内容正文:
凸透镜成像规律及透镜的应用
一、透镜
1. 凸透镜和凹透镜。
(1)透镜分为凸透镜和凹透镜,凸透镜的中间厚、边缘薄,对光
有会聚作用;凹透镜的中间薄、边缘厚,对光有发散作用。
(2)透镜的主光轴是指通过两个球面球心的直线;光心(O)即透
镜的中心。通过光心的光传播方向不变。凸透镜能使跟主光轴平行的光
会聚在主光轴上的一点,这一点叫焦点(F)。焦距( f )是焦点到凸透
镜光心的距离。
注意点:凸透镜的焦距越小,凸透镜对光的会聚作用越强。
2. 透镜的三条特殊光线。
平行必过焦点,过焦点必平行,过光心方向不变。
凸透
镜
跟主光轴平行的光线
经凸透镜折射后,折
射光线通过焦点
通过焦点的光线经凸
透镜折射后,折射光
线平行于主光轴射出
通过光心的光线经
凸透镜折射后,折
射光线的传播方向
不变
凹透
镜
跟主光轴平行的光线
经凹透镜折射后,折
射光线的反向延长线
通过焦点
射向凹透镜的光线,
若其延长线通过焦
点,则该光线经凹透
镜折射后,折射光线
平行于主光轴射出
通过光心的光线经
凹透镜折射后,折
射光线的传播方向
不变
续表
二、凸透镜成像规律
1. 凸透镜成像的实验中,使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一
高度的目的是使烛焰的像成在光屏中央。做实验时,若无论怎样移
动光屏,在光屏上都得不到像,原因可能有:(1)烛焰在焦点以
内;(2)烛焰在焦点上;(3)烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同
一高度;(4)蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距,成像在很远的地
方,光屏无法移到该位置。
2. 凸透镜成像规律及其应用。
物距 像的性质 像距 应用
倒、正 放、缩 虚、实
u>2f 倒立 缩小 实像 f<v<2f 照相机
u=2f 倒立 等大 实像 v=2f /
f<u<2f 倒立 放大 实像 v>2f 投影仪、幻灯
机
u<f 正立 放大 虚像 v>u 放大镜
三、眼睛的视物原理和视力的矫正
1. 眼睛的构造如图所示。
2. 眼睛的视物原理:物体发出或反射的光通过眼睛的瞳孔,经过晶
状体成像在视网膜上,再经过神经系统传到大脑,形成视觉。物体在视
网膜上成倒立、缩小的实像。
3. 近视眼的成因及矫正。
形成近视眼的原因是晶状体过厚,折光能力太强,或者眼球在前后
方向上太长,因此来自远处某点的光会聚在视网膜前,到达视网膜时已
经不是一点而是一个模糊的光斑。矫正近视眼应戴用凹透镜制成的近视
眼镜。
4. 远视眼的成因及矫正。
形成远视眼的原因是晶状体太薄,折光能力太弱,或者眼球在前后
方向上太短,因此来自近处某点的光会聚在视网膜后,到达视网膜时已
经不是一点而是一个模糊的光斑。矫正远视眼应戴用凸透镜制成的远视
眼镜。
四、透镜的应用
1. 放大镜的成像原理:物体位于凸透镜的一倍焦距以内(物距小于
一倍焦距),成正立、放大的虚像,像与物在凸透镜的同侧。
2. 照相机的成像原理:物体位于凸透镜的两倍焦距之外,成倒立、
缩小的实像,像与物在凸透镜的异侧。
3. 投影仪的成像原理:物体位于凸透镜的一倍焦距与两倍焦距之
间,成倒立、放大的实像,像与物在凸透镜的异侧。
4. 显微镜与望远镜。
(1)显微镜镜筒的两端各有一组凸透镜,靠近眼睛的凸透镜叫目
镜,靠近被观察物体的凸透镜叫物镜。望远镜由两组凸透镜组成,靠近
眼睛的凸透镜叫目镜,靠近被观察物体的凸透镜叫物镜。
(2)显微镜和望远镜(由两个凸透镜组成)的成像原理。
物镜的作用 目镜的作用
显微镜 相当于投影仪,使被观察的物体
成一个倒立、放大的实像 相当于放大镜,把物镜成
的实像再一次放大成虚像
望远镜 相当于照相机,使远处的物体在
焦点附近成一个倒立、缩小的实
像 相当于放大镜,把物镜成
的实像放大成虚像
易考点:①透镜的种类及透镜对光的作用,凸透镜和凹透镜的折射
光路图。②凸透镜成像规律及其应用。③眼睛的视物原理,近视眼
和远视眼的成因及矫正。④放大镜、照相机、投影仪、显微镜和望
远镜的成像原理。
知识点一 透镜的光路图
如图所示,F是透镜的焦点,其中光路正确的是( )。
甲 乙 丙 丁
A. 甲和乙 B. 甲和丙 C. 甲和丁 D. 乙和丙
凸透镜的三条特殊光线:①经过焦点的光线经凸透镜折射后
将平行于主光轴;②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将经过焦点;
③经过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。凹透镜的三条特殊
光线:①延长线经过焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴;②平
行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线经过焦
点;③经过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。据此可知,甲
和丁两图正确。
C
掌握凸透镜和凹透镜的三条特殊光线是解题的关键。
凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用,两者不
要混淆。
知识点二 凸透镜成像的规律
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,如图所示,此时烛焰在光屏上恰好成清晰、等大的像。下列
说法中正确的是( )。
A. 凸透镜的焦距为20 cm
B. 当蜡烛因燃烧逐渐变短时,光屏上的像会逐渐向上移动
C. 若遮挡凸透镜的一部分,则光屏上将得不到完整的像
D. 在蜡烛和凸透镜之间放一副远视眼镜,为得到清晰的像,光屏应向右移动
由图可知,此时的物距等于像距,即u=v=2f时,凸透镜成倒
立、等大的实像,图中u=v=2f=20 cm,所以f=10 cm,故A错误;由于过光心的入射光线经凸透镜折射后传播方向不变,所以随着蜡烛燃烧变
短,光屏上的像将向上移动,故B正确;遮住凸透镜的一半,物体上任
一点的光射向凸透镜的另一半,经凸透镜折射后,照样能会聚成像,像
的大小不发生变化,折射光线减少,会聚成的像变暗,故C错误;在蜡
烛和凸透镜之间放一副远视眼镜,远视眼镜是凸透镜,凸透镜对光具有
会聚作用,可以使光提前会聚,所以需要将光屏靠近凸透镜,即左移,
故D错误。
B
凸透镜成像的四种情况和应用,以及凸透镜成实像时,物
距、像距、像之间的关系,是解答凸透镜成像习题的重要依据,一定要
熟练掌握。
误以为远视眼镜是凹透镜而导致答题错误。
知识点三 视力的矫正
如图所示为关于近视眼的成像原理和矫正方法的示意图,其中正确
的是( )。
A. ①③ B. ②④ C. ②③ D. ①④
近视眼是晶状体曲度变大,会聚能力增强,即折光能力增
强,像成在视网膜的前方,应戴凹透镜,使光推迟会聚,因此①能够说
明近视眼的成像原理,④给出了近视眼的矫正方法。
D
需要熟练掌握近视眼、远视眼的成因以及矫正方法。
近视眼是晶状体会聚能力增强,像成在视网膜的前方,应
戴凹透镜矫正。
知识点四 透镜的应用
有关透镜的知识,下列说法中错误的是( )。
A. 图甲:把放大镜正对着太阳,可在纸上发现一个很小、很亮的光斑,说明凸透镜对光有会聚作用
B. 图乙:用照相机给物体照相时,物体离照相机镜头较远,像离镜头较
近,像成在焦点以内
C. 图丙:显微镜的物镜成像原理和投影仪的镜头成像原理一样
D. 图丁:望远镜目镜的作用相当于放大镜
把放大镜正对着太阳,可在纸上发现一个很小、很亮的光
斑,说明通过放大镜的光会聚于一点,从而说明凸透镜对光有会聚作
用,A正确;照相机成倒立、缩小的实像,用照相机给物体照相时,物
距大于两倍焦距,像距在一倍焦距与两倍焦距之间,B错误;显微镜的
物镜成倒立、放大的实像,其作用相当于投影仪,C正确;望远镜的目
镜把物镜成的像放大,其作用相当于放大镜,D正确。
B
本题考查透镜在生活中的应用,掌握凸透镜成像规律是解题
的关键。
显微镜和望远镜的成像原理易混淆,需要在理解的基础上加
强记忆。
实验课中,某同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、火柴、光屏做“探
究凸透镜成像规律”的实验。请根据所学知识,回答下列问题:
(1)某次实验时,凸透镜、蜡烛和光屏在光具座上的位置如图甲所
示,此时烛焰在光屏上成倒立、缩小的像,则图中C位置上放置的
是 。
(2)由于蜡烛的燃烧,使烛焰在光屏上的像偏高。若只调节蜡烛,使
烛焰的像成在光屏中心,则应将蜡烛向 调节。
(3)某同学在透明玻璃板上用黑色笔画了个画像(如图乙所示),他
把玻璃板有画像的这一面面向凸透镜,用平行光源对着玻璃板上的画像
照射,如图丙所示。移动光屏找到像,此时画像在光屏上所成的像应
是 (填字母)。
A. B. C. D.
(1)根据凸透镜成像的规律,烛焰在光屏上成倒立、缩小
的实像,说明此时物距大于像距,所以图中C位置放置蜡烛,B位置放置凸透镜,A位置放置光屏。(2)实验中,当蜡烛燃烧变短后,根据过光心的光线传播方向不变可知,其像的位置会变高,若只调节蜡烛,则应将蜡烛向上调节。(3)由图丙可知,物距小于像距,因此物体所成的像是倒立、放大的实像,此时要注意物与像的左右是相反的。
(1)蜡烛 (2)上 (3)B
物体在两倍焦距之外时成倒立、缩小的实像;根据过光心
的光线传播方向不变可知,当蜡烛变短时,像会变高;物距小于像距
时,成倒立、放大的实像,而且像与物的左右是相反的。
注意凸透镜所成的实像是倒立的,而且物与像的左右是相
反的。
探究凸透镜成像规律。
1. 要想在光屏上得到一个与物体一样大小的像,应当用( B )。
A. 平面镜 B. 凸透镜
C. 凹透镜 D. 凸面镜
B
2. 对下列四幅图的阐述中正确的是( C )。
A. 图甲:近视眼成像在视网膜前,用凸透镜矫正
B. 图乙:远视眼成像在视网膜后,用凹透镜矫正
C. 图丙:显微镜的目镜相当于放大镜,成正立、放大的虚像
D. 图丁:天文望远镜的物镜使远处的物体成倒立、放大的实像
C
3. 如图所示,纸筒A的一端蒙了一层半透明纸,纸筒B的一端嵌了一个凸透镜,两纸筒套在一起组成了一个照相机模型,为了在纸筒A的半透明纸上得到清晰的像,要适当调整A、B的位置,这时( B )。
A. 眼睛应从B端向筒内观察,观察像是否清楚
B. 在半透明纸上观察到的像是倒立的
C. 观察像时,应把纸筒A端朝着明亮的室外,B端朝
着较暗的室内,否则看不清楚
D. 在清晰地观察近处物体后,再看远处物体时应该
增加A、B间的距离
B
4. 如图所示,水平放置的长方体暗盒N内有水平向右的平行光,P为暗盒
右侧面上的一个圆孔,用一个外径与圆孔P相同的光学器件嵌入其中,
发现在暗盒右侧与暗盒侧面平行的光屏M上呈现出一个比圆孔P大的圆
形光斑,则嵌入圆孔P的光学器件( C )。
A. 一定是凹透镜 B. 一定是凸透镜
C. 可能是凸透镜或凹透镜 D. 可能是厚平板玻璃
C
【解析】①当在暗盒处嵌入一个凹透镜时,因为凹透镜对光有发散
作用,所以光斑要比暗盒圆孔大。②当在暗盒处嵌入一个焦距较小
的凸透镜时,因为凸透镜对光有会聚作用,光在暗盒圆孔和光屏之
间会聚再照射到屏上,所以光斑要比暗盒圆孔大。③当在暗盒处嵌
入的是平板玻璃时,因为平板玻璃对光既没有会聚也没有发散作
用,所以光斑与暗盒圆孔一样大。因此嵌入暗盒圆孔的那个光学器
可能是凹透镜也可能是凸透镜。
5. 【日照】在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当把物体放在距离凸透
镜40 cm处时,在另一侧距离凸透镜40 cm处得到一个倒立、等大的实
像。下列说法中正确的是( D )。
A. 将物体移至距离透镜30 cm处时,得到的像与照相机成像的性质相同
B. 将物体移至距离透镜10 cm处时,在另一侧会得到倒立、放大的实像
C. 将物体移至距离透镜10 cm处时,在同一侧会得到正立、放大的实像
D. 距离透镜40 cm处发出的两条光线(如图所示),经过透镜后能会聚
在主光轴上的一点
D
6. 小明在用可变焦的光学照相机(一种镜头焦距大小可根据需要发生改
变的光学照相机)给小兰拍了一张半身照之后,保持相机和小兰的位置
不变,又给小兰拍了一张全身照。关于这个过程对相机的调节,下列说
法中正确的是( B )。
A. 焦距变大,像距也变大 B. 焦距变小,像距也变小
C. 焦距变大,像距变小 D. 焦距变小,像距变大
【解析】当拍了一张半身照之后,保持相机和人的位置不变,又拍了一
张全身照,即该过程中的像是变小的,所以应增大物距,可以增大相机
和人之间的距离;在保持相机和小兰的位置不变的情况下,只能使透镜
的焦距变小,就相当于增大物距,同时像距也变小。
B
7. 如图所示,一容器中装满水,水中有一个空气泡,则其对水平射入其
中的光有何作用?( B )。
A. 会聚作用 B. 发散作用
C. 既不会聚也不发散 D. 无法判断
【解析】由空气泡形状可知,空气泡两侧的水相当于两个中间薄、边缘
厚的凹透镜,因为凹透镜对光有发散作用,故水中的空气泡对水平射入
其中的光有发散作用。
B
8. 二维码可以存储大量的信息,用手机上的照相机镜头将图像“扫入”手
机中就能读取信息,“扫入”二维码时镜头和二维码的距离
(填“大于”“等于”或“小于”)两倍的镜头焦距,二维码经过手机镜头所
成的像是倒立、 (填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。
大于
缩小
9. 按要求完成下列作图:
(1)补全图甲中的光线,使光路完整。
【答案】(1)如下图所示。
(2)在图乙中的虚线框内补上适当的光学元件。
【答案】(2)如下图所示。
10. 小明为探究近视眼的成因,找来一个圆底烧瓶当作眼球的玻璃体,
在里面装入牛奶和水的混合物(如图甲所示),在烧瓶前放一凸透镜,
用两激光灯当作物体发射出的光线。
(1)实验时,小明把 当成眼睛中的晶状体,烧瓶的后壁相
当于 。
(2)如果把两激光灯(如图乙所示)射向凸透镜,调整光线使会聚点
刚好落在烧瓶后壁。此时若要验证近视眼成因,应保持光线不变,把图
乙中的凸透镜换成一个比它 (填“厚”或“薄”)的,此时会聚点会
落在烧瓶后壁的 (填“左”或“右”)边,实验中的会聚点相当于眼
睛看到物体的像点。此时要验证矫正方法,应在凸透镜前再放上一
个 透镜,使会聚点又落到烧瓶后壁。
凸透镜
视网膜
厚
左
凹
11. 【镇江】某同学利用如图所示的装置来研究凸透镜成像规律。
(1)实验前,应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在
。
(2)如图甲所示,当凸透镜位于光具座上A处时,恰好在光屏上成清晰
的像,成的是 (填“正立”或“倒立”)的像。蜡烛燃烧一段时间
后,烛焰的像将位于光屏中心的 方。
同一高
度
倒立
上
(3)在保持(2)中蜡烛和光屏位置不变的情况下,将凸透镜向右移到
B处(图中未标出),光屏上再次成清晰的像,成的是 (填“放
大”“缩小”或“等大”)的像。
(4)在上述探究活动中,若已知蜡烛与光屏间的距离为L0,与凸透镜
第一次所在位置A间的距离为L,如图乙所示,则该透镜焦距f (填
“>”“<”或“=”)L,透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s=
(用L0、L表示)。
缩小
<
L0-2L
1. 【玉林】在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,如果在光屏上得到如
图所示的缩小、倒立的实像,那么要在光屏上得到放大、倒立的实像,
下列有关操作中可行的是( A )。
A. 蜡烛右移,光屏右移 B. 蜡烛左移,光屏左移
C. 蜡烛右移,光屏左移 D. 蜡烛左移,光屏右移
A
2. 【天水】某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了像
到凸透镜的距离v与物体到凸透镜的距离u之间的关系图像(如图所
示)。下列判断中正确的是( D )。
A. 该凸透镜的焦距是16 cm
B. 当u=12 cm时,在光屏上能得到一个缩小的像
C. 当u=20 cm时,成放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的
D. 把物体从距凸透镜12 cm处移动到24 cm处的过程
中,像逐渐变小
D
3. 【安徽】如图甲所示为放置在水平桌面上的刻度尺的一部分,乙、
丙、丁、戊是通过凸透镜所看到的刻度尺的像。若凸透镜先贴着刻度尺
然后逐渐远离,则看到刻度尺的像的先后顺序正确的是( C )。
A. 乙→丙→丁→戊 B. 丙→丁→乙→戊
C. 丙→戊→乙→丁 D. 丁→乙→丙→戊
C
【解析】①刻度尺到凸透镜的距离(物距)在一倍焦距以内时,凸透镜
成正立、放大的虚像,即图丙。②刻度尺到凸透镜的距离在一倍焦距和
两倍焦距之间时,凸透镜成倒立、放大的实像,即图戊。③刻度尺到凸
透镜的距离在两倍焦距处,凸透镜成倒立、等大的实像,即图乙。④刻
度尺到凸透镜的距离在两倍焦距以外时,凸透镜成倒立、缩小的实像,
即图丁。综上可知,凸透镜从贴着刻度尺然后逐渐远离,则看到刻度尺
的像的先后顺序为丙→戊→乙→丁。
4. 【舟山】如图所示为某款数码相机的成像原理,镜头相当于一个凸透
镜,影像传感器相当于光屏,拍照时,将镜头对准景物,相机通过自动
调节,就能得到清晰的像。下列说法中正确的是( D )。
A. 为拍摄到更大的像,应将镜头远离景物
B. 为扩大拍摄范围,应将镜头靠近景物
C. 影像传感器上成的是正立的实像
D. 景物在两倍焦距以外才能成缩小的像
D
5. 如图所示,投影仪是教学中常用的设备。下列关于投影仪的叙述中正
确的是( C )。
A. 投影仪成的像一定是正立的
B. 投影仪成的像是一个放大的虚像
C. 若要使屏幕上的像变大,则应使凸透镜靠近投影片
D. 若不小心手挡住凸透镜的一部分,则屏幕上的像不完
整
C
6. 【包头】如图所示,有一圆柱体PQ,放在凸透镜前图示的位置,它所成的像P'Q'的形状应该是下列图中的( B )。
A. B. C. D.
【解析】当u>f时,物距减小,像距变大,像变大;圆柱体的最左端在2f
处,所成的像是倒立、等大的,像距v在2f处;圆柱体的右边在f与2f之
间,所成的像是倒立、放大的,像距v>2f;符合要求的只有选项B。
B
7. 【烟台】实验室备有甲、乙、丙三个凸透镜,三个实验小组分别用这
三个凸透镜探究凸透镜成像规律。实验时,当蜡烛到透镜的距离都为12
cm时,甲、乙、丙三透镜分别成缩小的实像、放大的虚像、放大的实
像,则这三个透镜的焦距f甲、f乙、 f丙的大小关系为( B )。
A. f甲>f乙>f丙 B. f乙>f丙>f甲
C. f乙>f甲>f丙 D. f丙>f乙>f甲
B
8. 人工视网膜通过临床试验,为失明患者带来了福音。人工视网膜主要
由装有摄像头的眼镜、电子设备和芯片电极三部分组成,其工作原理如
图所示。
(1)从眼球的成像原理来看,眼球对光的作用相当于 镜。
(2)摄像头中的对焦结构能调节镜头和CCD之间的距离。当配有人工视
网膜的人向远处眺望时,对焦结构将使镜头与CCD之间的距离变
。
凸透
短
(或近,或小)
9. 天文爱好者可以用开普勒望远镜来观察行星和月球,这种望远镜的目
镜和物镜都是 镜。当被观察到的物体在物镜的两倍焦距以外
时,物体成一个 (填“放大”或“缩小”)的 (填“实”或
“虚”)像,然后这个像再经过目镜 (填“放大”或“缩小”),观
察者就能看清楚较远处的物体,这就是望远镜。通过这种望远镜所看到
的物体是 (填“倒立”或“正立”)的。
凸透
缩小
实
放大
倒立
【解析】开普勒望远镜的光路如图所示。从天体射来的平行光线,经物
镜后,在焦点以外,距焦点很近处成一倒立、缩小的实像a'b'。目镜的
前焦点和物镜的焦点是重合的,所以实像a'b'位于目镜和它的焦点之间
距焦点很近的地方,目镜以a'b'为物形成放大的虚像ab。当我们对着目
镜观察时,进入眼睛的光线就好像是从ab射来的。显然,图中ab的视角
β远大于直接用眼睛观察天体的视角α,所以,从望远镜中看到的天体使
人觉得离自己近且看得更清楚。
10. 【威海】在“探究凸透镜成像规律”的实验中,所用凸透镜的焦距是
10 cm,用米尺在水平桌面上画一直线并标明刻度,将透镜固定在50 cm
处,实验装置如图甲所示。
(1)当把点燃的蜡烛放在20 cm刻度处,保持蜡烛、凸透镜的位置不
变,为了找到清晰的像,应将光屏在光具座上移到 cm的刻度
范围内,才能在光屏上得到一个倒立、缩小的实像。
(2)当把蜡烛移到35 cm刻度处时,移动光屏可以得到一个清晰的实
像。照相机、投影仪、放大镜这三种光学仪器正常使用时,与这种成像
规律相同的是 。
60~70
投影仪
(3)小明做完实验后,想进一步研究凸透镜成像的情况,他又在透明
的玻璃板上用黑色笔画了个表盘及指针的位置,然后把这个玻璃板放在
蜡烛的位置上,并用平行光源对着玻璃板上的表盘照射,如图乙所示。
移动光屏直到成清晰的像为止,此时表盘在光屏上所成的像应是
(填字母)。
A. B. C. D.
D
11. 【上海】在“验证凸透镜成像规律”实验中,某小组同学利用焦距为
10 cm的凸透镜,高为3 cm的发光体,光屏和光具座进行实验,将测得
的物距u、像距v以及所成像的高L像分别记录在下表中,在验证得到凸透
镜成像的初步规律后,为了进一步研究,他们进行适量的运算,将结果
分别记录在下表的后两列中。
实验序
号 物距
u/cm 像距
v/cm 像高L像
/cm 像距与物距之比
物距与像距之
和
(u+v)/cm
1 60.0 12.0 0.60 0.20 72.0
2 50.0 12.5 0.75 0.25 62.5
3 30.0 15.0 1.50 0.50 45.0
4 18.0 22.5 3.75 1.25 40.5
5 16.0 26.7 5.00 1.67 42.7
6 14.0 35.0 7.50 2.50 49.0
(1)根据实验序号1~6的数据,分析比较像距v随物距u的变化情况及相关条件,可得出初步结论:凸透镜成实像时,
。
(2)根据实验序号1~6的数据,分析比较像高L像与的变化情况及相关
条件,可得出初步结论:凸透镜成实像时,
。
像距随物距的减小而增
大
同一发光体,物高与像高
的比值等于物距与像距的比值
(3)该小组同学继续利用表中的数据及相关条件,分析、归纳得出
结论。
①根据实验序号1~3的数据,分析比较物距变化量Δu与像距变化量Δv的
大小关系及成像情况,可得出初步结论:
。
②根据实验序号1~6的数据,分析比较物距u变化时,L像、u+v的变化情
况,可得出初步结论:
。
当物距大于两倍焦距时,物
距变化量Δu大于像距变化量Δv
当物体成实像时,物距越小,像距越大,像距
与物距的和(u+v)先变小后变大
1. 如图所示,AC为入射光线,CB为折射光线,且AO<OB。已知AO=10 cm,该凸透镜的焦距可能是( C )。
A. f=10 cm B. f=5 cm
C. f=8 cm D. f=12 cm
C
【解析】AC为入射光线,CB为折射光线, A点发出的光线通过光心传播
方向不变,会与CB交于B点,则B点是A点通过凸透镜成的像,其中AO是
物距u,OB为像距v,因为AO<OB,则像距v大于物距u,成倒立、放大的
实像,此时物距u满足f<u<2f,即f<10 cm<2f,故5 cm<f<10 cm,C选项符
合题意。
2. 把一块薄玻璃板按如图所示的方式以球形割面切开,成为2个薄透
镜,然后沿主轴分开一定的距离,若1束平行光沿主轴投射到1个透镜
上,则( C )。
A. 无论平行光是从哪边入射,经过2个透镜折射后仍是平行
光
B. 平行光从左边入射,经过2个透镜折射后一定是会聚光束
C. 平行光从左边入射,经过2个透镜折射后可能是会聚光
束,也可能是发散光束
D. 平行光从右边入射,经过2个透镜折射后可能是会聚光
束,也可能是发散光束
C
【解析】当两个透镜的位置不合适时,平行光不管从哪边入射,经过两
个透镜折射后都不能得到平行光,故A错误;平行光从左边入射,经过
第一个透镜折射后一定是会聚光,当位置合适时,经过第二个凹透镜
后,光也会发散,故B错误;平行光从左边入射,由于两个透镜的距离
不能确定,所以经过两个透镜折射后可能是会聚光束,也可能是发散光
束,故C正确;平行光从右边入射,右边透镜对光有发散作用,左边透
镜对光有会聚作用,且分开后相当于光源位于凸透镜的焦点以外,故经
过两个透镜折射后一定是会聚光束,故D错误。
3. 如图所示,在空气中平行于玻璃凸透镜主光轴的光线经凸透镜会聚于
主光轴上的一点S,若把凸透镜浸没在水中,则会聚点S'( B )。
A. 在S的上方 B. 在S的下方
C. 与S重合 D. 条件不足,无法判断
B
【解析】若把凸透镜浸没在水中,平行于主光轴的光线从空气进入水中
不改变方向,而从凸透镜折射出来浸入水中的光线要比浸入空气中的偏
折程度小,所以光线的交点在S的下方。
4. 透镜的焦距越小,折射光的本领越大,透镜这种折射光的本领可用焦
距f的倒数(焦度D)来表示,即D=,式中f的单位是 m,D的单位是 m-
1。平时我们所说的眼镜度数就是指透镜的焦度D乘100的值。凸透镜
(远视镜片)的度数是正数,凹透镜(近视镜片)的度数是负数。请根
据以上内容,回答有关问题:
(1)-200°、-500°、+100°、+200°四种眼镜片中,属于远视镜片的是 ,属于近视镜片的是 ,上述镜片的焦距分别是 。
+100°和+200°
-200°和-500°
-0.5 m、- 0.2 m、1 m、0.5 m
(2)通过分析(1)中的数据可知,近视镜片和远视镜片的度数深浅与
透镜焦距大小的关系是 。
(3)请找一副老花镜,设计测量该镜片度数的最简方法。(写出测量
步骤即可)
【答案】①晴天把镜片放在阳光下,使阳光与镜片垂直;②调整镜片与
地面的距离,使地面上的光点最小、最清晰;③以米为单位用刻度尺测
量镜面到地面上光点的距离,用f表示。最后代入计算公式
即可求出镜片的度数。
透镜的度数越大,透镜的焦距越小
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