凸透镜和凹透镜(教师版)

1凸透镜和凹透镜教师版知识梳理一、透镜（光的折射现象应用）1、名词：薄透镜：透镜的厚度远小于球面的半径。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。乐点：一心只读圣贤书（打一物理名词）———光学乐点：谁敢砸瓮救溺童（物理名词一）——（司马）光乐点：心有余而力不足（打一光学名词）———光心2．透镜的种类：a．凸透镜：中间厚，边缘薄的透镜，对光线具有会聚作用，有2个焦点。OF1F2OF1F2b．凹透镜：中间薄，边缘厚的透镜，对光线具有发散作用，有2个虚焦点。OF1F2OF1F23、填表：2二、凸透镜成像规律及其应用1、实验：实验时点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏中央。若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：①蜡烛在焦点以内；②烛焰在焦点上③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。2、实验结论：凸透镜成像规律：（物距U：物体到凸透镜的距离；像距V：像到凸透镜的距离）物距U像距V像的性质应用倒立或正立实像或虚象放大或缩小U2ffV2f倒立实像缩小照相机、眼睛U=2fV=2f倒立实像等大/fU2fV2f倒立实像放大幻灯机、投影机U=f无无无无/Uf/正立虚象放大放大镜乐点：黑白倒置（打一照相材料）———底片乐点：明察秋毫（打一物理仪器）———显微镜乐点：冲胶卷（打一物理名词）——现象３、对规律的进一步认识：（1）F分虚实,2f分大小,实倒虚正。（2）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。（3）成实像时：名称又名眼镜实物形状光学符号性质凸透镜会聚透镜老化镜对光线有会聚作用凹透镜发散透镜近视镜对光线有发散作用物距减小（增大）像距增大（减小）像变大（变小）3（4）成虚像时：三、眼睛和眼镜1、眼球由眼球壁（角膜、巩膜、虹膜、睫状体、脉络膜、视网膜）和内容物（房水、晶状体、玻璃体）组成.角膜、房水、晶状体、玻璃体构成眼的折光系统（相当于凸透镜）。虹膜的作用是调节瞳孔的大小，可以控制进入眼球内的光线的强弱。2、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，分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传输给大脑，人就可以看到这个物体了.视觉的形成：物体反射的光经折光系统，在视网膜上形成像，经视神经传入大脑，形成视觉。乐点：巧妙的比喻一天，有人问英国光学权威富兰克林：“为什么一个物体在我们视膜上的像是倒立的，而我们都不感到物体是倒立的呢？”富兰克林想了一下回答说：“当你两耳同时听到一个婴孩啼哭时，为什么马上能肯定啼哭的不是双胞胎呢？”3、近视和远视的成因及矫正：近视眼:只能看清近处的物体，看不清远处的物体。近视眼的视网膜距晶状体过远或者晶状体太凸，折光能力太强，致使远处射来的平行光线还未到达视网膜就已聚成一点，而当光线到达视网膜时又都分散开，形成一个模糊的光斑，因此看不清远处的物体。远视眼:只能看清远处的物体，看不清近处的物体。远视眼是视网膜距晶状体过近或者晶状体太扁，折光能力太弱，致使近处射来的平行光线到达视网膜时，还没有聚成一点，形成的物像落在视网膜的后方，在视网膜上形成一个模糊的光斑，因此，看不清近处的物体。眼疾：近视（戴凹透镜）、远视（戴凸透镜）、色盲。四、显微镜和望远镜1、显微镜:显微镜镜筒的两端各有一组透镜，每组透镜的作用都相当于一个凸透镜，靠近眼睛的凸透镜叫做目镜，靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。来自被观察物体的光经过物镜后成一个放大的实像，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:有一种望远镜也是由两组凸透镜组成的。靠近眼睛的凸透镜叫做目镜，靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。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。五、电磁波包括：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。物距减小（增大）像距减小（增大）像变小（变大）4六、人们获取、处理信息的途径：外界事物→感觉器官（感受器）→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器。【典型例题】例1人的眼睛像一架神奇的照相机，晶状体相当于，视网膜相当于胶片，通过晶状体的调节将远近不同的物体成像在视网膜上。图4是不同位置处的两个物体的成像示意图，由图得出：眼睛看近处的物体时，晶状体的焦距（选填“变大”、“变小”或“不变”）。人眼若长期观察近处物体，会造成晶状体过度弯曲，当他看远处物体时，像会成在视网膜的方（选填“前”、“后”），应戴透镜制成的眼镜加以矫正。答案：凸透镜；变小；前；凹。例2、幻灯的幻灯片和透镜的距离大约在15~30厘米之间变动，为了能在屏上得到放大的实像，现有焦距为fA=6厘米，fB=15厘米，fC=30厘米的三个透镜，选哪个透镜最合适？答：根据凸透镜成像规律，当fu2f时，能成倒立放大的实像，幻灯机中，15厘米u30厘米，所以应选fB=15厘米的凸透镜最适宜。乐点：凸透镜：放映幻灯时，为了在屏幕上得到更大的正立像，应将幻灯机与屏幕之间的距离调远些，同时将幻灯片与镜头之间的距离调近些，幻灯片应倒插。例3.使用照相机拍照时，景物在底片上所成的像是（）A.正立、等大的虚像B.倒立、缩小的实像C.倒立、放大的实像D.正立、放大的虚像分析：景物是在照相机镜头前距离大于2倍镜头（相当于凸透镜）焦距的地方，所以胶片拍到的像是景物的倒立、缩小的实像。解答：此题应选B。例4.用镜头焦距一定的照相机照相，想使照片上的人像大一些，照相机应离被照的人_______，这里感光胶片到镜头的距离比原来应________。分析：用照相机给别人拍过照的人，一般会有这样的体验，要想使照片上的人像5大一些，应使相机离被照的人近些。而拍摄近的景物时，镜头要调节得往前伸，这时感光胶片到镜头的距离比原来大。解答：此题应填近些，大些。例5.使用幻灯机放映幻灯时，幻灯片在屏幕上所成的像是（）A.倒立放大的实像B.正立等大的实像C.倒立缩小的实像D.正立缩小的实像分析：幻灯机的情况是fu2f时凸透镜成像的情况，此时像的性质为倒立、放大实像。解答：此题应选（A）。例6、如图10所示，请根据光线的传播情况，在方框内画出合适的一个光学元件，并完成光路图。AB图10解析：这是一道典型的光学“黑匣”问题，它要求我们根据入射光线和出射光线判断方框内的光学元件的种类，并画出光路图，对于A图，平行光变成会聚光，根据凸透镜对光线的作用，可判断出A框中是凸透镜，对于B图，是两条可相交的光线变成平行光，我们知道，会聚于凹透镜虚焦点的光，经凹透镜折射后平行于主轴射出，若根据这一思路画出图来，应当如图11所示，结果两条光线之间的距离不能达到要求，且上面的光线不能到达下边射出，下面的光线也不能到达上边射出，由此想到方框内不能是凹透镜，那就只能是凸透镜了。进一步想到，两条入射光线只有相交于凸透镜焦点，再分散射向凸透镜，其出射光线恰好能平行于主光轴射出，能满足本题要求，问题解决。B图11答案：如图12所示。AB6图12方法提炼：解答此类题目一是要熟悉两种透镜对光的作用规律，二是要注意入射光线和相应的出射光线的位置和方向．．．．．，而第二点是往往容易忽视的，结果会导致选错元件，会聚光射向方框，但不等于射到透镜上的光一定是会聚光，可能是会聚光，也可能是会聚后的发散光。例7、物体距凸透镜20cm时，在凸透镜另一侧距凸透镜35cm的光屏上得到清晰的像，则该像是（）A.放大的B.缩小的C.等大的D.虚像解析：根据题意，由于是在屏上成像，肯定是实像；又由于像距大于物距，说明物体处于1倍焦距到2倍焦距之间，所以成的像是放大倒立实像。答案：A方法提炼：凸透镜成像问题中，在屏上成像，肯定是实像，虚像只能用眼看到。在成像问题中，不管是平面镜、凸透镜还是凹透镜（组合光具除外），只要是虚像，必是正立的，实像必是倒立的，凸透镜（或凹透镜）成像，像距大于物距，必是放大的像，物距大于像距，必是缩小的像，这些结论对快速解题有很好的作用。【模拟试题】一、选择题1、关于光的传播，下列说法是正确的（）A、光只在空气中才沿直线传播B、光在任何情况下都沿直线传播C、光在玻璃中不是沿直线传播的D、光在同种均匀介质中沿直线传播2、关于小孔成像的下列说法，正确的是（）A、小孔成像是光的折射现象形成的B、小孔成像相对于物来说不一定是倒立的C、小孔成的像是虚像D、当把小孔前后移动时，像的大小会改变3、人走近镜子时，人在镜中的像与原来相比（）A、变大B、变小C、不变D、都不对4、小轿车前的挡风玻璃不竖直安装的主要原因是（）A、避免噪音B、尽可能避免因平面镜成像造成不安全因素7aPcdbMM＇C、为了造型美观D、防止挡风玻璃震碎5、下图中是物体在平面镜中成像的情况，正确的是（）6、人站在直立的平面镜前，要看到自己的全身像，镜长最少应是人身高的（）A、31B、21C、41D、一样高7、光线斜射到平面镜上，保持平面镜的位置不动，如果入光射线靠近法线，则反射光线（）A、靠近法线B、远离法线C、方向不变D、无法判断8、图中，MM＇是平面镜，a、b、c、d是平面镜前放置的四个物体，人在镜前P点观看它们在平面镜中的像，其中不能看到的是放置在哪个点上的物体（）A、aB、bC、cD、d9、下列现象中属于光的折射的是（）A、演员通过平面镜看到自己的表演动作B、光射到不透明的物体上，在物体后面形成的影子C、潜水艇里的人通过潜望镜观看海面D、插入水中的筷子，从水面上斜着看，筷子在水下的部分向上弯折了10、一束光线斜射到两种介质的界面上，它与界面成20°角，反射光线跟折射光线的夹角恰好是90°，则入射角、折射角分别是（）A、20°、70°B、20°、20°C、70°、20°D、70°、70°ABCD811、光线射到平行的厚玻璃板上，在它的上、下表面发生折射，在图中正确的图是（）A、甲B、乙C、丙D、丁12、潜水员从水中看岸边的路灯，所看到的灯的位置跟灯的实际位置比较（）A、高一些B、低一些C、相同D、无法判定13、小乐用放大镜看指纹时，觉得指纹的像太小，为使指纹的像大一些，正确的做法是（）A、眼睛和手指不动，让放大镜离手指稍近些B、眼睛和手指不动，让放大镜离手指稍远些C、放大镜和手指不动，让眼睛离放大镜稍近些D、放大镜和手指不动，让眼睛离放大镜稍远些14、四块透镜分别放在蜡烛前20cm处，实验结果是：用透镜甲可成倒立缩小的像；用透镜乙可成正立放大的像；用透镜丙可成倒立放大的像；用透镜丁可成正立缩小的像，可以判定透镜焦距在10～20cm的凸透镜（）A、甲B、乙C、丙D、丁15、某凸透镜焦距是10cm，将物体放在离焦点5cm的地方，所成的像（）A、一定是实像B、一定是虚像C、一定是放大的像D、一定是缩小的像16、蜡烛从到凸透镜距离为3f的地方移到距离凸透镜为1.5f的地方，凸透镜所成的像（）A、始终是放大的B、始终是缩小的C、逐渐变大D、逐渐变小17、下列关于凸透镜成像特点的说法中，错误的是（）A、实像都是倒立的，虚像都是正立的(甲)(乙)(丙)(丁)9B、缩小的都是实像，放大的都是虚像C、缩小的像都是倒立的、放大的像可能是正立的，也可能是倒立的D、实像和物体分别在凸透镜的两侧，虚像和物体在凸透镜的同一侧18、用不透光的纸遮住透镜的上半部分，则在光屏上出现的像与不用纸遮住透镜形成的像区别是（）A、像的上半部分消失B、像的下半部分消失C、像全部消失D、仍有原来大小的像，但亮度变暗19、下列事例中观察到的是物体虚像的是（）A、晴天在树林中的地面上看到光亮的圆斑B、看电影，银幕上的画面C、看物体的影子D、看湖中小船的倒影20