沪科版第五节 科学探究：凸透镜成像导学案

这是一份沪科版第五节 科学探究：凸透镜成像导学案，共5页。学案主要包含了课前知识准备，名师解读点拨，拓展整合创新，当堂检测反馈等内容，欢迎下载使用。

一、课前知识准备


把物体置于凸透镜主光轴上距透镜40cm，透镜的焦距为15cm，则物体通过透镜成的像是________立________的________像．若将物体向透镜方向移动了15cm，则物体的像将向方向移动，同时像变为________立________的________像．


二、名师解读点拨


在研究凸透镜成像的实验中：


(1)光具座上应放有凸透镜、光屏和蜡烛， 应当放在其它两种器材之间，为了使烛焰的像能成在光屏中央，要调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心 .


(2)当在光屏上得到一个清晰、缩小的实像时，说明蜡烛在凸透镜 ；若想得到一个清晰放大的实像，蜡烛应向 方向移动，同时光屏应向 方向移动．像的大小是逐渐 若无论怎样移动光屏都不能接收到蜡烛的像，说明蜡烛处于 的范围了．


(3)利用凸透镜在光屏上已得到烛焰清晰的实像，此时如果用黑纸遮住透镜的下半部分，则光屏上的像( )


A．上半部没有了 B．下半部没有了


C．整个像缩小了 D．整个像变暗了


答案：(1)凸透镜，同一高度；(2)二倍焦距之外，靠近透镜，远离透镜，变大，小于一倍焦距；(3)D


【理解】凸透镜成像原理


以烛焰通过凸透镜成像为例，如右图烛焰可看作是由许多发光点组成的，每个发光点射向凸透镜的光线有无数条，这无数条光线经凸透镜折射后，会聚到一点，这一点就是发光点的像点，全部的像点构成了烛焰的像．


【注意】若用纸板档住凸透镜的上半部，下半部的光仍能会聚起来组成物体的完整的像．但会聚的光少了，所得的像亮度将变暗．


【明确】凸透镜成像规律：


















































一焦分虚实。u=f是成实像与虚像分界点，u>f成实像, u=f不成像,u

二焦分大小。u=2f是成缩小的像与放大的像分界点，u>2f成缩小的实像, u=2f成等大的实像,f

成实象时，物近像远像变大。物距从远大于2倍焦距减小到等于2倍焦距的过程中，像距从稍大于焦距逐渐增大到等于2倍焦距，物距大于像距一直到等于像距，透镜另一侧的像逐渐变大一直到与物体等大，物体与像的距离由很大逐渐减少到4倍焦距；物距从稍小于2倍焦距减小到稍大于焦距的过程中，像距从稍大于2倍焦距逐渐增大到远大于2倍焦距，像距大于物距，透镜另一侧的像逐渐变大，物体与像之间的距离由稍大于4倍焦距逐渐增大到很大。


成虚象时，物近像近像变小。当物距在稍小于焦距处向凸透镜靠近的过程中，虚像越来越小。


实象皆倒立，虚象皆正立。


凹透镜对物体只能成正立、缩小的虚像。


【易淆点】放大的像与像变大


放大的像指所成的像的大小比物体的大小大；像变大指物体到镜子的距离发生变化时，像相对于原来的像变大。像变大不等于所成的像是放大的，如物距从大于2倍焦距减小到等于2倍焦距的过程中，所成的像是缩小的但像逐渐变大的


【辨别】凸透镜和凹透镜


(1)用手摸，中间厚边缘薄的是凸透镜，中间薄边缘厚的是凹透镜．(精密的光学仪器不能用此法)


(2)用平行光检测，对光起会聚作用的是凸透镜，对光起发散作用的是凹透镜．


(3)用光屏检测，能在光屏上呈现像的是凸透镜，不能在光屏上呈现像的是凹透镜．


【辨析】虚像和实像


（1）凸透镜成实像 （2）凸透镜成虚像





虚像不是实际光线会聚成的，因此不能像投影仪或电影那样用屏幕去承接，也不能用胶片去感光，只能用眼睛直接观察。虚像是“虚”的，但人眼视网膜上的像却是实实在在的，如果光线进不了人眼，那人眼也就看不见那个物体了。实像是射向凸透镜的光经过凸透镜会聚而成的，是实际光成的会聚点，能用光屏承接。可以回顾平面镜成虚像的情况，明白实像与虚像的区别，面镜由反射成像，透镜由折射成像


三、拓展整合创新


类型之一：凸透镜成像


【例1】如图是用来研究凸透镜成像规律的实验装置示意图（屏未画出），当蜡烛和透镜放在图示位置时，通过移动光屏，可以在光屏上得到与物体等大的像。若透镜位置不变，将蜡烛移到刻度为30cm处，则


40


30


20


10


50


60


70


80(cm)


A．移动光屏，可以在屏上得到倒立放大的像


B．移动光屏，可以在屏上得到倒立缩小的像


C．移动光屏，可以在屏上得到正立放大的像


D．不论光屏移到什么位置，都不能在屏上得到清晰的像


解析：根据凸透镜成像规律可知在光屏上得到与物体等大的像，u=v=2f=30cm，f=15cm。若透镜位置不变，将蜡烛移到刻度为30cm处，此时物距u=10cm

变式题：某同学做“研究凸透镜成像”的实验，在实验中固定了透镜，无论怎样移动蜡烛和光屏，在光屏上都找不到像，则原因是_____________。找到原因后在光屏上得到了像，如果蜡烛燃烧时间较长，蜡烛变短，则光屏上的像将向_____移动（选填“上”或“下”）。


类型之二：综合应用创新


【例2】一种手电筒上所有的聚光小电珠如图所示，其前端相当于一个玻璃制成的凸透镜，灯丝（可看作一个点光源）发出的光通过它出射时，出射光束（图中实线所示）比无此透镜时的光束（图中虚线所示）要窄，即它可减小光束的发散，有聚光功能。在这种小电珠中，灯丝应位于 （ ）


A．凸透镜的焦点以内


B．凸透镜的一倍焦距和两倍焦距之间


C．凸透镜的焦点


D．凸透镜的两倍焦距处


解析：把发光的灯丝视为一点光源，由凸透镜成像的规律可以得出灯丝发出的光通过凸透镜后所成光束的形状。


当灯丝S位于凸透镜焦点以外(即它与透镜的距离大于1倍焦距)时，S通过透镜会成一个实像S’，如图所示，由图可见，此时透过透镜形成的光束是先会聚成一点后再发散；





当灯丝S位于凸透镜的焦点上(即它与透镜的距离等于l倍焦距)时，s发出的光通过透镜后成为一平行光束，如图所示；


当灯丝S位于凸透镜的焦点以内(即它与透镜的距离小于1倍焦距)时，S通过透镜生成一虚像S’，S’与S居于透镜的同侧且 S’离透镜较远，而在透镜的另一侧看起来，则光线好像是从S’点发出的一样，如图所示，此时射出的光束比无此透镜时的光束(图中透镜左侧由S射出的光束)要窄一些．


由上分析知，形成图所示的光束，小电珠的灯丝应位于凸透镜的焦点以内．


答案：A


四、当堂检测反馈


1.如图所示，鱼缸中只有一条小鱼，而眼睛从A点可以观察到两条，一条鱼的位置变浅，另一条鱼变大．前者是由于__________________形成的____像(填“实”或“虚”)后者是由于鱼缸的____侧部分(填“左”或“右”)等效凸透镜而形成的____像(填“实”或“虚”)。


2.通过实验发现凸透镜可以成实像，也可以成虚像；可以成放大的像，也可以成缩小的像；可以成倒立的像，也可以成正立的像。我们可以看到，物体通过凸透镜所成的像的____________、____________、____________、____________等取决于物距和凸透镜的____________关系。


3.如图所示，是赵强同学用蜡烛、凸透镜和光屏研究凸透镜成像规律的实验装置，其中还需要调整的是____________。调整后烛焰能在光屏上成____________立的实像，若想使像变大，应将蜡烛向____________移。


4、用凸透镜正对着太阳，发现在凸透镜的另一侧10cm处的光屏上得到一个亮点，寻那么将点燃的蜡烛放在位于凸透镜前15cm处时，光屏上得到的像


是 （ ）


A、正立放大的像 B、正立缩小的像


C、倒立缩小的像 D、倒立放大的像


5.一个焦距为10 cm的凸透镜，当物体从离透镜30 cm处逐渐移到离透镜20 cm处的过程中，像与像距的变化为 （ ）


A.像逐渐变小，像距逐渐变小 B.像逐渐增大，像距逐渐增大


C.像先小后大，像距逐渐增大 D.像逐渐增大，像距逐渐变小


6.张强同学在光具座上做“研究凸透镜成像”的实验中，当光屏、透镜及烛焰的相对位置如图所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的像．由此判断，他所用凸透镜的焦距 ( )


A．一定大于20 cm B．一定在10 cm到16 cm之间


C．一定小于8 cm D．一定在8 cm到10 cm之间


物 距


u
像 的 特 点


倒 或 正 缩小或放大 实 或 虚
像 距


v
A. u>2f
倒立
缩小
实像
fB. u=2f
倒立
等大
实像
v=2f （v=u）
C. f倒立
放大
实像
v>2f （v>u）
D. u=f
E. u正立
放大
虚象
物像同侧（v>u）