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现 成晶状体变得太厚,折射光的能力太强或由于眼球在前晶状体太薄,折光能力太弱,或者是眼球在前因 后方向上太长,视网膜距晶状体过远,来自远处的光后方向上太短,来自近处物体的光线发散程度会聚在视网膜之前,视网膜上得不到清晰的像。如图: 较大,光会聚到了视网膜之后。 矫正
【典型例题】
类型一、凸透镜成像规律及应用
1. (2015?娄底)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30cm
B.图乙中烛焰成的是倒立放大的像
C.照相机成像特点与图乙中所成像的特点相同
D.保持凸透镜、光屏位置不变,将蜡烛远离凸透镜,烛焰仍可在光屏上成清晰的像 【思路点拨】(1)根据凸透镜对光线的折射作用知:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,然后可知其焦距;(2)根据图中表示的焦距与物距,利用凸透镜成像的规律可以确定成像的性质;(3)当u>2f时,成倒立缩小的实像,应用于照相机;(4)凸透镜成实像时,物距增大,像距减小。 【答案】B
【解析】A、平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将汇聚于点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30cm﹣20cm=10cm,故本选项错误;B、图乙中,物距u=15cm,像距v=30cm,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,故本选项正确;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,故本选项错误;D、因为凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,所以将蜡烛远离凸透镜,保持凸透镜、光屏位置不变,则在光屏上不能成清晰的像,要想在光屏上成清晰的像,应将光屏向靠近透镜的方向移动,故本选项错误。 【总结升华】本题主要考查了测量焦距的方法和凸透镜的成像规律。 举一反三:
【变式】左边的实线框内是某一物体的形状,右边4个虚线框内是供选择的物体像的形状,以下填空时,
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只考虑像的形状,不考虑像的大小。
(1)在平面镜中看到的该物体的像的形状为__________; (2)把投影仪的反射平面镜卸掉,让物体的像成在天花板上,这时看到该物体的像的形状为______; (3)用放大镜看物体,看到的该物体的像的形状为__________。 【答案】(1)A (2)D (3)C 2.下为凸透镜成像的示意图.由于不慎将透镜的上沿摔掉一块(图中阴影部分),则所成的像将( )
A.像的A部分消失了 B.像的B部分消失了
C.成像的效果不受影响 D.像A′B′是完整的,亮度变暗
【思路点拨】凸透镜成像属于光的折射现象,物体发出的光线经凸透镜折射后,会聚在凸透镜另一侧的光屏上,形成物体的实像;如果凸透镜的口径大,透过的光多,像就亮;由于不慎将透镜的上沿摔掉一块,口径小,透过的光少,像就暗。 【答案】D
【解析】物体的每一点发出的无数光线,即这些光线一部分通过凸透镜的上部成像在光屏上,也有一部分通过凸透镜的下部成像在光屏上,所以将凸透镜上部碰掉一块时,只是去掉了该点发出的成像光线的一部分,通过凸透镜的下部的那部分光线仍能成像在光屏上,所以成像的性质不变,由于通过的光在减少,所以像的亮度变暗。
【总结升华】解答此题时,很容易出现这样的错误答案,由于将凸透镜上部碰掉一块,上面的光线不能通过,故缺少上半部分。有的同学考虑的更仔细,凸透镜成的是倒立的实像,所以应该是缺少下部分。出现这种错误的原因是对其成像的具体过程不清楚造成的,如果掌握了物体的成像光路图,此题就容易解决了。
举一反三:
【变式】在凸透镜主轴上的一物点P,物距大于焦距,如果沿直径对称切除透镜很小一部分,如图所示,再把上、下半截透镜向原主轴位置合拢,则成像情况与原来相比( )
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A.相同
B.成两个像,上半截透镜A成像点上移,下半截透镜B成像点下移
C.成两个像,上半截透镜A成像点下移,下半截透镜B成像点上移 D.不能成像 【答案】C
3.某同学在探究“凸透镜成像规律”时,总结的三个实验结论如下表,其中正确的是( )
像的性质
实验序号 物距(u) 像距(v) 实虚 大小 正倒
1 u>2f 实像 缩小 倒立 f<v<2f
2 f<u<2f 实像 缩小 正立 v>2f
3 u<f 虚像 放大 倒立 |v|>u
A.实验1 B.实验2 C.实验3 D.实验2和实验3
【思路点拨】根据凸透镜成像规律:物距小于焦距成正立、放大的虚像,像距大于物距。物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立、放大的实像,像距大于物距。物距等于二倍焦距成倒立等大实像,像距等于物距。物距大于二倍焦距成倒立、缩小的实像,像距小于物距。 【答案】A
【解析】由凸透镜成像的规律,当u>2f时,成倒立、缩小的实像,f<v<2f,所以A符合题意;当f<u<2f时,成倒立、放大的实像,v>2f,所以B、D不符合题意;当u<f时,成正立、放大的虚像,|v|>u。所以C不符合题意。
【总结升华】此题主要考查了凸透镜成像的规律,关键要熟练掌握成像特点与物距之间的关系,同时也要掌握像距与物距的关系。在学习过程中,要善于寻找规律。 举一反三:
【变式】如图所示,a、b、c、d是距凸透镜不同距离的四个点。F为焦点。下列几种光学仪器的成像原 理与物体在不同点时的成像情况相对应,下列说法正确的是( )
A.幻灯机是根据物体放在c点时的成像特点制成的 B.照相机是根据物体放在d点时的成像特点制成的
C.使用放大镜时的成像情况与物体放在a点时的成像情况相似 D.人眼看物体时的成像情况与物体放在F点时的成像情况相似
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【答案】A
4.关于透镜的下列说法中正确的是( )
A.近视眼镜的镜片是凹透镜 B.监控摄像头的镜头相当于一个凹透镜 C.凸透镜所成的像都是实像 D.隔着放大镜看物体总是放大的 【思路点拨】(1)掌握近视眼的成因和凸透镜和凹透镜对光线的作用不同,凸透镜的三种成像情况和应用,是解决本题的关键。(2)凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。(3)凸透镜成像的三种情况:U>2f 倒立、缩小的实像,应用于照相机或摄像头;2f>U>f 倒立、放大的实像,应用于幻灯机或投影仪;U<f 正立、放大的虚像,应用于放大镜。 【答案】A
【解析】近视眼是晶状体太厚,对光线的会聚能力增强,使像成在视网膜的前方,戴近视眼镜使光线发散一些,凹透镜对光线有发散作用,近视眼镜是凹透镜;摄像头是利用凸透镜U>2f成倒立、缩小的实像,镜头是一个凸透镜;凸透镜既能成实像,又能成虚像;放大镜是一个凸透镜,隔着放大镜看物体,当U>2f时能看到一个倒立、缩小的像,当2f>U>f 时,能看到一个倒立、放大的像;当U<f 能看到一个正立、放大的像。
【总结升华】这个题目综合性比较强,考查了近视眼和远视眼的成因、凸透镜和凹透镜对光线的作用、凸透镜成像的三种情况和应用,尤其是最后一个选项,一般学生认为隔着放大镜看物体只能看到正立、放大的像,实际上还能看到倒立、放大、等大、缩小的像。 举一反三: 【变式】(2015?滨州)小明在完成“探究凸透镜成像规律”实验后,为进一步了解“视力矫正”的原理,移动蜡烛,先让烛焰在光屏上成了一个清晰的像.如图所示,然后他在蜡烛和凸透镜之间放置了不同类型的眼镜片,关于本次实验现象正确的是( )
A.放置眼镜片之前,蜡烛在图示位置,光屏上得到的是倒立、放大的实像 B.放置眼镜片之前,蜡烛在图示位置,光屏上得到的是倒立、缩小的虚像
C.将远视镜片放在蜡烛和凸透镜之间,使光屏靠近透镜,又能在光屏上看到清晰的像 D.将近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间,使光屏靠近透镜,又能在光屏上看到清晰的像 【答案】C
类型二、作图与实验探究
5.如图所示,有两条光线分别从凸透镜的两倍焦距(P)处和一倍焦距(F)处射向凸透镜,请在图 中画出它们通过透镜后的光路。
【思路点拨】根据凸透镜的三条特殊光线中的一条,过焦点的光通过透镜之后平行于主光轴;根据凸透
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