沪教版八年级上册第二章 光2.3 透镜成像导学案

               §2.3透镜成像

学习目标:

1. 了解透镜的基本概念
2. 掌握典型光路的画法。
3. 掌握凸透镜的成像规律

重点

1. 典型光路的画法。
2. 凸透镜的成像规律

难点:

凸透镜的成像规律

一．重难点知识梳理：

1．透镜的种类：

（1）凸透镜：                        的透镜，对光线具有             作用，有    个焦点。

中间厚，边缘薄  会聚  2

透镜的光心、主光轴

    光心：薄透镜的中心，通过光心的光线传播方向          。

主光轴：通过两个球面球心的          。

不变  直线

 焦点、焦距、物距、像距

焦点：跟主光轴平行的光线通过凸透镜折射后，在主光轴上会聚的点叫实焦点；

    焦距：       到透镜      的距离。

    物距：       到透镜      的距离。

    像距：       到透镜       的距离。

焦点  光心  物体  光心  像  光心

（2）凹透镜：               的透镜，对光线具有     作用，有    个虚焦点。

中间薄，边缘厚  发散  2

跟主光轴平行的光通过凹透镜折射发散后，折射光线的反方向延长线与主光轴相交的点叫虚焦点。

2．凸透镜成像规律

在研究凸透镜成像实验中：

（1）需要用到的实验器材是：带刻度的             、蜡烛、凸透镜、          和火柴。

实验时在光具座上从左到右依次放置        、             和          。

光具座   光屏 蜡烛、凸透镜  光屏

（2）为了使烛焰的像能成在光屏的中间，首先要调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心跟烛焰的中心大致在             。

同一高度

（3）实验时先在带刻度的光具座上固定凸透镜，然后调整蜡烛的位置，最后移动光屏，直到光屏上出现              为止。

清晰的烛焰像

（4）观察像的性质，同时在光具座刻度上读出此时的物距和像距，并和凸透镜的一倍焦距和二倍焦距作比较得出结论。

（5）如果用f表示凸透镜的焦距，u表示物距，v表示像距，则有如下重要不等式关系：

a．u>2f，f<v<2f，像物异侧，成            、          的      像，应用：          ；

倒立、缩小  照相机  实

b．u=2f， v=2f，像物异侧，成        、          的      像；

倒立、等大  实

c．f<u<2f， v >2f，像物异侧，成         、               的      像，应用：          ；

倒立、放大  幻灯机  实

d．u=f，不成像点；

e．u<f，像物同侧，成          、          的     像，应用：         。

正立、放大  虚  放大镜

3. 近视与远视

近视患者所成像投在视网膜之后（眼球前后径过短），需佩戴   透镜加以纠正。

远视患者所成像投在视网膜之前（眼球前后径过长），需佩戴    透镜加以纠正。

凹  凸

二．考点方法与技巧归纳

1. 凸透镜和凹透镜的作用

例1.为了制作一束平行光，班里的同学提出了以下的方法，你认为可行的方法是（    ）

    A. 选用凹透镜并把一小灯泡放在凹透镜的焦点上；

    B. 选用凸透镜并把一小灯泡放在凸透镜的焦点上；

    C. 选用凹透镜并把一小灯泡放在凹透镜的2倍焦点处；

    D. 选用凸透镜并把一小灯泡放在凸透镜的2倍焦点处。

答案：B

方法与技巧：凹透镜对光线具有       作用，无论将小灯泡放在它的焦点上，还是2倍焦点处，灯泡所发出的光射到透镜上都是发散的，这些光通过透镜后会更加发散，不会得到平行光，故选项A、C错误；凸透镜对光线具有      作用，它能使平行于主光轴入射的光线，会聚到焦点上，由光路的可逆性可知，从焦点上发出的光经凸透镜后，会平行于主光轴射出；当发光点在凸透镜的2倍焦点处时，灯泡所发出的光则会聚到透镜另一侧的2倍焦点处，不会是平行的。

发散  会聚

2. 典型光路

例2. 如图所示，将平面镜放在垂直于凸透镜主光轴的位置，凸透镜和平面镜相距为d，一束平行于凸透镜主光轴的光线射向透镜，经平面镜反射后会聚于两镜的中点A，则此凸透镜的焦距为（    ）

    A. d   B.    C.    D.

   答案：C

 方法与技巧：本题将凸透镜与平面镜结合在一起进行考查典型光路，平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚到      上，但光线还未到达焦点时，就被一平面镜反射了，由图可知，如果没有平面镜的话，光线应会聚在平面镜后                 点上，由平面镜成像规律，A的像点到平面镜的距离与点A到平面镜的距离是      的，所以焦距                       。

焦点  点A的像   相等 

例3. 如图画出了光线通过透镜前、后的方向，请在图中虚线框内画出适当类型的透镜。

   答案：凹透镜  凹透镜

 方法与技巧：甲图中的透镜使光线的会聚点向后移动了，这说明透镜对光线起到了      的作用，所以甲图中应为     透镜。乙图中的透镜将本应聚集于一点的光线变成了平行光线，这也是对光线起到了        的作用，所以乙图中也应为      透镜。

   此类题在判断透镜的类型时，关键是看透镜对光线起到了什么样的作用，本题除了利用以上方法进行判断外，还可比较折射光线与入射光线，看它们是相互“靠近”还是相互“远离”（即折射光线与入射光线相比，是“偏离”了主光轴，还是“偏向”了主光轴）。如果折射光线相互远离，透镜对光线起     作用，应为   透镜；反之，若对光线起的是      作用，则为       透镜。

发散  凹  发散  凹  发散  凹  会聚  凸

3.凸透镜成像规律

例4.小明用凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等器材探究凸透镜成像规律。

（1）如图3所示，为了测出凸透镜的焦距，小明同学将凸透镜正对着太阳光，再把光屏放在它

的另一侧，改变凸透镜与光屏的距离，直到光屏上出现一个            的光斑，就可以测

出该凸透镜的焦距为              cm。

最小最明亮  10

（2）请在图中画出凸透镜的主光轴。略

（3）小明将烛焰、凸透镜和光屏的中心调整到同一高度后，在水平桌面上无论怎样移动光屏都不能承接到烛焰的像，原因可能是                                     。

烛焰在凸透镜焦距以内

（4）实验一段时间后，蜡烛变短了，要使烛焰的像仍然成在光屏的中心，应该将光屏向

     移动。

上

例5. 在探究凸透镜成像规律的实验中，小明同学无论怎样移动光屏，在光屏上始终观察不到烛焰清晰的像，造成这种现象的原因可能是（    ）此题多选

    A. 蜡烛、凸透镜、光屏三者中心不在同一水平线上；

    B. 蜡烛距凸透镜距离大于焦距；

    C. 蜡烛距凸透镜距离小于焦距；

    D. 蜡烛距凸透镜距离等于焦距。

答案：ACD

方法与技巧：在该实验中，光屏上不能呈现清晰的像的原因无非有两个：

一是                                                 ；

二是                                                  。

当蜡烛、凸透镜、光屏三者中心不在同一水平线上时，蜡烛即使成实像，实像的位置会比光屏的位置偏高或偏低，从而可能导致光屏上承接不到清晰的像，所以A项正确；

当蜡烛距凸透镜的距离大于焦距时，蜡烛一定会成一个实像（可能是放大的，也可能是缩小的），如果其它操作正确的话，在光屏上应该能承接的到这个像，所以B项错；

当蜡烛距凸透镜的距离小于焦距时，蜡烛成的是虚像，根本无法用光屏来承接，所以C项也正确；

当蜡烛距凸透镜的距离等于焦距时，经过凸透镜后的光线是平行的，不能成像，所以D项也正确。

实验中所成的像为虚像或根本不能成像  由于光屏放置的位置不合适而承接不到所成的实像

三、易错点归类

1.凸透镜成像规律和光路图结合应用

例1. 下图表示分别从凸透镜的两倍焦距和一倍焦距处射向透镜的光线。请在图中画出它们通过透镜后的光路（P、P’是与透镜距离等于2倍焦距的位置）

   答案：如图所示。

点评：本题是一道关于光路的作图问题，主要考查的是凸透镜对光线的作用，凸透镜的成像规律，及光学作图的知识。凸透镜对光线有会聚作用，当光线经焦点射向透镜时，这条光线经透镜后会                 ；当光线经过透镜的二倍焦距处射向透镜后又会怎样呢？因为物体在凸透镜的二倍焦距处所成的像是          ，所以我们可以将左边的点P看作透镜前的一个物点，则点P通过凸透镜所成的像点应在透镜的右边，且这两点是关于透镜对称的，所以这条光线经凸透镜折射后应经过右边的点P’。

平行于主光轴射出  等大的实像

当堂练习

1.物体由远处沿凸透镜主光轴向焦点移近过程中，像到凸透镜的距离与实像大小的变化情况是（    ）

A、像到透镜的距离逐渐增大，像逐渐变大   

B、像到透镜的距离逐渐增大，像逐渐变小

C、像到透镜的距离逐渐减小，像逐渐变大   

D、像到透镜的距离逐渐减小，像逐渐变小

A

2、物体放在凸透镜前20cm处时，在光屏上得到了物体倒立、缩小的清晰实像，该凸透镜的焦距可能是（   ）

A．20cm    B．15cm    C．10cm      D．5cm

D

3、在探究凸透镜成像规律的时候，应先将凸透镜的光心、烛焰的中心、光屏的中心调整到__________________，这样才能使烛焰的像成在____      _____。实验中，我们所说像的倒立或正立，是相对于_________的。

同一高度 光屏中央  烛焰

4、凸透镜成放大实像和缩小实像的分界点是_________；凸透镜成实像和虚像的分界点是_________。

一倍焦距 二倍焦距

5、在“研究凸透镜成像”实验中，保持凸透镜位置不变，先后把烛焰放在a、b、c、d和e点，如图所示，同时调整光屏的位置，那么：

　（1）把烛焰放在________点，屏上出现的像最小。a

　（2）把烛焰放在________点，屏上出现的像最大 d

　（3）把烛焰放在________点，屏上不出现烛焰的像 e

　（4）如果把烛焰从a移动到b点，像到凸透镜的距离________，像的大小______（变大，变小，不变）

变大  变大

6、将一个凸透镜正对着太阳光，在距凸透镜20cm的纸上接到一个很小的亮斑。当将一个物体放在距这个透镜50cm处时，在凸透镜的另一侧可以得到（    ）

A.倒立、放大的实像                  B.倒立、缩小的实像

C.正立、放大的实像                  D.正立、缩小的实像

B

7.如图所示，是第一套2010年上海世博会特种邮票。用焦距为15cm的凸透镜观察这张邮票上较小的图案，则邮票到透镜的距离（    ）                                                    

A.大于15 cm      B.大于30 cm   C.小于15 cm      D.小于30 cm

C

8、放电影时，电影胶片上的图案经凸透镜在银幕上成的是（    ）

A.倒立、放大的虚像      B.正立、放大的实像

C.正立、放大的虚像      D.倒立、放大的实像

D

9、某同学拿了一个焦距为15cm的凸透镜，要想观察细小的物体应将物体放在距凸透镜_________的下方；要想用它得到放大的实像，物体到凸透镜的距离应该_________，此时像的位置在_________的范围；要想用它得到缩小的实像，物体到凸透镜的距离应该_________，此时像的位置在__________的范围。

小于15cm、   大于15cm小于30cm、  大于30cm、  大于30cm、  大于15cm小于30cm

10、小明探究凸透镜成像规律的实验装置如图所示，其中焦距为12cm的凸透镜固定在光具座上，位于50cm刻线处，光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧。小明将蜡烛移至20cm刻度线处，移动光屏，直到光屏上出现了烛焰清晰的像，则该像是倒立、      的实像（选填“放大”或“缩小”）。小明将蜡烛移至40cm刻度线处时，他通过凸透镜看到了烛焰的像，则该像是      像。（选填“虚”或“实”）