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1、第五节科学探究：凸透镜成像第二课时凸透镜成像【体验体验】凸透凸透镜镜成像成像活活动动1 1：用放大：用放大镜镜靠近靠近课课本看上面的字。本看上面的字。活活动动2 2：用放大：用放大镜远镜远离离课课本一定距离看上面的字。本一定距离看上面的字。(1)(1)活活动动1 1中，中，观观察到的字察到的字较较(选选填填“大大”或或“小小”)。(2)(2)活活动动2 2中，看到的字是中，看到的字是(选选填填“倒立倒立”或或“正立正立”)的。的。提示：提示：(1)(1)大大(2)(2)倒立倒立凸透凸透镜镜成像有什么成像有什么规规律律?探究探究 凸透凸透镜镜成像成像规规律律1.1.猜想与假猜想与假设设：结结合合
2、“体体验验”中的活中的活动动和日常生活和日常生活经验经验，猜想：凸透，猜想：凸透镜镜成像的成像的情况与情况与有关。有关。提示：提示：放大镜本身就是凸透镜，从刚才的放大镜本身就是凸透镜，从刚才的“体验体验”中我们可以中我们可以看出同样是凸透镜，物体到凸透镜的距离不同，观察到的现象看出同样是凸透镜，物体到凸透镜的距离不同，观察到的现象就有很大不同，这说明凸透镜的成像可能与物体到凸透镜的距就有很大不同，这说明凸透镜的成像可能与物体到凸透镜的距离有关。离有关。参考答案：参考答案：物体到凸透镜的距离物体到凸透镜的距离2.2.实验设计实验设计：(1)(1)实验实验器材：蜡器材：蜡烛烛、火柴、凸透、火柴、凸
3、透镜镜、。参考答案：参考答案：光屏光具座光屏光具座(2)(2)实验实验思路思路实验时应让烛实验时应让烛焰、凸透焰、凸透镜镜和光屏三者的中心大致在和光屏三者的中心大致在_，这这是是为为了使像成在光屏的了使像成在光屏的。提示：提示：进行实验时，应把蜡烛、凸透镜、光屏放在一条直线进行实验时，应把蜡烛、凸透镜、光屏放在一条直线上，点燃蜡烛，并要调整凸透镜和光屏，使它们的中心和蜡烛上，点燃蜡烛，并要调整凸透镜和光屏，使它们的中心和蜡烛的中心大致在同一高度，是为了使烛焰的像成在光屏的中央。的中心大致在同一高度，是为了使烛焰的像成在光屏的中央。参考答案：参考答案：同一高度中央同一高度中央要研究凸透要研究凸透
4、镜镜成像情况与物距的关系，一般成像情况与物距的关系，一般应应固定固定_位置不位置不动动，改，改变变，观观察察_，测测量量。参考答案：参考答案：凸透镜物距成像情况物距和像距凸透镜物距成像情况物距和像距3.3.实验实验数据及分析：数据及分析：实验实验序号序号凸透凸透镜镜焦距焦距f/cmf/cm像放大像放大或或缩缩小小像的像的正、倒正、倒像的虚、像的虚、实实物距物距u/cmu/cm像距像距v/cmv/cm1 11010缩缩小小倒立倒立实实像像303015152 21010等大等大倒立倒立实实像像202020203 31010放大放大倒立倒立实实像像151530304 41010不成像不成像10105
5、 51010放大放大正立正立虚像虚像5 5像物像物同同侧侧分析分析实验实验数据，你可得出的数据，你可得出的实验结论实验结论是：是：(1)(1)当物体位于凸透当物体位于凸透镜镜的的2 2倍焦距之外倍焦距之外时时，成，成缩缩小、倒立小、倒立的的。(2)(2)当物体位于凸透当物体位于凸透镜镜的的1 1倍焦距与倍焦距与2 2倍焦距之倍焦距之间时间时，成放大、，成放大、的的实实像。像。(3)(3)当物体位于凸透当物体位于凸透镜镜的的时时，成等大、倒立的，成等大、倒立的实实像。像。(4)(4)当物体位于凸透当物体位于凸透镜镜的的以内以内时时，成正立、放大的，成正立、放大的虚像。虚像。(5)(5)当物体位于
6、凸透当物体位于凸透镜镜的的时时，不能成像。，不能成像。参考答案：参考答案：(1)(1)实像实像(2)(2)倒立倒立(3)2(3)2倍焦距处倍焦距处(4)1(4)1倍焦距倍焦距(5)(5)焦点上焦点上4.4.交流与交流与评评估：估：(1)(1)如何粗如何粗测测凸透凸透镜镜的焦距的焦距?参考答案：参考答案：让一束平行光让一束平行光(太阳光太阳光)平行于主光轴射向凸透镜，平行于主光轴射向凸透镜，在另一侧找到一亮点即为焦点，测出焦点到凸透镜的距离，即在另一侧找到一亮点即为焦点，测出焦点到凸透镜的距离，即为焦距。为焦距。(2)(2)实验时实验时如果无如果无论论怎怎样样移移动动光屏，都不能在光屏上成像。造
7、光屏，都不能在光屏上成像。造成成这这种种现现象的原因可能有哪些象的原因可能有哪些?提示：提示：蜡烛位于凸透镜的焦点以内，这时烛焰成的是虚像，蜡烛位于凸透镜的焦点以内，这时烛焰成的是虚像，光屏是接收不到的；光屏是接收不到的；蜡烛位于凸透镜的焦点上，此时焦点上发出的光经凸透镜折蜡烛位于凸透镜的焦点上，此时焦点上发出的光经凸透镜折射后平行射出，不能成像；射后平行射出，不能成像；蜡烛虽在焦点以外，但因离焦点很近，所成的实像过大、像蜡烛虽在焦点以外，但因离焦点很近，所成的实像过大、像距过远，移动光屏也有可能看不到蜡烛的像；距过远，移动光屏也有可能看不到蜡烛的像；烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度，
8、光屏上不可烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度，光屏上不可能出现蜡烛完整、清晰的像。能出现蜡烛完整、清晰的像。参考答案：参考答案：蜡烛可能位于凸透镜的焦点以内或焦点上；蜡烛可能位于凸透镜的焦点以内或焦点上；蜡烛可能在焦点以外，但离焦点很近；蜡烛可能在焦点以外，但离焦点很近；烛焰、凸透镜、光屏三者的中心可能不在同一高度。烛焰、凸透镜、光屏三者的中心可能不在同一高度。1.1.物距和像距：物距和像距：(1)(1)物距：物体到物距：物体到_的距离，用的距离，用_表示。表示。(2)(2)像距：像到像距：像到_的距离，用的距离，用_表示。表示。光心光心u u光心光心v v2.2.成像成像规规律：律：物
9、距物距成像特点成像特点大小大小正倒正倒虚虚实实u2fu2f_倒立倒立实实像像u=2fu=2f_倒立倒立实实像像fu2ffu2f放大放大倒立倒立_u=fu=f不成像不成像ufuf放大放大_缩缩小小等大等大实实像像正立正立虚像虚像【拓展延伸拓展延伸】通过分析光路图也可以找出凸透镜成像规律，涉通过分析光路图也可以找出凸透镜成像规律，涉及以下四幅图：及以下四幅图：光路图法分析凸透镜成像规律，从本质上认识凸透镜成像规光路图法分析凸透镜成像规律，从本质上认识凸透镜成像规律，找到成像的原因。律，找到成像的原因。考点考点 凸透凸透镜镜成像成像规规律律【典例典例】(2012(2012泉州中考泉州中考)下面是小明
10、探究凸透下面是小明探究凸透镜镜成像成像规规律的律的实验过实验过程，程，请请你和他一起完成你和他一起完成这项这项探究：探究：(1)(1)小明将透小明将透镜镜正正对对太阳光，在透太阳光，在透镜镜的的另一另一侧侧得到一个最小的亮点得到一个最小的亮点F F，该该凸透凸透镜镜的焦距的焦距f=f=cmcm；将一支高；将一支高1.5cm1.5cm的的发发光棒放在凸透光棒放在凸透镜镜前前30cm30cm处处，移移动动光屏可以得到一个光屏可以得到一个、的的实实像。像。(2)(2)把把该发该发光棒立于凸透光棒立于凸透镜镜前，在光屏上成了前，在光屏上成了3cm3cm高的像，物体高的像，物体离凸透离凸透镜镜的距离可能
11、是的距离可能是()A.9cm B.12cmA.9cm B.12cmC.18cm D.27cmC.18cm D.27cm【思路导引思路导引】【精讲精析精讲精析】本题考查探究凸透镜成像的规律。本题考查探究凸透镜成像的规律。(1)(1)平行于主光轴的光线通过凸透镜后相交于一点，这个点就平行于主光轴的光线通过凸透镜后相交于一点，这个点就是凸透镜的焦点，从焦点到光心的距离就是焦距，由图可知该是凸透镜的焦点，从焦点到光心的距离就是焦距，由图可知该凸透镜的焦距是凸透镜的焦距是12cm12cm；将发光棒放在距凸透镜；将发光棒放在距凸透镜30cm30cm处，此时物处，此时物距大于距大于2 2倍焦距，成倒立、缩小
12、的实像。倍焦距，成倒立、缩小的实像。(2)(2)发光棒高发光棒高1.5cm1.5cm，光屏上像高，光屏上像高3cm3cm，说明凸透镜此时成倒，说明凸透镜此时成倒立、放大的实像，此时物距应大于立、放大的实像，此时物距应大于1 1倍焦距，小于倍焦距，小于2 2倍焦距，即倍焦距，即大于大于12cm12cm，小于，小于24cm24cm，所以物距可能是，所以物距可能是18cm18cm。故选。故选C C。答案：答案：(1)12(1)12倒立缩小倒立缩小(2)C(2)C【方法归纳方法归纳】凸透镜成像规律凸透镜成像规律1.(20121.(2012遵遵义义中考中考)在做凸透在做凸透镜镜成像成像实验时实验时，把物
13、体从，把物体从2 2倍焦倍焦距外沿主光距外沿主光轴轴移向焦点的移向焦点的过过程中，像及像距的程中，像及像距的变变化情况是化情况是 ()A.A.像逐像逐渐变渐变小，像距逐小，像距逐渐变渐变小小B.B.像逐像逐渐变渐变小，像距逐小，像距逐渐变渐变大大C.C.像逐像逐渐变渐变大，像距逐大，像距逐渐变渐变大大D.D.像逐像逐渐变渐变大，像距逐大，像距逐渐变渐变小小【解析解析】选选C C。本题考查凸透镜成像规律。像跟物向同一方向。本题考查凸透镜成像规律。像跟物向同一方向移动，物体从移动，物体从2 2倍焦距外沿主光轴移向焦点靠近透镜，像就要倍焦距外沿主光轴移向焦点靠近透镜，像就要远离透镜，像距逐渐变大；像
14、的大小取决于像距与物距的关远离透镜，像距逐渐变大；像的大小取决于像距与物距的关系，像距逐渐变大，像就逐渐变大，故选系，像距逐渐变大，像就逐渐变大，故选C C。2.(20122.(2012宜昌中考宜昌中考)在探究在探究“凸透凸透镜镜成像成像规规律律”的的实验实验中，已中，已知凸透知凸透镜镜的焦距的焦距为为15cm15cm，若将蜡，若将蜡烛烛放在离凸透放在离凸透镜镜10cm10cm处时处时，移，移动动光屏，在光屏上将看到光屏，在光屏上将看到()A.A.倒立、倒立、缩缩小的小的实实像像B.B.倒立、放大的倒立、放大的实实像像C.C.正立、放大的虚像正立、放大的虚像D.D.无像无像【解析解析】选选D
15、D。本题考查凸透镜的成像规律。凸透镜的焦距为。本题考查凸透镜的成像规律。凸透镜的焦距为15cm15cm，若将蜡烛放在离凸透镜，若将蜡烛放在离凸透镜10cm10cm处时，物距小于一倍焦距，处时，物距小于一倍焦距，蜡烛通过凸透镜成正立、放大的虚像，虚像不能承接在光屏蜡烛通过凸透镜成正立、放大的虚像，虚像不能承接在光屏上，所以在光屏上将看不到像。上，所以在光屏上将看不到像。3.3.某物体放在凸透某物体放在凸透镜镜前前15cm15cm处时处时，在另一，在另一侧侧的光屏上得到了物的光屏上得到了物体倒立、体倒立、缩缩小的小的实实像，像，则该则该凸透凸透镜镜的焦距可能是的焦距可能是()A.20cm B.15
16、cmA.20cm B.15cmC.10cm D.5cmC.10cm D.5cm【解析解析】选选D D。本题考查凸透镜成倒立、缩小的实像的条件。本题考查凸透镜成倒立、缩小的实像的条件。在光屏上得到了物体倒立、缩小的实像，说明物体位于凸透镜在光屏上得到了物体倒立、缩小的实像，说明物体位于凸透镜的的2 2倍焦距以外，即倍焦距以外，即2f15cm2f15cm，故，故f7.5cmf2fu2f，在凸透镜另一侧前后，在凸透镜另一侧前后移动光屏，在光屏上可以得到一个缩小、倒立的实像。移动光屏，在光屏上可以得到一个缩小、倒立的实像。答案：答案：15.015.0缩小缩小5.5.利用光具座探究凸透利用光具座探究凸透
17、镜镜成像成像规规律律时时，李明，李明发现发现烛烛焰的焰的实实像没有呈像没有呈现现在光屏中央，如在光屏中央，如图图所示。造所示。造成成这这种种现现象的原因是象的原因是_。如果需要。如果需要调节调节凸透凸透镜镜，应应将凸透将凸透镜镜向向调动调动。【解析解析】本题考查探究凸透镜成像规律的实验。进行探究凸透本题考查探究凸透镜成像规律的实验。进行探究凸透镜成像实验前要将烛焰、透镜、光屏三者的中心调整到同一高镜成像实验前要将烛焰、透镜、光屏三者的中心调整到同一高度，三者不在同一高度会导致成的像不在光屏的中心，需要将度，三者不在同一高度会导致成的像不在光屏的中心，需要将凸透镜向下调动。凸透镜向下调动。答案：
18、答案：烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度下烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度下6.(20126.(2012福州中考福州中考)小明在探究小明在探究“凸透凸透镜镜成像成像规规律律”时时，所用，所用凸透凸透镜镜的焦距是的焦距是10cm10cm。(1)(1)他将蜡他将蜡烛烛、凸透、凸透镜镜、光屏在光具座上依次、光屏在光具座上依次摆摆放，点燃蜡放，点燃蜡烛烛后后发现发现无无论论如何移如何移动动光屏光屏总总找不到像。其原因可能是找不到像。其原因可能是_。(写出一种即可写出一种即可)(2)(2)调调整好后，当蜡整好后，当蜡烛烛与凸透与凸透镜镜的距离的距离为为36cm36cm时时，可在光屏上，可在
19、光屏上得到倒立、得到倒立、的的实实像；再将蜡像；再将蜡烛烛向凸透向凸透镜镜靠近一些，要靠近一些，要获获得得清晰的清晰的实实像，光屏像，光屏应应(选选填填“靠近靠近”或或“远远离离”)凸透凸透镜镜。【解析解析】本题考查凸透镜成像的探究问题。本题考查凸透镜成像的探究问题。(1)(1)在光屏上找不到像的原因一是烛焰、凸透镜、光屏三者的在光屏上找不到像的原因一是烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度上，二是物体在一倍焦距之内；中心不在同一高度上，二是物体在一倍焦距之内；(2)(2)当蜡烛与凸透镜的距离是当蜡烛与凸透镜的距离是36cm36cm时，大于二倍焦距，故成的时，大于二倍焦距，故成的像是倒立、缩
20、小的实像；当物距减小时，则像距变大，像变像是倒立、缩小的实像；当物距减小时，则像距变大，像变大，故光屏应远离凸透镜。大，故光屏应远离凸透镜。答案：答案：(1)(1)烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度(2)(2)缩小远离缩小远离 找找你容易错在哪里找找你容易错在哪里?如图所示是光线如图所示是光线A A、B B经透镜折射后传播的情况，虚线处放的透经透镜折射后传播的情况，虚线处放的透镜是镜是()A.A.凸透镜凸透镜 B.B.凹透镜凹透镜C.C.凸、凹透镜都可以凸、凹透镜都可以 D.D.无法判断无法判断【学生自答学生自答】A A【教师点评教师点评】不能正确理解不能正确理解“会聚会聚”和和“发散发散”，“会聚会聚”和和“发散发散”是折是折射光线和入射光线相对比而言，光束变宽是发散，光束变窄为射光线和入射光线相对比而言，光束变宽是发散，光束变窄为会聚。会聚。【正确答案正确答案】B B折射光线相对入射光线而言，光束变宽，起发散作用，应为凹折射光线相对入射光线而言，光束变宽，起发散作用，应为凹透镜，故选透镜，故选B B。