人教版物理八年级(上)光学实验探究：凸透镜成像的规律

实验探究：凸透镜成像的规律
【实验步骤分解】
1、作出猜想：观察下图，你的猜想是。

【答案】凸透镜所成像的大小、正倒可能与放大镜以及物体的位置有关。

2、实验过程：用蜡烛作物体，把放在桌面同一直线上。

点燃蜡烛，
使。

先把蜡烛放在离透镜较远的地方，然后逐渐向移动，移动的过程中，选取若干个位置，并调整的位置，直到，观察。

如果无论怎样移动光屏，光屏上都不能成清晰的像，则。

将所得数据填人表格，根据所得数据和现象总结凸透镜成像的规律。

【答案】蜡烛、凸透镜、光屏依次；烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度；透镜；光屏；光屏上成清晰的像为止；成像的情况；在合适范围内，透过透镜直接观察像的情况.
3、对实验步骤的分析：
（1）调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度的目的是：。

（2）实验时，甲小组同学改变蜡烛位置后，移动光屏去寻找蜡烛的像，而乙小组同学改变光屏的位置后，移动蜡烛在光屏上寻找像，你认为做法比较合理，因
为。

（3）将蜡烛从很远的地方逐渐向凸透镜靠近，观察在这个过程中，蜡烛经
过位置以后，所成的像由缩小变成放大，经
过位置以后，由实像变成虚像。

（4）实验时，固定蜡烛和凸透镜的位置，移动光屏位置却出现无论怎样调整光屏的位置，都不能在光屏上成一个清晰的像，原因可能是什么？
【答案】（1）成像在光屏的中央；
（2）甲；探究的是物距对凸透镜成像规律的影响，所以应该改变物距后，去寻找像的位置；
（3）二倍焦距；一倍焦距
（4）原因是物体放在一倍焦距内或焦点上，成的是虚像或不成像，无法用光屏承接或烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一直线、同一高度上
4、画出此实验的表格。

【答案】略
5、从能量的角度解释实像和虚像的区别。

【答案】光屏能承接到的是实像，是实际光线会聚成的，是能量的聚集；光屏上不能承接，但眼睛能看到的是虚像，不是实际光线会聚成的，在像的位置上没有能量的聚集。

6、实验时蜡烛在凸透镜前，光屏上呈现烛焰倒立、放大的实像，保持蜡烛和光屏的位置不变，将透镜向光屏方向移动至某一位置，光屏上将再次成一个像，一段时间后，发现像成在光屏的上方，小宇的调节是将光屏向上调节，使像成在光屏的中央，你的调
节。

请评价你和小宇的方
法。

而李明同学感觉两位同学的方法在实验中操作起来比较麻烦，于是他用发光二极管自制了一个格子光源和一个完全相同的格子光屏，请你评价一下李明同学的方法的优点
是。

【答案】倒立、缩小实。

将蜡烛向上调节。

小宇的调节方法在光屏上有可能不能成完整的像，无法观察成像的情况，在改变物距时，需要重新调节器材，造成操作上的麻烦。

跟燃烧蜡烛相比，发光体更安全、环保；可以增加物体的亮度，使成像更清晰不但可以观察到像是倒立的还可以观察像和物左右相反；便于观察凸透镜成像的性质；所成的像不会晃动，更加稳定；从像与物比较：蜡烛像与物大小比较不准确，二极管像与物大小比较非常准确；从实验操作方面：蜡烛需不断调整烛焰高度二极管不需调整烛焰高度
7、在实验中已得到清晰的实像，当用黑色硬纸片遮住透镜的上半部分，则所成的像将是（选填“完整”或“不完整”）的，亮度变，所成像的形状和大小。

原因
是。

【答案】完整暗不变当不用硬纸板遮住凸透镜时，整个凸透镜都能透过光线，但用硬纸板遮住凸透镜的一半后，其另一半仍是凸透镜，所以仍能成像，但通过的光线要少一些
【真题实践】
8、同学们用焦距为10cm的透镜探究“凸透镜成像的规律”。

（1）装置摆放如图，接下来的操作是，这样做的目的是。

（2）调整好器材后，保持凸透镜位置不动，蜡烛放在20cm刻度线处，移动光屏，在光屏上出现清晰的像，此时像的性质是。

（3）在（2）实验基础上，蜡烛向凸透镜靠近过程中，光屏需要（选填“靠近”或远离”）凸透镜方向移动，才能承接到清晰的像，此过程中看到光屏上像的大小变化情况是。

【答案】（1）将凸透镜向下移动，直至烛焰凸透镜、光屏的中心在同一高度使烛焰的像完整成在光屏中
央（2）倒立、缩小、实像（3）远离逐渐变大
9、创新小组的同学们在学习“认识凸透镜”时，将一个凸透镜放在距物理书远近不同位置，惊奇地发现在从凸透镜中分别看到正立放大的像和倒立缩小的像，如图甲所示。

于是，同学们决定探究“凸透镜成像的规律”。

（1）由甲图可知，凸透镜成像情况可能与有关。

（2）小明同学选用一个焦距f为10cm的凸透镜进行实验。

如图乙是他第一次进行实验时出现的现象。

请你指出
小明同学操作中存在的问题是。

（3）在解决了上述问题后，小明同学改变蜡烛的位置进行多次实验，并将收集的证据填入表格。

①由小明同学在实验中收集了多组证据，分析起来感觉很麻烦。

针对表中数据的分析处理，请提出你的建议
是。

②请你根据表中信息，归纳结论。

实验后，小明又选择不同焦距的凸透镜，又重复上述操作，发现凸透镜成像情况其实是
由决定的。

【答案】
（1）物体到凸透镜的距离
（2）烛焰、凸透镜和光屏的中心不在同一高度上
（3）①将数据按像的性质进行分类，分析成同种性质的像时，物距与凸透镜焦距的关系②
物距像的性质
u>2f 倒立缩小实像
2f>u>f 倒立放大实像
u<f 正立放大虚像
（4）焦距与物距的关系
10、晓彤和小雪在进行光学复习时，进行了如下探究实验，所用的凸透镜焦距为10cm。

请回答下列问题。

（1）晓彤用图甲探究小孔成像的特点，小孔成像的原理
是。

（2）小雪使用的器材如图乙所示。

（刻度尺上标记着点相邻两点间距为10cm）实验中，晓彤将凸透镜放在D 点，保持凸透镜位置不动，想耍在光屏上得到烛焰放大清晰的像，接下来的最合理操作
是。

（3）实验后，晓彤和小雪想到：小孔、凸透镜及平面镜都可以成像，它们所成像的性质有哪些异同呢？
①请你对比小孔成像与平面镜成像，找出它们成像性质的相同点（写出一条）；
②请你对比小孔成像与凸透镜成像，找出它们成像性质的不同点（写出一条）：
【答案】（1）光在同种均匀介质中沿直线传播
（2）将蜡烛放在B、C间某一位置固定，在F点右侧移动光屏，直到光屏上呈现烛焰清晰的像为止
（3）①相同点：小孔与平面镜都可以成等大的像②不同点：小孔一定成实像凸透镜可以成虚像
11、小聪小组在探究“凸透镜成像规律”及“模拟近视和远视眼成因”的实验中：
（1）实验中对器材的摆放与调整是：①将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上；②点燃蜡烛，调整烛焰、凸透镜、光屏三者。

（2）如图甲，光屏上呈现清晰的像，此像的性质应是像。

此次成像物距（蜡烛至凸透镜的距离）应满足的条件是。

（3）实验中发现凸透镜既能成实像，也能成虚像；既能成放大的像，也能成缩小的像。

经过实验探究总结，凸透镜所成像的性质取决于的关系。

（4）如图乙，在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像变模糊了，将光屏远离透镜适当距离后光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是眼镜。

（选填“近视”或“远视”）
【答案】（1）中心在同一高度上（2）倒立放大实像 2f>u>f （3）物距与焦距（4）近视
12、用蜡烛做实验时，如何验证像与物左右顛倒？
【答案】两个蜡烛并排放置且烛焰高度不同，然后观察光屏上两个烛焰像的情况（或用嘴轻轻的吹烛焰使其左右摆动，然后观察光屏上烛焰像的变化情况或用物体在烛焰前挡住左侧或右侧一部分火焰，然后观察光屏上烛焰像的变化情况或找一个发光的F字母作为物体，观察光屏上的成像情况
12、小涵和实验小组的同学们正在进行实验探究“凸透镜成像的规律”。

（1）如图甲，小涵取来一个大烧杯，里面充以烟雾，倒扣在桌上。

她在烧杯中充烟雾的目的
是。

然后小涵用手电筒射出一平行光束，垂直杯底射人烧杯中，并进行观察。

她又在杯底放上凸透镜，重复实验。

问：小涵是怎样发现凸透镜对光线有什么作用的？
（2）在研究凸透镜成像规律时，小组同学对实验器材进行调节。

小明说要使烛焰，凸透镜，光屏的中心在同一高度上（如图乙），小涵说她想按照图丙的方法进行实验。

请你对小涵这种摆放实验器材的方式进行评价。

（3）小涵将蜡烛从很远的地方逐渐向凸透镜靠近，发现了在这个过程中，蜡烛经过某两个位置时，成像的性质发生了改变。

请你写出小涵的具体发现是。

【答案】（1）显示光路，便于观察凸透镜对光线的作用在未放置凸透镜时看到光是沿直线传播的，放置凸透镜后看到光线会聚了，通过比较发现凸透镜对光线具有会聚作用
（2）这种摆放器材的方式可以使像呈在光屏的中央，但是每次改变物距后，都需要重新调节这种摆放方式，操作比较麻烦
（3）二倍焦距的位置是放大和缩小的像的分界点；一倍焦距的位置是虚像和实像的分界点。