专题五透镜及其应用.docx

初中应用物理知识竞赛辅导讲座5专题五 透镜及其应用【知识要点解读】1. 凸透镜对光线有会聚作用。凸透镜对光线有会聚作用指的是：光通过凸透镜后，其折射光线在原光线的传播方向上合拢一些或相交点提前一些。注意凸透镜对光线有会聚作用不是指光线通过凸透镜后是会聚光束。2. 凹透镜对光线有发散作用。凹透镜对光线有发散作用指的是：光通过凹透镜后，其折射光线在原光线的传播方向上发散一些或相交点延后一些。注意凹透镜对光线有发散作用不是指光线通过凹透镜后是发散光束。3. 照相机、投影仪、放大镜都是利用凸透镜成像来工作的。照相机把处在2倍焦距之外的物体成像与焦点与2倍焦距之间；投影仪上所放胶片为物体，放在凸透镜的焦点与2倍焦距之间，通过凸透镜成像于银幕上，上面的平面镜仅起到改变光路的作用。放大镜所放大的物体处于凸透镜的焦点以内，成一正立放大虚像。4. 眼睛和眼镜。人类的眼睛可看作是一个可改变焦距的凸透镜。人看到物体是由于物体发出（或反射）的光线经眼睛（晶状体）这个凸透镜折射后在视网膜上成像。所谓近视眼是指无穷远处的物体发出（或反射）的光线经眼睛（晶状体）这个凸透镜折射后会聚在视网膜前，这是要佩戴一个近视眼镜（凹透镜），使无穷远处的物体发出（或反射）的光线经凹透镜先发散一些，再经眼睛（晶状体）这个凸透镜折射后会聚在视网膜上。所谓远视眼是指无穷远处的物体发出（或反射）的光线经眼睛（晶状体）这个凸透镜折射后会聚在视网膜后，这是要佩戴一个远视眼镜（凸透镜），使无穷远处的物体发出（或反射）的光线经凹透镜先会聚一些，再经眼睛（晶状体）这个凸透镜折射后会聚在视网膜上。【竞赛知识拓展】初中应用物理知识竞赛关于透镜及其应用拓展的知识点主要有：1. 透镜成像作图遵循的三条原则（三条特殊光线）：平行于主光轴的光线，经透镜折射后通过主焦点；通过光心的光线经透镜折射后方向不变；通过主焦点的光线，经透镜折射后跟主光轴平行。2. 凸透镜成像公式：+=。对凸透镜成像规律的理解：3.a) 一个结论：实倒异，虚正同。即实像总是倒立在异侧，不但可以看到且可以用光屏承接；虚像总是正立在同侧，可以看到但不能用光屏承接。b) 两个分界点：焦点和2倍焦距处。焦点是实像与虚像的分界点。当物体位于凸透镜的焦点以内时，成虚像；当物体位于凸透镜的焦点以外时，成实像。可简记为：焦点内外分虚实，内虚外实。2倍焦距处点是放大像与缩小像的分界点。当物体位于凸透镜的2倍焦距和焦点之间时，成放大的实像；当物体位于凸透镜的2倍焦距以外时，成缩小的实像。可简记为：2倍焦距点内外分大小，内大外小。c) 三个变化：像的大小和像距的变化：物体向焦点移近，所成的像就变大，同时像距变大。像物移动速度的变化：物体位于2倍焦距处点之外（u2f），物距大于像距，成倒立缩小实像，物体移动速度大于像移动速度；物体位于2倍焦距处点和焦点之间（fu2f），物距小于像距，成倒立放大实像，物体移动速度小于像移动速度。物像之间的距离变化：当物体位于2倍焦距处，成像在另一侧2倍焦距处，物像距离最小，等于4倍焦距。当物体位于2倍焦距处以外，成像在另一侧焦点与2倍焦距处点之间，物体向2倍焦距处点移动，物像之间距离变小；物体远离2倍焦距处点移动，物像之间距离变大。当物体位于2倍焦距处以内（焦点与2倍焦距处点之间），成像在另一侧2倍焦距处以外，物体向2倍焦距处点移动，物像之间距离变小；物体向焦点移动，物像之间距离变大。【经典竞赛题分析】例1. （2016上海市第30届初中物理竞赛初赛试题）凸透镜的焦距为f，点光源S和光屏M位于凸透镜的左右两侧，点光源位于凸透镜的主光轴上，光屏与凸透镜的主光轴垂直并和点光源的距离保持L不变，且fLf)，像S远离透镜移动的情况是 ( )A沿平行主轴方向。B沿O与S连线方向。C沿F2与S连线方向。D沿F1与S连线方向。【名师点评】掌握透镜成像作图的三条特殊光线，作图分析，可简洁明了、事半功倍。8.（2009上海初中应用物理知识竞赛） 如图所示，竖直放置的不透光物体 (足够大)中紧密嵌有一凸透镜，透镜左侧两倍焦距处，有一个与主光轴垂直的物体AB，在透镜右侧三倍焦距处竖直放置一平面镜MN，镜面与凸透镜的主光轴垂直， B、N两点都在主光轴上， AB与MN高度相等，且与透镜上半部分等高。遮住透镜的下半部分，则该光具组中，物体AB的成像情况是A两个实像，一个虚像 B一个实像，两个虚像C只有一个虚像 D只有一个实像9.（2011上海第25界初中物理竞赛）平面镜水平放置且镜面朝上，在镜面上方竖直放置一凸透镜，在凸透镜左侧主光轴上两倍焦距处有一点光源S,关于点光源在该光具组中成像情况的判断，正确的是 （ ）A两个实像，两个虚像B两个实像，一个虚像C一个实像，两个虚像D一个实像，三个虚像10. （2011全国初中应用物理知识竞赛河南预赛）在做“研究凸透镜成像规律”的实验中，当烛焰、凸透镜及光屏处在如图所示的位置时，恰能在光屏上得到一个清晰的像。由此可以判断，他所使用凸透镜的焦距A一定小于8cm B一定在8cm到10cm之间C一定大于20cm D一定在10cm到16cm之间二 作图题1. （2010“学而思杯”竞赛）作图：是发光体，是它通过凸透镜成所的像.请画出凸透镜的位置并找出焦点（一个即可） 2.（2010全国初中应用物理知识竞赛河南预赛）下面为近视眼镜的示意图。请你根据近视眼的成因及矫正方法，在图中虚线框内划出矫正所需要的透镜并完成矫正后的光路图3.（2010“学而思杯”竞赛）实验中有时需要将一束行平光变成细平行光，这可以利用两块透镜的组合来解决.请在下图的两个方框中各画出一种组合方式.来源:Zxxk.Com三实验题和填空题1.（2011上海初中物理竞赛复赛题）9如图所示，某同学从桌面上的近视眼镜中看到自己身后同一个窗户的两个像，这两个像为_像(选填：“实”或“虚”)，是_面镜(选填：“平”、“凹”、“凸”)所成的像，2. （2010上海初中物理竞赛题）如图24-19所示，两端开口的圆筒内嵌有一凸透镜，透镜主光轴恰好与圆筒中轴线重合。为了测出该透镜的焦距以及透镜在圆筒内的位置，小李同学做如下实验：在圆筒左侧凸透镜的主光轴上放置一点光源S，在圆筒右侧垂直凸透镜的主光轴固定一光屏，点光源S与光屏的距离为L。左右移动圆筒，当圆筒左端面距离点光源S为a时，恰好在光屏上成一个清晰的像；将圆筒向右水平移动距离b，光屏上又出现了一个清晰的像。则凸透镜和圆筒左端面的距离x为_，该透镜的焦距f为_。3.（2010“学而思杯”竞赛）小明在“探究凸透镜成像规律”实验中，用装有6个发光二极管的有方格的白纸板做发光物体，如图甲所示.又用这种有同样大小方格的白纸板做光屏.将发光物体、凸透镜和光屏组装到光具座上并调整好.（1）当发光物体在点时，如图乙所示，在光屏上成的像如图丙所示.则光屏上的像是倒立、_的实像.将发光物体由点移动到点，要想找到像的位置，应移动光屏，直到_为止.（2）用这种发光物体和光屏做实验，最主要的一条优点是：_.来源:学科网（3）如图乙所示，当发光物体在点时，物与像之间的距离为S1，当发光物体在点时，物与像之间的距离为S2，则S1 S2.(选填“”、“=”或“”)（4）小明探究完凸透镜成像规律后，接着又做了一个观察实验.发光体位置不变，取下光屏，当眼睛在原光屏处会看到发光体的像吗？，眼睛靠近凸透镜，是否能看到像？.眼睛从原光屏位置远离凸透镜，是否能看到像？。（填“能看到”或是“不能看到”）图194.（2009上海初中物理竞赛）如图 19所示，一点光源位于金属圆筒内部轴线上A点。圆筒轴线与凸透镜主光轴重合，光屏与圆筒轴线垂直且距离透镜足够远。此时，点光源正好在光屏上形成一个清晰的像，测出此时凸透镜与圆筒右端面B的距离为L；向右移动凸透镜到适当位置，光屏上再次出现了清晰的像。由于光源位于圆筒的内部，无法直接测量出A与筒右端面的距离d，为了求出d的大小，在上述过程中还需要测量出的一个物理是 ；如果用N来表示该物理量的大小，则可以得出d= 。5. （2011上海第25界初中物理竞赛）如图所示，不透光小圆盘P和小圆形发光面S的半径均为R，平行竖直放置，二者相距为2d。在它们正中间放置一个焦距为2d的凹透镜，透镜的主光轴通过P和S的圆心。在P的右侧相距d处，放置一平行于圆盘面的光屏M（足够大）。则不透光圆盘P在光屏M上形成的本影（发光面S发出的任何光线都不能进入该区域内）面积为_；不透光圆盘P在光屏M上形成的半影（发光面S发出的光线中只有部分能进入该区域内）面积为_。四综合应用题1.（2011上海第25界初中物理竞赛复赛）在做光学实验时，某同学需要将一束平行光的宽度放大为2倍，于是他在光束路径中放置了由两片透镜组成的透镜组来到达此目的，如图所示。若其中一片透镜是焦距f的凸透镜，则：(1)如果另一片透镜采用的是凸透镜，则其焦距应为多少？应置于何处？请作图说明；(2)如果另一片透镜采用的是凹透镜，则其焦距应为多少？应置于何处？请作图说明； 9