第3节 凸透镜成像的规律
学习目标·导览
|学习目标|思维导图|
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|1.通过实验探究，了解凸透镜成像的规律。
2.能够运用凸透镜成像的规律解决实际问题。|图1 凸透镜成像的规律
u＞2f，成倒立缩小的实像
u=2f，成倒立等大的实像
f＜u＜2f，成倒立放大的实像
u=f，不成像
u＜f，成正立放大的虚像|
基础知识·预习
手持凸透镜，观察书本上的字，将凸透镜缓慢地从书本移向眼睛，再把凸透镜正对着窗户向外看，会观察到像的大小、正倒发生变化。那么，凸透镜成的像有什么规律呢？
问题1 凸透镜成像的物距和像距
物距u 像距v
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 cm
物距:物体到凸透镜光心的距离，用表示。
像距:像到凸透镜光心的距离，用表示。

问题1 u v

【分析】
本题是凸透镜成像章节的基础概念识记题，需结合物距、像距的定义，回忆教材中对应物理量的符号表示，直接匹配填写即可。
【解析】
根据凸透镜成像的基础知识：物距是物体到凸透镜光心的距离，对应的物理量符号为u；像距是像到凸透镜光心的距离，对应的物理量符号为v，因此空白处依次填写u和v。
【答案】
u；v
【知识点】
凸透镜成像基本概念
【点评】
本题为预习阶段的基础概念题，仅考察对物距、像距符号的识记，难度低，用于巩固章节基础内容。
【难度系数】
0.9

问题2 凸透镜成像有哪些规律
凸透镜成像的规律
| 物距 $u$ | 物距的变化趋势 | 像的性质 | | | 像距 $v$ | 像距的变化趋势 |
| :---: | :---: | :---: | :---: | :---: | :---: | :---: |
| | | 正、倒 | 大、小 | 实、虚 | | |
| $u＞2f$ | 逐渐减小 | | | | $2f＞v＞f$ | 逐渐增大 |
| $u=2f$ | 逐渐减小 | | | | $v=2f$ | 逐渐增大 |
| $2f＞u＞f$ | 逐渐减小 | | | | $v＞2f$ | 逐渐增大 |
| $u＜f$ | 逐渐减小 | | | | — | |

问题2 倒立 缩小 实像 倒立 等大 实像 倒立 放大 实像 正立 放大 虚像

【分析】
要解决本题，需牢记凸透镜成像的规律，分四种物距情况分析：
1. 当物距u＞2f时，成倒立、缩小的实像，像距在f和2f之间；
2. 当物距u=2f时，成倒立、等大的实像，像距等于2f；
3. 当物距2f＞u＞f时，成倒立、放大的实像，像距大于2f；
4. 当物距u＜f时，成正立、放大的虚像，虚像无法呈现在光屏上。
根据上述规律，对应表格中的空依次填写即可。
【解析】
根据凸透镜成像规律：
u＞2f时，像的正倒为倒立，大小为缩小，实虚为实像；
u=2f时，像的正倒为倒立，大小为等大，实虚为实像；
2f＞u＞f时，像的正倒为倒立，大小为放大，实虚为实像；
u＜f时，像的正倒为正立，大小为放大，实虚为虚像。
【答案】
倒立 缩小 实像 倒立 等大 实像 倒立 放大 实像 正立 放大 虚像
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像的基本规律，是光学部分的基础核心知识点，属于需要准确识记的内容，难度较低。
【难度系数】
0.7