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第五章透镜及其应用第3节凸透镜成像的规律一实验探究：凸透镜成像的规律新知梳理1.物距（u）和像距（v）（1）物距（u）：______到透镜光心的距离。（2）像距（v）：______到透镜光心的距离。物体像2.实验过程（1）如图5－3－1所示，把点燃的蜡烛、_________、光屏依次固定在光具座上，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心跟烛焰的中心在__________上。图5－3－1凸透镜同一高度（2）把凸透镜固定在光具座的中部，蜡烛移至光具座一端，调节光屏的位置，直到光屏上得到清晰的像，记下物距、像距的大小和像的特征；逐渐减小物距，调节光屏，分别观察、记录凸透镜的成像情况。[点拨]烛焰、凸透镜、光屏三者的中心“等高”，目的是使光屏接收到的烛焰的像能落在光屏的中央，便于观察。二实验结论——凸透镜成像规律物距（u）成像的特点像距（v）正倒大小虚实像、物在透镜同侧或异侧u2f倒立________实像异侧fv2f（vu）u＝2f倒立________实像异侧v＝2f（v＝u）缩小等大fu2f倒立放大实像异侧_______（vu）u＝f不成像uf_______放大虚像_______vuv2f正立同侧应用示例类型一探究凸透镜成像规律例1在做“探究凸透镜成像规律”的实验中：图5－3－3(1)一束平行光通过凸透镜后在光屏上会聚成一点，如图5－3－3甲所示，则凸透镜的焦距为________cm，调节光具座上烛焰、透镜和光屏三者的中心在__________。(2)如图乙所示，烛焰恰好在光屏上成倒立、________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像，生活中的________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像原理制成的。(3)在(2)的基础上将蜡烛远离凸透镜，则应将光屏________(选填“远离”或“靠近”)凸透镜才能再次在光屏上成清晰的像。靠近10.0同一高度放大投影仪[解析](1)平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点。焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是10.0cm。实验前应先调节光具座上烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一高度，这样可使像成在光屏的中央。(2)凸透镜的焦距是10.0cm，烛焰放在距凸透镜15cm处时，物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像。幻灯机和投影仪就是利用这一成像规律工作的。(3)将蜡烛在图乙的基础上远离透镜，物距增大，像距要减小，所以光屏靠近凸透镜，才能在光屏上得到清晰的像。[规律总结](1)探究凸透镜成像规律的过程中，无论怎样移动光屏都得不到像，原因可能是：①凸透镜、光屏、烛焰三者的中心不在同一高度；②物体在凸透镜的一倍焦距内或焦点上；③物距稍大于一倍焦距，像距较大，光具座上的光屏无法达到。(2)运用作图法可得出凸透镜成像规律，如图5－3－4所示。图5－3－4类型二凸透镜成像规律在生活中的应用例2如图5－3－5甲所示是现代城市很多路口安装的监控摄像头，它可以拍下违章行驶或发生交通事故时的现场照片。摄像头的镜头相当于一个______透镜，它的工作原理与__________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)相似。如图乙和丙所示是一辆汽车经过路口时与一辆自行车相撞后被先后拍下的两张照片，由图可以看出汽车是在逐渐________(选填“靠近”或“远离”)摄像头的。凸照相机远离图5－3－5[解析]监控摄像头是一个凸透镜，被监控的物体在凸透镜二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像，其工作原理与照相机相似。对比图乙和图丙可以看出，图丙所成的像较小，根据凸透镜成像的规律可知，此时物距增大，即汽车是逐渐远离摄像头的。[方法指导]凸透镜成像规律口诀①一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。②凸透镜成实像时(即物体在一倍焦距以外)：物近像远像变大；成虚像时(即物体在一倍焦距以内)：物近像近像变小。类型三根据物、像位置关系判断成像例3如图5－3－6所示，此时蜡烛通过凸透镜在光屏上形成一个清晰的像，现保持凸透镜的位置不变，将光屏与蜡烛的位置对调，则光屏上()A．无像B．成倒立、缩小的实像C．成倒立、放大的实像D．成正立、放大的实像图5－3－6C[解析]根据凸透镜成实像的规律进行分析，如下：由题意知，u＞2f，由凸透镜成像规律可知，在光屏上能成倒立、缩小的实像，此时fv2f；若保持凸透镜的位置不动，将蜡烛和光屏互换一下位置，则fu2f，由光路的可逆性可知，成倒立、放大的实像。[规律总结]根据像距(v)与物距(u)的大小关系判断成实像情况：v＜u，成缩小的像；v＝u，成等大的像；v＞u，成放大的像。类型四巧用不等式分析凸透镜焦距范围例4(多选)在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图5－3－7所示，此时在光屏上得到烛焰清晰的像；若保持透镜位置不动，将蜡烛移到光具座上40cm刻度线处，对于此时像的性质，下列判断正确的是()A．一定是放大的像B．一定是缩小的像C．一定是倒立的像D．一定是正立的像图5－3－7AC[解析]题图知，物距大于像距，此时成倒立、缩小的实像，因此物距大于二倍焦距，像距处于一倍焦距和二倍焦距之间。物距u＝50cm－30cm＝20cm；像距v＝65cm－50cm＝15cm。由以上分析得：20cm＞2f，f＜15cm＜2f，解得：7.5cm＜f＜10cm。将蜡烛移到光具座上40cm刻度线处时，物距u′＝50cm－40cm＝10cm，处于一倍焦距和二倍焦距之间，所以成倒立、放大的实像。故选AC。[方法指导]巧用不等式分析凸透镜的焦距范围一“审”二“列”三“求”“审清题意”：明确题目中有几个不同物距或像距情况下，凸透镜的成像情况“列不等式”：根据像的性质确定物距、像距与焦距的关系，列出不等式“求解不等式”：数理结合求出焦距的取值范围课堂小结探究凸透镜成像的规律u2f,fv2f,倒立、缩小、实像列表法照相机u＝2f,v＝2f，倒立、等大、实像测焦距fu2f,v2f,倒立、放大、实像投影仪、幻灯机u＝f,不成像，光线平行射出测焦距uf,物像同侧,正立、放大、虚像放大镜一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；物、像同向动；成实像时：物近像远像变大；成虚像时“物近像近像编校口诀法课堂反馈1．探究烛焰通过焦距是10cm的凸透镜成像规律时，蜡烛、透镜、光屏位置如图20－1所示，此时()A．a为物距B．b为焦距C．凸透镜成放大的烛焰像D．若蜡烛、透镜不动，仅移动光屏，烛焰可在光屏上成清晰的像图20－1C2．图20－2中不符合凸透镜成像规律的是()图20－2B第3节凸透镜成像的规律3．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，小欣记录的部分实验数据如下表所示。焦距次数物距u/cm像距v/cm像的性质虚实大小倒正f＝10cm14513实像ab2301531822实像cd41625(1)表格中有几项内容漏写了，请你帮助填补：a__________；b__________；c________；d________。(2)实验过程中小欣观察到第2次所成的像________(选填“大于”“等于”或“小于”)第1次所成的像。(3)当把蜡烛调到距离透镜8cm的位置时，小欣发现无论怎样移动光屏，光屏上始终得不到像。为了观察到这时所成的像，眼睛和蜡烛应该在凸透镜的________(选填“同”或“异”)侧。缩小倒立放大倒立大于异谢谢观看！