初中浙教版第6节 透镜和视觉教案

这是一份初中浙教版第6节 透镜和视觉教案，文件包含精品讲义浙教版科学7年级下册261透镜和视觉透镜及凸透镜成像规律学生版docx、精品讲义浙教版科学7年级下册261透镜和视觉透镜及凸透镜成像规律教师版含解析docx等2份教案配套教学资源，其中教案共39页， 欢迎下载使用。

2.6-1 透镜和视觉——透镜及凸透镜成像规律
目录
TOC \ "1-3" \h \z \u 1
4
6
12
16
一、透镜
1.透镜的认识
透镜一般是用玻璃或塑料等透明物质制成的，具有一定的厚度，表面是球面的一部分的光学器件。其光学性质是利用光射到透镜上，一部分光通过透镜发生折射而改变光的传播方向。
2.常见的透镜有两种：凸透镜和凹透镜。
(1)凸透镜的特点是中央厚、边缘薄、呈凸起状；凸透镜对光有会聚作用(应用：老化镜、机动车后视镜、街头拐弯处的反光镜)。
如图甲中的三个透镜均为凸透镜。
通过透镜中心O点与透镜垂直的直线AB叫作主光轴，如图乙所示。

(2)凹透镜的特点是中央薄、边缘厚、呈凹陷状。凹透镜对光有发散作用(应用：近视镜、太阳灶、手电筒反射面、天文望远镜)。
如下图甲中的三个透镜均为凹透镜。凹透镜同样也有主光轴，如下图乙所示。

3.透镜的焦点和焦距
(1)光心(O)：即薄透镜的中心。性质：通过光心的光线传播方向不改变。
(2)主光轴(AB)：过光心与透镜垂直的直线。
(3)焦点(F)：凸透镜的焦点——当一束平行于主光轴的光射向凸透镜时，会被会聚到一个点上，这个点即为凸透镜的焦点(F)。因为这个点是由光实际会聚而成的，故它是实焦点，并且左右各一个。
凹透镜的虚焦点：当一束平行于主光轴的光射向凹透镜时，会被发散，但这些折射光的反向延长线相交于一个点上，这个点即为凹透镜的焦点。因为这个点是由折射光线的反向延长线相交而成的，故它是虚焦点，并且左右各一个。
(4)焦距(f)：焦点到透镜光心的距离，通常用字母f表示。每个透镜都有两个焦点、焦距和一个光心。
凸透镜焦距的大小与凸透镜的折射程度有关，凸透镜的表面越凸，光线经过凸透镜后偏折就越厉害，焦距就越短。每个凸透镜的焦距是一定的。
凹透镜焦距的大小与凹透镜的发散程度有关，凹透镜的表面越凹，对光线的发散作用就越强，焦距就越短。每个凹透镜的焦距也是一定的。
根据光路的可逆性可作下图：

4.透镜三条特殊光线
(1)凸透镜
①平行于主光轴的光线，经过凸透镜折射后过焦点。
②通过凸透镜中心的光线，传播方向不变。
③穿过凸透镜焦点的光线，经过凸透镜折射后与主光轴平行。
(2)凹透镜
①平行于主光轴的光线，经过凹透镜折射后其反向延长线相交于对侧虚焦点上。
②通过凹透镜中心的光线，传播方向不变。
③对准凹透镜虚焦点的光线，经过凹透镜折射后与主光轴平行。
【教材剖析】[思考与讨论]教材P76
把冰磨成凸透镜，会聚阳光，在焦点(最小、最亮的光斑)处放上易燃物即可。
【提醒要点】凸透镜对光有汇聚作用是指：入射光线经凸透镜折射后并不一定会聚到一点，而是折射光线比入射光线更靠近主光轴，使经过它的光束变窄，如图甲所示。凹透镜对光有发散作用是指：入射光线经凹透镜折射后，折射光线比入射光线更偏离主光轴，是经过它的光束变宽，如图乙所示。
二、凸透镜成像规律
1.物距和像距
①物体到凸透镜光心的距离叫作物距，用u表示。
②像到凸透镜光心的距离叫作像距，用v表示。
2.凸透镜的成像规律如下表所示：
【方法点拨】①明确凸透镜成像中的两个分界点：焦点是成实像和虚像的分界点；两倍焦距处是成放大实像和缩小实像的分界点。
②用顺口溜记忆凸透镜成像规律：实像倒立、位异侧；虚像正立、位同侧；一焦分虚实；二焦分大小；物体移向凸透镜，实像变远且变大，虚像变近且变小。
③当像距大于物距时成放大的实像(或虚像)，当像距小于物距时成倒立缩小的实像。
④实像时：
⑤虚像时：
三、放大镜和照相机
1.放大镜
放大镜是一种焦距较小的凸透镜。它是利用物体到凸透镜的距离小于1倍焦距时(即u使用放大镜时，必须使放大镜接近物体，使物体在凸透镜的焦距以内。
2.照相机
数码照相机的镜头相当于一个凸透镜，影像传感器相当于光屏。数码照相机就是利用将景物放在离凸透镜2倍焦距之外时(即u>2f)，能在影像传感器上成一个清晰、倒立、缩小的实像的原理制成的。
【重点提示】物体离镜头距离较远，经镜头成倒立、缩小的实像；物体离镜头越远，成的像越小，离镜头越近，成的像越大。
【教材剖析】[思考与讨论]教材P78
生活中用到凸透镜的地方比较多，如幻灯机、投影仪、望远镜、显微镜等。
【知识拓展】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、放大的实像。为使银幕上的像变大，应减小镜头到胶片的距离(减小物距)，增大镜头到银幕的距离(增大像距)
一、辨别凸透镜和似透镜
【例1】(2019绍兴测试)如下图是把一副眼镜放在太阳光下，在地面上看到的情形。由此可以判断镜片是( )
A.凸面镜 B.凹面镜 C.凸透镜 D.凹透镜
【重要提示】凸透镜对光有会聚作用，在太阳光的照射下，形成的光斑中间变小并且比四周亮；凹透镜对光有发散作用，在太阳光的照射下，形成的光斑中间变大并且比四周暗。
二、凸透镜成像的光路图
根据凸透镜三条特殊光线的传播，可以作出凸透镜成像的光路图，如下图所示。
在凸透镜的主光轴上(透镜两侧)分别标出焦点和二倍焦距处，按物距要求在主光轴上画出物体(用带箭头的线段表示)，从物体的箭头出发画两条光线射向凸透镜，这两条光线必须是三条特殊光线中的两条，如果在另一侧相交于一点，则这一点就为箭头的实像点，垂直于主光轴画出整个像，从图中很容易看出像的性质，如果在另一侧光线是发散的，则其反向延长线相交的点为箭头的虚像点。
(1)当物距大于2倍的焦距时，如下图所示。

(2)当物距大于1倍的焦距小于2倍的焦距时，如下图所示。

(3)当物距小干1倍的焦距时，如下图所示。
【例2】(河源中考)如下图所示，P是物体像的位置，“O”是透镜光心的位置，请在图中“O”位置画出所需要的透镜并完成光路图。
【常考1 透镜】
【例1】(来宾中考)下列透镜中，属于凹透镜的是( )
【例2】(2018宜宾中考)如图甲所示，将一个凸透镜正对太阳，其下方20cm处的白纸上呈现出一个较小的光斑，这个现象提示我们：凸透镜对光有 作用；若将该透镜向纸面再靠近一小段距离的过程中，光斑一直变小，由此可以判断该透镜的焦距一定 (填“大于”“等于”或“小于”)20cm。
甲 【例3】(郴州中考)如下图，F是透镜的焦点，其中正确的光路图是( )

【点评】平行光线经过凸透镜折射后，经过焦点；平行光线经过凹透镜折射后发散，反向延长线经过虚焦点。这是凸透镜和凹透镜对光线的折射特点。
【例4】(2018广东中考)如下图甲所示，光线经过平面镜反射后射向凹透镜，请画出射向平面镜的入射光线和经过凹透镜后的折射光线，并在图中标出入射角的度数。
【常考2 凸透镜成像规律】
【例5】(2018安徽合肥肥西县期末)当蜡烛位于凸透镜某一位置时，在镜的另侧的光屏上得到一个倒立、放大的像。若保持镜的位置不变，把蜡烛和光屏的位置相互交换，则光屏上将出现一个( )
A.倒立、放大的实像 B.倒立、缩小的实像 C.倒立、等大的实像 D.得不到实像
【例6】(2018湖州中考)小华在研究凸透镜成像规律时，将平行光正对凸透镜照射，另一侧的光屏移动到距凸透镜10cm处时，得到一个最小、最亮的光斑。接着把光源换成蜡烛，调整好相关器材的高度，将凸透镜固定在光具座中央50cm刻度线处，移动蜡烛到光具座的左端并点燃，再移动光屏至如图所示位置时，在光屏中央得到一个清晰的像。保持凸透镜位置不变，通过移动蜡烛及光屏的位置，下列成像情况符合实际的是( )
A.若蜡烛放置在10cm刻度线处，移动光屏，在光屏上都不能成清晰的像
B.若蜡烛放置在30cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上成清晰缩小的像
C.若蜡烛放置在35cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上成清晰放大的像
D.若蜡烛放置在45cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上成清晰放大的像
【例7】(安徽中考)为纪念伽利略将望远镜用于天文观测四百周年，联合国将2009年定为国际天文年(图为宣传画)。伽利略望远镜利用了凸透镜成像的原理，关于凸透镜成像，以下说法正确的是( )
A.当物体位于凸透镜一倍焦距以内时，成倒立放大的虚像
B.当物体位于凸透镜的三倍焦距处，成倒立缩小的实像
C.凸透镜所成的实像都是缩小的，虚像都是放大的
D.凸透镜所成的像都能呈现在光屏上
【常考3 凸透镜成像规律的应用】
【例8】(2018枣庄中考)近年来流行的“自拍神器”给旅行者自拍带来方便，如右图所示，与直接拿手机自拍相比，利用“自拍神器”可以( )
A.增大像距 B.增大像的大小 C.缩短景物到镜头距离 D.增大取景范围
【方法归纳】“自拍神器”是利用凸透镜成倒立、缩小的实像工作的，凸透镜成实像时，物距越大，像距越小，像越小。
【例9】(2018深圳中考)用一个焦距为10cm的放大镜来观察邮票细节，放大镜与邮票的距离应( )
A.大于20cm B.等于10cm C.小于10cm D.在10cm与20cm之间
【例10】(嘉兴中考)测绘人员绘制地图时，需要在高空的飞机上向地面照相，称航空摄影。若航空摄影使用的照相机的镜头的焦距为50毫米，则胶片与镜头间的距离为( )
A.100毫米以外 B.50毫米以内 C.略大于50毫米 D.恰为50毫米
【易错】本题错误较多的是D。学生认为地面反射的光线近似是平行光线，所以最后会聚在焦点上，所以胶片和镜头的距离是50毫米。其实，由于地面反射的光线不是平行光线，所以胶片虽然距焦点很近，但还是在焦点外，所以选项C是正确的。
【点评】本题所涉及的知识是光线的折射规律。平行光线经过折射后，会聚在焦点，所以无限远的光线传播过来时，会成像在焦点上。我们可以让平行的太阳光经过透镜，来找到焦点的位置，那样找到的焦点，其实也是太阳的像。
【例11】(2019台州一模)如图所示，手握放大镜，隔着放大镜看物体，则看到的( )
A.只能是正立放大的像 B.只能是倒立缩小的像
C.只能是倒立放大的像 D.前三种像都可以看到
【热点题型1】透镜的分类及其对光线的作用
【例12】(2019长沙模拟)下列光路图正确的是( )

A.凸透镜的对光的作用 B. 凹透镜的对光的作用 C.放大镜的成像图 D.近视眼的成像图
【方法归纳】透镜的三条特殊光线
(1)平行于主光轴的入射光线经过凸透镜折射后，折射光线过焦点；平行于主光轴的入射光线经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过焦点。
(2)通过焦点的光线经凸透镜折射后，折射光线平行于主光轴；射向焦点的光线经凹透镜折射后，折射光线平行于主光轴。
(3)射向光心的光线，经过透镜后，传播方向不变。
【热点题型2】凸透镜成像规律
【例13】(2018福建中考)在探究凸透镜成像特点实验中，蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如下图，此时能在光屏上看到烛焰清晰的像。若保持透镜位置不变，将蜡烛沿光具座向远离透镜的方向移动10cm，调节光屏位置，可在光屏上看到( )

A.缩小的实像 B.放大的实像 C.缩小的虚像 D.放大的虚像
【方法归纳】判断凸透镜成实像、虚像的方法
(1)当u>f时，成倒立的实像；u(2)光屏只能承接实像，不能承接虚像。
【热点题型3】放大镜和照相机
【例14】(2018常州中考)蝴蝶研究专家章丽晖在茅山首次发现国家二级保护动物——中华虎凤蝶，他先用相机拍摄了蝴蝶休憩的照片甲，为了拍摄照片乙，应( )
A.相机适当靠近蝴蝶，镜头略向外伸 B.相机适当靠近蝴蝶，镜头略向内缩
C.相机适当远离蝴蝶，镜头略向外伸 D.相机适当远离蝴蝶，镜头略向内缩
【方法归纳】像、像距、物距的动态变化关系：
(1)凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大。
(2)凸透镜成虚像时，物距减小，像距减小，像变小。
1.如图所示四种玻璃透镜中( )
A.只有a是凸透镜 B.只有b是凸透镜
C.只有a和b是凸透镜 D.a、b和c是凸透镜
2.对光起发散作用的是( )
A.凸透镜 凹面镜 B.凸面镜 凹透镜 C.凸透镜 凹透镜 D.凹透镜 凹面镜
3.在2000多年前，我国古人已能“凿冰取火”，它们用冰磨成一种冰镜，使太阳光透过它能点燃柴草取火，这种冰镜应为( )
A.平面镜 B.凹透镜 C.凸透镜 D.凹面镜
4.关于透镜，下列说法正确的是 ( )
A.凸透镜和凹透镜都有焦点，凹透镜有虚焦点
B.凸透镜对光有会聚作用，因此通过凸透镜的光一定会聚于焦点
C.凸透镜只能对平行光有发散作用
D.平行于主光轴的光线，通过凹透镜后一定过焦点
5.把凸透镜正对着太阳光，可在距凸透镜15厘米处得到一个最小、最亮的光斑。若将某一物体放在此透镜前20厘米处，可得到一个( )
A.倒立、放大的实像 B.倒立、缩小的实像 C.正立、放大的实像 D.正立、放大的虚像
6.照相机的镜头相当于下列哪种光学元件 ( )
A.平面镜 B.凸透镜 C.凹透镜 D.潜望镜
7.某同学用焦距为10厘米的凸透镜去观察书上的文字，所成的像如图所示，则文字到凸透镜的距离为( )
A.25厘米 B.15厘米 C.6厘米 D.12厘米
8.放电影时，电影胶片上的图案经凸透镜在银幕上成的像是( )
A.倒立、放大的虚像 B.倒立、放大的实像 C.正立、放大的虚像 D.正立、放大的实像
9.把图甲所示的一支点燃的蜡烛放在距离凸透镜二倍焦距以外的地方，在透镜的另一侧调节光屏位置可找到个清晰的像。这个像是图乙中的 ( )
10.凸透镜能使跟主光轴平行的入射光线 于一点，这一点叫凸透镜的 ，这一点到凸透镜光心的距离叫做 。一个凸透镜有 个焦点，它们位于凸透镜的两侧。
11.如图所示，小丽同学将一个凸透镜正对太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，改变透镜与纸的距离，直到纸上出现一个最小、最亮的光斑。这表明凸透镜对光有 作用，光斑到凸透镜的距离就是凸透镜的 。
12.防止森林火灾，在森林里不允许随地丢弃饮料瓶，这是因为雨水进入饮料瓶后对光的作用相当于一个 ，它对太阳光起 作用，可能会导致森林火灾。
13.如图所示， 属于凸透镜的有 ， 属于凹透镜的有 (填字母)。
14. 古诗词中有许多描述光学现象的诗句，如“潭清疑水浅”说的是光的 现象；“池水映明月”说的是光的 现象。观察圆形鱼缸中的鱼，看起来比真实的鱼要大，这是因为圆形的鱼缸相当于一个 ，看到的鱼实际上是鱼的 像。
15.把一滴水滴在玻璃上，然后通过水滴和玻璃看书上的字，发现字的大小变 了，在这一现象中水滴相当于 镜。
16.完成图中的光路图：
17.如图所示，请画出入射光线或折射光线，使光路完整。
1.下列有关凸透镜的说法错误的是 ( )
A.凸透镜越厚折光能力越强 B.凸透镜对光有会聚作用
C.凸透镜所成的实像一定是放大的 D.凸透镜所成的实像可以是放大的，也可以是缩小的
2.关于实像和虚像，下面说法中正确的是 ( )
A.实像能用光屏承接到，而虚像不能
B.实像一定是光的折射形成的，而虚像一定是光的反射形成的
C.虚像是人的幻觉，并没有光线进入人眼
D.平面镜只能成虚像，凸透镜只能成实像
3.小方同学做“探究凸透镜成像规律”实验，当蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示时，光屏上得到了清晰的像。则 ( )
A.得到的像是正立、缩小的实像
B.得到的像是倒立、放大的实像
C.把蜡烛向左移动，调整光屏的位置，得到的清晰像变小
D.把蜡烛向右移动少许，要得到清晰的像，应向左移动光屏
4.(杭州模拟)如图所示，纸筒A的一端蒙了一层半透明纸，纸筒B的一端嵌了一个凸透镜，两纸筒套在一起组成了一个照相机模型，为了在纸筒A的半透明纸上得到清晰的像，要适当调整A、B的位置，这时 ( )
A.眼睛应从B端向筒内观察，观察像是否清楚
B.在半透明纸上观察到的像是倒立的
C.观察像时，应把纸筒A朝着明亮的室外，B端朝着较暗的室内，否则看不清楚
D.在清晰地观察近处物体后，再看远处物体时就应该增加A、B间的距离
5.(舟山中考)如图所示为某款数码相机的成像原理，镜头相当于一个凸透镜，影像传感器相当于光屏，拍照时，将镜头对准景物，相机通过自动调节，就能得到清晰的像。下列说法正确的是( )
A.为拍摄到更大的像应将镜头远离景物 B.为扩大拍摄范围应将镜头靠近景物
C.影像传感器上成的是正立的实像 D.景物在二倍焦距以外才能成缩小的像
6.如今在很多活动的安保工作中都采用人脸识别系统，识别系统的摄像机可自动将镜头前1米处人脸拍摄成数码相片，通过信号线传递给计算机识别，摄像机的镜头( )
A.相当于凸透镜，焦距可为0.1米 B.相当于凹透镜，焦距可为0.1米
C.相当于凸透镜，焦距可为0.5米 D.相当于凸透镜，焦距可为0.6米
7.数码相机是一种新兴的照相器材，它同普通照相机的不同之处在于它没有底片， 而是通过一个特殊的感光层CCD， 将图像的光信号转化成数字信号保存起来。下表是某数码相机的一些参数，关于这种数码相机，下列说法正确的是( )
A.由于它没有底片，可见它成的是虚像
B.物体离它镜头的距离应大于68毫米
C.它成的像可以是放大的，也可以是缩小的
D.它照相时，感光层与镜头的距离小于34毫米
8.用手机摄像头扫描二维码(如图所示)可快速登录网页，访问网络数据，当手机扫描二维码时( )
A.摄像头相当于凸透镜 B.二维码位于摄像头的一倍焦距以内
C.二维码是光源 D.二维码中黑色部分反射光，白色部分吸收光
9.(济宁中考)小希对下列光学成像实例进行了分析，判断正确的是( )
实例：①针孔照相机内所成的像；②潜望镜中看到的景物的像；③放大镜中看到的物体的像；④幻灯机屏幕上所成的像；⑤照相机中所成的像。
A．属于实像的是①④⑤ B．折射成像的有①③⑤
C．反射成像的有②③⑤ D．属于虚像的是②③④
10．(淄博中考)烛焰通过焦距为10cm的甲凸透镜在光屏上成清晰的像，如图所示。现用焦距为5cm的乙凸透镜替换甲，不改变蜡烛和凸透镜的位置，关于乙凸透镜的成像情况，正确的说法是( )
A．要在光屏上成清晰的像，光屏应向左移动
B．光屏上呈现的是倒立、放大的像
C．该成像特点与投影仪相同
D．若用遮光板挡住凸透镜的上半部分，光屏上只出现像的下半部分
11．(绍兴中考)凸透镜成像实验中，移动物体到某位置时，能在光屏上成清晰缩小的像，则下列能成立的是( )
①如果将物体靠近凸透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏必须远离凸透镜，且光屏移动距离先大于后小于物体移动距离；②同时移动物体与光屏，且移动距离相同，有可能在光屏上成清晰缩小的像；③换用焦距较小的凸透镜后，仍要在光屏上得到清晰的像，如果只移动光屏，光屏必须靠近凸透镜；④保持物体和光屏位置不变，移动凸透镜，一定可以在光屏上得到另一个清晰的像。
A．①③ B．②④ C．②③ D．③④
12.在“探究凸透镜成像的规律”时，当烛焰离透镜13cm时成放大的实像，当烛焰离透镜8cm时成放大的虚像，则这个透镜的焦距可能是( )
A.4cm B.6cm C.7cm D.12cm
13.(盐城中考)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
llll14.在凸透镜成像的规律中，凸透镜二倍焦距处是物体成 的像还是 的像的分界点，而焦点是物体成 像还是成 像的分界点。当蜡烛在凸透镜左侧距透镜20厘米时，在右侧光屏上得到一倒立、等大的实像，则凸透镜的焦距是 厘米；当蜡烛再向凸透镜靠近5厘米时，所成像的性质为 、 。
15．(济宁中考)一束光经透镜折射后水平射出，小希通过作图提供了一种确定透镜位置的方案，请你按小希的作图方式，在图中的甲、乙位置各提供一种方案确定透镜的位置。
16.(杭州中考)实验室利用光具座研究凸透镜成像的规律，当三个元件移动到图所示位置时，光屏上出现了清晰的像，回答下列问题：

(1)光屏上像的性质为 。
(2)关于本实验中得到的像在生活中的应用，举一个例子： 。
(3)从图中读出物距为 cm，并推算出焦距为 (选填字母)。
A.f<15cm B.15cm30cm
(4)如果保持蜡烛与凸透镜的位置不变，撤去光屏，是否仍然成像? 。
物距与焦距的关系
像距与焦距的关系
物与像的
位置关系
像的性质
应用
大小
正倒
虚实
u>2f
2f>v>f
异侧
缩小
倒立
实像
照相机、眼
u=2f
v=2f
异侧
等大
倒立
实像
复印机、
测焦距
2f>u>f
v>2f
异侧
放大
倒立
实像
投影仪
幻灯机
u=f
不能成像
粗测焦距
u—
同侧
放大
正立
虚像
放大镜
判断方法
凸透镜
凹透镜
“摸”
用手摸透镜中间和边缘的厚薄加以辨别
中间厚，边缘薄
中间薄，边缘厚
“照”
同一束平行光正对透镜照射，形成的光斑不一样
中间的光斑变小且比四周亮，对光有会聚作用
中间的光斑变大且比四周暗，对光有发散作用
“晃”
通过透镜观察距透镜较近书上的字，移动透镜
像的移动方向总与透镜相反
像的移动方向总与透镜相同
“持”
看较近处的物体成像情况
看到物体被放大的正立的像
看到物体被缩小的正立的像
看较远处的物体成像情况
看到物体倒立的像
看到物体正立的像