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1、第五章透镜及其应用一、透镜及其对光线的作用一、透镜及其对光线的作用1.1.图甲表示凸透镜图甲表示凸透镜,对光线具有对光线具有_作用。作用。2.2.图乙表示凹透镜图乙表示凹透镜,对光线具有对光线具有_作用。作用。会聚会聚发散发散二、凸透二、凸透镜镜成像成像规规律及其律及其应应用用1.1.凸透凸透镜镜成像成像规规律及其律及其应应用用:项项目目物距物距与物的与物的位置位置关系关系像的特点像的特点(正倒、正倒、大小、虚大小、虚实实)像距像距应应用用u2fu2f异异侧侧_fv2ffv2f_u=2fu=2f异异侧侧_v=2fv=2f测测焦距焦距fu2ffu2fv2f_u=fu=f不成像不成像获获得平行光束
2、得平行光束ufu”“=”“”“=”或或“”)“”)。会聚会聚 2.2.【画一画】【画一画】填透填透镜镜在甲、乙两在甲、乙两图图的虚的虚线线框内画出适当框内画出适当类类型的透型的透镜镜。答案答案:3.3.【辨一辨】【辨一辨】视视力的力的矫矫正正甲甲图图是是_眼眼,用用_镜矫镜矫正正;乙乙图图是是_眼眼,用用_镜矫镜矫正。正。远视远视凸透凸透近近视视凹透凹透4.4.【填一填】凸透【填一填】凸透镜镜成像成像规规律律凸透凸透镜镜的物距的物距_2f;_2f;此此时时成成_实实像像,生活中的生活中的应应用用是是_;_;当蜡当蜡烛烛向透向透镜镜移移动时动时,应应将光屏向将光屏向_移移动动,所成像所成像_;_
3、;将蜡将蜡烛烛和光屏的位置和光屏的位置对换对换,发觉发觉在光屏上仍能成一清晰的像在光屏上仍能成一清晰的像,此此时时像的性像的性质质是倒立、是倒立、_的的实实像像,生活中的生活中的应应用是用是_(_(幻灯机、幻灯机、放映机等放映机等)。大于大于倒立、倒立、缩缩小的小的照相机照相机右右变变大大放大放大投影投影仪仪考点考点1 1透透镜镜的特殊光的特殊光线线1.1.凸透凸透镜镜(如如图图):):(1)(1)过过光心的光光心的光线传线传播方向不播方向不变变。(2)(2)平行于主光平行于主光轴轴的光的光线线折射光折射光线过线过焦点。焦点。(3)(3)过过焦点的光焦点的光线线折射光折射光线线平行于主光平行于
4、主光轴轴。(4)(4)过过2 2倍焦距点的入射光倍焦距点的入射光线线,折射光折射光线过线过另一另一侧侧的的2 2倍焦距点。倍焦距点。2.2.凹透凹透镜镜(如如图图):):(1)(1)过过光心的光光心的光线传线传播方向不播方向不变变。(2)(2)平行于主光平行于主光轴轴的光的光线线折射后折射后,折射光折射光线线的反向延的反向延长线过长线过焦点。焦点。(3)(3)入射光入射光线线的延的延长线过长线过焦点焦点,折射后折射光折射后折射光线线平行于主光平行于主光轴轴。【技法攻略】【技法攻略】(1)(1)平行于主光平行于主光轴轴的光的光线经线经凹透凹透镜镜折射后折射后,折射光折射光线线的反向延的反向延长线
5、长线确定要延确定要延长长到焦点到焦点处处。(2)(2)平行于主光平行于主光轴轴的光的光线经线经凸透凸透镜镜折射后折射后,折射光折射光线线画到焦点画到焦点处处后后接着延接着延长长一段。一段。【示范【示范题题1 1】(2015(2015怀怀化中考化中考)如如图图所示所示,表示小欣同学用激光分表示小欣同学用激光分别别射向甲、乙两透射向甲、乙两透镜镜后光的后光的传传播路径播路径,由由图图可知甲透可知甲透镜应镜应是是透透镜镜,乙透乙透镜应镜应是是透透镜镜。(两空均两空均选选填填“凹凹”或或“凸凸”)”)【解题关键】【解题关键】解答本题抓住以下关键解答本题抓住以下关键:关键关键1:1:凸透镜对光线有会聚作
6、用凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。凹透镜对光线有发散作用。关键关键2:2:会聚是指光线经透镜折射后会聚是指光线经透镜折射后,折射光束变窄折射光束变窄;发散是指光线经发散是指光线经透镜折射后透镜折射后,折射光束变宽。折射光束变宽。【解析】【解析】本题考查辨别凸透镜和凹透镜的方法。通过甲透镜的光线本题考查辨别凸透镜和凹透镜的方法。通过甲透镜的光线比起入射光线更加远离主光轴比起入射光线更加远离主光轴,所以甲对光线有发散作用所以甲对光线有发散作用,因此甲是因此甲是凹透镜。从图知凹透镜。从图知,通过乙透镜的光线比入射光线向主光轴靠拢通过乙透镜的光线比入射光线向主光轴靠拢,所以所以乙对光线
7、有会聚作用乙对光线有会聚作用,因此乙是凸透镜。因此乙是凸透镜。答案答案:凹凸凹凸【示范【示范题题2 2】(2015(2015张张家界中考家界中考)完成下列光路完成下列光路图图。【解析】本【解析】本题题考考查查的是的是对对凸透凸透镜镜的三条特殊光的三条特殊光线线的的驾驭驾驭。平行。平行于主光于主光轴轴的光的光线经过线经过凸透凸透镜镜后后经过经过凸透凸透镜镜的焦点的焦点,据此作据此作图图即可。即可。答案答案:【备选备选例例题题】1.(20141.(2014辽辽阳中考阳中考)如如图图,请请画出从光源画出从光源S S发发出的三条光出的三条光线线,经经透透镜镜折射后的折射后的传传播方向。播方向。【解【解
8、题题探究】解答本探究】解答本题时题时思索以下思索以下问题问题:(1)(1)过过焦点的光焦点的光线经线经凸透凸透镜镜折射后将如何折射后将如何?(2)(2)平行于主光平行于主光轴轴的光的光线经线经凸透凸透镜镜折射后将如何折射后将如何?(3)(3)延延长线过长线过另一另一侧侧焦点的光焦点的光线经线经凹透凹透镜镜折射后将如何折射后将如何?提示提示:(1):(1)平行于主光平行于主光轴轴(2)(2)过过另一另一侧侧的焦点的焦点(3)(3)平行于主光平行于主光轴轴【解析】本题考查凸透镜和凹透镜的特殊光线作图。过焦点的光线【解析】本题考查凸透镜和凹透镜的特殊光线作图。过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴
9、经凸透镜折射后将平行于主光轴;平行于主光轴的光线经凸透镜折射平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点后将过焦点;延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴。光轴。答案答案:如图所示如图所示2.(20132.(2013扬扬州中考州中考)如如图图,通通过过凸透凸透镜镜焦点的光焦点的光线线AO,AO,经过经过凸透凸透镜镜沿沿OBOB方向射出方向射出,作出作出该该凸透凸透镜镜和焦点和焦点F F的位置。的位置。(保留作保留作图图痕迹痕迹)【解析】本题考查特殊光线的应用【解析】本题考查特殊光线的应用(作出凸透镜即确定焦点的位作出凸透镜即确定焦点的位
10、置置)。入射光线。入射光线AOAO经过透镜焦点经过透镜焦点,说明折射光线说明折射光线OBOB与主光轴平行与主光轴平行,透镜与透镜与OBOB垂直。故可先画出主光轴垂直。故可先画出主光轴,主光轴与主光轴与AOAO的交点即为凸透的交点即为凸透镜的焦点镜的焦点,再画出凸透镜再画出凸透镜(和和BOBO垂直垂直,且过且过O O点点)。答案答案:3.(20143.(2014菏菏泽泽中考中考)在如在如图图所示的光路所示的光路图图中中,分分别别填入合适的透填入合适的透镜镜。【解析】本【解析】本题题考考查查透透镜对镜对光光线线的作用。凸透的作用。凸透镜对镜对光光线线具有会聚作用具有会聚作用,左左图图明明显显是会聚
11、作用是会聚作用,所以所以应应当是凸透当是凸透镜镜;凹透凹透镜对镜对光光线线具有具有发发散作散作用用,右右图图入射光入射光线发线发散散,所以是凹透所以是凹透镜镜。答案答案:如如图图所示所示4.(20134.(2013包包头头中考中考)如如图图所示所示,一条平行于凸透一条平行于凸透镜镜主光主光轴轴CCCC的入的入射光射光线经线经透透镜镜折射后入射于平面折射后入射于平面镜镜上的上的N N点点(平面平面镜镜与主光与主光轴轴平行平行),),经经平面平面镜镜反射后与主光反射后与主光轴轴CCCC相交于相交于B B点点,过过N N点作平面点作平面镜镜的法的法线线与与主光主光轴轴CCCC相交于相交于A A点点,
12、O,O点点为为凸透凸透镜镜的光心。的光心。(1)(1)请请在在图图中画出中画出这这条光条光线经线经凸透凸透镜镜折射前和折射后的光路折射前和折射后的光路图图。(2)(2)若若OA=4cm,AB=1.5cm,OA=4cm,AB=1.5cm,则则凸透凸透镜镜的焦距的焦距f=f=cmcm。【解析】本题考查光的反射和凸透镜特殊光线的作图。在光的反射【解析】本题考查光的反射和凸透镜特殊光线的作图。在光的反射现象中现象中,反射角等于入射角反射角等于入射角,故可先画出入射光线故可先画出入射光线,与主光轴的交点与主光轴的交点即为焦点即为焦点;因平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后过凸透镜因平行于凸透镜主光轴的
13、光线经凸透镜折射后过凸透镜的焦点的焦点,再画出射向凸透镜的入射光线再画出射向凸透镜的入射光线;最终求出焦距最终求出焦距:f=OF=OA-FA=OA-AB=4cm-1.5cm=2.5cmf=OF=OA-FA=OA-AB=4cm-1.5cm=2.5cm。答案答案:(1)(1)如图所示如图所示(2)2.5(2)2.5考点考点2 2凸透凸透镜镜成像的成像的规规律及其律及其应应用用1.1.三条成像三条成像规规律及其律及其应应用的比用的比较较:说明说明:当当u=2fu=2f时时,v=2f,v=2f,成倒立等大的实像成倒立等大的实像2.2.两个分界点两个分界点:(1)(1)一倍焦距一倍焦距处处:一倍焦距分虚
14、一倍焦距分虚实实,即物体位于焦点以外成即物体位于焦点以外成实实像像,位于位于焦点以内成虚像。焦点以内成虚像。(2)(2)二倍焦距二倍焦距处处:二倍焦距分大小二倍焦距分大小,即物体位于二倍焦距以外即物体位于二倍焦距以外,成成缩缩小小的的实实像像,二倍焦距以内成放大的像。二倍焦距以内成放大的像。3.3.变更规律变更规律:(1)(1)成实像时成实像时:物距减小物距减小(变大变大)像距变大像距变大(变小变小)像变大像变大(变小变小)(2)(2)成虚像时成虚像时:物距变小物距变小(变大变大)像距变小像距变小(变大变大)像变小像变小(变大变大)记忆口诀记忆口诀:一焦分虚实一焦分虚实,二焦分大小二焦分大小;
15、实像异侧倒实像异侧倒,物远像变小物远像变小;虚像同侧立虚像同侧立,物远像变大物远像变大;像大像距大像大像距大,像小像距小。像小像距小。【示范【示范题题3 3】(2014(2014邵阳中考邵阳中考)甲同学拿着焦距甲同学拿着焦距为为10cm10cm的放大的放大镜镜去去看离他看离他1.5m1.5m远处远处的乙同学的乙同学,乙同学却通乙同学却通过过放大放大镜镜看到了甲同学眼睛看到了甲同学眼睛成正立放大的、清晰的虚像。成正立放大的、清晰的虚像。则则放大放大镜镜与甲同学的距离与甲同学的距离()A.A.小于小于10cm10cmB.B.大于大于10cm10cm小于小于20cm20cmC.C.大于大于20cm2
16、0cmD.D.等于等于10cm10cm【解题关键】解答本题抓住以下关键【解题关键】解答本题抓住以下关键:依据题图明确物距和像距依据题图明确物距和像距,且物距小于焦距且物距小于焦距(10cm)(10cm)【解析】选【解析】选A A。本题考查凸透镜成像的规律。由题可知。本题考查凸透镜成像的规律。由题可知:f=10cm;:f=10cm;乙同学看到甲同学的眼睛成正立、放大的虚像乙同学看到甲同学的眼睛成正立、放大的虚像,所以甲到放大镜所以甲到放大镜的距离应小于焦距的距离应小于焦距,即小于即小于10cm10cm。故选。故选A A。【示范【示范题题4 4】(2015(2015娄底中考娄底中考)用用图图甲所示
17、的装置甲所示的装置测测出凸透出凸透镜镜的焦的焦距距,并探究凸透并探究凸透镜镜成像成像规规律律,当蜡当蜡烛烛、透、透镜镜、光屏位置如、光屏位置如图图乙乙时时,在在光屏上可成清晰的像。下列光屏上可成清晰的像。下列说说法正确的是法正确的是()A.A.凸透凸透镜镜的焦距是的焦距是30cm30cmB.B.图图乙中乙中烛烛焰成的是倒立放大的像焰成的是倒立放大的像C.C.照相机成像特点与照相机成像特点与图图乙中所成像的特点相同乙中所成像的特点相同D.D.保持凸透保持凸透镜镜、光屏位置不、光屏位置不变变,将蜡将蜡烛远烛远离凸透离凸透镜镜,烛烛焰仍可在光屏上焰仍可在光屏上成清晰的像成清晰的像【解析】选【解析】选
18、B B。甲图中凸透镜的焦距是。甲图中凸透镜的焦距是10cm,10cm,乙图中物距在一倍焦距乙图中物距在一倍焦距和和2 2倍焦距之间倍焦距之间,成倒立放大的实像成倒立放大的实像,这是投影仪和幻灯机的原理这是投影仪和幻灯机的原理,保保持凸透镜、光屏位置不变持凸透镜、光屏位置不变,将蜡烛远离凸透镜将蜡烛远离凸透镜,必需将光屏适当向左必需将光屏适当向左移动才能在光屏上成清晰的像移动才能在光屏上成清晰的像,所以所以B B正确。正确。【备选备选例例题题】(2014(2014德州中考德州中考)2013)2013年年6 6月月2020日日,我国宇航我国宇航员员王王亚亚平平在在“天天宫宫一号一号”完成了太空授完
19、成了太空授课课,如如图图是她做水球透是她做水球透镜试验时镜试验时的情景的情景,通通过过水球可以看到她的像水球可以看到她的像,以下有关像的推断及成像以下有关像的推断及成像规规律的律的应应用用,说说法正确的是法正确的是()A.A.实实像凸面像凸面镜镜B.B.虚像放大虚像放大镜镜C.C.实实像照相机像照相机D.D.实实像投影像投影仪仪【解【解题题探究】解答本探究】解答本题时题时思索以下几个思索以下几个问题问题:(1)(1)水球相当于什么水球相当于什么类类型的透型的透镜镜?(2)(2)图图中的像的性中的像的性质质是什么是什么?有什么有什么应应用用?提示提示:(1):(1)凸透凸透镜镜(2)(2)成倒立
20、、成倒立、缩缩小的小的实实像像;照相机照相机(或或摄摄像机像机)【解析】选【解析】选C C。本题考查凸透镜成像的应用。依据图示可知。本题考查凸透镜成像的应用。依据图示可知,像为倒像为倒立、缩小的实像立、缩小的实像,那么水球相当于凸透镜那么水球相当于凸透镜,照相机照相机(或摄像机等或摄像机等)就是就是利用这一成像原理。故选利用这一成像原理。故选C C。【学【学问问拓展】作拓展】作图图理解凸透理解凸透镜镜成像的成像的规规律律利用凸透利用凸透镜镜的三条特殊光的三条特殊光线线中的两条画出相中的两条画出相应应的光路的光路图图,理解凸透理解凸透镜镜成像成像规规律。律。(1)(1)当物体到凸透当物体到凸透镜
21、镜的距离大于二倍焦距的距离大于二倍焦距时时,在凸透在凸透镜镜的另一的另一侧侧成倒成倒立、立、缩缩小的小的实实像。像。(2)(2)当物体到凸透当物体到凸透镜镜的距离大于一倍焦距小于二倍焦距的距离大于一倍焦距小于二倍焦距时时,在凸透在凸透镜镜的的另一另一侧侧成倒立、放大的成倒立、放大的实实像。像。(3)(3)当物体到凸透镜的距离小于一倍焦距时当物体到凸透镜的距离小于一倍焦距时,在光屏上不成像在光屏上不成像,但透过但透过凸透镜凸透镜,可在烛焰的同侧看到一个正立、放大的虚像。可在烛焰的同侧看到一个正立、放大的虚像。考点考点3 3近近视视眼和眼和远视远视眼的成因及眼的成因及矫矫正正【示范【示范题题5 5
22、】(2015(2015衡阳中考衡阳中考)学学习习了透了透镜镜学学问问后后,小勇回家小勇回家细细致研致研究究爷爷爷爷的老花的老花镜镜,并得出以下并得出以下结论结论,你你认为认为他的他的这这些些结论结论中不妥当的中不妥当的是是()A.A.老花老花镜镜是一种凹透是一种凹透镜镜B.B.老花老花镜镜可以用来做放大可以用来做放大镜镜C.C.老花老花镜镜能在阳光下点燃白能在阳光下点燃白纸纸D.D.爷爷爷爷原来是个原来是个远视远视眼眼【解题关键】解答本题抓住以下关键【解题关键】解答本题抓住以下关键:关键关键1:1:老花镜是远视眼镜老花镜是远视眼镜;关键关键2:2:远视眼镜的镜片是凹透镜。远视眼镜的镜片是凹透镜
23、。【解析】选【解析】选A A。本题考查远视眼的矫正和凸透镜的性质。老年人眼睛。本题考查远视眼的矫正和凸透镜的性质。老年人眼睛的晶状体的折光实力太弱的晶状体的折光实力太弱,将近处物体的像成在视网膜后将近处物体的像成在视网膜后,所以看不所以看不清近处的物体清近处的物体,俗称远视眼。远视眼须要用凸透镜矫正俗称远视眼。远视眼须要用凸透镜矫正,所以老花镜所以老花镜是凸透镜。老花镜是凸透镜。老花镜(凸透镜凸透镜)可以作为放大镜运用可以作为放大镜运用;把老花镜放在太阳把老花镜放在太阳光下光下,太阳光经凸透镜折射后会聚在凸透镜的焦点上太阳光经凸透镜折射后会聚在凸透镜的焦点上,该点的温度很该点的温度很高高,可以
24、将白纸点燃。可以将白纸点燃。【示范【示范题题6 6】(2012(2012怀怀化中考化中考)小小张张同学最近感同学最近感觉视觉视力下降力下降,他去看他去看医生医生时时,医生用如医生用如图图所示的示意所示的示意图为图为他他讲讲解解视视力下降的道理。由力下降的道理。由图图可知可知,他的眼睛患有他的眼睛患有视视,应应佩戴佩戴(选选填填“凸凸”或或“凹凹”)”)透透镜矫镜矫正正视视力。力。【解析】本题考查了近视眼的成因。由题图可知【解析】本题考查了近视眼的成因。由题图可知,远处物体成像在远处物体成像在视网膜前面视网膜前面,所以患的是近视所以患的是近视,近视眼是由于晶状体曲度变大近视眼是由于晶状体曲度变大
25、,会聚会聚实力增加实力增加,即折光实力增加即折光实力增加,应佩戴凹透镜应佩戴凹透镜,使光线推迟会聚。使光线推迟会聚。答案答案:近凹近凹【备选备选例例题题】(2013(2013黔西南州中考黔西南州中考)眼睛是心灵的窗口眼睛是心灵的窗口,我我们获们获得得的信息大部分来自眼睛的信息大部分来自眼睛,我我们们要疼惜眼睛。如要疼惜眼睛。如图图所示中能表示近所示中能表示近视视眼成因的是眼成因的是(选选填填“甲甲”或或“乙乙”)”)图图,应应当佩戴当佩戴(选选填填“凸透凸透镜镜”或或“凹透凹透镜镜”)”)来来矫矫正。正。【解【解题题探究】解答本探究】解答本题题思索以下思索以下问题问题:近近视视眼和眼和远视远视
26、眼成像分眼成像分别别有什么特点有什么特点?如何如何矫矫正近正近视视眼和眼和远视远视眼眼?提示提示:近近视视眼成像在眼成像在视视网膜前网膜前,用凹透用凹透镜矫镜矫正正;远视远视眼成像在眼成像在视视网膜后网膜后,用凸透用凸透镜矫镜矫正。正。【解析】本题考查近视眼成因和矫正。近视眼是由于眼球前后径太【解析】本题考查近视眼成因和矫正。近视眼是由于眼球前后径太长或晶状体太厚长或晶状体太厚,使远处的物体成像在视网膜的前方使远处的物体成像在视网膜的前方,应当佩戴凹透应当佩戴凹透镜制成的近视镜。镜制成的近视镜。答案答案:乙凹透镜乙凹透镜【学【学问问拓展】眼睛中的透拓展】眼睛中的透镜镜角膜光通角膜光通过过透亮的
27、称透亮的称为为角膜的前表面角膜的前表面进进入眼睛。角膜能防止灰入眼睛。角膜能防止灰尘尘进进入眼睛入眼睛,它也起着透它也起着透镜镜的作用的作用,保保证证来自不同方向的光来自不同方向的光线线都能都能进进入眼入眼睛。睛。虹膜虹膜可以虹膜虹膜可以变变更更进进入眼睛的光入眼睛的光线线数量数量,是一是一块块可伸可伸缩缩的肌肉的肌肉环环。虹膜使眼睛虹膜使眼睛带带上了上了颜颜色。多数人的虹膜是褐色的色。多数人的虹膜是褐色的,也有人的虹膜是也有人的虹膜是蓝蓝色或色或绿绿色的。色的。瞳孔瞳孔是眼睛中的黑色部分。事实上它是角膜覆盖下的一个瞳孔瞳孔是眼睛中的黑色部分。事实上它是角膜覆盖下的一个洞。瞳孔呈黑色是因为它直
28、通眼睛黑暗的内部。虹膜通过肌肉环洞。瞳孔呈黑色是因为它直通眼睛黑暗的内部。虹膜通过肌肉环的伸缩来限制瞳孔的大小。在光线昏暗时的伸缩来限制瞳孔的大小。在光线昏暗时,瞳孔变大瞳孔变大,更多的光进更多的光进入眼睛入眼睛;在光线刺眼时在光线刺眼时,瞳孔变小瞳孔变小,削减了进入眼睛的光线数量。削减了进入眼睛的光线数量。【备选备选要点】要点】光学光学“暗箱暗箱”问题问题已知光已知光线线的部分的部分传传播径迹播径迹,要求确定光学元件。解决此要求确定光学元件。解决此类问题类问题的一般的一般步步骤骤:1.1.先明确各光学元件先明确各光学元件对对光光线线的作用的作用:(1)(1)平面平面镜镜镜镜面反射面反射(平行
29、射入平行射入,平行射出平行射出)。(2)(2)凹面凹面镜镜(凹凹镜镜)()(或凸透或凸透镜镜)反射反射(或折射或折射)后起会聚作用。后起会聚作用。(3)(3)凸面凸面镜镜(凸凸镜镜)()(或凹透或凹透镜镜)反射反射(或折射或折射)后起后起发发散作用。散作用。2.2.判定光学元件是使光线发生反射还是折射判定光学元件是使光线发生反射还是折射,以确定用面镜还是用以确定用面镜还是用透镜。透镜。3.3.分析光学元件的作用分析光学元件的作用,它是使光线会聚还是发散它是使光线会聚还是发散,从而确定面镜或从而确定面镜或透镜的种类透镜的种类(是凸面镜还是凹面镜或是凸透镜还是凹透镜是凸面镜还是凹面镜或是凸透镜还是
30、凹透镜)。4.4.把题目所给的入射光线和出射光线连接起来把题目所给的入射光线和出射光线连接起来,使光路保持连续。使光路保持连续。5.5.在光路发生变更的位置上填入选定的光学元件。在光路发生变更的位置上填入选定的光学元件。【示范【示范题题】(2013(2013自自贡贡中考中考)要使光要使光线发线发生如生如图图所示的偏折所示的偏折,在方在方框内适当地画出合适的光学元件框内适当地画出合适的光学元件(保留作保留作图图痕迹痕迹),),一种利用光的反一种利用光的反射射,一种利用光的折射。一种利用光的折射。【解题指南】解答本题抓住以下关键【解题指南】解答本题抓住以下关键:关键关键1:1:明确光的反射和折射分
31、别对应哪一种光学元件。明确光的反射和折射分别对应哪一种光学元件。关键关键2:2:是反射的按反射定律作图是反射的按反射定律作图;是折射的按透镜的特殊光线作图。是折射的按透镜的特殊光线作图。【解析】本题达到变更光路目的有三种方法【解析】本题达到变更光路目的有三种方法:镜面反射、凸透镜折镜面反射、凸透镜折射、凹透镜折射。平面镜反射留意反射角等于入射角射、凹透镜折射。平面镜反射留意反射角等于入射角,凸透镜留意凸透镜留意光线要在主光轴上方才能向下偏折光线要在主光轴上方才能向下偏折,凹透镜发散要在主光轴下方才凹透镜发散要在主光轴下方才能向下偏折。能向下偏折。答案答案:主主题题凸透凸透镜镜成像的成像的规规律
32、律【试验试验原理】原理】_【试验试验关关键键】光的折射光的折射(1)(1)调调:为了保证烛焰的像成在光屏的中心为了保证烛焰的像成在光屏的中心,必需使烛焰、凸透镜、必需使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在光屏三者的中心在_(_(或同一条水平线上或同一条水平线上)。(2)(2)测测:明确凸透镜的焦距明确凸透镜的焦距,使使_不动不动,将蜡烛由远及近靠近凸将蜡烛由远及近靠近凸透镜透镜,移动移动_,_,直到上面呈现清晰的像。直到上面呈现清晰的像。同一水平高度同一水平高度凸透镜凸透镜光屏光屏【要点探究】【要点探究】(1)(1)怎怎样样才能在光屏上找到才能在光屏上找到“清晰的像清晰的像”?”?提示提示:缓缓慢地
33、多次前后移慢地多次前后移动动光屏光屏,并不断比并不断比较较光屏上像的光屏上像的“清晰程度清晰程度”,”,直到光屏上的像直到光屏上的像“最清晰最清晰”为为止。止。(2)(2)随着随着试验试验的的进进行行,像在光屏上的位置越来越高像在光屏上的位置越来越高,甚至超甚至超过过了光屏的了光屏的顶顶端端,为为什么什么?应应如何解决如何解决?提示提示:蜡蜡烛烛燃燃烧烧的的时间时间越越长长,蜡蜡烛烛越短越短,烛烛焰的位置就越低焰的位置就越低,所以像的所以像的位置就越高。当位置就越高。当发觉发觉像的位置超像的位置超过过了光屏的了光屏的顶顶端端时时,有三种方法有三种方法调调整整:将光屏向上移将光屏向上移动动;将蜡
34、将蜡烛烛向上移向上移动动;将凸透将凸透镜镜和光屏同和光屏同时时向下移向下移动动。(3)(3)凸透凸透镜镜成放大的成放大的实实像像时时,物距跟像距相比物距跟像距相比,哪个比哪个比较较大大?成成缩缩小的小的实实像像时时,物距跟像距相比物距跟像距相比,哪个比哪个比较较大大?提示提示:凸透镜成放大的实像时凸透镜成放大的实像时,物距小于像距物距小于像距;成缩小的实像时成缩小的实像时,物距物距大于像距。大于像距。【失分盲点】【失分盲点】物与像的物与像的“可逆性可逆性”:”:成实像时成实像时(u=2f(u=2f时除外时除外),),物像互换位置物像互换位置,成像成像的大小互换。的大小互换。【示范案例】【示范案
35、例】(2015(2015郴州中考郴州中考)小明用凸透小明用凸透镜镜、蜡、蜡烛烛、光屏和光具座等器材、光屏和光具座等器材,探究凸探究凸透透镜镜成像的成像的规规律。律。(1)(1)测测焦距焦距:如如图图甲所示甲所示,让让一束平行光正一束平行光正对对着凸透着凸透镜镜,移移动动光屏光屏,直直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。由此可得出到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。由此可得出该该凸透凸透镜镜的焦的焦距距为为cm;cm;(2)(2)如如图图乙所示乙所示,把蜡把蜡烛烛、凸透、凸透镜镜、光屏依次放在光具座上、光屏依次放在光具座上,点燃蜡点燃蜡烛烛,将将烛烛焰、凸透焰、凸透镜镜、光屏三者中心、光屏三者中
36、心调调到同一高度。当蜡到同一高度。当蜡烛烛距凸透距凸透镜镜的的距离距离为为35cm35cm时时,移移动动光屏光屏,可在光屏上得到一个清晰倒立、可在光屏上得到一个清晰倒立、(选选填填“放大放大”或或“缩缩小小”)”)的的实实像。若像。若对换对换蜡蜡烛烛和光屏的和光屏的位置位置,光屏上仍能得到一个清晰的像光屏上仍能得到一个清晰的像,据此原理据此原理,人人们们制成的光学制成的光学仪仪器器是是;(3)(3)如如图图乙所示乙所示,把凸透把凸透镜换镜换成焦距成焦距为为30cm30cm的的,保持蜡保持蜡烛烛和凸透和凸透镜镜的的位置不位置不变变,移移动动光屏光屏,在光屏上在光屏上(选选填填“能能”或或“不能不
37、能”)”)得得到一个清晰的像到一个清晰的像,缘缘由是由是_。【解析】【解析】(1)(1)凸透镜对光线有会聚作用凸透镜对光线有会聚作用,能够将平行于主光轴的光线能够将平行于主光轴的光线会聚在焦点上会聚在焦点上,我们常常用这种方法来测量凸透镜的焦距我们常常用这种方法来测量凸透镜的焦距,如图甲所如图甲所示示,该凸透镜的焦距为该凸透镜的焦距为10cm;(2)10cm;(2)乙图中乙图中,当当u=35cmu=35cm时时,处于该凸透镜的处于该凸透镜的二倍焦距以外二倍焦距以外,此时蜡烛成的像是倒立、缩小的实像此时蜡烛成的像是倒立、缩小的实像,像在一倍焦距像在一倍焦距和二倍焦距之间和二倍焦距之间;当对换蜡烛
38、和光屏的位置时当对换蜡烛和光屏的位置时,蜡烛到凸透镜的距离蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立放大的实像成倒立放大的实像,此时的应用是投影此时的应用是投影仪仪(3)(3)当换用焦距为当换用焦距为30cm30cm的凸透镜时的凸透镜时,乙图中蜡烛的位置处于该凸透乙图中蜡烛的位置处于该凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间镜的一倍焦距和二倍焦距之间,像应当在距离凸透镜二倍焦距像应当在距离凸透镜二倍焦距(即即110cm110cm刻度线刻度线)以外的位置以外的位置,而图乙中光具座的长度不够而图乙中光具座的长度不够,明显无法明显无法找到清晰的像。找到清晰的像。答案答案:(1)
39、10:(1)10(2)(2)缩小投影仪缩小投影仪(3)(3)不能光具座的长度有限不能光具座的长度有限,光屏无法移动到清晰像的位置光屏无法移动到清晰像的位置【拓展探究】【拓展探究】结结合【示范案例】探究以下合【示范案例】探究以下问题问题:某小某小组组同学同学对对上述上述试验试验装置用由几个装置用由几个发发光二极管做成的光二极管做成的“F”“F”字字样样作作发发光体光体,你你认为认为其好其好处处是是(写出一点即可写出一点即可)。【解析】【解析】发发光二极管具有以下光二极管具有以下优优点点:可以增加成像物体的亮度可以增加成像物体的亮度;像不会晃像不会晃动动,更加更加稳稳定定;能能视视察像物左右察像物
40、左右颠颠倒的关系。倒的关系。答案答案:成像成像稳稳定定(合理即可合理即可)【方法平台】利用【方法平台】利用视视察法做好凸透察法做好凸透镜镜成像成像规规律的律的试验试验(1)(1)视视察察仪仪器器:包括包括仪仪器的刻度器的刻度(测测量量仪仪器器)、构造、构造、铭铭牌等方面的内容牌等方面的内容,如凸透如凸透镜镜的焦距。的焦距。(2)(2)视视察察试验试验:主要包括主要包括试验试验装置的安装、装置的安装、试验试验的操作的操作过过程、程、试验试验的的现现象、象、试验试验的数据的数据(图图像、表格像、表格)等等,如凸透如凸透镜镜、光屏、蜡、光屏、蜡烛烛三者在光具三者在光具座上的位置及各座上的位置及各仪仪
41、器的器的调调整整;像的性像的性质质和物距及像距的和物距及像距的对应对应关系等。关系等。(3)(3)定性视察定性视察:即对定性试验的视察。定性视察只能得出即对定性试验的视察。定性视察只能得出“有关有关”或或“某个物理量越大某个物理量越大,另一个物理量越大另一个物理量越大(或越小或越小)”)”的浅层次结论的浅层次结论,如如像的大小变更与物距及像距的关系。像的大小变更与物距及像距的关系。(4)(4)定量视察定量视察:即对定量试验的视察。必须要测量和分析试验数据即对定量试验的视察。必须要测量和分析试验数据,才可得出更高层次的结论才可得出更高层次的结论,如像距、物距的具体数据等。如像距、物距的具体数据等。