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第一部分　考点突破
第16讲　透镜及其应用
(5年5考,2~5分)
1．原理:__________.
2．(1)凸透镜:中间____、边缘____的透镜叫做凸透镜.应用:照相机、投影仪、放大镜、老花镜(远视镜).
(2)凹透镜:中间____、边缘____的透镜叫做凹透镜.应用:近视镜.
(3)图甲是____透镜,图乙是____透镜.
透镜(高频考点)
光的折射
厚
薄
薄
厚
凸
凹
3．凸透镜的焦点:跟主光轴平行的光,通过透镜后将______于一点,这个点叫做焦点,即图甲中的点F;焦点到光心的距离叫做______.
4．透镜对光的作用:凸透镜对光有______作用,凹透镜对光有______作用.
注意:材料和大小相同的凸透镜,中间越厚,其焦距越小,聚光能力越强.
会聚
焦距
会聚
发散
5．凸透镜和凹透镜各有三条特殊的光线,可据此来画出透镜的光路图.
(1)平行于主光轴的入射光线,经凸透镜折射后通过焦点;经凹透镜折射后发散,发散光线的反向延长线过异侧虚焦点,如图甲所示.
(2)过焦点的入射光线,经凸透镜折射后平行于主光轴;对着异侧虚焦点入射的光线经凹透镜折射后平行于主光轴,如图乙所示.
(3)过光心的入射光线,经凸透镜或凹透镜折射后方向不改变,如图丙所示.
1．虚像:实际光线的反向延长线相交形成的像.光屏______承接到所成的像.
2．实像:由实际光线会聚而成的像.光屏____承接到所成的像.
凸透镜成像的规律及应用(高频考点)
不能
能
3．成像特点
物距u与焦 距f的关系 应用实例 像的性质 像与物相对于 透镜的位置 像距v与焦
距f的关系
正立、倒立 放大、缩小 实像、 虚像 u>2 f ①________ 倒立 ⑤________ 实像 异侧 fu=2 f 测焦距 ⑥________ v=2 f
f2 f
u=f 利用平行 光测焦距 折射光线平行射出,不能成像 uu
照相机
投影仪
放大镜
正立
缩小
等大
虚像
4．(1)一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小.
(2)虚像同侧正立,实像异侧倒立.
(3)u>f(成实像),物近像____像变____.
(4)u远
大
1．如图所示,眼睛的角膜和晶状体相当于________,视网膜相当于______.
眼睛和眼镜(高频考点)
凸透镜
光屏
2．人眼的明视距离约是____cm;近点约为____cm,远点为无限远.
3．近视眼及远视眼的原因及矫正方法
(1)近视眼:晶状体太厚,折光能力太强,远处物体的像成在视网膜______,用________矫正,如图所示.
25
10
前面
凹透镜
(2)远视眼:晶状体太薄,折光能力太弱,近处物体的像成在视网膜______,用________矫正,如图所示.
后面
凸透镜
探究凸透镜成像的规律
实验器材 光具座、凸透镜、光屏、蜡烛、火柴.
实验步骤
1．把光具座放在水平桌面上,从左往右依次放置蜡烛、凸透镜和光屏,并调节烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心在同一高度(如图所示).
2．点燃蜡烛,把蜡烛移到光具座最左端,光屏移到光具座最右端,再把凸透镜往光屏方向移动,直到在光屏上得到一个最小最亮的亮点,即为焦点.并测出焦点到凸透镜中心的距离,即为焦距,记为f.
实验步骤 3．把凸透镜移到光具座中间,把蜡烛移到两倍焦距之外,移动光屏位置,直到找到一个清晰的像,并记录物距、像距和成像的性质.
4．把蜡烛移到两倍焦距和一倍焦距之间,移动光屏位置,直到找到一个清晰的像,并记录物距、像距和成像的性质.
5．把蜡烛移到一倍焦距之内,移动光屏位置,试试能否找到一个清晰的像 如果不能,则拿掉光屏,直接用眼睛代替光屏.从光屏一侧对着凸透镜看,能否找到一个像 记录物距、像距和成像的性质.
6．整理实验器材.
实验结论 1.u>2f时,成倒立、缩小的实像.
2．2f>u>f时,成倒立、放大的实像.
3．u注意事项及 相关要点 1.移动蜡烛时注意安全,不要被烫伤,不要把蜡烛油滴到光具座上,以免影响下次实验.
2．实验完成一个步骤,马上记录数据,以免遗忘.
3．调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一水平直线的目的:使像成在光屏的中央.
4．选择较暗的实验环境:使实验所成的像更清楚明显.
5．无论怎样移动光屏都找不到像,可能的原因:①烛焰在一倍焦距以内(u注意事项及 相关要点 6．凸透镜被遮挡一部分或透镜上有只小虫子:光屏上的像还是一个完整的像,只是亮度变暗.
7．蜡烛长度变短,光屏上像会上移,调节方法:①将光屏向上调节;②将蜡烛向上调节;③将透镜和光屏向下调节.
8．当光屏上成清晰的像时,将蜡烛与光屏互换位置,光屏上仍然成清晰的像,原因:光路可逆.
9．改变凸透镜的焦距(或在凸透镜前加凹、凸透镜)像的变化规律及光屏的移动方向:①焦距变小,折光能力变强,光线提前会聚,像距变小,像变小,光屏靠近透镜;②焦距变大,折光能力变弱,光线延后会聚,像距变大,像变大,光屏远离透镜.
小明同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,选用了焦距未知的凸透镜.
(1)为使凸透镜所成的像便于观察,该实验环境应该较____(选填“暗”或“亮”).
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏分别放在光具座上,______(选填“点燃”或“不点燃”)蜡烛,调节烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心在______________上,这样做的目的是使像成在____________.
暗
点燃
同一水平直线
光屏的中央
(3)将平行光射向凸透镜,移动光屏,直至光屏上形成一个最小、最亮的光斑,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为______cm.
10.0
(4)实验时,发现无论怎样移动光屏,都不能在光屏上得到清晰的像,其原因可能是_____________________________________________________
________________ (写出一条即可).
烛焰、凸透镜和光屏的中心没有在同一高度(或物距小于或
等于1倍焦距等)
(5)如图乙所示,要想在光屏上得到烛焰清晰的像,可将光屏向____(选填“左”或“右”)移动至__________(选填“50~60 cm”“60~70 cm”或“70 cm以上”)刻度范围内,此时光屏上能得到一个倒立、______(选填“放大”或“缩小”)的实像,________(选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”)就是根据此原理工作的.
60~70cm
右
缩小
照相机
(6)在第(5)问得到清晰的像后,将蜡烛和光屏的位置互换,发现光屏上仍可得到清晰的像,此时的像是____立、______(选填“放大”或“缩小”)的实像,这是因为光路______.
(7)另一组同学进行实验后,得出多组数据,并画出像距v和物距u的关系图象,如图丙所示.由此可得,此组同学所用凸透镜的焦距是____cm.
倒
放大
可逆
10
(8)实验时,发现烛焰的像在光屏的上缘,这时可以向上移动____________,使像重回光屏中心.
(9)在光屏上成清晰的像时,如果用遮光板挡住凸透镜的上半部分,光屏上将得到____.
A．烛焰像的下半部分
B．烛焰像的上半部分
C．烛焰完整的像,像的亮度变暗
D．烛焰完整的像,像的亮度不变
蜡烛或光屏
C
(10)当光屏上成清晰的像时,如果有一只花蝴蝶被你吸引,飞过来停在凸透镜上,则光屏上______(选填“会”或“不会”)出现花蝴蝶的像,原因是___________________________________________________________
____________.
不会
花蝴蝶在凸透镜的一倍焦距以内,成正立、放大的虚像,因此不会出
现在光屏上
(11)如图丁所示,在光屏中央恰好得到清晰的像,则像应为图丁中的___(选填“1”“2”“3”或“4”).生活中的________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据此成像原理制成的.
丁
3
投影仪
【实验拓展】
(12)如图丁所示,在光屏上再次得到清晰的像后,该同学把远视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上的像变模糊了.为了在光屏上再次得到清晰的像,他想出了两种可行的方法:
方法一:只将蜡烛向____(选填“左”或“右”)移动适当距离.
方法二:只将光屏向____(选填“左”或“右”)移动适当距离.
丁
右
左
(13)当光屏上成清晰的像后,如果用焦距为5 cm的凸透镜替换原焦距为10 cm的凸透镜,要在光屏上成清晰的像,光屏应向____移动.如果更换成一个焦距相同、尺寸更大的凸透镜,此时光屏上像的大小与原来的像对比应______(选填“变大”“变小”或“不变”),但更____(选填“暗”或“亮”).
左
不变
亮
(14)小明按照实验步骤做了四次实验,得到如下表实验数据.
表格中①处应填__________________,②处应填____.
实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的性质
1 40 13 ①
2 20 20 倒立、等大的实像
3 ② 40 倒立、放大的实像
4 6 无 正立、放大的虚像
倒立、缩小的实像
13
(15)如图戊所示,烛焰通过凸透镜成正立的像时,人眼在图中____处能观察到烛焰的像.
B
【拓展创新】
(16)如图己所示,用LED光源代替蜡烛,用格子光屏代替白板光屏,进行实验,这样做的优点是_____________________________________________
_____________________________________________________________ (写出一条即可).此光源不足之处是_______________________________
______________________.
己
LED光源成像更清晰、更稳定(或零刻度线在中央方便读取物距、像距或光源光屏带格子方便比较物、像大小关系等)
光源发光体是字母“A”,不利于
比较像与物的左右关系
1．(2019·柳州)如图所示的透镜中最适合用来观察细小物体的是( )
透镜的特点(5年2考)
D
2．[物理观念](2022·贺州)如图所示的四个透镜,属于凸透镜的有______,属于凹透镜的有______.(均填编号)
②③
①④
3．[2019·北部湾经济区25(1)题2分]小明同学经常通过观察和实验,探索物理的奥秘.在某次实验中,他用一只透镜正对太阳光,如图所示,纸板上出现的现象表明该透镜对光有______作用,是____(选填“凹”或“凸”)透镜.
会聚
凸
【多维训练】　当纸板上出现一个最小、最亮的光斑时,测得光斑到透镜中心的距离为10 cm,该透镜的焦距是____cm.
10
4．(2022·北部湾经济区)请画出入射光线通过透镜后的折射光线.
如图所示:
答案图
5．(2022·河池)如图所示,请完成光线通过透镜后的光路.
如图所示:
答案图
6．[物理学与日常生活](2022·梧州)购物支付已进入“刷脸”时代,消费者结账时只需面对摄像头,经系统自动拍照扫描等,确认相关信息后,即可迅速完成交易.下列说法正确的是( )
A．摄像头相当于凹透镜
B．摄像头的成像特点与照相机相同
C．“刷脸”时,面部位于摄像头两倍焦距以内
D．“刷脸”时,面部经摄像头成正立、缩小的实像
生活中的透镜(高频考点,5年4考)
B
7．(2021·梧州)如图甲所示,一幅漫画立在桌面上,小明把一个装有水的圆柱形玻璃杯放在漫画前,惊奇地发现,透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了,还掉头奔向猫,如图乙所示.下列关于此现象的说法正确的是( )
A．透过水杯看到变“胖”的老鼠是虚像
B．装有水的圆柱形玻璃杯相当于一个凹透镜
C．将漫画逐渐靠近水杯,透过水杯看到的老鼠始终是掉头的
D．将漫画离水杯远一些,透过水杯看到的老鼠会变“瘦”一些
D
8．(2021·北部湾经济区)毕业照给同学们留下了美好的青春记忆.拍照时( )
A．照相机镜头相当于凹透镜
B．同学们应站在镜头一倍焦距以内
C．照相机成缩小的实像
D．想让成的像变大,镜头应远离同学们
C
变式　 小明用如图甲所示的装置探究凸透镜成像规律,由图乙可知,小明所用凸透镜的焦距为______cm;当蜡烛、凸透镜和光屏调到如图甲所示位置时,在光屏上得到了一个清晰的像,此成像特点与________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的相同;小明用相机先、后拍了两张公园凉亭照片,分别如图丙、丁所示,拍照过程中相机______(选填“靠近”或“远离”)凉亭.
10.0
照相机
靠近
9．(2022·玉林)如图所示,航天员王亚平在中国空间站用“水球”做成像实验,“水球”成像的原理与________(选填“放大镜”或“照相机”)的相同,所成的是倒立、缩小的____(选填“实”或“虚”)像.
照相机
实
10．(2022·北部湾经济区)在较暗的室内,手持一个凸透镜,在白墙和点燃的蜡烛间移动(离墙近些),在墙上能看到烛焰______(选填“正立”或“倒立”)缩小的像,根据这个原理可制成________(选填“照相机”或“投影仪”).
倒立
照相机
11．(2023·广西)为矫正远视眼,配戴的眼镜片是( )
A．凸透镜
B．凹透镜
C．平面镜
D．凸面镜
眼睛和眼镜(高频考点,5年3考)
A
12．(2021·北部湾经济区)如图是一位同学眼球成像的示意图,他所患眼疾及矫正视力应配戴的透镜类型是( )
A．远视眼,凸透镜
B．远视眼,凹透镜
C．近视眼,凸透镜
D．近视眼,凹透镜
D
13．(2022·柳州)人的眼球结构如图所示,眼睛的成像原理跟____(选填“凸”或“凹”)透镜类似,其中________相当于光屏.
凸
视网膜
14．(多选题)(2023·广西)小明用自制的“水凸透镜”探究凸透镜成像规律,当蜡烛、“水凸透镜”和光屏位于如图所示的位置时,光屏上呈现烛焰清晰的像,下列说法正确的是( )　
A．此时成像特点与照相机的相同
B．此时“水凸透镜”的焦距为15.0 cm
C．调节“水凸透镜”的厚度可改变其焦距
D．蜡烛燃烧变短,光屏上的像会向上移动
探究凸透镜成像的规律(5年1考)
CD
15．[科学探究](2022·贵港)小华用焦距为10.0 cm的凸透镜探究凸透镜成像规律.
(1)实验前,应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在__________.
(2)当各器材的位置如图所示时,可在光屏上成烛焰清晰的像,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
(3)实验时,若用一张纸片遮住了凸透镜的上半部分,光屏上____(选填“能”或“不能”)成完整的像.
(4)小华将一副老花镜的镜片放在烛焰与凸透镜之间且靠近凸透镜的位置,若保持蜡烛的位置不变,仅将光屏向____端移动适当距离,光屏上即可重新成烛焰清晰的像.
能
左

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