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5.3 凸透鏡成像的規律
第1課時 探究凸透鏡成像的規律
1.知道物體成縮小實像的條件及其應用.
2.知道物體成放大實像的條件及其應用.
3.知道物體成放大虛像的條件及其應用.
物體成倒立縮小實像
閱讀課本第97頁、第98頁，查閱資料，完成下列填空：
1.物體成倒立縮小實像的條件是：物距在兩倍焦距以外的范圍，像距在一倍與兩倍焦距之間的范圍.
2.生活中常見透鏡中哪一個運用了這一條凸透鏡成像規律？
照相機.
請各小組同學相互合作，完成下列實驗.
1.取一支蠟燭，一個焦距為10cm的凸透鏡，一個光屏，一個光具座.從左至右依次放好蠟燭、凸透鏡、光屏，點燃蠟燭，調整透鏡、光屏，使它們的中心與燭焰的中心在同一高度.
2.分別讓蠟燭與透鏡的距離為80cm、60cm、40cm、30cm、25cm，并分別調節光屏的位置，使它們每次都出現清晰的像.在這幾次實驗中，像相對于原物體都是縮小（填“放大”或“縮小”）、倒立（填“正立”或“倒立”）的實像.物距的共同點是大于2f，像距的共同點是在f與2f之間，說明物體成倒立縮小實像的條件是：物體在凸透鏡的2倍焦距以外.
1.實驗中，使燭焰中心、光屏中心、凸透鏡中心在同一高度，目的是使像成在光屏的中央；實驗中，應讓蠟燭從離凸透鏡很遠的地方向凸透鏡靠近，每次在光屏上成像時，就記錄下像的性質、物距、像距，這樣便于尋求普遍規律.
2.可以利用如下作圖法理解成像特點.
3.利用上述方法可知，若把物體AB放在2F點上，物體將成倒立等大的實像，且像距也為2f；若把物體AB放在F點上時，物體將不成像.
1.小明用凸透鏡、蠟燭、光屏和刻度尺等器材探究凸透鏡成像規律.
（1）如圖所示，為了測出凸透鏡的焦距，小明同學將凸透鏡正對著太陽光，再把光屏放在它的另一側，改變凸透鏡與光屏的距離，直到光屏上出現一個最小光亮的光斑，就可以測出該凸透鏡的焦距為10.0cm.
（2）小明將燭焰、凸透鏡和光屏的中心調到同一高度后，在水平桌面上無論怎樣移動光屏，都不能承接到燭焰的像，原因可能是物距小于焦距.
（3）實驗一段時間后，蠟燭變短了，要使燭焰的像仍然成在光屏的中心，應該將光屏向 下 移動.
2.如圖甲所示是現代城市很多路口安裝的監控攝像頭，它可以拍下違章行駛或發生交通事故時的現場照片.攝像頭的鏡頭相當于一個 凸 透鏡，它的工作原理與照相機（填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”）相似.如圖乙和丙是一輛汽車經過路口時與一輛自行車相撞后被先后拍下的兩張照片，由圖可以看出汽車是逐漸遠離（填“靠近”或“遠離”）攝像頭.
物體成倒立放大實像
1.物體成倒立放大實像的條件是：物距在一倍與兩倍焦距之間的范圍，像距在兩倍焦距以外的范圍.
2.生活中常見透鏡中哪一個運用了這一條凸透鏡成像規律？投影儀.
請各小組同學相互合作，完成下列實驗：
1.取一支蠟燭，一個焦距為10cm的凸透鏡，一個光屏，一個光具座.從左至右依次放好蠟燭、凸透鏡、光屏，點燃蠟燭，調整透鏡、光屏，使它們的中心與燭焰的中心在同一高度.
2.分別讓蠟燭與透鏡的距離為18cm、15cm、13cm、11cm，并分別調節光屏的位置，使它們每次都出現清晰的像.在這幾次實驗中，像相對于原物體都是放大（填“放大”或“縮小”）、倒立（填“正立”或“倒立”）的實像.物距的共同點是在f與2f之間，像距的共同點是大于2f，說明物體成倒立放大實像的條件是：物體在凸透鏡的1倍焦距與2倍焦距之間.
1.該成像特點同樣可以由右面的作圖方法進行理解.也可以根據第一條規律由光路可逆的思路進行理解.
2.對比第一條、第二條規律可知：當物距大于2倍焦距時，所成的像都是縮小的，當物距小于2倍焦距時，所成的像都是放大的，由此可見，成實像時，2倍焦距點是放大像和縮小像的分界點.
3.對比第一條、第二條規律可知：當物距逐漸減小時，像距逐漸增大，像也逐漸增大.由此可見，成實像時，有“物近像遠像變大”的規律.
小明自制了一個簡易投影儀(如圖)，在暗室中將印有奧運五環(紅、黃、藍、綠、黑五色環)標志的透明膠片，貼在發白光的手電筒上，并正對著焦距為10cm的凸透鏡.調整手電筒、凸透鏡、白色墻壁之間的位置，在墻上得到了一個清晰正立放大的像，下列說法錯誤的是（A）
A.手電筒與凸透鏡的距離應小于10cm，且膠片應正立放置
B.手電筒與凸透鏡的距離應大于10cm小于20cm，且膠片應倒立放置
C.能從不同角度看到墻上五環標志的像，是因為光在墻面上發生的是漫反射
D.將白色的墻上蒙上一層紅布，可以看到奧運標志的像中五環的顏色只有紅色和黑色
物體成正立放大虛像
閱讀課本第97頁、第98頁，查閱資料，完成下列填空：
1.物體成正立放大虛像的條件是：物距在一倍焦距以內的范圍.
2.生活中常見透鏡中哪一個運用了這一條凸透鏡成像規律？放大鏡.
1.取一支蠟燭，一個焦距為10cm的凸透鏡，一個光屏，一個光具座.從左至右依次放好蠟燭、凸透鏡、光屏，點燃蠟燭，調整透鏡、光屏，使它們的中心與燭焰的中心在同一高度.
2.分別讓蠟燭與透鏡的距離為8cm、6cm、3cm，在透鏡的另一側無論怎樣調節光屏的位置，都不能得到燭焰的像.但是，此時若把眼睛移到光屏的一側，你會看到正立放大蠟燭的火焰.此時物體成的是放大（填“放大”或“縮小”）的虛（填“實”或“虛”）像.物距的共同點是小于f，說明物體成正立放大虛像的條件是：物體在凸透鏡的1倍焦距以內.
1.可由右圖理解物體成正立放大虛像的規律.且還可得出：同一凸透鏡成虛像時，物體離凸透鏡焦點越近，虛像離凸透鏡越遠，像越大.
2.對比一、二、三條規律可知：物體在一倍焦距外成實像，物體在一倍焦距內成虛像.焦點是成實像和虛像的分界點.
3.對比一、二、三條規律可知：實像都是倒立的，虛像都是正立的.
夏天的早晨，樹葉上常常會有一些露珠.透過這些露珠看到的葉脈會更清楚，這是由于露珠相當于一個“凸透鏡”，使葉脈放大了.這種情形下，葉脈應該位于“凸透鏡”的（A）
A.焦距以內 B.焦距和二倍焦距之間
C.二倍焦距處 D.二倍焦距以外
第2課時 凸透鏡成像規律的應用
1.利用凸透鏡成像的第一條規律，認識照相機的原理及調節.
2.利用凸透鏡成像的第二條規律，認識投影儀的原理及調節.
3.利用凸透鏡成像的第三條規律，認識放大鏡的原理及調節.
照相機的原理及調節
閱讀課本第97頁、98頁，完成下列填空：
1.凸透鏡第一條成像規律是當物體在凸透鏡的兩倍焦距以外，像在一倍焦距與兩倍焦距之間，成倒立縮小的實像.
2.照相機成的像的特征是成倒立縮小的實像.
用老式照相機給小組同學照相，當發現有一個同學沒有進入鏡頭時，照相機是遠離小組同學還是靠近小組同學，照相機的鏡頭是往后縮還是往前伸？這種成像調節的原理是什么？
1.照相機成倒立縮小的實像，這與凸透鏡成像規律的第一條“當物體在凸透鏡的兩倍焦距以外，像在一倍焦距與兩倍焦距之間，成倒立縮小的實像”是吻合的.因此，可以利用這條規律來認識照相機.
2.根據凸透鏡成實像的規律可知，當物距減小時，像距就會變大，像也會變大.因此，為使所有的同學進入鏡頭，應縮小照相機所成的實像，所以，應增大物距，減小像距來減小像.所以，照相機應遠離小組同學，鏡頭往后縮.
測繪人員繪制地圖時，需從高空向地面照相，若使用的相機鏡頭焦距為50mm，則膠片到鏡頭的距離（D）
A.大于100mm
B.等于50mm
C.小于50mm
D.介于50mm和100mm之間
投影儀的原理及調節
閱讀課本第97頁、98頁，完成下列填空：
1.凸透鏡第二條成像規律是當物體在凸透鏡的一倍焦距與兩倍焦距之間，像在兩倍焦距之外，成倒立放大的實像；
2.投影儀成的像的特征是成倒立放大的實像.
在投影儀上放上投影片使其成像在白色墻壁上，嘗試使白色墻壁上的像變大，則投影片離鏡頭的距離是變大還是變小？整個投影儀是遠離白色墻壁還是靠近白色墻壁？這種成像調節的原理是什么？
1.投影儀成倒立放大的實像，這與凸透鏡成像規律的第二條“當物體在凸透鏡的一倍焦距與兩倍焦距之間，像在兩倍焦距之外，成倒立放大的實像”是吻合的.因此，可以利用這條規律來認識投影儀.
2.根據凸透鏡成實像的規律可知，當物距減小時，像距就會變大，像也會變大.因此，為使白色墻壁上像變大，應減小物距，增大像距來增大像.所以，投影儀的鏡頭應靠近投影片，同時投影儀遠離白色墻壁.
1.在探究凸透鏡成像規律的實驗中，當燭焰、凸透鏡、光屏處于如圖所示的位置時，恰能在光屏上得到一個清晰的像.利用這一成像原理可以制成（A）
A.幻燈機 B.照相機
C.放大鏡 D.潛望鏡
2.如圖是投影儀成像示意圖.其中凸透鏡的作用是成放大（填“等大”“縮小”或“放大”）、倒立（填“正立”“倒立”）的實像，平面鏡的作用是改變光路，使射向天花板的光能在屏幕上成像.如果圖中h=40cm，則凸透鏡焦距不可能小于 40 cm.
放大鏡的原理及調節
閱讀課本第97頁、98頁，完成下列填空：
1.凸透鏡第三條成像規律是當物體在凸透鏡一倍焦距以內時，成正立放大的虛像；
2.放大鏡成的像的特征是成正立放大的虛像.
用放大鏡觀察書本上的字，在成正立放大虛像的前提條件下，放大鏡是離書本近些所觀察的虛像大還是放大鏡離書本遠些所觀察的虛像大？這種成像調節的原理是什么？
1.放大鏡成正立放大的虛像，這與凸透鏡成像規律的第三條“當物體在凸透鏡的一倍焦距以內時，成正立放大的虛像”是吻合的.因此，可以利用這條規律來認識放大鏡.
2.根據凸透鏡成虛像的規律可知，當物距減小時，像距也會減小，像會變小.因此，為使書本上字的虛像變大，應使放大鏡遠離書本.
1.如圖所示，用焦距為10cm的凸透鏡，觀察一張印有2014年南京青奧會會徽的圖片，此時圖片到凸透鏡的距離應（C）
A.大于10cm小于20cm B.等于20cm
C.小于10cm D.大于20cm
2.如圖是小明探究“凸透鏡成像規律”時觀察到的現象，下列哪種光學儀器的成像原理與其相同（C）
A.投影儀 B.照相機
C.放大鏡 D.近視眼鏡

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