正立
放大
虚像
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注意:
u=f是成实像与虚像的分界点
u=2f是成实像时放大或缩小的分界点。
凸透镜成实像时,像随像距的增大而增大,像距随物距的减小而增大。
u=f时凸透镜不成任何像,而凹透镜只能成正立、缩小的虚像。
【例1】如图所示,一束平行光经过一凸透镜,调节光屏的位置直到在屏上得到一个最小、最亮的光斑.小明用此凸透镜和蜡烛做“探究凸透镜成像规律”的实验,当烛焰距凸透镜30cm时,重新调节光屏的位置,可以在光屏上得到( )
A.正立放大的虚像
B.倒立等大的实像
C.倒立放大的实像
D.倒立缩小的实像
【解析】由图知,凸透镜的焦距为40cm-30cm=10cm,烛焰距凸透镜30cm,处于2f之外,此时成倒立缩小的实像.
【答案】D
【学法总结】首先根据图象得出凸透镜的焦距,根据物距大于2f时,成倒立缩小实像的原理进行分析.
【变式训练1】如图所示是利用航空摄影拍摄到的铜仁市碧江区一角,如果拍摄时所用照相机的镜头焦距是50mm,则胶片到镜头的距离应( )
A.大于100mm
B.大于50mm小于100mm
C.小于50mm
D.等于50mm
【答案】B
【变式训练2】物体从距凸透镜12cm移到距凸透镜18cm的过程中,调整光屏的位置,总能在光屏上得到倒立放大像,此凸透镜的焦距可能是( )
A.6cm
B.10cm
C.16cm
D.20cm
【答案】B
【例2】将一物体分别放在甲、乙两凸透镜前等距离处,通过甲透镜成缩小的像,通过乙透镜成放大的像,由此可推断:
甲透镜的焦距小于乙透镜的焦距(填“小于”、“等于”或“大于”).
【解析】通过甲透镜成缩小的像,说明此时物体在甲透镜2倍焦距之外,即u>2f甲,成了物体缩小、倒立的实像;
通过乙透镜成放大的像,说明此时物体在乙透镜的2倍焦距以内,即u<2f乙,成放大的像.
而物体分别放在甲、乙两凸透镜前等距离处,即物距相等,所以甲透镜的焦距小于乙透镜的焦距.
【答案】小于
【学法总结】则凸透镜成像的规律为:
当u>2f时,f<v<2f成倒立、缩小的实像.对应应用如照相机.
当f<u<2f时,v>2f,成倒立、放大的实像,对应应用如幻灯机.
当u<f时,成正立、放大的虚像.如放大镜.
【变式训练2】
(1)做“探究凸透镜成像规律”的实验,小明所用凸透镜焦距为10cm.如图中虚线表示透镜的主光轴,请在主光轴上标出该凸透镜焦点F的位置,并完成从蜡烛A点发出的平行于主光轴的光线经过透镜后的折射光线.
(2)实验过程中,光屏上可得一个清晰的像,这个像是倒立,放大(选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像.
【答案】放大
【变式训练3】如图所示是某实验小组合作探究“凸透镜成像规律”的实验装置(足够长).实验时应先调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一直线上,并且大致在,当烛焰离凸透镜20cm时,在另一侧光屏上得到一个淸晰、倒立、缩小的烛焰的像,随着蜡烛的燃烧,可观察到光屏上的像向(上/下)移动;移动蜡烛,
使烛焰离凸透镜10cm再移动光屏(能/不能)在光屏上得到一个淸晰的烛焰的像.
【答案】同一高度;上;能.
考点三眼睛和眼镜
1.眼睛的成像原理
眼睛好像一架照相机,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,通过视神经把信号传给大脑,我们就看到物体。
2.近视眼及其矫正
产生近视眼的原因是晶状体太厚,折光能力太强,或者眼睛在前后方向上太长,使像成在视网膜的前面,因此应该利用凹透镜对光有发散作用的特点,在眼睛前面放一个凹透镜,使像成在视网膜上。
3.远视眼及其矫正
产生远视眼的原因是晶状体太薄,折光能力太弱,或者眼睛在前后方向上太短,使像成在视网膜的后面,因此应该利用凸透镜对光有会聚作用的特点,在眼睛前面放一个凸透镜,使像成在视网膜上。
【例1】近来,小华为了看清书上的字,眼睛与书的距离和视力正常时相比越来越近了,这说明小华已( )
A.患上近视眼,需要佩戴用凸透镜制成的眼镜
B.患上近视眼,需要佩戴用凹透镜制成的眼镜
C.患上远视眼,需要佩戴用凸透镜制成的眼镜
D.患上远视眼,需要佩戴用凹透镜制成的眼镜
【解析】因为小华能看清近处的物体,不能看清远处的物体,所以小华的眼睛患上了近视眼的毛病;
近视眼是由于晶状体曲度变大,会聚能力增强,即折光能力增强,应佩戴发散透镜,使光线推迟会聚;
【答案】B
【学法总结】近视眼的成因与矫正办法.
【变式训练1】人眼是一个高度精密的光学系统,下列围绕人眼的讨论,错误的是( )
A.视网膜相当于光屏
B.物体在视网膜上成的像的像距大于2倍焦距
C.晶状体相当于一个凸透镜
D.外界物体在视网膜上成的像是倒立的
【答案】B
【例2】图中a、b是同一人的两幅照片,b图中他拿的眼镜( )
A.属于凸透镜,可用于矫正近视眼
B.属于凸透镜,可用于矫正远视眼
C.属于凹透镜,可用于矫正远视眼
D.属于凹透镜,可用于矫正近视眼
【解析】由图可知,当把眼睛片靠近眼睛时,发现眼睛被放大,所以该镜片是凸透镜;
凸透镜对光线有会聚作用,可以用来矫正远视眼;
【答案】B
【学法总结】解决此题可以首先判断该镜片是凸透镜还是凹透镜,然后结合近视眼是由于像成在了视网膜的前方,近视要用凹透镜来矫正;远视眼是像成在了视网膜的后方,远视要用凸透镜来矫正.
【变式训练2】眼睛能看清物体,是因为它把来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体的像,对于视网膜上形成的像,下列说法正确的是( )
A.像与物体大小相等
B.成倒立、缩小的实像
C.成倒立、放大的实像
D.成倒立、缩小的虚像
【答案】B
考点四凸透镜的应用
【例1】(2013•吴中区三模)小明用凸透镜先后两次观察书本上的字,看到如图所示两种情景,以下说法中正确的是( )
A.甲图中成的是实像;乙图中成的是虚像
B.甲图中书本在凸透镜2倍焦距以外;乙图中书本在凸透镜1倍焦距以内
C.甲图中成的是虚像;乙图中成的是实像
D.甲图中成像规律可应用于投影仪;乙图中成像规律可应用于照相机
【解析】A、实像都是倒立的,虚像都是正立的,不符合题意;
B、甲图成正立放大的虚像,物距小于焦距;乙图成倒立放大的实像,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,不符合题意;
C、甲图成虚像,物距变小,像变小;乙图成实像,物距变大,像变小,符合题意;
D、甲图中成像规律可应用于放大镜;乙图中成像规律可应用于投影仪,不符合题意;
【答案】C
【学法总结】根据凸透镜成像规律:
①物距小于焦距成正立放大虚像,物像同侧.应用是放大镜.
②物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像,像距大于二倍焦距.应用是幻灯机、投影仪.
③物距等于二倍焦距成倒立等大实像,像距等于二倍焦距.
④物距大于二倍焦距成倒立缩小实像,像距大于一倍焦距小于二倍焦距.应用是照相机.
⑤成虚像时,物距变大,像距变大,像变大;成实像时,物距变大,像距变小,像变小.对各个选项逐一分析即可.
【变式训练1】如图是物体S通过凸透镜成像的示意图,当物体S放在哪个位置时,才能产生图中所成的像S′( )
A.u>2f
B.f<u<2f
C.u=f
D.u<f
【答案】A
【例2】在防盗门上安装一只“猫眼”,屋内的人通过“猫眼”能看清屋外的人是一个正立、缩小的像,
根据你的判断这个“猫眼”相当于镜.
【解析】:
“猫眼”是由两块透镜组合而成.当我们从门内向外看时,物镜是凹透镜,目镜是凸透镜.最后看到来客的正立、缩小的像,所以防盗门的“猫眼”相当于凹透镜,凹透镜对光线有发散作用.
【答案】凹透
【学法总结】“猫眼”是由两块透镜组合而成.当我们从门内向外看时,物镜是凹透镜,目镜是凸透镜.物镜的焦距极短,它将室外的人或物成一缩得很小的正立虚像,此像正好落在目镜的第一焦点之内,目镜起着放大镜的作用,最后得到一个较为放大的正立虚像,所以防盗门镜的作用相当于一个凹透镜.凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用.
【变