第4讲 透镜及其应用
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考点通关 直击考什么
考点1 透镜的分类及作用
形状 对光线的作用 三条特殊光线
凸透镜 中间厚边缘薄 ①_ _ _ _
凹透镜 中间薄边缘厚 ②_ _ _ _
要点提示
巧记三条特殊光线
过“心”不改;
过“焦”平行;
平行过“焦”。
如何判断凸透镜焦距大小
同种材料的凸透镜,中间越厚,焦距越小,折光能力越强。
夯基对点练
1.如图所示,西汉时期的《淮南万毕术》中记载有“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生。”“削冰令圆”就是把冰块制成_ _ _ _ 透镜,对光线有_ _ _ _ 作用,把“艾”放在透镜的焦点位置能使“火生”是因为光具有_ _ _ _ 。若想提高冰透镜取火的效果,应把冰透镜的形状打磨成_ _ _ _ _ _ _ _ (选填“面积更大”或“表面更平”)的结构。
考点2 凸透镜成像规律
物距 像距 成像特点 成像光路图
③_ _ _ _ _ _ _ _ 倒立、缩小、实像 (照相机的成像特点)
④_ _ _ _ 、等大、实像 (测焦距)
倒立、⑤_ _ _ _ 、实像 (投影仪的成像特点)
— 不成像
⑥_ _ _ _ 、放大、⑦_ _ _ _ (放大镜的成像特点)
要点必记
凸透镜成像规律总结
(1)静态规律
一焦分虚实;二焦分大小。
实像异侧倒;虚像同侧正。
(2)动态规律
注意:“近”指靠近透镜;“远”指远离透镜。
考点3 眼睛和眼镜
近视眼 远视眼
成因 晶状体太厚,折光能力⑧_ _ _ _ ,成像于视网膜⑨_ _ _ _ 晶状体太薄,折光能力弱,成像于视网膜⑩_ _ _ _
成像示意图
矫正方法 佩戴 _ _ _ _ _ _ 制成的近视眼镜 佩戴 _ _ _ _ _ _ 制成的远视眼镜
矫正示意图
知识拓展
正常眼睛成像原理
晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,把来自物体的光会聚到视网膜上,形成倒立、缩小的实像。
夯基对点练
2.判断下列说法的正误。
(1) 凸透镜成虚像时,对光线起发散作用。( )
(2) 实像能用光屏承接,虚像不能用光屏承接。( )
(3) 凹透镜对光线有发散作用,则通过凹透镜的光线一定不会相交。( )
(4) 当拍摄的二维码照片超出手机设定的方框时,物品不动,把手机靠近物品。( )
(5) 凸透镜只对平行光有会聚作用。( )
(6) 行车记录仪镜头的成像原理与投影仪的成像原理相同。( )
(7) 用户使用智能锁进行人脸识别时,摄像头所成的像是倒立、缩小的实像。( )
3.[跨学科实践] 小乐用焦距为和两个凸透镜制作了如图所示的自制望远镜。在教室用该望远镜观察校园里的物体,他需要调整镜筒的长度,通过实践研究他发现:物镜和目镜之间的最佳成像距离约为_ _ _ _ 。
重点实验 多维透析
实验3 探究凸透镜成像的规律 新课标 探究类必做实验
实验操作:
1.本实验应该在较暗的环境下进行,可以更清晰地观察光屏上烛焰的像。
2.实验前需测量凸透镜的焦距,测焦距的方法:
(1)用平行光垂直照射到凸透镜上,来回移动光屏,当光屏上出现最小、最亮的光斑时,光斑到光心的距离就是焦距;
(2)当物体在光屏上成等大的像时,物距等于像距等于2倍焦距。
3.观察虚像时,人眼应在物体的另一侧透过凸透镜观察。
交流评估:
1.在光屏上找不到像的原因:
(1)物距倍焦距;
(2)烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度;
(3)像距太大,超出光屏在光具座上距透镜的最大距离。
2.动态变化规律
分类 操作细节 成像变化
因距离而变 凸透镜不动,蜡烛与光屏互换 成像仍清晰;放大像变缩小像(缩小像变放大像)
蜡烛和光屏不动,适当移动凸透镜 成像仍清晰;放大像变缩小像(缩小像变放大像)
因焦距而变 换焦距小的凸透镜(加凸透镜) 折光能力变强;物距不变,像距变小,像变小
换焦距大的凸透镜(加凹透镜) 折光能力变弱;物距不变,像距变大,像变大
因燃烧而变 蜡烛不断燃烧 光屏上的像上移(可向上调光屏或向下调凸透镜)
因遮挡而变 用不透明的纸挡住部分凸透镜 光屏上的像大小、完整度不变,只是变暗
实验一题练透
问题
小刚做“探究凸透镜成像规律”的实验,实验器材有带支架的蜡烛、光屏、光具座、凸透镜等。
证据
1.如图甲所示,用一束平行光垂直照射到凸透镜上,在光屏上形成一个最小、最亮的光斑,此凸透镜的焦距为_ _ _ _ 。
2.[现象分析] 开始实验时,小刚将蜡烛放置在刻度线处,马上移动光屏,但无论怎样移动都无法在光屏上找到烛焰完整的像,产生这种情况的原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
解释
3.调整器材后,小刚将蜡烛移至光具座刻度线处,如图乙所示,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是倒立、_ _ _ _ (选填“放大”或“缩小”)的实像。生活中的_ _ _ _ _ _ (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一规律工作的。
4.[改变光源] 小刚将发光的灯组成形,在形灯和光屏间观察时如图所示,将形灯放置在光具座上刻度线处,不改变凸透镜位置,形灯在光屏上所成像为图中的_ _ _ _ 。
5.在图乙所示实验中,保持凸透镜位置不变,对调蜡烛和光屏的位置,光屏上_ _ _ _ (选填“能”或“不能”)看到清晰的像,这是因为在光的折射中,_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。对调后光屏上的像的特点是_ _ _ _ (选填“倒立”或“正立”)、_ _ _ _ (选填“放大”或“缩小”)的实像。生活中的_ _ _ _ _ _ (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一规律工作的。
6.保持图乙中透镜在刻度线处不动,如果想得到更大、更清晰的像,应进行的操作是_ _ _ _ 。
A.将蜡烛左移,光屏左移 B.将蜡烛左移,光屏右移
C.将蜡烛右移,光屏左移 D.将蜡烛右移,光屏右移
7.将图乙中的蜡烛移动到刻度线处,无论怎样移动光屏都无法承接到烛焰的像,此时烛焰成的像为_ _ _ _ (选填“实”或“虚”)像,应该在蜡烛的_ _ _ _ (选填“同”或“异”)侧通过透镜观察。
交流
8.[错误操作] 小刚在光屏上得到烛焰清晰的像,当不小心用手指触摸到凸透镜时,光屏上_ _ _ _ (选填“会”或“不会”)有手指的像,这时光屏上的像_ _ _ _ (选填“变亮”“变暗”或“亮度不变”)。
9.如图丙所示,当烛焰在光屏上成清晰的像时,在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上的像变模糊了,保持蜡烛、凸透镜的位置不变,将光屏向靠近凸透镜方向移动一定距离后,光屏上再次呈现出烛焰清晰的像,则这是一副_ _ _ _ (选填“近视”或“远视”)眼镜。
10.[装置创新] 若小刚用透明橡皮膜充水后作为水透镜来模拟不同焦距的凸透镜,使其代替凸透镜进行实验,如图丁所示,将图丙中的眼镜同样放在烛焰和凸透镜之间,保持蜡烛、凸透镜、光屏和眼镜的位置不变,应给该水透镜再_ _ _ _ (选填“注入”或“抽出”)少量水才能使光屏上再次呈现烛焰清晰的像。
命题研究 聚焦怎么考
命题点1 透镜的分类及作用 ★☆☆10年1考
考向命题点1
1.直接考查透镜的分类和作用。
凸透镜:中间厚、边缘薄,会聚光线。
凹透镜:中间薄,边缘厚,发散光线。
2.考查三条特殊光线的画法。
过“心”不改;
过“焦”平行;
平行过“焦”。
1.[2025西城期末]根据入射光线和折射光线,在图中的虚线框内画出适当类型的透镜。
2.[2025朝阳期末]如图所示,甲、乙两个凸透镜的焦距分别是和,跟主光轴平行的光分别射向甲、乙两个凸透镜,关于两个凸透镜,下列说法正确的是[多选]( )
A.平行光经过甲、乙凸透镜后都会聚于各凸透镜的焦点处
B.甲凸透镜焦点到光心的距离小于乙凸透镜焦点到光心的距离
C.乙凸透镜的折光能力比甲凸透镜强
D.物体经过甲凸透镜所成的像更大一些
命题点2 透镜的应用 ★★☆5年1考
妙招命题点2
巧妙分析凸透镜成像应用的方法:
1.观察成像特点,判断成像应用属于放大镜、照相机还是投影仪。
2.结合三种成像特点,分析物距、像距和像的大小等。
(1)照相机
,,
倒立、缩小的实像;
(2)投影仪
,,
倒立、放大的实像;
(3)放大镜
,物像同侧
正立、放大的虚像。
3.[2022北京]小京通过焦距为的凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的像,如图所示。下列说法正确的是( )
A.“关灯”两字放大的像是实像
B.提示牌上“关灯”两字在凸透镜的焦点上
C.提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于
D.提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于
4.[2024东城二模]小东用凸透镜、纸盒等器材自制了一个简易投影仪,可以将手机屏幕画面投影到白墙上,如图甲所示。该投影仪工作示意图如图乙所示,使用时将手机屏幕调至“冰墩墩”画面,然后放在纸盒中某位置,使屏幕正对凸透镜,调整该投影仪与白墙之间的距离,可在墙上得到一个清晰、放大的像。下列说法正确的是( )
A.手机屏幕到透镜的距离应大于透镜的二倍焦距
B.透镜到墙面的距离应在透镜的一倍焦距和二倍焦距之间
C.能从不同角度看到墙上的“冰墩墩”,是由于光在墙面上发生了镜面反射
D.墙上呈现的是手机画面倒立的实像
命题点3 探究凸透镜成像的规律 ★☆☆5年3考
考向命题点3
1.以实验的形式考查凸透镜成像的静态规律和动态规律。
2.绘制像距随物距变化关系的图像,在图像中考查凸透镜成像的动态规律。
妙招命题点3
1.凸透镜成像的静态规律总结
(1)物距 像距,成倒立、缩小的实像,照相机的工作原理;
(2)物距 像距,成倒立、等大的实像,测焦距的原理;
(3)物距 像距,成倒立、放大的实像,投影仪的工作原理;
(4)物距,成正立、放大的虚像,放大镜的工作原理。
2.凸透镜成实像的动态规律总结
物近像远像变大;
物远像近像变小。
5.[2025北京]某同学进行了如下实验:
(1) 将两个凸透镜分别固定在光具座上,并用一束平行主光轴的光分别射向两个凸透镜,调节光屏的位置,直至在各自光屏上形成了一个最小的亮斑,如图所示。由此可知凸透镜_ _ _ _ (选填“”或“”)对光的会聚作用更强。
(2) 该同学继续利用上述器材及一个发光体、刻度尺探究凸透镜成实像时,像的高度与焦距是否有关。实验中需要选用凸透镜_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (选填“和”或“或”),将发光体放在距凸透镜_ _ _ _ (选填“相同”或“不同”)距离处,用光屏接收像,若_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,则说明像的高度与焦距有关。
(3) [2023北京节选]讲台上有一发光体,同学们利用凸透镜和光屏观察发光体在各自光屏上所成的像,小京所用凸透镜离发光体较近,小强所用凸透镜离发光体较远,发现两人光屏上呈现的像的高度相等,则小京所用凸透镜的焦距_ _ _ _ (选填“大于”“等于”或“小于”)小强所用凸透镜的焦距。
6.[2024海淀二模]在做“探究凸透镜成像的规律”实验时,小海记录并描绘出了像距随物距变化关系的图线,如图所示。图线中、、三点所对应的蜡烛在光具座上的位置分别为、、。下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距为
B.蜡烛处于间某一位置时,光屏上成倒立、缩小的实像
C.蜡烛处于间某一位置时,光屏上成倒立、放大的实像
D.将蜡烛从移动到的过程中,光屏上所成的像逐渐变大
第4讲 透镜及其应用
考点通关 直击考什么
考点1 透镜的分类及作用
会聚; 发散
夯基对点练
1.凸; 会聚; 能量; 面积更大
考点2 凸透镜成像规律
; 倒立; 放大; 正立; 虚像
考点3 眼睛和眼镜
强; 前; 后; 凹透镜; 凸透镜
夯基对点练
2.(1) ×
(2) √
(3) ×
(4) ×
(5) ×
(6) ×
(7) √
3.19
重点实验 多维透析
实验3 探究凸透镜成像的规律 新课标 探究类必做实验
实验一题练透
1.10.0
2.烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心没有被调整到同一高度
3.放大; 投影仪
4.D
5.能; 光路是可逆的; 倒立; 缩小; 照相机
6.D
7.虚; 异
8.不会; 变暗
9.远视
10.抽出
命题研究 聚焦怎么考
命题点1 透镜的分类及作用 ★☆☆10年1考
1.
2.AB
命题点2 透镜的应用 ★★☆5年1考
3.C 4.D
命题点3 探究凸透镜成像的规律 ★☆☆5年3考
5.(1)
(2) 和; 相同; 光屏上所成像的高度不同
(3) 小于
6.D