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(共38张PPT)
第三章　透镜及其应用
课标链接 1.认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。(物理观念)
2.探究并知道凸透镜成像规律。(科学探究)
3.了解凸透镜成像规律的应用。(科学思维)
必备知识夯基础
考点 1
透镜
考点清单
类型 凸透镜 凹透镜
概念 中间厚、边缘薄的透镜 中间薄、边缘厚的透镜
性质 对光有会聚作用 对光有发散作用
类型 凸透镜 凹透镜
三条特殊光线 通过焦点 反向延长线经过虚焦点

与主光轴平行 与主光轴平行

方向不变 方向不变

特别提示　(1)凸透镜有两个实焦点,凹透镜有两个虚焦点。
(2)凸透镜表面越凸,焦距越短,折光能力越强。
(3)会聚作用是指从凸透镜折射出的光线比原光线更加向主光轴会聚,但并不一定会聚到一个焦点;发散作用是指从凹透镜折射出的光线比原光线更加远离主光轴。
教材素材再利用
1.如图所示,将一个凸透镜正对太阳,其下方20 cm处的白纸上呈现出一个较小的光斑,这个现象提示我们:凸透镜对光有会聚作用;若在将该凸透镜向纸面再靠近一小段距离的过程中,光斑一直变小,由此可以判断该凸透镜的焦距一定小于(选填“大于”“等于”或“小于”)20 cm。
考点 2
凸透镜成像规律及其应用
1.当u>2f时,在光屏上可以得到倒立、缩小的实像,像距范围 f应用:照相机。
2.当u=2f时,在光屏上可以得到倒立、等大的实像;像距范围v=2f ;
应用:测焦距。
3.当f2f ;
应用:投影仪。
4.当u=f时,不成像。
5.当u深化拓展　(1)焦点分界:二倍焦距处是成放大的实像与缩小的实像的分界点;一倍焦距处是成实像与虚像的分界点。可以概括为“二倍焦距分大小,一倍焦距分虚实”。
(2)动态特性:同一凸透镜成实像时,物体离焦点越近,像越远,像越大;物体离焦点越远,像越近,像越小;成实像规律可以概括为“物近像远像变大,物远像近像变小”。
教材素材再利用
2.照相机成像原理示意图如图所示,呈现在相机底片上的像是倒立(选填“倒立”或“正立”)的实像;若要让人的像更大一些,相机应该靠近(选填“靠近”或“远离”)人。
3.投影仪的成像示意图如图所示,凸透镜所成的是倒立、放大的实像,要使屏幕上的像变大一些,应将凸透镜适当地向下(选填“上”或“下”)调节,并使投影仪远离(选填“远离”或“靠近”)屏幕。
4.如图所示,小明的爷爷用放大镜看邮票上的字,该放大镜的焦距为10 cm,则要想看清邮票上的字,放大镜到邮票的距离应小于10 cm,若想看到的字更大些,放大镜距邮票的距离要远一些。
5.如图所示,透过装满水的圆柱形玻璃瓶,可看到另一侧铅笔的形状变化,这是因为装水的玻璃瓶相当于一个凸透镜;当铅笔由近及远移动时,看到铅笔尖的像会逐渐变长(选填“变长”或“变短”);到某一位置以后,铅笔尖的方向会(选填“会”或“不会”)反向。
考点 3
眼睛与眼镜
1.正常眼睛的成像原理
(1)原理:晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,把来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体的像,视网膜相当于光屏。
(2)成像特点:成倒立、缩小的实像。
2.视力缺陷及矫正办法
类型 近视眼 远视眼
成因 晶状体太厚,折光能力太强 晶状体太薄,折光能力太弱
成像位置 成像于视网膜前方 成像于视网膜后方

矫正方法 戴凹透镜制成的眼镜 戴凸透镜制成的眼镜

考向突破增知能
考向 1
凸透镜成像规律及应用
命题角度
例1【跨学科试题】工匠师维护精密仪表时,在眼睛前戴一个凸透镜,便于观察仪表的细微之处,如图所示。
(1)凸透镜起到　　　　的作用。
(2)凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的　　　　　焦距范围之内。
(3)通过凸透镜看到的是仪表　　　　(选填“正立”或“倒立”)的像,像的位置与仪表的位置在凸透镜的　　　　侧。
答案:(1)放大　(2)一倍　(3)正立　同
方法归纳　凸透镜成像规律记忆口诀
一倍焦距分虚实,两倍焦距分大小;
实像物体异侧倒,物远像近像变小;
虚像物体同侧正,物远像远像变大。
对应练1如图所示,通过焦距为10 cm的凸透镜观察窗外远处的风景,看到的是(　　)
A.正立、放大的虚像 B.倒立、放大的实像
C.倒立、缩小的实像 D.倒立、缩小的虚像
答案:C
考向 2
眼睛及视力矫正
例2人的眼睛好像一架照相机,如图所示。晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜,把来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体的像。
(1)物体在视网膜上所成的像为　　、缩小的实像。
(2)正常人眼通过睫状体来改变晶状体的形状:当睫状体放松时,晶状体比较薄,当睫状体收缩时,晶状体变厚,则收缩时晶状体焦距　　　　放松时晶状体焦距。
(3)长期近距离看物体容易引起近视眼,原因是晶状体变厚,来自远处某点的光会聚在视网膜的　　　　方,需要佩戴由　　　　透镜片做的眼镜进行矫正。
答案:(1)倒立　(2)小于　(3)前　凹
对应练2据专家介绍,12~18岁是青少年近视的高发期,爱眼护眼势在必行。如图所示,　　　　(选填“甲”或“乙”)图表示近视眼成像原理,应佩戴
　　　　(选填“丙”或“丁”)图的眼镜进行矫正。
答案:乙　丁
实验突破
探究凸透镜成像的规律
试验点
【设计与进行实验】
1.实验环境的要求:为了方便观察,本实验应选择在较暗的环境下进行
2.实验器材的放置顺序:由左向右依次为蜡烛、透镜、光屏
3.焦距的测量及判断:(1)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最小最亮的光斑,测出光屏到凸透镜光心的距离即可;(2)利用物距等于二倍焦距时成等大的实像来测量焦距。
4.实验前先调节烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心在同一高度,目的是
使烛焰的像成在光屏的中央
5.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,像的位置越高;可将光屏或蜡烛向上移动,或将凸透镜和光屏同时向下移动
6.分析数据,总结结论
a.当u>2f时,fb.当u=2f时,v=2f,成倒立、等大的实像;
c.当f2f,成倒立、放大的实像;
d.当u=f时不成像;
e.当u【交流与反思】
7.可以用发光二极管代替蜡烛(所成的像稳定)
8.光屏上找不到像、像不完整或像没成在光屏中央的原因:
(1)烛焰、凸透镜、光屏三者的中心没有在同一高度;
(2)物距小于或等于一倍焦距;
(3)物距太小,像距太大,超过了光具座的量程。
9.用纸遮住凸透镜一部分,光屏上仍会成完整的像,但像会变暗些
10.当光屏上成清晰的像时,对调蜡烛与光屏的位置,光屏上还能呈现清晰的像(光路可逆)
11.在蜡烛和凸透镜之间加透镜时,像的变化问题
(1)加远视镜(凸透镜):光线提前会聚,要使光屏上能成像,光屏需靠近凸透镜;
(2)加近视镜(凹透镜):光线推迟会聚,要使光屏上能成像,光屏需远离凸透镜。
12.换透镜焦距发生变化(凸透镜越厚,焦距越小)
例题在“探究凸透镜成像的规律”实验中,两个小组同学选用的物体高度相同,但凸透镜焦距不同,部分实验数据如表所示:
表1　f1=5 cm
表2　f2=10 cm
物距u/cm 像距v/cm 像高h/cm
11 9.2 5
17 7.1 2.5
40 5.7 0.9
物距u/cm 像距v/cm 像高h/cm
25 17 4
28 16.7 3.3
40 13.3 2
(1)由表中数据可知:物体高度和凸透镜焦距相同时,物距变大,所成实像高度的变化情况是　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)由实验数据还可知:物体高度和物距相同时,　　　　不同,则像距不同,像的高度也不同。
答案:(1)变小　(2)焦距
多维训练培素养
1.物理课上,同学们用凸透镜观察周围的物体,透过凸透镜不能看到的像
是(　　)
A.正立、放大的像 B.正立、缩小的像
C.倒立、放大的像 D.倒立、缩小的像
答案:B
2.在探究凸透镜成像规律时,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,光屏上的像清晰,此成像规律的应用是(　　)
A.照相机 B.放大镜
C.摄像机 D.投影仪
答案:D
3.光的世界变化莫测,奥妙无穷。图中所示光学现象的描述或解释中正确的是(　　)
A.图甲中,桥在水中的倒影是光的折射形成的
B.图乙中,海面上形成海市蜃楼是光的直线传播造成的
C.图丙中,人佩戴的凹透镜可以矫正近视眼
D.图丁中,人的眼睛被凸透镜放大是投影仪的原理的应用
答案:C
4.关于近视眼的成因及矫正,下列说法正确的是(　　)
A.晶状体太厚,折光能力太弱,像成在视网膜的后方
B.晶状体太薄,折光能力太强,像成在视网膜的前方
C.戴凸透镜制成的眼镜矫正
D.戴凹透镜制成的眼镜矫正
答案:D
5.让平行于主光轴的光分别射向凸透镜A与B,情况如图所示,则凸透镜A与B中对光的会聚作用较强的是　　　。烛焰通过凸透镜A恰好能在光屏上成倒立、等大、清晰的像,如果保持蜡烛的位置不动,将凸透镜A换成凸透镜B,还想在光屏上看到清晰的像,应将光屏　　　　(选填“远离”或“靠近”)凸透镜。
答案:B　靠近
6.用焦距为10 cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律,当点燃的蜡烛、凸透镜、光屏置于光具座上如图所示的位置时,光屏上呈现烛焰的倒立、________　　　　的实像。若此时将光屏移走,烛焰通过凸透镜　　　　(选填“能”或“不能”)成实像。将蜡烛移至光具座上40 cm处,人站在光屏一侧,通过凸透镜可以看到一个　　　　、放大的“烛焰”。
答案:放大　能　正立
7.小华在做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)小华通过观察发现照相机、投影仪、放大镜的镜头都相当于一个凸透镜,但却能成不同特点的像;据此小华提出一个值得探究的问题:凸透镜所成像的虚实、大小、正倒跟　　　　　是否有关
(2)小华将凸透镜安装在装置50 cm处,移动蜡烛与光屏至如图所示的位置处,光屏上成清晰的像,这个像的倒正、大小、虚实特点是　　　　　　　　　　。
(3)在实验中得到清晰的实像后,当用黑色硬纸片遮住透镜的上半部分,则所成的像　 。
A.只有下半部分 B.只有上半部分
C.变暗的完整像 D.亮度不变的完整像
答案:(1)物距　(2)倒立缩小的实像　(3)C
8.如图所示,小明利用凸透镜成像原理来研究电影放映时银幕上的影像情况。
(1)进入影院,小明发现银幕表面较为粗糙,观众在不同位置都可以看到银幕上的影像,这是因为光在银幕上发生了　　　反射。
(2)小明在银幕上看到了清晰的影像,这个影像相对于胶片上的图案是
　　　(选填“正立”或“倒立”)的。同时,影像又是放大的,是因为胶片放在了距离镜头　　　(将正确选项的字母填在横线上)的位置。
A.一倍焦距以内
B.一倍焦距到二倍焦距之间
C.二倍焦距以外
(3)放映过程中影像大小超出了银幕边界,要使影像缩小到银幕范围内且仍然清晰,在放映机镜头靠近银幕的同时,还要将胶片到镜头的距离调
　　 (选填“大”或“小”)一些。
答案:(1)漫　(2)倒立　B　(3)大

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