【寒假提升训练】人教版 初中物理 八年级上册 专题提升训练 第五讲 透镜及其应用（教师卷+学生卷）

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核心考点聚焦
1.凸透镜、凹透镜
2.利用三条特殊光线作图
3.生活中的透镜（照相机、投影仪、放大镜）
4.实像和虚像
5.凸透镜成像规律
6.凸透镜成像规律的应用
7.探究凸透镜成像规律
8.眼睛的构造及视物原理
9.近视眼、远视眼及其矫正
中考考点聚焦
1.透镜
2.透镜的主光轴和光心
3.透镜的焦点和焦距
4.生活中的透镜
5.实像和虚像
6.探究凸透镜成像规律注意事项
（1）光具座的长度有限，做实验时最好选用焦距较小的凸透镜；
（2）凸透镜最好放在光具座的中间位置，便于调节物距和像距；
（3）调整烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是让烛焰的像成在光屏的中央；
（4）调整光屏时，不可再调整凸透镜的位置，否则会引起物距的变化；
（5）判断烛焰的像是否最清晰的方法：光屏在某位置时，向前或向后移动光屏，像都会变模糊，则此位置即为像最清晰的位置；
（6）同一个物距范围内，要换不同的物距进行实验，这是为了排除偶然因素，使实验结论更具普遍性。
7.凸透镜成像规律
8.眼睛的成像过程
眼睛的主要结构有：角膜、睫状体、瞳孔、晶状体、玻璃体、视网膜、视神经等。物体发出的光经过眼球转化为神经信号传输给大脑，我们就看到了物体，如图所示。
9.正常眼睛的调节
正常眼睛无论是眺望远景，还是查看近物，都能看清楚。也就是说，不管物距变大还是变小，眼睛都能将像清晰地成像在视网膜上，物距发生变化时，像距（视网膜和晶状体间的距离）未变，这是因为眼睛能通过睫状体改变晶状体的形状，进而改变晶状体对光线的偏折能力，即改变了晶状体的焦距。使不同远近的物体都能在视网膜上成清晰的像。
10.近视眼、远视眼的成因与矫正
一、透镜对光的作用
【例1】下列关于透镜的说法中，正确的是（ ）。
A．凹透镜对光有发散作用；
B．凸透镜只对平行光有会聚作用；
C．平行光经过凸透镜折射后一定会聚于焦点；
D．凸透镜的焦距越大，透镜对光的会聚作用越强
【答案】A。
【解析】A．凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，故A正确；
B．凸透镜对光有会聚作用，不单指对平行光，对所有的光线都有会聚作用，故B错误；
C．只有平行于主光轴的光线经凸透镜折射后才会聚于焦点，故C错误；
D．凸透镜的焦距越大，透镜对光的会聚作用越弱，焦距越小，对光的会聚能力越强，故D错误。
故选A。
解题归纳：
（1）凸透镜对光有会聚作用，指的是从凸透镜射出的光线相对于入射光加强了会聚程度，即光经过凸透镜后比原来的入射光的传播方向更靠近主光轴，并不是经过凸透镜射出的光一定会会聚到一点；判断光线是否被会聚，可用延长入射光线的方法判断，若入射光线延长线在折射光线外侧，则光线被会聚，透镜是凸透镜。
（2）凹透镜对光有发散作用，指的是从凹透镜射出的光线相对于入射光加强了发散作用，即光经过凹透镜后比原来的入射光的传播方向更远离主光轴了，并不是经过凹透镜射出的就不能会聚到一点；判断光线是否被发散，同样可用延长入射光线的方法判断，若入射光线延长线在折射光线的内侧，则光线被发散，透镜是凹透镜。
二、利用透镜三条特殊光线寻找光心和焦点
【例2】如图所示，投影仪胶片上发光点S发出一条光线，经凸透镜折射和平面镜的反射后，水平射到屏幕上。请你完成该光路，并标出凸透镜下方焦点F的位置。
【解析】已知反射光线和镜面的夹角为45°，则反射角为90°-45°=45°
过反射点作出法线，根据反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，在法线的下侧作出入射光线，此时的入射光线是发光点S发出一条光线经凸透镜折射后的折射光线，因此光线与主光轴平行，连接点S与折射点，即为入射到凸透镜的入射光线，此入射光线与主光轴的交点即为凸透镜下方焦点F的位置，如图所示：
解题归纳：
(1)由焦点发出的光线，经凸透镜折射后平行于主光轴；平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后经过另一侧的焦点。根据凸透镜的这两条特殊光线即可寻找焦点的位置。
(2)经过光心的光线，经透镜折射后传播方向不变，以此为考虑角度即可找到光心的位置（透镜的位置）。
三、凸透镜成像规律的应用
【例3】（多选）如图所示是探究凸透镜成像规律的实验，已知凸透镜的焦距是，此时光屏上能成清晰的像，下列说法正确的是（ ）。
A．此时光屏上成的是倒立、缩小的实像；
B．将蜡烛移到处时，为了在光屏上得到清晰的像，应将光屏靠近凸透镜移动；
C．只将蜡烛和光屏互换，可以在光屏上得到清晰等大的像；
D．用不透明的纸板将凸透镜下半部分遮住，光屏上的像会变成一半
【答案】AB。
【解析】A．透镜焦距为10cm，由图可知，物距为30cm，像距为14cm，物距大于像距，此时光屏上成的是倒立、缩小的实像，故A正确；
B．将蜡烛移到0cm处时，即将物远离透镜，为了在光屏上得到清晰的像，应将光屏靠近凸透镜移动，故B正确；
C．只将蜡烛和光屏互换，根据光路可逆，物距为14cm，像距为30cm，物距小于像距，可以在光屏上得到清晰放大的像，故C错误；
D．用不透明的纸板将凸透镜下半部分遮住，光屏上的像依然完整，但会变暗，故D错误。
故选AB。
解题归纳
对于凸透镜成像规律，有两点需要注意。一是当物体在二倍焦距以外时，要想得到清晰的实像，光屏应该在凸透镜另一侧的一倍焦距和二倍焦距之间；当物体在一倍焦距和二倍焦距之间时，光屏应该在二倍焦距以外。二是对应点唯一，如果光屏上已经得到清晰的像了，此时，只要物体和凸透镜之间的距离稍一变化，光屏上的像就不清晰，想要重新得到清晰的像，就需要移动光屏的位置。也就是说，像和物的对应点是唯一的。
（1）物像互换问题：当光屏上已经得到了清晰的像，此时若将物和光屏的位置互换，根据光路的可逆性，我们可以知道此时光屏上仍然成清晰的像，只是像的大小变化了。原来放大的，变成缩小了；原来缩小的，变成放大了。
（2）部分遮挡问题：凸透镜成像认为是凸透镜上半部或下半部所成的像，“物体”上发出的光成散射状，所以凸透镜上半部和下半部都有入射光照射到凸透镜上，故把凸透镜遮挡一部分不影响凸透镜成完整的像。唯一发生变化的是由于照射到凸透镜上光减少了，像的亮度变暗一些。
四、成像偏离问题
【例4】如图所示，小梦同学在“探究凸透镜成像规律”实验时，烛焰在光屏上成了一个清晰的像，下列说法正确的是（ ）。
A．利用这一成像规律可制成幻灯机；
B．实验中，蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像向上移动；
C．为了便于从不同方向观察光屏上的像，光屏应选用较光滑的玻璃板；
D．要使光屏上烛焰的像变小，只须将蜡烛靠近凸透镜
【答案】B。
【解析】A．由图知，蜡烛放在2倍焦距之外，所以此时成缩小、倒立的实像。照相机是根据这个原理制成的，而幻灯机是根据物距处于f和2f之间时，成放大、倒立的实像原理制成，故A错误；
B．由于成的实像是倒立的，所以蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像就应该越向上移动，故B正确；
C．为了便于从不同方向观察光屏上的像，光屏应选用较粗糙的毛玻璃板，发生漫反射，故C错误；
D．要使光屏上的烛焰的像变小，蜡烛应远离凸透镜，同时还应该将光屏靠近凸透镜（物远像近像变小），故D错误。故选B。
解题归纳：在凸透镜成像实验中，实验前要调整烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心三者大致在同一高度上，此时，像呈在光屏的中心位置。也就是说，物体中心、凸透镜中心和像的中心三者应该是在同一水平直线上的。如果蜡烛因燃烧而变短，像不呈在光屏的中心。调节凸透镜的方法就是反向调节：像偏上了就把凸透镜向下调，偏下了就向上调，偏左了就向右调，偏右了就像左调。
五、凸透镜焦距变化问题
【例5】（多选）在做凸透镜成像实验时，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上成清晰的像，下列说法正确是（ ）。
A．将光屏拿掉，眼睛在光屏那侧的一定范围内仍会看到像；
B．如果把蜡烛与光屏对调，光屏上会成倒立，放大的像；
C．将蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中，像逐渐变大；
D．换上焦距更小的凸透镜，只将蜡烛向右适当移动就能在光屏上成清晰的像
【答案】ABD。
【解析】A．凸透镜成像是光线经过凸透镜折射后会聚而成，是实际光线的交点，所以眼睛在光屏那侧的一定范围内仍会看到像。故A正确；
B．如果把蜡烛与光屏对调，相当于物距和像距对调，根据光的可逆性，仍能成清晰的像，但此时像距大于物距，故像是倒立，放大的实像，故B正确；
C．根据凸透镜成像的规律，物体越靠近凸透镜的焦点，所成的像越大，将蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中，即远离焦点，像应该变小，故C错误；
D．换上焦距更小的凸透镜，会聚能力增强，像距更小，像向左移动，落在光屏之前，所以将蜡烛向右适当移动，像也会跟着向右移，像就可以重新变得清晰。故D正确。
故选ABD。
解题归纳：凸透镜对光有会聚作用，凸透镜的聚光能力强弱与凸透镜的焦距有关。凸透镜的焦距越小，聚光能力越强，凸透镜的焦距越大，聚光能力越差。所以，更换焦距不同的凸透镜时，遵循“大右小左”（成实像时），即更换焦距大的凸透镜时，光屏右移；更换焦距小的凸透镜时，光屏左移。
一、单选题
1. （2023·恩施）幻灯机的镜头相当于一个（ ）。
A. 凸镜B. 凹透镜C. 凸透镜D. 凹镜
【答案】C。
【解析】幻灯机是利用凸透镜成倒立放大的实像的原理制成的，所以它的镜头相当于一个凸透镜，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
2.（2023·深圳）如图，是一张大厦的照片，关于下列说法正确的是（ ）。
A. 照相机的镜头对光线有发散作用B. 照相机成倒立放大的虚像
C. 水中的像是光的反射造成的D. 在太阳下的大楼是光源
【答案】C。
【解析】A．照相机的镜头是凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，故A错误；
B．使用照相机时，物距大于二倍焦距，所以成倒立缩小的实像，故B错误；
C．水中的像是平面镜成像现象，是光的反射造成的，故C正确；
D．光源能自己发光，大楼反射太阳光，大楼自己不会发光，所以大楼不是光源，故D错误。
故选C。
3. （2023·黄冈、孝感）如图是超市安装的一种刷脸自助储物柜。某顾客站在屏幕前50cm处，按下“存”按钮，屏幕上方的摄像头启动，出现人脸缩小的像，柜门打开。下列说法正确的是（ ）。
A. 该摄像头相当于一个凹透镜 B. 该摄像头对光线具有发散作用
C. 该摄像头的焦距可能是0.20m D. 该摄像头成像原理是光的反射
【答案】C。
【解析】A．该摄像头相当于一个凸透镜，当人站在透镜二倍焦距之间以外时，在摄像机中成倒立、缩小的实像，故A错误；
B．该摄像头是凸透镜，对光线具有会聚作用，故B错误；
C．顾客刷脸时，距摄像头50cm，物距
由此可知，该摄像头的焦距，因此摄像头的焦距可能是0.20m，故C正确；
D．凸透镜成像是由于光的折射，该摄像头成像原理与凸透镜成像原理相同，都是光的折射，故D错误。
故选C。
4. （2023·牡丹江）关于近视眼的成因及矫正，说法正确的是（ ）。
A. 晶状体太厚，折光能力太弱，像成在视网膜的后方；
B. 晶状体太薄，折光能力太强，像成在视网膜的前方；
C. 戴凸透镜制成的眼镜矫正；
D. 戴凹透镜制成的眼镜矫正
【答案】D。
【解析】近视眼的形成原因是晶状体变厚，折光能力变强，像成在视网膜的前方，可用发散作用的凹透镜矫正，使光线会聚能力减弱，能使像成在视网膜上，能看清远处的物体，故ABC错误，D正确。
故选D。
5. （2023·龙东）（多选）关于透镜的应用，下列说法不正确的是（ ）。
A. 远视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用；
B. 照相时景物位于镜头的二倍焦距之外；
C. 投影仪中的投影片要放在镜头的二倍焦距之外；
D. 用放大镜观察蚂蚁时，蚂蚁越靠近放大镜成的像越小
【答案】BC。
【解析】A．远视眼将像成在视网膜之后，远视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用，可使光提前会聚，故A正确，不符合题意；
B．照相机是利用物距大于二倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像，所以照相时，景物在镜头二倍焦距以外，像成在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，故B错误，符合题意；
C．投影仪是利用物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，凸透镜成倒立、放大的实像，所以投影仪中的投影片应放在镜头的一倍焦距和二倍焦距之间，故C错误，符合题意；
D．用放大镜观察蚂蚁时，蚂蚁靠近放大镜时物距变小，像距变小，所成的像也变小，故D正确，不符合题意。
故选BC。
6. （2023·齐齐哈尔）用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验时，已知凸透镜的焦距为10cm，下列说法正确的是（ ）。
A. 烛焰在如图所示位置所成像的特点与照相机成像特点相同；
B. 将蜡烛向远离凸透镜的方向移动，向右移动光屏可得到烛焰所成清晰的像；
C. 将蜡烛移动到光具座42cm刻度线处，烛焰所成的像是倒立、放大的；
D. 将蜡烛移动到光具座30cm刻度线处，移动光屏至适当位置，光屏上可得到等大的像
【答案】D。
【解析】A．由图可知，此时物距u=15.0cm，由凸透镜焦距可知f2f
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