和透镜放在如图所示位置（光屏未画出），移动光屏，在光屏上得到一个清晰的像；然后再移动蜡烛、光屏继续进行实验，当蜡烛在30cm刻度处时，光屏上得到一个相同大小、清晰的像。下列说法错误的是（　　）

A．该凸透镜的焦距是10cm 

B．第一次实验得到的像是倒立、缩小的实像 

C．第一次实验的成像规律可应用于照相机 

D．将蜡烛从图中位置向25cm刻度处移动的过程中，光屏上的像在逐渐变小

【强化4】在凸透镜成像实验中，烛焰和光屏的中心在凸透镜主光轴上，小明进行如下实验操作：

步骤①：调节蜡烛、凸透镜和光屏至如图位置，光屏上出现清晰的像；

步骤②：保持蜡烛和光屏位置不变，将凸透镜向左移动至刻度线M，光屏上再次出现清晰的像；

步骤③：保持步骤①中蜡烛、凸透镜和光屏位置不变，换焦距更小的凸透镜，将凸透镜向左移动至刻度线N，光屏上再次出现清晰的像。

下列说法错误的是（　　）

A．步骤①中成像的应用是照相机 

B．步骤②中刻度线M是35cm，且光屏上清晰的像是放大的实像 

C．步骤③中刻度线N在步骤②中刻度线M的右侧 

D．步骤③中光屏上清晰的像比步骤②中光屏上清晰的像大

【强化5】截面为长方形、中空部分为椭圆形的玻璃体如图所示，则这个玻璃体：①可以看作两块凹透镜；②可以看作一块凸透镜；③对图示光束具有发散作用：④对图示光束具有会聚作用。上述说法正确的是（　　）

A．①④ B．②③ C．①③ D．②④

【强化6】（多选）当蜡烛、凸透镜、光屏在如图所示的位置时，烛焰在光屏上恰好成清晰的像（图中未画出）。下列说法正确的是（　　）

A．光屏上的像是倒立、放大的实像 

B．保持凸透镜不动，若要在光屏上得到更大的清晰的像，应将蜡烛和光屏适当右移 

C．保持蜡烛和光屏不动，只移动透镜，可在光屏上得到一个清晰、放大的实像 

D．若换用材料与口径相同但更厚一些的凸透镜，只将光屏适当远离透镜，在光屏上得到清晰的像

【强化7】在“探究凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上能成清晰的像，凸透镜的焦距是 　  　cm；保持凸透镜不动，把蜡烛移动至20cm刻度线处，光屏承接到清晰的像时，像将 　  　。（选填“变大”、“变小”或“不变”）

【强化8】为防止森林火灾，在森林里不允许随地丢弃饮料瓶，因为雨水进入瓶后，它相当于 　   　，对光有 　   　作用，可能导致森林火灾。如图是中间为“空气凹透镜”的玻璃砖，它与装水的饮料瓶对光的作用 　   　（填“相同”或“不同”）

【强化9】某同学用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验，实验中凸透镜始终位于如图所示的位置．

（1）要使烛焰的像能成在光屏的中央，应将蜡烛向 　  　（选填“上”或“下”）调节．

（2）实验过程中，通过调节烛焰和光屏的位置，可在光屏上得到一个等大清晰的像，此时烛焰距光屏距离为40cm，则该凸透镜的焦距是 　  　cm．

（3）当烛焰位于27cm处，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰、倒立、　  　的实像，日常生活中利用这一原理制成的光学仪器是 　      　（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）．

（4）上题中，仅将凸透镜换成和它材质相同、口径相同但中间更厚的另一凸透镜，光屏上的像变模糊，需要将光屏向 　  　移，才能再次成清晰的像．若不移动光屏，可以在蜡烛和透镜之间放置一块焦距适当的 　   　眼镜片，也能达到相同的目的．

一、考点考向

1、凸透镜作图

（1）考向：利用三条主要光线完成光路。

（2）透镜的三条主要光线是透镜成像规律和透镜作图的基础，解答作图题时，从三条主要光线中选择两天即可画出“物”关键点的“像”。

2、凸透镜成像规律

（1）考向：像的大小、倒立还是正立、像的虚实，像、物与透镜之间关系。

（2）凸透镜成像规律口诀：“物大焦，倒立实，物越大，像越小；物小焦，正立虚；物为焦，不成像”。这里的“物”指物距，“像”指像距，“焦”指焦距。

3、透镜应用

（1）考向：眼镜、投影仪、照相机、放大镜、显微镜和望远镜等与透镜成像关系。

（2）熟悉视力矫正方法；熟悉其他光学仪器成像规律。

二、常考题型

（1）选择题：常考热点主要集中在透镜成像规律和透镜应用。

（2）填空题：常考热点集中在透镜应用。

（3）实验探究题：凸透镜成像规律实验。

（4）作图题：考查对透镜三条主要光线的理解与应用程度。在解答作图题时，要注意三方面问题：一、光线的方向要用箭头标出；二、三条光线任选两条即可；三、光线的传播方向要标准。