(共60张PPT)
透镜及其应用
第三讲
知识精讲
2
考点清单
图说物理
实验突破—科学探究素养提升
3
实验 探究凸透镜成像规律
四川近年真题及拓展
1
四川近年真题及拓展
命题点
1
焦距相关判断
1.(2022宜宾10题4分)如图所示,将一个凸透镜正对太
阳,其下方20 cm处的白纸呈现出一个较小的光斑,这
个现象提示我们:凸透镜对光有________作用;若将
该透镜向纸面再靠近一小段距离的过程中,光斑一直变小,由此可以判断该透镜的焦距一定________20 cm(选填“大于”“等于”或“小于”).
(素材来源于RJ八上P91图5.1-4)
会聚
小于
其他地市真题精选
2.(2023南充12题2分)小南同学在做“凸透镜成像”的实验中,经过调节在光屏上得到一个清晰的像,并测出物距u=20 cm,像距v=15 cm,则光屏上是倒立、______的实像,该凸透镜焦距的范围为______________.
缩小
7.5 cm命题点
2
凸透镜成像规律
3.(2022宜宾6题3分)将一个凸透镜正对着太阳光,在凸透镜另一侧15 cm处的纸上出现一个最小、最亮的光斑.将一个物体放在该凸透镜主光轴上距光心20 cm处,则在凸透镜的另一侧光屏上会出现一个( )
A. 正立、放大的虚像 B. 正立、缩小的虚像
C. 倒立、放大的实像 D. 倒立、缩小的实像
C
4. (2021绵阳20题3分)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上得到清晰的像.则( )
A. 透镜焦距一定在10 cm到15 cm之间
B. 透镜焦距一定在15 cm到20 cm之间
C. 把蜡烛向左移动少许,光屏适当向左移动可得到大些的实像
D. 把蜡烛向右移动少许,光屏适当向右移动可得到小些的实像
一题多设问
A
拓展设问
若在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜,则光屏应向________(选填“左”或“右”)移动才能得到清晰的像,此时所成的像是倒立________(选填“放大”或“缩小”)的实像,生活中的________应用了此原理.
右
放大
投影仪
5. (2020绵阳20题3分)如图所示,在“探究凸透镜成像规律”的实验中,凸透镜焦距是10 cm,蜡烛放在A处,位于C处的光屏(图中未画出)上得到了清晰的像;保持透镜位置不变,将蜡烛移到B处,移动光屏再次得到清晰的像.关于光屏移动的方向和移动距离L屏与蜡烛移动距离L烛的大小关系,正确的是( )
A. 向右移动光屏,L屏C. 向左移动光屏,L屏>L烛 D. 向右移动光屏,L屏>L烛
A
其他地市真题精选
6.(2023凉山州4题3分)一个物体放在凸透镜前20 cm处时,在透镜另一侧光屏上找到一个清晰的等大的像,现将物体移动至凸透镜前15 cm处时,移动光屏能找到( )
A. 倒立、缩小的实像
B. 倒立、放大的实像
C. 倒立、放大的虚像
D. 正立、放大的虚像
B
7.(2021眉山)在探究“凸透镜成像规律”的实验中,已知凸透镜的焦距为10 cm.如图所示,凸透镜固定在光具座的50 cm刻线处,通过移动蜡烛和调节光屏的位置来进行探究实验.下列说法中正确的是( )
A.将蜡烛移到10 cm刻线处,光屏上呈现倒立放大的实像
B.将蜡烛移到45 cm刻线处,光屏上呈现正立放大的虚像
C.将蜡烛移到35 cm刻线处,成像特点与照相机成像特点相同
D.将蜡烛从10 cm刻线处移向40 cm刻线处的过程中,光屏上呈现的像会变大
D
命题点
3
生活中的透镜
8.(2022绵阳11题3分)人们在生活中遇到的透镜及其组合所成的像是各种各样的,其中只能成实像的是( )
A. 眼睛 B. 放大镜 C. 望远镜 D. 显微镜
9.(2020绵阳28题4分)夏天的雨后,小草的叶子上有雨滴.透过这些雨滴,可以清晰地看到下面叶子的叶脉.这时,雨滴相当于一个________(选填“凹透镜”“凸透镜”或“平面镜”),看到的是叶脉的________(选填“虚”或“实”)像.
A
凸透镜
虚
其他地市真题精选
10.(2023自贡5题2分)小明同学用数码相机(可调焦距)拍摄了同一花菜的两张照片.如图所示,结合图片分析,下面说法不正确的是( )
A. 照相机的镜头与老花镜属于同一类透镜
B. 凸透镜能成缩小的实像是照相机的工作原理
C. 在物距相同的情况下,拍摄乙照片时,镜头焦距需调得小一些
D. 在物距相同的情况下,拍摄乙照片时,镜头焦距需调得大一些
C
命题点
4
视力及其矫正
11.(2023宜宾9题4分)眼球把来自外界物体的光会聚在视网膜上形成物体的________(选填“倒立实像”或“正立虚像”),小李同学由于没有养成良好的用眼习惯,成了近视眼,进行矫正时应当戴用________(选填“凸透镜”或“凹透镜”)制作的眼镜.
倒立实像
凹透镜
12.(2023绵阳27题4分)人进入老年后,眼睛睫状体对晶状体的调节能力减弱,太远、太近的物体都看不清楚.近视远视一体眼镜(双光镜)可以解决这个问题,戴上这种眼镜,透过下半部分可以看清书上文字,透过上半部分镜片可以看清远处景物.由此可知,近视远视一体眼镜下半部分镜片是________透镜,上半部分镜片对光具有______(选填“会聚”或“发散”)作用.
凸
发散
其他地市真题精选
13.(2021攀枝花7题3分)在探究凸透镜成像规律的实验中,将蜡烛放在凸透镜前适当位置,调节光屏位置得到清晰的像.把眼镜片放在烛焰与凸透镜之间,如图所示,屏上的像变得模糊,调节光屏的位置,适当靠近凸透镜,光屏上又可以得到清晰的像,则该镜片( )
A. 是凹透镜,属于近视眼镜
B. 是凹透镜,属于远视眼镜
C. 是凸透镜,属于近视眼镜
D. 是凸透镜,属于远视眼镜
D
14.(2023凉山州 17题2分)据专家介绍,12至18岁是青少年近视的高发期,主要原因如下:(1)长时间用眼不注意姿势或者休息.(2)长时间玩游戏、上网、玩手机、看电视等原因引起近视.下列四幅图中,属于近视眼及其矫正的是( )
A. 甲和丙 B. 甲和丁 C. 乙和丙 D. 乙和丁
B
命题点
5
透镜作图(宜宾2020.23)
15.(2020宜宾23题3分)在图中有平行于薄透镜主光轴和通过光心O的两条入射光线,一条通过2f点的折射光线,请在图中作出相应的折射光线或入射光线.
其他地市真题精选
16.(2020自贡26题2分)请在图中画出光线经过凹透镜后的光路图(F为焦点).
17.(2021凉山州41题2分)请在下图的方框内画出合适的光学元件.
命题点
6
探究凸透镜成像的规律(绵阳近6年3考)
18.[2022绵阳25(4)题2分]小花在做“探究凸透镜成像的规律”实验时发现,保持蜡烛和屏之间的距离为45 cm 不变,只改变凸透镜的位置可以在屏上得到两个清晰的像,将凸透镜从成第一个像的位置向蜡烛移动15 cm 得到第二个像.她通过分析得出第一个像与蜡烛相比是________(选填“缩小”“等大”或“放大”)的,凸透镜的焦距为________cm.
缩小
10
19.(2022绵阳28题4分)将点燃的蜡烛和光屏放置在光具座上,再将焦距为30 cm的凸透镜甲放置在蜡烛和屏之间的适当位置,在屏上得到清晰的缩小实像;在透镜甲位置换上焦距为20 cm的凸透镜乙,不改变蜡烛位置,将光屏________(选填“靠近”或“远离”)透镜适当距离,就可以在光屏上得到清晰的________(选填“放大”“缩小”或“等大”)实像.
靠近
缩小
其他地市真题精选
20. (2020南充26题6分)某学习小组“探究凸透镜成像的规律”,进行了如下操作:
(1)安装并调节烛焰、透镜、光屏,使它们三者中心大致在________.
(2)通过探究,记录并绘制了像距v与物距u之间的关系图像,如图甲所示,则该凸透镜的焦距是________cm.
同一高度
5
(3)当蜡烛放在如图乙所示位置时,调节光屏,可在光屏上得到—个倒立、________的实像,生活中的________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这样的成像原理工作的.
(4)若将透镜的上半部分用不透明的纸板挡住,则光屏上________(选填“能”或“不能”)成完整的像.
缩小
照相机
能
(5)在图乙中,小明借来物理老师的眼镜,将其放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上原本清晰的像变模糊了,向右移动光屏,光屏上的像又变清晰,说明老师戴的是________(选填“近视”或“远视”)眼镜.
近视
透镜及其应用
凸透镜成
像的规律
透镜
原理
凸透镜
凹透镜
特点
应用
正常眼睛
的成像原理
近视眼、远视眼
及其矫正
眼睛和眼镜
实像和
虚像
三条特殊光线
考点清单
一、透镜
类型 外形特征 特点 对光的作用 相关概念
凸透镜 中间______,边缘______ ______作用
凹透镜 中间______,边缘______ ______作用
厚
薄
会聚
薄
厚
发散
知识精讲
2、注:(1)平行光测焦距:凸透镜正对平行光,当另一侧出现最小、最亮的光斑时,光斑到凸透镜光心的距离即为凸透镜的焦距;(2)凸透镜焦距越短,透镜的折光能力越强.
3、三条特殊光线 (将⑦⑧⑨补充完整)
平行于主光轴 通过焦点 过光心
凸透镜 ⑦ ⑧
凹透镜 ⑨
二、实像和虚像
分类 原理 特点 应用
实像 实际光线会聚而成 光屏________承接像 照相机、投影仪成像
虚像 射入眼中光线的反向延长线相交而成 光屏________承接像 放大镜、平面镜成像
能
不能
三、凸透镜成像的规律
物距与焦距的关系 请完成下列光路图 像距与焦距的关系 成像特点 应用
u>2f f<v<2f 倒立、缩小、________ ________
u=2f v=2f _______、_______、________ 测焦距
实像
照相机
倒立
等大
实像
A'
B'
A'
B'
物距与焦距的关系 请完成下列光路图 像距与焦距的关系 成像特点 应用
f<u<2f v>2f ________、________、________ ________
u<f / ________、________、________ ________
记忆口诀 (1)一倍焦距分虚实,内虚外实,实倒虚正;二倍焦距分大小,内大外小; (2)成实像时,物近像远像变大;物远像近像变小. A'
B'
倒立
放大
实像
投影仪
正立
放大
虚像
放大镜
四、眼睛和眼镜
1、正常眼睛的成像原理:晶状体和角膜的共同作用相当于一个________镜,把来自物体的光会聚在视网膜上,形成倒立、________的实像.
近视眼 远视眼
成像示意图
成因 晶状体较厚,折光能力______,成像于视网膜________ 晶状体较薄,折光能力______,成像于视网膜________
凸透
缩小
较强
前
较弱
后
近视眼 远视眼
矫正方法 佩戴用________透镜做成的对光有________作用的眼镜 佩戴用________透镜做成的对光有________作用的眼镜
记忆口诀 近前远后,近凹远凸 凹
发散
凸
会聚
图说物理
命题点:光现象的辨识及焦距的测量
1.(1)如图所示将放大镜正对太阳光,再把一
张纸放在放大镜的另一侧,在纸上会出现一个
光斑.该光斑是由光的________形成的,调整
纸到放大镜的距离,当白纸上出现一个最小、
最亮的光斑时,测得光斑到放大镜中心的距离
为15 cm,该放大镜的焦距________(选填“大于”“小于”或“等于”)15 cm.
(2020湘西州18题改编)
(RJ八上P91图5.1-4)
(2022宜宾10)
折射
等于
【生活实践】
(2)文明旅游是我们必须养成的好习惯.绝对不能将矿泉水瓶随意丢弃在森林中,因为下雨进水后,矿泉水瓶就相当于一个________镜,对光有________作用,容易引起森林火灾.
凸透
会聚
命题点:凸透镜的成像规律及应用
2.如图所示,是一架照相机的简易图,来自物
体的光经过照相机镜头后会聚在胶片上,形成被
照物体的像.
(1)照相机的镜头由一组透镜组成,相当于一个______镜;照相时,物体距照相机镜头的距离比像远,说明物体通过照相机镜头可以在胶片上形成一个________________(填像的性质)像.
(2)当拍完整棵树的照片后,还想拍树枝的特写照片,他应把照相机____
(选填“远离”或“靠近”)树枝,同时将镜头______(选填“前伸”或“后缩”).
(RJ八上P94图5.2-1甲)
凸透
倒立、缩小的实
靠近
前伸
实验突破—科学探究素养提升
实验
探究凸透镜成像规律(绵阳6年3考)
图示法过实验
1.实验装置
实验前调整点燃的蜡烛、凸透镜、光屏的中心在__________(目的是让像成在光屏________)
同一高度
中央
2.图示过程 物体分别放在2倍焦距以外→2倍焦距→1倍焦距和2倍焦距之间→小于1倍焦距
(1)把蜡烛放在较远处,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在光屏上成清晰的实像,观察_________________,测出_____________
(2)把蜡烛向凸透镜移近几厘米,放好后重复上述操作
实像的大小和正倒
物距u和像距v
3.实验结论 静态规律
(1)当u>2f, f<v<2f时,成______________ 像(照相机)
(2)当u=2f,v=2f时,成__________________像(测焦距)
(3)当f<u<2f,v>2f时,成______________ 像(投影仪)
(4)当u=f时不成像;当u<f时成______________像(放大镜)
倒立、缩小的实
倒立、等大的实
倒立、放大的实
正立、放大的虚
3.实验结论 动态规律
(1)成实像时,物距增大,__________________;物距减小,__________________
(2)成虚像时,物距增大,__________________;物距减小,__________________
像距减小,像变小
像距增大,像变大
像距增大,像变大
像距减小,像变小
4.焦距测量 (1)一束平行光通过凸透镜后在光屏上得到一个____________的光斑时,焦距等于光斑到透镜光心的距离;
(2)当透镜所成的像为___________的实像时,焦距等于蜡烛到透镜光心距离的二分之一
最小、最亮
倒立、等大
5.实验操作要点 (1)实验环境的要求(为了方便观察,本实验应选择在较暗的环境下进行)
(2)成虚像时,光屏上不能承接到烛焰的像,人眼应该在______一侧向透镜方向看去才能观察到烛焰的像
(3)光屏上找不到像的原因
a.烛焰、凸透镜、光屏三者的中心没有在同一高度处
b.________________________
c.成实像时,像距太大,超出了光屏在光具座上距透镜的最大距离
光屏
物距小于或等于一倍焦距
6.变焦问题 (1)在蜡烛和凸透镜之间加远视镜(凸透镜)(光线提前会聚,要使光屏上能成清晰的像,光屏需________凸透镜)
(2)在蜡烛和凸透镜之间加近视镜(凹透镜)(光线延迟会聚,要使光屏上能成清晰的像,光屏需________凸透镜)
(3)更换透镜(焦距发生变化:凸透镜越厚,焦距越小,折光能力越强,光线会提前会聚;凸透镜越薄,焦距越大,折光能力越弱,光线会延迟会聚)
靠近
远离
一题多设问
例 如图所示为探究“凸透镜成像”规律的实验:
(1)学习透镜知识时,同学们发现照相机、投影仪与放大镜,在距离、成像等方面有差异,经过讨论,确立了探究课题“凸透镜所成像的虚实、大小、倒正跟______(选填“物体的大小”或“物距”)有什么关系”.
提出猜想与假设
物距
设计与进行实验
(2)(重点·测量焦距)为了测量透镜的焦距,小明让一束平行于主光轴的光线经凸透镜后,在光屏上形成一个最小、最亮的光斑,如图甲所示,则该透镜的焦距为______cm.同时表明该透镜对光具有______作用.
变式1 (2021宁夏改编)将凸透镜固定在50 cm刻度线处,移动蜡烛,调节光屏能承接到清晰的像,如图所示,则该凸透镜的焦距为________cm.
测量焦距变式
10.0
会聚
15.0
变式2 如图所示,将蜡烛置于距凸透镜40 cm处,能在距凸透镜30 cm处的光屏上得到一个倒立、缩小的实像,则透镜的焦距可能是( )
A. 40 cm B. 25 cm C. 16 cm D. 12 cm
(3)器材位置正确放置后,________(选填“点燃”或“不点燃”)蜡烛,为了使烛焰的像成在光屏中央,应使___________________三者的中心大致在同一高度.
C
点燃
烛焰、凸透镜和光屏
(4)焦距测量后,小明开始进行探究,
当各器材位置如图乙所示时,光屏上
成清晰的像:
①此时物距是________cm,像距是______cm,可在光屏上得到一个清晰的像,其原理与生活中的________(选填序号)相同.
A. 照相机 B. 投影仪 C. 放大镜
②若将蜡烛与光屏的位置互换,光屏上________ (选填“能”或“不能”)看到清晰的像,原因是______________________,此时成像情况符合_____
[选填序号(序号与①相同)]的成像原理.
30.0
15.0
A
能
折射现象中,光路可逆
B
③当蜡烛在45 cm处时,蜡烛通过凸透镜形成的像可能是图丙中的___(选填“a”“b”“c”或“d”),应用这一成像规律制成的仪器有____[选填序号(序号与①相同)].接下来的探究操作不必要的是_____(选填序号).
A. 移动光屏,在光屏上寻找蜡烛的像
B. 在凸透镜左侧透过凸透镜观察蜡烛的像
C. 在凸透镜右侧透过凸透镜观察蜡烛的像
d
C
B
(5)实验中,由于实验时间较长,蜡烛变短,烛焰的像在光屏上的位置会向________方移动(选填“上”或“下”),为了能让所成清晰的像回到光屏中央,可进行的操作是_____________________________________________
__________________.
上
将凸透镜和光屏同时向下调节(或将光屏向上调节或将蜡烛向上调节)
分析与论证
(6)记录实验数据如下表,请将所缺的内容补充完整.
实验序号 物距(cm) 像距(cm) 像的性质 正倒 大小 虚实
1 30 15 倒立 实像
2 20 20 倒立 等大 实像
3 15 30 倒立 放大 实像
4 12 60 倒立 放大 实像
5 8 / 正立 放大 虚像
6 6 / 正立 放大 虚像
①请将第1组数据的实验现象补充完整:________;
②通过1、2、3次实验数据可以得出:当凸透镜成实像时,物距变小,像距________;
③分析数据可知,____倍焦距处是放大与缩小的实像分界点,_____倍焦距处是实像与虚像的分界点.
缩小
变大
2
1
交流与评估
(7)(2021包头改编)实验过程中,飞来一只小昆虫落在凸透镜上,光屏上________(选填“会”或“不会”)出现小昆虫的像.
(8)(2021重庆B改编)小明同学用不透明的硬纸板挡住凸透镜的下半部分后,发现光屏上呈现的像是________(选填序号).
A. 烛焰的上半部分,亮度变暗
B. 烛焰的下半部分,亮度变暗
C. 完整的烛焰,亮度变暗
D. 完整的烛焰,亮度不变
不会
C
(9)(2022泰州改编)同学小金在用同样的器材进行实验时,发现光屏上出现的像只有中间清晰,两侧却较模糊,小金只对凸透镜进行了调整,就在光屏上得到了清晰的像,他的调整是________(选填序号).
A. 左右适当移动凸透镜
B. 上下适当移动凸透镜
C. 适当扭转凸透镜
(10)(难点·动态成像规律) (2020广东改编)要在光屏上承接到烛焰倒立、放大的清晰实像,需将图乙中的蜡烛向________(选填“左”或“右”)移动,光屏向________(选填“左”或“右”)移动.
C
右
右
动态成像规律变式
变式3 (2023南京改编)如图所示,若用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气,发现光屏上“烛焰尖部”变模糊,则将光屏________
(选填“向左”或“向右”)移动,“烛焰尖部”又会变清晰.
向左
变式4 (2021自贡改编)若将凸透镜换成镜面大小相同、焦距稍小的凸透镜,再次实验,则需将光屏_____(选填“向左”或“向右”)移动才能成清晰的像,光屏上所成的像与原来的像相比______(选填“变大”或“变小”)了.
向左
变小
(11)(难点·变焦问题)(2021武汉改编)在图乙中保持凸透镜和光屏的位置不变,换用焦距为20 cm的凸透镜继续实验,下列说法正确的是_______(选填序号).
A. 向左移动蜡烛,可以在光屏上得到烛焰缩小的清晰的实像
B. 向右移动蜡烛,可以在光屏上得到烛焰放大的清晰的实像
C. 无论怎样移动蜡烛,在光屏上都得不到烛焰的清晰的像
C
变焦问题变式
变式5 (2023辽阳改编)当光屏上成清晰缩小的像时,在蜡烛与凸透镜之间放一个近视眼镜,为了使光屏上重新呈现清晰的像,光屏应向______
(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动;若不移动光屏,并保持近视眼镜的位置不变,更换另一个凸透镜,光屏上也得到了清晰的像,那么此凸透镜的焦距应________(选填“大于”或“小于”)原来的透镜.
远离
小于
变式6 (2023丹东改编)为了探究眼睛
的成像原理,同学们与老师一起研制
了如图所示的实验装置,用水透镜模
拟眼睛,光屏模拟视网膜.通过对水
透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄.蜡烛、光屏和水透镜在光具座上的位置如图所示时成清晰像,该像为倒立、________的实像.将图中的蜡烛移动到光具座上40 cm处,光屏不动,此时应对水透镜________(选填“注水”或“抽水”),使其焦距变 ________(选填“大”或“小”),才能在光屏上重新得到一个清晰的像.
缩小
注水
小
创新设问
(12)(方案设计)(2020河南改编)某同学认为: 凸透镜成实像时, 不但像与物上下是颠倒的, 而且左右也是相反的, 请你设计一种简单的方法, 验证小亮的观点:_______________________________________________
______________________________________.
沿垂直于光具座方向吹动烛焰, 观察光屏上像的晃动方向是否与烛焰的晃动方向相反
(13)(创新装置·LED屏)(2023广东)如图丁所示,在标有均匀格子的面板上制作字母“A”状LED灯替代蜡烛,光屏上标有同样的均匀格子,此装置的优点____________________________,____________________________,_______________________________________.
可以直接读出物距以及像距
光屏上成像更清晰、稳定
从光屏上可以准确得出像与物的大小关系
丁