沪教版八年级上册第二章 光2.3 透镜成像导学案

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               §2.3透镜成像学习目标:了解透镜的基本概念掌握典型光路的画法。掌握凸透镜的成像规律 重点典型光路的画法。凸透镜的成像规律难点:凸透镜的成像规律一．重难点知识梳理：1．透镜的种类：（1）凸透镜：                        的透镜，对光线具有             作用，有    个焦点。中间厚，边缘薄  会聚  2透镜的光心、主光轴    光心：薄透镜的中心，通过光心的光线传播方向          。主光轴：通过两个球面球心的          。不变  直线 焦点、焦距、物距、像距焦点：跟主光轴平行的光线通过凸透镜折射后，在主光轴上会聚的点叫实焦点；    焦距：       到透镜      的距离。    物距：       到透镜      的距离。    像距：       到透镜       的距离。焦点  光心  物体  光心  像  光心  （2）凹透镜：               的透镜，对光线具有     作用，有    个虚焦点。中间薄，边缘厚  发散  2跟主光轴平行的光通过凹透镜折射发散后，折射光线的反方向延长线与主光轴相交的点叫虚焦点。     2．凸透镜成像规律在研究凸透镜成像实验中：（1）需要用到的实验器材是：带刻度的             、蜡烛、凸透镜、          和火柴。实验时在光具座上从左到右依次放置        、             和          。光具座   光屏 蜡烛、凸透镜  光屏（2）为了使烛焰的像能成在光屏的中间，首先要调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心跟烛焰的中心大致在             。同一高度（3）实验时先在带刻度的光具座上固定凸透镜，然后调整蜡烛的位置，最后移动光屏，直到光屏上出现              为止。清晰的烛焰像 （4）观察像的性质，同时在光具座刻度上读出此时的物距和像距，并和凸透镜的一倍焦距和二倍焦距作比较得出结论。（5）如果用f表示凸透镜的焦距，u表示物距，v表示像距，则有如下重要不等式关系：a．u>2f，f<v<2f，像物异侧，成            、          的      像，应用：          ；倒立、缩小  照相机  实b．u=2f， v=2f，像物异侧，成        、          的      像；倒立、等大  实c．f<u<2f， v >2f，像物异侧，成         、               的      像，应用：          ；倒立、放大  幻灯机  实d．u=f，不成像点；e．u<f，像物同侧，成          、          的     像，应用：         。正立、放大  虚  放大镜 应注意的问题：（1）二倍焦距处为放大实像与缩小实像的转折点；（2）焦点处是成实像与成虚像的转折点，但焦点处是不成像点；（3）物离焦点越近，像越大，像距也越大。（4）利用凸透镜成像特点解题时主要用“不等式法”。3. 近视与远视近视患者所成像投在视网膜之后（眼球前后径过短），需佩戴   透镜加以纠正。远视患者所成像投在视网膜之前（眼球前后径过长），需佩戴    透镜加以纠正。凹  凸二．考点方法与技巧归纳凸透镜和凹透镜的作用例1.为了制作一束平行光，班里的同学提出了以下的方法，你认为可行的方法是（    ）    A. 选用凹透镜并把一小灯泡放在凹透镜的焦点上；    B. 选用凸透镜并把一小灯泡放在凸透镜的焦点上；    C. 选用凹透镜并把一小灯泡放在凹透镜的2倍焦点处；    D. 选用凸透镜并把一小灯泡放在凸透镜的2倍焦点处。答案：B方法与技巧：凹透镜对光线具有       作用，无论将小灯泡放在它的焦点上，还是2倍焦点处，灯泡所发出的光射到透镜上都是发散的，这些光通过透镜后会更加发散，不会得到平行光，故选项A、C错误；凸透镜对光线具有      作用，它能使平行于主光轴入射的光线，会聚到焦点上，由光路的可逆性可知，从焦点上发出的光经凸透镜后，会平行于主光轴射出；当发光点在凸透镜的2倍焦点处时，灯泡所发出的光则会聚到透镜另一侧的2倍焦点处，不会是平行的。发散  会聚典型光路例2. 如图所示，将平面镜放在垂直于凸透镜主光轴的位置，凸透镜和平面镜相距为d，一束平行于凸透镜主光轴的光线射向透镜，经平面镜反射后会聚于两镜的中点A，则此凸透镜的焦距为（    ）    A. d   B.    C.    D.    答案：C 方法与技巧：本题将凸透镜与平面镜结合在一起进行考查典型光路，平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚到      上，但光线还未到达焦点时，就被一平面镜反射了，由图可知，如果没有平面镜的话，光线应会聚在平面镜后                 点上，由平面镜成像规律，A的像点到平面镜的距离与点A到平面镜的距离是      的，所以焦距                       。焦点  点A的像   相等  例3. 如图画出了光线通过透镜前、后的方向，请在图中虚线框内画出适当类型的透镜。   答案：凹透镜  凹透镜 方法与技巧：甲图中的透镜使光线的会聚点向后移动了，这说明透镜对光线起到了      的作用，所以甲图中应为     透镜。乙图中的透镜将本应聚集于一点的光线变成了平行光线，这也是对光线起到了        的作用，所以乙图中也应为      透镜。   此类题在判断透镜的类型时，关键是看透镜对光线起到了什么样的作用，本题除了利用以上方法进行判断外，还可比较折射光线与入射光线，看它们是相互“靠近”还是相互“远离”（即折射光线与入射光线相比，是“偏离”了主光轴，还是“偏向”了主光轴）。如果折射光线相互远离，透镜对光线起     作用，应为   透镜；反之，若对光线起的是      作用，则为       透镜。发散  凹  发散  凹  发散  凹  会聚  凸 3.凸透镜成像规律例4.小明用凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等器材探究凸透镜成像规律。（1）如图3所示，为了测出凸透镜的焦距，小明同学将凸透镜正对着太阳光，再把光屏放在它的另一侧，改变凸透镜与光屏的距离，直到光屏上出现一个            的光斑，就可以测出该凸透镜的焦距为              cm。最小最明亮  10（2）请在图中画出凸透镜的主光轴。略（3）小明将烛焰、凸透镜和光屏的中心调整到同一高度后，在水平桌面上无论怎样移动光屏都不能承接到烛焰的像，原因可能是                                     。烛焰在凸透镜焦距以内（4）实验一段时间后，蜡烛变短了，要使烛焰的像仍然成在光屏的中心，应该将光屏向     移动。上例5. 在探究凸透镜成像规律的实验中，小明同学无论怎样移动光屏，在光屏上始终观察不到烛焰清晰的像，造成这种现象的原因可能是（    ）此题多选    A. 蜡烛、凸透镜、光屏三者中心不在同一水平线上；    B. 蜡烛距凸透镜距离大于焦距；    C. 蜡烛距凸透镜距离小于焦距；    D. 蜡烛距凸透镜距离等于焦距。答案：ACD方法与技巧：在该实验中，光屏上不能呈现清晰的像的原因无非有两个：一是                                                 ；二是                                                  。当蜡烛、凸透镜、光屏三者中心不在同一水平线上时，蜡烛即使成实像，实像的位置会比光屏的位置偏高或偏低，从而可能导致光屏上承接不到清晰的像，所以A项正确；当蜡烛距凸透镜的距离大于焦距时，蜡烛一定会成一个实像（可能是放大的，也可能是缩小的），如果其它操作正确的话，在光屏上应该能承接的到这个像，所以B项错；当蜡烛距凸透镜的距离小于焦距时，蜡烛成的是虚像，根本无法用光屏来承接，所以C项也正确；当蜡烛距凸透镜的距离等于焦距时，经过凸透镜后的光线是平行的，不能成像，所以D项也正确。实验中所成的像为虚像或根本不能成像  由于光屏放置的位置不合适而承接不到所成的实像三、易错点归类1.凸透镜成像规律和光路图结合应用例1. 下图表示分别从凸透镜的两倍焦距和一倍焦距处射向透镜的光线。请在图中画出它们通过透镜后的光路（P、P’是与透镜距离等于2倍焦距的位置）   答案：如图所示。 点评：本题是一道关于光路的作图问题，主要考查的是凸透镜对光线的作用，凸透镜的成像规律，及光学作图的知识。凸透镜对光线有会聚作用，当光线经焦点射向透镜时，这条光线经透镜后会                 ；当光线经过透镜的二倍焦距处射向透镜后又会怎样呢？因为物体在凸透镜的二倍焦距处所成的像是          ，所以我们可以将左边的点P看作透镜前的一个物点，则点P通过凸透镜所成的像点应在透镜的右边，且这两点是关于透镜对称的，所以这条光线经凸透镜折射后应经过右边的点P’。平行于主光轴射出  等大的实像当堂练习1.物体由远处沿凸透镜主光轴向焦点移近过程中，像到凸透镜的距离与实像大小的变化情况是（    ）A、像到透镜的距离逐渐增大，像逐渐变大    B、像到透镜的距离逐渐增大，像逐渐变小C、像到透镜的距离逐渐减小，像逐渐变大    D、像到透镜的距离逐渐减小，像逐渐变小A2、物体放在凸透镜前20cm处时，在光屏上得到了物体倒立、缩小的清晰实像，该凸透镜的焦距可能是（   ）A．20cm    B．15cm    C．10cm      D．5cmD3、在探究凸透镜成像规律的时候，应先将凸透镜的光心、烛焰的中心、光屏的中心调整到__________________，这样才能使烛焰的像成在____      _____。实验中，我们所说像的倒立或正立，是相对于_________的。同一高度 光屏中央  烛焰4、凸透镜成放大实像和缩小实像的分界点是_________；凸透镜成实像和虚像的分界点是_________。一倍焦距 二倍焦距 5、在“研究凸透镜成像”实验中，保持凸透镜位置不变，先后把烛焰放在a、b、c、d和e点，如图所示，同时调整光屏的位置，那么：　（1）把烛焰放在________点，屏上出现的像最小。a　（2）把烛焰放在________点，屏上出现的像最大 d　（3）把烛焰放在________点，屏上不出现烛焰的像 e　（4）如果把烛焰从a移动到b点，像到凸透镜的距离________，像的大小______（变大，变小，不变）变大  变大6、将一个凸透镜正对着太阳光，在距凸透镜20cm的纸上接到一个很小的亮斑。当将一个物体放在距这个透镜50cm处时，在凸透镜的另一侧可以得到（    ）A.倒立、放大的实像                  B.倒立、缩小的实像C.正立、放大的实像                  D.正立、缩小的实像B7.如图所示，是第一套2010年上海世博会特种邮票。用焦距为15cm的凸透镜观察这张邮票上较小的图案，则邮票到透镜的距离（    ）                                                     A.大于15 cm      B.大于30 cm   C.小于15 cm      D.小于30 cmC8、放电影时，电影胶片上的图案经凸透镜在银幕上成的是（    ）A.倒立、放大的虚像      B.正立、放大的实像C.正立、放大的虚像      D.倒立、放大的实像D9、某同学拿了一个焦距为15cm的凸透镜，要想观察细小的物体应将物体放在距凸透镜_________的下方；要想用它得到放大的实像，物体到凸透镜的距离应该_________，此时像的位置在_________的范围；要想用它得到缩小的实像，物体到凸透镜的距离应该_________，此时像的位置在__________的范围。小于15cm、   大于15cm小于30cm、  大于30cm、  大于30cm、  大于15cm小于30cm10、小明探究凸透镜成像规律的实验装置如图所示，其中焦距为12cm的凸透镜固定在光具座上，位于50cm刻线处，光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧。小明将蜡烛移至20cm刻度线处，移动光屏，直到光屏上出现了烛焰清晰的像，则该像是倒立、      的实像（选填“放大”或“缩小”）。小明将蜡烛移至40cm刻度线处时，他通过凸透镜看到了烛焰的像，则该像是      像。（选填“虚”或“实”）