内容正文:
专项一 声、光学
重难点03 透镜及其应用
【知识梳理】
1.凸透镜的成像规律
物距(u)
成像的特点
像距(v)
主要应用
大小
倒正
虚实
u>2f
缩小
倒
实
f<v<2f
照相机、摄像机
u=2f
等大
倒
实
v=2f
复印机
f<u<2f
放大
倒
实
v>2f
投影仪、
u=f
不成像
获取平行光
u<f
放大
正
虚
放大镜
2.望远镜一般由2个透镜组合而成,靠近眼睛的一端相大于放大镜,另一端相当于照相机。显微镜一般也是由2个透镜组合而成,靠近眼睛的一端相当于放大镜,另一端相当于投影仪。
3.近视眼的晶状体变厚,折射能力变强,看远处时,物体成像在视网膜之前,用凹透镜矫正。远视眼的晶状体变薄,折射能力变弱,看近处时,物体成像在视网膜之后,用凸透镜矫正。
4.实验探究:实验时要调整蜡焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。
【易混淆点】
1.物与像的移动方向:物像同边移。
2.物距与像距:物体到凸透镜中心的距离,叫物距(u);物体到凸透镜中心的距离,叫物距(v)。
3.像的大小与物距、像距的关系:成实像时,物距越小,像越大;成虚像时,物距越大,像越大。
4.物、像关于凸透镜上下、左右均相反。
【典例分析】
【例1】(2020广元14)小明同学利用光具座探究凸透镜成像规律实验时,将点燃的蜡烛放在距凸透镜光心20cm处时,在另一侧的光屏上得到一个清晰等大的像。则透镜的焦距为_____cm;将蜡烛移到距透镜光心25厘米处时,应调节光屏______(选填“远离”或“靠近”)透镜。才能在光屏上得到一个清晰的像,该像是______(选填“倒立”或“正立”)______(选填“放大”或“缩小”)的实像。
【答案】10 靠近 倒立 缩小
【解析】由题意可知:在光屏上接收到一个倒立等大的像,物距为u=20cm,所以凸透镜焦距为f=u/2=20cm/2=10cm。当蜡烛在距凸透镜25cm处时,则有u=25cm>2f,所以像距在10cm到20cm之间,应调节光屏靠近透镜;此时成倒立、缩小的实像。
【思路小结】理解记忆凸透镜成像规律,分清物距、像距与像的性质的关系。
【例2】(2020滨州21)某小组在“探究凸透镜成像的规律”的实验中。
(1)实验前,要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在______;
(2)通过调整,恰好在光屏上得到烛焰等大的像,如图所示,则所用凸透镜的焦距是______cm;
(3)在图中,把蜡烛向左移动15cm,凸透镜的位置不变,应把光屏向______(选填“左”或“右”)适当调节,才能在光屏上得到烛焰清晰倒立、______(选填“放大”、“缩小”或“不变”)的实像。接下来改用焦距为15cm的凸透镜继续进行实验,如果不改变蜡烛和凸透镜的位置,要在光屏上成清晰的像应把光屏向______(选填“左”或“右”)适当调节;
(4)在探究凸透镜成实像的过程中,他们又尝试用白纸遮挡住凸透镜的一半,发现在光屏上______(选填“仍能”或“不能”)成烛焰完整的像。
【答案】 (1) 同一高度 (2)10 (3)左 缩小 右 (4)仍能
【解析】(1)实验前,为了使像成在光屏的中央,要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度。
(2)由图可知:物距等于像距,即u=v=20cm=2f,所以f=u/2=20cm/2=10cm。
(3)把蜡烛向左移动15cm,凸透镜的位置不变,物距为u=20cm+15cm=35cm,物距大于2倍焦距,像距在1倍焦距和2倍焦距之间,所以应把光屏向左移动,光屏上成倒立、缩小的实像。接下来改用焦距为15cm的凸透镜继续进行实验,焦距变大,光线会推迟会聚成像,像距变大,要使光屏上得到清晰的像,光屏应远离凸透镜,把光屏向右适当调节。
(4)在做凸透镜成像的实验时,用白纸遮挡住凸透镜的一半,另一半部仍可以会聚光线,所以仍可以成物体完整的像。
【思路小结】分清物距、像距,结合凸透镜成像规律解题。
【真题操练】
1.(2020常德)如图关于透镜的应用,下列说法中正确的是( )
A. 凹透镜可以矫正远视眼
B. 凸透镜可以矫正近视眼
C. 显做镜的目镜成正立放大的虚像
D. 望远镜的目镜成正立放大的实像
【答案】C
【解析】A.凹透镜可以矫正近视眼,A错。
B.凸透镜可以矫正远视眼,B错。
C.显做镜的目镜成正立放大的虚像,C正确。
D.望远镜的目镜成正立放大的虚像,D错。选C。
2. (2020鄂州3)如图是小强用手机、透镜和纸盒自制的简易投影仪,能将手机上的画面放大投射到白色墙上。下列说法正确的是( )
A. 手机屏幕到透镜的距离应大于透镜的二信焦距
B. 白色墙上呈现的