2-6透镜和视觉(解析版)

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浙教版七年级下册第二章第6节

透镜和视觉

【知识点分析】

一.透镜和视觉

1.透镜及应用:能透过光的镜片都是透镜,透镜广泛应用在放大镜、显微镜、望远镜、眼镜镜片、望远镜等。

2.透镜的分类:

(1)凸透镜:中间厚边缘薄 (2)凹透镜:中间薄边缘厚

3.凸透镜对光有会聚光线,凹透镜对光有发散作用:

4.透镜的焦距、焦点等

主光轴:通过透镜两个球面球心的直线叫主光轴,画主光轴应用点划线

光心:透镜中有个特殊的点,通过它的光线传播方向不改变, 这个点叫做透镜的光心,用字母“O”主光轴表示

焦点:平行于主光轴的光经过凸透镜会聚的一点。或平行于主光轴的光经凹透镜发散的光反向延长线交于的点(虚焦点)。

焦距(f):焦点与光心的距离。

5.凸透镜成像的规律

(1)物距(u):物体与光心的距离 (2)像距(v):像与光心的距离

6.凸透镜成像的实验:

(1)蜡烛的焰心、凸透镜的光心,光屏的中心在一条线上

(2)移动蜡烛后,调整光屏的位置,直到出现一个最清晰的像。

(3)读出物距和像距

物距u和焦距f的关系 像的性质 像的位置

应用举例 正立或倒立 缩小或放大或等大 实像或虚像 与物同侧或异侧

u>2f 倒立 缩小 实像 异侧 照相机

u=2f 倒立 等大 实像 异侧 侧焦距

f

u

七.人眼球的作用

1.眼球的结构

组成

眼球 眼球壁 ______ 角膜(无色透明) 巩膜(白色坚韧、眼白部分)

______ 虹膜

睫状肌(调节晶状体曲度)

脉络膜(营养眼球、使眼球成为暗室)

______ 视网膜(有感光细胞,但视神经穿出的地方无感光细胞称为盲点,在靠近鼻侧)

内容物

包括房水、晶状体、玻璃体(都为无色透明)

2.视觉的形成:物体反射的光线经过角膜、晶状体和玻璃体,在__视网膜__上形成像,经视神经传入__大脑__,形成视觉。在视神经离开视网膜的地方,也是视网膜上唯一没有任何__感光细胞__的地方,这个地方叫做__盲点__。若像成在这个位置,我们是看不到的。

3.近视的原因主要是眼球的前后径过长或晶状体曲度过大,来自远处物体的光线聚焦在__视网膜前__,使物像模糊不清(戴__凹透镜__矫正)。远视的原因主要是眼球的前后径过短或晶状体曲度过小,使来自近处物体的光聚焦在__视网膜的后面__(戴__凸透镜__矫正)。

4.失去正常人辨别颜色能力的先天性色觉障碍,称为__色盲__。

【例题分析】

1.如图所示,能说明近视眼或远视眼的成像光路图及矫正方法正确的是( ) A.近视眼矫正图 B.远视眼成像原理 C.近视眼成像原理 D.近视眼矫正图

【答案】D

【解析】ACD.近视眼是由于晶状体曲度变大,汇聚能力增强,即折光能力增强,像成在视网膜的前方,所以应该佩戴发散透镜,即凹透镜,使光线推迟会聚,因此图C不能够说明近视眼的成像原理,图A不能说明近视眼的矫正方法,图D给出了近视眼的矫正方法,故AC错误,D正确;

B.远视眼是由于晶状体曲度变小,汇聚能力减弱,即折光能力减弱,像成在视网膜的后方,所以图B不能够说明远视眼的成像原理,故B错误。

2.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当凸透镜、光屏和蜡烛火焰的位置如图所示时,光屏上能成一个清晰地像,则( )

A.所成的像是正立缩小的实像

B.利用这个原理可以制成照相机

C.把蜡烛向左移动少许,光屏适当向左移动可得到更大的实像

D.把蜡烛向右移动少许,光屏适当向右移动可得到更大的实像

【答案】D

【解析】AB.如图,蜡烛在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,凸透镜成倒立、放大的实像,利用这个原理可以制成投影仪,故AB不符合题意;

C.蜡烛向左移动,物距增大,像距减小,要在光屏上得到清晰的像,光屏要向左移动,可得到更小的实像,故C不符合题意;

D.蜡烛向右移动,物距减小,像距增大,要在光屏上得到清晰的像,光屏要向右移动,可得到更大的实像,故D符合题意。

3.某同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v与物到凸透镜的距离u的关系图像,如图所示。下列判断正确的有( )

A.该同学所用凸透镜的焦距10cmf

B.当6cmu时,在光屏上得到的是倒立、缩小的实像

C.把物体从6cm处移动到15cm处的过程中,像逐渐变小

D.当15cmu时,在光屏得到的是放大的像,投影仪利用这一原理

【答案】C

【解析】A.由图像可得当u=10cm时v=10cm,根据凸透镜成像规律可知2f=10cm,即f=5cm,故A错误;

B.当u=6cm时 2105fcmucmf

根据凸透镜成像规律可知像成倒立放大的实像,故B错误;

C.根据凸透镜成像规律,像随着物距变大逐渐变小,像距逐渐变小,故C正确;

D.当u=15cm时大于2f,则像距v大于f并小于2f,成倒立缩小的实像,照相机正是利用这一原理,故D错误。

4.有些轿车的可视倒车影像系统是在车尾牌照的上方装一个摄像头(图中圈内),当汽车挂上倒挡时,倒车影像系统自动启动,摄下的图像显示在屏上。若摄像头焦距为0.5m,某次倒车,车后2m处的物体要能清晰成像,则下列说法正确的是( )

A.车后的物体成放大的像 B.与小孔成像原理一致 C.镜头相当于凸透镜,像距可以为0.4m D.倒车过程中,显示在屏中的像越来越大

【答案】D

【解析】A.摄像头的镜头相当于一个凸透镜,物距u>2f,凸透镜成倒立、缩小的实像。故A错误;

B.小孔成像的原理是光沿直线传播;摄像头的镜头相当于一个凸透镜,它的成像原理是凸透镜成像原理,当物距大于二倍焦距时凸透镜成倒立、缩小的实像。故B错误;

C.某次倒车,车后2米处的物体要能清晰成像,则像距的范围2f>v>f,因为尾部摄像头的焦距f=0.5m,所以像距应大于0.5m而小于1m,不可能为0.4m,故C错误;

D.凸透镜成实像时,物近像远像变大,倒车过程中,物距减小,则显示在屏中的像越来越大,故D正确。

5.如图所示,凸透镜的焦距为10cm,此时蜡烛在光屏上成一个清晰的像。下列说法正确的是( )

A.若蜡烛燃烧变短,烛焰在光屏上的像将向下移动

B.若蜡烛向远离凸透镜方向移动,烛焰所成的像将逐渐变大

C.若保持凸透镜位置不动,交换蜡烛和光屏的位置,能在光屏上得到倒立缩小的实像,成像规律可以应用于照相机

D.若保持蜡烛和光屏位置不动,向右移动透镜的过程中,可能会在光屏上成一个倒立等大的像

【答案】C

【解析】A.根据光线经过凸透镜的光心将沿直线传播的特点可知,若蜡烛燃烧变短,烛焰在光屏上的像将向上移动,故A错误;

B.根据凸透镜成像特点可知,物远像近像变小,所以若蜡烛向远离凸透镜方向移动,烛焰所成的像将逐渐变小,故B错误;

C.由图可知,此时凸透镜成倒立放大的实像,若交换蜡烛和光屏的位置,根据光路是可逆的可知,能在光屏上得到倒立缩小的实像,照相机就是利用这一成像规律,故C正确;

D.根据凸透镜成像特点可知,光屏上成一个倒立等大的像的要求是,物距像距都等于2倍焦距,即20cm,由图可知,蜡烛与光屏之间的距离为45cm,所以向右移动透镜的过程中,不可能会在光屏上成一个倒立等大的像,故D错误。

6.找一个圆柱形的玻璃瓶,里面装满水。把一支铅笔水平地放在玻璃瓶的一侧,透过玻璃瓶可以看到那支笔。如果把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动,你将不可能观察到的像是( )

A.正立放大的虚像 B.正立等大的虚像

C.倒立放大的实像 D.倒立等大的实像

【答案】B

【解析】盛水的玻璃瓶可以看成凸透镜,把铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢的移动时,实际是物体逐渐远离凸透镜。

AB.由凸透镜成像的规律可知,当铅笔在一倍焦距内时,成正立放大的虚像,不能成等大的虚像,故A不符合题意,B符合题意;

C.当铅笔在一倍焦距和二倍焦距之间时,像倒立、放大的实像,故C不符合题意;

D.当铅笔在二倍焦距位置时,成倒立、等大的实像,故D不符合题意。

7.如图所示,这个行程码是“通信大数据行程卡”,通过微信或支付宝二维码扫一扫,可以查询本人在疫情期间14天到访地信息。查寻时用手机摄像头扫描这个行程码,当手机描行程码时,下列说法正确的是( )

A.我们能看见行程码,说明行程码是光源

B.手机摄像头使用的是凹透镜

C.行程码应位于手机摄像头的二倍焦距以外 D.我们能从不同方向看到这个行程码,是由于光在其表面发生了镜面反射

【答案】C

【解析】A.行程码本身不发光,靠反射太阳光,不是光源,故A错误;

BC.手机摄像头相当于凸透镜,手机摄像头与照相机原理相同,是利用物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小实像的规律制成的,因此,扫描行程码时镜头和行程码之间的距离大于二倍焦距,故B错误,C正确;

D.我们能从不同方向看到这个行程码,是由于光在其表面发生了漫反射,故D错误。

8.将一透镜正对太阳光,其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑,这时光斑到透镜的距离为l。下面说法正确的是( )

A.由于纸上呈现一个并非最小的光斑,所以可能是凹透镜

B.一定是凸透镜,若透镜靠近纸的过程中光斑一直变大,则l一定大于透镜的焦距

C.一定是凸透镜,若透镜远离纸的过程中光斑一直变大,则透镜的焦距一定小于l

D.一定是凸透镜,若透镜远离纸的过程中光斑一直变大,则透镜的焦距也随之变大

【答案】C

【解析】A.将一透镜正对太阳光,其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑,说明该透镜对光有会聚作用,所以一定是凸透镜,凹透镜对光线没有会聚作用,故A错误;

BC.凸透镜正对太阳光,太阳光认为是平行光,凸透镜对平行光有会聚作用,其下方的纸上能呈现一个最小最亮的光斑,此时光斑到透镜的距离为焦距,若光斑到透镜的距离大于焦距时,透镜靠近纸的过程中光斑会先变小后变大,最小时为焦距;透镜远离纸的过程中光斑一直变大。若光斑到透镜的距离小于焦距时,透镜靠近纸的过程中光斑一直变大;透镜远离纸的过程中,光斑会先变小后变大,最小时为焦距。故B错误,C正确;

D.某透镜的焦距是一个定值,不会随透镜到纸的距离的变化而变化,故D错误。

9.如图所示关于光现象的描述正确的是( )