资源简介

个性化辅导授课学案
学生
年级
科目
科学
课时
2
形式
教师
时间
课题
透镜成像规律
考点
1、通过实验了解凸透镜成像的特点。
2、应用凸透镜模型解释照相机、放大镜和人眼球的作用。
3、了解眼球的结构及各部分的功能。
4、了解人类视觉上的限制。
5、了解信息的获取和利用。
6、了解近视、远视的成因，并知道矫正方法。
教学内容
教学过程
一、复习预习
二、知识讲解
【知识点1】眼和视觉：
1.
透镜
（1）透镜由玻璃等透明物质制成，光线经过透镜折射后，总是向透镜厚的一侧偏折。
（2）凸透镜:中间厚边缘薄。如图所示，凸透镜中心的点O为光心，通过光心并与透镜垂直的直线AA’为主光轴。
三条特征光线：平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后，折射光线会聚于主光轴上一点F；称为焦点。焦点F到光心O的距离叫做焦距（f）。根据光路可逆，过焦点的光线经凸透镜折射后的光线将平行于主光轴。通过光心的光线，经过凸透镜后传播方向不发生改变。
（3）凹透镜:中间薄边缘厚。如图所示，平行光经凹透镜折射后会向远离主光轴方向偏折。将折射光线反向延长会交于主光轴上一点，称为焦点，由于没有实际光通过，所以为虚焦点，凹透镜有两个虚焦点。
三条特征光线：平行于主光轴的光线经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线经过虚焦点F；根据光路可逆，延长线经过焦点的光线经凹透镜折射后的光线将平行于主光轴；通过光心的光线，经过凹透镜后传播方向不发生改变。
2.
凸透镜成像规律
（1）烛焰、凸透镜和光屏的中心要在同一高度上，使像成在光屏中央。
（2）物距指的是物体到光心的距离。像距是指光屏到光心的距离。物距、像距与成像的特点之间的关系如下表：
物距u
像距v像的情况倒立或正立放大、缩小或等大实像或虚像应用u＞2ff＜v＜2f倒立缩小实像照相机u=2fv=2f倒立等大实像f＜u＜2fv＞2f倒立放大实像放映机、光学投影仪u=f不成像u＜f不研究正立放大虚像放大镜
（3）物距与像距的关系：物距变大，像距缩小，像变小；反之，物距变小，像距变大，像变大。
3.
眼睛和视觉限制
（1）眼睛的折光系统由角膜、房水、晶状体、玻璃体等构成。
（2）视觉形成：光线→眼球折光系统→视网膜→视神经→大脑皮层的视觉中枢。
（3）近视和远视：
近视成因：晶状体曲度过大或眼球前后径过长，像落在视网膜前方。
矫正：佩戴凹透镜
远视成因：晶状体曲度过小或眼球前后径过短，像落在视网膜后方。老年人的“老花眼”其实就是远视眼。
矫正：佩戴凸透镜
（4）盲点：视网膜上视神经传出的地方，无感光细胞。
（5）爱护眼睛，保护视力：提倡“二要二不要”。读书和写字的姿势要正确，眼睛和书本的距离要保持在33厘米；连续看书或写字1小时左右要休息片刻，或者向远处眺望一会，最好是看看远处的绿草和树木；不要在光线暗弱或直射的阳光下看书、写字；不要躺在床上或坐车、走路时看书。
如果有灰尘或异物进入眼睛，千万不要用手乱揉，这样会磨损角膜，可用眼药水冲洗眼睛，使异物随眼药水和眼泪一起流出。
三、例题精析
【例题1】在“神州十号”上，王亚平利用水袋和金属圈做成了一个水膜，加水后形成水球，并看到了她的“倒影”，如图所示．关于此现象，下列说法中正确的是
A．水球上的“倒影”是实像
B．此“倒影”和小孔成像的原理相同
C．此“倒影”成在王亚平和水球之间
D．利用此“倒影”成像原理可以制成的光学仪器之一是投影仪
【例题2】下列关于光学器件的应用，不切实际的是
A．近视眼镜利用了凹透镜对光的发散作用
B．借助放大镜看地图时，地图到放大镜的距离应略大于一倍焦距
C．照相时，被照者与相机的距离是在镜头的二倍焦距之外
D．阳光通过凸透镜可以点燃纸屑，这利用了凸透镜对光的会聚作用
【例题3】如图所示为小明做“探究凸透镜成像规律”的实验装置图，此
时光屏上已经得到倒像，此时保持凸透镜和光屏位置，将蜡烛逐渐向左移动，我们将在光屏上看到
（
）
A.蜡烛的像变大了
B.蜡烛的像不变
C.蜡烛的像变小了
D.只有光斑，一片模糊
【例题4】如图所示：在“探究凸透镜成像”的实验时，小明同学分别把点燃的蜡烛放在A、B、C、D、E的位置，请你利用学过的知识帮他分析一下：
A
B
C
D
E
2F
F
F
2F
①把蜡烛放在
点，屏上出现的像最大；像是
。（正立/倒立）
②把蜡烛放在
点，屏上出现的像最小；像是
。（正立/倒立）
③把蜡烛放在
点，透镜不成像；
④把蜡烛放在
点，透镜成的是虚像；像是
。（正立/倒立）
⑤把蜡烛从远处向凸透镜靠近（由A→D，不包括D点）时，像逐渐
（填“靠近”或“远离”）透镜，像的大小逐渐
（填“变大”或“变小”）。
【例题5】请完成左下方图中的光路；
【例题6】凸透镜的成像规律可以通过画光路图去理解。在光路图中凸透镜用图a表示，O点为光心，F为焦点。图b中A′B′是物体AB经透镜所成的像。
（1）请画出图b中两条入射光线的出射光线，完成成像光路图；
（2）在图b中，物距用u表示，即u=BO；像距用v表示，即v=OB′；焦距用f表示，即f=OF。请运用几何知识证明：
四、课堂运用
【基础】
1．用普通相机拍照时，要根据物距进行“调焦”，使用起来不太便捷。有一种“傻瓜”相机，只要将景物全部纳入取景区内，不论景物的远近，都能得到比较清晰的像，从而使拍照的过程变得十分快捷。这种“傻瓜”相机不用‘调焦’的奥秘是（
）
A．采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大
B．采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大
C．采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同
D．采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同
2．如下图是“探究凸透镜成像的规律”实验装置示意图，凸透镜的焦距是20cm，如图的情景，眼睛可能观察到烛焰经凸透镜折射所成的虚像的是下列哪幅图？（
）
3．如图所示，有一圆柱体PQ，放在凸透镜前图示的位置，它所成像P′Q′的形状应该是下列图中的（　　）
4．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12cm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
5．如图所示是利用航空摄影拍摄到的宜宾中坝大桥，如果拍摄时所用照像机的镜头焦距是50mm，则胶片到镜头的距离应（
）
A、大于100mm
B、大于50mm小于100mm
C、小于50mm
D、等于50mm
6．小亮同学在探究“凸透镜成像规律”实验时，在光屏上得到清晰的与烛焰等大的像（如图所示），保持凸透镜位置不变，为了在光屏上得到清晰的放大的实像，他必须(
)
A．让蜡烛远离透镜，同时让光屏也远离透镜
B．让蜡烛远离透镜，同时让光屏靠近透镜
C．让蜡烛靠近透镜，同时让光屏也靠近透镜
D．让蜡烛靠近透镜，同时让光屏远离透镜
7．焦距为f1的凸透镜与焦距为f2的凹透镜的主光轴重合，光心间为15cm。平行于主光轴的一束平行光通过两透镜后得到一束宽度为d的平行光束，如图（a）所示；若将两透镜位置互换，将得到一束宽度为4d的平行光束，如图（b）所示。则（
）
A．f1=30cm,f2=15cm
B．f1=15cm,f2=15cm
C．f1=30cm,f2=20cm
D．f1=45cm,f2=30cm
8．用焦距不变的照相机给某个同学拍完全身像后，想再拍一张半身像，则照相机应
该同学，同时镜头离底片
一些（均填“靠近”或“远离”）。
9．某凸透镜的直径是15cm，一束平行于其主光轴的平行光源通过它后，在距离它10cm的光屏上得到一个直径为5cm的光斑，这个凸透镜的焦距是
。
10、小伟利用光具座进行了凸透镜成像的探究实验：
（1）为了使烛焰的像能成在光屏的中央，要调整三者的位置，使它们的中心_________，可是在实验中他发现光屏上的像偏下，那么他应该把凸透镜向____（填“上”或“下”）调节，使像最终成在光屏的中央。
（2）通过实验他得到了凸透镜的像距v和物距u关系（如图所示），由图可知凸透镜的焦距是__________cm；当物距为30cm时的成像特点可应用于_________
（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。
（3）他按照如图所示：①将眼镜甲放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变得模糊，只将光屏远离透镜移动时，又能在光屏上看到烛焰清晰的像。
②将另一只眼镜乙放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像也变得模糊了，只将光屏靠近透镜移动时，又可以在光屏上看到烛焰清晰的像。
分析实验现象可知：甲乙两个眼镜中，_____是凸透镜，_____是凹透镜。在实验现象①和②中，属于近视眼矫正原理的是_________，属于远视眼矫正原理的是_________。
11．⑴在图甲中用平面镜成像的特点作出ΔABC在镜中的像。
⑵完成图乙中的光路。
⑶图丙中小磁针静止在地球赤道正上方，请标出此时小磁针的N、S极．
【巩固】
1．如图所示，光会聚于b点，在虚线区域内放甲透镜后，光会聚于主光轴MN上的c点；在虚线区域内换放乙透镜后，光会聚于主光轴MN上的a点．现小明想进一步探究凸透镜成像的特点，应选择________（甲/乙）透镜．若在虚线区域放置一长方体玻璃砖，则光线透过玻璃砖会聚在b点的
侧（选填“左侧”或“右侧”）。
2．一束平行光线经过凸透镜折射后的传播方向如图甲所示，由图可知，此透镜的焦距为______
cm；当把烛焰放在此凸透镜左侧12cm处时，如图乙所示，则从该凸透镜右侧通过透镜可以看到一个_____放大的____（填：“正立”或“倒立”）.
【拔高】
1、请在图中画出物体AB的像A′B′的大概位置。注：要能正确反映像的大小、正倒和虚实，但不需要画光路图。
2．小华有一架“傻瓜”相机，照相时不能根据景物的远近调节镜头到底片的距离，即不能调节像距。他从说明书中了解到：相机镜头的焦距是35mm，拍摄时景物应在3m以外。【提出问题】为什么用该相机拍摄3m以外的景物时，就不需要调节像距呢？
【收集数据】小华在查找相关资料，得到该相机镜头成像时像距和物距的数据如下表：
(
物距
u
/m
1
.
0
1
.
5
2
.
0
2
.
5
3
.
0
3
.
5
4
.
0
4
.
5
5
.
0
5
.
5
6
.
0
像距
v
/mm
36
.
27
35
.
84
35
.
62
35
.
50
35
.
41
35
.
35
35
.
30
35
.
26
35
.
23
35
.
21
35
.
20
)
【分析与论证】
（1）请根据表中的数据简单说明用该相机拍摄3m以外的景物时，不需要调节像距的理由：_____________________________________________________。
（2）请在图的坐标上画出像距与物距的关系图像。
(
0
1
2
3
4
5
6
u
/m
35
.
0
35
.
5
36
.
0
36
.
5
v
/mm
图
)
（3）随着物距的增大，像距减小得越来越_______（选填“快”或“慢”）
五、课堂小结
1.
我们要充分理解凸透镜和凹透镜的作图。
2.
学会利用凸透镜成像规律对应用实例进行分析。
六、课后作业
【基础】
1．物体放在凸透镜前，到凸透镜的距离是16cm，若此时光屏上得到放大的像，则所用的透镜的焦距可能是
A．4cm
B．8cm
C．12cm
D．18cm
2．如图所示，F为凸透镜的两个焦点，A’B’为物体AB的像，则物体AB在(
)
A．图中Ⅰ区域，比A＇B＇大，箭头方向向上
B．图中Ⅱ区域，比A＇B＇大，箭头方向向下
C．图中Ⅲ区域，比A＇B＇大，箭头方向向上
D．图中Ⅳ区域，比A＇B＇小，箭头方向向下
3．如图所示为小明做“探究凸透镜成像规律”的实验装置图，此
时光屏上已经得到倒像，此时保持凸透镜和光屏位置，将蜡烛逐渐向左移动，我们将在光屏上看到
（
）
A.蜡烛的像变大了
B.蜡烛的像不变
C.蜡烛的像变小了
D.只有光斑，一片模糊
4．如图所示，主光轴上的Ｓ点发出的光经凸透镜折射后交于主光轴上的Ｓ′点，现有一条平行于入射光的光线从Ｒ点射向凸透镜，则折射光在凸透镜的另一侧(
)
　　
Ａ、和主光轴有交点，仍在Ｓ′点
Ｂ、和主光轴有交点，在Ｓ′点的左侧
Ｃ、和主光轴有交点，在Ｓ′点的右侧
Ｄ、和主光轴没有交点
5．某兴趣小组同学在研究凸透镜成像规律实验时，记录并绘制了物体离凸透镜的距离u跟实像到透镜的距离v之间的关系(如图)，则凸遗镜的焦距为(
)
A.60厘米
B.40厘米
C.20厘米
D.10厘米
6．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，已知凸透镜焦距为10cm，当光屏上成一缩小倒立的烛焰的像时，烛焰与凸透镜的距离为
(
)
A．大于20cm
B．等于20cm
C．大于10cm且小于20cm
D．小于10cm
7．在焦距是20cm的凸透镜正前方100cm处，一个物体以10cm/s的速度沿透镜主光轴靠近透镜，当物体运动到第6s时，此时物体所成像为（
）
A．倒立、放大实像
B．倒立、缩小实像
C．正立、放大虚像
D．倒立、等大实像
8．把蜡烛放在凸透镜前30cm处，光屏上可接收到倒立等大的实像，若把蜡烛向远离凸透镜方向移动5
cm，并移动光屏，在光屏上可以看到(
)
A．倒立缩小的实像
B．倒立放大的实像
C．正立放大的虚像
D．倒立等大的实像
9．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关系的图像，由图可知凸透镜的焦距是______cm；当物距为5cm时的成像特点可应用于_______（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。
10．用焦距不变的照相机给某个同学拍完全身像后，想再拍一张半身像，则照相机应
该同学，同时镜头离底片
一些（均填“靠近”或“远离”）。
【巩固】
1．“探究凸透镜成像规律”的实验
【测量凸透镜的焦距】
将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移动光屏，在距透镜10cm处，屏上呈现出最小最亮的光斑，则此凸透镜的焦距约是
cm。
【评估实验方案】
方案甲：分别把点燃的蜡烛放在一倍焦距?和二倍焦距2?处，调整光屏到凸透镜的距离，观察并记录在屏上能否成像以及所成像的特点，分析总结得出凸透镜成像规律。
方案乙：除甲中的做法外，还应该将蜡烛放在大于2?的某一位置，大于?小于2?的某一位置，观察并记录对应的成像情况，才能总结出凸透镜的成像规律。
方案丙：把点燃的蜡烛从距凸透镜较远的位置逐渐移近，通过不断调整光屏到凸透镜的距离，观察并记录在屏上能否成像，以及成像的特点，包括观察所成像随蜡烛位置变化而变化的趋势，尤其是在?和2?处所成像的情况，总结得出凸透镜成像的规律。
方案丁：与丙不同的是，将蜡烛从靠近凸透镜的位置逐渐远离，其他步骤相同。
以上四种方案中，哪些是科学合理的：
（甲/乙/丙/丁）
【解决实验中的问题】
（1）小莉同学做实验时，发现烛焰在光屏上的像偏高，如图所示，若要使烛焰成像在光屏中心，只调节光屏，应将光屏向
（上/下）调节。
（2）小丽同学在做实验时，发现无论怎样调节光屏的位置，都不能在光屏上呈现清晰的像。请你写出一种可能的原因：
。
2．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将发光体S（箭头形状的发光二极管，长为2
cm）、凸透镜T、光屏P安装在光具座上进行试验，如图所示。固定凸透镜T，将发光体S放在离凸透镜4
cm处，移动光屏P，如果找不到像，则记录光屏上光斑的特征；如果在光屏上出现清晰的像，则记下像的特征，测出光屏P到透镜T的距离和像的长度。然后，将物距依次增加2
cm，重复上面的实验。实验数据如下表，根据表中的信息，回答下列问题：
实验次数物距u/cm像距v/cm像的长度/cm像的特征l4.0／光般大小变化只有圆光斑26.0／光般大小变化只有圆光斑38.0／光般大小不变只有圆光斑410.040.08.0倒立的箭头512.024.04.0倒立的箭头614.018.72.7倒立的箭头716.016.02.0倒立的箭头818.014.41.6倒立的箭头920.013.31.3倒立的箭头
（1）凸透镜T的焦距为__________cm。
（2）物距u在_______________范围时，在光屏上总成倒立、放大的实像。
（3）当物距从开始再到逐渐增大时，则像的大小_________，像距_________。（均填“变大”“变小”“不变”“先变小后变大”或“先变大后边小”）
（4）当物距等于7cm时，物体在光屏上_________（填“一定会”“一定不会”“可能会”）成像。分析表中成倒立实像的实验数据，当物像间距（u+v）最小时，成在光屏上的像的长度____（填“大于”“小于”或“等于”）发光体的长度。
（5）请你根据上表提供的信息，再找出一条规律__________________。
【拔高】
1．按要求作图（4分）
（1）如下左图，处于主光轴上的物体AB经凸透镜后在光屏上成的像A'B'，请你根据图中所给的条件画出凸透镜，并确定左焦点F的位置(2分)。
（2）请完成右面两图的光路图，作出对应的反射光线或入射光线(2分)。个性化辅导授课教案
学生
年级
科目
科学
课时
2
形式
教师
时间
课题
透镜成像规律
考点
1、通过实验了解凸透镜成像的特点。
2、应用凸透镜模型解释照相机、放大镜和人眼球的作用。
3、了解眼球的结构及各部分的功能。
4、了解人类视觉上的限制。
5、了解信息的获取和利用。
6、了解近视、远视的成因，并知道矫正方法。
教学内容
教学过程
一、复习预习
二、知识讲解
【知识点1】眼和视觉：
1.
透镜
（1）透镜由玻璃等透明物质制成，光线经过透镜折射后，总是向透镜厚的一侧偏折。
（2）凸透镜:中间厚边缘薄。如图所示，凸透镜中心的点O为光心，通过光心并与透镜垂直的直线AA’为主光轴。
三条特征光线：平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后，折射光线会聚于主光轴上一点F；称为焦点。焦点F到光心O的距离叫做焦距（f）。根据光路可逆，过焦点的光线经凸透镜折射后的光线将平行于主光轴。通过光心的光线，经过凸透镜后传播方向不发生改变。
（3）凹透镜:中间薄边缘厚。如图所示，平行光经凹透镜折射后会向远离主光轴方向偏折。将折射光线反向延长会交于主光轴上一点，称为焦点，由于没有实际光通过，所以为虚焦点，凹透镜有两个虚焦点。
三条特征光线：平行于主光轴的光线经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线经过虚焦点F；根据光路可逆，延长线经过焦点的光线经凹透镜折射后的光线将平行于主光轴；通过光心的光线，经过凹透镜后传播方向不发生改变。
2.
凸透镜成像规律
（1）烛焰、凸透镜和光屏的中心要在同一高度上，使像成在光屏中央。
（2）物距指的是物体到光心的距离。像距是指光屏到光心的距离。物距、像距与成像的特点之间的关系如下表：
物距u
像距v像的情况倒立或正立放大、缩小或等大实像或虚像应用u＞2ff＜v＜2f倒立缩小实像照相机u=2fv=2f倒立等大实像f＜u＜2fv＞2f倒立放大实像放映机、光学投影仪u=f不成像u＜f不研究正立放大虚像放大镜
（3）物距与像距的关系：物距变大，像距缩小，像变小；反之，物距变小，像距变大，像变大。
3.
眼睛和视觉限制
（1）眼睛的折光系统由角膜、房水、晶状体、玻璃体等构成。
（2）视觉形成：光线→眼球折光系统→视网膜→视神经→大脑皮层的视觉中枢。
（3）近视和远视：
近视成因：晶状体曲度过大或眼球前后径过长，像落在视网膜前方。
矫正：佩戴凹透镜
远视成因：晶状体曲度过小或眼球前后径过短，像落在视网膜后方。老年人的“老花眼”其实就是远视眼。
矫正：佩戴凸透镜
（4）盲点：视网膜上视神经传出的地方，无感光细胞。
（5）爱护眼睛，保护视力：提倡“二要二不要”。读书和写字的姿势要正确，眼睛和书本的距离要保持在33厘米；连续看书或写字1小时左右要休息片刻，或者向远处眺望一会，最好是看看远处的绿草和树木；不要在光线暗弱或直射的阳光下看书、写字；不要躺在床上或坐车、走路时看书。
如果有灰尘或异物进入眼睛，千万不要用手乱揉，这样会磨损角膜，可用眼药水冲洗眼睛，使异物随眼药水和眼泪一起流出。
三、例题精析
【例题1】在“神州十号”上，王亚平利用水袋和金属圈做成了一个水膜，加水后形成水球，并看到了她的“倒影”，如图所示．关于此现象，下列说法中正确的是
A．水球上的“倒影”是实像
B．此“倒影”和小孔成像的原理相同
C．此“倒影”成在王亚平和水球之间
D．利用此“倒影”成像原理可以制成的光学仪器之一是投影仪
【答案】A
【解析】
试题分析：A．凸透镜成像时，实像都是倒立的，所以我们看到的水球上的“倒影”是实像，A正确，符合题意；B．凸透镜成实像时，是光的折射形成的，小孔成像是光的直线传播，因此“倒影”和小孔成像的原理不同，B不正确，不符合题意；C．凸透镜成像时，像和物在凸透镜的两侧，因此“倒影”成在水球与王亚平相对应的另一侧，C不正确，不符合题意；D．由图可知此时凸透镜成倒立缩小的实像，利用此“倒影”成像原理可以制成的光学仪器之一是照相机，D错误，不符合题意；答案选A。
考点：凸透镜成像
【例题2】下列关于光学器件的应用，不切实际的是
A．近视眼镜利用了凹透镜对光的发散作用
B．借助放大镜看地图时，地图到放大镜的距离应略大于一倍焦距
C．照相时，被照者与相机的距离是在镜头的二倍焦距之外
D．阳光通过凸透镜可以点燃纸屑，这利用了凸透镜对光的会聚作用
【答案】B
【解析】
试题分析：A．近视眼所成的像在视网膜之前，近视眼镜利用了凹透镜对光的发散作用，使像落在视网膜上，答案正确，不符合题意。
B．借助放大镜看地图时，地图到放大镜的距离应小于一倍焦距，答案错误，符合题意。
C．照相机是利用了
当物体位于两倍焦距之外时，凸透镜能成倒立、缩小、实像
的原理制成的。照相时，被照者与相机的距离是在镜头的二倍焦距之外。答案正确，不符合题意。
D．因凸透镜对光线的会聚作用，所以阳光通过凸透镜可以会聚一点，可以点燃纸屑，这利用了凸透镜对光的会聚作用。答案正确，不符合题意。
考点：透镜
【例题3】如图所示为小明做“探究凸透镜成像规律”的实验装置图，此
时光屏上已经得到倒像，此时保持凸透镜和光屏位置，将蜡烛逐渐向左移动，我们将在光屏上看到
（
）
A.蜡烛的像变大了
B.蜡烛的像不变
C.蜡烛的像变小了
D.只有光斑，一片模糊
【答案】D
【解析】将蜡烛像左移动，物距变大，像距变小，像也变小，但此时保持凸透镜和光屏位置不变，光屏则得不到清晰的像，只有光斑，一片模糊。
【例题4】如图所示：在“探究凸透镜成像”的实验时，小明同学分别把点燃的蜡烛放在A、B、C、D、E的位置，请你利用学过的知识帮他分析一下：
A
B
C
D
E
2F
F
F
2F
①把蜡烛放在
点，屏上出现的像最大；像是
。（正立/倒立）
②把蜡烛放在
点，屏上出现的像最小；像是
。（正立/倒立）
③把蜡烛放在
点，透镜不成像；
④把蜡烛放在
点，透镜成的是虚像；像是
。（正立/倒立）
⑤把蜡烛从远处向凸透镜靠近（由A→D，不包括D点）时，像逐渐
（填“靠近”或“远离”）透镜，像的大小逐渐
（填“变大”或“变小”）。
【答案】①C．倒立②A．倒立③、D．④E．正立⑤、远离，变大
【解析】（1）凸透镜成像的几种情况：
U＞2f，成倒立、缩小的实像．
U=2f，成倒立、等大的实像．
2f＞U＞f，成倒立、放大的实像．
U=f不成像．
U＜f，成正立、放大的虚像．
（2）凸透镜成实像时，物体在凸透镜的焦点以外，物距减小，像距增大，像增大．
解：①要成实像，首先物距大于焦距，物距越小成的像越大，而且像是倒立的，所以在c点成的像最大．
故答案为：C；倒立．
;②当U＞2f，成倒立、缩小的实像，由图可知，把蜡烛放在A点，屏上出现的像最小
故答案为：A；倒立．
③当将蜡烛放在凸透镜的焦点上时，不成像，由图可知，D点正好是焦点．
故答案为：D．
④U＜f，成正立、放大的虚像．由图可知，把蜡烛放在E点，透镜成的是虚像．
故答案为：E；正立．
⑤把蜡烛从远处向凸透镜靠近（由A→D，不包括D点）时，物距在不断减小，由凸透镜成像规律可知：物距减小，像距增大，像增大．所以像逐渐远离透镜，像的大小逐渐变大．
故答案为：远离；变大．
【例题5】请完成左下方图中的光路；
【答案】如图所示：
【解析】
试题分析：光反射时，反射角等于入射角，由图知，入射光线经平面镜反射后，反射光线平行于主光轴，而平行于主光轴的光线经平面镜折射后过焦点，其光路图如图所示。
考点：光的反射，透镜的三条特征光线
【例题6】凸透镜的成像规律可以通过画光路图去理解。在光路图中凸透镜用图a表示，O点为光心，F为焦点。图b中A′B′是物体AB经透镜所成的像。
（1）请画出图b中两条入射光线的出射光线，完成成像光路图；
（2）在图b中，物距用u表示，即u=BO；像距用v表示，即v=OB′；焦距用f表示，即f=OF。请运用几何知识证明：
【答案】（1）光路图如下图所示。
（2）如图b所示，由题意可知：△OAB∽△OA′B′
即：
∵△AA′C∽△OA′F
∴
由题意知OB′=
v，BB′=OB+OB′=u+v，AC=OB=
u
OF=f
∴
变形得：
即：
【解析】
试题分析：（1）凸透镜成像中，经过光心的光线传播方向不变，平行于主光轴的光线出射光线经过凸透镜焦点，连接OA′、CA′，A、O、A′在一条直线上C、F、A′在一条直线上。
（2）如图b所示，△OAB∽△OA′B′
即：
∵△AA′C∽△OA′F
∴
由题意知OB′=
v，BB′=OB+OB′=u+v，AC=OB=
u，OF=f，∴
变形得：
即：
考点：凸透镜成像光路作图，物距、像距、焦距定量关系证明（凸透镜成像规律定量研究）
四、课堂运用
【基础】
1．用普通相机拍照时，要根据物距进行“调焦”，使用起来不太便捷。有一种“傻瓜”相机，只要将景物全部纳入取景区内，不论景物的远近，都能得到比较清晰的像，从而使拍照的过程变得十分快捷。这种“傻瓜”相机不用‘调焦’的奥秘是（
）
A．采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大
B．采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大
C．采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同
D．采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同
【答案】B
【解析】
试题分析：照相机的原理是当物距在大于凸透镜的2倍焦距时能成倒立、缩小的实像，而像就在凸透镜后的1倍焦距与2倍焦距之间，此位置正是胶片的位置，所以如果用短焦距镜头，其焦距本身就很小，像的位置变化不大，当用这种傻瓜照相机照相时，如果物体到相机镜头距离发生改变时，像距的变化范围很小，像的位置变化不大，故也可以认为能成近似清晰的像，故B是正确的。
考点：凸透镜成像。
2．如下图是“探究凸透镜成像的规律”实验装置示意图，凸透镜的焦距是20cm，如图的情景，眼睛可能观察到烛焰经凸透镜折射所成的虚像的是下列哪幅图？（
）
【答案】B
3．如图所示，有一圆柱体PQ，放在凸透镜前图示的位置，它所成像P′Q′的形状应该是下列图中的（　　）
【答案】B
【解析】
试题分析：圆柱体的右边Q在f和2f之间，所成的像是倒立放大的实像；圆柱体的左边P在2f以外，所成的像是倒立缩小的实像。当u＞f时，物距减小，像距变大像变大．右边的像距比左边的像距远，符合要求的只有图B．
考点：凸透镜成像规律以及应用
4．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12cm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
【答案】B
【解析】
试题分析：当蜡烛到透镜的距离为12cm，即u=12cm时，甲透镜成缩小的实像，说明12cm>2f甲，即f甲<6cm；
乙透镜成放大的虚像，说明12cm12cm；丙成放大的实像，说明2f丙>12cmf丙>6cm；因此本题答案选B
考点：凸透镜成像的规律及其应用.
5．如图所示是利用航空摄影拍摄到的宜宾中坝大桥，如果拍摄时所用照像机的镜头焦距是50mm，则胶片到镜头的距离应（
）
A、大于100mm
B、大于50mm小于100mm
C、小于50mm
D、等于50mm
【答案】B
【解析】
试题分析：照相机的镜头是凸透镜，当时成倒立、缩小的实像，此时，胶片到镜头的距离是像距v，镜头的焦距是50mm，所以胶片到镜头的距离应大于50mm小于100mm，故选B。
考点：凸透镜成像规律
6．小亮同学在探究“凸透镜成像规律”实验时，在光屏上得到清晰的与烛焰等大的像（如图所示），保持凸透镜位置不变，为了在光屏上得到清晰的放大的实像，他必须(
)
A．让蜡烛远离透镜，同时让光屏也远离透镜
B．让蜡烛远离透镜，同时让光屏靠近透镜
C．让蜡烛靠近透镜，同时让光屏也靠近透镜
D．让蜡烛靠近透镜，同时让光屏远离透镜
【答案】D
【解析】
试题分析：凸透镜成实像时，物近像远像变大，所以要得到放大的实像，应让蜡烛靠近透镜，同时让光屏远离透镜。
考点：凸透镜成像
7．焦距为f1的凸透镜与焦距为f2的凹透镜的主光轴重合，光心间为15cm。平行于主光轴的一束平行光通过两透镜后得到一束宽度为d的平行光束，如图（a）所示；若将两透镜位置互换，将得到一束宽度为4d的平行光束，如图（b）所示。则（
）
A．f1=30cm,f2=15cm
B．f1=15cm,f2=15cm
C．f1=30cm,f2=20cm
D．f1=45cm,f2=30cm
【答案】A
【解析】
试题分析：由图a可知，设入射光的宽度为H，由于其出来的平行光的宽度为d，则根据光路图的比例可知；
由图b可知，由于入射光的宽度仍为H，由于其出来的平行光的宽度为4d，则根据光路图的比例可知；解之得f1=2f2，故结合四个选项可知，A是正确的。
考点：透镜对光线的作用。
8．用焦距不变的照相机给某个同学拍完全身像后，想再拍一张半身像，则照相机应
该同学，同时镜头离底片
一些（均填“靠近”或“远离”）。
【答案】靠近
远离
【解析】
试题分析：照相机是凸透镜的应用，把物体放在二倍，焦距之外，成倒立缩小的实像；根据物远像近像变大的原理，给某个同学拍完全身像后，想再拍一张半身像，需要她的像变大，所以物距减小，像距变大，所以照相机应该靠近该同学，同时镜头与底片远离一些。
考点：凸透镜的成像规律
点评：焦距本题的而关键是熟知物远像近像变大的含义。
9．某凸透镜的直径是15cm，一束平行于其主光轴的平行光源通过它后，在距离它10cm的光屏上得到一个直径为5cm的光斑，这个凸透镜的焦距是
。
【答案】7.5cm或15cm
【解析】根据相似三角形解决问题，分两种情况，可能光线到光屏位置时，还没有会聚到焦点，有：，解得焦距f=15cm，也有可能已经过了焦点，则又有：，解得焦距f=7.5cm
故答案为：7.5cm或15cm
10、小伟利用光具座进行了凸透镜成像的探究实验：
（1）为了使烛焰的像能成在光屏的中央，要调整三者的位置，使它们的中心_________，可是在实验中他发现光屏上的像偏下，那么他应该把凸透镜向____（填“上”或“下”）调节，使像最终成在光屏的中央。
（2）通过实验他得到了凸透镜的像距v和物距u关系（如图所示），由图可知凸透镜的焦距是__________cm；当物距为30cm时的成像特点可应用于_________
（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。
（3）他按照如图所示：①将眼镜甲放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变得模糊，只将光屏远离透镜移动时，又能在光屏上看到烛焰清晰的像。
②将另一只眼镜乙放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像也变得模糊了，只将光屏靠近透镜移动时，又可以在光屏上看到烛焰清晰的像。
分析实验现象可知：甲乙两个眼镜中，_____是凸透镜，_____是凹透镜。在实验现象①和②中，属于近视眼矫正原理的是_________，属于远视眼矫正原理的是_________。
【答案】（1）在同一高度；上；（2）10；照相机；（3）乙；甲；
①；
②.
【解析】
试题分析：（1）探究凸透镜成像规律时，为了使像能成在光屏的中央，需要调节烛焰中心、凸透镜中心、光屏中心在同一高度的同一直线上；实验中“光屏上的像偏下”说明凸透镜的位置偏低，将凸透镜向上调节一些，就可以使像成在光屏的中央；（2）在凸透镜成实像的前期下，只有当物距等于两倍焦距时，像距才会等于物距，因此从“凸透镜的像距v和物距u关系图像”中可找出，2f=20cm，f=10cm；若U＝30cm，则U〉2f，应用这一原理成像的仪器为照相机；（3）“将眼镜甲放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变得模糊，只将光屏远离透镜移动时，又能在光屏上看到烛焰清晰的像”说明眼镜甲对光具有发散作用，使像成在更远处，眼镜甲为凹透镜；“将另一只眼镜乙放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像也变得模糊了，只将光屏靠近透镜移动时，又可以在光屏上看到烛焰清晰的像”
说明眼镜乙对光具有会聚作用，使像成在更近处，眼镜甲为凸透镜；近视眼的成因是由于晶状体过厚，对光的折射能力强，使远处物体的像成在视网膜的前方，要使像成在视网膜上，需要佩戴对光线具有发散作用的凹透镜，远视眼的成因是由于晶状体过薄，对光的折射能力弱，使近处物体的像成在视网膜的后方，要使像成在视网膜上，需要佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜，故属于近视眼矫正原理的是①；故属于远视眼矫正原理的是②.
考点：探究凸透镜成像规律
11．⑴在图甲中用平面镜成像的特点作出ΔABC在镜中的像。
⑵完成图乙中的光路。
⑶图丙中小磁针静止在地球赤道正上方，请标出此时小磁针的N、S极．
【答案】
【解析】
试题分析：平面镜成的是正立等大的虚像，像和物关于镜面对称。可以从物体作镜面的垂线，再取物到镜和像到镜的距离相等，最后确定像，平面镜成的是虚像，像应该是虚线。凸透镜对光起会聚作用，平行于凸透镜主光轴的光，经凸透镜折射后会聚于焦点，根据光路可逆，从焦点发出的光经凸透镜折射后平行于主光轴。指南针指南北是因为其受到了地磁场的作用，指南针指向地理南极的一端叫南极。
考点：光学作图、地磁场
【巩固】
1．如图所示，光会聚于b点，在虚线区域内放甲透镜后，光会聚于主光轴MN上的c点；在虚线区域内换放乙透镜后，光会聚于主光轴MN上的a点．现小明想进一步探究凸透镜成像的特点，应选择________（甲/乙）透镜．若在虚线区域放置一长方体玻璃砖，则光线透过玻璃砖会聚在b点的
侧（选填“左侧”或“右侧”）。
【答案】乙
右
【解析】
试题分析：凸透镜对光起会聚作用，凹透镜对光起发散作用。会聚作用是指光经透镜折射后，折射光更偏向主光轴；发散作用是指光经透镜折射后，折射光偏离主光轴。本题中光沿直线传播会聚于b点，在虚线区域内放甲透镜，光会聚于c点，折射光比原来的入射光偏离主光轴，所以甲透镜是凹透镜。反之，乙透镜是凸透镜。在研究凸透镜成像规律的实验中应选乙透镜。在虚线框内放玻璃砖，光经玻璃砖会发生折射，根据折射规律，可以作出折射光会聚的点（如图）。
考点：透镜对光的作用
2．一束平行光线经过凸透镜折射后的传播方向如图甲所示，由图可知，此透镜的焦距为______
cm；当把烛焰放在此凸透镜左侧12cm处时，如图乙所示，则从该凸透镜右侧通过透镜可以看到一个_____放大的____（填：“正立”或“倒立”）.
【答案】15㎝、正立、虚像
【解析】
试题分析：焦点到光心的距离叫焦距，图甲中焦距为15厘米；由于u＜f，所以物体通过凸透镜成正立、放大、虚像。
考点：凸透镜成像特点
【拔高】
1、请在图中画出物体AB的像A′B′的大概位置。注：要能正确反映像的大小、正倒和虚实，但不需要画光路图。
【答案】评分说明：像与物必须画在透镜的同侧，具体位置不做要求，像与物画在透镜两侧者不给分；像是正立的、放大的，给1分；能反映出像是虚像的，给1分。
【解析】
当物体在一倍焦距以内时，成正立放大的虚像．
如图：
本题考查了凸透镜能成正立放大的虚像．
2．小华有一架“傻瓜”相机，照相时不能根据景物的远近调节镜头到底片的距离，即不能调节像距。他从说明书中了解到：相机镜头的焦距是35mm，拍摄时景物应在3m以外。【提出问题】为什么用该相机拍摄3m以外的景物时，就不需要调节像距呢？
【收集数据】小华在查找相关资料，得到该相机镜头成像时像距和物距的数据如下表：
(
物距
u
/m
1
.
0
1
.
5
2
.
0
2
.
5
3
.
0
3
.
5
4
.
0
4
.
5
5
.
0
5
.
5
6
.
0
像距
v
/mm
36
.
27
35
.
84
35
.
62
35
.
50
35
.
41
35
.
35
35
.
30
35
.
26
35
.
23
35
.
21
35
.
20
)
【分析与论证】
（1）请根据表中的数据简单说明用该相机拍摄3m以外的景物时，不需要调节像距的理由：_____________________________________________________。
（2）请在图的坐标上画出像距与物距的关系图像。
(
0
1
2
3
4
5
6
u
/m
35
.
0
35
.
5
36
.
0
36
.
5
v
/mm
图
)
（3）随着物距的增大，像距减小得越来越_______（选填“快”或“慢”）
【答案】
【解析】试题考查知识点：实验探究；对凸透镜成像的进一步探究。
思路分析：（1）说明理由是根据所给数据的分析结果；
（2）在坐标纸上画图实际上是数学中描点连线；
（3）是对图像的观察分析后可以得出的结论，也是傻瓜相机制作的原理。
具体解答过程：
（1）根据相机镜头成像时像距和物距的数据表，不难看出，物距大于3m后像距的变化很小。当物距从3m变化到6m的时候，像距大约只改变了0.2mm。
（2）
（3）当物距成相同幅度增大时，像距的变化幅度越来越小越慢。
试题点评：在所学知识的前提下，进一步深入探究简单的物理规律，是必须掌握的，也正是素质教育的目的所在。
五、课堂小结
1.
我们要充分理解凸透镜和凹透镜的作图。
2.
学会利用凸透镜成像规律对应用实例进行分析。
六、课后作业
【基础】
1．物体放在凸透镜前，到凸透镜的距离是16cm，若此时光屏上得到放大的像，则所用的透镜的焦距可能是
A．4cm
B．8cm
C．12cm
D．18cm
【答案】C
【解析】
试题分析:
物体放在凸透镜前，到凸透镜的距离是16cm，若此时光屏上得到放大的像，此时的物距是f<16cm<2f,解得焦距的范围是8cm考点:本试题考查的是凸透镜成像。
点评：对于此类试题，学生应把握在光屏上得到放大的像，是投影仪的原理，即物距是大于1倍焦距小于2倍焦距，由此得到透镜焦距的范围。
2．如图所示，F为凸透镜的两个焦点，A’B’为物体AB的像，则物体AB在(
)
A．图中Ⅰ区域，比A＇B＇大，箭头方向向上
B．图中Ⅱ区域，比A＇B＇大，箭头方向向下
C．图中Ⅲ区域，比A＇B＇大，箭头方向向上
D．图中Ⅳ区域，比A＇B＇小，箭头方向向下
【答案】
C
【解析】由图知，相距在一倍焦距和二倍焦距之间，则物距在2倍焦距之外，成倒立缩小的实像，所以物体比A＇B＇大，箭头向上，所以选择C。
3．如图所示为小明做“探究凸透镜成像规律”的实验装置图，此
时光屏上已经得到倒像，此时保持凸透镜和光屏位置，将蜡烛逐渐向左移动，我们将在光屏上看到
（
）
A.蜡烛的像变大了
B.蜡烛的像不变
C.蜡烛的像变小了
D.只有光斑，一片模糊
【答案】D
【解析】将蜡烛像左移动，物距变大，像距变小，像也变小，但此时保持凸透镜和光屏位置不变，光屏则得不到清晰的像，只有光斑，一片模糊。
4．如图所示，主光轴上的Ｓ点发出的光经凸透镜折射后交于主光轴上的Ｓ′点，现有一条平行于入射光的光线从Ｒ点射向凸透镜，则折射光在凸透镜的另一侧(
)
　　
Ａ、和主光轴有交点，仍在Ｓ′点
Ｂ、和主光轴有交点，在Ｓ′点的左侧
Ｃ、和主光轴有交点，在Ｓ′点的右侧
Ｄ、和主光轴没有交点
【答案】B
【解析】主光轴上的Ｓ点发出的光经凸透镜折射后交于主光轴上的Ｓ′点，现有一条平行于入射光的光线从Ｒ点射向凸透镜，则折射光在凸透镜的另一侧和主光轴有交点，在Ｓ′点的左侧。所以选B。
5．某兴趣小组同学在研究凸透镜成像规律实验时，记录并绘制了物体离凸透镜的距离u跟实像到透镜的距离v之间的关系(如图)，则凸遗镜的焦距为(
)
A.60厘米
B.40厘米
C.20厘米
D.10厘米
【答案】D
【解析】由图像可知，当物距等于像距时，是成倒立等大的实像。由此可知凸透镜的焦距是10cm。所以选D。
6．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，已知凸透镜焦距为10cm，当光屏上成一缩小倒立的烛焰的像时，烛焰与凸透镜的距离为
(
)
A．大于20cm
B．等于20cm
C．大于10cm且小于20cm
D．小于10cm
【答案】A
【解析】物体放在二倍焦距以外，成倒立缩小实像，故选A
7．在焦距是20cm的凸透镜正前方100cm处，一个物体以10cm/s的速度沿透镜主光轴靠近透镜，当物体运动到第6s时，此时物体所成像为（
）
A．倒立、放大实像
B．倒立、缩小实像
C．正立、放大虚像
D．倒立、等大实像
【答案】D
【解析】当物体运动到第6s时，距离透镜100-10×6=40cm，透镜焦距是20cm，即物体放在了二倍焦距处，所以成倒立、等大实像，选D
8．把蜡烛放在凸透镜前30cm处，光屏上可接收到倒立等大的实像，若把蜡烛向远离凸透镜方向移动5
cm，并移动光屏，在光屏上可以看到(
)
A．倒立缩小的实像
B．倒立放大的实像
C．正立放大的虚像
D．倒立等大的实像
【答案】A
【解析】把蜡烛放在凸透镜前30cm处，光屏上可接收到倒立等大的实像，所以蜡烛在2倍焦距处．若把蜡烛向远离凸透镜方向移动5cm，则物距大于2倍焦距，此时成倒立、缩小的实像．故选A．
9．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关系的图像，由图可知凸透镜的焦距是______cm；当物距为5cm时的成像特点可应用于_______（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。
【答案】10
放大镜
【解析】
试题分析：凸透镜成像时，u=v=2f，在图象上找到u=v对应点，根据物距和焦距的关系求出凸透镜的焦距．凸透镜成像时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，其应用是照相机．2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪．若u＜f，则成一个正立放大的虚像，放大镜就是利用该原理制成的．①由图知，当物距为20cm时，像距也为20cm，根据凸透镜成像的规律，物距等于2倍焦距时，成倒立等大的实像，此时像距与物距相等．所以2f=20cm，则f=10cm．
②当物距为5cm时，即u＜f，则由凸透镜成像规律可知，成正立、放大的实像，放大镜就是根据此原理制成的．
考点：凸透镜成像
10．用焦距不变的照相机给某个同学拍完全身像后，想再拍一张半身像，则照相机应
该同学，同时镜头离底片
一些（均填“靠近”或“远离”）。
【答案】靠近
远离
【解析】
试题分析：照相机是凸透镜的应用，把物体放在二倍，焦距之外，成倒立缩小的实像；根据物远像近像变大的原理，给某个同学拍完全身像后，想再拍一张半身像，需要她的像变大，所以物距减小，像距变大，所以照相机应该靠近该同学，同时镜头与底片远离一些。
考点：凸透镜的成像规律
点评：焦距本题的而关键是熟知物远像近像变大的含义。
【巩固】
1．“探究凸透镜成像规律”的实验
【测量凸透镜的焦距】
将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移动光屏，在距透镜10cm处，屏上呈现出最小最亮的光斑，则此凸透镜的焦距约是
cm。
【评估实验方案】
方案甲：分别把点燃的蜡烛放在一倍焦距?和二倍焦距2?处，调整光屏到凸透镜的距离，观察并记录在屏上能否成像以及所成像的特点，分析总结得出凸透镜成像规律。
方案乙：除甲中的做法外，还应该将蜡烛放在大于2?的某一位置，大于?小于2?的某一位置，观察并记录对应的成像情况，才能总结出凸透镜的成像规律。
方案丙：把点燃的蜡烛从距凸透镜较远的位置逐渐移近，通过不断调整光屏到凸透镜的距离，观察并记录在屏上能否成像，以及成像的特点，包括观察所成像随蜡烛位置变化而变化的趋势，尤其是在?和2?处所成像的情况，总结得出凸透镜成像的规律。
方案丁：与丙不同的是，将蜡烛从靠近凸透镜的位置逐渐远离，其他步骤相同。
以上四种方案中，哪些是科学合理的：
（甲/乙/丙/丁）
【解决实验中的问题】
（1）小莉同学做实验时，发现烛焰在光屏上的像偏高，如图所示，若要使烛焰成像在光屏中心，只调节光屏，应将光屏向
（上/下）调节。
（2）小丽同学在做实验时，发现无论怎样调节光屏的位置，都不能在光屏上呈现清晰的像。请你写出一种可能的原因：
。
【答案】10
丙丁
上
蜡烛在焦距以内
【解析】
试题分析：首先根据凸透镜焦点和焦距的定义得出凸透镜的焦距．平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点的凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距．探究凸透镜成像规律包括：物体在大于二倍焦距、一倍焦距和二倍焦距之间、小于一倍焦距时凸透镜成像的性质；一倍焦距、二倍焦距两侧各有什么不同；物距逐渐减小时像距和像的变化规律等．探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能成在光屏的中心．成虚像时，在光屏上也找不到像。
（1）凸透镜正对太阳光，是平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后得到最小最亮的光斑，这点是凸透镜的焦点．焦点距光心10cm，所以凸透镜的焦距是10cm．
（2）甲方案只探究了一倍焦距f和二倍焦距2f处，像的性质，不全面，不合理．
乙只是探究了大于2f的某一位置，大于f小于2f的某一位置，探究不全面，并且在一个范围内只测了一个位置，实验结论很具有偶然性，不合理．
丙方案探究物距逐渐减小时物体在大于二倍焦距、一倍焦距和二倍焦距之间、小于一倍焦距时凸透镜成像的性质；一倍焦距、二倍焦距两侧各有什么不同；物距逐渐减小时像距和像的变化规律等．探究比较全面，科学合理．
丁方案探究物距逐渐增大时物体在大于二倍焦距、一倍焦距和二倍焦距之间、小于一倍焦距时凸透镜成像的性质；一倍焦距、二倍焦距两侧各有什么不同；物距逐渐减小时像距和像的变化规律等．探究比较全面，科学合理．
（3）蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能成在光屏的中心，如图光屏的位置偏低，使光屏上移．
（4）成虚像时，在光屏上也找不到像。
考点：凸透镜成像
2．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将发光体S（箭头形状的发光二极管，长为2
cm）、凸透镜T、光屏P安装在光具座上进行试验，如图所示。固定凸透镜T，将发光体S放在离凸透镜4
cm处，移动光屏P，如果找不到像，则记录光屏上光斑的特征；如果在光屏上出现清晰的像，则记下像的特征，测出光屏P到透镜T的距离和像的长度。然后，将物距依次增加2
cm，重复上面的实验。实验数据如下表，根据表中的信息，回答下列问题：
实验次数物距u/cm像距v/cm像的长度/cm像的特征l4.0／光般大小变化只有圆光斑26.0／光般大小变化只有圆光斑38.0／光般大小不变只有圆光斑410.040.08.0倒立的箭头512.024.04.0倒立的箭头614.018.72.7倒立的箭头716.016.02.0倒立的箭头818.014.41.6倒立的箭头920.013.31.3倒立的箭头
（1）凸透镜T的焦距为__________cm。
（2）物距u在_______________范围时，在光屏上总成倒立、放大的实像。
（3）当物距从开始再到逐渐增大时，则像的大小_________，像距_________。（均填“变大”“变小”“不变”“先变小后变大”或“先变大后边小”）
（4）当物距等于7cm时，物体在光屏上_________（填“一定会”“一定不会”“可能会”）成像。分析表中成倒立实像的实验数据，当物像间距（u+v）最小时，成在光屏上的像的长度____（填“大于”“小于”或“等于”）发光体的长度。
（5）请你根据上表提供的信息，再找出一条规律__________________。
【答案】（1）8（2）大于8cm小于16cm（3）变小；变小（4）一定不会；等于（5）f＞8cm成实像或f＜8cm成虚像或f＞16cm成倒立缩小实像
【解析】
试题分析：（1）若将发光体S放在焦点处，则发出的光经凸透镜后，平行于主光轴，则在光屏上会出现一个与凸透镜等大的圆形的光斑，而只有将发光体S放在8cm处时，光斑大小不变，可知此处即为焦点，则凸透镜T的焦距为8cm．（2）凸透镜的焦距f=8cm，由凸透镜成像规律可知，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像．即物距u在大于8cm小于16cm范围时，在光屏上总成倒立放大的实像（3）由凸透镜成实像时，物近像远像变大，可知，当物距从开始再到逐渐增大时，则物距增大、像距变小，像变小．（4）因为凸透镜的焦距f=8cm，所以当u=7cm时，u＜f，成正立、放大的虚像，不能在光屏上成像．分析表中成倒立实像的实验数据，当物像间距（u+v）最小时，即物距为16cm和像距为16cm时，此时（u+v）最小，则成在光屏上的像的长度为2cm，正好等于发光体的长度．（5）由表中信息可知：f＞8cm成实像，f＜8cm成虚像，f＞16cm成倒立缩小实像等．故答案为：（1）8（2）大于8cm小于16cm（3）变小；变小（4）一定不会；等于（5）f＞8cm成实像或f＜8cm成虚像或f＞16cm成倒立缩小实像．
考点：凸透镜成像规律及其探究实验
【拔高】
1．按要求作图（4分）
（1）如下左图，处于主光轴上的物体AB经凸透镜后在光屏上成的像A'B'，请你根据图中所给的条件画出凸透镜，并确定左焦点F的位置(2分)。
（2）请完成右面两图的光路图，作出对应的反射光线或入射光线(2分)。
【答案】（1）
（2）
【解析】
试题分析：（1）凸透镜的三条特殊光线：①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴．②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点．③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变．结合上述三条光线可以确定凸透镜的位置、焦点的位置．连接BB′，与主光轴的交点O就是凸透镜的光心，由此可以确定凸透镜的位置；因为通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，过B′点做平行于主光轴的折射光线，其入射光线来自B点，入射光线与凸透镜左侧的主光轴的交点就是凸透镜的焦点F位置，如图所示：
（2）光的反射定律的内容：反射光线、入射光线、法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角．根据光的反射规律作光路图的方法是：①由入射光线和反射面确定入射点，入射点一般用字母0表示．②由入射点和反射面确定法线，法线用虚线画出．③由入射光线和法线确定入射角④根据光的反射定律确定反射角．⑤由法线和反射角确定反射光线．光线用实线画出，注意入射光线和反射光线的箭头方向．由图可知入射角为90°－45°=45°，所以反射角也为45°，然后根据上述步骤做出反射光线，如下图：
凹透镜三条特殊光线：①平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线的反向延长线入射光线一侧的焦点；②延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴；③过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变，结合上述第②点作图如下所示：
考点：透镜的光路图；光的反射光路图

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