1、第 6 课时 透镜及其应用,考点一 凸透镜和凹透镜,会聚,发散,（续表）,点拨 (1)理解“会聚”与“发散”:透镜对光线的作用是相对于入射光线而言的,在解题时,一般采用延长入射光线的方法来判断,如图6-1所示,通过观察折射光线是在入射光线的外部(发散作用)还是内部(会聚作用)来确定透镜类型。图6-1 (2)凸透镜的焦距越短(或者表面越凸),折光能力越强。,考点二 生活中的透镜,u2f,fu2f,uf,倒立、缩小的实像,倒立、放大的实像,正立、放大的虚像,考点三 凸透镜成像的规律,1.探究:凸透镜成像规律,同一高度,使像成在光屏中央,不在同一高度,一倍焦距,焦点,不变,暗,2.凸透镜成像规律,倒
2、立、缩小的实像,照相机,倒立、等大的实像,倒立、放大的实像,正立、放大的虚像,放大镜,考点四 眼睛与眼镜,倒立,缩小,实,（续表）,厚,强,前,薄,弱,后,凹,凸,考点五 显微镜和望远镜,放大镜,正立,放大,虚,倒立,缩小,实,照相机,倒立,放大,实,幻灯机(或投影仪),/知识纵横/ 眼睛和照相机类比,例1 2017枣庄 根据光的传播路径,在图6-2中的虚线框内,填入符合要求的透镜。图6-2,探究一 凸透镜与凹透镜,【答案】 如图所示,【变式1】 完成图6-3中的光路图。图6-3,【答案】 如图所示,【变式2】 2018广州 两条光线通过透镜的光路如图6-4所示。 (1)该透镜是 (选填“凹”
3、或“凸”)透镜。 (2)光线a射向水面,在图中:画出a的反射光线;大致画出a进入水中的折射光线;标出反射角r1和折射角r2。 (3)逐渐往容器中加水,光线a在容器底形成的光斑会 (选填“左移”“右移”或“不动”)。 图6-4,凹,右移,例2 用照相机对如图6-5甲所示的小猫咪拍照,则图乙中,能正确表示底片上所成像的是 ( )图6-5,探究二 生活中的透镜,B,例3 2018白银 兰州中川机场和西客站的进站通道采用了人脸识别系统(如图6-6所示),识别系统的摄像机可以自动将镜头前1 m处的人脸拍摄成数码照片传递给设备识别。此系统的摄像机的镜头相当于 透镜,它的焦距应小于 cm。 图6-6,【变式
4、1】 在“探究凸透镜成像规律”的过程中,小时同学观察到了如图6-7所示的实验现象,下列光学仪器的工作原理与该现象所反映的规律相同的是 ( )图6-7 A.放大镜 B.照相机 C.投影仪 D.汽车的后视镜,C,【变式2】 (多选)2018齐齐哈尔 关于生活中的透镜,下列描述合理的是 ( ) A.放映幻灯片时,在屏幕上得到的是幻灯片上景物倒立、放大的实像 B.看电影时,屏幕上的像相对于胶片成的是倒立、缩小的实像 C.用放大镜观察物体时,物体与放大镜的距离必须小于一倍焦距 D.生活中用凸透镜矫正近视眼,AC,例4 2018湖州 小华在探究凸透镜成像规律时,将平行光正对凸透镜照射,另一侧的光屏移动到距
5、凸透镜10 cm处时,得到一个最小、最亮的光斑。接着把光源换成蜡烛,调整好相关器材的高度,将凸透镜固定在光具座中央50 cm刻度线处,移动蜡烛到光具座的左端并点燃,再移动光屏至如图6-8所示位置时,在光屏中央得到一个清晰的像。保持凸透镜位置不变,通过移动蜡烛及光屏的位置,下列成像情况符合实际的是 ( )图6-8,探究三 凸透镜成像规律的应用,A.若蜡烛放置在10 cm刻度线处,移动光屏,在光屏上都不能呈现清晰的像 B.若蜡烛放置在30 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现清晰缩小的像 C.若蜡烛放置在35 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现清晰放大的像 D.若蜡烛放置在45 cm刻度线处
6、,移动光屏,可在光屏上呈现清晰放大的像,【答案】C 【解析】由题意可知,凸透镜的焦距为10 cm。若蜡烛放置在10 cm刻度线处,物距u=50 cm-10 cm=40 cm,满足u2f,由凸透镜成像规律可知,成倒立、缩小的实像,故A错误。若蜡烛放置在30 cm刻度线处,物距u=50 cm-30 cm=20 cm,满足u=2f,由凸透镜成像规律可知,成倒立、等大的实像,故B错误。若蜡烛放置在35 cm刻度线处,物距u=50 cm-35 cm=15 cm,满足2fuf,由凸透镜成像规律可知,成倒立、放大的实像,故C正确。若蜡烛放置在35 cm刻度线处,物距u=50 cm-45 cm=5 cm,满足
7、uf,由凸透镜成像规律可知,成正立、放大的虚像,光屏不能呈接虚像,故D错误。,例5 将一玩具鹦鹉(如图6-9甲)紧靠凸透镜,然后逐渐远离的过程中,通过凸透镜观察到三个不同的像(如图乙),则三个像出现的先后顺序是 ( )图6-9 A. B. C. D.,C,【变式1】 2018枣庄 近年来流行一种“自拍神器”给旅行者自拍带来方便,如图6-10所示,与直接拿手机自拍相比,利用“自拍神器”可以 ( )图6-10 A.增大像距 B.增大像的大小 C.缩短景物到镜头距离 D.增大取景范围,【答案】D 【解析】 “自拍神器”拍照利用了凸透镜成实像的性质。凸透镜成实像时,物距变大,像和像距就都变小。利用“自
8、拍神器”拍照与直接拿手机自拍相比,物距变大,像和像距都变小,这样做可以增大取景范围。故选D。,【变式2】 2018包头 如图6-11所示,将焦距为10 cm的凸透镜固定在光具座50 cm刻度线处,此时在光屏中心已成烛焰清晰的像,下列说法正确的是 ( )图6-11 A.此时烛焰在光屏上的成像特点与投影仪成像特点相同 B.若蜡烛移至20 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰缩小的像 C.若蜡烛移至45 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰放大的像 D.在图示中的烛焰和凸透镜之间放一副近视镜,将光屏左移可再次承接到清晰的像,【答案】B 【解析】 由题意可知,此凸透镜的焦距为10
9、cm,此时蜡烛到凸透镜的距离为25 cm,大于二倍焦距,此时成一个倒立、缩小的实像,照相机成像的特点与之相同,故A错误;将蜡烛移至20 cm处,此时物距为30 cm,大于二倍焦距,可在光屏上呈现烛焰清晰的倒立、缩小的实像,故B正确;若蜡烛移至45 cm刻度线处,此时物距为5 cm,小于一倍焦距,此时成一个正立、放大的虚像,不能呈现在光屏上,故C错误;近视镜是凹透镜,对光有发散作用,所以在烛焰和凸透镜之间放一副近视镜后,要在光屏上再次得到清晰的像应将光屏右移,故D错误。,【变式3】 2018达州 某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,绘制了如图6-12所示的图像(v表示像到凸透镜的距离,u表示
10、物体到凸透镜的距离),用该凸透镜作放大镜使用时,被观察的物体到凸透镜的距离应在 m以内;把物体从距凸透镜5 cm处移动到距凸透镜20 cm处的过程中,像的大小将 (选填“变大”“变小”“先变小再变大”或“先变大再变小”)。 图6-12,【答案】0.05 变小 【解析】由题图可知,当物距u=10 cm时,像距v=10 cm,此时物体是在二倍焦距处成倒立、等大的实像,因此该凸透镜的焦距为5 cm=0.05 m,用该凸透镜当作放大镜观察物体时,应将被观察物体放在一倍焦距以内,才能看到物体放大的虚像,故被观察物体到凸透镜的距离应小于0.05 m;把物体从距凸透镜5 cm处移动到20 cm处时,即物体从
11、焦点向远离凸透镜方向运动时,根据成实像时“物近像远像变大,物远像近像变小”的规律可知,像将靠近凸透镜,且变得越来越小。,例6 2018长沙 现代生活,智能手机给人们带来了许多便利,但长时间盯着手机屏幕,容易导致视力下降。图6-13中关于近视眼及其矫正的原理图正确的是 ( )图6-13 A.甲 乙 B.甲 丁 C.丙 乙 D.丙 丁,探究四 近视眼与远视眼,【答案】A 【解析】题图甲中,远处物体的像成在视网膜之前,是近视眼的成像原理;图丙中,近处物体的像成在视网膜之后,是远视眼的成像原理;近视眼要戴凹透镜进行矫正,图乙中戴的是凹透镜,图丁中戴的是凸透镜。故选A。,【变式】 2018宁波改编 为了
12、探究眼的成像原理,小科自主研制了如图6-14所示的实验装置。用水透镜模拟眼的晶状体,通过注水或抽水可改变水透镜凸度大小。光屏和水透镜固定在光具座如图所示的位置。点燃蜡烛后,调节水透镜凸度,直至光屏上成一个清晰倒立、 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。若将点燃的蜡烛向左移动一小段距离,要使光屏上重新得到清晰的像,应对水透镜 (选填“注水”或“抽水”)。若直接抽取部分水,则光屏上的像会模糊不清,此时的情况和 (选填“近视眼”或“远视眼”)的情况类似。 图6-14,变式,抽水,远视眼,实验突破,突破 探究凸透镜成像的规律,【考点归纳】 (1)测量焦距的方法:平行光聚焦法;利用成等大的实像时u
13、=v=2f间接测焦距。 (2)实验前首先调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度,目的是使像呈现在光屏的中央。 (3)实验时光屏上找不到像的原因可能是:蜡烛在焦点上或在一倍焦距内;烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度。 (4)凸透镜成像规律及应用:u2f,成倒立、缩小的实像,此时2fvf,应用为照相机。u=2f,成倒立、等大的实像,此时v=2f,应用为测焦距。2fuf,成倒立、放大的实像,此时v2f,应用为投影仪。u=f,不成像,应用为获得平行光。uf,成正立、放大的虚像,应用为放大镜。成虚像时,人眼应在光屏所在的那一侧观察像。,(5)凸透镜成实像动态规律:物体放在焦点之外,在凸透镜
14、另一侧成倒立的实像,物距越小,像距越大,所成实像越大。 (6)实验过程中蜡烛因燃烧变短,光屏上的像将向上移动,应将凸透镜向下调或将光屏向上调,使像呈现在光屏的中央。 (7)用纸板遮住透镜的一部分:光屏上的像只会暗些,但还是一个完整的像。 (8)光屏上成清晰的像时,对调物体与光屏的位置,光屏上还能成清晰的像,说明光路可逆。 (9)在蜡烛和凸透镜之间加近(或远)视眼镜(凸透镜和蜡烛位置不变):加远视眼镜:凸透镜对光线有会聚作用,物距不变,应将光屏向靠近透镜方向移动。加近视眼镜:凹透镜对光线有发散作用,物距不变,应将光屏向远离透镜方向移动。,例 小丽和小华同学用如图6-15甲所示器材做“探究凸透镜成
15、像规律”的实验:图6-15 (1)如图甲所示,实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心,使它们在 上,这样做的目的是 。 (2)让一束平行于主光轴的光射向凸透镜,移动光屏,直到光屏上出现最小、最亮的光斑,如图乙所示,则该透镜的焦距为 cm;由图乙可知,凸透镜对光线具有 作用。,同一高度,使像成在光屏中央,10.0,会聚,(3)图丙中O为凸透镜的光心,F为焦点,请画出烛焰上的S点发出的三条光线(中间一条光线平行于主光轴)经凸透镜后的出射光线,并确定其像S的位置。(4)实验过程中,当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时,在光屏上可得到一个清晰的 、 的像,生活中利用这个规律制成的光学仪器是 。 (5)实
16、验过程中,小丽发现当蜡烛成实像时,物距减小,像距与像都 。 (6)实验过程中,随着蜡烛的燃烧,可观察到光屏上的像向 (选填“上”或“下”)移动。若想让像成在光屏的中央,应 。,倒立,缩小,实,照相机,变大,上,将蜡烛向上调(或将光屏向上调,或将凸透镜向下调),(7)通过实验观察可知,在图丁中左边的蜡烛通过凸透镜不可能形成的像是 。(选填字母序号) (8)小华好动且思维颇有创意,他突发奇想,要是在图甲实验的基础上把蜡烛与光屏的位置互换,结果会怎样呢?他立即一试,哇!太神奇了,光屏上 (选填“不能”或“仍能”)成像,只是原来像的 发生了变化,出现这种现象的原因是 。 (9)仍保持图甲中凸透镜和光屏
17、的位置不变,将蜡烛向左移动一段距离,屏上的像变模糊了,小丽将自己的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,并适当调整眼镜的位置,光屏上的像又清晰了,则小丽戴的是 (选填“近视”或“远视”)眼镜。 (10)将蜡烛逐渐向透镜移动,当蜡烛位于焦点以内时,撤去光屏,从光屏一侧向透镜方向看去,看到了烛焰正立的像(A为A点像的位置),请你在图戊中画出两条入射光线经透镜后的折射光线。,如图所示,B,仍能,大小,折射现象中,光路可逆,近视,(11)实验中当物距u等于焦距f时,小华却发现在光屏一侧透过凸透镜看到了烛焰正立、放大的像。对此下列解释合理的是 。 A.因为烛焰有一定的宽度,实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍大于焦距
18、 B.因为烛焰有一定的宽度,实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍小于焦距 C.这是烛焰发出的光经凸透镜表面反射形成的像 (12)若小丽将蜡烛、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: 。 (13)蜡烛的火焰经凸透镜在光屏上成清晰的像,若用不透明的纸片将透镜的上半部分遮住,则屏上的像 。 A.根本看不到 B.将变得比原来暗些 C.只剩下半截了 D.不发生任何变化,B,物距小于或等于一倍焦距,B,(14)他们实验后得出了凸透镜的成像规律,则下列说法正确的是 。 A.若凸透镜的焦距为10 cm,则烛焰距离凸透镜30 cm时,可在光屏上成放大的像 B.实验过程中,蜡烛因燃烧而变短,则烛焰在光屏上的像会下移 C.若烛焰朝着凸透镜方向前后不断晃动,则光屏上仍能观察到清晰的烛焰像 D.若烛焰在光屏上成缩小的像,则光屏到凸透镜的距离小于烛焰到凸透镜的距离 (15)某小组实验时对图甲中的装置进行了改进,将蜡烛换成F形的LED灯,光屏贴上方格纸,如图6-16所示,请写出改进后的优点: 。(写出一条即可) 图6-16,D,实验现象更明显(或便于比较像的大小等),
