第五章 透镜及其应用讲义 人教版八年级上册物理

第一节透镜及其分类知识梳理▼透镜1.透镜是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规律制成的．透镜一般可以分为两大类：凸透镜和凹透镜．

2.通过透镜两侧球心的直线，叫做主光轴，简称主轴．

3光心：每个透镜主轴上都有一个特殊点：凡是通过该点的光，其传播方向不变，这个点叫光心．

4焦距：焦点到光心的距离．凹透镜和凸透镜的区别1.凸透镜主要对光线起会聚作用，比如老花镜；凹透镜主要对光线起发散作用，比如近视镜．

2.不管是凸透镜还是凹透镜，过光心的光线方向不变．

3.凸透镜要点：平行于主光轴的光线在对面会聚于焦点后继续传播，经过焦点的光线在透镜对面平行于主光轴传播．

4.凹透镜要点：平行于主光轴的光线过透镜后的光线的反向延长线经过虚焦点．经典例题▼【例】

1.关于透镜对光的作用，下列说法中正确的是（）A.平行光通过凸透镜后一定会相交于焦点B.凸透镜只对平行于主光轴的光才有会聚作用C.光通过凹透镜也会变成平行光D.光通过凹透镜后传播方向一定会发生改变2.要使光线发生如图所示的偏折，则可使用的光学元件是（

）

A.一定是平面镜B.一定是凸透镜C.一定是凹透镜D.三者均有可能3.对一些实例和对应解释，下列说法正确的是（

）A.看见水中的鱼儿–光的直线传播B.太阳下人影相随–光的反射C.近视眼镜的镜片–凸透镜D.用镜子增大空间感–平面镜成像4.下列关于凸透镜或凹透镜的几幅光路图中，不正确的是（）A.B.C.D.5.请补充完成有关凸透镜的三条光路．

6.小明在学习了凸透镜后，想研究口径相同凸透镜的焦距与哪些因素有关，于是他选用材料、凹凸程度不同，口径相同的凸透镜，在实验室用一束平行光分别经过由两种材料做成的凸透镜A、B、C（其中A和C为同种材料，B与A、C的材料不同）并得到了如图所示的光路图．

（1）比较如图中的A和B两凸透镜的光路可得到的结论是：口径相同，凹凸程度相同时，凸透镜的焦距与________有关．（2）比较如图中的A和C两凸透镜的光路可得到的结论是：________．7.如图为某设备内部部分光路图，物镜是凸透镜，O为光心，F为物镜焦点，焦距为500mm。（1）在图中画出光线a、b经物镜折射前的入射光线。（2）目镜是________透镜（选填“凹”、“凸“）。

第二节凸透镜成像度规律知识梳理▼一、凸透镜成像规律凸透镜成像规律：是指物体放在焦点之外，在凸透镜另一侧成倒立的实像，实像有缩小、等大、放大三种．物距越小，像距越大，实像越大．物体放在焦点之内，在凸透镜同一侧成正立放大的虚像．物距越小，像距越小，虚像越小．二、设计并进行实验：1.提出问题：凸透镜成像，像的大小、正倒、虚实跟物距有什么关系？

2.实验器材：带刻度的光具座、蜡烛、光屏、透镜（焦距在10∼20cm之间）、刻度尺．见实验装置图．

3.实验步骤：

(1)、先测出透镜的焦距：让凸透镜在阳光下来回移动，找着最小、最亮的点，用刻度尺量出亮点与凸透镜的距离，这就是这个凸透镜的焦距．

(2)、实验探讨像的大小、正倒、虚实跟物距的关系：

[方案]①把透镜放在光具座标尺中央，从透镜的位置开始在左右两边的标尺上用粉笔标出等于焦距和2倍焦距的位置．

②点燃蜡烛，调整它们的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度．

③把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置上，调整光屏到透镜的距离，使烛焰在屏上成一个清晰的像，观察像的大小、正倒，测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏间的距离．把数据记录在表格中．

④继续把蜡烛向凸透镜靠近，观察像的变化是放大还是缩小，是正立还是倒立，蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏的距离测出，将数据记录在表格中．

⑤当蜡烛到一定位置上时，光屏没有像，用眼睛直接对着凸透镜观察蜡烛的像，把蜡烛与凸透镜、像与凸透镜的距离，像是放大还是缩小的，像的正倒，填入表格中．物距(u)像距(v)正倒大小虚实物，像的位置关系u>2f2f>v>f倒立缩小实像物像异侧u=2fv=2f倒立等大实像物像异侧2f>u>fv>2f倒立放大实像物像异侧u=f---不成像-f>uv>u正立放大虚像物像同侧经典例题▼【例】1.有四块凸透镜，它们的焦距分别是10cm、20cm、30cm、40cm．某个同学用其中一块凸透镜做实验，将蜡烛放在镜前A.10B.20C.30D.402.在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当蜡烛、光屏和凸透镜的位置及它们之间的距离如图所示时，在光屏上得到烛焰清晰的像，下列说法正确的是（

）

①此时光屏上的像跟投影仪的成像原理相似

②用白纸遮住凸透镜的上半部分，光屏上像的大小和形状都不变

③此凸透镜的焦距范围是10cm<f<15cm

④将蜡烛远离凸透镜时，为了在光屏上得到清晰的像，应将光屏远离凸透镜A.只有①②B.只有③④C.只有②③D.只有②④3.小王同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象，如图所示，下列判断正确的是（

）

A.该凸透镜的焦距是16cmB.当u=12cm时，在光屏上能得到一个放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的C.当u=24cm时成放大的像，放大镜就是根据这一原理制成的D.把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，像先变大后变小4.小欢利用光具座探究凸透镜成像规律。当蜡烛、凸透镜和光屏在如图所示的位置时，光屏的中心恰好呈现清晰的像。回答问题：

（1）此实验中，凸透镜的焦距为________cm；为了能从不同方向看到光屏上的像，光屏应选用

________（选填“光滑”或粗糙）的白板。（2）若此时，小欢的手指尖不小心触碰到了凸透镜，在光屏上将看到（

）（选填字母）。A.指尖的像B.指尖的影子C.烛焰完整的像D.烛焰不完整的像（3）小欢把蜡烛移动到A处，并通过移动光屏再次得到清晰的像，此时光屏上所成像的性质是________。小欢又将A处的蜡烛与光屏的位置互换，发现光屏上仍成清晰的像，只是像的大小发生了变化。写出光屏上仍成清晰的像的原因：________。5.小明同学在做“探究凸透镜成像现律”的实验中．

（1）根据经验，照相时，物体离照相机的镜头比较远，成缩小的实像；上课时，物体离投影仪的镜头比较近，成放大的实像；看微小物体时，物体离放大镜比较近，成放大、正立的虚像．据此小明提出的问题是，像的虚实、大小，正倒跟________有什么关系．（2）如图甲所示，小明让平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f=________cm．（3）小明所用实验装置如图乙所示，若将凸透镜放在光具座刻度为50cm位置处不变，把蜡烛放在刻度为10cm处，可在光屏上得到清晰的像，利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是________（选填“照相机”“放大镜”或”投影仪”）．（4）如图丙所示是小明通过实验得到的凸透镜成像时的像距v和物距u关系的图象，由图象可知：成实像时，当物距逐渐减小时，像距逐渐________．当u>2f时，物体移动速度________（选“大于”“小于“或“等于”）像移动的速度，当f<u<2f时，物体移动速度________（选填“大于”“小于”或“等于”）像移动的速度．

第三节透镜的应用知识梳理▼凸透镜的应用1.照相机,当u>2f时,凸透镜成倒立、缩小的实像

2.投影仪,当2f>u>f时,凸透镜成倒立、放大的实像3.放大镜，当f>u时，凸透镜成正立放大的虚像4.显微镜的原理：物镜相当于一个投影仪镜头，能成倒立、放大的实像；目镜相当于一个放大镜，能成正立、放大的虚像。5.望远镜的原理：物镜相当于一个照相机镜头，能成倒立、缩小的实像；目镜相当于一个放大镜，能成正立、放大的虚像。眼睛1.眼睛的成像原理：眼睛通过调节晶状体的弯曲程度（屈光）来改变晶状体焦距获得倒立的、缩小的实像．

2.眼睛的视物原理：看近景时，晶状体变厚，晶状体的焦距变小．看远景时，晶状体变薄，晶状体的焦距变大．3.近视眼：晶状体凸度过大或眼球前后径过长，外界物体的像成在视网膜前方．矫正方法：佩戴凹透镜，使进入眼睛的光线发散一些后再通过晶状体，使像成在视网膜上．4.远视眼：晶状体凸度过小或眼球前后径过短，外界物体的像成在视网膜后方．

矫正方法：佩戴凸透镜，使进入眼睛的光线会聚一些后再通过晶状体，使像成在视网膜上．经典例题【例】1.微距摄影是指照相机通过镜头拍摄与物体等大或稍小的图像．一次微距摄影中，拍摄图像与物体等大，光学镜头等效为一个凸透镜，则物体一定位于（

）A.二倍焦距以外B.二倍焦距上C.二倍焦距与一倍焦距之间D.一倍焦距以内2.下列关于眼睛的说法正确的是（

）A.晶状体和角膜相当于光屏B.物体在视网膜上成正立的像C.看清远处物体时，晶状体较薄D.患近视眼，应使用凸透镜矫正3.如图是近视眼和远视眼的成因示意图。下列说法正确的是（）

A.甲是近视眼，应佩戴凹透镜矫正B.甲是远视眼，晶状体折光能力较弱C.乙是近视眼，应佩戴凸透镜矫正D.乙是远视眼，晶状体折光能力较强4.显微镜在生物课时我们已学过，显微镜的结构如图所示，则下列说法正确的是（

）

A.物镜相当于凸透镜，目镜相当于凹透镜B.物镜和目镜都相当于凸透镜，但只有目镜起放大作用C.物镜和目镜都相当于凸透镜，但只有物镜起放大作用D.物镜和目镜都相当于凸透镜，来自被观察物体的光经物镜成一个放大的像，再经目镜再放大一次5.关于透镜的应用，下列说法中错误的是（

）A.近视眼镜是凸透镜B.体温计的圆弧形玻璃柱相当于凸透镜，能成放大的虚像C.眼睛相当于照相机，其中晶状体和角膜相当于凸透镜D.显微镜物镜的成像特点与投影仪相同6.对下列四幅图阐述正确的是（）

A.甲图：近视眼成像在视网膜前，用凸透镜矫正B.乙图：远视眼成像在视网膜后，用凹透镜矫正C.丙图：显微镜的目镜相当于放大镜，物镜相当于投影仪的镜头D.丁图：天文望远镜的物镜相当于放大镜，目镜相当于照相机的镜头7.生活中的透镜有很多应用，下列说法正确的是（

）A.近视眼镜应用了凸透镜对光线的会聚作用B.用手机拍照时，应用了物体在凸透镜一倍焦距到两倍焦距之间成倒立缩小的实像的原理C.电子监控探头上的苍蝇在监控画面中看不到D.使用放大镜时成的像是正立放大的虚像

章节练习▼一、选择题1.下列说法中正确的是（）A.显微镜的目镜是一个凹透镜B.望远镜的目镜是由凹透镜组成C.凸透镜的特点是中间厚边缘薄D.照相机的光屏上成的是倒立放大的实像2.下列关于凸透镜和凹透镜的说法正确的是（）A.凸透镜的焦距越大，其对光的会聚作用就越大B.凹透镜的焦距越小，其对光具有发散作用就越小C.凸透镜成实像时，像距一定大于物距D.近视眼佩戴的眼镜的作用是将远处射向眼睛的光先适当发散一些3.用天文望远镜和显微镜观察物体时，下列关于像的说法中，正确的是（

）A.用天文望远镜观察时，像是倒立、缩小的B.用天文望远镜观察时，像是倒立、放大的C.用显微镜观察时，像是正立、放大的D.用显微镜观察时，像是正立、缩小的4.如图是陈大爷眼睛看物体时的成像情况，则他的眼睛类型及矫正需要选用的透镜分别是（）

A.远视眼

凸透镜B.远视眼

凹透镜C.近视眼

凸透镜D.近视眼

凹透镜

5.有一次，小明上学前取自己的眼镜时，发现自己的近视镜和爷爷的老花镜混在一起，外形完全一样，如图所示，小明要想找出自己的眼镜，下列做法正确的是（）A.用手摸镜时，中间厚边缘薄的是近视镜B.让镜片正对太阳光，太阳光通过镜片后能会聚的是近视镜C.让镜片正对太阳光，太阳光通过镜片后能发散的是近视镜D.拿着镜片看字，能把字放大的是近视镜6.下列作图中，不正确的是（

）A.平行光射向凹透镜B.射入凸透镜的光会聚在焦点上C.点光源S经平面镜成像S'D.平行光射向近视眼7.实验室备有甲、乙、丙三个凸透镜，三个实验小组分别用这三个凸透镜探究凸透镜成像规律，实验时，当蜡烛到透镜的距离都为12cm时，甲、乙、丙三透镜分别成缩小的实像、放大的虚像、放大的实像，则这三个透镜的焦距f甲、f乙、A.fB.fC.fD.f8.某学生在做凸透镜成像实验时，若发现在距透镜20cm处的光屏上有一个倒立放大的像，则此透镜的焦距可能为（）A.6B.10C.25D.无法确定9.在“研究凸透镜成像规律”的实验中，下列说法正确的是（）A.光具座上器材的排列次序是蜡烛、光屏、凸透镜B.虚像也能成在光屏上C.成实像时，当物距减小，像距增大，像变大D.实验前要调整蜡烛、光屏和凸透镜的高度，使它们的中心在一条直线上10.关于人眼或借助光学仪器对细小物体的分辨，说法错误的是（）A.人眼能直接看清大小为0.1mm的物体．如一根头发B.用显微镜能看清楚约1μm的物体．如细菌C.用放大镜能看清楚约1nm的物体，如原子D.电子显微镜比普通显微镜的分辨率要高1000倍11.（多选）下列光学器件中，对光起会聚作用的是（）A.平面镜B.潜望镜C.放大镜D.远视眼镜12.（多选）如图所示，小华组的同学用蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上研究凸透镜成像规律，他们将蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上依次摆放，点燃蜡烛后，发现无论怎样移动光屏都找不到烛焰的像，其原因可能是（）

A.光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度B.蜡烛在透镜的两倍焦距处C.蜡烛在透镜的焦点上D.物距小于透镜的一倍焦距13.小明常拿爷爷的老花镜观察自己掌纹，这时他看到的像是________．如果手掌上有两条掌纹，其夹角是6∘要想使看到的像小些，应该将放大镜离掌纹________．若爷爷的老花镜的放大倍数为514.如图是投影仪成像示意图，其中凸透镜的作用是成________（填“等大”、“缩小”或“放大”）、________（填“正立”、“倒立”）的实像，平面镜的作用是________．如果图中ℎ=40cm，则凸透镜的焦距一定________（填“大于”、“小于”或“等于”）40cm．15.小华在“探究凸透镜成像规律的实验”中发现像高与像距、物距之间有一定的关系，为了进一步探究，他将5cm长的发光体放在一个竖直支架上作为光源进行实验．（1）实验开始前，首先在光具座上依次安装发光体、凸透镜和光屏并进行调节，使它们的中心在__