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第五章 透镜及应用
第3节 凸透镜成像的规律
教材考点梳理
一、实验：探究凸透镜成像规律
1.实验器材：光具座、蜡烛、透镜、光屏。
2.实验步骤：
（1）在光具座上依次放置蜡烛、透镜、光屏。
（2）点燃蜡烛，调整凸透镜、光屏高度，使它们的中心在同一高度。
（3）让烛焰通过凸透镜成放大实像，记下此时的物距、像距。
（4）分别让烛焰通过凸透镜成等大实像、缩小实像、放大虚像，重复上述实验操作。
3.实验结论：
物距u 变化 像的性质 像距v 变化 应用
倒正 大小 实虚
u>2f 逐渐减小 倒立 缩小 实像 2f>v>f 逐渐增大 照相机
u=2f 倒立 等大 实像 v=2f 测焦距
2f>u>f 倒立 放大 实像 v>2f 投影仪
u=f 不成像 平行光
u4.实验常考点：
（1）实验在较暗的环境下进行，使实验现象更明显。
（2）实验前调整烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度， 目的：使像成在光屏的中央。
（3）蜡烛燃烧变短，光屏上的像会向上移动，为了使像仍在光屏中央，可采取：
A.向上移动蜡烛。
B.向上移动光屏。
C.向下移动凸透镜。
（4）实验中，如果光屏上找不到像，原因可能是：
A.烛焰、凸透镜和光屏的中心没有在同一高度。
B.物距小于或等于一倍焦距，不成实像。
C.物距太小，像距太大，超过了光具座的范围。
（5）成清晰实像时，蜡烛与光屏位置互换，仍能成清晰的像。因为折射光路可逆。
（6）用纸板遮住透镜部分或凸透镜部分破损缺失，光屏上仍能成完整的像，不过像变暗。
（7）成实像时，保持蜡烛、透镜位置不变，撤去光屏，仍能成像： 因为实像是由实际光线会聚形成的，与有无光屏没有关系。
（8）实验中，常用发光F形光源代替蜡烛，这样做成像稳定，容易对比像与物的倒正及左右关系。
（9）凸透镜的两条动态变化规律：
A.成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小。
B.成虚像时，物近像近像变小，物远像远像变大。
判断凸透镜成像的方法
1.比较u与f的关系：如u>2f成倒立缩小实像。
2.比较v与f的关系：如v>2f成倒立放大实像。
3.比较u与v的关系：如u>v成倒立缩小实像。
重难点突破
1、在“天宫课堂”中，王亚平向大水球中间注入一个气泡，如图甲所示.通过水球看到两个她的像，一个是正立、缩小的像，另一个是倒立、缩小的像，如图乙所示.为了解释这两个像的成因，张老师画出如图丙所示的模型.下列相关说法正确的是( )
A.中间部分气泡相当于放大镜 B.中间部分相当于两个凹透镜
C.水球上半部分不能成完整的像 D.倒立的像是虚像
2、小强用光具座做凸透镜成像实验时，把发光物体放在距凸透镜50厘米处时，能在光屏上找到一个清晰倒立缩小的像，则该凸透镜的焦距可能是（ ）
A．20厘米 B．30厘米 C．40厘米 D．50厘米
3、小明和小华在窗边用凸透镜贴近报纸看文字,看到了文字的像.在移动凸透镜时,意外的发现在报纸上出现了窗外景物的像,如图所示.两次所成的像相对于原来被观察的物体,对比像的正倒、大小、虚实三个方面,它们( )
A.有一个方面相同,两个方面不同
B.有两个方面相同,一个方面不同
C.三个方面都相同
D.三个方面都不同
4、小明在做“凸透镜成像”实验时,将点燃的蜡烛放在凸透镜前20cm处,在透镜另一侧的光屏上观察到缩小的像.小明又把点燃的蜡烛与光屏的位置对调,则在光屏上能够呈现( )
A.倒立、放大的实像 B.正立、放大的虚像
C.倒立、缩小的实像 D.倒立、等大的实像
5、在凸透镜2倍焦距以外的地方，沿主光轴方向平放一根粗细均匀的棒，如图所示，则形成的像为( )
A.比实物短，且端比端粗
B.比实物短，且端比端粗
C.比实物长，且端比端粗
D.比实物长，且端比端粗
6、—个物体通过凸透镜成像于光屏上，若将透镜的下半部分遮住，则下列说法正确的是（ ）
A.像只剩上半部分 B.像变得模糊不清了
C.像下半部变暗，上半部亮度不变 D.像依然完整，只是整个像的亮度变暗了
7、小红同学利用爷爷不用了的老花眼镜的一片镜片做凸透镜成像实验，肯定不能得到( )
A.放大的实像 B.倒立的虚像 C.倒立的实像 D.放大的虚像
8、将一个凸透镜正对着太阳光，在距凸透镜20 cm的纸上接到一个最小的亮点，当将一个物体放在距这个透镜50 cm处时，在凸透镜的另一侧可以得到（ ）
A．倒立、放大的实像
B．倒立、缩小的实像
C．正立、放大的实像
D．正立、缩小的实像
9、一个物体放在凸透镜前20cm处时,在透镜另一侧光屏上找到一个清晰的等大的像,现将物体移动至凸透镜前15cm处时,移动光屏能找到( )
A.倒立缩小的实像 B.倒立放大的实像
C.倒立放大的虚像 D.正立放大的虚像
10、安安和康康在老师的指导下完成了“探究凸透镜成像规律”的实验，实验所用凸透镜的焦距.他们把凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处，调节蜡烛的烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度.
（1）如图甲所示，若此时他们想在实验中能用光屏承接到烛焰的实像，光屏应在________（选填“50~60 cm”“60~70 cm”或“70~100 cm”）范围内移动.
（2）他们保持凸透镜的位置不变，把蜡烛放在30 cm刻度线处，调整光屏到透镜的距离，则在光屏上看到了烛焰________（选填“放大”“缩小”或“等大”）、倒立的像.
（3）他们想模拟投影仪的成像原理，康康应在步骤（2）的基础上将蜡烛向________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动，然后调节光屏的位置，使烛焰在光屏上成清晰的像.
（4）他们保持凸透镜的位置不变，同时取下光屏，直接用眼睛观察凸透镜成像的各种情况.康康移动蜡烛使它从零刻度线处逐渐靠近凸透镜，同时安安从透镜的右侧透过透镜观察烛焰的像，如图乙是安安整理并记录的看到的像的情况，根据你所学的知识，判断最先看到的像的编号是________（选填代表像编号的数字）.
（5）请在图丙中完成从烛焰发出的一束光通过透镜的光路.
参考答案
答案：B
答案：A
3、答案：D
解析：原来贴近报纸看文字时，看到的应该是正立、放大的虚像，而窗外景物成在报纸上的像是倒立、缩小的实像.故D正确.
4、答案：A
5、答案：A
解析：粗细均匀的棒,由于A端到凸透镜的距离大于B端到凸透镜的距离，所以A端通过凸透镜成的像比B端通过凸透镜成的像要小，即端较粗；由于A、B端都在二倍焦距 以外，所以像比物要短。故选A。
6、答案：D
解析：凸透镜成实像时，所有通过透镜的光会聚到光屏上成像，当将透镜的下半部分挡住后，物体发出（或反射）的光虽有一部分被挡住，但另一部分光通过上半部分的凸透镜会聚成像，此时像与原来相同，但由于透镜的一半被遮住，折射出的光线与原来相比减少了一半，故像的亮度变暗了。
7、答案：B
解析：老花眼镜的镜片是凸透镜，根据凸透镜成像规律可知物体在二倍焦距以外时成倒立缩小实像
物体在一倍焦距和二倍焦距之间时成倒立放大的实像，物体在二倍焦距处时成倒立等大的实像物体在一倍焦距以内成正立放大虚像，综上所述，不能成倒立的虚像，故B符合题意。
答案：B
9、答案：B
解析：试题分析:凸透镜正对着太阳光,可在距凸透镜15cm处得到一个最小最亮的光斑,这个亮斑就是凸透镜的焦点,所以15厘米就是该凸透镜的焦距,这是利用平行光聚焦法测得了透镜的焦距.现在的物距是25厘米,大于一倍焦距,小于二倍焦距,由凸透镜的成像规律可知,此时凸透镜成倒立放大的实像.故选B。
10、答案：（1）60~70 cm
等大
靠近
（4）1
（5）如图所示.
解析：（1）凸透镜的焦距：，如题图，物距：，所以光屏在60~70 cm，光屏上出现清晰的像；
（2）保持凸透镜位置不变，把蜡烛放在30 cm刻度线处，物距时，成倒立、等大的实像；
（3）凸透镜成像时，时，成倒立、放大的实像，应用于投影仪，所以蜡烛要从30 cm刻度线处靠近凸透镜，使蜡烛在30~40 cm刻度线之间移动，所以蜡烛靠近凸透镜；
（4）康康移动蜡烛使它从零刻度线处逐渐靠近凸透镜，会依次经过成倒立、缩小的实像，成倒立、等大的实像，成倒立、放大的实像，成正立、放大的虚像，又因为探究凸透镜成像时，撤去光屏，眼睛在光屏一侧透过凸透镜观察蜡烛，可以看到实像，也可以看到虚像，所以眼睛依次看到倒立缩小的实像、倒立等大的实像、倒立放大的实像、正立放大的虚像，故选1；
（5）光线过焦点，经凸透镜折射后跟主光轴平行。
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