36探究凸透鏡成像規(guī)律

1、3.6探究凸透鏡成像規(guī)律學(xué)習(xí)目標(biāo)1. 通過光路圖描述凸透鏡所成像的虛實(shí)、倒正、大小與物體位置的關(guān)系2. 解釋放大鏡的工作原理，理解虛像和實(shí)像的區(qū)別.3. 嘗試根據(jù)凸透鏡的成像規(guī)律,解釋常見光學(xué)儀器的工作原理 一、情景引入你知道你爺爺戴的是什么鏡嗎？放在太陽(yáng)光下，上下移動(dòng)，看能否會(huì)成一個(gè)亮點(diǎn)？在房?jī)?nèi)面向窗戶而立， 移動(dòng)凸透鏡或光屏板的位置，使窗外景物在屏上形成一個(gè)清晰的像，這個(gè)像是怎樣的？凸透鏡成像規(guī)律是 什么？二、教材研究問題1 透鏡在生活中有哪些使用？透鏡與我們的生活和現(xiàn)代科技的聯(lián)系非常密切，如青少年學(xué)生戴的用來矯正視力的，老年人由于眼花戴的 ，實(shí)驗(yàn)室里用 來觀察微小物體的結(jié)構(gòu)，電影院里放映

2、電影的，為了保存美好瞬間影像的 等都用到了凸透鏡。問題2凸透鏡成像有什么規(guī)律？物距（u）:的距離；像距（v）： 的距離；提出問題：利用透鏡可以成什么像？成像時(shí)，物距（u）、像距（V）與焦距（f ）三者之間有怎樣的關(guān)系？猜想與假設(shè)： 利用照相機(jī)照相時(shí)，在相機(jī)后面的毛玻璃板上可以看到倒立、縮小像，物距大，像距??； 看電影時(shí)，可以在銀幕上看到放大、實(shí)像，物距小，像距大；制訂計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：參考課本中所給器材光具座，設(shè)想一下你想怎樣利用這個(gè)光具座進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。寫出你的想法： 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)： 先利用你前面所學(xué)知識(shí)測(cè)出凸透鏡的焦距f= cm 。 把蠟燭、透鏡和光屏放在光具座上。點(diǎn)燃蠟燭，調(diào)節(jié)透鏡和光屏的

3、高度，使它們的中心跟燭焰的中心 大致在同一高度上。 固定透鏡在光具座的中間位置上，使蠟燭在離透鏡最遠(yuǎn)位置上，移動(dòng)光屏，直到在光屏上得到最清晰 的像，觀察像的性質(zhì)，測(cè)出物距和像距，并填入表格。 減小物距，慢慢移動(dòng)蠟燭和光屏，在光屏上得到與燭焰等大的清晰的像，測(cè)出物距和像距，并填入表 格。（繼續(xù)減小物距，移動(dòng)光屏，以光屏上得到清晰的像，觀察像的性質(zhì)，測(cè)出物距和像距，并填入表格。 繼續(xù)減小物距，使得物距等于焦距，移動(dòng)光屏，觀察光屏上的情況。 繼續(xù)減小物距，使得蠟燭在焦點(diǎn)內(nèi)，移動(dòng)光屏，觀察光屏上的情況，如觀察不到像，把光屏取下來， 通過透鏡向蠟燭看，能觀察到什么情況?分析與論證：填寫下面空格 .序號(hào)物

4、距成像特點(diǎn)像距1倒立、縮小、實(shí)像f v 2f2u=2fV=2f3f u 2f4u f物距減小，像距變大，像變大。問題3放大鏡是凸透鏡哪個(gè)規(guī)律的應(yīng)用？從上面的實(shí)驗(yàn)可以知道，當(dāng)物距 u焦距f時(shí)，通過透鏡成 、像，利用這一特點(diǎn)可以把凸透鏡做成放大鏡，通常選用焦距較 的凸透鏡作放大鏡。并找一凸透鏡體會(huì)一下作放大鏡使用的情景。三、典例分析如圖所示的四種光學(xué)現(xiàn)象，由于光的折射形成的是（）解析：這是綜合基礎(chǔ)題，概括了光的規(guī)律應(yīng)用。A說明了光的直線傳播，B說明凸透鏡成像，屬于光的折射現(xiàn)象，是凸透鏡成像規(guī)律中成正立放大的虛像情況，C說明了平面鏡成像規(guī)律，D與C一樣說明光的反射。答案：B四、達(dá)標(biāo)訓(xùn)練1小明在做凸透

5、鏡成像的實(shí)驗(yàn)，他把蠟燭放在2倍焦距的地方，逐漸遠(yuǎn)離凸透鏡。移動(dòng)光屏，觀察像的大小及像到凸透鏡的距離。他發(fā)現(xiàn)：物距增大時(shí)，像 ，像距 （填“變大” “變小”或“不變”）。2、醫(yī)用體溫計(jì)的刻度部分為三棱體。橫截面如圖所示。其正面呈圓弧形。這樣就可看清體溫計(jì)內(nèi)極細(xì)的汞柱，以便于讀數(shù)，這是因?yàn)閳A弧形玻璃的作用相當(dāng)于，我們用它能看到汞柱被放大后正立的。3、 一束平行光線經(jīng)過凸透鏡折射后的傳播方向如圖甲所示，由圖可知，此透鏡的焦距為cm ；當(dāng)把燭焰放在此凸透鏡左側(cè) 12cm處時(shí)，如圖乙所示，則從該凸透鏡右側(cè)通過透鏡可以看到一個(gè) 放大的虛像（填：“正立”或“倒立”）。4、 透過裝水的玻璃杯看到的手指是 （選

6、填“放大” “等大”或“縮小”）的像，這是因?yàn)檠b有水的玻璃杯可看成。5、 在凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)中可以發(fā)現(xiàn)：實(shí)像和虛像的分界點(diǎn)是物體在處，成放大像和縮小像的分界點(diǎn)是物體在 處，把物體放在 處不成像。6、 關(guān)于實(shí)像和虛像，說法錯(cuò)誤的是（）A、實(shí)像和虛像都能用眼睛看到；B、實(shí)像是倒立的，虛像是正立放大的；C、實(shí)像能在光屏上得到，虛像則不能；D、實(shí)像是光實(shí)際會(huì)聚而成，虛像不是；7、 關(guān)于實(shí)像和虛像，下列說法正確的是（A、實(shí)像能用光屏收集到，虛像不能；B虛像是人的幻覺，并沒有光線進(jìn)入人眼，實(shí)像則相反；C實(shí)像一定是由光的折射現(xiàn)象形成的，而虛像都是放大的；D實(shí)像有放大的也有縮小的，而虛像都是放大的；8、某凸透

7、鏡的焦距為 10cm。當(dāng)物體沿主光軸從距透鏡 30cm處向透鏡處移動(dòng)時(shí)，則下述凸透鏡所成像的變化情況中，正確的是（）A、像始終變大；B、像始終變??；C像先變小后變大；D、像先變大后變??；9、在做凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)過程中，有一只小飛蟲落在了凸透鏡上，此時(shí)蠟燭火焰在光屏上的像會(huì)（ ）A、幾乎無影響；B、光屏上也會(huì)出現(xiàn)一小蟲子，但不清晰；C像上有只小飛蟲；D、像會(huì)變得模糊不清；10、在用光具座研究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中： 測(cè)量凸透鏡的焦距如圖所示，則該凸透鏡的焦距為 cm.(2)將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上點(diǎn)燃蠟燭后，調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在 上.當(dāng)燭焰距凸透鏡 30cm時(shí)，移動(dòng)光屏

8、，可在光屏上得到一個(gè)清晰的倒立、的實(shí)像。11、張強(qiáng)同學(xué)在做“凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)整物體到凸透鏡的距離和像到凸透鏡的距離，在光屏 上得到一個(gè)清晰的燭焰的像，然后他用紙板把凸透鏡遮住一半，請(qǐng)猜想會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？(1) 你的猜想是：。(2) 猜想的理由是：。(3) 驗(yàn)證結(jié)果：。12、 張強(qiáng)同學(xué)在光具座上做“探究凸透鏡成像”的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)光屏、凸透鏡及燭焰的相對(duì)位置如圖所示時(shí)， 恰能在光屏上得到一個(gè)清晰的像。由此判斷，他所用凸透鏡的焦距( )A、一定小于 20cm ;B、一定在10cm和16cm之間；C 一定小于 8cm ;D、一定在 8cm和10cm之間。13、在一個(gè)不透明的木板上，鉆一個(gè)小孔

9、用眼睛通過小孔可以觀察到一定的范圍如圖所示。為了擴(kuò)大 觀察的范圍，在小孔中嵌入各種形狀的玻璃制品。則在圖中的四個(gè)截面中能獲得最大觀察范圍的是：()14、有一凸透鏡不知焦距，你有幾種辦法可以測(cè)出它的焦距？15、 將一物體置于凸透鏡前，使物距分別為6cm 18cm和24cm,得到的像分別是放大的虛像、放大的實(shí)像 和縮小的實(shí)像，試推證：凸透鏡的焦距 f應(yīng)滿足9cm f v 12cm。五、中考試題1. 我們都做過“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，圖示為該實(shí)驗(yàn)的裝置圖。實(shí)驗(yàn)時(shí)首先利用太陽(yáng)光測(cè)出所使 用的凸透鏡的焦距 f。請(qǐng)你認(rèn)真思考以下的實(shí)驗(yàn)方法和過程，然后回答問題：a. 分別把點(diǎn)燃的蠟燭放在一倍焦距f和二

10、倍焦距2f處，調(diào)整光屏到凸透鏡的距離，觀察并記錄在屏上能 否成像以及所成像的特點(diǎn)，經(jīng)過分析總結(jié)得出凸透鏡成像的規(guī)律。b. 除a中的做法外，還應(yīng)該把蠟燭放在大于2f的某一位置和大于f、小于2f的某一位置，觀察并記錄對(duì) 應(yīng)的成像情況，才能總結(jié)得出凸透鏡成像的規(guī)律。c. 把點(diǎn)燃的蠟燭從距凸透鏡較遠(yuǎn)的位置逐漸移近(或從較近的位置逐漸遠(yuǎn)離)，通過不斷調(diào)整光屏到凸透 鏡的距離，觀察并記錄在屏上能否成像，以及所成像的特點(diǎn)，包括觀察所成像隨燭焰位置變化而變化的趨勢(shì)，尤其是在f和2f處所成像的情況，從而總結(jié)得出凸透鏡成像的規(guī)律。d. 與c不同的是，將蠟燭從靠近凸透鏡的位置逐漸遠(yuǎn)離，其它做法相同。以上探究過程與方

11、法中，科學(xué)合理的是： (填標(biāo)號(hào))。解析：這是探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，要求同學(xué)們要熟悉本實(shí)驗(yàn)的目的、器材、步驟、數(shù)據(jù)分析與評(píng)估 等。a和b是不全面的，只不過是某些成像的特殊情況，并不能分析總結(jié)得出凸透鏡成像的規(guī)律 答案：c、d2. 把高2 cm的發(fā)光棒立于焦距為 5 cm的凸透鏡前，在凸透鏡后的光屏上成了4 cm高的像，物體離凸透鏡的距離可能是A . 7.5 cm B . 12.5 cm C . 4.5 cm D .10 cm解析：物體是2cm而像是4cm,說明像變大了，這是物距在f與2f之間時(shí)成的倒立放大的實(shí)像情況，則可斷定物距是 5-10cm之間。答案：A3. 如下圖所示是幻燈機(jī)的工作原理

12、圖.幻燈機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個(gè) 鏡.為了使觀眾看到正立的像，幻燈片要 (填“順著”或“倒著)插入架上.用強(qiáng)光照射幻燈片，幻燈片上的畫面在屏幕上形成像 (填“實(shí)”或“虛”)。解析：這是凸透鏡成像規(guī)律中一個(gè)應(yīng)用：在物距在f與2f之間時(shí)成的倒立放大的實(shí)像情況。答案：凸透鏡；倒著；實(shí)。六、課堂測(cè)評(píng)1、 凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中需要的器材有：光具座、蠟燭、光屏、火柴等。 放在蠟燭和光屏之間，調(diào)整透鏡、光屏的高度，使它們的中心大致在 。2、 在“研究凸透鏡成像條件”的實(shí)驗(yàn)中，凸透鏡的焦距為iocm當(dāng)燭焰在光屏上成倒立、縮小的實(shí)像時(shí),蠟燭到凸透鏡的距離應(yīng)大于 cm ;當(dāng)蠟燭到凸透鏡的距離小于cm 時(shí)，透過凸透鏡能

13、看到正立、放大的虛像。3、 關(guān)于凸透鏡的成像規(guī)律，下列說法中正確的是（）A、物體位于焦點(diǎn)以內(nèi)時(shí)，成正立、放大的實(shí)像；B物體位于焦點(diǎn)以內(nèi)時(shí)，成正立、放大的虛像；C物體位于焦點(diǎn)以外，2倍焦距以內(nèi)時(shí)，成倒立、放大的虛像；D物體位于焦點(diǎn)以外，2倍焦距以內(nèi)時(shí)，成正立、放大的實(shí)像；4、 用一個(gè)凸透鏡成像時(shí)，下列說法中正確的是（）A、成實(shí)像時(shí)，物體離凸透鏡越遠(yuǎn)，像越大；B成虛像時(shí)，物體離凸透鏡越近，像越大；C實(shí)像總是倒立的，虛像總是正立的；D實(shí)像和虛像都可能成放大或縮小的。5、在研究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)無論怎樣移動(dòng)光屏，在光屏上始終觀察不到燭焰清晰的像，造成這種現(xiàn)象的原因不可能是（）A、蠟燭、凸

14、透鏡、光屏三者中心不在同一水平線上；B蠟燭距凸透鏡距離大于焦距；C蠟燭距凸透鏡距離小于焦距；D蠟燭距凸透鏡距離等于焦距；6、 把一張透明塑料紙鋪在一張平放于水平桌面上的報(bào)紙上，用筷子在塑料上滴一個(gè)水珠（直徑約為5mm，透過水珠看到報(bào)紙上的字，下列說法正確的是（）A、是放大的實(shí)像； B是放大的虛像； C是縮小的實(shí)像；D是縮小的虛像；7、 物體經(jīng)凸透鏡所成的像，哪種像無法顯示在光屏上（）A、倒立的像；B、放大的像；C、縮小的像；D、正立的像；8、蠟燭放在離凸透鏡 20cm的主光軸上，在透鏡的另一側(cè)光屏上得到放大的像，若把蠟燭向透鏡方向移動(dòng)8cm,則所成的像一定是（A、縮小的； B、放大的；C、正立

15、的； D、倒立的；9、 如下圖所示四種現(xiàn)象中，由于光的反射而形成的（）10、 如下圖所示，其中不屬于光的折射現(xiàn)象的是（）物距U像距v第5頁(yè)11、如下圖所示，把一支點(diǎn)燃的蠟燭放在距離凸透鏡2倍焦距以外的地方，在透鏡的另一側(cè)調(diào)節(jié)光屏位置可找到一個(gè)清晰的像。這個(gè)像是下圖中的（）AnuA12、小明用蠟燭、凸透鏡和光屏做“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)。如圖所示:（1）要使像能夠成在光屏的中央，應(yīng)將光屏向 調(diào)整（選填“上”或“下”）； 實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)燭焰距凸透鏡15cm時(shí)，移動(dòng)光屏至某一位置，在光屏上得到一等大清晰的像，則該凸透鏡的焦距是cm ；（3）接著使?fàn)T焰向左移動(dòng) 5cm,此時(shí)應(yīng)該將光屏向 移到某一

16、位置（選填“左”或“右”），才能在屏上得到倒立、_、清晰的實(shí)像（選填“放大”、“縮小F “等大”）。13、 用一個(gè)凸透鏡成像時(shí)，下列說法不正確的是（）A、成實(shí)像時(shí)，物體離凸透鏡越近像越大；B成虛像時(shí)，物體離凸透鏡越近，像越大；C成虛像時(shí)，物體離凸透鏡越近像越??；D實(shí)像總是倒立的，虛像總是正立的。參考答案四、達(dá)標(biāo)訓(xùn)練1、變小 變小2、凸透鏡虛像3、15 正立4、放大 凸透鏡5、焦點(diǎn)2倍焦距 焦點(diǎn)6、B 7、A 8、A 9、A10、 （ 1）9.5（ 2）同一高度（3）縮小11、 （ 1）像是完整的，但高度變暗些（2）透鏡上每一部分都能成完整像（3）與猜想相同12、D 13、D14、法一、（自然法）把透鏡放在陽(yáng)光下，移動(dòng)透鏡后的光屏位置，直到能得到最小最亮光斑為止，用刻度尺測(cè)出光屏到透鏡的距離；法二、（二倍成像法）在光具座上移動(dòng)蠟燭和光屏的位置，直到在光屏上得到