人教版八年级上物理透镜及其应用 一。透镜 急求
【例题】一个物体到凸透镜的距离是30cm时,在光屏上得到一个放大的实像,若把物体沿凸透镜的主光轴移到距凸透镜45cm处,则成像的情况是(D) A:放大的实像 B:缩小的实像 C:等大的实像 D:上述三项情况都可能因为在30cm处是一个放大的实像,说明30cm是在1倍焦距和2倍焦距之间,但凸透镜的焦距不知道,所以以上都有可能。45cm可能也是在1倍焦距和2倍焦距之间,成放大倒立的实像(A)。45cm还有可能是在2倍焦距之外,成缩小倒立的实像(B)。还有可能45cm是2倍焦距点,成等大倒立的实像(C)。所以,以上三个选项都有可能。
第三章 透镜及其应用
一、透镜
(一)、透镜分类及有关透镜的4个名词
凸透镜和凹透镜 透镜四个名词
(二)、透镜对光的作用:凸透镜—-会聚;凹透镜—-发散
(三)、透镜与光线(凸三条,凹三条)
二、生活中的透镜
(一)、照相机:照相机镜头相当于凸透镜,底片相当于光屏,物离镜头远,能成一个倒立、缩小的实像.
(二)、投影仪(幻灯机):投影仪(幻灯机)镜头相当于一个凸透镜,影片离镜头近,能成一个倒立、放大的和实像.
(三)、放大镜:放大镜是凸透镜,成一个正立、放大的虚像.物体距凸透镜很近才行
(四)、实像和虚像:①实像:由实际光线会聚成的像、像倒立、能用光屏收到;②虚像:由实际光线的反向延长线的交点成的像、像正立的、不能用光屏收到
三、探究凸透镜成像的规律
(一)、凸透镜的成像规律:
物距(u)像的性质像距(v)应用
无穷远一点、倒立、实像v=f利用太阳光测焦距
u>2f倒立、缩小、实像f<u<2f照相机
u=2f倒立、等大、实像v>2f成像大小分界点
f<u<2f倒立、放大、实像v>2f投影仪、幻灯机
u=f不成像无穷远成像虚实分界点
u<f正立、放大、虚像u>v放大镜
(二)、像的性质变化的两个特殊点:①一个是焦点,是物体成虚像还是实像的分界点(一焦分虚实).②另一个是2倍焦距处,物体成缩小实像还是放大实像的分界点(二焦分大小)③物远像小近,物近像大远。
口诀:一焦分虚实,二焦分大小。物近像大远,物远像小近。实像异侧倒,虚像同侧正。
四、眼睛和眼镜
(一)、眼睛好像一架照相机,主要由瞳孔(照相机的光圈)、角膜及晶状体(照相机的凸透镜镜头)、视网膜(照相机的底片)组成.
(二)、近视眼成像视网膜前,用凹透镜矫正;远视眼成像视网膜后,用凸透镜矫正
五、显微镜和望远镜
(一)、显微镜构造:①物镜 原理 f<u<2f 投影仪 ;②目镜 原理 放大镜作用 进一步放大
(二)、望远镜构造:①物镜 原理 u>2f 照相机 ;②目镜 原理 放大镜作用 进一步放大增大视角
凸透镜和凸面镜用于将光线汇聚,焦距的长短要看透镜的厚度。
凹透镜的凹面镜用于将光线发散。
平面镜用于改变光线的传播方向。
三棱镜是白光发生色散(白光经过三棱镜后被散为红橙黄绿蓝靛紫七彩)
凸透镜呈实像,凹透镜呈虚像。
实像与虚像的区别:
①实像可用光屏接受,而虚像不能
②实像由实际光线汇聚而成,虚像是反射光线的反向延长线的交点
③实像总是倒立的,虚像总是正立的
PS:凸透镜成像很重要,好好学,这一块需要自己去探索,探索后记得牢。好好看书,加油!
透镜分为两种正透镜(凸透镜)和负透镜(凹透镜)。透镜的主要应用是在成像方面和聚焦方面。正透镜用于对光的聚焦如放大镜。负透镜可以把光转化为平行光。正透镜成的是实像可以用屏幕显示出来。负透镜成的是虚像屏幕是显示不出来的。
一、复习策略
1、透镜及对光线的作用
2、凸透镜成像规律
物距u 像距v 成像性质 物像位置 应用
u→∞ v=f 缩小为一极小亮点 异侧 测焦距f
u>2f 2f>v>f 倒立、缩小的实像 异侧 照相机
u=2f v=2f 倒立、等大的实像 异侧 实像大小的分界点
2f>u>f v>2f 倒立、放大的实像 异侧 投影仪、幻灯机
u=f v→∞ 不成像 / 成像虚实的分界点
u<f / 正立,放大的虚像 同侧 放大镜
通过上述表格,可总结出凸透镜成像的规律有(常用):
(2)像距越大,成像也越大.(类似于小孔成像)
(3)成实像时 [物距u与像距v谁更大,则它对应的物(像)也大]
(4)物像总沿同方向移动
①成实像时(异侧):u↑,v
②成虚像时(同侧):u ,v
应用:放大镜(成更大的像)→适当远离报纸.
(5)物距u=f时,为成像最大点.物体越靠近焦点,成像越大
(6)成实像时,物距u与像距v之和u+v≥4f.(当u=v=2f时,取等号)
3、透镜的应用
(1)照相机:当u>2f时,2f>v>f,成倒立、缩小实像.
(镜头→凸透镜,景物→物体,胶片→光屏)
傻瓜相机:焦距f很短,像距v变化小,使远近不同的景物成位置大致相同.
(2)投影仪和幻灯机:当2f>u>f时,v>2f,成倒立、放大实像.
(镜头→凸透镜,投影片、幻灯片→物体,屏幕→光屏)
投影片、幻灯片应倒放.
(3)眼睛和眼镜
(4)显微镜和望远镜(凸透镜组合)
①显微镜
②望远镜
二、典例剖析
例1、(2006•无锡)小明站在同一位置用数码相机(焦距可改变)对着无锡著名景点——锡山.先后拍摄了两张照片甲和乙,如图所示.他产生这样的疑问:物体通过凸透镜在光屏上所成像的大小与透镜的焦距有何关系呢?小明对此进行了探究.
(1)小明找到一些凸透镜,但不知道它们的焦距,请你为他提供一种测量透镜焦距的办法.(可画图说明)
(2)测出凸透镜焦距后,小明先后选用了三个焦距分别为15 cm、10cm、5cm的凸透镜,在保持物距始终为35 cm的情况下依次进行实验.发现所成的像越来越小.请你根据实验判断小明在拍摄哪一张照片时照相机镜头的焦距较大.
(3)在探究过程中,小明总是让物距保持不变,请你说出他这样做的理由.
解析:
(1)测量透镜焦距的方法有:一利用凸透镜能使平行光(或太阳光)会聚于一点,测出焦点到凸透镜的距离;二利用点光源在凸透镜焦点不能成像(或在光屏上成与凸透镜等大的光斑);三是利用物体在离凸透镜2f处所成的像与物体等大.
(2)普通照相机的镜头是一个焦距固定的凸透镜,数码相机的镜头是一个焦距可以变化的凸透镜.甲、乙两张照片是小明站在同一位置,在相机焦距不同的情况下,对同一物体拍摄的照片,以山上的塔为例,甲图上的像小,乙图上的像大,由此可知,物距相同,焦距不同,成像大小不同.根据模拟实验的现象记录可知,在物距为35cm的情况下,焦距分别是15cm、10cm和5cm的凸透镜成的像越来越小.这说明拍摄同一物体,照相机的焦距越大(或小),像越大(或小).由此可知,拍摄乙照片时的焦距长.
(3)根据凸透镜成实像规律可知,物距u、焦距f和实像大小,这三者之间有关联.要想研究像的大小与凸透镜焦距大小的关系,必须保持物距u不变.
答案:
(1)将凸透镜正对着太阳,在透镜的另一侧放一张纸,调节透镜到纸面的距离,直至纸面上出现最小、最亮的光斑,测出光斑到凸透镜的距离,即为凸透镜的焦距(其他方法同样可以)
(2)拍摄乙照片时照相机镜头的焦距较大
(3)凸透镜所成实像的大小与物距、焦距都有关系,因此研究实像的大小与焦距的关系时应控制物距不变
点评:
在实际生活中,有许多现象无法直接判断原因,用实验模拟实际情况,并通过比较实验现象,发现原因,这种理念常体现在问题的探究中.
例2、(2006•杭州)高老师戴着眼镜正在批作业,听到远处有学生叫她.为了看清该学生的容貌,高老师立即摘下眼镜跟这位学生打招呼.下列说法正确的是( )
A.高老师所戴眼镜的镜片是凸透镜
B.高老师是近视眼
C.高老师不戴眼镜看近物时.物像会成在视网膜前方
D.高老师的眼球前后径可能过长或晶状体曲度可能过大
解析:
本题涉及两个现象:“高老师戴着眼镜正在批改作业”,“远处学生叫她,为了看清该学生容貌,高老师立即摘下眼镜跟这位学生打招呼”.
“高老师戴着眼镜正在批改作业”,说明高老师的眼睛视力有问题,可能是近视眼,也可能是远视眼;另一方面,也说明,若高老师不戴眼镜,她就看不清楚近处的物体.
“远处学生叫她,为了看清该学生容貌,高老师立即摘下眼镜”,说明戴着眼镜高老师看不清楚远处的物体,不戴眼镜反而能看清楚远处的物体.
近视眼的人若不戴眼镜,看近处的物体感觉清楚一些,还是看远处的物体清楚一些?同样问题,远视眼的人若不戴眼镜,看近处物体清楚一些,还是远处的物体清楚一些?
根据凸透镜的物像关系,当物体离开凸透镜时,它的像靠近凸透镜.结合近视眼的成像光路(图甲)和远视眼的成像光路(图乙),可知,当物体离开眼睛变远时,近视眼(无眼镜)成的像离光屏(视网膜)更远,光屏上的像更模糊;远视眼(无眼镜)成的像离光屏(视网膜)更近,光屏上的像更清楚一些,可以判断高老师是远视眼,戴的是凸透镜.
答案:A
点评:
(1)观察戴眼镜的人一些习惯性动作会发现,老花眼(即远视眼)的人在看远处物体时,常常会拿去眼镜;近视眼的人看近处的物体时,常常也会拿下眼镜,看远处物体时才戴上眼镜.如果平时留心观察,就很容易判断高老师是老花眼.
(2)熟悉近视眼和远视眼的成像光路;掌握物像移动方向的关系;恰当的问题转换;准确地理解(“看清”是指“像”更“靠近”视网膜).若要清晰地分析这道题,对学生能力要求较高.
(3)D选项中.“眼球前后径”和“晶状体曲度”是指眼球(晶状体,即凸透镜)的凸出程度.丙图的凸透镜比丁图的凸透镜“曲度”(前后径,即凸出程度)更大.而远视眼就是因为眼球的曲度小,对光线的会聚作用弱,像成在视网膜的外侧,需要在眼睛前加凸透镜,增强对光的偏折能力.
例3、(2005•山西省)放映幻灯的时候,银幕上的像太小.想让像变大些.可以采取的办法是( )
A.将幻灯机移近银幕,同时使幻灯片远离镜头
B.将幻灯机远离银幕,同时使幻灯片远离镜头
C.将幻灯机移近银幕,同时使幻灯片移近镜头
D.将幻灯机远离银幕,同时使幻灯片移近镜头
解析:
幻灯机与投影仪的成像原理相同,都是利用凸透镜成倒立、放大实像的原理制成的,凸透镜成放大实像时,物体越靠近凸透镜,所成像越大.越远离凸透镜时,所成像越小,因此,要想让像变大些,应使幻灯片移近镜头.但所成的像到镜头的距离也发生变化,若不相应地改变镜头与银幕间的距离,银幕上的像就是模糊的,遵循凸透镜成像时的规律:物距减小时,像变大,像距变大;应适当增大镜头与银幕间的距离,即应将幻灯机远离银幕,正确选项为D.
答案:D
例4、(2005•北京市)在探究近视眼视力矫正问题时用图a所示的装置模拟眼睛,烧瓶中的着色液体相当于玻璃体,烧瓶左侧紧靠瓶壁的凸透镜相当于晶状体,右侧内壁相当于视网膜.图b中的四幅图是一些同学描绘矫正近视眼的方法和光路,其中能达到近视眼矫正目的的是( )
解析:
近视眼是由于眼睛中晶状体太厚或眼球的前后距离过长而产生的,此时眼睛对光线的折光能力太强,使得从远处射来的平行光不能会聚在视网膜上,而会聚在视网膜前,因此.近视眼只能看清近处的物体,看不清远处的物体.为了矫正近视眼,使它能像正常眼睛那样把无限远处射来的平行光会聚在视网膜上,就应该用凹透镜,使入射的平行光线先经过凹透镜变得发散些,再进入眼睛,会聚在视网膜上,依据以上原理,分析图b可知,正确选项为C.
答案:C
例5、(2002年黄冈市中考题)如图所示是一种称之为“七仙女”的神奇玻璃酒杯,空杯时,什么也看不见;斟上酒,杯底立即显出栩栩如生的仙女图.下列关于仙女图形成原因的探讨中正确的是( )
A.可能是酒具有化学显影作用
B.可能是因为在酒的液面发生镜面反射,在酒中出现了放大的像
C.可能是图片在杯底凸透镜的焦点处成放大的像
D.可能是斟酒后杯底凸透镜的焦距变大,使图片在一倍焦距以内,从而成放大的虚像
解析:
由日常经验知道,酒不具有化学显影作用,故选项A错误;如果以酒的液面作平面镜成像,则应有成像的物体在液面外,而此时没有,故选项B错;当物体放在凸透镜的焦点处时,物体射向凸透镜的光折射后成为平行光束,既不会成实像,也不能成虚像,故选项C错;杯底的凸透镜的焦距本来是确定的,当倒入酒后,酒和凸透镜共同组合形成一个焦距较大的透镜,使原来不在焦距内的图片处于一倍焦距之内,成正立、放大的虚像,故正确选项为D.
答案:D
例6、(2002年黄石市中考试题)将一物体放在凸透镜前25cm、20cm、8cm处时,分别得到缩小的实像、放大的实像和放大的虚像,则对凸透镜的焦距f的判断正确的是( )
A.f<8cm B.8cm<f<20cm
C.10cm<f<13cm D.20cm<f<26cm
解析:
根据凸透镜成像特点来判断;当物距大于2倍焦距时,成倒立、缩小的实像,则26cm应大于2倍焦距,即得到不等式:①2f<26cm;当物距大于1倍焦距,小于2倍焦距时,成倒立,放大的实像,则20cm应是此凸透镜的1倍焦距和2倍焦距之间,即有:②f<20cm<2f;同理,可得出不等式;③f>8cm;综合①、②、③三个不等式,可得出10cm<f<13cm,故正确选项为C.
答案:C
例7、(2002年河北省中考试题)老奶奶用放大镜看报纸时,为了看到更大的清晰的像,应( )
A.报纸与眼睛不动,放大镜离报纸远一些
B.报纸与眼睛不动,放大镜离报纸近一些
C.报纸与放大镜不动,眼睛离报纸近一些
D.报纸与放大镜不动,眼睛离报纸远一些
解析:
本题考查凸透镜成像规律,报纸置于放大镜的焦点之内,老奶奶通过放大镜会看到一个正立、放大的虚像,凸透镜成虚像时遵循的规律是:物体越靠近凸透镜,所成虚像放大比例越小;物体越靠近焦点,所成虚像放大比例越大.即虚像的大小决定于物体到凸透镜的距离,则不是眼睛与凸透镜的距离.因此,要使老奶奶看到更大的清晰的像,应让放大镜离报纸远一些,故正确选项为A.
答案:A
例8、在下图虚线框内填上适当透镜,使光路图完整.
解析:
要由平行光得到平行光,并改变宽窄程度,一般是由组合透镜完成.但本题中存在两种情况.如下图(a)、(b)所示,应注意的是,由透镜对光线的作用可知,图(a)中,应使凸透镜的焦点与凹透镜的焦点重合于F处.图(b)中两凸透镜的焦点,也应重合于F处,具体情况可参看透镜的特殊光线
有两种透镜
1:凸透镜(应用:照相机、放大镜、投影仪、放映机、远视眼镜)会聚光
2:凹透镜(应用:近视眼镜)发散光
课外:
3:凸面镜(应用:路口的拐弯处的反光镜、机动车的后视镜)发散光
4:凹面镜(用用:太阳灶)会聚光
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