2024_2025学年八年级物理上册5.3凸透镜成像的规律习题含解析新版新人教版.docVIP

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凸透镜成像的规律

本节学问学习的重难点是通过试验探究并理解凸透镜的成像规律。中考命题多以通过物距与焦距的关系或物距与像距的关系推断像的性质，变更物距的大小来推断像的变更为主。凸透镜的成像规律是近年来各地中考的热点，题型以选择题、填空题和试验与探究题等为主，难度较大。

一、试验探究：凸透镜成像

1．凸透镜成像的三个重要物理量：焦距、物距、像距。

a．凸透镜的焦点到光心的距离称为焦距，用f表示。

b．物体到透镜光心的距离叫做物距，用u表示。

c．像到透镜光心的距离叫做像距，用U表示。

2．试验过程

试验装置：光具座蜡烛、凸透镜、光屏、火柴

a．测出凸透镜的焦距；

b．把蜡烛凸透镜和光屏依次放在光具座上，调整烛焰、凸透镜、光屏，使三者的中心大致在同一~高度上；

c．点燃蜡烛，使蜡烛尽可能远离凸透镜，即让物体在二倍焦距外，移动光屏，在光屏上呈现烛焰清楚的像，登记此时的物距和像距，视察所成像的特点；

d．将蜡烛依次放到二倍焦距处、一倍焦距和二倍焦距之间、焦点等区域，然后移动光屏，看能否在光屏上得到烛焰清楚的像，若能成像，登记对应的物距和像距，并视察所成像的特点；

e．将蜡烛放在焦点以内，先移动光屏看能否承接到像，若不能，再从光屏一侧透过凸透镜视察烛焰所成的像，并登记所成像的特点；

f．变更物距(即变更蜡烛的位置)，重复几次以上试验操作。参考试验记录数据如下表：

焦距f/cm

像的性质

像距u/cm

物距v/cm

像的其他性质

12

倒立、縮小

60

15

像与物分居透镜的两侧，能用光屏承接

48

16

倒立、等大

24

24

像与物分居透镜的两侧，能用光屏承接

倒立、放大

16

48

像与物分居透镜的两侧，能用光屏承接

15

60

不成像

12

折射光线平行于主光轴

正立、放大

8

在光屏一侧透过透镜视察到像与物在透镜同侧，不能用光屏承接

6

e．分析与论证：对比归纳以上数据得出凸透镜成像规律如下表：

f．探究结论：由凸透镜成像规律可以总结出以下两点。

(1)焦点是成实像和虚像的分界点，2倍焦距处是成放大像和缩小像的分界点。

(2)不论成实像还是成虚像，物体离焦点越近，所成的像越大，像离凸透镜也越远。

3．试验说明

a．本试验中所选凸透镜的焦距最好在10~20?cm，太大或太小都不便利。

b．应把蜡烛、凸透镜、光屏按依次放在光具座上，将凸透镜放置在光具座的中心位置，调整凸透镜和光屏的高度，使凸透镜的光心、光屏的中心跟烛焰的中心大致在同一高度上，这样做的目的是使烛焰通过凸透镜所成的像能完整地落在光屏的中心，便于视察。

c．随着试验的进行，像在光屏上的位置越来越高，缘由是蜡烛燃烧的时间越长，蜡烛越短，所以像的位置越高，调整方法有将蜡烛向上移动或将凸透镜和光屏同时向下移动。

d．试验过程中无论如何移动光屏都找不到像的缘由：①蜡烛在焦点以内；②蜡烛在焦点上；③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同-高度；④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座上的光屏无法移到该位置。

f．在试验过程中，若用不透光的纸板拦住凸透镜的上半部分，然后前后移到光屏，能否在光屏上看到完整的像？能看到完整的像，只是像会暗淡一些。

二、凸透镜成像的光路图

利用凸透镜的三条特别光线中的两条或三条可以画出对应的光路图，从而推断像距的大小和成像的具体状况，这是理解凸透镜成像规律的好方法，具体图示如下：

（1）成实像时，物近像远像变大：从图中我们可以看出，物体在D、C、B三点成的像为实像，且随着物体靠近透镜，像却远离透镜，而且像渐渐变大。在照相时，假如我们想使像大些，那就要让物体靠近相机，同时把镜头向前推，以增大镜头和底片之间的距离，即增大像距。

（2）成虚像时，物体越靠近焦点，像越大：光路图如下面左图所示。

（3）凸透镜成的实像是全部折射光线的交点，虚像是全部折射光线反向延长线的交点：蜡烛火焰发出的光线有多数条，其中照到凸透镜上被折射的也有多数条，这多数条折射光线的交点就是实像的位置，假如折射光线不能相交，那么它们的反向延长线的交点就是虚像的位置，所以成实像时，假如把凸透镜拦住一半，它成的像依旧是完整的，只不过照到光屏上的折射光线削减，像变暗。

（4）凸透镜成的实像上下左右都颠倒：凸透镜成的实像不仅上下颠倒，左右也是颠倒的。

重难点01凸透镜成像规律

如图所示，让一束平行光经过一凸透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光屏，小明用此透镜做“探究凸透镜成像规律”的试验，下列说法不正确的是

A．当物体距透镜8cm时，成正立的像

B．当物体距透镜16cm时，成倒立、放大的实像

C．当物体从距透镜20cm处远离透镜的方向移动时，所成的像渐渐变小

D．当物体从距透镜20cm处靠近透镜移动时，要得到清楚的像应使光屏靠近透镜

【参考答案】D