1、 知人善教 培养品质 引发成长动力 第二篇 凸透镜成像规律的探究及应用知识点 1 凸透镜成像规律的探究1、凸透镜：是利用光的折射原理制成的光学器件，其形状是中央较厚、边缘薄，凸透镜对光有会聚作用，又叫会聚透镜。2、凹透镜：中央薄，边缘厚的透镜，凹透镜对光有发散作用。3、主光轴（光轴）：过透镜两个球面球心的直线，用 CC/表示；4、光心：凸透镜的中心；用“O”表示。5、焦点：平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜后会聚于主光轴上一点，这点叫焦点；用“F”表示。6、焦距：焦点到光心的距离（通常由于透镜较厚，焦点到透镜的距离约等于焦距）焦距用“f”表示。7、三条特殊光线的画法：（1）跟主光轴平行的光线，
2、经凸透镜镜后会经过焦点；而经过凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过焦点。（2）通过凸透镜的焦点或射向凹透镜另一侧的焦点的光线，经凸透镜镜后会平行于主光轴；而经过凹透镜折射后平行于主光轴。（3）射向光心的光线经过凹、凸透镜传播方向均不改变。8、凸透镜成像特点：探究凸透镜的成像规律：器材：凸透镜、光屏、蜡烛、光具座（带刻度尺）成像条件物距（u）成像的性质 像距（v） 应用U2f 倒立、缩小的实像 fv2f 照相机U=2f 倒立、等大的实像 v=2f 测焦距fu2f 倒立、放大的实像 v2f 投影仪U=f 不成像0uf 正立、放大的虚像 （光的折射形成，而平面镜成像是由反射形成的） 放大镜口诀：一倍
3、焦距分虚实，二倍焦距分大小，实像异侧且倒立，物进像退且变大，虚像正立在同侧。物进像近且变大。注意：“三心共线”：蜡烛的焰心、透镜的光心、光屏的中心在同一高度上；又叫“三心等高” 知人善教 培养品质 引发成长动力 一、例题讲解例 1.如图 2-1 是用来研究凸透镜成像规律的实验装置示意图（屏未画出） ，当蜡烛和透镜放在图示位置时，通过移动光屏，可以在光屏上得到与物体等大的像。若透镜位置不变，将蜡烛移到刻度为 30 cm 处，则( )图 2-1A.移动光屏，可以在屏上得到倒立放大的像B.移动光屏，可以在屏上得到倒立缩小的像C.移动光屏，可以在屏上得到正立放大的像D.不论光屏移到什么位置，都不能在屏
4、上得到清晰的像例 2. 小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，凸透镜的位置固定不动，实验操作规范在图示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像（1）这个像的成像原理与 （选填“放大镜” 、 “投影仪”或“照相机” ）相同若将蜡烛向右移动少许，则应将光屏向 （选填“左”或“右” ）移动才能再次在光屏上成清晰的像，此时像的大小比刚才的像要 些（2）再在凸透镜左侧附近放置一凹透镜（图中未画出） ，这时需要将光屏向 （选填“左”或“右” ）移动才能在光屏上成清晰的像（3）为了粗测凸透镜的焦距，小明上午第二课下课后，将凸透镜与水平地面平行放置，调节凸透镜到地面的距离，直至地面上出现一个最小的亮点，小明认为此
5、点就是凸透镜焦点的位置旁边的同学却告诉他，这个亮点不是凸透镜的焦点位置，其理由是 二、变式练习1.一个物体在凸透镜前 20cm 处时，在透镜另一侧的光屏上成一个倒立、缩小的实像，则该凸透镜的焦距 f 符合（ ） A.10cm10cm C 知人善教 培养品质 引发成长动力 2. 如图所示， MN 为凸透镜的主光轴， AB 为蜡烛， AB 为蜡烛所成的像，请用作图法确定凸透镜及一个焦点 F 的位置，并将它们画出。知识点 2 凸透镜成像应用一、眼睛与视力矫正类型 成像位置 矫正前图示 矫正方法 矫正后图示近视眼 视网膜前方 配戴凹透镜远视眼 视网膜后面 佩戴凸透镜二、神奇的“眼睛”（放大镜、显微镜、
6、望远镜、照相机和投影机等）1、照相机：1）镜头是凸透镜； 2）物体到透镜的距离（物距）大于二倍焦距，成的是倒立、缩小的实像；2、投影仪：1）投影仪的镜头是凸透镜； 2）投影仪的平面镜的作用是改变光的传播方向；注意：照相机、投影仪要使像变大，应该让透镜靠近物体，远离胶卷、屏幕。3）物体到透镜的距离（物距）小于二倍焦距，大于一倍焦距，成的是倒立、放大的实像；3、放大镜：1）放大镜是凸透镜； 2）放大镜到物体的距离（物距）小于一倍焦距，成的是放大、正立的虚像；注：要让物体更大，应该让放大镜远离物体；注意：1、实像是由实际光线会聚而成，在光屏上可呈现，可用眼睛直接看，所有光线必过像点；2、虚像不能在光
7、屏上呈现，但能用眼睛看，由光线的反向延长线会聚而成；注意：凹透镜始终成缩小、正立的虚像；4、眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏（胶卷） ；5、近视眼看不清远处的物体，远处的物体所成像在视网膜前，晶状体曲度过大，需戴凹透镜调节；6、远视眼看不清近处的物体，近处的物体所成像在视网膜后面，晶状体曲度过小，需戴凸透镜调节；7、显微镜和望远镜（1）显微镜由目镜和物镜组成，物镜、目镜都是凸透镜，它们使物体两次放大；（2）望远镜由目镜和物镜组成，物镜使物体成缩小、倒立的实像，目镜相当于放大镜，成放大的像； 知人善教 培养品质 引发成长动力 一、例题讲解1.用普通照相机拍照时，要按被照物体距相机镜头的
8、远近进行“调焦”，使用起来不太便捷。有一种“傻瓜”相机，只要把想拍摄的景物全部纳入取景器内，不论远处还是近处的物体，在照片上都比较清晰，从而使拍照的过程变得十分快捷。这种“傻瓜”相机不用“调焦” 的奥秘是（ ）A.采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大B 采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大C.采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同D 采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同二、变式练习1.2008 年北京奥运会将全面运用人脸识别系统，人们进入场馆距门口 0512m 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
9、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 05mB相当于凸透镜，焦距可能为 01mC相当于凹透镜，焦距可能为 05mD相当于凹透镜，焦距可能为 01m课堂练习一.选择题1. 小林在森林公园里玩时，看到一个丢弃的塑料瓶，她想到，瓶里如果进了水后最容易引起火灾，其主要原因是：（ ）A盛有水的瓶相当于一个凹透镜，对光线有会聚作用B盛有水的瓶相当于一个凸透镜，对光线有发散作用C盛有水的瓶相当于一个凸透镜，对光线有会聚作用D盛有水的瓶相当于一个凹透镜，对光线有发散作用2. 为了防盗，在门上装上一个“猫眼” ，使屋内的人能看清屋外的人是一个正立缩小的像，屋外面的人却看不清屋内的人
10、，则“猫眼”应该是： （ ） A凸镜 B凹镜 C凹透镜 D凸透镜4. 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（ ）5. 如右图所示，a、b、c、d 是距凸透镜不同距离的四个点，F 为焦点下列几种光学仪器的成像原理与物体在不同点时的成像情况相对应，下列说法正确的是( )甲 知人善教 培养品质 引发成长动力 A幻灯机是根据物体放在 c 点时的成像特点制成的B照相机是根据物体放在 d 点时的成像特点制成的C使用放大镜时的成像情况与物体放在 a 点时的成像情况相似D人眼看物体时的成像情况与物体放在 F 点时的成像情况相似6. 给某人拍照，先拍全
11、身像，再拍半身像，应当：（ ）A人离镜头远些，暗箱拉长一些 B人离镜头远些，暗箱缩短一些C照相机离人近一些，暗箱缩短一些 D人离镜头近一些，暗箱拉长一些 7.人眼球中的晶状体相当于凸透镜，若要在视网膜上成清晰的像，眼睛离物体的距离应( )。A大于 1 倍焦距 B大于 2 倍焦距C大于 1 倍焦距，小于 2 倍焦距 D小于 1 倍焦距8当烛焰离凸透镜 40 厘米时，在凸透镜另一侧的光屏上可得到一个倒立缩小的实像。该凸透镜的焦距可能为( )。A10 厘米 B30 厘米C40 厘米 D50 厘米9.物体放在凸透镜前某一位置时，在透镜另一侧离透镜 20 厘米的光屏上成一个倒立缩小的像。当物体放在距该透
12、镜焦点 10 厘米处，所成的一定是( )。A倒立的像 B正立的像C放大的像 D缩小的像10物体放在凸透镜前 10 厘米处，在透镜另一侧的光屏上成一个倒立放大的像。当物体距凸透镜 5 厘米时，所成的像( )。A可能是倒立缩小的实像 B一定是正立放大的虚像C可能是倒立放大的实像 D一定是倒立放大的实像11.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，如图所示，下列判断正确的是( )。A该凸透镜的焦距是 20 厘米B当 u15 厘米时，在光屏上能得到一个缩小的像C当 u25 厘米时成放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的D把物体
13、从距凸透镜 10 厘米处移动到 30 厘米处的过程中，像逐渐变小12. 下面的光路图中正确的是 （ ） 13. 如图，纸筒 A 的一端蒙了一层半透明纸，纸筒 B 的一端嵌了一个凸透镜，两纸筒套在一起组成了一个模型照相机。为了在 A 端得到清晰的像，要调整 A、B 间的距离，这时（ ） 知人善教 培养品质 引发成长动力 A眼睛应对着 B 端向筒内观察，看看像是否清楚B如果看近处的景物时像很清楚，再看远处的景物时就应该把 B 向外拉，增加 A、B 间的距离C应把 A 端朝着明亮的室外，B 筒朝着较暗的室内，否则看不清楚D应把 B 端朝着明亮的室外，A 筒朝着较暗的室内，否则看不清楚透明纸 凸透镜1
14、4. 小明自制了一个简易投影仪（如图） ，在暗室中将印有奥运五环（红、黄、蓝、绿、黑五色环）标志的透明胶片，贴在发白光的手电筒上，并正对着焦距为 10cm 的凸透镜。调整手电筒、凸透镜、白色墙壁之间的位置，在墙上得到了一个清晰正立放大的像，下列说法错误的是：（ ）A、手电筒与凸透镜的距离应小于 10cm ，且胶片应正立放置B、手电筒与凸透镜的距离应大于 10cm 小于 20cm ，且胶片应倒立放置C、能从不同角度看到墙上五环标志的像，是因为光在墙面上发生的是漫反射D、将白色的墙上蒙上一层红布，可以看到奥运标志的像中五环的颜色只有红色和黑色16. 对下列四幅图阐述正确的是（ ）A.甲图：近视眼成
15、像在视网膜前，用凸透镜矫正B.乙图：远视眼成像在视网膜后，用凹透镜矫正C.丙图：显微镜的目镜相当于放大镜，物镜相当于投影仪的镜头D.丁图：天文望远镜的目镜相当于放大镜，物镜相当于照相机的镜头甲 乙 丙 丁二作图题 1.如图 1 所示,一束光射向凸透镜经折射后,折射光线射到一个平面镜上。请在图中画出射向凸透镜的这束入射光和经平面镜反射的光路,并标出反射角的度数。 知人善教 培养品质 引发成长动力 图 12. 如图 2 所示,已知射向凹透镜的两条入射光线,请画出对应的折射光线。图 23. 如图 3 所示 A1B1是物体 AB 在凸透镜中成的像，试在图中适当位置画出凸透镜和凸透镜的焦点F三实验探究题
16、1在“验证凸透镜成像规律”的实验中，凸透镜和光屏的中心跟烛焰的中心应大致在_。如图(a)所示，光屏中心呈现了清晰的烛焰像，此时所成的烛焰像应该如图(b)所示（选填“甲” 、“乙”或“丙” ） 。2在“验证凸透镜成像规律”的实验中，实验前应先观察并记下凸透镜的_。实验时，当固定好凸透镜的位置并调整物距，使它大于透镜的 2 倍焦距后，要移动_找像。当发现所成的像比较小时，为了获得较大的像，在不改变透镜位置的情况下，可以进行的操作是：_。3.在用光具座研究凸透镜成像规律的实验中：(1)测量凸透镜的焦距如图所示，则该凸透镜的焦距约为_ _cm。(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次从左向右放在光具座上。点燃蜡
17、烛后，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在_ _上。(3)当烛焰距凸透镜 30cm 时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的倒立、_ _的实像。生活中使用的_ _ _ _就是利用这一成像规律工作的(填一光学仪器)。（4）在（3）中移动光屏成清晰像后,拿走光屏,再将蜡烛放在光屏位置处,则此时光屏应放在_ 位置才能成清晰的像，此现象说明凸透镜的光路是_ _的。图 知人善教 培养品质 引发成长动力 4. 在做“探究凸透镜成像的规律”的实验中（l）小莉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
18、光屏上的像如图所示，若要使烛焰在光屏中心成像，只调节光屏，应将光屏向_（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，_（照相机/幻灯机/放大镜）就是应用这一原理制成的。 （4）小莉同学将自己的近视眼镜镜片放在了蜡烛与凸透镜（靠近凸透镜）之间，移动透镜和光屏，直到在光屏上得到了一个倒立缩小的清晰的像。将近视眼镜镜片取下，发现光屏上的像变模糊了。 为了使屏上的像重新变得清晰，在不移动蜡烛和凸透镜位置的前提下，应将光屏向_（左/右）移动。下列四个选项中，能正确表示小莉同学近视眼成像和矫正情况的是（ ）A B C D （5）当烛焰通过凸透镜在光屏
19、上成一实像时，如果透镜上有一只小虫在爬动，则光屏上的像的大小将 （变大/变小/不变） ，像的明暗将 （变亮/变暗/不变） 。 知人善教 培养品质 引发成长动力 5.(2014.昆明) (8分)在探究凸透镜成像规律的实验中，三班学生在老师的要求下，全班分成7个小组，使用焦距都是l0cm的凸透镜做实验。最后，老师将各组实验的结果画在了图ll中。图中1和1，2和2 7和7分别表示实验时各组的物和对应像的位置。请你根据实验的要求和图中的信息，回答下列问题：（1）实验时，光具座水平放置，位于光具座上的烛焰的中心、凸透镜的中心和光屏的中心应该处于_。(2)从_两组可以看出，当物当物体位于一倍焦距和二倍焦距
20、之间时，所成的像是_立的、_ 的实像：(3)从6、7两组可以 看出，凸透镜成虚像时，像与物在_侧，且像是_立的；(4)由图可知成实像时，当物远离凸透镜，则像_凸透镜(填“远离”或“靠近”)，且像的大小变_ (填“大”或“小”)。6. （1）为了探究光的反射规律，同学们进行如图所示的实验。如果让光线逆着 OF 的方向射向镜面，会发现反射光线沿着 OE 方向射出，这表明_小红探究反射光线与入射光线是否在同一平面内时她将纸板 B 向后折，纸板 B 上_（能不能）看到反射光线。（2）同学们要探究“凸透镜成像规律” 选择的器材有凸透镜、蜡烛、光屏、光具座、火柴某同学先将凸透镜正对着太阳光，调整凸透镜和白
21、纸间的距离，直到太阳光在白纸上会聚成一个最小、最亮的点，如图所示，这一操作的目的是_；将凸透镜、蜡烛和光屏放在光具座上进行实验时，某同学点燃蜡烛，沿光具座移动光屏，发现光屏上的像不完整（如图所示） ，接下来的操作是_。问题解决后，王聪经过规范操作，测量准确，实验记录如下表：序号 物距 u/cm 像距 v/cm 像的性质1 3000 1091 a2 1600 1600 倒立，等大，实像3 1200 2400 b4 600 / 正立、放大、虚像根据上表信息可知凸透镜的焦距 f=_cm；表格中有几项内容漏写了，请你帮助填补：a_；b_；在第 4 次实验时，所成的像是虚像，无论怎样移动光屏，光屏上始终
22、得不到像。为了观察到此时的像，眼睛和蜡烛应该在凸透镜的_（“同”或“异” ）侧。 知人善教 培养品质 引发成长动力 完成实验后，某同学拿一个近视眼镜放在蜡烛和透镜之间并调节光屏，使光屏上出现烛焰清晰的像（如图所示） ，而拿走近视眼镜则烛焰的像变得模糊。那么在拿走近视眼镜后，下列操作能使光屏上重新得到清晰像的是( )A将光屏适当远离凸透镜B将蜡烛适当远离凸透镜C将光屏适当移近凸透镜或将蜡烛适当移近凸透镜D同时将光屏和蜡烛适当远离凸透镜7.如图所示，蜡烛的烛焰通过凸透镜在光屏上成一个清晰的像，这个像一定是_、 （选填“倒立”或“正立” ）_的实像。 （选填“放大”或“缩小” ）照相机、投影仪、放大
23、镜这三种光学仪器正常使用时，与上述成像情况一致的光学仪器是_。如果在实验中保持蜡烛和光屏的位置不变，只移动中间的透镜，要使光屏上再次出现一个明亮清晰的像，则应向_移动凸透镜， （选填“左”或“右” ）则此时的像一定是_的实像。 （选填“放大”或“缩小” ）为了“探究凸透镜成实像的规律” ，某小组同学利用三个焦距不同的凸透镜(f 1f2f3)、同一发光体、光屏和光具座等进行实验。他们分别用三个凸透镜进行了三组实验，实验步骤和操作均正确，并将每次实验的物距 u、像距 v 以及所成像的大小情况等分别记录在表一、二、三中。(1)分析比较实验序号 1 与 2 与 3 或 4 与 5 与 6 数据中物距 u 与像距 v 变化关系及相关条件，可得出的初步结论是：_。(2)分析比较实验序号 _数据中物距 u 与像距 v 变化关系及相关条件，可得出的初步结论是：不同的凸透镜成实像时，物距相同，像距随焦距增加而增大。(3)进一步分析比较各表中的数据，寻找物距、像距与成像大小的联系，归纳得出初步的结论。分析比较实验序号 2、3、5、6、8、9，可归纳得出初步的结论：物体在凸透镜中成缩小的实像时，_。分析比较实验序号 1、4、7 及相关条件，可归纳得出初步的结论：_ 。
