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物理八年级上册复习与提高复习课件ppt
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这是一份物理八年级上册复习与提高复习课件ppt，文件包含第五章+透镜及其应用单元复习课件pptx、第五章透镜及其应用单元测试原卷版docx、第五章透镜及其应用单元测试解析版docx、第五章透镜及其应用单元知识清单教师版docx、第五章透镜及其应用单元知识清单学生版docx等5份课件配套教学资源，其中PPT共60页， 欢迎下载使用。
第五章 透镜及其应用 单元复习
①视频讲解——《透镜的应用应用》②视频讲解——《凸透镜成像》③视频讲解——《透镜和宇宙》
知识一 凸透镜和凹透镜
1. 凸透镜和凹透镜（1）凸透镜：远视镜片中间厚、边缘薄，这样的镜片是凸透镜。（2）凹透镜：近视镜片中间薄、边缘厚，这样的镜片是凹透镜。（3）薄透镜：一般透镜的两个表面中至少有一个表面是球面的一部分。如果透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜就叫作薄透镜。
2. 透镜的主光轴和光心（1）主光轴：通过两个球面球心的直线叫作主光轴（简称光轴）。（2）光心：主光轴上有一个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，这个点叫作透镜的光心。可以认为薄透镜的光心就在透镜的中心。
1. 凸透镜对光的作用凸透镜对光有会聚作用（也叫会聚透镜）。（1）平行于透镜主光轴的几束光射向凸透镜，通过透镜后会聚于主光轴上的某一点。（2）与透镜主光轴不平行的几束光射向凸透镜，通过透镜后也是会聚的。
知识二 透镜对光的作用
2. 凹透镜对光的作用凹透镜对光有发散作用（也叫发散透镜）。（1）与透镜主光轴平行的几束光射向凹透镜，通过透镜后会发散。（2）与透镜主光轴不平行的几束光射向凹透镜，通过透镜后也是发散。（与入射光线比）
1. 凸透镜的焦点和焦距（1）焦点 凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点，这个点叫作凸透镜的焦点，用F表示。凸透镜有两个焦点，关于光心对称。（2）焦距 焦点到凸透镜光心的距离叫作焦距，用 f 表示。凸透镜的焦距越短，对光的会聚作用越强。
知识三 焦点和焦距
2. 凹透镜的焦点和焦距（1）焦点 平行于主轴的光通过凹透镜后发散，发散光线的反向延长线交于主光轴上一点，它不是实际光线的会聚点，叫作焦点F。凹透镜有两个焦点，关于光心对称。
（2）焦距 焦点到凹透镜光心的距离叫作焦距，用 f 表示。凹透镜的焦距越短，对光的发散作用越强。
3. 凸透镜的三条特殊光线
（1）通过光心的光线传播方向不改变。（2）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点。（3）经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴。
4. 凹透镜的三条特殊光线
（1）通过光心的光线传播方向不改变；（2）平行于主光轴的光线经凹透镜后发散光线的反向延长线通过焦点；（3）对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线经折射后平行于主光轴。
AC．由图可知，图甲中间薄，两边厚，是凹透镜，对光线有发散作用，故AC错误；BD．由图可知，图乙中间厚，两边薄，是凸透镜，对光线有会聚作用，故B错误，D正确。故选D。
【例题1】如图中有两个不同的镜片，下列说法中正确的是（ ）A．图甲中的镜片为凹透镜，对光线有会聚作用B．图乙中的镜片为凹透镜，对光线有发散作用C．图甲中的镜片为凸透镜，对光线发散有作用D．图乙中的镜片为凸透镜，对光线有会聚作用
典例剖析 一、透镜与透镜对光的作用
【例题2】如图所示为光线通过透镜的光路图，其中正确的是 （ ）
AB．从焦点射出的光线，经凸透镜后平行于主光轴，故A错误，B正确；CD．平行于主光轴入射的光线，经凹透镜后，折射光线的反射延长线过异侧焦点，反射延长线不是实际光线，应用虚线表示，故CD错误。 故选B。
会聚作用≠光一定会聚，发散作用≠光一定发散会聚作用是指能使光汇拢，但汇拢后的光不一定会变成会聚光。如图甲所示，凸透镜使通过它的一束光发散程度变小了，但该光束依然发散。发散作用是指能使光发散，但发散后的光并不一定是发散光。如图乙所示，凹透镜对通过它的一束会聚光有发散作用，但光经过凹透镜后依然是会聚光，还能会聚于一点。
【例题3】S是发光点，S' 经凸透镜所成的实像。（1）画出入射光线SA的折射光线的位置；（2）作图确定此透镜右侧的焦点。
由于S'是S通过凸透镜所成的实像，所以入射光线SA经透镜折射后，折射光线交于S'，根据像点和入射点画出折射光线；然后过S点作平行主光轴的光线，其折射光线与S'与主光轴相交的点即为焦点F点，如图所示。
典例剖析 二、利用透镜三条特殊光线作图
【例题4】早在2000多年前，我国古人就能“削冰向日取火”，即用冰磨成一种透镜，让太阳光透过它点燃柴草取火，如图甲所示。请在图乙中画出光线AB经冰透镜后的折射光线和光线CD对应的入射光线（O点为透镜的光心，F为透镜的两个焦点）。
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点；通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。如图所示。
熟记透镜三条特殊光线（主要光线）经透镜折射后的传播规律，并分清凸透镜和凹透镜三条特殊光线的异同。利用透镜的三条特殊光线作图时，一定要注意：（1）一定要用尺规作图；（2）不要遗漏光线的箭头；（3）光线用实线，辅助线用虚线。
第2节 生活中的透镜
知识一 照相机
1. 照相机的主要构造照相机的主要构造：镜头、快门、光圈、调焦环、胶片等。①镜头：由一组透镜组成，相当于一个凸透镜，起到成像作用。②快门：控制曝光时间。③光圈: 控制进光量的多少.④调焦环：调节镜头到胶片间的距离，即调节像距。⑤胶片：相当于涂有感光材料的光屏。
2. 照相机成像原理来自物体的光经过照相机镜头后，在“光屏”上会聚成被摄物体的像。物体到镜头的距离远远大于镜头的焦距，在光屏上得到倒立、缩小的实像。3. 照相机成像特点①照相机成倒立、缩小的实像；②物距（物体到透镜的距离）大于像距（像到透镜的距离） ；③像和物体在透镜两侧；④物体离镜头近，像变大，离镜头远；物体离镜头远，像变小，变近。
4. 自制模型照相机（1）制作用硬纸板做两个粗细相差很小的纸筒，使一个纸筒刚好能够套入另一个纸筒内，并能前后滑动。在一个纸筒的一端嵌上一个焦距为5-10cm的凸透镜，另一个纸筒的一端蒙上一层半透明薄膜。这样就做成了模型照相机。
（2）模型照相机的调节与成像特点用做的照相机，镜头对准窗外远处景物，调节相机，会在半透明纸上得到一个倒立、缩小的清晰的像。从拍摄远处景物到近处景物时，需要增大透镜到半透明纸之间的距离，会发现半透明纸上的像变大。
知识二 投影仪
1. 投影仪的主要构造与作用主要由镜头、投影片、光源、聚光镜等组成。①镜头：凸透镜，起成像作用。 ②螺纹透镜：相当于凸透镜，起作用是会聚光，增加投影片的亮度。③反光镜：使光集中向一个方向射出，使屏幕上像较亮。④屏幕：相当于光屏，承接像。⑤平面镜：改变光的传播方向。
当物距u：f＜u＜2f 时 ，成倒立、放大的实像，像距 v>2f
2. 投影仪成像原理
3. 投影仪成像特点 ①投影仪成倒立、放大的实像；②物距（投影片到透镜的距离）小于像距（像到透镜的距离） ；③像和物体在透镜两侧；④物体离镜头近，像变大，离镜头远；物体离镜头远，像变小，变近。
知识三 放大镜
当物距 u
3. 放大镜的调节 （1）使像变大时：让放大镜与物体之间的距离适当增大些。（2）使像变小时：让放大镜与物体之间的距离适当减小些。
（1）实像：由实际光会聚而成的，能呈现在光屏上。（2）成实像的实例小孔成的像、照相机成的像、投影仪成的像、电影机成的像等。
知识四 实像与虚像
（1）虚像：平面镜所成的像是虚像，放大镜所成的像也是虚像。凸透镜成虚像时，通过凸透镜出射的光没有会聚，光屏不能承接到所成的像。人眼逆着出射光的方向可以看到虚像。（2）成虚像的实例：凸透镜成的虚像、平面镜成的虚像；光的折射形成的虚像等。
典例剖析 一、照相机、投影仪、放大镜
AB．摄像机镜头相当于凸透镜，对光起会聚作用，故A错误，B正确；C．摄像机是利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理工作的，故C错误；D．摄像机使用时，为了能形成清晰的像，人脸到镜头的距离应大于二倍焦距，故D错误。 故选B。
【例题1】如图是一款通过摄像机的镜头成像后分析人脸信息的识别取款机。以下说法正确的是（ ）A．摄像机镜头相当于凹透镜B．摄像机镜头对光线有会聚作用C．摄像机镜头所成的像是一个正立缩小的实像D．摄像机使用时，人脸到镜头的距离应小于1倍焦距
A．投影仪的镜头相当于一个凸透镜。故A正确，不符合题意；B．投影仪是利用物距在一倍焦距到两倍焦距之间，成倒立放大的实像这一凸透镜成像的具体原理，故B正确，不符合题意；C．根据凸透镜成实像原理，物近像远像变大的规律，使屏幕上的像变大，应增大屏幕与投影仪间的距离，故C错误，符合题意；D．手挡住透镜的一部分，屏幕上的像仍然是完整的，只是会暗一些，故D正确，不符合题意。
【例题2】如图所示是投影仪的工作原理图。下列说法错误的是（ ）A．投影仪的镜头相当于一个凸透镜B．投影仪成的像是倒立放大的实像C．若使屏幕上的像变大，应减小屏幕与投影仪间的距离D．若不小心手挡住透镜的一部分，屏幕上的像仍然完整
当物距小于焦距时，凸透镜可以使物体成正立、放大的虚像，像和物体位于凸透镜的同一侧，凹透镜不能使物体成放大的像，故ABC错误，D正确。 故选D。
【例题3】小明的爷爷用焦距为10cm 的透镜看书，看到了“五千年”三字放大的像，如图所示。下列说法正确的是（ ）A．爷爷用的透镜是凹透镜B．“五千年”三字的像是实像C．“五千年”三字的像与书分别位于透镜的两侧D．书到透镜的距离小于10cm
1. 照相机拍照时，摄像头相当于照相机的镜头，两者都是利用凸透镜成倒立、缩小的实像来工作的；照相机拍摄较远景物时，像比较小；拍摄较近景物时，像比较大。由此可知，远离被被拍摄景物，可以增大拍摄范围，但拍出来的景物会变小。2. 投影仪理解投影仪（幻灯机）的成像特点是解题的关键。投影仪（幻灯机）利用凸透镜能成倒立、放大的实像的原理工作的，因而可利用“反反得正”的方法推知幻灯片应反向放置。3. 放大镜在一定范围内，放大镜离物体越近，所成的像越小；离物体越远，所成的像越大。
照相机、投影仪、放大镜
典例剖析 二、实像与虚像
AB．人在平面镜中成的像、山在水中的倒影都是由光的反射形成的虚像，故AB不符题意； C．邮票经放大镜成的像属于凸透镜成像现象，是由光的折射形成的虚像，故C不符合题意； D．太阳经过小孔在地面上成的圆形光斑，是光的直线传播形成的实像，故D符合题意。 故选D。
【例题4】下列所成的像为实像的是（ ）A．人在平面镜中成的像B．山在水中的倒影C．邮票经放大镜成的正立放大的像D．太阳经过小孔在地面上成的圆形光斑
①针孔照相机内所成的像，成的是倒立、缩小实像，利用的是光的折射；②潜望镜中看到的景物的像，是正立的虚像，利用的是光的反射；③放大镜靠近物体时看到的像，是正立的放大的虚像，利用的是光的折射；④幻灯机屏幕上所成的像，是倒立、放大的实像，利用的是光的折射；⑤照相机中所成的像，成的是倒立、缩小实像，利用的是光的折射，故ABC错误；D正确。
【例题5】小华对下列光学成像实例进行了分析，判断正确的是（ ）实例：①针孔照相机内所成的像；②潜望镜中看到的景物的像；③放大镜靠近物体时看到的像；④幻灯机屏幕上所成的像；⑤照相机中所成的像。A．反射成像的有②③⑤ B．折射成像的有①③⑤C．属于虚像的是②③④ D．属于实像的是①④⑤
掌握常见的成像现象的原理是解题的关键。小孔成像、投影仪、照相机等所成的像都是实际光线会聚而成的实像。平面镜、放大镜、凸面镜等所成的像是光的反射或折射光线的反向延长线相交而成的像，均是虚像。
第3节 凸透镜成像的规律
知识一 探究凸透镜的成像规律
【实验思路】为探究凸透镜成像的规律，我们可以把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐移近，把每次观察到的物距以及像的虚实、大小、正倒等情况都记录在表格中，比较实验数据，看看像的虚实、大小、正倒与物距有什么关系，寻找其中的规律。
（1）用发光二极管作为发光物体，一块白色的硬纸板作为光屏，调节发光物体、透镜和光屏，使它们的中心高度相同，研究发光物体的成像情况。
（2）把发光物体放在较远处，移动光屏，使光屏上呈现清晰的实像。观察实像的大小和正倒，测出物距和像距（像到凸透镜的距离）。（3）把发光物体向凸透镜移近几厘米，放好后重复以上操作。（4）继续向凸透镜移动发光物体并调整光屏的位置，重复以上操作，你总能在光屏上得到发光物体的像吗?当在光屏上看不到发光物体的像时，可以撤去光屏，从光屏一侧向凸透镜方向看去，观察发光物体的像。此时发光物体和它的像在什么位置?（5）把实验中得到的数据和观察的结果填入下表。每个小组可以自己选择适当的物距，并与各小组共享测量的数据。
凸透镜的焦距 f=10 cm
分析上表的记录，回答下列问题，找出凸透镜成像的规律。（1）像的虚实：凸透镜在什么条件下成实像?在什么条件下成虚像?（2）像的大小：凸透镜在什么条件下成缩小的实像?在什么条件下成放大的实像?有没有缩小的虚像?（3）像的正倒：凸透镜在什么条件下成正立的像?在什么条件下成倒立的像?由于凸透镜对光的偏折程度与透镜的焦距f有关系，因此在描述物距和像距的数据时，建议用焦距f作为参照距离，这样或许更有利于凸显凸透镜成像的规律。
当物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像；当物距等于2倍焦距时，凸透镜成倒立、等大的实像；当物距小于2倍焦距、大于焦距时，凸透镜成倒立、放大的实像；当物距小于焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像。这就是凸透镜成像的规律。
一焦分虚实，二焦分大小；物近（离焦点）像远像变大；虚像（与物）同侧正，实像异侧倒，像物相互跟着跑。
【例题1】小明用自制的“水凸透镜”探究凸透镜成像规律，当蜡烛、“水凸透镜”和光屏位于图示位置时，光屏上呈现烛焰清晰的像，下列说法正确的是（ ）A．此时成像特点与照相机的相同B．此时“水凸透镜”的焦距为15.0cmC．调节“水凸透镜”的厚度不能改变其焦距D．蜡烛燃烧变短，光屏上的像会向上移动
A．由图可知，物距u=40.0cm-25.0cm=15.0cm 像距v=69.0cm-40.0cm=29.0cm 物距小于像距，成倒立放大的实像，成像特点与照相机不同，故A错误；B．由A分析，物距小于像距，凸透镜成倒立放大的实像，所以满足f2f，即f<15cm<2f，29.0cm>2f，所以7.5cm
【例题2】如图甲所示，是天宫课堂中航天员王亚平讲授“水球光学实验”时的场景，受此影响“飞天”兴趣小组利用如图乙所示的实验装置展开了“凸透镜成像规律”的探究实验。（1）图甲中水球相当于一个_______，它对光具有_______作用；（2）王亚平所成的像是倒立、缩小的_______像，生活中_______（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一原理工作的；（3）图乙中凸透镜的焦距为15cm，当蜡烛从10cm处移动至30cm处时，为了再次得到清晰的像，光屏应_______（选填“远离”或“靠近”）凸透镜，且所成的像是倒立、_______的实像；
（4）如果将蜡烛换成如图丙所示的“F”字光源，其优点是：_______（只写一条即可）。
光源稳定
（1）图甲中水球边缘薄，中间厚，相当于一个凸透镜，它对光具有会聚作用。（2）由图可知，王亚平所成的像是倒立、缩小的实像，此时物距大于二倍焦距，应用是照相机。（3）图乙中凸透镜的焦距为15cm，当蜡烛从10cm处移动至30cm处时，物距变小，根据凸透镜成像规律可知，像距变大，所以，为了再次得到清晰的像，光屏应远离凸透镜，此时物距为u=50cm-30cm=20cm物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像。（4）将蜡烛换成如图丙所示的“F”字光源，其优点是光源稳定。
（1）凸透镜成像的两个分界点 一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。物体在一倍焦距以内，成虚像；在一倍焦距以外，成实像。（2）用不等式确定凸透镜的焦距范围的方法 利用凸透镜成像的规律，列出物距和焦距、像距和焦距的关系不等式，解不等式就可以确定该凸透镜焦距的范围。具体关系为：当成倒立、缩小的实像时，u>2f，f2f；当不成像时，u=f；当成正立、放大虚像时，u
（3）凸透镜成像规律与图像结合解答此类试题时，要明确二倍焦距处是成放大和缩小实像的分界点，当u=v=2f 时，物体成倒立、等大的实像。然后在图上找到对应点，求出焦距，然后根据凸透镜成像规律即可求解。（4）不完整凸透镜成像情况：凸透镜成像时，如果凸透镜坏掉一部分或者遮挡一部分，都会成完整的像，只是所成的像亮度变暗。
【例题2】用F为焦点，焦距为f的凸透镜探究成像规律，在实验中：（1）发光物体和凸透镜的位置如图所示，图中光屏未画出，光屏上所成清晰的像在图中_______（填数字序号）区域、像的箭头方向是竖直向_______的，像的大小比发光物体要_______；（2）将光屏放在凸透镜右侧，发光物体放在A处，发现无论怎样调整光屏的位置，在光屏上都无法得到发光物体的像。撤去光屏，从凸透镜右侧向凸透镜看去，观察到发光物体的像，此像到凸透镜的距离_______发光物体到凸透镜的距离；（3）请在图中画出平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后的折射光线。
（1）如图所示，发光物体到凸透镜的距离即物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，故②④排除；又因为发光物体在透镜主光轴上方，根据过透镜光心的光线不改变传播方向可知像的位置在主光轴下方，故光屏上所成清晰的像在图中③的区域。根据凸透镜成像规律，当物距大于二倍焦距，成缩小、倒立的实像，所以像的箭头方向是竖直向下的；像的大小比发光物体要小。（2）当物距小于一倍焦距时，我们在凸透镜右边看到的那个正立、放大的虚像是由光经过凸透镜的折射光线的反向延长线交点形成的，像在物的后方，故像到透镜的距离大于物体到透镜的距离。（3）平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后的折射光线过焦点。如图所示：
第4节 眼睛和眼镜
1. 眼球的结构 眼球的主要结构及各部分作用：晶状体、角膜、睫状体 、瞳孔、玻璃体、视网膜、视神经。（1）晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜；（2）视网膜相当于胶片；（3）睫状体可以改变晶状体的形状（改变焦距）；（4）瞳孔相当于照相机的光圈。
2. 眼睛的视物原理人的眼球好像一架照相机，眼睛观看物体时，物距大于2倍焦距，物体发出或反射的光进入人眼，经晶状体和角膜折射后，在视网膜上形成一个倒立、缩小的实像。视网膜上感光细胞受到光的刺激，视神经把这个信号传输给大脑，大脑将倒立图像处理后翻转过来，我们就看到了物体。
（1）正常眼睛的调节：正常眼睛通过睫状体改变晶状体的厚薄，来看清楚近处和远处的物体。
当我们看远处的物体时，睫状体放松，晶状体比较薄，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上，眼睛可以看清远处的物体.
当看近处的物体时，睫状体收缩，晶状体变厚，对光的偏折能力变大，近处物体射来的光会聚在视网膜上，眼睛就可以看清近处的物体.
①远点：眼睛的调节是有限度的，当睫状体完全松驰时，晶状体表面弯曲程度最小，此时晶状体最扁，能够看清的最远的极限点叫做远点。正常眼睛的远点在无限远处。②近点：当睫状体看近处物体时，晶状体变得最凸，表面弯曲程度最大，此时能看清的最近的极限点叫做近点。正常眼睛的近点在大约10cm处。③明视距离：正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是25cm，这个距离叫做明视距离。
（2）远点、近点和明视距离
知识二 近视眼及其矫正
1. 近视眼的特征 只能看清近处的物体，看不清远处的物体。2. 近视眼的成因 近视眼的晶状体太厚，折光能力太强；或眼球在前后方向上太长。使得来自远处的光会聚在视网膜前，到达视网膜是一个模糊的光斑，得不到清晰的像。
3. 近视眼的矫正矫正近视眼，应使眼睛的成像点后移，利用凹透镜的发散作用，使入射的光线先经凹透镜变得发散一些再射入眼睛，会聚点能够后移到视网膜上。所以近视眼患者应该佩戴用凹透镜制成的眼镜。
知识三 远视眼及其矫正
1. 远视眼的特征：只能看清远处的物体，看不清近处的物体。2. 远视眼的成因 远视眼的晶状体太薄，折光能力太弱；或者眼球在前后方向上太短，来自近物的像成在视网膜的后面，在视网膜上形成一个模糊的光斑，人眼就只能看到模糊不清的物体。3. 远视眼的矫正：远视眼成像在视网膜之后，要矫正远视眼，应使会聚点前移，可以佩戴用凸透镜制成的眼镜。使入射的光线先经凸透镜变得会聚一些再射入眼睛，会聚点能够前移到视网膜上。
知识四 眼镜的度数
典例剖析 眼睛和眼镜
【例题1】人的眼睛像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，物体在视网膜上形成______（选填“正立”或“倒立”）的像。如果长期用错误的方式看书，很容易患上近视。有一种治疗近视眼的手术——用激光对角膜进行切削，使晶状体和角膜构成的“透镜”对光的偏折能力变______（选填“强”或“弱”）些，从而使像落在视网膜上。
人眼的晶状体和角膜的共同作用相当于一个照相机的镜头即凸透镜；视网膜相当于光屏，物体在视网膜上形成的是倒立、缩小的实像。 近视眼是由于晶状体太厚，对光的偏折能力太强，导致远处物体清晰的像成在视网膜的前方，因此激光治疗的目的是减弱晶状体和角膜构成的“透镜”对光的偏折能力，使像成在视网膜上。
【例题2】如图所示，这是小明同学戴上眼镜前、后观察到的远处帆船的情形，下列相关说法正确的是（ ）A．小明的眼镜对光有会聚作用B．不戴眼镜时，小明看远处物体时，成像在视网膜前方C．小明是远视眼D．戴眼镜后小明的视网膜上成的是正立、缩小的实像
小明不戴眼镜时看远处的帆船不清晰，所以小明是近视眼，是因为他的眼睛晶状体对光的会聚能力过强，不戴眼镜时，看远处物体，成像在视网膜前方；他应该戴对光有发散作用的凹透镜来进行矫正，戴眼镜后小王的视网膜上成的是倒立、缩小的实像。
【例题3】在“爱眼日”宣传活动中，小明用图所示的装置研究眼睛的成像，此时烛焰在光屏上成清晰的像，用此模拟正常眼睛的成像。接下来下列操作可模拟近视眼的是（ ） A．向水透镜注水，烛焰的像成在光屏右侧B．向水透镜注水，烛焰的像成在光屏左侧C．从水透镜抽水，烛焰的像成在光屏右侧D．从水透镜抽水，烛焰的像成在光屏左侧
近视眼是由于长期看近处的东西导致晶状体变厚，折光能力变强，像成在视网膜前。所以用水透镜模拟近视眼，也就是需要透镜对光线的会聚能力更强，所以此时应对水透镜注水，使得凸透镜变厚，焦距变小，使得像成在光屏左侧。故B符合题意，ACD不符合题意。
速记近视眼与远视眼的成因与矫正
记忆“八字诀”近厚远薄（成因：近视眼的晶状体太厚，远视眼的晶状体太薄）；近凹远凸（矫正：近视眼需要佩戴凹透镜，远视眼需要佩戴凸透镜）。可以理解记忆为：近视眼的晶状体太厚，折光能力太强，需要佩戴有发散作用的凹透镜；远视眼的晶状体太薄，折光能力太弱，折光能力太弱，需要佩戴有聚光作用的凸透镜。
第5节 跨学科实践：制作望远镜
知识一 望远镜的基本原理
1. 望远镜的构造 望远镜有不同的类型，其中有一种望远镜是由两组凸透镜组成的， 也叫作开普勒望远镜。望远镜由两组透镜组成，每组透镜相当于一个凸透镜。靠近被观察物体的凸透镜，焦距比较长，叫物镜。靠近眼睛的凸透镜，焦距比较短，叫做目镜。
2. 望远镜的原理 （1）物镜与目镜：物镜相当于照相机的镜头，使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像。目镜相当于一个放大镜，成正立、放大的虚像。两次成像，先缩小，后放大。（2）视角：用望远镜观察物体时，望远镜所成的像离我们的眼睛很近，增大了视角，因而通过望远镜能清楚地看到远处的物体。
3. 望远镜的放大倍率
如图所示，这样的望远镜（开普勒望远镜）的放大倍率为 n=f物/f目。其中，f物是物距的焦距，f目是目距的焦距。
知识二 设计简易望远镜
1. 确定望远镜的放大倍率自制的望远镜可以采用单片的凸透镜作为目镜和物镜。为了让成像质量好一些，其放大倍率不宜过大，取放大倍率为2~3倍即可。2. 选择物镜和目镜应选择焦距较长、直径较大的凸透镜作为物镜；焦距较短、直径较小的凸透镜作为目镜。3. 设计镜筒观察最远处的物体时，两块凸透镜间的距离约等于两块凸透镜的焦距之和；观察较近处的物体时，两块凸透镜间的距离要稍大一些。
4. 制作及调试望远镜（1）制作根据所选凸透镜的焦距和直径制作镜筒。考虑如何把物镜和目镜方便地固定在镜筒上。（2）试用与调整把目镜镜筒插入物镜镜筒内，把目镜放到眼前，通过望远镜观察远处的物体。在观察时要通过对镜筒长度的调节，改变物镜与目镜间的距离，直到在望远镜中看到远处物体清晰的像为止。
5. 通过望远镜看到正立的像的方法（1）第一种方法：如图所示，物镜使用凸透镜，目镜使用凹透镜，望远镜所成的像就是正立的了（伽利略望远镜）。（2）第二种方法：是使用两个相互平行的平面反射装置把所成的像先上下颠倒一次，再左右颠倒一次。
知识三 望远镜与宇宙探索
1. 使用望远镜探索宇宙的历程（1）伽利略望远镜意大利物理学家伽利略是第一位把望远镜指向天空的人。第一个观测到了木星的卫星、太阳黑子和月球上的环形山。 （2）“海王星”的发现人们用望远镜在预测的位置发现了“海王星”。（3）哈勃太空望远镜1990年美国向太空发射了一台望远镜，叫哈勃太空望远镜。
（4）郭守敬望远镜与中国天眼我国不仅古代在天文观测上取得了丰硕的成果，在现代也对宇宙探索作出了很大贡献。2009年，郭守敬望远镜建成，并于2011年启动光谱巡天任务，成为世界上第一个获取光谱数突破千万量级的望远镜。2020年，中国天眼正式开放运行，它是目前全球单口径最大、灵敏度最高的射电天文望远镜。
2. 我们的宇宙宇宙是一个有层次的天体结构系统。（1）宇宙：宇宙中拥有上千亿个星系。（2）银河系：银河系只是宇宙中上千亿个星系中的一个。银河系异常巨大，一束光穿越银河系需要10万年的时间。
（3）太阳系太阳不过是银河系中几千亿颗恒星中的一员。太阳周围有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等行星绕它运行，地球在离太阳比较近的第三条轨道上。此外，还有若干其他天体绕太阳转动。（4）地球地球在离太阳比较近的第三条轨道上，是太阳系中的一颗普通行星。
【例题1】如图所示是小明制作的简易望远镜，它由两个焦距不同的凸透镜组成，调整两个凸透镜间的距离，就可以看清远处的景物。前面靠近物体的凸透镜成像原理和_________相同，后面靠近眼睛的凸透镜成像原理和________相同。（两空均选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）
前面靠近物体的凸透镜成像原理和照相机相同，使远处的物体成倒立、缩小的实像；后面靠近眼睛的凸透镜成像原理和放大镜相同，使第一次成的像再次成正立、放大的虚像。
典例剖析 一、制作望远镜
【例题2】用凸透镜制作简易望远镜，对望远镜工作原理分析，错误的是（ ）A．望远镜的目镜成的是正立放大的虚像B．望远镜的两个透镜，可以用老花镜的镜片来代替C．远处的物体经过物镜成的像落在目镜焦点以内D．望远镜的物镜成的是倒立放大的实像
ABC．望远镜的物镜与目镜两个透镜都是凸透镜，可以用老花镜的镜片来代替。远处的物体经过物镜成的像落在目镜焦点以内，目镜成的是正立放大的虚像，故ABC正确，不符合题意；D．望远镜的物镜成的是倒立缩小的实像，像在一倍焦距到两倍焦距之间，故D错误，符合题意。
【例题3】如图所示，小明把焦距长的凸透镜放在前面，焦距短的凸透镜放在后面，正在模拟________（选填“显微镜”或“望远镜”）的使用，其中物镜的作用相当于________（选填“照相机”或“投影仪”）。
开普勒望远镜物镜使物体成一倒立、缩小的实像，然后再用目镜把这个实像放大，这就是望远镜的原理，由图可知，小明正在模拟的就是望远镜的使用，其中物镜的作用相当于照相机。
【例题4】在下列四幅图中，每幅图都能展示出一定的物理知识。其中说法错误的是（ ）A．甲图反映太阳系由许多行星围绕太阳转动，地球是太阳系中的一颗普通恒星B．乙图是伽利略时代的望远镜C．丙图是显微镜的结构图。显微镜的物镜相当于幻灯机，成倒立放大的实像，目镜相当于放大镜，成正立放大的虚像D．丁图给出望远镜的物镜相当于照相机，成倒立缩小的实像，目镜相当于放大镜，成正立放大的虚像
第五章 透镜及其应用 单元复习
①视频讲解——《透镜的应用应用》②视频讲解——《凸透镜成像》③视频讲解——《透镜和宇宙》
知识一 凸透镜和凹透镜
1. 凸透镜和凹透镜（1）凸透镜：远视镜片中间厚、边缘薄，这样的镜片是凸透镜。（2）凹透镜：近视镜片中间薄、边缘厚，这样的镜片是凹透镜。（3）薄透镜：一般透镜的两个表面中至少有一个表面是球面的一部分。如果透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜就叫作薄透镜。
2. 透镜的主光轴和光心（1）主光轴：通过两个球面球心的直线叫作主光轴（简称光轴）。（2）光心：主光轴上有一个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，这个点叫作透镜的光心。可以认为薄透镜的光心就在透镜的中心。
1. 凸透镜对光的作用凸透镜对光有会聚作用（也叫会聚透镜）。（1）平行于透镜主光轴的几束光射向凸透镜，通过透镜后会聚于主光轴上的某一点。（2）与透镜主光轴不平行的几束光射向凸透镜，通过透镜后也是会聚的。
知识二 透镜对光的作用
2. 凹透镜对光的作用凹透镜对光有发散作用（也叫发散透镜）。（1）与透镜主光轴平行的几束光射向凹透镜，通过透镜后会发散。（2）与透镜主光轴不平行的几束光射向凹透镜，通过透镜后也是发散。（与入射光线比）
1. 凸透镜的焦点和焦距（1）焦点 凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点，这个点叫作凸透镜的焦点，用F表示。凸透镜有两个焦点，关于光心对称。（2）焦距 焦点到凸透镜光心的距离叫作焦距，用 f 表示。凸透镜的焦距越短，对光的会聚作用越强。
知识三 焦点和焦距
2. 凹透镜的焦点和焦距（1）焦点 平行于主轴的光通过凹透镜后发散，发散光线的反向延长线交于主光轴上一点，它不是实际光线的会聚点，叫作焦点F。凹透镜有两个焦点，关于光心对称。
（2）焦距 焦点到凹透镜光心的距离叫作焦距，用 f 表示。凹透镜的焦距越短，对光的发散作用越强。
3. 凸透镜的三条特殊光线
（1）通过光心的光线传播方向不改变。（2）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点。（3）经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴。
4. 凹透镜的三条特殊光线
（1）通过光心的光线传播方向不改变；（2）平行于主光轴的光线经凹透镜后发散光线的反向延长线通过焦点；（3）对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线经折射后平行于主光轴。
AC．由图可知，图甲中间薄，两边厚，是凹透镜，对光线有发散作用，故AC错误；BD．由图可知，图乙中间厚，两边薄，是凸透镜，对光线有会聚作用，故B错误，D正确。故选D。
【例题1】如图中有两个不同的镜片，下列说法中正确的是（ ）A．图甲中的镜片为凹透镜，对光线有会聚作用B．图乙中的镜片为凹透镜，对光线有发散作用C．图甲中的镜片为凸透镜，对光线发散有作用D．图乙中的镜片为凸透镜，对光线有会聚作用
典例剖析 一、透镜与透镜对光的作用
【例题2】如图所示为光线通过透镜的光路图，其中正确的是 （ ）
AB．从焦点射出的光线，经凸透镜后平行于主光轴，故A错误，B正确；CD．平行于主光轴入射的光线，经凹透镜后，折射光线的反射延长线过异侧焦点，反射延长线不是实际光线，应用虚线表示，故CD错误。 故选B。
会聚作用≠光一定会聚，发散作用≠光一定发散会聚作用是指能使光汇拢，但汇拢后的光不一定会变成会聚光。如图甲所示，凸透镜使通过它的一束光发散程度变小了，但该光束依然发散。发散作用是指能使光发散，但发散后的光并不一定是发散光。如图乙所示，凹透镜对通过它的一束会聚光有发散作用，但光经过凹透镜后依然是会聚光，还能会聚于一点。
【例题3】S是发光点，S' 经凸透镜所成的实像。（1）画出入射光线SA的折射光线的位置；（2）作图确定此透镜右侧的焦点。
由于S'是S通过凸透镜所成的实像，所以入射光线SA经透镜折射后，折射光线交于S'，根据像点和入射点画出折射光线；然后过S点作平行主光轴的光线，其折射光线与S'与主光轴相交的点即为焦点F点，如图所示。
典例剖析 二、利用透镜三条特殊光线作图
【例题4】早在2000多年前，我国古人就能“削冰向日取火”，即用冰磨成一种透镜，让太阳光透过它点燃柴草取火，如图甲所示。请在图乙中画出光线AB经冰透镜后的折射光线和光线CD对应的入射光线（O点为透镜的光心，F为透镜的两个焦点）。
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点；通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。如图所示。
熟记透镜三条特殊光线（主要光线）经透镜折射后的传播规律，并分清凸透镜和凹透镜三条特殊光线的异同。利用透镜的三条特殊光线作图时，一定要注意：（1）一定要用尺规作图；（2）不要遗漏光线的箭头；（3）光线用实线，辅助线用虚线。
第2节 生活中的透镜
知识一 照相机
1. 照相机的主要构造照相机的主要构造：镜头、快门、光圈、调焦环、胶片等。①镜头：由一组透镜组成，相当于一个凸透镜，起到成像作用。②快门：控制曝光时间。③光圈: 控制进光量的多少.④调焦环：调节镜头到胶片间的距离，即调节像距。⑤胶片：相当于涂有感光材料的光屏。
2. 照相机成像原理来自物体的光经过照相机镜头后，在“光屏”上会聚成被摄物体的像。物体到镜头的距离远远大于镜头的焦距，在光屏上得到倒立、缩小的实像。3. 照相机成像特点①照相机成倒立、缩小的实像；②物距（物体到透镜的距离）大于像距（像到透镜的距离） ；③像和物体在透镜两侧；④物体离镜头近，像变大，离镜头远；物体离镜头远，像变小，变近。
4. 自制模型照相机（1）制作用硬纸板做两个粗细相差很小的纸筒，使一个纸筒刚好能够套入另一个纸筒内，并能前后滑动。在一个纸筒的一端嵌上一个焦距为5-10cm的凸透镜，另一个纸筒的一端蒙上一层半透明薄膜。这样就做成了模型照相机。
（2）模型照相机的调节与成像特点用做的照相机，镜头对准窗外远处景物，调节相机，会在半透明纸上得到一个倒立、缩小的清晰的像。从拍摄远处景物到近处景物时，需要增大透镜到半透明纸之间的距离，会发现半透明纸上的像变大。
知识二 投影仪
1. 投影仪的主要构造与作用主要由镜头、投影片、光源、聚光镜等组成。①镜头：凸透镜，起成像作用。 ②螺纹透镜：相当于凸透镜，起作用是会聚光，增加投影片的亮度。③反光镜：使光集中向一个方向射出，使屏幕上像较亮。④屏幕：相当于光屏，承接像。⑤平面镜：改变光的传播方向。
当物距u：f＜u＜2f 时 ，成倒立、放大的实像，像距 v>2f
2. 投影仪成像原理
3. 投影仪成像特点 ①投影仪成倒立、放大的实像；②物距（投影片到透镜的距离）小于像距（像到透镜的距离） ；③像和物体在透镜两侧；④物体离镜头近，像变大，离镜头远；物体离镜头远，像变小，变近。
知识三 放大镜
当物距 u
3. 放大镜的调节 （1）使像变大时：让放大镜与物体之间的距离适当增大些。（2）使像变小时：让放大镜与物体之间的距离适当减小些。
（1）实像：由实际光会聚而成的，能呈现在光屏上。（2）成实像的实例小孔成的像、照相机成的像、投影仪成的像、电影机成的像等。
知识四 实像与虚像
（1）虚像：平面镜所成的像是虚像，放大镜所成的像也是虚像。凸透镜成虚像时，通过凸透镜出射的光没有会聚，光屏不能承接到所成的像。人眼逆着出射光的方向可以看到虚像。（2）成虚像的实例：凸透镜成的虚像、平面镜成的虚像；光的折射形成的虚像等。
典例剖析 一、照相机、投影仪、放大镜
AB．摄像机镜头相当于凸透镜，对光起会聚作用，故A错误，B正确；C．摄像机是利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理工作的，故C错误；D．摄像机使用时，为了能形成清晰的像，人脸到镜头的距离应大于二倍焦距，故D错误。 故选B。
【例题1】如图是一款通过摄像机的镜头成像后分析人脸信息的识别取款机。以下说法正确的是（ ）A．摄像机镜头相当于凹透镜B．摄像机镜头对光线有会聚作用C．摄像机镜头所成的像是一个正立缩小的实像D．摄像机使用时，人脸到镜头的距离应小于1倍焦距
A．投影仪的镜头相当于一个凸透镜。故A正确，不符合题意；B．投影仪是利用物距在一倍焦距到两倍焦距之间，成倒立放大的实像这一凸透镜成像的具体原理，故B正确，不符合题意；C．根据凸透镜成实像原理，物近像远像变大的规律，使屏幕上的像变大，应增大屏幕与投影仪间的距离，故C错误，符合题意；D．手挡住透镜的一部分，屏幕上的像仍然是完整的，只是会暗一些，故D正确，不符合题意。
【例题2】如图所示是投影仪的工作原理图。下列说法错误的是（ ）A．投影仪的镜头相当于一个凸透镜B．投影仪成的像是倒立放大的实像C．若使屏幕上的像变大，应减小屏幕与投影仪间的距离D．若不小心手挡住透镜的一部分，屏幕上的像仍然完整
当物距小于焦距时，凸透镜可以使物体成正立、放大的虚像，像和物体位于凸透镜的同一侧，凹透镜不能使物体成放大的像，故ABC错误，D正确。 故选D。
【例题3】小明的爷爷用焦距为10cm 的透镜看书，看到了“五千年”三字放大的像，如图所示。下列说法正确的是（ ）A．爷爷用的透镜是凹透镜B．“五千年”三字的像是实像C．“五千年”三字的像与书分别位于透镜的两侧D．书到透镜的距离小于10cm
1. 照相机拍照时，摄像头相当于照相机的镜头，两者都是利用凸透镜成倒立、缩小的实像来工作的；照相机拍摄较远景物时，像比较小；拍摄较近景物时，像比较大。由此可知，远离被被拍摄景物，可以增大拍摄范围，但拍出来的景物会变小。2. 投影仪理解投影仪（幻灯机）的成像特点是解题的关键。投影仪（幻灯机）利用凸透镜能成倒立、放大的实像的原理工作的，因而可利用“反反得正”的方法推知幻灯片应反向放置。3. 放大镜在一定范围内，放大镜离物体越近，所成的像越小；离物体越远，所成的像越大。
照相机、投影仪、放大镜
典例剖析 二、实像与虚像
AB．人在平面镜中成的像、山在水中的倒影都是由光的反射形成的虚像，故AB不符题意； C．邮票经放大镜成的像属于凸透镜成像现象，是由光的折射形成的虚像，故C不符合题意； D．太阳经过小孔在地面上成的圆形光斑，是光的直线传播形成的实像，故D符合题意。 故选D。
【例题4】下列所成的像为实像的是（ ）A．人在平面镜中成的像B．山在水中的倒影C．邮票经放大镜成的正立放大的像D．太阳经过小孔在地面上成的圆形光斑
①针孔照相机内所成的像，成的是倒立、缩小实像，利用的是光的折射；②潜望镜中看到的景物的像，是正立的虚像，利用的是光的反射；③放大镜靠近物体时看到的像，是正立的放大的虚像，利用的是光的折射；④幻灯机屏幕上所成的像，是倒立、放大的实像，利用的是光的折射；⑤照相机中所成的像，成的是倒立、缩小实像，利用的是光的折射，故ABC错误；D正确。
【例题5】小华对下列光学成像实例进行了分析，判断正确的是（ ）实例：①针孔照相机内所成的像；②潜望镜中看到的景物的像；③放大镜靠近物体时看到的像；④幻灯机屏幕上所成的像；⑤照相机中所成的像。A．反射成像的有②③⑤ B．折射成像的有①③⑤C．属于虚像的是②③④ D．属于实像的是①④⑤
掌握常见的成像现象的原理是解题的关键。小孔成像、投影仪、照相机等所成的像都是实际光线会聚而成的实像。平面镜、放大镜、凸面镜等所成的像是光的反射或折射光线的反向延长线相交而成的像，均是虚像。
第3节 凸透镜成像的规律
知识一 探究凸透镜的成像规律
【实验思路】为探究凸透镜成像的规律，我们可以把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐移近，把每次观察到的物距以及像的虚实、大小、正倒等情况都记录在表格中，比较实验数据，看看像的虚实、大小、正倒与物距有什么关系，寻找其中的规律。
（1）用发光二极管作为发光物体，一块白色的硬纸板作为光屏，调节发光物体、透镜和光屏，使它们的中心高度相同，研究发光物体的成像情况。
（2）把发光物体放在较远处，移动光屏，使光屏上呈现清晰的实像。观察实像的大小和正倒，测出物距和像距（像到凸透镜的距离）。（3）把发光物体向凸透镜移近几厘米，放好后重复以上操作。（4）继续向凸透镜移动发光物体并调整光屏的位置，重复以上操作，你总能在光屏上得到发光物体的像吗?当在光屏上看不到发光物体的像时，可以撤去光屏，从光屏一侧向凸透镜方向看去，观察发光物体的像。此时发光物体和它的像在什么位置?（5）把实验中得到的数据和观察的结果填入下表。每个小组可以自己选择适当的物距，并与各小组共享测量的数据。
凸透镜的焦距 f=10 cm
分析上表的记录，回答下列问题，找出凸透镜成像的规律。（1）像的虚实：凸透镜在什么条件下成实像?在什么条件下成虚像?（2）像的大小：凸透镜在什么条件下成缩小的实像?在什么条件下成放大的实像?有没有缩小的虚像?（3）像的正倒：凸透镜在什么条件下成正立的像?在什么条件下成倒立的像?由于凸透镜对光的偏折程度与透镜的焦距f有关系，因此在描述物距和像距的数据时，建议用焦距f作为参照距离，这样或许更有利于凸显凸透镜成像的规律。
当物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像；当物距等于2倍焦距时，凸透镜成倒立、等大的实像；当物距小于2倍焦距、大于焦距时，凸透镜成倒立、放大的实像；当物距小于焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像。这就是凸透镜成像的规律。
一焦分虚实，二焦分大小；物近（离焦点）像远像变大；虚像（与物）同侧正，实像异侧倒，像物相互跟着跑。
【例题1】小明用自制的“水凸透镜”探究凸透镜成像规律，当蜡烛、“水凸透镜”和光屏位于图示位置时，光屏上呈现烛焰清晰的像，下列说法正确的是（ ）A．此时成像特点与照相机的相同B．此时“水凸透镜”的焦距为15.0cmC．调节“水凸透镜”的厚度不能改变其焦距D．蜡烛燃烧变短，光屏上的像会向上移动
A．由图可知，物距u=40.0cm-25.0cm=15.0cm 像距v=69.0cm-40.0cm=29.0cm 物距小于像距，成倒立放大的实像，成像特点与照相机不同，故A错误；B．由A分析，物距小于像距，凸透镜成倒立放大的实像，所以满足f
【例题2】如图甲所示，是天宫课堂中航天员王亚平讲授“水球光学实验”时的场景，受此影响“飞天”兴趣小组利用如图乙所示的实验装置展开了“凸透镜成像规律”的探究实验。（1）图甲中水球相当于一个_______，它对光具有_______作用；（2）王亚平所成的像是倒立、缩小的_______像，生活中_______（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一原理工作的；（3）图乙中凸透镜的焦距为15cm，当蜡烛从10cm处移动至30cm处时，为了再次得到清晰的像，光屏应_______（选填“远离”或“靠近”）凸透镜，且所成的像是倒立、_______的实像；
（4）如果将蜡烛换成如图丙所示的“F”字光源，其优点是：_______（只写一条即可）。
光源稳定
（1）图甲中水球边缘薄，中间厚，相当于一个凸透镜，它对光具有会聚作用。（2）由图可知，王亚平所成的像是倒立、缩小的实像，此时物距大于二倍焦距，应用是照相机。（3）图乙中凸透镜的焦距为15cm，当蜡烛从10cm处移动至30cm处时，物距变小，根据凸透镜成像规律可知，像距变大，所以，为了再次得到清晰的像，光屏应远离凸透镜，此时物距为u=50cm-30cm=20cm物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像。（4）将蜡烛换成如图丙所示的“F”字光源，其优点是光源稳定。
（1）凸透镜成像的两个分界点 一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。物体在一倍焦距以内，成虚像；在一倍焦距以外，成实像。（2）用不等式确定凸透镜的焦距范围的方法 利用凸透镜成像的规律，列出物距和焦距、像距和焦距的关系不等式，解不等式就可以确定该凸透镜焦距的范围。具体关系为：当成倒立、缩小的实像时，u>2f，f
（3）凸透镜成像规律与图像结合解答此类试题时，要明确二倍焦距处是成放大和缩小实像的分界点，当u=v=2f 时，物体成倒立、等大的实像。然后在图上找到对应点，求出焦距，然后根据凸透镜成像规律即可求解。（4）不完整凸透镜成像情况：凸透镜成像时，如果凸透镜坏掉一部分或者遮挡一部分，都会成完整的像，只是所成的像亮度变暗。
【例题2】用F为焦点，焦距为f的凸透镜探究成像规律，在实验中：（1）发光物体和凸透镜的位置如图所示，图中光屏未画出，光屏上所成清晰的像在图中_______（填数字序号）区域、像的箭头方向是竖直向_______的，像的大小比发光物体要_______；（2）将光屏放在凸透镜右侧，发光物体放在A处，发现无论怎样调整光屏的位置，在光屏上都无法得到发光物体的像。撤去光屏，从凸透镜右侧向凸透镜看去，观察到发光物体的像，此像到凸透镜的距离_______发光物体到凸透镜的距离；（3）请在图中画出平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后的折射光线。
（1）如图所示，发光物体到凸透镜的距离即物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，故②④排除；又因为发光物体在透镜主光轴上方，根据过透镜光心的光线不改变传播方向可知像的位置在主光轴下方，故光屏上所成清晰的像在图中③的区域。根据凸透镜成像规律，当物距大于二倍焦距，成缩小、倒立的实像，所以像的箭头方向是竖直向下的；像的大小比发光物体要小。（2）当物距小于一倍焦距时，我们在凸透镜右边看到的那个正立、放大的虚像是由光经过凸透镜的折射光线的反向延长线交点形成的，像在物的后方，故像到透镜的距离大于物体到透镜的距离。（3）平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后的折射光线过焦点。如图所示：
第4节 眼睛和眼镜
1. 眼球的结构 眼球的主要结构及各部分作用：晶状体、角膜、睫状体 、瞳孔、玻璃体、视网膜、视神经。（1）晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜；（2）视网膜相当于胶片；（3）睫状体可以改变晶状体的形状（改变焦距）；（4）瞳孔相当于照相机的光圈。
2. 眼睛的视物原理人的眼球好像一架照相机，眼睛观看物体时，物距大于2倍焦距，物体发出或反射的光进入人眼，经晶状体和角膜折射后，在视网膜上形成一个倒立、缩小的实像。视网膜上感光细胞受到光的刺激，视神经把这个信号传输给大脑，大脑将倒立图像处理后翻转过来，我们就看到了物体。
（1）正常眼睛的调节：正常眼睛通过睫状体改变晶状体的厚薄，来看清楚近处和远处的物体。
当我们看远处的物体时，睫状体放松，晶状体比较薄，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上，眼睛可以看清远处的物体.
当看近处的物体时，睫状体收缩，晶状体变厚，对光的偏折能力变大，近处物体射来的光会聚在视网膜上，眼睛就可以看清近处的物体.
①远点：眼睛的调节是有限度的，当睫状体完全松驰时，晶状体表面弯曲程度最小，此时晶状体最扁，能够看清的最远的极限点叫做远点。正常眼睛的远点在无限远处。②近点：当睫状体看近处物体时，晶状体变得最凸，表面弯曲程度最大，此时能看清的最近的极限点叫做近点。正常眼睛的近点在大约10cm处。③明视距离：正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是25cm，这个距离叫做明视距离。
（2）远点、近点和明视距离
知识二 近视眼及其矫正
1. 近视眼的特征 只能看清近处的物体，看不清远处的物体。2. 近视眼的成因 近视眼的晶状体太厚，折光能力太强；或眼球在前后方向上太长。使得来自远处的光会聚在视网膜前，到达视网膜是一个模糊的光斑，得不到清晰的像。
3. 近视眼的矫正矫正近视眼，应使眼睛的成像点后移，利用凹透镜的发散作用，使入射的光线先经凹透镜变得发散一些再射入眼睛，会聚点能够后移到视网膜上。所以近视眼患者应该佩戴用凹透镜制成的眼镜。
知识三 远视眼及其矫正
1. 远视眼的特征：只能看清远处的物体，看不清近处的物体。2. 远视眼的成因 远视眼的晶状体太薄，折光能力太弱；或者眼球在前后方向上太短，来自近物的像成在视网膜的后面，在视网膜上形成一个模糊的光斑，人眼就只能看到模糊不清的物体。3. 远视眼的矫正：远视眼成像在视网膜之后，要矫正远视眼，应使会聚点前移，可以佩戴用凸透镜制成的眼镜。使入射的光线先经凸透镜变得会聚一些再射入眼睛，会聚点能够前移到视网膜上。
知识四 眼镜的度数
典例剖析 眼睛和眼镜
【例题1】人的眼睛像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，物体在视网膜上形成______（选填“正立”或“倒立”）的像。如果长期用错误的方式看书，很容易患上近视。有一种治疗近视眼的手术——用激光对角膜进行切削，使晶状体和角膜构成的“透镜”对光的偏折能力变______（选填“强”或“弱”）些，从而使像落在视网膜上。
人眼的晶状体和角膜的共同作用相当于一个照相机的镜头即凸透镜；视网膜相当于光屏，物体在视网膜上形成的是倒立、缩小的实像。 近视眼是由于晶状体太厚，对光的偏折能力太强，导致远处物体清晰的像成在视网膜的前方，因此激光治疗的目的是减弱晶状体和角膜构成的“透镜”对光的偏折能力，使像成在视网膜上。
【例题2】如图所示，这是小明同学戴上眼镜前、后观察到的远处帆船的情形，下列相关说法正确的是（ ）A．小明的眼镜对光有会聚作用B．不戴眼镜时，小明看远处物体时，成像在视网膜前方C．小明是远视眼D．戴眼镜后小明的视网膜上成的是正立、缩小的实像
小明不戴眼镜时看远处的帆船不清晰，所以小明是近视眼，是因为他的眼睛晶状体对光的会聚能力过强，不戴眼镜时，看远处物体，成像在视网膜前方；他应该戴对光有发散作用的凹透镜来进行矫正，戴眼镜后小王的视网膜上成的是倒立、缩小的实像。
【例题3】在“爱眼日”宣传活动中，小明用图所示的装置研究眼睛的成像，此时烛焰在光屏上成清晰的像，用此模拟正常眼睛的成像。接下来下列操作可模拟近视眼的是（ ） A．向水透镜注水，烛焰的像成在光屏右侧B．向水透镜注水，烛焰的像成在光屏左侧C．从水透镜抽水，烛焰的像成在光屏右侧D．从水透镜抽水，烛焰的像成在光屏左侧
近视眼是由于长期看近处的东西导致晶状体变厚，折光能力变强，像成在视网膜前。所以用水透镜模拟近视眼，也就是需要透镜对光线的会聚能力更强，所以此时应对水透镜注水，使得凸透镜变厚，焦距变小，使得像成在光屏左侧。故B符合题意，ACD不符合题意。
速记近视眼与远视眼的成因与矫正
记忆“八字诀”近厚远薄（成因：近视眼的晶状体太厚，远视眼的晶状体太薄）；近凹远凸（矫正：近视眼需要佩戴凹透镜，远视眼需要佩戴凸透镜）。可以理解记忆为：近视眼的晶状体太厚，折光能力太强，需要佩戴有发散作用的凹透镜；远视眼的晶状体太薄，折光能力太弱，折光能力太弱，需要佩戴有聚光作用的凸透镜。
第5节 跨学科实践：制作望远镜
知识一 望远镜的基本原理
1. 望远镜的构造 望远镜有不同的类型，其中有一种望远镜是由两组凸透镜组成的， 也叫作开普勒望远镜。望远镜由两组透镜组成，每组透镜相当于一个凸透镜。靠近被观察物体的凸透镜，焦距比较长，叫物镜。靠近眼睛的凸透镜，焦距比较短，叫做目镜。
2. 望远镜的原理 （1）物镜与目镜：物镜相当于照相机的镜头，使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像。目镜相当于一个放大镜，成正立、放大的虚像。两次成像，先缩小，后放大。（2）视角：用望远镜观察物体时，望远镜所成的像离我们的眼睛很近，增大了视角，因而通过望远镜能清楚地看到远处的物体。
3. 望远镜的放大倍率
如图所示，这样的望远镜（开普勒望远镜）的放大倍率为 n=f物/f目。其中，f物是物距的焦距，f目是目距的焦距。
知识二 设计简易望远镜
1. 确定望远镜的放大倍率自制的望远镜可以采用单片的凸透镜作为目镜和物镜。为了让成像质量好一些，其放大倍率不宜过大，取放大倍率为2~3倍即可。2. 选择物镜和目镜应选择焦距较长、直径较大的凸透镜作为物镜；焦距较短、直径较小的凸透镜作为目镜。3. 设计镜筒观察最远处的物体时，两块凸透镜间的距离约等于两块凸透镜的焦距之和；观察较近处的物体时，两块凸透镜间的距离要稍大一些。
4. 制作及调试望远镜（1）制作根据所选凸透镜的焦距和直径制作镜筒。考虑如何把物镜和目镜方便地固定在镜筒上。（2）试用与调整把目镜镜筒插入物镜镜筒内，把目镜放到眼前，通过望远镜观察远处的物体。在观察时要通过对镜筒长度的调节，改变物镜与目镜间的距离，直到在望远镜中看到远处物体清晰的像为止。
5. 通过望远镜看到正立的像的方法（1）第一种方法：如图所示，物镜使用凸透镜，目镜使用凹透镜，望远镜所成的像就是正立的了（伽利略望远镜）。（2）第二种方法：是使用两个相互平行的平面反射装置把所成的像先上下颠倒一次，再左右颠倒一次。
知识三 望远镜与宇宙探索
1. 使用望远镜探索宇宙的历程（1）伽利略望远镜意大利物理学家伽利略是第一位把望远镜指向天空的人。第一个观测到了木星的卫星、太阳黑子和月球上的环形山。 （2）“海王星”的发现人们用望远镜在预测的位置发现了“海王星”。（3）哈勃太空望远镜1990年美国向太空发射了一台望远镜，叫哈勃太空望远镜。
（4）郭守敬望远镜与中国天眼我国不仅古代在天文观测上取得了丰硕的成果，在现代也对宇宙探索作出了很大贡献。2009年，郭守敬望远镜建成，并于2011年启动光谱巡天任务，成为世界上第一个获取光谱数突破千万量级的望远镜。2020年，中国天眼正式开放运行，它是目前全球单口径最大、灵敏度最高的射电天文望远镜。
2. 我们的宇宙宇宙是一个有层次的天体结构系统。（1）宇宙：宇宙中拥有上千亿个星系。（2）银河系：银河系只是宇宙中上千亿个星系中的一个。银河系异常巨大，一束光穿越银河系需要10万年的时间。
（3）太阳系太阳不过是银河系中几千亿颗恒星中的一员。太阳周围有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等行星绕它运行，地球在离太阳比较近的第三条轨道上。此外，还有若干其他天体绕太阳转动。（4）地球地球在离太阳比较近的第三条轨道上，是太阳系中的一颗普通行星。
【例题1】如图所示是小明制作的简易望远镜，它由两个焦距不同的凸透镜组成，调整两个凸透镜间的距离，就可以看清远处的景物。前面靠近物体的凸透镜成像原理和_________相同，后面靠近眼睛的凸透镜成像原理和________相同。（两空均选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）
前面靠近物体的凸透镜成像原理和照相机相同，使远处的物体成倒立、缩小的实像；后面靠近眼睛的凸透镜成像原理和放大镜相同，使第一次成的像再次成正立、放大的虚像。
典例剖析 一、制作望远镜
【例题2】用凸透镜制作简易望远镜，对望远镜工作原理分析，错误的是（ ）A．望远镜的目镜成的是正立放大的虚像B．望远镜的两个透镜，可以用老花镜的镜片来代替C．远处的物体经过物镜成的像落在目镜焦点以内D．望远镜的物镜成的是倒立放大的实像
ABC．望远镜的物镜与目镜两个透镜都是凸透镜，可以用老花镜的镜片来代替。远处的物体经过物镜成的像落在目镜焦点以内，目镜成的是正立放大的虚像，故ABC正确，不符合题意；D．望远镜的物镜成的是倒立缩小的实像，像在一倍焦距到两倍焦距之间，故D错误，符合题意。
【例题3】如图所示，小明把焦距长的凸透镜放在前面，焦距短的凸透镜放在后面，正在模拟________（选填“显微镜”或“望远镜”）的使用，其中物镜的作用相当于________（选填“照相机”或“投影仪”）。
开普勒望远镜物镜使物体成一倒立、缩小的实像，然后再用目镜把这个实像放大，这就是望远镜的原理，由图可知，小明正在模拟的就是望远镜的使用，其中物镜的作用相当于照相机。
【例题4】在下列四幅图中，每幅图都能展示出一定的物理知识。其中说法错误的是（ ）A．甲图反映太阳系由许多行星围绕太阳转动，地球是太阳系中的一颗普通恒星B．乙图是伽利略时代的望远镜C．丙图是显微镜的结构图。显微镜的物镜相当于幻灯机，成倒立放大的实像，目镜相当于放大镜，成正立放大的虚像D．丁图给出望远镜的物镜相当于照相机，成倒立缩小的实像，目镜相当于放大镜，成正立放大的虚像
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