第11講凸透鏡成像的規律第一步：學析教材學知識：教材難點疑點講析、全方位預習練習題講典例：典型例題學解題、快速掌握解題方法練考點強知識：核心考點精準練第二步：記串知識識框架：思維導圖助力掌握知識框架、學習目標復核內容掌握第三步：測過關測穩提升：小試牛刀檢測預習效果、查漏補缺快速提升問題：物體通過凸透鏡所成的像的性質不同，所成像的性質與什么因素有關？提示：在通過凸透鏡觀察不同位置物體的像發現，當物體與凸透鏡距離較小，觀察到正立放大的實像。增大物體與凸透鏡的距離，則可觀察到倒立放大的像，當物體與凸透鏡距離較大，則觀察到倒立縮小的像。1.實驗裝置：實驗器材：凸透鏡、蠟燭、光屏和光具座器材作用：一定焦距的凸透鏡作為研究對象蠟燭的燭焰：物體能夠反射光線通過凸透鏡成像，但所成像的亮度較暗，因此要選擇自身能發光的光源作為物體，這樣使所成的像更亮。光屏：用來承接所成的像光具座：便于是物體、凸透鏡和光屏位于同一直線，且便于讀出物距和像距2.實驗操作：器材調節：將蠟燭、凸透鏡、光屏依次安放在光具座上，調整它們的高度，使燭焰的中心和光屏的中心在凸透鏡的主光軸上。因為通過凸透鏡光心的光線傳播方向不變，為了使物體通過凸透鏡所成的像始終成在光屏的中央，因此必須使燭焰的中心和光屏的中心在凸透鏡的主光軸上。位置調節：為了便于尋找凸透鏡成像規律，讓物體與凸透鏡之間的距離逐漸改變，便于找出像的性質與物距之間的關系。像的性質：分別找出不同性質的像，如正立、放大的虛像、倒立放大的實像、倒立縮小的實像等三種不同性質的像。注意：找像的位置時，當光屏出現了物體的像，必須再左右移動光屏，直至光屏上出現最清晰的像。3.收集數據：成像的條件：（1）找出成實像和虛像的物體不同位置，測出成實像和虛像時的物距與焦距的關系。（2）找出成放大實像時物體和像不同位置，測出物距與焦距、像距與焦距的關系。（3）找出成縮小實像時物體和像不同位置，測出物距與焦距、像距與焦距的關系。例：凸透鏡的f=10cm，發光物高=3.2cm，將物體從遠處逐漸向凸透鏡靠攏，記下不同位置像的大小和位置。如下表序號u/cmv/cm像高/cm像的性質150120.9縮小倒立的實像240131.1縮小330151.6縮小20203.2等大418234放大515304.9放大613409.5放大78光屏上得不到像，通過透鏡可看到正立放大的虛像854.數據分析：成實像的條件：（1）物距大于一倍焦距；（2）像距大于一倍焦距。成放大實像的條件：（1）物距大于一倍焦距，小于兩倍焦距；（2）像距大于二倍焦距。成縮小實像的條件：（1）物距大于二倍焦距；（2）像距大于一倍焦距，小于兩倍焦距。成虛像的條件：物距小于一倍倍焦距；分析：物體通過凸透鏡成實像時，物距減小像距增大，像也變大。推理：由序號3和4可知，當物距等于兩倍焦距時，像與物的大小相等。問題：物體通過凸透鏡所成像的性質只與物距大小有關嗎？提示：通過實驗發現物體通過凸透鏡所成像的性質是由物距于焦距的大小關系決定的。1.凸透鏡成像的兩個特殊點：焦點：成實像和虛像的分界點二兩倍焦距處：通過光心的光心，傳播方向不變2.凸透鏡成像規律總結：圖中左側為物體，相同顏色的像與物相對應：3.凸透鏡成像規律口訣：一倍焦距分虛實，二倍焦距定大小;像隨物體同向移，像與像距同變化。問題：凸透鏡成像與平面鏡成像有什么不同呢？提示：平面鏡成像是利用光的反射形成，物體通過平面鏡只能成的虛像；凸透鏡成像是利用光的折射形成的，物體通過凸透鏡既可以成實像，也可以成虛像。1.實像的實質：物體通過凸透鏡所成的實像是物體射到凸透鏡上的光經凸透鏡折射，所有出射光線的會聚點。物體上不同點都有相應的像點，構成物體的像。當凸透鏡部分破損或被遮擋，物體射到這部分的光就不能通過凸透鏡，進而再會聚于像點，但凸透鏡的其他部分的光仍會聚像點，此時物體通過凸透鏡所成的像大小不變，而亮度降低。2.虛像的實質：物體通過凸透鏡所成的虛像是物體射到凸透鏡上的光經凸透鏡折射，所有出射光線反向延長線的交點。典型例題1例1．在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中，當蠟燭、凸透鏡和光屏的位置如圖所示時，光屏上承接到清晰的像（像未畫出）。下列說法正確的是（）A．透鏡的焦距一定在15.0cm到20.0cm之間 B．把蠟燭移到40.0cm刻度線上，移動光屏，發現承接到的像變大 C．僅向右移動凸透鏡，光屏上能再次承接到清晰的像 D．若改用焦距為10cm的凸透鏡進行實驗，僅適當向右移動光屏就可得到清晰的像由圖可知，u＜v，且成實像，說明2f＞u＝20cm＞f，v＝30cm＞2f，即15cm＞f＞10cm，故A錯誤；將透鏡移至40cm刻度線上，此時物距u＝50.0cm﹣40.0cm＝10.0cm＜f，光屏上不能承接到清晰的像，故B錯誤；僅向右移動凸透鏡，根據在光的折射中，光路是可逆的可知，光屏上仍能承接到像，故C正確；由圖可知u＝v＝2f，成倒立、等大的實像，僅適當向左移動光屏就可得到清晰的像，故D錯誤。故選：C。【答案】C典型例題2例2．探究凸透鏡成像規律的實驗中，蠟燭、凸透鏡、光屏位置如圖所示，光屏上恰好成清晰的像，該像是倒立、的實像，此透鏡的焦距是cm。小鹿同學利用圖中器材進行實驗，下表是他記錄的幾組實驗數據，小鳴同學認為他有一組數據不是在真實實驗情境中獲得，依據是。實驗序號12345物距/cm30.02520.013.011.0像距/cm15.016.720.032.5110.0要解決此題，需要掌握凸透鏡成像的規律：物距小于焦距成正立放大虛像。物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大實像，像距大于二倍焦距。物距等于二倍焦距成倒立等大實像，像距等于二倍焦距。物距大于二倍焦距成倒立縮小實像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距。由圖可知，u＝v＝2f＝20.0cm，故f＝10.0cm，此時成倒立、等大的實像；由表格數據可知：第5組數據像距為110cm，光具座長度不夠，故不可能通過實驗得出。故答案為：等大；10.0；第5組數據像距為110cm，光具座長度不夠。【答案】等大；10.0；第5組數據像距為110cm，光具座長度不夠。典型例題3例3．某小組在“探究凸透鏡成像的規律”的實驗中。（1）實驗前，要調整燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心在；（2）通過調整，恰好在光屏上得到燭焰等大的像，如圖所示，在圖中，把蠟燭向左移動15cm，凸透鏡的位置不變，應把光屏向（選填“左”或“右”）適當調節，才能在光屏上得到燭焰清晰的像。（3）佳佳又在實驗（2）的基礎上，把他的近視眼鏡放在燭焰與凸透鏡之間。若想在光屏上重新得到清晰的像，應將光屏（選填“靠近”或“遠離”）凸透鏡。（4）實驗過程中蠟燭由于燃燒而變短，則光屏上燭焰的像將向（選填“上”或“下”）移動。（5）當燭焰通過凸透鏡在光屏上成一實像時，小明用不透明的紙擋住透鏡下半部分，則光屏上所成的像。A.只出現燭焰像的上半部分B.只出現燭焰像的下半部分C.出現燭焰完整的像，但像更小了D.像仍然是完整的，且大小不變，只是變暗了（1）為了使像成在光屏中央，應整燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度；（2）通過調整，恰好在光屏上得到燭焰等大的像，如圖所示，在圖中，把蠟燭向左移動15cm，凸透鏡的位置不變，此時物距增大，根據凸透鏡成實像時，物遠像近像變小可知，應把光屏向左適當調節，才能在光屏上得到燭焰清晰的像；（3）佳佳又在實驗（2）的基礎上，把他的近視眼鏡放在燭焰與凸透鏡之間，近視眼鏡是凹透鏡，凹透鏡對光線具有發散作用，會將光線推遲會聚成像，若想在光屏上重新得到清晰的像，應將光屏遠離凸透鏡；（4）實驗過程中蠟燭由于燃燒而變短，根據過光心的光線傳播方向不變可知，光屏上燭焰的像將向上移動；（5）當燭焰通過凸透鏡在光屏上成一實像時，小明用不透明的紙擋住透鏡下半部分，上半部分仍能會聚光線成完整的像，但由于會聚的光線比原來減少，所以像比原來變暗，故選：D。【答案】（1）同一高度；（2）左；（3）遠離；（4）上；（5）D/考點一探究凸透鏡成像的規律的裝置1．在探究凸透鏡成像的規律時，實驗室應保持較（選填“亮”或“暗”）的環境。燭焰、凸透鏡和光屏位于如圖所示的位置時，光屏上成清晰的像，則像的大小比燭焰。2．小芳同學實驗探究凸透鏡成像的規律，她首先按圖所示完成儀器裝配，圖中H點是2倍焦距處。經過調節，在光屏上得到了一個清晰的像，但像的位置偏高，為了使像能成在光屏的中央，應把蠟燭向______（選填“上”或“下”）調；或將透鏡向調。從而使中心，透鏡光心、光屏中心在，目的是。3．如圖所示，該凸透鏡的焦距為cm；如圖乙所示，在蠟燭越燒越短的過程中，光屏上的像會逐漸向移動（選填“上”或“下”），將凸透鏡和光屏向（選填“上”或“下”）移動，蠟燭的像就可以重新回到光屏的中央。考點二凸透鏡所成像的位置4．將蠟燭、光屏放在如圖所示的位置。假設光屏上下足夠長，根據光路，下列說法正確的是（）A．透鏡的焦距大于20cm B．此時光屏上能看見一個縮小、倒立的像 C．移動光屏至凸透鏡的左側并左右移動，可以在光屏上找到蠟燭的像 D．將蠟燭移到刻度尺左側30cm處，為了在光屏上找到清晰的像，需將圖中的光屏向右移動5．王亮小組在做“探究凸透鏡成像實驗規律”時，利用甲圖的辦法首先測出了凸透鏡的焦距是cm，這是應用了平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后經過的原理。測出焦距后，將點燃的蠟燭放在光具座最左端，當蠟燭逐漸向右移動的過程中，光屏應向移動；當蠟燭在圖乙所示的位置時，移動光屏可以在光屏上得到一個像。（選填“倒立縮小實”或“倒立放大實”或“正立放大虛”）6．小明在探究凸透鏡成像規律的實驗中，將焦距為10cm的凸透鏡固定在光具座上50cm刻線處，將光屏和點燃的蠟燭分別放在凸透鏡的兩側，如圖所示。為了找到燭焰清晰的像，小明應將光屏向移動（選填“左”或“右”）。小明將光屏移到某一位置時，光屏上呈現燭焰清晰的像，則該像是像（選填“實”或“虛”）。考點三凸透鏡破損或被遮擋7．調整蠟燭、凸透鏡、光屏的中心在同一高度，移動透鏡、光屏，可以在光屏上得到一個清晰的燭焰的像，若用一不透光物體擋住上半個透鏡，則在光屏上（）A．只能成上半燭焰的像，像的亮度不變 B．只能成下半燭焰的像，像的亮度變暗 C．仍成整個燭焰的像，像的亮度不變 D．仍成整個燭焰的像，像的亮度減弱8．如圖所示，將蠟燭放在圖示位置，光屏上恰好成清晰的像，若切除凸透鏡中間的陰影部分，再將剩余的上、下兩部分在O點靠攏在一起，則通過凸透鏡蠟燭能成（填字母）；如不切除凸透鏡中間的陰影部分，只是把陰影部分用黑紙遮擋起來，此時在光屏上可以看到（填字母）。A.一個不完整像B.一個完整像C.兩個不完整像D.兩個完整像9．在凸透鏡成像規律實驗中，一支點燃的蠟燭、透鏡、光屏分置于如圖所示的位置，光屏上C、D處得到清晰燭焰像是（選填“縮小”“等大”或“放大”）．再用厚紙板擋住A處的燭焰，在光屏上（選填“C”或“D）處的焰像將消失。考點四凸透鏡所成像的性質判斷10．小紅學完透鏡后，課后實踐自制的照相機模型，如圖所示。凸透鏡對著窗外的榕樹，橡皮膜上呈現榕樹清晰的像是（）A．倒立放大的實像 B．倒立縮小的實像 C．倒立等大的實像 D．正立放大的虛像11．在探究凸透鏡成像規律時，小王同學將焦距為5cm的透鏡固定在圖示光具座上，然后將蠟燭移至光具座上135cm刻度線處，移動光屏，則光屏上得到的清晰像一定是（填“放大”“等大”或“縮小”）的像。此時若將蠟燭向右移動至138cm刻度線處，則所成的像將（填“變大”“變小”或“不變”）。12．如圖所示，小玲手持的是一個凸透鏡，若已知該透鏡的焦距為15厘米，則此時透鏡離她左眼的距離____15厘米（選填“大于”、“等于”或“小于”），我們通過透鏡看到小玲的“眼睛”其實是一個放大的立（選填“正”或“倒”）的像（選填“實”或“虛”）。1.會組裝凸透鏡成像裝置。2.能表述凸透鏡所成像的實質。3.通過呈現不同性質的像，分析已有信息得出凸透鏡成像規律。一．選擇題1．在光具座的A點處放置一發光物體，從焦距f甲為5厘米、f乙為10厘米、f丙為20厘米的凸透鏡中選擇一個放置在如圖所示的位置，在BC間移動光屏時可在光屏上得到清晰的像，則選擇的凸透鏡為（）A．甲 B．乙 C．甲、乙 D．乙、丙2．某同學在做探究凸透鏡成像規律的實驗時，在光屏上得到了發光物體清晰的像，但他不小心用手掌遮住了部分凸透鏡，這時光屏上出現的情況可能是（）A．發光物體的像變暗 B．發光物體的像變亮 C．光屏上出現手掌的像 D．發光物體的像有缺失3．在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中，點燃的蠟燭、凸透鏡及光屏處于如圖所示的位置時，在光屏上得到燭焰清晰的像（像未畫出），下列說法正確的是（）A．光屏上的像是倒立、放大的 B．凸透鏡的焦距為15cm C．將蠟燭與光屏位置互換，光屏上仍能成清晰的像 D．燃燒的蠟燭不斷變短，光屏上成的像會下移4．在探究“凸透鏡成像的規律”實驗中，光具座上各元件位置如圖所示，此時在光屏上恰好成一個清晰的像。則下列說法正確的是（）A．當蠟燭因燃燒逐漸變短，光屏上的像會逐漸向下移動 B．將蠟燭向左移動，要在光屏上看到清晰的像，應將光屏向右移動 C．用不透明紙板遮住凸透鏡的上半部分，在光屏上不能成燭焰完整的像 D．保持凸透鏡位置不變，將蠟燭和光屏互換位置，光屏上成倒立、縮小的像5．在“探究凸透鏡成像的規律”實驗時，某小組測量出物距和像距的數據，并繪制成如圖所示的圖象，根據圖象可知（）A．該凸透鏡的焦距f＝20cm B．當物距u＝30cm時，成倒立、縮小的實像 C．當物距u＝8cm時，所成的像能用光屏承接 D．若把物體從距凸透鏡30cm處向距凸透鏡15cm處移動過程中，所成的像會逐漸變小二．填空題6．探究“凸透鏡成像的規律”實驗中，蠟燭燒短了則其像在光屏上的位置會（選填“往上移”、“不變”或“往下移”），要使燭焰的像能成在光屏的中央，應將蠟燭向（選填“上”或“下”）調節。此時，若有一只蒼蠅落到凸透鏡上，則光屏上（選填“能”或“不能”）成完整的燭焰的像。7．在“探究凸透鏡成像的規律”的實驗中：如果把點燃的蠟燭分別放在如圖所示的a、b、c、d和e點，同時調整光屏的位置，則：蠟燭在點，屏上的像最大；蠟燭在點，屏上的像最小；蠟燭在點，所成的像是虛像。8．在“探究凸透鏡的成像特點”實驗中，小寧將蠟燭放在離凸透鏡一倍焦距內，如圖所示，燭焰在凸透鏡左側成一個正立、放大的像。（1）這個像是實像還是虛像？答案是：。（2）小寧用眼透過凸透鏡直接觀察到此像，是因為光從（填“燭焰”或“此像”）發出，通過凸透鏡后進入人眼。9．某同學想探究凸透鏡成像規律。實驗桌上有兩個凸透鏡，焦距分別為10cm和20cm。請你幫助他完成下列內容：他先將其中一塊凸透鏡放在光具座上，當燭焰、透鏡及光屏的位置如圖所示時，恰能在光屏上得到一個清晰、等大燭焰的像，則他選擇凸透鏡的焦距為cm；觀察圖所示的凸透鏡形狀，可以確定他選擇的凸透鏡是圖（選填“甲”或“乙”）。10．在探究凸透鏡成像規律的實驗中，八年級的小明同學用焦距為10cm的凸透鏡觀察小紅的眼睛，看到小紅的眼睛如圖A的情形，物距應該滿足的條件是，要看到如圖B的情形，物距應該滿足的條件是。11．在探究凸透鏡成像規律的實驗中，發現像成在光屏的上方，如圖所示，要使像成在光屏中央，應向調節蠟燭，或向調節透鏡，或向調節光屏幕（選填“上”或“下”），調好后，發現光屏上的像與光源等大，則凸透鏡的焦距為cm。12．如圖，在“探究