【寒假光學(xué)入門】七下2.6 - 原題

第6節(jié)凸透鏡成像及應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)1透鏡的認(rèn)識(shí)1．透鏡的類型a．中間厚，邊緣薄的透鏡叫做凸透鏡．b．中間薄，邊緣厚的透鏡叫做凹透鏡．2．透鏡的作用凸透鏡對光線有會(huì)聚作用，凹透鏡對光線有發(fā)散作用．（此時(shí)透鏡的材質(zhì)密度大于空氣密度，反之呢？）①光線經(jīng)過凸透鏡折射后，折射光線比原來入射光線沿原方向傳播更靠近主光軸，使它的光束變窄．②光線經(jīng)過凹透鏡折射后，折射光線比原來的入射光線沿原方向傳播更遠(yuǎn)離主光軸，使它光束變寬．凸透鏡曲率半徑（或者凸度）越大，對光線的偏折能力越強(qiáng)，焦距越小。3．光線通過透鏡的光路圖（1）平行于主光軸的光線，通過凸透鏡后必經(jīng)過焦點(diǎn);通過凹透鏡后，反向延長線相交于焦點(diǎn);（2）從焦點(diǎn)出發(fā)的光線，通過凸透鏡后，必平行于主光軸;入射光線的延長線相交于焦點(diǎn)，通過凹透鏡后，必平行于主光軸．（3）通過光心的光線傳播方向不變．4．關(guān)于三條特殊光線：（1）凸透鏡遮住一部分（破碎），仍能形成完整的像，但是像變暗一些。（2）作圖基本技巧①多線共點(diǎn)規(guī)律：同一發(fā)光點(diǎn)發(fā)出光線經(jīng)透鏡折射后一定全都通過（或反向延長線通過）像點(diǎn)．②利用三點(diǎn)共線規(guī)律——不論物點(diǎn)、透鏡的位置怎樣變化，物點(diǎn)、光心和相應(yīng)的像點(diǎn)一定位于通過光心的同一條直線上．③在某些情況下不能直接用三條特殊光線中任兩條求作像點(diǎn)時(shí)，可采用輔助手段．如設(shè)想物點(diǎn)、設(shè)想物體等方法．【例1】關(guān)于如圖所示的a、b、c、d四個(gè)透鏡的說法正確的是()A．a(chǎn)、c為凸透鏡B．a(chǎn)為凸透鏡，d為凹透鏡C．b、c為凹透鏡D．b為凹透鏡，c為凸透鏡【例2】如圖中畫出了光線通過透鏡(圖中未畫出)的情形，其中凸透鏡是()A．a(chǎn)B．b、dC．cD．a(chǎn)、b、c、d【例3】如圖所示，請將下列光路圖補(bǔ)充完整。知識(shí)點(diǎn)2探究凸透鏡成像規(guī)律光心(O)：通常位于透鏡的幾何中心；通過透鏡光心的光線傳播方向不變。物理量：物體到凸透鏡的距離叫物距，用字母u表示；像到凸透鏡的距離叫像距，用字母v表示。焦點(diǎn)F：平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚于主光軸上一點(diǎn)，這點(diǎn)叫焦點(diǎn)。焦距f：焦點(diǎn)到光心的距離。凸透鏡成像規(guī)律--光路圖條件成像光路圖成像情況u與v的關(guān)系像的位置(與物同側(cè)或異側(cè))像隨物距變化的情況u＞2f倒立縮小實(shí)像u＞v異側(cè)f＜v＜2f物近像遠(yuǎn)像變大u=2f倒立等大實(shí)像u=2f=v異側(cè)v=2ff＜u＜2f倒立放大實(shí)像u＜v異側(cè)v＞2f物近像遠(yuǎn)像變大u=f不能成像u＜f正立放大虛像u＜v同側(cè)物近像近像變小注意：①實(shí)像與虛像的分界點(diǎn)在焦點(diǎn)處。②放大像與縮小像的分界點(diǎn)在二倍焦點(diǎn)處。③不論凸透鏡成實(shí)像還是虛像，物體離焦點(diǎn)越近，成的像越大。④在擺放儀器時(shí)，要使?fàn)T焰、凸透鏡和光屏三者的中心“共線”并“等高”。“等高”就是點(diǎn)燃蠟燭，調(diào)整凸透鏡和光屏的高度，使?fàn)T焰、凸透鏡和光屏中心大致在同一高度，只有這樣才能使?fàn)T焰成的像落在光屏的中央，便于觀察?！纠?】在做“探究凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)”時(shí)，將焦距為10cm的凸透鏡和蠟燭放在光具座上，位置如圖所示．則在光屏上（）A．成倒立放大的實(shí)像B．成倒立縮小的實(shí)像C．光屏上不會(huì)得到像D．像距大于10cm小于20cm【例2】在“探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)”中，將蠟燭置于透鏡前30cm處時(shí)，在另一側(cè)的光屏上得到了一個(gè)倒立、放大清晰的像，現(xiàn)保持透鏡位置不動(dòng)，將蠟燭和光屏的位置對調(diào)，則光屏上（）A．無法成像B．呈現(xiàn)正立、放大的像C．呈現(xiàn)倒立、放大的像D．呈現(xiàn)倒立、縮小的像【例3】如圖是凸透鏡成實(shí)像時(shí)像距v和物距u的關(guān)系圖象，分析圖象可知（）A．該凸透鏡的焦距是10cmB．當(dāng)物距u=30cm時(shí)，像距v=30cmC．物距增大時(shí)像距也增大D．當(dāng)物距u=15cm時(shí)成的縮小的像【例4】若空間有一豎直放置的大凸透鏡，在主光軸位置上拉二根鋼絲，一個(gè)小雜技演員從很遠(yuǎn)的地方沿著鋼絲向焦點(diǎn)處勻速走來．下列敘述中：

①小演員每走一步，像也走一步；

②像的腳步始終比小孩大；

③像大時(shí)腳步大，像小時(shí)腳步小，即“大像”走大步，“小像”走小步；

④像總朝遠(yuǎn)離小演員的方向運(yùn)動(dòng)，好像在逃離．

其中正確的是（）

A．只有①②正確B．只有①②④正確C．只有①③④正確D．只有③④正確【例5】如圖所示，是某物理實(shí)驗(yàn)小組用蠟燭、凸透鏡和光屏在光具座上研究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置．

（1）將蠟燭、凸透鏡和光屏依次擺放在光具座上，點(diǎn)燃蠟燭后，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動(dòng)光屏都找不到蠟燭的像，其原因可能是（）A、光屏、凸透鏡和蠟燭的中心不在同一高度

B、物距小于透鏡的一倍焦距

C、蠟燭在透鏡的兩倍焦距處

D、蠟燭在透鏡的焦點(diǎn)上（2）如果凸透鏡焦距為10cm，當(dāng)透鏡到蠟燭的距離為15cm時(shí)，移動(dòng)光屏，在光屏上可得到倒立的的實(shí)像．（3）當(dāng)光屏上出現(xiàn)蠟燭清晰的像時(shí)，如果用遮光板擋住透鏡的上半部分，我們觀察光屏?xí)r，將會(huì)在光屏上看到A、蠟燭像的下半部分

B、蠟燭像的上半部分

C、蠟燭完整的像，像的亮度變暗

D、蠟燭完整的像，像的亮度不變．【例6】在“探究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中：(1)如圖甲所示，該透鏡的焦距f＝____cm。(2)將蠟燭、凸透鏡、光屏依次安裝在光具座上后，點(diǎn)燃蠟燭，在光屏上得到蠟燭的像如圖乙所示，若要讓像成在光屏的中心位置，則可以將凸透鏡向____(選填“上”或“下”)移動(dòng)。(3)如圖丙所示，把蠟燭放在光具座上____(選填“A”“B”“C”或“D”)點(diǎn)時(shí)；在光屏上能得到一個(gè)清晰放大的像，____(選填“投影儀”“照相機(jī)”或“放大鏡”)就是利用這種成像規(guī)律工作的。(4)某小組在探究凸透鏡成像規(guī)律時(shí)，不小心將透鏡掉在地上碎成三塊，他們不知道碎鏡片的焦距是否與原透鏡相等，于是選取其中一塊鏡片，測量其焦距發(fā)現(xiàn)這塊鏡片的焦距與原透鏡相等，如圖丁所示，由此他們得出“每塊鏡片的焦距都與原透鏡相等”的結(jié)論．他們這種推斷方法存在的主要問題是________________________________。知識(shí)點(diǎn)3凸透鏡應(yīng)用1．放大鏡工作原理：是一個(gè)短焦距的透鏡，當(dāng)u＜f時(shí)，成正立、放大的虛像的工作原理。2．照相機(jī)工作原理：鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，當(dāng)u＞2f時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像的工作原理。3．幻燈機(jī)工作原理：鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，當(dāng)2f＞u＞f時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像的工作原理。【例1】在用一凸透鏡研究其成像的規(guī)律時(shí)，某同學(xué)得到的部分實(shí)驗(yàn)信息如下表所示。根據(jù)表中信息判定下列說法錯(cuò)誤的是()實(shí)驗(yàn)次序12345物距u/cm5040302520像距v/cm2224303860A．該凸透鏡的焦距是15cm B．當(dāng)u=25cm時(shí)，凸透鏡成放大的像，放大鏡就是根據(jù)這一原理制成的 C．當(dāng)v=24cm時(shí)，凸透鏡成縮小的像，照相相機(jī)就是根據(jù)這一原理制成 D．若把物體從距凸透鏡22cm處向距凸透鏡32cm處滑動(dòng)，像會(huì)逐漸變小【例2】如圖所示為某款數(shù)碼相機(jī)的成像原理，鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，影像傳感器相當(dāng)于光屏。拍照時(shí)，將鏡頭對準(zhǔn)景物，相機(jī)通過自動(dòng)調(diào)節(jié)，就能得到清晰的像。下列說法正確的是()A．為拍攝到更大的像應(yīng)將鏡頭遠(yuǎn)離景物B．為擴(kuò)大拍攝范圍應(yīng)將鏡頭靠近景物C．影像傳感器上成的是正立的實(shí)像D．景物在二倍焦距以外才能成縮小的像知識(shí)點(diǎn)4近視眼和遠(yuǎn)視眼視覺的形成：光線→角膜、瞳孔→晶狀體→玻璃體→視網(wǎng)膜→視神經(jīng)→大腦形成視覺。近視眼成因：晶狀體向外出，焦距變小，折光能力過強(qiáng)。成像：像成在視網(wǎng)膜的前方；看近處物體清晰，看遠(yuǎn)處物體不清晰。矯正：配戴凹透鏡。將光發(fā)散，使像后移到視網(wǎng)膜上。遠(yuǎn)視眼成因：晶狀體拉長，焦距變大，折光能力過弱。成像：像成在視網(wǎng)膜的后方；看遠(yuǎn)處物體清晰，看近處物體不清晰。矯正：配戴凸透鏡。會(huì)聚光線，使像前移到視網(wǎng)膜上?！纠?】(2017·杭州市下城區(qū)期末)如圖所示，分別表示遠(yuǎn)視眼成像情況和矯正做法的是()A．①②B．③①C．②④D．③④【例2】(2016·桂林)人的眼球好像照相機(jī)，晶狀體和角膜共同作用相當(dāng)于一個(gè)；小麗的眼睛成像情況如圖所示，為矯正視力應(yīng)當(dāng)配戴眼鏡片為的眼鏡。(均填“凸透鏡”或“凹透鏡”)?！纠?】(2017·杭州期中)眼睛健康是大家一直關(guān)注的問題，請回答下列與眼睛有關(guān)的光學(xué)問題：(1)如圖甲為正常人眼看遠(yuǎn)近不同物體時(shí)眼睛的自動(dòng)調(diào)節(jié)，以下分析正確的是。A．這不可能是同一個(gè)人的眼B．這說明眼睛是一個(gè)自動(dòng)變焦(距)的系統(tǒng)C．看遠(yuǎn)處的物體常常需要瞇起眼睛看D．看近處的物體晶狀體應(yīng)扁平一些(2)全國中學(xué)生體質(zhì)健康調(diào)研數(shù)據(jù)表明：中學(xué)生近視發(fā)生率約為55.22%，且急劇低齡化。如圖所示，(填“乙”或“丙”)圖表示近視眼折光系統(tǒng)的光路示意圖，矯正近視眼應(yīng)佩帶(填“凸透鏡”或“凹透鏡”)制成的眼鏡片。【課堂練習(xí)】1．(2017·海南)如圖所示，對光有發(fā)散作用的透鏡是()2．(2017·常州)香水的主要成分是易燃酒精，如圖所示為四瓶香水，透明玻璃瓶蓋形狀各異，最容易在陽光下引發(fā)火災(zāi)的是()3．(2016·南昌)如圖所示，是王爺爺小孫女的照片，王爺爺用放大鏡貼近照片所看到的像是()ABCD4．(2016·威海)如圖所示，圖甲測凸透鏡的焦距，圖乙“探究凸透鏡成像的規(guī)律”，在圖乙所示的位置光屏上成清晰的像，下列說法正確的是()A．由圖甲可知凸透鏡的焦距是40厘米B．圖乙的成像的特點(diǎn)與投影儀的成像原理相同C．圖乙中若用遮光板擋住凸透鏡的上半部分，光屏上只出現(xiàn)像的下半部分D．圖乙中若在凸透鏡左側(cè)“戴”上近視鏡，光屏向右移動(dòng)才能找到清晰的像5．(2017·杭州)小金在實(shí)驗(yàn)室利用光具座研究凸透鏡成像的規(guī)律。(1)當(dāng)小金將三個(gè)元件移動(dòng)到圖示位置時(shí)，光屏上出現(xiàn)了清晰的像，請你根據(jù)此現(xiàn)象回答下列問題：光屏上像的性質(zhì)為，并推算出焦距為厘米。(2)保持蠟燭和凸透鏡位置不變，小金換了個(gè)凸透鏡繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，并使透鏡光心、蠟燭焰心和光屏中心三者高度相同，但在透鏡右側(cè)無論怎樣移動(dòng)光屏都無法在屏上成像(光具座足夠長)，請你幫助小金分析產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因。【課后練習(xí)】1．人眼的晶狀體相當(dāng)于凸透鏡，當(dāng)人觀察物體時(shí)，物體在視網(wǎng)膜上所成的像是()A．正立、縮小的虛像B．正立、縮小的實(shí)像C．倒立、縮小的虛像D．倒立、縮小的實(shí)像2．在“探究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)用凸透鏡觀看“物理世界”四個(gè)字，觀察到了圖示的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列光學(xué)儀器工作原理與該現(xiàn)象所反映的物理規(guī)律相同的是()A．放大鏡B．照相機(jī)C．投影儀D．平面鏡3．某同學(xué)做“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，所用凸透鏡的焦距為f，保持凸透鏡