内容正文:
第3节 凸透镜成像的规律
物理
第五章 透镜及其应用
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新课标要求
学习导引
考点解读
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达标检测
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说明:加“ ”的是变动内容,加“ ”的是新增内容。
新课标要求
内容要求 2.3.5 探究并了解凸透镜成像的规律。
实验要求 4.2.8 探究凸透镜成像的规律。
例8 用蜡烛(或F形光源)、凸透镜、光具座、光屏等,探究凸透镜成像时,像的正倒、大小、位置、虚实等与物距的关系。
活动建议:
用可变焦距的眼睛模型,演示并说明近视眼、远视眼看不清物体的原因。
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学习导引
1.凸透镜成多种不同性质的像,原因是 (选填“物距”或“物的大小”)不同。
物距
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2.将表格补充完整
物距u与焦
距f的关系 像的性质 像距v与焦
距f的关系 生活应用举例
正倒 大小 虚实
u>2f
u=2f
f<u<2f
u<f
倒立
缩小
实
f<v<2f
照相机
倒立
等大
实
v=2f
倒立
放大
实
v>2f
投影仪
正立
放大
虚
放大镜
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3.凸透镜成像规律巧记:
(1)两个分界: 倍焦距分虚实, 倍焦距分大小。
(2)像的特点:虚像 侧正,实像 侧倒。
(3)实像的动态变化:物近像 像变 ,物远像 像变 。
一
两
同
异
远
大
近
小
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考点解读
————敲重点————
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考点一 探究凸透镜成像的规律
【例1】在“探究凸透镜成像的规律”实验中:
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(1)将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,调整烛焰、凸透镜和光屏三者大致在 。以下调整实验器材高度比较规范的是 (填字母)。
A.将三者分散排列,然后用目测的方法调节
B.将三者靠拢,然后用目测的方法调节
C.以上都可以
同一高度
B
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(2)将蜡烛和光屏移动到如图甲所示的位置时,光屏上恰好得到一个清晰的像,据此可知此凸透镜的焦距为 cm。
(3)改变蜡烛位置,移动光屏到如图乙所示的位置时,光屏上又得到一个清晰的像 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这样的成像原理工作的。保持凸透镜位置不变,将蜡烛向左移动3 cm,为了在光屏上得到清晰的像,光屏应向 (选填“左”或“右”)移动,移动的距离 (选填“大于”“等于”或“小于”)3 cm。
10.0
照相机
左
小于
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(4)在图乙的实验中,保持凸透镜和蜡烛的位置不变,换用焦距为20 cm的凸透镜继续实验 (填字母)。
A.向左移动光屏,可以在光屏上得到烛焰缩小的清晰的实像
B.向左移动光屏,可以在光屏上得到烛焰放大的清晰的实像
C.向右移动光屏,可以在光屏上得到烛焰放大的清晰的实像
D.无论怎样移动光屏,在光屏上都得不到烛焰的清晰的像
C
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(5)实验时,若一只昆虫落在了凸透镜上,光屏上 (选填“有”或“没有”)昆虫的像。
没有
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方法点拨:
1.凸透镜成像特点:一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;实像异侧倒,虚像同侧正。
2.在实验中,若透镜被遮挡或残缺,不会影响成像的完整性,只是透镜会聚的光减少,像会变暗。
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考点二 由物、像位置关系判断成像性质
【例2】当物体距凸透镜20 cm时,在透镜的另一侧的光屏上得到一个 (选填“正立”或“倒立”)的、等大的清晰的像,则此凸透镜的焦距为 cm。若将此物体向透镜靠拢,在移动光屏的过程中,像逐渐变 。当物体移到离凸透镜10 cm时,无论怎样移动光屏也不能在光屏上得到清晰的像,通过凸透镜______(选填“能”或“不能”)看到物体的像。
倒立
10
大
不能
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方法点拨:
成实像时,由物、像位置关系判断成像性质的方法:
当u>v时,成倒立、缩小的实像;
当u=v时,成倒立、等大的实像;
当u<v时,成倒立、放大的实像。
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考点三 凸透镜焦距的判断
【例3】如图所示是航天员王亚平在神舟十号进行“太空授课”时的情景。若她的脸离水球球心的距离是30 cm,则该水球的焦距可能是( )
A.10 cm B.15 cm
C.20 cm D.40 cm
A
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方法点拨:
成像性质 倒立、缩小的像 倒立、等大的像 倒立、放大的像 不成像 正立、放大的像
u与v的关系 u>v u=v u<v / /
焦距f大小 f<u且v<f<v f=u=v u<f<u且f>v f=u f>u
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考点四 凸透镜成像规律的应用
【例4】小明是集邮爱好者,他用焦距为10 cm的放大镜去观察邮票,为看清楚邮票上的细微之处,邮票与放大镜的距离应该______ (选填“大于”“等于”或“小于”)10 cm,此时他观察到的应该是____ (选填“正立”或“倒立”)、放大的 (选填“实”或“虚”)像。为了看到更大的清晰的像,应将放大镜离该邮票 (选填“远”或“近”)一些。
小于
正立
虚
远
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方法点拨:
在解决实际问题过程中,先确定物距与焦距(或物距与像距)的关系,判断成像性质,再根据成像性质判断出应用这一原理的光学仪器,结合凸透镜成像的规律及动态变化进行分析判断。
注意:根据成像性质也可以判断出物距与焦距(或物距与像距)的关系。
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1.如图所示,最近流行的“自拍神器”给旅行者自拍带来方便,下列说法正确的是( )
A.手机的摄像头相当于凹透镜
B.为了使身后的人能全部被摄入镜头,应将自拍杆拉长
C.手机镜头上的灰尘会被拍摄在照片上
D.利用自拍杆可以减小物距,扩大取景范围
达标检测
B
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2.某组同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将蜡烛、透镜和光屏的位置调到如图所示位置时,光屏上恰好能观察到一个清晰的蜡烛火焰的像。下列说法中不正确的是( )
. . .
D
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A.该凸透镜的焦距是10.0 cm
B.将蜡烛移动到20 cm处时,移动光屏上能得到一个倒立、缩小的实像
C.将蜡烛移动到35 cm处时,为使光屏上成清晰的像,应向右移动光屏
D.将蜡烛移动到45 cm处时,为使光屏上成清晰的像,应向右移动光屏
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3.公元前2世纪,西汉淮南王刘安的《淮南万毕术》就有光学、力学、声学、磁学、热学方面的内容,其中记载冰透镜“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生”,其描述的现象如图所示,下列说法错误的是( )
A.这是光的反射现象
B.冰透镜对光有会聚作用
C.“举以向日”指的是冰透镜正对太阳光
D.“以艾承其影”中的“影”指冰透镜的焦点
. .
A
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4.如图所示,MN 为凸透镜的主光轴,A为蜡烛,A'为蜡烛在光屏上所成的像,根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点,并将它们画出来。
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5.如图所示,小明用凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等器材,探究凸透镜成像的规律。
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(1)测量焦距:让平行于主光轴的光正对着凸透镜照射,左右移动光屏,直到光屏上出现一个最小最亮的光斑,测得凸透镜的焦距
f= cm。
(2)把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛,将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到 。
15.0
同一高度
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(3)当蜡烛距凸透镜45 cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰的倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的 (选填“实”或“虚”)像,依据此原理,人们制成的光学仪器是 。
(4)将蜡烛向凸透镜靠近,移动到某一位置时,无论怎样移动光屏,都不能在光屏上成像,原因是 。
缩小
实
照相机
物距小于焦距
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(5)小明在如图所示位置得到一个清晰的像。老师要求他在凸透镜不动的情况下,让在光屏上的实像变大些,小明应当把蜡烛向
(选填“远离”或“靠近”)透镜方向移动,同时把光屏向
(选填“远离”或“靠近”)透镜方向移动。
靠近
远离
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