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期末复习 凸透镜成像的规律
一、知识目标
重点 1. 对凸透镜成像规律的理解和认识。 2. 组织指导学生完成探究凸透镜成像规律的实验。
难点 1. 在探究过程中，建立起实验与物理模型之间的必然联系。 2. 探究凸透镜规律的实验。
二、考情分析
考查题型：单选、填空
考查分值：中考分值2-4分
知识点1 探究凸透镜成像的规律
1. 常用概念
（1）物距：物体到透镜的距离，用u表示.
（2）像距：像到透镜的距离，用v表示.
（3）焦距：用f表示.
（4）实像：真实光线会聚而成的像，可以出现在光屏上.
（5）虚像：真实光线的反向延长线会聚而成的像，不能出现在光屏上，只能用眼睛看到.
2. 探究问题
像的虚、实，大、小，正、倒跟物距有什么关系呢？
3. 实验装置和实验器材
实验器材：凸透镜、蜡烛、光屏、火柴、光具座
装置调节：“三心同高”即烛焰、凸透镜和光屏的中心要在同一高度.
4. 实验过程
（1）组装实验装置，将烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心调整到同一高度。
（2）将凸透镜固定在光具座中间某刻度处，把蜡烛放在较远处，使物距u＞2f，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。
（3）把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，仍使u＞2f，仿照步骤 ② 再做2次实验，分别观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。
（4）把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，使f＜u＜2f，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。
（5）把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，使f＜u＜2f，仿照步骤④ 再做2次试验，分别观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。
（6）把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，使u＜f，在光屏上不能得到蜡烛的像，此时成虚像，应从光屏这侧向透镜里观察蜡烛的像，观察虚像的大小和正倒。
5. 实验结论
物距与焦 距的关系 倒立或 正立 虚像或 实像 放大或 缩小 像距与焦 距的关系 像与物在透镜 异侧或同侧
u>2f 倒立 实像 缩小 fu=2f 倒立 实像 等大 v=2f 异侧
f2f 异侧
u=f 不成像
u6. 作图推导凸透镜成像规律
（1）物体在二倍焦距之外：倒立 缩小 实像，像在一倍焦距和二倍焦距之间
（2）物体在二倍焦距与一倍焦距之间：倒立 放大 实像，像在二倍焦距外
（3）物体在二倍焦距处：倒立 等大 实像，像在二倍焦距上
（4）物体在一倍焦距之内：正立 放大 虚像，像与物体同侧
总结口诀：一焦分虚实、二焦分大小；虚像同侧正，实像异侧倒；物远实像小，物远虚像大。
考点1、实验探究凸透镜成像规律
例题1、难度：★★
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）测焦距：如甲图所示，让一束平行光正对着凸透镜，移动光屏，直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。由此可得出该凸透镜的焦距为________cm；
（2）如乙图所示，把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到同一高度。当蜡烛距凸透镜的距离为35cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰倒立、_____（选填“放大”或“缩小”）的实像。若对换蜡烛和光屏的位置，光屏上仍能得到一个清晰的像，据此原理，人们制成的光学仪器是____________；
（3）如乙图所示，把凸透镜换成焦距为30cm的，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，移动光屏，在光屏上_________（选填“能”或“不能”）得到一个清晰的像，原因是_____________________。
变式1-1、难度 ★★
小明在探究焦距为10cm的凸透镜成像规律的实验中，将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上， 如图所示
（1）实验时，小明应调整烛焰、透镜和光屏的中心在_____，以保证烛焰所成的像在光屏的中央。
（2）接着小明将蜡烛置于光具座的A点处，左右移动光屏上成_____、倒立的实像（选填“放大”、“缩小”或“放大镜”），此时成像特点可应用在____上（选填”“照相机”、“投影仪”或“放大镜）。
（3）若把蜡烛从A点向B点移动，烛焰所成像的大小将_____（选填“变大”、“变小”或“不变”），若蜡烛移到C点，无论怎样移动光屏，在光屏上始终找不到像，原因是___________________。
变式1-2、难度 ★★
将一个凸透镜正对太阳，在距凸透镜20cm处得到一个最小、最亮的光斑；将一个物体放在此透镜前40cm处，则可在凸透镜的另一侧得到一个（ ）
A．倒立、放大的实像
B．倒立、缩小的实像
C．倒立、等大的实像
D．正立、放大的虚像
变式1-3、难度 ★★
某同学在做透镜成像的实验时，将一支点燃的蜡烛放在距离透镜20cm的地方，当它向透镜移动时，其倒立的像移动速度大于蜡烛移动速度，则可判断此透镜（ ）
A．是凸透镜，焦距为20cm
B．是凸透镜，焦距可能为15cm
C．是凹透镜，焦距为20cm
D．是凹透镜，焦距可能为15cm
变式1-4、难度 ★★
以下是小明“探究凸透镜成像的规律”的实验过程，请将其补充完整：
（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次放置在光具座上；
（2）点燃蜡烛，调整烛焰中心、透镜中心、光屏中心，使其在_________。
（3）小明将点燃的蜡烛分别放在如图所示的a、c、e三点;
①蜡烛在a点时移动光屏，接收到了清晰的像，生活中______利用了此成像规律。（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）;
②在凸透镜位置不变时，将蜡烛从a点移至c点，要在光屏上成清晰的像，光屏应向_________透镜方向移动;
③将蜡烛移到e点时，移动光屏，______在光屏上接收到清晰的像（选填“能”或“不能”）。
变式1-5、难度 ★★
实验室备有甲、乙、丙三个凸透镜，三个实验小组分别用这三个凸透镜探究凸透镜成像规律，实验时，当蜡烛到透镜的距离都为12 cm时，甲、乙、丙三透镜分别成缩小的实像、放大的虚像、放大的实像。则这三个透镜的焦距f甲、f乙、f丙的大小关系为（ ）
A．f甲＞f乙＞f丙 B．f乙＞f丙＞f甲
C．f乙＞f甲＞f丙 D．f丙＞f乙＞f甲
变式1-6、难度 ★★
某同学用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”实验，装置如图所示。
（1）要使烛焰的像能成在光屏的中央，应将蜡烛向________（填“上”或“下”）调节．
（2）实验过程中，当烛焰距凸透镜20 cm时，移动光屏至某一位置，能在光屏上得到一个等大清晰的像，则该凸透镜的焦距是________cm。
（3）当烛焰距凸透镜35 cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰、倒立、________的实像，日常生活中利用这一原理制成的光学仪器是________（填“照相机”、“授影仪”或“放大镜”）．要使烛焰在光屏上所成的像变大，应保持透镜的位置不动，调节蜡烛的位置，同时将光屏________（填“靠近”或“远离”）透镜，直至得到清晰的像。
（4）实验中怎样操作，才能在光屏上得到最清晰的像？
_______________________________________________________________________。
变式1-7、难度 ★★
小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，凸透镜的位置固定不动，实验操作规范。在图示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像。
（1）这个像的成像原理与_________（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）相同，若将蜡烛向右移动少许，则应将光屏向_________（选填“左”或“右”）移动才能再次在光屏上成清晰的像，此时像的大小比刚才的像要_________些。
（2）再在凸透镜左侧附近放置一凹透镜（图中未画出），这时需要将光屏向_________（选填“左”或“右”）移动才能在光屏上成清晰的像。
（3）为了粗测凸透镜的焦距，小明上午第二课下课后，将凸透镜与水平地面平行放置，调节凸透镜到地面的距离，直到地面上出现一个最小的亮点，小明认为此点就是凸透镜焦点的位置。旁边的同学却告诉他，这个亮点不是凸透镜的焦点位置，其理由是______________。
知识点2 凸透镜成像规律的应用
1. 照相机
（1）原理：依据凸透镜成像的原理制成的.
（2）构成：镜头、胶卷、调焦环、光圈环、快门、暗箱.
①镜头：一般是由几个透镜组成，相当于一个凸透镜.
②调焦环：调节镜头到胶卷的距离，在胶卷上成清晰的像
③胶卷：相当于光屏，在暗箱里，上面涂有感光材料.
④光圈环：控制进光的多少.
⑤快门：控制曝光的时间.
（3）成像特点：成倒立、缩小的实像.
2. 投影仪
（1）原理：依据凸透镜成像的原理制成的.
（2）构成：光源、凹面镜、聚光镜、镜头、平面镜和屏幕.
①镜头：相当于一个凸透镜.
②聚光镜：用来增加投影片的亮度.
③光源：用来照亮投影片.
④平面镜：用来改变光的传播方向.
（3）成像特点：成倒立、放大的实像.
3. 放大镜
（1）原理：依据凸透镜成像的原理制成的.
（2）构成：短焦距的凸透镜.
（3）成像特点：成正立、放大的虚像.
4. 凸透镜成像规律应用总结
物距与焦距的关系 倒立或正立 虚像或实像 放大或缩小 应用
u>2f 倒立 实像 缩小 照相机
fu考点2、凸透镜成像规律的应用
例题2、难度：★★
在“探究凸透镜成像规律”实验中，烛焰、凸透镜和光屏处于如图所示的位置时，恰能在光屏上成一个清晰的像，应用这一成像原理的是（ ）
A．潜望镜 B．放大镜 C．照相机 D．投影仪
变式2-1、难度 ★★
小明同学在探究“凸透镜成像规律”的实验时，烛焰在光屏上成了一个清晰的像，如图所示．下面给出的生活中常用物品的工作原理与此现象相同的是（ ）
A．投影仪 B．照相机 C．放大镜 D．近视镜
变式2-2、难度 ★★
（多选）在探究凸透镜成像规律时，将点燃的蜡烛、凸透镜和光屏放置在光具座上，调整后的位置如图，此时在光屏上得到烛焰清晰的像．对于该次实验下列描述正确的是（ ）
A．光屏上成倒立、缩小的实像
B．光屏上成倒立、放大的实像
C．照相机应用了该次实验的成像规律
D．投影仪应用了该次实验的成像规律
变式2-3、难度 ★★
某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象，如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．该凸透镜的焦距是16cm
B．当u=12cm时，在光屏上能得到一个缩小的像
C．当u=20cm时成放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的
D．把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，像逐渐变小
变式2-4、难度 ★★
用水彩笔在磨砂电灯泡的侧面画一个你所喜爱的图案，然后接通电源，拿一个凸透镜在灯泡和白墙之间移动，下列情形不可能发生的是（ ）
A．能在墙上看到倒立、缩小的所画图案的像
B．能在墙上看到倒立、放大的所画图案的像
C．只能在墙上看到放大的所画图案的像
D．不能在墙上看到所画图案的像
变式2-5、难度 ★★
如图所示是利用航空摄影拍摄到的铜仁市碧江区一角，如果拍摄时所用照相机的镜头焦距是50 mm，则胶片到镜头的距离应（ ）
A．大于100 mm
B．大于50 mm、小于100 mm
C．小于50 mm
D．等于50 mm
变式2-6、难度 ★★
（多选）如图所示，凸透镜的应用事例中，所成像的性质完全相同的有（ ）
A．投影仪放映 B．照相机拍照
C．放大镜观察物体 D．监控器摄像
变式2-7、难度 ★★
把一个凸透镜对准太阳光，可在距凸透镜20 cm处得到一个最小、最亮的光斑．若将一物体放在此透镜前50 cm处，在凸透镜另一侧的光屏上呈现清晰倒立、缩小的________（选填“实”或“虚”）像，生活中应用该原理制作的光学仪器是________．

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