内容正文:
教材梳理 夯实基础
考向探究 培养能力
第一单元 声、物态、光
第6课时 凸透镜成像规律及其应用
实验突破 提升素养
考点一
凸透镜成像规律
凸透镜成像规律及其应用
物距u 像距v 像的情况 应用
正倒 大小 虚实
u>2f f<v<2f 照相机
u=2f v=2f 测焦距
f<u<2f v>2f 投影仪
u=f 不成像 测焦距
u<f v>u 放大镜
倒立
缩小
实像
倒立
等大
实像
倒立
放大
实像
正立
放大
虚像
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2
凸透镜成像规律记忆口诀:
①规律一:一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小。(焦点是成实像和虚像的分界点,二倍焦距点是成放大像和缩小像的分界点)
②规律二:成实像时,物近像远像变大,物远像近像变小。(物体靠近凸透镜时,所成的实像变大且远离凸透镜;物体远离凸透镜时,所成的实像变小且靠近凸透镜)
③规律三:虚像同侧,实像异侧。
点拨
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1. (八上P90,WWW第3题改编)将一个凸透镜正对太阳光,可在距凸透镜
20 cm处得到一个最小、最亮的光斑,则该透镜的焦距为 cm;若将一个物体放在此透镜前30 cm处,则可在凸透镜的另一侧得到一个 、
的 像(填写像的特点),生活中的 就是应用此成像原理制成的。
基础配练
20
倒立
放大
实
投影仪
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考点二
眼睛和视力矫正
项目 近视眼 远视眼
成像
示意图
晶状体折
射光线的
本领 比正常眼要强些,远处物体的像成在视网膜前 比正常眼要弱些,近处物体的像成在视网膜后
矫正方法 戴用 透镜制成的近视眼镜 戴用 透镜制成的远视眼镜
凹
凸
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2. 如图6-1所示是一位同学眼球成像的示意图,他所患眼疾及矫正视力应戴的透镜类型分别是 ( )
A.远视眼,凸透镜
B.远视眼,凹透镜
C.近视眼,凸透镜
D.近视眼,凹透镜
图6-1
D
基础配练
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3. 王老师需要摘下眼镜才能看清远处来的是哪位同学,他患的是 ,需要戴由 制成的眼镜矫正。
远视眼
凸透镜
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考点三
显微镜和望远镜
项目 显微镜 望远镜
目镜 靠近眼睛的一组透镜,其作用都相当于 ,成 、
的虚像
物镜 靠近被观测物体的一组透镜,它的作用是使物体成 、
的 像 靠近被观测物体的一组透镜,它的作用是使远处的物体在焦点附近成 、 的 像
放大镜
正立
放大
倒立
放大
实
倒立
缩小
实
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1.如图6-2所示,用铁丝绕成一个内径约4 mm的圆环,将圆环在清水中浸一下后取出,布满圆环的水膜犹如一个透镜。小明把这个透镜放到阳光下,通过上下调整,他在阳光下看到一个又小又亮的光斑,因此可判断这个水膜是一个 (选填“凸”或“凹”)透镜,将这个“透镜”放到书本前较近距离处,小明可以看到 (选填“正立”或“倒立”)的 (选填“放大”或“缩小”)的字。
教材图解
图6-2
凸
正立
放大
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2.小明将一支点燃的蜡烛放在凸透镜(f=10 cm)前20 cm处,光屏上得到了烛焰清晰的倒立、 的像,然后他在蜡烛和凸透镜之间放置了一个近视眼镜片,如图6-3所示,由于近视眼镜片对光线有 作用,所以光屏上烛焰的像变模糊了,若想在光屏上重新得到清晰的像,他可将光屏
(选填“靠近”或“远离”)凸透镜。
图6-3
等大
发散
远离
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例 1(2023徐州一模)做凸透镜成像实验时,将光具座上的蜡烛、凸透镜、光屏摆放在如图6-4所示的位置,光屏上呈现清晰的像(像未画出)。下列说法正确的是 ( )
A.此时的成像原理与投影仪的成像
原理相同
B.该凸透镜的焦距可能是5 cm
C.光屏上的像是缩小的实像
D.在凸透镜前放上近视眼镜后,需将光屏向左移动一段距离才可在光屏上再次看到清晰的像
C
图6-3
凸透镜成像规律
图6-4
考向探究 培养能力
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11
例 2(2022徐州)在探究凸透镜成像的规律时,实验室应保持较 (选填“亮”或“暗”)的环境,为了判断光屏上的像是否最清晰,需要
移动光屏,观察像是否变模糊。如图6-5所示,光屏上恰好成清晰的像(像未画出),则此时像的大小比烛焰 。
图6-5
暗
左右小
范围
大
考向探究 培养能力
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例 3(2023连云港)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,当蜡烛、凸透镜、光屏处于如图6-6所示位置时,恰能在光屏上得到一个清晰的像。利用这个成像规律可以制成 ( )
图6-6
A.照相机 B.潜望镜
C.放大镜 D.幻灯机
A
考向探究 培养能力
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例 4(2024连云港)小明将凸透镜正对太阳光,在距离凸透镜10 cm的白纸上呈现一个最小、最亮的光斑,此凸透镜的焦距为 cm。如图6-7所示是他用该凸透镜观看书本上“中国梦”三个字时的情况,如果他想看到更大的正立的“国”字,小明需要将凸透镜 (选填“远离”或“靠近”)书本,凸透镜和书本的距离应满足的条件是 。
图6-7
10
远离
小于10 cm
考向探究 培养能力
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例 5(2022徐州一模)如图6-8所示是一位视力缺陷者的眼球成像情况。物体的像落在视网膜的前方,这种视力缺陷是 眼,该视力缺陷是由晶状体弯曲度变化,导致晶状体的焦距变 (选填“大”或“小”)造成的,需要戴 (选填“凸”或“凹”)透镜加以矫正。
考向二
眼睛和视力矫正
图6-8
近视
小
凹
考向探究 培养能力
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例 6用焦距为10 cm的凸透镜探究成像规律,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图6-9所示,烛焰在光屏上成清晰的像,则光屏到凸透镜的距离可能是
(选填“8”“18”或“28”)cm;把近视眼镜片放在蜡烛和凸透镜之间,应将光屏向 (选填“左”或“右”)调节,才能在光屏上重新成清晰的像。
图6-9
18
右
考向探究 培养能力
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例 7(2024徐州二模)小明用焦距为10 cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律,当蜡烛、凸透镜、光屏三者高度如图6-10所示时,适当调节 的高度后便可开始实验;当蜡烛距凸透镜25 cm时,移动光屏,在光屏上承接到一个清晰的像,生活中的 就是根据该成像规律制成的;如果把该凸透镜作为放大镜使用,它与物体间的距离应该 10 cm。
综合提升
图6-10
蜡烛
照相机
小于
考向探究 培养能力
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例 8(2024江阴一模)光刻技术是利用缩图透镜将绘制在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的硅片上,从而制造出集成电路的方法,其工作原理如图6-11所示。若图示中掩膜上的电路图恰好在硅片上成清晰缩小的像,下列说法正确的是 ( )
A.电路图在硅片上成的像是虚像
B.掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以外
C.硅片位于缩图透镜的一倍焦距以内
D.要减小硅片上的像,掩膜需向下移动
图6-11
B
考向探究 培养能力
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实验梳理
命题点 ①实验装配:烛焰、光屏两者的中心在凸透镜的主光轴上;
②通过实验测量凸透镜的焦距;
③通过观察烛焰、凸透镜和光屏在光具座上的位置判断成像的特点,并能说出与成像特点对应的实际应用
实验
装置
突破
探究凸透镜成像的规律
实验突破 提升素养
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(续表)
实验准备 蜡烛和光屏分居在凸透镜 ,点燃蜡烛后调节凸透镜光心、光屏中心和烛焰中心大致在 ,目的是使像呈现在
凸透镜成像规律及应用 见本课时考点一
实验评估 无论如何移动光屏,均得不到像的原因可能是:①凸透镜、光屏和烛焰三者的中心不在同一高度上;②蜡烛在一倍焦距内或在焦点上;③光具座不够长
两侧
同一高度
光屏中心
实验突破 提升素养
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例 (2021徐州改编)在“探究凸透镜成像的规律”实验中:
(1)将凸透镜正对太阳光,可在凸透镜后方得到一个最小、最亮的光斑,则此光斑到凸透镜光心的距离为凸透镜的 。
(2)如图6-12所示,此时烛焰在光屏上成清晰的像,则像的性质是 (填选项前字母)。
A.倒立、放大的实像
B.倒立、缩小的实像
C.倒立、等大的实像
D.正立、放大的虚像
图6-12
焦距
B
实验突破 提升素养
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(3)保持烛焰和光屏位置不变,取走凸透镜,则光屏上 (填选项前字母)。
A.成正立、等大的实像
B.成倒立、等大的实像
C.成正立、等大的虚像
D.不成像
D
实验突破 提升素养
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(4)保持烛焰和光屏位置不变,在原凸透镜位置换上另一个透镜模拟近视眼的成因。接着小莉和小华分别用自己的近视眼镜来模拟视力矫正。小莉的眼镜放在透镜前时,像仍成在光屏前方;小华的眼镜放在透镜前时,光屏上恰能成清晰的像。整个实验过程中用到的四块透镜如图6-13所示。则放小华的眼镜时,实验所用的两块透镜分别是图中的 (填编号)。
图6-13
①③
实验突破 提升素养
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(5)随着蜡烛的燃烧,可观察到光屏上的像 (选填“向上”或“向下”)移动,此时应将凸透镜向 (选填“上”或“下”)移动。
(6)保持图6-12中蜡烛与光屏的位置不变,将透镜 (选填“靠近”或“远离”)蜡烛,光屏上会出现一个清晰的 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的像。
· 实验拓展
向上
下
靠近
放大
图6-12
实验突破 提升素养
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(7)当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时,如果凸透镜上有一只小虫在爬动,则光屏上像的大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”),像的亮暗将 (选填“变亮”“变暗”或“不变”)。
不变
变暗
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(8)小明在图6-12中的蜡烛和凸透镜之间放了一个近视眼镜:①若保持蜡烛和凸透镜不动,他需将光屏向 (选填“左”或“右”)移动,才能在光屏上再次成清晰的像;②若保持光屏和凸透镜不动,他需将蜡烛向 (选填“左”或“右”)移动,才能在光屏上再次成清晰的像。
图6-12
右
左
实验突破 提升素养
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(9)小明在实验中发现光屏上蜡烛的像与物体上下颠倒,左右是否相反呢?请设计一个简单的实验验证这一观点。
解:相反;沿垂直于光具座方向吹动蜡烛,若观察到像的晃动方向与蜡烛的晃动方向相反,则说明像与物体左右相反。
实验突破 提升素养
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微专题 凸透镜成像规律中的动态成像问题
1.(2024徐州一模)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,将凸透镜正对太阳光,调节凸透镜下方白纸的位置,直至白纸上出现一个最小、最亮的光斑,如图W-1甲所示,则该透镜的焦距为 cm;如图乙所示,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,此时应将光屏向 (选填“左”或“右”)适当移动才能得到清晰的像;光屏上
得到清晰像后,若保持蜡烛和光屏
的位置不变,仅将凸透镜更换成另
一个焦距相同、直径更大的凸透
镜,此时光屏上像的大小与原来的像对比将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
图W-1
10.0
左
不变
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2.(2024镇江)在探究凸透镜成像规律的实验中,应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的 上。已知凸透镜焦距为10 cm,各元件的位置如图W-2所示,要使光屏上成清晰的像:①若只移动光屏,应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动;②若只将透镜向左移动,最终光屏上成的是倒立、
的实像。
图W-2
主光轴
左
放大
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3.(2024绵阳)将点燃的蜡烛和光屏放置在光具座上,再将焦距为30 cm的凸透镜甲放置在蜡烛和光屏之间适当位置,在光屏上得到清晰缩小的实像;保持透镜位置不变,将透镜甲换成焦距为20 cm的凸透镜乙,不改变蜡烛位置,将光屏 (选填“靠近”或“远离”)透镜适当距离,就可以再光屏上得到清晰的 (选填“放大”“缩小”或“等大”)实像。
靠近
缩小
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4.(2023盐城改编)用焦距为10.0 cm的凸透镜模拟视力矫正的情况。组装并调整实验器材,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上。为了判断光屏上的像是否最清晰,需要 移动光屏,观察像是否变模糊。实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏位于如图W-3所示位置时,要想在光屏上呈现清晰的像,以下做法中可行的是 (填序号):①不改变蜡烛和透镜的位置,将光屏向左移动;②不
改变透镜和光屏的位置,将蜡烛向
右移动;③不改变器材的位置,在透
镜和蜡烛之间放置合适的近视眼
镜片。
图W-3
主光轴
左右小范围
①②③
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5.(2024河南)在“爱眼日”宣传活动中,小明用如图W-4所示的装置研究眼睛的成像,此时烛焰在光屏上成清晰的像,以此模拟正常眼睛的成像。接下来下列操作可模拟近视眼的是 ( )
图W-4
A.向水透镜注水,烛焰的像成在光屏右侧
B.向水透镜注水,烛焰的像成在光屏左侧
C.从水透镜抽水,烛焰的像成在光屏右侧
D.从水透镜抽水,烛焰的像成在光屏左侧
B
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6.(2024广元)“问天”学习小组在实验室研究投影仪的成像特点。
(1)如图W-5所示,他们将投影片放在载物台上,调节镜头的位置,屏幕上出现清晰倒立、放大的实像,是因为投影片放在了距离镜头 (填选项前字母序号)的位置。
A.二倍焦距以外
B.一倍焦距到二倍焦距之间
C.一倍焦距以内
图W-5
B
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(2)他们将投影片到镜头的距离调大,同时将镜头到屏幕的距离调小,当屏幕上再次出现清晰的像时,与(1)中的像相比,像 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
变小
图W-5
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7.在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间的关系图像,如图W-6所示,则该透镜的焦距为 cm。
图W-6
8
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(2)把如图W-7所示的蜡烛放在该凸透镜前24 cm处,在透镜的另一侧调节光屏的位置可以找到一个清晰的烛焰的像,这个像是图W-8中的 。
图W-7
图W-8
D
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(3)当蜡烛在光具座上向靠近凸透镜的方向移动时,为了再次成清晰的像,光屏应 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜。
(4)把蜡烛放在凸透镜前5 cm处,无论怎样移动光屏,都不能在光屏上观察到烛焰的像,于是小明认为:物距小于一倍焦距时,物体通过凸透镜不能成像。这个结论并不严谨,为得出正确的结论,他应该增加一步操作:取下光屏,
。
远离
从光
屏一侧透过透镜看能否观察到烛焰的像
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8.(2023南京改编)用一个焦距为10 cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验,实验装置如图W-9所示。
图W-9
(1)烛焰和光屏的中心应位于凸透镜的 上。
主光轴
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(2)在图示位置将蜡烛向右移到20 cm刻度线处,此时将图中的光屏向
适当移动,可在光屏上得一个倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的清晰实像。
(3)在图示情景下,要使光屏上出现倒立的清晰实像,可在凸透镜左边适当位置放置一个矫正 (选填“近”或“远”)视眼的合适镜片。
图W-9
左
缩小
近
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(4)如图W-10所示是航天员王亚平太空授课制作水球时呈现的情景,假设她稍向后远离水球,则她在水球中所成的像将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
图W-10
变小
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