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1、1从“规律”中寻找“规律”凸透镜考点全解析 初中阶段的光学知识总体来说是三类：光的直线传播，如影子的形成；光的反射，如平面镜成像；光的折射，如凸透镜成像。这三类光学知识尤以光的折射知识在考试中出现的最为频繁，而凸透镜成像就是其中的重中之重了，另外还有很多同学觉得凸透镜成像也是一个难点。下面我们就想通过对一些经典例题的分析，对凸透镜成像的知识做一个全面的总结和归纳，希望能给同学们在今后的考试遇到这类知识的题有所帮助。在分析凸透镜成像的考点之前，我们必须熟练凸透镜成像的特点，因为它们才是真正做题的基础。这些特点我们都是通过实验得出的：物体到凸透镜距离（物距）大于 2 倍焦距时（或说 2 倍焦距以外
2、），能成倒立的缩小的实像。物体到凸透镜距离大于焦距而小于 2 倍焦距时（2 倍焦距和焦距之间），能成倒立的放大的实像。物体到凸透镜距离小于焦距时（焦距以内），能成正立的放大的虚像。其实我们在实验中还能得出这些结论：成实像时，像和物在凸透镜两侧；成虚像时，像和物在凸透镜同侧。当物距大于 2 倍焦距时，像到凸透镜的距离（像距）在 2 倍焦距和焦距之间；当物距在 2 倍焦距和焦距之间时，像距在 2 倍焦距以外。做实验时，如果用纸挡住凸透镜的一部分，光屏上的像仍然是完整的，只不过像变暗了些。另外，从凸透镜成像特点中还可进一步分析得出这样的结论，焦距以内成虚像，焦距以外成实像；2 倍焦距以内成放大的像，
3、2 倍焦距以外成缩小的像；简单地说成：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。根据 2 倍焦距分大小这样一个结论，我们又可以推出：成实像时，当物体离凸透镜越近，像就会越大，像距就会越大；当物体离凸透镜越远，像就会越小，像距就会越小。为了便于记忆，我们可以简单地记成：实像像大像距大物距小，像小像距小物距大。照相机就是利用凸透镜成倒立缩小的实像的特点，那么被拍照的景物就应该在照相机镜头的 2 倍焦距以外。幻灯机、投影仪，利用凸透镜成倒立放大的实像的特点，这时幻灯片，胶片就要放在 2 倍焦距和焦距之间，又因为此时所成的像是倒立的，所以为了看到正立的像，幻灯片就要倒放在幻灯架上。放大镜，利用凸透镜成放大的虚像
4、的特点，这时被观测的物体必须放在焦距以内。2人的眼睛中，眼球也好像一个照相机。晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜。近视眼产生的原因就是晶状体太厚，折光能力太强，来自远处某点的光在视网膜前就会聚，到达视网膜时已经不是一个点而是一个模糊光斑了，这时配戴凹透镜（近视镜）就能矫正这个问题。而远视眼则是因为晶状体太薄，折光能力太弱，来自近处的一点光还没有会聚成一点就达到视网膜了，在视网膜上也形成了一个光斑，这时配戴凸透镜（老花镜）就能矫正。找到凸透镜成像的这八个规律之后，不管出现什么样的题型，我们都能轻松应对，不信？我们举例来说明吧。例 1凸透镜焦距 f 等于 15cm，当把物体放在主光轴上距光心
5、31cm 时，所成的像一定是（ ）A缩小倒立的实像B放大倒立的虚像C缩小正立的实像D放大正立的虚像分析：这是直接套用知识点的题型，物距 31cm，大于 2 倍焦距，成倒立缩小的实像，答案为 A例 2如图所示：B 为 AC 的中点，蜡烛烛焰通过凸透镜后在右侧光屏上成一个清晰的缩小的像，则凸透镜（ ）A应该放在 BC 之间某处B应该放在 AB 之间某处C应该放在 B 点 D可能分在蜡烛的左侧某处分析：光屏上成清晰的像，那肯定是实像。根据前面得到的知识点可知凸透镜应在 AC 之间。成缩小的像，说明物距大于 2 倍焦距，结合知识点，物距大于 2 倍焦距时，像距应在 2 倍焦距和焦距之间，也就是说 A
6、到凸透镜距离应该比光屏到凸透镜距离远，所以应在 BC 之间地，答案为 A。例 3做凸透镜成像实验，当蜡烛距透镜 15cm 时，在光屏上成放大的像，当蜡烛距透镜 18cm 时，所成的像（ ）A一定成放大的实像B一定成缩小的实像C可能成缩小的实像3D可能成放大的虚像分析：物距是 15cm 时在光屏上成放大的像，说明 15cm 是在 2 倍焦距和焦距之间，我们把它写成 fu2f，这样可推出 75cmf15cm，也就是说这个凸透镜的焦距在75cm 到 15cm 之间，那么 18cm 就有可能在 2 倍焦距以外（比如焦距是 8cm）,也有可能在 2 倍焦距和焦距之间（比如焦距是 10cm），但可以肯定的
7、是不可能在焦距以内，两个一结合可知可能成倒立缩小的实像，也可能成倒立放大的实像，所以答案应为 C。例 4在“研究凸透镜成像”实验中，保持凸透镜位置不变，先后把烛焰放在a、b、c、d 和 e 点，如图所示，同时调整光屏的位置，那么：（1）把烛焰放在_点，屏上出现的像最小（2）把烛焰放在_点，屏上出现的像最大（3）把烛焰放在_点，屏上不出现烛焰的像（4）如果把烛焰从 a 移动到 b 点，像到凸透镜的距离_，像的大小_（变大，变小，不变）分析：这道题考察的主要是知识点，成实像时，像大像距大物距小，像小像距小物距大。所以 a 点像最小，d 点像最大，e 在焦点以内成虚像，不能用光屏承接。从a 移动到
8、b 时，物距变小，像要变大，像距也会变大。例 5在做“凸透镜成像”时，若将蜡烛放在离凸透镜 15cm 的地方，在距透镜30cm 的光屏上能得到一个清晰的像，此像是_，_的实像。分析：在这里我们知道了物距和像距，根据总结出的知识点，物体在 2 倍焦距以外时，像在 2 倍焦距和焦距之间；物体在 2 倍焦距和焦距之间时，像在 2 倍焦距以外。15cm 小于 30cm，15cm 应该是 2 倍焦距和焦距之间，30cm 应该在 2 倍焦距以外，所以成倒立放大的实像。这种类型的题目在考试中还比较多，但都是可以用我们总结归纳出的知识来解决。根据凸透镜成像特点，我们发明了很多诸如照相机之类的光学元件。结合凸透
9、镜成像的特点，对这些光学元件的考察在中考中也是经常出现的。 例 6用照相机照相时，物体在胶卷上形成（ ）A缩小的倒立的实像B放大的正立的实像C缩小的正立的实像D缩小的倒立的实像 分析：这种题相对简单，照相机就是成倒立的缩小的实像，答案选 D4例 7把凸透镜正对太阳光，可在距凸透镜 10 cm 处得到一个最小最亮的光斑。若用此透镜来观察邮票上较小的图案，则邮票到透镜的距离应（ ）A大于 10 cm B小于 10cmC大于 20cm D在 10cm 和 20cm 之间分析：凸透镜正对太阳光，在 10cm 远处得到一个最小最亮的光斑，说明些透镜的焦距为 10cm。用它来观察较小的物体，就是说把它当成
10、放大镜使用，放大镜的成像特点是，物体在凸透镜焦距以内成正立放大的虚像，所以答案是 B。对于这种直接套用凸透镜成像原理对这些元件考察的，我们不再举例分析，还有一些稍微复杂的，需要我们结合我们所归纳出的知识来推理。例 8班里组织春游，一位同学拿着相机为另一位同学拍照时，由于疏忽，镜头盖恰好遮挡了相机镜头的一半，那么这张照片洗出来后（ ）A照片上没有景物B照片上的景物只有一半C照片上的景物半明半暗D照片的全部景物都比正常拍摄的暗些分析：根据知识点，我们知道，挡住进入镜头的部分光后，会使像变暗一些，因此答案为 D。还有更复杂的一些题型，如：例 9放映幻灯片的时候，银幕上的像太小，想让像变大些，可以采取
11、的办法是（ ）A将幻灯机移近银幕，同时使幻灯片远离镜头B将幻灯机远离银幕，同时使幻灯片远离镜头C将幻灯机移近银幕，同时使幻灯片移近镜头D将幻灯机远离银幕，同时使幻灯片移近镜头分析：做这道题时首先要明确：银幕到幻灯机镜头的距离是像距，幻灯片到镜头的距离是物距。当像有些小而想使像变大一些，根据我们推出的知识点：像大像距大，物距小，可知，要使像变大一点，要减小物距而增大像距。幻灯片靠近镜头而幻灯机远离银幕，答案选 D。在这里对知识点一定要很熟练，如果知识点都不熟练，就谈不上去分析了。我们再举一例来对这一知识点加以理解吧。例 10用镜头焦距不变的照相机给同学拍照，底片上成一清晰的全身像，若要改拍半身像
12、，则应该（ ）A照相机靠近该同学，镜头向前调节5B照相机远离该同学，镜头向后调节C照相机远离该同学，镜头向前调节 D照相机靠近该同学，镜头向后调节分析：先拍的是全身像，又拍了半身像，同样大的底片上，半身像相对于全身像来说，像是变大了，根据知识点：像变大时像距变大，镜头向前调节，远离底片。物距变小，照相机靠近该同学。所以答案应是 A。 像这类如何调节物距，像距的题型，在考试中可以说是一个难点，很多学生在这个方面都觉得无所适从，通过我们的分析，不知道你是否有些理解了呢？用两组凸透镜组合能够制成放大倍数更高的显微镜。显微镜中先用物镜成一个放大的实像，再通过目镜成一个放大的虚像，经过两次放大，远远提高
13、了放大的倍数，使我们看到了肉眼看不到的微小物体。望远镜中物镜先使远处的物体在焦点附近成实像，目镜再把这个像放大，从而看清远处的物体。关于眼睛和眼镜的考察在中考也很多，比如：例 11如图甲是远处物体在某人眼睛成像的示意图，请在图乙的虚线框中填上适当的透镜，使远处的物体成像在视网膜上。分析：根据图可以看出光还没有到达视网膜时就已经会聚，这是近视眼的特征，需要配戴凹透镜来矫正。经过这些分析，你觉得你对凸透镜成像的知识掌握得怎么样，我们来做几个练习，巩固一下我们所学到的知识吧！小练习：1某同学将一点燃的蜡烛放在距凸透镜 15cm 处时，在光屏上得到一个缩小的像；当蜡烛距透镜 9cm 时，在光屏上得到一
14、个放大的像，这个凸透镜的焦距可能是（）A10cmB8cmC6cmD4cm2把凸透镜对准太阳光，可以在距透镜 20cm 处得到一个最小最亮的光斑，若将一物体放在距透镜前 10cm 处，则可得到的像为（）A倒立放大的实像B倒立缩小的实像C正立放大的虚像D正立缩小的实像63某同学在郊游时，用照相机拍照时，一只苍蝇刚好落到镜头上，所拍出的照片（）A不能成像B成苍蝇的像C成一半像D成所拍的景物像，不过像会变暗一些 4用一焦距不变的照相机给同学们拍集体照，发现两边有部分同学未能进入镜头，若想使每位同学都能进入镜头，下列做法正确的是（）A照相机远离同学，镜头向前调节B照相机远离同学，镜头向后调节C照相机靠近
15、同学，镜头向前调节D照相机靠近同学，镜头向后调节5物体放在凸透镜前某一位置时，在凸透镜中一侧离凸透镜 10cm 的光屏上成一个倒立缩小的像，当物体移至凸透镜前 10cm 处，所成的是（ ）A倒立缩小的实像 B倒立放大的实像 C正立放大的虚像 D正立等大的虚像6如图所示，把蜡烛放在 a、b、c、d 各点，调节光屏的位置，则：（其中 F 为焦点，P 为二倍焦距处） （1）在屏上出现的实像最大时，蜡烛放在_点上。（2）当屏上出现与物体等大的实像时，蜡烛放在_点上。 （3）当屏上出现缩小的实像时，蜡烛放在_点上。 （4）当屏上观察不到像时，蜡烛放在_点上。 （5）当蜡烛放在_点上，凸透镜不可能成像。（6）若把蜡烛入在 C 点上，能成倒立、_的实像，把屏和蜡烛的位置颠倒一下，则成_的、倒立的实像。 7当物体从较远处逐渐向凸透镜靠近时，光屏上的像逐渐变_，像到凸透镜的距离逐渐变_。78航空摄影人员从高空给城市拍照，若所用的照相机镜头的焦距为 80mm，则胶卷与镜头的距离应_80mm（
