1.透镜可以分为两种：一种为中间厚、边缘薄的,叫做凸透镜,它对光有会聚作用；另一种为中间薄、边缘厚的,叫做凹透镜,它对光有发散作用。
2.照相机能够成倒立、缩小、实像；投影仪能够成倒立、放大、实像；放大镜能够成正立、放大、虚像。
3.凸透镜的成像规律：物距与焦距的关系像的性质像距与焦距的关系倒正大小虚实u>2f 倒立缩小实像f<v<2fu=2f 倒立等大实像v=2ff<u<2f 倒立放大实像v>2fu=f 不成像u<f 正立放大虚像近视眼的光学特点是来自远处某点的光会聚在视网膜前方的位置其矫正方法是戴合适度数的凹透镜。
远视眼的光学特点是来自近处某点的光会聚在视网膜后方的位置,其矫正方法是戴合适度数的凸透镜。
5.用显微镜观察物体时,物镜对物体所成的像是一个放大的实(选填“虚”或“实”)像,原理就像投影仪的镜头成像一样,目镜的作用则像一个放大镜,再次将这个像成放大的虚(选填“虚”或“实”)像。
望远镜物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实(选填“虚”或“实”)像,这个像是缩小的(选填“放大的”或“缩小的”),原理就像照相机的镜头成像一样,目镜的作用则像一个放大镜,用来把这个像放大。
考点1 透镜对光的作用【例1】如图4-1所示是两束激光分别射向并通过甲、乙两透镜的传播路径。
由图可知：______(选填“甲透镜”或“乙透镜”)是凹透镜,可用于________(选填“近视”或“远视”)眼的矫正。
甲透镜乙透镜图4-1【解析】凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用。
由图可知,两条入射光线通过甲透镜后折射光线相对于入射光线变得会聚了一些,所以甲透镜是凸透镜；而光线通过乙透镜后折射光线相对于入射光线变得发散了,所以乙透镜是凹透镜,可以矫正近视眼。
【答案】乙透镜近视【变式训练】1.在森林游玩时不能乱丢矿泉水瓶,一旦瓶内进水后相当于________镜,对光有_____作用。
答案：凸透会聚考点2 凸透镜成像规律【例2】(威海)如图4-2所示,图甲测凸透镜的焦距,图乙“探究凸透镜成像的规律”,在图乙所示的位置光屏上成清晰的像。
下列说法正确的是( )甲乙图4-2A．由图甲可知凸透镜的焦距是40 cmB．图乙的成像特点与投影仪的成像原理相同C．图乙中若用遮光板挡住凸透镜的上半部分,光屏上只出现像的下半部分D．图乙中若在凸透镜左侧“戴”上近视镜,光屏向右移动才能找到清晰的像【解析】根据甲图可以知道f=10 cm,故选项A错误。
根据乙图u＞2f,应用应该是照相机,故选项B错误。
挡住了透镜上半部分,光能通过下半部分会聚成像,只是光线变少了能成一个变暗的完整的像,故选项C错误。
“戴”上近视镜(凹透镜)对光有发散作用,所以像会成在后面,光屏向右移动才能找到清晰的像,故选项D正确。
【答案】D【变式训练】2.(多选)在做“探究凸透镜成像实验”时,将焦距为10 cm的凸透镜和蜡烛放在光具座上,位置如图4-3所示。
则在光屏上( )图4-3A.成倒立、放大的实像B.成倒立、缩小的实像C.光屏上不会得到像D.像距大于20 cm答案：AD考点3 近视眼和远视眼【例3】(绵阳)某同学为了探究“视力矫正”原理,利用探究凸透镜成像规律的装置做了以下试验。
如图4-4所示,光屏上得到的是模糊的倒立实像,他将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间,发现光屏上的像变清晰了。
他移走眼镜片,稍微将光屏远离凸透镜,屏上再次得到清晰的像,则该眼镜片是( )图4-4A.远视眼镜片,对光有会聚作用B.远视眼镜片,对光有发散作用C.近视眼镜片,对光有会聚作用D.近视眼镜片,对光有发散作用【解析】由图可知,物距大于像距,光屏上能成倒立、缩小的实像,此时物距应大于2倍焦距,像距在1倍焦距和2倍焦距之间,但光屏上得到的是模糊的倒立实像,说明像距不合适。
由稍微将光屏远离凸透镜,屏上再次得到清晰的像,可知像距太小了,所以当将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间,发现光屏上的像变清晰,说明该镜片对光有会聚作用,因此是远视眼镜片。
故选A。
【答案】A【变式训练】3.小敏对眼球成像原理进行模拟实验。
如图4-5,将蜡烛放在A处时,光屏上成一个清晰的像,把此时凸透镜和光屏模拟成正常人眼球模型,光屏相当于眼球的________,在原位置上,换一个凸透镜后,发现要将蜡烛移动到B处才能在光屏上得到清晰的像,此时凸透镜和光屏相当于模拟________(选填“近”或“远”)视眼眼球。
图4-5答案：视网膜远解析：(1)在该实验中,凸透镜相当于眼球的晶状体,光屏相当于眼球的视网膜。
(2)由题图可知：要将蜡烛移动到B处才能在光屏上得到清晰的像。
远视眼是由于晶状体曲度过小,会聚能力过弱,即折光能力过弱,此时凸透镜和光屏相当于模拟远视眼眼球。
应佩戴会聚透镜即凸透镜矫正,使光线提前会聚。
考点4 探究凸透镜成像规律【例4】(滨州)小华同学用蜡烛、凸透镜和光屏等器材做“探究凸透镜成像规律”的实验。
甲乙图4-6(1)在如图4-6甲所示的位置上,成的像是等大的倒立的实像。
分析实验成像情况可知实验中所用凸透镜的焦距为________cm。
(2)当把点燃的蜡烛由图甲所示位置向右移至光具座的35 cm刻度时,向________(选填“左”或“右”)移动光屏会得到一个倒立、________的实像；________就是利用这一成像规律工作的。
此时,风一吹,烛焰向左偏,则光屏上成的像向________偏。
(3)小明用此光具座模拟人眼看远近不同物体的情况,当人眼看清眼前30 cm处的物体时,凸透镜的位置、形状如图乙所示。
如果将物体移至眼前50 cm处,保持透镜(晶状体)、光屏(视网膜)之间距离不变,则应该换上更________(选填“薄”或“厚”)的凸透镜(凸透镜直径大小相同),才能在光屏上得到清晰的像。
【解析】(1)当凸透镜成的像是等大的倒立的实像时,物距和像距均为焦距的2倍,由图甲可知物距或像距为20 cm,则凸透镜的焦距为10 cm。
(2)由“物近像远像变大”可知,当把点燃的蜡烛由图甲所示位置向右移至光具座的35 cm刻度时,向右移动光屏会得到一个倒立、放大的实像,投影仪、幻灯机等就是利用这一成像规律工作的。
由“凸透镜成像左右相反”可知,烛焰向左偏,则光屏上成的像向右偏。
(3)由题意可知,物体远离凸透镜即物距变大时,像距不变,说明凸透镜的焦距变大,而薄凸透镜的焦距大于厚凸透镜的焦距,故更换的应是薄凸透镜。
【答案】(1)10 (2)右放大投影仪(幻灯机等) 右(3)薄【变式训练】4.如图4-7所示,在探究“凸透镜成像规律”的实验中,依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上。
图4-7(1)实验前,调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度,目的是______________________________ 。
(2)蜡烛与凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间时,在凸透镜的另一侧移动光屏,会在光屏上得到一个清晰的像,生活中的________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)应用了这个成像规律。
接下来保持凸透镜的位置不变,将蜡烛与光屏的位置对调后,在光屏上还会出现一个清晰的像,这时所成的像是________、________的实像,这是因为光在折射时光路是________。
(3)实验中,将蜡烛向远离凸透镜方向移动,若在光屏上还能够得到清晰的像,应将光屏_______(选填“远离”或“靠近”)凸透镜。
答案：(1)使像成在光屏的中央位置(2)投影仪倒立缩小可逆的(3)靠近解析：(1)凸透镜成像实验中,把凸透镜、蜡烛、光屏放在同一条直线上,点燃蜡烛,调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度,烛焰的像才能呈现在光屏的中央位置。
(2)蜡烛与凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间时,在凸透镜的另一侧移动光屏,会在光屏上得到一个倒立、放大的实像。
生活中的投影仪就是利用凸透镜的这种成像情况工作的。
接下来保持凸透镜的位置不变,将蜡烛与光屏的位置对调后,则蜡烛与凸透镜的距离在二倍焦距以外,在光屏上还会出现一个倒立、缩小的实像,这是因为光在折射时光路是可逆的。
(3)实验中,将蜡烛向远离凸透镜方向移动,增大蜡烛与透镜的距离,为在光屏上还能够得到清晰的像,根据凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像缩小可知,应将光屏向靠近透镜的方向移动。
1.(潍坊)(多选)关于近视眼和远视眼的成像特点及矫正方法,下列说法正确的是( )A.近视眼成像于视网膜前,应使用凹透镜矫正B.近视眼成像于视网膜前,应使用凸透镜矫正C.远视眼成像于视网膜后,应使用凸透镜矫正D.远视眼成像于视网膜后,应使用凹透镜矫正答案：AC解析：近视眼的产生原因是晶状体太厚,折光能力太强,或眼球前后方向太长,使得远处某点的光经过晶状体折射后会聚在视网膜的前方,可利用凹透镜对光线的发散作用,使得近视眼所成的落在视网膜前的像后移,从而落在视网膜上,故A选项正确,B选项错误；远视眼的产生原因是晶状体太薄,折光能力太弱,或眼球前后方向太短,使得近处某点的光经晶状体折射后会聚在视网膜后,可利用凸透镜对光线的会聚作用,使得远视眼所成的落在视网膜后的像前移,从而落在视网膜上,故C选项正确,D选项错误。
2.(潍坊)如图4-8所示,是探究凸透镜成像规律的实验装置,烛焰、透镜和光屏的中心大致在同一高度。
当凸透镜的焦距f=10 cm、物距u=15 cm、像距v=30 cm时,在光屏上得到________、________的实像；若撤去光屏,简要说明观察该像的方法________________________________。
图4-8答案：倒立放大在光屏原位置右侧某一区域向左看解析：已知凸透镜的焦距f＝10 cm、物距u＝15 cm、像距v＝30 cm,此时2f＞u ＞f,v＞2f,由凸透镜成像规律知,此时成倒立、放大的实像；若撤去光屏,实际光线会聚成实像后继续向前传播,进入人的眼睛,则眼睛应在光屏原位置右侧某一区域向左看,才能观察到该像。
3.(潍坊)如图4-9所示,将点燃的蜡烛放在距凸透镜20 cm处时,在另一侧距凸透镜20 cm处的光屏上出现了一个与烛焰等大的清晰像。
若保持物距不变,更换一个焦距为15 cm的凸透镜,要想在屏上出现清晰像,下列操作可行的是( )图4-9A.使屏远离透镜B.使屏靠近透镜C.使屏向上移动D.使屏向下移动答案：A一、单项选择题1.(绵阳)人们在生活中遇到的透镜及其组合所成的像是各种各样的,其中只能成实像的是( )A．眼睛B．放大镜C．望远镜D．显微镜答案：A解析：人的眼球好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏,外界物体在视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像,故选项A正确；放大镜是利用凸透镜成正立、放大的虚像制成的,故选项B错误；望远镜的目镜成正立、放大的虚像,故选项C错误；显微镜的目镜和物镜都是利用凸透镜成放大的像制成的,物镜使物体成倒立、放大的实像,目镜使物体成正立、放大的虚像,故选项D错误。