教育部參賽 凸透鏡與日常生活 項(xiàng)平

湖北省荊門市海慧中學(xué)

項(xiàng)平凸透鏡與日常生活一、復(fù)習(xí)：有一支南極探險隊(duì)，在冒著零下48℃的嚴(yán)寒的環(huán)境中艱難的跋涉著．他們在去南極的途中，遇到了特大的暴風(fēng)雪，等到暴風(fēng)雪停止天放晴時，饑餓難忍的他們想起了生火做飯的事．但保管火種的探險隊(duì)員在同暴風(fēng)雪搏斗時，將存放火柴、望遠(yuǎn)鏡等物品的袋子丟失了．在這天寒地凍、遍地冰雪、零下幾十?dāng)z氏度的氣溫下，所有的食品都凍的像“石頭”一樣，沒有火種，這樣的“石頭”怎么吃得下呢?正當(dāng)大家萬分焦急的時候，一位知識淵博的探險隊(duì)員提出了“用冰取火”的主意．這種方法行不行呢?用冰取火的原理凸透鏡的三條特殊光線及成像作圖凸透鏡成像規(guī)律凸透鏡成像的規(guī)律：物距u像的性質(zhì)像距v應(yīng)用正倒大小實(shí)虛u>2f倒立縮小實(shí)像2f>u>fv>2f2f>v>fu=2fu=fu<f不成像倒立倒立實(shí)像實(shí)像等大放大v=2f正立放大虛像照相機(jī)測焦距f=u/2投影儀、幻燈機(jī)、放映機(jī)獲得平行光放大鏡二、知識解決問題（小組選題，每題5分，做對講對得5分，做對講錯得2分，做錯得零分,抽查答對得2分答錯減1分）：更多問題一問題五問題四問題六問題七問題三問題二問題十問題十一問題九問題八問題十二三、總結(jié)大抽獎：獎品三獎品二獎品一獎品五獎品六獎品四一個青年非?？鄲赖膶ハx學(xué)家法布爾說：“我不知疲勞的把自己的全部精力都花在我愛好的事業(yè)上，結(jié)果卻收效甚微?！狈ú紶栙澰S的說：“看來你是一位獻(xiàn)身科學(xué)的有志青年?！边@位青年說：“是啊，我愛科學(xué)，可我也愛文學(xué)，對音樂和美術(shù)我也感興趣。我把時間全都用上了?！狈ú紶枏目诖锾统鲆粔K放大鏡說：“把你的精力集中到一個焦點(diǎn)上試試，就像這塊凸透鏡一樣！”一個人的精力和時間是有限的，應(yīng)該像學(xué)打靶一樣，迅速瞄準(zhǔn)目標(biāo)；像激光一樣把精力聚于一束。集中精力做一件事，成功的幾率會更大。祝同學(xué)們學(xué)習(xí)進(jìn)步！生活愉快！問題一：一種微型的手電筒的燈泡做成如圖所示的形狀，它的前端相當(dāng)于什么光學(xué)元件?使用這種燈泡的目的是什么?它的前端相當(dāng)于一個凸透鏡，使用這種燈泡可以省去一般手電筒中的燈碗（凹面鏡），燈碗在普通手電筒中起到聚焦作用，而這種手電筒的燈泡的燈絲在焦點(diǎn)上，這樣出去的光接近平行光。問題二：測繪人員繪制地圖時，需要在空中的飛機(jī)上向地面照相，稱為航空攝影。2011年8月28日上午8時30分第四屆中國·漳河游泳節(jié)在荊門舉行，有來自全國各地的67個代表隊(duì)近3000人報名參加了橫渡，80多人參加了競渡大獎賽。比賽期間還對運(yùn)動員們的競技情況進(jìn)行了航拍，若使用航拍的照相機(jī)的鏡頭焦距為50mm，則底片到鏡頭的距離為（

）A．10mm之外B．略小于50mmC．略大于50mmD．等于50mm解析：航空攝影是指在飛機(jī)上向地面拍照，由于物體距離凸透鏡非常遠(yuǎn)，可以看成從無限遠(yuǎn)處入射的光線，它所成的像的像距應(yīng)當(dāng)略大于焦距。故本題的正確選項(xiàng)為C。問題三：老爺爺用放大鏡看報時，為了看到更大的清晰的像，他常常這樣做（）A．報與放大鏡不動，眼睛離報遠(yuǎn)些B．報與眼睛不動，放大鏡離報遠(yuǎn)一些C．報與放大鏡不動，眼睛離報近一些D．報與眼睛不動，放大鏡離報近一些解析：放大鏡是凸透鏡，由凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)可以看出，當(dāng)物體在一倍焦距以內(nèi)的時候，物距越大，像距越大，像也越大。也可從成像原理得出結(jié)論，平行于主軸的光線不變，而隨著物體的遠(yuǎn)離透鏡，過光心的光線越來越平緩，所以兩條光線的反向延長線交點(diǎn)就離透鏡越遠(yuǎn)，像就越大。也就是在一倍焦距以內(nèi)的時候，物體離焦點(diǎn)越近，像越大。所以答案為B。問題四：近幾年荊門的文化生活日益豐富，在一次農(nóng)村放映電影試鏡頭時，發(fā)現(xiàn)屏上的影像小了一點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)怎樣調(diào)整放映機(jī)（）A．放映機(jī)離屏遠(yuǎn)一些，膠片離鏡頭遠(yuǎn)一些B．放映機(jī)離屏遠(yuǎn)一些，膠片離鏡頭近一些C．放映機(jī)離屏近一些，膠片離鏡頭遠(yuǎn)一些D．放映機(jī)離屏近一些，膠片離鏡頭近一些解析：這是一道凸透鏡的應(yīng)用題，電影放映機(jī)鏡頭（凸透鏡）的焦距是不變的，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，膠片距透鏡焦點(diǎn)的距離越近，屏上成的像越大，同時，屏離透鏡越遠(yuǎn)。凸透鏡成像，物體越靠近焦點(diǎn)，成的像越大，此時像離凸透鏡越遠(yuǎn)。反過來，物體離凸透鏡越遠(yuǎn)，成的實(shí)像越小，像越靠近焦點(diǎn)。所以答案為B。問題五：某同學(xué)拍完畢業(yè)合影后，想拍一張單身像。攝影師應(yīng)采取的方法是（）A．使照相機(jī)靠近同學(xué)，同時鏡頭往后縮，離膠片近些B．使照相機(jī)靠近同學(xué)，同時鏡頭往前伸，離膠片遠(yuǎn)些C．使照相機(jī)遠(yuǎn)離同學(xué)，同時鏡頭往后縮，離膠片近些D．使照相機(jī)遠(yuǎn)離同學(xué)，同時鏡頭往前伸，離膠片遠(yuǎn)些解析：照相機(jī)鏡頭相當(dāng)于一個凸透鏡。鏡頭后是暗箱，膠片裝在暗箱底部，膠片相當(dāng)于光屏；當(dāng)拍完合影后，再拍單身像，像要變大。成像時要使像變大，物距應(yīng)減小，同時增大像距，即拉長暗箱或使鏡頭前伸。從上述分析可知，本題的正確選項(xiàng)為B。實(shí)際做法：將紙筒的一端嵌上一個焦距為10cm的凸透鏡，另一個紙筒的一端蒙上一層半透明紙，把兩個紙筒套在一起，就做成了一個模型照相機(jī)。拿起你做的照相機(jī)，對著明亮的室外，拉動紙筒，改變透鏡和半透明紙的距離，觀察成的像。問題六：根據(jù)老師提供的器材實(shí)際制作一個模型照相機(jī)并用它來成像。器材：大、小紙筒各一個，一個焦距為10cm的凸透鏡，半透明紙剪刀、膠水。問題七：一個物體在凸透鏡前的主光軸上，在凸透鏡另一側(cè)的光屏上形成該物體的明亮、清晰的實(shí)像，當(dāng)用不透光的物體遮住凸透鏡的上半部分后，物體此時在光屏上形成的像是（）A.只有上半部分，亮度不變B.只有下半部分，亮度不變C.與原來相同，亮度不變D.與原來相同，亮度變暗思路解析：解此題的關(guān)鍵在于正確理解凸透鏡成實(shí)像的原理：物體射出的光經(jīng)凸透鏡折射后會聚在透鏡后面的光屏上，形成物體的實(shí)像，無論透鏡多大都能成像，只是鏡面小一些，透光量少些，像暗淡一些，不會影響像的完整性，盡管題中條件是將凸透鏡上半部分遮住不透光，物體仍能夠由它的下半部分透光成像，并且能夠成一個完整的像，但是會聚在光屏上的光會少一些，像變暗，應(yīng)選D.問題八：小明在做“凸透鏡成像”實(shí)驗(yàn)時，將點(diǎn)燃的蠟燭放在凸透鏡(焦距為10cm)前25cm處，在透鏡另一側(cè)的光屏上觀察到縮小的像。小明又把點(diǎn)燃的蠟燭置于原來的光屏處，則所成像的性質(zhì)是（）A.倒立放大的實(shí)像B.正立放大的虛像C.倒立縮小的實(shí)像D.倒立等大的實(shí)像思路解析：凸透鏡成像的規(guī)律是，物在2倍焦距以外時，成倒立、縮小的實(shí)像。由題意可知，點(diǎn)燃的蠟燭成的是倒立、縮小的實(shí)像。像距小于2倍焦距而大于1倍焦距。如果在像的位置上放物體，那么物距就是在1倍焦距與2倍焦距之間，成像在2倍焦距以外，且一定是倒立的、放大的實(shí)像。所以BCD錯，A正確。問題九：如右圖是一臺投影儀的示意圖，其中A是

，它的作用是

；B是

，它在投影儀上所起的作用是

。解答：A是平面鏡，它的作用是改變光的傳播方向。B是凸透鏡，它起的作用是使物體能夠在屏幕上成實(shí)像。問題十：動畫片《藍(lán)貓?zhí)詺馊枴分兄v述了這樣一則故事：雨過天晴后，森林失火了，藍(lán)貓趕到現(xiàn)場勘察，原來罪魁禍?zhǔn)拙故菕煸跇渖系囊活w顆水珠．水珠怎會導(dǎo)致失火呢？解答：大雨過后，樹上掛有一顆顆小水珠，小水珠是中間厚、邊緣薄的透明物體，相當(dāng)于是凸透鏡，可以會聚太陽光，會聚點(diǎn)若在樹上某一點(diǎn)，使樹上這一點(diǎn)溫度升高，若達(dá)到著火點(diǎn)，就會燃燒，引起火災(zāi)．提示：為了防止森林火災(zāi)，在森林里游玩觀光時不要隨地丟棄透明的飲料瓶，這是由于雨水進(jìn)入飲料瓶后對光的作用相當(dāng)于一個凸透鏡，它對太陽光的會聚作用，可能會導(dǎo)致森林火災(zāi)．[答案]9.4；同一高度；縮?。徽障鄼C(jī)。問題十一：在用光具座研究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中：（1）測量凸透鏡的焦距如圖所示，則該凸透鏡的焦距為

cm（2）將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上，點(diǎn)燃蠟燭后，調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在

上。（3）當(dāng)燭焰距凸透鏡30cm時，移動光屏，可在光屏上得到一個清晰的倒立、

的實(shí)像。

就是利用這一成像規(guī)律工作的。（填光學(xué)儀器）。問題十二：1．面對幻燈機(jī)幕布，將印有“h”字樣的幻燈片插入框中，調(diào)節(jié)鏡頭后，在幕布上出現(xiàn)的畫面應(yīng)該是[]

2．要使幻燈片在幕布上的清晰像更大一些，則