1、凸透镜成像规律的实验问题 知识解读 一、解题时要注意把握以下几点： 1.实验器材：蜡烛、火柴、凸透镜（焦距已知） 、刻度尺（光具座） 、光屏。 2.实验：实验时仪器在光具座上从左向右依次摆放蜡烛、凸透镜、光屏。点燃蜡烛，调 整它们的高度，使凸透镜的光心、光屏的中心和烛焰的中心大致在同一高度，这样做烛焰的 像能成在光屏的中央。 实验过程中， 由于蜡烛燃烧变短， 导致光屏上的像向上方移动， 要使像重新成在光屏的中心， 有三种调节方法： 如果只调节蜡烛，应将蜡烛向上调节； 如果只调节凸透镜，应将凸透镜向下调节； 如果只调节光屏，应将光屏向上调节。 当用纸片遮住透镜的上半部分，则原来清晰的实像将变暗，
2、但仍然能成完整的像。 3.实验记录： 要求记录物距和像距；还要记录像的正倒、放大缩小、实像虚像。 4.对倒立的理解： 相对于原来的物体而言；左右颠倒，上下颠倒（旋转 180） 。 5.若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能的原因有： 蜡烛放在焦点上或焦点以内； 蜡烛焰心、凸透镜中心和光屏中心三者不在同一高度上； 蜡烛和光屏放在了凸透镜的同一侧； （这个属于错误，要看题干中是如何交代的） 选用的凸透镜的焦距太大（或光具座长度较小，小于 4 倍焦距） ，光屏无法承接到像。 二、凸透镜成像规律“顺口溜” 一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小； 实像和物异侧倒，虚像和物同侧正； 物近像远实像大
3、，物远像近实像小； 物近像近虚像小，物远像远虚像大。 为帮助同学们理解凸透镜成像规律,解释如下： 一倍焦距分虚实， （物距小于一倍焦距时，成虚像；物距大于一倍焦距时，成实像；物距等 于焦距，不成像。也就是说，焦点是凸透镜成虚像或实像的分界点） 二倍焦距分大小。 （物距大于 1 倍焦距而小于 2 倍焦距时，成倒立、放大的实像；物距大于 2 倍焦距时，成倒立、缩小的实像；物距等于 2 倍焦距时，成倒立、等大的实像。即 2 倍焦 距处是像与物相比放大还是缩小的分界点） 实像和物异侧倒， （成实像时，像、物总是在透镜的两侧，像相对于物是倒立的） 虚像和物同侧正。 （成虚像时，像、物总是在透镜的同侧，像
4、相对于物是正立的） 凸透镜成实像时，物近像远像变大； （成实像时，如果物体靠近透镜，像要远离透镜，同时 像要变大） 凸透镜成虚像时，物近像近像变小。 （成虚像时，如果物体靠近透镜，像要靠近透镜，同时 像要变小，但和物体相比，像还是放大的，只是放大的倍数变小了） 典例解读 例 1、利用光具座以及蜡烛、凸透镜、光屏等器材，可进行“探究凸透镜成像规律”的实验 （1）实验时，首先在光具座上放置实验器材，若光具座 A 处放置蜡烛（如图所示） ，则 C 处应放置_（选填“凸透镜”或“光屏” ） 器材正确放置后，还应对其进行调整，使烛 焰和光屏的中心位于凸透镜的_上 （2）实验后，可得出凸透镜成像规律根据成
5、像规律判断下列说法，说法正确的是_。 A若凸透镜的焦距为 10cm，则烛焰距离凸透镜 30cm 时，可在光屏上成放大的像 B实验过程中，蜡烛因燃烧而变短，则烛焰在光屏上的像会下移 C若烛焰朝着凸透镜方向前后不断晃动，则光屏上仍能观察到清晰的烛焰像 D若烛馅在光屏上成缩小的像，则光屏到凸透镜的距离小于烛焰到凸透镜的距离 （3）某物理兴趣小组在探究凸透镜成像规律后，得到了如下数据： 实验序号物距 u/cm焦距 f/cm像的性质像距 v/cm 11210倒立放大实像60 21410倒立放大实像35 31510倒立放大实像30 43010倒立缩小实像15 53012倒立缩小实像20 63015倒立等大
6、实像30 下列对表中数据的分析，错误的是_. A当凸透镜的焦距相同，物距不同时，所成的像有可能相同 B当物距相同，凸透镜的焦距越大时，像距越大 C当物距相同，凸透镜的焦距不同时，所成像的性质有可能相同 D当凸透镜的焦距相同，且成放大实像时，像距与物距之和随物距的增大而减小 （4）将蜡烛置于凸进镜一倍焦距处，结果仍能观察到烛焰放大的像，这是为什么？ 【答案】 （1）凸透镜；主光轴； （2）D； （3）A； （4）因为蜡烛有一定的体积，把它放到焦点时，它有一 部分会在一倍焦距和二倍焦距之间，所以能看到放大的像 【解析】 （1）探究凸透镜成像的实验时，在光具座上依次放蜡烛、凸透镜、光屏若图中 A 处
7、放置蜡烛， 则 B 位置上应放置凸透镜，C 处应放置光屏；探究凸透镜成像规律时，调整蜡烛烛焰和光屏的中心位于 凸透镜的主光轴上，这样烛焰、光屏和光屏的中心在大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心 （2）A、若凸透镜的焦距为 10cm，则烛焰距离凸透镜 30cm 时，即 f=10cm，u=30cm，物距大于二倍焦距， 所以凸透镜成倒立缩小的实像，故 A 错误 B、因为凸透镜成实像时，不仅上下颠倒，而且左右也颠倒， 所以蜡烛燃烧变短时，所成的像移到了光屏中心的上方，故 B 错误； C、若烛焰朝着凸透镜方向前后不 断晃动，物距增大或减小，此时像距、像的大小也跟着变化，则光屏上不能观察到清晰的烛焰像，故
8、 C 错误； D、若烛馅在光屏上成缩小的像，物距 u2f，像距 2fvf，则光屏到凸透镜的距离小于烛焰到 凸透镜的距离，故 D 正确 （3）A、当凸透镜的焦距相同，物距不同时，像大小都不可能相同，故 A 错误； B、由 4、5、6 次实验 可知，凸透镜的焦距由 10cm 增大到 15cm 时，像距由 15cm 增大到 30cm，则当物距相同，凸透镜的焦距 越大时，像距越大，故 B 正确； C、由 4、5 次实验可知，物距都为 30 时，都成倒立缩小实像，则当物 距相同，凸透镜的焦距不同时，所成像的性质有可能相同，故 C 正确； D、由 1、2、3 次实验可知，凸 透镜的焦距相同，物距由 12c
9、m 增大到 15cm 时，像距由 60cm 减小到 30cm，则当凸透镜的焦距相同，且 成放大实像时，像距与物距之和随物距的增大而减小，故 D 正确故选 A （4）因为蜡烛有一定的体积， 把它放到焦点时，它有一部分会在一倍焦距和二倍焦距之间，所以能看到放大的像。 例 2、某同学利用图示装置来研究凸透镜成像， (1)实验时，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在_。 (2)如图 1 所示，当凸透镜位于光具座上 A 处时，恰好在光屏上成 清晰的像，成的是_ (选填“正立”或“倒立”)的像， 蜡烛燃烧一段时间后，烛焰的像将位于光屏中心的_方。 (3)在保持(2)中蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向
10、右移到 B 处(图中未标出)。 光屏上再次成清晰的像， 成的是_ (选 填“放大”“缩小”或“等大”)的像。 (4)在上述探究活动中， 若已知蜡烛与光屏间的距离为 L0， 与凸透镜 第一次所在位置 A 间的距离为 L， 如图 2 所示。 则该透镜焦距 f_L(选填 “” “” 或“=”)。透镜先后两次所在位置 A、B 之间的距离 s=_ (用 L0、L 表示)。 例 3、小明用薄膜充水后制成水透镜模拟眼球中的晶状体，来比较正常眼、近视眼和远视眼 【答案】(1)同一高度；(2)倒立；上；(3)缩小；(4)2f，像距 2fvf，则光屏到凸透镜的距离小于烛焰到凸透镜的距离，故 D 正确 （3）A、当
11、凸透镜的焦距相同，物距不同时，像大小都不可能相同，故 A 错误； B、由 4、 5、6 次实验可知，凸透镜的焦距由 10cm 增大到 15cm 时，像距由 15cm 增大到 30cm，则当物 距相同，凸透镜的焦距越大时，像距越大，故 B 正确； C、由 4、5 次实验可知，物距都为 30 时，都成倒立缩小实像，则当物距相同，凸透镜的焦距不同时，所成像的性质有可能相 同，故 C 正确； D、由 1、2、3 次实验可知，凸透镜的焦距相同，物距由 12cm 增大到 15cm 时，像距由 60cm 减小到 30cm，则当凸透镜的焦距相同，且成放大实像时，像距与物距之和 随物距的增大而减小，故 D 正确
12、故选 A （4）因为蜡烛有一定的体积，把它放到焦点时， 它有一部分会在一倍焦距和二倍焦距之间，所以能看到放大的像。 例 2、 【答案】(1)同一高度；(2)倒立；上；(3)缩小；(4)；L0-2L。 【解析】本题考查的是凸透镜成像规律的探究。为使像成在光屏的中间，烛焰、凸透镜和光 屏三者应在同一高度；由图 1 知像距大于物距，故成倒立、放大的实像；由于成的是倒 立的像，物体变低，则像的位置变高，即成在光屏中心的上方；由光的可逆性原理，再 次成清晰的像时，物距和像距互换，像与物体的大小比例也互换，即成倒立、缩小的实 像；因为成倒立放大的实像，所以物距 L 大于焦距 f，由可逆性原理，第一次蜡烛距
13、凸 透镜距离为 L，第二次光屏距凸透镜距离为 L，所以凸透镜移动的距离为 L0-2L。 例 3、 【答案】(1)乙；乙；(2)丙；(3)大于；发散. 【解析】本题主要考查凸透镜成像的规律以及近视眼和它的矫正的知识。(1)凸透镜的焦距 与它的曲度有关，凸透镜的曲度越大，焦距越短，故乙的焦距小于 10 cm，丙的焦距大 于 10 cm，近视眼就是由于晶状体的曲度变大，焦距变小或者眼球的前后径变长使像成 在视网膜的前面。故模拟近视眼的曲度大，故选乙。(2)不同焦距的凸透镜，如果物距相 同，焦距越长，则像距也会越大，故丙的像距最大。(3)矫正近视眼应该佩戴凹透镜，而 凹透镜的特点是中间薄边缘厚，对光线有发散作用。 例 4、 【答案】A. 【解析】本题考查凸透镜的成像规律。从屏幕上的像可以断定：此时的像是倒立、缩小的实 像，物距应在 2 倍焦距以外，故只有 A 适合。 培优训练 1、(1)B（2）左（3）暗（4）更大 2、 （1）10； （2）透镜；同一高度；倒立；放大； （3）右； （4）凹；近视眼 3、 （1）倒立（2）右（3）左 4、 （1）10小于（2）右变大（3）幻灯机靠近
