2019八年级物理上册 4.3凸透镜成像的规律学案 （新版）苏科版.doc

1凸透镜成像的规律凸透镜成像的规律【学习目标】 1.理解凸透镜成像规律； 2.知道凸透镜成像倒立、缩小（或放大）实像的条件及应用； 3.知道凸透镜成正立、放大虚像的条件； 4.掌握探究凸透镜成像的过程。能在探究活动中，初步获得提出问题的能力，通过探究活动，体验科 学探究的全过程和方法，学习从物理现象中归纳科学规律的方法。 【要点梳理】 要点一、凸透镜成像规律1、凸透镜成像的特点和应用见下表：物的位置像的位置像的性质应用举例u2f2fvf缩小、倒立、实像照相机，眼睛u=2fv=2f等大、倒立、实像 特点：实像大小转折点2fufv2f物像异侧 放大、倒立、实像幻灯机，投影仪u=f不成像特点：像的虚实转折点uf 物像同侧 放大、正立、虚像放大镜2、凸透镜的成像规律可以联想它的应用来加以记忆，典型的三个应用是：照相机、幻灯机和放大镜， 它们都是利用凸透镜成像规律制成的。弄清这些仪器的原理，头脑中有使用这些仪器时的情景，就不 难记住凸透镜成像的规律了。 要点诠释： 1、测量凸透镜的焦距：利用平行光源或太阳光粗测凸透镜的焦距。 （实验室提供的凸透镜的焦距有 5cm、10cm 和 30cm，我们所选的透镜最好在 10cm20cm 之间，太大或太小都不方便） 2、操作过程中，应固定好蜡烛、凸透镜，然后移动光屏，直到在光屏上得到一个清晰的像为止，读出 物距与像距的大小。 3、当物距小于焦距时，无论怎样移动光屏，在光屏上也找不到物体的像。此时应去掉光屏，透过凸透 镜观察火焰的成像情况。 4、总结凸透镜成像规律，可简要归纳成“一焦分虚实，二焦分大小；成实像时，物近像远像变大；成 虚像时，物近像近，像变小。 ”（1） “一焦分虚实”：物体在一倍焦距以内成虚像，一倍焦距以外成实像。（2） “二焦分大小”：物距小于二倍焦距，成放大的像， （焦点除外）；物距大于二倍焦距成缩小的。（3） “成实像时，物近像远像变大”：成实像时，物体靠近透镜，像远离透镜，像逐渐变大。（4） “成虚像时，物近像近，像变小”：成虚像时，物体靠近透镜，像也靠近透镜，像逐渐变小。要点二、凸透镜成像光路图1、 成倒立缩小实像时，物距2uf，像距2 fvf如下图所示：22、成倒立放大实像时，物距2 fuf，像距2vf如下图所示：3、成正立放大虚像时，物距uf如下图所示：要点诠释：1、凸透镜成像规律口决记忆法（一）：物远实像小而近，物近实像大而远， 如果物放焦点内，正立放大虚像现； 幻灯放像像好大，物处一焦二焦间， 相机缩你小不点，物处二倍焦距外。 2、凸透镜成像规律口决记忆法（二）：凸透镜，本领大，照相、幻灯和放大； 二倍焦外倒实小，二倍焦内倒实大； 若是物放焦点内，像物同侧虚像大； 一条规律记在心，物近像远像变大。 【典型例题】类型一、探究凸透镜成像1.小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中，用装有 6 个发光二极管的有方格的白纸板做发光物 体，如图甲所示，又用这种同样大小有方格的白纸板做光屏，然后将发光物体、凸透镜和光屏组装到 光具座上并调整好。(1)当发光物体在 a 点时，如图乙所示，在光屏上成的像如图丙所示，则光屏上的像是倒立、 的实像。将发光物体由 a 点移到 b 点，要想找到像的位置，应移动光屏，直到 为止。(2)用这种发光物体和光屏做实验，最主要的一条优点是： 。(3)如图乙所示，当发光物体在 a 点时，物与像之间的距离为 s1，当发光物体在 b 点时，物与像之3间的距离为 s2，则 s1 s2(填“” “”或“”) (4)小明探究完凸透镜成像规律后，接着又做了一个观察实验。他把光屏取下来，把发光物体放在 凸透镜左侧，从凸透镜右侧沿主光轴向凸透镜方向观察，如图所示，当眼睛离凸透镜较远时看到了发 光物体倒立的像，离凸透镜较近时就看不到这个像了，请分析并说明其中原因。【思路点拨】 （1）根据像在方格纸上所占格的大小来比较像与物体的大小关系，要得到像的位置，必 须调节光屏使像最清晰为止。 （2）将发光二极管与烛焰比较，找出其优点。发光二极管的亮度更大， 更容易观察其像，同时其形状规则，利用方格纸，更容易比较像与物的大小。 （3）根据凸透镜成像的 规律。知道物体成倒立缩小的实像时，物距大于二倍焦距，而像距在一倍焦距和二倍焦距之间；且物 距增大时，像距无限靠近一倍焦距 （4）根据实像的概念，实像是实际光线会聚成的，要知道在像点 之前光线还未会聚成像。 【答案】(1)缩小；光屏上的像清晰 (2)便于比较像与物的大小 (3) (4)因为看到的像是倒立的， 所以说是实像，成像点在凸透镜的右侧；发光物体发出的光线经凸透镜折射后是会聚的，经过成像点 后是发散的，所以眼睛必须在成像点以外的光线发散区域才能看到这个像 【解析】凸透镜成的实像是倒立的实像，从光屏上可以看出，此像比物体小，因此是缩小的实像；由 凸透镜成像规律可知，当物体远离凸透镜成实像时，物距增大，此时像距变小，所以应将光屏向凸透 镜靠近，直到在光屏上得到清晰的像为止；用这种发光物体和光屏做实验，能使成在光屏上的像变得 更清晰，且便于比较物、像的大小关系，使实验现象更加明显。 【总结升华】这是一个有一定创新性的装置，利用这一装置更容易比较像与物体的大小、倒正的关系。 在物距和像距同时变化的过程中，当物距变远时，像距会变近，而且像会变小，即“物远、像近、像 变小”根据这一规律可轻松判断像的变化情况。 举一反三： 【变式】在“探究凸透镜成像的规律”实验中，所用凸透镜的焦距是 10cm。用米尺在水平桌面上画一 直线并标明刻度，将透镜固定在 50cm 处，实验装置如图 1 所示。（1）当把点燃的蜡烛放在 20cm 刻度处时，为了能使像清晰的成在光屏的中央位置，要调整蜡烛、凸 透镜、光屏的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在 。 （2）重新调整后，保持蜡烛、凸透镜的位置不变，为了找到清晰的像，应将光屏在光具座上移到 的刻度范围内，才能在光屏上得到一个倒立缩小的实像。 （3）当把蜡烛移到 35cm 刻度处时，移动光屏可得到一个倒立放大的实像。照相机、投影仪、放大镜 这三种光学仪器正常使用时，与这种成像规律相同的是 。小明做完实验后，想进一步研究透 镜成像的情况。他又在透明的玻璃板上用黑色笔画了个表盘及指针的位置，然后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 2 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应是图 3 中的 。4【答案】 （1）同一高度（2）60cm70（3）投影仪；A2.下面是小明探究凸透镜成像规律的实验过程，请你和他一起完成这项探究： （1）小明将透镜正对太阳光，在透镜的另一侧得到一个最小的亮点 F（如图所示） ；该凸透镜的焦距 f= cm； 将一支高 1.5cm 发光棒放在凸透镜前 30cm 处，移动光屏可以得到一个 、 的实像。 （2）把该发光棒立于凸透镜前，在光屏上成了 3cm 高的像，物体离凸透镜的距离可能是 A9cm B12cm C18cm D 27cm 【答案】 （1）12；倒立；缩小 （2）C 【解析】（1）如图，凸透镜正对太阳光，平行光线平行于主光轴，经凸透镜折射后会聚在主光轴上一 点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是 12cm。 凸透镜的焦距是 12cm，将一支高 1.5cm 发光棒放在凸透镜前 30cm 处时，u2f，所以在透镜的右侧用 光屏可以得到一个倒立、缩小的实像。 （2）因为该发光棒高 1.5cm，当把它立于凸透镜前，在光屏上成了 3cm 高的像，说明此时的像是倒立 放大的实像，由凸透镜成像规律可知，此时 2fuf，C 选项符合条件。 【总结升华】此题主要考查了凸透镜成像的规律及特点，在学习过程中要善于总结，寻找规律，要求 学生对凸透镜成像的规律做到深刻理解，并能灵活应用。 举一反三： 【变式】把高 2cm 的发光棒立于焦距为 5cm 凸透镜前，在凸透镜后的光屏上成了 4cm 高的像，物体离 凸透镜的距离可能是（ ） A7.5cm B12.5cm C4.5cm D10cm 【答案】A 类型二、凸透镜成像规律的应用53.某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物体到凸透镜的距离 u 跟像到凸 透镜的距离 v 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 20cm B当 u=15cm 时，在光屏上能得到一个缩小的像 C当 u=25cm 时成放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的 D把物体从距凸透镜 10cm 处移动到 30cm 处的过程中，像逐渐变小 【思路点拨】由凸透镜成像规律，物距等于像距时，成等大、倒立、实像，物距在 2 倍焦距处，根据 图像可得凸透镜的焦距是 10cm，再根据凸透镜成像规律找出正确的选项。 【答案】D 【解析】由图可知，随着物距增大，像距减小。当 u=20cm，v=20cm，说明此时像物等大，物距像距都 等于 2f，得 f10cm。所以 A、B、C 不符合题意。物体从距凸透镜 10cm 处移动到 30cm 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 符合题意。 【总结升华】题目考查了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、之间的 关系，这是凸透镜成像习题的重要依据，一定要熟练掌握。 类型三、综合应用4.下列光学仪器的应用，哪个得到的实像比物体大（ ） A放大镜 B幻灯机 C照相机 D潜望镜 【答案】B 【解析】放大镜、潜望镜成的像是虚像，所以 A、D 选项错误；照相机成的像是倒立缩小的实像，C 选 项错误；幻灯机成的是倒立、放大的实像，所以 B 选项正确。 【总结升华】题目主要考察了凸透镜和平面镜的成像特点，属于简单题目。 举一反三： 【变式】 （多选）下列说法中正确的是（ ） A照相机、幻灯机的镜头都相当于一个凸透镜 B使用幻灯机时，为了在屏幕上得到正立的像，幻灯片应倒立放置 C只要是放大镜，无论什么情况下都能成放大的像 D平面镜能成等大的实像 【答案】AB