八年级物理下册 第六章 二 学生实验：探究——凸透镜成像 北师大版.ppt

二学生实验:探究凸透镜成像 体验体验 凸透镜成像凸透镜成像活动活动1:1:将凸透镜靠近课本将凸透镜靠近课本,观察上面的字。观察上面的字。活动活动2:2:将凸透镜对着窗外远处的景物将凸透镜对着窗外远处的景物(树木或建筑物树木或建筑物),),在透镜在透镜另一侧用白纸做光屏观察另一侧用白纸做光屏观察,观察白纸上是否有像。观察白纸上是否有像。(1)(1)在活动在活动1 1中中,观察到的观察到的“字字”是是(选填选填“正立正立”或或“倒立倒立”)的的,前后移动凸透镜看到的前后移动凸透镜看到的“字字”大小大小(选选填填“变化变化”或或“不变不变”)。把光屏放在眼睛的位置把光屏放在眼睛的位置,在光屏上在光屏上(选填选填“能能”或或“不不能能”)观察到字的像观察到字的像,这样的像叫作这样的像叫作(选填选填“实实”或或“虚虚”)像。像。(2)(2)在活动在活动2 2中中,前后移动凸透镜前后移动凸透镜,在光屏上在光屏上(选填选填“能能”或或“不能不能”)得到室外景物的像得到室外景物的像;减小凸透镜与窗外景物的距减小凸透镜与窗外景物的距离离,适当移动光屏适当移动光屏,观察到像观察到像(选填选填“变大变大”“”“变小变小”或或“不变不变”););增大凸透镜与窗外景物的距离增大凸透镜与窗外景物的距离,适当移动光屏获适当移动光屏获得清晰的像得清晰的像,观察到像观察到像(选填选填“变大变大”“”“变小变小”或或“不不变变”)。这些像我们叫作。这些像我们叫作(选填选填“实实”或或“虚虚”)像。像。提示：提示：(1)(1)正立变化不能虚正立变化不能虚(2)(2)能变大变小实能变大变小实1.1.什么是实像、虚像什么是实像、虚像?2.2.探究凸透镜成像规律的实验器材有哪些探究凸透镜成像规律的实验器材有哪些?3.3.如何设计方案探究凸透镜成像规律如何设计方案探究凸透镜成像规律?4.4.凸透镜成像有什么规律凸透镜成像有什么规律?探究探究 凸透镜成像的规律凸透镜成像的规律1.1.猜想与假设猜想与假设:结合结合“体验体验”可以猜想凸透镜成像情况可以猜想凸透镜成像情况(虚实、大小、正倒虚实、大小、正倒)可可能跟能跟有关。有关。参考答案：参考答案：物体到凸透镜的距离物体到凸透镜的距离(物距物距)2.2.实验设计实验设计:(1)(1)在实验中在实验中,为了使像能成在光屏的中央为了使像能成在光屏的中央,应怎样调节蜡烛、应怎样调节蜡烛、凸透镜和光屏中心的高度凸透镜和光屏中心的高度?参考答案：参考答案：使蜡烛、凸透镜和光屏三者的中心大致在一条与光使蜡烛、凸透镜和光屏三者的中心大致在一条与光具座平行的直线上。具座平行的直线上。(2)(2)在实验中在实验中,应如何改变蜡烛、凸透镜和光屏的位置应如何改变蜡烛、凸透镜和光屏的位置?并注意并注意观察和记录什么观察和记录什么?提示：提示：实验前猜想凸透镜成放大的像还是成缩小的像可能与物实验前猜想凸透镜成放大的像还是成缩小的像可能与物距有关。在实验过程中距有关。在实验过程中,应该改变蜡烛到凸透镜的距离应该改变蜡烛到凸透镜的距离,并调整并调整光屏的位置光屏的位置,观察光屏上能否呈现清晰的像及像的性质观察光屏上能否呈现清晰的像及像的性质,同时记同时记录物距和像距并注意有规律地与焦距相对照。录物距和像距并注意有规律地与焦距相对照。参考答案：参考答案：凸透镜不动凸透镜不动,将蜡烛由远及近靠近凸透镜将蜡烛由远及近靠近凸透镜,调整光屏调整光屏位置位置,注意观察光屏上能否呈现清晰的像及像的性质注意观察光屏上能否呈现清晰的像及像的性质,并记录物并记录物距、像距的大小。距、像距的大小。(3)(3)实验中实验中,如何观察烛焰与烛焰像的左右关系如何观察烛焰与烛焰像的左右关系?提示：提示：因为烛焰的形状左右对称因为烛焰的形状左右对称,所以不好观察物与像的左右所以不好观察物与像的左右关系。但可以通过改变烛焰的形状来进行观察对比。关系。但可以通过改变烛焰的形状来进行观察对比。参考答案：参考答案：用嘴轻轻吹动烛焰用嘴轻轻吹动烛焰,观察像与物的偏斜或是用铁钉、观察像与物的偏斜或是用铁钉、小刀等金属器具阻挡烛焰小刀等金属器具阻挡烛焰,改变其形状进行观察。改变其形状进行观察。3.3.实验现象及数据分析实验现象及数据分析:实验中得到的数据和观察到的现象如表实验中得到的数据和观察到的现象如表:物距与焦物距与焦距的关系距的关系物距物距u/cmu/cm像距像距v/cmv/cm像的性质像的性质正立或正立或倒立倒立大小大小虚像或虚像或实像实像u2fu2f454522.522.5倒立倒立缩小缩小实像实像u2fu2f40402424倒立倒立缩小缩小实像实像u=2fu=2f30303030倒立倒立等大等大实像实像fu2ffu2f252537.537.5倒立倒立放大放大实像实像fu2ffu2f18189090倒立倒立放大放大实像实像u=fu=f不成像不成像ufuf10103030正立正立放大放大虚像虚像ufu2f(1)u2f(2)u=2f(2)u=2f(3)fu2f(3)fu2f(4)u=f(4)u=f(5)uf(5)u2fu2f_u=2fu=2f_fu2ffu2f_u=fu=f不成像不成像ufuuvu倒立、缩小的实像倒立、缩小的实像fv2ffv2fv2f正立、放大的虚像正立、放大的虚像考点考点 探究凸透镜成像的规律探究凸透镜成像的规律【典例典例】(2013(2013泉州中考泉州中考)小明在做小明在做“探究凸透镜成像规律探究凸透镜成像规律”的实验中的实验中:(1)(1)如图甲所示如图甲所示,让一束平行光射向凸透镜让一束平行光射向凸透镜,移动光屏移动光屏,直到在光直到在光屏上会聚成一点屏上会聚成一点,则该凸透镜的焦距为则该凸透镜的焦距为cmcm。(2)(2)如图乙所示如图乙所示,要使像成在光屏的中央要使像成在光屏的中央,应将光屏向应将光屏向_(选填选填“上上”或或“下下”)调整。调整。(3)(3)当烛焰位于距离凸透镜当烛焰位于距离凸透镜12 cm12 cm处时处时,移动光屏移动光屏,可在光屏上得可在光屏上得到一个倒立、到一个倒立、的实像。的实像。(4)(4)当烛焰逐渐远离凸透镜时当烛焰逐渐远离凸透镜时,烛焰所成的实像将烛焰所成的实像将(选选填填“变大变大”或或“变小变小”)。【思路导引思路导引】【精讲精析精讲精析】本题考查凸透镜成像规律。本题考查凸透镜成像规律。(1)(1)平行于凸透镜主平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于焦点光轴的光线经凸透镜折射后会聚于焦点,焦点到凸透镜的距离焦点到凸透镜的距离为焦距为焦距,从图甲中读出凸透镜的焦距为从图甲中读出凸透镜的焦距为10 cm10 cm。(2)(2)在实验过程在实验过程中中,使凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处使凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处,从而使烛从而使烛焰的像成在光屏的中央。图乙中光屏太高焰的像成在光屏的中央。图乙中光屏太高,应向下调整。应向下调整。(3)(3)物物距距12 cm,12 cm,在一倍焦距和二倍焦距之间在一倍焦距和二倍焦距之间,故成倒立、放大的实像。故成倒立、放大的实像。(4)(4)物体放在焦点之外时物体放在焦点之外时,在凸透镜另一侧成倒立的实像在凸透镜另一侧成倒立的实像,物距物距越小越小,像距越大像距越大,实像越大。反之物距越大实像越大。反之物距越大,像距越小像距越小,实像越小。实像越小。答案：答案：(1)10(1)10(2)(2)下下(3)(3)放大放大(4)(4)变小变小【方法归纳方法归纳】凸透镜成像规律汇总凸透镜成像规律汇总1.(20131.(2013泰安中考泰安中考)凸透镜的焦距是凸透镜的焦距是10 cm,10 cm,将物体放在主光轴将物体放在主光轴上距凸透镜中心上距凸透镜中心25 cm25 cm处处,物体所成的像是物体所成的像是()A.A.倒立、缩小的实像倒立、缩小的实像B.B.倒立、放大的实像倒立、放大的实像C.C.正立、放大的虚像正立、放大的虚像D.D.倒立、等大的实像倒立、等大的实像【解析解析】选选A A。本题考查凸透镜的成像规律。物体放在主光轴。本题考查凸透镜的成像规律。物体放在主光轴上距凸透镜中心上距凸透镜中心25 cm25 cm处时处时,物距为物距为25 cm,25 cm,焦距为焦距为10 cm,10 cm,物距大物距大于二倍焦距于二倍焦距,故成倒立、缩小的实像。故成倒立、缩小的实像。2.(20132.(2013庆阳中考庆阳中考)如图所示如图所示,蜡烛经过透镜所成的像是蜡烛经过透镜所成的像是()()A.A.倒立、缩小的实像倒立、缩小的实像B.B.正立、放大的虚像正立、放大的虚像C.C.倒立、放大的实像倒立、放大的实像D.D.正立、缩小的虚像正立、缩小的虚像【解析解析】选选C C。本题考查凸透镜成像的规律。由题图可知。本题考查凸透镜成像的规律。由题图可知,物距物距uf,uf,一定成实像一定成实像,故故B B、D D两项错两项错,进一步分析进一步分析,uv,uv成放大的实像成放大的实像,故选故选C C。3.3.在探究凸透镜成像规律的实验中在探究凸透镜成像规律的实验中,当烛焰、凸透镜、光屏位当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时于如图所示的位置时,烛焰在光屏上呈现一个清晰放大的像。烛焰在光屏上呈现一个清晰放大的像。要使烛焰在光屏上呈现一个清晰缩小的像要使烛焰在光屏上呈现一个清晰缩小的像,调节的方法是调节的方法是()()A.A.透镜不动透镜不动,蜡烛远离透镜移动蜡烛远离透镜移动,光屏靠近透镜移动光屏靠近透镜移动B.B.透镜不动透镜不动,蜡烛远离透镜移动蜡烛远离透镜移动,光屏远离透镜移动光屏远离透镜移动C.C.透镜不动透镜不动,蜡烛靠近透镜移动蜡烛靠近透镜移动,光屏远离透镜移动光屏远离透镜移动D.D.透镜不动透镜不动,蜡烛靠近透镜移动蜡烛靠近透镜移动,光屏靠近透镜移动光屏靠近透镜移动【解析解析】选选A A。本题考查凸透镜成像规律。物体通过凸透镜在。本题考查凸透镜成像规律。物体通过凸透镜在光屏上成清晰、放大的像的条件是物距大于一倍焦距小于二倍光屏上成清晰、放大的像的条件是物距大于一倍焦距小于二倍焦距焦距,这时像距大于二倍焦距这时像距大于二倍焦距;成清晰、缩小的像的条件是物距成清晰、缩小的像的条件是物距大于二倍焦距大于二倍焦距,像距大于一倍焦距小于二倍焦距。所以像距大于一倍焦距小于二倍焦距。所以,物体应物体应远离凸透镜远离凸透镜,光屏应靠近凸透镜。光屏应靠近凸透镜。4.4.探究凸透镜成像规律时探究凸透镜成像规律时,小明在凸透镜前放一燃着的蜡烛小明在凸透镜前放一燃着的蜡烛,移移动光屏并在光屏上找到清晰的像。然后将蜡烛远离透镜动光屏并在光屏上找到清晰的像。然后将蜡烛远离透镜,调节调节光屏再次找到一个清晰的像光屏再次找到一个清晰的像,比较两像比较两像()A.A.像距增大像距增大,像增大像增大 B.B.像距减小像距减小,像增大像增大C.C.像距减小像距减小,像减小像减小 D.D.像距增大像距增大,像减小像减小【解析解析】选选C C。本题考查凸透镜成像规律。将蜡烛远离透镜时。本题考查凸透镜成像规律。将蜡烛远离透镜时,物距变大物距变大,根据凸透镜成实像时根据凸透镜成实像时“物距越大物距越大,像越小像越小,像距越小像距越小”,则像将变小则像将变小,像距将变小。故选像距将变小。故选C C。5.(20135.(2013娄底中考娄底中考)如图所示如图所示,在探究凸透镜成像规律的实验在探究凸透镜成像规律的实验中中,将光屏移到图中位置时将光屏移到图中位置时,光屏上出现了清晰的像光屏上出现了清晰的像,这个像的这个像的性质是倒立、性质是倒立、(选填选填“放大放大”“”“缩小缩小”或或“等大等大”)的的实像。实像。【解析解析】本题考查凸透镜成像规律。凸透镜成像时本题考查凸透镜成像规律。凸透镜成像时,物体在二物体在二倍焦距之外倍焦距之外,像在一倍焦距与二倍焦距之间像在一倍焦距与二倍焦距之间,像的性质是倒立、像的性质是倒立、缩小的实像。缩小的实像。答案：答案：缩小缩小6.6.如图所示是小明在如图所示是小明在“探究凸透镜探究凸透镜成像的规律成像的规律”实验中看到的一种成实验中看到的一种成像的情况。此时凸透镜所成的像是像的情况。此时凸透镜所成的像是(选填选填“实实”或或“虚虚”)像像,其成像的条件是其成像的条件是 ,这个像这个像(选填选填“能能”或或“不能不能”)用光屏承接。用光屏承接。【解析解析】本题考查成虚像条件。观察题图可知本题考查成虚像条件。观察题图可知,此时凸透镜所成此时凸透镜所成的像是由光线的反向延长线会聚形成的的像是由光线的反向延长线会聚形成的,所以是虚像。凸透镜成所以是虚像。凸透镜成虚像的条件是物距小于焦距虚像的条件是物距小于焦距,且虚像不能用光屏承接。且虚像不能用光屏承接。答案：答案：虚物距小于焦距不能虚物距小于焦距不能7.(20137.(2013江西中考江西中考)实验名称实验名称 探究凸透镜成像规律探究凸透镜成像规律 设计实验与进行实验设计实验与进行实验(1)(1)实验器材实验器材:刻度尺、蜡烛、凸透镜、光屏刻度尺、蜡烛、凸透镜、光屏;(2)(2)如图所示如图所示,从左到右分别放置蜡烛、凸透镜和光屏。从左到右分别放置蜡烛、凸透镜和光屏。A.A.只需要将三者中心调至同一高度。只需要将三者中心调至同一高度。B.B.需将三者中心调至同一高度并在同一直线上。需将三者中心调至同一高度并在同一直线上。其中说法其中说法正确正确(填序号填序号)。正确调整后正确调整后,不断改变蜡烛与凸透镜间的距离不断改变蜡烛与凸透镜间的距离,并移动光屏进行并移动光屏进行实验实验,所获得的数据如表所获得的数据如表:实实验验序序号号物体到物体到凸透凸透镜的距镜的距离离/cm/cm光屏上的光屏上的像到像到凸透镜的凸透镜的距离距离/cm/cm1 1404013.313.32 2303015153 3202020204 4151530305 51010光屏上没光屏上没有像有像6 68 8光屏上没光屏上没有像有像 分析与论证分析与论证(1)(1)当凸透镜成实像时当凸透镜成实像时,物距增大物距增大,像距像距。(2)(2)如图所示如图所示,光屏应移至光屏应移至区域才能找到清晰的像。区域才能找到清晰的像。(3)(3)观察烛焰经凸透镜折射后所成的正立、放大的虚像观察烛焰经凸透镜折射后所成的正立、放大的虚像,人眼应人眼应透过凸透镜向透过凸透镜向(选填选填“左左”或或“右右”)观察。观察。(4)(4)在整理器材时在整理器材时,香香同学偶然在凸透镜上看到了身后景物正香香同学偶然在凸透镜上看到了身后景物正立、缩小的像立、缩小的像,它的成像原因是光的它的成像原因是光的(选填选填“直线直线传播传播”“”“反射反射”或或“折射折射”)。【解析解析】本题考查本题考查“探究凸透镜成像规律探究凸透镜成像规律”。为了使像能够呈。为了使像能够呈现在光屏的中央现在光屏的中央,应该使三者中心调至同一高度并在同一直线应该使三者中心调至同一高度并在同一直线上上;根据表格的数据可知根据表格的数据可知:成实像时成实像时,物距增大物距增大,像距减小。根据像距减小。根据表格数据表格数据:像距为像距为“13.313.330 cm30 cm”,由于凸透镜放在由于凸透镜放在30 cm30 cm刻度刻度线处线处,则像距应该在光具座上的则像距应该在光具座上的“43.343.360 cm60 cm”位置处位置处,所以所以在在B B区域的任何地方都可得到实像。由于虚像与物体在凸透镜区域的任何地方都可得到实像。由于虚像与物体在凸透镜的同侧的同侧,所以应该向左侧看。根据观察到的像是所以应该向左侧看。根据观察到的像是“正立的像正立的像”可以判断出这是一个虚像可以判断出这是一个虚像,根据凸透镜的成像规律根据凸透镜的成像规律,凸透镜可以凸透镜可以成成“倒立倒立,放大、等大、缩小的实像放大、等大、缩小的实像”,也可以成也可以成“正立、放大正立、放大的虚像的虚像”,唯独不能成唯独不能成“正立、缩小的像正立、缩小的像”,所以不可能是凸透所以不可能是凸透镜折射所成的像。这个像是由于凸透镜的镜折射所成的像。这个像是由于凸透镜的“凸面凸面”对光的反射对光的反射所成的虚像所成的虚像,类似于汽车的观后镜类似于汽车的观后镜(凸面镜凸面镜)所成的像。所成的像。答案：答案：设计实验与进行实验设计实验与进行实验(2)B(2)B 分析与论证分析与论证(1)(1)减小减小(2)B(2)B(3)(3)左左(4)(4)反射反射