4.3 凸透镜成像的规律
【自主学案】
一、物距和像距
1．物体到透镜光心的距离简称为①_______，用符号②_______表示．
2．像到透镜光心的距离简称为③_______，用符号④_______表示．
二、凸透镜成像的规律
1．物体在凸透镜⑤_______，在透镜异侧的焦距与2倍焦距之间的某位置上，物体成一个倒立、缩小的实像．
2．物体在凸透镜⑥_______，在透镜异侧的2倍焦距以外的某个地方，物体成一个倒立、放大的实像．
3．物体在凸透镜⑦_______，在透镜同一侧某处，物体成一个正立、放大的虚像
三、实像和虚像
1．能在光屏上呈现的像是⑧_______像．
2．不能在光屏上呈现的像是⑨_______像．
【拓展解读】
1．凸透镜成像的规律中的特例
(1)物体在凸透镜2倍焦距处，在透镜异侧的2倍焦距处，物体成一个倒立、等大的实像．
(2)物体在凸透镜焦点处，物体不能成像．
【知识归纳】①2倍焦距处，是凸透镜成放大与缩小像的分界点；②焦点处，是凸透镜成实像与虚像的分界点．
【教材答疑】“小结与交流”
分析课本上述各表中的信息，归纳总结凸透镜成像的规律．
当物距大于二倍焦距时．成倒立、缩小的实像．
当物距等于二倍焦距时，成倒立、等大的实像
当物距小于二倍的焦距大于一倍焦距时，成倒立、放大的实像．
当物距小于焦距时，成正立、放大的虚像．
2．凸透镜成实像和虚像的主要特征
【知识归纳】①凸透镜成像，实像总是倒立的，虚像总是正立的．②凸透镜成像，实像可用光屏承接，虚像不能被光屏承接．
3．如何记忆凸透镜成像规律
(1)明确两个分界点；．
①焦点是实像和虚像的分界点；
②两倍焦距处是成放大像和缩小像的分界点．
(2)画出一幅示意图
图中，a、b、c、d、e为物体，a'、b'、c'、d'、e'是与物体对应的像，其中d物体不能成像．
(3)列出一张对比表
【方法归纳】“物近像远像变大，二倍焦距分大小．一倍焦距分虚实”．
4．通过作图加深对凸透镜成像规律的理解
(1)当物距大于2倍的焦距时，如图所示．
(2)当物距大于1倍的焦距小于2倍焦距时，如图所示．
(3)当物距小于1倍的焦距时，如图所示．
【考点详析】
题型一 判断焦距
掌握凸透镜成像的规律，根据凸透镜成像规律计算凸透镜焦距．
【例1】物体从距凸透镜12cm移到距凸透镜18 cm的过程中，调整光屏的位置，总能在光屏上得到倒立放大的像，由此可知，此凸透镜的焦距可能是( )．
A．6 cm B．10 cm C．16 cm D．20 cm
【题源变式】
1．一物体放在距凸透镜20 cm处时，在另一侧距凸透镜6 cm处的光屏上出现了一个清晰的像那么该透镜的焦距可能是( )．
A．3 cm B．5 cm C．7 cm D．9 cm
题型二 判断物距和像距
掌握凸透镜成像的规律，根据像的性质，确定物距或像距的大小．
【例2】如图所示，用焦距为10 cm的凸透镜，观察一张印有2014年南京青奥会会徽的图片，此时图片到凸透镜的距离应( )
A．大于10 cm小于20 cm B．等于20 cm
C．小于10 cm D．大于20 cm
【题源变式】
2．如图所示，在“研究凸透镜成像规律”的实验中，光屏上出现了清晰的烛焰像已知凸透镜的焦距为f，由此可以判断像距v和物距u所在的范围是( )
A．v < f B．f
掌握凸透镜成像的规律，能根据像距与物距、像距与焦距、物距与焦距的关系，判断所成像的性质．
【例3】如图所示，在光屏上恰能看到清晰的像，则像的性质是( )
A．倒立缩小的实像 B．正立放大的虚像
C．倒立放大的实像 D．正直缩小的虚像
【题源变式】
3．小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，所用凸透镜焦距为15 cm实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图所示时，在光屏上可得一个清晰的像，这个像是_______（填“倒立”或“正立”）、_______（填“放大”“缩小”或“等大”）的像．
题型四 探究凸透镜成像的规律
能根据实验数据、表格、图像分析凸透镜成像规律．
【例4】在“探究凸透镜成像规律的实验”中，将蜡烛、焦距等于10 cm的凸透镜和光屏放在光具座上，如图所示，调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度，把凸透镜固定在50 cm处．
(1)将蜡烛放在A点，光屏在B位置上，为了找到清晰的像，应将光屏向_______（填“左”或“右”）移动．
(2)依次改变蜡烛的位置，移动光屏，直到找到清晰的像，记录的数据如下表．
①在1~4次实验中，所成的像为倒立、_______的实像．
②第6次的像比第5次的像_______（填“大”或“小”）
(3)将蜡烛放在C点，观察到烛焰的正立、放大的虚像后，若希望看到更大的虚像，应将蜡烛向_______（填“左”或“右”）移动．
【题源变式】
4．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，小欣记录的部分实验数据如下表：
(1)表格中有几项内容漏写了，请你帮助填补：a为_______；b为_______．
(2)实验过程中小欣观察到第2次所成的像_______（填“大于”“等于”或“小于”）第1次所成的像．
(3)当把蜡烛调到距离透镜8 cm的位置时，小欣发现无论怎样移动光屏，光屏上始终得不到像．为了观察到这时所成的像，眼睛和蜡烛应该在凸透镜的_______（填“同”或
“异”）侧．
【课后练习】
1．小林在家里拿爷爷的放大镜做实验第一次小林通过放大镜看到书上的字如图甲所示，此时他看到的是字的_______（填“实”或“虚”）像；第二次小林通过放大镜看到书上的字如图乙所示，这时他看到的是字的_______（填“实”或“虚”）像从图甲到图乙的变化过程中，放大镜是逐渐_______（填“靠近”或“远离”）书本的．
2．在观察凸透镜成像的实验中，光屏上己成清晰、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．
3．小明在探究凸透镜成像规律时，蜡烛与光屏分置于凸透镜两侧，保持凸透镜的位置不变，先后把蜡烛放在如图所示的a、b、c、d四点，并分别调整光屏的位置当蜡烛位于_______点时，屏上出现最大的像；当蜡烛位于_______点时，无论怎样移动光屏，在光屏上都找不到像．
4．烛焰通过凸透镜恰好在光屏上得到一个缩小、倒立的像，若保持透镜位置不变，把烛焰与光屏的位鹭对调一下，则( )．
A．光屏上仍能呈现出一个缩小的像
B．光屏上将能呈现出一个放大的像
C．光屏上不能呈现出像，但眼睛透过透镜能看到像
D．光屏上没有像，需调节光屏的位置像才能呈现出来
5．在“探究凸透镜的成像规律”时，把蜡烛放在凸透镜前，在距凸透镜30 cm的光屏上可接收到倒立缩小清晰的像则该凸透镜焦距可能为( )
A．10 cm B．15 cm C．20 cm D．30 cm
6．把高2 cm的发光棒立于焦距为5 cm的凸透镜前，在凸透镜后的光屏上成了4 cm高的像，物体离凸透镜的距离可能是( )
A．10 cm B．12.5 cm C．4 5 cm D．7.5 cm
【提优检测】
一、选择题
1．在探究凸透镜成像实验中，小红把蜡烛放在凸透镜前的某一位置时，在透镜另一侧离透镜10 cm的光屏上得到一个倒立、缩小的清晰的像，当她把蜡烛移到距透镜10
cm处时，所成的像是( )
A．倒立缩小的实像 B．倒立放大的实像
C．正立放大的虚像 D．倒立等大的实像
2．小王同学用光具座做凸逶镜成像实验时，蜡烛的像成在了光屏上侧，为了使蜡烛的像能成在光屏中央，以下操作可达到目的的是( )
A．将凸透镜往上移 B．将光屏往下移
C．将蜡烛往上移 D．将蜡烛往下移
3．某同学在探究凸透镜成像的规律时，在光屏上得到了一个清晰的烛焰的像（如图所示），为使光屏上清晰的像变大些，下列调节方法可行的是( )
A．将蜡烛适当远离透镜
B．将蜡烛适当靠近透镜
C．将光屏适当靠近透镜
D．必上均不可行
4．如图所示是凸透镜成像的示意图，A'B'是物体AB的像，其中正确的是( )
二、填空题
5．如图所示，是小明在“探究凸透镜成像的规律”
实验中看到的一种成像的情况．此时凸透镜所成的像是_______
（填“实”或“虚”）像，其成像的条件是_______．
6．如图甲所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，
在光屏上形成一个最小、最亮的光斑，由图甲可知凸透镜的焦距是________cm，现把蜡烛放在距凸透镜35 cm处（如图乙所示），在凸透镜另一侧前后移动光屏，在光屏上可以得到一个_______（填“放大”“缩小”或“等大”）的清晰像．
7．如图所示，小明用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像的规律”的实验．
(1)凸透镜的焦距是10
cm，当烛焰在图示位置时，移动光屏可以在光屏上得到一个倒立、_______的实像．
(2)实验中，蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像_______（填“向上”“向下”或“不”）移动．
8．在探究凸透镜成像规律时，调节光具座上依次排列的烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心大致在同一高度，当物距为18 cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个等大、例立的实像．
(1)该凸透镜的焦距是_______cm．
(2)当物距为15 cm时，移动光屏，可得到一个清晰的、_______、倒立的实像．
三、综合题
9．凸透镜成像规律可以通过画光路图去理解．在光路图中凸透镜用图甲表示，O点为光心，F为其焦点图乙是运用经过凸透镜的两条特殊光线，所画物体AB经凸透镜成的像A'B'的光路图请参照图乙，在图丙中画出物体CD经过凸透镜所成的像 C'D'的光路图．
10．某同学在“研究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物距u和像距v之间关系的图像，如图所示．
(1)该凸透镜的焦距是_______cm；
(2)把物体从距凸透镜30 cm处移到15 cm处的过程中，像距逐渐变_______（填“大”或“小”）；
(3)当把物体放到距凸透镜8 cm处时，光屏上_______（填“能”或“不能”）得到一个清晰的像．
11．在“凸透镜成像规律”实验中，小华同学进行了如下两个探究：
(1)为研究像距与焦距的关系，他选用焦距不同的三个凸透镜进行实验，实验数据记录如上表．
①分析表中数据可知，保持物距不变时，焦距越大，则像距越_______（填“大”成“小”）；
②实验序号1中成的像应是_______（填“放大”或“缩小”）的实像．
(2)小华用若干个发光二极管组成形状如“E”的发光物体，如图甲所示，将发光物体、凸透镜和光屏依次组装到光具座上并调整好，在光屏上成的像如图乙所示，如果只将“E”，换成“R”，并在同一位置观察，光屏上成的像应是图丙中的_______（填数字序号）
