资源简介

(共26张PPT)
第三章　三、凸透镜成像的规律
凸透镜成像规律的应用
第2课时
1
巩固凸透镜成像规律；深入对规律的认识。
2
能够利用凸透镜成像规律解决问题。
凸透镜成像规律的应用问题，主要考察运用凸透镜成像规律分析具体的成像情况，判断焦距的大小、根据成像特点判断物距和像距的大小以及成像大小的动态调节问题等。
应用综述
解决此类问题时，要注意分清物距、像距、像的大小和倒立是相对于物体而言的，要熟记凸透镜成像规律，还要知道通过物距（或像距）判断焦距大小的方法。
方法指引
一、凸透镜成像规律的深度解析
1.成像规律表格
物距 像的性质 像距 u与v关系
u>2f 倒立、缩小、实像 fv
u=2f 倒立、等大、实像 v=2f u=v
f2f uu=f 不成像 u(一)凸透镜成像的规律
2.物像位置图例
(二)深度解析
1.两个关键位置
(1)1倍焦距位置：
①凸透镜成 、 像的分界点；物距 焦距时，成的是倒立的实像，物距 焦距时，成的是正立的虚像；
②物距 焦距时，凸透镜不成像；
实和虚
倒立和正立
大于1倍
小于1倍
等于1倍
(2)2倍焦距位置：
①凸透镜成 像的分界点；物距 焦距时，成的是倒立缩小的实像，物距在 焦距之间时，成的是倒立放大的实像；
②物距 焦距时，成的是倒立等大的实像。
放大和缩小
1倍焦距和2倍
大于2倍
等于2倍
2.两个重要特征
单个凸透镜成像时，倒立的像一定是 (选填“实”或“虚”)像，实像
(选填“可能”或“一定”)是倒立的；正立的像一定是 像，虚像 (选填“可能”或“一定”)是正立放大的。
实
一定
放大的虚
一定
实像
虚像
放大
3.两个距离关系
(1)u=v时，像的特点： ；
(2)u(3)u>v时，像的特点： 。
倒立等大的实像
倒立放大的实像
正立放大虚像
倒立缩小的实像
倒立等大实像
倒立放大实像
正立放大虚像
倒立缩小实像
4.物像动态特征
(1)凸透镜成实像时，物体靠近透镜，像 (选填“远离”或“靠近”)透镜，且像逐渐 (选填“变大”或“缩小”)；
(2)凸透镜成虚像时，物体靠近透镜，像 (选填“远离”或“靠近”)透镜，且像逐渐 (选填“变大”或“缩小”)。
远离
靠近
变大
变小
5.当物体和光屏之间的距离大于4倍焦距(u+v>4f)时，凸透镜有两个位置可以在光屏上成清晰的像(如图所示)。
6.两个坐标图像
根据凸透镜成像规律，当物距和像距相等时，成倒立等大的实像，此时u=v=2f。利用两个坐标图像中u=v和=的坐标数据，计算可得到凸透镜的焦距。
(一)根据物体(或像)所处的位置，判断像的特点
例1　凸透镜的焦距为10厘米，在距透镜15厘米的光屏上得到一个清晰的像，这个像是(　　)
A.放大的虚像 B.放大的实像
C.缩小的实像 D.等大的实像
C
解析　由题意可知，像在1倍焦距和2倍焦距之间，根据凸透镜成像规律，此时凸透镜成倒立缩小的实像。
二、凸透镜成像规律应用
(二)根据物距和像距的大小关系，判断像的特点
例2　在探究“凸透镜成像规律”的实验中，经正确组装并调节后，如图所示，在光屏上接收到了清晰的　　　　　 的实像；若凸透镜位置不动，只将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上　 (选填“能”或“不能”)接收到清晰的像。
倒立、放大
能
解析　由题意可知，光屏上成清晰的像，由图示可以得到物距小于像距(uv)，根据光路可逆性和凸透镜成像规律，当u>v且成实像时，凸透镜成倒立缩小的实像，所以光屏上能接收到清晰的像。
(2023·乐山)凸透镜是很多光学仪器的重要元件，可以呈现不同的像。如图所示，此时光屏上已呈现清晰的实像(像未画出)，这个像一定是倒立、
　　 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的。
缩小
解析　由题意可知，像可以成在光屏上，说明是实像，从图示可以得到物距大于像距(u>v)，根据凸透镜成像规律，当u>v且成实像时，像是倒立缩小的。
变式练习
(三)根据像的特点，判断三距(焦距、像距、物距)范围
例3　将物体放在焦距为f的凸透镜主光轴上，物体离透镜18 cm、12 cm、4 cm时，分别得到缩小的实像、放大的实像和放大的虚像，则该凸透镜的焦距是(　　)
A.12 cmC.6 cmC
解析　根据凸透镜成像规律，物体在2倍焦距以外时，成倒立缩小的实像，即18 cm>2f，得f<9 cm；物体在1倍焦距和2倍焦距之间时，成倒立放大的实像，即2f>12 cm>f，得12 cm>f>6 cm；物体在1倍焦距以内时，成正立放大的虚像，即4 cm(2024·上海奉贤模拟)某凸透镜的焦距为10厘米，若物体在光屏上所成的像离该透镜的距离大于20厘米，则物体离该透镜的距离可能为(　　)
A.2厘米 B.12厘米 C.22厘米 D.32厘米
B
解析　由题意可知，像在2倍焦距以外，成的是倒立放大的实像。根据凸透镜成像规律，物体在1倍焦距和2倍焦距之间，即20 cm>u>10 cm，故选B。
变式练习
(四)物像动态变化问题
例4　将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在如图所示的A、B、C三处，这时光屏上恰好得到一个倒立、缩小的实像，若要在光屏上得到一个倒立、放大的实像，应该(　　)
A.只向右移动蜡烛
B.只向右移动凸透镜
C.只向右移动光屏
D.将蜡烛与光屏交换位置
D
解析　根据凸透镜成像规律：凸透镜成实像时，物体靠近透镜像变远且变大，当物体位于1倍焦距和2倍焦距之间时，成的是倒立放大的实像。所以，可以将蜡烛向右移动，同时向右移动光屏，所以A、B、C错误；
根据光路的可逆性，将蜡烛与光屏互换，光屏上成倒立放大的实像，所以选D。
(2024·湖北月考)如图，一个圆柱形的玻璃杯内装满水，把一支铅笔放在玻璃杯的后方，透过玻璃杯，可以看到这支笔。当铅笔由靠近玻璃杯的位置向远处慢慢移动的过程中，透过玻璃杯会看到铅笔尖逐渐　　 (选填“变长”或“变短”)。到某一位置时，铅笔尖会突然改变方向，而“改变方向”后的像为　 (选填“实”或“虚”)像，当铅笔继续向远处慢慢移动时，则铅笔的像逐渐　　 (选填“变小”“变大”或“不变”)。
变长
实
变小
变式练习
解析　玻璃杯相当于一个柱面透镜。当铅笔靠杯子的位置较近时，成正立放大的虚像，逐渐远离时，即逐渐靠近焦点，由凸透镜成虚像的规律可知，透过透镜会看到铅笔尖逐渐变长，到达某一位置时，铅笔尖忽然改变方向，此时的铅笔处于一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立的实像；当铅笔向远处慢慢移动的同时，物距变大，像距变小，铅笔的像逐渐变小。
(五)利用坐标图像解决问题
例5　如图所示，小明同学在“探究凸透镜成像的规律”时，记录并绘制了物距u和像距v之间的关系图像。下列说法正确的是(　　)
A.凸透镜焦距为20 cm
B.当u=12 cm时，在光屏上能得到一个缩小的像
C.当u=25 cm时，在光屏上能得到一个缩小的像
D.把物体从距凸透镜25 cm处移动到12 cm的过程中像变小
C
解析　由u—v图像可知u=v=20 cm=2f，此时凸透镜成倒立、等大的实像，故f=10 cm，故A错误；
当u=12 cm时，2f>u>f，成倒立、放大的实像，故B错误；
当u=25 cm时，u>2f，在光屏上成倒立、缩小的实像，故C正确；
物体从距凸透镜25 cm处移动到12 cm处的过程中，物距大于焦距，成实像。根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的成像规律可知，物距减小，像距增大，像变大，故D错误。

展开更多......

收起↑