第2课时 凸透镜成像的规律及简单应用
知识点 1 凸透镜成像的规律拓展
1.在凸透镜成像过程中,像的特点由__________和________的大小关系决定,主光轴上有两个分界点,其中______________是物体成倒立实像与正立虚像的分界点,______________是物体成缩小像和放大像的分界点.
2.凸透镜所成的实像总是________(选填“正立”或“倒立”)的,像与物在凸透镜的________(选填“同”或“异”)侧;凸透镜所成的虚像总是________(选填“正立”或“倒立”)、________(选填“放大”或“缩小”)的,像与物在凸透镜的________(选填“同”或“异”)侧.
3.物体通过凸透镜成像时,若光屏上能呈现清晰的像,当物距大于像距时,成________、________的________像,当物距小于像距时,成________、________的________像.
4.凸透镜成像的动态变化规律:
(1)凸透镜成实像时,物距减小,像距逐渐________,且像变________,可以概括为一句简单易记的口诀:成实像时,物近像________像变________,反之,物远像________像变________.
(2)凸透镜成虚像时,物距增大,像距逐渐________,且像逐渐变________,可以概括为一句简单易记的口诀:成虚像时,物远像________像变________,反之,物近像________像变________.
知识点 2 凸透镜成像规律的应用(基础)
5.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将蜡烛、透镜和光屏从左到右依次安装在水平光具座上,调整烛焰、透镜和光屏的中心在____________.已知凸透镜的焦距为15 cm,若烛焰与透镜的距离为25 cm,移动光屏到恰当的位置时,可在光屏上看到烛焰清晰的实像,这个像是________(选填“放大”“等大”或“缩小”)的,实际生活中的应用:________.若烛焰与透镜的距离调整为10 cm,像是________(选填“正立”或“倒立”)的________(选填“实像”或“虚像”),实际生活中的应用:__________.
6.[2020·连云港二模]在做探究“凸透镜成像规律”的实验时,某实验小组所描绘的图像如所示,图像中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应,则下列说法正确的是( )
A.实验中所用凸透镜的焦距是20 cm
B.蜡烛处于AB间某一位置时,成倒立、缩小的实像
C.蜡烛处于BC间某一位置时,成倒立、放大的实像
D.将蜡烛从C移动到B的过程中,所成像逐渐变大
7.夏天的早晨,植物的叶子上常会出现露珠,透过露珠看叶子,叶脉会变大、变清晰.下列说法中正确的是( )
A.露珠相当于一个凹透镜
B.是由光的反射形成的
C.叶脉通过露珠形成的是倒立的像
D.透过露珠看到的是叶脉放大的虚像,露珠相当于放大镜
8.甲是王爷爷小孙女的照片,王爷爷用放大镜贴近照片所看到的像是图乙中的( )
9.[2020·自贡]在探究凸透镜成像规律的实验中,当烛焰、凸透镜、光屏位于如所示的位置时,烛焰在光屏上呈现一个清晰放大的像.要使烛焰在光屏上呈现一个清晰缩小的像,调节的方法是( )
A.透镜不动,蜡烛远离透镜移动,光屏靠近透镜移动
B.透镜不动,蜡烛远离透镜移动,光屏远离透镜移动
C.透镜不动,蜡烛靠近透镜移动,光屏远离透镜移动
D.透镜不动,蜡烛靠近透镜移动,光屏靠近透镜移动
10.某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图像,如所示,下列判断中正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是16 cm
B.当u=12 cm时,在光屏上能得到一个缩小的像
C.当u=20 cm时成放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的
D.把物体从距凸透镜12 cm处移动到24 cm处的过程中,像逐渐变小
11.[2020·广东]如所示,点燃的蜡烛及焦距为15 cm的凸透镜固定在水平光具座上,要在光屏上承接到烛焰________(选填“正立”或“倒立”)、放大的清晰实像,需将光屏向________(选填“左”或“右”)移动;一段时间后,蜡烛燃烧变短了,烛焰在光屏上成的像会向______(选填“上”或“下”)移.
12.将一凸透镜紧靠玩具鹦鹉(如甲所示),然后将透镜逐渐远离鹦鹉,在此过程中通过凸透镜观察到玩具鹦鹉三个不同的像(如图乙所示),其中____________是实像,____________是虚像.三个像出现的先后顺序是________(均填序号).
13.某同学利用如甲所示装置来研究凸透镜的成像规律.
(1)实验前首先在光具座上正确放置蜡烛、凸透镜和光屏,还应对其进行调整,使烛焰的中心、光屏的中心大约在凸透镜的________上.
(2)如图甲所示,当凸透镜位于光具座上A处时,恰好在光屏上成清晰的像,则成的是________(选填“正立”或“倒立”)的像,蜡烛燃烧一段时间后,烛焰的像将位于光屏中心的________方.
(3)若将凸透镜上半部分用不透明物体遮住(图中未画出),则下列说法正确的是________.
A.像也只剩一半
B.不可能成像
C.仍能成像,只是变暗一些
D.仍能成像,只是像上有暗斑
(4)在保持(2)中蜡烛和光屏位置不变的情况下,将凸透镜向右移到B处(图中未标出),光屏上再次成清晰的像成的是________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的像.
(5)在上述探究活动中,若已知蜡烛与光屏间的距离为L0,与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L,如图乙所示,则该透镜焦距f______(选填“>”“<”或“=”)L,透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s=________(用L0、L表示).
考| 题| 展| 示
14.[2020·滨州]某小组在“探究凸透镜成像规律”的实验中.
(1)实验前,要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在____________________.
(2)通过调整,恰好在光屏上得到烛焰等大的像,如所示,则所用凸透镜的焦距是________cm.
(3)在图中,把蜡烛向左移动15 cm,凸透镜的位置不变,应把光屏向______(选填“左”或“右”)适当调节,才能在光屏上得到烛焰清晰倒立、________(选填“放大”“缩小”或“不变”)的实像.接下来改用焦距为15 cm的凸透镜继续进行实验,如果不改变蜡烛和凸透镜的位置,要在光屏上成清晰的像,应把光屏向________(选填“左”或“右”)适当调节.
(4)在探究凸透镜成实像的过程中,他们又尝试用白纸遮挡住凸透镜的一半,发现在光屏上______(选填“仍能”或“不能”)成烛焰完整的像.
答案
1.物距 焦距 一倍焦距处 二倍焦距处
2.倒立 异 正立 放大 同
3.倒立 缩小 实 倒立 放大 实
4.(1)增大 大 远 大 近 小
(2)增大 大 远 大 近 小
5.同一高度 放大 投影仪(幻灯机)
正立 虚像 放大镜
在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将蜡烛、透镜和光屏三者从左到右依次安装在水平光具座上,为了使像呈现在光屏的中央,调整烛焰、透镜和光屏的中心在同一高度;已知凸透镜的焦距为15 cm,若烛焰与透镜的距离为25 cm,此时f2f,移动光屏到恰当的位置时,可在光屏上看到烛焰清晰的实像,这个像是放大的,投影仪就是根据这个原理制作的;若烛焰与透镜的距离调整为10 cm,此时u6.D 由图像知,u=v=2f=20 cm,此时凸透镜成倒立、等大的实像,则该凸透镜的焦距f=10 cm,故A错误;当蜡烛处于AB间某一位置时,由图像可知,f<u<2f,成倒立、放大的实像,是幻灯机和投影仪的成像原理,故B错误;当蜡烛处于BC间某一位置时,由图像可知,u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机,故C错误;将蜡烛从C移动到B的过程中,由图像可知,物距变小,此时像距变大,同时像变大,故D正确.
7.D 露珠呈球形,此时的露珠相当于凸透镜,起放大镜的作用,成的是正立、放大的虚像,是由光的折射形成的,故D正确.
8.B
9.A 由图知,物距小于像距,成倒立、放大的实像.要使光屏上呈现倒立、缩小的实像,要增大物距,同时减小像距,所以在凸透镜不动时,蜡烛远离凸透镜,同时光屏靠近凸透镜.
10.D 当u=v=2f时,凸透镜成倒立、等大的实像,由图可知,u=v=2f=16 cm,所以f=8 cm,A错误.当u=12 cm时,f11.倒立 右 上 由题知,凸透镜的焦距f=15 cm,物距u=50 cm-25 cm=25 cm,则蜡烛在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,蜡烛通过凸透镜成倒立、放大的实像,像在二倍焦距外,而此时光屏在凸透镜一倍焦距内,故应将光屏向右移动.根据烛焰上通过光心的光线传播方向不变可知,当蜡烛燃烧变短后,烛焰通过凸透镜光心的光线会向上移动,也就是说,烛焰通过凸透镜成的像向上移动.
12.①② ③ ③①② 玩具鹦鹉紧靠凸透镜时,物距小于焦距,成正立、放大的虚像,如图③所示;将透镜逐渐远离鹦鹉,鹦鹉到凸透镜的距离为一倍焦距和二倍焦距之间时,成的是倒立、放大的实像,如图①所示;将透镜逐渐远离鹦鹉,鹦鹉到凸透镜的距离大于二倍焦距时,成的是倒立、缩小的实像,如图②所示;所以①②是实像,③是虚像;三个像出现的先后顺序为③①②.
13.(1)主光轴 (2)倒立 上 (3)C
(4)缩小 (5)< L0-2L
14.(1)同一高度 (2)10.0
(3)左 缩小 右 (4)仍能
(1)实验前,为了使像呈现在光屏的中央,要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度.(2)由图可知,物距等于像距为20 cm,u=v=20 cm=2f,f=10.0 cm.
(3)把蜡烛向左移动15 cm,凸透镜的位置不变,物距为20 cm+15 cm=35 cm,物距大于二倍焦距,像距大于一倍焦距小于二倍焦距,所以应把光屏向左移动,光屏上成倒立、缩小的实像;接下来改用焦距为15 cm的凸透镜继续进行实验,焦距变大,光线会推迟会聚成像,像距变大,要使光屏上得到清晰的像,光屏应远离凸透镜,把光屏向右适当调节.(4)在做凸透镜成像的实验时,用白纸遮挡住凸透镜的一半,另一部分仍可以会聚成像,所以仍可以成物体完整的像,只是亮度变暗.