凸透鏡和凹透鏡(教師版)

1、凸透鏡和凹透鏡 教師版知識(shí)梳理一、透鏡（光的折射現(xiàn)象應(yīng)用）1、 名詞：薄透鏡：透鏡的厚度遠(yuǎn)小于球面的半徑。 主光軸：通過兩個(gè)球面球心的直線。 光心：（O）即薄透鏡的中心。性質(zhì)：通過光心的光線傳播方向不改變。 焦點(diǎn)（F）：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)，這個(gè)點(diǎn)叫焦點(diǎn)。樂點(diǎn)：一心只讀圣賢書（打一物理名詞）光學(xué)樂點(diǎn)：誰敢砸甕救溺童 （物理名詞一） （司馬）光樂點(diǎn)：心有余而力不足（打一光學(xué)名詞） 光心2透鏡的種類：a凸透鏡：中間厚，邊緣薄的透鏡，對(duì)光線具有會(huì)聚作用，有2個(gè)焦點(diǎn)。b凹透鏡：中間薄，邊緣厚的透鏡，對(duì)光線具有發(fā)散作用，有2個(gè)虛焦點(diǎn)。 3、填表：名稱又名眼鏡實(shí)物形狀光學(xué)符號(hào)性

2、質(zhì)凸透鏡會(huì)聚透鏡老化鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用凹透鏡發(fā)散透鏡近視鏡對(duì)光線有發(fā)散作用二、凸透鏡成像規(guī)律及其應(yīng)用1、實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)時(shí)點(diǎn)燃蠟燭，使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度，目的是：使?fàn)T焰的像成在光屏中央。若在實(shí)驗(yàn)時(shí)，無論怎樣移動(dòng)光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：蠟燭在焦點(diǎn)以內(nèi)；燭焰在焦點(diǎn)上燭焰、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度；蠟燭到凸透鏡的距離稍大于焦距，成像在很遠(yuǎn)的地方，光具座的光屏無法移到該位置。2、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：凸透鏡成像規(guī)律：（物距U：物體到凸透鏡的距離；像距V：像到凸透鏡的距離）物距U像距V像的性質(zhì)應(yīng)用倒立或正立實(shí)像或虛象放大或縮小U>2ff<V<2f倒立實(shí)像縮小照相機(jī)

3、、眼睛U=2fV=2f倒立實(shí)像等大/f<U<2fV>2f倒立實(shí)像放大幻燈機(jī)、投影機(jī)U=f無無無無/U<f/正立虛象放大放大鏡樂點(diǎn)：黑白倒置（打一照相材料） 底片 樂點(diǎn)：明察秋毫（打一物理儀器）顯微鏡樂點(diǎn)：沖膠卷（打一物理名詞）現(xiàn)象 、 對(duì)規(guī)律的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)： （1）F分虛實(shí),2f分大小,實(shí)倒虛正。（2）當(dāng)像距大于物距時(shí)成放大的實(shí)像（或虛像），當(dāng)像距小于物距時(shí)成倒立縮小的實(shí)像。（3）成實(shí)像時(shí)：物距減?。ㄔ龃螅┫窬嘣龃螅p小）像變大（變?。?）成虛像時(shí)：物距減?。ㄔ龃螅┫窬鄿p小（增大）像變?。ㄗ兇螅┤?、眼睛和眼鏡1、眼球由眼球壁（角膜、鞏膜、虹膜、睫狀體、脈絡(luò)膜、視網(wǎng)膜）和

4、內(nèi)容物（房水、晶狀體、玻璃體）組成.角膜、房水、晶狀體、玻璃體構(gòu)成眼的折光系統(tǒng)（相當(dāng)于凸透鏡）。虹膜的作用是調(diào)節(jié)瞳孔的大小，可以控制進(jìn)入眼球內(nèi)的光線的強(qiáng)弱。2、成像原理: 從物體發(fā)出的光線經(jīng)過晶狀體等一個(gè)綜合的凸透鏡在視網(wǎng)膜上行成倒立，縮小的實(shí)像，分布在視網(wǎng)膜上的視神經(jīng)細(xì)胞受到光的刺激，把這個(gè)信號(hào)傳輸給大腦，人就可以看到這個(gè)物體了.視覺的形成：物體反射的光經(jīng)折光系統(tǒng)，在視網(wǎng)膜上形成像，經(jīng)視神經(jīng)傳入大腦，形成視覺。樂點(diǎn)：巧妙的比喻一天，有人問英國光學(xué)權(quán)威富蘭克林：“為什么一個(gè)物體在我們視膜上的像是倒立的，而我們都不感到物體是倒立的呢？”富蘭克林想了一下回答說：“當(dāng)你兩耳同時(shí)聽到一個(gè)嬰孩啼哭時(shí)，為

5、什么馬上能肯定啼哭的不是雙胞胎呢？”3、近視和遠(yuǎn)視的成因及矯正：近視眼:只能看清近處的物體，看不清遠(yuǎn)處的物體。近視眼的視網(wǎng)膜距晶狀體過遠(yuǎn)或者晶狀體太凸，折光能力太強(qiáng)，致使遠(yuǎn)處射來的平行光線還未到達(dá)視網(wǎng)膜就已聚成一點(diǎn)，而當(dāng)光線到達(dá)視網(wǎng)膜時(shí)又都分散開，形成一個(gè)模糊的光斑，因此看不清遠(yuǎn)處的物體。遠(yuǎn)視眼:只能看清遠(yuǎn)處的物體，看不清近處的物體。遠(yuǎn)視眼是視網(wǎng)膜距晶狀體過近或者晶狀體太扁，折光能力太弱，致使近處射來的平行光線到達(dá)視網(wǎng)膜時(shí)，還沒有聚成一點(diǎn)，形成的物像落在視網(wǎng)膜的后方，在視網(wǎng)膜上形成一個(gè)模糊的光斑，因此，看不清近處的物體。 眼疾：近視（戴凹透鏡）、遠(yuǎn)視（戴凸透鏡）、色盲。四、顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡1、顯

6、微鏡: 顯微鏡鏡筒的兩端各有一組透鏡，每組透鏡的作用都相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，靠近眼睛的凸透鏡叫做目鏡，靠近被觀察物體的凸透鏡叫做物鏡。來自被觀察物體的光經(jīng)過物鏡后成一個(gè)放大的實(shí)像，道理就像投影儀的鏡頭成像一樣；目鏡的作用則像一個(gè)普通的放大鏡，把這個(gè)像再放大一次。經(jīng)過這兩次放大作用，我們就可以看到肉眼看不見的小物體了。2、望遠(yuǎn)鏡:有一種望遠(yuǎn)鏡也是由兩組凸透鏡組成的?？拷劬Φ耐雇哥R叫做目鏡，靠近被觀察物體的凸透鏡叫做物鏡。我們能不能看清一個(gè)物體，它對(duì)我們的眼睛所成“視角”的大小十分重要。望遠(yuǎn)鏡的物鏡所成的像雖然比原來的物體小，但它離我們的眼睛很近，再加上目鏡的放大作用，視角就可以變得很大。五、電磁波

7、包括：無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、射線。六、人們獲取、處理信息的途徑：外界事物感覺器官（感受器）傳入神經(jīng)神經(jīng)中樞傳出神經(jīng)效應(yīng)器。 【典型例題】例1  人的眼睛像一架神奇的照相機(jī)，晶狀體相當(dāng)于      ，視網(wǎng)膜相當(dāng)于膠片，通過晶狀體的調(diào)節(jié)將遠(yuǎn)近不同的物體成像在視網(wǎng)膜上。圖4是不同位置處的兩個(gè)物體的成像示意圖，由圖得出：眼睛看近處的物體時(shí)，晶狀體的焦距            （選填“變大”、“變小”或“不變”

8、）。人眼若長期觀察近處物體，會(huì)造成晶狀體過度彎曲，當(dāng)他看遠(yuǎn)處物體時(shí)，像會(huì)成在視網(wǎng)膜的      方（選填“前”、“后”），應(yīng)戴      透鏡制成的眼鏡加以矯正。  答案：凸透鏡；變小；前；凹。例2、幻燈的幻燈片和透鏡的距離大約在1530厘米之間變動(dòng)，為了能在屏上得到放大的實(shí)像，現(xiàn)有焦距為fA=6厘米，fB=15厘米，fC=30厘米的三個(gè)透鏡，選哪個(gè)透鏡最合適？答：根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，當(dāng)f<u<2f時(shí)，能成倒立放大的實(shí)像，幻燈機(jī)中，15厘米<u<30厘米，所以應(yīng)

9、選fB=15厘米的凸透鏡最適宜。樂點(diǎn)：凸透鏡：放映幻燈時(shí)，為了在屏幕上得到更大的正立像，應(yīng)將幻燈機(jī)與屏幕之間的距離調(diào)遠(yuǎn)些，同時(shí)將幻燈片與鏡頭之間的距離調(diào)近些，幻燈片應(yīng)倒插。例3. 使用照相機(jī)拍照時(shí)，景物在底片上所成的像是（ ）A. 正立、等大的虛像 B. 倒立、縮小的實(shí)像C. 倒立、放大的實(shí)像 D. 正立、放大的虛像分析：景物是在照相機(jī)鏡頭前距離大于2倍鏡頭（相當(dāng)于凸透鏡）焦距的地方，所以膠片拍到的像是景物的倒立、縮小的實(shí)像。解答：此題應(yīng)選B。例4. 用鏡頭焦距一定的照相機(jī)照相，想使照片上的人像大一些，照相機(jī)應(yīng)離被照的人_，這里感光膠片到鏡頭的距離比原來應(yīng)_。分析：用照相機(jī)給別人拍過照的人，一

10、般會(huì)有這樣的體驗(yàn)，要想使照片上的人像大一些，應(yīng)使相機(jī)離被照的人近些。而拍攝近的景物時(shí)，鏡頭要調(diào)節(jié)得往前伸，這時(shí)感光膠片到鏡頭的距離比原來大。解答：此題應(yīng)填近些，大些。例5. 使用幻燈機(jī)放映幻燈時(shí)，幻燈片在屏幕上所成的像是（ ）A. 倒立放大的實(shí)像 B. 正立等大的實(shí)像C. 倒立縮小的實(shí)像 D. 正立縮小的實(shí)像分析：幻燈機(jī)的情況是f<u<2f時(shí)凸透鏡成像的情況，此時(shí)像的性質(zhì)為倒立、放大實(shí)像。解答：此題應(yīng)選（A）。例6、如圖10所示，請(qǐng)根據(jù)光線的傳播情況，在方框內(nèi)畫出合適的一個(gè)光學(xué)元件，并完成光路圖。圖10解析：這是一道典型的光學(xué)“黑匣”問題，它要求我們根據(jù)入射光線和出射光線判斷方框內(nèi)

11、的光學(xué)元件的種類，并畫出光路圖，對(duì)于A圖，平行光變成會(huì)聚光，根據(jù)凸透鏡對(duì)光線的作用，可判斷出A框中是凸透鏡，對(duì)于B圖，是兩條可相交的光線變成平行光，我們知道，會(huì)聚于凹透鏡虛焦點(diǎn)的光，經(jīng)凹透鏡折射后平行于主軸射出，若根據(jù)這一思路畫出圖來，應(yīng)當(dāng)如圖11所示，結(jié)果兩條光線之間的距離不能達(dá)到要求，且上面的光線不能到達(dá)下邊射出，下面的光線也不能到達(dá)上邊射出，由此想到方框內(nèi)不能是凹透鏡，那就只能是凸透鏡了。進(jìn)一步想到，兩條入射光線只有相交于凸透鏡焦點(diǎn)，再分散射向凸透鏡，其出射光線恰好能平行于主光軸射出，能滿足本題要求，問題解決。圖11答案：如圖12所示。圖12方法提煉：解答此類題目一是要熟悉兩種透鏡對(duì)光的

12、作用規(guī)律，二是要注意入射光線和相應(yīng)的出射光線的位置和方向，而第二點(diǎn)是往往容易忽視的，結(jié)果會(huì)導(dǎo)致選錯(cuò)元件，會(huì)聚光射向方框，但不等于射到透鏡上的光一定是會(huì)聚光，可能是會(huì)聚光，也可能是會(huì)聚后的發(fā)散光。例7、 物體距凸透鏡20cm時(shí)，在凸透鏡另一側(cè)距凸透鏡35cm的光屏上得到清晰的像，則該像是（ ）A. 放大的 B. 縮小的 C. 等大的 D. 虛像解析：根據(jù)題意，由于是在屏上成像，肯定是實(shí)像；又由于像距大于物距，說明物體處于1倍焦距到2倍焦距之間，所以成的像是放大倒立實(shí)像。答案：A方法提煉：凸透鏡成像問題中，在屏上成像，肯定是實(shí)像，虛像只能用眼看到。在成像問題中，不管是平面鏡、凸透鏡還是凹透鏡（組合

13、光具除外），只要是虛像，必是正立的，實(shí)像必是倒立的，凸透鏡（或凹透鏡）成像，像距大于物距，必是放大的像，物距大于像距，必是縮小的像，這些結(jié)論對(duì)快速解題有很好的作用?！灸M試題】一、選擇題 1、 關(guān)于光的傳播，下列說法是正確的（ ）A、光只在空氣中才沿直線傳播 B、光在任何情況下都沿直線傳播C、光在玻璃中不是沿直線傳播的 D、光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播2、 關(guān)于小孔成像的下列說法，正確的是（ ） A、小孔成像是光的折射現(xiàn)象形成的 B、小孔成像相對(duì)于物來說不一定是倒立的C、小孔成的像是虛像 D、當(dāng)把小孔前后移動(dòng)時(shí)，像的大小會(huì)改變3、 人走近鏡子時(shí)，人在鏡中的像與原來相比（ ）A、變大 B、變小

14、C、不變 D、都不對(duì)4、 小轎車前的擋風(fēng)玻璃不豎直安裝的主要原因是（ ）A、避免噪音 B、盡可能避免因平面鏡成像造成不安全因素 C、為了造型美觀 D、防止擋風(fēng)玻璃震碎5、 下圖中是物體在平面鏡中成像的情況，正確的是（ ） 6、人站在直立的平面鏡前，要看到自己的全身像，鏡長最少應(yīng)是人身高的（ ） A、 B、 C、 D、一樣高 7、光線斜射到平面鏡上，保持平面鏡的位置不動(dòng)，如果入光射線靠近法線，則反射光線（ ）A、靠近法線 B、遠(yuǎn)離法線 C、方向不變 D、無法判斷 8、圖中，MM是平面鏡，a、b、c、d是平面鏡前放置的四個(gè)物體，人在鏡前P點(diǎn)觀看它們?cè)谄矫骁R中的像，其中不能看到的是放置在哪個(gè)點(diǎn)上的物

15、體（ ）A、a B、b C、c D、d 9、下列現(xiàn)象中屬于光的折射的是（ ）A、 演員通過平面鏡看到自己的表演動(dòng)作B、 光射到不透明的物體上，在物體后面形成的影子C、 潛水艇里的人通過潛望鏡觀看海面 D、插入水中的筷子，從水面上斜著看，筷子在水下的部分向上彎折了10、一束光線斜射到兩種介質(zhì)的界面上，它與界面成20°角，反射光線跟折射光線的夾角恰好是90°，則入射角、折射角分別是（ ） A、20°、70° B、20°、20° C、70°、20° D、70°、70° 11、光線射到平行的厚玻璃板上，

16、在它的上、下表面發(fā)生折射，在圖中正確的圖是（ ） A、甲 B、乙 C、丙 D、丁 12、潛水員從水中看岸邊的路燈，所看到的燈的位置跟燈的實(shí)際位置比較（ ） A、高一些 B、低一些 C、相同 D、無法判定 13、小樂用放大鏡看指紋時(shí)，覺得指紋的像太小，為使指紋的像大一些，正確的做法是（ ）A、眼睛和手指不動(dòng)，讓放大鏡離手指稍近些 B、眼睛和手指不動(dòng)，讓放大鏡離手指稍遠(yuǎn)些C、放大鏡和手指不動(dòng)，讓眼睛離放大鏡稍近些D、放大鏡和手指不動(dòng)，讓眼睛離放大鏡稍遠(yuǎn)些 14、四塊透鏡分別放在蠟燭前20cm處，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：用透鏡甲可成倒立縮小的像；用透鏡乙可成正立放大的像；用透鏡丙可成倒立放大的像；用透鏡丁可成正

17、立縮小的像，可以判定透鏡焦距在1020cm的凸透鏡（ ）A、甲 B、乙 C、丙 D、丁15、某凸透鏡焦距是10cm，將物體放在離焦點(diǎn)5cm的地方，所成的像（ ）A、一定是實(shí)像 B、一定是虛像 C、一定是放大的像 D、一定是縮小的像 16、蠟燭從到凸透鏡距離為3f的地方移到距離凸透鏡為1.5f的地方，凸透鏡所成的像（ ）A、始終是放大的 B、始終是縮小的 C、逐漸變大 D、逐漸變小 17、下列關(guān)于凸透鏡成像特點(diǎn)的說法中，錯(cuò)誤的是（ ）A、實(shí)像都是倒立的，虛像都是正立的B、縮小的都是實(shí)像，放大的都是虛像C、縮小的像都是倒立的、放大的像可能是正立的，也可能是倒立的D、實(shí)像和物體分別在凸透鏡的兩側(cè)，虛

18、像和物體在凸透鏡的同一側(cè) 18、用不透光的紙遮住透鏡的上半部分，則在光屏上出現(xiàn)的像與不用紙遮住透鏡形成的像區(qū)別是（ ）A、像的上半部分消失 B、像的下半部分消失C、像全部消失 D、仍有原來大小的像，但亮度變暗19、下列事例中觀察到的是物體虛像的是（ ）A、晴天在樹林中的地面上看到光亮的圓斑 B、看電影，銀幕上的畫面 C、看物體的影子 D、看湖中小船的倒影20、在離焦距為20cm的凸透鏡正前方100cm處，有一物體以5cm/s的速度向凸透鏡勻速靠攏，運(yùn)動(dòng)13s時(shí)，物體所成的像為（ ）A、倒立放大的實(shí)像 B、倒立縮小的實(shí)像C、正立放大的虛像 D、等大倒立的實(shí)像二、填空1、光的三原色是_ 、_ 、_

19、，這三種色光混合能產(chǎn)生各種色光。2、小孔成像是利用了光在均勻介質(zhì)中沿 傳播的道理，光在真空的速度是 m/s。太陽光從太陽傳到地球上，大約要用8min20s，則太陽到地球的距離是_m。 3、入射光線與平面鏡的夾角是25°，則入射角是 度，反射角是 度。 4、平行光線射到 的表面，反射光線仍是平行的，這種反射叫 ，平行光線射到 的表面，反射光線不再平行，這種反射叫 。 5、平面鏡所成像和物體到鏡面的距離 ，像與物體的大小 ，所成的是 像。 6、蠟燭在平面鏡前10cm，它的像到鏡面的距離是 cm，若將平面鏡往蠟燭的方向移近2cm，它的像到蠟燭的距離是 cm。 7、為了使和水平方向成50&#

20、176;角的陽光豎直射入井里，那么平面鏡的反射面和水平面應(yīng)成_度角放置；如果太陽光與水平方向夾角增加20°角，仍使陽光豎直射入井里，則平面鏡再轉(zhuǎn) 度角。 8、一束光線從空氣垂直水面射入時(shí)，則入射角為 ，反射角為 ，折射角 。9、如圖所示，光線斜射到兩種透明物質(zhì)的界面上發(fā)生的現(xiàn)象，那么圖中界面是 ，法線 ，入射角是 ，反射角 ，折射角是 。 10、釣魚時(shí)，看到水中的魚比魚的實(shí)際位置要 一些，這是因?yàn)樗恤~射出的光線在水面發(fā)生了 的緣故。11、透鏡是利用光的 現(xiàn)象制成的，凸透鏡對(duì)光線有 作用，凹透鏡對(duì)光線有 作用。12、當(dāng)凸透鏡成實(shí)像時(shí)，若將物體逐漸向凸透鏡移近，它的像到透鏡的距離 。（

21、填“變大”、“變小”或“不變）13、某凸透鏡焦距離為10cm，物體放在到凸透鏡距離15cm處，凸透鏡成的像是 、 的 像。如果將它移向離透鏡30cm處，在此過程中，它的像 ，像到透鏡的距離 ，（填“變大”、“變小”），在30cm處物體通過透鏡成的是 _、_、_像。14、照相機(jī)鏡頭相當(dāng)于一個(gè) 鏡，被拍攝的物體應(yīng)放在離鏡頭 位置上，底片上成 。15、幻燈機(jī)鏡頭相當(dāng)于一個(gè) 鏡，要在銀幕上得到幻燈片景物的 、 的 像，應(yīng)使幻燈片到鏡頭距離在 的范圍內(nèi)。16、放大鏡是一個(gè) 鏡，使用放大鏡必須將物體放在到鏡的距離是 的范圍內(nèi)，才能看到物體 的 像。17、平面鏡和凸透鏡都能成虛像，但平面鏡所成的虛像是由光的

22、 現(xiàn)象形成的；凸透鏡所成的虛像是由光的 現(xiàn)象形成的。18、光線垂直射在平面鏡上時(shí)，這時(shí)的入射角是 度；保持光線的入射角不變，將平面鏡轉(zhuǎn)過角，這時(shí)反射光線與入射光線的夾角是 度。19、把一個(gè)玻璃球分成A、B、C、D、E五塊，其截面如圖所示，其中能使光線會(huì)聚的是 。20、如圖所示，平面鏡前有一個(gè)發(fā)光點(diǎn)S沿著與鏡面成30°角的方向以0.1m/s的速度向鏡面運(yùn)動(dòng)，則S和它的像之間的接近速度是 m/s。三、作圖1、 根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)畫出圖甲中物體AB在鏡中的像2、要使光線AO的傳播方向改變120°，試在圖乙中畫出反射光線和平面鏡的位置3、畫出圖中6個(gè)框中應(yīng)放置的光學(xué)元件（入射光是單

23、色光，框中只放一個(gè)元件） 4、在圖中畫出適當(dāng)類型的透鏡 5、這是某同學(xué)自制的一個(gè)潛望鏡示意圖，請(qǐng)畫出從潛望鏡中看到的物體AB的像 6、如圖所示，在平面鏡前有A、B兩光點(diǎn)，人站在鏡什么位置觀察A、B兩點(diǎn)恰好重疊。用作圖方法，求出人眼所在位置。7、在一個(gè)干枯的井底正中央P點(diǎn)趴著一只青蛙，它能看到的視野范圍如圖a所示。天降大雨時(shí)井中全部灌滿水，若青蛙仍在P點(diǎn)，它的視野將發(fā)生變化。請(qǐng)?jiān)趫Db中利用光路圖確定青蛙視野變化后的大致范圍。四、計(jì)算 1、織女星與地球相距約2.6×1014km，則地球上看見織女星所發(fā)出的光實(shí)際上是多少年前發(fā)出的？ 2、如圖光源S發(fā)出一條光線經(jīng)平面鏡M反射后通過A點(diǎn)，S、A距平面鏡分別為10cm和20cm，它們之間的水平距離為30cm。求：入射點(diǎn)的位置 入射角的大小 3、如圖，光線從空氣射入某液體中，入射角為45°，折射角為30°。光線射到液體底部水平放置的平面鏡上又反射回來，最后光線又回到空氣中，這時(shí)折射角是多大？【提示與答案】一、選擇題號(hào)12345678 910答案DDCBC B ADDC題號(hào)111213141516 17181920答案CABCCCBDDA二、填空1、 紅、綠、藍(lán) 2、