凸透镜成像的规律【学习目标】 1.知识与技能 理解凸透镜的成像规律． 2.过程与方法 通过科学探究活动，体验科学探究的全过程和方法，初步获得提出问题的能力． 学习从物理现象中归纳科学规律的方法． 3.情感、态度与价值观． 具有对科学态度的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理．【高效预习反馈】 1．使用照相机时，被照物体应放在的 位置，底片应放在 位置． 2．放电影时，银幕越大，放映机离银幕应该 ，当银幕上的像不清晰时，需要调节 .银幕上的像相对于观众来说是放大的 像（填“虚”或“实”）. 3．利用凸透镜成像时，若要得到缩小的像，物体到凸透镜的距离应满足 条件，若要通过凸透镜看细小的物体，物体到凸透镜的距离应 .课堂高效探究 【重难点高效突破】 重点1.凸透镜成像的规律 思维突破：凸透镜成像的规律如下表： 例1一个物体到凸透镜的距离是30cm时，在光屏上得到一个放大的实像，若把物体沿凸透镜的主光轴移到距凸透镜45cm处，则成像的情况是（ ） A．放大的实像 B.缩小的实像 C.等大的实像 D.上述三种情况都可能 答案：D 律技巧妙法总结：凸透镜成像的性质与物距有关，由第一次成倒立、放大的实像可知f＜u＜2f,即f＜30cm＜2f,由此可判断焦距的范围是15cm＜f＜30cm.当物距为45cm时，物距肯定大于焦距，但由于焦距f在15cm和30cm之间变化，所以三种情况都有可能。 重点2.实像和虚像 思维突破：平面镜所成的像是虚像，因为在成像的位置，并没有光在那里会聚，只是我们感到光好像是从那里射出来的．照相机、投影仪所成的像与此不同，在像的位置，真的有光会聚在那里，如果把光胶片放在那里，真的记录下它的像。这样的像叫做实像。 例2下列关于实像和虚像的说法正确的是（ ） A．虚像是人的幻觉，实像是有实际光线进入人眼 B．虚像就是影子，实像是由实际光线形成的光斑8\n C.实像能在光屏上呈现，虚像则不能 D．光线经折射后总是成实像，经平面镜反射后总是成虚像 答案：C 规律技巧妙法总结：虚像是由反向延长线相交而成，不能在光屏上显示，但可用眼睛看到；实像是由实际光线会聚而成的，能在光屏上显示。 难点：照相机、幻灯机、放大镜的调节 思维突破：照相机、幻灯机都是利用凸透镜成倒立实像的原理制成的，即当u＜f时，凸透镜的物距增大，像距就应减小，像也变小；放大镜是利用当u＜f时，凸透镜成正立、放大的虚像原理制成的，此时若增大物距，像距增大，像也增大。 例3 某人照相，拍了一张后，他向照相机移近了几步，再拍一张。如果照相机的位置不变，拍照的人应该（ ） A．把镜头向外拉一些，人像变大 B．把镜头向里缩一些，人像变大 C．把镜头向外拉一些，人像变小 D．把镜头向里缩一些，人像变小 答案：A 规律技巧妙法总结：照相机是利用凸透镜成倒立的、缩小的实像原理制成的。镜头相当于凸透镜，人或其他被照景物应该在两倍焦距之外，成像在一倍焦距和二倍焦距之间。某人向照相机移近了几步，就是物距减小了，那么像距变小，像也变小。 【易错点高效突破】 易错点：凸透镜成实像和虚像的区别 思维突破：（1）实像是由实际光线相交而成的像；虚像不是由实际光线相交而成，而是由实际光线的反向延长线相交而成； （2）实像既能显示在光屏上，又可以用眼睛看到；虚像不能显示在光屏上，而只能用眼睛看到。 （3）实像总是倒立的；虚像总是正立的。 例4 凸透镜所成的像（ ） A.实像总是正立的，虚像总是倒立的 B.实像和虚像都可能是放大或缩小的 C.成实像时，物体离凸透镜越近像越大 D.成虚像时，物体离凸透镜越近像越大 答案：C 指点迷津：在凸透镜成像中，实像是倒立的，虚像是正立的；实像有放大的，也有缩小的，虚像是放大的；成实像时，物距减小，像增大；成虚像时，物距增大，像也增大。多维高效解题 【思维迁移】 1．习题变式题 例1（教材P99第2题变式）如图5-3-1，小乐用放大镜看指纹时，觉得指纹的像太小，为使指纹的像大一些，正确的说法是（ ）8\n A．眼睛和手指不动，让放大镜离手指稍近些 B．眼睛和手指不动，让放大镜离手指稍远些 C.放大镜和手指不动，让眼睛离放大镜稍近些 D.放大镜和手指不动，让眼睛离放大镜远些 答案：B 思维点拨：放大镜是根据当物距小于焦距时，成正立放大的虚像原理，这时物距增大，像才能变大。 2.一题多变题 例2 物体从距离凸透镜5倍焦距的地方，沿主光轴匀速地向2倍焦距处靠近的过程中，像的大小和速度将（ ） A．像变小，像速度减小 B．像变大，像速度增大 C．像变小，像速度不变 D．像变大，像速度不变 答案：B 一变 物体沿凸透镜主光轴从2倍焦距处匀速向外移动的过程中，像的大小和速度将（ ） A．像变大，速度变大 B．像变大，速度不变 C．变小，速度变小 D．像变小，速度不变 答案：C 二变 在凸透镜2倍焦距以外的地方，沿主光轴方向平放一根粗细均匀的棒AB，如图5-3-2所示，则形成的像A'B'为（ ） A．比实物短，且B'端比A’端粗 B．比实物短，且A'端比B’端粗 C．比实物长，且B'端比A’端粗 D．比实物长，且A'端比B’端粗 答案：A 思维点拨：根据凸透镜成像规律，当u＞f时，物距减小，像距增大，像也增大，反之亦然． 【创新探究】 1．物理与社会、学校、家庭生活 问题1：部分凸通镜成像 例3 在做凸透镜成像实验时，烛焰在光屏上成了一个实像，如果这时用硬纸板将凸透镜遮住一半，则（ ）8\n A.屏上不能成像 B．屏上能成完整的像 C.屏上仍能成完整的像，但比原来暗 D．屏上仍能完成整的像，且比原来的像没有任何不同 探究分析：虽然只使用了凸透镜的一部分，但这部分凸透镜仍能将烛焰的各点的像都折射到光屏上，所以屏上仍能成完整的像，只是会聚像形成的折封光线少了，所以只是比原来暗了，故选C. 答案：C 联想与启示：如果一个凸透镜从中间破成两块，每一块仍可作为一个凸透镜来使用，并且它们的焦距等性质与原凸透镜相同。 新澡标理念提示：联系学生实际，激发学生的学习兴趣和探究欲望． 2.物理与生产、经济、科技 问题 2：投影仪的调节 例4投影仪是教学中常用的仪器，图5-3-3是投影仪结构图．在水平放置的凸透镜的正上方有一个与水平面成45。角的平面镜，右边竖直放‘屏幕．物体发出的光线经过凸透镜和平面镜后，可在屏上成一清晰的像．老师在使用投影仪时，发现屏幕上的画面太小，正确调节方法的是（ ） A．减小投影仪与屏幕间的距离，下调凸透镜，减小凸透镜到物体间的距离 B．减小投影仪与屏幕间的距离，上调凸透镜，增大凸透镜到物体间的距离 C．增大投影仪与屏幕间的距离，下调凸透镜，减小凸透镜到物体间的距离 D．增大投影仪与屏幕间．的距离，上调凸透镜，增大凸透镜到物体间的距离 探究分析：投影仪成倒立放大的实像．物像总是同时移动，成实像时，物距变小，像距变大，像变大，所以屏幕上的画面要增大，应下调凸透镜，减小物距，增大投影仪与屏幕间的距离，增大像距，故选C. 答案：C 联想与启示：使用投影仪时，必须使投影仪与屏幕及凸透镜到物体间的距离调到适当位置才能在银幕上成清晰、大小适中的像。 新课标理念提示：注重实际应用，紧密联系学生生活，提高分析实际问题的能力． 3.学科综合题 例5 在“研究凸透镜成像”的实验中，当物距u为20cm时，得到一个倒立、缩小的实像，此时像距为13cm，则此凸透镜的焦距为（ ） A.f>20cm B.13cm C.10cm D.6.5cm<F<FONT> 答案:D 规律技巧妙法总结：由题可知，得到倒立缩小.实像的条件是：u>2f，且f<V2f,且f<13cm<2f,得6.5cm<10cm. 新课标理念提示：注重学科问知识的渗透，利用数学知识解决物理问泛． 4．新题型8\n 阅读题 例6 小华参加展览会，在一个小展室里看见一个女导游在介绍商品，试图与她握手，却发现是一个虚拟导游，可望不可及，后来她发现这个女导游只是在一个玻璃屏风后倒立的电视机屏幕上经过处理的一个形象而已．如图5-3-4所示，则这个玻璃屏风是 镜，这个虚拟导游是 （填“虚”或“实”）像，电视机屏幕与玻璃屏风的距离应满足的条件是 。 答案：凸透 实 大于一倍焦距小于二倍焦距 规律技巧妙法总结：阅读本题，搞清情境，再把该情境归到凸透镜成像的规律中去，根据题目所述判断出它是利用凸透镜成放大、倒立的实像的规律处理成的像光屏相当于凸透镜，电视机屏幕上的人物相当于物体，虚拟导游是所成的实像。当然，为了显像的效果，可以借助水幕或烟雾为光屏或其他人工处理．要成放大的实像，电视机屏幕与玻瑞屏风的距离应满足的条件是大于一倍焦距小于二倍二倍焦距。 新课标理念提示：联系生活实际，引导学生运用所学知识分析实际问题． 开放题 例7 某同学在探究凸透镜成像的规律时，用了两个焦距不同的凸透镜分别进行实验，并把实验数据准确地记录在下表中，请分析表中数据，把能得到的探究结论写出来（要求至少答两条）． 答案：①凸透镜所成的实像总是倒立的；②凸透镜的焦距相同时，物体离透镜越近，像离透镜越远；③凸透镜的焦距不同，当物体离透镜距离相同时，焦距越长，像离透镜越远；④当时，所成的都是倒立的实像． 规律技巧妙法提示：此题考查学生对实验数据分析能力，总结表迷规律的能力，以上四条任意两条即可得分。 新课标理念提示：培养学生对数据探究分析能力和发散思维能力。 探究题 例8 如图5-3-5所示，在观察凸透镜成像的实验中，有一个步骤是调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，点烧蜡烛应调整 （选填“前”或“后”）．若凸透镜位置不变，先后把烛焰放在a,b,c,d各点，分别调节光屏的位置： (1)烛焰放在 点时，屏上出现的像最大； (2)灿焰放鱼 点时，屏上出现的像最小；8\n (3)烛焰斌在 点时，当屏上出现最清晰像时，屏距凸透镜最远； (4)烛焰放鱼 点时，无论怎样移动光屏，在屏上都得不到烛焰像； (5)烛焰放炙 点时，可以观察到放大的像； (6)烛焰从a移到b的过程中，像变 ，像到凸透镜的距离变＿ ． 答案：前（1)c (2)a (3)c (4)d (5)c,d (6）大大 规律技巧妙法总结：注意观察凸透镜成像实脸的过程，特别是像的大小变化，是解答本题的关键。 新课标理念提示：使学生经历科学探究过程，培养细心观察实验的良好习惯。 【渗透课标理念中考题】 例9在做“凸透镜成像”的实验中，烛焰到透镜的距离为20cm时，在透镜另一侧光·屏上观察到一个缩小的像，如果烛焰离透镜15cm,那么烛焰经过透镜在光屏上（ ）A.一定成缩小的实像 B.一定成等大的实像 C.可能成放大的实像 D.可能成虚像 答案：C 规律技巧妙法提示：当u=20cm时，从光屏上得到缩小的像，可知u>2f,即f<10cm当u=15cm时，可能u=2f或f<U<> 新课标理念提示：培养学生综合运用知识分析问题，判断解决问题的能力． 例10 小明利用如图5-3-6所示的装置来探究凸透镜成像的规律．通过实验，他发现蜡烛离凸透镜越远，光屏上得到的像越 （填“大”或“小”）,再把蜡烛向凸透镜靠近时，要想在光屏上得到清晰的像，光屏应 （填“远离”或“靠近）凸透镜，此时在光屏上看到的像是 的（填“倒立”或“正立”），该像比原来的像 （填“大”或“小＂）一些．当蜡烛继续向凸透镜靠近的过程中，发现蜡烛的位置在 时，则无论怎样移动光屏，光屏上都得不到烛焰的像. 答案：小 远离 倒立 大 等于（或小于） 1倍焦距．新课标理念提示：使学生经历探究实脸的全过程，理解规律，培养探究能力。课堂练习一、填空题1．在图中的凸透镜焦距为15cm，则烛焰到凸透镜的距离应大于_____cm，其像的位置在_______cm与_______cm之间，此像是________、_________的______像．2．照相机的镜头相当于一个________镜，胶卷相当于________．若镜头的焦距为，则相机中的胶卷应放在_______cm与_______cm之间的位置．3．在“研究凸透镜成缩小实像”的实验中，用粉笔在桌面上画一直线，在直线上依次放置_____、______和_______，并使三者的中心大致在_______．这样做的目的是______．4．在研究“凸透镜成像规律”的实验时，应使烛焰，透镜和光屏的中心大约在______．凸透镜焦距为5cm，通过调节，使光屏上出现缩小的烛焰清晰的像，这时蜡烛到透镜的距离应是______．5．如图所示，蜡烛的烛焰在凸透镜的右侧光屏上成一个倒立、缩小的像，图中O点是凸透镜的中心，A、B、C、D四个点中有一点是凸透镜的焦点，且8\n，根据成像情况可知，______点是凸透镜的焦点．6．如图是“研究凸透镜成像”的实验图，若在透镜右边的光屏上（光屏未画）得到清晰缩小的实像，则蜡烛可能置于透镜左边a、b、c、d四点中的_______点处，______机就是利用此成像特点制成的．7．做“研究凸透镜成像”的实验中，发现烛焰的像在屏的下边缘处，如果不改变烛焰及屏的位置，只移动透镜，使像移到屏的中央，那么应将凸透镜_______移动．（选填（“向下”或“向上”）8．甲、乙、丙、丁是同一架可调焦距照相机的四种不同的使用情况，如图（a）所示．用它们对着同一景物——亭子各拍一张照片，如图（b）所示A、B、C、D．我们可以判定：甲拍____乙拍______，丙拍_______，丁拍____．二、选择题1．一个焦距是10cm的凸透镜，当物体从离透镜20cm处逐渐移向30cm处的过程中（）．A．像逐渐变大，像距逐渐变小B．像逐渐变小，像距逐渐变大C．像逐渐变大，像距逐渐变大D．像逐渐变小，像距逐渐变小2．如果要使透镜15cm处的光屏上得到物体的清晰、缩小的实像，测应选择的凸透镜的焦距为（）A．5cmB．10cmC．15cmD．20cm3．在做凸透镜成像的实验时，若光屏上得到一个倒立、缩小的实像，测得物体到透镜的距离为10cm，则该凸透镜的焦距有可能为（）A．3cmB．5cmC．7cmD．14cm4．物体沿凸透镜主光轴从2倍焦距处匀速向外移动的过程中，像的大小和速度将（）A．像变大，速度变大B．像变大，速度不变C．像变小，速度变小D．像变小，速度不变5．要在光屏上得到跟物体一样大小的像，下列元件中应选用（）A．平面镜B．凸透镜C．凸面镜D．凹透镜6．测绘人员绘制地图时，常需要从高空飞机上向地面拍照，若使用的相机镜头焦距为50mm，则胶片与镜头的距离应为（）A．100mm以外B．恰为50mmC．50mm以内D．略大于50mm7．摄影师利用“135”照相机对着一学生拍完一张全身像后，接着对站立不动的该生再拍一张半身像，则摄影师应（）A．缩短相机与学生距离，同时将镜头内缩B．缩短相机与学生距离，同时将镜头外推C．增大相机与学生距离，同时将镜头内缩8\nD．增大相机与学生距离，同时将镜头外推8．在做凸透镜成像的实验中，烛焰在光屏上成了一个实像，如果这时用硬纸板将凸透镜遮住一半，则（）．A．屏上不能成像B．屏上不能成完整的像C．屏上仍能成完整的像，但比原来暗D．屏上仍能成完整的像，且和原来的像没有任何不同9．在凸透镜前有一个物体，当它沿主光轴向透镜方向移动30cm，它对应的像却远离透镜移动了10cm，那么（）A．物体可能在离透镜1倍焦距内移动B．物体一定在离透镜2倍焦距外移动C．物体一定在离透镜2倍焦距与焦点间移动D．以上说法都有道理第10题图B10/在做“探究凸透镜成像”的实验中：（l）将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移动光屏，在距透镜10cm处，屏上呈现出最小最亮的光斑，则此凸透镜焦距约是__________cm.（2）小莉同学做实验时，发现烛焰在光屏上的像偏高，如图所示，若要使烛焰成像在光屏中心，只调节光屏，应将光屏向__________（填“上”、“下”）调节.（3）若将烛焰移至距凸透镜15cm处，移动光屏，使烛焰在屏上得到倒立、_______清晰的实像，_______就是应用这一原理制成的（填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）.8
