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甘肅省 物理 第三講透鏡及其應(yīng)用 1 透鏡分為凸透鏡和凹透鏡兩種 兩者的特征如下表 提示 每個(gè)凸透鏡的焦距是一定的 凸透鏡表面的凸起程度決定了焦距的長(zhǎng)短 表面越凸 焦距越短 焦距的長(zhǎng)短反映了凸透鏡會(huì)聚作用的強(qiáng)弱 焦距短的會(huì)聚作用強(qiáng) 2 凸透鏡成像規(guī)律是光學(xué)的重點(diǎn) 將下列表格內(nèi)容填寫完整 3 眼睛 人眼的晶狀體和角膜共同作用相當(dāng)于一個(gè) 鏡 形成的像呈現(xiàn)在 即光屏 上 形成的是 像 正常人眼看遠(yuǎn)處物體時(shí) 晶狀體變 看近處物體時(shí) 晶狀體變 4 近視眼及其矯正 看不清 的物體 晶狀體 折光能力 使像成在視網(wǎng)膜 需配戴 矯正 凸透 視網(wǎng)膜 倒立縮小實(shí) 薄 厚 遠(yuǎn)處 太厚 太強(qiáng) 前 凹透鏡 5 遠(yuǎn)視眼及其矯正 看不清 的物體 晶狀體 折光能力 使像成在視網(wǎng)膜 需配戴 矯正 6 顯微鏡 顯微鏡由兩組透鏡構(gòu)成 都相當(dāng)于一個(gè) 鏡 物鏡成 像 目鏡成 像 7 望遠(yuǎn)鏡 望遠(yuǎn)鏡可使遠(yuǎn)處的物體在 附近成實(shí)像 目鏡是用來(lái)把這個(gè)像進(jìn)行 從而可以看清遠(yuǎn)處的物體 近處 太薄 太弱 后 凸透鏡 凸透 倒立放大的 正立放大的 焦點(diǎn) 放大 1 2015 天水 我們?cè)跇涫a下乘涼 發(fā)現(xiàn)地面上有很多圓型光斑 這是由于光的 形成的太陽(yáng)的像 我們能從不同方向看到本身不發(fā)光的樹葉是由于光射到樹葉上時(shí) 發(fā)生了 的緣故 我們的眼睛好像一架照相機(jī) 它的晶狀體和角膜共同作用相當(dāng)于一個(gè) 鏡 2 2013 天水 小明的爺爺是遠(yuǎn)視眼 需要用 透鏡來(lái)矯正 當(dāng)爺爺戴上老花鏡時(shí) 小明透過(guò)鏡片發(fā)現(xiàn)爺爺?shù)?眼睛 好像變大了 這是因?yàn)樾∶骺吹綘敔數(shù)?眼睛 是通過(guò)鏡片形成的正立 放大的 選填 實(shí) 或 虛 像 直線傳播 漫反射 凸透 凸 虛 3 2013 天水 如圖所示 小華參觀展覽 在一個(gè)小展室里看見一位女導(dǎo)游在介紹商品 便試著與她握手 卻發(fā)現(xiàn)是一個(gè)虛擬導(dǎo)游 可望而不可及 后來(lái)他發(fā)現(xiàn)這個(gè)女導(dǎo)游只是在一個(gè)玻璃屏風(fēng)后倒立的電視機(jī)屏幕上經(jīng)過(guò)處理的一個(gè)形象而已 則這個(gè)玻璃屏風(fēng)是 鏡 這個(gè)虛擬導(dǎo)游是 選填 虛 或 實(shí) 像 電視機(jī)屏幕與玻璃屏風(fēng)的距離應(yīng)滿足的條件是 實(shí) 大于一倍焦距 小于二倍焦距 凸透 4 2014 天水 下列說(shuō)法正確的是 A 人在岸上看到水中的 魚 的位置比實(shí)際位置低B 小麗在看書時(shí)所戴的近視鏡鏡片是凹透鏡C 光從水射入空氣后傳播速度不變D 光在發(fā)生折射時(shí) 折射角一定等于入射角 B 5 2014 蘭州 根據(jù)凸透鏡的成像規(guī)律 請(qǐng)?jiān)趫D中作出物體通過(guò)凸透鏡所成的像 6 2013 天水 如圖所示 從光源S發(fā)出的兩條光線 其中一條平行于凸透鏡的主光軸 另一條過(guò)凸透鏡的焦點(diǎn) 請(qǐng)畫出這兩條光線通過(guò)凸透鏡后的折射光線 7 2015 天水 曉霞為了探究凸透鏡的成像規(guī)律 進(jìn)行了如下操作并得到了相關(guān)結(jié)論 10 1 如圖所示 讓太陽(yáng)光正對(duì)著凸透鏡照射 把光屏置于另一側(cè) 改變光屏與凸透鏡的距離 直到光屏上出現(xiàn)一個(gè)最小最亮的光斑 測(cè)得凸透鏡的焦距 cm 2 將蠟燭 透鏡和光屏放在光具座上 并使?fàn)T焰 透鏡和光屏三者的中心大致在同一高度上 3 按要求進(jìn)行觀察和測(cè)量 并將觀測(cè)情況記錄在下表中 倒立 縮小的實(shí)像 在表中空格內(nèi)填寫的相應(yīng)內(nèi)容是a b 當(dāng)燭焰從遠(yuǎn)處靠近透鏡時(shí) 仍要在光屏上得到清晰的像 光屏應(yīng) 選填 靠近 或 遠(yuǎn)離 透鏡 30 遠(yuǎn)離 例1 2015 南寧 如圖是德國(guó)設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)的一個(gè)球形透鏡太陽(yáng)能系統(tǒng) 通過(guò)透鏡聚光之后再發(fā)電 此透鏡是一個(gè) A 凸透鏡 對(duì)光線具有會(huì)聚作用B 凸透鏡 對(duì)光線具有發(fā)散作用C 凹透鏡 對(duì)光線具有會(huì)聚作用D 凹透鏡 對(duì)光線具有發(fā)散作用 解析 由題意可知 通過(guò)透鏡聚光之后再發(fā)電 則該透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用 由凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用 凹透鏡對(duì)光線具有發(fā)散作用可知 此透鏡是一個(gè)凸透鏡 故選A 答案 A 變式題1 如圖所示 在注有清水的試管內(nèi)留有一稍大的空氣泡 使太陽(yáng)光從試管的正上方向下照 觀察試管下方的白紙 可以發(fā)現(xiàn)白紙上與空氣泡相對(duì)應(yīng)的位置上 有一橢圓黑影 而其它部分竟是一條與試管平行的亮線 這是因?yàn)樵嚬艹錆M水的地方相當(dāng)于 透鏡 而氣泡與周邊的水組成 透鏡 凸 凹 例2 2015 婁底 用圖甲所示的裝置測(cè)出凸透鏡的焦距 并 探究凸透鏡成像規(guī)律 當(dāng)蠟燭 透鏡 光屏位置如圖乙時(shí) 在光屏上可成清晰的像 下列說(shuō)法正確的是 A 凸透鏡的焦距是30cmB 圖乙中燭焰成的是倒立放大的像C 照相機(jī)成像特點(diǎn)與圖乙中所成像的特點(diǎn)相同D 保持凸透鏡 光屏位置不變 將蠟燭遠(yuǎn)離凸透鏡 燭焰仍可在光屏上成清晰的 解析 由圖甲可以透鏡的焦距為10cm A錯(cuò)誤 圖乙中 物距u 15cm f u 2f 由凸透鏡成像規(guī)律可知 圖乙中燭焰成的是倒立放大的實(shí)像 B正確 由凸透鏡成像規(guī)律可知 當(dāng)u 2f時(shí) 成倒立縮小的實(shí)像 應(yīng)用于照相機(jī) C錯(cuò)誤 因?yàn)橥雇哥R成實(shí)像時(shí) 物距增大 像距減小 所以將蠟燭遠(yuǎn)離凸透鏡 保持凸透鏡 光屏位置不變 則在光屏上不能成清晰的像 要想在光屏上成清晰的像 應(yīng)將光屏向靠近透鏡的方向移動(dòng) D錯(cuò)誤 故選B 答案 B 變式題2 物體從距凸透鏡12cm移到距凸透鏡18cm的過(guò)程中 調(diào)整光屏的位置 總能在光屏上得到倒立放大像 由此可知 此凸透鏡的焦距可能是 A 6cmB 10cmC 16cmD 20cm B 實(shí)驗(yàn)探究凸透鏡成像規(guī)律1 選用焦距f適合的凸透鏡 f和光具座長(zhǎng)度L的關(guān)系要滿足L 4f 這樣才能完成實(shí)驗(yàn)的各種情況 2 在光具座上從左到右依次放置蠟燭 凸透鏡和光屏 調(diào)整燭焰 凸透鏡和光屏 使它們的中心大致在同一高度 3 實(shí)驗(yàn)時(shí) 凸透鏡不動(dòng) 將燭焰由遠(yuǎn)及近靠近凸透鏡 光屏則相應(yīng)地遠(yuǎn)離凸透鏡 直到光屏上呈現(xiàn)清晰的像 4 成實(shí)像時(shí) 物距變大 像距變小 像變小 物距變小 像距變大 像變大 成虛像時(shí) 物體越靠近焦點(diǎn) 像越大 5 若將凸透鏡的一部分用遮光板遮住 成像性質(zhì)不變 只是像變暗了 例3 在探究凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)中 凸 1 如圖甲 要使像能夠成在光屏的中央 應(yīng)將透鏡向 選填 上 或 下 調(diào)整 2 若凸透鏡的焦距是10cm 當(dāng)燭焰距凸透鏡15cm時(shí) 能成倒立 的實(shí)像 當(dāng)燭焰向左 遠(yuǎn)離透鏡 移動(dòng)后 要在光屏上成清晰的像 需將光屏向 選填 左 或 右 移 3 在上一步實(shí)驗(yàn)獲得清晰的像后 小明取了一副近視眼鏡放在凸透鏡前 如圖乙 要使光屏上還能成清晰的像 可將蠟燭向 選填 左 或 右 移 解析 1 如圖甲 要使像能夠成在光屏的中央 根據(jù)光線過(guò)光心不改變方向 透鏡向下移動(dòng) 才能使像成在光屏的中央位置 2 凸透鏡的焦距是10cm 當(dāng)燭焰距凸透鏡15cm時(shí) 2f u f 成倒立 放大的實(shí)像 要在光屏上成清晰的像 說(shuō)明凸透鏡成實(shí)像 當(dāng)燭焰向左 遠(yuǎn)離透鏡 移動(dòng)后 需將光屏向左靠近凸透鏡 3 因近視眼鏡為凹透鏡 會(huì)使光延遲會(huì)聚 故像距會(huì)變大 這時(shí)要使光屏上還能成清晰的像 可將蠟燭向左遠(yuǎn)離凸透鏡增大物距 答案 1 下 2 放大左 3 左 變式題3 在 探究凸透鏡成像規(guī)律 的實(shí)驗(yàn)中 凸透鏡的焦距為10cm 1 將點(diǎn)燃的蠟燭 凸透鏡放在如圖所示的位置 移動(dòng)光屏 在光屏上得到了清晰的倒立 選填 放大 或 縮小 的實(shí)像 填光學(xué)儀器名稱 就是利用這一成像規(guī)律工作的 2 保持凸透鏡位置不變 若將蠟燭遠(yuǎn)離透鏡 仍要在光屏上得到清晰的像 光屏應(yīng) 選填 靠近 或 遠(yuǎn)離 透鏡的方向移動(dòng) 此時(shí)的像與原來(lái)的像相比 選填 變大 或 變小 放大 投影儀 靠近 變小 一 方法技巧1 關(guān)于凸透鏡成像規(guī)律的記憶方法凸透鏡成像變化規(guī)律口訣 一焦分虛實(shí) 二焦分大小 虛像同側(cè)正 實(shí)像異側(cè)倒 物體移向凸透鏡 實(shí)像變遠(yuǎn)且變大 虛像變近且變小 3 焦點(diǎn)入射法 在凸透鏡的一側(cè)放一光屏 另一側(cè)用一發(fā)光的小燈泡沿主光軸移動(dòng) 直到光屏上得到一個(gè)與透鏡直徑相等的圓斑為止 測(cè)出小燈泡到凸透鏡的距離D即可 則f D 二 常見易錯(cuò)現(xiàn)象 不理解凸透鏡的會(huì)聚作用和凹透鏡的發(fā)散作用 簡(jiǎn)單判斷方法是 將原光線延長(zhǎng) 若通過(guò)透鏡后的光線相對(duì)于原光線向主光軸偏折即為會(huì)聚 向外偏折即為發(fā)散 沒(méi)有在實(shí)驗(yàn)和理解的基礎(chǔ)上記熟凸透鏡的成像規(guī)律及應(yīng)用 除記熟凸透鏡成像規(guī)律外 還應(yīng)注意凸透鏡所成的像和物上下顛倒 左右也顛倒 例4 如圖所示是兩束激光分別射向并通過(guò)甲 乙兩透鏡的傳播路徑 由圖可知 選填 甲透鏡 或 乙透鏡 是凹透鏡 可用于 選填 近視 或 遠(yuǎn)視 眼的矯正 解析 凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用 凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用 由圖形可知 兩條入射光線通過(guò)甲透鏡后折射光線相對(duì)于入射光線變得會(huì)聚了一些 所以甲透鏡是凸透鏡 而光線通過(guò)乙透鏡后折射光線相對(duì)于入射光線變得發(fā)散了 所以乙透鏡是凹透鏡 可以矯正近視眼 答案 乙透鏡近視 例5 琦琦同學(xué)在做 探究凸透鏡成像規(guī)律 實(shí)驗(yàn)時(shí)用畫像代替蠟燭 她在透明的玻璃板上用黑色筆畫了個(gè)畫像 實(shí)際大小如圖甲所示 把這個(gè)玻璃板放在光具座上 并用平行光源對(duì)著玻璃板上的畫像照射 如圖乙所示 移動(dòng)光屏直到在光屏成清晰像為止 此時(shí)畫像在光屏上所成的像是圖丙中的 解析 從乙圖中可以看出 像距大于物距 應(yīng)該成一倒立 放大的實(shí)像 畫像在光屏上所成的像可能是圖丙中A或者B 但是物體通過(guò)凸透鏡所成的像上下 左右都顛倒了 通過(guò)比較應(yīng)該是圖A 答案 A