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文檔簡介
透鏡及其應(yīng)用(解析版)
思維導(dǎo)圖
凸透鏡和凹透鏡
J透鏡對光的作用
透鏡-焦點和焦距
三條特殊光線
照相機
________________]投影儀
生活中的透鏡"放大鏡
實像和虛像
探究凸透鏡
____________________成像的規(guī)律
凸透鏡成像的規(guī)就應(yīng)用
本章知識梳理
一、透鏡
1.凸透鏡和凹透鏡
(1)凸透鏡:中間厚、邊緣薄的透鏡(遠視鏡鏡片,照相機的鏡頭、投影儀的鏡頭、放大
鏡等)。
(2)凹透鏡:中間薄、邊緣厚的透鏡(近視鏡等)。
(3)過透鏡兩個球面球心的直線叫主光軸(主軸),透鏡的幾何中心叫光心,用“0”表示。
光心是一個特殊的點,通過光心的光傳播方向不改變。
【例1-11透鏡分類:透鏡分為—和.
(1)凸透鏡:中間—、邊緣—的透鏡(遠視鏡鏡片,照相機的鏡頭、投影儀的鏡頭、
放大鏡等);
(2)凹透鏡:中間—、邊緣的透鏡(近視鏡等)。
【答案】凸透鏡凹透鏡厚薄薄厚
【詳解】⑺⑵透鏡分為凸透鏡與凹透鏡
(1)[3]⑷根據(jù)凸透鏡的定義可知,凸透鏡對光線有會聚作用,其特點是中間厚,邊緣薄的
透鏡。
(2)[5]⑹根據(jù)凹透鏡的定義可知,凹透鏡對光線有發(fā)散作用,其特點是中間薄,邊緣厚的
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透鏡。
【針對訓(xùn)練1】如圖所示各種透鏡中是凹透鏡(均選填字母)。當(dāng)光經(jīng)過透鏡后,
傳播方向改變。(選填"一定"或"不一定")
【詳解】⑺由圖可知,A、C、E都是中間厚邊緣薄,是凸透鏡;B、D、F都是中間薄邊緣厚,
是凹透鏡。
⑵當(dāng)光經(jīng)過透鏡后,傳播方向一般會改變,但經(jīng)過凸透鏡(或凹透鏡)光心的光經(jīng)折射后
傳播方向不改變。
2.透鏡對光的作用
凸透鏡(會聚透鏡)對光有會聚作用;凹透鏡(發(fā)散透鏡)對光有發(fā)散作用。
【注意】會聚作用的實質(zhì)是指經(jīng)凸透鏡的折射光線相對于入射光線靠近主光軸;發(fā)散作用的
實質(zhì)是指經(jīng)凹透鏡的折射光線相對于入射光線遠離主光軸。
【例2-1】安全小提示:夏天我們外出游玩時,不要隨意將瓶裝礦泉水丟在樹林里。這是由
于瓶裝礦泉水在陽光下,相當(dāng)于一個(選填"凹透鏡"或"凸透鏡"),它對光線有一
作用,可能將陽光會聚在焦點上,導(dǎo)致附近的樹葉長時間高溫引起森林火災(zāi)。
【答案】凸透鏡會聚
【詳解】⑺⑵由于瓶中水的形狀是中間厚、邊緣薄,符合凸透鏡的形狀特點,瓶裝礦泉水
在陽光下,對光線有會聚作用,可能將陽光會聚在焦點上,會造成樹葉燃燒,造成火災(zāi)。
【例2-2】如圖根據(jù)光通過透鏡前后的方向,判斷(選填"甲"或"乙")為凸透鏡。
甲透鏡乙透鏡
【答案】甲
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左圖中,光線經(jīng)過透鏡后變會聚了,甲透鏡為凸透鏡;右圖中,光線經(jīng)過透鏡后變發(fā)散了,
乙透鏡為凹透鏡。
【解題技巧】根據(jù)入射光線和出射光線判斷透鏡的種類,需延長入射光線,出射光線與入射
光線對比,靠近主光軸則為凸透鏡,遠離主光軸則為凹透鏡。
【針對訓(xùn)練1】香水的主要成分是易燃酒精。如圖(a)所示為三瓶香水,透明玻璃瓶蓋形
狀各異,容易在陽光下引發(fā)火災(zāi)的有(選填"a"、"b"或"c"),因為它們對光線有作
用;另外一種類型的透鏡對光線有作用;如圖(b)所示,一束光經(jīng)過一個透鏡后會聚
于主軸上的A點,取掉透鏡后,光會聚于&點,則該透鏡是透鏡(選填"凸"或"凹")。
【詳解】⑺⑵如圖所示,透明玻璃瓶蓋形狀各異,最容易在陽光下引發(fā)火災(zāi)的有ac,它們
都是中間厚,邊緣薄,是凸透鏡,對光有會聚作用,最容易在陽光下引發(fā)火災(zāi)。
⑶另外一種類型的透鏡為凹透鏡,對光線有發(fā)散作用。
⑷放上透鏡的會聚點A要比不放透鏡的會聚點B更要遠離透鏡,由此可知,該透鏡對光線
有發(fā)散作用;所以該透鏡是發(fā)散透鏡即凹透鏡。
【針對訓(xùn)練2】光線經(jīng)過甲、乙兩透鏡后的折射光線如圖所示,下列對兩透鏡類型的分析正
確的是()
A.甲透鏡的折射光線會聚于一點,說明甲透鏡是凸透鏡
B.乙透鏡的折射光線是發(fā)散的,說明乙透鏡是凹透鏡
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C.甲透鏡的折射光線比入射光線更向主光軸靠攏,說明甲透鏡是凸透鏡
D.乙透鏡的折射光線比入射光線更向主光軸靠攏,說明乙透鏡是凸透鏡
【答案】D
【詳解】凸透鏡對光線有會聚作用,凹透鏡對光線有發(fā)散作用。由圖可知,光線經(jīng)過甲之后,
甲透鏡的折射光線比入射光線更遠離主光軸,折射光線推遲會聚了,說明甲應(yīng)為凹透鏡;光
通過乙透鏡后折射光線更向主光軸靠攏,折射光線會聚了,因此乙為凸透鏡。故ABC錯誤,
D正確。
故選D。
3.焦點和焦距
(1)平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后會聚于主光軸上一點,這點叫凸透鏡焦點,
用“F”表示;平行于凹透鏡主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后發(fā)散,其反向延長線會交于一點,
這是凹透鏡的焦點。凸透鏡和凹透鏡都各有兩個焦點,凸透鏡的焦點是實焦點,凹透鏡的焦
點是虛焦點。
(2)焦點到光心的距離焦距,焦距用“f”表示
【拓展】①平行光測定焦距的方法:一只放大鏡正對著太陽光,再把一張紙放在它的另一側(cè),
調(diào)整放大鏡與紙的距離,紙上會出現(xiàn)一個很小、很亮的光斑。用刻度尺測出此點(焦點)到
凸透鏡光心的距離即焦距。②焦距的長短反映了凸透鏡對光的會聚作用的強弱,焦距短的會
聚作用強(光線通過后偏折得厲害)。③凸透鏡的凸起程度決定了它的焦距的長短,表面越
凸,焦距越短。
【例3-1】如圖所示,將一個透鏡正對太陽,其下方20cm處的白紙呈現(xiàn)出一個較小的光斑,
這個現(xiàn)象提示我們:該透鏡對光有作用;是一個(填"凸透鏡"或"凹透鏡")。若將
該透鏡向紙面再靠近一小段距離的過程中,光斑一直變小,由此可以判斷該透鏡的焦距一定
(填"大于"、"等于"或"小于")20cmo
【答案】會聚凸透鏡小于
【詳解】⑴太陽光經(jīng)過透鏡后形成光斑,說明該透鏡對光線有會聚作用。
⑵凸透鏡對光線有會聚作用,因此該透鏡為凸透鏡。
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⑶太陽光通過凸透鏡,會在焦點處形成一個最小最亮的光斑,若將該透鏡向紙面再靠近一
小段距離的過程中,光斑一直變小,則說明此時透鏡與紙面的距離大于焦距,故可判斷該透
鏡的焦距小于20cm。
【解題技巧】一束平行于凸透鏡主光軸射向凸透鏡,折射光線會聚于凸透鏡的焦點處,因此
焦點處為最小最亮的光斑。若不是在焦點處,光斑比在焦點處更大。
【針對訓(xùn)練1】小明利用太陽光測量凸透鏡的焦距。下列操作最合理的是()
【答案】C
【詳解】凸透鏡可以將平行于主光軸的光線會聚到焦點上,所以利用太陽光測量凸透鏡焦距,
應(yīng)將透鏡正對太陽光,且觀察光斑的紙張也應(yīng)正對太陽光,與透鏡平行。故ABD不符合題
意,C符合題意。
故選C。
【針對訓(xùn)練2】如圖所示,將凸透鏡正對太陽光,其下方的紙上呈現(xiàn)一個并非最小的光斑,
這時光斑到凸透鏡的距離為若凸透鏡遠離紙的過程中光斑先變小后變大,則該凸透鏡的
焦距()
A.一定小于/B.一定等于/
C.一定大于/D.可能小于/,也可能大于/
【答案】C
【詳解】由于光斑到凸透鏡的距離為/時,即像距為/時,紙上呈現(xiàn)一個并非最小的光斑,
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這個光斑可能是焦點之后的,也可能是焦點之前的光斑,所以凸透鏡的焦距
若凸透鏡遠離紙的過程中光斑先變小再變大,說明凸透鏡的焦點不在光斑之前,故焦點應(yīng)在
光斑之后,因此/一定大于/,故ABD不符合題意,C符合題意。
故選Co
4.三條特殊的光線
(1)過光心的光線,經(jīng)透鏡折射后傳播方向不改變,如圖(1)所示。
F
F6C
圖(1)過光心的光線
(2)平行于主光軸的光線,經(jīng)凸透鏡折射后經(jīng)過另一側(cè)焦點;經(jīng)凹透鏡折射后向外發(fā)散,
但其反向延長線過同側(cè)焦點,如圖(2)所示。
圖(2)平行于主軸的光線
(3)經(jīng)過凸透鏡焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后平行于主光軸;射向異側(cè)焦點的光線經(jīng)凹透鏡
折射后平行于主光軸,如圖(5)所示。
圖(3)過焦點的光線
【例4-1】根據(jù)圖中給出的入射光線,畫出相應(yīng)的折射光線。
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【詳解】凸透鏡對光線有會聚作用,根據(jù)凸透鏡三條特殊光線的規(guī)律,平行于主光軸的光線
經(jīng)凸透鏡折射后過焦點,過焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后平行于主光軸,如圖a;凹透鏡對光
線有發(fā)散作用,根據(jù)凹透鏡三條特殊光線的規(guī)律,平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后折射
光線的反向延長線過焦點,過光心的光線傳播方向不變,如圖b所示
【詳解】過透鏡光心的光線傳播方向不變;過焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線平行于主
光軸;延長線過另一側(cè)虛焦點的光線經(jīng)凹透鏡折射后平行于主光軸,據(jù)此作圖如下:
1.照相機:物體距照相鏡頭較遠,物距大于像距,成倒立、縮小、實像。
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用照相機照相時,要想使拍照范圍變大即像變小,可以將鏡頭遠離物體同時膠片靠近鏡頭。
【例1-1】如圖是張老師利用手機直播網(wǎng)課的情景。手機取景框內(nèi)只看到電子白板,為了讓
同學(xué)們同時既能看到電子白板,又能看到兩邊黑板上板書的文字,手機應(yīng)該(選填"遠
離"或"靠近")黑板,黑板上文字所成的像是縮小的(選填"實"或"虛")像。
【答案】遠離實
【詳解】⑺⑵手機攝像頭相當(dāng)于照相機,物體成倒立、縮小的實像,要想拍攝范圍變大,
則像變小,像距變小,根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律,物距應(yīng)變大,即手機遠離被拍攝物體。
【針對訓(xùn)練1】在第二十四屆中國中部(湖南)農(nóng)業(yè)博覽會中,來自山東的壽光蔬菜、沾化
冬棗、黃河口大閘蟹、章丘大蔥等一大批優(yōu)質(zhì)品牌向全國展示"好品山東"品牌農(nóng)產(chǎn)品魅力。
攝影愛好者小明用手機拍攝了黃河口大閘蟹。手機攝像頭相當(dāng)于凸透鏡,影像傳感器相當(dāng)于
光屏,下列說法正確的是()
A.要使光屏上的像變得小些,只需將凸透鏡靠近大閘蟹
B.拍照時,大閘蟹位于凸透鏡2倍焦距以外
C.光屏上成正立的實像
D.光屏上成倒立的虛像
【答案】B
【詳解】A.根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律,要使光屏上的像變得小些,需要增大物距,將凸透鏡遠
離大閘蟹,故A錯誤;
BCD.照相機成像原理是物距大于2倍焦距,成倒立、縮小的實像,拍照時,大閘蟹位于凸
透鏡2倍焦距以外,光屏上成倒立、縮小的實像,故B正確,CD錯誤。
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故選Bo
2.投影儀:物體距照相鏡頭較近,物距小于像距,成倒立、放大、實像。為了在投影屏幕上
看到物體正立的像,投影片應(yīng)該倒立放置;其中平面鏡的作用是改變光的傳播路徑,使投影
片的像出現(xiàn)在投影屏幕上。
【例2-1】在銀幕上看到的電影畫面都是正立的,在放電影時應(yīng)將電影片()
A.正立著放在大于27的位置上B.倒立著放在大于2/的位置上
C.正立著放在2/和/之間的位置上D.倒立著放在^和了之間的位置上
【答案】D
【詳解】投影儀成的像是倒立放大的實像,物距滿足大于/小于2人為了讓觀眾看到正立的
實像,放電影時應(yīng)將電影片倒立著放在2/和/之間的位置上,故ABC不符合題意,D符合題
局、O
故選D。
【針對訓(xùn)練1】現(xiàn)在,很多家庭購買了投影電視機。如圖所示,某型號投影電視機將傳輸過
來的圖像通過投影儀的鏡頭成像,并將所成的像投射到特制屏幕或者白墻上;屏幕畫面的大
小可通過移動投影儀的前后位置來調(diào)節(jié)。關(guān)于投影電視機,下列說法正確的是()
屏幕
投影儀
A.投影儀的鏡頭相當(dāng)于一個凸面鏡
B.傳輸過來的圖像通過投影儀的鏡頭成正立、放大的實像
C.使用時,屏幕離投影儀的距離應(yīng)小于二倍鏡頭焦距
D.要想使屏幕畫面更大一些,可將投影儀向遠離屏幕的方向移動
【答案】D
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【詳解】A.投影儀的鏡頭相當(dāng)于一個凸透鏡,故A錯誤;
BC.根據(jù)投影儀的成像原理可知,物距大于焦距、小于二倍焦距,像距大于二倍焦距,即
屏幕離投影儀的距離應(yīng)大于二倍鏡頭焦距,成倒立、放大的實像,故BC錯誤;
D.要使墻上的像(實像)變大,需要增大像距、減小物距,所以應(yīng)將投影儀向遠離屏幕的
方向移動,故D正確。
故選Da
3.放大鏡:物體距照相鏡頭較近,成正立、放大、虛像。
產(chǎn).二
【例3-1】小程同學(xué)將燭焰放在凸透鏡的一倍焦距以內(nèi),眼睛通過透鏡觀察到的像可能是如
圖中的()所示
A.B.乂:1>
J'.AL.J▼
C.
【答案】B
【詳解】當(dāng)燭焰離凸透鏡的距離小于焦距時,在凸透鏡同一側(cè)會成正立放大的虛像,像距大
于物距,是放大鏡的原理;
A.圖中是倒立放大虛像,故A不符合題意;
B.圖中是正立放大的虛像,像距大于物距,故B符合題意;
CD.圖中像距小于物距,故CD不符合。
故選Bo
【針對訓(xùn)練1】如圖所示,小勇利用焦距為10cm的放大鏡看自己的手指紋時,應(yīng)使手指到
放大鏡的距離(選填"大于""小于"或"等于")10cm,他在鏡中看到的是一個正立、
(選填"放大""縮小"或"等大")的.(選填"實"或"虛")像。
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【答案】小于放大虛
【詳解】⑶小勇利用焦距為10cm的放大鏡(凸透鏡)看自己的手指紋時,根據(jù)凸透鏡
成像的規(guī)律,其成像規(guī)律是物距小于一倍焦距時,凸透鏡成正立、放大的虛像;因為其焦距
為10cm,所以應(yīng)將手指放在距放大鏡小于10cm的位置。
4.實像和虛像
(1)實像由來自物體的光會聚而成的,能呈現(xiàn)在光屏上。實像和物體分別位于凸透鏡的兩
(2)虛像由反射光線或折射光線的反向延長線相交而形成,不能呈現(xiàn)在光屏上。人眼逆著
出射光線可以看到虛像。虛像和物體位于凸透鏡的同側(cè)。
三、凸透鏡成像規(guī)律
1.凸透鏡成像規(guī)律
物距與焦光路圖像距與焦
成像特點應(yīng)用
距的關(guān)系距的關(guān)系
A
夕
u>2f上書衿f<v<2f倒立、縮小、實像照相機
A
u=2fv=2f倒立、等大、實像計算焦距
f'rf-
J
f<u<2f一Krv>2f倒立、放大、實像投影儀
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⑵u=2f是像放大和縮小的分界點。成像特點:倒立、等大的實像。(兩倍焦距分大?。?/p>
⑶像距大于物距時成放大的實像(或虛像),像距小于物距時成倒立縮小的實像。
(4)凸透鏡成實像時,“物近像遠像變大,物遠像近像變小?!蔽矬w離凸透鏡由遠移近時,成
的像逐漸變大,像離凸透鏡的距離也變大。
⑸凸透鏡成虛像時,“物近像近像變小,物遠像遠像變大?!蔽矬w離凸透鏡由遠移近時,成
的像逐漸變小,像離凸透鏡的距離也變小。
【例1-1】2021年12月9日,太空授課首次以天地互動的方式進行,航天員展示了太空水
球的光學(xué)實驗,當(dāng)她往水球中打入一個氣泡后,水球中同時出現(xiàn)一正一倒的兩個像,圖中成
倒立的像是因為她與水球透鏡的距離(選填"小于焦距"、"大于一倍焦距小于二倍
焦距"或"大于二倍焦距”);另一個正立的像是(選填"實像"或"虛像")。
【答案】大于二倍焦距虛像
【詳解】⑴水球相當(dāng)于凸透鏡,王亞平到水球的距離大于2倍焦距時,成倒立、縮小的實
像,與照相機的成像原理是相同的。
[2]加入氣泡后中間兩側(cè)部分都為中間薄邊緣厚的形狀,相當(dāng)于凹透鏡,成正立縮小的虛像。
【例1-2]如圖所示是小偉通過實驗得到的凸透鏡的像距v和物距a關(guān)系的圖像,由圖可知
凸透鏡的焦距是cm;當(dāng)物距為5cm時的成像特點可應(yīng)用于(填"照相機"、
"投影儀"或"放大鏡")。
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【詳解】[1]由圖像得
u=v=2f=20cm
則
/=10cm
⑵當(dāng)物距為5cm時,小于力成的像是正立、放大的虛像,應(yīng)用放大鏡。
【解題技巧】熟悉圖像的含義,在圖像中找到物距u等于像距v的點,物體在兩倍焦距處,
像距也在兩倍焦距處,因此焦距等于該點物距或像距的一半。
【例1-3]如圖所示,讓一束平行光經(jīng)過一凸透鏡,在光屏上得到一個最小、最亮的光斑。
小明用此透鏡做"探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗,則下列說法正確的是()
111|11|[1||1|11|[^71~
cm3040
A.當(dāng)物體距透鏡8cm時,成正立的虛像
B.當(dāng)物體距透鏡16m時,成倒立、縮小的實像
C.當(dāng)物體從距透鏡20cm處遠離透鏡的方向移動時,所成的像逐漸變大
D.當(dāng)物體從距透鏡30cm處靠近透鏡移動時,要得到清晰的實像,應(yīng)使光屏靠近透鏡
【答案】A
【詳解】A.由圖可知,凸透鏡的焦距為10cm。當(dāng)物體距透鏡8cm時,物距小于一倍焦距,
根據(jù)凸透鏡成像的特點可知,成正立放大的虛像,故A正確;
B.當(dāng)物體距透鏡16cm時,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,根據(jù)凸透鏡成像的特點可知,
成倒立放大的實像,故B錯誤;
C.根據(jù)凸透鏡成像的特點可知,物距大于二倍焦距成倒立縮小實像,成實像時,物遠像近
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像變小,因此當(dāng)物體從距透鏡20cm處遠離透鏡的方向移動時,所成的像逐漸變小,故C錯
誤;
D.根據(jù)凸透鏡成像的特點可知,物距大于二倍焦距成倒立縮小實像,成實像時,物近像遠
像變大,因此當(dāng)物體從距透鏡20cm處靠近透鏡移動時,要得到清晰的像應(yīng)使光屏遠離透鏡,
故D錯誤。
故選Ao
【例1-4】在探究"近視眼的矯正"課外實驗中,用蠟燭模擬遠處所視物體:圖中的水凸透鏡
模擬人眼晶狀體,并與注射器相連,其凸起程度(凸起程度越大,其焦距就越?。┛赏ㄟ^注
射器注入或吸收水量來調(diào)節(jié):用光屏模擬人眼視網(wǎng)膜,下列說法正確的是()
A.此時在光屏上得到了燭焰清晰的像,該像是倒立、等大的實像,此時的成像特點與照
相機的成像特點相同
B.此時水透鏡的焦距為20cm,若將蠟燭向遠離凸透鏡方向移動至某位置,并調(diào)整光屏
位置,燭焰在光屏上所成的像將變大
C.向水凸透鏡內(nèi)注入適量的水,若想在光屏上再次得到清晰的像,可以保持光屏不移動,
在燭焰和水凸透鏡間加一個焦距合適的凹透鏡
D.向水凸透鏡內(nèi)抽出適量的水,若想在光屏上再次得到清晰的像,可以將光屏向靠近透
鏡的方向移動適當(dāng)距離
【答案】C
【詳解】A.由圖可知,在光屏上得到了燭焰清晰的像,該像是倒立、等大的實像,根據(jù)
u-v=2f
成倒立、等大的實像,即
u=v=2/=20cm
故該水凸透鏡的焦距為/=10cm,而照相機是根據(jù)凸透鏡成倒立、縮小的實像的原理制成的,
故A錯誤;
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B.由A可知,該水凸透鏡的焦距為/=10cm;若將蠟燭向遠離凸透鏡方向移動至某位置,此
時物距增大,根據(jù)凸透鏡成實像時,物遠像近像變小可知,燭焰在光屏上所成的像將變小,
故B錯誤;
C.向水凸透鏡內(nèi)注入適量的水,水凸透鏡凸起程度變大,焦距變小,對光線的會聚能力變
強,此時像成在光屏的左側(cè),若保持光屏不移動,在燭焰和水凸透鏡間加一個焦距合適的凹
透鏡,凹透鏡對光線具有發(fā)散作用,會將光線推遲會聚成像,光屏上可以再次得到清晰的像,
故C正確;
D.向水凸透鏡內(nèi)抽出適量的水,水凸透鏡的凸起程度變小,焦距變大,相當(dāng)于縮小物距,
增大像距,若想在光屏上再次得到清晰的像,可以將光屏向遠離透鏡的方向移動適當(dāng)距離,
故D錯誤。
故選C。
【解題技巧】首先知道往水透鏡注水,水透鏡的焦距變小,抽水焦距變大。再結(jié)合正常眼睛
看物體可知,當(dāng)物體和水透鏡位置不動,注水焦距變小,成像位置會靠近凸透鏡,這時需要
向靠近透鏡的方向移動光屏或在透鏡前加凹透鏡。同理抽水,應(yīng)向遠離透鏡的方向移動光屏
或在透鏡前加凸透鏡。
【針對訓(xùn)練1】在探究"凸透鏡成像的規(guī)律"實驗中,光具座上各元件位置如圖所示,此時在
光屏上恰好成一個清晰的像(圖中未畫出)。則下列說法正確的是()
①凸透鏡的焦距可能5cm
②用不透明紙板遮住凸透鏡的下半部分,在光屏上能成燭焰一半的像
③若將蠟燭遠離凸透鏡,則應(yīng)將光屏靠近凸透鏡才能得到清晰的像,且像逐漸變小
④若保持凸透鏡位置不變,將蠟燭和光屏的位置互換,則光屏上成一個清晰倒立、縮小的
像
A.②③B.②④C.①③D.③④
【答案】D
【詳解】①根據(jù)題意知道,蠟燭距離凸透鏡為
第15頁共24頁
50.0cm-35.0cm=15.0cm
在透鏡的另一側(cè),像到透鏡的距離
80.0cm-50.0cm=30.0cm
處光屏上得到一個清晰的像,像距大于物距,成倒立放大的實像,此時
2/>M=15.0cm>/
v=30.0cm>2/
則
15.0cm>/>7,50cm
故①錯誤;
②用不透明的紙板遮住凸透鏡的下半部分,會遮住一部分穿過凸透鏡的光線,光屏上的像
會變暗,但仍能成完整的像,故②錯誤;
③凸透鏡成實像時的動態(tài)變化規(guī)律是:物遠像近像變小,則若將蠟燭遠離凸透鏡,則應(yīng)將
光屏靠近凸透鏡才能得到清晰的像,且像逐漸變小,故③正確;
④若保持凸透鏡位置不變,將蠟燭和光屏的位置互換,此時
u>2f,2f>v>f
根據(jù)光的可逆性,可知此時光屏上成倒立縮小的實像,故④正確。
故D正確,ABC錯誤。
故選Do
【針對訓(xùn)練2】(多選)在探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗中,小歡同學(xué)先將點燃的蠟燭放在凸
透鏡前某一位置時,恰好在鏡后26cm處的光屏上出現(xiàn)一個與蠟燭等大、倒立的像;貝支)
A.凸透鏡的焦距是26cm
B.凸透鏡的焦距是13cm
C.當(dāng)蠟燭移至凸透鏡前10cm時,光屏上出現(xiàn)倒立、放大的實像
D.當(dāng)蠟燭移至凸透鏡前10cm時,無論怎樣移動光屏,光屏上均不會出現(xiàn)實像
【答案】BD
【詳解】AB.由凸透鏡成像規(guī)律可知,當(dāng)
u=v=2f
時,成倒立等大的實像,因此
2/=26cm
則尸13cm,故A不符合題意,B符合題意;
第16頁共24頁
CD.當(dāng)蠟燭移至凸透鏡前10cm時,物距小于1倍焦距,根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知,當(dāng)物距
小于1倍焦距時,成正立放大的虛像,光屏上不能承接到虛像,因此無論怎樣移動光屏,光
屏上均不會出現(xiàn)實像,故C不符合題意,D符合題意。
故選BDo
【針對訓(xùn)練3】(多選)在做"探究凸透鏡成像規(guī)律"的實驗時,記錄實驗數(shù)據(jù)并繪制的物距"
和像距v之間的關(guān)系圖像如圖所示,下列說法不正確的是()
A.該凸透鏡的焦距是16cm
B.當(dāng)〃=32cm時,在光屏上得到倒立等大的實像
C.當(dāng)v=20cm時,在光屏上得到倒立縮小的實像
D.當(dāng)物體從距凸透鏡30cm處移到距凸透鏡10cm處的過程中,像逐漸遠離凸透鏡
【答案】ABC
【詳解】A.根據(jù)凸透鏡成像情況,當(dāng)
u=v=2f
凸透鏡成倒立、等大的實像,如圖
〃=v=2/=16cm
有了=8cm,故A錯誤,符合題意;
B.當(dāng)〃=32cm時,此時物距大于2倍焦距,所以成倒立、縮小的實像,故B錯誤,符合題
思;
C.當(dāng)v=20cm時,像距大于二倍焦距,凸透鏡成倒立、放大的實像,故C錯誤,符合題意;
D.當(dāng)物體從距凸透鏡30cm處移動到10cm處的過程中,物距始終大于焦距,物距變小,
像距應(yīng)該變大,像逐漸遠離凸透鏡,故D正確,不符合題意。
故選ABC?
【針對訓(xùn)練4】(多選)小明利用水透鏡來探究凸透鏡的成像規(guī)律,通過對水透鏡注水成抽
水可改變水透鏡的厚薄。如圖位置所示,光屏上成清晰的像,下列說法錯誤的是()
第17頁共24頁
A.光屏上成倒立、縮小的實像
B.如圖所示水透鏡的焦距范圍為10cm<,<25cm
C.將圖中的蠟燭移動到光具座上30cm刻度線處,若保持光屏不動,對水透鏡抽水能在
光屏上重新得到一個清晰的像
D.將一遠視鏡放在蠟燭和凸透鏡之間,像變得模糊了,向左移動光屏,能在光屏上重新
得到一個清晰的像
【答案】BC
【詳解】A.由圖甲可知,此時物距大于像距,凸透鏡成倒立縮小的實像,故A正確,不符
合題意;
B.有凸透鏡成像規(guī)律可知,此時物距在二倍焦距外,像距在一倍焦距和二倍焦距之間,物
距"=50cm,50cm>2f,像距v=20cm,f<20cm<2/,解得
10cm</<20cm
故B錯誤,符合題意;
C.用水透鏡模擬正常眼睛,將圖甲中的燭移動到光具座上30cm處,物距減小,光屏不動,
像距不變,也就是需要透鏡對光線的會聚能力更強,所以此時應(yīng)對水透鏡注水,使其焦距變
短,才能在光屏上重新得到一個清晰的像,故C錯誤,符合題意;
D.將一遠視鏡放在蠟燭和凸透鏡之間,遠視眼鏡是凸透鏡,凸透鏡對光線具有會聚作用,
所以向左移動光屏,能在光屏上重新得到一個清晰的像,故D正確,不符合題意。
故選BCo
四、眼睛和眼鏡
1.眼睛
(1)眼睛的晶狀體相當(dāng)于凸透鏡,視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏(膠卷)。
(2)人眼看物原理:晶狀體和角膜的共同作用相當(dāng)于一個凸透鏡,把來自于物體的光會聚
在視網(wǎng)膜上,形成倒立,縮小的實像。視網(wǎng)膜上的視神經(jīng)細胞受到光的刺激,把這個信號傳
第18頁共24頁
輸給大腦,人就可以看到這個物體了。
(3)正常眼的調(diào)節(jié)
睫狀體放松時,晶狀體比較薄,眼睛可以看清遠處物體;睫狀體收縮時,晶狀體比較厚,眼
睛可以看清近處物體。
2.近視眼及其矯正
(1)特點:近視眼只能看清近處的物體,看不清遠處的物體。
(2)原因:近視眼晶狀體比正常人眼睛要凸一些,晶狀體折光能力強。遠處來的平光會聚
在視網(wǎng)膜前面,而在視網(wǎng)膜上是一個光斑了。
(3)矯正方法:配戴適當(dāng)?shù)陌纪哥R做眼鏡,使遠處來的光先發(fā)散后再進入眼睛,可矯正近
視眼視力。
3.遠視眼及其矯正
(1)特點:遠視眼只能看見遠處的物體,看不清近處的物體。
(2)原因:晶狀體比正常人要薄一些,晶狀體對光線的折射能力變?nèi)?,遠處來的光線會聚
點在視網(wǎng)膜后面。
(3)矯正方法:利用凸透鏡能使光線會聚的特點,在眼睛前面放一個凸透鏡,就能使來自
近處物體的光會聚在視網(wǎng)膜上了。配戴適當(dāng)?shù)耐雇哥R做眼鏡,可矯正遠視眼的視力。
因---?LJE____
9”
【記憶口訣】近厚前凹,遠薄后凸
【例1】玩抖音、刷快手、微信聊天,手機使用已影響人們正常工作和生活,長時間盯著手
機屏幕,會影響人的視力,下列關(guān)于近視眼及其矯正的原理圖正確的是(
①②⑷
A.①③B.①④C.②③D.②④
第19頁共24頁
【答案】D
【詳解】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(凹透鏡),使光線推遲會聚;因此圖②能夠說明近視眼的成像原理,圖
④給出了近視眼的矯正方法。故ABC錯誤,D正確。
故選D。
【針對訓(xùn)練1】"小眼鏡”應(yīng)成為社會的“大關(guān)切",老年人視力健康同樣不容忽視。圖中表示
遠視眼光路示意圖的是圖(選填"甲"或"乙"),則應(yīng)配戴(選填"凸"或"凹")透鏡
制成的眼鏡片進行矯正。
【答案】乙凸
【詳解】⑺⑵遠視眼的成因是晶狀體太薄,折光能力太弱,看近處物體時,像成在視網(wǎng)膜
后方,故圖中表示遠視眼光路示意圖的是圖乙;凸透鏡對光有會聚作用,可以用來矯治遠視
眼。
【針對訓(xùn)練2】小明把自己的邊視眼鏡和同學(xué)曉宇的眼鏡都放在桌面的書上,透過眼鏡看到
了不同的像,如圖甲、乙所示,結(jié)合透鏡相關(guān)知識,他思考以下問題。
白墻
眼鏡
丙
⑴圖_____(選填"甲"或"乙")是小明的近視眼鏡;
(2)小明在桌子上點燃蠟燭,手持圖甲所示眼鏡在蠟燭和白墻之間移動直到在墻上成清晰
的像,位置如圖丙所示,這一成像規(guī)律可應(yīng)用于;若保持蠟燭與白墻間距不變,向—
移動眼鏡可再次成像;
(3)小明再將一凹透鏡放置在蠟燭和眼鏡之間,成像變模糊,不改變凸透鏡和眼鏡的位置,
若還要在白墻上再次成清晰的像,可采取的操作是O
【答案】乙投影儀右將蠟燭向左移動
第20頁共24頁
【詳解】(1)⑺由圖可知,透過甲鏡片能看到放大的像,所以甲是放大鏡,即凸透鏡;透
過乙鏡片能看到縮小的像,所以乙是凹透鏡。由于凹透鏡對光線有發(fā)散作用,可以矯正近視
眼,所以乙是小明的近視眼鏡。
(2)[2]由于甲是凸透鏡,能在墻上成倒立的實像,觀察蠟燭和凸透鏡的位置發(fā)現(xiàn),物距小,
像距大,所以物距在一倍焦距到二倍焦距之間,像距大于二倍焦距,成倒立、放大的實像,
投影儀就是利用這一成像規(guī)律。
⑶由于凸透鏡成實像時,光路是可逆的,所以保持白墻和蠟燭間距不動,接下來的操作是:
將眼鏡向右移到,直至此時物距等于原來的像距,像距等于原來的物距,此時墻面可以成倒
立縮小的實像。
(3)⑷當(dāng)光屏上的像清晰時,小明把自己的凹透鏡放在眼鏡和蠟燭之間,由于凹透鏡對光
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