1.懂得区分凸透镜和凹透镜
2.理解透镜的光的会聚和发散作用
3.会画透镜的三条特殊光线
4.理解凸透镜的成像规律
5.理解凸透镜成像规律的动态变化
1.透镜的会聚与发散作用
2.凸透镜成像规律
3.凸透镜成像规律的动态变化
透镜的种类
1.凸透镜:中间厚,边缘薄的透镜.
2.凹透镜:中间薄,边缘厚的透镜.
透镜对光的作用
1.凸透镜对光线有会聚作用,光线经过凸透镜折射后,折射光线会更靠近主光轴.
2.凹透镜对光线有发散作用,光线经过凹透镜折射后,折射光线会更远离主光轴.
透镜的三条特殊光线
1.凸透镜的三条特殊光线
入射光线 折射光线 光路图
通过光心 传播方向不变
平行于主光轴 经过焦点
经过焦点 平行于主光轴
2 .凹透镜的三条特殊光线;
入射光线 折射光线 光路图
通过光心 传播方向不变
平行于主光轴 反向延长线经过焦点
延长线经过焦点 平行于主光轴
判断以下说法的对错;
1.入射光线经凸透镜折射后会聚于一点,该点就是凸透镜的焦点;( )
2.凸透镜两个焦点之间的距离叫焦距;( )
3.不论是凸透镜还是凹透镜,经过光心的光线方向不改变;( )
4.凸透镜对任何光都有会聚作用;( )
5.通过凸透镜的光一定相交到焦点;( )
6.凹透镜只对平行于主光轴的光有发散作用;( )
7.通过凹透镜的光一定不会是平行光;( )
如图所示,一玻璃砖内有一凸形气泡,一束平行光垂直射向玻璃砖的侧面,通过玻璃砖后,光线
将会________(填“平行”或“会聚”或“发散”).
将凸透镜正对太阳光,其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑,这时光斑到凸透镜的距离为 l.若
凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大,则该凸透镜的焦距( )
A.一定小于 l B.一定等于 l
C.一定大于 l D.可能小于 l,也可能大于 l
如图所示,四个图画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形,其中虚线框内应该放置凸透镜的是( )
A. B. C. D.
如图所示,两条光线会聚于 b点,若在虚线框内放甲透镜后,光会聚于 c点.若在虚线框内放乙
透镜后,光会聚于 a 点.则甲透镜是________透镜,乙透镜是________透镜.
(1)分别画出相应的入射光线或折射光线.
如图,在注有清水的试管内有一个稍大的空气泡,将试管水平置于白纸上方,并使平行光线竖直照射到试管上。观察试管下方的白纸,发现一条与试管平行的亮线,试管充满水的部分相当于_______透镜,对光线有_______作用;将试管平放在报纸上,透过气泡部分观察到的字是_______(填“放大”或“缩小”)的像。
凸透镜成像的原理
凸透镜成像规律
物距 u 像的性质 像的位置
u > 2f 倒立缩小实像 f < v < 2f 像物 异侧
u = 2f 倒立等大实像 v = 2f
f < u < 2f 倒立放大实像 v > 2f
u = f 不成像 -- --
u < f 正立放大虚像 -- 像物同侧
总结:
1.一倍焦距是虚像和实像的分界点,二倍焦距是放大像和缩小像的分界点;
(口诀:一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小)
2.当物体在一倍焦距以外时,物距变小,像距变大,像变大;(口诀: 物近像远像变大)
当物体在一倍焦距以内时,物距变大,像距变大,像变大;(口诀:物近像近像变小)
3.实像一定是倒立的,虚像一定是正立的;
4.当物体移动时候,光屏与物体移动的方向相同,例如:物体远离透镜,要再次得到像,光屏要靠近 透镜;物体向左移动,要再次得到像,光屏也要向左移动.(物像同移)
探究凸透镜成像规律实验
1.实验前调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度的目的是什么?
使蜡烛成像能够落在光屏中心.
2.实验器材中,若用发光二极管代替蜡烛有什么优点?
①发光二极管的亮度强于蜡烛,不仅环保,而且更容易看出像的正立或者倒立,如果是“F”型二 极管, 可以明显看到成像的样式:上下颠倒,左右相反.
②二极管成像稳定,能够有效避免实验过程中烛焰晃动、越烧越短等不利现象.
3.实验过程中,蜡烛越烧越短,像在光屏上出现什么现象?该如何调整?
随着蜡烛越烧越短,像在光习屏的位置会越来越往上,需要向上移动蜡烛,或者向下调节凸透镜.
4.蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上摆放无误,点燃蜡烛后,为何无论怎样移动光屏,始终无法成像, 可能原因是什么?
①蜡烛的烛焰、凸透镜和光屏三者的中心不在同一高度;
②蜡烛放在焦点上(u=f);
③蜡烛放在一倍焦距以内(u﹤f);
④蜡烛放在一倍焦距以外、二倍焦距以内, 但距离焦点较近,因此像距越大,但光具座长度不够, 光屏无法承接到像.
若遮住部分凸透镜,或者凸透镜上有一黑点,则烛焰成像有什么变化?
成像完整,但是亮度比以前暗.
在凸透镜成像实验中,请完成下列题目 .
(1)为了便于从不同方向观察光屏上的像,光屏应选用_____(选填“光滑”或“粗糙”)的 .
(2)实验要求将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,调节凸透镜和光屏的高度,使得它们的中心与烛焰中心大致在同一高度.其目的是____________________.
(3)实验中随着蜡烛的燃烧,光屏上依然能得到蜡烛清晰的像,但光屏上的像会向_____移动, 为了使烛焰的像继续成在光屏的中央,应把蜡烛向_____调,或把凸透镜向_____调,或把光 屏向_____调.
(4)经过调节,光屏上出现了倒立、缩小的像,若将蜡烛与光屏的位置对调,光屏上能否再次成像?若能成像,指出成像特点_____________________ : .
(5)当光屏上已呈现出清晰的像时,再在凸透镜左侧附近放一凹透镜(图中未画),这时需要将光屏向______(选填“左”或“右” )移动才能在光屏上成清晰的像.
(6)小明认为,若用遮光板挡住凸透镜的上半部分,光屏上成的像会不会完整.说出你的看法:
________________________________________________________________________
(7)若把光屏撤掉,凸透镜和蜡烛位置不变,透过凸透镜观察蜡烛,能否看到烛焰的像?说出你的看法:_________________________________________________________________.
(8)点燃蜡烛后,无论怎样移动光屏,光屏上始终没有出现烛焰的像,你认为产生这种现象的原因可能是什么?(至少说出两点)
_____________________________________________
(9)在凸透镜主轴上的一物点 P,物距大于焦距,如果沿直径对称切除透镜很小一部分,如图 所示,再把上、下半截透镜向原主轴位置合拢,则成像情况与原来相比( )
A.相同 B.成两个像,上半截透镜 A 成像点上移,下半截透镜 B 成像点下移
C.成两个像,上半截透镜 A 成像点下移,下半截透镜 B 成像点上移 D.不能成像
探究“ 凸透镜成像规律”实验中:
(1)由于凸透镜焦距未知,他让一束平行光正对射向该透镜,调节光屏位置直到在屏上得一个__________的光斑。图 1 是调节完成的状态,由光具座上的刻度尺可以读出该透镜焦距f=____cm;
(2)如图 2 所示小明将蜡烛和光屏固定好后。在只移动透镜的情况下,他发现都不能在光屏上成清晰的像。由此,他猜想造成上述现象的原因是______________________ ;
(3)通过实验,小明总结的三个实验结论如下表,其中正确的实验序号有___________ 。
实 验 物距(u) 像的性质 像距(v)
序 号 实虚 大小 正倒
l u>2f 实像 缩小 倒立 f<v<2f
2 f<u<2f 实像 放大 倒立 v>2f
3 u<f 虚像 放大 倒立
此时,若用一张硬纸板遮住凸透镜的上半部分,则屏上______成完整的烛焰的像(填“能” 或“不能”)。
(4)若透镜位置不变,将蜡烛移到标尺上 45cm 处,此时小强应站在_______侧(填“蜡烛”或“光 屏”),观察蜡烛的像。
(5)小明又做了一次实验,首先在光屏上恰好得到一个清晰的像,然后,小明把自己的近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间且靠近凸透镜的位置,结果光屏上原来清晰的像变模糊了,若还想在光屏上得到一个清晰的像,应将光屏向______凸透镜的方向移动(选填“远离”或“靠近”)。
(6)如图 3,蜡烛在光具座上 A 处向左移动距离 s 到 C,为在光屏上再次成清晰的像,则他应 将光屏向______(选填“左”或“右”)移动,光屏移动距离 s′______s.(选填“>”“>”或“=”)
(7)小红实验中将蜡烛与光屏的位置固定保持不变,无论怎样移动透镜,光屏上都没有像,原因可能是__________________
(8)小明在复习“探究凸透镜成像规律”的实验时,进行了如下操作:
A、测凸透镜的焦距: 如图 2 甲所示,小明用教室里正在发光的日光灯作为光源,将米尺竖直放置,零刻度线紧贴桌面,然后沿着米尺上下移动凸透镜,直至桌面上出现清晰的日光灯的像为止,此时凸透镜对准刻度线的放大图如图 2 乙所示,则该透镜的焦距约为______ cm , 这种方法测焦距的依据是:若物体离透镜的距离足够远(大于 10 倍焦距)时,所成像与透镜的距离近似等于______。
(1)如图所示,请画出发光点 S 经凸透镜后的出射光线,并确定发光点 S 的像点 S′ .
(2)完成下列光路图,其中 A 点是距离 O 点二倍焦距的位置.
作图:S 是发光体,S′是它通过凸透镜成所的像.请画出凸透镜的位置并找出焦点(一个即可)
如图,把一个凹透镜 A 放在一个凸透镜 B 的前 10cm 处,能使一束平行于主光轴的光通过这两 个透镜后,会聚在 P 上的一点 S;已知光屏距透镜 30cm,现保持光屏和凸透镜的位置不动,把 凹透镜拿走,将一点光源 C 放在凸透镜的主光轴上距凸透镜 30cm 处,也能使 C 点的像成在光屏 上的 S 点,则凹透镜的焦距是____________,凸透镜的焦距是____________cm。
小明在做“探究凸透镜成像规律”实验时,其实验装置的示意图如图所示,a 、b 、c 、d 、e 是主光 轴上的五个点,F 点和 2F 点分别是凸透镜的焦点和二倍焦距点.在 a 、b 、c 、d 、e 、f 这五个点 中:
(1)把烛焰放在______点上,可以成倒立,缩小的实像,其中______点成像较大.
(2)把烛焰放在______点上,可以成倒立,放大的实像,其中______点成像较大.
(3)把烛焰放在______点上,可以成正立,放大的虚像,其中______点成像较大
小军同学利用焦距为 15cm 的凸透镜做了“探究凸透镜成像规律” 的实验,实验中当光屏距凸透镜35cm 时,会在光屏上出现一个____________的______像;当光屏距凸透镜 18cm时,会在光屏上出现一个______的______像.
在“探究凸透镜成像的规律” 时,当烛焰离透镜 13cm 时成放大的实像,当烛焰离透镜 8cm 时成放 大的虚像,则这个透镜的焦距可能是( )
A .4cm B .6cm C .7cm D .12cm
把一物体放在凸透镜前,在凸透镜另一侧 12cm 处的光屏上得到一个缩小的实像,该凸透镜的焦 距可能是( )
A .10cm B .14cm C .6cm D .5cm
蜡烛、凸透镜、光屏依次放在图中所示的位置, 这时光屏上得到一个倒立、缩小的清晰像.根据
图中数据判断,此凸透镜的焦距范围为____________ .
在“探究凸透镜成像规律” 的实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏位置如图所示时, 恰能在光屏上成一个清晰的像,该像的性质为______(包括倒立或正立、放大或缩小、虚像或实像),若保持透镜的位置不动,将蜡烛和光屏的位置互换,光屏上也能看到清晰的像,该像的性质为_____ (包括倒立或正立、放大或缩小、虚像或实像).
如图所示,有一个圆柱体 PQ,放在凸透镜前图示位置,它所成的像的形状是( )
在凸透镜成像的实验中发现,物距u=5cm 时,成正立的像;u=8cm 时,成倒立的像。那么下列判断中不正确的是( )
u =4cm 时,可能成放大的实像 B.u =9cm 时,一定成放大的实像
C.u =14cm 时,可能成缩小的实像 D.u =17cm 时,一定成缩小的实像
如图甲所示,小张将一个装有水的圆柱形玻璃杯放在漫画前,惊奇地发现透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了,还掉头奔向猫,如图乙所示。关于此现象,下列说法正确的是( )
A.透过水杯看到变“胖”的老鼠是虚像
B.将漫画远离水杯一些,透过水杯看到老鼠的像会变“矮”
C.将漫画靠近水杯一些,透过水杯看到的老鼠始终是掉头的
D.此时漫画中的老鼠成像与投影仪成像原理相同
某班同学在“探究凸透镜成像规律” 的实验中,记录并绘制了物体到凸透 镜的距离 u 跟像到凸透镜的距离v 之间关系的图象,如图,下列判断正 确的是( )
A.该凸透镜的焦距是 20cm B.当 u =9cm 时,在光屏上能得到一个放大的像
C.当 u =15cm 时成放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的
D.把物体从距凸透镜 15cm 处移动到30cm 处的过程中,像逐渐变大
如图所示,蜡烛恰好在光屏上成清晰的像,利用凸透镜这一成像规律制成的是______(选填“照 相机”、“投影仪”或“放大镜”).保持透镜位置不变,将光屏移至刻度线 85cm 处,蜡烛向______(选 填“靠近”或“远离”)透镜方向移动,光屏上能再次成清晰的像,是倒立、______的实像.
图中蜡烛在光屏上成清晰缩小的像.下列哪一项操作可能使烛焰在光屏上成清晰放大的像( )
A .透镜不动,蜡烛、光屏靠近透镜
B .透镜不动,蜡烛、光屏向右移动
C .透镜、光屏都不动,蜡烛向右移动
D .蜡烛、光屏都不动,透镜靠近光屏
如图所示,是小明在“探究凸透镜成像的规律”实验中看到的一种成像的情况.此时凸透镜所成的像是______(选填“实”或“虚”)像,当蜡烛逐渐靠近透镜时,我们通过透镜看到的像变______(选填“大”或“小”)
VR眼镜是一种可以虚拟现实的头戴式显示设备,利用计算机生成模拟系统,用户通过看眼镜内的电子屏幕,结合封闭性的音效,给用户产生一种身在虚拟环境中的感觉。
(1)VR眼镜内有一块电子屏,它经过晶状体在视网膜上成____________(选填“正立”或“倒立”)的____________(选填“虚”或“实”)像。
(2)因为电子屏距离眼睛很近,为了让用户可以看清图像,需在眼睛和电子屏之间配置一块透镜。为了弄清VR眼镜内置透镜的作用,小珩同学做了以下实验:
①用“F”形LED灯模拟VR眼镜的电子屏,用透镜模拟晶状体,用光屏模拟视网膜(如图乙)。在实验前,需要调节LED灯中心、透镜光心、光屏中心在________________________。
②经过实验小珩发现,若保持光屏和凸透镜位置不变,LED灯向右移动时,要重新在光屏上得到清晰的像,需换用焦距更小的凸透镜,这说明:物体靠近眼睛时,为看清物体,晶状体要变________(选填“厚”或“薄”),以________(选填“增强”或“减弱”)它的折光能力。
③如果物体离眼睛太近,就会超出晶状体的调节范围,使人眼无法看清。小珩发现,只要在原有凸透镜和“F”形LED灯之间放一块合适的透镜,便可以进一步缩小物距,让光屏上重新出现清晰的像(如丙),从而推断出VR眼镜内置的是____________透镜。
(3)小聪实验时发现像不完整,他分析可能是手指遮挡了部分透镜所致。然后他将一张足够大的遮光板紧贴着凸透镜自上而下插入到透镜前,直至挡住其上半部分,在该过程中,光屏上“F”形LED所成像大小_________(变大/变小/不变),亮度________(变亮/变暗/不变)。
小明利用大阳光测量凸透镜的焦距,下列操作最合理的是 ( )
有一凸透镜,当物体放在离透镜 15cm 处时,成放大的实像:当物体放在离透镜 8cm 处时,成放大的虚像,则这个凸透镜的焦距不可能等于( )
A.8cm B.10cm C.11cm D.14cm
如图,表示对入射光线起会聚作用的图是( )
A.只有(a)图 B.(a)图和(b)图
C.(a)图、(b)图和(c)图 D.(a)图、(b)图、(c)图和(d)图
如图所示,凸透镜和光屏在图中均未画出,将凸透镜固定在光具座上某处, 当蜡烛置于 M 处时,移动光屏可在光屏上成清晰放大像①;保持透镜位置不变,将蜡烛移至 N处,移动光屏后又可在光屏上得到清晰的缩小像② . 下列判断正确的是( )
A.像①是虚像,像②是实像
B.像①一定在像②的左侧
C.M 、N 间距离一定小于透镜焦距 D.凸透镜一定位于 N 的右侧
如图所示,MN 为凸透镜的主光轴,A 为蜡烛,A′为蜡烛在光屏上所成的像,根据凸透镜成像原
理确定凸透镜的位置,并将凸透镜画出来。
小明为判别直径相同的两透镜的类型,分别将它们正对太阳,把一张纸放在它的下方,在纸上得到相应的光斑,透镜与光斑的大小如图所示(d1<d<d2)。其中形成甲光斑的是_______(凸/凹)透镜,判断的理由是____________________________,为了判断形成乙光斑的是哪种类型的透镜, 小明将透镜远离纸片,观察光斑的大小一直变大,由此小明判断此透镜_______是凹透镜(选填“一 定” 、“可能”或“一定不”)。
小华利用如图所示的实验装置探究“凸透镜成像的规律”.
图1 图2
(1)如图1所示,是小华确定焦距时所做的实验,则该凸透镜的焦距为_______cm.
(2)实验前,小华应调整光源和光屏的中心在凸透镜的_______上.如图2,光屏上已成像清晰,依此成像原理可制成_______(选填“投影仪”、“照相机”、“放大镜”).若光屏上的像偏上,为使像呈现在光屏中央,可将凸透镜向_______调节.
(3)现保持光源和光屏位置不变,小华将凸透镜移至另一位置,发现光屏上也成清晰的像,此时凸透镜所在位置的刻度是_______cm.
小雨用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验.
(1)如图甲,将凸透镜正对着太阳光,在透镜下方,平行地放上白纸,测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t,绘出图像,如图乙,则可判断该透镜的焦距f为_______cm.
(2)调整器材高度时,应_______(选填“点燃”“不点燃”)蜡烛.
如图丙,将蜡烛移至45cm刻度处时,从凸透镜右侧通过凸透镜可以看到烛焰的_______(选填“虚”或“实”)像;该实验现象可以说明_______的成像特点(选填“照相机”或“投影仪”或“放大镜”).
(4)小金在实验过程中不断移动烛焰位置,观察到如图丁①至⑥的六种烛焰清晰的像,请按蜡烛到凸透镜距离由远到近所得到的6个像进行排序,正确顺序为______________.
(5)实验中,燃烧的蜡烛在不断缩短,导致光屏上的像向_____________(选填“上”或“下”)移动.
(6)小雨在实验中还发现,当物距u等于焦距f时,在光屏一侧通过凸透镜仍然看到了烛焰正立放大的像,对此你的解释是_______________________________________
(7)小亮实验小组更换相关器材后顺利完成实验,根据记录的实验数据得到了如图的图像,图像为凸透镜成像的像v的倒数和物距u的倒数的对应关系,根据图戊信息可知该小组所用凸透镜的焦距为__ cm.
2
2第七讲透镜及其成像
学习目标
1.懂得区分凸透镜和凹透镜
2.理解透镜的光的会聚和发散作用
3.会画透镜的三条特殊光线
4.理解凸透镜的成像规律
5.理解凸透镜成像规律的动态变化
重点难点
1.透镜的会聚与发散作用
2.凸透镜成像规律
3.凸透镜成像规律的动态变化
内容一透镜
知识解析
三透镜的种类
1.凸透镜:中间厚,边缘薄的透镜,
2.凹透镜:中间薄,边缘厚的透镜.
三透镜对光的作用
1.凸透镜对光线有会聚作用,光线经过凸透镜折射后,折射光线会更靠近主光轴
2.凹透镜对光线有发散作用,光线经过凹透镜折射后,折射光线会更远离主光轴,
三透镜的三条特殊光线
1.凸透镜的三条特殊光线
CS扫描全能王
3亿人都在用的扫描AP
平行于主光轴
经过焦点
经过焦点
平行于主光轴
2凹透镜的三条特殊光线:
入射光线
折射光线
光路图
通过光心
传播方向不变
平行于主光轴
反向延长线经过焦点
延长线经过焦点
平行于主光轴
典列精练○
例明判断以下说法的对错:
·入射光线经凸透镜折射后会聚于一点,该点就是凸透镜的焦点:
凸透镜两个焦点之间的距离叫焦距:(义
不论是凸透镜还是凹透镜,经过光心的光线方向不改变;
八
79
C3扫描全能王
3亿人都在用的扫描APp
4.凸透镜对任何光都有会聚作用:
5.通过凸透镜的光一定相交到焦点;
6.凹透镜只对平行于主光轴的光有发散作用:
7.通过凹透镜的光一定不会是平行光:
例2如图所示
一玻璃砖内有一凸形气泡,
一束平行光垂直射向玻璃砖的侧面,通过玻璃砖后,光线
将会
(填“平行”或“会聚”或发散”
例3将凸透镜正对太阳光,其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑,这时光斑到凸透镜的距离为1,若
凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大,则该凸透镜的焦距
A.一定小于1
B.一定等于1
C.一定大于1
D.可能小于1,也可能大于1
例④如图所示,四个图画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形,其中虚线框内应该放置凸透镜的
=
例5如图所示,两条光线会聚于b点,若在虚线框内放甲透镜后,光会聚于c点.若在虚线框内放乙
透镜后,光会聚于a点.则甲透镜是
四
透镜,乙透镜是
透镜
例6(1)分别画出相应的入射光线或折射光线.
CS扫描全能王
3亿人都在用的扫描APp
例7如图,在注有清水的试管内有一个稍大的空气泡,将试管水平置于白纸上方,并使平行光线竖直
限射到试管上。观寒试管下方的白纸,发现一条与试管平行的亮线,试管充满水的部分相当于。一
透镜,对光线有人,用:将试管平放在报纸上,透过气泡部分观察到的字是二
(填“放大”
或缩)的像。
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内容二凸透镜成像
知识解析
凸透镜成像的原理
1.w>2f:
30
20
10
w=2f:
C③扫描全能王
3亿人都在用的扫描APp