2024八年级物理上册拔高学习9探究凸透镜成像的规律习题课件新版北师大版

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北师版 八年级上课时拔高学习拔高学习9　探究凸透镜成像的规律CONTENTS目 录一、凸透镜动态成像分析1. 蜡烛、凸透镜、光屏的动态调节(1)装置调节：烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度。(2)实验中蜡烛燃烧变短，光屏上像的位置会偏上，为了使像成在光屏中央的调节方法：①调节方法1：向上移动蜡烛。(注：移动蜡烛时注意安全)②调节方法2：同时向下移动凸透镜和光屏。2. 器材移动引起的变化(1)成实像时：物近像远像变大，即物距减小(增大)⇔像距增大(减小)⇔像变大(变小)。(2)成虚像时：物近像近像变小，即物距减小(增大)⇔像距减小(增大)⇔像变小(变大)。(3)无论成实像还是成虚像，物体离焦点越近，像越大。(1)更换焦距不同的镜片：焦距变小后，则像距变小，如图甲所示；焦距变大后，像距变大，如图乙所示。 　 3. 变焦问题①加凸透镜：凸透镜对光有会聚作用，像距变小，将光屏向靠近透镜方向调节。②加凹透镜：凹透镜对光有发散作用，像距变大，将光屏向远离透镜方向调节。(2)加透镜(3)水透镜：注水后焦距变小，抽水后焦距变大。4. 物、像移动速度：物体从2倍焦距外向2倍焦距处靠近的过程中，物体移动的速度大于像移动的速度；物体在1倍焦距和2倍焦距之间向焦点移动的过程中，物体移动的速度小于像移动的速度。二、光屏上找不到清晰的像的原因(1)“三心”不在同一直线上；(2)物距等于或小于一倍焦距；(3)物距稍大于一倍焦距，此时像距远大于2倍焦距，像超出了光具座。三、实验改进1. 用LED灯代替蜡烛，可使成像更清晰、稳定，环保，提高安全性。2. 用“F”字类型的光源，可探究像与物的左右关系。 [2023·广东改编]小明在学习了凸透镜成像的规律后，继续深入探究。选用表中某一规格的凸透镜做实验，调整好器材后如图1甲所示，此时烛焰在光屏上成放大的像。(1)光屏上的像是 (选填“虚像”或“实像”)。实像　(2)一段时间后，小明发现烛焰的像如图1乙所示，此时将蜡烛向 调节可以使烛焰的像移到光屏中央。(3)小明选用的凸透镜的焦距为 cm。上　10　思路引导 例(3)提取信息：判断选用的凸透镜的焦距信息转化：根据成像性质判断焦距范围分析解答：图1甲中，u＝15.0 cm，成倒立、放大的实像，说明f＜u＜2f，求出f的范围后，与表中数据比较(4)小明将蜡烛换成“F”字LED光源，调整了光源和光屏的位置，在光屏上仍可观察到清晰的像，如图2所示，则小明看到的像应是 (填字母)。D　(4)提取信息：图2，判断小明看到的像信息转化：物距与像距的关系为u＞v，像应为倒立、缩小的实像分析解答：找倒立(上下、左右均相反)、缩小的图思路引导(5)小明认为凸透镜成像的规律还与凸透镜的直径有关。若要验证其猜想，应在表中选取编号为 ⁠的两个凸透镜进行实验验证。①②　(5)提取信息：验证凸透镜成像的规律与凸透镜的直径有关信息转化：利用控制变量思想，选用的透镜应只有直径不同分析解答：从表中找出焦距相同、直径不同的透镜思路引导(6)图1甲中，调整好蜡烛高度后，保持凸透镜在光具座上的位置不动，仅将蜡烛和光屏的位置互换，发现光屏上仍能观察到烛焰清晰的像。这是因为在光的折射现象中，光路是 的。可逆　【拔高设问】(7)[动态分析]在图2的基础上，保持光源与凸透镜位置不变，用另一个凸透镜替换原透镜，发现需将光屏向右移动才能在光屏上重新得到清晰的像，此时像与原来的像相比 (选填“变大”或“变小”)，新换用的凸透镜的焦距 (选填“大于”或“小于”)原凸透镜的焦距。变大　大于　思路引导(7)提取信息：换透镜后，光屏向右移动才能重新得到清晰的像信息转化：光屏向右移动→像距变大，光线延迟会聚分析解答：像距变大→像变大；光线延迟会聚→焦距变大(8)[实验改进]实验中，小明发现蜡烛燃烧产生的异味令人难受，用LED灯替代蜡烛作为光源的好处是 ⁠ ⁠。避免在燃烧时产生异味，减少污染，且成像稳定，实验现象更明显　(9)[实验设计]同学小红认为：凸透镜成实像时，不但像与物上下是颠倒的，而且左右也是相反的。请你根据光源的不同设计一种简单的方法验证小红的观点： ⁠ ⁠ ⁠ ⁠ 。(合理即可)光源为点燃的蜡烛，沿垂直于光具座方向水平吹动烛焰，观察光屏上像的晃动方向是否与烛焰的晃动方向相反(或光源为不对称的LED光源，如“F”字LED光源，直接观察光屏上的像与物的左右特点)　1. [2023·辽宁改编]小毛用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材探究“凸透镜成像的规律”。(1)小毛将一束平行于凸透镜主光轴的光射向凸透镜，调节光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现 ⁠ ，此时凸透镜和光屏的位置如图甲所示，从而测出凸透镜的焦距。最小、最亮的光斑　(2)实验前要调整烛焰、透镜和光屏的中心大致在 ⁠ ，目的是使像成在光屏的中央。【点拨】要使像成在光屏中央，组装器材时应“三心一线”，即烛焰、透镜、光屏的中心应在同一高度。同一高度　(3)将蜡烛、凸透镜保持在如图乙位置不动，在 ⁠ (选填“50～60 cm”“60～70 cm”或“70～80 cm”)刻度线之间移动光屏，可使光屏上出现烛焰清晰的像。生活中的 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像原理工作的。60～70cm 照相机　由图甲可知，凸透镜的焦距f＝10.0 cm；由图乙可知，物距u＝40.0 cm＞2f＝20.0 cm，所成的像是倒立、缩小的实像，生活中照相机的成像原理与此相同，此时像距的范围是f＜v＜2f，因凸透镜在50.0 cm刻度线处，所以像在60～70 cm刻度线之间，故光屏位于此区间内。【点拨】(4)在(3)的基础上，保持凸透镜位置不动，交换蜡烛和光屏的位置，则光屏上烛焰的像相对烛焰是 (选填“放大”或“缩小”)的。小毛将近视眼镜的镜片放在凸透镜与蜡烛之间合适的位置，则应将光屏 ⁠ (选填“远离”或“靠近”)凸透镜，才能使光屏上再次出现烛焰清晰的像。放大　远离　由(3)知，将蜡烛和光屏对调后，f＜u＜2f，成倒立、放大的实像。近视眼镜的镜片为凹透镜，对光有发散作用，光线延迟会聚，像距变大，所以光屏应远离凸透镜。【点拨】2. [2023·丹东改编]小潘同学选用焦距为15 cm的凸透镜，做“探究凸透镜的成像规律”的实验。(1)实验在 (选填“较暗”或“较亮”)的环境中进行，现象更明显。(2)小潘将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度，这样做的目的是使像呈现在 ⁠。较暗　光屏的中央　(3)小潘将蜡烛放在10 cm刻度线处，移动凸透镜和光屏到如图所示位置，光屏上恰好呈现一清晰的像，该像的性质是倒立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。缩小　(4)实验过程中，小潘同学不小心用手指指尖触摸到了凸透镜，这时光屏上 (选填“会”或“不会”)出现指尖的像。【点拨】手指指尖触摸到了凸透镜，因指尖处于凸透镜的1倍焦距以内，成虚像，虚像不能成在光屏上，所以在光屏上不能看到指尖的像。不会　(5)保持凸透镜位置不变，小潘将蜡烛移动到25 cm刻度处，若想在光屏上得到清晰的像，应把光屏向 (选填“左”或“右”)移动，像将 ⁠ (选填“变大”“变小”或“不变”)。【点拨】将蜡烛从10 cm刻度线处移动到25 cm刻度线处，物距减小，像距变大，像变大，应将光屏向右移，才能再次得到清晰的像。右　变大(6)保持凸透镜位置不变，小潘将蜡烛移动到40 cm刻度线处，无论怎样移动光屏，在光屏上都找不到清晰的像。当小潘的眼睛在凸透镜的右侧时，透过凸透镜观察到烛焰 (选填“正立”或“倒立”)、放大的像，生活中的 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这样的成像原理工作的。正立　放大镜　蜡烛移动到40 cm刻度线处时，u＝10 cm，因焦距f＝15 cm，u＜f，所以成正立、放大的虚像，物、像同侧，其应用是放大镜。【点拨】(7)将蜡烛从10 cm刻度线处移动到15 cm刻度线处的过程中，光屏上始终呈现清晰的像，则光屏移动的距离 (选填“大于”“小于”或“等于”)5 cm。【点拨】小于　蜡烛从10 cm刻度线处移动到15 cm刻度线处，物距始终大于2倍焦距，且物距减小，所以始终成倒立、缩小的实像，且像移动的距离小于蜡烛移动的距离，即光屏移动的距离小于5 cm。3. 乐乐同学用自制的水透镜来探究“凸透镜成像的规律”，当向水透镜里注水时，水透镜的焦距变小；当从水透镜向外抽水时，水透镜的焦距变大。 (1)如图甲所示，一束平行于主光轴的光射向水透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑，则此时水透镜的焦距为 cm。8.0　平行于主光轴的光经凸透镜后会聚在主光轴上的一点，该点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以此时水透镜的焦距f＝18.0 cm－10.0 cm＝8.0 cm。【点拨】(2)乐乐同学移动蜡烛、水透镜和光屏至图乙所示位置时，恰能在光屏上看到清晰的像，利用此成像特点可制成 (选填“照相机”或“投影仪”)；若仅将蜡烛与光屏的位置对调，则在光屏上 (选填“能”或“不能”)看到清晰的像。照相机　能　由图乙可知，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，应用于照相机；在光的折射中光路是可逆的，故保持水透镜的位置不变，将光屏与蜡烛的位置对调，在光屏上能看到清晰的像。【点拨】(3)在图乙所示实验场景下，乐乐同学从水透镜中抽出适量的水后，发现烛焰清晰的像变得模糊了，为了使光屏上再次得到清晰的像，应该将光屏向 (选填“左”或“右”)移动；乐乐同学把自己的眼镜给水透镜“戴上”(如图丙所示)，在不移动光屏的情况下，光屏上也能成清晰的像，由此判断乐乐同学戴的是 ⁠ (选填“远视”或“近视”)眼镜。右　远视　【点拨】由题知，当从水透镜内抽出适量水后，水透镜的焦距变大，对光的会聚能力减弱，为了使像正好成在光屏上，应使光屏向右移动，远离水透镜；在不移动光屏的情况下，光屏上也能成清晰的像，说明眼镜使光线提前会聚了，由此判断乐乐同学戴的是远视眼镜。