5.3凸透镜成像的规律 --2024-2025学年人教版物理八年级上学期

5.3凸透镜成像的规律 内容提要： 1、 焦距、物距和像距 2、 探究凸透镜成像的规律实验 3、 基础知识记忆填空 4、 知识应用 5、 作图题 6、 实验探究题 7、 实验探究题 1、 焦距、物距和像距 焦距：透镜的________到________的距离，用_____表示，2倍焦距可表示为：______ 物距：________到________的距离，用_____表示。 像距：________到________的距离，用_____表示。 2、 探究凸透镜成像的规律实验 1. 提出问题：凸透镜成像的性质与什么因素有关？ 2. 猜想：凸透镜成像的性质与              有关 3. 设计和进行实验： （1）测定凸透镜的焦距f （2）发光物体和光屏放在凸透镜的两侧。将凸透镜、蜡烛、光屏放在 上。调整凸透镜、发光物体、光屏的高度，使它们的中心大致在 ； （3）将发光物体放在离凸透镜2f以外的位置，即u> ，移动光屏直到光屏上出现清晰的像；测出物距u和像距v、记录像的性质、大小和倒正； （4）将发光物体放在凸透镜2f处，即u= 处， 重复步骤（3）； （5）将发光物体向凸透移近，使物距在2f和f之间，即 <u< 之间，重复步骤（3）； （6）继续移近发光物体，使物距u< ,进行观察、估测像距。 4. 思考： · 调整凸透镜、蜡烛、光屏的高度，使它们的中心大致在同一水平高度，目的是 · 怎样理解像的倒立或正立？ 5. 实验记录表格 透镜焦距f =_____cm 物距与焦距关系 物距u 像的性质 像距v 实或虚 放大或缩小 倒或正 u＞2f U=2f 2f＞u＞f u=f u<f 物距与焦距关系 物距u/cm 像距v/cm 像的性质 实虚 大小 正倒 u ﹥2f u =2f 2f﹥u﹥f u =f u ﹤f 6. 凸透镜成像规律理解深化： 1) ________是成实像与虚像的分界点，______________是成放大像与缩小像的分界点。 2) 凸透镜成实像都是_______（填倒立与正立），且物与像在透镜的________（同侧与两侧）；凸透镜成虚像是___________（填倒立与正立），且物与像在透镜的__________（同侧与两侧）。 3) 凸透镜成实像时，物体靠近透镜，像的大小变________，同时v变    ；。 4) 成虚像时，物距u    像距v；要使看到的虚像变大，那么必须在f内，将凸透镜     物体，若要使看到的虚像变小，那么必须在f内，将凸透镜     物体。（选填““>”、“<”、“远离”、“靠近”） 物距与焦距的关系 像的性质 像距与焦距的关系 应用 u>2f       u =2f       2f>u>f       u=f u<f       物距与焦距的关系 像的性质 像距与焦距的关系 应用 u>2f       u =2f       2f>u>f       u=f u<f       7. 凸透镜成像原理图 （1） 当u>2f时，f＜v＜2f，成倒立、缩小的实像 （2） 当u=2f时，v=2f，成倒立、等大的实像 （3） 当f<u<2f时，v>2f，成倒立、放大的实像 （4） 当u=f时不能成像 （5） 当u<f（v<0）时成正立、放大的虚像 3、 基础知识记忆填空 1. 在探究凸透镜成像规律的实验中，应先将凸透镜的光心、烛焰的中心、光屏的中心调整到__________________，这样才能使烛焰的像成在_________. 2. 将点燃的蜡烛沿凸透镜的主轴，从大于二倍焦距处逐渐向透镜移动过程中，在光屏上可先观察到_________、_________的实像，当蜡烛移到距凸透镜二倍焦距时可观察到_________、_________的实像，接着移动蜡烛可观察到_________、_________的实像，最后在光屏上观察不到像了，可在凸透镜的另一侧观察到_________、_________的虚像. 当凸透镜成实像时，在将蜡烛从远处移向凸透镜的过程中，像到凸透镜的距离变_________. 3. 凸透镜成放大实像和缩小实像的分界点是_________；凸透镜成实像和虚像的分界点是_________. 4. 某同学拿了一个焦距为15cm的凸透镜，用来观察细小的物体应将物体放在距离凸透镜_________cm的范围内；要想得到放大的实像，物体到凸透镜的距离应该在_________的范围内，此时像的位置在_________的范围；要想用它得到缩小的实像，物体到凸透镜的距离应该_________的范围内，此时像的位置在__________的范围. 5. 在探究凸透镜成像的实验中，在光屏上呈现的像是_________像（填“虚”或“实”）. 4、 知识应用 如图所示，小芳同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，烛焰在光屏上成了一个清晰的像。下列说法正确的是（　　） A.光屏上的像是倒立、放大的实像 B.实验中，蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像向下移动 C.为了便于从不同方向观察光屏上的像，光屏应选用较粗糙的白纸板 D.要使光屏上烛焰的像变大，只需将蜡烛远离凸透镜 在探究凸透镜成像规律实验中，当烛焰位于距离凸透镜一倍焦距内时，人眼观察到烛焰成像的情形是图中的（　　）[来源:学科网] [来源:学科网] 6. 将一个凸透镜正对着太阳光，在距凸透镜20 cm的纸上接到一个很小的亮斑.当将一个物体放在距这个透镜50 cm处时，在凸透镜的另一侧可以得到（ ） A.倒立、放大的实像 B.倒立、缩小的实像 C.正立、放大的实像 D.正立、缩小的实像 7. 将一个物体放在距凸透镜20 cm处时，用光屏可接收到一个放大的像.这个凸透镜的焦距可能是（ ） A.20 cm B.10 cm C.30 cm D.15 cm 8. 某同学在探究凸透镜成像的实验中，蜡烛到光屏的距离为60 cm，他想在光屏上成一个与蜡烛等大的像（保持蜡烛到光屏的距离不变），应选择的凸透镜是（ ） A.焦距大于30 cm的 B.焦距小于30 cm的 C.焦距等于30 cm的 D.焦距等于15 cm的 9. 某同学将点燃的蜡烛放在距凸透镜14 cm处时，在光屏上得到了一个缩小的像.这个凸透镜的焦距可能是（ ） A.6 cm B.7cm C.10 cm D.20 cm 10. 测绘人员绘制地图时，需要在空中的飞机上向地面照相，称为航空摄影.若使用航空摄影照相机的镜头焦距为50 mm，则底片到镜头的距离为（ ） A.10 mm之外 B.50 mm左右 C.略大于50 mm D.等于50 mm 11. 小明住探究凸透镜成像规律时，保持凸透镜的位置不变，先后把蜡烛放在a、b、c、d四点并分别调整光屏的位置，如图所示，探究后他总结出下列说法。其中正确的是 A．照像机是利用蜡烛放在a点的成像特点制成的 B．放大镜是利用蜡烛放在b点的成像特点制成的 C．幻灯机是利用蜡烛放在d点的成像特点制成的 D．蜡烛放在b点成的像比它放在c点成的像大 12. 如图所示，用照相机给物体照相时，物体离照相机较远，物体在胶片上成一个倒立缩小的实像。为使成的像再小一些，可采取的方法是(    ) A. 减小物体与镜头间的距离 B. 增大物体与镜头间的距离 C. 增大物体与镜头间的距离，同时减小胶卷与镜头之间的距离 D. 减小物体与镜头间的距离，同时增大胶卷与镜头之间的距离 13. 夏天的早晨，树叶上常常会有一些露珠.透过这些露珠看到的叶脉会更清楚，这是由于露珠相当于一个“凸透镜”，使叶脉放大了.这种情形下，叶脉应该位于“凸透镜”的（ ） A.焦距以内 B.焦距和二倍焦距之间 C.二倍焦距处 D.二倍焦距以外 14. ·小组同学在研究凸透镜成像规律实验时，记录并绘制了物体离凸透镜的距离u与实像到透镜的距离v之间的关系(如图)，则凸透镜的焦距为(　　) A．60 cm　　　B．40 cm　　　C．20 cm　　　D．10 cm 15. 如图所示的照相机，它的镜头相当于_____透镜，拍摄时，如果将照相机镜头靠近被拍摄的物体时，像的大小将_____，像距将_____后两空选填“变大”、“变小”或“不变”。 16. 幻灯机镜头相当于一个______镜，要在银幕上得到幻灯片景物的_______、_____的_________像，应使幻灯片到镜头距离在_________的范围内。 17. 是投影仪成像示意图，其中凸透镜的作用是成 （填“等大”、“缩小”或“放大”）、 （填“正立”、“倒立”）的实像，平面镜的作用是 。如果图中h=40cm，则凸透镜的焦距一定 （填“大于”、“小于”或“等于”）40cm。 18. 如图所示是南昌海昏侯博物馆“刘充国印”的展台，透过上方镜能看到放大的印章，这属于光的__________现象；通过下方镜能看到印章底部的字，这属于光的__________现象。 5、 作图题 19. 请在大致图中画出物体 AB的像A'B'(反映像的大小、正倒和虚实和位置，不需要画光路图) 20. 请通过作图画出蜡烛(用箭头表示)所成像的位置。 21. 如图所示,请画出发光点S经凸透镜后的出射光线,并确定发光点S的像点S′。 22. 如图所示，MN 为凸透镜的主光轴，A为蜡烛，A’为蜡烛在光屏上所成的像，根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点，并将它们画出来。 23. 如图所示，在“研究凸透镜成像规律”的实验中，观测到正立、放大的虚像．试通过作图找出该透镜的两个焦点F的位置． 6、 实验探究题 24. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将发光体S（箭头形状的发光二极管，长为2 cm）、凸透镜T、光屏P安装在光具座上进行试验，如图14所示。 固定凸透镜T，将发光体S放在离凸透镜4 cm（物距u）处，移动光屏P，如果找不到像，则记录光屏上光斑的特征；如果在光屏上出现清晰的像，则记下像的特征，测出光屏P到透镜T的距离（像距𝜐）和像的长度。然后，将物距依次增加2 cm，重复上面的实验。实验数据如下表，根据表中的信息，回答下列问题： 图14 实验顺序 物距u/cm[o 像距𝜐/cm 像的长度/cm 像的特征 1 4.0 / 光斑大小变化 只有圆光斑 2 6.0 / 光斑大小变化 只有圆光斑 3 8.0[ / 光斑大小不变 只有圆光斑 4 10.0 40.0 8.0 倒立的箭头 5 12.0 24.0 4.0 倒立的箭头 6 14.0 18.7 2.7 倒立的箭头 7 16.0 16.0 2.0 倒立的箭头 8 18.0 14.4 1.6 倒立的箭头 9 20.0 13.3 1.3 倒立的箭头 （1）凸透镜T的焦距为________cm。 （2）物距u在_______范围时，在光屏上总成倒立放大的实像。 （3）当物距从开始再到逐渐增大时，则像的大小____，像距_____。（均选填“变大”“变小”“不变”“先变小后变大”“先变大后变小”） （4）当物距等于7 cm时，物体在光屏上_____成像（填“一定会”“一定不会”“可能会”）。分析表中成倒立实像的实验数据，当物像间距（u＋𝜐）最小时，成在光屏上的像的长度_____发光体的长度。（填“大于”“小于”或“等于”） （5）请你根据上表提供的信息，再找出一条规律______________________________。 25. 小明同学用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材完成“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）为了测出凸透镜的焦距，小明将凸透镜正对太阳光，用一个光屏在透镜的另一侧移动，直到光屏上得到一个最小最亮的光斑，这说明凸透镜对光线有_____作用（选填“会聚”或“发散”），测出光斑到凸透镜的距离为10 cm，则该透镜的焦距为_____cm。 （2）将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，请你指出其中一条可能的原因：________________； （3）重新调整后，把蜡烛放在距凸透镜18 cm处，在凸透镜的另一侧移动光屏，能在光屏上得到一个倒立、_______的实像（选填“放大”“缩小”或“等大”），生活中_____（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像规律工作的。 （4）实验中，屏上已成清晰的像，此时固定蜡烛，换用一个焦距略小一些的凸透镜进行实验，则光屏需向_____（选填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动，才能在光屏上再次成清晰的像。 学科网（北京）股份有限公司 $$