透镜及其应用考点.

物理专题复习课件,第三章 透镜及其应用,第三章 透镜及其应用,一、两种透镜,1.图甲表示_,乙表示_,F表示_,f表示_.2.对光线作用(1)甲:使光线_.(2)乙:使光线_.,凸透镜,凹透镜,焦点,焦距,会聚,发散,【活学巧用】凸透镜取火(1)如图是应用凸透镜对光线的_作用.(2)易燃物应放在凸透镜的_处.提示：(1)凸透镜对光线有会聚作用，可以把平行光会聚在焦点上.(2)在凸透镜对平行光线会聚时，折射光线相交于焦点处，故焦点处的温度高，所以将易燃物放在焦点处易被点燃.答案：(1)会聚 (2)焦点,二、凸透镜成像规律及其应用,2f,异侧,倒立、缩小的实像,fv2f,投影仪,=f,不成像,获得平行光束,f,同侧,正立、放大的虚像,放大镜,_,_,_,_,_,_,_,【活学巧用】投 影 仪,(1)投影仪是利用凸透镜成_、_的实像原理工作的.(2)投影仪中平面镜的作用是_.(3)当透镜向下调节时，屏幕成的像_，投影仪到屏幕的距离应_.(均选填“变大”“不变”或“变小”)提示：(1)由常识可知，投影仪工作时，屏幕上的像比胶片上的像大得多，故可知投影仪是利用凸透镜成倒立、放大实像的原理工作的.(2)平面镜的作用是改变光的传播方向，使像呈现在屏幕上.(3)由成像规律可知，当透镜向下调节时，物距减小，则像距变大，所成的像变大.答案：(1)倒立 放大 (2)改变光的传播方向，使像呈现在屏幕上 (3)变大 变大,三、眼睛和眼镜1.眼睛的成像原理(1)原理：晶状体和角膜的共同作用相当于一个_，把来自物体的光会聚在_上，形成物体的像.视网膜相当于_.(2)成像特点：成_.,凸透镜,视网膜,光屏,倒立、缩小的实像,2.近视眼、远视眼的比较,晶状体,折光能力,眼球前后径,近视眼,太厚,太强,太长,凹透镜,远视眼,太薄,太弱,太短,凸透镜,3.眼镜的度数(1)焦度：透镜焦距的_，用表示.即= .(2)度数：透镜焦度的_的值.,倒数,100倍,_,_,【活学巧用】视力的矫正(1)图甲是_眼的成像光路图，图乙是_眼的矫正图.(2)图丙是_眼的成像光路图，图丁是_眼的矫正图.,提示：(1)由图甲可以看出：远处射来的平行光，经晶状体折射后在视网膜前会聚相交，说明晶状体折光能力强.这是近视眼的成因.故矫正需配戴凹透镜，先使光线发散再经晶状体折射，会聚点就会移到视网膜上，从而看清物体.(2)由丙图可知，射来的光线经晶状体折射在视网膜后相交会聚，说明晶状体折光能力弱，这是远视眼的成因.故矫正需配戴凸透镜，使光线先会聚再经晶状体折射后，使会聚点前移到视网膜上，从而看清物体.答案：(1)近视 近视 (2)远视 远视,四、显微镜和望远镜1.显微镜(1)工作原理：二次成像、两次_.(2)物镜：成_的实像.(3)目镜：成_的虚像.2.望远镜(1)工作原理：二次成像.(2)物镜：焦距大，成像在焦点外侧，成_的实像.(3)目镜：焦距小，成_像.,放大,倒立、放大,正立、放大,倒立、缩小,正立、放大的虚,一、透镜的三条特殊光线,1.凸透镜(1)过光心的光线传播方向不变.(2)平行于主光轴的光线折射光线过焦点.(3)过焦点的光线折射光线平行于主光轴.2.凹透镜(1)过光心的光线传播方向不变.(2)平行于主光轴的光线折射光线的反向延长线过焦点.(3)入射光线的延长线过焦点，折射光线平行于主光轴.,【中考警示】(1)光线折射经过焦点后并不停止，仍然传播；(2)光线一定要标上箭头；(3)光线的反向延长线一定用虚线.,【典例1】请根据凸透镜和凹透镜对光线的作用完成光路.,【思维导图】明确透镜的三条特殊光线是解决此题的关键,【精讲精析】(1)本题考查凸透镜的两条特殊光线的作图，平行于凸透镜主光轴的光线，经过凸透镜后，折射光线必定经过凸透镜的焦点；过焦点的光线通过凸透镜后，必定平行于主光轴. (2)凹透镜对光线具有发散作用，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过另一侧的焦点，过光心的光线其传播方向不改变.,答案：如图所示,【备选例题】如图所示，MM为主光轴，S为发光体，S为它通过凸透镜所成像的位置，试在图中：(1)画出凸透镜所放的位置.(2)标出凸透镜的焦点.,【精讲精析】本题考查凸透镜的三条特殊光线的应用.由于通过光心的光线传播方向不变，故可以连接S、S，连线与MM的交点即为光心O；射向透镜的所有光线经折射后会聚于像点S.故平行于主光轴的光线经透镜后到达S，与主光轴的交点即为焦点.答案：如图所示,二、凸透镜成像特点的应用凸透镜成像规律及应用.如图所示.,分析成像情况可知如下成像规律.,【方法技巧】(1)实像总是倒立的，虚像总是正立的.(2)在焦点以外，物体离焦点越近，像距越大，像越大，这个规律用于照相机和幻灯机的调节.(3)在焦点以内，物体离焦点越近，所成的虚像越大，此规律可用于放大镜的调节.【中考警示】(1)因放大镜是凸透镜，凸透镜可成倒立、放大、缩小、等大的实像，所以用放大镜观察物体，不都是正立、放大的.(2)平面镜成像时，物像反向移动；凸透镜成像时，物像同向移动.,【典例2】(2012铜仁中考)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50 mm,则胶片到镜头的距离应( )A.大于100 mmB.大于50 mm小于100 mm C.小于50 mmD.等于50 mm,【思维导图】明确凸透镜的成像规律及应用是解决此题的关键【精讲精析】选B.照相机拍照时，成的是倒立、缩小的实像，物体在镜头的二倍焦距以外，像成在镜头的一倍焦距和二倍焦距之间，所以正确答案为B.,【备选例题】(2011广州中考)如图是投影仪成像示意图.其中凸透镜的作用是成_(选填“等大”“缩小”或“放大”)、_(选填“正立”或“倒立”)的实像，平面镜的作用是_.如果图中h=40 cm，则凸透镜焦距不可能小于_cm.,【精讲精析】本题考查凸透镜成像的规律及应用.投影仪是利用物体到凸透镜的距离大于1倍焦距小于2倍焦距时，成倒立、放大的实像原理，其中平面镜的作用是改变光的传播方向，使得射向天花板的光能在屏幕上成像；由fu2f,即f40 cm2f,得20 cmf40 cm,故凸透镜焦距不可能小于20 cm.答案：放大 倒立 改变光的传播方向 20,三、近视眼与远视眼的成因及矫正,【典例3】某同学探究“视力的矫正”原理，如图所示，他观察到如下现象：,(1)将近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变得模糊了，只将光屏远离透镜移动时，又能在光屏上看到烛焰清晰的像，证明近视眼镜对光线有_作用，它应该是_透镜；由此可知，近视眼没矫正前像成在视网膜的_(选填“前方”或“后方”). (2)将另一只眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像也变得模糊了，只将光屏靠近透镜，又可以在光屏上看到烛焰清晰的像.说明戴上这个眼镜可以矫正_眼.,【思维导图】明确近(远)视眼的成因及矫正是解决此题的关键,【精讲精析】本题考查近(远)视眼的成因及矫正.(1)由题意，将近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间时，所成像的像距变大，把原来所成的像向后推，说明近视眼镜对光线有发散作用，故近视镜片是凹透镜.所以，近视眼没矫正前，像成在视网膜前.(2)由题意，此镜片导致像距变小，说明对光线有会聚作用，可以把原来所成的像向前拉，故可以矫正远视眼.答案：(1)发散 凹 前方 (2)远视,【延伸拓展】眼睛中的透镜角膜 光通过透明的称为角膜的前表面进入眼睛.角膜能防止灰尘进入眼睛，它也起着透镜的作用，保证来自不同方向的光线都能进入眼睛.虹膜 虹膜可以改变进入眼睛的光线数量，是一块可伸缩的肌肉环.虹膜使眼睛带上了颜色.多数人的虹膜是褐色的，也有人的虹膜是蓝色或绿色的.,瞳孔 瞳孔是眼睛中的黑色部分.事实上它是角膜覆盖下的一个洞.瞳孔呈黑色是因为它直通眼睛黑暗的内部.虹膜通过肌肉环的伸缩来控制瞳孔的大小.在光线昏暗时，瞳孔变大，更多的光进入眼睛；在光线耀眼时，瞳孔变小，减少了进入眼睛的光线数量.,四、光学“暗箱”问题给出光线的部分传播途径，要求确定光学元件.解决此类问题的一般步骤为：1.判定光学元件是使光线发生反射还是折射，以确定用面镜还是用透镜.2.分析光学元件的作用，它是使光线会聚还是发散，从而确定面镜或透镜的种类(是凸面镜还是凹面镜或是凸透镜还是凹透镜).,3.先明确各光学元件对光线的作用(1)平面镜镜面反射(平行射入，平行射出).(2)凹面镜(凹镜)(或凸透镜)反射(或折射)后起会聚作用.(3)凸面镜(凸镜)(或凹透镜)反射(或折射)后起发散作用.4.把题目所给的入射光线和出射光线连接起来，使光路保持连续.5.在光路发生改变的位置上填入选定的光学元件.,【方法技巧】由光路判定光学元件的一般方法连接成 判定反射 确定会聚 判定所填光路图 还是折射 或发散 光学元件【中考警示】(1)会聚：反射(或折射)光束相对于入射光束变窄，不要把“会聚形状”的光束理解为会聚作用.(2)发散: 反射(或折射)光束相对于入射光束变宽.不要把“发散形状”的光束理解为发散作用.,【典例4】(1)(2012福州中考)请在图中的虚线框内画出合适的透镜.(2)(2011永州中考)在图中的虚线框里画上合适的光学元件.,【思维导图】明确光学元件对光线的作用是解决此题的关键,【精讲精析】(1)由题图可知，光线通过透镜后会聚了，所以虚线框内的光学元件对光有会聚作用，故是凸透镜；(2)出射光线相对入射光线而言变得发散，可见虚线框内应是凹透镜.答案：(1)如图甲所示 (2)如图乙所示,实验探究：探究凸透镜成像规律1.实验器材：蜡烛、凸透镜、光屏、_、火柴等.2.实验过程：先明确凸透镜的焦距，使_不动，将蜡烛由远及近靠近凸透镜，移动_，直到光屏上呈现清晰的像. 明确每次成像时的物距和对应的像距及像的特点并填入实验表格.3.问题探究(1)做实验时，如何选择合适焦距的凸透镜？提示：根据光具座长度L与焦距f的关系：L4f.,刻度尺,凸透镜,光屏,(2)在探究凸透镜成像规律时，蜡烛、凸透镜、光屏的位置如何放置？提示：将凸透镜放在蜡烛和光屏之间.(3)实验前使烛焰的焰心、凸透镜的光心、光屏的中心在同一水平高度(或同一水平线)上.这样做的目的是什么？提示：为了使像呈现在光屏的中央.(4)如果烛焰的像靠近光屏上端,这是什么原因?应如何调整?提示：烛焰的像靠近光屏上端可能是由于烛焰太低或凸透镜太高或光屏太低,故应有三种方法调整:将光屏向上移动；将蜡烛向上移动；将凸透镜向下移动.,【中考警示】凸透镜所成的实像：随透镜的升降而升降；随物体的升降而降升；不随光屏的升降而升降，只可改变像在光屏上的位置.,【典例】(2012上海中考)如图所示，凸透镜放置在光具座的C点处，光具座上所标的A、B、D、E四点中，恰有两点到C点的距离同为该透镜的一倍焦距或同为该透镜的两倍焦距.,(1)该透镜的焦距为_ cm或_ cm.(2)实验时，小王调整发光物、透镜和光屏的中心大致在_，以保证发光物的像能成在光屏中央.(3)接着，小王将发光物置于光具座上距B点15 cm处，在DE间移动光屏找像，可能在光屏上得到_(选填“缩小”“等大”或“放大”)的像.,【精讲精析】本题考查凸透镜成像规律的实验探究.(1)由题意知到C点的距离恰为凸透镜一倍焦距或两倍焦距的两点是B、D两点，因为A、E两点到C点的距离不相等，B点和D点到C点的距离都为20 cm，故凸透镜的焦距为10 cm或20 cm.(2)为了使像成在光屏的中心，要调节发光物、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度.(3)距离B点15 cm，物距只可能是35 cm，不可能是5 cm，因为5 cm小于一倍焦距不能成实像，光屏不可能承接.如果凸透镜的焦距是10 cm，35 cm大于二倍,焦距，成像在二倍焦距以内，不可能成像在DE之间；如果凸透镜的焦距是20 cm，35 cm大于一倍焦距，小于二倍焦距，可能在DE之间成像，且成倒立、放大的实像.答案：(1)10 20 (2)同一高度 (3)放大,【延伸探究】结合典例探究以下问题：(1)在上述实验过程中，当光屏上出现倒立、放大的像时，小王用不透光的物体挡住凸透镜的左半部，此时光屏上的像将_A.像的大小、形状不变，像的亮度变暗B.像的左半部消失C.像的右半部消失D.像缩小一半(2)小宇同学所在的小组对上述实验装置用由几个发光二极管做成的“F”字样作发光体，你认为其好处是_(写出一点即可).,【解析】(1)凸透镜成实像是由物体射出的光入射到凸透镜上时，经凸透镜折射后的所有折射光线会聚形成的，当透镜被挡住一部分后，还会有光线入射到透镜上，还能成完整的像，只是折射光少了，由于会聚成像的光线少了，故像的性质不变，只是像将变暗；(2)发光二极管具有以下优点：可以增加成像物体的亮度；像不会晃动，更加稳定；能观察像物左右颠倒的关系.答案：(1)A (2)成像稳定(合理即可),一、透镜及其对光线的作用1.(2011内江中考)如图所示是几种光学器材的示意图，其中能对光线起发散作用的是( ),【解析】选D.本题考查透镜的区分及对光线的作用.凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，凹透镜中央薄，边缘厚，故只有D图中的透镜属于凹透镜，所以应当选D.,2.(2012广安中考)请完成如图所示的光路图.,【解析】本题考查凸透镜对光的折射作用.平行于主光轴的入射光线,经过凸透镜折射后,折射光线经过凸透镜对侧的焦点;过光心的入射光线,经过凸透镜折射后,其传播方向不变.答案：如图所示,3.(2010宜宾中考)我国古代的“千里眼”是富有想象力的神话，随着科学技术的飞速发展，天文望远镜已将神话变成现实.图中天文望远镜是由两个透镜组成的，请完成两条入射光线经过两个透镜的光路(其中F1是透镜L1的焦点，F2是透镜L2的焦点).,【解析】解答本题应明确以下四点：(1)射向另一侧焦点的光线通过凹透镜后与主光轴平行.(2)平行于主光轴的光线通过凹透镜后将远离主光轴，其反向延长线通过焦点.(3)平行于主光轴的光线通过凸透镜后将射向焦点.(4)由于凸透镜对光线起会聚作用，通过凸透镜的光线会向主光轴偏折.答案：,4.(2011贵阳中考)“一滴水珠可能引发一场火灾”，这是危言耸听还是真知灼见？请从光学的角度谈谈你对这句话的见解.【解析】本题考查凸透镜对光线的性质. 一滴水珠相当于凸透镜，它对光线具有会聚作用，在一些特定的条件下，可将太阳光恰好会聚在易燃物体上使其燃烧，而引发火灾.答案：一滴水珠相当于凸透镜，它对光线具有会聚作用，在一些特定的条件下，可将太阳光恰好会聚在易燃物体上使其燃烧，而引发火灾.,【中考警示】会聚的光线不一定相交，但会聚光束一定比入射光束窄；发散的光线不一定不相交，但发散光束一定比入射光束宽.,二、凸透镜成像规律5.(2012蚌埠中考)小亮同学在研究凸透镜成像规律时作了如下的记录：当物距为30 cm时，在光屏上出现倒立、缩小的像；当物距为20 cm时，在光屏上出现倒立、放大的像；当物距为8 cm时，在光屏上始终得不到像.由此可判断凸透镜的焦距可能是( )A.6 cmB.12 cm C.16 cm D.20 cm,【解析】选B.本题考查凸透镜规律.根据凸透镜的成像规律，当成倒立、缩小实像的时候，物距u=30 cm2f，得f15 cm；当成倒立、放大实像的时候，fu2f，即10 cmf20 cm，当成虚像的时候，u8 cm.综合以上数据，凸透镜的焦距的大小规律是10 cmf15 cm，故选B.,6.(2011杭州中考)小王同学用光具座做凸透镜成像实验时，蜡烛的像成在了光屏上侧，为了使蜡烛的像能成在光屏中央，以下操作可达到目的的是( )A.将凸透镜往上移B.将光屏往下移C.将蜡烛往上移D.将蜡烛往下移【解析】选C .本题考查凸透镜成像规律的实验探究.将凸透镜往上移或将光屏往下移，则蜡烛的像更向上移动，A、B错；凸透镜光屏上所成的像是倒立的实像，所以要想使像向下移，应将蜡烛向上移动，C对、D错.,7.(2012江西中考)在“探究凸透镜成像规律”的实验时，小明将烛焰、凸透镜放在如图甲所示位置，在光屏上正好出现倒立、等大的像.然后，小明将烛焰、凸透镜放在如图乙所示位置，此时能观察到_(选填“正立”或“倒立”)、放大的_(选填“实”或“虚”)像.,【解析】本题考查凸透镜成像规律，由图甲可知，在光屏上成倒立、等大的实像，说明物体在二倍焦距上，再看乙图，物体移到了焦点以内，当物距小于一倍焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像.答案：正立 虚,8.(2011福州中考)小雪小组在“探究凸透镜成像大小与焦距的关系”实验中，对课本的实验装置进行了改进，如图所示.,(1)他们不用蜡烛，而用由几个发光二极管做成“F”字样的发光体进行实验，你认为其好处是_.(写出一点即可)(2)他们用三个焦距不同的凸透镜进行实验，数据记录如表.分析表中数据可知，在物距一定时，凸透镜的焦距越大，所成实像的像距_；根据你所学凸透镜成像规律分析，此时所成像的大小_.(均选填“越大”“越小”或“不变”),【解析】(1)可以增加物体的亮度，使成像更清晰；便于观察凸透镜成像的性质；所成的像不会晃动，更加稳定；跟燃烧蜡烛相比，LED发光体更安全、环保.(2)由表中数据可知，在物距一定时，凸透镜的焦距越大，所成实像的像距越大；物距u15 cm一定，当f15 cm时， u2f,成倒立、缩小的实像，当f28 cm时，fu2f,成倒立、放大的实像，由此可知：当物距一定时，凸透镜的焦距越大，所成实像越大.答案：(1)见解析 (2)越大 越大,【方法技巧】凸透镜成像规律记忆口诀一焦分虚实，二焦分大小；实像异侧倒，物远像变小；虚像同侧立，物远像变大；像大像距大，像小像距小.,三、透镜的应用9.(2012泰安中考)小明同学在“探究凸透镜成像的规律”实验时，烛焰在光屏上成了一个清晰的像，如图所示.下面给出的生活中常用物品工作时原理与此现象相同的是( )A.投影仪B.照相机C.放大镜D.近视镜,【解析】选B.凸透镜成像时遵循“物近焦点像远大”的规律，当像比物大时，像距也一定大于物距，若像比物小，像距一定小于物距；反之，也可根据像距与物距的大小关系判断像、物的大小关系；在题目中像距小于物距，且在凸透镜的异侧，故成缩小的实像，照相机就是根据这一原理制成的.,10.(2012绵阳中考)光学器件在我们的生活、学习中有着广泛的应用.下面的介绍有一项不切实际，它是( )A.近视眼镜利用了凹透镜对光线的发散作用B.照相时，被照者与相机的距离是在镜头的二倍焦距之外C.借助放大镜看地图时，地图到放大镜的距离应略大于一倍焦距D.阳光通过凸透镜可以点燃纸屑，这利用了凸透镜对光的会聚作用,【解析】选C.本题考查凸透镜和凹透镜对光线的作用及凸透镜的应用.近视眼是由于晶状体的折光能力变强，故利用凹透镜对光线的发散作用可矫正近视眼，故A正确；照相机是利用凸透镜成倒立、缩小、实像的原理，此时物距大于二倍焦距，故B正确；由于凸透镜对光线有会聚作用，通过凸透镜在阳光下可以点燃纸屑，故D正确；放大镜利用了凸透镜当物距小于一倍焦距时，成正立、放大的虚像的原理，故C不切实际.,11.(2011自贡中考)许多照相机镜头到胶片的距离是可调的.某次拍摄前摄影师已经“调好焦”，使被摄者在胶片上形成了清晰的像.如果在拍摄前被摄者和摄影者的距离变远了，为了使他在胶片上仍然成清晰的像，镜头与胶片间的距离应( )A.变小B.变大C.先变小后变大D.先变大后变小【解析】选A.本题考查照相机的调节.照相机成倒立、缩小的实像，如果被摄者和摄影者的距离变远了，相当于物距变大，镜头与胶片间的距离相当于像距，根据凸透镜成像规律，“物近像远像变大”，可知镜头与胶片之间的距离应变小.,12.(2011黄冈中考)如图是小阳制作的多用途手电筒，AB处是可插入胶片的小插口，CD、EF是可左右伸缩的套筒，DF处装入凸透镜.当手电筒先作照明用时，调节套筒，使灯泡灯丝处于_位置，射出平行光线；在此基础上，作幻灯机使用时，在AB处插入幻灯片，接下来应把套筒向_(选填“左”或“右”)移动，才能在前方屏幕上观察到_(选填“正立”或“倒立”)、放大的实像.请你再动脑思考，指出该手电筒另外一项不同的功能：_.,【解析】本题考查凸透镜成像规律的应用.因为DF处装入凸透镜，要想让手电筒射出平行光线，必须使灯泡灯丝处于焦点位置；在AB处插入幻灯片，作幻灯机使用时，物距应该大于焦距小于二倍焦距，故应把套筒向右移动，并且在前方屏幕上观察到倒立、放大的实像.由于DF处装入凸透镜，所以该手电筒另外一项不同的功能应该从凸透镜入手考虑，取下套筒可作放大镜使用就是其一项功能.答案：焦点 右 倒立 取下套筒可作放大镜使用,四、眼睛及视力矫正13.(2012绍兴中考)如图所示中人手持的是一枚( )A.凹透镜，可以矫正近视B.凹透镜，可以矫正远视C.凸透镜，可以矫正近视D.凸透镜，可以矫正远视【解析】选D.透过这枚透镜可以发现把眼睛放大了，说明这是一枚凸透镜，近视眼使光会聚在了视网膜前面，需要用凹透镜矫正，远视眼使光会聚在了视网膜后面，需要用凸透镜矫正.故应选D.,14.(2012陕西中考)目前，青少年近视现象十分严重，近视眼在看远处物体时，物体的像落在视网膜的_(选填“前方”或“后面”)，需要配戴对光线有_作用的_透镜进行矫正，使远处物体在视网膜上成倒立、_的实像.【解析】近视眼是由于眼睛的晶状体的折射能力过强，远处的景物所成的像落在视网膜的前方.凹透