中考物理实验复习宝典实验七 探究凸透镜成像的规律(考点解读)

实验七 探究凸透镜成像的规律

【设计与进行实验】 1.主要实验器材及作用：

（1）光具座（带光具座）：便于测量物距和像距； （2）光屏：承接蜡烛的像；

（3）凸透镜：对光线有会聚作用，应放在蜡烛和光屏 之间 ； 2.实验装置图

3.实验操作及注意事项

（1）实验时,先调节蜡烛、透镜和光屏,使烛焰的中心、透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度,目的是:使像成在光屏.

（2）保持凸透镜的位置不变,若将蜡烛逐渐靠近凸透镜（且物距始终大于焦距）,则必须将光屏向远离凸透镜的方向移动,才能在光屏上得到清晰的像.

（3）实验过程中,蜡烛燃烧变短,为了使像仍成在光屏的,如果只调节蜡烛,应把蜡烛往上调;如果只调节光屏,应把光屏往上调.

（4）实验过程中,如果有一只小虫子落在透镜上,光屏上的成像情况是:仍然成完整的像,只是像的亮度变暗.

（5）实验过程中,光屏上已经出现清晰的烛焰的像,此时若把近视眼镜放在蜡烛和透镜之间,光屏上的像变得模糊,若想在光屏上重新得到烛焰的清晰的像,应把光屏向远离透镜的方向移动.

（6）实验过程中,光屏上已经出现清晰的烛焰的像,此时若把远视眼镜放在蜡烛和透镜之间,光屏上的像会变得模糊,若想在光屏上重新得到烛焰的清晰的像,应把光屏向靠近透镜的方向移动.

（7）实验中在不改变物距的情况下,换用焦距较大的凸透镜后,要将光屏向远离凸透镜的方向移动,才能在光屏上重新得到烛焰清晰的像.

（8）实验中,要使光屏上的像变大,在凸透镜不动的情况下,应当让蜡烛向靠近凸透镜的方向移动,同时光屏向远离凸透镜的方向移动.

（9）实验中,要使光屏上的像变小,在凸透镜不动的情况下,应当让蜡烛向远离凸透镜的方向移动,同时光屏向靠近凸透镜的方向移动. 4.凸透镜焦距的测量

①用平行光（太阳光）垂直照射到凸透镜，在凸透镜的另一侧用光屏承接到 最小、最亮 的光斑，测出光斑到凸透镜光心的距离即为焦距； ②当物距等于像距时，焦距等于物距或像距的一半；

5.一倍焦距内眼睛观察像的位置：一倍焦距内成正立、放大的虚像，所以应在光屏一侧观察成像情况；

6.动态成像的相关判断：

（1）根据蜡烛的移动方向判断光屏上成清晰的像时光屏的移动方向：蜡烛和光屏的移动

方向 相同 ；

（2）改变物距，判断光屏上成清晰像时像的大小变化：物近像远像变大、物远像近像变小；

7.光屏上找不到像的原因，可能是：

①蜡烛在1倍焦距内，凸透镜成虚像，不能呈现在光屏上； ②蜡烛在焦点上，凸透镜没有成像；

③蜡烛到凸透镜的距离稍大于1倍焦距，成像在很远的地方，光屏无法移动到该位置； ④蜡烛、凸透镜、光屏三者中心不在同一高度，像不在光屏上； 【分析数据和现象、总结结论】 8.凸透镜成像规律及应用； 9.表格数据、曲线图分析； 【交流与讨论】

10.当透镜被纸遮住一部分以后，光屏上会成 完整的较暗 的像；

11.蜡烛燃烧变短的相关分析：像逐渐向上移动，为了使蜡烛、凸透镜、光屏位于光屏，应将光屏或蜡烛 上移 ，或者透镜 下移 ；

12.光路的可逆性：蜡烛和光屏互换位置后，仍能成清晰的像； 13.凸透镜前加镜片的相关判断：

（1）加远视镜片（凸透镜），光线会提前会聚，像距变小，像变小，光屏应该向着 靠近

透镜方向移动；

（2）加近视镜（凹透镜），光线会延迟会聚，像距变大，像变大，光屏应该向着 远离 透

镜方向移动；

14.换用不同焦距（厚薄）凸透镜：

（1）换用焦距更小的凸透镜：对光的会聚能力变强，像距变小，像变小，为了使光屏上

能成清晰的像，光屏应该向 靠近 透镜的方向移动；

（2）换用焦距更大的凸透镜：对光的会聚能力变弱，像距变大，像变大，为了使光屏上

能成清晰的像，光屏应该 远离 透镜的方向移动；

15.凸透镜成像规律的应用：

（1）用照相机照相时，要使胶片上的像大一些，应使被照物体离镜头近一些，同时使胶

片离镜头远一些，即镜头前伸（成实像：物近像远像变大）；

（2）使用投影仪时，要使屏幕上的像小一些，应使投影片离镜头远一些，同时屏幕离镜

头近一些（成实像：物远像近像变小）； 15.凸透镜焦距的测量

①将凸透镜正对太阳光，在另一侧移动光屏，当光屏上承接到最小最亮的光斑时，该光斑到凸透镜中心的距离即为焦距

②当凸透镜所成的像为倒立、等大的实像时，蜡烛到凸透镜光心距离的一半即为焦距

16.凸透镜成像和平面镜成像的区别：

凸透镜可以成实像，也可以成虚像，平面镜成虚像。平面镜所成的像上下相同，但左右相反（轴对称）；透镜成倒立的实像时，上下、左右都相反（中心对称）； 实验结论： ①当当u②当u③当

2f，fv2f，成倒立、缩小、实像；

2f，v2f，成倒立、等大、实像；

，v2f，成倒立、放大、实像。

fu2f④当uf时不成像；

⑤当uf时，成正立、放大的虚像；

【例1】在探究“凸透镜成像规律”的实验中:

（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次摆在光具座上,为了使蜡烛的像成在光屏,应调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在 同一高度 . （2）如图甲,一束平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小、最亮的光斑,则凸透镜的焦距f= 10 cm.

甲 乙

（3）如图乙,光屏上呈现清晰的像（未画出）,此像的性质是 倒立、放大 的实像.若保持蜡烛和光屏的位置不变,移动透镜至 40.0cm 刻度线处,光屏上能再次呈现清晰的像. （4）如图丙,保持蜡烛位置不变,移动透镜至16.0 cm刻度线处,则人眼在图中 B 处能观察到烛焰的像.

丙 丁

（5）如图丁,在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向靠近透镜方向移动适当距离后,光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜是 远视 （选填“近视”或“远视”）眼镜.

（6）在图乙的实验后,若将蜡烛向右移动少许,则应将光屏向 右 （选填“左”或“右”）移动才能再次在光屏上成清晰的像,此时像的大小比移动前的像要 大 些.如果向右移动蜡烛到一定的位置时,无论怎样移动光屏都无法在光屏上承接到像,可能的原因是 蜡烛在焦点或焦点以内 . （7）图乙实验中的成像原理与 投影仪 （选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）相同. （8）在图乙的实验中,在凸透镜和蜡烛之间放置一凹透镜（图中未画出）,则需要将光屏向

右 （选填“左”或“右”）移动才能在光屏上成清晰的像.

（9）在图乙的实验后,若保持蜡烛和透镜的位置不变,更换凸透镜,在光具座上向左移动光屏,光屏上又出现了清晰的像,这表明像距变 小 了,由此推断更换的凸透镜对光的会聚能力 较强 ,此透镜的焦距 小于 （选填“大于”“小于”或“等于”）10.0 cm.

（10）在图乙的实验中,若用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分,则光屏上 D （填选项序号）.

A.只出现烛焰像的上半部分 B.只出现烛焰像的下半部分 C.出现烛焰完整的像,但像更小了

D.烛焰的像仍然是完整的,且大小不变,只是变暗了 【例2】在探究“凸透镜成像规律”的实验中． 【提出问题】凸透镜成像有什么规律呢？ 【设计实验与进行实验】

（1）实验前，必须将光具座上的烛焰、凸透镜、光屏的中心调整到 同一高度上 ．小明用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距为 10.0 cm.

（2）实验中，如图乙所示光屏上得到了一个清晰的像（光屏上像未画出）

利用图乙中成像特点制成的光学仪器是 照相机 （选填“照相机”或“投影仪”）；小明认为器材这种组装顺序不好，主要原因是 不方便读出物距和像距 ．

（3）在乙图中，保持凸透镜的位置不变，如果将蜡烛向左移动5 cm，为了在光屏上得到一个清晰的像，光屏应该向 左 （选填“左”或“右”）移动．

（4）依次改变蜡烛的位置，移动光屏，直到找到清晰的像，记录的物距和像距的数据如表所示：

次数 物距（cm） 1 80 2 60 3 30 4 20 5 15 6 10

像距（cm） 【交流评估】 11.5 12 15 20 30 40 通过观察数据，老师发现表格中有一组数据是编造的，请找出：（写出实验次数）， 第6次 并说明理由： 由第4次实验数据可知， 凸透镜的焦距为10 cm，当物距等于一倍焦距时不成像 ．

（5）如图丙所示，烛焰的像重新回到了光屏，若将一个眼镜放在凸透镜前，光屏上的像变模糊了，向右移动光屏，像又清晰了，由此可判定该眼镜是 远视 （选填“近视”或“远视”）镜．

（6）若将一个光源“F”放在零刻度线处，其大小如图A所示，将凸透镜固定在光具座15 cm处．再用新遮光罩将凸透镜的上半部分罩住，调节光屏位置，则光屏上所成的像大致为（ D ）

（7）实验过程中，燃烧的蜡烛逐渐变短，光屏上烛焰的像会逐渐 向上 移动，为了使像能再次成在光屏的中心，小明应 向下 调整凸透镜．（均选填“向上”或“向下”）