思維特訓(十)　折射成像與透鏡成像的應用

1、.思維特訓十折射成像與透鏡成像的應用|典|例|分|析| 折射成像的應用例 1如圖10TX1甲所示，將圓柱形的筷子豎直插入裝水的柱形玻璃杯內，從P點沿程度方向看到的像可能是圖乙中的圖10TX1解析 如圖10TX2所示，由筷子豎直插入盛水玻璃杯內的俯視圖知，A處為筷子，ABP表示由筷子發(fā)出的穿過玻璃杯壁B射向P處的一條光線，ON為過B點沿半徑方向的直線，即在B處玻璃和空氣的界面的法線，圖中的i和r分別為入射角和折射角，根據(jù)光的折射規(guī)律可知，r i。觀察者在P處看到的筷子A的像A的位置不是在A的實際位置，而是由其實際位置偏離杯中心的方向向杯壁靠近一些。據(jù)此可知，筷子豎直插入玻璃杯中時，其側視圖應該是

2、圖乙中的A或D；同時，玻璃杯此時相當于一個凸透鏡，對筷子起到了放大的作用，因此，觀察到的筷子比實際粗些。圖10TX2答案 A 透鏡成像的應用例 2課外小實驗活動中，小明將盛滿水的圓柱形透明玻璃杯貼近物理課本，透過玻璃杯觀察書上的小丑圖片圓圈中的小丑圖片與課本中的小丑圖片實際大小相等，如圖10TX3所示，他所看到的虛像是圖中的圖10TX3解析 玻璃杯豎著貼近小丑圖片時，因為左右方向的玻璃杯面是弧形的，中間厚、邊緣薄，與凸透鏡一樣，將杯后面的物體在左右方向放大，所以小丑圖片通過玻璃杯成正立、放大只在左右方向的虛像；而玻璃杯上下一樣，不會起到放大作用，所以像在上下方向上與圖片一樣。只有A顯示的像是符

3、合要求的。答案 A|思|維|集|訓|圖10TX412019·南京小明和小華在窗邊用凸透鏡貼近報紙看文字，看到了文字的像。再挪動凸透鏡時，意外地發(fā)如今報紙上出現(xiàn)了窗外景物的像，如圖10TX4所示，兩次所成的像相對于原來被觀察的物體，比照像的正倒、大小、虛實三個方面，它們A有一個方面一樣，兩個方面不同B有兩個方面一樣，一個方面不同C三個方面都一樣D三個方面都不同2用普通照相機拍照時，要根據(jù)物距進展“調焦，使用起來不太便捷。有一種“傻瓜相機，只要將景物全部納入取景區(qū)內，不管景物遠近，都能得到比較明晰的像，從而使拍照的過程變得非常快捷。這種“傻瓜照相機不用“調焦的奧秘是A采用了長焦距的鏡頭，

4、使遠近不同的物體成像的位置相差不大B采用了短焦距的鏡頭，使遠近不同的物體成像的位置相差不大C采用了長焦距的鏡頭，使遠近不同的物體成像的位置一樣D采用了短焦距的鏡頭，使遠近不同的物體成像的位置一樣3如圖10TX5所示，OO為凸透鏡的主光軸，將點光源放在A點時，像在B點；將點光源放在B點時，像在C點。當將點光源放在C點時，那么圖10TX5A一定在B點成一個實像B一定在A點的左側成一個虛像C可能在BC之間成一個實像D可能在C點的右側成一個虛像4同學們用盛水的礦泉水瓶模擬眼球中的晶狀體，來比較正常眼、近視眼和遠視眼的焦距大小。如圖10TX6甲所示，他們將盛水的礦泉水瓶正對太陽，上下挪動白紙，直到白紙上

5、出現(xiàn)最細的亮線，估測亮線到瓶子側壁的間隔 d。用正常水瓶做實驗時，d約為8 cm；把水瓶擠壓成如圖乙所示后測得d為13 cm；把水瓶擠壓成如圖丙所示后測得d為5 cm。那么以下判斷正確的選項是圖10TX6A乙模擬的是遠視眼，實驗可得遠視眼的焦距比正常時大B乙模擬的是近視眼，實驗可得近視眼的焦距比正常時大C丙模擬的是遠視眼，實驗可得遠視眼的焦距比正常時小D丙模擬的是近視眼，實驗可得近視眼的焦距比正常時大5人在水中看物體會成像在視網(wǎng)膜后，相當于人眼的晶狀體變_選填“厚或“薄，折光才能變_選填“強或“弱。潛水員戴上潛水鏡本質上是在眼前加上一個空氣層，如圖10TX7所示。請根據(jù)圖中已有的光路，完成光路

6、圖，畫出所觀察物體A的大致位置。圖10TX76如圖10TX8所示是小陽制作的多用處手電筒，AB處是可插入膠片的小插口，CD、EF是可左右伸縮的套筒，DF處裝入凸透鏡。當手電筒先做照明用時，調節(jié)套筒，使燈泡燈絲處于_位置，射出平行光線；在此根底上，做幻燈機使用時，在AB處插入幻燈片，接下來應把套筒向_ 選填“左或“右挪動，才能在前方屏幕上觀察到_ 選填“正立或“倒立、放大的實像。請你再動腦考慮指出該手電筒另外一項不同的功能：_。圖10TX87小明同學在光具座上做“探究凸透鏡成像規(guī)律實驗。1如圖10TX9所示，光會聚于b點，在虛線區(qū)域內放甲透鏡后，光會聚于主光軸MN上的c點；在虛線區(qū)域內換放乙透鏡

7、后，光會聚于主光軸MN上的a點。小明想探究凸透鏡成像的特點，應選擇_選填“甲或“乙透鏡。圖10TX92在利用太陽光測量凸透鏡的焦距后，小明發(fā)現(xiàn)把火柴頭放在凸透鏡焦點處一段時間后，火柴會被點燃。他想進一步探究不同的透鏡對火柴的點燃效果有什么不同，和同學們討論后，他們提出了以下三種猜測：猜測1：凹透鏡也能點燃火柴；猜測2：點燃火柴的快慢與凸透鏡的焦距大小有關；猜測3：點燃火柴的快慢與凸透鏡的直徑大小有關。根據(jù)所學知識，他們經(jīng)過討論，判斷猜測1是錯誤的。你認為他們判斷的根據(jù)是_。為了驗證猜測2是否正確，他們選用直徑一樣而焦距不等的凸透鏡進展屢次實驗，發(fā)現(xiàn)火柴被點燃的時間根本相等。這說明猜測2是_的。

8、要驗證猜測3是否正確，要用焦距一樣、直徑_的凸透鏡做實驗，測量火柴被點燃的時間，假如各次實驗測量的點燃時間不等，那么說明猜測3_。3如圖10TX10甲所示，將凸透鏡正對著太陽光，把光屏置于另一側，測得凸透鏡的焦距是_cm。圖10TX10如圖乙所示的操作，可便于調整燭焰中心、光屏中心在透鏡的_上，以保證燭焰完好的像呈如今光屏的_。假設圖中透鏡保持在“50 cm刻度位置不變，將蠟燭移至光具座的“20 cm刻度處，那么應在_選填“6070或“大于70cm刻度范圍內挪動光屏尋找像。實驗一段時間蠟燭變短，要使燭焰像仍然成在光屏的中央，應將光屏向_挪動。8如圖10TX11所示，某興趣小組利用透明橡皮膜、注

9、射器、乳膠管、止水夾等器材制成凸透鏡，并利用液體透鏡探究“凸透鏡成像規(guī)律。圖10TX111如圖甲所示，在透鏡中繼續(xù)注入少許水，發(fā)現(xiàn)焦點左移，抽出少許水后，焦點右移；這一現(xiàn)象說明：水透鏡的凸出程度越大，焦距越_。2圖甲中，讀出水凸透鏡的焦距為_cm；將該水透鏡放在圖乙所示位置，光屏上恰能成一明晰的像，這個像是倒立、_的實像。假設保持透鏡位置不變，將蠟燭向右挪動5 cm，要在光屏上得到明晰的像，光屏向右挪動的間隔 應_選填“大于“小于或“等于5 cm。假設在蠟燭和透鏡間放一遠視眼鏡，要再次成明晰的像，需將光屏向_ 挪動。3保持蠟燭和水透鏡的位置不變，利用圖甲裝置測量水透鏡的焦距，并在圖乙中進展透鏡

10、成像實驗，獲得多組數(shù)據(jù)如下：實驗次數(shù)焦距f/cm像距v/cm/m1/m1115.060.06.71.7212.030.08.33.3320.010.05.048.013.312.57.555.06.720.015.0第3次實驗時水透鏡的焦距是_cm，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可得結論：當凸透鏡成實像時，物距不變，_。分析數(shù)據(jù)可知，像距v和焦距f的定量關系為v_。9. 閱讀短文，答復以下問題?？烧{式眼鏡人的眼睛看清物體是通過改變晶狀體的形狀來實現(xiàn)的，晶狀體相當于全自動變焦鏡頭?？唇幬矬w時，晶狀體變凸一些，折射光線的才能變強；看遠處物體時，晶狀體變扁平一些，折射光線的才能變弱。通過這樣的調節(jié)，使遠近不同的物體

11、均能在視網(wǎng)膜上成像。假設晶狀體調節(jié)才能變弱，就會出現(xiàn)看不清遠處物體或近處物體的情況，需要配戴適宜的眼鏡進展矯正。圖10TX12有人創(chuàng)造了一種能矯正視力的可調式眼鏡，如圖10TX12所示，這種眼鏡的鏡片中含有一種特殊液體。圖10TX13是可調式眼鏡的構造示意圖，鏡架上有表示移出和參加液體含量的標尺；挪動標尺上的滑塊可以定量改變鏡片中的液體含量，從而改變鏡片的形狀；鏡片中液體含量的改變量V可以用滑塊在標尺上的位置表示?；瑝K位于標尺上0刻度線處，表示眼鏡的初始狀態(tài)，此時，鏡片的形狀是扁平的，如圖10TX13甲所示。當滑塊位于標尺上1、2刻度線處時，分別表示鏡片中參加一些液體、加滿液體，圖乙是鏡片中加

12、滿液體的示意圖。當滑塊位于標尺上1、2刻度線處時，分別表示從鏡片中移出一些液體、移出全部液體，圖丙是鏡片中移出全部液體的示意圖。圖10TX13為探究可調式眼鏡的矯正效果，首先要確定以下程序和標準：選定同一棵樹作為觀察對象，選定遠、中、近三個觀察位置，用s表示觀察位置到樹的間隔 ，如圖10TX14甲所示；用D表示看到樹的明晰程度，明晰程度分為明晰、不明晰、模糊三個等級，如圖乙所示。圖10TX14小京和小貝視力不同，沒有配戴眼鏡時，小京在近處看樹“明晰，在遠處看樹“不明晰；小貝在遠處看樹“明晰，但在近處看樹“不明晰。小京和小貝配戴眼鏡后，進展實驗的主要步驟如下：調節(jié)鏡片中的液體處于初始狀態(tài)。選擇不

13、同觀察位置，觀察樹，將觀察結果記錄在表格中。改變鏡片中液體的含量，重復步驟。小京和小貝的實驗結果記錄表部分數(shù)據(jù)分別如表一、表二所示：表一小京的實驗結果記錄表 V Ds21012近明晰明晰明晰中明晰明晰遠明晰不明晰模糊表二小貝的實驗結果記錄表 V Ds21012近不明晰明晰明晰中明晰遠明晰通過實驗及對實驗結果的分析，兩位同學對可調式眼鏡有了新的認識。1調節(jié)眼睛晶狀體形狀的作用是幫助我們看清_。只有一個選項正確A不同亮度的物體 B不同顏色的物體C不同間隔 的物體 D不同大小的物體2為了使小京在遠、中、近處看樹都“明晰，調節(jié)鏡片內液體含量的措施是_。只有一個選項正確A加滿液體 B參加一些液體C移出一

14、些液體 D移出全部液體3為了使小貝在近處看樹“明晰，調節(jié)鏡片內液體含量的措施是_。 至少有一個選項正確A加滿液體 B參加一些液體C移出一些液體 D移出全部液體詳解詳析1D解析 用凸透鏡貼近報紙看文字，看到的文字的像是正立、放大的虛像。挪動凸透鏡時，窗外景物的像是倒立、縮小的實像。2B解析 當凸透鏡焦距很短時，遠近不同的物體都成像于靠近焦點位置，所以“傻瓜照相機不用“調焦的奧秘是采用了短焦距的鏡頭，使遠近不同的物體成像的位置相差不大，選項B正確。3D解析 1將點光源放在A點時，在B 處成的一定是虛像，因為假如成的是實像，那么將點光源放在B點時，像應成在A處。所以凸透鏡一定在A的左側。將點光源放在

15、B點時，像在C點，那么B處仍在凸透鏡的一倍焦距內。假設將點光源放在C點時其仍在一倍焦距內，那么成正立、放大的虛像在C的右側，假設將點光源放在C點時其在一倍焦距之外，那么成像在凸透鏡的左側。4A解析 由題意可知，乙的焦距比丙的焦距大，所以會聚才能弱，因此乙模擬的是遠視眼，而丙模擬的是近視眼，由此排除B和C；乙的焦距比正常時大，丙的焦距比正常時小，所以A符合題意，D不符合題意。5薄弱如下圖解析 物體的像成在視網(wǎng)膜后，說明會聚作用減弱，相當于晶狀體變薄，折光才能變弱；潛水員戴上潛水鏡本質上是在眼前加上一個空氣層，相當于戴了一個凹透鏡，凹透鏡對光線起到發(fā)散作用，物體A應在折射光線反向延長線的交點左側。

16、6焦點右倒立取下套筒上的凸透鏡可做放大鏡使用解析 平行于主光軸的光線經(jīng)過凸透鏡折射后會聚于一點，即焦點。因此根據(jù)光路的可逆性，要使燈絲發(fā)出的光線經(jīng)過凸透鏡折射后成為平行光，就要把小燈泡的燈絲置于該凸透鏡的焦點處。作為手電筒使用時，燈泡與凸透鏡間的間隔 等于焦距，如今要作為幻燈機使用，此時幻燈片 AB與凸透鏡間的間隔 應大于一倍焦距，而原來燈泡與凸透鏡之間的間隔 才等于一倍焦距，因此要增大AB與凸透鏡之間的間隔 ，即向右挪動套筒。幻燈機成的像是倒立、放大的實像。由于套筒上是一個凸透鏡，因此可以取下套筒上的凸透鏡作為放大鏡使用。71乙2凹透鏡對光線有發(fā)散作用錯誤不同正確310.0主光軸中央6070

17、上解析 1由圖知，光會聚于b點；光經(jīng)過甲透鏡后會聚在右側的c點，折射光線與原來的入射光線相比更遠離主光軸，說明甲透鏡對光線有發(fā)散作用，是凹透鏡；光經(jīng)過乙透鏡后會聚在左側的a點，折射光線與原來的入射光線相比更靠近主光軸，說明乙透鏡對光線有會聚作用，是凸透鏡。所以想探究凸透鏡成像的特點，應選擇乙透鏡。2凹透鏡對光線起發(fā)散作用，不可以會聚光線，不能點燃火柴。用直徑一樣而焦距不等的凸透鏡進展屢次實驗，發(fā)現(xiàn)火柴被點燃的時間根本相等，這說明點燃火柴的快慢與凸透鏡的焦距大小無關，那么猜測2是錯誤的。實驗中，選用焦距一樣、直徑不同的凸透鏡，分別用它們點燃火柴，測出火柴被點燃所需要的時間，屢次重復實驗；假如各次

18、實驗測量的點燃時間不等，那么說明猜測3正確。3將凸透鏡正對太陽光，再把光屏放在另一側，改變凸透鏡與光屏的間隔 ，直到光屏上出現(xiàn)一個最小、最亮的光斑，便為焦點。焦點到凸透鏡中心的間隔 為10.0 cm，所以此凸透鏡的焦距為10.0 cm。實驗前，把蠟燭、凸透鏡、光屏從左向右依次放在同一直線上，點燃蠟燭，并調整燭焰、凸透鏡、光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度，是為了使得像成在光屏的中央。因為凸透鏡的焦距f10 cm，透鏡在“50 cm刻度處，蠟燭在光具座的“20 cm刻度處，即u30 cm，u2f，此時，f<v<2f，所以應在6070 cm刻度范圍內挪動光屏尋找像，并且直到光屏上得到最明晰的像才算找到像的位置。凸透鏡成倒立的實像，蠟燭變短，燭焰相對于凸透鏡向下挪動，所以其像向上挪動；要使燭焰的像仍然成在光屏的中央，應該將光屏向上挪動。81小212.0放大 大于 左310.0像的大小與焦距有關解析 1在透鏡中繼續(xù)注入少許水，發(fā)現(xiàn)焦點左移，那么焦距減小，抽出少許水后，焦點右移，那么焦距變大，故水透鏡的凸出程度越