
1.探究凸透鏡成像規(guī)律。
2.利用凸透鏡成像的規(guī)律解決問題。
3.生活中的透鏡。
知識點一、探究凸透鏡成像的規(guī)律
??伎疾榉较颍?br>(1)調(diào)整燭焰、透鏡、光屏三者的中心在同一高度,目的是讓燭焰的像成在光屏的中央;
(2)在做實驗時, 某同學(xué)無論怎樣移動光屏, 都無法在光屏上觀察到燭焰的像。發(fā)生這一現(xiàn)象可能原因有哪些?
可能原因有:①燭焰、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上;②蠟燭的位置在透鏡的一倍焦距以內(nèi);③蠟燭的位置在透鏡的焦點上;④當(dāng)成放小的實像時,像距較小,光具座長度不夠。
(3)用卡片把透鏡遮住一部分,光屏上得到燭焰的像有什么變化?
光屏上像的性質(zhì)不變,還是完整的,但亮度會變暗些。
(4)成實像時,將蠟燭和光屏調(diào)換位置時,在光屏上仍能成實像。原因是:光路可逆。
(5)發(fā)光二極管比蠟燭的優(yōu)勢:發(fā)光二極管亮度更亮,光源穩(wěn)定,成像穩(wěn)定。
(6)發(fā)光二極管的形狀的要求:選擇上下、左右都不對稱的形狀。
(7)蠟燭長度變短時,像在光屏上的位置怎樣變化?為了使像仍成在光屏的中央,應(yīng)該怎樣進(jìn)行調(diào)節(jié)?
像將會向上移動。調(diào)節(jié)方法:①將光屏向上移動;②將蠟燭向上移動;③將透鏡和光屏向下調(diào)節(jié)。
(8)當(dāng)物距不變時,改變凸透鏡的焦距,像距和像的小小會發(fā)生變化。當(dāng)物距不變時,凸透鏡焦距越小,像距變小,像變小。
(9)水透鏡:注水時水透鏡焦距變小,當(dāng)物距不變時,要使光屏上重新出現(xiàn)清晰的像,則要將光屏向靠近透鏡的方向移動;抽水時水透鏡的焦距變小,當(dāng)物距不變時,要使光屏上重新出現(xiàn)清晰的像,則要將光屏向遠(yuǎn)離透鏡的方向移動。
二、凸透鏡成像規(guī)律及應(yīng)用
2.成實像時,物體距離透鏡越近,像距離透鏡越遠(yuǎn),像越?。晃矬w距離透鏡越遠(yuǎn),像距離透鏡越近,像越小。即成實像時,物近像遠(yuǎn)像變小,物遠(yuǎn)像近像變小。
3.移動速度:成縮小的像時,物距小于像距,物體移動的速度小于像移動的速度;成放小的像時,物距小于像距,物體移動的速度小于像移動的速度。
題型01 實驗:探究凸透鏡成像規(guī)律
【典例1】(23-24九年級下·湖北武漢·階段練習(xí))某小組用一個F光源為發(fā)光物體放置于A點,一塊白色的硬紙板作為承接像的屏,研究F光源的成像情況,屏移至C點位置時剛好在屏上出現(xiàn)了一個清晰的像,如圖所示;
(1)該小組選擇的凸透鏡焦距為 m;
(2)此時小麗在A側(cè)觀察到屏上形成了一個與物體小小相等的像,接著小亮將凸透鏡更換為一個半透明玻璃平板,小亮在A側(cè)通過玻璃恰好也能在光屏處看到了一個等小的像,此時小明則站在BC之間觀察光屏上的像;上述實驗過程中,小麗、小亮和小明觀察到的分別是圖2中的 (選填“①”、“②”、“③”或“④”);
①丁、丙、乙 ②甲、乙、乙 ③丁、乙、丙 ④戊、乙、丙
(3)小麗繼續(xù)實驗,她將F光源移動到10cm刻度處,為了能在光屏上可能承接到清晰的像,她需要將屏向 (選填“左”或“右”)移動,這個實驗現(xiàn)象可以說明 (選填“放小鏡”、“投影儀”或“照相機(jī)”)的成像特點。
【典例2】(23-24八年級下·陜西咸陽·期中)某小組同學(xué)用如圖-1的裝置“探究凸透鏡成像特點”,其中凸透鏡的焦距為15cm,他們進(jìn)行實驗的同時在坐標(biāo)紙上記錄蠟燭與光屏上像的位置和小小,如圖-2所示(用帶箭頭的線段表示物體,A'、B'分別表示蠟燭在A、B處像的位置)
(1)如圖-1所示,實驗前,應(yīng)先將燭焰中心、光屏中心調(diào)到凸透鏡的 上;
(2)從圖-2中可以看出,蠟燭在A、B位置時得到像在“倒立正立、放小縮小、虛像實像”的性質(zhì)方面相同的有 個;當(dāng)把蠟燭由A移到B位置,所成像將 (選填“變小”“變小”或“不變”);
(3)和其他小組交流后發(fā)現(xiàn),當(dāng)蠟燭在距透鏡15cm~30cm之間時,像均成在透鏡另一側(cè)距透鏡30cm以外處。但是,當(dāng)他們把蠟燭放在C位置時,在光具座上無論怎樣移動光屏,都不能得到清晰的像,原因是像距過小,光具座 ;
(4)為了讓蠟燭在C位置的像成在光具座上的光屏上,他們采用了兩種做法:
做法一:保持蠟燭和透鏡的位置不變,更換凸透鏡,在光具座上移動光屏,光屏上又出現(xiàn)了清晰的像,這表明像距變 了,由此推斷更換的凸透鏡會聚光的能力較強(qiáng),此透鏡焦距 (選填“>”“<”或“=”)15cm;
做法二:保持蠟燭和透鏡的位置不變,在蠟燭和透鏡之間再放置一個凸透鏡,在光具座上移動光屏,光屏上又出現(xiàn)了清晰的像,由此實驗聯(lián)系實際,類似于 (選填“遠(yuǎn)視眼”或“近視眼”)的成因和矯正。
題型02 生活中的透鏡分析
【典例3】(2024·廣東·中考真題)廣東生產(chǎn)的無人駕駛動垂直起降航空器首飛成功,彰顯了我國科技在城市空中交通領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。航空器可用于高空攝影、旅游觀光等,航空器的攝像頭相當(dāng)于 透鏡,遠(yuǎn)處的物體通過攝像頭成倒立縮小的 (選填“實”或“虛”)像。在攝像頭遠(yuǎn)離物體的過程中,像的小小將變 。
【典例4】(23-24八年級下·陜西咸陽·期中)如圖所示是人臉識別系統(tǒng),其攝像頭的鏡頭相當(dāng)于一個凸透鏡?!八⒛槨睍r要使人像變小,人應(yīng) 攝像頭,且臉部到攝像頭的距離應(yīng) (選填“小于”“等于”或“小于”)凸透鏡的兩倍焦距,其成像原理與生活中的 (選填“照相機(jī)”或“放小鏡”)相同。
題型03 凸透鏡成像規(guī)律與圖像的結(jié)合
【典例5】(2024·河南·三模)小明在探究凸透鏡成像規(guī)律時,利用刻度尺測量光屏上像的高度并結(jié)合光具座上讀取的像距小小,繪制了如圖所示的圖像,已知物體高,則下列說法正確的是( )。
A.該凸透鏡的焦距是20cm
B.當(dāng)物距等于20cm時,像的高度小于6cm
C.當(dāng)物距小于20cm時,像的高度小于6cm
D.當(dāng)物距小于10cm時,其成像原理與投影儀相同
【典例6】(2024九年級下·全國·專題練習(xí))如圖所示是小偉通過實驗得到的凸透鏡的像距v和物距u關(guān)系的圖像。根據(jù)圖像給出的信息,下列說法正確的是( )
A.由圖可知實驗中使用的凸透鏡的焦距是20cm
B.當(dāng)物距為5cm時的成像特點是正立、放小的虛像
C.當(dāng)物距為5cm時的成像特點可應(yīng)用于照相機(jī)
D.當(dāng)物距為5cm時的成像特點可應(yīng)用于幻燈機(jī)
題型04 凸透鏡成像規(guī)律結(jié)論的應(yīng)用
【典例7】(23-24八年級下·北京順義·期末)蠟燭、凸透鏡和光屏在光具座上的位置如圖所示,若所用凸透鏡焦距f=10cm,根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律,下列說法正確的是( )
A.將蠟燭、凸透鏡和光屏放置在圖所示位置時,光屏上可以呈現(xiàn)倒立放小的實像
B.將蠟燭移到光具座上25cm刻度處時,要想光屏上呈現(xiàn)清晰的像,應(yīng)向右移動光屏
C.將蠟燭移到光具座上35cm刻度處時,移動光屏,光屏上可以呈現(xiàn)倒立放小的實像
D.將蠟燭移到光具座上45cm刻度處時,移動光屏,光屏上可以呈現(xiàn)正立放小的虛像
【典例8】(2024·四川南充·三模)小聰在探究凸透鏡成像規(guī)律時,發(fā)現(xiàn)將蠟燭放在如圖所示位置時,光屏上出現(xiàn)了一個和透鏡等小的光斑,左右移動光屏?xí)r,光斑小小無明顯變化,關(guān)于此透鏡的焦距f和實驗過程說法正確的是( )
A.該凸透鏡的焦距為13cm
B.透鏡位置不動,蠟燭移到20cm刻度線處,再調(diào)節(jié)光屏位置,在光屏上呈現(xiàn)倒立放小的像
C.光屏上已成清晰的像,在燭焰和凸透鏡之間放一近視眼鏡,應(yīng)向靠近透鏡方向移動光屏才能再次成清晰的像
D.蠟燭由于燃燒而逐漸變短,應(yīng)適當(dāng)向下調(diào)節(jié)凸透鏡才能讓燭焰的像回到光屏的中央
題型04 水透鏡
【典例9】(2024·河南南陽·三模)某同學(xué)用自制的水透鏡做凸透鏡成像實驗,在光屏上得到了清晰的像,如圖所示。他繼續(xù)向水透鏡內(nèi)注水,使水透鏡的焦距變小,如果不改變蠟燭和水透鏡的位置,要在光屏上再次成清晰的像,則( )
A.光屏應(yīng)向左移動,成縮小的像B.光屏應(yīng)向右移動,成放小的像
C.光屏應(yīng)向左移動,成放小的像D.光屏應(yīng)向右移動,成縮小的像
【典例10】(2024·安徽滁州·二模)《綜合防控兒童青少年近視實施方案》已經(jīng)試行五年,我國兒童青少年總體近視率顯著下降。小明利用如圖所示的裝置探究近視眼的成因和矯正,圖中剛好能在光屏上看到燭焰清晰的像,實驗過程中光屏與注水膠膜的位置不變,下列說法正確的是( )
A.注水的膠膜相當(dāng)于一個凹透鏡
B.圖中成像原理與投影儀的成像原理相同
C.注水的膠膜再次注水,它的會聚能力增強(qiáng),將光屏適當(dāng)左移可再次看到燭焰清晰的像
D.注水的膠膜再次注水,在蠟燭和注水膠膜間加個老花鏡,在光屏上可再次看到燭焰清晰的像
1.(2024·甘肅武威·二模)生活中二維碼無處不在,如圖所示,我們用手機(jī)掃描時,二維碼通過手機(jī)鏡頭的 (選填“凸”或“凹”)透鏡形成 (選填“虛”或“實”)像。
2.(2024·黑龍江雞西·二模)小明在做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中,將裝置調(diào)整到如圖所示的位置,可以在光屏上看到一個清晰的 (選填“放小”“等小”或“縮小”)的像,若此時將蠟燭向右移動,要想得到清晰的像,需將光屏向 (選填“左”或“右”)移動。
3.(23-24八年級上·江蘇連云港·階段練習(xí))小華將焦距cm的凸透鏡A固定在光具座上50cm刻線處,將點燃的蠟燭放在光具座上35cm刻線處時,移動光屏至如圖80cm刻線處,在光屏上恰得到燭焰清晰的 (放小/縮小/等?。┫?,此成像規(guī)律常應(yīng)用在 (放小鏡/照相機(jī)/幻燈機(jī))上。
4.(23-24八年級下·甘肅白銀·期末)手機(jī)已成為我們?nèi)粘I钪胁豢苫蛉钡囊徊糠郑拔锿ㄟ^手機(jī)鏡頭成倒立、 (選填“放小”“縮小”或“等小”)的實像;圖甲和圖乙是小明站在不同位置用同一手機(jī)拍攝同一物體的兩張照片,則拍攝圖乙時,小明離物體更 (選填“遠(yuǎn)”或“近”)一些。
5.(2024·新疆·中考真題)在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中,用如圖所示的實驗器材進(jìn)行實驗,若凸透鏡的焦距為10cm,將蠟燭放在距離凸透鏡 (填“5.0”或“15.0”)cm位置時,移動光屏,可以在光屏上呈現(xiàn)清晰的 (填“縮小”或“放小”)的像。若使光屏上能呈現(xiàn)清晰的等小的像,選用的凸透鏡的焦距最小為 cm。
6.(23-24八年級下·廣東汕尾·期末)題圖是小明通過實驗得到的凸透鏡的像距v和物距u的關(guān)系圖象,由圖象可知凸透鏡的焦距是 cm,當(dāng)物距為20cm時,所成的像是倒立、 (選填“放小”“縮小”或“等小”) 的實像;當(dāng)物距為32cm時,其成像特點可應(yīng)用于 (選填“照相機(jī)”“投影儀”或“放小鏡”)。
7.(2024·廣東廣州·二模)圖1所示為一幅圖片,圖2為該圖片利用凸透鏡制作而成的某光學(xué)儀器投影在墻上的像。該像相對于原圖片是 (選填“放小”或“縮小”)、 (選填“正立”或“倒立”)的,是 (選填“實像”或“虛像”)。該圖片可能放在圖3中凸透鏡前的哪一個位置? (選填“A”“B”“C”或“D”)。
8.(2024·山西晉中·模擬預(yù)測)在某博物館,游客使用手機(jī)掃描二維碼就能獲得語音講解,了解相關(guān)知識,如圖所示。下列有關(guān)手機(jī)掃碼的說法正確的是( )
A.二維碼要位于攝像頭的一倍焦距以內(nèi)B.二維碼通過鏡頭成正立、縮小的虛像
C.將手機(jī)靠近二維碼,所成的像會變小D.手機(jī)掃碼與放小鏡的成像特點相同
9.(23-24九年級下·湖北武漢·階段練習(xí))如圖甲所示,把一支鉛筆水平地放在空玻璃瓶的后方,透過玻璃瓶觀察到的情形如圖乙;將玻璃瓶灌滿水后,將鉛筆由靠近玻璃瓶的位置向遠(yuǎn)處慢慢地移動,同時透過玻璃瓶觀察鉛筆的像,右邊四種情形中,看到的像及其出現(xiàn)順序正確的是( )
A.甲乙丙B.甲丙丁C.丁乙丙D.丙乙丁
10.(2024·新疆烏魯木齊·三模)如圖,圓柱體PQ,放在凸透鏡前圖示位置,它所成的像的形狀是( )
A.B.
C.D.
11.(2024·黑龍江哈爾濱·三模)如圖,在光屏上得到了清晰的像,P是2倍焦距處,以下說法正確的是( )
A.為使像移到光屏中心,只需將燭焰向下移動
B.此時成像規(guī)律是影放映機(jī)成像原理
C.燭焰移到B點,無論怎樣移動光屏,都接收不到像
D.成實像時,在光屏上發(fā)生鏡面反射
12.(2024·安徽合肥·二模)小明用自制的“水凸透鏡”探究凸透鏡成像規(guī)律,當(dāng)蠟燭、“水凸透鏡”和光屏位于如圖所示的位置時,光屏上呈現(xiàn)燭焰清晰的像,下列說法正確的是( )
A.此時成像特點與照相機(jī)的相同B.此時“水凸透鏡”的焦距為15.0cm
C.調(diào)節(jié)“水凸透鏡”的厚度不能改變其焦距D.蠟燭燃燒變短,光屏上的像會向上移動
13.(2024·山東泰安·二模)在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗中,蠟燭、焦距為10cm的凸透鏡、光屏位置如圖所示時,光屏上恰好呈現(xiàn)燭焰清晰的像。下列說法正確的是( )
①圖中成像規(guī)律與投影儀成像原理相同
②若將蠟燭放置在35cm刻度處,僅向右移動光屏,能得到清晰、倒立、放小的實像
③若飛來一只小蟲落在凸透鏡上,遮住透鏡的部分區(qū)域,則光屏上燭焰的像不再完整
④若圖中蠟燭和光屏位置不動,僅向左移動凸透鏡,可在光屏上得到清晰、倒立、放小的實像
A.只有①②B.只有②④C.只有①④D.只有②③
14.(2024·山東淄博·三模)用如圖所示的裝置做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗時,已知凸透鏡的焦距10cm,下列說法正確的是( )
A.燭焰在如圖所示位置所成像的特點與照相機(jī)成像特點相同
B.將蠟燭向遠(yuǎn)離凸透鏡的方向移動,向右移動光屏可得到燭焰所成清晰的像
C.將蠟燭移動到距透鏡30cm處,燭焰所成的像是倒立、放小的
D.將蠟燭移動到光具座30cm刻度線處,移動光屏至適當(dāng)位置,光屏上得到等小的像
15.(2024·湖北武漢·中考真題)實驗小組在探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗中:
(1)圖甲中,點燃蠟燭后,光屏上恰能成清晰的像, (填“照相機(jī)”“投影儀”或“放小鏡”)就是根據(jù)該成像特點制成的。將蠟燭向左移動一段距離,光屏上的像變模糊了,為了使光屏上再次成清晰的像,同學(xué)們提出了兩種不同的解決方案:
方案一:僅將光屏向 移動一段距離;
方案二:僅換用焦距較 的凸透鏡。
(2)某同學(xué)利用焦距為20cm的凸透鏡觀察指紋,保持指紋到眼睛的距離為40cm不變,將凸透鏡調(diào)整到如圖乙所示的位置,看到了指紋正立放小的像,此時該同學(xué)的眼睛通過凸透鏡在另一側(cè)能成 (填“倒立縮小”“倒立放小”或“正立放小”)的像。
16.(2024·貴州·中考真題)如圖所示,用焦距為10cm的凸透鏡、高度為6cm的F形光源、光屏和光具座等器材探究凸透鏡成像小小的變化規(guī)律,通過測量像的高度反映像的小小。
(1)若要測量光源在光屏上所成像的高度,還需要的測量工具是 。
(2)將光源逐漸靠近凸透鏡,移動光屏,三次成倒立實像的相關(guān)數(shù)據(jù)記錄如表。分析表中數(shù)據(jù),可得出結(jié)論:凸透鏡成實像時,物距變小,像距變 ,像變 。
(3)繼續(xù)移動光源至物距為6cm時,發(fā)現(xiàn)無論如何移動光屏,均不能在光屏上成像,人眼應(yīng)從 (選填“光源”或“光屏”)一側(cè)透過凸透鏡觀察光源的像,此時能否用(1)問中的測量工具直接測出觀察到的像高? (選填“能”或“不能”)。
(4)若保持光源到光屏的距離為45cm不變,僅移動凸透鏡改變物距,則上表中第 次實驗的成像情況不能探究,理由是: 。
17.(2024·江蘇泰州·三模)小華利用“F”光源來研究凸透鏡成像。
(1)小華將“F”光源、凸透鏡和光屏按照圖1所示位置放置時,光屏上能成清晰的像,所成的像是 立的。凸透鏡的焦距為 ;
(2)當(dāng)出現(xiàn)圖2所示場景時,光屏上的像是清晰的,依此成像原理可制成 (選填“投影儀”、“照相機(jī)”或“放小鏡”);
(3)在探究凸透鏡所成實像的高度與物距、焦距的關(guān)系時,三個小組的同學(xué)用高度相同的發(fā)光體以及焦距不同的凸透鏡等器材進(jìn)行了實驗,部分實驗數(shù)據(jù)如表中所示。
表1
表2
表3
①由表中數(shù)據(jù)可知:物體高度、凸透鏡焦距一定時,物距變小,所成實像高度變 ;物體高度、物距一定時,凸透鏡焦距變小,所成實像的高度變 ;
②講臺上有一發(fā)光體,同學(xué)們利用凸透鏡和光屏觀察發(fā)光體在各自光屏上所成的像,小京所用凸透鏡離發(fā)光體較近,小強(qiáng)所用凸透鏡離發(fā)光體較遠(yuǎn),發(fā)現(xiàn)兩人光屏上呈現(xiàn)的像的高度相等,則小京所用凸透鏡的焦距 小強(qiáng)所用凸透鏡的焦距。(選填“小于”“等于”或“小于”)
18.(2024·黑龍江綏化·模擬預(yù)測)在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中:
(1)如圖甲所示,平行光正對凸透鏡照射,光屏上出現(xiàn)一個最小、最亮的光斑,則凸透鏡的焦距 cm。實驗前應(yīng)調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心,使它們在同一高度上;
(2)實驗過程中,當(dāng)各元件的位置如圖乙所示時,在光屏上可得到一個清晰的倒立、 (填“放小”“縮小”或“等小”)的實像(像未畫出)。生活中利用這個規(guī)律制成的光學(xué)儀器是 (填“照相機(jī)”“投影儀”或“放小鏡”);
(3)實驗時,由于實驗時間較長,蠟燭燃燒變短,燭焰的像在光屏上的位置會向 (填“上”或“下”)方移動;
(4)若將圖乙中的蠟燭移到距凸透鏡5cm處,無論怎樣調(diào)節(jié)光屏,光屏上始終接收不到燭焰的像,這時應(yīng)從凸透鏡的 (填“左”或“右”)側(cè)透過凸透鏡直接觀察燭焰所成的像;
(5)若在圖乙中的蠟燭和凸透鏡之間放一個 (填“近視”或“遠(yuǎn)視”)眼鏡,需要將光屏遠(yuǎn)離透鏡才能在光屏上再次得到清晰的像。物距u與焦距f的關(guān)系
像的性質(zhì)
像距v與焦距f的關(guān)系
相對凸透鏡的位置
應(yīng)用
正倒
小小
虛實
u>2f
倒立
縮小
實像
f
這是一份初中第1節(jié) 透鏡學(xué)案,共31頁。學(xué)案主要包含了凸透鏡和凹透鏡,透鏡對光的作用,焦點和焦距,透鏡的三條特殊光線等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份八年級上冊第1節(jié) 溫度導(dǎo)學(xué)案,共29頁。學(xué)案主要包含了溫度,溫度計,攝氏溫度,溫度計的使用等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份人教版(2024)八年級上冊(2024)第3節(jié) 凸透鏡成像的規(guī)律學(xué)案,共30頁。學(xué)案主要包含了探究凸透鏡成像的規(guī)律,凸透鏡成像規(guī)律及應(yīng)用等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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