搜索
第3课时透镜及其应用考点知识聚焦1.透镜的分类及对光的作用(1)透镜分凸透镜和凹透镜两类。中间边缘的透镜叫凸透镜;中间边缘的透镜叫凹透镜。(2)凸透镜对光线有作用,光线通过凸透镜折射后,折射光线传播方向比原入射光线的传播方向更偏向;凹透镜对光线有作用,光线通过凹透镜折射后,折射光线传播方向比原入射光线的传播方向更偏离。考点一透镜种类厚会聚厚薄薄发散主光轴主光轴考点知识聚焦2.透镜的主光轴、光心、焦点和焦距(1)主光轴:通过透镜两个折射球面的球心的直线,叫透镜的主光轴。(2)光心O:光线通过主光轴上某一特殊点,而不改变方向,这个点叫透镜的光心。(3)焦点F:与主光轴平行的光线经透镜折射后或反向延长相交在主光轴上的一点,叫焦点。每个透镜都有两个焦点,凸透镜的是实焦点,凹透镜的是虚焦点。(4)焦距f:焦点到透镜光心的距离叫焦距。凸透镜的焦距越短,对光的会聚作用越。考点一光的直线传播会聚强考点知识聚焦3.三条特殊光线考点一光的直线传播焦点项目内容种类入射光线光路图折射光线凸透镜平行于主光轴会聚于经过焦点的或从焦点发出的光于主光轴经过光心传播方向平行不变考点知识聚焦3.三条特殊光线考点一光的直线传播项目内容种类入射光线光路图折射光线凹透镜平行于主光轴反向延长线经过入射一侧的虚焦点欲经过凹透镜对侧虚焦点于主光轴经过光心传播方向平行不变考点知识聚焦考点一光的直线传播【注意】①实际光线画实线,光线的反向延长线画虚线;②光线要带箭头,光线与光线之间要连接好,不要断开。物的位置像的位置像的性质u=∞(平行光)v=f像与物异侧光会聚于一点u2f2fvf倒立实像u=2fv=2f2fufv2fu=fv=∞不成像ufvu同侧正立虚像考点知识聚焦考点二凸透镜成像规律缩小【规律总结】实像倒,位异侧;虚像正,位同侧;一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;物近像远像变大,焦点以内反变化。等大放大放大考点知识聚焦生活中眼睛和眼镜、照相机、投影仪、放大镜、显微镜以及望远镜都是利用透镜来工作的。1.眼睛和眼镜(1)眼睛中的晶状体和角膜相当于一个焦距可变的透镜,使远近不同的物体经过晶状体在上成像,形成的是物体倒立、缩小的实像,形成视觉。(2)远视眼的特点是只能看清楚远处物体,看不清近处物体,原因是晶状体太薄,折光能力变,因此来自近处某点的光会会聚在视网膜方,需要戴透镜进行矫正。(3)近视眼的特点是只能看清楚近处物体,看不清远处物体,原因是晶状体太厚,折光能力变,因此来自远处某点的光会会聚在视网膜方,需要戴透镜进行矫正。[小结]近前远后,近凹远凸。考点三透镜的应用视网膜凸弱后凸强前凹考点知识聚焦2.照相机、投影仪、放大镜(1)照相机的构造:由镜头、调焦环、快门、胶片、取景窗组成。(2)工作原理:利用了凸透镜成、的实像的原理,其相当于凸透镜,相当于光屏。(3)投影仪利用了凸透镜能成、的实像的原理,其中投影片是物体,像成在银幕上,平面镜的作用是改变光的传播路径。(4)放大镜实质上是一个透镜,它能成、的虚像。考点三透镜的应用正立缩小放大倒立镜头胶片倒立放大凸考点知识聚焦3.显微镜和望远镜(1)显微镜是由两组透镜组合而成的,能看清非常小的物体。显微镜的物镜相当于,能把被观察的物体放大;目镜相当于,把物镜所成的实像再次放大。(2)望远镜由物镜和目镜组成的,是观察远方的物体时所用的一种光学仪器。望远镜的物镜相当于,被观察的物体经物镜成倒立、缩小的实像;目镜相当于,把物镜所成的实像放大。[点拨](1)视角:从物体两端向眼的光心所引的两条直线的夹角。视角的大小取决于物体的大小和物体到眼睛距离的远近。(2)照相机和投影仪的区别,使用照相机时景物成像在胶片上,胶片相当于光屏;使用投影仪时投影片的图案成像在银幕上,投影片相当于物体。考点三透镜的应用投影仪凸放大镜照相机放大镜例1林红同学拿一个透镜正对着太阳光,用白纸作光屏在透镜的另一侧观察太阳光通过透镜后出现的现象,如图3-1所示。移动白纸使光斑最小、最亮,此时光斑离透镜10cm,则此透镜()A.是凸透镜,焦距为5cmB.是凸透镜,焦距为10cmC.是凹透镜,焦距为5cmD.是凹透镜,焦距为10cm图3-1热点考向探究探究一凸透镜与凹透镜B[解析]太阳光通过透镜后,在白纸上出现最小、最亮的光斑,说明该透镜对光有会聚作用,是凸透镜。把凸透镜正对着太阳光,在透镜的另一侧的白纸上找到光斑最小、最亮时,这个光斑位置就是焦点位置,透镜到焦点的距离就是焦距,即该凸透镜的焦距是10cm。热点考向探究【变式1】(1)如图3-2甲所示,已知凸透镜的一条折射光线和一条入射光线,请你对应画出它们的入射光线和折射光线。(2)画出图乙中光线ab和Oc通过透镜前后的完整光路。图3-2热点考向探究[答案](1)如图所示(2)如图所示热点考向探究【变式2】如图3-3所示,两束光相交于主光轴MN上的b点,在虚线区域内放甲透镜后,这两束光相交于主光轴上的c点;在虚线区域内换放乙透镜后,这两束光相交于主光轴上的a点,则甲透镜是(选填“凸”或“凹”)透镜;a点是(选填“是”或“不是”)乙透镜的焦点。图3-3[解析]由题图可知,若光沿直线传播会相交于b点,经过甲透镜后会相交于c点,说明甲透镜对光线有发散作用,是凹透镜;经过乙透镜后会相交于a点,说明乙透镜对光线有会聚作用,是凸透镜。对于凸透镜,平行于主光轴的光入射经过凸透镜后会会聚在焦点上,而图中入射光不是平行于主光轴的光,所以a点不是乙透镜的焦点。凹不是例2林红做“探究凸透镜成像的规律”实验时,所用凸透镜的焦距为f,保持凸透镜位置不变,如图3-4所示,先后使蜡烛位于a、b、c、d四点,并分别调整光屏的位置,则蜡烛位于a点时,屏上出现的实像最(选填“大”或“小”),蜡烛位于(选填“a”“b”“c”或“d”)点时,成正立、放大的虚像。图3-4热点考向探究探究二凸透镜成像的规律d小[解析]烛焰在a点时,成倒立、缩小的实像;在b、c点时,成倒立、放大的实像;所以蜡烛在a点时所成实像最小。蜡烛在d点时,成正立、放大的虚像。热点考向探究【变式1】[2017·盐城]在探究凸透镜成像规律时,应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的上。当蜡烛距凸透镜30.0cm时,在光屏上成一个等大的实像,则凸透镜的焦距是cm;将蜡烛远离透镜移动到适当位置,要在光屏上成清晰的像,就将光屏向(选填“远离”或“靠近”)透镜方向移动。15.0主光轴[解析]为使像能成在光屏的中央,应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的主光轴上。蜡烛距凸透镜30.0cm时,在光屏上成一个等大的实像,则像距等于物距等于二倍焦距,即u=2f=30.0cm,得f=15.0cm。蜡烛远离透镜移动到适当位置,物距变大,则像距要减小,需将光屏向靠近透镜方向移动。靠近热点考向探究【变式2】林红通过做“凸透镜成像规律”的实验,记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图像,如图3-5所示,该凸透镜的焦距是cm。把物体从距凸透镜10cm处移动到30cm处的过程中,像的大小将(选填“变大”“变小”或“不变”)。若将凸透镜对着远处的窗户,调节光屏使光屏上出现了窗外景物清晰的像,此时透镜到光屏的距离约为cm。图3-510变小10热点考向探究【变式3】[2017·泰州]某凸透镜焦距为15cm,若将一物体放在此透镜前25cm处,则可在透镜的另一侧得到一个()A.倒立、放大的实像B.倒立、缩小的实像C.正立、放大的虚像D.正立、缩小的虚像A例3在森林中旅游时,严禁随意丢弃饮料瓶,因为下雨后瓶内灌了水,圆形透明饮料瓶装水后相当于一个(选填“凸”或“凹”)透镜,它对太阳光具有作用,烈日出来后,可能引起森林火灾。图3-6热点考向探究探究三生活中的凸透镜凸会聚例4如图3-7所示是林红用镜头焦距为5cm的照相机拍摄的晶莹剔透的露珠,镜头到露珠的距离至少要大于cm。当照相机的镜头正对露珠从50cm处向20cm处移动的过程中,则像的大小将逐渐。图3-7热点考向探究探究三生活中的凸透镜10变大[解析]因为照相机的镜头是凸透镜,因此照相机的镜头对光有会聚作用。照相机成倒立、缩小的实像,物距应大于二倍焦距,即镜头到露珠的距离至少要大于10cm;照相机的镜头正对露珠从50cm处向20cm处移动的过程中,物距变小、像距变大、像变大。热点考向探究【变式1】[2016·江西]如图3-8所示是王爷爷小孙女的照片,王爷爷用放大镜贴近照片所看到的像是图3-9中的()图3-8图3-9B热点考向探究【变式2】(多选)[2015·江西]如图3-10所示的凸透镜的应用实例中,所成像的性质完全相同的是()图3-10BD[解析]投影仪的镜头使物体成倒立、放大的实像;照相机使物体成倒立、缩小的实像;用放大镜观察物体时,物体在凸透镜的一倍焦距以内,成的是正立、放大的虚像;监控摄像头的镜头相当于一个凸透镜,成的是倒立、缩小的实像。例4[2017·江西]人的眼睛就像是一架精密的照相机,如图3-11所示是描述人眼看物体的成像图,其中看远处景物的是图,景物在视网膜上成的是(选填“实”或“虚”)像。图3-11热点考向探究探究四眼睛及视力矫正甲[解析]人的眼睛像一架神奇的照相机,晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏,外界物体在视网膜上成倒立、缩小的实像。人看远处的物体时,晶状体会变薄,远处的物体发出或反射的光线相当于平行光线,经过人的眼睛后,像成在视网膜上。实热点考向探究【变式1】在如图3-12所示的四幅图中,分别表示近视眼成像情况和矫正做法的是()A.②①B.②④C.③①D.③④图3-12C[解析]近视眼看远处的物体时,像成在视网膜的前面,所以题图③是近视眼的成像情况。近视眼需戴凹透镜矫正,所以图①是近视眼的矫正做法。热点考向探究【变式2】[2017·烟台]拿一副远视眼镜放在凸透镜前,如图3-13所示,光屏上出现烛焰清晰的像,移走远视眼镜,烛焰的像变得模糊,为了能在光屏上重新得到清晰的像,下列操作可行的是()A.将蜡烛靠近凸透镜B.将光屏靠近凸透镜C.将光屏远离凸透镜D.将光屏和蜡烛同时靠近凸透镜图3-13C[解析]远视眼镜是凸透镜,凸透镜对光有会聚作用,给凸透镜再戴上远视眼镜,光经过远视眼镜、凸透镜的会聚后,光屏上出现烛焰清晰的像,拿走远视眼镜烛焰清晰的像就成在光屏更后的位置上,光屏上的像变模糊,可以用增大光屏与凸透镜的距离或增大蜡烛与凸透镜的距离的方法使得光屏上再次呈现一个清晰的像。热点考向探究【考点归纳】(1)了解凸透镜的焦距,知道测量焦距的方法:①平行光聚焦法;②利用成等大的实像时u=v=2f间接测焦距。(2)实验前首先调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度,目的是使像呈在光屏的中央。(3)实验时光屏上找不到像的原因可能是:①蜡烛在焦点上或在一倍焦距内;②烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度;③蜡烛在焦点之外,距离焦点太近,像距太大。(4)凸透镜成像规律及应用。(5)成虚像时,人眼看像的位置:光屏一侧,通过透镜观察虚像。(6)根据实验要求会调节物体、凸透镜及光屏的位置:当光屏上得到一倒立、缩小的实像,保持凸透镜的位置不变,要使光屏上的像变大,应将蜡烛靠近透镜同时光屏远离透镜。实验突破突破探究凸透镜成像的规律热点考向探究(7)实验过程中蜡烛因燃烧变短,光屏上的像将向上移动,应将凸透镜向下调或将光屏向上调,使像呈在光屏的中央。(8)用纸板遮住透镜的一部分:光屏上的像只会暗些,但还是一个完整的像。(9)光屏上成清晰的像时,对调物体与光屏的位置,光屏上还能成清晰的像,说明光路可逆。(10)在蜡烛和凸透镜之间加近(或远)视眼镜(凸透镜和蜡烛位置不变):①加远视眼镜:将光屏向靠近凸透镜方向移动;②加近视眼镜:将光屏向远离凸透镜方向移动。(11)蜡烛不动,换焦距较小的透镜,则需要把光屏靠近透镜才能使像清晰。(12)用光源替代蜡烛的好处:光屏上的图像稳定、清晰、亮度大。热点考向探究例在“探究凸透镜成像规律”的实验中,凸透镜的焦距为10cm。(1)实验前,调节蜡烛、凸透镜、光屏的中心在,目的是使烛焰的像成在光屏的中央。(2)如图3-14所示,若蜡