教科版初中物理八年级上册教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：28《透镜及其应用》全章复习与巩固(提高)

透镜及其应用》全章复习与巩固（提高）

【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】
【典型例题】
类型一、透镜对光线的作用
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
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．f B．L C．f+L D．f-L
【答案】D
类型二、作图题
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】（2019春?潜江校级期中）完成下列光路图（保留必要的作图痕迹）。
【答案】
类型三、凸透镜成像规律
4.如图是小伟通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u关系的图象，由图可知凸透镜的焦距是 cm；当物距为30cm时的成像特点可应用于 （填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）
【答案】10；照相机
【解析】由图知，当物距为20cm时，像距也为20cm，根据凸透镜成像的规律，物距等于2倍焦距时，成倒立等大的实像，此时像距与物距相等，所以2f=20cm，则f=10cm；当物距为30cm时，即u＞2f，则由凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像，照相机就是根据此原理制成的。
【总结升华】题目主要考查凸透镜成像的应用，要熟记凸透镜成像的规律，和成像的特点及像距与物距之间的关系。解决此题的关键是通过图象确定凸透镜的焦距。
类型四、综合应用
5.（2019春?子洲县校级期中）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．0.1m B．0.2m C．0.3m D．0.5m
【答案】A
类型五、实验探究
6.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.物体从距凸透镜2倍焦距处向1倍焦距处移动的过程中，像的变化情况为( )
A．正立的实像且逐渐变大 B．正立的虚像且逐渐变小
C．倒立的实像且逐渐变大 D．倒立的实像且逐渐变小
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.（2019?谷城县模拟）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.（2019春?洞口县月考）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________。
14.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。
15.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”）
16. 如图所示，是一个简易天文望远镜的内部结构。远处的物体经过物镜成一个倒立 的实像，此像落在目镜 的位置，目镜的作用是把这个像放大。
三、作图
17. 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。
18.（2019秋?孝南区期末）请在图中画出相对应的入射光线或折射光线。
四、实验探究
19. 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)
20. 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】C
【解析】当凸透镜成实像的时候，物体向靠近透镜的方向移动，像远离透镜，像变大。所以答案C正确。
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】(1)倒立；放大；实；(2)倒立；缩小；实；(3)正立；放大；虚
【解析】根据凸透镜成像规律，物距大于1倍焦距且小于2倍焦距时，成倒立、放大的实像；当物距小于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像；当物距小于1倍焦距时，成放大、正立的虚像。
14.【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。
15.【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。16.【答案】缩小；一倍焦距以内
【解析】望远镜中物镜的作用是使远处的物体成倒立、缩小的实像，这个倒立、缩小的实像正好落在目镜一倍焦距内的位置，目镜的作用相当于一个放大镜，这个实像经过目镜成一个正立、放大的虚像。
三、作图
17.【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：
18.【答案】
四、实验探究
19.【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。
20.【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。