5.3凸透镜成像的规律-八年级物理上册（人教版）

第五章透镜及应用第3节凸透镜成像的规律001学习目标课程标准学习目标探究并知道凸透镜成像的规律。1．理解凸透镜的成像规律。2．知道凸透镜成放大、缩小实像和虚像的条件。002预习导学（一）课前阅读：预习：请同学们认真阅读课本P97--98页内容，思考并且回答下面的问题：（1）怎样测量凸透镜的焦距？（2）在光具座上放置蜡烛、凸透镜、光屏时，谁在中间？（3）为使像成在光屏，实验中烛焰、凸透镜和光屏还应满足怎样的位置关系？（4）怎样固定蜡烛？怎样利用光具座上的刻度确定物距、像距？（5）怎样在光屏上得到一个清晰的像？（6）如何观察虚像？（二）基础梳理5.3凸透镜成像的规律一、实验：探究凸透镜成像规律1.实验器材：、蜡烛、透镜、光屏。2.实验步骤：（1）在光具座上依次放置蜡烛、、光屏。（2）点燃蜡烛，调整凸透镜、光屏高度，使它们的。（3）让烛焰通过凸透镜成放大实像，记下此时的物距、像距。（4）分别让烛焰通过凸透镜成等大实像、缩小实像、放大虚像，重复上述实验操作。3.实验结论：物距u变化像的性质像距v变化应用倒正大小实虚u>2f逐渐减小倒立缩小实像2f>v>f逐渐增大照相机u=2f倒立等大实像v=2f测焦距2f>u>f倒立放大实像v>2f投影仪u=f不成像平行光u<f正立放大虚像放大镜4.实验常考点：（1）实验在较暗的环境下进行，使实验现象。（2）实验前调整烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度，目的：使像成在。（3）蜡烛燃烧变短，光屏上的像会向移动，为了使像仍在光屏中央，可采取：A.向移动蜡烛。B.向移动光屏。C.向移动凸透镜。（4）实验中，如果光屏上找不到像，原因可能是：A.烛焰、凸透镜和光屏的中心没有在同一高度。B.物距小于或等于一倍焦距，不成实像。C.物距太小，像距太大，超过了光具座的范围。（5）成清晰实像时，蜡烛与光屏位置互换，仍能成清晰的像。因为折射光路。（6）用纸板遮住透镜部分或凸透镜部分破损缺失，光屏上仍能成的像，不过像变暗。（7）成实像时，保持蜡烛、透镜位置不变，撤去光屏，仍能成像：因为实像是由实际光线会聚形成的，与有无光屏没有关系。（8）实验中，常用发光F形光源代替蜡烛，这样做成像稳定，容易对比像与物的倒正及左右关系。（9）凸透镜的两条动态变化规律：A.成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小。B.成虚像时，物近像近像变小，物远像远像变大。判断凸透镜成像的方法1.比较u与f的关系：如u>2f成倒立缩小实像。2.比较v与f的关系：如v>2f成倒立放大实像。3.比较u与v的关系：如u>v成倒立缩小实像。【加油站1】1.如何测焦距：怎样测量凸透镜的焦距？（让凸透镜正对着太阳光，拿一张白纸在它的另一侧来回移动，直到纸上的光斑最小最亮，用刻度尺测出光斑到凸透镜中心的距离，即为该凸透镜的焦距）。【加油站2】凸透镜成像规律：一焦分虚实（即物体在一倍焦距以内成虚像，一倍焦距以外为实像）二焦分大小（即物距小于二倍焦距，成放大的像；大于二倍焦距成缩小的像）实像异侧倒（成实像时，物和像总在透镜的两侧，且像是倒立的）物远像近小（物体离透镜越远，所成实像离透镜越近，且像越小）虚像同正大（成虚像时，物和像总在透镜的同侧，且像是正立、放大的）物近像变小（物体离透镜越近，所成虚像越小）。（三）预习作业1.（2023四川泸州）小明在探究凸透镜成像规律时，安装好器材，调节蜡烛、凸透镜与光屏在如图所示的位置，在光屏上得到清晰的像，则凸透镜的焦距为_________cm。固定凸透镜位置，他将蜡烛移到15cm刻度处，为了在光屏上得到清晰的像，接下来小明应该进行的操作是________________；生活中应用这一规律的光学器材是________。2．（2023重庆）小刚用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律，当蜡烛、凸透镜、光屏三者高度如图所示时，适当调节__________的高度后便可开始实验；当蜡烛距凸透镜25cm时，移动光屏，在光屏上承接到一个清晰缩小的像，生活中的__________就是根据该成像规律制成的；把蜡烛适当靠近凸透镜，应将光屏____（选填“靠近”或“远离”）凸透镜，才能再次承接到清晰的像。3．（2023四川自贡）小明同学将点燃的蜡烛、凸透镜和光屏放在如图所示的位置时，在光屏上观察到了清晰的像。（1）由图可以判断出实验所用透镜的焦距为______cm；（2）小明把蜡烛移到光具座的10cm刻度线处，需要把光屏向______适当移动（选填“左”或“右”），才能在光屏上得到一个清晰的像，此时的像将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。4．（2023重庆）在“探究凸透镜成像的规律”实验中：（1）小宇先将蜡烛、光屏安装在凸透镜两侧，然后点燃蜡烛，并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在______；（2）实验所用凸透镜焦距，移动蜡烛、凸透镜及光屏位置到如图所示时，恰能在光屏上得到一个清晰、倒立、______的实像，生活中的______是利用该成像规律制成的。0303强化训练说明：1.时间：10分钟；2.分值：100分（每题10分）3.要求：合上书本，独立完成。1.（2023四川广元）某物理兴趣小组在“探究凸透镜成像规律”时，将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜两侧，实验前调整好实验器材。如图所示，将蜡烛移至25cm刻度线处，移动光屏，呈现在光屏上清晰的像的特点是（）A．倒立、缩小的实像 B．正立、放大的虚像C．倒立、放大的实像 D．与投影仪的成像特点相同2．（2023山东临沂）在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上恰能承接到烛焰清晰的像，下列判断正确的是（）A．实验用凸透镜的焦距为15.0cmB．光屏上的像是烛焰放大的实像C．仅将凸透镜左移不能再次成像D．仅将光屏右移可模拟近视眼成像3．（2023湖南岳阳）在探究性学习活动中，小聪做了如下两个光学实验。（1）图甲是探究平面镜成像特点的实验，改变蜡烛A的位置，发现外形相同的蜡烛B总能与蜡烛A的像重合，表明像与物的大小___________；蜡烛A的像不能用光屏承接，说明平面镜所成的像是___________像；（2）图乙是探究凸透镜成像规律的实验，凸透镜的焦距是10cm，图中光屏上恰好成一清晰的像，这个像是___________（选填“正立”或“倒立”）缩小的实像。4．（2023江苏苏州）在“探究凸透镜成像规律”的实验中。（1）如图甲，把蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上，并将蜡烛烛焰和光屏的中心调到凸透镜的主光轴上，目的是使像成在_________；（2）按要求进行观察和测量，并将部分观测情况记录在下列表中：实验序号物距u/cm像距v/cm像的性质16020倒立、缩小、实像23030倒立、等大、实像320410①凸透镜焦距f＝_________cm；②当物距u=20cm时，像距v＝_________cm；③当物距u=10cm时，像的性质是_________；（3）如图乙是航天员王亚平太空授课制作水球时呈现的情景，假设她稍向后远离水球，则她在球中所成的像将_________（“变大”、“变小”或“不变”）。预习作业参考答案1、【答案】10.0将光屏向左移动适当距离照相机【解析】由图可知，此时物距和像距的关系是u=v=20.0cm，根据u=v=2f，成倒立等大的实像，所以，该凸透镜的焦距为f=10.0cm将蜡烛移到15cm刻度处，此时u=50cm-15cm=35cm＞2f，根据u＞2f，2f＞v＞f，成倒立缩小的实像，所以，为了在光屏上得到清晰的像，接下来小明应该进行的操作是将光屏向左移动适当距离，照相机就是利用此原理制成的。2、【答案】蜡烛照相机远离【解析】探究凸透镜成像的规律时，要调节蜡烛、凸透镜、光屏三者同一高度，由图可知，蜡烛偏高，则要适当将蜡烛向下调节。当蜡烛距凸透镜25cm，即物距大于两倍焦距时，移动光屏，在光屏上承接到一个清晰缩小的像，照相机就是根据该成像规律制成的。把蜡烛适当靠近凸透镜，即物距变小，则像距变大，则应将光屏远离凸透镜，才能再次承接到清晰的像。3、【答案】（1）15.0（2）左变小【解析】（1）由图可知，此时u=v=2f=30.0cm，烛焰成倒立、等大的实像，所以（2）把蜡烛移到光具座的10cm刻度线处，此时物距u=40.0cm>2f，根据凸透镜成像特点可知，像距f<v<2f，需要把光屏向左移动，才能在光屏上得到一个倒立、缩小的实像，即像将变小。4、【答案】（1）同一高度（2）缩小照相机【解析】（1）探究凸透镜成像的实验时，要调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中央位置。（2）凸透镜的焦距是10cm，由图可知物距为50.0cm-20.0cm=30.0cm，此时物距大于2倍焦距，成倒立缩小的实像，照相机应用此原理制成的。强化训练参考答案1、【答案】A【解析】凸透镜的焦距是10cm，由题可知，此时的物距是25cm，物距大于2倍焦距，移动光屏，就会得到倒立、缩小的实像；此时的成像特点与照相机的成像特点相同。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。2、【答案】D【解析】AB．由图可知，此时的物距为，像距为，即，根据凸透镜成像规律可知此时：，，则，，由上述式子可知，焦距范围为，成的是倒立缩小的实像，故AB错误；C．仅将凸透镜左移，此时物距减小，像距增大，由凸透镜成像规律可知，成实像时，物距减小，像距增大，所以仅将凸透镜左移能再次成像，故C错误；D．近视眼成像是光提前会聚，在视网膜前方会聚成像，仅将光屏右移，此时像距减小，相当于光提前会聚，故D正确。故选D。3、【答案】（1）相等虚（2）倒立【解析】（1）该实验中，蜡烛B与蜡烛A是等大的，改变蜡烛A的位置，发现外形相同的蜡烛B总能与蜡烛A的像重合，表明像与物的大小相等。蜡烛A的像不能用光屏承接，说明平面镜所成的像不是由实际光线会聚而成的像，是虚像。（2）由图可知，蜡烛到凸透镜的距离大于2倍焦距，这是照相机的成像原理，说明这个像是倒立、缩小的实像。4、【答案】（1）光屏中央（2）1560正立、放大、虚像（3）变小【解析】（1）将蜡烛烛焰、凸透镜中心和光屏中央调到同一高度，目的是使像成在光屏中央。（2）