专题09 凸透镜成像规律-2023-2024上海市八年级物理第一学期期中期末提分宝典之专题系列

专题09凸透镜成像规律 一、知识精讲 一、实验：探究凸透镜成像的规律 1. 相关概念 （1）物距u：物体到透镜光心的距离，如图所示。 （2）像距v：像到透镜光心的距离，如图所示。 （3）焦距f：焦点到凸透镜光心的距离。 2. 实验器材与实验装置图 （1）实验器材：凸透镜（焦距为10cm）、蜡烛、光屏、火柴、光具座。 （2）实验装置： 3. 实验步骤 （1）在阳光或相距很远（例如5m）的灯光下用聚焦法测定凸透镜的焦距； （2）将蜡烛、凸透镜和光屏依次排列在一条直线上，调整蜡烛、凸透镜进行实验 和光屏的高度，使烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一高度上，如图所示； （3）将凸透镜固定在光具座中间50cm刻度处，把蜡烛放在较远处，使物距u＞2f（u＞20cm），移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察像的大小和正倒，同时测出此时的物距u和像距v，将数据记录在表格中。 （4）把蜡烛向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离等于二倍焦距（u=20cm），移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像，观察像的正倒和大小，测出物距u和像距v，将数据记录在表格中。 （5）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间（10～20cm），移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像，观察像的正倒和大小，测出物距u和像距v，记录在表格中。 （6）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离为一倍焦距10cm（在焦点处） ，移动光屏，光屏上不成像；眼睛通过透镜也看不到虚像。 （7）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距以内（小于10cm），移动光屏，光屏上不成像，眼睛通过透镜，能看到虚像，记录像的正倒和大小。测出物距u，记录在表格中。 （8）数据记录汇总 像与物距的关系 凸透镜的焦距f= 10 cm 实验 次数 物距 u/cm 物距与焦距 的关系 像的性质 像距 v/cm 虚实 大小 正倒 1 30 u > 2f 实像 缩小 倒立 15 2 20 u = 2f 实像 等大 倒立 20 3 15 2f >u >f 实像 放大 倒立 30 4 10 u =f 不成像 5 6 u <f 正立 放大 虚像 —— 4. 分析与论证 分析上表记录，归纳出凸透镜成像的规律。 （1）焦点是成实像和虚像的分界点。物体在焦点以外成实像，焦点以内成虚像。 （2）二倍焦距是成放大和缩小像的分界点。物体在二倍焦距以外成缩小的像，在二倍焦距以内成放大的像。没有缩小的虚像。 （3）实像必异侧倒立，虚像必同侧正立（选填“倒立”或“正立”）。 （4）物距u＞像距v，像是缩小的；u＜v，像是放大的（选填“放大”或“缩小”）。 （5）成实像时，物体距离透镜越近，像距离透镜越远，像越大；物体距离透镜越远，像距离透镜越近，像越小。即成实像时，物近像远且大，物远像近且小。成虚像时，物体距离透镜越近，像越小，物体距离透镜越远，像越大。即物体越靠近焦点像越大。 记忆口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，物近（离焦点）像远像变大；虚像（与物）同侧正，实像异侧倒，像物相互跟着跑。 物距u 像的性质 物与像 的位置 像距v 光屏能 否承接 u>2f 倒立 缩小 实像 异侧 2f>v>f 能 u＝2f 倒立 等大 实像 异侧 v＝2f 能 f<u<2f 倒立 放大 实像 异侧 v>2f 能 u＝f 不成像 u<f 正立 放大 虚像 同侧 |v|>u 不能 5. 交流讨论 （1）在做实验时, 某同学无论怎样移动光屏, 都无法在光屏上观察到烛焰的像。发生这一现象可能原因有： ①烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上； ②蜡烛的位置在透镜的一倍焦距以内； ③蜡烛的位置在透镜的焦点上。 （2）用卡片把透镜遮住一部分，光屏上得到烛焰的像性质不变，也是完整的，但亮度会变暗些。 （3）蜡烛长度变短时，像在光屏上将会向上移动。调节方法：①将光屏向上移动；②将蜡烛向上移动；③将透镜和光屏向下调节. 二、凸透镜成像规律的应用 1. 照相机 （1）照相机原理：物距u＞2f 时，成倒立、缩小的实像，像距 f＜v＜2f。成像光路图： （2）照相机的调节 ①调节依据：凸透镜成倒立、缩小的实像时，物近像远像变大。 ②调节方法：像偏小，物体靠近相机，暗箱拉长；像偏大，物体远离相机，暗箱缩短。 2. 投影仪 （1）投影仪原理：物距u：f＜u＜2f 时，成倒立、放大的实像，像距 v >2f。成像光路图： （2）投影仪的调节 ①调节依据：凸透镜成倒立、放大的实像时，物近像远像变大。 ②调节方法：像偏小，投影片靠近镜头，投影仪远离屏幕；像偏大，投影片远离镜头，投影仪靠近屏幕。 3. 放大镜 （1）放大镜成