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第3节 凸透镜成像的规律
第五章 透镜及其应用
第2课时
1.对探究凸透镜成像规律的实验进行评估分析。
2.知道凸透镜所成像的正倒、大小、虚实与物距的关系。
3.运用凸透镜成像规律解决现实生活问题。
学 习 目 标
创设情境
提出问题:“学校请来摄影师给同学们拍毕业照,列好队后,摄影师发现有几位同学没有进入取景框内,这时他需要怎样调整照相机?
导 入 新 课
1.凸透镜成像规律
实验装置
安装调节 安装凸透镜与光屏,使蜡烛和光屏分居在凸透镜________;点燃蜡烛,调节高度,使凸透镜中心、光屏中心、烛焰中心大致在____________,这样做的目的是使像成在____________
实验过程 ①用物体遮挡住凸透镜一部分,光屏上____(选填“能”或“不能”)成完整的像,但像将变________。
②成实像时,将蜡烛与光屏的位置互换,根据光路________知,仍成实像,但实像的________发生改变
两侧
同一高度
光屏中央
能
暗
可逆性
大小
实验突破·拓展延伸
物距
像距
评估交流 无论如何移动光屏,均得不到像的可能原因:一是凸透镜、光屏、烛焰三者的中心________________;二是物体在____________内或物体在____________上 凸透镜成像规律 物距u 像的特点 像距 应用
u>2f ___________________ ________ ( u=2f ___________________ =2f 测焦距
fu) 投影仪、
幻灯机
不在同一高度
一倍焦距
焦点
倒立、缩小、实像
f<v<2f
照相机
倒立、等大、实像
倒立、放大、实像
>2f
uu) __________
u=f 平行光 测焦距
成像图 巧记规律 正立、放大、虚像
放大镜
一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;
物近像远像变大,物远像近像变小(适用于实像)
不成像
例1 某同学用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验,装置如图所示。
(1)要使烛焰的像能成在光屏
的中央,应将蜡烛向_______(选填
“上”或“下”)调节。
(2)实验过程中,当烛焰距凸
透镜20 cm时,移动光屏至某一位置,能在光屏上得到一个等大清晰的像,则该凸透镜的焦距是_______cm。
(3)当烛焰距凸透镜35 cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰、倒立、_________的实像,日常生活中利用这一原理制成的光学仪器是__________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。要使烛焰在光屏上所成的像变大,应保持透镜的位置不动,调节蜡烛的位置,同时将光屏_________(选填“靠近”或“远离”)透镜,直至得到清晰的像。
(4)实验中怎样操作,才能在光屏上得到最清晰的像?
典 例 分 析
【解析】(1)为使像能够成在光屏的中央,应调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度处,由图知,蜡烛位置偏低,应向上调节。
(2)当烛焰放在距凸透镜20 cm处时,在光屏上得到一个等大清晰的像,2f=20 cm,所以f=10 cm。
(3)烛焰距凸透镜35 cm时,物距大于2f,此时成倒立、缩小的实像,日常生活中利用这一原理制成的光学仪器是照相机;要使烛焰在光屏上所成的像变大,则应减小物距,增大像距,将光屏远离透镜,直至得到清晰的像。
(4)当将光屏靠近或远离凸透镜时,像都会变模糊,此时光屏上的像最清晰。
答案:(1)上;(2)10;(3)缩小;照相机;远离;(4)调节光屏到某一位置,将光屏靠近或远离凸透镜时,像都会变模糊,此时光屏上的像最清晰。
【练习1】如图所示,在探究“凸透镜成像规律”的实验中,依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上。
(1)实验前,调节烛焰、凸透
镜、光屏的中心大致在同一高度,
目的是_____________________。
(2)蜡烛与凸透镜的距离在一
倍焦距和二倍焦距之间时,在凸透镜的另一侧移动光屏,会在光屏上得到一个清晰的像,生活中的_________ (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)应用了这个成像规律。接下来保持凸透镜的位置不变,将蜡烛与光屏的位置对调后,在光屏上还会出现一个清晰的像,这时所成的像是_______、_______的实像,这是因为光在折射时光路是_________。
(3)实验中,将蜡烛向远离凸透镜的方向移动,若在光屏上还能够得到清晰的像,应将光屏________(选填“远离”或“靠近” )凸透镜。
使像成在光屏中央
投影仪
倒立
缩小
可逆的
靠近
变 式 训 练
例2 在“探究凸透镜成像规律”实验中,烛焰、凸透镜和光屏处于如图所示的位置时,恰能在光屏上成一个清晰的像,应用这一成像原理的是( )
A.潜望镜
B.放大镜
C.照相机
D.投影仪
【解析】图中物体在一倍焦距与二倍焦距之间,像在二倍焦距之外,此时成倒立、放大的实像,投影仪是根据这一原理制成的,故选D。
答案:D
典 例 分 析
【练习2】在探究“凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示,此时在光屏上得到烛焰清晰的像,若保持凸透镜位置不动,将蜡烛移到光具座的35 cm刻度处,对于此时像的性质判断正确的是( )
A.一定是放大的像 B.一定是缩小的像
C.可能是倒立的像 D.可能是正立的像
A
变 式 训 练
例3 学校请来摄影师给同学们拍毕业照,列好队后,摄影师发现有几位同学没有进入取景框内,这时他重新调整照相机的正确方法是( )
A.照相机向前移,镜头向前伸
B.照相机向前移,镜头向后缩
C.照相机向后移,镜头向前伸
D.照相机向后移,镜头向后缩
【解析】为了使全体同学都进入镜头,需要把成的像变小点,根据凸透镜成像的规律可知,就要减小像距,增大物距,所以全体同学不动,照相机向后移,且镜头向后缩(即减小像距)。
答案:D
典 例 分 析
【练习3】小丽和小刚用相同的相机对远处的同一景物进行拍照,洗出的底片分别为图甲和乙所示,则( )
A.小丽离被拍景物距离远
B.小刚和小丽离被拍景物距离一样远
C.小刚要使底片上的像与小丽的一样大,小刚移动位置后,镜头要往前伸
D.小刚要使底片上的像与小丽的一样大,小刚移动位置后,镜头要往后缩
C
变 式 训 练
安装要求:使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度
记忆口诀
一焦分虚实,二焦分大小
实像异侧倒,物远像变小
虚像同侧立,物远像变大
像大像距大,像小像距小
烛焰在焦点上或一倍焦距以内
光屏上找不到像
烛焰、凸透镜和光屏中心不在同一高度
本 课 小 结
凸透镜成像规律
1.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40 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
2.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跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图像,如图所示,下列判断正确的是( )
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
C
D
课 堂 练 习
3.如图所示,小宇同学正在用“自拍神器”摄影留念。与用手直接拿手机自拍相比,下列说法正确的有( )
A.增大物距,减小像的大小,从而增大取景范围
B.减小物距,减小像的大小,从而减小取景范围
C.增大物距,增大像的大小,从而减小取景范围
D.减小物距,增大像的大小,从而增大取景范围
A
4. 现有甲、乙、丙三个凸透镜,三个实验小组分别用这三个凸透镜探究凸透镜成像规律。实验时,当蜡烛到透镜的距离都为 15 cm 时,甲、乙、丙三透镜分别成倒立放大的像、倒立缩小的像、正立放大的像,则这三个透镜的焦距 f甲 、 f乙 、 f丙 的大小关系是( )
A. f甲 < f乙 < f丙 B. f乙 < f甲 < f丙
C. f丙 < f乙 < f甲 D. f甲 < f丙 < f乙
B
5.洋洋同学在探究“凸透镜成像规律及应用”的活动中,选用了焦距未知的凸透镜。
(1)将凸透镜安装
在光具座上,用平行光
作光源,移动光屏,在
光屏上得到一个最小最
亮的光斑,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为__________cm。
(2)如图乙所示,将点燃的蜡烛移到标尺10 cm处,再移动光屏,直到在光屏上得到一个清晰的像为止。生活中_________就是利用这一成像原理来工作的。
(3)若保持凸透镜位置不变,将蜡烛移动到标尺35 cm处,移动光屏,最终会在光屏上得到一个倒立_________的实像。
(4)如果用不透明纸板将凸透镜上半部分遮住,结果_______。
A.没有影响 B.不能成像
C.成一半的像 D.仍能成完整的像,但亮度变暗
10
照相机
放大
D
再见