人教版物理八年级上册 第五章 透镜及其应用 全章复习与巩固学案.docx

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人教版物理八年级上册第五章透镜及其应用全章复习与巩固学案

人教版物理八年级上册第五章透镜及其应用全章复习与巩固

【学习目标】

1.识别凸透镜和凹透镜，知道凸透镜对光线的会聚作用和凹透镜对光线的发散作用；

2.知道凸透镜的光心、主光轴、焦点和焦距；

3.理解凸透镜成像规律；

4.知道照相机、幻灯机、放大镜的成像原理；

5.知道近视眼和远视眼的成因和矫正。

【知识网络】

【要点梳理】

要点一、凸透镜和凹透镜

1、透镜：

中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜；中间薄，边缘厚的透镜叫凹透镜

2、主光轴：

通过两个球面球心的直线。

3、光心（O）：

主光轴上有个特殊点，通过这个点的光线传播方向不改变。

　　　　　　　　　　　凸透镜　　　　　　　　　　　　　　　　　凹透镜

4、焦点（F）：

凸透镜使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点。

凹透镜使跟主光轴平行的光线发散，发散光线的反向延长线会聚在主光轴上一点，这点叫凹透镜的虚焦点。

5、焦距（

）：

焦点到凸透镜光心的距离。

如图：

　　　　　　　　　　　凸透镜　　　　　　　　　　　　　　　　　凹透镜

6、对光线的作用：

凸透镜对光线有会聚作用，也叫会聚透镜；凹透镜对光线有发散作用，也叫发散透镜。

3、要点诠释：

1、凸透镜有两个焦点，凹透镜有两个虚焦点；

2、放在凸透镜焦点上的光源发出的发散光束，经过凸透镜折射之后变成平行光束，幻灯机、投影仪、舞台上的追光灯等仪器就是利用了这一原理；

3、凹透镜的虚焦点，“虚”表示该点并不是实际光线的交点，而是逆着凹透镜折射光线的方向看去。

要点二、凸透镜成像规律及应用

1、凸透镜成像规律：

物的位置

像的位置

像的性质

应用举例

凸

透镜

u=∞

（平行光）

v=f

像与物异侧

成一点

测定焦距

u＞2f

2f＞v＞f

缩小、倒立、实像

照相机，眼睛

u=2f

v=2f

等大、倒立、实像

2f＞u＞f

v＞2f

放大、倒立、实像

投影仪

u=f

v=∞

同侧

不成像

探照灯的透镜

u＜f

v＞f

放大、正立、虚像

放大镜

凹透镜

物在镜前任意处

v＜U

同侧

缩小、正立、虚像

2、口诀记忆：

总结凸透镜成像规律，可简要归纳成“一焦分虚实，二焦分大小；成实像时，物近像远像变大；成虚像时，物近像近，像变小。

”

（1）“一焦分虚实”：

物体在一倍焦距以内成虚像，一倍焦距以外成实像。

（2）“二焦分大小”：

物距小于二倍焦距，成放大的像，（焦点除外）；物距大于二倍焦距成缩小的像。

（3）“成实像时，物近像远像变大”：

成实像时，物体靠近透镜，像远离透镜，像逐渐变大。

（4）“成虚像时，物近像近，像变小”：

成虚像时，物体靠近透镜，像也靠近透镜，像逐渐变小。

3、凸透镜成像应用：

（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。

要点诠释：

实像和虚像的区别：

（1）成像原理不同：

物体发出的光线经光学器件会聚而成的像为实像，经光学器件后光线发散，反向延长相交形成的像叫虚像。

（2）成像性质上的区别，实像倒立的，虚像是正立的。

（3）接收方法上的区别：

实像既能被眼睛看到，又能被光屏接收到，虚像只能被眼睛看到，不能被光屏收到。

要点三、眼睛和眼镜

1、近视眼：

只能看清近处的物体，看不清远处的物体。

2、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，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：

3、矫正：

佩戴合适的凹透镜

4、远视眼：

只能看清楚远处的物体、看不清近处的物体。

5、成因：

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。

6、矫正：

佩戴合适的凸透镜

要点诠释：

1、近视眼是因为眼睛调节能力减弱或是眼球前后过长造成的，近视眼应选用适当度数的近视镜片进行矫正，近视眼镜是由凹透镜制成的。

2、矫正远视眼，增强对光的折射作用。

可配戴用凸透镜制成的远视眼镜，使入射的光线经凸透镜折射后进入眼睛，会聚点就能移到视网膜上，如图所示。

要点四、凸透镜成像作图

1、凸透镜的三条特殊光线：

（1）通过光心的光线经凸透镜后传播方向不变如图甲；

（2）通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴如图乙；

（3）跟主光轴平行的光线经凸透镜折射后过焦点如图丙。

2、凹透镜的三条特殊光线：

（1）通过光心的光线经凹透镜后传播方向不变如图甲；

（2）射向凹透镜的光线如果其延长线通过虚焦点，则经凹透镜折射后平行于主光轴如图乙；

（3）跟主光轴平行的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过焦点如图丙。

3、凸透镜成像作图

（1）成倒立缩小实像时，物距

，像距

如下图甲所示：

（2）成倒立放大实像时，物距

，像距

如下图乙所示：

（3）成正立放大虚像时，物距

如下图丙所示：

【典型例题】

类型一、透镜对光线的作用

【例题】1.两个完全相同的凸透镜L1、L2如图放置，其中AO1=O1B=BO2，过A点的一条光线经L1折射后按如图方向到达L2，则关于该光线再经L2折射后的去向，以下判断正确的是（　　）

A．过L2的二倍焦距点B．过L2的焦点C．平行于L2的主光轴D．过L2的二倍焦距以外的点

【思路点拨】因为AO1=O1B根据凸透镜成像规律，物体在2倍焦距处时物距等于像距，所以AO1是凸透镜L1的2倍焦距；L1、L2是相同的凸透镜，焦距相同，所以BO2是L2的2倍焦距。

【答案】A

【解析】过主光轴上的一点A发出的光线，经过凸透镜折射后交于主光轴上一点B，并且A、B两点到光心的距离相等，可知：

AO1和O1B为凸透镜的二倍焦距。

因为两个透镜完全相同，且AO1=O1B=BO2，所以BO2也是凸透镜L2的二倍焦距，所以光线再经L2折射后仍过L2的二倍焦距点。

【总结升华】过凸透镜二倍焦点的光线经凸透镜折射后仍过二倍焦点。

这个规律可结合凸透镜的成像规律来帮助理解，当物距等于二倍焦距时，物距和像距相等。

举一反三：

【变式】往试管里注入清水，用橡皮塞堵住管口，留一稍大的空气泡。

让阳光垂直照射试管，发现阳光透过空气泡在白纸上形成一橄榄状的暗影，如图所示，原因是

，用掌握的物理知识分析，阳光透过试管的其它部分，呈现在白纸上的是。

【答案】空气泡下的水相当于一凹透镜对光线起发散作用；一条与试管平行的亮线

【例题】2.已知凸透镜L1的焦距为f1，凹透镜L2的焦距为f2，且f1＞f2。

若把它们的主光轴重合相互平行放置，并适当调节两块透镜中心之间的距离，可使一束平行于主光轴的入射光通过这两块透镜后仍为平行光束。

这时两块透镜中心间的距离为。

【答案】f1-f2

【解析】左边放凹透镜，右边放凸透镜，让凸透镜与凹透镜的左端的焦点重合，此时该两块透镜中心间的距离为：

f1-f2，如下图所示：

【总结升华】题目考查了凸透镜、凹透镜对光线的作用，会画凸透镜的三条特殊光线：

①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。

②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。

③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。

举一反三：

【变式】在光具座上自左向右依次竖直放置一个凹透镜、凸透镜和平面镜，两个透镜的主光轴重合，凸透镜的焦距为f，此时两个透镜之间的距离为L。

在凹透镜的左侧有一水平平行光束通过两个透镜后入射到平面镜上，经平面镜反射后，反射光恰能沿原来的光路返回，据此可判断凹透镜的焦距为（　　）

A．fB．LC．f+LD．f-L

【答案】D

类型二、作图题

【例题】3.如图所示，画出光线ab和Oc通过透镜前后的完整光路。

【思路点拨】凹透镜的三条特殊光线：

①延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴。

②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点。

③过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。

【答案与解析】根据凹透镜的三条特殊光线的规律。

入射光线平行于主光轴，则其折射光线的反向延长线过焦点；过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。

如图所示：

【总结升华】在作凹透镜的光路图时，先确定所给光线的特点再根据透镜的三条特殊光线来作图。

举一反三：

【变式】完成下列光路图（保留必要的作图痕迹）。

【答案】

类型三、综合应用

【例题】4.关于透镜，下列说法正确的是（　　）

A．凸透镜对光线有会聚作用，通过凸透镜的光线一定会聚到一点

B．不论是凸透镜还是凹透镜，经过透镜光心的光线方向都不变

C．放在凹透镜焦点上的点光源，它发出的光线经透镜折射后光线平行于主光轴

D．凸透镜有两个虚焦点，凹透镜有两个实焦点

【答案】B

【解析】A、凸透镜对光线有会聚作用，只有平行于主光轴的光线才能会聚于焦点，故A错误；B、不论是凸透镜还是凹透镜，经过透镜光心的光线方向都不变，故B正确；C、根据光路的可逆性，放在凸透镜焦点上的点光源，它发出的光线经透镜折射后光线平行于主光轴，故C错误；D、凸透镜有两个实焦点，凹透镜有两个虚焦点，故D错误，故选B。

【总结升华】题目考查了知识的综合运用，凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用；知道凸透镜和凹透镜对光线的作用是解决该题的关键。

举一反三：

【变式】如图所示，当用眼睛去观察镜子时，光束似乎是从M处发散开来的，则透镜的焦距是（　　）

A．0.1mB．0.2mC．0.3mD．0.5m

【答案】A

类型四、实验探究

【例题】5.小王做“探究凸透镜成像规律”的实验。

（1）他将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移动光屏，在距透镜10cm处，屏上呈现出最小最亮的光斑。

（2）他把蜡烛、凸透镜和光屏放置在米尺旁。

点燃蜡烛后，他还应调整火焰中心、凸透镜中心和光屏中心在。

（3）调整后，把烛焰放在距凸透镜16cm处时，在凸透镜另一侧前后移动光屏，会在光屏上得到一个倒立、的实像；（填光学仪器）就是利用这一成像规律工作的。

（4）实验中，当小王用白纸遮掉凸透镜的上半部分时，光屏上成像的情况是。

A．只出现烛焰的上半部分的像　　　　　　B．只出现烛焰的下半部分的像

C．仍然是完整的像，只是变暗些　　　　　D．成像情况像不受任何影响

【思路点拨】探究凸透镜成像的实验时，依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心；凸透镜成像时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪；物体有无数点组成，物体上任一点射向凸透镜有无数条光线，经凸透镜折射后，有无数条折射光线会聚成该点的像，当遮住凸透镜的一部分，还有另外的部分光线，经凸透镜折射会聚成像。

【答案】

（2）同一高度；（3）放大；投影仪 

（4）C

【解析】

（2）蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心。

（3）烛焰放在距凸透镜16cm处时，凸透镜的焦距是10cm，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪。

（4）遮住凸透镜的上半部，物体上任一点射向凸透镜的下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗。

【总结升华】题目考查了凸透镜成像规律的探究实验。

需要学生掌握凸透镜成像时的规律及特点要结合实际应用。

实验过程中，光屏上不能正常成像，或成像不清晰，或成像不在光屏中央，能分析原因，并能解决。

【巩固练习】

一、选择

1.下列说法中不正确的是（　　）

A．穿衣镜成正立等大的虚像B．照相机成倒立缩小的实像

C．汽车观后镜成正立缩小实像D．幻灯机成倒立放大实像

2.人们主要利用其折射来改变光路的光学仪器有（）

A.平面镜、凸面镜、凹面镜B.平面镜、凸透镜、凹透镜

C.凸透镜、凸面镜D.凹透镜、凸透镜

3.放映幻灯片时，相对于幻灯片，在银幕上得到的是（）

A．倒立缩小的实像B．正立放大的虚像

C．正立放大的实像D．倒立放大的实像

4.物体放在透镜前某一位置时，在透镜的另一侧离透镜10cm处的光屏上成倒立缩小的像，当物体移至透镜前20cm处时，所成的像是（）

A．正立放大的实像B．正立等大的实像

C．倒立缩小的实像D．倒立放大的实像

5.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

6.（双选）关于生活中的透镜，下列说法中正确的为（　　）

A．利用照相机照相时，物体离照相机镜头比较远，所成的像是缩小、倒立的实像

B．利用放大镜可以看清物体的细微之处，所成的像是放大、正立的虚像

C．近视眼需要戴用凸透镜做成的近视眼镜，近视眼镜所成的像是正立、放大的虚像

D．远视眼需要戴用凹透镜做成的远视眼镜，远视眼镜所成的像是正立、放大的实像

7.把图中的凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看做是眼睛的视网膜。

给凸透镜“戴”上近视眼镜，使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像。

若“取下”近视眼镜，为使光屏上的像清晰，在保持烛焰和凸透镜位置不变的条件下，应将光屏（）

A．保持在原来位置B．向靠近凸透镜的方向移动

C．向远离凸透镜的方向移动D．无论怎样移动光屏都不能使像清晰

8.人的眼睛像一架照相机，从物体射出的光经过晶状体折射后成像于视网膜上，在视网膜上所成的像是（　　）

A．倒立、缩小的实像B．倒立、缩小的虚像

C．正立、放大的虚像D．正立、放大的实像

9.在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏在如图所示的位置时，光屏上出现了烛

焰清晰的像，则所成的像是（　　）

A．倒立、放大的实像B．倒立、缩小的实像

C．倒立、等大的实像D．正立、放大的虚像

10.关于望远镜的说法正确的是（　　）

A.所有的望远镜都是由两个凸透镜组成的B.望远镜都是由一个凸透镜和一个凹透镜构成的

C.除了凸透镜外，天文望远镜也常用凹面镜做物镜D.只有用透镜才能做望远镜

二、填空

11.阳光通过一个透镜后可以把后面纸上的一点照得很亮，说明这是一个________透镜，纸上照得很亮的一点是________。

12.把一个凸透镜正对阳光，在镜下白纸上出现一个亮点，这点叫________，测得该透镜光心到亮点的距离为5cm，用它做照相机镜头，则照相时物体到镜头的距离至少应大于________。

13.如图所示是一台投影仪的结构示意图，其中A 是平面镜，它的作用是改变光的；B上放置的是。

经过镜头形成一个放大的像，再经过平面镜，最终使像成在屏幕

上的C 处。

14.照相机镜头的作用相当于一个透镜；显微镜的目镜是一组透镜，它的作用相当于一个透镜。

在甲乙两幅示意图中，矫正近视眼的是；矫正远视眼的是（填“甲”或“乙”）

15.如图为国际空间站上宇航服通过悬浮水珠成像的情景。

图中水珠相当于　　镜，生活中与该水珠这一成像原理相同的光学仪器有　　。

三、作图

16.如图所示是照相机的原理图，A′B′是AB的像。

请画出图中与入射光线对应的折射光线，并确定凸透镜一侧焦点的位置，用字母F表示。

17.请在图中画出相对应的入射光线或折射光线。

四、实验探究

18.有一个不知焦距的凸透镜，试粗略测出它的焦距（至少用两种方法）

19.某同学在做“研究凸透镜成像规律”的实验中，实验器材的位置如图所示，此时在光屏上出现了一个与烛焰大小基本相等的清晰的像，则：

（1）该实验所用凸透镜的焦距大约为。

（2）若保持蜡烛的位置不变，将凸透镜调至A点时，移动光屏，光屏上又一次出现了一个清晰的像，那么这个像的性质是。

（3）仍保持蜡烛的位置不变，将透镜调至B点时，移动光屏，若光屏上再一次出现了一个清晰的像，那么这个像一定是。

（4）若在此时，用不透明的纸将透镜的上半部分遮住，那么光屏上出现的像与未遮前比较有何变化。

（5）如果该同学继续移动透镜至C点时，移动光屏，在光屏上将（填“能”或“不能”）得到像，因为此时成的是像。

【答案与解析】

一、选择

1.【答案】C

【解析】穿衣镜是平面镜，成正立、等大的虚像，不符合题意；照相机成倒立、缩小的实像，不符合题意；汽车观后镜是凸面镜，成正立、缩小的虚像，符合题意；幻灯机成倒立的、放大的实像，不符合题意。

2.【答案】D

3.【答案】D

【解析】凸透镜成像时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪。

4.【答案】C

【解析】蜡烛位于凸透镜前，调节好透镜和光屏位置后，在透镜另一侧离透镜10cm的光屏上呈现缩小、倒立的像，说明此时2f＞10cm＞f。

把蜡烛移到距透镜20cm处时，u＞2f，光屏上呈现倒立、缩小的实像。

5.【答案】B

【解析】近视眼镜利用了凹透镜对光线的发散作用，A项错误；照相机的镜头相当于一个凸透镜，照相时，被拍景物到镜头的距离应大于二倍焦距，B选项正确；由凸透镜成像规律可知，较小的文字通过投影仪可在屏幕上成倒立、放大的实像；C项错误；根据显微镜的构造和成像原理，用显微镜观察物体时，物体到物镜的距离应在2倍焦距和1倍焦距之间，D项错误。

6.【答案】AB

【解析】A、照相机照相时，u＞2f，成倒立、缩小的实像．故A正确；B、放大镜是利用凸透镜能成正立、放大的虚像的原理制成的。

故B正确；C、近视眼需要佩戴凹透镜进行矫正，近视眼镜成的像是正立、缩小的虚像。

故C错误；D、远视眼需要佩戴凸透镜进行矫正，老花镜是凸透镜，物距小于焦距，成正立、放大的虚像。

故D错误。

7.【答案】B

【解析】近视镜片属于凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，有近视镜片时，凸透镜所成的像会后移；

拿走近视镜片后，凸透镜所成的清晰的像应该在光屏和透镜之间，所以应将光屏向靠近透镜方向移动，才能得到清晰的烛焰的像。

8.【答案】A

【解析】人的眼睛相当于一架微型照相机，晶状体相当于照相机的凸透镜，视网膜相当于光屏，无论是近处还是远处的物体到凸透镜的距离都是大于2倍焦距，外界物体在视网膜上成倒立、缩小、实像。

故选A。

9.【答案】A

【解析】由图可知，物距小于像距，并且能在光屏上成实像，所以物距一定是在一倍焦距到二倍焦距之间，所以成的是倒立、放大的实像。

10.【答案】C

【解析】一般情况下，望远镜的目镜由凸透镜组成，物镜由凸透镜或凹面镜两种类型，故A、B选项错误；观察天体物理方面，一般采用反射式望远镜，采用凹面镜做物镜，故C选项正确；透镜和凹面镜都可以做望远镜，故D选项说法错误。

二、填空

11.【答案】凸；焦点

12.【答案】焦点；10cm

【解析】凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在焦点上，此时亮点即为焦点，故答案为：

焦点；当物距大于2倍焦距时，会成倒立缩小的实像，而照相机正是应用了这一原理，此时焦距为5cm，所以物距须大于10cm才可，故答案为：

10cm。

13.【答案】传播方向、投影片、D

【解析】根据光路和结构图，凸透镜下面的B处应放投影片，投影片到凸透镜的距离应在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间；A应是平面镜，起到改变光的传播方向的作用，使投影片的像成在竖直方向；D应是屏幕，用来承接投影片的像。

14.【答案】凸；凸；乙；甲

【解析】

（1）照相机的镜头是中间厚、边缘薄的透镜，是凸透镜；凸透镜对光线有会聚作用。

显微镜镜筒的两端各有一组透镜，每组透镜的作用都相当于一个凸透镜，物镜成倒立、放大的实像；目镜成正立、放大的虚像。

（2）近视矫正方法，需佩戴凹透镜。

远视矫正方法，需佩戴凸透镜。

15.【答案】凸透；照相机

【解析】图中所成的像为倒立、缩小的实像，那么水珠相当于凸透镜，照相机（或摄影像机等）就是利用这一成像原理。

三、作图

16.【答案与解析】从物体A点发出的光线经凸透镜折射后过像点A′点，画出折射光线；因为平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，所以折射光线与主光轴的交点为凸透镜的焦点，标出符号F，如图：

17.【答案】

四、实验探究

18.【答案】方法

（一）：

找一张白纸和一把刻度尺，在太阳光下，移动凸透镜到白纸的距离，在白纸上得到一个最小最亮的光点，用刻度尺测出白纸到凸透镜的距离就是该凸透镜的焦距。

方法

（二）：

需要一根蜡烛、凸透镜、光屏及光具座，将蜡烛点燃，将这三者都依次放在光具座上，且使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心放在同一高度上，然后移动蜡烛及光屏，直到在光屏上成等大、倒立的烛焰的像时，这时测量蜡烛到凸透镜的距离，然后再除以2，即为凸透镜的焦距。

【解析】题目采用的是，平行光聚焦法和两倍焦距法。

19.【答案】

（1）15厘米

（2）倒立、缩小的实像（3）倒立、放大的实像（4）像将比未遮住前变暗了（5）不能；虚

【解析】

（1）根据凸透镜成像规律可知，当物距等于2倍焦距的时候成等大、倒立的实像，所以此时的物距等于2倍焦距，物距是30cm，焦距是15cm。

（2）当透镜移动到A时，物距大于2倍焦距，移动光屏可以承接到，倒立、缩小的实像。

（3）当透镜移动到B点时，物距小于2倍焦距，大于1倍焦距，移动光屏可以承接到，倒立、放大的实像。

（4）凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，当将透镜的上半部分挡住后，整个物体发出的光虽有一部分被挡住，但总会有一部分光通过下半部分凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同；由于透镜的一半被遮住，因此折射出的光线与原来相比减少了一半，故亮度会减弱。

（5）当透镜移动到C时，物距小于1倍焦距，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，所以在光屏上看不到物体的像。