5.2　凸透镜成像的规律 课件- 2025-2026学年北师大版物理八年级上册

第五章　透镜及其应用 第二节　凸透镜成像的规律 第1课时　探究凸透镜的成像规律 某小组用如图器材,探究“凸透镜成像的规律”。   【基础实验】 (1)为了粗略测量凸透镜的焦距,小明做了如图甲所示实验,该 凸透镜的焦距为____________cm。     15.0     解析　由图甲可知,光经凸透镜后会聚于一点,该点是凸透镜 的焦点,所以凸透镜的焦距f=65.0 cm-50.0 cm=15.0 cm。 (2)将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上,点燃蜡烛,调 整它们的高度,使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在 ____________;实验过程中,蜡烛因燃烧变短,则烛焰在光屏上的像会_______。 　上移     同一高度     解析　为了使像成在光屏中央,应调节烛焰的中心、凸透镜 的光心和光屏的中心在同一高度,实验过程中,蜡烛因燃烧变 短,根据过光心的光传播方向不变,则烛焰在光屏上的像会上 移。 【进阶实验】 正确安装并调节实验器材,实验过程中凸透镜始终处于50 cm 刻度线处。 (3)图乙中光屏上_______(选填“能”或“不能”)承接到清 晰的像。 　不能     解析　透镜的焦距为15.0 cm,此时物距为20.0 cm,在1倍焦距 和2倍焦距之间,则像距应该大于2倍焦距;而此时光屏到透镜 的距离为30.0 cm,恰好等于2倍焦距,故此时光屏上不能承接 到清晰的像。 (4)当光屏上成清晰的像时,若用遮光板遮住透镜上半部分,像 将_______(选填“完整”或“不完整”)。 　完整     解析　若用遮光板遮住透镜的上半部分,则光透过透镜的下 半部分依然能够成完整的像,但是由于折射光变少,所成的像 会变暗。 (5)小丽同学实验时,将烛焰、光屏和凸透镜的中心调整到同 一高度后,发现无论怎么调节光屏的位置,都不能在光屏上呈 现像,原因可能是______________________________________ ______________。 距,不能成像)     　物距小于焦距,成的是虚像(或物距等于焦 解析　将烛焰、光屏和凸透镜的中心调整到同一高度后,发 现无论怎么调节光屏的位置,都不能在光屏上呈现像,原因可 能是物距等于或小于凸透镜的焦距,不能成实像。 (6)将图乙中蜡烛移至15 cm刻度线处,若想在光屏上承接到清 晰的像,光屏应向______(选填“左”或“右”)移动,请写出 生活中利用该成像特点的一个实例:________。 　照相机     　左     解析　将蜡烛移到15 cm刻度线处时,物距为35.0 cm,大于2倍 焦距,此时像成在1倍焦距和2倍焦距之间,则光屏应适当向左 移动,可成清晰的、倒立缩小的实像,生活中的照相机应用了 该成像特点。 (7)当将蜡烛移到45 cm刻度线处时,无论怎样移动光屏也找不 到像,此时人眼在如图丙所示的_________处能观察到烛焰的像, 该像的性质是_______、_______的______像,在像的位置 放一光屏,光屏上_______像出现。 　没有     　虚     　放大     　正立         B     解析　当将蜡烛移到45 cm刻度线处时,u<f,由凸透镜成像规 律可知,此时成正立、放大的虚像,且物、像同侧,故人眼能从 B处透过透镜观察到像;虚像不能被光屏承接。 (8)某次实验中光屏上呈现了烛焰倒立清晰的像,若此时将凸 透镜换成焦距为10.0 cm的凸透镜,需要向______调节光屏,光 屏上才能再次成清晰的像。 　左     解析　当将焦距为15.0 cm的凸透镜换成焦距为10.0 cm的凸 透镜后,凸透镜的焦距变小,对光的会聚能力增大,像距变小,所 以需要将光屏向左移动,才能在光屏上再次成清晰的像。 【实验分析及结论】 另外两位同学选用的物体高度相同,但凸透镜焦距不同,部分 实验数据如表所示: 表1　=5 cm 物距u/cm 像距v/cm 像高h/cm 11.0 9.2 5.0 17.0 7.1 2.5 40.0 5.7 0.9 表2　=10 cm 物距u/cm 像距v/cm 像高h/cm 25.0 17.0 4.0 28.0 15.6 3.3 40.0 13.3 2.0 (9)由表中数据可知:物体高度相同且凸透镜焦距相同时,物距 变大,像距_______,所成实像的高度_______。 　变小     　变小     解析　根据表1或表2的数据可知,物体的高度和凸透镜的焦 距都相同时,物距变大,像距变小,所成实像的高度变小。 (10)由实验数据还可知:物体高度相同且物距相同时,_______ 不同,则像距不同,所成实像的高度也不同。      　焦距 解析　比较表1和表2的第三次数据可知,物体的高度和物距 都相同时,透镜焦距不同,像距不同,所成实像的高度也不同。 第五章　透镜及其应用 第二节　凸透镜成像的规律 第2课时　凸透镜成像规律的应用 1.【新课标·物理观念】(2025河南南阳月考)如图所示是小华从 侧面透过球形玻璃缸观察到水中游动的小鱼的情景,她发现所 看到的小鱼比实际的大,这是因为她看到的是小鱼 ( ) A.放大的实像　　　     B.缩小的实像 C.放大的虚像　　　     D.缩小的虚像 C     解析　小鱼和球形玻璃缸中间的水形成一个水凸透镜,小鱼 在此水凸透镜的一倍焦距以内,成正立、放大的虚像。 2.物体放在凸透镜前某一位置时,在凸透镜另一侧离凸透镜20 厘米的光屏上成一个倒立缩小的像,则物体离凸透镜的距离 可能为 ( ) A.5厘米　　    B.10厘米　　　   C.20厘米　　　    D.30厘米     D     解析　光屏到凸透镜的距离为20 cm,成倒立、缩小的实像,则 2f>20 cm>f,所以凸透镜的焦距为20 cm>f>10 cm;所以物体到 凸透镜的距离u>2f>20 cm,故D符合题意。 3.(2025湖北黄石期末)如图所示,航天员王亚平在太空舱中利 用失重状态制成了一个完美的水球,我们透过水球也可以看 到她的“脸”。此水球相当于________(选填“平面镜” “凸透镜”或“凹透镜”),王亚平与她的像是在水球的 ______(选填“同侧”或“异侧”)。   异侧     　凸透镜     解析　水球具有中间厚、边缘薄的特点,因此,水球相当于一 个凸透镜。水球所成的像为倒立、缩小的实像,由凸透镜成 像规律可知,此时王亚平到水球的距离大于水球的二倍焦距, 并且王亚平与她的像在水球的异侧。   4.(2024安徽阜阳颍泉期末,★★☆)通过凸透镜观察某图,若凸 透镜先贴着此图,然后逐渐远离,则看到图的像的先后顺序应 该是(原图中人物正立)( )                  A.甲→乙→丙→丁　　　    B.乙→丙→甲→丁 C.乙→丁→甲→丙　　　    D.丙→甲→乙→丁     C     解析    图到凸透镜的距离在一倍焦距以内时,凸透镜成正 立、放大的虚像,即乙图;图到凸透镜的距离在一倍焦距和二 倍焦距之间时,凸透镜成倒立、放大的实像,即丁图;凸透镜成 实像时,物距越大,像距越小,像越小,图继续远离凸透镜时,应 先看到图甲所示的像,再看到图丙所示的像,综上可知,凸透镜 从贴着图,然后逐渐远离,看到图的像的先后顺序为乙→丁→ 甲→丙。 5.【新课标·科学思维】(2025新疆乌鲁木齐期末,★★☆)当物 体距凸透镜8厘米时,在透镜的另一侧光屏上成一个清晰放大 的像,若是仅将凸透镜向光屏方向移动2厘米,则在光屏上又成 一个清晰像,那么这透镜的焦距为 ( ) A.2厘米<f<4厘米　　　    B.4厘米<f<5厘米 C.5厘米<f<8厘米　　　    D.无法确定     B     解析　据题意可知,物体离凸透镜8 cm时,在透镜的另一侧得 到一个倒立、放大的实像,则2f>u>f,所以,f<8 cm<2f,即4 cm<f <8 cm①;仅把凸透镜向光屏方向移动2 cm,物距变大,像距变 小,像变小,则在光屏上又成一清晰的缩小的像,则u=10 cm>2f, 即f<5 cm②;联立①②解得4 cm<f<5 cm。 6.【跨学科·工程实践】(2025河北秦皇岛月考,★★☆)常用体 温计的横截面如图所示,其正面呈圆弧形,这样就可看清体温 计内极细的水银柱,便于读数。这是因为圆弧形玻璃的作用 相当于______(选填“凸”或“凹”)透镜,并且水银柱位于此 透镜的__________以内,使我们能看到水银柱放大后的____ 像(选填“实”或“虚”)。 虚     　一倍焦距     　凸     解析　由图中体温计的横截面及读数方法可知,此体温计的 圆弧形玻璃相当于凸透镜,水银柱位于此凸透镜的一倍焦距 以内,成放大、正立的虚像。 7.(2024辽宁沈阳月考,★★☆)如图所示,在圆柱状的玻璃水杯 (内部装满水)后面放置一个小泥娃,透过水杯可观察到小泥娃 “缩小”的像,并且像与物_______(选填“左右”或“上 下”)相反。将小泥娃逐渐向水杯靠近一小段距离的过程中, 所看到小泥娃的像将_______(选填“粗细不变”“变粗” 或“变细”)。   　变粗     　左右     解析　装满水的水杯相当于凸透镜,透过水杯可观察到小泥 娃“缩小”的像,由凸透镜成像规律可知,所成的像是倒立的 实像。由于圆柱状的玻璃水杯上下粗细相同,则像与物上下 相同,像与物左右相反。将小泥娃逐渐向水杯靠近一小段距 离的过程中,物距变小,由凸透镜成实像时,物近像远像变大可 知,小泥娃的像将变大,则小泥娃的像将变粗。   8.【新课标·科学探究】(2025江苏苏州期末)某光学元件由A、B两个凸透镜组成,如图甲所示。A的直径为D,B的直径为d,将它正对太阳光,把一张白纸放在它的下方,在白纸上得到了如图乙所示的两个直径均为d的圆斑。下列说法正确的是( )     B     A.两个透镜的焦距可能相等 B.透镜A的焦距一定大于透镜B C.此光学元件远离白纸时,两个光斑一定同时变大 D.用此光学元件观察同一物体,透镜B所成的像一定比A小 解析　由光学元件正对阳光可知,太阳光平行于凸透镜的主 光轴;由白纸上的圆斑知,阳光透过凸透镜到达圆斑;根据平行 于主光轴的光经过凸透镜后必过焦点作图,如图所示:   由解析图可知透镜A的焦点有两种可能:一种是在白纸和透镜 之间,另一种是在白纸的右侧。无论是哪一种,其焦距都比透 镜B的焦距大。光学元件远离白纸时,相当于光学元件不动, 白纸向右移动;当A的焦点在透镜和白纸之间时,白纸向右移 动时光斑变大;当A的焦点在白纸右侧时,白纸向右移动时光 斑先变小后变大。而凸透镜B只有一种情况,白纸向右移动时 光斑一直变大。所以,光学元件远离白纸时,两个光斑不一定 同时变大,故B正确,A、C错误。透镜A的焦距比透镜B的焦距 大,用此光学元件观察同一物体,物距大于透镜A的焦距时,两 凸透镜成实像,焦距大的透镜成的像就大,即透镜B成的像比 透镜A成的像小;又因为凸透镜成虚像时,焦距大的透镜成的像就小,即物距小于透镜B的焦距,两凸透镜成虚像时,透镜B成的像比透镜A成的像大,故D错误。 $$