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文檔簡介
透鏡成像一、知識概述通過前面一段時間的學習,我們對光現象的相關知識已有所了解,知道光在同種均勻介質中沿直線傳播,在兩種介質的表面會發(fā)生反射現象和折射現象。本周我們將學習一透鏡和透鏡的成像規(guī)律。二、重難點知識歸納及講解(一)透鏡1、幾個概念凸透鏡——中間厚邊緣薄的透鏡叫凸透鏡凹透鏡——中間薄邊緣厚的透鏡叫凹透鏡主軸——最簡單的透鏡兩個表面都是球面的一部分,通過兩個球心的直線叫做透鏡的主軸。薄透鏡——如果透鏡的厚度比球面的半徑小許多,這種透鏡叫做薄透鏡。光心——薄透鏡的中心叫透鏡的光心。2、凸透鏡的光學性質(1)凸透鏡對光線有會聚作用。跟主光軸平行的光線,經過凸透鏡后會聚于主光軸上的一點F,F叫做凸透鏡的焦點,焦點到凸透鏡光心O點的距離叫做焦距。注意:會聚作用不一定要使折射光線相交,凸透鏡對光的會聚作用指的是:光通過透鏡后,其折射光線向主軸偏折,即在原光線的傳播方向上合攏一些。(2)凸透鏡的三條特殊光線如下圖所示:(1)(2)(3)3、凹透鏡的光學性質(1)凹透鏡對光線有發(fā)散作用。跟凹透鏡主光軸平行的光線,經過凹透鏡后形成發(fā)散光線。如果迎著發(fā)散的光線望去,會覺得這些光線好像是從凹透鏡后某一點F發(fā)出來的,F點叫做凹透鏡的虛焦點。凹透鏡對光線的發(fā)散作用指的是:光線通過凹透鏡后,其折射光線遠離主光軸偏折,即在原光線的傳播方向上發(fā)散開一些。(2)凹透鏡的三條特殊光線如下圖所示:(1)(2)(3)例1、如圖所示,AB為一條經過透鏡折射后的光線,MN為透鏡的主光軸,L為透鏡。由圖可知()A.該透鏡可能是凸透鏡B.該透鏡可能是凹透鏡C.若該透鏡是凸透鏡,B點一定是透鏡的焦點D.若該透鏡是凹透鏡,B點一定是透鏡的焦點解析:圖中僅僅只給出了折射光線,而沒有入射光線,此時無法確定光線相對于原來是會聚還是發(fā)散,故A、B都是正確;若入射光線平行于主光軸,則B點為凸透鏡的焦點,若入射光線沒有平行主光軸,則折射光線不會通過焦點,即B不是焦點,對于凹透鏡而言,沒有實焦點,故C、D都是錯誤的。答案:A、B例2、完成下列光路圖解析:畫通過透鏡的折射光線時,應記住三條特殊光線:⑴平行于主光軸的光線折射后通過焦點。(凸透鏡是實際光線通過焦點,凹透鏡是光線的反向延長線通過焦點)⑵通過焦點的光線(或光線的延長線),折射后平行于主光軸;⑶通過光心的光線,傳播方向不改變。答案:如下圖所示(二)探究凸透鏡成像規(guī)律1、凸透鏡成像的原因凸透鏡成像是由于光的折射現象形成的,從物體上一點發(fā)出的光線(或反射出的光線),經凸透鏡折射后交于一點,這點就是物體上點的像點,若干像點就形成了物體的像。2、凸透鏡成像的規(guī)律物距(u)像的性質像距(v)正倒大小虛實u>2f倒立縮小實像f<v<2fu=2f倒立等大實像v=2ff<u<2f倒立放大實像v>2fu<f正立放大虛像v>u3、凸透鏡成像的大小變化規(guī)律(1)凸透鏡成實像時,若物距增大,則像距減小,像也減??;反之,若物距減小,則像距增大,像也增大。(2)凸透鏡成虛像時,若物距增大,則像距和像都增大;反之,若物距減小,則像距和像都減小。4、利用透鏡的特殊光線作透鏡成像光路。(1)物體處于2倍焦距以外(2)物體處于2倍焦距和1倍焦距之間(3)物體處于焦距以內(4)凹透鏡成像光路例3、一個物體在凸透鏡前20cm處,在屏上成一倒立縮小的像,則透鏡的焦距f()A.10cm<f<20cmB.f>10cmC.f<10cmD.f>20cm解析:解決這類類問題的關鍵,是根據凸透鏡的成像特點和成像條件,物體通過凸透鏡成倒立,縮小的實像,物距必然大于二倍焦距,即u>2f。本題中有20cm>2f解不等式得:f<10cm答案:C例4、一物體放在凸透鏡前18cm處,在透鏡另一側20cm處成一清晰像,則此透鏡的焦距()A.一定大于20cmB.一定小于9cmC.一定在10cm到8cm之間D.一定在9cm到10cm之間解析:由于本題中物像異側,說明此像是一實像;又由于像距比物距大,可推知此像是一放大、倒立的實像,此時物體應在一倍焦距和二倍焦距之間,像在另一側的二倍焦距之外。即:f<18cm<2f①20cm>2f②綜合①、②解得9cm<f<10cm答案:DA卷一、選擇題1、由于下雨,一透明塑料薄膜的頂棚積滿了水,形狀如圖所示,下面關于它的討論正確的有()A.這些水構成一個凸透鏡,它對平行光有會聚作用。B.透鏡必須是固體,水不可能成為凸透鏡。C.水的下表面雖然近似于球面,但上表面卻是平的,所以它不可能起凸透鏡的作用。C.只要是透明物質,就有可能構成透鏡。2、下列各鏡中,不能改變光束會聚或發(fā)散性質是()A.凸透鏡B.凹透鏡C.凸鏡C.平面鏡3、如圖所示,四幅圖均表示光線通過凸透鏡前后的傳播方向,其中正確的是()A.B.C.C.4、一凸透鏡的焦點為F,一凹透鏡的焦點為F′,讓這兩個透鏡的一側都正對著太陽,則在兩透鏡的另一側的焦點上,F與F′的溫度相比()A.F點的溫度較高B.F′點的溫度較高C.兩點溫度一樣高C.無法判斷5、關于凸透鏡對光線的作用,以下說法中正確的是()A.平行射向凸透鏡的一束光,經折射一定交于凸透鏡的焦點。B.經過凸透鏡會聚的光線一定交于一點。C.凸透鏡只能使平行于主光軸的光線發(fā)生會聚作用。C.過凸透鏡光心的光線,一定不改變傳播的方向。6、一束平行光正對凸透鏡照射,在離透鏡10cm處的光屏上得到一個亮點,那么當物體在凸透鏡前25cm處時,在透鏡的另一側可以得到()A.倒立縮小的實像B.倒立放大的實像C.正立縮小的實像C.正立放大的實像7、將蠟燭放在離凸透鏡30cm的地方,在離物體45cm的光屏上可以得到燭焰的清晰的像,則()A.凸透鏡的焦距是90cm,像是放大的。B.凸透鏡的焦距是18cm,像是放大的。C.凸透鏡的焦距是10cm,像是放大的。C.凸透鏡的焦距是10cm,像是縮小的。8、某物體通過凸透鏡成一個倒立,縮小的實像,像與凸透鏡距離為20cm,則此凸透鏡的焦距為()A.f<10cmB.10cm<f<20cmC.f>20cmC.無法判斷9、在研究凸透鏡成像的實驗中,如果在光屏上得到一個放大、倒立的像,量得光屏到透鏡的距離為24cm,則凸透鏡的焦距可能為()A.20cmB.15cmC.12cmC.10cm10、一凸透鏡的焦距為15cm,當物體放在距焦點5cm處,一定能得到()A.正立放大的虛像B.倒立放大的實像C.倒立縮小的實像C.倒立、放大實像或正立放大虛像提示:1、凸透鏡對光線有會聚作用,凹透鏡和凸鏡對光線有發(fā)散作用3、根據凸透鏡的性質——對光線有會聚作用6、該凸透鏡的焦距為10cm7、由題可知,物距為30cm,像距為15cm8、f<20cm<2f所以10cm<f<20cm9、24cm>2f即f<12cm第1題正確答案為AD第2題正確答案為D第3題正確答案為C第4題正確答案為A第5題正確答案為D第6題正確答案為A第7題正確答案為D第8題正確答案為B第9題正確答案為D第10題正確答案為DB卷二、填空題11、讓凸透鏡正對著太陽光,移動凸透鏡的位置,直到地上的亮斑最小最亮,這亮點到凸透鏡光心的距離是________,亮斑所在的位置就是該凸透鏡的_________。12、當凸透鏡焦距為20cm時,要在光屏上成一縮小的像,蠟燭可在距凸透鏡___________移動,要使像變大些但仍是縮小的,蠟燭應(填“遠離”或“靠攏”)凸透鏡,同時光屏離凸透鏡應___________(填“近”或“遠”)些。13、如圖所示,把蠟燭放在a、b、c、d各點,調節(jié)光屏的位置,則:(其中F為焦點,P為二倍焦距處)(1)在屏上出現的實像最大時,蠟燭放在___________點上。(2)在屏上出現的實像最小時,蠟燭放在___________點上。(3)當屏上出現與物體等大的實像時,蠟燭放在___________點上。(4)當屏上觀察不到像時,蠟燭放在___________點上。(5)當蠟燭放在___________點上,凸透鏡不可能成像。(6)若把蠟燭入在C點上,能成倒立、___________的實像,把屏和蠟燭的位置顛倒一下,則成___________的、倒立的實像。答案:11、焦距;焦點12、40cm之外;靠攏;遠13、⑴c;⑵a;⑶b;⑷d;⑸F;⑹放大;縮小三、綜合題14、給你一些透鏡,你怎樣鑒別它們是凸透鏡還是凹透鏡?請寫出三種方法。答案:(1)觀察法:中間厚、邊緣薄的是凸透鏡,中間薄、邊緣厚的是凹透鏡。(2)聚焦法:把透鏡正對太陽,上下移動透鏡的位置,能在地面上找到會聚點的是凸透鏡,反之為凹透鏡。(3)成像法:將透鏡靠近書本等物體,能看到放大正立的虛像,起放大作用的是凸透鏡,反之為凹透鏡。15、如圖所示,光射到某光具上,要使出射光線沿水平方向射出,請在圖中畫出三種不同的光學元件。解答:如下圖所示中考解析一、中考要求透鏡及透鏡的成像規(guī)律是歷年中考的必考內容,考查的知識點有透鏡的種類及光學性質、凸透鏡成像的條件和規(guī)律。常見的題型有選擇題,填空題和作圖題。二、中考新題例說1、(上海)在下圖中,凸透鏡焦距為10厘米。保持透鏡位置不變,當蠟燭在15厘米刻度處時,為了在光屏的中心找到像,應調整光屏的____________,并將光屏向____________方向移動(選填“遠離透鏡”或“靠近透鏡”)。答案:高度靠近透鏡2、(陜西?。┠惩瑢W在做研究凸透鏡成像的實驗時,保持凸透鏡位置不變,如圖所示,先后使燭焰位于a、b、c、d四點,并分別調整光屏的位置。實驗后,他歸納出以下結論,其中錯誤的是()A.使燭焰位于a點時,屏上出現的實像最小B.使燭焰位于c點時,屏上出現的實像最大C.使燭焰位于a點時,成縮小的實像D.使燭焰位于d點時,成放大的實像答案:D3、(黃岡市)如圖,是一種稱之為“七仙女”的神奇玻璃酒杯,空杯時什么也看不見,斟上酒,杯底立即顯現出栩栩如生的仙女圖.下列對仙女圖形成原因的探討,正確的是()A.可能是酒具有化學顯影作用B.可能是酒的液面反射,在酒中出現放大的像C.可能是圖片在杯底凸透鏡焦點處成放大的像D.可能是斟酒后杯底凸透鏡焦距變大,使圖片顯影答案:D課外拓展1、我國歷史上的冰透鏡早在我國西漢(前206~公元25年)《淮南萬畢術》中就有關于冰透鏡記載:“削冰令圓,舉以向日,以艾承其影,則火生.”其后,晉朝張華的《博物志》中也有類似記載。冰遇陽光會熔化,冰透鏡對著太陽卻能聚光使艾絨著火,令人懷疑。清代科學家鄭復光(1780一?)根據《淮南萬畢術》的記載,親自動手做過一些實驗,證實冰透鏡的確可以取火。他在“鏡鏡冷癡”中寫道,將一只底部微凹的錫壺,內裝沸水,用壺在冰面上旋轉;可制成光滑的冰透鏡,利用它聚集日光,可使紙點燃。2、水透鏡聚光取火如圖所示,用粗鐵絲彎成圓圈;圓圈上蒙一層透明的塑料薄膜.在薄膜上面倒入適量的水,薄膜受到水的壓力作用下墜,形成了水透鏡.將水透鏡支在一定的高度,讓陽光穿過透鏡,在地面上聚焦,便可以將放在地面的紙片
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