3.3 凸透镜成像规律-【课堂笔记】2024-2025学年八年级物理上册教材解读与重难点突破（苏科版2024）

第3章第3节 凸透镜成像规律 ※※模块一：学列思维导图 构建知识体系———————— ※※模块二：梳理基础知识 明晰识记要点———————— ■知识点一：如何测量凸透镜焦距 1.方法： 让平行光源发出一束平行光(精确度要求不高时也可用太阳光)通过凸透镜，左右移动光屏，直到光屏上出现一个最小、最亮的清晰亮点，用刻度尺量出透镜中心(光心)到光屏的距离即为该凸透镜的焦距。 2.操作要点： （1）凸透镜必须正对太阳光；（2）光屏上的亮点必须最小、最亮并且清晰。 ■知识点二：完成实验报告单 1.实验目的：探究凸透镜成像条件和规律。 2.实验器材：光具座、蜡烛、透镜、光屏。 3.实验原理：光的折射。 4.实验步骤： （1）在光具座上依次放置蜡烛、透镜、光屏。 （2）点燃蜡烛，调整凸透镜、光屏高度，使它们的中心在同一高度。 （3）让烛焰通过凸透镜成放大实像，记下此时的物距、像距。 （4）分别让烛焰通过凸透镜成等大实像、缩小实像、放大虚像，重复上述实验操作。。 5.实验表格： 物距u 变化 像的性质 像距v 变化 应用 倒正 大小 实虚 u>2f u=2f 2f>u>f u=f u<f 6.实验结论：（1）总结5条静态规律；（2）总结2条动态规律；。 ■知识点三：理解凸透镜成像规律 1.凸透镜成像5条静态规律 物距u 变化 像的性质 像距v 变化 应用 倒正 大小 实虚 u>2f 逐渐减小 倒立 缩小 实像 2f>v>f 逐渐增大 照相机 u=2f 倒立 等大 实像 v=2f 测焦距 2f>u>f 倒立 放大 实像 v>2f 投影仪 u=f 不成像 平行光 u<f 正立 放大 虚像 放大镜 2.凸透镜成像2条动态规律 A.成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小。 B.成虚像时，物近像近像变小，物远像远像变大。 ※※模块三：精准考点演练 突破重点难点———————— 1.（2024·江苏连云港）小明将凸透镜正对太阳光，在距离凸透镜10cm的白纸上呈现一个最小、最亮的光斑，此凸透镜的焦距为 cm。如图是他用该凸透镜观看书本上“中国梦”三个字时的情况，如果他想看到更大的正立的“国”字，小明需要将凸透镜 书本（选填“远离”或“靠近”），凸透镜和书本的距离应满足的条件是 。 2.（2023四川泸州）小明在探究凸透镜成像规律时，安装好器材，调节蜡烛、凸透镜与光屏在如图所示的位置，在光屏上得到清晰的像，则凸透镜的焦距为 _________cm。固定凸透镜位置，他将蜡烛移到15cm刻度处，为了在光屏上得到清晰的像，接下来小明应该进行的操作是 ________________；生活中应用这一规律的光学器材是 ________。 3．（2023湖北武汉）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 ； （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 （填“大于”“等于”或“小于”）发光物体到凸透镜的距离。 4.把凸透镜正对着太阳， 在距凸透镜10cm的光屏上得到一个最小、最亮的光斑。 若将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前30cm处， 在凸透镜的另一侧调节光屏的位置， 可得到烛焰清晰的（　　）。 A. 倒立、缩小的实像 B. 倒立、放大的实像 C. 倒立、等大的实像 D. 正立、放大的虚像 5．（2023湖南郴州）如图所示，烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，该凸透镜的焦距为10.0cm，凸透镜的位置保持不变。以下说法正确的是（　　）    A．当蜡烛放在图中A区域时，光屏应放在图中D区域才可能呈现清晰的像 B．蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，所成的像会逐渐变小 C．若无论怎么移动光屏，在光屏上都找不到像，则蜡烛可能放在图中B区域 D．若光屏上要得到一个放大的像，则蜡烛应该放在图中C区域 6．（2024·山东临沂）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上承接到烛焰清晰的像。保持凸透镜的位置不变，则（　　） A．实验所用凸透镜的焦距可能为10.0cm B．光屏上承接到的像是烛焰倒立、放大的实像 C．将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上仍能承接到像 D．将蜡烛移至45.0cm刻度线上，光屏上仍能承接到像 7.在“探究凸透镜成像规律”实验中，有如下操作： （1）实验前，小刚利用“平行光聚焦法”（如图甲所示）粗略测出凸透镜的焦距。焦距越小，凸透镜对光的会聚作用越_____（选填“强”或“弱”）； （2）小刚将（1）中测过焦距的凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙所示，欲使光屏上成一个清晰的实像，应将光屏________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜； （3）通过步骤（2）的调整，光屏上出现了清晰的像后，某同学将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上的像变模糊了，此时他应将蜡烛_________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜，光屏上才能再次成清晰的像。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第3章第3节 凸透镜成像规律 ※※模块一：学列思维导图 构建知识体系———————— ※※模块二：梳理基础知识 明晰识记要点———————— ■知识点一：如何测量凸透镜焦距 1.方法： 让平行光源发出一束平行光(精确度要求不高时也可用太阳光)通过凸透镜，左右移动光屏，直到光屏上出现一个最小、最亮的清晰亮点，用刻度尺量出透镜中心(光心)到光屏的距离即为该凸透镜的焦距。 2.操作要点： （1）凸透镜必须正对太阳光；（2）光屏上的亮点必须最小、最亮并且清晰。 ■知识点二：完成实验报告单 1.实验目的：探究凸透镜成像条件和规律。 2.实验器材：光具座、蜡烛、透镜、光屏。 3.实验原理：光的折射。 4.实验步骤： （1）在光具座上依次放置蜡烛、透镜、光屏。 （2）点燃蜡烛，调整凸透镜、光屏高度，使它们的中心在同一高度。 （3）让烛焰通过凸透镜成放大实像，记下此时的物距、像距。 （4）分别让烛焰通过凸透镜成等大实像、缩小实像、放大虚像，重复上述实验操作。。 5.实验表格： 物距u 变化 像的性质 像距v 变化 应用 倒正 大小 实虚 u>2f u=2f 2f>u>f u=f u<f 6.实验结论：（1）总结5条静态规律；（2）总结2条动态规律；。 ■知识点三：理解凸透镜成像规律 1.凸透镜成像5条静态规律 物距u 变化 像的性质 像距v 变化 应用 倒正 大小 实虚 u>2f 逐渐减小 倒立 缩小 实像 2f>v>f 逐渐增大 照相机 u=2f 倒立 等大 实像 v=2f 测焦距 2f>u>f 倒立 放大 实像 v>2f 投影仪 u=f 不成像 平行光 u<f 正立 放大 虚像 放大镜 2.凸透镜成像2条动态规律 A.成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小。 B.成虚像时，物近像近像变小，物远像远像变大。 ※※模块三：精准考点演练 突破重点难点———————— 1.（2024·江苏连云港）小明将凸透镜正对太阳光，在距离凸透镜10cm的白纸上呈现一个最小、最亮的光斑，此凸透镜的焦距为 cm。如图是他用该凸透镜观看书本上“中国梦”三个字时的情况，如果他想看到更大的正立的“国”字，小明需要将凸透镜 书本（选填“远离”或“靠近”），凸透镜和书本的距离应满足的条件是 。 【答案】 10 远离 小于10cm 【解析】[1]平行光经过凸透镜折射后会聚于一点，这一点就是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离为焦距，所以根据题意可知此凸透镜的焦距为10cm。 [2][3]因为想要看到正立的像，所以可知此时凸透镜相当于一个放大镜，放大镜利用的是当物距小于一倍焦距时，成正立、放大的虚像的原理，所以想看到正立的“国”字，凸透镜和书本的距离应小于10cm，而当凸透镜成正立、放大的虚像时，物距越大，像距越大，成的虚像越大，所以可知想要看到更大的正立的“国”字，小明需要将凸透镜远离书本，但是距离不能大于10cm。 2.（2023四川泸州）小明在探究凸透镜成像规律时，安装好器材，调节蜡烛、凸透镜与光屏在如图所示的位置，在光屏上得到清晰的像，则凸透镜的焦距为 _________cm。固定凸透镜位置，他将蜡烛移到15cm刻度处，为了在光屏上得到清晰的像，接下来小明应该进行的操作是 ________________；生活中应用这一规律的光学器材是 ________。 【答案】 10.0 将光屏向左移动适当距离 照相机 【解析】由图可知，此时物距和像距的关系是u=v=20.0cm，根据u=v=2f，成倒立等大的实像，所以，该凸透镜的焦距为f=10.0cm 将蜡烛移到15cm刻度处，此时u=50cm-15cm=35cm＞2f，根据u＞2f，2f＞v＞f，成倒立缩小的实像，所以，为了在光屏上得到清晰的像，接下来小明应该进行的操作是将光屏向左移动适当距离，照相机就是利用此原理制成的。 3．（2023湖北武汉）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 ； （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 （填“大于”“等于”或“小于”）发光物体到凸透镜的距离。 【答案】 ③ 下 小 大于 【解析】（1）[1]如图所示，发光物体到凸透镜的距离即物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，故②④排除；又因为发光物体在透镜主光轴上方，根据过透镜光心的光线不改变传播方向可知像的位置在主光轴下方，故光屏上所成清晰的像在图中③的区域。 [2] [3]根据凸透镜成像规律，当物距大于二倍焦距，成缩小、倒立的实像，所以像的箭头方向是竖直向下的；像的大小比发光物体要小。 （2）[4]当物距小于一倍焦距时，我们在凸透镜右边看到的那个正立、放大的虚像是由光经过凸透镜的折射光线的反向延长线交点形成的，像在物的后方，故像到透镜的距离大于物体到透镜的距离。 4.把凸透镜正对着太阳， 在距凸透镜10cm的光屏上得到一个最小、最亮的光斑。 若将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前30cm处， 在凸透镜的另一侧调节光屏的位置， 可得到烛焰清晰的（　　）。 A. 倒立、缩小的实像 B. 倒立、放大的实像 C. 倒立、等大的实像 D. 正立、放大的虚像 【答案】A。 【解析】把凸透镜正对着太阳，太阳光是平行光，且平行于主光轴，在距凸透镜10cm的光屏上得到一个最小、最亮的光斑，这个光斑就是凸透镜的焦点，所以该凸透镜的焦距是f=10cm。将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前30cm处，此时物距u>2f，根据凸透镜成像规律可知，可以在另一侧的光屏上得到烛焰倒立、缩小的实像，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 5．（2023湖南郴州）如图所示，烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，该凸透镜的焦距为10.0cm，凸透镜的位置保持不变。以下说法正确的是（　　）    A．当蜡烛放在图中A区域时，光屏应放在图中D区域才可能呈现清晰的像 B．蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，所成的像会逐渐变小 C．若无论怎么移动光屏，在光屏上都找不到像，则蜡烛可能放在图中B区域 D．若光屏上要得到一个放大的像，则蜡烛应该放在图中C区域 【答案】B 【解析】A．蜡烛放在图中A区域，即蜡烛在该透镜的两倍焦距以外，此时成倒立、缩小的实像，像在透镜另一侧的一倍焦距和两倍焦距之间，即图中的E区域，故A错误； B．凸透镜成实像时，物体离透镜越远，所成的实像越小，图中蜡烛位于该透镜的两倍焦距以外，成倒立、缩小的实像，所以蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，所成的实像会逐渐变小，故B正确； C．蜡烛放在图中B区域，即该透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，此时成倒立、放大的实像，像的位置在透镜另一侧的两倍焦距以外，即如果蜡烛放在图中B区域，则在图中的F区域的光屏上能找到像，故C错误； D．当蜡烛放在图中C区域，即该透镜的一倍焦距以内，此时成正立、放大的虚像，虚像是用光屏承接不到的，故D错误。 故选B。 6．（2024·山东临沂）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上承接到烛焰清晰的像。保持凸透镜的位置不变，则（　　） A．实验所用凸透镜的焦距可能为10.0cm B．光屏上承接到的像是烛焰倒立、放大的实像 C．将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上仍能承接到像 D．将蜡烛移至45.0cm刻度线上，光屏上仍能承接到像 【答案】C 【解析】AB．如图，物距和像距 联立以上两式解得 凸透镜的焦距不可能为10cm，此时物距大于像距，光屏上成倒立、缩小到实像，故AB不符合题意； C．将蜡烛和光屏的位置互换，物距和像距互换，根据光路可逆可知，光屏上仍能承接到倒立放大的实像，故C正确； D．将蜡烛移至45.0cm刻度线上，物距为5cm，小于焦距，此时烛焰成虚像，光屏上不能承接到像，故D不符合题意。 故选C。 7.在“探究凸透镜成像规律”实验中，有如下操作： （1）实验前，小刚利用“平行光聚焦法”（如图甲所示）粗略测出凸透镜的焦距。焦距越小，凸透镜对光的会聚作用越_____（选填“强”或“弱”）； （2）小刚将（1）中测过焦距的凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙所示，欲使光屏上成一个清晰的实像，应将光屏________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜； （3）通过步骤（2）的调整，光屏上出现了清晰的像后，某同学将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上的像变模糊了，此时他应将蜡烛_________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜，光屏上才能再次成清晰的像。 【答案】①强；②靠近；③远离。 【解析】（1）[1]凸透镜对光具有会聚作用，凸透镜的焦距越小，说明焦点距离光心越近，透镜对光线的折射作用越强。 （2）[2]由图甲可知，凸透镜的焦距为 当凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙时，物距为 则物距与焦距的关系是u>2f，根据凸透镜的成像规律可知：u>2f，则 成倒立缩小的实像，所以光屏应在1倍焦距与2倍焦距之间，在光具座的60cm到70cm之间，光屏应靠近凸透镜。 （3）[3] 将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间，由于近视眼镜是凹透镜，对光线起发散作用，成像远离凸透镜，所以应将光屏远离凸透镜，光屏上才能再次成清晰的像。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$