初中物理尖子生自主招生培優(yōu)講義版塊5 透鏡 專題5-3 凸透鏡成像規(guī)律 （教師版）

頁凸透鏡成像規(guī)律知識(shí)·解讀一、基本概念1、物距：物體到凸透鏡光心的距離，用u表示；2、像距：像到凸透鏡光心的距離，用v表示；3、焦距：焦點(diǎn)到凸透鏡光心的距離，用f表示。二、成像規(guī)律物距(u)像距(v)像的性質(zhì)像物應(yīng)用u>2ff<v<2f倒立、縮小的實(shí)像異側(cè)照相機(jī)u＝2fv＝2f倒立、等大的實(shí)像異側(cè)f<u<2fv>2f倒立、放大的實(shí)像異側(cè)投影儀u＝f平行光不成像u<f|v|>u正立、放大的虛像同側(cè)放大鏡三、透鏡成像規(guī)律分析1、一焦分虛實(shí)：u＝f是成實(shí)像與虛像的分界點(diǎn)，u>f成實(shí)像；u＝f不成像；u<f成虛像。2、二焦分大?。簎＝2f是成縮小實(shí)像與放大實(shí)像的分界點(diǎn)，u>2f成縮小的實(shí)像；u＝2f成等大的實(shí)像；f<u<2f成放大的實(shí)像。3、實(shí)像皆倒立，虛像皆正立。四、凸透鏡成像公式:1典例·解讀類型一透鏡焦距判斷例1、某物體放在凸透鏡前20cm處時(shí)，在光屏上得到了物體倒立、縮小的清晰實(shí)像，則該凸透鏡的焦距可能是()。A．20cmB．15cmC．10cmD．5cm【答案】D【答案】D【解析】根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，當(dāng)在光屏上成倒立、縮小的實(shí)像時(shí)，物距(物體到凸透鏡的距離)應(yīng)大于2倍焦距，而實(shí)際物距為20cm，由此推斷焦距小于10cm，故正確選項(xiàng)為D。題型二透鏡成像規(guī)律例2、對(duì)同一種色光，下列各光路圖中正確的是（）【答案】【答案】C【解析】根據(jù)u＝2f時(shí)，v＝2f。此時(shí)成倒立、等大的實(shí)像。像與物關(guān)于透鏡剛好對(duì)稱。故應(yīng)選C。題型三透鏡的前后調(diào)節(jié)問題例3、蝴蝶研究專家章麗暉在茅山首次發(fā)現(xiàn)國家二級(jí)保護(hù)動(dòng)物——中華虎風(fēng)蝶，他先用相機(jī)拍攝了蝴蝶休憩的照片甲，為了拍攝照片乙，應(yīng)（

）A.相機(jī)適當(dāng)靠近蝴蝶，鏡頭略向外伸B.相機(jī)適當(dāng)靠近蝴蝶，鏡頭略向內(nèi)縮C.相機(jī)適當(dāng)遠(yuǎn)離蝴蝶，鏡頭略向外伸D.相機(jī)適當(dāng)遠(yuǎn)離蝴蝶，鏡頭略向內(nèi)縮【答案】【答案】A【解析】由圖可知，甲圖中的蝴蝶的像小于乙圖，即從甲圖到乙圖，像變大，則應(yīng)縮小物距，將相機(jī)靠近蝴蝶。而物距減小時(shí)，像和相距均變大，則應(yīng)將鏡頭外伸?？谠E：物近像遠(yuǎn)像變大，物遠(yuǎn)像近像變小。題型四透鏡中的圖像問題例4、某班同學(xué)在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，記錄并繪制了像到凸透鏡的距離v跟物體到凸透鏡的距離u之間關(guān)系的圖象，如圖所示，下列判斷正確的是()A.該凸透鏡的焦距是16cmB.當(dāng)u=12cm時(shí)，在光屏上能得到一個(gè)縮小的像C.當(dāng)u=20cm時(shí)成放大的像，投影儀就是根據(jù)這一原理制成的D.把物體從距凸透鏡12cm處移動(dòng)到24cm處的過程中，像逐漸變小【答案】D【答案】D【解析】當(dāng)物距等于像距(題圖中為16cm)時(shí)，物體應(yīng)在二倍焦點(diǎn)上，故焦距為8cm，A錯(cuò)；當(dāng)u=12cm時(shí)，f<u<2f，故成倒立、放大的實(shí)像，故B錯(cuò)；當(dāng)u=20cm時(shí)，u>2f，成倒立、縮小的實(shí)像，故C錯(cuò)；物體從12cm向24cm移動(dòng)的過程中，符合“物遠(yuǎn)像近像變小”，故D正確。題型五透鏡焦距的范圍問題例5、如圖是“研究凸透鏡成像”的實(shí)驗(yàn)裝置圖．當(dāng)光屏處于圖示位置時(shí)，在光屏上正好得到清晰的像．那么由圖可知此凸透鏡的焦距范圍是（）

A.一定小于10厘米B.一定大于30厘米

C.一定大于10厘米，而小于15厘米D.一定大于10厘米，而小于30厘米【答案】C【答案】C【解析】分析：凸透鏡成實(shí)像時(shí)，U＞V，成倒立、縮小的實(shí)像；U＜V，成倒立、放大的實(shí)像．

2f＞U＞f，成倒立、放大的實(shí)像，根據(jù)物距和焦距的關(guān)系解不等式即可．

解答：由圖可知：u=30cm，v=20cm．且u＞v；

由凸透鏡成像規(guī)律可知：此時(shí)的像是倒立縮小的實(shí)像，

則u=30cm＞2f，2f＞20cm＞f，

解得，10cm＜f＜15cm．

點(diǎn)評(píng)：解答此題的關(guān)鍵是掌握凸透鏡成像的兩種判斷方法，根據(jù)物距和像距的關(guān)系；根據(jù)物距和焦距的關(guān)系列出不等式．而且要會(huì)解不等式，這就要求學(xué)生要具備一定的綜合能力．題型六“凹、凸透鏡”傻傻分不清楚的陷阱題例6、一塊長方體玻璃磚內(nèi)有一個(gè)呈雙凸面（球面）的空氣泡，可以看作透鏡．一束平行光束按圖所示方式射向氣泡，則這束平行光將（）A.穿過氣泡后仍保持平行B.穿過氣泡后會(huì)聚C.穿過氣泡后發(fā)散D.不能穿過氣泡，全部被反射【答案】C【答案】C【解析】要判斷光線通過玻璃磚后會(huì)怎樣，關(guān)鍵是要看玻璃磚屬于什么透鏡．圖中，玻璃磚是被氣泡分成了兩部分，這兩部分都屬于凹透鏡，凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用．如果同學(xué)們不對(duì)圖片進(jìn)行分析，很容易選B，這是錯(cuò)誤的，因?yàn)橥剐螝馀莶皇遣Ａг?，故它不是凸透鏡．這是一塊玻璃磚被氣泡分成兩部分，這兩部分都是中間薄，邊緣厚，是凹透鏡．因此對(duì)照過去的平行光有發(fā)散作用，所以C是正確的．凸透鏡成像規(guī)律的相關(guān)推論：凸透鏡成像規(guī)律的相關(guān)推論：（1）任意一條光線穿過二倍焦點(diǎn)時(shí)，其折射光線一定也穿過對(duì)側(cè)的二倍焦點(diǎn)。（2）當(dāng)物體在二倍焦距之外移動(dòng)時(shí)，物體比像移動(dòng)更快；當(dāng)物體在一至二倍焦距之間移動(dòng)時(shí)，像比物體移動(dòng)快。（可記作：誰遠(yuǎn)誰快。）（3）無論是成實(shí)像還是虛像，只要物體不斷接近一倍焦點(diǎn)，像就會(huì)不斷變大。點(diǎn)評(píng)：推論的掌握對(duì)于我們做選填題會(huì)非常快捷，達(dá)到事半功倍的效果！例7、如圖所示，MN表示物體，M'N'是MN經(jīng)凸透鏡所成的像，F(xiàn)是透鏡焦點(diǎn)，f是透鏡的焦距，θ、θ'分別是物、像與主光軸之間的夾角．則下列判斷中正確的是（）A、θ'＜θ，M'N'＜MNB、θ'＜θ，M'N'=MNC、θ'=θ，M'N'＜MND、θ'=θ，M'N'=MN【答案】C【答案】C【解析】把物體MN變?yōu)椤鱉NA，△MNA經(jīng)凸透鏡成倒立、縮小的△M'N'A'，如圖．物體MN在凸透鏡的二倍焦距以外，成倒立、縮小的實(shí)像，所以M'N'＜MN．凸透鏡成像時(shí)，像的大小可以發(fā)生變化，但是像的形狀不發(fā)生變化，所以夾角不發(fā)生變化．所以θ'=θ．例8、在凸透鏡前有一物體，當(dāng)它沿主軸向透鏡方向移動(dòng)20厘米，則它所對(duì)應(yīng)的像卻遠(yuǎn)離透鏡移動(dòng)30厘米，那么物體移動(dòng)的范圍可能是（）A．在透鏡1倍焦距內(nèi)移動(dòng)B．在透鏡1倍焦距與2倍焦距之間移動(dòng)C．在透鏡2倍焦距外移動(dòng)D．在透鏡2倍焦距外向1倍焦距與2倍焦距間移動(dòng)【答案】B【答案】B【解析】在凸透鏡前有一物體，當(dāng)它沿主軸向透鏡方向移動(dòng)20厘米，則它所對(duì)應(yīng)的像卻遠(yuǎn)離透鏡移動(dòng)30厘米，可見物體靠近凸透鏡，像遠(yuǎn)離凸透鏡，凸透鏡成實(shí)像．物距減小20cm，像距減小30cm，物距減小的比像距減小的小，物體在凸透鏡的一倍焦距向二倍焦距移動(dòng)．也可利用推論判斷：當(dāng)物體在二倍焦距之外移動(dòng)時(shí)，物體比像移動(dòng)更快；當(dāng)物體在一至二倍焦距之間移動(dòng)時(shí)，像比物體移動(dòng)快。（可記作：誰遠(yuǎn)誰快。）例9、現(xiàn)代攝影機(jī),攝象機(jī)所用的光學(xué)鏡頭是可變焦距的,當(dāng)物距改變時(shí),可以不改變鏡頭到底片的距離(像距),仍可獲得清晰的像,如果被拍攝物體遠(yuǎn)離鏡頭而去,則焦距()。A.變小B.變大C.先變小后變大D.先變大后變小

【答案】B【答案】B【解析】如果被拍攝物體遠(yuǎn)離鏡頭而去,則物距變大,物遠(yuǎn)像近小,像變小像距也應(yīng)該變小,而"不改變鏡頭到底片的距離(像距)",那么一個(gè)焦點(diǎn)將會(huì)向靠近像點(diǎn)的方向移動(dòng),那么焦距變大.當(dāng)然，這題還有另一種方法，就是根據(jù)凸透鏡的成像公式：1u培優(yōu)·訓(xùn)練一、選擇題1、在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”時(shí)，把蠟燭放在凸透鏡前30cm處，光屏上可呈現(xiàn)倒立、放大的像.若保持凸透鏡位置不變，將蠟燭和光屏的位置對(duì)調(diào)一下，則在光屏上()A.無法成像B.呈現(xiàn)正立、放大的像C.呈現(xiàn)倒立、放大的像D.呈現(xiàn)倒立、縮小的像2、小麗把一個(gè)凸透鏡正對(duì)著太陽光，在距離凸透鏡20cm處得到一個(gè)最小最亮的光斑.若她用此來觀察地圖上較小的字，則凸透鏡到地圖的距離應(yīng)()A.小于20cmB.大于20cm小于40cmC.等于40cmD.大于40cm3、將一蠟燭放在裝有水的燒瓶前，調(diào)整蠟燭和燒瓶至如圖所示位置，在墻壁上得到清晰的像。該像的性質(zhì)是()A．縮小的虛像B．放大的虛像C．縮小的實(shí)像D．放大的實(shí)像第3題圖第4題圖4、圖甲、乙所示的虛線方框內(nèi)各放置一個(gè)透鏡，發(fā)光點(diǎn)S發(fā)出的兩束光通過透鏡前后的方向如圖所示，則（）A.甲為凹透鏡，乙為凸透鏡B.甲為凸透鏡，乙為凹透鏡C.甲、乙都為凸透鏡D.甲、乙都為凹透鏡5、可變焦的光學(xué)照相機(jī)可以把遠(yuǎn)處的景物“拉近”進(jìn)行拍攝，就是說，雖然被拍攝的景物與照相機(jī)鏡頭之間的距離基本不變，但仍可以使底片上所成的像變大．關(guān)于這個(gè)過程，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6、蠟燭放在離凸透鏡20厘米的主光軸上，在透鏡的另一側(cè)光屏上得到縮小的像，若將蠟燭向遠(yuǎn)離透鏡方向移動(dòng)10厘米，則所成的像一定是（）A.倒立縮小的B.倒立放大的C.正立放大的D.倒立等大的7、如果不慎在照相機(jī)的鏡頭上沾上了一個(gè)小墨點(diǎn)，則照出的相片上（）A.有一個(gè)放大的墨點(diǎn)像B.有一個(gè)縮小的墨點(diǎn)像C.一片漆黑D.沒有墨點(diǎn)的像8、要使一束平行光經(jīng)過兩個(gè)相同的凸透鏡后，光線仍然保持平行，那么這兩個(gè)凸透鏡的主光軸應(yīng)重合，兩個(gè)透鏡間的距離是（）A.等于1倍焦距B.等于2倍焦距C.大于2倍焦距D.可以等于任何值9、一束平行光線照射到下列光學(xué)元件上，能使光線會(huì)聚于一點(diǎn)的是（）A.凸透鏡B.平面鏡C.凹透鏡D.無法判斷10、對(duì)光線有會(huì)聚作用的光學(xué)鏡子有（）A.凸面鏡和凸透鏡B.凹面鏡和凹透鏡C.凸面鏡和凹透鏡D.凹面鏡和凸透鏡11、如圖所示在遮光板的中央挖一圓洞，嵌入一塊與圓洞等大的凸透鏡，一束平行光垂直射到凸透鏡上，在遮光板后面與板平行的光屏上呈現(xiàn)一個(gè)直徑二倍于透鏡直徑的圓形光斑，若屏與凸透鏡的距離為d，則

則透鏡的焦距為（）A.d/4B.d/3C.d/2D.d第11題圖第12題圖12、某同學(xué)在做研究凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持凸透鏡位置不變，如圖先后使?fàn)T焰位于a、b、c、d四點(diǎn)，并分別調(diào)整光屏的位置，實(shí)驗(yàn)后，他歸納出以下說法，其中錯(cuò)誤的是（）A．使?fàn)T焰位于a點(diǎn)時(shí)，屏上出現(xiàn)的實(shí)像最小B．使?fàn)T焰位于c點(diǎn)時(shí)，屏上出現(xiàn)的實(shí)像最大C．使?fàn)T焰位于b點(diǎn)時(shí)，成縮小的實(shí)像

D．使?fàn)T焰位于d點(diǎn)時(shí)，成放大的實(shí)像13、（多選）下列說法中正確的是（）A.焦距大的凸透鏡比焦距小的凸透鏡聚光程度好B.焦距小的凸透鏡比焦距大的凸透鏡聚光程度好C.材料相同、直徑相同的凸透鏡，形狀越凸，焦距越小D.材料相同、直徑相同的凸透鏡，形狀越凸，焦距越大14、如圖所示，在“用‘凸透鏡’觀察周圍的景物”活動(dòng)中，小科將印有綠色環(huán)保標(biāo)志“”的紙固定在墻上，再將一只裝有水的圓柱形玻璃杯移到標(biāo)志的正前方，然后改變玻璃杯與標(biāo)志之間的距離。小科站立時(shí)透過玻璃杯和水觀察。下列圖像中，不可能看到的是()A.B.C.D.第14題圖第15題圖15、小明拿著凸透鏡在窗戶和墻壁之間移動(dòng)，發(fā)現(xiàn)墻壁上出現(xiàn)了一個(gè)窗戶的像，墻壁、凸透鏡和窗戶的位置如圖所示，則下列說法正確的是(

).A、墻壁上出現(xiàn)的是正立、縮小的實(shí)像B、幻燈機(jī)是利用圖中所示的成像規(guī)律工作的C、向右移動(dòng)凸透鏡，在墻壁上還會(huì)出現(xiàn)一個(gè)像D、用白紙擋住凸透鏡一半，不能看到窗戶完整的像16、如圖是用來研究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖(屏未畫出)，當(dāng)蠟燭和透鏡放在圖示位置時(shí)，通過移動(dòng)光屏，可以在光屏上得到與物體等大的像。若透鏡位置不變，將蠟燭移到刻度為30cm處，則（

）A、移動(dòng)光屏，可以在屏上得到倒立放大的像B、移動(dòng)光屏，可以在屏上得到倒立縮小的像C、移動(dòng)光屏，可以在屏上得到正立放大的像D、不論光屏移到什么位置，都不能在屏上得到清晰的像17、在探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)中，先用焦距為10cm的透鏡甲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在透鏡右側(cè)的光屏上得到了清晰縮小的實(shí)像．接下來不改變發(fā)光體和凸透鏡的位置，改用焦距為20cm的透鏡乙繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．下列情形可能發(fā)生的是（）A、光屏向右移，能接收到清晰縮小的實(shí)像B、光屏向左移，能接收到清晰放大的實(shí)像C、光屏向左移，能接收到清晰縮小的實(shí)像D、無論怎樣移動(dòng)光屏，都接收不到清晰的像18、實(shí)驗(yàn)室備有甲、乙、丙三個(gè)凸透鏡，三個(gè)實(shí)驗(yàn)小組分別用這三個(gè)凸透鏡探究凸透鏡成像規(guī)律，實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)蠟燭到透鏡的距離都為12cm時(shí)，甲、乙、丙三透鏡分別成縮小的實(shí)像、放大的虛像、放大的實(shí)像，則這三個(gè)透鏡的焦距f甲、f乙、f丙的大小關(guān)系為（）A、f甲＞f乙＞f丙B、f乙＞f丙＞f甲C、f乙＞f甲＞f丙D、f丙＞f乙＞f甲19、將物體放在距凸透鏡40cm處，在透鏡另一側(cè)距透鏡30cm處的光屏上得到一個(gè)清晰的像，則此凸透鏡的焦距范圍是(

)A、10cm<f<15cmB、15cm<f<20cmC、20cm<f<30cmD、30cm<f<40cm20、將筷子豎直插入裝水的玻璃杯內(nèi)，從俯視圖中的P點(diǎn)沿水平方向看到的應(yīng)該是下面哪個(gè)圖中的情形？

（

）A、B、C、D、21、物體放在凸透鏡前，到凸透鏡的距離是16cm，若此時(shí)光屏上得到放大的像，則所用的透鏡的焦距可能是（

）A、4cmB、8cmC、12cmD、18cm22、如圖所示，有一圓柱體PQ，放在凸透鏡前圖示的位置，它所成像P′Q′的形狀應(yīng)該是下列圖中的（

）A、B、C、D、23、一個(gè)同學(xué)在觀察凸透鏡成像時(shí),發(fā)現(xiàn)蠟燭與凸透鏡的距離比28厘米小一些時(shí),在透鏡另一側(cè)的光屏上總成放大的像；距離大于28厘米時(shí),屏上總成縮小的像,則這個(gè)凸透鏡的焦距是（

）A、約28厘米B、約14厘米C、大于28厘米D、小于28厘米24、在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，已知凸透鏡焦距為10cm，當(dāng)光屏上成一縮小倒立的燭焰的像時(shí)，燭焰與凸透鏡的距離為

(

)A、大于20cmB、等于20cmC、大于10cm且小于20cmD、小于10cm25、物體沿凸透鏡主光軸從2倍焦距處勻速向外移動(dòng)的過程中，像的大小和速度將（

）A、像變大，速度變大B、像變大，速度不變C、像變小，速度變小D、像變小，速度不變26、（多選）用凸透鏡成像時(shí)，定義像與物的大小之比為“放大率"，則在物體成像的情況下（

）A、物距一定時(shí)，焦距越小放大率一定越小B、物距一定時(shí)，焦距越小放大率可能越大C、焦距一定時(shí)，物體離透鏡越近放大率越大D、焦距一定時(shí)，物體離同側(cè)焦點(diǎn)越近放大率越大27、中國的詩詞歌賦蘊(yùn)含豐富的光學(xué)知識(shí)，下列說法正確的是()A.“明月幾時(shí)有？把酒問青天”，酒中明月倒影是光的折射B.“起舞弄清影，何似在人間”，影子的形成是由于光沿直線傳播C.“人有悲歡離合，月有陰晴圓缺”，陰晴圓缺的月亮是自然光源D.“但愿人長久，千里共嬋娟”，共賞的天上明月是平面鏡所成的像28、某同學(xué)在做透鏡成像的實(shí)驗(yàn)時(shí)，將一支點(diǎn)燃的蠟燭放在距離透鏡20cm的地方，當(dāng)它向透鏡移動(dòng)時(shí)，其倒立的像移動(dòng)速度大于蠟燭移動(dòng)速度，則可判斷此透鏡（）A、是凸透鏡，焦距為20cmB、是凸透鏡，焦距可能為15cmC、是凹透鏡，焦距為20cmD、是凹透鏡，焦距可能為15cm29、小華在研究凸透鏡成像規(guī)律時(shí)，將平行光正對(duì)凸透鏡照射，另一側(cè)的光屏移動(dòng)到距凸透鏡10cm處時(shí)，得到一個(gè)最小最亮的光斑。接著把光源換成蠟燭，調(diào)整好相關(guān)器材的高度，將凸透鏡固定在光具座中央50cm刻度線處，移動(dòng)蠟燭到光具座的左端并點(diǎn)燃，再移動(dòng)光屏至如圖所示位置時(shí)，在光屏中央得到一個(gè)清晰的像。保持凸透鏡位置不變，通過移動(dòng)蠟燭及光屏的位置，下列成像情況符合實(shí)際的是()A．若蠟燭放置在10cm刻度線處，移動(dòng)光屏，在光屏上都不能呈清晰的像B．若蠟燭放置在30cm刻度線處，移動(dòng)光屏，可在光屏上呈清晰、縮小的像C．若蠟燭放置在35cm刻度線處，移動(dòng)光屏，可在光屏上呈清晰、放大的像D．若蠟燭放置在45cm刻度線處，移動(dòng)光屏，可在光屏上呈清晰、放大的像30、一個(gè)發(fā)光點(diǎn)，沿凸透鏡的主軸從遠(yuǎn)處向凸透鏡二倍焦距處移動(dòng)，移動(dòng)的速度為V，則發(fā)光點(diǎn)的像的速度（）A．大于VB．小于VC．等于VD．都有可能31、兩個(gè)完全相同的凸透鏡L1、L2如圖放置，其中AO1=O1B=BO2，過A點(diǎn)的一條光線經(jīng)L1折射后按如圖方向到達(dá)L2，則關(guān)于該光線再經(jīng)L2折射后的去向，以下判斷正確的是（）A.過L2的二倍焦距點(diǎn)B.過L2的焦點(diǎn)C.平行于L2的主光軸D.過L2的二倍焦距以外的點(diǎn)二、填空題1、圖中是利用f=l0cm的凸透鏡在研究成像規(guī)律時(shí)物距與像距變化關(guān)系的圖象．實(shí)驗(yàn)中若以速度v勻速將蠟燭從兩倍焦距處逐漸遠(yuǎn)離凸透鏡，則像移動(dòng)的速度______（選填“大于”、“小于”或“等于”）v．第1題圖第2題圖第3題圖2、如圖是小偉通過實(shí)驗(yàn)得到的凸透鏡的像距v和物距u關(guān)系的圖像.由圖可知凸透鏡的焦距是_______cm；當(dāng)物距為30cm時(shí)的成像特點(diǎn)可應(yīng)用于_______(填“照相機(jī)”“投影儀”或“放大鏡”).3、如圖所示，兩端開口的圓筒內(nèi)嵌有一凸透鏡，透鏡主光軸恰好與圓筒中軸線重合。為了測(cè)出該透鏡的焦距以及透鏡在圓筒內(nèi)的位置，小李同學(xué)做如下實(shí)驗(yàn)：在圓筒左側(cè)凸透鏡的主光軸上放置一點(diǎn)光源S，在圓筒右側(cè)垂直凸透鏡的主光軸固定一光屏，點(diǎn)光源S與光屏的距離為L。左右移動(dòng)圓筒，當(dāng)圓筒左端面距離點(diǎn)光源S為a時(shí)，恰好在光屏上成一個(gè)清晰的像；將圓筒向右水平移動(dòng)距離b，光屏上又出現(xiàn)了一個(gè)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__________。4、在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，先將燭焰、凸透鏡、光屏的中心調(diào)到同一水平線上，然后將凸透鏡固定在光具座上50cm處，將點(diǎn)燃的蠟燭放置在光具座上30cm處，移動(dòng)光屏，在光屏上得到燭焰清晰的像，再將蠟燭向靠近凸透鏡的方向移運(yùn)幾厘米，應(yīng)向________(選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)凸透鏡的方向移動(dòng)光屏，才有可能再次在光屏上得到燭焰清晰的像。又將蠟燭移至光具座上43cm處，無論怎么移動(dòng)光屏，都不能在光屏上得到燭焰清晰的像；由此可以推斷該凸透鏡焦距的范圍，該范圍的最大值小于________cm。三、實(shí)驗(yàn)與閱讀題1、物理興趣小組想知道某只透鏡的焦距f為多少:(1)做實(shí)驗(yàn)如圖甲所示，鏡面垂直于陽光，在透鏡下面放上白紙(紙面與鏡面平行)，測(cè)出透鏡與白紙間距s(cm)和對(duì)應(yīng)的白紙被烤焦的時(shí)間t(min)，繪出圖線如圖乙所示，可判斷該透鏡的焦距f為________cm.(2)將蠟燭、透鏡及光屏置于光具座上(如圖丙)，做成像實(shí)驗(yàn)，記錄每次成實(shí)像時(shí)的物距u、像距v、物與像的間距L(u+v)，繪出圖線丁(以f為長度單位).由圖丁可知，要想成實(shí)像，蠟燭與光屏的間距應(yīng)滿足L≥_____________(用f表示).(3)經(jīng)“百度”發(fā)現(xiàn)，物理學(xué)中，有一個(gè)凸透鏡成像的“新概念”—放大率n=A'B'/AB=v/u，結(jié)合丙、丁兩圖，可知當(dāng)物距u=1.5f時(shí)，n=_______.2、觀察小孔成像時(shí)，小明用發(fā)光二極管按“F”字樣拼裝在不透明的紙板上，如圖甲所示．將“F”字樣紙板、帶小孔的不透明紙板、半透明塑料板(光屏)依次置于光具座的A、B、C位置，使“F”正立面對(duì)小孔a，如圖乙所示。（1）給二極管通電，隨即在光屏上呈現(xiàn)出“F”的像，小波觀察到光屏上呈現(xiàn)的像是圖中的(填寫序號(hào))．（2）由于小孔成像的原理是，所以這個(gè)像是______像(選填“實(shí)像”或“虛像”)（3）小波又在紙板小孔a上下等距的位置再開兩個(gè)小孔b、c，光屏上觀察到______個(gè)像．（4）在b、c兩孔處放置兩相同的三棱鏡，移動(dòng)光屏,光屏上只出現(xiàn)一個(gè)清晰的更亮的像．則b、c兩小孔處三菱鏡放置的方式可能是______．

（5）他們?cè)O(shè)想在b、c兩孔之間再開若干個(gè)小孔，并在小孔處放置棱鏡，所成的像都與b、c兩孔處三棱鏡所成的像重合，則光線通過這些棱鏡的偏折程度比通過b、c兩孔處三棱鏡的要______(選填“大”或“小”)．3、閱讀短文，回答問題：菲涅爾透鏡甲圖中圖1是平凸透鏡的截面圖，由光學(xué)知識(shí)可知，平行光由平凸透鏡左側(cè)垂直入射，在透鏡中傳播方向不變，只有經(jīng)透鏡另一側(cè)曲面時(shí)才會(huì)發(fā)生偏折，并會(huì)聚于焦點(diǎn)。若在圖2中將平凸透鏡陰影部分去掉，保留圖中曲面的白色部分并將其向左平移到透鏡平面處，即為圖3，這樣的透鏡叫做菲涅爾透鏡（又稱螺紋透鏡）。菲涅爾透鏡與平凸透鏡一樣，仍能將平行于主光軸的光線會(huì)聚于焦點(diǎn)。與平凸透鏡相比，光在菲涅爾透鏡中傳播時(shí)減少了在透鏡中直線傳播的部分，只保留透鏡發(fā)生折射的曲面，因此，在節(jié)省透鏡材料的同時(shí)也減少了光在透鏡中傳播的光能損失。菲涅爾透鏡有著廣泛的應(yīng)用，如圖乙為手機(jī)閃光燈上用到的菲涅爾透鏡，從上方俯視，它由數(shù)個(gè)同心圓的玻璃組成。大型菲涅爾透鏡是聚光太陽能系統(tǒng)中重要的光學(xué)部件之一，它能提高單位面積上獲得的光能，當(dāng)透鏡面垂直面向太陽光時(shí)，光線聚焦在電池片上，匯聚了更多的能量，因而需要的電池面積變小，大大節(jié)約了成本。回答下列問題：（1）將平凸透鏡改進(jìn)為菲涅爾透鏡仍能聚光，是因?yàn)開_______________________________________。（2）下列關(guān)于菲涅爾透鏡的說法，不正確的是__________。A．使用菲涅爾透鏡的手機(jī)，閃光燈部分可以做得更薄B．與相同直徑的平凸透鏡相比，光能損失更少C．菲涅爾透鏡是一圈圈凸透鏡和凹透鏡組成D．與相同直徑的平凸透鏡相比，所用材料更少（3）如圖丙所示，F(xiàn)、OO’分別是菲涅爾透鏡的焦點(diǎn)和主光軸，請(qǐng)畫出入射光線經(jīng)過菲涅爾透鏡后光路。（4）菲涅爾透鏡的一個(gè)面為平面，另一個(gè)面為鋸齒狀的螺紋面，為保證較好的聚光效果，應(yīng)將菲涅爾透鏡的__________（平面/螺紋面）對(duì)準(zhǔn)太陽能板。（5）如圖丁所示，一塊太陽能板置于菲涅爾透鏡正后方的一半焦距處，則與不放菲涅爾透鏡相比，太陽能板上受光照部分的光能提高為原來的__________倍（不考慮光傳播過程中能量的損失）。

凸透鏡成像規(guī)律例1、【答案】D【解析】根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，當(dāng)在光屏上成倒立、縮小的實(shí)像時(shí)，物距(物體到凸透鏡的距離)應(yīng)大于2倍焦距，而實(shí)際物距為20cm，由此推斷焦距小于10cm，故正確選項(xiàng)為D。例2、【答案】C【解析】根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，當(dāng)物距等于2f時(shí)，相距也為2f（u=2f時(shí)，v=2f，像與物等大，且關(guān)于透鏡對(duì)稱）。例3、【答案】A【解析】由圖可知，甲圖中的蝴蝶的像小于乙圖，即從甲圖到乙圖，像變大，則應(yīng)縮小物距，將相機(jī)靠近蝴蝶。而物距減小時(shí)，像和相距均變大，則應(yīng)將鏡頭外伸。例3、【答案】B【解析】分析：平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡后過焦點(diǎn)，從焦點(diǎn)射出的光線經(jīng)凸透鏡后平行于主光軸射出，據(jù)此畫圖判斷．

解答：平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡后過焦點(diǎn)，再經(jīng)另一凸透鏡后平行于主光軸射出，如圖所示，可見兩個(gè)透鏡間的距離等于2倍焦距．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)凸透鏡三條特殊光線的了解與掌握，要求靈活運(yùn)用．例4、【答案】D【解析】當(dāng)物距等于像距(題圖中為16cm)時(shí)，物體應(yīng)在二倍焦點(diǎn)上，故焦距為8cm，A錯(cuò)；當(dāng)u=12cm時(shí)，f<u<2f，故成倒立、放大的實(shí)像，故B錯(cuò)；當(dāng)u=20cm時(shí)，u>2f，成倒立、縮小的實(shí)像，故C錯(cuò)；物體從12cm向24cm移動(dòng)的過程中，符合“物遠(yuǎn)像近像變小”，故D正確。例5、【答案】C【解析】分析：凸透鏡成實(shí)像時(shí)，U＞V，成倒立、縮小的實(shí)像；U＜V，成倒立、放大的實(shí)像．

2f＞U＞f，成倒立、放大的實(shí)像，根據(jù)物距和焦距的關(guān)系解不等式即可．

解答：由圖可知：u=30cm，v=20cm．且u＞v；

由凸透鏡成像規(guī)律可知：此時(shí)的像是倒立縮小的實(shí)像，

則u=30cm＞2f，2f＞20cm＞f，

解得，10cm＜f＜15cm．

點(diǎn)評(píng)：解答此題的關(guān)鍵是掌握凸透鏡成像的兩種判斷方法，根據(jù)物距和像距的關(guān)系；根據(jù)物距和焦距的關(guān)系列出不等式．而且要會(huì)解不等式，這就要求學(xué)生要具備一定的綜合能力．例6、【答案】C【解析】分析：要判斷光線通過玻璃磚后會(huì)怎樣，關(guān)鍵是要看玻璃磚屬于什么透鏡．圖中，玻璃磚是被氣泡分成了兩部分，這兩部分都屬于凹透鏡，凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用．

解答：如果同學(xué)們不對(duì)圖片進(jìn)行分析，很容易選B，這是錯(cuò)誤的，因?yàn)橥剐螝馀莶皇遣Ａг?，故它不是凸透鏡．這是一塊玻璃磚被氣泡分成兩部分，這兩部分都是中間薄，邊緣厚，是凹透鏡．因此對(duì)照過去的平行光有發(fā)散作用，所以C是正確的．

點(diǎn)評(píng)：本題中的一個(gè)干擾因素就是那個(gè)凸形的氣泡，學(xué)生往往只注意到了氣泡的形狀，而忽視了對(duì)光線起主要作用的其實(shí)是玻璃磚．例7、【答案】C【解析】把物體MN變?yōu)椤鱉NA，△MNA經(jīng)凸透鏡成倒立、縮小的△M'N'A'，如圖．

物體MN在凸透鏡的二倍焦距以外，成倒立、縮小的實(shí)像，所以M'N'＜MN．

凸透鏡成像時(shí)，像的大小可以發(fā)生變化，但是像的形狀不發(fā)生變化，所以夾角不發(fā)生變化．所以θ'=θ．

例8、【答案】B【解析】在凸透鏡前有一物體，當(dāng)它沿主軸向透鏡方向移動(dòng)20厘米，則它所對(duì)應(yīng)的像卻遠(yuǎn)離透鏡移動(dòng)30厘米，可見物體靠近凸透鏡，像遠(yuǎn)離凸透鏡，凸透鏡成實(shí)像．

物距減小20cm，像距減小30cm，物距減小的比像距減小的小，物體在凸透鏡的一倍焦距向二倍焦距移動(dòng)．也可利用推論判斷：當(dāng)物體在二倍焦距之外移動(dòng)時(shí)，物體比像移動(dòng)更快；當(dāng)物體在一至二倍焦距之間移動(dòng)時(shí)，像比物體移動(dòng)快。（可記作：誰遠(yuǎn)誰快。）例9、【答案】B【解析】如果被拍攝物體遠(yuǎn)離鏡頭而去,則物距變大,物遠(yuǎn)像近小,像變小像距也應(yīng)該變小,而"不改變鏡頭到底片的距離(像距)",那么一個(gè)焦點(diǎn)將會(huì)向靠近像點(diǎn)的方向移動(dòng),那么焦距變大.當(dāng)然，這題還有另一種方法，就是根據(jù)凸透鏡的成像公式：1u培優(yōu)·訓(xùn)練一、選擇題1D2A3D4C5A【解析】變焦的照相機(jī)，當(dāng)照相機(jī)的焦距增大時(shí)，雖然物距基本不變，但是由于照相機(jī)的焦距變大，物距相對(duì)減小，所以當(dāng)物距相對(duì)減小時(shí)，像距也變大，像也變大．照相機(jī)和被拍照的物體保持不變時(shí)，照相機(jī)的焦距增大時(shí)，物距相對(duì)減小，像距要增大，像會(huì)變大；照相機(jī)的焦距減小時(shí)，物距相對(duì)增大，像距要減小，像會(huì)變小．6A7D8B9A10D11B分析：根據(jù)平行主光軸的光線經(jīng)凸透鏡后會(huì)聚焦點(diǎn)，然后畫圖，利用相似三角形的對(duì)應(yīng)邊成比例即可求得．解答：已知一束平行光垂直射到凸透鏡上，經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚一點(diǎn)O，則O即為焦點(diǎn)，如圖所示：已知CD=2AB，因?yàn)椤鰽BO∽△COD，CD=2AB，所以O(shè)C=2OB，所以O(shè)F=2OE，則OE=EF，又因?yàn)镺