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2019-2020年中考物理專(zhuān)題復(fù)習(xí) 第四講 透鏡及其應(yīng)用
一、復(fù)習(xí)策略
1、透鏡及對(duì)光線(xiàn)的作用
2、凸透鏡成像規(guī)律
物距u
像距v
成像性質(zhì)
物像位置
應(yīng)用
u→∞
v=f
縮小為一極小亮點(diǎn)
異側(cè)
測(cè)焦距f
u>2f
2f>v>f
倒立、縮小的實(shí)像
異側(cè)
照相機(jī)
u=2f
v=2f
倒立、等大的實(shí)像
異側(cè)
實(shí)像大小的分界點(diǎn)
2f>u>f
v>2f
倒立、放大的實(shí)像
異側(cè)
投影儀、幻燈機(jī)
u=f
v→∞
不成像
/
成像虛實(shí)的分界點(diǎn)
u
2f時(shí)，2f>v>f，成倒立、縮小實(shí)像．
（鏡頭→凸透鏡，景物→物體，膠片→光屏）
傻瓜相機(jī)：焦距f很短，像距v變化小，使遠(yuǎn)近不同的景物成位置大致相同．
（2）投影儀和幻燈機(jī)：當(dāng)2f>u>f時(shí)，v>2f，成倒立、放大實(shí)像．
（鏡頭→凸透鏡，投影片、幻燈片→物體，屏幕→光屏）
投影片、幻燈片應(yīng)倒放．
（3）眼睛和眼鏡
（4）顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡（凸透鏡組合）
①顯微鏡
②望遠(yuǎn)鏡
二、典例剖析
例1、（無(wú)錫）小明站在同一位置用數(shù)碼相機(jī)（焦距可改變）對(duì)著無(wú)錫著名景點(diǎn)——錫山．先后拍攝了兩張照片甲和乙，如圖所示．他產(chǎn)生這樣的疑問(wèn)：物體通過(guò)凸透鏡在光屏上所成像的大小與透鏡的焦距有何關(guān)系呢?小明對(duì)此進(jìn)行了探究．
?。?）小明找到一些凸透鏡，但不知道它們的焦距，請(qǐng)你為他提供一種測(cè)量透鏡焦距的辦法．（可畫(huà)圖說(shuō)明）
?。?）測(cè)出凸透鏡焦距后，小明先后選用了三個(gè)焦距分別為15 cm、10cm、5cm的凸透鏡，在保持物距始終為35 cm的情況下依次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．發(fā)現(xiàn)所成的像越來(lái)越?。?qǐng)你根據(jù)實(shí)驗(yàn)判斷小明在拍攝哪一張照片時(shí)照相機(jī)鏡頭的焦距較大．
?。?）在探究過(guò)程中，小明總是讓物距保持不變，請(qǐng)你說(shuō)出他這樣做的理由．
解析：（1）測(cè)量透鏡焦距的方法有：一利用凸透鏡能使平行光（或太陽(yáng)光）會(huì)聚于一點(diǎn)，測(cè)出焦點(diǎn)到凸透鏡的距離；二利用點(diǎn)光源在凸透鏡焦點(diǎn)不能成像（或在光屏上成與凸透鏡等大的光斑）；三是利用物體在離凸透鏡2f處所成的像與物體等大．
?。?）普通照相機(jī)的鏡頭是一個(gè)焦距固定的凸透鏡，數(shù)碼相機(jī)的鏡頭是一個(gè)焦距可以變化的凸透鏡．甲、乙兩張照片是小明站在同一位置，在相機(jī)焦距不同的情況下，對(duì)同一物體拍攝的照片，以山上的塔為例，甲圖上的像小，乙圖上的像大，由此可知，物距相同，焦距不同，成像大小不同．根據(jù)模擬實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象記錄可知，在物距為35cm的情況下，焦距分別是15cm、10cm和5cm的凸透鏡成的像越來(lái)越?。@說(shuō)明拍攝同一物體，照相機(jī)的焦距越大（或?。?，像越大（或小）．由此可知，拍攝乙照片時(shí)的焦距長(zhǎng)．
?。?）根據(jù)凸透鏡成實(shí)像規(guī)律可知，物距u、焦距f和實(shí)像大小，這三者之間有關(guān)聯(lián)．要想研究像的大小與凸透鏡焦距大小的關(guān)系，必須保持物距u不變．
答案：（1）將凸透鏡正對(duì)著太陽(yáng)，在透鏡的另一側(cè)放一張紙，調(diào)節(jié)透鏡到紙面的距離，直至紙面上出現(xiàn)最小、最亮的光斑，測(cè)出光斑到凸透鏡的距離，即為凸透鏡的焦距（其他方法同樣可以）
?。?）拍攝乙照片時(shí)照相機(jī)鏡頭的焦距較大
?。?）凸透鏡所成實(shí)像的大小與物距、焦距都有關(guān)系，因此研究實(shí)像的大小與焦距的關(guān)系時(shí)應(yīng)控制物距不變
點(diǎn)評(píng)：在實(shí)際生活中，有許多現(xiàn)象無(wú)法直接判斷原因，用實(shí)驗(yàn)?zāi)M實(shí)際情況，并通過(guò)比較實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)原因，這種理念常體現(xiàn)在問(wèn)題的探究中．
例2、（杭州）高老師戴著眼鏡正在批作業(yè)，聽(tīng)到遠(yuǎn)處有學(xué)生叫她．為了看清該學(xué)生的容貌，高老師立即摘下眼鏡跟這位學(xué)生打招呼．下列說(shuō)法正確的是（?。?
A．高老師所戴眼鏡的鏡片是凸透鏡
B．高老師是近視眼
C．高老師不戴眼鏡看近物時(shí)．物像會(huì)成在視網(wǎng)膜前方
D．高老師的眼球前后徑可能過(guò)長(zhǎng)或晶狀體曲度可能過(guò)大
解析：本題涉及兩個(gè)現(xiàn)象：“高老師戴著眼鏡正在批改作業(yè)”，“遠(yuǎn)處學(xué)生叫她，為了看清該學(xué)生容貌，高老師立即摘下眼鏡跟這位學(xué)生打招呼”．
“高老師戴著眼鏡正在批改作業(yè)”，說(shuō)明高老師的眼睛視力有問(wèn)題，可能是近視眼，也可能是遠(yuǎn)視眼；另一方面，也說(shuō)明，若高老師不戴眼鏡，她就看不清楚近處的物體．
“遠(yuǎn)處學(xué)生叫她，為了看清該學(xué)生容貌，高老師立即摘下眼鏡”，說(shuō)明戴著眼鏡高老師看不清楚遠(yuǎn)處的物體，不戴眼鏡反而能看清楚遠(yuǎn)處的物體．
近視眼的人若不戴眼鏡，看近處的物體感覺(jué)清楚一些，還是看遠(yuǎn)處的物體清楚一些?同樣問(wèn)題，遠(yuǎn)視眼的人若不戴眼鏡，看近處物體清楚一些，還是遠(yuǎn)處的物體清楚一些?
根據(jù)凸透鏡的物像關(guān)系，當(dāng)物體離開(kāi)凸透鏡時(shí)，它的像靠近凸透鏡．結(jié)合近視眼的成像光路（圖甲）和遠(yuǎn)視眼的成像光路（圖乙），可知，當(dāng)物體離開(kāi)眼睛變遠(yuǎn)時(shí)，近視眼（無(wú)眼鏡）成的像離光屏（視網(wǎng)膜）更遠(yuǎn)，光屏上的像更模糊；遠(yuǎn)視眼（無(wú)眼鏡）成的像離光屏（視網(wǎng)膜）更近，光屏上的像更清楚一些，可以判斷高老師是遠(yuǎn)視眼，戴的是凸透鏡．
答案：A
點(diǎn)評(píng)：（1）觀(guān)察戴眼鏡的人一些習(xí)慣性動(dòng)作會(huì)發(fā)現(xiàn)，老花眼（即遠(yuǎn)視眼）的人在看遠(yuǎn)處物體時(shí)，常常會(huì)拿去眼鏡；近視眼的人看近處的物體時(shí)，常常也會(huì)拿下眼鏡，看遠(yuǎn)處物體時(shí)才戴上眼鏡．如果平時(shí)留心觀(guān)察，就很容易判斷高老師是老花眼．
?。?）熟悉近視眼和遠(yuǎn)視眼的成像光路；掌握物像移動(dòng)方向的關(guān)系；恰當(dāng)?shù)膯?wèn)題轉(zhuǎn)換；準(zhǔn)確地理解（“看清”是指“像”更“靠近”視網(wǎng)膜）．若要清晰地分析這道題，對(duì)學(xué)生能力要求較高．
?。?）D選項(xiàng)中．“眼球前后徑”和“晶狀體曲度”是指眼球（晶狀體，即凸透鏡）的凸出程度．丙圖的凸透鏡比丁圖的凸透鏡“曲度”（前后徑，即凸出程度）更大．而遠(yuǎn)視眼就是因?yàn)檠矍虻那刃?，?duì)光線(xiàn)的會(huì)聚作用弱，像成在視網(wǎng)膜的外側(cè)，需要在眼睛前加凸透鏡，增強(qiáng)對(duì)光的偏折能力．
例3、（山西?。┓庞郴脽舻臅r(shí)候，銀幕上的像太?。胱屜褡兇笮梢圆扇〉霓k法是（?。?
A．將幻燈機(jī)移近銀幕，同時(shí)使幻燈片遠(yuǎn)離鏡頭
B．將幻燈機(jī)遠(yuǎn)離銀幕，同時(shí)使幻燈片遠(yuǎn)離鏡頭
C．將幻燈機(jī)移近銀幕，同時(shí)使幻燈片移近鏡頭
D．將幻燈機(jī)遠(yuǎn)離銀幕，同時(shí)使幻燈片移近鏡頭
解析：幻燈機(jī)與投影儀的成像原理相同，都是利用凸透鏡成倒立、放大實(shí)像的原理制成的，凸透鏡成放大實(shí)像時(shí)，物體越靠近凸透鏡，所成像越大．越遠(yuǎn)離凸透鏡時(shí)，所成像越小，因此，要想讓像變大些，應(yīng)使幻燈片移近鏡頭．但所成的像到鏡頭的距離也發(fā)生變化，若不相應(yīng)地改變鏡頭與銀幕間的距離，銀幕上的像就是模糊的，遵循凸透鏡成像時(shí)的規(guī)律：物距減小時(shí)，像變大，像距變大；應(yīng)適當(dāng)增大鏡頭與銀幕間的距離，即應(yīng)將幻燈機(jī)遠(yuǎn)離銀幕，正確選項(xiàng)為D．
答案：D
例4、（北京市）在探究近視眼視力矯正問(wèn)題時(shí)用圖a所示的裝置模擬眼睛，燒瓶中的著色液體相當(dāng)于玻璃體，燒瓶左側(cè)緊靠瓶壁的凸透鏡相當(dāng)于晶狀體，右側(cè)內(nèi)壁相當(dāng)于視網(wǎng)膜．圖b中的四幅圖是一些同學(xué)描繪矯正近視眼的方法和光路，其中能達(dá)到近視眼矯正目的的是（ ）
解析：近視眼是由于眼睛中晶狀體太厚或眼球的前后距離過(guò)長(zhǎng)而產(chǎn)生的，此時(shí)眼睛對(duì)光線(xiàn)的折光能力太強(qiáng)，使得從遠(yuǎn)處射來(lái)的平行光不能會(huì)聚在視網(wǎng)膜上，而會(huì)聚在視網(wǎng)膜前，因此．近視眼只能看清近處的物體，看不清遠(yuǎn)處的物體．為了矯正近視眼，使它能像正常眼睛那樣把無(wú)限遠(yuǎn)處射來(lái)的平行光會(huì)聚在視網(wǎng)膜上，就應(yīng)該用凹透鏡，使入射的平行光線(xiàn)先經(jīng)過(guò)凹透鏡變得發(fā)散些，再進(jìn)入眼睛，會(huì)聚在視網(wǎng)膜上，依據(jù)以上原理，分析圖b可知，正確選項(xiàng)為C．
答案：C
例5、（黃岡市中考題）如圖所示是一種稱(chēng)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，杯底立即顯出栩栩如生的仙女圖．下列關(guān)于仙女圖形成原因的探討中正確的是（?。?
A．可能是酒具有化學(xué)顯影作用
B．可能是因?yàn)樵诰频囊好姘l(fā)生鏡面反射，在酒中出現(xiàn)了放大的像
C．可能是圖片在杯底凸透鏡的焦點(diǎn)處成放大的像
D．可能是斟酒后杯底凸透鏡的焦距變大，使圖片在一倍焦距以?xún)?nèi)，從而成放大的虛像
解析：由日常經(jīng)驗(yàn)知道，酒不具有化學(xué)顯影作用，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；如果以酒的液面作平面鏡成像，則應(yīng)有成像的物體在液面外，而此時(shí)沒(méi)有，故選項(xiàng)B錯(cuò)；當(dāng)物體放在凸透鏡的焦點(diǎn)處時(shí)，物體射向凸透鏡的光折射后成為平行光束，既不會(huì)成實(shí)像，也不能成虛像，故選項(xiàng)C錯(cuò)；杯底的凸透鏡的焦距本來(lái)是確定的，當(dāng)?shù)谷刖坪?，酒和凸透鏡共同組合形成一個(gè)焦距較大的透鏡，使原來(lái)不在焦距內(nèi)的圖片處于一倍焦距之內(nèi)，成正立、放大的虛像，故正確選項(xiàng)為D．
答案：D
例6、（黃石市中考試題）將一物體放在凸透鏡前25cm、20cm、8cm處時(shí)，分別得到縮小的實(shí)像、放大的實(shí)像和放大的虛像，則對(duì)凸透鏡的焦距f的判斷正確的是（ ）
A．f<8cm B．8cm8cm；綜合①、②、③三個(gè)不等式，可得出10cm
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