資源簡介

第4講 透鏡及其應用
【回歸教材】
知識清單
考點1 凸透鏡和凹透鏡
透鏡 特點 對光的作用 三條特殊光線
平行于主光軸 過光心 過焦點
凸透鏡 中間① ,邊緣② 對光有③ 作用
凹透鏡 中間④ ,邊緣⑤ 對光有⑥ 作用
【答案】①厚　②薄　③會聚?、鼙　、莺瘛、薨l(fā)散
考點2 凸透鏡成像的規(guī)律及應用
物距u 變化 趨勢 像的性質 像距v 變化 趨勢 應用
正、倒 大、小 虛、實
u>2f 逐 漸 減 小 ① ② ③ fu=2f ④ ⑤ ⑥ v=2f 測焦距
f2f 投影儀、幻燈機
u=f 不成像 — 探照燈
u考點公關
例題 蠟燭、透鏡、光屏的位置如圖所示,此時光屏上恰有一個燭焰清晰的像。保持蠟燭和光屏的位置不變,下列說法正確的是 ( )
A.凸透鏡的焦距可能是20 cm
B.向左移動凸透鏡到某位置,在光屏上可以得到一個清晰倒立、放大的實像
C.向左移動凸透鏡到某位置,在光屏上可以得到一個清晰倒立、等大的實像
D.向左移動凸透鏡到某位置,在光屏上可以得到一個清晰正立、放大的實像
思路點撥
(1)u>v,且成實像,由圖可知,u=30 cm>2f,2f>v=15 cm>f,由此可得焦距的范圍;(2)在光的折射中,光路是可逆的。
【答案】①倒立?、诳s小?、蹖嵪瘛、艿沽ⅰ、莸却蟆、迣嵪?br/>⑦倒立　⑧放大?、釋嵪瘛、庹ⅰ》糯蟆√撓?br/>例題　B
考點3 實像和虛像
原理 正、倒 特點 舉例
實像 實際光線會聚而成 倒立 能用光屏承接 照相機、投影儀、眼睛、小孔成像
虛像 實際光線的反向延長線相交而成 正立 不能用光屏承接 平面鏡、放大鏡
考點4 眼睛和眼鏡
1.正常眼睛及其成像
(1)眼球結構如圖甲所示,晶狀體和角膜的共同作用相當于一個凸透鏡,把來自物體的光會聚在視網膜上,形成物體的像。
(2)成像特點:倒立、縮小的實像。
(3)正常眼睛的成像圖(如圖乙、丙所示)。
2.近視眼、遠視眼及其矯正
類型 特點 成因 成像圖 矯正
近視眼 只能看清① 的物體,看不清② 的物體 晶狀體太厚,折光能力太強 矯正方法:戴③ 矯正原理:凹透鏡④ 光線
遠視眼 只能看清⑤ 的物體,看不清⑥ 的物體 晶狀體太薄,折光能力太弱 矯正方法:戴⑦ 矯正原理:凸透鏡⑧ 光線
【答案】①近處　②遠處?、郯纪哥R?、馨l(fā)散　⑤遠處?、藿帯、咄雇哥R?、鄷?br/>核心突破
凸透鏡成像規(guī)律及應用
例題 購物支付可使用“刷臉”支付,消費者結賬時站在攝像頭(相當于一個凸透鏡)前約1 m的位置,面對鏡頭,經系統(tǒng)自動拍照、掃描等確認信息后,即可進行后續(xù)工作。下列說法正確的是 ( )
A.攝像頭的焦距可能是2 m
B.人臉通過攝像頭成像是光的反射現(xiàn)象
C.“刷臉”時,面部經攝像頭成正立、縮小的實像
D.“刷臉”時,面部應位于攝像頭的二倍焦距之外
解題思維導圖
變式訓練
1.重陽節(jié)小亮送給奶奶一個臺式放大鏡(如圖),放大鏡的焦距為25 cm,奶奶正確使用這個放大鏡看書時 ( )
A.書與放大鏡之間的距離應等于25 cm
B.書與放大鏡之間的距離應小于25 cm
C.看到的是倒立、放大的虛像
D.看到的是正立、放大的實像
2.班主任用照相機拍攝畢業(yè)照,同學們在相機底片上成 (選填“放大”或“縮小”)的實像;若兩個同學的像出現(xiàn)在照相機取景框外,要拍攝所有同學完整的像,照相機應 (選填“遠離”或“靠近”)同學們,同時將鏡頭向后縮。
【答案】例題　D
變式訓練　1.B　2.縮小　遠離
【實驗探究】
回歸教材——圖說物理
教材圖片 考查內容
一個圓柱形的玻璃瓶內裝滿水,把一支鉛筆放在玻璃瓶的后方,透過玻璃瓶,可以看到這支筆。鉛筆由靠近玻璃瓶的位置向遠處慢慢移動的過程中,到某一位置時,鉛筆尖會突然改變方向,“改變方向”后的像為 (選填“實”或“虛”)像
小明用凸透鏡觀察郵票,看到如圖所示的情景,則他看到的是正立、放大的 (選填“實”或“虛”)像
放大鏡是 鏡,要想看到的螞蟻更大一些,應該讓放大鏡離螞蟻更 (選填“遠”或“近”)一些
如圖所示,某同學讓太陽光通過透明的鏡片照射到白紙上,從圖中現(xiàn)象可以看出,此鏡片對光有 作用,所以此鏡片是 (選填“凸透鏡”或“凹透鏡”)
【答案】實　虛　凸透　遠　會聚　凸透鏡
圍繞課標——課標重點實驗
實驗導航
實驗:探究凸透鏡成像的規(guī)律
實驗裝置
進行實驗
(1)將蠟燭、凸透鏡和光屏依次放在光具座上,調整燭焰的中心、凸透鏡的中心和光屏的中心,使三者在同一高度。
(2)把蠟燭放在距凸透鏡盡量遠的位置上,調整光屏到凸透鏡的距離,使燭焰在光屏上成一個清晰的像,觀察像的大小、正倒和虛實,分別測量物距和像距。
(3)將蠟燭逐漸向凸透鏡移近,重復上述操作,直到光屏上得不到蠟燭的像,繼續(xù)把蠟燭向凸透鏡靠近,探究放大鏡成像的規(guī)律。
實驗結論
物距u 像距v 像的性質
u>2f fu=2f v=2f 倒立、等大的實像
f2f 倒立、放大的實像
u=f 不成像
u實驗母題串考點
母題 某實驗小組用一凸透鏡做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗。
進行實驗與收集證據(jù)
(1)如圖甲所示,將一束平行光正對凸透鏡照射,光屏上出現(xiàn)一個最小、最亮的光斑,則凸透鏡的焦距f= cm。
(2)如圖乙所示,將光具座上點燃的蠟燭的火焰、透鏡、光屏三者的中心調節(jié)在 ,目的是使像成在 。
(3)將蠟燭移到A處,并移動光屏,可得到 (選填“放大”或“縮小”)的像,日常生活中利用這一原理制成的光學儀器是 (選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”)。要使燭焰在光屏上所成的像變大,應保持透鏡的位置不動,調節(jié)蠟燭的位置,同時將光屏 (選填“靠近”或“遠離”)透鏡,直至得到清晰的像。
分析與論證
(4)實驗中多次讀取數(shù)據(jù),并根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪制了物距u與像距v之間的關系圖像,如圖丙所示。分析圖像可知,凸透鏡成實像時,物距越大,像距越 。
(5)實驗中,若用紙遮住凸透鏡一部分,光屏上 (選填“能”或“不能”)得到完整的像。
(6)蠟燭燃燒一段時間后會變短,燭焰的像會往 (選填“上”或“下”)移動,偏離光屏中心。
評估
(7)本實驗應該在亮度 (選填“較暗”或“較亮”)的環(huán)境下進行比較好。
(8)某次實驗時移動光屏始終找不到像,可能是因為透鏡與蠟燭的距離 (選填“大于”或“小于”)10 cm,此時燭焰通過凸透鏡成的是 像。
交流與合作
(9)如圖丁所示,當燭焰通過凸透鏡在光屏上成清晰的像時,小明取了一副眼鏡放在凸透鏡前,觀察到光屏上的像變模糊了,將光屏向遠離透鏡的方向移動適當距離后,像又變清晰了,則該眼鏡是 視眼鏡。
【答案】(1)10.0
(2)同一高度　光屏中央
(3)縮小　照相機　遠離
(4)小
(5)能
(6)上
(7)較暗
(8)小于　虛
(9)近
【真題精粹】
考向1 探究凸透鏡成像規(guī)律(6年5考)
1.(2023·江西)某同學探究凸透鏡成像規(guī)律時,光屏上得到了燭焰清晰的像(像未畫出),如圖所示。下列說法正確的是 ( )
A.光屏上的像是正立的
B.光屏上的像是放大的
C.投影儀是利用此成像原理制成的
D.撤去光屏,燭焰的像仍然在原處
2.(2021·江西)小明同學在探究凸透鏡成像規(guī)律時,把蠟燭和凸透鏡固定在如圖所示的位置,移動光具座上的光屏得到一清晰像(光屏未畫出),則該透鏡的焦距可能是 ( )
A.10 cm B.20 cm
C.30 cm D.40 cm
3.(2022·江西)物理創(chuàng)新實驗小組的同學探究凸透鏡成像的規(guī)律。
【實驗器材】蠟燭、凸透鏡、光屏、光具座等。
【進行實驗與收集證據(jù)】
(1)測焦距:如圖1所示,讓凸透鏡正對著太陽光,在它的另一側找到最小、最亮的光斑,說明凸透鏡對光具有 作用,該凸透鏡的焦距為 cm。
(2)組裝實驗裝置:將蠟燭、凸透鏡和光屏放在光具座上,并對三者進行調節(jié)。如圖2所示,這是他們分別調節(jié)完的實驗裝置,其中調節(jié)正確的是 裝置(填寫字母序號),理由是 ,使像清晰地呈現(xiàn)在光屏的中央。
(3)設計實驗表格:請將表格中①和②的內容補充到橫線上:① ;② 。
物距u跟焦距f的關系 像的性質
① 大小 ②
【分析與論證】略
【拓展】在實驗過程中,光屏上呈現(xiàn)了一個清晰的像,此時,某同學將焦距相同、直徑更大的凸透鏡替換原凸透鏡,則光屏上呈現(xiàn)的像比原來的像 (選填“更大”、“更小”或“更亮”)。
4.(2020·江西節(jié)選)探究凸透鏡成像的規(guī)律。
【設計實驗與進行實驗】
(1)實驗器材:刻度尺、凸透鏡、光屏、三個底座、蠟燭及火柴。
(2)如圖1所示,為保證像能成在光屏中央,將裝有底座的蠟燭、凸透鏡、光屏從左到右擺放在水平桌面上,調整位置,使它們排列在 上,再調節(jié)凸透鏡和光屏的高度,使它們的中心跟燭焰的中心大致在同一高度。
(3)如圖2所示,F為凸透鏡的焦點,A'B'為某次實驗時物體AB通過凸透鏡在光屏上成的像,則物體AB在圖中 區(qū)域,箭頭方向豎直向 ,其大小比像A'B' 。
5.(2023·臨沂)在探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗中,當蠟燭、凸透鏡和光屏的位置如圖所示時,光屏上恰能承接到燭焰清晰的像。下列判斷正確的是 ( )
A.實驗用凸透鏡的焦距為15.0 cm
B.光屏上的像是燭焰放大的實像
C.僅將凸透鏡左移不能再次成像
D.僅將光屏右移可模擬近視眼成像
考向2 凸透鏡成像規(guī)律的應用(6年2考)
6.(2019·江西)校園內安裝了許多監(jiān)控探頭,監(jiān)控探頭中的鏡頭相當于一個 透鏡,它能成倒立、縮小的 像。
7.(2023·日照)某興趣小組開展“創(chuàng)新服務生活,科技改變未來”的科技創(chuàng)新活動,模擬制作一款“智能”行駛玩具車。該玩具車利用車載傳感器(攝像頭、雷達)采集生成道路特征數(shù)據(jù),完成“自動”駕駛。作為傳感器之一的攝像頭,下列說法正確的是( )
A.攝像頭的鏡頭是凹透鏡
B.遇障礙物時,要想生成更大的像,鏡頭應該向前伸
C.攝像頭成的像是正立的虛像
D.成像時障礙物位于鏡頭的二倍焦距以內
考向3 眼睛與視力矯正　
8.(2017·江西)人的眼睛是一架精密的照相機。如圖所示,這是描述人眼看物體的成像圖,其中看遠處景物的是 圖,景物在視網膜上成的是 (選填“實”或“虛”)像。
【答案】1.D　【解析】由圖可知,此時物距大于像距,根據(jù)凸透鏡成實像時,物距大于像距,成倒立、縮小的實像,照相機就是利用此原理制成的,故A、B、C錯誤;由于此時成的是實像,所以即使實驗中撤去光屏,燭焰的像仍然在原處,故D正確。
2.A　【解析】從圖中可看出蠟燭到凸透鏡的距離為30.0 cm,而此時在光屏上能成清晰的像,說明物距大于一倍焦距,故可排除30 cm和40 cm;若f=10 cm,則30 cm在凸透鏡的二倍焦距之外,像在一倍焦距與二倍焦距之間,像距在10 cm~20 cm之間,即光屏在刻度70 cm~80 cm之間,符合題意,故選項A正確;若f=20 cm,則30 cm在凸透鏡的一倍焦距與二倍焦距之間,像在凸透鏡的二倍焦距之外,像距大于40 cm,即光屏在刻度100 cm以外,不符合題意,故選項B錯誤。
3.(1)會聚　5
(2)C　三者的中心大致在同一高度
(3)①正倒　②虛實
【拓展】更亮
【解析】(1)凸透鏡對光線有會聚的作用;最小、最亮的光斑就是該凸透鏡焦點的位置,焦點到透鏡光心的距離就是焦距,焦距f=5 cm。
(2)蠟燭、凸透鏡、光屏三者在同一條直線上,三者的中心大致在同一高度,像才能呈現(xiàn)在光屏的中心,由圖可知,C裝置符合要求。
(3)像的性質包括像的大小、正倒、虛實,由此可知,①為正倒,②為虛實。
(4)用另一個與原實驗中焦距相同但鏡面直徑更大的凸透鏡替代原來的凸透鏡再次實驗,經過凸透鏡的光線變多,所成的像與原來的像相比更亮些。
4.(2)同一直線
(3)④　上　大
【解析】(2)為了使像成在光屏的中央,需要將蠟燭、凸透鏡、光屏排列在同一直線上。(3)由圖可知,像距在一倍焦距和二倍焦距之間,物距應該大于二倍焦距,所以物體AB在圖中的④區(qū)域,此時像是倒立、縮小的實像,像A'B'箭頭方向豎直向下,物體AB箭頭方向豎直向上,像是縮小的,所以物體AB比像A'B'大。
5.D
6.凸　實
【解析】監(jiān)控探頭實質是一個凸透鏡,它的成像原理與照相機的成像原理相同,成倒立、縮小的實像。
7.B
8.甲　實
【解析】遠處景物的光比近處景物的光更為發(fā)散些,故可判斷出甲是看遠處景物的光路圖;人眼的晶狀體相當于凸透鏡,物體在其二倍焦距以外時,在視網膜上成倒立、縮小的實像。
2

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