2018屆中考物理基礎(chǔ)知識(shí)手冊(cè)第五章透鏡及其應(yīng)用.doc

第五章透鏡及其應(yīng)用知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建高頻考點(diǎn)透析序號(hào)考點(diǎn)考頻1透鏡對(duì)光的作用2凸透鏡的成像特點(diǎn)3生活中透鏡的工作原理4近視眼和遠(yuǎn)視眼的成因及矯正5顯微鏡及望遠(yuǎn)鏡的工作原理第一講透鏡凸透鏡成像規(guī)律知識(shí)能力解讀知能解讀：(一)透鏡及與透鏡相關(guān)的概念1透鏡：透鏡是利用光的折射來工作的光學(xué)元件它是由透明物質(zhì)(如玻璃、塑料、水晶等)制成的，表面是球面的一部分。按其厚薄的形狀可分為兩類：中間厚、邊緣薄的透鏡叫凸透鏡，如圖甲所示；中間薄、邊緣厚的透鏡叫凹透鏡，如圖乙所示。2主光軸：通過兩個(gè)球面球心的直線叫主光軸，每個(gè)透鏡都有一條主光軸，如圖所示。3光心：主光軸上有個(gè)特殊的點(diǎn)，通過它的光線傳播方向不改變，這個(gè)點(diǎn)叫做透鏡的光心，如圖所示，用字母“O”表示，可以認(rèn)為薄透鏡的光心就在透鏡的中心。4焦點(diǎn)：凸透鏡能使跟主光軸平行的光線會(huì)聚在主光軸上的一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫凸透鏡的焦點(diǎn)，如圖甲所示。凹透鏡能使跟主光軸平行的光線通過凹透鏡后變得發(fā)散，且這些發(fā)散光線的反向延長線相交在主光軸上一點(diǎn)，這一點(diǎn)不是實(shí)際光線的會(huì)聚點(diǎn)，所以叫凹透鏡的虛焦點(diǎn)，如圖乙所示。透鏡兩側(cè)各有一個(gè)焦點(diǎn)，且對(duì)稱，用字母“F”表示。5焦距：焦點(diǎn)到透鏡光心的距離叫焦距，如圖甲所示，透鏡兩側(cè)焦距相等，用字母“f表示。知能解讀：(二)透鏡對(duì)光的作用1凸透鏡的會(huì)聚作用：一束平行于凸透鏡主光軸的光線，經(jīng)凸透鏡后會(huì)聚于焦點(diǎn)，如圖所示。可見凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，因此凸透鏡又叫會(huì)聚透鏡。由于光路可逆，若把光源放在焦點(diǎn)上，光源射向凸透鏡的光，經(jīng)凸透鏡折射后將變?yōu)槠叫杏谥鞴廨S的光，因此利用凸透鏡可產(chǎn)生平行光，如圖所示。2凹透鏡的發(fā)散作用：一束平行于凹透鏡主光軸的光，經(jīng)凹透鏡折射后發(fā)散射出，這些發(fā)散光線的反向延長線交于凹透鏡另一側(cè)的焦點(diǎn)，如圖所示?？梢姲纪哥R對(duì)光有發(fā)散作用，所以凹透鏡又叫發(fā)散透鏡。由于光路可逆，從凹透鏡一側(cè)射向另一側(cè)焦點(diǎn)的光經(jīng)凹透鏡折射后平行于主光軸射出，如圖所示。注意：會(huì)聚作用是指經(jīng)透鏡折射后的光線相對(duì)于入射光線更“靠攏”主光軸，發(fā)散作用是指經(jīng)透鏡折射后的光線相對(duì)于入射光線更“遠(yuǎn)離”主光軸，不能將會(huì)聚理解成會(huì)聚于一點(diǎn)。方法：透鏡中的三條特殊光線可簡記為：平行過焦點(diǎn)，過焦點(diǎn)平行，過光心不變。知能解讀：(三)凸透鏡成像的規(guī)律物距u和焦距f的關(guān)系像的性質(zhì)像距v和焦距f的關(guān)系像與物同側(cè)或異側(cè)正立或倒立縮小或放大實(shí)像或虛像倒立縮小實(shí)像異側(cè)倒立等大實(shí)像異側(cè)倒立放大實(shí)像異側(cè)不成像正立放大虛像同側(cè)點(diǎn)撥：(1)實(shí)驗(yàn)前首先調(diào)整燭焰、凸透鏡和光屏的中心大致在同一高度上，目的是使?fàn)T焰通過凸透鏡所成的像呈現(xiàn)在光屏中央，便于觀察和比較像和物的關(guān)系。(2)凸透鏡所成的實(shí)像必倒立，且物與像分居透鏡的兩側(cè)，可以是放大的、等大的或縮小的；成虛像必正立，且物與像位于透鏡的同側(cè)，一定是放大的。(3)透鏡一部分被遮檔，這部分不透光，其余仍透光，仍能成完整的像，只不過像變暗些。透鏡破裂后去掉一部分，就相當(dāng)于遮檔了一部分，像大小、位置不變，只是變暗些。知能解讀：(四)實(shí)像和虛像1實(shí)像：物體上某點(diǎn)發(fā)出的光，經(jīng)過面鏡反射、透鏡折射后的實(shí)際光線如果是會(huì)聚的，其會(huì)聚點(diǎn)就是該點(diǎn)的實(shí)像點(diǎn)。鏡前的物體可以看成是由許多點(diǎn)組成的，對(duì)應(yīng)于物體上每一個(gè)物點(diǎn)都有一個(gè)像點(diǎn)，這些像點(diǎn)就組成物體的實(shí)像。實(shí)像可以在光屏上呈現(xiàn)出來，如照相機(jī)底片上所成的像就是實(shí)像。2虛像：物體上某點(diǎn)發(fā)出的光，經(jīng)面鏡反射或透鏡折射后的實(shí)際光線如果是發(fā)散的，則它們不可能會(huì)聚，它們的反向延長線的交點(diǎn)就是虛像點(diǎn)。對(duì)應(yīng)于物體上每一個(gè)物點(diǎn)都有一個(gè)虛像點(diǎn)，這些虛像點(diǎn)就組成物體的虛像。虛像不能呈現(xiàn)在光屏上，但可以用眼睛直接觀察到，如平面鏡成的像就是虛像。解題方法技巧方法技巧(一)判斷透鏡類型的方法首先要知道凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用，然后對(duì)“會(huì)聚”與“發(fā)散”要有進(jìn)一步的理解，最后結(jié)合具體問題解答。1凸透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用可通過以下三點(diǎn)加深理解(1)凸透鏡對(duì)任何光線都有會(huì)聚作用。(2)會(huì)聚作用常常是指經(jīng)透鏡折射后的光線相對(duì)于入射光線更“靠攏”主光軸一些，不能將會(huì)聚作用理解成經(jīng)透鏡折射后的光線會(huì)聚于焦點(diǎn)，只有跟主光軸平行的光線經(jīng)凸透鏡后，才能會(huì)聚在凸透鏡的焦點(diǎn)上。(3)在判斷光線是否被透鏡會(huì)聚了時(shí)，可用延長入射光線的方法來判斷。若入射光線的延長線在折射光線的外面，如圖所示，則透鏡把光線會(huì)聚，所用的透鏡就是凸透鏡。2在理解凹透鏡對(duì)光的發(fā)散作用時(shí)，應(yīng)注意以下三點(diǎn)(1)凹透鏡對(duì)任何光線都有發(fā)散作用。(2)發(fā)散作用常常是指經(jīng)透鏡折射后的光線相對(duì)于入射光線更“遠(yuǎn)離”主光軸一些，不能將發(fā)散作用理解成經(jīng)透鏡折射后的光線不能會(huì)聚于一點(diǎn)。(3)在判斷光線是否被透鏡發(fā)散了時(shí)，可用延長入射光線的方法，若入射光線的延長線在折射光線的里面，如圖所示，則光線被透鏡發(fā)散，該透鏡就是凹透鏡。方法技巧：(二)根據(jù)透鏡的三條特殊光線作圖三條特殊光線跟主光軸平行的光線，經(jīng)凸透鏡折射后過焦點(diǎn)跟主光軸平行的光線，經(jīng)凹透鏡折射后，折射光線的反向延長線過凹透鏡的虛焦點(diǎn)通過焦點(diǎn)的光線，經(jīng)凸透鏡折射后平行于主光軸射出正對(duì)著凹透鏡焦點(diǎn)的入射光線經(jīng)凹透鏡折射后平行于主光軸射出通過光心的光線，經(jīng)透鏡后傳播方向不變方法技巧：(三)口訣法巧記凸透鏡成像規(guī)律 口訣：“一倍焦距分虛實(shí)，二倍焦距分大?。怀蓪?shí)像，物近像遠(yuǎn)像變大；成虛像，物近像近像變小”。我們可以結(jié)合下圖加深理解。由此我們可以得出以下兩個(gè)性質(zhì)：(1)焦點(diǎn)分界：是成放大實(shí)像與縮小實(shí)像的分界點(diǎn)，是成實(shí)像與虛像的分界點(diǎn)。(2)動(dòng)態(tài)特性：物體沿主光軸移動(dòng)時(shí)，物距(物體到凸透鏡的距離)減小(增大)，像距(像到凸透鏡的距離)增大(減小)，且像變大(小)?？缭剿季S誤區(qū)思維誤區(qū)：（一）判斷凸透鏡和凹透鏡時(shí)，對(duì)會(huì)聚作用和發(fā)散作用區(qū)分不清判斷透鏡“會(huì)聚”“發(fā)散”作用的簡單方法是將原光線延長。若通過透鏡后的光線相對(duì)于原光線的延長線向主光軸偏折，即會(huì)聚；向外偏折，即發(fā)散。思維誤區(qū)：(二)將兩種放大的像混淆在探究凸透鏡成像的規(guī)律時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)凸透鏡成放大的像有兩種：第一種是成放大的實(shí)像，第二種是成放大的虛像。對(duì)這兩種成像情況要注意區(qū)分，不要混淆，放大的實(shí)像是倒立的，且物距要滿足；放大的虛像是正立的，且物距要滿足。物理思想方法思想方法：量凸透鏡焦距的4種方法(1)太陽光(或平行光)聚焦法：把凸透鏡正對(duì)太陽光，或?qū)⒁皇叫泄庋刂鞴廨S射到凸透鏡上，在凸透鏡的另一側(cè)放一張白紙，調(diào)節(jié)凸透鏡到白紙之間的距離，使白紙上出現(xiàn)最小最亮的光斑。這個(gè)光斑就是焦點(diǎn)。用直尺測出凸透鏡中心到焦點(diǎn)的距離，即為焦距。(2)二倍焦距法：在光具座上依次放置蠟燭、凸透鏡和光屏，點(diǎn)燃蠟燭，并使?fàn)T焰、凸透鏡和光屏的中心在同一高度，調(diào)節(jié)燭焰到凸透鏡的距離和光屏到凸透鏡的距離，直到光屏上的像與燭焰等大。此時(shí)光屏到凸透鏡中心的距離即為二倍焦距。(3)焦點(diǎn)不成像法：透過凸透鏡觀察物體，當(dāng)觀察到正立放大的物體時(shí)，調(diào)節(jié)物體到凸透鏡的距離，當(dāng)物體從看得見到剛好看不見時(shí)，測出物體到凸透鏡的距離即為焦距。(4)焦點(diǎn)入射法：在凸透鏡的一側(cè)放一光屏，另一側(cè)用一個(gè)發(fā)光的小燈泡，沿主光軸移動(dòng)小燈泡，直到光屏上得到一個(gè)與凸透鏡直徑相等的圓形光斑，測出小燈泡到凸透鏡的距離即為焦距。中考考點(diǎn)鏈接考點(diǎn)鏈接：(一)中考考點(diǎn)解讀本講的重點(diǎn)是透鏡對(duì)光的作用、凸透鏡成像規(guī)律及其應(yīng)用，難點(diǎn)是利用透鏡的三條特殊光線作圖和凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用。多以填空題、選擇題、探究題和作圖題等形式呈現(xiàn)?？键c(diǎn)鏈接：(二)中考典題剖析1凸透鏡成像規(guī)律的理解2實(shí)驗(yàn)探究凸透鏡成像規(guī)律第二講生活中的透鏡知識(shí)能力解讀知能解讀：(一)生活中的透鏡比較照相機(jī)投影儀或幻燈機(jī)放大鏡原理成像性質(zhì)倒立、縮小的實(shí)像倒立、放大的實(shí)像(實(shí)際像的正、倒與透明膠片的方位有關(guān))正立、放大的虛像調(diào)節(jié)物近像遠(yuǎn)像變大(要想膠片上成的像大一些，則鏡頭要離人近一些，即鏡頭往前伸)物近像遠(yuǎn)像變大(要想屏幕上成的像大一些，則鏡頭要離透明膠片近一些，即鏡頭往下調(diào)節(jié))物遠(yuǎn)像遠(yuǎn)像變大(要想看到的像大一些，則放大鏡要離物體遠(yuǎn)一些)知能解讀：(二)顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡比較顯微鏡望遠(yuǎn)鏡主要構(gòu)造兩個(gè)凸透鏡組合開普勒望遠(yuǎn)鏡是由兩組凸透鏡組成的目鏡靠近眼睛的一組透鏡，成正立、放大的虛像，其作用相當(dāng)于一個(gè)普通的放大鏡靠近眼睛的叫目鏡，它的作用相當(dāng)于一個(gè)放大鏡，把物鏡所成的像放大物鏡靠近被觀察物體的一組透鏡，成倒立、放大的實(shí)像，其作用相當(dāng)于一個(gè)投影儀鏡頭靠近被觀測物體的叫物鏡，它的作用是使遠(yuǎn)處的物體在焦點(diǎn)附近成倒立、縮小的實(shí)像，相當(dāng)于一架照相機(jī)兩個(gè)凸透鏡間的距離顯微鏡的物鏡要成放大的實(shí)像，物體處于物鏡的1倍焦距與2倍焦距之間，則像距將大于2倍焦距。像在目鏡中需要成放大的虛像，則實(shí)像應(yīng)處在目鏡的焦距之內(nèi)。由此可知，兩個(gè)透鏡間的距離大約為用開普勒望遠(yuǎn)鏡觀察較遠(yuǎn)的物體物鏡使遠(yuǎn)處的物體所成的像在物鏡的焦點(diǎn)附近。這一實(shí)像又要在目鏡中成放大的虛像，實(shí)像就必須落在目鏡的焦點(diǎn)以內(nèi)。因此，望遠(yuǎn)鏡的物鏡與目鏡的距離應(yīng)不大于兩凸透鏡的焦距之和。實(shí)際望遠(yuǎn)鏡物鏡的焦點(diǎn)和目鏡的焦點(diǎn)重合在一起調(diào)節(jié)物鏡成倒立的實(shí)像，目鏡成正立的虛像。因此，眼睛看到的像相對(duì)于原物是倒立的。當(dāng)從顯微鏡中觀察到物體偏上時(shí)，應(yīng)向上移動(dòng)載玻片，才能使被觀察的物體處于視野的中央物鏡成倒立的實(shí)像，目鏡成正立的虛像。所以，眼睛看到的像相對(duì)于原物是倒立的。當(dāng)從望遠(yuǎn)鏡中看到物體偏下時(shí)，應(yīng)將物鏡鏡頭上移，才能使被觀察的物體處于視野的中心知能解讀：(三)眼睛1眼睛的組成如圖聽示，人的眼睛由晶狀體、睫狀體、角膜、視網(wǎng)膜等結(jié)構(gòu)組成。眼睛相當(dāng)于一架照相機(jī)，其中晶狀體和角膜相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，視網(wǎng)膜相當(dāng)于照相機(jī)的膠片。2眼睛的工作原理正常眼睛無論是眺望遠(yuǎn)景，還是觀看近處的物體，像都能成在視網(wǎng)膜上，原因就是晶狀體本身具有彈性，它周圍的肌肉可以根據(jù)視物的遠(yuǎn)近，調(diào)節(jié)它表面的彎曲程度，改變眼睛的焦距，從而使物體的像總能成在視網(wǎng)膜上。當(dāng)看遠(yuǎn)處的物體時(shí)，睫狀體舒張，使晶狀體變薄，對(duì)光的折射能力變?nèi)?，焦距變大，使像成在視網(wǎng)膜上，如圖甲所示；當(dāng)看近處的物體時(shí)，睫狀體收縮，使晶狀體變厚，對(duì)光的折射能力變強(qiáng)，焦距變小，使像成在視網(wǎng)膜上，如圖乙所示。3遠(yuǎn)點(diǎn)和近點(diǎn)依靠眼睛的調(diào)節(jié)所能看清的最遠(yuǎn)和最近的兩個(gè)極限點(diǎn)分別叫做遠(yuǎn)點(diǎn)和近點(diǎn)。正常的眼睛的遠(yuǎn)點(diǎn)在無限遠(yuǎn)，近點(diǎn)在大約10 cm處。明視距離：正常眼睛觀察近處物體最清晰而又不疲勞的距離叫明視距離。正常眼睛的明視距離大約為25 cm。知能解讀：(四)視力的嬌正1近視眼及其矯正看遠(yuǎn)處的物體很吃力，只有把物體拿到離眼睛較近處才能看清楚，這種眼睛叫“近視眼”，其特點(diǎn)是“怕遠(yuǎn)不怕近”。近視眼的遠(yuǎn)點(diǎn)為有限距離，近點(diǎn)也比正常眼近。所以，患近視眼的人習(xí)慣緊貼在書上看字。由于眼球在前后方向上太長，視網(wǎng)膜距晶狀體過遠(yuǎn)，或者晶狀體比正常眼凸一些，變得太厚，折射光的能力太強(qiáng)，從無限遠(yuǎn)處射來的平行光線不能會(huì)聚在視網(wǎng)膜上，而會(huì)聚點(diǎn)在視網(wǎng)膜前(圖乙)。矯正近視眼，可配戴用凹透鏡制成的近視眼鏡(圖丙)，使入射的平行光線經(jīng)凹透鏡發(fā)散后再射入眼睛，會(huì)聚點(diǎn)就能移到視網(wǎng)膜上。2遠(yuǎn)視眼及其矯正看近處的物體很吃力，只有把物體拿到離眼睛較遠(yuǎn)處才能看清楚，這種眼睛叫“遠(yuǎn)視眼”其特點(diǎn)是“怕近不怕遠(yuǎn)”。遠(yuǎn)視眼的近點(diǎn)變遠(yuǎn)。由于眼球前后方向上過短，視網(wǎng)膜距晶狀體過近，或者晶狀體比正常眼扁些，晶狀體太薄，折光能力太弱，平行光的會(huì)聚點(diǎn)在視網(wǎng)膜后(圖乙)，所以，來自近處一點(diǎn)的光還沒有會(huì)聚成一點(diǎn)就到達(dá)視網(wǎng)膜了，在視網(wǎng)膜上形成一個(gè)模糊的光斑。同時(shí)，近點(diǎn)遠(yuǎn)移，因而看近處時(shí)不清晰。矯正遠(yuǎn)視眼，可配戴用凸透鏡制成的遠(yuǎn)視眼鏡(圖丙)，使入射的光經(jīng)凸透鏡會(huì)聚后再射入眼睛，會(huì)聚點(diǎn)就能移到視網(wǎng)膜上。知能解讀：(五)探索宇宙1宇宙的組成宇宙是由物質(zhì)組成的。我們的宇宙中擁有上千億個(gè)星系，銀河系只是其中的一個(gè)。太陽是銀河系中幾千億顆恒星中的一員，它周圍有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等行星繞它運(yùn)行。地球在距離太陽比較近的第三條軌道上。2光年光年是我們衡量宇宙的長度單位。光年就是光在一年內(nèi)通過的距離(注意光年不是時(shí)間單位)，主要用來作星體之間的距離單位。1光年。解題方法技巧方法技巧：(一)照相機(jī)、投影儀、放大鏡的原理的判斷照相機(jī)的原理是時(shí)，成倒立縮小的實(shí)像，；投影儀的原理是時(shí)，成倒立放大的實(shí)像；放大鏡的原理是時(shí)，成正立放大的虛像。方法技巧：(二)顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的原理的判斷顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的物鏡、目鏡均是凸透鏡。顯微鏡的物鏡原理和投影儀的原理相同，即物體在物鏡的一倍焦距和二倍焦距之間，成一個(gè)倒立放大的實(shí)像，這個(gè)像成在目鏡的一倍焦距以內(nèi)；目鏡相當(dāng)于一個(gè)放大鏡，成正立放大的虛像(相對(duì)于物鏡成的像)，經(jīng)過兩次放大，也就能看清微小物體了。望遠(yuǎn)鏡的物鏡原理和照相機(jī)原理相同，即遠(yuǎn)處的物體經(jīng)物鏡成一個(gè)倒立縮小的實(shí)像，實(shí)像成在目鏡的一倍焦距以內(nèi)，目鏡原理和放大鏡原理相同，成正立放大的虛像(相對(duì)于物鏡成的像)。方法技巧：(三)矯正視力的方法眼鏡一般分為近視眼鏡和遠(yuǎn)視眼鏡兩種。近視眼鏡的鏡片是一個(gè)凹透鏡，由于近視眼是晶狀體將物體的像成在視網(wǎng)膜前方，因此利用凹透鏡對(duì)光的發(fā)散作用，使來自遠(yuǎn)處物體的光發(fā)散后將像成在視網(wǎng)膜上；遠(yuǎn)視眼是晶狀體將物體的像成在視網(wǎng)膜后，因此遠(yuǎn)視眼鏡的鏡片是一個(gè)凸透鏡，利用凸透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用，使來自近處物