中考物理总复习-实验专题----透镜成像

1、精品好资料学习推荐凸透镜：边缘薄、中间厚，至少要有一个表面制成球面，亦可两面都制成球面。可分为双凸、平凸及凹凸透镜三种。凸透镜主要对光线起会聚作用。凹透镜：边缘厚、中间薄，至少要有一个表面制成球面，亦可两面都制成球面。可分为双凹、平凹及凸凹透镜三种。凹透镜主要对光线起发散作用。成像性质凸透镜是折射成像，成的像可以是正立、倒立；虚像、实像；放大、等大、缩小。凹透镜是折射成像，只能成正立、缩小的虚像。对光线起发散作用。表格总结凸透镜成像规律物距(u)像距(v)正倒大小虚实应用特点物，像的位置关系u2f2fvf倒立缩小实像照相机、摄像机-物像异侧u=2fv=2f倒立等大实像精确测焦仪成像大小的分界点

2、物像异侧2fufv2f倒立放大实像幻灯机、电影-物像异侧u=f-强光聚焦手电筒成像虚实的分界点-fuvu正立放大虚像放大镜虚像在物体同侧虚像在物体之后物像同侧规律总结规律1：当物距大于2倍焦距时，则像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像。此时像距小于物距，像比物小，物像异侧。应用：照相机、摄像机。规律2：当物距等于2倍焦距时，则像距也在2倍焦距， 成倒立、等大的实像。此时物距等于像距，像与物大小相等，物像异侧。规律3：当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时，则像距大于2倍焦距， 成倒立、放大的实像。此时像距大于物距，像比物大，物像异侧。应用：投影仪、幻灯机、电影放映机。规律4：当物距等于

3、1倍焦距时，则不成像，成平行光射出。规律5：当物距小于1倍焦距时，则成正立、放大的虚像。此时像距大于物距，像比物大，物像同侧。应用：放大镜。记忆口诀一倍焦距分虚实,两倍焦距分大小。物近像远像变大，物远像近像变小。1/u(物距)+1/v（像距）=1/f（透镜焦距）成像实验光具座为了研究各种猜想，人们经常用光具座进行试验（1）实验时应先调整凸透镜和光屏的高度，使他们的中心与烛焰中心尽量保持在同一水平高度上，以保证烛焰的像能成在光屏的中央。（2）实验过程中，保持凸透镜位置不变，改变蜡烛或光屏与凸透镜的距离，观察并记录实验现象。根据实验作透镜成像光路：将蜡烛置于2倍焦距以外，观察现象将蜡烛置于2倍焦距

4、和1倍焦距之间，观察现象将蜡烛置于一倍焦距以内，观察现象作凸透镜成像光路5进行重复试验（3-5次，寻找实验的普遍规律）实验研究凸透镜的成像规律是：当物距在一倍焦距以内时，得到正立、放大的虚像；（除物距等于焦距时，在此时不成像）在一倍焦距到二倍焦距之间时得到倒立、放大的实像；在二倍焦距以外时，得到倒立、缩小的实像。应用人类的眼睛所成的像，是实像还是虚像呢？我们知道，人眼的结构相当于一个凸透镜，那么外界物体在视网膜上所呈的像，一定是实像。当物体与凸透镜的距离大于透镜的焦距时，物体成倒立的像，当物体从较远处向透镜靠近时，像逐渐变大，像到透镜的距离也逐渐变大；当物体与透镜的距离小于焦距时，物体成放大的

5、像，这个像不是实际折射光线的会聚点，而是它们的反向延长线的交点，用光屏接收不到，是虚像。平面镜所成的虚像对比（不能用光屏接收到，只能用眼睛看到）。测量焦距器材光屏，刻度尺（圆规也可以），待测凸透镜步骤将凸透镜正对太阳让光屏与凸透镜在另一侧承接光斑改变光屏与凸透镜间的距离当光屏上的光斑最小，最亮时，固定。在白纸与凸透镜的位置，用刻度尺（或利用圆规张角测出凸透镜中心与光斑之间的距离，截取圆规张角间长度）再测量出此时凸透镜中心与光斑之间的距离，此距离即为凸透镜的焦距。几何法【题】如右图 ，用几何法证明1/u+1/v=1/f。几何法推导凸透镜成像规律【解】ABOABOAB:AB=u:vCOFABFCO

6、:AB=f:(v-f)四边形ABOC为矩形AB=COAB:AB=f:(v-f)u:v=f:(v-f)u(v-f)=vfuv-uf=vfuvf0(uv/uvf)-(uf/uvf)=vf/uvf1/f-1/v=1/u即：1/u+1/v=1/f函数法【题】 如右图 ，用函数法证明1/u+1/v=1/f。【解】其中c为成像的物体长度，d为物体成的像的长度。u为物距，v为像距，f为焦距。步骤（一）为便于用函数法解决此问题，将凸透镜的主光轴与平面直角坐标系的横坐标轴（x轴）关联（即重合），将凸透镜的理想折射面与纵坐标轴（y轴）关联，将凸透镜的光心与坐标原点关联。则：点A的坐标为（-u,c），点F的坐标为（

7、f,0），点A的坐标为（v,-d），点C的坐标为（0，c）。（二）将AA，AC双向延长为直线l1,l2，视作两条函数图象。由图象可知：直线l1为正比例函数图象，直线l2为一次函数图象。（三）设直线l1的解析式为y=k1x,直线l2的解析式为y=k2x+b依题意，将A(-u,c),A(v,-d),C(0,c)代入相应解析式得方程组：c=-uk1-d=k2v+bc=b把k1,k2当成未知数解之得：k1=-(c/u)k2=-(c/f)两函数解析式为：y=-(c/u)x y=-(c/f)x+c两函数交点A的坐标（x,y)符合方程组y=-(c/u)xy=-(c/f)x+cA(v,-d)代入得：-d=-(

8、c/u)v-d=-(c/f)v+c-(c/u)v=-(c/f)v+c=-d(c/u)v=(c/f)v-c=dcv/u=(cv/f)-cfcv=ucv-ucffv=uv-ufuvf0fv/uvf=(uv/uvf)-(uf/uvf)1/u=1/f-1/v即：1/u+1/v=1/f规律记忆一、1.u2f，倒立缩小的实像 fvuf 倒立放大的实像 v2f 放映机，幻灯机，投影机简记为：中外倒大实（或物近像远像变大）4.u=f 不成像 平行光源：探照灯简记为：点上不成像（或物等焦距不成像）5.u”、“=”或“2F放大FU2F照相机虚像9学习了凸透镜成像的规律之后，小明为了更进一步地证明其正确性，他和同学

9、们又设计了如下实验，将焦更为20cm的凸透镜A固定在光具座的35cm刻度处，将点燃的蜡烛放置在光具座的5cm刻度处，移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的像，如图甲所示接着他们保持烛焰的位置不变，在原位置上将凸透镜A换成凸透镜B，移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的像，如图乙所示（1）请设计表格记录此二次实验（2）请回答凸透镜A的焦距_凸透镜B的焦距（选填”大于”、“等于”或“小于”）（3）在对两个实验进行了分析后，小红高兴地说：“我又明白了个道理，原来凸透镜成何种性质的像是由凸透镜的焦距决定啊！”你认为此话是否正确，并说明理由10某学校一位老师站在同一位置，用焦距可改变的照相机对着松花江畔的防洪纪念塔

10、先后拍摄了两张照片甲和乙，如图所示观察照片后同学们产生了这样的疑问：“物体通过凸透镜在光屏上所成像的太小与透镜的焦距有何关系呢?”同学们对此进行了探究(1)同学们先后选用三个焦距分别为l5cm、lOcm、5cm的凸透镜，在保持物距始终为35cm的情况下依次进行实验，发现所成的像越来越小请你根据实验结果判断老师在拍摄哪一张照片时，照相机镜头的焦距较大?(2)在探究过程中，同学们总是让物距保持不变，请你说出他们这样做的理由11同学们要探究“凸透镜成像规律”他们来到实验室，选用的器材如下图： (1)请你简要说出实验探究前应怎样合理摆放和调整器材； (2)器材调好后，蜡烛从离透镜较远的地方逐渐向透镜移

11、动，调整光屏位置，在光屏上测出了不同位置时像的高度并将数据填在表格中凸透镜焦距f=l0 cm物体到凸透镜距离ucm 60 30 20 15 12像的高度hcm 0.4 l 2 4 10文莉同学通过实验现象得出的结论是：凸透镜成的像是倒立的：林哲同学通过实验数据得出的结论是：物体到凸透镜距离越近。像就越大请你对他们的实验过程及实验结论作出点评12.同学们在“探究凸透镜成像的规律”实验时，将蜡烛、凸透镜、 光屏、刻度尺放在水平桌面上，下面是他们探究过程中出现的一些，问题，请你分析和解决这些问题。 (问题一)：一位同学点燃蜡烛后，使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上，然后移动烛焰和光屏，光屏上却找

12、不到烛焰的像。 你认为产生这种现象的可能原因是什么?(写出两种可能的原因) (问题二)：另位同学用焦距为10cm的凸透镜做实验，测得了多组数据，其中一组数据如下表：请分析该组的实验数据，总结凸透镜成像的规律。(问题三)：由同学们的实验记录可知，在实验过程中有的时候光屏上能承接到的烛焰的像，有的时候光屏上承接不到烛焰的像。请你从能量的角度去解释该现象，并用实验来验证你的解释(或讲述你的实验经历来证明你的观点)。13如图甲所示是晓彤同学探究“凸透镜成像的规律”实验装置(凸透镜的焦距为15cm)。 (1)装置中明显错误的是_ 因而导致光屏上接收不到烛焰的像；晓彤调整好装置后，光屏上所成的像是_(填“

13、成像性质”)，这种成像规律在实际中的应用有(请举出一例)(2)当烛焰位于如图乙所示的位置时，若想观察到像，请在图中画出眼镜的位置及成像的情况。14.11市模有答案学习了凸透镜成像的规律之后，小明为了更进一步地证明其正确性，他和同学们又设计了如下实验，将焦更为20cm的凸透镜A固定在光具座的35cm刻度处，将点燃的蜡烛放置在光具座的5cm刻度处，移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的像，如图甲所示.接着他们保持烛焰的位置不变，在原位置上将凸透镜A换成凸透镜B，移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的像，如图乙所示(1)请设计表格记录此二次实验 (2)请回答凸透镜A的焦距凸透镜B的焦距（选填”大于”、“等于”或

14、“小于”）(3)在对两个实验进行了分析后，小红高兴地说：“我又明白了个道理，原来凸透镜成何种性质的像是由凸透镜的焦距决定啊！”你认为此话是否正确，并说明理由15.某物理学习小组在研究“凸透镜成像规律”时，使用的器材如图（凸透镜的焦距是lOcm，刻度尺上标记着点，相邻两点间距为10cm）(l)实验前，蜡烛、凸透镜、光屏摆放和调整好的要求是；(2)凸透镜放在D点，当图中光屏上承接到烛焰的倒立、放大、清晰的像时，蜡烛应放在图中的；(3)保持凸透镜位置不动，在(2)实验基础上，想要在光屏上得到烛焰缩小、清晰的像，接下来的操作是.1、解：（问题一）物体此时距透镜的距离有可能恰好为一倍焦距，此时物体不成像

15、所以光屏上没有清晰的像物体此时距透镜的距离有可能小于一倍焦距，物体成的是正立放大的虚像，由于虚像不是由实际光线会聚而成，所以光屏上也不会有清晰的像物体此时的距离即使大于一倍焦距，成实像，若蜡烛、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上，此时光屏上也不会有清晰的像故答案有以下三种可能：物体距透镜的距离为一倍焦距，物体不成像；物体距透镜的距离小于一倍焦距，物体成的是正立放大的虚像；蜡烛、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上；（问题二）：物体在大于2倍焦距处成倒立、缩小的实像；在l倍焦距和2倍焦距之间成倒立放大的实像；在小于1倍焦距处成正立、放大的虚像（问题三）：光屏能承接到的是实像，是实际光线会聚成的，是能量

16、的聚集；光屏上不能承接但眼睛能看到的是虚像，不是实际光线会聚成的，在像的位置上没有能量的聚集验证：用凸透镜做成像实验时，光屏上承接到像时，会感觉到温度升高或利用太阳光做实验对，光屏在其像的位置（即焦点附近）温度会明显升高，甚至可点燃光屏234（1）上 （2）放大（3）左 小 （4）右（5）两位同学的结论在收集的证据范围内成立，符合数据和现象所体现出的 规律；(1分) 两位同学都没有收集uf范围内的证据，所以结论不完整5(1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在同一直线上；调整烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度(2)两位同学的结论在收集的证据范围内成立，符合数据和现象所体现出的规律两位同学都没有收集

17、uf范围内的证据，所以结论不完整6（1）可以增加物体的亮度，使成像更清晰；便于观察凸透镜成像的性质；所成的像不会晃动，更加稳定；跟燃烧蜡烛相比，LED发光更安全、环保（2）越大越大7(1).缩小；光屏上的像清晰(2).便于比较像与物的大小;可以增加物体的亮度，使成像更清晰；便于观察凸透镜成像的性质；所成的像不会晃动，更加稳定；跟燃烧蜡烛相比，LED发光更安全、环保(3).2F倒立缩小实像照相机FU2F倒立放大实像投影仪UF正立放大虚像放大镜9（1）实验表格设计实验次数、凸透镜的焦距、物距、像距、像的性质一共5列，有实验次数分甲乙两行设计表格如图实验别次凸透镜的焦距（cm）物距（cm）像距（cm

18、）像的性质甲203060倒立放大的实像乙3020倒立缩小的实像（2）甲图，凸透镜成倒立、放大的实像，u=35cm5cm=30cm，2f30cmf，所以，30cmf A15cm乙图，凸透镜成倒立、缩小的实像，u=35cm5cm=30cm，30cm2f，所以，15cmf B所以，f Af B（3）凸透镜成像性质有物距和焦距来判断的，只有凸透镜的焦距不能判断成像性质10(1)拍摄乙照片时，镜头的焦距较大(1分)(只写“乙照片”可给分) (2)让物距保持不变，应用了“控制变量法”(1分)，因为凸透镜成像的大小与“物距”和“焦距”都有关，如果不保持物距不变，那么像的变化是由“物距”变化引起的，还是由“焦距”变化引起的，就无法确定了(1分)。11(1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在同一直线上；(1分)调整烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度(1分) (2)两位同学的结论在收集的证据范围内成立，符合数据和现象所体现出的规律；(1分)两位同学都没有收集uf范围内的证据，所以结论不完整(1分)1213（1）烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度（或同一水平线