内容正文:
复习7 凸透镜成像
考点一、凸透镜成像规律
考点精要:
光心:通常位于透镜的几何中心;通过透镜光心的光线传播方向不变。
焦点:平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上一点。
焦距:焦点到光心的距离。
【注意】
①实像与虚像的分界点在焦点处。
②放大像与缩小像的分界点在二倍焦点处。
③不论凸透镜成实像还是虚像,物体离焦点越近,成的像越大。
【总结】透镜成像的两个“一定”:
①实像一定都是倒立的,像和物体处在透镜异侧,是由实际光线会聚而成的,可用光屏承接。
②虚像一定都是正立的,像与物体处在透镜同侧,是由折射光线的反向延长线相交而成的,不能用光屏承接,只能用眼睛直接观看。
记忆口诀:一倍焦距分虚实;二倍焦距分大小;物近像远像变大;实像倒来虚像正。
典型案例:(2020·杭州)照相机和放大镜都是凸透镜成像原理的具体应用。对应右图,下列关于照相机、放大镜使用和成像的说法正确的是( )
A.照相机:被拍物体应在甲区域内,成倒立缩小实像
B.照相机:被拍物体应在乙区域内,成倒立缩小实像
C.放大镜:被观察物体应在乙区域内,成正立放大虚像
D.放大镜:被观察物体应在内区域内,成正立放大实像
举一反三:
变式1:(2020·仙居模拟)在探究凸透镜成像规律的实验中,当物体离透镜16cm时,在光屏上得到一个倒立放大的像;那么,当物体离透镜8cm时,在光屏上将( )
A.能得到一个倒立放大的像 B.能得到一个倒立缩小的像
C.能得到一个正立放大的像 D.不能得到像,但可以透过透镜看到一个正立放大的像
变式2:(2020·瑞安模拟)如图,将一支点燃的蜡烛置于盛有水的烧瓶左侧,水平左右移动烧瓶,改变蜡烛和烧瓶之间的距离,则在烧瓶右侧的墙壁出现不同的像。其中不可能出现的像是( )
A.正立的像 B.放大的像 C.倒立的像 D.缩小的像
变式3:(2020·平阳模拟)如图是二维码扫描收银盒,它是一种影像式移动支付装置,其扫描摄像头为焦距等于5厘米的凸透镜,将二维码放置在扫码区则可生成倒立、缩小的实像。小明用凸透镜成像实验模拟收银盒成像规律,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
考点二、实验探究:凸透镜成像规律
考点精要:
1.实验原理
(1)凸透镜成像原理:凸透镜对光有会聚作用,其本质是光的折射。
(2)成像光路图:利用“三条特殊光线”作图。
2.实验器材与装置
(1)光屏的选择:宜选用表面粗糙的白屏,使各种色光均能在光屏上发生漫反射。
(2)实验前需调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度,使烛焰的像恰能成在光屏的中央。
3.实验操作
(1)焦距的测量:用平行光垂直于凸透镜照射,光屏在凸透镜的另一-侧移动,当光屏上出现最小、最亮的光斑时,凸透镜光心到光斑的距离就是焦距;
也可以利用物距等于二倍焦距时凸透镜成倒立、等大的实像这一一性质来测量焦距。
(2)物距控制:分别探究u>2f、u=2f、f<u<2f、u<f时的成像特点。
(3)实像与虚像的判断:可以成在光屏上的是实像,不能成在光屏上的是虚像。
(4)当观察到凸透镜成虚像时,移去光屏,从光屏-侧透过凸透镜观察烛焰所成的像。
(5)光路的可逆性:成清晰实像时,对调蜡烛和光屏的位置,光屏上仍成清晰的实像。
(6)换用半块透镜或用纸遮挡透镜的一部分,光屏上的像会变暗,但仍能成完整的像。
4.实验分析和故障处理
(1)光屏上找不到像的原因:
①烛焰在焦点上或在焦点以内;
②凸透镜焦距过大(凸透镜的焦距不能大于光具座长度的四分之一);
③烛焰、凸透镜和光屏三者的中心不在同一-直线上。
(2)蜡烛变短时的现象及处理:蜡烛燃烧变短时,光屏上的像将向上移动,此时应将蜡烛向上移动,或将光屏向上移动。
5.数据分析
数据表格设计:焦距、物距、物距与焦距的关系、像的性质(虚实、大小、正倒)、像距、像距与焦距的关系等。
典型案例:(2020·绍兴)在“研究凸透镜成像规律“的实验中。
(1)某次实验过程中,小敏移动光屏直到出现清晰的像,蜡烛、透镜和光屏在光具座上位置如图所示,此时所成的是倒立________的实像。
(2)若通过移动透镜,使光屏上再次成清晰的像,透镜应该移到 ________厘米刻度处。
(3)实验一段时间后,原为成在光屏中央的像,“跑“到图甲所示的位置。下列操作可以让像重新回到光屏中央的有________ 。
①光屏上移一段距离
②蜡烛下移一段距离
③透镜下移一段距离
(4)研究好成像规律后,小敏模拟了近视和远视的矫正,图乙中,小敏给透镜A戴上“眼镜“(凸透镜B),光屏上刚好出现清晰的像,摘下”眼镜“后,光屏上的像变模糊,如图丙所示,若