透鏡及其應(yīng)用 一 凸透鏡與凹透鏡 知識(shí)梳理 1 作用 凸透鏡對(duì)光線有 作用 凹透鏡對(duì)光線有 作用 會(huì)聚 發(fā)散 2 理解 會(huì)聚 與 發(fā)散 透鏡對(duì)光線的作用是相對(duì)于入射光線而言的 一般采用延長(zhǎng)入射光線的方法來(lái)判斷 折射光線比入射光線延長(zhǎng)線靠近了主光軸為 會(huì)聚 如圖3 1所示 折射光線比入射光線延長(zhǎng)線遠(yuǎn)離了主光軸為 發(fā)散 如圖3 2所示 二 探究凸透鏡成像規(guī)律 1 探究 凸透鏡成像規(guī)律 1 安裝調(diào)節(jié) 在光具座上依次安裝蠟燭 凸透鏡與光屏 使蠟燭和光屏分居在凸透鏡的兩側(cè) 點(diǎn)燃蠟燭 調(diào)節(jié)高度 使?fàn)T焰 凸透鏡 光屏三者中心大致在 這樣做的目的是使像成在光屏的 中心 同一高度 2 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 f v 2f 縮小 v 2f 測(cè)焦距 倒立 放大 投影儀 v u 放大 虛 3 評(píng)估交流 無(wú)論如何移動(dòng)光屏 均得不到像的原因 凸透鏡 光屏 燭焰三者的中心 或是物體在 內(nèi)或物體在 上 不在同一高度 一倍焦距 焦點(diǎn) 2 測(cè)凸透鏡焦距的方法 1 焦點(diǎn)法 在陽(yáng)光下 讓太陽(yáng)光垂直穿過(guò)凸透鏡照射在光屏 或地面 上 調(diào)節(jié)凸透鏡與光屏 或地面 之間的距離 直到得到一個(gè)最小 最明亮的點(diǎn) 即為焦點(diǎn) 用刻度尺測(cè)出焦點(diǎn)到凸透鏡中心的距離 就是凸透鏡的焦距 太陽(yáng)光也可以用手電筒射出的光來(lái)代替 2 成像法 根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知 當(dāng)物像等大時(shí) 物距 像距 為焦距的2倍 測(cè)量出物距 像距 可計(jì)算出焦距 3 放大鏡法 用凸透鏡作為放大鏡來(lái)觀察物體 讓凸透鏡逐漸遠(yuǎn)離物體 觀察到物體由小變大 直到透過(guò)凸透鏡觀察不到任何東西時(shí) 此時(shí)用刻度尺測(cè)出物體到凸透鏡中心之間的距離 即為凸透鏡的焦距 三 凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用 1 照相機(jī) 鏡頭的作用相當(dāng)于一個(gè) 物距 膠卷上得到一個(gè) 的 像 物體離照相機(jī)越遠(yuǎn) 所成的像越 2 投影儀 鏡頭的作用相當(dāng)于一個(gè) 投影片到鏡頭的距離大于 小于 光屏上得到物體 的 像 所以投影片要 平面鏡的作用是 凸透鏡 大于二倍焦距 倒立 縮小 實(shí) 小 凸透鏡 一倍焦距 二倍焦距 倒立 放大 實(shí) 倒插 改變光的傳播方向 3 放大鏡 物距 得到 的 像 物 像在透鏡的 側(cè) 物體離放大鏡越遠(yuǎn) 所成的像越 4 望遠(yuǎn)鏡 物鏡相當(dāng)于照相機(jī) 成 的 像 落在目鏡的一倍焦距以內(nèi) 目鏡相當(dāng)于放大鏡 成 的 像 5 顯微鏡 物鏡相當(dāng)于投影儀 成 的 像 落在目鏡的一倍焦距以內(nèi) 目鏡相當(dāng)于放大鏡 再一次成正立 的 像 小于一倍焦距 正立 放大 虛 同 大 倒立 縮小 實(shí) 正立 放大 虛 倒立 放大 實(shí) 放大 虛 四 眼睛和眼鏡 1 眼睛的成像原理眼睛的成像原理與照相機(jī)的成像原理相似 u 2f時(shí) f v 2f 成倒立 縮小的實(shí)像 但眼睛是通過(guò)改變焦距來(lái)成清晰的像的 當(dāng)人看某物體時(shí) 物體恰能成清晰的像 當(dāng)人靠近物體時(shí) 晶狀體變凸 焦距變小 使物體仍成清晰的像 如圖3 3甲所示 當(dāng)人遠(yuǎn)離物體時(shí) 晶狀體變平 焦距變大 使物體仍成清晰的像 如圖乙所示 2 近視眼和遠(yuǎn)視眼的成因及矯正 厚 強(qiáng) 前面 薄 弱 后面 凹透鏡 凸透鏡 發(fā)散 會(huì)聚 1 如圖3 4所示 其中對(duì)光線起發(fā)散作用的光學(xué)儀器是 D 當(dāng)堂訓(xùn)練 2 下列光學(xué)儀器成放大實(shí)像的是 A 潛望鏡B 平面鏡C 放大鏡D 幻燈機(jī) D 3 圖3 5是 探究凸透鏡成像的規(guī)律 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖 凸透鏡的焦距是20cm 圖中眼睛可能觀察到燭焰經(jīng)凸透鏡折射所成的虛像的是 B 4 在如圖3 6所示的四幅圖中 正確表示遠(yuǎn)視眼成像情況的是圖 其矯正做法是圖 均選填字母 B D 5 2013 南寧 如圖3 7所示 一束平行光經(jīng)過(guò)凸透鏡后 在光屏上得到一個(gè)最小 最亮的光斑 由此可知 凸透鏡對(duì)光有 作用 它的焦距是 cm 會(huì)聚 10 0 6 2013 重慶 在用焦距為10cm的凸透鏡探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中 1 如圖3 8所示 將蠟燭 凸透鏡 光屏依次放在光具座上 點(diǎn)燃蠟燭后 調(diào)節(jié)凸透鏡和光屏的高度 使它們的中心與燭焰中心大致在 其目的是使像成在 光屏中央 同一高度上 2 當(dāng)燭焰距凸透鏡25cm時(shí) 移動(dòng)凸透鏡另一側(cè)的光屏 光屏上得到一個(gè)清晰的 選填 正立 或 倒立 縮小的實(shí)像 人們利用這個(gè)原理制成了 3 當(dāng)燭焰距凸透鏡6cm時(shí) 移動(dòng)凸透鏡另一側(cè)的光屏 光屏上 選填 能 或 不能 得到一個(gè)清晰的像 照相機(jī) 倒立 不能 拓展延伸 例1 2013 泰安 凸透鏡的焦距是10cm 將物體放在主光軸上距凸透鏡中心25cm處 物體所成的像是 A 倒立 縮小的實(shí)像B 倒立 放大的實(shí)像C 正立 放大的虛像D 倒立 等大的實(shí)像 解析 由于凸透鏡的焦距為10cm 物體放在主光軸上距凸透鏡中心25cm處 即物距為25cm 大于2倍焦距 故成倒立 縮小的實(shí)像 A 根據(jù)像距 v 與物距 u 大小關(guān)系判斷凸透鏡成像大小 vu 則成放大的像 技巧總結(jié) 例2 2013 遂寧 小紅同學(xué)在 探究凸透鏡成像規(guī)律 實(shí)驗(yàn)中 燭焰在光屏上成了一個(gè)清晰的像 如圖3 9所示 下列說(shuō)法正確的是 A 實(shí)驗(yàn)中 蠟燭越燒越短 光屏上燭焰的像向上移動(dòng)B 要使光屏上燭焰的像變小 只需將蠟燭靠近凸透鏡C 利用這一成像規(guī)律可制成投影儀D 為了便于從不同方向觀察光屏上的像 光屏應(yīng)選用較光滑的玻璃板 A 解析 實(shí)驗(yàn)中 蠟燭越燒越短 光屏上燭焰的像會(huì)向上移動(dòng) 故A正確 物距減小 像變大 像距增大 故B錯(cuò)誤 圖中成的是倒立 縮小的實(shí)像 其應(yīng)用為照相機(jī) 而投影儀的成像原理是物體在一倍焦距與二倍焦距之間 成倒立 放大的實(shí)像 故C錯(cuò)誤 為了便于從不同方向觀察光屏上的像 光屏應(yīng)選用較粗糙的玻璃板 故D錯(cuò)誤 1 凸透鏡所成的實(shí)像隨物體的上升而下降 隨透鏡的升降而升降 不隨光屏的升降而升降 2 在凸透鏡成像中 實(shí)像總是倒立的 虛像總是正立的 3 在焦點(diǎn)以外 物與像的關(guān)系遵循 物近像遠(yuǎn)像變大 的規(guī)律 在焦點(diǎn)以內(nèi) 物體離焦點(diǎn)越近 虛像越大 規(guī)律總結(jié) 達(dá)標(biāo)測(cè)試 一 選擇題1 2013 濟(jì)寧 圖3 10中畫(huà)出了光線通過(guò)透鏡 圖中未畫(huà)出 的情形 其中屬于凸透鏡的是 A aB b dC cD a b c d C 2 2013 杭州 將點(diǎn)燃的蠟燭放在一凸透鏡前1 5倍焦距的地方 當(dāng)它向與它同側(cè)的距離透鏡3倍焦距的地方移動(dòng)時(shí) 它所成的像 A 變大B 變小C 先變小后變大D 與蠟燭之間的距離變小 B 3 如圖3 11所示 用照相機(jī)對(duì)圖甲中的景物拍照 底片上所成的像是圖乙中的 B 4 張寧用如圖3 12甲所示的裝置測(cè)出凸透鏡的焦距 并探究凸透鏡成像規(guī)律 當(dāng)蠟燭 透鏡 光屏位置如圖乙所示時(shí) 在光屏上可成清晰的像 下列說(shuō)法正確的是 A 凸透鏡的焦距是30cmB 圖乙中燭焰成的是倒立 放大的像C 照相機(jī)成像特點(diǎn)與圖乙中所成像的特點(diǎn)相同D 將蠟燭遠(yuǎn)離凸透鏡 保持凸透鏡 光屏位置不變 燭焰可在光屏上成清晰的像 B 5 多選 光的世界豐富多彩 光學(xué)器件在我們的生活 學(xué)習(xí)中有著廣泛應(yīng)用 下列說(shuō)法符合實(shí)際的是 A 近視眼鏡利用了凸透鏡對(duì)光線的會(huì)聚作用B 照相時(shí) 被照者應(yīng)站在距鏡頭二倍焦距以外C 借助放大鏡看地圖時(shí) 地圖到放大鏡的距離應(yīng)大于一倍焦距D 陽(yáng)光通過(guò)凸透鏡可以點(diǎn)燃紙屑 是利用凸透鏡對(duì)光線的會(huì)聚作用 BD 6 5月12日上午 央視5臺(tái)直播了 中國(guó)萬(wàn)達(dá) 2013黃河口 東營(yíng) 國(guó)際馬拉松賽 此次比賽首次啟用航拍 向國(guó)內(nèi)外全方位展示賽事盛況 展現(xiàn)了東營(yíng)市生態(tài)文明典范城市的發(fā)展成果 已知攝像機(jī)鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡 航拍時(shí)物距大于2倍焦距 關(guān)于航拍成像的性質(zhì) 下列說(shuō)法正確的是 A 放大 正立的實(shí)像B 放大 倒立的實(shí)像C 縮小 正立的實(shí)像D 縮小 倒立的實(shí)像 D 7 2013 包頭 把一物體放在凸透鏡前 在凸透鏡另一側(cè)12cm處的光屏上得到一個(gè)縮小的實(shí)像 該凸透鏡的焦距可能是 A 10cmB 12cmC 24cmD 6cm A 8 如圖3 14所示 將凸透鏡固定在光具座上某位置 圖中未標(biāo)出 點(diǎn)燃的蠟燭放在光具座上的a點(diǎn) 調(diào)節(jié)光屏的位置 在光屏上得到燭焰清晰 縮小 倒立的像 將蠟燭從a點(diǎn)滑到b點(diǎn)后 再移動(dòng)光屏 屏上得到清晰的像變小 則 A 凸透鏡位于a點(diǎn)左側(cè)B 凸透鏡位于b點(diǎn)右側(cè)C 蠟燭在a點(diǎn)時(shí) 像距大于二倍焦距D 蠟燭在b點(diǎn)時(shí) 像距大于二倍焦距 A 9 在農(nóng)場(chǎng)小城鎮(zhèn)建設(shè)中 路口安裝的監(jiān)控?cái)z像頭 如圖3 15所示 與下列哪個(gè)光學(xué)儀器的原理相同 A 照相機(jī)B 投影儀C 放大鏡D 潛望鏡 A 10 2012 武漢 如圖3 16所示 將凸透鏡看作眼睛的晶狀體 光屏看作眼睛的視網(wǎng)膜 燭焰看作被眼睛觀察的物體 拿一副近視眼鏡給 眼睛 戴上 光屏上出現(xiàn)燭焰清晰的像 而拿走近視眼鏡則燭焰的像變得模糊 拿走近視眼鏡后 為了能在光屏上重新得到清晰的像 下列操作可行的是 A 將蠟燭遠(yuǎn)離凸透鏡B 將光屏遠(yuǎn)離凸透鏡C 將光屏靠近凸透鏡D 將光屏和蠟燭同時(shí)遠(yuǎn)離凸透鏡 C 二 填空題11 2013 陜西 圖3 17為國(guó)際空間站上宇航員通過(guò)懸浮水珠成像的情景 圖中水珠相當(dāng)于 鏡 所成的像為倒立 的 像 生活中與該水珠這一成像原理相同的光學(xué)儀器有 寫(xiě)出一種即可 凸透 縮小 實(shí) 照相機(jī) 攝像機(jī) 12 2013 長(zhǎng)春 小明用照相機(jī)拍照時(shí) 想使底片上的像大一些 應(yīng)使照相機(jī)離物體 一些 小紅走近平面鏡 她在鏡中像的大小將 不變 近 13 小丑魚(yú)顏色艷麗 體型較小 因此水族館常將它放入球形魚(yú)缸中以便觀賞 如圖3 18所示 球形魚(yú)缸起到了 填一光學(xué)儀器 的作用 我們看到的小丑魚(yú)是它通過(guò)球形魚(yú)缸形成的正立 放大的 選填 實(shí)像 或 虛像 虛像 放大鏡 凸透鏡 14 2012 山西 如圖3 19所示是小偉通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的凸透鏡的像距v和物距u關(guān)系的圖象 由圖可知 凸透鏡的焦距是 cm 當(dāng)物距為30cm時(shí)的成像特點(diǎn)可應(yīng)用于 選填 照相機(jī) 投影儀 或 放大鏡 照相機(jī) 10 15 2013 呼和浩特 人類的眼睛好像一架照相機(jī) 通過(guò)調(diào)節(jié)晶狀體的凹凸程度可以使遠(yuǎn)近不同的物體在視網(wǎng)膜上成清晰的像 眼睛調(diào)節(jié)的兩個(gè)極限點(diǎn)叫作遠(yuǎn)點(diǎn)和近點(diǎn) 正常人眼睛觀察近處物體最清晰而又不疲勞的距離大約是25cm 這個(gè)距離叫明視距離 根據(jù)上文 回答下列問(wèn)題 1 你認(rèn)為正常人眼睛的觀察范圍是 A 0 10cmB 10 25cmC 25cm到極遠(yuǎn)處D 10cm到極遠(yuǎn)處 D 2 遠(yuǎn)視眼是來(lái)自近處物體的光成像于視網(wǎng)膜 選填 前 或 后 矯正時(shí)在眼睛前面放一個(gè)圖3 20 選填 甲 或 乙 中的透鏡 就能使光會(huì)聚到視網(wǎng)膜上 甲 后 三 實(shí)驗(yàn)探究題16 2013 安徽 某同學(xué)在做 凸透鏡成像 的實(shí)驗(yàn)時(shí) 所用凸透鏡的焦距為10cm 老師要求他觀察物距等于5cm時(shí)燭焰所成的像 實(shí)驗(yàn)時(shí) 他將點(diǎn)燃的蠟燭移到物距為5cm處 如圖3 21所示 移動(dòng)光屏 發(fā)現(xiàn)光屏上只有光斑 圖中未畫(huà)出 1 下列關(guān)于光斑的說(shuō)法正確的是 A 光斑是燭焰所成的實(shí)像B 光斑是燭焰所成的虛像C 光斑是燭焰發(fā)出的光折射到光屏上形成的 2 為了觀察物距等于5cm時(shí)燭焰的成像特點(diǎn) 請(qǐng)你寫(xiě)出接下來(lái)的操作步驟 C 移去光屏 從凸透鏡的右側(cè)通過(guò)凸透鏡觀察 如圖3 22所示是某物理實(shí)驗(yàn)小組用蠟燭 凸透鏡和光屏在光具座上研究 凸透鏡成像規(guī)律 的實(shí)驗(yàn)裝置 中考預(yù)測(cè) 1 將蠟燭 凸透鏡 光屏依次擺放在光具座上 點(diǎn)燃蠟燭后 發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏都找不到燭焰的像 其原因可能是 A 光屏 凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度B 物距小于透鏡的一倍焦距C 蠟燭在透鏡的兩倍焦距處D 蠟燭在透鏡的焦點(diǎn)上 2 如果凸透鏡的焦距為10cm 當(dāng)透鏡到蠟燭的距離為15cm時(shí) 移動(dòng)光屏 在光屏上可得到倒立 的實(shí)像 ABD 放大 3 當(dāng)光屏上出現(xiàn)燭焰清晰的像時(shí) 如果用遮光板擋住透鏡的上半部分 我們觀察光屏?xí)r 將會(huì)在光屏上看到 A 燭焰像的下半部分B 燭焰像的上半部分C 燭焰完整的像 像的亮度變暗D 燭焰完整的像 像的亮度不變 C