第5节-第2课时-凸透镜成像规律

第五节科学探究：凸透镜成像第2课时凸透镜成像规律第四章多彩的光1课堂讲解探究凸透镜成像的实验操作凸透镜成像规律2课时流程当堂作业逐点导讲练课堂小结课后作业蝴蝶杯，古代饮器之一，以杯中“酒满蝶显，酒干蝶隐”的奇特视觉效果而千古流传，被世人美誉为“千金之宝”。注入酒后的蝴蝶杯为什么会显示出蝴蝶栩栩如生的画面呢？加酒1知识点探究凸透镜成像的实验操作知1－导1.照相机、投影仪、放大镜成像各有何特点？

照相机成倒立、缩小的实像；投影仪成倒立、

放大的实像；放大镜成正立、放大的虚像。知1－导2.它们成像时，物体到凸透镜的距离有何不同？照相机成像时离镜头较远，幻灯机成像时离镜头较近，放大镜成像时离凸透镜最近。

知1－导凸透镜成像的正倒、大小、虚实跟物距有什么关系呢？【猜想】根据已有知识提出猜想：物距大，成倒立、缩小的实像；物距小，成倒立、放大的实像；物距更小，成正立、放大的虚像。问题知1－导【实验器材】实验装置如下图所示，器材主要有光具座、蜡烛、凸透镜、光屏等。知1－导【实验方案】改变物距大小，观察不同物距所成像的大小、正倒、虚实。

fFO凸透镜光屏物体知1－导本次探究，我们将要面临的问题都有哪些呢？1.如何保证蜡烛的像成在光屏的中央？2.如何找到像的位置？3.如何能更加方便的测出物距和像距？4.实验过程中应记录哪些现象和数据？请同学们设

计一个表格记录实验数据？问题知1－导1.使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。知1－导2.点燃蜡烛，使蜡烛位于凸透镜前某一位置，左右移动光屏，直到光屏上出现清晰的像，此时光屏的位置就是像的位置。若无论怎样移动光屏都得不到像，可取下光屏，直接用眼透过凸透镜观察。知1－导3.固定凸透镜在光具座上，调节蜡烛和光屏的位置改变物距和像距。4.需记录像的正倒、大小、虚实，物距和像距，像与物的位置关系。知1－导研究“像与物距的关系”数据记录表格实验次数物距u/cm像的性质像距v/cm正、倒大、小虚、实1

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知1－导【进行实验】下面请同学们使蜡烛位于凸透镜前的不同位置，调节光屏分别找到像，观察像的性质，并将对应的物距、像距及像的正倒、大小、虚实分别记录在实验数据记录表格内。知1－导实验结论物距像的情况像距方向大小虚实u>2ff<v<2f倒立缩小实像u=2fv=2f倒立等大实像f<u<2fv>2f倒立放大实像u=f不成像u<f同侧正立放大虚像知1－导【分析归纳】分析实验数据，归纳得出成像规律：物距(u)像

的

性

质像距(v)正、倒大、小虚、实位置u>2f倒立缩小实像异侧f＜v＜2fu=2f倒立等大实像异侧v=2ff<u<2f倒立放大实像异侧v＞2fu=f不成像，大小不变的圆形光斑

u<f正立放大虚像同侧v＞u知1－导【巧学妙记】一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，实像总是异侧倒，虚像总是同侧正，物近像远像变大，焦点、以内反变化。知1－导1.当u=f时，凸透镜为什么不成像？有什么应用？2.当u=2f时，成倒立、等大的实像，你能否利用这一规律测量一未知凸透镜的焦距？问题1.物体在焦点上，发出的光经凸透镜平行于主光轴，故不成像，可获得平行光2.求焦距：成等大实像时，f=u/2知1－导3.某同学实验时用白纸遮住了部分透镜，还能成完整的像吗？像有什么变化？4.某同学实验时像成在了光屏的上方，要使像成在光屏中心，可以将蜡烛怎样移动？问题3.通过实验观察知：仍能成完整的像，像变暗。4.通过实验观察可知：蜡烛向上移动。知1－导【蝴蝶杯显影释疑】1.结构知1－导2.显影原理(a)没酒水时，蝴蝶图片在凸透镜的焦点上。(b)注入酒水后，酒水和凸透镜的共同作用相当于增大了凸透镜的焦距，使蝴蝶图片在凸透

镜焦点以内，成正立、放大的虚像。(c)蝴蝶杯显影光路图。知1－讲〈江苏扬州，实验探究题〉利用光具座探究凸透镜成像规律：(1)实验中出现了如图所示的情形，要使像成在光屏中央，应将光屏向_____(填“上”或“下”)调整。【例1】下知1－讲(2)已知凸透镜焦距为10cm，将蜡烛放在距离凸透镜

25cm处，调节光屏可得到倒立、________(填“放

大”“缩小”或“等大”)的实像，应用这个原理工作的仪器有________。缩小照相机知1－讲(3)在上述实验的基础上，将蜡烛向远离透镜的方向移动，要在光屏上得到清晰的像则应将光屏______(填

“远离”或“靠近”)透镜，光屏上的像________(填“变大”“变小”或“不变”)。靠近变小知1－讲(1)烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度上，像才能成在光屏的中心，所以光屏向下移动。(2)透镜的焦距为f＝10cm，蜡烛放在距离凸透镜25cm处，即u＝25cm＞2f，这时成倒立、缩小的实像。应用这一原理工作的是照相机。(3)将蜡烛向远离透镜的方向移动，像就会靠近透镜，因此光屏应当靠近透镜，且光屏上的像会变小。【解析】总结知1－讲(1)物距在不同的范围内的不同位置要进行两次或两次以上的实验，目的是使结论更准确并具有普遍性，排除偶然性。(2)随着实验的进行，蜡烛在不断燃烧，会使烛焰的像越来越靠近光屏的上端，这时的调节方法有三种：总结知1－讲①将光屏向上移动；②将烛焰向上移动；③将凸透镜向下移动。(3)若将凸透镜的一部分用遮光板遮住，由于烛焰上所有发光点发出的光仍然能被凸透镜剩下的部分折射到光屏的相应位置，所以成像的性质不变，只是因折射到光屏上的光线减少而使像变暗了。知1－练（来自《典中点》）(中考·潍坊)如图所示，是探究凸透镜成像规律的实验装置，烛焰、透镜和光屏的中心大致在同一高度，当凸透镜的焦距f＝10cm、物距u＝15cm、像距v＝30cm时，在光屏上得到_______、_______的实像，撤去光屏，简要说明观察该像的方法____________________________________。1倒立放大在光屏位置的后面向透镜方向观察知2－导2知识点凸透镜成像规律凸透镜成像规律可用简要归纳成下面几句话：1.一倍焦距分虚实（即物体放在凸透镜的焦点处，不能成像；当物距小于焦距时，成虚像；物距大于焦距时，成实像，知2－导也就是说，焦点是凸透镜成虚像或实像的分界点），二倍焦距定大小（是说物距大于1倍焦距而小于2倍焦距时，成倒立、放大的实像；物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像；在物距小于1倍焦距时，成正立、放大的虚像。即2倍焦距处是成放大实像或缩小实像的分界点）。知2－导2.实像总是异侧倒（即成实像时，总是像、物异侧，像相对于物是倒立的），虚像总是同侧正（即成虚像时，总是像、物同侧，像相对于物是正立的）。3.物近像远像变大，（即物体靠近透镜时，像要远离透镜，同时像要变大）物远像近像变小（即物体远离透镜时，像要靠近透镜，同时像要变小）。知2－导4.像的大小像距定（即像距变大时像变大，像距变小时像变小），像儿跟着物体跑（即物体向哪个方向运动，像就向哪个方向运动）。利用凸透镜成像的规律可以确定像的性质，也可以确定焦距的范围，还可以确定物距与像距的变化关系及像的大小变化。知2－讲〈沈阳〉某物体通过一凸透镜成倒立、放大的实像，此时像距为15cm；当物体移到该透镜前20cm处时，能够用光屏承接到的像为________立、________(填“放大”“缩小”或“等大”)的像。【例1】倒缩小知2－讲（来自《点拨》）因为像距为v＝15cm时，凸透镜成倒立、放大的实像，所以此时v＞2f，即15cm＞2f，解得：f＜7.5cm。当物体移到该透镜前20cm时，u＝20cm，故此时u＞2f，因此成倒立、缩小的实像。【解析】知2－练（来自《典中点》）1(中考·宜昌)手持一个凸透镜在室内的白墙和窗户之间移动(离墙更近些)，在墙上能看到(

)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．正立、缩小的虚像A知2－练（来自《典中点》）2(漳州改编)用手机摄像头扫描二维码(如图)可快速登录网页，访问网络数据，当手机扫描二维码时(

)A．摄像头相当于凸透镜B．二维码是光源C．二维码位于摄像头的一倍焦距以内D．二维码通过摄像头成的像在一倍焦距以内A两个分界点两个一致性焦点：实像、虚像的分界点二倍焦距：成放大、缩小实像的分界点像与像距大小变化像与物移动方向u>f:实像u<2f:放大u>2f:缩小u<f:虚像物向右，像向右物距变大，像变大1.凸透镜成像规律及其应用：物距u像的性质应用正倒大小虚实像距vu＞2f倒缩小实2f＞v＞f照相机、摄像机u＝2f倒等大实v＝2f测焦距2f＞u＞f倒放大实v＞2f投影仪、幻灯机u＝f不成像u＜f正放大虚v＞u放大镜2.凸透镜成像中物体与像的移动规律：凸透镜成实像时，若凸透镜不动，物体向上移动，像会向下移动。若物体不动，凸透镜向上移动，像也向上移动。3.凸透镜成像规律：(如图所示)(来自《典中点》)(中考·菏泽)在做“探究凸透镜成像”的实验时，将焦距为10cm的凸透镜和蜡烛放在光具座上，位置如图所示。则在光屏上(

)A．成倒立放大的实像B．成倒立缩小的实像C．不会得到像D．像距大于10cm小于20cm1A(来自《典中点》)(中考·南充)把一个凸透镜正对着太阳光，在另一侧距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。将点燃的蜡烛放在离凸透镜14cm处，经凸透镜所成的像是(

)A．正立、放大的虚像B．倒立、放大的实像C．倒立、缩小的实像D．正立、放大的实像2A(来自《典中点》)3(中考·襄阳)如图所示，在“探究凸透镜成像的规律”实验中，若将点燃的蜡烛依次放在a、b、c三处，其中蜡烛放在________处得到的实像最大，放在________处得到的实像最小。bc(来自《典中点》)(中考·益阳)如图是凸透镜成实像时像距v和物距u的关系图像，分析图像可知(

)A．该凸透镜的焦距是10cmB．当物距u＝30cm时，

像距v＝30cmC．物距增大时像距也增大D．当物距u＝15cm时，成缩小的像4A5【长沙】在“探究凸透镜的成像规律”实验中，小明进行了以下探究：