第五章 透镜及其应用
一、基础再现
1.中间厚、边缘薄的透镜叫做 镜。此类透镜对光有 作用;中间 、边缘 的透镜叫做凹透镜。凹透镜对光有 作用。
2.平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在一点,这个点叫做 。这一点到光心的距离叫 。
3.凸透镜有三条特殊光线:(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将通过 ;(2)过焦点的光线经凸透镜折射后将 主光轴;(3)通过光心的光线传播方向 。
4.当u>2f时,凸透镜能成 、 的 像,这是照相机的成像原理;当u=2f时,能成 、 的 像;当 f5.凸透镜成实像时,放大像与缩小像的分界点是在 处。凸透镜成实像与虚像的分界点是在 处。
6.眼球好像一架照相机,角膜和晶状体的共同作用相当于一个________,它把光线汇聚在视网膜上,视网膜相当于________。近视眼的成因是晶状体太 ,折光能力太 ,使来自远处物体的光聚在视网膜 。矫正的方法是在眼睛前配戴一个 透镜眼镜。而对于远视眼患者,可在眼睛前配戴一个 透镜眼镜来矫正。
7.显微镜的原理是:先用物镜(凸透镜)使被观察的物体成一个 像,再经目镜(凸透镜)使这个实像再成一个 像,经过两次放大作用,我们可以看见微小物体。
8.望远镜的原理是:物镜使远处的物体在焦点附近成一缩小的 像,再经目镜使这个 像再成一个 像。我们就能看清楚较远处的物体,望远镜还起到增大“视角”的作用。
二、典题探究
考点一、透镜作图
(
图
1
)【例1】如图1所示,请分别画出入射光线经透镜后的折射光线。
考点二、凸透镜成像规律的应用
【例2】某同学在探究凸透镜成像的规律时,在光屏上得到了一个清晰的烛焰的像(图2所示),为使光屏上清晰的像变大些,下列调节方法可行的是( )
(
图
2
)A.将蜡烛适当远离透镜,光屏适当靠近透镜
B.将蜡烛适当靠近透镜,光屏适当远离透镜
C.将透镜适当靠近蜡烛
D.将透镜适当靠近光屏
考点三、远视眼、近视眼的矫正
(
A
B
C
D
图
3
)【例3】如图3所示的四幅图中,能正确表示近视眼成像情况的图是 ,能正确表示近视眼矫正方法的是
考点四、凸透镜成像规律的综合探究
(
图
4
)【例4】在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中:
(1)如图4甲所示,一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图可知,凸透镜对光线具有 作用,该凸透镜的焦距是 cm。
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像,请你指出其中一条可能的原因:
。
(3)调整后,把烛焰放在距凸透镜16cm处时(如图乙),在凸透镜另一侧前后移动光屏,会在光屏上得到一个倒立、 的实像(填写像的性质);
(填光学仪器)就是利用这一成像规律工作的。如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向 (选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动。
(4)实验一段时间后,蜡烛变短了,要使烛焰的像仍然成在光屏的中心,应该将光屏 移动(选填“向上”、“向下”或“不”)。
(5)当物距小于焦距时,左右移动光屏均接收不到像,接着应该( )
A.上下移动光屏去接收
B.将光屏放到凸透镜左侧去接收
C.取走光屏,直接通过凸透镜观察
三、达标测试
1.根据入射光线和折射光线,在图5中的虚线框内画出适当类型的透镜。
(
图
6
) (
图
5
)2.小林在家里拿爷爷的放大镜做实验。第一次小林通过放大镜看到书上的字如图6甲所示,此时他看到的是字的______像;第二次小林通过放大镜看到书上的字如图6乙所示,这时他看到的是字的_______像(以上两格填“实”或“虚”)。从图甲到图乙的变化过程中,放大镜是逐渐________ (填“靠近”或“远离”)书本的。与图乙所反映的成像规律相同的光学仪器有 。
(
图
8
图
7
)3.图7中的“世”字是通过凸透镜观察到的像,下列光学器具中应用了此成像原理的是( )
A.照相机 B.投影仪 C.放大镜 D.显微镜
4.图8中a、b是同一人的两幅照片,b图中他拿的眼镜( )
A.属于凸透镜,可用于矫正近视眼 B.属于凸透镜,可用于矫正远视眼
C.属于凹透镜,可用于矫正远视眼 D.属于凹透镜,可用于矫正近视眼
5.在做“探究凸透镜成像”实验时,当在光屏上得到烛焰倒立放大的像时,测得烛焰到凸透镜的距离为8cm,则该凸透镜的焦距可能是( )
A.3cm B.6cm C.8cm D.12cm
6.“五·四”青年节那天,学校请来摄影师给我们拍毕业照,列好队后,摄影师发现有几位同学没有进入取景框内,这时他重新调整照相机的正确方法是( )
A.照相机向前移,镜头向前伸 B.照相机向前移,镜头向后缩
C.照相机向后移,镜头向前伸 D.照相机向后移,镜头向后缩
7.黄健同学对凸透镜成像的特点进行了总结,其中正确的是( )
A.缩小的都是实像,放大的都是虚像
B.实像都是倒立的,虚像都是正立的
C.缩小的像都是倒立的,放大的像都是正立的
D.实像和物体分别在凸透镜的两侧,虚像和物体在凸透镜的同一侧
8.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,各组使用相同的焦距的凸透镜进行实验。
(1)小华所在的小组实验操作规范,测量准确,该小组实验记录如下表:
实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的性质
1 12.00 24.00 倒立,放大,实像
2 16.00 16.00 倒立,等大,实像
3 20.00 13.33 倒立,缩小,实像
4 30.00 10.91 倒立,缩小,实像
请你根据上表信息,求出凸透镜的焦距f= cm
(2)小华所在的小组把蜡烛放在该凸透镜的焦点上,凸透镜固定不动,将光屏向远离凸透镜的方向移动的过程中,在光屏上观察到的现象是 。
(3)若烛焰,凸透镜,光屏分别放在某位置时恰好在光屏上成清晰的像,当凸透镜位置不变,烛焰向远离凸透镜方向移动一小段距离时,为了在光屏上再成清晰的像,光屏应向 (远离/靠近)凸透镜方向移动适当的距离。
(4)对于焦距相同的凸透镜,一个物距应该对应唯一的像距,但从各组汇报数据中发现,物距均为12.00cm时,有三个小组所测像距分别为23.00cm,24.00cm,26.00cm。若他们的数据差别不是因为长度测量误差导致的,你认为出现这种情况的操作原因是 。
四、能力升华
(
乙
丙
甲
图
9
) (
图
10
)1.如图9甲所示是现代城市很多路口安装的监控摄像头,它可以拍下违章行驶或发生交通事故时的现场照片。摄像头的镜头相当于一个______透镜,它的工作原理与_______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)相似。如图9乙和丙是一辆汽车经过路口时与一辆自行车相撞后被先后拍下的两张照片,由图可以看出汽车是逐渐_____(选填“靠近”或“远离”)摄像头。
2.请根据近视眼成因及矫正方法,在图10所示方框内画出矫正所需的透镜