教材同步复习第一部分第九章 透镜及其应用
知识思维导图
知识要点归纳
1．凸透镜和凹透镜知识点1透镜(A卷5年4考；B卷5年4考)厚薄薄厚会聚发散
2.光心如甲、乙两图所示，通过两个球面球心的直线叫做主光轴，简称主轴．主轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向⑦________，这个点叫做透镜的光心．可以认为薄透镜的光心就在透镜的中心．3．焦点和焦距(1)焦点：平行于主光轴的光通过凸透镜会聚在主光轴上的点F.(2)焦距：焦点到凸透镜光心的距离f，如上图的⑧______.不变OF
4．透镜的三条特殊光线
【知识链接】生活中常见的透镜1．放大镜2．监控摄像头
3．手机摄像头4．眼镜
【即时小练】 正误判断1．由于凸透镜对光有会聚作用，所以凸透镜成像的光路图不可逆()2．入射光线经凸透镜折射后会聚于一点，该点就是凸透镜的焦点()3．凹透镜只会使平行于主光轴的光线变得发散()4．凸透镜对光有会聚作用，所以通过凸透镜的光线一定相交于一点()5．不论是凸透镜还是凹透镜，经过光心的光线方向不改变()××××√
1．成像时的两个物理量(1)物距：物体到凸透镜光心的距离叫做物距，用u表示．(2)像距：像到凸透镜光心的距离叫做像距，用v表示．知识点2凸透镜成像的规律及其应用[A卷5年4考；B卷：2016.15(1)，2017.15(1)]
2．成像规律的光路分析利用凸透镜三条特殊光线中的任意两条可以画出相应的光路图，从而判断出像距的大小和成像的具体情况．(1)当u＞2f时，成⑨________、缩小的实像，此时f＜v＜2f.光路如甲图所示．倒立
(2)当u＝2f时，成倒立、等大的⑩______像，此时v＝2f.光路如乙图所示．(3)当f＜u＜2f时，成倒立、⑪________的实像，此时v＞2f.光路如丙图所示．实放大
(4)当u＝f时，折射光线是一束平行光线，不能相交，其反向延长线也不能相交，所以⑫______成像．光路如丁图所示．(5)当u＜f时，成⑬________、放大的⑭______像，此时v＞u.光路如戊图所示．不正立虚
3．凸透镜成像规律的总结4．探究凸透镜成像的规律(详见核心素养实验)．照相机投影仪放大镜
【知识链接】凸透镜成像规律记忆口诀1．静态规律(1)1倍分虚实，实像异侧倒、虚像同侧正．物体在1倍焦距以内成正立的虚像，在1倍焦距以外成倒立的实像，实像和物体在凸透镜的异侧，虚像和物体在凸透镜的同侧.
(2)2倍分大小，远小近大．物体在2倍焦距以外成缩小的实像，在1倍焦距和2倍焦距之间成放大的实像；无论成放大还是缩小的实像，物体离凸透镜越远，像越小；物体离凸透镜越近，像越大.2．动态规律(1)成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小(记忆口诀：物追像跑，物走像追)；(2)成虚像时，物近像近像变小．
【即时小练】 正误判断1．投影仪的镜头到胶片的距离小于1倍焦距()2．微型照相机的镜头是凹透镜()3．用手机扫描二维码时镜头到二维码的距离大于1倍焦距，小于2倍焦距()4．照集体照时，发现有人没有进入镜头，为了使全体人员都进入镜头，应使相机离人远一些，镜头往里缩一些()×××√
1．成像原理晶状体和角膜的共同作用相当于一个⑱__________，把来自物体的光会聚在视网膜上，形成⑲________、⑳________的像．视网膜则相当于光屏．知识点3眼睛和眼镜凸透镜倒立缩小
2．近视眼、远视眼及其矫正厚前面近处凹透镜
薄后面远处凸透镜
【知识链接】类别眼睛照相机像的性质倒立、缩小的实像倒立、缩小的实像透镜类型晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜镜头是由一组透镜组成的，相当于一个凸透镜焦距可变有的可变，有的不可变光屏视网膜胶卷
教材图片解读
命题点 放大镜原理1．如图所示，同学们把一个放大镜正对着太阳光，再把一张白纸放在它的另一侧，调整放大镜与白纸的距离，白纸上会出现一个很小、很亮的光斑．从中我们可以看出放大镜对光有________作用，说明太阳光可以看作________光，光斑到放大镜的距离就是________.会聚平行焦距
命题点 凸透镜成像规律及其应用2．如图所示，用照相机给物体照相时，物体离照相机较远，物体在胶片上成一个________(选填“正立”或“倒立”)、缩小的实像．为使成的像再小些，可采取的方法是________物体与镜头之间的距离，同时________胶片与镜头间的距离．(后两空均选填“增大”或“减小”)倒立增大减小
命题点 凸透镜成像的规律及其应用3．找一个圆柱形的玻璃瓶，里面装满水．把一支铅笔放在玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶可以看到那支铅笔的形状________(选填“变化”或“不变”)，将铅笔渐渐向远处移动时，透过玻璃瓶看到铅笔会逐渐________(选填“变长”或“变短”)．变化变长
核心素养实验
【设计和进行实验】1．实验器材及作用(1)光具座：便于测量物距和像距．(2)光屏：承接蜡烛的像．(3)蜡烛：提供光源(可用发光二极管代替，此时成像稳定并容易比较大小)．(4)凸透镜：对光线有会聚作用，应放在蜡烛和光屏之间．实验 探究凸透镜成像的规律
2．实验装置图3．实验操作及注意事项(1)为了使实验现象更明显，本实验应该在较暗的环境中进行．(2)凸透镜焦距的测量①将凸透镜正对太阳光，在另一侧移动光屏，当光屏上承接到最小、最亮的光斑时，该光斑到凸透镜光心的距离即为焦距．
②当凸透镜所成的像为倒立、等大的实像时，蜡烛到凸透镜光心距离的一半即为焦距．4．为了使像成在光屏的中央，烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心应在同一高度.【实验现象分析】5．判断光屏上成像的虚实：能用光屏承接的是实像，无法在光屏上承接的是虚像．
6．动态成像的相关判断(1)根据蜡烛的移动方向判断光屏上成清晰的像时光屏的移动方向：蜡烛和光屏的移动方向相同．(2)改变物距，判断光屏上成清晰像时像的大小变化：物近像远像变大，物远像近像变小．
【交流与反思】7．用发光二极管代替蜡烛的优点：成像稳定并容易对比像的大小．8．遮住凸透镜的一部分后能否在光屏上看到蜡烛的像：能，像的亮度会变暗．9．光屏上找不到像的原因：烛焰、凸透镜和光屏三者的中心没有在同一高度；蜡烛在一倍焦距以内；蜡烛在焦点上．
10．随着实验的进行，蜡烛燃烧，长度变短，像在光屏上的位置越来越高，要使像成在光屏中央，应将蜡烛向上移或将光屏向上移或将凸透镜向下移．11．在蜡烛和凸透镜之间加近视镜时，要使光屏上成清晰的像，应向远离凸透镜的方向移动光屏；在蜡烛和凸透镜之间加远视镜时，要使光屏上成清晰的像，应向靠近凸透镜的方向移动光屏．12．光屏上成清晰的像时，对调蜡烛和光屏的位置，光屏上还能成清晰的像，这说明光路是可逆的．
【实验结论】(1)当u>2f时，成倒立、缩小的实像．(2)当u＝2f时，成倒立、等大的实像．(3)当2f>u>f时，成倒立、放大的实像．(4)当u＝f时，不成像．(5)当u<f时，成正立、放大的虚像．凸透镜成像特点巧记一倍分虚实，内虚外实；二倍分大小，远小近大；物进像退，近焦则大．
【例】(2018·重庆A卷改编)在探究“凸透镜成像规律”的实验中，小峻同学进行了如下实验：(1)为了使像成在光屏的中央，应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到____________.(2)按如图甲所示操作，测出本实验所用凸透镜的焦距为_________cm.同一高度10.0
(3)接着小峻调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图乙所示，发现光屏上得到一个倒立、________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的清晰实像，生活中的__________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用了这样的成像原理．(4)若在图乙的基础上将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上会出现一个________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的像，同时也可以说明光路是可逆的．放大投影仪缩小
(5)保持图乙中凸透镜的位置不变，当向右适当移动蜡烛时，应该向______(选填“左”或“右”)移动光屏，才能再次得到清晰的像．(6)保持凸透镜的位置仍然不变，小峻继续向右移动蜡烛至45cm刻度线处，移动光屏，发现________(选填“能”或“不能”)得到蜡烛清晰的像．右不能
【能力提升】(7)实验中把蜡烛移动到45cm刻度线处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到像，是因为此时成的是____________________，要想看到像，小峻的观察方法应该是从凸透镜的________透过凸透镜去观察．(8)随着实验的进行，蜡烛不断燃烧，长度逐渐变短，像在光屏上的位置越来越______(选填“高”或“低”)，正确的调节方式是将光屏向上移动或将蜡烛向上移动或将凸透镜向下移动．(9)保持蜡烛和凸透镜的位置不变，把光屏向右移动一小段距离后，若要在光屏上再次得到清晰的像，可在蜡烛和凸透镜之间放__________(选填“近视眼镜”或“远视眼镜”)．正立、放大的虚像右侧高近视眼镜
重点难点突破
【例1】在“探究凸透镜成像规律”实验中，如图所示，恰好在光屏上得到清晰的像．下列说法中正确的是()A．此时在光屏上成倒立、缩小的虚像B．利用这一成像原理可制成放大镜C．为了便于从不同方向观察光屏上的像，应选用表面粗糙的玻璃板作为光屏D．实验中，蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像向下移动重难点1凸透镜成像的规律及其应用C
【变式1】一凸透镜的焦距为15cm，将点燃的蜡烛从离凸透镜40cm处沿主光轴移到20cm处的过程中，像的大小和像距的变化情况是()A．像变大，像距变大B．像变小，像距变小C．像变大，像距变小D．像变小，像距变大A
【变式2】无人机利用携带焦距一定的微型摄像机进行航拍时，来自地面景物的光通过摄像机镜头会聚在感光芯片上，形成倒立、缩小的实像；当无人机下降时，需________(选填“增大”或“减小”)镜头与感光芯片间的距离，才能拍摄到清晰的画面，此时所成的像________(选填“变大”“变小”或“不变”)．增大变大
【方法指导】凸透镜成像规律总结1．分界点：一倍焦距(焦点)分虚实，内虚外实；二倍焦距分大小，远小近大．2．实像和虚像：实像能用光屏来承接，且物体与像在凸透镜两侧；虚像不能用光屏承接，且物体与像在凸透镜同侧．3．动态特征：成实像时，物距减小，像距增大，像变大；成虚像时，物距减小，像距减小，像变小．
【例2】画出图中所缺的光线．【答案】如答图所示．重难点2透镜作图
【变式3】画出图中物体在凸透镜中所成像的大致位置．【答案】如答图所示．
【方法指导】凸透镜三条特殊光线作图1．通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴．2．平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点．3．过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变．
重庆真题精练
1．(2016·重庆A卷9题2分)如图甲所示的装置测出凸透镜的焦距为_________cm，用该透镜“探究凸透镜成像规律”，当蜡烛、透镜位置如图乙时，移动光屏可成清晰的倒立、________的实像．命题点1凸透镜成像规律及应用10.0放大
【解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将会聚于一点，即为此凸透镜的焦点，从焦点到凸透镜光心的距离即为焦距，则凸透镜的焦距为20.0cm－10.0cm＝10.0cm；题图乙中，物距u＝15cm，2f＞u＞f，由凸透镜成像规律可知，题图乙中成的是倒立、放大的实像．
2.(2017·重庆A卷15题3分)小明同学用一个焦距为10.0cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，他需要将烛焰、透镜和光屏三者的中心调整在____________，使像呈在光屏中央．当蜡烛与凸透镜位置如图时，成倒立、________(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像，生活中的__________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用了这样的成像原理．同一高度缩小照相机
【解析】根据实验的要求，让像成在光屏的中央，必须使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度上；由题图可知，此时的物距为40.0cm－15.0cm＝25.0cm，物距大于2倍焦距，成的是倒立、缩小的实像，其应用是照相机．
3．由于不良的用眼习惯、偏食等因素的影响，青少年患近视的人数不断增加．(1)图中的______(选填“甲”或“乙”)可用来解释近视眼的成因．可选用__________(选填“凸透镜”或“凹透镜”)来矫正．(2)某人坐在家门口看小说，看得正起劲时，突然发现一个人在庭院外走动，他马上摘除眼镜，认出了这个人是谁．那么，此人摘除的眼镜应是________(选填“凸透”或“凹透”)镜.命题点2眼睛及视力矫正甲凹透镜凸透
【解析】(1)造成近视眼的原因是晶状体的曲度过大，或眼球前后径过长，导致物体的像落在视网膜的前方；题图甲中光线在视网膜前会聚，表示成像在视网膜的前方，因此是近视眼的成因，应戴凹透镜加以矫正．题图乙中光线在视网膜后方会聚，表示成像在视网膜的后方，因此是远视眼．(2)远视眼能看清远处的物体而看不清近处的物体，由题知，看书离得近戴上眼镜就能看清，而突然发现一个人在庭院外走动，看不清，他马上摘除眼镜，所以表明这个人是远视眼，戴的是凸透镜．
4．【2020·重庆A卷14(1)题1分】在图中入射光线平行于主光轴，画出它经凸透镜折射后的光线．【答案】如答图所示．命题点3透镜作图
5．【2019·重庆A卷14(1)1分】在图中画出入射光线经过凹透镜后的折射光线．【答案】如答图所示．
6．【2018·重庆B卷14(1)题1分】在图中，画出平行于凸透镜主光轴的入射光线AB经透镜折射后的光线．【答案】如答图所示．
7．【2017·重庆A卷14(1)题1分】在图中画出这条过光心的入射光线经过透镜后的出射光线．【答案】如答图所示．
8．(2019·重庆A卷15题5分)小薇同学探究凸透镜和平面镜的成像规律：(1)先将光具座上蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏三者中心调至____________；命题点4探究凸透镜成像规律同一高度
(2)移动蜡烛，光屏上呈现了烛焰的清晰像，如图所示，生活中的__________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用了这样的成像原理；(3)她想用大小合适的玻璃板替换凸透镜探究平面镜成像规律，现有厚、薄两块玻璃板，应选择较______的玻璃板；(4)再取两支相同的蜡烛是为了比较像与物的________关系；光具座上的刻度可以方便比较像与物到玻璃板的________关系．照相机薄大小距离
【解析】(1)将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度，像才能成在光屏的中央位置．(2)题图中，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，照相机就是利用这一成像规律工作的．(3)因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面，会出现两个像，影响实验效果，所以应选用薄玻璃板．(4)两支蜡烛大小相同，后面蜡烛又能与前面蜡烛的像完全重合，这样就证明了像与物体大小相同，所以用两支相同的蜡烛是为了比较像与物体的大小关系，利用光具座上的刻度可以测出两支蜡烛到玻璃板的距离，进而便可得出像和物体到玻璃板的距离关系．
9.【2017·重庆B卷15(1)题1分】在“探究凸透镜成像规律”的实验中，小杨同学让蜡烛到凸透镜的距离大于2倍焦距，移动光屏至适当位置，光屏上将会呈现一个倒立、________(选填“缩小”“放大”或“不变”)的实像，如图所示，此时的像距为_________cm.生活中的__________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是应用了这样的成像规律．缩小16.5照相机
【解析】小杨同学让蜡烛到凸透镜的距离大于2倍焦距，移动光屏至适当位置，光屏上将会呈现一个倒立、缩小的实像，其应用是照相机；由题图可知，此时的像距为66.5cm－50.0cm＝16.5cm.
10．(2016·重庆B卷15题5分)在做“探究凸透镜成像规律”的实验中：(1)一束平行光通过凸透镜后在光屏上得到一个最小、最亮的光点，如图甲所示，则凸透镜的焦距为_________cm，调节光具座上烛焰、透镜和光屏三者的中心在____________；10.0同一高度
(2)如图乙所示，烛焰恰好在光屏上成倒立、________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像，生活中的__________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用了这样的成像原理；(3)在(2)小问的基础上将蜡烛远离凸透镜，则应将光屏________(选填“远离”或“靠近”)凸透镜才能再次在光屏上成清晰的像．放大投影仪靠近
【解析】(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到凸透镜光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是u＝60.0cm－50.0cm＝10.0cm.实验前应先调节光具座上烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，这样可使像成在光屏的中央．(2)凸透镜的焦距是10.0cm，蜡烛放在距凸透镜15cm处时，蜡烛在凸透镜的1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、放大的实像，投影仪就是利用这一成像规律工作的．(3)将蜡烛在题图乙的基础上远离凸透镜，物距增大，像距要减小，所以光屏靠近凸透镜，才能再次在光屏上得到清晰的像．
