【学习目标】
1.辨识凸透镜和凹透镜，晓得凸透镜对光线的会聚作用和凹透镜对光线的发散作用；
3.理解凸透镜成像规律；
4.晓得照像机、幻灯机、放大镜的成像原理；
5.晓得斜视眼和近视眼的动因和矫治。
【知识网路】
【要点梳理】
要点一、凸透镜和凹透镜
1、透镜：中间厚边沿薄的透镜叫凸透镜；中间薄，边沿厚的透镜叫凹透镜
2、主光轴：通过两个球面球心的直线。
3、光心（O）：主光轴上的一个特殊点，通过这个点的光传播方向不改变。
4、焦点（F）：凸透镜使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点。凹透镜使跟主光轴平行的光线发散，发散光线的反向延长线会聚在主光轴上一点，这点叫凹透镜的虚焦点。
5、焦距（f）：焦点到凸透镜光心的距离。如图：
6、对光线的作用：凸透镜对光线有会聚作用，也叫会聚透镜；凹透镜对光线有发散作用，也叫发散透镜。
要点展现：
1、凸透镜有两个焦点凸透镜和凹透镜的区别，凹透镜有两个虚焦点；
2、放在凸透镜焦点上的光源发出的发散光束，经过凸透镜折射然后弄成平行光束，幻灯机、投影仪、舞台上的追光灯等仪器就是借助了这一原理；
3、凹透镜的虚焦点，“虚”表示该点并不是实际光线的交点，而是逆着凹透镜折射光线的方向看去。
要点二、凸透镜成像规律及应用
1、凸透镜成像规律：
物的位置
像的位置
像的性质
应用举例
凸透镜
u=∞（平行光）
v=f
像与物异侧
成一点
测定焦距
u＞2f
2f＞v＞f
缩小、倒立、实像
照像机
u=2f
v=2f
等大、倒立、实像
测定焦距
2f＞u＞f
v＞2f
放大、倒立、实像
投影仪
u=f
v=∞
同侧
不成像
u＜f
v＞f
放大、正立、虚像
放大镜
凹透镜
物在镜前任意处
v＜U
同侧
缩小、正立、虚像
2、口诀记忆：
总结凸透镜成像规律，可简略归纳成“一焦分虚实，二焦分大小；成虚像时，物近像远像变大；成实像时，物近像近，像变小。”
（1）“一焦分虚实”：物体在一倍焦距以内成实像，一倍焦距以外成虚像。
（2）“二焦分大小”：物距大于二倍焦距，成放大的像，（焦点除外）；物距小于二倍焦距成缩小的像。
（3）“成虚像时，物近像远像变大”：成虚像时，物体紧靠透镜，像远离透镜，像逐步变大。
（4）“成实像时，物近像近，像变小”：成实像时，物体紧靠透镜，像也紧靠透镜，像逐步变小。
3、凸透镜成像应用：
（1）拍照机：镜头相当于凸透镜，来自物体的光经过照像机镜头后会聚在胶卷上，成倒立、缩小的虚像。
（2）投影仪：镜头相当于凸透镜，来自投影片的光通过凸透镜后成像，再经过平面镜改变光的传播方向，使屏幕上成倒立、放大的虚像。（3）放大镜：成正立、放大的实像。
要点阐释：
虚像和实像的区别：
（1）成像原理不同：物体发出的光线经光学元件会聚而成的像为虚像，经光学元件后光线发散，反向延长相交产生的像叫实像。
（2）成像性质上的区别：虚像倒立的，实像是正立的。
（3）接收方式上的区别：虚像既能被耳朵听到，又能被光屏接收到，实像只能被耳朵听到，不能被光屏收到。
要点三、眼睛和墨镜
1、近视眼：只能认清近处的物体，看不清远处的物体。
2、成因：巩膜显得太厚，折射光的能力太强或因为眼珠在前后方向上太长，来自远处的光会聚在黄斑之前，黄斑上得不到清晰的像。如图：
3、矫正：配戴合适的凹透镜
4、远视眼：只能认清楚远处的物体、看不清近处的物体。
5、成因：巩膜太薄，折光能力太弱，或则是眼珠在前后方向上太紧，来自近处物体的光线发散程度较大，光会聚到了黄斑以后。
6、矫正：配戴合适的凸透镜
要点展现：
1、近视眼是由于鼻子调节能力减缓或是眼珠前后过长导致的，远视眼应选用适当度数的斜视镜框进行矫治，远视墨镜是由凹透镜制成的。
2、矫正近视眼，提高对光的折射作用。可佩戴用凸透镜制成的近视墨镜，使入射的光线经凸透镜折射后步入双眼，会聚点能够移到黄斑上，如图所示。
要点四、凸透镜成像画图
1、凸透镜的三条特殊光线：
（1）通过光心的光线经凸透镜后传播方向不变如图甲；
（2）通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴如图乙；
（3）跟主光轴平行的光线经凸透镜折射后过焦点如图丙。
2.凹透镜的三条特殊光线
（1）通过光心的光线经凹透镜后传播方向不变如图甲；
（2）射向凹透镜的光线假如其延长线通过虚焦点，则经凹透镜折射后平行于主光轴如图乙；
（3）跟主光轴平行的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过焦点如图丙。
【典型例题】
类型一、透镜对光线的作用
1.（2015•内乡县校级一模）明代张华的《博物志》中记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则得火。”“削冰令圆’’就是把冰块制成镜；要得火，应把“艾”放在镜的位置。
【答案】凸透；焦点
【解析】要取火须要将光线会聚，所以应当将冰块制成凸透镜，透镜会把光线集中在焦点上时，所以当把艾置于焦点上时，会随着气温的下降达到燃点时即可燃烧，故答案为：凸透；焦点。
【总结升华】此题考查了凸透镜的特性及灵活借助凸透镜解决生活实际问题的能力，是高考考查的热点。
举一反三：
【变式】关于透镜对光的作用的讨论，不正确的是（）
A．跟主光轴平行的光线通过凸透镜折射后光线的反向延长线会聚在焦点上
B．凸透镜能使会聚光线提早会聚
C．跟主光轴平行的光线通过凹透镜成发散光线
D．凹透镜能使会聚光线延迟会聚
【答案】A
类型二、凸透镜成像规律
2.（2016•泰安校级一模）当物体距凸透镜5f处沿主光轴渐渐向f处联通时，在光屏上成的像一定是（）
A．倒立的虚像，像的大小渐渐减少
B．倒立的虚像，像的大小渐渐减小
C．倒立的实像，像的大小渐渐减少
D．正立的虚像，像的大小渐渐减小
【思路点拨】据凸透镜的成像规律，物体放到焦点之外，在凸透镜另左侧成倒立的虚像，物距越小，像距越大，虚像越大。
【答案】B
【解析】物距由5f向f减少，这样像距越大，而虚像也就越大，故成的像一定是倒立的虚像，且像的大小渐渐减小。
【总结升华】此题考查的是凸透镜的成像规律，物距的变化是像的性质变化的主要诱因。
举一反三：
【变式】（2015•丰县市二模）物体从距凸透镜12cm移到距凸透镜18cm的过程中，调整光屏的位置，总能在光屏上得到倒立放大的像，由此可知，此凸透镜的焦距可能是（）
A．6cmB．10cmC．16cmD．20cm
【答案】B
3.如图所示，F为凸透镜的两个焦点，A′B′为物体AB的像，则物体AB在（）
A．图中Ⅰ区域，比A′B′大，箭头方向向下
B．图中Ⅱ区域，比A′B′大，箭头方向向上
C．图中Ⅲ区域，比A′B′大，箭头方向向下
D．图中Ⅳ区域，比A′B′小，箭头方向向上
【思路点拨】由图可知像距与焦距的关系，结合凸透镜成像的规律即可确定像与物体之间的大小、倒立还是正立的关系，以及物距与焦距的关系；依据过光心的光线经凸透镜折射后方向不变，可以确定物体的A点在主光轴上，判定出物体在Ⅲ区域。
【答案】C
【解析】由题意知，像在一倍焦距和二倍焦距之间，依照凸透镜成像的特性，此时物体应在二倍焦距以外，所以物体在图中Ⅲ区域。像是倒立缩小的虚像，所以物体的箭头向下。
【总结升华】凸透镜成像的规律涉及四个方面：①物距与焦距的关系；②成像的性质；③像距与焦距的关系；④应用。只要告诉其中的一个方面，就可以确定其它三个方面的内容。在此题中，依照图示确定了像距（10分米）与焦距的关系，和像的形状；之后借助凸透镜成像的规律，确定物距和物体的形状。
举一反三：
【变式】（多选）在研究凸透镜成像规律的实验后，蓓蓓借助图画记录了她观察到的实验现象如图所示。四幅图画中的物、像关系有对有错，请你帮她把正确的图选下来（）
【答案】ABC
类型三、透镜的综合应用
4.在防盗门上安装一只“猫眼”，家中的人通过“猫眼”能认清屋外的人是一个正立、缩小的像，按照你的判定这个“猫眼”相当于镜。
【思路点拨】“猫眼”是由两块透镜组合而成。当我们从门外向外看时，目镜是凹透镜，物镜是凸透镜。目镜的焦距极短，它将室内的人或物成一缩得很小的正立实像，此像刚好落在物镜的第一焦点之内，物镜起着放大镜的作用，最后得到一个较为放大的正立实像，所以防盗门镜的作用相当于一个凹透镜。
【答案】凹透镜
【解析】“猫眼”是由两块透镜组合而成。当我们从门外向外看时，目镜是凹透镜，物镜是凸透镜。最后见到来客的正立、缩小的像，所以防盗门的“猫眼”相当于凹透镜，凹透镜对光线有发散作用。
【总结升华】题目考查了中学生对凸透镜和凹透镜本质区别的认识，理解凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用是解答此题的关键。
举一反三：
【变式】在光具座上自左往右依次竖直放置一个凹透镜、凸透镜和平面镜，两个透镜的主光轴重合，凸透镜的焦距为f，此时两个透镜之间的距离为L。在凹透镜的右侧有一水平平行光束通过两个透镜后入射到平面镜上，经平面镜反射后，反射光恰能沿原先的光路返回，据此可判定凹透镜的焦距为（）
A．fB．LC．f+LD．f-L
【答案】D
类型四、作图与实验探究
5.图中L为凸透镜，MN为其主光轴，O为光心，若物体AB经凸透镜成的虚像为A′B′凸透镜和凹透镜的区别，试用画图的方式确定凸透镜的一个焦点F，并在图中标出F的位置。
【思路点拨】实像A′B′是由来自物体AB的光线经过凸透镜折射后组成的。平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后过焦点，按照这一特征我们可以在物体AB上从A点开始做一条与主光轴平行的光线，经凸透镜折射后射到A′点，折射光线与主光轴相交的点为焦点。
【答案与解析】在物体AB上从A点开始做一条与主光轴平行的光线，经凸透镜折射后射到A′点，折射光线与主光轴相交的点为焦点F。同样，我们借助光路是可逆的，也可以在A′B′上从A′点开始做一条与主光轴平行的光线，经凸透镜折射后射后到A点，折射光线与主光轴相交的点也是焦点。故答案为：
【总结升华】题目考查了借助凸透镜的三条特殊光线的画图：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。
6.在探究凸透镜成像特性的实验中。
（1）实验时，在光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏低，如图所示（P点是2倍焦距处）。你解决的方式是。
（2）调整后，把蜡烛移到A点处，此岁月屏上的像很模糊，为了得到清晰的像，应把光屏向联通（填“左”或“右”），此次成的是倒立、的虚像；
（3）再把蜡烛移到B点处，无论如何调节光屏，光屏上仍然接收不到像，是由于此时成的是正立、放大的像，要想听到这个像，应从图中的（填“C”或“D”）箭头所示的方向去观察。
【答案】（1）蜡烛下调（答案不惟一）；（2）右；放大；（3）虚；C
【解析】（1）在光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏低，说明蜡烛、凸透镜、光屏两者中心没在同一个高度。蜡烛过高，或凸透镜过高，光屏偏低。要使像成在光屏的中心：①蜡烛下调；②凸透镜、光屏同时调低；③上调光屏。（2）当蜡烛在A点时，2f＞U＞f，凸透镜成倒立放大的虚像，v＞2f，所以光屏右移到二倍焦距以外。（3）把蜡烛移到B点处，U＜f时，凸透镜成正立放大的实像。光屏上接不到，透过凸透镜观察蜡烛看见正立放大的实像。
【总结升华】题目考查了凸透镜成像规律的探究实验。须要中学生把握凸透镜成像时的物距、像距和像的性质；正确分辨虚像和实像；实验过程中，光屏上不能正常成像，或成像不清晰，或成像不在光屏中央，能剖析缘由，并能解决。
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