初中物理競賽講座5-光的折射及透鏡

初中物理競賽講座5-光的折射及透鏡第一頁，共115頁。澄池杯講座（五）光的折射及透鏡第二頁，共115頁。知識體系第三頁，共115頁。知識復(fù)習(xí)及解析1．光的折射(1)光的折射現(xiàn)象：當(dāng)光由一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，傳播方向一般會發(fā)生變化，這種現(xiàn)象叫做光的折射。(2)光的折射規(guī)律：①折射光線與入射光線、法線在同一平面內(nèi)；②折射光線和入射光線分居法線兩側(cè)；③當(dāng)光線從空氣斜射入水中或其他介質(zhì)時，折射角小于入射角，反之，折射角大于人射角；④當(dāng)光線垂直射向介質(zhì)表面時，傳播方向不改變，此時入射角為零，折射角也為零．第四頁，共115頁。2．凸透鏡的三條特殊光線(1)平行主光軸的光線折射后會聚于焦點。(2)通過焦點的光線，折射后平行主光軸。(3)通過光心的光線傳播方向不改變．第五頁，共115頁。3.凹透鏡的三條特殊光線(1)經(jīng)過光心的光線傳播方向不改。(2)與主光軸平行的光線折射后的反向延長線過虛焦點。(3)射向虛焦點的光線折射后平行于主光軸。第六頁，共115頁。4．凸透鏡成像規(guī)律第七頁，共115頁。第八頁，共115頁。5．透鏡對光線有會聚和發(fā)散作用，可以改變光的傳播方向。下圖是透鏡改變光傳播方向的實例。“會聚”和“發(fā)散”都是相對于原入射光線而言的，并不是一定要會聚在一起，才叫“會聚”。同樣，“發(fā)散”時，折射光線也可能是相交或平行的．如圖甲，折射光線相對于入射光線來說是“會聚”了，因此方框黑箱中是一個凸透鏡，而不是一個凹透鏡。如乙，折射光線相交，如圖一丙，折射光線平行，但都相對于原入射光線而言“發(fā)散”了，所以，圖乙和丙的黑箱中均應(yīng)為一個凹透鏡而不是一個凸透鏡。第九頁，共115頁。6．凸透鏡可成實像，也可成虛像，還可不成像，而凹透鏡總是成虛像；凸透鏡的像可放大，也可縮小，還可與物等大，而凹透鏡成像總是縮小的；凸透鏡的像到透鏡的距離一定大于焦距f，而凹透鏡所成的像隨著物距的連續(xù)變化可分布在與物同側(cè)的任何位置。7．對凸透鏡而言，焦點是實像與虛像的分界點，即物體放在焦點外成實像，放在焦點內(nèi)成虛像，物體放在焦點上，不成像；二倍焦點是成放大和縮小實像的分界點，即物體放在二倍焦點外，成縮小的像，放在二倍焦點以內(nèi)，成放大的像，放在二倍焦點上，成等大的像，而凹透鏡則總是成縮小的虛像．第十頁，共115頁?；居?xùn)練例1

實驗中有時需要將一束粗平行光變成細(xì)平行光，這可以利用兩塊透鏡的組合來解決。請在下圖的兩個方框中各畫出一種組合方式(要在圖中畫清光束粗細(xì)的變化)，分別寫出兩塊透鏡間的距離S跟兩塊透鏡到各自焦點的距離f1、f2

的關(guān)系。第十一頁，共115頁。當(dāng)最下面的出射光線與最上面的光線相對應(yīng)時，光線經(jīng)過凸透鏡折射后要會聚于一點，即其右焦點；此時的光線要過第二個凸透鏡的左焦點，然后平行射出才出現(xiàn)圖示的現(xiàn)象．故答案如圖所示：若設(shè)第一個凸透鏡的焦距為f1，第二個凸透鏡的焦距為f2．由此可知兩塊透鏡的距離s跟兩個透鏡到各自焦點的距離f1、f2的關(guān)系是：s=f1+f2．當(dāng)兩條最上面的光線是一條光線時，首先經(jīng)過凸透鏡的會聚，然后要在經(jīng)過凹透鏡的發(fā)散才能在最上面。因為出射光線與入射光線都是平行光，所以第一次折射后的折射光線要過凸透鏡的焦點，第二次的入射光線要射向凹透鏡的另一個焦點。且兩個透鏡的焦點重合在F點。答案如圖所示：若設(shè)第一個凸透鏡的焦距為f1，凹透鏡的焦距為f2。由此可知兩塊透鏡的距離s跟兩個透鏡到各自焦點的距離f1、f2的關(guān)系是：s=f1-f2。第十二頁，共115頁。例2做透鏡成像的實驗時，燭焰的像成在屏的下邊緣處。如果不改變燭焰及屏的位置，而打算移動透鏡使像移到屏的中央，應(yīng)將透鏡向

移。解析：透鏡成像時，通過透鏡中心的光線不發(fā)生偏折。由于題述所得燭焰的像能成在屏上，則此像為實像，故此透鏡只可能是凸透鏡。根據(jù)平行于主光軸的光線經(jīng)過凸透鏡后過焦點，經(jīng)過光心的光線傳播方向不變和凸透鏡的成像原理，凸透鏡成的像和物體上下左右都相反可知凸透鏡應(yīng)向上方移動。第十三頁，共115頁。例3秋高氣爽的夜晚，當(dāng)我們仰望天空時會覺得星光在閃爍不定，這主要是因為()。A．星光在運動B．地球在繞太陽公轉(zhuǎn)C．地球自轉(zhuǎn)D．大氣的密度分布不穩(wěn)定，星光經(jīng)過大氣層后，折射的方向隨大氣密度的變化而變化解析：我們看到的星光，絕大部分是宇宙中的恒星發(fā)射出來的光，恒星的發(fā)光是持續(xù)不斷的，星光傳播到地球表面前，先通過浩瀚的宇宙真空區(qū)域，再通過包圍著地球的大氣層。星光從真空進(jìn)入大氣層時，發(fā)生反射和折射。我們所看到的星光，是經(jīng)大氣層折射后的部分．經(jīng)大氣層反射的星光，在地面上是看不到的。地球的大氣層很厚，且密度不均勻，當(dāng)星光經(jīng)過不同密度的空氣層時也要發(fā)生折射，一般來說，空氣相對地面是運動的，隨著空氣的流動，在觀察者注視的區(qū)域內(nèi)，空氣的密度會時大時小，因而穿過該區(qū)域的星光被折射的情況會有所不同，于是折射光線忽而射到我們眼中，忽而又射到眼睛以外的地方。折射光線不停地顫動、搖擺，因而我們看到星光閃爍不定，故應(yīng)選D。第十四頁，共115頁。例4若水中的魚能看到岸上的人，它看到的人其實是()。A．變矮了的人的實像B．變高了的人的實像C．變矮了的人的虛像D．變高了的人的虛像解析：如圖所示，以人的頂點A為例，經(jīng)A點反射的光線由空氣進(jìn)入水中時，在水面處發(fā)生折射，折射角小于入射角，折射光線靠近法線偏折，這些折射光線進(jìn)入魚的眼睛，魚看到這些折射線是從它的反向延長線的交點A’發(fā)出的。因此，A’點是A點的虛像點。同理，人體的其它部分的情形也都一樣，所以魚所看到的是變高了的人的虛像。因此D正確．第十五頁，共115頁。競賽知識及技巧1．光的折射由于光在不同的介質(zhì)中傳播速度不同，所以當(dāng)光斜射到兩種介質(zhì)的表面上時，進(jìn)入另一種介質(zhì)中的光線的傳播方向會發(fā)生改變，這種現(xiàn)象叫做光的折射。當(dāng)光垂直射到兩種介質(zhì)的界面上時，入射角和折射角都等于0°，光的傳播方向不變。在發(fā)生折射現(xiàn)象時，一定同時發(fā)生了反射，所以折射光的能量比入射光的能量小，這樣就導(dǎo)致在拍照時折射光成的像暗些。由于光在光速大的介質(zhì)中光線和法線的夾角大，而且折射角隨入射角的增大而增大，所以光從光速小的介質(zhì)射入光速大的介質(zhì)時折射角大于入射角，當(dāng)入射角等于或大于某個值時，折射角等于或大于90°，折射光全部回到原來的介質(zhì)中，這種現(xiàn)象叫做全反射，此時沒有折射，所以光射到界面上時，一定有反射現(xiàn)象，但不一定有折射現(xiàn)象。第十六頁，共115頁。2．折射成像物體發(fā)出或反射的光在兩種不同的介質(zhì)的界面處發(fā)生折射，折射光線的反向延長線交于交點，這個交點就是物體的像。從物體來的光在兩種不同的介質(zhì)的界面處還會發(fā)生反射，反射光線的反向延長線也有一交點，這個交點也是物體的像。這兩個像雖然都是虛像，但形成的原理不同，前者是折射形成的，后者是反射形成的。雖然兩個像都在界面同側(cè)，但前者物、像在界面的同側(cè)，后者物、像在界面的兩側(cè)。第十七頁，共115頁。判斷這兩個像的試題很多，如“‘蝶在水中飛，魚在云中游’的美景，‘蝶在水中飛’中的‘蝶’是由光的_______形成的，‘魚在云中游’中的‘魚’是由光的_______形成的”．做這樣的題先分析人看到的“蝶”和“魚”的位置和性質(zhì)，空中飛的“蝶”在水中，水中游的“魚”在空中，說明看到的都是像。然后分析人的位置，和人在同種介質(zhì)中的物體的像是反射形成的，和人分處兩種介質(zhì)中的物體的像是折射形成的。第十八頁，共115頁。3．物體的顏色人看到的顏色是由進(jìn)入人眼的色光的顏色決定的，什么顏色的光進(jìn)入眼睛，看到的就是什么顏色。對于一個物體來說：它反射或透過某一種色光，吸收其他的色光。當(dāng)太陽光照射一個不透明的物體時，它反射一種色光，進(jìn)入眼睛引起視覺，所以不透明的物體的顏色是由它反射的色光決定的。如太陽光照射紅色衣服時，紅光被反射，其他的色光被衣服吸收，只有紅光射進(jìn)眼睛，看到的衣服就是紅色的。當(dāng)太陽光照射一個透明的物體時它透過的色光進(jìn)入眼睛引起視覺，其它的色光被物體吸收了，不能進(jìn)入人眼，所以透明的物體的顏色是由它透過的色光決定的。第十九頁，共115頁。黑色的物體吸收所有的色光，不反射光也沒有光透過，就沒光進(jìn)入眼睛，所以是黑的．白色的物體反射所有色光，所以用太陽光照射時，這些被反射的色光混合在一起便是白光了。還有一種情況就是：本來物體不是黑色的，但用和物體不同顏色的色光照射它，光被衣服吸收了，人看起來也是黑的，如綠光照射紅色衣服，衣服吸收了綠光；另外用色光照射白色物體，物體看起來的顏色就是色光的顏色。顏料的顏色是它反射的色光決定的，但是一種顏料往往反射的是幾種色光，那么人看到的顏色應(yīng)該是它們共同反射的色光的顏色，當(dāng)然，人看到的顏料的顏色也象人看到的物體的顏色一樣，與照射的色光有關(guān)。第二十頁，共115頁。4．光學(xué)元件的分解將平行玻璃磚從中間分開，分成一個凸透鏡和凹透鏡，拉開一段距離后，讓光線通過這兩個透鏡，會怎樣折射呢？若再把它們無縫隙的拼合在一起，又變成了平行玻璃磚，平行光經(jīng)過它平移一段距離后仍平行射出，說明凸透鏡對光的會聚作用和凹透鏡對光的發(fā)散作用一樣大，那么平行光通過它的問題可以一個透鏡一個透鏡的單獨考慮，最后的出射光到底是發(fā)散還是會聚，取決于兩透鏡間的距離。正方體玻璃中有一個氣泡，那么光通過它怎樣折射，物體通過它怎樣成像？這些生活中的元件可以經(jīng)過切割，分成幾個透鏡來分析，我們從氣泡中間將正方體玻璃分開，就是兩個凹透鏡，光經(jīng)過它兩次發(fā)散，物體通過它兩次成虛像。第二十一頁，共115頁。ABCD【賽點精析】賽點1—光的折射規(guī)律例1如圖，在一塊玻璃磚上挖去一塊半圓形的玻璃，如有一條通過圓心的光線射到該玻璃磚上，則正確的光路圖為()【切題技巧】一條通過圓心的光線射到半球面上，它和界面的法線重合，其入射角和折射角都等于0°，傳播方向不改變；到了玻璃中以后在同種介質(zhì)中，繼續(xù)沿直線傳播；從玻璃中射出，光從光速小的介質(zhì)進(jìn)入光速大的介質(zhì)，所以折射光應(yīng)遠(yuǎn)離法線?！疽?guī)范解答】

A第二十二頁，共115頁?！窘桀}發(fā)揮】若兩種介質(zhì)的界面是曲面，其法線應(yīng)該和曲面的切面垂直，即先過入射點作曲面的切線，然后過入射點作切線的垂線即為該曲面的法線．若曲面是圓面或球面，則法線就是過入射點的圓面或球面的半徑了，所以過圓面或球面半徑的光線進(jìn)入另種介質(zhì)，傳播方向不改變。【同類拓展】如圖，一塊矩形玻璃磚切割成圖中形狀后拉開一段距離，平行于主光軸的光線從左面射入，則從最右邊射出的光線()

A．仍然保持平行光線B．一定是平行光線C．一定是會聚光線D．結(jié)論與d有關(guān)，以上結(jié)論都可能C第二十三頁，共115頁。圖可看出矩形玻璃磚被切割以后，左邊一塊可視為凹透鏡，右邊一塊可視為凸透鏡．凹透鏡可以使光線發(fā)散，凸透鏡可以使光線會聚．當(dāng)d=0時，虛實焦點重合，平行光進(jìn)，平行光線出；當(dāng)d＞0時，光線會聚，如圖所示．第二十四頁，共115頁。賽點2光折射成像及像的應(yīng)用例2如圖，把由同種玻璃制成的正方體玻璃磚A和半球形玻璃磚B放在報紙上，若正方體的邊長和半球的半徑相同，則從正上方沿圖中中心線方向往下看中心線對準(zhǔn)的文字()

A．A和B中看到的都比實際的高B．A中看到的比實際的高．B中看到的比實際的低C．A中看到的比實際的高，B中看到的與實際的一樣高D．A和B中看到的都與實際一樣高【切題技巧】從半球形玻璃磚B正上方沿圖中虛線（中心線）方向往下看中心線對準(zhǔn)的文字，字反射的光進(jìn)入玻璃時都經(jīng)過球心，沿法線傳播，光的傳播方向不變，光線的反向延長線的交點仍在字處，位置不變；但正方體玻璃磚A下的字反射的光除垂線那條外，都是斜射入玻璃磚中，在界面處會折射，折射光線反向延長線的交點就是字的像，比字的位置高．【規(guī)范解答】

C第二十五頁，共115頁。【借題發(fā)揮】透過玻璃看下面的物體，看到的是物體的像，可以通過作光路圖來確定像的位置。像和物的錯位程度與玻璃的厚度有關(guān)系。本題中是一種特殊情況，如果透過半球形玻璃磚B看的不是中心線對準(zhǔn)的文字，那么看到的就比實際的高?！就愅卣埂考?xì)心的小明注意到這樣一個現(xiàn)象：如果打開窗戶，直接看遠(yuǎn)處的高架電線，電線呈規(guī)則的下彎弧形；而如果隔著窗玻璃看，電線雖然整體上也呈弧形，但電線上的不同部位有明顯的不規(guī)則彎曲，當(dāng)輕微擺動頭部讓視線移動時，電線上的不規(guī)則彎曲情景也在移動．產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是()A．玻璃上不同部位對光的吸收程度不同

B．玻璃上不同部位的透光程度不同C．玻璃上不同部位的厚度不同

D．玻璃上不同部位對光的反射不同C第二十六頁，共115頁。例3如圖水面上方有一發(fā)光點A1，水中另有一發(fā)光點A2，人在空氣中看到A2在水中的位置就是A1在水中的像的位置，畫出：(1)A1發(fā)出的光經(jīng)水面反射進(jìn)入人眼的光路圖

(2)A2發(fā)出的光進(jìn)入人眼的光路圖【切題技巧】先用平面鏡成像特點作出A1關(guān)于水面的對稱點，即為A1經(jīng)水面反射的像A1‘，然后連接眼睛和A1’，作出反射光線OB。與界面交點即為入射點O，連接A1O，就是入射光線了．由于人在空氣中看到A2在水中的位置就是A1在水中的像的位置，所以A1‘也是A2經(jīng)水面折射成的虛像的位置，則OB同時也是折射光線，連接A2O，就是入射光了。【規(guī)范解答】如圖乙第二十七頁，共115頁?！窘桀}發(fā)揮】眼睛看到水中的物體的像有兩種作圖方法：第一，可以直接用折射規(guī)律作出像的大概位置；第二，在知道像位置的情況下，可以作出成像的精確光路圖，連接像和眼睛就得到折射光線和入射點，再連接物體和入射點，就能作出入射光線。在作圖時應(yīng)特別注意光線的傳播方向，不是從眼睛射到物體上。

【同類拓展】如圖，小明站在游泳池邊A處，看到路燈B在池水中的像與他看到的池中一條魚在C點重合，用光學(xué)作圖法確定路燈B的位置和魚的大致位置。第二十八頁，共115頁。賽點3光的色散和色光的折射例4一些科研工作者受到三棱鏡對自然光的色散現(xiàn)象的啟發(fā)，通過精細(xì)實驗發(fā)現(xiàn)：分別用紅光和藍(lán)光以如圖的方式照射凸透鏡時，凸透鏡的焦點位置略有差異（圖中a、b點）。根據(jù)你的分析，紅光照射時的焦點位置應(yīng)是圖中的_______點，藍(lán)光照射時的焦點位置應(yīng)是圖中的_______點?！厩蓄}技巧】自然光通過三棱鏡兩次折射后，在光屏在得到一條彩色光帶，從上到下依次為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光，這個現(xiàn)象說明同個棱鏡，對不同的色光的折射能力不同，對紅光的折射能力弱，對紫光的折射能力強．若是凸透鏡，對紫光的會聚能力就比對紅光的強，所以紫光的焦距小，紅光的焦距大，這種現(xiàn)象就是攝影上照片色差的形成原因。ba第二十九頁，共115頁?！窘桀}發(fā)揮】對光的折射的程度不僅與介質(zhì)有關(guān)，還于色光的種類有關(guān)。不同的介質(zhì)對同種色光的偏折程度不同，同種介質(zhì)對不同色光的偏折程度也不同，光的色散就利用這個原理將自然光中的不同色光分開的。【同類拓展】今年5月17日中午，我市部分市民看到了太陽周圍出現(xiàn)個七彩“光環(huán)”，如圖，這就是“日暈”。這種天象形成的重要原因是陽光通過無數(shù)小冰晶后發(fā)生了色散，其中各色光按紅、橙、黃、_______、藍(lán)、靛、紫的順序依次排列，說明了陽光是_______（填“單色光”或“復(fù)色光”）．綠復(fù)色光第三十頁，共115頁。賽點4眼睛看到的物體的顏色例5黑白照片在暗室進(jìn)行加工時，所用的安全燈是紅色的，用的溫度計的液柱是藍(lán)色的，而不是紅色的，下列有關(guān)的說法中正確的是()A．暗室安全燈是紅燈，因而一切物體看起來都是紅色的，溫度計的紅色液柱在這種環(huán)境中不易看清楚B．溫度計的藍(lán)色液柱在紅光照射下是黑的C．藍(lán)色液柱在紅光下看得更清楚D．紅色液柱在紅燈下反射白光【切題技巧】紅色的安全燈發(fā)出紅光，藍(lán)色的液柱只透過藍(lán)光，吸收其他的色光，所以當(dāng)紅光照射到藍(lán)色的液柱時，溫度計的液柱將紅光吸收了，沒有從溫度計來的光線進(jìn)入眼睛，所以應(yīng)是黑色的?！疽?guī)范解答】B第三十一頁，共115頁?！窘桀}發(fā)揮】我們談?wù)撐矬w的顏色指的是用太陽光照射物體時，人看到的物體的顏色，我們稱這時的顏色為物體的“本色”，但是如果照射的光線不是自然光，而是色光，此時物體反射或透過的就不是它的本色光，所以人看到的物體的顏色不僅與物體的本色有關(guān)，還與照射物體的光源有關(guān)。用一種色光照射其他本色的物體時，色光被吸收了，人看到的物體都是黑色．用一種色光照射本色為黑色的物體時，人看到的物體是黑色．用一種色光照射到白色物體上時，人看到物體的顏色和色光的顏色一致?！就愅卣埂坑靡恢Э梢詫懗黾t顏色字的筆在一張白紙上寫一行字，則下列說法中正確的是()A．白紙上的這一行字，在陽光下會吸收白光中的紅色光，所以這一行字是紅色的．B．白紙上的這一行字，在陽光下會反射白光中的紅色光，所以這一行字是紅色的．C．白紙上的這一行字，由于它能發(fā)出紅光，所以這一行字是紅色的．D．白紙上的這一行字，如果只用綠色光照射上去，這一行字就會是綠色的．B第三十二頁，共115頁。賽點5散射例6沙塵暴是一種土地沙化形成的惡劣的氣候現(xiàn)象，發(fā)生沙塵暴時能見度只有幾十米，天空變黃發(fā)暗，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因()A．只有波長較長的一部分光才能達(dá)到地面B．只有波長較短的一部分光才能達(dá)到地面C．只有頻率較大的一部分光才能達(dá)到地面D．只有能量較大的一部分光才能達(dá)到地面

【切題技巧】這是空氣和灰塵對光的散射現(xiàn)象，空氣分子和灰塵對波長短的光散射多，散射光回到空中，留下來射到地面的是波長長的紅光和黃光、橙光，所以發(fā)生沙塵暴時天空變黃變暗．【規(guī)范解答】

A第三十三頁，共115頁。【借題發(fā)揮】光在大氣中傳播時，空氣分子和空氣中的灰塵對光有散射的現(xiàn)象，波長較短的光容易被散射，波長較長的光不容易被散射，它們的穿透能力強些，所以禁止通行的燈用紅光，汽車的防霧燈用黃光，就是因為就是在能見度低的天氣里，它們傳播的比波長短的光遠(yuǎn)，便于司機及早發(fā)現(xiàn)．光的波長和頻率的關(guān)系是：波長長的光，頻率小，能量小；波長短的光，頻率大，能量大?！就愅卣埂肯銦燑c燃后，冒出的煙霧看上去是藍(lán)色的，這是因為()A．煙霧的顆粒本身是藍(lán)色的B．煙霧將光線中其他色光濾掉，只有藍(lán)光透射出來C．煙霧的顆粒對藍(lán)色光散射強烈D．煙霧的顆粒吸收光線后，發(fā)出藍(lán)色熒光C第三十四頁，共115頁。1．一束光從空氣斜射到某種透明物質(zhì)的表面，光線與界面的夾角為30。，反射光線與折射光線恰好垂直，則入射角和折射角分別為()．A．60。，60。

B．60。，30。C．30。，30。D．30。，60。2．關(guān)于凸透鏡的應(yīng)用，下列說法中正確的是()．A．使用凸透鏡觀察物體，觀察到的一定是放大的像；B．使用幻燈機時，應(yīng)將幻燈片倒置于幻燈機鏡頭的焦點以內(nèi)；C．照像時，應(yīng)使被照的物體置于照相機鏡頭焦點與二倍焦距之間；D．使用修表用的放大鏡時，必須把物體放在焦點以內(nèi)．BD第三十五頁，共115頁。3．在凸透鏡成像時，當(dāng)物體由很遠(yuǎn)處向著透鏡以速度v勻速移近，直到位于透鏡一倍焦距的整個過程中()。A．像的移動方向與物體的移動方向總相同；B．像與物體間的距離先減小后增加然后又減少；C．像的移動速度先大于v后小于vD．像的移動速度先小于v后大于v4．利用光具座做凸透鏡成像的實驗，透鏡擺放在燭焰和光屏間。在保持燭焰與透鏡的距離不變時，如果沿光具座無論怎樣移動，光屏上都收不到像，下列原因中正確的是()。A．燭焰、透鏡、光屏三者不在同一高度B．透鏡的焦距過大C．燭焰位于透鏡的焦點上或焦點以內(nèi)D．像距過大ABDABC第三十六頁，共115頁。5．如圖，在透鏡L左側(cè)有一光源AB，在透鏡右側(cè)光屏S上可得光源清晰的像．在圖中畫出由A點發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡折射后的光路圖。6．現(xiàn)有如下光學(xué)器件：(a)平面鏡；(b)凸鏡；(c)凹鏡；(d)凸透鏡；(e)凹透鏡．在下列光學(xué)儀器或用具中用到了哪種器件?請把相應(yīng)的字母填入空格．自制潛望鏡用

，太陽灶用

，老花鏡用

，汽車觀后鏡有用

，近視眼鏡用

，耳科醫(yī)生的額鏡用

。7．放映幻燈片時，為了屏幕上得到更大的像，那么應(yīng)采取的措施是()。A．幻燈機離屏幕遠(yuǎn)一些，鏡頭與幻燈片的距離調(diào)小一些；B．幻燈機離屏幕遠(yuǎn)一些，鏡頭與幻燈片的距離調(diào)大一些；C．幻燈機離屏幕近一些，鏡頭與幻燈片的距離調(diào)大一些；D．幻燈機離屏幕近一些，鏡頭與幻燈片的距離調(diào)小一些。平面鏡凹鏡凸透鏡凸鏡凹透鏡凹鏡AC第三十七頁，共115頁。1．光線從空氣斜射入水中，反射光線與入射光線的夾角為100。，則折射光線與反射光線的夾角為()。A．小于80。B．等于80。C．大于80。D．大于130。2．常用體溫計的刻度部分為三棱體，橫截面積如圖所示，其正面呈圓弧形，這樣就可看清體溫計內(nèi)極細(xì)的水銀柱，以便于讀數(shù)。這是因為圓弧形玻璃的作用相當(dāng)于

，使我們能看到水銀柱放大后的

像。C凸透鏡虛第三十八頁，共115頁。3．關(guān)于觀察凸透鏡成像的問題中，下列說法中正確的是()。A．只有用光屏才能看到實像；B．當(dāng)透鏡成實像時，不用光屏，在一定區(qū)域內(nèi)也能看到實像；C．不用光屏也能看到實像，而且觀察區(qū)域與用光屏?xí)r一樣D．不用光屏只能看到縮小的實像。4．如圖所示，在凸透鏡左側(cè)的主軸PQ上一光點S恰能在透鏡右側(cè)等距處生成一像點S’，將透鏡沿順時針方向轉(zhuǎn)過30。角后，像點S’的位置()．A．仍在原處沒有移動；B．像點移動，到透鏡的距離增大；C．像點移動，到透鏡的距離減??；D．像點移動，但仍在原來的主軸PQ上．BBD第三十九頁，共115頁。5．把一頁物理教科書全部攝入一張底片上，底片離鏡頭的距離應(yīng)()。A．小于一倍焦距B．在一倍焦距二倍焦距之間C．等于一倍焦距D．大于一倍焦距B第四十頁，共115頁。

如圖所示,凸透鏡的焦距為5厘米,在透鏡左側(cè)l0厘米處,有一個與主光軸垂直的物體AB,在透鏡右側(cè)15厘米處放一個平面鏡,鏡面與凸透鏡的主光軸垂直,則該光具組中,物體AB的成像情況是()A.一個正立實像，一個倒立實像，一個正立虛像B.一個正立實像，一個正立虛像，一個倒立虛像C．一個倒立實像，一個正立虛像，一個倒立虛像D．一個正立實像，一個倒立實像，一個倒立虛像D①物體AB在凸透鏡的二倍焦距處,得到倒立等大的實像A1B1;

②實像A1B1如果不用光屏呈接,空氣是比較干凈時,眼睛是無法看到的,但是確實是存在的,實像A1B1又在平面鏡中成像,相對A1B1來講是正立的虛像A2B2,但是相當(dāng)于AB來講是倒立的.③虛像A2B2是A1B1射出的光線經(jīng)平面鏡反射后,反射光線的反向延長線會聚形成的,反射光線好像是A2B2射出的,A2B2在凸透鏡二倍焦距以外,經(jīng)凸透鏡折射后形成相對A2B2是倒立、縮小的實像,相對AB是正立、縮小的實像A3B3.第四十一頁，共115頁。

將兩根筷子豎直插入一個注水的圓柱形玻璃杯中，插入水中的位置如圖甲所示，則最后看到的情況是（）ACBD

圖為筷子豎直插入盛水玻璃杯內(nèi)的俯視圖，A處為筷子，ABP表示由筷子發(fā)出的穿過玻璃杯壁B射向觀察者P處的一條光線．ON為過B點沿半徑方向的直線，即在B處和空氣的分界面的法線，上述光線則相當(dāng)于在B處由水中射入空氣中，圖中的角i和角r分別為此光線的入射角和折射角，

根據(jù)光的折射規(guī)律可知，應(yīng)有r＞i．所以觀察者在P處看到的筷子A的像A′的位置不是在A的實際位置，而是由其實際位置偏離杯中心的方向向杯壁靠攏一些，

同時，玻璃杯此時相當(dāng)于一個凸透鏡，對筷子起到了放大的作用，因此，觀察到的筷子比實際粗些．C第四十二頁，共115頁。2.將筷子豎直插入裝水的玻璃杯內(nèi)，從右邊俯視圖中的P點沿水平方向看到的應(yīng)該是左圖中的哪一個()

解:圖為筷子豎直插入盛水玻璃杯內(nèi)的俯視圖,A處為筷子,ABP表示由筷子發(fā)出的穿過玻璃杯壁B射向觀察者P處的一條光線.ON為過B點沿半徑方向的直線,即在B處和空氣的分界面的法線,

上述光線則相當(dāng)于在B處由水中射入空氣中,圖中的角i和角r分別為此光線的入射角和折射角,根據(jù)光的折射規(guī)律可知,應(yīng)有r＞i.

所以觀察者在P處看到的筷子A的像A′的位置不是在A的實際位置,而是由其實際位置偏離杯中心的方向向杯壁靠攏一些,

同時，玻璃杯此時相當(dāng)于一個凸透鏡，對筷子起到了放大的作用，因此，觀察到的筷子比實際粗些．D

C

B

D

A

第四十三頁，共115頁。3.在做“研究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，當(dāng)燭焰、凸透鏡及光屏處在如圖所示的位置時，恰能在光屏上得到一個清晰的像。由此可以判斷，他所使用凸透鏡的焦距()A.一定小于8cmB.一定在8cm到10cm之間C.一定大于20cmD.一定在10cm到16cm之間

凸透鏡成實像時,物距大于像距,成倒立縮小的實像;物距等于像距時,成倒立等大的實像;物距小于像距時,成倒立放大的實像.

根據(jù)凸透鏡成倒立、縮小實像時，物距和焦距，像距和焦距的關(guān)系，列出不等式，解不等式，確定凸透鏡焦距的取值范圍．解：如圖物距大于像距，凸透鏡成倒立、縮小的實像，∵u＞2f，成倒立、縮小的實像，2f＞v＞f，∴20cm＞2f，2f＞16cm＞f，∴10cm＞f＞8cm．B

第四十四頁，共115頁。4.為了防盜，在門上裝上一個“貓眼”，使屋內(nèi)的人能看清屋外的人是一個正立縮小的像，屋外面的人卻看不清屋內(nèi)的人，則“貓眼”應(yīng)該是：（）

“貓眼”是由兩塊透鏡組合而成．當(dāng)我們從門內(nèi)向外看時，物鏡是凹透鏡，目鏡是凸透鏡．

物鏡的焦距極短,它將室外的人或物成一縮得很小的正立虛像,此像正好落在目鏡（凸透鏡）焦點之內(nèi)，A.凸鏡B.凹鏡C.凹透鏡 D.凸透鏡

此時的目鏡起著放大鏡的作用，最后得到一個較為放大的（還是比實際的人和物體要小）正立虛像，

人從外向內(nèi)看時，此時的門鏡相當(dāng)于一個凹透鏡，凹透鏡對光線有發(fā)散的作用，所以看不到屋內(nèi)成像情況．C

解：根據(jù)面鏡和透鏡的成像規(guī)律，能成正立縮小的像是凸鏡和凹透鏡；但要使屋內(nèi)的人看屋外的人；只能用凹透鏡，選項C正確。第四十五頁，共115頁。5.放映幻燈時，為了在屏幕上得到更大的像，那么應(yīng)采取的措施是：（）A．幻燈機離屏幕遠(yuǎn)一些，鏡頭與幻燈片的距離調(diào)小一些B．幻燈機離屏幕遠(yuǎn)一些，鏡頭與幻燈片的距離調(diào)大一些C．幻燈機離屏幕近一些，鏡頭與幻燈片的距離調(diào)大一些D．幻燈機離屏幕近一些，鏡頭與幻燈片的距離調(diào)小一些使屏幕上得到更大的清晰的像，則像距變大，物距變小．

根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律知，像變大，則像距變大，物距變小，應(yīng)使投影儀遠(yuǎn)離屏幕，并把鏡頭與幻燈片的距離調(diào)小一些．A第四十六頁，共115頁。6.在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，當(dāng)凸透鏡、光屏和蠟燭火焰的位置如圖所示時，光屏上能成一個清晰地像，則()A.所成的像是正立縮小的實像B.所成的像是倒立縮小的實像C.把蠟燭向左移動少許，光屏適當(dāng)向左移動可得到更大的實像D.把蠟燭向右移動少許，光屏適當(dāng)向右移動可得到更大的實像

解:由圖知:f＜u＜2f,v＞2f,此時光屏上成倒立放大的實像,所以A、B說法錯誤.

當(dāng)把蠟燭向左移動少許時，物距變大，像距變小，光屏適當(dāng)向左移動可得到的像變小，所以C說法錯誤。

當(dāng)把蠟燭向右移動少許時，物距變小，像距變大，光屏適當(dāng)向右移動可得到更大的實像，選項D正確D第四十七頁，共115頁。7.如圖所示,豎直放置的不透光物體

(足夠大)中緊密嵌有一凸透鏡,透鏡左側(cè)兩倍焦距處,有一個與主光軸垂直的物體AB,在透鏡右側(cè)三倍焦距處豎直放置一平面鏡MN,鏡面與凸透鏡的主光軸垂直,B、N兩點都在主光軸上,AB與MN高度相等,且與透鏡上半部分等高.遮住透鏡的下半部分,則該光具組中,物體AB的成像情況是()

平面鏡成像的規(guī)律：虛像、物體和像大小相等、物體和像到鏡面的距離相等，物體和像的連線與鏡面垂直；A.兩個實像，一個虛像B.一個實像，兩個虛像C.只有一個虛像D.只有一個實像

凸透鏡成像規(guī)律：當(dāng)物體位于凸透鏡的2倍焦距處，成倒立、等大的實像．

按題意,AB在凸透鏡右側(cè)距離透鏡2f處成一個倒立的等大的實像.

由于成像后的光線是射向右下方的,所以不能在平面鏡上成像(平面鏡只在主光軸的上方),所以只能成一個實像.D第四十八頁，共115頁。

此題主要考查凸透鏡成像規(guī)律及其應(yīng)用，此題的突破點是，AB只有在主光軸上的那點折射后入MN，其它均沒有，故只有一個實像．

如果平面鏡足夠大,則“AB在凸透鏡右側(cè)距離透鏡2f處成一個倒立的等大的實像”又會在平面鏡上成一個等大的虛像,平面像反射后的光線又會經(jīng)凸透鏡成一個縮小的倒立的實像(成在凸透鏡左側(cè)f與2f之間.此時相當(dāng)于物距為4f.當(dāng)然,也要滿足凸透鏡是足夠大了才有此種情況）D第四十九頁，共115頁。8.有一種稱之為“七仙女”的神奇玻璃杯，空杯時什么也看不見；斟上酒，杯底立即顯現(xiàn)栩栩如生的仙女圖。下面是對仙女圖形成原因的探討，正確的是（）A.可能是酒具有化學(xué)顯影作用

B.可能是酒在液面處反射，在酒中出現(xiàn)放大的像

C.可能是圖片在杯底凸透鏡焦點處成放大像

D.可能是斟酒后使杯底凸透鏡焦距變大，使圖片在一倍焦距以內(nèi)成放大的虛像

圖片位于玻璃凸透鏡的焦點上，無酒時來自圖片的光線經(jīng)凸透鏡后平行射出，所以看不見仙女的像，加入酒后，酒凹透鏡對光線有發(fā)散作用，使玻璃凸透鏡和酒凹透鏡組成的凸透鏡焦距變大，圖片在凸透鏡的一倍焦距以內(nèi)成正立、放大的虛像．

仙女酒杯斟酒前和斟酒后凸透鏡的焦距是變化的．斟酒之后，相當(dāng)于增加了一個凹透鏡，相當(dāng)于原凸透鏡的會聚能力減弱，焦距增大．當(dāng)物體放在凸透鏡一倍焦距之內(nèi)時，會成正立放大的虛像．D第五十頁，共115頁。

9.平面鏡水平放置且鏡面朝上,在鏡面上方豎直放置一凸透鏡,在凸透鏡左側(cè)主光軸上兩倍焦距處有一點光源S,關(guān)于點光源在該光具組中成像情況的判斷,正確的是（）

A.兩個實像,兩個虛像B.兩個實像,一個虛像

C.一個實像,兩個虛像D.一個實像,三個虛像⑴凸透鏡成像規(guī)律：①u＞2f，成倒立、縮小的實像，應(yīng)用于照相機和攝像機．②2f＞u＞f，成倒立、放大的實像，應(yīng)用于幻燈機和投影儀．③u=f，光線平行射出，既不成實像，也不成虛像．④u＜f，成正立、放大的虛像，應(yīng)用于放大鏡和老花鏡．⑵平面鏡成像的特點：虛像，物像等大，物像等距，物像連線與鏡面垂直．

首先可以確定點光源S在凸透鏡右側(cè)兩倍焦距處可以成一個等大、倒立的實像，這個實像又可以通過平面鏡成一個虛像；

點光源S通過平面鏡可以成一個虛像，形成的這個的虛像又可以通過凸透鏡在第一次成的實像上再成一個等大的實像．因此會出現(xiàn)兩個實像，兩個虛像．A第五十一頁，共115頁。

兩倍焦距處點光源S通過凸透鏡在凸透鏡右側(cè)兩倍焦距處成一實像S1，在平面鏡中成一虛像S2。S2通過凸透鏡在凸透鏡右側(cè)兩倍焦距上方成一實像S3。S1在平面鏡中成一虛像S4。所以選項A正確。

這樣說的話不是有三個虛像么？光源本身的虛像和光源的兩個實像的虛像.

第二個不可以，自己畫圖，光全向上走了（因為要先射到平面鏡上再通過凸透鏡）不會再射到平面鏡上

.而第一個光通過凸透鏡后會射到平面鏡上成第二個像的部分光線通過平面鏡反射而成第五十二頁，共115頁。

圖所示,平面鏡水平放置且鏡面朝上,在鏡面上方豎直放置一凸透鏡,在凸透鏡左側(cè)主光軸上兩倍焦距處有一點光源s，則點光源住該光具組中,將成

個實像,

個虛像.⑴首先可以確定點光源S在凸透鏡右側(cè)兩倍焦距處可以成一個等大、倒立的實像,這個實像又可以通過平面鏡成一個虛像;⑵點光源S通過平面鏡可以成一個虛像,形成的這個的虛像又可以通過凸透鏡在第一次成的實像上再成一個等大的實像.

第二個實像,不能再在平面鏡中成像了,因為他的光路被下面那個實像擋住了.

就相當(dāng)于你在一個點光源和一個平面鏡之間放一塊小的黑木板進(jìn)行遮擋.顯然這個時候點光源就不成像了.兩兩第五十三頁，共115頁。10.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(wǎng)膜，燭焰看作是被眼睛觀察的物體。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。在拿走近視眼鏡后，為了能在光屏上重新得到清晰的像，下列操作可行的是()A.將蠟燭遠(yuǎn)離凸透鏡B.將光屏遠(yuǎn)離凸透鏡C.將光屏靠近凸透鏡D.將光屏和蠟燭同時遠(yuǎn)離凸透鏡

近視眼鏡是凹透鏡，首要的問題是知道凹透鏡對光線有發(fā)散作用，拿一個近視眼鏡給“眼睛”戴上，光屏上出現(xiàn)燭焰清晰的像，而蠟燭燭焰的像實際上在光屏前；

拿走近視眼鏡則燭焰的像變得模糊，原因是燭焰清晰的像在光屏的前面，可以用縮小像距和調(diào)節(jié)物距的方法使?fàn)T焰清晰的像承接在光屏上．

近視鏡片屬于凹透鏡，凹透鏡對光線有發(fā)散作用，有近視鏡片時，凸透鏡所成的像會后移；C第五十四頁，共115頁。

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(yīng)該在光屏和透鏡之間，所以應(yīng)將光屏向靠近透鏡方向移動或?qū)⑾灎T靠近凸透鏡，才能得到清晰的燭焰的像．答案：C

凸透鏡成實像的規(guī)律：u＞2f，成倒立縮小的實像；u=2f，成倒立等大的實像；f＜u＜2f，成倒立放大的實像．凸透鏡成實像時，若在凸透鏡前放一凹透鏡，像將遠(yuǎn)離透鏡移動；若在凸透鏡前放一凸透鏡，像將靠近透鏡移動．在調(diào)節(jié)上滿足“物近像遠(yuǎn)像變大”．第五十五頁，共115頁。

如圖所示，小明把凸透鏡看做眼睛的晶狀體，光屏看做視網(wǎng)膜，給凸透鏡“戴上”近視眼鏡，使?fàn)T焰在光屏上成清晰的像，“取下”近視眼鏡，光屏上的像變模糊，向靠近凸透鏡的方向移動光屏，光屏上能重新呈現(xiàn)清晰的像．請你分析小明的實驗，說明近視眼鏡是如何矯正視力的，并說出一種保護(hù)視力的具體方法．

分析：首先明確近視眼鏡片是凹透鏡，利用凹透鏡的光學(xué)性質(zhì)即可確定它是怎樣來矯正視力的．根據(jù)關(guān)于愛惜眼睛的常識以及用眼衛(wèi)生的知識即可知道如何保護(hù)視力．

解：近視眼鏡片是凹透鏡，凹透鏡對光線有發(fā)散作用．這樣通過近視眼鏡的發(fā)散作用使會聚于視網(wǎng)膜前面的像成在視網(wǎng)膜上，使人能看清楚遠(yuǎn)處的物體．

要保護(hù)視力，不要長時間上網(wǎng)看電視；不要躺在床上看書，不要再運動的車上看書等．

點評:近視眼是由于晶狀體對光線的會聚作用太強造成的，因此要讓光線在進(jìn)入眼睛以前提前發(fā)散一下，所以要帶凹透鏡.第五十六頁，共115頁。11.下圖為我國發(fā)射神州9號飛船的運載火箭上“箭載攝像機”拍得火箭上升時的一幅圖片。攝像機鏡頭相當(dāng)于一個凸透鏡，像成在感光元件上。若拍攝該圖片時鏡頭的焦距為f，為保證成像清晰，()A.鏡頭到感光元件的距離v滿足的條件是v>2fB.鏡頭到感光元件的距離v滿足的條件是v<fC.物體經(jīng)該鏡頭成的像是正立縮小實像D.物體經(jīng)該鏡頭成的像是倒立縮小實像

攝像機鏡頭相當(dāng)于一個凸透鏡,它是利用u＞2f時成倒立、縮小的實像的原理制成的,感光元件到鏡頭的距離應(yīng)滿足的條件是：f＜v＜2f，；

解析：“箭載攝像機”拍得火箭上升時的圖片，物距u大于2f，鏡頭到感光元件的距離v(像距)滿足的條件是f<v<2f，選項AB錯誤；物體經(jīng)該鏡頭成的像是倒立縮小實像，選項C錯誤D正確。D第五十七頁，共115頁。

如圖為我國運載火箭上“箭載攝像機”拍得火箭上升時的一幅圖片．?dāng)z像機鏡頭相當(dāng)于一個凸透鏡,像成在感光元件上.若拍攝該圖片時鏡頭的焦距為f，為保證成像清晰，鏡頭到感光元件的距離v滿足的條件是

，物體經(jīng)該鏡頭成的像是

的(填“倒立”或“正立”).

攝像機在高溫環(huán)境下工作,鏡頭用抗高溫的石英材料制成,這是因為石英的

較高;若鏡頭的質(zhì)量為m、比熱容為c,火箭發(fā)射前鏡頭的溫度為t,鏡頭吸收熱量Q后的溫度為

.f＜v＜2f倒立熔點

攝像機鏡頭相當(dāng)于一個凸透鏡，它是利用“u＞2f，f＜v＜2f，成倒立、縮小的實像”的原理制成的；箭載攝像機圖片

晶體熔化時的溫度稱為熔點，故鏡頭選用抗高溫的石英材料制成，這是因為石英的熔點較高的緣故；據(jù)熱量的計算公式可知此時鏡頭吸收Q熱量所升高的溫度是故此時鏡頭的末溫是第五十八頁，共115頁。

12.在一個不透明的木板上,鉆一個小孔.用眼睛通過小孔可以觀察到一定的范圍,如圖所示.在小孔中嵌入一定形狀的玻璃制品,可以擴大觀察范圍.則在圖中的四個截面中能夠獲得最大觀察范圍的是()

光從空氣斜射入玻璃，折射光線靠攏法線，光從玻璃斜射入空氣，折射光線遠(yuǎn)離法線凸透鏡對光線有會聚作用，使會聚光線提前會聚.凹透鏡對光線有發(fā)散作用，使會聚光線錯后會聚．凸透鏡的會聚作用是使原來的光路變窄．凹透鏡的發(fā)散作用是使原來的光路變寬．

根據(jù)凹透鏡對光線有發(fā)散作用可知在圖中的四個截面中能夠獲得最大觀察范圍的是D。D第五十九頁，共115頁。解:如圖甲,沒有任何光學(xué)元件,直接通過小孔,看到的范圍.

如圖乙，小孔內(nèi)放入玻璃磚，要光線從小孔左側(cè)進(jìn)入右側(cè)眼睛，經(jīng)過兩次折射，如圖光線能進(jìn)入人的眼睛，人眼看到的范圍稍微增大．

如丙圖，小孔內(nèi)放入凸透鏡，凸透鏡對光線有會聚作用，能使會聚光線提前會聚，要是光線進(jìn)入人的眼睛，觀察到的范圍變窄．

如丁圖，小孔內(nèi)放入凹透鏡，凹透鏡對光線有發(fā)散作用，凹透鏡使光線錯后會聚，要使光線進(jìn)入人的眼睛，觀察到的范圍變寬．

乙圖和丁圖觀察范圍都變寬，由于玻璃磚兩次折射后的光線與原始光線是平行的，要使光線進(jìn)入人的眼睛，觀察到的范圍只是稍微增大．凹透鏡的發(fā)散作用越強，觀察到的范圍越大．故選D．第六十頁，共115頁。13.如圖所示，F(xiàn)1、F2是凸透鏡的焦點，S是放在凸透鏡前的點光源，S’是S經(jīng)凸透鏡所成的像。當(dāng)光源S沿平行主軸的方向向透鏡移動時(始終保持u>f)，像S’遠(yuǎn)離透鏡移動的情況是()A.沿平行主軸方向。B.沿O與S’連線方向。C.沿F2與S’連線方向。D.沿F1與S’連線方向。

分析：利用凸透鏡的三條特殊光線,①通過焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后將平行于主光軸.②平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后將過焦點.③過光心的光線經(jīng)凸透鏡折射后傳播方向不改變.

解:⑴點光源S沿平行主軸的方向向透鏡移動時,其中一條光線平行于主光軸總不改變方向,折射光線一定過焦點,如圖.實像是所有折射光線會聚形成的,像點一定在過焦點的折射光線上.

然后根據(jù)物距減小，像距增大(即“物近像遠(yuǎn)像變大”)即可確定像的變化及移動情況．

⑵u＞f時,凸透鏡成實像,點光源S沿平行主軸的方向向透鏡移動時,物距減小,像距增大,所以像點向右遠(yuǎn)離凸透鏡．C第六十一頁，共115頁。

如圖所示,F1、F2是凸透鏡的焦點,S是放在凸透鏡前的點光源,S′為S經(jīng)凸透鏡所成的像.當(dāng)光源S沿平行主軸的方向向透鏡移動時(始終保持u＞f),像S′的移動情況是

.沿F2與S′連線方向遠(yuǎn)離透鏡移動

解：由凸透鏡的三條特殊光線知：當(dāng)光源S沿平行主軸的方向向透鏡移動到A點時（始終保持u＞f），物體始終在凸透鏡的焦距以外，此時所成的像始終是倒立的實像，當(dāng)物距減小時，像距增大，像變大．所以像S′的移動情況是沿F2與S′連線方向遠(yuǎn)離透鏡移動到S″．如圖所示：

點評:“凸透鏡的三條特殊光線”是完成凸透鏡光路圖的依據(jù)，要熟練掌握，根據(jù)凸透鏡成實像時，滿足“物近像遠(yuǎn)像變大”，這是解決本題的關(guān)鍵.第六十二頁，共115頁。14.用一直徑為20cm的凸透鏡正對著陽光方向，在透鏡的另一側(cè)15cm處，有一垂直于主軸的光屏，此光屏上呈現(xiàn)一個直徑是10cm的光斑，則該透鏡的焦距()

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.得到的是10cm的光斑,說明太陽光經(jīng)凸透鏡未過焦點會聚的,或已過焦點會聚的光斑.A.可能是10cmB.可能是15cmC.一定是30cmD.一定是45cm

解:⑴當(dāng)太陽光未過焦點會聚的光斑,圖如下:AB=20cm,CD=10cm,OE=15cm,OF=f.因為△AFB∽△CFD,所以解得f=30cm．⑵當(dāng)太陽光過焦點會聚的光斑,如圖:AB=20cm,CD=10cm,OE=15cm,OF=f.因為△AFB∽△CFD,解得f=10cm．

光屏上呈現(xiàn)一個直徑是10cm的光斑，光屏可能放在凸透鏡與焦點之間，也可能放在凸透鏡的焦點右邊，因此對應(yīng)兩個可能焦距值。A

第六十三頁，共115頁。15.小明在用可變焦的光學(xué)照相機（一種鏡頭焦距大小可根據(jù)需要發(fā)生改變的光學(xué)照相機)給小蘭拍了一張半身照之后，保持相機和小蘭的位置不變，又給小蘭拍了一張全身照。關(guān)于這個過程對相機的調(diào)節(jié)，下列說法中正確的是()A.焦距變大，像距也變大 B.焦距變小，像距也變小C.焦距變大，像距變小 D.焦距變小，像距變大⑴物距、像距和像大小的變化規(guī)律:即物距變大、像距變小,像變小;物距變小,像距變大,像變大;⑵在物距或像距不變的情況下，增大焦距就相當(dāng)于減小物距或像距；同理減小焦距，就相當(dāng)于增大物距或像距．

解：當(dāng)拍了一張半身照之后，保持相機和人的位置不變，又拍了一張全身照，即該過程中的像是變小的，所以應(yīng)增大物距；即保持了相機和人的位置不變的情況下增大物距，即只能使透鏡的焦距變小，同時還要減小像距．

解析:保持相機和小蘭的位置不變,即保持物像之間距離不變,又給小蘭拍全身照,即減小像距,增大物距,使小蘭(物)遠(yuǎn)離透鏡的焦點,焦距變小.B第六十四頁，共115頁。16.圖中畫的是王小剛同學(xué)的眼鏡,從眼鏡判斷,他的眼睛()A.是遠(yuǎn)視眼.B.是近視眼.C.視力正常,眼鏡是太陽鏡.D.一只眼視力基本正常,另一只是近視眼

遠(yuǎn)視眼戴凸透鏡,物體在凸透鏡的一倍焦距以內(nèi),物體成正立的、放大的虛像.

近視眼戴凹透鏡，物體射出的光線經(jīng)凹透鏡后發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長線會聚成像，成正立、縮小的虛像．

太陽鏡是透明的厚度相同的玻璃，戴上太陽鏡看物體，不改變物體的大?。?/p>

通過眼鏡看書本上的文字,通過兩個鏡片都看到放大的字,所以小剛戴的眼鏡兩個都是凸透鏡,是遠(yuǎn)視眼鏡,小剛的眼睛是遠(yuǎn)視眼.

根據(jù)近視眼與遠(yuǎn)視眼的特點：近視眼看近處的物體清楚，看遠(yuǎn)處的物體不清楚，要戴凹透鏡來矯正．遠(yuǎn)視眼看遠(yuǎn)處的物體清楚，看近處的物體不清楚，要戴凸透鏡來矯正．A第六十五頁，共115頁。

張老師上課時戴眼鏡的模樣很滑稽,如圖所示.她說：“我這樣戴眼鏡有獨特的效果──當(dāng)我站在講臺前的時候,既能從上面看得清后面的同學(xué)有沒有開小差,向下又能看清面前課本上的文字”.根據(jù)這些可判斷張老師所患的眼睛問題及所配戴的眼鏡的種類是（）此題有兩個關(guān)鍵點需要把握?。篈.近視眼凹透鏡B.遠(yuǎn)視眼凹透鏡C.近視眼凸透鏡D.遠(yuǎn)視眼凸透鏡①從上面（不通過眼鏡）看,能看清后面的同學(xué)有沒有開小差;②向下（通過眼鏡）看，能看清課本上的字；

解：當(dāng)張老師從眼鏡的上方看時，能看清后面的同學(xué)是否開小差，說明張老師不是近視眼；

而向下透過眼鏡，可以看到課本上的字，這就說明了張老師經(jīng)眼鏡的矯正，看清了近處的物體，即張老師是遠(yuǎn)視眼；那么張老師所帶的眼鏡必是遠(yuǎn)視眼凸透鏡；D第六十六頁，共115頁。①凸透鏡對光線有會聚作用，且成像是通過光心的光線是傳播方向不變的，

光心也是凸透鏡的中心，凸透鏡能使平行于主光軸的光會聚一點，此點即為焦點．

作圖：S為發(fā)光，S′為它通過凸透鏡所成的像，請畫出凸透鏡的位置并找出焦點（一個即可）①②①②利用凸透鏡的兩條特殊光線：過光心的光線其傳播方向不變；過焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸；根據(jù)光路可逆和圖示作出透鏡和焦點的大致位置．

解：連接物像的點S、S′并延長與主光軸交于O點，O點為凸透鏡的光心，過O點垂直主光軸作出凸透鏡；

從S點平行于主光軸作一條入射光線,交與凸透鏡與E點,連接S′E并延長交于主光軸F點,F點為凸透鏡的一個焦點,EF為入射光線AE的折射光線,在凸透鏡的左側(cè)對稱的作出另一焦點F,如圖：

在作右側(cè)焦點時利用了光路可逆，過焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后平行于主光軸，而且一定過像點S′；第六十七頁，共115頁。

下面為近視眼鏡的示意圖.請你根據(jù)近視眼的成因及矯正方法,在圖中虛線框內(nèi)劃出矯正所需要的透鏡并完成矯正后的光路圖.

分析：近視眼是晶狀體會聚能力增強，像呈在視網(wǎng)膜的前方，應(yīng)佩戴凹透鏡矯正．

解：近視眼是晶狀體曲度變大，會聚能力增強，即折光能力增強，像呈在視網(wǎng)膜的前方，應(yīng)佩戴發(fā)散透鏡，使光線推遲會聚．

近視眼所成的像在視網(wǎng)膜的前方，為了使像正好呈在視網(wǎng)膜上，應(yīng)使光線推遲會聚，使所成的像相對于晶狀體后移，所以應(yīng)佩戴發(fā)散透鏡即凹透鏡．

近視眼晶狀體比較突出，比正常眼的焦距短，晶狀體折射光線的本領(lǐng)比正常眼要大些，遠(yuǎn)處物體的像成在視網(wǎng)膜前，用凹透鏡制成的近視鏡眼鏡，在光線進(jìn)入眼睛以前就先發(fā)散一些，這樣就能使像成在視網(wǎng)膜上，近視眼的人就能看到物體所成的清晰的像了．第六十八頁，共115頁。①根據(jù)“平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后將過焦點；過焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后，平行于主光軸”知，把兩個凸透鏡的焦點在透鏡中間重合，可以使光線折射仍然平行．②根據(jù)“平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后將過焦點，射向焦點的光線經(jīng)凹透鏡折射后平行于主光軸”知，把凸透鏡和凹透鏡的焦點在同側(cè)重合，可以使光線折射仍然平行

實驗中有時需要將一束粗平行光變成細(xì)平行光,這可以利用兩塊透鏡的組合來解決.請下圖的兩個方框中各畫出一種組合方式,寫出兩塊透鏡的距離s跟兩個透鏡到各自焦點的距離f1、f2的關(guān)系.

根據(jù)圖示的情況，可以發(fā)現(xiàn)一個光學(xué)元件是不能達(dá)到目的，就要用到兩個光學(xué)元件進(jìn)行組合．最終的出射光線與原來的入射光線相比，雖然都是平行光，但其更加會聚了，因此可以確定，首先要放置一個會聚透鏡．

出射光線的最上面的一條有可能是與入射光線的最上面的是一條光線，也有可能是與最下面的入射光線是一條，因此要討論．第六十九頁，共115頁。

解：當(dāng)兩條最上面的光線是一條光線時，首先經(jīng)過凸透鏡的會聚，然后要在經(jīng)過凹透鏡的發(fā)散才能在最上面．因為出射光線與入射光線都是平行光，所以第一次折射后的折射光線要過凸透鏡的焦點，第二次的入射光線要射向凹透鏡的另一個焦點．且兩個透鏡的焦點重合在F點．答案如圖所示．

若設(shè)第一個凸透鏡的焦距為f1，第二個凸透鏡的焦距為f2．由此可知兩塊透鏡的距離s跟兩個透鏡到各自焦點的距離f1、f2的關(guān)系是：s=f1+f2

若設(shè)第一個凸透鏡的焦距為f1,凹透鏡的焦距為f2.由此可知兩塊透鏡的距離s跟兩個透鏡到各自焦點的距離f1、f2的關(guān)系是:s=f1-f2.

當(dāng)最下面的出射光線與最上面的光線相對應(yīng)時，光線經(jīng)過凸透鏡折射后要會聚于一點，即其右焦點；此時的光線要過第二個凸透鏡的左焦點，然后平行射出才出現(xiàn)圖示的現(xiàn)象．故答案如圖所示．第七十頁，共115頁。1．閱讀文字材料，完成后面的問題：

透鏡的焦距f的長短標(biāo)志著折光本領(lǐng)的大小,焦距越短,折光本領(lǐng)越大.通常把透鏡焦距的倒數(shù)叫做透鏡的焦度,用Φ表示,即Φ=1/f.

注意:凸透鏡(遠(yuǎn)視鏡片)的度數(shù)是正數(shù),凹透鏡(近視鏡片)的度數(shù)是負(fù)數(shù).

如圖所示是小明的眼睛看物體時的成像情況,則他的眼病是

,需要用來矯正的透鏡是

.若他所戴眼鏡鏡片的焦距為0.2m,則該鏡片的焦度為

m-1,度數(shù)為

度.

⑴由圖可知,遠(yuǎn)處物體成像在視網(wǎng)膜前面,所以患的是近視眼,近視眼是由于晶狀體曲度變大,會聚能力增強,即折光能力增強,應(yīng)佩戴發(fā)散透鏡,使光線推遲會聚;⑵因為焦度此透鏡的焦距是0.2m，它的焦度故其鏡片的度數(shù)為-5m-1×100=-500度；近視

如果某透鏡的焦距是0.5m,它的焦度就是:Φ=1/0.5m=2m-1.平時說的眼鏡片的度數(shù),就是鏡片的透鏡焦度乘100的值.例如,400度遠(yuǎn)視鏡片的透鏡角度是4m-1,它的焦距是0.25m.凹透鏡

5

-500第七十一頁，共115頁。

如下圖甲所示是現(xiàn)代城市很多路口安裝的監(jiān)控攝像頭，它可以拍下違章行駛或發(fā)生交通事故時的現(xiàn)場照片。攝像頭的鏡頭相當(dāng)于一個______，它的工作原理與_____________（選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”）相似。如圖乙和丙是一輛汽車經(jīng)過路口時與一輛自行車相撞后被先后拍下的兩張照片，由圖可以看出汽車是逐漸_________（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）攝像頭。乙丙甲

照相機、攝像機都是根據(jù)凸透鏡物距大于2倍焦距時，成倒立、縮小實像的原理制成的．并且物距越大，所成的像越?。?/p>

從圖片上看，丙圖所成的像比乙圖所成的像小，所以丙圖的像距小于乙圖的像距，而物距大于乙圖的物距．凸透鏡照相機遠(yuǎn)離

本題主要考查的是凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用，關(guān)鍵是記熟成像規(guī)律，并搞清物距像距之間的關(guān)系．知道成實像時，物距越大，像越小，像距也越小。第七十二頁，共115頁。

如圖所示，某同學(xué)從桌面上的近視眼鏡中看到自己身后同一個窗戶的兩個像，這兩個像為____________像(選填：“實”或“虛”)，是____________面鏡(選填：“平”、“凹”、“凸”)所成的像，⑴近視眼鏡是凹透鏡，從鏡子前面觀察，其外面呈弧形，類似于凸面鏡；⑵外面的物體經(jīng)凸面鏡成像，成的是正立的虛像，像的大小與物體到鏡面的距離有關(guān)．

解：近視鏡從前面觀察，會由于光的反射成像，鏡片是有弧度的，從前面看向外凸，與凸面鏡成像是一樣的，成的是虛像，離鏡片越近，所成的像越大虛

凸第七十三頁，共115頁。6.如圖所示,一點光源位于金屬圓筒內(nèi)部軸線上A點.圓筒軸線與凸透鏡主光軸重合,光屏與圓筒軸線垂直且距離透鏡足夠遠(yuǎn).此時,點光源正好在光屏上形成一個清晰的像,測出此時凸透鏡與圓筒右端面B的距離為L;向右移動凸透鏡到適當(dāng)位置,光屏上再次出現(xiàn)了清晰的像.由于光源位于圓筒的內(nèi)部,無法直接測量出A與筒右端面的距離d,為了求出d的大小,在上述過程中還需要測量出的一個物理是

;如果用N來表示該物理量的大小,則可以得出d=

.

解:如圖,第一次實驗中物距u=d+L,由于光屏距離凸透鏡足夠遠(yuǎn),所以電光源在凸透鏡的一倍焦距和二倍焦距之間,像距在凸透鏡的二倍焦距以外,成放大的實像,光屏上出現(xiàn)一個放大的亮點.

電光源和光屏之間的距離不變,把凸透鏡向右移動,光屏上再次出現(xiàn)清晰的像,此時電光源在凸透鏡的二倍焦距以外,像距在一倍焦距和二倍焦距之間,成縮小的實像,光屏上出現(xiàn)一個縮小的亮點.

根據(jù)光的折射中光路是可逆的，第一次實驗的物距和第二次實驗的像距是相等的．所以測量第二次實驗成像時，凸透鏡和光屏之間的像距，即第一次實驗的物距N，所以N=d+L，所以d=N-L．第七十四頁，共115頁。6.如圖所示,一點光源位于金屬圓筒內(nèi)部軸線上A點.圓筒軸線與凸透鏡主光軸重合,光屏與圓筒軸線垂直且距離透鏡足夠遠(yuǎn).此時,點光源正好在光屏上形成一個清晰的像,測出此時凸透鏡與圓筒右端面B的距離為L;向右移動凸透鏡到適當(dāng)位置,光屏上再次出現(xiàn)了清晰的像.由于光源位于圓筒的內(nèi)部,無法直接測量出A與筒右端面的距離d,為了求出d的大小,在上述過程中還需要測量出的一個物理是

;如果用N來表示該物理量的大小,則可以得出d=

.

解析：由當(dāng)物像之間距離一定時兩次成像物距和像距互換，可知在上述過程中還需要測量出的一個物理是第二次成像時透鏡與光屏的距離N，由N=d+L，可以得出d=N—L。答案：第二次成像時透鏡與光屏的距離

N—L

點評：當(dāng)物像之間的距離不變時，只移動凸透鏡的位置，光屏上兩次出現(xiàn)清晰的像，第一次成像的物距和第二次成像的像距是相等的，第一次成像的像距和第二次成像的物距是相等的，這是本題的關(guān)鍵．第七十五頁，共115頁。

如圖所示，兩端開口的圓筒內(nèi)嵌有一凸透鏡，透鏡主光軸恰好與圓筒中軸線重合。為了測出該透鏡的焦距以及透鏡在圓筒內(nèi)的位置，小李同學(xué)做如下實驗：

在圓筒左側(cè)凸透鏡的主光軸上放置一點光源S,在圓筒右側(cè)垂直凸透鏡的主光軸固定一光屏,點光源S與光屏的距離為L.左右移動圓筒,當(dāng)圓筒左端面距離點光源S為a時,恰好在光屏上成一個清晰的像;將圓筒向右水平移動距離b,光屏上又出現(xiàn)了一個清晰的像.則凸透鏡和圓筒左端面的距離x為_____,該透鏡的焦距f為__________.

掌握凸透鏡成像的規(guī)律，根據(jù)光路的可逆性，兩次成像的物距和像距正好相反，即第一次的物距等于第二次的像距，第一次的像距