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1、第五講透鏡及其應用考點一考點一 凸透鏡成像規(guī)律及應用凸透鏡成像規(guī)律及應用(重點重點)命題角度命題角度凸透鏡成像特點及應用凸透鏡成像特點及應用例例1 1 如圖所示是我國宇航員王亞平在太空授課時，做水球透如圖所示是我國宇航員王亞平在太空授課時，做水球透鏡實驗時的情景，通過水球可以看到她的像，以下有關像的鏡實驗時的情景，通過水球可以看到她的像，以下有關像的判斷及成像規(guī)律的應用，說法正確的是判斷及成像規(guī)律的應用，說法正確的是()A A實像凸面鏡實像凸面鏡 B B虛像放大鏡虛像放大鏡C C實像照相機實像照相機 D D實像投影儀實像投影儀【思路點撥思路點撥】審題抓住以下關鍵：審題抓住以下關鍵：(1)(1)

2、水球相當于凸透鏡。水球相當于凸透鏡。(2)(2)成像特點是倒立、縮小的實像。成像特點是倒立、縮小的實像?！咀灾鹘獯鹱灾鹘獯稹緾 C 凸透鏡成像規(guī)律凸透鏡成像規(guī)律成像性質判斷及焦距取值范圍求解成像性質判斷及焦距取值范圍求解 該類題型主要考查利用凸透鏡成像規(guī)律判斷成像性質或該類題型主要考查利用凸透鏡成像規(guī)律判斷成像性質或確定焦距取值范圍。確定焦距取值范圍。(1)(1)解決判斷成像性質類問題的方法解決判斷成像性質類問題的方法 第一步，明確焦距大小。第一步，明確焦距大小。第二步，確定物距和焦距的關系。第二步，確定物距和焦距的關系。第三步，根據凸透鏡成像規(guī)律判斷出成像情況。第三步，根據凸透鏡成像規(guī)律判斷

3、出成像情況。(2)(2)判斷焦距取值范圍的方法判斷焦距取值范圍的方法 第一步，明確題目中所成像的性質。第一步，明確題目中所成像的性質。第二步，根據凸透鏡成像規(guī)律，由題中所給的成像性質第二步，根據凸透鏡成像規(guī)律，由題中所給的成像性質找到對應的物距與焦距的關系。找到對應的物距與焦距的關系。第三步，借助不等式作出相應判斷。第三步，借助不等式作出相應判斷。第四步，若題目中物距未知，而像距已知，則要根據凸第四步，若題目中物距未知，而像距已知，則要根據凸透鏡成像規(guī)律確定像距和焦距的關系，然后借助不等式作出透鏡成像規(guī)律確定像距和焦距的關系，然后借助不等式作出判斷。判斷。1 1(2018(2018白銀白銀)蘭

4、州中川機場和西客站的進站通道采用了蘭州中川機場和西客站的進站通道采用了人臉識別系統(tǒng)人臉識別系統(tǒng)(如圖所示如圖所示)，識別系統(tǒng)的攝像機可以自動將鏡，識別系統(tǒng)的攝像機可以自動將鏡頭前頭前1 m1 m處的人臉拍攝成數(shù)碼照片傳遞給設備識別。此系統(tǒng)處的人臉拍攝成數(shù)碼照片傳遞給設備識別。此系統(tǒng)攝像機的鏡頭相當于攝像機的鏡頭相當于_透鏡，它的焦距應小于透鏡，它的焦距應小于_cm_cm。凸凸 50 50 命題角度命題角度凸透鏡成像的動態(tài)分析凸透鏡成像的動態(tài)分析例例2 2(2018(2018烏魯木齊烏魯木齊)夜晚，發(fā)著光的小螢火蟲從放大鏡的夜晚，發(fā)著光的小螢火蟲從放大鏡的二倍焦距處沿著主光軸勻速飛行過程中，螢火

5、蟲發(fā)出的通過二倍焦距處沿著主光軸勻速飛行過程中，螢火蟲發(fā)出的通過放大鏡部分的光逐漸減少，則螢火蟲的像放大鏡部分的光逐漸減少，則螢火蟲的像()A A遠離放大鏡，平均速度小于螢火蟲的飛行速度遠離放大鏡，平均速度小于螢火蟲的飛行速度B B遠離放大鏡，平均速度大于螢火蟲的飛行速度遠離放大鏡，平均速度大于螢火蟲的飛行速度C C靠近放大鏡，平均速度小于螢火蟲的飛行速度靠近放大鏡，平均速度小于螢火蟲的飛行速度D D靠近放大鏡，平均速度大于螢火蟲的飛行速度靠近放大鏡，平均速度大于螢火蟲的飛行速度【思路點撥思路點撥】根據根據“螢火蟲從放大鏡的螢火蟲從放大鏡的2 2倍焦距處沿著主光倍焦距處沿著主光軸勻速飛行過程中

6、，螢火蟲發(fā)出的通過放大鏡部分的光逐漸軸勻速飛行過程中，螢火蟲發(fā)出的通過放大鏡部分的光逐漸減少減少”判斷出螢火蟲是靠近放大鏡還是遠離放大鏡；物體從判斷出螢火蟲是靠近放大鏡還是遠離放大鏡；物體從二倍焦距向遠處移動時，像的范圍在一倍焦距和二倍焦距之二倍焦距向遠處移動時，像的范圍在一倍焦距和二倍焦距之間。間?！咀灾鹘獯鹱灾鹘獯稹緾 C 【解題技巧解題技巧】牢記像的大小由像距決定，即像隨著像距的牢記像的大小由像距決定，即像隨著像距的增大增大(減小減小)而增大而增大(減小減小)，而像距的變化由物距決定。，而像距的變化由物距決定。(1)(1)當成實像時，物距和像距的變化具有反向性，即物距增大，當成實像時，物

7、距和像距的變化具有反向性，即物距增大，像距變小，則像隨著變小。像距變小，則像隨著變小。(2)(2)當成虛像時，物距和像距的當成虛像時，物距和像距的變化具有同向性，即物距增大，像距增大，則像隨著變大。變化具有同向性，即物距增大，像距增大，則像隨著變大。2 2(2018(2018煙臺煙臺)在在“探究凸透鏡成像的規(guī)律探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實驗中，的實驗中，所用凸透鏡焦距為所用凸透鏡焦距為10 cm10 cm，當蠟燭從如圖所示的，當蠟燭從如圖所示的A A位置逐漸移位置逐漸移到到B B位置的過程中，像距及其像的變化情況是位置的過程中，像距及其像的變化情況是()A A像距增大，像變大像距增大，像變大 B

8、 B像距減小，像變大像距減小，像變大C C像距減小，像變小像距減小，像變小 D D像距增大，像變小像距增大，像變小考點二考點二 眼睛和眼鏡眼睛和眼鏡例例3 3(2018(2018長沙改編長沙改編)現(xiàn)代生活，智能手機給人們帶來了許現(xiàn)代生活，智能手機給人們帶來了許多便利，但長時間盯著手機屏幕，容易導致視力下降。如圖多便利，但長時間盯著手機屏幕，容易導致視力下降。如圖為近視眼和遠視眼成因示意圖。下列說法正確的是為近視眼和遠視眼成因示意圖。下列說法正確的是()A A甲是遠視眼，應配戴凹透鏡矯正甲是遠視眼，應配戴凹透鏡矯正B B甲是遠視眼，晶狀體折光能力較弱甲是遠視眼，晶狀體折光能力較弱C C乙是近視眼

9、，應配戴凸透鏡矯正乙是近視眼，應配戴凸透鏡矯正D D乙是近視眼，晶狀體折光能力較弱乙是近視眼，晶狀體折光能力較弱【思路點撥思路點撥】明確近視眼與遠視眼的成因是解決此題的關明確近視眼與遠視眼的成因是解決此題的關鍵。鍵?！咀灾鹘獯鹱灾鹘獯稹緽 B 3 3(2018(2018攀枝花改編攀枝花改編)眼球的結構類似于眼球的結構類似于_(_(選填選填“照相機照相機”“”“幻燈機幻燈機”或或“放大鏡放大鏡”)，把來自外界物體的，把來自外界物體的光會聚在視網膜上形成物體光會聚在視網膜上形成物體_(_(選填選填“倒立倒立”或或“正正立立”)的像。的像。照相機照相機 倒立倒立 實驗實驗 探究凸透鏡成像規(guī)律探究凸透

10、鏡成像規(guī)律(6(6年年2 2考考)實驗原理：光的折射。實驗原理：光的折射。重點實驗器材及作用重點實驗器材及作用1 1實驗器材的組裝：在光具座上自左向右分別放置，蠟燭實驗器材的組裝：在光具座上自左向右分別放置，蠟燭(組裝時點燃組裝時點燃)、凸透鏡、光屏。、凸透鏡、光屏。2 2發(fā)光二極管代替蠟燭：所成的像穩(wěn)定并容易對比大小。發(fā)光二極管代替蠟燭：所成的像穩(wěn)定并容易對比大小。3 3光屏上貼有方格紙：便于辨別像的大小。光屏上貼有方格紙：便于辨別像的大小。實驗操作實驗操作4 4調整燭焰、凸透鏡和光屏的中心在同一水平高度調整燭焰、凸透鏡和光屏的中心在同一水平高度(讓燭焰讓燭焰的像能成在光屏的中央的像能成在光

11、屏的中央)。5 5沒有光屏時觀察像的方法：人眼在原來放置光屏的位置沒有光屏時觀察像的方法：人眼在原來放置光屏的位置向左觀察。向左觀察。6 6蠟燭在凸透鏡一倍焦距內，觀察像時眼晴的位置：一倍蠟燭在凸透鏡一倍焦距內，觀察像時眼晴的位置：一倍焦距內成焦距內成 正立、放大正立、放大 的像，人眼應透過凸透鏡向左觀察成的像，人眼應透過凸透鏡向左觀察成像情況。像情況。7 7根據像的要求調整蠟燭、凸透鏡或光屏的位置：根據像的要求調整蠟燭、凸透鏡或光屏的位置：要使像變大：保持凸透鏡位置不變，蠟燭靠近透鏡，光屏要使像變大：保持凸透鏡位置不變，蠟燭靠近透鏡，光屏遠離透鏡；遠離透鏡；要使像變?。罕３滞雇哥R位置不變，蠟

12、燭遠離透鏡，光屏要使像變小：保持凸透鏡位置不變，蠟燭遠離透鏡，光屏靠近透鏡。靠近透鏡。8 8蠟燭長度變短，像在光屏上的位置越來越高時的調節(jié)方蠟燭長度變短，像在光屏上的位置越來越高時的調節(jié)方法：法：將光屏向上移動；將光屏向上移動；將蠟燭向上移動；將蠟燭向上移動；將透鏡向下調節(jié)。將透鏡向下調節(jié)。9 9在蠟燭和凸透鏡間加眼鏡，若要使光屏上仍成清晰的在蠟燭和凸透鏡間加眼鏡，若要使光屏上仍成清晰的像時，光屏的移動情況：像時，光屏的移動情況：加遠視眼鏡：向加遠視眼鏡：向 靠近靠近 透鏡的方向移動；透鏡的方向移動；加近視眼鏡：向加近視眼鏡：向 遠離遠離 透鏡的方向移動。透鏡的方向移動。1010焦距的測量及判

13、斷：焦距的測量及判斷：平行光聚焦法：將凸透鏡正對平行光，在另一側移動光平行光聚焦法：將凸透鏡正對平行光，在另一側移動光屏，當光屏上承接到最小、最亮的光斑時，該光斑到凸透屏，當光屏上承接到最小、最亮的光斑時，該光斑到凸透鏡的垂直距離即為焦距鏡的垂直距離即為焦距(如圖如圖A)A)；二倍聚焦法：當凸透鏡所成的像為倒立、等大的實像時，二倍聚焦法：當凸透鏡所成的像為倒立、等大的實像時，蠟燭到凸透鏡垂直距離的一半即為焦距蠟燭到凸透鏡垂直距離的一半即為焦距(如圖如圖B)B)。實驗分析實驗分析1111凸透鏡對光線的作用：凸透鏡對光線的作用：會聚作用會聚作用 。1212無論怎樣移動蠟燭，在光屏上都找不到像的原因

14、：無論怎樣移動蠟燭，在光屏上都找不到像的原因：凸透鏡、燭焰、光屏的中心不在同一高度；凸透鏡、燭焰、光屏的中心不在同一高度；蠟燭在焦點上或一倍焦距以內。蠟燭在焦點上或一倍焦距以內。1313當光屏上成清晰的像時，對調蠟燭與光屏的位置，光屏當光屏上成清晰的像時，對調蠟燭與光屏的位置，光屏還能成像的原因：還能成像的原因：光路的可逆性光路的可逆性 。1414當凸透鏡的一部分被紙遮住時，燭焰在光屏上的成像情當凸透鏡的一部分被紙遮住時，燭焰在光屏上的成像情況：況：光屏上的像會變暗些，但還是完整的像光屏上的像會變暗些，但還是完整的像 。1515凸透鏡前加透鏡時像的變化：凸透鏡前加透鏡時像的變化：加凸透鏡：像距

15、加凸透鏡：像距 變小變小 ，像，像 變小變小 ；加凹透鏡：像距加凹透鏡：像距 變大變大 ，像，像 變大變大 。1616近視眼的形成原因及矯正方法：晶狀體變厚，對光線折近視眼的形成原因及矯正方法：晶狀體變厚，對光線折射能力增強，像成在視網膜的前方，需要配戴對光線具有發(fā)射能力增強，像成在視網膜的前方，需要配戴對光線具有發(fā)散作用的凹透鏡進行矯正。散作用的凹透鏡進行矯正。實驗結論實驗結論當當u u2 2f f，f fv v2 2f f時成倒立、縮小的實像時成倒立、縮小的實像(照相機照相機)；當；當u u2 2f f，v v2 2f f時成倒立、等大的實像時成倒立、等大的實像(測焦距測焦距)；當；當f

16、fu u2 2f f，v v2 2f f時成倒立、放大的實像時成倒立、放大的實像(投影儀投影儀)；當；當u uf f時不成像；當時不成像；當u uf f時，成正立、放大的虛像時，成正立、放大的虛像(放大鏡放大鏡)。例例 在探究在探究“凸透鏡成像規(guī)律凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中：的實驗中：【設計實驗與進行實驗設計實驗與進行實驗】(1)(1)如圖甲所示，平行光正對凸透鏡照射，光屏上出現(xiàn)一個如圖甲所示，平行光正對凸透鏡照射，光屏上出現(xiàn)一個最小最亮的光斑，則凸透鏡的焦距最小最亮的光斑，則凸透鏡的焦距f f_cm_cm。(2)(2)當燭焰、凸透鏡、光屏的中心位于當燭焰、凸透鏡、光屏的中心位于_，且距離關，且

17、距離關系如圖乙時，光屏上呈現(xiàn)清晰的像，此像的性質是系如圖乙時，光屏上呈現(xiàn)清晰的像，此像的性質是_。當蠟燭向左。當蠟燭向左(遠離透鏡遠離透鏡)移動后，要在光屏上移動后，要在光屏上再次成清晰的像，需將光屏向再次成清晰的像，需將光屏向_(_(選填選填“左左”或或“右右”)移，此時所成的像將移，此時所成的像將 _(_(選填選填“變大變大”“”“變小變小”或或“不不變變”)。10.00 10.00 同一高度同一高度倒立、倒立、放大的實像放大的實像 左左 變小變小(3)(3)如圖乙所示實驗一段時間后，蠟燭因燃燒變短，要使像如圖乙所示實驗一段時間后，蠟燭因燃燒變短，要使像能夠成在光屏的中央，應將凸透鏡向能夠

18、成在光屏的中央，應將凸透鏡向_(_(選填選填“上上”或或“下下”)調整。調整。(4)(4)如圖丙所示，保持蠟燭位置不變，移動透鏡至如圖丙所示，保持蠟燭位置不變，移動透鏡至16 cm16 cm刻刻度線處，則人眼在圖中度線處，則人眼在圖中_處能觀察到燭焰的像。處能觀察到燭焰的像。下下 B B 【實驗拓展實驗拓展】實驗完成后，小芳想：凸透鏡對光的作用有什么影響因素實驗完成后，小芳想：凸透鏡對光的作用有什么影響因素呢？小芳在實驗室用同一束平行于主光軸的光分別經過材呢？小芳在實驗室用同一束平行于主光軸的光分別經過材料、直徑都相同的凸透鏡料、直徑都相同的凸透鏡A A、B B、C C，并得到如圖丁所示的光，

19、并得到如圖丁所示的光路圖。根據此實驗現(xiàn)象，對光線會聚能力最強的是透鏡路圖。根據此實驗現(xiàn)象，對光線會聚能力最強的是透鏡_ _(選填選填“A”“B”A”“B”或或“C”)C”)，進一步分析可知影響凸透鏡焦，進一步分析可知影響凸透鏡焦距大小的因素是凸透鏡的距大小的因素是凸透鏡的_。C C 厚度厚度 補充設問補充設問(1)(1)如圖戊所示，在燭焰和凸透鏡之間放一副眼鏡，發(fā)現(xiàn)光如圖戊所示，在燭焰和凸透鏡之間放一副眼鏡，發(fā)現(xiàn)光屏上的像由清晰變模糊了，將光屏向透鏡移動適當距離后光屏上的像由清晰變模糊了，將光屏向透鏡移動適當距離后光屏上再次呈現(xiàn)清晰的像，則該眼鏡是屏上再次呈現(xiàn)清晰的像，則該眼鏡是_(_(選填選

20、填“近視近視”或或“遠視遠視”)眼鏡。眼鏡。遠視遠視 (2)(2)實驗中，光屏上已成清晰的像，此時固定蠟燭，將透鏡實驗中，光屏上已成清晰的像，此時固定蠟燭，將透鏡換成一個焦距稍小的凸透鏡進行實驗，則光屏需向換成一個焦距稍小的凸透鏡進行實驗，則光屏需向_(_(選選填填“左左”或或“右右”)移動才能成清晰的像，此刻的像比換鏡移動才能成清晰的像，此刻的像比換鏡前前_(_(選填選填“大大”或或“小小”)。(3)(3)如圖乙所示，光屏上已經呈現(xiàn)清晰的像，若保持蠟燭和如圖乙所示，光屏上已經呈現(xiàn)清晰的像，若保持蠟燭和光屏位置不變，移動透鏡至光屏位置不變，移動透鏡至_cm_cm刻度線處，光屏上能再次刻度線處，光屏上能再次呈現(xiàn)清晰的像。呈現(xiàn)清晰的像。左左 小小 40 40