专题04透镜及其应用

专题4

透镜及其应用凸透镜透镜凹透镜特点（中间厚、边缘薄）特点（中间薄、边缘厚）性质(对光线具有会聚作用)成像规律应用性质(对光线具有发散作用)测焦距(1)眼睛和眼镜显微镜和望远镜生活中的应用u>f实像u=f不成像u<f虚像测焦距(2)测焦距(3)u=2f

三条特殊光线思维导图构建体系类型1.凸透镜2.凹透镜特点

中间厚、边缘薄

中间薄、边缘厚形状对光线的作用

作用

作用

应用

照相机、投影仪、放大镜、老花镜等

近视镜区别方法

通过透镜看书上的字,字能变大的是凸透镜,反之是凹透镜教材梳理夯实基础考点一透镜会聚发散【点拨】凸透镜对光线的会聚作用是指从透镜射出的光线相对于入射光线而言加大了会聚程度,但光线经过透镜后并不一定会会聚到一点上,只不过是比原来的传播方向更靠近主光轴。(3)主光轴：通过两个球面球心的直线叫做主光轴，简称主轴．如图中的________．(4)光心：主轴上的特殊点，通过这个点的光的传播方向不变．如图中的________．(5)焦点：凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点，这个点叫做凸透镜的________，如图中的________．(6)焦距：________到凸透镜________的距离，如图中的f.(7)像距：像到透镜光心的距离(v)．(8)物距：物体到透镜光心的距离(u)．CC′点O焦点F光心焦点透镜三类特殊的光路图三类特殊光线(请完成光路图)

教材梳理夯实基础FF2F2F①①＇②②＇③③＇照相机投影仪放大镜缩小等大放大成实像区放大成虚像区物距变小像距变大考点二凸透镜成像的规律不成像物距变小像距变小物距u像距v像的特点应用u>2f

(v<u)

u=2fv=2f(v=u)

测焦距f<u<2f

(v>u)

投影仪、幻灯机教材梳理夯实基础考点二凸透镜成像的规律f<v<2f倒立、缩小的实像照相机倒立、等大的实像v>2f倒立、放大的实像物距u像距v像的特点应用u=f平行光、不成像获得平行光、测凸透镜焦距、探照灯u<f物、像同侧(v>u)____________________

巧记规律一焦分虚实,二焦分大小;实像异侧倒,物远像变小;虚像同侧正,物远像变大;像的大小像距定,像儿跟着物体跑教材梳理夯实基础考点二凸透镜成像的规律放大镜【点拨】凸透镜不论成实像还是成虚像,都是物体越靠近焦点,所成的像越大。正立、放大的虚像续表凸透镜成像规律记忆口诀(1)静态规律①一倍焦距分虚实，内虚外实，实倒虚正一倍焦距处是实像与虚像的分界点，物体在一倍焦距以内，成的是正立的虚像；在一倍焦距以外，成的是倒立的实像．②二倍焦距分大小，远小近大二倍焦距处是成放大、缩小的实像的分界点，物体在一倍到二倍焦距之间成的是放大的实像；在二倍焦距之外成的是缩小的实像．(2)动态规律成实像时(像与物在透镜异侧)：物距减小(增大)像距______(______)像______(______)成虚像时(像与物在透镜同侧)：物距减小(增大)像距______(______)像______(______)【特别提醒】光的折射现象中，光路可逆，故在探究凸透镜成像规律的实验中，当光屏上成清晰的像时，将蜡烛与光屏位置互换后，烛焰仍可在光屏上成清晰的像．(3)焦距变化问题：无论是换透镜或是加眼镜片，其实质都是改变透镜对光的会聚能力，聚光能力越强，实像距离透镜越近；反之越远．增大减小变大变小减小增大变小变大项目照相机投影仪放大镜物距

成像

调节方法

物近像远像变大

物远像远像变大

靠近景物,前伸镜头,成像变大

下调镜头,远离屏幕,成像变大

远离物体,成像变大教材梳理夯实基础考点三生活中的透镜u>2ff<u<2fu<f倒立、缩小的实像【点拨】调节照相机、投影仪成像时,先弄清像如何变化,再确定像距,最后确定物距。根据它们的结构特点进行调节。倒立、放大的实像正立、放大的虚像1．正常眼睛的成像原理(1)晶状体和角膜的共同作用相当于一个______，把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体的像．视网膜相当于________．(2)成像特点：成______、______的______像2.近视眼、远视眼及其矫正．

近视眼远视眼成因晶状体太厚(太凸，焦距太小)，折光能力太______晶状体太薄(太扁平，焦距太大)，折光能力太______凸透镜光屏倒立缩小实强弱考点四眼睛和眼镜教材梳理夯实基础

近视眼远视眼成像位置成像在视网膜____成像在视网膜____矫正方法配戴________配戴________矫正原理凹透镜对光有__________作用凸透镜对光有__________作用记忆口诀近前远后，近凹远凸前后凹透镜凸透镜发散会聚教材梳理夯实基础教材梳理夯实基础考点五显微镜和望远镜项目显微镜望远镜目镜

靠近眼睛的一组透镜,其作用都相当于

,成

、

的

______像

物镜

靠近被观测物体的一组透镜,它的作用是使物体成

、

的

____像,其作用相当于________________

的镜头

靠近被观测物体的一组透镜,它的作用是使远处的物体在焦点附近成

、

的

像,其作用相当于

的镜头

放大镜正立放大虚倒立放大实幻灯机(或投影仪)倒立缩小实照相机1.图6-1甲中的烛焰通过透镜成的是正立、放大的像,此像呈现在凸透镜右侧的光屏(图中未画出)上,人眼看到此像的方法是;当蜡烛逐渐靠近透镜时,观察到的像变。图甲中的这种透镜可以矫正图乙中所示的眼睛。

图说物理图6-1虚不能教材梳理夯实基础在光屏一侧(或右侧)透过透镜观察小a2.如图所示是装有水的圆柱形玻璃杯,将铅笔靠近玻璃杯的后面,透过玻璃杯可以看到笔尖指向左侧,此时成像为正立、的虚像。如果将铅笔由靠近玻璃杯的位置向远处慢慢移动,你会看到笔尖指向(选填“左”或“右”)侧,此时成像为立的像。通过此实验总结出装满水的玻璃瓶成像特点与___________(选填“平面镜”或“凸透镜”)成像特点相同．

放大倒右教材梳理夯实基础实凸透镜3.如图所示为自制的照相机模型。(1)照相时,镜头离景物的距离至少要,才能在薄膜上看到清晰的像。

(2)小明用自制的照相机先拍摄到了远处的物体,再拍摄近处物体时,应将两筒间的距离变,

此时薄膜上的像变。

大于二倍焦距大教材梳理夯实基础大1.(1)请在图中画出光线AB、CO的折射光线和DE的入射光线。(光线AB、DE平行于主光轴)重难探究逐个击破探究一透镜相关作图(2)如图所示,三条入射光线(或延长线)分别过凹透镜的光心O、焦点F和平行于主光轴,请画出经过凹透镜折射后的光线。重难探究逐个击破实验突破素养提升(3)如图6-6所示,请画出由烛焰上S点发出的三条光线经过凸透镜后的折射光线,并画出发光点S的像点S'。(F是凸透镜的焦点,O是凸透镜的光心,光线SP平行于主光轴)重难探究逐个击破S′1.小明做“探究凸透镜成像的规律”实验时，在光屏上得到烛焰清晰的缩小的像，然后他把燃烧的蜡烛和光屏互换位置，这时光屏上能看到()A.倒立、放大的像B.倒立、缩小的像C.正立、放大的像D.正立、缩小的像重难探究逐个击破探究二凸透镜成像规律及应用A2.在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏处于如图所示的位置时，恰能在光屏上得到一个清晰的像．应用这一成像原理的是()A.潜望镜B.放大镜C.照相机D.投影仪D重难探究逐个击破3.小明同学做“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上成清晰的像(像未在图中画出来)，下列说法正确的是()A.该凸透镜的焦距可能为10cmB.光屏上形成的是烛焰倒立、放大的实像C.图中成像特点与照相机成像特点完全相同D.若将凸透镜的上半部分用纸片挡住，在光屏上只能呈现烛焰下半部分的像B4.在“探究凸透镜成像的规律”时,将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm处,在透镜另一侧距离透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像。则下列相关说法正确的是()①光屏上成倒立、放大的实像②照相机是利用这一成像原理工作的③该透镜的焦距f一定满足8cm<f<15cm④将近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间,要使光屏上出现清晰的像,光屏应靠近透镜A.只有①和③ B.只有②和④C.只有②和③ D.只有①和④重难探究逐个击破C重难探究逐个击破蜡烛距离凸透镜30cm时,在透镜的另一侧16cm处的光屏上得到一个清晰的像,此时物距大于像距,成倒立、缩小的实像,与照相机的成像原理相同,故①错误,②正确。此时蜡烛在二倍焦距以外,像在一倍焦距和二倍焦距之间,即30cm>2f,2f>16cm>f,解得8cm<f<15cm,故③正确。近视镜片是凹透镜,对光线具有发散作用,所以将近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间时,像将延迟会聚,为使光屏上出现清晰的像,应使光屏远离透镜,故④错误。故选C。6.小明同学用数码相机(可调焦距)拍摄了同一花菜的两张照片．如图所示，结合图片分析，下面说法不正确的是()A.照相机的镜头与老花镜属于同一类透镜B.凸透镜能成缩小的实像是照相机的工作原理C.在物距相同的情况下，拍摄乙照片时，镜头焦距需调得小一些D.在物距相同的情况下，拍摄乙照片时，镜头焦距需调得大一些C重难探究逐个击破7.某手机拍照镜头可看作凸透镜,其拍照的原理是:当被拍摄的物体离凸透镜距离(选填“大于”“等于”或“小于”)2f时,成倒立、的实像。当手机离被拍摄的物体很近时,物体所成实像的像距将变,从手机中看到的像变模糊,为了仍能拍摄出清晰的像,我们可以自制手机微距镜头,即在手机镜头前加一(选填“凹”或“凸”)透镜,使近距离被拍摄的物体清晰成像。

实验突破素养提升手机拍照的原理是:当u>2f时,成倒立、缩小的实像;当物距减小时,像距将变大;在手机镜头前加一凸透镜,对光线有会聚作用,会使像提前会聚,使近距离拍摄的物体清晰成像。重难探究逐个击破实验突破素养提升【设计和进行实验】1.实验器材:蜡烛、凸透镜、光屏、光具座、火柴。2.实验前首先调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度,目的是使像成在光屏的中央。3.当物距小于一倍焦距时,要在光屏的一侧透过透镜观察像。4.实验过程中蜡烛因燃烧变短,屏上的像向上移动,将凸透镜向下调或将光屏向上调,使像成在光屏的中央。5.用纸板遮住透镜的一部分:光屏上的像只会暗些,但还是一个完整的像。6.光屏上成清晰的像时,对调蜡烛与光屏的位置,光屏上还能成像,说明光路可逆。突破探究凸透镜成像的规律重难探究逐个击破实验突破素养提升【数据处理和分析】7.设计实验数据记录表格(如下表所示),分析表格数据,可得出凸透镜成像规律。透镜焦距次数物距u/cm像距v/cm像的性质虚实大小正倒123…重难探究逐个击破实验突破素养提升【实验结论】8.凸透镜成像规律及应用(见考点二)。9.凸透镜成像动态规律:①物体放在焦点之外,在凸透镜另一侧成倒立的实像,实像有缩小、等大、放大三种。物距越小,像距越大,实像越大。②物体放在焦点之内,在凸透镜同一侧成正立、放大的虚像。物距越小,像距越小,虚像越小。重难探究逐个击破实验突破素养提升【交流与反思】10.实验时光屏上找不到像的原因可能是:①蜡烛在焦点或在一倍焦距内;②烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度;③光具座不够长。11.在蜡烛和凸透镜之间加远(或近)视眼镜(凸透镜和蜡烛位置不变):①加远视眼镜:凸透镜对光有会聚作用,成像靠前,将光屏靠近凸透镜;②加近视眼镜:凹透镜对光有发散作用,成像靠后,将光屏远离凸透镜。12.换用焦距不同的凸透镜进行实验,保持物体距凸透镜的距离不变,若凸透镜焦距变大,成像靠后,则应将光屏向远离透镜的方向移动,才能得到清晰的像。13.实验改进:用发光二极管代替蜡烛的好处:可增加物体的亮度,使成像更清晰;所成的像不会晃动;发光二极管安全、环保;高度不会变化,光屏高度不用调节等。重难探究逐个击破实验突破素养提升例小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,凸透镜的位置固定不动,在如图6-7甲所示的位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像。(1)由图甲可知,凸透镜焦距范围是。为准确测得该凸透镜焦距,小明让平行光正对凸透镜照射,如图乙所示,光屏上出现一个最小、最亮的光斑,则凸透镜的焦距f=cm。

6.5cm<f<13cm10.0图6-7重难探究逐个击破实验突破素养提升例小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,凸透镜的位置固定不动,在如图6-7甲所示的位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像。(2)图甲所示位置的成像原理与(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)的原理相同。若将蜡烛向右移动一小段距离,则应将光屏向(选填“左”或“右”)移动适当距离,可再次在光屏上成清晰的像,此时像的大小比原来的像要些。

照相机右图6-7大重难探究逐个击破实验突破素养提升例小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,凸透镜的位置固定不动,在如图6-7甲所示的位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像。(3)对调图甲中蜡烛与光屏的位置,光屏上会出现一个清晰的(选填“放大”“缩小”或“等大”)的像,同时说明光路是。此时的成像情况与(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)的原理相同。

放大可逆的图6-7投影仪重难探究逐个击破实验突破素养提升例小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,凸透镜的位置固定不动,在如图6-7甲所示的位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像。(4)若将蜡烛向左移动一小段距离,此时光屏上的像变模糊,在蜡烛和透镜之间放置一个合适的(选填“凸透镜”或“凹透镜”),光屏上的像又变清晰,(选填“近视眼”或“远视眼”)的矫正原理与此相同。

近视眼凹透镜图6-7重难探究逐个击破实验突破素养提升例小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,凸透镜的位置固定不动,在如图6-7甲所示的位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像。(5)如图丙所示是小明通过实验得到的凸透镜成实像时的像距v和物距u关系的图像,由图像可知成实像时物距逐渐减小,像距逐渐。当u>2f时,物体移动速度像移动的速度。当f<u<2f时,物体移动速度像移动的速度。(后两空均选填“大于”“小于”或“等于”)

增大大于图6-7小于(6)如图甲所示,若将蜡烛移至光具座上45cm刻度线处,接下来的探究操作不必要的是。

A.移动光屏,在光屏上寻找蜡烛的像B.在凸透镜左侧透过凸透镜观察蜡烛的像C.在凸透镜右侧透过凸透镜观察蜡烛的像(7)当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时