凸透镜成像的规律例题

发布者：cj_wbp   发布时间：2019-11-29 13:55:34   点击数:

注意：

1、为了使像完整的成在光屏的中央，在摆放仪器时，要使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度。

2、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：

①蜡烛在焦点以内

②烛焰在焦点上

③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度

新规律：

①成实像、虚像的条件：u＞f 时成实像，u＜f 时成虚像。即：一倍焦距分虚实；

②成放大、缩小实像的条件：u＞2f时成缩小的实像，u＝2f 时成等大的实像，2f ＞u＞ f时成放大的实像。即：二倍焦距分大小；

③像的倒正条件：u＞f 时成倒立的实像，u＜f 时成正立的虚像。即：一倍焦距分倒正；

④当u＞v时，成倒立、缩小的实像；

⑤当u= v时，成倒立、等大的实像；

⑥当u＜v时，成倒立、放大的实像；

⑦凸透镜成实像时，像和像距随物距的减小而增大。即：物近像远像变大，物远像近像变小；

⑧凸透镜无论成实像还是虚像，物体越靠近焦点像越大。

【例1】小刚同学用焦距为 10 cm的凸透镜做实验，实验装置示意图如图所示，在实验过程中保持凸透镜的位置不变，请你根据所学知识完成下列填空。

(1）改变蜡烛位置，使其位于20 cm刻度线处，再移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的倒立、________的实像。(选填“放大”“等大”或“缩小”）

(2）改变蜡烛位置，使其位于35 cm刻度线处，再移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的________的实像。(选填“倒立”或“正立”）

(3）改变蜡烛位置，使其位于42 cm刻度线，小刚从透镜的右侧通过透镜可以看到一个正立、________的烛焰的像。(选填“放大”“等大”或“缩小”）

解析：蜡烛位于20 cm刻度线处，即物距为30 cm，即物距大于2f，因此在光屏上成倒立、缩小的实像；当蜡烛位于35 cm刻度线处即物距为15 cm，物距在f和2f之间时，光屏上成一个倒立、放大的实像；同理，蜡烛位于42 cm刻度线处物距为8 cm，物距在焦点以内，光屏上成一个正立、放大的虚像。

答案：(1）缩小　(2）倒立　(3）放大

【例2】在总结凸透镜成像规律时，下列说法中不正确的是(　　）。

A．成实像时，像和物在透镜异侧；成虚像时，像和物在透镜同侧

B．成实像时，物距大于焦距；成虚像时，物距小于焦距

C．虚像一定是放大的，实像一定是缩小的

D．虚像一定是正立的，实像一定是倒立的

解析：根据凸透镜成像时像的变化规律，实像都是倒立的，可以是缩小的、放大的，也可以是等大的，故C项错误。

答案：C

【例3】如图是研究凸透镜成像实验示意图，a、b、c、d四点中，将蜡烛放在________点，光屏上能成缩小的烛焰的像；将蜡烛放在________点，光屏上能成放大的烛焰的像。如果用黑纸将透镜上半部分挡住，光屏上烛焰的像将会________。实验过程中，随着蜡烛的消耗，烛焰的像将不能成在光屏的中央，若不再调节蜡烛和光屏的高度，只需将透镜向________调节一点，即可继续进行实验。

解析：由凸透镜成像规律可知当蜡烛位于大于2f处a点时，在光屏上成倒立缩小实像。当蜡烛位于焦点和2f之间c点时，在光屏上成倒立放大实像；而用黑纸将透镜上半部分挡住，只会减少折射到光屏上光线的强度，从而使所成的像变暗，但并不能改变像的完整性；随着蜡烛的消耗，物点的高度降低，使得过光心的光线另一端(像点）上移，像不能成在光屏中央，透镜向下移动或光屏向上移动就可继续进行实验。

 

答案：a　c　变暗　下

【例4】某同学在做凸透镜成像的实验时，保持凸透镜位置不变，如图所示，先后使蜡烛位于a、b、c、d四点，并分别调整光屏的位置，关于a、b、c、d四点的成像情况，他归纳出下列说法，其中正确的是(　　）

     A．烛焰位于a点时，屏上出现的实像最小

B．烛焰位 于c点时，屏上出现的实像最大

C．烛焰位于b点时，成等大、倒立的实像

D．烛焰位于d点时，成放大的虚像

解析：根据凸透镜成像规律可知：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，在成实像时具有“物近，像远、像大”，根据此结论可判断，烛焰位于a点时，在光屏上成倒立、缩小的实像；在b和c点时，成倒立、放大的实像，由于c点比b和a点离焦点近，故烛焰在c点时，所成的实像最大，当其在d点时，成一个正立的、放大的虚像，答案为A、B、D。

答案：ABD

【例5】某同学将一支点燃的蜡烛放在距凸透镜15 cm处时，在光屏上得到一个缩小的像，当蜡烛距透镜9 cm时，在光屏上得到一个放大的像，这个凸透镜的焦距可能是(　　）。

A．10 cm      B．8 cm      C．6 cm      D．4 cm

解析：根据凸透镜成像的特点，当物距为15 cm时成缩小的实像，15 cm＞2f，即f＜7.5 cm；当物距为9 cm时，成放大的实像，则2f＞9 cm＞f，即9 cm＞f＞4.5 cm。所以4.5 cm＜f＜7.5 cm。对比四个选项可得凸透镜的焦距可能是6 cm。

答案：C