八年级物理上册 第5章透镜及应用(每节精讲+单元练习+答案)

学习目标
透镜
认识：一般是由玻璃等透光材料制成的，利用光的折射原理制成的光学仪器。
分类
①凸透镜：中间厚，边缘薄
②凹透镜：中间薄，边缘厚
作用
凸透镜对光线起会聚作用；凹透镜对光线起会聚作用
注意：
“会聚作用”指光线比原来的光线要相互“靠拢”，故折射光线不一定会聚；
“发散作用”指光线比原来的光线要相互“偏离”，故折射光线不是发散光束。
构造
①主光轴：通过两个球面球心的直线（C1C2）。
②光心：光心是主光轴上的一点（O），通过这点的光线不改变方向。
③焦点（F）：
A凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点，这个点叫做凸透镜的焦点。凸透镜有两个焦点。
B平行光经凹透镜后不能会聚于一点，但是折射光线的反向延长线却能会聚于一点，这点由于不是实际光线会聚成的，我们把它叫虚焦点（两个）。
C粗略测焦距：凸透镜正对太阳光，直到地面出现最小、最亮的光斑，凸透镜到地面的距离就是凸透镜的焦距。
④焦距（f）
透镜焦点到光心的距离叫焦距。
二、三种特殊光线
光线 凸透镜 凹透镜
通过光心 传播方向不变 传播方向不变
平行于主光轴 经折射后会聚于焦点 经折射后发散，反向延长线通过虚焦点
平行于主光轴射出 经过焦点射出 对着异侧虚焦点入射
【习题训练】
1、常言道，水火不相容，但用透明冰块磨制成的一个光学器件却可以取火，这个器件相当于( )
A．平面镜 B．凸面镜 C．凸透镜 D．凹透镜
2、如图所示的光路图，正确的是( )
3、如图，F是透镜的焦点，其中正确的光路图是（ ）
A. B.
C. D.
4、如图中画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中凸透镜是（ ）
A．a B．b、d C．c D．a、b、c、d
5、如图是一束光线通过两个透镜前后的传播方向，请在长方框中填上适当类型的透镜。
一、照相机
1、成像原理：来自物体的光经过照相机镜头后，在胶片上会聚成被摄物体的像。
2、结构：镜头相当于凸透镜，底片相关于光屏；调节系统有取景窗、快门、光圈、调焦环。
3、成像特点：
像与物体位于凸透镜的异侧；像距小于物距；倒立、缩小的像
二、投影仪
1、成像原理：投影仪上有一个相当于凸透镜的镜头，来自投影片（物体）的光，通过凸透镜后会聚在接收物体上，形成图案（物体）的像，再借助反光镜把图案打到屏幕上。
2、成像特点：
像与物体位于凸透镜的异侧；像距大于物距；倒立、放大的像
注意：照相机和投影仪的像都是由实际光线会聚而成的，能呈现在光屏上，这种像成为实像。
三、放大镜
1、成像原理
平面镜成像是虚像，放大镜成像是虚像。通过透镜的光没有会聚，光屏不能承接，只是人眼逆着光线的反向延长线看去，感觉光是从虚像位置发出的。
成像特点
像与物体位于凸透镜的同侧；像距大于物距；正立、放大的虚像。
【习题训练】
1、下列不属于透镜在日常生活中应用的是（ ）
A．照相机 B．放大镜 C．投影仪 D．潜望镜
2、下列说法中错误的是（ ）
A．眼睛能看到成在光屏上的像
B．有的虚像看的见，有的虚像看不见
C．眼睛既能看到实像，也能看到虚像
D．眼睛可以直接看到凸透镜所成的实像
3、下列光学仪器中，成放大实像的是（ ）
A．放大镜 B．照相机 C．投影仪 D．平面镜
4、我国经常提到的像：①小孔成像②平面镜成像 ③放大镜成像 ④电影屏幕上的像 ⑤汽车观后镜中的像，其中（ ）
A．属于实像的是①②③ B．由于反射而成的像是②⑤
C．属于虚像的是②③④ D．由于折射而成的像是①③④
5、小强同学用凸透镜先后两次观察书上的字， 看到如图所示的两种情景，则________图是实像，________图是虚像，________图中成像的规律可应用在投影仪上。
6、下列关于凸透镜应用的说法中，正确的是（ ）
A．使用投影仪时，通过凸透镜所成的是物体的倒立、放大的实像
B．放电影时，屏幕上所成的是物体的正立、放大的虚像
C．照相时，底片上成的是物体的正立、缩小的实像
D．透过放大镜看到的是物体的正立、放大的实像
一、探究凸透镜成像规律
1、探究问题：像的虚实、大小、正倒与什么因素有关
2、实验方案：
利用通过凸透镜的三条特殊光线的任意两条画出相应的光路图，从而判断出像距的大小和成像的具体情况。
（1）基本规律
①当u>2f时，成倒立缩小的实像，此时f②当u=2f时，成倒立、等大的实像，此时v=2f
③当f2f
④当u=f时，折射光是一束平行光，不能相交，其反向延长线也不能相交，所以不能成像
⑤当uu
⑥成实像时，用手挡住透镜的上半部，光屏上仍可成完整的像，但较暗。
【小结】
口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；
虚像同侧正，实像异侧倒
（2）变化规律
①物体左移像左移，物体右移像右移，像儿跟着物体跑。
实像规律：物近像远像变大（物近像远像变小）
②虚像规律：物远像远像变大（物近像近像变小）
二、规律应用
1、照相机的调节(成实像：物近像远像变大)
①拍近景：镜头前伸，胶片远离镜头、像变大
②拍远景：镜头靠后，胶片靠近镜头、像变小
2、投影仪的调节(成实像：物近像远像变大)
投影片靠近镜头，同时屏幕远离镜头，像放大
3、放大镜的调节(成虚像：物远像远像变大)
要想让被观察的物体大一些，应使被观察物体离放大镜稍远一些，但物体始终要在放大镜一倍焦距以内。
【习题训练】
1、放幻灯片时，想在荧幕上得到一个放大的“F”字母，那么幻灯片正确的插法应选用图中的哪一种（ ）
2、当摄影师用一台镜头焦距固定的照相机给全班同学照完合影后，接着又要给小明同学照半身像，则这时摄影师应该________（填“增大”或“减小”）物距，同时________（填“增大”或“减小”）镜头到底片的距离．若镜头上不小心落了一只小甲虫，则底片上的像将_______完整。（“依然”或“不”）
3、如图为航天员王亚平太空授课的情景，图中水球相当于一个透镜，假设水球的焦距为f，此时航天员到水球的距离为40cm，则下列说法正确的是( )
A.f<20cm
B.40cm>f>20cm
C.水球相当于一个凹透镜
D.航天员的像是虚像
4、某同学将一支点燃的蜡烛放在距凸透镜15cm处时，在光屏上得到一个缩小的像；当蜡烛距透镜9cm时，在光屏上得到一个放大的像。这个凸透镜的焦距可能是（ ）
A．10cm B．8cm C．6cm D．4cm
一、眼睛看到物体的原理
1、眼睛构造
2、成像原理
问：对比两个图片，发现了什么？
①人的眼睛就相当于一架照相机，角膜和晶状体共同作用相当于凸透镜视，网膜相当于光屏，倒立缩小的实像。
问：照相机通过调节镜头和物体、底片距离实现远近景拍摄，那么眼睛如何调节呢？
②晶状体和视网膜的位置无法移动，靠晶状体形状（厚薄）调节
不同厚度（焦距）的凸透镜对光的折射能力不同，表面凸起程度越大对光线偏折能力越强，焦距越短。
晶状体变厚，折光能力强 晶状体变薄，折光能力弱
二、近视眼与远视眼
1、近视眼的成因：
2、近视眼的矫正：
3、远视眼的成因：
4、远视眼的矫正：
【习题训练】
1、学习了透镜知识后，小勇回家认真研究爷爷的老花镜，并得出以下结论，你认为他的这些结论中不妥当的是（ ）
A．老花镜是一种凹透镜
B．老花镜可以用来做放大镜
C．老花镜能在阳光下点燃白纸
D．爷爷原来是个远视眼
2、小强看远处的某点时，其光路如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．小强的眼睛是近视眼，应配凸透镜做成的眼镜
B．小强的眼睛是近视眼，应配凹透镜做成的眼镜
C．小强的眼睛是远视眼，应配凸透镜做成的眼镜
D．小强的眼睛正常，无须配戴眼镜
3、在探究凸透镜成像规律的实验成像规律中，将蜡烛放在凸透镜前适当位置，调节光屏位置得到凊晰的像。把眼镜片放在烛焰与凸透镜之间，如图所示，屏上的像变得模糊，调节光屏的位置，适当靠近凸透镜，光屏上又可以得到清晰的像，则该镜片（ ）
A．是凹透镜，属近视眼镜B．是凹透镜，属远视民镜
C．是凸透镜，属近视眼镜D．是凸透镜，属远视眼镜
4、同学们课间在走廊上眺望远方。此时晶状体变______（填“厚”或“薄”），远处的景物在视网膜上成倒立、______的实像。有些同学看不清远处的景物，可以佩戴______透镜制作的眼镜矫正视力。
一、显微镜
成像：倒立、放大、虚像
二、望远镜
、
成像：倒立、缩小、虚像
【对比小结】
显微镜 望远镜
物镜 投影仪原理 照相机原理
目镜 放大镜原理 放大镜原理
最终成像 倒立、放大、虚像 倒立、缩小、虚像
【习题训练】
1、对下列四幅图阐述不正确的是（ ）
A．甲图：近视眼成像在视网膜前，用凹透镜矫正
B．乙图：远视眼成像在视网膜后，用凹透镜矫正
C．丙图：显微镜的目镜相当于放大镜，物镜相当于投影仪的镜头
D．丁图：天文望远镜的目镜相当于放大镜，物镜相当于照相机的镜头
2、小明在用显微镜观察上皮组织细胞时，通过调节载玻片,已使被观察物体处在视野的中央了，但像太小，观察不清楚,这时他应该( )
A.使物镜远离物体,目镜位置不变
B.使物镜靠近物体,目镜远离物镜一些
C.使物镜远离物体,目镜靠近物镜一些
D.使物镜位置不变,目镜靠近物镜一些
3、光给我们的生活带来了缤纷色彩，如图所示，对光现象的分析中说法正确的是（ ）
A．甲图中小孔所成像的形状与孔的形状有关
B．乙图中渔夫叉鱼时，鱼叉应对准看到的“鱼”位置的上方
C．丙图中体温计玻璃管的读数部分的横截面做成特殊形状，利用凸透镜成正立放大的虚像的原理
D．丁图中显微镜物镜的成像原理与城市道路安装的“电子眼”的成像原理相同
选择题
1、如图所示是四个透镜实物图，属于凹透镜的是（ ）
A． B． C． D．
2、小杰在黄山旅游时看到一块警示牌，上面写有“请不要把装有液体的矿泉水瓶遗留在山上”，他想装有水的矿泉水瓶可能会引起森林大火，因为装有水的矿泉水瓶相当于（ ）
A．凸透镜 B．凹透镜 C．平面镜 D．以上都不是
3、小明用照相机为同学拍照，在底片上得到的是（ ）
A.正立、缩小的虚像 B.正立、缩小的实像
C.倒立、缩小的虚像 D.倒立、缩小的实像
4、在探究“凸透镜的成像规律”实验中，已知凸透镜的焦距为15 cm，把蜡烛放在离凸透镜10 cm处，移动光源，在光屏上将看到（ ）
A．无像 B．正立、放大的虚像
C．倒立、放大的虚像 D．倒立、缩小的实像
5、下列成像的原理，和眼睛成像相同的是（ ）
A．小孔成像
B．照相机成像
C．凸面镜成像
D．放大镜成像
6、小强看远处的某点时，其光路如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．小强的眼睛是近视眼，应配凹透镜做成的眼镜
B．小强的眼睛是近视眼，应配凸透镜做成的眼镜
C．小强的眼睛是远视眼，应配凸透镜做成的眼镜
D．小强的眼睛正常，无须配戴眼镜
7、如图是一副“近视运动眼镜”，它起到矫正近视和防止运动时脱落的作用，这种眼镜镜片的种类是( )
A.凸面镜 B.凹面镜 C.凸透镜 D.凹透镜
8、显微镜和望远镜都装有一组目镜，目镜的作用相当于（ ）
A.投影仪的镜头 C.一个放大镜
C.照相机镜头 D.以上说法都不对
9、小华得和“冰墩墩”一起完成了几个光学实验，下列描述与实验情景不相符的是（ ）
A．图甲中，平面镜中的像由光的反射形成
B．图乙中，通过放大镜看到的像是实像
C．图丙中，小孔成像是因为光沿直线传播
D．图丁中，岸上看到水中的虚像比物体位置高
10、在“探究凸透镜成像的规律”实验中，光具座上各元件位置如图所示，此时在光屏上恰好成一个清晰的像，则下列说法正确的是（ ）
①利用这一原理制成了投影仪
②该透镜的焦距f一定满足7.5cm＜f＜15cm
③若将蜡烛稍稍靠近凸透镜，则应将光屏远离凸透镜才能得到清晰的像
④若保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置互换，会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像
只有①②
B．只有②③
C．只有③④
D．只有②③④
二、填空题
1、如图所示，让凸透镜正对着太阳光，将一张纸放在凸透镜的另一侧，调整凸透镜与纸的距离，纸上会出现一个很小、很亮的光斑，说明凸透镜对光有______作用，此光斑到凸透镜光心的距离就是该凸透镜的______。
2、如图所示，保持蜡烛、凸透镜的位置不变，调节光屏到图示位置时，光屏上得到了清晰的像，利用这个成像规律可以制成________。若在蜡烛和凸透镜的中间，给凸透镜戴上近视眼镜，则将光屏向________（选填“左”或“右”）移动，光屏上仍可出现清晰的像。
3、如图根据光通过透镜前后的方向，判断_______（选填“甲”或“乙”）为凸透镜。

4、在“研究凸透镜成像”的实验中，已知凸透镜焦距为10cm，若将一物体放在距透镜30cm处，将成__________像（选填“正立或倒立”、“放大或缩小”、“实像或虚像”），_______就是这一成像性质的应用。若要使该凸透镜作放大镜用，物体应该距凸透镜__________cm。
5、同学们发现吴小飞看书的姿势和别人不一样，他总要把书拿的很远，和老年人样。吴小飞同学的眼球和_______（填“A”或者“B”）类似，他新配的眼镜片的形状和_______（填“甲”或者“乙”）类似。
三、实验题
1、下面是探究“凸透镜成像规律”和“平面镜成像特点”的实验：
（1）如图甲所示是探究“凸透镜成像规律”的实验装置，此时光屏上得到了烛焰清晰的_______（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像，_______（选填“照相机”或“投影仪”）就是根据这一原理制成的。
（2）如果保持光屏的位置不变，把蜡烛向左移动一小段距离时，要想在光屏上得到清晰的像，应该在凸透镜和
蜡烛之间放置一个焦距适当的_______（选填“凸透镜”
或“凹透镜”）才能实现。_______（选填“近视”或“远视”）眼就是利用这个原理进行矫正的。
（3）如图乙所示，为了探究“平面镜成像特点”，将凸透镜换成了薄玻璃板。此时调节光屏（未画出）的位置，光屏上_______（选填“能”或“不能”）承接到烛焰的像。
四、作图题。
1、如图所示，完成（a）、（b）光路。
2、如图是一光源发出的一条经平面镜反射后的反射光线，再经过了凸透镜折射后的光线，请在图中补充完整光源发出的入射光线和经平面镜反射的反射光线。
3、如图所示，将凸透镜倾斜放置在水平放置的平面镜的左侧，其主光轴与水平面成45°角，F是其焦点。一条经过凸透镜焦点的光线射到B点，请画出其折射光线和通过平面镜反射后的光线，并标出反射角的度数。
答案
选择题
C 2、A 3、D 4、B 5、B 6 A 7D 8 C 9B 10B
填空题
会聚；焦距 2、投影仪；右 3、甲 4倒立缩小实像 照相机 小于10cm
B 甲
三、实验题
1、缩小；照相机 凹透镜，近视 不能
四、作图题
2、 3、