第8讲凸透镜成像规律实验及其应用.docx

1、第8讲凸透镜成像规律实验及其应用【考点一：凸透镜成像规律实验】一、知识准备：1、了解下列与透镜有关的光学名词的物理意义。焦点：凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫做焦点，用F表示；焦距：焦点到光心的距离叫做焦距，用f表示；物距：物体到凸透镜的距离叫做物距，用u表示；像距：像到凸透镜的距离叫做像距，用v表示；实像：由实际光线会聚而成，能在光屏上呈现的像是实像；虚像：不是由实际光线会聚而成，而是由光线的反向延长线相交而成，不能在光屏上呈现的像是虚像。2、了解估测凸透镜焦距的简易方法。 拿一个凸透镜正对着太阳或其它平行光源，再把一张纸放在凸透镜的另一侧，改变透镜与纸的距离，直到纸上的光斑变

2、得最小、最亮（如右图所示），测量这个最小、最亮的光斑到凸透镜的距离，即可估算出凸透镜的焦距。二、探究实验【提出问题】凸透镜成的像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系呢？【实验器材】光具座（已固定刻度尺）、凸透镜、蜡烛、光屏、火柴【实验步骤】1、估测凸透镜的焦距，并填入表格的上方相应位置处。2、把蜡烛、凸透镜、光屏安装在光具座上。3、点燃蜡烛，调整烛焰、凸透镜、光屏高度，使三者中心在同一水平线上。4、调整物距使u2f，u=2f，2fuf，移动光屏直到看到清晰的像为止，观察物距、像的性质及像距，并将数据填入表格相应位置。7、调整物距使u=f，移动光屏直到看到清晰的像为止，观察物距、像的性质及像距，并

3、将数据填入表格相应位置(若找不到像，空着不填)。8、调整物距使u2fu=2f2f ufu=fu2f时成 缩小 的像，uf时成实像，u2f倒立缩小实像2f vf照相机异侧u=2f倒立等大实像v=2f成像大小的分界点异侧2f u f倒立放大实像v2f投影仪异侧u= f不成像 无穷远成像虚实的分界点uv放大镜同侧【探究过程】1使手电筒正对凸透镜，在镜后用光屏承接折射光，前后移动光屏直到屏上出现 ，量出 的距离，记录在表格上方的f处。（此数值为焦距）2把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，调整凸透镜、光屏的高度，使烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同高度。（目的是使烛焰在光屏上成完整的像）3调整蜡烛、光屏的

4、位置，使屏上出现清晰缩小的像，观察像的正倒，分析像的虚实，测出物理u和像距v记录在表格中。4调整 、 的位置，使屏上出现 放大的像，观察像的正倒，分析像的虚实，测出物理u和像距v记录在表格中。5调整 、 的位置，使屏上出现 等大的像，观察像的正倒，分析像的虚实，测出物理u和像距v记录在表格中。6移动蜡烛，使物距uf，前后移动光屏，屏上能找到像吗？ 。怎样移观察到蜡烛的像？_。【现象及数据记录】观察像的大小、正倒、虚实情况填在表格中。【实验结论】 凸透镜成像的规律1当u_时，成缩小、 的 像。应用在 。2当u_时，成等大、倒立的 像。3当u_时，成放大、倒立的 像。应用在 。4当u_时，成 、正

5、立的虚像。 应用在 。5当u_时，不成像。注意事项：1. 中心、 中心、 中心在 。2.实验时若凸透镜上有一小虫，光屏上是否有小虫的像？ 。3.实验时无论怎样移动光屏都接收不到像是什么原因？ ； ； 。【考点二：凸透镜成像规律考察】例1、在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，小刚选用了焦距为10cm的凸透镜。（1）他将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，并调节到如图所示的位置时，光屏上出现了倒立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的烛焰的像。（2）若图中的点画线为凸透镜的主光轴，A点为烛焰上的一点，请通过作图确定凸透镜的一个焦点F和A点在光屏上的像A的位置。（3）小刚又把蜡烛移到光具座上35cm刻

6、度线处，屏上的像变模糊了，此时他摘下自己的眼镜，放在蜡烛和凸透镜之间，只适当调整眼镜的位置，光屏上又出现了清晰的像，则小刚戴的是 (选填“近视”或“远视”)眼镜。（4）接着他取下这个眼镜，保持此时蜡烛和凸透镜的位置不变，若使光屏上的像仍然清晰，根据光的可逆性，应将光屏移至光具座上 cm刻度线处。例2、在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中：（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在 上，这样做的目的是： 。（2）如图1甲所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图可知，凸透镜对光线具有 作用，该凸透镜的

7、焦距是 cm。 （3）在乙图中把烛焰放在距凸透镜16cm处时（如图乙），在凸透镜另一侧前后移动光屏，会在光屏上得到一个倒立、 的实像（填写像的性质）； (填光学仪器)就是利用这一成像规律工作的。我们能从不同方向看到光屏上的像是因为光在光屏上发生了 反射。（4）某同学在探究凸透镜成像的规律时，在光屏上得到了一个清晰的烛焰的像（如图2所示），为使光屏上清晰的像变大些，下列调节方法可行的是（）A将蜡烛适当远离透镜，光屏适当靠近透镜 B将透镜适当远离蜡烛C将蜡烛适当靠近透镜，光屏适当远离透镜 D将透镜适当靠近光屏（5）实验中当物距u等干焦距f时，某同学却发现在光屏一侧透过凸透镜看到了烛焰正立放大的像。

8、对此下列解释合理的是A.因为烛焰有一定的宽度，实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍大于焦距B.因为烛焰有一定的宽度，实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍小于焦距C.这是烛焰发出的光经凸透镜表面反射形成的像（6）将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，无论怎样移动光屏，在光屏中心只能看到一个大小不变的圆形光斑，请你指出其中一条可能的原因：_。例3、探究“凸透镜成像规律”【设计实验与进行实验】（1）实验器材：刻度尺、蜡烛、凸透镜、光屏；（2）如图甲所示，从左到右分别放置蜡烛、凸透镜和光屏。A.只需要将三者中心调至同一高度。B.需将三者中心调至同一高度并在同一直线上。其中说法 正确（填序号）。

9、正确调整后，不断改变蜡烛与凸透镜间的距离，并移动光屏进行实验，获得的数据如下表：实验序号物体到凸透镜的距离/cm光屏上的像到凸透镜的距离/cm14013.3230153202041530510光屏上没有像68光屏上没有像【分析与论证】（3）当凸透镜成实像时，物距增大，像距 ，此凸透镜焦距为 。（4）如图乙所示，光屏应移至 区域才能找到清晰的像。（5）观察火焰经凸透镜所成正立、放大的虚像，应透过凸透镜向 观察（填“左”或“右”）.（6）在整理器材时，香香同学偶然在凸透镜上看到了身后景物正立、缩小的像它的成像原因是光的 （填“直线传播”、“反射”或“折射”）。 （7）保持蜡烛、凸透镜、光屏位置不变

10、，小华用不透光的纸板遮住凸透镜上半部分，则在光屏上观察到的像是 （填选项前的字母）。A烛焰的上半部分，亮度变暗 B烛焰的下半部分，亮度变暗C完整的烛焰，亮度变暗 D完整的烛焰，亮度不变（8）在光屏上得到清晰的像后，该同学把他的近视眼镜放在烛焰与凸透镜之间，光屏上烛焰的像变模糊了，在不改变凸透镜和光屏位置的前提下，若想在光屏上再一次得到烛焰清晰的实像，他应该将蜡烛向 （选填“远离”或“靠近”）透镜的方向移动。【变式】：不改变眼镜和透镜的位置，要使光屏上再次呈现清晰的像，可以进行的操作是： 或 （均以透镜为参照物）。（9）小柳回想起白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色

11、带(如图丙所示)，受此启发，于是她选取焦距为10 cm的凸透镜，用红光和蓝光来进行图甲的实验，实验结论：对同一凸透镜，_光的焦距大些。（10）在用焦距为10 cm的凸透镜探究成“等大实像”的实验时，老师发现有两个小组所测像距分别为17.5 cm和22 cm，与理论像距20 cm相比偏差较大。若不是因为长度测量方法错误和测量误差导致的，请分析出现这种情况的原因： 。图21例4、张强同学在光具座上做“研究凸透镜成像”的实验中，当光屏、透镜及烛焰的相对位置如图所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的像。由此判断，他所用凸透镜的焦距（ ）A一定大于20cmB一定在10cm到16cm之间C一定小于8cmD一定

12、在8cm到10cm之间例5、如图所示是小明在“探究凸透镜成像的规律”实验中看到的一种成像的情况。此时凸透镜所成的像是 (选填“实”或“虚”)像，其成像的条件是 。例6、一支蜡烛位于凸透镜前，调节好透镜和光屏位置后，在光屏上呈现缩小、倒立的像；若保持凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏的位置对调一下，则在光屏上（ ）A无法成像 B呈现放大、正立的像C呈现放大、倒立的像 D呈现缩小、倒立的像例7、如图所示是十字路口处安装的监控摄像头，它可以拍下违章行驶的汽车照片，摄像头的镜头相当于一个 透镜。A、B是一辆汽车经过十字路口时，先后拍下的两张照片，可以看出汽车是 (选填“靠近”或“远离”)摄像头。观察照片可以

13、发现，几乎看不见车内的人，但车的外表却很清晰，这是因为车内的人光线 （选填“亮”或“暗”），摄像头几乎无法成像。夜晚，为了不影响司机开车，车内的灯应_。（选填“熄灭”或“亮着”）1、在探究凸透镜成像规律的实验中:（1）现有凸透镜、蜡烛、光屏、火柴四种器材,还需要补充的器材是_.（2）将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移动光屏，在距透镜10cm处，屏上呈现出最小最亮的光斑，则此凸透镜焦距约是_cm。 （3）小莉同学做实验时，发现烛焰在光屏上的像偏高，如图所示，若要使烛焰成像在光屏中心，只调节烛焰，应将烛焰向_（填“上”、“下”）调节。 （4）若将烛焰移至距凸透镜 15cm 处，移动光屏，使烛焰在

14、屏上得到倒立、_清晰的实像，_就是应用这一原理制成的（填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）。（5）右表是小聪的实验记录,在第_次实验中,蜡烛到凸透镜的距离在1倍焦距和2倍焦距之间；照相机是根据第_次实验成像特点制成的.实验次数像的情况正立或倒立缩小或放大实像或虚像1倒立缩小实像2倒立等大实像3倒立放大实像4正立放大虚像（6）若在第3次实验的基础上，保持蜡烛和光屏在光具座上的位置不变，将它们之间的凸透镜往 方向移动一定的距离,可使光屏上再出现一个明亮清晰的像.（填“蜡烛”或“光屏”）（7）讨论：在探究凸透镜成像规律时，蜡烛与 分居凸透镜两侧，保持凸透镜的位置不变，先后把蜡烛放不同位置，无论怎样

15、移动光屏，在光屏上都找不到像的可能原因有哪些： 2、如图是a是物理兴趣小组同学制作的投影仪，其原理图如图b，图c是上课经常使用的投影仪，请按要求回答： （1）平面镜的作用是：_；（2）灯泡的作用是：_； （3）若在屏幕上的像比较模糊（与投影片无关），调整方法是：_；（4）若已在屏幕上呈现清晰的像，若使屏幕上的清晰的像变大些，可采取的调整方法是：_。3、烛焰和光屏的中心在凸透镜主光轴上，它们的初位置如图所示，凸透镜的焦距为10cm。下列操作不可能使烛焰在光屏上成清晰像的是 （）A仅将蜡烛移至刻度线M的左侧某处 B仅将光屏移至刻度线P的右侧某处 C仅将凸透镜向左移至刻度N处 D将透镜右移3cm，且

16、光屏移至刻度线Q的右侧某处4、一物体沿凸透镜的主光轴移动，当物距为30厘米时，在凸透镜另一侧的光屏上得到一个放大的实像，当物体移至物距为15厘米时，它的像一定是（ ） A放大实像 B缩小的实像 C放大的虚像 D缩小的虚像5、某同学做“研究凸透镜成像规律”实验时，所给的有下面不同焦距的四块凸透镜，实验中，光屏移到离凸透镜16厘米处，得到烛焰倒立、放大的像，这块凸透镜的焦距可能是（） Af4厘米 Bf8厘米 Cf12厘米 Df16厘米6、随着电子技术的不断发展，人们出游都习惯用手机的照相机来拍照留念，人们在对景物进行拍照时，会看到手机屏幕上有景物清晰的像，根据生活经验和所学的知识，手机的镜头所成像

17、的性质是（ ）A.倒立、缩小的实像 B.倒立、缩小的虚像 C.正立、缩小的实像 D.正立、缩小的虚像【考点三：综合考查】例8、小明进行 “视力的矫正”探究活动，他将自己戴的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，如图（甲）在光屏上得到了一个缩小倒立的清晰实像，拿开眼镜后，光屏上的像变得模糊了。（1）在此背景下，小明为了使光屏上的像重新变得清晰，在不移动光屏和凸透镜位置的前提下，他该 。如果他不戴眼镜看书，应该将书_（填“靠近”或“远离”）眼睛。（2）如图（乙）所示的四幅小图中，正确表示近视眼成像情况的是 图，其矫正做法是 图；远视眼成像情况的是 图，其矫正做法是 图。（3）小明完成探究活动去请高老师进行

18、点评，此时高老师戴着眼镜正在批作业，听到远处有学生叫他，为了看清该学生的容貌，高老师立即摘下眼镜。下列说法正确的是（ ） A高老师所戴眼镜的镜片是凸透镜 B高老师是近视眼 C高老师不戴眼镜看近物时，物像会成在视网膜前方 D高老师的眼球前后径可能过长或晶状体曲度可能过大例9、下面是“小明探究近视眼的形成原因及矫正方法”的实验过程。【实验器材】蜡烛（相当于物体）、水凸透镜（相当于人眼的晶状体）、光屏（相当于人眼的视网膜）。说明：水凸透镜的凹凸程度可以通过注射器注人或吸取水的多少来调节。例9图【实验步骤】（1）安装并调整好实验装置，如图所示，将点燃的蜡烛置于透镜前某一位置时，屏上得到了烛焰清晰的像，

19、这里凸透镜所成的像是_（选填“倒“或“正“）立_（选填“放大”或“缩小”）的_ （选填“虚”或“实”）像。（2）当向水凸透镜内 （选填“注入”或“吸取”）水，使透镜更凸后（折光能力更强），发现光屏上所成的像不再清晰若要在光屏上得到清晰的像可以在水凸透镜前面放一块 （选填“凹“或凸“）透镜，或者把光屏 （选填“靠近“或“远离“）水凸透镜。图21【实验反思】（3）近视眼的成因是_；【第6页共6页】应该佩戴_透镜制成的眼镜。例10、（2014年安徽中考改编）凸透镜的成像规律可以通过画光路图去理解。在光路图中凸透镜用图a表示，O点为光心，F为焦点。图b中AB是物体AB经透镜所成的像。（1）请画出图b中

20、两条入射光线的出射光线，完成成像光路图；（2）我们在几何中学习过，三个角都对应相等、三条边也都对应相等的两个三角形称为全等三角形，那么三个角都对应相等、三条边对应成比例的两个三角形称为“相似三角形”如图：甲与乙全等，丙与丁相似。那么就有. 在图b中，物距用u表示，即u=BO；像距用v表示，即v=OB；焦距用f表示，即f=OF，请运用几何知识证明：1、幻灯机镜头相当于一个_镜，要在银幕上得到幻灯片景物的_、_的 像，应使幻灯片到镜头距离在_的范围内。2、放大镜是一个_镜，使用放大镜必须将物体放在到镜的距离是_的范围内，才能看到物体_的_像。3、平面镜和凸透镜都能成虚像，但平面镜所成的虚像是由光的

21、_现象形成的；凸透镜所成的虚像是由光的_现象形成的。4、某凸透镜焦距离为10cm，物体放在到凸透镜距离15cm处，凸透镜成的像是_、_的_像。如果将它移向离透镜30cm处，在此过程中，它的像_，像到透镜的距离_，（填“变大”、“变小”），在30cm处物体通过透镜成的是_、_、_像。5、如图所示，a、b、c、d是距凸透镜不同距离的四个点，F为焦点。下列几种光学仪器的成像原理与物体在不同点时的成像情况相对应，下列说法正确的是（ ）A幻灯机是根据物体放在c点时的成像特点制成的B照相机是根据物体放在d点时的成像特点制成的C使用放大镜时的成像情况与物体放在a点时的成像情况相似D人眼看物体时的成像情况与物

22、体放在F点时的成像情况相似6、将一支点燃的蜡烛放在一个凸透镜前某个位置，在凸透镜另一侧的光屏上看到了清晰放大的像，那么蜡烛位于此凸透镜的（ ） A焦距以内 B焦距和二倍焦距之间 C二倍焦距处 D二倍焦距以外1、从圆形金鱼缸的侧面观察缸内水中的金鱼，看到的是金鱼正立的、_（填“放大”或“缩小”）的_（填“实”或“虚”）像。我们之所以看到这个现象的原因是 。2、如图所示，在“研究凸透镜成像规律”的实验中，光屏上出现了清晰的烛焰像已知凸透镜的焦距为f，由此可以判断像距v和物距u所在的范围是（ ）Avf Bfv2f Dfu23、汶川地震发生后，我们经常在电视上看到从高空飞机上拍摄到的画面，若用一镜头焦

23、距为60mm的相机在高空拍照，此时胶片到镜头的距离（ ）A大于60mmB恰为60mm C小于60mm D略大于60mm4、2008年北京奥运会将全面运用人脸识别系统，人们进入场馆距门口0.51.2m处时，安装在门上的人脸识别系统的摄像机就可以对其面部特征进行快速核对。由此判断，人脸识别系统的摄像机的镜头( )A.相当于凸透镜，焦距可能为0.5m B.相当于凸透镜，焦距可能为0.1mC.相当于凹透镜，焦距可能为0.5m D.相当于凹透镜，焦距可能为0.1m5、有一个圆柱体PQ放在凸透镜前的如图所示位置，它所成像的形状应该如下图中的（ ） A. B. C. D.6、（2018达州）某同学在“探究凸

24、透镜成像规律”的实验中，绘制了如图所示的图象（v表示像到凸透镜的距离，u表示物体到凸透镜的距离），用该凸透镜作放大镜使用时，被观察的物体到透镜的距离在 m以内；把物体从距凸透镜5cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中，像的大小将 （选填“变大”、“变小”、“先变小再变大”、“先变大再变小”）。7、小亮同学用一个未知焦距的凸透镜探究凸透镜成像规律： （1）将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，并使烛焰、透镜和光屏三者的中心在一条与光具座平行的直线上，调整的目的是_.小亮同学按要求进行观察和测量，并将观测情况记录在下表中：实验序号物距/cm像距/cm像的性质1206.7倒立、缩小的实像2157.531

25、010倒立、等大的实像47.515倒立、放大的实像54正立、放大的虚像（2）此凸透镜的焦距为_m.（3）在表中填出实验序号2中像的性质.（4）当蜡烛从远处向透镜靠近时，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向 (选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动.8、小明同学用一个焦距未知的凸透镜、蜡烛、光屏探究凸透镜成像规律.由图13可知,凸透镜的焦距是_实验时，应使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在 如图14所示，若在光屏上（光屏未画出）能得到清晰放大的烛焰实像，则蜡烛可能置于透镜左边a、b、c、d四点中的_点上，此成像特点可应用在_机上 小明依次将蜡烛、凸透镜、光屏放置在光具座上，按的要求调整好三者中心的位置，但无论怎样移动光屏，在光屏上始终都没能看到烛焰所成的像原因可能是（写出一个原因即可）_ 图21