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第3节 凸透镜成像规律
第五章 生活中的透镜
物距(u)_____
物距(u)_____
物距(u)_____
____、____的__像
____、____的__像
____、____的__像
投影仪
照相机
放大镜
较远
倒立
缩小
实
较近
倒立
放大
实
更近
正立
放大
虚
同样是凸透镜成像，为什么成像效果不同？
探究凸透镜成像的规律
实 验
1、提出问题
凸透镜成像有什么规律？
2、猜想与假设
凸透镜成像时像的正倒、大小、虚实跟物距(u)、焦距（f）有关。
3、实验器材
发光物体
凸透镜
光屏
焦点
焦距
物距 u
像距 v
3、实验器材
探究凸透镜成像的规律
实 验
实验器材的组装
光具座
凸透镜居中、位置不变
发光物体、透镜、光屏三者的中心高度相同
目的：使像成在光屏中央。
探究凸透镜成像的规律
实 验
4、实验设计
——跟物距(u)有关
①把发光物体放在距透镜较远处，使发光物体在光屏上成清晰的像；观察像的虚实、大小、正倒，测出物距（u）和像距（v )。
②把发光物体逐渐靠近透镜，重复以上操作
序号 物距u /cm 像的性质 像距v /cm 物像位置关系
虚实 大小 正倒 1
2
3
4
5
6
探究凸透镜成像的规律
实 验
4、实验数据记录
f = 10cm
探究凸透镜成像的规律
实 验
4、实验数据记录
序号 物距u /cm 像的性质 像距v /cm 物像位置关系
虚实 大小 正倒 1 30 实像 缩小 倒立 15 异侧
2 25 实像 缩小 倒立 16.7 异侧
3 20 实像 等大 倒立 20 异侧
4 15 实像 放大 倒立 30 异侧
5 10 不成像 6 5 虚像 放大 正立 同侧
f = 10cm
应用
像距与焦距的关系
像的性质
物距与焦距的
关系
虚实
大小
正倒
照相机
f
＜
v
＜
2f
实像
缩小
倒立
u
＞
2f
测焦距
v
＝
2f
实像
等大
倒立
u
＝
2f
投影仪
v
＞
2f
实像
放大
倒立
f
＜
u
＜
2f
不成像
u
＝
f
放大镜
虚像
放大
正立
u
＜
f
f = 10cm
探究凸透镜成像的规律
实 验
F
0
2f
2f
F
①
②
③
④
⑤
不成像
①
②
③
像的大小取决于像距：
像距越大，像越大
1、把一支点燃的蜡烛放在距离凸透镜2倍焦距以外,在凸透镜的另一侧调节光屏的位置可找到一个清晰的烛焰的像,这个像是图中的( )
B
2、在探究凸透镜成像的规律的实验中,当蜡烛、凸透镜、光屏位于如图所示位置时,在光屏上出现一个清晰烛焰的像(像未画出),其成像特点是( )
A.倒立、放大的实像 B.倒立、放大的虚像
C.倒立、缩小的实像 D.正立、放大的虚像
A
像的大小取决于像距：
像距越大，像越大
3、在“探究凸透镜成像的规律”实验中,当蜡烛、凸透镜、光屏放置的位置如图所示时,烛焰在光屏上成清晰的倒立、等大的像。下列说法中( )
①该凸透镜的焦距为20 cm ②将蜡烛放在d点时成正立、放大的实像
③将蜡烛由b点移至a点时,移动光屏,可在光屏上成更小的像
④将蜡烛放在c点,移动光屏,可在光屏上成倒立、放大的像
A.只有①③正确 B.只有④正确
C.只有②④正确 D.只有③④正确
D
4、在“探究凸透镜成像的规律”实验中,下列说法正确的是( )
A.将蜡烛移至a处时,移动光屏,可看见放大、正立的实像
B.将蜡烛移至b处时,移动光屏,可看见缩小、倒立的实像
C.将蜡烛移至c处时,移动光屏,可看见放大、倒立的实像
D.将蜡烛移至d处时,移动光屏,可看见放大、正立的虚像
C
5、如图所示是小伟通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u的关系图像，由图可知凸透镜的焦距是______cm；当物距为30 cm时的成像特点是____________________。
10
倒立、缩小的实像
F : 焦点
f ：一倍焦距
2f ：二倍焦距
②
F
2f
F
2f
O
f
f
③
④
⑤
①
一、凸透镜成像规律
1、像的虚实：凸透镜在什么条件下成实像？在什么条件下成虚像？
u
＞
f
成实像
u
<
f
成虚像
一倍焦距分虚实
一、凸透镜成像规律
2、像的大小：凸透镜在什么条件下成缩小的实像？在什么条件下成放大的实像？
u
＞
2f
成缩小的实像
u
<
2f
成放大的实像
二倍焦距分大小
2F
二、凸透镜成实像的动态规律
F
0
2f
2f
F
①
②
③
①
②
③
成实像时：物体逐渐靠近凸透镜，像如何变化？
靠近凸透镜
远离凸透镜
物近 像远 像变大
物远 像近 像变小
像和物，同左同右
左小右大
1、AI跳绳是一种基于人工智能技术的训练系统，它可以通过手机摄像头对用户的跳绳次数、速度等数据进行记录，某同学跳绳时手机记录的图像如图所示，下列说法正确的是( )
A.手机摄像头的光学核心元件是凹透镜
B.学生到摄像头的距离应在摄像头的1倍焦距和2倍焦距之间
C.学生通过手机摄像头所成的像是虚像
D.当学生靠近摄像头时，摄像头所采集的像会变大
D
2、在做“凸透镜成像”的实验中，凸透镜的焦距是10 cm，当光屏距凸透镜16 cm时，烛焰在光屏上成清晰的像。若光屏不动，将凸透镜向光屏方向移动2 cm，要使光屏上再次得到清晰的像，下列说法正确的是( )
A、蜡烛不动，像变小
B、蜡烛靠近凸透镜，像变小
C、烛远离凸透镜，像变大
D、蜡烛远离凸透镜，像变小
D
A.当蜡烛放在图中A区域时，光屏应放在图中D区域才可能呈现清晰的像
B.蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，所成的像会逐渐变小
C.若无论怎么移动光屏，在光屏上都找不到像，则蜡烛可能放在图中B区域
D.若光屏上要得到一个放大的像，则蜡烛应该放在图中C区域
3、如图所示，该凸透镜的焦距为10.0 cm，凸透镜的位置保持不变。以下说法正确的是(　　)
D
4、一个焦距是10cm的凸透镜，当物体从离透镜20cm处逐渐移向 30cm处的过程中（ ）
A．像逐渐变大，像距逐渐变小
B．像逐渐变小，像距逐渐变大
C．像逐渐变大，像距逐渐变大
D．像逐渐变小，像距逐渐变小
D
AE
E.凸透镜不动，蜡烛和光屏互换位置
6、我们日常所用的手机已经不再是简单的通话工具，而是有了诸多的功能。比如有一款可投影的手机，就可当作一个小型的投影仪使用，可以将图像投到墙上。它的镜头相当于___透镜，所成的像位于_____________(选填“1倍焦距以内”“1倍焦距与2倍焦距之间”或“2倍焦距以外”)，若让像更大些，应将手机_____(选填“远离”或“靠近”)墙。
凸
2倍焦距以外
远离
7、在“探究凸透镜成像的规律”实验中，放置器材如图所示，此时光屏上呈现倒立、等大的像，下列说法正确的是 ( )
A. 凸透镜的焦距是20. 0 cm
B. 将蜡烛移动到刻度尺20 cm处，凸透镜相当于投影仪镜头
C. 若将蜡烛向左移动，需将光屏向左移动才能重新找到清晰的像
D. 若将凸透镜换成茶色薄玻璃板，光屏上可以找到正立、等大的像
C
8、如图所示，透过放大镜，观察到邮票上熊猫正立、放大的像，则邮票到放大镜的距离( )
A.　大于放大镜的焦距
B.　小于放大镜的焦距
C.　大于放大镜焦距的2倍
D.　等于放大镜的焦距
B
9、将物体放在离凸透镜20cm处，在光屏上可以得到一个缩小的 像，则该凸透镜的焦距可能是（ ）
A、8 cm B、10 cm
C、15 cm D、30 cm
A
10、某学生在做凸透镜成像实验时，若发现在距透镜20cm处的光屏上有一个倒立放大的像，则此透镜的焦距可能为（ ）
A．6cm　　　 B．10cm　　　
C．25cm　　　 D．无法确定
A
在“探究凸透镜成像的规律”时，当烛焰离透镜14 cm时成放大的实像，当烛焰离透镜 8 cm时成放大的虚像，则这个透镜的焦距可能是( )
A.　　4 cm　B.　　7 cm　C.　　10 cm　D.　　16 cm
C
光屏上成实像时，换一个焦距小的凸透镜会怎样？
光线提前会聚
光屏靠近凸透镜
像变小
光屏上成实像时，在蜡烛和凸透镜之间加一凹透镜会怎样？
光线延迟会聚
光屏远离凸透镜
像变大
三、凸透镜成像规律实验注意事项
F型光源高度不变且不会晃动，像比较稳定(或方便对比像与物的关系)
1、“F”状LED灯替代蜡烛的优点：
三、凸透镜成像规律实验注意事项
蜡烛变短会怎么样？
——像向上移动
2、蜡烛变短(三者不在同一高度），使像依旧在光屏中央的方法：
①将蜡烛向上移动；
②将透镜和光屏同时向下调节；
③将光屏向上移动(倒立——上下左右相反）
三、凸透镜成像规律实验注意事项
3、遮住透镜一部分：
像的形状不变，亮度变暗。
三、凸透镜成像规律实验注意事项
4、光屏上始终得不到像的原因：
1、烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度
2、凸透镜成虚像(物距小于1倍焦距)；
3、物距等于1倍焦距,凸透镜不能成像
4、蜡烛虽然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。
遮住透镜一部分会怎样？
1、某小组做探究“凸透镜成像规律”的实验，实验装置如图甲所示。
（1）为了便于观察，本实验应在光线较 　 　（填“亮”或“暗”）的环境中进行。
（2）将烛焰、凸透镜和光屏的中心大致调整在 ，目的是 。
（3）如图乙所示，一束平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小、最亮的光斑，则凸透镜的焦距f＝　 　cm。
暗
同一高度
10.0
使像成在光屏中央
（4）保持凸透镜位置不动，小红将蜡烛移至30cm处时，要想得到清晰的像，光屏应移至 　 cm处，此时成 　 　（填像的正倒、大小特点）的实像。
（5）小红保持凸透镜位置不变，将蜡烛从10cm处移至35cm处时应将光屏向 　 （填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动，光屏上可以成 　 　
（填“放大”或“缩小”）的像。
70
倒立等大
远离
放大
（6）保持透镜位置不动，小红将蜡烛移动至45cm处时，无论怎么移动光屏，光屏上都无法承接到像，原因是 　 　。此时烛焰发出的光经凸透镜折射后成 　 （填像的正倒、大小特点）的 　 （填“虚”或“实”）像，应从 　 （填“光屏”或“蜡烛”）一侧透过凸透镜观察这个像。
虚像光屏不能承接
正立放大
虚
光屏
（7）如图丙所示，若将蜡烛与光屏的位置互换，光屏上会呈现 　 （填像的正倒、大小特点）的像，原因是光的折射现象中 的。
（8）实验过程中，蜡烛由于燃烧而逐渐变短，此时烛焰的像在光屏上的位置会向 　 　方移动，为了能让烛焰的像回到光屏的中央，可将凸透镜向 　 　
调节。（均填“上”或“下”）
倒立放大
光路可逆
上
下
探究凸透镜成像的规律
1．　　(2024·贵州)如图所示，用焦距为10 cm的凸透镜、高度为6 cm的F形光源、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像大小的变化规律，通过测量像的高度反映像的大小。
(1)若要测量光源在光屏上所成像的高度，还需要的测量工具是___________。
刻度尺
(2)将光源逐渐靠近凸透镜，移动光屏，三次成倒立实像的相关数据记录如表所示。分析表中数据，可得出结论：凸透镜成实像时，物距变小，像距变_______，像变______。
大
大
(3)继续移动光源至物距为6 cm时，发现无论如何移动光屏，均不能在光屏上成像，人眼应从______(选填“光源”或“光屏”)一侧透过凸透镜观察光源的像，此时能否用(1)问中的测量工具直接测出观察到的像高？_______(选填“能”或“不能”)。
(4)若保持光源到光屏的距离为45 cm不变，仅移动凸透镜改变物距，则上表中第______次实验的成像情况不能探究，理由是______________________________________________________。
光屏
不能
2
第2次实验时，物距和像距之和为40 cm，小于45 cm
2．　　某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，按照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)
(1)根据折射现象中光路是可逆的，得出第4次实验的像距v＝______cm。
30
(2)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_______(选填“同”或“异”)侧。
(3)通过对实验数据的分析可得：______倍焦距处是放大与缩小的实像的分界点。
异
2
7．　　在“探究凸透镜成像规律”的实验中，小明将烛焰放在凸透镜前某一位置时，恰好在凸透镜后20 cm处的光屏上出现一个与该烛焰等大的像，下列说法正确的是( )
A.　　该凸透镜的焦距是20 cm
B.　　此时的物距大于20 cm
C.　　当物距是30 cm时，移动光屏，可呈现倒立、缩小的像
D.　　当凸透镜的一部分被遮住时，光屏上不能呈现完整的像
C

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