初中應(yīng)用物理知識競賽輔導(dǎo)講座 透鏡及其應(yīng)用（教師版）

1、初中應(yīng)用物理知識競賽輔導(dǎo)講座 透鏡及其應(yīng)用（教師版）【知識要點解讀】1. 凸透鏡對光線有會聚作用。凸透鏡對光線有會聚作用指的是：光通過凸透鏡后，其折射光線在原光線的傳播方向上合攏一些或相交點提前一些。注意凸透鏡對光線有會聚作用不是指光線通過凸透鏡后是會聚光束。22. 凹透鏡對光線有發(fā)散作用。凹透鏡對光線有發(fā)散作用指的是：光通過凹透鏡后，其折射光線在原光線的傳播方向上發(fā)散一些或相交點延后一些。注意凹透鏡對光線有發(fā)散作用不是指光線通過凹透鏡后是發(fā)散光束。3. 照相機、投影儀、放大鏡都是利用凸透鏡成像來工作的。照相機把處在2倍焦距之外的物體成像與焦點與2倍焦距之間；投影儀上所放膠片為物體，放在凸透鏡

2、的焦點與2倍焦距之間，通過凸透鏡成像于銀幕上，上面的平面鏡僅起到改變光路的作用。放大鏡所放大的物體處于凸透鏡的焦點以內(nèi)，成一正立放大虛像。初中應(yīng)用物理知識競賽關(guān)于透鏡及其應(yīng)用拓展的知識點主要有：1. 透鏡成像作圖遵循的三條原則（三條特殊光線）：平行于主光軸的光線，經(jīng)透鏡折射后通過主焦點；通過光心的光線經(jīng)透鏡折射后方向不變；通過主焦點的光線，經(jīng)透鏡折射后跟主光軸平行。2. 凸透鏡成像公式：+=。對凸透鏡成像規(guī)律的理解：a) 一個結(jié)論：實倒異，虛正同。即實像總是倒立在異側(cè)，不但可以看到且可以用光屏承接；虛像總是正立在同側(cè)，可以看到但不能用光屏承接。b) 兩個分界點：焦點和2倍焦距處。焦點是實像與虛

3、像的分界點。當(dāng)物體位于凸透鏡的焦點以內(nèi)時，成虛像；當(dāng)物體位于凸透鏡的焦點以外時，成實像?？珊営洖椋航裹c內(nèi)外分虛實，內(nèi)虛外實。2倍焦距處點是放大像與縮小像的分界點。當(dāng)物體位于凸透鏡的2倍焦距和焦點之間時，成放大的實像；當(dāng)物體位于凸透鏡的2倍焦距以外時，成縮小的實像?？珊営洖椋?倍焦距點內(nèi)外分大小，內(nèi)大外小。c) 三個變化：像的大小和像距的變化：物體向焦點移近，所成的像就變大，同時像距變大。像物移動速度的變化：物體位于2倍焦距處點之外（u>2f），物距大于像距，成倒立縮小實像，物體移動速度大于像移動速度；物體位于2倍焦距處點和焦點之間（f<u<2f），物距小于像距，成倒立放大實像

4、，物體移動速度小于像移動速度。物像之間的距離變化：當(dāng)物體位于2倍焦距處，成像在另一側(cè)2倍焦距處，物像距離最小，等于4倍焦距。當(dāng)物體位于2倍焦距處以外，成像在另一側(cè)焦點與2倍焦距處點之間，物體向2倍焦距處點移動，物像之間距離變??；物體遠離2倍焦距處點移動，物像之間距離變大。當(dāng)物體位于2倍焦距處以內(nèi)（焦點與2倍焦距處點之間），成像在另一側(cè)2倍焦距處以外，物體向2倍焦距處點移動，物像之間距離變??；物體向焦點移動，物像之間距離變大。A沿平行主軸方向。B沿O與S連線方向。C沿F2與S連線方向。D沿F1與S連線方向?！久麕燑c評】掌握透鏡成像作圖的三條特殊光線，作圖分析，可簡潔明了、事半功倍。例3（2011

5、全國初中應(yīng)用物理知識競賽初賽）用一直徑為20cm的凸透鏡正對著陽光方向，在透鏡的另一側(cè)15cm處，有一垂直于主軸的光屏，此光屏上呈現(xiàn)一個直徑是10cm的光斑，則該透鏡的焦距 ( )A可能是10cm B可能是15cm C一定是30cm D一定是45cm【解析】畫出凸透鏡成像光路圖如圖所示。若光屏在凸透鏡與焦點之間，則凸透鏡焦距為30cm；若光屏在凸透鏡的焦點右邊，則凸透鏡焦距為10cm；所以凸透鏡焦距可能為10cm，也可能是30cm，選項A正確?！敬鸢浮緼【名師點評】此題考查凸透鏡成像光路。要注意，光屏上呈現(xiàn)一個直徑是10cm的光斑，光屏可能放在凸透鏡與焦點之間，也可能放在凸透鏡的焦點右邊，因此

6、對應(yīng)兩個可能焦距值。例4. （2010全國初中應(yīng)用物理知識競賽）小明在用可變焦的光學(xué)照相機（一種鏡頭焦距大小可根據(jù)需要發(fā)生改變的光學(xué)照相機)給小蘭拍了一張半身照之后，保持相機和小蘭的位置不變，又給小蘭拍了一張全身照。關(guān)于這個過程對相機的調(diào)節(jié)，下列說法中正確的是 ( )A.焦距變大，像距也變大 B.焦距變小，像距也變小 C.焦距變大，像距變小 D.焦距變小，像距變大 【名師點評】此題也可根據(jù)凸透鏡成像公式：+=，得出f=uv/(u+v)，式中u+v為物像之間距離不變。照相機拍人身體照片，物距u一定大于相距v。拍全身照時物距更大，uv減小，焦距變小?！窘馕觥浚喊蜒坨R放在紙上看到兩個眼鏡片都是放大的

7、字，說明兩個眼鏡片都是凸透鏡，說明他的兩只眼睛都是遠視眼，選項A正確?！敬鸢浮?A【名師點評】佩戴凸透鏡的是遠視眼，佩戴凹透鏡的近視眼?！靖傎悓崙?zhàn)訓(xùn)練】一選擇題2.（2011上海第25界初中物理競賽）平面鏡水平放置且鏡面朝上，在鏡面上方豎直放置一凸透鏡，在凸透鏡左側(cè)主光軸上兩倍焦距處有一點光源S,關(guān)于點光源在該光具組中成像情況的判斷，正確的是 （ ）A兩個實像，兩個虛像B兩個實像，一個虛像C一個實像，兩個虛像D一個實像，三個虛像2.答案：A 【解析】兩倍焦距處點光源S通過凸透鏡在凸透鏡右側(cè)兩倍焦距處成一實像S1，在平面鏡中成一虛像S2。S2通過凸透鏡在凸透鏡右側(cè)兩倍焦距上方成一實像S3。S1在

8、平面鏡中成一虛像S4。所以選項A正確。3. （2011全國初中應(yīng)用物理知識競賽河南預(yù)賽）在做“研究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，當(dāng)燭焰、凸透鏡及光屏處在如圖所示的位置時，恰能在光屏上得到一個清晰的像。由此可以判斷，他所使用凸透鏡的焦距A一定小于8cm B一定在8cm到10cm之間C一定大于20cm D一定在10cm到16cm之間3.答案：B【解析】若在光屏上得到清晰的像是放大的像，說明燭焰處于焦點和2倍焦距位置之間，焦距小于10cm；若在光屏上得到清晰的像是縮小的像，說明燭焰處于2倍焦距位置之外(物距大于2倍焦距)，成像在焦點與2倍焦距位置之間，焦距大于8cm；所以他所使用凸透鏡的焦距一定在8cm

9、到10cm之間，選項B正確。4（1994全國初中應(yīng)用物理知識競賽復(fù)賽）為了防盜，在門上裝上一個“貓眼”，使屋內(nèi)的人能看清屋外的人是一個正立縮小的像，屋外面的人卻看不清屋內(nèi)的人，則“貓眼”應(yīng)該是：（ ）A凸鏡 B凹鏡 C凹透鏡D凸透鏡4答案：C 解：根據(jù)面鏡和透鏡的成像規(guī)律，能成正立縮小的像是凸鏡和凹透鏡；但要使屋內(nèi)的人看屋外的人；只能用凹透鏡，選項C正確。5（1997全國初中應(yīng)用物理知識競賽復(fù)賽）放映幻燈時，為了在屏幕上得到更大的像，那么應(yīng)采取的措施是：（ ）A幻燈機離屏幕遠一些，鏡頭與幻燈片的距離調(diào)小一些B幻燈機離屏幕遠一些，鏡頭與幻燈片的距離調(diào)大一些C幻燈機離屏幕近一些，鏡頭與幻燈片的距離

10、調(diào)大一些D幻燈機離屏幕近一些，鏡頭與幻燈片的距離調(diào)小一些5.答案：A 解析：放映幻燈時，為了在屏幕上得到更大的像，那么應(yīng)采取的措施是減小物距（使幻燈片向鏡頭移動），增大像距（幻燈機離屏幕遠一些），選項A正確。6. （2010全國初中應(yīng)用物理知識競賽河南預(yù)賽）在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，當(dāng)凸透鏡、光屏和蠟燭火焰的位置如圖所示時，光屏上能成一個清晰地像，則A.所成的像是正立縮小的實像B.所成的像是倒立縮小的實像C.把蠟燭向左移動少許，光屏適當(dāng)向左移動可得到更大的實像位置之間，所成的像是倒立放大的實像，選項AB錯誤；把蠟燭向左移動少許，光屏適當(dāng)向左移動可得到減小的實像，選項C錯誤；把蠟燭向右移

11、動少許，光屏適當(dāng)向右移動可得到更大的實像，選項D正確。二 作圖題7. （2010“學(xué)而思杯”競賽）作圖：是發(fā)光體，是它通過凸透鏡成所的像.請畫出凸透鏡的位置并找出焦點（一個即可） 據(jù)近視眼的成因及矯正方法，在圖中虛線框內(nèi)劃出矯正所需要的透鏡并完成矯正后的光路圖9.（2010“學(xué)而思杯”競賽）實驗中有時需要將一束行平光變成細平行光，這可以三實驗題和填空題10.（2011上海初中物理競賽復(fù)賽題）9如圖所示，某同學(xué)從桌面上的近視眼鏡中看到自己身后同一個窗戶的兩個像，這兩個像為_像(選填：“實”或“虛”)，是_面鏡(選填：“平”、“凹”、“凸”)所成的像，10.答案：虛 凸解析：根據(jù)凸面鏡成正立縮小虛

12、線可知，這兩個像為凸面鏡所成的虛像。光屏上又出現(xiàn)了一個清晰的像。則凸透鏡和圓筒左端面的距離x為_，該透鏡的焦距f為_。12.（2010“學(xué)而思杯”競賽）小明在“探究凸透鏡成像規(guī)律”實驗中，用裝有6個發(fā)光二極管的有方格的白紙板做發(fā)光物體，如圖甲所示.又用這種有同樣大小方格的白紙板做光屏.將發(fā)光物體、凸透鏡和光屏組裝到光具座上并調(diào)整好.（3）如圖乙所示，當(dāng)發(fā)光物體在點時，物與像之間的距離為S1，當(dāng)發(fā)光物體在點時，物與像之間的距離為S2，則S1 S2.(選填“>”、“=”或“<”)（4）小明探究完凸透鏡成像規(guī)律后，接著又做了一個觀察實驗.發(fā)光體位置不變，取下光屏，當(dāng)眼睛在原光屏處會看到發(fā)

13、光體的像嗎？，眼睛靠近凸透鏡，是否能看到像？.眼睛從原光屏位置遠離凸透鏡，是否能看到像？。（填“能看到”或是“不能看到”）12答案：（1）縮小光屏上成清晰的像（2）便于比較像與物的大小關(guān)系（3）（4）不能不能能13.（2009上海初中物理競賽）如圖 19所示，一點光源位于金屬圓筒內(nèi)部軸線上A點。圓筒軸線與凸透鏡主光軸重合，光屏與圓筒軸線垂直且距離透鏡足夠遠。此時，點光源正好在光屏上形成一個清晰的像，測出此時凸透鏡與圓筒右端面B的距離為L；向右移動凸透鏡到適當(dāng)位置，光屏上再次出現(xiàn)了清晰的像。由于光源位于圓筒的內(nèi)部，無法直接測量出A與筒右端面的距離d，為了求出d的大小，在上述過程中還需要測量出的一

14、個物理是 ；如果用N來表示該物理量的大小，則可以得出d= 。13. 答案：第二次成像時透鏡與光屏的距離 NL解析：由當(dāng)物像之間距離一定時兩次成像物距和像距互換可知在上述過程中還需要測量出的一個物理是第二次成像時透鏡與光屏的距離N，由N=d+L，可以得出d=NL。14. （2011上海第25界初中物理競賽）如圖所示，不透光小圓盤P和小圓形發(fā)光面S的半徑均為R，平行豎直放置，二者相距為2d。在它們正中間放置一個焦距為2d的凹透鏡，透鏡的主光軸通過P和S的圓心。在P的右側(cè)相距d處，放置一平行于圓盤面的光屏M（足夠大）。則不透光圓盤P在光屏M上形成的本影（發(fā)光面S發(fā)出的任何光線都不能進入該區(qū)域內(nèi)）面積

15、為_；不透光圓盤P在光屏M上形成的半影（發(fā)光面S發(fā)出的光線中只有部分能進入該區(qū)域內(nèi)）面積為_。15.（1993全國初中應(yīng)用物理知識競賽）說出兩種最簡便的估測凸透鏡焦距的方法。15答案：方法一：讓陽光垂直射到鏡面，調(diào)節(jié)到陽光會聚的光點至最小，測出會聚光點到鏡面的距離即為焦距。方法二：當(dāng)作放大鏡來看書。調(diào)節(jié)到字體的放大虛像至恰好變成模糊為止，測出透鏡到字體的距離即為焦距。16（2010物理學(xué)科能力競賽）給你一個透鏡，不知道是凸透鏡還是凹透鏡，由于用手觸摸光學(xué)器件的光學(xué)面會對其產(chǎn)生一定的損傷，故實驗操作時不可觸摸（包括用紙、布等）透鏡請你簡要寫出除此以外的兩種判斷方法.16. 答案：一是看：透過透鏡看課本，調(diào)節(jié)透鏡到書本的距離，能觀察到放大的像的為凸透鏡，反之為凹透鏡； 二是照