2021学年第1节 透镜导学案及答案

透镜、凸透镜成像的规律

1.了解透镜(凸凹、光心、主光轴、焦点、焦距)

2.了解透镜对光线的作用；                                                                                 

3.明确凸透镜的成像规律并能运用其解决问题.

一、透镜

1.透镜分为凸透镜和凹透镜，

2.凸透镜：中间厚边缘薄的透镜，它对光线有会聚 作用，所以也叫会聚 透镜。

3.凹透镜：中间薄边缘厚的透镜，它对光线有发散 作用，所以也叫发散 透镜。

4.连接透镜两个镜面所在球的球心的直线叫透镜的主光轴 ；

5.平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后，折射光线在主光轴上交于一点，这一点叫透镜的焦点 ；

平行于主光轴的光线，经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线在主光轴上交于一点，这一点叫凹透镜的焦点 。

凸透镜有两个实焦点，凹透镜有两个虚焦点。

6.在透镜内主光轴上有一点，所有经过这点的光线传播方向不改变，这一点叫透镜的光心 ；

7.焦点到光心的距离叫焦距 ；

8.物体到光心的距离叫物距 ；

9.像到光心的距离叫像距 。

10.矫正近视用凹透镜，矫正远视（老花眼）用凸透镜。

二、凸透镜成像规律

1. 凸透镜成像：

   (1)    (2)    (3)

               F        F   (1/)       (2/)

                  f

  (1)物体在二倍焦距以外(u>2f)，成倒立、缩小的 实像(像距：f<v<2f)，如照相机；

  (2)物体在焦距和二倍焦距之间(f<u<2f),成倒立、 放大的实像(像距：v>2f)。如幻灯机。

  (3)物体在焦距之内（u<f）,成正立、放大的虚像。

2. 光路图：

    空气          空气          空气

           水            水            水

3．作光路图注意事项：

  (1).要借助工具作图；(2)是实际光线画实线，不是实际光线画虚线；(3)光线要带箭头，光线与光线之间要连接好，不要断开；(4)作光的反射或折射光路图时，应先在入射点作出法线(虚线)，然后根据反射角与入射角或折射角与入射角的关系作出光线；(5)光发生折射时，处于空气中的那个角较大；(6)平行主光轴的光线经凹透镜发散后的光线的反向延长线一定相交在虚焦点上；(7)平面镜成像时，反射光线的反向延长线一定经过镜后的像；(8)画透镜时，一定要在透镜内画上斜线作阴影表示实心。

4．凸透镜的成像规律

题型一：透镜对光线的作用

例1. 要使小灯泡发出的光经某透镜后变成平行光，应把小灯泡放在（     ）
A．凸透镜前任意位置 B．凸透镜的焦点上
C．凹透镜前任意位置 D．凹透镜的焦点上

解析:平行光被凸透镜折射后会聚到焦点，根据光路的可逆性，从焦点发出的光经凸透镜折射后变为平行光。
答案：B

例2. 下列说法中正确的是（     ）
A．焦距大的凸透镜比焦距小的凸透镜聚光程度好
B．焦距小的凸透镜比焦距大的凸透镜聚光程度好
C．材料相同、直径相同的凸透镜，形状越凸，焦距越小
D．材料相同、直径相同的凸透镜，形状越凸，焦距越大

解析：焦距越小的凸透镜对光的会聚作用越强。故B正确，A错误。材料相同，直径相同的凸透镜，形状越凸，焦距越小，聚光作用越强，C正确，D错误。
答案：BC

题型二：透镜成像规律

例3. 位于凸透镜主轴上焦点处的物点s，沿主轴匀速向外移动到离镜2f的过程中，像的大小变化和运动情况是 (     )
  A．不断变大，远离透镜，像速大于物速   

B．不断变大，靠近透镜，像速大于物速
  C．不断变小，远离透镜，像速大于物速   

D．不断变小，靠近透镜，像速大于物速
解析：根据凸透镜的成像情况可知，物体从焦点向2f处移动过程中，像从极远处向2f处移动，像的大小逐渐变小．当物距等于2f时，得到的是等大小的像．由于同一时间内物体移动距离仅为f，而像的移动距离极大，像速必大于物速．
答：D．

例4. 物体放在凸透镜前某一位置时，在透镜另一侧离透镜10cm的光屏上成一个倒立、缩小的像。当物体移到凸透镜前10cm处，所成的是（ ）
  A．倒立、缩小的实像     B．倒立、放大的实像
  C．正立、放大的虚像     D．正立、等大的实像
解析：像距v=10cm，由于成倒立、缩小的实像，据凸透镜成像规律得f<v<2，所以f<10cm<2f，解得5cm<f<10cm。当u=10cm时，可得物距所处范围为f<u<2f，所以成倒立、放大的实像。此题也可根据光路的可逆性求解。根据题意，当物距与原来像距相等时，则成像位置与原来物体所在位置相同，像距大于此时的物距，成倒立放大的实像.
答案：B
 

例5.小明拿着一个直径比较大的放大镜伸直手臂观看远处的物体，可以看到物体的像，下面说法中正确的是：（ ）

A.射入眼中的光一定是由像发出的        B.像一定是实像

C.像一定是倒立的                      D.像一定是放大的虚像

解析：有些同学认为使用放大镜观察物体时，看到的一定是物体的放大的虚像。其实放大镜是一块凸透镜，通常其焦距只有几厘米，而直径较大的放大镜则其焦距较长，一般也不过是二三十厘米而已，若被观察物体是放在靠近放大镜的地方，即物体与放大镜的距离小于其焦距，透镜所成的像是放大的虚像，若观察远处的物体则物距比透镜的焦距大很多，透镜所成的像就是倒立缩小的实像了。

 答案：C.

题型三：透镜成像作图

例6．图中，a、b是从点光源S发出的、经透镜折射后的两条光线，在图中完成光路并标出点光源S的位置．

解析：（1）家庭电路中用电器的开关接到火线和用电器之间，电路图如下图甲；

（2）垂直作用在物体表面的力叫压力，如图乙；

（3）平行主光轴的光线经过凸透镜后经过另一侧的焦点，经过光心的光线方向不发生改变，如图丙．

基础演练

1.将一支点燃的蜡烛立于凸透镜的一侧，调节光屏，可以得到一清晰的像.若用一不透明物体挡住凸透镜的上半部，则在光屏上（     ）
  A．只能成半个烛焰的像，像的亮度不变
  B．只能成半个烛焰的像，且亮度减弱
  C．仍成整个烛焰的像，像的亮度不变
  D．仍成整个烛焰的像，像的亮度减弱
 

2．如图，正午时，太阳光直射在水平地面，取一圆形薄透镜正对阳光，在距透镜15cm的地面上得到一个光斑，其直径是透镜直径的一半，若将透镜向上移动少许，光斑变大。透镜的焦距是（　　）

A．5cm　　    B．10cm　　    C．15cm   　　D．30cm

3．放在凸透镜主轴上焦点以内的点光源S发出的光。通过凸透镜后的光路如图所示。则下列说法正确的是（　　）

A．凸透镜可以对光线起发散作用

B．凸透镜只对平行于主光轴的光线起会聚作用

C．通过凸透镜后的光线是发散的，因为凸透镜的作用是对光线起发散作用

D．通过凸透镜后的光线发散程度比原来小，仍然是会聚的一种现象

4．将凸透镜正对太阳光，其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑，这时光斑到凸透镜的距离为L。若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大，则该凸透镜的焦距（　　）

A．一定小于L

B．一定等于L

C．一定大于L

D．可能小于L，也可能大于L

5．一个焦距是10cm的凸透镜，当物体从离透镜20cm处逐渐移向30cm处的过程中（   ）．

A．像逐渐变大，像距逐渐变小B．像逐渐变小，像距逐渐变大

C．像逐渐变大，像距逐渐变大D．像逐渐变小，像距逐渐变小

6．如果要使透镜15cm处的光屏上得到物体的清晰、缩小的实像，测应选择的凸透镜的焦距为（   ）

A．5cm  B．10cm  C．15cm  D．20cm

7．在做凸透镜成像的实验时，若光屏上得到一个倒立、缩小的实像，测得物体到透镜的距离为10cm，则该凸透镜的焦距有可能为（  ）

A．3cm  B．5cm  C．7cm  D．14cm

8．物体沿凸透镜主光轴从2倍焦距处匀速向外移动的过程中，像的大小和速度将（   ）

A．像变大，速度变大B．像变大，速度不变

C．像变小，速度变小D．像变小，速度不变

9．要在光屏上得到跟物体一样大小的像，下列元件中应选用（  ）

A．平面镜B．凸透镜C．凸面镜D．凹透镜

10．如图，F是透镜的焦点，其中正确的光路图是（　　）

A　　　　　　　　　B　　　　　　　　 C　　　　　　　　　D

11．如图中N是一个水平放置的长方形暗盒，盒内有水平向右的平行光，P为暗盒右侧平面上的一个圆孔，M是一个与暗盒右侧平面平行的相间一定距离的光斑。若从外径与圆孔P相同的厚平板玻璃、凸透镜、凹透镜这三个光学器件中取一个嵌入圆孔P中，发现在光屏M上呈现一个比圆孔P大的圆形光斑，则嵌入圆孔P的那个光学器件（　　）

A．只能是凹透镜

B．只可能是凹透镜或厚平板玻璃

C．只可能是凹透镜或凸透镜

D．凹透镜、凸透镜、厚平板玻璃都有可能

12．一束平行光线经过凸透镜折射后的传播方向如图6甲所示，由图可知，此透镜的焦距为_______cm；当把烛焰放在此凸透镜左侧12cm处时，如图6乙所示，则从该凸透镜右侧通过透镜可以看到一个_______、放大的虚像（填：“正立”或“倒立”）。

参考答案：

1D  2B  3D  4A  5D  6B   7A  8C  9B  10C  11C

12.答案：15　　正立

巩固提高

1．在凸透镜前有一个物体，当它沿主光轴向透镜方向移动30cm，它对应的像却远离透镜移动了10cm，那么（   ）

A．物体可能在离透镜1倍焦距内移动[

B．物体一定在离透镜2倍焦距外移动

C．物体一定在离透镜2倍焦距与焦点间移动

D．以上说法都有道理

 2 ．在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，凸透镜焦距为15cm，把蜡烛放在凸透镜前25cm处，光屏上可承接到烛焰放大、倒立、清晰的实像，然后保持凸透镜位置不变，将蜡烛缓慢向凸透镜靠近。最终停在距凸透镜20cm处，为在光屏上得到烛焰清晰的实像，则光屏的移动方向和光屏上所得到像的大小变化分别是（　　）

A．靠近凸透镜，变大

B．远离凸透镜，变大

C．靠近凸透镜，变小

D．远离凸透镜，变小

3．将点燃的蜡烛放在距凸透镜20cm处时，在另一侧距凸透镜20cm处的光屏上出现了一个与烛焰等大的清晰像，若保持物距不变，更换一个焦距为15cm的凸透镜，要想在屏上出现清晰像，下列操作可行的是（　　）

A．使屏远离透镜     B．使屏靠近透镜

C．使屏向上移动     D．使屏向下移动

4.如图所示，此时蜡烛通过凸透镜在光屏上形成一个清晰的像，现保持凸透镜的位置不变，将光屏与蜡烛的位置对调，则光屏上（　　）

A．无像            

B．成倒立缩小的实像

C．成倒立放大的实像

D．成正立放大的实像

5.小琳用光具座探究凸透镜成像规律，她先将物体放在凸透镜前某一位置时恰在透镜后20cm处的光屏上出现一个与该物体等大的像；若现将物体移至透镜前5cm处时，则光屏上（　　）

A．倒立放大的实像      B．倒立缩小的实像

C．光屏上接收不到像    D．倒立放大的虚像

6．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示，此时在光屏上得到烛焰清晰的像，若保持凸透镜位置不动，将蜡烛移到光具座的35cm刻度处，对于此时像的性质判断正确的是（　　）

A．一定是放大的像     B．一定是缩小的像

C．可能是倒立的像     D．可能是正立的像

7．小明手里拿一个放大镜，对准房间天花板上的白炽灯泡，并在地板上铺一张白纸，适当调整透镜到纸面的距离，即可得到正在发光的灯泡中灯丝的（　　）

A．放大的实像     B．放大的虚像

C．缩小的实像     D．放大的实像或缩小的实像

8．凸透镜的焦距为10cm，若物体沿主光轴从距透镜30cm处向透镜处移动，直到距透镜10cm，则下述凸透镜所成像的变化情况中，正确的是（　　）

A．像始终变大        B．像始终变小

C．像先变小后变大    D．像先变大后变小

9．如图5所示是探究凸透镜成像规律的实验装置，将点燃的蜡烛放在离透镜较远处，移动光屏使烛焰在屏上成一缩小实像，然后只将蜡烛向透镜逐渐移近，那么（　　）

A．光屏上出现等大的实像

B．光屏上出现放大的实像

C．光屏上出现缩小的实像

D．透过凸透镜可能会看到放大的像

10．在做凸透镜成像的实验中，烛焰在光屏上成了一个实像，如果这时用硬纸板将凸透镜遮住一半，则（   ）．

A．屏上不能成像

B．屏上不能成完整的像

C．屏上仍能成完整的像，但比原来暗

D．屏上仍能成完整的像，且和原来的像没有任何不同

11．在观察凸透镜成像的现象时，保持凸透镜的位置不变，先后把烛焰放在图7中的a、b、c、d、e各点，并且分别调整光屏的位置，那么：

（1）把烛焰放在_______点时，屏上所成的像最大。

（2）把烛焰放在_______点时，屏上所成的像最小。

（3）把烛焰放在_______点时，无论怎样调整屏的位置都不能接收到像，眼睛也无论如何看不到像。

（4）把烛焰放在_______点时，可以用眼睛观察到正立放大的像。

12．如图是探究凸透镜成像的实验装置，光屏上得到了一个清晰的像（光屏上像未给出），则该像为_______________、______的实像，应用这一规律可以制成_______（选填“照相机”或“投影仪”），保持透镜不动，将蜡烛向左移动，为使光屏上再次出现清晰的像，应将光屏向____________移动（选填“左”或“右”）。

参考答案：

1B   2B  3A  4C   5C  6A  7D  8A  9D   10C  

11答案：（1）c　　（2）a　　（3）d　　（4）e

12答案：倒立　　缩小　　照相机　　左

1．关于凸透镜成像，下列说法正确的是（   ）

A．实像一定是倒立的，虚像一定是正立的

B．实像和虚像都可能是放大的或缩小的

C．成实像时，物体离凸透镜越近，像越小

D．成虚像时，物体在二倍焦距之外

2．如图，在观察烛焰通过凸透镜成像的实验中，已知凸透镜的焦距为5 cm，点燃的蜡烛放在距凸透镜25 cm处，则烛焰在光屏上所成的清晰的像是（   ）

A．正立放大的虚像 

B．倒立缩小的实像

C．倒立放大的实像 

D．倒立等大的实像

3．A1B1是物体AB经过凸透镜成的像，如图所示的情景中正确的是（   ）

4. 一凸透镜的焦距是10cm，将点燃的蜡烛放在凸透镜前40cm处，则烛焰通过凸透镜所成的像是（ ）

A．倒立缩小的实像    B. 倒立放大的实像

C．倒立等大的实像    D．正立放大的虚像

5、一块玻璃砖内有一个饼形气泡，如图所示，一束平行光线垂直地通过玻璃砖后将（   ）

A被发散               B被会聚

C还是平行光           D无法判断

参考答案：

1．A    2．B    3．C   4.A   5A

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1．以下光学器件中，可以不用凸透镜的是（　　）

A．潜望镜　　B．照相机　　C．放大镜　　D．投影仪

2．下面是对凸透镜成像的说法，其中正确的是（　　）

A．凸透镜只能成实像

B．凸透镜只能成虚像

C．凸透镜只能成放大的像

D．凸透镜既能成实像，又能成虚像

3．窗台上放着装有水的圆形玻璃缸，太阳光透过玻璃缸射到屋内窗台下的桌面上，发现桌面上的光斑比窗外地面上的太阳光亮，下列解释中错误的是（　　）

A．凸透镜对光线有会聚作用               

B．装有水的圆形玻璃缸相当于凸透镜

C．圆形玻璃缸中的水对光线有会聚作用    

D．装有水的圆形玻璃缸相当于凹透镜

4．手持凸透镜在人眼和课本之间移动，下列说法正确的是（　　）

A．凸透镜在任何位置都能看到课本放大的像

B．凸透镜在离课本较远时，才能看到课本放大的像

C．凸透镜在离课本较近时，才能看到课本放大的像

D．无论凸透镜放在什么位置都不能看到课本放大的像

5．关于放大镜，如下说法不正确的是（　　）

A．放大镜就是凸透镜

B．用放大镜可得到物体倒立的像

C．物体放在任何位置都可以得到放大的像

D．只有把物体放在凸透镜焦点以内，才能得到正立、放大的像

6．关于四种光学仪器的成像情况，以下说法中正确的是（　　）

A．放大镜成正立、放大的像  

B．照相机成正立、缩小的像

C．投影仪成倒立、缩小的像  

D．幻灯机成正立、缩小的像

7．如图，这是一款人脸识别门镜一体机，通过摄像镜头捕捉人脸信息，并将所拍图像与系统数据库中预先录入的人脸照片模板进行对比。下面对该装置说法错误的是（　　）

A．该摄像镜头相当于凸透镜       

B．这种镜头可用来矫正近视眼

C．这种镜头对光线具有会聚作用

D．若镜头的焦距为10cm，为了能成清晰的像，人脸到镜头的距离应大于20cm

8.如图所示，在做“探究凸透镜成像的规律”的实验中，烛焰在图示位置时能在光屏上成清晰的像，所成的像是倒立               （填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。现将蜡烛沿主光轴向远离凸透镜的方向移动，要使烛焰仍能在光屏上成清晰的像，则光屏应沿主光轴向            （填“远离”或“靠近”）凸透镜的方向移动。

9.每年6月6日是全国爱眼日，其主题是“关爱心灵窗户”。眼睛的晶状体相当于      透镜，有些同学由于过度使用电子产品导致近视，需配戴      透镜来矫正。[来源:学+科+网]

10.一个凸透镜的焦距是10cm，当把物体放在凸透镜前28cm的位置时，在凸透镜后的光屏上出现一个倒立、____的实像。小明站在平面镜前2m，他在平面镜中成的像距平面镜____m。

11.小安在做探究凸透镜成像规律的实验时，将焦距为10cm的薄凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻度线处，移动光屏到65cm刻度线处，蜡烛在光屏上成清晰的像。如图所示。

[来源:Z,xx,k.Com]

请结合此实验完成下列问题：

（1）图15所示的实验现象能够说明           的成像特点。（选填选项前的字母）

A、照相机                 B、幻灯机                    C、放大镜

（2）保持透镜在50cm刻度线不动，如果想在光屏上得到更大的清晰的像，应进行的操作是             。（选填选项的字母）

A、将蜡烛左移，光屏左移                         B、将蜡烛左移，光屏右移

C、将蜡烛右移，光屏左移                         D、将蜡烛右移，光屏右移

（3）保持透镜在50cm刻度线处不动，若将点燃的蜡烛放在光具座上80cm刻度线处，将光屏放在光具座上透镜的左侧，通过移动光屏，在光屏上可呈现烛焰清晰的                             

           的像。（选填选项前的字母）

A、倒立放大                 B、倒立缩小                 C、正立放大

12．小明用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像的规律”的实验，如图8所示：

（1）要使像能够成在光屏的中央，应将光屏向______调整（选填“上”或“下”）；

（2）实验过程中，当烛焰距凸透镜15cm时，移动光屏至某一位置，在光屏上得到一等大清晰的像，则该凸透镜的焦距是______cm；

（3）接着使烛焰向左移动5cm，此时应该将光屏向______移到某一位置（选填“左”或“右”），才能在屏上得到倒立、______、清晰的实像（选填“放大”“缩小”或“等大”）。

参考答案：

1A  2D  3D  4C  5C  6A  7B            

8.放大；靠近       9.凸  凹          10.缩小  2

11.（1）A; （2）D；（3）B；      

12.（1）下　　（2）7.5　　（3）左　缩小