1、 2024河北物理中考备考重难专题：探究凸透镜成像规律 典例精讲例 小明同学用如图甲所示装置“探究凸透镜成像规律”多次进行实验，记录并绘制了物距u与像距v之间的关系图像如图乙所示(1)小明将蜡烛、凸透镜与光屏依次摆放到光具座上，为进行实验探究，小明接下来应该进行的操作是_，该透镜的焦距是_cm.(2)调节蜡烛、凸透镜与光屏的位置如图甲所示，在光屏上得到倒立、_的实像，生活中_(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)是应用这一成像规律制成的变式 保持凸透镜位置不动，把蜡烛移到45 cm处，无论怎样移动光屏，光屏上始终接收不到像.小明观察到像的方法是_.(3)如图甲所示，小明将蜡烛向远离透镜的方向
2、移动，为了使光屏上的像变清晰，应将光屏向_移动适当距离，此过程中所成的像逐渐变_.(4)保持凸透镜的位置不动，小明又把蜡烛放在距凸透镜11 cm处，在光具座上无论怎样移动光屏都找不到清晰的像，原因可能是_聪明的小明拿起一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，向左移动光屏就得到了清晰的像，则小明拿起的眼镜是_(选填“近视镜”或“远视镜”). (5)实验过程中，如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，则光屏上的像_A. 只出现烛焰像的上半部分B. 只出现烛焰像的下半部分C. 出现烛焰完整的像，但像更小了D. 像仍然是完整的，且大小不变，只是变暗了(6)小明用一焦距大小未知的透镜替换图甲中的透镜进行实验，保
3、持蜡烛与透镜位置不变，移动光屏使光屏上恰好成清晰的像，如图丙所示，根据图中信息，可以推断本实验所使用凸透镜的焦距范围为_，此时得到的像比图甲中的像_(选填“大”或“小”).丙(7)实验中需要光屏呈现清晰的像，但是光屏上的像时而清晰、时而模糊，不能持续保持最清晰，这种现象是因为：_.(8)同学小亮认为：凸透镜成实像时，不但像与物上下是颠倒的，而且左右也是相反的请你设计一种简单的方法验证小亮的观点：_.实战演练1.(2022河北真题改编)小明利用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律将蜡烛放在凸透镜左侧适当位置，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的像，分别测出物距u和像距v，实验数据如下表第
4、1题图实验次数12345物距u/cm6030201512像距v/cm1215203060下列说法正确的是()A.该凸透镜的焦距为20 cmB.从第1次实验到第5次实验，成在光屏上的像越来越大C.当光屏上成清晰像时，拿开光屏，眼睛在一定范围内仍能看到像D.蜡烛燃烧一段时间后，光屏上的像会向下移E.当u40 cm时，将蜡烛和光屏都向右移动，光屏上可成清晰的像，该成像规律应用在照相机上F.当u30 cm时，换成焦距为15 cm的凸透镜后，保持凸透镜和蜡烛的位置不变，为了使承接的像变清晰，光屏应向右移动G.第5次实验后，在贴近凸透镜左侧放一眼镜片，向右移动光屏，能在光屏上成清晰的像，则眼镜片对光起会聚
5、作用H.用LED灯代替平常使用的蜡烛进行实验的优点有：便于观察实验现象、减少污染等2. 小聪同学为探究凸透镜成像规律，进行了如下实验：第2题图(1)将平行光正对凸透镜，移动光屏，直到光屏上形成一个最小最亮的光斑，如图甲所示，该凸透镜的焦距为_cm.(2)在光具座上将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧，调节它们的高度，使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一水平高度上，这样做的目的是_(3)在如图乙所示实验情形下，此时恰好在光屏上得到烛焰清晰的像此像是_(选填“正立”或“倒立”)、_(选填“放大”或“缩小”)的实像(4)在如图乙所示实验情形下，如果保持蜡烛和光屏的位置不变，把凸透镜移到光具座上35 cm刻
6、度处，可以在光屏上再次得到烛焰清晰的像生活中的_(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理工作的(5)在如图乙所示实验情形下，如果保持凸透镜和光屏的位置不变，将蜡烛适当靠近凸透镜，发现光屏上烛焰的像变得模糊不清此现象可以体现_(选填“近视眼”或“远视眼”)的成像情况为使呈现一个清晰的像，则应在蜡烛与凸透镜中间加一个_透镜.(6)将光源放置在45 cm刻度的位置，拿掉光屏，从凸透镜右侧看向光源时，发现凸透镜上有很小一个污点，这时人眼看到的成像情况是_(填写序号).不能成像部分放大的像完整放大的像完整缩小的点(7)某同学用自制的水透镜做凸透镜成像实验，在光屏上得到了清晰的像，如图丙所
7、示将蜡烛向左移动，如果要保证光屏上还是成清晰的像，我们应该向水透镜中_(选填“注水”或“排水”)，此时水透镜的焦距变_(选填“大”或“小”).丙参考答案典例精讲例 (1)调节烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一高度10(2)缩小照相机变式撤去光屏，在凸透镜右侧(光屏一侧)透过凸透镜观察(3)左 小 (4)像距超出光具座范围远视镜(5)D (6)15 cmf22.5 cm 大(7)烛焰晃动，使烛焰与凸透镜之间的距离发生变化，从而影响像的清晰度(8)朝正对光具座刻度尺的方向吹动烛焰，观察光屏上像的晃动方向是否与烛焰的晃动方向相反(合理即可)【解析】(1)为了更好地观察凸透镜成像情况，需使烛焰的像成在光
8、屏中央！即调节烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一高度，由图乙可知，uv2f20 cm，解得凸透镜的焦距为f10 cm；(2)由图甲可知，此时物距u30 cm2f，光屏上成倒立、缩小的实像，生活中的照相机就是应用这一成像规律制成的；变式保持凸透镜位置不动，把蜡烛移到45 cm处，此时uf成虚像，所以无论怎样移动光屏，光屏上收不到像为了看到虚像，小明应撤去光屏，从光屏一侧向凸透镜一侧方向观察，才能看到虚像(3)此时物距u2f，fv2f成倒立、缩小的实像，将蜡烛向远离透镜的方向移动，物距增大，为了使光屏上的像变清晰，则需减小像距，所以光屏应向左移动，所成的像逐渐变小；(4)u11 cm时，物距只比凸透
9、镜的焦距大一点点，我们都知道物近像远像变大，此时像距很大，早已超出光具座的调节范围，所以在光具座上再怎么移动光屏都没用；远视镜(即凸透镜)对光有会聚作用，当放在蜡烛和凸透镜之间后，使光线提前会聚，这时在不够长的光具座上移动光屏就可以接收到像了；(5)用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，就好比用手遮住你的一只眼睛，烛焰发出的光线经凸透镜的下半部分折射会聚在光屏上，像的大小不发生变化，只是折射光线变少，所以形成的像变暗，故选D；(6)由图丙可知，物距u30 cm，像距v45 cm，此时光屏上成清晰的像，且物距小于像距，说明成倒立、放大的实像，f30 cm2f，45 cm2f，凸透镜的焦距范围为1
10、5 cmf22.5 cm，图甲中的像是缩小的，故此时得到的像比图甲中的像大；(7)光屏上的像时而清晰、时而模糊，不能持续保持最清晰，说明光源不稳定，则可能是烛焰晃动，使烛焰与凸透镜之间的距离发生变化，从而影响像的清晰度；(8)要验证“左右”相反，理性的思路是让烛焰左右不再对称，所以可行的做法是朝正对光具座刻度尺的方向吹动烛焰，观察光屏上像的晃动方向是否与烛焰的晃动方向相反，即可验证小亮的观点实战演练1. BCFH【解析】A.当物距等于2倍焦距时，像距等于物距，因此通过第3次实验数据可知此时uv2f，则此凸透镜的焦距为10 cm，A错误；B.从第1次实验到第5次实验，物距越来越小，说明蜡烛在靠近
11、凸透镜，但始终大于1倍焦距，所以始终成实像，成实像时，凸透镜成像规律为物近像远像变大，所以光屏上成的像将越来越大，B正确；C.当光屏上成清晰实像时，拿开光屏，眼睛在光屏的位置附近仍能看到像，C正确；D.蜡烛燃烧了一段时间，烛焰下移，光屏上的像将向上移动，D错误；E.将蜡烛向右移动，当fu2f时，光屏上可成倒立、放大的实像，该成像规律应用在投影仪上，E错误；F.当u30 cm时，u2f，fv2f，换成焦距为15 cm的凸透镜后，凸透镜的焦距变大，保持凸透镜和蜡烛的位置不变，则此时u2f，为了使承接的像变清晰，像距需增大，光屏应向右移动，F正确；G.在贴近凸透镜左侧放一眼镜片，向右移动光屏才能在光
12、屏上成清晰的像，说明光被“发散”了，所以眼镜片对光起发散作用，G错误；H.用LED灯代替平常使用的蜡烛进行实验的优点是实验现象更明显、便于观察、减少污染等，H正确；故选BCFH.2. (1)10.0 (2)使像呈现在光屏中央 (3)倒立缩小(4)投影仪(5)远视眼凸 (6)(7)排水大【解析】(1)平行光经凸透镜折射向得到最小、最亮的光斑到凸透镜光心的距离，由图甲可知凸透镜的焦距为10.0 cm；(2)实验调节烛焰中心、透镜光心和光屏中心在同一高度上，目的是使像呈现在光屏中央；(3)由图乙可知，此时蜡烛距离凸透镜30 cm，大于凸透镜的二倍焦距，成倒立、缩小的实像；(4)移动凸透镜后，蜡烛距离凸透镜15 cm，位于凸透镜的一倍焦距到二倍焦距之间，此时成倒立、放大的实像，是投影仪的工作原理；(5)保持凸透镜和光屏位置不变，使蜡烛靠近凸透镜，则此时像距需增大，清晰的像成在光屏右侧，与远视眼的成像原理相同；要使其呈现在光屏上，需减小其像距，增加一个透镜来起到会聚作用，因此应在蜡烛与凸透镜中间加一个凸透镜；(6)凸透镜上有污点遮住透镜，不会影响成像大小，但所成的像将会变暗一些，因为光源与凸透镜之间的距离小于一倍焦距，所以成正立、放大的虚像，故选；(7)将蜡烛向左移动，此时物距增大，像距减小，如果要保证光屏上还是成清晰的像，应增大像距，将光线提前发散，应该向水透镜中排水，使焦距变大
