第11講凸透鏡成像的規(guī)律第一步：學(xué)析教材學(xué)知識：教材難點(diǎn)疑點(diǎn)講析、全方位預(yù)習(xí)練習(xí)題講典例：典型例題學(xué)解題、快速掌握解題方法練考點(diǎn)強(qiáng)知識：核心考點(diǎn)精準(zhǔn)練第二步：記串知識識框架：思維導(dǎo)圖助力掌握知識框架、學(xué)習(xí)目標(biāo)復(fù)核內(nèi)容掌握第三步：測過關(guān)測穩(wěn)提升：小試牛刀檢測預(yù)習(xí)效果、查漏補(bǔ)缺快速提升問題：物體通過凸透鏡所成的像的性質(zhì)不同，所成像的性質(zhì)與什么因素有關(guān)？提示：在通過凸透鏡觀察不同位置物體的像發(fā)現(xiàn)，當(dāng)物體與凸透鏡距離較小，觀察到正立放大的實(shí)像。增大物體與凸透鏡的距離，則可觀察到倒立放大的像，當(dāng)物體與凸透鏡距離較大，則觀察到倒立縮小的像。1.實(shí)驗(yàn)裝置：實(shí)驗(yàn)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(fā)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(shí)驗(yàn)操作：器材調(diào)節(jié)：將蠟燭、凸透鏡、光屏依次安放在光具座上，調(diào)整它們的高度，使?fàn)T焰的中心和光屏的中心在凸透鏡的主光軸上。因?yàn)橥ㄟ^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?fàn)T焰的中心和光屏的中心在凸透鏡的主光軸上。位置調(diào)節(jié)：為了便于尋找凸透鏡成像規(guī)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(zhì)與物距之間的關(guān)系。像的性質(zhì)：分別找出不同性質(zhì)的像，如正立、放大的虛像、倒立放大的實(shí)像、倒立縮小的實(shí)像等三種不同性質(zhì)的像。注意：找像的位置時(shí)，當(dāng)光屏出現(xiàn)了物體的像，必須再左右移動光屏，直至光屏上出現(xiàn)最清晰的像。3.收集數(shù)據(jù)：成像的條件：（1）找出成實(shí)像和虛像的物體不同位置，測出成實(shí)像和虛像時(shí)的物距與焦距的關(guān)系。（2）找出成放大實(shí)像時(shí)物體和像不同位置，測出物距與焦距、像距與焦距的關(guān)系。（3）找出成縮小實(shí)像時(shí)物體和像不同位置，測出物距與焦距、像距與焦距的關(guān)系。例：凸透鏡的f=10cm，發(fā)光物高=3.2cm，將物體從遠(yuǎn)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(zhì)150120.9縮小倒立的實(shí)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(shù)據(jù)分析：成實(shí)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(shí)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(shí)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(shí)像時(shí)，物距減小像距增大，像也變大。推理：由序號3和4可知，當(dāng)物距等于兩倍焦距時(shí)，像與物的大小相等。問題：物體通過凸透鏡所成像的性質(zhì)只與物距大小有關(guān)嗎？提示：通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)物體通過凸透鏡所成像的性質(zhì)是由物距于焦距的大小關(guān)系決定的。1.凸透鏡成像的兩個(gè)特殊點(diǎn)：焦點(diǎn)：成實(shí)像和虛像的分界點(diǎn)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(guī)律總結(jié)：圖中左側(cè)為物體，相同顏色的像與物相對應(yīng)：3.凸透鏡成像規(guī)律口訣：一倍焦距分虛實(shí)，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(shí)像，也可以成虛像。1.實(shí)像的實(shí)質(zhì)：物體通過凸透鏡所成的實(shí)像是物體射到凸透鏡上的光經(jīng)凸透鏡折射，所有出射光線的會聚點(diǎn)。物體上不同點(diǎn)都有相應(yīng)的像點(diǎn)，構(gòu)成物體的像。當(dāng)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(jìn)而再會聚于像點(diǎn)，但凸透鏡的其他部分的光仍會聚像點(diǎn)，此時(shí)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(shí)質(zhì)：物體通過凸透鏡所成的虛像是物體射到凸透鏡上的光經(jīng)凸透鏡折射，所有出射光線反向延長線的交點(diǎn)。典型例題1例1．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(fā)現(xiàn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)，僅適當(dāng)向右移動光屏就可得到清晰的像由圖可知，u＜v，且成實(shí)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(shí)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(jù)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(shí)像，僅適當(dāng)向左移動光屏就可得到清晰的像，故D錯誤。故選：C?！敬鸢浮緾典型例題2例2．探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)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(shí)像，此透鏡的焦距是cm。小鹿同學(xué)利用圖中器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下表是他記錄的幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，小鳴同學(xué)認(rèn)為他有一組數(shù)據(jù)不是在真實(shí)實(shí)驗(yàn)情境中獲得，依據(jù)是。實(shí)驗(yàn)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(guī)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(shí)像，像距大于二倍焦距。物距等于二倍焦距成倒立等大實(shí)像，像距等于二倍焦距。物距大于二倍焦距成倒立縮小實(shí)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(shí)成倒立、等大的實(shí)像；由表格數(shù)據(jù)可知：第5組數(shù)據(jù)像距為110cm，光具座長度不夠，故不可能通過實(shí)驗(yàn)得出。故答案為：等大；10.0；第5組數(shù)據(jù)像距為110cm，光具座長度不夠?！敬鸢浮康却螅?0.0；第5組數(shù)據(jù)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(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中。（1）實(shí)驗(yàn)前，要調(diào)整燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心在；（2）通過調(diào)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(yīng)把光屏向（選填“左”或“右”）適當(dāng)調(diào)節(jié)，才能在光屏上得到燭焰清晰的像。（3）佳佳又在實(shí)驗(yàn)（2）的基礎(chǔ)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(yīng)將光屏（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）凸透鏡。（4）實(shí)驗(yàn)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(dāng)燭焰通過凸透鏡在光屏上成一實(shí)像時(shí)，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(xiàn)燭焰像的上半部分B.只出現(xiàn)燭焰像的下半部分C.出現(xiàn)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(yīng)整燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度；（2）通過調(diào)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(shí)物距增大，根據(jù)凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物遠(yuǎn)像近像變小可知，應(yīng)把光屏向左適當(dāng)調(diào)節(jié)，才能在光屏上得到燭焰清晰的像；（3）佳佳又在實(shí)驗(yàn)（2）的基礎(chǔ)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(fā)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(yīng)將光屏遠(yuǎn)離凸透鏡；（4）實(shí)驗(yàn)過程中蠟燭由于燃燒而變短，根據(jù)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(dāng)燭焰通過凸透鏡在光屏上成一實(shí)像時(shí)，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?！敬鸢浮浚?）同一高度；（2）左；（3）遠(yuǎn)離；（4）上；（5）D/考點(diǎn)一探究凸透鏡成像的規(guī)律的裝置1．在探究凸透鏡成像的規(guī)律時(shí)，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)保持較（選填“亮”或“暗”）的環(huán)境。燭焰、凸透鏡和光屏位于如圖所示的位置時(shí)，光屏上成清晰的像，則像的大小比燭焰。2．小芳同學(xué)實(shí)驗(yàn)探究凸透鏡成像的規(guī)律，她首先按圖所示完成儀器裝配，圖中H點(diǎn)是2倍焦距處。經(jīng)過調(diào)節(jié)，在光屏上得到了一個(gè)清晰的像，但像的位置偏高，為了使像能成在光屏的中央，應(yīng)把蠟燭向______（選填“上”或“下”）調(diào)；或?qū)⑼哥R向調(diào)。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(diǎn)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(shè)光屏上下足夠長，根據(jù)光路，下列說法正確的是（）A．透鏡的焦距大于20cm B．此時(shí)光屏上能看見一個(gè)縮小、倒立的像 C．移動光屏至凸透鏡的左側(cè)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(cè)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(shí)驗(yàn)規(guī)律”時(shí)，利用甲圖的辦法首先測出了凸透鏡的焦距是cm，這是應(yīng)用了平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后經(jīng)過的原理。測出焦距后，將點(diǎn)燃的蠟燭放在光具座最左端，當(dāng)蠟燭逐漸向右移動的過程中，光屏應(yīng)向移動；當(dāng)蠟燭在圖乙所示的位置時(shí)，移動光屏可以在光屏上得到一個(gè)像。（選填“倒立縮小實(shí)”或“倒立放大實(shí)”或“正立放大虛”）6．小明在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)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(diǎn)燃的蠟燭分別放在凸透鏡的兩側(cè)，如圖所示。為了找到燭焰清晰的像，小明應(yīng)將光屏向移動（選填“左”或“右”）。小明將光屏移到某一位置時(shí)，光屏上呈現(xiàn)燭焰清晰的像，則該像是像（選填“實(shí)”或“虛”）。考點(diǎn)三凸透鏡破損或被遮擋7．調(diào)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(gè)清晰的燭焰的像，若用一不透光物體擋住上半個(gè)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(gè)燭焰的像，像的亮度不變 D．仍成整個(gè)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(diǎn)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(shí)在光屏上可以看到（填字母）。A.一個(gè)不完整像B.一個(gè)完整像C.兩個(gè)不完整像D.兩個(gè)完整像9．在凸透鏡成像規(guī)律實(shí)驗(yàn)中，一支點(diǎn)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?？键c(diǎn)四凸透鏡所成像的性質(zhì)判斷10．小紅學(xué)完透鏡后，課后實(shí)踐自制的照相機(jī)模型，如圖所示。凸透鏡對著窗外的榕樹，橡皮膜上呈現(xiàn)榕樹清晰的像是（）A．倒立放大的實(shí)像 B．倒立縮小的實(shí)像 C．倒立等大的實(shí)像 D．正立放大的虛像11．在探究凸透鏡成像規(guī)律時(shí)，小王同學(xué)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(shí)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(gè)凸透鏡，若已知該透鏡的焦距為15厘米，則此時(shí)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(shí)是一個(gè)放大的立（選填“正”或“倒”）的像（選填“實(shí)”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(shí)質(zhì)。3.通過呈現(xiàn)不同性質(zhì)的像，分析已有信息得出凸透鏡成像規(guī)律。一．選擇題1．在光具座的A點(diǎn)處放置一發(fā)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(gè)放置在如圖所示的位置，在BC間移動光屏?xí)r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(xué)在做探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，在光屏上得到了發(fā)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(shí)光屏上出現(xiàn)的情況可能是（）A．發(fā)光物體的像變暗 B．發(fā)光物體的像變亮 C．光屏上出現(xiàn)手掌的像 D．發(fā)光物體的像有缺失3．在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，點(diǎn)燃的蠟燭、凸透鏡及光屏處于如圖所示的位置時(shí)，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(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。則下列說法正確的是（）A．當(dāng)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(yīng)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(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，某小組測量出物距和像距的數(shù)據(jù)，并繪制成如圖所示的圖象，根據(jù)圖象可知（）A．該凸透鏡的焦距f＝20cm B．當(dāng)物距u＝30cm時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像 C．當(dāng)物距u＝8cm時(shí)，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(guī)律”實(shí)驗(yàn)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?fàn)T焰的像能成在光屏的中央，應(yīng)將蠟燭向（選填“上”或“下”）調(diào)節(jié)。此時(shí)，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(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中：如果把點(diǎn)燃的蠟燭分別放在如圖所示的a、b、c、d和e點(diǎn)，同時(shí)調(diào)整光屏的位置，則：蠟燭在點(diǎn)，屏上的像最大；蠟燭在點(diǎn)，屏上的像最?。幌灎T在點(diǎn)，所成的像是虛像。8．在“探究凸透鏡的成像特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中，小寧將蠟燭放在離凸透鏡一倍焦距內(nèi)，如圖所示，燭焰在凸透鏡左側(cè)成一個(gè)正立、放大的像。（1）這個(gè)像是實(shí)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?yàn)楣鈴模ㄌ睢盃T焰”或“此像”）發(fā)出，通過凸透鏡后進(jìn)入人眼。9．某同學(xué)想探究凸透鏡成像規(guī)律。實(shí)驗(yàn)桌上有兩個(gè)凸透鏡，焦距分別為10cm和20cm。請你幫助他完成下列內(nèi)容：他先將其中一塊凸透鏡放在光具座上，當(dāng)燭焰、透鏡及光屏的位置如圖所示時(shí)，恰能在光屏上得到一個(gè)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(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，八年級的小明同學(xué)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(yīng)該滿足的條件是，要看到如圖B的情形，物距應(yīng)該滿足的條件是。11．在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)像成在光屏的上方，如圖所示，要使像成在光屏中央，應(yīng)向調(diào)節(jié)蠟燭，或向調(diào)節(jié)透鏡，或向調(diào)節(jié)光屏幕（選填“上”或“下”），調(diào)好后，發(fā)現(xiàn)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