43《透鏡及其應用》全章復習與鞏固（基礎）知識講義含練習答案解析

PAGE《透鏡及其應用》全章復習與鞏固（基礎）【學習目標】1.識別凸透鏡和凹透鏡，知道凸透鏡對光線的會聚作用和凹透鏡對光線的發(fā)散作用；2.知道凸透鏡的光心、主光軸、焦點和焦距；3.理解凸透鏡成像規(guī)律；4.知道照相機、幻燈機、放大鏡的成像原理；5.知道近視眼和遠視眼的成因和矯正。【知識網絡】【要點梳理】要點一、凸透鏡和凹透鏡1、透鏡：中間厚邊緣薄的透鏡叫凸透鏡；中間薄，邊緣厚的透鏡叫凹透鏡2、主光軸：通過兩個球面球心的直線。

3、光心（O）：主光軸上的一個特殊點，通過這個點的光傳播方向不改變。

凸透鏡凹透鏡

4、焦點（F）：凸透鏡使跟主光軸平行的光線會聚在主光軸上的一點。凹透鏡使跟主光軸平行的光線發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長線會聚在主光軸上一點，這點叫凹透鏡的虛焦點。

5、焦距（）：焦點到凸透鏡光心的距離。如圖：

凸透鏡凹透鏡

6、對光線的作用：凸透鏡對光線有會聚作用，也叫會聚透鏡；凹透鏡對光線有發(fā)散作用，也叫發(fā)散透鏡。

要點詮釋：1、凸透鏡有兩個焦點，凹透鏡有兩個虛焦點；2、放在凸透鏡焦點上的光源發(fā)出的發(fā)散光束，經過凸透鏡折射之后變成平行光束，幻燈機、投影儀、舞臺上的追光燈等儀器就是利用了這一原理；3、凹透鏡的虛焦點，“虛”表示該點并不是實際光線的交點，而是逆著凹透鏡折射光線的方向看去。要點二、凸透鏡成像規(guī)律及應用1、凸透鏡成像規(guī)律：物的位置像的位置像的性質應用舉例凸

透鏡u=∞

（平行光）v=f像與物異側成一點測定焦距u＞2f2f＞v＞f縮小、倒立、實像照相機u=2fv=2f等大、倒立、實像測定焦距2f＞u＞fv＞2f放大、倒立、實像投影儀u=fv=∞同側不成像u＜fv＞f放大、正立、虛像放大鏡凹透鏡物在鏡前任意處v＜U同側縮小、正立、虛像2、口訣記憶：總結凸透鏡成像規(guī)律，可簡要歸納成“一焦分虛實，二焦分大??；成實像時，物近像遠像變大；成虛像時，物近像近，像變小?！保?）“一焦分虛實”：物體在一倍焦距以內成虛像，一倍焦距以外成實像。

（2）“二焦分大小”：物距小于二倍焦距，成放大的像，（焦點除外）；物距大于二倍焦距成縮小的像。

（3）“成實像時，物近像遠像變大”：成實像時，物體靠近透鏡，像遠離透鏡，像逐漸變大。（4）“成虛像時，物近像近，像變小”：成虛像時，物體靠近透鏡，像也靠近透鏡，像逐漸變小。3、凸透鏡成像應用：（1）照相機：鏡頭相當于凸透鏡，來自物體的光經過照相機鏡頭后會聚在膠片上，成倒立、縮小的實像。

（2）投影儀：鏡頭相當于凸透鏡，來自投影片的光通過凸透鏡后成像，再經過平面鏡改變光的傳播方向，使屏幕上成倒立、放大的實像。

（3）放大鏡：成正立、放大的虛像。

要點詮釋：實像和虛像的區(qū)別：（1）成像原理不同：物體發(fā)出的光線經光學器件會聚而成的像為實像，經光學器件后光線發(fā)散，反向延長相交形成的像叫虛像。（2）成像性質上的區(qū)別：實像倒立的，虛像是正立的。（3）接收方法上的區(qū)別：實像既能被眼睛看到，又能被光屏接收到，虛像只能被眼睛看到，不能被光屏收到。要點三、眼睛和眼鏡1、近視眼：只能看清近處的物體，看不清遠處的物體。2、成因：晶狀體變得太厚，折射光的能力太強或由于眼球在前后方向上太長，來自遠處的光會聚在視網膜之前，視網膜上得不到清晰的像。如圖：3、矯正：佩戴合適的凹透鏡4、遠視眼：只能看清楚遠處的物體、看不清近處的物體。5、成因：晶狀體太薄，折光能力太弱，或者是眼球在前后方向上太短，來自近處物體的光線發(fā)散程度較大，光會聚到了視網膜之后。6、矯正：佩戴合適的凸透鏡要點詮釋：1、近視眼是因為眼睛調節(jié)能力減弱或是眼球前后過長造成的，近視眼應選用適當度數(shù)的近視鏡片進行矯正，近視眼鏡是由凹透鏡制成的。2、矯正遠視眼，增強對光的折射作用?？膳浯饔猛雇哥R制成的遠視眼鏡，使入射的光線經凸透鏡折射后進入眼睛，會聚點就能移到視網膜上，如圖所示。要點四、凸透鏡成像作圖1、凸透鏡的三條特殊光線：（1）通過光心的光線經凸透鏡后傳播方向不變如圖甲；（2）通過凸透鏡焦點的光線經凸透鏡折射后平行于主光軸如圖乙；（3）跟主光軸平行的光線經凸透鏡折射后過焦點如圖丙。2.凹透鏡的三條特殊光線（1）通過光心的光線經凹透鏡后傳播方向不變如圖甲；（2）射向凹透鏡的光線如果其延長線通過虛焦點，則經凹透鏡折射后平行于主光軸如圖乙；（3）跟主光軸平行的光線經凹透鏡折射后，折射光線的反向延長線過焦點如圖丙。【典型例題】類型一、透鏡對光線的作用1.（?睢寧縣校級一模）晉代張華的《博物志》中記載：“削冰令圓，舉以向日，以艾承其影，則得火。”“削冰令圓’’就是把冰塊制成鏡；要得火，應把“艾”放在鏡的位置?！敬鸢浮客雇?；焦點【解析】要取火需要將光線會聚，所以應該將冰塊制成凸透鏡，透鏡會把光線集中在焦點上時，所以當把艾放在焦點上時，會隨著溫度的升高達到燃點時即可燃燒，故答案為：凸透；焦點。【總結升華】此題考查了凸透鏡的特點及靈活利用凸透鏡解決生活實際問題的能力，是中考考查的熱點。舉一反三：

【變式】關于透鏡對光的作用的討論，不正確的是（）A．跟主光軸平行的光線通過凸透鏡折射后光線的反向延長線會聚在焦點上B．凸透鏡能使會聚光線提前會聚C．跟主光軸平行的光線通過凹透鏡成發(fā)散光線D．凹透鏡能使會聚光線延后會聚【答案】A類型二、凸透鏡成像規(guī)律2.（?德州校級一模）當物體距凸透鏡5f處沿主光軸逐漸向f處移動時，在光屏上成的像一定是（）A．倒立的實像，像的大小逐漸減小B．倒立的實像，像的大小逐漸增大C．倒立的虛像，像的大小逐漸減小D．正立的實像，像的大小逐漸增大【思路點撥】據(jù)凸透鏡的成像規(guī)律，物體放在焦點之外，在凸透鏡另一側成倒立的實像，物距越小，像距越大，實像越大?！敬鸢浮緽【解析】物距由5f向f減小，這樣像距越大，而實像也就越大，故成的像一定是倒立的實像，且像的大小逐漸增大?！究偨Y升華】此題考查的是凸透鏡的成像規(guī)律，物距的變化是像的性質變化的主要因素。舉一反三：

【變式】（?滕州市二模）物體從距凸透鏡12cm移到距凸透鏡18cm的過程中，調整光屏的位置，總能在光屏上得到倒立放大的像，由此可知，此凸透鏡的焦距可能是（）A．6cmB．10cmC．16cmD．20cm【答案】B3.如圖所示，F(xiàn)為凸透鏡的兩個焦點，A′B′為物體AB的像，則物體AB在（）A．圖中Ⅰ區(qū)域，比A′B′大，箭頭方向向上B．圖中Ⅱ區(qū)域，比A′B′大，箭頭方向向下C．圖中Ⅲ區(qū)域，比A′B′大，箭頭方向向上D．圖中Ⅳ區(qū)域，比A′B′小，箭頭方向向下【思路點撥】由圖可知像距與焦距的關系，結合凸透鏡成像的規(guī)律即可確定像與物體之間的大小、倒立還是正立的關系，以及物距與焦距的關系；根據(jù)過光心的光線經凸透鏡折射后方向不變，可以確定物體的A點在主光軸上，判斷出物體在Ⅲ區(qū)域?！敬鸢浮緾【解析】由題意知，像在一倍焦距和二倍焦距之間，根據(jù)凸透鏡成像的特點，此時物體應在二倍焦距以外，所以物體在圖中Ⅲ區(qū)域。像是倒立縮小的實像，所以物體的箭頭向上?！究偨Y升華】凸透鏡成像的規(guī)律涉及四個方面：①物距與焦距的關系；②成像的性質；③像距與焦距的關系；④應用。只要告訴其中的一個方面，就可以確定其它三個方面的內容。在此題中，根據(jù)圖示確定了像距（10厘米）與焦距的關系，和像的形狀；然后利用凸透鏡成像的規(guī)律，確定物距和物體的形狀。舉一反三：

【變式】（多選）在研究凸透鏡成像規(guī)律的實驗后，蓓蓓利用圖畫記錄了她觀察到的實驗現(xiàn)象如圖所示。四幅圖畫中的物、像關系有對有錯，請你幫她把正確的圖選出來（）【答案】ABC類型三、透鏡的綜合應用4.在防盜門上安裝一只“貓眼”，屋內的人通過“貓眼”能看清屋外的人是一個正立、縮小的像，根據(jù)你的判斷這個“貓眼”相當于鏡?！舅悸伏c撥】“貓眼”是由兩塊透鏡組合而成。當我們從門內向外看時，物鏡是凹透鏡，目鏡是凸透鏡。物鏡的焦距極短，它將室外的人或物成一縮得很小的正立虛像，此像正好落在目鏡的第一焦點之內，目鏡起著放大鏡的作用，最后得到一個較為放大的正立虛像，所以防盜門鏡的作用相當于一個凹透鏡。【答案】凹透鏡【解析】“貓眼”是由兩塊透鏡組合而成。當我們從門內向外看時，物鏡是凹透鏡，目鏡是凸透鏡。最后看到來客的正立、縮小的像，所以防盜門的“貓眼”相當于凹透鏡，凹透鏡對光線有發(fā)散作用。【總結升華】題目考查了學生對凸透鏡和凹透鏡本質區(qū)別的認識，理解凸透鏡對光線有會聚作用，凹透鏡對光線有發(fā)散作用是解答此題的關鍵。舉一反三：

【變式】在光具座上自左向右依次豎直放置一個凹透鏡、凸透鏡和平面鏡，兩個透鏡的主光軸重合，凸透鏡的焦距為f，此時兩個透鏡之間的距離為L。在凹透鏡的左側有一水平平行光束通過兩個透鏡后入射到平面鏡上，經平面鏡反射后，反射光恰能沿原來的光路返回，據(jù)此可判斷凹透鏡的焦距為（）A．fB．LC．f+LD．fL【答案】D類型四、作圖與實驗探究5.圖中L為凸透鏡，MN為其主光軸，O為光心，若物體AB經凸透鏡成的實像為A′B′，試用作圖的方法確定凸透鏡的一個焦點F，并在圖中標出F的位置?！舅悸伏c撥】實像A′B′是由來自物體AB的光線經過凸透鏡折射后組成的。平行于主光軸的光線經過凸透鏡折射后過焦點，根據(jù)這一特點我們可以在物體AB上從A點開始做一條與主光軸平行的光線，經凸透鏡折射后射到A′點，折射光線與主光軸相交的點為焦點。【答案與解析】在物體AB上從A點開始做一條與主光軸平行的光線，經凸透鏡折射后射到A′點，折射光線與主光軸相交的點為焦點F。同樣，我們利用光路是可逆的，也可以在A′B′上從A′點開始做一條與主光軸平行的光線，經凸透鏡折射后射后到A點，折射光線與主光軸相交的點也是焦點。故答案為：【總結升華】題目考查了利用凸透鏡的三條特殊光線的作圖：①通過焦點的光線經凸透鏡折射后將平行于主光軸。②平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后將過焦點。③過光心的光線經凸透鏡折射后傳播方向不改變。6.在探究凸透鏡成像特點的實驗中。

（1）實驗時，在光屏上得到了一個清晰的像，但像的位置偏高，如圖所示（P點是2倍焦距處）。你解決的方法是。（2）調整后，把蠟燭移到A點處，此時光屏上的像很模糊，為了得到清晰的像，應把光屏向移動（填“左”或“右”），這次成的是倒立、的實像；

（3）再把蠟燭移到B點處，無論怎樣調節(jié)光屏，光屏上始終接收不到像，是因為此時成的是正立、放大的像，要想看到這個像，應從圖中的（填“C”或“D”）箭頭所示的方向去觀察?！敬鸢浮浚?）蠟燭上調（答案不唯一）；（2）右；放大；（3）虛；C【解析】（1）在光屏上得到了一個清晰的像，但像的位置偏高，說明蠟燭、凸透鏡、光屏三者中心沒在同一個高度。蠟燭偏低，或凸透鏡偏高，光屏偏高。要使像成在光屏的中心：①蠟燭上調；②凸透鏡、光屏同時下調；③上調光屏。（2）當蠟燭在A點時，2f＞U＞f，凸透鏡成倒立放大的實像，v＞2f，所以光屏右移到二倍焦距以外。（3）把蠟燭移到B點處，U＜f時，凸透鏡成正立放大的虛像。光屏上接不到，透過凸透鏡觀察蠟燭看到正立放大的虛像。【總結升華】題目考查了凸透鏡成像規(guī)律的探究實驗。需要學生掌握凸透鏡成像時的物距、像距和像的性質；正確區(qū)分實像和虛像；實驗過程中，光屏上不能正常成像，或成像不清晰，或成像不在光屏中央，能分析原因，并能解決?！眷柟叹毩暋恳弧⑦x擇1.（?長春模擬）不正確用眼等原因都會導致患上近視眼，有近視眼的人大多數(shù)是采用戴近視眼鏡進行矯正，現(xiàn)取一塊近視眼鏡片研究，下列說法不正確的是（）A．鏡片的中央比邊緣薄B．對光有發(fā)散作用C．對光線具有會聚作用D．是一塊凹透鏡2.要在光屏上得到跟物體一樣大小的實像，下列元件中應選用()A.平面鏡B.凸透鏡C.凸面鏡D.凹透鏡3.下列說法中錯誤的是()A.所有通過透鏡光心的光線都不會改變光線的傳播方向B.來自凸透鏡焦點的發(fā)散光線通過凸透鏡后將平行于主光軸射出C.平行于主光軸的光線通過凸透鏡后會聚于焦點D.光線通過凸透鏡的光路可逆，光線通過凹透鏡的光路不可逆4.（多選）對下列四幅圖闡述正確的是（）A．甲圖：近視眼成像在視網膜前，用凸透鏡矯正B．乙圖：遠視眼成像在視網膜后，用凹透鏡矯正C．丙圖：顯微鏡的目鏡相當于放大鏡，物鏡相當于投影儀的鏡頭D．丁圖：天文望遠鏡的目鏡相當于放大鏡，物鏡相當于照相機的鏡頭5.照相時，被拍攝物體到鏡頭的距離與照相機鏡頭焦距的關系應為()A.物體在2倍焦距之外B.物體在1倍焦距和2倍焦距之間C.物體到鏡頭的距離小于焦距D.物體到鏡頭的距離等于2倍焦距6.（?郴州模擬）小林在森林公園里玩時，看到一個丟棄的塑料瓶，她想到，瓶里如果進了水后最容易引起火災，其主要原因是（）A．盛有水的瓶相當于一個凹透鏡，對光線有會聚作用B．盛有水的瓶相當于一個凸透鏡，對光線有發(fā)散作用C．盛有水的瓶相當于一個凸透鏡，對光線有會聚作用7.如圖所示凸透鏡成像的示意圖。由于不慎將凸透鏡的上沿(圖中陰影部分)摔掉一塊，關于像的變化，下列說法中正確的是()A.像的A′部分消失了B.像的B′部分消失了C.像是完整的，但亮度變暗D.像的效果不受任何影響8.（多選）（?河北區(qū)二模）某同學做“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗時，所用凸透鏡的焦距為f，保持凸透鏡位置不變，如圖所示，先后使燭焰位于a，b，c，d四點，并分別調整光屏的位置，關于a，b，c，d四點的成像情況，下列說法正確的是（）A．燭焰位于a點時，屏上出現(xiàn)的實像最小B．燭焰位于c點時，屏上出現(xiàn)的實像最大C．燭焰位于b點時，屏上出現(xiàn)的實像最大D．燭焰位于d點時，成正立放大的虛像9.（多選）光學器件在我們的生活、學習中有著廣泛的應用。下面的介紹有不切實際的是（）A.近視眼鏡利用了凹透鏡對光的發(fā)散作用B.照相時，被照物體與相機的距離是在鏡頭的二倍焦距之內C.借助放大鏡看地圖時，地圖到放大鏡的距離應略大于一倍焦距D.陽光通過凸透鏡可以點燃紙屑，這利用了凸透鏡對光的會聚作用10.顯微鏡的物鏡和目鏡起的作用相當于（）A．照相機和放大鏡B．投影儀和放大鏡C．放大鏡和照相機D．放大鏡和投影儀二、填空11.（秋?江津區(qū)月考）凹透鏡對光具有________（填“發(fā)散”或“會聚”）作用；矯正“老花眼”要利用________（填“凸透鏡”或“凹透鏡”）。12.放映幻燈片時，幻燈片需要________(填“正”或“倒”)著插入幻燈機。用凸透鏡看遠處物體成________、________的________像。13.（?鹽城模擬）興趣小組利用透明橡皮膜、注射器、乳膠管、止水夾等器材制成凸起程度可改變的水透鏡。通過注射器向橡皮膜注水或抽水，可以改變水透鏡的凸起程度。如圖所示，光屏上出現(xiàn)清晰的燭焰像，則該像是倒立、的像；向左移動蠟燭，保持光屏和水透鏡位置不動，為使光屏上出現(xiàn)清晰的像，應通過注射器。（選填“注水”或“抽水”）14.如圖所示，有一張寫著“F”字樣的膠片放在教學用投影儀上，此時屏幕上剛好形成一個清晰的像。如果要得到更大的清晰的像，應使投影儀________(填“遠離”或“靠近”)屏幕，并把透鏡向________(填“上”或“下”)移動。15.人眼看物體時，當物距變化時，眼睛的睫狀肌會改變晶體的彎曲程度，使物體的像總能落在視網膜上，當晶狀體變得最時，眼睛能看清最遠點，正常眼的遠點在，當晶狀體變得最時，眼睛能看清最近點。16.如圖所示，對于左邊的大寫字母“F”，選擇正確的字母代號填空。

（1）在照相機底片上成的像為；

（2）用放大鏡看字母，看到的該字母的像的形狀為三、作圖17.在圖中畫出相應的折射光線，并確定像的位置。18.根據(jù)圖所示的光線情況，在方框中填人適當?shù)墓鈱W元件。四、實驗探究19.給你一個透鏡，你怎樣判斷它是凸透鏡？寫出3種判斷方法。20.小剛選擇焦距為10cm的凸透鏡做研究凸透鏡成像規(guī)律的實驗，如圖所示：(1)實驗所需器材有：光具座、凸透鏡、蠟燭、________、刻度尺和火柴；(2)他先將燭焰、透鏡和光屏三者的中心調整到同一高度。然后點燃蠟燭，將蠟燭由遠及近地向透鏡移動。當測得蠟燭與凸透鏡的距離為25cm時，移動光屏，可在光屏上看到燭焰清晰、完整的像，該像是倒立、________的實像。(3)通過實驗他發(fā)現(xiàn)：當蠟燭在_________范圍內移動時，無論怎樣移動光屏，在光屏上始終得不到燭焰的像，若從光屏位置通過透鏡向物體方向看去，可觀察到正立的像。(4)如果換一個焦距是15cm的凸透鏡做實驗，要想在光屏上得到倒立的放大的實像，則蠟燭到凸透鏡的距離應該是________?！敬鸢概c解析】一、選擇1.【答案】C【解析】近視眼是由于物體成像在眼球內，需用凹透鏡矯正，凹透鏡是中間薄兩邊厚，對光具有發(fā)散作用，而凸透鏡對光線有會聚作用，鏡片的中央比邊緣厚，所以近視眼鏡片有以下特征：鏡片的中央比邊緣薄、是一塊凹透鏡、對光有發(fā)散作用，所以選項ABD正確，選項C錯誤，故選C。2.【答案】B3.【答案】D【解析】根據(jù)凸透鏡的三條特殊光線，可以確定ABC選項是正確的，經過凸透鏡、凹透鏡的光線會發(fā)生折射，在折射現(xiàn)象中光路是可逆的，所以D選項錯誤。4.【答案】CD【解析】由甲圖可知：像成在視網膜的前方，是近視眼，近視眼是晶狀體曲度變大，會聚能力增強，即折光能力增強，應佩戴發(fā)散透鏡；乙圖中像成在了視網膜的后面，是遠視眼，遠視眼應該佩戴凸透鏡進行矯正；顯微鏡的物鏡相當于投影儀的鏡頭，成放大實像，目鏡成放大的虛像，望遠鏡中物鏡的作用是使遠處的物體成倒立縮小的實像，這個倒立縮小的實像正好落在目鏡焦距內的位置，目鏡再對這個像進行放大。5.【答案】A【解析】照相機成倒立、縮小的實像，所以物距大于二倍焦距。6.【答案】C【解析】盛水的透明塑料瓶相當于一個凸透鏡，可以將射來的太陽光會聚在一點上，會聚點的溫度比較高，可能會引起火災，故選C。7.【答案】C【解析】物體的每一點發(fā)出的無數(shù)光線，即這些光線一部分通過凸透鏡的上部成像在光屏上，也有一部分通過凸透鏡的下部成像在光屏上，所以將凸透鏡上部碰掉一塊時，只是去掉了該點發(fā)出的成像光線的一部分，通過凸透鏡的下部的那部分光線仍能成像在光屏上，所以成像的性質不變，由于通過的光在減少，所以像的亮度變暗。8.【答案】ABD【解析】A、燭焰位于a點時，物距大于二倍焦距，成倒立縮小實像，屏上出現(xiàn)的實像最小，故A正確；BC、燭焰位于b、c兩點時，物距大于焦距小于二倍焦距，都成倒立放大實像，但b點位置距離透鏡大于c點位置，因此在c點屏上出現(xiàn)的實像比在b點出現(xiàn)的實像大，即最大，燭焰位于c點時，屏上出現(xiàn)的實像最大，故B正確、C錯誤；D、燭焰位于d點時，物距小于焦距，成正立放大虛像，故D正確。9.【答案】BC【解析】近視眼是晶狀體曲度變大，會聚能力增強，即折光能力增強，像成在視網膜的前方，應佩戴發(fā)散透鏡，使光線推遲會聚，A說法正確，但不符合題意；照相機照相的原理是將2倍焦距以外的物體成像在膠片上，所以照相時應該站在鏡頭的二倍焦距以外，因此B說法錯誤，符合題意；借助放大鏡看地圖時，地圖到放大鏡的距離應小于一倍焦距，因此C說法錯誤，但符合題意；因凸透鏡對光線的會聚作用，所以陽光通過凸透鏡可以會聚一點，熱量集中，溫度較高可以點燃紙屑，因此D說法正確，但不符合題意。10.【答案】B【解析】望遠鏡是由兩組透鏡組成，靠近眼鏡的叫目鏡，靠近被測物體的叫物鏡，物鏡的作用是使遠處的物體在焦點附近成倒立、縮小的實像；顯微鏡物鏡和目鏡都是凸透鏡，把標本放在物鏡的二倍焦距和一倍焦距之間，這樣得到一個倒立、放大的實像，相當于一個投影儀，目鏡與物鏡所成像之間的距離小于一倍焦距，成正立的、放大的虛像，相當于一個放大鏡。二、填空11.【答案】發(fā)散；凸透鏡【解析】（1）光線無論是會聚、平行、發(fā)散的，凹透鏡對這些光線有發(fā)散作用；（