2026年中考物理一轮复习万能解题模板---透镜及其应用
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内容正文:
2026年中考物理万能解题模板---透镜及其应用
★☆☆题型1 凸透镜作图
★★★题型2 凸透镜成像规律及应用
★★★题型3 探究凸透镜成像规律
题型1 凸透镜作图 ★☆☆
● 解题必备
一、透镜的三条特殊光线
透镜
光线
平行于主光轴
通过焦点
过光心
凸透镜
凹透镜
● 解题模板
一、根据透镜对光的作用作图
凸透镜对光有会聚作用,当光通过凸透镜后,折射光线会向较厚的中央方向偏折。折射光线更靠近主光轴,通过凸透镜的折射光线相对入射光线而言,会聚了一些,凸透镜不仅对平行光束有会聚作用,对发散光束也有会聚作用,所谓“会聚作用”,并不代表通过凸透镜后的折射光线都是会聚光束。
凹透镜对光线有发散作用,当光通过凹透镜后,折射光线会向较厚的边缘方向偏折,折射光线更远离主光轴,通过凹透镜的折射光线相对入射光线而言,发散了一些,凹透镜不仅对平行光束有发散作用,对会聚光束也有发散作用,所谓“发散作用”,并不代表通过凹透镜后的折射光线都是发散光束。
二、透镜光路图中的三条特殊光线,是过透镜诸多光线中最具代表意义的光线,要准确理解和掌握其画法。
凸透镜的三条特殊光线是:(1)平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点,(2)过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不变,(3)从焦点发出的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出。
凹透镜的三条特殊光线是:(1)平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点,(2)过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不变,(3)延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴射出。
三、作透镜光路图我们一定要注意:
1.要借助工具作图。作图一定要规范,
2.实际光线画带箭头的实线。不是实际光线画虚线,虚线不带箭头,
3.光线与光线之间要连接好。不要断开,
4.点光源S经凸透镜成像的像点S′是S发出的所有光经凸透镜折射后会聚而成的,所以S发出的任何一条光线经凸透镜折射后都过像点s′,例如物体在凸透镜的2倍焦距处时像也在2倍焦距处,所以从凸透镜2倍焦距处发出的光经凸透镜折射后过另一侧的2倍焦距处。
● 典型例题
典例一如图所示,请将下列光路图补充完整。
解析:仔细观察入射光线或折射光线的特点,根据凸透镜和凹透镜的三条特殊光线作图。
解:(1)平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后通过焦点;过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,据此完成光路图,如图所示:
(2)过凹透镜光心的光线其传播方向不变;如图所示:
典例二如图所示,MN为凸透镜的主光轴,A为蜡烛,A′为蜡烛通过凸透镜成的像,请根据凸透镜成像原理在图中画出凸透镜并标出它的焦点。
解析:选取物体上的一点,找出其对应的像点,结合凸透镜的三条特殊光线:平行于主光轴的,过焦点的;过光心的。利用其对应的入射光线的特点,可以确定凸透镜的位置,焦点的位置。
解:(1)在烛焰上取一点S,在所成的像上找出其对应的像点S′,连接SS′,其与主光轴的交点O就是凸透镜的光心,由此可以确定凸透镜的位置;
(2)过S点作平行于主光轴的入射光线,经过凸透镜折射后要过S′,折射光线与主光轴的交点就是凸透镜焦点F的位置(因为平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后过焦点);如图所示:
典例三如图所示,S是发光点,S′是某同学做实验时透过凸透镜看到的发光点S的像。试在图中画出凸透镜的位置,并标出其焦点F.(保留作图痕迹)
解析:利用凸透镜的两条特殊光线:过光心的光线其传播方向不变;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点;据此画出凸透镜和焦点的大致位置。
解:根据“透过凸透镜看到的发光点S的像”可知,凸透镜成正立、放大的虚像,像和物在凸透镜同侧,因此连接物像的端点S、S′与主光轴交于O点,则O点为凸透镜的光心,过O点垂直主光轴作出凸透镜;从S点作平行于主光轴作一条入射光线,其折射光线的反向延长线过S′,与主光轴的交点为焦点F,如下图所示:
题型2 凸透镜成像规律及应用 ★★★
● 解题必备
物距与焦距的关系
光路图
像距与焦距的关系
应用
u
成倒立、缩小的实像
照相机
u
成倒立、等大的实像
测焦距
u
成倒立、放大的实像
v
投影仪
放映机
U=f
不成像
u
物像同侧,成正立、放大的虚像
v
放大镜
凸透镜成实像时,当物距大于像距时成倒立、缩小的实像,当物距小于像距时,成倒立、放大的实像。
静态成像记忆口诀:倍焦距分虚实,内虚外实,实倒虚正,二倍焦距分大小,内大外小。
动态成像记忆口诀:物近像远,像变大(成实像时);物近像近,像变小(成虚像时)。
● 解题模板
一、确定位置判断成像情况的方法:
第一步 确定物体在哪一侧? (通过物距判断成像情况)
第二步 确定光屏在哪里?谁是接收者(通过像距判断成像情况)
第三步 作一个比大小:判断物距与像距的大小关系从而确定物体与像的大致位置,不需要精确。
当UV时思考何时会出现这样的情况脑中要呈现出凸透镜成像的实验图,若当蜡烛(即物体)在2F之外时则大于V可判断出此时成的是倒立、缩小的像。
● 典型例题
典例一如图所示,在探究“凸透镜成像的实验”中,烛焰在光屏上成了清晰的像,下列说法不正确的是( )
A.此时,光屏上成的是倒立、放大的实像
B.该凸透镜的焦距可能是10cm
C.如果在凸透镜左前方放一近视眼镜,向右移动光屏才能再次成清晰的像
D.凸透镜位置不动,向右移动蜡烛并适当调节光屏位置可得到等大倒立的实像
解析:(1)根据像距和物距的关系判断成像的特点;(2)物距成像的特点,根据物距的范围确定焦距的大小;(3)近视镜对光线具有发散作用;(4)凸透镜成实像时,具有物近像远像变大的特点。
解: A、由图知,像距小于物距,由凸透镜成像规律可知,此时成倒立缩小的实像,故A错误;
B、由图知,u=50cm-20cm=30cm,v=65cm-50cm=15cm,根据成缩小实像的条件可知u=30cm>2f,f<v=15cm<2f,解得7.5cm<f<15cm,故B正确;
C、如果在凸透镜左前方放一近视眼镜,近视镜对光线具有发散作用,像的位置会向右移动,故应向右移动光屏才能再次成清晰的像,故C正确;
D、凸透镜位置不动,向右移动蜡烛,物距减小,当物距等于二倍焦距时,会成倒立等大的实像,此时像距也等于二倍焦距,故D正确。
故选:A。
典例二小明将一只点燃的蜡烛放在凸透镜(f=10cm)前18cm处,移动光屏,可得到烛焰 (填“正立”或“倒立”)、 (填“放大”、“缩小”或“等大”)的清晰的像,然后他在蜡烛和凸透镜之间放置了一个远视眼镜片,由于远视眼镜片对光线有 作用,所以光屏上烛焰的像变模糊了(如图所示),若想在光屏上重新得到清晰的像,他可将光屏 (填“靠近”或“远离”)凸透镜。
解析:(1)2f>u>f,成倒立、放大的实像;(2)远视镜片是凸透镜,对光线具有会聚作用,会使像提前形成。
解:已知凸透镜焦距为10cm,将烛焰放在距离凸透镜18cm处,物距2f>u>f,此时成倒立放大的实像;
将远视眼镜片(即凸透镜)放在蜡烛和凸透镜之间,经过凸透镜的光线会比原来提前会聚成像,所以将光屏靠近凸透镜,才能在光屏上重新得到清晰的像。
故答案为:倒立;放大;会聚;靠近。
二、凸透镜成像动态题解题思路
我们经常会遇到这样的题目,物体、光屛、透镜三者会发生移动。这类题目感觉比较麻烦,那么我们遇到了 如何解决呢?和数学一样,我们要把动态变定态来思考。
第一步 确定初始位置: 未移动前物体在三范围中(二倍焦距以外、一倍焦距和二倍焦距之间、一倍焦距以内)的哪一个,像在哪个范围内,成像情况。
第二步 如果知道移动方向的,则物体远离透镜,像变小,物体靠近透镜,像变大。
反过来像离透镜越近,像越小,像离透镜越远,像越大。(学会根据物体和像的位判断像的大小);
不知道移动方向,告知你像的变化情况的,那么 像变大 说明物体在靠近透镜,像变小则物体在远离透镜。光屛则相反。
第三步 如果是透镜在移动的,那么我们看透镜往哪一侧在靠近,往物体测靠的,其实就是物体离透镜变近,说明像在变大。反之,像变小。
第四步 确定末位置:通过以上方法基本可以确定出,物体的一个末位置 是在三个范围里的哪一个,以及像的成像情况,则可以解决相关题目。
典例一如图所示,将凸透镜正对太阳光,其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑,这时光斑到凸透镜的距离为l,该凸透镜的焦距为f,若f小于l,则凸透镜从此位置远离纸的过程中光斑会( )
A.一直变小 B.一直变大
C.先变大后变小 D.先变小后变大
解析:根据纸上呈现一个并非最小的光斑,根据凸透镜的焦距f小于l可知这个光斑可能是焦点之后的,然后即可推断光斑的变化。
解:光斑到凸透镜的距离为l,若f小于l,则说明该光斑在焦点之后(如下图);
则凸透镜从此位置远离纸的过程中,相当于凸透镜不动,纸远离凸透镜,所以光斑会一直变大。故选:B。
典例二在探究“凸透镜成像规律”的实验中,小明将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐向远离凸透镜的方向移动,物距v随时间t的变化图象如图甲所示,则像距u与t的大致变化关系为( )
解析:根据凸透镜成实像时:物远(物距变大)像近(像距变小)像变小分析。
解:将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透,物距逐渐增大,根据凸透镜成的实像时有:物远(物距变大)像近(像距变小)像变小,像距逐渐减小,从v>2f到f<v<2f,但像距只能接近1倍焦距,而不能小于1倍焦距,故C正确。
故选:C。
题型3 探究凸透镜成像规律 ★★★
● 解题必备
一、[设计与进行实验]
1.实验装置:光具座由左向右依次为蜡烛、透镜、光屏。
2.实验在较暗的环境下进行的目的:使实验现象更明显。
3.实验前调整蜡烛、凸透镜和光屏的中心在同一高度的目的:使蜡烛的像成在光屏的中央。
4.凸透镜焦距的测量及判断:
(1)用平行光垂直照射凸透镜,在凸透镜的另- -侧用光屏承接到最小最亮的点,测出亮点到凸透镜光心的距离即可。
(2)当凸透镜成倒立、等大的实像,焦距等于物距的一半。
(3)根据凸透镜成像规律判断焦距的可能值。
5.当物距小于焦距时观察像的位置:从光屏一侧(即蜡烛与眼睛在凸透镜异侧)透过凸透镜观察蜡烛所成的像。
6.光屏上找不到像的原因:
(1 )烛焰、凸透镜光心和光屏中心没有在同一高度。
(2)物距小于或等于一倍焦距,不成实像。
(3)物距太小,像距太大,超过了光县座的量程。
二、[分析数据和现象,总结结论]
7.凸透镜成像特点及应用:判断成像特点(形状)及应用、像距等。
8.凸透镜成像的动态规律:成实像时物近像远像变大,物远像近像变小。
三、[交流与反思]
9.成清晰像时,蜡烛与凸透镜位置互换,能否成清晰的像:能成清晰像,因为折射现象中光路可逆。
10.当凸透镜的一部分被纸遮住时,烛焰在光屏上的成像情况:光屏上的像会变暗些,但还是完整的像。
11.蜡烛燃烧变短的相关分析
(1)像的位置变化:像会逐渐向上移。
(2)调节方法:光屏上移或蜡烛上移或凸透镜下移。
12.成清晰像时凸透镜前加镜片的相关分析(蜡烛和透镜位置不动)
(1)加远视镜(凸透镜):光线提前会聚、像距变小、像变小,光屏应向靠近透镜的方向移动。
(2)加近视镜(凹透镜):光线延迟会聚、像距变大、像变大,光屏应向远离透镜的方向移动。
13.保持蜡烛和透镜位置不变,换用水透镜进行实验
(1)向水透镜中注水,透镜焦距变小,折光能力变强,为使光屏上能成清晰的像,应将光屏向靠近凸透镜的方向移动。
(2)将水透镜中的水向外抽出,透镜焦距变大,折光能力变弱,为使光屏上能成清晰的像,应将光屏向远离凸透镜的方向移动。
● 解题模板
第一步 ①当u>2f时,成倒立、缩小的实像,应用是照相机、摄像头;
第二步 ②当u=2f时,成倒立、等大的实像;
第二步 ③当fu2f时,成倒立、放大的实像,应用是投影仪、幻灯机;
第四步 ④当uf时,成正立、放大的虚像,应用是放大镜。
● 典型例题
典例一 用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。图甲中一束平行光射向凸透镜,光屏上得到一个最小、最亮的光斑(未画出)。
(1)图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(未画出),则该像是倒立、 的实像。
(2)若在图乙中将凸透镜移到55cm刻度线处,则将光屏移动到 cm刻度线处,可以再次看到清晰的像。
(3)若在图乙中烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜的镜片,则将光屏向 (选填“左”或“右”,下同)移动才能再次看到清晰的像。
(4)若在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气,发现光屏上“烛焰尖部”变模糊,则将光屏向 移动,“烛焰尖部”又会变清晰。
【解析】
(1)焦距是指从焦点到凸透镜的距离,根据甲图计算出焦距的大小;根据物距大于1倍焦距小于2倍焦距时,成倒立放大实像的原理进行分析;
(2)凸透镜u=v=2f时,成倒立等大的实像,据此分析;
(3)把凹透镜放在凸透镜前时,会聚能力减弱,使像呈在光屏的后方;
(4)在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气,流体大的位置压强小,火焰向左移动,根据凸透镜物远像近像变小分析解答。
解:(1)由图知,光斑即焦点处,所以焦距f=60cm-50cm=10cm;当蜡烛、凸透镜位于图乙中刻度对应的位置时,物距为50cm-35cm=15cm,大于1倍焦距小于2倍焦距,凸透镜能成倒立放大的实像;
(2)在图乙中将凸透镜移到55cm刻度线处,物距为u=55cm-35cm=20cm,u=2f,成倒立、等大的实像。像成在二倍焦距的位置,v=75cm-55cm=20cm,光屏在75cm的位置,所以光屏向左移动。
(3)凹透镜对光线有发散作用,放在凸透镜前时,使光线发散,像呈现在光屏的后方,像距增大,在光屏上要得到清晰的像,光屏要远离凸透镜,即要将光屏向右移动才能在光屏上成清晰的像;
(4)在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气,A点气体流速大,流体大的位置压强小,火焰向左移动,物距增大,像距减小,将光屏向左移动,“烛焰尖部”又会变清晰。
故答案为:(1)放大;(2)75;(3)右;(4)左。
典例二 在用焦距为10cm的凸透镜来探究成像规律的实验中,小吴将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,如图1所示。
(1)点燃蜡烛后,在调整过程中,应调整光屏、凸透镜或烛焰,使三者的中心大致在 ;若实验时,他发现光屏上承接蜡烛的像偏上,位置如图2所示,应该将蜡烛向 调节,让像移动到光屏中间。
(2)当蜡烛距凸透镜15cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰的倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的 (选填“实像”或“虚像”)。
(3)若遮住凸透镜的下半部分,则烛焰在光屏上的成像情况是 (选填“完整的像”、“一半的像”或“无法成像”);
(4)若把图中的凸透镜看作眼睛的晶状体,光屏看作视网膜,给“眼睛”戴上远视眼镜,使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像。若取下远视眼镜,则清晰的像会成在光屏的 (选填“前面”或“后面”)。
【分析】
(1)为使像成在光屏的中央,应调整光屏、凸透镜或烛焰的中心大致在同一高度处;凸透镜成倒立的实像,物体相对于凸透镜向下移动,则像向上移动;
(2)凸透镜成像的三种情况和应用:
u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机;
2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪;
u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜和老花镜;
(3)若将凸透镜的一部分挡住后,其它地方仍对光线有会聚作用,可以成完整的像;
(4)根据凸透镜对光线起会聚作用的特点进行分析。
解:(1)应调整光屏、凸透镜或烛焰,使三者的中心大致在同一高度上,这样像才能成在光屏的中央;根据光线过光心不改变方向,要使像向下移动,可以使蜡烛向上移动,或凸透镜向下移动,或光屏向上移动;
(2)当蜡烛距凸透镜15cm时,处于f和2f之间,所以在光屏上得到一个清晰的倒立、放大的实像;幻灯机就是利用该原理制成的;
(3)若遮住凸透镜的下半部分,凸透镜的上半部分仍能会聚光线,在光屏上成像,所以在光屏上得到的是完整的像;
(4)远视眼镜是凸透镜,对光线有会聚作用,给“眼睛”戴上远视眼镜,使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像。若取下远视眼镜,则光线会比原来会聚得更晚一些,所以像会成在光屏的后面。
故答案为:(1)同一高度上;上;(2)放大;实像;(3)完整的像;(4)后面。
典例三 现在很多学生由于各种原因,患有近视眼,而许多老人,患有远视眼。参照下面两图,有关近视眼和远视眼的成因与矫正方法,正确的是( )
A.甲图反映了近视眼的成因,应配戴凸透镜矫正
B.甲图反映了远视眼的成因,应配戴凹透镜矫正
C.乙图反映了近视眼的成因,应配戴凹透镜矫正
D.乙图反映了远视眼的成因,应配戴凸透镜矫正
【解析】
(1)近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强,使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方,由此可以确定哪一个图表示了近视眼的成像情况。近视眼佩戴凹透镜进行矫正。
(2)远视眼的晶状体较薄,会聚能力较弱,看近处的物体时,将像成在视网膜的后面,远视眼佩戴凸透镜进行矫正。
解:AB、甲图的入射光线会聚在视网膜的后方,是晶状体折光能力太弱,所以甲图表示了远视眼的成像情况;为了使光线会聚在原来的会聚点前面的视网膜上,就需要在光线进入人的眼睛以前会聚一下,因此佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜来矫正,故AB错误。
CD、乙图的入射光线会聚在视网膜的前方,是晶状体折光能力太强,所以乙图表示了近视眼的成像情况;为了使光线会聚在原来的会聚点后面的视网膜上,就需要在光线进入人的眼睛以前发散一下,因此佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正,故C正确,D错误。
故选:C。
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2026年中考物理万能解题模板---透镜及其应用
★☆☆题型1 凸透镜作图
★★★题型2 凸透镜成像规律及应用
★★★题型3 探究凸透镜成像规律
题型1 凸透镜作图 ★☆☆
● 解题必备
一、透镜的三条特殊光线
透镜
光线
平行于主光轴
通过焦点
过光心
凸透镜
凹透镜
● 解题模板
一、根据透镜对光的作用作图
凸透镜对光有会聚作用,当光通过凸透镜后,折射光线会向较厚的中央方向偏折。折射光线更靠近主光轴,通过凸透镜的折射光线相对入射光线而言,会聚了一些,凸透镜不仅对平行光束有会聚作用,对发散光束也有会聚作用,所谓“会聚作用”,并不代表通过凸透镜后的折射光线都是会聚光束。
凹透镜对光线有发散作用,当光通过凹透镜后,折射光线会向较厚的边缘方向偏折,折射光线更远离主光轴,通过凹透镜的折射光线相对入射光线而言,发散了一些,凹透镜不仅对平行光束有发散作用,对会聚光束也有发散作用,所谓“发散作用”,并不代表通过凹透镜后的折射光线都是发散光束。
二、透镜光路图中的三条特殊光线,是过透镜诸多光线中最具代表意义的光线,要准确理解和掌握其画法。
凸透镜的三条特殊光线是:(1)平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点,(2)过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不变,(3)从焦点发出的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出。
凹透镜的三条特殊光线是:(1)平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点,(2)过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不变,(3)延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴射出。
三、作透镜光路图我们一定要注意:
1.要借助工具作图。作图一定要规范,
2.实际光线画带箭头的实线。不是实际光线画虚线,虚线不带箭头,
3.光线与光线之间要连接好。不要断开,
4.点光源S经凸透镜成像的像点S′是S发出的所有光经凸透镜折射后会聚而成的,所以S发出的任何一条光线经凸透镜折射后都过像点s′,例如物体在凸透镜的2倍焦距处时像也在2倍焦距处,所以从凸透镜2倍焦距处发出的光经凸透镜折射后过另一侧的2倍焦距处。
● 典型例题
典例一如图所示,请将下列光路图补充完整。
典例二如图所示,MN为凸透镜的主光轴,A为蜡烛,A′为蜡烛通过凸透镜成的像,请根据凸透镜成像原理在图中画出凸透镜并标出它的焦点。
典例三如图所示,S是发光点,S′是某同学做实验时透过凸透镜看到的发光点S的像。试在图中画出凸透镜的位置,并标出其焦点F.(保留作图痕迹)
题型2 凸透镜成像规律及应用 ★★★
● 解题必备
物距与焦距的关系
光路图
像距与焦距的关系
应用
u
成倒立、缩小的实像
照相机
u
成倒立、等大的实像
测焦距
u
成倒立、放大的实像
v
投影仪
放映机
U=f
不成像
u
物像同侧,成正立、放大的虚像
v
放大镜
凸透镜成实像时,当物距大于像距时成倒立、缩小的实像,当物距小于像距时,成倒立、放大的实像。
静态成像记忆口诀:倍焦距分虚实,内虚外实,实倒虚正,二倍焦距分大小,内大外小。
动态成像记忆口诀:物近像远,像变大(成实像时);物近像近,像变小(成虚像时)。
● 解题模板
一、确定位置判断成像情况的方法:
第一步 确定物体在哪一侧? (通过物距判断成像情况)
第二步 确定光屏在哪里?谁是接收者(通过像距判断成像情况)
第三步 作一个比大小:判断物距与像距的大小关系从而确定物体与像的大致位置,不需要精确。
当UV时思考何时会出现这样的情况脑中要呈现出凸透镜成像的实验图,若当蜡烛(即物体)在2F之外时则大于V可判断出此时成的是倒立、缩小的像。
● 典型例题
典例一如图所示,在探究“凸透镜成像的实验”中,烛焰在光屏上成了清晰的像,下列说法不正确的是( )
A.此时,光屏上成的是倒立、放大的实像
B.该凸透镜的焦距可能是10cm
C.如果在凸透镜左前方放一近视眼镜,向右移动光屏才能再次成清晰的像
D.凸透镜位置不动,向右移动蜡烛并适当调节光屏位置可得到等大倒立的实像
典例二小明将一只点燃的蜡烛放在凸透镜(f=10cm)前18cm处,移动光屏,可得到烛焰 (填“正立”或“倒立”)、 (填“放大”、“缩小”或“等大”)的清晰的像,然后他在蜡烛和凸透镜之间放置了一个远视眼镜片,由于远视眼镜片对光线有 作用,所以光屏上烛焰的像变模糊了(如图所示),若想在光屏上重新得到清晰的像,他可将光屏 (填“靠近”或“远离”)凸透镜。
二、凸透镜成像动态题解题思路
我们经常会遇到这样的题目,物体、光屛、透镜三者会发生移动。这类题目感觉比较麻烦,那么我们遇到了 如何解决呢?和数学一样,我们要把动态变定态来思考。
第一步 确定初始位置: 未移动前物体在三范围中(二倍焦距以外、一倍焦距和二倍焦距之间、一倍焦距以内)的哪一个,像在哪个范围内,成像情况。
第二步 如果知道移动方向的,则物体远离透镜,像变小,物体靠近透镜,像变大。
反过来像离透镜越近,像越小,像离透镜越远,像越大。(学会根据物体和像的位判断像的大小);
不知道移动方向,告知你像的变化情况的,那么 像变大 说明物体在靠近透镜,像变小则物体在远离透镜。光屛则相反。
第三步 如果是透镜在移动的,那么我们看透镜往哪一侧在靠近,往物体测靠的,其实就是物体离透镜变近,说明像在变大。反之,像变小。
第四步 确定末位置:通过以上方法基本可以确定出,物体的一个末位置 是在三个范围里的哪一个,以及像的成像情况,则可以解决相关题目。
典例一如图所示,将凸透镜正对太阳光,其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑,这时光斑到凸透镜的距离为l,该凸透镜的焦距为f,若f小于l,则凸透镜从此位置远离纸的过程中光斑会( )
A.一直变小 B.一直变大
C.先变大后变小 D.先变小后变大
典例二在探究“凸透镜成像规律”的实验中,小明将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐向远离凸透镜的方向移动,物距v随时间t的变化图象如图甲所示,则像距u与t的大致变化关系为( )
题型3 探究凸透镜成像规律 ★★★
● 解题必备
一、[设计与进行实验]
1.实验装置:光具座由左向右依次为蜡烛、透镜、光屏。
2.实验在较暗的环境下进行的目的:使实验现象更明显。
3.实验前调整蜡烛、凸透镜和光屏的中心在同一高度的目的:使蜡烛的像成在光屏的中央。
4.凸透镜焦距的测量及判断:
(1)用平行光垂直照射凸透镜,在凸透镜的另- -侧用光屏承接到最小最亮的点,测出亮点到凸透镜光心的距离即可。
(2)当凸透镜成倒立、等大的实像,焦距等于物距的一半。
(3)根据凸透镜成像规律判断焦距的可能值。
5.当物距小于焦距时观察像的位置:从光屏一侧(即蜡烛与眼睛在凸透镜异侧)透过凸透镜观察蜡烛所成的像。
6.光屏上找不到像的原因:
(1 )烛焰、凸透镜光心和光屏中心没有在同一高度。
(2)物距小于或等于一倍焦距,不成实像。
(3)物距太小,像距太大,超过了光县座的量程。
二、[分析数据和现象,总结结论]
7.凸透镜成像特点及应用:判断成像特点(形状)及应用、像距等。
8.凸透镜成像的动态规律:成实像时物近像远像变大,物远像近像变小。
三、[交流与反思]
9.成清晰像时,蜡烛与凸透镜位置互换,能否成清晰的像:能成清晰像,因为折射现象中光路可逆。
10.当凸透镜的一部分被纸遮住时,烛焰在光屏上的成像情况:光屏上的像会变暗些,但还是完整的像。
11.蜡烛燃烧变短的相关分析
(1)像的位置变化:像会逐渐向上移。
(2)调节方法:光屏上移或蜡烛上移或凸透镜下移。
12.成清晰像时凸透镜前加镜片的相关分析(蜡烛和透镜位置不动)
(1)加远视镜(凸透镜):光线提前会聚、像距变小、像变小,光屏应向靠近透镜的方向移动。
(2)加近视镜(凹透镜):光线延迟会聚、像距变大、像变大,光屏应向远离透镜的方向移动。
13.保持蜡烛和透镜位置不变,换用水透镜进行实验
(1)向水透镜中注水,透镜焦距变小,折光能力变强,为使光屏上能成清晰的像,应将光屏向靠近凸透镜的方向移动。
(2)将水透镜中的水向外抽出,透镜焦距变大,折光能力变弱,为使光屏上能成清晰的像,应将光屏向远离凸透镜的方向移动。
● 解题模板
第一步 ①当u>2f时,成倒立、缩小的实像,应用是照相机、摄像头;
第二步 ②当u=2f时,成倒立、等大的实像;
第二步 ③当fu2f时,成倒立、放大的实像,应用是投影仪、幻灯机;
第四步 ④当uf时,成正立、放大的虚像,应用是放大镜。
● 典型例题
典例一 用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。图甲中一束平行光射向凸透镜,光屏上得到一个最小、最亮的光斑(未画出)。
(1)图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(未画出),则该像是倒立、 的实像。
(2)若在图乙中将凸透镜移到55cm刻度线处,则将光屏移动到 cm刻度线处,可以再次看到清晰的像。
(3)若在图乙中烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜的镜片,则将光屏向 (选填“左”或“右”,下同)移动才能再次看到清晰的像。
(4)若在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气,发现光屏上“烛焰尖部”变模糊,则将光屏向 移动,“烛焰尖部”又会变清晰。
典例二 在用焦距为10cm的凸透镜来探究成像规律的实验中,小吴将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,如图1所示。
(1)点燃蜡烛后,在调整过程中,应调整光屏、凸透镜或烛焰,使三者的中心大致在 ;若实验时,他发现光屏上承接蜡烛的像偏上,位置如图2所示,应该将蜡烛向 调节,让像移动到光屏中间。
(2)当蜡烛距凸透镜15cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰的倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的 (选填“实像”或“虚像”)。
(3)若遮住凸透镜的下半部分,则烛焰在光屏上的成像情况是 (选填“完整的像”、“一半的像”或“无法成像”);
(4)若把图中的凸透镜看作眼睛的晶状体,光屏看作视网膜,给“眼睛”戴上远视眼镜,使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像。若取下远视眼镜,则清晰的像会成在光屏的 (选填“前面”或“后面”)。
典例三 现在很多学生由于各种原因,患有近视眼,而许多老人,患有远视眼。参照下面两图,有关近视眼和远视眼的成因与矫正方法,正确的是( )
A.甲图反映了近视眼的成因,应配戴凸透镜矫正
B.甲图反映了远视眼的成因,应配戴凹透镜矫正
C.乙图反映了近视眼的成因,应配戴凹透镜矫正
D.乙图反映了远视眼的成因,应配戴凸透镜矫正
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