物理中考凸透鏡成像的規(guī)律 知識(shí)講解(基礎(chǔ))

1、 凸透鏡成像的規(guī)律（基礎(chǔ)）【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(dòng)中，初步獲得提出問題的能力，通過探究活動(dòng)，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?！疽c(diǎn)梳理】知識(shí)點(diǎn)一、探究凸透鏡成像規(guī)律1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河^察凸透鏡成各種像的條件2、 實(shí)驗(yàn)器材：凸透鏡、光具座、蠟燭、光屏、火柴3、實(shí)驗(yàn)步驟：（1）共軸調(diào)節(jié),把蠟燭、凸透鏡、光屏依次擺放在光具座上。點(diǎn)燃蠟燭，調(diào)整蠟燭、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度。 2 f（2）把蠟燭放在較遠(yuǎn)處，使u，移動(dòng)光

2、屏，直到光屏上出現(xiàn)明亮、清晰的燭焰的像。觀察這個(gè)像是倒立的還是正立的，是放大的還是縮小。測量像距和物距。（3）把蠟燭移向凸透鏡，讓蠟燭到凸透鏡的距離等于2 f，移動(dòng)光屏，直到光屏上出現(xiàn)明亮、清晰的燭焰的像。觀察像到凸透鏡的距離、像的倒正和大小。測量像距和物距。（4）把蠟燭再靠近凸透鏡，讓蠟燭到凸透鏡的距離在2 f u f，移動(dòng)光屏，直到光屏上出現(xiàn)明亮、清晰的燭焰的像。觀察像到凸透鏡的距離、像的倒正和大小。測量像距和物距。（5）把蠟燭繼續(xù)靠近凸透鏡，讓蠟燭在凸透鏡的焦點(diǎn)上，移動(dòng)光屏，看是否能夠成像（6）把蠟燭移動(dòng)到凸透鏡的焦點(diǎn)以內(nèi)，移動(dòng)光屏，在光屏上還能看到燭焰的像嗎?（7）表格：透鏡焦距 f=

3、cm物距與焦距的關(guān)系 物距 u/cm 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(dòng)光屏，直到在光屏上得到一個(gè)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(shí)，無論怎樣移動(dòng)光屏，在光屏上也找不到物體的像。此時(shí)應(yīng)去掉光屏，透過凸透鏡觀察火焰的成像情況。知識(shí)點(diǎn)二、凸透鏡成像規(guī)律1、凸透鏡成像的規(guī)律和應(yīng)用見下表：物的位置像的位置像的性質(zhì)物像異側(cè)特點(diǎn)：實(shí)像大小轉(zhuǎn)折點(diǎn)幻燈，電影機(jī)u=2f不成像特點(diǎn)：

4、像的虛實(shí)轉(zhuǎn)折點(diǎn)放大鏡u f物像同側(cè)放大、正立、虛像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(gè)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(shí)的情景，就不難記住凸透鏡成像的規(guī)律了。要點(diǎn)詮釋：1、 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??；成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大；成虛像時(shí)，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(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大”：成實(shí)像時(shí)，物體靠近透

5、鏡，像遠(yuǎn)離透鏡，像逐漸變大。（4）“成虛像時(shí)，物近像近像變小”：成虛像時(shí)，物體靠近透鏡，像也靠近透鏡，像逐漸變小?！镜湫屠}】類型一、探究凸透鏡成像規(guī)律1.（岳陽）在探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)中，（1）讓凸透鏡正對著太陽，得到圖甲所示的光路圖，由圖可知，凸透鏡對光線有作用，該凸透鏡的焦距為（2）利用圖乙裝置進(jìn)行以下操作：如果燭焰在光屏上的像偏高，應(yīng)將光屏向“下”）調(diào)節(jié)；當(dāng)燭焰距凸透鏡 30cm時(shí)，移動(dòng)光屏，可以在光屏上得到一個(gè)清晰的倒立、填“放大”或“縮小”）的實(shí)像，在照相機(jī)和投影儀中，成像情況與此類似的是cm；（選填“上”或（選；將蠟燭移到距凸透鏡 5cm處，無論怎樣調(diào)節(jié)光屏，光屏上始終接收不到清

6、晰的像，這時(shí)應(yīng)從側(cè)透過凸透鏡直接觀察（選填“左”或“右”）。 【思路點(diǎn)撥】（1）測量凸透鏡焦距的方法：平行光聚焦法，亮點(diǎn)為焦點(diǎn)，焦點(diǎn)到光心的距離為就焦距。（2）做實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意，為使所成像能在光屏的中心，必須使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度上；已知凸透鏡的焦距和燭焰到凸透鏡的距離，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可以判定成像的性質(zhì)?！敬鸢浮浚?）會(huì)聚；10 （2）上；縮??；照相機(jī)；右【解析】（1）陽光通過凸透鏡后相交于一點(diǎn)，說明凸透鏡對光線有會(huì)聚作用；在地面上得到的亮點(diǎn)即為凸透鏡的焦點(diǎn)，焦距指的是焦點(diǎn)到光心的距離。由此可知該凸透鏡的焦距為10cm；（2）為使所成像能在光屏的中心，必須使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的

7、中心在同一高度上。由于燭焰在光屏上像的位置偏高，要想使像成在光屏中央，應(yīng)將光屏向上調(diào)節(jié)；因?yàn)槲锞鄒=30cm2f，所以物體通過凸透鏡成倒立、縮小的實(shí)像；成倒立、縮小、實(shí)像這一特點(diǎn)的應(yīng)用是照相機(jī)；當(dāng)物距u=5cmf時(shí)，物體通過凸透鏡成放大的虛像，并且虛像和物體在同一側(cè)。所以應(yīng)從右側(cè)透過凸透鏡直接觀察?！究偨Y(jié)升華】題目考查了粗測焦距的方法和凸透鏡成像規(guī)律。讓太陽光經(jīng)凸透鏡會(huì)聚成最小最亮的光斑，用刻度尺測出亮斑到凸透鏡的距離即為焦距；當(dāng)u2f時(shí)，凸透鏡成倒立縮小的實(shí)像，應(yīng)用是照相機(jī)；當(dāng) u=2f時(shí)，凸透鏡成倒立等大的實(shí)像，應(yīng)用是測焦距；當(dāng)fu2f時(shí)，凸透鏡成倒立放大的實(shí)像，應(yīng)用是投影儀；當(dāng) u=f時(shí)

8、，不成像；當(dāng) uf 時(shí)，成正立放大的虛像，應(yīng)用是放大鏡。2.（淮安）小明用凸透鏡、蠟燭、光屏和刻度尺等器材，探究凸透鏡成像的規(guī)律。（1）如圖所示，將凸透鏡正對著太陽光，把光屏置于另一側(cè)，改變光屏與凸透鏡間的距離，直到光屏上出現(xiàn)一個(gè)的光斑，測得凸透鏡的焦距是cm。（2）小明將蠟燭、凸透鏡和光屏的中心調(diào)到同一高度，無論怎樣移動(dòng)光屏，都不能得到清晰的像的原因。（3）實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間蠟燭變短，要使?fàn)T焰像仍然成在光屏的中心，應(yīng)將光屏向移動(dòng)?！敬鸢浮浚?）最小、最亮；10 （2）物距小于焦距，像是虛像 （3）上【解析】（1）太陽光可以近似看為平行光源，將凸透鏡正對著太陽光，太陽光經(jīng)凸透鏡后將會(huì)聚在焦點(diǎn)。所以把

9、光屏置于另一側(cè)，改變光屏與凸透鏡間的距離，直到光屏上出現(xiàn)一個(gè)最小、最亮的光斑。這個(gè)光斑便為焦點(diǎn)。測出光斑到凸透鏡的距離，便是焦距。由圖知，凸透鏡的焦距是10cm。（2）蠟燭、凸透鏡和光屏的中心調(diào)到同一高度，仍不能得到清晰的像，這說明此時(shí)成的是虛像或者物距小于焦距。（3）實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間蠟燭變短，由于凸透鏡成的是倒立的實(shí)像，所以成的像將靠近光屏的上方。所以應(yīng)向上移動(dòng)光屏。 【總結(jié)升華】此題主要考查了粗略測量凸透鏡焦距的方法，關(guān)鍵是掌握焦點(diǎn)和焦距的概念。同時(shí)考查了實(shí)驗(yàn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)的兩個(gè)問題，在平時(shí)遇到問題要善于分析原因。舉一反三：【變式】如圖所示，小明用蠟燭、凸透鏡和光屏做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)

10、驗(yàn)。（1）凸透鏡的焦距是 10cm，當(dāng)燭焰在圖示位置時(shí)，移動(dòng)光屏可以在光屏上得到一個(gè)倒立、像。在照相機(jī)和投影儀中，成像情況與此類似的是 。（2）實(shí)驗(yàn)中，蠟燭越燒越短，光屏上燭焰的像 （選填“向上”、“向下”或“不”）移動(dòng)。的實(shí)【答案】（1）放大；投影儀 （2）向上類型二、凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用3.（2011 包頭）一物體放在距凸透鏡 20cm處時(shí)，在另一側(cè)距凸透鏡 6cm處的光屏上出現(xiàn)了一個(gè)清晰的像。那么該透鏡的焦距可能是（a3cm b5cm）c7cmd9cm【思路點(diǎn)撥】根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，物距大于像距，成倒立縮小實(shí)像，這時(shí)的物距大于2倍焦距，像距小于 2倍焦距大于 1倍焦距，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)求焦距

11、的范圍?！敬鸢浮縝【解析】由題意知，物體經(jīng)凸透鏡后成的是實(shí)像，物距為20cm，像距為 6cm，物距大于像距。根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律：20cm2f，所以 f10cmf6cm2f，所以 3cmf6cm綜合得：3cmf6cm。所以 b選項(xiàng)正確?！究偨Y(jié)升華】此題主要考查了凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用。要熟記凸透鏡成像的規(guī)律，特別是物距與像距之間的關(guān)系。舉一反三：【變式】（三明）點(diǎn)燃的蠟燭放置在離凸透鏡 15cm處，在凸透鏡的另一側(cè)得到一個(gè)倒立、放大的燭焰像，則該凸透鏡的焦距可能為（）a5cmb10cmc15cmd20cm【答案】b4. 在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)凸透鏡、光屏和燭焰的位置如圖所示時(shí)，光屏上能

12、成一清晰的像。則（）a所成的像是正立縮小的實(shí)像b所成的像是倒立縮小的實(shí)像c把蠟燭向左移動(dòng)，調(diào)整光屏的位置，得到的像變小 d把蠟燭向右移動(dòng)少許，調(diào)整光屏的位置，得到的像變小【答案】c【解析】由圖知：fu2f，v2f，此時(shí)光屏上成倒立放大的實(shí)像，所以a、b 說法錯(cuò)誤；當(dāng)把蠟燭向左移動(dòng)時(shí)，物距變大，像距變小，光屏上得到的像變小，所以c 說法正確；當(dāng)把蠟燭向右移動(dòng)時(shí)，物距變小，像距變大，光屏上得到的像變大，所以d 說法錯(cuò)誤?！究偨Y(jié)升華】要求學(xué)生能從圖中獲取信息，然后利用所學(xué)規(guī)律分析解答問題，這是考試中常見的題型，考查學(xué)生的分析能力。此題的關(guān)鍵是掌握凸透鏡成像的規(guī)律。搞清像距、像的大小與物距之間的關(guān)系。舉一反三：【變式 1】（山西）如圖所示，小夢同學(xué)在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)