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第五节科学探究：凸透镜成像第二课时凸透镜成像【体验】凸透镜成像活动1：用放大镜靠近课本看上面的字。活动2：用放大镜远离课本一定距离看上面的字。(1)活动1中，观察到的字较(选填“大”或“小”)。(2)活动2中，看到的字是(选填“倒立”或“正立”)的。提示：(1)大(2)倒立凸透镜成像有什么规律?探究凸透镜成像规律1.猜想与假设：结合“体验”中的活动和日常生活经验，猜想：凸透镜成像的情况与有关。提示：放大镜本身就是凸透镜，从刚才的“体验”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。参考答案：物体到凸透镜的距离2.实验设计：(1)实验器材：蜡烛、火柴、凸透镜、、。参考答案：光屏光具座(2)实验思路①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。提示：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：同一高度中央②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，观察____________，测量。参考答案：凸透镜物距成像情况物距和像距3.实验数据及分析：实验序号凸透镜焦距f/cm像放大或缩小像的正、倒像的虚、实物距u/cm像距v/cm110缩小倒立实像3015210等大倒立实像2020310放大倒立实像1530410不成像10510放大正立虚像5像物同侧分析实验数据，你可得出的实验结论是：(1)当物体位于凸透镜的2倍焦距之外时，成缩小、倒立的。(2)当物体位于凸透镜的1倍焦距与2倍焦距之间时，成放大、的实像。(3)当物体位于凸透镜的时，成等大、倒立的实像。(4)当物体位于凸透镜的以内时，成正立、放大的虚像。(5)当物体位于凸透镜的时，不能成像。参考答案：(1)实像(2)倒立(3)2倍焦距处(4)1倍焦距(5)焦点上4.交流与评估：(1)如何粗测凸透镜的焦距?参考答案：让一束平行光(太阳光)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，即为焦距。(2)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?提示：①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；②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；③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；④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。参考答案：①蜡烛可能位于凸透镜的焦点以内或焦点上；②蜡烛可能在焦点以外，但离焦点很近；③烛焰、凸透镜、光屏三者的中心可能不在同一高度。1.物距和像距：(1)物距：物体到_____的距离，用__表示。(2)像距：像到_____的距离，用__表示。光心u光心v2.成像规律：物距成像特点大小正倒虚实u2f_____倒立实像u=2f_____倒立实像fu2f放大倒立_____u=f不成像uf放大__________缩小等大实像正立虚像【拓展延伸】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：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。考点凸透镜成像规律【典例】(2012·泉州中考)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：(1)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F，该凸透镜的焦距f=cm；将一支高1.5cm的发光棒放在凸透镜前30cm处，移动光屏可以得到一个、的实像。(2)把该发光棒立于凸透镜前，在光屏上成了3cm高的像，物体离凸透镜的距离可能是()A.9cmB.12cmC.18cmD.27cm【思路导引】【精讲精析】本题考查探究凸透镜成像的规律。(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12cm；将发光棒放在距凸透镜30cm处，此时物距大于2倍焦距，成倒立、缩小的实像。(2)发光棒高1.5cm，光屏上像高3cm，说明凸透镜此时成倒立、放大的实像，此时物距应大于1倍焦距，小于2倍焦距，即大于12cm，小于24cm，所以物距可能是18cm。故选C。答案：(1)12倒立缩小(2)C【方法归纳】凸透镜成像规律1.(2012·遵义中考)在做凸透镜成像实验时，把物体从2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是()A.像逐渐变小，像距逐渐变小B.像逐渐变小，像距逐渐变大C.像逐渐变大，像距逐渐变大D.像逐渐变大，像距逐渐变小【解析】选C。本题考查凸透镜成像规律。像跟物向同一方向移动，物体从2倍焦距外沿主光轴移向焦点靠近透镜，像就要远离透镜，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C。2.(2012·宜昌中考)在探究“凸透镜成像规律”的实验中，已知凸透镜的焦距为15cm，若将蜡烛放在离凸透镜10cm处时，移动光屏，在光屏上将看到()A.倒立、缩小的实像B.倒立、放大的实像C.正立、放大的虚像D.无像【解析】选D。本题考查凸透镜的成像规律。凸透镜的焦距为15cm，若将蜡烛放在离凸透镜10cm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上，所以在光屏上将看不到像。3.某物体放在凸透镜前15cm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()A.20cmB.15cmC.10cmD.5cm【解析】选D。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的2倍焦距以外，即2f15cm，故f7.5cm，只有D项满足条件。4.如图所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成一个最小、最亮的光斑，如图甲所示，可知凸透镜的焦距是cm，现把蜡烛放在距凸透镜35cm处，如图乙所示，在凸透镜另一侧前后移动光屏，在光屏上可以得到一个(选填“放大”“缩小”或“等大”)的清晰像。【解析】本题考查凸透镜成像规律。凸透镜对光线具有会聚作用，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚于主光轴上的某一点，这一点也就是光斑最小、最亮的一点，叫做凸透镜的焦点。从焦点到光心的距离叫做焦距，由图甲可知该凸透镜的焦距是15.0cm；当物距u=35cm时，u2f，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。答案：15.0缩小5.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。造成这种现象的原因是_________________________________________。如果需要调节凸透镜，应将凸透镜向调动。【解析】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，需要将凸透镜向下调动。答案：烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度下6.(2012·福州中考)小明在探究“凸透镜成像规律”时，所用凸透镜的焦距是10cm。(1)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________。(写出一种即可)(2)调整好后，当蜡烛与凸透镜的距离为36cm时，可在光屏上得到倒立、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(选填“靠近”或“远离”)凸透镜。【解析】本题考查凸透镜成像的探究问题。(1)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；(2)当蜡烛与凸透镜的距离是36cm时，大于二倍焦距，故成的像是倒立、缩小的实像；当物距减小时，则像距变大，像变大，故光屏应远离凸透镜。答案：(1)烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度(2)缩小远离找找你容易错在哪里?如图所示是光线A、B经透镜折射后传播的情况，虚线处放的透镜是()A.凸透镜B.凹透镜C.凸、凹透镜都可以D.无法判断【学生自答】A【教师点评】不能正确理解“会聚”和“发散”，“会聚”和“发散”是折射光线和入射光线相对比而言，光束变宽是发散，光束变窄为会聚。【正确答案】B折射光线相对入射光线而言，光束变宽，起发散作用，应为凹透镜，故选B。