透镜讲义+练习+作业

第1页共16页凸透镜成像规律一、课前预习：1、凸透镜有三条特殊光线①平行于主光轴的光线经透镜折射后____________________②通过焦点的光线，___________________。③通过光心的光线____________________。2、你知道下列概念的意义吗？主光轴、焦点、二倍焦点、焦距、二倍焦距、物距、像距、放大、缩小、变大、变小、物像同侧、物像异侧、实像、虚像。二、课内探究1、凸透镜成像规律（重做实验或者观察演示课件）①给你一个凸透镜，如何判断他的焦距？②把蜡烛、透镜、光屏依次放到桌面同一直线上，点燃蜡烛，调整___，___的高度，使蜡烛烛焰的中心、透镜的中心、光屏的中心在同一高度上（“三心同高”）注意：调节“三心同高”的目的是为了能使烛焰能成像____________，叙述时不能说成“三心在同一直线上”。③把蜡烛放到距离凸透镜不同的位置上（u2f;u=2f;fu2f;u=f;uf）,左右移动光屏，直到光屏中出现最清晰、最明亮的像；记录像距，观察像的特征（填入下方）。④分析当物距减小时像距、像的大小如何变化？物距增大呢？⑤成实像时透镜不动，上下左右移动蜡烛，观察像的移动方向与蜡烛相同还是相反？蜡烛、光屏不动，上下左右移动透镜，观察像的移动的方向与透镜的移动方向相同还是相反？⑥用不透明的物体遮住透镜一部分，观察是否还能成完整的像？像与原来相比有什么变化？⑦主光轴上的物体AB，如何用作图法做出他经凸透镜所成的像？你能用作图法探究凸透镜成像的规律吗？探究结论①基本规律物距u像的特点像距物像侧应用Uv关系倒正大小虚实u2f第2页共16页u=2fFu2fu=fuf你还能从表格中找到其他的规律吗？__________________________②动态特点：成实像：物距减小时，像距________，像的大小_________;反之亦反。成虚像：：物距减小时，像距________，像的大小_________;反之亦反。③凸透镜不动，向上、下、左、右移动蜡烛，观察像的移动方向；蜡烛不动，向上、下、左、右移动凸透镜，观察像的移动方向。结论：像的移动方向和物体的移动方向_______;和凸透镜移动的方向_______（填“相同”，“相反”）④用不透明的物体遮住透镜一部分，观察是否能成完整的实像______,像的亮度有什么变化______.巩固练习：1读几遍下列歌诀，你能说出它们蕴含的物理知识吗“物近像大远，两个分界点；一倍焦点分虚实，二倍焦点定大小”“物近像远像变大，物远像近像变小”（只适用实像）“物向焦点移，像变大且远”（实像、虚像都适用）2小明在探究凸透镜成像规律时，蜡烛与光屏分置于凸透镜两侧，保持凸透镜的位置不变，先后把蜡烛放在如图所示的各点，并分别调整光屏的位置．在图上大致画出物体在a、b、c、d各点时的像的位置和大小。实像最大的在___点；屏幕上的像距最小的是___点。2、透镜的应用①照相机（1）原理：____________________________________________（2）照相机的镜头是一个_____，胶卷相当于_____，被拍摄的景物相当于物体，到镜头的距离是物距u，必须大于2f。（3）要使胶卷中的像变大有几种方法？第3页共16页②幻灯机：（1）原理：____________________________________________（2）幻灯机的镜头是一个_____，胶片相当于物体，银幕相当于光屏；胶片到镜头的距离是物距u，胶片位于镜头的焦点以外稍远的地方（物距稍大于f）倒立放置；银幕到镜头的距离是像距v（v2f），在银幕上得到_____、_____的_____像。（3）怎样才能使银幕上的像变大？注意：分析时要搞清楚物距和像距各是哪一段，然后再根据“物近像大远”或“物向焦点移，像变大且远”的规律去判断。③放大镜（1）原理：____________________________________________（2）要观察的物体到放大镜的距离是物距u，必须小于凸透镜的焦距f，即物体必须位于放大镜的焦点以内。（3）怎样使观察到的像变大？④眼睛和眼镜（1）近视眼近视眼只能看清楚____的物体，看不清楚____的物体。你能动态分析近视眼的成因吗？近视眼如何矫正？（2）远视眼远视眼只能看清楚____的物体，看不清楚____的物体。分析远视眼的成因。远视眼如何矫正？⑤显微镜显微镜能观察很微小的物体，镜筒中靠近眼镜一端的叫____，靠近被观察物体一端的叫____；目镜和物镜都是透镜组，相当于____放大原理：被观察的物体放在物镜的焦点以外靠近焦点的地方，经过物镜成一个___、____的实像；这个实像在目镜的焦点移内靠近焦点，通过目镜成一个____、____的虚像。经过两次放大，我们就看到了很微小的物体。显微镜的物镜焦距小，目镜焦距大，两个透镜间的距离一般为2f物+f目。⑥望远镜望远镜能看清楚远处的物体。也是由物镜和目镜组成，有一种开普勒望远镜，目镜和物镜都是凸透镜。工作原理：远处的物体通过物镜成____、____的实像，这个实像落在目镜的____移内靠近焦点的地方，通过目镜成____、____的虚像，我们就能看到远处的物体。第4页共16页平行光光源图19光具座三．典型例题例1在探究凸透镜成像特点的实验中．(1)实验时，在光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高，如图所示(P点是2倍焦距处)．你解决的方法是_________________________.(2)调整后，把蜡烛移到A点处，此时光屏上的像很模糊，为了得到清晰的像，应把光屏向____________移动(填“左”或“右”)，这次成的是倒立、_____________的实像；______就是利用这个原理制成的。(3)小明改变了蜡烛的位置，然后无论如何移动光屏，都找不到像，分析出现这种情况的原因___________________________________.例2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之间关系的图像，如图所示，下列判断正确的是：A．该凸透镜的焦距是20cmB．当u=15cm时，在光屏上能得到一个缩小的像C．当u=25cm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10cm处移动到30cm处的过程中，像逐渐变小例3当把物体放在距离凸透镜30㎝处时，在光屏上得到一个倒立缩小的实像，则该凸透镜的焦距可能A、10㎝B、20㎝C、30㎝D、40㎝例4王老师在课堂上，看近处课本时要戴上眼镜，观察远处同学时又摘下眼镜，这样戴上摘下，非常不方便．王老师的眼睛是___________（近视、远视）眼，可以用___________镜来矫正。小军将一种新型眼镜送给了老师，如图1所示，镜片A区厚度相同，B区可以矫正视力，现在王老师可以通过________区看书，通过__________区看同学，再不需要频繁戴上摘下眼镜。例5．小华同学做“探究凸透镜成像特点”的实验。但她不知道实验所使用凸透镜的焦距。如图19所示，实验桌上备有带支架的蜡烛、光屏、凸透镜、“平行光光源”（在接通电源后可发出平行光）、光具座各一个。（1）请帮助小华将“测量凸透镜焦距”的实验方案补充完整：把平行光光源、凸透镜和光屏依次安装在光具座上，并将三者的中心调整在；给平行光光源通电，发出平行于透镜主光轴的平行光正对透镜照射；移动光屏直到第5页共16页停止。从光具座标尺上读出透镜与光屏间的距离，就是该凸透镜的焦距f。（2）在测得凸透镜焦距f=10cm后，小华进行“探究凸透镜成像特点”的实验。当蜡烛距凸透镜15cm时，移动光屏，在光屏上得到的实像。此成像规律常应用在。例6．实验桌上有高度不同的发光物体A和B，焦距分别为5cm、10cm的凸透镜两个，刻度尺、光具座和光屏各一个。小华选用这些器材，探究“凸透镜成实像时，像的高度与物体的高度是否有关”。小华的主要实验步骤如下：①将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座中央，将发光物体A、光屏分别放在凸透镜两侧。调节发光物体A、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心在同一高度。②用刻度尺测出发光物体A的高度，并记录在表格中。③将发光物体A放在光具座上距凸透镜30cm处，移动光屏，在光屏上得到发光物体A清晰的像，用刻度尺测量像的高度，并记录在表格中。④将发光物体A放在光具座上距凸透镜20cm处，移动光屏，在光屏上得到发光物体A清晰的像，用刻度尺测量像的高度，并记录在表格中。根据以上叙述，回答下列问题：（1）小华的探究过程中存在的问题：______________。（2）请你针对小华探究过程中存在的问题，写出改正措施：_____________。例8．小帆学习了凸透镜的成像规律后，知道可以靠改变物距来改变物体通过某一个凸透镜所成的实像的大小，可是他看见爸爸用相机拍照时，却能够通过“变焦镜头”使景物的像变大或变小。于是他做出猜想：“照相机的成像特点中，物距一定时，同一物体通过焦距越大的凸透镜所成实像的高度越大”。为了验证这个猜想，他到实验室借到了光具座（轨道上有刻度尺和固定光具的金属滑块）、焦距分别为5cm、10cm和15cm的甲、乙、丙三个凸透镜、F形LED灯（作为物体）、光屏、刻度尺等，如图26所示。请帮助他设计实验，验证猜想。（1）如果实验中装有凸透镜的滑块一直固定在50cm刻线处不变，实验中应将装有“F”形LED灯的金属滑块放置在_______处；（选填“A”或“B”）（2）写出实验步骤；（3）画出实验数据记录表格。课堂练习图260102030405060708090100cmAB甲乙丙第6页共16页2倍焦距外，白端B位于2倍焦距内，如图所示，关于AB成像，下列说法正确的是A．红端细而长，白端粗而短B．红端细而短，白端粗而长C．红端粗而长，白端细而短D．红端粗而短，白端细而长3一凸透镜的焦距是10cm，将点燃的蜡烛从离凸透镜50cm处移到15cm处的过程中，像的大小和像距的变化情况是A．像变大，像距变小B．像变大，像距变大C．像变小，像距变小D．像变小，像距变大4小丽用照相机对远处的同学进行拍照，拍出的底片如图乙所示，若相机的焦距不变，要使底片的像如图甲所示，则A．小丽离被拍同学的距离远些，镜头要往前伸B．小丽离被拍同学的距离近些，镜头要往后缩C．小丽离被拍同学的距离远些，镜头要往后缩D．小丽离被拍同学的距离近些，镜头要往前伸5老奶奶用放大镜看报时，为了看到更大的清晰的像，她常常这样做：Ａ报与放大镜不动，眼睛离报远一些；Ｂ报与眼睛不动，放大镜离报远一些；Ｃ报与放大镜不动，眼睛离报近一些；Ｄ报与眼睛不动，放大镜离报近一些6下列现象中，看到的是物体实像的是：A．观赏站在浅水中的天鹅及其倒影B．看幻灯机放映的图像。C．从模型潜望镜中观察景物D、从显微镜下观察植物茎的切片。第7页共16页7．如图3所示，一束平行光经过一凸透镜，调节光屏的位置直到在屏上得到一个最小、最亮的光斑．小明用此凸透镜和蜡烛做“探究凸透镜成像规律”的实验，当烛焰距凸透镜30cm时，重新调节光屏的位置，可以在光屏上得到A．正立放大的虚像B．倒立等大的实像C．倒立放大的实像D．倒立缩小的实像8．学习了透镜知识后，小勇回家认真研究爷爷的老花镜，并得出以下结论，你认为他的这些结论中不妥当的是（）A．老花镜是一种凸透镜B．老花镜可以用来做放大镜C．老花镜能在阳光下点燃白纸D．爷爷原来是个近视眼9．如图所示，一束平行光经过一凸透镜，调节光屏的位置直到在屏上得到一个最小、最亮的光斑．小明用此凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，当物体距凸透镜3Ocm时，重新调节光屏的位置，清晰可得（）10.如图所示的有关光的现象，下列解释合理的是（）A.烧制透明小玻璃球镶入薄板中的小孔中可制成放大镜B.透过玻璃杯看水中铅笔好像折断是光的反射现象C.入射角是入射光线与平面镜的夹角D.像和物在凸透镜同侧是正立的实像11.常见的视力缺陷有近视和远视．如图所示是一位视力缺陷者的眼球成像示意图，他的视力缺陷