資源簡介 2.6 透鏡和視覺知識題練感知地帶1.透鏡(1) 透鏡由玻璃等透明物質制成,光線經過透明折射后,總是向透鏡厚的一側偏折。(2)凸透鏡:中間厚邊緣薄。如圖1-6-1所示,凸透鏡中心的點O為光心,通過光心并垂直與透鏡的直線AA’為主光軸。平行光經過凸透鏡折射后,折射光線會聚于主 ( http: / / www.21cnjy.com )光軸上一點F,稱為焦點。焦點F到光心O的距離叫做焦距(f)。根據光路可逆,過焦點的光線經凸透鏡折射后的光線將平行。(3)凹透鏡:中間薄邊緣厚。如圖1-6-2所示,平行光經凹透鏡折射后會向遠離主光軸方向偏折。將折射光線反向延長會交于主光軸上一點,稱為焦點,由于沒有實際光通過所以為虛焦點,凹透鏡有兩個虛焦點。2.凸透鏡成像規(guī)律(1)燭焰、凸透鏡和光屏的中心要在同一直線上,使像成在光屏中央。(2)物距指的是物體到光心的距離。“大小”指放大、縮小。“內外”指小于、大于。“虛實”指虛像和實像。(3)物距與像距的關系:物距變大,像距縮小,像變小;反之,物距變小,像距變大,像變大。3.眼睛和視覺限制(1)眼睛的折光系統(tǒng)由角膜、房水、晶狀體、玻璃體等構成。(2)視覺形成:光線→眼球折光系統(tǒng)→視網膜→視神經→大腦皮層的視覺中樞。(3)近視和遠視:近視成因:晶狀體曲度過大或眼球前后徑過長,像落在視網膜前方。矯正:佩戴凹透鏡遠視成因:晶狀體曲度過小或眼球前后徑過短,像落在視網膜后方。矯正:佩戴凸透鏡(4)盲點:視網膜上視神經傳出的地方,無感光細胞。知識點1 區(qū)分凸透鏡和凹透鏡例1 請畫出如圖1-6-3所示光路圖的折射光線。思路導引:根據凸透鏡對光的會聚作用,畫出三條特殊光線。解析:由于凸透鏡有會聚作用,平行光線經過凸 ( http: / / www.21cnjy.com )透鏡折射后會聚于焦點,如圖1-6-4(A)所示。因為凸透鏡焦點由實際光會聚而成,所以稱為實焦點,凸透鏡有兩個焦點。而根據光路可逆可知,通過焦點的光線,經凸透鏡折射后平行于主光軸,如圖1-6-4(B)所示;通過光心的光線,經過凸透鏡后傳播方向不發(fā)生改變。如圖1-6-4(C)所示。答案:如圖1-6-4( http: / / www.21cnjy.com )領悟:凸透鏡對光有會聚作用。所謂會聚作用就 ( http: / / 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)像距越小,成的像也越小。凸透鏡廣泛應用于照相機、幻燈機、投影儀、放大鏡等。為了方便記憶,可使用成像口訣:物距一倍焦距內外分虛實,二倍焦距內外分大小。題練3 在光具座上研究凸透鏡成像的規(guī)律,從光屏上不能看到的是 ( )A.正立的像 B.倒立的像 C.縮小的像 D.放大的像題練4 把凸透鏡正對太陽光,可在距凸透鏡15 ( http: / / www.21cnjy.com )cm處得到一個最小最亮的光斑。若用此凸透鏡來觀察郵票上較小的圖案,則郵票到凸透鏡的距離應為 ( )A.大于15cm B.小于15cm C.大于30cm D.在15cm和30cm之間知識點3 正確理解眼睛和視覺限制例3 小李同學沉迷于玩電 ( http: / / www.21cnjy.com )腦游戲,近來發(fā)現黑板上的字有點看不清了,到醫(yī)院檢查后發(fā)現他的眼睛成像如圖1-6-6所示,請判斷他的眼睛出了什么問題?該如何矯正?思路導引:根據近視的有關知識,可以根據成像圖判斷出近視及矯正方法。解析:根據檢查得出的成像 ( http: / / www.21cnjy.com )圖,可以發(fā)現小李的眼睛出了問題,正常人是成像在視網膜上,而他成像在視網膜前了,說明得了近視眼。小李由于經常長時間玩游戲,眼部肌肉極度緊張,晶狀體變凸,表面彎曲程度變大,使像成在視網膜前方,而長時間處于這種狀態(tài),睫狀肌的調節(jié)能力就會變差,所以得了近視。由于成像在視網膜前,所以矯正的方法應該使像成的位置后移,所以應該佩戴對光線起發(fā)散作用的凹透鏡。答案:因為成像在視網膜前,所以是得了近視。矯正方法是佩戴凹透鏡。題練5 如圖1-6-7所示是某同學的眼睛,從眼鏡判斷他的兩只眼睛 ( )A.是遠視眼 B.左眼基本正常,右眼遠視C.是近視眼 D.左眼基本正常,右眼近視題練6 我們的眼睛就像一臺全自動變焦 ( http: / / www.21cnjy.com )相機,當我們由看遠處的物體轉到看距離比較近的物體時,睫狀肌就會調節(jié)晶狀體,使視網膜上得到清晰的像,這時晶狀體的焦距變化描述正確的是 ( )A.不變 B.變短 C.變長 D.無法判斷領悟:人類的視覺是有限的,用眼疲勞容易 ( http: / / www.21cnjy.com )引起近點和遠點的變化。人的盲點在近鼻側。要了解近視和遠視成因及矯正。遠視并不是中老年人的專利。近視的人老了以后就不會患遠視了。方法題練題型1 掌握光學器件的正確使用及放置方法例4 請選擇合適的光學器件放入圖1-6-8中相應位置。思路導引:我們可以根據光線經過光學器件后光路的改變情況判斷出該光學器件對光的作用,再選擇適當的光學器件。解析:如圖1-6-9甲中入射光線是 ( http: / / www.21cnjy.com )平行光,發(fā)現經過光學器件后使光線會聚,說明這個光學器件具有會聚作用,由此可以判斷應為凸透鏡。如圖1-6-9乙中所示,當平行光入射時,經過光學器件后仍然為平行光,說明該光學器件不能使光會聚或者發(fā)散,但可以改變光的傳播方向,由此可以判斷應該為平面鏡,又由于入射光線和反射光線的相交點即入射點,則可以找到兩個入射點,將它們連起來就可以確定平面鏡的位置了。答案:如圖1-6-9所示。題型點評 此題所涉及的重點是凸透鏡對光的 ( http: / / www.21cnjy.com )作用和平面鏡對光的作用。做這類題目時,應先確定是光的反射還是光的折射形成的。如果是光的反射則主要從平面鏡、凹面鏡和凸面鏡上考慮;若是折射,則主要是從凹凸透鏡上考慮問題。閱題筆記 不知同學們是否留意到在圖 ( http: / / www.21cnjy.com )1-6-9甲圖中用了一個新的符號來表示凸透鏡,因為畫凸凹透鏡比較麻煩,所以我們可以用比較簡單的符號來表示。如圖1-6-10甲表示的是凸透鏡,乙表示的是凹透鏡。題練7 請在圖1-6-10的方框內填上適當的光學元件( http: / / www.21cnjy.com )題練8 根據圖1-6-11中所示的光路,在方框中填上適當的光學元件。題型2 正確運用凸透鏡成像規(guī)律解決一些實際問題例5 當蠟燭位于凸透鏡某一位置時,在 ( http: / / www.21cnjy.com )鏡的另一側的光屏上得到一個倒立、放大的像,若保持鏡的位置不變,把蠟燭和光屏的位置相互交換,則光屏上將出現一個 ( )A.倒立、放大的實像B.倒立縮小的實像C.倒立、等大的實像D.得不到實像思路導引:此題可以根據所成的像 ( http: / / www.21cnjy.com )和平面鏡成像規(guī)律先推出物距,像距,當物和光屏位置調換后,物距和像距剛好互換,再根據平面鏡成像規(guī)律得出所成的像的情況。解析:由于前面口訣中沒有涉及像距,現將物距、像距與成像的特點之間的關系歸納如下:物距u 像距v 像的情況放大或縮小 倒立或正立 實像或虛像U>2f f<v<2f 縮小 倒立 實像u=2f v=2f 相等 倒立 實像f<u<2f v>2f 放大 倒立 實像u=f 不成像u<f 不研究 放大 正立 虛像我們可以發(fā)現要得到倒立放大的像,需物距 ( http: / / www.21cnjy.com )f<u<2f, 像距 v>2f。保持鏡的位置不變,交換蠟燭和光屏后,則物距為u>2f,像距為f<v<2f ,所以得到的是倒立、縮小的實像。答案:B題型點評 本例題涉及的難點是凸透鏡成像規(guī)律。經常是從這些角度來考查:已知物距或者像距,問像的特點;已經像的特點求物距、像距等。閱題筆記 此類題目關鍵是要牢記成像規(guī)律, ( http: / / www.21cnjy.com )最好能記住解析中給出的表格。在牢記這張表格的基礎上,一般問題都能解決。如問像的特點,我們可以先找到焦距、再找物距或像距,然后比較,按照表格得出結論。另外我們還能從表格中發(fā)現,在凸透鏡成像中,物距增大則像距變小,像變小;倒立的一般為實像、正立的為虛像。當然也有同學會覺得這張表格太復雜,記憶不方便,也可以記前面講的口訣,但是口訣中沒有涉及像距,可能會給解題帶來不便。題練9 一束平行光照射到凸 ( http: / / www.21cnjy.com )透鏡上,在離透鏡15cm處的光屏上得到一個亮斑,當物體位于透鏡前20cm處時,在凸透鏡的另一側可以得到 、 的 像。題練10 小麗在做“研究凸透鏡成像規(guī) ( http: / / www.21cnjy.com )律”實驗時,當她將光屏移到離凸透鏡16厘米處,得到燭焰倒立、放大的像,這塊凸透鏡的焦距可能是 ( )A.4厘米 B.8厘米 C.12厘米 D.16厘米題型3 理解照相機和眼睛的成像原理例6 照畢業(yè)照時,發(fā)現有些同學沒有進入鏡頭,為了使全班同學都進入鏡頭,應采取( )A.人不動,相機離人遠一些,鏡頭往里縮一些B.人不動,相機離人近一些,鏡頭往里縮一些C.人不動,相機離人近一些,鏡頭向前伸一些D.相機和鏡頭都不動,人站近一些思路導引:相機是凸透鏡成像規(guī)律的的重要應用,相機所成的像為倒立縮小的實像。解析:有人沒有進入鏡頭說明成的像太大, ( http: / / www.21cnjy.com )為了使大家都進入鏡頭,需要使成的像小些,根據成像規(guī)律,要使像變小,則像距要變小,而物距要變大,所以應該使照相機離人遠一點,鏡頭到底片的距離小一點,鏡頭往里縮一些。答案:A題型點評 涉及的難點照相機原理。這類問 ( http: / / www.21cnjy.com )題在現實生活中我們經常會碰到,一般都會想到把像縮小點,可以通過改變鏡頭到底片的距離和人到相機的距離來調準。閱題筆記 除了照相機,另外在投影儀問題中我 ( http: / / www.21cnjy.com )們也經常會遇到類似的情況,比如如何使屏幕上的像變大或變小,我們可以通過改變物距和改變像距來解決問題。題練11 朱老師在游玩的過程中用同 ( http: / / www.21cnjy.com )一臺相機在同一位置分別拍攝了ABCD四張照片,如圖1-6-13所示,請幫你幫他找出甲乙丙丁分別對應的照片是題練12 仔細觀察你會發(fā)現近視的同學看黑板上的字總是瞇著眼睛,這是為什么?( )A.為了縮小瞳孔B.為了使角膜變形C.為了使晶狀體變形,使成的像剛好落在視網膜上D.為了使視網膜變形能力題練一、選擇題1.晴朗的夏天中午,往樹或花的葉子上澆水,常會把葉子燒焦,其原因闡述正確的是( )A.水滴蒸發(fā),帶走葉子的熱量B.水滴容易透過陽光C.水滴在陽光下溫度升高,把葉燙焦D.水滴會使陽光會聚,把葉子燒焦。2.隱形眼鏡是一種直接貼在角膜表面的超 ( http: / / www.21cnjy.com )薄鏡片,可隨著眼球的運動而運動,目前使用的軟質隱形眼鏡由甲醛丙烯酸羥乙酯(HEMA)制成的,中心厚度只有約0.05mm。近視眼患者戴的HEMA超薄鏡片的邊緣厚度為 ( )A.等于0.05mm B.小于0.05mm C.大于0.05mm D.任意值3.市場上出售一種“人參酒”,在酒瓶中浸著一支人參,你看到浸在瓶中的參是 ( )A.實物 B.等大的實像C.放大的實像 D.放大的虛像4.關于四種光學儀器的成像情況,說法正確的是 ( )A.放大鏡成正立放大的實像B.照相機成正立縮小的實像C.潛望鏡成正立等大的虛象D.幻燈機成正立放大的實像5.下列關于實像與虛像的說法中,正確的是 ( )A.虛像是人的幻覺,實像是有實際光線進入人眼B.虛像就是影子,實像是由實際光線形成的亮斑C.實像能在光屏上呈現,虛像則不能D.光線經折射后總成實像,經平面鏡的反射總是成虛像6.在放映幻燈時,要在屏幕上得到字母F,則插入的幻燈片應是 ( )7.在“研究凸透鏡成像”實驗中,當光屏、 ( http: / / www.21cnjy.com )透鏡及燭焰的相對位置如圖1-6-14所示,恰好在屏上能看到燭焰縮小的像,由此可判定凸透鏡的焦距( )A.f<9cm B.f>9cmC.f=9cm D.9cm<f<18cm8.當物體距離凸透鏡8cm時,在透 ( http: / / www.21cnjy.com )鏡另一側光屏上成一個清晰放大的實像,若保持物體與光屏的位置不變,把凸透鏡向光屏方向移動2cm,則在光屏上又成一清晰的縮小的像。則凸透鏡的焦距為 ( )A.f<2cm B.2cm9.如圖1-6-15所示四幅圖,分別表示近視眼成像情況和矯正做法的是( )A.②① B.③① C.②④ D.③④10.在盲點上引不起視覺的原因是 ( )A.沒有視神經 B.沒有感光細胞C.感光細胞過于集中 D.感光細胞分布過少二、填空題11.在圖1-6-16所示的光具中,屬于凸透鏡的有__________,屬于凹透鏡的有__________(填字母)。( http: / / www.21cnjy.com )12.中午陽光燦爛,當你從教室內走向操場時,你的瞳孔變化情況是瞳孔__________。(填“放大”、“縮小”或“不變”)13.常用體溫計的刻度部分為三棱體, ( http: / / www.21cnjy.com )橫截面如圖1-6-17所示,其正面呈圓弧形,這樣從E處就可看清體溫計內極細的汞柱,以便于讀數,這是因為圓弧玻璃的作用相當于 鏡,所以用它們看到汞柱被放大后正立的 像。14.在觀察凸透鏡成像的實驗中,保持凸 ( http: / / www.21cnjy.com )透鏡的位置不變,先后把燭焰放在a、b、c、d和e點,如圖1-6-18所示,同時調整光屏的位置,使光屏上的像清晰,那么(1)把燭焰放在_______點上,屏上出現的像最小;(2)把燭焰放在________點,屏上出現的像最大;(3)把燭焰放在_______點,屏上不出現燭焰的像;(4)如果把燭焰從a點移到d點,像到凸透鏡的距離__________,像的大小__________。(填“變大”、“變小”或“不變”)三、問答題15.投影儀是教學常用儀器, ( http: / / www.21cnjy.com )如圖1-6-19是投影儀的結構圖。在水平放置的凸透鏡正上方有一個與水平面成45°角的平面鏡,右邊豎直放一屏幕。物體發(fā)出的光線經過凸透鏡和平面鏡后,可在屏上成一清晰的像。老師在使用投影儀時,發(fā)現屏幕上的畫面太大,請你幫助老師調節(jié)一下。知識題練題練1 答案:如圖1-6-20所示解析:由于凹透鏡有發(fā)散作用 ( http: / / www.21cnjy.com ),平行光線經過凹透鏡折射后折射光線會向遠離主光軸方向偏折,成為發(fā)散光,并且折射光線反向延長線過虛焦點,如圖1-6-20(A)所示。而根據光路可逆可知,通過射向另一側虛焦點的光線,經凹透鏡折射后平行于主光軸,如圖1-6-20(B)所示;通過光心的光線,經過凸透鏡后傳播方向不發(fā)生改變。如圖1-6-20(C)所示。題練2 BC 解析:發(fā)散光線指延長線不 ( http: / / www.21cnjy.com )會相交的光線;會聚光線指延長線會相交的光線。凸透鏡對光線有會聚作用,平行光線和會聚光線入射,經凸透鏡折射后必定成為會聚光線,但發(fā)散光線經凸透鏡折射后,向主光軸偏折后仍可能是發(fā)散光線;當然也可能是會聚光線或平行光線。凹透鏡對光線有發(fā)散作用,所以平行光線和發(fā)散光線經凹透鏡折射后必定是發(fā)散光線,但會聚光線經凹透鏡折射后向偏離主光軸方向偏折,有可能成為發(fā)散光線,也可能成為平行光線或會聚光線。題練3 A 解析:。根據平面鏡成像特點,正立的像為虛像,虛像沒有實際的光通過,所以在光屏不能接受。故A正立的像不能在光屏上看到。題練4 B 解析:根據題意可知道凸透鏡的 ( http: / / www.21cnjy.com )焦距為15cm,要用凸透鏡來觀察郵票上較小的圖案,說明此凸透鏡起到放大鏡的作用,所以其物距要小于一倍焦距。故郵票到凸透鏡的距離應該小于15cm。題練5 A 解析:根據其所戴的眼鏡可以來 ( http: / / www.21cnjy.com )判斷他兩眼的視力情況。因為他的眼睛有放大作用,可以判斷是凸透鏡,因為佩戴的是凸透鏡就可以知道他患的是遠視。題練6 B 解析:當看遠 ( http: / / www.21cnjy.com )處物體時晶狀體曲度較小,所以焦距較大,當轉到看距離較近的物體時,為了使像成在視網膜上,晶狀體曲度會變大,所以焦距將變短。方法題練題練7 答案:如圖1-6-21 所示。解析:根據題目所示的光路圖可以得 ( http: / / www.21cnjy.com )出是發(fā)生了折射由此我們可以考慮是凸透鏡或凹透鏡;將入射光線延長后發(fā)現它們的交點在實際交點之前,說明光學器件對光線有發(fā)散作用,故認為是凹透鏡。題練8 答案:如圖1-6-22 所示。解析: 如圖1-6-22甲將入射光線延長后 ( http: / / www.21cnjy.com ),發(fā)現反射光線相對發(fā)散了,說明光學器件是具有發(fā)散作用的凹透鏡。如圖1-6-22乙將入射光線延長后,發(fā)現發(fā)射光線相對會聚了,說明光學器件具有會聚作用,所以推測是凸透鏡。題練9 答案:倒立 放大 實解析:根據題意焦距f=15cm,物距u=20cm時,則f<u<2f,根據凸透鏡成像規(guī)律可知只能成倒立放大的實像。題練10 D 解析:根據凸透鏡成像規(guī)律,要得到倒立、放大的像,像距應該為v>2f,已知v=16cm,則f<8cm,故A正確。題練11 答案:D B A C解析:根據凸透鏡成像規(guī)律,物距越小,像 ( http: / / www.21cnjy.com )距越大,則像就越大,因此可以判斷甲拍的像最大,故甲對應的為D,同理可以得出乙對應B,丙對應A,丁對應C。題練12 C 解析: 人近視是 ( http: / / www.21cnjy.com )由于成像在視網膜前,而近視的同學看黑板上的字總是瞇著眼睛是為了看清楚字,瞇著眼睛是為了使晶狀體變形,晶狀體的焦距變大,使成的像剛好落在視網膜上。能力題練一、1.D 解析:水滴是中間厚 ( http: / / www.21cnjy.com )邊緣薄的,相當于凸透鏡,當夏天中午往葉子上澆水時,就像在葉子上放了許多個凸透鏡,凸透鏡具有會聚作用,會把葉子燙傷。2.C 解析:近視眼的原因是晶狀體曲 ( http: / / www.21cnjy.com )度過大或眼球前后徑過長,像落在視網膜前方。矯正方法是佩戴凹透鏡,它對光有發(fā)散作用。這樣使光先經過凹透鏡發(fā)散后再經過眼睛會聚,就能使來自遠處的物體的光會聚在視網膜上看清物體。而凹透鏡時中間薄邊緣厚的透鏡,故HEMA超薄鏡片的邊緣厚度應大于0.05mm。3.D 解析:酒瓶就相當于一個凸透鏡,我們看到的人參是放大的虛像,相當于放大鏡。4.C 解析:A放大鏡成正立放大的虛像;B照相機成倒立縮小的實像;D幻燈機成倒立放大的實像;只有C是正確的。5.C 解析:虛像時由光線的反向 ( http: / / www.21cnjy.com )延長線相交而成,不能在光屏上顯示,但可用眼睛觀察到,所以A的說法錯誤;影子的形成是由于光的直線傳播形成的陰影區(qū),不是虛像,故B錯誤;光的折射可以成實像也可以成虛像,如用放大鏡觀察到的是物體是正立、放大的虛像,所以D也是錯誤的。實像是由實際光線會聚而成,能在光屏上顯示,所以C正確。6.D 解析:放映時投影儀上成的像是倒立放大的實像,“倒立”是上下左右都要倒過來,以前說平面鏡成的像是左右互換。所以選擇D。7.A 解析:要在光屏上能看到燭焰縮小的像,則物距u>2f,因為u=18cm,所以.f<9cm,故選A8.C 解析:光屏上要成一個清晰放 ( http: / / www.21cnjy.com )大的實像,則物距f9.B 解析:題中要求找出近視眼成像 ( http: / / www.21cnjy.com )情況和矯正方法正確的選項,近視眼是成像于視網膜前,故③正確;矯正時使用凹透鏡,故①正確,所以選擇③①組合。10.B 解析:視網膜上視神經傳出的地方,沒有感光細胞,所以成像在這個位置時無法被視網膜上的感光細胞接受,因此形成了盲點。二、11.答案:CDF EG解析:此題考查凸透鏡和凹透鏡的辨別。凸透鏡和凹透鏡的區(qū)別是:凸透鏡的特點是中間厚,邊緣薄。而凹透鏡的特點是中間薄,邊緣厚。12.答案:縮小解析:瞳孔能夠變化大小以 ( http: / / 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