5.3凸透鏡成像的規(guī)律-八年級物理上冊（人教版）

第五章透鏡及應(yīng)用第3節(jié)凸透鏡成像的規(guī)律001學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)探究并知道凸透鏡成像的規(guī)律。1．理解凸透鏡的成像規(guī)律。2．知道凸透鏡成放大、縮小實(shí)像和虛像的條件。002預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)（一）課前閱讀：預(yù)習(xí)：請同學(xué)們認(rèn)真閱讀課本P97--98頁內(nèi)容，思考并且回答下面的問題：（1）怎樣測量凸透鏡的焦距？（2）在光具座上放置蠟燭、凸透鏡、光屏?xí)r，誰在中間？（3）為使像成在光屏，實(shí)驗(yàn)中燭焰、凸透鏡和光屏還應(yīng)滿足怎樣的位置關(guān)系？（4）怎樣固定蠟燭？怎樣利用光具座上的刻度確定物距、像距？（5）怎樣在光屏上得到一個(gè)清晰的像？（6）如何觀察虛像？（二）基礎(chǔ)梳理5.3凸透鏡成像的規(guī)律一、實(shí)驗(yàn)：探究凸透鏡成像規(guī)律1.實(shí)驗(yàn)器材：、蠟燭、透鏡、光屏。2.實(shí)驗(yàn)步驟：（1）在光具座上依次放置蠟燭、、光屏。（2）點(diǎn)燃蠟燭，調(diào)整凸透鏡、光屏高度，使它們的。（3）讓燭焰通過凸透鏡成放大實(shí)像，記下此時(shí)的物距、像距。（4）分別讓燭焰通過凸透鏡成等大實(shí)像、縮小實(shí)像、放大虛像，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)操作。3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：物距u變化像的性質(zhì)像距v變化應(yīng)用倒正大小實(shí)虛u>2f逐漸減小倒立縮小實(shí)像2f>v>f逐漸增大照相機(jī)u=2f倒立等大實(shí)像v=2f測焦距2f>u>f倒立放大實(shí)像v>2f投影儀u=f不成像平行光u<f正立放大虛像放大鏡4.實(shí)驗(yàn)?？键c(diǎn)：（1）實(shí)驗(yàn)在較暗的環(huán)境下進(jìn)行，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（2）實(shí)驗(yàn)前調(diào)整燭焰、凸透鏡和光屏的中心在同一高度，目的：使像成在。（3）蠟燭燃燒變短，光屏上的像會向移動，為了使像仍在光屏中央，可采?。篈.向移動蠟燭。B.向移動光屏。C.向移動凸透鏡。（4）實(shí)驗(yàn)中，如果光屏上找不到像，原因可能是：A.燭焰、凸透鏡和光屏的中心沒有在同一高度。B.物距小于或等于一倍焦距，不成實(shí)像。C.物距太小，像距太大，超過了光具座的范圍。（5）成清晰實(shí)像時(shí)，蠟燭與光屏位置互換，仍能成清晰的像。因?yàn)檎凵涔饴贰＃?）用紙板遮住透鏡部分或凸透鏡部分破損缺失，光屏上仍能成的像，不過像變暗。（7）成實(shí)像時(shí)，保持蠟燭、透鏡位置不變，撤去光屏，仍能成像：因?yàn)閷?shí)像是由實(shí)際光線會聚形成的，與有無光屏沒有關(guān)系。（8）實(shí)驗(yàn)中，常用發(fā)光F形光源代替蠟燭，這樣做成像穩(wěn)定，容易對比像與物的倒正及左右關(guān)系。（9）凸透鏡的兩條動態(tài)變化規(guī)律：A.成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大，物遠(yuǎn)像近像變小。B.成虛像時(shí)，物近像近像變小，物遠(yuǎn)像遠(yuǎn)像變大。判斷凸透鏡成像的方法1.比較u與f的關(guān)系：如u>2f成倒立縮小實(shí)像。2.比較v與f的關(guān)系：如v>2f成倒立放大實(shí)像。3.比較u與v的關(guān)系：如u>v成倒立縮小實(shí)像?！炯佑驼?】1.如何測焦距：怎樣測量凸透鏡的焦距？（讓凸透鏡正對著太陽光，拿一張白紙?jiān)谒牧硪粋?cè)來回移動，直到紙上的光斑最小最亮，用刻度尺測出光斑到凸透鏡中心的距離，即為該凸透鏡的焦距）?！炯佑驼?】凸透鏡成像規(guī)律：一焦分虛實(shí)（即物體在一倍焦距以內(nèi)成虛像，一倍焦距以外為實(shí)像）二焦分大小（即物距小于二倍焦距，成放大的像；大于二倍焦距成縮小的像）實(shí)像異側(cè)倒（成實(shí)像時(shí)，物和像總在透鏡的兩側(cè)，且像是倒立的）物遠(yuǎn)像近?。ㄎ矬w離透鏡越遠(yuǎn)，所成實(shí)像離透鏡越近，且像越?。┨撓裢螅ǔ商撓駮r(shí)，物和像總在透鏡的同側(cè)，且像是正立、放大的）物近像變小（物體離透鏡越近，所成虛像越?。?。（三）預(yù)習(xí)作業(yè)1.（2023四川瀘州）小明在探究凸透鏡成像規(guī)律時(shí)，安裝好器材，調(diào)節(jié)蠟燭、凸透鏡與光屏在如圖所示的位置，在光屏上得到清晰的像，則凸透鏡的焦距為_________cm。固定凸透鏡位置，他將蠟燭移到15cm刻度處，為了在光屏上得到清晰的像，接下來小明應(yīng)該進(jìn)行的操作是________________；生活中應(yīng)用這一規(guī)律的光學(xué)器材是________。2．（2023重慶）小剛用焦距為10cm的凸透鏡探究凸透鏡成像的規(guī)律，當(dāng)蠟燭、凸透鏡、光屏三者高度如圖所示時(shí)，適當(dāng)調(diào)節(jié)__________的高度后便可開始實(shí)驗(yàn)；當(dāng)蠟燭距凸透鏡25cm時(shí)，移動光屏，在光屏上承接到一個(gè)清晰縮小的像，生活中的__________就是根據(jù)該成像規(guī)律制成的；把蠟燭適當(dāng)靠近凸透鏡，應(yīng)將光屏____（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）凸透鏡，才能再次承接到清晰的像。3．（2023四川自貢）小明同學(xué)將點(diǎn)燃的蠟燭、凸透鏡和光屏放在如圖所示的位置時(shí)，在光屏上觀察到了清晰的像。（1）由圖可以判斷出實(shí)驗(yàn)所用透鏡的焦距為______cm；（2）小明把蠟燭移到光具座的10cm刻度線處，需要把光屏向______適當(dāng)移動（選填“左”或“右”），才能在光屏上得到一個(gè)清晰的像，此時(shí)的像將______（選填“變大”、“變小”或“不變”）。4．（2023重慶）在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中：（1）小宇先將蠟燭、光屏安裝在凸透鏡兩側(cè)，然后點(diǎn)燃蠟燭，并調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡、光屏的中心在______；（2）實(shí)驗(yàn)所用凸透鏡焦距，移動蠟燭、凸透鏡及光屏位置到如圖所示時(shí)，恰能在光屏上得到一個(gè)清晰、倒立、______的實(shí)像，生活中的______是利用該成像規(guī)律制成的。0303強(qiáng)化訓(xùn)練說明：1.時(shí)間：10分鐘；2.分值：100分（每題10分）3.要求：合上書本，獨(dú)立完成。1.（2023四川廣元）某物理興趣小組在“探究凸透鏡成像規(guī)律”時(shí)，將焦距為10cm的凸透鏡固定在光具座上50cm刻度線處，光屏和點(diǎn)燃的蠟燭分別位于凸透鏡兩側(cè)，實(shí)驗(yàn)前調(diào)整好實(shí)驗(yàn)器材。如圖所示，將蠟燭移至25cm刻度線處，移動光屏，呈現(xiàn)在光屏上清晰的像的特點(diǎn)是（）A．倒立、縮小的實(shí)像 B．正立、放大的虛像C．倒立、放大的實(shí)像 D．與投影儀的成像特點(diǎn)相同2．（2023山東臨沂）在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)蠟燭、凸透鏡和光屏的位置如圖所示時(shí)，光屏上恰能承接到燭焰清晰的像，下列判斷正確的是（）A．實(shí)驗(yàn)用凸透鏡的焦距為15.0cmB．光屏上的像是燭焰放大的實(shí)像C．僅將凸透鏡左移不能再次成像D．僅將光屏右移可模擬近視眼成像3．（2023湖南岳陽）在探究性學(xué)習(xí)活動中，小聰做了如下兩個(gè)光學(xué)實(shí)驗(yàn)。（1）圖甲是探究平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)，改變蠟燭A的位置，發(fā)現(xiàn)外形相同的蠟燭B總能與蠟燭A的像重合，表明像與物的大小___________；蠟燭A的像不能用光屏承接，說明平面鏡所成的像是___________像；（2）圖乙是探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，凸透鏡的焦距是10cm，圖中光屏上恰好成一清晰的像，這個(gè)像是___________（選填“正立”或“倒立”）縮小的實(shí)像。4．（2023江蘇蘇州）在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中。（1）如圖甲，把蠟燭、凸透鏡、光屏依次擺放在光具座上，并將蠟燭燭焰和光屏的中心調(diào)到凸透鏡的主光軸上，目的是使像成在_________；（2）按要求進(jìn)行觀察和測量，并將部分觀測情況記錄在下列表中：實(shí)驗(yàn)序號物距u/cm像距v/cm像的性質(zhì)16020倒立、縮小、實(shí)像23030倒立、等大、實(shí)像320410①凸透鏡焦距f＝_________cm；②當(dāng)物距u=20cm時(shí)，像距v＝_________cm；③當(dāng)物距u=10cm時(shí)，像的性質(zhì)是_________；（3）如圖乙是航天員王亞平太空授課制作水球時(shí)呈現(xiàn)的情景，假設(shè)她稍向后遠(yuǎn)離水球，則她在球中所成的像將_________（“變大”、“變小”或“不變”）。預(yù)習(xí)作業(yè)參考答案1、【答案】10.0將光屏向左移動適當(dāng)距離照相機(jī)【解析】由圖可知，此時(shí)物距和像距的關(guān)系是u=v=20.0cm，根據(jù)u=v=2f，成倒立等大的實(shí)像，所以，該凸透鏡的焦距為f=10.0cm將蠟燭移到15cm刻度處，此時(shí)u=50cm-15cm=35cm＞2f，根據(jù)u＞2f，2f＞v＞f，成倒立縮小的實(shí)像，所以，為了在光屏上得到清晰的像，接下來小明應(yīng)該進(jìn)行的操作是將光屏向左移動適當(dāng)距離，照相機(jī)就是利用此原理制成的。2、【答案】蠟燭照相機(jī)遠(yuǎn)離【解析】探究凸透鏡成像的規(guī)律時(shí)，要調(diào)節(jié)蠟燭、凸透鏡、光屏三者同一高度，由圖可知，蠟燭偏高，則要適當(dāng)將蠟燭向下調(diào)節(jié)。當(dāng)蠟燭距凸透鏡25cm，即物距大于兩倍焦距時(shí)，移動光屏，在光屏上承接到一個(gè)清晰縮小的像，照相機(jī)就是根據(jù)該成像規(guī)律制成的。把蠟燭適當(dāng)靠近凸透鏡，即物距變小，則像距變大，則應(yīng)將光屏遠(yuǎn)離凸透鏡，才能再次承接到清晰的像。3、【答案】（1）15.0（2）左變小【解析】（1）由圖可知，此時(shí)u=v=2f=30.0cm，燭焰成倒立、等大的實(shí)像，所以（2）把蠟燭移到光具座的10cm刻度線處，此時(shí)物距u=40.0cm>2f，根據(jù)凸透鏡成像特點(diǎn)可知，像距f<v<2f，需要把光屏向左移動，才能在光屏上得到一個(gè)倒立、縮小的實(shí)像，即像將變小。4、【答案】（1）同一高度（2）縮小照相機(jī)【解析】（1）探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)時(shí)，要調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中央位置。（2）凸透鏡的焦距是10cm，由圖可知物距為50.0cm-20.0cm=30.0cm，此時(shí)物距大于2倍焦距，成倒立縮小的實(shí)像，照相機(jī)應(yīng)用此原理制成的。強(qiáng)化訓(xùn)練參考答案1、【答案】A【解析】凸透鏡的焦距是10cm，由題可知，此時(shí)的物距是25cm，物距大于2倍焦距，移動光屏，就會得到倒立、縮小的實(shí)像；此時(shí)的成像特點(diǎn)與照相機(jī)的成像特點(diǎn)相同。故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。2、【答案】D【解析】AB．由圖可知，此時(shí)的物距為，像距為，即，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知此時(shí)：，，則，，由上述式子可知，焦距范圍為，成的是倒立縮小的實(shí)像，故AB錯(cuò)誤；C．僅將凸透鏡左移，此時(shí)物距減小，像距增大，由凸透鏡成像規(guī)律可知，成實(shí)像時(shí)，物距減小，像距增大，所以僅將凸透鏡左移能再次成像，故C錯(cuò)誤；D．近視眼成像是光提前會聚，在視網(wǎng)膜前方會聚成像，僅將光屏右移，此時(shí)像距減小，相當(dāng)于光提前會聚，故D正確。故選D。3、【答案】（1）相等虛（2）倒立【解析】（1）該實(shí)驗(yàn)中，蠟燭B與蠟燭A是等大的，改變蠟燭A的位置，發(fā)現(xiàn)外形相同的蠟燭B總能與蠟燭A的像重合，表明像與物的大小相等。蠟燭A的像不能用光屏承接，說明平面鏡所成的像不是由實(shí)際光線會聚而成的像，是虛像。（2）由圖可知，蠟燭到凸透鏡的距離大于2倍焦距，這是照相機(jī)的成像原理，說明這個(gè)像是倒立、縮小的實(shí)像。4、【答案】（1）光屏中央（2）1560正立、放大、虛像（3）變小【解析】（1）將蠟燭燭焰、凸透鏡中心和光屏中央調(diào)到同一高度，目的是使像成在光屏中央。（2）