光的折射透镜2.docx
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光的折射透镜2.docx
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光的折射透镜2
第四章光的折射透镜
三、探究凸透镜的成像规律
十一、探究凸透镜的成像规律:
器材:
凸透镜、光屏、蜡烛、光具座(带刻度尺)
口诀:
一倍焦距分虚实、二倍焦距分大小;虚像正物像同侧,实像倒物像异侧;物远实像小,焦点内放大。
注意事项:
“三心共线”:
蜡烛的焰心、透镜的光心、光屏的中心在同一直线上;又叫“三心等高”
注意:
实像是由实际光线会聚而成,在光屏上可呈现,可用眼睛直接看,所有光线必过像点;虚像不能在光屏上呈现,但能用眼睛看,由光线的反向延长线会聚而成;
成像条件物距(u)
成像的性质
像距(v)
应用
u﹥2f
倒立、缩小的实像
f﹤v﹤2f
照相机
u=2f
倒立、等大的实像
v=2f
f﹤u﹤2f
倒立、放大的实像
v﹥2f
投影仪、幻灯机、电影
u=f
不成像
0﹤u﹤f
正立、放大的虚像
v﹥u
放大镜
⑴物距(u):
物体到透镜的距离。
⑵像距(v):
像到透镜的距离
⑶所用透镜f=10cm
在光具座上(或水平桌面上)至左向右依次放置蜡烛、凸透镜和光屏,点燃蜡烛,并调节三者中心大致在同一高度上。
使烛焰从距凸透镜教远逐次靠近透镜,每次都调节光屏与凸透镜的距离,直到光屏上出现清晰的像。
⑴当蜡烛在光屏上成清晰、倒立、缩小的像时,测量并记录:
u=v=
⑵当蜡烛在光屏上成清晰、倒立、等大的像时,测量并记录:
u=v=
⑶当蜡烛在光屏上成清晰、倒立、放大的像时,测量并记录:
u=v=
⑷当通过透镜能观察到烛焰正立、放大的像时,测量并记录:
u=这个像能成在光屏上吗?
注:
a.实像:
是能够在光屏上呈现的像,它是由实际光线会聚而形成的,什么叫虚像前面我们已经学过
物距
像距
像的性质
观察光屏
像与物
在镜的
放大或缩小
倒立或正立
实像或虚像
u>2f
2f>v>f
缩小
倒立
实像
有清晰像
两侧
u=2f
v=2f
等大
倒立
实像
有清晰像
两侧
2f>u>f
v>2f
放大
倒立
实像
有清晰像
两侧
u=f
/
不成像
f>u
/
放大
正立
虚像
不成像
同侧
.如图所示,在发光的灯泡附近放置一凸透镜,在远处的墙上出现了灯丝清晰的像.关于此像下列说法中正确的是
A.像是正立的B.像是放大的
C.像是虚像D.像比灯丝亮
.如图所示,在光屏上恰能看到一清晰的像。
则像的性质是
A.倒立缩小的实像
B.正立放大的虚像
C.倒立放大的实像
D.正立缩小的虚像
.在“研究凸透镜成像”的实验中,当物体从距离凸透镜较远处移向焦点的过程中,下列说法中正确的是
A.像越来越大,且为正立的实像
B.像越来越大,且为倒立的实像
C.像越来越小,且为正立的实像
D.像越来越小,且为倒立的实像
.让一束平行光经过一透镜,在光屏上得到一个最小、最亮的光斑(如图所示),小明用此透镜做“探究透镜成像规律”的实验。
下列说法不正确的是
A.当物体距透镜5cm时,成正立的像
B.当物体距透镜15cm时,成倒立、放大的实像
C.当物体从距透镜20cm处向远离透镜的方向移动时,所成的像逐渐变小
D.当物体从距透镜20cm处向透镜的方向移动时,要得到清晰的像,应使光屏靠近透镜
.如图所示,用焦距为10cm的凸透镜,观察一张印有2014年南京青奥会会徽的图片,此时图片到凸透镜的距离应
A.大于10cm小于20cm
B.等于20cm
C.小于10cm
D.大于20cm
.测绘人员绘制地图时,需从高空向地面照相,若使用的相机镜头焦距为50mm,则胶片到镜头的距离
A.大于100mmB.等于50mm
C.小于50mmD.介于50mm和100mm之间
.某同学在探究“凸透镜成像规律”时,总结的三个实验结论如表,其中正确的是
A.实验1B.实验2C.实验3D.实验2和实验3
实验序号
物距u
像的性质
像距v
实虚
大小
正倒
1
u>2f
实像
缩小
倒立
f<v<2f
2
f<u<2f
实像
缩小
正立
v>2f
3
u<f
虚像
放大
倒立
∣v∣>u
.如图是物体S通过凸透镜成像的示意图,当物体S放在哪个位置时,才能产生图中所成的像S′
A.u>2fB.f
.一物体放在距凸透镜20cm处时,在另一侧距凸透镜6cm处的光屏上出现了一个清晰的像。
那么该透镜的焦距可能是
A.3cmB.5cmC.7cmD.9cm
.如图是小明探究“凸透镜成像规律”时观察到的现象,下列哪种光学仪器的成像原理与其相同
A.投影仪B.照相机C.放大镜D.近视眼镜
.小王同学用光具座做凸透镜成像实验时,蜡烛的像成在了光屏上侧,为了使蜡烛的像能成在光屏中央,以下操作可达到目的的是
A.将凸透镜往上移
B.将光屏往下移
C.将蜡烛往上移
D.将蜡烛往下移
.将一物体分别放在甲、乙两凸透镜前相等距离处,通过甲透镜成缩小的像,通过乙透镜成等大的像.由此可推断:
所成的____(都是实像/都是虚像/一个是实像、一个是虚像),甲透镜的焦距____(小于/等于/大于)乙透镜的焦距.
.在探究凸透镜成像规律时,先将凸透镜正对太阳光,把一张纸放在它的另一侧,当纸上呈现一个最小光斑时,测得光斑到凸透镜的距离为10cm,则凸透镜的焦距是__cm.再调节烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心大致在同一高度,并处在____.物距为30cm时,在光屏上成一个倒立、____的实像.
.某兴趣小组做“探究凸透镜成像的规律”的实验.
(1)如图所示,将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平桌面上,点燃蜡烛后,调节烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心位于________,其目的是使像成在________.
(2)小明将蜡烛由距透镜90cm处移至距透镜120cm处的过程中,在光屏上所成的像与透镜间的距离均约为5cm.透镜的焦距约为____cm,判断的依据是____________.
(3)小虎将蜡烛、凸透镜和光屏调到如图所示位置时,在光屏上得到了一个清晰的像,这个像一定是____(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的.
(4)小红同学将蜡烛和透镜固定,无论怎样移动光屏,都不能在光屏上得到清晰的像,原因可能是____________________________(写出一个).
.在“探究凸透镜成像规律的实验”中,将蜡烛、焦距等于10cm的凸透镜、光屏放在光具座上,如图所示,调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度,把凸透镜固定在50cm处。
(1)将蜡烛放在A点,光屏在B位置上,为了找到清晰的像,应将光屏向________(填“左”或“右”)移动。
(2)依次改变蜡烛的位置,移动光屏,直到找到清晰的像。
记录的数据如下表
次数
1
2
3
4
5
6
物距(cm)
40
35
30
25
20
15
像距(cm)
13.5
14
15
16.7
20
30
①在1~4次实验中,所成的像为倒立、_______的实像。
②第6次的像比第5次的像________(填“大”或“小”)。
(3)将蜡烛放在C点,观察到烛焰的正立、放大的虚像后,若希望看到更大的虚像,应将蜡烛向______(填“左”或“右”)移动。
.如图所示,凸透镜的焦距为10cm.实验时应先调整光屏的____,以保证烛焰的像能成在光屏的____,若保持图中透镜的位置不变,将蜡烛移至光具座的“20cm”刻度处,则应在____cm刻度范围内移动光屏寻找像(选填“60-70”或“大于70”).直至光屏上的像最____为止。
四、照相机与眼睛视力的矫正、望远镜与显微镜
照相机:
1、镜头是凸透镜;2、物体到透镜的距离(物距)大于二倍焦距,成的是倒立、缩小的实像;
投影仪:
1、投影仪的镜头是凸透镜;2、投影仪的平面镜的作用是改变光的传播方向;3、物体到透镜的距离(物距)小于二倍焦距,大于一倍焦距,成的是倒立、放大的实像;
注意:
照相机、投影仪要使像变大,应该让透镜靠近物体,远离胶卷、屏幕。
放大镜:
放大镜是凸透镜;放大镜到物体的距离(物距)小于一倍焦距,成的是放大、正立的虚像;注:
要让物体更大,应该让放大镜远离物体;
凹透镜始终成缩小、正立的虚像;
眼睛的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏(胶卷);
近视眼看不清远处的物体,远处的物体所成像在视网膜前面,晶状体太厚,需戴凹透镜矫正;
远视眼看不清近处的物体,近处的物体所成像在视网膜后面,晶状体太薄,需戴凸透镜矫正;
显微镜由目镜和物镜组成,物镜、目镜都是凸透镜,它们使物体两次放大;
望远镜由目镜和物镜组成,物镜使物体成缩小、倒立的实像,目镜相当于放大镜,成放大的像;
照相机
照相机的主要结构有哪些?
⑴镜头:
相当于一个凸透镜
⑵胶片:
相当于光屏(在胶片上形成一个倒立、缩小的实像)
物体经照相机拍摄后,所成像的性质是怎样的?
照相机的原理是什么?
(1)①被照物体的范围:
u>2f;②成像的范围:
f
(2)照相机的调节:
应在范围u>2f内调节,即:
U↓→v↑→像↑
照相机的原理:
当物距大于2倍焦距时,物体经凸透镜成倒立、缩小的实像。
眼睛
【眼睛的结构有哪些?
⑴晶状体:
相当于照相机的镜头(凸透镜)
⑵视网膜:
相当于照相机内的胶片
⑶视觉暂留:
在外界景物突然消失后,视神经对它的印象还会延续0.1s左右,眼睛的这种特征叫做视觉滞留现象
【议一议】眼睛是怎样看见物体的?
【点拨】师:
从物体发出的光线经晶状体等到组成的一个综合凸透镜后,在视网膜上形成倒立、缩小的实像,分布在视网膜上的视神经细胞经过光的刺激,把这个信号传输给大脑,人就可以看到这个物体了,当晶状体变得扁平时,眼睛能看到最远点,正常眼的远点在无穷远;当晶状体变得凸起时,眼睛能看清最近点。
距离眼睛25cm处的物体在视网膜上所成的像最清楚。
师:
1、望远镜的构造是什么样的?
2、为什么使用望远镜观察物体会感到物体被放大?
3、望远镜和显微镜的原理是一样的吗?
4、望远镜的种类有哪些?
学生参照课本的图像回答:
.
生:
1、望远镜也是由两组凸透镜组成.
2、靠近眼睛的叫做目镜,靠近被观测物体的叫做物镜.
3、物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像.
4、目镜的作用相当于一个放大镜,用来把这个像放大.
我们能看清一个物体,它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要,物体对眼睛所成视角的大小和物体本身大小有关,还和物体到眼睛的距离有关.
望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小,但它离我们的眼睛很近,再加上目镜的放大作用.视角就可以变得很大.
显微镜和望远镜都是由两组凸透镜组成,都叫物镜和目镜,但有不同的地方,显微镜的物镜,物距在二倍焦距和一倍焦距之间,成倒立放大的像.作用是使物体进行一次放大.望远镜的物镜,物距在二倍焦距以外,成倒立缩小的像,作用是把远处的物体与眼睛的距离拉近.目镜都起放大镜的作用.
[师]就同学们所讲,望远镜的物镜直径比我们眼睛的瞳孔大得多,这样它可以会聚更多的光使得所成的像更加明亮.这一点在观测天空中的暗星时非常重要.现代天文望远镜都是力求把物镜口径加大,以求观测到更暗的星.
望远镜原理:
物像:
u>2f倒立缩小的像.
目镜:
u<f正立、放大的像.
望远镜有伽利略望远镜、开普勒望远镜、牛顿式反射望远镜、哈勃太空望远镜.
还有普通望远镜、军事望远镜、红外线望远镜.
2、显微镜
[生甲]显微镜的构造?
[生乙]显微镜的原理是什么?
[生丙]如何使用显微镜?
[生甲]显微镜镜筒的两端各有一组透镜,每组透镜的作用都相当于一个凸透镜.
[生乙]靠近眼睛的凸透镜叫做目镜.
[生丙]靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜.
[生丁]反光镜可旋转,能使反射光线从下方照射到被观察的物体上,增大物体的亮度.
[生戊]载物台用来放置被观察的物体,载物台中央有一圆孔,反射镜反射的光线从下方穿过圆孔,照射在被观察物体上.
[生己]物体通过物镜成放大的实像.这个实像作为目镜的“物体”,通过目镜成放大的虚像.
[生庚]显微镜使物体经过两次放大,使肉眼看不到的小物体能看到.
[生辛]物镜使物体成放大、实像,物距在二倍焦距和焦距之间;目镜使物体成放大、虚像,物距在焦距之内.
[师]同学们回答的很好,显微镜就是根据这个原理制成的.显微镜的放大倍数等于物镜的放大倍数乘以目镜的放大倍数.
一、显微镜
原理:
物镜f<u<2f
目镜u<f
拓展与延伸
显微镜构造:
①物镜原理f<u<2f
②目镜原理放大镜作用
望远镜构造:
①物镜原理u>2f
②目镜原理放大镜作用
1.近来,小华为了看清书上的字,眼睛与书的距离和视力正常时相比越来越近了,这说明小华已
A.患上近视眼,需要佩戴用凸透镜制成的眼镜
B.患上近视眼,需要佩戴用凹透镜制成的眼镜
C.患上远视眼,需要佩戴用凸透镜制成的眼镜
D.患上远视眼,需要佩戴用凹透镜制成的眼镜
2.如图所示,将凸透镜看作是眼睛的晶状体,光屏看作是眼睛的视网膜,烛焰看作是眼睛观察的物体。
拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上,光屏上出现烛焰清晰的像,而拿走近视眼镜则烛焰的像变得模糊。
那么在拿走近视眼镜后,下列操作能使光屏上重新得到清晰像的是
A.将蜡烛适当远离凸透镜
B.将光屏适当移近凸透镜或将蜡烛适当移近凸透镜
C.将光屏适当远离凸透镜
D.同时将光屏和蜡烛适当远离凸透镜
3.照相机是生活中常见的光学仪器,下列关于它的说法正确的是
A.照相机的镜头相当于一个凹透镜
B.照相机时成像时物体到镜头的距离应该在镜头1倍焦距和2倍焦距之间
C.照相机成倒立、缩小的实像
D.照相机成像原理和平面镜成像原理是一样的
4.在探究“凸透镜成像规律”的实验中,当烛焰、透镜及光屏的相对位置如图所示时,恰能在光屏上得到—个清晰的像。
下列哪种光学器材的成像原理与其相同
A.放大镜B.近视镜C.投影仪D.照相机
5.人的眼睛像一架神奇的照相机.对于近视者而言,远处物体经晶状体折射所形成像的位置以及相应的矫正方式是
A.像落在视网膜的前方,需佩戴凹透镜矫正
B.像落在视网膜的前方,需佩戴凸透镜矫正
C.像落在视网膜的后方,需佩戴凹透镜矫正
D.像落在视网膜的后方,需佩戴凸透镜矫正
6.如图所示是两束激光分别射向并通过甲、乙两透镜的传播路
F
F
F
径.由图可知:
____(甲/乙)是凹透镜,可用于____(近视/远视)眼的矫正.
7.如果一束来自远处某点的光经过角膜和晶状体折射后所成的像落在视网膜_______(填“前”或“后”),这就是近视眼。
现在的中学生患近视眼的很多,矫正的方法是佩戴一副由____透镜片做的眼镜。
8.近视眼不能看清远处的物体,需要配戴由____透镜制成的近视眼镜进行矫正。
近视眼镜对光有____作用(选填“会聚”或“发散”)。
9.图甲是城市很多路口安装的监控摄像头,它可以拍摄违章行驶或发生交通事故时的现场照片。
摄像头的镜头相当于一个凸透镜,它的工作原理与____________相似。
图乙和丙是一辆汽车经过路口时与一辆自行车相撞后拍摄的两张照片,由图可以看出汽车所成的像变小,与此对应的像距将变________。
10.如图所示,来自物点A的光线经过眼睛的晶状体成像在视网膜后面的B点:
要使像靠近视网膜,物点A应该向____移动(选填“左”或“右”);要使像成在视网膜上,应该佩戴一个合适的____透镜制成的眼镜。
11.如图所示是人眼球的成像原理图,晶状体相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏。
则:
当物体在很远的地方时,物体成像在视网膜上。
当物体靠近人眼时,若晶状体的焦距不变,则它的像将会落在视网膜____(选填“前”、“上”或“后”)而导致看不清物体,但实际上,人眼在由远到近地观察物体时,晶状体的焦距会____(选填“变大”、“不变”或“变小”),所以人们还是能清晰地观察到物体。
下列哪种光学仪器成像原理与人眼球成像原理一样?
_______(选填序号)
①照相机②放大镜③投影仪④潜望镜
12.根据近视眼的成因及矫正方法在下图所示的虚线框内画出矫正所需的透镜。
三、探究凸透镜的成像规律
1B
2C
3B
4D
5C
6D
7A
8A
9B
10C
11C
12都是实像小于
1310同一直线上缩小
14
(1)凸透镜的主光轴光屏的中央
(2)蜡烛与凸透镜的距离小于焦距(蜡烛位于凸透镜的焦点上)
(3)放大
(4)5物体距凸透镜足够远时,像与透镜间的距离近似等于透镜的焦距
15
(1)左
(2)缩小大(3)左
16高度中央60-70清晰
四、照相机与眼睛视力的矫正、望远镜与显微镜
1B
2B
3C
4D
5A
6乙透镜近视
7前凹
8凹发散
9照相机小
10左凸
11后变小①
12如图
本章综合类
1凸透镜小于
2
(1)9
(2)放大投影仪
3烛焰放大投影仪(幻灯机等)
4
5a照相机
6
(1)大于
(2)幻灯机(3)大(4)8
7
(1)放大投影仪
(2)向下(3)凸远视
本章综合类
1.小红家有一焦距为50mm照相机,她利用该相机做了如下实验:
(1)取下镜头,让太阳光正对镜头,可将太阳光会聚成一点,说明镜头相当于___。
(2)用该放大镜来观察地上的蚂蚁时,发现蚂蚁被放大了,此时镜头距蚂蚁的距离___(填“大于”、“等于”、“小于”)50mm
2.在探究凸透镜成像规律时,调节光具座上依次排列的烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心大致在同一高度,当物距为18cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个的等大、倒立的实像。
(1)该凸透镜的焦距是______cm。
(2)当物距为15cm时,移动光屏,可得到一个清晰的_____、倒立的实像。
在放大镜、照相机和投影仪中,成像情况与此类似的是______。
3.小明用焦距为10cm的凸透镜做实验.他点燃蜡烛,沿光具座移动光屏,发现光屏上的像不完整(如图所示),原因是____中心、透镜中心和光屏中心不在同一高度.上述问题解决后,小明在光屏上看到了清晰、完整的像,测得蜡烛与凸透镜的距离为15cm,则该像是倒立、____(选填“放大”或“缩小”)的实像,应用这一原理制成的光学仪器有____(写一个即可).
4.图中L为凸透镜,MN为其主光轴,O为光心,若物体AB经凸透镜成的实像为A'B',试用作图的方法确定凸透镜的一个焦点F,并在图中标出F的位置。
5.如图是某实验小组的同学“探究凸透镜成像”的实验示意图,PQ为凸透镜的主光轴,F为凸透镜的焦点。
将点燃的蜡烛放在凸透镜的左侧某点时,在凸透镜右侧的光屏上得到烛焰清晰倒立缩小的实像,则蜡烛可能置于透镜左侧a、b、c、d四点中的____点处。
____就是利用凸透镜这一成像特点制成的。
6.小磊在探究凸透镜成像规律时,将焦距为20cm的凸透镜A固定在光具座上35cm刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上5cm刻度线处,移动光屏,使烛焰在光屏上成清晰的像,如图甲所示。
接着他保持蜡烛的位置不变,将凸透镜A换为凸透镜B并保持位置不变,移动光屏,使烛焰在光屏上成清晰的像,如图乙所示。
物距u/cm
实验序号
焦距f/cm
像距v/cm
15
1
8
17
2
10
30
3
12
60
(1)请根据上述实验现象和凸透镜成像规律判断:
凸透镜A的焦距____凸透镜B的焦距(选填“等于”、“大于”或“小于”)。
(2)图甲所示的实验现象可以说明____的成像特点(选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”)。
(3)为了研究像距与焦距的关系,他选用三个焦距不同的凸透镜进行实验,实验数据记录如上表。
分析表中数据可知:
物距不变时,焦距越大,则像距越____(选填“大”或“小”)。
(4)若小磊将物距调整为20cm,并想在光屏上得到一个缩小的像,他应在上表给出的三个透镜中选用焦距为____cm的凸透镜。
7.在探究凸透镜成像规律实验中,光屏上得到了一个清晰的像(光屏上像未给出),如图甲所示:
(1)光屏上所成像应是倒立、____(填“放大”或“缩小”)的实像.利用这一规律制成的是____(填“照相机”或“投影仪”);保持透镜不动,只将蜡烛和光屏互换位置,光屏上会再次出现清晰的像,像的特点是倒立、____(填“放大”或“缩小”)的实像.
(2)实验过程中,蜡烛在燃烧中不断缩短,导致光屏上的像向上移动.为使像重新回到光屏中央,应将凸透镜____(填“向上”或“向下”)移动.
(3)像重新回到了光屏中央后,若将一同学的眼镜片放在凸透镜前(如图乙所示),光屏上的像变模糊了,只向右移动光屏,像又清晰了,由此可判定该镜片是___透镜,该同学是______(填“近视”或“远视”)眼.
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- 折射 透镜
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