Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章,三、凸透镜成像的规律,探究凸透镜成像的规律,内容,提出问题,凸透镜成像的大小与什么因素有关呢,猜想与假设,凸透镜成像的大小可能与凸透镜的焦点、焦距有关，与物体到凸透镜的距离有关,实验器材,带刻度尺的光具座一套、蜡烛、凸透镜、光屏、火柴,实验装置,实验步骤,（1）在光具座上从左至右，依次安装蜡烛、凸透镜、光屏，使它们的中心大致在同一高度上（三心同高）；,（2）把蜡烛放在物距大于凸透镜二倍焦距的位置，即,u,2,f,，调整光屏到透镜的距离，直至在光屏上呈现蜡烛清晰的像为止，观察像的大小、正倒，并测出物距和像距；,实验步骤,（3）把蜡烛向凸透镜移近一些（,u,2,f,），重复以上操作；,（4）继续把蜡烛向凸透镜靠近（,f,u,2,f,），重复两次，两次距离不同；,（5）把蜡烛放在焦点位置，观察成像情况；,（6）继续把蜡烛靠近凸透镜（,u,f,），注意观察怎样才能得到蜡烛的像，像的位置如何,实验记录,实验中烛焰、光屏、凸透镜三者的中心一定要在同一高度.,u,2,f,成倒立、缩小的实像，,f,v,2,f,实验结论,u,2,f,时，成倒立、缩小的实像；,u,=2,f,时，成倒立、等大的实像；,f,u,2,f,时，成倒立、放大的实像,；u,=,f,时，不成像；,u,f,时，成正立、放大的虚像,u=,2,f,成倒立、等大的实像，,v,=2,f,f,u,2,f,u,u,u,=,f,不成像,知识解读,（1）实验前，调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，目的是使烛焰的像能成在光屏中央；,（2）在同一个物距范围内取两组以上的物距探究凸透镜成像的规律是为了排除偶然因素；,知识解读,（3）在探究物距满足,f,u,2,f,的成像情况时，物体不能太靠近焦点，否则像离透镜太远，像太大，光屏可能无法接收,（1）不要将“放大的像”和“像变大”混淆：放大的像指所成像的大小比物体的大小要大；像变大指物体到凸透镜的距离发生变化时，像相对于原来的像变大.像变大不等同于所成的像是放大的，如物距从大于二倍焦距减小到等于二倍焦距的过程中，所成的像是缩小的，但像是逐渐变大的.,（2）实验过程中无论怎样移动光屏，光屏上也不能呈现烛焰的像的原因：若烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度上，光屏上可能得不到烛焰的像，而像会在光屏的上方或下方；若烛焰位于凸透镜的一倍焦距之内，烛焰通过凸透镜在同一侧成虚像，虚像不能呈现在光屏上；若烛焰位于凸透镜的焦点处，烛焰发出的光经过凸透镜折射后，平行射出，无法相交，不能成像；若烛焰在凸透镜的一倍焦距以外，但靠近焦点时，所成的像是被放大许多倍的实像，但像距较大，在实验距离范围内可能接收不到这个像.,例1（贵州安顺中考）在“探究凸透镜成像规律”的实验中：,（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次摆在光具座上，为了使蜡烛的像成在光屏中央，应使蜡烛、凸透镜和光屏的中心大致在_.,（2）按要求进行观察和测量，并将观测情况记录在表中（透镜焦距,f,=10 cm）.,同一高度上,根据表中信息，判断：当物距,u,=25 cm时，成倒立_、的实像；,根据折射现象中光路是_的，得出第4次实验的像距,v,=_cm；,第5次实验，要观察到正立、放大的虚像，眼睛应与蜡烛在凸透镜的_（填“同”或“异”）侧；,通过对实验数据的分析可得出，_倍焦距处是放大与缩小的实像的分界点.,解析：（1）在做实验的过程中，调整凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度上，是为了使烛焰的像成在光屏的中央.,缩小,可逆,30,异,二,（2）由题意可知，,f,=10 cm，当物距,u,=25 cm时，物距,u,2,f,，根据凸透镜成像的规律可知，此时成倒立、缩小的实像.由第1组数据可知，物距为30 cm时，像距为15 cm，根据折射现象中光路可逆可知，当物距为15 cm时，像距为30 cm.虚像与蜡烛在凸透镜同侧，所以要观察虚像，眼睛应与蜡烛在凸透镜的异侧.由表中数据可知，当物距等于20 cm时，成等大的实像；当物距大于20 cm时，成缩小的实像；当物距小于20 cm时，成放大的实像.由此可知，20 cm=2,f,处是成放大与缩小实像的分界点.,答案：（1）同一高度上 （2）缩小 可逆 30 异 二,凸透镜成像的规律及其应用,内容,图示及说明,凸透镜成像的规律,内容,图示及说明,凸透镜成像规律的应用,投影仪：当2,f,u,f,时，成倒立、放大的实像，,v,2,f,照相机：当,u,2,f,时，成倒立、缩小的实像，,f,v,2,f,电影放映机：当2,f,u,f,时，成倒立、放大的实像，,v,2,f,内容,图示及说明,知识解读,（1）一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小.像的正、倒以一倍焦距为分界点.,（2）,u,=,f,不成像；,u,=2,f,成等大的像.,（3）凸透镜成像中，实像都是倒立的，物像异侧；虚像都是正立的，物像同侧,方法技巧,：使用照相机时，要让胶片上的像大一些，根据凸透镜成实像时，“物近像远像变大”的规律可知，镜头应离被照物体近一些，胶片要远离镜头一些（即镜头前伸，暗箱拉长）；使用投影仪时，要使屏幕上的像小一些，根据凸透镜成实像时，“物远像近像变小”的规律可知，投影片应离镜头远一些，屏幕应离镜头近一些.,例2（山东淄博月考）投影仪是教学时常用的仪器，物体发出的光线经过投影仪的凸透镜和平面镜后，可在屏上成一个清晰的像，一位教师在使用投影仪时，发现屏幕上的画面太小，则正确的调节方法是（）,C,A.减小凸透镜到物体间的距离，并减小投影仪与屏幕间的距离,B.增大凸透镜到物体间的距离，并减小投影仪与屏幕间的距离,C.减小凸透镜到物体间的距离，并增大投影仪与屏幕间的距离,D.增大凸透镜到物体间的距离，并增大投影仪与屏幕间的距离,解析：凸透镜成实像时，减小物距，增大像距，通常根据“物近像远像变大”来调节，即减小透镜到投影片的距离，增大投影仪与屏幕间的距离，才能将屏幕上较小的画面变大.故选C.,答案：C,对凸透镜成像中遮挡问题理解不清,例3（甘肃白银期中）在探究凸透镜成像的实验中，光屏上有一个清晰的烛焰像，若用一张硬纸板遮住凸透镜上面的一半镜面，则光屏上像的变化情况是（）,A.屏上的像消失,B.像变得模糊不清，需要重新调节光屏的位置,C.光屏上只有一半烛焰的像,D.光屏上仍有完整的像，只是亮度减弱,D,解析：遮住凸透镜的上半部，烛焰上射向凸透镜下半部的任意一点，经凸透镜折射后，依然能会聚成像，像的大小不发生变化，但折射光线减少，会聚成的像变暗.故选D.,答案：D,错解：C,注意：误认为凸透镜被硬纸板挡住一半，只能透过一半光线，成一半的像而错选C；凸透镜被打掉或遮挡一部分后，剩余部分仍符合凸透镜的结构特征，因此成像性质不变.,对凸透镜成像特征的判断,例4（山西临汾月考）在探究“凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图4-3-1所示，此时在光屏上得到烛焰清晰的像；若保持透镜位置不动，将蜡烛移到光具座的40 cm刻线处，对于此时像的性质判断正确的是（）,图4-3-1,A.一定是放大的像 B.一定是缩小的像,C.一定是等大的像 D.一定不成像,A,解析：由图可知，物距,u,=50 cm-30 cm=20 cm，像距,v,=65 cm-50 cm=15 cm，物距大于像距，成倒立、缩小的实像.由于此时物距大于二倍焦距，像距处于一倍和二倍焦距之间，则有如下关系式：20 cm2,f,，,f,15 cm2,f,，解得7.5 cm,f,10 cm.将蜡烛移到光具座的40 cm刻线处时，物距,u,=50 cm-40 cm=10 cm，处于一倍和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像.故选A.,答案：A,错解：B或C或D,注意：部分同学不能熟记凸透镜成像规律，分析,不出物距和像距的大小关系，得不出焦距的大小范围，不知此时成像的特点，导致错选B或C；部分同学根据以往解题习惯，误认为凸透镜焦距是10 cm，当将蜡烛移到光具座的40 cm刻线处时，认为此时物距等于焦距，不成像，错选D.,题型一 探究凸透镜成像的规律,例5（天津蓟县月考）在“探究凸透镜成像规律”的实验中：,图4-3-2,（1）首先要把烛焰、凸透镜、光屏放在同一直线上，并调整三者的中心大致在_，烛焰的像才能呈现在光屏的中央.,（2）该凸透镜的焦距为10 cm，把烛焰由如图4-3-2所示的位置向凸透镜靠近5 cm，则需将光屏向_（填“左”或“右”）移动到适当的位置，光屏上才能得到烛焰清晰的倒立、_（填“放大”或“缩小”）的实像.,同一高度,右,放大,解析：（1）调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度，是为了使像呈现在光屏的中央.（2）点燃的蜡烛在30 cm处，凸透镜在50 cm处，将蜡烛向凸透镜靠近5 cm，则蜡烛到凸透镜的距离为50 cm-30 cm-5 cm=15 cm，凸透镜的焦距为10 cm，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，此时成倒立、放大的实像，像在二倍焦距以外，即,v,2,f,=20 cm，故光屏需向右移动.,答案：（1）同一高度（2）右 放大,题型二 凸透镜成像的规律及其应用,角度a 凸透镜成像的规律,例6 在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将点燃的蜡烛放在凸透镜前30 cm处时，在凸透镜另一侧的光屏上得到烛焰清晰放大的像.若把蜡烛从原来的位置向靠近凸透镜的方向移动20 cm，则此时烛焰经该凸透镜所成的像是（）,A.放大的虚像 B.等大的虚像,C.缩小的实像 D.缩小的虚像,A,解析：由题可知，将点燃的蜡烛放在凸透镜前30 cm处（即,u,=30 cm）,在凸透镜另一侧的光屏上得到烛焰清晰放大的像，表明此时,f,u,2,f,，即,f,30 cm2,f,，则此凸透镜的焦距30 cm,f,15 cm；把蜡烛从原来的位置向靠近凸透镜的方向移动20 cm，则此时物距,u,=30 cm-20 cm=10 cm,f,，根据凸透镜成像规律可知，此时所成的像是正立、放大的虚像.故选A.,答案：A,角度b 凸透镜成像规律的应用,例7（江苏扬州中考）人脸识别门禁一体机是通过摄像机镜头来捕捉人脸信息的.如图4-3-3所示,该摄像机镜头相当于_透镜，它的成像与_（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）相似，所成的是_（填“放大”“缩小”或“等大”）的实像，已知镜头焦距为f,人脸到镜头的距离应大于_.要使屏幕上的像大些，人应离镜头_（填“远”或“近”）些.,凸,照相机,缩小,2,f,近,图4-3-3,解析：摄像机的镜头相当于凸透镜，它的成像原理与照相机的相同，已知镜头焦距为,f,则当人脸到凸透镜的距离大于2,f,时，成倒立、缩小的实像；同时当人靠近镜头时，物距变小，故像距应该变大，同时像变大.,答案：凸 照相机 缩小 2,f,近,题型三 确定物距或像距的范围,例8（重庆万州模拟）将一物体放在距凸透镜20 cm处，在光屏上得到一个等大的像，若用此凸透镜来观察邮票上较小的图案，则邮票到凸透镜的距离应（）,A.小于10 cm,B.大于10 cm,C.大于20 cm,D.在10 cm和20 cm之间,A,解析：将一物体放在距凸透镜20 cm处，在光屏上得到一个等大的像，则20 cm=2,f,，所以凸透镜的焦距是,f,=10 cm.若用此透镜来观察邮票上较小的图案，且要得到正立、放大的虚像，则邮票到凸透镜的距离应该小于凸透镜的一倍焦距.故选A.,答案：A,方法点拨,：解答本题要根据凸透镜成像的四种情况进行判断：,u,2,f,，成倒立、缩小的实像；,u,=2,f,，成倒立、等大的实像；2,f,u,f,，成倒立、放大的实像；,u,f,，成正立、放大的虚像.,例9 小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，凸透镜的位置