透鏡及其應(yīng)用》知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及經(jīng)典例題解析

1、透鏡及其應(yīng)用知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及經(jīng)典例題解析【考綱要求】1 .了解凸透鏡、凹透鏡對(duì)光的作用；2 .知道凸透鏡的焦點(diǎn)、焦距和主光軸；3 .理解凸透鏡成放大、縮小實(shí)像和虛像的條件;4 .知道照相機(jī)、幻燈機(jī)和放大鏡的原理；5 .知道近視眼和遠(yuǎn)視眼的矯正；6 . 了解望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡的工作原理?！局R(shí)網(wǎng)絡(luò)】透鏡成懦，透鏡的種類(lèi):凸透鏡和凹透鏡透鏡作用;凸透銀對(duì)光線有會(huì)聚作用;凹透鏡對(duì))t線有發(fā)散作用凸透鏡的成像規(guī)律眼睛與視力箭正u %"：成倒立.嫡小的實(shí)像 “心成倒立、放大的實(shí)像 luc/i成正立.放大的虛像腹睛的結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)視眼和近涅雅的形成及矯正10神奇的，眼睛,照相機(jī)，投覺(jué)儀、放大觥、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡

2、【考點(diǎn)梳理】考點(diǎn)一、透鏡1、凸透鏡：(1)中間厚邊緣薄的透鏡叫凸透鏡。(2)凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用。2、凹透鏡：(1)中間薄邊緣厚的透鏡叫凹透鏡。(2)凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用。3、透鏡的主光軸和光心：如下圖所示：透鏡上通過(guò)兩個(gè)球心的直線CC叫主光軸；主光軸上有一個(gè)特殊點(diǎn)，通過(guò)該點(diǎn)的光其傳播方向不變，這個(gè)點(diǎn)是光心。4、凸透鏡的焦點(diǎn)、焦距(1)焦點(diǎn)：凸透鏡能使跟主軸平行的光線會(huì)聚在主光軸上的一點(diǎn)，這點(diǎn)叫透鏡的焦點(diǎn)，用“F”表示。(2 )焦點(diǎn)到光心的距離叫焦距，用“f”表示。要點(diǎn)詮釋：1、凡是透光性能優(yōu)良的材料都能磨制成透鏡，如冰、水晶、金剛石、高分子透明樹(shù)脂、有機(jī)玻璃等。 透鏡是一種模型，常見(jiàn)的物

3、體如近視鏡、遠(yuǎn)視鏡、放大鏡，甚至一滴水都可以看做是一個(gè)透鏡。2、凸透鏡對(duì)光具有會(huì)聚作用，并不是說(shuō)光通過(guò)凸透鏡后一定會(huì)聚在一點(diǎn)或一定是一束會(huì)聚光束。會(huì)聚 是相對(duì)于不發(fā)生折射時(shí)的光來(lái)說(shuō)的。3、凹透鏡對(duì)光具有發(fā)散作用，并不是說(shuō)通過(guò)凹透鏡后的光束一定是發(fā)散的或延長(zhǎng)不相交。發(fā)散是相對(duì) 于不發(fā)生折射時(shí)的光來(lái)說(shuō)的。考點(diǎn)二、探究凸透鏡成像規(guī)律1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河^察凸透鏡成各種像的條件2、實(shí)驗(yàn)器材：凸透鏡、光具座、蠟燭、光屏、火柴3、實(shí)驗(yàn)步驟：(1)共軸調(diào)節(jié)，把蠟燭、凸透鏡、光屏依次擺放在光具座上。點(diǎn)燃蠟燭，調(diào)整蠟燭、凸透鏡、光屏 的中心大致在同一高度。(2)把蠟燭放在較遠(yuǎn)處，使 "2/ ,移動(dòng)光屏，直到

4、光屏上出現(xiàn)明亮、清晰的燭焰的像。觀察這 個(gè)像是倒立的還是正立的，是放大的還是縮小。測(cè)量像距和物距。(3)把蠟燭移向凸透鏡，讓蠟燭到凸透鏡的距離等于，移動(dòng)光屏，直到光屏上出現(xiàn)明亮、清晰的燭焰的像。觀察像到凸透鏡的距離、像的倒正和大小。測(cè)量像距和物距。(4)把蠟燭再靠近凸透鏡，讓蠟燭到凸透鏡的距離在5"，移動(dòng)光屏，直到光屏上出現(xiàn)明亮、清晰的燭焰的像。觀察像到凸透鏡的距離、像的倒正和大小。測(cè)量像距和物距。(5)把蠟燭繼續(xù)靠近凸透鏡，讓蠟燭在凸透鏡的焦點(diǎn)上，移動(dòng)光屏，看是否能夠成像(6)把蠟燭移動(dòng)到凸透鏡的焦點(diǎn)以內(nèi)，移動(dòng)光屏，在光屏上還能看到燭焰的像嗎？2、凸透鏡成像規(guī)律記憶口訣：“一焦分虛

5、實(shí)，二焦分大??；成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大；成虛像時(shí)，物近像近，像變小?！?1) “一焦分虛實(shí)”：物體在一倍焦距以內(nèi)成虛像，一倍焦距以外成實(shí)像。(2) “二焦分大小”：物距小于二倍焦距，成放大的像，(焦點(diǎn)除外)；物距大于二倍焦距成縮小的。(3) “成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大”：成實(shí)像時(shí)，物體靠近透鏡，像遠(yuǎn)離透鏡，像逐漸變大。(4) “成虛像時(shí)，物近像近，像變小”：成虛像時(shí)，物體靠近透鏡，像也靠近透鏡，像逐漸變小。要點(diǎn)詮釋：做凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了保證成像在光屏的中央。應(yīng)該調(diào)節(jié)蠟燭、凸透鏡、光屏的中心在同一條直線上，并且在同一高度?？键c(diǎn)三、凸透鏡的應(yīng)用1、照相機(jī)：鏡頭相當(dāng)于凸透鏡，來(lái)自物體的光經(jīng)過(guò)照

6、相機(jī)鏡頭后會(huì)聚在膠片上，成倒立、縮小的實(shí)像。2、投影儀：鏡頭相當(dāng)于凸透鏡，來(lái)自投影片的光通過(guò)凸透鏡后成像，再經(jīng)過(guò)平面鏡改變光的傳播方向， 使屏幕上成倒立、放大的實(shí)像。3、放大鏡：成正立、放大的虛像。4、顯微鏡：物鏡焦距較短，物體通過(guò)它成倒立、放大的實(shí)像（像投影儀的鏡頭） ；目鏡焦距較長(zhǎng)，物鏡 成的像經(jīng)過(guò)它成放大的虛像（像放大鏡）。5、望遠(yuǎn)鏡：（開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡）物鏡的作用是使遠(yuǎn)處的物體在焦點(diǎn)附近成實(shí)像，目鏡的作用相當(dāng)于一個(gè)放 大鏡，用來(lái)把這個(gè)像放大。要點(diǎn)詮釋：1、為了使幕上的像“正立”（朝上），幻燈片要倒著插。2、照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，暗箱中的膠片相當(dāng)于光屏，我們調(diào)節(jié)調(diào)焦環(huán)，并非調(diào)焦距，而

7、是調(diào)鏡頭到膠片的距離，物離鏡頭越遠(yuǎn)，膠片就應(yīng)靠近鏡頭?？键c(diǎn)四、眼睛和眼鏡1、近視眼和遠(yuǎn)視眼：近視眼遠(yuǎn)視眼表現(xiàn)只能看清近處的物體，看不清遠(yuǎn)處的物體。只能看清楚遠(yuǎn)處的物體、看不清近處的物體。成因晶狀體變得太厚，折射光的能力太強(qiáng)或由于眼球在前 后方向上太長(zhǎng)，視網(wǎng)膜距晶狀體過(guò)遠(yuǎn)，來(lái)自遠(yuǎn)處的光 會(huì)聚在視網(wǎng)膜之前，視網(wǎng)膜上得不到清晰的像。如圖：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(lái)自近處物體的光線發(fā)散程度 較大，光會(huì)聚到了視網(wǎng)膜之后。近視眼成像干視網(wǎng)膜之前遠(yuǎn)視眼成僚干視網(wǎng)膜之后矯正旗余一/矯it后2、眼鏡的度數(shù):二（1）焦度：透鏡的焦距越短，折光本領(lǐng)越大，透鏡焦距的倒數(shù)叫透鏡焦度。用。

8、表示即:100。如焦距為1/5m的凸透（2）焦距以米為單位時(shí)，焦度的單位是屈光度。眼鏡度數(shù)是屈光度數(shù)乘以鏡，焦度為5屈光度，用它做成的遠(yuǎn)視鏡片為 +500度。（3）度數(shù)：遠(yuǎn)視鏡的度數(shù)為正數(shù)，近視眼的度數(shù)為負(fù)數(shù)?！镜湫屠}】類(lèi)型一、凸透鏡成像規(guī)律及其應(yīng)用1.在做 探究凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)”時(shí)，將焦距為10cm的凸透鏡和蠟燭放在光具座上，位置如圖所示。則在光屏上（TITI "I Hill II 1020A.成倒立放大的實(shí)像B.成倒立縮小的實(shí)像C.光屏上不會(huì)得到像D .像距大于10cm小于20cm【思路點(diǎn)撥】 要解決此題，需要掌握凸透鏡成像的規(guī)律，知道當(dāng)物距處于1倍和2倍焦距之間時(shí)，成倒立放大的

9、實(shí)像.且像距大于 2倍焦距。掌握物距的概念，知道物距是從物體到凸透鏡的距離?！敬鸢浮緼【解析】由圖知，蠟燭到凸透鏡的距離是 16cm,焦距為10cm,物體處于凸透鏡的1倍和2倍焦距之間, 所以此時(shí)成倒立放大的實(shí)像；此時(shí)像距大于2倍焦距?！究偨Y(jié)升華】 此題考查了凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用，要熟練掌握凸透鏡成像的特點(diǎn)與物距、像距之間的關(guān)系。舉一反三：【變式】醫(yī)用體溫計(jì)的刻度部分為三棱體，橫截面如圖所示，其正面呈圓弧形，這樣就可以看清體溫計(jì)內(nèi)極細(xì)的汞柱，便于讀數(shù)，這是因?yàn)閳A弧形玻璃的作用相當(dāng)于 ,我們用它能看到汞柱被放大后正 立的 像。【答案】凸透鏡虛像CL.某班同學(xué)在 探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，記錄

10、并繪制了像到凸透鏡的距離v跟物體到凸透鏡的距離u之間關(guān)系的圖象，如圖所示，下列判斷正確的是（）A .該凸透鏡的焦距是 16cmB.當(dāng)u=12cm時(shí)，在光屏上能得到一個(gè)縮小的像C.當(dāng)u=20cm時(shí)成放大的像。投影儀就是根據(jù)這一原理制成的D.把物體從距凸透鏡 12cm處移動(dòng)到24cm處的過(guò)程中，像逐漸變小【思路點(diǎn)撥】要熟練掌握凸透鏡成像的規(guī)律和應(yīng)用，知道當(dāng)物距大于焦距時(shí)，凸透鏡成實(shí)像； 凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距增大，像距減小，像變小。【答案】D【解析】A、u=v=2f ,凸透鏡成倒立、等大的實(shí)像，如圖， u=v=2f=16cm 時(shí)，所以f=8cm ; A錯(cuò)誤。B、當(dāng)u=12cm時(shí)，2f>u>

11、;f,成倒立、放大的實(shí)像； B錯(cuò)誤。C、當(dāng)u=20cm時(shí)，u>2f,成倒立、縮小 的實(shí)像，應(yīng)用于照相機(jī)； C錯(cuò)誤。D、物體從距凸透鏡12cm處移動(dòng)到24cm處的過(guò)程中，凸透鏡的物距 大于焦距，成實(shí)像，凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距增大，像距減小，像變?。籇正確?！究偨Y(jié)升華】 凸透鏡成像的四種情況和應(yīng)用，以及凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距、像距、像之間的關(guān)系，是凸 透鏡成像習(xí)題的重要依據(jù)，一定要熟練掌握。舉一反三：【變式】小明拿著凸透鏡在窗戶和墻壁之間移動(dòng)，發(fā)現(xiàn)墻壁上出現(xiàn)了一個(gè)窗戶的清晰的像，此時(shí)窗、凸透鏡、墻壁的位置如圖所示（像沒(méi)有畫(huà)出），則下列說(shuō)法正確的是（）A.墻壁上出現(xiàn)的是正立、縮小的實(shí)像B.照相機(jī)是

12、利用圖中所示的成像規(guī)律工作的C.用白紙擋住凸透鏡上半部，墻壁上不能出現(xiàn)窗戶完整的像D.向左移動(dòng)凸透鏡，在墻壁上還會(huì)出現(xiàn)一個(gè)清晰的像【答案】B 3.在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)燭焰、凸透鏡、光屏位于如圖所示的位置時(shí)，燭焰在光屏上呈現(xiàn)一個(gè)清晰放大的像。要使?fàn)T焰在光屏上呈現(xiàn)一個(gè)清晰縮小的像，調(diào)節(jié)的方法是（）A.透鏡不動(dòng)，蠟燭遠(yuǎn)離透鏡移動(dòng)，光屏靠近透鏡移動(dòng)B.透鏡不動(dòng)，蠟燭遠(yuǎn)離透鏡移動(dòng)，光屏遠(yuǎn)離透鏡移動(dòng)C.透鏡不動(dòng)，蠟燭靠近透鏡移動(dòng)，光屏遠(yuǎn)離透鏡移動(dòng)D.透鏡不動(dòng)，蠟燭靠近透鏡移動(dòng)，光屏靠近透鏡移動(dòng)【思路點(diǎn)撥】 根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律判斷，凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距大于像距，成倒立縮小的實(shí)像；物距等 于像距時(shí)

13、，成倒立等大的實(shí)像；物距小于像距時(shí)，成倒立放大的實(shí)像。【答案】A【解析】如圖，物距小于像距，成倒立放大的實(shí)像。要使光屏上呈現(xiàn)倒立、縮小的實(shí)像，要增大物距， 同時(shí)減小像距，所以在凸透鏡不動(dòng)時(shí)，蠟燭遠(yuǎn)離凸透鏡，同時(shí)光屏靠近凸透鏡?！究偨Y(jié)升華】 根據(jù)物距和像距的關(guān)系可以判斷凸透鏡成像情況；根據(jù)物距和焦距，根據(jù)像距和焦距，都 可以判斷凸透鏡成像情。舉一反三：【變式】物體通過(guò)凸透鏡可成（）A.正立、縮小虛像B .正立、放大虛像C.倒立、放大虛像D .正立、放大實(shí)像【答案】B類(lèi)型二、作圖劭 4.根據(jù)圖中入射光和出射光的情況在方框內(nèi)填上一個(gè)適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)元件。甲乙丙【思路點(diǎn)撥】 我們知道的光學(xué)元件一般有平面鏡、

14、凸透鏡、凹透鏡、凸面鏡、凹面鏡五種，其中平面鏡 對(duì)光的作用是能夠改變光的傳播方向；凸透鏡和凹面鏡對(duì)光有會(huì)聚作用；凹透鏡和凸面鏡對(duì)光有發(fā)散作 用。將圖示的出射光與入射光的特點(diǎn)，與各光學(xué)元件的光學(xué)性質(zhì)相對(duì)應(yīng)即可得到答案?！敬鸢浮俊窘馕觥?將各圖中的出射光與入射光進(jìn)行比較：甲圖中，入射光是會(huì)聚光，出射光變?yōu)槠叫泄猓鄬?duì)于光學(xué)元件前的光線是發(fā)散了。 所以里面的光學(xué)元件對(duì)光線有發(fā)散作用，故為凹透鏡。乙圖中平行光入射,兩條入射光線出射時(shí)上下位置顛倒了，只有平行光通過(guò)凸透鏡且出射光過(guò)焦點(diǎn)后位置才會(huì)發(fā)生顛倒，故 為凸透鏡。丙圖中，出射光與入射光都是平行光，只是光的傳播方向發(fā)生了變化，故為平面鏡?！究偨Y(jié)升華】這

15、種題目一般被稱為光學(xué)黑匣子問(wèn)題。把握住入射光線與出射光線的特點(diǎn)是解決此題的關(guān)鍵。特別是乙圖中，給人的感覺(jué)是發(fā)散了，應(yīng)該是凹透鏡，更要注意到兩條入射光線出射時(shí)上下位置顛 倒了，所以這是兩條出射光線在方框內(nèi)會(huì)聚相交后又發(fā)散的，故應(yīng)為凸透鏡。舉一反三：【變式】根據(jù)圖中入射光線和折射光線的方向，在方框內(nèi)畫(huà)出合適的透鏡；在圖中根據(jù)入射光線畫(huà)出經(jīng) 凸透鏡折射后的出射光線；一束光經(jīng)過(guò)一個(gè)透鏡前后的情況如圖所示，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出這個(gè)透鏡。類(lèi)型三、綜合應(yīng)用5.用光學(xué)儀器觀察物體，下面說(shuō)法錯(cuò)誤的是（甲乙丙丁A.如圖甲所示，用凸透鏡觀察自己的指紋，看到的是正立放大的像B.如圖乙所示，用凸透鏡觀察窗外遠(yuǎn)處的物體，看到的是

16、倒立縮小的像C.如圖丙所示，用平面鏡觀察自己身后遠(yuǎn)處的物體，看到的是正立等大的像D.如圖丁所示，用潛望鏡鏡觀察遠(yuǎn)處的物體，看到的是正立縮小的像【思路點(diǎn)撥】 手指放在凸透鏡的一倍焦距以內(nèi)成正立、放大的虛像。用放大鏡看遠(yuǎn)處的物體時(shí)，放大鏡 是一個(gè)凸透鏡，物體在凸透鏡的二倍焦距以外，成倒立、縮小的實(shí)像，這個(gè)像沒(méi)有物質(zhì)反射，從側(cè)面無(wú) 法觀察，但是會(huì)聚這個(gè)像的光線到像的位置不會(huì)停止，繼續(xù)沿直線傳播進(jìn)入人的眼睛，眼睛會(huì)看到這個(gè) 倒立、縮小的實(shí)像。物體在平面鏡中成正立、等大的虛像。潛望鏡是利用平面鏡原理工作的?！敬鸢浮緿【解析】用凸透鏡觀察自己的指紋，手指在凸透鏡的一倍焦距以內(nèi)，看到的是正立放大的虛像。說(shuō)法

17、正確，不符合題意。用凸透鏡觀察窗外遠(yuǎn)處的物體，物體在凸透鏡的二倍焦距以外，看到的是倒立縮小的 像C說(shuō)法正確，不符合題意。用平面鏡觀察自己身后遠(yuǎn)處的物體，物體在平面鏡中成像，看到的是正 立等大的虛像。說(shuō)法正確，不符合題意。潛望鏡是由兩塊平面鏡組成的。用潛望鏡觀察遠(yuǎn)處的物體，物 體在平面鏡中成像，看到的是正立等大的虛像。說(shuō)法錯(cuò)誤，符合題意。【總結(jié)升華】當(dāng)凸透鏡成實(shí)像時(shí)， 在實(shí)像的位置放一光屏，光屏上能呈現(xiàn)實(shí)像， 在實(shí)像的位置不放光屏,眼睛無(wú)法看到，但是這個(gè)實(shí)像確實(shí)是存在的。舉一反三：【變式】下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A.要矯正近視眼的視力，應(yīng)佩戴鏡片是凹透鏡的眼鏡B.電視機(jī)遙控器可以發(fā)出紅外線對(duì)電視機(jī)

18、進(jìn)行遙控C.我們能從不同方向看清物體是因?yàn)榘l(fā)生了鏡面反射D.光的色散現(xiàn)象說(shuō)明白光是由各種色光混合而成的【答案】C類(lèi)型四、實(shí)驗(yàn)探究CL.小明用凸透鏡、蠟燭、光屏和刻度尺等器材，探究凸透鏡成像的規(guī)律。(1)測(cè)量焦距：如圖所示讓一束平行光經(jīng)過(guò)凸透鏡，在光屏上得到一個(gè)最小、最亮的光斑。此現(xiàn)象說(shuō)明了凸透鏡對(duì)光具有 作用，并可得出此透鏡的焦距為 cm 。(2)如圖所示，把蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上，點(diǎn)燃蠟燭，將燭焰、凸透鏡、光屏三者中心調(diào)到,這樣做是為了 。(3)當(dāng)蠟燭距凸透鏡 25cm時(shí)，移動(dòng)光屏，可在光屏上得到一個(gè)清晰的倒立、 (選填“放大” 或“縮小”)的 。(選填“實(shí)”或“虛”)像，依據(jù)此原理，人們制成的光學(xué)儀器(4)將蠟燭向凸透鏡靠近，移動(dòng)到某一位置時(shí)，無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏，都不能在光屏上成像，原因是【思路點(diǎn)撥】（1）凸透鏡對(duì)光線有會(huì)