【新教材】教科版4.5科学探究：凸透镜成像 学案 及 答案

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【学习目标】
1.了解透镜的种类。
2.了解透镜的主光轴、光心、焦点、焦距。
3.理解凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。
4.知道物距和像距的概念。
5.记住凸透镜成像的规律。
6.知道实像与虚像的区别。
7.会运用凸透镜成像规律解释一些简单的现象。
重点：
1.会画凸透镜和凹透镜的三条特殊光线。
2.理解凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。
难点：
1.实验探究：凸透镜成像的规律。
2.应用凸透镜成像规律解释一些简单的现象。
【自主学习】
一、认识透镜
1.两类透镜
凸透镜：中间______、边缘______的透镜
凹透镜：中间______、边缘______的透镜。
2.焦点、焦距、光心、主光轴
（1）射到地面的太阳光可视为平行光，让凸透镜正对着太阳，通过透镜的太阳光可以聚集在一点上，这个点是凸透镜的_________，用______表示，左右各有一个；
（2）该点到透镜中心的距离叫作_________，用______表示；
（3）透镜的中心叫作________，用字母______表示
（4）通过两个球面球心的直线，叫作透镜的___________。
二、 透镜对光的作用
1.光从空气射入透镜时，凸透镜对光有_________作用，所以又叫_________透镜。凹透镜对光有_________作用，所以又叫_________透镜。
2.三条特殊的光线
①平行于主光轴的光经凸透镜折射后通过_______。对凹透镜来说，是折射光线的____________经过_________。
②通过焦点的光线（对凹透镜而言，是指入射光线的延长线通过焦点的光线）经透镜折射后与主光轴________。
③通过光心的光线经透镜折射后传播方向_________。
二、凸透镜成像规律的应用
1.把放大镜靠近要观察的物体，使物距_________，透过透镜便可以观察到一个________________像，所成的像和物体在镜的______侧。
2.照相机的镜头相当于________，感光元件相当于________，被拍照物体到镜头的距离___________，来自物体的光线经过照相机镜头后，在感光元件上形成一个___________像。
3.投影仪是利用凸透镜能成__________________这个原理制成的。幻灯机的镜头相当于一个凸透镜，投影片是物体，银幕相当于_______，投影片到镜头的距离比镜头的焦距稍_____。
【合作探究】
1.观察并小心触摸透镜，_________________的透镜是凸透镜，_________________的透镜是凹透镜。
2.让一束平行光正对着并射向凸透镜和凹透镜，对光有___________的透镜是凸透镜，对光有___________的透镜是凹透镜。
3.你还能想到其他办法来识别凸透镜和凹透镜？
_______________________________________________________。
1.所用的实验器材有_____________________________________________。
2.写出简要的实验步骤：
3.画出实验光路图。
（一）提出问题：凸透镜成像的情况与什么因素有关？
（二）猜想假设：凸透镜成像的情况与_________有关。
（三）制订方案
1.探究凸透镜成像规律需要的器材有：_____________________________________。
2.你认为除了观察像的______、_______、_______特点外，还需测量________和________。
（提示：凸透镜焦距已知，不必测量，标签上已注明）
3.阅读教材第82~83页内容，你认为该实验应分几种情况来研究，该怎样设计实验？
（1）把F平面光源放在较远处，使物距u>2f，调整白屏到凸透镜的距离，使烛焰在屏上成清晰的实像，观察实像的大小和正倒，记下物距u和像距v（此步骤做两次）。
（2）把F平面光源向凸透镜移近，使物距在2f和f之间，即f（3）继续移近F平面光源，使物距u（4）把F平面光源从距凸透镜较远处逐渐移近透镜，同时移动白屏保证屏上的像清晰，注意观察像的大小、正倒以及像距的大小，看有什么规律。
（四）进行实验 收集数据
注意：实验前要调整F平面光源、白屏和凸透镜的高度，使它们的中心在_______________上。
根据计划进行实验探究，并把现象和数据填在表格中
物距与 焦距关系 物距 u/cm 像的性质 像距 v/cm
正倒 大小 虚实
u>2f
u>2f
u=2f
ffu=f
uu（五）分析论证 得出结论
1.像的虚实：当物距______________时，凸透镜成实像，当物距_____________时，凸透镜成虚像。_______是成实像和虚像的分界点。
2.像的大小：当物距______________时，凸透镜成的像是缩小的实像，当物距___________时，凸透镜成的像是放大的实像；成实像时，__________是成放大像和缩小像的分界点。_____缩小的虚像（选填“有”或“没有”）。
3.像的正倒：凡是实像都是________（选填“正立”或“倒立”）的，且_______在白屏上成像（选填“能”或“不能”）；凡是虚像都是______（选填“正立”或“倒立”）的，且______在白屏上成像（选填“能”或 “不能”）
成实像时，像和物在凸透镜的________（选填“同侧”或“异侧”）；
成虚像时，像和物在凸透镜的________（选填“同侧”或“异侧”）。
4.成实像时，当物体逐渐向凸透镜移近时，物体所成的像逐渐_______，像离凸透镜的距离逐渐_______（选填“变大”或“变小”）。
5.结论：（1）当物距u>2f时，成_________ 、_________、_________像；
（2）当物距f（3）当物距 u顺口溜：一焦分虚实、二焦分大小，虚像同侧正、实像异侧倒，物近______________，物远________________。
【归纳整理】
【课堂练习】
1.某同学让凸透镜正对着太阳光，用光屏在透镜的另一侧观察太阳光通过凸透镜后的现象，移动光屏使光斑最小、最亮，此时光斑离凸透镜16cm.据此，我们可确定此透镜的焦距为（ ）
A.8 cm B.16cm C.32cm D.无法确定
2.如图所示是光线通过透镜的光路图，其中正确的是（ ）
3.如图所示，当用眼睛去观察镜子时，光束似乎是从M处发散开来的，则透镜的焦距是（ ）
A.0.1m B.0.2m C.0.3m D.0.5m
4.测绘人员绘制地图，需从飞机上向地面拍照，称为航空摄影，如照相机镜头焦距为5cm，则所成清晰像与镜头距离为 （ ）
A.约10cm B.略大于5cm C.略小于5cm D.等于5cm
5.某校学生进行“珍爱生命，远离毒品”的法制教育时放映幻灯片，发现屏幕上的画面小了点，应怎样调节（ ）
A.放映机离屏幕远些，胶片离镜头远些 B.放映机离屏幕远些，胶片离镜头近些
C.放映机离屏幕近些，胶片离镜头远些 D.放映机离屏幕近些，胶片离镜头近些
6.老奶奶用放大镜看报纸时，为了看到更大的清晰的像，应 （ ）
A.报纸与眼睛不动，放大镜离报纸远些 B.报纸与眼睛不动，放大镜离报纸近些
C.报纸与放大镜不动，眼睛离报纸近些 D.报纸与放大镜不动，眼睛离报纸远些
7.下列透镜中属于凸透镜的有________，属于凹透镜的有________。
8.在“小小镜头，展家乡风貌”的活动中，某中学摄影小组的新新同学，在拍摄镜泊湖瀑布的时候，发现照相机底片上所成的像太小了，他应将照相机____________ （选填“靠近”或“远离”）瀑布，同时将暗箱____________ （选填“拉长”或“缩短”）。
9.在做“探究凸透镜成像规律”的实验时：
（1）小明发现所用的凸透镜没有标明焦距，于是他让太阳光平行于主光轴照射在凸透镜上，在透镜另一侧10cm得到一个最小的亮点，则凸透镜的焦距f=__________cm。
（2）小明将该凸透镜放在光具座上进行实验，蜡烛、凸透镜、白屏在光具座上的位置如图所示，其中明显还需要调整的是　　　　　。调整后，在白屏上恰好得到一个清晰的蜡烛的像，请你详尽地描述这个像的特点：______________________。
（3）此时，小明用一张白纸将凸透镜上半部挡住，成像性质将________ （选填“变化”或“不变化”）；像的亮度____________（选填“变亮”、“变暗”或“不变化”）。
【课后巩固】
知识点1：认识透镜
1.《淮南万毕术》有记载：“削冰令圆、举以向日，可生火”，这是由于“圆冰”相当于一个 （选填“凸”或“凹”）透镜；“圆冰”对太阳光有 （选填“会聚”或“发散”）作用。
2.如图所示，某玻璃砖内有一个凸形气泡，该玻璃砖可以看作 （选填“一块凸透镜”、“两块凹透镜”），一束平行光垂直射向玻璃砖的侧面，通过玻璃砖后，光线将会 （选填“平行”“会聚”或“发散”）。
3.一个透明均匀的玻璃球被摔碎成三部分，则 是凸透镜； 对光有发散作用。（均填序号）
第2题图 第3题图
4.晋代《博物志》中有“削冰令圆，举以向日， 以艾承其影，则其火”的用冰块取火的发明记载，其实质是将冰块制作成（ ）
A.平面镜 B.球面镜 C.凸透镜 D.凹透镜
5.光线经过甲、乙两透镜后的折射光线如图所示，关于两透镜的类型，下列说法正确的是（ ）
A.甲是凸透镜，乙是凹透镜 B.甲是凹透镜，乙是凸透镜
C.甲、乙都是凸透镜 D.甲、乙都是凹透镜
6.单反相机镜头的重要组件是透镜组，其包含凸透镜和凹透镜，如图所示，其中属于凹透镜的是（ ）
A.① B.② C.③ D.④
知识点2：透镜的光线作图
7.请根据图中给出的光线，画出对应的入射光线、折射光线。
8.在图中完成图中的光路图。
第7题图 第8题图
9.如图所示，S'是点光源S在平面镜中所成的像，S发出的一条光线经平面镜反射后恰好经过凸透镜左侧焦点F。要求：（1）画出点光源S；（2）补充入射光线；（3）画出反射光线经过凸透镜的折射光线。
10.如图，两条光线射向凹透镜，请画其经过凹透镜的折射光线。
第9题图 第10题图
知识点3：实验探究—凸透镜成像
11.如图所示，某同学用自制的水透镜来探究“凸透镜成像规律”，当向水透镜里注水时，水透镜的焦距将变小；当从水透镜抽水时，水透镜的焦距将变大。
(1)实验时，为了使像总是呈现在光屏中央，光源、凸透镜、光屏三者中心应在 ；
(2)保持水透镜的焦距与图甲的相同，当他将蜡烛、水透镜、光屏调节到图乙所示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像（像未画出），此时成的像是 （选填“放大的”、“缩小的”或“等大的”）实像，其成像原理与 （选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）相同；若此时向水透镜注入部分水，则光屏上成的像会变模糊，此情形跟 （选填“近视眼”或“远视眼”）的成因相似，要想在光屏上得到清晰的像，则需要在水透镜前面放一个 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）；
(3)保持水透镜的焦距与图甲的相同，则焦距为 cm，若将蜡烛左移，发现光屏上烛焰的像变模糊，可将光屏向 移动，像又会变清晰。
12.某学习小组探究凸透镜成像的规律实验：
(1)安装并调节烛焰、凸透镜和光屏的位置，使它们三者中心大致在 ，目的是 。
(2)通过探究，记录并绘制了像距v与物距u之间的关系图像，如图甲所示，则该凸透镜的焦距是
cm。
(3)当蜡烛在如图乙所标位置时，调节光屏的位置可在光屏上得到一个倒立、放大的实像，生活中的 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用该成像原理工作的。
(4)小新借来物理老师的眼镜，将其放在图乙中的蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原本清晰的像变模糊了，向右移动光屏，光屏上的像又变清晰了，说明该物理老师的眼镜是 （选填“近视”或“远视”）眼镜。
(5)小新认为可利用“F”形状LED灯替代蜡烛作为光源，这样改进的好处是 。（写一条即可）
13.某同学用如图甲所示的装置探究“凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物距u和像距v之间的关系图像（如图乙所示）。
(1)按照图甲安装实验器材时，为了使像成在光屏中央，除了将光源、凸透镜和光屏依次放在光具座上，还应调整他们的中心大致在 ；由图乙可得出该实验所用凸透镜的焦距是 cm。
(2)当各元件位置如图甲所示时，可在光屏上得到一个清晰倒立、 （选填“放大”或“缩小”）的实像；生活中的 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像原理制成的。
(3)若要使（2）中光屏上的像变大，应将蜡烛向右移动，同时将光屏向 移动。（选填“左”或“右”）
(4)如图丙所示，将烛焰置于凸透镜焦距以内，在透镜另一侧可以观察到放大的虚像，若将一不透明的光屏置于如图丙中的虚线处，则烛焰的像（ ）（填写正确选项的字母）。
A.会消失 B.亮度变暗 C.没有变化 D.成在光屏上
14.某实验小组用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)如图甲，将凸透镜正对着太阳光，在透镜下方，平行地放上白纸，测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘出图像，则可判断该透镜的焦距f为 cm；
(2)小金在实验过程中不断移动烛焰位置，观察到如图丁中①至⑥六种烛焰清晰的像，请按蜡烛到凸透镜距离由近到远所得到的6个像进行排序 ；
(3)小亮实验小组更换相关器材后顺利完成实验，根据记录的实验数据得到了如图戊的图像，线段为凸透镜的像距倒数和物距的倒数对应关系，根据图像信息可知，该小组所用凸透镜的焦距为
cm。
知识点4：凸透镜成像规律的应用
15.图甲是一幅立在桌面上的课本插图，透过水杯，插图中的女生变“胖”了，还掉头面向右侧，如图乙，此现象的成因与 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”） 工作原理相同，此时水杯相当于一个 镜，要想使观察到的女孩变“瘦”一点，应适当将水杯 （选填“远离”或“靠近”）插图。
16.在“探究平面镜成像特点”的实验中，小聪用透明玻璃板替代平面镜，目的是为了便于 ；若物体以的速度向玻璃板靠近，则像相对于物体的速度为 。小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当蜡烛位于如图所示位置时，恰能在光屏上得到等大的像，则该凸透镜焦距为 厘米。保持凸透镜位置不变，为了得到放大的像，可将蜡烛置于光具座上的 点（选填字母“A、B、C、D”）。
17.25年春节档电影《哪吒2》以156亿票房登顶全球票房前五，在观看电影时有同学观察到电影放映机，于是他结合物理知识进行了分析。他认为放映机的镜头相当于 （选填“凸透镜”或“凹透镜”），普通厅和巨幕厅画面大小不一样，他猜测应该是放映机与屏幕的距离 了（选填“变小”或“变大”）。
18.如图甲是一款老式胶卷电影放映机，其成像原理如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A.若要屏幕上清晰的像变得更大一些，只将胶片远离凸透镜即可
B.白色屏幕上成的像是虚像
C.放映时，胶片应放在镜头的二倍焦距以外
D.放映时，如果一只小飞蛾停在放映机的镜头上电影画面依然完整
19.如图所示的是小明通过水晶球看远处房子的情境，下列说法正确的是（ ）
A.房子透过水晶球所成的是倒立、缩小的虚像
B.此时房子正好位于水晶球的焦点上
C.该现象的原理与照相机的成像原理相同
D.若想让像变大一些，可使水晶球远离房子
20.某物体通过凸透镜在光屏上成缩小的像，物距为30cm、像高为3cm。若改变物体的位置，再移动光屏使像清晰，此时像距为40cm，则所成像的高度（ ）
A.一定大于3cm B.可能大于3cm
C.一定等于3cm D.一定小于3cm
1.如图所示的水晶球是小明暑假研学过程中获得的奖品，妈妈提醒小明不要把它们放在向阳的窗台上，因为水晶球相当于（ ）
A.凸透镜 B.凸面镜 C.凹透镜 D.凹面镜
2.下列现象中，所成的像是实像的是（　　）
A.湖面小桥的倒影 B.透过窗户玻璃看外面的大楼
C.放大镜观察书上的字 D.放映电影时银幕上的画面
3.如图所示，该凸透镜的焦距是（　　）
A.10.0 cm B.20.0 cm C.30.0 cm D.50.0 cm
4.当物体距离凸透镜8cm时，在透镜另一侧光屏上成一个清晰放大的实像，若保持物体与光屏的位置不变，把凸透镜向光屏方向移动2cm，则在光屏上又成一清晰的缩小的像。则凸透镜的焦距为（　　）
A.f<2cm B.2cm5.如图所示，智能快递车正在运送包裹，用户通过人脸识别取货。下列分析正确的是（　　）
A.用户看见快递车，是因为光在它表面发生了折射
B.地面出现快递车的影子，是因为没有光照向快递车形成的
C.智能快递车上的摄像头利用了光的反射原理工作
D.人脸识别时，人通过摄像头成倒立、缩小的实像
6.如图所示是小明手拿放大镜观察蚂蚁爬行时的情景，下列说法正确的是（ ）.
A.放大镜相当于凹透镜，对光有会聚作用
B.蚂蚁像的位置与蚂蚁的位置在凸透镜的异侧
C.蚂蚁位于放大镜的二倍焦距之外，成的像是放大的虚像
D.要想看到蚂蚁的像更大些，应该将放大镜离蚂蚁稍微远些
7.小明同学利用太阳光测量凸透镜的焦距，方法如图所示。他注意到让凸透镜正对阳光，但没有仔细调节纸片与透镜的距离，在纸片上的光斑并不是最小时，就测出了光斑到凸透镜中心的距离L，那么，凸透镜的实际焦距（ ）
A.一定小于L B.一定大于L
C.可能等于L D.可能小于L，也可能大于L
8.如图a，蜡烛在光屏上能成一清晰的像。如果沿直径对称地切除透镜很小的一部分，如图所示，则下列说法中正确的是（　　）
A.在a图中，如果一只小飞虫恰好落在透镜上的P点，不会在光屏上留下小飞虫的影子
B.在a图中，如果蜡烛向透镜不断靠近，则所成的像一直变大
C.在b图中，A、B合拢后，所成像情况与a图相同，只是亮度变低
D.在b图中，A、B合拢后，无论怎样移动光屏，在光屏上都不能成像
9.如图是小明完成实践性作业自制的照相机模型，纸筒A的一端蒙了一层半透明纸，纸筒B的一端嵌了一个凸透镜，两纸筒套在一起组成了一个模型照相机，为了在A端得到清晰的像，要调整A、B间的距离。下列关于此自制相机说法正确的是（　　）
A.使用时，把A端对着室外，眼睛应对着B端向筒内观察，看像是否清晰
B.使用时，应把A端朝着明亮的室外，B筒朝着较暗的室内
C.如果看远处景物时像很清晰，再看近处景物时应该把B向外拉，增加A、B间的距离
D.当在此相机上看到远处楼房完整的像时，此时像距大于物距
10.（多选）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10cm
B.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
11.（多选）一位同学利用如图所示的装置探究凸透镜成像规律，他先用焦距为20cm的凸透镜进行实验，在光屏上得到了清晰的缩小实像，接下来他改用焦距为10cm的凸透镜继续进行实验，下列分析正确的（ ）
A.要使光屏再次成清晰的像，可只将光屏向右移
B.要使光屏再次成清晰的像，可只将蜡烛向右移
C.若只移动光屏重新得到清晰的像，像将变大
D.若只移动蜡烛重新得到清晰的像，像将变大
12.（多选）如图是小明在综合实践活动中用带抽屉的纸盒和透镜自制的简易投影仪，将手机放入抽屉中，通过推拉抽屉，能将手机上的画面放大投影到白墙上、下列说法正确的是（　　）
A.手机到凸透镜的距离应大于透镜的二倍焦距
B.若要在墙上正常阅读手机内容，手机应如图所示正立放置
C.要使墙上的像变大，应减小手机与透镜间的距离且同时增大像距
D.物距不变，在凸透镜前放置一个合适的凸透镜，调整像距，墙上的像逐渐变小
13.透镜是用透明物质制成的光学器件，它利用的是光的 （选填“直线传播”“折射”或“反射”）。中间比边缘 的透镜是凸透镜，如图中的 （填字母）；中间比边缘 的透镜是凹透镜，如图中的 。（填字母）
14.世界杯足球比赛是人们喜闻乐道的体育项目，世界杯上使用了VAR（视频助理裁判技术），利用摄像机镜头跟踪运动员和足球。摄像机镜头是凸透镜，足球通过摄像机镜头成一个倒立、 的像（选填“放大”或“缩小”），运动员射门时，足球向球门框上的镜头靠近的过程中，摄像机中足球的像将 （选填“变大”、“不变”或者“变小”）。
15.当无人机在高空拍摄地面场景时，所成的像最靠近图中凸透镜主光轴上的 （选填“a”“b”“c”或“d”）点。
16.工匠师维护精密仪表时，在眼睛前戴一个凸透镜，便于观察仪表的细微之处，如图所示。凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的 焦距范围之内；通过凸透镜看到的像的位置与仪表的位置在凸透镜的 侧。
第15题图 第16题图
17.在“探究凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、焦距为10cm的凸透镜、光屏位置如图所示时，光屏上恰好呈现烛焰清晰的像。此时凸透镜的成像特点与 （选填“放大镜”、“投影仪”、“照相机”）相同；若保持蜡烛、凸透镜、光屏位置不动，用焦距8cm凸透镜替换该透镜，光屏上 （选填“能”或“不能”）成清晰的像，此时成像的情况与 （选填“近视眼”或“远视眼”）成像情况相同。
18.请用作图法找出蜡烛火焰A点的像A′。
19.如图所示，一凹透镜立在光滑的玻璃板上，S'为玻璃板上一光源的像，经玻璃板反射射向凹透镜。请在图中作出光源S；把经玻璃板反射射向凹透镜光路补充完整
第18题图 第19题图
20.作图题：
(1)如图所示，光源S发出的两条光线射向凹透镜，其中光线①平行于主光轴，光线②经过光心，画出它们经过凹透镜的折射光线；（须保留必要的作图痕迹）
(2)如图甲所示是我国首创的“吸毒人员瞳孔检测鉴定仪”，它主要对眼球经凸透镜成的像进行分析，从而为辨别吸毒人员提供了依据。如图乙所示是两束来自眼球表面的光，请画出此光线经凸透镜后折射光线的位置。
第20题（1）图 第20题（2）图
21.在探究“凸透镜成像规律”的实验中：
(1)发现用凸透镜看远处物体时，可以看见倒立、缩小的像；用该凸透镜看自己的指纹时，能看见正立、放大的像；由此提出问题：凸透镜成像时，像的大小、正倒、虚实跟 有什么关系呢？
(2)凸透镜对光的偏折程度跟透镜的 有关系，所以它应该是个注意的参照距离；
(3)在光具座上，将蜡烛、光屏安装在凸透镜两侧，调节三者高度时， （选填“需要”或“不需要”）点燃蜡烛；
(4)下图是某一次的获得清晰像的实验情景，此时在光屏上得到的是：倒立、 （选填“放大”或“缩小”）的实像； （填光学仪器名称）就是利用这一成像规律来工作的；如果此图中的凸透镜是自制的水凸透镜，继续向水凸透镜内注水，使水凸透镜的焦距变小，不改变蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上再次成清晰的像，光屏应向 （选填“左”或“右”）移动，像的大小与原来的相比 （选填“变大”、“不变”或“变小”）；
(5)小冰用几个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代蜡烛作为光源，又用同样的白色方格板做成光屏，光具座上的刻度尺也换成下图的，下面是对小冰的实验装置进行的评价，其中错误的是______ 。
A.所成的像比较稳定 B.便于比较像与物的大小
C.可直接测出物距和像距 D.利用此装置不能测量凸透镜的焦距
22.如图所示，小明和同学们在老师指导下做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)在凸透镜不动的情况下，不断改变物距u，测出对应的像距v，得到物距与像距的关系图像，如图甲，则凸透镜的焦距为 cm；
(2)为了使像能呈现在光屏的中央，应该调节烛焰、凸透镜和光屏的中心位于同一 上；
(3)如乙图所示，当蜡烛位于图中B处时，移动光屏到 （选填“C”、“D”或“E”）点，光屏上才能成清晰的像；
(4)小明同学把蜡烛移动到A处，移动光屏，找到清晰的像，此时光屏上的像应该是倒立 （选填“缩小”、“放大”或“等大”）的实像，利用这个成像原理人们制成了 （选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）。若蜡烛燃烧变短了，其在光屏上的像的位置将 （选填“升高”或“降低”）；
(5)同组的小丽同学在探究凸透镜成像实验时，不小心将凸透镜碰到地上，透镜的上半部分摔烂了，她坚持用余下的半部分继续实验，则光屏上将___________。
A.得不到像 B.仅成上半部分的像
C.仅成下半部分的像 D.像是完整的，亮度变暗
23.科普阅读题：图1是照相机的成像原理。通常把使用图2中35毫米有孔胶卷的照相机称为135照相机。“快门”是使胶片获得必要曝光量的时间控制机构。“幕帘快门”是135照相机常用的一种快门，它由前后两个幕帘组成；位于胶片前约3毫米处。图3是“幕帘快门”的工作原理图。拍摄照片时，先将快门上弦，此时前、后幕帘的首尾部分重叠在一起，从胶片的左端运动到右端（如图3-（a）），与幕帘连接的弹簧同时被卷紧，为快门的开启提供动力；然后按下快门按钮，快门开启，前帘先向左运动，而后帘依据摄影者设定的曝光时间滞后一段时间和前帘形成合适的缝隙宽度L后再开始运动（如图3-（b））。这样，缝隙从胶片的右端运动到左端，使整个胶片依次获得曝光（如图3-（c））。运动结束，胶片又全部被遮住，与幕帘连接的弹簧恢复原状，即松弦（如图3-（d））。
下表是国产DF-1相机（135型）曝光时间与快门缝隙的对应关系
T（秒） ……
L（毫米） 2.5 5 10 20 41.5 55 83 ……
请根据以上资料，回答以下问题。
(1)从DF-1相机曝光时间与快门缝隙的对应关系表可以得出，各档曝光时间对应的幕帘运动速度有何特点？
(2)不同型号照相机的“幕帘快门”的缝隙运动方向是不同的。以摄影者为参照物，有的自左向右，有的自右向左，有的自上而下，有的自下而上，用这些相机拍摄运动物体时都会造成像的畸变。图4中（a）、（b）分别表示的是：拍摄时相机与汽车位置的示意图和不发生畸变的图像的示意图；图4（c）、（d）所示的是：使用不同型号相机拍摄高速运动的汽车时形成的像。请根据像的畸变情况，写出快门缝隙的运动方向。（a） （b） （在横线上填上：“自上而下”或“自下而上”或“自左向右”或“自右向左”）
(3)如图是用135相机拍摄的某学生（身高1.7米）在试用新标准乒乓球（直径40毫米）的照片。拍摄时选用的快门速度为秒。请估算照片中乒乓球运动的平均速度。
(4)在光照不足的环境下拍摄照片时需要用闪光灯来照明。闪光灯是一种发光时间短（约几毫秒），发光强度高的光源。由于幕帘快门是通过两个幕帘间形成的缝隙使整个摄影画面曝光的，所以要使闪光灯瞬间发出的光全部进入画面，必须在快门全开（前帘已复位，而后帘尚未释放）的瞬间闪亮。DF-1型照相机的闪光灯联动装置是在前帘复位到终点附近时接通闪光灯的电路，使闪光灯工作。从DF-1相机快门缝隙与曝光时间的对应关系表可知，为达到与闪光灯的同步，曝光时间应如何选择？
(5)如图是用某台旧的DF-1照相机的，秒快门速度拍摄的，并用闪光灯照明的画面。试根据画面上留下的闪光影像（较深的区域），计算该相机“幕帘快门”的缝隙运动速度。
(6)某摄影爱好者为了在胶片上获得直径约为2毫米的太阳的清晰的像，他应选用多大焦距的摄影物镜来进行拍摄？ 已知太阳发出的光经8.31分钟射到地球，太阳的直径为米。
【课后评价】
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【参考答案】
【自主学习】
一、认识透镜
1. 厚；薄；薄；厚
2.（1）焦点；F（2）焦距；f（3）光心；O（4）主光轴
二、透镜对光的作用
1. 会聚；会聚；发散；发散
2. ①焦点；反向延长线；焦点②平行③不变
三、凸透镜成像规律的应用
1. 小于焦距；正立、放大的虚；同
2. 凸透镜；光屏；大于二倍焦距；倒立、缩小的实
3. 倒立、放大的实像；光屏；大
【合作探究】
探究点一
1. 中间厚、边缘薄；中间薄、边缘厚
2. 会聚作用；发散作用
3. 用透镜观察近处物体，看到正立、放大像的是凸透镜，看到正立、缩小像的是凹透镜（答案不唯一）
探究点二
1. 凸透镜、白纸、刻度尺
2. ①将凸透镜正对着太阳光；②把白纸放在凸透镜的另一侧，移动白纸，直到纸上出现最小、最亮的光斑；③用刻度尺测量光斑到凸透镜光心的距离，这个距离就是凸透镜的焦距
3. （光路图略，需画出平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚到焦点，标注焦点F、焦距f）
探究点三
（二）物距（与焦距的关系）
（三）1. 凸透镜、F平面光源（或蜡烛）、光屏、光具座、刻度尺
2. 正倒；大小；虚实；物距u；像距v
（四）同一高度；（表格数据需根据实际实验填写，以下为示例数据，具体数值因凸透镜焦距不同而异，假设焦距f=10cm）
物距与焦距关系 物距u/cm 像的性质-正倒 像的性质-大小 像的性质-虚实 像距v/cm
u>2f 25 倒立 缩小 实像 16.7
u>2f 30 倒立 缩小 实像 15
u=2f 20 倒立 等大 实像 20
ffu=f 10 不成像 — — —
uu（五）1. 大于焦距（u>f）；小于焦距（u2. 大于二倍焦距（u>2f）；在一倍焦距和二倍焦距之间（f3. 倒立；能；正立；不能；异侧；同侧
4. 变大；变大
5. （1）倒立；缩小；实（2）倒立；放大；实（3）正立；放大；虚；像远像变大；像近像变小
【课堂练习】
1. B
2. B
3. A
4. B
5. B
6. A
7. 属于凸透镜的有B、E；属于凹透镜的有C、F
8. 靠近；拉长
9. （1）10（2）光屏的高度；倒立、缩小的实像（3）不变化；变暗
【课后巩固】
基础练习
知识点1：认识透镜
1. 凸；会聚
2. 两块凹透镜；发散
3. 1、2；3
4. C
5. B
6. B
知识点2：透镜的光线作图
7.
8.
9.
10.
知识点3：实验探究—凸透镜成像
11. （1）同一高度（2）缩小的；照相机；近视眼；凹透镜（3）20（根据图甲平行光会聚点判断）；左
12. （1）同一高度；使像成在光屏中央（2）10（根据u=v=2f时u=20cm判断）（3）投影仪（4）近视（5）光源稳定、便于观察像的细节等（答案不唯一）
13. （1）同一高度；8（根据u=v=2f时u=16cm判断）（2）缩小；照相机（3）右（4）C
14. （1）12（根据s-t图像，烤焦时间最短处s=12cm判断）（2）（根据像的大小正倒判断，示例）⑥⑤④③②①（需结合具体像的图像）（3）10（根据1/u +1/v =1/f，取u=v=20cm，得f=10cm）
知识点4：凸透镜成像规律的应用
15. 放大镜；凸透；远离
16. 确定像的位置；0.4；10（根据等大像u=20cm判断）；B、C（需结合光具座刻度，物距在f和2f之间）
17. 凸透镜；变大
18. D
19. C
20. A
能力提升
1. A
2. D
3. A
4. C
5. D
6. D
7. D
8. A、C
9. C
10. A、C
11. B、D
12. C
13. 折射；厚；A、B；薄；C、D
14. 缩小；变大
15. c
16. 一倍；同
17. 照相机；不能；近视眼
18.
19.
20. （1）
（2）
21. （1）物距（与焦距的关系）（2）焦距（3）需要（4）缩小；照相机；左；变小（5）D
22. （1）10（根据u=v=20cm判断）（2）高度（3）D（根据物距在f和2f之间，像距大于2f判断）（4）缩小；照相机；升高（5）D
23. （1）幕帘运动速度不变（根据T与L成正比判断）（2）（根据像的畸变方向判断，示例）自右向左；自上而下（需结合图4（c）（d）图像）（3）（根据照片比例和曝光时间计算，示例）0.8m/s（需结合具体照片尺寸和乒乓球实际直径）（4）选择曝光时间≤1/50秒（根据表格中L≥41.5mm，接近胶片宽度35mm判断）（5）（根据闪光影像长度和曝光时间计算，示例）0.5m/s（需结合具体画面闪光区域长度）（6）100mm（根据相似三角形，像高/物高=焦距/日地距离，计算得f=100mm）
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