第二部分 专题四 探究凸透镜成像规律-【期末·寒假大串联】2023-2024学年八年级物理（苏科版）

第 二 部 分 专 题 选 讲 专题四 探究凸透镜成像规律 探究凸透镜成像规律实验是光学中最重 要的实验,对于实验必须从实验目的、实验器 材、实验步骤、实验结论及实验注意事项等方 面进行掌握.该实验也是中考必考的热点. 对于本实验,还有许多需要注意的地方, 尤其是对于实验结论,看似比较复杂,其实有 规律可循.为了更透彻地理解掌握和灵活运 用本实验的结论,特将有关内容整理如下: 1. 测透镜焦距:比较常用且非常简单的 方法是:将太阳光看作是平行光,利用凸透镜 的会聚作用,测出光心到最小最亮光斑间的 距离即为透镜焦距. 2. 实验前要调整透镜、光屏和烛焰的高 度,使它们的中心大致在同一高度上.注意是 烛焰的高度而不是蜡烛的高度. 3. 实验时若时间长蜡烛变短,则在光屏 上所成的烛焰的像将上升. 4. 若用不透明的物体遮住透镜的一部 分,所成的像仍然是完整的,但要变暗. 5. 实验过程中若有风吹动烛焰,则像移 动的方向与烛焰移动的方向相反. 6. 若某次在光屏上成清晰的像,则固定 烛焰和光屏,只移动透镜,仍可在光屏上成清 晰的像,这就是所谓的“二次成像”. 7. 一倍焦距内、外分虚、实,二倍焦距 内、外分大、小.意思是:物体在一倍焦距以内 时成的是虚像,在一倍焦距以外成的是实像, 在一倍焦距上时不成像;物体在二倍焦距以 内时成的是放大的实像,在二倍焦距以外时 成的是缩小的实像,在二倍焦距上时成的是 等大的实像. 8. 成实像时,随着物距减小,像距增大, 像也增大. 9. 物距u、像距v和焦距f 满足如下公 式:1 f = 1 u+ 1 v. 10. 凸透镜成像在实际中的三种重要应 用:照相机、投影仪和放大镜,分别对应三种 不同的成像条件. 11. 为了减少蜡烛燃烧和烛泪带来的环 境污染,现在一般用多个发光二极管做成 “F”形作为成像物体.这样既环保,成像又清 晰,而且不用多次调整高度,效果极好. 例 同学们要探究“凸透镜成像规律”. 他们来到实验室,选用的器材如图所示. (1)请你简要说出实验探究前应怎样合 理摆放和调整器材. (2)器材调好后,蜡烛从离透镜较远的地 方逐渐向透镜移动,调整光屏位置,在光屏上 测出了不同位置时像的高度.并将数据填在 表格中.凸透镜焦距f=10 cm. 物体到凸透镜距离u/cm 60 30 20 15 12 像的高度h/cm 0.4 1 2 4 10 文莉同学通过实验现象得出的结论是: 凸透镜成的像是倒立的; 林哲同学通过实验数据得出的结论是: 物体到凸透镜距离越近,像就越大.请你对他 94 第 二 部 分 专 题 选 讲 们的实验过程及实验结论作出点评. 解析 本题是课本凸透镜成像特点的变 式,联系日常学习中的探究过程即可解决本 题.在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,器 材的摆放要将透镜放在中间,保持三者的中 心在同一个高度上,这样可以使像成在光屏 的中心位置上,便于观察. 答案 (1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放 在同一直线上;调整烛焰、凸透镜、光屏的中 心大致在同一高度. (2)①两位同学的结论 在收集的证据范围内成立,符合数据和现象 所体现出的规律.②两位同学都没有收集u ≤f 范围内的证据,所以结论不完整. 点评 对于实验数据的分析要结合凸透 镜成像规律的特点进行分析,但是虚像无法 呈现在光屏上,实验时往往会忽略这点. 1. 在探究凸透镜成像的实验中:(1)让一 束平行光射向凸透镜,得到图甲所示的光路, 由图可知,该凸透镜的焦距为 cm. (2)如图乙所示,把蜡烛、凸透镜和光屏 依次放在光具座上,点燃蜡烛,使烛焰、凸透 镜、光屏的中心大致在 . (3)将点燃的蜡烛移至距凸透镜15 cm 处,调节光屏,能观察到光屏上清晰的像如图 丙中的 (选填字母). 2. 小王用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座 等器材探究凸透镜成像的规律.实验桌上现 有A,B 两个凸透镜,其中凸透镜A 的焦距 为50cm,凸透镜B 的焦距为10cm.光具座 上标尺的刻度范围如图所示. (1)小王想探究凸透镜成像的规律,应选 用 (选填“A”或“B”)凸透镜. (2)小王在上图的光具座上,不断改变蜡 烛与透镜间的距离,并移动光屏进行实验,所 获得的实验数据如下表所示. 实验 次序 物体到凸透镜 的距离u/cm 光屏上像到凸透镜 的距离v/cm 光屏上像 的大小 1 60 12 缩小 2 30 15 缩小 3 20 20 等大 4 15 30 放大 5 12 60 放大 分析实验数据可知: ①从实验次序2,3,4可以看出,当成实 像时,物体到凸透镜的距离越短,光屏上像的 大小就越 .