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1、第四章透镜及其应用 一、知识网络 二、复习要点 1中央_、边缘_的透镜是凸透镜,它对光线有_作用,凸透镜又叫做_透镜;中央_、边缘_的透镜是凹透镜,它对光线有_作用,凹透镜又叫做_透镜。2辨别凸透镜和凹透镜的方法有:“摸”:通过比较透镜_加以辨别;“看”:通过靠近物体观察透镜的成像是否_加以辨别;“照”:通过透镜对平行光线是否_加以辨别。3(1)主光轴:通过透镜球面的球心的直线;(2)光心是透镜主光轴上有个特殊的点,经过它的光线传播方向_;(3)焦点:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,会聚在_上一点 F,称为焦点。(左右各有一个)(2)焦距:从_到_的距离,用 f 表示。(凹透镜的焦点是折射光
2、线反向延长线的交点,因此是_焦点)4用实验方法估测凸透镜(远视眼镜)的焦距:将凸透镜(远视眼镜)_太阳光,再把一张纸放在它的_,来回_,直到纸上的光斑变得_、_,测量这个光斑到远视眼镜的距离,记录下来,即为焦距。5在“探究凸透镜成像规律”的实验中,从左到右依次放置_、_和_,首先要使它们在_上,其次调整它们的高度,使它们的_大致在_,这样做的目的是_。6实像:能在_上呈现的像,它是由_会聚而形成的。虚像:_在光屏上呈现的像,它_由实际光线会聚而形成的,是由_或_反向延长线会交而形成的。7记忆、理解凸透镜成像的规律并灵活应用:物距(u)像的情况 像距()应用 倒立或正立 放大或缩小 实像或虚像
3、u2f u=2f f u 2f u=f u f 概括:(1)一倍焦距内外分_(2)二倍焦距内外分_(3)实像一定是_立的,像物在透镜的_侧。虚像一定是_立的,像物在透镜的_侧。(4)在成实像时,物距减小,像距_。可以记忆为物近、像远、像变大。8照相机是利用凸透镜能成_、_、_的原理制成的,它的镜头相当于一个_;人的眼睛像一架神奇的_,晶状体相当于照相机的_,视网膜相当于_。幻灯机、投影仪、电影放映机是利用凸透镜能成_、_、_的原理制成的,胶片应_插。9眼睛有短暂的记忆力。在外界景物突然消失之后,视神经对它的映像还会延续 0.1 秒左右,眼睛的这种特征叫做视觉暂留,_利用了眼睛的这一特征。10常
4、见的视力缺陷有近视和远视,这都是由于眼睛的调节功能降低,不能使物体的像清晰地成在_上所引起的。近视眼看不清远处的景物,是因为经过调节晶状体的厚薄后,远处的物体的像落在视网膜的_,近视眼应戴_透镜矫正,其作用是使像相对于晶状体向_移,使像清晰地成在_上。远视眼看不清近处的景物,是因为经过调节晶状体的厚薄后,近处的物体的像落在视网膜的_,近视眼应戴_透镜矫正,其作用是使像相对于晶状体向_移,使像清晰地成在_上。11伽利略望远镜的目镜是 镜,开普勒望远镜的目镜是 镜,开普勒望远镜比伽利略望远镜视野更_,特别适宜观察行星和月球,通常叫做开普勒天文望远镜。显微镜和开普勒天文望远镜的目镜和物镜都是 镜,主
5、要区别是两透镜的 不同。12.显微镜的原理是:先用物镜(凸透镜)使被观察的物体成一个 像,再经目镜(凸透镜)使这个实像再成一个 像,经过两次放大作用,我们可以看见微小物体。13望远镜的原理是:物镜使远处的物体在焦点附近成一缩小的 像,再经目镜使这个 像再成一个 像。我们就能看清楚较远处的物体,望远镜还起到增大“视角”的作用。14.光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生_,这种现象叫做光的折射。的透镜是凹透镜它对光线有作用凹透镜又叫做透镜辨别凸透镜和凹透镜的方法有摸通过比较透镜加以辨别看通过靠近物体观察透镜的成像是否加以辨别照通过透镜对平行光线是否加以辨别主光轴通过透镜球面的球心的直线光
6、心是透左右各有一个焦距从到的距离用表示凹透镜的焦点是折射光线反向延长线的交点因此是焦点用实验方法估测凸透镜远视眼镜的焦距将凸透镜远视眼镜太阳光再把一张纸放在它的来回直到纸上的光斑变得测这个光斑到远视眼镜的距离它们的大致在这样做的目的是实像能在上呈现的像它是由会聚而形成的虚像在光屏上呈现的像它由实际光线会聚而形成的是由或反向延长线会交而形成的记忆理解凸透镜成像的规律并灵活应用像的情况像距应用倒立或正立放大或缩当光从空气斜射入玻璃或水时,折射光线_法线方向(偏向/偏离);当光从玻璃(或水)斜射入空气时,折射光线_法线方向;当光垂直射入玻璃(或水)中时,传播方向_。折射光线、入射光线和法线在 个平面
7、内,折射光线和入射光线在法线 侧。15.清晨,当人们看到太阳从地平线上冉冉升起的时候,太阳的实际位置还在地平线以_,傍晚,当人们看见太阳贴近地平线的时候,太阳的实际位置已经在地平线以_了,这种现象是由于地球周围大气层_使太阳光发生_所造成的。三、重点实验(1)凸透镜焦点的确定及焦距的测量。(2)凸透镜成像规律的探究(3)折射规律的探究 四、经典题解 例题 1:某实验小组在探究光的折射规律时,将光从空气分别射入水和玻璃,测得数据如下表:分析表格中的数据,你肯定能得出一些规律。请写出一条:例题 2:如图所示为光线在空气和玻璃中传播的情况,其中 2=3。那么,入射光线是_、反射光线是_、折射光线是_
8、、法线是_、入射角是_、反 射角是_、折射角是_。例题 3:(1)将甲图中的光线补充完整。(2)将乙图中的光线补充完整,并作图标出焦点的位置。(3)将丙图中的光线补充完整。例题 4:小宇在做“探究凸透镜成像规律”实验,其实验装置的示意图如图所示。a、b、c、d、e 是主光轴上的五个点,F点和 2F点分别是凸透镜的焦点和二倍焦距点。空气中的入射角 i 0 30 45 60 水中的折射角 r 0 22 32 40 玻璃中的折射角 B 0 17 24 30 的透镜是凹透镜它对光线有作用凹透镜又叫做透镜辨别凸透镜和凹透镜的方法有摸通过比较透镜加以辨别看通过靠近物体观察透镜的成像是否加以辨别照通过透镜对
9、平行光线是否加以辨别主光轴通过透镜球面的球心的直线光心是透左右各有一个焦距从到的距离用表示凹透镜的焦点是折射光线反向延长线的交点因此是焦点用实验方法估测凸透镜远视眼镜的焦距将凸透镜远视眼镜太阳光再把一张纸放在它的来回直到纸上的光斑变得测这个光斑到远视眼镜的距离它们的大致在这样做的目的是实像能在上呈现的像它是由会聚而形成的虚像在光屏上呈现的像它由实际光线会聚而形成的是由或反向延长线会交而形成的记忆理解凸透镜成像的规律并灵活应用像的情况像距应用倒立或正立放大或缩 把烛焰放在 点上,可以成正立、放大的虚像 把烛焰放在 点上,所成像离透镜最远;把烛焰放在 点上,所成的像最小 例题 5:小明同学利用光具
10、座、凸透镜(焦距为 10cm)、蜡烛、火柴、光屏,做“探究凸透镜成像规律”的实验(1)光具座上有 A、B、C三个滑块用于放置凸透镜、光屏或蜡烛,其中在 B上应放置:(2)实验中发现光屏上成像如上右图,你认为造成这种现象的原因是:(3)为使像成在光屏中央应该将蜡烛向 移动,或将凸透镜向 移动(选填“上”、“下”)例题 6:小宇做完实验后,又想用手表代替蜡烛,看在光屏上能成什么样的像。于是他在透明的玻璃板上用黑色笔画了个手表盘,如图 16(甲)所示。把这个玻璃板放在蜡烛的位置上,并用平行光源对着玻璃板上的表盘照射,如图 16(乙)所示。移动光屏直到成清晰像为止。此时表盘在光屏上所成的像是图 16(
11、丙)中的哪一个?例题 7:如图 3,甲、乙、丙、丁是镜头焦距不同的四架相机,它 们所用的底片规格是相同的。分别用它们在同一地点拍摄同一景物。我们可以判定,在图 4 中,照片 是用相机甲拍摄的,照片 是用乙拍摄的,照片 是用丙拍摄的,照片 是用丁拍摄的。的透镜是凹透镜它对光线有作用凹透镜又叫做透镜辨别凸透镜和凹透镜的方法有摸通过比较透镜加以辨别看通过靠近物体观察透镜的成像是否加以辨别照通过透镜对平行光线是否加以辨别主光轴通过透镜球面的球心的直线光心是透左右各有一个焦距从到的距离用表示凹透镜的焦点是折射光线反向延长线的交点因此是焦点用实验方法估测凸透镜远视眼镜的焦距将凸透镜远视眼镜太阳光再把一张纸
12、放在它的来回直到纸上的光斑变得测这个光斑到远视眼镜的距离它们的大致在这样做的目的是实像能在上呈现的像它是由会聚而形成的虚像在光屏上呈现的像它由实际光线会聚而形成的是由或反向延长线会交而形成的记忆理解凸透镜成像的规律并灵活应用像的情况像距应用倒立或正立放大或缩 A B C D 例题 8:在练习调节教学投影仪(参见上图)的实践活动中,小明通过调节,使屏幕上出现了清晰画面。这时,教室后排同学要求他将屏幕上的画面再调得大一些。为此,小明的下一步操作应当是:适当 (填“增大”或“减小”)投影仪与屏幕的距离,并将凸透镜适当向 (填“上”或“下”)移动.例题 9:如图所示,鱼缸中只有一条小鱼,而眼睛从 A点
13、可以观 察到两条,一条鱼的位置变浅,另一条鱼变大。前者是由于 形成的 (填“实或虚”)。后者是由于鱼缸相当于 此时成 五、能力训练 一、填空题 1 一束光线从空气斜射到某一透明物质的表面上同时发生了反射和折射现象,若入射光线与它们的分界面成 38 角,且反射光线与折射光线垂直,则反射角为 ,折射光线与法线之间的夹角是 。2 将一厚玻璃放在一枝铅笔上,斜着看上去铅笔似乎折成了三段,如图所示,这种“一笔三折”的现象是由于光的 造成的。3 清晨,草地或树木上的露珠下面的叶脉看起来比较大,这是露珠产生 镜功能的结果,形成了 像 4 人的眼睛是靠调节晶状体的平凸程度改变 而获得清晰的像,眼睛中的晶状体相
14、当于 ,眼球后部的视网膜相当于 。二、选择题 1、在放映幻灯片时,要使得银幕上的像更大一些,下列操作中正确的是 ()A、使幻灯机靠近银幕,并使幻灯片与镜头的距离变大 B、使幻灯机远离银幕,并使幻灯片与镜头的距离变大 C、使幻灯机靠近银幕,并使幻灯片与镜头的距离变小 D、使幻灯机远离银幕,并使幻灯片与镜头的距离变小 2、有 A、B、C 三块凸透镜,现用这三块凸透镜做成像实验,在保持各凸透镜跟烛焰距离相等的条件下,得到的实验记录如下:透镜 像的性质 A 放大 倒立 实像 B 缩小 倒立 实像 C 放大 正立 虚像 的透镜是凹透镜它对光线有作用凹透镜又叫做透镜辨别凸透镜和凹透镜的方法有摸通过比较透镜
15、加以辨别看通过靠近物体观察透镜的成像是否加以辨别照通过透镜对平行光线是否加以辨别主光轴通过透镜球面的球心的直线光心是透左右各有一个焦距从到的距离用表示凹透镜的焦点是折射光线反向延长线的交点因此是焦点用实验方法估测凸透镜远视眼镜的焦距将凸透镜远视眼镜太阳光再把一张纸放在它的来回直到纸上的光斑变得测这个光斑到远视眼镜的距离它们的大致在这样做的目的是实像能在上呈现的像它是由会聚而形成的虚像在光屏上呈现的像它由实际光线会聚而形成的是由或反向延长线会交而形成的记忆理解凸透镜成像的规律并灵活应用像的情况像距应用倒立或正立放大或缩由此可知 A、B、C 三个透镜的焦距关系为 ()A、fAfBfc B、fcfA
16、fB C、fAfBfc D、fBfcfA 3、如图所示,虚线框内的一透镜,MN 为透镜的主光轴,O 是透镜光心,a(双箭头)和b(单箭头)是射向透镜的两条光线已知光线 a 通过透镜之后与 MN 交于 P 点,光线 b 通过透镜之后与 MN 交于 Q 点由图可知,下列说法中正确的是()A、透镜是凸透镜,距离 OP 小于焦距 B、透镜是凸透镜,距离 OP 大于焦距 C、透镜是凹透镜,距离 OQ 小于焦距 D、透镜是凹透镜,距离 OQ 大于焦距 4、某兴趣小组同学在研究凸透镜成像规律实验时,记录并绘制了物体离凸透镜的距离 u 跟实像到透镜的距离 v 之间的关系(如图),则凸透镜的焦距为 ()A、60
17、 厘米 B、40 厘米 C、20 厘米 D、10 厘米 5、一束光线斜射入容器中,并在容器底处形成一个光斑,这时向容器中逐渐加水,则光斑的位置将 ()A.慢慢向右移动 B.慢慢向左移动 C.仍在原位不动 D.慢慢向水面移动 6、烛焰通过凸透镜恰好在光屏上得到一个倒立、放大的像,若 保持凸透镜位置不变,把烛焰和光屏的位置对调一下,则 ()A、屏上仍能得到一个倒立、放大的像 B、光屏上没有像,需调节光屏位置才能成像 C、通过透镜可观察到一个正立放大的像 D、光屏上得到一个倒立、缩小的像 7、蜡烛放在离凸透镜 40cm的主光轴时,在透镜另一侧的光屏上得到清晰放大的像若把蜡烛在原来位置向远离透镜方向移
18、动 40cm,则所成清晰的像定是()A虚像 B放大的 C 正立的 D缩小的 8、如图 2 所示是常见的近视眼和远视眼成像示意图,现要进行视力矫正,则下列判断及矫正措施正确的是()A甲是近视眼的示意图需配戴凹透镜矫正 B乙是近视眼的示意图需配戴凸透镜矫正 C甲是远视眼的示意图。需配戴凸透镜矫正 D乙是远视眼的示意图,需配戴凹透镜矫正 三、作图题 1、填镜 2、如图所示,一束光线从玻璃射入空气中,请你在图中标出入射光线和折射光线(在线上用箭头标出),并在、下面的括号内填上介质的名称。的透镜是凹透镜它对光线有作用凹透镜又叫做透镜辨别凸透镜和凹透镜的方法有摸通过比较透镜加以辨别看通过靠近物体观察透镜的
19、成像是否加以辨别照通过透镜对平行光线是否加以辨别主光轴通过透镜球面的球心的直线光心是透左右各有一个焦距从到的距离用表示凹透镜的焦点是折射光线反向延长线的交点因此是焦点用实验方法估测凸透镜远视眼镜的焦距将凸透镜远视眼镜太阳光再把一张纸放在它的来回直到纸上的光斑变得测这个光斑到远视眼镜的距离它们的大致在这样做的目的是实像能在上呈现的像它是由会聚而形成的虚像在光屏上呈现的像它由实际光线会聚而形成的是由或反向延长线会交而形成的记忆理解凸透镜成像的规律并灵活应用像的情况像距应用倒立或正立放大或缩 3、在某湖的湖底安装了一些灯,晚上灯光把湖装饰得很漂亮,这些灯发出的光在进人空气中时发生了折射,请你在图 5
20、 中大致画出它的折射光线的光路图。四、实验与简答题 1、农民在塑料棚中种蔬菜,雨过天晴后要将塑料棚上积水放掉,为什么?2、小明用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像的规律”的实验。如图 18 所示:(1)要使像能够成在光屏的中央,应将光屏向 调整(选填“上”或“下”);(2)实验过程中,当烛焰距凸透镜 15cm时,移动光屏至某一位置,在光屏上得到一等大清晰的像,则该凸透镜的焦距是 cm;(3)接着使烛焰向左移动 5cm,此时应该将光屏向 移到某一位置(选填“左”或“右”),才能在屏上得到倒立、清晰的实像(选填“放大”、“缩小”或“等大”)。3、一束平行光线经过凸透镜折射后的传播方向如图 16
21、甲所示,由图可知,此透镜的焦距为 cm;当把烛焰放在此凸透镜左侧 12cm处时,如图 16 乙所示,则从该凸透镜右侧通过透镜可以看到一个 、放大的虚像(填:“正立”或“倒立”)。4、李华在洪泽湖乘船游玩时,发现水面下某处有一只青蛙,如图 3 所示,他用激光笔照射到了这只青蛙 请你在图中画出李华在照射青蛙时的入射光线、折射光线和反射光线;李华看到的“青蛙”比青蛙的实际位置距水面是深一些,还是浅一些?答:_ 水 图 3 的透镜是凹透镜它对光线有作用凹透镜又叫做透镜辨别凸透镜和凹透镜的方法有摸通过比较透镜加以辨别看通过靠近物体观察透镜的成像是否加以辨别照通过透镜对平行光线是否加以辨别主光轴通过透镜球
22、面的球心的直线光心是透左右各有一个焦距从到的距离用表示凹透镜的焦点是折射光线反向延长线的交点因此是焦点用实验方法估测凸透镜远视眼镜的焦距将凸透镜远视眼镜太阳光再把一张纸放在它的来回直到纸上的光斑变得测这个光斑到远视眼镜的距离它们的大致在这样做的目的是实像能在上呈现的像它是由会聚而形成的虚像在光屏上呈现的像它由实际光线会聚而形成的是由或反向延长线会交而形成的记忆理解凸透镜成像的规律并灵活应用像的情况像距应用倒立或正立放大或缩甲 乙 5、去年暑假小明参加学校的生存夏令营,学到了许多野外生存的知识与技能 如何获得饮用水,用大塑料袋套在一段树叶浓密的嫩枝上,袋口扎紧,随着植物中水的不断_ _和_ _,
23、经过一段时间,你就能获取可食用的水了;用影子辨别方向如图 27,中午前后,用描点的方法在地面上画出竖直杆阴影顶端的运行轨迹,找出其中距最近的点,则就指示_(南北/东西)方向,这一技能应用的光学知识是:_;由于声音具有能量,为了防止触发雪崩,在攀登雪山时应禁止_ 在野外取火时一般使用防风打火机,由于在出气口上方多了一个金属网罩,点火后网罩温度即刻升到很高的温度,这样当火焰吹灭被吹灭后,机内喷出的燃气又会被灼热的网罩点燃为此制成网罩的金属须具有_的属性 若不慎遗失了火种,则可用的取火的办法有(只要求写一个):_,其中蕴含的物理知识是:_ 6、小明站在同一位置用数码相机(焦距可改变)对着无锡著名景点
24、锡山先后拍摄了两张 照片甲和乙,如图所示。他产生了这样的疑问:物体通过凸透镜在光屏上所成像的大小与 透镜的焦距有何关系呢?小明对此进行了探究。(1)小明找来了一些凸透镜,但不知道它们的焦距,请你为他提供一种测量透镜焦距的方 法。(可画图说明)(2)测出凸透镜焦距后,小明先后选用了三个焦距分别为 15cm、10cm、5cm 的凸透镜,在保持物距始终为 35cm 的情况下依次进行实验,发现所成的像越来越小。请你根据实验结果判断小明在拍摄哪一张照片时照相机镜头的焦距较大。(3)在探究过程中,小明总是让物距保持不变,请你说出他这样做的理由。图 27 的透镜是凹透镜它对光线有作用凹透镜又叫做透镜辨别凸透
25、镜和凹透镜的方法有摸通过比较透镜加以辨别看通过靠近物体观察透镜的成像是否加以辨别照通过透镜对平行光线是否加以辨别主光轴通过透镜球面的球心的直线光心是透左右各有一个焦距从到的距离用表示凹透镜的焦点是折射光线反向延长线的交点因此是焦点用实验方法估测凸透镜远视眼镜的焦距将凸透镜远视眼镜太阳光再把一张纸放在它的来回直到纸上的光斑变得测这个光斑到远视眼镜的距离它们的大致在这样做的目的是实像能在上呈现的像它是由会聚而形成的虚像在光屏上呈现的像它由实际光线会聚而形成的是由或反向延长线会交而形成的记忆理解凸透镜成像的规律并灵活应用像的情况像距应用倒立或正立放大或缩 的透镜是凹透镜它对光线有作用凹透镜又叫做透镜辨别凸透镜和凹透镜的方法有摸通过比较透镜加以辨别看通过靠近物体观察透镜的成像是否加以辨别照通过透镜对平行光线是否加以辨别主光轴通过透镜球面的球心的直线光心是透左右各有一个焦距从到的距离用表示凹透镜的焦点是折射光线反向延长线的交点因此是焦点用实验方法估测凸透镜远视眼镜的焦距将凸透镜远视眼镜太阳光再把一张纸放在它的来回直到纸上的光斑变得测这个光斑到远视眼镜的距离它们的大致在这样做的目的是实像能在上呈现的像它是由会聚而形成的虚像在光屏上呈现的像它由实际光线会聚而形成的是由或反向延长线会交而形成的记忆理解凸透镜成像的规律并灵活应用像的情况像距应用倒立或正立放大或缩
限制150内