4.5 科学探究：凸透镜成像（解析版） .docxVIP

沪科版八年级上

第四章《多彩的光》

4.5科学探究：凸透镜成像

【知识梳理】

1.透镜

①透镜的种类

[1]凸透镜：中间厚，边缘薄的透镜，对光线具有会聚作用（会聚透镜）

[2]凹透镜：中间薄，边缘厚的透镜，对光线具有发散作用（发散透镜）

②透镜相关的几个概念

[1]主光轴：通过两个球面球心的直线。

[2]光心：（O）即薄透镜的中心。性质：通过光心的光线传播方向不改变。

[3]焦点（F）：凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这个点叫焦点。

[4]焦距（f）：焦点到凸透镜光心的距离

③透镜三条特殊光线

凸透镜：凹透镜：

2.凸透镜成像规律

在研究凸透镜成像实验中，需要用到的实验器材是：带刻度的光具座、蜡烛、凸透镜、光屏和火柴，实验时在光具座上从左到右依次放置蜡烛、凸透镜和光屏，为了使烛焰的像能成在光屏的中间，首先要调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度。实验时先在带刻度的光具座上固定凸透镜，然后调整蜡烛的位置，最后移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰像为止，并观察像的性质，同时在光具座刻度上读出此时的物距和像距，并和凸透镜的一倍焦距和二倍焦距作比较得出结论。

物距u

像距v

成像性质

u2f

fv2f

倒立缩小的实像

u=2f

v=2f

倒立、等大的实像

fu2f

v2f

倒立、放大的实像

u=f

不成像

uf

vu

正立、放大的虚像

【易错点】

1.若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：

蜡烛在焦点以内；烛焰在焦点上；烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。

2.实验过程中，蜡烛变短，像会成在光屏上方。此时可采取的方法有：将蜡烛上移；将光屏上移；将凸透镜和光屏同时下移。

【规律总结】

（1）二倍焦距处为放大实像与缩小实像的分界点；

（2）焦点处是成实像与成虚像的分界点，但焦点处是不成像点；

（3）物在焦点外，物离凸透镜越近，像越大，像距也越大（即成实像时，物近像远像变大）。

（4）物在焦点内，物离凸透镜越近，像越小，像距也越小（即成虚像时，物近像近像变小）。

【典例分析】

（2022·山东枣庄·中考真题）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上能成等大清晰的像。关于本实验下列说法正确的是（）

A．凸透镜的焦距是20cm

B．把蜡烛移至刻度尺10cm处，凸透镜不动，移动光屏，能在光屏上得到清晰的像

C．把蜡烛移至刻度尺32cm处，凸透镜不动，移动光屏，能在光屏上得到清晰的像。这与照相机的成像原理相同

D．把蜡烛移至刻度尺45cm处，凸透镜不动，移动光屏，会再次在光屏上得到清晰的像

【答案】B

【解析】A．当物距等于二倍焦距时，凸透镜成等大像时，由图可知

u=20cm=2f

解得f=10cm，故A错误；

B．把蜡烛移至刻度尺10cm处，凸透镜不动，此时物距40cm，大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，移动光屏，能在光屏上得到清晰的倒立的缩小的实像，故B正确；

C．把蜡烛移至刻度尺32cm处，凸透镜不动，此时物距为18cm，等于一倍焦距而小于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，移动光屏，能在光屏上得到清晰的倒立的放大的实像，这与投影仪的成像原理相同，故C错误；

D．把蜡烛移至刻度尺45cm处，凸透镜不动，此时物距为5cm，小于焦距，根据凸透镜成像规律可知，此时成的是虚像，不能在光屏上不成像，故D错误。

故选B。

【思路小结】

据图可知物距和相距大小，从而分析得出此时应用的成像规律，判断出焦距的大小范围。根据成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小判断出凸透镜动态变化特点。

【夺冠训练】

一、单选题

1．（2022·广西桂林·中考真题）在如图所示的光学元件中，属于凸透镜的是（）

A．B．C．D．

【答案】C

【解析】AB．中间薄，边缘厚的透镜是凹透镜，故AB不符合题意；

C．该透镜中间厚，边缘薄，属于凸透镜，故C符合题意；

D．该元件厚度相同，不是凹透镜，也不是凸透镜，故D不符合题意。

故选C。

2．（2022·湖南长沙·中考真题）我国出土的文物“水晶饼”为中部鼓起的透明圆饼，古籍记载“正午向日，以艾承之，即火燃”。关于“水晶饼”利用太阳光生火，下列说法正确的是（）

A．这是光的反射现象 B．这是光的色散现象

C．“水晶饼”对光有会聚作用 D．“水晶饼”对光有发散作用

【答案】C

【解析】A．“水晶饼”相当于凸透镜，发生的是光的折射现象，故A错误；

B．光的色散现象是指太阳光（白光）透过三棱镜分解成各种色光的现象，故B错误；

CD．“水晶饼”相当于凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，把一束太阳光的能量会聚到