《2025年金版学案同步优学智慧作业八年级物理上册人教版》

1. 探究凸透镜成像的规律
做“探究凸透镜成像的规律”实验中用到的器材有：发光物体、凸透镜、光屏和光具座,分别把上述物体安装在光具座上,调整它们的高度,使它们的中心高度相同,目的是使像成在光屏的中央。光屏的作用是承接并显示凸透镜所成的实(选填“虚”或“实”)像。

答案： 凸透镜 中央 实

2. 凸透镜成像规律
当$u＞2f$,$f＜v＜2f$时,成倒立、缩小的实像,物像异侧；
当$u = 2f$,v=2f时,成倒立、等大的实像,物像异侧；
当$f＜u＜2f$,v＞2f时,成倒立、放大的实像,物像异侧；
当$u = f$时,不成像；
当$u＜f$,v＞u时,成正立、放大的虚像,物像同侧。
凸透镜成实像与虚像的分界点是焦距处；成放大实像与缩小实像的分界点是2倍焦距处；凸透镜所成的实像总是倒立的,像与物在凸透镜的异侧；凸透镜所成的虚像总是正立、放大的,像与物在凸透镜的同侧。

答案： 异 v=2f 异 v＞2f v＞u 同 焦距 2 倍焦距

1. 实验：探究凸透镜成像的规律
(1)实验原理：光的折射。
(2)实验装置。
(3)实验关键。
①选材和准备。
a. 选光屏：为了方便从不同方向观察光屏上的像,光屏应选用较粗糙的硬纸板。
b. 测焦距：探究前,先测量凸透镜的焦距。如图乙所示,一束平行于主光轴的光线经凸透镜后,在光具座的光屏上形成了一个最小、最亮的光斑,此时该凸透镜的焦距为$10.0\ cm$。
c. 调高度：调节发光物体、透镜和光屏,使它们的中心高度相同。
②进行实验：保持凸透镜不动,将发光物体由远及近靠近凸透镜,移动光屏,直到上面呈现清晰的像。
(4)要点探究。
①怎样才能在光屏上找到“清晰的像”？
缓慢地多次前后移动光屏,并不断比较光屏上像的清晰程度,直到光屏上的像“最清晰”为止。
②凸透镜成放大的实像时,物距跟像距相比,哪个比较大？成缩小的实像时,物距跟像距相比,哪个比较大？
凸透镜成放大的实像时,物距小于像距；成缩小的实像时,物距大于像距。
③在实验过程中,如何测量凸透镜的焦距？
用平行光垂直照射透镜,在透镜的另一侧用光屏承接到最小、最亮的亮点,测出亮点到凸透镜的距离即可。
④实验中,用纸遮住透镜的一部分,成像如何？
还是一个完整的像,只是像变暗了。
⑤实验中,在透镜前加凸透镜(或凹透镜),像如何变化？
加凸透镜：像距变小,像变小。加凹透镜：像距变大,像变大。
⑥实验中,换焦距较大或较小的透镜后像如何变化？
焦距越大,会聚能力越弱,像距变大,像变大；焦距越小,会聚能力越强,像距越小,像变小。
【典例1】小敏同学利用如图所示的装置做“探究凸透镜成像的规律”的实验。
(1)如图甲所示(图中刻度尺单位：$cm$),平行光正对凸透镜照射,移动光屏直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑,据此可知该凸透镜的焦距$f= $10.0$cm$。
(2)在调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度时,蜡烛需要(选填“需要”或“不需要”)点燃。组装实验装置时,为使像成在光屏中央,应该进行的操作是使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度。
(3)调整实验装置后,如图乙所示位置,此时光屏上清晰的像应该是倒立放大的实像,成像特点与投影仪(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)成像特点相同。
(4)若将蜡烛移动到光具座$20\ cm$处,则此时像距$v= $15.0$cm$。

答案： 解析
(1)由图中,平行光线经凸透镜后会聚到一点,说明凸透镜对光线具有会聚作用,焦点到凸透镜光心的距离叫焦距,所以焦距为$f = 40.0\ cm - 30.0\ cm = 10.0\ cm$。
(2)进行凸透镜成像实验时,烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度,像才能成在光屏的中央位置,所以在调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度时,蜡烛需要点燃。
(3)如图乙所示,物距

等

于$50.0\ cm - 35.0\ cm = 15.0\ cm$,介于焦距和$2$倍焦距之间,此时光屏上清晰的像应该是倒立、放大的实像。成像特点与投影仪成像特点相同。
(4)如图乙所示,物距为$15.0\ cm$,像距为$80.0\ cm - 50.0\ cm = 30.0\ cm$。
若将蜡烛移动到光具座$20\ cm$处,则此时物距为$50.0\ cm - 20.0\ cm = 30.0\ cm$,根据对称性可知,此时像距$v = 15.0\ cm$。
答案
(1)$10.0$
(2)需要 使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度
(3)放大 投影仪
(4)$15.0$