放大
虚像
透镜两侧
v>u
放大镜
【凸透镜成像规律口决记忆法】
“一焦分虚实,二焦分大小;虚像同侧正,物远像变大;实像异侧倒,物远像变小”
(四)凸透镜成像规律的应用:
1、照相机与眼睛
a.人的眼睛与照相机都利用凸透镜成像规律,使物体成倒立、缩小的实像。
b.近视眼需佩戴凹透镜,老花眼需佩戴凸透镜。
2、望远镜与显微镜
a.构造:
由两个透镜组成,分为目镜(靠近眼睛的透镜)和物镜(靠近物体的透镜)。
3、投影仪:
为了使幕上的像“正立”(朝上),幻灯片要倒着插。
2、典型例题
例1老奶奶用放大镜看报时,为了看到更大的清晰的像,她常常这样做( )
A.报与放大镜不动,眼睛离报远些
B.报与眼睛不动,放大镜离报远一些
C.报与放大镜不动,眼睛离报近一些
D.报与眼睛不动,放大镜离报近一些
解析:
放大镜是凸透镜,由凸透镜成像实验可以看出,当物体在一倍焦距以内的时候,物距越大,像距越大,像也越大。
也可从成像原理得出结论,平行于主轴的光线不变,而随着物体的远离透镜,过光心的光线越来越平缓,所以两条光线的反向延长线交点就离透镜越远,像就越大。
也就是在一倍焦距以内的时候,物体离焦点越近,像越大。
所以答案为B。
例2小明拿着一个直径比较大的实验用的放大镜,伸直手臂观看远处的物体,他可以看到物体的像,下面说法中正确的是( )
A.射入眼中的光一定是由像发出的
B.像一定是虚像
C.像一定是倒立的
D.像一定是放大的
解析:
放大镜是凸透镜,在手拿凸透镜,并伸直了手臂看远处的物体时,物距远大于两倍焦距,所以会成像在手内侧稍大于一倍焦距处。
而人的眼睛在一个手臂以外,所以进入人眼的光线肯定是折射光线汇聚成像后再分开的光线,我们看到就好像是从像发出的。
这个像肯定是倒立缩小的实像。
所以答案是C。
而选项A中并非所有进入人眼的光线都是从像发出来的。
二、作为放映机镜头的应用
例3在农村放映电影,试镜头时,发现屏上的影像小了一点,应当怎样调整放映机( )
A.放映机离屏远一些,胶片离镜头远一些
B.放映机离屏远一些,胶片离镜头近一些
C.放映机离屏近一些,胶片离镜头远一些
D.放映机离屏近一些,胶片离镜头近一些
解析:
这是一道凸透镜的应用题,电影放映机镜头(凸透镜)的焦距是不变的,根据凸透镜成像规律,胶片距透镜焦点的距离越近,屏上成的像越大,同时,屏离透镜越远。
从上述分析可知,本题的正确选项为B。
三、作为照相机镜头的应用
例4某同学拍毕业合影后,想拍一张单身像。
摄影师应采取的方法是( )
A.使照相机靠近同学,同时镜头往后缩,离胶片近些
B.使照相机靠近同学,同时镜头往前伸,离胶片远些
C.使照相机远离同学,同时镜头往后缩,离胶片近些
D.使照相机远离同学,同时镜头往前伸,离胶片远些
解析:
照相机镜头相当于一个凸透镜。
镜头后是暗箱,胶片装在暗箱底部,胶片相当于光屏;当拍完合影后,再拍单身像,像要变大。
成像时要使像变大,物距应减小,同时增大像距,即拉长暗箱或使镜头前伸。
从上述分析可知,本题的正确选项为B。
例5用照相机拍摄水池底部的物体时,若保持照相机的位置不变,比较池中有水和无水两种情况(假设两种情况下,人眼看到的物体等大),则有水时()
A.暗箱应略短一些,得到的像会略大些
B.暗箱应略短一些,得到的像会略小些
C.暗箱应略长一些,得到的像会略大些
D.暗箱应略长一些,得到的像会略小些
解析:
根据照相机成像原理,当物距减小时,像距变大,要在胶片上得到物体清晰的像,应将暗箱适当拉长一些,同时,胶片上的像将比原来的像略大一些。
本例中,池底的物体在有水与无水两种情况下,相对于照相机镜头的距离是不同的;由于光的折射作用,池中有水时相当于物距减小了。
根据成像原理可知,正确选项为C。
例6测绘人员绘制地图时,需要在空中的飞机上向地面照相,称为航空摄影,若使用航空摄影照相机的镜头焦距为50mm,则底片到镜头的距离为()
A.10mm之外
B.略小于50mm
C.略大于50mm
D.等于50mm
解析:
航空摄影是指在飞机上向地面拍照,由于物体距离凸透镜非常远,可以看成从无限远处入射的光线,它所成的像应当略大于焦距。
故本题的正确选项为C。
3、课堂练习
1.一个焦距为10cm的凸透镜,当物体从离透镜30cm处逐渐移到离透镜20cm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
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.当物距___________2倍焦距时,凸透镜成的像是___________实像;当物距___________焦距时,成虚像,并且虚像的尺寸___________。
4.一个物体在凸透镜前20cm处,在屏上成一倒立缩小的像,则透镜的焦距f()
A.10cm10cmC.f<10cmD.f>20cm
5.许多家庭的门上都装有防盗门镜(俗称“猫眼”)。
从室内透过防盗门镜向外看,可以看到来客的正立、缩小的像。
由此可以断定,此时防盗门镜的作用相当于一个()
A.凸透镜B.凹透镜C.凸透镜和凹透镜D.玻璃砖
6.(2010天津模拟)如图3-3-1所示,凸透镜的焦距为8cm,当物体AB放在该凸透镜主轴上距离凸透镜12cm的位置处时,调整光屏的位置使光屏上出现该物体清晰的像,则在光屏上得到一个()
图3-3-1
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.正立放大的虚像
7.(2010江苏连云港模拟)如图3-3-2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()
图3-3-2
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
8.(2010江苏徐州课改区模拟)如图3-3-3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。
图3-3-3
9.(2010河南模拟)在观察凸透镜成像的实验中,光屏上已成清晰、缩小的像,当烛焰向透镜靠近时,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向____________(填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动,若要观察到烛焰放大的虚像,烛焰到透镜的距离应____________透镜的焦距。
10.有一焦距为10cm的凸透镜,将物体从离凸透镜30cm处沿主光轴移到距透镜20cm处,这个过程中所成的像()
A.始终是正立、放大的实像B.始终是倒立、放大的实像
C.离透镜越来越远,像变大D.离透镜越来越近,像变小
11.(2010山东滨州模拟)张晨在做研究凸透镜成像的实验时,保持凸透镜位置不变,如图3-3-5所示,先后使烛焰位于a、b、c、d四点,并分别调整光屏的位置。
实验后,他归纳出以下说法,其中错误的是()
图3-3-5
A.烛焰位于a点时,屏上出现的实像最小B.烛焰位于b点时,成放大的实像
C.烛焰位于c点时,屏上出现的实像最大D.烛焰位于d点时,成放大的实像
12.一物体放在凸透镜前18cm处,在透镜另一侧20cm处成一清晰像,则此透镜的焦距()
A.一定大于20cmB.一定小于9cm
C.一定在10cm到8cm之间D.一定在9cm到10cm之间
13.在研究凸透镜成像实验时,当烛焰离透镜12cm时成的是放大的实像,当烛焰离透镜7cm时成的是放大的虚像,则这个透镜的焦距不可能是下列的哪个值()
A.8cmB.10cmC.11cmD.14cm
14.一物体沿凸透镜的主光轴移动,当物距为30cm时,在凸透镜另一侧的光屏上得到一个放大的实像,当物体移到物距为15cm时,它的像一定是()
A.放大的实像B.缩小的实像C.放大的虚像D.缩小的虚像
15.在观察凸透镜成像的实验中,把物体从距凸透镜2倍焦距之外逐渐向凸透镜靠拢的过程中,光屏上所成的像将()
A.一直变大B.一直变小C.先变大后变小D.先变小后变大
16.一个物体在凸透镜前的主光轴上,在凸透镜另一侧的光屏上形成该物体的明亮、清晰的实像,当用不透光的物体遮住凸透镜的上半部分后,物体此时在光屏上形成的像是()
A.只有上半部分,亮度不变B.只有下半部分,亮度不变
C.与原来相同,亮度不变D.与原来相同,亮度变暗
17.(2010江苏南通模拟)小明在做“凸透镜成像”实验时,将点燃的蜡烛放在凸透镜前20cm处,在透镜另一侧的光屏上观察到缩小的像。
小明又把点燃的蜡烛置于原来的光屏处,则所成像的性质是()
A.倒立放大的实像B.正立放大的虚像C.倒立缩小的实像D.倒立等大的实像
18.在凸透镜2倍焦距以外的地方,沿主光轴方向平放一根粗细均匀的棒AB,如图3-3-6所示,则形成的像A′B′为
图3-3-6
A.比实物短,且B′端比A′端粗B.比实物短,且A′端比B′端粗
C.比实物长,且B′端比A′端粗D.比实物长,且A′端比B′端粗
19.(2010福建莆田模拟)在研究凸透镜成像实验中,当烛焰离凸透镜的距离小于焦距时,眼睛通过透镜观察到的虚像可能是图3-3-7中的()
图3-3-7
20.在“研究凸透镜成像”的实验中,当凸透镜、烛焰和光屏放在图3-3-8中A、B、C三个位置时,屏上成一个缩小的像,则在A点位置放的是____________,在B点位置放的是____________,在C点位置放的是____________。
图3-3-8
21.(2010广西柳州课改区模拟)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中。
(1)实验时,应使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在________________________。
(2)所用凸透镜的焦距为10cm。
某同学的实验数据如下表。
次数
物体到凸透镜的距离/cm
像到凸透镜的距离/cm
像的大小(放大或缩小)
像的正倒
1
30
15
缩小
倒
2
20
20
等大
倒
3
14
35
放大
倒
4
10
/
不成像
/
5
8
/
放大
正
①分析1、2、3次实验的数据可知____________、____________、____________。
②在第5次实验中,从____________一侧透过透镜看到在____________一侧放大的像。
初二物理3.3探究凸透镜成像的规律——习题——答案
1,思路解析:
由于f=10cm,当u=30cm时成倒立缩小的实像且像距在10cm到20cm之间,当u=20cm时成倒立等大的实像且像距为20cm,即像由缩小到等大,像距由10cm到20cm之间变为20cm。
答案:
B
2,思路解析:
对于一个确定的凸透镜,焦距是唯一的,成像的情况只取决于物体距离凸透镜的远近。
答案:
大小虚实正倒位置焦距
3,思路解析:
物距大于2倍焦距,凸透镜成倒立的实像,当物距小于焦距时成放大的虚像。
答案:
大倒立小于大于物的尺寸
4,思路解析:
解决这类问题的关键是根据凸透镜的成像特点和成像条件,物体通过凸透镜成倒立、缩小的实像,物距必然大于2倍焦距,即u>2f。
本题中有20cm>2f,解不等式得:
f<10cm。
答案:
C
5,思路解析:
它是由凹透镜和凸透镜组合而成的。
从室内通过”猫眼”向室外观看,可以看到室外正立缩小的景象,能看到较大的范围情况;凹透镜对光线有发散作用,才会看到较大的范围,凹透镜应在外边,两透镜之间的距离等于凸透镜的焦距。
答案:
C
6,思路解析:
根据凸透镜成像规律可以知道,当f
当u>2f时,成倒立、缩小的实像,所以B错。
当u答案:
A
7,思路解析:
由题意可知u=30cm,u=2f,求出焦距f=15cm。
若透镜位置不变,将蜡烛移到刻度为30cm处,此物距变为10cm。
当物距小于焦距时,在光屏上得不到蜡烛的像,即成虚像。
答案:
D
8,思路解析:
本实验应将蜡烛、光屏和凸透镜调整到同一高度;若像变大,应减小物距,蜡烛向右移。
答案:
降低光屏的高度倒右
9,思路解析:
凸透镜成实像的变化规律是:
当物距大于焦距时,凸透镜都能成实像,且像距也在大于焦距的范围内。
若物体逐渐向凸透镜移动,向焦点靠近,则像逐渐远离透镜,且逐渐放大;若物体逐渐远离凸透镜,则像逐渐向凸透镜移动,接近焦点,且逐渐缩小。
所以,题中应先后填上“远离”和“小于”。
答案:
远离小于
10,思路解析:
由凸透镜成像规律可知,当物距在2倍焦点以外运动时,所成的像始终为倒立、缩小的实像,但物距越小,像越大,像距越大。
答案:
C
11,思路解析:
烛焰在d点时,位于焦点以内,成正立、放大的虚像,故D选项错误。
答案:
D
12,思路解析:
由于本题中物像异侧,说明此像是一实像;又由于像距比物距大,可推知此像是一放大、倒立的实像,此时物体应在一倍焦距和二倍焦距之间,像在另一侧的二倍焦距之外。
即f<18cm<2f①
20cm>2f②
综合①②解得9cm答案:
D
13,思路解析:
根据题意当u=12cm时成放大的实像、u=7cm时成放大的虚像可得出:
f<12cm<2f,7cm而14cm不在这个范围内。
答案:
D
14,思路解析:
从条件“当u=30cm时,成放大的实像”可得:
f<30cm<2f,即15cm<f<30cm。
当物体移到物距为15cm时,即物体在焦距之内,成正立放大的虚像。
答案:
C
15,思路解析:
在凸透镜成像的情况中,当物体的位置发生移动时,像的位置也随之移动,像与物是朝同一方向移动的。
当物体从二倍焦距之外移向凸透镜时,像做远离凸透镜的运动,且像变大;当物体离凸透镜接近二倍焦距时,像也接近凸透镜接近二倍焦距,像继续变大;当物继续移向凸透镜,像仍做远离凸透镜的运动,当物距小于1倍焦距时,像变为虚像,像仍变大;当物继续靠近凸透镜,像仍做远离凸透镜的运动,像继续变大,所以A正确。
答案:
A
16,思路解析:
解此题的关键在于正确理解凸透镜成实像的原理:
物体射出的光经凸透镜折射后会聚在透镜后面的光屏上,形成物体的实像,无论透镜多大都能成像,只是镜面小一些,透光量少些,像暗淡一些,不会影响像的完整性,尽管题中条件是将凸透镜上半部分遮住不透光,物体仍能够由它的下半部分透光成像,并且能够成一个完整的像,但是会聚在光屏上的光会少一些,像变暗,应选D.
答案:
D
17,思路解析:
凸透镜成像的规律是,物在2倍焦距以外时,成倒立、缩小的实像。
由题干可知,点燃的蜡烛成的是倒立、缩小的实像。
像距小于2倍焦距而大于1倍焦距。
如果在像的位置上放物体,那么物距就是在1倍焦距与2倍焦距之间,成像在2倍焦距以外,且一定是倒立的、放大的实像。
所以BCD错,A正确。
答案:
A
18,思路解析:
因为u>2f所以f<v<2f,成的是倒立缩小的实像,故像A′B′比物体AB短,这样就排除了CD的正确性。
又因A与B两点相比,B点物距小,其像距大,像也变大,故B端的像比A端的像A′要粗些。
答案:
A
19,思路解析:
由题意知u故选B。
答案:
B
20,思路解析:
屏上成的像是实像,要成倒立缩小的实像,物距大于像距,物、像在凸透镜的两侧。
答案:
光屏凸透镜蜡烛
21,答案:
(1)同一高度
(2)物距大于焦距时像是倒立的物距越大,像距越小,物距越小,像距越大物距大于2倍焦距时成缩小的像光屏蜡烛
四、课后练习
1,老花镜的“度数”等于它的焦距的倒数乘100。
请设计一个粗测老花镜度数的最简单方法。
要求写出所用器材、操作步骤和计算公式。
解析:
在解答本题时,可先不用管“度数”的概念是什么,应首先测出镜片的焦距。
1)晴天把镜片放在阳光下,使光线与镜片垂直;
(2)调整镜片与地面的距离,使地面上的光点(或光斑)最小、最清楚;
(3)以米为单位用刻度尺测量镜面到地面上光点的距离,用f表示。
2,如图1所示,S’为点光源S在平面镜MN中的像,SA为光源S发出的一条光线,请画出平面镜MN,并完成光线SA的光路。
图1
精析:
本题关键是根据平面镜成像的对称性,即像与物体的连线与平面镜垂直,像与物体到镜面的距离相等,连接SS’并作其中垂线就是平面镜的位置(如图2所示),其它问题迎刃而解。
答案如图2所示。
图2
2.凸透镜成像问题
3,放映幻灯片时,在屏幕上得到的是幻灯片上景物的( )
A.正立、放大的虚像;
B.正立、放大的实像;
C.倒立、放大的虚像;
D.倒立、放大的实像。
精析:
“正立”与“倒立”是相对的,是相对一定参照物而言的。
放映幻灯片时,大家在屏幕看到的确实是“正立”的像,这里说的“正立”是以日常生活中处于常态的景物为参照物而言的,而光学中说的“倒立”与“正立”是以物为参照物而言的。
像与物同向为“正立”;像与物反向为“倒立”。
放映幻灯片时,幻灯片是倒(以常规景物为参照物)插在幻灯机的光源与镜头之间的,屏幕上的像相对于幻灯片上的图而言是“倒立”的。
实像是由实际光线组成,否则为虚像。
幻灯机屏幕确有光线会聚,故是实像。
正确答案为应为D。
3.动态的成像问题
4,一平面镜与水平桌面成45°角,一小球以1m/s的速度沿桌面向平面镜匀速滚去(如图3所示),则小球在平面镜里的像( )
A.以1m/s的速度做竖直向上运动;B.以1m/s的速度做竖直向下运动;C.以2m/s的速度做竖直向上运动;D.以2m/s的速度做竖直向下运动。
精析:
解题关键是判断小球在平面镜中的像是怎样运动的。
如图4所示,设小球从桌面A滚动到B,根据平面镜成像特点,分别作出小球在平面镜中的像A’和B’,可以知道A’和B’位于竖直方向,且有A’B’=AB。
所以小球在镜中的像以1m/s的速度做竖直向下的运动,选B。
图4
5,图1所示的四幅图,有的能够说明近视眼或远视眼的成像原理,有的给出了近视眼或远视眼的矫正方法。
下列判断正确的是( )
A.图①能够说明远视眼的成像原理,图③给出了远视眼的矫正方法
B.图②能够说明远视眼的成像原理,图④给出了远视眼的矫正方法
C.图①能够说明近视眼的成像原理,图③给出了近视眼的矫正方法
D.图②能够说明近视眼的成像原理,图④给出了近视眼的矫正方法
精析:
此题多次出现在各地中考试卷中形式各异,但要正确解答此题,必须掌握以下知识 答案:
A、D
6,如果长期不注意用眼卫生,会导致近视。
有一种治疗近视眼的手术,采用激光对角膜进行处理,使晶状体和角膜构成的透镜对光的偏折能力变得__________些(选填“强”或“弱”)。
解析:
人们发现佩戴眼镜在舒适性、方便性等方面的缺点,于是,近视的人们期待的“一劳永逸”解决近视的方法应声而出──激光手术。
我们知道近视眼是指光线进到眼睛后不能恰好落在视网膜上,而是落在视网膜前面,因此看到的物像模糊不清。
所以通过激光来“消融”凸起的角膜,也就是说让“晶状体和角膜构成的”透镜系统变薄些,使它们对光的偏折能力减弱。
答案:
弱
7,同学们用盛水的矿泉水瓶模拟眼球中的晶状体,来比较正常眼睛、近视眼睛和远视眼睛的焦距大小。
如图甲所示,他们将盛水的矿泉水瓶正对太阳,上下移动白纸,直到白纸上出现最细的亮线,估测亮线到瓶子侧壁的距离
。
正常水瓶做实验时,
约为8厘米;把水瓶挤压成如图乙所示后测得
为13厘米;把水瓶挤压成如图丙所示后测得
为5厘米。
则以下判断正确的是( )
A.乙模拟的是远视眼,实验可得远视眼的焦距比正常时大
B.乙模拟的是近视眼,实验可得近视眼的焦距比正常时大
C.丙模拟的是远视眼,实验可得远视眼的焦距比正常时小
D.丙模拟的是近视眼,实验可得近视眼的焦距比正常时大
解析:
亮线到瓶子侧壁的距离可以看作是焦距,从前面的分析可知近视眼的焦距较短,远视眼的焦距较长。
答案:
A
8, 凸透镜焦距f等于15cm,当把物体放在主光轴上距光心31cm时,所成的像一定是( )
A.缩小倒立的实像
B.放大倒立的虚像
C.缩小正立的实像
D.放大正立的虚像
分析:
这是直接套用知识点的题型,物距31cm,大于2倍焦距,成倒立缩小的实像,答案为A
9, 如图所示:
B为AC的中点,蜡烛烛焰通过凸透镜后在右侧光屏上成一个清晰的缩小的像,则凸透镜( )
A.应该放在BC之间某处
B.应该放在AB之间某处
C.应该放在B点
D.可能分在蜡烛的左侧某处
分析:
光屏上成清晰的像,那肯定是实像。
根据前面得到的知识点④可知凸透镜应在AC之间。
成缩小的像,说明物距大于2倍焦距,结合知识点⑤,物距大于2倍焦距时,像距应在2倍焦距和焦距之间,也就是说A到凸透镜距离应该比光屏到凸透镜距离远,所以应在BC之间地,答案为A。
10, 做凸透镜成像实验,当蜡烛距透镜15cm时,在光屏上成放大的像,当蜡烛距透镜18cm时,所成的像( )