凸透鏡成像規(guī)律

凸透鏡成像規(guī)律一、知識(shí)點(diǎn)1．物距和像距（1）物距：物體到凸透鏡光心的距離叫做物距，用u表示。（2）像距：像到凸透鏡光心的距離叫做像距用v表示。2．凸透鏡成像規(guī)律物距u與焦距f的關(guān)系像距v與焦距f的關(guān)系像的位置（同側(cè)或異側(cè)）像的性質(zhì)應(yīng)用正倒大小實(shí)虛u＞2f2f＞v＞f異側(cè)倒立縮小實(shí)像照相機(jī)u＝2fv＝2f異側(cè)倒立等大實(shí)像2f＞u＞fv＞2f異側(cè)倒立放大實(shí)像投影儀u＝f不成像測(cè)焦距u＜fv＞u同側(cè)正立放大虛像放大鏡3．凸透鏡成像規(guī)律總結(jié)（1）焦點(diǎn)是成實(shí)像和虛像的分界點(diǎn)，二倍焦距處是成放大像和縮小像的分界點(diǎn)。（一倍焦距分虛實(shí)，二倍焦距分大?。?）凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距越小，像距越大，像也越大。（物近像遠(yuǎn)像變大）（3）凸透鏡成虛像時(shí)，物距變大，像距變大，像也變大。（4）實(shí)像總是倒立的，能呈現(xiàn)在光屏上；虛像是正立的，不能呈現(xiàn)在光屏上，此時(shí)像物同側(cè)。（5）當(dāng)成虛像時(shí)，像與物的左右不互換、上下不顛倒。當(dāng)成實(shí)像時(shí)，像與物的左右互換、上下顛倒。拓展深化因?yàn)橥雇哥R成像是通過(guò)凸透鏡將來(lái)自物體的光線會(huì)聚而成的，所以凸透鏡的大小不會(huì)影響是否成像，但影響像的亮度。凸透鏡破損了一塊或把凸透鏡的一半用紙板遮住，則燭焰的光線只能通過(guò)完整的部分（沒(méi)有遮住的部分）發(fā)生折射在光屏上成像，這樣會(huì)聚在光屏上的光線少了，像就顯得暗了，但像仍然是完整的像。4．實(shí)像和虛像（1）實(shí)像是實(shí)際光線會(huì)聚成的，能用屏幕承接，能使膠片感光，能用眼睛觀察到，物、像分布在凸透鏡兩側(cè)。實(shí)像都是倒立的。（2）虛像不是實(shí)際光線會(huì)聚成的，不能用屏幕承接，只能用眼睛觀察到，物、像分布在凸透鏡同側(cè)。虛像都是正立的5．折射式望遠(yuǎn)鏡（開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡）（1）物鏡：靠近被觀察物體的一組凸透鏡，作用相當(dāng)于照相機(jī)的鏡頭，使遠(yuǎn)處的物體在焦點(diǎn)附近成實(shí)像。（2）目鏡：靠近眼睛的一組凸透鏡，作用相當(dāng)于一個(gè)放大鏡，把物鏡所成的實(shí)像進(jìn)一步放大。（3）原理：如圖所示，遠(yuǎn)處的物體通過(guò)物鏡，在物鏡的焦點(diǎn)外很近的地方得到物體倒立、縮小的實(shí)像A'B'，實(shí)像A'B'位于目鏡的一倍焦距以內(nèi)，實(shí)像A'B'對(duì)目鏡來(lái)說(shuō)是物體，所以通過(guò)目鏡成正立、放大的虛像A"B"。6．顯微鏡（1）目鏡：靠近眼睛的凸透鏡，作用相當(dāng)于一個(gè)放大鏡。（2）物鏡：靠近被觀察物體的凸透鏡，作用相當(dāng)于投影儀的鏡頭。（3）原理：如圖所示，將物體AB放于物鏡焦點(diǎn)稍外，即一倍焦距和二倍焦距之間，得到倒立、放大的實(shí)像A'B'；這個(gè)實(shí)像正好落于目鏡的焦點(diǎn)以內(nèi)，再經(jīng)目鏡折射產(chǎn)生正立、放大的虛像A"B"，這樣我們就可以看到肉眼看不見(jiàn)的微小物體了。

二、精選練習(xí)題知識(shí)點(diǎn)1凸透鏡成像特點(diǎn)【典例】1.在“探究凸透鏡的成像特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中，所用凸透鏡的焦距為10cm，光屏是用表面涂有白漆的鐵板制成。小科把“F”發(fā)光物置于離凸透鏡13cm處，移動(dòng)光屏，在光屏上找到清晰的像，如圖所示。小科看到光屏上像的形狀和大小分別是（）A．、放大 B．、放大 C．、縮小 D．、縮小2.如圖所示，在“用‘凸透鏡’觀察周圍的景物”活動(dòng)中，小科將印有綠色環(huán)保標(biāo)志””的紙固定在墻上，再將一只裝有水的圓柱形玻璃杯移到標(biāo)志的正前方，然后改變玻璃杯與標(biāo)志之間的距離。小科站立時(shí)透過(guò)玻璃杯和水觀察。下列圖像中，不可能看到的是（）A． B． C． D．【變式訓(xùn)練】1．在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)物體距凸透鏡分別為8cm、18cm和24cm時(shí)，依次觀察到放大的虛像、放大的實(shí)像和縮小的實(shí)像，則該凸透鏡的焦距可能是（）A．10cm B．8cm C．12cm D．18m2．小明在光具座上做“研究凸透鏡成像”的實(shí)驗(yàn)。當(dāng)光屏、透鏡及燭焰的相對(duì)位置如圖所示時(shí)，恰能在光屏上得到一個(gè)清晰的像。由此判斷，他所用凸透鏡的焦距（）A．一定大于20cm B．一定小于8cm C．一定在10cm到16cm之間 D．一定在8cm到10cm之間3．小華同學(xué)在做凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)，在光屏上得到燭焰縮小、倒立的像。然后他把蠟燭向著凸透鏡移動(dòng)，他在光屏上不可能得到的像是（）A．縮小的、倒立的實(shí)像 B．放大的、正立的虛像 C．等大的、倒立的實(shí)像 D．放大的、倒立的實(shí)像4．在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，小歡同學(xué)把點(diǎn)燃的蠟燭放在凸透鏡前某一位置時(shí)，恰好在凸透鏡后30厘米處的光屏上出現(xiàn)一個(gè)與蠟燭等大、倒立的像，若將此蠟燭移至凸透鏡前12cm處時(shí)，則。A.光屏上出現(xiàn)倒立、放大的實(shí)像B.光屏上出現(xiàn)倒立、縮小的實(shí)像C.無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏，光屏上均不會(huì)出現(xiàn)實(shí)像D.將光屏遠(yuǎn)離凸透鏡方向移動(dòng)一段距離，光屏上才會(huì)出現(xiàn)倒立放大的實(shí)像理由：。5．如圖所示是探究“凸透鏡成像的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)。（1）為了使像能夠成在光屏的中央，應(yīng)先調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡與光屏三者的中心在。（2）當(dāng)燭焰、凸透鏡、光屏處于如圖所示的位置時(shí)，恰能在光屏上得到一個(gè)清晰的像，則凸透鏡的焦距為cm。（3）保持凸透鏡不動(dòng)，把蠟燭向左移動(dòng)一段距離，要想在光屏上再次得到清晰的像，應(yīng)該把光屏向（選填“左”或“右”）移動(dòng)一段距離，像（選填“變大”、“變小”或“不變”）。（4）將近視眼鏡片放在蠟燭與凸透鏡之間，光屏上原來(lái)清晰的像變模糊了，使光屏（選填“遠(yuǎn)離“或“靠近”）透鏡移動(dòng)，又能在光屏上看到蠟燭清晰的像。由此可知，在近視眼得到矯正之前，物體的像成在視網(wǎng)膜的。（5）將蠟燭換成“F”光源（圖乙），放在離凸透鏡20cm的地方，我們能看到的清晰的像是圖乙中的（請(qǐng)?zhí)钚蛱?hào)）。

知識(shí)點(diǎn)2凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)【典例】1．小明探究“凸透鏡”成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)。（1）小明測(cè)量凸透鏡的焦距如圖甲所示，該凸透鏡的焦距為cm。（2）如圖乙，燭焰中心、透鏡中心、光屏中心要調(diào)整到同一高度，這樣做的目的是為了使?fàn)T焰的像成在。（3）小明進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，其中四次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)記錄如表中所示。實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234物距/cm30251815像距/cm151723？像的性質(zhì)倒立、縮小、實(shí)像倒立、放大、實(shí)像由1、2次實(shí)驗(yàn)可得出當(dāng)物距大于二倍焦距時(shí)，物體通過(guò)凸透鏡成倒立縮小的實(shí)像，這一規(guī)律可應(yīng)用于（選填“放大鏡”、“照相機(jī)”或“投影儀”）；第4次實(shí)驗(yàn)中的“？”應(yīng)填。（4）當(dāng)物距小于10cm時(shí)，眼睛應(yīng)該在（選填“蠟燭”或“光屏”）一側(cè)面向凸透鏡才能觀察到所成像的情況。（5）蠟燭和透鏡位置保持不變，小明將兩個(gè)近視鏡片A.B先后放在蠟燭和凸進(jìn)鏡之間同一位置，向右適當(dāng)調(diào)整光屏，都能再次得到清晰的燭焰的像，兩次的像距分別是vA和vB，且vA＞vB，則近視鏡A對(duì)光線的發(fā)教作用（選填“大于”、“等于”或“小于”）近視鏡B對(duì)光線的發(fā)散作用?！咀兪接?xùn)練】1．小明在探究“凸透鏡成實(shí)像時(shí)像距與物距的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，所用的實(shí)驗(yàn)器材有：光具座、凸透鏡、光屏和蠟燭等。（1）將蠟燭、凸透鏡和光屏放在光具座上，將蠟燭點(diǎn)燃，調(diào)整凸透鏡和光屏的高度，使?fàn)T焰、凸透鏡和光屏的中心大致在上。（2）該實(shí)驗(yàn)應(yīng)使凸透鏡成實(shí)像，那么凸透鏡成實(shí)像的條件是：uf（選填“＞”、“＜”“＝”）。（3）記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表。物距u/cm14161820222426像距v/cm35272220181716（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：此凸透鏡的焦距為。（5）將蠟燭放在5cm刻度線處，將凸透鏡移到30cm刻度線處，移動(dòng)光屏，在光屏上出現(xiàn)了一個(gè)倒立、的實(shí)像。（6）小明得出探究結(jié)論后，又用上述器材做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。把蠟燭放在光具座上的0刻線處，凸透鏡放在15cm刻線上，如下圖所示。移動(dòng)光屏在a位置找到像；蠟燭和光屏不動(dòng)，只移動(dòng)凸透鏡，當(dāng)凸透鏡向某一方向移動(dòng)到b位置時(shí)，在光屏上又看到像。結(jié)合所畫(huà)圖形，請(qǐng)你對(duì)實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象作出合理的判斷。A．光屏上第一次的像是倒立、放大的B．b位置在19～21cm刻線之間C．光屏上第二次的像是倒立、放大的D．a(chǎn)位置在44～46cm刻線之間。知識(shí)點(diǎn)3凸透鏡成像動(dòng)態(tài)規(guī)律【典例】1．在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，光具座上各元件位置如圖所示，此時(shí)在光屏上恰好成一個(gè)清晰的像，則下列說(shuō)法正確的是（）①利用這一原理制成了投影儀②該透鏡的焦距f一定滿足7.5cm＜f＜15cm③若將蠟燭稍稍靠近凸透鏡，則應(yīng)將光屏遠(yuǎn)離凸透鏡才能得到清晰的像④若保持凸透鏡位置不變，將蠟燭和光屏的位置互換，會(huì)在光屏上成一個(gè)清晰倒立、縮小的像A．只有①② B．只有②③ C．只有③④ D．只有②③④2．某同學(xué)利用水透鏡（注射器和彈性膜制成的凸透鏡）、蠟燭、光屏、光具座等器材進(jìn)行探究。如圖所示情況下，光屏上能成清晰等大的像。下列說(shuō)法不正確的是（）A．圖中所示情況下凸透鏡的焦距為10.0cm B．用注射器向水透鏡中注入水后，凸透鏡的焦距會(huì)變小 C．向水透鏡中注水時(shí)，觀察成像特點(diǎn)的變化，可以模擬遠(yuǎn)視眼的成因 D．蠟燭和凸透鏡位置不變，向水透鏡中注水時(shí)，光屏要向左移動(dòng)才能再次得到清晰的像【變式訓(xùn)練】1．在做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，小敏所在的小組利用如圖甲所示的裝置測(cè)出了凸透鏡的焦距，正確安裝并調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)裝置后，在光屏上得到一個(gè)清晰的像，如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．由圖甲可知，該凸透鏡的焦距是40.0cm B．燭焰在如圖乙所示的位置時(shí)，成像特點(diǎn)與照相機(jī)的成像特點(diǎn)相同 C．若將蠟燭移到45.0cm刻度線處，適當(dāng)移動(dòng)光屏，光屏上成正立、放大的虛像 D．燭焰在如圖乙所示的位置時(shí)，若用黑紙片將凸透鏡遮擋一半，這時(shí)在光屏上只能成半個(gè)燭焰的像2．如圖所示，某同學(xué)用自制的水凸透鏡做凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)，在光屏上得到了清晰的像，關(guān)于下列現(xiàn)象分析，正確的是（）A．此時(shí)在光屏上得到的是倒立放大的實(shí)像 B．如果利用注射器繼續(xù)向水凸透鏡內(nèi)注水，發(fā)現(xiàn)光屏上的像不清晰了，這時(shí)將光屏向透鏡方向移動(dòng)，又能得到一個(gè)清晰更小的實(shí)像 C．如果利用注射器從水凸透鏡內(nèi)抽水，此時(shí)保持蠟燭和光屏不變，在水透鏡左側(cè)適當(dāng)位置放置凸透鏡可以模擬近視眼的矯正 D．水凸透鏡內(nèi)有一個(gè)小正方形紙片，則在光屏上不會(huì)得到蠟燭完整的像3．在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，蠟燭、凸透鏡和光屏的位置如圖所示，此時(shí)光屏上呈現(xiàn)一個(gè)清晰的像，下列說(shuō)法正確的是（）A．此時(shí)符合照相機(jī)的成像原理 B．保持透鏡不動(dòng)，將蠟燭、光屏都向左移動(dòng)，可在光屏上呈現(xiàn)一個(gè)清晰的像 C．保持蠟燭和光屏的位置不動(dòng)，向右移動(dòng)透鏡，在光屏上一定能看到一個(gè)放大的清晰的燭焰像 D．保持蠟燭和透鏡的位置不動(dòng)，只更換一個(gè)焦距不同的凸透鏡，移動(dòng)光屏，在光屏上呈現(xiàn)一個(gè)清晰的、比原來(lái)小的像，則更換后的透鏡焦距更大4．物理興趣小組在探究“凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中：（1）用圖甲所示的裝置，測(cè)出凸透鏡的焦距為cm。（2）圖乙是某次實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到的清晰成像現(xiàn)象，生活中的（選填“放大鏡”、“投影儀”或“照相機(jī)”）就是利用這一原理制成的。保持凸透鏡不動(dòng)，把蠟燭向右移動(dòng)2cm的距離，要想在光屏上再次得到清晰的像，可以把光屏向右移動(dòng)一段距離：也可以不動(dòng)光屏，在凸透鏡前放置一個(gè)（選填“近視鏡”或“老花鏡”）。（3）某次實(shí)驗(yàn)在光屏上得到了蠟燭火焰清晰的像，此時(shí)小華同學(xué)用物理課本擋住了凸透鏡的上半部分，則觀察到蠟燭火焰的像是（選填“完整”或“不完整”）的。5．在利用光具座進(jìn)行凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)探究中：（1）如圖1所示，一束平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)過(guò)凸透鏡后，在光屏上形成了一個(gè)最小、最亮的光斑。由圖可知，該凸透鏡的焦距是cm。（2）組裝調(diào)整實(shí)驗(yàn)器材時(shí)，要使?fàn)T焰和光屏的中心位于凸透鏡的（選填“焦點(diǎn)”或“主光軸”）上，使像成在光屏中央。（3）把燭焰