第14讲 凸透镜成像（暑假预习讲义）新八年级物理新教材沪科版（五四学制）

第14讲 凸透镜成像 内容导航 01 预习航标→ 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 概念构建：梳理核心概念，形成知识框架 考点精讲：聚焦常考要点，讲清逻辑 例题精析：典型题目带路，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 关键词 学习目标导航 透镜 成像规律 1. 通过对实例的分析，了解透镜，体会分类归纳的方法。 2. .经历观察透镜对光的作用活动，了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用，体会“光线”模型的作用。 3. 通过探究凸透镜成像规律的实验过程，学会记录和分析数据、能归纳和表述实验结论。 学习重点：探究凸透镜成像的规律。 学习难点：凸透镜成像的动态分析。 情｜境｜启｜思 图 4-4-1中有一水滴挂在枝头。透过水滴，我们看到一朵黄瓜花，它是上下倒置且缩小的。能否透过水滴看到放大的黄瓜花？ 概｜念｜构｜建 一、透镜 1. 透镜与薄透镜：把两侧表面都是球面的一部分或一侧表面是球面的一部分而另一侧表面是平面的透明体叫做透镜。厚度远小于球面半径的透镜叫做薄透镜。 2. 透镜的种类：中间比边缘厚的透镜叫做凸透镜。中间比边缘薄的透镜叫做凹透镜。 凸透镜 凹透镜 3. 主光轴与光心 （1）主光轴：通过两个球面球心的直线C1C2叫做主光轴（简称光轴）。 （2）光心：主光轴上有一个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，这个点叫作透镜的光心。可以认为薄透镜的光心就在透镜的中心。 4. 透镜对光的作用 凸透镜对光有会聚作用，也被称为会聚透镜。凹透镜对光有发散作用，也被称为发散透镜。 5. 凸透镜的焦点和焦距 （1）焦点：平行于主轴的光经凸透镜折射后，会聚于主轴上的一点，该点叫做凸透镜的焦点，用F 表示。凸透镜的两侧各有一个焦点，如图所示。 （2）焦距：焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距，用f表示。凸透镜两侧的两个焦距相等。凸透镜的焦距越短，透镜对光的会聚作用越强。 凸透镜的焦点和焦距 凹透镜的虚焦点和焦距 6. 凹透镜的虚焦点和焦距 （1）虚焦点：平行于主轴的光通过凹透镜后，会向远离主轴的方向偏折，这些发散光的反向延长线相交于主轴上一点。由于这个点不是实际光线的交点，该点叫做凹透镜的虚焦点，用F表示。 （2）焦距：虚焦点到凹透镜光心的距离叫做凹透镜的焦距，用f表示。焦距越短，发散能力越强。 二、凸透镜成像规律 【搜集证据】 （1）器材：焦距已知的凸透镜、发光物、光屏、带刻度的光具座等。 （2）方案 ① 如图所示，把发光物、凸透镜和光屏放置在光具座上，将它们的中心位置调节到高度一致，保持凸透镜位置不变。 ② 把发光物放在距离凸透镜较远的位置，在光具座上慢慢移动光屏找像。如果能在光屏上找到像，即为实像，确定其最清晰的位置，记录物距、像距、像的正倒、大小等情况。 ③ 逐渐减小物距，重复上述实验操作，做好记录。 ④如果无法用光屏找到实像，尝试移除光屏，用眼睛透过凸透镜观察虚像。 （3）记录 凸透镜焦距f 为____cm，发光物高度h为____ cm，并将其他实验数据填入表中。 实验 序号 物距 u/cm 像的情况 像距v/cm 像高h'/cm 虚或实 正或倒 像的大小 1 2 3 4 【作出解释】 （1）分析 如图所示，汇总使用焦距相同的凸透镜进行实验的相关数据，用数字1～6 标出物体在主轴上的位置，用1'～6'标出与之对应的像的位置。用带箭头的线段表示物体、像的大小与正倒情况，可以得到凸透镜成实像时的物、像关系。 （2）结论：凸透镜成像规律 当u>2f 时，物体在凸透镜另一侧 f<v<2f 的范围内成一个倒立、缩小的实像。 当 u=2f时，物体在凸透镜另一侧v=2f 处成一个倒立、等大的实像。 当f< u< 2f 时，物体在凸透镜另一侧v>2f 范围内成一个倒立、放大的实像。 当u<f 时，在物体同侧成一个正立、放大的虚像。 深｜研｜精｜炼 知识点01 透镜 1. 透镜与种类 （1）把两侧表面都是球面的一部分或一侧表面是球面的一部分而另一侧表面是平面的透明体叫做透镜。厚度远小于球面半径的透镜叫做 透镜。 （2）透镜的种类：中间比边缘 的透镜叫做凸透镜。中间比边缘 的透镜叫做凹透镜。 凸透镜 凹透镜 2. 主光轴与光心 （1）主光轴：通过两个球面 的直线C1C2叫做主光轴（简称光轴）。 （2）光心：主光轴上有一个特殊的点，通过这个点的光传播方向 ，这个点叫作透镜的光心。可以认为薄透镜的光心就在透镜的 。 3. 透镜对光的作用 俗话说“冰火两重天”，但我国古代很早就掌握了用冰取火的巧妙方法。据公元前2世纪成书的《淮南万毕术》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”如图4-4-4所示，将冰做成凸透镜，然后对着太阳，使太阳光会聚为一个很小的光斑，放在光斑处的易燃物就会燃烧起来。 （1）探究：透镜对光的作用 操作 现象 结论 让一束与主轴平行的光从一侧射向凸透镜，观察另一侧的光屏. 原来平行的光，经凸透镜后发生了偏折，变得会聚，来回移动光屏，可以得到一个最小、最亮的光斑. 凸透镜对光有 作用。因此，凸透镜又叫会聚透镜. 让一束与主轴平行的光从一侧射向凹透镜，观察另一侧的光屏. 原来平行的光经凹透镜后变得发散，在透镜另一侧的光屏上形成一个比凹透镜大的光斑，光屏越远，光斑越大. 凹透镜对光有 作用。因此，凹透镜又叫发散透镜. （2）正确理解透镜对光的作用 ①凸透镜对光有会聚作用是指折射光线相对于入射光线更靠近主轴了。如图所示的三种情形，都是凸透镜的会聚作用。 ②凹透镜对光有发散作用是指折射光线相对于入射光线更远离主轴了。如图所示的三种情形，都是凹透镜的发散作用。 4. 凸透镜的焦点和焦距 （1）焦点： 于主轴的光经凸透镜折射后，会聚于主轴上的一点，该点叫做凸透镜的焦点，用F 表示。凸透镜的两侧各有一个焦点，如图所示。 （2）焦距： 到凸透镜光心的距离叫做焦距，用f表示。凸透镜两侧的两个焦距相等。凸透镜的焦距越短，透镜对光的会聚作用越 。 凸透镜的焦点和焦距 凹透镜的虚焦点和焦距 5. 凹透镜的虚焦点和焦距 （1）虚焦点：平行于主光轴的光线通过凹透镜后发散，发散光线的 线交于主光轴上一点，它不是实际光线的会聚点，叫做虚焦点，用F表示。 （2）焦距：虚焦点到透镜 的距离叫做凹透镜的焦距，用f表示。焦距越短，发散能力越强。 6. 三条特殊光线 透镜有三条特殊光线：通过光心的光线；通过焦点的光线；平行于主光轴的光线。三条光线经过透镜折射的情况如下所示。 （1）通过凸透镜的三条特殊光线 ①通过光心的光线经凸透镜后传播方向 ； ②通过焦点的光线经凸透镜折射后 于主光轴射出； ③与主光轴平行的光线经凸透镜折射后通过 。 （2）通过凹透镜的三条特殊光线 ①通过光心的光线经凹透镜后传播方向 ； ②延长线经过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于 射出； ③与主光轴平行的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线经过另一侧 。 【例1】在图中虚线方框内各放置一个透镜，发光点S发出的两束光通过透镜前后的方向如图所示，若甲、乙透镜的焦距分别为、，且S点距甲、乙两透镜的距离相等，下列说法正确的是（    ） A．甲为凹透镜，乙为凸透镜 B．甲为凸透镜，乙为凸透镜 C．小于 D．甲透镜的折光能力比乙透镜的强 【探究归纳】 1. 会聚/发散判断方法‌：会聚和发散是‌相对于入射光线的原有传播方向‌而言，不是看折射光线是否相交： （1）若折射光线比入射光线更向主光轴「靠近」，就是会聚，对应凸透镜； （2）若折射光线比入射光线更向主光轴「远离」，就是发散，对应凹透镜。 （3）简单记忆口诀：‌往厚偏折‌——凸透镜中间厚，光线向中间（主光轴）偏折，所以会聚；凹透镜边缘厚，光线向边缘偏折，所以发散。 ‌2. 易错点规避‌：不要写错别字：「会聚」不要写成「汇聚」；会聚不代表一定相交，发散也不代表一定不相交，只看偏折趋势即可。 3. 三条特殊光线解题模板（逢作图必考） 两类透镜共同规律：‌过光心不变，平行过焦点，过焦点平行‌，区分「凸实凹虚」即可。 【即练1】在图中，属于凹透镜的是________（选填图中数字）；序号1的光学元件可以使白光发生________现象，序号4的光学元件对光有________作用。 【即练2】香水的主要成分是易燃酒精。如图（a）所示为三瓶香水，透明玻璃瓶盖形状各异，容易在阳光下引发火灾的有______（选填“a”、“b”或“c”），因为它们对光线有______作用；另外一种类型的透镜对光线有______作用；如图（b）所示，一束光经过一个透镜后会聚于主轴上的A点，取掉透镜后，光会聚于B点，则该透镜是______透镜（选填“凸”或“凹”）。 知识点02 探究凸透镜成像的规律 1. 物距与像距 放大镜是一个凸透镜，可以用它来研究凸透镜的成像情况。我们将物体到凸透镜的距离称为 ，用符号u表示，像到凸透镜的距离称为 ，用符号v表示。如图4-4-8所示，把放大镜置于书本上方，然后将放大镜渐渐远离书本，增大物距，看到的像先是正立、放大的，然后变成倒立、放大的，最后变成倒立、缩小的像。 2. 探究凸透镜成像规律 【提出问题】我们看到随着放大镜与物体之间距离的改变，所成像的大小、正倒会发生变化。看来成像情况与物距密切相关。猜想它们之间的关系，并简述你的依据。 【搜集证据】 （1）器材：焦距已知的凸透镜、发光物、光屏、带刻度的光具座等。 （2）方案 ①如图所示，把发光物、凸透镜和光屏放置在光具座上，将它们的中心位置调节到高度一致，保持凸透镜位置不变。 ②把发光物放在距离凸透镜较远的位置，在光具座上慢慢移动光屏找像。如果能在光屏上找到像，即为实像，确定其最清晰的位置，记录物距、像距、像的正倒、大小等情况。 ③逐渐减小物距，重复上实验操作，做好记录。 ④如果无法用光屏找到实像，尝试移除光屏，用眼睛透过凸透镜观察虚像。 （3）记录 凸透镜焦距f 为____cm，发光物高度h为____ cm，并将其他实验数据填入表中。 实验 序号 物距 u/cm 像的情况 像距v/cm 像高h'/cm 虚或实 正或倒 像的大小 1 2 3 4 【作出解释】 （1）分析 如图所示，汇总使用焦距相同的凸透镜进行实验的相关数据，用数字1～6 标出物体在主轴上的位置，用1'～6'标出与之对应的像的位置。用带箭头的线段表示物体、像的大小与正倒情况，可以得到凸透镜成实像时的物、像关系。 （2）结论：凸透镜成像规律 当u>2f 时，物体在凸透镜另一侧 f<v<2f 的范围内成一个倒立、缩小的实像。 当 u=2f时，物体在凸透镜另一侧v=2f 处成一个倒立、等大的实像。 当f< u< 2f 时，物体在凸透镜另一侧v>2f 范围内成一个倒立、放大的实像。 当u<f 时，在物体同侧成一个正立、放大的虚像。 【拓展】分析表中的数据可以得出： （1）像的虚实：物体在凸透镜一倍焦距外成 像，在一倍焦距内成 像； （2）像的大小：物体在凸透镜 外成缩小的实像，在 时成等大的实像，在一倍焦距和二倍焦距间成放大的 像，在一倍焦距内成放大的 像； （3）像的正倒：物体在凸透镜一倍焦距内成 立的虚像，在一倍焦距外成 立的实像。 （4）表格记忆 物距u和焦距 f 的关系 像的性质 像的位置 像距v和焦距 f 的关系 虚实 大小 正倒 与物同（异）侧 u > 2f 实像 缩小 倒立 异侧 2f >v >f u = 2f 实像 等大 倒立 异侧 v = 2f 2f >u >f 实像 放大 倒立 异侧 v>2f u =f 不成像  u <f 虚像 放大 正立 同侧 【例1】秦代木牍是我国最早的家信实物，小杰参观博物馆时发现“秦代木牍”的展示柜中放置着凸透镜，他可通过凸透镜观察到其正立放大的像，为了弄清凸透镜的原理，他设计了如下实验。 (1)如图甲所示，小杰用太阳光照射凸透镜，移动光屏直至光屏上出现一个最小最亮的光斑，此凸透镜的焦距为__________cm。 (2)实验前，为了使像成在光屏中央，应在光具座上调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在____。 (3)调节好实验器材后，小杰在如图乙所示位置观察到清晰的像，此时光屏上成的是一个_____（选填“放大”或“缩小”）的_____（选填“虚”或“实”）像。若继续向右移动蜡烛，光屏应该向______（选填“左”或“右”）移动才能再次得到清晰的像。 (4)小杰不小心将一滴墨水洒在凸透镜中心，他发现光屏上_________（填字母）。 A．没有烛焰的像 B．仍有烛焰完整的像，但亮度变暗 (5)小杰清理凸透镜后通过询问老师知道：当蜡烛放在透镜左侧1倍焦距以内时，能看到正立放大的像。为了观察到像，此时小杰的眼睛应该在透镜的______（选填“左”或“右”）侧观察。 【探究归纳】探究凸透镜成像规律 1. 核心规律牢记口诀 ‌一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；实像总是异侧倒，物近像远像变大；虚像总是同侧正，物近像近像变小‌，这句口诀可以解决绝大多数动态分析问题。 2. 焦距测量与计算 ‌（1）平行光法‌：平行光正对凸透镜，光屏上最小最亮光斑到光心的距离就是焦距，注意估读分度值。 ‌（2）二倍焦距法‌：根据u=v=2f的关系，从u-v图像中找到交点即可计算焦距。 ‌（3）不等式法‌：根据成像特点列出不等式，遵循“同大取大、同小取小”的原则确定焦距范围。 3. 动态变化分析 （1）成实像时，物体靠近透镜（物近），像远离透镜（像远），像变大；反之物体远离，像靠近，像变小，直接套口诀即可判断。 （2）蜡烛燃烧变短，像会向上偏，调整方法：‌蜡烛向上移、光屏向上移或者凸透镜向下移‌，记住这个结论直接秒杀。 4. 透镜遮挡/不完整问题 遮挡凸透镜部分面积后，‌仍然成完整的像，但像会变暗‌，因为只是透光量减少，透镜的球面结构没有改变，成像功能不受影响。 5. 物像换位问题 根据光路可逆，保持蜡烛和光屏位置不动，移动凸透镜到‌物距=原像距、像距=原物距‌的位置，就能再次得到清晰的像，只是成像大小会互换（原来放大就变成缩小）。 6. 光屏上不成像的原因 （1）三者中心不在同一高度，像成在光屏外； （2）蜡烛在一倍焦距内（成虚像，无法用光屏承接）； （3）蜡烛在焦点上（不成像）； （4）焦距太大，像成在光具座以外。 【即练1】小明做探究凸透镜成像规律的实验，所用凸透镜的焦距为10厘米，他依次将蜡烛、凸透镜、光屏置于如图所示的位置，下列说法中正确的是（　　） A．仅向左移动光屏至适当位置，光屏上能呈现烛焰缩小的像 B．仅向右移动光屏至适当位置，光屏上能呈现烛焰放大的像 C．仅向右移动蜡烛至适当位置，光屏上能呈现烛焰放大的像 D．仅移动凸透镜至适当位置，光屏上能呈现烛焰等大的像 【即练2】小明在光具座上探究凸透镜成像的规律，当物距为30cm时，像距为20cm，则凸透镜的焦距可能为（　　） A．9cm B．12cm C．15cm D．18cm 1．如图所示，该凸透镜的焦距是（　　） A．10.0 cm B．20.0 cm C．30.0 cm D．50.0 cm 2. 当物体沿主光轴从离凸透镜2.5f处逐渐向凸透镜靠近时，所成像的大小变化是（    ） A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．先变大后变小 D．先变小后变大 3. 如图所示，凸透镜到蚂蚁的距离为4厘米，则该透镜的焦距可能为（　　） A．6厘米 B．4厘米 C．3厘米 D．2厘米 4．某物体通过凸透镜在光屏上成缩小的像，物距为30cm、像高为3cm。若改变物体的位置，再移动光屏使像清晰，此时像距为40cm，则所成像的高度（　　） A．一定大于3cm B．可能大于3cm C．一定等于3cm D．一定小于3cm 5．如图（a）（b）所示，甲、乙两个凸透镜到物理课本的距离均为8厘米，凸透镜的焦距分别为f甲、f乙，则（　　） A．f甲<4厘米<f乙 B．f乙<4厘米<f甲 C．f甲<8厘米<f乙 D．f乙<8厘米<f甲 6. 如图是物体S通过凸透镜成像的示意图，当物体S放在哪个位置时，才能产生图中所成的像S′（　　） A．u>2f B．f＜u＜2f C．u=f D．u＜f 7. 某凸透镜的焦距为20厘米，某物体透过凸透镜，在距离透镜35厘米的光屏上成一个清晰的像。则该像是图中的（　　） A． B． C． D． 8．《淮南万毕术》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”古人将冰块做成________透镜，使易燃物燃烧。这是利用了该透镜对光的________作用。 9. 小红在研究凸透镜与凹透镜对光线的作用时：找来7个不同的透镜，如图所示，其中是凸透镜的有________（选填字母），它对光线有________作用；而凹透镜对光线有________作用。 请根据图中给出的透镜的入射光线，画出相应的折射光线________。 10. 小李用蜡烛作为光源做“探究凸透镜成像规律”实验。若凸透镜的焦距为15cm，将凸透镜置于光具座上50cm处，在距A点5cm的光屏上能找到清晰的像。如图所示。 (1)光屏上的像一定是______的（选填）； A．放大 B．等大 C．缩小 (2)蜡烛一定位于光具座的______两条刻度线之间（选填）； A．0~20cm B．20~35cm C．35~50cm 11. 小明和小红对“凸透镜成像规律”进行探究； (1)实验前首先应观察并记录凸透镜的________，如图所示，点燃蜡烛后，首先调节蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心在________，目的是使像成在光屏的中央。 (2)如图所示，此时光屏上恰好成等大、清晰的像，则该凸透镜的焦距是______厘米。 (3)改变蜡烛的位置，使其位于光具座0厘米刻度线处，为了在光屏上得到清晰的像，应将光屏________（选填“靠近”、“远离”）透镜找像，光屏上成的是倒立、________的实像。接着他取高度h为8厘米的F光源进行实验。调节好实验装置后，他分别取不同的物距u并移动光屏找像，每次都使光屏上的像最清晰，将相应的像距v、成像情况记录在下表中。 表一： 实验序号 物距u（厘米） 像距v（厘米） 像高（厘米） 1 32.0 14.4 3.6 2 25.0 16.7 5.3 3 22.0 18.3 6.7 表二： 实验序号 物距u（厘米） 像距v（厘米） 像高（厘米） 4 19.0 21.1 8.9 5 15.0 30.0 16.0 6 12.0 60.0 40.0 (4)分析比较实验序号1、2、3或4、5、6数据中物距u、像距v及成像的变化情况，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时，________。 (5)分析比较实验序号1、2或3数据中物距u与像距v的大小关系及成像情况，可得出的初步结论是：凸透镜成实像，且________时，所成的像是缩小的。 (6)小明同学计算了表一中物距与像距之和，由此得出结论：凸透镜成实像时，物距与像距之和越小，成的像越大。 小红通过分析比较实验序号______，判断小明的结论是______的（选填“正确”、“错误”）。 (7)小明进一步分析比较表一和表二中物距与像距之和，提出了一个猜想：“当物距与像距之和最小时，可能会成等大的实像”。为了验证该猜想，他们应将物距设定在________厘米的范围内继续进行实验。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第14讲 凸透镜成像 内容导航 01 预习航标→ 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 概念构建：梳理核心概念，形成知识框架 考点精讲：聚焦常考要点，讲清逻辑 例题精析：典型题目带路，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 关键词 学习目标导航 透镜 成像规律 1. 通过对实例的分析，了解透镜，体会分类归纳的方法。 2. 经历观察透镜对光的作用活动，了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用，体会“光线”模型的作用。 3. 通过探究凸透镜成像规律的实验过程，学会记录和分析数据、能归纳和表述实验结论。 学习重点：探究凸透镜成像的规律。 学习难点：凸透镜成像的动态分析。 情｜境｜启｜思 图 4-4-1中有一水滴挂在枝头。透过水滴，我们看到一朵黄瓜花，它是上下倒置且缩小的。能否透过水滴看到放大的黄瓜花？ 概｜念｜构｜建 一、透镜 1. 透镜与薄透镜：把两侧表面都是球面的一部分或一侧表面是球面的一部分而另一侧表面是平面的透明体叫做透镜。厚度远小于球面半径的透镜叫做薄透镜。 2. 透镜的种类：中间比边缘厚的透镜叫做凸透镜。中间比边缘薄的透镜叫做凹透镜。 凸透镜 凹透镜 3. 主光轴与光心 （1）主光轴：通过两个球面球心的直线C1C2叫做主光轴（简称光轴）。 （2）光心：主光轴上有一个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，这个点叫作透镜的光心。可以认为薄透镜的光心就在透镜的中心。 4. 透镜对光的作用 凸透镜对光有会聚作用，也被称为会聚透镜。凹透镜对光有发散作用，也被称为发散透镜。 5. 凸透镜的焦点和焦距 （1）焦点：平行于主轴的光经凸透镜折射后，会聚于主轴上的一点，该点叫做凸透镜的焦点，用F 表示。凸透镜的两侧各有一个焦点，如图所示。 （2）焦距：焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距，用f表示。凸透镜两侧的两个焦距相等。凸透镜的焦距越短，透镜对光的会聚作用越强。 凸透镜的焦点和焦距 凹透镜的虚焦点和焦距 6. 凹透镜的虚焦点和焦距 （1）虚焦点：平行于主轴的光通过凹透镜后，会向远离主轴的方向偏折，这些发散光的反向延长线相交于主轴上一点。由于这个点不是实际光线的交点，该点叫做凹透镜的虚焦点，用F表示。 （2）焦距：虚焦点到凹透镜光心的距离叫做凹透镜的焦距，用f表示。焦距越短，发散能力越强。 二、凸透镜成像规律 【搜集证据】 （1）器材：焦距已知的凸透镜、发光物、光屏、带刻度的光具座等。 （2）方案 ① 如图所示，把发光物、凸透镜和光屏放置在光具座上，将它们的中心位置调节到高度一致，保持凸透镜位置不变。 ② 把发光物放在距离凸透镜较远的位置，在光具座上慢慢移动光屏找像。如果能在光屏上找到像，即为实像，确定其最清晰的位置，记录物距、像距、像的正倒、大小等情况。 ③ 逐渐减小物距，重复上述实验操作，做好记录。 ④如果无法用光屏找到实像，尝试移除光屏，用眼睛透过凸透镜观察虚像。 （3）记录 凸透镜焦距f 为____cm，发光物高度h为____ cm，并将其他实验数据填入表中。 实验 序号 物距 u/cm 像的情况 像距v/cm 像高h'/cm 虚或实 正或倒 像的大小 1 2 3 4 【作出解释】 （1）分析 如图所示，汇总使用焦距相同的凸透镜进行实验的相关数据，用数字1～6 标出物体在主轴上的位置，用1'～6'标出与之对应的像的位置。用带箭头的线段表示物体、像的大小与正倒情况，可以得到凸透镜成实像时的物、像关系。 （2）结论：凸透镜成像规律 当u>2f 时，物体在凸透镜另一侧 f<v<2f 的范围内成一个倒立、缩小的实像。 当 u=2f时，物体在凸透镜另一侧v=2f 处成一个倒立、等大的实像。 当f< u< 2f 时，物体在凸透镜另一侧v>2f 范围内成一个倒立、放大的实像。 当u<f 时，在物体同侧成一个正立、放大的虚像。 深｜研｜精｜炼 知识点01 透镜 1. 透镜与种类 （1）把两侧表面都是球面的一部分或一侧表面是球面的一部分而另一侧表面是平面的透明体叫做透镜。厚度远小于球面半径的透镜叫做薄透镜。 （2）透镜的种类：中间比边缘厚的透镜叫做凸透镜。中间比边缘薄的透镜叫做凹透镜。 凸透镜 凹透镜 2. 主光轴与光心 （1）主光轴：通过两个球面球心的直线C1C2叫做主光轴（简称光轴）。 （2）光心：主光轴上有一个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，这个点叫作透镜的光心。可以认为薄透镜的光心就在透镜的中心。 3. 透镜对光的作用 俗话说“冰火两重天”，但我国古代很早就掌握了用冰取火的巧妙方法。据公元前2世纪成书的《淮南万毕术》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”如图4-4-4所示，将冰做成凸透镜，然后对着太阳，使太阳光会聚为一个很小的光斑，放在光斑处的易燃物就会燃烧起来。 （1）探究：透镜对光的作用 操作 现象 结论 让一束与主轴平行的光从一侧射向凸透镜，观察另一侧的光屏. 原来平行的光，经凸透镜后发生了偏折，变得会聚，来回移动光屏，可以得到一个最小、最亮的光斑. 凸透镜对光有会聚作用。因此，凸透镜又叫会聚透镜. 让一束与主轴平行的光从一侧射向凹透镜，观察另一侧的光屏. 原来平行的光经凹透镜后变得发散，在透镜另一侧的光屏上形成一个比凹透镜大的光斑，光屏越远，光斑越大. 凹透镜对光有发散作用。因此，凹透镜又叫发散透镜. （2）正确理解透镜对光的作用 ①凸透镜对光有会聚作用是指折射光线相对于入射光线更靠近主轴了。如图所示的三种情形，都是凸透镜的会聚作用。 ②凹透镜对光有发散作用是指折射光线相对于入射光线更远离主轴了。如图所示的三种情形，都是凹透镜的发散作用。 4. 凸透镜的焦点和焦距 （1）焦点：平行于主轴的光经凸透镜折射后，会聚于主轴上的一点，该点叫做凸透镜的焦点，用F 表示。凸透镜的两侧各有一个焦点，如图所示。 （2）焦距：焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距，用f表示。凸透镜两侧的两个焦距相等。凸透镜的焦距越短，透镜对光的会聚作用越强。 凸透镜的焦点和焦距 凹透镜的虚焦点和焦距 5. 凹透镜的虚焦点和焦距 （1）虚焦点：平行于主光轴的光线通过凹透镜后发散，发散光线的反向延长线交于主光轴上一点，它不是实际光线的会聚点，叫做虚焦点，用F表示。 （2）焦距：虚焦点到透镜光心的距离叫做凹透镜的焦距，用f表示。焦距越短，发散能力越强。 6. 三条特殊光线 透镜有三条特殊光线：通过光心的光线；通过焦点的光线；平行于主光轴的光线。三条光线经过透镜折射的情况如下所示。 （1）通过凸透镜的三条特殊光线 ①通过光心的光线经凸透镜后传播方向不变； ②通过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出； ③与主光轴平行的光线经凸透镜折射后通过焦点。 （2）通过凹透镜的三条特殊光线 ①通过光心的光线经凹透镜后传播方向不变； ②延长线经过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴射出； ③与主光轴平行的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线经过另一侧焦点。 【例1】在图中虚线方框内各放置一个透镜，发光点S发出的两束光通过透镜前后的方向如图所示，若甲、乙透镜的焦距分别为、，且S点距甲、乙两透镜的距离相等，下列说法正确的是（    ） A．甲为凹透镜，乙为凸透镜 B．甲为凸透镜，乙为凸透镜 C．小于 D．甲透镜的折光能力比乙透镜的强 【答案】B 【详解】AB．由图可知，发光点S发出的两束光通过甲、乙透镜后折射光线变得会聚了，因此两图都应是凸透镜，故A错误，B正确； CD．凸透镜对光线的折射能力在于它的焦距的大小，焦距越小的折射能力越强。反之，焦距越大折射能力越弱。由图可知，乙透镜的折射能力较强，所以乙透镜的焦距短，即f甲＞f乙，故CD错误。 故选B。 【探究归纳】 1. 会聚/发散判断方法‌：会聚和发散是‌相对于入射光线的原有传播方向‌而言，不是看折射光线是否相交： （1）若折射光线比入射光线更向主光轴「靠近」，就是会聚，对应凸透镜； （2）若折射光线比入射光线更向主光轴「远离」，就是发散，对应凹透镜。 （3）简单记忆口诀：‌往厚偏折‌——凸透镜中间厚，光线向中间（主光轴）偏折，所以会聚；凹透镜边缘厚，光线向边缘偏折，所以发散。 ‌2. 易错点规避‌：不要写错别字：「会聚」不要写成「汇聚」；会聚不代表一定相交，发散也不代表一定不相交，只看偏折趋势即可。 3. 三条特殊光线解题模板（逢作图必考） 两类透镜共同规律：‌过光心不变，平行过焦点，过焦点平行‌，区分「凸实凹虚」即可。 【即练1】在图中，属于凹透镜的是________（选填图中数字）；序号1的光学元件可以使白光发生________现象，序号4的光学元件对光有________作用。 【答案】 5、6 色散 会聚 【详解】[1]根据透镜的概念，中间比边缘厚的透镜是凸透镜，中间比边缘薄的透镜是凹透镜。故图中光学元件2、4为凸透镜，5、6为凹透镜。 [2]序号1的光学元件是三棱镜，可以使白光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光，在白色光屏上呈现一条彩色光带，这是光的色散现象。 [3]序号4的光学元件为凸透镜，对光有会聚作用。 【即练2】香水的主要成分是易燃酒精。如图（a）所示为三瓶香水，透明玻璃瓶盖形状各异，容易在阳光下引发火灾的有______（选填“a”、“b”或“c”），因为它们对光线有______作用；另外一种类型的透镜对光线有______作用；如图（b）所示，一束光经过一个透镜后会聚于主轴上的A点，取掉透镜后，光会聚于B点，则该透镜是______透镜（选填“凸”或“凹”）。 【答案】 ac 会聚 发散 凹 【详解】如图所示，透明玻璃瓶盖形状各异，最容易在阳光下引发火灾的有ac，它们都是中间厚，边缘薄，是凸透镜，对光有会聚作用，最容易在阳光下引发火灾。 另外一种类型的透镜为凹透镜，对光线有发散作用。 放上透镜的会聚点A要比不放透镜的会聚点B更要远离透镜，由此可知，该透镜对光线有发散作用；所以该透镜是发散透镜即凹透镜。 知识点02 探究凸透镜成像的规律 1. 物距与像距 放大镜是一个凸透镜，可以用它来研究凸透镜的成像情况。我们将物体到凸透镜的距离称为物距，用符号u表示，像到凸透镜的距离称为像距，用符号v表示。如图4-4-8所示，把放大镜置于书本上方，然后将放大镜渐渐远离书本，增大物距，看到的像先是正立、放大的，然后变成倒立、放大的，最后变成倒立、缩小的像。 2. 探究凸透镜成像规律 【提出问题】我们看到随着放大镜与物体之间距离的改变，所成像的大小、正倒会发生变化。看来成像情况与物距密切相关。猜想它们之间的关系，并简述你的依据。 【搜集证据】 （1）器材：焦距已知的凸透镜、发光物、光屏、带刻度的光具座等。 （2）方案 ①如图所示，把发光物、凸透镜和光屏放置在光具座上，将它们的中心位置调节到高度一致，保持凸透镜位置不变。 ②把发光物放在距离凸透镜较远的位置，在光具座上慢慢移动光屏找像。如果能在光屏上找到像，即为实像，确定其最清晰的位置，记录物距、像距、像的正倒、大小等情况。 ③逐渐减小物距，重复上实验操作，做好记录。 ④如果无法用光屏找到实像，尝试移除光屏，用眼睛透过凸透镜观察虚像。 （3）记录 凸透镜焦距f 为____cm，发光物高度h为____ cm，并将其他实验数据填入表中。 实验 序号 物距 u/cm 像的情况 像距v/cm 像高h'/cm 虚或实 正或倒 像的大小 1 2 3 4 【作出解释】 （1）分析 如图所示，汇总使用焦距相同的凸透镜进行实验的相关数据，用数字1～6 标出物体在主轴上的位置，用1'～6'标出与之对应的像的位置。用带箭头的线段表示物体、像的大小与正倒情况，可以得到凸透镜成实像时的物、像关系。 （2）结论：凸透镜成像规律 当u>2f 时，物体在凸透镜另一侧 f<v<2f 的范围内成一个倒立、缩小的实像。 当 u=2f时，物体在凸透镜另一侧v=2f 处成一个倒立、等大的实像。 当f< u< 2f 时，物体在凸透镜另一侧v>2f 范围内成一个倒立、放大的实像。 当u<f 时，在物体同侧成一个正立、放大的虚像。 【拓展】分析表中的数据可以得出： （1）像的虚实：物体在凸透镜一倍焦距外成实像，在一倍焦距内成虚像； （2）像的大小：物体在凸透镜二倍焦距外成缩小的实像，在二倍焦距时成等大的实像，在一倍焦距和二倍焦距间成放大的实像，在一倍焦距内成放大的虚像； （3）像的正倒：物体在凸透镜一倍焦距内成正立的虚像，在一倍焦距外成倒立的实像。 （4）表格记忆 物距u和焦距 f 的关系 像的性质 像的位置 像距v和焦距 f 的关系 虚实 大小 正倒 与物同（异）侧 u > 2f 实像 缩小 倒立 异侧 2f >v >f u = 2f 实像 等大 倒立 异侧 v = 2f 2f >u >f 实像 放大 倒立 异侧 v>2f u =f 不成像  u <f 虚像 放大 正立 同侧 【例1】秦代木牍是我国最早的家信实物，小杰参观博物馆时发现“秦代木牍”的展示柜中放置着凸透镜，他可通过凸透镜观察到其正立放大的像，为了弄清凸透镜的原理，他设计了如下实验。 (1)如图甲所示，小杰用太阳光照射凸透镜，移动光屏直至光屏上出现一个最小最亮的光斑，此凸透镜的焦距为__________cm。 (2)实验前，为了使像成在光屏中央，应在光具座上调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在____。 (3)调节好实验器材后，小杰在如图乙所示位置观察到清晰的像，此时光屏上成的是一个_____（选填“放大”或“缩小”）的_____（选填“虚”或“实”）像。若继续向右移动蜡烛，光屏应该向______（选填“左”或“右”）移动才能再次得到清晰的像。 (4)小杰不小心将一滴墨水洒在凸透镜中心，他发现光屏上_________（填字母）。 A．没有烛焰的像 B．仍有烛焰完整的像，但亮度变暗 (5)小杰清理凸透镜后通过询问老师知道：当蜡烛放在透镜左侧1倍焦距以内时，能看到正立放大的像。为了观察到像，此时小杰的眼睛应该在透镜的______（选填“左”或“右”）侧观察。 【答案】(1)10.0；(2)同一高度；(3) 缩小；实；右；(4)B；(5)右 【详解】（1）由图甲可知，凸透镜在30.00cm刻度处，光屏在40.00cm刻度处，所以焦距f=10.00cm。 （2）实验前，调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，是为了使像成在光屏的中央，便于观察像的特点。 （3）由图乙可知，物距大于像距，根据凸透镜成像规律，此时光屏上成倒立、缩小的实像。 若继续向右移动蜡烛，物距减小，根据 “物近像远像变大”，像距应增大，所以光屏应该向右移动才能再次得到清晰的像。 （4）将一滴墨水洒在凸透镜中心，凸透镜的其他部分仍能会聚光线成像，所以光屏上仍有烛焰完整的像，但由于会聚的光线减少，像的亮度变暗。故选B。 （5）当蜡烛放在透镜左侧1倍焦距以内时，成正立、放大的虚像，虚像与物体在凸透镜的同一侧，所以此时小杰的眼睛应该在透镜的右侧观察。 【探究归纳】探究凸透镜成像规律 1. 核心规律牢记口诀 ‌一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；实像总是异侧倒，物近像远像变大；虚像总是同侧正，物近像近像变小‌，这句口诀可以解决绝大多数动态分析问题。 2. 焦距测量与计算 ‌（1）平行光法‌：平行光正对凸透镜，光屏上最小最亮光斑到光心的距离就是焦距，注意估读分度值。 ‌（2）二倍焦距法‌：根据u=v=2f的关系，从u-v图像中找到交点即可计算焦距。 ‌（3）不等式法‌：根据成像特点列出不等式，遵循“同大取大、同小取小”的原则确定焦距范围。 3. 动态变化分析 （1）成实像时，物体靠近透镜（物近），像远离透镜（像远），像变大；反之物体远离，像靠近，像变小，直接套口诀即可判断。 （2）蜡烛燃烧变短，像会向上偏，调整方法：‌蜡烛向上移、光屏向上移或者凸透镜向下移‌，记住这个结论直接秒杀。 4. 透镜遮挡/不完整问题 遮挡凸透镜部分面积后，‌仍然成完整的像，但像会变暗‌，因为只是透光量减少，透镜的球面结构没有改变，成像功能不受影响。 5. 物像换位问题 根据光路可逆，保持蜡烛和光屏位置不动，移动凸透镜到‌物距=原像距、像距=原物距‌的位置，就能再次得到清晰的像，只是成像大小会互换（原来放大就变成缩小）。 6. 光屏上不成像的原因 （1）三者中心不在同一高度，像成在光屏外； （2）蜡烛在一倍焦距内（成虚像，无法用光屏承接）； （3）蜡烛在焦点上（不成像）； （4）焦距太大，像成在光具座以外。 【即练1】小明做探究凸透镜成像规律的实验，所用凸透镜的焦距为10厘米，他依次将蜡烛、凸透镜、光屏置于如图所示的位置，下列说法中正确的是（　　） A．仅向左移动光屏至适当位置，光屏上能呈现烛焰缩小的像 B．仅向右移动光屏至适当位置，光屏上能呈现烛焰放大的像 C．仅向右移动蜡烛至适当位置，光屏上能呈现烛焰放大的像 D．仅移动凸透镜至适当位置，光屏上能呈现烛焰等大的像 【答案】D 【详解】AB．由题意可知，凸透镜的焦距是10cm，由图可知，蜡烛与凸透镜的距离为10cm，即物距在一倍焦距处，无论如何移动光屏，都不能成像，故AB错误； C．只向右移动蜡烛至适当位置，如图所示，蜡烛与凸透镜的距离小于10cm，即物距在一倍焦距以内，成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，故C错误； D．由图知道，蜡烛与光屏之间的距离为40cm，移动凸透镜至55cm处，那么蜡烛与凸透镜的距离是20cm，即物距等于两倍焦距，此时光屏到凸透镜的距离，即像距也等于两倍焦距，成倒立、等大的实像，故D正确。 故选D。 【即练2】小明在光具座上探究凸透镜成像的规律，当物距为30cm时，像距为20cm，则凸透镜的焦距可能为（　　） A．9cm B．12cm C．15cm D．18cm 【答案】B 【详解】根据物距与像距的关系可知，物距大于像距时，遵循物远像近像变小的原则，凸透镜成的是倒立缩小的实像，则有物距 像距 解①②得焦距的范围是 故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 1．如图所示，该凸透镜的焦距是（　　） A．10.0 cm B．20.0 cm C．30.0 cm D．50.0 cm 【答案】A 【详解】平行光经凸透镜后会聚于一点，这一点即为凸透镜的焦点。凸透镜所对刻度值为20.0cm，光屏所对刻度值为30.0cm，所以焦点到凸透镜光心的距离为10.0cm，即该凸透镜的焦距为10.0cm，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 2. 当物体沿主光轴从离凸透镜2.5f处逐渐向凸透镜靠近时，所成像的大小变化是（    ） A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．先变大后变小 D．先变小后变大 【答案】C 【详解】根据凸透镜成像规律可知，物体沿主光轴从2.5f处向焦点f移动时，成实像，物距减小，像逐渐变大；当物体越过焦点f继续向凸透镜靠近时，成虚像，物距减小，像逐渐变小。因此，在整个过程中，像的大小变化是先变大后变小，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 3. 如图所示，凸透镜到蚂蚁的距离为4厘米，则该透镜的焦距可能为（　　） A．6厘米 B．4厘米 C．3厘米 D．2厘米 【答案】A 【详解】因为凸透镜起放大镜的作用，所以物体应该放在凸透镜的1倍焦距以内，因为此时凸透镜到蚂蚁的距离为4cm，所以凸透镜的焦距一定大于4cm，可能为6cm，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．某物体通过凸透镜在光屏上成缩小的像，物距为30cm、像高为3cm。若改变物体的位置，再移动光屏使像清晰，此时像距为40cm，则所成像的高度（　　） A．一定大于3cm B．可能大于3cm C．一定等于3cm D．一定小于3cm 【答案】A 【详解】由题意可知，物体通过凸透镜在光屏上成缩小的像，物距为30cm，像高为3cm，则物距大于2倍焦距，像距在1倍焦距和2倍焦距之间，即 解得透镜的焦距，若改变物体的位置，再移动光屏使像清晰，此时像距为40cm，像距 像在2倍焦距以外，根据凸透镜成像规律可知，此时物距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、放大的实像，因此像一定大于3cm，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 5．如图（a）（b）所示，甲、乙两个凸透镜到物理课本的距离均为8厘米，凸透镜的焦距分别为f甲、f乙，则（　　） A．f甲<4厘米<f乙 B．f乙<4厘米<f甲 C．f甲<8厘米<f乙 D．f乙<8厘米<f甲 【答案】D 【详解】根据凸透镜成像的规律可知，如图甲凸透镜所成的像是正立的，所以f甲>8cm、乙凸透镜所成的像是倒立放大的，所以f乙<8cm<2f乙，因此4cm<f乙<8cm且f乙<f甲 故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。 6. 如图是物体S通过凸透镜成像的示意图，当物体S放在哪个位置时，才能产生图中所成的像S′（　　） A．u>2f B．f＜u＜2f C．u=f D．u＜f 【答案】A 【详解】由题图可知，物体成倒立的实像，像到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，根据凸透镜成像规律可知，当u>2f时，像到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，而且像是倒立、缩小的，所以当物体S在2f以外时，能产生图中所成的像S′。故选A。 7. 某凸透镜的焦距为20厘米，某物体透过凸透镜，在距离透镜35厘米的光屏上成一个清晰的像。则该像是图中的（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】某凸透镜的焦距为20厘米，某物体透过凸透镜，在距离透镜35厘米的光屏上成一个清晰的像，此时像距满足一倍焦距和二倍焦距之间，根据凸透镜成像规律可知，物距应大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 8．《淮南万毕术》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”古人将冰块做成________透镜，使易燃物燃烧。这是利用了该透镜对光的________作用。 【答案】 凸 会聚 【详解】凸透镜对光有会聚作用，可以把冰块削成凸透镜形状，把太阳光会聚在焦点上，就可以使易燃物燃烧，这是利用了该透镜对光的会聚作用。 9. 小红在研究凸透镜与凹透镜对光线的作用时：找来7个不同的透镜，如图所示，其中是凸透镜的有________（选填字母），它对光线有________作用；而凹透镜对光线有________作用。 请根据图中给出的透镜的入射光线，画出相应的折射光线________。 【答案】 bef 会聚 发散 【详解】[1]中央厚、边缘薄的透镜属于凸透镜，中央薄、边缘厚的透镜属于凹透镜。由图可知，bef属于凸透镜，acd属于凹透镜，g属于平面镜。 [2]凸透镜可以将平行于主光轴的光线，会聚在一点，故凸透镜对光有会聚作用。 [3]平行于主光轴的光线经凹透镜后，折射光线远离主光轴，故凹透镜对光有发散作用。 [4]经过透镜光心的光线，其传播方向不变；平行于凸透镜主光轴的光线，过另一侧的焦点；平行于凹透镜主光轴的光线，折射光线的反向延长线过同侧的焦点。如图所示 10. 小李用蜡烛作为光源做“探究凸透镜成像规律”实验。若凸透镜的焦距为15cm，将凸透镜置于光具座上50cm处，在距A点5cm的光屏上能找到清晰的像。如图所示。 (1)光屏上的像一定是______的（选填）； A．放大 B．等大 C．缩小 (2)蜡烛一定位于光具座的______两条刻度线之间（选填）； A．0~20cm B．20~35cm C．35~50cm 【答案】(1)C (2)A 【详解】（1）若凸透镜的焦距为15cm，将凸透镜置于光具座上50cm处，在距A点5cm的光屏上能找到清晰的像，根据凸透镜成实像时，像距大于焦距可知，光屏应位于光具座上75cm处，此时像距在一倍焦距和二倍焦距之间，根据u>2f，2f>v>f，成倒立、缩小的实像，故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 （2）由（1）可知，光屏上成倒立、缩小的实像，则蜡烛一定位于二倍焦距以外，即0~20cm两条刻度线之间，故BC不符合题意，A符合题意。故选A。 11. 小明和小红对“凸透镜成像规律”进行探究； (1)实验前首先应观察并记录凸透镜的________，如图所示，点燃蜡烛后，首先调节蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心在________，目的是使像成在光屏的中央。 (2)如图所示，此时光屏上恰好成等大、清晰的像，则该凸透镜的焦距是______厘米。 (3)改变蜡烛的位置，使其位于光具座0厘米刻度线处，为了在光屏上得到清晰的像，应将光屏________（选填“靠近”、“远离”）透镜找像，光屏上成的是倒立、________的实像。接着他取高度h为8厘米的F光源进行实验。调节好实验装置后，他分别取不同的物距u并移动光屏找像，每次都使光屏上的像最清晰，将相应的像距v、成像情况记录在下表中。 表一： 实验序号 物距u（厘米） 像距v（厘米） 像高（厘米） 1 32.0 14.4 3.6 2 25.0 16.7 5.3 3 22.0 18.3 6.7 表二： 实验序号 物距u（厘米） 像距v（厘米） 像高（厘米） 4 19.0 21.1 8.9 5 15.0 30.0 16.0 6 12.0 60.0 40.0 (4)分析比较实验序号1、2、3或4、5、6数据中物距u、像距v及成像的变化情况，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时，________。 (5)分析比较实验序号1、2或3数据中物距u与像距v的大小关系及成像情况，可得出的初步结论是：凸透镜成实像，且________时，所成的像是缩小的。 (6)小明同学计算了表一中物距与像距之和，由此得出结论：凸透镜成实像时，物距与像距之和越小，成的像越大。 小红通过分析比较实验序号______，判断小明的结论是______的（选填“正确”、“错误”）。 (7)小明进一步分析比较表一和表二中物距与像距之和，提出了一个猜想：“当物距与像距之和最小时，可能会成等大的实像”。为了验证该猜想，他们应将物距设定在________厘米的范围内继续进行实验。 【答案】(1) 焦距；同一高度；(2)10.0；(3) 靠近；缩小；(4)见解析；(5)物距大于像距； (6) 4、5、6；错误；(7)19∼22 【详解】（1）实验前首先应观察并记录凸透镜的焦距，因为它是研究凸透镜成像规律的一个重要参数，不同焦距的凸透镜成像情况会有所不同。 点燃蜡烛后，调节蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是使像成在光屏的中央。若三者中心不在同一高度，所成的像可能会偏上或偏下，导致光屏上不能完整清晰地呈现出像。 （2）由凸透镜成像规律可知，当物距等于二倍焦距时成倒立等大的实像，此时像距也等于二倍焦距。如图所示，此时光屏上恰好成等大、清晰的像，此时的物距为 像距为 则该凸透镜的焦距是 （3）改变蜡烛的位置，使其位于光具座0厘米刻度线处，此时的物距为30.0cm，大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，由凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，光屏应向左移动，即靠近透镜找像。 （4）实验序号1与2与3或4与5与6数据中，光屏上得到的都是实像，由实验数据可知，同一凸透镜成实像时，物距越小，像距越大，所成的像越大。 （5）实验中1、2或3数据中，像的高度都小于物体的高度8cm，即都成缩小的实像时，其共同的特点是：物距大于像距。可得出的初步结论是：凸透镜成实像，且物距大于像距时，所成的像是缩小的。 （6）计算表二中4、5、6中的物距与像距之和可知，凸透镜成实像时，物距与像距之和越小，成的像越小，所以小明通过计算的表一的结论是错误的。 （7）因为物体的高度为8cm，在表一中，当物距为22cm时，像高度为6.7cm；在表二中，当物距为19cm时，像高度为8.9cm，这两个数据与物体的高度比较接近，所以为了验证该猜想，他们应将物距设定在19∼22厘米的范围内继续进行实验。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $