5.3 凸透镜成像的规律 学案（含答案）

第五章 透镜及其应用
凸透镜成像的规律
节点体系梳理
知识点解读与基础训练
知识点一：探究凸透镜成像的实验
1.【概念点播】透镜成像时的三个物理量(如图1所示):
(1)焦距:透镜的焦点到光心的距离，用f表示;
(2)物距:物体到透镜的距离，用u表示;
(3)像距:像到透镜的距离，用v表示。
2.【易混易错】实验过程中应注意的问题：
(1)凸透镜的选择:实验时最好选用焦距为10 cm的凸透镜，这样测量物距和像距时比较方便。
(2)仪器的摆放原则:“共线”且“等高”共线” 是要使烛焰中心、凸透镜光心和光屏的中心在同一直线上;“等高”是要使烛焰中心、凸透镜光心和光屏的中心大致在同高度， 只有这样才能使烛焰的像成在光屏的中央,便于观察。
(3)物距在一倍焦距到二倍焦距之间时，烛焰不能太靠近透镜，否则容易导致像距很大，像也很大，光屏承接不到清晰的像。
(4)对于同一个物距范围内要取两组以上的物距进行实验探究，这样做是为了排除偶然因素，使实验结论更具有普遍性。
3.【知识拓展】
光屏上得不到像的原因：一是蜡烛在焦点上(不成像?)或焦点以内(成虚像)?;二是烛焰、凸透镜和光屏三者的中心不在同一高度;三是蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座上的光屏无法移动到该位置。
4.【基础训练】
1、小亮利用如图装置，做“探究凸透镜成像规律”的实验． （1）在他开始实验时，应先将烛焰、透镜和光屏三者的中心调整到______．（2）由于凸透镜的焦距未知，于是他将凸透镜放在光具座50cm处，将蜡烛换成平行光源，用平行于主光轴的光照射凸透镜，当光屏移动到光具座65cm刻线处时，看到光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距是______cm．（3）他保持凸透镜的位置不变，换掉平行光源，将点燃的蜡烛放在光具座20cm刻线处，这时小亮将处于光具座65cm刻线处的光屏向______侧移动（选填：“左”或“右”）于是在光屏上得到一个倒立、______的实像．
2、如图，图中能正确表示像与物关系的是(　　)
A. B. C. D.
知识点二：凸透镜成像规律及应用：
凸透镜成像规律
???????物距(u)
?????成像特点
???????像距(v)
??????? 应用
u>2f
倒立?缩小? 实像
f照相机
u=2f
倒立? 等大? 实像
v=2f
测焦距
2f>u>f
倒立?放大? 实像
v>2f
投影仪/幻灯机
u=f
不成像
u正立? 放大? 虚像[来源:学。科。网]
?
放大镜
2.【知识拓展】凸透镜成像规律的理解
(1)凸透镜所成的实像都是倒立的，且物、像位于凸透镜两侧;凸透镜所成的虚像都是正立的，且物、像位于凸透镜同侧。
(2)一倍焦距处是成实像和虚像的分界点。当物距大于一倍焦距时成实像，当物距等于一倍焦距时不成像，当物距小于一倍焦距时成虚像。
(3)二倍焦距处是成放大的像和缩小的像的分界点。当物距大于二倍焦距时成缩小的实像，当物距等于二倍焦距时成等大的实像，当物距小于二倍焦距时成放大的实像。
(4)动态规律:??①凸透镜成实像时，物体离凸透镜越近，像离凸透镜越远，像越大;物体离凸透镜越远，像离凸透镜越近，像越小;概括为“物近像远像变大，物远像近像变小”??②凸透镜成虚像时，物体离凸透镜越近，像离凸透镜越近，像越小;物体离凸透镜越远，像离凸透镜越远，像越大;概括为“物近像近像变小，物远像远像变大”??③凸透镜成像时，物体和像的移动方向相同。?3.【方法渗透】利用作图法辅助理解成像规律，作图在下：
两条光线：(1)过光心的光线方向不变；(2)平行于主光轴光线通过焦点。
【易错易混】凸透镜能成实像，若用硬纸板将凸透镜造住一半，则整个物体发出的光虽有一部分被挡住，不能通过凸透镜折射，但总会有一部分光通过另一半凸透镜而会聚成像，所以像仍然完整，与原来相来的相同；由于一半被遮住，折射光线比原来减少一半，亮度会减弱，像会变暗。
【基础训练】
3.蜡烛放在凸透镜前30cm处，在光屏上得到清晰等大的像，当蜡烛放在凸透镜前40cm处时，通过凸透镜能成______ （选填“放大”或“缩小”）的像，在生活中______ 利用了该原理选填（“放大镜”、“照相机”或“投影仪”）．
4.凸透镜是一种基本光学元件，在生活中有广泛的应用。下列说法不正确的是　　
A. 用放大镜观察报纸时，报纸应放在一倍焦距之内，要使观察的像更大而且清晰些，报纸要靠近放大镜B. 用投影仪放映物理试题时，要使银幕上所成像更大而且清晰些，应该让镜头下降些，同时投影仪远离屏幕C. 用照相机照人像照时，要使所成像更大而且清晰些，应该让拍摄对象靠近镜头，同时镜头前伸D. 用照相机照人像照时，要使所成像更大而且清晰些，应该改用长焦（即焦距更长的）镜头，同时镜头前伸
5.小明拿着放大镜，伸直手臂，通过放大镜观察远处的景物，看到的是景物的(　　)
A.正立放大的像 B. 倒立放大的像 C. 倒立缩小的像 D. 正立缩小的像
能力提升
1.放映幻灯片时，想要在屏幕上出现“F”字母，那么幻灯片正确的放法是图中的(　　)。　
A. B. C. D.
2.小明在探究凸透镜成像规律的实验时，将点燃的蜡烛放在距凸透镜32cm处，在透镜另一侧距透镜18cm处的光屏上得到烛焰清晰的像，则(　　)
A. 光屏上所成的是倒立、放大的实像B. 光屏上所成的是倒立、缩小的实像C. 该透镜的焦距f一定满足9cm3.在探究“凸透镜成像的规律”实验中： (1)如图甲所示是小明通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u关系的图象.由图象可知凸透镜的焦距是______cm．(2)把蜡烛放在距凸透镜16cm处时，如图乙所示，在凸透镜另一侧前后移动光屏，会在光屏上得到一个倒立、______的实像．(3)实验完成之后，小明把自己的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，如图丙所示，因为近视眼镜对光有______作用，所以光屏上原来清晰的像变得模糊了，若想在光屏上重新得到清晰的烛焰像，在不改变蜡烛和凸透镜位置的情况下，应将光屏______凸透镜．
拓展训练
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；当从水透镜里抽水时，水透镜的焦距将变大。
如图1所示，一束平行于主光轴的光射向水透镜，在光屏上得到一个最小光斑，则此时水透镜的焦距为______cm，实验前，应调节烛焰、水透镜和光屏三者中心在______；该同学移动蜡烛，水透镜和光屏至图2所示位置时，恰能在光屏上看到清晰的像，利用此成像特点可制成______(选填“照相机”或“投影仪”）；若仅将蜡烛与光屏位置对调，则在光屏上______(选填“能”或“不能”)看到清晰的像；
在图2所示实验场景下，该同学把自己的眼镜给水透镜“戴上”如图3所示，当从水透镜中抽出适量的水后，他发现烛焰的像再次变得清晰，由此判断该同学戴的是______眼镜选填“近视”或“远视”
参考答案
基础训练：1.同一高度，15，右，等大。2.A. 3.缩小，照相机4.A.5.C。
能力提升：1.D. 2,BC.3,.10 放大 发散 远离。
拓展训练：8.0cm 同一高度 照相机 能 远视