1、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):
2、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
3、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u2f2fvf缩小、倒立、实像照相机,眼睛u=2fv=2f等大、倒立、实像2fufv2f放大、倒立、实像投影仪u=fv=同侧不成像探照灯的透镜ufvf放大、正立、虚像放大镜凹透镜物在镜前任意处vU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
4、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。
5、(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
6、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
7、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
8、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
9、,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f1f2。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-
10、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:通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。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()Af BL Cf+L Df-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
11、前后的完整光路。【思路点拨】凹透镜的三条特殊光线: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。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。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
12、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
13、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()A0.1m B0.2m C0.3m D0.5m【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
14、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,2fuf,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
15、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,2fuf,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()
16、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(
17、)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
18、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.
19、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5 cm,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
20、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,AB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”
21、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
22、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】D3.【答案】D【解析】凸透镜成像时,2fuf,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2f10cmf。把蜡烛移到距透镜20cm处时,u2f,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,
23、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,u2f,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
24、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
25、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
26、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,
27、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
28、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。
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