内容正文:
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物 理
八年级(教科版)上册
第4章 光的世界
5 科学探究:凸透镜成像
第2课时 探究凸透镜成像的规律
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同一高度
中央
倒立
缩小
60
70
倒立
等大
70
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倒立
放大
右
不成像
不成像
正立
放大
虚
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A
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C
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D
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C
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②④
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B
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B
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凸透镜
远离
缩小
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正立
放大
虚
1倍焦距
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放大
投影仪
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左
0
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10
80
小于
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会聚
5
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放大
能
正立
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A
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BC
探究凸透镜成像的规律
1.下图是探究凸透镜成像规律的实验装置,凸透镜的焦距为10 cm,实验过程中保持凸透镜的位置不变。请你根据所学知识完成下列填空。
1题图
(1)调整器材,使烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在________,目的是使烛焰的像成在光屏的________。
(2)改变蜡烛位置,使其位于25 cm刻度线处,移动光屏,烛焰在光屏上成清晰的________、________的实像,像成在________cm刻度线和________cm刻度线之间。
(3)改变蜡烛位置,使其位于30 cm刻度线处,移动光屏,烛焰在光屏上成清晰的________、________的实像,像成在________cm刻度线处。
(4)改变蜡烛位置,使其位于35 cm刻度线处,移动光屏,烛焰在光屏上成清晰的________、________的实像,像成在70 cm刻度线的________(选填“左”或“右”)侧。
(5)改变蜡烛位置,使其位于40 cm刻度线处,移动光屏,发现光屏上________。
(6)改变蜡烛位置,使其位于45 cm刻度线处,移动光屏,发现光屏上________,从凸透镜的右侧透过透镜可以看到烛焰________、________的________像。
凸透镜成像规律的应用
2.(安徽中考)把凸透镜正对着太阳,在距凸透镜10 cm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30 cm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
3.(北京中考)小京通过焦距为10 cm的凸透镜看到了提示牌上“关灯”两个字放大的像,如图所示。下列说法正确的是( )
A.“关灯”两个字放大的像是实像
B.提示牌上“关灯”两个字在凸透镜的焦点上
C.提示牌上“关灯”两个字到凸透镜的距离小于10 cm
D.提示牌上“关灯”两个字到凸透镜的距离大于20 cm
3题图
4.误认为凸透镜的一部分被遮挡后只能成不完整的像
如图所示,物体AB位于凸透镜前的主光轴上,当用不透明的纸板把凸透镜下半部分挡住后,物体AB在光屏上的像( )
A.只有上半部分,亮度不变
B.只有下半部分,亮度不变
C.与原来相同,亮度不变
D.与原来相同,亮度变暗
4题图
凸透镜被遮挡一部分后,物体上发出或反射的光依然能够透过凸透镜没有被遮挡的部分,所以光屏上呈现的依然是物体完整的像,但是通过的光比被遮挡前少了,因此光屏上的像亮度变暗。
实像和虚像
5.下列关于实像的说法中,正确的是( )
A.眼睛能看到的像是实像
B.凸透镜成的像是实像
C.能在光屏上呈现的像是实像
D.与物体大小一样的像是实像
6.关于“像”,小聪列举了以下四个成像实例:
①小孔成像;②平面镜成像;③照相机成像;④放大镜成像。其中属于虚像的是________(填序号)。
7.如图所示,将用发光二极管组成的红旗图案放在凸透镜之前,与凸透镜的距离在1倍焦距和2倍焦距之间,则红旗在光屏上所成清晰的像可能是下图中的( )
7题图
),\s\do15(A)) eq \o(\s\up7(
eq \o(\s\up7(),\s\do15(B))
eq \o(\s\up7(),\s\do15(C))
eq \o(\s\up7(),\s\do15(D))
8.某凸透镜的焦距为10 cm,若物体在光屏上所成的像到该透镜的距离大于
30 cm,则物体离该透镜的距离可能为( )
A.3 cm
B.13 cm
C.23 cm
D.33 cm
9.下图是张老师利用手机直播网课的情景,手机的镜头相当于________。当手机取景框内只能看到电子白板时,为了让同学们同时看到两边黑板上的文字,手机应该________(选填“远离”或“靠近”)黑板,黑板上的文字所成的像是________(选填“放大”或“缩小”)的像。
9题图
10.如图所示,人眼透过凸透镜看到了猪八戒________(选填“正立”或“倒立”)、________(选填“放大”或“缩小”)的________(选填“虚”或“实”)像,这要求所要观看的猪八戒的图片应放在凸透镜的____________范围内。
10题图
11.(武汉中考)在探究凸透镜成像规律的实验中。
11题图
(1)将蜡烛和焦距为10 cm的凸透镜甲固定在如图所示的位置,点燃蜡烛后,位于90 cm刻度线处的光屏上得到烛焰清晰________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据该原理工作的。
(2)保持上述实验中凸透镜位置不变,将蜡烛移动到15 cm刻度线处,应该向________(选填“左”或“右”)移动光屏,才能再次得到烛焰清晰的像。
(3)改用焦距为20 cm的凸透镜乙继续进行实验。将凸透镜乙和光屏分别固定在70 cm和85 cm刻度线处,再将点燃的蜡烛从15 cm刻度线处缓慢地向右移动到
50 cm刻度线处,在光屏上得到烛焰清晰像的次数是________(选填“0”“1”“2”或“3”)。
[解析](1)物距为12.0 cm,在1倍焦距和2倍焦距之间,成的是倒立的、放大的实像;投影仪就是利用这一原理制成的,物距在1倍焦距和2倍焦距之间,像距在2倍焦距以外,成的是倒立的、放大的实像。(2)保持上述实验中凸透镜位置不变,将蜡烛移动到15 cm刻度线处,物距变大,则像距变小,光屏需要向左移动。(3)将凸透镜乙和光屏分别固定在70 cm和85 cm刻度线处,则像距为v=85 cm-70 cm=15 cm,像距小于焦距,而此题若点燃的蜡烛从15 cm刻度线处缓慢地向右移动到
50 cm刻度线处,物距始终大于1倍焦距,若光屏能承接到像,则说明成的是实像,像距大于1倍焦距。此时像距为15 cm,小于1倍的焦距,故无法承接到像,在光屏上得到烛焰清晰像的次数是0。
12.在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,如图所示,小明用高为4 cm的发光体(由发光二极管组成)作为物体,把凸透镜固定在光具座50 cm刻度线处不动。下表是小明记录的凸透镜成实像时的部分实验数据。(数据记录时取整数)
12题图
实验次数
物距/cm
像距/cm
像高/cm
1
30
15
2
2
20
4
3
15
8
(1)分析表中数据可知,实验中所用凸透镜的焦距为________cm。
(2)在第3次实验时,将光屏移到光具座________cm刻度线处,光屏上会出现清晰的像。
(3)根据实验数据推测,当把物体放在光具座零刻度线处时,物体通过凸透镜所成实像的高度________(选填“大于”“小于”或“等于”)2 cm。
凸透镜成像的规律及应用
判断凸透镜的焦距
方法总结
1.根据平行于主光轴的光通过凸透镜后会聚于焦点,来确定焦距的大小。
2.根据凸透镜的u-v图像中,物距和像距相等的点的坐标为2f来确定焦距的大小。
3.根据物距和像距的大小关系判断焦距的范围,或者根据某一物距或像距时的成像性质判断焦距的范围。
1.如图所示,将凸透镜正对着太阳光,前后移动卡片,得到一个最小、最亮的光点,测得光点到凸透镜光心的距离是5 cm。光点是由凸透镜对光的________作用形成的,凸透镜的焦距是________cm。
1题图
判断凸透镜成像的性质
方法总结
根据凸透镜的成像规律进行判断:
物距
像距
成像特点
应用
u>2f
f<v<2f
倒立、缩小的实像
照相机
u=2f
v=2f
倒立、等大的实像
测焦距
f<u<2f
v>2f
倒立、放大的实像
投影仪
u=f
—
不成像
探照灯
u<f
—
正立、放大的虚像
放大镜
注意:①实像都是倒立的,虚像都是正立的。
②1倍焦距分虚实,2倍焦距分大小。
③通过物距和像距的关系判断像的性质:物距大于像距时,成倒立、缩小的实像;物距等于像距时,成倒立、等大的实像;物距小于像距时,成放大的像(能成在光屏上的是实像,否则是虚像)。
2.(无锡中考)用焦距为10 cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律,当点燃的蜡烛、凸透镜、光屏置于光具座上如图所示的位置时,光屏上呈现烛焰的倒立、________的实像。若此时将光屏移走,烛焰通过凸透镜________(选填“能”或“不能”)成实像。将蜡烛移至光具座上40 cm处,人站在光屏一侧,通过凸透镜可以看到一个________、放大的“烛焰”。
2题图
凸透镜成像的动态规律
方法总结
1.成实像时,“物近像远像变大、物远像近像变小”。
2.成虚像时,“物近像近像变小”。
注意:无论实像还是虚像,物体越靠近焦点像越大,像与像距永远是一致的。
3.如图甲所示,将一玩具鹦鹉紧靠凸透镜然后逐渐远离的过程中,通过凸透镜观察到四个不同的像(如图乙),这四个像出现的先后顺序是( )
3题图
A.②③①④
B.③②①④
C.③②④①
D.②①④③
[解析]玩具鹦鹉紧靠凸透镜,说明物距小于1倍焦距,凸透镜成的虚像是正立、放大的,成虚像时,物距越大,像越大,故先看到②,然后是③;当在1倍和2倍焦距之间远离凸透镜的过程中,成倒立、放大的实像,即看到的为①,继续远离,大于2倍焦距时,看到的是倒立、缩小的实像,即为④,故四个像出现的先后顺序为②③①④。故选A。
4.(多选)(天津中考)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,点燃的蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如下图所示,此时在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法正确的是( )
A.投影仪应用了该实验的成像规律
B.照相机应用了该实验的成像规律
C.要在光屏上得到更大的清晰像,需将蜡烛靠近透镜,光屏远离透镜
D.要在光屏上得到更大的清晰像,需将蜡烛靠近透镜,光屏靠近透镜
4题图
$$