内容正文:
凸透镜成像必会 10 大题型
考点一: 高度问题
1. 实验前应将烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致调整到同一高度,即烛焰
和光屏的中心应在凸透镜的主光轴上,目的是使像成在光屏正中央。
2. 如果燃烧过程中蜡烛变短,光屏上的像会偏高,若
想让像重新回到先屏中央,则应: 将蜡烛向上移动或
将透镜下移动或将光屏向上移动。
考点二: 测量焦距
方法 1:平行光测焦距
最小最亮的光斑即焦点所在位置
例题 1: 将平行光正对凸透镜,移动光屏,直到光屏
上形成一个最小最亮的光斑,如图所示,则该凸透镜
的焦距为 10.0 cm。
方法 2: 二倍焦距法测焦距
图像特殊点 u=2f
例题 2: 如图所示,小明根据实验记录,绘制了物体离
凸透镜的距离 u与实像到凸透镜的距离 v之间的关系,
则凸透镜的焦距为 5cm。
特殊点 P : u=v=2f=10cm f=5cm
方法 3:解不等式确定焦距范围
根据题目信息,列出 u或与 f之间的关系,解不等式
关键信息: u、v 大小关系、成像特点
不等式取值原则:
例题 3:当光屏、透镜以及烛焰的相对位置如图所示时,恰能在光屏上得到一
个清晰的像,由此判断该凸透镜的焦距 8cm<f< 10cm
分析:由图可知: u=20cm,v=16cm
u>v 成倒立、缩小的实像
同大取大
同小取小
例题 4:物体从距凸透镜 12cm 处移到距凸透镜 18cm 处的过程中调整光屏的位
置,总能在光屏上得到倒立、放大的像,则此时透镜的焦距 9 cm<f<12cm
v>2f 2f >u>f
由题可知: u1=12cm,u2=18cm
即: 2f > u1 > f →2f > 12> f → f < 12, f > 6
2f > u2 > f →2f > 18> f → f < 18, f > 9
考点三: 透镜遮挡问题
结论: 透镜被遮挡一部分后,成像特点是: 仍成完整的像,但像会变暗。
原因: 遮住透镜只是减小了凸透镜的透光面积,并没有改变它的结构和球面
性质,它的成像功能没有受到影响,所以仍可成完整的像。但因到达像点的
光线变少了,所以像会变暗。
考点四: 何为“倒立”
倒立的像,上下左右都相反
例题 5:一个“上”字型的光源经过凸透镜后,
在光屏上成了一个倒立的像,则像是 (C)
考点五: 观察 u、v大小的成像特点
例题 6: 某同学用如图所示的器材探究
“凸透镜成像规律”,此时光屏上成清晰
的像,下列说法正确的是 (A )。
A 光屏上成倒立、放大的实像。 B.光屏上成倒立、缩小的实像。
C.光屏上成正立、放大的实像。 D.光屏上成倒立、缩小的虚像
由图可知,u<v,因此成倒立、放大的实像
考点六: 动态分析
成实像时:物近像远像变大 (反之亦成立)
成虚像时:物近像近像变小 (很少考)
例题 7: 在做凸透镜成像实验时,将点燃的蜡烛沿着光具座,从凸透镜二倍
焦距之外的某位置向焦点移动,在此过程中,像距会变大,像会变大。
蜡烛一直在一倍焦距以外,成实像
9cm < f < 12cm
考点七: 物像换位问题
物像换位,光路可逆,uv 互换,成像清晰
例题8: 小华利用图示装置探究凸透镜成像规律,保持蜡烛和光屏在 10cm处和
55cm处不动,要再次在光屏上呈现清晰的像,应将凸透镜移到 40 cm刻度处。
考点八: 光屏上看不到像的原因
1.烛焰、凸透镜和光屏的中心不在同一高度上
2.蜡烛在一倍焦距处,此时 u=f,不成像 ;
3.蜡烛在一倍焦距内,此时 u<f,成虚像:
4.蜡烛到凸透镜的距离稍大于一倍焦距,成像太远,光具座长度不够,光屏
无法移到成像位置。
考点九: 改变焦距问题
1.透镜越厚(凸),焦距越小,聚光越强,成像越近
2.透镜越薄,焦距越大,聚光越弱,成像越远
基础题型: 更换透镜
例题 1:用 f=15cm的凸透镜替换图中透镜(f=10cm),只向右移动光屏,可在光
屏上成晰的像。
进阶题型 1: 水透镜问题
例题 2: 如图所示的实验装置,向左移动蜡烛,保持光屏和水透镜位置不动,
为使光屏上出现清晰的像,应通过注射器 抽水。
进阶题型 2: 加减镜片问题
凸透镜前加近视眼镜
近视→凹透镜→发散→成像更远
凸透镜前加远视眼镜
远视→凸透镜→会聚→成像更近
考点十: 物像移速问题
谁离凸透镜远,谁就快 !
例题9:一物体放在凸透镜前从二倍焦距之外匀速靠近凸透镜,至透镜焦点处,
考察像的运动速度,应该是先小于后大于物体速度。
分析: 像和物体运动时间相同,要比速度,采用相同时间比路程
1. 当物体位于二倍焦距之外时,u>2f,f<v< 2f。
物体的路程: 无穷远到二倍焦距处
像的路程: 一倍焦距到二倍焦距之间
2.当物体位于一、二倍焦距之间时,v> 2f,f<u< 2f
物体的路