人教八上物理学案(附答案)5.3 凸透镜成像的规律
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1、1 第 3 节 凸透镜成像的规律 【自主预探新知】【自主预探新知】 【新知初探】习习 一、凸透镜成像的几个概念 1物距:物体到凸透镜光心的距离,叫作_,用字母_表示。 2像距:物体通过凸透镜所成的像到光心的距离叫作_,用字母_表示。 3焦距:_到凸透镜_的距离叫焦距,用字母_表示。 二、探究凸透镜成像的规律 1 猜想: 从照相机、 投影仪、 放大镜的成像情况可猜想到, 像的虚实、 大小、 正倒跟物体离凸透镜的_ 有关。 2放:观察图,在光具座上依次放置_、_、_。 3测:使蜡烛由远及近地向凸透镜靠近,再依次调整_到凸透镜的距离,使蜡烛在光屏上成 _的实像,观察像的_、_,最后测出_和_。 三、
2、凸透镜成像规律的应用 1 凸透镜成像时像的变化: 在凸透镜成实像时, 随着物距的减小, 所成的像_, 像距也跟着_; 物体在焦点以内时,随着物距的减小,所成的虚像_,像距也在_。像随物体在主光轴上移 动时,其方向具有一致性,即像与物体移动的方向是_的;凸透镜成的像是光的折射形成的,所以 在形成像的过程中也遵循折射规律,并且光路是_的。 2凸透镜的成像与焦距:可以根据像的性质或位置来确定_;还可以根据物体的位置,应用凸透 镜成像规律判断像的_或像的_。 【预习自测】 1一凸透镜焦距为 6 cm。若将物体放在此透镜前 15 cm 处,可得到 ( ) A倒立、放大的实像 B倒立、缩小的实像 C正立、
3、放大的实像 D正立、放大的虚像 2在探究凸透镜成像的实验中,当烛焰、凸透镜、光屏处于如图所示的位置时,恰能在光屏上得到一个 清晰的像。应用这一成像原理的是 ( ) 2 A潜望镜 B放大镜 C照相机 D投影仪 【合作探究破疑难】【合作探究破疑难】 【要点突破】 知识点 1 探究凸透镜成像规律 图为探究凸透镜成像特点的装置,根据探究过程回答下列问题。 1实验前为什么要调整烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一高度? 2在探究凸透镜成像的实验中,保持烛焰、凸透镜位置不动,无论怎么移动光屏,光屏上也得不到像的 原因是什么? 3把蜡烛放在较远处(2 倍焦距以外),调节光屏到凸透镜的距离,使烛焰在屏上成清晰的实
4、像,观察实像 的大小和正倒, 测出物距 u 和像距 v; 调整蜡烛到透镜的间距, 多做几次, 将数据和像的性质填在下表。 (建 议使用焦距 f10 cm 的凸透镜) 物距与焦距的 关系 物距 u/cm 像的性质 像距 v/cm 虚实 大小 正倒 4.实验中为什么要多测几组数据? 3 【典例】在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中: 甲 乙 (1)如图甲所示, 一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后, 在光屏上形成了一个最小、 最亮的光斑, 由此可知,凸透镜对光线具有_作用,该凸透镜的焦距是_ cm。 (2)调整后,把蜡烛固定在 15 cm 刻度线位置时(如图乙),光屏应在_(选填“”“”或“
5、”)区域内左 右移动, 会在光屏上得到一个清晰的倒立_的实像(填写像的性质): _(选填“投影仪”“放大镜” 或“照相机”)就是利用这一成像规律工作的,如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜,仍要在光屏上得到清晰 的像,光屏应向_(选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动。 想一想:在做凸透镜成像的实验时,当物体在光屏上成像后,用不透明的硬板档住透镜的一半,则此时光 屏上的像会如何? 【针对训练】 如图是凸透镜成像的装置,焦距为 15 cm 的凸透镜固定在光具座 50 cm 刻度线处。 (1)蜡烛在 10 cm 刻度线时,光屏上成清晰的像,则该像是_的实像。(选填“放大”“等大”或“缩小”) (2)蜡
6、烛在 30 cm 刻度线处时,光屏上成清晰的像,则该像是_的实像。(选填“放大”“等大”或“缩小”) (3)蜡烛在 40 cm 刻度线处时,光屏上成清晰的像,从凸透镜右侧通过凸透镜可以看到烛焰_的像。 (选填“倒立”或“正立”) 知识点 2 凸透镜成像规律的应用 观察图甲、乙、丙、丁、戊所示的凸透镜成像规律的光路图,回答下列问题。 甲 乙 丙丁 戊 1根据图中内容自己设计表格概括出凸透镜成像的性质、物距与像距相对应的关系。 4 2凸透镜成像中经常提到的“变大”“变小”“放大”“缩小”含义是否相同? 【归纳总结】 (1)凸透镜成像时,物距与像距有一一对应关系,物体在一个确定的位置时,光屏只有在某
7、一确定的位置才可 以呈现一个清晰的像。所以根据这一特点可以确定像的特点、焦距的大小、物体(或像)所在的位置。 (2)在凸透镜成像规律中有两个一致性,即像随物体移动方向的一致性,像的大小随像距大小变化的一致性。 (3)在使用照相机(投影仪)时,要使像变大,应将物体(投影片)离镜头近些,将胶片(屏幕)离镜头远一些,反之 亦然。 【典例】 小丽和小刚用相同的相机对远处的同一景物进行拍照, 洗出的底片分别为图甲和乙所示, 则( ) 甲 乙 A小丽离被拍景物距离远 B小刚和小丽离被拍景物距离一样远 C小刚要使底片上的像与小丽的一样大,小刚移动位置后,镜头要往前伸 D小刚要使底片上的像与小丽的一样大,小刚
8、移动位置后,镜头要往后缩 【针对训练】 图所示是小伟通过实验得到的凸透镜的像距 v 和物距 u 的关系图象,由图得焦距是_cm;当物距 为 30 cm 时的成像特点可应用于_(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。 5 【达标检测】 (10 分钟) 1某同学做“探究凸透镜成像的规律”实验时,所用凸透镜的焦距为 f,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,关于 a,b,c,d 四点的成像情况,他归纳出 下列说法,其中错误的是 ( ) A烛焰位于 a 点时,屏上出现的实像最小 B烛焰位于 c 点时,屏上出现的实像最大 C烛焰位于 b 点时,屏上
9、出现的实像最大 D烛焰位于 d 点时,成正立放大的虚像 2现在一些场所的门禁采用了人脸识别系统,人们进入场所门口 0.51.2 m 处时,安装在门上的人脸识 别系统的摄像机就可以对其面部特征进行快速核对。由此判断,人脸识别系统的摄像机的镜头 ( ) A相当于凸透镜,焦距可能为 0.5 m B相当于凸透镜,焦距可能为 0.1 m C相当于凹透镜,焦距可能为 0.5 m D相当于凹透镜,焦距可能为 0.1 m 3小琳在家里拿爷爷的放大镜做实验,第一次小林通过放大镜看到书上的字如图甲所示,这时他看到的 是字的_像(选填“实”或“虚”);第二次小林通过放大镜看到书上的字如图乙所示。从图甲到图乙的变 化
10、过程中,放大镜是逐渐远离书本的。与图乙所反映的成像规律相同的光学仪器有_。 4一个物体在凸透镜前 20 cm 处时,在透镜另一侧上成一个倒立、缩小的实像,算一算该凸透镜的焦距 范围是_。 5小芳同学实验探究凸透镜成像的规律,她首先按下图所示完成仪器装配,图中 H 点是 2 倍焦距处。经 过调节, 在光屏上得到了一个清晰的像, 但像的位置偏高, 为了使像能成在光屏的中央, 应把蜡烛向_(选 填“上”或“下”)调;调节好蜡烛的高度后,她把蜡烛移到 A 点处,此时光屏上的像很模糊,为了得到清晰的 像,应把光屏向_移动(选填“左”或“右”),这次成的是倒立、_的实像。 6 【分层演练提素能】【分层演练
11、提素能】 【基础巩固练】 1 在做“探究凸透镜成像的规律”的实验时, 将焦距为 10 cm 的凸透镜和蜡烛放在光具座上, 位置如图所示。 则在光屏上 ( ) A成倒立、放大的实像 B成倒立、缩小的实像 C光屏上不会得到像 D像距大于 10 cm 小于 20 cm 2一凸透镜的焦距是 10 cm,将点燃的蜡烛从离凸透镜 50 cm 处移到 15 cm 处的过程中,像和像距的变化 情况是 ( ) A像变大,像距变小 B像变小,像距变大 C像变小,像距变小 D像变大,像距变大 3在做“探究凸透镜成像规律”的实验中,当光屏、凸透镜、烛焰的相对位置如图所示时,恰能在光屏上得 到一个倒立、缩小、清晰的像,
12、由此判断,所用凸透镜的焦距为 ( ) A小于 12 cm B大于 24 cm C等于 12 cm D大于 12 cm,小于 24 cm 4小夏用如图中的凸透镜探究成像规律,在如图的四个实验情景中,能够在光屏上得到清晰像的是( ) A. B. C. D. 7 5物体置于焦距为 10 cm 的凸透镜前,得到了一个放大的像,则 ( ) A若像是正立的,那么物体到凸透镜的距离大于 20 cm B若像是正立的,那么物体到凸透镜的距离大于 10 cm,而小于 20 cm C若像是倒立的,那么物体到凸透镜的距离大于 10 cm,而小于 20 cm D若像是倒立的,那么物体到凸透镜的距离大于 20 cm 6(
13、2015 湖南株洲)(多选)探究凸透镜成像的规律时,将焦距为 10 cm 的凸透镜放置在光具座上 50 cm 处, 如图,在蜡烛从 10 cm 处逐渐移至 45 cm 处的过程中,烛焰成像的变化情况是 ( ) A先变大后变小 B先变小后变大 C先成实像后成虚像 D先成虚像后成实像 7投影仪能将文字和图象等信息投射到屏上,其镜头相当于一个_,屏上出现的文字相对于投影 仪内部发光元件产生的“文字”是一个_立放大的像。若需让屏上的文字变大,应将镜头适当_(选 填“靠近”或“远离”)发光元件。 【提能综合练】 8小豪用焦距 12 cm 的凸透镜做成像实验,他把蜡烛和光屏分别置于凸透镜两侧,移动蜡烛与光
14、屏,在 光屏上得到清晰的像,记下蜡烛和光屏到凸透镜的距离,数据如下表。 实验 序号 蜡烛到凸透镜 的距离/cm 光屏到凸透 镜的距离/cm 像、物大小之比 1 30 20 0.7 2 24 24 1 3 18 36 2 4 15 60 4 从上表中的数据可以看出: (1)当物体向焦点移动时,物距变小,像距逐渐_,像的大小逐渐_;(均选填“变小”“变大” 或“不变”) (2)四次实验中,像与物之间的最短距离是_cm。 9在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,某同学进行了如下两个探究: (1)为探究像距与焦距的关系,他选用焦距不同的三个凸透镜进行实验,实验数据记录如下表。 8 物距 u/cm 实验
15、序号 焦距 f/cm 像距 v/cm 10 1 2 2.5 2 5 10 3 8 40 分析表中数据可知,保持物距不变时,焦距越大,则所成实像的像距越_(选填“大”或“小”)。 (2)该同学用若干个发光二极管组成形状如“E”的发光物体,如图 5310 甲所示,将发光物体、凸透镜和 光屏依次组装到光具座上并调整好,且物距调节为 6 cm 时,在光屏上成的像如图乙所示,则他选用的是 三个透镜中焦距为_cm 的凸透镜;如果只将“E”换成“R”,并在同一位置观察,光屏上成的像应是 图丙中的_(填数字序号)。 10某小组探究“凸透镜成像规律”的实验装置如图乙所示: 甲 乙 (1)如图 539 甲所示,
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