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第五讲·透镜及其应用
考点一 透镜
分类 凸透镜 凹透镜
外形 特征 中间_____、边缘____ 中间_____、边缘_____
光学 作用 _____________________ _____________________
相关 概念 三条 特殊 光线 补充完整: 补充完整:
实际 应用 照相机、投影仪、 放大镜、远视镜 近视镜
厚
薄
薄
厚
会聚
发散
【提示】
(1)凸透镜的焦距越短,折光能力越强。凸透镜表面的凸起程度决定了其焦距的长短。凸透镜表面越凸,焦距越短,折光能力越强。
(2)经透镜折射后的光线与入射光线相比,若光线相互“靠近”,则光线会聚了;若光线相互“远离”,则光线发散了。透镜对光的作用及成像的实质是光的折射。
考点二 生活中的透镜
项目 照相机 投影仪 放大镜
物距 _______________ ______________ _________________
成像 _______________ ______________ ________________
调节 方法 物近像远像变大,物远像近像变小 物远像远像变大,物近像近像变小
前伸镜头、靠近景物,成像变大 下调镜头、远离屏幕,成像变大 远离物体,成像变大
u>2f
fu倒立、缩小的实像
倒立、放大的实像
正立、放大的虚像
考点三 凸透镜成像的规律
实 验 装 置
过 程 蜡烛和光屏分居在凸透镜_____;调节凸透镜中心、光屏中心、烛焰中心大致在__________,目的是使像成在__________
两侧
同一高度
光屏中央
成 像 规 律 物距与焦距的关系 成像光路及作图 像距与焦距的关系 成像特点 应用
u>2f fu=2f v=2f ____、 ____、 实像 测焦距
f2f ____、 ____、 实像 __________
____________
u=f 折射光线为平行光线,不能成像
实像
照相机
倒立
等大
倒立
放大
幻灯机
(或投影仪)
（续表）
成 像 规 律 物距与焦距的关系 成像光路及作图 像距与焦距的关系 成像特点 应用
u深 入 探 究 ①遮住凸透镜一部分,成像性质________(仍完整),像变____; ②记忆口诀: 静态规律:一倍焦距分虚实,内虚外实,实倒虚正;二倍焦距分大小,内大外小; 动态规律:成实像时,物近像远像变大;成虚像时,物近像近像变小
放大
虚像
放大镜
不变
暗
考点四 眼睛和眼镜
1.正常眼睛的成像原理
成像 原理 晶状体和角膜的共同作用相当于一个______,把来自物体的光会聚在_______上,形成物体的像。视网膜相当于______
成像 特点 成______、_______的______像
明视 距离 正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离叫做明视距离,大约为______ cm
凸透镜
视网膜
光屏
倒立
缩小
实
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2.近视眼、远视眼及其校正
项目 近视眼 远视眼
视觉 特点 只能看清近处的物体 只能看清远处的物体
形成 原因 晶状体太厚,折光能力太强或眼球前后方向太长 晶状体太薄,折光能力太弱或眼球前后方向太短
成像 位置 视网膜前
视网膜后
矫正 方法 戴_____透镜
戴_____透镜
矫正原理 凹透镜使光线发散 凸透镜使光线会聚
凹
凸
考点五 显微镜和望远镜
项目 显微镜 望远镜
物镜 成_____、______的实像,相当于______ 成_____、_____的实像,相当于______
目镜 成正立、放大的虚像,相当于_____镜
特点 物镜成倒立的____像,目镜成正立的___像,所以人眼看到的是物体____立的像
倒立
放大
投影仪
倒立
缩小
照相机
放大
实
虚
倒
课堂练习
1.(2022·北京)小京通过焦距为10 cm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10 cm
D.提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于20 cm
C
2.(2022·安徽)把凸透镜正对着太阳,在距凸透镜10 cm的光屏上得到一个最小、最亮的光斑;若将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前30 cm处,在凸透镜的另一侧调节光屏的位置,可得到烛焰清晰的 ( )
A.倒立、缩小的实像
B.倒立、放大的实像
C.倒立、等大的实像
D.正立、放大的虚像
A
3.(2022·黄冈)2022年5月10日,在蔚蓝地球的映衬下,我国发射的“天舟四号”货运飞船成功对接空间站“天和”核心舱。如图所示的是对接过程中核心舱上的摄像机拍摄的照片。下列说法正确的是 ( )
A.核心舱摄像机的镜头相当于凸透镜
B.光通过摄像机的镜头都是沿直线传播
C.地球通过核心舱上的摄像机镜头成虚像
D.“天舟四号”靠近核心舱时,它在核心舱摄像机上成的像逐渐变小
A
4.(2022·上海)已知某物体通过凸透镜在距离透镜25厘米的光屏上成放大的像,若将物体移动到距离凸透镜30厘米处,则此时成 ( )
A.放大的虚像 B.正立的虚像
C.放大的实像 D.缩小的实像
D
5.(2022·河北)(多选)小明利用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。将蜡烛放在凸透镜左侧适当位置,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在光屏上成清晰的像,分别测出物距u和像距v,实验数据如下表。下列说法正确的是 ( )
A.该凸透镜的焦距为20 cm
B.从第1次实验到第5次实验,成在光屏上的像越来越大
C.当u=45 cm时,移动光屏,可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像
D.第5次实验后,在贴近凸透镜左侧放一眼镜片,向右移动光屏,能在光屏上成清晰的像,则眼镜片对光起会聚作用
BC
实验次数 1 2 3 4 5
物距u/cm 60 30 20 15 12
像距v/cm 12 15 20 30 60
6.(2022·怀化)(多选)现在,中学生近视眼患者越来越多,保护眼睛刻不容缓,学校开展了上、下午各一次眼保健操活动来预防近视。下图中关于近视眼成因及其矫正的原理图,正确的是 ( )
AB
7.如图所示的是宇航员王亚平太空授课时的一个镜头,若她的脸离水球球心的距离是20 cm,则该水球的焦距可能是( )
A.8 cm B.12 cm C.15 cm D.30 cm
A
8.(2022·百色)如图所示,请完成图中两条入射光线通过凸透镜后的光路图。
9.(2021·邵阳)请你将光路补充完整。
10.(2021·恩施州)请在图中补画出穿过透镜的光线。
11.(2020·湘西)如图所示,用一个透镜正对太阳光,发现白纸上出现了较小的光斑,这个透镜是_____透镜,对光有______作用。当白纸上出现一个最小、最亮的光斑时,测得光斑到透镜中心的距离为15 cm,该透镜的焦距是______ cm。
15
凸
会聚
12.(2021·武威)如图所示的是生活中常用手机扫描二维码的情形,这相当于给二维码拍了一张照片,
照相机镜头相当于一个_____透镜,二维码经摄像头扫描成倒立、_____(选填“缩小”“等大”或“放大”)的实像。
凸
缩小
13.(2021·临沂)小明用焦距为15.0 cm的凸透镜探究凸透镜的成像规律,当各器材位置如图所示时,光屏上承接到烛焰清晰的像。
(1)实验前,应调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在____________。
(2)此时烛焰的成像特点与__________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像特点相同。
同一高度
照相机
13.(2021·临沂)小明用焦距为15.0 cm的凸透镜探究凸透镜的成像规律,当各器材位置如图所示时,光屏上承接到烛焰清晰的像。
(3)实验时,若一只苍蝇落在了凸透镜上,光屏上________(选填“有”或“没有”)苍蝇的像。
(4)小明将一副远视眼镜的镜片放在蜡烛与凸透镜之间且靠近凸透镜的地方,若保持光屏的位置不变,仅将蜡烛向____移动适当距离,光屏上即可重新承接到烛焰清晰的像。
没有
右
14.(2022·齐齐哈尔)小聪同学在做“探究凸透镜成像规律”实验时,着重研究了以下几个心中存在困惑的问题:
(1)将平行光正对凸透镜,移动光屏,直到光屏上形成一个最小、最亮的光斑,如图甲所示,该凸透镜的焦距为_______ cm。
10.0
(2)在光具座上将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧,调节它们的高度,使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一水平高度上,这样做的目的是使像呈现在____________。
(3)在如图乙所示实验情形下,此时恰好在光屏上得到烛焰清晰的像(图中未画出),此像是______ (选填“正立”或“倒立”)、_______(选填“放大”或“缩小”)的实像。
光屏中央
倒立
缩小
(4)在如图乙所示实验情形下,如果保持蜡烛和光屏的位置不变,把凸透镜移到光具座上的35 cm刻度线处,可以在光屏上再次得到烛焰清晰的像。生活中的________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理工作的。
(5)在如图乙所示实验情形下,如果保持凸透镜和光屏的位置不变,将蜡烛适当远离凸透镜,发现光屏上烛焰的像变得模糊不清,此现象可以体现________(选填“近视眼”或“远视眼”)的成像情况。
投影仪
近视眼
课后训练
1.(2023·河北)(多选)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛、焦距为10 cm的凸透镜、光屏位置如图所示时,光屏上恰好呈现烛焰清晰的像。下列说法正确的是 ( )
A.投影仪就是利用这一规律成像的
B.将蜡烛放置在35 cm刻度处,仅向右移动
光屏,能得到清晰、倒立、放大的实像
C.若飞来一只小虫落在凸透镜上,遮住凸透镜的部分区域,则光屏上烛焰的像不再完整
D.蜡烛、凸透镜、光屏位置不动,用焦距8 cm凸透镜替换该透镜,光屏上不再成清晰的像
BD
2.(2023·陕西)如图,O为凸透镜的光心,F为凸透镜的焦点,请分别画出两条入射光线通过凸透镜后的折射光线。
3.(2023·重庆)在如图中画出入射光线经凹透镜折射后的光线。
4.(2023·长沙)在课后实践活动中,小明自制了一个如图甲所示的手电筒,他将小灯泡放在凸透镜的焦点处,请在图乙中画出光通过凸透镜后的光线。
5.(2023·扬州)如图,是某地投放使用的智能无人驾驶小巴车,它可以通过车上的摄像机和激光雷达识别道路状况。小巴车上的摄像机识别道路上的行人时,其镜头相当于一个_____透镜,行人在摄像机感光元件上成倒立、缩小的_____像。当小巴车靠近公交站牌时,站牌在摄像机感光元件上所成的像______(选填“变大”“变小”或“不变”)
凸
实
变大
6.(2023·重庆)小刚用焦距为10 cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律,当蜡烛、凸透镜、光屏三者高度如图所示时,适当调节______的高度后便可开始实验;当蜡烛距凸透镜25 cm时,移动光屏,在光屏上承接到一个清晰缩小的像,生活中的_________就是根据该成像规律制成的;把蜡烛适当靠近凸透镜,应将光屏_______(选填“靠近”或“远离”)凸透镜,才能再次承接到清晰的像。
照相机
蜡烛
远离
7.(2023·河南)在“探究凸透镜成像的规律”实验中:
(1)小强发现用凸透镜看远处物体时,可以看见倒立、缩小的像:用该凸透镜看自己的指纹时,能看见正立、放大的像。由此猜想:凸透镜成像的特点可能与_______有关;
物距
7.(2023·河南)在“探究凸透镜成像的规律”实验中:
(2)在光具座上,将蜡烛、光屏安装在凸透镜两侧,调节三者的高度时,________(选填“需要”或“不需要”)点燃蜡烛;调节高度的目的是使像能呈现在____________;
需要
光屏中央
7.(2023·河南)在“探究凸透镜成像的规律”实验中:
(3)实验中,当蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上承接到蜡烛清晰的像(像未画出),这个实验现象可以说明___________(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)的成像特点。
照相机
8.(2023·上海)放大镜是生活中常见的凸透镜:
(1)成虚像时,物距和像距的大小关系为:_______________;
(2)成虚像时,物距越大,像距越大,像_______;
(3)物体在物距L1时,成虚像,物体在物距L2时,成实像,请比较L1、L2的大小关系并说明理由:_______________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________。
根据凸透镜成像规律知,物距小于凸透镜的一倍焦距时,成正立放大的虚像;物距大于凸透镜的一倍焦距时,成倒立的实像;物体在物距L1时,成虚像,物体在物距L2时,成实像,所以物距L1小于物距L2
越大
物距小于像距
9. (2023·苏州)在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
甲
(1)如图甲,把蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上,并将蜡烛烛焰和光屏的中心调到凸透镜的主光轴上,目的是使像成在__________;
光屏中央
9. (2023·苏州)在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
(2)按要求进行观察和测量,并将部分观测情况记录在下列表中:
①凸透镜焦距f=_____ cm;
②当物距u=20 cm时,像距v=_____ cm;
③当物距u=10 cm时,像的性质是____________________;
15
实验序号 物距 u/cm 像距 v/cm 像的性质
1 60 20 倒立、缩小、实像
2 30 30 倒立、等大、实像
3 20
4 10
60
正立、放大、虚像
9. (2023·苏州)在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
(3)如图乙是宇航员王亚平太空授课制作水球时呈现的情景,假设她稍向后远离水球,则她在球中所成的像将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
变小
10.(2023·福建)在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)如图甲所示,用平行光测出凸透镜的焦距为______ cm。
(2)将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平光具座上,调节烛焰、凸透镜和光屏三者中心在______________。
13.0
同一高度
10.(2023·福建)在探究凸透镜成像规律的实验中:
(3)调节蜡烛、凸透镜和光屏至图乙所示的位置,则烛焰在光屏上成倒立、_______的像。根据这一成像特点,可制成__________。
(4)若要使光屏上的像变小,应使蜡烛与凸透镜的距离变____,再调节光屏位置。
缩小
大
照相机
11. (2023·北京)在探究凸透镜所成实像的高度与物距、焦距的关系时,三个小组的同学用高度相同的发光体以及焦距不同的凸透镜等器材进行了实验,部分实验数据如表中所示。
表1(f1=5 cm) 表2(f2=8 cm) 表3(f3=10 cm)
(1)由表中数据可知:物体高度、凸透镜焦距一定时,物距变大,所成实像高度的变化情况是:_______;物体高度、物距一定时,凸透镜焦距变大,所成实像的高度变化情况是:________。
物距u/cm 像高h/cm
11 5
17 2.5
40 0.9
物距u/cm 像高h/cm
24 3
36 1.7
40 1.5
物距u/cm 像高h/cm
25 4
28 3.3
40 2
变小
变大
11. (2023·北京)在探究凸透镜所成实像的高度与物距、焦距的关系时,三个小组的同学用高度相同的发光体以及焦距不同的凸透镜等器材进行了实验,部分实验数据如表中所示。
(2)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______小强所用凸透镜的焦距(选填“大于”“等于”或“小于”)。
小于

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