初中物理人教版八年级上册第3节 凸透镜成像的规律学案设计

这是一份初中物理人教版八年级上册第3节 凸透镜成像的规律学案设计，共25页。学案主要包含了凸透镜成像的规律，凸透镜成像的实验等内容，欢迎下载使用。
（知识点总结+例题讲解）
一、凸透镜成像的规律：
1.当物体在1倍焦距内时（0＜u＜f）：
（1）光路图：如下图；
（2）成像原理：光的折射；
（3）成像特点：
①正立的、放大的、虚像；
②物像同侧；
③像距＞物距：v＞u；
④物体远离凸透镜（靠近焦点），像变大；
（4）应用：放大镜
2.当物体在焦距处时（u＝f）：不成像（折射光线平行）；
3.当物体在1～2倍焦距间时（f＜u＜2f）：
（1）光路图：如下图；
（2）成像原理：光的折射；
（3）成像特点：
①倒立的、放大的、实像；
②物像异侧：像与物分别在凸透镜的两侧；
③像距＞物距：v＞2f；（像在2倍焦距之外）
④像与物体的移动方向一致；（物体向右移动，像也向右移动）
⑤物体靠近凸透镜（靠近焦距处），像变大；
物体远离凸透镜（靠近2倍焦距处），像变小；
⑥像的移动速度大于物体的移动速度：物体移动一小段距离，像移动一大段距离；
（4）应用：投影仪
4.当物体在2倍焦距处时（u＝2f）：
（1）光路图：如下图；
（2）成像原理：光的折射；
（3）成像特点：
①倒立、等大、实像；
②物像异侧：像与物分别在凸透镜的两侧；
③像距＝物距：v＝2f；（像也在2倍焦距处）
5.当物体在2倍焦距之外时（u＞2f）：
（1）光路图：如下图；
（2）成像原理：光的折射；
（3）成像特点：
①倒立、缩小、实像；
②物像异侧：像与物分别在凸透镜的两侧；
③像距＜物距：f＜v＜2f；（像在1～2倍焦距间）
④像与物体的移动方向一致；（物体向右移动，像也向右移动）
⑤物体靠近凸透镜（靠近2倍焦距处），像变大；物体远离凸透镜，像变小；
⑥像的移动速度小于物体的移动速度：物体移动一大段距离，像移动一小段距离；
（4）应用：照相机。
【例题1】物体放在凸透镜12厘米处，在透镜另一侧的光屏上成一个倒立放大的像。当物体距凸透镜9厘米时，所成的像（ ）
A．一定是倒立放大的实像B．可能是倒立缩小的实像
C．可能是正立放大的虚像D．可能是正立等大的虚像
【变式1】一个凸透镜焦距是5cm，小明想利用此透镜当作放大镜看清邮票上的细微部分，则邮票到透镜的距离应（ ）
A．小于5cmB．等于5cm
C．在5cm和10cm之间D．大于10cm
【例题2】已知凸透镜的焦距为15cm，下列说法正确的是（ ）
A．当物体距凸透镜10cm时，成正立、放大的实像
B．当物体距凸透镜20cm时，成倒立、放大的实像
C．当物体距凸透镜35cm时，成倒立、放大的实像
D．当物体从距凸透镜20cm处远离凸透镜时，在凸透镜另一侧所成的像逐渐变大
【变式2】将一个凸透镜正对太阳光，在透镜另一侧15cm处得到一个最小，最亮的光斑。若将一个物体放在此透镜前20cm处，则可在透镜另─侧光屏上得到倒立、 的实像，利用此原理工作的光学仪器是 （填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。
【例题3】将一凸透镜正对太阳，可在距透镜20cm处得到一个最小、最亮的光斑。若将一个物体放在此透镜前50cm处，则可在透镜另一侧得到（ ）
A．倒立、缩小的实像B．倒立、放大的实像
C．正立、缩小的实像D．正立、放大的虚像
【变式3】课外活动实践时，李华在光具座上做“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 20cm
B．一定小于 8cm
C．一定在 8cm 到 10cm 之间
D．一定在 10cm 到 16cm 之间
【例题4】将蜡烛放在如图所示的位置，通过凸透镜成倒立、缩小的像。小刚画了图中的光路。下列说法正确的是（ ）
A．小刚画的光路是正确的
B．透镜成的是虚像
C．透镜的像距大于20cm
D．透镜的焦距小于10cm
【变式4】蜡烛放在如图所示位置，通过凸透镜成倒立、放大的像，小明画了图中的光路。下列说法正确的是（ ）
A．小明画的光路是正确的
B．透镜的焦距等于20cm
C．透镜的焦距小于10cm大于5cm
D．透镜的焦距大于10cm小于20cm
【例题5】如图，这是一款人脸识别门镜一体机，通过摄像镜头捕捉人险信息，并将所拍图像与系统数据库中预先录入的人脸照片模板进行对比。下面对该装置说法正确的是（ ）
A．该摄像镜头相当于凹透镜
B．这种镜头可用来矫正近视眼
C．这种镜头对光线具有发散作用
D．若镜头的焦距为10cm，为了能成清晰的像，人脸到镜头的距离应大于20cm
【变式5】如图是航天员王亚平在“太空授课”时的情景，此时她的脸距“水透镜”中心的距离与“水透镜”的焦距f之间的关系为（ ）
A．小于f
B．在f与2f之间
C．大于2f
D．都有可能
【例题6】一支蜡烛位于凸透镜前，调节蜡烛、光屏的位置可在屏上成清晰、放大的像，若保持透镜的位置不变，把蜡烛和光屏的位置对调一下，则（ ）
A．在光屏上不再呈现像 B．在光屏上呈现缩小的像
C．隔着透镜可以看到蜡烛的像 D．在光屏上呈现放大的像
【变式6】如图是平行于主光轴的光线通过凸透镜的光路图，下列说法正确的是（ ）
A．凸透镜的焦距为10cm
B．把物体放在离凸透镜15cm处，在透镜的另一侧能成一放大倒立的实像
C．把物体放在离凸透镜25cm处，像距大于40cm
D．把物体放在离凸透镜30cm处，所成的像是正立放大的虚像
二、凸透镜成像的实验：
1.原理：光的折射；
实验：实验时点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度；
目的：使烛焰的像成在光屏中央；
若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：
①蜡烛在焦点以内； ②烛焰在焦点上；
③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；
④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置；
2.实验结论：（凸透镜成像规律）
F分虚实，2f大小，实倒虚正，具体见下表：
3.对规律的进一步认识：
（1）u＝f是成实像和虚象，正立像和倒立像，像物同侧和异侧的分界点；
（2）u＝2f是像放大和缩小的分界点；
（3）当像距大于物距时成放大的实像（或虚像），当像距小于物距时成倒立缩小的实像；
（4）成实像时：
（5）成虚像时：
（6）当物体从远处向焦点靠近时，像逐渐变大，远离凸透镜；
①当u＞2f，物体比像移动得快；
②当f＜u＜2f，物体比像移动得慢；
【例题7】在探究凸透镜成像规律的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成一清晰等大的实像，下列说法正确的是（ ）
A．该凸透镜的焦距是20cm
B．将蜡烛移动到20cm刻度处，移动光屏可得到倒立、放大的实像
C．将蜡烛移动到35cm刻度处，为使烛焰在光屏上成一清晰的像，应向右移动光屏
D．将蜡烛移动到45cm刻度处，为使烛焰在光屏上成一清晰的像，应向右移动光屏
【变式7】小华做凸透镜成像规律的实验时，将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜两侧。如图所示，他将蜡烛依次放置在甲、乙、丙、丁四个位置处，每次移动光屏，寻找烛焰清晰的像。关于此实验，下列判断中正确的是（ ）
A．蜡烛在甲位置处，光屏上可呈现出烛焰放大的像，能说明照相机的原理
B．蜡烛在乙位置处，光屏上可呈现出烛焰缩小的像，能说明照相机的原理
C．蜡烛在丙位置处，光屏上可呈现出烛焰放大的像，能说明幻灯机的原理
D．蜡烛在丁位置处，光屏上可呈现出烛焰缩小的像，能说明幻灯机的原理
【例题8】小军做凸透镜成像规律的实验时，将焦距为10cm凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛在凸透镜的两侧，蜡烛放置在35cm刻度线处，如图所示，移动光屏，直到在光屏上呈现烛焰清晰的像下列说法中正确的是（ ）
A．光屏上呈现的是烛焰的虚像
B．光屏上呈现的是烛焰正立的像
C．该实验现象能说明照相机的成像特点
D．如果把蜡烛和光屏互换位置，光屏上的像是缩小的
【变式8】如图所示是探究凸透镜成像规律的实验装置，实验中所使用的透镜焦距为10cm，实验中将蜡烛分别放在甲、乙、丙、丁四个位置，观察光屏上成像情况（光屏位置未标出）。下列说法正确的是（ ）
A．蜡烛在甲位置时，需将光屏移动到70cm刻度的右侧位置，才能在光屏上成清晰的像
B．蜡烛在乙位置时，透镜成像的特点与幻灯机的原理相同
C．蜡烛在丙位置时，光屏上成的清晰的像为倒立、缩小的实像
D．蜡烛在丁位置时，成正立、放大的虚像，与放大镜成像原理相同
【例题9】小红同学在探究凸透镜成像规律的实验中：
（1）如图在光具座上依次摆放蜡烛、凸透镜、光屏，并调整它们的高度，使 的中心、透镜中心和光屏中心大致在同一高度。
（2）上图所示情景时光屏上恰好有清晰的像，此时的像距是 cm，这个时候所成的像与实际生活中 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像原理相同；如果此时将蜡烛和光屏位置对调，光屏上 （选填“能”或“不能”）出现清晰的像。
（3）实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致光屏上的像不在成在光屏中央，为了使烛焰的像能成在光屏中央，可以进行的操作是 。
【变式9】某同学用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等实验器材，探究“凸透镜成像的规律”。
（1）为了测量凸透镜的焦距，让一束平行于主光轴的光射向凸透镜，移动光屏，直到光屏上出现最小、最亮的光斑，用刻度尺测出光斑到凸透镜中心的距离，如图甲所示。凸透镜焦距为
cm。
（2）将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，蜡烛放置在光具座40cm刻度线处，点燃蜡烛，左右移动光屏，出现图乙所示现象（成像清晰）。为使像呈现在光屏中央，应将光屏向 调节。
（3）保持凸透镜位置不变，调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一高度。将蜡烛移至34cm刻度线处，移动光屏，直到光屏上再次出现清晰的像，该像是倒立、 的实像。保持凸透镜位置不变，将蜡烛继续向左移动10.0cm，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向 移动一段距离。
【例题10】在“探究凸透镜成像规律”的实验中：
（1）如图1是小明确定凸透镜焦距时所做的实验，两束平行于主光轴的光线，过凸透镜都照射到A点，由此可以测得该凸透镜的焦距为 cm。
（2）请在图2中画出蜡烛AB发出的两条光线通过透镜后的光线，此时蜡烛AB通过凸透镜成的像是 （选填“放大”或“缩小”） （选填“正立”或“倒立”）的。这个像用光屏 （填“能”或“不能”）接收到。
（3）当实验装置如图3所示摆放时，在光屏上得到了烛焰清晰的像，此时的像是
（选填“放大”或“缩小”）的 （选填“虚像”或“实像”）。
（4）在图3所示实验中，保持透镜位置不变，将蜡烛移至35cm刻度处，为了在光屏上再次成清晰的像，应将光屏 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜。
【变式10】利用光具座以及蜡烛、凸透镜、光屏等器材，可进行“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）实验时，首先在光具座上放置实验器材，若光具座A处放置蜡烛（如图所示），则C处应放置 （选填“凸透镜”或“光屏”。器材正确放置后，还应对其进行调整，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上。
（2）实验后，可得出凸透镜成像规律。根据成像规律判断下列说法，说法正确的是 。
A．若凸透镜的焦距为10cm，则烛焰距离凸透镜30cm时，可在光屏上成放大的像
B．实验过程中，蜡烛因燃烧而变短，则烛焰在光屏上的像会下移
C．若烛焰朝着凸透镜方向前后不断晃动，则光屏上仍能观察到清晰的烛焰像
D．若烛焰在光屏上成缩小的像，则光屏到凸透镜的距离小于烛焰到凸透镜的距离
（3）某物理兴趣小组在探究凸透镜成像规律后，得到了如下数据：
下列对表中数据的分析，错误的是 。
A．当凸透镜的焦距相同，物距不同时，所成的像有可能相同
B．当物距相同，凸透镜的焦距越大时，像距越大
C．当物距相同，凸透镜的焦距不同时，所成像的性质有可能相同
D．当凸透镜的焦距相同，且成放大实像时，像距与物距之和随物距的增大而减小
（4）将蜡烛置于凸进镜一倍焦距处，结果仍能观察到烛焰放大的像，这是为什么？
序号
知识点
难易程度
例题数
变式题数
合计
一
凸透镜成像的规律
★★
6
6
20
二
凸透镜成像的实验
★★
4
4
物距
像的性质
像距
应用
倒、正
放、缩
虚、实
u>2f
f