透鏡及其應(yīng)用題型分類總結(jié)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

透鏡的作用及其成像尤其透鏡相關(guān)知識點的考查是光學(xué)的重點與難點同時也是中考命題的重點,而學(xué)生對此章節(jié)內(nèi)容往往是對表象零碎的感知而抓不住其內(nèi)涵與實質(zhì),只會背誦而不會運用。下面將以考點題型的形式對透鏡知識點加以總結(jié)拓展。

考點一:對透鏡作用的考查

主要讓學(xué)生區(qū)分凸透鏡與凸透鏡的作用,突破點便是以課堂演示或探究實驗的情景記憶其特征、特點。凸透鏡有會聚作用、凹透鏡有發(fā)散作用。

例1當(dāng)一同學(xué)在觀察陽光通過甲、乙兩個眼鏡在地面上形成的光斑時,發(fā)現(xiàn)兩眼鏡形成的光斑不同。陽光通過甲形成的光斑中間較四周亮,而陽光通過乙形成的光斑中間較四周暗,由此可以判斷眼鏡甲是透鏡,乙是透鏡。

解析:甲形成的光斑中間較四周亮,說明對光線起會聚作用故甲是凸透鏡;乙形成的光斑中間較四周暗,說明對光線起發(fā)散作用故乙是凹透鏡。

考點二:對凸透鏡成像原理的考查

該知識點主要考查凸透鏡成像的實質(zhì)是由光線經(jīng)透鏡折射后會聚形成像點或折射光線反向延長相交形成像點,且物與像對應(yīng)的點是對應(yīng)關(guān)系。另要理解從物點發(fā)出的光射在凸透鏡上有無數(shù)條光線,其中包括三條特殊光線但折射后都會聚于像點。如圖1-1所示。

題型一、由成像原理完成光路圖

例2如圖1-2所示,蠟燭AB通過凸透鏡在光屏上得到燭焰清晰的像,作出AC經(jīng)透鏡折射后的光路圖。

解析:本題表面上看似考查凸透鏡對光的折射作用,但只看AC則無法作出其折射光線,所以其實質(zhì)仍然是考查物點與像點的對應(yīng)關(guān)系。由物點發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡折射后會聚于像點,其中包括三條特殊光線,因此只要用兩條即可找到像點A′而AC的折射光線將過A′,即而完成光路圖1-3。

拓展變形(一)

例3已給出物與像及AC入射光線,找出凸透鏡的大致位置,且完成光路圖。如圖1-4所示。

解析:此題主要考查三條特殊光線,過光心的光線傳播方向不改變。因此物與像對應(yīng)點的連線交于主光軸即為光心的位置。從而確定了凸透鏡的位置,又因物點了出的光線經(jīng)凸透鏡后都要過像點,所以AD折射光線如圖1-5所示。

拓展變形(二):關(guān)于凸透鏡成像中的遮擋問題

例4做凸透鏡成像實驗時,恰好有一只小蟲落在凸透鏡上,此時像的影響是( )

A.幾乎沒有影響 B.像上有一只小蟲

C.像上有一只小蟲但不清晰

D.像變得模糊

解析:物體在光屏上成的像是物體發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡折射后會聚而成的。它跟凸透鏡是否殘缺無關(guān)。若用不透明物體遮擋凸透鏡某一部分,則物體發(fā)出的光線通過剩余部分會聚成像;蛘哒f從物點發(fā)出的光線有無數(shù)條經(jīng)凸透鏡折射后會聚成像點,只是遮擋了某些光線。使物體通過凸透鏡的折射光線少了,因此像的亮度減弱但仍是清晰的像。

對此題再拓展提問:從光屏一側(cè)透過凸透鏡看物體則小蟲是什么情況?(此時凸透鏡是放大鏡效果,故成放大、正立、虛像。)

考點三:對凸透鏡成像規(guī)律的考查

題型一、對探究成像規(guī)律的考察

如探究目的、器材、組裝方式、每一步操作的目的、需要注意的問題、出現(xiàn)異常情況的原因等。

例5 某同學(xué)在實驗室用蠟燭、凸透鏡、光屏做探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗。

(1)他的實驗裝置如圖1-6所示,請指出該裝置的兩處錯誤。

圖1-6

(2)當(dāng)蠟燭固定在f<u<2f的某一位置,你是如何找到像的位置。

(3)當(dāng)蠟燭位于凸透鏡一倍焦距以內(nèi)時,眼睛在透鏡的另一側(cè)通過透鏡觀察燭焰的像。圖1-7中能正確反映這一物理情況的是()

圖1-7

(4)如果在實驗中光屏上始終得不到清晰的像其原因可能是?

解析:(1)①由圖可知凸透鏡應(yīng)放置于物與光屏之間。

②為了在光屏的中央呈接到像應(yīng)將凸透鏡、燭焰、光屏三者的中心大致在同一高度。

(2)應(yīng)將光屏前后移動,直到找到清晰的像。

(3)由凸透鏡成像規(guī)律當(dāng)u<f時,得到放大、正立的虛像,且在物的后面。故選B。

(4)①當(dāng)u<f時成虛像,光屏上不成像。

②當(dāng)f<u<2f但靠近焦點,像在很遠的地方且很大,光屏上無法呈接。

③當(dāng)u=f不成像只有模糊的光斑。

④凸透鏡、燭焰、光屏三者的中心不在同一高度。

題型二、對成像規(guī)律的記憶考察

為了更好的記憶、運用凸透鏡成像規(guī)律,可由實驗情景與實際應(yīng)用相結(jié)合。如照相機給物體照相時物很遠即u>2f且像是倒立、縮小的實像。同樣用投影儀、放大鏡記憶f<u<2f、u < f的規(guī)律,同時記住分清兩個特殊點:一倍焦距、二倍焦距。知道一倍分虛實、兩倍定大小。

例6把一個凸透鏡正對著太陽光,當(dāng)透鏡距地面250px時,成一個最亮最小的點。則當(dāng)某物體距透鏡375px時,物體的成像情況是( )

A.不能成像 B.一定成放大倒立的像

C.一定成放大虛像 D.一定成縮小實像

解析:由題意知此透鏡焦距是250px,則u=375px時在一倍焦距與二倍焦距之間成放大倒立的實像。故選B。

題型三、對成像規(guī)律的拓展延伸

實驗探究中學(xué)生往往只對現(xiàn)象或物距影響成像情況有所記憶總結(jié),卻忽略像的位置即像距的變化。對像距實質(zhì)的把握靈活運用,如物與光屏位置的對調(diào),則光屏上能呈接像嗎?此點主要利用光路的可逆性。從而也知道了投影儀與照相機具有可逆性。再者,物體遠離或靠近凸透鏡時像的運動方向具有一致性(物距減小像距變大(u >f時))。此知識點亦可引伸考點如照相機與投影儀的鏡頭、底片、幻燈片、暗箱的移動調(diào)問題。其相應(yīng)考查點如下例題:

例7 小明同學(xué)做凸透鏡成像實驗時,將點燃的蠟燭放在凸透鏡前,在光屏上得到清晰的倒立、放大的實像。保持透鏡位置不變,讓蠟燭與光屏位置互換則( )

A.光屏上得到清晰的倒立、縮小的實像

B.光屏上得到清晰的倒立、放大的實像

C.光屏上得到清晰的正立、等大的虛像

D.光屏上沒有像

解析:由題意知能在光屏上得到清晰的倒立、放大的實像,說明物距在1倍焦距與2倍焦距之間,則光屏在2倍焦距之外即像距大于2倍焦距。把光屏與蠟燭對調(diào),即物距在2倍焦距之外則光屏位于1倍焦距與2焦距之間成倒立、縮小的實像。

例8 一同學(xué)在探究“凸透鏡成像規(guī)律”實驗時,在光屏上得到清晰的與蠟燭等大的像。保持透鏡位置不變,為了在光屏上得到清晰縮小的像,他應(yīng)該( )

A.讓蠟燭遠離透鏡,同時讓光屏也遠離透鏡。

B.讓蠟燭遠離透鏡,同時讓光屏靠近透鏡。

C.讓蠟燭靠近透鏡,同時讓光屏也靠近透鏡。

D.讓蠟燭靠近透鏡,同時讓光屏遠離透鏡。

解析:由成像規(guī)律知等大的實像即u=2f,要得到縮小實像則物距大于2倍焦距,像距在1倍焦距與2倍焦距之間,即讓蠟燭遠離透鏡同時讓光屏靠近透鏡。成實像時物距越大即越遠離透鏡像越小,且物像移動方向具有一致性知:像距減小光屏靠近透鏡,故選B。

拓展延伸

若例8中物在2倍焦距以外,則成倒立縮小的像,這一原理即制成照相機且物與照相機的物相對應(yīng),透鏡相當(dāng)于鏡頭;光屏對應(yīng)于底片(或暗箱長度)。若物在1倍焦距與2倍焦距之間,則成放大、倒立的實像這一原理制成投影儀物距越小、像距越大像也越大。

練習(xí)1.一個人照完全身像后,又想照半身像,那么( )

A.照相機遠離人,鏡頭伸出一些。

B.照相機遠離人,鏡頭縮進一些。

C.照相機靠近人,鏡頭伸出一些。

D.照相機靠近離人,鏡頭縮進一些。

練習(xí)2.照集體相時發(fā)現(xiàn)有人沒有入鏡頭,應(yīng)如何調(diào)節(jié)照相機()

A.照相機向人移近,減小暗箱長度

B.照相機向人移近,增大暗箱長度

C.照相機離人遠些,減小暗箱長度

D.照相機離人遠些,增大暗箱長度

練習(xí)3.使用投影儀放映影片時,銀幕不動,為使銀幕上的像大一些,下列做法正確的是( )

A.投影儀遠離屏幕,鏡頭往上拉一些。

B.投影儀遠離屏幕,鏡頭往下拉一些。

C.投影儀移近屏幕,鏡頭往上拉一些。

D.投影儀移近屏幕,鏡頭往下拉一些。

題型四、利用數(shù)學(xué)方法找出焦距的范圍,考查成像性質(zhì)及規(guī)律

此類型題目首要求學(xué)生由成像規(guī)律得到物距與像距的范圍,即而由數(shù)學(xué)不等式確定其焦距范圍。再由給定條件與成像規(guī)律得結(jié)果,如下例。

例10物體放在凸透鏡前750px處時,另一側(cè)光屏上會得到一個倒立、縮小的實像,現(xiàn)將物體放在離透鏡375px的地方則( )

A.一定成縮小的像

B.一定成放大的像

C.移動光屏,光屏上一定有像

D.移動光屏,光屏上一定無像

解析:當(dāng)另一側(cè)光屏上得到倒立、縮小實像,則物距在2倍焦距之外,即2f<750px則f<375px;當(dāng)物距為15 cm時大于一倍焦距,但無法確定與二倍焦距的關(guān)系,移動光屏一定能呈接到像而不能確定像的放大與縮小。

例11物體離凸透鏡300px,在距透鏡500px的另一側(cè)成一個放大的實像,該凸透鏡的焦距大約是( )

A.300px< f <500px B.250px< f <300px

C.150px< f <250px D.500px< f <650px

解析:由于當(dāng)物距是12 cm成倒立、放大的實像,像距是20,故有f<300px<2f---① v=500px>2f---②,由①②可得150px<f<250px。

考點四:綜合考查學(xué)生能力,以開放性探究題型出現(xiàn)

該類型題主要考查學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、及知識的遷移能力,另外對學(xué)生語言組織能力也得到了檢測。要突破此類型第一、有扎實的基本功、基礎(chǔ)夯實;第二、有創(chuàng)新意識;第三、重方法,能從數(shù)據(jù)的對比歸納中得出結(jié)論。第四,回答語言組織精簡得當(dāng)。由于該型題目繁多不勝枚舉,在此不再贅述。

綜上分析有關(guān)透鏡的知識點、考點、題型較多較活,但萬變不離其宗那就是它的本質(zhì)---基礎(chǔ)知識。只要做到重基礎(chǔ),活思維,講方法即可輕松應(yīng)戰(zhàn)。


本文來自:逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/1120082.html

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