2018學(xué)年八年級(jí)物理上冊(cè)4.3凸透鏡成像的規(guī)律學(xué)案蘇科版

1、凸透鏡成像的規(guī)律【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.1. 理解凸透鏡成像規(guī)律；2.2. 知道凸透鏡成像倒立、縮小(或放大)實(shí)像的條件及應(yīng)用；3.3. 知道凸透鏡成正立、放大虛像的條件；4.4. 掌握探究凸透鏡成像的過(guò)程。能在探究活動(dòng)中，初步獲得提出問(wèn)題的能力，通過(guò)探究活動(dòng)，體驗(yàn)科學(xué) 探究的全過(guò)程和方法，學(xué)習(xí)從物理現(xiàn)象中歸納科學(xué)規(guī)律的方法?！疽c(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、凸透鏡成像規(guī)律1 1、凸透鏡成像的特點(diǎn)和應(yīng)用見(jiàn)下表:物的位置像的位置像的性質(zhì)- -應(yīng)用舉例u2f2fvf物像異側(cè)縮小、倒立、實(shí)像照相機(jī)，眼睛u=2fv=2f等大、倒立、實(shí)像特點(diǎn)：實(shí)像大小轉(zhuǎn)折點(diǎn)2fufv2f丿丨 1 1丿、】放大、倒立、實(shí)像幻燈機(jī)，投影儀u=f

2、不成像特點(diǎn)：像的虛實(shí)轉(zhuǎn)折點(diǎn)uvf物像同側(cè)放大、正立、虛像放大鏡2 2、凸透鏡的成像規(guī)律可以聯(lián)想它的應(yīng)用來(lái)加以記憶，典型的三個(gè)應(yīng)用是：照相機(jī)、幻燈機(jī)和放大鏡， 它們都是利用凸透鏡成像規(guī)律制成的。弄清這些儀器的原理，頭腦中有使用這些儀器時(shí)的情景，就不難 記住凸透鏡成像的規(guī)律了。要點(diǎn)詮釋：1 1、 測(cè)量凸透鏡的焦距：禾U用平行光源或太陽(yáng)光粗測(cè)凸透鏡的焦距。(實(shí)驗(yàn)室提供的凸透鏡的焦距有 5cm5cm、 10c10cm m和 30cm,30cm,我們所選的透鏡最好在 10cm10cm 20cm20cm 之間，太大或太小都不方便)2 2、操作過(guò)程中，應(yīng)固定好蠟燭、凸透鏡，然后移動(dòng)光屏，直到在光屏上得到一個(gè)

3、清晰的像為止，讀出 物距與像距的大小。3 3、 當(dāng)物距小于焦距時(shí)，無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏，在光屏上也找不到物體的像。此時(shí)應(yīng)去掉光屏，透過(guò)凸透 鏡觀察火焰的成像情況。4 4、總結(jié)凸透鏡成像規(guī)律，可簡(jiǎn)要?dú)w納成“一焦分虛實(shí)，二焦分大??；成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大；成 虛像時(shí)，物近像近，像變小?！?1)“一焦分虛實(shí)”：物體在一倍焦距以內(nèi)成虛像，一倍焦距以外成實(shí)像。(2)“二焦分大小”：物距小于二倍焦距，成放大的像，(焦點(diǎn)除外)；物距大于二倍焦距成縮小的。(3)“成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大”：成實(shí)像時(shí)，物體靠近透鏡，像遠(yuǎn)離透鏡，像逐漸變大。(4)“成虛像時(shí)，物近像近，像變小”：成虛像時(shí)，物體靠近透鏡，像也靠近透鏡

4、，像逐漸變小。要點(diǎn)二、凸透鏡成像光路圖1 1、成倒立縮小實(shí)像時(shí)，物距u2f，像距2f v f如下圖所示：2【典型例題】類型一、探究凸透鏡成像1.1.小明在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，用裝有6 6 個(gè)發(fā)光二極管的有方格的白紙板做發(fā)光物體，如圖甲所示，又用這種同樣大小有方格的白紙板做光屏，然后將發(fā)光物體、凸透鏡和光屏組裝到光 具座上并調(diào)整好。(1)(1)當(dāng)發(fā)光物體在 a a 點(diǎn)時(shí)，如圖乙所示，在光屏上成的像如圖丙所示，則光屏上的像是倒立、 _ 的實(shí)像。將發(fā)光物體由 a a 點(diǎn)移到 b b 點(diǎn)，要想找到像的位置，應(yīng)移動(dòng)光屏，直到 _ 為止。(2)(2)用這種發(fā)光物體和光屏做實(shí)驗(yàn)，最主要的一條優(yōu)點(diǎn)

5、是：_。(3)(3)如圖乙所示，當(dāng)發(fā)光物體在 a a 點(diǎn)時(shí)，物與像之間的距離為s si，當(dāng)發(fā)光物體在 b b 點(diǎn)時(shí)，物與像之要點(diǎn)詮釋：1 1、 凸透鏡成像規(guī)律口決記憶法(一) 物遠(yuǎn)實(shí)像小而近，物近實(shí)像大而遠(yuǎn)， 幻燈放像像好大，物處一焦二焦間，2 2、 凸透鏡成像規(guī)律口決記憶法(二) 凸透鏡，本領(lǐng)大，照相、幻燈和放大; 若是物放焦點(diǎn)內(nèi)，像物同側(cè)虛像大；如果物放焦點(diǎn)內(nèi)，正立放大虛像現(xiàn)；相機(jī)縮你小不點(diǎn)，物處二倍焦距外。二倍焦外倒實(shí)小，二倍焦內(nèi)倒實(shí)大;一條規(guī)律記在心，物近像遠(yuǎn)像變大。-2 f如下圖所3間的距離為 S S2,則 S S1S S2（填“”“=”或“V”）（4 4）小明探究完凸透鏡成像規(guī)律后

6、，接著又做了一個(gè)觀察實(shí)驗(yàn)。他把光屏取下來(lái)，把發(fā)光物體放在 凸透鏡左側(cè)，從凸透鏡右側(cè)沿主光軸向凸透鏡方向觀察，如圖所示，當(dāng)眼睛離凸透鏡較遠(yuǎn)時(shí)看到了發(fā)光 物體倒立的像，離凸透鏡較近時(shí)就看不到這個(gè)像了，請(qǐng)分析并說(shuō)明其中原因。T【思路點(diǎn)撥】（1 1）根據(jù)像在方格紙上所占格的大小來(lái)比較像與物體的大小關(guān)系，要得到像的位置，必須 調(diào)節(jié)光屏使像最清晰為止。（2 2）將發(fā)光二極管與燭焰比較，找出其優(yōu)點(diǎn)。發(fā)光二極管的亮度更大，更容 易觀察其像，同時(shí)其形狀規(guī)則，利用方格紙，更容易比較像與物的大小。（3 3）根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律。知道物體成倒立縮小的實(shí)像時(shí)，物距大于二倍焦距， 而像距在一倍焦距和二倍焦距之間；且物距增

7、大時(shí),像距無(wú)限靠近一倍焦距.（4 4 ）根據(jù)實(shí)像的概念，實(shí)像是實(shí)際光線會(huì)聚成的，要知道在像點(diǎn)之前光線還未 會(huì)聚成像?！敬鸢浮浚? 1）縮小；光屏上的像清晰 （2 2）便于比較像與物的大小 （3 3）V（4 4）因?yàn)榭吹降南袷堑沽⒌模?所以說(shuō)是實(shí)像，成像點(diǎn)在凸透鏡的右側(cè)；發(fā)光物體發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡折射后是會(huì)聚的，經(jīng)過(guò)成像點(diǎn)后 是發(fā)散的，所以眼睛必須在成像點(diǎn)以外的光線發(fā)散區(qū)域才能看到這個(gè)像【解析】凸透鏡成的實(shí)像是倒立的實(shí)像，從光屏上可以看出，此像比物體小，因此是縮小的實(shí)像；由凸 透鏡成像規(guī)律可知，當(dāng)物體遠(yuǎn)離凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距增大，此時(shí)像距變小，所以應(yīng)將光屏向凸透鏡靠 近，直到在光屏上得到清晰的像

8、為止；用這種發(fā)光物體和光屏做實(shí)驗(yàn)，能使成在光屏上的像變得更清晰，且便于比較物、像的大小關(guān)系，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯?！究偨Y(jié)升華】這是一個(gè)有一定創(chuàng)新性的裝置，利用這一裝置更容易比較像與物體的大小、倒正的關(guān)系。 在物距和像距同時(shí)變化的過(guò)程中，當(dāng)物距變遠(yuǎn)時(shí)，像距會(huì)變近，而且像會(huì)變小，即“物遠(yuǎn)、像近、像變 小”根據(jù)這一規(guī)律可輕松判斷像的變化情況。舉一反三：【變式】在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，所用凸透鏡的焦距是10cm10cm。用米尺在水平桌面上畫一直線并標(biāo)明刻度，將透鏡固定在 50cm50cm 處，實(shí)驗(yàn)裝置如圖 1 1 所示。（1 1）當(dāng)把點(diǎn)燃的蠟燭放在 20cm20cm 刻度處時(shí)，為了能使像清晰的

9、成在光屏的中央位置，要調(diào)整蠟燭、凸透鏡、光屏的高度，使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心大致在 _。（2 2） 重新調(diào)整后，保持蠟燭、凸透鏡的位置不變，為了找到清晰的像，應(yīng)將光屏在光具座上移到_ 的刻度范圍內(nèi)，才能在光屏上得到一個(gè)倒立縮小的實(shí)像。（3 3）當(dāng)把蠟燭移到 35cm35cm 刻度處時(shí)，移動(dòng)光屏可得到一個(gè)倒立放大的實(shí)像。照相機(jī)、投影儀、放大鏡這三種光學(xué)儀器正常使用時(shí)，與這種成像規(guī)律相同的是 _ 。小明做完實(shí)驗(yàn)后，想進(jìn)一步研究透鏡成像的情況。他又在透明的玻璃板上用黑色筆畫了個(gè)表盤及指針的位置，然后把這個(gè)玻璃板放在蠟燭的位置上，并用平行光源對(duì)著玻璃板上的表盤照射，如圖2 2 所示。移動(dòng)光屏直到成清

10、晰像為止。此時(shí)表盤在光屏上所成的像應(yīng)是圖 3 3 中的_ 。4ABCD【答案】（1 1）同一高度（2 2） 60cmr-60cmr- 7070 （3 3）投影儀；A ACC2.2.下面是小明探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，請(qǐng)你和他一起完成這項(xiàng)探究：（1 1 ）小明將透鏡正對(duì)太陽(yáng)光，在透鏡的另一側(cè)得到一個(gè)最小的亮點(diǎn)F F （如圖所示）；該凸透鏡的焦距f=f= cmcm ；將一支高 1.5cm1.5cm 發(fā)光棒放在凸透鏡前 30cm30cm 處，移動(dòng)光屏可以得到一個(gè) _、的實(shí)像。（2 2）把該發(fā)光棒立于凸透鏡前，在光屏上成了3cm3cm 高的像，物體離凸透鏡的距離可能是 _A.A.9cm9cm B

11、B . 12cm12cm C C . 18cm18cm D D . 27cm27cmIIII【答案】（1 1） 1212;倒立；縮?。? 2） C C【解析】（1 1）如圖，凸透鏡正對(duì)太陽(yáng)光，平行光線平行于主光軸，經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚在主光軸上一 點(diǎn)，這點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn)，焦點(diǎn)到光心的距離是凸透鏡的焦距，所以凸透鏡的焦距是12cm12cm。凸透鏡的焦距是 12cm12cm,將一支高 1.5cm1.5cm 發(fā)光棒放在凸透鏡前 30cm30cm 處時(shí)，u u 2f2f ,所以在透鏡的右側(cè)用光 屏可以得到一個(gè)倒立、縮小的實(shí)像。（2 2）因?yàn)樵摪l(fā)光棒高 1.5cm1.5cm，當(dāng)把它立于凸透鏡前，在光屏上成

12、了3cm3cm 高的像，說(shuō)明此時(shí)的像是倒立放大的實(shí)像，由凸透鏡成像規(guī)律可知，此時(shí)2f2f u u f f , C C 選項(xiàng)符合條件?！究偨Y(jié)升華】此題主要考查了凸透鏡成像的規(guī)律及特點(diǎn)，在學(xué)習(xí)過(guò)程中要善于總結(jié)，尋找規(guī)律，要求學(xué) 生對(duì)凸透鏡成像的規(guī)律做到深刻理解，并能靈活應(yīng)用。舉一反三：【變式】把高 2 2 cmcm 的發(fā)光棒立于焦距為 5cm5cm 凸透鏡前，在凸透鏡后的光屏上成了4cm4cm 高的像，物體離凸透鏡的距離可能是（）A.A.7.5cm7.5cmB B. 12.5cm12.5cmC C. 4.5cm4.5cm D D . 10cm10cm【答案】A A類型二、凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用5C

13、C3.3.某班同學(xué)在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，記錄并繪制了物體到凸透鏡的距離u u 跟像到凸透鏡的距離 v v 之間關(guān)系的圖象，如圖所示，下列判斷正確的是（）A.A. 該凸透鏡的焦距是 20cm20cmB.B. 當(dāng) u=15cmu=15cm 時(shí)，在光屏上能得到一個(gè)縮小的像C.C. 當(dāng) u=25cmu=25cm 時(shí)成放大的像，投影儀就是根據(jù)這一原理制成的D.D.把物體從距凸透鏡 10cm10cm 處移動(dòng)到 30cm30cm 處的過(guò)程中，像逐漸變小010 20 30 40 u/cm【思路點(diǎn)撥】由凸透鏡成像規(guī)律，物距等于像距時(shí)，成等大、倒立、實(shí)像，物距在2 2 倍焦距處，根據(jù)圖像可得凸透鏡的焦

14、距是 10cm10cm 再根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律找出正確的選項(xiàng)?！敬鸢浮緿 D【解析】由圖可知，隨著物距增大，像距減小。當(dāng)u=20cmu=20cm v=20cmv=20cm，說(shuō)明此時(shí)像物等大，物距像距都等于 2f2f ,得 f f = 10cm10cm。所以 A A、B B、C C 不符合題意。物體從距凸透鏡10cm10cm 處移動(dòng)到 30cm30cm 處的過(guò)程中，凸透鏡的物距大于焦距，成實(shí)像，凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距增大，像距減小，像變小，D D 符合題意。【總結(jié)升華】題目考查了凸透鏡成像的四種情況和應(yīng)用，以及凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距、像距、之間的關(guān) 系，這是凸透鏡成像習(xí)題的重要依據(jù)，一定要熟練掌握。類型三、綜合應(yīng)用CC4.4.下列光學(xué)儀器的應(yīng)用，哪個(gè)得到的實(shí)像比物體大（）A A.放大鏡B B.幻燈機(jī)C C.照相機(jī)D D.潛望鏡【答案】B B【解析】放大鏡、潛望鏡成的像是虛像， 所以A A、D D