内容正文:
第五章 透镜及其应用
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第3节 凸透镜成像的规律(一)
目 录
01
课前预习
02
课堂巩固
03
课后进阶
2022课标:2.3.5探究并了解凸透镜成像的规律。
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第3节 凸透镜成像的规律(一)
01
课前预习
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1.探究凸透镜的成像规律:
(1)物距:______到透镜的距离,用u表示;
(2)像距:像到透镜的距离,用v表示;
(3)焦距:用f表示;2倍焦距:用2f表示。
物体
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2.设计实验:
(1)将凸透镜、蜡烛、光屏放在同一______上;调整凸透镜、蜡烛、光屏的高度,使它们的中心大致在__________。
(2)调节光屏找出最清晰的像,用刻度尺测量物距和像距,并记录在表
格中。
(3)多次改变蜡烛的位置,并调整光屏接收到清晰的像,测量并记录物距、像距和凸透镜的焦距。
直线
同一高度
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3.归纳凸透镜成像的规律:
在__________条件下成放大的实像;在_______条件下成缩小的实像;
在______条件下成虚像,虚像的特点是:____________。
物距与焦距的关系 像距与焦距的关系 像的性质
正倒 大小 实虚
u>2f f<v<2f 倒立 缩小 实像
u=2f v=2f 倒立 等大 实像
f<u<2f v>2f 倒立 放大 实像
u=f
u<f 正立 放大 虚像
f<u<2f
u>2f
u<f
正立、放大
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02
课堂巩固
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探究凸透镜成像规律的实验
例题1.小明同学“探究凸透镜成像规律”的实验装置如图甲所示,凸透镜固定在光具座上40cm刻度线处,光屏和蜡烛分别位于凸透镜两侧。
(1)如图乙所示,让一束平行光经过凸透镜后,在光屏上得到一个最小、最亮的光斑,由此可知,该凸透镜的焦距是______cm。
10.0
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(2)点燃蜡烛后,调节烛焰中心、________中心和光屏中心大致在同一高度上,其目的是___________________。
(3)若在实验时,无论怎样移动光屏,在光屏上都得不到像,请指出一条可能的原因:______________________________________________________
___________________________________________________________。
凸透镜
使像成在光屏中央
蜡烛在焦点上(或蜡烛在焦点以内或蜡烛到凸透镜的距离稍大
于焦距或烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度)
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(4)下表是小明同学的部分实验数据,请你将表格数据填写完整。
物距u与焦
f距的关系 物距
u/cm 像距
v/cm 像距v与焦距f的关系 像物同侧或异侧 像的
正倒 像的大小 像的虚实
u>2f 30 15 f<v<2f
u=2f 20
f<u<2f 15 v>2f
u=f 10 / / 不成像 / / /
u<f 8 / /
异侧
倒立
缩小
实像
20
异侧
倒立
等大
实像
30
异侧
倒立
放大
实像
同侧
同侧
放大
虚像
v=2f
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(5)小明某次探究的情况如图丙所示:
①图丙所示的实验现象能够说明____(填字母)的成像特点。
A.放大镜
B.投影仪
C.照相机
C
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②保持透镜在40cm刻度线处不动,如果想在光屏上得到更大的清晰的像,应进行的操作是____(填字母)。
A.将蜡烛左移,光屏左移 B.将蜡烛左移,光屏右移
C.将蜡烛右移,光屏左移 D.将蜡烛右移,光屏右移
D
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(6)小明将蜡烛移至光具座上35cm刻度线处,从凸透镜的右侧通过凸透镜可以看到烛焰______(选填“倒立”或“正立”)的像,此时_______(选填“能”或“不能”)在光屏上接收到清晰的像。生活中的________就是利用这个规律制成的。
(7)实验过程中,燃烧的蜡烛在不断缩短,导致光屏上的像向______(选填“上”或“下”)移动,为了使烛焰的像能成在光屏的中央,在不更换实验器材的情况下,请写出一种可行的方法:___________________________
________________________。
正立
不能
放大镜
上
将光屏或蜡烛向上调节(或将凸
透镜向下调节)
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【特别提醒】光屏上得不到像的原因:1.蜡烛在焦点上(不成像)或焦点以内(成虚像);2.烛焰、凸透镜和光屏三者的中心不在同一高度;3.蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距,成像在很远的地方,光具座上的光屏无法移动到该位置。
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1.(2023·武汉)用F为焦点,探究焦距为f的凸透镜成像规律,在实验中:
(1)发光物体和凸透镜的位置如图所示,图中光屏未画出,光屏上所成清晰的像在图中____(填数字序号)区域,像的箭头方向是竖直向____的,像的大小比发光物体要____;
③
下
小
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(2)将光屏放在凸透镜右侧,发光物体放在A处,发现无论怎样调整光屏的位置,在光屏上都无法得到发光物体的像。撤去光屏,从凸透镜右侧向凸透镜看去,观察到发光物体的像,此像到凸透镜的距离_______(选填“大于”“小于”或“等于”)发光物体到凸透镜的距离。
大于
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03
课后进阶
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2.如图所示,是放置在水平桌面上的刻度尺的一部分,甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的刻度尺的像。若凸透镜从远处逐渐贴近刻度尺,则看到刻度尺的像的先后顺序正确的是( )
A.丙、甲、丁、乙 B.甲、乙、丙、丁
C.乙、丁、甲、丙 D.丁、乙、丙、甲
A
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3.如图是小明在探究“凸透镜成像规律”的实验,图中甲为蜡烛,乙为蜡烛通过凸透镜后在光屏上所成的像,丙图中F为凸透镜的焦点,2f为2倍焦距处。甲可能放在丙图中的位置是( )
A.a点处
B.b点处
C.2f处
D. F处
B
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4.小明手持一个凸透镜,在教室内从南边的窗户移向北边的白墙,离白墙近些时,看到窗外的物体在墙壁上成清晰的像。下面说法正确的是( )
A.像是光源 B.像一定是虚像
C.像一定是倒立的 D.像一定是放大的
5.桌面上放有一只离墙很近的盛满水的玻璃杯,小明无意中发现玻璃杯后方白墙上出现窗外景物清晰的像。下列光学仪器中应用了该现象成像原理的是( )
A.放大镜 B.照相机
C.投影仪 D.潜望镜
C
B
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6.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上得到清晰的像。则( )
A.透镜焦距一定在10cm到15cm之间
B.透镜焦距一定在15cm到20cm之间
C.把蜡烛向左移动少许,光屏适当向左移动可得到大些的实像
D.把蜡烛向右移动少许,光屏适当向右移动可得到小些的实像
A
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7.如图所示,烛焰在光屏上刚好成清晰的像。若凸透镜不动,将蜡烛移至20cm刻度线处,移动光屏,在光屏上能观察到( )
A.正立、放大的虚像
B.倒立、等大的实像
C.倒立、放大的实像
D.倒立、缩小的实像
D
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8.如图甲所示,一幅漫画立在桌面上,小明把一个装有水的圆柱形玻璃杯放在漫画前,惊奇地发现,透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了,还掉头奔向猫,如图乙所示,下列关于此现象的说法正确的是( )
A.透过水杯看到变“胖”的老鼠是虚像
B.装有水的圆柱形玻璃杯相当于一个凹透镜
C.将漫画逐渐靠近水杯,透过水杯看到的老
鼠始终是掉头的
D.将漫画离水杯远一些,透过水杯看到的老鼠会变“瘦”一些
D
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9.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,在离凸透镜30厘米的光屏上得到一个清晰的烛焰的像,则该凸透镜的焦距可能是( )
A.20厘米 B.30厘米
C.40厘米 D.50厘米
A
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10.如图所示是“科学探究:凸透镜成像”的实验操作情景,下列说法错误的是( )
A.从图甲中可知该透镜的焦距为10.0cm
B.如图乙所示,向左适当移动光屏可以得到缩小的实像
C.如图乙所示,将蜡烛移至30cm处,光屏上可得到等大的实像
D.如图乙所示,将蜡烛移至45cm处,移动光屏可以得到缩小的实像
D
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11.(改编) 在“探究凸透镜成像的规律”实验中,如图放置器材,此时光屏上呈现倒立、等大的像,下列说法不正确的是( )
A.凸透镜的焦距是10cm
B.根据蜡烛移动到刻度尺上20cm处的成像特点,可制成照相机
C.若将蜡烛向左移动,需将光屏向左移动才能重新找到清晰的像
D.若将凸透镜换成薄玻璃板,光屏上可以找到正立、等大的像
D
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12.(改编)汽车电子后视镜通过摄像头成像,将车侧后方路况呈现在显示屏上,如图所示。下列说法不正确的是( )
A.摄像头成的是倒立、缩小的实像
B.当侧后方车靠近摄像头时,显示屏上车的像变大
C.屏上的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成的
D.普通后视镜与电子后视镜成像原理相同
D
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13.小明同学利用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验,凸透镜固定在光具座50cm刻度线处不变。
(1)实验前将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调节到同一高度,目的是____________________________。将蜡烛固定在40cm刻度线处时,移动光屏,在光屏上始终得到一个大小不变的光斑,则该凸透镜的焦距为______cm;
使烛焰的像成在光屏的中央
10.0
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(2)当他将三个元件移动到如图所示的位置时,光屏上恰好出现了烛焰清晰的像,利用该成像规律制成的光学仪器是________(选填“放大镜” “投影仪”或“照相机”)。此时保持蜡烛和光屏不动,将凸透镜移动到____cm刻度线处时,仍能在光屏上成清晰的像;
(3)在成像清晰的情况下,用一张不透明纸把透镜上半部分遮挡住,看到的像会如何变化?__________________(选填“像部分消失” “像完整、亮度不变”或“像完整、亮度变暗”);
照相机
35
像完整、亮度变暗
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(4)将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜后,其他元件不动,为了使光屏上再次得到清晰的像,可以在蜡烛和凸透镜之间放置一个_______(选填“凸”或“凹”)透镜。
凹
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04
能力提升
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14.(改编)在探究“凸透镜成像规律”的实验中:
(1)如图甲,平行光正对着凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距f=____cm;
11.0
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(2)点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻度线处,移动光屏到65cm刻度线处,蜡烛在光屏上成清晰的像,该像是______(选填“倒立”或“正立”)的______(选填“缩小”“等大”或“放大”)的实像;保持透镜位置不变,如果想在光屏上得到更大的清晰的像,应进行的操作是:__________
_____________________________________。保持透镜位置不变,若将图中点燃的蜡烛和光屏互换位置,则在光屏上____成像(选填“能”或“不能”)。
倒立
缩小
蜡烛往透镜
方向移动,同时光屏往远离透镜方向移动
能
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(3)如图丙,保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,则人眼在图中____处能观察到蜡烛的像。
B
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