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凸透镜成像规律与三类应用(难)
知识梳理
探究凸透镜成像的规律
【提出问题】凸透镜成像,像的大小、正倒、虚实跟物距有什么关系?
【实验器材】带刻度的光具座、蜡烛、光屏、透镜(焦距在10~20cm之间)、刻度尺。
【实验步骤】探讨像的大小、正倒、虚实跟物距的关系
1、把凸透镜放在光具座标尺中央,在左右两侧标尺上,分别标出1倍焦距和2倍焦距的位置;
2、点燃蜡烛,调整高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度;
3、把蜡烛放在离凸透镜较远的位置,调整光屏到透镜的距离,使烛焰在屏上成一个清晰的像,观察像的大小、正倒,测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏间的距离,把数据记录在表格中。
4、把蜡烛靠近凸透镜,观察像的大小、正倒,测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏间的距离,把数据记录在表格中。
5、当蜡烛到一定位置时,光屏没有像,用眼睛透过凸透镜观察蜡烛的像,观察像的大小、正倒,测出蜡烛与凸透镜、像与凸透镜间的距离,把数据记录在表格中。
【实验结论】
物距u
像距v
像的性质
u2f
fv2f
倒立缩小实像
fu2f
v2f
倒立放大实像
uf
vu
正立放大虚像
u=2f
v=2f
倒立等大实像
u=f
不成像
【重要规律】凸透镜成像动态规律
1、f以外,物体靠近凸透镜,像远离凸透镜,像变大,即物近像远像变大;物体远离凸透镜,像靠近凸透镜,像变小,即物远像近像变小。
2、f以内,物体靠近凸透镜,像靠近凸透镜,像变小,即物近像近像变小;物体远离凸透镜,像远离凸透镜,像变大,即物远像远像变大。
应用一、照相机、投影仪、放大镜
成像特点
(1)照相机:镜头是凸透镜,物体在2倍焦距以外,像在1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立缩小的实像。
(2)投影仪:镜头是凸透镜,物体在1倍焦距和2倍焦距之间,像在2倍焦距以外,成倒立放大的实像。
(3)放大镜:相当于凸透镜,物体在1倍焦距之内,透过凸透镜观察到正立放大的虚像。
2、成像光路图
应用二、眼睛和眼镜
1、眼睛的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏,明视距离为25cm。
2、近视眼及矫正
(1)成因:晶状体变厚,对光的偏折能力变强,像落在视网膜前方。
(2)矫正:佩戴凹透镜(相当于削薄凸透镜)。
(3)光路图
3、远视眼及矫正
(1)成因:晶状体变薄,对光的偏折能力变弱,像落在视网膜后方.
(2)矫正:佩戴凸透镜(相当于加厚凸透镜)。
(3)光路图
应用三、显微镜和望远镜
1、显微镜
(1)物镜和目镜都是凸透镜;
(2)物镜相当于投影仪,成倒立放大实像;实像落在目镜f以内,目镜相当于放大镜,观察到正立放大虚像;
(3)物镜,目镜,相当于放大倍
2、望远镜
(1)物镜和目镜都是凸透镜;
(2)物镜相当于照相机,成倒立缩小实像;实像落在目镜f以内,目镜相当于放大镜,观察到正立放大虚像;
1.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,光具座上各元件位置如图所示,此时在光屏上恰好成一个清晰的像,则下列说法正确的是(????)
①利用这一原理制成了投影仪
②该透镜的焦距f一定满足7.5cmf15cm
③若将蜡烛稍稍靠近凸透镜,则应将光屏远离凸透镜才能得到清晰的像
④若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像
A.只有①② B.只有②③ C.只有③④ D.只有②③④
2.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,如图下列判断正确的是:(????)
A.该凸透镜的焦距是20cm
B.当u=15cm时,在光屏上能得到一个缩小的像
C.当u=25cm时成放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的
D.把物体从距凸透镜8cm处移动到4cm处的过程中,像逐渐变小
3.如图甲所示,把一支铅笔水平地放在空玻璃瓶的后方,透过玻璃瓶观察到的情形如图乙;将玻璃瓶灌满水后,将铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动,同时透过玻璃瓶观察铅笔的像.
关于以上实验,下列说法正确的是(????)
A.如图乙,人能透过空玻璃观察到铅笔是光的反射成像,此像是虚像
B.人透过装水的玻璃瓶可以观察到如图A所示的像,此像是虚像
C.人通过盛水的玻璃瓶可以观察到如图B所示的像,此像是实像
D.人通过盛水的玻璃瓶可以观察到如图C所示的像,此像是实像
4.马路上的一种球形交通摄像头能拍清楚几百米远的物体.如图所示为这种摄像头成像的示意图,镜头与像屏的位置都不变,两者间距很小.图中O是透镜的光心,E是主光轴与屏的交点,M是线段OE的中点,被跟踪的汽车前车牌在靠近摄像头时总能在屏上成清晰的像.在车驶近摄像头的过程中(????)
A.透镜的焦距不变且右侧焦点一定在O点与M点之间
B.透镜的焦距不变且右
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