《5 章透镜及其应用》学习导航.docx
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《5章透镜及其应用》学习导航
《第五章透镜及其应用》学习导航
任务1:
构建知识网络
1.透镜
类型
凸透镜
凹透镜
主光轴
光心
主光轴:
如图所示,通过两个球面_______的_______叫做主光轴,简称主轴.
主轴上有个特殊的点,通过这个点的光_______不变,这个点叫做透镜的光心.
形状
中间________、边缘________
中间________、边缘________
对光
作用
对光有________作用
透镜对光线的_____作用理解:
对光有________作用
透镜对光线的_____作用理解:
焦点
“F”
焦距
凸透镜能使_____________的光会聚在________上的一点,这个点叫做凸透镜的 .
到凸透镜 的距离.
凸透镜的焦距越小,透镜对光的会聚作用越.
凹透镜能使平行于主光轴的光发散,发散光线的__________相交在主光轴上一点,这一点不是实际光线的会聚点(非实焦点),所以叫虚焦点。
到凸透镜 的距离.
三条特殊光线
折射后
平行于主光轴通过焦点过光心
通过焦点_______方向不变
平行于主光轴通过焦点过光心
应用
成像
辨别凸透镜和凹透镜的方法有哪些?
2.实验突破:
探究凸透镜成像的规律
(1)实验原理:
_________
(2)实验设计:
思路:
明确凸透镜的焦距,使________不动,将蜡烛由远及近靠近凸透镜,移动
______,直到上面呈现清晰的像,记录每次成像时________和________及________________.
(3)实验过程:
①【器材组装】器材:
_____________________(按从左向右顺序摆放_____________)
实验时点燃蜡烛,使_______________大致在同一高度,目的是:
_______________
②【实验操作】怎样才能在光屏上找到“清晰的像”?
随着实验的进行,像在光屏上的位置越来越高,甚至超过了光屏的顶端,为什么?
应如何解决?
无论如何移动移动光屏,在光屏上均得不到像,你觉得可能原因有哪些?
(4)分析论证:
小强用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等器材探究凸透镜成实像的规律.
(1)探究前,小强让一束平行于透镜主轴的光射向凸透镜,在光屏上形成一个最小、最亮的光斑(如图甲所示).由图可知,凸透镜对光有____作用,该凸透镜的焦距是___cm.
(2)探究时,小强依次改变蜡烛的位置,移动光屏找到清晰的像,记录了下表所示的数据.
(3)分析数据,总结凸透镜成像特点与物距的关系
凸透镜的成像静态规律规律和应用:
物距u与焦距f的关系
物距u与像距v的关系
像距v与焦距f的关系
像的性质
应用
倒、
正
放大、
缩小
虚、
实
u
v
倒
缩小
______
_______
u
v
_____
______
______
_______
u
v
_____
______
______
_______
u
______
______
u
v
______
焦点:
凸透镜的成像动态规律
两个分界点
二倍焦距:
像的正倒
两个一致性
3凸透镜的应用:
(1)照相机:
原理:
①物体到透镜的距离(物距)______二倍焦距,成______、______的实像;
使用:
②要使像变大,应该让透镜______物体,______胶卷
(2)投影仪:
平面镜的作用:
①投影仪上方的平面镜的作用是改变光的传播方向;
原理:
②物体到透镜的距离(物距)______一倍焦距、______二倍焦距,成______、_____的实像;
使用:
③要使像变大,应该让透镜______物体(在焦点之外,靠近焦点),______屏幕
(3)放大镜:
原理:
①放大镜到物体的距离(物距)______一倍焦距,成______、______的虚像;
使用:
②要让物体更大,应该让放大镜______物体;(在焦点之内,靠近焦点)
4.眼睛和眼镜
①成像原理:
从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上行成_______的实像,分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激,把这个信号传输给大脑,人就可以看到这个物体了。
(眼睛的_______相当于凸透镜,_______相当于光屏(胶卷))
②
正常眼
近视眼
远视眼
特点
只能看清近处物体
只能看清远处物体
成像位置
看近处物看远处物
视网膜______
视网膜______
成因
晶状体太___,折光能力太___或眼球在前后方向上太___
晶状体太___,折光能力太___或眼球在前后方向上太___
焦距
通过调节___________自动调节焦距
比正常眼的焦距______(选填
“长”或“短”)
比正常眼的焦距______(选填
“长”或“短”)
矫正方法
配戴___________
配戴___________
矫正原理
_____透镜使光线发散
_____透镜使光线会聚
规律总结
近_____远_____(选填“长”或“短”),近凹远凸
5实像、虚像、影的区别
类别
影
实像
虚像
成因
光线在传播过程中,由于沿直线传播,不能透过不透明物体而形成光线不能到达_____区域
实际光线会聚而成的______
实际光线的______
____________
特点
影与物体轮廓相同
举例
直线传播形成的实像有__________
折射形成的实像__________
6测量凸透镜焦距的方法有哪些?
任务2:
山西中考考点解读
考点1:
认识凸透镜和凹透镜对光的作用
例1:
如图画出了光通过透镜前后的方向,填上适当类型的透镜.
考点2:
探究并知道凸透镜成像的规律。
知道凸透镜成像的应用
例2:
图所示,光会聚于b点,在虚线区域内放甲透镜后,光会聚于主光轴MN上的c点;在虚线区域内换放乙透镜后,光会聚于主光轴MN上的a点.现小明想进一步探究凸透镜成像的特点,应选择 (甲/乙)透镜.小明选择好透镜后在光具座上进行实验:
当物体距离透镜8cm时,在透镜另一侧光屏上成一清晰放大的实像;若保持物体与光屏的位置不变,把透镜向光屏方向移动2cm,在光屏上又成一清晰缩小的实像;当物体距离透镜4cm时,成 像.在照相机、放大镜和投影仪中,成像情况与此类似的是 .
例3:
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,烛焰看作是被眼睛观察的物体.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.在拿走近视眼镜后,为了能在光屏上重新得到清晰的像,下列操作可行的是( )
A.将蜡烛远离凸透镜B.将光屏远离凸透镜
C.将光屏靠近凸透镜D.将光屏和蜡烛同时远离凸透镜
例4:
图 8 中蜡烛在光屏上成清晰缩小的像。
下列哪一项操作可能使烛焰在光屏上成清晰放大的像A.透镜不动,蜡烛、光屏靠近透镜B.透镜不动,蜡烛、光屏向右移动
C.透镜、光屏都不动,蜡烛向右移动D.蜡烛、光屏都不动,透镜靠近光屏
例5:
在学完凸透镜成像规律后,小明选择了一块焦距未知的凸透镜,对凸透镜成像特点作了进一步探究.
(1)为测量凸透镜焦距,他让一束平行光正对射向该透镜,须调节光屏位置直到在屏上得到一个 _________的光斑.图1是调节完成的状态,该透镜的焦距f= cm;
(2)小明按图2组装好实验装置.在只移动透镜的情况下,他发现都不能在光屏上成清晰的像.由此,你猜想造成上述现象的原因是 _________;
(3)如图3所示,蜡烛在光具座上A处时,可在B处的光屏上成一清晰的像,所成像为 的实像.若把蜡烛从A处向左移动距离s到C,为在光屏上再次成清晰的像,则他应将光屏向 移动,移动距离s′ s.
【分析】此处考察平面镜成像特点。
先连接OO’,作出中垂线,确定平面镜的位置,再根据平面镜成像特点,作出AB的像。
注意:
实线、虚线和垂直符号。
【难度】★★★☆☆
物体B反射的光斜射入水中时,发生折射,折射角小于入射角,折射光线向法线方向偏折,折射光线进入潜水员的眼睛,潜水员认为光始终沿直线传播,潜水员看到的B是折射光反向延长线相交形成的虚像,比B的实际位置高,所以潜水员在水中看见岸上的物体B,实际上看到的是变高了的B的虚像B1.
解答:
解:
连接人的眼和B1,与水面交于一点O,O即为入射点,再连接人的眼与O、以及OB,最后标上箭头,如下图所示:
点评:
岸上的人观察水中的物体时,会看到比原位置高的虚像,同样,在水中观察岸上的物体时,也会看到比原位置高的虚像,这是因为折射时,光路是可逆的.
B.一束光通过三棱镜后,出射光线将向(顶角/底边)偏折。
3.辨别凸透镜和凹透镜
A.一些透镜的截面如图所示,在这些透镜中:
(1)属于凸透镜的是__________,它们的共同特点是__________________.
(2)属于凹透镜的是__________,它们的共同特点是__________________.
B.看近:
物体被放大的是凸透镜,物体被缩小的是凹透镜
看远:
物体成倒立缩小的像的是凸透镜;物体成正立缩小的像的是凹透镜。
C.照:
对光有会聚作用的是凸透镜,对光有发散作用的是凹透镜.
4.关于透镜的几个概念
A.小华让凸透镜正对着太阳光,拿一张白纸在它的另一侧前后移动,直到纸上的光斑变得最小、最亮,这个点叫做凸透镜的__________.在__________处可点燃火柴.当把一小灯泡放在该点时,灯泡射向凸透镜的光,经凸透镜后将成为__________.
B.通过两个球面的直线叫做透镜的主光轴。
主光轴上有一个特殊的点,通过它的光线传播方向,这个点叫做透镜的光心。
C.凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点,这个点叫做凸透镜的。
焦点到凸透镜光心的距离叫,凸透镜有个焦点。
5.透镜对光线的作用
A.凸透镜对光线有__________作用,所以又叫做__________透镜;凹透镜对光线有__________作用,所以又叫做__________透镜.
B.平面镜、凹透镜、凸透镜是常用的三种光学器件,其中利用光的反射规律的是__________镜;利用光的折射规律的是__________镜;能会聚太阳光的是__________镜.
【典型例题】
例1.下列现象中属于光的折射的是()
A.灯光下,地面上出现的人影
B.平静的湖面上出现的岸边树的倒影
C.站立在平面镜前的人看到自己在镜中的像
D.站在岸边的人看到水中的鱼
分析:
本题考查的是对光现象的辨析;A中的影是暗的轮廓,由于光的直线传播形成;C中的像是平面镜成像,属于光的反射;B中的倒影是物体在水面所成的虚像,这是光的反射所形成的。
鱼在水中,人在岸上,人看到水中的鱼,是光线发生了偏折形成的虚像。
是折射现象。
答案:
D
说明:
光的折射现象:
光从一种物质射入另一种物质时,传播方向会发生偏折,这种现象叫做光的折射。
但是在同一种介质中仍是沿直线传播。
举一反三1课本中图4-1可以用一句成语来表示:
“潭清疑水浅”,这是由于光从水中传播到空气中时发生了,所以看上去水深比实际要(深/浅)
例2.哪个图正确地表示了光从空气射入玻璃中的情况?
()
分析:
根据光的折射规律:
三线共面、两线分立、两角不等(空中大角),可以确定光由空气进入水中时,要向法线靠近,光由其它介质进入空气中时,偏离法线。
还要注意箭头的方向。
答案:
C
说明:
光的折射规律:
光的折射规律可以总结成以下几点:
①三线共面:
入射光线、折射光线、法线在同一平面内;②两线分立:
入射光线、折射光线分别位于法线两侧;③两角不等:
光从空气进入水或者其它介质中时,折射光线偏向法线,光从水或者其它介质进入空气中时,折射光线向法线偏折即在空气中的角(无论是入射角还是折射角)比较大,可以用“空中大角”来记忆。
举一反三2如图所示,一束光线斜射入容器中,在O点处形成一光斑,在向容器中逐渐加满水的过程中,光斑将()
A.向左移动后静止B.向右移动后静止
C.左、右摆动D.静止不动
例3.把一个透明且均匀的玻璃球切成a、b、c、d、e五块,其截面如图所示,其中能够使平行光发散的
A.只有bB.只有a、c、d、e
C.只有a、b、cD.a、b、c、d、e均可
分析:
凸透镜能使平行光会聚,凹透镜能使平行光发散。
基于这一特点,就是要找出哪部分是凸透镜,哪部分是凹透镜。
答案:
A
举一反三3
下列说法正确的是()
A.不论是凸透镜还是凹透镜,经过光心的光线方向不改变
B.不论是凸透镜还是凹透镜,它们的光学性质都是由于光线透过时,在两侧表面发生了两次折射形成的
C.凸透镜对光线有会聚作用,所以通过凸透镜的光线一定相交于一点
D.凹透镜对光线有发散作用,所以通过凹透镜的光线一定是发散开的
例4.在如图所示中画出经过凸透镜的折射光线。
分析:
主要把握住凸透镜对光线的会聚作用
答案:
说明:
凸透镜的光路图中会画出三条光线即可,即:
①平行于主轴的光线经凸透镜折射后会聚于焦点;②过焦点的光线经凸透镜后与主光轴平行;③过光心的光线方向不改变。
举一反三4如图所示,有两条光线入射凸透镜,请在图中作出经过透镜后的光线。
答案:
例5.如图画出了光通过透镜前后的方向,填上适当类型的透镜.
分析:
根据凸透镜对光的作用,图
(1)是折射光线在透镜另一侧向外发散光线,应画凹透镜.图
(2)是由焦点发出的光线在透镜另一侧平行射出,应画凸透镜.根据凸透镜对光有会聚作用,所谓会聚作用是指将折射光线和入射光线相比较而言是相互靠拢的.根据凹透镜对光有发散作用,所谓发散作用是将折射光线和入射光线相比较而言是相互远离的.图(3)是相互远离,应画凹透镜,图(4)是相互靠拢,应画凸透镜.
答案:
(1)凹透镜
(2)凸透镜(3)凹透镜(4)凸透镜
说明:
利用好光的作用是这一部分作图的重点。
举一反三5:
如图所示,一玻璃砖内有一凸形气泡,一束平行光垂直射向玻璃砖的侧面,通过玻璃砖后,光线将会
A.仍然平行B.会聚
C.发散D.无法确定
在图中的虚线框内的适当位置,填入符合要求的面镜或透镜。
【模拟试题】(答题时间:
60分钟)
一、填空题
1.光从水中斜射入空气时,折射角________入射角;光从空气中斜射入玻璃时,折射角__________入射角。
2.如果光垂直射向介质表面时,入射角是_______度,折射角是_______度。
3.如图所示MN是空气和玻璃的分界面,一束光线射到MN面O处时发生反射和折射现象,则入射角______、折射角_______,MN的右方是_________(物质)。
4.光源发出的光由水中斜射进入空气时,折射角________(大于/等于/小于)入射角。
5.潜水员在水中看到岸上的树,树变________了(高/矮),是因为光射入___________中发生折射的缘故,这一现象中,折射角__________(大于/等于/小于)。
6.凸透镜的镜片中间_________,边缘_________,对光线有_________作用。
凹透镜的镜片中间_________,边缘_________,对光线有_________作用。
7.平行于主光轴的光经凸透镜后会聚在_________点,焦距是指________________的距离。
8.如果把很小的点光源放在_________透镜的_________处,能够使通过透镜出射的光变成平行透镜主轴的光。
9.某同学将一凸透镜正对着太阳光,在离透镜15cm处的纸上形成一个最小的亮斑,这个透镜的焦距是_________。
二、选择题
10.下图所示的四种现象中,属于光的折射现象的是
11.(苏州市2006)在研究平面镜成像特点的实验中,在竖起的玻璃板前后各放一支蜡烛,对着玻璃板既可看到前面蜡烛在玻璃板后所成的像.同时又可看到放在玻璃板后的“蜡烛”。
下列说法中正确的是
A.两者都是光的反射形成的像
B.两者都是光的折射形成的像
C.前者是光的折射形成的像,后者是光的反射形成的像
D.前者是光的反射形成的像,后者是光的折射形成的像
12.如图,光线射到平行的厚玻璃板上,在它的上、下表面发生折射,下列正确的是()
A.甲B.乙C.丙D.丁
13.一束光AB射到一玻璃球表面,经折射而穿过玻璃球,则其中可能正确的光线是()
A.aB.bC.cD.d
14.观察水上风景的照片,总能看到“倒影”部分比景物本身暗一些,这是由于()
A.冲洗的照片有质量问题
B.入射光线有一部分折射进入水中
C.眼睛产生的错觉
D.光线被反射一部分
15.如图是我市荣获“联合国教科文组织亚太地区文化遗产保护卓越奖”的庆元后坑木拱廊桥,其在水中形成的“倒影”是由于
A.光的折射B.光的反射
C.光的直线传播D.光的漫反射
16.(06淮安)如图所示,小明同学透过盛水的玻璃杯,观察到课本上的字变大了,此现象产生的原因是由于
A.光的直线传播B.光的漫反射
C.光的镜面反射D.光的折射
17.如图所示现象中属于光的折射的是()
18.(06泰州)下图所示的四种情景中,属于光的折射现象的是
19.(扬州07)在下图所示的四个情景中,可以用光的折射来解释的是
A.日食B.踩影子C.照镜子D.铅笔断了
20.下列关于光现象的说法中,错误的是
A.挖隧道用“激光准直”是利用了光在均匀介质中沿直线传播的原理
B.水中筷子看上去向上弯折是光的折射形成的
C.日偏食(在地球上看到太阳表面部分被月球遮掩的现象)是光的折射形成
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