凸透镜成像(湖南省岳阳市岳阳县)

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凸透镜成像
［学习目标］
1． 了解什么是凸透镜，什么是凹透镜，了解透镜的主光轴、光心、焦点、焦距。
2． 了解凸透镜和凹透镜对光的作用。
3． 实验探究：凸透镜成像的规律。
4． 通过观察透镜对光的作用，保持对自然界的好奇，初步领略自然现象的美好与和谐。
5． 通过探究“凸透镜成像的规律”，具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，勇于探究日常用品中的物理学原理。
［学习重、难点］
1、 凸透镜对光起会聚作用。
2、 实验探究：凸透镜成像的规律。
［课时安排］3课时
第1课时 凸透镜和凹透镜
［新课导学］
1． 观察透镜
（1） 中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜。
（2） 中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜。
（3） 透镜的主光轴和光心（画图说明）
2． 凸透镜对光的会聚作用
（1）【演示】用平行光源、光具盘、凸透镜演示凸透镜对光的作用。
（2）画出会聚光路图
焦点：平行于主光轴的光线经
凸透镜后会聚的一点。
叫焦点，用符号：F表示。
焦距：焦点到光心的距离叫焦距，用符号：f表示。
凸透镜两侧各有一个焦点，两个焦距相等
3. 凹透镜对光的发散作用
（1）【演示】用平行光源、光具盘、凹透镜演示凹透镜对光的发散作用。
（2）画出会聚光路图
焦点：这些发散光线的反向延长线相交于主光轴上的一点，由于这点小不是实际光线的会聚点，所以叫凹透镜的虚焦点F。
焦距：虚焦点到凹遥镜光心的距离叫焦距f。
凹透镜两侧各有一个虚焦点，两个焦距相等
［典例分析］
在图中，画出了光线通过透镜前后的传播方向，请在图中填上适当类型的透镜
［随堂练评］
1、透镜有两类，中间厚边缘薄的透镜叫_______，它对光有_______作用。中间薄边缘厚的透镜叫_________，它对光有_______作用。
2平行与主轴的光线，通过凸透镜后，折射光线会聚在主轴的点，叫做凸透镜的_________，它到凸透镜的光心的距离叫做_______ 。
3、同一束平行光线射到不同的镜上变成不同的光束，如图所示。其中A是______镜，B是______镜，C是______镜，D是______镜。

4、在下图所示的框中，画上适当的透镜组合。
5、完成下列光路图。
6、能使光线发散的面镜和透镜有：（ ）
A、凹面镜、凹透镜 B、凹面镜、凸透镜
C、凸面镜、凹透镜 D、凸面镜、凸透镜
［课外作业］
1、凸透镜对光线有________作用，所以又称为________透镜；凹透镜对光线有________作用，所以又称为________透镜。
2、跟主光轴平行的光线，经凸透镜折射后会聚于一点，这点就是凸透镜的________，用字母________表示，它到透镜光心的距离叫________，用字母________表示。
3、下列说法正确的是 ( )
A、凸透镜对光有会聚作用，因此通过凸透镜的光都一定会聚在焦点上
B、凸透镜有一个焦点，凹透镜有两个焦点
C、不论是凸透镜还是凹透镜，经过透镜光心的光线方向不改变
D、光线经过凹透镜后一定不可能相交于一点
4、如右图中，已给出了射向透镜的入射光线，请画出它们经过透镜后的出射光线。
5、画出下图中的入射光线
6、对光起会聚作用的是( )
A、平面镜 B、近视眼镜的镜片
C、凹透镜 D、老花镜的镜片
7、如下图所示，给出了光线通过透镜前后的方向．请在方框内填上适当的透镜
第2课时 实验探究：凸透镜成像的规律
第 周 星期 第 节 年 月 日
一、按照科学探究的步骤，同时参照课本P65的实验要求进行实验与收集证据。
二、并讨论完成下表。
物距(u) 像距(v) 成像的性质 应 用
倒、正 缩小、放大 实、虚像
u→∞
u>2f
u=2f
Fu=f
u三、交流合作。
四、结论：研究凸透镜成倒立、缩小实像的条件。
记 忆 口 诀
一焦分虚实，二焦分大小；实像异侧倒，
虚像同正大；物远像近小，物近像远大。
第3课时 巩固提高
第 周 星期 第 节 年 月 日
［典例分析］
例1、凸透镜对光线的作用是 ( )
A、光通过凸透镜变成平行光 B、对平行主轴的光线才会有会聚作用
C、对任何一个光束都有会聚作用 D、对成像的光束有会聚作用重
分析光通过凸透镜可能会变成平行光，但也可能会聚于一点，所以A错。B项错误的原因是对凸透镜的会聚作用不理解，不是只有会聚于焦点才是会聚作用，其实它只是会聚作用的一个特例。会聚作用是指光经过凸透镜后会聚程度加大，如果尤线射向凸透镜的尤是发散的，经过凸透镜后可能仍是发散的，但发散程度减小了，我们也说光被凸透镜会聚，正确的选项是C。
例2、完成下图所示的光路图。
分析A圈中经过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出；B图中平行于主尤轴的尤线，经凸透镜折射后，会聚于主轴焦点上；C圈中入射线是平行于主光轴射入，经凹透镜折射后发散射出，且折射光线的反向延长线交于焦点；D圈中入射光线的延长线交主光轴于焦点上，折射光线是平行射出的。
答案如下图所示：
例3、如右下图所示，L是凸透镜，OO/是它的主光轴，AB是垂直主轴的光源，P是垂直于主光轴的光屏，当光源和光屏到凸透镜的距离相等时，在光屏上得到了清晰的像，如将AB向右移动任意一段距离后，再移动P，则P上 ( )
A、总能得到缩小的像
B、总能得到放大的像
C、可能得到放大的像，也可能得到缩小的像
D、可能得到放大的像，也可能得不到像
分析本题综合考查凸透镜成像规律及实像和虚像的区别。由于物距和像距等时能成清晰的实像，故可以判断AB此时在2f的位置上，当AB右移一段距离时，既可能处于2f和f之间，也可能小于f，即在光屏P上既可能得到倒立放大的实像，也可能AB在上得不到像(此时只能成虚像)。
答案 D
例4、某同学想选一个焦距在lO--20cm之间的凸透镜，于是他用实验的方法分别对A、B、C三个凸透镜进行测试，测试时保持物距u=20cm不变，所得结果如下表，请你帮助确定哪个透镜是这个同学所需的，并比较三个凸透镜焦距的大小关系。
透镜 像的性质
A 倒立 缩小 实像
B 正立 放大 虚像
C 倒立 放大 实像
分析由凸透镜成像规律可知：
A、成倒立、缩小的实像，说明物体处于凸透镜的2倍焦距以外，故u>2fA，即20cm>2fA fA<10cm
B、成正立、放大的虚像，说明物体处于凸透镜焦距以内，故u20cm
C、成倒立放大的实像，说明物体处于凸透镜1倍焦距与2倍焦距之间，故fC根据该同学的要求，只有C镜符合要求，且fA答案 应选C镜；三个凸透镜焦距的大小关系是 fA例5、在“研究凸透镜成像”实验中
(1)实验所需的主要器材有___________、___________、___________、___________。
(2)把凸透镜、光屏、蜡烛放在一条直线上，要调整________和________的高度，使它们的中心大致在______________。
(3)把烛焰放在距凸透镜2倍焦距以外，移动光屏时，眼睛要观察________，一直到光屏上出现______________为止，这时光屏上成的是________、________的实像。
(4)如果保持凸透镜位置不变，先后把烛焰放在图中a、b、c、d各点，分别调整光屏的位置，则烛焰放在_______点时，光屏上的像最小，放在_______点，光屏上的像距镜最远。
分析(1)主要器材:凸透镜、光屏、蜡烛、刻度尺；(2)该实验目的是研究凸透镜成像情况，即要让像能在光屏上显现出来才使于观察，所以妾调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度上，让像能成在光屏中央；(3)当烛焰以凸透镜的距离确定后，接下去是移动光屏寻找像的位置，一直到光屏上显示出清晰明亮的像，当物距u>2f时，生成的应是倒立缩小的像；(4)当u>f时，凸透镜成实像，这时物距增大，像距变小，像也变小，所以放在a点时物距最大，实像最小，放在 c 点时，物距最小，像距就大，实像也最大。
答案 (1)凸透镜 光屏 蜡烛 刻度尺 (2〉凸透镜 光屏 烛焰 同一高度
(3)光屏上的像明亮清晰的烛焰像倒立缩小 (4〉a c
［巩固发展］
1、平行主轴的光通过凸透镜，将会聚到主光轴上的一点，这个点称为凸透镜的________，________到光心的距离叫做________，一个透镜有两个________。
2、如果把小灯泡放在凸透镜的焦点处，射向凸透镜的光经凸透镜后变成______________光线。
3、小林在做凸透镜成像实验时，将凸透镜正对太阳光，在透镜后10cm处得到一个最清晰的亮斑，接着他用烛焰作物体，在光屏上得到了和烛焰等大的像，此时，烛焰距光屏________cm。
4、一束平行光正对凸透镜照射时，在离透镜15cm处的光屏上得到一个亮点，那么当物体位于透镜前35cm处时，在透镜的另一侧可得到 ( )
A、倒立缩小的实像 B、倒立放大的实像 C、正立放大的虚像 D、正立缩小的虚像
5、烛焰通过凸透镜恰好在光屏上得到一个放大的像，若保持凸透镜位置不变，把烛焰和光屏位置对调一下，则 ( )
A、光屏上仍能成一个放大的像 B、光屏上能成一个缩小的像
C、光屏上不能成像，但通过透镜能看到
D、光屏上没有像，需要重新调整光屏位置才能有像呈现在光屏上-1E
6、一束平行光线沿主光轴射到凸透镜上，经凸透镜折射后会聚于另一侧主光轴上距透镜中心12cm的地方，若把点燃的蜡烛分别置于主光抽上距透镜15cm和6cm处，两次成的像 ( )
A、都是放大的像 B、都是正立的像 C、都是实像 D、都是虚像
7、用凸透镜在屏上已得到烛焰所成的清晰的像，现用一块圆形黑板糊上凸透镜中间部分，那么在屏上所成的像是 ( )
A、像没有了 B、像的中间看不见了
C、像比原来变暗了 D、像与原来没变化
8、用一直径为20cm的凸透镜正对着太阳光，在凸透镜的另一侧15cm处，有一垂直透镜主光轴的光屏，光屏上显现出一个直径是10cm的光斑，则凸透镜的焦距是 ( )
A、10cm B、20cm C、30cm D、无法确定
9、用一个凸透镜成像时，下列说法正确的是 ( )
A、成实像时，物体离凸透镜越近，像越大 B、成虚像时，物体离凸透镜越近，像越大
C、实像总是倒立的，虚像总是正立的 D、实像和虚像都可能是放大的或缩小的
10、完成下图所示的光路图。
11、物体放在凸透镜前某一位置，在透镜另一侧离透镜lOcm的光屏上成一个倒立缩小的像。当物体移至凸透镜前10cm处，所成的是 ( )
A、倒立的实像 B、倒立放大的实像 C、正立放大的虚像 D、正立等大的实像
l2、某同学在做研究凸透镜成像的实验时，保持凸透镜位置不变，如图所示，先后使烛焰位于a、b、c、d四点，并分别调整光屏的位置。实验后，他归纳以下说法，其中错误的是 ( )
A、使烛焰位于a点时，屏上出现的实像最小
B、使烛焰位TC点时，屏上出现的实像最大
C、使烛焰位于a点时，成缩小的实像
D、使烛焰位于d点时，成放大的实像
13、把一个凸透镜固定于薄壁玻璃管中间，在凸透挠的焦点F处放一个点光源S，然后注入水，使水面处于光源S和凸透镜之间，如图，为使凸透镜折射后的光线是一束平行光，则光源的位置 ( )
A、应适当升高B、应适当降低
C、应不动D、元论怎样变动，均无法实现
14、如图所示，有两束分别从凸透镜的两倍焦距和一倍焦距处射向透镜的光线，请在图中画出它们通过透镜的光路(P是与透镜距离等于2倍焦距的位置)
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