人教版初中物理透镜及其应用讲义

教学目标1.认识凸透镜和凹透镜的结构特点，并能将二者区分。2.认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用，会完成光路图。3.知道凸透镜和凹透镜的焦点和焦距。4.理解凸透镜的成像规律，并会用此规律解决问题。5.了解凸透镜成像的应用。6.知道近视眼和远视眼的成因与矫正方法。重点难点凸透镜成像规律及应用一、疑难讲解日常生活中常见的折射现象是填空题和简答题的最好物理模型。凸透镜对光线的作用在作图题中经常出现，特别是特殊光线经过凸透镜的折射光路图，同时，实验研究凸透镜成像规律，运用凸透镜成像规律，分析解决问题仍是这部分考试的重点。u2f缩小倒立实像2fvf2fFF2fU=2f等大倒立实像v=2f2fFF2f2fuf放大倒立实像v2f2fFF2fU=f不成像2fFF2fuf放大正立虚像2fFF2f二、知识点梳理1、透镜的基本概念及性质主光轴：通过两个球面球心的直线。光心：（O）即薄透镜的中心。性质：通过光心的光线传播方向不改变。焦点（F）：凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这个点叫焦点。焦距（f）：焦点到凸透镜光心的距离。2、凸透镜成像规律凸透镜成像规律⑴u＝f是成实像和虚象，正立像和倒立像，像物同侧和异侧的分界点。⑵u＝2f是像放大和缩小的分界点⑶当像距大于物距时成放大的实像（或虚像），当像距小于物距时成倒立缩小的实像。透镜应用名称又名实物形状光学符号性质凸透镜会聚透镜对光线有会聚作用凹透镜发散透镜对光线有发散作用物距像的性质像距应用倒、正放、缩虚、实u2f倒立缩小实像fv2f照相机、摄影机u=2f倒立等大实像V=2ffu2f倒立放大实像v2f幻灯机、投影仪u=f不能成像uf正立放大虚象|v|u放大镜（1）照相机：①镜头是凸透镜②物体到透镜的距离（物距）大于二倍焦距，成的是倒立、缩小的实像；③要使像变大，应该让透镜靠近物体，远离胶卷（2）投影仪：①投影仪的镜头是凸透镜；②投影仪的平面镜的作用是改变光的传播方向；③物体到透镜的距离（物距）小于二倍焦距，大于一倍焦距，成的是倒立、放大的实像；④要使像变大，应该让透镜靠近物体，远离屏幕（3）放大镜：①放大镜是凸透镜；②放大镜到物体的距离（物距）小于一倍焦距，成的是放大、正立的虚像；③要让物体更大，应该让放大镜远离物体；3、凸透镜成像动态分析像距与物距的关系：成实像时：物距与像距移动方向相同（物距变大，像距变小；物距变小，像距变大）。像的大小变化与像距的变化情况成正比（像距变小，像也变小；像距变大，像也变大）成虚像时：4、透镜光学作图（1）过光心的光线经透镜后传播方向不改变；（2）平行于主光轴的光线，经凸透镜后经过焦点；经凹透镜后向外发散，但其反向延长线必过焦点（所以凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光有发散作用）；（3）经过凸透镜焦点的光线经凸透镜后平行于主光轴；射向异侧焦点的光线经凹透镜后平行于主光轴。5、近视、远视及矫正方法（1）成像原理:从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上行成倒立，缩小的实像（眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏（胶卷））（2）近视及远视的矫正方法：近视眼：物体成像在视网膜前，用凹透镜矫正；远视眼：物体成像在视网膜后，用凸透镜矫正。6、显微镜和望远镜（1）显微镜:显微镜由目镜和物镜组成，来自被观察物体的光经过物镜后成一个放大的实FFFF物距减小（增大）像距增大（减小）像变大（变小）物距减小（增大）像距减小（增大）像变小（变大）像，道理就像投影仪的镜头成像一样；目镜的作用则像一个普通的放大镜，把这个像再放大一次。经过这两次放大作用，我们就可以看到肉眼看不见的小物体了。（2）望远镜:望远镜由目镜和物镜组成，物镜使物体成缩小、倒立的实像，目镜相当于放大镜，成放大的像。我们能不能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要。望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小，但它离我们的眼睛很近，再加上目镜的放大作用，视角就可以变得很大。三、典型例题[例1]图3—2中正确表示了光通过透镜的是()A．甲图B．乙图C．丙图D．丁图思路分析根据凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用，对比观察入射前和出射后光的变化情况．光通过甲图中的凸透镜变得比原来会聚了，光通过乙图中的凹透镜变得比原来会聚了，光通过丙图中的凸透镜变得比原来发散了，光通过丁图中的凹透镜变得比原来会聚了．透镜对光的(明确会聚和发散的区别)“会聚”作用和“发散”作用并非只是针对平行于主轴的平行光而言，“会聚作用”应该理解为出射光比入射光会聚了一些；“发散作用”应该理解为出射光比入射光发散了一些，图3-3所示．正确答案为A[例2]物体放在距凸透镜前30cm的位置上时，在另一侧的光屏上能够得到放大的倒立的像，透镜的焦距可能是()A．7．5cmB．20cmC．30cmD．40cm思路分析物体通过透镜成放大倒立实像的条件是物体在透镜的焦点到2倍焦距之间，因此f30cm2f，由此可以算出30cmf15cm，在答案中找出满足条件的选项．(这点是分析本题的关键)[例3]完成图3-5中的光路图思路分析图中所给的四个透镜，(a)、(b)是凸透镜．(c)、(d)为凹透镜，并且(a)、(c)给出入射光线，要求画出折射光线．而(b)、(d)则给出折射光线，要求画出入射光线．根据光心、焦点的定义方法就能画出这些特殊光线．[例4]（2011.河北.2分20）让一束平行光经过一透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑(如图所示)，小明用此透镜做“探究透镜成像规律”的实验。下列说法不正确的是.................................................................（）A．当物体距透镜5cm时，成正立的像B．当物体距透镜15cm时，成倒立、放大的实像C．当物体从距透镜20cm处向远离透镜的方向移动时，所成的像逐渐变小D．当物体从距透镜20cm处向透镜的方向移动时，要得到清晰的像，应使光屏靠近透镜思路分析根据题意可知，该凸透镜的焦距为10mm，根据凸透镜成像规律可知物距＜10mm时，成正立放大虚像，f＜物距＜2f时，成倒立放大实像，当物体从距透镜2f处向远离透镜的方向移动时，所成像逐渐变小，而向透镜移动时，成像逐渐变大，且相距远离透镜，据此可知选项D不正确。四、课堂练习1、根据图3—4(a)中入射光和出射光的情况在方框内填上一个适当的光学元件．2、一支蜡烛立在凸透镜前，调节光屏的位置，恰好在光屏上得到缩小的清晰的像．若保持透镜位置不动，把蜡烛和光屏对调一下位置，则()A．在光屏上仍可呈现缩小的像B．隔着透镜可看到蜡烛的像C．在光屏上呈现放大的像D．在光屏上呈现与蜡烛等大的像3、物体距凸透镜20cm时，可在光屏上得到一个缩小的实像，若把物体向透镜方向移8cm，又可在光屏上得到一个放大的实像，则透镜的焦距是()A．20cmB．10cmC．9cmD．5cm4、（2012.河北2分19）透镜在我们的生活、学习中应用广泛。下列说法正确的是A．近视眼镜利用了凹透镜对光的发散作用B.照相时，被照者应站在镜头二倍焦距以内C．投影仪能使物体在屏幕上成正立、放大的虚像D．借助放大镜看地图时，地图到放大镜的距离应大于一倍焦距五、课后作业：1、一个物体到凸透镜的距离为30cm时，在光屏上得到一个放大的实像，若把物体沿凸透镜主轴移动到距凸透镜45cm处，则成像的情况一定是（）A．放大的实像B．等大的实像C．缩小的实像D．上述三种情况都可能2、物体从距凸透镜12cm处移到距凸透镜20cm处，调整光屏的位置，总能在光屏上得到倒立放大的像，由此可知此凸透镜的焦距可能是（）A．10cmB．20cmC．12cmD．以上都不对3、在做凸透镜成像实验时，当蜡烛距凸透镜15cm，在光屏上成放大的像，则下列说法中不正确的是（）A．蜡烛距透镜40cm时，一定成缩小的实像B．蜡烛距透镜18cm时，可能成放大的实像C．蜡烛距透镜20cm时，一定成放大的实像D．蜡烛距透镜6cm时，一定成放大的虚像4、某幻灯机的镜头和幻灯片之间的距离可在10cm~20cm之间调节，现因原镜头损坏，则应选用下列哪一个元件做镜头（）A．焦距为5cm的凸透镜B．焦距为10cm的凹透镜C．焦距为10cm的凸透镜D．焦距为20cm的凸透镜5、用照相机给家人照相，人与照相机镜头的距离和底片到照相机镜头的距离分别是（）A．大于2f,小于fB．大于2f,小于2f，大于fC．小于2f,大于f，大于2fD．大于f,大于2f6、测绘人员绘制地图时，常常需要在高空的飞机上向地面照相，称为航空摄影，若要使用航空摄影照相机的镜头焦距为50mm，则底片到镜头间的距离为（）A．100mm以外B．50mm以内C．略大于50mmD．恰为50mm7、放映幻灯时，在屏幕上得到的是幻灯片上图像的（）A．正立放大的虚像B．正立放大的实像C．倒立放大的虚像D．倒立放大的实像8、用一个凸透镜成像时，下面说法中正确的是（）A．实像总是正立的、虚像总是倒立的B．实像和虚像都可能是放大或缩小的C．成实像时，物体离凸透镜越近像越大D．成虚像时，物体离凸透镜越近像越大9、一个物体放在凸透镜前时，在透镜的另一侧距离透镜20cm的光屏上得到了一个清晰放大的物体的像，若把物体移至透镜前20cm处，为了仍能在透镜另一侧光屏上得到清晰的像，则光屏的移动方向和所成像的大小为（）A．光屏靠近透镜，成缩小的像B．光屏靠近透镜，成放大的像C．光屏远离透镜，成放大的像D．光屏远离透镜，成缩小的像10、一个蜡烛位于凸透镜前，调节透镜和光屏位置可在光屏上呈现放大的清晰的像；若保持凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏的位置对调一下，则（）A．在光屏上不再呈现像B．在光屏上呈现等大的像C．在光屏上呈现缩小的像D．在光屏上呈现放大的像11、不论较近或较远的物体，对于正常人来说都能使物像落在视网膜上，这主要是因为（）A．视网膜可以前后移动调节B．眼球的前后径能随意调节C．瞳孔可以缩小或放大D．晶状体的曲度可以调节12、（2010.河北2分17）下列有关凸透镜的说法不正确．．．的是A．凸透镜对光有会聚作用B．凸透镜可以矫正近视眼的视力C．凸透镜所成的虚像一定是放大的D．凸透镜所成的实像可以是放大的，也可以是缩小的13、（2009.河北.2分18）图6是物体A通过凸透镜（透镜未标出）成像的示意图。当凸透镜放在哪点时，才能产生图中所成的像AA．a点B．b点C．c点D．d点14、（2007.河北.6分32）投影仪是常用的教学仪器，图11是投影仪的结构图。（1）请利用光的反射定律在图中画出投影片上B点发出经平面镜反射后的光线；（2）要使成在屏幕上的清晰像变大些，应采取的方法是：。15、（2008.河北3分25）小明从眼镜上取下一块镜片，透过镜片观看邮票上的文字(如图10所示)。小明用的镜片是透镜，所成的是像(选填‘‘虚”或“实”)。小明将此镜片放在蜡烛和光屏之间，移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的像，然后在镜片前放置一眼镜(如图1l所示)，光屏上的像变模糊了，向后移动光屏，像又清晰了。此眼镜是(选填“近视”或“远视”)眼镜。图6图11