5.3凸透鏡成像的規(guī)律（原卷版）本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解凸透鏡成像規(guī)律；2.進一步認識成像“實”與“虛”的概念；3.會進行凸透鏡成像分析；4.會進行凸透鏡成像的動態(tài)分析；5.利用凸透鏡成像規(guī)律解釋生活中的問題。要點一凸透鏡成像的規(guī)律知識點一、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)應(yīng)用舉例u＞2f2f＞v＞f物像

異側(cè)縮小、倒立、實像照相機，眼睛u=2fv=2f等大、倒立、實像特點：實像大小轉(zhuǎn)折點2f＞u＞fv＞2f放大、倒立、實像幻燈機，電影機u=f不成像特點：像的虛實轉(zhuǎn)折點u＜f物像同側(cè)放大、正立、虛像放大鏡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，典型的三個應(yīng)用是：照相機、幻燈機和放大鏡，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的情景，就不難記住凸透鏡成像的規(guī)律了。要點詮釋：1.總結(jié)凸透鏡成像規(guī)律，可簡要歸納成“一焦分虛實，二焦分大小；成實像時，物近像遠像變大；成虛像時，物近像近，像變小。”（1）“一焦分虛實”：物體在一倍焦距以內(nèi)成虛像，一倍焦距以外成實像。（2）“二焦分大小”：物距小于二倍焦距，成放大的像，（焦點除外）；物距大于二倍焦距成縮小的。（3）“成實像時，物近像遠像變大”：成實像時，物體靠近透鏡，像遠離透鏡，像逐漸變大。（4）“成虛像時，物近像近像變小”：成虛像時，物體靠近透鏡，像也靠近透鏡，像逐漸變小。【例】一凸透鏡的焦距是10cm，將點燃的蠟燭從離凸透鏡50cm處移到15cm處的過程中，像和像距的變化情況是（）。A．像變大，像距變小；B．像變小，像距變大；C．像變小，像距變小；D．像變大，像距變大【變式1】在探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗中，當(dāng)凸透鏡、光屏和燭焰的位置如圖所示時，光屏上能成一清晰的像。則（）。A．所成的像是正立縮小的實像；B．所成的像是倒立縮小的實像；C．把蠟燭向左移動，調(diào)整光屏的位置，得到的像變小；D．把蠟燭向右移動少許，調(diào)整光屏的位置，得到的像變小【變式2】在用焦距為10cm的凸透鏡來探究成像規(guī)律的實驗中將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上。蠟燭位置如圖所示，這時的物距是cm，移動光屏，可在光屏上得到一個清晰倒立、的實像；投影儀把圖中的凸透鏡看作眼睛的晶狀體，光屏看作視網(wǎng)膜；給“眼睛”戴上遠視眼鏡，使?fàn)T焰在“視網(wǎng)膜”上成一清晰的像；若取下遠視眼鏡，為了使光屏上再次得到清晰的像，應(yīng)將光屏（選填“遠離”或“靠近”）透鏡。【變式3】某人照相，拍了一張后，他向照相機移近了幾步，再拍一張，如果照相機的位置不變，拍照的人應(yīng)該（）。A．把鏡頭向外拉一些，人像變大；B．把鏡頭向里縮一些，人像變大；C．把鏡頭向外拉一些，人像變小；D．把鏡頭向里縮一些，人像變小要點二探究凸透鏡成像規(guī)律知識點二、探究凸透鏡成像規(guī)律實驗?zāi)康模河^察凸透鏡成各種像的條件實驗器材：凸透鏡、光具座、蠟燭、光屏、火柴3、實驗步驟：（1）共軸調(diào)節(jié),把蠟燭、凸透鏡、光屏依次擺放在光具座上。點燃蠟燭，調(diào)整蠟燭、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度。（2）把蠟燭放在較遠處，使，移動光屏，直到光屏上出現(xiàn)明亮、清晰的燭焰的像。觀察這個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，移動光屏，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，移動光屏，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上，移動光屏，看是否能夠成像；（6）把蠟燭移動到凸透鏡的焦點以內(nèi)，移動光屏，在光屏上還能看到燭焰的像嗎?（7）表格：透鏡焦距f=cm。物距與焦距的關(guān)系物距u/cm像的性質(zhì)像距v/cm實虛大小正倒要點詮釋：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。（實驗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10cm—20cm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，然后移動光屏，直到在光屏上得到一個清晰的像為止，讀出物距與像距的大小。3.當(dāng)物距小于焦距時，無論怎樣移動光屏，在光屏上也找不到物體的像。此時應(yīng)去掉光屏，透過凸透鏡觀察火焰的成像情況。4.探究實驗考查內(nèi)容考查方向解答思路如何測量焦距一束平行光通過凸透鏡后會聚的點即為焦點，可測焦距保障實驗成功蠟燭、凸透鏡不動，移動光屏直至在光屏上成清晰的像如何判斷成虛像物距小于焦距時，無論怎么移動光屏都無法在光屏上成像無法成像的原因蠟燭在焦點上或物距小于焦距、焦距太大成像在光具座外、蠟燭與凸透鏡和光屏沒有在同一水平線上成像位置如何移動可調(diào)節(jié)蠟燭或凸透鏡蠟燭變短成像上移像的明暗變化用遮光板擋住部分光線，成像完整但像變暗【例】小明在做“探究凸透鏡成像規(guī)律”實驗時，凸透鏡的位置固定不動，實驗操作規(guī)范。在圖示位置時，燭焰恰好在光屏上成清晰的像。（1）這個像的成像原理與成像原理相同。若將蠟燭向右移動少許，則應(yīng)將光屏向移動才能再次在光屏上成清晰的像，此時像的大小比剛才的像要。（2）再在凸透鏡左側(cè)附近放置一近視眼鏡（圖中未畫出），這時需要將光屏向移動才能在光屏上成清晰的像。（3）為了粗測凸透鏡的焦距，小明上午第二節(jié)課下后，走出教室，將凸透鏡與水平地面平行放置，調(diào)節(jié)凸透鏡到地面的距離，直至太陽光通過凸透鏡地面上出現(xiàn)一個最小的亮點，小明認為此點就是凸透鏡焦點的位置，旁邊的同學(xué)卻告訴他，這個亮點不是凸透鏡的焦點位置，其理由是。【變式1】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，無論怎樣移動光屏，都不能得到清晰的像的原因。（3）實驗一段時間蠟燭變短，要使?fàn)T焰像仍然成在光屏的中心，應(yīng)將光屏向移動。【變式2】小明在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，用裝有6個發(fā)光二極管的有方格的白紙板做發(fā)光物體，如圖甲所示，又用這種同樣大小有方格的白紙板做光屏，然后將發(fā)光物體、凸透鏡和光屏組裝到光具座上并調(diào)整好。(1)當(dāng)發(fā)光物體在a點時，如圖乙所示，在光屏上成的像如圖丙所示，則光屏上的像是倒立、的實像。將發(fā)光物體由a點移到b點，要想找到像的位置，應(yīng)移動光屏，直到為止。(2)用這種發(fā)光物體和光屏做實驗，最主要的一條優(yōu)點是：。(3)如圖乙所示，當(dāng)發(fā)光物體在a點時，物與像之間的距離為s1，當(dāng)發(fā)光物體在b點時，物與像之間的距離為s2，則s1s2(填“＞”“＝”或“＜”)(4)小明探究完凸透鏡成像規(guī)律后，接著又做了一個觀察實驗。他把光屏取下來，把發(fā)光物體放在凸透鏡左側(cè)，從凸透鏡右側(cè)沿主光軸向凸透鏡方向觀察，如圖所示，當(dāng)眼睛離凸透鏡較遠時看到了發(fā)光物體倒立的像，離凸透鏡較近時就看不到這個像了，請分析并說明其中原因。【變式3】安安和康康在老師指導(dǎo)下完成“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實驗，實驗所用凸透鏡的焦距為。他們把凸透鏡固定在光具座上處，調(diào)節(jié)蠟燭的燭焰、凸透鏡和光屏的中心在同一高度。(1)如圖甲所示，若此時他們想在實驗中能用光屏承接到燭焰的實像，光屏應(yīng)在______（選填“”、“”或“”）范圍內(nèi)移動；(2)他們保持凸透鏡位置不變，把蠟燭放在刻度線處，調(diào)整光屏到透鏡的距離，則會在光屏上看到燭焰______（選填“放大”、“縮小”或“等大”）倒立的像；(3)他們想模擬投影儀的成像原理，康康應(yīng)在步驟(2)的基礎(chǔ)上將蠟燭向______（選填“靠近”或“遠離”）凸透鏡的方向移動，同時調(diào)節(jié)光屏的位置，使?fàn)T焰在光屏上成