初中物理第五章 透镜及其应用第3节 凸透镜成像的规律教学课件ppt

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本知识点考查重点是理解凸透镜在各种条件下所成像的性质,考查通过实验探究得出正确结论,并能应用正确结论解决实际问题。
思 维 导 图 解 读
(1)凸透镜成像的相关概念①物距:物体到凸透镜的距离,用u表示。②像距:像到凸透镜的距离,用v来表示。(2)研究凸透镜成像的规律①实验器材:光具座、凸透镜、光屏、蜡烛、火柴等,如下图所示。
②实验步骤依次将点燃的蜡烛、透镜、光屏安放在光具座上,调整火焰的中心、透镜的光心、光屏的中心在同一高度。调节蜡烛到透镜间的距离,使u>2f,左右移动光屏,直到在光屏上能够看到烛焰的清晰的像,记下此时的物距和像距的大小。
调节蜡烛到透镜间的距离,使f③实验结论:凸透镜的成像规律
凸透镜成像由两个特殊点分成三个区域(1)焦点是实像和虚像的分界点。即当u>f时,物体经凸透镜成实像;当u2f时,物体经凸透镜成缩小实像;当u<2f时,物体经凸透镜成放大的实像或虚像。(3)凸透镜所成的实像都是倒立的,且像和物分居于透镜两侧;所成的虚像是正立的,且是放大的,一般像和物位于透镜的同侧。
(4)在焦点以外,物体离焦点越近,像距越大,像越大。这个规律用于照相机和幻灯机的调节。如用照相机照相时,要得到较大的像,被照物体应离镜头近些,同时暗箱要拉长些。用于幻灯机时,要使屏幕上的画面大些,应该把幻灯机向后移,把幻灯片与镜头的距离调近些。上述规律可用口诀记忆:“焦点内外分虚实,二倍焦距分大小,实像分居两侧倒,虚像位于同侧正”;“物近像远像越大,物远像近像越小”。
【例1】 (安徽中考)为纪念伽利略将望远镜用于天文观测四百周年,联合国将2009年定为国际天文年(图为宣传画)。伽利略望远镜利用了凸透镜成像的原理,关于凸透镜成像,以下说法正确的是(　　)A.当物体位于凸透镜1倍焦距以内时,成倒立、放大的虚像B.当物体位于凸透镜3倍焦距处,成倒立、缩小的实像C.凸透镜所成的实像都是缩小的,虚像都是放大的D.凸透镜所成的像都能呈现在光屏上
【解析】根据凸透镜成像规律,当物体位于凸透镜1倍焦距以内时,成正立、放大的虚像,故A错误;当物体位于凸透镜2倍焦距以外时,成倒立、缩小的实像,故B正确;当物体位于1倍焦距与2倍焦距之间时,成倒立、放大的实像,故C错误;实像能在光屏上呈现,而虚像不能呈现在光屏上,只能用眼睛观察到,故D错误。
【例2】(河北中考)下图是物体A通过凸透镜(凸透镜未标出)成像的示意图。当凸透镜放在哪点时,才能产生图中所成的像A'(　　) A.a点　 　B.b点　 　C.c点　 　D.d点
【解析】从题图可看出,像是一个倒立、缩小的像,物体应位于凸透镜2倍焦距以外,物距大于像距,所以凸透镜应位于c点。
【例3】 (北京中考)小华想探究凸透镜成像规律。实验桌上A、B、C三个凸透镜,其中凸透镜A的焦距为10 cm,凸透镜B的焦距为50 cm,凸透镜C的焦距未知,光具座上标尺的刻度范围如图所示。(1)小华想探究凸透镜成实像的规律,应选用　　　　(选填“A”或“B”)凸透镜。实验过程中,他将点燃的蜡烛放置在距凸透镜25 cm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、　　　　(选填“放大”或“缩小”)的实像。 (2)小华将凸透镜C固定在光具座上50 cm刻线处,当烛焰在光具座上30 cm到40 cm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0 cm到30 cm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45 cm刻线处时,烛焰的像是放大、　　　　的　　　　像。
A　 缩小　
【解析】做探究凸透镜成像规律的实验时,蜡烛与光屏之间的距离需大于4倍焦距,才能在光屏上观察到烛焰的像,即100 cm≥4f,f≤25 cm,故应选焦距为10 cm的凸透镜A。
(1)太阳聚焦法:把凸透镜正对着太阳光,在凸透镜的另一侧放一张白纸,调节凸透镜到白纸之间距离,使白纸上出现最小最亮的光斑,这个光斑就是焦点。用直尺测出凸透镜到焦点的距离,即为焦距。(2)平行光源法:将几束平行光沿主光轴射到凸透镜上,在光屏上得到的折射光线交于一点,量出这点到凸透镜的距离,即为焦距。
(3)2倍焦距法:在光具座上依次放置蜡烛、凸透镜和光屏,点燃蜡烛并使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度,调节烛焰到凸透镜的距离和光屏到凸透镜的距离,直到光屏上的像与烛焰倒立等大为止。此时烛焰到凸透镜的距离和光屏到凸透镜的距离均为2倍焦距。(4)焦点不成像法:透过凸透镜观看物体,调节物体到凸透镜的距离,从看得见像到刚好看不见时,测出物体到凸透镜的距离即为焦距。(5)焦点入射法:在凸透镜的一侧放一光屏,另一侧放一个发光的小灯泡,沿主光轴移动,直到光屏上得到一个与透镜直径相等的圆形光斑为止,测出小灯泡到凸透镜的距离即为焦距。
【例4】(江苏中考)小星同学利用太阳光测量凸透镜的焦距,方法如图所示。他注意到让凸透镜正对阳光,但没有仔细调节纸片与透镜的距离,在纸片上的光斑并不是最小时,就测出了光斑到凸透镜中心的距离L,那么,凸透镜的实际焦距(　　)A.一定小于LB.一定大于LC.可能等于LD.可能小于L也可能大于L
【解析】纸片上的光斑不是最小,则纸片可能在会聚点之前,也可能在会聚点之后。