第五章透镜及其应用

1、第五章透镜及其应用【知识互联【知识互联】【答案速填【答案速填】凸透镜凸透镜 会聚作用会聚作用 凹透镜凹透镜发散作用发散作用 倒立、缩小的实像倒立、缩小的实像照相机照相机 倒立、放大的实像倒立、放大的实像投影仪投影仪 正立、放大的虚像正立、放大的虚像放大镜放大镜 凹透镜凹透镜凸透镜凸透镜一、透镜一、透镜1.1.凸透镜和凹透镜凸透镜和凹透镜: :(1)(1)凸透镜凸透镜: :中间中间_,_,边缘边缘_。(2)(2)凹透镜凹透镜: :中间中间_,_,边缘边缘_。2.2.对光的作用对光的作用: :(1)(1)凸透镜凸透镜: :对光有对光有_作用作用, ,又叫又叫_透镜。透镜。(2)(2)凹透镜凹透镜:

2、 :对光有对光有_作用作用, ,又叫又叫_透镜。透镜。厚厚薄薄薄薄厚厚会聚会聚会聚会聚发散发散发散发散二、凸透镜成像规律及其应用二、凸透镜成像规律及其应用项目项目物距物距像的特点像的特点( (正倒、正倒、大小、虚实大小、虚实) )像距像距与物的与物的位置位置关系关系应用应用u2fu2f_fv2ffv2f异侧异侧_u=2fu=2f_v=2fv=2f异侧异侧测焦距测焦距倒立、缩小的倒立、缩小的实像实像照相机照相机倒立、等大的倒立、等大的实像实像项目项目物距物距像的特点像的特点( (正倒、正倒、大小、虚实大小、虚实) )像距像距与物的与物的位置位置关系关系应用应用fu2ffu2fv2f异侧异侧_u=

3、fu=f不成像不成像获得平获得平行光束行光束ufu ”“”“= =”或或“ ”) )。会聚会聚 2.2.如图所示如图所示, ,找到一个圆柱形的玻璃瓶找到一个圆柱形的玻璃瓶, ,里面装满水里面装满水, ,把把一支铅笔水平放在玻璃瓶的一侧一支铅笔水平放在玻璃瓶的一侧, ,透过玻璃瓶透过玻璃瓶, ,可以看可以看到那支铅笔的形状到那支铅笔的形状_(_(选填选填“不变不变”或或“变化变化”););把铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动时把铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动时, ,透过透过玻璃瓶会看到铅笔尖会逐渐玻璃瓶会看到铅笔尖会逐渐_(_(选填选填“变长变长”或或“变变短短”) )。变化变化变长

4、变长3.3.如图所示如图所示, ,人的眼球好像一架照相机人的眼球好像一架照相机, ,晶状体和角膜晶状体和角膜的共同作用相当于一个的共同作用相当于一个_,_,视网膜相当于视网膜相当于_,_,外界物体在视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像。外界物体在视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像。凸透镜凸透镜光屏光屏4.4.如图所示望远镜如图所示望远镜, ,物镜的作用是使远处的物体在焦点物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成一个附近成一个_像像, ,目镜相当于一个目镜相当于一个_,_,使这个实像成一个使这个实像成一个_像。像。倒立、缩小的实倒立、缩小的实放大放大镜镜正立、放大的虚正立、放大的虚5.5.如图所示如图

5、所示, ,投影仪的镜头相当于一个投影仪的镜头相当于一个_,_,来自投来自投影片的光通过镜头形成一个影片的光通过镜头形成一个_像。要使像。要使屏幕上的像大一些屏幕上的像大一些, ,应使投影片离镜头应使投影片离镜头_一些一些, ,同时屏同时屏幕离镜头幕离镜头_一些。一些。凸透镜凸透镜倒立、放大的实倒立、放大的实近近远远6.6.如图是凸透镜成虚像的情景如图是凸透镜成虚像的情景, ,欲使看到的像大一些欲使看到的像大一些, ,应使蜡烛应使蜡烛_(_(选填选填“靠近靠近”或或“远离远离”) )凸透镜一些凸透镜一些, ,所成的像所成的像_(_(选填选填“能能”或或“不能不能”) )呈现在光屏上。呈现在光屏上

6、。远离远离不能不能考点考点1 1 透镜的特殊光线透镜的特殊光线【规避失分点【规避失分点】(1)(1)实际光线画实线实际光线画实线, ,光线的延长线或反向延长线画虚光线的延长线或反向延长线画虚线。线。(2)(2)过焦点的光线过焦点的光线, ,光线一定要延长到焦点处。光线一定要延长到焦点处。(3)(3)光线要带箭头光线要带箭头, ,入射光线与折射光线之间不能断开。入射光线与折射光线之间不能断开。光线在透镜里传播时也不可以断开。光线在透镜里传播时也不可以断开。【典例【典例1 1】(2016(2016十堰中考十堰中考) )如图所示是烛焰上如图所示是烛焰上S S发出发出的三条特殊光线的三条特殊光线, ,

7、其中其中SASA经过左侧焦点经过左侧焦点,SB,SB经过光心。经过光心。SCSC平行于主光轴平行于主光轴, ,请画出这三条光线经过凸透镜后的折请画出这三条光线经过凸透镜后的折射光线。射光线。【解析【解析】SCSC这条入射光线平行于主光轴这条入射光线平行于主光轴, ,其经凸透镜折其经凸透镜折射后射后, ,折射光线过右焦点折射光线过右焦点F;SAF;SA这条入射光线过左焦点这条入射光线过左焦点, ,过焦点的入射光线经过凸透镜折射后过焦点的入射光线经过凸透镜折射后, ,平行于主光平行于主光轴轴;SB;SB这条入射光线过光心这条入射光线过光心, ,其经凸透镜折射后其经凸透镜折射后, ,传播方传播方向不

8、变。向不变。答案答案: :如图所示如图所示: :【典例【典例2 2】(2016(2016永州中考永州中考) )如图所示如图所示, ,请在图中作出请在图中作出两条入射光线经凹透镜折射后的折射光线。两条入射光线经凹透镜折射后的折射光线。【解析【解析】本题考查凹透镜光线作图。过光心的光线传本题考查凹透镜光线作图。过光心的光线传播方向不变播方向不变, ,过虚焦点的光线过虚焦点的光线, ,过透镜后平行于主光轴。过透镜后平行于主光轴。答案答案: :如图所示如图所示【备选例题【备选例题】1.(20131.(2013扬州中考扬州中考) )如图如图, ,通过凸透镜焦点的光线通过凸透镜焦点的光线AOAO经经过凸透

9、镜沿过凸透镜沿OBOB方向射出。作出该凸透镜和焦点方向射出。作出该凸透镜和焦点F F的位置。的位置。( (保留作图痕迹保留作图痕迹) )【解析【解析】本题考查特殊光线的应用本题考查特殊光线的应用( (作出凸透镜即确定作出凸透镜即确定焦点的位置焦点的位置) )。入射光线。入射光线AOAO经过透镜焦点经过透镜焦点, ,说明折射光说明折射光线线OBOB与主光轴平行与主光轴平行, ,透镜与透镜与OBOB垂直。故可先画出主光轴垂直。故可先画出主光轴, ,主光轴与主光轴与AOAO的交点即为凸透镜的焦点。再画出凸透镜的交点即为凸透镜的焦点。再画出凸透镜( (和和OBOB垂直垂直, ,且过且过O O点点) )

10、。答案答案: :2.(20152.(2015泉州中考泉州中考) )请根据图中的折射光线画出他所请根据图中的折射光线画出他所对应的入射光线。对应的入射光线。【解析【解析】明确经透镜折射后折射光线的方向。由图知明确经透镜折射后折射光线的方向。由图知, ,折射光线平行于主光轴折射光线平行于主光轴, ,则入射光线一定过凸透镜另一则入射光线一定过凸透镜另一侧的焦点。侧的焦点。答案答案: :如图所示如图所示考点考点2 2 凸透镜成像规律及应用凸透镜成像规律及应用1.1.三条成像规律及应用的比较三条成像规律及应用的比较: :说明说明: :当当u=2fu=2f时时,v=2f,v=2f,成倒立等大的实像。成倒立

11、等大的实像。2.2.两个分界点两个分界点: :(1)(1)一倍焦距分虚实一倍焦距分虚实, ,内虚外实。一倍焦距处是实像、内虚外实。一倍焦距处是实像、虚像的分界点虚像的分界点, ,物体在一倍焦距以内物体在一倍焦距以内, ,成的是虚像成的是虚像; ;在一在一倍焦距以外倍焦距以外, ,成的是实像。成的是实像。(2)(2)二倍焦距分大小二倍焦距分大小, ,远小近大。二倍焦距处是放大实远小近大。二倍焦距处是放大实像和缩小实像的分界点像和缩小实像的分界点, ,物体在一倍焦距与二倍焦距之物体在一倍焦距与二倍焦距之间间, ,成的是放大的实像成的是放大的实像, ,在二倍焦距之外成的是缩小的在二倍焦距之外成的是缩

12、小的实像。实像。3.3.成实像和虚像时的变化规律成实像和虚像时的变化规律: :4.4.照相机、投影仪和放大镜成像大小的调节照相机、投影仪和放大镜成像大小的调节: :(1)(1)照相机、投影仪照相机、投影仪: :物体越靠近镜头物体越靠近镜头, ,成的像越大成的像越大, ,成成像范围减小像范围减小, ,像距增大。像距增大。(2)(2)放大镜放大镜: :在在1 1倍焦距内倍焦距内, ,物体远离透镜物体远离透镜, ,成的像越大。成的像越大。【典例【典例3 3】(2016(2016内江中考内江中考) )如图所示是蜡烛通过凸透如图所示是蜡烛通过凸透镜在光屏上的成像情况镜在光屏上的成像情况, ,以下器材利用

13、这一成像原理的以下器材利用这一成像原理的是是( () )A.A.放大镜放大镜B.B.电影放映机电影放映机C.C.照相机照相机D.D.投影仪投影仪【解题探究【解题探究】解答本题时应思考以下几个问题解答本题时应思考以下几个问题: :(1)(1)比较图中物距与像距的大小比较图中物距与像距的大小, ,确定成像的性质是什确定成像的性质是什么么? ?(2)(2)放大镜、放映机、照相机、投影仪成像的性质分别放大镜、放映机、照相机、投影仪成像的性质分别是什么是什么? ?提示提示: :(1)(1)物距大于像距物距大于像距; ;倒立、缩小的实像。倒立、缩小的实像。(2)(2)放大镜放大镜: :正立、放大的虚像正立

14、、放大的虚像; ;照相机照相机: :倒立、缩小的倒立、缩小的实像实像; ;放映机和投影仪成像性质一样放映机和投影仪成像性质一样, ,都成倒立、放大都成倒立、放大的实像。的实像。【解析【解析】选选C C。由图知。由图知, ,成倒立、缩小的实像成倒立、缩小的实像, ,照相机是照相机是根据这个原理制成的。故选根据这个原理制成的。故选C C。【典例【典例4 4】(2016(2016成都中考成都中考) )小林同学在做小林同学在做“探究凸透探究凸透镜成像规律镜成像规律”的实验中的实验中, ,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示上的位置如图所示, ,这时烛焰在光屏上成清晰的像

15、这时烛焰在光屏上成清晰的像( (像像未在图中画出来未在图中画出来),),下列说法正确的是下列说法正确的是( () )A.A.光屏上形成的是烛焰倒立、等大的实像光屏上形成的是烛焰倒立、等大的实像B.B.图中成像特点与照相机成像特点完全相同图中成像特点与照相机成像特点完全相同C.C.将蜡烛移到光具座将蜡烛移到光具座10 cm10 cm刻度线处刻度线处, ,保持凸透镜和光保持凸透镜和光屏不动屏不动, ,光屏上仍可成清晰的烛焰像光屏上仍可成清晰的烛焰像D.D.将蜡烛移到光具座将蜡烛移到光具座40 cm40 cm刻度线处刻度线处, ,保持凸透镜不动保持凸透镜不动, ,无论怎样移动光屏无论怎样移动光屏,

16、,它上面都得不到清晰的烛焰像它上面都得不到清晰的烛焰像【解析【解析】选选D D。解答本题明确关键点。解答本题明确关键点: :(1)(1)提取题图信息提取题图信息: :物距物距:u=50 cm-25 cm=25 cm,:u=50 cm-25 cm=25 cm,像像距距:v=90 cm-50 cm=40 cm,:v=90 cm-50 cm=40 cm,则成倒立、放大的实像则成倒立、放大的实像; ;则则物距小于物距小于2 2倍焦距大于倍焦距大于1 1倍焦距。倍焦距。(2)(2)明确明确uv,u2f,2fuf,v2f,2fuf,所以所以20 cmf12.5 cm,20 cmf12.5 cm,当将蜡烛移

17、到光具座当将蜡烛移到光具座40 cm40 cm刻度线处刻度线处, ,此时物距此时物距u=10 cmu=10 cmf,f,焦点内不成像。焦点内不成像。【典例【典例5 5】(2015(2015遵义中考遵义中考) )小明在光具座上探究凸透小明在光具座上探究凸透镜成像的规律。他将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏分别镜成像的规律。他将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏分别固定在光具座上固定在光具座上, ,再移动光屏再移动光屏, ,可在光屏上得到一个清可在光屏上得到一个清晰的蜡烛的像晰的蜡烛的像, ,各元件位置如图所示。则所用凸透镜的各元件位置如图所示。则所用凸透镜的焦距可能为焦距可能为( () )A.9 cmA.9 cm

18、B.12 cmB.12 cmC.15 cmC.15 cmD.18 cmD.18 cm【解析【解析】选选B B。提取图形关键信息。提取图形关键信息: :信息信息1:1:找物距找物距: :由图可知由图可知, ,蜡烛距透镜为蜡烛距透镜为30 cm,30 cm,即物距即物距为为30 cm30 cm。信息信息2:2:找像距找像距: :光屏距透镜为光屏距透镜为20 cm,20 cm,即像距为即像距为20 cm20 cm。信息信息3:3:确定成像特点确定成像特点: :蜡烛通过透镜成倒立、缩小的实蜡烛通过透镜成倒立、缩小的实像。则物距大于像。则物距大于2 2倍焦距倍焦距, ,即即2f30cm2f30cm即即f

19、15cmf15cm。像距小。像距小于于2 2倍焦距倍焦距, ,大于大于1 1倍焦距倍焦距, ,则则f20cm2f,f20cm10cmf10cm。综。综上上10cmf15 cm10cmf2f,u2f,像像距距2fvf,2fvf,则光屏到凸透镜的距离小于烛焰到凸透镜的则光屏到凸透镜的距离小于烛焰到凸透镜的距离距离, ,故故D D正确。故选正确。故选D D。(3)(3)当凸透镜的焦距相同当凸透镜的焦距相同, ,物距不同时物距不同时, ,像大小都不可能像大小都不可能相同相同, ,故故A A错误错误; ;由由4 4、5 5、6 6次实验可知次实验可知, ,凸透镜的焦距由凸透镜的焦距由10 cm10 cm

20、增大到增大到15 cm15 cm时时, ,像距由像距由15 cm15 cm增大到增大到30 cm,30 cm,则当则当物距相同物距相同, ,凸透镜的焦距越大时凸透镜的焦距越大时, ,像距越大像距越大, ,故故B B正确正确; ;由由4 4、5 5次实验可知次实验可知, ,物距都为物距都为30 cm30 cm时时, ,都成倒立、缩小、都成倒立、缩小、实像实像, ,则当物距相同则当物距相同, ,凸透镜的焦距不同时凸透镜的焦距不同时, ,所成像的性所成像的性质有可能相同质有可能相同, ,故故C C正确正确; ;由由1 1、2 2、3 3次实验可知次实验可知, ,凸透镜凸透镜的焦距相同的焦距相同, ,

21、物距由物距由12 cm12 cm增大到增大到15 cm15 cm时时, ,像距由像距由60 cm60 cm减小到减小到30 cm,30 cm,则当凸透镜的焦距相同则当凸透镜的焦距相同, ,且成放大的实像且成放大的实像时时, ,像距与物距之和随物距的增大而减小像距与物距之和随物距的增大而减小, ,故故D D正确。故正确。故选选A A。(4)(4)因为蜡烛有一定的体积因为蜡烛有一定的体积, ,把它放到焦点时把它放到焦点时, ,它有一部它有一部分会在一倍焦距和二倍焦距之间分会在一倍焦距和二倍焦距之间, ,所以能看到放大的像。所以能看到放大的像。答案答案: :(1)(1)光屏主光轴光屏主光轴(2)D(

22、2)D(3)A(3)A(4)(4)因为蜡烛有一定的体积因为蜡烛有一定的体积, ,把它放到焦点时把它放到焦点时, ,它有一部它有一部分会在一倍焦距和二倍焦距之间分会在一倍焦距和二倍焦距之间, ,所以能看到放大的像。所以能看到放大的像。【备选例题【备选例题】(2015(2015郴州中考郴州中考) )小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材座等器材, ,探究凸透镜成像的规律。探究凸透镜成像的规律。(1)(1)测焦距测焦距: :如甲图所示如甲图所示, ,让一束平行光正对着凸透镜让一束平行光正对着凸透镜, ,移动光屏移动光屏, ,直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。直到在光

23、屏上得到一个最小、最亮的光斑。由此可得出该凸透镜的焦距为由此可得出该凸透镜的焦距为_cm_cm。(2)(2)如乙图所示如乙图所示, ,把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上座上, ,点燃蜡烛点燃蜡烛, ,将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到同一高度。当蜡烛距凸透镜的距离为同一高度。当蜡烛距凸透镜的距离为35 cm35 cm时时, ,移动光移动光屏屏, ,可在光屏上得到一个清晰倒立、可在光屏上得到一个清晰倒立、_(_(选填选填“放大放大”或或“缩小缩小”) )的实像。若对换蜡烛和光屏的位的实像。若对换蜡烛和光屏的位置置, ,光屏上仍能得到

24、一个清晰的像光屏上仍能得到一个清晰的像, ,据此原理据此原理, ,人们制成人们制成的光学仪器是的光学仪器是_。(3)(3)如乙图所示如乙图所示, ,把凸透镜换成焦距为把凸透镜换成焦距为30 cm30 cm的的, ,保持蜡保持蜡烛和凸透镜的位置不变烛和凸透镜的位置不变, ,移动光屏移动光屏, ,在光屏上在光屏上_(_(选选填填“能能”或或“不能不能”) )得到一个清晰的像得到一个清晰的像, ,原因是原因是_。【解析【解析】(1)(1)凸透镜对光线有会聚作用凸透镜对光线有会聚作用, ,能够将平行于能够将平行于主光轴的光线会聚在焦点上主光轴的光线会聚在焦点上, ,我们经常用这种方法来我们经常用这种方

25、法来测测量凸透镜的焦距量凸透镜的焦距, ,如图甲所示如图甲所示, ,该凸透镜的焦距为该凸透镜的焦距为10 cm10 cm。(2)(2)乙图中乙图中, ,当当u=35 cmu=35 cm时时, ,处于该凸透镜的二倍焦距以外处于该凸透镜的二倍焦距以外, ,此时蜡烛成的像是倒立、缩小的实像此时蜡烛成的像是倒立、缩小的实像, ,像在一倍焦距和二像在一倍焦距和二倍焦距之间倍焦距之间; ;当对换蜡烛和光屏的位置时当对换蜡烛和光屏的位置时, ,蜡烛到凸透镜蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间的距离在一倍焦距和二倍焦距之间, ,成倒立放大的实像成倒立放大的实像, ,此时的应用为投影仪。此时的应用为投影仪。(3)(3)当换用焦距为当换用焦距为30 cm30 cm的凸透的凸透镜时镜时, ,乙图中蜡烛的位置处于该凸