期末拔高學(xué)習(xí)9探究凸透鏡成像的規(guī)律課件北師大版物理八年級上冊

北師版八年級上課時拔高學(xué)習(xí)拔高學(xué)習(xí)9探究凸透鏡成像的規(guī)律一、凸透鏡動態(tài)成像分析1.

蠟燭、凸透鏡、光屏的動態(tài)調(diào)節(jié)(1)裝置調(diào)節(jié)：燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心在同一

高度。(2)實驗中蠟燭燃燒變短，光屏上像的位置會偏上，為了

使像成在光屏中央的調(diào)節(jié)方法：①調(diào)節(jié)方法1：向上移動蠟燭。(注：移動蠟燭時注

意安全)②調(diào)節(jié)方法2：同時向下移動凸透鏡和光屏。2.

器材移動引起的變化(1)成實像時：物近像遠(yuǎn)像變大，即物距減小(增大)?像距

增大(減小)?像變大(變小)。(2)成虛像時：物近像近像變小，即物距減小(增大)?像距

減小(增大)?像變小(變大)。(3)無論成實像還是成虛像，物體離焦點越近，像越大。(1)更換焦距不同的鏡片：焦距變小后，則像距變小，如

圖甲所示；焦距變大后，像距變大，如圖乙所示。

3.

變焦問題①加凸透鏡：凸透鏡對光有會聚作用，像距變小，將

光屏向靠近透鏡方向調(diào)節(jié)。②加凹透鏡：凹透鏡對光有發(fā)散作用，像距變大，將

光屏向遠(yuǎn)離透鏡方向調(diào)節(jié)。(2)加透鏡(3)水透鏡：注水后焦距變小，抽水后焦距變大。4.

物、像移動速度：物體從2倍焦距外向2倍焦距處靠近的過

程中，物體移動的速度大于像移動的速度；物體在1倍焦

距和2倍焦距之間向焦點移動的過程中，物體移動的速度

小于像移動的速度。二、光屏上找不到清晰的像的原因(1)“三心”不在同一直線上；(2)物距等于或小于一倍焦

距；(3)物距稍大于一倍焦距，此時像距遠(yuǎn)大于2倍焦距，

像超出了光具座。三、實驗改進(jìn)1.

用LED燈代替蠟燭，可使成像更清晰、穩(wěn)定，環(huán)保，提高

安全性。2.

用“F”字類型的光源，可探究像與物的左右關(guān)系。

[2023·廣東改編]小明在學(xué)習(xí)了凸透鏡成像的規(guī)律后，繼

續(xù)深入探究。選用表中某一規(guī)格的凸透鏡做實驗，調(diào)整好器材后如圖1甲所示，此時燭焰在光屏上成放大的像。圖1凸透鏡編號焦距/cm直徑/cm①53.5②54.5③104.5④154.5(1)光屏上的像是

(選填“虛像”或“實像”)。實像(2)一段時間后，小明發(fā)現(xiàn)燭焰的像如圖1乙所示，此時將蠟

燭向

調(diào)節(jié)可以使?fàn)T焰的像移到光屏中央。(3)小明選用的凸透鏡的焦距為

cm。上10

圖1思路引導(dǎo)

例(3)提取信息：判斷選用的凸透鏡的焦距信息轉(zhuǎn)化：根據(jù)成像性質(zhì)判斷焦距范圍分析解答：圖1甲中，u＝15.0

cm，成倒立、放大的實

像，說明f＜u＜2f，求出f的范圍后，與表中數(shù)據(jù)比較(4)小明將蠟燭換成“F”字LED光源，調(diào)整了光源和光屏的

位置，在光屏上仍可觀察到清晰的像，如圖2所示，則小

明看到的像應(yīng)是

(填字母)。D

圖2(4)提取信息：圖2，判斷小明看到的像信息轉(zhuǎn)化：物距與像距的關(guān)系為u＞v，像應(yīng)為倒立、縮小

的實像分析解答：找倒立(上下、左右均相反)、縮小的圖思路引導(dǎo)(5)小明認(rèn)為凸透鏡成像的規(guī)律還與凸透鏡的直徑有關(guān)。若要

驗證其猜想，應(yīng)在表中選取編號為

?的兩個凸透鏡

進(jìn)行實驗驗證。①②

(5)提取信息：驗證凸透鏡成像的規(guī)律與凸透鏡的直徑有關(guān)信息轉(zhuǎn)化：利用控制變量思想，選用的透鏡應(yīng)只有直

徑不同分析解答：從表中找出焦距相同、直徑不同的透鏡思路引導(dǎo)(6)圖1甲中，調(diào)整好蠟燭高度后，保持凸透鏡在光具座上的

位置不動，僅將蠟燭和光屏的位置互換，發(fā)現(xiàn)光屏上仍能

觀察到燭焰清晰的像。這是因為在光的折射現(xiàn)象中，光路

是

的?？赡鎴D1【拔高設(shè)問】(7)[動態(tài)分析]在圖2的基礎(chǔ)上，保持光源與凸透鏡位置不

變，用另一個凸透鏡替換原透鏡，發(fā)現(xiàn)需將光屏向右

移動才能在光屏上重新得到清晰的像，此時像與原來

的像相比

(選填“變大”或“變小”)，新?lián)Q

用的凸透鏡的焦距

(選填“大于”或“小

于”)原凸透鏡的焦距。變大大于圖2思路引導(dǎo)(7)提取信息：換透鏡后，光屏向右移動才能重新得到清

晰的像信息轉(zhuǎn)化：光屏向右移動→像距變大，光線延遲會聚分析解答：像距變大→像變大；光線延遲會聚→焦距變大(8)[實驗改進(jìn)]實驗中，小明發(fā)現(xiàn)蠟燭燃燒產(chǎn)生的異味令人難

受，用LED燈替代蠟燭作為光源的好處是

?

?。避免在燃燒時

產(chǎn)生異味，減少污染，且成像穩(wěn)定，實驗現(xiàn)象更明顯(9)[實驗設(shè)計]同學(xué)小紅認(rèn)為：凸透鏡成實像時，不但像與物

上下是顛倒的，而且左右也是相反的。請你根據(jù)光源的不

同設(shè)計一種簡單的方法驗證小紅的觀點：

?

?

?

?

。(合理即可)光源為點燃的

蠟燭，沿垂直于光具座方向水平吹動燭焰，觀察光屏上像

的晃動方向是否與燭焰的晃動方向相反(或光源為不對稱

的LED光源，如“F”字LED光源，直接觀察光屏上的像

與物的左右特點)

1.

[2023·遼寧改編]小毛用凸透鏡、蠟燭、光屏和光具座等器

材探究“凸透鏡成像的規(guī)律”。123(1)小毛將一束平行于凸透鏡主光軸的光射向凸透鏡，調(diào)

節(jié)光屏到凸透鏡的距離，直到光屏上出現(xiàn)

?

，此時凸透鏡和光屏的位置如圖甲所示，

從而測出凸透鏡的焦距。最小、最

亮的光斑123(2)實驗前要調(diào)整燭焰、透鏡和光屏的中心大致在

?

，目的是使像成在光屏的中央。【點撥】要使像成在光屏中央，組裝器材時應(yīng)“三心一

線”，即燭焰、透鏡、光屏的中心應(yīng)在同一高度。同一

高度123(3)將蠟燭、凸透鏡保持在如圖乙位置不動，在

?

(選填“50～60

cm”“60～70

cm”或“70～80

cm”)刻度線之間移動光屏，可使光屏上出現(xiàn)燭焰清晰的像。生活中的

(選填“照相機(jī)”“投影儀”或“放大鏡”)就是利用這一成像原理工作的。60～70cm

照相機(jī)123由圖甲可知，凸透鏡的焦距f＝10.0

cm；由圖乙可

知，物距u＝40.0

cm＞2f＝20.0

cm，所成的像是倒立、

縮小的實像，生活中照相機(jī)的成像原理與此相同，此

時像距的范圍是f＜v＜2f，因凸透鏡在50.0

cm刻度線

處，所以像在60～70

cm刻度線之間，故光屏位于此區(qū)

間內(nèi)。【點撥】123(4)在(3)的基礎(chǔ)上，保持凸透鏡位置不動，交換蠟燭和光

屏的位置，則光屏上燭焰的像相對燭焰是

(選

填“放大”或“縮小”)的。小毛將近視眼鏡的鏡片放

在凸透鏡與蠟燭之間合適的位置，則應(yīng)將光屏

?

(選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”)凸透鏡，才能使光屏上

再次出現(xiàn)燭焰清晰的像。放大遠(yuǎn)

離123由(3)知，將蠟燭和光屏對調(diào)后，f＜u＜2f，成倒

立、放大的實像。近視眼鏡的鏡片為凹透鏡，對光有

發(fā)散作用，光線延遲會聚，像距變大，所以光屏應(yīng)遠(yuǎn)

離凸透鏡?！军c撥】1232.

[2023·丹東改編]小潘同學(xué)選用焦距為15

cm的凸透鏡，做

“探究凸透鏡的成像規(guī)律”的實驗。123(1)實驗在

(選填“較暗”或“較亮”)的環(huán)境中進(jìn)

行，現(xiàn)象更明顯。(2)小潘將蠟燭、凸透鏡和光屏依次放在光具座上，點燃

蠟燭后，調(diào)整蠟燭、凸透鏡和光屏的高度，使?fàn)T焰、

凸透鏡和光屏三者的中心大致在同一高度，這樣做的

目的是使像呈現(xiàn)在

?。較暗光屏的中央123(3)小潘將蠟燭放在10

cm刻度線處，移動凸透鏡和光屏到

如圖所示位置，光屏上恰好呈現(xiàn)一清晰的像，該像的

性質(zhì)是倒立、

(選填“放大”“縮小”或“等

大”)的實像?？s小123(4)實驗過程中，小潘同學(xué)不小心用手指指尖觸摸到了凸

透鏡，這時光屏上

(選填“會”或“不會”)出

現(xiàn)指尖的像。【點撥】手指指尖觸摸到了凸透鏡，因指尖處于凸透鏡的1

倍焦距以內(nèi)，成虛像，虛像不能成在光屏上，所以在

光屏上不能看到指尖的像。不會123(5)保持凸透鏡位置不變，小潘將蠟燭移動到25

cm刻度

處，若想在光屏上得到清晰的像，應(yīng)把光屏向

(選填“左”或“右”)移動，像將

?

(選填“變大”“變小”或“不變”)?！军c撥】將蠟燭從10

cm刻度線處移動到25

cm刻度線處，

物距減小，像距變大，像變大，應(yīng)將光屏向右移，才

能再次得到清晰的像。右變大

123(6)保持凸透鏡位置不變，小潘將蠟燭移動到40

cm刻度線

處，無論怎樣移動光屏，在光屏上都找不到清晰的

像。當(dāng)小潘的眼睛在凸透鏡的右側(cè)時，透過凸透鏡觀

察到燭焰

(選填“正立”或“倒立”)、放大的

像，生活中的

(選填“照相機(jī)”“投影儀”

或“放大鏡”)就是利用這樣的成像原理工作的。正立放大鏡123蠟燭移動到40

cm刻度線處時，u＝10

cm，因焦距f

＝15

cm，u＜f，所以成正立、放大的虛像，物、像同

側(cè)，其應(yīng)用是放大鏡?！军c撥】123(7)將蠟燭從10

cm刻度線處移動到15

cm刻度線處的過程

中，光屏上始終呈現(xiàn)清晰的像，則光屏移動的距

離

(選填“大于”“小于”或“等于”)5

cm。【點撥】小于蠟燭從10

cm刻度線處移動到15

cm刻度線處，物

距始終大于2倍焦距，且物距減小，所以始終成倒立、

縮小的實像，且像移動的距離小于蠟燭移動的距離，

即光屏移動的距離小于5

cm。1233.

樂樂同學(xué)用自制的水透鏡來探究“凸透鏡成像的規(guī)律”，

當(dāng)向水透鏡里注水時，水透鏡的焦距變??；當(dāng)從水透鏡向

外抽水時，水透鏡的焦距變大。

(1)如圖甲所示，一束平行于主光軸的光射向水透鏡，在

光屏上得到一個最小、最亮的光斑，則此時水透鏡的

焦距為

cm。8.0

123平行于主光軸的光經(jīng)凸透鏡后會聚在主光軸上的一點，該點是凸透鏡的焦點，焦點到光心的距離是凸透鏡的焦距，所以此時水透鏡的焦距f＝18.0

cm－10.0

cm＝8.0

cm。【點撥】123(2)樂樂同學(xué)移動蠟燭、水透