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中考复习：透镜及其应用（提高）
1.了解凸透镜、凹透镜对光的作用；
2.知道凸透镜的焦点、焦距和主光轴；
3.理解凸透镜成放大、缩小实像和虚像的条件；
4.知道照相机、幻灯机和放大镜的原理；
5.知道近视眼和远视眼的矫正；
6.了解望远镜、显微镜的工作原理。
考点一、透镜
1、凸透镜：
（1）中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜。
（2）凸透镜对光线有会聚作用。
（3）凸透镜的三条特殊光线
2、凹透镜：
（1）中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜。
（2）凹透镜对光线有发散作用。
（3）凹透镜的三条特殊光线：
3、透镜的主光轴和光心：
如下图所示：透镜上通过两个球心的直线CC′叫主光轴；主光轴上有一个特殊点，通过该点的光其传播方向不变，这个点是光心。
4、凸透镜的焦点、焦距
（１）焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫透镜的焦点，用“F”表示。
（２）焦点到光心的距离叫焦距，用“f”表示。
要点诠释：
1、凡是透光性能优良的材料都能磨制成透镜，如冰、水晶、金刚石、高分子透明树脂、有机玻璃等。透镜是一种模型，常见的物体如近视镜、远视镜、放大镜，甚至一滴水都可以看做是一个透镜。
2、凸透镜对光具有会聚作用，并不是说光通过凸透镜后一定会聚在一点或一定是一束会聚光束。会聚是相对于不发生折射时的光来说的。3、凹透镜对光具有发散作用，并不是说通过凹透镜后的光束一定是发散的或延长不相交。发散是相对于不发生折射时的光来说的。
考点二、凸透镜成像规律及应用
1、探究凸透镜成像规律：
（1）从左向右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏。（2）调整它们的位置，使三者在同一直线（光具座不用）；（3）调整它们，使烛焰的中心、凸透镜的中心、光屏的中心在同一高度。
2、凸透镜成像规律总结：
（1）焦点是成实像和虚像的分界点；（2）二倍焦距处是成放大实像和缩小实像的分界点；（3）倒立的都是实像、正立的都是虚像；（4）当uv时，像是缩小的；反之，像是放大的；（5）成实像时：当物距减小时，像距和像都增大；反之，物距增大，像和像距都减小。简言之“物近像远像变大；”（6）无论是成实像还是虚像，只要物体向焦点靠近，所成的像都变大；（7）像与物左右相反，上下相反；（8）凸透镜破损或有污渍，不影响成像的完整性，只是让像变暗；（9）物和像在透镜同侧的是虚像；异侧的是实像。
3、利用三条光线完成凸透镜成像规律作图：①画一直线表示主光轴；②把透镜放在主光轴中央，从透镜的位置开始在左右两边的轴上用粉笔标出等于焦距和2倍焦距的位置；③物体分别设三个位置；（u＜f、f＜u＜2f、u＞2f）④画出平行于主光轴的光线被凸透镜折射后经过焦点的光线；⑤通过焦点的光线被凸透镜折射以后平行于主光轴射出；⑥两条折射光线在透镜另一侧相交于一点；⑦过这一点作垂直主光轴的线，这就是物体的像；⑧若两条折射光线在透镜另一侧不相交，反向延长，交于物体与透镜同侧；⑨过这一点作垂直主光轴的线，用虚线表示其成的虚像，如图所示:
要点诠释：
凸透镜成像规律：
物距（u）
像的性质
像距(v)
应用
倒正
实虚
放大或缩小
u2f
倒立
实像
缩小
fv2fspan=""/v2f
照相机
u=2f
倒立
实像
等大
v=2f
实像大小转折点
fu2fspan=""/u2f
倒立
实像
放大
v2f
幻灯机
u=f
不成像
像的虚实转折点
ufspan=""/f
正立放大虚像
vu
放大镜
考点三、生活中的凸透镜及应用
1、照相机：镜头相当于凸透镜，来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶片上，成倒立、缩小的实像。2、投影仪：镜头相当于凸透镜，来自投影片的光通过凸透镜后成像，再经过平面镜改变光的传播方向，使屏幕上成倒立、放大的实像。3、放大镜：成正立、放大的虚像。
4、显微镜：物镜焦距较短，物体通过它成倒立、放大的实像（像投影仪的镜头）；目镜焦距较长，物镜成的像经过它成放大的虚像（像放大镜）。
5、望远镜：（开普勒望远镜）物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像，目镜的作用相当于一个放大镜，用来把这个像放大。要点诠释：
1、为了使幕上的像“正立”（朝上），幻灯片要倒着插。 2、照相机的镜头相当于一个凸透镜，暗箱中的胶片相当于光屏，我们调节调焦环，并非调焦距，而是调镜头到胶片的距离，物离镜头越远，胶片就应靠近镜头。
考点四、眼睛和眼镜
近视眼和远视眼的成因及纠正
近视眼
远视眼
表现
只能看清近处的物体，看不清远处的物体。
只能看清楚远处的物体、看不清近处的物体。
成因
晶状体变得太厚，折射光的能力太强或由于眼球在前后方向上太长，视网膜距晶状体过远，来自远处的光会聚在视网膜之前，视网膜上得不到清晰的像。如图：
晶状体太薄，折光能力太弱，或者是眼球在前后方向上太短，来自近处物体的光线发散程度较大，光会聚到了视网膜之后。
矫正
类型一、凸透镜成像规律及应用
1.（大庆）小宇在透明的玻璃板上用黑色画笔画了个手表盘，如图甲所示．把这个玻璃板放在透镜的左侧位置，并用平行光源对着玻璃板上的表盘照射，如图乙所示，移动光屏直到在屏上成清晰像为止，此时表盘在光屏上所成的像是图丙中的（ ）
A．AB．BC．CD．D
当f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，此时v＞2f，利用这个原理可制成投影仪。凸透镜成像不仅左右相反、而且要上下相反。
A
因为凸透镜成倒立的实像，不仅左右相反，而且上下相反．根据甲图，首先找出左右相反的像即C，然后确定与B上下相反的像即A。
题目主要考查了凸透镜成像的规律及应用，要熟练掌握规律的内容，并能够做到灵活运用；同时考查了对倒立实像的理解，要知道像与物不仅上下相反，而且左右相反。
举一反三：左边的实线框内是某一物体的形状，右边4个虚线框内是供选择的物体像的形状，以下填空时，只考虑像的形状，不考虑像的大小。 （1）在平面镜中看到的该物体的像的形状为__________； （2）把投影仪的反射平面镜卸掉，让物体的像成在天花板上，这时看到该物体的像的形状为______； （3）用放大镜看物体，看到的该物体的像的形状为__________。
（1）A (2)D (3)C
2.下为凸透镜成像的示意图．由于不慎将透镜的上沿摔掉一块（图中阴影部分），则所成的像将（ ）
A．像的A部分消失了B．像的B部分消失了
C．成像的效果不受影响D．像A′B′是完整的，亮度变暗
凸透镜成像属于光的折射现象，物体发出的光线经凸透镜折射后，会聚在凸透镜另一侧的光屏上，形成物体的实像；如果凸透镜的口径大，透过的光多，像就亮；由于不慎将透镜的上沿摔掉一块，口径小，透过的光少，像就暗。
D
物体的每一点发出的无数光线，即这些光线一部分通过凸透镜的上部成像在光屏上，也有一部分通过凸透镜的下部成像在光屏上，所以将凸透镜上部碰掉一块时，只是去掉了该点发出的成像光线的一部分，通过凸透镜的下部的那部分光线仍能成像在光屏上，所以成像的性质不变，由于通过的光在减少，所以像的亮度变暗。
解答此题时，很容易出现这样的错误答案，由于将凸透镜上部碰掉一块，上面的光线不能通过，故缺少上半部分。有的同学考虑的更仔细，凸透镜成的是倒立的实像，所以应该是缺少下部分。出现这种错误的原因是对其成像的具体过程不清楚造成的，如果掌握了物体的成像光路图，此题就容易解决了。
举一反三：在凸透镜主轴上的一物点P，物距大于焦距，如果沿直径对称切除透镜很小一部分，如图所示，再把上、下半截透镜向原主轴位置合拢，则成像情况与原来相比（）
A.相同
B.成两个像，上半截透镜A成像点上移，下半截透镜B成像点下移C.成两个像，上半截透镜A成像点下移，下半截透镜B成像点上移
D.不能成像
C
实验序号
物距（u）
像的性质
像距（v）
实虚
大小
正倒
1
u＞2f
实像
缩小
倒立
f＜v＜2f
2
f＜u＜2f
实像
缩小
正立
v＞2f
3
u＜f
虚像
放大
倒立
v
＞u
3.某同学在探究“凸透镜成像规律”时，总结的三个实验结论如下表，其中正确的是（ ）
A．实验1B．实验2C．实验3D．实验2和实验3
根据凸透镜成像规律：物距小于焦距成正立、放大的虚像，像距大于物距。物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立、放大的实像，像距大于物距。物距等于二倍焦距成倒立等大实像，像距等于物距。物距大于二倍焦距成倒立、缩小的实像，像距小于物距。
A
由凸透镜成像的规律，当u＞2f时，成倒立、缩小的实像，f＜v＜2f，所以A符合题意；当f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，v＞2f，所以B、D不符合题意；当u＜f时，成正立、放大的虚像，
v
＞u。所以C不符合题意。
此题主要考查了凸透镜成像的规律，关键要熟练掌握成像特点与物距之间的关系，同时也要掌握像距与物距的关系。在学习过程中，要善于寻找规律。
举一反三：
如图所示，a、b、c、d是距凸透镜不同距离的四个点。F为焦点。下列几种光学仪器的成像原
理与物体在不同点时的成像情况相对应，下列说法正确的是（ ）
A．幻灯机是根据物体放在c点时的成像特点制成的
B．照相机是根据物体放在d点时的成像特点制成的
C．使用放大镜时的成像情况与物体放在a点时的成像情况相似
D．人眼看物体时的成像情况与物体放在F点时的成像情况相似
A
4.关于透镜的下列说法中正确的是（ ）
A．近视眼镜的镜片是凹透镜B．监控摄像头的镜头相当于一个凹透镜
C．凸透镜所成的像都是实像D．隔着放大镜看物体总是放大的
（1）掌握近视眼的成因和凸透镜和凹透镜对光线的作用不同，凸透镜的三种成像情况和应用，是解决本题的关键。（2）凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。（3）凸透镜成像的三种情况：U＞2f倒立、缩小的实像，应用于照相机或摄像头；2f＞U＞f倒立、放大的实像，应用于幻灯机或投影仪；U＜f正立、放大的虚像，应用于放大镜。
A
近视眼是晶状体太厚，对光线的会聚能力增强，使像成在视网膜的前方，戴近视眼镜使光线发散一些，凹透镜对光线有发散作用，近视眼镜是凹透镜；摄像头是利用凸透镜U＞2f成倒立、缩小的实像，镜头是一个凸透镜；凸透镜既能成实像，又能成虚像；放大镜是一个凸透镜，隔着放大镜看物体，当U＞2f时能看到一个倒立、缩小的像，当2f＞U＞f时，能看到一个倒立、放大的像；当U＜f能看到一个正立、放大的像。
这个题目综合性比较强，考查了近视眼和远视眼的成因、凸透镜和凹透镜对光线的作用、凸透镜成像的三种情况和应用，尤其是最后一个选项，一般学生认为隔着放大镜看物体只能看到正立、放大的像，实际上还能看到倒立、放大、等大、缩小的像。
举一反三：（辽阳）关于透镜应用，下列说法正确的是（ ）
A．近视眼镜利用了凸透镜对光线的会聚作用
B．照相时，被拍景物到镜头的距离应大于二倍焦距
C．较小的文字通过投影仪可在屏幕上成正立放大的实像
D．用显微镜观察物体，物体到物镜的距离应大于二倍焦距
B
类型二、作图与实验探究
5.如图所示，有两条光线分别从凸透镜的两倍焦距（P）处和一倍焦距（F）处射向凸透镜，请在图
中画出它们通过透镜后的光路。
根据凸透镜的三条特殊光线中的一条，过焦点的光通过透镜之后平行于主光轴；根据凸透镜成像规律，物距等于2倍焦距的时候，像距等于物距。
过焦点的光线经凸透镜折射后，平行于主光轴，从二倍焦点发出的光经凸透镜折射后，仍过二倍焦点。
本题考查了凸透镜对特殊光线的折射特点．注意光线上要标出光的传播方向。
举一反三：如图所示，虚线框内为一透镜，MN为透镜的主光轴，O是透镜光心，a(双箭头)和b(单箭头)是射向透镜的两条光线，已知光线a通过透镜之后与MN交于P点，光线b通过透镜之后与MN交于Q点，由图可知，下列说法正确的是（）
A.透镜是凸透镜，距离OP小于焦距B.透镜是凸透镜，距离OP大于焦距
C.透镜是凹透镜，距离OP小于焦距D.透镜是凹透镜，距离OQ大于焦距
A
6.某兴趣小组用焦距为15cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”的实验：
（1）如图所示，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平桌面的光具座，点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜
和光屏，使它们的中心位于，其目的是使像成在。
（2）小明将蜡烛和凸透镜位置如图所示，要得到明亮、清晰的像，他应该把光屏放在65cm刻线处至
cm刻线处之间的某个位置。（3）小红将蜡烛移动到20cm刻线处，仍保持凸透镜位置不变，再移动光屏，在光屏上会成清晰的、倒立、（放大/缩小/等大）的实像。此时她将远视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，光屏上的像会变得模糊，要得到清晰的像，应把光屏向（左/右）移动，这是因为远视眼镜对光线有（会聚/发散）作用。（4）小虎同学将蜡烛和透镜固定，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上得到清晰的像，原因可能是
（写出一个）。
（1）桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上；调节三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心。（2）根据蜡烛和凸透镜所在的刻度算出物距，根据物距与焦距的关系来判断像距与焦距的关系，即光屏离凸透镜的距离范围。（3）当物距等于二倍焦距时，像距也等于二倍焦距，此时成倒立、等大、实像；远视镜对光起会聚作用，使得成像靠近凸透镜。（4）光屏上找不到像时，可能是成虚像，也可能是像距十分远，也可能是不成像。
（1）同一高度光屏中央（2）80（3）等大左会聚（4）物距小于焦距（其他合理即可）
（1）烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调节到同一高度处，使像成在光屏中央。（2）由图可知物距是50cm，大于二倍焦距，所以像距在二倍和一倍焦距之间，即光屏离凸透镜距离应大于15cm，小于30cm，即在65cm刻线和80cm刻线之间。（3）蜡烛在20cm刻线处时，物距等于30cm，即二倍焦距处，此时成倒立、等大、实像；对光线有会聚作用的远视镜，会使得像距变小，故向靠近凸透镜方向移动光屏。（4）可能是物距小于焦距，此时成虚像；可能是物距等于焦距，此时不成像；可能是物距略大于焦距，此时像距非常远。
（1）器材先摆放后调节，蜡烛、凸透镜、光屏按顺序摆放到一条直线上；调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度处。摆放时强调“蜡烛”、“同一直线”，调节时强调“烛焰”、“同一高度”。（2）光具座上蜡烛所在的刻线并不是物距，凸透镜所在刻线减去蜡烛所在刻线才是物距；同理，也需注意光屏所在刻线不是像距。
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