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物理八年级上册第1节 透镜学案设计
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这是一份物理八年级上册第1节 透镜学案设计,文件包含人教版2023年八年级物理上册同步精品讲义课时56第五章透镜及其应用复习总结教师版docx、人教版2023年八年级物理上册同步精品讲义课时56第五章透镜及其应用复习总结学生版docx等2份学案配套教学资源,其中学案共43页, 欢迎下载使用。
1.认识:凸透镜和凹透镜,了解透镜的焦点和焦距;透镜在生活中的应用;成像“实”与“虚”的概念;眼睛的结构和成像原理;
2.知道:凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用;显微镜和望远镜成像规律;
3.了解:生活中常见的光学仪器;生活中光学仪器的成像原理;近视眼的成因,熟悉近视眼的矫正方法;远视眼的成因,熟悉远视眼的矫正方法;显微镜的构造及工作原理;望远镜的构造及工作原理;
4.会:画透镜的光路图;测量凸透镜的焦距;进行凸透镜成像分析;进行凸透镜成像的动态分析;利用凸透镜成像规律解释生活中的问题;
5.理解:凸透镜成像规律。
【知识导图】
【专题复习】
1.利用透镜的三条特殊光线作图
※专题概述
有关透镜三条特殊光线的作图主要是根据已知光线(入射光线或折射光线)结合透镜类型完成光路。
透镜的三条特殊光线、作图要点及注意事项如下表:
典例一请作出a、b两条光线通过透镜之后的光路图。
【解析】在凸透镜成像中,平行于凸透镜主光轴的光线过另一边焦点,过光心的光线不发生偏转,如图所示
典例二有一点光源S,它发出的一条光线经平面镜反射后,反射光线为a,如图,同时点光源S在平面镜中的像与凸透镜的焦点F重合,请在图中画出:①凸透镜的焦点F;②点光源S的位置;③光线a经过凸透镜后的折射光线。
【解析】因为反射光线好像是从虚像上发出的,反向延长光线a,与主光轴的交点为凸透镜的焦点F;已知点光源S在平面镜中的像与凸透镜的焦点F重合,所以焦点F的位置也是发光点S的像S′的位置;画出像S′(F)的对称点,可得点光源的位置S;光线a过凸透镜的焦点,经凸透镜后折射光线平行于主光轴,如图所示:
典例三(1)如图甲所示,一束光从空气斜射到玻璃的表面,请画出进入玻璃的折射光线;
(2)请在图乙中画出入射光线经凸透镜后的折射光线;
(3)如图丙所示,从点光源S射出的一条光线经P处的平面镜反射后,反射光线射向凹透镜的焦点方向。请画出平面镜,并作出反射光线经凹透镜折射后的光线。
【解析】(1)光从空气斜射到玻璃的表面,根据光的折射定律可知,折射角小于入射角,折射光线靠近法线,如下图所示:
(2)平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后会经过焦点F,过光心的光线经凸透镜后传播方向不变,如下图所示:
(3)根据光的反射规律,反射角等于入射角,因此法线是入射光线和反射光线夹角的角平分线,先作反射光线和入射光线夹角的角平分线,即为法线,法线与平面镜始终垂直,因此过P点作法线的垂线,这就是平面镜的位置。射向凹透镜焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴,如下图所示:
典例四请在图中画出光线AO的折射光线和BC的入射光线。
【解析】根据凹透镜的三条特殊光线的光路图可知,过光心的光线其传播方向不变;指向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴,据此画出光线AO的折射光线和BC的入射光线,如图所示。
2.有关透镜的光学暗箱问题
※专题概述
解决有关透镜暗箱问题可以用延长入射光线的方法进行分析:
甲 乙
如图甲所示,折射光线与主光轴的交点,相对于入射光线的延长线与主光轴的交点,离透镜的光心更近了,说明此折射光线相对于入射光线会聚了,该方框中的透镜为凸透镜。
如图乙所示,折射光线与主光轴的交点,相对于入射光线的延长线与主光轴的交点,离透镜的光心更远了,说明此折射光线相对于入射光线发散了,该方框中的探究时凹透镜。
典例一 在如图所示的光路图中,分别填入合适的透镜(填符号或简图)。
【解析】由图中光线可知,经过左边透镜时,光线被发散了,故左边是一个凹透镜,经过右边透镜时光线被会聚了,故右边是凸透镜,如下图所示:
典例二 在如图的方框内填入适当的透镜______。
【解析】左图中,光线经过透镜变的远离了主光轴,对光线起到了发散作用,应填凹透镜;
右图中,光线经过透镜变的靠近了主光轴,对光线起到了会聚作用,应填凸透镜。如图所示
典例三 已知暗箱内有一只凹透镜和一只平面镜。请在暗箱内画出完整的光路图,填上光学仪器,并注明凹透镜虚焦点F的位置。
【解析】延长射入黑箱的光线,该光线经平面镜反射后,反射光线与射出黑箱的光线交于一点B,过该点垂直主光轴画出凹透镜;前面反射光线OB与主光轴的交点F为凹透镜的焦点;画出入射光线AO与反射光线OB的夹角的角平分线,即法线,垂直法线画出平面镜,如图所示:
典例四 在图中填上适当的透镜。
【解析】由图可知,两条光线折射后传播范围变大,说明透镜对光线有发散作用,为凹透镜。如图:
3.探究凸透镜成像规律
※专题概述
解答“探究凸透镜成像规律”的实验时要注意以下几点:
(1)如何测量焦距:一束平行光通过凸透镜后会聚的点即为焦点,可测焦距;
(2)保障实验成功:蜡烛、凸透镜不动,移动光屏直至在光屏上成清晰的像;
(3)如何判断成虚像:物距小于焦距时,无论怎么移动光屏都无法在光屏上成像;
(4)无法成像的原因:蜡烛在焦点上或物距小于焦距、焦距太大成像在光具座外、蜡烛与凸透镜和光屏没有在同一水平线上;
(5)成像位置如何移动:可调节蜡烛或凸透镜;
(6)蜡烛变短:成像上移;
(7)的明暗变化:用遮光板挡住部分光线,成像完整但像变暗;
(8)用光具座进行实验时,应做到:烛焰、凸透镜的中心、光屏中心应在同一直线上(同一高度),目的使烛焰的像成在光屏中央;
(9)同一物距范围内,不断改变物距进行实验的目的:排除偶然因素,使实验结论更具普遍性;
(10)实验中无论怎样移动光屏都找不到像的原因:(1)烛焰、凸透镜中心、光屏中心未在同一高度;(2)蜡烛恰好在凸透镜一倍焦距位置;(3)物距稍大于一倍焦距,像距很大,光具座长度有限;(4)物距小于一倍焦距,成的是虚像。
典例一 用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距,并“探究凸透镜成像规律”,当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙时,在光屏上可成清晰的像。下列说法正确的是( )。
A.凸透镜的焦距是20cm;
B.图乙中烛焰成的是倒立放大的实像;
C.照相机成像特点与图乙中所成像的特点相同;
D.保持蜡烛和光屏位置不变,将透镜向右移,可再次在光屏上成清晰的像
【答案】BD。
【解析】A.平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将会聚于点F,点F即为此透镜的焦点,从焦点到透镜中心的距离即为焦距,则透镜的焦距为30.0cm-20.0cm=10.0cm
故A错误;
B.图乙中,物距、像距分别为u=15.0cm,v=30.0cm
像距大于物距,由凸透镜成像规律可知,图乙中烛焰成的是倒立放大的实像,故B正确;
C.由凸透镜成像规律可知,当u>2f
时,成倒立缩小的实像,应用于照相机,故C错误;
D.要成清晰的像,可使物距大于2f,像距处于f和2f之间,或使物距处于f和2f之间,像距大于2f,所以向右移动凸透镜,使物距与原来的像距相等,根据光路的可逆性,可以成清晰的像,故D正确。
故选BD。
典例二 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,如图甲所示,用此凸透镜“探究凸透镜成像规律”。
(1)实验前,先将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上,并进行调节,使烛焰、透镜、光屏的中心大致在同一水平高度,目的是_____。
(2)将点燃的蜡烛、凸透镜放在如图乙所示的位置,移动光屏,在光屏上得到一清晰倒立、____(填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像。
(3)此时,若把蜡烛和光屏的位置互换,则在光屏上_____(填“仍能”或“不能”)成像。
(4)在如图乙的实验中,当蜡烛向远离凸透镜方向移动时,为了在光屏上再次得到清晰的像,光屏移动的速度应____(填“大于”、“小于”或“等于”)蜡烛移动的速度,所成的像____(填“逐渐变大”、“逐渐变小”或“不变”)。
【答案】见解析;缩小;仍能;小于;逐渐变小。
【解析】(1)[1]焦点在40.0cm处,光心在30.0cm处,所以,焦距为40.0cm-30.0cm=10.0cm
点燃蜡烛,调节凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与烛焰中心大致在同一高度,使像成在光屏中央,便于观察像的特点。
(2)[2]烛焰放在距凸透镜的距离50.0cm-20.0cm=30.0cm
处时,u>2f,成倒立、缩小的实像。
(3)[3]若此时保持透镜位置不变,交换蜡烛与光屏的位置,由于光路是可逆的,光屏上仍能成清晰的像。
(4)[4][5]因为凸透镜成实像时,有物远像近像变小的特点,当蜡烛向远离凸透镜方向移动时,为了在光屏上再次得到清晰的像,相同时间内移动光屏的位置。物体在二倍焦距处,像在另一侧的2倍焦距处;物体在二倍焦距外,成的像在一倍焦距和二倍焦距之间。像移动的距离是小于焦距的,则光屏移动的速度应小于蜡烛移动的速度,此过程中所成的像逐渐变小。
典例三 在“探究凸透镜成像的规律”实验中,所用凸透镜的焦距是10cm.
(1)将点燃的蜡烛、凸透镜放在如图所示的位置,移动光屏,在光屏上得到了清晰的倒立、________(选填“放大”或“缩小”)的实像;____ ______(填光学仪器名称)就是利用这一成像规律工作的。
(2)保持凸透镜位置不变,若将蜡烛远离透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向 _______(选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动,此时的像与原来的像相比______________(选填“变大”或“变小”)。
【答案】放大;投影仪;靠近;变小。
【解析】(1)[1][2]凸透镜焦距为10cm,我们观察发现蜡烛到凸透镜距离超过10cm不到20cm,即在一倍焦距外二倍焦距内,成倒立放大的实像,投影仪后者幻灯机就是利用此原理成像的。
(2)[3][4]物远像近像变小,蜡烛远离透镜,像就会靠近透镜,所以光屏应靠近透镜方向移动,此时像近像变小。
典例四 如图是小明同学“探究凸透镜成像的规律”的装置,凸透镜的焦距是10cm。
(1)点燃蜡烛后,应调节烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心在______上;
(2)将实验器材按图中甲位置放置,光屏上成清晰的像,应用此规律工作的是______(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。实验一段时间后,原来成在光屏中央的像“跑”到图乙所示的位置、若要像重新回到光屏中央,请说出一种可行的方法______;
(3)调整高度后,小明将图甲中的凸透镜取下,换成一个焦距是12cm的凸透镜,看到光屏上的像变模糊了,他将光屏向______(选填“靠近”或“远离”)透镜方向移动直到像又清晰了,这个像会______(选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)图丙是“天宫课堂”中,航天员王亚平通过水球成______(选填“实”或“虚”)像的瞬间。小明想模拟这个情景,于是去掉光屏,眼睛从光屏位置的右侧看向透镜,他______(选填“能”或“不能”)看到烛焰倒立的像。
【答案】同一高度;投影仪;将光屏向上移动;远离;变大;实;能。
【解析】(1)[1]为了烛焰的像呈现在光屏的中央,点燃蜡烛后,应将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度上。
(2)[2]由图可知,此时的物距为15.0cm,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,应用此规律工作的是投影仪。
[3]验一段时间后,原来成在光屏中央的像“跑”到光屏的上方,根据穿过光心的光线方向不变,若要像重新回到光屏中央,可将光屏向上移动。
(3)[4]将图中的凸透镜换成焦距是12cm的凸透镜,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,相当于减小了物距,要在光屏上成清晰的像,需要增大像距,即光屏应向远离凸透镜的方向移动。
[5]根据凸透镜成像规律可知,凸透镜在成实像的过程中,物距越小,像距越大,像变大,所以这个像会大。
(4)[6]从图中可知,航天员王亚平通过水球成倒立、缩小的实像。
[7]当把光屏去掉后,实际光线会聚成实像后继续向前传播,进入人的眼睛,所以眼睛能看到烛焰倒立的像。
4.凸透镜成像规律的应用
※专题概述
典例一 购物支付已进入“刷脸”时代,如图所示,消费者结账时只需面对摄像头(相当于一个凸透镜),经系统自动拍照、扫描等,确认相关信息后,即可迅速完成交易。下列有关说法正确的是( )。
A.光经过摄像头成像利用的是光的反射;
B.摄像头成像特点与投影仪相同;
C.“刷脸”时,面部应位于摄像头两倍焦距之外;
D.“刷脸”时,面部经摄像头成正立缩小的实像
【答案】C。
【解析】根据凸透镜成像的原理和规律逐项判断。
摄像头为凸透镜,其原理为光的折射,应用的是凸透镜成倒立缩小的实像,与照相机的特点相同,物距应大于二倍焦距,则面部应位于摄像头两倍焦距以外。故C正确。
典例二 透镜在我们生活、学习中应用广泛,下列说法正确的是( )。
A.放大镜的镜片是凹透镜;
B.无论是凸透镜还是凹透镜,通过光心的光传播方向不变;
C.照相时,被照者应站在镜头的两倍焦距以内;
D.投影仪使物体在屏幕上成正立的放大的虚像
【答案】B。
【解析】A.放大镜是一个凸透镜,利用物体在凸透镜的一倍焦距以内成正立、放大的虚像工作的,故A错误;
B.由凸透镜和凹透镜的三条特殊光线的传播规律可知,经过透镜光心的光线传播方向不改变,故B正确;
C.照相机是应用物距大于二倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像工作的,则被照者应站在凸透镜的两倍焦距以外,故C错误;
D.投影仪是应用物距大于一倍焦距小于二倍焦距时,凸透镜成倒立、放大的实像工作的,故D错误。
故选B。
典例三 某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图像,如图所示,下列判断正确的是( )。
A.该凸透镜的焦距是20cm;
B.当u=15cm时,光屏上不能成像;
C.当u=25cm时成缩小的像,投影仪就是根据这一原理制成的;
D.把物体从距凸透镜11cm处移动到30cm处的过程中,像逐渐变小
【答案】D。
【解析】A.当,凸透镜成倒立、等大的实像,由图可知, ,所以f=10cm;故A项错误;
B.当u=15cm时,,成倒立、放大的实像,光屏上能成像.故B项错误;
C.当u=25cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机.故C项错误;
D.物体从距凸透镜11cm处移动到30cm处的过程中,凸透镜的物距大于焦距,成实像,凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小。故D项正确。
典例四 在“探究凸透镜成像的规律”时,将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm处,在透镜另一侧距离透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像.则下列相关说法正确的是( )。
①光屏上成倒立、放大的实像;
②照相机是利用这一成像原理工作的;
③该透镜的焦距f一定满足8cm<f<15cm;
④将近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间,要使光屏上出现清晰的像,光屏应靠近透镜。
A.只有①和③B.只有②和④C.只有②和③D.只有①和④
【答案】C。
【解析】根据凸透镜成像的规律分析:
①将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm处,在透镜另一侧距离透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像,即物距大于像距,所以成倒立缩小的实像,故①错误;
②照相机就是利用凸透镜成倒立缩小的实像的原理制成的,故②正确;
③凸透镜成倒立缩小的实像时,物距大于二倍焦距,即,得:;
像距为一倍到二倍焦距之间,即,得:,;
综合以上条件得:,故③正确;
④将近视镜片,即凹透镜放在蜡烛和凸透镜之间,由于凹透镜对光线有发散作用,所以像将远离凸透镜,所以要使光屏上出现清晰的像,光屏应远离透镜,故④错误;
故选C。
【真题演练】
一、选择题
1.(2022·枣庄)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示,这时烛焰在光屏上能成等大清晰的像。关于本实验下列说法正确的是( )。
A. 凸透镜的焦距是20cm;
B. 把蜡烛移至刻度尺10cm处,凸透镜不动,移动光屏,能在光屏上得到清晰的像;
C. 把蜡烛移至刻度尺32cm处,凸透镜不动,移动光屏,能在光屏上得到清晰的像。这与照相机的成像原理相同;
D. 把蜡烛移至刻度尺45cm处,凸透镜不动,移动光屏,会再次在光屏上得到清晰的像
【答案】B。
【解析】A.当物距等于二倍焦距时,凸透镜成等大像时,由图可知u=20cm=2f
解得f=10cm,故A错误;
B.把蜡烛移至刻度尺10cm处,凸透镜不动,此时物距40cm,大于二倍焦距,根据凸透镜成像规律可知,移动光屏,能在光屏上得到清晰的倒立的缩小的实像,故B正确;
C.把蜡烛移至刻度尺32cm处,凸透镜不动,此时物距为18cm,等于一倍焦距而小于二倍焦距,根据凸透镜成像规律可知,移动光屏,能在光屏上得到清晰的倒立的放大的实像,这与投影仪的成像原理相同,故C错误;
D.把蜡烛移至刻度尺45cm处,凸透镜不动,此时物距为5cm,小于焦距,根据凸透镜成像规律可知,此时成的是虚像,不能在光屏上不成像,故D错误。
故选B。
2.(2022·北京) 小京通过焦距为10cm的凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的像,如图所示。下列说法正确的是( )。
A. “关灯”两字放大的像是实像;
B. 提示牌上“关灯”两字在凸透镜的焦点上;
C. 提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于10cm;
D. 提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于20cm
【答案】C。
【解析】由图可知,像是正立的,所以成正立放大的虚像,由凸透镜成像规律可知,当物距小于一倍焦距时,成正立放大的虚像,由于该凸透镜焦距为10cm,所以提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于10cm,故ABD错误,C正确。
故选C。
3.(2022·牡丹江、鸡西地区朝鲜族学校联合体)(多选)我们在初中物理的学习过程中,了解和接触了许多的光学器件,以下描述正确的是( )。
A. 小刚用照相机拍摄小明时,小明到镜头的距离应大于二倍焦距;
B. 近视眼镜的镜片是凹透镜;
C. 凸透镜对光线有会聚作用;
D. 借助放大镜看地图时,地图与放大镜的距离应等于一倍焦距
【答案】ABC。
【解析】A.照相机成倒立缩小的实像,由凸透镜成像规律可知,当物距大于二倍焦距时,成倒立缩小的实像,所以用照相机拍照时,小明到镜头的距离应大于二倍焦距,故A正确;
B.近视眼只能看清近处,原因是成像时成在了视网膜的前方,所以矫正近视眼要佩戴凹透镜,使光线发散,成在视网膜上,所以近视眼镜的镜片是凹透镜,故B正确;
C.凸透镜中间厚,边缘薄,对光线有会聚作用,故C正确;
D.放大镜成正立放大的虚像,由凸透镜成像规律可知,当物距小于一倍焦距时,成正立放大的虚像,所以用放大镜看物体时,地图与放大镜的距离应小于一倍焦距,故D错误。
故选ABC。
4.(2022·海南)下列物品利用光的反射规律成像的是( )。
A. 显微镜B. 照相机
C. 老花镜D. “拐弯镜”
【答案】D。
【解析】A.显微镜的目镜和物镜都是凸透镜,显微镜的原理是:先通过物镜使物体成一倒立、放大的实像,然后再通过目镜把这个实像再次放大,利用光的折射规律成像,故A不符合题意;
B.物距大于2倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像,应用是照相机,利用光的折射规律成像,故B不符合题意;
C.老花镜即凸透镜,物距小于1倍焦距时,凸透镜成正立、放大的虚像,利用光的折射规律成像,故C不符合题意;
D .“拐弯镜”即凸面镜,利用光的反射规律成像,可扩大视野范围,故D符合题意。
故选D。
二、填空题
5.(2022·武威)烈日下,汽车玻璃窗上的小水珠应尽快擦干,这是由于小水珠相当于一个 ___________(选填“凸透镜”或“凹透镜”),对太阳光有 ___________(选填“会聚”或“发散”)作用,可能使车内某处温度升高而导致火灾。
【答案】①凸透镜;②会聚。
【解析】[1]小水珠边缘薄,中间厚,所以相当于凸透镜。
[2]凸透镜对光线具有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用,而小水珠相当于凸透镜,故对光线有会聚作用。
6.(2022·贺州)如图所示的四个透镜,属于凸透镜的有______,属于凹透镜的有______(两空均填编号)。
【答案】①②③;②①④。
【解析】【详解】[1]中间厚,边缘薄的透镜叫凸透镜,如图所示的四个透镜,属于凸透镜的有②③。
[2]中间薄,边缘厚的透镜叫凹透镜,如图所示的四个透镜,属于凹透镜的有①④。
7.(2022·北部湾)在较暗的室内,手持一个凸透镜,在白墙和点燃的蜡烛间移动(离墙近些),在墙上能看到烛焰______(选填“正立”或“倒立”)缩小的像,根据这个原理可制成______(选填“照相机”或“投影仪”)。
【答案】①倒立;②照相机。
【解析】[1]手持一个凸透镜,在白墙和点燃蜡烛间移动(离墙近些),此时物距大于像距,若能在墙上成像,则成倒立、缩小的实像。
[2]照相机成的像是倒立、缩小的实像,投影仪成的像是倒立、放大的实像,所以根据这个原理可制成照相机。
8.(2022·泰州)小明用如图所示的透镜来探究凸透镜成像规律,该透镜的焦距为_______cm。实验中,小明保持凸透镜在光具座上的位置不变,把点燃的蜡烛放在“20cm”刻度线处,移动光屏,烛焰可在光屏上成倒立、________(选填“放大”、“等大”或“缩小”)的像,生活中利用这类透镜来矫正______眼的视力缺陷。
【答案】①12.0;②放大;③远视。
【解析】[1]由图得,凸透镜的光心在刻度尺的40.0cm位置。平行于主光轴的光通过凸透镜后会聚的点为焦点,因此该凸透镜的焦点在刻度尺52.0cm位置,故透镜的焦距为
[2]小明保持凸透镜在光具座上的位置不变,把点燃的蜡烛放在“20cm”刻度线处,此时物距为
在一倍焦距和两倍焦距之间,凸透镜成的像为放大、倒立的实像。
[3]凸透镜对光线具有会聚作用,可以用于矫正远视眼。
三、作图题
9.(2022·本溪铁岭辽阳) 用一条光线照射凸透镜,折射光线a恰好经过凸透镜另一侧焦点。然后经水平地面上的平面镜反射,在墙壁上形成一个光点A.请在图中画出:(1)a的入射光线;(2)光点A的位置;(3)标出反射角度数。
【解析】由凸透镜的三条特殊光线知,入射光线平行于主光轴,折射光线过焦点,作出a光线的入射光线,a光线射到平面镜上发生反射,由图可知,入射角为90°-30°=60°
根据光的反射定律可知,反射角也为60°。故过光线a与平面镜的交点作法线(用虚线),然后画出反射光线,与法线的夹角为60°,与墙壁交于A点,作图如下:
四、实验探究题
10.(2022·包头)如图所示,小明利用凸透镜成像原理来研究电影放映时银幕上的影像情况。
(1)进入影院,小明发现银幕表面较为粗糙,观众在不同位置都可以看到银幕上的影像,这是因为光在银幕上发生了_______反射。
(2)小明在银幕上看到了清晰的影像,这个影像相对于胶片上的图案是_______(填“正立”或“倒立”)的。同时,影像又是放大的,是因为胶片放在了距离镜头_______(填答案序号)的位置。
A.一倍焦距以内 B.一倍焦距到二倍焦距之间 C.二倍焦距以外
(3)放映过程中影像大小超出了银幕边界,要使影像缩小到银幕范围且仍然清晰,在放映机镜头靠近银幕的同时,还要将胶片到镜头的距离调_______(填“大”或“小”)一些。
【答案】①漫;②倒立;③B;④大。
【解析】(1)[1]银幕表面较为粗糙,镜头折射出来的光在银幕上发生了漫反射,反射光线射向四面八方,使坐在各个位置的观众都能看到荧幕。
(2)[2]小明在银幕上看到了清晰的影像,是电影胶片通过凸透镜在荧幕上成的倒立、放大的实像,因此这个影像相对于胶片上的图案是倒立的。
[3]荧幕上的影像是放大的,是因为胶片放在了距离镜头的一倍焦距和二倍焦距之间,像成在二倍焦距以外,像距大于物距,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(3)[4]放映过程中影像大小超出了银幕边界,说明胶片成的像太大,即像距太大,要使影像缩小到银幕范围且仍然清晰,应使放映机镜头靠近银幕,缩小相距;还要将胶片到镜头的距离调大一些,即物远像近像变小。
11.(2022·锦州)小明做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)如图甲所示,将一束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f=______cm;
(2)小明在某次实验中,将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上如图乙所示的位置,光屏上呈现清惭的像,此像是倒立、______的实像,生活中______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是依据此成像原理制成的;
(3)保持蜡烛位置不变,移动凸透镜至如图丙所示位置,则人眼在图中______(选填“A”或“B”)处能观察到烛焰的像;
(4)小明在图乙中烛焰和凸透镜之间的适当位置放一副眼镜,发现光屏上原本清晰的像变模糊了。将蜡烛向靠近凸透镜方向移动适当距离后,光屏上再次得到清晰的像,则该眼镜是______(选填“近视”或“远视”)眼镜。
【答案】①10.0;②放大;③投影仪;④B ;⑤远视。
【解析】(1)[1]由图可知,平行光线经过凸透镜后会聚于一点,这一点就是焦点;焦点到光心的距离是焦距,由图可知,该凸透镜的焦距为f=50.0cm-40.0cm=10.0cm
(2)[2][3]由乙图可知,物距u=15.0cm,由于f
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