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第5讲透镜及其应用2013~2015年初中学业水平考试试题统计与命题解读考点聚焦考纲要求云南省近三年考题统计命题角度年份/卷别/题号/分值题型透镜认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用2014曲靖,10,2分填空凸透镜对光线的作用凸透镜成像规律及应用探究凸透镜成像规律。了解凸透镜成像的应用2015云南,4,3分2015昆明,13,2分2015曲靖,17,2分2014曲靖,3,3分2014昆明,21,8分2013云南,21,7分选择实验凸透镜成像规律、凸透镜成像规律的应用考点1考点2考点3考点4考点1透镜1.认识凸透镜和凹透镜:凸透镜凹透镜外形特征中间厚、边缘薄中间薄、边缘厚对光的作用会聚发散相关概念三条特殊光线考点1考点2考点3考点42.粗略测量凸透镜焦距的方法:使凸透镜正对太阳光(太阳光是平行光,使太阳光平行于凸透镜的主光轴),下面放一张白纸,调节凸透镜到白纸的距离,直到白纸上光斑最小、最亮为止,然后用刻度尺量出凸透镜到白纸上光斑中心的距离就是凸透镜的焦距。【提示】每个凸透镜的焦距是一定的,凸透镜表面的凸起程度(厚度)决定了其焦距的长短。凸透镜表面越凸(厚),焦距越短,折光能力越强。考点1考点2考点3考点4考点2凸透镜成像规律及其应用1.凸透镜成像规律及其应用物距u像的性质像距v应用正倒大小虚实u2f倒缩小实2fvf照相机u=2f倒等大实v=2f2fuf倒放大实v2f投影仪u=f不成像uf正放大虚vu放大镜考点1考点2考点3考点42.理解(1)焦点分界:二倍焦距处是成放大的实像与缩小的实像的分界点;一倍焦距处是成实像与虚像的分界点。可以概括为“二倍焦距分大小,一倍焦距分虚实”。(2)动态特性:同一凸透镜成实像时,物体离焦点越近,像越远,像越大;物体离焦点越远,像越近,像越小;可以概括为“物近像远像变大,物远像近像变小”。3.探究凸透镜成像规律的实验(1)实验过程中,应在光具座上依次放上蜡烛、凸透镜和光屏,并进行相应调节,使烛焰、凸透镜、光屏三者中心处于同一高度上,这样是为了使凸透镜成的像处于光屏中心。(2)实验中用烛焰作为成像物体,是因为烛焰是光源,可在光屏上成明亮的像。(3)实验应在较暗(选填“亮”或“暗”)的环境中进行,这样便于观察烛焰的像。【提示】当物体距凸透镜无限远时,可以认为从物体来的光是平行光,物体成的像在焦点处。利用太阳光粗略测量凸透镜的焦距运用的就是这个原理。考点1考点2考点3考点4考点3眼睛和眼镜1.眼睛与照相机眼睛照相机成像元件晶状体、角膜、视网膜凸透镜、光屏看远近不同物体的调节调节晶状体的厚薄程度(调节焦距)调节像距考点1考点2考点3考点42.近视眼和远视眼特点成因矫正近视眼能看清近处物体,看不清远处物体晶状体太厚,折光能力太强,或眼球在前后方向上太长,成像于视网膜前佩戴用凹透镜做成的近视眼镜远视眼能看清远处物体,看不清近处物体晶状体太薄,折光能力太弱,或眼球在前后方向上太短,成像于视网膜后佩戴用凸透镜做成的远视眼镜(老花眼镜)考点1考点2考点3考点4【提示】(1)正常眼的远点在无限远处,近点在10cm处,明视距离为25cm。(2)透镜焦距的倒数叫作透镜焦度,用Φ表示,Φ=(3)眼镜的度数等于透镜焦度Φ乘以100。1𝑓。考点1考点2考点3考点4考点4显微镜和望远镜1.显微镜的结构与作用2.望远镜的结构与作用3.视角(1)定义:由物体两端射出的两条光线在眼球内交叉而成的角叫视角。(2)影响因素:视角与物体本身的大小及物体和人眼之间的距离有关。物体→物镜目镜眼睛物体→物镜目镜眼睛考法1考法2考法1透镜作图主要是凸透镜的会聚作用、凹透镜的发散作用的光学作图,着重考查凸透镜的三条特殊光线。例1(2015四川德阳)如图所示,已知一条入射光线过凸透镜的光心O,一条经过凸透镜折射后的光线与主光轴平行,请分别画出它们对应的出射光线和入射光线。考法1考法2解析:对于凸透镜,折射光线平行于主光轴,则入射光线过焦点;过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。答案:如图所示考法1考法2方法点拨本题的难点在于不会确定凸透镜的位置,入射光线SA不是特殊光线,在作折射光线时有一定难度。有关凸透镜的作图,虽然类型有所不同,但实质是一样的,解决问题的关键在于明确几条特殊光线通过透镜后的情况:①通过光心的光线经透镜后传播方向不变;②平行于主光轴的光线经凸透镜后过焦点;③通过凸透镜焦点入射的光线经透镜后与主光轴平行。凹透镜三条特殊光线的作图:①延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜后将平行于主光轴;②平行于主光轴的光线经凹透镜后,其折射光线的反向延长线过焦点;③过光心的光线经凹透镜后,方向不变。考法1考法2考法2远、近视眼成因及矫正两种类型眼病的成因及矫正方法是命题落脚点,由于中学生近视患者较多,近视眼的成因及矫正是命题热点。例2如图是(选填“近视眼”或“远视眼”)看物体时的情形,矫正时应该戴(选填“凸透镜”或“凹透镜”)制成的眼镜。解析:据题图可知,此时像成在视网膜的前方,所以是近视眼的成因;由于凹透镜对光线有发散的作用,所以应佩戴发散透镜,使光线推迟会聚,使得像成在视网膜上。答案:近视眼凹透镜方法点拨了解近视眼和远视眼的成因,掌握两种透镜对光的作用,是解决这类考题的基础。探究凸透镜成像规律1.实验器材凸透镜、光具座、蜡烛、火柴2.实验过程(1)将蜡烛、凸透镜、光屏从左往右依次放置在光具座上,并将烛焰、凸透镜和光屏的中心调在同一高度。(2)根据凸透镜的焦距调整蜡烛到凸透镜的距离分别为二倍焦距外、一倍焦距至二倍焦距内的两个不同的区域,并移动光屏找到清晰的像;调整蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距内,从左边透过凸透镜观察烛焰的像,并得出像的大小、正倒立等性质。3.凸透镜成像规律物距(u)成像大小像的虚实像物位置像距(v)应用理解u2f缩小实像透镜两侧fv2f照相机u=2f等大实像透镜两侧v=2f测焦距放大缩小分界点fu2f放大实像透镜两侧v2f幻灯机u=f不成像虚、实像分界点uf放大虚像透镜同侧vu放大镜ufu增大,像变小,v也减小;u减小,像变大,v也增大例题在利用光具座“探究凸透镜成像规律”的实验中:(1)如图甲所示,一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图可知,该凸透镜的焦距是cm。(2)调整后,把烛焰放在距凸透镜16cm处时(如图乙),在凸透镜另一侧前后移动光屏,会在光屏上得到一个倒立、的实像;(填光学仪器名称)就是利用这一成像规律工作的。如将蜡烛远离透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向(选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动。(3)小明实验后对“凸透镜的焦距可能与哪些因素有关”产生了浓厚的兴趣。①小明回忆了物理课上曾经做过的光的实验,猜想凸透镜的焦距可能与色光的颜色有关,其中(选填“红”或“紫”)光通过同一凸透镜的焦距大。②小明又根据人眼看远近物体时眼球的厚度(中间比边缘厚的程度)不同,猜想凸透镜的焦距可能与凸透镜的厚度有关。于是他用同一束平行于主光轴的光分别经过材料相同但厚度不同的凸透镜A、B、C,并得到如图所示的光路图。根据此实验现象,对光线会聚能力最强的是透镜(选填“A”“B”或“C”)。③小明猜想凸透镜的焦距还可能与制作凸透镜的材料有关,请你帮小明设计一个实验方案验证该猜想,在下面写出实验的简要做法及如何判断。简要做法:。如何判断:。解析:(1)平行光线经过凸透镜后会聚于一点,这一点就是焦点。焦点到光心的距离是焦距,根据图示中光屏在刻度尺上的位置,可以读出该凸透镜的焦距是11.0cm。(2)把烛焰放在距凸透镜16cm处时,即2fuf时,由凸透镜成像规律可知,成倒立放大的实像,幻灯机或投影仪就是利用此原理制成的。蜡烛向远离透镜的方向移动,物距增大,则应减小像距,使光屏靠近凸透镜。(3)①根据光的色散实验现象可以得出,红光被偏折的程度小,紫光被偏折的程度大,当红光和紫光分别平行射向相同的凸透镜时,红光的会聚点,也就是红光的焦点距离透镜远,而紫光的焦点离透镜近,所以红光的焦距大。②凸透镜对光线有会聚作用,当凸透镜越厚时,折光能力越强,焦距也就相对越短,C是最厚的,所以C对光线会聚能力最强。③用太阳光聚焦法分别测量三只外观相同,分别由玻璃、水晶、塑料制成的凸透镜的焦距,进行比较。三种材料制成的老花镜的焦距不相同,说明凸透镜的焦距与制作凸透镜的材料有关。答案:(1)11.0(2)放大幻灯机靠近(3)①色散红②C③用太阳光聚焦法分别测量三只外观相同,分别由玻璃、水晶、塑料制成的凸透镜的焦距,进行比较三种材料制成的老花镜的焦距不相同,说明凸透镜的焦距与制作凸透镜的材料有关方法点拨在光屏上得到一个实像后,若将透镜的一部分遮住,光线仍能从没遮住的部分通过透镜,仍能得到实像,只不过是光线有一部分被遮住,所成的像要暗一些;当凸透镜成实像时,在不移动蜡烛和光屏,当移动凸透镜会找到另一位置光屏上也能成清楚的像:若原来成的是放大的实像,则现在是缩小的实像;若原来成的是缩小的实像,则现在是放大的实像;随着实验的进行,像在光屏上的位置越来越高,如何调整:像的位置在光屏中变高时,有三种调整方法:(1)将光屏向上移动;(2)将蜡烛