第六章 光的折射(二).doc

【本讲教育信息】一. 教学内容： 第六章 光的折射（二）二. 重、难点1. 理解凸透镜成放大、缩小的实像和放大的虚像的条件以及这些像的特点； 2. 能根据所给的条件判断凸透镜成像情况 ；3. 知道照相机、幻灯机和放大镜的原理。三. 知识点分析（一）凸透镜成像规律：1. 当物体在2倍焦距以外时，在凸透镜另一侧1、2倍焦距之间成倒立缩小的实像。 （1）当物体靠近透镜时，像远离透镜，像变大；（2）应用：照相机镜头：凸透镜；胶卷：光屏。2. 当物体在1、2倍焦距之间时，在凸透镜另一侧2倍焦距以外成倒立放大的实像。（1）当物体靠近透镜时，像远离透镜，像变大；（2）应用：幻灯机幻灯片：物；镜头：凸透镜；屏幕：光屏。3. 当物体在1倍焦距以内时，在凸透镜同一侧成正立放大的虚像。（1）当物体靠近凸透镜时，像靠近凸透镜，像变小；（2）应用：放大镜。（二）总结物距（u）像的性质像距（v）位置应用构造倒或正放大或缩小实像或虚像极小光斑像与物异侧测f倒立缩小实像2fvf像与物异侧照相机镜头：凸透镜胶卷：光屏u=2f倒立等大实像v=2f像与物异侧测f倒立放大实像像与物异侧幻灯机幻灯片：物镜头：凸透镜银幕：光屏平行光源测f正立放大虚像像与物同侧放大镜1. 当物体在2倍焦距以外时，物体移动的速度大于像移动的速度；当物体在1、2倍焦距之间时，物体移动的速度小于像移动的速度。2. 在物体由无穷远逐渐靠近凸透镜的过程中，物和像之间的距离先变小，后变大；在物体距凸透镜为2倍焦距时，它们之间的距离最小，为4倍焦距。【典型例题】例1做凸透镜成像实验，当蜡烛距透镜15厘米时，在光屏上成放大的像，则下列说法中错误的是：（ ）A. 蜡烛距凸透镜40厘米时，一定成缩小的实像B. 蜡烛距凸透镜20厘米时，一定成放大的实像C. 蜡烛距凸透镜18厘米时，可能成放大的实像D. 蜡烛距凸透镜6厘米时，一定成放大的虚像分析：能在光屏上呈现的像是实像，凸透镜成放大实像的条件是：2fuf，由上式解得：ufu/2，由题给条件u=15cm得：15cmf7.5cm。即题中凸透镜的焦距可取15厘米至7.5厘米之间的任何数值（不含15厘米和7.5厘米）。将题给的可供选择的四个答案中物距和透镜的焦距相比较，应用凸透镜的成像特点，可以判断答案A、C、D是正确的。解答：错误选项是B。说明：凸透镜成像的题目是初中光学中数量最多、难度最大的一类题目，在初中光学中占有重要的地位，这类题目考察的知识点是凸透镜的成像规律，熟练掌握凸透镜成各种像的条件是解答这类题目的前提，而凸透镜所成像的性质的变化，取决于物距与焦距关系的变化，因此，解答这类题目首先要确定凸透镜的焦距（或焦距的变化范围），然后比较物距和焦距的大小，根据物距与焦距的大小关系和凸透镜的成像规律，对这类题目给出正确解答。例2 如图所示，在薄板上挖一小孔，正好放入一凸透镜，在距凸透镜L/2处有一点光源S，在距凸透镜L处的光屏上得到一与孔等大的光斑，该凸透镜的焦距是多少？ 分析：首先应该明确光斑不是像，它是在光屏上被照亮的区域。若S点恰好在焦点上，由S点射向凸透镜的两个端点的光线折射后为平行于主光轴的光线，在光屏上得到一与孔等大的光斑，若S点恰好在2f处，则其实像点也必成在凸透镜另一侧2f处；而该实像点是由实际的折射光线相交的点形成的，在光屏上也就形成了与孔等大的光斑。解答：该凸透镜的焦距可能是L/2，也可能是L/4。说明：正确解决本题的关键是想到光斑的形成可能是平行光打在光屏上形成的，也可能是会聚光束或发散光束打在光屏上形成的，把问题考虑全面。例3农民在塑料棚中种蔬菜，雨过天晴后须将塑料棚上的积水放掉，为什么？分析：塑料棚上的积水如同于凸透镜，这对光线有会聚作用。解答：塑料棚上有积水时会形成一水凸透镜，太阳光透过水凸透镜会聚于一点，这一点温度很高，会烧焦蔬菜或引起火灾，所以要将积水放掉。说明：这是一道与实际生产联系非常紧密的题目，也是近年来中考涉及的热门。解决这类题目要靠平时的积累，因此，要学好物理这门课，我们平时就要多看、多想，特别要留意那些和我们所学物理知识有联系的现象。例4 某同学拍毕业合影后，想拍一张单身像。摄影师应采取的方法是（ ）A. 使照相机靠近同学，同时镜头往后缩，离胶片近些B. 使照相机靠近同学，同时镜头往前伸，离胶片远些C. 使照相机远离同学，同时镜头往后缩，离胶片近些D. 使照相机远离同学，同时镜头往前伸，离胶片远些解析：照相机镜头相当于一凸透镜，镜头后是暗箱，胶片装在暗箱底部，胶片相当于光屏；当拍完合影后，在拍单身像，像变大，成像时要使像变大，物距应减小，同时增大像距，即拉长暗箱或使镜头前伸。答案：本题正确选项为B。说明：解决有关照相机、幻灯机和放大镜应用的问题都离不开凸透镜成像规律。而掌握这些规律的最好方法就是画图，因此，同学们在课下应反复画物体在凸透镜不同位置的成像光路图，在这个基础上熟练掌握知识点分析中所列的表格，再做这种问题就得心应手了。例5 正在发光的灯泡灯丝通过凸透镜在另一侧光屏上成缩小倒立实像。当把光屏向光心靠近一小段距离后，只适当移动透镜，光屏上可能成：（ ）A. 等大倒立实像B. 放大倒立实像C. 更小一些的倒立缩小实像D. 更大一些的倒立缩小实像解析：光屏上能成缩小倒立实像时，物像之间的距离一定大于4f，物像之间的距离等于4f时，成等大倒立实像。因此，当光屏移动后到物像的距离若正好等于4f时，适当调节透镜可得一等大倒立实像；若光屏移动后物像之间的距离仍大于4f有两种情况：（1）适当移动凸透镜后，物体距凸透镜在1、2倍焦距之间处，则此时在光屏上成一放大倒立实像；（2）适当移动凸透镜后，物体仍在凸透镜2倍焦距以外，只不过比移动前距离近些，则此时成一更大一些的倒立缩小实像。答案：正确的选项为A、B、D。说明：解决本题的关键仍是熟练掌握凸透镜成像的知识，特别是有关“当物、像之间的距离大于4f时二次成像”的知识，即：当物、像之间的距离大于4f时，物体和光屏不动，只适当移动透镜，在光屏上可成倒立放大和倒立缩小两次像。例6 如图所示，F是凸透镜的焦点，从主光轴上的a、b两点发出的两条互相平行的光线射向凸透镜，经折射后在另一侧的光路是：（ ） A. a的折射光线和主光轴相交，b的折射光线和主光轴不相交B. a的折射光线和主光轴不相交，b的折射光线和主光轴相交C. 两条折射光线都能和主光轴相交，b的交点离凸透镜较远D. 两条折射光线都不和主光轴相交分析：本题注重考查大家的审题能力和分析问题解决问题的能力。通过观察题图可以看出：a点处于凸透镜焦点以内，它所成的像为虚像，该虚像应位于a点的左侧，是由a的折射光线的反向延长线相交而成的。所以a的折射光线不会与主光轴相交。而b点位于凸透镜的焦点以外，它所成的像为实像，并且在凸透镜另一侧的主光轴上，是由b的折射光线会聚而成。而b的折射光线必经过该像点，所以b的折射光线与主光轴相交。解答：正确选项为B。说明：题目中所给的两条光线并不是咱们所熟知的三条近轴光线之一，因此我们不知道它们的光路。但我们可以把这个问题转化为我们已知的透镜成像问题来考虑，便不难得出结果了。把未知问题转化为已知问题是我们解决物理问题的一种常用方法。【模拟试题】（答题时间：40分钟）一. 填空题：1.小孔成像是由于_，平面镜成像的原因是由于光的_凸透镜成像的原因是由于光的_，影子的形成是由于光的_，日食、月食产生的原因是由于光的_，平静的水面映出岸上树木的的倒影是由于光的_，用放大镜观察物体，看到的像是由于光的_。 2. 照相机利用了_镜成_的原理，使用时应使镜头到底片的距离在 _的范围内。3. 一物体放在透镜前某处，光屏上产生一与物体大小相同的像，则透镜为_镜，所成的像是_，如果把物体向镜前移动原来距离的一半以上，所产生的像是_。 4. 在凸透镜的成像过程中，当物体从无穷远处向透镜2倍焦距移动时，物体所形成的像将在镜面后朝_处移动，其大小将_。 5. 在“观察凸透镜成像”的实验中，当蜡烛从二倍焦距以外的远处向二倍焦距处移动的过程中，像距将 ，像的大小将 。二. 选择题：1. 使用光学元件几种应用中，正确的是（ ）A. 穿衣镜产生的是放大的虚像B. 汽车观后镜所观察到的是正立缩小的像C. 物体在照像机前面的任何位置都能拍照D. 照相机、幻灯机使用的光学元件都是凸透镜 2. 在凸透镜的成像现象中（ ）A. 凡是实像必是倒立的B. 凡是虚像总是正立的C. 凡是放大像必是虚像D. 凡是缩小的像必是实像。 3. 用照相机给某人拍完半身像后，改拍全身像，应（ ）A. 缩短镜头与人的距离，同时增大镜头与底片间的距离B. 增大镜头与人的距离，同时减小镜头与底片间的距离C. 只需要增大照相机与人间的距离D. 只需要减小照相机与人的距离 4. 关于放大镜、幻灯机、照相机的使用，有下列说法，其中正确的说法是（ ）A. 应该把被观察的物体放在放大镜焦点以内B. 应该将幻灯片放在幻灯机镜头的焦点以内C. 应该将幻灯片放在幻灯机镜头的焦点和2倍焦距之间D. 应将被拍照物体放在照相机镜头的2倍距离以外 5. 在下列情况中，不能成实像的是（ ）A. 物体距凸透镜2倍焦距以外B. 物体距凸透镜1倍焦距以外C. 物体在凸透镜1倍焦距以内D. 物体在凸透镜焦点外侧，且小于2倍焦距的地方6. 用照相机拍照，先拍一张近处的人象，当再拍一张远处的风景时，应该（ ）A. 使镜头和底片的距离不变，只需照相机向前移动B. 使镜头和底片的距离不变，只需照相机向后移动C. 照相机位置不变，只要把镜头和底片的距离加大D. 照相机位置不变，只要把镜头和底片的距离变小7. 在研究凸透镜成像的实验中，当蜡烛到凸透镜的距离是20厘米时，在凸透镜另一侧的光屏上得到一个放大的像，则下列判断正确的是：（ ）A. 该凸透镜的焦距是20厘米B. 该凸透镜可作为放大镜使用C. 当蜡烛到凸透镜的距离是40厘米时，光屏上可得到缩小的像D. 当蜡烛到凸透镜的距离是10厘米时，在光屏上得不到像8. 放幻灯时，想在银幕上得到一个放大的“”字母，那么幻灯片正确的插法应选用下图中的哪一种（ ）三. 问答题：要看清蚂蚁一样的细字，手边没有放大镜怎么办？ 【试题答案】