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一、测定凸透镜的焦距
方法1：凸透镜对光线起会聚作用，光路图如图1所示，根据这个原理，把凸透镜正对太阳光，在凸透镜后移动白纸，在白纸上得到一个又小又亮的光点，这个点就是焦点，用刻度尺量出焦点到透镜的距离，就是焦距f.
方法2：把凸透镜对着远处的窗户，如图2，白纸上得到窗户的像，用刻度尺量出像到凸透镜的距离，可近似看作为焦距f，它的原理是u＞2f，f＜v＜2f,由于u较大，则v较小，即v≈f.
方法3：把烛焰、凸透镜、光屏放在光具座上，调节烛焰和光屏的距离，使光屏上得到等大的像.用刻度尺量出像到凸透镜的距离d，则f=0.5d.它的原理是：物距u=2f，像距v=2f时，成倒立、等大的实像.
二、成像的规律
1.实验器材：蜡烛、凸透镜、光屏、刻度尺
2.实验步骤：
（1）用前面所讲的方法测出凸透镜的焦距f=______cm；
（2）在实验桌上画一条直线；
（3）在直线上从左向右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏，并调整高度，使凸透镜中心、光屏中心与烛焰中心在同一高度；
（4）使烛焰距凸透镜较远，移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的像，观察像的大小、正倒；
（5）使烛焰从距凸透镜较远处逐渐靠近凸透镜，每次都调节光屏，使烛焰在光屏上成清晰的像.观察像的大小、正倒，是如何随物距的减小而变化的，及像距大小的变化；
（6）当烛焰在光屏上成倒立、缩小的像时，测量并记录这时的物距和像距；
（7）当烛焰在光屏上成倒立、放大的像时，测量并记录这时的物距和像距；
（8）当物距调到小于焦距时，光屏上不成像.用眼睛通过凸透镜观察烛焰，就能看到它的像.记录像的大小、正倒.
3.实验结论：
总结规律：（1）当u＞f时，物近，像远，像变大；当u＜f时，物远，像大；
（2）物像之距最小值为4f；
（3）实像总是倒立的，虚像总是正立的；
（4）两个分界点：a.u=f实像与虚像的分界点；b.u=2f，放大与缩小像的分界点.
三、凸透镜的应用
1.u＞2f，成倒立、缩小的实像——照相机
2.f＜u＜2f，成倒立、放大的实像——投影仪
3.u＜f，成正立、放大的虚像——放大镜
四、典型例题
1.求f范围
例1一物体在凸透镜前20㎝处，在凸透镜的另一侧距透镜30㎝的光屏上成清晰的像，该凸透镜的焦距可能是（）.
A.f＜10㎝ B.f＜15㎝
C.10㎝＜f＜15㎝ D.10㎝＜f＜20㎝
解析在光屏上成像，是实像.又因为像距大于物距，所以成放大的像.
即f＜u＜2f，代入f＜20㎝＜2f，则10㎝＜f＜20㎝，v＞2f, 代入30㎝＞2f，则f＜15㎝.
解得10㎝＜f＜15㎝
答案C.
2.求像的性质
例2某同学做凸透镜成像的实验，当物体距离凸透镜16㎝时，发现光屏上有一个清晰放大的像，若把蜡烛向远离凸透镜的方向移动5㎝，则所成清晰的像一定是（）.
A.实像 B.正立的 C.放大的 D.缩小的
解析在光屏上成像，是实像.又因为成放大的像.所以物距f＜u＜2f，即f＜16㎝＜2f，8㎝＜f＜16㎝.把蜡烛向远离凸透镜的方向移动5㎝，则物距u=16㎝+5㎝=21㎝，即u＞f，所以成倒立的实像.可能成缩小的，也可能成放大的.
答案A.
3.物距、像距、焦距的关系
例3物体从凸透镜的5倍焦距处移向透镜的过程中，下列有关成像情况的说法正确的是（ ）.
A.总能用光屏找到所成的像
B.物体到达2倍焦距处时，成正立等大的像
C.所成的像逐渐向透镜靠近
D.只要物距大于焦距，像与物总是位于透镜的两侧
解析物体在焦点以外向焦点处移动时，成实像，实像总是倒立的，则B错.实像总是物像异侧，则D对.物体在焦点以内，成虚像，光屏上得不到像，则A错.物体向凸透镜靠近，像距变大，像远离透镜，则C错.
答案D.
例4把图3中的凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看作是视网膜，给凸透镜“戴”上近视眼镜，使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像，若“取下” 近视眼镜，为使光屏上的像清晰，在保持烛焰和透镜位置不变的条件下，应将光屏（ ）.
A.保持在原来位置
B.靠近透镜
C.远离透镜
D.无论怎样移动光屏都不能使像清晰
解析近视眼不戴眼镜时成的像在视网膜前.戴眼镜是戴了一个凹透镜，凹透镜对光线起发散作用，则成像在视网膜上.凸透镜相当于晶状体，烛焰成的像在光屏前.所以应将光屏靠近透镜才能在光屏上成像.
答案B.
4.实际应用
例5小宇在做“探究凸透镜成像规律”的实验，其实验装置的示意图如图4甲所示.a、b、c、d、e是主光轴上的五个点，F点和2F点分别是凸透镜的焦点和二倍焦距点.
①若他依次将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，但无论怎样移动光屏，在光屏上始终都没能看到烛焰所成的像，其可能原因是______________________.（只要求写出一种原因）
②当他分析出原因并加以改正后得到清晰缩小的烛焰实像，则蜡烛可能置于透镜左边a、b、c、d、e五点中的____________点上，此成像规律可应用在_____________机上.
③小宇做完实验后，又想用手表代替蜡烛，看到光屏上能成什么样的像.于是他在透明的玻璃板上用黑色笔画了个手表盘，如图乙所示.把这个玻璃板放在蜡烛的位置上，并用平行光源对着玻璃板上的表盘照射，如图丙所示.移动光屏直到成清晰像为止，此时表盘在光屏上所成的像是图丁中的（）.
解析①光屏上没能看到像，原因很多：蜡烛的火焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度；蜡烛的火焰（物体）在焦点以内；蜡烛的火焰（物体）在焦点上.
②凸透镜成倒立、缩小、实像的条件是u＞2f，看图知是：a点和b点.它的应用是：照相机.
③凸透镜成像左右位置反了，上下位置反了，所以选D.
凸透镜成像是光学的一个重点，学会探究，并能利用结论解决实际问题，就是把物理用到生活中去.
方法1：凸透镜对光线起会聚作用，光路图如图1所示，根据这个原理，把凸透镜正对太阳光，在凸透镜后移动白纸，在白纸上得到一个又小又亮的光点，这个点就是焦点，用刻度尺量出焦点到透镜的距离，就是焦距f.
方法2：把凸透镜对着远处的窗户，如图2，白纸上得到窗户的像，用刻度尺量出像到凸透镜的距离，可近似看作为焦距f，它的原理是u＞2f，f＜v＜2f,由于u较大，则v较小，即v≈f.
方法3：把烛焰、凸透镜、光屏放在光具座上，调节烛焰和光屏的距离，使光屏上得到等大的像.用刻度尺量出像到凸透镜的距离d，则f=0.5d.它的原理是：物距u=2f，像距v=2f时，成倒立、等大的实像.
二、成像的规律
1.实验器材：蜡烛、凸透镜、光屏、刻度尺
2.实验步骤：
（1）用前面所讲的方法测出凸透镜的焦距f=______cm；
（2）在实验桌上画一条直线；
（3）在直线上从左向右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏，并调整高度，使凸透镜中心、光屏中心与烛焰中心在同一高度；
（4）使烛焰距凸透镜较远，移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的像，观察像的大小、正倒；
（5）使烛焰从距凸透镜较远处逐渐靠近凸透镜，每次都调节光屏，使烛焰在光屏上成清晰的像.观察像的大小、正倒，是如何随物距的减小而变化的，及像距大小的变化；
（6）当烛焰在光屏上成倒立、缩小的像时，测量并记录这时的物距和像距；
（7）当烛焰在光屏上成倒立、放大的像时，测量并记录这时的物距和像距；
（8）当物距调到小于焦距时，光屏上不成像.用眼睛通过凸透镜观察烛焰，就能看到它的像.记录像的大小、正倒.
3.实验结论：
总结规律：（1）当u＞f时，物近，像远，像变大；当u＜f时，物远，像大；
（2）物像之距最小值为4f；
（3）实像总是倒立的，虚像总是正立的；
（4）两个分界点：a.u=f实像与虚像的分界点；b.u=2f，放大与缩小像的分界点.
三、凸透镜的应用
1.u＞2f，成倒立、缩小的实像——照相机
2.f＜u＜2f，成倒立、放大的实像——投影仪
3.u＜f，成正立、放大的虚像——放大镜
四、典型例题
1.求f范围
例1一物体在凸透镜前20㎝处，在凸透镜的另一侧距透镜30㎝的光屏上成清晰的像，该凸透镜的焦距可能是（）.
A.f＜10㎝ B.f＜15㎝
C.10㎝＜f＜15㎝ D.10㎝＜f＜20㎝
解析在光屏上成像，是实像.又因为像距大于物距，所以成放大的像.
即f＜u＜2f，代入f＜20㎝＜2f，则10㎝＜f＜20㎝，v＞2f, 代入30㎝＞2f，则f＜15㎝.
解得10㎝＜f＜15㎝
答案C.
2.求像的性质
例2某同学做凸透镜成像的实验，当物体距离凸透镜16㎝时，发现光屏上有一个清晰放大的像，若把蜡烛向远离凸透镜的方向移动5㎝，则所成清晰的像一定是（）.
A.实像 B.正立的 C.放大的 D.缩小的
解析在光屏上成像，是实像.又因为成放大的像.所以物距f＜u＜2f，即f＜16㎝＜2f，8㎝＜f＜16㎝.把蜡烛向远离凸透镜的方向移动5㎝，则物距u=16㎝+5㎝=21㎝，即u＞f，所以成倒立的实像.可能成缩小的，也可能成放大的.
答案A.
3.物距、像距、焦距的关系
例3物体从凸透镜的5倍焦距处移向透镜的过程中，下列有关成像情况的说法正确的是（ ）.
A.总能用光屏找到所成的像
B.物体到达2倍焦距处时，成正立等大的像
C.所成的像逐渐向透镜靠近
D.只要物距大于焦距，像与物总是位于透镜的两侧
解析物体在焦点以外向焦点处移动时，成实像，实像总是倒立的，则B错.实像总是物像异侧，则D对.物体在焦点以内，成虚像，光屏上得不到像，则A错.物体向凸透镜靠近，像距变大，像远离透镜，则C错.
答案D.
例4把图3中的凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看作是视网膜，给凸透镜“戴”上近视眼镜，使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像，若“取下” 近视眼镜，为使光屏上的像清晰，在保持烛焰和透镜位置不变的条件下，应将光屏（ ）.
A.保持在原来位置
B.靠近透镜
C.远离透镜
D.无论怎样移动光屏都不能使像清晰
解析近视眼不戴眼镜时成的像在视网膜前.戴眼镜是戴了一个凹透镜，凹透镜对光线起发散作用，则成像在视网膜上.凸透镜相当于晶状体，烛焰成的像在光屏前.所以应将光屏靠近透镜才能在光屏上成像.
答案B.
4.实际应用
例5小宇在做“探究凸透镜成像规律”的实验，其实验装置的示意图如图4甲所示.a、b、c、d、e是主光轴上的五个点，F点和2F点分别是凸透镜的焦点和二倍焦距点.
①若他依次将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，但无论怎样移动光屏，在光屏上始终都没能看到烛焰所成的像，其可能原因是______________________.（只要求写出一种原因）
②当他分析出原因并加以改正后得到清晰缩小的烛焰实像，则蜡烛可能置于透镜左边a、b、c、d、e五点中的____________点上，此成像规律可应用在_____________机上.
③小宇做完实验后，又想用手表代替蜡烛，看到光屏上能成什么样的像.于是他在透明的玻璃板上用黑色笔画了个手表盘，如图乙所示.把这个玻璃板放在蜡烛的位置上，并用平行光源对着玻璃板上的表盘照射，如图丙所示.移动光屏直到成清晰像为止，此时表盘在光屏上所成的像是图丁中的（）.
解析①光屏上没能看到像，原因很多：蜡烛的火焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度；蜡烛的火焰（物体）在焦点以内；蜡烛的火焰（物体）在焦点上.
②凸透镜成倒立、缩小、实像的条件是u＞2f，看图知是：a点和b点.它的应用是：照相机.
③凸透镜成像左右位置反了，上下位置反了，所以选D.
凸透镜成像是光学的一个重点，学会探究，并能利用结论解决实际问题，就是把物理用到生活中去.