凸透鏡成像規律如下表
注意:
1、為了使像完整的成在光屏的中央,在擺放儀器時,要使燭焰、凸透鏡和光屏的中心在同一高度。
2、若在實驗時,無論怎樣移動光屏,在光屏都得不到像,可能的原因有:
、傧灎T在焦點以內
②燭焰在焦點上
、蹱T焰、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度
新規律:
①成實像、虛像的條件:u>f 時成實像,u<f 時成虛像。即:一倍焦距分虛實;
、诔煞糯、縮小實像的條件:u>2f時成縮小的實像,u=2f 時成等大的實像,2f >u> f時成放大的實像。即:二倍焦距分大。
、巯竦牡拐龡l件:u>f 時成倒立的實像,u<f 時成正立的虛像。即:一倍焦距分倒正;
、墚攗>v時,成倒立、縮小的實像;
、莓攗= v時,成倒立、等大的實像;
、蕻攗<v時,成倒立、放大的實像;
⑦凸透鏡成實像時,像和像距隨物距的減小而增大。即:物近像遠像變大,物遠像近像變;
、嗤雇哥R無論成實像還是虛像,物體越靠近焦點像越大。
【例1】小剛同學用焦距為 10 cm的凸透鏡做實驗,實驗裝置示意圖如圖所示,在實驗過程中保持凸透鏡的位置不變,請你根據所學知識完成下列填空。
(1)改變蠟燭位置,使其位于20 cm刻度線處,再移動光屏,使燭焰在光屏上成清晰的倒立、________的實像。(選填“放大”“等大”或“縮小”)
(2)改變蠟燭位置,使其位于35 cm刻度線處,再移動光屏,使燭焰在光屏上成清晰的________的實像。(選填“倒立”或“正立”)
(3)改變蠟燭位置,使其位于42 cm刻度線,小剛從透鏡的右側通過透鏡可以看到一個正立、________的燭焰的像。(選填“放大”“等大”或“縮小”)
解析:蠟燭位于20 cm刻度線處,即物距為30 cm,即物距大于2f,因此在光屏上成倒立、縮小的實像;當蠟燭位于35 cm刻度線處即物距為15 cm,物距在f和2f之間時,光屏上成一個倒立、放大的實像;同理,蠟燭位于42 cm刻度線處物距為8 cm,物距在焦點以內,光屏上成一個正立、放大的虛像。
答案:(1)縮小 (2)倒立 (3)放大
【例2】在總結凸透鏡成像規律時,下列說法中不正確的是( 。
A.成實像時,像和物在透鏡異側;成虛像時,像和物在透鏡同側
B.成實像時,物距大于焦距;成虛像時,物距小于焦距
C.虛像一定是放大的,實像一定是縮小的
D.虛像一定是正立的,實像一定是倒立的
解析:根據凸透鏡成像時像的變化規律,實像都是倒立的,可以是縮小的、放大的,也可以是等大的,故C項錯誤。
答案:C
【例3】如圖是研究凸透鏡成像實驗示意圖,a、b、c、d四點中,將蠟燭放在________點,光屏上能成縮小的燭焰的像;將蠟燭放在________點,光屏上能成放大的燭焰的像。如果用黑紙將透鏡上半部分擋住,光屏上燭焰的像將會________。實驗過程中,隨著蠟燭的消耗,燭焰的像將不能成在光屏的中央,若不再調節蠟燭和光屏的高度,只需將透鏡向________調節一點,即可繼續進行實驗。
解析:由凸透鏡成像規律可知當蠟燭位于大于2f處a點時,在光屏上成倒立縮小實像。當蠟燭位于焦點和2f之間c點時,在光屏上成倒立放大實像;而用黑紙將透鏡上半部分擋住,只會減少折射到光屏上光線的強度,從而使所成的像變暗,但并不能改變像的完整性;隨著蠟燭的消耗,物點的高度降低,使得過光心的光線另一端(像點)上移,像不能成在光屏中央,透鏡向下移動或光屏向上移動就可繼續進行實驗。
答案:a c 變暗 下
【例4】某同學在做凸透鏡成像的實驗時,保持凸透鏡位置不變,如圖所示,先后使蠟燭位于a、b、c、d四點,并分別調整光屏的位置,關于a、b、c、d四點的成像情況,他歸納出下列說法,其中正確的是( )
A.燭焰位于a點時,屏上出現的實像最小
B.燭焰位 于c點時,屏上出現的實像最大
C.燭焰位于b點時,成等大、倒立的實像
D.燭焰位于d點時,成放大的虛像
解析:根據凸透鏡成像規律可知:一倍焦距分虛實,二倍焦距分大小,在成實像時具有“物近,像遠、像大”,根據此結論可判斷,燭焰位于a點時,在光屏上成倒立、縮小的實像;在b和c點時,成倒立、放大的實像,由于c點比b和a點離焦點近,故燭焰在c點時,所成的實像最大,當其在d點時,成一個正立的、放大的虛像,答案為A、B、D。
答案:ABD
【例5】某同學將一支點燃的蠟燭放在距凸透鏡15 cm處時,在光屏上得到一個縮小的像,當蠟燭距透鏡9 cm時,在光屏上得到一個放大的像,這個凸透鏡的焦距可能是( 。。
A.10 cm B.8 cm C.6 cm D.4 cm
解析:根據凸透鏡成像的特點,當物距為15 cm時成縮小的實像,15 cm>2f,即f<7.5 cm;當物距為9 cm時,成放大的實像,則2f>9 cm>f,即9 cm>f>4.5 cm。所以4.5 cm<f<7.5 cm。對比四個選項可得凸透鏡的焦距可能是6 cm。
答案:C
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