第五章 透鏡及其應用-初中物理知識清單（初中全階段）【涂考點】

第五章透鏡及其應用第1節(jié)透鏡一、凸透鏡和凹透鏡1.定義：透鏡是利用光的折射來工作的光學元件，它是由透明的物質(zhì)（如玻璃、塑料、水晶等）制成的，表面是球面的一部分.2.分類：分類凸透鏡凹透鏡圖示外形特征中間厚、邊緣薄中間薄，邊緣厚應用放大鏡、老花眼鏡、照相機、投影儀近視眼鏡2.透鏡的主光軸和光心（1）主光軸：組成透鏡的兩個球面的球心連線叫主光軸.（2）光心：在主光軸上有一個特殊的點，通過它的光線傳播方向不變，這一點叫透鏡的光心，可以認為透鏡的光心就在透鏡的中心.示例：如圖中（）A．a(chǎn)、b為凸透鏡B．a(chǎn)、c為凸透鏡，b、d為凹透鏡C．a(chǎn)為凸透鏡，b、c、d為凹透鏡D．b、c為凹透鏡解析：a、b透鏡中間厚邊緣薄是凸透鏡，c、d透鏡中間薄邊緣厚是凹透鏡.答案：A二、透鏡對光的作用1.凸透鏡對對光線有會聚作用.判斷光線是否會被會聚，可用延長入射光線的方法判斷.若入射光線延長線在折射光線外側(cè)，則光線被會聚.判斷光線是否會被會聚，可用延長入射光線的方法判斷.若入射光線延長線在折射光線外側(cè)，則光線被會聚.2.凹透鏡對光線有發(fā)散作用.由于光路可逆，使光線沿著圖A中的發(fā)散光線射向透鏡，經(jīng)凹透鏡折射后將變?yōu)槠叫泄?，如圖B所示.由于光路可逆，使光線沿著圖A中的發(fā)散光線射向透鏡，經(jīng)凹透鏡折射后將變?yōu)槠叫泄猓鐖DB所示.示例：光線經(jīng)過甲乙兩透鏡后的折射光線如圖所示，則關于兩透鏡的類型，下列說法正確的是（）A．甲是凸透鏡，乙是凹透鏡B．甲是凹透鏡，乙是凸透鏡C．甲、乙都是凸透鏡D．甲、乙都是凹透鏡解析：光通過甲透鏡后折射光線會聚了，因此甲為凸透鏡；而光線經(jīng)過乙之后，折射光線推遲會聚了，故乙應為凹透鏡.答案：A方法總結(jié)：延長入射光線（畫為虛線），再與實際光線相比較，如果實際光線在入射光線延長線的外側(cè)，則透鏡起發(fā)散作用，是凹透鏡；如果實際光線在入射光線延長線的內(nèi)側(cè)，則透鏡起會聚作用，是凸透鏡.三、焦點和焦距1.焦點：凸透鏡能使跟主光軸平行的光會聚在主光軸上的一點，這個點叫做凸透鏡的焦點.凸透鏡兩側(cè)各有一個焦點.2.虛焦點：平行于主光軸的光線通過凹透鏡后發(fā)散，折射光線的反向延長線相交于主光軸上一點，它不是實際光線的會聚點，叫虛焦點.凹透鏡兩側(cè)各有一個虛焦點.3.焦距：焦點到凸透鏡光心的距離叫做焦距，透鏡兩側(cè)的兩個焦距相等.如圖所示，F(xiàn)表示焦點，f表示焦距.注意：凸透鏡表面越凸，焦距越短，聚光能力越強注意：凸透鏡表面越凸，焦距越短，聚光能力越強.示例：把一個焦距為10cm的凸透鏡正對太陽放置，則溫度最高的點是（）A．和太陽同側(cè)距凸透鏡光心前10cmB．和太陽異側(cè)距凸透鏡光心后10cmC．和太陽同側(cè)距凸透鏡光心前5cmD．和太陽異側(cè)距凸透鏡光心后5cm解析：凸透鏡的焦距是10cm，太陽光是平行光，凸透鏡正對太陽光，平行的太陽光平行于主光軸，經(jīng)凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點，這點是焦點，焦點溫度最高，所以和太陽異側(cè)距凸透鏡光心后10cm溫度最高.答案：B方法總結(jié)：凸透鏡對光線有會聚作用，焦點處溫度最高.四、透鏡的三條特殊光線透鏡光線光路圖凸透鏡入射光線平行于主光軸，折射光線經(jīng)過焦點.入射光線從焦點出發(fā)或經(jīng)過焦點，折射光線平行于主光軸入射光線經(jīng)過光心，傳播方向不改變凹透鏡入射光線平行于主光軸，折射光線發(fā)散，其反向延長線經(jīng)過虛焦點入射光線射向?qū)?cè)焦點，折射光線與主光軸平行入射光線經(jīng)過光心，傳播方向不改變示例：一束光通過透鏡的光路如圖所示，其中正確的是（）A．B．C．D．解答：A.對于凸透鏡，平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線通過焦點，故A正確；B.對于凸透鏡，過焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸，故B錯；C.對于凹透鏡，過焦點的光線不屬于特殊光線，折射光線將遠離主光軸，故C錯；D.對于凹透鏡，平行于主光軸的入射光線經(jīng)凹透鏡折射后折射光線反向延長通過焦點，故D錯.答案：A方法總結(jié)：在作凸透鏡或凹透鏡的光路圖時，先確定所給光線的特點再根據(jù)透鏡的光學特點來作圖.第2節(jié)生活中的透鏡一、照相機1.照相機的結(jié)構(gòu)：鏡頭鏡頭相當于一個凸透鏡，膠片相當于光屏.、膠片、調(diào)焦環(huán)、取景窗、光圈環(huán)和快門.鏡頭相當于一個凸透鏡，膠片相當于光屏.2.照相機的成像原理：被拍攝的景物到鏡頭的距離大于二倍焦距時，調(diào)節(jié)鏡頭到膠片的距離，膠片上會出現(xiàn)清晰的倒立、縮小的實像.3.成像特點：（1）照相機成縮小、倒立的像.（2）像距小于物距.（3）像與物體位于凸透鏡的兩側(cè).（4）物體離鏡頭越遠，所成的像越??；反之，所成的像越大.二、投影儀1.投影儀的結(jié)構(gòu)：鏡頭投影儀的鏡頭相當于一個凸透鏡，屏幕相當于光屏.投影儀的鏡頭相當于一個凸透鏡，屏幕相當于光屏.平面鏡可以改變光的傳播方向.2.投影儀的成像原理：投影儀是利用凸透鏡成像（物體在一倍焦距和二倍焦距之間，成倒立、放大的實像）的原理來工作的.2.成像特點：（1）投影儀（或幻燈機）成放大、倒立的實像.（2）像距大于物距.（3）像與物體位于凸透鏡的兩側(cè).（4）鏡頭離投影片越近，所成的像越大；反之，成的像越小.示例：放映幻燈時，要想使銀幕上出現(xiàn)大的“F”字母，幻燈片正確的放法應該是（）A．B．C．D．解析：幻燈機是利用凸透鏡成像的原理制成的，當物體在凸透鏡的一倍焦距和二倍焦距之間時，物體成倒立放大的實像；此時的倒立不僅包括上下顛倒，也包括左右顛倒.由此可知，為了使像呈現(xiàn)F字樣，因此要按照A選項的方法去放置幻燈片.答案：A三、放大鏡1.放大鏡的原理：當物體位于凸透鏡焦點以內(nèi)，即物距小于焦距時，對著凸透鏡觀察，就可以觀察到物體成正立、放大的虛像.當物體越靠近凸透鏡的焦點時，所成的虛像越大.2.成像特點：（1）放大鏡成正立、放大的虛像.（2）像與物體位于凸透鏡的同側(cè).四、實像和虛像1.實像：由實際光線會聚而成的，能呈現(xiàn)在光屏上.2.虛像：由實際光線的反向延長線相交而形成，不能呈現(xiàn)在光屏上.人眼逆著出射光線可以看到虛像.3.實像與虛像的比較實像與虛像的區(qū)別：實像與虛像的區(qū)別：（1）實像是由實際光線會聚而成，能夠用光屏接收到（物像異側(cè)），都是倒立的.（2）虛像是由實際光線的反向延長線會聚而成，不能用光屏接收到（物像同側(cè)），都是正立的.光屏能否成像物和像的位置應用舉例實像能分別位于凸透鏡兩側(cè)照相機、投影儀虛像不能都位于凸透鏡同側(cè)放大鏡示例1：關于實像和虛像，下列說法中正確的是（）A．平面鏡成的像是虛像，凸透鏡成的像是實像B．實像和虛像都可以是倒立的C．用光屏可以承接的是實像，不能承接的是虛像D．放大的像是實像，縮小的像是虛像解析：A.平面鏡成虛像，凸透鏡可以成實像，也可以成正立放大的虛像，故A錯誤；B.實像都是倒立的，虛像都是正立的，故B錯誤；C、D.實像是實際光線會聚而成的，所以能成在光屏上，可能是放大的，可能是縮小的，也可能是等大的；而虛像不是實際光線會聚而成的，所以不能成在光屏上，可能是放大的、也可能是縮小的，故C正確，D錯誤.答案：C示例2：站在平靜的湖邊，向湖面看去，看到了水中的魚和天上的云，下列說法正確的（）A．魚是實物，云是像B．云是實像，魚是虛像C．云和魚都是實像D．云和魚都是虛像解析：白云在水中的倒影屬于平面鏡成像，是由光的反射形成的與物體等大的虛像.看到的水中的魚，由于光的折射，從上面看時，會感到魚的位置比實際位置高一些，是魚的虛像.所以選項A、B、C錯誤，選項D正確.答案：D第3節(jié)凸透鏡成像的規(guī)律實驗探究凸透鏡成像的規(guī)律1.實驗器材：光具座、蠟燭、火柴、凸透鏡（焦距已知）、光屏.2.實驗思路：把點燃的蠟燭放在距離凸透鏡較遠的地方，然后逐漸近移，觀察成像的情況.因為凸透鏡對光的偏折程度與凸透鏡的焦距有關系，因此研究物距的變化時，要參考焦距，即要注意物距等于焦距的倍數(shù)的成像情況，當成清晰的像時，記錄物距和像距.3.實驗步驟：實驗前實驗前在光具座上依次放置蠟燭、凸透鏡、光屏.（1）點燃蠟燭，調(diào)整凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心跟燭焰的中心大致在同一水平線上目的是讓像能成在光屏的中央.目的是讓像能成在光屏的中央.（2）讓燭焰經(jīng)凸透鏡成放大的實像，記下此時的物距()和像距()的值.（3）讓燭焰經(jīng)凸透鏡成等大的實像，記下此時的物距()和像距()的值（4）讓燭焰經(jīng)凸透鏡成縮小的實像，記下此時的物距()和像距()的值.（5）讓燭焰經(jīng)凸透鏡成放大的虛像，記下此時的物距()和像距()的值.4.實驗結(jié)論：物距u像的性質(zhì)應用倒立或正立放大或縮小實像或虛像像距

v一束平行光實像點=測凸透鏡焦距測定凸透鏡焦點的方法：測定凸透鏡焦點的方法：根據(jù)凸透鏡特性，讓平行光（如太陽光）沿主軸方向入射到凸透鏡上，在另一側(cè)與透鏡平行放置一光屏，調(diào)節(jié)光屏位置使光屏上的光斑最小且最明亮，此時透鏡與光屏的間距為凸透鏡焦距.這是一種簡便的粗測凸透鏡焦距的方法.＞2倒立縮小實像＜＜2照相機＝2倒立等大實像＝2＜＜2倒立注意：凸透鏡成倒立的像時，像與物的左右也是反的.注意：凸透鏡成倒立的像時，像與物的左右也是反的.放大實像＞2投影儀＝不成像，得到一束平行光＜正立放大虛像放大鏡注意：注意：（1）光屏上成清晰像時，對調(diào)物與光屏的位置，光屏上還能成像（光路可逆）（2）用紙遮住凸透鏡一部分，光屏的像只會變暗，像仍是一個完整的像（3）蠟燭越燒越短，則蠟燭在光屏上所成的像會逐漸上移（可調(diào)蠟燭、上調(diào)光屏、下調(diào)凸透鏡）示例1：一凸透鏡的焦距是10cm，把如圖所示的表情包放在此凸透鏡下8cm處，你所看到的像是（）A．B．C．D．解析：凸透鏡焦距f=10cm，表情包放在此凸透鏡下8cm處，物距u=8cm，滿足：u＜f條件，成正立、放大的虛像，故A、B、C錯誤，D正確.凸透鏡成像特點巧記凸透鏡成像特點巧記：（1）一倍焦距分虛實，內(nèi)虛外實：物距大于1倍焦距時成實像；物距小于1倍焦距時成虛像．（2）二倍焦距分大小，遠小近大：物距大于2倍焦距時成縮小的像；物距小于2倍焦距時成放大的像．（3）成虛像時物近像近像變小；成實像時，物近像遠像變大，物遠像近像變大，答案：D示例2：在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗中：（1）如圖甲所示，小剛所在的小組首先測量了實驗用凸透鏡的焦距.使一束平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)過凸透鏡后，在光屏上形成了一個最小、最亮的光斑.由圖可知，該凸透鏡的焦距是____cm.（2）他們在有刻度的光具座上安裝了蠟燭、凸透鏡和光屏，如圖乙所示，存在的問題是：_________________________________________________.（3）調(diào)解好實驗裝置后，蠟燭和凸透鏡仍在如圖所示的位置，移動光屏會承接到燭焰的_________、_________的像，這個像是_____（選填“虛”或“實”）像.__________是根據(jù)這個道理制成的.（4）小剛把自己的近視眼鏡放在凸透鏡和燭焰之間，發(fā)現(xiàn)光屏上的像變得模糊不清，他應當向_____移動光屏，可再次得到清晰的像.解析：（1）由甲圖可知，焦距為光屏中心到凸透鏡中心的距離；（2）由乙圖可知，凸透鏡高度偏高一些；（3）由乙圖可知，此時物距為40cm，而焦距為11cm，所以物距遠大于2倍焦距，此時可成倒立縮小的實像；（4）因凹透鏡對光線有發(fā)散作用，所以成的像也就向后移動，要能看清像，則使光屏遠離凸透鏡.答案：（1）11（2）燭焰、凸透鏡和光屏，它們的中心不在同一高度（3）倒立縮小實照相機（4）右第4節(jié)眼睛和眼鏡一、眼睛1.眼睛的組成：人的眼睛由晶狀體、睫狀體、角膜、視網(wǎng)膜等結(jié)構(gòu)組成.2.眼睛看到物體的過程：眼球好像一架照相機.晶狀體和角膜的作用相當于一個凸透鏡，它把來自物體的光會聚在視網(wǎng)膜上視網(wǎng)膜相當于凸透鏡成像用的光屏.，形成物體的像.這是一個倒立、縮小的實像.視網(wǎng)膜上的神經(jīng)細胞受到光的刺激，把這個信號傳輸給大腦，我們就看到了物體視網(wǎng)膜相當于凸透鏡成像用的光屏.3.眼睛的調(diào)節(jié)作用：眼睛通過睫狀體來改變晶狀體的形狀.當睫狀體放松的時，晶狀體比較薄，遠處物體射來的光正好會聚在視網(wǎng)膜上，眼球可以看清楚遠處的物體；當睫狀體收縮時，晶狀體變厚，對光的折射能力變大，近處的物體射來的光就會聚在視網(wǎng)膜上，眼睛就可以看清楚近處的物體.4.照相機與眼睛的聯(lián)系與區(qū)別眼睛照相機結(jié)構(gòu)晶狀體（相當于凸透鏡）鏡頭（相當于凸透鏡）瞳孔光圈視網(wǎng)膜（有感光細胞）底片（有感光材料）成像倒立、縮小、實像調(diào)節(jié)作用像距不變，當物距改變時，通過改變晶狀體的彎曲程度，來改變焦距，使視網(wǎng)膜上成的像清晰.焦距不變，當物距改變時，通過改變鏡頭與底片間的距離，來改變像距，使底片上成的像清晰.示例：某同學向窗外張望，再低下頭來看書，晶狀體知識拓展：眼睛視物時，知識拓展：眼睛視物時，晶狀體的薄厚變化：眼睛具有很強的自我調(diào)節(jié)能力，看遠處物體時（如圖甲），相當于平行光通過晶狀體（凸透鏡）會聚在視網(wǎng)膜處，此時晶狀體較?。豢唇幬矬w時，相當于一束發(fā)散光通過晶狀體折射后會聚于視網(wǎng)膜處，這時晶狀體變厚（如圖乙），會聚能力增強.A．不變B．變薄C．變厚D．無法確定解析：正常人看遠近不同的物體時，通過晶狀體的調(diào)節(jié)作用，都能使遠近不同的物體，反射來的光線匯聚在視網(wǎng)膜上，形成清晰的物像.視遠物時，晶狀體的曲度小.即向窗外張望，晶狀體形狀變??；看書時書本離眼近，晶狀體的曲度最大，即再低下頭來看書，晶狀體形狀變厚.答案：C二、近視眼和遠視眼的比較項目形成原因形成原理圖矯正矯正圖近視眼近視眼有一個共同的特征：只能看清近處的物體，看不清遠處的物體.近視眼有一個共同的特征：只能看清近處的物體，看不清遠處的物體.晶狀體太厚，折光能力太強，或者眼球在前后方向上太長，因此來自遠處某點的光會聚在視網(wǎng)膜前，到達視網(wǎng)膜時已經(jīng)不是一點而是一個模糊的光斑了.利用凹透鏡能使光發(fā)散的特點，在眼睛前面放一個合適的凹透鏡，就能使來自遠處物體的光會聚在視網(wǎng)膜上.遠視眼遠視眼和老花眼都有一個共同的特征：只能看清遠處的物體，不能看清近處的物體.遠視眼和老花眼都有一個共同的特征：只能看清遠處的物體，不能看清近處的物體.晶狀體太薄，折光能力太弱，或者眼球在前后方向上太短，因此來自近處某點的光還沒有會聚成一點就到達視網(wǎng)膜了，在視網(wǎng)膜上形成一個模糊的光斑.凸透鏡能使光會聚，在眼睛前面放一個合適的凸透鏡，就能使來自近處物體的光會聚在視網(wǎng)膜上.示例：如圖是表示近視眼或遠視眼成像情況及對其進行矯正的圖，其中表示遠視眼成像和矯正情況的圖是（）A．①③B．①④C．②④D．②③解析：①圖的入射光線會聚在視網(wǎng)膜的前方，所以①圖表示了近視眼的成像情況，為了使光線會聚在原來的會聚點后面的視網(wǎng)膜上，就需要戴對光線具有發(fā)散作用的凹透鏡來矯正，故選③圖；②圖入射光線會聚在視網(wǎng)膜后方，所以②圖表示了遠視眼的成像情況，為了使光線會聚在原來的會聚點后面的視網(wǎng)膜上，就需要戴對光線具有會聚作用的凸透鏡來矯正，故選④圖；綜上分析，A、B、D錯誤，C正確.答案：C第5節(jié)顯微鏡和望遠鏡一、顯微鏡1.顯微鏡的結(jié)構(gòu)：目鏡、物鏡、載玻片（載物臺）和反光鏡顯微鏡鏡筒的兩端各有一組透鏡，每組透鏡的作用都相當于一個凸透鏡..顯微鏡鏡筒的兩端各有一組透鏡，每組透鏡的作用都相當于一個凸透鏡.2.顯微鏡成像原理：被觀察物體經(jīng)過物鏡后成一個倒立、放大的實像，這個像在目鏡的焦距內(nèi)，又經(jīng)目鏡成正立、放大的虛像.微小的物體通過顯微鏡后被兩次放大，因此，顯微鏡的放大倍數(shù)=物鏡的放大倍數(shù)×目鏡的放大倍數(shù)微小的物體通過顯微鏡后被兩次放大，因此，顯微鏡的放大倍數(shù)=物鏡的放大倍數(shù)×目鏡的放大倍數(shù).示例：顯微鏡中物鏡成像，目鏡也成像，則（）A．物鏡成正立虛像，目鏡成倒實像B．物鏡成倒立實像，目鏡成正立虛像C．物鏡、目鏡均成倒立實像D．物鏡、目鏡均成正立虛像解析：顯微鏡的物鏡焦距短，目鏡焦距長，所以放在載物臺上的物體在物鏡的一倍焦距和二倍焦距之間，通過物鏡成倒立放大的實像，這個實像位于目鏡的焦點之內(nèi)，通過目鏡成正立、放大的虛像.答案：B方法總結(jié)：顯微鏡由物鏡和目鏡組成，目鏡成的是正立、放大的虛像，顯微鏡的物鏡成的是放大、倒立的實像.二、望遠鏡1.望遠鏡的結(jié)