内容正文:
第4讲 透镜和视觉
(2024年3分)
学习内容
内容要求
3.3 声音与光的传播
通过实验了解凸透镜成像特点,能解释相关问题,如近视眼、远视眼的成因,形成保护视力和用眼卫生的意识。
【思维导图】
知识点1 透镜(七下P75~76)
1.凸透镜和凹透镜
类型
凸透镜
凹透镜
特点
中间厚、边缘薄
中间薄、边缘厚
对光的
作用
①
②
图示
2.透镜的三条特殊光线(将表中的光线补充完整)
凸透镜
凹透镜
平行于
主光轴
③
④
过(虚)
焦点
⑤
⑥
过光心
⑦
⑧
知识点2 凸透镜成像规律(七下P76~77)
物距与焦距的关系
成像光路图
像的特点
像距与焦距的关系
应用
倒正
大小
虚实
u>2f
①______
②______
③______
f<v<2f
照相机
u=2f
④______
⑤______
⑥______
v=2f
测焦距
f<u<2f
⑦______
⑧______
⑨______
v>2f
投影仪
u=f
/
不成像
u<f
⑩______
⑪______
⑫______
/
放大镜
记忆口诀
(1)静态规律:1倍分虚实,内虚外实;2倍分大小,远小近大;实像倒立,虚像正立
(2)动态规律:成实像时,物近像远像变大,物远像近像变小;成虚像时,物近像近像变小
知识点3 放大镜、照相机、投影仪(七下P78)
1.放大镜
2.照相机
3.投影仪
知识点4 视觉形成与视力矫正(七下P78~84)
1.视觉的形成:眼球中的晶状体和角膜的共同作用相当于一个① 透镜,把来自物体的光会聚在② 上,形成物体③ 、④ 的实像,视网膜相当于⑤ 。视网膜上的感光细胞受到光刺激后发出信息到大脑形成视觉,我们就看到了物体。(2024.4)
2.眼睛的调节
(1)看近处的物体:晶状体变厚,对光的折射能力变⑥ 。
(2)看远处的物体:晶状体变薄,对光的折射能力变⑦ 。
3.视力缺陷与矫正
近视眼
远视眼
成因
眼球的前后径过长或晶状体曲度过大,来自远处物体的光聚焦在视网膜⑧______
眼球的前后径过短或晶状体曲度过小,来自近处物体的光聚焦在视网膜⑨______
矫正
方法
配戴⑩ 透镜
配戴⑪ 透镜
记忆
口诀
近前远后,近凹远凸
题型一 透镜对光的作用
(2024杭州滨江区期末)冰可以制成我们所学的透镜。早在西汉时期的《淮南万毕术》中记载有“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生。(如图)”“削冰令圆”就是把冰块制成凸透镜,凸透镜对光线有 作用,若要“火生”应把“艾”放在透镜的 位置。
例1题图
题型二 凸透镜成像规律
(2023绍兴中考)小敏透过水杯看见《科学作业本》上的“科”字呈如图所示的放大效果。下列选项中与其成像规律相同的是 ( )
例2题图
A B C D
针对训练2 将一蜡烛放在装有水的烧瓶前,调整蜡烛和烧瓶至如图所示位置,在墙壁上得到清晰的像。该像的性质是 ( )
针对训练2题图
A.缩小的虚像
B.放大的虚像
C.缩小的实像
D.放大的实像
题型三 解释凸透镜成像规律的应用
(2022绍兴中考)如图,小敏在家中做凸透镜成像实验,墙上出现一个倒立、缩小的像。下列说法正确的是 ( )
例3题图
A.墙上所成的烛焰像是虚像
B.手和透镜的影子是光的反射形成的
C.若透镜不动,蜡烛远离透镜,手和透镜的影子大小不变
D.若蜡烛不动,透镜靠近蜡烛,能再次呈现清晰的烛焰像
放大镜、照相机、投影仪的调节
成像原理
调节方法
放大镜
要使观察到的物体的像变大,应将放大镜稍微远离被观察物体;反之,稍微靠近被观察物体
照相机
要使拍摄到的物体大一些(或取景范围小一些),应将照相机镜头靠近物体;反之,镜头应远离物体
投影仪
要使屏幕上的像大一些,应将镜头靠近投影片,同时把投影仪稍微远离屏幕;反之,镜头远离投影片
针对训练3-1 (2024杭州钱塘区二模)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。下列说法正确的是 ( )
针对训练3-1题图
A.为扩大拍摄范围应将镜头靠近景物
B.为拍摄到更大的像,应将镜头远离景物
C.景物在2倍焦距以外才能成缩小的像
D.影像传感器上成的是正立的实像
针对训练3-2 (2025杭州拱墅区一模)如图甲所示是装在高处的广告投影灯,可在地面上投射出广告图标,其内部结构如图乙所示。
针对训练3-2题图
(1)人们看到的广告图标是广告片通过凸透镜在地面上成的 (选填“虚像”或“实像”)。
(2)人们能从各个方向看到地面上的广告图标是因为光在地面发生
(选填“漫”或“镜面”)反射。
(3)要使地面上的广告图标变得更大,可进行的操作是 。
题型四 视觉形成与视力矫正(2024.4)
如图所示,当我们看远处物体时,远处物体的光线正好聚焦在视网膜上。当我们从看远处物体改为看近处物体时(一般不小于10厘米),为了使近处物体成像在视网膜上,晶状体凸度和焦距的变化情况分别是 ( )
例4题图
A.晶状体凸度变大,焦距变短
B.晶状体凸度变大,焦距变长
C.晶状体凸度变小,焦距变短
D.晶状体凸度变小,焦距变长
针对训练4 为满足特殊人群的需求,有一种眼镜的镜片可以改变(如图甲),它的改变是通过在透明的薄膜中注入或抽出光学液体来实现。图乙是某人看远处物体时的成像情况,此时该人的视力缺陷和矫正时应选择的镜片是 ( )
甲 乙
针对训练4题图
A.近视眼,镜片Ⅰ B.近视眼,镜片Ⅱ
C.远视眼,镜片Ⅰ D.远视眼,镜片Ⅱ
探究凸透镜成像规律(2022年版课标要求学生必做探究实践活动)
实验
装置
主要器材:光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等
设计
与进
行实
验
测量
焦距
方法1:将凸透镜正对太阳光或平行光,拿一张纸在它的另一侧来回移动,直到纸上的光斑变得① ,此时② 的距离就是焦距
方法2:当光屏上承接到③ 的实像时,此时物距或像距的④ 即为凸透镜的焦距
器材
组装
点燃蜡烛,把蜡烛、透镜、光屏依次放在光具座上,调整它们的高低使它们的中心大致处于⑤ ,目的是⑥
实验
操作
(1)把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置上,调整光屏到凸透镜的距离,使蜡烛在光屏上成一个清晰的像
(2)将蜡烛逐次移近凸透镜,每次都调整光屏到凸透镜的距离,使蜡烛在光屏上成一个清晰的像,观察每次光屏上像的大小、正倒,以及其随物距减小的变化情况
实验
数据
收集
(1)当烛焰在光屏上成“倒立、缩小”“倒立、等大”“倒立、放大”的像时,测量并记录物距和像距
(2)当通过凸透镜观察到蜡烛正立、放大的像时,测量并记录物距,并观察像能否成在光屏上
实验
结论
(1)凸透镜成像规律
u⑯ f成实像,像物异侧
u⑰ f成虚像,像物同侧
(2)动态成像分析
成实像时,当蜡烛靠近凸透镜时,像⑱ 凸透镜,
像变⑲
交流与
反思
(1)光屏上找不到清晰像的原因
a.烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度
b.蜡烛在1倍焦距以内或在焦点处
c.光具座不够长(像距太大,超过了光具座的量程)
(2)随着蜡烛燃烧变短,蜡烛在光屏上的像会向⑳ 移动;若要蜡烛的像成在光屏中央,应将凸透镜和光屏同时向
㉑ 调节,或将蜡烛向㉒ 调节
(3)当用纸遮住凸透镜的一部分,光屏上烛焰的像㉓ ,但会变暗一些
(4)凸透镜上有污点或小虫时,光屏上㉔ 出现污点或小虫的像
材料
选择
(1)用发光二极管(F光源)代替蜡烛,亮度大,成像稳定,可以避免蜡烛燃烧变短、烛焰随风晃动的现象
(2)用带方格的光屏代替白色光屏,便于比较像的大小变化
(2025台州椒江区二模)某科学小组用图1所示的实验装置探究凸透镜成像的规律。
图1 图2
例题图
(1)实验时,要调整烛焰、凸透镜和光屏的中心处于同一 。
(2)图1中光屏上恰好成清晰的像,该像的性质是倒立、放大的
像。
(3)完成一次实验后,为了寻找普遍规律,若固定凸透镜不动,则接下来应该先移动 。
(4)小组同学改用图2装置来探究近视眼和远视眼的成因,当向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距将变大。此时烛焰在光屏上成清晰的像,用此模拟正常眼睛的成像。若为了模拟近视眼的成因,可向水透镜里 (选填“注水”或“抽水”)。
(5)若只移动图1中透镜,使光屏上再次成清晰的像,透镜应移到
厘米刻度处。
(6)保持图1中凸透镜位置不动,将蜡烛移动到光具座45.0厘米处,无论怎样移动光屏始终得不到像,原因是 ,要想看到此时的像,观察的方法是 。
(7)焦距标志着透镜对光的折射本领,于是科学小组与其他组的同学进行交流,利用Excel软件画出了“不同焦距下,像距v与物距u的关系图像”,如图3所示。
例题图3
①若其他小组的某同学选用凸透镜的焦距为10厘米,则他选用的凸透镜的“像距v与物距u的关系图像”是 (选填“A”“B”或“C”);
②当物距相同时,凸透镜的焦距越大,物体成实像时的像距越 ;
③进一步交流还发现:随着物距的增大,图线逐渐接近直线,直线对应的像距大小近似等于凸透镜的 。
参考答案
知识梳理 夯基础
知识点1 ①会聚 ②发散 ③
④ ⑤
⑥ ⑦
⑧
知识点2 ①倒立 ②缩小 ③实像 ④倒立
⑤等大 ⑥实像 ⑦倒立 ⑧放大 ⑨实像
⑩正立 ⑪放大 ⑫虚像
知识点3 ①凸 ②正立 ③凸 ④缩小 ⑤凸
⑥倒立
知识点4 ①凸 ②视网膜 ③倒立 ④缩小
⑤光屏 ⑥大 ⑦小 ⑧前 ⑨后 ⑩凹 ⑪凸
题型精讲 攻重难
例1 会聚 焦点
例2 D
针对训练2 D
例3 D
针对训练3-1 C
针对训练3-2 (1)实像 (2)漫 (3)增大投影灯离地距离,同时减小广告片与凸透镜的距离
例4 A
针对训练4 A
实验突破 提素养
实验 ①最小、最亮 ②光斑到凸透镜光心 ③倒立、等大 ④一半 ⑤同一高度 ⑥使像成在光屏中心 ⑦>2 ⑧实 ⑨=2 ⑩实
⑪< ⑫<2 ⑬实 ⑭< ⑮虚 ⑯> ⑰< ⑱远离 ⑲大
⑳上 ㉑下 ㉒上 ㉓依然完整 ㉔不会
例 (1)高度 (2)实 (3)蜡烛 (4)注水
(5)60.0 (6)此时物距小于1倍焦距,成正立、放大的虚像 眼睛在光屏一侧看向凸透镜 (7)①B
②大 ③焦距
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