3.6
探究凸透镜成像规律
1、探究凸透镜成像规律实验:
(1)用到的实验器材有:光具座、蜡烛、凸透镜、光屏。
(2)实验过程:①把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛,调整它们的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度;(目的是: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
蜡烛在焦点以内(u<f);
蜡焰在焦点上(u=f)
烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度;
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把凸透镜放在光具座中央,把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置上,调整光屏到透镜的距离(即像距),使烛焰在光屏上成一个清晰的像,观察像的大小、正倒情况,测出物距和像距;
③调节蜡烛的位置,重复以上操作。
(3)物距和像距:物体到透镜的距离称为物距(u);像到透镜的距离称为像距(v)。
2、凸透镜成像规律小结:
物距(u)
像的正倒
像的大小
像的虚实
像的位置
像距(v)
应
用
u>2f
倒立
缩小
实像
透镜两侧
f照相机
u=2f
倒立
等大
实像
透镜两侧
v=2f
f倒立
放大
实像
透镜两侧
v>2f
幻灯机、投影器、电影机
u=f
不成像
u正立
放大
虚像
透镜同侧
放大镜
3、
凸透镜成像规律记忆:①一倍焦距分虚实(uf成实像、u=f不成像);②二倍焦距分大小(u<2f成放大的像、u=2f成等大的像、u>2f成缩小的像);③凡实像必倒立且物像异侧、凡虚像必正立且物像同侧);④成实像时物距越大,像距越小,像越小;成虚像时物距越远,像距越远,像越大。
例题
1、图1是照相机镜头成像原理示意图。在图中所标的a、b、c三点中,点
表示凸透镜的焦点。
2、一束平行光沿主光轴射到凸透镜上,经折射后会聚于凸透镜另一侧主光轴上距光心12cm处,若把点燃的蜡烛分别置于15cm和16cm处,两次成的像
(
)
A.都是实像
B.都是虚像
C.都是缩小的像
D.正立的像
3、一束平行光正对凸透镜照射时,在离镜前15cm的光屏上得到一个亮点,那么当物体位于凸透镜前25cm处时,在凸透镜另一侧移动光屏可以得到( )
A、倒立 缩小 实像
B、倒立、放大、实像
C、正立、放大、虚像
D、倒立、放大、虚像
4、把高2
cm的发光棒立于焦距为5
cm的凸透镜前,在凸透镜后的光屏上成了4
cm高的像物体离凸透镜的距离可能是(
)
A?7.5
cm
B?12.5
cm
C?4.5
cm
D?
10
cm
5、有一物体从距离凸透镜1.5倍焦距的地方沿主光轴向透镜方向移动,当物距减少到原来的一半时,移动光屏,下列说法正确的是(
)
A.在光屏上可以得到比物体大的实像
B.在光屏上可以得到比物体小的实像
C.在光屏上不可能得到像
D.在光屏上可以得到一个物体大的虚像
6、在放映幻灯时想在屏幕上得到一个与图甲图完全相似的放大的钥匙的像则幻灯片应与图乙中哪种插法一致(
)
?
7、蜡烛的火焰经凸透镜在光屏上成清晰的像,若用不透光的纸片将凸透镜的上半部遮住,则在屏上
[
]
A.根本看不到蜡烛火焰的像
B.像完整但将变暗
C.只剩下半截了
D.像不发生任何变化
8 、某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图像,如图11所示,下列判断正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是20cm
B.当u=15cm时,在光屏上能得到一个缩小的像
C.当u=25cm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lOcm处移动到30cm处的过程中,像逐渐变小
9、如图所示,调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置,都能得到清晰的像,其中在光屏上成倒立缩小实像的是图 ,在光屏上成倒立放大实像的是图
,成虚像的是图
.
10、在探究凸透镜成像规律时,先将凸透镜正对太阳光,把一张纸放在它的另一侧,当纸上呈现一个最小光斑时,测得光斑到凸透镜的距离为10cm,则凸透镜的焦距是___cm.再调节烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心大致在
,目的是
.物距为30cm时,在光屏上成一个倒立、
的实像.
11、在“探究凸透镜成像规律”时,所用的凸透镜的焦距为10cm。
①现将凸透镜、蜡烛和光屏放在如图16所示的光具座上进行实验。若图中C位置上放置光屏,则B位置上应放置______。
②如图16所示,,现要在光屏上成缩小的像,蜡烛应向______移动,光屏应向_____移动。(填“左”或“右”)
12、小王用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材,探究凸透镜成像的规律。实验桌上现有A、B两个凸透镜,其中凸透镜A的焦距为50cm,凸透镜B的焦距为10cm。光具座上标尺的刻度范围如图22。
(1)小王想探究凸透镜成像的规律,应选用
凸透镜(选填“A’’或“B”)。
实验次序
物体到凸透镜的距离u/cm
光屏上像到凸透镜的距离v/cm
光屏上像的大小
1
60
12
缩小
2
30
15
缩小
3
20
20
等大
4
15
30
放大
5
12
60
放大
(2)小王在图22的光具座上,不断改变蜡烛与透镜间的距离,并移动光屏进行实验,所获得的实验数据如右表所示。分析实验数据可知:
①从实验次序2、3、4可以看出,当成实像时,物体到凸透镜的距离越短,光屏上像的大小就越
;
②同一凸透镜,成实像时,像距v随物距u的增大而
。
(3)你认为小王同学的实验过程是否全面 请提出你的看法(只需写出一种)。
答:
。
13、如图所示:甲、乙分别是“探究平面镜成像特点”和“探究凸透镜成像规律”的实验装置。
(1)在“探究平面镜成像特点”的实验中,拿一支没有点燃的与A完全相同的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,直到看上去它跟前面那支蜡烛A的像完全重合。这样操作的目的是
,同时也证明了像与物体的大小
。
(2)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,保持凸透镜位置不动,将蜡烛从远处逐渐向凸
透镜的焦点靠近时,要想在光屏上得到清晰的烛焰的像,光屏应向 (填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动,所成像的大小将 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)当蜡烛移到图乙所示位置时,光屏上出现清晰的烛焰的像,请你比较甲、乙两图中平面镜与凸透镜所成的像的不同点:①
;
②
3.7
眼睛与光学仪器
1、眼睛的结构和视力的矫正
(1)眼睛中的晶状体相当于凸透镜,眼球后部的视网膜相当于光屏。物体经晶状体成像于视网膜上,再通过视神经把信息传入大脑,从而产生视觉。
(2)近视眼:远处景物的像如果经过晶状体后,不能落到视网膜上,而位于视网膜前,这就是近视眼[见图3-3(a)]。近视眼可以戴凹透镜做的眼镜,让光先适当发散,使清晰的图像略向后移,准确地成在视网膜上[见图3-3(b)]。戴上近视眼镜看到的是缩小的虚像。
(3)老花眼(远视眼):远视眼只能看清远处的物体,看近处物体时,经晶状体像却落在视网膜的后面[见图3-4(a)]。远视眼戴凸透镜做的眼镜,让光先适当会聚,使清晰的像略向前移,准确地成在视网膜上[见图3-4(b)]。戴上老花眼镜会看到放大的虚像。
(a)
(b)
(a)
(b)
图3-3
图3-4
2、影像的保存——照相机
(1)照相机:是利用凸透镜能成缩小的实像的原理制成的。它的镜头相当于一个凸透镜,来自物体的光经镜头折射后在胶片上形成一个倒立、缩小的实像。
(2)照相机的调焦装置是用来调节镜头到胶片的距离,当拍摄近的景物时,镜头要往前伸,离胶片远一些;
(3)人的眼睛像一架照相机,晶状体相当于一个凸透镜,视网膜相当于照相机内的胶片,人眼中所成的像相对于景物来说成的是倒立、缩小的实像。
3、为了使幕上的像“正立”(朝上),幻灯片要倒着插。
4、显微镜由一个物镜和目镜组合而成,这两个镜都是凸透镜;望远镜有反射式望远镜和折射式望远镜两种。
(1)显微镜的物镜成物体成放大的实像、目镜成放大的虚像。
(2)望远镜的物镜使远处的物体成缩小的实像、目镜成放大的虚像。
例题
1、人眼的
相当于一个凸透镜,它对光线起
作用。
2、照相机的镜头相当于一个
,胶片相当于
,照像时某物到镜头的距离应该
。
3、幻灯机是利用凸透镜成
的像,为了看到正立的像,幻灯片要
插在
架上。
4、做眼保健操对人的眼睛所起的作用是
(
)
A.使眼睛漂亮
B.缓解眼睛的疲劳,增强睫状体的调节作用
C.体眼睛的瞳孔增大
D.使玻璃体更透明
5、医生用显微镜化验样本时,总在不停地转动显微镜上的一个旋钮,这样做是为了(
)
A.调节物镜的焦距
B.调节目镜的焦距
C.调节反光镜的方向
D.调节物镜与目镜的距离使像更清晰
6、小英在照完一张一寸照片后,又想照一张2寸照片,摄影师应该
[
]
A.照相机远离人,暗箱拉长
B.照相机远离人,暗箱缩短
C.照相机近离人,暗箱拉长
D.照相机近离人,暗箱缩短
7、如图所示,有一种望远镜由两组凸透镜组成。靠近眼睛的叫做目镜,靠近被观测物体的叫做物镜,物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成缩小的实像,它相当于一架(
)
A.幻灯机
B.投影仪
C.放大镜
D.照相机
8、
是用来观察远方较大物体的光学仪器,它由两组凸透镜组成,分别是
和
,
物镜的作用相当照相机,目镜的作用相当于
。
9、有一顽皮的孩子眼睛正常,但他经常长时间戴他父亲的近视眼镜看东西,不久他真的近视了,其原因是
[
]
A.近视遗传
B.光对眼睛的刺激作用
C.小孩的幻觉
D.正常眼睛戴近视镜,强迫体晶状体变厚,久了就成了近视眼
10、用照相机拍集体照时,发现有镜头内的人脸太小了,这时应采取的方法是(
)
A.把照相机向人移近,同时增大底片到镜头之间的距离
B.把照相机向人移近,同时减小底片到镜头之间的距离
C.把照相机向人移远,同时增大底片到镜头之间的距离
D.把照相机向人移远,同时减小底片到镜头之间的距离
11、老奶奶用放大镜看报纸时,为了能看到更大的清晰的字应保持
[
]
A.报纸与眼睛不动,放大镜离报纸远一些
B.报纸与眼睛不动,放大镜离报纸近一些
C.报纸与放大镜不动,眼睛离报纸远一些
D.报纸与放大镜不动,眼睛离报纸近一些
12、在探究凸透镜成像规律的实验中,当烛焰、凸透镜、光屏处于图所示的位置时,恰能在光屏上得到一个清晰的像。利用这一成像原理可以制成(
)
A?潜望镜
B?放大镜
C?幻灯机
D?照相机
13、(2012山东德州)光的世界丰富多彩,下列光学器件在生活中具有广泛的应用。其中符合成像规律的是
A.平面镜成像时,像、物到平面镜的距离相等
B.投影仪成像时,物距大于二倍焦距
C.放大镜成像时,物距大于一倍焦距
D.照相机成像时,物距在一倍焦距和二倍焦距之间
14、如图6所示是人眼的成像原理图,晶状体相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏,则:当物体在很远地地方时,物体成像在视网膜上,当物体靠近人眼时,若晶状体的焦距不变,则它的像将会落在视网膜___(选填“前”、“上”或“后”)
下列哪种光学仪器成像原理与人眼球成像原理一样?___(选填序号)
相机
②放大镜
③投影仪
④潜望镜
B.苹果呈红色,瓷盘呈黑色,香蕉呈黑色
C.苹果呈黑色,瓷盘呈红色,香蕉呈红色
D.苹果呈红色,瓷盘呈红色,香蕉呈黑色
7、
一个苹果在阳光下看起来是红色,这是因为(
)
A.
红光透过苹果
B.
苹果只吸收红光
C.
苹果只反射红光
D.
红光折射进苹果
8、下列事例中,属于紫外线应用的是
A.夜视仪
B.遥控器
C.验钞机
D.全自动感应水龙头