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1、第7问. 凸透镜成像有哪些规律? 学生提问在物理实践活动中,某活动小组的同学通过实验探究凸透镜成像的规律,他们用了A、B两个焦距不同的透镜分别进行了若干次操作,并把实验数据及部分现象准确地记录在下表中。请你完成下表并帮助他们分析从表中获得的信息,把能得出的探究结论填在横线上。(示例)结论一:在成实像的情况下,物体到凸透镜的距离相同时,凸透镜的焦距越长,像到凸透镜的距离越长。结论二:在成实像的情况下, 。凸透镜焦距(cm)物到凸透镜距离(cm)像到透镜距离(cm)像的情况正、倒大、小虚、实凸透镜A142047倒立实像3026缩小4022缩小6018缩小凸透镜B162080倒立放大实像303440
2、27缩小6022缩小 老师,怎么解答这种凸透镜成像规律的题目呀?问题探究凸透镜成像的规律(重要性:)老师:解答此类问题的关键是弄清凸透镜成像时物距、像距、像的特点三者之间的规律性关系。你知道确定物距和像距的尺度是什么吗?学生:物距和像距的大小并不是单一的以“cm”或“m”为单位来衡量的。因为不同凸透镜的焦距不同,所以物距、像距的大小我们是以焦距和二倍焦距为标准来判断的。老师:对呀。当物距大于二倍焦距时,凸透镜成像成像有什么特点呢?学生:当物距大于二倍焦距时,像距在一倍焦距和二倍焦距之间。凸透镜所成的像是倒立的、缩小的实像。如下图所示。老师:当物距等于二倍焦距时,凸透镜成像成像有什么特点呢?学生
3、:当物距等于二倍焦距时,像距也等于二倍焦距。凸透镜能成倒立、等大的实像。老师:嗯,看来物距等于二倍焦距的情况很特殊呀。那么当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,凸透镜成像有什么特点呢?学生:当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,像距大于二倍焦距。凸透镜所成的像是倒立的、放大的实像。如下图所示。老师:哦,我感觉到“当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时”的成像情况跟“当物距大于二倍焦距时”的成像情况正好相反呀。学生:是的。您给我们讲过“折射时光路是可逆的”,这就是这种规律的具体体现吧。老师:你灵活应用的能力很强呀!当物距正好等于焦距时,也就是物体正好在焦点上时会是什么情况呢?学生:焦点上发出的光经过凸透镜折射
4、后会平行射出,不会相交,所以物体在焦点上时不能成像,也就不存在像距之类的说法了。老师:对。看来物距等于焦距又是一种特殊情况,焦点又是个特殊点。那么当物距小于焦距时,凸透镜成像又有什么特点呢?学生:当物距小于焦距时,凸透镜能成正立的、放大的虚像。如下图所示。凸透镜成像的几个特殊点(重要性:)老师:哦,此时成虚像了。凸透镜什么情况下成虚像?什么情况下成实像呀?学生:虚像和实像是以一倍焦距为标准的。当物距大于一倍焦距时成实像,当物距小于焦距时成虚像。老师:那凸透镜什么情况下成放大的像?什么情况下成缩小的像呀?学生:放大的像和缩小的像是以二倍焦距为标志的。当物距大于二倍焦距时成缩小的像,当物距小于二倍
5、焦距时成放大的像。老师:还有哪些方法来区分凸透镜所成的实像和虚像?学生:凸透镜所成的实像是倒立的,虚像是正立的。老师:提示你一下,从像和物体的位置关系来看,还能找到区分凸透镜所成实像和虚像的标准吗?学生:我知道了!凸透镜成实像时,像和物体在凸透镜的两侧;成虚像时,像和物体在凸透镜的同侧。老师:真棒!这样你能解答上面的问题了吗?学生:我能!由表格中的实验数据可以看出“结论二:在成实像的情况下,物距越大像距越小或物距越大像越小。”老师:表格中应该填什么呀?学生:从上到下依次填“放大”、“放大”。老师,我填的对吗?老师:对!看来你已经完全掌握了!学生笔记1.凸透镜成像规律汇总:物距像距像的性质(u)
6、(v)实像或虚像倒立或正立放大或缩小像、物同侧或异侧u2ffv2f实像倒立缩小异侧u2fv2f实像倒立等大异侧2fufv2f实像倒立放大异侧ufv 不能成像Ufv 0虚像正立放大虚像和物在同侧2.凸透镜成像时的几个小规律:1)实像都是倒立的,即物、像的左右 相反 ,上下 颠倒 ;像和物在透镜两侧。 虚像都是正立的,即物、像的左右一致,上下一致 ;像和物在透镜同侧。2)焦点是实像、虚像的分界点; 二倍焦距点是放大、缩小像的分界点。3)实像可用光屏直接观察,也可用眼睛直接观察;虚像用光屏观察不到,但可用眼睛直接观察。4)物体从二倍焦距以外逐渐移向凸透镜焦点,像在增大,像距也在增大。5)像与物运动快
7、慢不同6)当凸透镜一部分被遮蔽时,像形状不会缺失,而是亮度变暗。要点训练1. 如图所示,凸透镜的焦距为8cm,当物体AB放在该凸透镜主轴上距离凸透镜12cm的位置处时,调整光屏的位置使光屏上出现该物体清晰的像,则在光屏上得到一个() 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、正立放大的虚像答案:A解析:已知该凸透镜的焦距为8cm,当物体位于12cm处时,它位于1倍焦距和2倍焦距之间。根据凸透镜成像规律:当物体位于1倍焦距和2倍焦距之间时,在2倍焦距之外,成倒立放大的实像。因此,答案为A。该题要求我们要牢记凸透镜成像规律。即使记不住成像规律也不要紧,我们 可以用三条特殊光线
8、,在草纸上画画,凸透镜成像的规律很快就出来了。2. 某同学在做研究凸透镜成像的实验时,保持凸透镜位置不变,如图所示,先后使烛焰位于a、b、c、d四点,并分别调整光屏的位置,实验后,他归纳出下列说法,其中错误的是()A使烛焰位于a点时,屏上出现的实像最小B使烛焰位于c点时,屏上出现的实像最大C使烛焰位于a点时,成缩小的实像D使烛焰位于d点时,成放大的实像 答案:D解析:我们先对烛焰在每一个位置的成像进行分析:(1)当烛焰位于a点时,也就是说在2倍焦距以外时,根据凸透镜成像规律,在1倍焦距和2倍焦距之间成倒立缩小的实像,而题中只有a点位于2倍焦距以外,因此,对应答案选项可得,A,C正确。(2)当烛
9、焰位于b、c点时,也就是说物体在1倍焦距和2倍焦距之间时,根据凸透镜成像规律,在2倍焦距以外成倒立放大的实像。用作图法中的三条特殊光线作图,可以发现c点所成的像比在b点所成的像大。因此,对应答案选项可得,B正确。(3)当烛焰位于d点时,也就是说物体们于1倍焦距以内时,根据凸透镜成像规律,成放大正立虚像、与物同侧。因此,答案选项D错。从此题中我们仍可以发现另一个规律,如物体在1倍焦距之外由远而近的向凸透镜移动,像的大小由小变大。3.小明做“探究凸透镜成像规律”的实验,所用凸透镜焦距为10cm。实验过程中,如图所示,光屏上可得一个清晰的像,这个像是 (选填“倒立”或“正立”), (选填“放大”、“
10、等大”或“缩小”)的实像。生活中 就是利用这个原理制成的。图中若固定凸透镜,将蜡烛移到30 cm刻线处,再向 (选填“左”或“右”)移动光屏到适当位置,又可在屏上得到一个清晰的像。 答案:倒立 放大 投影仪(或幻灯机) 左 解析:凸透镜焦距为10cm,由图可知物距是15cm,既然物距在一倍焦距和二倍焦距之间,所以会在光屏上得到一个倒立、放大的实像。图中若固定凸透镜,将蜡烛移到30 cm刻线处,增大了物距,为了得到清晰地像,应该适当减小像距,所以应该把光屏向左移动。 4.在用焦距为10cm的凸透镜来探究成像规律的实验中。(1)如图所示,将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上。点燃蜡烛后,调节凸透镜
11、和光屏的高度,使它们的中心与烛焰中心大致在同一高度。其目的是使像成在 。(2)当烛焰距凸透镜15cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰的倒立、_(选填“放大”或“缩小”)的实像。(3)把图中的凸透镜看作眼睛的晶状体,光屏看作视网膜。给“眼睛”戴上远视眼镜,使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像。若取下远视眼镜,为使光屏上得到清晰的像,应将光屏_(选填“远离”或“靠近”)透镜。 答案:(1)光屏上;(2)放大;(3)远离。 解析:在探究凸透镜成像规律的实验中,要注意“三点一线”,即:烛焰、凸透镜的光心、光屏的中心要在同一条直线上,还要在统一高度。用焦距为10cm的凸透镜来做实验,物距是15cm,也就是物距在一倍焦距和二倍焦距之间,所以像距在二倍焦距之外。所成的像是倒立、放大的实像。若把图中的凸透镜看作眼睛的晶状体,光屏看作视网膜。给“眼睛”戴上远视眼镜(也就是凸透镜),把两个凸透镜看做一个凸透镜会使焦距变短,相当于物距变长。使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像,若取下远视眼镜,相当于使焦距变长,物距变短,所以像距应该变大,应把光屏远离透镜。