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第1節 透鏡
第五章 透鏡及其應用 單元復習
2024-2025學年人教版（2024）八年級 物理上冊★★
知識一 凸透鏡和凹透鏡
1. 凸透鏡和凹透鏡
（1）凸透鏡：遠視鏡片中間厚、邊緣薄，這樣的鏡片是凸透鏡。
（2）凹透鏡：近視鏡片中間薄、邊緣厚，這樣的鏡片是凹透鏡。
（3）薄透鏡：一般透鏡的兩個表面中至少有一個表面是球面的一部分。如果透鏡的厚度遠小于球面的半徑，這種透鏡就叫作薄透鏡。
（a）凸透鏡中央厚、邊緣薄
（b）凹透鏡中央薄、邊緣厚
2. 透鏡的主光軸和光心
（1）主光軸：通過兩個球面球心的直線叫作主光軸（簡稱光軸）。
（2）光心：主光軸上有一個特殊的點，通過這個點的光傳播方向不變，這個點叫作透鏡的光心。可以認為薄透鏡的光心就在透鏡的中心。
凸透鏡的主光軸和光心
凹透鏡的主光軸和光心
知識一 凸透鏡和凹透鏡
1. 凸透鏡對光的作用
凸透鏡對光有會聚作用（也叫會聚透鏡）。
（1）平行于透鏡主光軸的幾束光射向凸透鏡，通過透鏡后會聚于主光軸上的某一點。
（2）與透鏡主光軸不平行的幾束光射向凸透鏡，通過透鏡后也是會聚的。
知識二 透鏡對光的作用
2. 凹透鏡對光的作用
凹透鏡對光有發散作用（也叫發散透鏡）。
（1）與透鏡主光軸平行的幾束光射向凹透鏡，通過透鏡后會發散。
（2）與透鏡主光軸不平行的幾束光射向凹透鏡，通過透鏡后也是發散。（與入射光線比）
知識二 透鏡對光的作用
1. 凸透鏡的焦點和焦距
（1）焦點
凸透鏡能使跟主光軸平行的光會聚在主光軸上的一點，這個點叫作凸透鏡的焦點，用F表示。凸透鏡有兩個焦點，關于光心對稱。
（2）焦距
焦點到凸透鏡光心的距離叫作焦距，用 f 表示。凸透鏡的焦距越短，對光的會聚作用越強。
知識三 焦點和焦距
知識三 焦點和焦距
2. 凹透鏡的焦點和焦距
（1）焦點
平行于主軸的光通過凹透鏡后發散，發散光線的反向延長線交于主光軸上一點，它不是實際光線的會聚點，叫作焦點F。
凹透鏡有兩個焦點，關于光心對稱。
（2）焦距
焦點到凹透鏡光心的距離叫作焦距，用 f 表示。凹透鏡的焦距越短，對光的發散作用越強。
3. 凸透鏡的三條特殊光線
知識三 焦點和焦距
（1）通過光心的光線傳播方向不改變。
（2）平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后通過焦點。
（3）經過凸透鏡焦點的光線經凸透鏡折射后平行于主光軸。
4. 凹透鏡的三條特殊光線
知識三 焦點和焦距
（1）通過光心的光線傳播方向不改變；
（2）平行于主光軸的光線經凹透鏡后發散光線的反向延長線通過焦點；
（3）對著凹透鏡異側虛焦點入射的光線經折射后平行于主光軸。
AC．由圖可知，圖甲中間薄，兩邊厚，是凹透鏡，對光線有發散作用，故AC錯誤；
BD．由圖可知，圖乙中間厚，兩邊薄，是凸透鏡，對光線有會聚作用，故B錯誤，D正確。故選D。
【例題1】如圖中有兩個不同的鏡片，下列說法中正確的是（　　）
A．圖甲中的鏡片為凹透鏡，對光線有會聚作用
B．圖乙中的鏡片為凹透鏡，對光線有發散作用
C．圖甲中的鏡片為凸透鏡，對光線發散有作用
D．圖乙中的鏡片為凸透鏡，對光線有會聚作用
D
典例剖析 一、透鏡與透鏡對光的作用
【例題2】如圖所示為光線通過透鏡的光路圖，其中正確的是 （　　）
B
AB．從焦點射出的光線，經凸透鏡后平行于主光軸，故A錯誤，B正確；
CD．平行于主光軸入射的光線，經凹透鏡后，折射光線的反射延長線過異側焦點，反射延長線不是實際光線，應用虛線表示，故CD錯誤。
故選B。
A B C D
典例剖析 一、透鏡與透鏡對光的作用
會聚作用≠光一定會聚，發散作用≠光一定發散
會聚作用是指能使光匯攏，但匯攏后的光不一定會變成會聚光。如圖甲所示，凸透鏡使通過它的一束光發散程度變小了，但該光束依然發散。
發散作用是指能使光發散，但發散后的光并不一定是發散光。如圖乙所示，凹透鏡對通過它的一束會聚光有發散作用，但光經過凹透鏡后依然是會聚光，還能會聚于一點。
方法技巧
典例剖析 一、透鏡與透鏡對光的作用
甲
乙
【例題3】S是發光點，S' 經凸透鏡所成的實像。
（1）畫出入射光線SA的折射光線的位置；
（2）作圖確定此透鏡右側的焦點。
由于S'是S通過凸透鏡所成的實像，所以入射光線SA經透鏡折射后，折射光線交于S'，根據像點和入射點畫出折射光線；然后過S點作平行主光軸的光線，其折射光線與S'與主光軸相交的點即為焦點F點，如圖所示。
典例剖析 二、利用透鏡三條特殊光線作圖
【例題4】早在2000多年前，我國古人就能“削冰向日取火”，即用冰磨成一種透鏡，讓太陽光透過它點燃柴草取火，如圖甲所示。請在圖乙中畫出光線AB經冰透鏡后的折射光線和光線CD對應的入射光線（O點為透鏡的光心，F為透鏡的兩個焦點）。
平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后將過焦點；通過焦點的光線經凸透鏡折射后將平行于主光軸。如圖所示。
典例剖析 二、利用透鏡三條特殊光線作圖
熟記透鏡三條特殊光線（主要光線）經透鏡折射后的傳播規律，并分清凸透鏡和凹透鏡三條特殊光線的異同。
利用透鏡的三條特殊光線作圖時，一定要注意：
（1）一定要用尺規作圖；
（2）不要遺漏光線的箭頭；
（3）光線用實線，輔助線用虛線。
方法技巧
典例剖析 二、利用透鏡三條特殊光線作圖
第2節 生活中的透鏡
第五章 透鏡及其應用 單元復習
知識一 照相機
1. 照相機的主要構造
照相機的主要構造：鏡頭、快門、光圈、調焦環、膠片等。
①鏡頭：由一組透鏡組成，相當于一個凸透鏡，起到成像作用。
②快門：控制曝光時間。
③光圈: 控制進光量的多少.
④調焦環：調節鏡頭到膠片間的距離，即調節像距。
⑤膠片：相當于涂有感光材料的光屏。
2. 照相機成像原理
來自物體的光經過照相機鏡頭后，在“光屏”上會聚成被攝物體的像。物體到鏡頭的距離遠遠大于鏡頭的焦距，在光屏上得到倒立、縮小的實像。
3. 照相機成像特點
①照相機成倒立、縮小的實像；
②物距（物體到透鏡的距離）大于像距（像到透鏡的距離） ；
③像和物體在透鏡兩側；
④物體離鏡頭近，像變大，離鏡頭遠；物體離鏡頭遠，像變小，變近。
知識一 照相機
鏡頭
像
物體
4. 自制模型照相機
（1）制作
用硬紙板做兩個粗細相差很小的紙筒，使一個紙筒剛好能夠套入另一個紙筒內，并能前后滑動。在一個紙筒的一端嵌上一個焦距為5-10cm的凸透鏡，另一個紙筒的一端蒙上一層半透明薄膜。這樣就做成了模型照相機。
知識一 照相機
（2）模型照相機的調節與成像特點
用做的照相機，鏡頭對準窗外遠處景物，調節相機，會在半透明紙上得到一個倒立、縮小的清晰的像。
從拍攝遠處景物到近處景物時，需要增大透鏡到半透明紙之間的距離，會發現半透明紙上的像變大。
知識二 投影儀
1. 投影儀的主要構造與作用
主要由鏡頭、投影片、光源、聚光鏡等組成。
①鏡頭：凸透鏡，起成像作用。
②螺紋透鏡：相當于凸透鏡，起作用是會聚光，增加投影片的亮度。
③反光鏡：使光集中向一個方向射出，使屏幕上像較亮。
④屏幕：相當于光屏，承接像。
⑤平面鏡：改變光的傳播方向。
反光鏡
當物距u：f＜u＜2f 時 ，成倒立、放大的實像，像距 v>2f
F
2F
F
2F
2f
2f
f
f
2. 投影儀成像原理
知識二 投影儀
3. 投影儀成像特點
①投影儀成倒立、放大的實像；
②物距（投影片到透鏡的距離）小于像距（像到透鏡的距離） ；
③像和物體在透鏡兩側；
④物體離鏡頭近，像變大，離鏡頭遠；物體離鏡頭遠，像變小，變近。
知識二 投影儀
知識三 放大鏡
f
2f
F
2F
F
2F
當物距 u1. 放大鏡成像原理
2. 成像特點
（1）放大鏡成正立、放大的像；
（2）像距大于物距；
（3）像與物位于凸透鏡的同側。
3. 放大鏡的調節
（1）使像變大時：讓放大鏡與物體之間的距離適當增大些。
（2）使像變小時：讓放大鏡與物體之間的距離適當減小些。
知識三 放大鏡
（1）實像：由實際光會聚而成的，能呈現在光屏上。
（2）成實像的實例
小孔成的像、照相機成的像、投影儀成的像、電影機成的像等。
1. 實像
小孔成像
凸透鏡成實像
知識四 實像與虛像
（1）虛像：平面鏡所成的像是虛像，放大鏡所成的像也是虛像。凸透鏡成虛像時，通過凸透鏡出射的光沒有會聚，光屏不能承接到所成的像。人眼逆著出射光的方向可以看到虛像。
（2）成虛像的實例：凸透鏡成的虛像、平面鏡成的虛像；光的折射形成的虛像等。
凸透鏡成的虛像
2. 虛像
平面鏡成的虛像
光的折射形成的虛像
知識四 實像與虛像
典例剖析 一、照相機、投影儀、放大鏡
AB．攝像機鏡頭相當于凸透鏡，對光起會聚作用，故A錯誤，B正確；
C．攝像機是利用凸透鏡成倒立、縮小實像的原理工作的，故C錯誤；
D．攝像機使用時，為了能形成清晰的像，人臉到鏡頭的距離應大于二倍焦距，故D錯誤。 故選B。
【例題1】如圖是一款通過攝像機的鏡頭成像后分析人臉信息的識別取款機。以下說法正確的是（　　）
A．攝像機鏡頭相當于凹透鏡
B．攝像機鏡頭對光線有會聚作用
C．攝像機鏡頭所成的像是一個正立縮小的實像
D．攝像機使用時，人臉到鏡頭的距離應小于1倍焦距
B
典例剖析 一、照相機、投影儀、放大鏡
A．投影儀的鏡頭相當于一個凸透鏡。故A正確，不符合題意；
B．投影儀是利用物距在一倍焦距到兩倍焦距之間，成倒立放大的實像這一凸透鏡成像的具體原理，故B正確，不符合題意；
C．根據凸透鏡成實像原理，物近像遠像變大的規律，使屏幕上的像變大，應增大屏幕與投影儀間的距離，故C錯誤，符合題意；
D．手擋住透鏡的一部分，屏幕上的像仍然是完整的，只是會暗一些，故D正確，不符合題意。
【例題2】如圖所示是投影儀的工作原理圖。下列說法錯誤的是（　　）
A．投影儀的鏡頭相當于一個凸透鏡
B．投影儀成的像是倒立放大的實像
C．若使屏幕上的像變大，應減小屏幕與投影儀間的距離
D．若不小心手擋住透鏡的一部分，屏幕上的像仍然完整
C
故選C。
當物距小于焦距時，凸透鏡可以使物體成正立、放大的虛像，像和物體位于凸透鏡的同一側，凹透鏡不能使物體成放大的像，故ABC錯誤，D正確。 故選D。
【例題3】小明的爺爺用焦距為10cm 的透鏡看書，看到了“五千年”三字放大的像，如圖所示。下列說法正確的是（　　）
A．爺爺用的透鏡是凹透鏡
B．“五千年”三字的像是實像
C．“五千年”三字的像與書分別位于透鏡的兩側
D．書到透鏡的距離小于10cm
D
典例剖析 一、照相機、投影儀、放大鏡
1. 照相機
拍照時，攝像頭相當于照相機的鏡頭，兩者都是利用凸透鏡成倒立、縮小的實像來工作的；照相機拍攝較遠景物時，像比較小；拍攝較近景物時，像比較大。由此可知，遠離被被拍攝景物，可以增大拍攝范圍，但拍出來的景物會變小。
2. 投影儀
理解投影儀（幻燈機）的成像特點是解題的關鍵。投影儀（幻燈機）利用凸透鏡能成倒立、放大的實像的原理工作的，因而可利用“反反得正”的方法推知幻燈片應反向放置。
3. 放大鏡
在一定范圍內，放大鏡離物體越近，所成的像越小；離物體越遠，所成的像越大。
照相機、投影儀、放大鏡
方法技巧
典例剖析 一、照相機、投影儀、放大鏡
典例剖析 二、實像與虛像
AB．人在平面鏡中成的像、山在水中的倒影都是由光的反射形成的虛像，故AB不符題意；
C．郵票經放大鏡成的像屬于凸透鏡成像現象，是由光的折射形成的虛像，故C不符合題意；
D．太陽經過小孔在地面上成的圓形光斑，是光的直線傳播形成的實像，故D符合題意。 故選D。
【例題4】下列所成的像為實像的是（　　）
A．人在平面鏡中成的像
B．山在水中的倒影
C．郵票經放大鏡成的正立放大的像
D．太陽經過小孔在地面上成的圓形光斑
D
典例剖析 二、實像與虛像
①針孔照相機內所成的像，成的是倒立、縮小實像，利用的是光的折射；②潛望鏡中看到的景物的像，是正立的虛像，利用的是光的反射；③放大鏡靠近物體時看到的像，是正立的放大的虛像，利用的是光的折射；④幻燈機屏幕上所成的像，是倒立、放大的實像，利用的是光的折射；⑤照相機中所成的像，成的是倒立、縮小實像，利用的是光的折射，故ABC錯誤；D正確。
【例題5】小華對下列光學成像實例進行了分析，判斷正確的是（　　）
實例：①針孔照相機內所成的像；②潛望鏡中看到的景物的像；③放大鏡靠近物體時看到的像；④幻燈機屏幕上所成的像；⑤照相機中所成的像。
A．反射成像的有②③⑤ B．折射成像的有①③⑤
C．屬于虛像的是②③④ D．屬于實像的是①④⑤
D
故選D。
方法技巧
實像和虛像
掌握常見的成像現象的原理是解題的關鍵。
小孔成像、投影儀、照相機等所成的像都是實際光線會聚而成的實像。
平面鏡、放大鏡、凸面鏡等所成的像是光的反射或折射光線的反向延長線相交而成的像，均是虛像。
典例剖析 二、實像與虛像
第3節 凸透鏡成像的規律
第五章 透鏡及其應用 單元復習
知識一 探究凸透鏡的成像規律
【實驗思路】
為探究凸透鏡成像的規律，我們可以把物體放在距凸透鏡較遠的地方，然后逐漸移近，把每次觀察到的物距以及像的虛實、大小、正倒等情況都記錄在表格中，比較實驗數據，看看像的虛實、大小、正倒與物距有什么關系，尋找其中的規律。
f
F
O
凸透鏡
光屏
物體
2f
像距v
物距u
知識一 探究凸透鏡的成像規律
（1）用發光二極管作為發光物體，一塊白色的硬紙板作為光屏，調節發光物體、透鏡和光屏，使它們的中心高度相同，研究發光物體的成像情況。
【實驗過程】
知識一 探究凸透鏡的成像規律
（2）把發光物體放在較遠處，移動光屏，使光屏上呈現清晰的實像。觀察實像的大小和正倒，測出物距和像距（像到凸透鏡的距離）。
（3）把發光物體向凸透鏡移近幾厘米，放好后重復以上操作。
（4）繼續向凸透鏡移動發光物體并調整光屏的位置，重復以上操作，你總能在光屏上得到發光物體的像嗎?當在光屏上看不到發光物體的像時，可以撤去光屏，從光屏一側向凸透鏡方向看去，觀察發光物體的像。此時發光物體和它的像在什么位置?
（5）把實驗中得到的數據和觀察的結果填入下表。每個小組可以自己選擇適當的物距，并與各小組共享測量的數據。
知識一 探究凸透鏡的成像規律
實驗
次數
物距
u/cm
像的性質
像距
v/cm
虛實
大小
正倒
1
30
實像
縮小
倒立
15
2
20
實像
等大
倒立
20
3
15
實像
放大
倒立
30
4
10
不成像?
5
6
虛像
放大
正立

像與物距的關系
凸透鏡的焦距 f=10 cm
知識一 探究凸透鏡的成像規律
分析上表的記錄，回答下列問題，找出凸透鏡成像的規律。
（1）像的虛實：凸透鏡在什么條件下成實像?在什么條件下成虛像?
（2）像的大小：凸透鏡在什么條件下成縮小的實像?在什么條件下成放大的實像?有沒有縮小的虛像?
（3）像的正倒：凸透鏡在什么條件下成正立的像?在什么條件下成倒立的像?
由于凸透鏡對光的偏折程度與透鏡的焦距f有關系，因此在描述物距和像距的數據時，建議用焦距f作為參照距離，這樣或許更有利于凸顯凸透鏡成像的規律。
【分析論證】
知識一 探究凸透鏡的成像規律
當物距大于2倍焦距時，凸透鏡成倒立、縮小的實像；
當物距等于2倍焦距時，凸透鏡成倒立、等大的實像；
當物距小于2倍焦距、大于焦距時，凸透鏡成倒立、放大的實像；
當物距小于焦距時，凸透鏡成正立、放大的虛像。
這就是凸透鏡成像的規律。
【實驗結論】
一焦分虛實，二焦分大小；
物近（離焦點）像遠像變大；
虛像（與物）同側正，實像異側倒，
像物相互跟著跑。
【例題1】小明用自制的“水凸透鏡”探究凸透鏡成像規律，當蠟燭、“水凸透鏡”和光屏位于圖示位置時，光屏上呈現燭焰清晰的像，下列說法正確的是（　　）
A．此時成像特點與照相機的相同
B．此時“水凸透鏡”的焦距為15.0cm
C．調節“水凸透鏡”的厚度不能改變其焦距
D．蠟燭燃燒變短，光屏上的像會向上移動
D
A．由圖可知，物距u=40.0cm-25.0cm=15.0cm 像距v=69.0cm-40.0cm=29.0cm
物距小于像距，成倒立放大的實像，成像特點與照相機不同，故A錯誤；
B．由A分析，物距小于像距，凸透鏡成倒立放大的實像，所以滿足f2f，即f<15cm<2f，29.0cm>2f，所以7.5cmC．“水凸透鏡”的厚度變大，會聚作用變強，其焦距變小，“水凸透鏡”的厚度變小，會聚作用變弱，其焦距變大，所以調節“水凸透鏡”的厚度能改變其焦距，故C錯誤；
D．蠟燭燃燒變短，燭焰的位置向下移動，根據光線過透鏡的光心不改變方向可知，像的位置向上移動，故D正確。
故選D.
典例剖析 一、探究凸透鏡的成像規律
【例題2】如圖甲所示，是天宮課堂中航天員王亞平講授“水球光學實驗”時的場景，受此影響“飛天”興趣小組利用如圖乙所示的實驗裝置展開了“凸透鏡成像規律”的探究實驗。
（1）圖甲中水球相當于一個_______，它對光具有_______作用；
（2）王亞平所成的像是倒立、縮小的_______像，生活中_______（選填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”）就是利用這一原理工作的；
（3）圖乙中凸透鏡的焦距為15cm，當蠟燭從10cm處移動至30cm處時，為了再次得到清晰的像，光屏應_______（選填“遠離”或“靠近”）凸透鏡，且所成的像是倒立、_______的實像；
典例剖析 一、探究凸透鏡的成像規律
遠離
會聚
凸透鏡
（4）如果將蠟燭換成如圖丙所示的“F”字光源，其優點是：_______（只寫一條即可）。
照相機
實
光源穩定
放大
（1）圖甲中水球邊緣薄，中間厚，相當于一個凸透鏡，它對光具有會聚作用。
（2）由圖可知，王亞平所成的像是倒立、縮小的實像，此時物距大于二倍焦距，應用是照相機。
（3）圖乙中凸透鏡的焦距為15cm，當蠟燭從10cm處移動至30cm處時，物距變小，根據凸透鏡成像規律可知，像距變大，所以，為了再次得到清晰的像，光屏應遠離凸透鏡，此時物距為u=50cm-30cm=20cm
物距在一倍焦距和二倍焦距之間，成倒立、放大的實像。
（4）將蠟燭換成如圖丙所示的“F”字光源，其優點是光源穩定。
典例剖析 一、探究凸透鏡的成像規律
方法技巧
（1）凸透鏡成像的兩個分界點
一倍焦距分虛實，二倍焦距分大小。物體在一倍焦距以內，成虛像；在一倍焦距以外，成實像。
（2）用不等式確定凸透鏡的焦距范圍的方法
利用凸透鏡成像的規律，列出物距和焦距、像距和焦距的關系不等式，解不等式就可以確定該凸透鏡焦距的范圍。具體關系為：
當成倒立、縮小的實像時，u>2f，f當成倒立、等大的實像時，u=v=2f；
當成倒立、放大的實像時，f2f；
當不成像時，u=f；
當成正立、放大虛像時，u 探究凸透鏡的成像規律
典例剖析 一、探究凸透鏡的成像規律
方法技巧
（3）凸透鏡成像規律與圖像結合
解答此類試題時，要明確二倍焦距處是成放大和縮小實像的分界點，當u=v=2f 時，物體成倒立、等大的實像。然后在圖上找到對應點，求出焦距，然后根據凸透鏡成像規律即可求解。
（4）不完整凸透鏡成像情況：
凸透鏡成像時，如果凸透鏡壞掉一部分或者遮擋一部分，都會成完整的像，只是所成的像亮度變暗。
典例剖析 一、探究凸透鏡的成像規律
【例題2】用F為焦點，焦距為f的凸透鏡探究成像規律，在實驗中：
（1）發光物體和凸透鏡的位置如圖所示，圖中光屏未畫出，光屏上所成清晰的像在圖中_______（填數字序號）區域、像的箭頭方向是豎直向_______的，像的大小比發光物體要_______；
（2）將光屏放在凸透鏡右側，發光物體放在A處，發現無論怎樣調整光屏的位置，在光屏上都無法得到發光物體的像。撤去光屏，從凸透鏡右側向凸透鏡看去，觀察到發光物體的像，此像到凸透鏡的距離_______發光物體到凸透鏡的距離；
（3）請在圖中畫出平行于主光軸的光線經過凸透鏡折射后的折射光線。
????③
大于
下
小
典例剖析 一、探究凸透鏡的成像規律
（1）如圖所示，發光物體到凸透鏡的距離即物距大于二倍焦距，根據凸透鏡成像規律，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，故②④排除；又因為發光物體在透鏡主光軸上方，根據過透鏡光心的光線不改變傳播方向可知像的位置在主光軸下方，故光屏上所成清晰的像在圖中③的區域。
根據凸透鏡成像規律，當物距大于二倍焦距，成縮小、倒立的實像，所以像的箭頭方向是豎直向下的；像的大小比發光物體要小。
（2）當物距小于一倍焦距時，我們在凸透鏡右邊看到的那個正立、放大的虛像是由光經過凸透鏡的折射光線的反向延長線交點形成的，像在物的后方，故像到透鏡的距離大于物體到透鏡的距離。
（3）平行于主光軸的光線經過凸透鏡折射后的折射光線過焦點。如圖所示：
典例剖析 一、探究凸透鏡的成像規律
第4節 眼睛和眼鏡
第五章 透鏡及其應用 單元復習
知識一 眼睛
1. 眼球的結構
眼球的主要結構及各部分作用：
晶狀體、角膜、睫狀體 、瞳孔、玻璃體、視網膜、視神經。
（1）晶狀體和角膜的共同作用相當于一個凸透鏡；
（2）視網膜相當于膠片；
（3）睫狀體可以改變晶狀體的形狀（改變焦距）；
（4）瞳孔相當于照相機的光圈。
2. 眼睛的視物原理
人的眼球好像一架照相機，眼睛觀看物體時，物距大于2倍焦距，物體發出或反射的光進入人眼，經晶狀體和角膜折射后，在視網膜上形成一個倒立、縮小的實像。
視網膜上感光細胞受到光的刺激，視神經把這個信號傳輸給大腦，大腦將倒立圖像處理后翻轉過來，我們就看到了物體。
照相機 眼球
知識一 眼睛
3. 眼睛的調節
（1）正常眼睛的調節：正常眼睛通過睫狀體改變晶狀體的厚薄，來看清楚近處和遠處的物體。
當我們看遠處的物體時，睫狀體放松，晶狀體比較薄，遠處物體射來的光剛好會聚在視網膜上，眼睛可以看清遠處的物體.
當看近處的物體時，睫狀體收縮，晶狀體變厚，對光的偏折能力變大，近處物體射來的光會聚在視網膜上，眼睛就可以看清近處的物體.
知識一 眼睛
①遠點：眼睛的調節是有限度的，當睫狀體完全松馳時，晶狀體表面彎曲程度最小，此時晶狀體最扁，能夠看清的最遠的極限點叫做遠點。正常眼睛的遠點在無限遠處。
②近點：當睫狀體看近處物體時，晶狀體變得最凸，表面彎曲程度最大，此時能看清的最近的極限點叫做近點。正常眼睛的近點在大約10cm處。
③明視距離：正常眼睛觀察近處物體最清晰而又不疲勞的距離大約是25cm，這個距離叫做明視距離。
（2）遠點、近點和明視距離
知識一 眼睛
知識二 近視眼及其矯正
1. 近視眼的特征
只能看清近處的物體，看不清遠處的物體。
2. 近視眼的成因
近視眼的晶狀體太厚，折光能力太強；或眼球在前后方向上太長。使得來自遠處的光會聚在視網膜前，到達視網膜是一個模糊的光斑，得不到清晰的像。
3. 近視眼的矯正
矯正近視眼，應使眼睛的成像點后移，利用凹透鏡的發散作用，使入射的光線先經凹透鏡變得發散一些再射入眼睛，會聚點能夠后移到視網膜上。所以近視眼患者應該佩戴用凹透鏡制成的眼鏡。
知識三 遠視眼及其矯正
1. 遠視眼的特征：只能看清遠處的物體，看不清近處的物體。
2. 遠視眼的成因
遠視眼的晶狀體太薄，折光能力太弱；或者眼球在前后方向上太短，來自近物的像成在視網膜的后面，在視網膜上形成一個模糊的光斑，人眼就只能看到模糊不清的物體。
3. 遠視眼的矯正：遠視眼成像在視網膜之后，要矯正遠視眼，應使會聚點前移，可以佩戴用凸透鏡制成的眼鏡。使入射的光線先經凸透鏡變得會聚一些再射入眼睛，會聚點能夠前移到視網膜上。
知識四 眼鏡的度數
1. 透鏡焦度
透鏡焦距 f 的長短標志著折光本領的大小。焦距越短，折光本領越大，通常把透鏡焦距的倒數叫做透鏡焦度，用Φ表示。
透鏡焦度：Φ= ?????????， 單位：m-1
2. 眼鏡度數
（1）眼鏡度數：就是鏡片的透鏡焦度乘100的值。即：
D=100Φ=?????????????????
（2）單位：度。如500度鏡片的透鏡焦度是5m-1 ，它的焦距是0.2m。
（3）凸透鏡（遠視鏡片）的度數用正數表示，凹透鏡（近視鏡片）的度數用負數表示。
?
典例剖析 眼睛和眼鏡
【例題1】人的眼睛像一架照相機，晶狀體和角膜的共同作用相當于一個凸透鏡，物體在視網膜上形成______（選填“正立”或“倒立”）的像。如果長期用錯誤的方式看書，很容易患上近視。有一種治療近視眼的手術——用激光對角膜進行切削，使晶狀體和角膜構成的“透鏡”對光的偏折能力變______（選填“強”或“弱”）些，從而使像落在視網膜上。
??弱
人眼的晶狀體和角膜的共同作用相當于一個照相機的鏡頭即凸透鏡；視網膜相當于光屏，物體在視網膜上形成的是倒立、縮小的實像。
近視眼是由于晶狀體太厚，對光的偏折能力太強，導致遠處物體清晰的像成在視網膜的前方，因此激光治療的目的是減弱晶狀體和角膜構成的“透鏡”對光的偏折能力，使像成在視網膜上。
?倒立
故選B.
【例題2】如圖所示，這是小明同學戴上眼鏡前、后觀察到的遠處帆船的情形，下列相關說法正確的是（ ）
A．小明的眼鏡對光有會聚作用
B．不戴眼鏡時，小明看遠處物體時，成像在視網膜前方
C．小明是遠視眼
D．戴眼鏡后小明的視網膜上成的是正立、縮小的實像
????B
小明不戴眼鏡時看遠處的帆船不清晰，所以小明是近視眼，是因為他的眼睛晶狀體對光的會聚能力過強，不戴眼鏡時，看遠處物體，成像在視網膜前方；他應該戴對光有發散作用的凹透鏡來進行矯正，戴眼鏡后小王的視網膜上成的是倒立、縮小的實像。
典例剖析 眼睛和眼鏡
故選B.
【例題3】在“愛眼日”宣傳活動中，小明用圖所示的裝置研究眼睛的成像，此時燭焰在光屏上成清晰的像，用此模擬正常眼睛的成像。接下來下列操作可模擬近視眼的是（ ）
A．向水透鏡注水，燭焰的像成在光屏右側
B．向水透鏡注水，燭焰的像成在光屏左側
C．從水透鏡抽水，燭焰的像成在光屏右側
D．從水透鏡抽水，燭焰的像成在光屏左側
????B
近視眼是由于長期看近處的東西導致晶狀體變厚，折光能力變強，像成在視網膜前。所以用水透鏡模擬近視眼，也就是需要透鏡對光線的會聚能力更強，所以此時應對水透鏡注水，使得凸透鏡變厚，焦距變小，使得像成在光屏左側。故B符合題意，ACD不符合題意。
典例剖析 眼睛和眼鏡
方法技巧
速記近視眼與遠視眼的成因與矯正
記憶“八字訣”
近厚遠薄（成因：近視眼的晶狀體太厚，遠視眼的晶狀體太薄）；近凹遠凸（矯正：近視眼需要佩戴凹透鏡，遠視眼需要佩戴凸透鏡）。
可以理解記憶為：
近視眼的晶狀體太厚，折光能力太強，需要佩戴有發散作用的凹透鏡；遠視眼的晶狀體太薄，折光能力太弱，折光能力太弱，需要佩戴有聚光作用的凸透鏡。
典例剖析 眼睛和眼鏡
第5節 跨學科實踐：制作望遠鏡
第五章 透鏡及其應用 單元復習
知識一 望遠鏡的基本原理
1. 望遠鏡的構造
望遠鏡有不同的類型，其中有一種望遠鏡是由兩組凸透鏡組成的， 也叫作開普勒望遠鏡。
望遠鏡由兩組透鏡組成，每組透鏡相當于一個凸透鏡。靠近被觀察物體的凸透鏡，焦距比較長，叫物鏡。靠近眼睛的凸透鏡，焦距比較短，叫做目鏡。
知識一 望遠鏡的基本原理
2. 望遠鏡的原理
（1）物鏡與目鏡：物鏡相當于照相機的鏡頭，使遠處的物體在焦點附近成倒立、縮小的實像。目鏡相當于一個放大鏡，成正立、放大的虛像。兩次成像，先縮小，后放大。
（2）視角：用望遠鏡觀察物體時，望遠鏡所成的像離我們的眼睛很近，增大了視角，因而通過望遠鏡能清楚地看到遠處的物體。
知識一 望遠鏡的基本原理
3. 望遠鏡的放大倍率
如圖所示，這樣的望遠鏡（開普勒望遠鏡）的放大倍率為 n=f物/f目。
其中，f物是物距的焦距，f目是目距的焦距。
知識二 設計簡易望遠鏡
1. 確定望遠鏡的放大倍率
自制的望遠鏡可以采用單片的凸透鏡作為目鏡和物鏡。為了讓成像質量好一些，其放大倍率不宜過大，取放大倍率為2~3倍即可。
2. 選擇物鏡和目鏡
應選擇焦距較長、直徑較大的凸透鏡作為物鏡；焦距較短、直徑較小的凸透鏡作為目鏡。
3. 設計鏡筒
觀察最遠處的物體時，兩塊凸透鏡間的距離約等于兩塊凸透鏡的焦距之和；觀察較近處的物體時，兩塊凸透鏡間的距離要稍大一些。
知識二 設計簡易望遠鏡
4. 制作及調試望遠鏡
（1）制作
根據所選凸透鏡的焦距和直徑制作鏡筒。考慮如何把物鏡和目鏡方便地固定在鏡筒上。
（2）試用與調整
把目鏡鏡筒插入物鏡鏡筒內，把目鏡放到眼前，通過望遠鏡觀察遠處的物體。在觀察時要通過對鏡筒長度的調節，改變物鏡與目鏡間的距離，直到在望遠鏡中看到遠處物體清晰的像為止。
知識二 設計簡易望遠鏡
5. 通過望遠鏡看到正立的像的方法
（1）第一種方法：如圖所示，物鏡使用凸透鏡，目鏡使用凹透鏡，望遠鏡所成的像就是正立的了（伽利略望遠鏡）。
（2）第二種方法：是使用兩個相互平行的平面反射裝置把所成的像先上下顛倒一次，再左右顛倒一次。
物鏡使用凸透鏡，目鏡使用凹透鏡
使用兩個相互平行的平面反射裝置
知識三 望遠鏡與宇宙探索
1. 使用望遠鏡探索宇宙的歷程
（1）伽利略望遠鏡
意大利物理學家伽利略是第一位把望遠鏡指向天空的人。第一個觀測到了木星的衛星、太陽黑子和月球上的環形山。
（2）“海王星”的發現
人們用望遠鏡在預測的位置發現了“海王星”。
（3）哈勃太空望遠鏡
1990年美國向太空發射了一臺望遠鏡，叫哈勃太空望遠鏡。
伽利略望遠鏡
哈勃太空望遠鏡
知識三 望遠鏡與宇宙探索
（4）郭守敬望遠鏡與中國天眼
我國不僅古代在天文觀測上取得了豐碩的成果，在現代也對宇宙探索作出了很大貢獻。2009年，郭守敬望遠鏡建成，并于2011年啟動光譜巡天任務，成為世界上第一個獲取光譜數突破千萬量級的望遠鏡。
2020年，中國天眼正式開放運行，它是目前全球單口徑最大、靈敏度最高的射電天文望遠鏡。
郭守敬望遠鏡
“中國天眼”
知識三 望遠鏡與宇宙探索
2. 我們的宇宙
宇宙是一個有層次的天體結構系統。
（1）宇宙：宇宙中擁有上千億個星系。
（2）銀河系：銀河系只是宇宙中上千億個星系中的一個。銀河系異常巨大，一束光穿越銀河系需要10萬年的時間。
（3）太陽系
太陽不過是銀河系中幾千億顆恒星中的一員。太陽周圍有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等行星繞它運行，地球在離太陽比較近的第三條軌道上。此外，還有若干其他天體繞太陽轉動。
（4）地球
地球在離太陽比較近的第三條軌道上，是太陽系中的一顆普通行星。
【例題1】如圖所示是小明制作的簡易望遠鏡，它由兩個焦距不同的凸透鏡組成，調整兩個凸透鏡間的距離，就可以看清遠處的景物。前面靠近物體的凸透鏡成像原理和_________相同，后面靠近眼睛的凸透鏡成像原理和________相同。（兩空均選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”）
????照相機
前面靠近物體的凸透鏡成像原理和照相機相同，使遠處的物體成倒立、縮小的實像；后面靠近眼睛的凸透鏡成像原理和放大鏡相同，使第一次成的像再次成正立、放大的虛像。
典例剖析 一、制作望遠鏡
????放大鏡
故選D.
【例題2】用凸透鏡制作簡易望遠鏡，對望遠鏡工作原理分析，錯誤的是（　　）
A．望遠鏡的目鏡成的是正立放大的虛像
B．望遠鏡的兩個透鏡，可以用老花鏡的鏡片來代替
C．遠處的物體經過物鏡成的像落在目鏡焦點以內
D．望遠鏡的物鏡成的是倒立放大的實像
???D
ABC．望遠鏡的物鏡與目鏡兩個透鏡都是凸透鏡，可以用老花鏡的鏡片來代替。遠處的物體經過物鏡成的像落在目鏡焦點以內，目鏡成的是正立放大的虛像，故ABC正確，不符合題意；
D．望遠鏡的物鏡成的是倒立縮小的實像，像在一倍焦距到兩倍焦距之間，故D錯誤，符合題意。
典例剖析 一、制作望遠鏡
【例題3】如圖所示，小明把焦距長的凸透鏡放在前面，焦距短的凸透鏡放在后面，正在模擬________（選填“顯微鏡”或“望遠鏡”）的使用，其中物鏡的作用相當于________（選填“照相機”或“投影儀”）。
???望遠鏡
開普勒望遠鏡物鏡使物體成一倒立、縮小的實像，然后再用目鏡把這個實像放大，這就是望遠鏡的原理，由圖可知，小明正在模擬的就是望遠鏡的使用，其中物鏡的作用相當于照相機。
典例剖析 一、制作望遠鏡
???照相機
模擬望遠鏡
【例題4】在下列四幅圖中，每幅圖都能展示出一定的物理知識。其中說法錯誤的是（　　）
A．甲圖反映太陽系由許多行星圍繞太陽轉動，地球是太陽系中的一顆普通恒星
B．乙圖是伽利略時代的望遠鏡
C．丙圖是顯微鏡的結構圖。顯微鏡的物鏡相當于幻燈機，成倒立放大的實像，目鏡相當于放大鏡，成正立放大的虛像
D．丁圖給出望遠鏡的物鏡相當于照相機，成倒立縮小的實像，目鏡相當于放大鏡，成正立放大的虛像
???A
典例剖析 一、制作望遠鏡

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