凸透镜成像及其应用
第五讲 透镜成像及其应用
考点1、透镜的基本概念及性质
主光轴:通过两个球面球心的直线。
光心:(O)即薄透镜的中心。性质:
通过光心的光线传播方向不改变。
焦点(F):凸透镜能使跟主光轴平行
的光线会聚在主光轴上的一点,这个点叫
焦点。
焦距(f):焦点到凸透镜光心的距离。
考点2、凸透镜成像规律
⑴u=f是成实像和虚象,正立像和倒立像,像物同侧和异侧的分界点。
⑵u=2f是像放大和缩小的分界点
⑶当像距大于物距时成放大的实像(或虚像),当像距小于物距时成倒立缩小的实像。
【课堂练习】
1、如图所示,在“研究凸透镜成像规律”的实验中,光屏上出现了清晰的烛焰像.已知凸透镜的焦距为f,由此可以判断像距v和物距u所在的范围是( )
A.v
B.f
C.u>2f
D.f
2、把高2cm的发光棒立于焦距为5cm凸透镜前,在凸透镜后的光屏上成了4cm高的像,物体离凸透镜的距离可能是( )
A.7.5cm B.12.5cm C.4.5cm D.10cm
3、烛焰通过凸透镜恰好在光屏上得到一个缩小倒立的像,若保持透镜位置不变,把烛焰与光
屏的位置对调一下,则
A.光屏上仍能呈现出一个缩小的像 B.光屏上将能呈现出一个放大的像
C.光屏上不能呈现出像,但眼睛透过透镜能看到像
D.光屏上没有像,需调节光屏的位置像才能呈现出来
4、以下是学习了关于“平面镜成像”和“凸透镜成像”的知识后,总结出的关于实像和虚像的一些特点,其中错误的是( )
A.虚像不可以用光屏承接 B.平面镜和凸透镜所成虚像的大小都与物体到镜的距离有关
C.实像一定能用光屏承接 D.实像可以是放大的,也可以是缩小的
5、在淹城民俗街上,小明对一雕刻于半粒大米(上圆下平) 上的微雕作品“”产生浓厚兴趣.
(1)为看清微雕作品上的文字和图像,小明应利用如图所示透镜中的(选填序号)进行观察.
(2)正确选择透镜后,小明拿透镜正对着太阳光,再把一张纸放在它的另一侧,当在纸上呈现一个最小最亮的光斑时,测得这个光斑到透镜的距离为5cm.
(3)透过透镜观察微雕作品
“”,小明看到的像如图所示,此时透镜到微雕作品的距离是 .
A.小于5cm B.大于5cm且小于10cm
C.等于10cm D.大于10cm
考点3、凸透镜成像动态分析
像距与物距的关系:
成实像时:
物距减小 像距增大 像变大
(增大) (减小) (变小)
物距与像距移动方向相同(物距变大,像距变小;物距变小,像距变大)。
像的大小变化与像距的变化情况成正比(像距变小,像也变小;像距变大,像也变大)
成虚像时:
物距减小 像距减小 像变小
(增大) (增大) (变大)
考点4、透镜光学作图
【课堂练习】
1、“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
2、小明用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像的规律”实验(如图):
⑴要使烛焰的像能成在光屏的中央,应将蜡烛向
(填
“上”或“下”)调整.
⑵烛焰放距凸透镜20cm处,移动光屏至某位置,在光屏上得到一个等大
清晰的像,则凸透镜的焦距是 cm.
⑶使烛焰向右移动2cm,此时应该将光屏向 (填“左”或“右”)移至另一位置,才能得到一个倒立、 (填“放大”、“缩小”或“等大”)的清晰实像.
3、平静的湖面上能够映出天空中飞翔的小鸟儿。人站在湖边能看见水中的鱼儿与鸟儿在一起嬉戏。看见水中的“鱼”是光的__________现象,看见水中的“鸟”是光的________现象;找一个圆柱形的玻璃瓶,里面装满水,把一支铅笔水平地放在玻璃瓶的一侧,透过玻璃瓶,可以看到那支铅笔的形状_________ (填“不变”或“变化”);把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢的移动时,透过玻璃瓶会看到铅笔尖会逐渐_________ (填“变长”或“变短”),到某一位置以后,铅笔尖的方向____________。
4、已知凸透镜的焦距是5cm,物体AB、凸透镜在光具座上的位置如图8所示,请在图中适当的位置画出物体AB通过凸透镜所成的像(不要求作光路图)。
考点5、近视、远视及矫正方法
1、成像原理: 从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上行成倒立,缩小的实像,分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激,把这个信号传输给大脑,人就可以看到这个物体了。
2、近视及远视的矫正方法:近视眼:物体成像在视网膜前,用凹透镜矫正
远视眼:物体成像在视网膜后,用凸透镜矫正。 考点6、显微镜和望远镜
1、显微镜: 显微镜镜筒的两端各有一组透镜,每组透镜的作用都相当于一个凸透镜,靠近眼睛的凸透镜叫做目镜,靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。来自被观察物体的光经过物镜后成一个放大的实像,道理就像投影仪的镜头成像一样;目镜的作用则像一个普通的放大镜,把这个像再放大一次。经过这两次放大作用,我们就可以看到肉眼看不见的小物体了。
2、望远镜:有一种望远镜也是由两组凸透镜组成的。靠近眼睛的凸透镜
叫做目镜,靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。我们能不能看清一个物体,
它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要。望远镜的物镜所成的像虽
然比原来的物体小,但它离我们的眼睛很近,再加上目镜的放大作用,视
角就可以变得很大。 图
17 【课堂练习】
1、如图17,有一种望远镜由两组凸透镜组成。靠近眼睛的叫做目镜,靠近被观测物体的叫做物镜,物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成缩小的实像,它相当于一架 【 】
A.幻灯机 B.投影仪 C.放大镜 D.照相机
2、观察洋葱表皮细胞和观察蜗牛爬行用到的工具分别是( )
A.显微镜、放大镜 B.放大镜、放大镜 C.显微镜、显微镜 D.放大镜、显微镜
考点7:透镜实验探究题
典型例题:
1、小周用图l2所示的装置“探究凸透镜成像规律”。
(1)调节烛焰、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在同
一高度,其目的是使像能成在__________。
(2)小周在图12所示位置得到一个清晰的像。老师要求她在
凸透镜不动的情况下.在光屏上再成一个更小的实像,
小周应当把蜡烛向__________移动.同时把光屏向 移动。
(3)小周把自己的近视眼镜放在凸透镜与蜡烛之间,发现光屏上的像变得模糊不清.她应当向__________移动光屏,可再次得到清晰的像。
2、在探究凸透镜成像规律的过程中,将光屏移到图中位置时,光屏上出现了清晰的像。这个
像的性质是 。如果要想使像变小,蜡烛应向 侧移动。
3、在探究凸透镜成像规律时,小明用9个红色的发光二极管
按“F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代蜡烛作为光源,又用
同样的白色方格板做成光屏,实验使用的凸透镜焦距为
10cm,实验装置如图甲所示.
(1)实验时,首先调节光源、凸透镜和光屏的高度,使
它们的中心大致在同一高度上,其目的是 .
(2)凸透镜固定在光具座零刻度线上,小明将光源移至40cm时,在光屏上出现倒立、
缩小的 (选填“实”或“虚”)像;如果小明将光源移至8cm刻度时,他通过凸透镜看到光源的 (选填“倒立”或“正立”)、放大的虚像.
(3)同学们对小明使用的实验装置进行如下评价,其中错误的是( ) ...
A.与烛焰相比,实验使用的光源不会晃动,光屏上所成的像比较稳定
B.光源镶嵌在白色方格板上,用同样的白色方格板做光屏,便于比较像与物的大小
C.零刻度线刻在光具座标尺的中央,可直接测出物距和像距
D.若凸透镜的焦距未知,则利用此实验装置不能测量凸透镜的焦距
(4)光源“F”放在15cm处,其大小如图乙所示,凸透镜固定在光具座零刻度线上.如果
用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住,则光屏上所成的像
【课后练习】
1、在探究凸透镜成像的实验中,当凸透镜成实像时,在将蜡烛从远处移向凸透镜的过程中,像到凸透镜的距离变_________.
2、小明的爷爷有一副老花眼镜,一天晚上,小明想估测这副眼镜的度数,小明把房间的窗户打开,使得在房间里能看见窗外很远地方的一盏明灯.小明站在白墙旁边用眼镜片把这盏灯的像成在白墙上.小明测得此时镜片到墙的距离是约等于34 cm.这样,可以认为,这副镜片的焦度是_________,镜片的度数是__________度.
3、显微镜镜筒的两端各有一组透镜,每组透镜的作用相当于一个__________,靠近眼睛的叫__________,靠近被观察物体的叫__________.
4、来自被观察的微小物体的光经过物镜后成一个________,目镜的作用则是把这个像__________.
5、望远镜的物镜和目镜分别由__________组成.物镜的作用使远处的物体在焦点附近成__________,目镜的作用是用来把__________.
6、显微镜和望远镜都能使物体的__________放大,使原来看不清楚的物体能够被看清楚.
7、如果眼球的______,或者晶状体的曲度过大,远处物体反射来的光线通过_______折射后形成的物像,就会落在视网膜的__________造成近视眼.
8、人用眼睛观察一个物体,例如观察一棵树,其光学原理就像图3—29
中的一支蜡烛通过凸
透镜成像在光屏上一样.__________就相当于图3—29中的蜡烛,人眼睛的_________就相当于凸透镜,_________就相当于光屏
.
图3—29
9、图3—30中分别画出了眼睛看近处和看远处的各两种光路,在A、B、C、D四种光路中,__________描述了正常眼的成像情况;__________描述了近视眼的成像情况;__________描述了远视眼的成像情况
.
A B
C D
10、眼镜店交给小红一个塑料袋,里面用纸包着四种眼镜镜片.小红知道这里面有刘老师+150度和李老师+300度的镜片,还有小华的-175度和小玲-350度的镜片.回到学校里打开纸包,发现四种镜片上都没有标明度数,小红仔细观察镜片的形状,并且特别注意镜片的厚度.他把四种镜片的截面画成了图3—31中甲、乙、丙、丁所示的形状,如果小红的作图是准确的,则可以知道:__________是+150度的;__________是+300度的;__________是-175度的;__________是-350度的.以上四种镜片中,__________是近视眼镜的镜片.
图3—31
11、小明的爷爷和爸爸都是老花眼,爷爷的老花眼更重一些,小明的妈妈则是近视眼.他们用的三副眼镜都放在报纸上,如图3—33所示,现在爸爸要看书,让小明把眼镜递给他,小明应该拿图__________中的那一副.
图3—33
二、选择题
1.下列说法正确的是( )
A.不论是凸透镜还是凹透镜,经过光心的光线方向不改变 B.不论是凸透镜还是凹透镜,他们的光学性质都是由于光线透过时,在两侧表面发生了两次折射形成的
C.凸透镜对光线有会聚作用,所以通过凸透镜的光线一定相交于一点
D.凹透镜对光线有发散作用,所以通过凹透镜的光线一定是发散开的
4.一个人照一张一寸照片后,又想照一张2寸照片,摄影师应使( )
A.照相机远离人,暗箱拉长 B.照相机远离人,暗箱缩短
C.照相机靠近人,暗箱拉长 D.照相机靠近人,暗箱缩短
3.放幻灯时,银幕上出现了一面旗,它的形状如图中的A相似,则幻灯机上的旗应是图中
4、如图3—11,在各个方框中恰当的位置上画出合适的透镜. ( )
5、一束光在空气中经凸透镜折射后,下列说法中正确的是( )
A.一定是平行光束 B.一定是会聚光束C.折射光束比原来的光束会聚一些D.一定是发散光束
6、关于放大镜,如下说法不正确的是( )
A.放大镜就是凸透镜 B.用放大镜可得到物体倒立的像 C.物体放在任何位置都可以得到放大的像 D.只有把物体放在凸透镜焦点以内,才能得到正立、放大的像
7、关于四种光学仪器的成像情况,以下说法中正确的是( )
A.放大镜成正立放大的像 B.照相机成正立缩小的像
C.投影仪成倒立缩小的像 D.幻灯机成正立缩小的像
1、完成下图中的光路图.
2、小华有三个同样的凸透镜,把其中一个做了照相机模型,把其中另一个做了一台投影仪,还有一个做放大镜用,三个凸透镜的焦距都是20 cm.小华用照相机模型拍摄了墙上的一幅画,用投影仪演示了一张幻灯片,用放大镜观察了一只小昆虫.方框中提供了几个长度数据,选择合理的长度和左边的有关距离用线连起来.不需要的数据可以空着
.