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1、第3节 凸透镜成像的规律,知识点 探究凸透镜成像的规律 1.实验目的 (1)通过观察和实验,加深对实像和虚像的认识,收集有关凸透镜成像规律的数据和资料。 (2)观察凸透镜成像的有关现象和收集实验数据,并从中归纳出凸透镜成像的规律。 2.实验器材 光具座,凸透镜,蜡烛,光屏,火柴。,3.实验步骤 (1)光具座上依次放置蜡烛、凸透镜和光屏,点燃蜡烛,调整烛焰、透镜和光屏的中心在同一高度上。这样调整的目的是使像能成在光屏的中央。,(2)把蜡烛放在较远处,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒,测出物距u和像距v(像到凸透镜的距离)。把蜡烛向凸透镜移近几厘米,放好后重复
2、以上操作。继续向凸透镜移动蜡烛并调整光屏的位置,你总能在屏上得到蜡烛的像吗?撤去光屏,从光屏一侧向透镜方向看去,能否观察到蜡烛的像?像在什么位置?,4.实验数据和观察结果,拓展归纳运用凸透镜探究成像规律时,主要的障碍表现为规律记忆不清,理解不透,需注意以下问题: 1.一焦分虚实:一倍焦距是实、虚像的分界点,即一倍焦距以内成的是虚像,一倍焦距以外成的是实像(一倍焦距时不成像)。 2.二焦定大小:二倍焦距是像大小的分界点,二倍焦距以内的像是放大的,二倍焦距以外的像是缩小的(二倍焦距时像物等大)。 3.成实像时,物近(远)像远(近)像变大(小);成虚像时,物近(远)像近(远)像变小(大)。 4.无论
3、成实像还是虚像,物体总是越靠近凸透镜焦点像越大。,例题 (2016辽宁营口中考)在探究凸透镜成像规律的实验中:,(1)如图甲是小明确定焦距时所做的实验,则该凸透镜的焦距为 cm,当烛焰距凸透镜15 cm 时,能成倒立、 (填“放大”“缩小”或“等大”)的实像,生活中的 就是利用这个原理制成的,当烛焰向左(远离透镜)移动后,要在光屏上再次成清晰的像,需将光屏向 (填“左”或“右”)移,此时所成像将 (填“变大”“变小”或“不变”)。,(2)实验一段时间后,蜡烛因燃烧变短,所成像如图乙,要使像能够在光屏的中央,应将凸透镜向 (填“上”或“下”)调整。 (3)在上一步实验调整好像的位置后,小明取了一
4、副近视镜放在凸透镜和蜡烛之间,要使光屏上还能呈清晰的像,可将蜡烛适当 (填“左”或“右”)移。,解析:(1)将凸透镜正对着太阳光,并移动光屏,直到白纸上的光斑最小,这个光斑是凸透镜的焦点,凸透镜到焦点的距离为11.0 cm,则凸透镜的焦距为11.0 cm。把蜡烛放在距凸透镜15 cm处,2fuf,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪。把蜡烛向凸透镜远离时,物距在不断增大,由凸透镜成像规律可知:物距增大,像距减小,像变小。所以当蜡烛逐渐远离凸透镜时,烛焰所成的实像将变小。 (2)蜡烛在燃烧中不断缩短,向下移动,光屏上的像向上移动,要使像能够成在光屏中央,可向上移动光屏;或向上移动蜡烛或向下移
5、动凸透镜。 (3)近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,使原来会聚的光线推迟会聚,蜡烛向左远离凸透镜,才能在光屏上得到清晰的像。 答案:(1)11.0 放大 投影仪 左 变小 (2)下 (3)左,考点二,考点一,考点一 凸透镜成像规律的应用 例1 (2016内蒙古包头中考)在探究凸透镜成像的规律实验中:,(1)如图甲所示是小明通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u关系的图象。由图象可知凸透镜的焦距是 cm。 (2)把蜡烛放在距凸透镜16 cm处时,如图乙所示,在凸透镜另一侧前后移动光屏,会在光屏上得到一个倒立、 的实像。 (3)实验完成之后,小明把自己的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,如图丙所
6、示,因为近视眼镜对光有 作用,所以光屏上原来清晰的像变得模糊了,若想在光屏上重新得到清晰的烛焰像,在不改变蜡烛和凸透镜位置的情况下,应将光屏 凸透镜。,考点二,考点一,解析:(1)由图知,当物距为20 cm时,像距也为20 cm,根据凸透镜成像的规律,物距等于2倍焦距时,成倒立、等大的实像,此时像距与物距相等。所以2f=20 cm,则f=10 cm。 (2)由(1)可知,f=10 cm,把蜡烛放在距凸透镜16 cm处时,2fuf,成倒立、放大的实像。 (3)近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,使原来会聚成像的光线推迟会聚,像远离凸透镜,要用光屏承接到清晰的像,应将光屏向右调节,即向远离凸
7、透镜的方向调节,才能使像变清晰。 答案:(1)10 (2)放大 (3)发散 远离 名师点评 此题主要考查凸透镜成像的应用,要熟记凸透镜成像的规律,特别搞清像的特点及像距与物距之间的关系。解决此题的关键是通过图象确定凸透镜的焦距。,考点二,考点一,考点二 判定凸透镜焦距的范围 例2 (2016甘肃天水中考)某班同学在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跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象,如图所示,下列判断正确的是( ) A.该凸透镜的焦距是16 cm B.当u=12 cm时,在光屏上能得到一个缩小的像 C.当u=20 cm时成放大的像。投影仪就是根据这一原理制成的 D.把
8、物体从距凸透镜12 cm处移动到24 cm处的过程中,像逐渐变小,考点二,考点一,解析:u=v=2f,凸透镜成倒立、等大的实像,u=v=2f=16 cm,f=8 cm,A错误。当u=12 cm时,2fuf,成倒立、放大的实像,B错误。当u=20 cm时,u2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机,C错误。物体从距凸透镜12 cm 处移动到24 cm处的过程中,凸透镜的物距大于焦距,成实像,凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小,D正确。 答案:D 名师点评 凸透镜成像的四种情况和应用以及凸透镜成实像时,物距、像距、像之间的关系,是解决凸透镜成像习题的重要依据,一定要熟练掌握。,P99动手动脑
9、学物理 1.照相机利用了物距大于二倍焦距时物体通过凸透镜成倒立、缩小的实像的规律;投影仪利用了物距大于一倍焦距小于二倍焦距时物体通过凸透镜成倒立、放大的实像的规律;放大镜利用了物距小于一倍焦距时物体通过凸透镜成正立、放大的虚像的规律。 2.装水的玻璃瓶相当于一个柱面透镜。当铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动时,透过玻璃瓶会看到铅笔尖逐渐变长,到某一位置时,铅笔尖突然改变方向。 如果用凸透镜做实验,当铅笔由靠近凸透镜的位置向远处慢慢移动时,透过凸透镜会看到铅笔逐渐变大,而形状保持不变,到某一位置时,铅笔尖也会突然改变方向。实验中开始看到的是虚像,而“改变方向”后的像为实像。没有光屏的情况下,光
10、线透过凸透镜会聚成实像,继续向前传播射入眼中,光是从实像的位置发出的,就如同看实际物体一样。实像不用光屏也能看到。,3.“傻瓜相机”也有光圈和快门,只不过它们都安装在机身里面,“傻瓜相机”内部增加了一些电子、机械设备,可以根据光线的明暗程度自动调整光圈、快门,不需要人工调节;“傻瓜相机”能自动聚焦,不需要手动调焦。 4.光屏应向左移动。 解析:开始用f=20 cm的凸透镜甲做实验时,在光屏上得到了清晰缩小的实像,说明u2f,此时像距满足f2f,此时像距10 cmv20 cm,所以光屏应向左移动。 5.没有手指的像也没有手指的影子。因为手指遮挡了凸透镜的一部分,但是折射光线仍可以到达光屏上,只是这时所成的像会暗一点。 6.小丽应向远离天安门的方向移动,以增大物距,使所成的像变小,这样就可以拍摄到天安门城楼的全景。,
