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專題03透鏡及其應(yīng)用思維導(dǎo)圖知識梳理考點(diǎn)一透鏡知識點(diǎn)一:透鏡1.定義:至少有一個面是球面的一部分的透明玻璃元件2.凸透鏡:中間厚、邊緣薄的透鏡,如:遠(yuǎn)視鏡片,放大鏡等等;3.凹透鏡:中間薄、邊緣厚的透鏡,如:近視鏡片;知識點(diǎn)二:凸透鏡和凹透鏡的特點(diǎn)凸透鏡和凹透鏡的特點(diǎn)類別凸透鏡凹透鏡概念中間厚,邊緣薄的透鏡中間薄,邊緣厚的透鏡圖例性質(zhì)對光具有會聚作用對光具有發(fā)散作用應(yīng)用放大鏡、老花鏡近視鏡注意:透鏡對光的會聚作用或發(fā)散作用是和光線原來的傳播方向相比的,并不是指光線的最終傳播方向.知識點(diǎn)三:透鏡的幾個基本物理量(1)主光軸:過透鏡兩個球面球心的直線;(2)光心:如甲、乙兩圖所示,通過兩個球面球心的直線叫做主光軸,簡稱主軸.主軸上有個特殊的點(diǎn),通過這個點(diǎn)的光傳播方向不變,這個點(diǎn)叫做透鏡的光心.可以認(rèn)為透鏡的光心就在透鏡的中心。(3)焦點(diǎn):平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)凸透鏡后會聚于主光軸上一點(diǎn),這點(diǎn)叫焦點(diǎn);用“F”表示。(4)焦距:焦點(diǎn)到光心的距離。焦距用“f”表示。注意:凸透鏡和凹透鏡都各有兩個焦點(diǎn),凸透鏡的焦點(diǎn)是實(shí)焦點(diǎn),凹透鏡的焦點(diǎn)是虛焦點(diǎn);考點(diǎn)二生活中的透鏡知識點(diǎn)一:照相機(jī)(1)原理:鏡頭由凸透鏡制成,當(dāng)物距大于2倍焦距時,成倒立、縮小的實(shí)像.(2)構(gòu)造:鏡頭(凸透鏡)、膠片、調(diào)焦環(huán)、光圈環(huán)、快門等幾部分組成。(3)成像特點(diǎn):物體和像在凸透鏡的兩側(cè);像距大于一倍焦距且小于兩倍焦距;像距大于物距.知識點(diǎn)二:投影儀(幻燈機(jī))(1)原理:當(dāng)物距大于1倍焦距,小于2倍焦距時,成倒立、放大的實(shí)像.(2)構(gòu)造:凹面鏡、光源、螺紋透鏡、凸透鏡、平面鏡。(3)成像特點(diǎn):物體和像在凸透鏡的兩側(cè);像距大于兩倍焦距;像距大于物距.知識點(diǎn)三:放大鏡(1)原理:鏡片由凸透鏡制成,當(dāng)物距小于焦距時,成正立、放大的虛像.(2)成像特點(diǎn):物體和像在凸透鏡的同側(cè);像距大于物距.考點(diǎn)三凸透鏡的成像規(guī)律知識點(diǎn)一:【實(shí)驗(yàn)】探究凸透鏡成像的規(guī)律實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和哥R凸透鏡成像規(guī)律。像與物的大小關(guān)系、物距變化成像規(guī)律變化、像的虛實(shí)。實(shí)驗(yàn)器材:凸透鏡、光具座、蠟燭、光屏、火柴等。實(shí)驗(yàn)步驟:1、按圖組裝器材。調(diào)整蠟燭、凸透鏡、光屏在同一水平線上。2、將蠟燭放在遠(yuǎn)處(此時u>2f),移動光屏直至在光屏上成清晰的像;觀察像的大小、正立還是倒立,并測量物距和像距;數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)表格。3、將蠟燭往凸透鏡方向移動,使2f>u>f,移動光屏直至在光屏上成清晰的像;觀察像的大小、正立還是倒立,并測量物距和像距;數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)表格。4、將蠟燭繼續(xù)往凸透鏡方向移動,使u=f,移動光屏,看能否成像。5、將蠟燭繼續(xù)往凸透鏡方向移動,使u<f,移動光屏,看在光屏上能否找到像。6、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與處理物距像的性質(zhì)像距(cm)應(yīng)用大小正倒虛實(shí)u>2f縮小倒立實(shí)像2f<v<f照相機(jī)2f>u>f放大倒立實(shí)像v>2f投影儀u<f放大正立虛像--放大鏡【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】等大、等距、對稱、反向、虛像。7、整理器材。知識點(diǎn)二:凸透鏡成像的規(guī)律種類成像條件物距(u)成像的性質(zhì)像距(v)應(yīng)用5u﹥2f縮小、倒立的實(shí)像f﹤v﹤2f照相機(jī)4u=2f等大、倒立的實(shí)像v=2f3f﹤u﹤2f放大、倒立的實(shí)像v﹥2f投影儀2u=f不成像-------------------1u﹤f放大、正立的虛像V﹥f放大鏡規(guī)律1:當(dāng)物距大于2倍焦距時,則像距在1倍焦距和2倍焦距之間,成倒立、縮小的實(shí)像。此時像距小于物距,像比物小,物像異側(cè)。應(yīng)用:照相機(jī)、攝像機(jī)。規(guī)律2:當(dāng)物距等于2倍焦距時,則像距也在2倍焦距,成倒立、等大的實(shí)像。此時物距等于像距,像與物大小相等,物像異側(cè)。應(yīng)用:測焦距。規(guī)律3:當(dāng)物距小于2倍焦距、大于1倍焦距時,則像距大于2倍焦距,成倒立、放大的實(shí)像。此時像距大于物距,像比物大,物像異側(cè)。應(yīng)用:投影儀、幻燈機(jī)、電影放映機(jī)。規(guī)律4:當(dāng)物距等于1倍焦距時,則不成像,成平行光射出。規(guī)律5:當(dāng)物距小于1倍焦距時,則成正立、放大的虛像。此時像距大于物距,像比物大,物像同側(cè)。應(yīng)用:放大鏡。口訣:一焦分虛實(shí)、二焦分大小;虛像同側(cè)正,實(shí)像異側(cè)倒;物遠(yuǎn)實(shí)像小,物遠(yuǎn)虛像大。注意:(1)實(shí)像是由實(shí)際光線會聚而成,在光屏上可呈現(xiàn),可用眼睛直接看,所有光線必過像點(diǎn);(2)虛像不能在光屏上呈現(xiàn),但能用眼睛看,由光線的反向延長線會聚而成;注意:凹透鏡始終成縮小、正立的虛像;知識點(diǎn)三:凸透鏡成像規(guī)律的光路分析凸透鏡成像規(guī)律的光路分析利用凸透鏡三條特殊光線中的任意兩條可以畫出相應(yīng)的光路圖,從而判斷出像距的大小和成像的具體情況.(1)當(dāng)u>2f時,成縮小、倒立的實(shí)像,此時f<v<2f.光路如圖所示.(2)當(dāng)u=2f時,成等大、倒立的實(shí)像,此時v=2f.光路如圖所示.(3)當(dāng)f<u<2f時,成放大、倒立的實(shí)像,此時v>2f.光路如圖所示.(4)當(dāng)u=f時,折射光線是一束平行光線,不能相交,其反向延長線也不能相交,所以不能成像.光路如圖所示.(5)當(dāng)u<f時,成放大、正立的虛像,此時v>u.光路如圖所示.考點(diǎn)四眼睛和眼鏡知識點(diǎn)一:眼睛的結(jié)構(gòu)及成像原理(1)眼睛就像一臺照相機(jī),晶狀體和角膜的共同作用相當(dāng)于一個凸透鏡,視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏.(2)眼睛與照相機(jī)成像的比較成像規(guī)律眼睛照相機(jī)像的性質(zhì)倒立、縮小的實(shí)像倒立、縮小的實(shí)像透鏡類型角膜和晶狀體的共同作用相當(dāng)于一個凸透鏡鏡頭是由一組透鏡組成的,相當(dāng)于一個凸透鏡焦距可變有的可變,有的不可變光屏視網(wǎng)膜膠卷(3)正常人眼睛的成像特點(diǎn):成倒立、縮小的實(shí)像.知識點(diǎn)二:近視眼和遠(yuǎn)視眼的成因及矯正近視眼遠(yuǎn)視眼特點(diǎn)只能看清近處的物體只能看清遠(yuǎn)處的物體成因晶狀體太厚,折光能力太強(qiáng),或眼球在前后方向上太長晶狀體太薄,折光能力太弱,或眼球在前后方向上太短光路圖成像在視網(wǎng)膜的前方成像在視網(wǎng)膜的后方矯正方法配戴凹透鏡配戴凸透鏡矯正原理凹透鏡對光有發(fā)散作用凸透鏡對光有會聚作用知識點(diǎn)三:近點(diǎn)、遠(yuǎn)點(diǎn)和明視距離1.遠(yuǎn)點(diǎn):當(dāng)晶狀體變得最扁平時,眼睛能看清的最遠(yuǎn)點(diǎn)叫做遠(yuǎn)點(diǎn)。正常眼睛的遠(yuǎn)點(diǎn)在無窮遠(yuǎn)處。2.近點(diǎn):當(dāng)晶狀體變得最凸起時,眼睛能看清的最近點(diǎn)叫做近點(diǎn)。正常眼睛的近點(diǎn)一般為10cm處。3.明視距離:正常眼睛觀看25cm遠(yuǎn)的物體時,感到既清楚又不易疲勞,因此把25cm的距離叫做正常眼睛的明視距離。4.當(dāng)物距變化時,眼睛的睫狀肌會改變晶狀體的彎曲程度,使物體的像總能落在視網(wǎng)膜上??键c(diǎn)五顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡知識點(diǎn)一:顯微鏡1.顯微鏡:顯微鏡由目鏡和物鏡組成,物鏡、目鏡都是凸透鏡,它們對物體進(jìn)行兩次放大。普通光學(xué)顯微鏡是根據(jù)凸透鏡成像原理,經(jīng)過凸透鏡的兩次成像。第一次先經(jīng)過物鏡(凸透鏡1)成像,這時候的物體應(yīng)該在物鏡(凸透鏡1)的一倍焦距和兩倍焦距之間,成的像應(yīng)該是放大、倒立的實(shí)像。而后以第一次成的物像作為“物體”,經(jīng)過目鏡的第二次成像。2.由于我們觀察的時候是在目鏡的另外一側(cè),第二次成的像應(yīng)該是一個虛像,這樣像和物才在同一側(cè),因此第一次成的像應(yīng)該在目鏡(凸透鏡2)的一倍焦距以內(nèi),這樣經(jīng)過第二次成像,第二次成的像是一個放大的正立的虛像。知識點(diǎn)二:望遠(yuǎn)鏡1.望遠(yuǎn)鏡:望遠(yuǎn)鏡也是由兩組凸透鏡(目鏡和物鏡)組成,它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是物鏡的焦距長而目鏡的焦距短。2.望遠(yuǎn)鏡的成像原理是:物鏡的作用是得到遠(yuǎn)處物體的實(shí)像,由于物體離物鏡非常遠(yuǎn),所以物體上各點(diǎn)發(fā)射到物鏡上的光線幾乎是平行光束,這樣的光線經(jīng)過物鏡匯聚后,就在物鏡焦點(diǎn)以外,在離焦點(diǎn)很近的地方,形成了一個倒立的、縮小的實(shí)像。這個倒立的、縮小的實(shí)像又位于目鏡的焦點(diǎn)以內(nèi),所以目鏡起了放大鏡的作用,目鏡把經(jīng)過物鏡的倒立、縮小的實(shí)像放大成了一個正立的、放大的虛像。這就是遠(yuǎn)處物體通過望遠(yuǎn)鏡所成的虛像。易混易錯易混易錯點(diǎn)一:透鏡對光的作用理解不透徹。凸透鏡對光線有會聚作用,凹透鏡對光線有發(fā)散作用。判斷透鏡對光線的會聚與發(fā)散,并不是看光線經(jīng)過透鏡后是否相交,而是看光線經(jīng)過透鏡后,與原來的傳播方向相比是會聚還是發(fā)散。易混易錯點(diǎn)二:凸透鏡的成像規(guī)律運(yùn)用不熟練。成像條件物距(u)成像的性質(zhì)像距(v)應(yīng)用u﹥2f縮小、倒立的實(shí)像f﹤v﹤2f照相機(jī)u=2f等大、倒立的實(shí)像v=2ff﹤u﹤2f放大、倒立的實(shí)像v﹥2f投影儀u=f不成像-------------------u﹤f放大、正立的虛像V﹥f放大鏡一焦分虛實(shí)、二焦分大?。惶撓裢瑐?cè)正,實(shí)像異側(cè)倒;物遠(yuǎn)實(shí)像小,物遠(yuǎn)虛像大。易混易錯點(diǎn)三:凸透鏡成像的變焦問題分析不到位。當(dāng)凸透鏡的焦距發(fā)生變化時,其對光的偏折能力也發(fā)生變化:焦距越?。ㄍ哥R越厚),偏折能力越強(qiáng)。易混易錯點(diǎn)四:凸透鏡的應(yīng)用之眼睛與眼鏡,佩戴眼鏡后的各種變化理解不透徹。視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏,所以像距是固定不變的當(dāng)物體與眼睛的距離發(fā)生變化時,晶狀體通過調(diào)整彎曲程度來改變焦距:物距減小,焦距也減?。晃锞嘣龃?,焦距也增大.當(dāng)“近視眼”看遠(yuǎn)處物體時,焦距調(diào)到最大,像成在視網(wǎng)膜前方,需要用凹透鏡矯正;而“遠(yuǎn)視眼"看近處物體時,焦距調(diào)到最小,像成在視網(wǎng)膜后方,需要用凸透鏡矯正。近視眼鏡是凹透鏡,凹透鏡對光線有發(fā)散作用,給凸透鏡戴上近視眼鏡,兩個透鏡組合,整體的折光能力變?nèi)?,物距不變時,成像位置延后,會導(dǎo)致像距增大;給凸透鏡戴上遠(yuǎn)視眼鏡,兩個透鏡組合,整體的折光能力變強(qiáng),物距不變時,成像位置提前,會導(dǎo)致像距減小。易混易錯點(diǎn)五:凸透鏡的動態(tài)成像情景分析不熟練。凸透鏡成實(shí)像時,像和物分居在透鏡兩側(cè),物體離凸透鏡越近,像離凸透鏡越遠(yuǎn),所成的像越大,即“物近像遠(yuǎn)像變大”。物體經(jīng)凸透鏡成虛像時,像和物在凸透鏡同側(cè),物體離凸透鏡越近,像離凸透鏡越近,所成的像越小,即“物近像近像變小”無論是成實(shí)像還是成虛像,只要物體向焦點(diǎn)靠近,所成的像都變大.易混易錯點(diǎn)六:凸透鏡所成像與物的關(guān)系,不僅上下顛倒,而且左右顛倒(實(shí)像)。物體經(jīng)凸透鏡成實(shí)像時,所成的實(shí)像是倒立的,即物與像不僅上下顛倒,而且左右顛倒。若將物向上移動,則所成的實(shí)像會向下移動,如實(shí)驗(yàn)時間過長,蠟燭燃燒變短,則實(shí)像向光屏上方移動.實(shí)像與物體的移動方向相反。方法技巧【技巧一】粗略測量凸透鏡焦距的方法使凸透鏡正對太陽光(太陽光是平行光,使太陽光平行于凸透鏡的主光軸),下面放一張白紙,調(diào)節(jié)凸透鏡到白紙的距離,直到白紙上光斑最小、最亮為止,然后用刻度尺量出凸透鏡到白紙上光斑中心的距離就是凸透鏡的焦距?!炯记啥咳龡l特殊光線作圖1.過光心的光線經(jīng)透鏡后傳播方向不改變,如下圖:2.平行于主光軸的光線,經(jīng)凸透鏡后經(jīng)過焦點(diǎn);經(jīng)凹透鏡后向外發(fā)散,但其反向延長線必過焦點(diǎn)(所以凸透鏡對光線有會聚作用,凹透鏡對光有發(fā)散作用)如下圖:3.經(jīng)過凸透鏡焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡后平行于主光軸;射向異側(cè)焦點(diǎn)的光線經(jīng)凹透鏡后平行于主光軸;如下圖:【技巧三】照相機(jī)、投影儀和放大鏡的分析應(yīng)用【照相機(jī)】1.物體離照相機(jī)鏡頭的距離(物距)大于底片離照相機(jī)的距離(像距)。2.物體離照相機(jī)鏡頭越遠(yuǎn),物體在膠卷上所成的像越小,像的位置(底片或膠片到鏡頭的距離)越近?!净脽魴C(jī)和投影儀的對比分析】類別構(gòu)造作用幻燈機(jī)凸透鏡成倒立、放大的實(shí)像聚光鏡加強(qiáng)照到幻燈片上的光凹面鏡反射會聚光線,照亮透明膠片光屏承接像投影儀凸透鏡成倒立、放大的實(shí)像螺紋透鏡會聚光線,照亮透明膠片平面鏡改變光路凹面鏡反射會聚光線,照亮透明膠片光屏承接像【放大鏡】(1)像與物體位于凸透鏡的同側(cè);(2)放大鏡離被觀察的物體越近,所成的像越?。环糯箸R離物體越遠(yuǎn),所成的像越大;(3)如果放大鏡與物體的距離大到一定程度,所成的放大的虛像便消失了?!炯记伤摹繉?shí)像與虛像的區(qū)別【技巧五】凹透鏡成像的規(guī)律凹透鏡成像規(guī)律:凹透鏡始終成縮小、正立的虛像,如圖所示。凹透鏡成像光路圖注意:大家還要記?。禾撓瘢?、像同側(cè);實(shí)像,物、像異側(cè)。【技巧六】眼鏡的度數(shù)(1)焦度:透鏡的焦距越短,折光本領(lǐng)越大,透鏡焦距的倒數(shù)叫透鏡焦度。用φ表示即:;(2)焦距以米為單位時,焦度的單位是屈光度。眼鏡度數(shù)是屈光度數(shù)乘以100。如焦距為1/5m的凸透鏡,焦度為5屈光度,用它做成的遠(yuǎn)視鏡片為+500度;(3)度數(shù):遠(yuǎn)視鏡的度數(shù)為正數(shù),近視眼的度數(shù)為負(fù)數(shù)。典例精析考向一:透鏡【例題1】關(guān)于透鏡,下列說法正確的是(
)A.不論是凸透鏡還是凹透鏡,經(jīng)過透鏡光心的光線方向都不變B.物體置于焦點(diǎn)F以內(nèi)時凸透鏡起會聚作用,置于焦點(diǎn)F以外時凸透鏡起發(fā)散作用C.若把凸透鏡的上半部分用手遮住,則凸透鏡對光不再具有會聚作用D.一束會聚的光線經(jīng)過凹透鏡,折射后的光線一定變成發(fā)散的光線考向二:生活中的透鏡【例題2】如圖所示,紙筒A的一端蒙有一層半透明紙,紙筒B的一端嵌了一個凸透鏡,兩紙筒套在一起組成了一個照相機(jī)模型。為了在A端得到清晰的像,調(diào)整A、B間的距離,這時________(選填“A”或“B”)端朝著明亮的室外看才能看清像;當(dāng)看近處的景物時很清楚,再看遠(yuǎn)處的景物時就應(yīng)該使A、B間的距離變________(選填“大”或“小”)。考向三:凸透鏡成像規(guī)律【例題3】小明做“探究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn),凸透鏡的焦距是10cm。(1)為了使像成在光屏的中央,小明需要調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡、光屏的中心在______;(2)接著小明同學(xué)調(diào)節(jié)光屏如圖1所示,發(fā)現(xiàn)光屏上得到一個倒立、______(選填“放大”“縮小”或“等大”)的清晰實(shí)像,生活中的______(選填“照相機(jī)”或“投影儀”或“測焦距”)就可以利用這樣的成像原理;(3)如圖2,保持蠟燭位置不變,移動透鏡至16cm刻度線處,則人眼在圖中______處能觀察到燭焰的像;(4)如圖3,在燭焰和凸透鏡之間放一副眼鏡,發(fā)現(xiàn)光屏上的像由清晰變模糊了,將光屏向透鏡移動適當(dāng)距離后光屏上再次呈現(xiàn)清晰的像,則該眼鏡是______眼鏡(選填“近視”或“遠(yuǎn)視”);(5)透鏡位置不變,若將印有字母“F”的紙片放在離凸透鏡12cm的地方,我們能看到的清晰的像是圖丁中______??枷蛩模貉劬脱坨R【例題4】疫情期間,同學(xué)們大量使用手機(jī)、平板和電腦等設(shè)備上網(wǎng)課,長時間盯著屏幕,容易導(dǎo)致視力下降,患上近視眼;圖中__________(選填“甲”或“乙”)是近視眼的光路示意圖,近視眼應(yīng)配戴__________透鏡(選填“凸”或“凹”)制成的眼鏡來矯正,此透鏡對光有__________(選填“發(fā)散”或“會聚”)作用。真題賞析1.(2023·湖北十堰·統(tǒng)考中考真題)下列光學(xué)現(xiàn)象中,所成的像是實(shí)像的是(
)A.平面鏡成像 B.小孔成像C.海市蜃樓 D.用放大鏡看書2.(2023·內(nèi)蒙古興安盟·統(tǒng)考中考真題)在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中,某學(xué)習(xí)小組用如圖甲所示的方法測量凸透鏡的焦距:正確安裝并調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)裝置后,在光屏上得到一個清晰的像,如圖乙所示。下列說法正確的是()A.由圖甲可知,該凸透鏡的焦距是40.0cmB.照相機(jī)成像特點(diǎn)與圖乙中燭焰的成像特點(diǎn)相同C.圖乙中的燭焰向遠(yuǎn)離凸透鏡方向移動,所成的像逐漸變小D.圖乙中若用黑紙片將凸透鏡擋一半,光屏上成半個燭焰的像3.(2023·湖北十堰·統(tǒng)考中考真題)早期照相館里,攝影師取景時看到的像都是倒立縮小的,現(xiàn)在的照相機(jī)利用光學(xué)或電子技術(shù),把倒立的像轉(zhuǎn)變成正立的,便于觀察。以下說法錯誤的是(
)A.照相機(jī)鏡頭相當(dāng)于一個凸透鏡 B.凸透鏡只能成倒立縮小的實(shí)像C.照相機(jī)靠近被拍攝者,所成的像變大 D.人的眼睛相當(dāng)于一架照相機(jī)4.(2023·山東德州·統(tǒng)考中考真題)如圖所示,小紅用相機(jī)拍下了石橋與它在水中倒影交相輝映的照片,下列說法正確的是()
A.橋在水中的倒影與海市蜃樓成像原理相同B.我們能看到本身不發(fā)光的橋,原理是光的反射C.若相機(jī)鏡頭焦距為,拍攝此照片時鏡頭到底片的距離要大于D.橋在相機(jī)的底片上成的像是虛像5.(2023·四川攀枝花·統(tǒng)考中考真題)正常眼睛觀察近距離物體的明視距離約為。小剛看書時,把書本放在眼睛前處,為了看清書上的文字,晶狀體將會變厚,焦距______(選填“不變”、“變大”或“變小”),長此以往,就可能會形成______(選填“近”或“遠(yuǎn)”)視眼。6.(2023·山東德州·統(tǒng)考中考真題)如圖所示,小剛自制了一架模型照相機(jī)。已知凸透鏡的焦距為,外殼的長度為,若將凸透鏡對準(zhǔn)窗外景物,在外殼內(nèi)前后移動內(nèi)紙筒,在半透明膜上可以得到景物______(選填“倒立”或“正立”)的______(選填“放大”或“縮小”)的像;若將凸透鏡正對燃燒的蠟燭,當(dāng)蠟燭距離凸透鏡至少______時,可以在外殼內(nèi)移動的半透明膜上得到清晰的燭焰的像。
7.(2023·遼寧阜新·統(tǒng)考中考真題)如圖所示,凸透鏡的焦距是___________cm,把一個物體放到距離該凸透鏡25cm處時,在凸透鏡另一側(cè)的光屏上成一個倒立、___________的實(shí)像。此成像原理與___________工作原理相同。
8.(2023·山東煙臺·統(tǒng)考中考真題)光通過透鏡會發(fā)生折射,請將圖中的入射光線或折射光線補(bǔ)畫完整。
9.(2023·山東青島·統(tǒng)考中考真題)在第一次天宮授課中,王亞平制作了一個懸在空中的水球,透過水球看到了她倒立、縮小的像,如圖甲所示。老師告訴小海這個水球相當(dāng)于一個凸透鏡,小海利用圖乙所示器材進(jìn)行探究,將焦距為10cm的凸透鏡固定在50cm刻度線處。
(1)當(dāng)小海將蠟燭和光屏移至圖乙所示位置時,燭焰恰好在光屏的中心成清晰的倒立、縮小的像,這個像是_________(選填“實(shí)”或“虛”)像,此時物距u與焦距f的關(guān)系是_________(選填“u>2f”“f<u<2f”或“u<f”);(2)當(dāng)小海將蠟燭移至35cm刻度線處時,應(yīng)向_________移動光屏,才能在光屏上成清晰的倒立、_________(選填“放大”“等大”或“縮小”)的像;(3)依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)規(guī)律,小海判定:透過水球看到王亞平倒立、縮小的像時,她到水球球心的距離u與水球透鏡焦距f的關(guān)系滿足_________(選填“u>2f”“f<u<2f”或“u<f”);(4)凸透鏡在生活中有許多應(yīng)用,請列舉一例:_______。10.(2023·四川巴中·統(tǒng)考中考真題)在探究“凸透鏡成像的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。
(1)如圖甲所示,測得本實(shí)驗(yàn)所用凸透鏡的焦距為_______。在光具座上調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡和光屏的位置,使它們的中心大致在_______。如圖乙所示,光屏上成倒立、________(選填“放大”或“縮小”)的實(shí)像;(2)人的眼睛是通過改變晶狀體的厚度來看清遠(yuǎn)近不同物體的,現(xiàn)將圖乙中虛線圓圈部分當(dāng)做人的“眼睛”,當(dāng)蠟燭遠(yuǎn)離“眼睛”時,“眼睛”需調(diào)節(jié)凸透鏡的厚度使其________(選填“變薄”或“變厚”),改變其對光線的偏折能力,從而在光屏上成清晰的像。若該“眼睛”無法調(diào)節(jié)凸透鏡達(dá)到應(yīng)有的厚度,則該“眼睛”為_______(選填“近視眼”或“遠(yuǎn)視眼”),應(yīng)該配戴_______(選填“凸透鏡”或“凹透鏡”)進(jìn)行矯正。
專題03透鏡及其應(yīng)用思維導(dǎo)圖知識梳理考點(diǎn)一透鏡知識點(diǎn)一:透鏡1.定義:至少有一個面是球面的一部分的透明玻璃元件2.凸透鏡:中間厚、邊緣薄的透鏡,如:遠(yuǎn)視鏡片,放大鏡等等;3.凹透鏡:中間薄、邊緣厚的透鏡,如:近視鏡片;知識點(diǎn)二:凸透鏡和凹透鏡的特點(diǎn)凸透鏡和凹透鏡的特點(diǎn)類別凸透鏡凹透鏡概念中間厚,邊緣薄的透鏡中間薄,邊緣厚的透鏡圖例性質(zhì)對光具有會聚作用對光具有發(fā)散作用應(yīng)用放大鏡、老花鏡近視鏡注意:透鏡對光的會聚作用或發(fā)散作用是和光線原來的傳播方向相比的,并不是指光線的最終傳播方向.知識點(diǎn)三:透鏡的幾個基本物理量(1)主光軸:過透鏡兩個球面球心的直線;(2)光心:如甲、乙兩圖所示,通過兩個球面球心的直線叫做主光軸,簡稱主軸.主軸上有個特殊的點(diǎn),通過這個點(diǎn)的光傳播方向不變,這個點(diǎn)叫做透鏡的光心.可以認(rèn)為透鏡的光心就在透鏡的中心。(3)焦點(diǎn):平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)凸透鏡后會聚于主光軸上一點(diǎn),這點(diǎn)叫焦點(diǎn);用“F”表示。(4)焦距:焦點(diǎn)到光心的距離。焦距用“f”表示。注意:凸透鏡和凹透鏡都各有兩個焦點(diǎn),凸透鏡的焦點(diǎn)是實(shí)焦點(diǎn),凹透鏡的焦點(diǎn)是虛焦點(diǎn);考點(diǎn)二生活中的透鏡知識點(diǎn)一:照相機(jī)(1)原理:鏡頭由凸透鏡制成,當(dāng)物距大于2倍焦距時,成倒立、縮小的實(shí)像.(2)構(gòu)造:鏡頭(凸透鏡)、膠片、調(diào)焦環(huán)、光圈環(huán)、快門等幾部分組成。(3)成像特點(diǎn):物體和像在凸透鏡的兩側(cè);像距大于一倍焦距且小于兩倍焦距;像距大于物距.知識點(diǎn)二:投影儀(幻燈機(jī))(1)原理:當(dāng)物距大于1倍焦距,小于2倍焦距時,成倒立、放大的實(shí)像.(2)構(gòu)造:凹面鏡、光源、螺紋透鏡、凸透鏡、平面鏡。(3)成像特點(diǎn):物體和像在凸透鏡的兩側(cè);像距大于兩倍焦距;像距大于物距.知識點(diǎn)三:放大鏡(1)原理:鏡片由凸透鏡制成,當(dāng)物距小于焦距時,成正立、放大的虛像.(2)成像特點(diǎn):物體和像在凸透鏡的同側(cè);像距大于物距.考點(diǎn)三凸透鏡的成像規(guī)律知識點(diǎn)一:【實(shí)驗(yàn)】探究凸透鏡成像的規(guī)律實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和哥R凸透鏡成像規(guī)律。像與物的大小關(guān)系、物距變化成像規(guī)律變化、像的虛實(shí)。實(shí)驗(yàn)器材:凸透鏡、光具座、蠟燭、光屏、火柴等。實(shí)驗(yàn)步驟:1、按圖組裝器材。調(diào)整蠟燭、凸透鏡、光屏在同一水平線上。2、將蠟燭放在遠(yuǎn)處(此時u>2f),移動光屏直至在光屏上成清晰的像;觀察像的大小、正立還是倒立,并測量物距和像距;數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)表格。3、將蠟燭往凸透鏡方向移動,使2f>u>f,移動光屏直至在光屏上成清晰的像;觀察像的大小、正立還是倒立,并測量物距和像距;數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)表格。4、將蠟燭繼續(xù)往凸透鏡方向移動,使u=f,移動光屏,看能否成像。5、將蠟燭繼續(xù)往凸透鏡方向移動,使u<f,移動光屏,看在光屏上能否找到像。6、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與處理物距像的性質(zhì)像距(cm)應(yīng)用大小正倒虛實(shí)u>2f縮小倒立實(shí)像2f<v<f照相機(jī)2f>u>f放大倒立實(shí)像v>2f投影儀u<f放大正立虛像--放大鏡【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】等大、等距、對稱、反向、虛像。7、整理器材。知識點(diǎn)二:凸透鏡成像的規(guī)律種類成像條件物距(u)成像的性質(zhì)像距(v)應(yīng)用5u﹥2f縮小、倒立的實(shí)像f﹤v﹤2f照相機(jī)4u=2f等大、倒立的實(shí)像v=2f3f﹤u﹤2f放大、倒立的實(shí)像v﹥2f投影儀2u=f不成像-------------------1u﹤f放大、正立的虛像V﹥f放大鏡規(guī)律1:當(dāng)物距大于2倍焦距時,則像距在1倍焦距和2倍焦距之間,成倒立、縮小的實(shí)像。此時像距小于物距,像比物小,物像異側(cè)。應(yīng)用:照相機(jī)、攝像機(jī)。規(guī)律2:當(dāng)物距等于2倍焦距時,則像距也在2倍焦距,成倒立、等大的實(shí)像。此時物距等于像距,像與物大小相等,物像異側(cè)。應(yīng)用:測焦距。規(guī)律3:當(dāng)物距小于2倍焦距、大于1倍焦距時,則像距大于2倍焦距,成倒立、放大的實(shí)像。此時像距大于物距,像比物大,物像異側(cè)。應(yīng)用:投影儀、幻燈機(jī)、電影放映機(jī)。規(guī)律4:當(dāng)物距等于1倍焦距時,則不成像,成平行光射出。規(guī)律5:當(dāng)物距小于1倍焦距時,則成正立、放大的虛像。此時像距大于物距,像比物大,物像同側(cè)。應(yīng)用:放大鏡。口訣:一焦分虛實(shí)、二焦分大小;虛像同側(cè)正,實(shí)像異側(cè)倒;物遠(yuǎn)實(shí)像小,物遠(yuǎn)虛像大。注意:(1)實(shí)像是由實(shí)際光線會聚而成,在光屏上可呈現(xiàn),可用眼睛直接看,所有光線必過像點(diǎn);(2)虛像不能在光屏上呈現(xiàn),但能用眼睛看,由光線的反向延長線會聚而成;注意:凹透鏡始終成縮小、正立的虛像;知識點(diǎn)三:凸透鏡成像規(guī)律的光路分析凸透鏡成像規(guī)律的光路分析利用凸透鏡三條特殊光線中的任意兩條可以畫出相應(yīng)的光路圖,從而判斷出像距的大小和成像的具體情況.(1)當(dāng)u>2f時,成縮小、倒立的實(shí)像,此時f<v<2f.光路如圖所示.(2)當(dāng)u=2f時,成等大、倒立的實(shí)像,此時v=2f.光路如圖所示.(3)當(dāng)f<u<2f時,成放大、倒立的實(shí)像,此時v>2f.光路如圖所示.(4)當(dāng)u=f時,折射光線是一束平行光線,不能相交,其反向延長線也不能相交,所以不能成像.光路如圖所示.(5)當(dāng)u<f時,成放大、正立的虛像,此時v>u.光路如圖所示.考點(diǎn)四眼睛和眼鏡知識點(diǎn)一:眼睛的結(jié)構(gòu)及成像原理(1)眼睛就像一臺照相機(jī),晶狀體和角膜的共同作用相當(dāng)于一個凸透鏡,視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏.(2)眼睛與照相機(jī)成像的比較成像規(guī)律眼睛照相機(jī)像的性質(zhì)倒立、縮小的實(shí)像倒立、縮小的實(shí)像透鏡類型角膜和晶狀體的共同作用相當(dāng)于一個凸透鏡鏡頭是由一組透鏡組成的,相當(dāng)于一個凸透鏡焦距可變有的可變,有的不可變光屏視網(wǎng)膜膠卷(3)正常人眼睛的成像特點(diǎn):成倒立、縮小的實(shí)像.知識點(diǎn)二:近視眼和遠(yuǎn)視眼的成因及矯正近視眼遠(yuǎn)視眼特點(diǎn)只能看清近處的物體只能看清遠(yuǎn)處的物體成因晶狀體太厚,折光能力太強(qiáng),或眼球在前后方向上太長晶狀體太薄,折光能力太弱,或眼球在前后方向上太短光路圖成像在視網(wǎng)膜的前方成像在視網(wǎng)膜的后方矯正方法配戴凹透鏡配戴凸透鏡矯正原理凹透鏡對光有發(fā)散作用凸透鏡對光有會聚作用知識點(diǎn)三:近點(diǎn)、遠(yuǎn)點(diǎn)和明視距離1.遠(yuǎn)點(diǎn):當(dāng)晶狀體變得最扁平時,眼睛能看清的最遠(yuǎn)點(diǎn)叫做遠(yuǎn)點(diǎn)。正常眼睛的遠(yuǎn)點(diǎn)在無窮遠(yuǎn)處。2.近點(diǎn):當(dāng)晶狀體變得最凸起時,眼睛能看清的最近點(diǎn)叫做近點(diǎn)。正常眼睛的近點(diǎn)一般為10cm處。3.明視距離:正常眼睛觀看25cm遠(yuǎn)的物體時,感到既清楚又不易疲勞,因此把25cm的距離叫做正常眼睛的明視距離。4.當(dāng)物距變化時,眼睛的睫狀肌會改變晶狀體的彎曲程度,使物體的像總能落在視網(wǎng)膜上。考點(diǎn)五顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡知識點(diǎn)一:顯微鏡1.顯微鏡:顯微鏡由目鏡和物鏡組成,物鏡、目鏡都是凸透鏡,它們對物體進(jìn)行兩次放大。普通光學(xué)顯微鏡是根據(jù)凸透鏡成像原理,經(jīng)過凸透鏡的兩次成像。第一次先經(jīng)過物鏡(凸透鏡1)成像,這時候的物體應(yīng)該在物鏡(凸透鏡1)的一倍焦距和兩倍焦距之間,成的像應(yīng)該是放大、倒立的實(shí)像。而后以第一次成的物像作為“物體”,經(jīng)過目鏡的第二次成像。2.由于我們觀察的時候是在目鏡的另外一側(cè),第二次成的像應(yīng)該是一個虛像,這樣像和物才在同一側(cè),因此第一次成的像應(yīng)該在目鏡(凸透鏡2)的一倍焦距以內(nèi),這樣經(jīng)過第二次成像,第二次成的像是一個放大的正立的虛像。知識點(diǎn)二:望遠(yuǎn)鏡1.望遠(yuǎn)鏡:望遠(yuǎn)鏡也是由兩組凸透鏡(目鏡和物鏡)組成,它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是物鏡的焦距長而目鏡的焦距短。2.望遠(yuǎn)鏡的成像原理是:物鏡的作用是得到遠(yuǎn)處物體的實(shí)像,由于物體離物鏡非常遠(yuǎn),所以物體上各點(diǎn)發(fā)射到物鏡上的光線幾乎是平行光束,這樣的光線經(jīng)過物鏡匯聚后,就在物鏡焦點(diǎn)以外,在離焦點(diǎn)很近的地方,形成了一個倒立的、縮小的實(shí)像。這個倒立的、縮小的實(shí)像又位于目鏡的焦點(diǎn)以內(nèi),所以目鏡起了放大鏡的作用,目鏡把經(jīng)過物鏡的倒立、縮小的實(shí)像放大成了一個正立的、放大的虛像。這就是遠(yuǎn)處物體通過望遠(yuǎn)鏡所成的虛像。易混易錯易混易錯點(diǎn)一:透鏡對光的作用理解不透徹。凸透鏡對光線有會聚作用,凹透鏡對光線有發(fā)散作用。判斷透鏡對光線的會聚與發(fā)散,并不是看光線經(jīng)過透鏡后是否相交,而是看光線經(jīng)過透鏡后,與原來的傳播方向相比是會聚還是發(fā)散。易混易錯點(diǎn)二:凸透鏡的成像規(guī)律運(yùn)用不熟練。成像條件物距(u)成像的性質(zhì)像距(v)應(yīng)用u﹥2f縮小、倒立的實(shí)像f﹤v﹤2f照相機(jī)u=2f等大、倒立的實(shí)像v=2ff﹤u﹤2f放大、倒立的實(shí)像v﹥2f投影儀u=f不成像-------------------u﹤f放大、正立的虛像V﹥f放大鏡一焦分虛實(shí)、二焦分大?。惶撓裢瑐?cè)正,實(shí)像異側(cè)倒;物遠(yuǎn)實(shí)像小,物遠(yuǎn)虛像大。易混易錯點(diǎn)三:凸透鏡成像的變焦問題分析不到位。當(dāng)凸透鏡的焦距發(fā)生變化時,其對光的偏折能力也發(fā)生變化:焦距越?。ㄍ哥R越厚),偏折能力越強(qiáng)。易混易錯點(diǎn)四:凸透鏡的應(yīng)用之眼睛與眼鏡,佩戴眼鏡后的各種變化理解不透徹。視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏,所以像距是固定不變的當(dāng)物體與眼睛的距離發(fā)生變化時,晶狀體通過調(diào)整彎曲程度來改變焦距:物距減小,焦距也減?。晃锞嘣龃?,焦距也增大.當(dāng)“近視眼”看遠(yuǎn)處物體時,焦距調(diào)到最大,像成在視網(wǎng)膜前方,需要用凹透鏡矯正;而“遠(yuǎn)視眼"看近處物體時,焦距調(diào)到最小,像成在視網(wǎng)膜后方,需要用凸透鏡矯正。近視眼鏡是凹透鏡,凹透鏡對光線有發(fā)散作用,給凸透鏡戴上近視眼鏡,兩個透鏡組合,整體的折光能力變?nèi)?,物距不變時,成像位置延后,會導(dǎo)致像距增大;給凸透鏡戴上遠(yuǎn)視眼鏡,兩個透鏡組合,整體的折光能力變強(qiáng),物距不變時,成像位置提前,會導(dǎo)致像距減小。易混易錯點(diǎn)五:凸透鏡的動態(tài)成像情景分析不熟練。凸透鏡成實(shí)像時,像和物分居在透鏡兩側(cè),物體離凸透鏡越近,像離凸透鏡越遠(yuǎn),所成的像越大,即“物近像遠(yuǎn)像變大”。物體經(jīng)凸透鏡成虛像時,像和物在凸透鏡同側(cè),物體離凸透鏡越近,像離凸透鏡越近,所成的像越小,即“物近像近像變小”無論是成實(shí)像還是成虛像,只要物體向焦點(diǎn)靠近,所成的像都變大.易混易錯點(diǎn)六:凸透鏡所成像與物的關(guān)系,不僅上下顛倒,而且左右顛倒(實(shí)像)。物體經(jīng)凸透鏡成實(shí)像時,所成的實(shí)像是倒立的,即物與像不僅上下顛倒,而且左右顛倒。若將物向上移動,則所成的實(shí)像會向下移動,如實(shí)驗(yàn)時間過長,蠟燭燃燒變短,則實(shí)像向光屏上方移動.實(shí)像與物體的移動方向相反。方法技巧【技巧一】粗略測量凸透鏡焦距的方法使凸透鏡正對太陽光(太陽光是平行光,使太陽光平行于凸透鏡的主光軸),下面放一張白紙,調(diào)節(jié)凸透鏡到白紙的距離,直到白紙上光斑最小、最亮為止,然后用刻度尺量出凸透鏡到白紙上光斑中心的距離就是凸透鏡的焦距。【技巧二】三條特殊光線作圖1.過光心的光線經(jīng)透鏡后傳播方向不改變,如下圖:2.平行于主光軸的光線,經(jīng)凸透鏡后經(jīng)過焦點(diǎn);經(jīng)凹透鏡后向外發(fā)散,但其反向延長線必過焦點(diǎn)(所以凸透鏡對光線有會聚作用,凹透鏡對光有發(fā)散作用)如下圖:3.經(jīng)過凸透鏡焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡后平行于主光軸;射向異側(cè)焦點(diǎn)的光線經(jīng)凹透鏡后平行于主光軸;如下圖:【技巧三】照相機(jī)、投影儀和放大鏡的分析應(yīng)用【照相機(jī)】1.物體離照相機(jī)鏡頭的距離(物距)大于底片離照相機(jī)的距離(像距)。2.物體離照相機(jī)鏡頭越遠(yuǎn),物體在膠卷上所成的像越小,像的位置(底片或膠片到鏡頭的距離)越近?!净脽魴C(jī)和投影儀的對比分析】類別構(gòu)造作用幻燈機(jī)凸透鏡成倒立、放大的實(shí)像聚光鏡加強(qiáng)照到幻燈片上的光凹面鏡反射會聚光線,照亮透明膠片光屏承接像投影儀凸透鏡成倒立、放大的實(shí)像螺紋透鏡會聚光線,照亮透明膠片平面鏡改變光路凹面鏡反射會聚光線,照亮透明膠片光屏承接像【放大鏡】(1)像與物體位于凸透鏡的同側(cè);(2)放大鏡離被觀察的物體越近,所成的像越?。环糯箸R離物體越遠(yuǎn),所成的像越大;(3)如果放大鏡與物體的距離大到一定程度,所成的放大的虛像便消失了?!炯记伤摹繉?shí)像與虛像的區(qū)別【技巧五】凹透鏡成像的規(guī)律凹透鏡成像規(guī)律:凹透鏡始終成縮小、正立的虛像,如圖所示。凹透鏡成像光路圖注意:大家還要記?。禾撓瘢?、像同側(cè);實(shí)像,物、像異側(cè)。【技巧六】眼鏡的度數(shù)(1)焦度:透鏡的焦距越短,折光本領(lǐng)越大,透鏡焦距的倒數(shù)叫透鏡焦度。用φ表示即:;(2)焦距以米為單位時,焦度的單位是屈光度。眼鏡度數(shù)是屈光度數(shù)乘以100。如焦距為1/5m的凸透鏡,焦度為5屈光度,用它做成的遠(yuǎn)視鏡片為+500度;(3)度數(shù):遠(yuǎn)視鏡的度數(shù)為正數(shù),近視眼的度數(shù)為負(fù)數(shù)。典例精析考向一:透鏡【例題1】關(guān)于透鏡,下列說法正確的是(
)A.不論是凸透鏡還是凹透鏡,經(jīng)過透鏡光心的光線方向都不變B.物體置于焦點(diǎn)F以內(nèi)時凸透鏡起會聚作用,置于焦點(diǎn)F以外時凸透鏡起發(fā)散作用C.若把凸透鏡的上半部分用手遮住,則凸透鏡對光不再具有會聚作用D.一束會聚的光線經(jīng)過凹透鏡,折射后的光線一定變成發(fā)散的光線【答案】A【詳解】A.不論是凸透鏡還是凹透鏡,經(jīng)過透鏡光心的光線傳播方向不發(fā)生改變,故A正確;B.凸透鏡對光線有會聚作用,無論物體置于焦點(diǎn)F以內(nèi),還是置于焦點(diǎn)F以外時凸透鏡對光線都起會聚作用,故B錯誤;C.凸透鏡每一部分對光線都有會聚作用,若把凸透鏡的上半部分用手遮住,凸透鏡下半部分對光線仍具有會聚作用,故C錯誤;D.一束會聚的光線經(jīng)過凹透鏡,折射后的光線比原來變得發(fā)散一些,但仍是會聚的光線,故D錯誤。故選A。考向二:生活中的透鏡【例題2】如圖所示,紙筒A的一端蒙有一層半透明紙,紙筒B的一端嵌了一個凸透鏡,兩紙筒套在一起組成了一個照相機(jī)模型。為了在A端得到清晰的像,調(diào)整A、B間的距離,這時________(選填“A”或“B”)端朝著明亮的室外看才能看清像;當(dāng)看近處的景物時很清楚,再看遠(yuǎn)處的景物時就應(yīng)該使A、B間的距離變________(選填“大”或“小”)?!敬鸢浮?/p>
B
小【詳解】[1]模型照相機(jī)是利用凸透鏡成倒立、縮小的實(shí)像工作的,凸透鏡成實(shí)像時,物像在凸透鏡的異側(cè),像成在半透明紙上,為了得到清晰的像,成像的物體就應(yīng)該在明亮的地方,所以把B端朝向明亮的室外看才能看清像。[2]凸透鏡成實(shí)像時,物遠(yuǎn)像近像變小,當(dāng)看近處的景物時很清楚,再看遠(yuǎn)處的景物時,物距變大,像距應(yīng)該變小,所以應(yīng)該減小A、B間的距離。考向三:凸透鏡成像規(guī)律【例題3】小明做“探究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn),凸透鏡的焦距是10cm。(1)為了使像成在光屏的中央,小明需要調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡、光屏的中心在______;(2)接著小明同學(xué)調(diào)節(jié)光屏如圖1所示,發(fā)現(xiàn)光屏上得到一個倒立、______(選填“放大”“縮小”或“等大”)的清晰實(shí)像,生活中的______(選填“照相機(jī)”或“投影儀”或“測焦距”)就可以利用這樣的成像原理;(3)如圖2,保持蠟燭位置不變,移動透鏡至16cm刻度線處,則人眼在圖中______處能觀察到燭焰的像;(4)如圖3,在燭焰和凸透鏡之間放一副眼鏡,發(fā)現(xiàn)光屏上的像由清晰變模糊了,將光屏向透鏡移動適當(dāng)距離后光屏上再次呈現(xiàn)清晰的像,則該眼鏡是______眼鏡(選填“近視”或“遠(yuǎn)視”);(5)透鏡位置不變,若將印有字母“F”的紙片放在離凸透鏡12cm的地方,我們能看到的清晰的像是圖丁中______?!敬鸢浮?/p>
同一高度
縮小
照相機(jī)
B
遠(yuǎn)視
B【詳解】(1)[1]實(shí)驗(yàn)過程中,調(diào)整凸透鏡和光屏的高度,使蠟燭、凸透鏡和光屏三者中心大致在同一高度,目的是使?fàn)T焰的像成在光屏的中央。(2)[2][3]當(dāng)蠟燭、凸透鏡位于圖乙中刻度對應(yīng)的位置時,物距在大于2倍焦距,凸透鏡能成倒立、縮小的實(shí)像,照相機(jī)是根據(jù)這個原理制成的。(3)[4]此時物距為u=16cm-10cm=6cm物距小于焦距,成正立、放大的虛像,則人眼在圖中B處能觀察到燭焰的像。(4)[5]將一副眼鏡放在蠟燭和凸透鏡之間,結(jié)果,光屏上原來清晰的像變模糊了,他只將光屏向靠近凸透鏡的方向移動適當(dāng)距離時,又在光屏上觀察到蠟燭清晰的像,說明提前成像了,故放置的是使光線會聚的凸透鏡,這種眼鏡是用來矯正遠(yuǎn)視眼的。(5)[6]若將印有字母“F”的紙片放在離凸透鏡12cm的地方,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,成倒立、放大的實(shí)像,故ACD不符合題意,B符合題意。故選B??枷蛩模貉劬脱坨R【例題4】疫情期間,同學(xué)們大量使用手機(jī)、平板和電腦等設(shè)備上網(wǎng)課,長時間盯著屏幕,容易導(dǎo)致視力下降,患上近視眼;圖中__________(選填“甲”或“乙”)是近視眼的光路示意圖,近視眼應(yīng)配戴__________透鏡(選填“凸”或“凹”)制成的眼鏡來矯正,此透鏡對光有__________(選填“發(fā)散”或“會聚”)作用?!敬鸢浮?/p>
乙
凹
發(fā)散【詳解】[1]由乙圖知,眼睛看遠(yuǎn)處的物體,像成在視網(wǎng)膜的前方,說明晶狀體對光的折射能力變強(qiáng),是近視眼的成因,故圖中乙是近視眼的光路示意圖。[2][3]凹透鏡對光線有發(fā)散作用,使像推遲會聚在視網(wǎng)膜上,所以近視眼配戴凹透鏡來矯正。真題賞析1.(2023·湖北十堰·統(tǒng)考中考真題)下列光學(xué)現(xiàn)象中,所成的像是實(shí)像的是(
)A.平面鏡成像 B.小孔成像C.海市蜃樓 D.用放大鏡看書【答案】B【詳解】A.平面鏡成像不是實(shí)際光線會聚成的,而是實(shí)際光線的反向延長線會聚成的虛像,故A不符合題意;B.小孔成像是實(shí)際光線會聚成的實(shí)像,故B符合題意;C.海市蜃樓是光的折射形成的虛像,故C不符合題意;D.放大鏡成像是正立放大的虛像,故D不符合題意。故選B。2.(2023·內(nèi)蒙古興安盟·統(tǒng)考中考真題)在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中,某學(xué)習(xí)小組用如圖甲所示的方法測量凸透鏡的焦距:正確安裝并調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)裝置后,在光屏上得到一個清晰的像,如圖乙所示。下列說法正確的是()A.由圖甲可知,該凸透鏡的焦距是40.0cmB.照相機(jī)成像特點(diǎn)與圖乙中燭焰的成像特點(diǎn)相同C.圖乙中的燭焰向遠(yuǎn)離凸透鏡方向移動,所成的像逐漸變小D.圖乙中若用黑紙片將凸透鏡擋一半,光屏上成半個燭焰的像【答案】C【詳解】A.平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后將會聚于一點(diǎn),這點(diǎn)即為此透鏡的焦點(diǎn),從焦點(diǎn)到透鏡光心的距離即為焦距,則透鏡的焦距為f=40.0cm-30.0cm=10.0cm故A錯誤;B.圖乙中,物距為u=50.0cm-35.0cm=15.0cm像距為v=80.0cm-50.0cm=30.cm物距小于像距,由凸透鏡成像規(guī)律可知,圖乙中燭焰成的是倒立放大的實(shí)像,這個原理制成了投影儀,與照相機(jī)不同,故B錯誤;C.圖乙中的燭焰向遠(yuǎn)離凸透鏡方向移動,物距變大,像距變小,像變小,故C正確;D.用黑紙片將凸透鏡遮擋一半,透鏡的上半部分仍能會聚燭焰發(fā)出的光線,成燭焰完整的像,只是像比原來變暗,故D錯誤。故選C。3.(2023·湖北十堰·統(tǒng)考中考真題)早期照相館里,攝影師取景時看到的像都是倒立縮小的,現(xiàn)在的照相機(jī)利用光學(xué)或電子技術(shù),把倒立的像轉(zhuǎn)變成正立的,便于觀察。以下說法錯誤的是(
)A.照相機(jī)鏡頭相當(dāng)于一個凸透鏡 B.凸透鏡只能成倒立縮小的實(shí)像C.照相機(jī)靠近被拍攝者,所成的像變大 D.人的眼睛相當(dāng)于一架照相機(jī)【答案】B【詳解】A.照相機(jī)鏡頭相當(dāng)于一個凸透鏡,成倒立、縮小的實(shí)像,故A正確,不符合題意;B.當(dāng)物距u<f,成正立、放大的虛像,應(yīng)用于放大鏡,故B錯誤,符合題意;C.照相機(jī)靠近被拍攝者,凸透鏡成實(shí)像時,物近像遠(yuǎn)像變大,故C正確,不符合題意;D.人的眼睛相當(dāng)于一架照相機(jī),原理都是u>2f,成倒立、縮小的實(shí)像,故D正確,不符合題意;故選B。4.(2023·山東德州·統(tǒng)考中考真題)如圖所示,小紅用相機(jī)拍下了石橋與它在水中倒影交相輝映的照片,下列說法正確的是()
A.橋在水中的倒影與海市蜃樓成像原理相同B.我們能看到本身不發(fā)光的橋,原理是光的反射C.若相機(jī)鏡頭焦距為,拍攝此照片時鏡頭到底片的距離要大于D.橋在相機(jī)的底片上成的像是虛像【答案】B【詳解】A.橋在水中的倒影是光的反射現(xiàn)象,海市蜃樓是光的折射現(xiàn)象,故A錯誤;B.光在不發(fā)光的物體表面發(fā)生了反射,光線反射進(jìn)入人眼,我們才能看到本身不發(fā)光的物體,故B正確;CD.照相機(jī)成像原理,物距在二倍焦距以外,像距(鏡頭到底片的距離)在一倍和二倍焦距之間,成倒立縮小的實(shí)像,故CD錯誤;故選B。5.(2023·四川攀枝花·統(tǒng)考中考真題)正常眼睛觀察近距離物體的明視距離約為。小剛看書時,把書本放在眼睛前處,為了看清書上的文字,晶狀體將會變厚,焦距______(選填“不變”、“變大”或“變小”),長此以往,就可能會形成______(選填“近”或“遠(yuǎn)”)視眼?!敬鸢浮孔冃〗驹斀狻縖1][2]把書本放在眼睛前15cm處,晶狀體的曲度變大,焦距變小,長此以往,晶狀體的調(diào)節(jié)能力變?nèi)?,看遠(yuǎn)處物體,像成在視網(wǎng)膜的前方,形成近視眼。6.(2023·山東德州·統(tǒng)考中考真題)如圖所示,小剛自制了一架模型照相機(jī)。已知凸透鏡的焦距為,外殼的長度為,若將凸透鏡對準(zhǔn)窗外景物,在外殼內(nèi)前后移動內(nèi)紙筒,在半透明膜上可以得到景物______(選填“倒立”或“正立”)的______(選填“放大”或“縮小”)的像;若將凸透鏡正對燃燒的蠟燭,當(dāng)蠟燭距離凸透鏡至少______時,可以在外殼內(nèi)移動的半透明膜上得到清晰的燭焰的像。
【答案】倒立縮小20【詳解】[1][2]半透膜相當(dāng)于光屏,凸透鏡的焦距為10cm,窗外景物處于凸透鏡的二倍焦距以外,此時成倒立、縮小的實(shí)像。[3]因?yàn)橥鈿さ拈L度為20cm,即像距處于大于一倍焦距小于等于二倍焦距,根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知,蠟燭距凸透鏡至少20cm時,才可以在外殼內(nèi)移動的半透明膜上得到清晰的燭焰的像。7.(2023·遼寧阜新·統(tǒng)考中考真題)如圖所示,凸透鏡的焦距是___________cm,把一個物體放到距離該凸透鏡25cm處時,在凸透鏡另一側(cè)的光屏上成一個倒立、___________的實(shí)像。此成像原理與___________工作原理相同。
【答案】10.0縮小照相機(jī)【詳解
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