凸透鏡成像的規(guī)律知識(shí)講解(提高)最新修正版最新修正版

1、最新修正版凸透鏡成像的規(guī)律（提高）撰稿：史會(huì)娜【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1. 理解凸透鏡成像規(guī)律；2. 知道凸透鏡成像倒立、縮?。ɑ蚍糯螅?shí)像的條件及應(yīng)用；3. 知道凸透鏡成正立、放大虛像的條件；4. 掌握探究凸透鏡成像的過程。能在探究活動(dòng)中，初步獲得提出問題的能力，通過探究活動(dòng)，體驗(yàn)科學(xué) 探究的全過程和方法，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、【高清課堂：凸透鏡成像的規(guī)律】凸透鏡成像的特點(diǎn)和應(yīng)用見下表:F物的位置像的位置像的性質(zhì)應(yīng)用舉例u> 2f2f> v> f物像縮小、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)2f&

2、gt; u > fv> 2f異側(cè)放大、倒立、實(shí)像幻燈機(jī)，投影儀1u=f不成像特點(diǎn)：像的虛實(shí)轉(zhuǎn)折點(diǎn)u < f物像同側(cè)放大、正立、虛像放大鏡2、凸透鏡的成像規(guī)律可以聯(lián)想它的應(yīng)用來加以記憶，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：5cm、1、 測量凸透鏡的焦距：利用平行光源或太陽光粗測凸透鏡的焦距。（實(shí)驗(yàn)室提供的凸透鏡的焦距有 10cm和30cm，我們所選的透鏡最好在 10cm 20cm之間，太大或太小都不方便）2、操作過程中，應(yīng)固定好蠟燭、凸透鏡，然后

3、移動(dòng)光屏，直到在光屏上得到一個(gè)清晰的像為止，讀出 物距與像距的大小。3、當(dāng)物距小于焦距時(shí)，無論怎樣移動(dòng)光屏，在光屏上也找不到物體的像。此時(shí)應(yīng)去掉光屏，透過凸透 鏡觀察火焰的成像情況。4、總結(jié)凸透鏡成像規(guī)律，可簡要?dú)w納成“一焦分虛實(shí)，二焦分大?。怀蓪?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)(4)“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?！俺蓪?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?！俺商撓駮r(shí)，物近像近，像變小”：成虛像時(shí)，物體靠近透鏡

4、，像也靠近透鏡，像逐漸變小。要點(diǎn)二、凸透鏡成像光路圖1、成倒立縮小實(shí)像時(shí)，物距 U A2f，像距2f AV A f如下圖所示:像距V ：2f如下圖所示:3、成正立放大虛像時(shí)，物距 U C f如下圖所示:要點(diǎn)詮釋：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),如果物放焦點(diǎn)內(nèi)，正立放大虛像現(xiàn);幻燈放像像好大，物處一焦二焦間,相機(jī)縮你小不點(diǎn)，物處二倍焦距外。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;二倍焦外倒實(shí)小,二倍焦內(nèi)倒實(shí)大;若是物放焦點(diǎn)內(nèi)，像物同側(cè)虛像大;一條規(guī)律記在心，物近像遠(yuǎn)像變大?！镜湫屠}】類型一、探究凸透鏡成像1.小明在 體，如圖甲所示,

5、 具座上并調(diào)整好。的實(shí)驗(yàn)中，用裝有“探究凸透鏡成像規(guī)律”又用這種同樣大小有方格的白紙板做光屏,6個(gè)發(fā)光二極管的有方格的白紙板做發(fā)光物 然后將發(fā)光物體、凸透鏡和光屏組裝到光實(shí)像。當(dāng)發(fā)光物體在a點(diǎn)時(shí)，如圖乙所示，在光屏上成的像如圖丙所示, 將發(fā)光物體由 a點(diǎn)移到b點(diǎn)，用這種發(fā)光物體和光屏做實(shí)驗(yàn)，則光屏上的像是倒立、要想找到像的位置，應(yīng)移動(dòng)光屏，直到 為止。最主要的一條優(yōu)點(diǎn)是：。a點(diǎn)時(shí)，物與像之間的距離為S1,當(dāng)發(fā)光物體在 b點(diǎn)時(shí)，物與像之如圖乙所示，當(dāng)發(fā)光物體在間的距離為S2,貝U S1S2（填“>” “=”或“V” ）（4）小明探究完凸透鏡成像規(guī)律后，接著又做了一個(gè)觀察實(shí)驗(yàn)。他把光屏取下來

6、，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，請分析并說明其中原因。T【思路點(diǎn)撥】（1）根據(jù)像在方格紙上所占格的大小來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）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）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；且物距增大時(shí),像距無限靠近一倍焦距.（4 ）根據(jù)實(shí)像的概念，實(shí)像

7、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?）縮?。还馄辽系南袂逦?（2）便于比較像與物的大小 （3） V （4）因?yàn)榭吹降南袷堑沽⒌模?所以說是實(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，倒正的關(guān)

8、系。像近、像變且便于比較物、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、 在物距和像距同時(shí)變化的過程中，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)、 小”根據(jù)這一規(guī)律可輕松判斷像的變化情況。舉一反三：10cm。用米尺在水平【變式】（2012威海）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 桌面上畫一直線并標(biāo)明刻度，將透鏡固定在 50cm處，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。 ,f .T翼 J： r e：*:s:其:（1）當(dāng)把點(diǎn)燃的蠟燭放在 20cm刻度處時(shí)，為了能使像清晰的成在光屏的中央位置，要調(diào)整蠟燭、凸透鏡、光屏的高度

9、，使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心大致在 o（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）當(dāng)把蠟燭移到35cm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，并用平行光源對著玻璃板上的表盤照射，如圖2所示。移動(dòng)光屏直到成清晰像為止。此時(shí)表盤在光屏上所成的像應(yīng)是圖 3中的jC£jnn|TTTTj

10、nnjlTirp'f n| nf i圖：® ® 0 <DCD【答案】(1)同一高度(2) 60cmT- 70 (3)投影儀；AIF 2. (2012泉州)下面是小明探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)過程，請你和他一起完成這項(xiàng)探究：(1 )小明將透鏡正對太陽光，在透鏡的另一側(cè)得到一個(gè)最小的亮點(diǎn)F (如圖所示)；該凸透鏡的焦距f= cm ;將一支高1.5cm發(fā)光棒放在凸透鏡前 30cm處，移動(dòng)光屏可以得到一個(gè) 、的實(shí)像。(2)把該發(fā)光棒立于凸透鏡前，在光屏上成了A.3cm高的像，物體離凸透鏡的距離可能是9cm B . 12cm C . 18cm D . 27cm【答案】【解

11、析】(1) 12;倒立；縮小(1)如圖，凸透鏡正對太陽光，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12cm。凸透鏡的焦距是12cm,將一支高1.5cm發(fā)光棒放在凸透鏡前 30cm處時(shí)，u > 2f ,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)因?yàn)樵摪l(fā)光棒高1.5cm，當(dāng)把它立于凸透鏡前，在光屏上成了3cm高的像，說明此時(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)2f > u > f , 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)過程中

12、要善于總結(jié)，尋找規(guī)律，要求學(xué) 生對凸透鏡成像的規(guī)律做到深刻理解，并能靈活應(yīng)用。舉一反三：【變式】把高2 cm的發(fā)光棒立于焦距為 5cm凸透鏡前，在凸透鏡后的光屏上成了4cm高的像，物體離凸透鏡的距離可能是().4.5cm D . 10cmA. 7.5cmB. 12.5cm【答案】A類型二、凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用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 透鏡的距離v之間關(guān)系的圖象，如圖所示，下列判斷正確的是（）A. 該凸透鏡的焦距是 20cmB. 當(dāng)u=15cm時(shí)，在光屏上能得到一個(gè)縮小的像C. 當(dāng)u=25cm時(shí)成放大的像，投影儀就是根據(jù)這一原理制成的D. 把物

13、體從距凸透鏡 10cm處移動(dòng)到30cm處的過程中，像逐漸變小u跟像到凸【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，物距在像可得凸透鏡的焦距是 10cm再根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律找出正確的選項(xiàng)?！敬鸢浮緿【解析】由圖可知，隨著物距增大，像距減小。當(dāng)u=20cm v=20cm，說明此時(shí)像物等大，物距像距都等于2f ,得f = 10cn。所以A、B、C不符合題意。物體從距凸透鏡10cm處移動(dòng)到30cm處的過程中，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符合題意?！究偨Y(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4.【高清課堂：凸透鏡成像的規(guī)律A.放大鏡 B.幻燈機(jī)【答案】B【解析】放大鏡、潛望鏡成的像是虛像，所以錯(cuò)誤；幻燈機(jī)成的是倒立、放大的實(shí)像，所以【總結(jié)升華】 題目主要考察了凸透鏡和平面鏡的成