第二节 探究：凸透镜成像的规律 (举一反三讲义）物理沪科版2024八年级全一册

第4章 神奇的透镜 第二节 探究凸透镜成像的规律 目录 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1：探究凸透镜成像实验 2 知识点2：生活中的透镜 2 【方法技巧】 8 凸透镜成像巧知识 8 【巩固训练】 8 【学习目标】 1.能完成“探究凸透镜成像的规律”的实验，有安全意识，能完成实验报告。 2.能用凸透镜成像的规律解释生活中的相关现象。 教学重点： 探究并知道凸透镜成像的规律 教学难点： 1..通过探究活动，体验探究的全过程和方法，进一步熟悉 .2.科学探究的环节，认识到设计实验与制订计划的重要性。。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点一.探究凸透镜成像实验 1.实验准备：透镜成像时的物理量（如图） （1）焦距：透镜的焦点到光心的距离，用f表示； （2）物距：物体到透镜的距离，用u表示； （3）像距：像到透镜的距离，用v表示。 专业术语：一倍焦距f、二倍焦距2f、物距u、像距v。 2.实验装置图 2.探究凸透镜成像规律 【问题】 实验器材：光具座、凸透镜、光屏、蜡烛等。 1.凸透镜焦距的测量方法：①会聚法：将凸透镜正对平行光，在另一侧移动光屏，当光屏上得到一个最小、最亮的光斑时，该光斑到凸透镜光心的距离即为焦距；②物像等大法：在光具座上依次放置燃烧的蜡烛、凸透镜、光屏，保持凸透镜不动，同时移动燃烧的蜡烛和光屏，直到光屏上出现倒立、等大的烛焰的像为止，则物距或像距的一半即为焦距。 2.“F”状 LED 灯替代蜡烛的优点：LED灯成像更稳定。 实验装置图： 表 4-1 实验记录表 凸透镜焦距 f =______ cm 1.光具座上依次放置燃烧的蜡烛、凸透镜、光屏。 2.为了使像成在光屏的中央，应点燃蜡烛，调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度。 3.当没有用光具座时，需将烛焰、凸透镜和光屏三者的中心调至同一高度并在同一直线上。 【证据】 1. 实验应在较暗的环境下进行。 2.观察像的方法：观察实像时，眼睛在光屏一侧，注视光屏上的像；观察虚像时，从光屏一侧，透过凸透镜观察烛焰所成的像。 【交流】 1.当烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度时，光屏上找不到像的原因及解决措施：①物距小于或等于一倍焦距，要想找到像，应将蜡烛向远离凸透镜的方向移动；②物距太小，像距太大，超过了光具座的量程，在不更换光具座的情况下，应换用焦距更小的凸透镜或在蜡烛和凸透镜之间加一个凸透镜。 2.蜡烛燃烧变短，像在光屏上的位置向上移动，调节像在光屏中央的方法：①将光屏向上调节；②将蜡烛向上调节；③将凸透镜向下调节。 3.用纸板遮住凸透镜的一部分后还能在光屏上看到蜡烛的像，像会变暗些，但还是完整的像。 4.验证“凸透镜成实像时，物与像上下颠倒，左右是否也相反”的方法：沿垂直于光具座方向吹动烛焰，观察光屏上像的晃动方向是否与烛焰的晃动方向相反。 5.当光屏上成清晰的像时，对调蜡烛与光屏的位置，根据折射现象中光路可逆，光屏上还能成清晰的像，但像的大小发生改变。 6.凸透镜成像还与凸透镜的焦距有关，当物距一定时，焦距越长，像距越远，像越大。 知识点二 生活中的透镜 ——放大镜、投影仪和照相机 1.放大镜 （1）根据u<f时的成像规律做成的凸透镜，实质是一个短焦距凸透镜。 （2）使用使用放大镜时，放大镜应置于物体和眼睛之间，物体离凸透镜较近，眼睛要透过放大镜来观察物体。 （3）成像特点：成正立、放大的虚像；像距大于物距；像与物位于凸透镜的同侧。 2. 投影仪 利用凸透镜能成倒立、放大的实像的原理制成。 （1）结构 ①投影仪的镜头相当于一个凸透镜； ②平面镜的作用：改变光路； ③螺纹透镜的作用：聚光； ④屏幕相当于光屏。 （2）成像特点 ①投影仪（或幻灯机）成倒立、放大的实像； ②像距大于物距。投影片离镜头越近，在屏幕上所成的像越大，像到镜头的距离越远。 ③像与物位于凸透镜的异侧。 【深度理解】（1）投影仪工作时，物距小于像距。 （2）为了让天花板上成的像看起来是“正立”的，投影片要倒着插。 3.照相机 （1）结构 ①镜头：由一组透镜组成， 它们组合在一起相当于一个凸透镜 ， 起到成像的作用； ②胶片：相当于光屏； ③快门：控制曝光时间等； ④光圈：控制进光量的多少 、控制景深； ⑤调焦环：调节镜头焦距。 （2）工作原理及成像特点 ①照相机的镜头相当于一个凸透镜，胶片或影像传感器相当于光屏。 ②来自远处物体的光（u>2f）经过照相机的镜头后会聚在胶片或影像传感器上，形成一个倒立、缩小的实像。且物体到镜头的距离大于镜头到胶片的距离。 ③物体靠近，把镜头往前伸，像距变大；物体远离，把镜头往后缩，像距变小。 现在的照相机利用光学或电子技术，把倒立的像转变成正立的，便于观察。 数码照相机用电荷耦合器件作为感光元件代替胶片，把光信号转换成电信号，记录物体(人或景物)的像。 例1. 小明用如图所示的装置探究“凸透镜成像的规律”。    （1）实验时将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧，并将烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心调整到 ； （2）将凸透镜固定在图中光具座的50cm刻度线处，并将光屏和点燃的蜡烛分别放在凸透镜的两侧。小明将蜡烛移至35cm刻线处，移动光屏直到80cm刻度线处时，光屏上出现了烛焰清晰的像，则该像是倒立、 的实像， （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像特点与此相同； （3）将图中蜡烛向远离凸透镜的方向移动，为了使像清晰，应将光屏向 （选填“左”或“右”）移动，此过程中所成的像逐渐 （选填“变大”或“变小”）； （4）实验过程中，随着蜡烛越烧越短，烛焰在光屏上的像也在往上移动，为了让像回到光屏中心，可将凸透镜向 （选填“上”或“下”）移动。 【答案】 同一高度 放大 投影仪 左 变小 下 【详解】（1）[1]该实验需要将烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心调整到同一高度，目的是使像成在光屏的中央。 （2）[2][3]由题意和图可知，此时物距小于像距，则f<u<2f，v>2f，成倒立放大的实像，投影仪就是这一原理制成的。 （3）[4][5]将图中蜡烛向远离凸透镜的方向移动，物距变大，为了使像清晰，像距会变小，应将光屏向左移动，像距变小，所成的像也会变小。 （4）[6]随着蜡烛越烧越短，烛焰在光屏上的像在往上移动，为了让像回到光屏中心，可将蜡烛向上移动、凸透镜向下移动或光屏向上移动。 变式1－1 如图所示，小明在探究凸透镜成像的规律（所用凸透镜焦距为10cm）。 （1）小明先调节光具座上的蜡烛烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在 ，目的是使烛焰的像能成在 ； （2）再调节蜡烛、凸透镜、光屏三者的距离，直到光屏上呈现清晰的像（图中未画出），如图甲所示，此时所成的像是倒立、 的实像，这成像原理可制成生活中的 （选填“照相机”或“投影仪”）。若保持蜡烛和光屏位置不变，仅移动凸透镜至40.0cm刻度线处，得到的像是 （选填“倒立”或“正立”）的； （3）保持蜡烛位置不变，移动凸透镜至如图乙所示位置，发现无论怎么移动光屏都无法在光屏上找到烛焰的像，原因是此时烛焰成的是 （选填“实像”或“虚像”），可在 （选填“A”或“B”）处观察到烛焰的像。 【答案】 同一高度 光屏的中央 放大 投影仪 倒立 虚像 B 【详解】（1）[1][2]该实验应先调节光具座上的蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏，使三者的中心大致在同一高度，目的是使烛焰的像能成在光屏的中央。 （2）[3][4][5]由图甲可知，物距小于像距，则此时f<u<2f，v>2f，成倒立放大的实像，这成像原理可制成生活中的投影仪；若保持蜡烛和光屏位置不变，仅移动凸透镜至40.0cm刻度线处，物距大于像距，此时u>2f，f<v<2f，成倒立缩小的实像。 （3）[6][7]保持蜡烛位置不变，移动凸透镜至如图乙所示位置，物距在一倍焦距以内，成正立放大的虚像，故光屏不能承接到像；可在光屏的一侧透过凸透镜观察到烛焰的像，即在B处观察到烛焰的像。 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。 变式1－2 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。 【方法技巧】 方法技巧：凸透镜成像巧知识 “一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；成实像，物近像远像变大；成虚像，物近像近像变小”。 我们可以结合下图加深理解。 由此我们可以得出以下两个性质： (1)焦点分界：是成放大实像与缩小实像的分界点，是成实像与虚像的分界点。 (2)动态特性：物体沿主光轴移动时，物距(物体到凸透镜的距离)减小(增大)，像距(像到凸透镜的距离)增大(减小)，且像变大(小)。 【巩固训练】 1.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.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．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．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．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。 8．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，当蜡烛、凸透镜、光屏处于图示位置时，恰能在光屏上得到一个清晰的像。利用这个成像规律可以制成（　　） A．照相机 B．潜望镜 C．放大镜 D．幻灯机 【答案】A 【解析】由图可知，由图知，此时物体在光屏上成倒立、缩小的实像； A．照相机是根据物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小实像的原理制成的。此时像距小于物距，故A符合题意； B．潜望镜是根据平面镜成像的原理制成的，成正立等大的虚像，故B不符合题意； C．放大镜是根据物距小于焦距时，成正立、放大虚像的原理制成的，故C不符合题意； D．幻灯机是根据物体在凸透镜的一倍和二倍焦距之间，在透镜的另一侧二倍焦距之外成倒立放大的实像这个原理制成的，故D不符合题意。 故选A。 9．运载火箭搭载神舟十六号飞船腾空而起，它在地面摄像机中所成的像是（　　） A．实像，像变大 B．实像，像变小 C．虚像，像变大 D．虚像，像变小 【答案】B 【解析】摄像机与照相机成像原理相同，都成成倒立、缩小的实像；在腾空而起的过程中，物距变大，根据“成实像时，物远像近像变小”可知，像变小，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 10．将一凸透镜正对太阳，可在距透镜20cm处得到一个最小、最亮的光斑，若将一个物体放在此透镜前30cm处，则可在透镜另一侧得到（　　） A．倒立、缩小的实像 B．正立、缩小的实像 C．倒立、放大的实像 D．正立、放大的虚像 【答案】C 【解析】把一个凸透镜对准太阳光，可在距凸透镜20cm处得到一个最小、最亮的光斑，所以焦距f=20cm。若将一个物体放在此透镜前30cm处，物距u=30cm，则 2f>u>f 此时光屏上成倒立、放大的实像。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第4章 神奇的透镜 第二节 探究凸透镜成像的规律 目录 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1：探究凸透镜成像实验 2 知识点2：生活中的透镜 2 【方法技巧】 8 凸透镜成像巧知识 8 【巩固训练】 8 【学习目标】 1.能完成“探究凸透镜成像的规律”的实验，有安全意识，能完成实验报告。 2.能用凸透镜成像的规律解释生活中的相关现象。 教学重点： 探究并知道凸透镜成像的规律 教学难点： 1..通过探究活动，体验探究的全过程和方法，进一步熟悉 .2.科学探究的环节，认识到设计实验与制订计划的重要性。。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点一.探究凸透镜成像实验 1.实验准备：透镜成像时的物理量（如图） （1）焦距：透镜的焦点到光心的距离，用f表示； （2）物距：物体到透镜的距离，用u表示； （3）像距：像到透镜的距离，用v表示。 专业术语：一倍焦距f、二倍焦距2f、物距u、像距v。 2.实验装置图 2.探究凸透镜成像规律 【问题】 实验器材：光具座、凸透镜、光屏、蜡烛等。 1.凸透镜焦距的测量方法：①会聚法：将凸透镜正对平行光，在另一侧移动光屏，当光屏上得到一个最小、最亮的光斑时，该光斑到凸透镜光心的距离即为焦距；②物像等大法：在光具座上依次放置燃烧的蜡烛、凸透镜、光屏，保持凸透镜不动，同时移动燃烧的蜡烛和光屏，直到光屏上出现倒立、等大的烛焰的像为止，则物距或像距的一半即为焦距。 2.“F”状 LED 灯替代蜡烛的优点：LED灯成像更稳定。 实验装置图： 表 4-1 实验记录表 凸透镜焦距 f =______ cm 1.光具座上依次放置燃烧的蜡烛、凸透镜、光屏。 2.为了使像成在光屏的中央，应点燃蜡烛，调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度。 3.当没有用光具座时，需将烛焰、凸透镜和光屏三者的中心调至同一高度并在同一直线上。 【证据】 1. 实验应在较暗的环境下进行。 2.观察像的方法：观察实像时，眼睛在光屏一侧，注视光屏上的像；观察虚像时，从光屏一侧，透过凸透镜观察烛焰所成的像。 【交流】 1.当烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度时，光屏上找不到像的原因及解决措施：①物距小于或等于一倍焦距，要想找到像，应将蜡烛向远离凸透镜的方向移动；②物距太小，像距太大，超过了光具座的量程，在不更换光具座的情况下，应换用焦距更小的凸透镜或在蜡烛和凸透镜之间加一个凸透镜。 2.蜡烛燃烧变短，像在光屏上的位置向上移动，调节像在光屏中央的方法：①将光屏向上调节；②将蜡烛向上调节；③将凸透镜向下调节。 3.用纸板遮住凸透镜的一部分后还能在光屏上看到蜡烛的像，像会变暗些，但还是完整的像。 4.验证“凸透镜成实像时，物与像上下颠倒，左右是否也相反”的方法：沿垂直于光具座方向吹动烛焰，观察光屏上像的晃动方向是否与烛焰的晃动方向相反。 5.当光屏上成清晰的像时，对调蜡烛与光屏的位置，根据折射现象中光路可逆，光屏上还能成清晰的像，但像的大小发生改变。 6.凸透镜成像还与凸透镜的焦距有关，当物距一定时，焦距越长，像距越远，像越大。 知识点二 生活中的透镜 ——放大镜、投影仪和照相机 1.放大镜 （1）根据u<f时的成像规律做成的凸透镜，实质是一个短焦距凸透镜。 （2）使用使用放大镜时，放大镜应置于物体和眼睛之间，物体离凸透镜较近，眼睛要透过放大镜来观察物体。 （3）成像特点：成正立、放大的虚像；像距大于物距；像与物位于凸透镜的同侧。 2. 投影仪 利用凸透镜能成倒立、放大的实像的原理制成。 （1）结构 ①投影仪的镜头相当于一个凸透镜； ②平面镜的作用：改变光路； ③螺纹透镜的作用：聚光； ④屏幕相当于光屏。 （2）成像特点 ①投影仪（或幻灯机）成倒立、放大的实像； ②像距大于物距。投影片离镜头越近，在屏幕上所成的像越大，像到镜头的距离越远。 ③像与物位于凸透镜的异侧。 【深度理解】（1）投影仪工作时，物距小于像距。 （2）为了让天花板上成的像看起来是“正立”的，投影片要倒着插。 3.照相机 （1）结构 ①镜头：由一组透镜组成， 它们组合在一起相当于一个凸透镜 ， 起到成像的作用； ②胶片：相当于光屏； ③快门：控制曝光时间等； ④光圈：控制进光量的多少 、控制景深； ⑤调焦环：调节镜头焦距。 （2）工作原理及成像特点 ①照相机的镜头相当于一个凸透镜，胶片或影像传感器相当于光屏。 ②来自远处物体的光（u>2f）经过照相机的镜头后会聚在胶片或影像传感器上，形成一个倒立、缩小的实像。且物体到镜头的距离大于镜头到胶片的距离。 ③物体靠近，把镜头往前伸，像距变大；物体远离，把镜头往后缩，像距变小。 现在的照相机利用光学或电子技术，把倒立的像转变成正立的，便于观察。 数码照相机用电荷耦合器件作为感光元件代替胶片，把光信号转换成电信号，记录物体(人或景物)的像。 例1. 八年级上·广东河源·期末）小明用如图所示的装置探究“凸透镜成像的规律”。    （1）实验时将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧，并将烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心调整到 ； （2）将凸透镜固定在图中光具座的50cm刻度线处，并将光屏和点燃的蜡烛分别放在凸透镜的两侧。小明将蜡烛移至35cm刻线处，移动光屏直到80cm刻度线处时，光屏上出现了烛焰清晰的像，则该像是倒立、 的实像， （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像特点与此相同； （3）将图中蜡烛向远离凸透镜的方向移动，为了使像清晰，应将光屏向 （选填“左”或“右”）移动，此过程中所成的像逐渐 （选填“变大”或“变小”）； （4）实验过程中，随着蜡烛越烧越短，烛焰在光屏上的像也在往上移动，为了让像回到光屏中心，可将凸透镜向 （选填“上”或“下”）移动。 变式1－1 如图所示，小明在探究凸透镜成像的规律（所用凸透镜焦距为10cm）。 （1）小明先调节光具座上的蜡烛烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在 ，目的是使烛焰的像能成在 ； （2）再调节蜡烛、凸透镜、光屏三者的距离，直到光屏上呈现清晰的像（图中未画出），如图甲所示，此时所成的像是倒立、 的实像，这成像原理可制成生活中的 （选填“照相机”或“投影仪”）。若保持蜡烛和光屏位置不变，仅移动凸透镜至40.0cm刻度线处，得到的像是 （选填“倒立”或“正立”）的； （3）保持蜡烛位置不变，移动凸透镜至如图乙所示位置，发现无论怎么移动光屏都无法在光屏上找到烛焰的像，原因是此时烛焰成的是 （选填“实像”或“虚像”），可在 （选填“A”或“B”）处观察到烛焰的像。 变式1－2 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。 【方法技巧】 方法技巧：凸透镜成像巧知识 “一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；成实像，物近像远像变大；成虚像，物近像近像变小”。 我们可以结合下图加深理解。 由此我们可以得出以下两个性质： (1)焦点分界：是成放大实像与缩小实像的分界点，是成实像与虚像的分界点。 (2)动态特性：物体沿主光轴移动时，物距(物体到凸透镜的距离)减小(增大)，像距(像到凸透镜的距离)增大(减小)，且像变大(小)。 【巩固训练】 1.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.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．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．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．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。 8．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，当蜡烛、凸透镜、光屏处于图示位置时，恰能在光屏上得到一个清晰的像。利用这个成像规律可以制成（　　） A．照相机 B．潜望镜 C．放大镜 D．幻灯机 9．运载火箭搭载神舟十六号飞船腾空而起，它在地面摄像机中所成的像是（　　） A．实像，像变大 B．实像，像变小 C．虚像，像变大 D．虚像，像变小 10．将一凸透镜正对太阳，可在距透镜20cm处得到一个最小、最亮的光斑，若将一个物体放在此透镜前30cm处，则可在透镜另一侧得到（　　） A．倒立、缩小的实像 B．正立、缩小的实像 C．倒立、放大的实像 D．正立、放大的虚像 / 学科网（北京）股份有限公司 $$