2019_2020学年八年级物理上册第五章透镜及其应用5.3凸透镜成像的规律精讲精练含解析新版新人教版.docx
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1、专题5.3 凸透镜成像的规律 课前预习 1.探究凸透镜成像规律实验用到的器材:凸透镜、光屏、蜡烛、光具座(带刻度尺)等。2.探究凸透镜成像规律实验要能正确的提出问题、做出猜想、设计实验、进行实验和收集证据、分析论证、评估和交流。3.凸透镜成像规律的内容(1)u2f时,在光屏上成倒立、缩小的实像;(2)fu2f时,在光屏上成倒立、放大的实像;(3)0uf时,成正立、放大的虚像。4.凸透镜成像规律在照相机、投影仪、放大镜等方面有重要的应用。知识点解读与例题突破知识点一:凸透镜成像的规律及其应用成像条件物距(u)成像的性质像距(v)应用u2f倒立、缩小的实像fv2f投影仪u=f不成像获得平行光束0u
2、f正立、放大的虚像放大镜【例题1】(2019四川南充)小明在探究“凸透镜成像规律”的实验中他把蜡烛放在距透镜30cm时,在光屏上形成清晰缩小的像,此时的成像特点可应用于(填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。现将蜡烛向透镜方向移动10cm,要使光屏上再次形成清晰倒立的像,应将光屏透镜(填“远离”或“靠近”)。【答案】照相机;远离。【解析】(1)凸透镜成像的三种情况和应用之一:u2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机。(2)凸透镜成实像时,物近像远像变大。把蜡烛放在距透镜30cm时,物距为30cm,在光屏上形成清晰缩小的像,则u2f,此时的成像特点可应用于照相机。现将蜡烛向透镜方向移动
3、10cm,物距减小,像距增大、像变大,则要使光屏上再次形成清晰倒立的像,应将光屏远离透镜方向移动。知识点二:对凸透镜成像的规律实验的说明1.器材:凸透镜、光屏、蜡烛、光具座(带刻度尺)等。2.口诀:一倍焦距分虚实、二倍焦距分大小;虚像正物像同侧,实像倒物像异侧;物远实像小,焦点内放大。3.注意事项:蜡烛的焰心、透镜的光心、光屏的中心在同一高度上;又叫“三心等高” 。注意:实像是由实际光线会聚而成,在光屏上可呈现,可用眼睛直接看,所有光线必过像点;虚像不能在光屏上呈现,但能用眼睛看,由光线的反向延长线会聚而成;【例题2】(2019湖南郴州)如图所示,小明和实验小组同学利用透镜、光屏、蜡烛等实验器
4、材探究凸透镜成像的规律。实验数据记录如下:物距u/cm像距v/cm像的性质缩放正倒虚实3514缩小倒立实像2517缩小倒立实像2020等大倒立实像1625放大倒立实像5放大正立虚像根据以上实验回答下列问题:(1)在实验过程中,要使透镜中心、烛焰和光屏中心大致在 ;(2)由实验数据可判断,该透镜的焦距约为 cm;(3)分析实验数据可知,凸透镜成实像时,随着物距的减小,像逐渐 (选填“变大”或“变小”或“不变”),像距逐渐增大;(4)如果用该实验中的透镜来矫正视力,可以制成 (选填“近视”或“远视”)眼镜。【答案】(1)同一高度;(2)10;(3)变大;(4)远视。【解答】(1)使光具座上的蜡焰、
5、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度,可使像成在光屏中央;(2)由实验数据可判断,uv2f20cm,成倒立、等大的实像,所以凸透镜的焦距是:f10cm;(3)分析实验数据可知,凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大,随着物距的减小,像逐渐变大,像距逐渐增大;(4)物距减小,像距增大,像变大,用该实验中的透镜来矫正视力,说明对光线起了会聚作用,则为凸透镜,可以制成远视眼镜。习题精练一、选择题1.(2019江苏苏州)将一凸透镜正对太阳,可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。现将该凸透镜和蜡烛、光屏安装到光具座上,位置如图所示。下列说法正确的是()A.此时可以在光屏上观察到清晰缩小的像
6、B.仅在凸透镜左侧附近放一合适的凹透镜,可模拟近视眼的矫正C.将蜡烛移到30cm刻度处,移动光屏可在屏上得到清晰等大的像D.将蜡烛移到40cm刻度处,移动光屏可在屏上得到清晰放大的像【答案】B【解析】根据焦点和焦距的定义,当拿着凸透镜正对太阳光,在距透镜中心15cm处得到一个最小最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为该点到透镜的距离,即焦距为15cm。 A.从图上看出,物距u=50.0cm-10.0cm=40.0cm。v=85cm-50cm=35cm,凸透镜u2f,2fvf,成倒立、缩小的实像,此时像距大于二倍焦距,不会得到清晰的像,故A错误; B.由A分析可知,像距较大要延迟光线会聚,应在凸透镜左侧
7、附近放一合适的凹透镜,可模拟近视眼的矫正,故B正确; C.u=v=2f,凸透镜成倒立等大的实像,由图可知,将蜡烛移到30cm刻度处,u=50cm-30cm=20cm2f,故移动光屏不能在屏上得到清晰等大的像。故C错误; D.将蜡烛移到40cm刻度处,u=50cm-40cm=10cm,物距满足uf,成正立、放大的虚像,虚像不能成在光屏上。故D错误。 2.(2019湖北荆州)用如图的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验时,已知凸透镜的焦距为10cm,下列说法正确的是()A烛焰在如图所示的位置时,成像特点与照相机成像特点相同B若将蜡烛移到光具座42cm刻度处时,烛焰所成的像是倒立、放大的C若将蜡烛移到
8、光具座30cm刻度处时,烛焰所成的像是等大的D若将蜡烛从光具座30cm刻度处向远离凸透镜方向移动时,烛焰所成的像将逐渐变大【答案】C【解析】A.由图可知,u50cm35cm15cm,物距处于f和2f之间,凸透镜成倒立放大的实像,与投影仪的原理相同,故A错误;B.将蜡烛移到光具座42cm刻度处时,物距等于50cm42cm8cm,物距小于f,凸透镜成正立放大的虚像,故B错误;C.将蜡烛移到光具座30cm刻度处时,物距等于50cm30cm20cm2f,物距等于像距,等于2倍焦距,成倒立等大的实像,故C正确;D.将蜡烛从光具座30cm刻度处向远离凸透镜方向移动时,根据物距增大像距减小像减小,烛焰所成的
9、像将逐渐变小。故D错误。3.(2019湖南怀化)小强在做探究凸透镜成像的规律的实验时,在光屏上得到一个倒立、缩小的清晰的像,下列器材工作时运用上述成像规律的是( )A.放大镜B.投影仪C.照相机 D.平面镜【答案】C【解析】A.由凸透镜成像规律可知,放大镜成正立、放大的虚像,故A不符合题意;B.由凸透镜成像规律可知,投影仪成倒立、放大的实像,故B不符合题意;C.由凸透镜成像规律可知,照相机成倒立、缩小的实像,故C符合题意;D.平面镜成正立等大的虚像,故D不符合题意。4.(2019山东泰安)如图所示,在”探究凸透镜成像的规律”实验中,烛焰在距离凸透镜8cm处时,在距离凸透镜15cm处的光屏上成倒
10、立的像。保持蜡烛和光屏不动,现把凸透镜向光屏方向移动7cm,下列关于烛焰在光屏上成像的说法正确的是()A不能成清晰的像 B成倒立的缩小的像C成倒立的放大的像 D成倒立的等大的像【答案】B【解析】如图所示,在”探究凸透镜成像的规律”实验中,烛焰在距离凸透镜8cm处时,在距离凸透镜15cm处的光屏上成倒立的像。此时物距小于像距,fu8cm2f,解得,4cmf8cm,v15cm2f,解得f7.5cm,焦距范围:4cmf7.5cm,保持蜡烛和光屏不动,现把凸透镜向光屏方向移动7cm,此时u8cm+7cm15cm2f,v15cm7cm8cm,fv2f,凸透镜成倒立缩小的实像,故ACD错误,B正确。5.(
11、2019河北省)如图所示,小明将凸透镜(f10cm)固定在光具座40cm的位置,探究凸透镜的成像规律。下列说法正确的是()A将蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,像逐渐变小B当光屏上成清晰像时,拿开光屏,眼睛在一定范围内仍能看到像C将蜡烛放在10cm处,移动光屏,光屏上可得到倒立缩小的清晰像D当光屏上成清晰像时,在贴近凸透镜左侧的位置放一远视镜片,向右移动光屏,光屏上仍能得到清晰的像【答案】ABC【解析】(1)根据“无论实像或虚像,物靠近焦点像变大”可判断物距变化时,像距及像的大小的变化;(2)实像可以用光屏承接,虚像不能用光屏承接,不论实像和虚像眼睛都能直接观察;(3)根据凸透镜成像规律中
12、像距和物距的关系,当u2f,成倒立、缩小的实像即可判断;(4)根据远视镜片对光线有会聚作用可判断像的变化情况,进而得出光屏的移动方向。A、根据“无论实像或虚像,物靠近焦点像变大”可知,蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,即蜡烛远离焦点,所成的虚像将变小,故A正确;B、发光物体发出的光线经凸透镜折射后是会聚的,经过成像点后是发散的,所以眼睛必须在成像点以外的光线发散区域才能看到这个像;当眼睛在原光屏处不能看到发光体的像,眼睛靠近凸透镜也不能看到像,当眼睛从原光屏位置远离凸透镜,能看到像。故B正确;C、当蜡烛放在10cm处,物距u40cm10cm30cm2f,成倒立缩小的实像,故C正确;D、若在
13、蜡烛和透镜间放一远视眼镜,远视眼镜为凸透镜,对光线有会聚作用,此时所成的像将靠近透镜,所以应向左移动光屏,故D错误。6.(2019天津)小明在探究凸透镜成像规律时,做了如下实验:用平行光正对凸透镜照射,移动光屏得到一个最小、最亮的光斑,如图甲所示;保持该透镜位置不变,将点燃的蜡烛放在图乙所示的位置,移动光屏得到烛焰清晰的像(图中未画出)。则()A. 实验中,烛焰在光屏上成放大的像B. 实验中,像到透镜的距离一定大于15cmC. 若增大蜡烛与透镜的距离,所成的像会变大D. 若使该透镜成虚像,蜡烛与透镜的距离应小于10cm【答案】ABD【解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将汇聚于点F,点F即为
14、此透镜的焦点,从焦点到透镜中心的距离即为焦距,则透镜的焦距为40cm-30cm=10cm; A.图乙中,物距u=50cm-35cm=15cm,2fuf时,成倒立放大的实像,图乙中烛焰成的是倒立放大的实像,故A正确; B.由凸透镜成像规律可知,当2fuf时,v2f=210cm=20cm15cm。故B正确; C.因为凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小,故C错误。 D.凸透镜物距小于焦距成正立放大的虚像,即uf=10cm,故D正确。 7.(2019江西模拟题)在用一凸透镜研究其成像的规律时,某同学得到的部分实验信息如下表所示。根据表中信息判定下列说法正确的是()实验次序12345物距u/cm
15、5040302520像距v/cm2224303860A该凸透镜的焦距是15cmB当u=25cm时,凸透镜成放大的像,放大镜就是根据这一原理制成的C当v=24cm时,凸透镜成缩小的像,照相相机就是根据这一原理制成D若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动,像会逐渐变小【答案】ACD。【解析】(1)当u=v=2f时,成倒立、等大的实像;(2)(3)根据凸透镜成像的四种情况和应用进行判断:u2f,成倒立、缩小的实像,2fvf,应用于照相机和摄像机。u=2f,成倒立、等大的实像,v=2f,一般用来求凸透镜的焦距。2fuf,成倒立、放大的实像,v2f,应用于幻灯机和投影仪。uf,成正立、放大
16、的虚像,应用于放大镜和老花镜。(4)凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小。A.由表中的数据可知,实验3中,u=v=30cm,此时u=2f,f=15cm,故A正确;B.当u=25cm时,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,凸透镜成倒立、放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的,故B错误;C.当v=24cm时,像距大于一倍焦距小于二倍焦距,则物距大于二倍焦距,凸透镜成缩小的像,照相相机就是根据这一原理制成,故C正确;D.若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动,物距变大,像距变小,像变小,故D正确。8(2017威海)让一束平行光经过一透镜,在光屏上得到一个最小、最亮的光斑(如图所示),小
17、明用此透镜做“探究透镜成像规律”的实验。下列说法不正确的是()A当物体距透镜5cm时,成正立的像B当物体距透镜15cm时,成倒立、放大的实像C当物体从距透镜20cm处向远离透镜的方向移动时,所成的像逐渐变小D当物体从距透镜20cm处向透镜的方向移动时,要得到清晰的像,应使光屏靠近透镜【答案】D【解析】探究凸透镜的成像规律,对于一倍焦距,大于一倍焦距小于二倍焦距、大于二倍焦距这三个点,所成的像应该熟练掌握。从图上应该准确的判断出凸透镜的焦距(一倍焦距)。A.由图可知,凸透镜的焦距为10cm,小于一倍焦距成正立放大的虚像,正确,不符合题意;B.由图可知,凸透镜的焦距为10cm,大于一倍焦距小于二倍
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