新人教版物理八上第5章第3节凸透镜成像的规律 知识点考点汇总.docx
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新人教版物理八上第5章第3节凸透镜成像的规律知识点考点汇总
第五章透镜及其应用第3节凸透镜成像的规律
凸透镜成像的规律如下表所示。
物体到凸透镜的距离u
像到凸透镜的距离v
像的情况
倒立或正立
放大或缩小
虚或实
大于2倍焦距(u>2f)
小于2倍焦距、大于1倍焦距(2f>v>f)
倒立
缩小
实
等于2倍焦距(u=2f)
等于2倍焦距(v=2f)
倒立
等大
实
在2倍焦距和1倍焦距之间(2f>u>f)
大于2倍焦距(v>2f)
倒立
放大
实
等于1倍焦距(u=f)
不成像
小于1倍焦距(u 像距大于物距(v>u) 正立 放大 虚 知识点1: 探究凸透镜成像规律的实验 提出问题 照相机、投影仪以及放大镜都是利用凸透镜成像规律制成的,但是它们的成像情况存在着虚与实、正与倒、大与小及远与近的不同。 那么,凸透镜所成像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系呢? 假设猜想 改变凸透镜的物距和像距,可以得到不同的像。 那么,物距和像距是否就是影响凸透镜成像情况的主要因素呢? 实验设计探究 [思考]1.探究实验中物距、像距各具体指什么距离? 怎样测定其大小? 2.物距、像距的变化可引起凸透镜成像的变化,选取什么距离来做实验中的参照呢? 3.凸透镜成像有实与虚的区别,它们都能用光屏承接吗? 如何观察所成的实像或虚像呢? 4.做该探究实验时,所用器材在放置时有什么要求呢? [实验设计方案]1.实验目的: (1)把物体放在凸透镜2倍焦距以外,观察像的性质。 (2)把物体放在凸透镜2倍焦距处,观察像的性质。 (3)把物体放在凸透镜2倍焦距与1倍焦距之间,观察像的性质。 (4)把物体放在凸透镜1倍焦距之内,观察像的性质。 2.实验原理: 凸透镜成像(光的折射成像)。 3.实验器材: 凸透镜、蜡烛、光屏、光具座(带刻度尺)、火柴。 4.实验步骤: (1)如图所示,在桌面上放置好光具座,将蜡烛、凸透镜和光屏等器材按正确顺序安装在光具座上。 点燃蜡烛,调整凸透镜和光屏的高度,使它们的中心和烛焰中心大致在同一高度处。 (其中F、F'点为焦点,P、P'点为二倍焦距点) (2)把蜡烛放在离凸透镜远大于2倍焦距的地方,移动光屏,直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰像。 观察这个像是倒立的还是正立的,是放大的还是缩小的。 改变物距,重做这一步。 (3)把蜡烛移向凸透镜,让蜡烛到凸透镜的距离等于2倍焦距,移动光屏,使光屏上出现明亮、清晰的烛焰像,观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。 (4)把蜡烛再靠近凸透镜,让蜡烛到凸透镜的距离在2倍焦距与1倍焦距之间,移动光屏,使光屏上出现明亮、清晰的烛焰像,观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。 改变物距,重做这一步。 (5)把蜡烛移到凸透镜的1倍焦距内,无论怎样移动光屏,在光屏上都没有烛焰的像。 如图所示,从光屏一侧透过透镜观察到烛焰的像,记下像的性质。 改变物距,重做这一步。 分析论证 按上述步骤操作,所得数据和观察结果如下表所示,从中可得出凸透镜成像规律。 凸透镜焦距f=10cm 物距与 焦距的关系 物距u/cm 像的性质 像距v/cm 像距与焦 距的关系 实虚 大小 正倒 u>2f 43 实 缩小 倒 13 f u>2f 30 实 缩小 倒 15 f u=2f 20 实 等大 倒 20 v=2f 2f>u>f 18 实 放大 倒 23 v>2f 2f>u>f 12 实 放大 倒 60 v>2f u 8 虚 放大 正 物像同侧 —— u 6 虚 放大 正 物像同侧 —— 在本实验的操作过程中,应注意以下几个问题: ①在安装“探究凸透镜成像的规律”实验装置时,必须使烛焰、凸透镜和光屏三者中心在同一高度处,否则像有可能不能呈现在光屏上。 ②从光具座上读取物距和像距大小时,应注意读取蜡烛、凸透镜、光屏底座中央所对刻度线的数值。 ③因光具座的长度有限,故所调物距和像距的范围有限,选取物距时要根据实际情况而定,否则可能导致在屏上无法成像。 【例】 物体在距凸透镜20cm时成等大、倒立的实像,试判断物体距凸透镜30cm时所成像应是 。 答案: 倒立、缩小的实像 点拨: 物体在距凸透镜2倍焦距处时成等大、倒立的实像,再结合题述可知该凸透镜的焦距为10cm,则物距为30cm时,处在二倍焦距以外,由凸透镜成像规律知,此时成倒立、缩小的实像。 知识点2: 实验结论 1.用作图法确认凸透镜成像的规律 利用凸透镜的三条特殊折射光线作图,可巧妙记忆凸透镜成像的规律,如图所示,其中P、P'点为二倍焦距点,A1B1、A2B2、A3B3、A4B4为物体,对应的像分别是A1'B1'、A2'B2'、A3'B3'、A'B'。 2.凸透镜成像的规律可用下面的顺口溜来记忆,即: 实像倒,位异侧;虚像正,位同侧;一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小。 拓展延伸 (1)根据凸透镜成像的规律,我们还可总结出物距变化和像的大小变化的规律: 凸透镜成实像时,物近像远像变大,物远像近像变小;成虚像时,物远则像大,物近则像小。 (2)当光屏上得到清晰的像时,用纸遮住透镜的下半部分,光屏上仍然能出现完整的像,但像的亮度变暗。 因为用纸遮住透镜的下半部分,剩余部分仍可成清晰像,只不过透过去的光减少,导致所成的像变暗。 诸如凸透镜摔掉了一块、凸透镜上落了个小飞虫等,都属于这种情况,可以成清晰像,但像变暗。 (3)当物距非常大时,像距会非常小,几乎接近焦距,诸如“高空摄影”时胶片的位置如何放置类问题,就可从这个角度入手解决。 (4)透镜成像时,若像距比物距大,则成放大像;若像距等于物距,则成等大像;若像距比物距小,则成缩小像,所以可根据像距和物距的大小关系,判断所成的是放大像、等大像,还是缩小像。 【例】 在用焦距为10cm的凸透镜来探究其成像规律的实验中: (1)如图所示,将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上。 点燃蜡烛后,调节凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与烛焰中心大致在 ,其目的是使像成在 。 (2)当烛焰距凸透镜25cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰的 、 的实像,人们利用这个原理制成了 。 答案: (1)同一高度;光屏中央 (2)倒立;缩小;照相机 点拨: 熟悉凸透镜成像规律,是正确解答这类题的关键。 因为物距大于2倍焦距,所以成倒立、缩小的实像,是照相机的成像原理。 考点1: 凸透镜成像规律的实验探究 【例1】 小华想探究凸透镜成像规律。 实验桌上有A、B、C三个凸透镜,其中凸透镜A的焦距为10cm,凸透镜B的焦距为50cm,凸透镜C的焦距未知。 光具座上标尺的刻度范围如图所示。 (1)小华想探究凸透镜成实像的规律,应选用 (填“A”或“B”)凸透镜。 实验过程中,他将点燃的蜡烛放置在距凸透镜25cm处时,移动光屏,直到光屏上呈现出烛焰清晰的像,则该像是倒立、 (填“放大”或“缩小”)的实像。 (2)小华将凸透镜C固定在光具座上50cm刻线处,当蜡烛在光具座上30cm到40cm刻线之间时,烛焰的像是放大、倒立的实像;当蜡烛在光具座上0cm到30cm刻线之间时,烛焰的像是缩小、倒立的实像。 由此可判断蜡烛在光具座上45cm刻线处时,烛焰的像是放大、 的 像。 答案: (1)A;缩小 (2)正立;虚 点拨: (1)受光具座长度的限制,应选择凸透镜A,当蜡烛放置在距凸透镜25cm处时,物距大于2倍焦距,所以成缩小的实像; (2)根据题意,凸透镜C的焦距为10cm,蜡烛在光具座上45cm刻线处时,物距为5cm,小于焦距,所以成正立、放大的虚像。 考点2: 凸透镜成像规律的灵活运用 【例2】 某物体放在凸透镜前20cm处时,在光屏上得到了物体倒立、缩小的清晰实像,则该凸透镜的焦距可能是( ) A.20cm B.15cm C.10cm D.5cm 答案: D 点拨: 根据凸透镜成像规律,当在光屏上成倒立、缩小的实像时,物距应大于2倍焦距,即20cm>2f,则f<10cm,故只有选项D正确。 【例3】 某同学在探究凸透镜成像的规律时,在光屏上得到了一个清晰的烛焰的像(如图所示),为使光屏上清晰的像变大些,下列调节方法可行的是( ) A.将蜡烛适当远离透镜,光屏适当靠近透镜 B.将蜡烛适当靠近透镜,光屏适当远离透镜 C.将透镜适当靠近蜡烛 D.将透镜适当靠近光屏 答案: B、C 点拨: 因在光屏上成像,故此时凸透镜成的是实像。 由凸透镜成实像时的规律“物近像远像变大,物远像近像变小”可知,要使光屏上的像变大,应适当减小物距,增大像距,故B、C项正确。 第三章物态变化第3节汽化和液化 1.物质由液态变为气态的过程叫汽化;从气态变为液态的过程叫液化。 汽化吸热,液化放热。 2.汽化有蒸发和沸腾两种方式。 沸腾是液体在一定温度下、在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象;蒸发是液体在任何温度下、只在液体表面发生的缓慢的汽化现象。 蒸发的快慢与液体的温度高低、表面积的大小和液体表面空气流动快慢有关。 3.使气体液化有两种方法: 一是降低温度;二是压缩体积。 知识点1: 汽化和液化的概念 物质由液态变为气态的过程叫汽化。 如湿衣服变干就是一种汽化现象。 液化是汽化的逆过程,是指物质由气态变为液态的过程。 如冬天,戴眼镜的人从寒冷的室外进入温暖的室内,镜片变得模糊一片,是因为室内的水蒸气遇到冷的镜片,发生了液化的缘故。 【例】 如图所示是实验室制取蒸馏水的装置。 制取蒸馏水的过程中,发生的物态变化是( ) A.汽化 B.液化 C.先汽化,后液化 D.先液化,后汽化 答案: C 点拨: 观察题图可知,制取蒸馏水分为两个过程: 在蒸馏烧瓶中,水被加热后变成水蒸气,发生的是汽化现象;在冷凝管中,从蒸馏烧瓶中出来的水蒸气遇冷后变成水滴,发生的是液化现象。 所以在整个过程中发生的物态变化是先汽化,后液化。 知识点2: 汽化 汽化有两种方式: 蒸发和沸腾。 1.沸腾: 沸腾是在一定温度下(沸点),在液体内部和表面同时进行的剧烈的汽化现象。 沸腾的条件: 温度达到沸点,继续吸热。 沸腾的特点: 继续吸热,但温度不变。 (1)观察水的沸腾实验 实验设计 ①实验目的: 观察沸腾现象和沸腾时的温度情况。 ②实验器材: 铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、水。 ③实验步骤: a.把水倒进烧杯里,按下图安装实验仪器。 b.用酒精灯给盛了水的烧杯加热,并注意观察温度计的示数。 c.当水温升到90℃左右时,每隔1min记录1次水的温度,直到水沸腾后5min为止,并注意观察水的沸腾现象,将所测数据记入下表中。 d.根据记录的温度值,作出水的沸腾图象。 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 …… 温度/℃ 分析论证 实验中根据所测数据,作出的水沸腾时温度与时间关系的图象大致如图所示,由观察到的现象可知: 水在沸腾过程中吸热,温度保持不变。 实验点拨 本实验所需时间较长,为缩短时间,可采用的方法是: ①水的初温要高一些;②水的质量要适量;③给烧杯加盖并且水温加热到90℃左右时,要拿掉盖子,以免影响实验结果。
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