初中物理小练习光现象透镜知识汇总

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“本练习内容是初中物理透镜成像规律及应用练习题，自主学习自主练习，利用零散的时间学习，提高学习效率。”

章节基础知识汇总

1．透镜的种类及相关概念：

（1）凸透镜：中间厚边缘薄．

（2）凹透镜：中间薄边缘厚．

（3）薄透镜：厚度远小于球面的半径，我们这里研究的凸透镜和凹透镜都是薄透镜．

（4）光轴和光心的概念：

主光轴：通过两个球面球心的直径．

光心：光轴上一个特殊的点，通过它的光线传播方向不改变．薄透镜的光心就在透镜的中心．

2．透镜的作用：

（1）凸透镜的会聚作用：实验表明凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上一点．这个点叫做凸透镜的焦点，用F表示，焦点到光心O的距离叫做焦距，用f表示．凸透镜两侧各有一个焦点．凸透镜对光线有会聚作用，所以也叫会聚透镜．

（2）凹透镜的作用：实验表明跟主光轴平行的光线经过凹透镜后变得发散，这些发散光线的反向延长线相交于主光轴上的一点，这个点叫做凹透镜的焦点，用F来表示．由于它不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点．凹透镜对光线有发散作用，所以凹透镜也叫做发散透镜．

（3）正确理解“凸透镜的会聚作用”和“凹透镜的发散作用”：

凸透镜对光有会聚作用并非任何光经凸透镜都一定变成会聚光，而是出射光比入射光会聚了一些．同样，凹透镜对光有发散作用也并非任何光经凹透镜后都一定变成发散光．只是出射光比入射光发散了一些．

3．透镜成像的作图（用作图法研究透镜成像的规律时，通常利用三条特殊光线）

（1）凸透镜的三条特殊的光线

跟主轴平行的光线，经过凸透镜折射后通过焦点；

通过焦点的光线，经过凸透镜折射后平行于主轴；

通过光心的光线，经过透镜后方向不变．

（2）凹透镜的三条特殊的光线

跟主轴平行的光线，经过凹透镜折射后发散，其反向延长线过虚焦点；

延长线过虚焦点的光线，经过凹透镜折射后，折射光线平行于主轴；

通过光心的光线，经过透镜后方向不变．

（3）光的可逆性

光在传播过程中，光路是可逆的，若光线逆着射出光线的方向入射，则出射光线逆着原入射光线的方向射出，光的这一特性对于光的反射和折射均适用．

**注意：

（1）利用三条特殊光线的任意两条，就可以确定不在主轴上的任意发光物体的像，但应注意透镜所成的像并不是仅由这三条线会聚而成的，而是由物体发出射向透镜的所有光线以透镜折射后光线（或折射光线的反向延长线）会聚而成的．

（2）作图基本技巧

①利用多线共点规律――同一发光点发出的光线，经过透镜折射后一定会都通过（或反向延长线通过）像点．

②利用多点共线规律――不论物点、透镜位置变化，物点、光心和相应的像点一定位于通过光心的同一条直线上．

③在某些情况下不能直接用三条特殊光线中任两条求作像点，可采用辅助手段，如设想物点，设想物体等方法．

4．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

u2f

fv2f

缩小、倒立、实像

照相机，眼睛

u=2f

v=2f

等大、倒立、实像

fu2f

v2f

放大、倒立、实像

幻灯机，电影机

u=f

v=∞

同侧

不成像

探照灯的透镜

uf

vu

放大、正立、虚像

放大镜

凹透镜

物在镜前任意处

vu

同侧

缩小、正立、虚像

成像规律小结：

（1）实像、虚像的区别

①实像是倒立的（相对于物），虚像都是正立的；

②实像都与物分别位于透镜的两侧，虚像都与物处于透镜的同侧；

③实像都是实际光线会聚而成的，可用光屏接收，虚像都是实际光线的反向延长线的交点，不能用光屏接收．

（2）两个重要的分界点

对凸透镜来说，焦点是成实像和虚像的分界点，焦点以外成实像，焦点以内成虚像；2倍焦距位置是成放大和缩小实像的分界点，2倍焦距以外成缩小实像，2倍焦距以内成放大实像．

（3）凸透镜成像的动态变化规律总结如下：

成实像时，物距减小，像距增大；成虚像时，物距增大，像距增大；当u＞2f时，像移动速度小于物移动速度；f＜u＜2f时，像移动速度大于物移动速度．

（4）根据凸透镜成像特点知道，当物距大于2倍焦距成倒立缩小实像是照相机的原理，当物距在1倍焦距与2倍焦距之间成倒立放大实像是幻灯机的原理，放大镜的原理是物距小于1倍焦距成正立放大虚像．

（5）记住凸透镜成像规律——口诀记忆法

一倍焦距内外分虚实（物体在一倍焦距以内成虚像，一倍焦距以外为实像）；

二倍焦距内外分大小（物距小于二倍焦距，成放大的像，焦点除外；物距大于二倍焦距成缩小的像）；

实像总是异侧倒立的，虚像总是同侧正立的．

（6）透镜成像公式

透镜成像的物距u、像距v和焦距f之间的关系还可以用公式定量表示出来．

1/u+1/v=1/f

对凸透镜来说，f为正，成实像时v为正，成虚像时v为负．

对凹透镜来说，f为负，v为负．

5．照相机的工作原理：照相机工作中，通过调节像距，在光屏上成倒立、缩小的实像．

6．眼睛和眼镜

（1）眼睛：人的眼睛是一个高精密度的光学器官，相当于一个可以自动调节的照相机．其中晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏．人眼是靠调节晶状体的平凸程度，来获得清晰的像的．

（2）近视眼及其矫正：近视眼的晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，因此来自远处某点的光不能会聚在视网膜上，而会聚在视网膜前，到达视网膜时已经不是一点，而是一个模糊的光斑了，如图甲所示．为了矫正近视眼，使它能像正常眼那样把远处射来的平行光会聚到视网膜上，应该用适当的凹透镜做眼镜，如图乙所示，使入射的平行光经过凸透镜发散后再射入眼睛，会聚点就能够移到视网膜上了．

（3）远视眼及其矫正：远视眼的晶状体太薄，折光能力太弱，或者眼球在前后方向上太短，因此来自近处某点的光还没有会聚成一点就到达视网膜了，在视网膜上形成一个模糊的光斑，如图丙所示．为了矫正远视眼，使它能像正常眼那样把近处射来的平行光会聚到视网膜上，应该用适当的凸透镜做眼镜，如图丁所示，使入射的光经过凸透镜会聚后再射入眼睛，物体的像不再成在视网膜后面，而是成在视网膜上．

7．比较照相机和眼睛

眼睛

照相机

结构

角膜和晶状体（相当于一个凸透镜）

镜头（相当于一个凸透镜）

瞳孔

光圈

视网膜（有感光细胞）

底片（有感光材料）

成像

缩小、倒立、实像

缩小、倒立、实像

调节作用

像距不变，当物距减小（或增大）时，增大（或减小）晶状体的曲率以减小（或增大）焦距，使物体在视网膜上成清晰的像

焦距不变，当物距增大（或减小）时，减小（或增大）镜头到底片间的距离，使物体在底片上成清晰的像

透镜成像规律及应用练习题

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