人教版八年级物理上册通关讲义 第五章 《透镜及其应用》 第三节 凸透镜成像的规律（双基过关+考点突破）（原卷版+解析）

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第3节 凸透镜成像的规律双基过关知识点一、实验：探究凸透镜成像的规律1.知识回顾：（1）焦距（f）：透镜的焦点到透镜中心的距离；（2）物距（u）：物体中心到透镜中心的距离；（3）像距（v）：像的中心到透镜中心的距离。2.实验装置图3.实验步骤(1)在阳光或相距很远(例如5m)的灯光下用聚焦法测定凸透镜的焦距；(2)将蜡烛、凸透镜和光屏依次排列在一条直线上，调整蜡烛、凸透镜进行实验 和光屏的高度，使烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一高度上(如下图所示)；(3)把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置(u>2f)，调整光屏到透镜的距离，直至在光屏上得到烛焰清晰的像为止，观察像的大小、正倒，记录物距和像距，改变物距u(u>2f)，重做实验；(4)继续把蜡烛向凸透镜靠近，使u=2f，调整光屏到透镜的距离，直到在光屏上得到烛焰清晰的像为止，观察像的大小、正倒，记录物距和像距；(5)继续把蜡烛向凸透镜靠近，使f2f)，调整光屏到透镜的距离，直至在光屏上得到烛焰清晰的像为止，观察像的大小、正倒，记录物距和像距，改变物距u(u>2f)，重做实验；(4)继续把蜡烛向凸透镜靠近，使u=2f，调整光屏到透镜的距离，直到在光屏上得到烛焰清晰的像为止，观察像的大小、正倒，记录物距和像距；(5)继续把蜡烛向凸透镜靠近，使f2f、2f>v>f，即：28cm>2f，2f>25cm>f，解得，凸透镜焦距：14cm>f>12.5cm，将蜡烛移动到距凸透镜15cm处，2f>u′>f，成倒立、放大的实像。6．在探究“凸透镜成像规律”实验中，蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示，此时光屏上出现了清晰的像（图中未画出），下列说法正确的是（　　）A．凸透镜的焦距是15cm B．照相机利用了此成像规律 C．蜡烛燃烧变短，光屏上的像也会向下移动 D．保持蜡烛不动把凸透镜移动到35cm处，光屏向右移动，光屏上出现清晰的像【答案】B【解析】AB、由图可知，u＞v时，由凸透镜成像规律可知，此时在光屏上成倒立、缩小的实像，是照相机的工作原理，故B正确；由图可知，物距u＝50cm－20cm＝30cm，像距v＝65cm－50cm＝15cm，则30cm＞2f，f＜15cm＜2f，解得7.5cm＜f＜15cm，故A错误；C、凸透镜成倒立的实像，随着蜡烛燃烧变短，光屏上的像将向上移动，故C错误；D、若将蜡烛放置在光具座35cm刻度线处，则u＝50cm－35cm＝15cm，因折射时光路是可逆的，所以此时的像距是30cm，则不需要移动光屏，光屏上就会出现清晰的像，故D错误。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，此时烛焰在光屏上成一个清晰的像，由此判断下列说法正确的是（　　）A．光屏上的像是倒立、放大的实像B．光屏上的像是正立、缩小的实像，照相机是根据该原理制成的C．若蜡烛和光屏位置不变，将凸透镜向左移动适当距离，仍可在光屏上得到清晰的像D．若换用材料与口径相同但更厚一些的凸透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，如果只移动光屏，光屏必须远离凸透镜【答案】C【解析】由图知，物距大于像距，此时物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像．照相机、摄像机就是根据这个原理制成的．故AB错；根据光路是可逆的，若蜡烛和光屏位置不变，将凸透镜向左移动适当距离，当物距等于原来像距时，仍可在光屏上得到清晰的像，此时成倒立、放大的实像，故C正确；若换用材料与口径相同但更厚一些的凸透镜，焦距更小、会聚能力更强，像距更小，仍要在光屏上得到清晰的像，如果只移动光屏，光屏必须靠近凸透镜，故D错；故应选C。【考点定位】凸透镜成像规律及其探究实验考点突破考点1.探究凸透镜成像的规律方法：1.探究凸透镜成像规律时的注意事项：(1)明白一种方法：用平行光聚焦法测量凸透镜的焦距。(2)记住一个中心：实验时应使烛焰凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度。(3)学会一个调节：调节蜡烛、光屏在光具座上的位置。(4)理解一条规律：凸透镜成像的规律。(5)明确一个应用：凸透镜成像在实际生活中的应用。2.理解（1）利用烛焰进行实验，可以成更清晰的像。（2）此处的“高度”不可改为“直线”，调节时，应先点燃蜡烛。（3）清晰像的确定：光屏向前移，烛焰的像变模糊；光屏向后移，烛焰的像也变模糊，则这个位置就是成清晰像的位置。（4）移动光屏的方法：每次实验中，应先让光屏贴近凸透镜，再逐渐远离凸透镜，直至观察到光屏上出现清晰的像(或一直都没看到清晰的像)，而不能随意左右移动光屏。（5）多次测量：在同一个物距范围内取两组以上的物距探究，是为了排除偶然因素，使实验结论更具有普遍性。例1.探究凸透镜成像的规律。（1）选取焦距为10cm的凸透镜、蜡烛和光屏，将它们置于光具座上。点燃蜡烛，调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰的中心大致在　 　。（2）当蜡烛、凸透镜在如图所示的位置时，调整光屏到　 　（填“A”、“B”或“C”）位置时，可在光屏上得到烛焰清晰的倒立、　 　的实像，生活中的　 　（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是根据这个成像原理制成的。（3）保持凸透镜的位置不变，将蜡烛和光屏位置对调，光屏上　 　（填“能”或“不能”）再次看到清晰的像。若在此基础上将一个度数合适的远视眼镜放到蜡烛和凸透镜之间，还想在光屏上看到清晰的像，应将光屏适当　 　（填“靠近”或“远离”）凸透镜。【答案】（1）同一高度；（2）C；放大；投影仪；（3）能；靠近【解析】（1）如图所示，将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上。点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在同一高度。其目的是使像成在光屏的中央。（2）当烛焰距凸透镜50cm－35cm＝15cm时，物距大于一倍焦距，小于2倍焦距，像距大于2倍焦距，所以移动光屏到C处，可在光屏上得到一个清晰倒立、放大的实像，是投影仪的工作原理；（3）光路是可逆的，保持凸透镜的位置不变，将蜡烛和光屏位置对调，光屏上会出现倒立、缩小的实像。远视镜的镜片为凸透镜，对光线有会聚作用，将它放在凸透镜和蜡烛之间，折光能力变强，焦距变短，会使像成在光屏的前方，所以应将光屏靠近凸透镜。例2.在“探究凸透镜成像规律”的实验中：（1）需要将凸透镜、蜡烛和光屏安装在光具座上，置于中间位置的应是　 　o（2）调节好装置，将蜡烛放在2倍焦距之外时，光屏上能成　 　（选填“放大”或“缩小”）、倒立的　 　像（选填“实”或“虚”）。生活中常用的　 　是利用这一成像规律制作的。（3）将蜡烛移至1倍焦距与2倍焦距之间某处，光屏上成清晰的像。若烛焰中心下降lcm，光屏上的像会　 　移动（选填“向上”或“向下”），移动的距离　 　1cm（选填“大于”、“小于“或“等于”）。【答案】（1）凸透镜；（2）缩小；实；照相机；（3）向上； 大于【解析】（1）探究凸透镜成像特点时，在光具座上从左到右或从右到左依次放置蜡烛、凸透镜、光屏。（3）调节好装置，将蜡烛放在2倍焦距之外时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f，生活中常用的照相机是利用这一成像规律制作的。。（3）将蜡烛移至1倍焦距与2倍焦距之间某处，光屏上成清晰的像，f＜u＜2f，成倒立、放大的实像；若烛焰中心下降lcm，光屏上的像会向上移动，移动的距离大于1cm。故答案为：（1）凸透镜；（2）缩小；实；照相机；（3）向上； 大于。考点2.凸透镜成像的应用方法：1.光学器材的调节确要求是将像放大还是缩小→明确工作原理及成像特点→根据“物近像远像变大，物远像近像变小”进行调节。2.通过图像确定凸透镜的焦距：抓住关键点，理清解题思路。（1）在图像中找到u＝v对应点；（2）根据u＝v＝2f的关系式求出凸透镜的焦距；（3）根据凸透镜成像的规律及其应用，判断选项。例3.近期流行一种“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．增大像距 B．增大取景范围C．增大人像的大小 D．缩短景物到镜头距离【答案】B【解析】凸透镜成实像时，物距越大，像距越小，像越小；所以，“自拍神器”与直接拿手机自拍相比，利用自拍杆可以增大物距，减小像距，减小人像的大小，从而增大取景范围，取得更好的拍摄效果，故ACD错误，只有B正确；故应选B。【考点定位】凸透镜成像的应用例4.为了丰富市民业余文化生活，我市开展了露天电影走进社区活动．准备放映时，画面超出了整个屏幕，如果你是放映员应将放映机 （选填“远离”或“靠近”）屏幕，同时要 （选填“增大”或“减小”）镜头与胶片间的距离．放映机是利用凸透镜成倒立、 的实像的原理制成的．【答案】靠近；增大；放大．【解析】分析 要解决此题，需要掌握凸透镜成像的规律．掌握投影仪的构造特点及制作原理．放映机的镜头相等于凸透镜，胶片相等于物体，屏幕相等于光屏．放映机是根据物距处于f、2f之间时，成倒立、放大的实像的原理制成的．并且物距越小，所成的像越大，像距也越大．解答 解：放映机是根据物距处于f和2f之间时，成倒立、放大的实像的原理制成的．画面超出了整个屏幕，说明画面大了，应增大物距，减小像距，所以将放映机靠屏幕，同时要增大镜头与胶片间的距离．故答案为：靠近；增大；放大．【点评】此题主要考查了凸透镜成像规律的应用，一定熟练掌握成像规律的内容，还考查了成像规律的变化，要搞清像距和物距的关系．例5．（2021·山东东营市·中考真题）如图所示，小明同学在探究凸透镜成像的规律时，记录并绘制了物距u和像距v之间的关系图象。下列说法正确的是（　　）A．凸透镜焦距为20cmB．物距为5cm时，可以通过移动光屏承接到清晰的像C．物距为15cm时，成放大的像，根据这一原理可以制成投影仪D．物距由15cm增大到30cm的过程中，在光屏上看到的像一直是变大的【答案】C【详解】A．凸透镜成倒立、等大的实像根据图像时u=v=2f=20cm所以f=10cm故A错误；B．物距为5cm时，成正立放大的虚像，不能通过移动光屏承接到清晰的像，故B错误；C．当u=15cm时，2f>u>f，成倒立、放大的实像.，根据这一原理可以制成投影仪，故C正确；D．物距由15cm增大到30cm的过程中，像距变小，在光屏上看到的像一直是变小的，故D错误。故选C。