资源简介

(共36张PPT)
3.6
探究凸透镜成像规律
沪粤版
八年级上
新知导入
问题1：把凸透镜靠近课本，观察课本上的文字，你会发现文字的像与原字有什么不同？
可以观察到一个正立的放大的像
问题2：在房间里面对窗户而立，如图移动凸透镜的位置，你能否透过凸透镜看到窗外景物清晰的像？
可以观察到一个倒立的缩小的像
新知讲解
一、探究凸透镜成像规律
（一）提出问题：
这两个实验我们都是用凸透镜来观察物体，但是观察到的像的特点不同，利用凸透镜成像情况与哪些因素有关呢？
（二）猜想与假设
窗外景物离凸透镜比较远，书本离凸透镜比较近，成像情况不同，说明凸透镜成像情况与物体到凸透镜的距离有关。
（三）设计实验与制定计划
实验目的：
探究凸透镜成像规律
实验器材:
蜡烛、凸透镜、光屏、光具座、火柴
物距u
F
２F
F
２F
像距v
光屏
物距：物到透镜光心的距离，用u表示
光心
像距：像到透镜光心的距离，用v表示
（四）进行实验与收集证据：
1、了解凸透镜的焦距f=________cm。
2、将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,如图所示;
3
、将蜡烛烛焰的中心、透镜中心、光屏中心处同一高度,
目的是使蜡烛的像呈现在光屏的中央（即三心一线）。
10
20
30
40
50
60
70
80
0
f=10cm
f
2f
4、移动蜡烛，同时调节光屏位置，在光屏上分别找的缩小和放大的像，记下各种成像时的物距U和像距，填在表格中。
u
＞
2f时，凸透镜成倒立缩小的像
10
20
30
40
50
60
70
80
0
f=10cm
f
2f
f＜u＜2f
时
凸透镜成倒立放大的像
5、当物距u＜f时，移动光屏能找到像吗？这时请移去光屏直接用眼睛透过透镜观察烛焰，找一找像在哪里？并记录像的特点。
u＜f时，凸透镜成正立放大的虚像。
10
20
30
40
50
60
70
80
0
f=10cm
像在物体的同侧
10
20
30
40
50
60
70
80
0
f=10cm
f
2f
6、当U=2f时，你将观察到什么样的像？
7、当U=f时，凸透镜还能成像吗？
10
20
30
40
50
60
70
80
0
f=10cm
f
2f
u＝f时，凸透镜不成像
物距（u）
像的性质
倒立或正立
放大或缩小
实像或虚像
u＞2f
倒立
缩小
实像
u＝2f
倒立
等大
实像
f＜u＜2f
倒立
放大
实像
u＝f
u＜f
正立
放大
虚像
（五）分析与讨论：
1、实验记录
（1）凸透镜成实像与虚像的分界点在哪儿？
（2）凸透镜成放大像与缩小像的分界点在哪儿？
（3）什么情况下，像与物在凸透镜两侧？什么情况下像与物在凸透镜同侧？
焦点是实像和虚像的分界点
二倍焦距是缩小像和放大像的分界点
成实像时物像异侧
成虚像时物像同侧
2、归纳
（4）凸透镜成像实验中，什么情况下光屏上得不到像？
A、没有调整烛焰、凸透镜、光屏的高度，使三者的中心大致在同一条直线上．
B、蜡烛放在凸透镜的焦点，烛焰射出的光线经凸透镜折射后，平行射出，不会会聚成像．
C、蜡烛在焦点以内成的像是虚像。
D、蜡烛在一倍焦距到二倍焦距之间，但离焦点太近，成像太远，光具座不够长。
随着物距的减小，像距变大，像变大。
（5）哪种情况下凸透镜成虚象？
物距小于焦距
（6）当凸透镜成实像时，随着物距的减小，像距是怎样变化的？像怎样变化？
1、某小组实验时对图甲中的装置进行了改进，将蜡烛换成LED灯、光屏换成带有方格的光屏
①蜡烛换成LED灯的优点是____________________________。
②光屏换成带有方格光屏的优点是______________________。
便于比较像的大小
（六）实验拓展
实验现象更明显、便于观察、成像稳定、形状直观、亮度高、减少污染等
2、如果用不透明纸板将凸透镜上半部分遮住，光屏上能否看到像？
仍能成完整的像，但亮度变暗．
3、当物体通过凸透镜在光屏上成清晰的缩小的实像时，对掉蜡烛和光屏的位置，光屏上还能成像吗？
能，根据光路可逆，光屏上能成倒立放大的像
4、小王实验时，蜡烛燃烧一段时间后，烛焰的像将位于光屏中心的
___________方：，为了使烛焰的像能呈现在光屏中央，那么接下来他的操作是____________________________________　。
将蜡烛向上调（或凸透镜向下调）
上
5、在光屏上得到倒立缩小的实像，撤去光屏，还能看到像吗？简要说明观察该像的方法。
眼睛在光屏原来位置后侧某一区域向凸透镜方向看．
6、凸透镜成倒立缩小的实像时，透镜上爬了一只蚂蚁，在光屏上能否看到蚂蚁的像，为什么？
不能，因为物距小于焦距，成正立、放大的虚像，光屏上不成像．
7、利用现有器材，如何探究凸透镜成像时，烛焰在光屏上成的像是否左右颠倒。
用嘴轻轻的吹烛焰使其向左或向右摆动．然后观察光屏上烛焰像的变化情况
课堂练习
　
1、（2021内蒙古包头）.某同学用蜡蚀、凸透镜、光屏、光具座等器材做凸透镜成像实验。
（1）该实验需要将烛焰、凸透镜和光屏的中心调节在同一高度，这样做的目的是
________________________
。
使烛焰的像在光屏中央
（3）实验过程中，飞来一只小昆虫落在凸透镜上，光屏上_____（填"会"或"不会"）出现小昆虫的像。
不会
（2）实验过程中，蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示，在光屏上呈现一个清晰的倒立、_________的实像。若将蜡烛向左移动一段距离，光屏上的像变模糊，只需把光屏向____________________________移动，会再次得到清晰的像。
放大
左（靠近凸透镜方向）
2、（2021广西贺州）在探究凸透镜成像规律的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，蜡烛在光屏上恰好成一清晰等大的实像，则下列说法正确的是（
）
A.将蜡烛移动到光具座10cm处，保持凸
透镜的位置不变，要在光屏上得到清晰的像，光屏应向右移动
B.将蜡烛移动到光具座10cm处，保持凸透镜的位置不变，移动光屏所成清晰的像与照相机成像的原理相同
C.该凸透镜的焦距为20cm
D.随着实验的进行蜡烛逐渐变短，在光屏上所成的像会向下移动
B
3、（2021青海）.一凸透镜的焦距为12cm，将点燃的蜡烛从离凸透镜30cm处沿主光轴移到15cm处的过程中，像的大小和像距的变化情况是（
）
A.像变小，像距变小
B.像变大，像距变大
C.像变大，像距变小
D.像变小，像距变大
B
4、（2021天津）（多选）.在硏究凸透镜成像规律时，将焦距为10cm的凸透镜和点燃的蜡烛固定在光具座上（如图），在光屏上得到了烛焰清晰的像（图中光屏未画出）。下列说法正确的是（　　）
A.
光屏上所成的是倒立、缩小的实像
B.
光屏上所成的是倒立、放大的实像
C.
光屏一定位于60~70cm刻度之间
D.
光屏一定位于70~90cm刻度之间
A,C
5、（2021山东枣庄）关于放大镜，下列说法不正确的是（　　）
A.
放大镜的镜片就是一个凸透镜
B.
放大镜所成的像都可以用光屏承接
C.
用放大镜可以得到物体正立的虚像
D.
用放大镜可以得到物体倒立的实像
B
6、（2021河北）小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材，探究凸透镜成像的规律。
（1）实验时，使______________________________________在同一水平高度。
（2）当蜡烛、凸透镜、光屏在图所示位置时，光屏上出现了等大清晰的像，此凸透镜的焦距为
_____________
cm。
蜡烛烛焰、凸透镜光心、光屏中心
10.0
（4）保持凸透镜位置不动，把蜡烛移到45cm处，无论怎样移动光屏，光屏上始终接收不到像，小明观察像的方法是_____________________________________________。
将蜡烛和光屏均向左移动合适的距离
（3）保持凸透镜位置不动，在（2）实验基础上，想要在光屏上得到缩小清晰的烛焰像，接下来的操作是
____________________________________________
。
在凸透镜右侧合适位置直接观察
7、（2021湖南长沙）小伟让平行于凸透镜主光轴的几束光射向凸透镜，观察到光通过透镜后会聚在光屏的点F上（如图甲），这个点离凸透镜光心的距离为10.0cm，小伟想用光路图记录这一现象，请帮他在甲图中把光路图补充完整;小伟在图乙所示的实验装置中探究凸透镜的成像规律，他把这个凸透镜固定在零刻度线的位置不动，蜡烛放在如图乙所示的位置，移动光屏可得到一个清晰倒立、__________的实像，他把蜡烛沿主光轴向左移动一段距离后，应把光屏向__________移动，光屏上才会再次出现一个清晰的像。
左
缩小
8、(2021广西贵港)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，凸透镜的焦距为10cm。实验中，调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在______________。将一支点燃的蜡烛放在凸透镜前18cm处，光屏上得到清晰的像。然后在烛焰和凸透镜之间放置了一个近视眼镜片，光屏上烛焰的清晰像变模糊了。若想在光屏上重新得到清晰的烛焰像，应将光屏____________凸透镜。
同一高度
远离
课堂总结
凸透镜成像规律
u＝2f时，凸透镜成倒立等大的像
u
＞
2f时，凸透镜成倒立缩小的像
f＜u＜2f
时
凸透镜成倒立放大的像
u＝f时，凸透镜不成像
u＜f时，凸透镜成正立放大的虚像。
作业布置
沪粤版八年级物理上册第72页动手动脑学物理1、2、3、4、5题
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3.6
探究凸透镜成像规律
课堂练习
1、（2021湖北十堰）小华在用如图所示装置做探究凸透镜成像规律的实验，所用凸透镜的焦距为20cm，他移动光屏找到清晰的蜡烛的像，这个像是图中的（
）
2、（2021湖南常德）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时，在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法中正确的是（
）
A．该凸透镜的焦距范围为7.5cm＜f＜15cm
B．光屏上成倒立、放大的实像
C．透镜不动，蜡烛向右移动，光屏向左移动，可再次得到清晰的像
D．蜡烛和光屏不动，移动凸透镜到适当位置，光屏上可再次得到清晰的缩小的像
3、如图所示，把焦距为12cm的凸透镜放在光具座上，将点燃的蜡烛放在距焦点6cm处，则蜡烛通过该凸透镜所成的像（　　）
A.
一定是倒立的
B.
一定是正立的
C.
一定是放大的
D.
一定是缩小的
4、（2021四川眉山）在探究“凸透镜成像规律”的实验中，已知凸透镜的焦距为。如图所示，凸透镜固定在光具座的刻线处，通过移动蜡烛和调节光屏的位置来进行探究实验。下列说法中正确的是（　　）
A．将蜡烛移到刻线处，光屏上呈现倒立放大的实像
B．将蜡烛移到刻线处，光屏上呈现正立放大的虚像
C．将蜡烛移到刻线处，成像特点与照相机成像特点相同
D．将蜡烛从刻线处移向刻线处的过程中，光屏上呈现的像会变大
5、（2021山东东营）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之间的关系图象。下列说法正确的是（　　）
A．凸透镜焦距为20cm
B．物距为5cm时，可以通过移动光屏承接到清晰的像
C．物距为15cm时，成放大的像，根据这一原理可以制成投影仪
D．物距由15cm增大到30cm的过程中，在光屏上看到的像一直是变大的
6、（2021山东泰安）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上成清晰的像。下列说法中（
）
①图中凸透镜的焦距可能是
②图中成像特点与投影仪成像特点相同
③把蜡烛适当左移，透镜保持不动，向左适当移动光屏，会再次在光屏上得到清晰的像
④把蜡烛移至处，透镜保持不动，右适当移动光屏，会再次在光屏上得到清晰的像
A.
只有①②正确
B.
只有①③正确
C.
只有②④正确
D.
只有③④正确
7、（2021江西）小明同学在探究凸透镜成像规律时，把蜡烛和凸透镜固定在如图所示位置，移动光具座上的光屏得到一清晰像（光屏未画出），则该透镜的焦距可能是（　　）
A.
10cm
B.
20cm
C.
30cm
D.
40cm
8、（2021年上海）凸透镜成像，焦距是
10
厘米，蜡烛和凸透镜之间的距离是
35
厘米，能成像的性质是（
）
A、放大实像
B.放大虚像
C.
等大实像
D.缩小实像
9、（2021吉林）在疫情防控期间，进入公共场所需要出示“吉祥码”，扫描“吉祥码”的摄像头相当于___________透镜，当摄像头远离“吉祥码”图片时，所成像的大小会变___________。
10、（2021福建）“探究凸透镜成像规律实验”中：
（1）将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上，点燃蜡烛，调整它们的高度使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在______；
（2）如图甲所示，光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推断，保持蜡烛和光屏的位置不变，只移动透镜到______cm
刻度处，光屏上可再次成清晰______、倒立的实像；
（3）实验一段时间后，原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方，如图乙所示位置。能让像重新回到光屏中心的操作是______；（填序号）
①光屏下调
②蜡烛上调
③透镜上调
（4）实验中，光屏上成模糊的像，如果蜡烛和透镜位置不变，将光屏往凸透镜方向靠近，光屏上能成清晰的像；如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变，在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的凹透镜。光屏上也能成清晰的像。上述现象说明凹透镜对光具有______作用。______视眼的矫正与上述成像过程类似。
11、（2021江苏扬州）“一双好眼睛，能更好地探索未来”，小丽了解到人眼的晶状体相当于凸透镜，眼睛是如何看清远近不同物体的？她对这一问题产生了浓厚兴趣；
（1）首先用平行光正对凸透镜A照射，如图甲所示，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f=______cm；
（2）然后适当调整凸透镜A和光屏的位置，移动蜡烛，使烛焰在光屏上成清晰的像，如图乙所示；接着她将凸透镜A换为焦距稍大的凸透镜B，并保持位置不变，移动蜡烛，使烛焰在光屏上再次成清晰的像，如图丙所示，可见小丽研究的问题是：当凸透镜成实像时保持______距离不变，探究______的关系；
（3）通过探究发现，当人眼观察近处物体时，晶状体的焦距变______。
12、（2021湖北武汉）某同学用蜡烛、凸透镜和光屏等器材探究凸透镜成像的规律。
（1）用焦距为10cm的凸透镜进行实验，蜡烛和凸透镜放置在如图甲所示的位置，将光屏移动到图示位置时，光屏上得到烛焰清晰的、______、______立的实像；
（2）保持凸透镜和光屏的位置不变，换用焦距为20cm的凸透镜继续实验，下列说法正确的是______（填序号）；
①向左移动蜡烛，可以在光屏上得到烛焰缩小的清晰的实像
②向左移动蜡烛，可以在光屏上得到烛焰放大的清晰的实像
③向右移动蜡烛，可以在光屏上得到烛焰放大的清晰的实像
④无论怎样移动蜡烛，在光屏上都得不到烛焰的清晰的像
（3）如图乙所示，F表示凸透镜的焦点，S表示烛焰，S′表示S经凸透镜所成的像，请在图乙中画出入射光线SA经过凸透镜之后的光线。______
13、（2021广东深圳）在探究“凸透镜成像规律”的实验中
（1）当透镜移至如图甲所示位置时，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距是
______________cm；
（2）若蜡烛、光屏和透镜如图乙所示，想得到一个倒立等大的实像，那么需要将光源向
____________移动（选填“左”或“右”）﹐除了要将光源移动以外，还需要将光屏_____________凸透镜（选填“靠近”或远离”）。
答
案
1、B
解析：由图可知，物距为35.0cm﹣5.0cm＝30.0cm，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，凸透镜成倒立、放大的实像，故B正确。
故选：B。
2、A
解析：AB、蜡烛距离凸透镜30cm时，在透镜的另一侧15cm处光屏上得到一个清晰的像，物距大于像距，成倒立缩小的实像；此时像的位置在一倍焦距和二倍焦距之间，物距在二倍焦距以外，即2f＞15cm＞f，30cm＞2f；所以15cm＞f＞7.5cm，故A正确，故B错误；
C、凸透镜成实像时的动态变化规律是：物远像近像变小，透镜不动，蜡烛向右移动，光屏向右移动才能得到清晰的像，故C错误；
D、蜡烛和光屏不动，移动凸透镜到适当位置，将物距和像距互换，此时2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，故D错误；
3、C
解析：该透镜焦距12cm，两倍焦距为24cm。蜡烛距焦点6cm，有可能离透镜12cm+6cm=18cm，此时位于该透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立放大的实像；也有可能离透镜12cm-6cm=6cm，此时位于该透镜的一倍焦距以内，成正立放大的虚像。故ABD不符合题意；C符合题意。
4、D
解析：
A．将蜡烛移到刻线处，物距为40cm，大于两倍焦距，故成的是倒立的缩小的实像，故A错误；
B．将蜡烛移到刻线处，物距为5cm，成的是虚像，光屏上无法承接，故B错误；
C．将蜡烛移到刻线处，物距为15cm，在一倍焦距和两倍焦距之间，故成像特点倒立的放大的实像，与投影仪成像特点相同，故C错误；
D．将蜡烛从刻线处移向刻线处的过程中，成实像，物近像远，像变大，故光屏上呈现的像会变大，故D正确。
5、C
解析：A、u＝v＝2f，凸透镜成倒立、等大的实像，如图，u＝v＝2f＝20cm
时，所以f＝10cm，故A错误；
B、当u＝5cm时，u＜f，凸透镜成正立、放大的虚像，在光屏上得不到像，故B错误；
C、当u＝15cm时，此时物距位于一倍焦距和二倍焦距之间，所以成倒立、放大的实像，应用为投影仪，故C正确；
D、当物体从距凸透镜15cm处移动到30cm处的过程中，物距变大，像距应该变小，像变小，故D错误。故选：C。
6、B
7、A
解析：蜡烛在光屏上成的像是实像。当物体距凸透镜大于凸透镜一倍焦距时，即可通过凸透镜成实像。此时，蜡烛与凸透镜的距离为30cm，所以，此实验中，凸透镜的焦距是小于30cm的，10cm、20cm都是有可能的。若其焦距为10cm，此时物距大于二倍焦距，则像距小于二倍焦距且大于一倍焦距，即光屏位置在标尺的70～80cm刻度线之间；若其焦距为20cm，此时物距在一倍焦距与二倍焦距之间，则像成在二倍焦距以外，即像与透镜的距离大于40cm。但透镜到光具座右端的距离只有40cm，此时像成在光具座右端以外了。故A符合题意，BCD不符合题意。
8、D
9、①.
凸
②.
小
10、
①.
同一高度
②.
50
③.
缩小
④.
②
⑤.
发散
⑥.
近
解析：（1）为了是蜡烛的像呈现在光屏的中央，应该将点燃蜡烛，调整它们的高度使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在同一高度。
（2）如图甲所示，光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推断，
u1=v2=40.0cm-20.0cm=20.0cm
v1=u2=70.0cm-40.0cm=30.0cm
保持蜡烛和光屏的位置不变，移动透镜到刻度尺上的刻度为
70.0cm-20.0cm=50.0cm
如图甲所示，光屏上呈现的是倒立、放大的实像，根据光路的可逆性，光屏上可再次成清晰缩小、倒立的实像。
（3）实验一段时间后，蜡烛燃烧变短，原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方，要让像重新回到光屏中心，可将蜡烛上调、将光屏上调或将透镜下调，故①③不符合题意，②符合题意。
故选②。
（4）实验中，光屏上成模糊的像，如果蜡烛和透镜位置不变，将光屏往凸透镜方向靠近，光屏上能成清晰的像，说明此时像呈现在原来位置的前侧，与近视眼类似。如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变，在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的凹透镜，光屏上也能成清晰的像。说明凹透镜对光线具有发散作用。
11、
(1).
10.0
(2).
光屏到凸透镜
(3).
远近不同物体成清晰的像与凸透镜焦距
(4).
短
解析：（1）图甲中，用平行光正对位于10.0cm刻度处的凸透镜A照射，在位于20.0cm刻度的光屏上出现一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为
f=20.0cm-10.0cm=10.0cm
（2）小丽提出的问题是“眼睛是如何看清远近不同物体的？”，实验中凸透镜相当于人眼的晶状体，光屏相当于视网膜，蜡烛相当于物体，因为眼球的前后距离是不变的，故乙、丙两图中保持光屏到凸透镜的位置不变，改变了凸透镜的焦距，调整蜡烛到凸透镜的距离，使光屏上再次出现清晰的像。这一过程中，保持了光屏到凸透镜距离不变，探究远近不同物体成清晰的像与凸透镜焦距的关系。
（3）当人眼观察近处物体时，物距减小，若晶状体的焦距不调节，根据凸透镜成像规律可知，此时像距会变大，所成的像会位于视网膜的后方。为了使像前移到视网膜上，则通过晶状体的光线要更加会聚，所以晶状体的凸度要变大，焦距要变短。
12、
(1).
缩小
(2).
倒
(3).
④
(4).
解析：
（1）]如图所示，物距大于像距，所以蜡烛经凸透镜成的是倒立、缩小的实像。
（2）由上一小题可知，蜡烛经凸透镜成的是倒立、缩小的实像，则像距在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，即光屏与凸透镜之间的距离大于10cm小于20cm。如果保持凸透镜和光屏的位置不变，换用焦距为20cm的凸透镜继续实验，则光屏处于新凸透镜的一倍焦距以内，所以，无论怎样移动蜡烛，在光屏上都得不到烛焰的清晰的像。
（3）由图可知，像和物体都处于主光轴上方，所以像是虚像；像是物体发出的光线经凸透镜折射后，折射光线的反向延长线会聚而成的，连接S’S并延长，与主光轴的交点O即为光心，由此确定凸透镜的位置；延长光线SA，与凸透镜的交点即为该光线的入射点，将像点S’与入射点相连并延长，即为经凸透镜后的折射光线，作图如下：
13、(1)8.0
(2)右
靠近
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精品试卷·第
2
页
（共
2
页）
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