六、学生实验：探究凸透镜成像.pptx

第二讲光第二节透镜及其应用 考点 透镜对光线的作用 凸透镜成像规律及应用 眼睛和眼镜 2018考纲 知道凸透镜的几个相关术语 光心 焦点 焦距 物距 像距等 能正确画出关于透镜的几条特殊入射光线的出射光线 能对探究 凸透镜成像规律 实验过程做出正确的说明 以及得出正确的结论等 能定性描述凸透镜成像的基本特点 包括成像大小 正立或倒立 虚实情况等 能根据凸透镜成像规律 对放大镜 照相机 投影仪等仪器的工作原理做出定性说明 了解眼睛的结构 以及如何进行视力的矫正 教材全程梳理第一部分 中考考点清单 考点一透镜对光线的作用 重要考点2014 2015 2016 1 凸透镜形状特点 其形状是中央 边缘 两个表面或至少一个表面是 的一部分 对光的作用 凸透镜对光有 作用 故又叫会聚透镜 厚 薄 球面 会聚 C1 C2 主光轴 光心 O 2 认识凸透镜主轴 通过两个球面 的直线 叫做透镜的主光轴 又叫主轴 光心 凸透镜的 焦点 于主光轴的光线经凸透镜会聚的点 凸透镜两端各有一个焦点 共有两个焦点 说明 凸透镜两侧的焦点是实际光线会聚而成的 故称为实焦点 凹透镜两侧的焦点是折射光线的反向延长线的焦点 不是实际光线 故称为虚焦点 焦距 焦点到 的距离 球心 中心 平行 光心 3 凸透镜的三条特殊光线过光心的光线 经凸透镜折射后 其传播方向 过焦点的光线 经凸透镜折射后 折射光线平行于 平行于主光轴的光线 经凸透镜折射后 折射光线经过 不改变 主光轴 焦点 F F 如何测凸透镜的焦距 平行光会聚法测焦距 将凸透镜正对着太阳光 在透镜的另一侧放张白纸 改变透镜和白纸间的距离 直到在白纸上找到一个最小最亮的光斑 用刻度尺量出光斑到透镜的距离即为焦距 4 凹透镜形状特点 中央比边缘 的透镜 对光线的作用 凹透镜对光线有 作用 薄 发散 F 虚焦点 凹透镜的三条特殊光线 1 过光心的光线经凹透镜折射后 其传播方向 2 入射光线延长过焦点的光线经凹透镜折射后 折射光线平行于 3 平行于主光轴的光线经凹透镜发散后 折射光线的反向延长线会聚于 不改变 主光轴 虚焦点 F F 重难点突破 一 透镜成像作图例1 1 请在图甲中画出两条光线的入射光线及物体AB的位置 例1题图甲 考点二凸透镜成像规律及应用 重要考点2013 2016 2017 1 凸透镜成像的规律 光屏 实验器材 为了使烛焰的像成在光屏的中央 调节蜡烛 透镜 光屏的中心 使它们的三者的中心在同一高度上 提出猜想 凸透镜成像可能与 有关 物体到透镜的距离 当u 2f时 v是多少 物体的像如何 利用通过凸透镜的三条特殊光线 U 物距V 像距f 焦距 f v 2f 倒立缩小实像 在物体异侧 当u 2f时 v是多少 物体的像又如何 U 物距V 像距f 焦距 倒立等大实像 v 2f 在物体异侧 当f u 2f时 v是多少 物体的像又如何 U 物距V 像距f 焦距 v 2f 倒立放大实像 在物体异侧 当u f时 v是多少 物体的像又如何 U 物距V 像距f 焦距 不成像 得到一束平行光 当u f时 物体的像又如何 U 物距V 像距f 焦距 正立放大虚像 与物体同侧 考点二凸透镜成像规律及应用 重要考点2013 2016 2017 凸透镜成像规律最佳版 swf1 凸透镜成像的规律规律 1 当u 2f时 此时f2f 成 的实像 4 当u f时 不能成像 5 当0u 成 正立的 像 简记口诀 一倍焦距分虚实 二倍焦距分大小 二倍焦点物像等 实像总是异侧倒 物近像远像变大 物远像近像变小 虚像总是同侧正 物近像近像变小 缩小 等大 放大 倒立 放大 虚 演示动画 swf 2 请通过作图在图乙中确定凸透镜位置和凸透镜的一个焦点 例1题图乙 3 已知凸透镜的光心和一个焦点的位置 试通过作图在图丙中大致作出物体的位置和大小 例1题图丙 例2如图 L表示凹透镜 MN为主光轴 O点为光心 F为焦点 请运用凹透镜的特殊光路 试通过作图在图丙中确定凹透镜位置和凹透镜的一个虚焦点 例2题图 实验思考 3 当成实像时 如用手挡住透镜的上半部 猜一猜 光屏上的像可能有什么变化 能成完整的像 像变暗了 2 凸透镜成像规律应用照相机 u 2f 成 的实像 f2f 放大镜 u f 成 的虚像 说明 成实像时 物近像远像变大 成虚像时 物近像近像变小 倒立 缩小 倒立 放大 放大 正立 A B A B 镜头 凸透镜 胶卷 光屏 1 照相机的镜头相当于一个凸透镜 胶卷相当于光屏 照相机的原理 2 照相机成像的特点 倒立 缩小的的 实像 例 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 解答 请晓晨往后退一些 或缩短镜头与胶片的距离 分析 若使两个同学的像再进入底片内 就要使全班同学的像缩小 投影仪的原理 A B A B 投影仪的镜头相当于一个凸透镜 屏幕相当于光屏 投影仪成像特点 倒立 放大的实像 1 平面镜在这里有什么作用 投影仪的使用 改变光的传播路径 使投影片的像出现在投影机前方的屏幕上 2 我们在屏幕上要看到正立的像投影片应该怎么放 投影片要倒放 放大镜 放大镜成像的特点 正立 放大的虚像 放大镜实质就是一个凸透镜 显微镜 1 眼睛的结构 角膜 晶状体 视网膜 它们的共同作用相当于 凸透镜 瞳孔 睫状体 玻璃体 通住大脑的神经 眼球的结构 相当于 光屏 考点三眼睛和眼镜1 眼睛的视物原理眼睛的结构 主要有视神经 玻璃体 瞳孔和角膜构成 视物原理 人眼看物体和 成像的原理一样 晶状体相当于 相当于光屏 来自物体的光线经过瞳孔 晶状体成像在上 再经过神经系统传到大脑 经过大脑处理 我们就看到了物体 像的特点 视网膜上成 的实像 说明 在人的视网膜上成倒立的实像 人感觉到的是正立的 这是由于神经系统的作用 视网膜 晶状体 凸透镜 凸透镜 视网膜 视网膜 缩小 倒立 考点三眼睛和眼镜1 眼睛的视物原理眼睛的结构 主要有视神经 玻璃体 瞳孔和角膜构成 视物原理 人眼看物体和 成像的原理一样 晶状体相当于 相当于光屏 来自物体的光线经过瞳孔 晶状体成像在 上 再经过神经系统传到大脑 经过大脑处理 我们就看到了物体 像的特点 视网膜上成 的实像 说明 在人的视网膜上成倒立的实像 人感觉到的是正立的 这是由于神经系统的作用 2 近视眼近视眼 人的眼睛如果只能看清 的物体 而不能看清 的物体 这样的眼睛被称为近视眼 成像特点 只能将近处的物体成像在视网膜 远处物体成像在视网膜 形成原因 近视眼形成的根本原因是由于晶状体变厚 折光能力变强造成 矫正方法 佩戴一个焦距合适的 视网膜 晶状体 凸透镜 凸透镜 视网膜 视网膜 缩小 倒立 近处 远处 前 凹透镜 3 远视眼成像特点 物体成像在视网膜 形成原因 远视眼的形成是因为晶状体变薄 折光能力变弱 矫正方法 佩戴一个焦距合适的 后 凸透镜 2018 安徽 1 下列光路图错误的是 C 命题考点二探究凸透镜成像规律及应用 命题解读 由于凸透镜成像规律在生活中的应用十分广泛 因此在我省中考中考查较为频繁 复习时应高度重视 3 2016 安徽 6分 关于凸透镜成像实验 完成以下内容 1 首先应将蜡烛 凸透镜和 依次固定在光具座上 并调节它们的中心在同一高度 2 图中O为凸透镜的光心 F为焦点 请画出烛焰上的S发出的三条光线 中间一条光线平行于主光轴 经凸透镜后的出射光线 并确定其像的位置S 3 实验中当物距u等于焦距f时 某同学却发现在光屏一侧透过凸透镜看到了烛焰正立放大的像 对此下列解释合理的是 A 因为烛焰有一定的宽度 实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍大于焦距B 因为烛焰有一定的宽度 实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍小于焦距C 这是烛焰发出的光经凸透镜表面反射形成的像 B 答案 如题图所示 光屏 4 2014 安徽 7分 凸透镜的成像规律可以通过画光路图去理解 在光路图中凸透镜用图a表示 O点为光心 F为焦点 图b中A B 是物体AB经透镜所成的像 导学号 17844023 1 请画出图b中两条入射光线的出射光线 完成成像光路图 2 在图b中 物距用u表示 即u BO 像距用v表示 即v OB 焦距用f表示 即f OF 请运用几何知识证明 答案 解 1 经过光心光线不改变方向 平行于主光轴光线折射经过右焦点 两条光线交点就是成像点 光路图如图所示 类型1透镜对光线的作用 2018 广东 如图所示 光线经过平面镜反射后射向凹透镜 请画出射向平面镜的入射光线和经过凹透镜后的折射光线 并在图中标出入射角的度数 解析 1 因为反射光线与镜面的夹角为60 则反射角为90 60 30 所以入射角也为30 根据入射角等于30 在法线上侧作出入射光线 并标出入射角的度数30 2 延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴 如图所示 例1题图 解 如图所示 方法技巧 1 凹透镜三条特殊光线的作图 延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴 平行于主光轴的光线经凹透镜折射后 其折射光线的反向延长线过焦点 过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变 2 熟记反射定律的内容 反射光线 入射光线 法线在同一个平面内 反射光线与入射光线分居法线两侧 反射角等于入射角 并学会作图 类型2凸透镜成像特点 2018 秦皇岛 在 探究凸透镜成像的规律 的实验中 蜡烛 凸透镜和光屏的位置如图所示 烛焰在光屏上恰好成一清晰的像 下列说法中正确的是 A 照相机应用了这一成像规律B 蜡烛燃烧一段时间后 光屏上的像会向下移C 蜡烛不动 将透镜移至35cm处 移动光屏可能得到倒立的清晰像D 更换一个焦距小的凸透镜 只移动透镜仍可在光屏上得到清晰的像 D 解析 A 由图可知 此时的像距大于物距 成倒立 放大实像 是投影仪的原理 故A错误 B 蜡烛变短后 烛焰的位置向下移动 根据光线过透镜的光心不改变方向 像的位置向上移动 故B错误 C 由图可知 物距为30cm 此时f 30cm 2f 则15cm f 30cm 蜡烛不动 将透镜移至35cm处 此时的物距为15cm 小于焦距 移动光屏不能得到像 故C错误 D 当凸透镜换成一个焦距稍小一点的凸透镜时 此时相当于增大了物距 减小了像距 只移动凸透镜可以在光屏上呈现清晰的像 故D正确 故选D 方法技巧 此题是探究凸透镜成像的规律 主要考查了实验的探究过程及成像规律的应用 此题看似复杂 其实只要用心 仔细审题 并不难 例2题图 类型3透镜的应用 例3 2018 长沙 现代生活 智能手机给人们带来了许多便利 但长时间盯着手机屏幕 容易导致视力下降 下列关于近视眼及其矫正的原理图正确的是 A 解析 由图可知 甲图的光线会聚在视网膜的前方 所以甲图表示近视眼的成像情况 近视眼是由于晶状体焦距太短 像落在视网膜的前方 为了使光线会聚在原来后面的视网膜上 就需要在光线进入人眼以前发散一些 所以应佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正 则乙图是近视眼的矫正原理图 丙图的光线会聚在视网膜的后方 所以丙图表示远视眼 老花眼 的成像情况 为了使光线会聚在前面的视网膜上 就需要在光线进入人眼以前会聚一些 所以应佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜来矫正 即丁图是远视眼的矫正原理图 故选A 方法技巧 此题题目中的四个图来源于课本 分别表示了远视眼和近视眼的成因与矫正的光路图 明确近视眼与远视眼的成因是解决此题的关键 解析 正常眼看远处和近处的物体都清晰 就是根据晶状体自动调节的原理 这说明眼睛是一个自动变焦 距 系统 所以图中可能是同一个人的眼观察不同物体时的情况 选项A错误 B正确 看近处的物体 要使得像成在视网膜上 应该让晶状体会聚能力变强 所以应该变厚 选项C错误 对于正常眼 看远处和近处的物体都是正常看就行 但对于近视眼 远处物体的像成在视网膜的前方 所以通过眯眼的方式让晶状体在一定程度上变薄 有利于看清远处的物体 选项D错误 方法技巧 解答本题只要熟练掌握眼睛及其视物原理 熟练掌握远视眼的成因即可 对学生的要求较高 属于基础知识 实验突破 实验突破4 探究凸透镜成像规律凸透镜成像规律在日常生活中应用较为广泛 因此在每年的中考命题中考查频繁 应引起同学们的重视 实验目的 探究凸透镜成像的规律实验方法 先测凸透镜的焦距 将点燃的蜡烛放在光具座上 向凸透镜方向移动蜡烛 观察光屏上像的变化 记录物距和像距 实验注意事项 调节蜡烛的火焰 凸透镜的光心和光屏的中心在同一水平直线上 实验结论 当物距大于二倍的焦距时 物体通过凸透镜在光屏上会得到倒立 缩小的实像 当物距大于一倍的焦距小于二倍的焦距时 物体通过凸透镜在光屏上会得到倒立 放大的实像 把物体放在一倍焦距以内时 凸透镜能成正立 放大的虚像 实验的延伸 1 可以用发光二极管代替蜡烛 目的是让所成的像稳定并容易比较大小 2 用纸遮住凸透镜一部分 光屏上的像只变暗些 像还是一个完整的像 2018 重庆 在探究 凸透镜成像规律 的实验中 小峻同学进行了如下实验 1 按如图甲所示操作 测出本实验所用凸透镜的焦距为cm 2 接着小峻同学调节蜡烛 凸透镜和光屏的位置如图乙所示 发现光屏上得到一个倒立 选填 放大 缩小 或 等大 的清晰实像 生活中的 选填 照相机 投影仪 或 放大镜 就是利用了这样的成像原理 3 保持图乙中凸透镜的位置不变 当向右移动蜡烛时 应该向 选填 左 或 右 移动光屏 才能再次得到清晰的像