第五章 透镜及其应用 学案（含答案）2023-2024学年人教版物理八年级上学期

透镜及其应用知识点
一、透镜的基本概念及性质
主光轴：两个球面所在球的球心的连线
光心（O）：主光轴上的一个特殊点，（性质：通过光心的光线传播方向不改变）。即薄透镜的中心。
焦点（F）：平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后，会聚于主光轴上一点，这个点叫焦点。
焦距（f）：焦点到凸透镜光心的距离。
二、凸透镜成像规律
凸透镜成像规律：
物距像距 关系 物距 u 像距ν 像的性质 应用
倒正 放缩 虚实 位置
u＞ν u＞2 2 ＞ν＞ 倒立 缩小 实像 异侧 照相机、摄影机
u＝ν u＝2 ν＝2 倒立 等大 实像 异侧 复印机
u＜ν 2 ＞u＞ ν＞2 倒立 放大 实像 异侧 幻灯机、投影仪、电影放映机
u＝ 不成像 平行光、粗测焦距
u＜ |ν|＞u 正立 放大 虚像 同侧 放大镜、远视镜、老花镜
⑴u＝f是成实像和虚像，正立像和倒立像，像物同侧和异侧的分界点。---------（一倍焦距分虚实）
⑵u＝2f是放大像和缩小像的分界点。--------------------------------------（二倍焦距分大小）
⑶当像距大于物距时成放大的实像，当像距小于物距时成倒立缩小的实像。
凸透镜成像口诀：
实像倒、位异侧，虚像正、位同侧。一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。物体靠近凸透镜，实像变远且变大，虚像变近且变小，焦点附近像最大。（像物应是同向去，像距越大像越大）
凸透镜的应用：
（1）照相机：①物体到透镜的距离（物距）大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像；
②要使像变大，应该让透镜靠近物体，远离胶卷
（2）投影仪：①投影仪上方的平面镜的作用是改变光的传播方向；
②物体到透镜的距离（物距）大于一倍焦距、小于二倍焦距，成倒立、放大的实像；
③要使像变大，应该让透镜靠近物体（在焦点之外，靠近焦点），远离屏幕
（3）放大镜：①放大镜到物体的距离（物距）小于一倍焦距，成放大、正立的虚像；
②要让物体更大，应该让放大镜远离物体；（在焦点之内，靠近焦点）
三、凸透镜成像动态分析-------像距与物距的关系：
(
物距减小
（增大）
像距
增大
（
减小
）
像
变大
（
变小
）
)成实像时：
(
物距减小
（增大）
像距
减小
（
增大
）
像
变小
（
变大
）
)成虚像时：
像与物移动方向相同（物距变大，像距变小；物距变小，像距变大）------------------（像物应是同向去）
像的大小变化与像距的变化情况成正比（像距变小，像也变小；像距变大，像也变大）--（像距越大像越大）
四、透镜光学作图（特殊光线）
①过光心的光线传播方向不改变；
②平行于主光轴的入射光线，经凸透镜后经过焦点；经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线过异侧虚焦点（所以凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光有发散作用）；
③过焦点的入射光线经凸透镜折射后平行于主光轴；对着异侧虚焦点入射的光线经凹透镜折射后平行于主光轴。
(
F
F
F
F
)
五、粗略测量凸透镜焦距的方法—---太阳光聚焦法：
使凸透镜正对太阳光（太阳光是平行光，使太阳光平行于凸透镜的主光轴），下面放一张白纸，调节凸透镜到白纸的距离，直到白纸上光斑最小、最亮为止，然后用刻度尺量出凸透镜到白纸上光斑中心的距离就是凸透镜的焦距。
六、辨别凸透镜和凹透镜的方法：
①手摸法：用手摸透镜，中间厚、边缘薄的是凸透镜；中间薄、边缘厚的是凹透镜；
②太阳光聚焦法：让透镜正对太阳，移动透镜，在纸上能得到较小、较亮光斑的为凸透镜，否则为凹透镜；
③成像法：用透镜看近处的字，能让字放大的是凸透镜，字缩小的是凹透镜；
七、探究凸透镜的成像规律：
①器材：蜡烛、凸透镜、光屏、光具座（带刻度尺）（按从左向右顺序摆放蜡烛、凸透镜、光屏）
②注意事项：三心等高"----烛焰中心、透镜的光心、光屏的中心在同一直线的同一高度。
③实像是由真实光线会聚而成，既可用光屏接收，又可用眼睛直接看；（画实像用实线）
虚像是由光线的反向延长线会聚而成，不能用光屏接收，只能用眼睛看。（画虚像用虚线）
八、近视、远视及矫正方法
①成像原理: 从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上行成倒立，缩小的实像，分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传输给大脑，人就可以看到这个物体了。
（眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏（胶卷））
②近视及远视的原因及矫正方法：
近视眼：晶状体太厚，折光能力强；或眼球在前后方向上距离太短。使像成在视网膜前，用凹透镜矫正
远视眼：晶状体太薄，折光能力弱；或眼球在前后方向上距离太长。使像成在视网膜后，用凸透镜矫正。
老花眼：睫状体调节能力变弱，晶状体达不到足够的厚度，所以看近处不清楚。用凸透镜矫正。
九、显微镜和望远镜
①显微镜: 由目镜和物镜组成，来自被观察物体的光经过物镜后成一个倒立、放大的实像，道理就像投影仪的镜头成像一样；目镜的作用则像一个普通的放大镜，把这个像再放大一次。经过这两次放大作用，我们就可以看到肉眼看不见的小物体了。
②望远镜: 由目镜和物镜组成，物镜使物体成缩小、倒立的实像，目镜相当于放大镜，成放大的像。
我们能不能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要。望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小，但它离我们的眼睛很近，再加上目镜的放大作用，视角就可以变得很大。
第五章 《透镜及其应用》单元测试（附答案）
一、单选题（每小题4分共60分）
1.关于透镜，下列叙述正确的是（ ）
A.凸透镜是很厚的透镜，凹透镜是很薄的透镜 B.透镜只能用透明玻璃制造
C.王红戴的近视眼镜的镜片中间厚、边缘薄 D.凸透镜表面越凸，焦距越短
2．物体到凸透镜的距离为30 cm时，在光屏上得到一个放大的实像，若把物体沿凸透镜主轴移动到距凸透镜45 cm处，则成像的情况一定是 （ ）
A、放大的实像 B、等大的实像 C、缩小的实像 D、三种情况都可能
3．光的世界是丰富多彩的，光学器件在我们的生活、学习中有着广泛应用。你认为下面的介绍不符合实际的是：（ ）。
A．近视眼镜利用了凹透镜对光线的发散作用；
B．照像时，被照者应站在距镜头二倍焦距之外；
C．借助放大镜看世界地图时，地图到放大镜的距离应大于一倍焦距；
D．阳光通过凸透镜可以点燃纸屑，是利用凸透镜对光线的会聚作用。
4．小明做凸透镜成像实验时，将点燃的蜡烛放在凸透镜前在光屏上得到清晰的倒立、放大的实像．保持透镜位置不变，把蜡烛与光屏的位置对换，则（ ）
A．光屏上有倒立、缩小的实像 B．光屏上有倒立、放大的实像
C．光屏上有正立等大的虚像 D．光屏上没有像
5.在探究凸透镜成像规律的实验中，当凸透镜、光屏和烛焰的位置如图所示时，光屏上能成一清晰的像。则（ ）
A.把蜡烛向右移动少许，调整光屏，像变小 B.所成的像是正立缩小的实像
C.把蜡烛向左移动，调整光屏，得到的像变小 D.所成的像是倒立缩小的实像
6.关于光学器材或设备，下列说法错误的是（ ）
A.照相机、幻灯机的镜头都相当于凸透镜 B.潜望镜利用了光的反射
C.近视眼是将像成在了视网膜的后面 D.电视机的遥控器可以发射出红外线
7．测绘人员绘制地图时，需要在高空的飞机上向地面照相，称为航空摄影，若要使用航空摄影照相机的镜头焦距为50 mm,则底片到镜头间的距离为（ ）
A、100 mm以外 B、50 mm以内 C、略大于50 mm D、恰为50 mm
8．关于四种光学仪器的成像情况，以下说法正确的是( )
A．放大镜成正立放大的实像　 　B．潜望镜成正立缩小的虚像
C．照相机成正立缩小的实像 D．幻灯机成倒立放大的实像
9．平行光线经右图所示的中空玻璃砖后将会 （ ）
A.会聚 B.发散 C.仍为平行光 D.无法判断
10．下列现象中，属于光的折射现象是 （ ）
A、斜插入水中的筷子，从水面上看，水下部分的筷子向上弯折了
B、从平面镜中看见自己的像
C、在太阳光照射下树木出现了影子
D、平静的水面映出岸上的景物
11、下列物理现象中：①老人用放大镜看书；②在岸上看水中的鱼；③太阳灶烧水；④水中的筷子变弯．属于光的折射的是 （ ）
A、①②③ B、①②④ C、①③④ D、②③④
12．从物理学角度，请选出下面诗词中有关带点词句的正确解释 （ ）
“鹰击长空，鱼翔浅底，万类霜天竞自由”（沁园春）：清澈的湘江，江水显得浅而见底，水天相映，嬉游的鱼儿，却似在蓝天中飞翔一般 （ ）
A、湘江水本来就浅，这是一种写实 B、这是光的反射现象，水底是实像
C、这是光的反射现象，水底是虚像 D、这是光的折射现象，水底是虚像
13．有关近视眼、远视眼及其矫正的示意图，其中表示近视眼矫正的是（ ）
(
A
B
C
D
)
14.眼睛能看见物体，是因为物体在视网膜上形成清晰的像，这种成像与下列成像在原理上相似的是 （ ）
A.平面镜 B.照相机 C.幻灯机 D.放大镜
15.一个物体通过凸透镜在另一侧光屏上成像，如果用黑纸遮住透镜的下面部分，则物体的像将（ ）
A.在屏上只被接到物体上半部分的像　　 B.能得到物体不清晰的完整的像
C.能得到物体完整的像，但亮度却减弱了　 D.能得到物体大部分的实像
二、作图题（每图3分，共18分）
16.如图所示，F、O分别为凸透镜的焦点和光心，请在图中分别画出3条入射光线经过凸透镜后的折射光线。
17．在各图的方框内填上适当的光学元件
三、实验题（每空2分，共12分）
小明用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像的规律”的实验。如图所示：
1.他首先利用甲图的方法测出这个凸透镜的焦距为 cm；
2. 如图乙，要使像能够成在光屏的中央，应将光屏向 调整(选填“上”或“下”)；使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在 ；
3.实验过程中，当烛焰距凸透镜25cm时，移动光屏至某一位置，在光屏上得到一 （放大/缩小）、清晰、明亮的像，测量出此时光屏距凸透镜的距离是 12cm；
4.从蜡烛到凸透镜距离等于2倍焦距处开始,向焦点移动蜡烛,在这过程中,像到透镜的距离 （填“增大”、“减小”或“不变”）,像 （填“变大”、“变小”或“不变”）
四、将下列表格填写完整。（每空2分，共10分）
物距 （u） 像的性质 应用
倒立 或正立 放大 或缩小 实像 或虚像 像距 （ v）
u＞2f 倒立 实像 照相机
U=2f 倒立 等大 实像 V=2f 测凸透镜焦距
倒立 实像 投影仪
U=2f 不成像，得到一束平行光
u＜f 正立 放大 虚像 放大镜
第五章 《透镜及其应用》单元测试参考答案
一、选择题答题卡(请将选择题的答案写在答题卡上，否则一律不得分)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
答案 D D C A C C C D B A B D B C C
三、实验题
(1)9.5cm (2)下、同一高度(3)缩小（4）增大、变大