人教版物理 八年级上册 透镜及其应用 基础型.docx
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人教版物理八年级上册透镜及其应用基础型
课题:
《透镜及其应用》
教学目标:
1.认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用;
2.知道凸透镜成像的规律;
3.了解凸透镜成像的应用——照相机、投影仪、放大镜;
4.了解人眼成像的原理,了解近视眼和远视眼的成因与矫正办法;
5.了解显微镜和望远镜成像的原理。
教学难点:
1.凸透镜成像的规律;
2.凸透镜成像的应用
教学方法:
互动式教学
教学过程:
1.检查反馈
2.情景引入
3.精讲精练
知识点1:
凸透镜和凹透镜
知识点2:
生活中的透镜
知识点3:
凸透镜成像的规律
知识点4:
眼睛和眼镜
知识点5:
显微镜和望远镜
4.课堂训练
5.课堂小结
6.作业
【知识网络】
【精讲精练】
专题1:
透镜
1.凸透镜和凹透镜
(1)透镜:
由透明材料磨制而成,两个折射面都是球面或一面是球面另一面是平面的透明体。
(2)凸透镜:
中间厚、边缘薄的透镜。
(3)凹透镜:
中间薄、边缘厚的透镜。
(4)主光轴:
通过透镜两个球心的直线。
(5)光心:
主光轴上的一点,通过此点的光线传播方向不改变。
薄透镜的光心在它的几何中心上,通常用字母O表示。
2.透镜对光的作用
(1)凸透镜对光有会聚作用,因此凸透镜又称为会聚透镜;
(2)凹透镜对光有发散作用,因此凹透镜又称为发散透镜。
3.焦点与焦距
(1)焦点:
凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点,这个点叫做焦点,用F表示。
(2)焦距:
焦点到光心的距离,用f表示。
不同透镜的焦距是不同的。
凸透镜焦距的长短反映了会聚作用的强弱,焦距越短,会聚作用越强,即光线经过凸透镜后偏折的程度越大。
【归纳总结】平行于主光轴的光线经凹透镜折射后成为发散光线,发散光线的反向延长线相交于一点,这个点叫凹透镜的焦点,如上图所示。
凸透镜的焦点是实际光线会聚而成的,称为实焦点;凹透镜的焦点是折射光线的反向延长线相交而成的,称为虚焦点。
例1(甘肃中考):
请你在如图所示
的虚线框内分别画出一个适当的光学器件,
使它能够满足图中光路的要求。
4.透镜光路中的三条特殊光线
(1)平行于主光轴的光线经折射后过焦点
(凹透镜:
折射光线的反向延长线过虚焦点);
(2)过焦点的光线经折射后与主光轴平行(对凹透镜来说是入射光的延长线过虚焦点);
(3)过光心的光线不改变传播方向。
即:
平行过焦点,过焦点平行,过光心不变。
例2(重庆中考):
如图所示的是一束平行于主光轴并
射向凹透镜的入射光线,请画出穿过凹透镜后的折射光线。
专题2:
生活中的透镜
1.照相机
(1)结构组成:
镜头、调焦环、光圈环、快门、暗箱、底片等。
(2)成像情况:
照相机的镜头相当于一个凸透镜,
胶片相当于光屏,调节镜头到胶片的距离,胶片上会出
现景物清晰、倒立、缩小的实像,如图所示。
(3)调节和使用方法:
A.拍摄近处的景物时,旋转镜头上的调焦环,使镜头往前伸,增大像距使胶片上出现清晰的像;
B.拍摄远处的景物时,镜头往后缩,减小像距使胶片上出现清晰的像。
C.光圈控制进入照相机的光的多少,快门控制进光时间,二者共同控制曝光量。
D.通过镜头的伸缩改变景物与镜头、胶片与镜头间的距离,从而达到成清晰像的目的。
2.投影仪
(1)成像情况:
投影仪的镜头是一个凸透镜,当物体、凸透
镜和光屏的位置适当时,在光屏上会得到物体倒立、放大的实像。
(2)调节方法:
要使屏幕上得到的像更大一些,可使屏幕适
当远离镜头,同时使镜头靠近投影片。
例3(山东潍坊中考):
如上图所示,是上课经常使用的投影仪,请按要求回答:
(1)平面镜的作用是
(2)灯泡的作用是
(3)若在屏幕上的像比较模糊(与投影片无关),调整方法是
3.放大镜
(1)成像原理:
放大镜是凸透镜的直接利用。
把放大镜放在物体的上方,适当调整距离,可以看到物体成正立、放大的虚像。
(2)成像特点:
A.被观察物体的像被放大了;
B.物体和通过放大镜所成的像在透镜的同侧
C.物体通过放大镜所成的像是正立、放大的像
(3)调节方法:
要使看到的物体的像更大一些,可使放大镜适当远离被观察的物体。
专题3:
实像和虚像
实像
虚像
定义
实际光线会聚而成
实际光线的反向延长线相交而成
表现
能被光屏承接
不能被光屏承接
能量
有能量,能使胶片感光
无能量,不能使胶片感光
实例
照相机成像、投影仪成像、小孔成像
平面镜成像、放大镜成像
专题4:
凸透镜成像规律
1.实验操作:
(1)选用与探究凸透镜成像实验相关的器材;
(2)设法获取凸透镜的焦距;
(3)点燃蜡烛,调整凸透镜和光屏的高度,
使它们的中心跟蜡烛的中心大致在同一水平线上;
(4)让烛焰经凸透镜成放大的实像,记下此时的物距(u)和像距(v)的值;
(5)让烛焰经凸透镜成等大的实像,记下此时的物距(u)和像距(v)的值;
(6)让烛焰经凸透镜成缩小的实像,记下此时的物距(u)和像距(v)的值;
(7)让烛焰经凸透镜成放大的虚像,记下此时的物距(u)和像距(v)的值。
2.实验结论:
物距
像的特点
像距
应用
位置
倒正
大小
虚实
u>2f
与物异侧
倒立
缩小
实像
f 照相机 u=2f 与物异侧 倒立 等大 实像 v=2f / f 与物异侧 倒立 放大 实像 v>2f 投影仪 u=f / / / / / u 与物同侧 正立 放大 虚像 / 放大镜 【归纳总结】 (1)一倍焦距内外分虚实(即物体在一倍焦距以内成虚像,一倍焦距以外为实像); (2)二倍焦距内外分大小(即物距小于二倍焦距,成放大的像;物距大于二倍焦距成缩小的像); (3)实像总是异侧倒立的,虚像总是同侧正立的。 例4: 在用焦距为10cm的凸透镜来探究成像规律的实验中。 (1)如图 所示,将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上。 点燃蜡烛后,调节凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与烛焰中 心大致在同一高度。 其目的是使像成在_______________。 (2)当烛焰距凸透镜15cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰的倒立、_____(选填“放大”或“缩小”)的实像。 专题5: 眼睛和眼镜 1.结构: 如图所示,晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透 镜,它把来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体的像;睫状体起 到改变晶状体的形状从而改变晶 状体的焦距的作用。 2.眼睛的调节: 如图所示,当眼睛看近处的物体时,睫状体 收缩,晶状体变厚,折射作用增强,来自物体的光会聚在视网膜 上,从而产生视觉。 当看远处的物体时,睫状体放松,晶状体变 薄,折射作用减弱,来自远处物体的光会聚在视网膜上,从而产 生视觉。 3.近视眼及其矫正 (1)近视眼: 由于晶状体太厚,折光能力太强, 或者眼球在前后方向上太长,来自远处物体的光会聚 于视网膜前,使人看不清远处的物体,如图甲所示。 (2)矫正: 在光进入眼睛之前,先经过凹透镜进行发散,再经晶状体会聚,使来自远处物体的光会聚于视网膜上,从而看清物体,如图乙所示。 4.远视眼及其矫正 (1)远视眼: 晶状体太薄,折光能力太弱,或者 眼球在前后方向上太短,像会聚于视网膜后,使人看不 清近处的物体,这就是远视眼,如图甲所示。 (2)矫正: 由于凸透镜对光有会聚作用,来自近处物体的光经凸透镜会聚一些后,再经过晶状体会聚于视网膜上,即远视眼的人应戴凸透镜进行矫正,如图乙所示。 【归纳总结】 (1)透镜焦距f的长短标志着折光本领的大小。 焦距越短,折光本领越大,通常把透镜焦距的倒数叫做透镜焦度,用F表示,即F=1/f。 (2)透镜的焦距是0.5m,它的焦度就是1/0.5m=2m-1,平时说的眼镜片的度数,就是镜片的透镜焦度乘以100的值。 例如,100度远视镜片的透镜焦度是1m-1,它的焦距是1m。 (3)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。 (4)正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离叫明视距离,大约25cm。 近视眼的明视距离小于25cm,远视眼的明视距离大于25cm。 例5(山东菏泽中考): 下列四幅图中,能正确表示近视眼成像情况的是,能正确表示近视眼矫正方法的是。 专题6: 显微镜与望远镜 1.显微镜 (1)工作原理: 两次成像,两次放大。 (2)结构: A.物镜: 靠近物体一侧的透镜组,相当于一个凸透镜,f2f。 B.目镜: 靠近眼睛一侧的透镜组,相当于一个凸透镜,u C.反光镜: 分平面镜和凹面镜两个面。 D.载物片: 装载被观察物体。 2.望远镜 (1)工作原理: 两次成像,先缩小,后放大。 (2)结构: A.物镜: 焦距大,u>2f,v≈f,像在焦点外侧,成倒立、缩小的实像,口径尺寸大,便于会聚更多的光线,使成像更明亮。 B.目镜: 焦距小,u C.种类: (1)折射式望远镜、开普勒望远镜: 物镜、目镜都是凸透镜; (2)伽利略望远镜: 物镜为凸透镜,目镜为凹透镜; (3)反射式望远镜: 物镜为凹透镜,目镜为凸透镜。 【课堂训练】 一、填空题 1.在探究凸透镜成像规律的时候,应先将凸透镜的光心、烛焰的中心、光屏的中心调整到,这样才能使烛焰的像成在_________。 2.将点燃的蜡烛沿凸透镜的主轴,从大于二倍焦距处逐渐向透镜移动时,在光屏上可先观察到_____、_____的实像,当蜡烛移到距凸透镜二倍焦距时可观察到_____、_____的实像,接着移动蜡烛可观察到_____、_____的实像,最后在光屏上观察不到像了,可在凸透镜的另一侧观察到_____、_____的虚像。 (填“正立”或“倒立”、“放大”或“缩小”) 3.如图所示的四块玻璃制成的透镜中,属于凸透镜的是, 属于凹透镜的是。 对透过的光线有会聚作用的透镜的是, 对透过的光线有发散作用的透镜的是(写字母)。 4.照相机的镜头相当于一个镜,照相时在底片上形成一个像。 为了使远近不同的景物在底片上形成清晰的像,需要旋转镜头上的(光圈/快门/旋钮),调节镜头到底片的距离;拍摄远的景物时,需要调节镜头到底片的距离(近/远)一些。 5.望远镜、显微镜都至少有两个透镜组成,靠近物体的透镜叫,靠近人眼的叫。 6.把幻灯片放在教学用的投影仪上,如果要使屏幕上得到更大的清晰的像, 如图所示,应使投影仪(填“远离”或“靠近”)屏幕,并把透镜向 (填“上”或“下”)移动。 7.为了防止森林火灾,在森林里不允许随地丢弃透明的饮料瓶,这是由于雨水进入饮料瓶后对光的作用相当于一个镜,它对太阳光的作用,可能会导致森林火灾。 8.如图甲、乙是镜头焦距不同的两架相机,它们所用的底片规格是相同的.分别用它们在同一位置拍摄同一景物。 我们可以判定在图中,照片____是用相机甲拍摄的,照片____是用乙拍摄的。 二、选择题 9.下列说法中,正确的是() A.凸透镜是很厚的透镜,凹透镜是很薄的透镜。 B.王奶奶戴的老花镜对光有会聚作用。 C.小明戴的近视眼镜的镜片中央比边缘厚。 D.凸透镜的两个焦点之间的距离叫焦距。 10.一个焦距是10cm的凸透镜,当物体从离透镜20cm处逐渐移向30cm处的过程中() A.像逐渐变大,像距逐渐变小B.像逐渐变小,像距逐渐变大 C.像逐渐变大,像距逐渐变大D.像逐渐变小,像距逐渐变小 11.如果要使距透镜15cm处的光屏上得到物体的清晰、缩小的实像,则应选择的凸透镜的焦距为() A.5cmB.10cmC.15cmD.20cm 12.物体沿凸透镜主光轴从2倍焦距处匀速向外移动的过程中,像的大小和速度将() A.像变大,速度变大B.像变大,速度不变C.像变小,速度变小D.像变小,速度不变 13.要在光屏上得到跟物体一样大小的像,下列元件中应选用() A.平面镜B.凸透镜C.凸面镜D.凹透镜 14.摄影师利用“135”照相机对着一学生拍完一张全身像后,接着对站立不动的该生再拍一张半身像,则摄影师应() A.缩短相机与学生距离,同时将镜头内缩B.缩短相机与学生距离,同时将镜头外推 C.增大相机与学生距离,同时将镜头内缩D.增大相机与学生距离,同时将镜头外推 15.在做凸透镜成像实验中,烛焰在光屏上成一实像,如果这时用硬纸板将凸透镜遮住一半,则() A.屏上不能成像B.屏上不能成完整的像 C.屏上仍能成完整的像,但比原来暗D.屏上仍能成完整的像,且和原来的像没有任何不同 16.报纸上放有小明的近视眼镜、爸爸的老花眼镜、奶奶度数更深的老花眼镜及妈妈的平光眼镜如图所示,则奶奶的眼镜是图中的() 三、作图题 17.完成下列各光路 18.在如图2中的方框内填入适当的透镜,在如图3所示,完成图中光路图。 19.在图4中画出AB所成的像 四、实验探究题 20.在“探究凸透镜成像的规律”的实验中。 (1)实验时,应使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在。 (2)所用凸透镜的焦距为10cm。 某同学的实验数据如下表。 次数 物体到凸透镜 的距离cm 像到凸透镜 的距离cm 像的大小 (放大或缩小) 像的正倒 l 30 15 缩小 倒 2 20 20 等大 倒 3 14 35 放大 倒 4 10 / 不成像 / 5 8 / 放大 正 ①分析1、2、3次实验的数据可知。 ②在第5次实验中,从一侧透过透镜看到在一侧放大的像。 21.小明做“探究凸透镜成像规律”的实验,所用 凸透镜焦距为10cm.实验过程中,如图2所示, 光屏上可得一个清晰的像,这个像是(选填 “倒立”或“正立”),(选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像。 生活中就是利用这个原理制成的。 图中若固定凸透镜,将蜡烛移到30cm刻线处,再向(选填“左”或“右”)移动光屏到适当位置,又可在屏上得到一个清晰的像。 22.小华在观察凸透镜成像的条件的实验中: (1)把蜡烛、凸透镜、光屏从左向右依次放在同一上,点燃蜡烛并调整烛焰、凸透镜、光屏的高度,使它们的中心大致在同一。 (2)确定像的位置时,沿凸透镜主光轴移动光屏,直到光屏上出现明亮的烛焰像。 (3)从蜡烛到凸透镜距离等于2倍焦距处开始,向焦点方向移动蜡烛,在这过程中,像到透镜的距离(增大/减小/不变),像(变大/变小/不变) (4)实验得到的结论是: 凸透镜成放大实像的条件是: ; 凸透镜成缩小实像的条件是: ; 凸透镜成放大虚像的条件是: 。 《透镜及其应用》答案 【精讲精练】 例1: 例2: 例3: (1)改变光的传播方向,使像成在屏幕上 (2)增加投影片的亮度,使投影更清晰 (3)适当调整镜头与投影片的距离、屏幕与投影仪的距离 例4: (1)光屏的中央 (2)变大 例5: C;A 【课堂训练】 一、填空题 1.同一高度;光屏中央2.倒立;缩小;倒立;等大;倒立;放大;正立;放大 3.bd;ac;bd;ac4.凸透;旋钮;近5.物镜;目镜 6.远离;下7.凸透;会聚8.A;B 二、选择题 题号 9 10 11 12 13 14 15 16 答案 B D B C A B C A 三、作图题 17. 18. 19. 四、实验题 20. (1)同一高度 (2)①物距越小,像距越大,像越大 ②光屏;蜡烛 21.倒立;放大;投影仪;左 22. (1)水平面;高度 (2)清晰 (3)增大;变大 (4)f2f;u
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