初中物理第3节 凸透镜成像的规律学案

这是一份初中物理第3节 凸透镜成像的规律学案，共8页。学案主要包含了透镜成像作图的应用，透镜成像规律，探究透镜成像规律实验中常见问题等内容，欢迎下载使用。
1．凸透镜成像动态变化规律
（1）_____________是成放大实像和缩小实像的分界点；
（2）_________是成实像和虚像的分界点；
（3）_________是正立和倒立的分界点；
（4）_________是像和物体同侧、异侧的分界点；
（5）_________时，物近→像远、像变大；物远→像近、像变小；
（6）_________时，物远→像远、像变大；物近→像近、像变小。
关键提醒：实像都是_________的；虚像都是_________的。
2．探究凸透镜成像规律
在研究凸透镜成像特点的实验中，依次把蜡烛、凸透镜和光屏放在同一直线上，并调整它们的高度，使蜡烛、凸透镜和光屏的中心大致在同一水平高度，目的是使所成的像成在光屏中间，同时又便于我们观察。
蜡烛放在凸透镜一倍焦距以外，不能太靠近焦点，否则成的像比较远，光具座不够长，光屏接不到像；蜡烛放到一倍焦距以内时，成虚像，光屏接不到像；蜡烛放到一倍焦距处不成像。
注意：每次都要反复调节光屏的位置，直到光屏上出现的像最清晰，这样测得的像距最准确。

一、透镜成像作图的应用
【例题1】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：。
二、透镜成像规律
凸透镜成像光路图如下图所示：
（1）成实像时，物近像远像变大：从图中我们可以看出，物体在D、C、B三点成的像为实像，且随着物体靠近透镜，像却远离透镜，而且像逐渐变大。在照相时，如果我们想使像大些，那就要让物体靠近相机，同时把镜头向前推，以增大镜头和底片之间的距离，即增大像距。
（2）成虚像时，物体越靠近焦点，像越大：光路图如下面左图所示。

（3）凸透镜成的实像是所有折射光线的交点，虚像是所有折射光线反向延长线的交点：蜡烛火焰发出的光线有无数条，其中照到凸透镜上被折射的也有无数条，这无数条折射光线的交点就是实像的位置，如果折射光线不能相交，那么它们的反向延长线的交点就是虚像的位置，所以成实像时，如果把凸透镜挡住一半，它成的像依然是完整的，只不过照到光屏上的折射光线减少，像变暗。
（4）凸透镜成的实像上下左右都颠倒：凸透镜成的实像不仅上下颠倒，左右也是颠倒的。
【例题2】如图所示，让一束平行光经过一凸透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光屏，小明用此透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，下列说法不正确的是( )
A．当物体距透镜8 cm时，成正立的像
B．当物体距透镜16 cm时，成倒立、放大的实像
C．当物体从距透镜20 cm处远离透镜的方向移动时，所成的像逐渐变小
D．当物体从距透镜20 cm处靠近透镜移动时，要得到清晰的像应使光屏靠近透镜
三、探究透镜成像规律实验中常见问题
1．点燃蜡烛后，无论怎样移动光屏和蜡烛，光屏上始终没有出现蜡烛火焰的像，产生这种现象的原因如下：（1）烛焰中心、凸透镜中心、光屏中心三者不在同一水平高度上；
（2）蜡烛放在了焦点上；
（3）蜡烛放在了凸透镜焦点以内；
（4）光具座的长度小于凸透镜4倍焦距；
（5）蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座上光屏无法移到该位置；
2．在试验中发现光屏上得到一个清晰的像，但像的位置偏高，为了使烛焰的像清晰地成在光屏的中央，应如何操作？
要使像成在光屏的中央，可将蜡烛向上调节，或将凸透镜向下移到，或将光屏向上调节。
3．在实验过程中，若用不透光的纸板挡住凸透镜的上半部分，然后前后移到光屏，能否在光屏上看到完整的像？能看到完整的像，只是像会暗淡一些。
【例题3】小明用焦距为10 cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）调整器材高度时，应 （填“点燃”或“不点燃”）蜡烛。
（2）器材处于图甲所示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，这与 （填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像特点相同。
（3）将蜡烛移动至20 cm刻度处，应将光屏移动到 （填序号）范围的某一位置才能再次在光屏得到清晰的像。
A．50 cm~60 cm B．60 m~70 cm C．70 cm~80 cm
（4）将蜡烛移动至45 cm刻度处时，取下光屏，从凸透镜右侧通过凸透镜可以看到烛焰的放大的_____（填“虚”或“实）像。
（5）张老师用发光二极管制作了一个“F”形光源（如图乙）代替蜡烛放在30 cm刻度处，则光屏上得到的清晰的像应该是图丙中的 （填序号）。

1．( )在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏处于如图所示的位置时，恰能在光屏上得到一个清晰的像。利用这一成像原理可以制成
A．照相机 B．幻灯机 C．放大镜 D．潜望镜
2．( )在探究“凸透镜成像的规律”时，把蜡烛放在凸透镜前30 cm处，光屏上可接收到倒立缩小清晰的像。则该凸透镜的焦距可能为
A．10 cm B．15 cm C．20 cm D．30 cm
3．( )在探究凸透镜成像的实验中，光屏上有一个清晰的烛焰像，若用一张硬纸板遮去凸透镜上面的一半镜面，则光屏上像的变化情况是
A．屏上的像消失 B．像变得模糊不清，需要重新调节光屏的位置
C．光屏上只有一半烛焰的像 D．光屏上仍有完整的像，只是亮度减弱
4．( )将一个凸透镜正对太阳，在距凸透镜20 cm处得到一个最小、最亮的光斑。将一个物体放在此透镜前30 cm处，则可在凸透镜的另一侧得到一个
A．倒立、放大的实像 B．倒立、缩小的实像 C．倒立、等大的实像 D．正立、放大的虚像
5．( )李岚同学想要“探究凸透镜成像规律”，于是她将凸透镜沿主光轴远离点燃的蜡烛（此时物距大于焦距），在移动的过程中，凸透镜成的像将
A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．先变大后变小 D．先变小后变大
6．( )在探究凸透镜成像的实验中，先用焦距为20 cm的透镜甲进行实验，在透镜右侧的光屏上得到了清晰倒立的像。接下来不改变发光体和凸透镜的位置，改用焦距为10 cm的透镜乙继续进行实验。下列情形可能发生的是
A．光屏向右移，能接收到清晰放大的实像 B．光屏向左移，能接收到清晰放大的实像
C．光屏向左移，能接收到清晰缩小的实像 D．无论怎样移动光屏，都接收不到清晰的像
7．( )某同学在做“凸透镜成像”的实验时，在光屏上得到烛焰的放大的像，然后他把燃烧的蜡烛和光屏的位置互换，这时光屏上
A．成倒立、缩小的像 B．成倒立、放大的像 C．成正立、放大的像 D．不能成像
8．( )张强同学在光具座上做“研究凸透镜成像”的实验中，当光屏、透镜及烛焰的相对位置如图所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的像。由此判断，他所用凸透镜的焦距
A．一定大于20 cm
B．一定在10 cm到16 cm之间
C．一定小于8 cm
D．一定在8 cm到10 cm之间
9．( )在进行“探究凸透镜成像的规律”的实验时，把一支点燃的蜡烛放在距离凸透镜2倍焦距以外的地方，调节光屏位置，可找到一个清晰的像。这个像是图中的
A． B． C． D．
10．( )小明同学在做“探究凸透镜成像规律”实验时，蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示，点燃蜡烛后，光屏上得到了清晰的像。由此可知，下列说法正确的是
A．得到的像是正立缩小的实像
B．得到的像是倒立放大的实像
C．把蜡烛向左移动，调整光屏的位置，得到的清晰像变小
D．把蜡烛向右移动少许，要得到清晰的像，应向左移动光屏
11．( )如图是小明用凸透镜观察课本上的鹦鹉图片的情景，左图是书上鹦鹉图片，右边四个图是他看到的鹦鹉的像。开始将凸透镜紧靠课本观察，然后逐渐增大凸透镜到课本的距离，则他先后看到的像应是
A．②④③① B．②③①④ C．④②③① D．④③②①
12．( )小红同学在做“研究凸透镜成像规律”实验时，将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏调节到如图所示的位置，光屏中心正好出现清晰的像（未画出）。下列说法中正确的有
A．凸透镜的焦距为25 cm
B．屏上的像是倒立的实像
C．蜡烛燃烧变短，屏上像的位置会上升
D．取走光屏，则凸透镜不能成像
13．( )手机扫描二维码，相当于给二维码照了一张照片，如图是手机扫描物品上的二维码，登录网址、查看物品相关信息，下列说法中正确的是
A．二维码位于摄像头的一倍焦距和二倍焦距之间
B．物体上的二维码是光源
C．二维码位于摄像头的二倍焦距以外
D．当二维码超出手机上设定的方框时，物品不动，把手机靠近物品
14．( )在2016年里约热内卢奥运会安保工作中将采用人脸识别系统（如图），识别系统的摄像机可以自动将镜头前1 m处的人脸拍摄成数码相片，通过信号线传递给计算机识别，摄相机的镜头
A．相当于凸透镜，焦距可能为0.5 m
B．相当于凸透镜，焦距可能为0.1 m
C．相当于凹透镜，焦距可能为0.5 m
D．相当于凹透镜，焦距可能为0.1 m
( )近期流行的“自拍神器”给旅行者自拍带来了方便。如图所示，与直接拿手机自拍相比，利用自 拍杆可以
A．增大物距，成像更大
B．增大像距，成像更大
C．增大取景范围，成像变小
D．减小取景范围，成像变小
16．小红同学喜欢摄影，一天清晨，她用照相机对同一片树叶拍了两张清晰的照片，如图中甲和乙所示，小红拍摄的这两张照片时相机镜头焦距相同，那么拍摄_________相片时树叶与相机距离大一些。树叶上有一颗露珠，露珠下面叶脉看起来比较大，这是叶脉通过露珠而形成的正立、____________的____________像。
17．如图，右侧为幻灯机，左侧为其原理图。当放映幻灯片时，物距____________________（填“大于2倍焦距”“大于1倍焦距小于2倍焦距”或“小于1倍焦距”），像距________（填“大于”“小于”或“等于”）2倍焦距，成倒立、放大的_______（填“实”或“虚”）像。
18．如图所示是幻灯机的工作原理图。幻灯机的镜头相当于一个____镜。为了使观众看到正立的像，幻灯片要________（填“顺着”或“倒着”）插入架上。用强光照射幻灯片，幻灯片上的画面在屏幕上形成________像（填“实”或“虚”）。
19．小华探究凸透镜的成像规律。
（1）课间，小华到室外利用太阳光来测量凸透镜的焦距，她将该凸透镜正对着太阳光，如图甲所示。此时纸上呈现一个并非最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为L。此时再将这个凸透镜与纸之间距离稍微增大，若光斑变大，则凸透镜的焦距f____L（选填“>”、“