八年级物理上册 第三章透镜及其应用重难点突破知识点分析 人教新课标版.docx

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八年级物理上册第三章透镜及其应用重难点突破知识点分析人教新课标版

第三章透镜及其应用重难点突破

I、重难知识点例析

【重点难点荐入】

1．知识结构

2．知识要点

（1）中间厚两边薄的透镜是凸透镜

（2）中间薄两边厚的透镜是凹透镜

（3）主光轴：

通过透镜两个折射球面的球心（或者通过一个球面的球心并与另一球面相垂直）的直线，叫透镜的主光轴（或主轴）．如图3—1所示．

（4）光心：

光线通过主光轴上某一特殊点而不改变方向，这个点叫透镜的光心．如图3—1所示．在透镜中心处．

（5）凸透镜对光有会聚作用；凹透镜对光有发散作用．

（6）平行于主光轴的光线，通过透镜折射后会聚于主光轴上的点叫焦点．

（7）焦点到光心的距离叫焦距．

（8）透镜的应用：

照相机、投影仪、放大镜．

（9）实际光线会聚而形成的像是实像；光线的反向延长线会聚成的像是虚像．实像能够呈在光屏上，虚像不能成在光屏上．

（10）眼球的基本结构．

（11）近视眼及其矫正；远视眼及其矫正．

（12）透镜焦度（φ）；透镜焦距的倒数叫做透镜的焦度．即

（13）显微镜和望远镜的基本结构．

3．考点

（1）透镜的基本性质．

（2）凸透镜的成像规律．

（3）凸透成像规律的应用：

眼睛和眼镜、显微镜和望远镜．

【难点例析】

[例1]图3—2中正确表示了光通过透镜的是（）

A．甲图B．乙图C．丙图D．丁图

思路分析

根据凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用，对比观察入射前和出射后光的变化情况．光通过甲图中的凸透镜变得比原来会聚了，光通过乙图中的凹透镜变得比原来会聚了，光通过丙图中的凸透镜变得比原来发散了，光通过丁图中的凹透镜变得比原来会聚了．透镜对光的（明确会聚和发散的区别）“会聚”作用和“发散”作用并非只是针对平行于主轴的平行光而言，“会聚作用”应该理解为出射光比入射光会聚了一些；“发散作用”应该理解为出射光比入射光发散了一些，图3-3所示．

答：

A

[例2]下列说法正确的是（）

A．凡是透镜一定有两个焦点

B．凹透镜没有焦点

C．任何方向的光线经透镜折射后传播方向都会发生偏转

D．以上说法都不正确

思路分析

一般的透镜若有两个球面，就意味着有两个焦点；但少数透镜只有一个球面，这就意味着这种透镜只有一个焦点．对于凸透镜应有两个实焦点（或一个实焦点），对于凹透镜应有两个虚焦点（或一个虚焦点）．而且入射光线如果指向凸透镜或凹透镜，且通过光心，则不会发生折射现象，而是沿直线传播．因此选D正确．（注意凸透镜和凹透镜的焦点的性质）

答：

D

[例3]怎样利用太阳光测未知凸透镜的焦距呢?

答：

由于太阳离地球很远．所以射到地球表面的太阳光小范围内可以近似看成是平行光，根据焦点的定义，平行光通过凸透镜后会聚到焦点上．具体做法是在透镜下放一与镜平行的光屏，让透镜对准太阳光，前后移动透镜会在屏上看到一个光斑，测量光斑最小最亮时透镜边缘到屏面的距离，这个距离大约等于凸透镜的焦距．

（此方法只能粗测焦距）

[例4]根据图3—4（a）中入射光和出射光的情况在方框内填上一个适当的光学元件．

思路分析（注意这五种镜子的区别）

我们知道的光学元件一般有平面镜、凸透镜、凹透镜、凸面镜、凹面镜五种，其中平面镜对光的作用是能够改变光的传播方向；凸透镜和凹面镜对光有会聚作用；凹透镜和凸面镜对光有发散作用．将各图中的出射光与入射光进行比较：

甲图中，入射光是会聚光，出射光变为平行光而不是反射光；乙图中平行光入射，出射光是发散光，而不是反射光，注意到两条入射光线出射时上下位置颠倒了，只有平行光通过凸透镜且出射光过焦点后位置才会发生颠倒；丙图中，出射光与入射光都是平行光，只是光的传播方向发生了变化．

答：

如图3-4（b）

[例5]完成图3-5中的光路图

思路分析

图中所给的四个透镜，（a）、（b）是凸透镜．（c）、（d）为凹透镜，并且（a）、（c）给出入射光线，要求画出折射光线．而（b）、（d）则给出折射光线，要求画出入射光线．根据光心、焦点的定义方法就能画出这些特殊光线．

在画图中要注意光的传播方向．（利用基本概念完成作图）

答：

如图3—6所示．

[例6]利用两面凸透镜把二束平行光变成另二束平行光，同时使“上、下”的光线更换位置．（用画图的方法完成这个题目．）

思路分析

平行放置这两个透镜

和

，同时使

的右侧焦点与

的左侧焦点重合．按透镜的焦点性质就可以画出此图．

答：

如图3-7所示．（通过透镜性质明确作图方法）

[例7]试说明凸透镜能成实像的条件?

思路分析

根据凸透镜的成像规律，物体位于凸透镜一侧的1倍焦距到2倍焦距之间时在透镜另一侧成放大、倒立的实像；物体位于凸透镜一侧的2倍焦距以外时在透镜另一侧成缩小、倒立的实像．本题只是说明成实像的条件，并不考虑成的是放大像或是缩小像，因此只抓住“成实像”．（注意大、小实像的条件）

答：

物体在凸透镜一侧1倍焦距以外．

[例8]人用眼睛______________看到凸透镜中成的虚像；人用眼睛__________看到凸透镜中成的实像．

思路分析（在人眼视网膜所成的像是实像）

人能看到像是因为有光线进入人眼．凸透镜成虚像时，物体发出的光线经凸透镜折射后进入人眼，这些光的反向延长线相交而成虚像，所以虚像人眼是能看到的；物体发出的光线经凸透镜折射后，会聚成实像，实像所发出的光进入人眼就能使人看到它，因此人眼当然能够看到实像．

答：

能能（注意“虚像”和“实像”人眼都能看到）

[例9]一个“上”字形的霓虹灯，通过凸透镜成像在光屏上，图3—8中四个像正确的是（）

思路分析

一般来说，凸透镜所成的实像总是倒立的，并且是上下颠倒，在实际问题中，由于凸透镜是一个圆形的，光除了能被透镜上、下偏折，同样也能使光在左、右偏折，即光通过凸透镜后总是向中心，玻璃厚的部分偏折，因此凸透镜所成的像不仅上、下颠倒，左、右也要颠倒，所以只有D图符合要求．（从一个平面分析成像情况）

答：

D

[例10]一支蜡烛立在凸透镜前，调节光屏的位置，恰好在光屏上得到缩小的清晰的像．若保持透镜位置不动，把蜡烛和光屏对调一下位置，则（）

A．在光屏上仍可呈现缩小的像

B．隔着透镜可看到蜡烛的像

C．在光屏上呈现放大的像

D．在光屏上呈现与蜡烛等大的像

思路分析（根据光路可逆性进行分析）

根据教材中的探究问题（实验），就应该知道，当物体在光屏上成缩小的实像时，此时物距大于二倍焦距，则所成的像应在一倍焦距和二倍焦距之间．若透镜位置不动，而把物体和光屏的位置对调，则原来的像距为现在的物距，原来的物距为现在的像距．根据上述分析蜡烛应在光屏上呈现放大的像，因此选C正确．

答：

C

[例11]物体放在距凸透镜前30cm的位置上时，在另一侧的光屏上能够得到放大的倒立的像，透镜的焦距可能是（）

A．7．5cmB．20cmC．30cmD．40cm

思路分析

物体通过透镜成放大倒立实像的条件是物体在透镜的焦点到2倍焦距之间，因此f<30cm<2f，由此可以算出30cm>f>15cm，在答案中找出满足条件的选项．（这点是分析本题的关键）

答：

B

[例12]物体距凸透镜20cm时，可在光屏上得到一个缩小的实像，若把物体向透镜方向移8cm，又可在光屏上得到一个放大的实像，则透镜的焦距是（）

A．20cmB．10cmC．9cmD．5cm

思路分析可用u表示物距，v表示像距，f表示焦距

根据题意，当u=20cm时，物体通过凸透镜在光屏上成倒立、缩小的实像．即物距必须满足u>2f，也就是f<10cm．错解A.当焦距为10cm时，物体在20cm处成等大实像，不符合题意．而当焦距为5cm，根据题意，物体又向透镜移动8cm，不可能成放大实像．因此只有焦距为9cm时，才刚好同时满足题意中的两个条件．因此选C正确．

答：

C（注意：

物体移动时的分析方法）

[例13]简述照相机是怎样进行工作的?

思路分析与答

照像机的标准镜头焦距大约50—75mm，而镜头伸缩的范围很小，在1cm左右，就是说，像距很短．因此，被摄物体一般都在距离镜头很远的地方，最近也在1m左右．这一距离也远远大于二倍焦距．当物体在很远很远的地方时（一般大于20m时），我们就称物距为无穷远，照像机的距离环上有“

”的符号，就表示无穷远．这时，镜头距底片最近，等于镜头的焦距．

有些同学很喜欢摄影，也经常进行摄影实践活动．通常把调距离叫调焦距，也称调焦．这里有个误会，实际上，不是在调焦距，而是在调整像距．因为照像机的镜头焦距是固定的不能调（除变焦镜头以外）．

当用照像机给一个同学照像时，人距镜头越近，照出像片中人越大．但是一定要调整镜头加大像距，即向前推出镜头．

（加大像距是使像能够成在底片上）

[例14]简述幻灯机、电影机是怎样工作的?

思路分析与答

幻灯机和电影机的原理一样，都是利用凸透镜成放大实像的原理．

幻灯片、电影片与镜头的距离是物距，镜头到银幕的距离是像距．银幕距离镜头越远银幕上的图像越大，即像距越大，像越大．与此同时，应该使物距减小，即把镜头向幻灯片、电影片方向移动．（明确凸透镜和平面镜的综合应用）

现在不少学校的教室里都配备有投影书写仪，又叫投影器，它和我们课本上介绍的幻灯机原理相同，只不过是在光路上增加了一个平面镜，改变了光路，使投影幻灯片平放在书写台面上而成一个直立的像．

[例15]简述怎样合理应用放大镜．

思路分析与答

使用放大镜观察物体时，物体应放在凸透镜的焦点以内，由于放大镜利用了凸透镜成虚像的原理，因此，人们看到的是正立的像．

实际上，使用放大镜观察物体时，物体离放大镜越远（但保证u

[例16]有一张照片，发现其景物模糊不清，而且整个画面偏黑，其形成的原因是在拍照时，没有调节好（）

A．调焦环B．快门C．光圈D．以上说法都正确

思路分析

根据上述照相机的工作情况知道，用照相机拍照时，景物若模糊不清，说明像距没有调好．因此应该使用调焦环．同时整个画面偏黑，说明曝光过度，应调整快门时间和光圈的大小．因此本题应选D正确．

答：

D（注意：

光圈、快门和调焦环的区别）

[例17]下面说法正确的是（）

A．近视眼应用凸透镜矫正

B．近视眼应用凹透镜矫正

C．远视眼产生的原因是晶状体太厚

D．远视眼产生的原因与近视眼产生的原因一样，是玻璃体变混浊

思路分析

人眼中相当于凸透镜的主要结构有晶状体和角膜，它把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体的像通过其他组织就可以使人看见物体了．近视眼产生的原因是晶状体太厚，折光能力太强．使光会聚在视网膜前．所以在眼睛前要放一个凹透镜进行矫正．因此B正确．

答：

B（会根据人眼结构进行物理现象的分析）

[例18]关于人眼所“见”，下列说法正确的是（）

A．透过窗户玻璃看到的像都是实像

B．通过近视眼镜看到的可能是虚像

C．通过近视眼镜看到的一定是虚像

D．人眼通过透明介质看到的像一定是实物的虚像

思路分析

根据光的折射规律，窗户玻璃对光线有折射作用，能使其形成的虚像平移．近视眼镜是用凹透镜制成的，它是发散透镜，通过图3—9可以说明总是成正立、缩小的虚像．而人的眼睛中的晶状体相当于凸透镜，它能使折射光线落在视网膜上形成实像．

答：

C

II、综合能力提升测试

一、理解与应用

1．透镜是利用光的___________现象制成的，凸透镜对光有___________作用，凹透镜对光线有______________作用。

2．要想利用凸透镜使小灯泡发出的光变成平行光，应该把小灯泡放在凸透镜的________处。

3．当物体与凸透镜的距离大于透镜靠近时，物体成_______立的_______像（填“虚”或“实”），此时物体从较远处向透镜的焦距时，像逐渐_________（填“变大”或“变小”），像到透镜的距离逐渐_________（填“变大”或“缩小”），当物体与透镜的距离小于焦距时，成_______立________（填“放大”或“缩小”）的___________像。

（填“虚”或“实”）

4．小午有一块焦距为5cm的凸透镜，若想用它做一个模拟照相机，则景物到凸透镜的距离应____________，若想用它做投影仪的镜头，则胶片到凸透镜的距离应_________，若想将它作为放大镜使用，则被观察的物体到凸透镜的距离应______________。

5．近视眼镜片是___________镜。

6．关于四种光学仪器的成像情况，以下说法中正确的是（   ）

A.放大镜只能成正立放大的实像   B.照相机只能成正立缩小的实像

C.平面镜只能成正立等大的虚像   D.幻灯机只能成正立等大的实像

7．关于虚像和实像，正确的判断依据是（   ）

A.平面镜成虚像，凸透镜成实像           B.光的折射可以成实像也可以成虚像

C.光的反射成实像，光的折射成虚像   D.光的反射可成实像也可成虚像

8．下列光学仪器中得到的实像比物体大的是（   ）

A.放大镜    B.照相机   C.平面镜   D.投影仪

9．下列光路图正确的是（   ）

10．一个物体在凸透镜前30cm处时，在屏上成一侧立缩小的像，则凸透镜的焦距f为（ ）

A.15cm15cm   C.f<15cm   D.f>30cm

11．下列镜子中对光起发散作用的是（   ）

A.凸透镜       B.平面镜         C.放大镜            D.凹透镜

12．摄影师给全班同学合影，通过取景框发现站在边上的小明和小刚没有进入取景框，请问摄影师应该怎样才能照好这张合影。

二、探究与体会

13．照相机里的凸透镜可以成缩小的实像，投影仪里的凸透镜可以成放大的实像，凸透镜还能成等大的实像吗？

小明给自己提出了这样一个问题，请你帮他设计一个实验探究一下凸透镜能否成等大的实像。

写出实验器材和步骤。

并和同学一起完成实验得出你的结论。

实验步骤：

实验结果：

三、调查与实践：

14．学习凸透镜成像和照相机原理后，通过查阅资料了解照相机的组成和功能，并调查本市照相机商店各种照相机的价格和功能，找出你自己中意的一款并说明理由。

四、阅读与思考

凹透镜

平常我们看到凹透镜是用透明的玻璃制成的，它边缘厚中央薄。

我们都知道平板玻璃使平行光透过后还是平行的光，那么平行光透过凹透镜后会怎样呢？

小午同学首先进行了大胆的猜想，既可能会聚，也可能发散，也可以不会聚也不发散，只有这三种情况。

但究竟哪种情况是正确的呢？

小午进行了如下的实验：

他将10只激光手电筒捆绑在一起，形成一束平行光，然后正对凹透镜照射，发现了如图所示的现象，请同学

们通过对上述文章的阅读，回答下列问题：

1．通过实验，小午得出了什么结论？

2．你认为凹透镜可以有哪些应用？

请说出两种。

3．通过刚才小午和你对凹透镜的学习，想想这个学习过程是经过大致怎样的程序步骤？

请写出来。

五、想像与创新

15．请找出两种方法测出凸透镜的焦距，并说明理由。

16．没有放大镜，你能用其他物体帮助你看清蚂蚁的小字吗？

说出你的方法。

参考答案

1．折射 会聚 发散 2.焦点 3.倒 实 变大 变大 正 放大 虚 4.>10cm 小于 10cm，大于5cm <5cm 5.凹透  6.C 7.B 8.D 9.A 10.C 11.D 12.摄影师向后退，增大物距，从而减小像的大小，同时将镜头适当往后缩，得到清晰的像 13.略 14.略 15.

（1）凹透镜对光具有发散作用 

（2）矫正近视眼   （3）提出问题——大胆猜想——动手实验——得到结论——应用 16.只要方法可行即可 17.提示：

可采用水透镜、冰透镜等