八年级物理全册第四章《多彩光》第5节《科学探究凸透镜成像》讲解与例题(含详解)沪科版

答案：（1）折射原理（2）厚（3）薄（4）汇聚（5）汇聚透镜（6）主光轴（7）光心（8）焦点（9）焦距（10）物距（11）u（12）像距（13）v（14）实（15）倒立（16）2倍焦距（17）焦点（1倍焦距）（18）1倍焦距1．凸面镜1）工作原理：光的折射。2）构造特色：中间厚边沿薄，凸面镜镜面的两个表面或起码一个表面是球面的一部分。几种主要的凸面镜以下图。点技巧凸面镜构造特色的巧记方法凸面镜的特色是中间厚边沿薄，很像汉字“凸”；凹面镜的特色是中间薄边沿厚，很像汉字“凹”，利用这类方法能够帮助我们很快记着它们的构造特色。3）与凸面镜有关的几个观点①主光轴（光轴）：经过两个球面球心的直线②光心（O）：凸面镜的中心③焦点（F）：平行于主光轴的光经凸面镜汇聚的点④焦距（f）：焦点到光心的距离谈要点正确理解凸面镜的焦点和焦距凸面镜的双侧各有一个焦点，双侧的焦距相等。不一样凸面镜的焦距不一样，凸面镜的焦距决定了凸面镜对光的偏折程度，焦距越小，光经过凸面镜后的偏折程度越大。【例1－1】以下图的透镜中不属于凸面镜的是（）。分析：A选项中间薄边沿厚，属于凹面镜，B、C、D选项都属于凸面镜。答案：A【例1－2】以下图，图中直线MN是凸面镜的________，O点是凸面镜的________，F点是凸透镜的________，f是凸面镜的________。分析：此题考察对凸面镜基本观点的掌握，认识凸面镜及有关观点是解答此题的要点。答案：主光轴光心焦点焦距2．凸面镜对光的作用1）凸面镜对光拥有汇聚作用，因此又叫汇聚透镜。2）三条特别光芒①平行于主光轴的光芒经过凸面镜折射后过焦点。②经过光心的光芒流传方向不改变。③过焦点的光芒经过凸面镜折射后与主光轴平行。释疑点光芒经过凸面镜后必定汇聚于一点吗？凸面镜对光芒有汇聚作用，是指对全部的光芒的汇聚，但不必定汇聚到一点，而是指光芒经过凸面镜折射后，折射光芒比本来的入射光芒沿原方向流传更凑近主光轴，使它的光束变窄，如图所示。【例2】请你达成以下图的光路图。分析：光芒经过凸面镜时，都是向较厚的一侧偏折。若入射光芒平行于主光轴，则折射光芒经过焦点；若入射光芒经过焦点时，则折射光芒平行于主光轴。答案：以下图3．凸面镜成像的规律1）凸面镜成像时，物体到光心的距离叫做物距，像到光心的距离叫做像距，描绘凸面镜成像的性质从像的倒立或正立，放大或减小，实像或虚像三方面进行，凸面镜成像规律以下表所示。像的性质物距（u）像的倒立像的大小像的虚像距（v）实u＞2f倒立减小实像f＜v＜2fu＝2f倒立等大实像v＝2ff＜＜2f倒立放大实像v＞2ufu＝f不可像u＜f正立放大虚像2）对凸面镜成像规律的进一步认识：①焦点是成实像和虚像、正立像和倒立像、像物同侧和异侧的分界点。②二倍焦距处是成放大实像和减小实像的分界点。③成实像时：物近、像远、像变大。即：物距减小、像距增大、像也变大。④成虚像时：物近、像近、像变小。即：物距减小、像距减小、像也变小。哎呀，凸面镜成像规律这么多，怎么记得住呀？别焦急！我们能够经过列表、绘图、编写口诀等方式记忆，刚开始利用口诀记忆是一种不错的方法，如“一焦分虚实，二焦分大小；实像异侧倒，虚像同正大；物远像近小，物近像远大”。辨误区不要将“放大的像”和“像变大”混杂放大的像指所成的像的大小比物体的大小大；像变大指物体到凸面镜的距离发生变化时，像相对于本来的像变大。像变大不等于所成的像是放大的，如物距从大于二倍焦距减小到等于二倍焦距的过程中，所成的像是减小的，但像是渐渐变大的。【例3－1】把一个凸面镜瞄准太阳光，在距凸面镜10cm处获得一个最小最亮的光斑。若将一物体放在此透镜前15cm处，经凸面镜所成的像是（）。A．倒立、减小的实像B．倒立、放大的实像C．正立、放大的虚像D．正立、减小的虚像分析：由凸面镜的汇聚作用可知焦距为10cm，物体放在透镜前

15cm

处，即物距大于

1倍焦距且小于2倍焦距时，依据凸面镜成像规律，物体成倒立、放大的实像。答案：B【例3－2】对于凸面镜成像，以下说法正确的选项是（）。A．实像必定是倒立的，虚像必定是正立的B．实像和虚像都可能是放大的或减小的C．成实像时，物体离凸面镜越近，像越小D．成虚像时，物体在二倍焦距以外分析：此题考察凸面镜成像规律的记忆。A√没有正立的实像和倒立的虚像。B×实像可能是放大、等大、减小的，虚像都是放大的。C×成实像时，物体离凸面镜越近，像越大。D×成虚像时，物体在焦距以内。答案：A【例3－3】以下图，将凸面镜固定在光具座上某地点（图中未标出），点燃的蜡烛放在光具座上的a点，调理光屏的地点，在光屏上获得烛焰清楚减小倒立的像。将蜡烛从a点滑到b点后，再挪动光屏，屏上获得清楚的像变小。则（）。A．凸面镜位于a点左边B．凸面镜位于b点右边C．蜡烛在a点时，物距大于二倍焦距D．蜡烛在b点时，像距大于二倍焦距分析：在光屏上获得倒立减小的像，说明物体在凸面镜的二倍焦距以外，将蜡烛从a点滑到b点后，获得的像变小，说明物距变大，这说明凸面镜在蜡烛的左边，因此A选项正确，B选项错误；因为成倒立减小的像，因此像距在一倍焦距以外、二倍焦距以内，故C选项正确，D选项错误。答案：AC4．凹面镜1）构造特色：中间薄边沿厚，几种主要的凹面镜以下图。2）凹面镜对光拥有发散作用3）凹面镜的三条特别光芒①跟主光轴平行的光芒经过凹面镜折射后，其折射光芒的反向延伸线过焦点。②经过光心的光芒流传方向不改变。③指向另一侧焦点的光芒经过凹面镜折射后跟主光轴平行。【例4】假如把一个玻璃球切割成五块，其截面以下图，再将这五块玻璃a、、、、e分bcd别放在太阳光下，那么能使光芒发散的是（）。A．aB．bC．cD．d分析：中间厚、边沿薄的为凸面镜，中间薄、边沿厚的为凹面镜，此外凸面镜对光芒有汇聚作用，凹面镜对光芒有发散作用。答案：B5．凸面镜成像规律的研究利用实验研究凸面镜成像规律时，应注意以下几点：（1）在光具座上从左到右挨次搁置蜡烛、凸面镜、光屏，而且使它们在同向来线上，点燃蜡烛，调整凸面镜和光屏的高度，使烛焰、凸面镜、光屏的中心大概在同一高度，这样做的目的是使烛焰经过凸面镜折射后所成的像完好地体此刻光屏的中央地点。2）当烛焰与凸面镜的距离确立后，应挪动光屏，直到在光屏上体现最清楚光亮的像。3）察看虚像时，眼睛和物体位于凸面镜的双侧，像与物体位于凸面镜的同侧。释疑点在光屏上找不到像的原由有哪些？实验过程中挪动光屏找不到像的可能原由：①蜡烛在焦点以内；②蜡烛在焦点上；③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；④蜡烛到凸面镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光屏没法移到该地点。6．凸面镜成像性质的判断1）题目的图中已经给出了物和像时，经过察看题图直接判断。2）依据物距与焦距的关系，利用凸面镜成像规律进行判断。①u＞2f时，成倒立、减小的实像。②f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像。③实像必定是倒立的；虚像必定是正立的，且u＜f。④成实像时，物距减小时，像距增大，像也变大。（3）依据物距与像距的关系，也能判断出像的性质。①物距大于像距时，成倒立、减小的实像。②物距等于像距时，成倒立、等大的实像。③物距小于像距时，成倒立、放大的实像。【例5】小芳同学在研究凸面镜成像规律的实验中，她按以下图装置仪器（图中F点是焦点，H点是二倍焦距处），此时在光屏上获得了一个清楚的像，但像的地点偏高。1）造成这一现象的原由是__________________________________________________。2）为了使像能成在光屏的中央，她应把蜡烛向________（选填“上”或“下”）调；调理好蜡烛的高度后，她把蜡烛移到A点，此光阴屏上的像很模糊，为了获得清楚的像，应把光屏向________（选填“左”或“右”）挪动。（3）若想从光屏一侧透过透镜看到蜡烛正立的像，可将物体放在________（填字母符号）点。分析：（1）为了清楚察看烛焰完好的像，要求像成在光屏中央，为此要使烛焰、透镜中心、光屏中心在同一高度。（2）因为凸面镜所成的实像上下左右都颠倒，像在光屏上偏高，能够向上挪动蜡烛或向下挪动光屏；假如f＜u＜2f，则v＞2f，因此物体在A点时像应在H点右边。（3）当u＜f时，成正立、放大的虚像。答案：（1）烛焰、透镜中心和光屏中心不在同一高度（2）上右（3）B【例6－1】一支蜡烛的烛焰与凸面镜的距离是20cm，在另一侧光屏上获得与烛焰等大的像，挪动蜡烛与凸面镜的距离为u，则（）。A．当u＝22cm时，凸面镜成减小的虚像B．当u＝11cm时，凸面镜成放大的虚像C．当u＝15cm时，凸面镜成放大的实像D．当u＝8cm时，凸面镜成放大的实像分析：由光屏上获得与烛焰等大的像可知u＝2f，即20cm＝2f，因此f＝10cm；当u＝22cm时，知足u＞2，能成倒立、减小的实像；当＝11cm和u＝15cm时，知足f＜＜2f，能成倒立、fuu放大的实像；当u＝8cm时，知足u＜f，能成正立、放大的虚像。答案：C【例6－2】在研究凸面镜成像的实验中，当蜡烛位于凸面镜前某地点时，在透镜的另一侧体现一个倒立、放大的实像，若保持凸面镜的地点不变，把蜡烛与光屏的地点互订交换，则在光屏大将出现一个（）。A．倒立、放大的实像B．倒立、减小的实像C．倒立、等大的实像D．得不到实像分析：当f＜u＜2f时，凸面镜能成倒立、放大的实像，这时v＞2f，凸面镜地点和焦距不变，交换蜡烛和光屏，则物距变为＞2f，则依据凸面镜成像规律可获得像的性质。u答案：B7．凸面镜成像时物距、像距和焦距范围确实定利用凸面镜成像规律，从物距与焦距的关系和像距与焦距的关系上，经过解不等式或不等式组来确立物距、像距、焦距的范围，是解答有关习题的一种重要方法，常用关系式以下表所示。像的性质常用关系式物距与焦距像距与焦距减小的实像u＞2f＜＜2ffv等大的实像u＝2fv＝2f放大的实像f＜u＜2fv＞2f放大的虚像u＜f8．实像与虚像实像虚像成像原物点射出的光芒经过光学器物点射出的光芒经过光学器件的反射和折射后，实质光芒件的反射和折射后，实质光芒理不一样汇聚形成的像的反向延伸线订交形成的像不一样点承接方既能用光屏承接也能用眼睛只好用眼睛观看而不可以用光法不一样直接观看屏承接同样点实像和虚像都能够由光的反射、折射形成【例7】（安徽·蚌埠）小亮同学在研究凸面镜成像规律时作了以下的记录：当物距为30cm时，在光屏上出现倒立、减小的像；当物距为20cm时，在光屏上出现倒立、放大的像；当物距为8cm时，在光屏上一直得不到像。由此可判断凸面镜的焦距可能是（）。A．6cmB．12cmC．16cm

D．20cm分析：依据凸面镜的成像规律可知，当作倒立、减小的实像时，物距u＝30cm＞2f，解不等式可得f＜15cm；当作倒立、放大的实像时，f＜u＜2f，即10cm＜f＜20cm；当作虚像时，u＜f，则f＞8cm，综合以上焦距f的范围可得凸面镜焦距的大小范围是：10cm＜f＜15cm，应选B。答案：B【例8】一个物体位于凸面镜的主光轴上，距透镜光心十倍焦距，物体沿主光轴向透镜挪动到距透镜的焦距以内的地方，在此过程中（）。A．先成实像，后成虚像B．先成减小实像，后成放大虚像C．像先是愈来愈小，后是愈来愈大D．向来成不停变大的实像分析：当物距大于二倍焦距时，物体经凸面镜折射成减小实像；当物距大于一倍焦距而小于二倍焦距时，物体经凸面镜成放大的实像；当物距小于焦距时，物体经凸面镜成放大的虚像。那么当物体由离透镜十倍焦距移到距透镜二倍焦距的过程中，成减小的实像；在由距透镜二倍焦距到一倍焦距的过程中，成放大的实像；在进入透镜一倍焦距以内时，成放大的虚像。在成实像过程中，像是跟着物距的渐渐减小而不停增大的。答案：A9．凸面镜焦距的丈量方法（1）让凸面镜正对着太阳光，拿一张白纸在它的另一侧挪动，直到纸上的光斑最小、最亮．用刻度尺量出光斑到凸面镜的距离f，f即为凸面镜的焦距。2）①在光具座上从左至右挨次搁置蜡烛、凸面镜、光屏，点燃蜡烛，调整蜡烛、凸面镜、光屏，使它们的中心在同一高度，挪动凸面镜和光屏，直到光屏上出现倒立等大的实像为止；②测出蜡烛到凸面镜的距离d；③凸面镜的焦距f1。＝2d（3）①在一条直线上，从左至右挨次搁置点光源S、凸面镜、平面镜（凸面镜、平面镜与直线垂直），挪动点光源，使点光源发出的光经凸面镜折射、平面镜反射，又经凸面镜折射汇聚成的光斑′与S重合为止，以下图。S②用刻度尺测出点光源到凸面镜的距离d。③凸面镜的焦距f＝d。【例9】小红最喜欢的玩具是叔叔送给她的诞辰礼品，那是三只大小、形状、完好同样的凸面镜，分别由玻璃、水晶、塑料制成。此刻小红想研究“大小、形状同样的凸面镜的焦距与制作资料能否有关”。请你帮她设计此次研究的全过程：1）此次研究所需要的器械有哪些？2）请你写出研究的主要步骤。3）请你设计实验、察看现象并把实验数据制成表格记录下来。分析：此题考察的是丈量凸面镜