八年級(jí)物理上冊3.6探究凸透鏡成像規(guī)律滬省公開課一等獎(jiǎng)新名師課獲獎(jiǎng)?wù)n件

第三章光和眼睛3.6探究凸透鏡成像規(guī)律1/41探究凸透鏡成像規(guī)律內(nèi)容試驗(yàn)器材凸透鏡、蠟燭、光屏、打火機(jī)、光具座試驗(yàn)步驟(1)如右圖所表示，把凸透鏡放在光具座標(biāo)尺中央，從透鏡位置開始在左右兩邊標(biāo)尺上用粉筆標(biāo)出等于一倍焦距和二倍焦距位置.試驗(yàn)中燭焰、凸透鏡、光屏三者中心一定要在同一高度.2/41內(nèi)容試驗(yàn)步驟（2）把凸透鏡、蠟燭、光屏放在光具座上，點(diǎn)燃蠟燭，調(diào)整它們高度，使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏中心大致在同一高度.（3）移動(dòng)蠟燭到某處，然后調(diào)整光屏位置，在光屏上分別找到縮小或放大清楚燭焰像.記下各種成像情況時(shí)物距u，將探究情況統(tǒng)計(jì)在表格中.3/41內(nèi)容試驗(yàn)步驟（4）將蠟燭向凸透鏡靠近，使蠟燭到凸透鏡距離等于一倍焦距，觀察光屏上是否有像，并做統(tǒng)計(jì).（5）繼續(xù)把蠟燭向凸透鏡靠近，使蠟燭與凸透鏡距離小于一倍焦距，觀察光屏上是否有像，若在光屏上觀察不到蠟燭像，則移去光屏，直接用眼睛在蠟燭異側(cè)透過凸透鏡觀察燭焰，找出像位置，將數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)在表格中4/41內(nèi)容試驗(yàn)數(shù)據(jù)5/41內(nèi)容試驗(yàn)結(jié)論巧記樂背一倍焦距分虛實(shí)，二倍焦距分大??；物在焦點(diǎn)外，物近像遠(yuǎn)像變大，物在焦點(diǎn)內(nèi)，物遠(yuǎn)像遠(yuǎn)像變大.6/41內(nèi)容知識(shí)解讀（1）凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物像異側(cè)，物像移動(dòng)方向一致，物距減小，像距增大，像變大；凸透鏡成虛像時(shí)，物像同側(cè)，物距減小，像距減小，像變小.（2）u=f時(shí)，不成像；u=2f時(shí)，成等大實(shí)像.（3）凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物像上下、左右都相反7/41例1小張同學(xué)探究“凸透鏡成像規(guī)律”試驗(yàn)裝置如圖3-6-1所表示，其中焦距為15cm凸透鏡固定在光具座上50cm刻線處，光屏和蠟燭分別位于凸透鏡兩側(cè).圖3-6-1（1）小張將蠟燭移至光具座上10cm刻線處，移動(dòng)光屏，直到燭焰在光屏上成清楚像，則該像是____（填“放大”“等大”或“縮小”）實(shí)像.縮小8/41（2）小張將蠟燭移至光具座上30cm刻線處，移動(dòng)光屏，直到燭焰在光屏上成清楚像，則該像是____（填“倒立”或“正立”）實(shí)像.（3）小張?jiān)賹⑾灎T移至光具座上40cm處，他從透鏡右側(cè)經(jīng)過透鏡能夠看到燭焰____（填“倒立”或“正立”）像.（4）以上（1）、（2）步驟中，小張將蠟燭從光具座上10cm向30cm處移動(dòng)時(shí)，若要讓燭焰在光屏上能再次成清楚像，光屏應(yīng)____（填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）透鏡，此時(shí)所成像大小將____（填“變大”“變小”或“不倒立正立遠(yuǎn)離變大9/41變”）.（5）若燭焰已在光屏上成清楚像，此時(shí)用遮光布遮住凸透鏡下半部分，則所成燭焰像為____（填“完整”或“不完整”）像.試驗(yàn)過程中蠟燭燃燒時(shí)會(huì)逐步變短，則光屏上燭焰像也將逐步向____移動(dòng).完整上10/41解析：由題意知f=15cm，所以2f=30cm.（1）當(dāng)蠟燭在光具座上10cm刻線處時(shí)，物距等于40cm，大于2倍焦距，成倒立、縮小實(shí)像.（2）當(dāng)蠟燭在光具座上30cm刻線處時(shí)，物距等于20cm，處于1倍焦距和2倍焦距之間，成倒立、放大實(shí)像.（3）當(dāng)蠟燭在光具座上40cm刻線處時(shí)，物距等于10cm，小于1倍焦距，成放大、正立虛像.（4）將蠟燭從光具座上10cm向30cm處移動(dòng)時(shí)，物距減小但一直大于焦距，則像距變大，應(yīng)將光屏向右移動(dòng)才能再次在光屏上成清楚像，且像變大.（5）凸透鏡成實(shí)像時(shí)，燭焰發(fā)出全部透過凸透鏡光會(huì)聚到光屏上成像.當(dāng)將凸透鏡11/41下半部分遮住后，燭焰發(fā)出光雖有一部分被擋住，但總會(huì)有一部分光經(jīng)過上半部分凸透鏡而會(huì)聚成像，所以像與原來相同，依然完整；因?yàn)橥雇哥R二分之一被遮住，所以折射出光線與原來相比降低了二分之一，故亮度會(huì)減弱，像變暗了.蠟燭燃燒時(shí)會(huì)逐步變短，依據(jù)凸透鏡成實(shí)像時(shí)像與物上下、左右相反可知，像將逐步向光屏上方移動(dòng).12/41凸透鏡應(yīng)用——放大鏡內(nèi)容實(shí)質(zhì)放大鏡實(shí)質(zhì)是一個(gè)凸透鏡特點(diǎn)焦距較短凸透鏡工作原理物距小于焦距時(shí),能夠成正立、放大虛像放大鏡成正立、放大虛像.13/41內(nèi)容成像特點(diǎn)（1）物體經(jīng)過放大鏡成正立、放大虛像；（2）物體經(jīng)過放大鏡所成像和物體在凸透鏡同側(cè)；（3）當(dāng)物體位于放大鏡焦點(diǎn)以內(nèi)時(shí)，放大鏡離物體越近所成像越小，放大鏡離物體越遠(yuǎn)，所成像越大14/41內(nèi)容知識(shí)解讀（1）放大鏡常選取焦距比較短凸透鏡；（2）使用它觀察物體時(shí)，物體到放大鏡距離小于放大鏡一倍焦距，在這個(gè)前提下，物體到透鏡距離越遠(yuǎn)，所成像越大；（3）兩個(gè)凸透鏡大小相同時(shí)，厚度越大，焦距越小，放大倍數(shù)越大；（4）假如放大鏡與物體距離大到一定程度，所成像便會(huì)消失15/41例2昆蟲觀察盒盒蓋是一個(gè)凸透鏡（如圖3-6-2所表示），盒蓋到盒底距離為10cm，是利用凸透鏡能成正立、放大________（填“實(shí)”或“虛”）像原理制成，能夠方便地觀察小昆蟲.在一次試驗(yàn)中，小明不小心把盒蓋上凸透鏡打壞了，為了修好觀察盒，老師給他提供了焦距分別為4cm、8cm、10cm和12cm凸透鏡各一個(gè)，他應(yīng)該選擇焦距為________cm凸透鏡.圖3-6-216/41解析：凸透鏡做放大鏡使用時(shí)，u＜f時(shí)，成正立、放大虛像，盒蓋處安裝凸透鏡，盒底處有昆蟲，要使凸透鏡作放大鏡使用，物距要小于焦距，此時(shí)物距是10cm，所以應(yīng)該選擇焦距為12cm凸透鏡.答案：虛1217/41依據(jù)凸透鏡作放大鏡使用時(shí)，物距和焦距關(guān)系進(jìn)行判斷：當(dāng)u＜f時(shí)，成正立、放大虛像；當(dāng)u=10cm，要成正立、放大虛像時(shí)，透鏡焦距應(yīng)大于10cm.18/41不清楚凸透鏡成像本質(zhì)原因例3把一支點(diǎn)燃蠟燭立于凸透鏡一側(cè)，在另一側(cè)光屏上能夠得到蠟燭清楚像.假如用不透光紙遮住凸透鏡上半部，則()A.光屏上仍能成像，像與原來一樣B.光屏上仍成原來像，只是比原來暗C.要經(jīng)過移動(dòng)光屏，才能得到清楚像D.光屏上不能成像19/41解析：凸透鏡成實(shí)像是因?yàn)橄灎T發(fā)出光線經(jīng)過凸透鏡后會(huì)聚到像點(diǎn)，若遮住凸透鏡一部分，則凸透鏡其它部分依然能夠會(huì)聚光線，所以仍能成完整像，只是照射到像上光線數(shù)量降低，像比原來暗，故選B.答案：B錯(cuò)解：A或C或D注意：盡管將凸透鏡遮住一部分，但沒有遮住部分依然是個(gè)凸透鏡，仍能使光線折射后會(huì)聚成像，只是進(jìn)光面積降低了，會(huì)聚光線數(shù)量降低，使像亮度降低了，但每一個(gè)物點(diǎn)仍能對(duì)應(yīng)成像，所以像依然是完整.20/41題型一探究凸透鏡成像規(guī)律例4某小組利用如圖3-6-3所表示裝置探究“凸透鏡成像規(guī)律”.圖3-6-321/41（1）他們首先進(jìn)行以下操作：將試驗(yàn)器材按蠟燭、凸透鏡和光屏次序放置在光具座上，調(diào)整它們高度，使?fàn)T焰、凸透鏡和光屏三者_(dá)_______大致在同一高度.（2）將蠟燭移到距凸透鏡很遠(yuǎn)處，慢慢移動(dòng)光屏，發(fā)覺光屏上得到一個(gè)最小、最亮光斑，此時(shí)凸透鏡到光屏距離為10cm，則凸透鏡焦距為________cm；再移動(dòng)凸透鏡和光屏到如圖3-6-3所表示位置時(shí)，在光屏上得到了一個(gè)清楚倒立、________（填“放大”或“縮小”）實(shí)像.中心10縮小22/41（3）將蠟燭移到距凸透鏡5cm處，不論怎樣調(diào)整光屏，光屏上一直接收不到清楚像，這時(shí)應(yīng)從________（填“左”或“右”）側(cè)透過凸透鏡直接觀察.（4）快下課時(shí)，蠟燭伴隨燃燒而變短，光屏上像將向________（填“上”或“下”）移動(dòng).右上23/41解析：（1）將試驗(yàn)器材按蠟燭、凸透鏡和光屏次序放置在光具座上，調(diào)整它們高度，使?fàn)T焰、凸透鏡和光屏三者中心大致在同一高度.（2）將蠟燭移到距凸透鏡很遠(yuǎn)處，進(jìn)入凸透鏡光靠近平行光，經(jīng)凸透鏡折射后形成一個(gè)最小、最亮光斑，這個(gè)點(diǎn)就是凸透鏡焦點(diǎn)，焦點(diǎn)到凸透鏡距離是凸透鏡焦距，所以凸透鏡焦距是10cm；依據(jù)題圖可知，物距大于二倍焦距，成倒立、縮小實(shí)像.（3）當(dāng)物距u=5cm＜f時(shí)，物體經(jīng)過凸透鏡成放大虛像，而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.（4）蠟燭伴隨燃燒而變短，依據(jù)凸透鏡所成實(shí)像都倒立，像將向上移動(dòng).24/41題型二判斷凸透鏡焦距例5（湖南婁底中考）某班同學(xué)在“探究凸透鏡成像規(guī)律”試驗(yàn)中，統(tǒng)計(jì)并繪制了像到凸透鏡距離v跟物體到凸透鏡距離u之間關(guān)系圖像，如圖3-6-4所表示.以下判斷正確是()A.該凸透鏡焦距是4cmB.當(dāng)u=3.5cm時(shí)，在光屏上能得到一個(gè)縮小像C.當(dāng)u=5cm時(shí)，成放大像，投影儀就是依據(jù)這一原理制成D.把物體從距凸透鏡3cm處移動(dòng)到8cm處過程中，像逐步變小圖3-6-425/41解析：由題圖知，當(dāng)u=4cm時(shí)，v=4cm，依據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，物距等于2倍焦距時(shí)，成倒立、等大實(shí)像，此時(shí)像距與物距相等，所以2f=4cm，則f=2cm，故A錯(cuò)誤；f=2cm，2f=4cm，當(dāng)u=3.5cm時(shí)，f＜u＜2f,所以成倒立、放大實(shí)像，故B錯(cuò)誤；當(dāng)u=5cm時(shí)，u＞2f，所以此時(shí)成倒立、縮小實(shí)像，攝影機(jī)是利用這一原理制成，故C錯(cuò)誤；把物體從距凸透鏡3cm處移到8cm處過程中，物距逐步增大且一直大于焦距，所以成像逐步變小，故D正確.答案：D26/41題型三利用凸透鏡成像規(guī)律作圖例6如圖3-6-5所表示，O1O2為透鏡主光軸，S′為點(diǎn)光源S經(jīng)透鏡成像.試確定用是什么透鏡，并用作圖法求出透鏡和焦點(diǎn)位置.圖3-6-527/41解析：像S′在物后面，且都在主光軸上方，故是凸透鏡不是凹透鏡；連接物像S、S′并延長，與主光軸交于O點(diǎn)，則O點(diǎn)為凸透鏡光心，過O點(diǎn)垂直主光軸作出凸透鏡；從S點(diǎn)平行于主光軸作一條入射光線，與凸透鏡相交于A點(diǎn)，連接S′A并延長，與主光軸交于F點(diǎn)，F(xiàn)點(diǎn)即為焦點(diǎn).答案：如圖3-6-6所表示圖3-6-628/41例7如圖3-6-7所表示人在判定文物時(shí)，慣用放大鏡觀察文物細(xì)微部分，這時(shí)他看到像是___________________.假如在文物上有兩條裂紋，其夾角是5度，要想使看到像更大些，應(yīng)該將放大鏡離裂紋______.放大鏡放大倍數(shù)是6倍，則他看到角是______度.圖3-6-75正立、放大虛像遠(yuǎn)些29/41解析：因放大鏡成像時(shí)物距小于焦距，所成像是正立、放大虛像，而成像時(shí)物距越大，像距越大，像越大，所以要想像變大，就要增大物距.不論放大鏡放大倍數(shù)是多大，都只能放大物體本身，不能改變物體之間角度.30/41解讀中考：本節(jié)知識(shí)重點(diǎn)是了解凸透鏡在各種條件下所成像性質(zhì)及改變情況、試驗(yàn)探究過程，用探究結(jié)論處理實(shí)際問題.出題形式主要有選擇題、填空題和試驗(yàn)探究題.31/41考點(diǎn)一凸透鏡成像應(yīng)用教材第72頁“作業(yè)第3題”取一個(gè)盛水圓柱形玻璃杯，將手緊靠在杯后面，透過水杯看到手“變大”了.請(qǐng)實(shí)際試一試，并解釋這個(gè)現(xiàn)象.32/41例8(吉林中考)如圖3-6-8所表示是裝有水圓柱形玻璃杯，將鉛筆靠近玻璃杯后面，透過玻璃杯能夠看到筆尖指向左側(cè)，此時(shí)成像為正立、_______虛像.假如將鉛筆由靠近玻璃杯位置向遠(yuǎn)處慢慢移動(dòng)，你會(huì)看到筆尖指向_____側(cè).圖3-6-8放大右33/41解析：題圖是裝有水圓柱形玻璃杯，其結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，即中間厚，邊緣薄，所以將鉛筆靠近玻璃杯后面，相當(dāng)于將鉛筆放在凸透鏡1倍焦距以內(nèi)，故能看到鉛筆成一個(gè)正立、放大虛像；假如將鉛筆由靠近玻璃杯位置向遠(yuǎn)處慢慢移動(dòng)，當(dāng)鉛筆大于該“凸透鏡”1倍焦距后，即成倒立像（處于1倍焦距和2倍焦距之間，成倒立、放大實(shí)像；處于2倍焦距以外，成倒立、縮小實(shí)像），故你會(huì)看到筆尖指向會(huì)改變，即指向右側(cè).34/41考點(diǎn)二探究凸透鏡成像規(guī)律.教材第72頁“作業(yè)第1題”如圖3-61所表示是用蠟燭、凸透鏡和光屏研究凸透鏡成像規(guī)律試驗(yàn)裝置，若將蠟燭放于圖中位置，要在光屏上成清楚像，需要進(jìn)行調(diào)整是.若要使像變大，應(yīng)將蠟燭向移.圖3-6135/41例9(湖南益陽中考)如圖3-6-9所表示，在做“探究凸透鏡成像規(guī)律”試驗(yàn)中，燭焰在圖示位置時(shí)能在光屏上成清楚像，所成像是倒立、______（填“放大”“等大”“縮小”）實(shí)像.現(xiàn)將蠟燭沿主光軸向遠(yuǎn)離凸透鏡方向移動(dòng)，要使?fàn)T焰仍能在光屏上成清楚像，則光屏應(yīng)沿主光軸向______（填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）凸透鏡方向移動(dòng).圖3-6-9靠近放大36/41解析：由題圖知，物距小于像距，此時(shí)在光屏上成倒立、放大實(shí)像，當(dāng)將蠟燭沿主光軸向遠(yuǎn)離凸透鏡方向移動(dòng)時(shí)，物距變大，像距變小，光屏上得到像變小，所以要使?fàn)T焰仍能在光屏上成清楚像，則光屏應(yīng)沿主光軸向靠近凸透鏡方向移動(dòng).37/4138/41例