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一、知識點梳理 （一） 透鏡 1、透鏡 (1)透鏡:由透明材料磨制而成的,兩個折射面都是球面,或一面是球面而另一面是平面的透明體,叫作透鏡。 (2)凸透鏡:中間厚、邊緣薄的透鏡叫作凸透鏡,如照相機、幻燈機、放大鏡、顯微鏡的鏡頭、遠視鏡片(也叫作老花鏡)等。凸透鏡對光線具有會聚作用,因此凸透鏡又稱為會聚透鏡。如圖5-1甲所示。 (3)凹透鏡:中間薄、邊緣厚的透鏡叫作凹透鏡。如防盜門上的貓眼、近視鏡片等。凹透鏡對光線具有發(fā)散作用,因此凹透鏡又稱為發(fā)散透鏡。如圖乙所示。 2、透鏡的描述 (1)主光軸:通過兩個球面球心的直線。簡稱主軸。 (2)光心:主光軸上的一個特殊點,透過它的光線的傳播方向不變。 (3)焦點:如圖5-2甲所示,凸透鏡能使跟主光軸平行的光線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)。 如圖5-2乙所示,凹透鏡能使跟主光軸平行的光線通過凹透鏡折射后變得發(fā)散,且這些折射光線的反向延長線都交于一點,這一點叫作凹透鏡的焦點(用F表示)。 (4)焦距:焦點到光心的距離叫作焦距(用字母f表)。如圖所示。 3、透鏡對光的作用 凸透鏡對光有會聚作用,凹透鏡對光有發(fā)散作用。 4、透鏡中的三條特殊光線 (1)凸透鏡的三個特殊光線(如圖5-3甲) ①經(jīng)過光心的光線傳播方向不改變； ②與主光軸平行的光線經(jīng)折射后過焦點； ③經(jīng)過焦點的光線經(jīng)折射后平行于主光軸。 (2)凹透鏡的三條特殊光線(如圖乙) ①經(jīng)過光心的光線傳播方向不改變； ②與主光軸平行的光線經(jīng)折射后的反向延長線過虛焦點； ③射向虛焦點的光線經(jīng)折射后平行于主光軸。 （二）生活中的透鏡 1、照相機 (1)結構:如圖所示。照相機由鏡頭、調(diào)焦環(huán)、光圈環(huán)、快門、膠片、取景窗組成。 (2)原理:照相機是利用凸透鏡成縮小實像的原理來工作的。照相機的鏡頭相當于凸透鏡,膠片相當于光屏,機殼相當于暗室。被拍照的物體到鏡頭的距離要大于2倍焦距才能在膠片上得到倒立、縮小的實像。 (3)調(diào)節(jié):照相機根據(jù)需要成像的大小,先調(diào)節(jié)物距的大小,再調(diào)節(jié)像距的大小。 2、投影儀 (1)結構:投影儀由反光鏡、光源、聚光鏡(螺紋透鏡)、凸透鏡、平面鏡等構成。如圖所示。 (2)原理:投影儀的鏡頭相當于凸透鏡,銀幕相當于光屏。投影儀是利用凸透鏡能成倒立放大的實像制成的。 3、放大鏡 (1)原理:放大鏡就是一個短焦距的凸透鏡,是利用凸透鏡能成正立、放大的虛像的原理制成的。 (2)使用規(guī)則:把要觀察的物體放在離凸透鏡的距離小于焦距的位置,眼睛通過放大鏡就能看到正立、放大的虛像,物體在焦距以內(nèi)越靠近焦點,像越大。 4、實像、虛像 實像:照相機和投影儀所成的像,是光通過凸透鏡射出后會聚形成的,如果把感光膠片放在像的位置,就能記錄下所成的像,這種像叫作實像。 虛像:平面鏡、放大鏡所成的像,不是由實際光線會聚而成的,這樣的像叫作虛像。 （三）探究凸透鏡成像規(guī)律 1、物距和像距 (1)物距:物體到凸透鏡光心的距離,常用u表示。 (2)像距:像到凸透鏡光心的距離,常用v表示。 2、實驗探究:凸透鏡成像的規(guī)律 (1)提出問題:照相機、投影儀、放大鏡都是利用凸透鏡來工作的,為什么同樣是凸透鏡,所成像的虛實、大小、倒正不同? (2)猜想或假設:照相機、投影儀、放大鏡改變的是到凸透鏡的物距,可得到不同的像,于是猜想:凸透鏡成像情況與物距和像距有一定關系。 (3)實驗步驟: ①將點燃的蠟燭、透鏡、光屏依次安放在光具座上,調(diào)整燭焰的中心、透鏡的光心、光屏的中心使其在同一高度。 ②調(diào)節(jié)蠟燭到透鏡間的距離,使u>2f,左右移動光屏,直到在光屏上能夠看到燭焰清晰的像,記下此時的物距和像距。 ③調(diào)節(jié)蠟燭到透鏡間的距離,使f<u<2f,左右移動光屏,直到在光屏上能夠看到燭焰清晰的像,記下此時的物距和像距。 ④調(diào)節(jié)第蠟燭到透鏡間的距離,使u<f,左右移動光屏,成不了像,在光屏一側透過透鏡觀察成像。 ⑤根據(jù)實驗總結凸透鏡成像的規(guī)律。 (4)實驗結論:凸透鏡成像的規(guī)律見下表。 （四）眼睛和眼鏡 1、眼睛 (1)結構:如圖所示,角膜和晶狀體的共同作用相當于一個凸透鏡,它把來自物體的光會聚在視網(wǎng)膜上,形成物體的像；虹膜能調(diào)節(jié)瞳孔的大小,控制進入眼睛的光的數(shù)量；睫狀體起到改變晶狀體的形狀,從而改變晶狀體的焦距的作用。 (2)眼球的調(diào)節(jié):光通過晶狀體和角膜會聚在視網(wǎng)膜上,視網(wǎng)膜上的視神經(jīng)細胞把這個信號傳輸給大腦，就看到了物體。眼睛通過睫狀體來改變晶狀體的形狀： ①看遠處物體時,睫狀體放松,晶狀體變薄,光剛好會聚在視網(wǎng)膜上,如圖甲所示。 ②看近處物體時,睫狀體收縮,晶狀體變厚,對光的偏折能力變大,近處射來的光線剛好會聚在視網(wǎng)膜上,眼睛就可以看清近處的物體,如圖乙所示。 2、近視眼及其矯正 (1)特點:近視眼只能看清近處的物體,看不清遠處的物體。 (2)形成原因:晶狀體變凸,折光能力變強,來自遠處某點的光會聚在視網(wǎng)膜前,到達視網(wǎng)膜時,是一個模糊的光斑,如圖甲所示。 (3)矯正方法:利用凹透鏡使光線發(fā)散,在眼睛前面放一個凹透鏡,就能使遠方物體在視網(wǎng)膜上成像,如圖5-8乙所示。 3、遠視眼及其矯正 (1)特點:只能看清遠處的物體,看不清近處的物體。 (2)形成原因:晶狀體太薄,折光能力變?nèi)?來自近處的光還沒有會聚就到達視網(wǎng)膜上了,視網(wǎng)膜上形成一個模糊的光斑,如圖甲所示。 (3)矯正方法:利用凸透鏡使光線會聚,在眼睛前面放一個凸透鏡,就能使近處物體在視網(wǎng)膜上成像,如圖乙所示。 （五）顯微鏡和望遠鏡 1、顯微鏡 (1)結構 物鏡:靠近物體一側的透鏡組,相當于一個凸透鏡,f<u<2f時,成倒立、放大的實像,且v>2f。 目鏡:靠近眼睛一側的透鏡組,相當于一個凸透鏡,u<f時,成正立、放大的虛像,可直接用眼看到。 反光鏡:分平面鏡和凹面鏡兩個面。 載物片:裝載被觀察的物體。 (2)原理:被觀察的物體放在物鏡的1倍焦距到2倍焦距之間,由物鏡成一個倒立、放大的實像,實像剛好落在目鏡的焦點以內(nèi)；再由目鏡成一個正立、放大的虛像,經(jīng)過兩次放大后,眼睛就能通過顯微鏡觀察到物體的細微部分。 (3)作用:用來觀察細微物體或物體的細微部分。 2、望遠鏡 (1)結構。 物鏡:焦距大,u>2f,v≈f,像在焦點外側成倒立縮小的實像,口徑尺寸大,便于會聚更多的光線,使成像更明亮。 目鏡:焦距小,u<f,成正立、放大的虛像,以物鏡成的實像為物體,進行第二次成像。 (2)原理:如圖所示,望遠鏡的物鏡和目鏡的主光軸重合,相鄰一側的焦點F1與F2重合。遙遠的天體AB到物鏡的距離遠大于物鏡焦距的2倍,由凸透鏡的成像規(guī)律知,AB的像A'B'到物鏡的距離稍大于物鏡的焦距,到目鏡的距離稍小于目鏡的焦距,所以通過目鏡會看到A'B'的放大的像。
(3)作用:用來觀察遠距離的物體。 3、視角 一個物體能不能被看清楚,與物體在視網(wǎng)膜上所成的像的大小有關。視網(wǎng)膜上的像越大,受到刺激的感光細胞越多,眼對物體的細微部分分辨得就越清楚。視網(wǎng)膜上像的大小取決于物體對眼的光心所張的角的大小,被觀察的物體兩端到人眼光心所夾的角叫作視角。 二、主要考點梳理 （一）透鏡 1、在中考中經(jīng)?？疾橥哥R對光線的會聚作用,以選擇題和作圖題出現(xiàn)。 2、考查凸透鏡的三條特殊光線： (1)平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后將通過焦點； (2)過焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后將平行于主光軸； (3)通過光心的光線的傳播方向不變。 題型多以作圖題為主。 （二）生活中的透鏡 主要考查照相機和幻燈機的調(diào)節(jié),多以選擇題的形式出現(xiàn)在中考試題中。 三、凸透鏡成像的規(guī)律
從上表可以看出,凸透鏡成像規(guī)律可以這樣記憶: 一倍焦距分虛實,二倍焦距分大小,物近像遠像變大。 意思是說:
（四）眼睛和眼鏡 人的眼睛是一架焦距可變的精密的照相機。 正常情況下,人眼看近處和遠處的物體都可以調(diào)節(jié)。 近視眼是由于眼睛的晶狀體變厚或者眼球的前后徑過長,不能看清遠處的物體,必須戴凹透鏡矯正； 遠視眼是由于眼睛的晶狀體變薄或者眼球的前后徑過短,不能看清近處的物體,必須戴凸透鏡矯正。 （五）顯微鏡和望遠鏡 顯微鏡的目鏡和物鏡都是凸透鏡,其中物鏡相當于一個投影儀,目鏡就是一個普通的放大鏡。 望遠鏡的目鏡和物鏡都是凸透鏡,其中物鏡相當于一架照相機,目鏡就是一個普通的放大鏡。 三、經(jīng)典題型解析 題1：燭焰通過凸透鏡恰好在光屏上得到一個放大的像,若保持凸透鏡位置不變,把燭焰和光屏位置對調(diào)一下,則（ ）。 A.光屏上仍能成一個放大的像 B.光屏上能成一個縮小的像 C.光屏上不能成像,但通過透鏡能看到 D.光屏上沒有像,需要重新調(diào)整光屏位置才能有像呈現(xiàn)在光屏上 解答：B 技巧提示： 由凸透鏡成像規(guī)律可知:物體位于一倍焦距和二倍焦距之間,像必處于二倍焦距以外,是倒立、放大的實像；物體位于二倍焦距之外,像必位于一倍焦距和二倍焦距之間,是倒立、縮小的實像。 通過本題加深學生對凸透鏡成像規(guī)律與光路可逆性的理解,提高解題能力。 題2：小明同學獲得了一個凸透鏡,他不知道凸透鏡的焦距是多少,于是通過兩個實驗,成功地知道了這個凸透鏡的焦距,以下是他做實驗時的截圖,如圖所示,你能知道他是如何測定的嗎？
解答：①將凸透鏡正對著太陽光(平行光),當紙上出現(xiàn)最小最亮的光斑時,光斑到凸透鏡的中心的距離就是焦距； ②利用光具座進行實驗時,當屏上出現(xiàn)與蠟燭等大的像時,則像距等于物距,此時像距與物距是焦距的兩倍。 技巧提示： 用自然光源和人造光源估測凸透鏡的焦距是同學們必須掌握的一種基本實驗技能。 題3：某校同學在學習了眼睛和眼鏡內(nèi)容后,想通過實驗探究近視眼的形成原因。他們選擇了如下器材:蠟燭、用薄膜充入水后制成水凸透鏡(與注射器相連，注射器里有少量水)、光屏等。水凸透鏡的厚薄可以通過注射器注入、吸取水的多少來調(diào)節(jié)。其裝置如圖所示。
(1)在此實驗裝置中,相當于人眼球中的晶狀體,相當于人眼球中的視網(wǎng)膜。 (2)請你用此實驗裝置探究近視眼的成因,要求寫出實驗過程。 解答： (1)水凸透鏡,光屏。 (2)按圖5-12所示,將蠟燭、水凸透鏡、光屏依次放在光具座上,保持蠟燭燭焰、水凸透鏡、光屏三者的中心大致在同一高度上,調(diào)節(jié)水凸透鏡的位置使蠟燭燭焰在光屏上成清晰的像；向水凸透鏡中注水,使晶狀體變厚,將觀察到光屏上所成蠟燭燭焰的像變得不清晰,此時將蠟燭向水凸透鏡靠近,觀察到光屏上會再次岀現(xiàn)清晰的像。 技巧提示： 本題巧妙地利用水凸透鏡很方便地改變凸透鏡的厚薄程度,從而改變了它的焦距,這樣模擬近視眼的成因就很容易操作了。本題考查學生動手操作實驗的能力并能合理解決實驗中出現(xiàn)的問題。 題4：人的眼睛像一架神奇的照相機,晶狀體相當于凸透鏡,視網(wǎng)膜相當于膠片,通過晶狀體的調(diào)節(jié)將遠近不同的物體成像在視網(wǎng)膜上。如圖所示是不同位置處的兩個物體的成像示意圖,由圖得出:眼睛看近處的物體時,晶狀體的焦距 (選填“變大”“變小”或“不變”),人眼若長期觀察近處物體，會造成晶狀體過度彎曲,當他看遠處物體時,像會成在視網(wǎng)膜的前方,應戴 透鏡制成的眼鏡加以矯正。
解答：變小，凹 技巧提示： 根據(jù)圖中,遠近不同的物體經(jīng)晶狀體(相當于凸透鏡)成像在視網(wǎng)膜上的情況可知，物體離人越近,眼睛的晶狀體凸得越厲害,晶狀體的焦距將變小。當人眼看遠處物體時,像成在視網(wǎng)膜的前方,造成近視眼,應戴凹透鏡制成的眼鏡加以矯正。
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