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第3课时多彩的光第2讲透镜及其应用教材梳理夯实基础重难探究逐个击破考点一凸透镜和凹透镜对光线的作用类型凸透镜凹透镜特点中间厚、边缘薄中间薄、边缘厚对光线的作用作用作用应用照相机、投影仪、放大镜、老花镜等近视镜区别方法通过透镜看书上的字,字能变大的是凸透镜,反之是凹透镜会聚发散教材梳理夯实基础重难探究逐个击破[点拨]凸透镜对光线的会聚作用是指从透镜射出的光线相对于入射光线而言加大了会聚程度,但光线经过透镜后并不一定会会聚到一点上,只不过是比原来的传播方向更靠近主光轴。三条特殊光线(完成光路图)教材梳理夯实基础重难探究逐个击破考点二凸透镜成像的规律物距u像距v像的特点应用u2f(vu)u=2fv=2f(v=u)测焦距fu2f(vu)投影仪、幻灯机u=f平行光、不成像获得平行光、测凸透镜焦距、探照灯uf物、像同侧(vu)fv2f倒立、缩小的实像照相机倒立、等大的实像v2f倒立、放大的实像正立、放大的虚像放大镜教材梳理夯实基础重难探究逐个击破物距u像距v像的特点应用巧记规律一焦分虚实,二焦分大小;实像异侧倒,物远像变小;虚像同侧正,物远像变大;像的大小像距定,像儿跟着物体跑（续表）教材梳理夯实基础重难探究逐个击破考点三生活中的透镜项目照相机投影仪放大镜物距成像调节方法物近像远像变大物远像远像变大靠近景物,前伸镜头,成像变大下调镜头,远离屏幕,成像变大远离物体,成像变大[点拨]照相机、投影仪的镜头相当于凸透镜;投影仪中平面镜的作用是改变光的传播方向,使实像投在屏幕上,并且投影片要倒插。u2ffu2fuf倒立、缩小的实像倒立、放大的实像正立、放大的虚像教材梳理夯实基础重难探究逐个击破考点四眼睛和眼镜项目正常眼近视眼远视眼外形焦距通过调节晶状体厚薄自动调节焦距比正常眼的焦距(选填“长”或“短”)比正常眼的焦距(选填“长”或“短”)短长教材梳理夯实基础重难探究逐个击破项目正常眼近视眼远视眼对光线的作用近处、远处物体的像均成在视网膜上对光线折射本领大,远处物体的像成在视网膜对光线折射本领小,近处物体的像成在视网膜矫正方法配戴透镜配戴透镜前后凹凸（续表）教材梳理夯实基础重难探究逐个击破例1[2019·泉州石狮一模]清晨,我们常常会看到树枝和树叶上有一些水珠,如图3-11所示。甲图中看到水珠后面远处景物是倒立的,乙图中透过树叶上的水珠观察到树叶清晰的叶脉,则水珠相当于一个镜,通过图中的水珠看到的是物体的实像。图3-11探究一凸透镜和凹透镜凸透甲例2通过一个透镜观察印有字母的纸的情形如图3-12甲所示。由图可知该透镜属于透镜,此透镜对光线起(选填“会聚”或“发散”)作用。图(选填“乙”或“丙”)的视力缺陷可通过配戴该透镜进行矫正。图3-12教材梳理夯实基础重难探究逐个击破凹发散丙例3[2019·济宁]关于平面镜、凸透镜、凹透镜、三棱镜四种光学元件的作用：①都能改变光的传播方向;②只有平面镜能成虚像;③凸透镜既能成实像也能成虚像;④只有凹透镜能矫正视力;⑤利用三棱镜能探究光的色散。下列选项中,完全正确的是()A.①②③B.①④⑤C.③④⑤D.①③⑤教材梳理夯实基础重难探究逐个击破教材梳理夯实基础重难探究逐个击破[答案]D[解析]平面镜反射光线,凸透镜、凹透镜、三棱镜折射光线,都可以改变光的传播方向,故①正确;平面镜、凹透镜、凸透镜都能成虚像,故②错误;凸透镜既能成放大、缩小、等大的实像也能成放大的虚像,故③正确;凸透镜可以矫正远视眼,凹透镜可以矫正近视眼,故④错误;利用三棱镜能探究光的色散现象,故⑤正确。综上分析可知,正确的是①③⑤。故选D。探究二凸透镜成像规律例4如图3-13所示是一朵菊花的花顶S反射出的三条特殊光线SA、SB和SC。其中,SA平行于主光轴,SB经过光心,SC经过左焦点,请画出这三条光线通过凸透镜折射后的出射光线。图3-13教材梳理夯实基础重难探究逐个击破如图所示例5[2019·天津改编]小明在探究凸透镜成像规律时,做了如下实验：①用平行光正对凸透镜照射,移动光屏得到一个最小、最亮的光斑,如图3-14甲所示;②保持该透镜位置不变,将点燃的蜡烛放在图乙所示的位置,移动光屏得到烛焰清晰的像(图中未画出)。则下列说法错误的是()图3-14A.实验②中,烛焰在光屏上成放大的像B.实验②中,像到透镜的距离一定大于15cmC.若增大蜡烛与透镜的距离,所成的像会变大D.若使该透镜成虚像,蜡烛与透镜的距离应小于10cm教材梳理夯实基础重难探究逐个击破教材梳理夯实基础重难探究逐个击破[答案]C[解析]由实验①的图甲可知,该凸透镜的焦距为f=10cm,在实验②中,物距为u=15cm,所以fu2f,根据凸透镜的成像规律,此时在光屏上成的是倒立、放大的实像,故A正确。此时像距v2f=20cm,故像距一定大于15cm,故B正确。增大物距,那么成的像会变小,故C错误。如果该凸透镜成的是虚像,则物距uf=10cm,故D正确。探究三透镜的应用例6[2019·滨州]在做“探究凸透镜成像的规律”实验时,某小组测量出物距和像距的数据,并绘制成如图3-15所示的图像,根据图像可知()图3-15A.该凸透镜的焦距f=20cmB.当物距u=30cm时,成倒立、缩小的实像,照相机利用了这条规律C.当物距u=8cm时,成倒立、放大的实像,幻灯机利用了这条规律D.把物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动过程中,所成的像会逐渐变小教材梳理夯实基础重难探究逐个击破教材梳理夯实基础重难探究逐个击破[答案]B[解析]根据凸透镜的成像规律可知：当物距等于像距等于2倍焦距时,成倒立、等大的实像,由图像可知：当物距u=20cm时,像距v=20cm,所以凸透镜的焦距为f=10cm,故A错误;当物距u=30cm时,物距大于2倍焦距,凸透镜成倒立、缩小的实像,照相机利用了这条规律,故B正确;当物距u=8cm时,物距小于焦距,凸透镜成正立、放大的虚像,放大镜是利用该原理来工作的,故C错误;物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动时,物距变小,当凸透镜成实像时,物距越小,像距越大,像越大,故D错误。例7教室用的投影仪,若透镜上停留有一只飞蛾,则下列说法中正确的是()A.屏幕上将有一只飞蛾的像B.屏幕上的像将变得暗些C.屏幕上的像将会变得模糊D.屏幕上的像不会受任何影响教材梳理夯实基础重难探究逐个击破B教材梳理夯实基础重难探究逐个击破例8在如图3-16所示的四幅图中,分别表示近视眼成像情况和矫正方法的是()图3-16A.②①B.②④C.③①D.③④教材梳理夯实基础重难探究逐个击破[答案]C[解析]近视眼看远处的物体时,像成在视网膜的前面,所以③是近视眼的成像情况。近视眼需戴凹透镜矫正,所以①是近视眼的矫正方法。远视眼看近处的物体时,像成在视网膜的后面,所以②是远视眼的成像情况。远视眼需戴凸透镜矫正,所以④是远视眼的矫正方法。教材梳理夯实基础重难探究逐个击破例9图3-17所示的人脸识别门禁一体机是通过摄像机镜头来捕捉人脸信息的。该摄像机镜头相当于透镜,它的成像与(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)相似,所成的是(选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像;已知镜头焦距为f,人脸到镜头的距离应大于。要使屏幕上的像大些,人应离镜头(选填“远”或“近”)些。图3-17凸照相机缩小2f近教材梳理夯实基础重难探究逐个击破[解析]摄像机的工作原理与照相机相同,其镜头相当于凸透镜,成的是倒立、缩小的实像;镜头到人脸的距离应该大于2倍焦距,要想使像变大,需要减小物距,即人离镜头近些。实验突破素养提升【实验设计】1.实验器材：蜡烛、凸透镜、光屏、光具座、火柴。2.实验前的调节：烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度。目的是：使像成在光屏的中央。【实验现象】3.蜡烛燃烧逐渐变短时,像在光屏上的位置越来越高,调节像在光屏中央的方法：a.使光屏上移;b.使蜡烛上移;c.使凸透镜下移。4.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。5.实验时光屏上找不到像的原因可能是：a.蜡烛在焦点上或在1倍焦距内;b.烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度;c.光具座不够长。突破探究凸透镜成像的规律【交流与反思】6.光屏上成清晰的像时,对调物体与光屏的位置,光屏上还能成像,说明光路是可逆的。7.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)：a.加远视眼镜：凸透镜对光有会聚作用,成像靠前,将光屏向靠近凸透镜方向移动;b.加近视眼镜：凹透镜对光有发散作用,成像靠后,将光屏向远离凸透镜方向移动。8.用F形LED灯代替蜡烛的好处：光屏上的图像稳定、清晰、亮度大。9.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。实验突破素养提升例小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,凸透镜的位置固定不动,在图3-18所示的位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像。(1)由图可知,凸透镜焦距范围是。A.6.5cmf13cmB.13cmf20cmC.20cmf40cmD.f40cm(2)图示位置的成像原理与(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)的原理相同。实验突破素养提升图3-18A照相机(3)若将蜡烛向右移动一小段距离,则应将光屏向(选填“左”或“右”)移动适当距离,可再次在光屏上成清晰的像,此时像的大小比原来的像要些。(4)若将蜡烛向左移动一小段距离,此时光屏上的像变模糊,在蜡烛和透镜之间放置一个合适的(选填“凸透镜”或“凹透镜”),光屏上的像又变清晰,(选填“近视眼”或“远视眼”)的矫正原理与此相同。实验突破素养提升右大凹透镜近视眼实验突破素养提升(5)随着蜡烛的燃烧,可观察到光屏上的像(选填“向上”或“向下”)移动,此时应将透镜向(选填“上”或“下”)移动。(6)对调图中蜡烛与光屏的位置,光屏上会出现一个清晰的(选填“放大”“缩小”或“等大”)的像,同时说明光路是。(7)保持图中蜡烛和透镜的位置不变,将光屏向远离透镜的方向移动,要使光屏上再次呈现清晰的像,蜡烛应该向(选填“远离”或“靠近”)透镜的方向移动。(8)当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时,如果透镜上有一只小虫在爬动,则光屏上像的大小将(选填“变大”“变小”或“不变”),像的明暗将(选填“变亮”“变暗”或“不变”)。·实验拓展·向上下放大可逆的靠近不变变暗[解析](1)由题图可知,物距大于像距,此时成倒立、缩小的实像,因此物距大于2倍焦距,像距处于1倍焦距和2倍焦距之间。物距u=50cm-10cm=40cm,像距v=63cm-50cm=13cm。由以上分析得40cm2f,f13cm2f,解得6.5cmf13cm,所以选A。(2)由图知,此时物距大于像距,成倒立、缩小的实像,所以和照相机原理相同。(3)凸透镜成实像时,物近像远像变大,所以光屏应向右移动,像变大。(4)根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”可知,物距增大,像距变小,光屏位置不变时,像成在光屏前方,加凹透镜可使光线发散,使像后移,才能使光屏上的像变清晰;与近视眼的矫正原理相同。实验突破素养提升(6)对调蜡烛与光屏的位置后像距大于物距,所以像是放大的,在折射现象中光路是可逆的。(7)将光屏远离透镜,要使光屏上再次呈现清晰的像,像距变大,物距应变小,所以蜡烛应该向靠近透镜的方向移动。(8)当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时,小虫到透镜的距离小于1倍焦距,所以小虫不能在光屏上成像,光屏上像的大小不变,只是因为光线被小虫挡住一些,所以像会变暗。实验突破素养提升