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三章 透镜及其应用
【知识网络】
【考点透视】
一、考纲指要
1．认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。
2．探究凸透镜的成像并得出凸透镜成像的规律，会应用这种规律解决实际问题。
3．了解凸透镜成实像、虚像、放大像、缩小像的条件和有关的应用。
二、命题落点
纵观近几年全国各课改实验区的中考试题（特别是2005年的中考试题），本章在中考中所占的比例为3%—4%，出题的热点有：
1．能理解透镜对光的作用，会完成光线经过透镜折射后的光路。如例题1。
2．能根据给定的光束判断是凸透镜还是凹透镜。如例题2。
3．知道凸透镜成倒立缩小实像、倒立放大实像、正立放大虚像的条件。如例题3。
4．能认识生产、生活中的各种透镜并且了解它们的原理。如例题4。
5．能根据题中给定的实验器材，设计探究凸透镜成像规律的探究过程，如例题5。
6．知道凸透镜成像实验中“物距”（u）变化时，像的大小及“像距”（v）的变化，并能根据需要调节照相机、投影仪、等的成像的情况，如例题6。
第一单元3.1 透镜 3.2生活中的透镜3.3探究凸透镜成像的规律
【典例精析】
例1：如图3—1所示的凸透镜，
已知经凸透镜折射后的光线的传
播方向，请你根据凸透镜对光线
的作用将入射光线填充完整。
分析：这是一道检验学生理解“凸透镜对光的作用”的题，凸透镜对光线有会聚作用，其特点是：平行主光轴的光线，经凸透镜折射后过主焦点，那么，此题给出了折射光线是经过凸透镜折射后过主焦点，根据光的可逆性可推出它的入射光线一定是平行主光轴，入射光线所在的位置是过凸透镜与折射光线相交的点平行主光轴的一条直线。
答案： 如图3—2所示
注意：此题要求学生知道：“平行主光轴的
入射光线经过凸透镜折射后过主焦点；经过
主焦点的入射光线经过凸透镜折射后平行主光轴；还有是通过光心的光线传播方向
不会改变”。
例2：如图3—3和3—4所示的暗箱（黑盒子）里面是某种类的透镜，请根据暗箱外面光线的传播方向判断暗箱里面透镜的种类分别是： 和 ，并将其填充上。
分析：图3—3入射光线为平行主光轴的光线，经过透镜后的另一侧的光线为会聚光线，
可知图3—3的暗箱（黑盒子）里面是凸透镜，图3—4入射光线为平行主光轴的光线，经过透镜后的另一侧的光线为发散光线，可知图3—4的暗箱（黑盒子）里面是凹透镜，
答案：凸透镜，凹透镜。填充图请同学们来完成。
注意：两种透镜对光线作用的区别就是：凸透镜对光线有会聚作用，任何光线经过凸透镜折射后都向靠近主光轴的方向偏转；凹透镜对光线有发散的作用，平行主光轴的光线经凹透镜折射后向远离主光轴的方向偏转；也就是向外发散。
例3：晓敏同学在做“探究凸透镜成像的规律”实验时，在光屏上得到烛焰缩小的像，然后他把燃烧的蜡烛和光屏互换位置，这时光屏上 （ ）
A．成倒立缩小的像 B．成倒立放大的像
C．成正立放大的像 D．不能成像
分析： 本题考查凸透镜成像规律。判断物体经过透镜后能成什么性质的像，一般的方法是弄清物距、焦距的关系。本题也可以用这种方法，蜡烛在光屏上成倒立的缩小的实像，则像距在f与2f之间。，那么当蜡烛放在此处时，另一侧则能得到倒立放大的像。
答案：本题正确的答案为B。
注意：物距、像距像与物体的位置关系和像的倒正、大小等性质以及它们的应用，都编写在下表中，若把此表理解了，做这一类的题会很容易的。
物的位置 像的位置 像的性质 应用举例
凸
透镜 U=∞
（平行光） V=f 像与物异侧 成一点 测定焦距
U>2f 2f>V>f 缩小、倒立、实像 照像机，眼睛
U=2f V=2f 等大、倒立、实像
2f>U>f V>2f 放大、倒立、实像 幻灯，电影机
U=f V=∞ 同侧 不成像 探照灯的透镜
U
例4：如图3—5所示，鱼缸中只有一条小鱼，而眼睛从A点
可以观察到两条，一条鱼的位置变浅，另一条鱼变大。前者是
由于 形成的 像（填“实或虚”）。后者是
由于鱼缸构成了一个 镜，鱼在它的 ，从而
形成的 像（填“实或虚”）。
分析： 该题对大多数学生来说很眼熟，因为它将以前涉及折射知识和透镜应用的两个知识点合在一起来问了。变浅的鱼是由于光从水中射入空气中发生光的折射形成的；变大的鱼是由于圆形的鱼缸起到了放大镜的作用。
答案：光在水面处发生折射；虚像。凸透镜，焦点以内，虚像。
注意：是虚像还是实像，只要通过作图就可以辨别，凡是实际光线不能到达像点的，像是由实际光线的反向延长线构成的，这个像就是虚像。
例5：小红最喜爱的玩具是叔叔送给她的生日礼物，那是三只大小、形状、完全相同的凸透镜，分别由玻璃、水晶、塑料制成。现在小红想探究“大小、形状相同的凸透镜的焦距与制作材料是否有关”。请你帮她设计这次探究的全过程，完成如下工作：
（1）这次探究所需要的器材有哪些？
（2）请你写出探究的主要步骤。
（3）请你设计实验、观察现象并把实验数据制成表格记录下来。
分析： 本题考查的是探究凸透镜焦距的实验能力。设计探究方案，要根据凸透镜能使光会聚在焦点的性质，来考虑光源与测量焦距所需要的器材以及测量方法与步骤。
答案：（1）器材：三只凸透镜、光源（太阳光）、刻度尺。（2）步骤：①用玻璃透镜会聚太阳光，通过调整它到地面的距离使地面出现最小的光斑，用刻度尺量出透镜到光斑的距离即焦距；②用水晶透镜重复进行上述实验；③再用塑料透镜重复进行上述实验；④比较三种透镜的焦距，得出的结论。（3）记录表格如下：
透镜材料 玻璃 水晶 塑料
透镜焦距f/cm
注意：这是采用聚焦的方法测透镜的焦距，必须使光斑是最小的，只有这样，光斑所在的点才是透镜焦点的位置。
例6：肖晓同学和同学们去郊游，肖晓同学用胶卷（且镜头的焦距是不变的）照相机刚刚给小丽同学拍完全身照，小乐同学又要拍半身照，你认为肖晓同学应该怎样做？
分析：接收像的光屏是照相机里面的胶卷（常称为底片），它的大小是不变的，当人由照全身像改成照半身像时，像要变大了，根据凸透镜成像的规律，像变大，像距也必须随着变大，而物距必须变小，所以，应该缩短人到镜头的距离，同时增大镜头与底片之间的距离。
答案：肖晓同学应该缩短人到镜头的距离，同时增大镜头与底片之间的距离。
注意：整个身体比身体的一半要大，但是，在一定的底片上照全身像和半身像，全身像要比半身像小；千万不要认为全身像比半身像大，否则，答案就是完全相反的。
【基础演练】
1．在图3—6中补画出缺少的入射光线或折射光线。
2． 一种微型手电筒的灯泡做成如图2所示的形状，它的前端相当于一个 ，
使用这种灯泡，可以省去一个零件，它是 。
3．小青同学是物理科代表，物理任课老师让她帮助把下列光学器材按镜的种类进行分类；
器材有：①照相机 ②潜望镜 ③幻灯机 ④穿衣镜 ⑤放大镜，可分成 类，
其中一类包括照像机 ；另一类包括 、（填序号），前者应用光学
知识的特征是 ，后者应用光学知识的特征是 。
4. 清晨，草地或树木上的露珠下面的叶脉看起来比较大，这是因为露珠产生了 镜功能的结果，形成了 像。
5. 在“研究凸透镜成像”的实验中：
（1）在光具座上依次摆放好蜡烛、凸透镜、光屏，当点燃蜡烛后，无论臬调整它们之间的距离，都不能在光屏上得到清晰的像，原因是：
（2）经过调整后，光屏上已成一缩小清晰的像，要在光屏上成一放大清晰的像，则蜡烛到透镜的距离应 （选填“增大”、“减小”或“不变”）
（3）要想成放大的虚像，蜡烛到透镜的距离应 ，生活中的 镜就是这一成像特点的应用。
6．某市周村航校开展航空观光旅游项目。小刚同学在乘坐飞机观光时，用携带的镜头焦距为30㎜的照相机拍摄张店城区的全景照片。则底片与镜头间的距离应 （ ）
A．小于30㎜ B．等于30㎜ C．略大于30㎜ D．等于60㎜
7．以下光学器件中，不属于凸透镜应用的是 （ ）
A．放大镜 B．照相机 C．、近视眼镜 D．投影仪
8． 在研究凸透镜成像规律的实验中，小明同学无论怎样移动光屏，在光屏上始终观察不到烛焰清晰的像，造成这种现象的原因不可能是 （ ）
A．蜡烛、凸透镜、光屏三者中心不在同一水平线上
B．蜡烛距凸透镜距离大于焦距
C．蜡烛距凸透镜距离小于焦
D．蜡烛距凸透镜距离等于焦距
9． 为了防止森林火灾，在森林里不允许随地丢弃透明的饮料瓶，这是由于雨水进入饮料瓶
后对光的作用相当于一个 镜，它对太阳光的 作用，可能会导致森林火灾。
第二单元 3.4眼睛和眼镜 3.5显微镜和望远镜
【典例精析】
例1：我们每个人都有一双眼睛，你知道眼睛的结构吗？你知道近视眼和远视眼形成的原因和矫正的方法吗？
分析： （1） 眼睛由晶状体（相当于照相机的镜头）和视网膜（相当于照相机中的底片）和视神经等十多个部分组成，物体反射的光通过正常人的眼睛，像成在视网膜上。
答案：眼睛的结构如图3—8所示 。近视眼、远视眼的成因及其矫正，如图3—9所示。
注意：近视眼的眼球折光能力太强，来自远处景物的光线会聚在视网膜前方，应该戴利用凹透镜做的眼镜来矫正。远视眼的眼球折光能力太弱，来自近处景物的光线会聚在视网膜后方，应该戴利用凸透镜做的眼镜来矫正。
例2：显微镜能对微小的物体进行高倍数的放大，它是利用两个焦距不同的凸透镜分别做物镜和目镜，则物镜和目镜对被观察物所成的像是 （ ）
A．物镜成倒立、放大的实像 B．物镜和目镜都成实像
C．目镜成正立、放大的虚像 D．物镜和目镜都成虚像
分析：①显微镜镜筒的两端各一组透镜，每组透镜的作用相当于一个凸透镜，靠近眼睛的凸透镜叫目镜，靠近被观察物体的凸透镜叫物镜。来自被观察物体的光经物镜成一个放大的实像，道理就象投影仪的镜头成像一样；目镜的作用则相当于一个普通的放大镜，把这个实像二次放大，这样就提高了放大倍数，我们就可以看到肉眼看不到的微小物体了，如图3—10所示。
答案：本题正确的答案为A、C。
注意：对于显微镜来说，物体通过物镜成倒立、放大的实象，再通过目镜成正立、放大的虚象。
例3：如果你喜欢看足球比赛实况转播，你经常会看到盛大的足球比赛场周围观众席上球迷胸前的望远镜，你知道望远镜是怎样把远处的小物体放大的吗？
分析：有一种望远镜由两组凸透镜组成，靠近眼睛的叫目镜，靠近被观察物体的叫物镜。物镜的作用是使远处的物体在目镜的焦距以内靠近焦点处成实像，目镜作为一个放大镜再把这个实像放大。如图3—11所示。
答案：来自远处被观察物体的光经物镜在目镜的焦距以内靠近焦点处成一个实像，通过目镜（作为一个放大镜）再把这个实像放大。
注意：被观察物体的光经物镜所成的像，一定要在目镜的焦距以内靠近焦点处成一个实像。
【基础演练】
1． 正常人的眼睛不论看远处的物体，还是看近处的物体，像都能成在视网膜上，这是因
为 。眼睛的远点是 ，眼睛的近点是 ，正常人的眼睛的明视距离是 cm。
2． 近视眼与正常眼的区别是 ，矫正的办法是用适当的 做眼镜；远视眼与正常眼的区别是 ，矫正的办法是用适当的 做眼镜。
3． 一个近视眼镜片为-250度，它是 透镜。焦距为 m，焦度为 屈光度。
4．图3—12中的四幅图，分别表示近视眼成像情况和矫正做法的是 （ ）
A．②① B．③① C．②④ D．③④
5． 显微镜是用两组 透镜组成的；物镜焦距很 ；目镜焦距较 ，物镜的作用是 ；目镜的作用是 。
6. 有一种望远镜也是由两组 透镜组成的，物镜焦距 ；目镜焦距 ，物镜的作用是 ；目镜的作用是 。
【常见误区】
误区1.对照相机成像原理中物距和像距的关系不清：
例如：用照相机拍照时，胶片与镜头的距离应为： （ ）
A．大于二倍焦距 B．等于二倍焦距
C．大于一倍焦距而小于二倍焦距 D．小于焦距
示错：错选A 和D
辩错：错选A的同学没有认真审题，一看题就认为是问的是成像的条件问题，忽视了问题的实质性。其实，这道试题问的是所成像的位置所在。错选D的同学知道照相机能成缩小的像，但是，却不知道像的位置应该成在“大于一倍焦距而小于二倍焦距”。
纠错：此题正确的答案是C。
误区2.对投影仪成像过程中幻灯片和银幕的认识不清：
例如：用投影仪放映幻灯片时，欲使银幕上的像变大些，应采取的措施是： （ ）
A．幻灯片远离镜头，同时银幕靠近镜头 B．幻灯片远离镜头，同时银幕远离镜头
C．幻灯片靠近镜头，同时银幕靠近镜头 D．幻灯片靠近镜头，同时银幕远离镜头
示错：错选A
辩错：错选A的同学犯的错误是将镜头到银幕的距离看成了物距幻灯片到镜头的距离看成是像距。其实，镜头到银幕的距离相当于凸透镜成像中的像距。而幻灯片到镜头的距离相当于凸透镜成像中的物距，幻灯片相当于物体，银幕相当于光屏。
纠错：此题正确的答案是D。
【中考闯关】
1． （05大连·实验区）在灯光下做的“手影”是光的__________现象；近视眼镜的玻璃镜片相当于_______透镜。
2． （05大连·实验区）如图3—13所示，甲图中折射光线过光心；乙图中折射光线与主光轴平行。请在甲、乙两图中分别画出入射光线。
3． （05德阳·实验区）如图3—14所示是“研究凸透镜成像”的实验图，若在凸透镜右边的光屏上（光屏未画）得到清晰放大的实像，则蜡烛应置于透境左边四点A、B、C、D中的 点处， 机就是利用此成像特点制成的。
4． （05佛山·实验区）小敏是集邮爱好者，他用焦距为10cm的放大镜去观察邮票，想看清楚邮票上的细微之处,这时邮票与放大镜的距离应该________10cm（选填“大于”、“小于”、“等于”） ，所成的是_______、_______的_______像。
5．（2005汕头）用照相机照相时，物体在胶卷上形成 （ ）
A．缩小的倒立实像 B．放大的正立实像
C．缩小的正立实像 D．缩小的倒立虚像
6． （05大连·实验区） 如图3—15是一台投影仪的示意图，
其中A是______________，它的作用是改变光的传播方向；
B是_______________，它在投影仪上所起作用是_________
____________________.
7． （2005宜昌）某校同学在学习了眼睛和眼镜内容后，想通过实验探究近视眼的形成原因.他们选择了如下器材：蜡烛、用薄膜充入水后制成水凸透镜（与注射器相连，注射器里有少量水）、光屏等.水凸透镜的厚薄可以通
过注射器注入、吸取水的多少来调节.其装置如图
3—16所示.
（1）在此实验装置中， 相当于人眼球
中的晶状体. 相当于人眼球中视网膜.
（2）请你用此实验装置探究近视眼的成因，要求
写出实验过程。
8．（2005宜昌）照相机胶片上所成的像相对被拍摄的物体是 （ ）
A．正立缩小的虚像 B．倒立放大的虚像
C．正立缩小的实像 D．倒立缩小的实像
9． 图3—17所示是一束光通过一个透镜的情况，该透镜
是___透镜．这类透镜可以为______眼矫正视力．
10．（2005南通）小明在做“凸透镜成像”实验时，将点燃的蜡烛放在凸透镜前20cm处，在透镜另一侧的光屏上观察到缩小的像．小明又把点燃的蜡烛置于原来的光屏处，则所成像的性质是 （ ）
A．倒立放大的实像B．正立放大的虚像
C．倒立缩小的实像D．倒立等大的实像
11．（2005金山）在探究凸透镜成像规律的实验中，
当蜡烛、凸透镜、光屏处于如图3—18所示位置时，恰能在
光屏上得到一个清晰的像。利用这种成像原理可以制成 （ ）
A．照相机 B．幻灯机 C．放大镜 D．潜望镜
12．（2005金山）一个凸透镜的焦距为10 cm，当物体离凸透镜的距离大于两倍焦距时，像离凸透镜的距离可能是 （ ）
A．5cm B．10cm C．15cm D．20cm
13．（2005连云港）如图3—19是用来研究凸透镜成像规律的实验装置示意图（屏未画出），当蜡烛和透镜放在图示位置时，通过移动光屏，可以在光屏上得到与物体等大的像。若透镜位置不变，将蜡烛移到刻度为30cm处，则 （ ）
A．移动光屏，可以在屏上得到倒立放大的像
B．移动光屏，可以在屏上得到倒立缩小的像
C．移动光屏，可以在屏上得到正立放大的像
D．不论光屏移到什么位置，都不能在屏上得到清晰的像
14．（2005柳州、北海）在“探究凸透镜成像的规律”的实验中。
（1）实验时，应使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在 。
（2）所用凸透镜的焦距为10cm。某同学的实验数据如下表。
次数 物体到凸透镜的距离 像到凸透镜的距离 像的大小 （放大或缩小） 像的正倒
l 30 15 缩小 倒
2 20 20 等大 倒
3 14 35 放大 倒
4 10 / 不成像 /
5 8 / 放大 正
①分析1、2、3次实验的数据可知 、 。
②在第5次实验中，从 一侧瓶过透镜看到在 一侧放大的像。
15．（2005庐江）视觉的产生是一个很复杂的过程，在眼球内部，各种器官和
组织组成了眼球的折光系统，整个折光系统相当于一个_________，
其中起主要作用的是_________，若来自远方物体的光，经眼折光系统
折射后成像情况如图3—20。根据该图，这个人可配戴装有_________镜
的眼镜加以矫正。有研究发现人体中锌含量的高低和近视的发生有关（人
体中锌含量的高低可以通过测定空腹时血清中的锌含量来确定）
13．（2005庐江）下面关于近视的说法中正确的是 （ ）
A．近视眼镜镜片能把太阳光会聚于一点
B．近视眼镜是发散透镜
C．“度数”越大的近视眼镜镜片，凹面弯曲越明显，焦距越大
D．近视眼眼睛本身就是发散透镜
16．（2005莆田）完成图3—21中的光路图（人射光线平行于凸透镜主光轴）。
17．（2005莆田）在研究凸透镜成像实验中，当烛焰离凸透镜的
距离小于焦距时，眼睛通过透镜观察到的虚像可能是图3—22中的 （ ）
18．（2005苏州）小明用焦距为10cm的放大镜去观察
邮票．想看清楚邮票上的细微之处，如图3—23所示．这时放
大镜与邮票间的距离应 （ ）
A．等于lOcm B．小于10cm
C．大于20cm D．在l0cm与20cm之间
19．（2005苏州）如图3—24所示，透明玻璃瓶内有一细棉线，细线下端系有—个泡沫塑料小球，请你设计—个实验，在不打开瓶盖和不损坏玻璃瓶的情况下，使瓶内的细棉线断掉．（器材可根据需要自选）
实 验
方 法
实 验
原 理
20．（2005南京）在图3—25中,________ 图（选填“甲”或“乙”）表示近视眼成像示意图．矫正近视眼应佩戴眼镜的镜片是_________透镜（选填“凸”或“凹”）．
三章第一单元【基础训练】参考答案：
1．略 2．凸透镜 灯碗 3．两 ③⑤ ②④ 光的折射 光的反射
4．凸透镜 放大的虚象
5.（1）它们的高度不同 （2）减小（3）小于焦距 放大（或老花、远视均可）
6．C 7．C 8． B 9．凸透镜 会聚。
三章第二单元【基础训练】参考答案：
1．眼睛调节晶状体表面的弯曲程度，改变眼睛的焦距； 晶状体最凹时看到的物点；晶状体最凸时看到的物点； 25 ；
2．远点、近点都比正常眼睛近；凹透镜 ；近点比正常眼睛远 ；凸透镜 ；
3. 凹透镜 ；-0.4 ； -2.5 ；
4． B
5． 凸透镜；短；长；得到物体放大的实象；把物镜成的像作为物体，再通过目镜得到这个实象放大了的虚象。6. 凸透镜； 长； 短；得到物体缩小的实象；把物镜成的像作为物体，再通过目镜得到这个实象放大了的虚象。
三章【中考闯关】参考答案：
1．直线传播；凹透镜；2.略；3．C ；幻灯机；4. 小于 ；放大 ；正立 ； 虚。5．A
6．平面镜 ； 凸透镜 ； 成放大的实像。
7．（1）水凸透镜；光屏
（2）按如图所示将蜡烛、水凸透镜、光屏依次放在光具座上，保持大致在同一高度上，调节水凸透镜的位置使蜡烛在光屏上成清晰的像；向水凸透镜中注水，使晶状体变厚，观察光屏上所成蜡烛的像将变得不清晰，将蜡烛向水凸透镜靠近，观察到光屏上会再次出现清晰的像。
8．C ；9．凹 ；近视；10．A ； 11．B； 12. C ； 13．D
14．（1）同一高度，
（2）①当物距大于焦距时，成倒立的像，物距越大，像距越小；物距越小，像距越大；当物距大于二倍焦距时，成倒立缩小的实像；当物距大于焦距小于二倍焦距时，成倒立放大的实像。②光屏；蜡烛 15．凸透镜；晶状体；凸透镜；是否近视；16．折射光线起点只要能落在透镜上且大体与人射光线在同一直线上不扣分，折射光线不过焦点F不得分。（如答图1所示）.17 B；18. B；19．太阳光对准凸透镜照射，让光线聚在棉线上，烧断棉线凸透镜对光具有会聚作用。20．乙 ； 凹 。
② ② ② 目镜 物镜 玻片标本 通光孔 光圈 反光镜
还有不明白的问我吧
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