中考物理實(shí)驗(yàn)7 （考點(diǎn)精講）探究凸透鏡成像的規(guī)律

實(shí)驗(yàn)七探究凸透鏡成像的規(guī)律【設(shè)計(jì)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】1.主要實(shí)驗(yàn)器材及作用：（1）光具座（帶光具座）：便于測(cè)量物距和像距；（2）光屏：承接蠟燭的像；（3）凸透鏡：對(duì)光線有會(huì)聚作用，應(yīng)放在蠟燭和光屏之間；2.實(shí)驗(yàn)裝置圖第8頁(yè)共28頁(yè)第8頁(yè)共28頁(yè)3.實(shí)驗(yàn)操作及注意事項(xiàng)（1）實(shí)驗(yàn)時(shí),先調(diào)節(jié)蠟燭、透鏡和光屏,使?fàn)T焰的中心、透鏡的光心和光屏的中心大致在同一高度,目的是:使像成在光屏中央.（2）保持凸透鏡的位置不變,若將蠟燭逐漸靠近凸透鏡（且物距始終大于焦距）,則必須將光屏向遠(yuǎn)離凸透鏡的方向移動(dòng),才能在光屏上得到清晰的像.（3）實(shí)驗(yàn)過程中,蠟燭燃燒變短,為了使像仍成在光屏的中央,如果只調(diào)節(jié)蠟燭,應(yīng)把蠟燭往上調(diào);如果只調(diào)節(jié)光屏,應(yīng)把光屏往上調(diào).（4）實(shí)驗(yàn)過程中,如果有一只小蟲子落在透鏡上,光屏上的成像情況是:仍然成完整的像,只是像的亮度變暗.（5）實(shí)驗(yàn)過程中,光屏上已經(jīng)出現(xiàn)清晰的燭焰的像,此時(shí)若把近視眼鏡放在蠟燭和透鏡之間,光屏上的像變得模糊,若想在光屏上重新得到燭焰的清晰的像,應(yīng)把光屏向遠(yuǎn)離透鏡的方向移動(dòng).（6）實(shí)驗(yàn)過程中,光屏上已經(jīng)出現(xiàn)清晰的燭焰的像,此時(shí)若把遠(yuǎn)視眼鏡放在蠟燭和透鏡之間,光屏上的像會(huì)變得模糊,若想在光屏上重新得到燭焰的清晰的像,應(yīng)把光屏向靠近透鏡的方向移動(dòng).（7）實(shí)驗(yàn)中在不改變物距的情況下,換用焦距較大的凸透鏡后,要將光屏向遠(yuǎn)離凸透鏡的方向移動(dòng),才能在光屏上重新得到燭焰清晰的像.（8）實(shí)驗(yàn)中,要使光屏上的像變大,在凸透鏡不動(dòng)的情況下,應(yīng)當(dāng)讓蠟燭向靠近凸透鏡的方向移動(dòng),同時(shí)光屏向遠(yuǎn)離凸透鏡的方向移動(dòng).（9）實(shí)驗(yàn)中,要使光屏上的像變小,在凸透鏡不動(dòng)的情況下,應(yīng)當(dāng)讓蠟燭向遠(yuǎn)離凸透鏡的方向移動(dòng),同時(shí)光屏向靠近凸透鏡的方向移動(dòng).4.凸透鏡焦距的測(cè)量①用平行光（太陽(yáng)光）垂直照射到凸透鏡，在凸透鏡的另一側(cè)用光屏承接到最小、最亮的光斑，測(cè)出光斑到凸透鏡光心的距離即為焦距；②當(dāng)物距等于像距時(shí)，焦距等于物距或像距的一半；5.一倍焦距內(nèi)眼睛觀察像的位置：一倍焦距內(nèi)成正立、放大的虛像，所以應(yīng)在光屏一側(cè)觀察成像情況；6.動(dòng)態(tài)成像的相關(guān)判斷：（1）根據(jù)蠟燭的移動(dòng)方向判斷光屏上成清晰的像時(shí)光屏的移動(dòng)方向：蠟燭和光屏的移動(dòng)方向相同；（2）改變物距，判斷光屏上成清晰像時(shí)像的大小變化：物近像遠(yuǎn)像變大、物遠(yuǎn)像近像變?。?.光屏上找不到像的原因，可能是：①蠟燭在1倍焦距內(nèi)，凸透鏡成虛像，不能呈現(xiàn)在光屏上；②蠟燭在焦點(diǎn)上，凸透鏡沒有成像；③蠟燭到凸透鏡的距離稍大于1倍焦距，成像在很遠(yuǎn)的地方，光屏無法移動(dòng)到該位置；④蠟燭、凸透鏡、光屏三者中心不在同一高度，像不在光屏上；【分析數(shù)據(jù)和現(xiàn)象、總結(jié)結(jié)論】8.凸透鏡成像規(guī)律及應(yīng)用；9.表格數(shù)據(jù)、曲線圖分析；【交流與討論】10.當(dāng)透鏡被紙遮住一部分以后，光屏上會(huì)成完整的較暗的像；11.蠟燭燃燒變短的相關(guān)分析：像逐漸向上移動(dòng)，為了使蠟燭、凸透鏡、光屏位于光屏中央，應(yīng)將光屏或蠟燭上移，或者透鏡下移；12.光路的可逆性：蠟燭和光屏互換位置后，仍能成清晰的像；13.凸透鏡前加鏡片的相關(guān)判斷：（1）加遠(yuǎn)視鏡片（凸透鏡），光線會(huì)提前會(huì)聚，像距變小，像變小，光屏應(yīng)該向著靠近透鏡方向移動(dòng)；（2）加近視鏡（凹透鏡），光線會(huì)延遲會(huì)聚，像距變大，像變大，光屏應(yīng)該向著遠(yuǎn)離透鏡方向移動(dòng)；14.換用不同焦距（厚?。┩雇哥R：（1）換用焦距更小的凸透鏡：對(duì)光的會(huì)聚能力變強(qiáng)，像距變小，像變小，為了使光屏上能成清晰的像，光屏應(yīng)該向靠近透鏡的方向移動(dòng)；（2）換用焦距更大的凸透鏡：對(duì)光的會(huì)聚能力變?nèi)?，像距變大，像變大，為了使光屏上能成清晰的像，光屏?yīng)該遠(yuǎn)離透鏡的方向移動(dòng)；15.凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用：（1）用照相機(jī)照相時(shí)，要使膠片上的像大一些，應(yīng)使被照物體離鏡頭近一些，同時(shí)使膠片離鏡頭遠(yuǎn)一些，即鏡頭前伸（成實(shí)像：物近像遠(yuǎn)像變大）；（2）使用投影儀時(shí)，要使屏幕上的像小一些，應(yīng)使投影片離鏡頭遠(yuǎn)一些，同時(shí)屏幕離鏡頭近一些（成實(shí)像：物遠(yuǎn)像近像變?。?；15.凸透鏡焦距的測(cè)量①將凸透鏡正對(duì)太陽(yáng)光，在另一側(cè)移動(dòng)光屏，當(dāng)光屏上承接到最小最亮的光斑時(shí)，該光斑到凸透鏡中心的距離即為焦距②當(dāng)凸透鏡所成的像為倒立、等大的實(shí)像時(shí)，蠟燭到凸透鏡光心距離的一半即為焦距16.凸透鏡成像和平面鏡成像的區(qū)別：凸透鏡可以成實(shí)像，也可以成虛像，平面鏡成虛像。平面鏡所成的像上下相同，但左右相反（軸對(duì)稱）；透鏡成倒立的實(shí)像時(shí)，上下、左右都相反（中心對(duì)稱）；實(shí)驗(yàn)結(jié)論：①當(dāng)當(dāng)，，成倒立、縮小、實(shí)像；②當(dāng)，，成倒立、等大、實(shí)像；③當(dāng)，，成倒立、放大、實(shí)像。④當(dāng)時(shí)不成像；⑤當(dāng)時(shí)，成正立、放大的虛像；【例1】在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中:（1）將蠟燭、凸透鏡、光屏依次擺在光具座上,為了使蠟燭的像成在光屏中央,應(yīng)調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡和光屏的中心大致在同一高度.（2）如圖甲,一束平行光正對(duì)凸透鏡照射,光屏上出現(xiàn)一個(gè)最小、最亮的光斑,則凸透鏡的焦距f=10cm.甲乙（3）如圖乙,光屏上呈現(xiàn)清晰的像（未畫出）,此像的性質(zhì)是倒立、放大的實(shí)像.若保持蠟燭和光屏的位置不變,移動(dòng)透鏡至40.0cm刻度線處,光屏上能再次呈現(xiàn)清晰的像.

（4）如圖丙,保持蠟燭位置不變,移動(dòng)透鏡至16.0cm刻度線處,則人眼在圖中B處能觀察到燭焰的像.

丙?。?）如圖丁,在燭焰和凸透鏡之間放一副眼鏡,發(fā)現(xiàn)光屏上的像由清晰變模糊了,將光屏向靠近透鏡方向移動(dòng)適當(dāng)距離后,光屏上再次呈現(xiàn)清晰的像,則該眼鏡是遠(yuǎn)視（選填“近視”或“遠(yuǎn)視”）眼鏡.（6）在圖乙的實(shí)驗(yàn)后,若將蠟燭向右移動(dòng)少許,則應(yīng)將光屏向右（選填“左”或“右”）移動(dòng)才能再次在光屏上成清晰的像,此時(shí)像的大小比移動(dòng)前的像要大些.如果向右移動(dòng)蠟燭到一定的位置時(shí),無論怎樣移動(dòng)光屏都無法在光屏上承接到像,可能的原因是蠟燭在焦點(diǎn)或焦點(diǎn)以內(nèi).（7）圖乙實(shí)驗(yàn)中的成像原理與投影儀（選填“放大鏡”“投影儀”或“照相機(jī)”）相同.（8）在圖乙的實(shí)驗(yàn)中,在凸透鏡和蠟燭之間放置一凹透鏡（圖中未畫出）,則需要將光屏向右（選填“左”或“右”）移動(dòng)才能在光屏上成清晰的像.（9）在圖乙的實(shí)驗(yàn)后,若保持蠟燭和透鏡的位置不變,更換凸透鏡,在光具座上向左移動(dòng)光屏,光屏上又出現(xiàn)了清晰的像,這表明像距變小了,由此推斷更換的凸透鏡對(duì)光的會(huì)聚能力較強(qiáng),此透鏡的焦距小于（選填“大于”“小于”或“等于”）10.0cm.（10）在圖乙的實(shí)驗(yàn)中,若用不透明的硬紙板擋住凸透鏡的上半部分,則光屏上D（填選項(xiàng)序號(hào)）.A.只出現(xiàn)燭焰像的上半部分B.只出現(xiàn)燭焰像的下半部分C.出現(xiàn)燭焰完整的像,但像更小了D.燭焰的像仍然是完整的,且大小不變,只是變暗了【例2】在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中．【提出問題】凸透鏡成像有什么規(guī)律呢？【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】（1）實(shí)驗(yàn)前，必須將光具座上的燭焰、凸透鏡、光屏的中心調(diào)整到同一高度上．小明用圖甲所示的裝置測(cè)出凸透鏡的焦距為10.0cm.（2）實(shí)驗(yàn)中，如圖乙所示光屏上得到了一個(gè)清晰的像（光屏上像未畫出）利用圖乙中成像特點(diǎn)制成的光學(xué)儀器是照相機(jī)（選填“照相機(jī)”或“投影儀”）；小明認(rèn)為器材這種組裝順序不好，主要原因是不方便讀出物距和像距．（3）在乙圖中，保持凸透鏡的位置不變，如果將蠟燭向左移動(dòng)5cm，為了在光屏上得到一個(gè)清晰的像，光屏應(yīng)該向左（選填“左”或“右”）移動(dòng)．（4）依次改變蠟燭的位置，移動(dòng)光屏，直到找到清晰的像，記錄的物距和像距的數(shù)據(jù)如表所示：次數(shù)123456物距（cm）806030201510像距（cm）11.51215203040【交流評(píng)估】通過觀察數(shù)據(jù)，老師發(fā)現(xiàn)表格中有一組數(shù)據(jù)是編造的，請(qǐng)找出：第6次（寫出實(shí)驗(yàn)次數(shù)），并說明理由：由第4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，凸透鏡的焦距為10cm，當(dāng)物距等于一倍焦距時(shí)不成像．（5）如圖丙所示，燭焰的像重新回到了光屏中央，若將一個(gè)眼鏡放在凸透鏡前，光屏上的像變模糊了，向右移動(dòng)光屏，像又清晰了，由此可判定該眼鏡是遠(yuǎn)視（選填“近