八年级物理透镜及其应用知识精讲.docx

八年级物理透镜及其应用知识精讲.docx

《八年级物理透镜及其应用知识精讲.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《八年级物理透镜及其应用知识精讲.docx（18页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

八年级物理透镜及其应用知识精讲

初二物理透镜及其应用

【本讲主要内容】

透镜及其应用

【知识掌握】

本讲的主要内容是透镜知识，介绍生活中的透镜

【知识点精析】

一.透镜

1.折射面是两个球面，或者一个是球面，另一个是平面的透明体，即为透镜。

2.凸透镜：

中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜。

凸透镜对光有会聚作用，它有两个实焦点。

3.凹透镜：

中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜。

凹透镜对光有发散作用，它有两个虚焦点。

4.关于透镜的主光轴、光心、焦点、焦距等几个术语

光心：

透镜的中心叫光心。

主光轴：

透镜中连接两侧面球心的直线叫透镜的主光轴。

焦点：

平行于主光轴的光线经过透镜后会聚的点或发散光线的反向延长线的交点叫焦点。

焦距：

焦点到透镜的距离叫焦距，焦距用字母f表示。

5.几点说明：

①凸透镜的会聚作用是由于光线通过它的两侧表面发生两次折射造成的；

②焦距的长短反映了凸透镜会聚作用的强弱，焦距短的会聚作用强（光线通过后偏折得厉害）；

③凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短：

表面越凸，焦距越短。

每个凸透镜的焦距是一定的。

二.实像和虚像

实像和虚像的区别要从两个方面去理解，一是从形式上：

实像是实际光线会聚而成的，虚像不是实际光线会聚而成的，它是由实际光线的反向延长线相交而成的，好像从那里射出来的；二是从效果上：

实像可以通过光屏接收到，能使在光屏处的感光胶片感光，而虚像不可能用光屏接收到，感光胶片更不能感光。

三.生活中常用的透镜

1.照相机

原理：

照相机是利用凸透镜折射成像的原理制造的

构成：

镜头、胶卷、调焦环、光圈环、快门、暗箱

成像特点：

成倒立、缩小的实像

2.投影仪

原理：

投影仪是利用凸透镜折射成像的原理制造的

构成：

光源、凹面镜、聚光镜、镜头、平面镜和屏幕

成像特点：

成倒立、放大的实像

3.放大镜

原理：

放大镜是利用凸透镜折射成像的原理制造的。

构成：

凸透镜（焦距较短）。

成像特点：

成正立、放大的虚像，并且像与物体在同一侧。

【解题方法指导】

[例1]将凸透镜的一面正对着太阳，另一面正对着一张白纸，改变凸透镜和白纸之间的距离，观察白纸上的光斑，直到纸上的光斑最小、最亮。

这时，镜片与白纸之间的距离近似等于凸透镜的。

分析与解：

弄清楚凸透镜对光的作用以及焦点和焦距的概念是解决这个问题的关键。

射到地面的太阳光是平行光，题中两次强调正对，是说太阳光沿主光轴射入凸透镜，根据凸透镜对光的作用特点，平行于主光轴入射的光线会聚于焦点。

题中最小最亮的光斑处即为焦点，这时透镜与白纸之间的距离即为焦距。

答案：

焦距。

[例2]关于透镜对光的作用的讨论，正确的是（　　）

A.跟主光轴平行的光线通过凸透镜会聚在焦点上

B.凸透镜能使会聚光线提前会聚

C.跟主光轴平行的光线通过凹透镜成发散光线

D.凹透镜能使会聚光线延后会聚

分析与解：

由透镜对光线的作用特点可知：

跟主光轴平行的光线通过凸透镜会聚在焦点上，通过凹透镜成发散光线。

凸透镜对光线的会聚作用是使通过凸透镜的光线会聚程度变大，即原来会聚的光线通过凸透镜后提前会聚一点；原来发散的光线发散程度变小。

凹透镜对光线的发散作用是使通过凹透镜后的光线发散程度变大，即原来会聚的光线通过凹透镜延后会聚一点，原来发散的光线变得更加发散。

答案：

A、B、C、D

[例3]如图所示：

“F”为凸透镜的焦点，光线ａ平行于主光轴入射到凸透镜上，光线ｂ通过焦点入射到凸透镜上，光线ｃ通过凸透镜的光心。

画出ａ、ｂ、ｃ光线经过凸透镜后的折射光线。

分析与解：

凸透镜能使平行于主光轴的光线会聚于焦点，所以光线ａ通过凸透镜后要会聚在焦点上；根据光路在折射现象中的可逆行可知，从焦点发出的光线经过凸透镜后应该是平行于主光轴的光线，故光线ｂ经过凸透镜后要画成与主光轴平行的光线；根据光心的意义，可知通过光心的光线传播方向不变，因此光线c通过凸透镜后方向不改变。

答案如下图所示。

[例4]根据光线通过透镜前后的传播方向在图中填上合适的透镜。

分析与解：

从甲图可以看到透镜前的光线是平行与主光轴的，透镜后的光线与透镜前的光线比较是发散的，而只有凹透镜对光线有发散作用，所以应该填凹透镜。

从乙图可以看到透镜后的光线比透镜前的光线向主光轴靠拢，是会聚的，而只有凸透镜对光线有会聚作用，因此应该填凸透镜。

学法指津：

正确理解凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用，是判断透镜类型的依据。

注意：

凸透镜对光线的会聚作用得到的不一定是会聚光线，而凹透镜对光线的发散作用得到的也不一定是发散光线。

会聚作用或发散作用是一种效果，而会聚光线或发散光线才是一种结果。

[例5]给你一块透镜，你能用几种方法科学地判断它是凸透镜还是凹透镜？

（注意：

光学仪器的表面是严禁用手触摸的）

分析与解：

根据透镜的结构特征，通过观察可知：

中间厚边缘薄的是凸透镜，中间薄边缘厚的是凹透镜。

根据透镜对光线的作用特点，让太阳光（或其他平行光线）通过透镜，能使光线会聚的是凸透镜，使光线发散的是凹透镜。

方法一：

观察透镜，中间厚边缘薄的，为凸透镜，中间薄边缘厚的，则为凹透镜。

方法二：

将透镜对着太阳光，若能将光线会聚，则为凸透镜，对光线发散的，则为凹透镜。

要判断透镜的类型，可以从透镜的结构特征、对光线的作用效果入手。

还有其他的方法，请同学们自己思考。

[例6]如图所示，纸筒A的一端蒙上一层半透明纸，纸筒B的一端嵌了一个凸透镜，两纸筒套在一起组成一个模型照相机，为了在A端得到清晰的像，这时（）

A.眼睛应对着B端向筒内观察，看看像是否清晰

B.眼睛应对着A端向筒内观察，看看像是否清晰

C.应把A端朝着明亮的室外，B端朝着较暗的室内

D.应把B端朝着明亮的室外，A端朝着较暗的室内

分析与解：

理解照相机的工作原理，知道像的明亮程度取决于进入镜头光的多少是解决本题的关键。

由于照相机成像时，像与物在凸透镜的两侧，镜头对准被照物，像成在胶卷上，故眼睛只能对着A端观察像的清晰程度；为了使物体有更多的光进入镜头，在A端得到清晰明亮的像，应B端朝着明亮处。

答案：

BD

[例7]如图所示，鱼缸中只有一条小鱼，而眼睛在A点可以观察到两条，一条鱼的位置变浅，另一条鱼变大。

前者是由于形成的（填“实”或“虚”）像；后者是由于鱼缸的（填“左”或“右”）侧部分等效于而形成的像。

分析与解：

掌握光的折射的相关知识，理解放大镜的应用，才能正确解决这类问题。

在空气中看到鱼缸里的鱼，是光发生折射形成的虚像，此时所看到的鱼的位置变浅；由于鱼缸是圆形；里面装有水，从侧面看上去，它相当于一个放大镜，因此看到鱼缸中的鱼被放大了。

答案：

光的折射；虚；右；凸透镜；放大的虚像。

[例8]关于投影仪，下列说法不正确的是（）

A.投影仪中的凸透镜折射投影片透射过来的光

B.投影仪中螺纹透镜组的作用是使射向投影片的光线亮度增强

C.投影仪的光源采用的是碘钨灯而不是白炽灯

D.投影仪的灯泡下面安装了一只凹面镜，其作用是保护底部塑料板，防止它被碘钨灯辐射的红外线熔化掉

分析与解：

投影仪中的凸透镜对投影片透射过来的光进行折射，从而实现对光线的会聚；投影仪中的螺纹透镜组相当于一个焦距比较短的凸透镜，使光线会聚，使射向投影片的光线亮度增强；投影仪的光源采用的是碘钨灯，是因为它的体积小，亮度高，寿命长，更节能，是比较理想的点光源；投影仪的灯泡下面的凹面镜的作用是将焦点上的碘钨灯发出的光反射后会聚成平行光，射向螺纹透镜组，碘钨灯辐射的红外线的热作用是通过排风扇散出的。

答案：

D

[例9]关于实像和虚像说法中正确的是（）

A.光线经过折射所成的像是实像，经过反射所成的像是虚像

B.实像是能用光屏接收到的，虚像是不能用光屏接收到的

C.虚像是影子，实像就是实际光线所成的光斑

D.凸透镜所成的像是实像，平面镜所的成像是虚像

分析与解：

实像是实际光线会聚而成的，用光屏能接收到，虚像不是实际光线会聚而成的，而是实际光线的反向延长线相交而成的，光屏不能接收到，所以B正确。

光线经过平面镜反射成虚像，而在折射现象中，折射时可能得虚像，也可能得实像；凸透镜成像时，可能得虚像，也可能得实像，因此A和D是错的。

影子不是像，更不是虚像故C是错的。

答案：

B

[例10]有下列光学器具：

照相机、潜望镜、幻灯机、穿衣镜、放大镜、牙医内窥镜，可以把它们分成两类：

一类包括；其特征为：

。

另一类包括；其特征为：

。

分析与解：

从镜子的结构特征看：

潜望镜、穿衣镜、牙医内窥镜属于平面镜；照相机、幻灯机、放大镜属于凸透镜。

从镜子的成像特征看：

成实像的有照相机、幻灯机；其余均为虚像。

答案：

按镜子的结构特征分：

照相机、放大镜、幻灯机，均为凸透镜.穿衣镜、潜望镜、牙医内窥镜，均为平面镜。

按镜子的成像特征分：

照相机、幻灯机成实像；放大镜、穿衣镜、潜望镜、牙医内窥镜均成虚像。

[例11]关于照相机照相时的问题讨论：

（1）用照相机给物体照相时，物体与所成像之间大小关系怎样？

（2）用照相机给一个人照完半身一寸像后改照二寸像，问：

①照相机位置如何变化？

②镜头如何变化？

（3）用照相机给一个人照完半身一寸像后改照全身像，问：

①照相机位置如何变化？

②镜头如何变化？

（4）用照相机给一个人照完全身像后，再给全班同学照全身像，问：

①照相机位置如何变化？

②镜头如何变化？

分析与解：

根据照相机的成像特点可知：

照相时得到一个倒立、缩小的像；要使像变大，则照相机与人之间的距离要缩小，镜头与胶片之间的距离要变大；若使像变小，则照相机与人之间的距离要增大，镜头与胶片之间的距离要变小。

答案：

（1）得到一个缩小的像；

（2）照相机向人的方向移动（物距变小）；镜头向前移动（像距变大）

（3）照相机向远离人的方向移动（物距变大）；镜头向后移动（像距变小）

（4）照相机向远离人的方向移动（物距变大）；镜头向后移动（像距变小）

[例12]如图，有一个正方体玻璃砖，其中有一个球形的大气泡，隔着气泡看玻璃砖后的物体M，看到的将是M的（）

A.放大的正立的像B.缩小的正立的像

C.与物体等大的像D.看不到的物体

分析与解：

首先在玻璃砖上竖直地画一条线，设想玻璃砖由左、右两部分组成，其左右两部分都是凹透镜，这就是说中间有气泡的正方体玻璃砖等效于两个凹透镜，物体M通过左凹透镜成一缩小正立的虚像M′，M′又位于右凹透镜的前面，M′对右凹透镜相当于一个物，继续成缩小的像，所以答案B正确。

【考点突破】

【考点指要】

近几年中考试题对这部分知识的考查，基本上是对于基础知识的考查，涉及到的题型为选择题、填空题和作图题，分值一般在3～6分左右；也有联系生活实际的、难度较高的简答题、实验探究题或综合题，分值一般在5～7分左右。

【典型例题分析】

[例13]小红选了A、B、C三个透镜，它们由同种材料组成（如左图）。

小红让一束平行光分别经过A、B、C三个透镜，得到右图所示的情况。

体会小红的探究过程，你得到的结论是。

分析与解：

从图中可以看出，太阳光与凸透镜的主光轴平行，通过凸透镜后会聚于主光轴上一点，这一点是凸透镜的焦点；同时还看到凸透镜中间凸起程度越大，即凸透镜越厚，对光的会聚能力越强。

答案：

平行于主光轴的光线能会聚在凸透镜的焦点上；凸透镜中间越厚，对光线的会聚能力越强，焦距越小。

[例14]常用体温表的刻度部分为三棱体，横截面积如图所示，其正面呈圆弧形，这样从E处就可以看清体温表内极细的汞柱，以便于读数。

这是因为圆弧形玻璃的作用相当于___________镜，我们用它能看到汞柱被放大的后正立的像。

分析和解：

本题考查的凸透镜在实际生活中的应用。

现在的物理知识越来越注重联系生活实际，中考备考复习中不能忽视这个问题。

圆弧形玻璃中间厚而边缘薄且能透光，所以相当于一个凸透镜（或放大镜），看到正立的像都是虚像。

所以正确的答案是：

凸透，虚。

[例15]先拿一只放大镜实际做一做，再帮助老奶奶解决问题：

老奶奶用放大镜看报纸时，为了看到更大、更清晰的像，应该（）

A.报纸与眼睛不动，放大镜距离报纸远一些

B.报纸与放大镜不动，眼睛距离报纸近一些

C.报纸与放大镜不动，眼睛距离报纸远一些

D.报纸与眼睛不动，放大镜距离报纸近一些

分析与解：

认真观察实验现象，总结出放大镜的成像规律，本题就能迎刃而解了。

先作探究实验，总结出放大镜的成像规律，再用规律帮助老奶奶。

（1）取一只放大镜、一张白纸、一把刻度尺、一个固定架，利用太阳光测量该放大镜的焦距，将此数据记录下来。

（2）取下放大镜，使它到书的距离始终保持在焦距以内，来回移动放大镜，使通过放大镜看到的字迹最大最清晰，用固定架将放大镜固定住。

（3）用刻度尺量出放大镜到书的距离，并记录。

（4）对比发现此时的长度最接近焦距。

在移动放大镜的过程中我们发现，当书到放大镜的距离小于焦距时，有：

①放大镜离字越远，所成的像越大；②放大镜能使物体成正立、放大的虚像；③像与物体在放大镜的同侧。

因此，放大镜距离报纸远一些，所成的像将会清晰而且更大。

选A

【综合测试】

一.选择题

1.凸透镜对光的作用，下列说法正确的是（）

A.光通过凸透镜后会变成平行光

B.光通过凸透镜后会相交于焦点

C.只对平行于主光轴的光才有会聚作用

D.对任何光都有会聚作用

2.如图所示，光线通过透镜后折射光线正确的是（）

3.滴一滴水在塑封的名片上，看到水下面的字（）

A.等大的虚像B.放大的虚像

C.缩小的实像D.倒立的实像

4.对于投影仪为什么能投射出彩色的像，下列说法不正确的是（）

A.螺纹透镜将光线发散透过透光投影片

B.无图案的地方透过的白光

C.有彩色图案的地方，透过的是和图案颜色相同的光

D.色光和白光经过凸透镜会聚、平面镜改变光路后射到光屏上成正立的彩色图片

5.用一个凸透镜成像时，下面的说法中正确的是（）

A.实像总是正立的，虚像总是倒立的

B.实像和虚像都可能是放大的或缩小的

C.成实像时，物体离凸透镜越近像越大

D.成虚像时，物体离凸透镜越近像越大

6.关于常用四种光学仪器的成像情况，以下说法中正确的是（）

A.放大镜成正立放大的实像

B.照相机成正立缩小的实像

C.潜望镜成正立等大的虚像

D.幻灯机成正立放大的虚像

7.下列光学器件中，能对光线起发散作用的是（）

A.平面镜B.凸透镜C.凹透镜D.潜望镜

8.下列应用中需选用凹透镜的是（）

A.看书用的放大镜

B.矫正近视配戴的眼镜镜片

C.手电筒中的反光镜

D.幻灯机上的镜头

9.放映幻灯时，要使银幕上所成的像变小一些，应采取下面哪个方法（）

A.减小银幕与镜头的距离，同时增大幻灯片与镜头的距离；

B.增大银幕与镜头的距离，同时减小幻灯片与镜头的距离；

C.将银幕与镜头的距离和幻灯片与镜头的距离同时增大；

D.将银幕与镜头的距离和幻灯片与镜头的距离同时减小

二.填空题

10.透镜有两类，中间厚边缘薄的透镜叫_______，它对光有_______作用。

中间薄边缘厚的透镜叫_________，它对光有_______作用。

11.平行与主轴的光线，通过凸透镜后，折射光线会聚在主轴的点，叫做凸透镜的_________，它到凸透镜的光心的距离叫做_______。

12.一天，小雨在百货商店里发现有一种新型手电筒，他非常感兴趣。

这种手电筒的灯泡做成如图所示的形状，它的前端相当于一个。

使用这种灯泡可以省去一般手电筒中的一个零件，即，灯丝应处于。

13.夏令营活动中，小华和他的同伴们经过森林公园，刚走进园内，一幅醒目的告示牌出现在他们眼前，“为了防止森林火灾，请不要随地丢弃透明的饮料瓶！

”小华沉思了片刻，立即明白了：

一旦雨水进入饮料瓶后，对光的作用就相当于一个，对太阳光有作用，可能会导致易燃物着火。

14.小明用小灯泡、凸透镜和光屏制作模型照相机的过程中，应该把当作照相机的镜头，把当作胶卷。

实际照相时，为了使远近物体都能成清晰的像，应该调节照相机的到胶片的距离，小明观察到胶片上的像是。

15.照相时，为了使远近不同的景物在底片上形成清晰的像，需要旋转镜头上的______，调节镜头到底片的距离；拍摄远的景物时，镜头往_________，使底片近一些。

16.放映幻灯片时，要在银幕上得到正立的像，幻灯片应_______插；如果银幕上所成的像偏小，应把幻灯机的镜头与银幕的距离调___________，同时幻灯片与镜头的距离调_____。

17.使用放大镜时，被观察的物体必须放在到镜的距离_______________的地方，此时成的是同侧的____________像。

18.下面是一些光学元件，根据其特点及作用，回答下列问题

A.小孔B.平面镜C.凹面镜

D.凸面镜E.凸透镜F.凹透镜

（1）对光有发散作用的元件有；

（2）对光没有会聚作用，也没有发散作用的元件有；

（3）有实焦点的元件有；

（4）有虚焦点的元件有；

（5）有两个焦点的元件有；

（6）只有一个焦点的元件有；

（7）没有焦点的元件有；

（8）利用光的反射现象的元件；

（9）利用光的折射现象的元件；

（10）利用光的直线传播的元件；

三.作图题

19.完成下列光路图

20.在图所示的方框中，填入适当的透镜。

四.实验探究题

21.小明和同学们一起在荒岛上进行野外生存训练，他们身边没有火柴，也没有打火机，小明灵机一动，利用取火。

你知道这其中的道理吗？

22.小明学习了放大镜的知识后，回家做了如下实验：

用金属丝在铅笔尖上绕一圈拧紧，取下金属丝制成的小圆环，将金属丝浸到水里，平端着慢慢取出，环内水面呈凹面，如图甲、乙。

用它看报纸，报纸上的字变小了；慢慢向环内滴水，直至水面凸起，再用它看报纸上的字，字变大了。

如图丙、丁。

你能分析上述两种现象说明了什么吗？

（1）；

（2）。

23.如图，有A、B两个盒子，里面各放了一块透镜，手指接触不到透镜，无法判断透镜边缘和中间厚薄的差别。

但盒子中间是透明的，可在盒子的一方通过透镜看到盒子另一方发出的光线。

小华想知道盒子里装的是凸透镜还是凹透镜，请你帮他想想办法。

24.小明站在同一位置用数码相机（焦距可改变）对着无锡著名景点——锡山先后拍摄了两张照片甲和乙，如图所示。

他产生了这样的疑问：

物体通过凸透镜在光屏上所成像的大小与透镜的焦距有何关系呢?

小明对此进行了探究。

（1）小明找来了一些凸透镜，但不知道它们的焦距，请你为他提供一种测量透镜焦距的方法。

（可画图说明）

（2）测出凸透镜焦距后，小明先后选用了三个焦距分别为15cm、10cm、5cm的凸透镜，在保持物距始终为35cm的情况下依次进行实验，发现所成的像越来越小。

请你根据实验结果判断小明在拍摄哪一张照片时照相机镜头的焦距较大。

（3）在探究过程中，小明总是让物距保持不变，请你说出他这样做的理由。

25.每个凸透镜都有焦距，而且它的焦距是一定的，那么凸透镜的焦距大小由什么决定呢？

甲猜想：

凸透镜焦距的大小可能与凸透镜直径的大小有关；

乙猜想：

凸透镜焦距的大小可能与凸透镜中间凸起的程度有关；

丙猜想：

凸透镜焦距的大小可能与凸透镜的焦点的远近有关；

你的猜想是。

请你将上述任一猜想设计实验进行探究。

并完成如下工作：

（1）你这次探究的主要器材有哪些?

（2）三个直径不同

（3）请你写出探究的主要步骤。

（4）请你设计出实验现象与实验数据的记录表格。

（5）在这次探究过程中，你运用的主要科学研究方法是什么?

综合测试答案

一.选择题

1.D2.D3.B4.A5.C6.C7.C8.B9.A

二.填空题

10.凸透镜；会聚；凹透镜；发散

11.焦点；焦距

12.凸透镜；凹面镜；凸透镜的焦点处

13.凸透镜；会聚

14.凸透镜；光屏；镜头；倒立缩小的

15.调焦环；后缩

16.倒；远一些；近一些

17.小于一倍焦距；正立放大的虚

18.

（1）D、F

（2）A、B（3）C、E（4）D、F（5）E、F（6）C、D（7）A、B

（8）B、C、D（9）E、F（10）A　

三.作图题

19～20.图略

四.实验探究题

21.近视眼镜的镜片是凸透镜，可以用它的一面正对着太阳，另一面正对着纸或干草并调整它们之间的距离，使得到的光斑最小、最亮，过一会儿，纸或干草就会燃烧起来。

22.

（1）环内水面呈凹面时相当于一个凹透镜，此时成正立缩小的像。

（2）环内水面凸起时相当于一个凸透镜，此时成正立放大的像。

23.方法一：

让平行光束（如阳光）透过盒子，用白纸（或手掌）在另一侧来回移动，如果透过的光能会聚在一起成为光点，说明中间厚边缘薄是凸透镜，如果光束发散开来，说明中间薄边缘厚是凹透镜。

方法二：

把手指放在靠近盒子一侧，从另一侧透过盒子中间透明处观察手指，若看到手指放大的像，则说明中间厚边缘薄是凸透镜，若看到手指缩小的像，则说明中间薄边缘厚是凹透镜。

24.

（1）将凸透镜正对着太阳，在透镜的另一侧放一张纸，调节透镜到纸面的距离，直至纸面上出现最小、最亮的光斑，测出光斑到凸透镜的距离，即为凸透镜的焦距。

（2）拍摄乙照片时照相机镜头的焦距较大。

（3）凸透镜所成实像的大小与物距、焦距都有关系，因此研究实像的大小与焦距的关系时应控制物距不变。

25.略