【學習目標】
1.辨識凸透鏡和凹透鏡，曉得凸透鏡對光線的會聚作用和凹透鏡對光線的發散作用；
3.理解凸透鏡成像規律；
4.曉得照像機、幻燈機、放大鏡的成像原理；
5.曉得斜視眼和近視眼的動因和矯治。
【知識網路】
【要點梳理】
要點一、凸透鏡和凹透鏡
1、透鏡：中間厚邊沿薄的透鏡叫凸透鏡；中間薄，邊沿厚的透鏡叫凹透鏡
2、主光軸：通過兩個球面球心的直線。
3、光心（O）：主光軸上的一個特殊點，通過這個點的光傳播方向不改變。
4、焦點（F）：凸透鏡使跟主光軸平行的光線會聚在主光軸上的一點。凹透鏡使跟主光軸平行的光線發散，發散光線的反向延長線會聚在主光軸上一點，這點叫凹透鏡的虛焦點。
5、焦距（f）：焦點到凸透鏡光心的距離。如圖：
6、對光線的作用：凸透鏡對光線有會聚作用，也叫會聚透鏡；凹透鏡對光線有發散作用，也叫發散透鏡。
要點展現：
1、凸透鏡有兩個焦點凸透鏡和凹透鏡的區別，凹透鏡有兩個虛焦點；
2、放在凸透鏡焦點上的光源發出的發散光束，經過凸透鏡折射然后弄成平行光束，幻燈機、投影儀、舞臺上的追光燈等儀器就是借助了這一原理；
3、凹透鏡的虛焦點，“虛”表示該點并不是實際光線的交點，而是逆著凹透鏡折射光線的方向看去。
要點二、凸透鏡成像規律及應用
1、凸透鏡成像規律：
物的位置
像的位置
像的性質
應用舉例
凸透鏡
u=∞（平行光）
v=f
像與物異側
成一點
測定焦距
u＞2f
2f＞v＞f
縮小、倒立、實像
照像機
u=2f
v=2f
等大、倒立、實像
測定焦距
2f＞u＞f
v＞2f
放大、倒立、實像
投影儀
u=f
v=∞
同側
不成像
u＜f
v＞f
放大、正立、虛像
放大鏡
凹透鏡
物在鏡前任意處
v＜U
同側
縮小、正立、虛像
2、口訣記憶：
總結凸透鏡成像規律，可簡略歸納成“一焦分虛實，二焦分大小；成虛像時，物近像遠像變大；成實像時，物近像近，像變小。”
（1）“一焦分虛實”：物體在一倍焦距以內成實像，一倍焦距以外成虛像。
（2）“二焦分大小”：物距大于二倍焦距，成放大的像，（焦點除外）；物距小于二倍焦距成縮小的像。
（3）“成虛像時，物近像遠像變大”：成虛像時，物體緊靠透鏡，像遠離透鏡，像逐步變大。
（4）“成實像時，物近像近，像變小”：成實像時，物體緊靠透鏡，像也緊靠透鏡，像逐步變小。
3、凸透鏡成像應用：
（1）拍照機：鏡頭相當于凸透鏡，來自物體的光經過照像機鏡頭后會聚在膠卷上，成倒立、縮小的虛像。
（2）投影儀：鏡頭相當于凸透鏡，來自投影片的光通過凸透鏡后成像，再經過平面鏡改變光的傳播方向，使屏幕上成倒立、放大的虛像。（3）放大鏡：成正立、放大的實像。
要點闡釋：
虛像和實像的區別：
（1）成像原理不同：物體發出的光線經光學元件會聚而成的像為虛像，經光學元件后光線發散，反向延長相交產生的像叫實像。
（2）成像性質上的區別：虛像倒立的，實像是正立的。
（3）接收方式上的區別：虛像既能被耳朵聽到，又能被光屏接收到，實像只能被耳朵聽到，不能被光屏收到。
要點三、眼睛和墨鏡
1、近視眼：只能認清近處的物體，看不清遠處的物體。
2、成因：鞏膜顯得太厚，折射光的能力太強或因為眼珠在前后方向上太長，來自遠處的光會聚在黃斑之前，黃斑上得不到清晰的像。如圖：
3、矯正：配戴合適的凹透鏡
4、遠視眼：只能認清楚遠處的物體、看不清近處的物體。
5、成因：鞏膜太薄，折光能力太弱，或則是眼珠在前后方向上太緊，來自近處物體的光線發散程度較大，光會聚到了黃斑以后。
6、矯正：配戴合適的凸透鏡
要點展現：
1、近視眼是由于鼻子調節能力減緩或是眼珠前后過長導致的，遠視眼應選用適當度數的斜視鏡框進行矯治，遠視墨鏡是由凹透鏡制成的。
2、矯正近視眼，提高對光的折射作用。可佩戴用凸透鏡制成的近視墨鏡，使入射的光線經凸透鏡折射后步入雙眼，會聚點能夠移到黃斑上，如圖所示。
要點四、凸透鏡成像畫圖
1、凸透鏡的三條特殊光線：
（1）通過光心的光線經凸透鏡后傳播方向不變如圖甲；
（2）通過凸透鏡焦點的光線經凸透鏡折射后平行于主光軸如圖乙；
（3）跟主光軸平行的光線經凸透鏡折射后過焦點如圖丙。
2.凹透鏡的三條特殊光線
（1）通過光心的光線經凹透鏡后傳播方向不變如圖甲；
（2）射向凹透鏡的光線假如其延長線通過虛焦點，則經凹透鏡折射后平行于主光軸如圖乙；
（3）跟主光軸平行的光線經凹透鏡折射后，折射光線的反向延長線過焦點如圖丙。
【典型例題】
類型一、透鏡對光線的作用
1.（2015?內鄉縣校級一模）明代張華的《博物志》中記載：“削冰令圓，舉以向日，以艾承其影，則得火。”“削冰令圓’’就是把冰塊制成鏡；要得火，應把“艾”放在鏡的位置。
【答案】凸透；焦點
【解析】要取火須要將光線會聚，所以應當將冰塊制成凸透鏡，透鏡會把光線集中在焦點上時，所以當把艾置于焦點上時，會隨著氣溫的下降達到燃點時即可燃燒，故答案為：凸透；焦點。
【總結升華】此題考查了凸透鏡的特性及靈活借助凸透鏡解決生活實際問題的能力，是高考考查的熱點。
舉一反三：
【變式】關于透鏡對光的作用的討論，不正確的是（）
A．跟主光軸平行的光線通過凸透鏡折射后光線的反向延長線會聚在焦點上
B．凸透鏡能使會聚光線提早會聚
C．跟主光軸平行的光線通過凹透鏡成發散光線
D．凹透鏡能使會聚光線延遲會聚
【答案】A
類型二、凸透鏡成像規律
2.（2016?泰安校級一模）當物體距凸透鏡5f處沿主光軸漸漸向f處聯通時，在光屏上成的像一定是（）
A．倒立的虛像，像的大小漸漸減少
B．倒立的虛像，像的大小漸漸減小
C．倒立的實像，像的大小漸漸減少
D．正立的虛像，像的大小漸漸減小
【思路點撥】據凸透鏡的成像規律，物體放到焦點之外，在凸透鏡另左側成倒立的虛像，物距越小，像距越大，虛像越大。
【答案】B
【解析】物距由5f向f減少，這樣像距越大，而虛像也就越大，故成的像一定是倒立的虛像，且像的大小漸漸減小。
【總結升華】此題考查的是凸透鏡的成像規律，物距的變化是像的性質變化的主要誘因。
舉一反三：
【變式】（2015?豐縣市二模）物體從距凸透鏡12cm移到距凸透鏡18cm的過程中，調整光屏的位置，總能在光屏上得到倒立放大的像，由此可知，此凸透鏡的焦距可能是（）
A．6cmB．10cmC．16cmD．20cm
【答案】B
3.如圖所示，F為凸透鏡的兩個焦點，A′B′為物體AB的像，則物體AB在（）
A．圖中Ⅰ區域，比A′B′大，箭頭方向向下
B．圖中Ⅱ區域，比A′B′大，箭頭方向向上
C．圖中Ⅲ區域，比A′B′大，箭頭方向向下
D．圖中Ⅳ區域，比A′B′小，箭頭方向向上
【思路點撥】由圖可知像距與焦距的關系，結合凸透鏡成像的規律即可確定像與物體之間的大小、倒立還是正立的關系，以及物距與焦距的關系；依據過光心的光線經凸透鏡折射后方向不變，可以確定物體的A點在主光軸上，判定出物體在Ⅲ區域。
【答案】C
【解析】由題意知，像在一倍焦距和二倍焦距之間，依照凸透鏡成像的特性，此時物體應在二倍焦距以外，所以物體在圖中Ⅲ區域。像是倒立縮小的虛像，所以物體的箭頭向下。
【總結升華】凸透鏡成像的規律涉及四個方面：①物距與焦距的關系；②成像的性質；③像距與焦距的關系；④應用。只要告訴其中的一個方面，就可以確定其它三個方面的內容。在此題中，依照圖示確定了像距（10分米）與焦距的關系，和像的形狀；之后借助凸透鏡成像的規律，確定物距和物體的形狀。
舉一反三：
【變式】（多選）在研究凸透鏡成像規律的實驗后，蓓蓓借助圖畫記錄了她觀察到的實驗現象如圖所示。四幅圖畫中的物、像關系有對有錯，請你幫她把正確的圖選下來（）
【答案】ABC
類型三、透鏡的綜合應用
4.在防盜門上安裝一只“貓眼”，家中的人通過“貓眼”能認清屋外的人是一個正立、縮小的像，按照你的判定這個“貓眼”相當于鏡。
【思路點撥】“貓眼”是由兩塊透鏡組合而成。當我們從門外向外看時，目鏡是凹透鏡，物鏡是凸透鏡。目鏡的焦距極短，它將室內的人或物成一縮得很小的正立實像，此像剛好落在物鏡的第一焦點之內，物鏡起著放大鏡的作用，最后得到一個較為放大的正立實像，所以防盜門鏡的作用相當于一個凹透鏡。
【答案】凹透鏡
【解析】“貓眼”是由兩塊透鏡組合而成。當我們從門外向外看時，目鏡是凹透鏡，物鏡是凸透鏡。最后見到來客的正立、縮小的像，所以防盜門的“貓眼”相當于凹透鏡，凹透鏡對光線有發散作用。
【總結升華】題目考查了中學生對凸透鏡和凹透鏡本質區別的認識，理解凸透鏡對光線有會聚作用，凹透鏡對光線有發散作用是解答此題的關鍵。
舉一反三：
【變式】在光具座上自左往右依次豎直放置一個凹透鏡、凸透鏡和平面鏡，兩個透鏡的主光軸重合，凸透鏡的焦距為f，此時兩個透鏡之間的距離為L。在凹透鏡的右側有一水平平行光束通過兩個透鏡后入射到平面鏡上，經平面鏡反射后，反射光恰能沿原先的光路返回，據此可判定凹透鏡的焦距為（）
A．fB．LC．f+LD．f-L
【答案】D
類型四、作圖與實驗探究
5.圖中L為凸透鏡，MN為其主光軸，O為光心，若物體AB經凸透鏡成的虛像為A′B′凸透鏡和凹透鏡的區別，試用畫圖的方式確定凸透鏡的一個焦點F，并在圖中標出F的位置。
【思路點撥】實像A′B′是由來自物體AB的光線經過凸透鏡折射后組成的。平行于主光軸的光線經過凸透鏡折射后過焦點，按照這一特征我們可以在物體AB上從A點開始做一條與主光軸平行的光線，經凸透鏡折射后射到A′點，折射光線與主光軸相交的點為焦點。
【答案與解析】在物體AB上從A點開始做一條與主光軸平行的光線，經凸透鏡折射后射到A′點，折射光線與主光軸相交的點為焦點F。同樣，我們借助光路是可逆的，也可以在A′B′上從A′點開始做一條與主光軸平行的光線，經凸透鏡折射后射后到A點，折射光線與主光軸相交的點也是焦點。故答案為：
【總結升華】題目考查了借助凸透鏡的三條特殊光線的畫圖：①通過焦點的光線經凸透鏡折射后將平行于主光軸。②平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后將過焦點。③過光心的光線經凸透鏡折射后傳播方向不改變。
6.在探究凸透鏡成像特性的實驗中。
（1）實驗時，在光屏上得到了一個清晰的像，但像的位置偏低，如圖所示（P點是2倍焦距處）。你解決的方式是。
（2）調整后，把蠟燭移到A點處，此歲月屏上的像很模糊，為了得到清晰的像，應把光屏向聯通（填“左”或“右”），此次成的是倒立、的虛像；
（3）再把蠟燭移到B點處，無論如何調節光屏，光屏上仍然接收不到像，是由于此時成的是正立、放大的像，要想聽到這個像，應從圖中的（填“C”或“D”）箭頭所示的方向去觀察。
【答案】（1）蠟燭下調（答案不惟一）；（2）右；放大；（3）虛；C
【解析】（1）在光屏上得到了一個清晰的像，但像的位置偏低，說明蠟燭、凸透鏡、光屏兩者中心沒在同一個高度。蠟燭過高，或凸透鏡過高，光屏偏低。要使像成在光屏的中心：①蠟燭下調；②凸透鏡、光屏同時調低；③上調光屏。（2）當蠟燭在A點時，2f＞U＞f，凸透鏡成倒立放大的虛像，v＞2f，所以光屏右移到二倍焦距以外。（3）把蠟燭移到B點處，U＜f時，凸透鏡成正立放大的實像。光屏上接不到，透過凸透鏡觀察蠟燭看見正立放大的實像。
【總結升華】題目考查了凸透鏡成像規律的探究實驗。須要中學生把握凸透鏡成像時的物距、像距和像的性質；正確分辨虛像和實像；實驗過程中，光屏上不能正常成像，或成像不清晰，或成像不在光屏中央，能剖析緣由，并能解決。
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