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1、第四章 光的折射 透鏡 本章知識解讀方案,本章知識梳理,重難專題探究,,專題一 有關(guān)透鏡的光學(xué)作圖 專題解讀 本章光學(xué)作圖主要包括四大類:第一類是凸透鏡光路圖;第二類是凹透鏡光路圖;第三類是透鏡和平面鏡等光學(xué)元件的綜合作圖;第四類是黑盒子問題,選填透鏡類型. (1)凸透鏡光路圖有三條特殊光線:平行于主光軸的光線,經(jīng)過凸透鏡折射后過異側(cè)焦點;過光心的光線,傳播方向不改變;過焦點的光線,經(jīng)過凸透鏡折射后與主光軸平行.,(2)凹透鏡光路圖有三條特殊光線:平行于主光軸的光線,經(jīng)過凹透鏡折射后發(fā)散,發(fā)散光線的反向延長線過同側(cè)焦點;過光心的光線,傳播方向不改變;延長后過異側(cè)焦點的光線,經(jīng)過凹透鏡折射后
2、與主光軸平行. (3)解決黑盒子問題時,通過比較經(jīng)過透鏡后的折射光線和入射光線,看折射光線相對于入射光線是會聚了還是發(fā)散了確定透鏡的種類.,例1 (遼寧葫蘆島中考)如圖4-1所示,ab是光源S射向平面鏡后的一條反射光線,并射向凹透鏡的焦點F.S是光源S在平面鏡中的像. 請畫出:(1)光源S的位置;(2)ab的入射光線;(3)ab經(jīng)凹透鏡的折射光線.,圖4-1,解析:畫出像S關(guān)于平面鏡的對稱點S,可得光源S的位置.連接Sa,可得ab的入射光線.ab的延長線過凹透鏡的焦點,則其折射光線平行于凹透鏡的主光軸射出,如圖4-2所示. 答案:如圖4-2所示,圖4-2,專題二 探究凸透鏡成像規(guī)律實驗中
3、的問題 專題解讀 在探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗中,由于器材選擇、組裝、實驗方法等原因,導(dǎo)致實驗過程中出現(xiàn)一些問題,具體有:換用不同焦距的凸透鏡,如何調(diào)整蠟燭和光屏的位置;在透鏡前或后加入近視眼鏡或遠視眼鏡,如何調(diào)整蠟燭和光屏的位置;實驗過程中,像不在光屏的中央,如何調(diào)整儀器;無論如何調(diào)整儀器,光屏上始終不出現(xiàn)像,該如何解決;蠟燭和光屏的位置互換,如何移動蠟燭和光屏才能成清晰的像等.,例2 (遼寧營口中考)在“探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗”中:,甲,乙,圖4-3,(1)如圖4-3甲所示是小明確定凸透鏡焦距時所做的實驗,則該凸透鏡的焦距為 ____cm.當(dāng)燭焰距凸透鏡15 cm時,能成倒立、_____
4、_的實像,生活中_______的就是利用這個原理制成的.當(dāng)燭焰向左(遠離透鏡)移動后,要在光屏上再次成清晰的像,需將光屏向_____(填“左”或“右”)移,此時所成像將______(填“變大”“變小”或“不變”). (2)實驗一段時間后,蠟燭因燃燒變短,所成像如圖4-3乙所示,要使像能夠在光屏的中央,應(yīng)將凸透鏡向_____(填“上”或“下”)調(diào)整.,11.0,放大,投影儀,左,變小,下,(3)在上一步實驗調(diào)整好像的位置后,小明取了一副近視鏡放在凸透鏡和蠟燭之間,要使光屏上還能呈清晰的像,可將蠟燭適當(dāng)_______(填“左”或“右”)移. 解析:(1)將凸透鏡正對太陽光,并移動光屏,直到白紙上
5、的光斑最小、最亮,這個光斑所在的位置是凸透鏡的焦點所在的位置,題圖甲中凸透鏡的光心到焦點的距離為11.0 cm,則凸透鏡的焦距為11.0 cm.把蠟燭放在距凸透鏡15 cm處,2fuf,成倒立、放大的實像,幻燈機和投影儀就是根據(jù)這個原理制成的.,左,當(dāng)把蠟燭向遠離凸透鏡的方向移動時,物距在不斷增大,由凸透鏡成像規(guī)律可知,物距增大,像距減小,像變小,所以當(dāng)蠟燭逐漸遠離凸透鏡時,要想在光屏上再次得到清晰的像,需將光屏向左移動,此時燭焰所成的實像變小.(2)蠟燭在燃燒過程中不斷縮短,燭焰向下移動,光屏上的像向上移動,要使像能成在光屏中央,可向上移動光屏或向上移動蠟燭或向下移動凸透鏡.(3)近視眼鏡的
6、鏡片是凹透鏡,凹透鏡對光有發(fā)散作用,使原來會聚的光推遲會聚,所以將蠟燭向左遠離凸透鏡,才能在光屏上得到清晰的像. 答案:(1)11.0 放大 投影儀 左 變?。?)下 (3)左,專題三 有關(guān)凸透鏡成像性質(zhì)的問題 1.根據(jù)物距與焦距的關(guān)系,利用凸透鏡成像規(guī)律進行判斷. (1)u2f時,成倒立、縮小的實像. (2)fu2f時,成倒立、放大的實像. (3)實像一定是倒立的;虛像一定是正立的,且uf. (4)成實像時,物距減小,像距增大,像變大. 2.根據(jù)物距與像距的關(guān)系,也能判斷凸透鏡成像的性質(zhì). (1)物距大于像距時,成倒立、縮小的實像. (2)物距等于像距時,成倒立、等大的實像. (3)物距小于
7、像距時,成倒立、放大的實像.,例3 (湖北武漢模擬)如圖4-4所示,燭焰在光屏上成清晰的像.下列哪一項操作不可能使燭焰在光屏上成清晰放大的像( ) A.透鏡、光屏不動,蠟燭靠近透鏡 B.蠟燭、光屏不動,透鏡靠近蠟燭 C.透鏡不動,蠟燭、光屏交換位置 D.透鏡不動,在透鏡前放置一個近 視眼鏡,光屏適當(dāng)遠離透鏡,圖4-4,A,解析:光屏上能再次出現(xiàn)清晰的像,此時像是實像,要使所成像是放大的,就要減小物距,增大像距.若透鏡、光屏不動,蠟燭靠近透鏡,即物距減小,像距不變,則光屏上無法得到清晰的像,A符合題意;若蠟燭、光屏不動,透鏡靠近蠟燭,即物距減小,像距增大,則光屏上能得到清晰放大的像,B不符合題
8、意;因為光路可逆,圖中位置凸透鏡成倒立、縮小的實像,所以當(dāng)蠟燭和光屏位置不變,凸透鏡向左遠離光屏,使現(xiàn)在的物距等于原來的像距時,凸透鏡成倒立、放大的實像,C不符合題意;近視鏡的鏡片為凹透鏡,對光起發(fā)散作用,當(dāng)透鏡不動,在透鏡前放置一個近視眼鏡,光屏適當(dāng)遠離透鏡時,光屏上能得到清晰放大的像,D不符合題意. 答案:A,方法技巧盤點,方法一 實驗法 方法解讀 在探究凸透鏡成像規(guī)律時,通過實驗學(xué)習(xí)制訂實驗計劃、選擇合適的實驗器材、設(shè)計合理的實驗步驟、觀察記錄實驗現(xiàn)象、排除實驗過程中的故障、總結(jié)實驗結(jié)論來體會實驗法的作用.利用實驗法研究物理問題,注重知識的形成過程,有利于扭轉(zhuǎn)重結(jié)論、輕過程的傾向,有
9、助于培養(yǎng)同學(xué)們的科學(xué)素養(yǎng),使同學(xué)們學(xué)會學(xué)習(xí).,例4 (北京中考)實驗桌上有高度不同的發(fā)光物體A和B,焦距分別為5 cm、10 cm的凸透鏡兩個,刻度尺、光具座和光屏各一個.小華選用這些器材,探究“凸透鏡成實像時,像的高度與物體的高度是否有關(guān)”.小華的主要實驗步驟如下: 將焦距為10 cm的凸透鏡固定在光具座中央,將發(fā)光物體A、光屏分別放在凸透鏡兩側(cè),調(diào)節(jié)發(fā)光物體A、凸透鏡和光屏的高度,使它們的中心在同一高度. 用刻度尺測出發(fā)光物體A的高度,并記錄在表格中.,將發(fā)光物體A放在光具座上距凸透鏡30 cm處,移動光屏,在光屏上得到發(fā)光物體A清晰的像,用刻度尺測量像的高度,并記錄在表格中. 將發(fā)光物體
10、A放在光具座上距凸透鏡20 cm處,移動光屏,在光屏上得到發(fā)光物體A清晰的像,用刻度尺測量像的高度,并記錄在表格中. 根據(jù)以上敘述,回答下列問題. (1)小華的探究過程中存在的問題:_________________________________________________.,沒有控制物距不變,并且沒有改變物體的高度,(2)請你針對小華探究過程中存在的問題,寫出改正措施:_____________________________________________________________________________________________________________
11、______.,在第步中,應(yīng)當(dāng)將發(fā)光物體B放在光具座上距凸透鏡30 cm處,移動光屏,在光屏上得到發(fā)光物體B清晰的像,用刻度尺分別測量發(fā)光物體B及其像的高度,并記錄在表格中,解析:(1)探究“凸透鏡成實像時,像的高度與物體的高度是否有關(guān)”時,應(yīng)控制物距不變,且要改變物體的高度,多次實驗后分析像的高度與物體的高度是否有關(guān),而小華的探究過程中卻沒有改變自變量“物體的高度”,反而改變了應(yīng)控制的變量“物距”,故不能達到探究目的.,(2)根據(jù)控制變量的思想,應(yīng)保持物距不變,改變發(fā)光物體的高度,具體的改正措施:在第步中,應(yīng)當(dāng)將發(fā)光物體B放在光具座上距凸透鏡30 cm處,移動光屏,在光屏上得到發(fā)光物體B清晰
12、的像,用刻度尺分別測量發(fā)光物體B及其像的高度,并記錄在表格中. 答案:(1)沒有控制物距不變,并且沒有改變物體的高度(2)在第步中,應(yīng)當(dāng)將發(fā)光物體B放在光具座上距凸透鏡30 cm處,移動光屏,在光屏上得到發(fā)光物體B清晰的像,用刻度尺分別測量發(fā)光物體B及其像的高度,并記錄在表格中,方法二比較法 方法解讀 各種物理現(xiàn)象和過程都可以通過比較確定差異點和共同點來獲取規(guī)律.比較是抽象與概括的前提,通過比較可以建立物理概念、總結(jié)物理規(guī)律.比較法有三種類型: (1)異中求同的比較,即比較兩個或兩個以上的對象找出其相同點. (2)同中求異的比較,即比較兩個或兩個以上的對象找出其不同點. (3)異同綜合比較
13、,即比較兩個或兩個以上的對象的相同點和不同點. 本章應(yīng)用比較法的是:凸透鏡和凹透鏡特點的比較、光學(xué)作圖的比較、凸透鏡成像規(guī)律和應(yīng)用的比較、近視眼和遠視眼的成因及矯正的比較等,通過比較能加深對知識間聯(lián)系的認識,使知識條理化.,例5 (安徽蚌埠期末)有一次,小明上學(xué)前取自己的眼鏡時,發(fā)現(xiàn)自己的近視鏡和爺爺?shù)睦匣ㄧR混在一起,外形完全一樣,如圖4-5所示.小明要想找出自己的眼鏡,下列做法正確的是( ) A.用手摸鏡時,中間厚邊緣薄的是近視鏡 B.讓鏡片正對太陽光,太陽光通 過鏡片后能會聚的是近視鏡 C.讓鏡片正對太陽光,太陽光通 過鏡片后能發(fā)散的是近視鏡 D.拿著鏡片看字,能把字放大的是近視鏡,圖4-5,C,解析:用手摸鏡時,中間厚邊緣薄的是凸透鏡,用于矯正遠視眼,A錯誤;讓鏡片正對太陽光,太陽光通過鏡片能呈現(xiàn)一個明亮小光斑的是凸透鏡,即老花鏡,B錯誤;讓鏡片正對太陽光,太陽光通過鏡片后能呈現(xiàn)一個大光斑,即能使光發(fā)散的是凹透鏡,即是近視鏡,C正確;拿著鏡片看字,能把字放大的是放大鏡,即是凸透鏡,是遠視鏡,D錯誤. 答案:C,