初二物理凸透鏡成像規(guī)律重點(diǎn)難點(diǎn)總結(jié)

作圖：三條特殊光線與主光軸平行光線折射后過焦點(diǎn)過光心的光線方向不變過焦點(diǎn)的光線折射后平行于主光軸1.成實(shí)像時(shí)，像與物的位置關(guān)系：上下互換，左右互換。 這就意味著像和物的移動(dòng)方向是相反的，物體向上移動(dòng)，像就向下移動(dòng)，物體向左移動(dòng)，像就向右移動(dòng)。所以如果屏上的像在左上角，要把像移到光屏的中央，就要讓像向右下移，而要讓像向右下移，蠟燭就要向相反方向：左上移動(dòng)即可。成虛像時(shí)，像與物的形狀一樣，大小不同。實(shí)像都是倒立的，與物體在透鏡兩側(cè)，在主光軸兩側(cè)。虛像都是正立的，與物體在透鏡同側(cè)，在主光軸同側(cè)。注意：這里面所說的倒立和正立是相對實(shí)物而言的。一倍焦距處是實(shí)像與虛像的分界點(diǎn)， 即u>f成實(shí)像；u<f成虛像；u=f不成像。一倍焦距處是正立像與倒立像分界點(diǎn)，即 u>f成倒立像： u<f成正立像。二倍焦距處是成縮小像與放大像分界點(diǎn)，即 u>2f成縮小的實(shí)像； u<2f成放大實(shí)像；u=f成等大的實(shí)像。成實(shí)像時(shí)： u減小v增大像變大；u增大v減小像變小，即物近，像遠(yuǎn)，像變大。成虛像時(shí)： u減小v減小像變小?？傊簾o論成虛像還是實(shí)像，物體離一倍焦距處越近，像越大。一倍焦距處， u=f不成像。因?yàn)楣饩€從一倍焦距處射向凸透鏡，經(jīng)透鏡的折射光線是平行于主光軸的，無法匯聚成一點(diǎn)，所以無法成像。成實(shí)像時(shí)， u>f,v>f。成縮小的像 v<u；成放大的像 v>u。實(shí)像與虛像的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)：相同點(diǎn)：都可以用眼睛看到，也都可以拍照。不同點(diǎn)：實(shí)像可用光屏承接，虛像不能；實(shí)像是實(shí)際光線交點(diǎn)，虛像是某一點(diǎn)發(fā)出的光射到平面鏡或凸透鏡上，反射光線或折射光線反向延長線的交點(diǎn)。物體與像運(yùn)動(dòng)方向相同。成實(shí)像時(shí)： u>v倒立縮小實(shí)像； u=v倒立等大實(shí)像； u<v倒立放大實(shí)像。在實(shí)驗(yàn)中，如果把凸透鏡遮上一部分，那么像是完整的，只是變暗；如果把燭焰遮上一部分，那么對應(yīng)部分像失去。在實(shí)驗(yàn)中，如燭焰的像呈現(xiàn)在光屏左上側(cè)，若使像呈在光屏中央，應(yīng)該：.蠟燭光屏不動(dòng)將凸透鏡向右下方移.蠟燭凸透鏡不動(dòng)，將光屏向左上方移.光屏凸透鏡不動(dòng)，將燭焰向左上方移實(shí)驗(yàn)中，光屏上接收不到燭焰的像的原因.燭焰，凸透鏡，光屏三者中心不在同一高度或者不在同一條直線上。.u=f.u<f.v ≤f.光具座太短。例：蠟燭，凸透鏡，光屏放在一條直線上。.保持蠟燭，凸透鏡位置不變，移動(dòng)光屏接受不到像，原因：蠟燭放在焦點(diǎn)上。蠟燭放在焦點(diǎn)以內(nèi)。燭焰，凸透鏡，光屏三者中心不在同一高度。.保持光屏，凸透鏡位置不變，移動(dòng)蠟燭接收不到像，原因：燭焰，凸透鏡，光屏三者中心不在同一高度。光屏放在焦點(diǎn)上。光屏放在焦點(diǎn)以內(nèi)。.保持蠟燭，光屏位置不變，移動(dòng)凸透鏡接收不到像，原因：燭焰，凸透鏡，光屏三者中心不在同一高度。蠟燭與光屏之間的距離太小成實(shí)像時(shí)，物與屏可互換(折射時(shí)光路是可逆的)例如：TOC\o"1-5"\h\z物在 a時(shí)成放大的像，像在 b 處。物在 b處成縮小的像，像在 a 處。物在 a處成等大的像，像在 b 處。物在 b處成等大的像，像在 b 處。物體在縮小像的范圍內(nèi)像移動(dòng)距離可縮小，物體在放大像范圍內(nèi)像移動(dòng)的距離可放大。即u>2ff<v<2f 像移動(dòng)距離，小于物移動(dòng)距離。f<u<2fv>2f 像移動(dòng)距離，大于物移動(dòng)距離。例：蠟燭在二倍焦距以外，移動(dòng)蠟燭，像也移動(dòng)。設(shè)：蠟燭移動(dòng)速度為 V1，其像移動(dòng)的速度為 V2，則 V1>V2。蠟燭在一倍焦距和二倍焦距之間，移動(dòng)蠟燭，像也移動(dòng)。設(shè)：蠟燭移動(dòng)速度為 V1，其像移動(dòng)的速度為 V2，則 V1<V2。.把燭焰放在 點(diǎn)，可以成正立，放大的虛像。.把燭焰放在 點(diǎn)，所成像縮小。. 把燭焰放在 點(diǎn)，屏上出現(xiàn)的像最大。. 把燭焰放在 點(diǎn)，屬于照相機(jī)原理。. 把燭焰放在 點(diǎn)，屬于投影儀原理。.成虛像時(shí)，眼睛在凸透鏡 側(cè)可看到像。 （填“左”或“右” ）⑺ 點(diǎn)是成實(shí)像和虛像的分界點(diǎn)⑻成實(shí)像時(shí)， 點(diǎn)是成放大像和縮小像的分界點(diǎn)⑼凡是實(shí)像都是 （填“正立”或“倒立” ）的，且在光屏上 （填“能”或“不能”）；凡是虛像都是（填“正立”或“倒立” ）的，且在光屏上 （填“能”或“不能”）⑽成實(shí)像時(shí)，像和物在凸透鏡的 （填“同側(cè)”或“異側(cè)” ）；成虛像時(shí)，像和物在凸透鏡的 （填“同側(cè)”或“異側(cè)” ）。⑾物體從遠(yuǎn)處逐漸靠近焦點(diǎn)的過程中， 所成像越來越 （填“大”或“小”或“不變”），像距越來越 （填“大”或“小” ）。二、凸透鏡成像規(guī)律在解題中的應(yīng)用由焦距、物距判斷像距例1.用一焦距為 20cm的凸透鏡做探究透鏡成像規(guī)律實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果將物體放在距透鏡50cm處，移動(dòng)光屏可接收到一個(gè)清晰的像，則光屏到物體的距離應(yīng)在什么范圍內(nèi)？解析：要求光屏與物體的距離所在的范圍，必須知道像距的范圍，然后加上物距即可，所以此題轉(zhuǎn)化為求像距的范圍。已知焦距 f20cm，又已知 u50cm，即u2f，所以成倒立縮小的實(shí)像，此時(shí)的像距fv2f，即20cmv40cm，所以，光屏到物體的距離 D等于uv，即70cmD 90cm。由物距、像距判斷焦距例2.一物體位于距凸透鏡 80cm處，在凸透鏡的另一側(cè) 60cm處的光屏上得到一清晰的像，則此凸透鏡的焦距大約在多大的范圍內(nèi)？解析：根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律可知，當(dāng)物距 u大于像距 v時(shí)，物體通過凸透鏡只能成倒立縮小的實(shí)像，因此有以下的不等式成立：TOC\o"1-5"\h\zu2f 1fv2f 2代入數(shù)據(jù)為：80cm2f 3f60cm2f 4解得：30cmf40cm由焦距、像距判斷物距例3.將物體放在一焦距為 12cm的凸透鏡前，在凸透鏡的另一側(cè)距凸透鏡 27cm處得到一清晰的像，估算物體離凸透鏡的距離？解析：因?yàn)閒12cm，而v27cm，所以v2f，即fu2f，因此，12cmu24cm。根據(jù)成像性質(zhì)判斷焦距例4.一支點(diǎn)燃的蠟燭距離凸透鏡 20cm時(shí)，光屏上得到一個(gè)小于實(shí)物的清晰像；當(dāng)蠟燭移至距凸透鏡 12cm時(shí)，在光屏上看到一個(gè)大于實(shí)物的清晰的像，請判斷此凸透鏡的焦距。解析：當(dāng)u20cm時(shí)，在光屏上得到一縮小的像 （光屏上像為實(shí)像） ，可知：u2f，即：20cm2f1當(dāng)u12cm時(shí)，在光屏上得到一個(gè)放大的像（光屏上像為實(shí)像） ，可知：fu2f，即：f12cm2f2解此不等式組可得： 6cmf10cm根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律判斷像的性質(zhì)例5.一束平行光線沿主光軸射到凸透鏡上， 經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚于凸透鏡另一側(cè)主光軸上距凸透鏡中心 16cm處。若將一物體先后放置在主光軸上離凸透鏡 20cm和8cm處，則兩次的像的情況如何？解析：由題意可知，凸透鏡的焦距為 16cm，當(dāng) u20cm時(shí)， fu2f，成倒立放大的實(shí)像；當(dāng) u8cm時(shí)，uf，所成的像為正立放大的虛像。例6.（2000，山西）在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)蠟燭遠(yuǎn)離凸透鏡移動(dòng)一倍焦距的距離后，蠟燭的火焰通過凸透鏡成一放大、倒立的實(shí)像，則蠟燭的火焰原來通過凸透鏡成什么像？解析：設(shè)凸透鏡的焦距為 f，移動(dòng)前物距為 u，移動(dòng)后的物距為 u'，則ufu'，因?yàn)橐苿?dòng)后成放大、 倒立的實(shí)像， 所以fu'2f，即：fuf2f，所以有：0uf，即開始成正立放大的虛像。例7.凸透鏡的焦距 f=10cm，蠟燭原來放置在離凸透鏡 25cm的地方，當(dāng)逐漸靠近 12cm時(shí)，像距如何變化，以及像是怎么變化的？點(diǎn)撥：凸透鏡的焦距為 f=10cm，25cm>2f，此時(shí)成縮小的像，像在 1f 2f之間2f>12cm>f，此時(shí)成放大的像，像在 2f之外。所以當(dāng)從 25cm向12cm靠近時(shí)，像逐漸增大，像距逐漸增大。同學(xué)們可以根據(jù)我們剛學(xué)習(xí)的互異性解答，更簡便。例8.一個(gè)物體到凸透鏡的距離是 30cm時(shí)，在光屏上得到一個(gè)放大的實(shí)像，若把物體沿凸透鏡的主軸移到距凸透鏡 45cm 處，則成像的情況是 （ ）A. 放大的實(shí)像 B.縮小的實(shí)像C. 等大的實(shí)像 D.上述三種情況都可能點(diǎn)撥：凸透鏡所成像的性質(zhì)與物距有關(guān)， 由第一次成倒立、 放大的實(shí)像可知 f<u<2f，即f<30cm<2f，由此可判斷焦距的范圍是 15cm<f<30cm。當(dāng)物距為 45cm時(shí)，物距肯定大于焦距，但由于焦距 f在15cm和30cm之間變化，所以三種情況就都有可能。答案：D例9.當(dāng)蠟燭離凸透鏡 7cm時(shí)，此時(shí)在凸透鏡的另一側(cè) 12cm處呈現(xiàn)了一個(gè)放大的像，試著確定一下凸透鏡的焦距范圍，如果物距為 20cm時(shí)，成什么樣的像？點(diǎn)撥：此題含有隱含條件，如“在凸透鏡的另一側(cè) 12cm處呈現(xiàn)了一個(gè)放大的像”說明此時(shí)的像一定是放大的實(shí)像，此時(shí)的像距即 12cm在2f之外，那么物距即 7cm在1f 2f之間；f<7cm<2f； 12cm>2f；得出焦距范圍 3.5cm<f<6cm。而物距為

20cm，物的位置在 2f之外，所以成的是縮小的實(shí)像。正立像和倒立像，實(shí)像和虛像的記憶1）當(dāng) u=2f 時(shí)，凸透鏡成倒立等大的實(shí)像，此時(shí) v=2f2）當(dāng) u>2f 時(shí)，凸透鏡成倒立縮小的實(shí)像，此時(shí) f<v<2f.3）當(dāng) f<u<2f時(shí)，凸透鏡成倒立放大的實(shí)像，此時(shí) v>2f4）當(dāng) u<f時(shí)，凸透鏡成正立放大的虛像。由上我們可以看出成實(shí)像時(shí)，像都是倒立的。成虛像時(shí)，像都是正立的。例 10. 一般我們的手表的表蒙子上會(huì)有一個(gè)透明的玻璃，通過它我們就可以看清手表上的很小的刻度，請問表蒙子上的玻璃相當(dāng)于什么？點(diǎn)撥：手表上表示的刻度很小，我們往往看不清楚，但是加上玻璃之后，我們看清了，說明此時(shí)形成了放大的像，而此時(shí)的像是正立的，所以此時(shí)的像是虛像，那么此時(shí)的玻璃實(shí)際上就是相當(dāng)于凸透鏡的作用。例11.我們通過圓形的魚缸觀察魚時(shí)和實(shí)際魚的大小有差別，通過魚缸觀察到的魚比實(shí)際的大，請你根據(jù)所學(xué)的知識(shí)做出合理的解釋。點(diǎn)撥：觀察到的魚比實(shí)際的魚大，說明我們觀察到的是魚的放大的像。而觀察到的魚的像一定是正立的。所以觀察到的是魚放大的正立的像。而當(dāng)呈現(xiàn)正立像時(shí)一定是虛像。所以此時(shí)的魚缸相當(dāng)于凸透鏡的作用，我們觀察到的是魚通過魚缸成的虛像。像的放大和縮小的記憶。成虛像都是放大的像。成實(shí)像時(shí)，物體在 1f2f 之間時(shí)，成放大的像。例12.把凸透鏡正對著太陽光， 可在距凸透鏡 15cm處得到一個(gè)最小、 最亮的光斑， 若將某一物體放在此透鏡前 20cm處，可得到一個(gè)（ ）倒立放大的實(shí)像倒立縮小的實(shí)像正立放大的實(shí)像正立放大的虛像點(diǎn)撥：判斷物體所成的像，只需要判定物體的物距就可以了（因?yàn)槲锞嘧兓瘯r(shí)，像也變化）此時(shí)題中告訴了凸透鏡的焦距為 f=15cm，而此時(shí)的物距為 u=20cm所以此時(shí)的物距在 1f 2f之間，所成像為放大倒立的實(shí)像。選 A例13．凸透鏡成像光路圖I、凸透鏡成像的光路圖不要求同學(xué)們掌握，但是我們應(yīng)該熟記凸透鏡成像時(shí)的三條特殊光線II、要理解凸透鏡對光線的會(huì)聚作用II、要理解凸透鏡對光線的會(huì)聚作用例14如圖所示，四幅圖均表示光線通過凸透鏡前后的傳播方向，其中正確的是（A BA BC D點(diǎn)撥：因?yàn)橥雇哥R對光線具有會(huì)聚作用，所以判斷圖的正確性的出發(fā)點(diǎn)也就是判斷折射光線是否比原來未透過透鏡傳播時(shí)的光線更靠近主光軸。如果是，那么圖正確。答案：C【模擬試題】 （答題時(shí)間： 30分鐘）一、選擇題、把凸透鏡正對太陽光，可在距凸透鏡 10cm處得到一個(gè)最小最亮的光斑．若用此透鏡TOC\o"1-5"\h\z來觀察郵票上較小的圖案，則郵票到透鏡的距離應(yīng)（ ）A.大于10cmB.小于10cmC.大于20cmD.在10cm和20cm之間（*）2、一凸透鏡的焦距是 10cm，將點(diǎn)燃的蠟燭從離凸透鏡 50cm處移到15cm處的過程中，像的大小和像距的變化情況是（ ）A.像變大，像距變小 B. 像變大，像距變大C.像變小，像距變小 D. 像變小，像距變大（**）3、老師上課時(shí)經(jīng)常用到投影儀，如圖所示，關(guān)于投影儀的使用，以下做法中合理的是 （ ）投放到屏幕上的畫面太靠上時(shí)，應(yīng)增大平面鏡與凸透鏡的夾角使畫面向下移動(dòng)若想屏幕上的畫面大一些，可使投影儀靠近屏幕的同時(shí)將凸透鏡適當(dāng)向下移動(dòng)若想屏幕上的畫面大一些，可使投影儀遠(yuǎn)離屏幕的同時(shí)將凸透鏡適當(dāng)向上移動(dòng)D.若想屏幕上的畫面大一些，可使投影儀遠(yuǎn)離屏幕的同時(shí)將凸透鏡適當(dāng)向下移動(dòng)圖6圖6擴(kuò)充：①投影儀中平面鏡的作用是改變光的傳播方向，使所成的像呈現(xiàn)在光屏的中央；②要想看到正立的像，需將投影片倒放。（*）4、某物體放在凸透鏡前 30cm處時(shí)，能在光屏上得到一個(gè)倒立縮小的實(shí)像，則該凸TOC\o"1-5"\h\z透鏡的焦距可能是（ ）A.40cmB.30cmC ．20cmD.10cm（*）5、小明在做“凸透鏡成像”實(shí)驗(yàn)時(shí)，將點(diǎn)燃的蠟燭放在凸透鏡前 20cm處，在透鏡另一側(cè)的光屏上觀察到縮小的像．小明又把點(diǎn)燃的蠟燭置于原來的光屏處，則所成像的性質(zhì)是（ ）A.倒立放大的實(shí)像 B.正立放大的虛像 C.倒立縮小的實(shí)像 D.倒立等大的實(shí)像（**）6、小明和小紅用焦距相等的相同照相機(jī)對小強(qiáng)同學(xué)拍照，洗出的底片分別為右圖中的甲和乙，則（ ）小紅離小強(qiáng)的距離近小明和小紅離小強(qiáng)的距離相同小紅要使底片上的像與小明的一樣大，小紅移動(dòng)位置后，再減少鏡頭到底片的距離小紅要使底片上的像與小明的一樣大，小紅移動(dòng)位置后，再增大鏡頭到底片的距離（*）7、如圖是用來研究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖（屏未畫出） ，當(dāng)蠟燭和透鏡放在圖示位置時(shí)， 通過移動(dòng)光屏， 可以在光屏上得到與物體等大的像。 若透鏡位置不變，將蠟燭移到刻度為 30cm處，則10203040506070 80（cm）移動(dòng)光屏，可以在屏上得到倒立放大的像移動(dòng)光屏，可以在屏上得到倒立縮小的像移動(dòng)光屏，可以在屏上得到正立放大的像不論光屏移到什么位置，都不能在屏上得到清晰的像8、在研究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)中，在屏上得到了燭焰的像，恰有一小蟲飛落在透鏡的中間部TOC\o"1-5"\h\z分，那么在屏上所成的像 （ ）A.變成了小蟲的像． B.像的中間沒有了．C.大小不變，亮度比原來暗了． D.大小和亮度與原來一樣．9.在探究“凸透鏡成像規(guī)律”