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中考复习 第五章 透镜及其应用  

2015-04-01 16:17:34|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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【转载】中考复习 第五章 透镜及其应用  

2014-02-21 08:08:16|  分类: 教育教学 |  标签: |举报 字号大中小


本文转载自物理《中考复习 第五章 透镜及其应用》

中考复习  第五章 透镜及其应用

课标解读

中考考点清单

             考点一 透镜

             考点二 凸透镜的成像规律及其应用

             考点三  眼睛与眼镜

             考点四 显微镜和望远镜

常考类型剖析 

            类型一  透镜的光学作图

            类型二  凸透镜成像规律应用

            类型三   近视眼和远视眼的矫正

实验突破

         实验  探究凸透镜成像规律

课标解读(2011修订版)

       认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用.探究并知道凸透镜成像的规律.了解凸透镜成像规律的应用.

 

中考考点清单

考点一 透镜

1.凸透镜和凹透镜

(1)凸透镜:镜片中间①厚、边缘②薄.   凹透镜:镜片中间③薄、边缘④厚. 

(2)★主光轴:如图甲所示,通过两个球面球心的直线叫做主光轴,简称主轴.如图甲中的⑤CC′

     ★光心:主轴上有个特殊的点,通过这个点的光传播方向不变,这个点叫做透镜的光心.如图甲中的⑥O. 

     ★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⑦焦点,如图甲中的⑧F.

     ★焦距:⑨焦点到凸透镜⑩光心的距离.如图甲中的f.

     ★像距:像到透镜光心的距离.

     ★物距:物体到透镜光心的距离.

2.透镜对光的作用

凸透镜对光有11会聚 作用,凹透镜对光有12发散 作用

3.焦点和焦距

 凸透镜能使跟主光轴13平行的光14会聚在主光轴上的一点,这个点叫做凸透镜的焦点.   15焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距.凸透镜两侧各有一个焦点,两侧的两个焦距相等.跟主光轴平行的光透过凸透镜的光路如图乙所示.图乙中O表示16光心 ,F表示17焦点 ,f表示18焦距.凸透镜的焦距越小,透镜对光的会聚作用19越强 .  

考点二 凸透镜的成像规律及其应用

1.凸透镜的成像规律和应用:

物距与焦距的关系

像距与焦距的关系

像的性质

应用

倒、正

放大、缩小

虚、实

u>2f

f<v<2f

缩小

①实

②照相机

u=2f

v=2f

③倒   

④等于

⑤实

⑥确定凸透镜焦距

f<u<2f

v>2f

⑦倒  

⑧放大

⑨实

⑩投影仪

u=f

  11不成像

12探照灯

u<f

v>f

13正

 14放大

15虚

16放大镜

记忆口诀

“焦点内外分虚实,二倍焦距分大小,实像分居两侧倒,虚像则是同侧正,物近像远像变大,物远像近像变小”

2.成实像时,物距增大,像距17减小,像18缩小;

  成虚像时,物距增大,像距19增大,像20放大 .

3.实像与虚像

实像:光屏能承接到所成的像,且物与像在异侧.

虚像:光屏不能承接到所成的像,且物与像在同侧.

 

考点三  眼睛与眼镜

1.眼睛:晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,把来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体的像.

       明视距离:正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是25 cm,这个距离叫做明视距离.

2.近视眼、远视眼及其矫正

 

近视眼

远视眼

特点

只能看清近处物体

只能看清远处物体

 

成因

晶状体太厚,折光能力太强或眼球在前后方向上太长

晶状体太薄,折光能力太弱或眼球在前后方向上太短

成像位置

视网膜①前方

视网膜②后方

矫正方法

配戴③凹透镜

配戴④凸透镜

矫正原理

凹透镜使光线发散

凸透镜使光线会聚

规律总结

近前远后,近凹远凸

 

考点四 显微镜和望远镜

1.显微镜:显微镜镜筒的两端各有一组透镜,每组

透镜的作用都相当于一个凸透镜.靠近眼睛的凸透镜

叫做目镜,靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜,来自被观察物体的光经过物镜后成一个放大的实像,目镜的作用像一个放大镜,物镜和目镜使物体两次放大.

2.望远镜:望远镜是由两组凸透镜组成的.物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像,目镜的作用相当于一个放大镜.

 

 

 

常考类型剖析     类型一  透镜的光学作图

例1 (’13 安顺改编)请完成如图1所示的光路图.

如答图所示

 

 

 

 

 

【解析】经凸透镜光心的光线经凸透镜后,方向不发生改变,与凸透镜主光轴平行的光线经凸透镜折射后过焦点.

变式题1(’13咸宁)如图2所示,两条入射光线(或延长线)分别过凹透镜的光心O和焦点F,分别画出经过凹透镜折射后的光线.

 

 

 

 

 

 

 

 

如答图所示

【解析】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,过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变.

【整理归纳】凹透镜三条特殊光线的作图:

①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.

②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点.

③过光心的光线经凹透镜折射后,方向不变.

类型二  凸透镜成像规律应用

例2  (’12娄底)某物体放在凸透镜前15 cm处时,在另一侧的光屏上得到了物体倒立、缩小的实像,则该凸透镜的焦距可能是 ( D  )

  A.20 cm     B.15 cm     C.10 cm        D.5 cm 

【解析】得到倒立、缩小的实像的条件是物距在二倍焦距以外,所以焦距小于7.5%,正确答案是 D.

【名师点拨】凸透镜的成像规律和应用列表:

 

 

 

 

 

 

 

 

变式题2 (’13 福州)下列光学设备中,应用的原理与如图3所示的凸透镜成像规律相同的是(  A)

A. 照相机     B. 老花镜     C. 幻灯机       D. 放大镜

【解析】从图中可以明显的看出,蜡烛位于凸透镜的二倍焦距以外.成像位置在一倍焦距到二倍焦距之间,成的是倒立的缩小的实像.与照相机的成像原理相同,故选A.

 

类型三   近视眼和远视眼的矫正

例3 (’13 玉林、防城港)如图4 所示,描述的是_______眼(选填“近视”或“远视”)的成像情况,矫正的办法是戴一副____选填(“凸”或“凹”)透镜片做的眼镜.

【解析】近视眼是由于人眼的晶状体变凸,会聚能力增强,像呈在视网膜的前方,故此图描述的是近视眼的成像情况;因此应佩戴发散透镜,使光线发散,即近视眼镜的镜片是凹透镜.

【名师点拨】①近视眼及其矫正:产生近视眼的原因是晶状体太厚,折光能力太强,远处的光会聚在视网膜前.要配戴合适的凹透镜进行矫正.

 ②远视眼! 老花眼“ 及其矫正:远视眼产生的原因是晶状体太薄,折光能力太弱,近处的光会聚在视网膜后.要配戴合适的凸透镜进行矫正.

变式题3   如图5所示的四幅图中,正确表示近视眼成像的是 丁图, 其矫正做法是乙图.

 

 

 

实验突破

实验  探究凸透镜成像规律(2013 年长沙考查;2012年岳阳考查;2011年常德、益阳、湘潭考查)

命题点:1.凸透镜对光线的作用(会聚作用)2.凸透镜焦距的测量(用平行光垂直照射凸透镜,在凸透镜的另一侧用光屏承接到最小最亮的亮点,测出亮点到凸透镜的距离即可)3.实验器材的组装( 在光具座上自左向右分别放置:蜡烛、凸透镜、光屏)4.让烛焰的焰心、凸透镜的光心和光屏的中心在同一高度(目的是让像能成在光屏的中央)5.实验中确定像的位置时,当观察光屏上的像比较清楚时,然后对比像与物体的大小关系.蜡烛可以用发光二极管代替(目的是让所成的像稳定并容易对比大小)6.用纸遮住凸透镜一部分,光屏上的像只变暗些,像还是一个完整的像( 因为物体各个部位发出或反射出来的光总有一部分透过凸透镜到另一侧,成像在光屏上)7.成像规律及其应用8.实验操作和结论分析

例1(’13 淄博) 小强用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等器材探究凸透镜成实像的规律.

(1)探究前,小强让一束平行于透镜主轴的光射向凸透镜,在光屏上形成一个最小、最亮的光斑(如图甲所示).由图可知,凸透镜对光有会聚作用,该凸透镜的焦距是10cm.

(2)探究时,小强依次改变蜡烛的位置,移动光屏找到清晰的像,记录了下表所示的数据.

 

由上表可知,第3 次实验中,凸透镜所成的像为,倒立、缩小的实像,第7次成的像比第6次成的像大(选填“大”或“小”).实验进行一段时间后蜡烛变短了,要使烛焰的像仍在光屏中心,应将光屏向上移动.

(3)探究后,小强总结了凸透镜成实像的规律.图乙中,烛焰在光屏上成了一个清晰的像,小强正确判断出了这是倒立、放大的实像,如果保持蜡烛和光屏的位置不变,只移动中间的凸透镜可使光屏上再次出现一个 清晰的像,则应向右移动凸透镜.

【解析】(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于一点,这一点称为焦点,焦点到透镜光心的距离叫做焦距.从图中可以看出透镜的焦距是10

cm.(2)第3 次实验,物距35cm,物体在二倍焦距以外,成倒立缩小的实像;第7次实验物15cm,第6次实验物距20cm,第7次实验比第6次实验物距变小(但仍在一倍焦距到二倍焦距之间,仍成实像),像一定变大;烛焰燃烧一段时间后,蜡烛变短,焰心偏向下方,不动透镜,只调节光屏,将光屏向上调节.

(3) 在图中所示的位置,物距小、像距大,像一定是放大的实像.要保持蜡烛和光屏位置不变!使物体再次在光屏上成像,一定要增加物距,减小像距,向右移动光屏,而且成的像一定是缩小的.

针对训练1 (’11 常德)小芳同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,按如图所示装配仪器(图中F点是焦点,H点是2倍焦距处),此时光屏上得到一个清晰的像,但像的位置偏高.

(1)造成这一现象的原因是蜡烛、凸透镜和光屏的中心不在同一高度上.

(2)为了使像能成在光屏的中央,她应把蜡烛向上调(选填“上”或“下”);调节好蜡烛的高度后,她把蜡烛移到A点,些时光屏上的像很模糊.为了得到清晰的像,应把光屏向右移动(选填“左”或“右”).

(3)若将蜡烛移到B点,小芳观察到的像位于透镜_左_侧(选填“左”或“右”).利用凸透镜这一原理制成的光学器件是_放大镜 .

针对训练2(’13 重庆A卷) 如图甲所示,一束平行光经过一凸透镜,调节光屏的位置直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑.小楠用此凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验,并用蜡烛作光源,实验装置如图乙所示.

 

(1)该凸透镜的焦距为10cm.

(2)实验前要调整凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与烛焰的中心大致在同一高度 .

(3)当蜡烛、凸透镜位于图乙中刻度对应的位置时,光屏上得到一个清晰的像,该像是一个倒立、缩小(选填“放大” 或“缩小”) 的实像,此时所成的像与照相机所成的像性质相同(选填“ 照相机”“投影仪”或“放大镜”).

(4)如果她将蜡烛移到图乙中30cm刻度线处,这时光屏应向右选填(“左”或“右”) 移动才能在光屏上得到清晰的像.

【解析】(1)太阳光聚焦法测焦距,一定要注意使凸透镜正对太阳光,移动凸透镜在白纸上得到最小的光斑,这个光斑才是凸透镜的焦点,焦点到凸透镜光心的距离即为焦距,由图知!该凸透镜的焦距为10cm.(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,调节光屏、凸透镜和烛焰的中心在同一高度,烛焰的像就能呈现在光屏的中央位置.(3)当蜡烛移至20cm处时,物距

凸透镜成倒立缩小的实像,应用为照相机.(4)当蜡烛移至30cm处时!物距

根据凸透镜成像规律成倒立、等大的实像,像距像距变大,光屏应向右移.

备选例题   类型一  透镜的光学作图

例1 如图所示,已给出了入射光线和出射光线,请在方框内画出合适的透镜.

 

例1题图                                         例1题答图

【解析】折射光线与入射光线相比,向主光轴方向偏折,光线会聚了,故填入凸透镜;折射光线与入射光线相比,远离主光轴偏折,光线发散了,故填入凹透镜;如答图所示.

例2  (’12资阳)如图所示,画出光线ab和Oc通过透镜前后的完整光路.

如答图所示

 

 

 

 

例2题图

【解析】由图可知,入射光线平行于主光轴,则其折射光线的反向延长线过焦点;过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变.如答图所示.

类型二  凸透镜成像规律的应用

例1  在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛距凸透镜36cm 时,在凸透镜另一18cm 处的光屏上得到清晰缩小的像,当蜡烛距凸透镜18cm 时,它的像一定是( B )

A.像距为36cm,且成缩小的实像      B.像距为36cm,且成放大的实像

C.像距为18cm,且成缩小的实像      D.像距为18cm,且成放大的虚像

【解析】蜡烛位于凸透镜前,调节好透镜和光屏位置后,在透镜另一侧离透镜18cm的光屏上呈现缩小、倒立的像,说明此时u>2f,2f>v>f.把蜡烛移到距透镜18cm处时,2f>u>f,v>2f,相当于像与物的位置对调,光屏上呈现倒立、放大的实像.故选B.

例2  (’12兰州)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.利用这一成像原理的光学仪器是( B )

A.投影仪   B.照相机  

C.放大镜   D.显微镜

【解析】方法一:如图,物距大于凸透镜的二倍焦距,凸透镜成倒立、缩小的实像,应用于照相机.方法二:如图,物距大于像距,凸透镜成倒立、缩小的实像,应用于照相机.故选B.

类型三  近视眼和远视眼的矫正

例1  (’12南宁)图中,表示近视眼光路的示意图是其中的乙图,矫正近视眼应配戴凹(选填“凸”或“凹”)透镜制成的眼镜片.

【解析】乙图将光线会聚在视网膜前方,因此乙图表示近视眼,近视眼应该佩戴凹透镜进行矫正.

例2   小明的爷爷和爸爸都是老花眼(远视眼),爷爷的老花眼更重一些,小明的妈妈是近视眼,则下列说法正确的是( B )

A.小明的爷爷和爸爸的眼镜是用凹透镜做的

B.小明的爷爷和爸爸的眼镜是用凸透镜做的 ,爷爷的老花镜度数比爸爸的大

C.小明的爷爷和爸爸的眼镜是用凸透镜做的爷爷的老花镜度数比爸爸的小

D.小明妈妈的眼镜是用凸透镜做的

【解析】远视眼是晶状体曲度变小,会聚能力减弱,即折光能力减弱,像呈在视网膜的后方,应佩戴会聚透镜,使光线提前会聚.所以小明的爷爷和爸爸的眼镜是用凸透镜做的,又因为小明的爷爷和爸爸都是老花眼(远视眼),爷爷的老花眼更重一些,说明爷爷的晶状体的折光能力能弱一些,所以爷爷的老花镜度数比爸爸的大,近视眼是晶状体曲度变大,会聚能力增强,即折光能力增强,像呈在视网膜的前方,应佩戴发散透镜,使光线推迟会聚,所以小明妈妈的眼镜是用凹透镜做的.综上分析,选项ACD错误,选项B正确.故选B. 

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