4-3凸透镜成像的规律1 苏科版物理八年级上册同步学案与练习含答案

4.3凸透镜成像的规律
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【知识梳理】
一、物距和像距
物距：物体到凸透镜光心的距离，常用u表示。

像距：像到凸透镜光心的距离，常用v表示。

二、实验：探究凸透镜成像规律
（1）实验原理：光的折射；（2）实验器材：凸透镜、光屏、蜡烛（F光源）、光具座；
（3）注意事项：“三心同高”即蜡烛的焰心、透镜的光心、光屏的中心在同一高度上，又叫“三心共线”。

（4）实验步骤：①利用平行光聚焦法测定凸透镜的焦距。

②将凸透镜放在蜡烛与光屏之间，点燃蜡烛，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，或烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，是为了使烛焰的像成在光屏中央。

③把蜡烛放在与凸透镜距离大于二倍焦距的地方，即u>2f，沿直线移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。

观察这个像是倒立的还是正立的，是放大的还是缩小的。

改变物距u，重做这一步。

④把蜡烛移向凸透镜，使蜡烛与凸透镜间的距离等于二倍焦距，即u=2f，移动光屏，观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。

⑤把蜡烛再移近凸透镜，让蜡烛与凸透镜间的距离在一倍焦距与二倍焦距之间，即f<u<2f，移动光屏，观察像到凸透镜的距离，像的倒正和大小。

改变物距u，重做这一步。

⑥把蜡烛继续移近凸透镜，让蜡烛在凸透镜的焦点上，即u=f，移动光屏，看是否能够成像。

⑦把蜡烛移到凸透镜的一倍焦距以内，即u<f，移动光屏，在光屏上看不到烛焰的像。

从光屏这一侧透过凸透镜用眼睛直接观察烛焰。

（5）凸透镜成像规律：
口诀：一焦分虚实，二焦分大小；虚像同侧正，实像异侧倒；物远实像小，虚像大。

物近像远像变大；物远像近像变小。

三、粗测凸透镜焦距的方法
1、使凸透镜正对太阳光（太阳光近似平行光，使太阳光平行于凸透镜的主光轴），下面放一张白纸，调节凸透镜到白纸的距离，直到白纸上光斑最小、最亮为止，然后用刻度尺量出凸透镜到白纸上光斑中心的距离就是凸透镜的焦距。

2、利用凸透镜成像原理，凸透镜成倒立、等大实像时，f=u/2。

【典型例题】
1、关于成像，下列说法错误的是（）
A.平面镜成的都是虚像
B.凸透镜成的都是实像
C.凸透镜可以成缩小的像，也可以成放大的像
D.凸透镜可以成倒立的像，也可以成正立的像
2、在做凸透镜成像实验时，将点燃的蜡烛沿着光具座，从凸透镜二倍焦距以外的某位置向焦点移动。

在此过程中，像的大小及像距的变化情况是（）
A. 像和像距都逐渐变大
B. 像和像距都逐渐变小
C. 像逐渐变大，像距逐渐变小
D. 像逐渐变小，像距逐渐变大
3、在“探究凸透镜成像规律”的实验中，小明将烛焰放在凸透镜前某一位置时，恰好在凸透镜后20cm处的光屏上出现一个与该烛焰等大的像，下列说法正确的是（）
A．该凸透镜的焦距是20cm B．此时的物距大于20cm
C．当物距是30cm时，光屏上呈现倒立缩小的像
D．当凸透镜的一部分被遮住时，光屏上不能呈现完整的像
4、蜡烛放在如图所示位置，通过凸透镜成倒立、缩小的像。

小红画了图中的光路。

下列说法正确的是（）
A. 小红画的光路是正确的
B. 透镜成的是虚像
C. 透镜的焦距小于10cm C.透镜的焦距大于20cm
5、实验室备有甲、乙、丙三个凸透镜，三个实验小组分别用这三个凸透镜探究凸透镜成像规律，实验时，当蜡烛到透镜的距离都为12cm时，甲、乙、丙三透镜分别成缩小的实像、放大的虚像、放大的实像，则这三个透镜的焦距f甲、f乙、f丙的大小关系为（）
A. f甲＞f乙＞f丙
B. f乙＞f丙＞f甲
C. f乙＞f甲＞f丙
D. f丙＞f乙＞f甲
6、在“探究凸透镜成像的规律”实验中，先将蜡烛焰、凸透镜、光屏的中心调到同一水平线上，然后将凸透镜固定在光具座上50cm处，将点燃的蜡烛放置在光具座上30cm处，移动光屏，在光屏上得到烛焰清晰的像，再将蜡烛向凸透镜移近几厘米，应向__________（靠近/远离）凸透镜方向移动光屏，才有可能再次在光屏上得到烛焰清晰的像；又将蜡烛移至光具座上43cm 处，无论怎么移动光屏，都不能在光屏上得到烛焰清晰的像。

由此可以推断该凸透镜焦距的范围，该范围的最大值小于________cm。

7、同学们在“探究凸透镜成像的规律”实验中。

（1）如图甲所示，让平行光经过凸透镜后，在光屏上出现一个最小最亮的光斑，由此可知，该凸透镜的焦距是______cm。

（2）用该凸透镜做成像实验，把蜡烛放在距凸透镜如图乙所示的位置，移动光屏，在光屏上形成清晰的像．若撤去光屏，人眼在图示位置________（选填“能”或“不能”）观察到蜡烛的像。

（3）接着把蜡烛放在距凸透镜25cm的位置，移动光屏，在光屏上得到清晰的像“A”；再接着把蜡烛放
在距凸透镜28cm的位置，再移动光屏，在光屏上得到清晰的像“B”，由实验可知像“A”__________ （选填“大于”或“小于”）像“B”。

（4）小王将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上（如图丙），做成像实验，记录每次成实像的物距u，像距v，物像间距L（u+v），以f为长度单位绘出图线（如图丁）．由图可知，要想成实像，蜡烛与光屏的间距L 应满足．经“百度”发现，物理学中，有一个凸透镜成像的“新概念”：放大率n=A’B’/AB=v/u，结合丙、丁两图，可知当物距u=1.5f时，n= _______。

【课堂练习】
1、在我国首次“太空授课”中，航天员王亚平制造了一个小水球，我们
看到了她在水球中的“倒影”，如图所示．下列说法正确的是（）
A．“倒影”是光的反射形成的
B．“倒影”不能成在光屏上
C．照相机是利用这一成像原理制成的
D．若王亚平距水球变远，“倒影”会变大
2、如图所示，在水杯后放置一个小泥娃，透过水杯观察小泥娃的图象。

改变泥娃与水杯的距离，下面是
关于我们所能看到的像的特点，其中说法正确的一项是（）
A．当泥娃比较靠近水杯时，可能看到泥娃变高又变粗的像
B．当泥娃离水杯足够远时，可能看到泥娃上下倒立又变高的像
C．当泥娃离水杯一定距离时，可能无论人眼在什么位置都看不清泥娃的像
D．只要是人眼透过水杯看到的泥娃的像一定是虚像
3、如图所示，能正确表示像与物关系的是（）
A B C D
4、在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，物体距离凸透镜30cm时，在凸透镜另一侧的光屏上可得到一个倒立的、放大的实像。

该凸透镜的焦距可能为（）
A．5cm B．10cm C．15cm D．18cm
5、小明在做探究凸透镜成像规律的实验时，将点燃的蜡烛放在距凸透镜32cm处，在透镜另一侧距离透镜18cm处的光屏上得到烛焰清晰的像，则（）
A. 光屏上所成的是倒立、放大的实像
B. 光屏上所成的是正立、缩小的实像
C. 该透镜的焦距f一定满足9cm＜f＜16cm
D. 该透镜的焦距f一定满足18cm＜f＜32cm
6、在探究凸透镜成像规律时，应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的上。

当蜡烛距凸透镜30.0cm 时，在光屏上成一个等大的实像，则凸透镜的焦距是 cm；将蜡烛远离透镜移动动到适当位置，要在光屏上成清晰的像，就将光屏向（远离/靠近）透镜方向移动。

7、光电鼠标在电脑中应用非常广泛，其原理就是利用光源照射鼠标垫表面（如图所示），并被反射回光学感应器（相当于光屏）．当鼠标移动时，感应器会连续接收鼠标垫表面所成的像，并利用数字信号来处理、比较各个影像，以确定移动的距离和方向．产生的结果传回计算机，而计算机屏幕上的光标会根据这些结果来移动．图中光学感应器、凸透镜、光源等元件固定在鼠标内．
（1）光照射在粗糙的鼠标垫上时会发生（镜面/漫）反射．
（2）成像透镜应选择（凸/凹）透镜.
（3）光学感应器上所成的像是（实/虚）像．
（4）将鼠标离开鼠标垫一定高度后悬空向前移动时，电脑显示器上的
光标并不移动，是因为像成在光学感应器（上/下）方。

8、创新小组的同学们在利用光具座做“探究凸透镜成像规律”的实验时：
（1）甲同学保持烛焰和凸透镜的位置不变，无论怎样调节光屏，都不能在光屏上看到烛焰的像，其原因是________________________________．
（2）乙同学将烛焰、凸透镜、光屏如图甲所示放置时，在光屏上恰成一清晰的像，屏上的像的性质为
________________________，这个像的成像原理与___________（放大镜/投影仪/照相机）相同。

（3）若保持凸透镜、光屏的位置不变，再在凸透镜左侧附近放置一凹透镜（图中未画出），这时需要将蜡烛向________（选填“左”或“右”）移动才能在光屏上成清晰的像．
（4）对于焦距相同的凸透镜，一个物距应该对应唯一的像距，但从各小组汇报数据中发现，物距均为12.00cm时，有三个小组所测像距分别为23.00cm、24.00cm、26.00cm．若他们的数据差别不是因为长度测量误差导致的，你认为出现这种情况的操作原因是______________________．
（5）为了粗测凸透镜的焦距，小明在上午第二节课后（9：30左右），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____________________________．
（6）小红同学做“观察凸透镜成像”的实验时，进行了两次实验，如乙图所示，在实验1中，她能在凸透镜的另一侧的光屏上观察到倒立、放大的“烛焰”；在实验2中，她通过凸透镜能观察到正立、放大的“烛焰”．则该同学在实验1中使用的凸透镜的焦距__________（大于/小于/等于）实验2中使用的凸透镜的焦距．
【典型例题】
1、B；
2、A；
3、C；
4、C；
5、B；
6、远离；20；
7、10；能；大于；L≥4f；2；
【课堂练习】
1、C；
2、C；
3、A；
4、D；
5、C；
6、主光轴；15.0；靠近；
7、漫；凸；实；下；
8、蜡烛放在了凸透镜的一倍焦距以内；倒立、缩小的实像；照相机；左；
成像不是很清晰时记录了像；没有让太阳光正对凸透镜找焦点；小于；。