2.3 凸透镜成像 学案（含答案）

1080770011874500002.3凸透镜成像
一、知识要点
1．透镜的种类：
（1）凸透镜：中间厚边缘薄．（2）凹透镜：中间薄边缘厚．
2．透镜对光线的作用
（1）凸透镜：有会聚光线的作用．（凹面镜也有会聚光线的作用）
（2）凹透镜：中间薄，边缘厚，有发散光线的作用．（凸面镜也有发散光线的作用）
3.有关透镜的几个概念：
(1)主光轴：透镜两个球面球心的连线。
(2)光心：位于透镜的中心，光通过它时传播方向不变。
(3)焦点：凸透镜能使平行于主光轴的光线会聚在一点，这个点叫焦点(F)。凸透镜有2个焦点。
(4)焦距：焦点到光心的距离叫焦距，每个凸透镜的焦距是一定的。
(5)物距(u)：物体到透镜中心的距离。
像距(v)：像到透镜中心的距离。
36125152844804．三条特殊光线
（1）凸透镜的三条特殊的光线（如图所示）
①跟主轴平行的光线，经过凸透镜折射后通过焦点；
②通过焦点的光线，经过凸透镜折射后平行于主轴；
③通过光心的光线，经过透镜后方向不变．
4443095138430（2）凹透镜的三条特殊的光线（如图所示）
①跟主轴平行的光线，经过凹透镜折射后发散，其反向延长线过虚焦点；
②延长线过虚焦点的光线，经过凹透镜折射后，折射光线平行于主轴；
③通过光心的光线，经过透镜后方向不变．
5. 探究凸透镜成像的规律
(1)利用太阳光测出凸透镜的焦距。
(2)把蜡烛、凸透镜、光屏放在同一直线上，并调整烛焰的中心、凸透镜的中心、光屏的中心在同一高度(这样做的目的是让凸透镜所成的实像呈现在光屏上)。
(3)先把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置(物距大于2倍焦距)，调整光屏与透镜的距离，使烛焰在光屏上成一清晰的像，观察像的大小、倒或正，分别测量物体、像到凸透镜的距离。
(4)把蜡烛移到距凸透镜1倍焦距与2倍焦距之间，放好后重复以上操作。
(5)继续把蜡烛向凸透镜靠近，这时在光屏上已经看不到蜡烛的像，用眼睛直接对着凸透镜观察蜡烛的像。
凸透镜成像规律
二、温馨提示
1.注意凸透镜和凸面镜、凹透镜和凹面镜的区别，凹凸透镜是折射，凹凸面镜是反射
2.透镜对光是有会聚作用还是发散作用，不是看光线经过透镜折射后是会聚还是发散，而是看经过透镜后的光线与经过透镜前的光线从传播方向上相比是相互“靠近”还是“远离”了。
3.光在传播过程中，光路是可逆的，若光线逆着射出光线的方向入射，则出射光线逆着原入射光线 的方向射出，光的这一特性对于光的反射和折射均适用．
4. 凸透镜成像口诀：一倍焦距分虚实，两倍焦距分大小，物近像远像变大，物远像近像变小，实像（能够呈在光屏上）一定倒立，虚像（不能呈在光屏上）一定正立，且放大。
三、解题指导
【例题1】下列关于透镜的说法中正确的是（ ）
A．a、b 是凸透镜 B．a、c 是凹透镜
C．a、c 是凸透镜，b、d 是凹透镜 D．a 是凸透镜，b、c、d 是凹透镜
【解析】按照凸透镜和凹透镜的定义，看所给透镜是中间厚两边薄还是两边厚中间薄，可知a,b为凸透镜，c,d为凹透镜，故选A
【例题2】（多选）能对光起发散作用的是（ ）
A．凸透镜 B．凹面镜 C．凸面镜 D．凹透镜
【解析】凸透镜和凹面镜能会聚光线，凹透镜和凸面镜能发散光线，故选CD
【例题3】关于透镜对光线的作用，下列叙述不正确的是（ ）
A．凸透镜对光线有会聚作用
B．点光源发光经凸透镜后的光线一定是平行光
C．凹透镜对光线有发散作用
D．点光源发光经凹透镜后的光线一定是发散的
【解析】AC项，凸透镜聚光，凹透镜发散光，正确；D项，点光源经凹透镜发散后，一定是发散的，正确；B项，凸透镜有聚光作用，必须满足u=f才能在折射后变成平行光，B错误，故选B。
【例题4】如图所示，是光线通过透镜后的光路图，其中不正确的是（ ）
【解析】A项，光线通过凹透镜折射，肯定会发散，A错误，B正确；CD都是凸透镜，会聚光线，都正确。故选A
【例题5】如图所示，在“研究凸透镜成像特点”的实验中，右侧光屏上出现了清晰的烛焰像。已知凸透镜的焦距为f，由此可以判断左侧蜡烛到凸透镜的距离u所在的范围是 （ ）
285750013335A. u＜f
B. f＜u＜2f
C. u＝2f
D. u＞2f
【解析】根据图像可知，此时成像特点为倒立放大的实像，根据凸透镜成像规律，此时
f＜u＜2f，故选B
【例题6】如图所示，小刚同学手握放大镜，隔着放大镜看物体，则看到的（ ）
right4826000A. 只能是正立放大的像
B. 只能是倒立缩小的像
C. 只能是倒立放大的像
D. 这三种像都可以看到
【解析】当u2f时，成倒立缩小的实像，题中未确定物距，故可能成正立放大虚像，也可能成倒立缩小实像，故选D
【例题7】如图所示的是用来研究凸透镜成像规律的实验装置示意图(光屏未画出)，当蜡烛和透镜放在图示位置时，通过移动光屏，可以在光屏上得到与物体等大的像。若透镜位置不变，将蜡烛移动到30cm刻度线处，则 （ ）
34182057620A. 移动光屏，可以在光屏上得到倒立放大的像
B. 移动光屏，可以在光屏上得到倒立缩小的像
C. 移动光屏，可以在光屏上得到正立放大的像
D. 不论如何移动光屏，都不能在光屏上得到清晰的像
【解析】由图像可知，此时u=2f=v，则f=15cm。将蜡烛移动到30cm处，u=10cm四、巩固练习
1．关于如图所示的a、b、c、d四个透镜的说法正确的是(　　)
A．a、c为凸透镜　　　　　　　　　B．a为凸透镜，d为凹透镜
C．b、c为凹透镜　　　　　　　　　D．b为凹透镜，c为凸透镜
2．如图所示，两条入射光线(或延长线)分别过凹透镜的光心O和焦点F，分别画出经过凹透镜折射后的光线。

3．用手机自拍成为当下年轻人的时尚。手机的镜头相当于一个凸透镜，自拍时人离镜头的距离u和镜头焦距f的关系是(　　)
A．u2f
4．拿一副远视眼镜放在凸透镜前，如上右图所示，光屏上出现烛焰清晰的像，移走远视眼镜，烛焰的像变得模糊，为了能在光屏上重新得到清晰的像，下列操作可行的是(　　)
3013075-8019415A．将蜡烛靠近凸透镜
B．将光屏靠近凸透镜
C．将光屏远离凸透镜
D．将光屏和蜡烛同时靠近凸透镜
5．一束光在空气中经凸透镜折射后，下列说法中正确的是(　　)
A．一定是平行光束　　　　　　　　　　　B．一定是会聚光束
C．一定是发散光束　　　　　　　　　　　D．折射光束比原来的光束会聚一些
360045012941306．如图所示为某款数码相机的成像原理，镜头相当于一个凸透镜，影像传感器相当于光屏。拍照时，将镜头对准景物，相机通过自动调节，就能得到清晰的像。下列说法正确的是(　　)
A．为拍摄到更大的像应将镜头远离景物
B．为扩大拍摄范围应将镜头靠近景物
C．影像传感器上成的是正立的实像
D．景物在二倍焦距以外才能成缩小的像
7．小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，凸透镜的位置固定不动。在图1所示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像。
(1)由图可知，凸透镜焦距范围正确的是________。
A．f＜13cm 　 B．13cm＜f＜20cm　　
C．20cm＜f＜40cm D．f＞40cm
(2)若将蜡烛向右移动一小段距离，则应将光屏向________(填“左”或“右”)移动适当距离可再次在光屏上成清晰的像，此时像的大小比原来的像要________些。
(3)若将蜡烛向左移动一小段距离，此时光屏上的像变模糊，在蜡烛和透镜之间放置一个合适的________(填“凸透镜”或“凹透镜”)，光屏上的像又变清晰，________(填“近视眼”或“远视眼”)的矫正原理与此相同。
(4)把烛焰置于凸透镜焦点以内，在透镜另一侧可以观察到放大的虚像。若将一不透明的光屏置于图中虚线处，如图2所示，则烛焰的像________。
A．会消失 B．亮度变暗 C．没有变化 D．成在光屏上
8．阅读短文，回答问题：
光电鼠标中的凸透镜成像
光电鼠标在电脑中应用非常广泛，其原理就是利用发光二极管照射移动表面(如图)，并被反射回鼠标的光学感应器(相当于光屏)，用以记录移动动作，以此捕捉移动位置的不同画面。鼠标移动时，感应器会连续拍摄鼠标垫表面所成的像，并利用数字信号处理来比较各个影像，以决定移动的距离和方向。产生的结果会传回计算机，而屏幕上的光标根据这些结果来移动，图中光学感应器、透镜、发光二极管等元件固定在鼠标内。
(1)当发光二极管的光照射在粗糙的鼠标垫上时会发生________(填“镜面反射”或“漫反射”)。
(2)当鼠标平放在鼠标垫上，成像透镜距鼠标垫7mm，光学感应器距成像透镜3mm，则在光学感应器上成________(填“倒立”或“正立”)、________(填“放大”或“缩小”)的________(填“实”或“虚”)像，这和__________成像原理是一样的。
(3)当鼠标向前推移时，感光器件上的像相对于光学感应器在向________(填“前”或“后”)移动。
(4)将鼠标离开鼠标垫一定高度后悬空向前移动时，电脑显示器上的光标并不移动，是因为像成在光学感应器的________(填“上”或“下”)方，而且所成的像________(填“变大”、“不变”或“变小”)。
9．小丽同学用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，装置如图所示。在实验过程中保持凸透镜的位置不变，请你根据所学知识回答下列问题。
(1)实验前应首先调节蜡烛的焰心、__________________、光屏的中心在同一高度。
(2)改变蜡烛的位置，使其位于20cm刻度线处，再移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的倒立、________的实像(填“放大”、“等大”或“缩小”)。
(3)在实验(2)的基础上，将蜡烛和光屏互换位置，此时烛焰在光屏上成清晰________的________实像(填“放大”、“等大”或“缩小”)。
(4)改变蜡烛的位置，使其位于56cm刻度线处，小丽从透镜的左侧通过透镜可以看到一个清晰的________(填“倒立”或“正立”)的像。利用这种成像规律可制成________镜。
【巩固提升】
1.C　2.如图
3—6.DC DD
7.(1)A　(2)右　大　(3)凹透镜 近视眼　(4)C　
8.(1)漫反射　(2)倒立　缩小　实 照相机　(3)前　(4)下　变小
9．(1)凸透镜的光心　(2)缩小
(3)倒立　放大　(4)正立　放大