資源簡介

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教材梳理
第五章 透鏡及其應用
1. 了解凸透鏡對光的會聚作用和凹透鏡對光的發散作用。探究并了解凸透鏡成像的規律。了解凸透鏡成像規律的應用。
2. 探究凸透鏡成像的規律。(必做實驗)
課程標準
考點梳理
1. 透鏡的種類：中間比邊緣厚的透鏡叫做__________鏡，它對光有__________作用；中間比邊緣薄的透鏡叫做__________鏡，它對光有__________作用。
凸透
透鏡
會聚
凹透
發散
2. 焦點和焦距：
（1）跟主光軸__________的光，通過凸透鏡折射后__________于主光軸上的一點，這個點叫做凸透鏡的焦點(如圖1-5-1甲)，用字母“F”表示。
（2）跟主光軸__________的光，通過凹透鏡折射后會發散，發散光線的_________________會相交于主光軸上的一點，這個點叫做凹透鏡的虛焦點
(如圖1-5-1乙)。
平行
會聚
平行
反向延長線
（3）從焦點到__________的距離叫做焦距，用f表示。
3. 凸透鏡的三條特殊光線：
（1）平行入、過焦點出：跟主光軸__________的光，通過凸透鏡折射后會聚于焦點。
（2）過焦點入、平行出：過焦點的光，通過凸透鏡折射后跟主光軸__________。
（3）過光心、不變向：過光心的光，傳播方向__________。
光心
平行
平行
不變
1. 不同物距時的成像情況：
探究凸透鏡成像的規律
物距u與焦
距f的關系 像距v與焦
距f的關系 像的性質 應 用
正立或倒立 放大或
縮小 實像或虛像
u>2f fu=2f v=2f _______ 測焦距
f2f ________ ________
倒立
縮小
等大
放大
實像
照相機
投影儀
物距u與焦
距f的關系 像距v與焦
距f的關系 像的性質 應 用
正立或倒立 放大或
縮小 實像或虛像
u=f — 不成像 —
u正立
放大
虛像
放大鏡
注意：(1)u=2f時是像放大與縮小的分界點，u=f時是實像與虛像的分界點。 （一倍焦距分虛實，內虛外實；二倍焦距分大小，內大外小）
(2)成實像時：物體靠近焦點，像會遠離凸透鏡且像會變大；物體遠離焦點，像會靠近凸透鏡且像會變小。（物近像遠像變大，物遠像近像變小）
(3)可以利用u=2f時來測量凸透鏡的焦距。
2. 實像和虛像的區別:
分 類 形成原因 特 點 實 例
實像 由來自物體的光會聚而成 既能被眼睛看到，又能被光屏接收到 照相機成像、投影儀成像、小孔成像
虛像 光沒有會聚，只是人眼逆著出射光的方向看，感到光是從虛像的位置發出的 只能被眼睛看到，不能被光屏接收到 平面鏡成像、海市蜃樓、凹透鏡成像、放大鏡成像
1. 照相機：利用u>2f時，成__________、________的__________像的原理制成。
2. 幻燈機、投影儀：利用f3. 放大鏡：利用u倒立
凸透鏡成像規律的應用
縮小
實
倒立
放大
實
正立
放大
虛
1. 眼睛的成像原理與照相機的相同，晶狀體和角膜的共同作用相當于一個__________，視網膜相當于__________，物體經晶狀體后在視網膜上成__________、__________的__________像。
2. 晶狀體太厚時，折光能力太強，遠處景物的像落在視網膜__________的為近視眼，需戴__________鏡來矯正。
3. 晶狀體太薄時，折光能力太弱，近處景物的像落在視網膜__________的為遠視眼，需戴__________鏡來矯正。
凸透鏡
近視眼和遠視眼
光屏
倒立
縮小
實
前方
凹透
后方
凸透
課本簡練
1. （八上P90圖5.1-1改編）在圖1-5-2的透鏡中，屬于凸透鏡的是________________，屬于凹透鏡的是____________。（均填字母）
A、E、F
B、C、D
2.（八上P91圖5.1-4改編）早在我國晉代張華的《博物志》中就有關于冰透鏡的記載：“削冰令圓，舉以向日，以艾承其影，則火生。”下圖中關于該記載的解釋正確的是（ ）
A
3.（八上P97實驗改編）小紅在做“探究凸透鏡成像的規律”實驗，她把一支點燃的蠟燭（如圖1-5-3）放在焦距為10 cm的凸透鏡前25 cm處。在凸透鏡的另一側調節光屏的位置可找到一個清晰的燭焰的像。這個像是下圖中的（ ）
D
4. （八上P98實驗改編）若凸透鏡的焦距為10 cm。
（1）把一燭焰放在凸透鏡前6 cm處，可得到一個
_______________________像。
（2）把一燭焰放在凸透鏡前15 cm處，可得到一個_______________________像。
（3）把一燭焰放在凸透鏡前22 cm處，可得到一個
_______________________像。
正立、放大的虛
倒立、放大的實
倒立、縮小的實
5. （八上P96動手動腦學物理3改編）手持一個凸透鏡在室內白墻和窗戶之間移動（離墻更近些），在墻上能看到窗外的景物所形成的像是（ ）
A. 倒立、縮小的實像 B. 倒立、放大的實像
C. 正立、放大的虛像 D. 正立、縮小的虛像
A
6.（八上P101圖5.4-3和圖5.4-4改編）在圖1-5-4中表示遠視眼的是圖__________（填“甲”或“乙”）。近視眼應配戴__________（填“凸透鏡”或“凹透鏡”）制成的眼鏡進行矯正。
乙
凹透鏡
易錯精講
【例1】如圖1-5-5所示，根據入射光線和折射光線，請在圖中的虛線框內畫出適當類型的透鏡。
易錯點1
凸透鏡的會聚作用、凹透鏡的發散作用
如答圖1-5-1所示。
思路點撥：凸透鏡對光的會聚作用：相對于入射光線，折射光線的傳播范圍變窄了(折射光線與原來入射光線相比，靠近了主光軸)；凹透鏡對光的發散作用：相對于入射光線，折射光線的傳播范圍變寬了(折射光線與原來入射光線相比，遠離了主光軸)。
【變式1】請在圖1-5-6的光路圖中，分別畫出合適的透鏡。其中對光有會聚作用的是圖______________。
丙、丁
如答圖1-5-2所示。
【例2】如圖1-5-7所示，請將下列光路圖補充完整。
易錯點2
透鏡的三條特殊光線
如答圖1-5-3所示。
思路點撥：光線用實線表示，一定要標出箭頭，表示光的傳播方向；光線的反向延長線用虛線表示，不標箭頭。
【變式2】如圖1-5-8所示，把小燈泡放在凸透鏡的焦點上，請畫出從小燈泡發出的兩條光線經凸透鏡折射后的光線。
如答圖1-5-4所示。
【例3】某同學在探究凸透鏡成像的規律時,在光屏上得到了一個清晰的燭焰的像（如圖1-5-9），為了使光屏上清晰的像變大些，下列調節方法可行的是（ ）
A． 將蠟燭適當遠離透鏡,光屏適當靠近透鏡
B． 將蠟燭適當靠近透鏡,光屏適當遠離透鏡
C． 將光屏適當遠離透鏡
D． 將透鏡適當靠近光屏
易錯點3
凸透鏡成像規律的動態分析
B
思路點撥：（1）當物距大于f時，凸透鏡成實像，物近像遠像變大（相對于焦點來說）。因此，要使光屏上清晰的像變大或變小，移動物體（改變物距）的同時，也要移動光屏（改變像距）。（2）當物距小于f時，凸透鏡成虛像,物近像近像變小（相對于凸透鏡來說）。
【變式3】探究凸透鏡成像的規律時，將焦距為10 cm的凸透鏡放置在光具座上50 cm刻度線處（如圖1-5-10）。在蠟燭從10 cm刻度線處逐漸移至45 cm刻度線處的過程中，燭焰成像大小的變化情況是（ ）
A. 一直變大
B. 一直變小
C. 先變大后變小
D. 先變小后變大
C
【例4】如圖1-5-11所示，P點位于凸透鏡2倍焦距處，F為凸透鏡的焦點，請作圖確定發光體上點A經凸透鏡所成的像點A′的位置。
易錯點4
凸透鏡成像規律的作圖
如答圖1-5-5所示。
思路點撥：凸透鏡成實像時，折射光線相交形成像點；凸透鏡成虛像時，折射光線的反向延長線相交形成像點。因此，可以利用三條特殊光線的其中兩條來確定像點的位置。
【變式4】（2021廣東）如圖1-5-12所示，蠟燭的燭焰中心A在主光軸上距凸透鏡光心O二倍焦距以外。①根據凸透鏡成像規律，在圖甲中標出A所成的像A′的大致位置；②借助輔助線或光路圖，在圖乙中找到A所成的像A′的確切位置，保留作圖痕跡。
如答圖1-5-6所示。
【變式5】在探究凸透鏡成像規律的實驗中，小新透過凸透鏡看到燭焰S的像點S′。請在圖1-5-13中畫出光路圖確定像點S′的位置，圖中O為光心，F為焦點（保留必要的作圖痕跡）。
如答圖1-5-7所示。
實驗探 究凸透鏡成像的規律(10年4考：2015年、2017年、2019年、2023年)
重點實驗
實驗名稱 探究凸透鏡成像的規律
實驗器材 凸透鏡、光具座、蠟燭、光屏、火柴、遮光板
考點歸納 （1）凸透鏡對光的作用：凸透鏡的會聚作用使光比原來更靠近主光軸
（2）凸透鏡焦距的測量：用平行光（太陽光或遠距離的手電筒）垂直照射凸透鏡，在凸透鏡的另一側的光屏上承接到最小、最亮的光斑，用刻度尺測量該光斑到凸透鏡光心的距離，即是凸透鏡的焦距
考點歸納 （3）器材放置及要求：將凸透鏡固定在中間位置，左右兩側各放置蠟燭和光屏，同時讓燭焰、凸透鏡和光屏的中心在同一高度，目的是讓像成在光屏的中央
（4）無論怎樣移動光屏都找不到像的
原因：①燭焰在一倍焦距以內成虛像；
②燭焰在一倍焦距上不成像；③燭焰、
凸透鏡和光屏的中心不在同一高度；
④成像太遠，超出光具座的量程
探究凸透鏡成像的規律
（5）成像變化情況：成實像時，要使光屏上的像變大，可以讓物體靠近凸透鏡，同時讓光屏遠離凸透鏡
考點歸納 （6）用有圖形的發光二極管代替蠟燭的優點：使成像更清晰、穩定且容易對比像和物體的大小關系
（7）凸透鏡被遮擋一部分：光屏上成亮度稍暗的完整的像
（8）在光屏上畫方格子的優點：方便比較像與物體的大小關系
（9）在凸透鏡前加凹透鏡（近視眼鏡的鏡片）后，像和像距都變大，光屏要遠離凸透鏡才能承接到像
（10）實驗過程中，蠟燭會越燒越短，燭焰的位置越來越低，光屏上像的位置越來越高，為了使像繼續成在光屏中央，可將蠟燭或光屏向上移，或將凸透鏡向下移
（11）實驗數據收集、記錄和表格的設計；像距和物距的關系圖像處理
實驗結論 u>2f，成倒立、縮小的實像；u=2f,成倒立、等大的實像；f考點應用 照相機、幻燈機、投影儀、放大鏡、眼睛
【例】 【科學探究】在“探究凸透鏡成像的規律”實驗中：
【實驗步驟1】
(1)一束平行于凸透鏡主光軸的光經過凸透鏡后，在光屏上形成了一個最小、最亮的光斑，由圖1-5-14可知，凸透鏡對光具有__________作用，該凸透鏡的焦距是__________cm。
會聚
10.0
【實驗步驟2】
(2)將凸透鏡、蠟燭和光屏放在圖1-5-15甲的光具座上進行實驗。若在圖中C位置上放置光屏，則B位置上應放置__________；李安在安裝實驗裝置時出現如圖1-5-15乙所示的現象，造成這一現象的原因是_________________________________________，應該進行調整的操作是______________________________________________。
凸透鏡
燭焰、透鏡和光屏的中心不在同一高度上
調整燭焰、透鏡和光屏的中心在同一高度上
【實驗操作】
(3)圖1-5-16是趙強同學用蠟燭、凸透鏡和光屏在光具座上研究凸透鏡成像規律的實驗裝置，其中明顯還需要調整的是________的高度；實驗一段時間后，蠟燭變短了，要使燭焰的像仍然成在光屏的中心，應該將光屏向__________移動，或者將蠟燭向__________移動。
光屏
上
上
【實驗結論1】
(4)在圖1-5-16中，調整完實驗器材的高度后，當蠟燭與凸透鏡的距離如圖所示時，在光屏上可得到一個清晰的像，這個像是__________（填“倒立”或“正立”）、__________（填“放大”“縮小”或“等大”）的像。生活中常用的__________(填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”)就是利用這個原理制成的。
倒立
縮小
照相機
【實驗結論2】
(5)在（4）的基礎上，將蠟燭和光屏的位置互換，則光屏上的成像性質是__________、__________的__________，這是因為光在折射時，光路是__________。生活中常用的__________(填“投影儀”“放大鏡”或“照相機”)就是利用這個原理制成的。
倒立
放大
實像
可逆的
投影儀
【實驗拓展1】
(6)在實驗中得到清晰的實像后，當用黑色硬紙片遮住透鏡的上半部分，則能看到光屏上_________________（填“燭焰的像不完整”“會有紙片的像”或“燭焰的像變暗了”)。
燭焰的像變暗了
【實驗拓展2】
(7) 在圖1-5-16中，調整實驗裝置后，光屏上已成清晰的像，如果給凸透鏡戴上近視眼鏡后，為使光屏上再次呈清晰的像，應將光屏向__________(填“左”或“右”)移動。
右
（8）將蠟燭在圖1-5-16的基礎上遠離凸透鏡，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應向__________ (填“靠近”或“遠離”)凸透鏡的方向移動。若不移動光屏，則可在蠟燭和凸透鏡之間再放上一個焦距合適的__________(填“凸透鏡”或“凹透鏡”)。
靠近
凹透鏡
考點1 透鏡［10年5考：2015年(作圖)、2016年(作圖)、2018年(作圖)、2020年(作圖)、2021年(作圖)考查］
1. 【物理觀念】現有一個玻璃球，分成了A、B、C、D、E五塊，其截面如圖1-5-17所示，其中屬于凸透鏡的
是__________，屬于凹透鏡的是__________。
考點精練
ACDE
B
2. 【科學思維】如圖1-5-18所示，一束光經過一個透鏡后會聚于主光軸上的A點，取下透鏡后，光會聚于B點，則該透鏡對光起到__________（填“會聚”或“發散”）作用，由此說明，能將光會聚于主光軸上一點的透鏡__________（填“一定”或“不一定”）是凸透鏡。
發散
不一定
3. （2024咸豐模擬）圖1-5-19中的天文望遠鏡是由兩個透鏡組成的，請完成這條入射光線經過兩個透鏡的光路（其中F1是透鏡L1的虛焦點，F2是透鏡L2的焦點）。
如答圖1-5-8所示。
4. (2024達州模擬)如圖1-5-20所示，S′是點光源S在平面鏡中所成的像, S發出的一條光線經平面鏡反射后恰好射向凹透鏡右側虛焦點F。要求：(1)畫出點光源S。(2)補充入射光線。(3)畫出反射光線經過凹透鏡的折射光線。
如答圖1-5-9所示。
考點2 凸透鏡成像的規律［10年7考：2015年(實驗)、2017年(實驗)、2019年(綜合)、2020年(填空)、2021年(作圖)、2022年(填空)、2023年(實驗)考查］
5. 如圖1-5-21所示，燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心在同一高度，該凸透鏡的焦距為10.0 cm，凸透鏡的位置保持不變。以下說法正確的是（ ）
A. 當蠟燭放在圖中A區域時，光屏應
放在圖中D區域才可能呈現清晰的像
B. 蠟燭從圖中位置逐漸遠離透鏡時，
所成的像會逐漸變小
C. 若無論怎么移動光屏，在光屏上都找不到像，則蠟燭可能放在圖中B區域
D. 若光屏上要得到一個放大的像，則蠟燭應該放在圖中C區域
B
6. 【科學思維】點燃蠟燭，燭焰通過焦距為20 cm的凸透鏡甲成縮小的像。現用焦距為10 cm的凸透鏡乙替代凸透鏡甲，且保持燭焰和透鏡的位置不變，燭焰通過凸透鏡乙所成的像是（ ）
A. 縮小的實像 B. 放大的虛像
C. 倒立的虛像 D. 正立的實像
A
7. 【科學探究】（2023廣東）小明在學習了凸透鏡成像的規律后，繼續深入探究。選用下表中某一規格的凸透鏡做實驗，調整好器材后如圖1-5-22甲所示，此時燭焰在光屏上成放大的像。
凸透鏡
編號 焦距
/cm 直徑
/cm
① 5 3.5
② 5 4.5
③ 10 4.5
④ 15 4.5
（1）光屏上的像是實像還是虛像？__________。
（2）一段時間后，小明發現燭焰的像如圖1-5-22乙所示，此時將蠟燭向__________調節可以使燭焰的像移到光屏中央。
實像
上
（3）小明選的凸透鏡焦距為__________cm。
（4）小明將蠟燭換成F字光源，調整了光源和光屏的位置，在光屏上仍可觀察到清晰的像，如圖1-5-22丙所示，則小明看到的像應是__________（填字母）。
10
D
（5）小明認為凸透鏡成像的規律還可能與凸透鏡的直徑有關。若要驗證其猜想，則可在表中選取編號為__________兩個凸透鏡進行實驗驗證。
①②
凸透鏡
編號 焦距
/cm 直徑
/cm
① 5 3.5
② 5 4.5
③ 10 4.5
④ 15 4.5
考點3 凸透鏡成像規律的應用［10年4考：2015年(實驗)、2017年(實驗)、2022年(填空)、2024年(填空)考查］
8. 如圖1-5-23所示，小明通過焦距為15 cm的凸透鏡觀察到郵票正立、放大的像。下列說法正確的是（ ）
A. 通過凸透鏡觀察到的像是實像
B. 郵票到凸透鏡的距離等于15 cm
C. 郵票到凸透鏡的距離小于15 cm
D. 郵票到凸透鏡的距離大于30 cm
C
9. （2024廣東）航空器的攝像頭相當于__________透鏡，遠處的物體通過攝像頭成倒立、縮小的__________(填“實”或“虛”)像。在攝像頭遠離物體的過程中，像的大小將變__________。
凸
實
小
10. （2024廣元）“問天”學習小組在實驗室研究投影儀的成像特點（如圖1-5-24）。
（1）他們將投影片放在載物臺上，調節鏡頭的位置，屏幕上出現清晰、倒立、放大的實像，是因為投影片放在了距離鏡頭__________（填字母）的位置。
A. 二倍焦距以外
B. 一倍焦距到二倍焦距之間
C. 一倍焦距以內
B
（2）他們將投影片到鏡頭的距離調大，同時將鏡頭到屏幕的距離調小，當屏幕上再次出現清晰的像時，與（1）中的像相比，像__________（填“變大”“不變”或“變小”）。
變小
考點4 近視眼和遠視眼［10年1考：2017年(作圖)考查］
11. 【物理觀念】現代生活中，智能手機給人們帶來了許多便利，但長時間盯著手機屏幕容易導致視力下降。如圖1-5-25所示，關于遠視眼及其矯正的原理圖正確的是（ ）
A. ①③ B. ②④ C. ①④ D. ②③
A
12. 【物理觀念】圖1-5-26甲是近視眼的成像示意圖，其中晶狀體相當于凸透鏡，平行光經過晶狀體等結構未會聚在視網膜上。請在圖1-5-26乙的虛線框內畫出適當的透鏡進行矯正，并將兩條光線的光路補充完整，使光線會聚在視網膜上的a點。
如答圖1-5-10所示。
考點5 跨學科實踐制作望遠鏡
13. （2024遷西）制作望遠鏡。
實驗材料：寬膠帶、卡紙、剪刀、透鏡2個等。
制作方法:
①用卡紙制作兩個鏡筒，使其中一個紙筒剛好能夠套在另一個紙筒內，并能在其中自由滑動；
②將兩個透鏡分別固定在兩個紙筒上；
③將安裝好透鏡的兩個紙筒插合在一起，就制成了一個簡易望遠鏡。
（1）用眼睛靠近紙筒的一端觀察遠處的物體，滑動紙筒，直到觀察到遠處的景物變__________為止。
（2）不能用此望遠鏡觀察__________（填字母），可用它觀察_________（填字母）。
A. 太陽 B. 月亮
清晰
A
B
（3）請選擇合適的實驗儀器或工具用于觀察下列物體。（均填字母）
①洋蔥表皮細胞__________；②軍用地圖__________；③遠處軍事目標__________；④宇宙深處信息__________。
A. 放大鏡 B. 顯微鏡 C. 射電望遠鏡 D. 望遠鏡
B
A
D
C
考點6 綜合真題
14. 【科學探究】(2019廣東）小明在用蠟燭作為光源完成“探究凸透鏡成像的規律”實驗后，發現了蠟燭火焰飄忽不定、像與物體的對比較難判定等問題，小明和老師、同學一起對實驗裝置進行了一系列創新，創新點如圖1-5-27所示：光具座上凸透鏡所在位置為零刻度，數值向左、向右依次增大；在標有均勻格子的面板上制作字母“A”狀LED燈替代蠟燭；光屏上標有同樣的均勻格子。
（1）請分析創新后實驗裝置的優點：①可以直接讀出物距以及__________;②光屏上成像更清晰、__________；③從光屏上可以準確得出像與物體的__________關系。
像距
穩定
大小
（2）完成“探究凸透鏡成像的規律”實驗后，還可以更換（或增加）實驗器材進行拓展探究。請仿照示例寫出兩種不同方案。
項 目 更換(或增加)實驗器材及操作 探究的問題
示例 用黑色紙片遮擋凸透鏡的一部分 探究凸透鏡沒被遮擋部分的成像情況
方案1 ①____________________________ ②_______________________________________________
方案2 ③________________________________ ④________________________________________________
更換厚度更大的凸透鏡
探究焦距變化對成像的影響
將近視眼鏡放在凸透鏡前面
探究近視眼的矯正原理
15. （2022廣東）如圖1-5-28所示，電子蠟燭的“燭焰”通過凸透鏡在光屏上成一個清晰________立的實像。利用這一成像規律可制成__________（填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”）。若保持蠟燭和光屏的位置不變，僅將凸透鏡更換成另一個焦距相同、尺寸更大的凸透鏡，此時光屏上像的大小與原來的像對比應__________（填“變大”“變小”或“不變”）。
倒
照相機
不變
16. （2020廣東）如圖1-5-29所示，將點燃的蠟燭及焦距為
15 cm的凸透鏡固定在光具座上，要在光屏上承接到燭焰______（填“正立”或“倒立”）、放大的清晰實像，需將光屏向_______（填“左”或“右”）移動；一段時間后，蠟燭變短了，燭焰在光屏上成的像會向________（填“上”或“下”）移。
倒立
右
上
17. 【科學探究】（2015廣東）用焦距為10 cm的凸透鏡做“探究凸透鏡成像的規律”實驗，如圖1-5-30所示（凸透鏡的位置固定不動）。
(1)為了便于觀察實驗現象，實驗環境應該__________（填“較亮”或“較暗”）一些。
較暗
(2)記錄實驗數據如下表，請將所缺的實驗數據和像的性質補充完整。請根據實驗序號4的成像規律，寫出在生活中的一個應用：③__________。
放大鏡
實驗序號 物距u/cm 像距v/cm 像的性質
1 30 15 ①_____________________
2 20 20 倒立、等大的實像
3 15 ②_________ 倒立、放大的實像
4 6 — 正立、放大的虛像
倒立、縮小的實像
30
(3)若已在光屏上成清晰的像，此時用遮光布遮住凸透鏡的下小半部分，則所成的燭焰的像為____________________________（填“不完整的像”“亮度相同的完整的像”或“亮度稍暗的完整的像”）。
(4)曉紅在早上9：00利用太陽光進行觀察凸透鏡焦點的活動，她將凸透鏡與水平地面平行放置，調節凸透鏡到地面的距離，直至地面上出現一個最小的亮點，她認為此點就是凸透鏡的焦點。你認為她在活動過程中存在的問題是____________________
____________________________________________________________。
亮度稍暗的完整的像
凸透鏡沒有正對著
太陽光

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