内容正文:
第3讲 透镜及其应用
第1课时 透镜 凸透镜的成像规律
模块一 声学、光学
01
知识梳理
02
考点过关
03
实验突破
目
录
04
当堂反馈
一、 透镜
1. 透镜的分类
凸透镜:中间 ,边缘 的透镜。
凹透镜:中间 ,边缘 的透镜。
厚
薄
薄
厚
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2. 透镜模型(如图)
(1) :透镜的中心,常用点O表示。
(2) :经过光心和透镜表面所在球面的球心的直线(如上
图中CC')。
(3) 焦点: 的光经过凸透镜后会聚的一点(或经过
凹透镜后的发散光线的反向延长线会聚的一点),常用点F表示。凹透
镜的焦点常称作虚焦点。
(4) 焦距:焦点到 ,常用f表示。
光心
主光轴
平行于主光轴
光心的距离
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二、 透镜的光学性质
1. 透镜对光的作用
(1) 凸透镜对光有 作用。
(2) 凹透镜对光有 作用。
2. 三条特殊光线
(1) 凸透镜
① 平行于主光轴的光线经过凸透镜后 ,如图甲。
② 通过焦点的光线经过凸透镜后 ,如图乙。
③ 通过光心的光线经过凸透镜后 ,如图丙。
会聚
发散
通过焦点
平行于主光轴
传播方向不变
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(2) 凹透镜
① 平行于主光轴的光线经过凹透镜后的出射光线的反向延长线
,如图甲。
② 正对凹透镜另一侧虚焦点射入的光线经过凹透镜后 ,如图乙。
③ 过光心的光线经过凹透镜后 ,如图丙。
通过
虚焦点
平行于主光轴
传播方向不变
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三、 凸透镜成像的规律
1. 原理
凸透镜成像的本质是光的 ,成像的特点由物距u和凸透镜的焦
距f决定。
折射
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2. 成像规律
(1) 当u>2f时,成 、 的 像,像距v的范围
是 。
(2) 当f<u<2f时,成 、 的 像,像距v的范围
是 。
(3) 当u<f时,成 、 的 像。
倒立
缩小
实
f<v<2f
倒立
放大
实
v>2f
正立
放大
虚
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(4) 两个特殊位置:一个是2倍焦距处,是物体成 像和 像的分界点,当物体放在这个位置时,成 、 、 . 像,像距 ;另一个是1倍焦距处(即焦点处),是物体成 像和
像的分界点。当物体放在这个位置时, 。
(5) 成实像时,物近像 ,像变 ;成虚像时,物近
像 ,像变 。
(6) 当物体经过凸透镜成实像时,物体离透镜越远,所成的像越接
近 ;当物体距离透镜足够远时,所成的像与透镜间的距离就近
似等于透镜的 。
放大
缩小
倒立
等大
实
v=2f
实
虚
不成像
远
大
近
小
焦点
焦距
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考点一 凸透镜和凹透镜
例1 如图所示的虚线框内各放一个透镜,两束光通过透镜前后的方向如
图甲、乙所示,则虚线框内放的透镜是( D )
例1图
D
A. 甲、乙都为凸透镜
B. 甲、乙都为凹透镜
C. 甲为凹透镜,乙为凸透镜
D. 甲为凸透镜,乙为凹透镜
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例2 小星利用太阳光测量凸透镜的焦距,方法如图所示。他让凸透镜正
对阳光,但没有仔细调节纸片与透镜的距离,在纸片上的光斑并不是最
小的。测出光斑到凸透镜中心的距离为L,当纸片远离透镜时,光斑一
直变大,那么凸透镜的实际焦距( A )
例2图
A
A. 一定小于L
B. 一定大于L
C. 可能等于L
D. 可能小于L、也可能大于L
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例3 (2023·烟台)光通过透镜会发生折射,请将图中的入射光线或折射
光线补画完整。
例3图答案
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【跟踪训练】(2024·宜宾)如图所示,根据透镜对光的作用,将图中
三条光线补充完整。
答案图
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考点二 凸透镜的成像规律
例4 (2024·长春)用凸透镜看远处的物体,看到的像是( C )
A. 放大的 B. 等大的
C. 倒立的 D. 正立的
C
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例5 (2024·牡丹江)把凸透镜正对太阳光,在距凸透镜10cm的光屏上
得到一个最小最亮的光斑,若将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前15cm
处,在凸透镜另一侧调节光屏的位置,可得到烛焰清晰的( D )
A. 正立、放大的虚像 B. 倒立、缩小的实像
C. 倒立、等大的实像 D. 倒立、放大的实像
D
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例6 如图所示,在“探究凸透镜成像的规律”实验中,当烛焰距离凸透
镜8cm时,在距离凸透镜15cm处的光屏上成倒立的像。保持蜡烛和光屏
不动,现把凸透镜向光屏方向移动7cm,下列关于烛焰在光屏上成像的
说法,正确的是( B )
例6图
A. 不能成清晰的像 B. 成倒立、缩小的像
C. 成倒立、放大的像 D. 成倒立、等大的像
B
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【跟踪训练】(2023·郴州)如图所示,烛焰、凸透镜和光屏三者的中
心在同一高度,该凸透镜的焦距为10.0cm,凸透镜的位置保持不变。下
列说法正确的是( B )
B
A. 当蜡烛放在图中A区时,光屏应放在图中D区才可能呈现清晰的像
B. 蜡烛从图中位置逐渐远离凸透镜时,所成的像会逐渐变小
C. 若无论怎么移动光屏,在光屏上都找不到像,则蜡烛可能放在图中B区
D. 若光屏上要得到一个放大的像,则蜡烛应该放在图中C区
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实验 探究凸透镜成像的规律
1. (2024·石家庄平山一模)如图所示,小明用凸透镜、蜡烛、光屏和
光具座等器材,探究“凸透镜成像的规律”。
第1题
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(1) 为了便于从不同方向都能观察到光屏上的像,应选用较
(填“光滑”或“粗糙”)的光屏。
粗糙
第1题
(2) 当蜡烛、凸透镜、光屏在如图所示的位置时,光屏上出现了等
大、清晰的像,则此凸透镜的焦距为 cm。
10.0
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(3) 保持凸透镜位置不动,在(2)实验基础上,小明想要在光屏上
得到放大清晰的烛焰像,他将蜡烛适当向右移动,使之位于
(填“焦点处”“一倍焦距与二倍焦距之间”或“一
倍焦距内”),并将光屏适当向右移动,直到光屏上出现烛焰清晰的
像,这与生活中的 (举出一例)应用的成像原理相同。
一倍焦距
与二倍焦距之间
投影仪
第1题
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举一反三
(1) 为了便于观察实验现象,实验环境应该 (填“较亮”或
“较暗”)一些。
(2) 将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,无论怎
样移动光屏都不能在光屏上得到像,请你写出其中一条可能的原
因: 。
较暗
物距小于焦距(合理即可)
第1题
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(3) 若用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分,则光屏上的像
(填“仍然完整”或“不完整”),大小 (填“变
大”“变小”或“不变”),亮度 (填“变亮”“变暗”或
“不变”)。
(4) 实验中,屏上已成清晰的像,此时固定蜡烛,换用一个焦距略小
一些的凸透镜进行实验,则光屏需向 (填“靠近”或“远
离”)凸透镜的方向移动,才能在光屏上再次成清晰的像。
仍
然完整
不变
变暗
靠近
第1题
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(5) 在用凸透镜探究“成等大实像”的实验中,老师发现有两个小组
所测得的像距分别为27.5cm和22.0cm,与理论像距25.0cm的偏差较
大。若不是因为长度测量方法错误和测量误差导致的,则出现这种情况
的原因是 。
(6) 重新选择实验器材,小明换用一个口径相同但焦距较短的凸透镜
后,将蜡烛由距透镜90cm处移至距透镜120cm处的过程中,在光屏上所
成的像与透镜间的距离均约为5cm,则该透镜的焦距约为 cm。
光屏上还没有出现清晰的像时就测出了像距
5
第1题
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1. 炎炎夏日,汽车停在露天停车场,若把装满水的矿泉水瓶留在车
内,太阳光通过矿泉水瓶后可能把汽车内的易燃物引燃。矿泉水瓶所起
的作用相当于( A )
A. 凸透镜 B. 凹透镜
C. 平面镜 D. 潜望镜
A
1
2
3
4
5
6
7
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2. 关于透镜,下列说法正确的是( A )
A. 不论是凸透镜还是凹透镜,经过透镜光心的光线方向都不变
B. 物体置于焦点F以内时凸透镜起会聚作用,置于焦点F以外时凸透镜
起发散作用
C. 若把凸透镜的上半部分用手遮住,则凸透镜对光不再具有会聚作用
D. 一束会聚的光线经过凹透镜,折射后的光线一定变成发散的光线
A
1
2
3
4
5
6
7
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3. (2024·无锡)用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律,将点
燃的蜡烛、凸透镜、光屏置于光具座上如图所示的位置,下列说法中正
确的是( D )
A. 只向左移动光屏至适当位置,光屏上能呈现烛焰缩小的像
B. 只向右移动光屏至适当位置,光屏上能呈现烛焰放大的像
C. 只向右移动蜡烛至适当位置,光屏上能呈现烛焰放大的像
D. 只移动凸透镜至适当位置,光屏上能呈现烛焰等大的像
第3题
D
1
2
3
4
5
6
7
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4. (2024·上海)光具座上有凸透镜、光屏及发光源各一个。当光屏和
凸透镜的距离为10cm时,此时在光屏上成缩小的像。小王把光屏沿着光
具座移动5cm后,再次移动光源的位置使成像清晰。对于该像的情况,
下列说法正确的是( B )
A. 一定成放大的像
B. 可能成缩小的像
C. 成像可能比原来小
D. 成像一定比原来小
B
1
2
3
4
5
6
7
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5. 小伟奶奶的老花眼镜和小伟妈妈的近视眼镜外观几乎一样,早上起
床时,奶奶发现两副眼镜放在了一起,于是叫来小伟帮自己挑眼镜。小
伟从物理课本中查到老花眼镜的镜片是凸透镜,近视眼镜的镜片是凹透
镜。请你用两种物理方法帮小伟挑选出奶奶的眼镜。
方法一:
。
方法二:
。
用手摸,边缘薄、中间厚的镜片是老花眼镜,边缘厚、中间
薄的镜片是近视眼镜
把镜片对着太阳光(或光源),在另一侧用白纸相对于镜片
前后移动,能看到亮点的是老花眼镜,不能看到亮点的是近视眼镜
1
2
3
4
5
6
7
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6. 在“探究凸透镜的成像特点”实验中,小宁将蜡烛放在离凸透镜一
倍焦距内,如图所示,烛焰在凸透镜左侧成一个正立、放大的像。
第6题
(1) 这个像是 (填“实像”或“虚像”)。
(2) 小宁用眼透过凸透镜直接观察到此像,是因为光从 (填
“烛焰”或“此像”)发出,通过凸透镜后进入人眼。
虚像
烛焰
1
2
3
4
5
6
7
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7. (2024·河北)如图所示,烛焰经凸透镜在光屏上成清晰的像,此成
像原理可用于制作 。不改变蜡烛与光屏的位置,向
(填“左”或“右”)移动凸透镜到某一位置,能再次在光屏上成清晰
的像。若烛焰的高度大于凸透镜的直径,在足够大的光屏上
(填“能”或“不能”)成清晰且完整的像。
第7题
投影仪
右
能
1
2
3
4
5
6
7
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$$