内容正文:
1.5 透镜和视觉 学案(复习课)
班级:________ 姓名:________ 日期:________
一、学习目标
1. 区分凸透镜与凹透镜(中间厚/薄→会聚/发散→三条特殊光线)。
2. ★ 完整掌握凸透镜成像五区间规律(倒正/大小/虚实/像距范围/应用)。
3. 运用"一焦定虚实(F→虚/实分界)、二焦定大小(2F→大/小分界)"口诀快速判断。
4. 理解"物近像远像变大"(实像区)和虚像区规律。
5. 辨明近视眼(凹透镜矫正)和远视眼(凸透镜矫正)的成因。
6. 能完成补全光路、填光学元件、画折射光线等作图。
二、课前预习——知识框架填空
(一)透镜基础
图1 凸透镜三条特殊光线
1. 凸透镜:中间____、边缘____,对光有____作用。凹透镜:中间____、边缘____,对光有____作用。____________________________
2. ____是通过两球面球心的直线;____是薄透镜的中心,通过它的光线传播方向____。____________________________
3. 平行于主光轴的光经凸透镜后会聚在主光轴上的一点叫____。____到____的距离叫焦距。____________________________
★★★ 三条特殊光线(默写)★★★
凸透镜:①通过光心→________;②通过焦点→________;③平行于主光轴→________。____________________________
凹透镜:①通过光心→________;②延长线过虚焦点→________;③平行于主光轴→________。____________________________
(二)凸透镜成像规律(完成下表)
图2 光具座实验——成像规律探究
物距u
倒正
大小
虚实
像距v
应用
u>2f
______
______
______
f<v<2f
______
u=2f
______
______
______
v=2f
(测焦距)
f<u<2f
______
______
______
v>2f
______
u=f
—
—
(______)
—
(平行光)
u<f
______
______
______
|v|>u
______
4. 核心口诀:一焦定____(F是____像和____像的分界);二焦定____(2F是____和____的分界)。____________________________
5. 实像动态:物____→像____→像____(物近像远像变大)。虚像动态:物____→像____→像____(与实像区____)。____________________________
6. 当u=f时____成像,利用这点可测____:当光屏上得到____的实像时,u=v=____。____________________________
(三)凸透镜的应用
7. 照相机:物距满足____,成____、____的____像,像距范围____。想拍更大的像→镜头____(靠近/远离)物体。____________________________
8. 投影仪:物距满足____,成____、____的____像。投影片须____放置(屏幕上正立)。屏幕像变大→凸透镜____投影片。____________________________
9. 放大镜:物距满足____,成____、____的____像。在一倍焦距____,物距越大→放大倍数越____。____________________________
10. 显微镜:物镜相当于____,目镜相当于____。望远镜:物镜相当于____,目镜相当于____。____________________________
(四)眼睛与视力矫正
图3 眼球结构
11. 晶状体相当于____,睫状肌调节____,瞳孔相当于____,视网膜相当于____。____________________________
12. 视觉形成:光→____→____→____(成倒立缩小实像)→____→大脑。____________________________
13. 近视眼:晶状体曲度____(过凸)或眼轴____→成像在视网膜____→用____透镜矫正(使光____→推迟会聚)。____________________________
14. 远视眼:晶状体曲度____(过扁)或眼轴____→成像在视网膜____→用____透镜矫正(使光____→提前会聚)。____________________________
(五)透镜其他考点
15. 水中空气泡→对光有____作用(气泡两侧的水相当于____透镜)。____________________________
16. 凸透镜遮住下半部分→光屏上的像____(完整/只剩上半),但____变暗。____________________________
17. 蜡烛燃烧变短→光屏上的像向____移动(过光心光线方向不变→像点____)。____________________________
18. 不同色光经透镜:____光偏折最大(焦距最____),____光偏折最小(焦距最____)。____________________________
我的疑问
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
三、课堂探究
探究一:透镜类型的判别(四法)
图4 近视镜与远视镜
(1) 摸:中间____(厚/薄)→凸透镜(远视镜);中间____→凹透镜(近视镜)。____________________________
(2) 看书本字:把字____(放大/缩小)→远视镜(凸透镜);____→近视镜(凹透镜)。____________________________
(3) 太阳光:在纸上形成____亮斑→远视镜(凸透镜);形成____光斑→近视镜(凹透镜)。____________________________
(4) 对平行光:使光____→凸透镜;使光____→凹透镜。____________________________
探究二:凸透镜成像规律动态变化
(1) u从大于2f向f靠近(实像区):像变____,像距变____→应用:投影仪调焦。____________________________
(2) u从f向透镜靠近(虚像区):像变____,像距变____(注意和实像区____!)。____________________________
(3) 已知f=10cm,u=25cm时像距范围____。当u变为15cm时→成像变为____(性质+应用)。____________________________
(4) u从25→15→8cm的三段变化中,像依次是:____→____→____。____________________________
探究三:视力缺陷与矫正
图5 近视眼/远视眼——成像位置和矫正方法
(1) 近视眼:成像在视网膜____(前/后),用____透镜矫正→光路是使光____。____________________________
(2) 远视眼:成像在视网膜____(前/后),用____透镜矫正→光路是使光____。____________________________
(3) 近视眼看不清____(近/远)处的物体;远视眼看不清____处的物体。____________________________
(4) 给近视眼前面加凸透镜→像会________(更前/更后),加凹透镜→像会________。____________________________
探究四:焦距范围推断
(1) u1=30cm成倒立缩小实像→u1____2f→f____15cm。____________________________
(2) u2=20cm成倒立放大实像→f____u2____2f→f____20cm且f____10cm。____________________________
(3) 联立:____cm < f < ____cm。结论:取____集。____________________________
(4) 已知u=36cm成缩小像,v=18cm→判断f的范围:____。____________________________
探究五:光路作图
图6 补全光路——三条特殊光线运用
图7 广州中考——焦点判断和光路作图
(1) 补全光路的核心方法:遇到平行线→用____的特殊光线;遇过光心的线→用____的光线。____________________________
(2) 虚线框补元件:出射光比入射光更____(会聚/发散)→中间厚框=____。反之=____。____________________________
(3) 从平行光经透镜找焦点:平行于主光轴→折射后交于____→量取到光心距离=____。____________________________
四、例题学习
例题1 —— 透镜类型判断
水中有一空气泡,水平光射入后是( )A.会聚 B.发散 C.不汇聚也不发散
分析:气泡形状→两侧水相当于两个____透镜→对光____作用。答案:____。____________________________
例题2 —— 近视/远视辨析
关于近视眼成像原理和矫正方法,正确的是( )
A.①③ B.②④ C.②③ D.①④
分析:近视→晶状体过____→成像在视网膜____→用____透镜→对应图____。答案:____。____________________________
例题3 —— 成像规律综合
f=10cm。蜡烛移到30cm处→u____2f→成____像(照相机),光屏向____移。
蜡烛移到14cm处→____<u<____→成____像(投影仪)。
蜡烛移到5cm处→u____f→成____像(放大镜),____呈现在光屏上。
加近视镜后→光屏应____移(发散→推迟会聚→像距变____)。
例题4 —— 焦距推断
已知u1=30cm成倒立缩小实像,u2=20cm成倒立放大实像。f的范围=?
由缩小→u1>____→f<____cm。由放大→f____u2____2f→____<f<____。取交集→____cm<f<____cm。____________________________
五、课堂练习
A组 基础巩固(每题2分,共10分)
1. 凸透镜成像实验中,蜡烛移到f以内→下列说法正确的是( )
A.光屏上成倒立像 B.光屏上成正立像 C.不能成像 D.眼睛通过透镜能看到正立放大的虚像
____________________________
2. 关于近视眼和远视眼,错误的是( )
A.近视眼看不清远处物体 B.远视眼戴凸透镜 C.近视眼戴凸透镜 D.近视眼成像在视网膜前
____________________________
3. 物体在凸透镜前20cm处成倒立放大像→透镜焦距约为( )
A.10cm B.12cm C.20cm D.25cm
____________________________
4. 用黑纸遮住凸透镜下半部分→光屏上的像( )
A.上半部分没有了 B.下半部分没有了 C.整个像缩小了 D.整个像变暗了
____________________________
5. 小明用凸透镜看远处景物→成倒立缩小实像(照相机)。他改为看近处书本→想看清字应( )
A.眼睛靠近透镜 B.透镜靠近书本 C.透镜远离眼睛使u>2f D.透镜远离眼睛使u<f
____________________________
B组 能力提高(每题3分,共12分)
6. 物体放在距凸透镜12cm处→在透镜另一侧光屏上成倒立放大的像。若物体放在距透镜8cm处→所成像一定是( )
A.倒立放大实像 B.正立放大虚像 C.倒立缩小实像 D.不能确定
____________________________
7. 凸透镜先后看刻度尺(透镜紧贴→远离),像的顺序是( )
A.正大→正大→倒小→倒大 B.正大→正小→倒小→倒大 C.正大→正小→倒大→倒小 D.正小→正大→倒小→倒大
____________________________
8. 蜡烛燃烧变短→像上移。若只调蜡烛→向____调。若只调透镜→向____调。若只调光屏→向____调。
____________________________
9. 作图题(在背面完成):
(1) 完成凸透镜光路图(已知入射光线→画折射光线)。
(2) 虚线框填合适透镜(入射平行光→出射发散光)。
(3) 画出物体AB经凸透镜的像(标注F、2F,画出光路)。
六、课堂小结
完成知识要点梳理:
______________________________________________________________________
透镜分类:①凸透镜→中间____→对光____;②凹透镜→中间____→对光____
★★★ 成像五区间:u____2f→照相机(倒小实);u____2f→等大(测焦距);____<u<____→投影仪(倒大实);u____f→不成像;u____f→放大镜(正大虚)
核心口诀:一焦定____(____的分界),二焦定____(____的分界)
动态:实像区:物____→像____→像____。虚像区:物____→像____→像____(与实像区____)
视力:近视→晶状体过____→像在视网膜____→戴____。远视→晶状体过____→像在视网膜____→戴____。
______________________________________________________________________
七、课后作业
1. 实验回顾:回顾凸透镜成像探究实验的规范操作流程(共轴调节→找像→u>2f→f<u<2f→u<f→记录数据→分析规律)。在笔记本上写出完整的实验报告。
2. 焦距推断:物体距凸透镜40cm时成倒立缩小实像,距20cm时成倒立放大实像,距10cm时一定成什么像?请画图说明。
3. 综合计算:如图所示(图9),AC为入射光线CB为折射光线,AO=10cm且AO<OB。求焦距f的范围。
4. 透镜度数:查阅资料,了解眼镜度数=100/f(f单位m),计算+200度远视镜的焦距。
参考答案
(先独立完成再核对。)
二、课前预习 答案
1. 厚/薄/会聚/薄/厚/发散
2. 主光轴/光心/不变
3. 焦点/焦点/光心
★★★:凸透镜①方向不变②折射后平行射出③折射后过焦点。凹透镜①方向不变②折射后平行射出③反向延长线过虚焦点。
4. 虚实/F/虚实/大小/2F/放大/缩小
5. 近/远/变大/近/近/变小/完全相反
6. 不/焦距/倒立等大/2f
7. u>2f/倒立/缩小/实/f<v<2f/靠近
8. f<u<2f/倒立/放大/实/倒立/靠近
9. u<f/正立/放大/虚/内/大
10. 投影仪/放大镜/照相机/放大镜
11. 凸透镜/焦距/光圈/光屏
12. 角膜/晶状体/视网膜/视神经
13. 过大/过长/前方/凹/发散
14. 过小/过短/后方/凸/会聚
15. 发散/凹
16. 完整/整个像
17. 上/随着蜡烛一起升高
18. 紫/短/红/长
三、课堂探究 答案
探究一:(1)厚/薄 (2)放大/缩小 (3)明亮小亮斑/大而暗光斑 (4)会聚/发散。
探究二:(1)大/大 (2)小/小/完全相反 (3)f<v<2f(10<v<20cm)/倒立放大实像(投影仪) (4)倒立缩小实像→倒立放大实像→正立放大虚像。
探究三:(1)前/凹/发散 (2)后/凸/会聚 (3)远/近 (4)更前→更模糊/后移→变清晰。
探究四:(1)>,< (2)<,<,<,> (3)10,15,交 (4)u=36>2f→f<18cm; v=18<2f→同时v>f→f<18cm; 缩小时v<2f且u>2f→10cm<f<18cm。
探究五:(1)平行过焦点或过焦点平行/过光心方向不变 (2)会聚/凸透镜/凹透镜 (3)焦点/f。
四、例题 答案
例1:凹/发散/B。例2:凸/前方/凹/①④/D。
例3:>2f/倒立缩小实/左/f/2f/倒立放大实/<f/正立放大虚像/不能/右/大。
例4:2f/15/<,</10/20/10/15。
五、课堂练习 答案
A组:1.D(u<f→虚像不能用光屏承接,眼睛直接看透镜可以看到) 2.C(近视=凹透镜不是凸透镜) 3.B(u=20cm,成倒立放大实像→f<20<2f→10<f<20→B:12cm) 4.D(遮一半→像完整但变暗) 5.B(看字需u<f成放大虚像→透镜靠近书)。
B组:6.B(u=12cm成倒立放大实像→f<12<2f→6<f<12。u=8cm时可能8>f或8<f。若f>8则u<f→正立放大虚像;若f<8则f<u<2f→倒立放大实像。题干未给v无法确定f→8<f?必须确定。重新分析:u=12cm成倒立放大→12在f和2f之间。f最小=6+(趋于6),最大<12。对u=8:如果f≈7,8>f→f<u<2f→倒立放大实像;如果f≈9,8<f→正立放大虚像。所以不确定→D。等等——不对,要仔细判断。u=12成倒立放大实像→f<12<2f→6<f<12。f∈(6,12)。u=8时,可能8>f或8<f。如果f∈(6,8)则8>f→成实像(f<u<2f→因f>6,2f>12,8<2f→倒立放大实像)。如果f∈(8,12)则8<f→正立放大虚像。无法确定!→D。
7.C(透镜紧贴刻度尺→u<f→正立放大虚像→丙。透镜远离u增大→正立放大虚像逐渐缩小→戊。透镜继续远离→u>f进入实像区→倒立缩小实像→乙。再远离→倒立缩小实像但像距更小→丁。顺序:丙→戊→乙→丁→C)。8.上/下/上。9.略。
七、课后作业 提示
2. 由u=40缩小→f<20cm;由u=20放大→f>10cm。故10<f<20。u=10: 若f→10+则u<f→正立放大虚像;若f→20-则但u=10<f→仍虚像。无论f取何值,u=10<f→正立放大虚像。
3. AC入射→CB折射→A点发出的光→B是A的像。AO=u=10cm, OB=v, AO<OB→v>u→成倒立放大实像→f<u<2f即f<10<2f→5<f<10cm→f≈8cm。
4. D=100/f → f=100/D=100/200=0.5m=50cm。
学科网(北京)股份有限公司
$