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中考物理高分复习3透镜及其应用完美课件PPT
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这是一份中考物理高分复习3透镜及其应用完美课件PPT，共38页。PPT课件主要包含了不改变，考点三眼睛与眼镜，探究一透镜作图，探究四眼睛和眼镜，实验突破，照相机，近视眼，凹透镜，可逆的，考点一透镜作图等内容，欢迎下载使用。
考点一 凸透镜与凹透镜
考点二 凸透镜成像的特点
考点四 显微镜和望远镜
例1在光路图中凸透镜用图3-1甲表示,O点为光心,F为其焦点。图乙是经过凸透镜的两条特殊光线,所画物体AB经凸透镜成的像A'B'的光路图。请参照图乙,在图丙中适当位置画上凸透镜,并大致标出其焦点的位置。(其中AB是物体,MN是AB的像) 图3-1
[答案]如图所示[解析]连接MA并延长交主光轴于一点,该点是凸透镜的光心O,过光心O作一个凸透镜;由A点向凸透镜作平行于主光轴的光线AC,连接MC并延长交主光轴于一点F,F是凸透镜的焦点,根据左右焦点到光心的距离相等可确定另一焦点。
【变式】如图3-2所示,在“探究凸透镜成像规律”的实验中,观察到正立、放大的虚像,已知凸透镜L的光心O和一个焦点F的位置,试通过作图确定物体的位置和大小。 图3-2
[答案]如图所示[解析] 由题知,物体通过凸透镜成正立、放大的虚像。连接A'F,交凸透镜于点C,过点C作主光轴的平行线,然后连接A'O,平行线与A'O的交点即为物点A的位置,过A作主光轴的垂线段,交主光轴于B,AB即为物体。
例2某次实验时,烛焰的中心、凸透镜的光心及光屏的中心位于同一直线上,当烛焰与凸透镜的光心相距30 cm时,可在光屏上成缩小、倒立的实像,现将蜡烛靠近凸透镜移动5 cm,下列说法正确的是( )A.一定成倒立、放大的实像,成像规律可应用于投影仪B.一定成倒立、缩小的实像,成像规律可应用于照相机C.可能成倒立、等大的实像,成像规律可应用于测焦距D.可能成正立、放大的虚像,成像规律可应用于放大镜
探究二 凸透镜成像规律及其应用
[答案]C[解析] 当烛焰与凸透镜的光心相距30 cm时,可在光屏上成缩小、倒立的实像,所以2f
【变式二】 [2018·铜陵一模] 某同学做研究凸透镜成像规律的实验时,记下了物距和像距之间的关系,并绘出了如图3-4所示的图像,该同学得到了下列推测,其中正确的是( ) 图3-4A.透镜的焦距等于20 cmB.物距从0增至20 cm过程中所成像为正立、放大的虚像C.物距从20 cm增至80 cm过程中所成像为倒立、缩小的实像D.物距从20 cm减至0的过程中所成像为倒立、放大的实像
例3凸透镜的成像规律可以通过画光路图去理解。在光路图中凸透镜用图3-5甲表示,O点为光心,F为焦点,图乙中A、B两点到光心的距离均为2f。 图3-5(1)图乙中CD、CE、CO是物体AC发出的三条光线,请画出这三条入射光线的出射光线,并画出物体AC经透镜所成的像BG。
探究三 有关透镜的计算、证明
[答案](1)如图所示
(2)在图乙中,设物体AC的高度为h1,物体AC经透镜所成的像的高度为h2,物理学中将h2、h1的比值称为放大率,用字母n表示,试运用几何知识证明n=1。
【变式】在测量凹透镜焦距时,用一束平行于凹透镜主光轴的光线,射向嵌入挡板中直径为d的凹透镜上,在光屏上形成一个直径为D的圆形光斑,测得光屏到凹透镜的距离为L,如图3-6所示,请推导凹透镜的焦距: 。 图3-6
例4 如图3-7所示是近视眼、远视眼及矫正模型示意图,下列说法中正确的是 ( ) 图3-7A.①表示的是近视眼模型,③为近视眼矫正模型B.①表示的是远视眼模型,④为远视眼矫正模型C.②表示的是近视眼模型,④为近视眼矫正模型D.②表示的是远视眼模型,③为远视眼矫正模型
[答案] A [解析] 图①所示的情景中,物体成像在视网膜的前方,所以该图是近视眼模型,因此要戴凹透镜来矫正,使像成在视网膜上,如图③所示。图②所示的情景中,物体成像在视网膜的后方,所以该图是远视眼模型,因此要戴凸透镜来矫正,使像成在视网膜上,如图④所示。
【变式】小明用薄膜充水后制成水透镜模拟眼球中的晶状体,来比较正常眼、近视眼和远视眼的焦距大小。实验中测得图3-8甲焦距为10 cm,再将甲分别挤压成图乙、图丙的形状,并分别测量焦距,如图所示。 图3-8(1)测得焦距小于10 cm的是图 ,模拟近视眼的是图 。
[解析] (1)因凸透镜的凸度越大,焦距越小,由题图可以看出,图乙的凸度比图甲大,已知图甲透镜焦距为10 cm,则测得焦距小于10 cm的是图乙;因为图乙的焦距小,所以图乙透镜会聚光的能力强,因此图乙模拟的是近视眼。
(2)在同一位置,用甲、乙、丙透镜分别对着远处的某一物体,移动光屏得到清晰的像,其中像距较大的是图 。
[解析](2)由图可知,甲、乙、丙透镜中焦距最大的是丙,用甲、乙、丙透镜分别对着远处的某一物体,相对而言,丙透镜的物距最小,根据凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像增大,可知其中像距较大的是图丙。
突破 探究凸透镜成像的规律【考点归纳】①了解凸透镜的焦距,知道测量焦距的方法:a.平行光聚焦法;b.利用成等大的实像时u=v=2f间接测焦距。②实验前首先调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度,目的是使像呈在光屏的中央。③实验时光屏上找不到像的原因可能是:a.蜡烛在焦点上或在一倍焦距内;b.烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度;c.蜡烛在焦点之外,距离焦点太近,像距太大。④凸透镜成像规律及应用。⑤成虚像时,人眼看像的位置:在光屏一侧,通过透镜观察虚像。⑥根据实验要求会调节物体、凸透镜及光屏的位置:当光屏上得到一倒立、缩小的实像时,保持凸透镜的位置不变,要使光屏上的像变大,应将蜡烛靠近透镜同时光屏远离透镜。
[解析] (1)由题图可知,物距大于像距,此时成倒立、缩小的实像,因此物距大于二倍焦距,像距处于一倍焦距和二倍焦距之间。物距u=50 cm-10 cm=40 cm,像距v=63 cm-50 cm=13 cm。由以上分析得40 cm>2f,f<13 cm<2f,解得6.5 cm
[解析] (2)由图知,此时物距大于像距,成倒立、缩小的实像,所以和照相机原理相同。
[解析](3)凸透镜成实像时,物近像远像变大,所以光屏应向右移动,像变大。
【实验拓展】(5)随着蜡烛的燃烧,可观察到光屏上的像 (选填“向上”或“向下”)移动,此时应将透镜向 (选填“上”或“下”)移动。 (6)对调图中蜡烛与光屏的位置,光屏上会出现一个清晰的 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的像,同时说明光路是 。 (7)保持图中蜡烛和透镜的位置不变,将光屏向远离透镜的方向移动,要使光屏上再次呈现清晰的像,蜡烛应该向 (选填“远离”或“靠近”)透镜的方向移动。
[解析] (6)对调蜡烛与光屏的位置后像距大于物距,所以像是放大的;在折射现象中光路是可逆的。
(7)将光屏远离透镜,像距变大,要使光屏上再次呈现清晰的像,物距应变小,所以蜡烛应该向靠近透镜的方向移动。
(8)当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时,如果透镜上有一只小虫在爬动,则光屏上像的大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”),像的明暗将 (选填“变亮”“变暗”或“不变”)。
[解析] (8)当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时,小虫到透镜的距离小于一倍焦距,所以小虫不能在光屏上成像,光屏上像的大小不变,只是因为光线被小虫挡住一些,所以像会变暗。
1. [2011·安徽7题2分] 图3-10中L为凸透镜,MN为其主光轴,O点为光心,若物体AB经凸透镜成的实像为A'B',试用作图的方法确定凸透镜的一个焦点F,并在图中标出F的位置。
[答案]如图所示(画出其中一条光路即可)
2. [2015·安徽10题2分] 如图3-11所示,L表示凹透镜,MN为其主光轴,O点为光心,F点为焦点。图甲和图乙表示经过凹透镜的两条特殊光路。请运用凹透镜的特殊光路,在图丙中画出物体AB通过凹透镜所成虚像A'B'的光路图。
[2014·安徽22题7分] 凸透镜的成像规律可以通过画光路图去理解。在光路图中凸透镜用图3-12甲表示,O点为光心,F点为焦点。图乙中A'B'是物体AB经透镜所成的像。(1)请画出图乙中两条入射光线的出射光线,完成成像光路图。
考点二 透镜的作图与证明
[答案]（1）如图所示
1.[2013·安徽18题6分] 某同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,所用凸透镜的焦距为10 cm,老师要求他观察物距等于5 cm时烛焰所成的像。实验时,他将点燃的蜡烛移到物距为5 cm(如图3-13所示)处,移动光屏,发现光屏上只有光斑(图中未画出)。(1)下列关于光斑的说法正确的是 (选填“A”“B”或“C”)。 A.光斑是所成的实像B.光斑是烛焰所成的虚像C.光斑是烛焰发出的光折射到光屏上形成的
考点三 探究凸透镜成像规律的特点
[解析] (1)物距小于焦距时,物体通过凸透镜成虚像,虚像用光屏接收不到,但成虚像时烛焰发出的光会透过凸透镜,虽然折射光线不能会聚成点,但这些光线会投射到光屏上发生漫反射而被观察到。
(2)为了观察物距等于5 cm时烛焰的成像特点,请你写出接下来的操作步骤: ， 。
[解析] (2)凸透镜所成的虚像和物体在透镜的同一侧,为观察虚像的特征,应拿掉光屏,眼睛从题图中凸透镜右侧透过凸透镜观察蜡烛所成的像。
移去光屏,眼睛透过凸透镜(即在题图中右侧)观察蜡烛所成的像
2. [2016·安徽18题6分] 关于凸透镜成像实验,完成以下内容:(1)首先应将蜡烛、凸透镜和 依次固定在光具座上,并调节它们的中心在同一高度。 (2)图3-14中O点为凸透镜的光心,F点为焦点,请画出烛焰上的S点发出的三条光线(中间一条光线平行于主光轴)经凸透镜后的出射光线,并确定其像的位置S‘。
[答案](2)如图所示
(3)实验中当物距u等于焦距f时,某同学却发现在光屏一侧透过凸透镜看到了烛焰正立、放大的像。对此下列解释合理的是( )A.因为烛焰有一定的宽度,实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍大于焦距B.因为烛焰有一定的宽度,实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍小于焦距C.这是烛焰发出的光经凸透镜表面反射形成的像
考点一 凸透镜与凹透镜
考点二 凸透镜成像的特点
考点四 显微镜和望远镜
例1在光路图中凸透镜用图3-1甲表示,O点为光心,F为其焦点。图乙是经过凸透镜的两条特殊光线,所画物体AB经凸透镜成的像A'B'的光路图。请参照图乙,在图丙中适当位置画上凸透镜,并大致标出其焦点的位置。(其中AB是物体,MN是AB的像) 图3-1
[答案]如图所示[解析]连接MA并延长交主光轴于一点,该点是凸透镜的光心O,过光心O作一个凸透镜;由A点向凸透镜作平行于主光轴的光线AC,连接MC并延长交主光轴于一点F,F是凸透镜的焦点,根据左右焦点到光心的距离相等可确定另一焦点。
【变式】如图3-2所示,在“探究凸透镜成像规律”的实验中,观察到正立、放大的虚像,已知凸透镜L的光心O和一个焦点F的位置,试通过作图确定物体的位置和大小。 图3-2
[答案]如图所示[解析] 由题知,物体通过凸透镜成正立、放大的虚像。连接A'F,交凸透镜于点C,过点C作主光轴的平行线,然后连接A'O,平行线与A'O的交点即为物点A的位置,过A作主光轴的垂线段,交主光轴于B,AB即为物体。
例2某次实验时,烛焰的中心、凸透镜的光心及光屏的中心位于同一直线上,当烛焰与凸透镜的光心相距30 cm时,可在光屏上成缩小、倒立的实像,现将蜡烛靠近凸透镜移动5 cm,下列说法正确的是( )A.一定成倒立、放大的实像,成像规律可应用于投影仪B.一定成倒立、缩小的实像,成像规律可应用于照相机C.可能成倒立、等大的实像,成像规律可应用于测焦距D.可能成正立、放大的虚像,成像规律可应用于放大镜
探究二 凸透镜成像规律及其应用
[答案]C[解析] 当烛焰与凸透镜的光心相距30 cm时,可在光屏上成缩小、倒立的实像,所以2f
【变式二】 [2018·铜陵一模] 某同学做研究凸透镜成像规律的实验时,记下了物距和像距之间的关系,并绘出了如图3-4所示的图像,该同学得到了下列推测,其中正确的是( ) 图3-4A.透镜的焦距等于20 cmB.物距从0增至20 cm过程中所成像为正立、放大的虚像C.物距从20 cm增至80 cm过程中所成像为倒立、缩小的实像D.物距从20 cm减至0的过程中所成像为倒立、放大的实像
例3凸透镜的成像规律可以通过画光路图去理解。在光路图中凸透镜用图3-5甲表示,O点为光心,F为焦点,图乙中A、B两点到光心的距离均为2f。 图3-5(1)图乙中CD、CE、CO是物体AC发出的三条光线,请画出这三条入射光线的出射光线,并画出物体AC经透镜所成的像BG。
探究三 有关透镜的计算、证明
[答案](1)如图所示
(2)在图乙中,设物体AC的高度为h1,物体AC经透镜所成的像的高度为h2,物理学中将h2、h1的比值称为放大率,用字母n表示,试运用几何知识证明n=1。
【变式】在测量凹透镜焦距时,用一束平行于凹透镜主光轴的光线,射向嵌入挡板中直径为d的凹透镜上,在光屏上形成一个直径为D的圆形光斑,测得光屏到凹透镜的距离为L,如图3-6所示,请推导凹透镜的焦距: 。 图3-6
例4 如图3-7所示是近视眼、远视眼及矫正模型示意图,下列说法中正确的是 ( ) 图3-7A.①表示的是近视眼模型,③为近视眼矫正模型B.①表示的是远视眼模型,④为远视眼矫正模型C.②表示的是近视眼模型,④为近视眼矫正模型D.②表示的是远视眼模型,③为远视眼矫正模型
[答案] A [解析] 图①所示的情景中,物体成像在视网膜的前方,所以该图是近视眼模型,因此要戴凹透镜来矫正,使像成在视网膜上,如图③所示。图②所示的情景中,物体成像在视网膜的后方,所以该图是远视眼模型,因此要戴凸透镜来矫正,使像成在视网膜上,如图④所示。
【变式】小明用薄膜充水后制成水透镜模拟眼球中的晶状体,来比较正常眼、近视眼和远视眼的焦距大小。实验中测得图3-8甲焦距为10 cm,再将甲分别挤压成图乙、图丙的形状,并分别测量焦距,如图所示。 图3-8(1)测得焦距小于10 cm的是图 ,模拟近视眼的是图 。
[解析] (1)因凸透镜的凸度越大,焦距越小,由题图可以看出,图乙的凸度比图甲大,已知图甲透镜焦距为10 cm,则测得焦距小于10 cm的是图乙;因为图乙的焦距小,所以图乙透镜会聚光的能力强,因此图乙模拟的是近视眼。
(2)在同一位置,用甲、乙、丙透镜分别对着远处的某一物体,移动光屏得到清晰的像,其中像距较大的是图 。
[解析](2)由图可知,甲、乙、丙透镜中焦距最大的是丙,用甲、乙、丙透镜分别对着远处的某一物体,相对而言,丙透镜的物距最小,根据凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像增大,可知其中像距较大的是图丙。
突破 探究凸透镜成像的规律【考点归纳】①了解凸透镜的焦距,知道测量焦距的方法:a.平行光聚焦法;b.利用成等大的实像时u=v=2f间接测焦距。②实验前首先调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度,目的是使像呈在光屏的中央。③实验时光屏上找不到像的原因可能是:a.蜡烛在焦点上或在一倍焦距内;b.烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度;c.蜡烛在焦点之外,距离焦点太近,像距太大。④凸透镜成像规律及应用。⑤成虚像时,人眼看像的位置:在光屏一侧,通过透镜观察虚像。⑥根据实验要求会调节物体、凸透镜及光屏的位置:当光屏上得到一倒立、缩小的实像时,保持凸透镜的位置不变,要使光屏上的像变大,应将蜡烛靠近透镜同时光屏远离透镜。
[解析] (1)由题图可知,物距大于像距,此时成倒立、缩小的实像,因此物距大于二倍焦距,像距处于一倍焦距和二倍焦距之间。物距u=50 cm-10 cm=40 cm,像距v=63 cm-50 cm=13 cm。由以上分析得40 cm>2f,f<13 cm<2f,解得6.5 cm
[解析] (2)由图知,此时物距大于像距,成倒立、缩小的实像,所以和照相机原理相同。
[解析](3)凸透镜成实像时,物近像远像变大,所以光屏应向右移动,像变大。
【实验拓展】(5)随着蜡烛的燃烧,可观察到光屏上的像 (选填“向上”或“向下”)移动,此时应将透镜向 (选填“上”或“下”)移动。 (6)对调图中蜡烛与光屏的位置,光屏上会出现一个清晰的 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的像,同时说明光路是 。 (7)保持图中蜡烛和透镜的位置不变,将光屏向远离透镜的方向移动,要使光屏上再次呈现清晰的像,蜡烛应该向 (选填“远离”或“靠近”)透镜的方向移动。
[解析] (6)对调蜡烛与光屏的位置后像距大于物距,所以像是放大的;在折射现象中光路是可逆的。
(7)将光屏远离透镜,像距变大,要使光屏上再次呈现清晰的像,物距应变小,所以蜡烛应该向靠近透镜的方向移动。
(8)当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时,如果透镜上有一只小虫在爬动,则光屏上像的大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”),像的明暗将 (选填“变亮”“变暗”或“不变”)。
[解析] (8)当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时,小虫到透镜的距离小于一倍焦距,所以小虫不能在光屏上成像,光屏上像的大小不变,只是因为光线被小虫挡住一些,所以像会变暗。
1. [2011·安徽7题2分] 图3-10中L为凸透镜,MN为其主光轴,O点为光心,若物体AB经凸透镜成的实像为A'B',试用作图的方法确定凸透镜的一个焦点F,并在图中标出F的位置。
[答案]如图所示(画出其中一条光路即可)
2. [2015·安徽10题2分] 如图3-11所示,L表示凹透镜,MN为其主光轴,O点为光心,F点为焦点。图甲和图乙表示经过凹透镜的两条特殊光路。请运用凹透镜的特殊光路,在图丙中画出物体AB通过凹透镜所成虚像A'B'的光路图。
[2014·安徽22题7分] 凸透镜的成像规律可以通过画光路图去理解。在光路图中凸透镜用图3-12甲表示,O点为光心,F点为焦点。图乙中A'B'是物体AB经透镜所成的像。(1)请画出图乙中两条入射光线的出射光线,完成成像光路图。
考点二 透镜的作图与证明
[答案]（1）如图所示
1.[2013·安徽18题6分] 某同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,所用凸透镜的焦距为10 cm,老师要求他观察物距等于5 cm时烛焰所成的像。实验时,他将点燃的蜡烛移到物距为5 cm(如图3-13所示)处,移动光屏,发现光屏上只有光斑(图中未画出)。(1)下列关于光斑的说法正确的是 (选填“A”“B”或“C”)。 A.光斑是所成的实像B.光斑是烛焰所成的虚像C.光斑是烛焰发出的光折射到光屏上形成的
考点三 探究凸透镜成像规律的特点
[解析] (1)物距小于焦距时,物体通过凸透镜成虚像,虚像用光屏接收不到,但成虚像时烛焰发出的光会透过凸透镜,虽然折射光线不能会聚成点,但这些光线会投射到光屏上发生漫反射而被观察到。
(2)为了观察物距等于5 cm时烛焰的成像特点,请你写出接下来的操作步骤: ， 。
[解析] (2)凸透镜所成的虚像和物体在透镜的同一侧,为观察虚像的特征,应拿掉光屏,眼睛从题图中凸透镜右侧透过凸透镜观察蜡烛所成的像。
移去光屏,眼睛透过凸透镜(即在题图中右侧)观察蜡烛所成的像
2. [2016·安徽18题6分] 关于凸透镜成像实验,完成以下内容:(1)首先应将蜡烛、凸透镜和 依次固定在光具座上,并调节它们的中心在同一高度。 (2)图3-14中O点为凸透镜的光心,F点为焦点,请画出烛焰上的S点发出的三条光线(中间一条光线平行于主光轴)经凸透镜后的出射光线,并确定其像的位置S‘。
[答案](2)如图所示
(3)实验中当物距u等于焦距f时,某同学却发现在光屏一侧透过凸透镜看到了烛焰正立、放大的像。对此下列解释合理的是( )A.因为烛焰有一定的宽度,实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍大于焦距B.因为烛焰有一定的宽度,实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍小于焦距C.这是烛焰发出的光经凸透镜表面反射形成的像
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