内容正文:
第一单元 声学 光学
第三讲 透镜及其应用
教材梳理 夯实基础
考向探究 培养能力
实验突破 提升素养
考点一
透镜
分类 凸透镜 凹透镜
特点 中间 、边缘 中间 、边缘
性质 对光有 作用 对光有 作用
相关概念
三条特殊
光线(将光路
补充完整)
总结:平行过(虚)焦,过(虚)焦平行,穿心不变
厚
薄
薄
厚
会聚
发散
图略
图略
教材梳理 夯实基础
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2
(1)凸透镜表面的凸起程度决定了焦距的长短,凸透镜表面越凸,焦距越
,折光能力越 。
(2)发散和会聚是相对原来的传播方向来说的,而不能看外部形式。
注意
短
强
教材梳理 夯实基础
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物距与焦距的关系 成像光路图 像距与焦距的关系 像的性质 应用
u>2f 2f>v>f 倒立、缩小的实像 照相机、摄影机
u=2f v=2f
测焦距
2f>u>f v>2f
幻灯机、投影仪
考点二
凸透镜成像的规律及应用
倒立、等大
的实像
倒立、放大
的实像
教材梳理 夯实基础
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(续表)
物距与焦距的关系 成像光路图 像距与焦距的关系 像的性质 应用
u=ƒ 探照灯
u<f v>u
放大镜
巧记规律 一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小。实像异侧倒,物近像远像变大,物远像近像变小;虚像同侧正,物近像近像变小,物远像远像变大。像的大小像距定,像儿跟着物体跑
不成像
正立、放大
的虚像
教材梳理 夯实基础
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显微镜和望远镜的目镜都相当于放大镜,成正立、放大的虚像。显微镜的物镜相当于投影仪,成倒立、放大的实像,望远镜的物镜相当于照相机,成倒立、缩小的实像。
拓展
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视物原理 晶状体和角膜的共同作用相当于一个 ,视网膜相当于
,把来自物体的光折射形成物体 、 的
像
类型 近视眼(近处清晰,远处模糊) 远视眼(远处清晰,近处模糊)
成因 晶状体太厚,折光能力太 晶状体太薄,折光能力太
考点三
眼睛和眼镜
凸透镜
光屏
倒立
缩小
实
强
弱
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(续表)
成像位置及
矫正方法 成像于视网膜 ,戴
透镜制成的眼镜矫正 成像于视网膜 ,戴
透镜制成的眼镜矫正
口诀 成像位置:近前远后。矫正方法:近凹远凸
前
凹
后
凸
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例 1 (2023兰州)请在图3-1中画出由S点发出的光经过凸透镜后的折射
光线。
考向一
透镜相关作图
[答案]如图所示
图3-1
考向探究 培养能力
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9
例 2 如图3-2所示,入射光线AB的延长线过凹透镜的虚焦点F,入射光线CO过凹透镜的光心O,入射光线DE平行于凹透镜的主光轴,请画出这三条入射光线经过凹透镜折射后的光线。
图3-2
[答案]如图所示
考向探究 培养能力
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例 3 (2024临沂)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图3-3所示时,光屏上承接到烛焰清晰的像(图中未画出)。保持凸透镜的位置不变,则 ( )
A.实验所用凸透镜的焦距可能为10.0 cm
B.光屏上承接到的像是烛焰倒立、放大的实像
C.将蜡烛和光屏的位置互换,光屏上仍能承接到像
D.将蜡烛移至45 cm刻度线处,
光屏上仍能承接到像
考向二
探究凸透镜成像规律
图3-3
C
考向探究 培养能力
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变式 (2024兰州城关区模拟)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,光具座上依次摆放蜡烛、凸透镜和光屏,如图3-4所示,此时烛焰在光屏上恰好成清晰等大的像(图中未画出)。下列说法中( )
①凸透镜的焦距为20 cm
②当蜡烛因燃烧逐渐变短时,光屏上的像会逐渐向上移动
③若遮挡凸透镜的一部分,光屏上将得不到完整的像
④若在蜡烛和凸透镜之间放置一个老花镜,为得到清晰的像,光屏应向左移动
A.只有②④正确 B.只有①②正确
C.只有③④正确 D.只有②③正确
图3-4
A
考向探究 培养能力
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例 4 (2023株洲)如图3-5所示,放大镜能使我们看清邮票的细微之处。图3-6中能用来说明其成像原理的是 ( )
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
考向三
凸透镜成像规律的应用
图3-5
图3-6
C
考向探究 培养能力
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例 5 (2024广东节选)航空器(如图3-7所示)的摄像头相当于 透镜,远处的物体通过摄像头成倒立、缩小的 (选填“实”或“虚”)像。在摄像头远离物体的过程中,像的大小将变 。
图3-7
凸
实
小
考向探究 培养能力
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例 6 某同学用自制的水透镜做凸透镜成像实验,在光屏上得到了清晰的像。如图3-8所示,他向水透镜中注水,则水透镜的焦距 (选填“变大”或“变小”)。不改变蜡烛和透镜的位置,要使光屏上再次得到清晰的像,应将光屏向 (选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动,或者在透镜前放置一副 (选填“远视”或“近视”)眼镜。
考向四
眼睛成像特点及视力矫正
图3-8
变小
靠近
近视
考向探究 培养能力
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【实验装置图】如图3-9所示。
光屏的中央
图3-9
【常考点梳理】
1.实验前应先调节烛焰、凸透镜和光屏,使三者的中心大致在同一高度,目的是使像成在 。
突破
探究凸透镜成像规律
实验突破 提升素养
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2.焦距的测量及判断:
①平行光聚焦法(最小、最亮的光斑),此时光斑到凸透镜光心的距离L即为焦距;
②等距法(倒立、等大的实像),此时u=v= 。
3.实验时光屏上找不到像的原因可能是:①蜡在 ;②烛焰、凸透镜、光屏三者的中心 ;③蜡烛太靠近焦点,像距太大, 。
图3-9
2f
不在同一高度
光具座不够长
焦点处或在一倍焦距内
实验突破 提升素养
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4.实验过程中蜡烛因燃烧而变短,光屏上的像向 移动,将凸透镜向
调或将光屏向 调,使像成在光屏的中央。
5.用纸板遮住凸透镜的一部分,光屏上的像只会 ,但仍是一个
的像。
6.光屏上成清晰的像时,对调蜡烛与光屏的位置,光屏上还能成像,这是由于光在折射时 。
图3-9
上
下
上
变暗
完整
光路可逆
实验突破 提升素养
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7.在蜡烛和凸透镜之间放置远(或近)视眼镜(凸透镜和蜡烛位置不变):①放远视眼镜后,因凸透镜对光有会聚作用,会使成像提前,应将光屏 凸透镜;②放近视眼镜后,因凹透镜对光有发散作用,会使成像推迟,则应使光屏 凸透镜。
8.用发光二极管代替蜡烛的好处:①可增加物体的亮度,使成像 ;②所成的像 晃动。
图3-9
靠近
远离
更清晰
不会
实验突破 提升素养
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例 (2024陕西)如图3-10所示是小明做“探究凸透镜成像的规律”的实验装置。
图3-10
(1)实验时,调节烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心在同一高度,其目的是
。
(2)固定凸透镜的位置,将蜡烛放在距离凸透镜较远处,此时应移动
直至出现最清晰的像,记录物距、像距、像的性质。
使像成在光屏中央
光屏
实验突破 提升素养
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(3)改变物距,重复上述操作,多次实验,将实验数据记录在下表中。
凸透镜的焦距:f=5.0 cm
实验
次数 物距
/cm 像距
/cm 像的性质
正立或倒立 放大或缩小 虚像或实像
1 18.0 6.9 倒立 缩小 实像
2 10.0 10.0 倒立 等大 实像
3 7.0 17.7 倒立 放大 实像
4 4.0 / 正立 放大 虚像
分析数据可知:当物距大于凸透镜焦距时,物距减小,像距 。
增大
实验突破 提升素养
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(4)当光屏上出现清晰的像时,小明不小心用手指尖遮挡住了凸透镜的一部分,这时光屏上 (选填“仍能”或“不能”)成烛焰完整的像。
(5)实验中,小明将自己的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上原来清晰的像变模糊。将光屏适当靠近凸透镜后,光屏上再次出现清晰的像,由此可判断小明戴的是 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
图3-10
仍能
远视
实验突破 提升素养
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(6)如图3-11甲所示,当无人机在高空拍摄地面场景时,所成的像最靠近图乙中凸透镜主光轴上的 (选填“a”“b”“c”或“d”)点。
图3-11
b
实验突破 提升素养
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(7)生活中常用的放大镜应用了表中第 次实验的成像规律。
实验
次数 物距
/cm 像距
/cm 像的性质
正立或倒立 放大或缩小 虚像或实像
1 18.0 6.9 倒立 缩小 实像
2 10.0 10.0 倒立 等大 实像
3 7.0 17.7 倒立 放大 实像
4 4.0 / 正立 放大 虚像
4
实验突破 提升素养
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