内容正文:
专题04透镜及其成像规律
考点解读
本章主要内容是在“光现象”基础上认识和熟悉社会活动中应用广泛的光学仪器-透镜。
透镜是照相机、投影仪等光学仪器的重要组成部分,研究透镜对光的作用和凸透镜成像是本章的中心内容。“透镜及其应用”是理论与实践相结合,体现课程基本理念“从生活走向物理,从物理走向社会”的一个很好的范例。照相机、投影仪、放大镜是日常生活中常用的光学仪器,眼睛是人的重要器官。通过对这些光学仪器知识的学习,使学生认识凸透镜成像的基本特征。
本章首先讲解透镜的基础知识及其对光的作用,然后介绍生活中的透镜,使学生对生活中常用的透镜及其成像的情况获得感性认识,在头脑中获得丰富、具体、生动的感性认识。以此为基础,让学生带着问题,用探究的方法深入研究凸透镜成像的规律,体验科学研究的过程,在探究过程中培养科学研究方法,形成清晰的凸透镜成像的规律。
01
透镜及其作用
揭秘
母题
【母题1】(2023•沈阳)下列应用中涉及到的光学元件,对光有发散作用的是
A.放大镜
B.潜望镜
C.近视眼镜
D.汽车前灯反光装置
【答案】
【分析】凸面镜和凹面镜利用光的反射,凸面镜对光线起发散作用,凹面镜对光线起会聚作用;
凸透镜和凹透镜利用光的折射,凸透镜对光线起会聚作用,凹透镜对光线起发散作用。
【解答】解:、放大镜是利用物距小于凸透镜的一倍焦距时,物体成正立放大的虚像,凸透镜对光线起会聚作用,故不符合题意;
、平面镜成的是正立、等大的虚像,其原理是光的反射,平行光反射后仍是平行光,既不会聚也不发散,故不符合题意;
、近视镜片是凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用,故符合题意;
、汽车前灯反光装置是一个凹面镜,凹面镜对光线起会聚作用,故不符合题意。
故选:。
【母题2】(2023•襄阳)西汉时期的《淮南万毕术》中,记载有“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生。”其中“削冰令圆”是把冰削成 透镜;“以艾承其影”是把“艾”(易燃物)放在透镜的 上。
【分析】凸透镜中间比边缘厚,对光线有会聚作用;平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜后会聚在主光轴上的一点,该点叫焦点。
【解答】解:削冰令圆”是把冰削成凸透镜;
“以艾承其影”是把“艾”(易燃物)放在透镜的焦点上,凸透镜对光线有会聚作用,会将艾点燃。
故答案为:凸;焦点。
【母题3】(2023•达州)近年来全球气候变暖,森林防火人人有责。某学校开展了“森林防火”主题班会活动,其中有同学提到不能将矿泉水瓶随意丢弃在森林,这是因为有水的矿泉水瓶相当于一个 透镜(选填“凸”或“凹” ,对太阳光有 作用,从而点燃枯叶引发火灾;太阳能属于 能源(选填“可再生”或“不可再生” 。
【答案】凸;会聚;可再生。
【分析】透明圆塑料瓶装水后,中间厚而边缘薄,类似于凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用;
能够从自然界源源不断地获得的能源是可再生能源。
【解答】解:瓶中进入水之后,瓶中的水形状是中间厚、边缘薄,符合凸透镜的形状特点,对光线有会聚作用,如果热量集中,会造成树叶燃烧,造成火灾;
太阳能可以从自然界源源不断地获得,属于可再生能源。
故答案为:凸;会聚;可再生。
方法技巧
1.透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件,透镜是根据光的折射现象制成的。
2.透镜与面镜区别:面镜利用光的反射现象成像,透镜利用光的折射现象成像;透镜成像遵循光的折射定律,面镜成像遵循光的反射定律。
3.透镜分类:透镜分为凸透镜和凹透镜。
(1)凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜(远视镜镜片,照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等)。
(2)凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜(近视镜等)。
4.透镜的三条特殊光线
(1)过光心的光线,经透镜折射后传播方向不改变,如图(3)所示。
(2)平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后经过另一侧焦点;经凹透镜折射后向外发散,但其反向延长线过同侧焦点,如图(4)所示。
(3)经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴;射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴,如图(5)所示。
5.透镜的作用:凸透镜有会聚光线作用,所以凸透镜也叫会聚透镜;凹透镜有发散光线作用,所以凹透镜也叫发散透镜。
02
凸透镜成像规律
揭秘
母题
【母题4】(2023•陕西)如图,是我国自主研制的某新型战斗机上的光电搜索跟踪系统。该系统功能与人眼相似,能为战斗机提供感知外界的“视觉”,系统内置的光电传感器,相当于人眼的视网膜,最外层窗口和传感器之间的光学元件,相当于人眼的晶状体。关于该系统说法不正确的是
A.该系统的光学元件相当于一个凸透镜
B.该系统在光电传感器上成的是倒立、放大的实像
C.周围景物通过该系统成像时,景物到镜头的距离大于镜头的2倍焦距
D.该系统的成像原理与照相机的成像原