凸透镜成像规律讲义

1、基础知识 特点：中间厚边缘薄 _ 对光线作用：_1.透镜分类 _：平行于主光轴平行光会聚在主光轴的一点，到光心的距离叫_ 特点：中间薄边缘厚 _ 对光线作用：_ _：平行于主光轴的光线折射后方向延长线在主光轴的点2.物距和像距：物距是物体到凸透镜光心的距离，用u表示；像距是像到凸透镜光心的距离，用v表示3. 做出下面的光路图练一练1下列图所示的透镜对光线起什么作用 图12在下列图2中各图的方框内填上适当的光学元件图23观察现象，完成下列光路图FFFFFFOOOFFFFFFOOO4完成下列关于透镜的光路：FFFFFFFFFF2f2fFFFFFFFFFFFFFFFF5下列两透镜组合中都有一个焦距是

2、重合的，请画出经过两透镜的光路。1.实验 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；在一倍焦距到二倍焦距之间时得到倒立、放大的

3、实像；在二倍焦距以外时，得到倒立、缩小的实像。1)、实验：实验时点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏中央。若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：蜡烛在焦点以内；烛焰在焦点上烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。2)、实验结论：（凸透镜成像规律） f分虚实,2f大小,实倒虚正。如下表：物距条件像的性质像的位置应用举例倒/正放/缩实/虚跟物体的位置像距条件u > 2f倒立缩小实像异侧f<u<2f照相机u = 2f倒立等大实像异侧u = 2f

4、找焦点f<u<2f倒立放大实像异侧u > 2f投影仪u= f不成像找焦点u <f正立放大虚像同侧放大镜写出下面光路图中物距与焦距和像距三者之间的关系：像距(v)f<v<2fv=2fv>2f与物同侧 ¥-0 2.改变像的大小的方法 当物体放在离透镜1倍焦距以外的地方，物体通过透镜成倒立的实像，物距越大，像距越小，像越小；反之物距越小，像距越大，像越大3.虚像和实像（1）光线经过光学元件的反射或折射后，实际光线会聚到一点，则所成的像是实像，光线经过光学元件的反射或折射后，实际光线发散，反向延长线相交于一点，所成的像是虚像。（2） 实像即能呈现在光

5、屏上，也能用眼睛直接观看；虚像只能用眼睛观看，而不能呈现在光屏上（3） 虚像和实像都既可以因反射而形成，也可以因折射而形成。4凸透镜成像光路图2F F2FF典型例题知识点1 透镜的焦距测法（1） 平行光聚焦法实验器材：凸透镜、白纸、刻度尺实验方法：取出要测定焦距的凸透镜，正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，来回移动，观察光斑（亮点）的变化。调整凸透镜的位置，让光斑变得最小、最亮。用刻度尺量出光斑到凸透镜中心的距离，记录下来。再重复以上实验2次，求3次测得距离的平均值，即为此凸透镜的焦距。（2） 二倍焦距法实验器材：光具座、灯泡、凸透镜、光屏、刻度尺实验方法：将灯泡、凸透镜、光屏三者中心放在

6、同一高度上，来回移动灯泡和光屏，直到光屏上形成倒立的、等大的实像，用刻度尺测出灯泡或光屏到凸透镜中心的距离u或v，则f=u/2=v/2。重复以上实验2次，求3次测得距离的平均值，即为此凸透镜的焦距。【例1】在做“探究凸透镜成像”的实验中 （1）将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移动光屏，在距透镜10cm处，屏上呈现出最小最亮的光斑，则此凸透镜焦距约是_cm。（2）小莉同学做实验时，发现烛焰在光屏上的像偏高，如图所示，若要使烛焰成像在光屏中心，只调节光屏，应将光屏向_（填“上”、“下”）调节。 知识点2 凸透镜成像规律的探究 【例1】将一支点燃的蜡烛放在一个凸透镜前30cm处，在透镜另

7、一侧的光屏上得到清晰等大的像。 若把蜡烛从原来的位置向此透镜方向移动20cm，则此时蜡烛经该透镜所成的像是（    ） A放大的虚像 B等大的虚像 C缩小的实像 D缩小的虚像【例2】在观察凸透镜成像的实验中，保持凸透镜位置不变，如图5所示是物体放在A点的成像图。将物体分别放在B、C、D点，前后移动光屏，观察在_点，光屏上出现放大、倒立的像；在_点，光屏上不会出现像。 【例3】如图6为凸透镜成像的示意图.由于不慎将透镜的上沿摔掉一块（图中阴影部分），则所成 的像将（ ） A.像的A部分消失了 B.像的B部分消失了C.成像的效果不受影响 D.像AB是完整的，亮度变暗

8、【例4】在用光具座研究凸透镜成像规律的实验中：(1)测量凸透镜的焦距如图7所示，则该凸透镜的焦距为_cm(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在_上当烛焰距凸透镜30cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个 图7(3) 清晰的倒立、_的实像 【例5】小宇在做“探究凸透镜成像规律”实验，其实验装置的示意图如图8所示。a、b、c、d、e 是主光轴上的五个点，F点和2F点分别是凸透镜的焦点和二倍J距点。（l）在a、b、c、d、e五个点中：把烛焰放在_点上，可以成正立、放大的虚像。把烛焰放在_点上，所成的像最小。把烛焰放在_点上是属于照相机原理。把烛焰放在_

9、点上是属于投影仪原理。（2） 小字做完实验后，又想用手表代替蜡烛，看在光屏上能成什么样的像。于是他在透明的玻璃板上用黑色笔画了个手表盘，如图8（甲）所示。把这个玻璃板放在蜡烛的位置上，并用平行光源对着玻璃板上的表盘照射，如图8（乙）所示。移动光屏直到成清晰像为止。此时表盘在光屏上所成的像是图8（丙）中的哪一个？ 图8知识点3 透镜的成像应用【例1】蜡烛放在离凸透镜40cm的光主轴时，在透镜另一侧的光屏上得到清晰放大的像。若把蜡烛在原来位置向远离透镜方向移动40cm，则所成清晰的像一定是（ ） A、虚像 B、放大的 C、正立的 D、缩小的 【例2】在“研究凸透镜成像规律”时，将凸透镜、蜡烛和光屏

10、放在如图9甲所示的光具座上进行(凸透镜的焦距已知)：（1）若在图中C位置上放置光屏，则B位置上应放置 ；（2）实验过程中，应测量物距u和像距，并记录 的性质特点；（3）若烛焰在光屏上所成的像如图12乙所示，为使像能清晰地呈在光 屏中央，应将凸透镜向 移动(选填“上”或“下”)； 图9（4）实验发现：当物距在 范围时，像都能在光屏上承接；当 物距在 范围时，凸透镜成缩小的像。【例3】在研究凸透镜成像的实验中： (1)光具座上应放有凸透镜、光屏和蜡烛， 应当放在其它两种器材之间，为了使烛焰的像能成在光屏中央，要调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心 。(2)当在光屏上得到一个清晰、缩小的实像时，说明

11、蜡烛在凸透镜 ；若想得到一个清晰放大的实像，蜡烛应向 方向移动，同时光屏应向 方向移动。像的大小是逐渐 。若无论怎样移动光屏都不能接收到蜡烛的像，说明蜡烛处于 的范围了。(3)利用凸透镜在光屏上已得到烛焰清晰的实像，此时如果用黑纸遮住透镜的下半部分，则光屏上的像（ ）A上半部没有"f B下半部没有了 C整个像缩小了 D整个像变暗了练一练1、在研究凸透镜成像的实验中：(1)实验所需的仪器有蜡烛、火柴、_ _、_ _、_ _。(2)为了使烛焰的像成在光屏的中间，要调整_和_高度，使它们的中心跟_ _的中心大致在 。（3）若透镜的焦距是15厘米，蜡烛和凸透镜的位置距离是40cm，调节光屏的

12、位置可得到一个清晰的像，这个像的性质是_的_的_像。像距的范围是 。（4）实验一段时间以后发现像 （填“变高”、“变矮”），是因为 。（5）实验时发现有个蚂蚁爬上了凸透镜的镜头，此时在光屏上 （填“会”、“不会”）有蚂蚁的像。2.小明利用光具座、凸透镜（焦距为10cm）、蜡烛、火柴、光屏，做“探究凸透镜成像规律”的实验(1)光具座上有A、B、C三个滑块用于放置凸透镜、光屏或蜡烛（如图所示），其中在B上应 放置： (2)实验中发现光屏上成像如上右图，你认为造成这种现象的原因是：_(3) 在观察凸透镜成像的实验中，光屏上已成清晰、缩小的像。当烛焰向透镜靠近时，仍要在光屏上得到清晰的像，则光屏应向_

13、透镜的方向移动（填“靠近”或“远离”）。(4) 若在观察凸透镜成像的实验中，光屏上已成清晰、缩小的像。要较快在光屏上形成一个放大的像，你认为该怎么做？接着小明用不透光的纸板遮挡住凸透镜的上半边，然后前后移动光屏，他_(填“能”或“不能”)在光屏上看到完整的像像的亮度变_（填“暗”或“亮”）。小结课后作业一、填空题1、凸透镜的镜片中央比边缘_，对光线有_作用；凹透镜的镜片中央比边缘_，对光线有_作用。2、常用体温计的刻度部分为三棱体，横截面如右图，其正面呈圆弧形，这样就可看清体温计内极细的水银柱，以便于读数，这是因为圆弧形玻璃的作用相当于_ ，使我们能看到水银柱 的_ _的 像。3、 在研究凸透

14、镜成像的实验中，当烛焰距凸透镜6厘米时，可以在光屏上成一个放大的像，移动蜡烛使它距透镜12厘米时，调整光屏，_（填“能”、“不能”）在光屏上得到清晰的像，若能得到像，那么成的是_、_的_像。4、将点燃的蜡烛沿凸透镜的主轴，从大于二倍焦距处逐渐向透镜移动时，在光屏上可先观察到_、_的实像，当蜡烛移到距凸透镜二倍焦距时可观察到_、_的实像，接着移动蜡烛可观察到_、_的实像，最后在光屏上观察不到像了，可在凸透镜的另一侧观察到_、_的虚像。5、某同学拿了一个焦距为15 cm的凸透镜，要想观察细小的物体，应将物体放在凸透镜下方距凸透镜_ 的范围内，要使此时的像放大一点，可以将凸透镜往 （填“上”或者“下

15、”）移一点；要想用它得到放大的实像，物体到凸透镜的距离应该在_ _ _范围内，此时像的位置在距离凸透镜_ _ _的范围内；要想用它得到缩小的实像，物体到凸透镜的距离应该_ _，此时像的位置在距离凸透镜_ _的范围内。6.在“探究凸透镜成像的规律”的实验中。(1)实验时，应使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在_。(2)所用凸透镜的焦距为10 cm。某同学的实验数据如下表。次数物体到凸透镜的距离/cm像到凸透镜的距离/cm像的大小(放大或缩小)像的正倒13015缩小倒22020等大倒31435放大倒410/不成像/58/放大正 分析1、2、3次实验的数据可知_、_、_。 在第5次实验中，从_一侧透过透

16、镜看到在_一侧放大的像。二、选择题1.小华在光具座上做“研究凸透镜成像”的实验。当光屏、透镜及烛焰的相对位置如图4所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的像。则他所用凸透镜的焦距;A一定大于20cm                   B一定小于8cm;C一定在10cm到16cm之间;          D一定在8cm到10cm之间2.将一个凸透镜正对着太阳光，在距凸透镜20 cm的纸上接到一个很小的亮斑，当将一个物体放在距这个透镜50 cm处时，在凸

17、透镜的另一侧可以得到 （ ）A倒立、放大的实像 B倒立、缩小的实像C正立、放大的实像 D正立、缩小的实像3. 房间内的人通过防盗门上的猫眼可以看到外面的人，而外面的人却不能看到房间里面的人，猫眼外 侧和内侧分别相当 （ ）A、凸透镜 凹透镜 B、凹透镜 凸透镜 C、凹透镜 凹透镜 D、凸透镜 凸透镜4. 在凸透镜前有一物体，当它沿主光轴向凸透镜方向移动20厘米，则它所对应 像却远离凸透镜移动30厘米，那么物体移动的范围可能是 （ ） A、在凸透镜一倍焦距内移动 B、在凸透镜两倍焦距外移动 C、在凸透镜一倍焦距与两倍焦距之间移动 D、在凸透镜两倍焦距外向一倍焦距与两倍焦距之间移动 5. 烛焰通过

18、凸透镜成一个倒立放大的像，如果保持凸透镜的位置不变，将蜡烛和光屏的位置相互交换， 那么： （ ）A、光屏上能得到一个倒立放大的像 B、光屏上能得到一个倒立缩小的像C、光屏上不一定能得到像 D、光屏上能得到一个像，但是像的性质不能确定。6. 一个物体在凸透镜前的主光轴上，在凸透镜另一侧的光屏上形成该物体的明亮、清晰的实像，当用不透光的物体遮住凸透镜的上半部分后，物体此时在光屏上形成的像是 （ ） A.只有上半部分，亮度不变 B.只有下半部分，亮度不变 C.与原来相同，亮度不变 D.与原来相同，亮度变暗 三、链接中考1（11·南京）如图所示，用焦距为l0cm的凸透镜，观察一张印有2014年南京青奥 会会徽的图片，此时图片到凸透镜的距离应（ ）A大于10cm小于20cm B等于20cmC小于10cm D大于20cm2（11·雅安）夏天的早晨，树叶上常常会有一些露珠，透过露珠看树叶，叶脉会变大，而且更清晰，这是因为露珠相当于一个“放大镜”，这种情形下，叶脉应位于“放大镜”的 （ ）A焦距以内B焦距和二倍焦距之间C二倍焦距处D二倍焦距以外3（12·芜湖）物体从距离、凸透镜12cm移到距凸透镜18cm的过程中，调整光屏的位置，总能在光屏上得到倒立放大的像，由此可知，次凸透镜的焦距可能是A6cm