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(共43张PPT)
透镜及其应用
第2讲
知识精讲
2
考点清单
实验突破—科学探究素养提升
3
实验 探究凸透镜成像的规律
成都近年真题及拓展
1
成都近年真题及拓展
命题点
1
透镜对光的作用(10年4考)
1. (2022成都A卷6题2分)取一个大烧杯，里面充以烟雾，倒扣在桌上，用手电筒射出一平行光束，如图所示，要使射入杯中的光束发散，应在杯底放置的器材是(　　)
A. 平板玻璃
B. 平面镜
C. 凹透镜
D. 凸透镜
(本题图源自教科八上P73)
C
命题点
2
眼睛和眼镜(10年6考)
2. (2021成都A卷15题4分)眼睛的角膜和晶状体类似于_____透镜．青少年如果长时间使用电子产品，缺乏户外活动，就可能患上近视．患近视后需要佩戴_______透镜进行矫正．
3. (2022成都A卷15题4分)小雯站在竖立平面镜前看见镜中的自己，感叹由于长期没有注意健康用眼，早早就戴上了近视眼镜，她戴的眼镜对光起________(选填“会聚”或“发散”)作用；如果小雯距离平面镜1.5 m，则她在镜中的像到镜面的距离为________m.
凸
凹
发散
1.5
4. (2023成都A卷15题4分)每年6月6日是全国“爱眼日”，今年“爱眼日”的主题是“‘目’浴阳光，预防近视”．近视眼的成像示意图是如图中的______图，应该佩戴由________透镜制成的眼镜来矫正．
乙
凹
命题点
3
透镜作图[2023.A卷23(1)]
5. [2023成都A卷23(1)题2分]在图中，F是透镜的焦点，a、b是烛焰发出的两条光线，a与两焦点的连线平行，b经过透镜中心．请作出a、b两条光线通过透镜之后的光路图．
拓展训练
6. (2021无锡)图中物体AB在凸透镜两倍焦距以外，请画出AB经凸透镜所成像A′B′的大致位置．
B ′
A ′
命题点
4
探究凸透镜成像的规律(10年6考)　
类型1　静态成像规律(2022.B卷2，2022.B卷1)
7. (2022成都B卷2题2分)小林同学做“探究凸透镜成像规律”的实验时，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上成清晰的像(像未在图中画出来)．下列说法正确的是(　　)
A. 光屏上形成的是烛焰倒立、等大的实像
B. 图中成像特点与照相机成像特点完全相同
C. 将蜡烛移到光具座10 cm刻度线处，保持凸透镜和光屏不动，光屏上仍可成清晰的烛焰像
D. 将蜡烛移到光具座40 cm刻度线处，保持凸透镜不动，无论怎样移动光屏，它上面都得不到清晰的烛焰像
一题多设问
D
拓展设问
(1)(2022成都B卷1A改编)利用上述器材实验时，由题中所述现象可知，凸透镜的焦距可能为________(选填“10 cm”“15 cm”或“20 cm”)；
(2)(2022成都B卷1C改编)实验过程中蜡烛燃烧变短，屏上像的位置会____
(选填“上升”“下降”或“不变”)；
(3)(2022成都B卷1D改编)取走光屏，则凸透镜________(选填“成像”或“不成像”)，原因是__________________________．
15cm
上升
成像
凸透镜成像与有无光屏无关
类型2　动态成像规律(10年4考)
8. (2023成都B卷2题2分)在“探究凸透镜成像规律”的实验中，小聪选用了焦距为10 cm的凸透镜．他将凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上35 cm刻度线处，当光屏移动到如图所示刻度线处时，在光屏上恰好呈现出烛焰清晰的像．如果将蜡烛从图中位置移动，关于该实验下列说法正确的是(　　)
A. 蜡烛向左移动2 cm，光屏应向右移动到适当位置才能呈现烛焰清晰的像
B. 蜡烛向右移动10 cm，光屏应向右移动到适当位置才能呈现烛焰清晰的像
D. 蜡烛移到20 cm刻度线处，光屏应移动到70 cm刻度线处才能呈现烛焰清晰的像
C. 蜡烛向右移动2 cm，光屏应向右移动到适当位置才能呈现烛焰清晰的像
C
9. (2023成都B卷2题2分)在“探究凸透镜成像的规律”实验中，实验桌上有光具座、蜡烛、光屏、焦距分别为15 cm和20 cm的凸透镜L1和L2等器材，小明先将蜡烛、凸透镜、光屏正确安放在光具座上，如图所示．下列说法正确的是(　　)
A. 若凸透镜是L1，小明能在光屏上看到烛焰清晰的像
B. 若凸透镜是L1，小明将光屏向右移动适当的距离，光屏上能出现烛焰清晰的像
C. 若凸透镜是L2，小明将光屏移到60 cm 刻度线处，光屏上能出现烛焰清晰的像
D. 若凸透镜是L2，小明将光屏移到70 cm 刻度线处，光屏上能出现烛焰清晰的像
B
10. (2022成都A卷20题4分)在“探究凸透镜成像规律”的实验中，某次实验的成像情况如图所示，小组成员提出“有哪些方法可以让光屏上的像变大”的问题，经过讨论后形成两个方案，而且结果都达到目的．方案一：保持蜡烛和光屏的位置不动，只将凸透镜向____移动适当距离；方案二：保持凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏都向____移动．
左
右
11. [2022成都A卷26(2)题4分]小明在“探究凸透镜成像的规律”实验中使用了焦距为10 cm的凸透镜．
如图所示，当他将蜡烛与凸透镜的距离调为28 cm时，移动光屏，在屏上可看到清晰的倒立、______(选填“放大”“缩小”或“等大”)实像．在此基础上，若要在光屏上得到清晰的倒立、放大实像，应将蜡烛向______(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动，同时调节光屏与凸透镜之间的距离.
一题多设问
缩小
靠近
拓展设问
(2021天府新区二诊)若保持蜡烛与透镜位置不变，换用一个不同焦距的凸透镜，将光屏向右移动才能重新得到清晰的像，此时像________(选填“变大”“变小”或“不变”)；将凸透镜换成玻璃板后光屏上______呈现蜡烛的像.
变大
不能
透镜及
其应用
凸透镜成像
规律及应用
平行
主光轴
凸透镜
凹透镜
过焦点
过光心
眼睛
近视眼
远视眼
神奇的
眼睛
透镜
透镜的
三条特
殊光线
作图
认识透镜
知识精讲
考点清单
一、认识透镜
1. 透镜
类型 凸透镜 凹透镜
特点 镜片中间______、 边缘_____ 镜片中间_______、
边缘_______
对光线的作用 对光有_____作用 对光有________作用
注：凸透镜的焦距越小，透镜对光的会聚作用 _________.
厚
薄
会聚
薄
厚
发散
越强
2. 透镜的三条特殊光线作图
入射光线 平行于主光轴 过焦点 过光心
请补充折射后光路图 凸透镜
凹透镜
图示(完成作图) 物距与焦 距的关系 像距与焦 距的关系 物距与像 距的关系 成像特点 应用
二、凸透镜成像规律及应用
u＞2f
u＝2f
f＜v＜2f
v＝2f
u＞ v
u = v
倒立、缩小、________
______
测焦距
_____、_____、______
B ′
A ′
实像
照相机
A ′
B ′
倒立
等大
实像
图示(完成作图) 物距与焦 距的关系 像距与焦 距的关系 物距与像 距的关系 成像特点 应用
/ /
u＝f
折射光线为平行光线，不能成像
f＜u＜2f
v＞2f
u ＜ f
/
_____、_____、______
_____、_____、______
______
______
B ′
A ′
倒立
放大
实像
u ＜ v
投影仪
正立
放大
虚像
放大镜
A ′
B ′
三、神奇的眼睛
眼睛：人眼相当于一个可自动调节焦距的照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个______镜，视网膜相当于______，承接物体倒立、缩小的实像．
凸透
光屏
近视眼 远视眼
成像 示意图
成因 晶状体太厚，折光能力______，远处物体成像于视网膜_____ 晶状体太薄，折光能力______，近处物体成像于视网膜______
矫正 方法 配戴用_______做成的近视眼镜
配戴用______做成的远视眼镜
太强
前
太弱
后
凹透镜
凸透镜
实验突破—科学探究素养提升
实验
探究凸透镜成像的规律[2022.A卷26(2)]
图示法过实验
1. 实验装置及其安装：
如图所示，实验前先调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在________
(目的是使像成在光屏中心)
同一高度
2. 实验要点：
(1)焦距的测量及判断
a．用平行光垂直照射到凸透镜上，在凸透镜的另一侧用光屏承接到____
_____的光斑，测出光斑到凸透镜光心的距离即可
b．利用物距等于2倍焦距时成等大的像来测量焦距
(2)成虚像时，眼睛应在蜡烛________(选填“同”或“异”)侧观察，此时的像________(选填“能”或“不能”)被光屏承接
(3)光屏上找不到像的原因(物距等于或小于一倍焦距；像距太大，超出光具座的范围；烛焰、凸透镜、光屏三者的中心没有在同一高度)
最小最亮
异
不能
(4)实验过程中蜡烛燃烧的时间越长，蜡烛越短，烛焰的位置越低，像的位置越_____；可将光屏或蜡烛向上移动，或将凸透镜向____移动
(5)变焦问题：
a．换焦距小(大)的凸透镜，折光能力变强(弱)，光线提前(延迟)会聚，光屏向靠近(远离)凸透镜的方向移动；
b．加近(远)视镜，光线延迟(提前)会聚，要使光屏上能成清晰的像，光屏需远离(靠近)凸透镜
高
下
3. 实验结论：
静态成像规律：
(1)当u＞2f时，f＜v＜2f，在光屏上可得到倒立、_____的实像(照相机)；
(2)当u＝2f时，v＝2f，在光屏上可得到倒立、等大的______像(测焦距)；
(3)当f＜u＜2f时，v＞2f，在光屏上可得到倒立、______的实像(投影仪)；
(4)当u＝f时，不成像；
(5)当u＜f时，成正立、放大的______像(放大镜)．
动态成像规律：
(1)成实像时，物距增大，像距______，像______；
(2)成虚像时，物距增大，像距______，像______．
缩小
实
放大
虚
减小
变小
增大
变大
一题多设问
例　同学们用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等器材“探究凸透镜成像规律”的实验．
猜想与假设
(1)学习透镜知识时，同学们发现用放大镜看书上的字既能成正立的像也能成倒立的像，经过讨论，确立了探究课题“凸透镜所成像的大小、正倒跟________(选填“物体的大小”或“物距”)有什么关系”．
物距
设计与进行实验
(2)实验前老师让同学们将实验室窗帘拉上后进行实验，据此同学们讨论后认为实验应在光线较______的环境中进行更便于观察．
(3)(重点·测量焦距)为了测量透镜的焦距，小明同学让一束平行于主光轴的光线经凸透镜后，在光屏上形成一个最小最亮的光斑，如图甲所示，则该透镜的焦距为________cm.
暗
10.0
甲
变式
变式1：(实验操作)(2021阜新改编)如图是利用太阳光测凸透镜焦距的方法，其中操作最合理的是________．
C
变式2：(焦距的判断)(2020南充改编)同学小红通过探究，记录并绘制了物距u与像距v之间的关系图像，如图所示，则小红选用的凸透镜的焦距是______cm.
5
(4)焦距测量后，小明开始进行探究，实验时将蜡烛、凸透镜、光屏依次放到光具座上，________(选填“点燃”或“不点燃”)蜡烛，为了使烛焰的像成在光屏中央，应使_________________________大致在同一高度．
(5)当各器材位置如图乙所示时，光屏上成清晰的像．此时物距是____cm，像距是________cm.
点燃
烛焰、凸透镜和光屏的中心
30.0
15.0
乙
分析论证
(6)小明根据自己的测量结果及观察到的现象，得到如下数据：
实验 序号 物距 /cm 像距 /cm 像的特点
正倒 大小 虚实
1 40 13.3 倒立 缩小 实像
2 30 15 倒立 实像
3 20 20 倒立 等大 实像
4 15 倒立 放大 实像
5 12 60 倒立 放大 实像
6 10 / 不成像
7 8 / 正立 放大 虚像
8 4 / 正立 放大 虚像
①请将第2次实验时，像的特点补充完整.
缩小
实验 序号 物距 /cm 像距 /cm 像的特点
正倒 大小 虚实
1 40 13.3 倒立 缩小 实像
2 30 15 倒立 实像
3 20 20 倒立 等大 实像
4 15 倒立 放大 实像
5 12 60 倒立 放大 实像
6 10 / 不成像
7 8 / 正立 放大 虚像
8 4 / 正立 放大 虚像
②根据折射现象中光路是_______的，得出第4次实验的像距为_______cm.
可逆
30
实验 序号 物距 /cm 像距 /cm 像的特点
正倒 大小 虚实
1 40 13.3 倒立 缩小 实像
2 30 15 倒立 实像
3 20 20 倒立 等大 实像
4 15 倒立 放大 实像
5 12 60 倒立 放大 实像
6 10 / 不成像
7 8 / 正立 放大 虚像
8 4 / 正立 放大 虚像
③通过1、2、3、4、5次实验数据可以得出：当凸透镜成实像时，物距变小，像距________.
变大
实验 序号 物距 /cm 像距 /cm 像的特点
正倒 大小 虚实
1 40 13.3 倒立 缩小 实像
2 30 15 倒立 实像
3 20 20 倒立 等大 实像
4 15 倒立 放大 实像
5 12 60 倒立 放大 实像
6 10 / 不成像
7 8 / 正立 放大 虚像
8 4 / 正立 放大 虚像
④分析数据可知，______倍焦距处是放大与缩小实像的分界点，_____倍焦距处是实像与虚像的分界点．
2
1
⑤当蜡烛在45 cm处时，移动光屏，光屏上始终得不到像，观察到像的方法是______________________________________________．蜡烛通过凸透镜形成的像可能是图丙中的________ (选填“a”“b”“c”或“d”)，应用这一成像规律制成的光学仪器有________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)．
撤去光屏，在凸透镜右侧(光屏一侧)透过凸透镜观察
d
放大镜
丙
交流与评估
(7)(2021福建改编)实验中，由于实验时间较长，蜡烛变短，烛焰的像在光屏上的位置会向________(选填“上”或“下”)方移动，为了能让所成清晰的像回到光屏中央，可以进行的操作是_____________________________
_______________________．
上
将凸透镜向下调节(或将光屏向上调节或将蜡烛向上调节)
交流与评估
(8)(2021重庆B卷改编)小明在实验中，光屏上得到烛焰清晰的像时，他用不透明纸板遮住凸透镜上半部分，则在光屏上观察到的像是________(选填“完整”或“不完整”)的．
(9)(难点·动态成像规律)保持图乙中凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动到10 cm处，为了在光屏上得到清晰的像，应把光屏向______(选填“左”或“右”)移动．
完整
左
乙
变式
变式3：(光路可逆的应用)(2021丹东改编)若将图乙中的蜡烛和光屏的位置对调，则像的________(选填“倒正”或“大小”)发生变化，前后两次像距之差Δv＝________cm.
变式4：(结论应用)(2021怀化改编)若保持图乙中凸透镜和光屏的位置不变，将蜡烛移动到10 cm刻度线处，在光屏上得不到清晰的像．如果把凸透镜看成人的眼睛，光屏看成视网膜，则此时成像情况相当于______(选填“近视眼”或“远视眼”)的形成原因．
大小
15
近视眼
乙
(10)(难点·变焦问题)(2021徐州改编)小明在图乙的基础上将自己佩戴的眼镜放在烛焰和凸透镜之间，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏向透镜移动适当距离后再次呈现清晰的像，则该眼镜是________(选填“近视”或“远视”)眼镜．
远视
乙
变式
变式5：(水透镜的应用)(2021遂宁改编)小红为了探究眼睛的成像原理，与老师一起研制了如图所示的实验装置，用水透镜模拟眼睛，光屏模拟视网膜．通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄．蜡烛、光屏和水透镜在光具座上的位置如图所示时成清晰像，该像为倒立、________
的实像．将图中的蜡烛移动到光具座上40 cm处，光屏不动，此时应对水透镜_____(选填“注水”或“抽水”)，使其焦距_____(选填“大”或“小”)，才能在光屏上重新得到一个清晰的像．
缩小
注水
小
创新设问
(11)(开放性设问)(2020河南改编)实验结束后小明认为：凸透镜成实像时，不但像与物上下是颠倒的，而且左右也是相反的，请你设计一种简单的方法， 验证小明的观点__________________________________________
____________________________________
沿垂直于光具座方向吹动烛焰，观察光屏上像
的晃动方向是否与烛焰的晃动方向相反
(12)(创新装置)(2023广东省卷改编)如图丁所示，有同学在标有均匀格子的面板上制作字母“A”状LED灯替代蜡烛，光屏上也标有同样的均匀格子，此装置的优点是_________________________________________________
_______________________．(写出一点即可)
LED灯发光稳定或可以直接读出物距和像距或可以直接
得出像与物的大小关系
丁
(13)(生活实践)(2022山西改编)如图1所示，保持矿泉水瓶与白纸的位置不变，当向空瓶中倒入水后，可观察到“黑白颠倒”的现象．此时，若要将“黑白颠倒”的现象重新颠倒回来，白纸应________(选填“靠近”或“远离”)矿泉水瓶．若在白纸上画上箭头如图2a所示，透过装水的矿泉水瓶又可以观察到白纸上其中一个箭头改变了方向，如图2b所示，根据凸透镜成像规律可以判定，看到的这个方向改变的箭头是放大的________(选填“实像”或“虚像”)，凸透镜的这一成像规律
在生活中的应用有_______(选填“照
相机”或“投影仪”)．
靠近
实像
投影仪

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