2024-2025學年八年級物理上冊5.3凸透鏡成像的規(guī)律精講精練含解析新版新人教版

Page14專題5.3凸透鏡成像的規(guī)律學問點掃描：學問點一：凸透鏡成像的規(guī)律成像條件物距（u）成像的性質(zhì)像距（v）u﹥2f倒立、縮小的實像f<v<2fu=2f倒立、等大的實像v=2ff﹤u﹤2f倒立、放大的實像v>2fu=f不成像0﹤u﹤f正立、放大的虛像學問點二：凸透鏡成像的規(guī)律的應用成像條件物距（u）成像的性質(zhì)像距（v）應用u﹥2f倒立、縮小的實像f<v<2f照相機u=2f倒立、等大的實像v=2f測焦距f﹤u﹤2f倒立、放大的實像v>2f投影儀u=f不成像獲得平行光束0﹤u﹤f正立、放大的虛像放大鏡重點難點解讀：一、對凸透鏡成像的規(guī)律重點試驗的說明1.器材：凸透鏡、光屏、蠟燭、光具座（帶刻度尺）等。2.口訣：一倍焦距分虛實、二倍焦距分大小；虛像正物像同側，實像倒物像異側；物遠實像小，焦點內(nèi)放大。3.留意事項：蠟燭的焰心、透鏡的光心、光屏的中心在同一高度上；又叫“三心等高”。留意：實像是由實際光線會聚而成，在光屏上可呈現(xiàn)，可用眼睛干脆看，全部光線必過像點；虛像不能在光屏上呈現(xiàn)，但能用眼睛看，由光線的反向延長線會聚而成.二、對規(guī)律的深刻理解1.凸透鏡的成像規(guī)律（見表格）成像條件物距（u）成像的性質(zhì)像距（v）應用u﹥2f倒立、縮小的實像f﹤v﹤2f照相機u=2f倒立、等大的實像v=2ff﹤u﹤2f倒立、放大的實像v﹥2f投影儀u=f不成像0﹤u﹤f正立、放大的虛像V﹥f放大鏡2．對凸透鏡成像規(guī)律的深刻理解（1）焦點是成虛像和實像的分界點。物體在焦點以外時，在另一側光屏上肯定成實像；物體在焦點以內(nèi)時，肯定在同側成虛像。（2）2f是成放大或縮小實像的分界點。U=2f時，所成實像與物體等大；u＞2f時，所成實像是縮小的；f＜u＜2f時，所成實像是放大的。（3）凸透鏡成像時，物距u越小，像越大，像距v也越大；物距u越大，像越小，像距v也越小。（4）依據(jù)u和v的關系，也能推斷出像的性質(zhì)。當u＞v時，像比物小；當u=v時，像和物大小相等；當u＜v時，像比物大。（5）凸透鏡所成實像都是倒立的，所成虛像都是正立的。（6）可以這樣記憶理解：實像倒，位異側；虛像正，位同側；一倍焦距分虛實，二倍焦距分大??；物體移向凸透鏡，實像變遠且變大，虛像變近且變小。對點例題解析：學問點一：凸透鏡成像的規(guī)律及其應用【例題1】（2024四川南充）小明在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的試驗中他把蠟燭放在距透鏡30cm時，在光屏上形成清楚縮小的像，此時的成像特點可應用于（填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”）?，F(xiàn)將蠟燭向透鏡方向移動10cm，要使光屏上再次形成清楚倒立的像，應將光屏透鏡（填“遠離”或“靠近”）。【答案】照相機；遠離?！窘馕觥浚?）凸透鏡成像的三種狀況和應用之一：u＞2f，成倒立、縮小的實像，應用于照相機和攝像機。（2）凸透鏡成實像時，物近像遠像變大。把蠟燭放在距透鏡30cm時，物距為30cm，在光屏上形成清楚縮小的像，則u＞2f，此時的成像特點可應用于照相機。現(xiàn)將蠟燭向透鏡方向移動10cm，物距減小，像距增大、像變大，則要使光屏上再次形成清楚倒立的像，應將光屏遠離透鏡方向移動。學問點二：凸透鏡成像的規(guī)律的應用【例題2】（2024山東泰安）如圖所示，在”探究凸透鏡成像的規(guī)律”試驗中，燭焰在距離凸透鏡8cm處時，在距離凸透鏡15cm處的光屏上成倒立的像。保持蠟燭和光屏不動，現(xiàn)把凸透鏡向光屏方向移動7cm，下列關于燭焰在光屏上成像的說法正確的是（）A．不能成清楚的像B．成倒立的縮小的像 C．成倒立的放大的像D．成倒立的等大的像【答案】B【解析】如圖所示，在”探究凸透鏡成像的規(guī)律”試驗中，燭焰在距離凸透鏡8cm處時，在距離凸透鏡15cm處的光屏上成倒立的像。此時物距小于像距，f＜u＝8cm＜2f，解得，4cm＜f＜8cm，v＝15cm＞2f，解得f＜7.5cm，焦距范圍：4cm＜f＜7.5cm，保持蠟燭和光屏不動，現(xiàn)把凸透鏡向光屏方向移動7cm，此時u′＝8cm+7cm＝15cm＞2f，v′＝15cm﹣7cm＝8cm，f＜v′＜2f，凸透鏡成倒立縮小的實像，故ACD錯誤，B正確。達標訓練題：1.探究凸透鏡成像規(guī)律試驗用到的器材：凸透鏡、_____、蠟燭、光具座（帶刻度尺）等。探究凸透鏡成像規(guī)律試驗要能正確的提出問題、做出猜想、設計試驗、進行試驗和收集證據(jù)、_____、評估和溝通?！敬鸢浮抗馄?分析論證.【解析】探究透鏡成像規(guī)律試驗用到的器材：凸透鏡、光屏、蠟燭、光具座（帶刻度尺）等。探究凸透鏡成像規(guī)律試驗要能正確的提出問題、做出猜想、設計試驗、進行試驗和收集證據(jù)、分析論證、評估和溝通。2.凸透鏡成像規(guī)律的內(nèi)容:（1）u﹥2f時，在光屏上成_____、縮小的實像；（2）f﹤u﹤2f時，在光屏上成倒立、_____的實像；（3）0﹤u﹤f時，成正立、放大的_____像。【答案】（1）倒立（2）放大（3）虛【解析】依據(jù)凸透鏡成像時，物距與焦距的關系，確定成像的性質(zhì)。須要熟記.凸透鏡成像規(guī)律的內(nèi)容。3.小強在做探究凸透鏡成像的規(guī)律的試驗時，在光屏上得到一個倒立、縮小的清楚的像，下列器材工作時運用上述成像規(guī)律的是（）A.放大鏡 B.投影儀 C.照相機 D.平面鏡【答案】C【解析】A.由凸透鏡成像規(guī)律可知，放大鏡成正立、放大的虛像，故A不符合題意；B.由凸透鏡成像規(guī)律可知，投影儀成倒立、放大的實像，故B不符合題意；C.由凸透鏡成像規(guī)律可知，照相機成倒立、縮小的實像，故C符合題意；D.平面鏡成正立等大的虛像，故D不符合題意。4.曉維同學用一束平行于主光軸的光線照耀凸透鏡，在光屏上形成了一個清楚的光斑（如圖所示）。取下平行光源，保持凸透鏡的位置不變，把點燃的蠟燭放在光具座26cm處，并移動光屏到合適位置，在光屏上得到像的性質(zhì)是（）A.倒立的縮小的實像B.倒立的放大的實像C.倒立的等大的實像D.正立的放大的虛像【答案】A【解析】首先確定凸透鏡焦距f大?。灰罁?jù)探討問題指向找尋物距u的大??；然后比較物距u與焦距f之間的關系。最終依據(jù)凸透鏡成像特點得到像的性質(zhì)。平行于主光軸的光線照耀到凸透鏡上，經(jīng)過凸透鏡折射匯聚在凸透鏡焦點上，焦點到凸透鏡光心的距離為凸透鏡的焦距，本題中凸透鏡的焦距f=10cm.。當點燃的蠟燭放在距離凸透鏡26cm處時，物距u=26cm.，與凸透鏡的焦距f=10cm.比較可以知道：u＞2f當u＞2f時，物體經(jīng)過凸透鏡后，在光屏上成倒立的縮小的實像，相距v滿意f＜v＜2f。所以選項A正確。 一、選擇題1.（2024湖北荊州）用如圖的裝置做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的試驗時，已知凸透鏡的焦距為10cm，下列說法正確的是（）A．燭焰在如圖所示的位置時，成像特點與照相機成像特點相同 B．若將蠟燭移到光具座42cm刻度處時，燭焰所成的像是倒立、放大的 C．若將蠟燭移到光具座30cm刻度處時，燭焰所成的像是等大的 D．若將蠟燭從光具座30cm刻度處向遠離凸透鏡方向移動時，燭焰所成的像將漸漸變大【答案】C【解析】A.由圖可知，u＝50cm﹣35cm＝15cm，物距處于f和2f之間，凸透鏡成倒立放大的實像，與投影儀的原理相同，故A錯誤；B.將蠟燭移到光具座42cm刻度處時，物距等于50cm﹣42cm＝8cm，物距小于f，凸透鏡成正立放大的虛像，故B錯誤；C.將蠟燭移到光具座30cm刻度處時，物距等于50cm﹣30cm＝20cm＝2f，物距等于像距，等于2倍焦距，成倒立等大的實像，故C正確；D.將蠟燭從光具座30cm刻度處向遠離凸透鏡方向移動時，依據(jù)物距增大像距減小像減小，燭焰所成的像將漸漸變小。故D錯誤。2.（2024江西模擬題）在用一凸透鏡探討其成像的規(guī)律時，某同學得到的部分試驗信息如下表所示。依據(jù)表中信息判定下列說法正確的是（）試驗次序12345物距u/cm5040302520像距v/cm2224303860A．該凸透鏡的焦距是15cmB．當u=25cm時，凸透鏡成放大的像，放大鏡就是依據(jù)這一原理制成的C．當v=24cm時，凸透鏡成縮小的像，照相相機就是依據(jù)這一原理制成D．若把物體從距凸透鏡22cm處向距凸透鏡32cm處滑動，像會漸漸變小【答案】ACD?！窘馕觥浚?）當u=v=2f時，成倒立、等大的實像；（2）（3）依據(jù)凸透鏡成像的四種狀況和應用進行推斷：u＞2f，成倒立、縮小的實像，2f＞v＞f，應用于照相機和攝像機。u=2f，成倒立、等大的實像，v=2f，一般用來求凸透鏡的焦距。2f＞u＞f，成倒立、放大的實像，v＞2f，應用于幻燈機和投影儀。u＜f，成正立、放大的虛像，應用于放大鏡和老花鏡。（4）凸透鏡成實像時，物距增大，像距減小，像變小。A.由表中的數(shù)據(jù)可知，試驗3中，u=v=30cm，此時u=2f，f=15cm，故A正確；B.當u=25cm時，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，凸透鏡成倒立、放大的像，投影儀就是依據(jù)這一原理制成的，故B錯誤；C.當v=24cm時，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，則物距大于二倍焦距，凸透鏡成縮小的像，照相相機就是依據(jù)這一原理制成，故C正確；D.若把物體從距凸透鏡22cm處向距凸透鏡32cm處滑動，物距變大，像距變小，像變小，故D正確。3．（2024?威海模擬）讓一束平行光經(jīng)過一透鏡，在光屏上得到一個最小、最亮的光斑（如圖所示），小明用此透鏡做“探究透鏡成像規(guī)律”的試驗。下列說法不正確的是（）A．當物體距透鏡5cm時，成正立的像B．當物體距透鏡15cm時，成倒立、放大的實像C．當物體從距透鏡20cm處向遠離透鏡的方向移動時，所成的像漸漸變小D．當物體從距透鏡20cm處向透鏡的方向移動時，要得到清楚的像，應使光屏靠近透鏡【答案】D【解析】探究凸透鏡的成像規(guī)律，對于一倍焦距，大于一倍焦距小于二倍焦距、大于二倍焦距這三個點，所成的像應當嫻熟駕馭。從圖上應當精確的推斷出凸透鏡的焦距（一倍焦距）。A.由圖可知，凸透鏡的焦距為10cm，小于一倍焦距成正立放大的虛像，正確，不符合題意；B.由圖可知，凸透鏡的焦距為10cm，大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大的實像，正確，不符合題意；C.由圖可知，凸透鏡的焦距為10cm，大于二倍焦距成倒立縮小實像，正確，不符合題意；D.大于二倍焦距時，要成清楚的像，光屏應當遠離透鏡，錯誤，符合題意。二、填空題4.（2024寧夏模擬）如圖所示，在探究“凸透鏡成像的規(guī)律”試驗中，蠟燭、透鏡、光屏的位置如圖所示，光屏上成一個清楚的像，應用這一原理可制成；再將蠟燭遠離透鏡，同時將光屏（填“遠離”或“靠近”）透鏡，才能在光屏上再次成一個清楚的像?！敬鸢浮客队皟x；靠近。【解析】由圖知，v＞u，所以此時在光屏上得到的是倒立、放大的實像，其應用是投影儀；再將蠟燭遠離透鏡，物距增大，所以像距減小，須要將光屏靠近凸透鏡，才能在光屏上再次成一個清楚的像。5.（2024四川南充）小明在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的試驗中他把蠟燭放在距透鏡30cm時，在光屏上形成清楚縮小的像，此時的成像特點可應用于（填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”）?，F(xiàn)將蠟燭向透鏡方向移動10cm，要使光屏上再次形成清楚倒立的像，應將光屏透鏡（填“遠離”或“靠近”）?！敬鸢浮空障鄼C；遠離?！窘馕觥浚?）凸透鏡成像的三種狀況和應用之一：u＞2f，成倒立、縮小的實像，應用于照相機和攝像機。（2）凸透鏡成實像時，物近像遠像變大。把蠟燭放在距透鏡30cm時，物距為30cm，在光屏上形成清楚縮小的像，則u＞2f，此時的成像特點可應用于照相機?，F(xiàn)將蠟燭向透鏡方向移動10cm，物距減小，像距增大、像變大，則要使光屏上再次形成清楚倒立的像，應將光屏遠離透鏡方向移動。6.（2024江蘇徐州模擬）某同學在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的試驗中，繪制了如圖所示的圖象（v表示像到凸透鏡的距離，u表示物體到凸透鏡的距離），用該凸透鏡作放大鏡運用時，被視察的物體到透鏡的距離在_______m以內(nèi)；把物體從距凸透鏡5cm處移動到距凸透鏡20cm處的過程中，像的大小將______（選填“變大”、“變小”“先變小再變大”、“先變大再變小”）．【答案】0.05；變小 【解析】（1）由圖像可知，當物距:u＝10cm時，像距：v＝10cm，即u＝v，∴焦距：，∴用該凸透鏡作放大鏡運用時，被視察的物體到透鏡的距離在0.05m以內(nèi)；（2）依據(jù)凸透鏡成實像時，遵循“物遠像近”即物體遠離凸透鏡時，所成像變近，像變小，∴把物體從距凸透鏡5cm處移動到距凸透鏡20cm處的過程中，像的大小將變?。?、作圖題7.(2024河南模擬題)如圖所示,MN為凸透鏡的主光軸,A為蠟燭,A'為蠟燭在光屏上所成的像,依據(jù)凸透鏡成像原理確定凸透鏡的位置及其焦點,并將它們畫出來。【答案】如圖所示【解析】本題考查凸透鏡的三條特別光線的畫法。過光心的光線傳播方向不變,平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡后過焦點,過焦點的光線經(jīng)凸透鏡后平行于主光軸,以A為發(fā)光點,則A'就為光線經(jīng)凸透鏡后的會聚點。8.（2024河南模擬題）如圖所示，請畫出由S點發(fā)出的光經(jīng)過凸透鏡后的折射光線，并確定發(fā)光點S的像點【答案】如圖所示：【解析】在作凸透鏡的光路圖時，先確定所給的光線的特點再依據(jù)透鏡的光學特點作出反射光線，反向延長兩條折射光線，即可得到發(fā)光點S的像點S′．過光心的光線經(jīng)凸透鏡折射后傳播方向不變更；平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后將過焦點．兩條折射光線的反向延長線的交點即為發(fā)光點S的像點S′．9．（2024?貴陽模擬）如圖所示，在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的試驗中，將蠟燭放在位置A時，觀測到在位置C成倒立、縮小的實像。若把蠟燭移到位置B，試作圖找出蠟燭通過透鏡的成像位置?！敬鸢浮咳鐖D所示：【解析】從物體A的頂端做平行于主光軸的光線，過凸透鏡后經(jīng)過焦點而會聚到像點。由A的頂端發(fā)出過光心的光線，傳播方向不變。從物體B的頂端做平行主光軸的光線，折射后過焦點，再從B的頂端做過光心的光線，這兩條折射光線的反向延長線的交點就是像的位置。四、試驗探究題10.（2024湖南長沙）如表是小海同學用焦距f＝10cm的凸透鏡探究其成像規(guī)律的記錄表，依據(jù)表格完成下列問題：物距u/cm像的性質(zhì)虛實大小正倒8虛像放大正立10不能成像12實像放大倒立14實像放大倒立16實像放大倒立20實像等大倒立22實像縮小倒立25實像縮小倒立（1）分析試驗數(shù)據(jù)可知，當物距u滿意條件（選填“u＜f”、“f＜u＜2f”或u＞2f”）時，凸透鏡會成一個倒立放大的實像，生活中（選填“照相機”、“投影儀”“放大鏡”）的成像原理應用了凸透鏡的這個成像規(guī)律。（2）保持凸透鏡的位置不變，移動蠟燭使物距由20cm變?yōu)?2cm時，為了在光屏上得到清楚的像，小海應將光屏（選填“靠近”或“遠離”）凸透鏡?！敬鸢浮浚?）f＜u＜2f；投影儀；（2）靠近?！窘馕觥浚?）由數(shù)據(jù)可知，物距為12、14、16cm時成放大實像，物距等于20cm，即2f時成等大實像，說明成放大實像需物距小于二倍焦距；物距等于10cm，即u＝f時不成像，物距小于10cm，即u＜f時成虛像，說明成放大實像需物距大于一倍焦距，綜上可知，凸透鏡成倒立、放大實像條件：2f＞u＞f；生活中投影儀是利用2f＞u＞f時，成倒立、放大實像的原理工作的；（2）使物距由20cm變?yōu)?2cm時，物距變大，則像距變小，像變小，為了在光屏上得到清楚的像，小海應將光屏靠近凸透鏡，減小像距。11.（2024北京）某同學在做光學試驗時，他先將焦距為10cm的凸透鏡A固定在光具座上50cm刻度線處，光屏和點燃的蠟燭分別位于凸透鏡A兩側，蠟燭放置在20cm刻度線處，如圖所示。左右移動光屏，直至光屏上呈現(xiàn)燭焰清楚的像。（1）上述光屏上所成的像是（選填“放大”“等大”或“縮小”）的實像。（2）將透鏡B放在凸透鏡A與光屏之間某處（圖中未畫出），光屏上原來清楚的像變模糊了，將光屏向遠離凸透鏡A的方向移動，光屏上又呈現(xiàn)燭焰清楚的像，這說明透鏡B對光線有（選填”會聚”或“發(fā)散”）作用。透鏡B能用來矯正（選填“近視眼”成“遠視眼”）?！敬鸢浮浚?）縮?。唬?）發(fā)散；近視眼?！窘馕觥浚?）凸透鏡A焦距10cm，固定在光具座上50cm刻度線處，蠟燭放置在20cm刻度線處，所以物距u＝30cm＞2f，物距大于二倍焦距成倒立縮小實像；（2）將透鏡B放在凸透鏡A與光屏之間某處，光屏上原來清楚的像變模糊了，將光屏向遠離凸透鏡A的方向移動，光屏上又呈現(xiàn)燭焰清楚的像，這說明凸透鏡B對光線具有發(fā)散作用，是凹透鏡，透鏡B能用來矯正近視眼。12.（2024江蘇鹽城）在探究凸透鏡成像規(guī)律時，如圖甲所示，將A凸透鏡固定在光具座上35cm刻線處，將點燃的蠟燭放置在光具座上5cm刻線處，移動光屏，使燭焰在光屏上成清楚的像，由A凸透鏡成像中物距和像距的變更關系畫出圖像如圖乙所示；接著他保持蠟燭的位置不變，將凸透鏡A換為凸透鏡B并保持位置不變，移動光屏，使燭焰在光屏上成清楚的像，如圖丙所示.請依據(jù)上述試驗現(xiàn)象和凸透鏡成像規(guī)律推斷：凸透鏡A的焦距是

cm，凸透鏡A的焦距

凸透鏡B的焦距（選填“大于”、“小于”或“等于”）.（3）圖丙所示的試驗現(xiàn)象可以說明的成像特點（選填“照相機”、“幻燈機”或“放大鏡”）；若幻燈機；13．（2024?桂林模擬）物理愛好小組在探究“凸透鏡成像的規(guī)律”試驗時：（1）用圖甲所示的裝置測出凸透鏡的焦距為cm。（2）圖乙是某次試驗時視察到的現(xiàn)象，生活中的（選填“放大鏡”、“投影儀”或“照相機”）是利用這一原理制成的。保持凸透鏡不動，把蠟燭向左移動一段距離，要想在光屏上再次得到清楚的像，應當把光屏向（選填“左”或“右”）移動一段距離，像（選填“變大”、“變小”或“不變”）。（3）試驗時，光屏上得到了蠟燭清楚的像，一同學不當心在凸透鏡上濺了一個小泥點，則光屏上（選填“有”或“沒有”）小泥點的像或影子。（4）將近視眼鏡片放在蠟燭與凸透鏡之間，光屏上原來清楚的像變模糊了。使光屏遠離透鏡，又能在光屏上看到蠟燭清楚的像，這說明近視眼鏡對光線有作用。由此可知，在近視眼得到矯正之前，物體的像成在視網(wǎng)膜的?！敬鸢浮浚?）10.3；（2）照相機；左；變?。唬?）沒有；（4）發(fā)散；前方?！窘馕觥浚?）平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后，會聚在主光軸上一點，這點是凸透鏡的焦點，焦點到光心的距離是凸透鏡的焦距，所以凸透鏡的焦距是：f=40.3cm﹣30.0cm=10.3cm。（2）由圖乙知，像距小于物距，此時成倒立縮小的實像，照相機是依據(jù)這個原理制成的；依據(jù)凸透鏡成像時，物近像遠像變大可知，將蠟燭向左移動時，物距增大，則像距減小，要將光屏向靠近透鏡方向移動，才能在光屏上再次得到清楚的像，像變小。（3）凸透鏡成實像時，全部透過透鏡的光會聚到光屏上成像，凸透鏡上濺了一個小泥點，整個物體發(fā)出的光雖有一小部分被攔住，但總會有一部分光通過凸透鏡而會聚成像，因此，像與原來相同，大小不變；由于透