第4讲 透镜凸透镜成像规律-学案

第4讲透镜凸透镜成像规律考标要求备考指津1.认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用，能根据透镜的三条特殊光线作图。2．通过实验，探究凸透镜成像规律。3．知道凸透镜成像规律。透镜对光线的作用及作图、凸透镜成像规律的实验探究是本课时的重点。主要题型为填空题、选择题、实验探究题、作图题。预计在今后的中考中，根据凸透镜对光线的作用进行作图及凸透镜成像规律的实验探究题将是重点考查的内容。考点梳理考点1透镜(1)透镜：中间____、边缘____的透镜叫凸透镜；中间____、边缘____的透镜叫凹透镜。通过两个球面球心的直线叫透镜的主光轴，简称主轴；主光轴上有个特殊的点，通过它的光线传播方向________，这个点叫透镜的光心。(2)透镜对光的作用①凸透镜使光线______：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上的一点，这个点叫______，用F表示，该点是实际光线会聚而成的，因此叫实焦点；焦点到光心的距离叫______，用f表示。如图所示。②凹透镜使光线______：平行于主光轴的光射到凹透镜上经折射后变得发散，其折射光线的反向延长线相交于主光轴上一点，该点叫凹透镜的______，用F表示；由于该焦点不是实际光线会聚而成的，因此叫虚焦点；焦点到光心的距离叫______，用f表示。如图所示。(3)三条特殊光线透镜中有三条特殊光线：过光心的光线________传播方向；对凸透镜，平行于主光轴的光线经折射后过______，对凹透镜来说，它的焦点是虚焦点，是折射光线的反向延长线过焦点；对凸透镜，过焦点的光线经折射后与________平行，对凹透镜是虚焦点，是入射光线的延长线正对焦点。三条光线如图所示。温馨提示每个凸透镜的焦距是一定的，凸透镜表面的凸起程度决定了焦距的大小，表面越凸，焦距越小，焦距的大小反映了凸透镜会聚作用的强弱，焦距越小，会聚作用越强。考点2凸透镜成像规律(1)基本概念物距：______到凸透镜光心的距离，用u表示；像距：____到凸透镜光心的距离，用v表示；焦距：______到凸透镜光心的距离，用f表示。(2)成像规律物距(u)像距(v)像的性质像物应用u＞2fF＜v＜2f____、____的实像异侧照相机u＝2fV＝2f____、____的实像异侧f＜u＜2fV＞2f____、____的实像异侧投影仪u＝f平行光不成像u＜f|v|＞u____、____的虚像同侧放大镜温馨提示透镜成像规律分析①一焦分虚实：u＝f是成实像与虚像的分界点，u＞f成实像；u＝f不成像；u＜f成虚像。②二焦分大小：u＝2f是成缩小实像与放大实像的分界点，u＞2f成缩小的实像；u＝2f成等大的实像；f＜u＜2f成放大的实像。③实像皆倒立，虚像皆正立。自主测试1．如图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。2．在探究“凸透镜成像规律”的实验中：(1)我们需要让蜡烛烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，这样做的目的是__________________。(2)其中的一次实验情景如图所示，凸透镜的焦距是15cm，为了得到清晰的像，光屏应向______(选填“远离”或“靠近”)凸透镜的方向移动。3．某物体放在凸透镜前20cm处时，在光屏上得到了物体倒立、缩小的清晰实像，则该凸透镜的焦距可能是()A．20cmB．15cmC．10cmD．5cm重难突破1．透镜作图的关键——抓住“三线”透镜作图是光学作图的一个重要方面，主要考查对通过凸透镜和凹透镜三条特殊光线的理解和运用。如果我们把凸透镜和凹透镜这三条光线的传播特点记得很熟练后，无论什么样的作图题都不会觉得困难了。通过透镜的三条特殊光线：第一条：穿过光心的入射光线经过透镜不改变方向；第二条：平行主轴入射的光线，经过凸透镜光线穿过另一侧焦点，经过凹透镜的光线反向延长线通过同侧焦点；第三条：穿过凸透镜焦点的入射光线，经透镜后平行于主轴，延长线穿过凹透镜另一侧焦点的入射光线，经过透镜后平行于主轴。下面我们通过例题来进一步探讨透镜作图的方法。【例1】(2012·湖南常德中考)完成下列光路图。解析：由图可知，一条光线过凸透镜的焦点，则这条光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴射出，另一条光线过光心，则这条光线经凸透镜折射后其传播方向不变。2．正确理解会聚作用与发散作用正确理解透镜对光线的作用，应注意以下两点：(1)凸透镜(凹透镜)对光线的会聚(发散)作用是指从透镜射出的光线相对入射光线加大了会聚程度或减小了发散程度(加大了发散程度或减小了会聚程度)，即光线经过凸透镜(凹透镜)后并不一定会聚到一点(发散)，只不过比原来的传播方向更靠近(远离)主光轴。(2)会聚作用与会聚光线是不同的，发散作用与发散光线是不同的，要区别开，即会聚作用射出的不一定是会聚光线，发散作用射出的不一定是发散光线。如图甲是会聚作用，图乙是发散作用；图乙的出射光线是会聚光线，图甲的出射光线是发散光线。【例2】根据光的折射情况，应在虚线框内填什么样的透镜？易错剖析易错点凸透镜成像的性质【例】有一物体，从距凸透镜5倍焦距的地方，沿主光轴向距离凸透镜2倍焦距的地方移动，则()A．像到凸透镜的距离变大，像变小 B．想到凸透镜的距离变小，像变大C．像到凸透镜的距离变大，像变大 D．像到凸透镜的距离变小，像变小1．(2012·湖南娄底中考)某物体放在凸透镜前15cm处时，在另一侧的光屏上得到了物体倒立、缩小的实像，则该凸透镜的焦距可能是()A．20cmB．15cm C．10cm D．5cm2．(2012·湖南衡阳中考)一凸透镜的焦距是8cm，将点燃的蜡烛放在离凸透镜12cm处，则所成的像是()A．正立、缩小的虚像 B．倒立、放大的实像C．倒立、缩小的实像 D．倒立、缩小的虚像3．(2012·湖南永州中考)如图所示，是探究凸透镜成像规律的实验装置，其中焦距为10cm的凸透镜和已点燃的蜡烛在光具座上被移至如图所示刻线的位置。在做实验用光屏找像之前，还应将光具座上蜡烛再调______一些(选填“高”或“低”)；小刚同学将蜡烛高、低调整好后，移动光屏，直到光屏上出现了烛焰清晰的像，则该像是倒立、______(选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。4．(2012·湖南常德中考)如图所示是一束光通过一个透镜的情况，该透镜是______透镜。5．(2012·湖南永州中考)如图所示，请在图中作出AB入射光线经凸透镜折射后的折射光线。6．(2012·湖南岳阳中考)在探究凸透镜成像的实验中：(1)让凸透镜正对着太阳，得到图甲所示的光路图，由图可知，凸透镜对光线有______作用，该凸透镜的焦距为______cm；图甲(2)利用图乙装置进行以下操作：①如果烛焰在光屏上的像偏高，应将光屏向______(选填“上”或“下”)调节；②当烛焰距凸透镜30cm时，移动光屏，可以在光屏上得到一个清晰的倒立、______(选填“放大”或“缩小”)的实像，在照相机和投影仪中，成像情况与此类似的是______；③将蜡烛移到距凸透镜5cm处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到清晰的像，这时应从______侧透过凸透镜直接观察(选填“左”或“右”)。图乙1．下列与光有关的说法正确的是()A．光发生漫反射时，不遵守光的反射定律 B．光从空气射入水中，传播速度不变 C．月食是因为光的反射而形成的 D．凸透镜对光有会聚作用2．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，为了使蜡烛的像成在光屏的中央，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3．(2011·江苏扬州)如图所示，在光屏上恰能看到清晰的像。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4．在探究凸透镜成像实验中，小红把蜡烛放在凸透镜前的某一位置时，在透镜另一侧离透镜10cm的光屏上得到一个倒立、缩小的清晰的像。当她把蜡烛移到距透镜10cm处时，所成的像是()A．倒立、缩小的实像 B．倒立、放大的实像C．正立、放大的虚像 D．倒立、放大的虚像5．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20cm6．一天，小聪告诉小亮，放大镜不仅能把物体“放大”，还能把物体“缩小”！有些惊讶的小亮立刻找来一个放大镜做起了实验。他把放大镜放到花朵前某一位置时，看到了如图所示的花朵的正立、放大虚像。接着他按小聪的提示进行了操作，终于看到了“缩小”的花朵。关于小亮看到“放大”花朵后的操作及他看到的“缩小”花朵，下列说法正确的是()A．小亮向靠近花朵的方向移动放大镜，看到的是花朵的正立、缩小虚像，像的位置在放大镜与花朵之间B．小亮向靠近花朵的方向移动放大镜，看到的是花朵的倒立、缩小实像，像的位置在放大镜与小亮眼睛之间C．小亮向远离花朵的方向移动放大镜，看到的是花朵的正立、缩小虚像，像的位置在放大镜与花朵之间D．小亮向远离花朵的方向移动放大镜，看到的是花朵的倒立、缩小实像，像的位置在放大镜与小亮眼睛之间7．如图是微型手电筒所用的小灯泡，小灯泡前端的A部分相当于______，对光有________作用。8．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____(选填“都是实像”“都是虚像”或“一个实像、一个虚像”)，甲透镜的焦距____(选填“小于”“等于”或“大于”)乙透镜的焦距。9．如图所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成一个最小、最亮的光斑，如图(a)可知凸透镜的焦距是______cm，现把蜡烛放在距凸透镜35cm处，如图(b)，在凸透镜另一侧前后移动光屏，在光屏上可以得到一个______(选填“放大”“缩小”或“等大”)的清晰像。(a)(b)10．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