第五讲透镜及其应用考点一考点一 凸透镜成像规律及应用凸透镜成像规律及应用( (重点重点) )命题角度命题角度凸透镜成像特点及应用凸透镜成像特点及应用例例1 1 如图所示是我国宇航员王亚平在太空授课时，做水球透如图所示是我国宇航员王亚平在太空授课时，做水球透镜实验时的情景，通过水球可以看到她的像，以下有关像的镜实验时的情景，通过水球可以看到她的像，以下有关像的判断及成像规律的应用，说法正确的是判断及成像规律的应用，说法正确的是( () )A A实像凸面镜实像凸面镜 B B虚像放大镜虚像放大镜C C实像照相机实像照相机 D D实像投影仪实像投影仪【思路点拨】 审题抓住以下关键：(1)(1)水球相当于凸透镜。(2)(2)成像特点是倒立、缩小的实像。【自主解答】 C C 凸透镜成像规律凸透镜成像规律成像性质判断及焦距取值范围求解成像性质判断及焦距取值范围求解 该类题型主要考查利用凸透镜成像规律判断成像性质或该类题型主要考查利用凸透镜成像规律判断成像性质或确定焦距取值范围。确定焦距取值范围。 (1) (1)解决判断成像性质类问题的方法解决判断成像性质类问题的方法 第一步，明确焦距大小。第一步，明确焦距大小。 第二步，确定物距和焦距的关系。第二步，确定物距和焦距的关系。 第三步，根据凸透镜成像规律判断出成像情况。第三步，根据凸透镜成像规律判断出成像情况。 (2) (2)判断焦距取值范围的方法判断焦距取值范围的方法 第一步，明确题目中所成像的性质。第一步，明确题目中所成像的性质。 第二步，根据凸透镜成像规律，由题中所给的成像性质第二步，根据凸透镜成像规律，由题中所给的成像性质找到对应的物距与焦距的关系。找到对应的物距与焦距的关系。 第三步，借助不等式作出相应判断。第三步，借助不等式作出相应判断。 第四步，若题目中物距未知，而像距已知，则要根据凸第四步，若题目中物距未知，而像距已知，则要根据凸透镜成像规律确定像距和焦距的关系，然后借助不等式作出透镜成像规律确定像距和焦距的关系，然后借助不等式作出判断。判断。1 1(2018(2018白银白银) )兰州中川机场和西客站的进站通道采用了兰州中川机场和西客站的进站通道采用了人脸识别系统人脸识别系统( (如图所示如图所示) )，识别系统的摄像机可以自动将镜，识别系统的摄像机可以自动将镜头前头前1 m1 m处的人脸拍摄成数码照片传递给设备识别。此系统处的人脸拍摄成数码照片传递给设备识别。此系统摄像机的镜头相当于摄像机的镜头相当于_透镜，它的焦距应小于透镜，它的焦距应小于_cm_cm。 凸凸 50 50 命题角度命题角度凸透镜成像的动态分析凸透镜成像的动态分析例例2 2 (2018(2018乌鲁木齐乌鲁木齐) )夜晚，发着光的小萤火虫从放大镜的夜晚，发着光的小萤火虫从放大镜的二倍焦距处沿着主光轴匀速飞行过程中，萤火虫发出的通过二倍焦距处沿着主光轴匀速飞行过程中，萤火虫发出的通过放大镜部分的光逐渐减少，则萤火虫的像放大镜部分的光逐渐减少，则萤火虫的像( () )A A远离放大镜，平均速度小于萤火虫的飞行速度远离放大镜，平均速度小于萤火虫的飞行速度B B远离放大镜，平均速度大于萤火虫的飞行速度远离放大镜，平均速度大于萤火虫的飞行速度C C靠近放大镜，平均速度小于萤火虫的飞行速度靠近放大镜，平均速度小于萤火虫的飞行速度D D靠近放大镜，平均速度大于萤火虫的飞行速度靠近放大镜，平均速度大于萤火虫的飞行速度【思路点拨思路点拨】 根据根据“萤火虫从放大镜的萤火虫从放大镜的2 2倍焦距处沿着主光倍焦距处沿着主光轴匀速飞行过程中，萤火虫发出的通过放大镜部分的光逐渐轴匀速飞行过程中，萤火虫发出的通过放大镜部分的光逐渐减少减少”判断出萤火虫是靠近放大镜还是远离放大镜；物体从判断出萤火虫是靠近放大镜还是远离放大镜；物体从二倍焦距向远处移动时，像的范围在一倍焦距和二倍焦距之二倍焦距向远处移动时，像的范围在一倍焦距和二倍焦距之间。间。【自主解答自主解答】C C 【解题技巧解题技巧】 牢记像的大小由像距决定，即像随着像距的牢记像的大小由像距决定，即像随着像距的增大增大( (减小减小) )而增大而增大( (减小减小) )，而像距的变化由物距决定。，而像距的变化由物距决定。(1)(1)当成实像时，物距和像距的变化具有反向性，即物距增大，当成实像时，物距和像距的变化具有反向性，即物距增大，像距变小，则像随着变小。像距变小，则像随着变小。(2)(2)当成虚像时，物距和像距的当成虚像时，物距和像距的变化具有同向性，即物距增大，像距增大，则像随着变大。变化具有同向性，即物距增大，像距增大，则像随着变大。2 2(2018(2018烟台烟台) )在在“探究凸透镜成像的规律探究凸透镜成像的规律”的实验中，的实验中，所用凸透镜焦距为所用凸透镜焦距为10 cm10 cm，当蜡烛从如图所示的，当蜡烛从如图所示的A A位置逐渐移位置逐渐移到到B B位置的过程中，像距及其像的变化情况是位置的过程中，像距及其像的变化情况是( () )A A像距增大，像变大像距增大，像变大 B B像距减小，像变大像距减小，像变大C C像距减小，像变小像距减小，像变小 D D像距增大，像变小像距增大，像变小考点二考点二 眼睛和眼镜眼睛和眼镜例例3 3(2018(2018长沙改编长沙改编) )现代生活，智能手机给人们带来了许现代生活，智能手机给人们带来了许多便利，但长时间盯着手机屏幕，容易导致视力下降。如图多便利，但长时间盯着手机屏幕，容易导致视力下降。如图为近视眼和远视眼成因示意图。下列说法正确的是为近视眼和远视眼成因示意图。下列说法正确的是( () )A A甲是远视眼，应配戴凹透镜矫正甲是远视眼，应配戴凹透镜矫正B B甲是远视眼，晶状体折光能力较弱甲是远视眼，晶状体折光能力较弱C C乙是近视眼，应配戴凸透镜矫正乙是近视眼，应配戴凸透镜矫正D D乙是近视眼，晶状体折光能力较弱乙是近视眼，晶状体折光能力较弱【思路点拨】 明确近视眼与远视眼的成因是解决此题的关键。【自主解答】 B B 3 3(2018(2018攀枝花改编攀枝花改编) )眼球的结构类似于眼球的结构类似于_(_(选填选填“照相机照相机”“”“幻灯机幻灯机”或或“放大镜放大镜”) )，把来自外界物体的，把来自外界物体的光会聚在视网膜上形成物体光会聚在视网膜上形成物体_(_(选填选填“倒立倒立”或或“正正立立”) )的像。的像。 照相机照相机 倒立倒立 实验实验 探究凸透镜成像规律探究凸透镜成像规律(6(6年年2 2考考) )实验原理：光的折射。实验原理：光的折射。重点实验器材及作用重点实验器材及作用1 1实验器材的组装：在光具座上自左向右分别放置，蜡烛实验器材的组装：在光具座上自左向右分别放置，蜡烛( (组装时点燃组装时点燃) )、凸透镜、光屏。、凸透镜、光屏。2 2发光二极管代替蜡烛：所成的像稳定并容易对比大小。发光二极管代替蜡烛：所成的像稳定并容易对比大小。3 3光屏上贴有方格纸：便于辨别像的大小。光屏上贴有方格纸：便于辨别像的大小。实验操作实验操作4 4调整烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一水平高度调整烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一水平高度( (让烛焰让烛焰的像能成在光屏的中央的像能成在光屏的中央) )。5 5没有光屏时观察像的方法：人眼在原来放置光屏的位置没有光屏时观察像的方法：人眼在原来放置光屏的位置向左观察。向左观察。6 6蜡烛在凸透镜一倍焦距内，观察像时眼晴的位置：一倍蜡烛在凸透镜一倍焦距内，观察像时眼晴的位置：一倍焦距内成焦距内成 正立、放大正立、放大 的像，人眼应透过凸透镜向左观察成的像，人眼应透过凸透镜向左观察成像情况。像情况。7 7根据像的要求调整蜡烛、凸透镜或光屏的位置：根据像的要求调整蜡烛、凸透镜或光屏的位置：要使像变大：保持凸透镜位置不变，蜡烛靠近透镜，光屏要使像变大：保持凸透镜位置不变，蜡烛靠近透镜，光屏远离透镜；远离透镜；要使像变小：保持凸透镜位置不变，蜡烛远离透镜，光屏要使像变小：保持凸透镜位置不变，蜡烛远离透镜，光屏靠近透镜。靠近透镜。8 8蜡烛长度变短，像在光屏上的位置越来越高时的调节方蜡烛长度变短，像在光屏上的位置越来越高时的调节方法：法：将光屏向上移动；将光屏向上移动；将蜡烛向上移动；将蜡烛向上移动；将透镜向下调节。将透镜向下调节。9 9在蜡烛和凸透镜间加眼镜，若要使光屏上仍成清晰的在蜡烛和凸透镜间加眼镜，若要使光屏上仍成清晰的像时，光屏的移动情况：像时，光屏的移动情况：加远视眼镜：向加远视眼镜：向 靠近靠近 透镜的方向移动；透镜的方向移动；加近视眼镜：向加近视眼镜：向 远离远离 透镜的方向移动。透镜的方向移动。1010焦距的测量及判断：焦距的测量及判断：平行光聚焦法：将凸透镜正对平行光，在另一侧移动光平行光聚焦法：将凸透镜正对平行光，在另一侧移动光屏，当光屏上承接到最小、最亮的光斑时，该光斑到凸透屏，当光屏上承接到最小、最亮的光斑时，该光斑到凸透镜的垂直距离即为焦距镜的垂直距离即为焦距( (如图如图A)A)；二倍聚焦法：当凸透镜所成的像为倒立、等大的实像时，二倍聚焦法：当凸透镜所成的像为倒立、等大的实像时，蜡烛到凸透镜垂直距离的一半即为焦距蜡烛到凸透镜垂直距离的一半即为焦距( (如图如图B)B)。实验分析实验分析1111凸透镜对光线的作用：凸透镜对光线的作用： 会聚作用会聚作用 。1212无论怎样移动蜡烛，在光屏上都找不到像的原因：无论怎样移动蜡烛，在光屏上都找不到像的原因：凸透镜、烛焰、光屏的中心不在同一高度；凸透镜、烛焰、光屏的中心不在同一高度；蜡烛在焦点上或一倍焦距以内。蜡烛在焦点上或一倍焦距以内。1313当光屏上成清晰的像时，对调蜡烛与光屏的位置，光屏当光屏上成清晰的像时，对调蜡烛与光屏的位置，光屏还能成像的原因：还能成像的原因： 光路的可逆性光路的可逆性 。1414当凸透镜的一部分被纸遮住时，烛焰在光屏上的成像情当凸透镜的一部分被纸遮住时，烛焰在光屏上的成像情况：况： 光屏上的像会变暗些，但还是完整的像光屏上的像会变暗些，但还是完整的像 。1515凸透镜前加透镜时像的变化：凸透镜前加透镜时像的变化：加凸透镜：像距加凸透镜：像距 变小变小 ，像，像 变小变小 ；加凹透镜：像距加凹透镜：像距 变大变大 ，像，像 变大变大 。1616近视眼的形成原因及矫正方法：晶状体变厚，对光线折近视眼的形成原因及矫正方法：晶状体变厚，对光线折射能力增强，像成在视网膜的前方，需要配戴对光线具有发射能力增强，像成在视网膜的前方，需要配戴对光线具有发散作用的凹透镜进行矫正。散作用的凹透镜进行矫正。实验结论实验结论当当u u2 2f f，f fv v2 2f f时成倒立、缩小的实像时成倒立、缩小的实像( (照相机照相机) )；当；当u u2 2f f，v v2 2f f时成倒立、等大的实像时成倒立、等大的实像( (测焦距测焦距) )；当；当f fu u2 2f f，v v2 2f f时成倒立、放大的实像时成倒立、放大的实像( (投影仪投影仪) )；当；当u uf f时不成像；当时不成像；当u uf f时，成正立、放大的虚像时，成正立、放大的虚像( (放大镜放大镜) )。例例 在探究在探究“凸透镜成像规律凸透镜成像规律”的实验中：的实验中：【设计实验与进行实验】(1)(1)如图甲所示，平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个如图甲所示，平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f f_cm_cm。(2)(2)当烛焰、凸透镜、光屏的中心位于当烛焰、凸透镜、光屏的中心位于_，且距离关，且距离关系如图乙时，光屏上呈现清晰的像，此像的性质是系如图乙时，光屏上呈现清晰的像，此像的性质是_。当蜡烛向左。当蜡烛向左( (远离透镜远离透镜) )移动后，要在光屏上移动后，要在光屏上再次成清晰的像，需将光屏向再次成清晰的像，需将光屏向_(_(选填选填“左左”或或“右右”) )移，此时所成的像将移，此时所成的像将 _(_(选填选填“变大变大”“”“变小变小”或或“不不变变”) )。 10.00 10.00 同一高度同一高度倒立、倒立、放大的实像放大的实像 左左 变小变小(3)(3)如图乙所示实验一段时间后，蜡烛因燃烧变短，要使像如图乙所示实验一段时间后，蜡烛因燃烧变短，要使像能够成在光屏的中央，应将凸透镜向能够成在光屏的中央，应将凸透镜向_(_(选填选填“上上”或或“下下”) )调整。调整。(4)(4)如图丙所示，保持蜡烛位置不变，移动透镜至如图丙所示，保持蜡烛位置不变，移动透镜至16 cm16 cm刻刻度线处，则人眼在图中度线处，则人眼在图中_处能观察到烛焰的像。处能观察到烛焰的像。 下下 B B 【实验拓展实验拓展】实验完成后，小芳想：凸透镜对光的作用有什么影响因素实验完成后，小芳想：凸透镜对光的作用有什么影响因素呢？小芳在实验室用同一束平行于主光轴的光分别经过材呢？小芳在实验室用同一束平行于主光轴的光分别经过材料、直径都相同的凸透镜料、直径都相同的凸透镜A A、B B、C C，并得到如图丁所示的光，并得到如图丁所示的光路图。根据此实验现象，对光线会聚能力最强的是透镜路图。根据此实验现象，对光线会聚能力最强的是透镜_ _ ( (选填选填“A A”“”“B B”或或“C C”) )，进一步分析可知影响凸透镜焦，进一步分析可知影响凸透镜焦距大小的因素是凸透镜的距大小的因素是凸透镜的_。 C C 厚度厚度 补充设问补充设问(1)(1)如图戊所示，在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，发现光如图戊所示，在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏向透镜移动适当距离后光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏向透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是_(_(选填选填“近视近视”或或“远视远视”) )眼镜。眼镜。 远视远视 (2)(2)实验中，光屏上已成清晰的像，此时固定蜡烛，将透镜实验中，光屏上已成清晰的像，此时固定蜡烛，将透镜换成一个焦距稍小的凸透镜进行实验，则光屏需向换成一个焦距稍小的凸透镜进行实验，则光屏需向_(_(选选填填“左左”或或“右右”) )移动才能成清晰的像，此刻的像比换镜移动才能成清晰的像，此刻的像比换镜前前_(_(选填选填“大大”或或“小小”) )。(3)(3)如图乙所示，光屏上已经呈现清晰的像，若保持蜡烛和如图乙所示，光屏上已经呈现清晰的像，若保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至光屏位置不变，移动透镜至_cm_cm刻度线处，光屏上能再次刻度线处，光屏上能再次呈现清晰的像。呈现清晰的像。 左左 小小 40 40