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第4課時(shí)透鏡凸透鏡成像 考點(diǎn)1凸透鏡和凹透鏡 會聚 發(fā)散 不變 考點(diǎn)1凸透鏡和凹透鏡 點(diǎn)撥 透鏡對光的作用是會聚還是發(fā)散 不是看光線經(jīng)過透鏡折射后是否相交 而是看光線經(jīng)過透鏡后與原來的傳播方向相比是相互 靠近 還是相互 遠(yuǎn)離 了 考點(diǎn)2眼睛和視力矯正 短 長 凹 凸 考點(diǎn)3顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡 1 在利用太陽光測量凸透鏡的焦距時(shí) 小華將凸透鏡正對著太陽 再把一張紙放在它的下方 如圖4 1所示 當(dāng)在紙上呈現(xiàn)一個并非最小的光斑時(shí) 測得這個光斑到凸透鏡的距離為L 小華推斷 凸透鏡的焦距一定大于L 圖4 1 1 你認(rèn)為小華的推斷對嗎 答 2 小華為了檢驗(yàn)自己的推斷是否正確 將手上的凸透鏡向下方的紙張移近了一些 若觀察到紙上呈現(xiàn)的光斑變 則自己的推斷是正確的 3 通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這個方案的優(yōu)點(diǎn)是 缺點(diǎn)是 不對 大 取材方便 易于操作 不夠精確 很難將焦距測量準(zhǔn)確 2 2018 鞍山 在 探究凸透鏡成像規(guī)律 的實(shí)驗(yàn)中 1 實(shí)驗(yàn)所用光具座的長度為1m 如果有焦距為10cm 25cm的兩塊凸透鏡 應(yīng)該選擇焦距為cm的凸透鏡完成實(shí)驗(yàn) 2 實(shí)驗(yàn)前應(yīng)點(diǎn)燃蠟燭 觀察燭焰 凸透鏡和光屏的中心是否在同一高度上 這樣做的目的是 3 當(dāng)蠟燭 凸透鏡和光屏的相對位置如圖4 2甲所示時(shí) 光屏上出現(xiàn)清晰的像 則像是倒立 的實(shí)像 圖4 2 10 使像能夠成在光屏的中央 縮小 4 實(shí)驗(yàn)中 不但虛像可以用肉眼直接看到 實(shí)像也可以用肉眼直接看到 如圖乙所示在 3 的基礎(chǔ)上 拿掉光屏 用肉眼在 選填 A B 或 C 位置沿圖示方向能看到這個實(shí)像 5 在 3 的基礎(chǔ)上 當(dāng)光屏略微向右移動時(shí) 光屏上的像將會模糊 如果蠟燭與凸透鏡位置不動 則在凸透鏡前放置 選填 凸 或 凹 透鏡 才可能在光屏上得到清晰的像 這其實(shí)就是 選填 近視眼 或 遠(yuǎn)視眼 的矯正原理 C 凹 近視眼 3 在 模擬探究近視眼的缺陷 實(shí)驗(yàn)中 小華的探究步驟如下 她將蠟燭 凸透鏡和光屏放置在如圖4 3所示位置 圖4 3 將一副近視眼鏡放在圖示位置 移動光屏直至在光屏上出現(xiàn)了一個清晰的燭焰的像 拿掉近視眼鏡 將光屏向 選填 靠近 或 遠(yuǎn)離 透鏡的方向移動 直至在光屏上重新出現(xiàn)燭焰清晰的像 1 在本實(shí)驗(yàn)中小華用來模擬人眼的晶狀體 用來模擬人眼的視網(wǎng)膜 2 實(shí)驗(yàn)中步驟 的目的是 靠近 凸透鏡 光屏 確定視網(wǎng)膜的位置 探究1凸透鏡和凹透鏡 例1凸透鏡和凹透鏡的光學(xué)性質(zhì)不同 為判別直徑相同的兩個透鏡的種類 現(xiàn)分別將它們正對太陽 再把一張紙放在它們的下方 在紙上分別得到大小不同的甲 乙兩個光斑 透鏡與光斑的大小如圖4 4所示 d1 d d2 則根據(jù)這兩個光斑 圖4 4A 甲 乙均能準(zhǔn)確判斷透鏡的種類B 甲能準(zhǔn)確判斷透鏡的種類而乙不能C 乙能準(zhǔn)確判斷透鏡的種類而甲不能D 甲 乙均不能準(zhǔn)確判斷透鏡的種類 B 變式1 2018 常州 透鏡左側(cè)有一點(diǎn)光源S發(fā)出兩條光線 經(jīng)透鏡折射后在右側(cè)的出射光線如圖4 5所示 請?jiān)趫D中通過光路作圖標(biāo)出點(diǎn)光源S的位置 圖4 5 探究1凸透鏡和凹透鏡 如圖所示 變式2 2018 大慶 請?jiān)趫D4 6中補(bǔ)充完整通過凹透鏡的兩條光線的光路圖 其中一條光線指向透鏡左側(cè)焦點(diǎn) 另一條光線平行于主光軸 圖4 6 探究1凸透鏡和凹透鏡 如圖所示 探究1凸透鏡和凹透鏡 變式3將凸透鏡正對太陽光 其下方的紙上呈現(xiàn)一個并非最小的光斑 這時(shí)光斑到凸透鏡的距離為l 若凸透鏡遠(yuǎn)離紙的過程中光斑一直變大 則該凸透鏡的焦距 圖4 7A 一定小于lB 一定等于lC 一定大于lD 可能小于l 也可能大于l A 探究2凸透鏡成像規(guī)律 例2 2018 黑龍江 小華用透鏡觀察書上的字 看到如圖4 8所示情景 以下說法正確的是 圖4 8A 圖中成的是虛像B 圖中成像規(guī)律可應(yīng)用于投影儀C 圖中的透鏡制成的眼鏡可以用于矯正近視眼D 圖中透鏡遠(yuǎn)離書本 所成的像變大 B 探究2凸透鏡成像規(guī)律 例3某同學(xué)在 探究凸透鏡成像規(guī)律 的實(shí)驗(yàn)中 記錄并繪制了物距u和像距v之間關(guān)系的圖像 如圖4 9所示 圖4 9 1 該凸透鏡的焦距是cm 2 當(dāng)物體沿著主光軸從距凸透鏡30cm處向15cm處移動的過程中 像距 像的大小將 均選填 變大 變小 或 不變 3 當(dāng)物體距凸透鏡8cm時(shí) 光屏上 選填 能 或 不能 得到一個清晰的像 10 變大 變大 不能 探究2凸透鏡成像規(guī)律 變式小明在做 探究凸透鏡成像規(guī)律 的實(shí)驗(yàn)時(shí) 實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范 1 如圖4 10所示 將蠟燭 凸透鏡 光屏依次放在光具座上 點(diǎn)燃蠟燭后 調(diào)整凸透鏡和光屏的高度 使它們的中心與燭焰中心大致在同一高度 其目的是使像成在 圖4 10 2 在如圖甲所示位置時(shí) 燭焰恰好在光屏上成清晰的像 這個像的成像原理與 選填 放大鏡 投影儀 或 照相機(jī) 相同 若將蠟燭向右移動少許 則應(yīng)將光屏向 選填 左 或 右 移動才能再次在光屏上成清晰的像 此時(shí)像的大小比剛才的像要 選填 大 或 小 些 如果此時(shí)透鏡上落了一只小飛蟲 則光屏上的像的大小 選填 變大 變小 或 不變 光屏中央 照相機(jī) 右 大 不變 探究2凸透鏡成像規(guī)律 3 此時(shí)小明在光屏和凸透鏡間放上自己所戴的近視眼鏡 若仍要在光屏上成清晰的像 則需將光屏向 選填 靠近 或 遠(yuǎn)離 凸透鏡的方向移動 此時(shí)所成的清晰像為 選填 實(shí) 或 虛 像 近視眼鏡對光起 選填 發(fā)散 或 會聚 作用 4 如圖乙所示為了測量凸透鏡的焦距 小剛同學(xué)將凸透鏡正對太陽光 在透鏡的另一側(cè)調(diào)整白紙位置 在距離凸透鏡10cm時(shí) 白紙上呈現(xiàn)出最小最亮的光斑 則凸透鏡焦距約為cm 遠(yuǎn)離 實(shí) 發(fā)散 10 探究3透鏡的應(yīng)用 例4 2018 通遼 如圖4 11所示 用手機(jī)掃描二維碼 相當(dāng)于給二維碼拍了一張照片 手機(jī)攝像頭相當(dāng)于凸透鏡 影像傳感器相當(dāng)于光屏 下列說法正確的是 圖4 11A 物體上的二維碼是光源B 掃碼時(shí)二維碼要位于攝像頭二倍焦距以外C 要使屏幕上二維碼的像變小 只需將二維碼靠近凸透鏡D 影像傳感器上成的是正立的實(shí)像 B 探究3透鏡的應(yīng)用 變式1 2017 河南 無人機(jī)利用攜帶焦距一定的微型攝像機(jī)進(jìn)行航拍 來自地面景物的光通過攝像機(jī)鏡頭 會聚在感光晶片上 形成倒立 選填 放大 或 縮小 的實(shí)像 當(dāng)無人機(jī)上升時(shí) 需 選填 增大 或 減小 鏡頭與感光晶片間的距離 才能拍攝到清晰的畫面 縮小 減小 探究3透鏡的應(yīng)用 解析 攝像機(jī)的鏡頭相當(dāng)于凸透鏡 它的成像原理與照相機(jī)相同 已知鏡頭焦距為f 則人臉距離凸透鏡大于2f時(shí) 成倒立 縮小的實(shí)像 同時(shí)當(dāng)人靠近鏡頭且在一倍焦距外時(shí) 物距變小 像距變大 像變大 變式2人臉識別門禁一體機(jī)是通過攝像機(jī)鏡頭來捕捉人臉信息的 該攝像機(jī)鏡頭相當(dāng)于透鏡 它的成像原理與 選填 照相機(jī) 投影儀 或 放大鏡 相似 所成的是 選填 放大 縮小 或 等大 的實(shí)像 已知鏡頭焦距為f 人臉到鏡頭的距離應(yīng)大于 要使屏幕上的像變大些 人應(yīng)離鏡頭 選填 遠(yuǎn) 或 近 些 圖4 12 凸 照相機(jī) 縮小 2f 近 探究4視力的矯正 例5 2017 煙臺 拿一副遠(yuǎn)視眼鏡放在凸透鏡前 如圖4 13所示 光屏上出現(xiàn)燭焰清晰的像 移走遠(yuǎn)視眼鏡 燭焰的像變得模糊 為了能在光屏上重新得到清晰的像 下列操作可行的是 圖4 13A 將蠟燭靠近凸透鏡B 將光屏靠近凸透鏡C 將光屏遠(yuǎn)離凸透鏡D 將光屏和蠟燭同時(shí)靠近凸透鏡 C 探究4視力的矯正 例6視力正常的小明把凸透鏡貼近眼睛 觀察遠(yuǎn)處的房子 眼前 模糊 此時(shí)來自遠(yuǎn)處房子的光會聚在視網(wǎng)膜的 選填 前 或 后 方 如圖4 14所示 他又伸直手臂通過凸透鏡觀察到房屋清晰的 選填 實(shí) 或 虛 像 像的位置在凸透鏡的 選填 左 或 右 側(cè) 圖4 14 前 實(shí) 右 探究4視力的矯正 變式 2018 青海 眼睛是心靈的窗戶 我們應(yīng)該保護(hù)好自己的眼睛 但有些同學(xué)因?yàn)椴涣剂?xí)慣導(dǎo)致眼睛近視了 如圖4 15所示 是近視眼成因示意圖 造成近視眼的原因是晶狀體變 選填 薄 或 厚 折光能力太強(qiáng) 使遠(yuǎn)處某點(diǎn)的光會聚在視網(wǎng)膜的 選填 前面 或 后面 要用 選填 凸透鏡 或 凹透鏡 來矯正 圖4 15 厚 前面 凹透鏡 突破探究凸透鏡成像的規(guī)律 實(shí)驗(yàn)梳理 突破探究凸透鏡成像的規(guī)律 兩側(cè) 同一高度 光屏的中心 倒立 縮小 實(shí)像 照相機(jī) 倒立 等大 實(shí)像 倒立 放大 實(shí)像 投影儀 正立 放大 虛像 放大鏡 突破探究凸透鏡成像的規(guī)律 續(xù)表 凸透鏡 光屏 燭焰三者的中心不在同一高度上 物體在一倍焦距內(nèi)或物體在焦點(diǎn)上 突破探究凸透鏡成像的規(guī)律 例小明在做 探究凸透鏡成像規(guī)律 的實(shí)驗(yàn)時(shí) 凸透鏡的位置固定不動 在如圖4 16所示的位置時(shí) 燭焰恰好在光屏上成清晰的像 圖4 16 1 由圖可知 凸透鏡焦距范圍是 A 6 5cm40cm A 解析 1 由題圖可知 物距大于像距 此時(shí)成倒立 縮小的實(shí)像 因此物距大于二倍焦距 像距處于一倍焦距和二倍焦距之間 物距u 50cm 10cm 40cm 像距v 63cm 50cm 13cm 由以上分析得40cm 2f f 13cm 2f 解得6 5cm f 13cm 所以選A 突破探究凸透鏡成像的規(guī)律 例小明在做 探究凸透鏡成像規(guī)律 的實(shí)驗(yàn)時(shí) 凸透鏡的位置固定不動 在如圖4 16所示的位置時(shí) 燭焰恰好在光屏上成清晰的像 圖4 16 2 圖示位置的成像原理與 選填 放大鏡 投影儀 或 照相機(jī) 的原理相同 照相機(jī) 解析 2 由圖知 此時(shí)物距大于像距 成倒立 縮小的實(shí)像 所以和照相機(jī)原理相同 突破探究凸透鏡成像的規(guī)律 例小明在做 探究凸透鏡成像規(guī)律 的實(shí)驗(yàn)時(shí) 凸透鏡的位置固定不動 在如圖4 16所示的位置時(shí) 燭焰恰好在光屏上成清晰的像 圖4 16 3 若將蠟燭向右移動一小段距離 則應(yīng)將光屏向 選填 左 或 右 移動適當(dāng)距離 可再次在光屏上成清晰的像 此時(shí)像的大小比原來的像要些 右 大 解析 3 凸透鏡成實(shí)像時(shí) 物近像遠(yuǎn)像變大 所以光屏應(yīng)向右移動 像變大 突破探究凸透鏡成像的規(guī)律 例小明在做 探究凸透鏡成像規(guī)律 的實(shí)驗(yàn)時(shí) 凸透鏡的位置固定不動 在如圖4 16所示的位置時(shí) 燭焰恰好在光屏上成清晰的像 圖4 16 4 若將蠟燭向左移動一小段距離 此時(shí)光屏上的像變模糊 在蠟燭和透鏡之間放置一個合適的 選填 凸透鏡 或 凹透鏡 光屏上的像又變清晰 選填 近視眼 或 遠(yuǎn)視眼 的矯正原理與此相同 凹透鏡 近視眼 解析 4 根據(jù)凸透鏡成實(shí)像時(shí) 物遠(yuǎn)像近像變小 可知 像距不變 物距增大 光屏位置不變時(shí) 像成在光屏前方 加凹透鏡使光線發(fā)散 使像后移才能使像變清晰 與近視眼的矯正原理相同 突破探究凸透鏡成像的規(guī)律 例小明在做 探究凸透鏡成像規(guī)律 的實(shí)驗(yàn)時(shí) 凸透鏡的位置固定不動 在如圖4 16所示的位置時(shí) 燭焰恰好在光屏上成清晰的像 圖4 16 實(shí)驗(yàn)拓展 5 隨著蠟燭的燃燒 可觀察到光屏上的像 選填 向上 或 向下 移動 此時(shí)應(yīng)將透鏡向 選填 上 或 下 移動 向上 下 突破探究凸透鏡成像的規(guī)律 例小明在做 探究凸透鏡成像規(guī)律 的實(shí)驗(yàn)時(shí) 凸透鏡的位置固定不動 在如圖4 16所示的位置時(shí) 燭焰恰好在光屏上成清晰的像 圖4 16 6 對調(diào)圖中蠟燭與光屏的位置 光屏上會出現(xiàn)一個清晰的 選填 放大 縮小 或 等大 的像 同時(shí)說明光路是 解析 6 對調(diào)蠟燭與光屏的位置后像距大于物距 所以像是放大的 在折射現(xiàn)象中光路是可逆的 放大 可逆的 突破探究凸透鏡成像的規(guī)律 例小明在做 探究凸透鏡成像規(guī)律 的實(shí)驗(yàn)時(shí) 凸透鏡的位置固定不動 在如圖4 16所示的位置時(shí) 燭焰恰好在光屏上成清晰的像 圖4 16 7 如圖所示 蠟燭和透鏡的位置不變 將光屏向遠(yuǎn)離透鏡的方向移動 要使光屏上再次呈現(xiàn)清晰的像 蠟燭應(yīng)該向 選填 遠(yuǎn)離 或 靠近 透鏡的方向移動 解析 7 將光屏遠(yuǎn)離透鏡 要使光屏上再次呈現(xiàn)清晰的像 像距變大 物距應(yīng)變小 所以蠟燭應(yīng)該向靠近透鏡的方向移動 靠近 突破探究凸透鏡成像的規(guī)律 例小明在做 探究凸透鏡成像規(guī)律 的實(shí)驗(yàn)時(shí) 凸透鏡的位置固定不動 在如圖4 16所示的位置時(shí) 燭焰恰好在光屏上成清晰的像 圖4 16 8 當(dāng)燭焰通過凸透鏡在光屏上成一實(shí)像時(shí) 如果透鏡上有一只小蟲在爬動 則光屏上像的大小將 選填 變大 變小 或 不變 像的明暗將 選填 變亮 變暗 或 不變 解析 8 當(dāng)燭焰通過凸透鏡在光屏上成一實(shí)像時(shí) 小蟲到透鏡的距離小于一倍焦距 所以小蟲不能在光屏上成像 光屏上的像不變 因?yàn)楣饩€被小蟲擋住一些 所以像會變暗 不變 變暗