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1、第六章常见的光学仪器知知识识点点1 1透透镜镜课标课标要求要求认识认识凸透凸透镜镜的会聚作用和凹透的会聚作用和凹透镜镜的的发发散作用。散作用。1.1.透镜的种类透镜的种类:(1)(1)图甲表示图甲表示_,F_,F表示表示_;_;(2)(2)图乙表示图乙表示_,F_,F表示表示_;f_;f表示表示_,O_,O是透镜的是透镜的_。2.2.对光线作用对光线作用:(1)(1)甲甲:使光线使光线_。(2)(2)乙乙:使光线使光线_。凸透镜凸透镜焦点焦点凹透镜凹透镜虚焦点虚焦点焦距焦距光心光心会聚会聚发散发散知知识识点点2 2凸透凸透镜镜成像成像规规律及其律及其应应用用课标课标要求要求探究并知道凸透探究并
2、知道凸透镜镜成像的成像的规规律律;了解凸透了解凸透镜镜成像成像规规律的律的应应用。用。1.1.凸透镜成像规律及其应用凸透镜成像规律及其应用:项项目目物距物距与物的位与物的位置关系置关系像的特点像的特点(正倒、大正倒、大小、虚小、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测测焦距焦距倒立、倒立、缩缩小的小的实实像像照相机照相机倒立、等大的倒立、等大的实实像像项项目目物距物距与物的位与物的位置关系置关系像的特点像的特点(正倒、大正倒、大小、虚小、虚实实)像距像距应应用用fu2ffu2fv2f_和幻灯机和幻灯机u=fu=f不成像不成像获
3、获得平得平行光束行光束ufuf同同侧侧_倒立、放大的倒立、放大的实实像像投影投影仪仪正立、放大的虚像正立、放大的虚像放大放大镜镜2.2.望远镜和显微镜望远镜和显微镜:(1)(1)靠近眼睛的是靠近眼睛的是_;_;靠近被观察物体的是靠近被观察物体的是_。(2)(2)显微镜成像原理显微镜成像原理:物镜的物镜的_很短很短,待观察物体先通过物镜在目镜的焦点内待观察物体先通过物镜在目镜的焦点内侧附近生成一个侧附近生成一个_的实像。的实像。目镜的焦距目镜的焦距_,_,相当于相当于_去观察物镜所成的实像。去观察物镜所成的实像。放大倍数等于物镜放大倍数与目镜放大倍数的放大倍数等于物镜放大倍数与目镜放大倍数的_。
4、目镜目镜物镜物镜焦距焦距倒立、放大倒立、放大较长较长放大镜放大镜乘积乘积3.3.眼睛和眼镜眼睛和眼镜:(1)(1)眼睛眼睛:角膜、晶状体和玻璃体等共同作用相当于角膜、晶状体和玻璃体等共同作用相当于_。_相当于相当于“光屏光屏”。成像特点成像特点:_:_、_实像。实像。凸透镜凸透镜视网膜视网膜倒立倒立缩小缩小(2)(2)近视眼、远视眼的比较近视眼、远视眼的比较:(3)(3)眼镜的度数眼镜的度数=_100(f=_100(f必须用必须用m m作单位作单位)成因成因矫矫正正晶状晶状体体折光折光能力能力眼球前眼球前后径后径近近视视眼眼太厚太厚_太太长长_远视远视眼眼太薄太薄_太短太短_类别类别项目项目内
5、容内容太太强强凹透凹透镜镜太弱太弱凸透凸透镜镜(1)(1)放大镜为放大镜为镜镜,对光线起对光线起作用。作用。(2)(2)如图通过放大镜看到眼睛的像是如图通过放大镜看到眼睛的像是像像,相当于相当于显微镜的显微镜的镜。镜。(3)(3)当用放大镜看远处的物体时当用放大镜看远处的物体时,成成像。像。(4)(4)利用凸透镜可以矫正利用凸透镜可以矫正眼。眼。参考答案参考答案:(1)(1)凸透会聚凸透会聚(2)(2)正立、放大、虚目正立、放大、虚目(3)(3)倒立、缩小、实倒立、缩小、实(4)(4)远视远视高高频频考点考点1 1透透镜镜的特殊光的特殊光线线中考中考题题眼眼凸凸(凹凹)透透镜镜的特殊光的特殊光
6、线线的作的作图图根据特殊光根据特殊光线线判断透判断透镜镜的种的种类类根据特殊光根据特殊光线线确定凸透确定凸透镜镜的光心、焦点位置的光心、焦点位置和焦距大小和焦距大小1.1.凸透镜凸透镜(如图甲如图甲):):(1)(1)过光心的光线传播方向不变。过光心的光线传播方向不变。(2)(2)平行于主轴的光线折射光线过焦点。平行于主轴的光线折射光线过焦点。(3)(3)过焦点的光线折射光线平行于主轴。过焦点的光线折射光线平行于主轴。(4)(4)过两倍焦距处的光线折射光线过两倍焦距处。过两倍焦距处的光线折射光线过两倍焦距处。2.2.凹透镜凹透镜(如图乙如图乙):):(1)(1)过光心的光线传播方向不变。过光心
7、的光线传播方向不变。(2)(2)平行于主轴的光线折射光线的反向延长线过焦点。平行于主轴的光线折射光线的反向延长线过焦点。(3)(3)入射光线的延长线过焦点入射光线的延长线过焦点,折射光线平行于主轴。折射光线平行于主轴。【典例典例1 1】(2013(2013广东中考广东中考)如图所示如图所示,请画出入射或折射光线请画出入射或折射光线,使光路完整。使光路完整。【思路导引思路导引】解决本题的思路解决本题的思路:【精讲精析精讲精析】本题考查凸透镜和凹透镜的特殊光线画法。凸透本题考查凸透镜和凹透镜的特殊光线画法。凸透镜的特殊光线镜的特殊光线:平行于主光轴的光线经过凸透镜会聚于焦点平行于主光轴的光线经过凸
8、透镜会聚于焦点;通过凸透镜光心的光线传播方向不变通过凸透镜光心的光线传播方向不变;由焦点发出或经过由焦点发出或经过焦点射向凸透镜的光线焦点射向凸透镜的光线,平行于主光轴。凹透镜的特殊光线平行于主光轴。凹透镜的特殊光线:平行于凹透镜主光轴的光线折射后折射光线的反向延长线经过平行于凹透镜主光轴的光线折射后折射光线的反向延长线经过焦点焦点;延长线经过凹透镜焦点的光线折射后平行于主光轴延长线经过凹透镜焦点的光线折射后平行于主光轴;过凹透镜光心的光线传播方向不发生改变。过凹透镜光心的光线传播方向不发生改变。答案答案:【失误档案失误档案】特殊光线作图特殊光线作图,易出现以下失误易出现以下失误:(1)(1)
9、误认为光线在焦点处停止误认为光线在焦点处停止,实际上光线经过焦点后仍然继续实际上光线经过焦点后仍然继续传播。传播。(2)(2)光线漏标箭头或者箭头方向标反。光线漏标箭头或者箭头方向标反。(3)(3)误将光线的反向延长线画成实线误将光线的反向延长线画成实线,应用虚线表示。应用虚线表示。【变式训练变式训练】请根据凸透镜和凹透镜对光线的作用完成光路。请根据凸透镜和凹透镜对光线的作用完成光路。【解析解析】本题考查凸透镜和凹透镜的两条特殊光线的作图。平本题考查凸透镜和凹透镜的两条特殊光线的作图。平行于凸透镜主轴的光线行于凸透镜主轴的光线,经过凸透镜后经过凸透镜后,折射光线必定经过凸透折射光线必定经过凸透
10、镜的焦点镜的焦点;过焦点的光线通过凸透镜后过焦点的光线通过凸透镜后,必定平行于主轴。凹透必定平行于主轴。凹透镜对光线具有发散作用镜对光线具有发散作用,平行于主轴的光线经凹透镜折射后平行于主轴的光线经凹透镜折射后,折折射光线的反向延长线过另一侧的焦点射光线的反向延长线过另一侧的焦点,过光心的光线其传播方过光心的光线其传播方向不改变。向不改变。答案答案:如图所示如图所示如图所示如图所示,MM,MM为主轴为主轴,S,S为发光体为发光体,S S为它通过凸透镜所成像的位置为它通过凸透镜所成像的位置,试在图中试在图中:(1)(1)画出凸透镜所放的位置。画出凸透镜所放的位置。(2)(2)标出凸透镜的焦点。标
11、出凸透镜的焦点。【解析解析】本题考查凸透镜的三条特殊光线的应用。由于通过光本题考查凸透镜的三条特殊光线的应用。由于通过光心的光线传播方向不变心的光线传播方向不变,故可以连接故可以连接S S、S S,连线与连线与MMMM的交点的交点即为光心即为光心O;O;射向透镜的所有光线经折射后会聚于像点射向透镜的所有光线经折射后会聚于像点S S。故。故平行于主轴的光线经透镜后到达平行于主轴的光线经透镜后到达S S,与主轴的交点即为焦点。与主轴的交点即为焦点。答案答案:如图所示如图所示 高高频频考点考点2 2凸透凸透镜镜成像成像规规律及其律及其应应用用中考中考题题眼眼凸透凸透镜镜的成像的成像规规律律凸透凸透镜
12、镜成像成像规规律的律的应应用用实验实验探究凸透探究凸透镜镜的成像的成像规规律律像距随物距像距随物距变变化的化的规规律律分析成像情况可知如下成像规律分析成像情况可知如下成像规律: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;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。【典例典例2 2】(2012(2012遵义中考遵义中考)在做凸透镜成像实验时在做凸透镜成像实验时,把物体把物体从从2 2倍焦距外沿主轴移向焦点的过程中倍焦距外沿主轴移向焦点的过程中,像及像距的变化情况像及像距的变化情况是是()A
13、.A.像逐渐变小像逐渐变小,像距逐渐变小像距逐渐变小B.B.像逐渐变小像逐渐变小,像距逐渐变大像距逐渐变大C.C.像逐渐变大像逐渐变大,像距逐渐变大像距逐渐变大D.D.像逐渐变大像逐渐变大,像距逐渐变小像距逐渐变小【思路导引思路导引】明确凸透镜成实像时物距、像距及像大小的关系明确凸透镜成实像时物距、像距及像大小的关系 【精讲精析精讲精析】选选C C。本题考查凸透镜成像规律。成像应用规律。本题考查凸透镜成像规律。成像应用规律,像跟物向同一方向移动像跟物向同一方向移动,物体从物体从2 2倍焦距外沿主轴移向焦点靠近倍焦距外沿主轴移向焦点靠近透镜透镜,像就要远离透镜像就要远离透镜,像距逐渐变大像距逐渐
14、变大;像的大小取决于像距与像的大小取决于像距与物距的关系物距的关系,像距逐渐变大像距逐渐变大,像就逐渐变大像就逐渐变大,故选故选C C。【方法归纳方法归纳】照相机、投影仪、放大镜的成像大小调节照相机、投影仪、放大镜的成像大小调节(1)(1)照相机、投影仪照相机、投影仪:物距变小物距变小,像距变大像距变大,像变大像变大;物距变大物距变大,像距变小像距变小,像变小。像变小。(2)(2)放大镜放大镜:物体离焦点越远物体离焦点越远,像离透镜越近像离透镜越近,像越小像越小;物体越物体越靠近焦点靠近焦点,像离透镜越远像离透镜越远,像越大。像越大。【变式训练变式训练】(2011(2011广州中考广州中考)如
15、图是投影仪成像示意图。如图是投影仪成像示意图。其中凸透镜的作用是成其中凸透镜的作用是成(选填选填“等大等大”“”“缩小缩小”或或“放大放大”)、(选填选填“正立正立”或或“倒立倒立”)的实的实像像,平面镜的作用是平面镜的作用是。如果图中。如果图中h=40 cm,h=40 cm,则凸则凸透镜焦距不可能小于透镜焦距不可能小于cmcm。【解析解析】本题考查凸透镜成像的规律及应用。投影仪是利用本题考查凸透镜成像的规律及应用。投影仪是利用物体到凸透镜的距离大于物体到凸透镜的距离大于1 1倍焦距小于倍焦距小于2 2倍焦距时倍焦距时,成倒立、成倒立、放大的实像原理放大的实像原理,其中平面镜的作用是改变光的传
16、播方向其中平面镜的作用是改变光的传播方向,使使得射向天花板的光能在屏幕上成像得射向天花板的光能在屏幕上成像;由由fu2f,fu2f,即即f40cm2f,f40cm2f,得得20cmf40cm,20cmf2f,u2f,成倒立、成倒立、缩小的实像缩小的实像,当当f f2 2=8 cm=8 cm时时,fu2f,fu2fu2f时时,凸透镜成倒立、缩小实像凸透镜成倒立、缩小实像;幻灯机原理是当幻灯机原理是当2fuf2fuf时时,凸透镜成倒立、放大实像凸透镜成倒立、放大实像;放大镜的原理是当放大镜的原理是当ufu2f,u2f,成倒立缩小的实像。故是照相机的成成倒立缩小的实像。故是照相机的成像原理。像原理。
17、【方法技巧方法技巧】(1)(1)照相机的底片、投影仪的屏幕都相当于光照相机的底片、投影仪的屏幕都相当于光屏屏,所以成在底片和屏幕上的像都是实像。所以成在底片和屏幕上的像都是实像。(2)(2)放大的像不一定是虚像放大的像不一定是虚像:放大、倒立的像是实像放大、倒立的像是实像,放大、放大、正立的像是虚像。正立的像是虚像。5.(20125.(2012鸡西中考鸡西中考)一束平行光射向凸透镜的光路图如图所一束平行光射向凸透镜的光路图如图所示示,若把蜡烛放在距该透镜若把蜡烛放在距该透镜30 cm30 cm处时处时,将得到一个倒立、将得到一个倒立、(选填选填“放大放大”“”“等大等大”或或“缩小缩小”)的实
18、像。的实像。利用这一成像原理可以制成的光学仪器是利用这一成像原理可以制成的光学仪器是。【解析解析】本题考查凸透镜成像规律及其应用。由题图可知本题考查凸透镜成像规律及其应用。由题图可知,该该凸透镜的焦距凸透镜的焦距f=10 cm,f=10 cm,把蜡烛放在距该透镜把蜡烛放在距该透镜30 cm30 cm处时处时,此时此时u=30 cm,u=30 cm,由由u2fu2f知知,将得到一个倒立、缩小的实像。照相机是将得到一个倒立、缩小的实像。照相机是利用这一成像原理制成的。利用这一成像原理制成的。答案答案:缩小缩小 照相机照相机(其他合理答案均可其他合理答案均可)6.(20136.(2013梅州中考梅州
19、中考)如图所示如图所示,O,O为凸透镜的光心为凸透镜的光心,F,F为凸透镜为凸透镜的两个焦点的两个焦点,请在图中画出光源请在图中画出光源S S经凸透镜所成的像经凸透镜所成的像S S。【解析解析】本题考查凸透镜三条特殊光线的作图。平行于主光本题考查凸透镜三条特殊光线的作图。平行于主光轴的光线通过凸透镜后会聚于焦点轴的光线通过凸透镜后会聚于焦点;过光心的光线传播方向过光心的光线传播方向不变不变;从焦点发出的光线从焦点发出的光线,过凸透镜后平行于主光轴。由光源过凸透镜后平行于主光轴。由光源发出经过凸透镜的光线会聚到像点。发出经过凸透镜的光线会聚到像点。答案答案:7.(20117.(2011呼和浩特中
20、考呼和浩特中考)某同学在某同学在“研究研究凸透镜成像规律凸透镜成像规律”的实验中的实验中,记录并绘制记录并绘制了物距了物距u u和像距和像距v v之间关系的图像之间关系的图像,如图所如图所示。示。(1)(1)该凸透镜的焦距是该凸透镜的焦距是cmcm。(2)(2)把物体从距凸透镜把物体从距凸透镜30cm30cm处移到处移到15 cm15 cm处的过程中处的过程中,像距逐像距逐渐变渐变(选填选填“大大”或或“小小”)。(3)(3)当把物体放到距凸透镜当把物体放到距凸透镜8cm8cm处时处时,光屏上光屏上(选填选填“能能”或或“不能不能”)得到一个清晰的像。得到一个清晰的像。【解析解析】本题考查凸透
21、镜成像的规律。物距等于像距时本题考查凸透镜成像的规律。物距等于像距时,物物距和像距为焦距的距和像距为焦距的2 2倍倍,由题图可以看出物距和像距相等时为由题图可以看出物距和像距相等时为20 cm,20 cm,则焦距为则焦距为10 cm10 cm。由凸透镜成像规律可知物距变小。由凸透镜成像规律可知物距变小,像像距变大。当物距为距变大。当物距为8 cm8 cm时时,物距在一倍焦距内物距在一倍焦距内,成正立、放大成正立、放大的虚像的虚像,不会成在光屏上。不会成在光屏上。答案答案:(1)10 (2)(1)10 (2)大大 (3)(3)不能不能8.(20138.(2013宜昌中考宜昌中考)小明用薄膜充水后
22、制成水透镜模拟眼球小明用薄膜充水后制成水透镜模拟眼球中的晶状体中的晶状体,来比较正常眼、近视眼和远视眼的焦距大小。来比较正常眼、近视眼和远视眼的焦距大小。实验中测得甲图焦距为实验中测得甲图焦距为10 cm,10 cm,再将甲分别挤压成乙图、丙图再将甲分别挤压成乙图、丙图的形状的形状,并分别测量焦距并分别测量焦距,如图所示。如图所示。(1)(1)测得焦距小于测得焦距小于10 cm10 cm的是图的是图,模拟近视眼的是模拟近视眼的是图图。(2)(2)在同一位置在同一位置,用甲、乙、丙透镜分别对着远处的某一物用甲、乙、丙透镜分别对着远处的某一物体体,移动光屏得到清晰的像移动光屏得到清晰的像,其中像距
23、较大的是其中像距较大的是图。图。(3)(3)目前很多近视患者戴隐形眼镜来矫正视力。隐形眼镜是目前很多近视患者戴隐形眼镜来矫正视力。隐形眼镜是一种直接贴在角膜表面的超薄镜片一种直接贴在角膜表面的超薄镜片,可随着眼球运动可随着眼球运动,其中心其中心厚度只有厚度只有0.05 mm,0.05 mm,则此镜片的边缘厚度则此镜片的边缘厚度(选填选填“小小于于”“”“等于等于”或或“大于大于”)0.05 mm,)0.05 mm,此镜片对光有此镜片对光有_(选填选填“会聚会聚”或或“发散发散”)作用。作用。【解析解析】本题主要考查了凸透镜成像的规律以及近视眼、远视本题主要考查了凸透镜成像的规律以及近视眼、远视
24、眼和它们的矫正的知识。凸透镜的焦距与它的曲度有关眼和它们的矫正的知识。凸透镜的焦距与它的曲度有关,凸透凸透镜的曲度越大镜的曲度越大,焦距越短焦距越短;近视就是由于晶状体的曲度变大近视就是由于晶状体的曲度变大,焦焦距变小或者眼球的前后径变长成像在视网膜的前面形成的。不距变小或者眼球的前后径变长成像在视网膜的前面形成的。不同焦距的凸透镜同焦距的凸透镜,如果物距相同如果物距相同,焦距越长焦距越长,则像距也会越大。则像距也会越大。矫正近视眼应该佩戴凹透镜矫正近视眼应该佩戴凹透镜,而凹透镜的特点是中间薄边缘厚。而凹透镜的特点是中间薄边缘厚。答案答案:(1)(1)乙乙 乙乙 (2)(2)丙丙 (3)(3)
25、大于大于 发散发散9.(20139.(2013咸宁中考咸宁中考)在在“探究探究凸透镜成像规律凸透镜成像规律”的实验中的实验中:(1)(1)如图甲所示如图甲所示,调节烛焰、调节烛焰、中心和光屏中心中心和光屏中心,使使之在一条与光具座平行的直线上之在一条与光具座平行的直线上;(2)(2)实验时实验时,蜡烛随着燃烧而变短蜡烛随着燃烧而变短,光屏上的像将向光屏上的像将向_(选填选填“上上”或或“下下”)移动移动;(3)(3)点燃的蜡烛分别放在点燃的蜡烛分别放在a a、b b、c c、d d四个不同的位置四个不同的位置,如图乙如图乙所示所示,其中蜡烛放在其中蜡烛放在处所得到的实像最小处所得到的实像最小;
26、放在放在_处处得到正立的虚像得到正立的虚像;在在处的成像规律是放大镜的原理处的成像规律是放大镜的原理;(4)(4)照相机的镜头相当于一个凸透镜。如图丙是我国海监人员照相机的镜头相当于一个凸透镜。如图丙是我国海监人员正在用一台可变焦距的相机拍摄钓鱼岛正在用一台可变焦距的相机拍摄钓鱼岛,如果要让像更大一些如果要让像更大一些,镜头焦距应该调得镜头焦距应该调得(选填选填“较大较大”或或“较小较小”)。【解析解析】本题考查凸透镜的成像特点及应用。本题考查凸透镜的成像特点及应用。(1)(1)实验前应该实验前应该将烛焰、凸透镜、光屏中心调到同一水平线上将烛焰、凸透镜、光屏中心调到同一水平线上,使像成在光屏使
27、像成在光屏中央中央;(2);(2)由于光屏上的实像是倒立的由于光屏上的实像是倒立的,当烛焰向下运动时当烛焰向下运动时,像应像应该向上运动该向上运动;(3);(3)成实像时成实像时,物距越大物距越大,像越小像越小,所以所以a a处的实像最处的实像最小小;在一倍焦距内成正立放大的虚像在一倍焦距内成正立放大的虚像,这也是放大镜的工作原这也是放大镜的工作原理理;(4);(4)在相同条件下在相同条件下,镜头的焦距越大镜头的焦距越大,凸透镜越薄凸透镜越薄,所成的放所成的放大的像越不容易变形大的像越不容易变形,所以为了使像更大一些所以为了使像更大一些,镜头焦距应该调镜头焦距应该调得较大。得较大。答案答案:(1)(1)凸透镜凸透镜 (2)(2)上上 (3)a d d (4)(3)a d d (4)较大较大