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文檔簡介
專題03透鏡及其應用1.了解凸透鏡、凹透鏡對光的作用;2.知道凸透鏡的焦點、焦距和主光軸;3.理解凸透鏡成放大、縮小實像和虛像的條件;4.知道照相機、幻燈機和放大鏡的原理;5.知道近視眼和遠視眼的矯正;6.了解望遠鏡、顯微鏡的工作原理。要點一、透鏡1、凸透鏡:(1)中間厚邊緣薄的透鏡叫凸透鏡。(2)凸透鏡對光線有會聚作用。2、凹透鏡:(1)中間薄邊緣厚的透鏡叫凹透鏡。(2)凹透鏡對光線有發(fā)散作用。3、透鏡的主光軸和光心:如下圖所示:透鏡上通過兩個球心的直線CC′叫主光軸;主光軸上有一個特殊點,通過該點的光其傳播方向不變,這個點是光心。4、凸透鏡的焦點、焦距(1)焦點:凸透鏡能使跟主軸平行的光線會聚在主光軸上的一點,這點叫透鏡的焦點,用“F”表示。(2)焦點到光心的距離叫焦距,用“f”表示。[歸納梳理]1、凡是透光性能優(yōu)良的材料都能磨制成透鏡,如冰、水晶、金剛石、高分子透明樹脂、有機玻璃等。透鏡是一種模型,常見的物體如近視鏡、遠視鏡、放大鏡,甚至一滴水都可以看做是一個透鏡。2、凸透鏡對光具有會聚作用,并不是說光通過凸透鏡后一定會聚在一點或一定是一束會聚光束。會聚是相對于不發(fā)生折射時的光來說的。
3、凹透鏡對光具有發(fā)散作用,并不是說通過凹透鏡后的光束一定是發(fā)散的或延長不相交。發(fā)散是相對于不發(fā)生折射時的光來說的。例1:下列說法中,不正確的是()A.所有通過凸透鏡光心的光線都不會改變方向B.平行于主光軸的光線經過凸透鏡后會聚于焦點C.光線通過凸透鏡的光路是可逆的D.光線通過凹透鏡的光路是不可逆的【答案】D【詳解】A.通過透鏡光心的光線都不會改變方向,說法正確,故A正確,A不符合題意;B.平行于主光軸的光線經過凸透鏡后會聚于焦點,平行于主光軸的光線經凹透鏡折射后,其折射光線的反向延長線過焦點,故B正確,B不符合題意;C.折射時,光路是可逆的,所以光線通過凸透鏡折射后,光路是可逆的,故C正確,C不符合題意;D.因為折射時,光路是可逆的,所以光線通過凹透鏡的光路也是可逆的,故D錯誤,D符合題意。故選D。例2:關于凸透鏡的焦點和焦距,下列說法錯誤的是()A.凸透鏡有兩個實焦點B.經過凸透鏡的光線一定會會聚于一點C.平行于主光軸的光線經過凸透鏡后會聚于焦點D.把一點光源放在焦點上,通過凸透鏡后的光線一定平行于主光軸【答案】B【詳解】A.根據(jù)凸透鏡的特點可知,凸透鏡有兩個實焦點,故A正確,不符合題意;B.只有平行于凸透鏡主光軸的光線才會會聚于焦點,故B錯誤,符合題意;C.平行于凸透鏡主光軸的光線經凸透鏡折射后都可以會聚到一點,即焦點,故C正確,不符合題意;D.根據(jù)光路的可逆性,點光源放在焦點上時,通過凸透鏡的光線一定平行于主光軸,故D正確,不符合題意。故選B。要點二、探究凸透鏡成像規(guī)律1、實驗目的:觀察凸透鏡成各種像的條件
2、實驗器材:凸透鏡、光具座、蠟燭、光屏、火柴
3、實驗步驟:
(1)共軸調節(jié),把蠟燭、凸透鏡、光屏依次擺放在光具座上。點燃蠟燭,調整蠟燭、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度。
(2)把蠟燭放在較遠處,使,移動光屏,直到光屏上出現(xiàn)明亮、清晰的燭焰的像。觀察這個像是倒立的還是正立的,是放大的還是縮小。測量像距和物距。
(3)把蠟燭移向凸透鏡,讓蠟燭到凸透鏡的距離等于,移動光屏,直到光屏上出現(xiàn)明亮、清晰的燭焰的像。觀察像到凸透鏡的距離、像的倒正和大小。測量像距和物距。
(4)把蠟燭再靠近凸透鏡,讓蠟燭到凸透鏡的距離在,移動光屏,直到光屏上出現(xiàn)明亮、清晰的燭焰的像。觀察像到凸透鏡的距離、像的倒正和大小。測量像距和物距。
(5)把蠟燭繼續(xù)靠近凸透鏡,讓蠟燭在凸透鏡的焦點上,移動光屏,看是否能夠成像
(6)把蠟燭移動到凸透鏡的焦點以內,移動光屏,在光屏上還能看到燭焰的像嗎?2、凸透鏡成像規(guī)律記憶口訣:“一焦分虛實,二焦分大?。怀蓪嵪駮r,物近像遠像變大;成虛像時,物近像近,像變小?!保?)“一焦分虛實”:物體在一倍焦距以內成虛像,一倍焦距以外成實像。(2)“二焦分大小”:物距小于二倍焦距,成放大的像,(焦點除外);物距大于二倍焦距成縮小的。(3)“成實像時,物近像遠像變大”:成實像時,物體靠近透鏡,像遠離透鏡,像逐漸變大。(4)“成虛像時,物近像近,像變小”:成虛像時,物體靠近透鏡,像也靠近透鏡,像逐漸變小。[歸納梳理]做凸透鏡成像實驗時,為了保證成像在光屏的中央。應該調節(jié)蠟燭、凸透鏡、光屏的中心在同一條直線上,并且在同一高度。例1:如圖所示,是生活中隨處可見的透鏡。下列關于透鏡的說法正確的是()A.人臉經攝像頭成倒立縮小的像B.電影影片經投影儀成正立等大的像C.通過照相機看遠處的樹是倒立放大的像D.透過魚缸看見的魚是正立縮小的像【答案】A【詳解】A.攝像頭是一個凸透鏡,物體在凸透鏡的二倍焦距以外,物體成倒立、縮小的實像,故A正確;B.電影機鏡頭是一個凸透鏡,物體在一倍焦距和二倍焦距之間,物體成倒立、放大的實像,故B錯誤;C.根據(jù)相機的成像原理,當物距大于兩倍焦距時,成倒立、縮小的實像,故C錯誤;D.魚缸與缸中的水構成凸透鏡,金魚及金魚所成的像均在透鏡的一側,所以看到的將是正立的放大的虛像,故D錯誤。故選A。例2:在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中,將點燃的蠟燭放在距凸透鏡24cm處,在透鏡另一側距透鏡16cm處的光屏上得到燭焰清晰的像。下列說法正確的是()A.光屏上所成的是倒立、放大的實像B.該透鏡的焦距f一定滿足8cm<f<12cmC.將點燃的蠟燭移至距透鏡8cm處,不能觀察到燭焰放大的虛像D.透鏡位置不變,蠟燭和光屏位置互換,光屏上不能得到燭焰清晰的像【答案】B【詳解】A.蠟燭距離凸透鏡24cm時,在透鏡的另一側16cm處光屏上得到一個清晰的像,物距大于像距,成倒立、縮小實像,故A錯誤;B.此時物體的位置在二倍焦距以外,像在一倍焦距和二倍焦距之間,即24cm>2f,2f>16cm>f解得8cm<f<12cm故B正確;C.將點燃的蠟燭移至距透鏡8cm處,此時物距小于一倍焦距,可以能觀察到燭焰放大的虛像,故C錯誤;D.光的折射現(xiàn)象中光路可逆,所以保持凸透鏡位置不變,將蠟燭與光屏位置互換,光屏上仍能得到清晰的像,故D錯誤。故選B。要點三、凸透鏡的應用1、照相機:鏡頭相當于凸透鏡,來自物體的光經過照相機鏡頭后會聚在膠片上,成倒立、縮小的實像。
2、投影儀:鏡頭相當于凸透鏡,來自投影片的光通過凸透鏡后成像,再經過平面鏡改變光的傳播方向,使屏幕上成倒立、放大的實像。
3、放大鏡:成正立、放大的虛像。4、顯微鏡:物鏡焦距較短,物體通過它成倒立、放大的實像(像投影儀的鏡頭);目鏡焦距較長,物鏡成的像經過它成放大的虛像(像放大鏡)。5、望遠鏡:(開普勒望遠鏡)物鏡的作用是使遠處的物體在焦點附近成實像,目鏡的作用相當于一個放大鏡,用來把這個像放大。
[歸納梳理]1、為了使幕上的像“正立”(朝上),幻燈片要倒著插。
2、照相機的鏡頭相當于一個凸透鏡,暗箱中的膠片相當于光屏,我們調節(jié)調焦環(huán),并非調焦距,而是調鏡頭到膠片的距離,物離鏡頭越遠,膠片就應靠近鏡頭。例1:如圖所示,望遠鏡的物鏡的直徑比我們眼睛的瞳孔大得多,這樣做的目的是()A.這樣可以會聚更多的光,使得所成的像更明亮;B.這樣它可以擴大視角,使我們看到更廣闊的宇宙;C.這樣做既美觀又有氣勢;D.這樣做可以使物鏡焦距更長,從而使人看得更遠【答案】A【詳解】望遠鏡是由兩組透鏡組成,靠近眼鏡的叫目鏡,靠近被測物體的叫物鏡,物鏡的作用是物體在焦點附近成實像,天文望遠鏡的物鏡口徑做得較大,是為了會聚更多的光線,使得所成的像更加明亮,從而觀測到更暗的星。故A符合題意,BCD不符合題意。故選A。例2:用手機掃描二維碼可以快捷方便地完成收付款交易;下列說法正確的是(
)A.二維碼是光源才能被掃描B.手機的攝像頭相當于凹透鏡C.二維碼通過手機攝像頭成縮小的虛像D.二維碼到攝像頭的距離大于二倍焦距【答案】D【詳解】A.二維碼自身不能發(fā)光,所以二維碼不是光源,故A錯誤;BCD.手機攝像頭相當于凸透鏡,利用手機拍照或掃碼時,二維碼到攝像頭的距離是物距,物距要大于二倍焦距,成倒立、縮小的實像,故BC錯誤,D正確。故選D。例3:分析如圖所示天文愛好者用的望遠鏡的光路圖可知()A.它的物鏡是平面鏡B.它的目鏡是凹透鏡C.遠處景物通過物鏡成縮小的像D.遠處景物通過物鏡成放大的像【答案】C【詳解】A.如圖所示,光線通過物鏡后會聚,平面鏡不是透鏡,故A不符合題意;B.如圖所示,光線通過物鏡后會聚,凸透鏡對光有會聚作用,而凹透鏡對光線具有發(fā)散作用,故B不符合題意;CD.如圖所示,光線通過物鏡后會聚,遠處的景物經物鏡成縮小的像,故C符合題意,D不符合題意。故選C。要點四、眼睛和眼鏡1、近視眼和遠視眼:近視眼遠視眼表現(xiàn)只能看清近處的物體,看不清遠處的物體。只能看清楚遠處的物體、看不清近處的物體。成因晶狀體變得太厚,折射光的能力太強或由于眼球在前后方向上太長,視網膜距晶狀體過遠,來自遠處的光會聚在視網膜之前,視網膜上得不到清晰的像。如圖:
晶狀體太薄,折光能力太弱,或者是眼球在前后方向上太短,來自近處物體的光線發(fā)散程度較大,光會聚到了視網膜之后。
矯正2、眼鏡的度數(shù):(1)焦度:透鏡的焦距越短,折光本領越大,透鏡焦距的倒數(shù)叫透鏡焦度。用φ表示即:
(2)焦距以米為單位時,焦度的單位是屈光度。眼鏡度數(shù)是屈光度數(shù)乘以100。如焦距為1/5m的凸透鏡,焦度為5屈光度,用它做成的遠視鏡片為+500度。
(3)度數(shù):遠視鏡的度數(shù)為正數(shù),近視眼的度數(shù)為負數(shù)。例1:如圖所示,將凸透鏡看作是眼睛的晶狀體,光屏看作是眼睛的視網膜,燭焰看作是眼睛觀察的物體。拿一個近視眼鏡給“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。那么在拿走近視眼鏡后,下列操作能使光屏上重新得到清晰像的是()A.光屏和透鏡不動將蠟燭適當遠離透鏡B.將光屏適當遠離凸透鏡或將蠟燭適當靠近凸透鏡C.蠟燭和透鏡不動將光屏適當靠近透鏡D.透鏡不動光屏和蠟燭同時適當遠離透鏡【答案】C【詳解】近視鏡片屬于凹透鏡,凹透鏡對光線有發(fā)散作用,拿一個近視眼鏡給“眼睛”戴上時,凸透鏡所成的像會后移;拿走近視鏡片后,蠟燭燭焰的像成在光屏的前面,即凸透鏡所成的清晰的像應該在光屏和透鏡之間,所以應將光屏向靠近透鏡方向移動;根據(jù)凸透鏡成實像時,物距變小,像距變大,像變大,即光屏和透鏡不動,也可將蠟燭適當靠近凸透鏡,才能在光屏上得到清晰的燭焰的像。故C符合題意,ABD不符合題意。故選C。例2:王老師在改作業(yè)時自言自語道:“老了,作業(yè)本上的字都看不清了,放遠點就好了?!庇纱丝芍?,能解釋王老師視力障礙的模型和所需佩戴眼鏡的鏡片分別是圖中的()A.甲和丙 B.甲和丁 C.乙和丙 D.乙和丁【答案】D【詳解】由題意知,王老師患了遠視眼,也就是老花眼;遠視眼的晶狀體較薄,會聚能力較弱,看近處的物體時,將像成在視網膜的后面,為了使光線會聚在原來的會聚點前面的視網膜上,就需要在光線進入人的眼睛之前會聚一下,因此佩戴對光線具有會聚作用的凸透鏡來矯正。由圖可知,能解釋王老師視力障礙的模型是乙,所需佩戴眼鏡的鏡片是中央厚、邊緣薄的凸透鏡,即圖中的丁。故ABC不符合題意,D符合題意。故選D。難點一、透鏡1、凸透鏡:(1)中間厚邊緣薄的透鏡叫凸透鏡。(2)凸透鏡對光線有會聚作用。(3)凸透鏡的三條特殊光線2、凹透鏡:(1)中間薄邊緣厚的透鏡叫凹透鏡。(2)凹透鏡對光線有發(fā)散作用。(3)凹透鏡的三條特殊光線:例1:如圖所示,點光源S發(fā)出的光,經凸透鏡折射后會聚成像點S'。若讓光源S沿平行于主光軸的方向遠離透鏡移動,像S'移動的情況是()A.沿主光軸方向靠近透鏡 B.沿O與S'連線方向遠離透鏡C.沿F2與S'連線方向靠近透鏡 D.沿F1與S'連線方向遠離透鏡【答案】C【詳解】點光源發(fā)出無數(shù)條光線,取其中的兩條:①平行于主光軸的入射光線經過凸透鏡折射后焦點;②過光心入射光線其傳播方向不變。兩條折射光線的交點即為點光源S通過凸透鏡成的像。當光源S沿平行主軸的方向遠離透鏡移動到A點時,像S′的移動情況是沿F2與S′連線方向靠近透鏡移動到S″,如圖所示:故選C。例2:物體放在凸透鏡前10厘米處,在透鏡另一側的光屏上成一個倒立放大的像.當物體距凸透鏡8厘米時,所成的像(
)A.一定是倒立放大的實像 B.可能是倒立縮小的實像C.一定是正立放大的虛像 D.一定是放大的像【答案】D【詳解】A.物體放在凸透鏡前10cm處,那么物距SKIPIF1<0,在透鏡另一側的光屏上成一個倒立放大的像,根據(jù)凸透鏡的成像規(guī)律可知,SKIPIF1<0,即SKIPIF1<0,整理可得SKIPIF1<0,當SKIPIF1<0時,物體距凸透鏡8cm,成的是放大正立的虛像,A項不合題意;B.由上述可知,SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,物距不可能大于兩倍焦距,那么不可能成倒立縮小的實像,B項不合題意;C.當SKIPIF1<0時,根據(jù)凸透鏡的成像規(guī)律,SKIPIF1<0,那么成倒立放大的實像,C項不合題意;D.由凸透鏡的成像規(guī)律可知,當SKIPIF1<0時,SKIPIF1<0,成倒立放大的實像;當SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,成正立放大的虛像;綜上所述,都是放大的像,選項D符合題意.難點二、凸透鏡成像規(guī)律及應用1、探究凸透鏡成像規(guī)律:(1)從左向右依次放置蠟燭、凸透鏡、光屏。
(2)調整它們的位置,使三者在同一直線(光具座不用);
(3)調整它們,使燭焰的中心、凸透鏡的中心、光屏的中心在同一高度。2、凸透鏡成像規(guī)律總結:(1)焦點是成實像和虛像的分界點;
(2)二倍焦距處是成放大實像和縮小實像的分界點;
(3)倒立的都是實像、正立的都是虛像;
(4)當u>v時,像是縮小的;反之,像是放大的;
(5)成實像時:當物距減小時,像距和像都增大;反之,物距增大,像和像距都減小。簡言之“物近像遠像變大;”
(6)無論是成實像還是虛像,只要物體向焦點靠近,所成的像都變大;
(7)像與物左右相反,上下相反;
(8)凸透鏡破損或有污漬,不影響成像的完整性,只是讓像變暗;
(9)物和像在透鏡同側的是虛像;異側的是實像。3、利用三條光線完成凸透鏡成像規(guī)律作圖:
①畫一直線表示主光軸;
②把透鏡放在主光軸中央,從透鏡的位置開始在左右兩邊的軸上用粉筆標出等于焦距和2倍焦距的位置;
③物體分別設三個位置;(u<f、f<u<2f、u>2f)
④畫出平行于主光軸的光線被凸透鏡折射后經過焦點的光線;
⑤通過焦點的光線被凸透鏡折射以后平行于主光軸射出;
⑥兩條折射光線在透鏡另一側相交于一點;
⑦過這一點作垂直主光軸的線,這就是物體的像;
⑧若兩條折射光線在透鏡另一側不相交,反向延長,交于物體與透鏡同側;
⑨過這一點作垂直主光軸的線,用虛線表示其成的虛像,如圖所示:
[歸納梳理]凸透鏡成像規(guī)律:物距(u)像的性質像距(v)應用倒正實虛放大或縮小u>2f倒立實像縮小f<v<2f照相機u=2f倒立實像等大v=2f實像大小轉折點f<u<2f倒立實像放大v>2f幻燈機u=f不成像像的虛實轉折點u<f正立放大虛像v>u放大鏡例1:物體放在凸透鏡前12cm處,在透鏡另一側的光屏上成一個倒立放大的像,當物體距凸透鏡8cm時所成像()A.一定是倒立放大的實像 B.可能是倒立縮小實像C.可能是倒立等大的實像 D.可能是正立放大虛像【答案】D【詳解】物體離凸透鏡12cm時,在透鏡的另一側得到一個倒立的、放大的實像,根據(jù)2f>u>f所以2f>12cm>f可得焦距12cm>f>6cm當物體距凸透鏡8cm時2f>8cm>f根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律即可得出,所成的像也是倒立放大的實像;當物體距凸透鏡8cm,f=8cm時,不成像;當物體距凸透鏡8cm,f>8cm時,成的是正立放大的虛像。綜上所述,此題有3種情況:①可能是倒立放大的實像;②可能是正立放大的虛像;③可能不成像,故ABC不符合題意,D符合題意。故選D。例2:使用光學儀器時常常需要調節(jié),下列哪些措施是正確的()A.用放大鏡看地圖,為了使地圖放的大些,應將放大鏡與地圖之間的距離調大些B.照相機對著某人照相時,底片上恰好呈現(xiàn)清晰的全身像,如果要拍出清晰的半身像,只要將照相機向他移動適當?shù)木嚯xC.攝影記者采訪一會議,先給大會主席臺拍了一個特寫鏡頭,為了拍攝主席臺全景,他后退了好幾步,然后將照相機暗箱長度調長了一些D.如果幻燈機銀幕上呈現(xiàn)的清晰畫面太小,那么,應將幻燈機往后移動一定距離,同時將幻燈片與鏡頭之間的距離調長一些【答案】A【詳解】A.用放大鏡看地圖時,是利用凸透鏡成正立、放大的虛像,凸透鏡成虛像時,物距越大,像越大,即需要增大放大鏡和地圖之間的距離,故A正確;B.照相機對著某人照相時,底片上恰好呈現(xiàn)清晰的全身像,如果要拍出清晰的半身像,即所成的像變大,根據(jù)凸透鏡的動態(tài)成像規(guī)律,物近像遠像變大,物距應該變小,要將照相機向他移動適當?shù)木嚯x,并且底片應該遠離凸透鏡,故B錯誤;C.攝影記者采訪一會議,先給大會主席臺拍了一個特寫鏡頭,為了拍攝主席臺全景,即所成的像變小,根據(jù)凸透鏡的動態(tài)成像規(guī)律,物遠像近像變小,物距應該變大,他應該后退好幾步,并且照相機暗箱長度調短一些,故C錯誤;D.如果幻燈機銀幕上呈現(xiàn)的清晰畫面太小,即所成的清晰像要變大,根據(jù)凸透鏡的動態(tài)成像規(guī)律,物近像遠像變大,幻燈機應該遠離銀幕,即應將幻燈機往后移動一定距離,同時將幻燈片與鏡頭之間的距離調短一些,故D錯誤。故選A。類型一、凸透鏡成像規(guī)律及應用1.(2022·山東棗莊·中考真題)在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗中,蠟燭、凸透鏡、光屏在光具座上的位置如圖所示,這時燭焰在光屏上能成等大清晰的像。關于本實驗下列說法正確的是()A.凸透鏡的焦距是20cmB.把蠟燭移至刻度尺10cm處,凸透鏡不動,移動光屏,能在光屏上得到清晰的像C.把蠟燭移至刻度尺32cm處,凸透鏡不動,移動光屏,能在光屏上得到清晰的像。這與照相機的成像原理相同D.把蠟燭移至刻度尺45cm處,凸透鏡不動,移動光屏,會再次在光屏上得到清晰的像【答案】B【詳解】A.當物距等于二倍焦距時,凸透鏡成等大像時,由圖可知u=20cm=2f解得f=10cm,故A錯誤;B.把蠟燭移至刻度尺10cm處,凸透鏡不動,此時物距40cm,大于二倍焦距,根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知,移動光屏,能在光屏上得到清晰的倒立的縮小的實像,故B正確;C.把蠟燭移至刻度尺32cm處,凸透鏡不動,此時物距為18cm,等于一倍焦距而小于二倍焦距,根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知,移動光屏,能在光屏上得到清晰的倒立的放大的實像,這與投影儀的成像原理相同,故C錯誤;D.把蠟燭移至刻度尺45cm處,凸透鏡不動,此時物距為5cm,小于焦距,根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知,此時成的是虛像,不能在光屏上不成像,故D錯誤。故選B。2.(2021·湖北湖北·中考真題)透過裝滿水的圓柱形玻璃杯,看到課本封面的“物理”兩個字如圖所示。下列說法正確的是()A.裝水的玻璃杯相當于一個凹透鏡B.玻璃杯遠離課本封面時,看到的字變小C.圖中“物理”兩個字是光的反射形成的D.圖中“物理”兩個字是虛像【答案】B【詳解】A.裝水的玻璃杯中間厚邊緣薄,相當于一個凸透鏡,故A錯誤;B.玻璃杯遠離課本封面時,物距變大了,像距會變小,看到的字變小,故B正確;CD.圖中“物理”兩個字是倒立的實像,是由光的折射形成的,故CD錯誤。故選B。類型二、作圖3.(2020·內蒙古鄂爾多斯·中考真題)如圖是投影儀的簡化結構圖。請在圖中畫出入射光線經凸透鏡折射及再經平面鏡反射后的光路圖?!敬鸢浮俊驹斀狻窟^焦點的入射光線經過凸透鏡折射后的折射光線平行于主光軸;過平面鏡的入射點垂直鏡面作出法線,因為入射光線與鏡面的夾角為45,則入射角為90-45=45,則反射角也為45,在法線右側作出反射光線;如圖所示:。4.(2020·湖南衡陽·中考真題)如圖所示,請補充平面鏡的入射光線和透鏡的折射光線,完成光路圖。()【答案】?!驹斀狻拷涍^入射點作出法線,因為反射光線與鏡面的夾角是SKIPIF1<0,所以反射角為SKIPIF1<0根據(jù)反射角與入射角相等作出入射光線;反射光線是平行于凸透鏡的主光軸,經過凸透鏡后折射光線過焦點,如圖所示:。類型三、綜合應用5.(2022·湖北十堰·中考真題)如圖是某校園監(jiān)控攝像頭,從安保室電腦上可以看到此攝像頭拍攝的學生出入校園的畫面,攝像鏡頭所成的像與下列設備成像特點相同的是()A.汽車觀后鏡 B.照相機 C.投影儀 D.放大鏡【答案】B【詳解】A.攝像頭是利用凸透鏡成倒立、縮小的實像的原理制成的,而汽車觀后鏡是凸面鏡,主要利用凸面鏡能使光線發(fā)散的特點,可以起到擴大視野的目的,故A不符合題意;B.照相機成倒立、縮小的實像,與攝像頭成像特點相同,故B符合題意;C.投影儀所成的像是倒立、放大的實像,與攝像頭成像特點不相同,故C不符合題意;D.放大鏡所成的像是正立、放大的虛像,與攝像頭成像特點不相同,故D不符合題意。故選B。6.(2021·內蒙古內蒙古·中考真題)如圖所示,燭焰在光屏上剛好成清晰的像。若凸透鏡不動,將蠟燭移至20cm刻度處,移動光屏,在光屏上能觀察到()A.正立放大的虛像 B.倒立等大的實像C.倒立放大的實像 D.倒立縮小的實像【答案】D【詳解】讀圖可知,此時物距為15cm,成的是倒立放大的實像,則物距與焦距的關系是SKIPIF1<0從中可得,透鏡的焦距小于15cm。當將透鏡放在20cm刻度線處時,物距為30cm,則此時物距大于2倍焦距。根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知:當物距大于2倍焦距時,通過凸透鏡成的是倒立的縮小的實像。故A、B、C不符合題意,D符合題意。故選D。類型四、實驗探究7.(2022·山東濱州·中考真題)小濱同學“探究凸透鏡成像的規(guī)律”。(1)如圖甲所示,小濱讓凸透鏡正對平行光,調整凸透鏡到光屏的距離,光屏上會出現(xiàn)一個很小、很亮的光斑,則該凸透鏡的焦距f=________cm;(2)小濱在組裝器材時,將蠟燭、凸透鏡和光屏依次放在光具座上,點燃蠟燭并調節(jié)燭焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度上,目的是讓燭焰的像成在_________;(3)如圖乙所示,小濱將凸透鏡固定在50cm刻度線處,當蠟燭距凸透鏡15cm時,移動光屏,可在光屏上得到一個倒立、________(選填“縮小”、“等大”或“放大”)的實像,利用該成像規(guī)律制成的光學儀器是________(選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”)。此時,若在凸透鏡與光屏之間放置一遠視鏡片,要在光屏上成清晰的像,光屏應向________(選“左”、“右”)移動;(4)小濱在實驗過程中,光屏上得到清晰的像,突然,一只飛蟲落到了凸透鏡表面上,則光屏上出現(xiàn)________。A.飛蟲的像B.飛蟲的影子C.仍是燭焰的像【答案】
10.0
光屏正中央
放大
投影儀
左
C【詳解】(1)[1]平行主光軸的光線會聚于一個很小、很亮的光斑,這個光班稱為焦點,焦點到光心的距離是焦距,故焦距為30.0cm-20.0cm=10.0cm(2)[2]點燃蠟燭并調節(jié)燭焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度上,燭焰的中心發(fā)出的光線經過凸透鏡的光心傳播方向不變,故當燭焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度上,像成在光屏的正中央。(3)[3][4]當蠟燭距凸透鏡15cm時,物距在一倍焦距和兩倍的焦距之間,成的是倒立的放大的實像,投影儀就是利用這一原理制成的。[5]遠視眼是晶狀體太薄,折光能力變弱,需要佩戴凸透鏡,故遠視鏡片是凸透鏡,當在凸透鏡與光屏之間放置一遠視鏡片,對光線有會聚作用,故需要將光屏向左移動。(4)[6]A.飛蟲在1倍焦距以內,成的是虛像,無法用光屏承接,故A不符合題意;B.影子是光照射不到的地方形成區(qū)域,而凸透鏡成像原理是燭焰發(fā)出光線經過凸透鏡折射后形成的像,經光屏反射后進入人眼,人就可以看到像,光屏上比較亮,不會形成影子,故B不符合題意;C.凸透鏡成實像時,所有透過透鏡的光會聚到光屏上成像,小蟲落在透鏡上后,整個物體發(fā)出的光雖有一小部分被擋住,但總會有一部分光通過凸透鏡而會聚成像,因此,像與原來相同,仍是燭焰的像,大小不變;由于透鏡的一小部分被遮住,因此折射出的光線與原來相比減少了,像將完好,但亮度會變暗。故C符合題意。故選C。一、單選題1.如圖,《淮南萬畢術》關于冰透鏡記載:“削冰令圓,舉以向日,以艾承其影,則火生”。此現(xiàn)象中取火原理應用了()A.凸透鏡對光線的發(fā)散作用B.凸透鏡對光線的會聚作用C.凹透鏡對光線的會聚作用D.凹透鏡對光線的發(fā)散作用【答案】B【詳解】古人將冰磨成一種冰透鏡,該透鏡中間厚、邊緣薄,屬于凸透鏡,能使太陽光會聚焦點,從而能點燃艾草取火,故B符合題意,ACD不符合題意。故選B。2.人的眼睛類似于照相機,如圖實驗情境能解釋眼球成像原理的是()A. B.C. D.【答案】A【詳解】人的眼睛類似于照相機,成倒立縮小的實像,此時物距大于像距,故A正確,BCD錯誤。故選A。3.關于凸透鏡下列說法中正確的是()A.凸透鏡只對平行于主光軸的光線有會聚作用B.光線通過凸透鏡后,折射光線會聚在一起的點,就是凸透鏡的焦點C.焦點到透鏡光心的距離叫焦距,用f表示D.凸透鏡所成的像一定是實像【答案】C【詳解】A.凸透鏡對平行光線、會聚光線、發(fā)散光線都有會聚作用,故A錯誤;B.只有平行于主光軸的光線,經凸透鏡折射后,會聚在主光軸上一點,這點是凸透鏡的焦點,故B錯誤;C.焦點到透鏡光心的距離是透鏡的焦距,用f表示,故C正確;D.凸透鏡所成的像可能是實像,也可能是虛像,例如放大鏡成的是虛像,故D錯誤。故選C。4.把一個透明且均勻的玻璃球切成如圖所示的五塊,其中能夠使平行光發(fā)散的有()A.只有bB.a、c、d、eC.a、b、cD.a、b、c、d、e均可【答案】A【詳解】由圖可知,玻璃a、c、d、e都是中間厚,邊緣薄,是凸透鏡,對光線有會聚作用;玻璃b中間薄,邊緣厚,是凹透鏡,對光線有發(fā)散作用。故A符合題意,BCD不符合題意。故選A。5.在探究凸透鏡成像的實驗中,蠟燭、凸透鏡和光屏的位置如圖所示,燭焰在光屏上恰好成一清晰的像。下列說法正確的是()A.該凸透鏡的焦距是20cmB.若固定透鏡位置,將蠟燭向右移動,則需要向左移動光屏才能形成清晰的像C.若固定透鏡位置,當蠟燭移動至35cm處,能夠在光屏上看到清晰放大的像D.若固定蠟燭位置,將透鏡移動至50cm處,此時成像特點與照相機成像特點相同【答案】D【詳解】A.由圖可知,此時物距為SKIPIF1<0像距為SKIPIF1<0所以此時像距等于物距,由凸透鏡成像規(guī)律可知,當物距等于二倍焦距時,像距也等于二倍焦距,像距等于物距,即此時物距和像距均等于二倍焦距,所以該凸透鏡的焦距為SKIPIF1<0故A錯誤;B.由凸透鏡成像規(guī)律可知,當物距減小時,像距變大,若固定透鏡位置,將蠟燭向右移動,物距減小,則像距變大,需要向右移動光屏才能形成清晰的像,故B錯誤;C.若固定透鏡位置,當蠟燭移動至35cm處,則物距為SKIPIF1<0物距小于一倍焦距,由凸透鏡成像規(guī)律可知,此時凸透鏡成正立、放大的虛像,不能在光屏上看到清晰的像,故C錯誤;D.若固定蠟燭位置,將透鏡移動至50cm處,則物距為SKIPIF1<0物距大于二倍焦距,由凸透鏡成像規(guī)律可知,此時凸透鏡成倒立、縮小的實像,此時成像特點與照相機成像特點相同,故D正確。故選D。6.如圖所示的四種現(xiàn)象中,由于光沿直線傳播形成的是()A.手在屏幕上形成“手影”B.景物在水中形成“倒影”C.放大鏡把文字放大D.“筆”好像在水面處折斷【答案】A【詳解】A.手影是由于光的直線傳播形成的,故A符合題意;B.平靜水面上出現(xiàn)橋的倒影,這是由于光的反射形成的,故B不符合題意;C.放大鏡將字放大應用了光的折射,是物體在凸透鏡焦距內形成正立、放大的虛像,故C不符合題意;D.水中的筷子好像在水面處折彎了,是由于光從水中射向空氣時發(fā)生折射形成的,是光的折射現(xiàn)象形成的,故D不符合題意。故選A。7.關于透鏡,下列說法正確的是()A.凸透鏡對光線有會聚作用,通過凸透鏡的光線一定會聚到一點B.凸透鏡有兩個虛焦點,凹透鏡有兩個實焦點C.放在凹透鏡焦點上的點光源,它發(fā)出的光線經透鏡折射后光線平行于主光軸D.不論是凸透鏡還是凹透鏡,經過透鏡光心的光線方向都不變【答案】D【詳解】A.凸透鏡對光線有會聚作用,但通過凸透鏡的光線不一定會聚到一點,故A錯誤;B.凸透鏡有兩個實焦點,凹透鏡有兩個虛焦點,故B錯誤;C.凹透鏡對光線有發(fā)散作用,放在凹透鏡焦點上的點光源,它發(fā)出的光線經凹透鏡折射后,光線向外發(fā)散不與主光軸平行,故C錯誤;D.光心是透鏡最中間的一點,不論對于凸透鏡還是凹透鏡,經過光心的光線路徑都不發(fā)生改變,故D正確。故選D。8.如圖所示,畫出了光線通過透鏡后的光路,其中正確的是()A. B.C. D.【答案】C【詳解】AB.由圖可知,圖中透鏡為凹透鏡,對光線有發(fā)散作用,經透鏡折射后的光線較折射之前的光線更會聚,光路圖不正確,故AB錯誤;C.由圖可知,圖中透鏡為凸透鏡,對光線有會聚作用,圖中經透鏡折射后的光線較折射之前的光線更加會聚,光路圖正確,故C正確;D.由圖可知,圖中透鏡為凸透鏡,對光線有會聚作用,而圖中經透鏡折射后的光線較折射之前的光線發(fā)散,光路圖不正確,故D錯誤。故選C。二、填空題9.某同學在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中,繪制了如圖所示的圖像(v表示像到凸透鏡的距離,u表示物體到凸透鏡的距離),用該凸透鏡做放大鏡使用時,被觀察的物體到透鏡的距離應在___________cm以內;把物體從距凸透鏡15cm處移動到距凸透鏡30cm處的過程中,像的大小將___________(填“變大”“變小”或“不變”)?!敬鸢浮?/p>
10
變小【詳解】[1]由凸透鏡成像規(guī)律可知,當物距等于像距等于兩倍焦距時,凸透鏡成倒立、等大的實像,由圖像可知SKIPIF1<0所以f=10cm;用該凸透鏡做放大鏡使用時,物距應小于焦距,所以被觀察的物體到透鏡的距離應在10cm以內。[2]把物體從距凸透鏡15cm處移動到距凸透鏡30cm處的過程中,物距大于焦距,物距變大,像距變小,像變小。10.一束平行于凸透鏡主光軸的光照射到凸透鏡的表面上,在鏡后5cm遠處的光屏上形成了一個最小、最亮的光斑,則這個凸透鏡的焦距是___________cm;若一物體距該凸透鏡的距離為8cm,則物體通過凸透鏡成___________、___________、___________像。【答案】
5
倒立
放大
實【詳解】[1]根據(jù)測量焦距的實驗,當凸透鏡能使平行于主光軸的光會聚在一點,并且該點到光心的距離為焦距,即為5。[2][3][4]據(jù)凸透鏡的成像規(guī)律,此時SKIPIF1<0,SKIPIF1<0,SKIPIF1<0即物體放在一倍焦距與二倍焦距之間時,所成的像是倒立放大的實像。11.小秋在教室里調節(jié)如圖所示的教學投影儀,使屏幕上出現(xiàn)了清晰的畫面,此時貼有卡通頭像的膠片通過凸透鏡后成________(選填“放大”或“縮小”)的像。為了將屏幕上的畫面調得再大一些,則小明的操作應當是增大投影儀與屏幕的距離,并將凸透鏡向________(選填“上”或“下”)移動?!敬鸢浮?/p>
放大
下【詳解】[1]投影儀物距大于一倍焦距而小于二倍焦距,所成的是放大、倒立的實像。膠片通過凸透鏡后成放大的像[2]在凸透鏡鏡成像中,物近像遠像變大,所以要讓畫面調得大一些,即所成的像變大,像距變大,物距變小,故應將凸透鏡向下移動。12.王亮小組在做“探究凸透鏡成像實驗規(guī)律”時,利用甲圖的辦法首先測出了凸透鏡的焦距是_________cm,這是應用了平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后_________的原理。測出焦距后,將點燃的蠟燭放在光具座最左端,當蠟燭逐漸向右移動的過程中,光屏應向_________移動;當蠟燭在圖乙所示的位置時,移動光屏可以在光屏上得到一個_________像。實驗過程中,蠟燭會逐漸變短,為了使蠟燭的像能始終成像在光屏的中央,應將光屏向_________調整?!敬鸢浮?/p>
10.0
過焦點
右
倒立、縮小的實
上【詳解】[1][2]平行于主光軸的光線經過凸透鏡折射后會過焦點,因此折射光線會匯聚在焦點上,焦點到光心的距離是焦距,根據(jù)圖示中光屏在刻度尺上的位置,可以讀出該凸透鏡的焦距為SKIPIF1<0[3]當蠟燭在光具座上逐漸向右移動的過程中,物距縮小,由凸透鏡成像的規(guī)律可知,像距會增大,像也會變大,所以光屏應向右移動。[4]觀察圖乙可知,物距u=38cm,滿足條件u>2f,根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知,光屏上會成倒立、縮小的實像。[5]過凸透鏡光心的光線,光的傳播方向不發(fā)生改變,實驗中,燃燒的蠟燭逐漸變短,所以光屏上的像逐漸向上移動,為了使蠟燭的像能始終成像在光屏的中央,應將光屏向上調整。三、實驗題13.某同學做凸透鏡成像實驗時,先將實驗用的凸透鏡正對著太陽光,在透鏡的另一側移動光屏,在距透鏡10cm時屏上出現(xiàn)一個清晰的亮點,然后在光具座上做實驗:(1)為了探究凸透鏡的成像規(guī)律,先將蠟燭凸透鏡和光屏依次放在光具座上,然后調整它們的高度,使它們的中心大致在_____;(2)當燭焰離凸透鏡30cm時,光屏應在另一側距透鏡_____的范圍內移動,在某一位置時光屏上會出現(xiàn)一個倒立、_____清晰的實像;(3)當燭焰離透鏡15cm時,光屏應在另一側距透鏡_____的范圍內移動,在某一位置時光屏上會出現(xiàn)一個_____、放大清晰的實像;(4)當燭焰離透鏡5cm時,光屏上_____像(填“有”或“無”),但透過透鏡可以看到_____、放大的像;(5)實驗時如果蠟燭逐漸消耗而減少,光屏上燭焰的像的位置會_____(填“上升”“下降”或“不變”);(6)在實驗中,光屏上已得到清晰的像,當用不透明的紙片遮住透鏡的上半部,則_____出現(xiàn)蠟燭完整的像(填“能”或“不能”),但是像比以前稍_____?!敬鸢浮?/p>
同一高度
10~20cm
縮小
大于20cm
倒立
無
正立
上升
能
暗【詳解】(1)[1]為了探究凸透鏡的成像規(guī)律,先將蠟燭凸透鏡和光屏依次放在光具座上,然后調整它們的高度,使它們的中心大致在同一高度處,這樣燭焰的像才能夠成在光屏的中央。(2)[2][3]由題意知,焦距f=10cm,當燭焰離凸透鏡30cm時,物距大于2f,此時像距處于f和2f之間,所以光屏應在另一側距透鏡10cm到20cm的范圍內移動,在某一位置時光屏上會出現(xiàn)一個倒立、縮小清晰的實像。(3)[4][5]當燭焰離透鏡15cm時,物距處于f和2f之間,此時成倒立放大的實像,像距大于2f;光屏應在另一側距透鏡大于20cm的范圍內移動,在某一位置時光屏上會出現(xiàn)一個倒立、放大清晰的實像。(4)[6][7]當燭焰離透鏡5cm時,物距小于f,此時成正立放大的虛像,不能成在光屏上,所以光屏上無像,但透過透鏡可以看到正立、放大的虛像。(5)[8]實驗時如果蠟燭逐漸消耗而減少,物體向下移動,光屏上燭焰的像的位置會上升。(6)[9][10]當用不透明的紙片遮住透鏡的上半部,下半部光仍能折射而成完
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