中考透镜及其应用知识点+习题+高考题优质文档19页文档资料.docx

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中考透镜及其应用知识点+习题+高考题优质文档19页文档资料

教学目标

（1）熟练掌握凹/凸透镜成像规律；

（2）掌握凸透镜成像实验；

（3）熟练掌握‘三条特殊光线’

重点、难点

（1）凹/凸透镜成像规律；

（2）凹/凸透镜应用

考点及考试要求

凹/凸透镜应用凸透镜成像规律

教学内容

第三章透镜及其应用

第一部分:

知识梳理

第一节透镜

1.透镜的原理：

光的折射。

2.两种透镜

凸透镜

凹透镜

定义

中间厚、边缘薄的透镜叫做凸透镜。

中间薄、边缘厚的透镜叫做凹透镜。

实物形状

主光轴和光心

透镜上通过球心的直线CC'叫做主光轴，简称主轴。

每个透镜主轴上都有一个点，凡是通过该点的光，其传播方向不变，这个点叫光心。

对光线作用及光路图

凸透镜对光有会聚作用

凹透镜对光有发散作用

光线透过透镜折射，折射光线传播方向比入射光线的传播方向更靠近主光轴。

光线通过透镜折射后，折射光线传播方向比原入射光线的传播方向更远离主光轴。

特殊光线

焦点和焦距

凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫做焦点，用F表示。

凹透镜能使平行于主光轴的光发散，这些发散光线的反向延长线相交于主光轴上的一点，这一点不是实际光线会聚而成的，叫做虚焦点，也用F表示。

焦点到光心的距离叫做焦距，用f表示。

凹透镜焦点到光心的距离叫做焦距，用f表示。

凸透镜有两个相互对称的实焦点，同一透镜两侧的焦距相等。

凹透镜有两个相互对称的虚焦点，同一透镜两侧的焦距相等。

焦距与会聚能力的关系

凸透镜焦距的大小表示其会聚能力的强弱，焦距越小，会聚能力越强。

凹透镜焦距的大小表示其发散能力的强弱，焦距越小，发散能力越强。

同种光学材料制成的凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短。

表面越凸，焦距越短，会聚能力越强。

同种光学材料制成的凹透镜表面的凹陷程度决定了它的焦距的长短。

表面越凹，焦距越短，发散能力越强。

每个凸透镜的焦距是一定的。

每个凹透镜的焦距是一定的。

3.平行光：

射到地面的太阳光可以看作是互相平行的，叫做平行光。

用凸透镜正对太阳，调整凸透镜到纸的距离，使纸上形成最小、最亮的光斑，那么这个光斑在凸透镜的焦点上。

第二节生活中的透镜

照相机

投影仪

放大镜

原理

凸透镜成像

u＞2f

f＜u＜2f

u＜f

像的性质

倒立、缩小的实像

倒立、放大的实像

正立、放大的虚像

光路图

透镜不动时的调整

像偏小：

物体靠近相机，暗箱拉长

像偏大：

物体远离相机，暗箱缩短

像偏小：

物体靠近镜头，投影仪远离屏幕

像偏大：

物体远离镜头，投影仪靠近屏幕

像偏小：

物体稍微远离透镜，适当调整眼睛位置

像偏大：

物体稍微靠近透镜，适当调整眼睛位置

物体不动时的调整

像偏小：

相机靠近物体，暗箱拉长

像偏大：

相机远离物体，暗箱缩短

像偏小：

镜头靠近物体（位置降低），投影仪远离屏幕

像偏大：

镜头远离物体（位置提高），投影仪靠近屏幕

像偏小：

透镜稍远离物体，适当调整眼睛位置

像偏大：

透镜稍靠近物体，适当调整眼睛位置

其他内容

镜头相当于一个凸透镜。

像越小，像中包含的内容越多。

镜头相当于一个凸透镜。

投影片要上下左右颠倒放置。

平面镜的作用：

改变光的传播方向，使得射向天花板的光能够在屏幕上成像。

●实像和虚像（见下图）：

照相机和投影仪所成的像，是光通过凸透镜射出后会聚在那里所成的，如果把感光胶片放在那里，真的能记录下所成的像。

这种像叫做实像。

物体和实像分别位于凸透镜的两侧。

凸透镜成实像情景：

光屏能承接到所形成的像，物和实像在凸透镜两侧。

●凸透镜成虚像情景：

光屏不能承接所形成的像，物和虚像在凸透镜同侧。

第三节探究凸透镜成像的规律

【实验器材】f＝12cm（最好在10～20cm之间）的凸透镜一个，蜡烛一支，用白色硬纸制成的光屏一个等。

【设计实验】①把蜡烛放在远处，使物距u﹥2f，调整光屏倒凸透镜的距离，使烛焰在屏上成清晰的实像。

观察实像的大小和正倒。

测量物距u和像距v（像到凸透镜的距离）。

②把蜡烛向凸透镜移近，重复以上操作，直到屏上得不到蜡烛的像。

【结论】凸透镜的成像规律如下表（第一条规律并非由本实验得出）：

物距（u）

像的性质

像距（v）

应用

正倒

大小

虚实

[无穷远]

倒立

一点

实像

v＝f

（利用太阳光测透镜焦距）

u＞2f

缩小

f＜v＜2f

照相机

u＝2f

等大

v＝2f

（成像大小的分界点）

f＜u＜2f

放大

v＞2f

投影仪、幻灯机、电影放映机

u＝f

不成像

无穷远

（成像虚实的分界点）

u＜f

正立

放大

虚像

u＞v（同侧）

放大镜

【对规律的进一步认识】

●成实像时，物近，像远，像变大。

实像都是倒立的，倒立的都是实像。

●成实像时，u＋v≥4f（u＝2f时u＋v＝4f）

●成虚像时，物近，像近，像变小。

●u＝f是成像正倒、物像同异侧的分界点。

●u＝2f是像放大和缩小的分界点。

●当像距大于物距时成放大的像，当像距小于物距时成倒立缩小的实像。

【注意事项】

●烛焰、凸透镜、光屏三者的中心要位于同一高度，目的是使烛焰的像成在光屏中央。

●u＞f时凸透镜要放在蜡烛和光屏之间。

●烛焰在光屏上的像在偏上方时，可以向上移动光屏或蜡烛，也可以向下移动凸透镜来调整。

●若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能的原因有：

①蜡烛在焦点以内；

②烛焰在焦点上；

③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；

④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。

●在凸透镜旁放一近视镜（凹透镜），若使像清晰，需要将光屏远离透镜，或者将物体靠近透镜；

在凸透镜旁放一远视镜（凸透镜），若使像清晰，需要将光屏靠近透镜，或者将物体远离透镜。

第四节眼睛和眼镜

1.眼睛的结构和作用：

●眼球好像一架照相机。

●晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，它把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体的像。

●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，我们就看到了物体。

●眼睛通过睫状体来改变晶状体的形状：

当睫状体放松时，晶状体比较薄，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上，眼球可以看清远处的物体；

当睫状体收缩时，晶状体变厚，对光的偏折能力变大，远处物体射来的光会聚在视网膜上，眼睛就可以看清远处的物体。

2.近视眼和远视眼：

产生原因

矫正

近视

晶状体太厚，折光能力太强

或

眼球在前后方向上太长

像成在视网膜前方

戴近视镜（凹透镜）

远视

晶状体太薄，折光能力太弱

眼球在前后方向上太短

像成在视网膜后方

戴远视镜（凸透镜）

近视眼成像于视网膜前矫正后

远视眼成像于视网膜后矫正后

3.眼睛的度数：

●透镜焦距f的长短标志着折光本领的大小。

焦距越短，折光本领越大。

●通常把透镜焦距的倒数叫做透镜焦度，用Φ表示，Φ＝1/f。

●眼镜片的度数，就是镜片的透镜焦度乘100的值，即D＝100Φ＝±100/f（近视镜取负号，远视镜取正号）

●凸透镜（远视镜片）的度数是正数，凹透镜（近视镜片）的度数是负数。

第五节显微镜和望远镜

1.显微镜：

●主要结构：

目镜（靠近眼睛的凸透镜）、物镜（靠近被观察物体的凸透镜）、载物片、反光镜等。

●原理：

物镜相当于投影仪，来自被观察物体的光经过物镜后成一个放大、倒立的实像；

目镜的作用则像一个放大镜，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。

●显微镜最终成倒立、放大的虚像。

2.望远镜：

●主要结构：

目镜（靠近眼睛的凸透镜）、物镜（靠近被观察物体的凸透镜）

●原理：

物镜相当于照相机，使远处的物体在焦点附近成缩小、倒立的实像；

目镜的作用相当于一个放大镜。

物镜所成的像离我们的眼睛很近，并且目镜可以放大物象，所以视角就会变得很大。

因为望远镜物镜的直径很大，所以可以会聚更多的光，使得所成的像更加明亮。

●天文望远镜也常用凹面镜作物镜，如反射式望远镜。

●望远镜最终成倒立、缩小的虚像。

●哈勃空间望远镜：

把天文望远镜安置在大气层外，可以免受大气层的干扰，得到更清晰的天体照片。

3.视角（见右图）：

我们看物体时，它对我们眼睛所成的视角越大，我们看见的物体就越大；反之我们看见的物体就越小。

物体对眼睛所成视角的大小不仅和物体本身的大小有关，还和物体到眼睛的距离有关。

第二部分:

习题巩固

5分钟训练

1.一个焦距为10cm的凸透镜，当物体从离透镜30cm处逐渐移到离透镜20cm处的过程中，像与像距的变化为（）

A.像逐渐变小，像距逐渐变小B.像逐渐增大，像距逐渐增大

C.像先小后大，像距逐渐增大D.像逐渐增大，像距逐渐变小

2.通过实验发现凸透镜可以成实像，也可以成虚像；可以成放大的像，也可以成缩小的像；可以成倒立的像，也可以成正立的像。

我们可以看到，物体通过凸透镜所成的像的____________、____________、____________、____________等取决于物距和凸透镜的____________关系。

3.当物距___________2倍焦距时，凸透镜成的像是___________实像；当物距___________焦距时，成虚像，并且虚像的尺寸___________。

10分钟训练

1.一个物体在凸透镜前20cm处，在屏上成一倒立缩小的像，则透镜的焦距f（）

A.10cm10cmC.f<10cmD.f>20cm

2.许多家庭的门上都装有防盗门镜（俗称“猫眼”）。

从室内透过防盗门镜向外看，可以看到来客的正立、缩小的像。

由此可以断定，此时防盗门镜的作用相当于一个（）

A.凸透镜B.凹透镜C.凸透镜和凹透镜D.玻璃砖

3.（2019天津模拟）如图3-3-1所示，凸透镜的焦距为8cm，当物体AB放在该凸透镜主轴上距离凸透镜12cm的位置处时，调整光屏的位置使光屏上出现该物体清晰的像，则在光屏上得到一个（）

图3-3-1

A.倒立放大的实像B.倒立缩小的实像C.正立放大的实像D.正立放大的虚像

4.（2019江苏连云港模拟）如图3-3-2是用来研究凸透镜成像规律的实验装置示意图（屏未画出），当蜡烛和透镜放在图示位置时，通过移动光屏，可以在光屏上得到与物体等大的像。

若透镜位置不变，将蜡烛移到刻度为30cm处，则（）

图3-3-2

A.移动光屏，可以在屏上得到倒立放大的像B.移动光屏，可以在屏上得到倒立缩小的像

C.移动光屏，可以在屏上得到正立放大的像D.不论光屏移到什么位置，都不能在屏上得到清晰的像

5.（2019江苏徐州课改区模拟）如图3-3-3所示，是赵强同学用蜡烛、凸透镜和光屏研究凸透镜成像规律的实验装置，其中还需要调整的是____________。

调整后烛焰能在光屏上成____________立的实像，若想使像变大，应将蜡烛向____________移。

图3-3-3

6.（2019河南模拟）在观察凸透镜成像的实验中，光屏上已成清晰、缩小的像，当烛焰向透镜靠近时，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向____________（填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动，若要观察到烛焰放大的虚像，烛焰到透镜的距离应__________透