初二物理题：探究凸透镜成像规律

发布网友 发布时间：2022-03-06 21:01

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懂视网 时间：2022-03-07 01:22

凸透镜成像规律是什么？

凸透镜成像规律是物体放在焦点之外，在凸透镜另一侧成倒立的实像，实像可分为缩小、等大以及放大三种。

对于光有会聚的作用，是一种光学定律，能够在光屏上呈现的像称为实像。

总结

凸透镜成像规律是物体放在焦点之外。

热心网友 时间：2022-03-06 22:30

在光学中，由实际光线汇聚成的像，称为实像，能用光屏承接；反之，则称为虚像，只能由眼睛感觉。有经验的物理老师，在讲述实像和虚像的区别时，往往会提到这样一种区分方法：“实像都是倒立的，而虚像都是正立的。”　平面镜、凸面镜和凹透镜所成的三种虚像，都是正立的；而凹面镜和凸透镜所成的实像，以及小孔成像中所成的实像，无一例外都是倒立的。当然，凹透镜和凸透镜也可以成实像，而它们所成的两种实像，同样是倒立的状态。 　　那么人类的眼睛所成的像，是实像还是虚像呢？我们知道，人眼的结构相当于一个凸透镜，那么外界物体在视网膜上所成的像，一定是实像。根据上面的经验规律，视网膜上的物像似乎是倒立的。可是我们平常看见的任何物体，明明是正立的啊？这个与经验与规律发生冲突的问题，实际上涉及到大脑皮层的调整作用以及生活经验的影响。
当物体与凸透镜的距离大于透镜的焦距时，物体成倒立的像，当物体从较远处向透镜靠近时，像逐渐变大，像到透镜的距离也逐渐变大；当物体与透镜的距离小于焦距时，物体成放大的像，这个像不是实际折射光线的会聚点，而是它们的反向延长线的交点，用光屏接收不到，是虚像。平面镜所成的虚像对比（不能用光屏接收到，只能用眼睛看到）。 　　当物体与透镜的距离大于焦距时，物体成倒立的像，这个像是蜡烛射向凸透镜的光经过凸透镜会聚而成的，是实际光线的会聚点，能用光屏承接，是实像。当物体与透镜的距离小于焦距时，物体成正立的虚像。
编辑本段与凹透镜的区别
结构不同
　　凸透镜是由两面磨成球面的透明镜体组成，凸透镜两边薄中间厚。 　　凹透镜是由两面都是磨成凹球面透明镜体组成，凹透镜两边厚中间薄。 　　.
对光线的作用不同
　　凸透镜主要对光线起会聚作用 　　凹透镜主要对光线起发散作用
成像性质不同
　　凸透镜是折射成像，成的像可以是 正、倒；虚、实；放、缩。起聚光作用。 　　凹透镜是折射成像，只能成缩小的正立虚像。起散光作用。
透镜与面镜
　　透镜（包括凸透镜）是使光线透过，使用光线折后成像的仪器，光线遵守折射定律。 　　面镜（包括凸面镜）不是使光线透过，而是反射回去成像的仪器，光线遵守反射定律。 　　凸透镜可以成倒立放大、等大、缩小的实像或正立放大的虚像。可把平行光会聚于焦点，也可把焦点发出的光线折射成平行光。凸面镜只能成正立缩小的虚像，主要用扩大视野。
编辑本段详细内容
　　物距(u) 像距(v) 倒、正 大、小 虚、实 应用 特点
u>2f f<v<2f 倒立 缩小 实像 照相机

u=2f v=2f 倒立 等大 实像 测焦距 大小分界点
f<u<2f v>2f 倒立 放大 实像 投影仪
幻灯机

u=f v—∞— / / / 探照灯 获得平行光源虚实分界点
倒正分界点
u<f v>u与物同侧 正立 放大 虚像 放大镜 虚像在物体同侧 物像同侧
(1)二倍焦距以外，倒立缩小实像；〈这里所指的一倍焦距是说平行光源通过透镜汇聚的那一点到透镜光心的距离,那么两倍焦距就是指2倍远的地方〉 　　二倍焦距，倒立等大实像； 　　　一倍焦距到二倍焦距，倒立放大实像； 　　一倍焦距不成像； 　　一倍焦距以内，正立放大虚像； 　　成实像物和像在凸透镜异侧，成虚像在凸透镜同侧。 　　(2) 　　一倍焦距分虚实 　　两倍焦距分大小 　　物近像远像变大 　　物远像近像变小 　　凸透镜成像规律表格 　　物体到透镜中心的距离u 像的正倒像的大小像的虚实 像到透镜中心的距离v 应用实例物距和像距的关系 　　（u是物距 v是像距 f是焦距） 　　u>2f 倒立 缩小的 实像 2f>v>f 照相机 u>v 　　u=2f 倒立 等大的 实像 v=2f可用来测量凸透镜焦距 u=v 　　2f>u>f 倒立 放大的 实像 v>2f 放映机，幻灯机，投影机u<v 　　u=f 不成像 平行光源： 探照灯 \ 　　u<f 正立 放大的 虚像 \ 虚像在物体同侧 放大镜\ 　　为了研究各种猜想，人们经常用光具座进行试验。 　　蜡烛的焰心，凸透镜中心，光屏中心应尽量保持在同一水平高度上。 　　（3）凸透镜成像还满足1/v+1/u=1/f 　　利用透镜的特殊光线作透镜成像光路： 　　（1）物体处于2倍焦距以外 　　（2）物体处于2倍焦距和1倍焦距之间 　　（3）物体处于焦点以内 　　（4）凸透镜成像光路 　　　实验研究凸透镜的成像规律是：当物距在一倍焦距以内时，得到正立、放大的虚像；在一倍焦距到二倍焦距之间时得到倒立、放大的实像；在二倍焦距以外时，得到倒立、缩小的实像。 　　该实验就是为了研究证实这个规律。实验中，有下面这个表： 　　物 距 u 像的性质 像的位置 　　正立或倒立 放大或缩小虚像或实像 与物同侧与异侧像距v 　　u>2f 倒立缩小 实像异侧 f<v<2f 　　u=2f 倒立等大 实像异侧 v=2f 此时物体与像的距离是最小的，即4倍焦距。 　　f<u<2f 倒立放大 实像异侧 v>2f 　　u=f 不成像 v无限大(平行光源，如：探照灯) 　　u<f 正立 放大 虚像 同侧 u,v同侧 　　这就是为了证实那个规律而设计的表格。其实，透镜成像满足透镜成像公式： 　　1/u(物距)+1/v（像距）=1/f（透镜焦距） 　　照相机运用的就是凸透镜的成像规律 　　镜头就是一个凸透镜，要照的景物就是物体，胶片就是屏幕 　　照射在物体上的光经过漫反射通过凸透镜将物体的像成在最后的胶片上 　　胶片上涂有一层对光敏感的物质，它在曝光后发生化学变化，物体的像就被记录在胶卷上 　　至于物距、像距的关系与凸透镜的成像规律完全一样 　　物体靠近时，像越来越远，越来越大，最后再同侧成虚像。 　　物距增大，像距减小，像变小；物距减小，像距增大，像变大。 　　一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。 　　凸透镜成像规律表： 　　
　　实像，物近像远像变大 　　虚像，物远像远像变大 　　 　　(4)当成虚像时，物、像的左右一致，上下一致；当成实像时，物、像的左右相反，上下相反.。 　　（5）凸透镜成像的两个分界点：2f点是成效放大缩小实像的分界点；f点是成实像虚像的分界点。
编辑本段规律推导方法
　　凸透镜的成像规律是1/u+1/v=1/f（即：物距的倒数与像距的倒数之和等于焦距的倒数。）一共有两种推导方法 。分别为“几何法”与“函数法”
几何法
　　【题】如右图 ，用几何法证明1/u+1/v=1/f。几何法推导凸透镜成像规律
【解】∵△ABO∽△A'B'O 　　∴AB:A'B'=u:v 　　∵△COF∽△A'B'F 　　∴CO:A'B'=f:(v-f) 　　∵四边形ABCO为矩形 　　∴AB=CO 　　∴AB:A'B'=f:(v-f) 　　∴u:v=f:(v-f) 　　∴u(v-f)=vf 　　∴uv-uf=vf 　　∵uvf≠0 　　∴(uv/uvf)-(uf/uvf)=vf/uvf 　　∴1/f-1/v=1/u 　　即：1/u+1/v=1/f
函数法
　　【题】 如右图 ，用函数法证明1/u+1/v=1/f。
【解】一基础 　　右图为凸透镜成像示意图。 　　其中c为成像的物体长度，d为物体成的像的长度。u为物距，v为像距，f为焦距。 　　二 步骤 　　（一）为便于用函数法解决此问题，将凸透镜的主光轴与平面直角坐标系的横坐标轴（x轴）关联（即重合），将凸透镜的理想折射面与纵坐标轴（y轴）关联，将凸透镜的光心与坐标原点关联。则：点A的坐标为（-u,c），点F的坐标为（f,0），点A'的坐标为（v,-d），点C的坐标为（0，c）。 　　（二）将AA’，A'C双向延长为直线l1,l2，视作两条函数图象。由图象可知：直线l1为正比例函数图象，直线l2为一次函数图象。 　　（三）设直线l1的解析式为y=k1x,直线l2的解析式为y=k2x+b 　　依题意，将A(-u,c),A'(v,-d),C(0,c)代入相应解析式得方程组： 　　c=-u·k1 　　-d=k2v=b 　　c=d 　　把k1,k2当成未知数解之得： 　　k1=-(c/u)k2=-(c/f) 　　∴两函数解析式为： 　　y=-(c/u)x y=-(c/f)x+c 　　∴两函数交点A'的坐标（x,y)符合方程组 　　y=-(c/u)x 　　y=-(c/f)x+c 　　∵A'(v,-d) 　　∴代入得： 　　-d=-(c/u)v 　　-d=-(c/f)v+c 　　∴-(c/u)v=-(c/f)v-c=-d 　　∴(c/u)v=(c/f)v-c=d 　　cv/u=(cv/f)-c 　　fcv=ucv-ucf 　　fv=uv-uf 　　∵uvf≠0 　　∴fv/uvf=(uv/uvf)-(uf/uvf) 　　∴1/u=1/f-1/v 　　即：1/u+1/v=1/f
编辑本段规律记忆
　　1.u>2f，倒立缩小的实像 f<v<2f照相机 　　简记为：外中倒小实（或物远像近像变小） 　　2.u=2f, 倒立等大的实像 v=2f可用来测量凸透镜焦距 　　简记为：两两倒等实 　　3.2f>u>f 倒立放大的实像 v>2f 放映机，幻灯机，投影机 　　简记为：中外倒大实（或物近像远像变大） 　　4.u=f 不成像 平行光源：探照灯 　　简记为：点上不成像 　　5.u<f正立放大的虚像 无 虚像在物体同侧 放大镜 　　简记为：点内正大虚 　　注：u大于2f简称为远——离凸透镜远一些；u小于2f且大于f简称为近——离凸透镜近一些 　　记忆口诀： 　　物三像二 小实倒 物二像三 倒大实 物与像同侧正大虚 　　1倍焦距分虚实，2倍焦距分大小，物远像近，像变小，像的大小像距定，像儿跟着物体跑。
编辑本段凸透镜的应用
　　照相机的镜头相当于一个凸透镜，照片底片是照相时形成的像。放映机,幻灯机，投影机，放大镜,探照灯都应用了凸透镜，凸透镜完善了我们的生活，时时刻刻都应用在生活中。（远视眼镜） 　　凹透镜常见应用：近视眼镜 【写了这么多，走过路过别忘了投票哈】！望采纳！！！

热心网友 时间：2022-03-06 23:48

《透镜及其应用》单元测试题及解答

一、填空题

　　1．照相机是利用凸透镜能成______、______像的原理制成的。

　　2．照相机的镜头相当于一个______镜，摄影时人站在距离透镜______焦距之外，在胶卷上形成的是一个______、______的像。

　　3．睛眼能看清的最远的地方叫做______点，最近的地方叫做_____点，眼睛的明视距离是______厘米。

　　4．投影仪应用了凸透镜能成______、______像的原理制成的。

　　5．用来观察细小物体的放大镜是一个焦距较______的凸透镜，被观察的物体应放在放大镜的______以内，通过放大镜可看到物体成______、______的______像。　

二、是非题

　　1．经放大镜放大后的像比物体远一些。　　　　　　　　　  （ ）

　　2．照相机的底片与镜头的距离应大于2倍焦距。　　　　　　（ ）

　　3．投影仪投放在幕上的像对幻灯片来说是正立、放大的实像。 （ ）

　　4．患远视眼人的眼睛，其近点比正常眼远。 　 　　　　　　 （ ）

　　5．纠正近视眼的方法是戴上用凹透镜制成的眼镜。  　　　　 （ ）　

三、选择题

　1．照相机照相时，要得到清晰的像必须调节 　　　　　　　　[　]

　　A．镜头与物体的距离

　　B．镜头与底片的距离

　　C．物体与底片的距离

　　D．以上都不对

　2．患近视眼的人，他眼睛的近点和远点与正常人眼睛相比　　[　]

　　A．近点比正常眼近，远点比正常眼远

　　B．近点比正常眼远，远点比正常眼近

　　C．近点和远点都比正常眼近

　　D．近点和远点都比正常眼远

　3．与电影放映机成像原理相当的仪器是　　　　　　　　　　 [　]

　　A．照相机　　 B．放大镜

　　C．投影仪　　 D．潜望镜　

四、说理题

把一滴水滴在纸面的字上，看到的字比原来放大了，为什么？

参*：

一、1．缩小、实；2．凸透、2倍、缩小、倒立；3．远、近、25；4．放大、实；5．短、焦点、正立、放大、虚

二、1．√；2．×；3．×；4．√；5．√

三、1．B；2．C；3．C

四、略

热心网友 时间：2022-03-07 01:23

图片上的5——14题答案如下：（填空题按照循序填空）

5. 异侧
6. 同侧
7. 变大；变大
8. 光源放在一倍焦距之内
9. C
10.
（1）光具座；蜡烛、凸透镜；光屏；同一高度；使所成的像位于光屏的中心部位。
（2）上
（3）不变；变暗
（4）倒立、放大的实像
（5）5cm；7.5cm
11. B
12. B (题目后面叙述图片不清楚，若是说等大的像，就是B)
13. 大
14. 正立、放大的虚像；靠近文物（题目后面叙述图片不清楚）

热心网友 时间：2022-03-07 03:14

二倍焦距以外，倒立缩小实像； 　　二倍焦距，倒立等大实像； 　　　一倍焦距到二倍焦距，倒立放大实像； 　　一倍焦距不成像； 　　一倍焦距以内，正立放大虚像； 　　成实像物和像在凸透镜异侧，成虚像在凸透镜同侧

热心网友 时间：2022-03-07 05:22

物距(u) 像距(v)
我们物理老师告诉我们要一边画图，理解记忆以便解决

热心网友 时间：2022-03-07 07:47

一倍焦距分虚实 2倍焦距分大小 U>2f倒立缩小实像 f<u<2f倒立放大实像 f>u正立虚像

热心网友 时间：2022-03-07 10:28

u>2f f<v<2f 倒立 缩小 实像 照相机

u=2f v=2f 倒立 等大 实像 测焦距 大小分界点
f<u<2f v>2f 倒立 放大 实像 投影仪
幻灯机

热心网友 时间：2022-03-07 13:26

一倍焦距分虚实 二倍焦距分大小

热心网友 时间：2022-03-07 16:41

1/v+1/u=1/f