專題05透鏡及其應用（知識梳理典例練習）-人教版物理中考一輪復習資料（學生版）

專題05透鏡及其應用一、思維導圖二、新課標要求2.3.5了解凸透鏡對光的會聚作用和凹透鏡對光的發(fā)散作用。探究并了解凸透鏡成像的規(guī)律。了解凸透鏡成像規(guī)律的應用。1.3.3了解人類探索太陽系及宇宙的大致歷程，知道人類對宇宙的探索將不斷深入，關注人類探索宇宙的一些重大活動。三、知識梳理與典例一、透鏡1.凸透鏡和凹透鏡（1）凸透鏡：中間、邊緣的透鏡叫凸透鏡；（2）凹透鏡：中間，邊緣的透鏡叫凹透鏡；凸透鏡凸透鏡凹透鏡（3）薄透鏡：若透鏡的厚度遠小于球面的，這種透鏡叫薄透鏡。2.主光軸和光心（1）主光軸：透鏡上通過兩個球面球心的直線叫主光軸，簡稱主軸。如圖的點劃線CC＇。凸透鏡的主光軸和光心凸透鏡的主光軸和光心凹透鏡的主光軸和光心（2）光心：主光軸上有個特殊的點，通過這個點的光傳播方向，叫做透鏡的光心O。二、透鏡對光的作用1.凸透鏡對光有作用，又叫會聚透鏡。凸透鏡對光有會聚作用，不是指光經凸透鏡后一定會聚在一點上，而是指光經凸透鏡折射后，折射光線向主光軸偏折，如圖所示。甲甲平行光束乙發(fā)散光束丙會聚光束2.凹透鏡對光有作用，又叫發(fā)散透鏡。凹透鏡對光有發(fā)散作用，是指光經凹透鏡折射后，折射光線偏離主光軸，經凹透鏡折射后的光線也可能相交于一點，如圖所示。甲甲平行光束乙發(fā)散光束丙會聚光束三、焦點、焦距及三條特殊光線1.凸透鏡的焦點和焦距（1）焦點：凸透鏡能使平行于主光軸的光會聚在一點，這個點叫做，用F表示。（2）焦距：焦點到的距離叫做焦距，用f表示。（3）凸透鏡有個焦點，并且關于對稱。（4）凸透鏡焦距的意義：凸透鏡表面的凸起程度決定了它的焦距的長短，凸透鏡表面越凸，焦距越，對光的會聚作用越（選填“強”或“弱”）。凸透鏡的焦點和焦距凸透鏡的焦點和焦距利用陽光測量凸透鏡的焦距（5）粗略測量凸透鏡焦距的方法——平行光聚焦法如圖所示，將凸透鏡正對著太陽光（可看成是平行光），再拿一張紙放在它的另一側，來回移動，直到紙上的光斑最、最，測量這個光斑到凸透鏡光心的距離，即為該凸透鏡的焦距。2.凹透鏡的焦點和焦距（1）焦點：平行于主光軸的光線通過凹透鏡后，發(fā)散光線的反向延長線相交于主光軸上，叫凹透鏡的。它不是實際光線的會聚點，凹透鏡有個焦點，關于光心對稱。（2）焦距：焦點到凹透鏡的距離叫做焦距。凹透鏡焦距的大小表示對光能力的強弱，焦距越小，對光的發(fā)散能力越（選填“強”或“弱”）。凹透鏡的焦點和焦距3.透鏡的三條特殊光線（1）凸透鏡的三條特殊光線①通過凸透鏡的光線傳播方向不發(fā)生改變，如圖甲；②平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后通過，如圖乙；③經過凸透鏡焦點的光線經凸透鏡折射后平行于，如圖丙。甲甲乙丙（2）凹透鏡的三條特殊光線：①通過凹透鏡的光線傳播方向不發(fā)生改變，如圖甲；②平行于主光軸的光線經凹透鏡折射后發(fā)散，發(fā)散光線的通過焦點，如圖乙；③射向凹透鏡焦點的光線經凹透鏡折射后平行于射出，如圖丙。甲甲乙丙【例題1】在如圖所示的光路圖中，分別填入合適的透鏡。其中應選擇凹透鏡是（）A．甲、乙 B．丙、丁 C．甲、丁 D．乙、丙【例題2】如圖，凸透鏡的焦點為F，光心為O。①在圖中畫出S點發(fā)出的光線a經過透鏡光心后的光線。②S點發(fā)出的一條光線經過透鏡后與主光軸平行，在圖中畫出上述光路?！纠}3】某同學要測量凸透鏡的焦距，他把凸透鏡正對著太陽光，把一張白紙放在凸透鏡的另一側，改變凸透鏡與紙之間的距離，直到紙上的光斑變得最小、最亮，如圖所示．此時光斑與凸透鏡光心之間的距離就是該凸透鏡的焦距．

（1）使凸透鏡正對太陽光的目的是什么？（2）如果沒有仔細調節(jié)白紙與凸透鏡之間的距離，紙上的光斑就不是最小，此時測出光斑到凸透鏡中心的距離為L，則凸透鏡的焦距（）A．一定小于L

B．一定大于L

C．一定等于L

D．可能大于L，也可能小于L（3）按一個扁平一些的凸透鏡做該實驗，測出的焦距比原來凸透鏡的焦距一些．四、照相機1．照相機的主要結構及作用（1）鏡頭：由一組透鏡組成，相當于一個，起到成像作用。（1）膠片：相當于涂有感光材料的光屏。（3）快門：控制曝光時間。（4）光圈：控制進光量的多少.（5）調焦環(huán)：調節(jié)鏡頭到膠片間的距離，即調節(jié)（選填“物距”或“像距”）。照相機結構示意圖照相機原理示意圖2.照相機的成像原理來自物體的光經過鏡頭后會聚在膠片上，形成被照物體的。物體到鏡頭的距離遠（大于/小于）鏡頭的焦距，在膠卷上得到、的（填像的性質：“放大/縮小”、“倒立/正立”、“實像/虛像”）。3.照相機的成像特點（1）照相機成縮小、倒立的實像。（2）像距物距（選填“大于”或“小于”）。。（3）像與物體位于凸透鏡的側（選填“同”或“異”）。（4）物距、像距及像的大小變化規(guī)律：物遠像近像變；物近像遠像變（均選填“小”或“大”）。4．照相機的調節(jié)為使遠近不同的景物在膠片上都能形成清晰的像，需要旋轉鏡頭上的“調焦環(huán)”，調節(jié)鏡頭到膠片的距離。拍攝遠處景物時，鏡頭往后縮，離膠片（選填“遠”或“近”）一些，此時的像比較小。拍攝近處景物時，鏡頭往前伸，離膠片遠一些，此時的像會變（選填“大”或“小”）一些。照相機的調節(jié)示意圖自制模型照相機5.自制模型照相機（1）制作方法（見上右圖）：用兩個粗細相近的紙筒，使一個紙筒剛好能套入另一個，并能前后滑動（如圖），將大紙筒的一端嵌上一個焦距為5～10cm的凸透鏡，另一個紙筒的一端蒙上一層半透明紙，把兩個紙筒套在一起，就做成了一個模型照相機。（2）成像特點：模型照相機成的是、的（填像的性質：“放大/縮小”、“倒立/正立”、“實像/虛像”）；物體離鏡頭越近，像越，離鏡頭越。6.照相機的應用（1）數(shù)碼相機：用電荷耦合器件代替膠片，把光信號轉換成電信號，記錄物體的像。（2）攝像機，攝像頭，電子眼，掃碼支付，刷臉識別等都是利用了照相機成像的特點。五、投影儀主要構造及各部分的作用由凸透鏡（鏡頭）、燈泡、投影片、平面鏡、屏幕等組成（如下圖所示）。（1）鏡頭：是一個，起成像作用。（2）螺紋透鏡：相當于凸透鏡，作用是會聚光，增加投影片的亮度。（3）反光鏡（平面鏡）：改變光的傳播方向，使光集中向一個方向射出，使屏幕上像較亮。（4）屏幕：相當于光屏，承接。2.投影儀的成像原理是利用了凸透鏡成、、的（填像的性質：“放大/縮小”、“倒立/正立”、“實像/虛像”）。3.投影儀成像的特點（1）投影儀成、的實像（填像的性質：“放大/縮小”、“倒立/正立”）。（2）物距像距（選填“大于”或“小于”）。（3）像與物體位于凸透鏡的側（選填“同”或“異”）。4．投影儀的調節(jié)（1）要使屏幕上的圖像大些，膠片鏡頭，同時投影儀屏幕；要使屏幕上的像小些，膠片遠離鏡頭，同時投影儀屏幕（以上均選填“遠離”或“靠近”）。（2）為了在屏幕上成正立的像，要把膠片（選填“倒放”或“正放”）。六、放大鏡1.放大鏡的成像原理是利用了凸透鏡能成放大的（虛/實）像這一原理。放大鏡實際是一個短焦距的凸透鏡。放大鏡成像放大鏡成像示意圖2.放大鏡的成像特點（1）放大鏡成、的（填像的性質：“放大/縮小”、“倒立/正立”）。（2）像距物距（選填“大于”或“小于”）。（3）像與物體位于凸透鏡的（選填“同側”或“異側”）。3.放大鏡的調節(jié)使像變大時，讓放大鏡與物體之間的距離適當些。使像變小時，讓放大鏡與物體之間的距離適當些（選填“增大”或“減小”）。4.生活中的放大鏡（1）魚缸：相當于放大鏡，看到的“魚”比實際的。（2）小水滴：由于張力作用，形成半圓形，相當于，看到的物體比實際的大。（3）體溫計的直管：體溫計的直管做得很細，而且水銀是銀白色的，很難看清楚液柱的高度。把玻璃外壁做成三棱柱的樣子，從側面看過去，相當于，起到放大的作用。七、實像和虛像1.實像由實際光線會聚而成的像叫實像。實像（選填“可用”或“不可用”）光屏承接，也可以用眼睛直接觀察。例如照相機和投影儀所成的像是實像，小孔成的像也是實像。2.虛像不是實際光線會聚而成，是實際光線的反向延長線相交而成。虛像只能用眼睛觀察，（選填“可用”或“不可用”）光屏承接。例如放大鏡所成的像是虛像，平面鏡成的像也是虛像?！纠}4】圖為投影式電子白板，它利用投影機將畫面投影到屏幕上，投影機的鏡頭相當于一個凸透鏡，下列說法正確的是（）A．投影機的鏡頭與近視眼鏡為同一種透鏡B．光經投影機的鏡頭成像利用的是光的折射C．畫面經投影機鏡頭成的是正立放大的虛像D．屏幕上的豐富色彩由紅、白、藍三種色光混合而成【例題5】如圖所示，投影儀是教學中常用的設備，下面關于投影儀的敘述中不正確的是（）A．平面鏡的作用是改變光的傳播方向B．屏幕表面粗糙，有利于光發(fā)生漫反射C．物體在屏幕上所成的像是一個放大的虛像D．若使屏幕上的像變大，應使凸透鏡靠近投影片【例題6】小明用透明塑料盒設計了一個昆蟲標本觀察器，如圖所示。盒底上放標本，盒蓋上嵌入一凸透鏡。有焦距為5cm和10cm的兩種凸透鏡，為了在盒蓋上方附近，通過凸透鏡觀察到標本正立、放大的像，凸透鏡焦距f與盒高h選擇合理的是（）A．f=5cmh=10cm B．f=10cmh=12cmC．f=5cmh=12cm D．f=10cmh=6cm八、凸透鏡成像的規(guī)律1.相關概念（1）物距u：物體到透鏡的距離，如圖所示。（2）像距v：到透鏡光心的距離，如圖所示。（3）焦距f：焦點到凸透鏡光心的距離。2.凸透鏡成像的規(guī)律物距物距u像的性質物與像的位置像距v光屏能否承接u>2f倒立縮小實像異側2f>v>f能u＝2f倒立等大實像異側v＝2f能f<u<2f倒立放大實像異側v>2f能u＝f不成像u<f正立放大虛像同側|v|>u不能記憶口訣：一倍焦距分虛實，二倍焦距分大小，物近（離焦點）像遠像變大；虛像（與物）同側正，實像異側倒，像物相互跟著跑。3.凸透鏡成像規(guī)律的應用（1）照相機照相機成像原理：物距大于二倍焦距，即u＞2f時，成、的像，像距f＜v＜2f。成像光路圖：（2）投影儀投影儀成像原理：物距大于二倍焦距小于一倍焦距，即f＜u＜2f時，成、的像，像距v>2f。成像光路圖：（3）放大鏡放大鏡成像原理：物距小于焦距，即u<f時，凸透鏡成、的像，虛像與物體在側。成像光路圖：【例題7】已知凸透鏡的焦距為15cm。下列說法正確的是（）A．當物體距凸透鏡10cm時，成正立、放大的實像B．當物體距凸透鏡15cm時，成正立、放大的虛像C．當物體距凸透鏡20cm時，成倒立、放大的實像D．當物體距凸透鏡35cm時，成倒立、放大的實像【例題8】在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”時，將點燃的蠟燭放在距凸透鏡30cm處，在透鏡另一側距離透鏡16cm處的光屏上得到燭焰清晰的像．則下列相關說法正確的是（）①光屏上成倒立、放大的實像②照相機是利用這一成像原理工作的③該透鏡的焦距f一定滿足8cm＜f＜15cm④將近視鏡片放在蠟燭和凸透鏡之間，要使光屏上出現(xiàn)清晰的像，光屏應靠近透鏡A．只有①和③ B．只有②和④ C．只有②和③ D．只有①和④【例題9】（多選題）小探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，蠟燭、凸透鏡和光屏在光具座上的位置如圖所示，此時在光屏上得到燭焰清晰的像。下列說法正確的是（）A．投影儀應用了該次實驗的成像規(guī)律B．照相機應用了該次實驗的成像規(guī)律C．要在光屏上得到更大的清晰像，需將蠟燭靠近透鏡，光屏遠離透鏡D．要在光屏上得到更大的清晰像，需將蠟燭靠近透鏡，光屏靠近透鏡九、眼睛1.眼球的主要結構及各部分作用主要由角膜、、瞳孔、虹膜、睫狀體、玻璃體、等組成。①晶狀體和角膜的共同作用相當于一個；②視網(wǎng)膜相當于照相機的；③睫狀體可以改變晶狀體的形狀（改變焦距）；④瞳孔相當于照相機的光圈。2.眼睛的視物原理人的眼球好像一架，眼睛觀看物體時，物距大于倍焦距，物體發(fā)出或反射的光進入人眼，經晶狀體和角膜折射后，在視網(wǎng)膜上形成一個、的實像。視網(wǎng)膜上感光細胞受到光的刺激，視神經把這個信號傳輸給大腦，大腦將圖像處理后翻轉過來，就看到了物體。3.眼睛的調節(jié)（1）正常眼睛的調節(jié)眼睛通過睫狀體改變的厚薄，來看清楚近處和遠處的物體。①當看遠處的物體時，睫狀體放松，晶狀體比較（選填“薄”或“厚”），遠處物體射來的光剛好會聚在視網(wǎng)膜上，眼睛可以看清遠處的物體。②當看近處的物體時，睫狀體收縮，晶狀體變（選填“薄”或“厚”），對光的偏折能力變，近處物體射來的光會聚在視網(wǎng)膜上，眼睛就可以看清近處的物體。（2）遠點、近點和明視距離①遠點：眼睛的調節(jié)是有限度的，當睫狀體完全松馳時，晶狀體表面彎曲程度最小，此時晶狀體最扁，能夠看清的最遠的極限點叫做，正常眼睛的遠點在。②近點：當睫狀體看近處物體時，晶狀體變得最凸，表面彎曲程度最大，此時能看清的最近的極限點叫做，正常眼睛的近點在大約cm處。③明視距離：正常眼睛觀察近處物體最清晰而又不疲勞的距離大約是cm，這個距離叫明視距離。預防近視眼的措施之一，就是讀寫時眼睛與書本的距離應保持在25cm左右。十、近、遠視眼及其矯正1.近視眼及其矯正（1）近視眼的特征：近視眼只能看清處的物體，看不清處的物體。（2）近視眼的成因近視眼的晶狀體太厚，折光能力太；或者眼球在前后方向上太長。使得來自遠處的光會聚在視網(wǎng)膜，到達視網(wǎng)膜時一個模糊的光斑，得不到清晰的像，如圖甲所示。（3）近視眼的矯正矯正近視眼，應使眼睛的成像點后移，利用凹透鏡的發(fā)散作用，使入射的光線先經凹透鏡變得發(fā)散一些再射入眼睛，會聚點能夠后移到上，所以近視眼患者應該佩戴用透鏡制成的眼鏡，如圖乙所示。2.遠視眼及其矯正（1）遠視眼的特征：遠視眼只能看清處的物體，看不清處的物體。（2）遠視眼的成因遠視眼的晶狀體太薄，折光能力太弱；或者眼球在前后方向上太短，來自近物的像成在視網(wǎng)膜的面，在視網(wǎng)膜上形成一個模糊的光斑，人眼就只能看到模糊不清的物體，如圖甲所示。（3）遠視眼的矯正遠視眼成像在視網(wǎng)膜之后，要矯正遠視眼，應使會聚點前移，可以佩戴用透鏡制成的眼鏡。使入射光先經凸透鏡變得會聚一些再射入眼睛，會聚點能夠前移到視網(wǎng)膜上，如圖乙所示。十一、眼鏡的度數(shù)1.透鏡焦度透鏡焦距f的長短標志著的大小。焦距越短，折光本領越，通常把透鏡叫做透鏡焦度，用Φ表示。透鏡焦度：Φ=________

，單位：m2.眼鏡度數(shù)①眼鏡片的度數(shù)，就是鏡片的透鏡焦度乘的值。眼鏡度數(shù)：100Φ=________

②遠視鏡片的度數(shù)用數(shù)表示，近視鏡片的度數(shù)用數(shù)表示。【例題10】如圖所示，當我們看遠處物體時，遠處物體的光線正好聚焦在視網(wǎng)膜上。當我們從看遠處物體改為看近處物體時（一般不小于10cm），為了使近處物體成像在視網(wǎng)膜上，晶狀體凸度和焦距的變化情況分別是（）A．晶狀體凸度變大，焦距變短 B．晶狀體凸度變大，焦距變長C．晶狀體凸度變小，焦距變短 D．晶狀體凸度變小，焦距變長【例題11】如圖是近視眼及其矯正的光路圖，下列說法不正確的是（

）A．近視眼的成像原理和小孔成像的原理相同B．近視眼看遠處的物體，像成于視網(wǎng)膜前C．近視眼用凹透鏡矯正D．為預防近視，讀寫時眼睛與書本的距離應保持在25cm左右十二、顯微鏡1.顯微鏡的構造：主要由物鏡、目鏡、載物臺、反光鏡等組成。（1）物鏡：靠近被觀察物體的凸透鏡，焦距，相當于投影儀的（2）目鏡：的放大鏡。（3）載物臺：承載被觀察物體。（4）反光鏡：增加光的強度，照亮被觀察的物體。2.顯微鏡成像的基本原理顯微顯微鏡示意圖顯微鏡成像光路圖（1）物鏡：物鏡的作用相當于的鏡頭，被觀察物體AB首先通過物鏡成、的像A1B1（填像的性質），這個實像落在了目鏡的倍焦距以內；（2）目鏡：目鏡的作用相當于一個，把物鏡形成的放大的實像A1B1再次放大，得到、的像A2B2（填像的性質）。（3）物體通過整個顯微鏡所成的像是：、的像（填像的性質）。（4）顯微鏡的成像光路圖（見上圖）。3.顯微鏡的放大倍數(shù)微小的物體通過顯微鏡后被兩次放大，因此，顯微鏡的放大倍數(shù)=物鏡的放大倍數(shù)×目鏡的放大倍數(shù)。一般在鏡頭上標有“n×”字樣，例如n=5，即為放大倍。4.顯微鏡的應用顯微鏡通過物鏡和目鏡的兩次放大，成倒立、放大的虛像，使我們能觀察到肉眼無法看清的細微物體?？衫蔑@微鏡觀察到細胞的結構，如細胞質、細胞核、細胞膜等。十三、望遠鏡（1）望遠鏡的構造望遠鏡由兩組透鏡組成，每組透鏡相當于一個透鏡?？拷挥^察物體的凸透鏡，焦距比較長，叫鏡?？拷劬Φ耐雇哥R，焦距比較短，叫做鏡。望遠鏡示意圖望遠鏡示意圖望遠鏡成像光路圖（2）望遠鏡的原理①物鏡：相當于的鏡頭，遠處的物體AB通過物鏡在焦點附近成、的實像A′B′，這個像處于目鏡的以內。②目鏡：相當于鏡，把物鏡所成的像A′B′再放大一次，成、的虛像A"B"。兩次成像，先，后（選填“縮小”或“放大”）。2．視角（1）視角的概念從眼睛的中心向所引的兩條直線的夾角。（2）影響視角的因素①視角與有關。物體到眼睛的距離一定時，大物體的視角大，小物體的視角小。②視角與離物體有關。物體大小一定時，看近處的物體視角大，看遠處的物體視角小。（3）望遠鏡對視角的放大望遠鏡的物鏡所成的像雖然比原來的物體小，但它離我們的眼睛很近，再加上目鏡的放大作用，視角就可以變得。望遠鏡物鏡的直徑比我們眼睛的瞳孔大得多，這樣它可以會聚更多的光，使得所成的像更加明亮，這一點在觀測天空中的暗星時非常重要?，F(xiàn)代天文望遠鏡都力求把物鏡的口徑加大，以便觀測到更的星。3.模擬望遠鏡模擬望遠鏡模擬望遠鏡（1）用一個凸透鏡（焦距較大）觀察窗外遠處的物體，成、的實像。（2）再用另一個凸透鏡（焦距較小）觀察上面得到的物體的像，成、的虛像，遠處的物體看上去了。（3）兩凸透鏡的位置對調后，遠處的物體看上去了。十四、探索宇宙1.使用望遠鏡探索宇宙的歷程（1）伽利略望遠鏡意大利天文學家、物理學家是第一位把望遠鏡指向天空的人。1609年伽利略用自制的望遠鏡觀察天體，以確鑿的證據(jù)支持了哥白尼的“”。第一個觀測到了木星的、太陽和月球上的。伽利略望遠鏡伽利略望遠鏡哈勃太空望遠鏡（2）“海王星”的發(fā)現(xiàn)1846年，科學家根據(jù)牛頓發(fā)現(xiàn)的萬有引力定律，猜想天王星外還存在一顆未知的行星。不久，人們用望遠鏡在預測的位置發(fā)現(xiàn)了這顆行星，它被命名為“”。（3）哈勃太空望遠鏡為改進對星體的觀察，1990年美國向太空發(fā)射了一臺望遠鏡，叫望遠鏡，可以排除大氣層的干擾，使人類觀測宇宙的能力空前提高。（4）射電望遠鏡除光學望遠鏡外，人們還發(fā)明了望遠鏡，這使得人類對宇宙的了解越來越深入?，F(xiàn)代天文望遠鏡都是力求把物鏡口徑加大，這樣它可以會聚更多的，以求觀測到更暗的星。中國“天眼”500米口徑球面射電望遠鏡工程由我國天文學家于1994年提出構想，從預研到建成歷時22年，是具有我國自主知識產權、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡。2.我們的宇宙宇宙是一個有的天體結構系統(tǒng)。（1）宇宙：我們的宇宙中擁有上千億個；（2）銀河系：銀河系只是宇宙中上千億個星系中的一個。銀河系異常巨大，一束光穿越銀河系需要10萬年的時間。（3）太陽系：太陽不過是中幾千億顆星中的一員。太陽周圍有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等行星繞它運行。此外，還有若干其他天體繞太陽轉動。（4）地球：地球在離太陽比較近的第條軌道上，是太陽系中的一顆?！纠}12】下列關于顯微鏡和望遠鏡的說法，正確的是（）A．圖甲中，顯微鏡上的物鏡和目鏡都是凸透鏡B．圖乙中，望遠鏡上的物鏡和目鏡都是凹透鏡C．圖甲中，通過顯微鏡看到的是放大的實像D．圖乙中，通過望遠鏡看到的是放大的實像【例題13】在下列四幅圖中，每幅圖都能展示出一定的物理知識。其中說法錯誤的是（）A．甲圖反映太陽系由許多行星圍繞太陽轉動，地球是太陽系中的一顆普通恒星B．乙圖是伽利略時代的望遠鏡C．丙圖是顯微鏡的結構圖。顯微鏡的物鏡相當于幻燈機，成倒立放大的實像，目鏡相當于放大鏡，成正立放大的虛像D．丁圖給出望遠鏡的物鏡相當于照相機，成倒立縮小的實像，目鏡相當于放大鏡，成正立放大的虛像四、實驗專題一、探究凸透鏡成像的規(guī)律1.提出問題：凸透鏡所成像的虛實、大小、正倒跟哪些因素有關？2.猜想假設（1）可能與物體到透鏡的有關。支持事例：照相機、投影儀和放大鏡的成像特點不同，是因為物體到透鏡的距離不同。（2）可能與凸透鏡的有關。支持事例：同一物體通過照相機成像，當照相機的焦距改變時（調焦），凸透鏡所成像的大小會改變。（3）像的正倒很可能跟它與物體是否在同側有關。支持事例：照相機與投影儀，物體和所成的像分居在凸透鏡的兩側；通過放大鏡觀察物體，物體和像在透鏡的同一側。3.設計實驗（1）相關概念①物距u：物體到透鏡光心的距離。如圖所示，物距為cm；②像距v：像到透鏡光心的距離。如圖所示，像距為cm；③焦距f：焦點到凸透鏡光心的距離。（2）我們可以把物體放在距凸透鏡較遠的地方，然后逐漸，觀察成像的情況。由于凸透鏡對光的偏折程度跟透鏡的有關系，所以研究物距u的變化時，焦距f可能是個應該注意的參照距離。比如，我們可以注意觀察物距大于、等于、小于一倍焦距、二倍焦距……時物體成像的情況。（3）實驗器材光具座、凸透鏡（焦距f=10cm）、蠟燭（燭焰作為發(fā)光體）、光屏、火柴等。（4）數(shù)據(jù)記錄表格（見下）。4.進行實驗與收集證據(jù)（1）調整凸透鏡、蠟燭（燭焰的中心）、光屏的高度，使它們的中心大致在，目的是為了使燭焰的像成在光屏的。（2）將凸透鏡固定在光具座中間50cm刻度處，把蠟燭放在較遠處，使物距u＞2f（u＞20cm），移動光屏，直到光屏上出現(xiàn)的燭焰的像，觀察像的大小和正倒，同時測出此時的物距u和像距v，將數(shù)據(jù)記錄在表格中。（3）把蠟燭向透鏡移近，使蠟燭到凸透鏡的距離等于二倍焦距（u=20cm），移動光屏，直到光屏上出現(xiàn)明亮、清晰的燭焰的像，觀察像的正倒和大小，測出物距u和像距v，將數(shù)據(jù)記錄在表格中。（4）把蠟燭繼續(xù)向透鏡移近，使蠟燭到凸透鏡的距離在一倍焦距和二倍焦距之間（10～20cm），移動光屏，直到光屏上出現(xiàn)明亮、清晰的燭焰的像，觀察像的正倒和大小，測出物距u和像距v，記錄在表格中。（5）把蠟燭繼續(xù)向透鏡移近，使蠟燭到凸透鏡的距離為一倍焦距10cm（在焦點處），移動光屏，光屏上不成像；眼睛通過透鏡也看不到虛像。（6）把蠟燭繼續(xù)向透鏡移近，使蠟燭到凸透鏡的距離在一倍焦距以內（小于10cm），移動光屏，光屏上不成像，眼睛通過透鏡，能看到虛像，記錄像的正倒和大小。測出物距u，記錄在表格中。（7）數(shù)據(jù)記錄匯總5.分析與論證分析上表的記錄，歸納出凸透鏡成像的規(guī)律。（1）像的虛實：凸透鏡在什么條件下成實像？在什么條件下成虛像？是成虛像和實像的分界點，當物距大于透鏡的1倍焦距時，物體成實像，當物距小于透鏡的1倍焦距時，物體成虛像。（2）像的大?。和雇哥R在什么條件下成縮小的像？在什么條件下成放大的像？是成像大小的分界點，當物距大于透鏡的2倍焦距時，物體成縮小的像，當物距小于透鏡的2倍焦距時，物體成放大的像。（3）像的正倒：凸透鏡在什么條件下成正立的像？在什么條件下成倒立的像？凸透鏡所成的實像都是異側，虛像都是同側。（4）物距、像距與像的大小關系不論成實像還是虛像，成放大的像時必定像距物距，成縮小的像時必定像距物距。（5）像和像距隨物距的變化規(guī)律①凸透鏡成實像時，物距減小，像距變，像變，像與物同方向移動。物距增大，像距變小，像變小，像與物同方向移動。②凸透鏡成虛像時，物距減小，像距，像。（6）口訣記憶一焦分虛實，二焦分大??；物近（離焦點）像遠像變大；虛像（與物）同側正，實像異側倒，像物相互跟著跑。（7）探究結論物距物距u和焦距f的關系像的性質像的位置像距v和焦距f的關系虛實大小正倒與物同（異）側u>2f實像縮小倒立異側2f>v>fu=2f實像等大倒立異側v=2f2f>u>f實像放大倒立異側v>2fu=f不成像u<f虛像放大正立同側6.交流討論（1）在做實驗時,某同學無論怎樣移動光屏,都無法在光屏上觀察到燭焰的像。發(fā)生這一現(xiàn)象可能的原因有哪些？可能原因有：燭焰、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上；蠟燭的位置在透鏡的一倍焦距以內；蠟燭的位置在透鏡的焦點上。（2）用卡片把透鏡遮住一部分，光屏上得到燭焰的像是否完整？像的亮度有什么變化？光屏上像的性質不變，還是完整的，但亮度會變暗些。（3）當蠟燭長度變短時，像在光屏上的位置怎樣變化？為了使像仍成在光屏的中央，應該怎樣進行調節(jié)？像將會向上移動。調節(jié)方法：將光屏向上移動；將蠟燭向上移動；將透鏡和光屏同時向下調