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1、科学探究：凸透镜成像第二课时凸透镜成像第四章 多彩的光【体验体验】凸透镜成像凸透镜成像 活动活动1 1：用放大镜靠近课本看上面的字。：用放大镜靠近课本看上面的字。活动活动2 2：用放大镜远离课本一定距离看上面的字。：用放大镜远离课本一定距离看上面的字。(1)(1)活动活动1 1中，观察到的字较中，观察到的字较(选填选填“大大”或或“小小”)。(2)(2)活动活动2 2中，看到的字是中，看到的字是(选填选填“倒立倒立”或或“正立正立”)的。的。提示：提示：(1)(1)大大(2)(2)倒立倒立凸透镜成像有什么规律凸透镜成像有什么规律?探究探究 凸透镜成像规律凸透镜成像规律1.1.猜想与假设：猜想与
2、假设：结合结合“体验体验”中的活动和日常生活经验，猜想：凸透镜成像的中的活动和日常生活经验，猜想：凸透镜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)实验器材：蜡烛、火柴、凸透镜、实验
3、器材：蜡烛、火柴、凸透镜、。参考答案：参考答案：光屏光具座光屏光具座(2)(2)实验思路实验思路实验时应让烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在实验时应让烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在_，这是为了使像成在光屏的，这是为了使像成在光屏的。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
4、要研究凸透镜成像情况与物距的关系，一般应固定要研究凸透镜成像情况与物距的关系，一般应固定_位置不动，改变位置不动，改变，观察，观察_，测量测量。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.实验数据及分析：实验数据及分析：实验实验序号序号凸透镜凸透镜焦距焦距f/cmf/cm像放像放大或大或缩小缩小像的像的正、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缩小缩小倒立倒立实像实像303015152 21010等大等大倒立倒立实像实像202020203 31010放大放大倒立倒立实像实像151530304 41010
5、不成像不成像10105 51010放大放大正立正立虚像虚像5 5像物像物同侧同侧分析实验数据，你可得出的实验结论是：分析实验数据，你可得出的实验结论是：(1)(1)当物体位于凸透镜的当物体位于凸透镜的2 2倍焦距之外时，成缩小、倒立倍焦距之外时，成缩小、倒立的的。(2)(2)当物体位于凸透镜的当物体位于凸透镜的1 1倍焦距与倍焦距与2 2倍焦距之间时，成放大、倍焦距之间时，成放大、的实像。的实像。(3)(3)当物体位于凸透镜的当物体位于凸透镜的时，成等大、倒立的实时，成等大、倒立的实像。像。(4)(4)当物体位于凸透镜的当物体位于凸透镜的以内时，成正立、放大的以内时，成正立、放大的虚像。虚像。
6、(5)(5)当物体位于凸透镜的当物体位于凸透镜的时，不能成像。时，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.交流与评估：交流与评估：(1)(1)如何粗测凸透镜的焦距如何粗测凸透镜的焦距?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)实验时如果无论怎样移动光屏，都不能在光屏上成像。造
7、实验时如果无论怎样移动光屏，都不能在光屏上成像。造成这种现象的原因可能有哪些成这种现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
8、者的中心不在同一高度，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.
9、成像规律：成像规律：物距物距成像特点成像特点大小大小正倒正倒虚实虚实u2fu2f_倒立倒立实像实像u=2fu=2f_倒立倒立实像实像fu2ffu2f放大放大倒立倒立_u=fu=f不成像不成像ufuf放大放大_缩小缩小等大等大实像实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 凸透镜成像规律凸透镜成像规律【典例典例】(2012(2012泉州中
10、考泉州中考)下面是小明探究凸透镜成像规律的下面是小明探究凸透镜成像规律的实验过程，请你和他一起完成这项探究：实验过程，请你和他一起完成这项探究：(1)(1)小明将透镜正对太阳光，在透镜的小明将透镜正对太阳光，在透镜的另一侧得到一个最小的亮点另一侧得到一个最小的亮点F F，该凸透，该凸透镜的焦距镜的焦距f=f=cmcm；将一支高；将一支高1.5cm1.5cm的发光棒放在凸透镜前的发光棒放在凸透镜前30cm30cm处，处，移动光屏可以得到一个移动光屏可以得到一个、的实像。的实像。(2)(2)把该发光棒立于凸透镜前，在光屏上成了把该发光棒立于凸透镜前，在光屏上成了3cm3cm高的像，物体高的像，物体
11、离凸透镜的距离可能是离凸透镜的距离可能是()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
12、2 2倍焦距，成倒立、缩小的实像。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遵义中考遵义中考)在做凸透镜成像实验时
13、，把物体从在做凸透镜成像实验时，把物体从2 2倍焦倍焦距外沿主光轴移向焦点的过程中，像及像距的变化情况距外沿主光轴移向焦点的过程中，像及像距的变化情况是是()A.A.像逐渐变小，像距逐渐变小像逐渐变小，像距逐渐变小B.B.像逐渐变小，像距逐渐变大像逐渐变小，像距逐渐变大C.C.像逐渐变大，像距逐渐变大像逐渐变大，像距逐渐变大D.D.像逐渐变大，像距逐渐变小像逐渐变大，像距逐渐变小【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
14、离透镜，像距逐渐变大；像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“凸透镜成像规律凸透镜成像规律”的实验中，已的实验中，已知凸透镜的焦距为知凸透镜的焦距为15cm15cm，若将蜡烛放在离凸透镜，若将蜡烛放在离凸透镜10cm10cm处时，移处时，移动光屏，在光屏上将看到动光屏，在光屏上将看到()A.A.倒立、缩小的实像倒立、缩小的实像B.B.倒立、放大的实像倒立、放大的实像C.C.正立、放大的虚像正立、放大的虚像D.D.无像
15、无像【解析解析】选选D 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.某物体放在凸透镜前某物体放在凸透镜前15cm15cm处时，在另一侧的光屏上得到了物处时，在另一侧的光屏上得到了物体倒立、缩小的实像，则该凸透镜的焦距可能是体倒立、缩小的实像，则该凸透镜的焦距可能是(
16、)A.20cm A.20cm B.15cmB.15cmC.10cm C.10cm D.5cmD.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
17、究凸透镜成像规律时，李明发现利用光具座探究凸透镜成像规律时，李明发现烛焰的实像没有呈现在光屏中央，如图所示。造烛焰的实像没有呈现在光屏中央，如图所示。造成这种现象的原因是成这种现象的原因是_。如果需要调节凸透镜，应。如果需要调节凸透镜，应将凸透镜向将凸透镜向调动。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
18、调动。凸透镜向下调动。答案：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“凸透镜成像规律凸透镜成像规律”时，所用时，所用凸透镜的焦距是凸透镜的焦距是10cm10cm。(1)(1)他将蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上依次摆放，点燃蜡烛他将蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上依次摆放，点燃蜡烛后发现无论如何移动光屏总找不到像。其原因可能是后发现无论如何移动光屏总找不到像。其原因可能是_。(写出一种即可写出一种即可)(2)(2)调整好后，当蜡烛与凸透镜的距离为调整好后，当蜡烛与凸透镜的距离为36cm3
19、6cm时，可在光屏上时，可在光屏上得到倒立、得到倒立、的实像；再将蜡烛向凸透镜靠近一些，要获得的实像；再将蜡烛向凸透镜靠近一些，要获得清晰的实像，光屏应清晰的实像，光屏应(选填选填“靠近靠近”或或“远离远离”)凸凸透镜透镜。【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
20、二倍焦距，故成的像是倒立、缩小的实像；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。