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1、第五講透鏡及其應(yīng)用考點(diǎn)一考點(diǎn)一 凸透鏡成像規(guī)律及應(yīng)用凸透鏡成像規(guī)律及應(yīng)用(重點(diǎn)重點(diǎn))命題角度命題角度凸透鏡成像特點(diǎn)及應(yīng)用凸透鏡成像特點(diǎn)及應(yīng)用例例1 1 如圖所示是我國(guó)宇航員王亞平在太空授課時(shí)，做水球透如圖所示是我國(guó)宇航員王亞平在太空授課時(shí)，做水球透鏡實(shí)驗(yàn)時(shí)的情景，通過(guò)水球可以看到她的像，以下有關(guān)像的鏡實(shí)驗(yàn)時(shí)的情景，通過(guò)水球可以看到她的像，以下有關(guān)像的判斷及成像規(guī)律的應(yīng)用，說(shuō)法正確的是判斷及成像規(guī)律的應(yīng)用，說(shuō)法正確的是()A A實(shí)像凸面鏡實(shí)像凸面鏡 B B虛像放大鏡虛像放大鏡C C實(shí)像照相機(jī)實(shí)像照相機(jī) D D實(shí)像投影儀實(shí)像投影儀【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】審題抓住以下關(guān)鍵：審題抓住以下關(guān)鍵：(1)(1)

2、水球相當(dāng)于凸透鏡。水球相當(dāng)于凸透鏡。(2)(2)成像特點(diǎn)是倒立、縮小的實(shí)像。成像特點(diǎn)是倒立、縮小的實(shí)像?！咀灾鹘獯鹱灾鹘獯稹緾 C 凸透鏡成像規(guī)律凸透鏡成像規(guī)律成像性質(zhì)判斷及焦距取值范圍求解成像性質(zhì)判斷及焦距取值范圍求解 該類(lèi)題型主要考查利用凸透鏡成像規(guī)律判斷成像性質(zhì)或該類(lèi)題型主要考查利用凸透鏡成像規(guī)律判斷成像性質(zhì)或確定焦距取值范圍。確定焦距取值范圍。(1)(1)解決判斷成像性質(zhì)類(lèi)問(wèn)題的方法解決判斷成像性質(zhì)類(lèi)問(wèn)題的方法 第一步，明確焦距大小。第一步，明確焦距大小。第二步，確定物距和焦距的關(guān)系。第二步，確定物距和焦距的關(guān)系。第三步，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律判斷出成像情況。第三步，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律判斷

3、出成像情況。(2)(2)判斷焦距取值范圍的方法判斷焦距取值范圍的方法 第一步，明確題目中所成像的性質(zhì)。第一步，明確題目中所成像的性質(zhì)。第二步，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，由題中所給的成像性質(zhì)第二步，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，由題中所給的成像性質(zhì)找到對(duì)應(yīng)的物距與焦距的關(guān)系。找到對(duì)應(yīng)的物距與焦距的關(guān)系。第三步，借助不等式作出相應(yīng)判斷。第三步，借助不等式作出相應(yīng)判斷。第四步，若題目中物距未知，而像距已知，則要根據(jù)凸第四步，若題目中物距未知，而像距已知，則要根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律確定像距和焦距的關(guān)系，然后借助不等式作出透鏡成像規(guī)律確定像距和焦距的關(guān)系，然后借助不等式作出判斷。判斷。1 1(2018(2018白銀白銀)蘭

4、州中川機(jī)場(chǎng)和西客站的進(jìn)站通道采用了蘭州中川機(jī)場(chǎng)和西客站的進(jìn)站通道采用了人臉識(shí)別系統(tǒng)人臉識(shí)別系統(tǒng)(如圖所示如圖所示)，識(shí)別系統(tǒng)的攝像機(jī)可以自動(dòng)將鏡，識(shí)別系統(tǒng)的攝像機(jī)可以自動(dòng)將鏡頭前頭前1 m1 m處的人臉拍攝成數(shù)碼照片傳遞給設(shè)備識(shí)別。此系統(tǒng)處的人臉拍攝成數(shù)碼照片傳遞給設(shè)備識(shí)別。此系統(tǒng)攝像機(jī)的鏡頭相當(dāng)于攝像機(jī)的鏡頭相當(dāng)于_透鏡，它的焦距應(yīng)小于透鏡，它的焦距應(yīng)小于_cm_cm。凸凸 50 50 命題角度命題角度凸透鏡成像的動(dòng)態(tài)分析凸透鏡成像的動(dòng)態(tài)分析例例2 2(2018(2018烏魯木齊烏魯木齊)夜晚，發(fā)著光的小螢火蟲(chóng)從放大鏡的夜晚，發(fā)著光的小螢火蟲(chóng)從放大鏡的二倍焦距處沿著主光軸勻速飛行過(guò)程中，螢火

5、蟲(chóng)發(fā)出的通過(guò)二倍焦距處沿著主光軸勻速飛行過(guò)程中，螢火蟲(chóng)發(fā)出的通過(guò)放大鏡部分的光逐漸減少，則螢火蟲(chóng)的像放大鏡部分的光逐漸減少，則螢火蟲(chóng)的像()A A遠(yuǎn)離放大鏡，平均速度小于螢火蟲(chóng)的飛行速度遠(yuǎn)離放大鏡，平均速度小于螢火蟲(chóng)的飛行速度B B遠(yuǎn)離放大鏡，平均速度大于螢火蟲(chóng)的飛行速度遠(yuǎn)離放大鏡，平均速度大于螢火蟲(chóng)的飛行速度C C靠近放大鏡，平均速度小于螢火蟲(chóng)的飛行速度靠近放大鏡，平均速度小于螢火蟲(chóng)的飛行速度D D靠近放大鏡，平均速度大于螢火蟲(chóng)的飛行速度靠近放大鏡，平均速度大于螢火蟲(chóng)的飛行速度【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】根據(jù)根據(jù)“螢火蟲(chóng)從放大鏡的螢火蟲(chóng)從放大鏡的2 2倍焦距處沿著主光倍焦距處沿著主光軸勻速飛行過(guò)程中

6、，螢火蟲(chóng)發(fā)出的通過(guò)放大鏡部分的光逐漸軸勻速飛行過(guò)程中，螢火蟲(chóng)發(fā)出的通過(guò)放大鏡部分的光逐漸減少減少”判斷出螢火蟲(chóng)是靠近放大鏡還是遠(yuǎn)離放大鏡；物體從判斷出螢火蟲(chóng)是靠近放大鏡還是遠(yuǎn)離放大鏡；物體從二倍焦距向遠(yuǎn)處移動(dòng)時(shí)，像的范圍在一倍焦距和二倍焦距之二倍焦距向遠(yuǎn)處移動(dòng)時(shí)，像的范圍在一倍焦距和二倍焦距之間。間。【自主解答自主解答】C C 【解題技巧解題技巧】牢記像的大小由像距決定，即像隨著像距的牢記像的大小由像距決定，即像隨著像距的增大增大(減小減小)而增大而增大(減小減小)，而像距的變化由物距決定。，而像距的變化由物距決定。(1)(1)當(dāng)成實(shí)像時(shí)，物距和像距的變化具有反向性，即物距增大，當(dāng)成實(shí)像時(shí)，物

7、距和像距的變化具有反向性，即物距增大，像距變小，則像隨著變小。像距變小，則像隨著變小。(2)(2)當(dāng)成虛像時(shí)，物距和像距的當(dāng)成虛像時(shí)，物距和像距的變化具有同向性，即物距增大，像距增大，則像隨著變大。變化具有同向性，即物距增大，像距增大，則像隨著變大。2 2(2018(2018煙臺(tái)煙臺(tái))在在“探究凸透鏡成像的規(guī)律探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，的實(shí)驗(yàn)中，所用凸透鏡焦距為所用凸透鏡焦距為10 cm10 cm，當(dāng)蠟燭從如圖所示的，當(dāng)蠟燭從如圖所示的A A位置逐漸移位置逐漸移到到B B位置的過(guò)程中，像距及其像的變化情況是位置的過(guò)程中，像距及其像的變化情況是()A A像距增大，像變大像距增大，像變大 B

8、 B像距減小，像變大像距減小，像變大C C像距減小，像變小像距減小，像變小 D D像距增大，像變小像距增大，像變小考點(diǎn)二考點(diǎn)二 眼睛和眼鏡眼睛和眼鏡例例3 3(2018(2018長(zhǎng)沙改編長(zhǎng)沙改編)現(xiàn)代生活，智能手機(jī)給人們帶來(lái)了許現(xiàn)代生活，智能手機(jī)給人們帶來(lái)了許多便利，但長(zhǎng)時(shí)間盯著手機(jī)屏幕，容易導(dǎo)致視力下降。如圖多便利，但長(zhǎng)時(shí)間盯著手機(jī)屏幕，容易導(dǎo)致視力下降。如圖為近視眼和遠(yuǎn)視眼成因示意圖。下列說(shuō)法正確的是為近視眼和遠(yuǎn)視眼成因示意圖。下列說(shuō)法正確的是()A A甲是遠(yuǎn)視眼，應(yīng)配戴凹透鏡矯正甲是遠(yuǎn)視眼，應(yīng)配戴凹透鏡矯正B B甲是遠(yuǎn)視眼，晶狀體折光能力較弱甲是遠(yuǎn)視眼，晶狀體折光能力較弱C C乙是近視眼

9、，應(yīng)配戴凸透鏡矯正乙是近視眼，應(yīng)配戴凸透鏡矯正D D乙是近視眼，晶狀體折光能力較弱乙是近視眼，晶狀體折光能力較弱【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】明確近視眼與遠(yuǎn)視眼的成因是解決此題的關(guān)明確近視眼與遠(yuǎn)視眼的成因是解決此題的關(guān)鍵。鍵?！咀灾鹘獯鹱灾鹘獯稹緽 B 3 3(2018(2018攀枝花改編攀枝花改編)眼球的結(jié)構(gòu)類(lèi)似于眼球的結(jié)構(gòu)類(lèi)似于_(_(選填選填“照相機(jī)照相機(jī)”“”“幻燈機(jī)幻燈機(jī)”或或“放大鏡放大鏡”)，把來(lái)自外界物體的，把來(lái)自外界物體的光會(huì)聚在視網(wǎng)膜上形成物體光會(huì)聚在視網(wǎng)膜上形成物體_(_(選填選填“倒立倒立”或或“正正立立”)的像。的像。照相機(jī)照相機(jī) 倒立倒立 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 探究凸透鏡成像規(guī)律探究凸透

10、鏡成像規(guī)律(6(6年年2 2考考)實(shí)驗(yàn)原理：光的折射。實(shí)驗(yàn)原理：光的折射。重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)器材及作用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)器材及作用1 1實(shí)驗(yàn)器材的組裝：在光具座上自左向右分別放置，蠟燭實(shí)驗(yàn)器材的組裝：在光具座上自左向右分別放置，蠟燭(組裝時(shí)點(diǎn)燃組裝時(shí)點(diǎn)燃)、凸透鏡、光屏。、凸透鏡、光屏。2 2發(fā)光二極管代替蠟燭：所成的像穩(wěn)定并容易對(duì)比大小。發(fā)光二極管代替蠟燭：所成的像穩(wěn)定并容易對(duì)比大小。3 3光屏上貼有方格紙：便于辨別像的大小。光屏上貼有方格紙：便于辨別像的大小。實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)操作4 4調(diào)整燭焰、凸透鏡和光屏的中心在同一水平高度調(diào)整燭焰、凸透鏡和光屏的中心在同一水平高度(讓燭焰讓燭焰的像能成在光屏的中央的像能成在光

11、屏的中央)。5 5沒(méi)有光屏?xí)r觀(guān)察像的方法：人眼在原來(lái)放置光屏的位置沒(méi)有光屏?xí)r觀(guān)察像的方法：人眼在原來(lái)放置光屏的位置向左觀(guān)察。向左觀(guān)察。6 6蠟燭在凸透鏡一倍焦距內(nèi)，觀(guān)察像時(shí)眼晴的位置：一倍蠟燭在凸透鏡一倍焦距內(nèi)，觀(guān)察像時(shí)眼晴的位置：一倍焦距內(nèi)成焦距內(nèi)成 正立、放大正立、放大 的像，人眼應(yīng)透過(guò)凸透鏡向左觀(guān)察成的像，人眼應(yīng)透過(guò)凸透鏡向左觀(guān)察成像情況。像情況。7 7根據(jù)像的要求調(diào)整蠟燭、凸透鏡或光屏的位置：根據(jù)像的要求調(diào)整蠟燭、凸透鏡或光屏的位置：要使像變大：保持凸透鏡位置不變，蠟燭靠近透鏡，光屏要使像變大：保持凸透鏡位置不變，蠟燭靠近透鏡，光屏遠(yuǎn)離透鏡；遠(yuǎn)離透鏡；要使像變?。罕３滞雇哥R位置不變，蠟

12、燭遠(yuǎn)離透鏡，光屏要使像變小：保持凸透鏡位置不變，蠟燭遠(yuǎn)離透鏡，光屏靠近透鏡?？拷哥R。8 8蠟燭長(zhǎng)度變短，像在光屏上的位置越來(lái)越高時(shí)的調(diào)節(jié)方蠟燭長(zhǎng)度變短，像在光屏上的位置越來(lái)越高時(shí)的調(diào)節(jié)方法：法：將光屏向上移動(dòng)；將光屏向上移動(dòng)；將蠟燭向上移動(dòng)；將蠟燭向上移動(dòng)；將透鏡向下調(diào)節(jié)。將透鏡向下調(diào)節(jié)。9 9在蠟燭和凸透鏡間加眼鏡，若要使光屏上仍成清晰的在蠟燭和凸透鏡間加眼鏡，若要使光屏上仍成清晰的像時(shí)，光屏的移動(dòng)情況：像時(shí)，光屏的移動(dòng)情況：加遠(yuǎn)視眼鏡：向加遠(yuǎn)視眼鏡：向 靠近靠近 透鏡的方向移動(dòng)；透鏡的方向移動(dòng)；加近視眼鏡：向加近視眼鏡：向 遠(yuǎn)離遠(yuǎn)離 透鏡的方向移動(dòng)。透鏡的方向移動(dòng)。1010焦距的測(cè)量及判

13、斷：焦距的測(cè)量及判斷：平行光聚焦法：將凸透鏡正對(duì)平行光，在另一側(cè)移動(dòng)光平行光聚焦法：將凸透鏡正對(duì)平行光，在另一側(cè)移動(dòng)光屏，當(dāng)光屏上承接到最小、最亮的光斑時(shí)，該光斑到凸透屏，當(dāng)光屏上承接到最小、最亮的光斑時(shí)，該光斑到凸透鏡的垂直距離即為焦距鏡的垂直距離即為焦距(如圖如圖A)A)；二倍聚焦法：當(dāng)凸透鏡所成的像為倒立、等大的實(shí)像時(shí)，二倍聚焦法：當(dāng)凸透鏡所成的像為倒立、等大的實(shí)像時(shí)，蠟燭到凸透鏡垂直距離的一半即為焦距蠟燭到凸透鏡垂直距離的一半即為焦距(如圖如圖B)B)。實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)分析1111凸透鏡對(duì)光線(xiàn)的作用：凸透鏡對(duì)光線(xiàn)的作用：會(huì)聚作用會(huì)聚作用 。1212無(wú)論怎樣移動(dòng)蠟燭，在光屏上都找不到像的原因

14、：無(wú)論怎樣移動(dòng)蠟燭，在光屏上都找不到像的原因：凸透鏡、燭焰、光屏的中心不在同一高度；凸透鏡、燭焰、光屏的中心不在同一高度；蠟燭在焦點(diǎn)上或一倍焦距以?xún)?nèi)。蠟燭在焦點(diǎn)上或一倍焦距以?xún)?nèi)。1313當(dāng)光屏上成清晰的像時(shí)，對(duì)調(diào)蠟燭與光屏的位置，光屏當(dāng)光屏上成清晰的像時(shí)，對(duì)調(diào)蠟燭與光屏的位置，光屏還能成像的原因：還能成像的原因：光路的可逆性光路的可逆性 。1414當(dāng)凸透鏡的一部分被紙遮住時(shí)，燭焰在光屏上的成像情當(dāng)凸透鏡的一部分被紙遮住時(shí)，燭焰在光屏上的成像情況：況：光屏上的像會(huì)變暗些，但還是完整的像光屏上的像會(huì)變暗些，但還是完整的像 。1515凸透鏡前加透鏡時(shí)像的變化：凸透鏡前加透鏡時(shí)像的變化：加凸透鏡：像距

15、加凸透鏡：像距 變小變小 ，像，像 變小變小 ；加凹透鏡：像距加凹透鏡：像距 變大變大 ，像，像 變大變大 。1616近視眼的形成原因及矯正方法：晶狀體變厚，對(duì)光線(xiàn)折近視眼的形成原因及矯正方法：晶狀體變厚，對(duì)光線(xiàn)折射能力增強(qiáng)，像成在視網(wǎng)膜的前方，需要配戴對(duì)光線(xiàn)具有發(fā)射能力增強(qiáng)，像成在視網(wǎng)膜的前方，需要配戴對(duì)光線(xiàn)具有發(fā)散作用的凹透鏡進(jìn)行矯正。散作用的凹透鏡進(jìn)行矯正。實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論當(dāng)當(dāng)u u2 2f f，f fv v2 2f f時(shí)成倒立、縮小的實(shí)像時(shí)成倒立、縮小的實(shí)像(照相機(jī)照相機(jī))；當(dāng)；當(dāng)u u2 2f f，v v2 2f f時(shí)成倒立、等大的實(shí)像時(shí)成倒立、等大的實(shí)像(測(cè)焦距測(cè)焦距)；當(dāng)；當(dāng)f

16、fu u2 2f f，v v2 2f f時(shí)成倒立、放大的實(shí)像時(shí)成倒立、放大的實(shí)像(投影儀投影儀)；當(dāng)；當(dāng)u uf f時(shí)不成像；當(dāng)時(shí)不成像；當(dāng)u uf f時(shí)，成正立、放大的虛像時(shí)，成正立、放大的虛像(放大鏡放大鏡)。例例 在探究在探究“凸透鏡成像規(guī)律凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中：的實(shí)驗(yàn)中：【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】(1)(1)如圖甲所示，平行光正對(duì)凸透鏡照射，光屏上出現(xiàn)一個(gè)如圖甲所示，平行光正對(duì)凸透鏡照射，光屏上出現(xiàn)一個(gè)最小最亮的光斑，則凸透鏡的焦距最小最亮的光斑，則凸透鏡的焦距f f_cm_cm。(2)(2)當(dāng)燭焰、凸透鏡、光屏的中心位于當(dāng)燭焰、凸透鏡、光屏的中心位于_，且距離關(guān)，且

17、距離關(guān)系如圖乙時(shí)，光屏上呈現(xiàn)清晰的像，此像的性質(zhì)是系如圖乙時(shí)，光屏上呈現(xiàn)清晰的像，此像的性質(zhì)是_。當(dāng)蠟燭向左。當(dāng)蠟燭向左(遠(yuǎn)離透鏡遠(yuǎn)離透鏡)移動(dòng)后，要在光屏上移動(dòng)后，要在光屏上再次成清晰的像，需將光屏向再次成清晰的像，需將光屏向_(_(選填選填“左左”或或“右右”)移，此時(shí)所成的像將移，此時(shí)所成的像將 _(_(選填選填“變大變大”“”“變小變小”或或“不不變變”)。10.00 10.00 同一高度同一高度倒立、倒立、放大的實(shí)像放大的實(shí)像 左左 變小變小(3)(3)如圖乙所示實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后，蠟燭因燃燒變短，要使像如圖乙所示實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后，蠟燭因燃燒變短，要使像能夠成在光屏的中央，應(yīng)將凸透鏡向能夠

18、成在光屏的中央，應(yīng)將凸透鏡向_(_(選填選填“上上”或或“下下”)調(diào)整。調(diào)整。(4)(4)如圖丙所示，保持蠟燭位置不變，移動(dòng)透鏡至如圖丙所示，保持蠟燭位置不變，移動(dòng)透鏡至16 cm16 cm刻刻度線(xiàn)處，則人眼在圖中度線(xiàn)處，則人眼在圖中_處能觀(guān)察到燭焰的像。處能觀(guān)察到燭焰的像。下下 B B 【實(shí)驗(yàn)拓展實(shí)驗(yàn)拓展】實(shí)驗(yàn)完成后，小芳想：凸透鏡對(duì)光的作用有什么影響因素實(shí)驗(yàn)完成后，小芳想：凸透鏡對(duì)光的作用有什么影響因素呢？小芳在實(shí)驗(yàn)室用同一束平行于主光軸的光分別經(jīng)過(guò)材呢？小芳在實(shí)驗(yàn)室用同一束平行于主光軸的光分別經(jīng)過(guò)材料、直徑都相同的凸透鏡料、直徑都相同的凸透鏡A A、B B、C C，并得到如圖丁所示的光，

19、并得到如圖丁所示的光路圖。根據(jù)此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對(duì)光線(xiàn)會(huì)聚能力最強(qiáng)的是透鏡路圖。根據(jù)此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對(duì)光線(xiàn)會(huì)聚能力最強(qiáng)的是透鏡_ _(選填選填“A”“B”A”“B”或或“C”)C”)，進(jìn)一步分析可知影響凸透鏡焦，進(jìn)一步分析可知影響凸透鏡焦距大小的因素是凸透鏡的距大小的因素是凸透鏡的_。C C 厚度厚度 補(bǔ)充設(shè)問(wèn)補(bǔ)充設(shè)問(wèn)(1)(1)如圖戊所示，在燭焰和凸透鏡之間放一副眼鏡，發(fā)現(xiàn)光如圖戊所示，在燭焰和凸透鏡之間放一副眼鏡，發(fā)現(xiàn)光屏上的像由清晰變模糊了，將光屏向透鏡移動(dòng)適當(dāng)距離后光屏上的像由清晰變模糊了，將光屏向透鏡移動(dòng)適當(dāng)距離后光屏上再次呈現(xiàn)清晰的像，則該眼鏡是屏上再次呈現(xiàn)清晰的像，則該眼鏡是_(_(選填選

20、填“近視近視”或或“遠(yuǎn)視遠(yuǎn)視”)眼鏡。眼鏡。遠(yuǎn)視遠(yuǎn)視 (2)(2)實(shí)驗(yàn)中，光屏上已成清晰的像，此時(shí)固定蠟燭，將透鏡實(shí)驗(yàn)中，光屏上已成清晰的像，此時(shí)固定蠟燭，將透鏡換成一個(gè)焦距稍小的凸透鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則光屏需向換成一個(gè)焦距稍小的凸透鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則光屏需向_(_(選選填填“左左”或或“右右”)移動(dòng)才能成清晰的像，此刻的像比換鏡移動(dòng)才能成清晰的像，此刻的像比換鏡前前_(_(選填選填“大大”或或“小小”)。(3)(3)如圖乙所示，光屏上已經(jīng)呈現(xiàn)清晰的像，若保持蠟燭和如圖乙所示，光屏上已經(jīng)呈現(xiàn)清晰的像，若保持蠟燭和光屏位置不變，移動(dòng)透鏡至光屏位置不變，移動(dòng)透鏡至_cm_cm刻度線(xiàn)處，光屏上能再次刻度線(xiàn)處，光屏上能再次呈現(xiàn)清晰的像。呈現(xiàn)清晰的像。左左 小小 40 40