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1、透镜及其应用透镜及生活中的透镜课前导读从前，有一个探险队到达了南极洲。那正是南极洲的夏季，说是夏季，其实也在零下20摄氏度左右，南极的夏天没有黑夜白昼之分，柔和的太阳一直徘徊在天空，把它那几乎使人感觉不到的温暖默默地赐给探险队员们。南极的天气变化无常，探险队员们顽强地抵搞着无情的大自然带来的寒冷和风暴，进行科学探测。当他们到达一个孤岛上时，一件意想不到的事情发生了：要动手生火烧水做饭，打火器却找不到了，能找的地方都找了，也不见打火器的踪影。没有火，就不能工作；没有火，就不能生活；没有火，生命就受到威胁。大家一筹莫展，陷于绝望。“难道就真的束手无策，等待无情的死神到来？”一个年轻的队员，望着惨白
2、无力的太阳和茫茫的冰原，久久地思索着。他取了一块冰，用小刀轻轻地刮，用温暖的双手不断摩挲，慢慢地，做成了一个光洁透明的半球形的“冰透镜”。他举着“冰透镜”，向着太阳，让太阳光穿过“冰透镜”，形成焦点，射在一团干燥蓬松的火绒上。一分钟，两分钟火绒冒出一缕淡淡的青烟。又过了一会儿，火绒上出现了一个红点，接着便燃烧起来了！这团红红的火，驱散了死的威胁，带来了生的欢乐；这团红红的火，恢复了探险队员们的正常生活。他们欢呼，跳跃，像在欢庆一个重大的节日。模块一透镜的类型和基本概念【一、知识点】1透镜的类型：(1)凸透镜：中间厚，边缘薄(2)凹透镜：中间薄，边缘厚2主光轴和光心：通过透镜的两个球面球心的直线
3、叫主光轴；主光轴上有一个特殊的点，通过它的光线传播方向不变，这个点叫做透镜的光心。3透镜对光的作用：(1)凸透镜对光有会聚作用(2)凹透镜对光有发散作用4焦点和焦距：(1)凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这一点叫做凸透镜的焦点用字母“F”表示。凸透镜两侧各有一个焦点，焦点到光心的距离叫做焦距，两侧的焦距相等，用“f”表示。(2)凹透镜能使与主光轴平行的光线通过它后变得发散，且这些发散光线的反向延长线相交在主光轴的一点上，这一点叫做凹透镜的焦点，它是虚焦点。虚焦点到光心的距离叫做凹透镜的焦距，两侧的焦距相等。5光路可逆规律：当光沿着原出射光线入射时，折射光线将沿原入射光线的光路
4、射出。光沿着原出射光线的路径入射，经会聚后与原入射光线共线6三条特殊光线(1)通过光心的光线传播方向不改变。(2)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点，经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线通过虚焦点。(3)经过凸透镜焦点的光线折射后平行于主光轴射出。对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线折射后平行于主光轴射出。凸透镜的三条特殊光线凹透镜的三条特殊光线【二、 例题精讲】【例1】如果把一个玻璃球分割成五块，其截面如图所示，再将这五块玻璃a、b、c、d、e分别放在太阳光下，那么能使光线发散的是()AaBbCcDd考点：凸透镜的会聚作用；凹透镜的发散作用解析：由图知：玻璃a、c、e、d都是中间厚，边缘
5、薄，是凸透镜，能使光线会聚，不符合题意；而玻璃b是中间薄，边缘厚，是凹透镜，能使光线发散，符合题意答案：B【测试题】如图所示，是几种光学器材的示意图，其中能对光线起发散作用的是()ABCD考点：凹透镜的发散作用；凸透镜的会聚作用解析：A、中间厚、边缘薄，是凸透镜，对光线有会聚作用，不合题意；B、中间厚、边缘薄，是凸透镜，对光线有会聚作用，不合题意；C、中间厚、边缘薄，是凸透镜，对光线有会聚作用，不合题意；D、中间薄、边缘厚，是凹透镜，对光线有发散作用，符合题意答案：D【例2】关于透镜，下列说法正确的是()A凸透镜对光有会聚作用，因此通过凸透镜的光一定会聚在焦点上B凸透镜和凹透镜都有焦点，凸透镜
6、有实焦点，凹透镜有虚焦点C凸透镜只对平行光有会聚作用D平行于主光轴的光，通过凹透镜后一定得过焦点考点：凸透镜的会聚作用；主光轴、光心、焦点和焦距解析：A、凸透镜对光线有会聚作用，但光线通过凸透镜不一定能会聚于一点，故A错误；B、凸透镜和凹透镜都有焦点，凸透镜有两个实焦点，凹透镜有两个虚焦点，故B正确；C、凸透镜对所有光线有会聚作用，故C错误；D、平行于主光轴的光线通过凸透镜后一定得过焦点，故D错误答案：B【测试题】关于凸透镜，下列说法中正确的是()A凸透镜只对平行光线有会聚作用B凸透镜焦距越短对光线的偏折作用越强C光线通过凸透镜后，折射光线会聚于一点，这一点是凸透镜的焦点D凸透镜对光线有会聚作
7、用，所以通过凸透镜的光线一定相交于一点考点：凸透镜的会聚作用；主光轴、光心、焦点和焦距解析：A、凸透镜对所有不过透镜中心的光线都有会聚作用，故A错；B、凸透镜的焦距越短，光线通过后偏折得越厉害，故B正确；CD、所有平行于凸透镜主光轴的光线都可以会聚到焦点上；不平行于主光轴的光线也能会聚，但是不能会聚到焦点上；故CD都错答案：B【例3】林雨在森林公园游玩时，看到一个丢弃的透明塑料瓶她想到，如果下雨使得瓶中进了水，就可能会成为森林火灾的元凶于是她捡起瓶子丢进了垃圾筒这其中引起火灾的主要原因是()A盛有水的透明塑料瓶相当于一凸透镜，对光线有会聚作用B盛有水的透明塑料瓶相当于一凸透镜，对光线有发散作用
8、C盛有水的透明塑料瓶相当于一凹透镜，对光线有会聚作用D盛有水的透明塑料瓶相当于一凹透镜，对光线有发散作用考点：凸透镜的会聚作用解析：盛水的透明塑料瓶相当于一个凸透镜，可以将射来的太阳光会聚在一点上，会聚点的温度比较高，可能会引起火灾答案：A【测试题】在盛夏的中午阳光强烈时往花草上浇水，常会把叶片烧焦，其原因是()A太阳使水温度升高，将叶片烧焦B水很快蒸发，使叶片受阳光直射而烧焦C水滴使阳光会聚，将叶片烧焦D水滴使花草防晒能力降低，叶片易烧焦考点：凸透镜的会聚作用解析：夏日中午，温度比较高，太阳光含有的能量多，在水滴凸透镜的会聚作用下，能量更强，所以很容易就会把叶子烧焦答案：C【例4】图中的虚线
9、框中是某个光学元件，下面说法中正确的是()A光学元件是凹透镜B光学元件是凸透镜C光学元件是厚玻璃D光学元件是平面镜考点：透镜的光路图解析：由图可知，光线透过元件，变得会聚，不能是平面镜、厚玻璃，而应是凸透镜，故B正确、ACD错答案：B【测试题】如图中画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形，其中凸透镜是()AaBb、dCcDa、b、c、d考点：透镜的光路图解析：从四个光线通过透镜的情形可知，a、b、d的折射光线相对于入射光线是发散的，所以都是凹透镜；只有c是凸透镜，且入射光线是从凸透镜的焦点以内发出的，折射光线变得会聚了答案：C【拓展题】根据如图，入射光束和出射光束的情况判断，方框内的两个光学元
10、件可能是()A两个凸透镜B两个凹透镜C一个凹透镜，一个凸透镜，且凹透镜在左，凸透镜在右D一个凹透镜，一个凸透镜，且凸透镜在左，凹透镜在右考点：透镜的光路图解析：A、由图可知：入射光线是平行的，出射光线也是平行的，而且与入射光线比较是发散的，如果是两个凸透镜，出射光束可以是平行的，那么上面的那条单箭头的入射光线经两个凸透镜折射后，折射光线将是下面那条双箭头的折射光线，同理下面那条双箭头的入射光线经两个凸透镜折射后，折射光线将是上面那条单箭头的折射光线，如下图所示：与题意不符B、如果是两个凹透镜，那么出射光线将不在平行，与题意不符；C、如果是一个凹透镜，一个凸透镜，且凹透镜在左，凸透镜在右，这样出
11、射光线正好是此图，如下图所示；D、如果是凹透镜，一个凸透镜，且凸透镜在左，凹透镜在右，那么出射光线将不再像图中的关系平行，而是单箭头的光线在下面，双箭头的光线在上面，按这种关系平行，与题意不符答案：C【例5】如图所示，请在答题卡的图中完成光路图考点：透镜的光路图解析：平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变答案：【测试题】如图，F是透镜的焦点，其中正确的光路图是()ABCD考点：透镜的光路图解析：A、入射光线平行于主光轴，经过凸透镜折射后，折射光线应该过焦点故A错误B、通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴故B错误C、平行于主光
12、轴的入射光线经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过焦点故C正确D、凹透镜对光线有发散作用，而图中的凹透镜对光线起了会聚作用，故D错误答案：C【拓展题】如下图所示，N是一个水平放置的长方形暗盒，盒内有水平向右的平行光，P为暗盒右侧平面上的一个圆孔，M是一个与暗盒右侧平面平行的、相间一定距离的光屏，若用一个外径与圆孔P相同的光学器件嵌入其中，发现在光屏M上呈现出一个比圆孔P大的圆形光斑，则嵌入圆孔P的光学器件()A一定是凹透镜B一定是凸透镜C可能是凸透镜或凹透镜D可能是厚平板玻璃考点：透镜的光路图解析：A、由题意知，光线经过光学元件后形成了比圆孔P大的圆形光斑，可能是光学器件对光线有发散作用，则
13、可能是凹透镜，B错误；凸透镜对光线有会聚作用，若M在焦点外，平行光线会聚在焦点继续传播，M离得屏越远，则光斑越大，所以可能是凸透镜，此时M在焦点外某一距离处，A错误；光透过厚平板玻璃后，仍平行射出，光斑的大小不变，所以D错误答案：C【例6】平行光线经如图所示的中空玻璃砖后将会()A会聚B发散C仍为平行光D无法判断考点：凹透镜的发散作用解析：空玻璃砖可看作是两个凹透镜组合在一起了，而光线经过凹透镜后会变得发散，经过两个凹透镜变得更加发散答案：B【测试题】一块玻璃砖，中间有一饼形气泡，如图所示，一束平行光线经过玻璃砖后将()A被发散B被会聚C还是平行光D无法判断考点：凹透镜的发散作用解析：(1)如
14、果不对图片进行分析，很容易误选B，因为凸形气泡不是玻璃元件，故它不是凸透镜；(2)玻璃砖被气泡分成两部分，这两部分都是中间薄，边缘厚，都是凹透镜，对光线有发散作用，因此平行光经过玻璃砖后，会变得发散答案：A【拓展题】如图所示两条光线是从同一点光源S射向凸透镜的两条光线，下列说法正确的是()A点光源 S 经凸透镜所成的像一定是实像B点光源 S 经凸透镜所成的像一定是虚像C两条光线经过凸透镜后的交点可能在主光轴上D两条光线经凸透镜后可能不交于一点考点：透镜的光路图解析：AB、因不确定点光源S的位置是在凸透镜的焦点以内还是焦点以外，所以点光源S经凸透镜所成的像可能是实像，也可能是虚像，项AB错误；C
15、、平行主光轴的光线经凸透镜折射后会聚焦点，而另一条光线经凸透镜折射后会聚，但不会聚在焦点，故C错误；D、如果点光源S的位置是在凸透镜的焦点以内，则两条光线经过凸透镜后不会交于一点，故D正确答案：D模块二透镜的应用【一、知识点】1照相机：(1)成像原理：利用凸透镜成缩小倒立的实像制成的。我们平时看到照相机成的像是正立的，是为了取影方便，经过相机内部器材把镜头第一次成的倒立的像变成了正立的。生活中的单反相机照相机成像(2)成像特点：物体离照相机镜头的距离(像距)大于底片离照相机镜头的距离(像距)；物体离照相机镜头越远，物体在胶卷上所成的像越小，像的位置(底片到胶片的距离)越近，暗箱越短；照相机所成
16、的像一定比实物小；像和物体在镜头(凸透镜)的两侧；物体在胶卷上所成的是倒立、缩小的像。2投影仪(1)原理：利用凸透镜能成倒立、放大的实像制成的生活中的投影仪投影仪成像(2)成像特点：透明胶片到镜头的距离(物距)小于镜头到屏幕的距离(像距)；透明胶片离镜头越近时，屏幕上所成的像越大，像到镜头的距离越大；投影仪在屏幕上所成的像一定比透明胶片上的图案大；透明胶片和它的像在镜头的两侧；透明胶片在屏幕上所成的是倒立、放大的像。3放大镜(1)放大镜其实是个凸透镜，将放大镜镜片放在物体上方适当的位置，透过放大镜我们可以看到一个正立的、放大的虚像生活中的放大镜放大镜成像(2)放大镜成像特点：被观察的物体被放大
17、了；物体和通过放大镜所成的像在放大镜的同侧；放大镜离物体越近(即物距越小)，所成的像越小；如果放大镜与物体的距离大到一定程度，所成的虚像变消失了；物体通过放大镜所成的像是正立、放大的虚像。【二、例题精讲】【例7】人的眼睛像一架照相机物体射出的光经晶状体折射后成像于视网膜上，视网膜上成的像是()A倒立、放大的实像B倒立、缩小的实像C正立、放大的虚像D正立、缩小的虚像考点：生活中的透镜解析：人的眼镜像一架照相机物体射出的光经晶状体折射后成像于视网膜上，视网膜上成的像是倒立、缩小的实像故ACD错误答案：B【测试题】小明用照相机为同学拍照，在底片上得到的是()A正立、缩小的虚像B正立、缩小的实像C倒立
18、、缩小的虚像D倒立、缩小的实像考点：生活中的透镜解析：当照相机照相时，应用了物体放在2倍焦距之外成倒立缩小实像的原理.答案：D【拓展题】在小孔成像；平面镜成像；放大镜成像；照相机成像；幻灯机成像中()A成实像的是B成虚像的是C属于反射成像的是D属于折射成像的是考点：生活中的透镜；光的反射；实像与虚像的区别；光的折射现象及其应用解析：小孔成像是光沿直线传播的原理，所成的像是倒立的实像；平面镜成像是光的反射成像，所成的像是正立等大的虚像；放大镜成像是光的折射成像，所成的像是放大正立的虚像；照相机成像是光的折射成像，所成的像是缩小倒立的实像；幻灯机成像是光的折射成像，所成的像是放大倒立的实像.答案：
19、C【拓展题】如图，一塑料薄膜组成的顶棚下堆放着一堆干草，夏天雨后，阳光穿过薄膜上的积水，照射到干草上，则下列说法正确的是()A薄膜上的积水形成一个大的凸透镜，如果其焦点恰好在干草处，干草有可能燃烧B透镜都是固体物质组成的，液体不能起凸透镜作用C起凸透镜作用的应是塑料薄膜D水和塑料薄膜共同起凸透镜作用考点：生活中的透镜解答：薄膜上的积水中间厚，边缘薄，恰好形成了一个大的凸透镜，而此时太阳光通过这个凸透镜发生折射，干草又在凸透镜的焦点处，就很容易引起干草的燃烧答案：A【拓展题】小明用一架焦距不变的照相机拍了张莆田市体育中心的照片如图1，他又拍了一张如图2，正确的操作是()A小明远离体育中心，并使镜
20、头往里缩B小明远离体育中心，并使镜头往外伸C小明靠近体育中心，并增大光圈D小明靠近体育中心，并使镜头往外伸考点：生活中的透镜解答：由图知，(2)的像是远景比(1)的像小，根据凸透镜成像的规律，成的像越小，此时的物距越大，像距越小所以拍摄(2)时，小明远离体育中心，并使镜头往里缩答案：A【拓展题】用照相机照了一个全身像后，若要再照一个半身像，则下列正确的做法是()A人离照相机远些，并将照相机的暗箱调长B人离照相机远些，并将照相机的暗箱调短C人离照相机近些，并将照相机的暗箱调短D人离照相机近些，并将照相机的暗箱调长考点：生活中的透镜解答：用照相机给某人拍完全身像以后，改为半身像，人头变大，像变大，
21、减小物距，同时增大像距所以要减小镜头与人之间的距离，增大镜头和底片之间的距离，即人离照相机近些，并将照相机的暗箱调长答案：D【拓展题】小明的爷爷和爸爸都是老花眼，爷爷的老花眼更重一些，小明的妈妈则是近视眼，他们的三副眼镜都放在报纸上如图，现在爸爸要看书，让小明把眼镜递给他，小明应该拿图_ 中的那一副图_是小明妈妈的眼镜考点：生活中的透镜解答：(1)甲和乙都是成的正立、放大的虚像，与放大镜的成像情况相符，所以甲和乙是凸透镜远视眼要带凸透镜来矫正，因此在甲和乙中选取一个由于报纸上的字在甲中成的像大于在乙中成的像，所以甲凸透镜的焦距小于乙凸透镜的焦距，乙眼镜的度数小于甲眼镜的度数，所以小明要给爸爸拿图乙中的那一副(2)小明的妈妈是近视眼，眼镜应是凹透镜，因此选择丙图中的眼镜答案：乙；丙