人教版物理八年級上冊 第五章 透鏡及其應(yīng)用 第三節(jié) 凸透鏡成像的規(guī)律學(xué)案

1、word版 初中物理人教版物理八年級上冊 第五章 透鏡及其應(yīng)用 第三節(jié) 凸透鏡成像的規(guī)律【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.理解凸透鏡成像規(guī)律；2.知道凸透鏡成像倒立、縮?。ɑ蚍糯螅?shí)像的條件及應(yīng)用；3.知道凸透鏡成正立、放大虛像的條件；4.掌握探究凸透鏡成像的過程。能在探究活動中，初步獲得提出問題的能力，通過探究活動，體驗(yàn)科學(xué)探究的全過程和方法，學(xué)習(xí)從物理現(xiàn)象中歸納科學(xué)規(guī)律的方法。【要點(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、凸透鏡成像規(guī)律1、凸透鏡成像的特點(diǎn)和應(yīng)用見下表：物的位置像的位置像的性質(zhì)應(yīng)用舉例u2f2fvf物像異側(cè)縮小、倒立、實(shí)像照相機(jī)，眼睛u=2fv=2f等大、倒立、實(shí)像特點(diǎn)：實(shí)像大小轉(zhuǎn)折點(diǎn)2fufv2f放大、倒立、實(shí)像幻

2、燈機(jī)，投影儀u=f不成像特點(diǎn)：像的虛實(shí)轉(zhuǎn)折點(diǎn)uf物像同側(cè) 放大、正立、虛像放大鏡2、凸透鏡的成像規(guī)律可以聯(lián)想它的應(yīng)用來加以記憶，典型的三個應(yīng)用是：照相機(jī)、幻燈機(jī)和放大鏡，它們都是利用凸透鏡成像規(guī)律制成的。弄清這些儀器的原理，頭腦中有使用這些儀器時的情景，就不難記住凸透鏡成像的規(guī)律了。要點(diǎn)詮釋：1、測量凸透鏡的焦距：利用平行光源或太陽光粗測凸透鏡的焦距。（實(shí)驗(yàn)室提供的凸透鏡的焦距有5cm、10cm和30cm，我們所選的透鏡最好在10cm20cm之間，太大或太小都不方便）2、操作過程中，應(yīng)固定好蠟燭、凸透鏡，然后移動光屏，直到在光屏上得到一個清晰的像為止，讀出物距與像距的大小。3、當(dāng)物距小于焦距時

3、，無論怎樣移動光屏，在光屏上也找不到物體的像。此時應(yīng)去掉光屏，透過凸透鏡觀察火焰的成像情況。4、總結(jié)凸透鏡成像規(guī)律，可簡要?dú)w納成“一焦分虛實(shí)，二焦分大小；成實(shí)像時，物近像遠(yuǎn)像變大；成虛像時，物近像近，像變小?！保?）“一焦分虛實(shí)”：物體在一倍焦距以內(nèi)成虛像，一倍焦距以外成實(shí)像。（2）“二焦分大小”：物距小于二倍焦距，成放大的像，（焦點(diǎn)除外）；物距大于二倍焦距成縮小的。（3）“成實(shí)像時，物近像遠(yuǎn)像變大”：成實(shí)像時，物體靠近透鏡，像遠(yuǎn)離透鏡，像逐漸變大。（4）“成虛像時，物近像近，像變小”：成虛像時，物體靠近透鏡，像也靠近透鏡，像逐漸變小。要點(diǎn)二、凸透鏡成像光路圖1、 成倒立縮小實(shí)像時，物距，像距

4、如下圖所示：2、成倒立放大實(shí)像時，物距，像距如下圖所示：3、成正立放大虛像時，物距如下圖所示：要點(diǎn)詮釋：1、凸透鏡成像規(guī)律口決記憶法（一）：物遠(yuǎn)實(shí)像小而近，物近實(shí)像大而遠(yuǎn)， 如果物放焦點(diǎn)內(nèi)，正立放大虛像現(xiàn)； 幻燈放像像好大，物處一焦二焦間， 相機(jī)縮你小不點(diǎn)，物處二倍焦距外。 2、凸透鏡成像規(guī)律口決記憶法（二）：凸透鏡，本領(lǐng)大，照相、幻燈和放大； 二倍焦外倒實(shí)小，二倍焦內(nèi)倒實(shí)大； 若是物放焦點(diǎn)內(nèi)，像物同側(cè)虛像大； 一條規(guī)律記在心，物近像遠(yuǎn)像變大。【典型例題】類型一、探究凸透鏡成像【例題】1. 小明在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，用裝有6個發(fā)光二極管的有方格的白紙板做發(fā)光物體，如圖甲所示，又用這

5、種同樣大小有方格的白紙板做光屏，然后將發(fā)光物體、凸透鏡和光屏組裝到光具座上并調(diào)整好。 (1)當(dāng)發(fā)光物體在a點(diǎn)時，如圖乙所示，在光屏上成的像如圖丙所示，則光屏上的像是倒立、 的實(shí)像。將發(fā)光物體由a點(diǎn)移到b點(diǎn)，要想找到像的位置，應(yīng)移動光屏，直到 為止。 (2)用這種發(fā)光物體和光屏做實(shí)驗(yàn)，最主要的一條優(yōu)點(diǎn)是： 。 (3)如圖乙所示，當(dāng)發(fā)光物體在a點(diǎn)時，物與像之間的距離為s1，當(dāng)發(fā)光物體在b點(diǎn)時，物與像之間的距離為s2，則s1 s2(填“”“”或“”)(4)小明探究完凸透鏡成像規(guī)律后，接著又做了一個觀察實(shí)驗(yàn)。他把光屏取下來，把發(fā)光物體放在凸透鏡左側(cè)，從凸透鏡右側(cè)沿主光軸向凸透鏡方向觀察，如圖所示，當(dāng)眼

6、睛離凸透鏡較遠(yuǎn)時看到了發(fā)光物體倒立的像，離凸透鏡較近時就看不到這個像了，請分析并說明其中原因。【思路點(diǎn)撥】（1）根據(jù)像在方格紙上所占格的大小來比較像與物體的大小關(guān)系，要得到像的位置，必須調(diào)節(jié)光屏使像最清晰為止。（2）將發(fā)光二極管與燭焰比較，找出其優(yōu)點(diǎn)。發(fā)光二極管的亮度更大，更容易觀察其像，同時其形狀規(guī)則，利用方格紙，更容易比較像與物的大小。（3）根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律。知道物體成倒立縮小的實(shí)像時，物距大于二倍焦距，而像距在一倍焦距和二倍焦距之間；且物距增大時，像距無限靠近一倍焦距（4）根據(jù)實(shí)像的概念，實(shí)像是實(shí)際光線會聚成的，要知道在像點(diǎn)之前光線還未會聚成像?！敬鸢浮?1)縮小；光屏上的像清晰 (

7、2)便于比較像與物的大小 (3) (4)因?yàn)榭吹降南袷堑沽⒌?，所以說是實(shí)像，成像點(diǎn)在凸透鏡的右側(cè)；發(fā)光物體發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡折射后是會聚的，經(jīng)過成像點(diǎn)后是發(fā)散的，所以眼睛必須在成像點(diǎn)以外的光線發(fā)散區(qū)域才能看到這個像【解析】凸透鏡成的實(shí)像是倒立的實(shí)像，從光屏上可以看出，此像比物體小，因此是縮小的實(shí)像；由凸透鏡成像規(guī)律可知，當(dāng)物體遠(yuǎn)離凸透鏡成實(shí)像時，物距增大，此時像距變小，所以應(yīng)將光屏向凸透鏡靠近，直到在光屏上得到清晰的像為止；用這種發(fā)光物體和光屏做實(shí)驗(yàn)，能使成在光屏上的像變得更清晰，且便于比較物、像的大小關(guān)系，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯。【總結(jié)升華】這是一個有一定創(chuàng)新性的裝置，利用這一裝置更容易比較像與

8、物體的大小、倒正的關(guān)系。在物距和像距同時變化的過程中，當(dāng)物距變遠(yuǎn)時，像距會變近，而且像會變小，即“物遠(yuǎn)、像近、像變小”根據(jù)這一規(guī)律可輕松判斷像的變化情況。舉一反三：【變式】如圖所示，a、b、c、d是距凸透鏡不同距離的四個點(diǎn)，f為焦點(diǎn)物體放在a點(diǎn)時，成 、 的實(shí)像， 就是根據(jù)這一原理制成的；當(dāng)物體由a點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn)，所成的像 （選填“逐漸變大”“逐漸變小”或“不變”）。【答案】倒立；縮小；照相機(jī)；逐漸變大【例題】2. 在用焦距為10cm的凸透鏡來探究成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上蠟燭位置如圖所示，這時的物距是 cm，移動光屏，可在光屏上得到一個清晰倒立、 的實(shí)像；投影儀把圖中

9、的凸透鏡看作眼睛的晶狀體，光屏看作視網(wǎng)膜；給“眼睛”戴上遠(yuǎn)視眼鏡，使?fàn)T焰在“視網(wǎng)膜”上成一清晰的像；若取下遠(yuǎn)視眼鏡，為了使光屏上再次得到清晰的像，應(yīng)將光屏 （選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）透鏡?！敬鸢浮?2.0；放大； 遠(yuǎn)離【解析】（1）由圖知，物距u=12.0cm，處于一倍、二倍焦距之間，所以成倒立、放大的實(shí)像；主要應(yīng)用是投影儀、幻燈機(jī)；（2）把圖中的凸透鏡看作眼睛的晶狀體，光屏看作視網(wǎng)膜；給“眼睛”戴上遠(yuǎn)視眼鏡，使?fàn)T焰在“視網(wǎng)膜”上成一清晰的像若取下遠(yuǎn)視眼鏡，為使光屏上得到清晰的像，應(yīng)將光屏遠(yuǎn)離透鏡這是因?yàn)椋和雇哥R是會聚透鏡，去掉凸透鏡的時候，光線會聚的弱，所以應(yīng)該使光屏遠(yuǎn)離透鏡；故答案為：12

10、.0；放大； 遠(yuǎn)離?！究偨Y(jié)升華】本題考查學(xué)生對凸透鏡成像規(guī)律的掌握程度，對凸透鏡的成像規(guī)律必須牢固掌握；并且考查了凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用。舉一反三：【變式】把高2cm的發(fā)光棒立于焦距為5cm凸透鏡前，在凸透鏡后的光屏上成了4cm高的像，物體離凸透鏡的距離可能是（）a7.5cm b12.5cm c4.5cm d10cm【答案】a類型二、凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用【例題】3.某人照相，拍了一張后，他向照相機(jī)移近了幾步，再拍一張，如果照相機(jī)的位置不變，拍照的人應(yīng)該（）a把鏡頭向外拉一些，人像變大 b把鏡頭向里縮一些，人像變大 c把鏡頭向外拉一些，人像變小 d把鏡頭向里縮一些，人像變小 【思路點(diǎn)撥】凸透鏡成實(shí)

11、像時，物距減小、像距變大、像變大；根據(jù)這個規(guī)律進(jìn)行判斷?！敬鸢浮縜【解析】照某人照相，拍了一張后，他向照相機(jī)移近了幾步，再拍一張，如果照相機(jī)的位置不變，因?yàn)槲锞鄿p小，所以像距變大，像變大，即把鏡頭向外拉一些，人像變大,故選a?！究偨Y(jié)升華】本題考查了凸透鏡的成像規(guī)律。照相機(jī)是利用了凸透鏡能成倒立縮小的實(shí)像的原理。類型三、綜合應(yīng)用【例題】4. 下列光學(xué)儀器的應(yīng)用，哪個得到的實(shí)像比物體大（ ） a. 放大鏡 b. 幻燈機(jī) c. 照相機(jī) d. 潛望鏡【答案】b 【解析】放大鏡、潛望鏡成的像是虛像，所以a、d選項(xiàng)錯誤；照相機(jī)成的像是倒立縮小的實(shí)像，c選項(xiàng)錯誤；幻燈機(jī)成的是倒立、放大的實(shí)像，所以b選項(xiàng)正確

12、。【總結(jié)升華】題目主要考察了凸透鏡和平面鏡的成像特點(diǎn)，屬于簡單題目。舉一反三：【變式】（多選）下列說法中正確的是（）a照相機(jī)、幻燈機(jī)的鏡頭都相當(dāng)于一個凸透鏡b使用幻燈機(jī)時，為了在屏幕上得到正立的像，幻燈片應(yīng)倒立放置c只要是放大鏡，無論什么情況下都能成放大的像d平面鏡能成等大的實(shí)像【答案】ab【鞏固練習(xí)】一、選擇1. 凸透鏡所成正立像一定是( ) a像比物大 b像比物小 c像物分立透鏡兩側(cè) d像物等大2.把蠟燭放在距離凸透鏡50cm處，在透鏡另一側(cè)的光屏上觀察到倒立、縮小的清晰像那么凸透鏡的焦距不可能是（）a5 cm b10 cm c20 cm d30 cm 3.（多選） 如圖所示，在“研究凸透

13、鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，光屏上出現(xiàn)了清晰的燭焰像已知凸透鏡的焦距為f，由此可以判斷像距v和物距u所在的范圍是（）avf bfv2f cu2f dfu2f4. 物體沿凸透鏡主光軸從2倍焦距處勻速向外移動的過程中，像的大小和速度將（ ）a像變大，速度變大 b像變大，速度不變c像變小，速度變小 d像變小，速度不變5.某同學(xué)在做透鏡成像的實(shí)驗(yàn)時，將一支點(diǎn)燃的蠟燭放在距離透鏡20cm的地方，當(dāng)它向透鏡移動時，其倒立的像移動速度大于蠟燭移動速度，則可判斷此透鏡（）a是凸透鏡，焦距為20cm b是凸透鏡，焦距可能為15cm c是凹透鏡，焦距為20cm d是凹透鏡，焦距可能為15cm 6. 用同一凸透鏡在光具座

14、上分別探究甲、乙兩物體的成像情況實(shí)驗(yàn)時甲、乙兩物體直立于光具座上，且甲物體比乙物體長些，它們經(jīng)凸透鏡成像后，下列說法中正確的是( )a若它們都成放大的實(shí)像，則甲的像一定比乙的像長b若它們都成等大的實(shí)像，則甲的像一定比乙的像短c若它們都成縮小的實(shí)像，則甲的像一定比乙的像長d不論成放大還是縮小的實(shí)像，甲的像都有可能比乙的像短二、填空7.將一個凸透鏡對準(zhǔn)太陽光，可在距透鏡10cm的地方得到一個最小亮點(diǎn)。若有一個物體放在這個透鏡前40cm處，則可在透鏡的另一側(cè)得到 、 、 的像。8.檢修工人在查看線路密集的電路板時，為了看清線路的連接情況，常透過一個較大的透鏡進(jìn)行觀察，這個透鏡應(yīng)該是 透鏡(填“凸”或

15、“凹”)，工人看到的是放大的 (填“實(shí)”或“虛”)像，電路板到透鏡的距離應(yīng) ；檢修時還用到了照明燈，這是為了照亮 (填“透鏡”或“電路板”)。9.小牛有一塊焦距為5cm的凸透鏡，若想用它做一個模型照相機(jī)，則景物到凸透鏡的距離應(yīng) ；若想用它做投影儀的鏡頭，則膠片到凸透鏡的距離應(yīng) ；若想將它作為放大鏡使用，則被觀察的物體到凸透鏡的距離應(yīng) 。10.點(diǎn)燃的蠟燭距凸透鏡16cm，在距透鏡16cm的另一側(cè)光屏上出現(xiàn)了等大的清晰的燭焰像，凸透鏡的焦距為 cm，當(dāng)把蠟燭移到距透鏡20cm的位置時，移動光屏，能接到 （填倒立、正立、放大、縮小）的清晰的燭焰像。11.在探究凸透鏡成像規(guī)律時，組裝并調(diào)整實(shí)驗(yàn)器材，使

16、燭焰和光屏的中心位于凸透鏡的 上，如果凸透鏡焦距為10cm，物距為35cm，移動光屏，可以在光屏上得到一個倒立、 的實(shí)像生活中，一般情況下 （放大鏡/投影儀/照相機(jī)）的成像情況與其相同。12.如圖所示，是趙強(qiáng)同學(xué)用蠟燭、凸透鏡和光屏研究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置，其中還需要調(diào)整的是： 。調(diào)整后燭焰能在光屏上成 的實(shí)像，若想使像變大，應(yīng)將蠟燭向 移。三、綜合應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)探究13.凸透鏡的焦點(diǎn)是實(shí)焦點(diǎn)，利用平行光源可以找到焦點(diǎn)，直接測出焦距，凹透鏡的焦點(diǎn)是虛焦點(diǎn)，如何利用凸透鏡來測定凹透鏡的焦距？14.小王用凸透鏡、蠟燭、光屏和光具座等器材，探究凸透鏡成像的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)桌上現(xiàn)有a、b兩個凸透鏡，其中凸透

17、鏡a的焦距為50cm，凸透鏡b的焦距為10cm。光具座上標(biāo)尺的刻度范圍如圖。（1）小王想探究凸透鏡成像的規(guī)律，應(yīng)選用 凸透鏡（選填“a”或“b”）。（2）小王在圖中的光具座上，不斷改變蠟燭與透鏡間的距離，并移動光屏進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：實(shí)驗(yàn)次序物體到凸透鏡的距離u/cm光屏上像到凸透鏡的距離v/cm光屏上像的大小16012縮小23015縮小32020等大41530放大51260放大從實(shí)驗(yàn)次序2、3、4可以看出，當(dāng)成實(shí)像時，物體到凸透鏡的距離越短，光屏上像的大小就越 ；同一凸透鏡，成實(shí)像時，像距v隨物距u的增大而 。（3）你認(rèn)為小王同學(xué)的實(shí)驗(yàn)過程是否全面？請?zhí)岢瞿?/p>

18、的看法（只需寫出一種）。答： 【答案與解析】一、選擇1.【答案】a 【解析】根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，當(dāng)物體在1倍焦距以內(nèi)成正立、放大、虛像，所以凸透鏡成的正立的像都是放大的。2.【答案】d【解析】把蠟燭放在距離凸透鏡50cm的某一位置時，在透鏡另一側(cè)得到一個清晰的，倒立的、縮小的像，則u2f，即50cm2f，解得f25cm，則選項(xiàng)abc都符合，只有d選項(xiàng)是不可能的，故選：d。3.【答案】bc【解析】由圖知，此時成倒立縮小的實(shí)像，所以物距大于2f，即u2f；而像距處于f和2f之間，即fv2f。4.【答案】c【解析】當(dāng)u2f時，凸透鏡成倒立，縮小的實(shí)像，若物距u增大（即物體遠(yuǎn)離凸透鏡），則像距減小（即

19、像與物相對于凸透鏡向同一方向運(yùn)動），其像也隨像距成正比地減小（即像與像距的變化情況完全一樣）。但物體移動的距離大于像移動的距離，而移動的時間又相同，由可知，像的速度會變?。p速運(yùn)動）。5.【答案】b【解析】（1）蠟燭經(jīng)透鏡成倒立的像，說明此透鏡一定是凸透鏡；（2）蠟燭放在距離透鏡20cm的地方，當(dāng)它向透鏡移動時，其倒立的像移動速度大于蠟燭移動速度，說明蠟燭在凸透鏡的一倍焦距和二倍焦距之間，所以2f20cmf，所以20cmf10cm；故選b。6.【答案】d【解析】凸透鏡成像的特點(diǎn)與物體到凸透鏡的距離有關(guān)，像的放大或縮小是就物體所成的像與物體本身的大小比較而言的，由于題中沒有說明兩物體到凸透鏡的距

20、離關(guān)系，故不能斷定兩個物體的像的大小關(guān)系，因此答案為d。二、填空7.【答案】倒立；縮小；實(shí)8.【答案】凸；虛；小于凸透鏡的1倍焦距；電路板【解析】根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，當(dāng)物距小于凸透鏡的1倍焦距時，凸透鏡成正立、放大的虛像，這就是放大鏡的原理，所以檢修工人用凸透鏡的放大作用來查看電路板時，電路板到凸透鏡的距離應(yīng)小于1倍焦距，成的像是正立、放大的虛像，用照明燈照亮電路板，可以使成像更清晰，便于觀察。9.【答案】大于10cm；大于5cm小于10cm；小于5cm【解析】由凸透鏡成像規(guī)律可知，照相機(jī)的鏡頭利用的是物距大于二倍焦距時凸透鏡的成像規(guī)律，即焦距為5cm的凸透鏡，若想用它做一個模擬照相機(jī)，則景物

21、到凸透鏡的距離應(yīng)大于10cm；若想用它做投影儀的鏡頭，則膠片到凸透鏡的距離應(yīng)大于5cm小于10cm；若想將它作為放大鏡使用，則被觀察的物體到凸透鏡的距離應(yīng)小于焦距，即小于5cm，故答案為：大于10cm；大于5cm小于10cm；小于5cm。10.【答案】8；倒立、縮小【解析】當(dāng)u=16cm時，物體成等大的像，所以2f=16cm，即f=8cm；若將蠟燭移到20cm處，則物體在2f之外，所以此時成倒立縮小的實(shí)像。11.【答案】主光軸；縮??；照相機(jī)【解析】探究凸透鏡成像規(guī)律時，調(diào)整蠟燭燭焰和光屏的中心位于凸透鏡的主光軸上，這樣燭焰、光屏和光屏的中心在大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心；凸透鏡焦距為10cm，物距為35cm，所以物距u2f=2