【本讲教育信息】

一. 教学内容：

第六章知识总结

1. 透镜 对光线的作用

三条特殊光线

2. （1）凸透镜成像规律

物体位置	像的位置	像的正倒	像的大小	像的虚实	应用
u>2f	2f>v>f	倒立	缩小	实像	照相机
u=2f	v=2f	倒立	等大	实像	测焦距
2f>u>f	v>2f	倒立	放大	实像	幻灯机，投影仪
u=f	——	——	——	——	平行光源
u<f	——	正立	放大	虚像	放大镜

（2）凹透镜成像规律

凹透镜只能成正立缩小虚像

【典型例题】

（一）要理解透镜对光线的作用：

例1. 如图中各“方框”中都有一个光学器件，这个光学器件使射入“方框”的光线方向在射出时发生了改变，请根据两条不同的光线射入和射出“方框”时的方向，把适当的光学器件放入框中，并完成光路．（填1个元件）

　　（a）（b）（c）（d）

　　分析与解答：这一类问题：（1）首先根据入射和出射光线判断里面是透镜还是面镜。在上面图中，显然只有第（d）图是填平面镜．

　　（2）对于透镜来说，将出射光与原来比较，如果是会聚的，则填入凸透镜，如果是发散的，填入凹透镜．

　　（3）完成光路，可先将对应的光线相连，如单箭头与单箭头光线正向或反向延长，找到镜子所在的位置．

答案：如图

说明：凸透镜对光束有会聚作用，是指折射光线的方向比入射光线的方向“收拢”了。显然不是指经透镜折射的光线是否相交来判定。经凸透镜折射的光线可能是平行光束，也可能是会聚光束或发散光束。

例2. 为什么从圆形玻璃鱼缸的上方看水显得浅？从旁边看鱼显得大？把鱼缸放在阳光下，为什么鱼缸的影子里有个较亮的光斑？

分析与解答：从鱼缸上方看鱼缸，鱼缸底上的光通过水射向空气发生了折射，故看起来显得浅；从旁边看，凸形的水相当于一个凸透镜，金鱼游到鱼缸边附近时，处在这个凸透镜的焦点之内，凸透镜起到放大镜的作用，我们实际上看到了金鱼的放大的虚像，鱼缸在太阳光下相当于一个凸透镜，对太阳光有会聚作用，会聚点处形成一个较大的光斑。

（二）要熟练掌握凸透镜成像规律：

例3. 物体放在凸透镜前某位置时在透镜的另一侧离透镜10厘米的光屏上得到清晰、倒立、缩小的像。当把物体移至镜前10厘米主轴上时，物体所成的像一定是_______。

分析与解答：根据凸透镜成像规律可知：成倒立、缩小、实像时，像距应满足f<v<2f

可解不等式f<v=10cm<2f ∴5cm<f<10cm 即焦距大于5cm且小于10cm

当物体移至透镜前10cm处时，物距u=10cm时，

∵f<u=10cm<2f ∴所成像为：放大、倒立、实像。

（三）理解生活中透镜的原理；要会调节和使用生活中的透镜

例4. 如图所示为凸透镜成像的一种现象，AB代表物体，A’B’代表物体的像，这种现象可用作（）

A. 放大镜观察物体 B. 照相机拍摄照片

C. 幻灯机放映画面 D. 投影仪放映投影片

分析与解答：由图中可知，物体处在凸透镜2倍焦距以外，根据凸透镜成像规律，当u>2f时，在凸透镜另一侧的光屏上成倒立、缩小、实像，其应用是照相机，所以正确答案为B

或者由A’B’为倒立、缩小、实像，同样判断出物体的位置在2倍焦距以外，其应用是照相机。

例5. 有一个写着h字样的胶片放在教学用的投影仪上。此时屏幕上刚好形成一个清晰的像。请在屏幕上画出h的像。如果要得到更大的清晰的像，应使投影仪_________（填“远离”或“靠近”）屏幕，并把透镜向__________（填“上”或“下”）移动。

分析与解答：投影仪的原理是当物距2f＞u＞f，像距v＞2f成倒立放大的实像，根据凸透镜成像的动态情景：“物近像远像变大”如果要得到更大的清晰的像，透镜应向下移动来减小物距，同时应使投影仪远离屏幕来增大像距。

屏幕上h的像如右图，胶片上的字“h”经凸透镜成像变成了倒立左右颠倒的实像即，然后再一次经平面镜反射改变光路就变成了右图屏幕上的字了。

例6. 甲、乙、丙、丁是四架不同型号的（焦距不同）“135”相机，如图1所示，小红站在同一地点，分别用它们对着同一景物——亭子各拍一张照片，如图2的A、B、C、D。我们可以判定：照片_____________是用甲拍摄的，照片__________是用乙拍摄的，照片__________是用丙拍摄的，照片_____________是用丁拍摄的。

图1

图2

分析与解答：照相机的镜头相当于一个凸透镜。镜头后面是暗箱，胶片就装在暗箱的底部，胶片相当于光屏。判断照相机焦距的长短，可从它的侧面看出来，镜头焦距大约等于镜头与相机后背之间的距离。因此，在图1所示的四架照相机焦距从长到短的顺序是甲、丙、丁、乙。

由凸透镜成像规律可知。物体在凸透镜的焦点以外时，在透镜的另一侧光屏上总得到倒立的实像。当物距时，像是缩小的，照相机就是利用这个原理成像的。对于同一架照相机，焦距一定时，要改变像的大小必须改变物距。由凸透镜成像规律还可知：当物距变小时，像距就增大，像也变大。但是本题中小红在同一地点对着同一个亭子拍照，那么像的大小差别原因则在镜头焦距不同。用对照比较的方法可以得知，物距不变，焦距较长的相机所成的像较大（注：可用凸透镜成像的作图法证明）如下图：

答案：D是甲拍的，A是丙拍的，C是丁拍的，B是乙拍的。

例7. 试述近视眼和远视眼的矫正原理。

分析与解答：人的眼睛，就它的构造来说，跟照相机相似，它的构造简图如图所示。人的眼睛近似于一个球体，平均半径约2.5厘米，通常称之为眼球。眼球里的角膜、水样液、晶状体和玻璃体共同作用相当于一个凸透镜。从物体射出的光线，穿过角膜进入眼球，经过水样液、晶状体和玻璃体的折射，在视网膜上成缩小、倒立的实像，我们就看到了物体。

当物体和眼睛的距离远近发生变化时，通过睫状肌改变晶状体表面的弯曲程度（从而改变它的焦距），使物体的像总成在视网膜上，可以说眼睛是一个极精巧的变焦距系统。晶状体变得最凸（即焦距最小）时，眼睛能够看清的最近点叫眼睛的近点。正常眼睛的近点在10厘米左右。统计结果表明，正常眼睛长时间看近距离的物体而又不易疲劳的最合适的距离应为25厘米左右（称为明视距离）。

对于近视眼来说，它的远点和近点都比正常眼睛的要近，其成因是视网膜与晶状体的距离过远，或者晶状体比正常眼睛要凸一些。这种眼睛不能把平行光束会聚在视网膜上（而是会聚在视网膜前），也就是说远点不在无穷远处，近点也比10厘米小。矫正办法是配戴一副凹透镜做的眼镜，利用凹透镜对光束的发散作用，使无穷远处的物体正好成像在视网膜上。如下图所示。

远视眼的成因与近视眼恰好相反。晶状体最扁平时，无限远处的物体成像于视网膜之后。远视眼的近点总大于10厘米。矫正办法是戴一副凸透镜做的眼镜，如下图所示。

例8. 小明的爷爷和爸爸都是老花眼，爷爷的老花眼更重一些，小明的妈妈则是近视眼。他们的三副眼镜都放在报纸上，如图，现在爸爸要看书，让小明把眼镜递给他，小明应该拿图______中的那一副。

分析与解答：由近视眼和远视眼的成因可知，近视眼需配戴凹透镜，凹透镜成缩小虚像；所以丙图为近视镜。远视眼需配戴凸透镜，凸透镜成放大虚像；且度数越高成的虚像越大，所以甲乙两图均为远视镜，因为爷爷的老花眼更重一些，则乙图为爷爷的。

所以选择答案为甲

【模拟试题】（答题时间：90分钟）

一、选择题：（3分×12=36分）

1. 图1所示是光线通过透镜的光路图，正确的是（）

图1

2. 把发光体放在离凸透镜15cm处时，在透镜的另一侧的光屏上出现了该发光体倒立、放大的像，该透镜的焦距可能是（）

A. 5cm B. 10cm

C. 18cm D. 20cm

3. 投影仪是教学中常用的仪器，如图2所示是投影仪的结构图，在水平放置的凸透镜的正上方有一与水平面成45°角的平面镜，右边竖直放一屏幕。物体发出的光线经过凸透镜和平面镜后，可在屏幕上成一清晰的像。一教师在使用投影仪时，发现在屏幕上的画面太小，正确的调节方法是（）

图2

A. 减小投影仪与屏幕间的距离，下调凸透镜，减小凸透镜到物体间的距离

B. 减小投影仪与屏幕间的距离，上调凸透镜，增大凸透镜到物体间的距离

C. 增大投影仪与屏幕间的距离，下调凸透镜，减小凸透镜到物体间的距离

D. 增大投影仪与屏幕间的距离，上调凸透镜，增大凸透镜到物体间的距离

4. 简易“傻瓜”照相机镜头的焦距不能改变，暗箱长度（底片到镜头的距离）也不能改变，拍照时只要把景物全部纳入取景器内，无论物距如何变化，都能拍出比较清晰的照片。这种“傻瓜”照相机的镜头应选用（）

A. 焦距较大的凸透镜 B. 焦距较小的凸透镜

C. 焦距较大的凹透镜 D. 焦距较小的凹透镜

5. 下列知识框架不正确的是（）

A. B.

C. D.

6. 有甲、乙二个凸透镜，焦距分别为，将它们分别放在光具座上做蜡烛成像实验。实验结果如下表所示，若烛焰到凸透镜的距离都相等，则（）

凸透镜	像的性质
甲	倒立、放大、实像
乙	倒立、缩小、实像

A. B. C. D. 条件不足，无法判断

7. 一发光物体“b”放在距凸透镜2倍焦距外，则在光屏上得到的像是（）

图3

8. 市场上出售一种“人参酒”，在酒瓶中浸着一支人参，你看到浸在瓶中的参是（）

A. 实物 B. 等大实像 C. 放大虚像 D. 放大实像

9. 如图4所示为凸透镜成像的一种现象，AB代表物体，A’B‘代表物体的像，这种现象可用作（）

A. 照相机拍摄照片 B. 投影仪放映投影片

C. 幻灯机放映画面 D. 放大镜观察物体

图4

10. 在离焦距是15厘米的凸透镜的正前方100厘米处,一物体以12厘米/秒的速度向凸透镜靠拢，运动8秒钟时物体所成的像是（）

A. 倒立放大的实像 B. 倒立缩小的实像

C. 正立放大的虚像 D. 等大倒立的实像

11. 如图5是常见的视力缺陷成像情况，则下列说法正确的是（）

A. 甲图表示的是近视眼，乙图表示是远视眼

B. 甲图表示的是远视眼，乙图表示是近视眼

C. 甲、乙两图都表示是近视眼

D. 甲、乙两图都表示是远视眼

图5

12. 某物理兴趣小组的同学在“探究凸透镜成像规律”实验中，记录并绘制了物体离凸透镜的距离u跟实像到透镜的距离v之间的关系，如图6，则凸透镜的焦距为：（）

A. 60 cm B. 45 cm c. 30 cm D.15 cm

图6

二、填空题：（1分×22=22分）

13. 将表格填写完整：

物距（u）	像距（v）	像的性质			应用
物距（u）	像距（v）	实像或虚像	倒立或正立	放大或缩小	应用
u＞2f		实像	倒立	缩小
	v＝2f	实像		等大	测焦距
	v＞2f	实像	倒立
u＝f	v →	不能成像			平行光源
u＜f	v ＜0	虚像和物在同侧		放大

14. 常用体温计的刻度为三棱体，横截面如图7，其正面是圆弧形，这样就能看清体温计内极细的水银柱，以便读数。这是因为圆弧形的玻璃相当于_____________。使我们能看到水银柱放大后的____________像。

图7

15. 小明的金鱼缸是圆形的，当他从侧面观察鱼时与正上方观察同一条金鱼时比较，发现从侧面看到的金鱼比正上方看到的要____________（填“大”或“小”）一些，这是因为圆形鱼缸相当于一个____________，所看到的“金鱼”是鱼的____________。

16. 照相机的镜头与胶片间的距离是可调的。图8所示，一个小姑娘照了两张照片。拍照时，她与照相机的距离不同，一张离照相机镜头较近，另一张离的较远些，从照片可以判断____________是距照相机镜头较远时拍照的（填甲或乙）。小姑娘通过照相机在胶片上所成像的性质是____________。（填虚像或实像）

甲乙

图8

17. 如图9，小华参观展览会，在一个展室里可见一个女导游在介绍商品，试着与她握手，却发现是一个虚拟导游，可望不可及。后来他发现这个女导游只是在一个玻璃屏风后倒立的电视机屏幕上经过处理的一个形象而已。则这个玻璃屏风是____________镜，这个虚拟导游是____________像（填“虚”、“实”），电视机屏幕与玻璃屏风的距离应满足的条件是____________。

图9

18. 凹透镜、凸透镜、凹面镜、凸面镜和平面镜，都是常用的光学器材，近视眼镜的镜片是____________镜，老花镜的镜片是____________镜，教学投影仪上的反射镜是____________镜，摩托车前的观后镜是____________镜，手电筒的反射镜是____________镜。

19. 黎明同学要挑选一焦距小于6cm的凸透镜，他用物理实验对甲、乙、丙3块凸透镜进行测量，保持烛焰与凸透镜的距离为12cm，实验结果记录在表格中，可以确定____________凸透镜是黎明同学所需要的。

凸透镜	像的的性质
甲	倒立	放大	实像
乙	倒立	缩小	实像
丙	正立	放大	虚像

三、作图题（ 4分）

20. 请粗略画出图10中折射光线的方向。

（1）（2）

图10

四、实验题（20分）

21. 在研究凸透镜成像的实验中：

（1）先把凸透镜正对太阳光，移动凸透镜，在屏上得到一个亮点，如图11所示，接着把蜡烛、凸透镜和光屏安装到光具座。请回答下列问题：

此凸透镜的焦距是____________cm。

图11

（2）在实验中有一个步骤是：调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使__________、_________和烛焰的中心在____________上，这样做的目的是____________。点燃蜡烛应在调整之____（填“前”或“后”）。

（3）如图12，保持蜡烛和凸透镜位置不变，调节光屏位置，直到光屏上出现清晰的烛焰像，则在光屏上观察到的像是________（凸透镜的焦距为10厘米）

图12

（4）利用凸透镜在光屏上已得到烛焰清晰的实像，此时如果用黑纸遮住透镜的下半部，则光屏上的像________。（填“变暗了”、“缺一部分”或“没有了”）

22. （1）如图13所示，把点燃的蜡烛放在____________处，光屏上出现缩小的像，把点燃的蜡烛放在____________处，光屏上出现放大的像；放在____________处时，光屏上不会成像。

图13

（2）在物距不断减小的过程中，像距不断____________，像的大小不断____________；当物距小于____________时，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上得到烛焰的像。

23. 某投影仪的镜头和幻灯片之间的距离可在10cm~20cm之间调节，现因原镜头损坏，则应选择下列透镜的镜头是（）

A. 焦距为5cm的凸透镜 B. 焦距为10cm的凹透镜

C. 焦距为10cm的凸透镜 D. 焦距为20cm的凸透镜

24. 在物理实践活动中，某活动小组的同学通过实验探究凸透镜成像的规律，他们用了A、B两个焦距不同的凸透镜分别进行了若干次操作，并把实验数据及部分现象准确地记录在下表中：

请你完成上表并帮助他们分析从表中获得的信息，把能得出的探究结论填在横线上。（示例）结论一：在成实像的情况下，物体到凸透镜的距离相同时，凸透镜的焦距越长，像到凸透镜的距离越长。

结论二：在成实像的情况下，_______________________________________________

_________________________________________________________________

五、问题解决题（9分）

25. 如何粗测一个凸透镜的焦距，请说出你设想的方法。取用什么器材，在哪里测，由你决定。本题要求：①至少说出两种方法。②简要写出每种方法的步骤，说明需要用什么仪器测什么物理量，并说明测得的物理量和焦距的关系。

26. 暑假期间，杨勤在家帮助妈妈在草垛上盖上一层塑料薄膜防雨，如图14所示，夏日午后刚下了一场雨，太阳照在草垛上。这时杨勤突然想起了什么？赶快到外面把塑料薄膜上的雨水清除掉。请你想一想，杨勤这样做的道理是什么？

图14

六、信息收集题（9分）

27. 医生用激光治疗近视眼，主要是利用激光能够精确切削组织的特性，用光束重塑角膜曲率，从而达到矫正近视的目的。治疗近视使用的是准分子激光，它是一种能够精确聚焦和控制的紫外光束，其切削精度非常高，每个光脉冲切削深度为。准分子激光又是冷光源，不会产生热量，因而对切削部分的周围组织不会造成损伤。激光治疗是在电脑控制下进行的，医生在治疗前将近视度数输入电脑，用电脑来控制切削的范围和深度，指挥激光器发出一系列的激光脉冲照射到角膜上，在角膜中心削出一个光滑的平面，如图15（a），每个脉冲切除一薄层中心角膜组织，多个脉冲照射到角膜组织上以后，使角膜曲率变平，矫正原有屈光误差，使光线直接聚焦于视网膜上。