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第18課時(shí) 透鏡、凸透鏡成像規(guī)
律及應(yīng)用
01
課標(biāo)解讀
1.了解凸透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用和凹透鏡對(duì)光的發(fā)散作用。
2.探究并了解凸透鏡成像的規(guī)律。
3.了解凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用。
02
知識(shí)點(diǎn)梳理
知識(shí)點(diǎn)
一
透鏡
1.透鏡的類型
（1）凸透鏡：________、邊緣薄的透鏡，如圖甲所示。
（2）凹透鏡：________、中央薄的透鏡，如圖乙所示。
中央厚
邊緣厚
2.透鏡的基本概念
（1）主光軸：通過透鏡兩個(gè)球面球心的直線叫作主光軸，簡(jiǎn)稱光軸。
（2）光心：透鏡的中心，用字母“ ”表示，凡是通過光心的光，其傳
播方向______。
（3）焦點(diǎn)：平行于主光軸的光經(jīng)凸透鏡會(huì)聚的點(diǎn)稱為焦點(diǎn)，用字母“ ”
表示。凸透鏡的兩側(cè)各有一個(gè)焦點(diǎn)。
（4）焦距：焦點(diǎn)到光心的距離稱為焦距，用字母“ ”表示。
不變
3.透鏡對(duì)光的作用
（1）對(duì)光的作用：
①凸透鏡：______作用。 ②凹透鏡：______作用。
（2）透鏡的三條特殊光線：
入射光線 平行過焦 過焦平行 過心不變
凸透鏡 __________________________________________ _____________________________________ _________________________________________
凹透鏡 ____________________________________ ___________________________________ _________________________________________
會(huì)聚
發(fā)散
考點(diǎn)
1
透鏡作圖
例1 [2024山東濱州] 根據(jù)圖中的入射光線或折射光線，畫出相應(yīng)的折射光
線或入射光線。
[答案]
【名師點(diǎn)撥】 透鏡的三條特殊光線：平行過焦，過焦平行，過心不變。
變式訓(xùn)練1 [2024四川達(dá)州] 一束平行于主光軸的光線，經(jīng)凸透鏡折射后在
水面發(fā)生反射和折射，請(qǐng)完成光路圖。
[答案]
考點(diǎn)
2
生活中的透鏡
例2 [2024重慶A卷] 如圖所示，智能快遞車正在運(yùn)送包裹，用戶通過人臉識(shí)
別取貨。下列分析正確的是( )
B
A.用戶看見快遞車，是因?yàn)楣庠谒砻姘l(fā)生了折射
B.地面出現(xiàn)快遞車的影子，是光的直線傳播形成的
C.智能快遞車上的攝像頭利用了光的反射原理工作
D.人臉識(shí)別時(shí)，人通過攝像頭成倒立、等大的虛像
【名師點(diǎn)撥】 從題目中提取信息，攝像頭利用了光的折射原理工作；
人臉識(shí)別時(shí)， 人通過攝像頭成倒立、縮小的實(shí)像。人能看到不發(fā)光
的物體是因?yàn)楣庠谒砻姘l(fā)生了反射；影子是光的直線傳播形成的。
變式訓(xùn)練2 [2024四川廣安] “以銅為鏡，可以正衣冠”，我們的祖先很早就
會(huì)利用磨光的銅鏡來觀察自己的像。下列現(xiàn)象與銅鏡成像原理相同的是
( )
B
A.水膜中的像
B.水中的倒影
C.手影游戲
D.天空中的彩虹
知識(shí)點(diǎn)
二
科學(xué)探究：凸透鏡成像規(guī)律及應(yīng)用
1.提出問題
凸透鏡成像有什么規(guī)律？凸透鏡成像的大小、倒正、虛實(shí)跟什么因素有關(guān)？
2.猜想與假設(shè)
凸透鏡成像的大小、倒正、虛實(shí)可能跟物、鏡之間的距離有關(guān)。
3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂計(jì)劃
（1）實(shí)驗(yàn)器材：光具座、蠟燭、光屏、凸透鏡、火柴、刻度尺。
（2）實(shí)驗(yàn)裝置：
4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)
（1）利用平行光法測(cè)定凸透鏡的焦距。將透鏡______太陽光，調(diào)整透
鏡到光屏的距離，直到光屏上形成____________的光斑，用刻度尺量出光
斑到透鏡的距離。
（2）把蠟燭、凸透鏡、光屏依次擺放在光具座上。點(diǎn)燃蠟燭，調(diào)整燭
焰、凸透鏡、光屏的中心大致在__________。
（3）把蠟燭放在距離凸透鏡大于二倍焦距的地方，移動(dòng)光屏，直到光
屏上出現(xiàn)明亮、清晰的燭焰的像，記錄物距、像距以及像的倒正和大小。
改變物距，重復(fù)這一步。
正對(duì)
最小、最亮
同一高度
（4）把蠟燭移向凸透鏡，讓蠟燭與凸透鏡的距離等于二倍焦距，移動(dòng)
光屏，直到光屏上出現(xiàn)明亮、清晰的燭焰的像，記錄物距、像距、像的倒
正和大小。
（5）把蠟燭再靠近凸透鏡，讓蠟燭與凸透鏡的距離在一倍焦距與二倍
焦距之間，移動(dòng)光屏，直到光屏上出現(xiàn)明亮、清晰的燭焰的像，記錄物距、
像距以及像的倒正和大小。改變物距，重復(fù)這一步。
（6）把蠟燭繼續(xù)靠近凸透鏡，讓蠟燭在凸透鏡的焦點(diǎn)上，移動(dòng)光屏，
觀察光屏上是否能夠成像，然后再從光屏這一側(cè)透過凸透鏡用眼睛直接觀
察燭焰，記錄成像情況。
（7）把蠟燭移動(dòng)到凸透鏡一倍焦距以內(nèi)，移動(dòng)光屏，觀察光屏上是否
能夠成像，然后再從光屏這一側(cè)透過凸透鏡用眼睛直接觀察燭焰，記錄成
像情況。
5.分析與論證
分析和觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)可知：
物距 成像光路圖 像的特點(diǎn) 像距 應(yīng)用
_____________________________________________________ ___________ _______ ___________ ________
________
______________________________________________________ ___________ _______ ________ ________
倒立、縮小、實(shí)像
照相機(jī)、攝像機(jī)
倒立、等大、實(shí)像
測(cè)焦距
物距 成像光路圖 像的特點(diǎn) 像距 應(yīng)用
_______________________________________________ ___________ _______ ________ ________
________
倒立、放大、實(shí)像
投影儀、幻燈機(jī)
續(xù)表
物距 成像光路圖 像的特點(diǎn) 像距 應(yīng)用
________________________________________________ __________ ________
__
__________________________________________________ ___________ ______ ______ ________
不能成像
粗測(cè)焦距
正立、放大、
虛像
放大鏡
續(xù)表
6.交流與合作
（1）實(shí)驗(yàn)前，首先調(diào)整燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在__________上
的目的是：________________________，便于觀察和比較像與物體的關(guān)系。
（2）幾種測(cè)凸透鏡焦距的方法：
①利用平行光法測(cè)焦距：將凸透鏡正對(duì)太陽光，在凸透鏡下放一張白
紙，前后移動(dòng)白紙，在白紙上找到______、______的光斑時(shí)，白紙到透鏡
光心的距離即為該透鏡的焦距。
②__________________；
③__________________。
同一高度
使?fàn)T焰的像成在光屏中央
最小
最亮
物距等于兩倍焦距
物距等于一倍焦距
（3）隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，蠟燭燃燒的時(shí)間越長(zhǎng)，蠟燭越短，燭焰位置就
越低，所以像的位置就______。當(dāng)發(fā)現(xiàn)像的位置超過了光屏的頂端時(shí)，有
兩種方法調(diào)整：
①________________；
②____________________________。
（4）操作：多次改變______到透鏡的距離，移動(dòng)______尋找燭焰清晰
的像。 目的：______________。
（5）如果用不透明的紙遮住透鏡一部分，成的像有什么變化？
所成的像________________。
越高
將蠟燭向上移動(dòng)
將凸透鏡和光屏同時(shí)向下移動(dòng)
蠟燭
光屏
尋找普遍規(guī)律
仍完整，但變暗
（6）實(shí)驗(yàn)中，無論怎樣移動(dòng)光屏都無法承接到像，可能的原因是？
①________________________；②__________________；③_________
_________。
（7）觀察虛像的操作：從______一側(cè)向透鏡方向看去，可以觀察到燭
焰的像在蠟燭____（選填“前”或“后”）方。
三者的中心不在同一高度
物距小于一倍焦距
物距等于一倍焦距
光屏
后
考點(diǎn)
3
凸透鏡成像規(guī)律
例3 [2024山東臨沂] 在“探究凸透鏡
成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)蠟燭、凸透鏡
和光屏的位置如圖所示時(shí)，光屏上承
接到燭焰清晰的像。保持凸透鏡的位
置不變，則( )
C
A.實(shí)驗(yàn)所用凸透鏡的焦距可能為
B.光屏上承接到的像是燭焰倒立、放大的實(shí)像
C.將蠟燭和光屏的位置互換，光屏上仍能承接到像
D.將蠟燭移至 刻度線上，光屏上仍能承接到像
【名師點(diǎn)撥】 根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，找出物距和像距關(guān)系，聯(lián)立即可
得出焦距范圍，熟背凸透鏡成像規(guī)律的表格，知道將蠟燭和光屏的位置互
換，物距和像距互換，根據(jù)光路可逆可知，光屏上仍能承接到像。
變式訓(xùn)練3 [2024新疆] 在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，用如圖所示的
實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若凸透鏡的焦距為 ，將蠟燭放在距離凸透鏡
_____（選填“5.0”或“15.0”） 位置時(shí)，移動(dòng)光屏，可以在光屏上呈現(xiàn)清晰
的______（選填“縮小”或“放大”）的像。若使光屏上能呈現(xiàn)清晰的等大的像，
選用的凸透鏡的焦距最大為____ 。
15.0
放大
25
變式訓(xùn)練4 [2024江蘇連云港] 小明將凸透鏡正對(duì)太陽光，在距離凸透鏡
的白紙上呈現(xiàn)一個(gè)最小、最亮的光斑，此凸透鏡的焦距為____ 。如
圖是他用該凸透鏡觀看書本上“中國夢(mèng)”三個(gè)字時(shí)的情況，如果他想看到更大
的正立的“國”字，小明需要將凸透鏡______（選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）書本，
凸透鏡和書本的距離應(yīng)滿足的條件是___________。
10
遠(yuǎn)離
小于
例4 [2024四川廣安] 愛動(dòng)手愛思考的小軍，在做了“探究凸透鏡成像規(guī)律”
實(shí)驗(yàn)后，又選用了焦距未知的凸透鏡進(jìn)行拓展探究。
【名師點(diǎn)撥】 平行光經(jīng)過凸透鏡后在光屏上得到一個(gè)最小、最亮的光
斑，這個(gè)光斑即為焦點(diǎn)，焦點(diǎn)到凸透鏡的距離即為焦距；注意刻度尺讀數(shù)
要估讀；熟背凸透鏡成像表格，知道“物低像高”。
（1）將凸透鏡安裝在光具座上，用平行光作為光源，移動(dòng)光屏直至光屏上
得到一個(gè)最小、最亮的光斑，如圖甲所示，則凸透鏡的焦距為_____ ；
（要求估讀）
10.0
（2）在實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)物距為 時(shí)所成像與生活中的________所成像的
規(guī)律相同；（寫出一種即可）
放大鏡
（3）蠟燭隨著燃燒而變短，小軍發(fā)現(xiàn)光屏上所成的像向上移動(dòng)，從而影響
了實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，如圖乙所示。為了解決這一問題，你認(rèn)為他最合理的調(diào)整
方法是_____；
AB
A.只需將光屏適當(dāng)上移 B.只需將凸透鏡適當(dāng)下移
C.將光屏和凸透鏡都適當(dāng)下移 D.以上操作均可行
（4）小軍認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)過程中用蠟燭作為發(fā)光體除容易變短外，還存在一些
不足之處，比如___________________________________________________
_________。（寫出合理的一條即可）
實(shí)驗(yàn)中燭焰會(huì)隨空氣的流動(dòng)飄忽不定，影響像的穩(wěn)定，不方便測(cè)量
變式訓(xùn)練5 [2024四川南充] 如圖所示，某同學(xué)用自制的水透鏡來探究凸透
鏡成像規(guī)律，當(dāng)向水透鏡里注水時(shí)，水透鏡的焦距將變小；當(dāng)從水透鏡里
抽水時(shí)，水透鏡的焦距將變大。
（1）如圖甲所示，一束平行于主光軸的光射向水透鏡，在光屏上得到一個(gè)
最小的光斑，則此時(shí)水透鏡的焦距為____ ；
9.0
（2）該同學(xué)移動(dòng)蠟燭，水透鏡和光屏至圖乙所示位置時(shí)，恰能在光屏上看
到清晰______（選填“放大”“等大”或“縮小”）的像，若僅將蠟燭與光屏位置
對(duì)調(diào)，則在光屏上____（選填“能”或“不能”）看到清晰的像；
縮小
能
（3）在（2）中將蠟燭與光屏位置對(duì)調(diào)后的場(chǎng)景下，該同學(xué)取了一幅眼鏡
給水透鏡“戴上”，如圖丙所示，發(fā)現(xiàn)光屏上的像變模糊，當(dāng)往水透鏡中加入
適量的水后，發(fā)現(xiàn)燭焰的像再次變得清晰，由此判斷該眼鏡是______
（選填“近視”或“遠(yuǎn)視”）眼鏡。
近視
知識(shí)點(diǎn)
三
神奇的眼睛
1.眼睛的視物原理
（1）原理：晶狀體相當(dāng)于一個(gè)________，把來自物體的光會(huì)聚在視網(wǎng)
膜上，形成物體的像。視網(wǎng)膜相當(dāng)于______。
（2）特點(diǎn)：成倒立、______的____像。
凸透鏡
光屏
縮小
實(shí)
2.近視眼與遠(yuǎn)視眼及其矯正
類型 特點(diǎn) 成因 成像位置 矯正方法
近視 眼 只能看清 ____處的 物體 晶狀體變 ____，偏折 能力變____ ___________________________________ 成像在視網(wǎng)膜____ ___________________________________________
佩戴________矯正
遠(yuǎn)視 眼 只能看清 ____處的 物體 晶狀體變 ____，偏折 能力變____ _______________________________ 成像在視網(wǎng)膜____ ____________________________________
佩戴________矯正
近
厚
強(qiáng)
前
凹透鏡
遠(yuǎn)
薄
弱
后
凸透鏡
考點(diǎn)
4
眼睛和眼鏡
例5 [2024四川宜賓] 據(jù)專家介紹， 歲是青少年近視的高發(fā)期，愛眼
護(hù)眼勢(shì)在必行。如圖所示，____（選填“甲”或“乙”）圖表示近視眼成像原理，
應(yīng)佩戴____（選填“丙”或“丁”）圖的眼鏡進(jìn)行矯正。
乙
丁
【名師點(diǎn)撥】 近視眼是晶狀體太厚，折光能力太強(qiáng)，或者眼球在前后
方向太長(zhǎng)，來自遠(yuǎn)方的光在視網(wǎng)膜前便會(huì)聚了，即像成在視網(wǎng)膜的前方，
所以應(yīng)佩戴凹透鏡，先將光線發(fā)散一下，使像成在視網(wǎng)膜上。而近視鏡成
正立、縮小的虛像，因此應(yīng)佩戴凹透鏡進(jìn)行矯正。
變式訓(xùn)練6 [2024河南] 在“愛眼日”宣傳活動(dòng)中，小明用如圖所示的裝置研
究眼睛的成像，此時(shí)燭焰在光屏上成清晰的像，用此模擬正常眼睛的成像。
下列操作可模擬近視眼的是( )
B
A.向水透鏡注水，燭焰的像成在光屏右側(cè)
B.向水透鏡注水，燭焰的像成在光屏左側(cè)
C.從水透鏡抽水，燭焰的像成在光屏右側(cè)
D.從水透鏡抽水，燭焰的像成在光屏左側(cè)

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