1、三透镜及其应用复习第三章透镜及其应用课型:复习课 课时:2一、学习目标:知识与技能1、知道透镜及透镜对光线的作用。2、理解凸透镜的成像规律。3、知道照相机、眼睛、幻灯机、放大镜的工作原理及使用。过程与方法:1、 培养理论联系实际,进行自主学习,探索研究的能力。2 、培养学生利用网络等现代信息技术,查找有用信息的能力。情感态度与价值观:增强学生团体间的合作、交流意识二、重点、难点:重、难点:凸透镜的成像规律及应用三、教具:多媒体四、复习过程: (一)考点分析:此部分内容在中考物理中的要求如下:知识点考纲要求题型分值透镜及透镜对光的作用理解填空、选择、作图、实验题13分凸透镜的成像规律知道填空、选
2、择、作图、实验题24分凸透镜的应用理解填空、选择、简答、实验题26分 (二)知识梳理【基础知识精讲】1. 透镜人们根据光由一种介质进入另一种介质要发生折射,制成了透镜。根据透镜的外形,分为凸透镜和凹透镜。凸透镜:中央厚边缘薄的透镜凹透镜:中央薄边缘厚的透镜透镜的主光轴:通过透镜的两个球面球心的直线。透镜的光心:透镜的中心。2. 凸透镜对光的作用:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,会聚于主光轴上一点,这个点叫做焦点,用F来表示。焦点到光心的距离叫做焦距,用f来表示。凸透镜有两个实焦点,左右各有一个。焦距没有实虚之分,一个透镜只有一个固定的焦距。由折射光路的可逆性可知,由焦点上发出的光线,经凸透镜
3、折射后变成了平行于主光轴的光线。平行光源就是根据这个道理制成的。3. 凹透镜对光的作用:平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,变得发散,发散光线的反向沿长线会聚于主光轴上的一点,这个点叫做凹透镜的焦点。同样道理,射向凹透镜对面焦点的光线,经凹透镜折射后,变成了平行于主光轴的光线。4照相机和投影仪照相机是利用凸透镜到物体的距离大于2倍焦距时,成倒立、缩小的像这一原理制作的。照相机的镜头相当于一个凸透镜,胶卷相当于光屏。选定被拍摄的景物后,调节镜头到胶片的距离,胶片上有对光敏感的物质,曝光后发生化学反应。经过显影处理就成为底片,再用底片洗印就可以得到相片。 5放大镜放大镜我们见过,也都用过,知道放大镜
4、就是一个焦距较短的凸透镜。从它成像的情况来看,是一个正立放大的像,显然这是当物距小于焦距时,凸透镜能成正立放大的虚像。如果我们想要看到更大的物体的像,则要使放大镜离物体远一些,当然了,还得在焦距之内,这时我们将看到物体所成的像更大,像离我们也更远了,这也应用了凸透镜成虚像的动态规律,也就是当凸透镜成虚像时,物距变大,像也变大,像距也变大了。6. 凸透镜成像规律:将物体(一般来说用的是烛焰)、凸透镜(焦距f已知)、光屏依次放在光具座上,使它们的中心大致在同一条直线上。并将凸透镜固定在某一位置,如40厘米处。然后在标尺上标出两个焦点的位置和两个二倍焦距处。将烛焰放在某一位置后,算出它到凸透镜的距离
5、(物体到凸透镜光心的距离叫做物距,用字母u来表示),然后去移动光屏,直到在光屏得到一个清晰的像,此时光屏到凸透镜的距离叫做像距,用字母v来表示。让烛焰从远处一点点靠近凸透镜,即不断的减小u,看一下像的性质及其像距。总结出凸透镜成像的规律。(1)当u=2f时,凸透镜成倒立等大的实像,此时v=2f(2)当凸透镜成实像时,物像间的最小距离是4f(3)当u2f时, 凸透镜成倒立缩小的实像,此时fv2f.(4)当fu2f(5)当uv时,必定是缩小实像;uv时,必定是放大的实像。照相机眼睛光学器件镜头(凸透镜);胶卷(光屏)角膜和晶状体(凸透镜);视网膜(光屏)成像原理凸透镜可以成倒立、缩小的实像;(u2
6、f ,fv2f)焦距特点焦距不可改变;相同条件下,镜头越厚焦距越短焦距可改变;相同条件下,晶状体越厚焦距越短调焦实际上是调节“像距”,即暗箱的长度改变晶状体的厚薄程度,调节焦距的长短动态改变物距U变大(人离照相机更远),镜头向前伸(暗箱长度变短),像变小。(反之也成立)物距U变大(人眼看远景),晶状体变薄,焦距变大,像变小。(反之也成立)近视眼远视眼(老花眼)成像位置焦距特点晶状体比正常眼的更厚;对光的会聚能力更强;焦距更短晶状体比正常眼的更薄;对光的会聚能力更弱;焦距更长视觉特点看近物清晰,看远物模糊看近物模糊,看远物清晰光学矫正配戴凹透镜配戴凸透镜典型例题知识点一:透镜及透镜对光线的作用例
7、:以下是一些元件的对话记录,这些元件中属于凸透镜的是 ;属于凹透镜的是 。A. 露珠:我虽只是一滴水,但我也能折射一个世界;F. 放大镜:用我也不错,我能让世界放大,照样清清楚楚,明明白白;B. 某透镜:你能折射一个世界。不如我,我能向天借火;G. 显微镜:要说放大,你还真不如我。我能让你看得更细,明查秋毫、不差毫厘。C. 防盗门“猫眼”:你们吵吧。我在门内偷偷看你们;H. 照相机:你们看到的,我都能留下,我能让画面定格,留住精彩瞬间;D. 望远镜:嘿嘿,我是千里眼,我能看得更远,我都看到了;I. 电影放映机:你不如我,我能让你定格的画面动起来;E. 近视眼镜:能不能看得清哦,让我出马吧,我能
8、让你的世界变得清晰;J. 眼睛:别吵了,没有我,你们什么都看不见!【解析】本题用轻松活泼的拟人手法,简略地表明了各个元件的作用。除了近视眼镜和防盗门“猫眼”是凹透镜之外,其余的都是凸透镜。近视眼镜的凹透镜对光线有发散作用,“猫眼”的凹透镜使门外的景物成“正立、缩小的虚像”;“露珠”相当于一个凸透镜,使远处的景物成“倒立、缩小的实像”;放大镜、“取火透镜”、电影放映机、显微镜、照相机等都是根据凸透镜的成像规律制成的。有的望远镜是由多个凸透镜组合而成,有的是由凸透镜与凹透镜组合而成,根据教材的要求,只需了解它是由多个凸透镜组合而成即可(如开普勒天文望远镜)。三、典题解析【例1】在图中的(甲)、(乙
9、)两图中画出经过透镜的折射线。【分析】根据透镜的定义,平行于凸透镜主轴的光线经过透镜折射后会聚在焦点上,由光路的可逆性得出:过凸透镜焦点的光线经透镜折射后平行射出,图甲的折射光线见图丙。平行于凹透镜主轴的光线经过透镜折射后发散,反向延长过虚焦点,由光路的可逆性知,图乙的光线经凹透镜后,折射光线平行射出,见图丁所示。【解答】【说明】从丙图可以看到经过凸透镜后的两条折射光线是平行的,它们并没有交于一点,那么怎样理解凸透镜对光线起会聚作用呢?还是要用折射光线的方向跟入射光线相比较,它们相互“靠拢”了,这就是凸透镜对光线起的会聚作用,丁图中折射光线跟入射光线相比较,它们相互“远离”了,这就是凹透镜对光
10、线起的发散作用。【例2】如图所示,请你填上合适的透镜。【分析】究竟应填何种透镜,关键是对光线会聚和发散的理解。这主要看若没有透镜时,光应沿直线传播如图C 1,C2所示。但实际光线虽没有会聚在一起,但仍比原来靠近很多,表明光线是会聚了,所以应填上凸透镜。【解答】应填凸透镜,如下图所示。【说明】凸透镜对光束有会聚作用,是指折射光线的方向比入射光线的方向“收拢”了。显然不是指经透镜折射的光线是否相交来判定。经凸透镜折射的光线可能是平行光束,也可能是会聚光束或发散光束。【例3】蜡烛放在凸透镜前,在另一侧光屏上得到清晰的烛焰像,若将蜡烛向凸透镜移动,要在光屏上得到清晰的像,光屏应当向_方向移动,所得到的
11、像比原来_些。【分析】能够在光屏上得到的像是实像。凸透镜成像规律告诉我们:成实像时,物距减小,像距增大,像变大。【解答】题中前后两个空分别填入“远离透镜”和“大”。【例4】蜡烛放在凸透镜的1.5倍焦距的地方,当它向离镜3倍焦距的地方移动的过程中,它的像 。A先放大后缩小 B先缩小后放大C逐渐变大 D逐渐变小【分析】根据凸透镜的成像规律。当物体在凸透镜前不同的位置时,它所成的像性质就不同,有两个转变点。一是焦点。物体在焦点以内成虚像,在焦点以外成实像。焦点是成实像还是成虚像的分界点。二是二倍焦距处。物体在二倍焦距以内成放大的像,在二倍焦距以外成缩小的像,二倍焦距是成放大还是缩小像的分界点。因此,
12、要选出答案A。又根据物体成实像时,物距减小,像距将变大,像也变大的道理,要选出答案D。【解答】本题有两个正确的答案,它们是A和D。【说明】要注意题目中放大、缩小和变大、变小的区别。放大、缩小是指像跟物相比,变大、变小,是用变化后的像跟变化前的像作比较。【例5】一个物体到凸透镜的距离是30cm时,在光屏上得到一个放大的实像,若把物体沿凸透镜的主轴移到距凸透镜45cm处,则成像的情况是 A放大的实像 B缩小的实像C等大的实像 D上述三种情况都可能【分析】凸镜所成像的性质与物距有关,由第一次成倒立、放大的实像可知fu2f,即f30cm2f,由此可判断焦距的范围是15cmf30cm。当物距为45cm时
13、,物距肯定大于焦距,但由于焦距f在15cm和30cm之间变化,所以三种情况就都有可能。【解答】D。【说明】当u=2f时,此时在凸透镜另一侧的光屏上成倒立、等大的实像,v=2f。【例6】在研究凸透镜成像的实验中,当蜡烛位于凸透镜某位置时,在透镜的另一侧呈现一个倒立、放大的实像,若保持凸透镜的位置不变,把蜡烛与光屏的位置相互交换,则在光屏上将出现一个 A倒立、放大的实像 B倒立、缩小的实像C倒立、等大的实像 D得不到实像【分析】当fu2f时,凸透镜能成倒立、放大的实像,这时v2f,凸透镜位置和焦距不变、互换蜡烛和光屏,则物距变成u2f,则根据凸透镜成像规律可得到像的性质。【解答】B。【例7】某人照
14、完半身像,想再利用同一个照相机照一张全身像,这时他应该离相机远些还是近些?同时调节调焦环,使胶片远离镜头还是靠近镜头?【分析】从拍半身像改为拍全身像,实际上像缩小了,此时像距应该缩小,同时增大物距。【解答】人应该远离相机,同时使胶片靠近镜头。【例8】晓晨同学在校门前给全班同学照集体像,发现两边的两个同学照不上,请帮助他解决这个问题。【分析】若使两个同学的像再进入底片内,全班同学的像就要缩小了。根据凸透镜成像时,物距增大,像距减小,像也减小的规律进行调节。只要晓晨向后退一些增大物距,同时缩短镜头与胶片的距离来减小像距,就可以把全班同学都照进去了。【解答】请晓晨往后退一些,同时缩短镜头与胶片的距离
15、,就能把全班同学都照上了。【说明】由例题中可以看出,只有物距(物到透镜的距离)和像距(像到透镜的距离)同时改变,才能利用凸透镜再次得到清晰的像。 例9.一支蜡烛的烛焰与凸透镜的距离是20厘米,在另一侧光屏上得到与烛焰等大的像,移动蜡烛与凸透镜的距离为u则( )A. 当u22厘米时,凸透镜成缩小实像B. 当u11厘米时,凸透镜成放大虚像C. 当u15厘米时,凸透镜成放大实像D. 当u8厘米时,凸透镜成放大实像 分析与解答:由于光屏上得到与烛焰等大的像,可知u2f,即20厘米2f,所以f10厘米,当u22厘米时,满足u2f,能成倒立缩小的实像;当u11厘米和u15厘米时,满足fu2f,能成倒立放大
16、实像;当u8厘米时,满足uf,能成正立放大虚像。所以正确答案为A、C。例10. 某同学将一支点燃的蜡烛放在距凸透镜15cm处时,在光屏上得到一个缩小的像当蜡烛距透镜9cm时,在光屏上得到一个放大的像。这个凸透镜的焦距可能是( )A. 10 cm B. 8 cm C. 6 cm D. 4 cm分析与解答:在理解物距与焦距关系的基础上,就可以得到答案。解:u15cm时,是缩小实像u2f15 cm2ff7.5 cm又知u9cm时,是放大实像 f9 cm2ff4.5 cm综合两个不等式得:4.5cmf7.5 cm选C例11. 在做“研究凸透镜成像”的实验时,当把点燃的蜡烛放到距离凸透镜20cm远处时,
17、小新看到了烛焰放大的像,他所用的凸透镜的焦距可能是( )A. 40cm B.30cm C. 15cm D. 10cm分析与解答:小新看到了烛焰放大的像,说明有两种情况:一种为倒立放大的实像,一种为正立放大的虚像。当物体在一倍焦距以内,在凸透镜的同侧成正立放大的虚像,所以答案B正确;当物体在一倍焦距和二倍焦距之间,在凸透镜的另一侧成倒立放大的实像,即fu2f也就是f20cm2f,解得焦距的范围是10cmf2f时,则在凸透镜的另一侧成倒立、缩小、实像,所以照相机所成的像是倒立的、缩小的实像。例13. 放映幻灯时,要想使屏幕上出现放大的“上”字,幻灯片的插法应选用图中的 ( )分析与解答:根据幻灯机
18、成像的原理:当物距2fuf,才能成倒立放大的实像,要想使屏幕上出现放大的“上”字,则幻灯片应倒着插,即将A图中的“上”字倒过来就变成了B图中的字了。所以选择答案B。例14. 人的眼睛像一架照相机,_相当于照相机的镜头,_相当于照相机内的胶片。(晶状体,视网膜)产生近视眼的原因之一是晶状体太厚,来自远处某点的光会聚在视网膜_,到达视网膜上的是一个模糊的光斑。可以利用_镜能使光线_的特点来矫正。(前,凹透,发散)远视眼是由于来自近处某点的光还没有会聚到一点就到达_了。我们可以利用_镜能使光线_的特点来矫正。(视网膜,凸透,会聚)正常人眼的明视距离为_cm;要从平面镜中看到自己的脸部,平面镜到人脸的
19、距离最好是_cm。 (25,12.5)四、课堂练习一、选择题:1. 当光从空气斜射到水面时,则 ( )A. 只发生折射,且折射角小于入射角B. 只发生折射,且折射角大于入射角C. 既有反射,又有折射,且折射角小于入射角D. 既有反射,又有折射,且折射角大于入射角2. 下述哪种情况下成的是虚像?( )A. 照相机中底片上形成的画面。B. 放幻灯时,屏幕上出现的画面。C. 做小孔成像实验时,塑料布屏上形成的画像。D. 从池塘中看到的游鱼3. 一条光线从三棱镜的一个侧面射入,从另一个侧面射出,如图所示的四个光路可能正确的是( )4. 在凸透镜成像中,放大实像和缩小实像的转换点在 ( )A. 焦点处
20、B. 一半焦距处 C. 2倍焦距处 D. 无法确定5. 与电影放映机成像原理相当的仪器是( )A. 照相机 B. 放大镜 C. 投影仪 D. 潜望镜6. 在“研究凸透镜成像”的实验中,我们发现 ( )A. 放大的像都是虚像 B. 实像都是缩小的C. 倒立的像都是缩小的 D. 缩小的像都是倒立的7. 放映幻灯时,幻灯片到镜头距离为10厘米,屏幕上得到正立、放大的像,若幻灯片距镜头为3厘米时,屏幕上将 ( )A. 得到正立、缩小的像。 B. 得到正立、放大的虚像。C. 得到一个小的光斑。 D. 不能在屏幕上看到像。8. 如图是常见的视力缺陷成像情况,则下列说法正确的是( ) A. 甲图表示的是近视
21、眼,乙图表示是远视眼B. 甲图表示的是远视眼,乙图表示是近视眼C. 甲、乙两图都表示的是近视眼D. 甲、乙两图都表示的是远视眼9. 在离焦距是15厘米的凸透镜的正前方100厘米处,一物体以10厘米/秒的速度向凸透镜靠拢,运动8秒钟时物体所成的像是( )A. 倒立放大的实像 B. 倒立缩小的实像C. 正立放大的虚像 D. 等大倒立的实像二、填空题:11. 折射:光从一种介质 另一种介质时,在介质表面发生 的现象叫折射。现象:斜插入水中的筷子看起来 弯;潜水员从水中看岸上的树木 (偏高、偏低、不变)。(不论从水中向岸上看还是从岸上向水里看,像位置比物体位置偏上)12. 凸透镜有 个 焦点,对光线起
22、 作用;凹透镜有 个 焦点,对光线起 作用13. 如图所示,凸透镜正对着太阳光,纸在它的另一侧可以来回移动,纸上得到的光斑距凸透镜15cm,要想利用这个凸透镜成缩小的实像,物体到凸透镜的距离应该_。14. 一个凸透镜的焦距是10厘米,若用它观察邮票上的小字,则邮票到透镜的距离应_10厘米(选填“小于”、“大于”或“等于”)15. 如图所示是一台投影机的示意图其中A是 ,A的作用是 ;B是 ,B的作用是 。16. 老花眼镜是_透镜,它的“度数”等于它的焦距(用m作单位)的倒数乘100,小明拿着爷爷的眼镜,测得其焦距为25cm,小明爷爷眼镜的“度数”为_度。17. 通常的望远镜(或显微镜)可看作是
23、由两个透镜组成,靠近眼睛的透镜叫做_,靠近被观察物体的透镜叫做_。18. 把一个物体放在甲凸透镜前40厘米处,移动另一侧的光屏,可在光屏上得到一个与物体等大的像,再将此物体放在乙凸透镜前15厘米处,移动另一侧的光屏得不到像,而且也观察不到虚像,则甲、乙两个凸透镜的焦距之比是 。三、实验题19. 某同学在做“研究凸透镜成像”的实验时:(1)先把凸透镜正对着太阳,移动透镜,在地上得到一个亮点,并用刻度尺测出亮点到凸透镜的距离,这样做是为了_。实验时,应把凸透镜、蜡烛焰、光屏放在光具座上,使凸透镜、烛焰、光屏的中心在同一高度,目的是使_的像成在_。(2)图中画出研究凸透镜成像规律的光具座,请在光具座上的方括号里填入该位置应安放的实验器材的名称。四、作图题 20. 一束光线在空气中,射向半圆形玻璃砖,O为圆心,在玻璃砖直径一侧涂有反射层,如图所示,试画出光线进入玻璃砖后的传播情况。21. 下图中画出了光线通过透镜前后的传播方向,试在图中填上适当类型的透镜。22. 画出图中光线通过透镜后的传播方向。五、小结:学生说出自己的收获与疑惑六、作业: 复习第三章 透镜及其应用 板书设计教学反思;
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