八年級物理上冊 第5章 透鏡及其應用 第3節(jié) 凸透鏡成像的規(guī)律課件 （新版）新人教版

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1、尖子生學案人教版物理 八年級上冊 第 五 章 透 鏡 及 其 應 用 運 用 不 等 式 解 凸 透 鏡 成 像 問 題 (規(guī) 律 方 法 ) 根 據 題 給 數(shù) 據 ,結 合 凸 透 鏡 的 成 像 規(guī) 律 ,確 定 凸 透鏡 的 焦 距 或 分 析 成 像 情 況 是 初 中 光 學 中 較 難 的 題 目 .在凸 透 鏡 成 像 規(guī) 律 中 ,物 距 、 像 距 、 焦 距 三 者 之 間 存 在 一個 位 置 范 圍 關 系 ,可 用 數(shù) 學 中 的 不 等 式 知 識 進 行 分 析 、判 斷 ,使 相 關 問 題 得 以 簡 明 準 確 地 求 解 . 在 探 究 “ 凸 透 鏡

2、成 像 規(guī) 律 ” 的 實 驗 中 ,蠟 燭 、 凸透 鏡 和 光 屏 在 光 具 座 上 的 位 置 如 圖 5-53所 示 ,此 時 在 光屏 上 得 到 燭 焰 清 晰 的 圖 像 ;若 保 持 透 鏡 位 置 不 動 ,將 蠟 燭移 到 光 具 座 的 40cm刻 度 處 ,對 于 此 時 像 的 性 質 判 斷 正 確的 是 ( ) A.一 定 是 放 大 的 像 B.一 定 是 縮 小 的 像C.一 定 是 倒 立 的 像 D.一 定 是 正 立 的 像例 1 解 析 由 圖 知 ,物 距 大 于 像 距 ,此 時 成 倒 立 縮小 的 實 像 ,因 此 物 距 大 于 2倍 焦

3、距 ,像 距 處 于 1倍和 2倍 焦 距 之 間 .物 距 =50cm-30cm=20cm,像 距=65cm-50cm=15cm.由 以 上 分 析 得20cm2f,f15cm2f,解 得 7.5cmf2f,f20cm2f,則 可 得10cmf15cm,A,C,D錯 誤 ,B正 確 . 像 的 性 質 (易 錯 點 ) 在 凸 透 鏡 成 像 的 原 理 中 ,物 距 和 焦 距 、 像距 和 焦 距 容 易 與 像 的 大 小 、 倒 正 、 實 虛 的 關 系混 淆 ,因 此 在 判 斷 物 體 經 凸 透 鏡 所 成 像 的 性 質 時容 易 出 錯 . 例 2 如 圖 5-54所 示

4、 ,光 會 聚 于 b點 ,在 虛 線 區(qū) 域 內 放甲 透 鏡 后 ,光 會 聚 于 主 光 軸 MN上 的 c點 ;在 虛 線 區(qū) 域 內 換放 乙 透 鏡 后 ,光 會 聚 于 主 光 軸 MN上 的 a點 .現(xiàn) 小 明 想 進 一步 探 究 凸 透 鏡 成 像 的 特 點 ,應 選 擇 (填 “ 甲 ”或 “ 乙 ” )透 鏡 .小 明 選 擇 好 透 鏡 后 在 光 具 座 上 進 行 實驗 :當 物 體 距 離 透 鏡 8cm時 ,在 透 鏡 另 一 側 光 屏 上 成 一 清晰 放 大 的 實 像 ;若 保 持 物 體 與 光 屏 的 位 置 不 變 ,把 透 鏡向 光 屏 方

5、向 移 動 2cm,在 光 屏 上 又 成 一 清 晰 縮 小 的 實 像 .當 物 體 距 離 透 鏡 4cm,成 像 ,在 照 相 機 、放 大 鏡 和 投 影 儀 中 ,成 像 情 況 與 其 類 似 的 是 . 解 析 由 圖 知 ,若 光 沿 直 線 傳 播 會 聚 到 b點 ,經 過甲 會 聚 到 c點 ,說 明 甲 對 光 線 有 發(fā) 散 作 用 ,是 凹 透 鏡 ;經過 乙 會 聚 到 a點 ,說 明 乙 對 光 線 有 會 聚 作 用 ,是 凸 透 鏡 ,所 以 應 選 擇 乙 透 鏡 ;當 物 體 距 離 透 鏡 8cm時 ,在 透 鏡 另一 側 光 屏 上 成 一 清 晰

6、 放 大 的 實 像 ,所 以 f8cm2f,得4cmf2f,得fuf,成 倒立 、 放 大 的 實 像 ,B錯 誤 ;當 u=20cm時 ,u2f,成 倒 立 、 縮 小 的 實 像 ,應 用 于 照 相 機 ,C錯誤 ;物 體 從 距 凸 透 鏡 12cm處 移 動 到 24cm處的 過 程 中 ,物 距 增 大 ,像 距 減 小 ,所 成 實 像變 小 ,D正 確 .故 正 確 答 案 為 D. 圖 像 信 息 題 (2015雅 安 中 考 )某 班 同 學 在 “ 探 究 凸透 鏡 成 像 規(guī) 律 ” 的 實 驗 中 ,記 錄 并 繪 制 了 像 到 凸 透 鏡 的 距 離 v跟 物

7、體 到 凸 透 鏡 的 距 離 u之 間 關 系 的 圖 像 ,如 圖 5-55所 示 ,下列 判 斷 正 確 的 是 ( ) D例 1A.該 凸 透 鏡 的 焦 距 是 16cmB.當 u=12cm時 ,在 光 屏 上 能 得 到一 個 縮 小 的 像C.當 u=20cm時 成 放 大 的 像 ,投 影儀 就 是 根 據 這 一 原 理 制 成 的D.把 物 體 從 距 凸 透 鏡 12cm處 移動 到 24cm處 的 過 程 中 ,像 逐 漸 變 小 動 態(tài) 分 析 題 (2015 武 漢 中 考 )在 探 究 凸 透 鏡成 像 的 實 驗 中 ,先 用 焦 距 為 10cm的 透 鏡 甲

8、 進 行 實 驗 ,在透 鏡 右 側 的 光 屏 上 得 到 了 清 晰 縮 小 的 實 像 .接 下 來 不 改變 發(fā) 光 體 和 凸 透 鏡 的 位 置 ,改 用 焦 距 為 20cm的 透 鏡 乙 繼續(xù) 進 行 實 驗 .下 列 情 形 可 能 發(fā) 生 的 是 ( )A.光 屏 向 右 移 ,能 接 收 到 清 晰 縮 小 的 實 像B.光 屏 向 左 移 ,能 接 收 到 清 晰 放 大 的 實 像C.光 屏 向 左 移 ,能 接 收 到 清 晰 縮 小 的 實 像D.無 論 怎 樣 移 動 光 屏 ,都 接 收 不 到 清 晰 的 像例 2 解 析 用 焦 距 為 10cm的 透 鏡

9、 甲 進 行 實 驗 ,在 透 鏡 右側 的 光 屏 上 得 到 了 清 晰 縮 小 的 實 像 ,說 明 發(fā) 光 體 在 透鏡 甲 左 側 大 于 20cm的 地 方 (即 2倍 焦 距 以 外 ),光 屏 在 透鏡 甲 右 側 1020cm的 地 方 (即 1倍 焦 距 和 2倍 焦 距 之 間 ).若 不 改 變 發(fā) 光 體 和 凸 透 鏡 的 位 置 ,改 用 焦 距 為 20cm的透 鏡 乙 繼 續(xù) 進 行 實 驗 ,發(fā) 光 體 在 透 鏡 乙 的 焦 點 以 外 ,一定 能 在 透 鏡 乙 右 側 焦 點 以 外 ,即 距 離 透 鏡 乙 右 側 大 于20cm的 某 處 ,得 到

10、 一 個 實 像 ,所 以 將 光 屏 右 移 ,一 定 能接 收 到 一 個 清 晰 的 倒 立 的 實 像 ,這 個 實 像 可 能 是 縮 小的 ,也 可 能 是 等 大 的 或 放 大 的 .故 正 確 答 案 為 A. 動 態(tài) 分 析 題 (2015 武 漢 中 考 )在 探 究 凸 透 鏡成 像 的 實 驗 中 ,先 用 焦 距 為 10cm的 透 鏡 甲 進 行 實 驗 ,在透 鏡 右 側 的 光 屏 上 得 到 了 清 晰 縮 小 的 實 像 .接 下 來 不 改變 發(fā) 光 體 和 凸 透 鏡 的 位 置 ,改 用 焦 距 為 20cm的 透 鏡 乙 繼續(xù) 進 行 實 驗 .下

11、 列 情 形 可 能 發(fā) 生 的 是 ( )A.光 屏 向 右 移 ,能 接 收 到 清 晰 縮 小 的 實 像B.光 屏 向 左 移 ,能 接 收 到 清 晰 放 大 的 實 像C.光 屏 向 左 移 ,能 接 收 到 清 晰 縮 小 的 實 像D.無 論 怎 樣 移 動 光 屏 ,都 接 收 不 到 清 晰 的 像例 2 A 實 際 應 用 題 (2015 自 貢 中 考 )數(shù) 碼 相機 已 在 我 們 的 生 活 中 普 及 ,照 相 機 的 鏡 頭 相 當于 一 個 透 鏡 .若 照 相 機 鏡 頭 的 焦 距 為50mm,當 被 拍 照 的 人 到 鏡 頭 的 距 離 大 于 100

12、mm時 ,會 得 到 一 個 的 實 像 .凸例 3 解 析 照 相 機 的 鏡 頭 相 當 于 一 個 凸 透 鏡 ,凸透 鏡 成 像 時 ,u2f,成 倒 立 、 縮 小 的 實 像 ,應 用于 照 相 機 . 倒 立 縮 小 作 圖 題 如 圖 5-56所 示 ,S為 蠟 燭 ,S為 蠟 燭 通 過 凸透 鏡 所 成 的 像 ,請 根 據 凸 透 鏡 成 像 特 點 ,畫 圖 確 定 并 標 出 凸透 鏡 光 心 O點 的 位 置 及 兩 側 焦 點 F的 位 置 .例 4 解 析 根 據 凸 透 鏡 的 三 條 特 殊 光 線 作 圖 ,即 可 確 定 凸 透 鏡 的 光 心 及 焦

13、點 的 位 置 ,如 圖 5-57所 示 .答 案 ： 如 圖 5-57所 示 。 實 驗 探 究 題 (2015貴 陽 中 考 )在 探 究 凸 透 鏡 成像 規(guī) 律 的 實 驗 中 ,小 靜 將 發(fā) 光 二 極 管 按 “ F” 字 樣 鑲 嵌在 不 透 明 的 紙 板 上 代 替 蠟 燭 作 光 源 ,如 圖 甲 所 示 .例 5 (1)為 測 量 凸 透 鏡 的 焦 距 ,小 靜 用 一 束 平 行 光 正 對 凸透 鏡 照 射 確 定 了 焦 點 的 位 置 ,從 而 測 量 出 該 凸 透 鏡 的 焦距 為 10cm.請 你 在 圖 丙 中 完 成 測 量 焦 距 的 光 路 圖

14、. (2)在 實 驗 時 ,她 將 光 源 、 凸 透 鏡 、 光 屏 依 次 放 置 在光 具 座 上 ,如 圖 乙 所 示 .為 了 使 像 呈 現(xiàn) 在 光 屏 的 中 央 ,請你 幫 她 寫 出 一 條 檢 驗 三 者 的 中 心 是 否 在 同 一 高 度 的 方法 :_ .(3)固 定 凸 透 鏡 的 位 置 后 ,她 將 光 源 移 動 到 距 離 凸 透鏡 30cm的 位 置 ,并 移 動 光 屏 ,看 到 光 屏 上 出 現(xiàn) 一 個 清 晰倒 立 的 像 ,則 可 判 斷 光 屏 上 成 的 是 (填 “ 虛 ”或 “ 實 ” )像 .(4)隨 后 她 將 光 源 移 動 到

15、距 離 凸 透 鏡 10cm的 位 置 ,發(fā)現(xiàn) 無 論 如 何 移 動 光 屏 都 不 能 得 到 像 .小 靜 由 此 得 出 :“當 物 體 位 于 凸 透 鏡 的 焦 點 時 ,凸 透 鏡 不 能 成 像 ” 的 結 論.你 認 為 通 過 這 一 過 程 得 到 的 結 論 是 否 可 信 ? ,理 由 是 ：_. 解 析 (1)平 行 于 主 光 軸 的 光 線 將 會 聚 于 焦 點 處 ;(2)在 調 整 光 源 、 光 屏 、 凸 透 鏡 的 中 心 在 同 一 高 度 時 ,最 好的 方 法 是 把 光 源 、 透 鏡 、 光 屏 在 光 具 座 上 移 到 一 起 ,調整

16、“ 三 心 ” 在 同 一 高 度 ,然 后 再 分 開 ;(3)因 為 可 以 在 光屏 上 成 像 ,所 以 是 實 際 光 線 會 聚 而 成 的 ,是 實 像 ;(4)小 靜只 通 過 一 次 實 驗 得 出 結 論 ,結 論 具 有 片 面 性 和 偶 然 性 ,應換 用 不 同 焦 距 的 凸 透 鏡 進 行 多 次 實 驗 . 答 案 (1)如 圖 5-59所 示 .(2)把 光 源 、 透 鏡 、 光 屏 在 光 具座 上 移 到 一 起 ,調 整 “ 三 心 ” 在同 一 高 度 ,然 后 再 分 開 (3)實 (4)不 可 信 只 通 過 一 次 實 驗 得出 結 論 ,結

17、 論 具 有 片 面 性 和 偶 然性 實 驗 探 究 題 (2015貴 陽 中 考 )在 探 究 凸 透 鏡 成像 規(guī) 律 的 實 驗 中 ,小 靜 將 發(fā) 光 二 極 管 按 “ F” 字 樣 鑲 嵌在 不 透 明 的 紙 板 上 代 替 蠟 燭 作 光 源 ,如 圖 甲 所 示 .例 5 (1)為 測 量 凸 透 鏡 的 焦 距 ,小 靜 用 一 束 平 行 光 正 對 凸透 鏡 照 射 確 定 了 焦 點 的 位 置 ,從 而 測 量 出 該 凸 透 鏡 的 焦距 為 10cm.請 你 在 圖 丙 中 完 成 測 量 焦 距 的 光 路 圖 . (2)在 實 驗 時 ,她 將 光 源

18、、 凸 透 鏡 、 光 屏 依 次 放 置 在光 具 座 上 ,如 圖 乙 所 示 .為 了 使 像 呈 現(xiàn) 在 光 屏 的 中 央 ,請你 幫 她 寫 出 一 條 檢 驗 三 者 的 中 心 是 否 在 同 一 高 度 的 方法 :_ .(3)固 定 凸 透 鏡 的 位 置 后 ,她 將 光 源 移 動 到 距 離 凸 透鏡 30cm的 位 置 ,并 移 動 光 屏 ,看 到 光 屏 上 出 現(xiàn) 一 個 清 晰倒 立 的 像 ,則 可 判 斷 光 屏 上 成 的 是 (填 “ 虛 ”或 “ 實 ” )像 .(4)隨 后 她 將 光 源 移 動 到 距 離 凸 透 鏡 10cm的 位 置 ,發(fā)

19、現(xiàn) 無 論 如 何 移 動 光 屏 都 不 能 得 到 像 .小 靜 由 此 得 出 :“當 物 體 位 于 凸 透 鏡 的 焦 點 時 ,凸 透 鏡 不 能 成 像 ” 的 結 論.你 認 為 通 過 這 一 過 程 得 到 的 結 論 是 否 可 信 ? ,理 由 是 ：_. 把 光 源 、 透 鏡 、 光 屏 在 光 具 座 上 移 到 一 起 ,調 整“ 三 心 ” 在 同 一 高 度 ,然 后 再 分 開 實 不 可 信只 通 過 一 次 實 驗 得 出 結 論 ,結 論 具 有 片 面 性 和 偶 然 性 實 驗 探 究 題 (2015 聊 城 中 考 )某 同 學 用 蠟 燭 、

20、凸 透 鏡 和 光 屏 做 “ 探 究 凸 透 鏡 成 像 規(guī) 律 ” 的 實 驗 ,裝置 如 圖 5-60所 示 .例 6 (1)要 使 燭 焰 的 像 能 成 在 光 屏 的 中 央 ,應 將 蠟 燭 向 (填 “ 上 ” 或 “ 下 ” )調 節(jié) . (2)實 驗 過 程 中 ,當 燭 焰 距 凸 透 鏡 20cm時 ,移 動 光屏 至 某 一 位 置 ,能 在 光 屏 上 得 到 一 個 等 大 清 晰 的 像 ,則 該 凸 透 鏡 的 焦 距 是 cm. (3)當 燭 焰 距 凸 透 鏡 35cm時 ,移 動 光 屏 ,可 在 光 屏上 得 到 一 個 清 晰 、 倒 立 、 的 實

21、 像 ,日 常 生 活中 利 用 這 一 原 理 制 成 的 光 學 儀 器 是 (填 “ 照相 機 ” “ 投 影 儀 ” 或 “ 放 大 鏡 ” ).要 使 燭 焰 在 光 屏上 所 成 的 像 變 大 ,應 保 持 透 鏡 的 位 置 不 動 ,調 節(jié) 蠟 燭的 位 置 ,同 時 將 光 屏 (填 “ 靠 近 ” 或 “ 遠 離” )透 鏡 ,直 至 得 到 清 晰 的 像 . (4)實 驗 中 怎 樣 操 作 ,才 能 在 光 屏 上 得 到 最 清 晰的 像 ?_ . 解 析 (1)為 使 像 能 夠 成 在 光 屏 的 中 央 ,應調 節(jié) 燭 焰 、 凸 透 鏡 、 光 屏 的 中

22、 心 大 致 在 同 一 高度 處 ,由 圖 知 ,蠟 燭 位 置 偏 低 ,應 向 上 調 節(jié) .(2)當 燭 焰 放 在 距 凸 透 鏡 20cm處 時 ,在 光 屏 上 得 到一 個 等 大 清 晰 的 像 ,所 以 20cm=2f,f=10cm.(3)燭 焰 距 凸 透 鏡 35cm時 ,物 距 大 于 2f,此 時 成 倒 立縮 小 的 實 像 ,日 常 生 活 中 利 用 這 一 原 理 制 成 的光 學 儀 器 是 照 相 機 ;要 使 燭 焰 在 光 屏 上 所 成 的像 變 大 ,則 應 減 小 物 距 ,增 大 像 距 ,將 光 屏 遠 離透 鏡 ,直 至 得 到 清 晰

23、的 像 .(4)左 右 (或 前 后 )移動 光 屏 ,反 復 比 較 ,找 到 最 清 晰 的 像 的 位 置 (只要 操 作 合 理 即 可 ). 答 案 (1)上 (2)10 (3)縮 小 照 相 機 遠 離 (4)左 右 (或 前 后 )移 動 光 屏 ,反 復 比 較 ,找 到 最 清 晰 的 像的 位 置 (只 要 操 作 合 理 即 可 ) 實 驗 探 究 題 (2015 聊 城 中 考 )某 同 學 用 蠟 燭 、凸 透 鏡 和 光 屏 做 “ 探 究 凸 透 鏡 成 像 規(guī) 律 ” 的 實 驗 ,裝置 如 圖 5-60所 示 .例 6 (1)要 使 燭 焰 的 像 能 成 在

24、 光 屏 的 中 央 ,應 將 蠟 燭 向 (填 “ 上 ” 或 “ 下 ” )調 節(jié) . 上 (2)實 驗 過 程 中 ,當 燭 焰 距 凸 透 鏡 20cm時 ,移 動 光屏 至 某 一 位 置 ,能 在 光 屏 上 得 到 一 個 等 大 清 晰 的 像 ,則 該 凸 透 鏡 的 焦 距 是 cm. (3)當 燭 焰 距 凸 透 鏡 35cm時 ,移 動 光 屏 ,可 在 光 屏上 得 到 一 個 清 晰 、 倒 立 、 的 實 像 ,日 常 生 活中 利 用 這 一 原 理 制 成 的 光 學 儀 器 是 (填 “ 照相 機 ” “ 投 影 儀 ” 或 “ 放 大 鏡 ” ).要 使

25、燭 焰 在 光 屏上 所 成 的 像 變 大 ,應 保 持 透 鏡 的 位 置 不 動 ,調 節(jié) 蠟 燭的 位 置 ,同 時 將 光 屏 (填 “ 靠 近 ” 或 “ 遠 離” )透 鏡 ,直 至 得 到 清 晰 的 像 . (4)實 驗 中 怎 樣 操 作 ,才 能 在 光 屏 上 得 到 最 清 晰的 像 ?_ . 10 縮 小 照 相 機 遠 離 左 右 (或 前 后 )移 動 光 屏 ,反 復 比 較 ,找 到 最 清晰 的 像 的 位 置 如 圖 5-61所 示 ,凸 透 鏡 的 焦 距 為 5厘 米 ,在 透 鏡 左側 10厘 米 處 ,有 一 個 與 主 光 軸 垂 直 的 物

26、體 AB,在 透 鏡 右側 15厘 米 處 放 一 個 平 面 鏡 ,鏡 面 與 凸 透 鏡 的 主 光 軸 垂直 ,則 該 光 具 組 中 ,物 體 AB的 成 像 情 況 是 ( )A.一 個 正 立 實 像 ,一 個 倒 立 實 像 ,一 個 正 立 虛 像B.一 個 正 立 實 像 ,一 個 正 立 虛 像 ,一 個 倒 立 虛 像C.一 個 倒 立 實 像 ,一 個 正 立 虛 像 ,一 個 倒 立 虛 像D.一 個 正 立 實 像 ,一 個 倒 立 實 像 ,一 個 倒 立 虛 像例 7凸 透 鏡 成 像 與 平 面 鏡 成 像 的 組 合 解 析 如 圖 5-62所 示 . 物

27、體 AB在 凸 透 鏡 的 二 倍焦 距 處 ,得 到 倒 立 等 大 的 實 像 A1B1; 實 像 A1B1如 果 不 用光 屏 承 接 ,空 氣 比 較 干 凈 時 ,眼 睛 是 無 法 看 到 的 ,但 是確 實 是 存 在 的 ,實 像 A1B1又 在 平 面 鏡 中 成 像 ,相 對 A1B1來講 是 正 立 的 虛 像 A2B2,但 是 相 當 于 AB來 講 是 倒 立 的 ;虛 像 A2B2是 A1B1射 出 的 光 線 經 平 面 鏡 反 射 后 ,反 射 光 線的 反 向 延 長 線 會 聚 形 成 的 ,反 射 光 線 好 像 是 A2B2射 出的 ,A2B2在 凸 透

28、 鏡 二 倍 焦 距 以 外 ,經 凸 透 鏡 折 射 后 形 成相 對 于 A2B2倒 立 、 縮 小 ,而 相 對 于 AB正 立 、 縮 小 的 實 像A3B3.故 正 確 答 案 為 D. 如 圖 5-61所 示 ,凸 透 鏡 的 焦 距 為 5厘 米 ,在 透 鏡 左側 10厘 米 處 ,有 一 個 與 主 光 軸 垂 直 的 物 體 AB,在 透 鏡 右側 15厘 米 處 放 一 個 平 面 鏡 ,鏡 面 與 凸 透 鏡 的 主 光 軸 垂直 ,則 該 光 具 組 中 ,物 體 AB的 成 像 情 況 是 ( )A.一 個 正 立 實 像 ,一 個 倒 立 實 像 ,一 個 正 立 虛 像B.一 個 正 立 實 像 ,一 個 正 立 虛 像 ,一 個 倒 立 虛 像C.一 個 倒 立 實 像 ,一 個 正 立 虛 像 ,一 個 倒 立 虛 像D.一 個 正 立 實 像 ,一 個 倒 立 實 像 ,一 個 倒 立 虛 像例 7凸 透 鏡 成 像 與 平 面 鏡 成 像 的 組 合 D