1、4.3 凸透镜的成像规律 理解凸透镜成像规律； 知道凸透镜成像倒立、缩小（或放大）实像的条件及应用； 知道凸透镜成正立、放大虚像的条件； 掌握探究凸透镜成像的过程。能在探究活动中，初步获得提出问题的能力，通过探究活动，体验科学探究的全过程和方法，学习从物理现象中归纳科学规律的方法； 实验探究凸透镜的成像规律；(1) 物距和像距物距：物体到凸透镜光心的距离，常用u表示。像距：像到凸透镜光心的距离，常用v表示。(2) 探究凸透镜成像规律的步骤1 利用太阳光聚焦法测定凸透镜的焦距。2 将凸透镜放在蜡烛与光屏之间，点燃蜡烛，为使烛焰的像成在光屏中央，调整烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。3 把蜡
2、烛放在与凸透镜距离大于二倍焦距的地方，即u2f，沿直线移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察这个像是倒立的还是正立的，是放大的还是缩小的。改变物距u，重做这一步。4 把蜡烛移向凸透镜，使蜡烛与凸透镜间的距离等于二倍焦距，即u=2f，移动光屏，观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。5 把蜡烛再移近凸透镜，让蜡烛与凸透镜间的距离在一倍焦距与二倍焦距之间，即fu2f，移动光屏，观察像到凸透镜的距离，像的倒正和大小。改变物距u，重做这一步。6 把蜡烛继续移近凸透镜，让蜡烛在凸透镜的焦点上，即u=f，移动光屏，看是否能够成像。7 把蜡烛移到凸透镜的一倍焦距以内，即uf，移动光屏，在光屏上看不
3、到烛焰的像。从光屏这一侧透过凸透镜用眼睛直接观察烛焰。考点一凸(凹)透镜成像情况的判断例1一凸透镜的焦距是8cm，将点燃的蜡烛放在离凸透镜12cm处，则所成的像是（B）A正立、缩小的虚像 B倒立、放大的实像C倒立、缩小的实像 D倒立、缩小的虚像【答案】B【解析】因为fu2f，f20cm2f，解两个不等式得:10cmf2f，2fvf，成倒立缩小的实像，此时光屏在二倍焦距之外，不会得到清晰的像，故A错误；B此时若只将蜡烛向右移动，把蜡烛移到距光屏一倍焦距与二倍焦距之间时，可以在光屏得到一个倒立放大的像，B正确；Cu=v=2f，凸透镜成倒立等大的实像，由图可知，将蜡烛移到30cm刻度处u1=50cm
4、-30cm=20cm2f则移动光屏不能在屏上得到清晰等大的像，故C错误；D将蜡烛移到40cm刻度处u2=50cm-40cm=10cm物距满足uf，成正立放大的虚像，虚像不能成在光屏上，故D错误。故选B。4B【解析】【分析】【详解】由于灯丝在墙上有一个清晰的像，说明此时凸透镜成的是实像，而实像都是倒立的。由图知道，此时的物距小于像距，所以，说明此时的物距是fu2f，即成的像是倒立的放大的实像。灯又因为丝发出的光只有一部分经过凸透镜折射后在墙壁上成像，所以，其亮度要比灯丝暗，故选B。5C【解析】A. 探究光的反射定律时，硬纸板采用较粗糙的纸板可以显示光的传播路径，故A正确；B. 探究平面镜成像特点
5、时，使用两支相同的蜡烛，当蜡烛和像重合时便于比较像与物的大小关系，故B正确；C. 探究光的析射特点时，当光从空气垂直于水面射入水中时，传播方向不变，故C错误；D. 探究凸透镜成像规律时，因为蜡烛、凸透镜、像是在同一直线上的，所以当蜡她燃烧变短，光屏上的像会向上移动，D正确；故选C点睛：因为过凸透镜光心的光线传播方向不变，所以蜡烛、凸透镜、像是在同一直线上的，据此可快速判断当蜡她燃烧变短，光屏上的像的位置变化6B【解析】【分析】【详解】根据题干条件，此时所成的像是倒立放大的实像，所以满足：5cm=fu2f=10cm，处于这一物距范围内的只有7.5cm故选B7D【解析】【分析】【详解】A该人走近还
6、是走远时，所成的像是倒立的实像，不是正立的，A错误；B如果该人远离镜头，那么物距变大，像距变小，像更靠近焦点，如果还想要像成在成像板上，那么焦距应该变大，焦点不可能在a点，B错误；C D如果该人靠近镜头，那么物距变小，像距变大，像更远离焦点，如果还想要像成在成像板上，那么焦距应该变小，焦点不可能在c点，可能变在b点，C错误、D正确8C【解析】【分析】【详解】将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透,物距逐渐增大,根据凸透镜成的实像时有:物远(物距变大)像近(像距变小)像变小,像距逐渐减小,从到,但像距只能接近1倍焦距,而不能小于1倍焦距,故只有C正确,ABD错误.所以C选项是正确的.【点睛】根据凸
7、透镜成实像时:物远(物距变大)像近(像距变小)像变小分析.9C【解析】【分析】考查凸透镜成像时物距、像距变化问题【详解】用照相机给某人拍完半身像以后，改为全身像，像变小，需要增大物距，同时减小像距。所以要照相机远离该同学，增大镜头与人之间的距离，镜头向后调，减小镜头和底片之间的距离。故选C。10C【解析】【分析】【详解】A近视眼观察远处物体时，像成在视网膜的前方，为使光线延迟会聚，应佩戴具有发散作用的凹透镜来矫正，故A错误；B手机摄像头是利用物距大于二倍焦距时，成倒立缩小实像的规律工作的，因此，用手机扫描二维码时，应使二维码位于手机镜头的两倍焦距以外，故B错误；C要使投影仪成像变大，应减小物距
8、，增大像距，所以，应使投影仪远离屏幕（增大像距），同时使镜头靠近投片（减小物距），故C正确；D放大镜成正立放大的虚像，故D错误。故选C。11可能稍小不会【解析】【分析】【详解】1白纸上呈现并非最小的圆形光斑，则光斑可能在焦距以前，也可能在焦距以后，所以透镜的焦距f可能大于L。2移动透镜，找到较远的窗户在墙壁上成清晰的像，此时透镜到墙壁的距离为9cm，由于此时物距远远大于二倍焦距，则像距靠近焦点处，透镜的焦距比9cm要小一些。3凸透镜上有一黑色污迹，会挡住一部分光线，但仍然能成像，在光屏不会出现黑点。12左缩小【解析】【分析】当物体在2倍焦距点上，像成在2倍焦距点上，成倒立等大的实像；凸透镜成实
9、像时，物距变大，像距变小，像变小。【详解】12蜡烛放在30cm刻度处，在光屏上得到一个倒立、等大的像，此时的物距等于像距，都等于二倍焦距，即u=v=2f=20.0cmf=10.0cm将蜡烛移到图示位置，此时的物距大于二倍焦距，物距变大了，则像距会减小，像会变小，所以应将光屏向左移动，在光屏上成倒立、缩小的实像。13左照相机【解析】【分析】【详解】(1)1凸透镜成像时，物体发出的光经凸透镜折射后会聚于像点，所以光线AC经凸透镜折射后，折射光线过像点A，连接CA即为这条光线经过凸透镜后的折射光线；如图所示：(2)2过A点作平行于凸透镜主光轴的光线，其折射光线会通过像点A，与主光轴的交点即为焦点F。
10、如图所示：(3)34根据凸透镜成实像时，物近像远像变大，把AB向左移动，物距增大，像距变小，即AB的像向左移动，像的大小是变小。由图知，物距大于像距，物体成倒立、缩小的实像，应用：照相机。14凸焦点内远【解析】【分析】【详解】1小明的奶奶是老花眼，是远视眼，应佩戴凸透镜矫正。23因放大镜成像时物距小于焦距，所成的像是正立放大的虚像，而成像时物距越小，像距越小，虚像越小，反之，像变大，所以用放大镜看书本上的字，使放大镜离书本远一些。15凸缩小变大【解析】【分析】摄像头是利用凸透镜成像的规律制成的，摄像头的镜头是一个凸透镜；凸透镜成像的三种情况及其应用之一：u2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机
11、和摄像机；凸透镜成实像时，物近像远像变大。【详解】12摄像头相当于一个凸透镜，其成像的原理是：当物距大于二倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像。3当取款人逐渐靠近取款机时，物距变小，像距变大，所以他所成的像会逐渐变大。16凸透缩小实20【解析】【分析】【详解】摄像头和照相机的镜头相同，都是一个凸透镜，成倒立、缩小的实像此时物距要大于凸透镜的二倍焦距，凸透镜焦距是10cm，所以人到镜头的距离应大于20cm.17C见解析【解析】【分析】根据图中蜡烛、透镜、光屏的位置关系判断像的特点，成实像时的动态变化规律是：物近像远像变大，物远像近像变小。【详解】12由图知fu2f，v2f此时光屏上成倒立放大的实像
12、，当把凸透镜向左移动时，物距变小，像距变大，光屏上得到的像变大，当把凸透镜向右移动时，物距变大，像距变小，光屏上得到的像变小。故C正确。18虚物距小于焦距【解析】【分析】【详解】由图知，所成的像是由折射光线的反向延长线会聚而成，所以是虚像；根据凸透镜成像的规律，当物距小于焦距时，成正立、放大的虚像19cbdF放大缩小【解析】【分析】物距小于焦距成正立放大虚像。虚像不能成在光屏上。物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像，像距大于二倍焦距。物距等于二倍焦距成倒立等大实像，像距等于二倍焦距。物距大于二倍焦距成倒立缩小实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距。物距等于焦距，折射光线平行射出，此时不能成像
13、。【详解】(1)1要成实像，首先物距大于焦距，物距越小成的像越大，所以在c点成的像最大。(2)2当物距等于2倍焦距时，成倒立等大的实像，所以在b点成的像是等大的。(3)3虚像不能成在光屏上，当物距小于焦距时，成正立放大的虚像，所以在d点光屏上观察不到像。(4)4当物体放在焦点处时，折射光线平行射出，此时不成像，所以在F处凸透镜不可能成像。(5)56c点在1倍焦距和2倍焦距之间，所以成放大、倒立的实像。若将蜡烛和光屏的位置对调，根据光路的可逆性，此时应成倒立、缩小的实像。20漫反射实像像没有刚好成在光学感应器上（或像成在光学感应器的下方）【解析】【分析】【详解】(1)当发光二极管的光照射在粗糙的
14、鼠标垫上时，发生漫反射；(2)当鼠标移动时，感应器会连续拍摄鼠标垫表面所成的像，并利用数字信号处理来比较各个影像，说明光学感应器上所成的像是实像；(3)鼠标悬空相当于增大了物距，这时候像距会变小，像变小，因为成像透镜和光学感应器距离是不变的，导致像成在光学感应器下方21同一高度放大投影仪靠近A远离【解析】【分析】【详解】(1)1将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上。点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在同一高度。(2)23实验过程中，凸透镜始终固定在光具座50cm刻度线处。当蜡烛距离凸透镜15cm时，fu2f，凸透镜成倒立放大的实像，移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、
15、放大的实像；利用该成像规律制成的光学仪器是投影仪。(3)4接下来小伟将蜡烛向远离凸透镜方向移动一段距离，为了能在光屏上再次看到烛焰清晰的像，根据凸透镜成实像时，物近远像近像变小，他应将光屏向靠近透镜方向移动。(4)5蜡烛在燃放中不断缩短，向下移动，光屏上的像向上移动，要使像能够成在光屏中央，只需要将凸透镜向下移动一些。故选A。(5)6近视眼镜是凹透镜，在凸透镜的前方放一个凹透镜，使原来会聚的光线向后会聚，所以光屏向后移动，远离凸透镜。22同一高度缩小照相机能光路的可逆性投影仪上下【解析】【分析】【详解】(1)1器材位置正确放置后，点燃蜡烛，为了使烛焰的像成在光屏中央，应使烛焰、凸透镜和光屏的中
16、心大致在同一高度。(2)23由图可知，此时物距大于像距，则所成的是倒立、缩小的实像，其应用是照相机。(3)456如果将蜡烛与光屏的位置互换，光屏上能看到清晰的像，原因是光路的可逆性，此时成倒立放大的实像，符合投影仪的原理。(4)78凸透镜成实像是倒立的，蜡烛燃烧变短时，烛焰向下移动，根据通过光心的方向不变，那么光屏上的像要向上移动，为了能让所成清晰的像回到光屏中央，可将凸透镜向下移动。2310.0倒立缩小实照相机倒立放大右大凸【解析】【分析】【详解】(1)1平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点。焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，由图可知，该凸透镜的焦距f30.0cm20.0cm10.0cm该凸透镜的焦距为10.0cm。(2)2345由图可知，此时的物距要大于像距，故凸透镜成倒立；缩小的；实像；照相机是利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理工作的。(3)67蜡烛在35cm处，则此时物距为50cm35cm15cm此时fu2f，所以成倒立；放大的实像。(4)89蜡烛逐渐靠近凸透镜，物距减小，为再次得到清晰的像，应增大像距，将光屏向右移动；所成的像会变大。(5)10如果向右移动蜡烛后，不移动光屏，可在烛焰和透镜之间放置一个适当的凸透镜，使光线提前会聚，也能在光屏上得到一个清晰的像，故应放置一个凸透镜.
