第五講凸透鏡成像(師)

1、第五講 凸透鏡成像一、中考、競賽涉及的主要問題1、凸透鏡成像光路圖2、成像情況表物距像距像的大小 (放大或縮小)  像的正倒(正立或倒立)應(yīng)用二、典型例題【例1】小明有兩個(gè)小凸透鏡，焦距分別是5cm和10cm。在一次實(shí)驗(yàn)中，他想一束來自手電筒的光通過這兩個(gè)凸透鏡后，仍然為平行光。試問小明應(yīng)該怎樣放置這兩個(gè)凸透鏡呢？【精析精解】據(jù)凸透鏡的聚光特性知道，平行于主光軸的光線要會(huì)聚在焦點(diǎn)；從焦點(diǎn)發(fā)出的光要變成平行光線。顯然放置凸透鏡時(shí)，兩透鏡的焦點(diǎn)要重合。但還要考慮，焦距越長，聚光能力就越弱；焦距越短，聚光能力就越強(qiáng)等特性。 來自手電筒的光是平行光，所以小明放置凸透鏡的方

2、法有兩種。如果要得到比原來更為寬些的光束就按圖6-1（甲）放置，就是讓光先通過焦距為5cm的凸透鏡，再通過焦距為10cm凸透鏡。若要得到比原來更為窄一些的光束，就按圖6-1（乙）所示放置，就是讓光先通過焦距為10cm的凸透鏡，再通過焦距為5cm的凸透鏡。 圖1（甲） 圖1（乙） 圖2【例2】 在離焦距20 cm的凸透鏡的正前方100 cm，一個(gè)物體以10 cm/s的速度向凸透鏡靠攏，運(yùn)動(dòng)7s時(shí)，物體所成的像為（ ）A倒立、放大的實(shí)像 B倒立、縮小的實(shí)像 C倒立、放大的虛像 D倒立、等大的實(shí)像【精析精解】 當(dāng)物體向凸透鏡移動(dòng)70 cm時(shí)，物體離凸透鏡的距離是：100 cm-70 cm=30 cm

3、，已知凸透鏡的焦距f=20cm，此時(shí)2fuf，所成的像是倒立、放大的實(shí)像。正確答案為A?！纠?】投影儀是教學(xué)中常用的儀器，如圖2所示是投影儀的結(jié)構(gòu)圖，在水平放置的凸透鏡的正上方有一與水平面成450角的平面鏡，右邊豎直放一屏幕。物體發(fā)出的光線經(jīng)過凸透鏡和平面鏡后，可在屏上成一清晰的像。一位教師在使用投影儀時(shí)，發(fā)現(xiàn)在屏幕卡拉奇畫面太小，正確的調(diào)節(jié)方法是（ ） A減小投影儀與屏幕間的距離，下調(diào)凸透鏡，減小凸透鏡到物體間的距離B減小投影儀與屏幕間的距離，上調(diào)凸透鏡，增大凸透鏡到物體間的距離C增大投影儀與屏幕間的距離，下調(diào)凸透鏡，減小凸透鏡到物體間的距離D增大投影儀與屏幕間的距離，上調(diào)凸透鏡，增大凸透鏡

4、到物體間的距離【精析精解】 要增大畫面（像），必須減小物距，增大像距，所以，增大投影儀與屏幕間的距離，下調(diào)凸透鏡，減小凸透鏡到物體間的距離便可達(dá)到此目的。正確答案為C。 【例4】小明在光具座上做“研究凸透鏡成像”的實(shí)驗(yàn)。當(dāng)光屏、透鏡及燭焰的相對位置如圖4所示時(shí)，恰能在光屏上得到一個(gè)清晰的像。由此判斷，他所用凸透鏡的焦距（ ）A一定大于20cm B一定小于8cm C一定在10cm到16cm之間 D一定在8cm到10cm之間【精析精解】從圖上距離可知，物距u大于像距v，可以判斷像比物小，即是一個(gè)倒立、縮小的實(shí)像，符合照相機(jī)原理。因?yàn)?u=20cm>2f所以 f<10cm.又因?yàn)?f&l

5、t;v=16cm<2f所以 8cm<v<16cm. 由可得 8cm<f<10cm 正確答案為D。 【例5】生物課上常用的顯微鏡能對微小的物體進(jìn)行高倍放大，它利用兩個(gè)焦距不同的凸透鏡分別作為物鏡和目鏡對被觀察物體所成的像是 ( ).物鏡成倒立、放大的實(shí)像 B.物鏡和目鏡都成實(shí)像 .物鏡和目鏡都成虛像 D.目鏡成正立、放大的虛像【精析精解】顯微鏡中兩個(gè)透鏡都是凸透鏡，靠近被放大物體的叫物鏡，因?yàn)橛^察時(shí)，被放大物體在其焦距與二倍焦距之間，所以相當(dāng)于一個(gè)投影儀，成倒立、放大的實(shí)像?？拷劬Φ耐哥R叫目鏡，物鏡所成的實(shí)像落在目鏡的焦點(diǎn)以內(nèi)，此實(shí)像想當(dāng)于目鏡的物（被目鏡進(jìn)一步放

6、大），所以目鏡成的是正立、放大的虛像。從而大提高了放大倍數(shù)。 正確答案為、?！纠?】有兩只干凈的玻璃杯，一只裝滿純凈水，一只是空的，你怎樣用眼睛來判斷哪只杯里有水？【精析精解】與空氣相比，水與玻璃的折射光情形接近。將裝滿水的玻璃杯子視作凸透鏡即可。方案一：將兩個(gè)本子放在窗臺(tái)前，能在杯影區(qū)域中產(chǎn)生明亮光圈的裝有純凈水，另一種一只是空杯子。因?yàn)樗耐腹庑员瓤諝獠?，所以在光照下有一定程度的暗影。由于裝水的杯子相當(dāng)于一凸透鏡，它對光有會(huì)聚作用，所以在暗影區(qū)有明顯的光圈存在。方案二：將手指分別放在兩只杯子后面，通過杯子觀察手指的像。能看到手指放大像（特別是在左右方向上成放大像）杯子中裝有純凈水，另一只是

7、空的。三、經(jīng)典練習(xí)1、（2003昆明）如圖，某同學(xué)拿著一個(gè)凸透鏡正對著太陽光，用一張白紙?jiān)谕哥R的另一側(cè)來回移動(dòng)，得到一個(gè)最小最亮的光斑，測得此時(shí)光斑到透鏡光心的距離是6cm。該同學(xué)用此透鏡觀察較小的文字時(shí)，看到了正立的較大的字，則較小文字到透鏡的距離（ ） CA等于12cm B大于6cm小于12cm C.小于6厘米 D大于12cm2、放映幻燈時(shí)，幻燈片應(yīng)放在離鏡頭( )A. 2倍焦距和焦距之間，正立放置B. 2倍焦距和焦距之間，倒立放置C. 大于2倍焦距處，正立放置D. 大于2倍焦距處，倒立放置.3、在“研究凸透鏡成像”的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)蠟燭遠(yuǎn)離凸透鏡移動(dòng)一倍焦距的距離后，蠟燭通過凸透鏡成放大、倒立

8、的實(shí)像，則蠟燭原來通過凸透鏡所成的像一定是（）A. 放大正立的 B. 放大倒立的 C. 縮小正立的 D. 縮小倒立的 4、 照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡照相時(shí)景物距鏡頭1米，可以在膠片上成倒立、縮小清晰的像，由此可知照相機(jī)鏡頭的焦距( )A. 一定等于0.5米B. 一定小于0.5米C. 一定等于1米D. 一定大于1米5、（2005.成都課改）（ ）答案：A6、（2005.莆田）在研究凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)燭焰離凸透鏡的距離小于焦距時(shí)，眼睛通過透鏡觀察到的虛像可能是圖2中的（ ） B圖27、（2005.蕪湖課改）某物體放在凸透鏡前30cm 處時(shí)，能在光屏上得到一個(gè)倒立縮小的實(shí)像，則該凸透鏡的焦距可

9、能是（ ) DA 40cm B30cm C 20cm D10cm8、（2005.江蘇南通）小明在做“凸透鏡成像”實(shí)驗(yàn)時(shí)，將點(diǎn)燃的蠟燭放在凸透鏡前20cm處，在透鏡另一側(cè)的光屏上觀察到縮小的像小明又把點(diǎn)燃的蠟燭置于原來的光屏處，則所成像的性質(zhì)是（ ）A A倒立放大的實(shí)像 B正立放大的虛像 C倒立縮小的實(shí)像 D倒立等大的實(shí)像9、（2005.泰安）在觀察凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)中，把物體從距凸透鏡2倍焦距之外，逐漸向凸透鏡靠攏的過程中，光屏上所成的像將（ ）A A一直變大 B一直變小 C先變大后變小 D先變小后變大10、眼睛是心靈的窗戶，關(guān)于眼睛及其視力矯正，下列說法正確的是（ ）D A眼睛的晶狀體相當(dāng)于凹

10、透鏡 B物體通過晶狀體所成的像是虛像C近視眼看不清遠(yuǎn)處景物，是因?yàn)榫拔锏南衤湓谝暰W(wǎng)膜后方D用來矯正遠(yuǎn)視眼視力的眼鏡鏡片是凸透鏡 11、（2004.成都郫縣課改）郫縣正在加快“城市化”建設(shè)的步伐。城市建設(shè)規(guī)劃是城市建設(shè)的一項(xiàng)重要工作，為此，需要航空攝影人員從高空給城市拍照，若所用的照相機(jī)鏡頭的焦距為60 mm，則膠片與鏡頭的距離應(yīng)( ) D A.大于1 20 mm B.恰為1 20 mm C.小于60 mm D.略大于60 mm12（2004.福建寧德）小麗用照相機(jī)對遠(yuǎn)處的同學(xué)進(jìn)行拍照，拍出的底片如圖3乙所示，若相機(jī)的焦距不變，要使底片的像如圖3甲所示，則 ( ) B 圖3A小麗離被拍同學(xué)的距離

11、遠(yuǎn)些，鏡頭要往前伸 B小麗離被拍同學(xué)的距離近些，鏡頭要往后縮C小麗離被拍同學(xué)的距離遠(yuǎn)些，鏡頭要往后縮 D小麗離被拍同學(xué)的距離近些，鏡頭要往前伸13.（2004.福州）下列表示平面鏡和凸透鏡成像情況的圖4中，正確的是（ ）B圖414. （2004.廣東）（多選題）下列說法中正確的是（ ） A、B、DA.照相機(jī).幻燈機(jī)的鏡頭都相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡B.使用幻燈機(jī)時(shí)，為了在屏幕上得到正立的像，幻燈片應(yīng)倒立放置C.只要是放大鏡，無論什么情況下都能成放大的像D.平面鏡只能成等大的像15（2004.寧波）小麗看書總得把書放得很近，而她外公看報(bào)紙時(shí)卻把報(bào)紙放得很遠(yuǎn)，小麗和外公應(yīng)分別戴裝有什么的眼鏡矯正視力（ ）

12、D；A.都是凸透鏡 B.都是凹透鏡 C.凸透鏡和凹透鏡 D.凹透鏡和凸透鏡16（2005.常州）人的眼睛像一架照相機(jī)，物體經(jīng)晶狀體成像于視網(wǎng)膜上對于近視眼患者而言，遠(yuǎn)處物體成像的位置和相應(yīng)的矯正方式是（ ） BA.像落在視網(wǎng)膜的前方，需配戴凸透鏡矯 B.像落在視網(wǎng)膜的前方，需配戴凹透鏡矯正C.像落在視網(wǎng)膜的后方，需配戴凸透鏡矯 D.像落在視網(wǎng)膜的后方，需配戴凹透鏡矯正17（2004.陜西）下列現(xiàn)象中，看到的是物體實(shí)像的是（ ） BA.觀賞站在淺水中的天鵝及其倒影 B.看幻燈機(jī)放映的圖像C.從模型潛望鏡中觀察景物 D.從顯微鏡下觀察植物的切片18（2003.哈爾濱）小樂用放大鏡看指紋時(shí)，覺得指紋

13、的像太小，為使指紋的像大一些，正確的做法是 （ ） AA眼睛和手指不動(dòng)，讓放大鏡離手指稍近些 B.眼睛和手指不動(dòng)，讓放大鏡離手指稍遠(yuǎn)些C放大鏡和手指不動(dòng)，讓眼睛離放大鏡稍近些 D放大鏡和手指不動(dòng)，讓眼睛離放大鏡稍遠(yuǎn)些二、填空題1（2005.北京）圖5 是“研究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)示意圖，MN為凸透鏡的主光軸，F(xiàn) 為凸透鏡的焦點(diǎn)。將點(diǎn)燃的蠟燭放在凸透鏡的左側(cè)時(shí)，若在a 透鏡右側(cè)的光屏上（光屏未畫）得到燭焰清晰放大的實(shí)像，則蠟燭可能置于透鏡左側(cè)a、b 、c、d 四點(diǎn)中的 點(diǎn)處。 就是利用凸透鏡這一成像特點(diǎn)制成的。 c、幻燈機(jī)（或投影儀）圖52（2005.河北課改）用照相機(jī)拍照時(shí)，人到鏡頭的距離應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)_

14、鏡頭的焦距（選伍“大于”或“小于”）如圖6所示，人的眼球好像一架照相機(jī)，晶狀體和角膜的共同作用相當(dāng)于一個(gè)_透鏡 外界物體在視網(wǎng)膜 上所成的像是_的實(shí)像（選項(xiàng)“正立”或“ 倒立”）。2 大于；凸；倒立；3（2004.黑龍江寧安課改）在“小小鏡頭，展家鄉(xiāng)風(fēng)貌”的活動(dòng)中，寧安市某中學(xué)攝影小組的新新同學(xué)，在拍攝鏡泊湖瀑布的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)照相機(jī)底片上所成的像太小了，他應(yīng)將照相機(jī) 瀑布(選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)，同時(shí)將暗箱 (選填“拉長”或“縮短”)4靠近；拉長4（2004.河北）醫(yī)用體溫計(jì)的刻度部分為三棱體，橫截面如圖8所示，其正面呈圓弧形，這樣就可看清體溫計(jì)內(nèi)極細(xì)的汞柱，以便于讀數(shù)，這是因?yàn)閳A弧形玻璃的作

15、用相當(dāng)于_，我們用它能看到汞柱被放大后正立的_像。 5凸透鏡(或放大鏡) 虛圖95. （2004.湖北黃岡）如圖9所示，魚缸中只有一條小魚，而眼睛從A點(diǎn)可以觀察到兩條，一條魚的位置變淺，另一條魚變大。前者是由于形成的（填“實(shí)或虛”）。 在水面處發(fā)生折射；虛；右；虛；6用一個(gè)我們所知道的光學(xué)無件，使一細(xì)束光的光路發(fā)生如圖所示的改變，其答案有多種可能性。如圖A是其中一種可能性的解題示例，這個(gè)示例反映了光路與元件位置的完整關(guān)系。請參照示例分別畫出圖中B和C的另外兩種可能性。 答案：三、探究與解答題1（2005.貴陽課改）將一張塑料紙鋪在報(bào)紙上，用筷子在塑料紙上滴一個(gè)直徑為幾毫米的水珠，透過塑料紙上的水珠看報(bào)紙上的字時(shí)，水珠下的字被放大了，這是為什么？通過水珠看到的字是實(shí)像還是虛像？1.因?yàn)樗橄喈?dāng)于一個(gè)凸透鏡,字在它的焦距之內(nèi),所以成放大的虛像.2（2005.徐州課改）如圖10所示，是趙強(qiáng)同學(xué)用蠟燭、凸透鏡和光屏研究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置，其中還需要調(diào)整的是： 。調(diào)整后燭焰能在光屏上成 立的實(shí)像，若想使像變大，應(yīng)將蠟燭向 移。 圖102降