第九讲凸透镜成像（二）.doc

第九讲 凸透镜成像(二)
知识要点：
考点一、凸透镜成像规律
物距u
像与物同侧、异侧
像的正倒
大小
像的虚实
像距v
应用
u>2f 
异侧

f＜v＜2f

u =2f
异侧

v=2f
测定焦距
f< u <2f
异侧

v＞2f

u=f
不 成 像
探照灯透镜
u <f
同侧

v＞f

成像规律:
（1）一倍焦距分 ，二倍焦距分 ；
（2）实像总在 侧倒，虚像总在 侧正；
（3）物近像远像变 ，物远像近像变 ；像的大小像距定，像儿跟着物儿跑。
考点一、凸透镜成像作图
考点三 凸透镜的应用
1．放大镜：就是一个　 　.用放大镜观察物体时，物体到放大镜的距离应 .
2．照相机：镜头相当于一个 　　镜，胶片(感光元件)相当于 　.照相时景物到照相机的距离应 焦距，镜头到胶片(感光元件)的距离应在　 　 　之间，在胶片上得到一个 的实像.
3．投影仪：投影仪的镜头是一个　　 　，平面镜起　　　　　的作用.使用时，投影片到镜头的距离应　　 　　，屏幕上得到　 像.
4．显微镜：目前通用电子显微镜的放大倍数达几十万倍以上.显微镜可以观察微生物、细胞等人眼 的物体.
5．望远镜：能使很远的物体成像在眼前，就像物体被　　　　　　　了.
典例分析：
考点一 探究凸透镜成像规律
【例1】 某物理学习小组在研究“凸透镜成像规律”时，使用的器材如图．（凸透镜的焦距是l0cm，刻度尺上标记着点，相邻两点间距为10cm）
(l)实验前，蜡烛、凸透镜、光屏摆放和调整好的要求是 ；
(2)凸透镜放在D点，当图中光屏上承接到烛焰的倒立、放大、清晰的像时，蜡烛应放在图中的 ；
(3)保持凸透镜位置不动，在(2)实验基础上，想要在光屏上得到烛焰缩小、清晰的像，接下来的操作 .
【练1-1】在探究凸透镜成像规律时，小捷用了9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色的板上代替蜡烛作光源，实验装置如图所示：
（1）为了确定凸透镜的焦距，小捷将凸透镜正对太阳光，再把光屏放在另一侧，改变凸透镜与光屏的距离，直到光屏上出现一个 （填“亮点”或“亮环”）为止，测得它与凸透镜中心的距离为10cm，确定出焦距f= （填“5cm”或“10cm”）.
（2）凸透镜固定在光具座的零刻度线上，小捷将光源移至光具座30cm处后，再移动光屏，至到如图所示位置，光屏上会出现清晰 （填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像；如果她将光源再远离凸透镜一些，这时光屏应
向 （填“左”或“右”）移动，以获得清晰的实像.
（3）如果将光源移至7cm处，凸透镜此时成的是放大的 （填“虚像”或“实像”）.
【练1-2】在探究凸透镜成像的大小与哪些因素有关的实验中：
（1）吴洋同学通过物理知识的学习，知道放大镜就是凸透镜.在活动课中，他用放大镜观察自己的手指（如图4甲），看到手指 的像；再用放大镜观察远处的房屋（如图4乙），看到房屋 的像.（选填“放大”、“等大”或“缩小”）
甲 乙 丙
图4

物体到凸透镜的距离/cm
光屏上像到凸透镜的距离/cm
光屏上像的大小
3.00
光屏上没有像
5.00
光屏上没有像
12.00
60.00
放大
20.00
20.00
等大
25.00
16.67
缩小
30.00
15.00
缩小
（2）他猜想：凸透镜成像的大小可能与蜡烛到透镜的距离有关.于是，他在如图丙所示的光具座上，不断改变蜡烛到透镜的距离，并移动光屏进行实验，所获得的实验数据如下表所示：
分析数据可知，物体到凸透镜的距离越长，光屏上像的大小就越 .
（3）吴洋所在班级照毕业像时，摄影师发现两旁还有同学没有进入取景框内，摄影师使照相机远离同学，同时还应 （选填“增加”、“缩短”或“不改变”）照相机的暗箱长度，才会在取景框内得到清晰满意的画面.
【练1-3】小华想探究凸透镜成像规律.实验桌上有A、B、C三个凸透镜，其中凸透镜A的焦距为10cm，凸透镜B的焦距为50cm，凸透镜C的焦距未知.光具座上标尺的刻度范围如图所示.
0
cm
50
100
90
80
70
60
40
30
20
10

(1) 小华想探究凸透镜成实像的规律，应选用 凸透镜（选填“A”或“B”）.实验过程中，他将点燃的蜡烛放置在距凸透镜25cm处时，移动光屏，直到光屏上呈现出烛焰清晰的像，则该像是倒立、 的实像.（选填“放大”或“缩小”）
(2) 小华将凸透镜C固定在光具座上50cm刻线处，当烛焰在光具座上30cm到40cm刻线之间时，烛焰的像是放大、倒立的实像；当烛焰在光具座上0cm到30cm刻线之间时，烛焰的像是缩小、倒立的实像.由此可判断烛焰在光具座上45cm刻线处时，烛焰的像是放
大、 的 像.

【练2-4】图5 是“探究凸透镜成像的规律”实验装置示意图，凸透镜的焦距是20cm，如图的情景，眼睛可能观察到烛焰经凸透镜折射所成的虚像（ ）.
图5

图6
考点二 凸透镜的应用
【例2】一天，小聪告诉小亮，放大镜不仅能把物体“放大”，还能把物体“缩小”！有些惊讶的小亮立刻找来一个放大镜做起了实验.他把放大镜放到花朵前某一位置时，看到了如图6所示的花朵的正立放大虚像.接着他按小聪的提示进行了操作，终于看到了“缩小”的花朵.关于小亮看到“放大”花朵后的操作及他看到的“缩小”花朵，下列说法正确的是（ ）
A．小亮向靠近花朵的方向移动放大镜，看到的是花朵的正立缩小虚像，像的位置在放大镜与花朵之间
B．小亮向靠近花朵的方向移动放大镜，看到的是花朵的倒立缩小实像，像的位置在放大镜与小亮眼睛之间
C．小亮向远离花朵的方向移动放大镜，看到的是花朵的正立缩小虚像，像的位置在放大镜与花朵之间
D．小亮向远离花朵的方向移动放大镜，看到的是花朵的倒立缩小实像，像的位置在放大镜与小亮眼睛之间
【练2-1】 “五·四”青年节那天，学校请来摄影师给我们拍毕业照，列好队后，摄影师发现有几位同学没有进入取景框内，这时他重新调整照相机的正确方法是（ ）
A． 照相机向前移，镜头向前伸 B．照相机向前移，镜头向后缩
C．照相机向后移，镜头向前伸 D．照相机向后移，镜头向后缩
图7
【练2-2】小明用凸透镜先后两次观察书本上的字，看到如图7所示两种情景.以下说法中正确的是( )
A．甲图中成的是实像；乙图中成的是虚像
B．甲图中书本在凸透镜2倍焦距以外；乙图中书本在凸透镜l倍焦距以内
C．甲图中凸透镜靠近书本，所成的像变小；乙图中凸透镜远离书本，所成的像也变小
D．甲图中成像规律可应用于投影仪；乙图中成像规律可应用于照相机
中考对接： A组
1．以下是学习了关于“平面镜成像”和“凸透镜成像”的知识后，总结出的关于实像和虚像的一些特点，其中错误的是（ ）
A．虚像不可以用光屏承接
B．平面镜和凸透镜所成虚像的大小都与物体到镜的距离有关
C．实像一定能用光屏承接
D．实像可以是放大的，也可以是缩小的

2． 在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛在距凸透镜40cm时，在透镜另一侧的光屏上得到清晰缩小的像.若将蜡烛与光屏的位置对调，则所成的像一定时（ ）
A．放大的虚像 B．放大的实像 C．缩小的虚像 D．缩小的实像

图8
3．如图8所示，a、b、c、d是距凸透镜不同距离的四个点，F为焦点.下列几种光学仪器的成像原理与物体在不同点时的成像情况相对应，下列说法正确的是（ ）
A．照相机是根据物体放在d点时的成像特点制成的
B．幻灯机是根据物体放在c点时的成像特点制成的
C．使用放大镜时的成像情况与物体放在a点时的成像情况相似
D．人眼看物体时的成像情况与物体放在F点时的成像情况相似

4．昆虫观察盒的盒盖是一个凸透镜（如图所示），盒盖到盒底的距离为10cm，利用凸透镜能成正立、放大像的原理可以方便地观察小昆虫.在一次实验中，小明不小心把盒盖上的凸透镜打碎了.为了修好观察盒，老师分别给他提供了焦距为4cm、8cm、10cm和12cm的凸透镜各一个，他应该选择（ ）
A．焦距为4cm的凸透镜 B．焦距为8cm的凸透镜
C．焦距为10cm的凸透镜  D．焦距为12cm的凸透镜

5．在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时，烛焰在光屏上呈现一个清晰放大的像.要使烛焰在光屏上呈现一个清晰缩小的像，调节的方法是（ ）
A．透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏靠近透镜移动
B．透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏远离透镜移动
C．透镜不动，蜡烛靠近透镜移动，光屏远离透镜移动
D．透镜不动，蜡烛靠近透镜移动，光屏靠近透镜移动

6．平静的湖面上能够映出天空中飞翔的小鸟儿.人站在湖边能看见水中的鱼儿与鸟儿在一起嬉戏.看见水中的“鱼”是光的__________现象，看见水中的“鸟”是光的________现象；找一个圆柱形的玻璃瓶，里面装满水，把一支铅笔水平地放在玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶，可以看到那支铅笔的形状_________ （填“不变”或“变化”）；把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢的移动时，透过玻璃瓶会看到铅笔尖会逐渐_________ （填“变长”或“变短”），到某一位置以后，铅笔尖的方向____________.
7．某实验小组进行“探究凸透镜成像规律”的实验：
（1）由图甲可知，该凸透镜的焦距是_____________cm.
（2）实验时凸透镜与光屏的高度已调好，但烛焰在光屏上像的位置偏高，要想使像成在光屏中央，应调节蜡烛使烛焰向__________（填 “上”或“下”）移动.
（3）如图乙所示，若在光屏上（光屏未画出）得到清晰放大的实像，则烛焰应位于透镜左侧a、b、c、d四点中的______点，此成像规律应用在__________上（填一种器材名称）.

h
平面镜
屏幕
投影片
凸透镜
图9
8．图9是投影仪成像示意图．其中凸透镜的作用是成 （填“等大”、“缩小”或“放大”）、 （填“正立”、“倒立”）的实像，平面镜的作用是 .如果图中h=40 cm，则凸透镜焦距不可能小于 cm．
9．探究凸透镜成像规律：
(1)实验中出现了如图所示的情形，要使像成在光屏的中央，应将光屏向 （上或下）调整.
(2)已知凸透镜的焦距为10厘米，将烛焰放在距离凸透镜25厘米处，调节光屏可得到倒立、 （放大或缩小或等大）的实像，应用这个原理工作的仪器有 .
(3)在上述实验的基础上，将蜡烛向远离透镜方向移动，要在光屏杀上得到清晰的像应将光屏 （远离或靠近透镜），光屏上的像 （变大或变小或不变）.

10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 cm
100
10．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，所用凸透镜的焦距是10cm．用米尺在水平桌面上画一直线并标明刻度，将透镜固定在50cm处，实验装置如图10所示．

图10

（1） 当把点燃的蜡烛放在20cm刻度处时，为了能使像清晰的成在光屏的中央位置，要调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在
（2）重新调整后，保持蜡烛、凸透镜的位置不变，为了找到清晰的像，应将光屏在光具座上移到 cm的刻度范围内，才能在光屏上得到一个倒立缩小的实像．
（3）当把蜡烛移到35cm刻度处时，移动光屏可得到一个倒立放大的实像．照相机、投影仪、放大镜这三种光学仪器正常使用时，与这种成像规律相同的是 ．小明做完实验后，想进一步研究透镜成像的情况．他又在透明的玻璃板上用黑色笔画了个表盘及指针的位置，然后把这个玻璃板放在蜡烛的位置上，并用平行光源对着玻璃板上的表盘照射，如图11所示．移动光屏直到成清晰像为止．此时表盘在光屏上所成的像应是图12中的（ ）
11.如图13所示，画出光线ab和Oc通过透镜前后的完整光路.
12．在图14中，画出通过透镜的折射光线
图14

图13

图15

13．在图15的方框中分别画一个合适的透镜，并确定其位置.
B组
1．用水彩笔在磨砂电灯泡的侧面画一个图案，然后把电灯泡接到电路中让其发光，拿一个凸透镜在灯泡图案与其正对的白墙之间（图案与白墙之间距离较大）移动，则所画图案在墙上成清晰像的情况是（ ）
A．不能成像 B．能成一次像，是放大、正立的虚像
C．能成两次像，一次是放大、倒立的实像；一次是缩小、倒立的实像
D．能成三次像，一次是缩小、倒立的实像，一次是等大、倒立的实像，一次是放大、倒立的实像
图16
2．如图16所示，小张同学将一只薄凸透镜放在花盆前，通过透镜观察到的花是正立的，则( )
A．此时通过透镜看到的是花的缩小的虚像
B．此时通过透镜看到的是花的放大的实像
C．如果让透镜移近花盆一些，透镜所成的花的像将变大一些
D．如果让透镜逐渐远离花盆，透镜所成的有可能是花的倒立实像

3．某同学在探究凸透镜成像的规律时，在光屏上得到了一个清晰的烛焰的像图17，为使光屏上清晰的像变大些，下列调节方法可行的是（ ）
图17
A．将蜡烛适当远离透镜，光屏适当靠近透镜
B．将蜡烛适当靠近透镜，光屏适当远离透镜
C．将透镜适当靠近蜡烛
D．将透镜适当靠近光屏
4.如图18 所示，MN 为凸透镜的主光轴，A为蜡烛，A＇为蜡烛在光屏上所成的像，根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点，并将它们画出来.
图19
图18
5． AB是物体，A/B/是经过凸透镜所成的像，CC/是主光轴.在图19中画出凸透镜位置并标出透镜右焦点F.

6．如图，甲、乙、丙、丁是镜头焦距不同的四架相机，它们所用的底片规格是相同的.分别用它们在同一地点拍摄同一景物.我们可以判定，在图4中，照片_______是用相机甲拍摄的，照片_______是用乙拍摄的，照片________是用丙拍摄的，照片________是用丁拍摄的.

竞赛直升：
1.一物体放在凸透镜的主轴上，从距凸透镜光心1倍焦距处，物体沿主轴移到4倍焦距处，则物体和它所成的像间的距离（ ）
A．一直变大 B．一直减小 C．先变小后变大 D．先变大后变小
2．许多照相机镜头到胶片的距离是可调的.某次拍摄前摄影师已经把相机“调焦”，使被摄者在胶片上形成了清晰的像.如果在拍摄前被摄者移动了位置，他和摄影者的距离变大，为使他在胶片上仍然形成清晰的像，镜头与底片的距离应该（ ）          
A．变小 B．变大 C．先变小后变大 D．先变大后变小
3．如图，纸筒A的一端蒙了一层半透明纸，纸筒B的一端嵌了一个凸透镜，两纸筒套在一起组成了一个模型照相机.为了在A端得到清晰的像，要调整A、B间的距离，这时（ ）
A．眼睛应对着B端向筒内观察，看看像是否清楚
B．如果看近处的景物时像很清楚，再看远处的景物时就应该把B向外拉，增加A、B间的距离
C．应把A端朝着明亮的室外，B筒朝着较暗的室内，否则看不清楚
D．应把B端朝着明亮的室外，A筒朝着较暗的室内，否则看不清楚
4．用焦距为 f0 的凸透镜使蜡烛成像在光屏上，若物距不变，为使蜡烛的像大—些，下列方法中，可行的是( )
A．凸透镜焦距不变，增大光屏到透镜间的距离
B． 光屏位置不变，换一个焦距大于 f0 的凸透镜
C．挨一个焦距大于 f0 的凸透镜，光屏到凸透镜的距离增长一些
D．换一个焦距小于 f0 的凸透镜，光屏到凸透镜的些离减小一些
5．用普通照相机拍照时，要按被照物体距相机镜头的远近进行“调焦”，使用起来不太便捷. 有一种“傻瓜”相机，只要把想拍摄的景物全部纳入取景器内，不论远处还是近处的物体,在照片上都比较清晰，从而使拍照的过程变得十分快捷. 这种“傻瓜”相机不用“调焦”的奥秘是（ ）
A． 采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大
B．采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大
C． 采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同
D． 采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同
6．小明在用可变焦的光学照相机（一种镜头焦距大小可根据需要发生改变的光学照相机）给小兰拍了一张半身照之后，保持相机和小兰的位置不变，又给小兰拍了一张全身照.关于这个过程对相机的调节，下列说法中正确的是（ ）
A．焦距变大，像距也变大 B．焦距变小，像距也变小
C．焦距变大，像距变小 D．焦距变小，像距变大

7．有一个直径为10厘米的凸透镜，正对着太阳光，在透镜的另一侧7.5厘米处有一个垂直于主轴的光屏，这时光屏上呈现一个直径为5厘米的光斑，则此凸透镜的焦距是 厘米．
8、如图所示，有一圆柱形玻璃体，在它的中心轴线上有一球形气泡，柱体低面是磨砂的毛面，当平行光沿柱轴方向向下照射时，在磨砂的毛面上可能会看到（　　）
A．圆形亮斑
B．圆型暗斑
C．圆形暗斑且中心有一亮点
D．圆形亮斑且中心有一暗点

9、如图所示，平面镜和凸透镜的主光轴垂直并处在凸透镜两倍焦距处，在凸透镜另一侧两倍焦距处有一个点光源S．现将平面镜向凸透镜靠近的过程中，关于点光源所成的像，下述结论中错误的是（　　）
A．平面镜在移动过程中，最多只能成两个实像
B．平面镜移动到一定位置时，正好只成一个实像
C．平面镜移动到一定位置时，正好只成一个虚像
D．平面镜移动到一定位置时，正好既成一个实像，又成一个虚像
10、平面镜水平放置且镜面朝上，在镜面上方竖直放置一凸透镜，在凸透镜左侧主光轴上两倍焦距处有一点光源S，关于点光源在该光具组中成像情况的判断，正确的是（　　）
A．两个实像，两个虚像 B．两个实像，一个虚像
C．一个实像，两个虚像 D．一个实像，三个虚像

11、如图所示，主光轴上有一点光源，在透镜的另一侧有一光屏．光屏、点光源通过凸透镜在光屏上形成一个光斑，现让光屏稍微靠近凸透镜，光斑的面积会减小，设凸透镜的焦距为f，由此可判断（　　）
A．d一定小于f
B．d一定大于2f
C．d一定大于f，小于2f
D．d可能大于2f，也可能小于f
12、如图所示，凸透镜竖直放置，凸透镜焦距f，现有一点光源S在凸透镜左侧以凸透镜两倍焦距处为圆心，在经过主光轴的竖直平面内做顺时针圆周运动，直径为D，且f＜D＜2f，则在下列关于点光源所成的像的运动轨迹的各图中，正确的是（　　）
A．B． C． D．

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