透鏡成像 同步練習(xí) 知識(shí)總結(jié)

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1、透鏡成像一、知識(shí)概述通過(guò)前面一段時(shí)間的學(xué)習(xí)，我們對(duì)光現(xiàn)象的相關(guān)知識(shí)已有所了解，知道光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，在兩種介質(zhì)的表面會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象和折射現(xiàn)象。本周我們將學(xué)習(xí)一透鏡和透鏡的成像規(guī)律。二、重難點(diǎn)知識(shí)歸納及講解（一）透鏡1、幾個(gè)概念凸透鏡中間厚邊緣薄的透鏡叫凸透鏡凹透鏡中間薄邊緣厚的透鏡叫凹透鏡主軸最簡(jiǎn)單的透鏡兩個(gè)表面都是球面的一部分，通過(guò)兩個(gè)球心的直線叫做透鏡的主軸。薄透鏡如果透鏡的厚度比球面的半徑小許多，這種透鏡叫做薄透鏡。光心薄透鏡的中心叫透鏡的光心。2、凸透鏡的光學(xué)性質(zhì)（1）凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用。跟主光軸平行的光線，經(jīng)過(guò)凸透鏡后會(huì)聚于主光軸上的一點(diǎn)F，F(xiàn)叫做凸透鏡的焦點(diǎn)，焦點(diǎn)到

2、凸透鏡光心O點(diǎn)的距離叫做焦距。注意：會(huì)聚作用不一定要使折射光線相交，凸透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用指的是：光通過(guò)透鏡后，其折射光線向主軸偏折，即在原光線的傳播方向上合攏一些。（2）凸透鏡的三條特殊光線如下圖所示：(1)（2）（3）3、凹透鏡的光學(xué)性質(zhì)（1）凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用。跟凹透鏡主光軸平行的光線，經(jīng)過(guò)凹透鏡后形成發(fā)散光線。如果迎著發(fā)散的光線望去，會(huì)覺(jué)得這些光線好像是從凹透鏡后某一點(diǎn)F發(fā)出來(lái)的，F(xiàn)點(diǎn)叫做凹透鏡的虛焦點(diǎn)。凹透鏡對(duì)光線的發(fā)散作用指的是：光線通過(guò)凹透鏡后，其折射光線遠(yuǎn)離主光軸偏折，即在原光線的傳播方向上發(fā)散開(kāi)一些。（2）凹透鏡的三條特殊光線如下圖所示：（1）（2）（3）例1、如圖所示，A

3、B為一條經(jīng)過(guò)透鏡折射后的光線，MN為透鏡的主光軸，L為透鏡。由圖可知（）A該透鏡可能是凸透鏡B該透鏡可能是凹透鏡C若該透鏡是凸透鏡，B點(diǎn)一定是透鏡的焦點(diǎn)D若該透鏡是凹透鏡，B點(diǎn)一定是透鏡的焦點(diǎn)解析：圖中僅僅只給出了折射光線，而沒(méi)有入射光線，此時(shí)無(wú)法確定光線相對(duì)于原來(lái)是會(huì)聚還是發(fā)散，故A、B都是正確；若入射光線平行于主光軸，則B點(diǎn)為凸透鏡的焦點(diǎn)，若入射光線沒(méi)有平行主光軸，則折射光線不會(huì)通過(guò)焦點(diǎn)，即B不是焦點(diǎn)，對(duì)于凹透鏡而言，沒(méi)有實(shí)焦點(diǎn)，故C、D都是錯(cuò)誤的。答案：A、B例2、完成下列光路圖解析：畫(huà)通過(guò)透鏡的折射光線時(shí)，應(yīng)記住三條特殊光線：平行于主光軸的光線折射后通過(guò)焦點(diǎn)。（凸透鏡是實(shí)際光線通過(guò)焦點(diǎn)

4、，凹透鏡是光線的反向延長(zhǎng)線通過(guò)焦點(diǎn)）通過(guò)焦點(diǎn)的光線（或光線的延長(zhǎng)線），折射后平行于主光軸；通過(guò)光心的光線，傳播方向不改變。答案：如下圖所示（二）探究凸透鏡成像規(guī)律1、凸透鏡成像的原因凸透鏡成像是由于光的折射現(xiàn)象形成的，從物體上一點(diǎn)發(fā)出的光線（或反射出的光線），經(jīng)凸透鏡折射后交于一點(diǎn)，這點(diǎn)就是物體上點(diǎn)的像點(diǎn)，若干像點(diǎn)就形成了物體的像。2、凸透鏡成像的規(guī)律物距（u）像的性質(zhì)像距（v）正倒大小虛實(shí)u2f倒立縮小實(shí)像fv2fu=2f倒立等大實(shí)像v=2ffu2fuu3、凸透鏡成像的大小變化規(guī)律（1）凸透鏡成實(shí)像時(shí)，若物距增大，則像距減小，像也減??；反之，若物距減小，則像距增大，像也增大。（2）凸透鏡成虛

5、像時(shí)，若物距增大，則像距和像都增大；反之，若物距減小，則像距和像都減小。4、利用透鏡的特殊光線作透鏡成像光路。（1）物體處于2倍焦距以外（2）物體處于2倍焦距和1倍焦距之間（3）物體處于焦距以內(nèi)（4）凹透鏡成像光路例3、一個(gè)物體在凸透鏡前20cm處，在屏上成一倒立縮小的像，則透鏡的焦距f（ ）A10cm f 10cmCf 20cm解析：解決這類類問(wèn)題的關(guān)鍵，是根據(jù)凸透鏡的成像特點(diǎn)和成像條件，物體通過(guò)凸透鏡成倒立，縮小的實(shí)像，物距必然大于二倍焦距，即u2f。本題中有20cm2f解不等式得：f10cm答案：C例4、一物體放在凸透鏡前18cm處，在透鏡另一側(cè)20 cm處成一清晰像，則此透鏡的焦距（）

6、A一定大于20 cmB一定小于9 cmC一定在10 cm到8 cm之間D一定在9 cm到10 cm之間解析：由于本題中物像異側(cè)，說(shuō)明此像是一實(shí)像；又由于像距比物距大，可推知此像是一放大、倒立的實(shí)像，此時(shí)物體應(yīng)在一倍焦距和二倍焦距之間，像在另一側(cè)的二倍焦距之外。即：f18cm2f綜合、解得9cmf10cm答案：D A卷窗體頂端一、選擇題1、由于下雨，一透明塑料薄膜的頂棚積滿了水，形狀如圖所示，下面關(guān)于它的討論正確的有（）A這些水構(gòu)成一個(gè)凸透鏡，它對(duì)平行光有會(huì)聚作用。B透鏡必須是固體，水不可能成為凸透鏡。C水的下表面雖然近似于球面，但上表面卻是平的，所以它不可能起凸透鏡的作用。C只要是透明物質(zhì)，就

7、有可能構(gòu)成透鏡。2、下列各鏡中，不能改變光束會(huì)聚或發(fā)散性質(zhì)是（）A凸透鏡B凹透鏡C凸鏡C平面鏡3、如圖所示，四幅圖均表示光線通過(guò)凸透鏡前后的傳播方向，其中正確的是（）A BC C4、一凸透鏡的焦點(diǎn)為F，一凹透鏡的焦點(diǎn)為F，讓這兩個(gè)透鏡的一側(cè)都正對(duì)著太陽(yáng)，則在兩透鏡的另一側(cè)的焦點(diǎn)上，F(xiàn)與F的溫度相比（）AF點(diǎn)的溫度較高BF點(diǎn)的溫度較高C兩點(diǎn)溫度一樣高C無(wú)法判斷5、關(guān)于凸透鏡對(duì)光線的作用，以下說(shuō)法中正確的是（）A平行射向凸透鏡的一束光，經(jīng)折射一定交于凸透鏡的焦點(diǎn)。B經(jīng)過(guò)凸透鏡會(huì)聚的光線一定交于一點(diǎn)。C凸透鏡只能使平行于主光軸的光線發(fā)生會(huì)聚作用。C過(guò)凸透鏡光心的光線，一定不改變傳播的方向。6、一束平

8、行光正對(duì)凸透鏡照射，在離透鏡10cm處的光屏上得到一個(gè)亮點(diǎn)，那么當(dāng)物體在凸透鏡前25cm處時(shí)，在透鏡的另一側(cè)可以得到（）A倒立縮小的實(shí)像B倒立放大的實(shí)像C正立縮小的實(shí)像C正立放大的實(shí)像7、將蠟燭放在離凸透鏡30cm的地方，在離物體45cm的光屏上可以得到燭焰的清晰的像，則（）A凸透鏡的焦距是90cm，像是放大的。B凸透鏡的焦距是18cm，像是放大的。C凸透鏡的焦距是10cm，像是放大的。C凸透鏡的焦距是10cm，像是縮小的。8、某物體通過(guò)凸透鏡成一個(gè)倒立，縮小的實(shí)像，像與凸透鏡距離為20cm，則此凸透鏡的焦距為（）Af10cmB10cmf20cmC無(wú)法判斷9、在研究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)中，如果在光

9、屏上得到一個(gè)放大、倒立的像，量得光屏到透鏡的距離為24cm，則凸透鏡的焦距可能為（）A20cmB15cmC12cmC10cm10、一凸透鏡的焦距為15cm，當(dāng)物體放在距焦點(diǎn)5cm處，一定能得到（）A正立放大的虛像B倒立放大的實(shí)像C倒立縮小的實(shí)像C倒立、放大實(shí)像或正立放大虛像 提示：1、凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，凹透鏡和凸鏡對(duì)光線有發(fā)散作用3、根據(jù)凸透鏡的性質(zhì)對(duì)光線有會(huì)聚作用6、該凸透鏡的焦距為10cm7、由題可知，物距為30cm，像距為15cm8、f20cm2f所以10cmf2f即f12cm第1題正確答案為 AD 第2題正確答案為 D 第3題正確答案為 C 第4題正確答案為 A 第5題正確答案為

10、 D 第6題正確答案為 A 第7題正確答案為 D 第8題正確答案為 B 第9題正確答案為 D 第10題正確答案為 D卷窗體底端二、填空題11、讓凸透鏡正對(duì)著太陽(yáng)光，移動(dòng)凸透鏡的位置，直到地上的亮斑最小最亮，這亮點(diǎn)到凸透鏡光心的距離是_，亮斑所在的位置就是該凸透鏡的_。12、當(dāng)凸透鏡焦距為20cm時(shí)，要在光屏上成一縮小的像，蠟燭可在距凸透鏡_移動(dòng)，要使像變大些但仍是縮小的，蠟燭應(yīng)（填“遠(yuǎn)離”或“靠攏”）凸透鏡，同時(shí)光屏離凸透鏡應(yīng)_（填“近”或“遠(yuǎn)”）些。13、如圖所示，把蠟燭放在a、b、c、d各點(diǎn)，調(diào)節(jié)光屏的位置，則：（其中F為焦點(diǎn)，P為二倍焦距處）（1）在屏上出現(xiàn)的實(shí)像最大時(shí)，蠟燭放在_點(diǎn)上。

11、（2）在屏上出現(xiàn)的實(shí)像最小時(shí) ，蠟燭放在_點(diǎn)上。（3）當(dāng)屏上出現(xiàn)與物體等大的實(shí)像時(shí)，蠟燭放在_點(diǎn)上。（4）當(dāng)屏上觀察不到像時(shí)，蠟燭放在_點(diǎn)上。（5）當(dāng)蠟燭放在_點(diǎn)上，凸透鏡不可能成像。（6）若把蠟燭入在C點(diǎn)上，能成倒立、_的實(shí)像，把屏和蠟燭的位置顛倒一下，則成_的、倒立的實(shí)像。答案：11、焦距；焦點(diǎn)12、40cm之外；靠攏；遠(yuǎn)13、 c； a； b； d； F；放大；縮小三、綜合題14、給你一些透鏡，你怎樣鑒別它們是凸透鏡還是凹透鏡？請(qǐng)寫(xiě)出三種方法。答案：（1）觀察法：中間厚、邊緣薄的是凸透鏡，中間薄、邊緣厚的是凹透鏡。（2）聚焦法：把透鏡正對(duì)太陽(yáng)，上下移動(dòng)透鏡的位置，能在地面上找到會(huì)聚點(diǎn)的是

12、凸透鏡，反之為凹透鏡。（3）成像法：將透鏡靠近書(shū)本等物體，能看到放大正立的虛像，起放大作用的是凸透鏡，反之為凹透鏡。15、如圖所示，光射到某光具上，要使出射光線沿水平方向射出，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出三種不同的光學(xué)元件。解答：如下圖所示中考解析一、中考要求透鏡及透鏡的成像規(guī)律是歷年中考的必考內(nèi)容，考查的知識(shí)點(diǎn)有透鏡的種類及光學(xué)性質(zhì)、凸透鏡成像的條件和規(guī)律。常見(jiàn)的題型有選擇題，填空題和作圖題。二、中考新題例說(shuō)1、（上海）在下圖中，凸透鏡焦距為10厘米。保持透鏡位置不變，當(dāng)蠟燭在15厘米刻度處時(shí)，為了在光屏的中心找到像，應(yīng)調(diào)整光屏的_，并將光屏向_方向移動(dòng)（選填“遠(yuǎn)離透鏡”或“靠近透鏡”）。答案：高度靠近透鏡

13、2、（陜西省）某同學(xué)在做研究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持凸透鏡位置不變，如圖所示，先后使?fàn)T焰位于a、b、c、d四點(diǎn)，并分別調(diào)整光屏的位置。實(shí)驗(yàn)后，他歸納出以下結(jié)論，其中錯(cuò)誤的是（）A使?fàn)T焰位于a點(diǎn)時(shí)，屏上出現(xiàn)的實(shí)像最小B使?fàn)T焰位于c點(diǎn)時(shí)，屏上出現(xiàn)的實(shí)像最大C使?fàn)T焰位于a點(diǎn)時(shí)，成縮小的實(shí)像D使?fàn)T焰位于d點(diǎn)時(shí)，成放大的實(shí)像答案：D3、(黃岡市)如圖，是一種稱之為“七仙女”的神奇玻璃酒杯，空杯時(shí)什么也看不見(jiàn)，斟上酒，杯底立即顯現(xiàn)出栩栩如生的仙女圖下列對(duì)仙女圖形成原因的探討，正確的是（）A可能是酒具有化學(xué)顯影作用B可能是酒的液面反射，在酒中出現(xiàn)放大的像C可能是圖片在杯底凸透鏡焦點(diǎn)處成放大的像D可能是斟酒后

14、杯底凸透鏡焦距變大，使圖片顯影答案：D課外拓展1、我國(guó)歷史上的冰透鏡早在我國(guó)西漢(前206公元25年)淮南萬(wàn)畢術(shù)中就有關(guān)于冰透鏡記載：“削冰令圓，舉以向日，以艾承其影，則火生”其后，晉朝張華的博物志中也有類似記載。冰遇陽(yáng)光會(huì)熔化，冰透鏡對(duì)著太陽(yáng)卻能聚光使艾絨著火，令人懷疑。清代科學(xué)家鄭復(fù)光(1780一?)根據(jù)淮南萬(wàn)畢術(shù)的記載，親自動(dòng)手做過(guò)一些實(shí)驗(yàn)，證實(shí)冰透鏡的確可以取火。他在“鏡鏡冷癡”中寫(xiě)道，將一只底部微凹的錫壺，內(nèi)裝沸水，用壺在冰面上旋轉(zhuǎn)；可制成光滑的冰透鏡，利用它聚集日光，可使紙點(diǎn)燃。2、水透鏡聚光取火如圖所示，用粗鐵絲彎成圓圈；圓圈上蒙一層透明的塑料薄膜在薄膜上面倒入適量的水，薄膜受到水的壓力作用下墜，形成了水透鏡將水透鏡支在一定的高度，讓陽(yáng)光穿過(guò)透鏡，在地面上聚焦，便可以將放在地面的紙片點(diǎn)燃。實(shí)驗(yàn)中的這種水透鏡也經(jīng)常會(huì)給人類帶來(lái)意想不到的災(zāi)難。如在人跡罕至的熱帶叢林，常常發(fā)生神秘的大火，使大片森林付之一炬，許多鳥(niǎo)獸葬身火海。起初人們并不知道森林起火的原因，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的調(diào)查與研究，終于后來(lái)發(fā)現(xiàn)了起火的原因原來(lái)，每天清晨，林木的樹(shù)葉上常掛著露珠，由于地處赤道附近，太陽(yáng)雖然剛剛升起卻已驕陽(yáng)似火，烈日炎炎，陽(yáng)光照在露珠上，而每顆露珠又恰似凸透鏡使陽(yáng)光會(huì)聚于焦點(diǎn)假若恰好有枯草或干樹(shù)葉位于這個(gè)焦點(diǎn)上。它們很快就會(huì)被點(diǎn)燃起來(lái)特別是小鳥(niǎo)愛(ài)用干草或枯枝在樹(shù)枝上搭巢，森林大火常從鳥(niǎo)巢燒起。