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1、第第4讲透镜及其应用讲透镜及其应用考点一考点一)透镜透镜透镜分为凸透镜和凹透镜两种透镜分为凸透镜和凹透镜两种，两者的特征两者的特征见下表。下表。【特别提醒特别提醒】凸透凸透镜表面越凸表面越凸，焦距越短焦距越短，折光能力越折光能力越强。三：凸透镜成像的规律三：凸透镜成像的规律考点二考点二)凸透镜成像规律及应用凸透镜成像规律及应用 考点三考点三)眼睛与眼镜眼睛与眼镜1眼睛与照相机眼睛与照相机 考点三考点三)眼睛与眼镜眼睛与眼镜2.近视眼和远视眼近视眼和远视眼考点四考点四)显微镜和望远镜显微镜和望远镜1显微微镜和望和望远镜的的对比比 2.视角角(1)定定义：由物体两端射出的两条光：由物体两端射出的两
2、条光线在眼球内交叉而成的角叫在眼球内交叉而成的角叫视角。角。(2)影响因素：影响因素：视角与物体本身的角与物体本身的_及物体和人眼之及物体和人眼之间的的_有关。有关。大小大小距离距离考点一考点一)透镜对光线的作用透镜对光线的作用【例例1】图中画出了光线通过透镜图中画出了光线通过透镜(图图中未画出中未画出)的情形的情形，其中凸透其中凸透镜是是()【点拨点拨】在知道凸透在知道凸透镜和凹透和凹透镜光学性光学性质的前提下的前提下，明确明确经过透透镜折射后折射后，光光线变得得发散了散了还是会聚了是解决此是会聚了是解决此题的关的关键。【答案答案】C考点二考点二)凸透镜成像规律及其应用凸透镜成像规律及其应用
3、【例例2】(2015，雅安雅安)某班同学在某班同学在“探究凸透探究凸透镜成像成像规律律”的的实验中中，记录并并绘制了像到凸透制了像到凸透镜的距离的距离v跟物体到凸透跟物体到凸透镜的距离的距离u之之间关系的关系的图象象，如如图所示所示，下列判断正确的是下列判断正确的是()A该凸透凸透镜的焦距是的焦距是16 cmB当当u12 cm时，在光屏上能得到一个在光屏上能得到一个缩小的像小的像C当当u20 cm时成放大的像。投影成放大的像。投影仪就是根据就是根据这一原理制成的一原理制成的D把物体从距凸透把物体从距凸透镜12 cm处移移动到到24 cm处的的过程中程中，像逐像逐渐变小小【点拨点拨】由图由图象可
4、知象可知，当当uf16 cm时时，成倒立等大的成倒立等大的实像像，此此时uv2f，所以所以该凸透凸透镜的焦距的焦距为8 cm，根据凸透根据凸透镜成像的成像的规律及其律及其应用用，就能解答就能解答此此题。【答案答案】D考点三考点三)眼睛和眼镜眼睛和眼镜【例例3】(2015，常州常州)小小华视华视物物时时成像情况如成像情况如图图所示所示，医生向她介绍激光手术：医生向她介绍激光手术：通过激光烧蚀厚度均匀的透明眼角膜通过激光烧蚀厚度均匀的透明眼角膜，使之改使之改变形状形状，实现视力力矫正。手正。手术后后的眼角膜形状的眼角膜形状应为下列下列图中的中的()【点拨点拨】由由图中小中小华视物物时成像可知成像可
5、知，小小华是近是近视眼眼，应配戴凹透配戴凹透镜进行行矫正。正。【答案答案】B实验实验)探究凸透镜成像规律探究凸透镜成像规律命题点命题点1实验器材的器材的组装：在光具座上自左向右分装：在光具座上自左向右分别放置：放置：_、_、_。2凸透凸透镜焦距的焦距的测定：用平行光垂直照射到凸透定：用平行光垂直照射到凸透镜，在透在透镜另一另一侧用光屏承用光屏承接到最小最亮的亮点接到最小最亮的亮点，测出亮点到透出亮点到透镜中心的距离即可。中心的距离即可。3做做实验时，光具座的光具座的长度度l与透与透镜焦距焦距f的关系是：的关系是：_。4为了使像成在光屏的中央了使像成在光屏的中央，应使使烛焰的焰心、透焰的焰心、透
6、镜的光心、光屏的中心在的光心、光屏的中心在_。5如果如果烛焰的像靠近光屏上端焰的像靠近光屏上端，原因可能是凸透原因可能是凸透镜太高、太高、烛焰太低、光屏太焰太低、光屏太低低，调整的方法分整的方法分别是透是透镜下移、下移、烛焰上移、光屏上移。焰上移、光屏上移。6在探究凸透在探究凸透镜成像成像规律律时，凸透凸透镜不不动，将蜡将蜡烛逐逐渐靠近凸透靠近凸透镜，光屏光屏则应该_凸透凸透镜直到光屏上呈直到光屏上呈现清晰的像。清晰的像。蜡烛蜡烛凸透镜凸透镜光屏光屏l4f同一高度同一高度远离远离7凸透凸透镜在成在成实像像时，物距物距变大大，像距像距变小小，像像变小小，在在u2f时，物距的物距的变化量化量u大于
7、像距的大于像距的变化量化量v，在在fu2f时，物距物距变化量化量u小于像距的小于像距的变化化量量v。8若将凸透若将凸透镜的一部分遮住的一部分遮住，成像的性成像的性质不不变，但像但像变暗。暗。9光路的可逆性：当光屏成清晰像光路的可逆性：当光屏成清晰像时，将蜡将蜡烛和光屏和光屏对调，所在光屏得到清所在光屏得到清晰的像。晰的像。10用用发光二极管代替光二极管代替烛焰的目的：成像焰的目的：成像稳定且容易定且容易对比大小。比大小。11成成实像像，像与物上下像与物上下颠倒倒，左右左右颠倒。倒。【例例】(2015，武武汉)在学完凸透在学完凸透镜成像成像规律后律后，小小滨选择了一了一块焦距未知的焦距未知的凸透
8、凸透镜，对凸透凸透镜成像特点作了成像特点作了进一步探究。一步探究。(1)为了了测量凸透量凸透镜焦距焦距，他他让一束平行光正一束平行光正对射向射向该透透镜，调节光屏位置直光屏位置直到光屏上得到一个到光屏上得到一个_的光斑。的光斑。图1是是调整完成的状整完成的状态，该透透镜焦距焦距f_cm。(2)小小滨按照按照图2装好装好实验器材器材，只移只移动透透镜的情况下的情况下，无无论怎怎样调节都不能都不能在光屏上成清晰的像在光屏上成清晰的像，由此由此，他猜想造成上述他猜想造成上述现象的原因是象的原因是_。(3)当蜡当蜡烛在光具座在光具座A处时，光屏在光屏在B处得到了得到了烛焰清晰的像焰清晰的像，如如图3所
9、示所示，现将蜡将蜡烛由由A处向左移向左移动s到到C处，为再次在光屏上成清晰的像再次在光屏上成清晰的像，则他他应将光屏向将光屏向_(填填“左左”或或“右右”)移移动，移移动距离距离s_(填填“”或或“”)s；这次成次成的的_(填像的特点填像的特点)实像。像。【点拨点拨】(2)当无当无论怎怎样移移动光屏都不能得到清晰的像光屏都不能得到清晰的像，原因有三个：原因有三个：uf；烛焰、透焰、透镜、光屏三者中心不在同一高度；、光屏三者中心不在同一高度；uv4f，由由图2可知其原因可知其原因为，即蜡即蜡烛和光屏和光屏间距离太小；距离太小；(3)图3中当物距增大中当物距增大，要得到清晰的像要得到清晰的像，像距
10、像距应减小；在减小；在fu2f范范围内内，uv。【答案答案】(1)最小最亮最小最亮10.00(2)蜡烛和光屏间距离太小蜡烛和光屏间距离太小(3)左倒立左倒立放大放大【易错易混易错易混】1不理解凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用不理解凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用(简单简单判断方法是：将原光判断方法是：将原光线延延长，若通若通过透透镜后的光后的光线相相对于原光于原光线向主光向主光轴偏折即偏折即为会聚；向外偏折会聚；向外偏折即即为发散散)；2没有在没有在实验和理解的基和理解的基础上上记熟凸透熟凸透镜的成像的成像规律及律及应用用(除除记熟凸透熟凸透镜成像成像规律外律外，还应，还应注意凸透注意凸透
11、镜所成的像上下所成的像上下颠倒倒，左右也左右也颠倒倒)。1(2015，怀化化)如如图所示所示，表示小欣同学用激光分表示小欣同学用激光分别射向甲、乙两透射向甲、乙两透镜后后光的光的传播路径播路径，由由图可知甲透可知甲透镜应是是_透透镜，乙透乙透镜应是是_透透镜。(两空两空填填“凹凹”或或“凸凸”)2(2015，永州永州)永州阳明山国家森林公园永州阳明山国家森林公园风景秀景秀丽，园内园内严禁游客随地禁游客随地丢弃弃饮料瓶料瓶，这不不仅是是为了保了保护环境境，更重要的是因更重要的是因为透明透明圆饮料瓶装水后相当料瓶装水后相当于一个于一个_镜，它它对太阳光具有太阳光具有_作用作用，可能引起森林火灾。可
12、能引起森林火灾。凹凹凸凸凸透凸透会聚会聚3(2015，陕西西)如如图是某是某摄影影师抓拍一滴水珠下落到水面瞬抓拍一滴水珠下落到水面瞬间的照片的照片，水珠水珠后方的人通过水珠成后方的人通过水珠成_、缩小的实像、缩小的实像，此此时水珠相当于水珠相当于_镜；水珠在；水珠在水中所成的像是水中所成的像是_(填填“虚虚”或或“实”)像像，此此时水面相当于水面相当于_镜。4(2015，宿迁宿迁)如如图，保持蜡保持蜡烛、凸透、凸透镜的位置不的位置不变，调节光屏到光屏到图示位置示位置时，光屏上得到了清晰的像。利用光屏上得到了清晰的像。利用这个成像个成像规律可以制成律可以制成_。若在蜡。若在蜡烛和凸透和凸透镜中中
13、间，给凸透凸透镜戴上近戴上近视眼眼镜，则将光屏向将光屏向_(填填“左左”或或“右右”)移移动，光屏上仍可出光屏上仍可出现清晰的像。清晰的像。倒立倒立凸透凸透虚虚平面平面投影仪投影仪右右5某些手表上有一个某些手表上有一个圆滑的透明凸起滑的透明凸起，通过它看日期会觉得很清楚通过它看日期会觉得很清楚，这是因是因为这个个圆滑的凸起相当于一个滑的凸起相当于一个_，我我们看到的看到的实际上是一个上是一个_(填填“放大放大”或或“缩小小”)的的_(填填“实像像”或或“虚像虚像”)。6(2015，枣阳阳)互互联网作网作为一种信息交流平台一种信息交流平台，给我我们的生活的生活带来很多便利来很多便利，得益于光得益
14、于光导纤维的的发明和使用明和使用，利用光利用光导纤维传输信息信息时实际上是光的一种上是光的一种_(填填“全反射全反射”或或“折射折射”)现象；象；值得注意的是得注意的是，少数青少年由于沉迷于网少数青少年由于沉迷于网络而用眼而用眼过度度导致近致近视，使使远方物体成像在方物体成像在视网膜网膜_(填填“前前”或或“后后”)，需要配需要配戴用戴用_(填填“凸透凸透镜”或或“凹透凹透镜”)制作的眼制作的眼镜来来矫正正视力。力。7把一滴水滴在玻璃板上把一滴水滴在玻璃板上，在玻璃板下面放置一个用眼睛看不清楚的小物体在玻璃板下面放置一个用眼睛看不清楚的小物体，这时水滴的作用相当于一个水滴的作用相当于一个_镜。
15、拿一个放大。拿一个放大镜位于水滴的上方位于水滴的上方，慢慢慢慢调节这个个镜子与水滴之子与水滴之间的距离的距离，你就更能看清玻璃板下的微小物体你就更能看清玻璃板下的微小物体，这时它它们的的作用相当于一个作用相当于一个_(填填“望望远镜”或或“显微微镜”)。凸透镜凸透镜放大放大虚像虚像全反射全反射前前凹透镜凹透镜凸透凸透显微镜显微镜8(2015，贵贵港港)某同学做某同学做“探究凸透镜成像的规律探究凸透镜成像的规律”实验时实验时，所用凸透所用凸透镜的的焦距焦距为f，保持凸透保持凸透镜位置不位置不变，如如图所示所示，先后使先后使烛焰位于焰位于a、b、c、d四点四点，并分并分别调整光屏的位置整光屏的位置
16、，关于关于a、b、c、d四点的成像情况四点的成像情况，他他归纳出下列出下列说法法，其中其中错误的是的是()A烛焰位于焰位于a点点时，屏上出屏上出现的的实像最小像最小B烛焰位于焰位于c点点时，屏上出屏上出现的的实像最大像最大C烛焰位于焰位于b点点时，屏上出屏上出现的的实像最大像最大D烛焰位于焰位于d点点时，成正立放大的虚像成正立放大的虚像C9(2015，丽丽水水)2015年年9月月13日日，在部分地区能在部分地区能观察到日偏食察到日偏食，观察察这一天一天象象应选用用()A平面平面镜B潜望潜望镜C放大放大镜 D带滤镜的天文望的天文望远镜10(2015，宜昌宜昌)手持一个凸透手持一个凸透镜在室内白在
17、室内白墙和窗和窗户之之间移移动(离离墙更近些更近些)，在在墙上能看到上能看到()A倒立、倒立、缩小的小的实像像 B倒立、放大的倒立、放大的实像像C正立、放大的虚像正立、放大的虚像 D正立、正立、缩小的虚像小的虚像DA11(2015，南昌南昌)(多多选)如如图所示所示，凸透凸透镜的的应用事例中用事例中，所成像的性所成像的性质完全完全相同的有相同的有()ABC12(2015，济南南)把一只点燃的蜡把一只点燃的蜡烛放在焦距放在焦距为10 cm的凸透的凸透镜前前16 cm处。在凸透在凸透镜的另一的另一侧调节光屏的位置可找到一个清晰的光屏的位置可找到一个清晰的烛焰的像。焰的像。这个像是下个像是下图中中的
18、的()B13(2013，广州广州)如图所示是小芳同学制作的模型照相机。通过调整内外纸如图所示是小芳同学制作的模型照相机。通过调整内外纸筒的相对距离筒的相对距离，可以在半透明膜上看到可以在半透明膜上看到远处景物倒立的像。使用此模型照相机景物倒立的像。使用此模型照相机，下列下列说法正确的是法正确的是()A看到看到远处景物的像是虚像景物的像是虚像B如果看如果看远景景时很清晰很清晰，那么看近景那么看近景时，应把内把内纸筒向外拉一些筒向外拉一些C应把内把内纸筒朝明亮的室外筒朝明亮的室外，凸透凸透镜朝朝较暗的室内暗的室内D凸透凸透镜与半透明膜之与半透明膜之间的距离相当于凸透的距离相当于凸透镜的焦距的焦距B
19、14(2015，莱莱芜)(多多选)有一次有一次，小明上学前取自己的眼小明上学前取自己的眼镜时，发现自己的自己的近近视镜和和爷爷的老花的老花镜混在一起混在一起，外形完全一外形完全一样，如如图所示所示，小明要想找出自小明要想找出自己的眼己的眼镜，下列做法正确的是下列做法正确的是()A用手摸用手摸镜片片，中中间薄薄边缘厚的是近厚的是近视镜B让镜片正片正对太阳光太阳光，太阳光通太阳光通过镜片后能呈片后能呈现一个明亮小光斑的是近一个明亮小光斑的是近视镜C让镜片正片正对太阳光太阳光，太阳光通太阳光通过镜片后能呈片后能呈现一个大光斑的是近一个大光斑的是近视镜D拿着拿着镜片看字片看字，把字放大的是近把字放大的
20、是近视镜AC15(2015，泰安泰安)在在“探究凸透探究凸透镜成像的成像的规律律”时，当烛焰离透镜当烛焰离透镜13 cm时成时成放大的实像放大的实像，当当烛焰离透焰离透镜8 cm时成放大的虚像成放大的虚像，则这个透个透镜的焦距可能是的焦距可能是()A.4cmB6cmC7cmD12cm16(2015，绵阳阳)某同学某同学为了探究了探究“视力力矫正正”原理原理，利用探究凸透利用探究凸透镜成像成像规律的装置做了以下律的装置做了以下实验。如。如图所示所示，光屏上得到的是模糊的倒立光屏上得到的是模糊的倒立实像像，他将一他将一个眼个眼镜片放在凸透片放在凸透镜和和烛焰之焰之间，发现光屏上的像光屏上的像变清晰
21、了。他移走眼清晰了。他移走眼镜片片，稍微将光屏稍微将光屏远离凸透离凸透镜，屏上再次得到清晰的像屏上再次得到清晰的像，则该眼眼镜片是片是()A远视眼眼镜片片，对光光线有会聚作用有会聚作用B远视眼眼镜片片，对光光线有有发散作用散作用C近近视眼眼镜片片，对光光线有会聚作用有会聚作用D近近视眼眼镜片片，对光光线有有发散作用散作用DA17(2015，成都成都)在在“探究凸透探究凸透镜成像的成像的规律律”实验中中，实验桌上有光具座、桌上有光具座、蜡蜡烛、光屏、焦距分、光屏、焦距分别为15 cm和和20 cm的凸透的凸透镜L1和和L2等器材等器材，小明先将蜡小明先将蜡烛、凸透、凸透镜、光屏正确安放在光具座上
22、、光屏正确安放在光具座上，如如图所示。下列所示。下列说法正确的是法正确的是()A若凸透若凸透镜是是L1，小明能在光屏上看到小明能在光屏上看到烛焰清晰的像焰清晰的像B若凸透若凸透镜是是L1，小明将光屏向右移小明将光屏向右移动适当的距离适当的距离，光屏上能出光屏上能出现烛焰清焰清晰的像晰的像C若凸透若凸透镜是是L2，小明将光屏移到小明将光屏移到60 cm刻度刻度线处，光屏上能出光屏上能出现烛焰清焰清晰的像晰的像D若凸透若凸透镜是是L2，小明将光屏移到小明将光屏移到70 cm刻度刻度线处，光屏上能出光屏上能出现烛焰清焰清晰的像晰的像B18(2015，长长沙沙)2014年最年最为特特别的天象之一的天象
23、之一“超超级月亮月亮”出出现于于8月月11日日凌晨凌晨，它比正常它比正常时的月亮要大百分之二十。亮度也有所增加的月亮要大百分之二十。亮度也有所增加，某天文某天文爱好者好者为了研究了研究这一一现象象，于是架于是架设一台天文望一台天文望远镜做做进一步一步观察察，关于关于该望望远镜，下下列列说法正确的是法正确的是()A它的物它的物镜和和显微微镜的物的物镜作用相同作用相同B它的物它的物镜相当于放大相当于放大镜，用来把像放大用来把像放大C它的物它的物镜的作用是使的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像的物体在焦点附近成虚像D它由两它由两组透透镜组成。靠近眼睛的成。靠近眼睛的为目目镜，靠近被靠近被观测物体的物
24、体的为物物镜D19(2015，德阳德阳)如如图所示所示，已知一条入射光已知一条入射光线过凸透凸透镜的光心的光心O，一条一条经过凸透凸透镜折射后的光折射后的光线与主光与主光轴平行平行，请分分别画出它画出它们对应的出射光的出射光线和入射和入射光光线。20(2015，广广东)请在在图中画出光中画出光线AO的折射光的折射光线和和BC的入射光的入射光线。21(2013，鄂州鄂州)请根据近视眼的成因和矫正方法请根据近视眼的成因和矫正方法，在如在如图所示的方框内画所示的方框内画出出矫正所需的透正所需的透镜并完成光路并完成光路图。22如如图所示所示，MN为凸透凸透镜的主光的主光轴，A为蜡蜡烛，A为蜡蜡烛在光屏
25、上所成在光屏上所成的像的像，根据凸透根据凸透镜成像原理确定凸透成像原理确定凸透镜的位置及其焦点的位置及其焦点，并将它并将它们画出来。画出来。23(2015，东营)在在“探究凸透镜成像的规律探究凸透镜成像的规律”实验中实验中，某同学的某同学的实验如如图甲所示。甲所示。(1)要使蜡要使蜡烛的像成在光屏的中央的像成在光屏的中央，应将光屏向将光屏向_(填填“上上”或或“下下”)调整。整。(2)若此凸透若此凸透镜的焦距的焦距为10 cm，蜡蜡烛放在距离凸透放在距离凸透镜15 cm处，调节另一另一侧光屏的位置可得到光屏的位置可得到烛焰清晰、倒立、焰清晰、倒立、_(填填“放大放大”“”“缩小小”或或“等大等
26、大”)的的_(填填“实”或或“虚虚”)像；像；下下放大放大实实 (3)某小某小组实验时对图甲中的装置甲中的装置进行了改行了改进，将蜡将蜡烛换成成LED灯、光屏灯、光屏换成成带有方格的光屏有方格的光屏，如如图乙所示。乙所示。蜡蜡烛换成成LED灯的灯的优点是点是_。光屏光屏换成成带有方格光屏的有方格光屏的优点是点是_。实验现象更明显、便于观察、成像稳定、形状直观、亮度高、减小污染等实验现象更明显、便于观察、成像稳定、形状直观、亮度高、减小污染等便于比较像的大小便于比较像的大小(合理即可合理即可)24(2015，上海上海)在在“验证凸透凸透镜成像成像规律律”实验中中，某小某小组同学利用焦距同学利用焦
27、距为10 cm的凸透的凸透镜、高、高为3 cm的的发光体、光屏和光具座光体、光屏和光具座进行行实验，将将测得的物距得的物距u、像距、像距v以及所成像的高以及所成像的高L像像分分别记录在下表中。在在下表中。在验证得到凸透得到凸透镜成像的初步成像的初步规律后律后，为了了进一步研究一步研究，他他们进行适量的运算行适量的运算，将将结果分果分别记录在下表的后两列在下表的后两列中。中。(1)根据根据实验序号序号16的数据的数据，分析比分析比较像距像距v随物距随物距u的的变化情况及相关条件化情况及相关条件，可得出的初步可得出的初步结论是：凸透是：凸透镜成成实像像时，_；(2)根据根据实验序号序号16的数据的
28、数据，分析比分析比较像高像高L像像与与v/u的的变化情况及相关条件化情况及相关条件，可得出的初步可得出的初步结论是：凸透是：凸透镜成成实像像时，_。(3)该小小组同学同学继续利用表中的数据及相关条件、分析、利用表中的数据及相关条件、分析、归纳得出得出结论。根据根据实验序号序号13的数据的数据，分析比分析比较物距物距变化量化量u与像距与像距变化量化量v的大的大小关系及成像情况小关系及成像情况，可得出的初步可得出的初步结论是是_；根据根据实验序号序号16的数据的数据，分析比分析比较物距物距u变化化时，L像像、uv的的变化情况化情况，可得出初步可得出初步结论是是_。像距随物距的减小而增大像距随物距的
29、减小而增大同一发光体像高同一发光体像高L高与高与v/u成正比成正比当物距大于二倍焦距时，物距变化量当物距大于二倍焦距时，物距变化量u大于像距变化量大于像距变化量v当物体成实像时，物距越小，像越大，像距与物距的和当物体成实像时，物距越小，像越大，像距与物距的和(uv)先变小后变大先变小后变大25(2015，随州随州)物理物理兴趣小趣小组想知道某只透想知道某只透镜的焦距的焦距f为多少多少，做做实验甲甲，镜面垂直于阳光面垂直于阳光，在透在透镜下面放上白下面放上白纸(纸、镜平行平行)，测出透出透镜与白与白纸间距距s/cm与与对应的白的白纸被烤焦的被烤焦的时间t/min，绘出出图线乙乙，则可判断可判断该透透镜的焦距的焦距f为_；12_cm4f2