2025年秋人教版八年级物理上册预习资料 第21讲 凸透镜成像的规律.docxVIP

第21讲凸透镜成像的规律

内容导航——预习三步曲

第一步：学

析教材学知识：教材精讲精析、全方位预习

练习题讲典例：教材习题学解题、快速掌握解题方法

练考点强知识：8大核心考点精准练

第二步：记

串知识识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握

第三步：测

过关测稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升

知识点1探究凸透镜成像规律

1.基本概念

（1）物距：物体到凸透镜光心的距离，用字母u表示。

（2）像距：像到凸透镜光心的距离，用字母v表示。

注意：初中阶段，我们研究的凸透镜均为薄透镜，其厚度可忽略不计，故一般物距也可说是物体到透镜的距离，像距是像到透镜的距离。

2.实验：探究凸透镜成像的规律

提出问题

凸透镜所成的像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系？

实验设计

先把物体放在距离凸透镜较远的地方，然后逐渐向凸透镜方向靠近，同时把光屏放在凸透镜的另一侧，观察光屏上像的变化情况。由于凸透镜的偏折情况和焦距有关，所以应着重观察物距等于、大于或小于一倍焦距、二倍焦距时，物体的成像情况。

实验器材

光具座、蜡烛、凸透镜、光屏等

进行实验与收集证据

（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上，调整它们的高度，使烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度；

（2）把蜡烛放在凸透镜二倍焦距以外的地方并点燃，然后调整光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现清晰烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重复做这一步；

（3）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离大于二倍焦距，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像的大小、正倒，测出物距u和像距v；

（4）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像大小、正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重做这一步；

（5）把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛位于凸透镜的焦点上，移动光屏，观察是否能够成像；

（6）把蜡烛移到凸透镜的一倍焦距以内，移动光屏，观察在光屏上能否看到蜡烛的像。如果不能，可以从光屏这一侧透过凸透镜观察，记录所看到的像的正倒、大小以及此时的物距u。稍稍改变物距，重做这一步；

（7）将实验数据和观察结果填入表中（该实验所用凸透镜焦距f=12cm）

物距u与焦距f的关系

物距u/cm

像距v/cm

成像的性质

像的变化情况

u2f

60

15

倒立、缩小的实像

物距变小时，像距变大，像（相对于之前）变大

48

16

u=2f

24

24

倒立、等大的实像

——

fu2f

18

36

倒立、放大的实像

物距变小时，像距变大，像变大

15

60

u=f

12

——

不成像

——

uf

8

——

正立、放大的虚像

物距变小时，像距变小，虚像变小

6

——

分析论证

（1）焦点是成实像和虚像的分界点。当物距大于一倍焦距时，成实像；当物距小于一倍焦距时，成虚像；当物距大于一倍焦距时，不成像；

（2）二倍焦距是成放大实像还是缩小实像的分界点。当物距大于二倍焦距时，成缩小的实像；当物距大于二倍焦距时，成等大的实像；当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成放大的实像；

（3）凸透镜成实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成虚像时，都是正立的，且像、物同侧；

（4）凸透镜成实像时，随着物距的减小，像和像距都变大；成虚像时，随着物距的减小，像和物都不小。

得出结论

物距u与焦距f的关系

像的性质

像距v与焦距f的关系

相对凸透镜的位置

应用

正倒

大小

虚实

u2f

倒立

缩小

实像

fv2f

与物异侧

照相机

u=2f

倒立

等大

实像

v=2f

与物异侧

测焦距

fu2f

倒立

放大

实像

v2f

与物异侧

投影仪

u=f

不成像

uf

正立

放大

虚像

——

与物同侧

放大镜

3.实验注意事项

（1）光具座的长度有限，做实验时最好选用焦距较小的凸透镜；

（2）凸透镜最好放在光具座的中间位置，便于调节物距和像距；

（3）调整烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是让烛焰的像成在光屏的中央；

（4）调整光屏时，不可再调整凸透镜的位置，否则会引起物距的变化；

（5）判断烛焰的像是否最清晰的方法：光屏在某位置时，向前或向后移动光屏，像都会变模糊，则此位置即为像最清晰的位置；

（6）同一个物距范围内，要换不同的物距进行实验，这是为了排除偶然因素，使实验结论更具普遍性。

实验中无论如何移动光屏都找不到像的几种原因

1.若烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度，烛焰的像将成在光屏偏上方或偏下方，甚至不能在光屏上成像；

2.当烛焰在凸透镜一倍焦距以外，但非常靠近焦点时，虽然能成实像，但所成的像很大，且像距也很大，而光具座长度和光屏的大小有限，光屏不能承接到像；

3.