例题1 物体放在凸透镜一侧的某个位置,在凸透镜另一侧移动光屏,得到了一个缩小的像。若将物体与光屏的位置对调,则在光屏上能得到一个
分析 像在凸透镜另一侧的光屏上,说明所成的像为实像,又因为像是缩小的,根据凸透镜成像的规律可知,此物体的位置应在2倍焦距以外,像距应在1倍焦距和2倍焦距之间,且像是倒立的。对调位置后,物体位于1倍焦距和2倍焦距之间,则所成的像为倒立、放大的实像。(本题也可利用光路可逆的原理进行解答)
倒立
、放大
的实
像。分析 像在凸透镜另一侧的光屏上,说明所成的像为实像,又因为像是缩小的,根据凸透镜成像的规律可知,此物体的位置应在2倍焦距以外,像距应在1倍焦距和2倍焦距之间,且像是倒立的。对调位置后,物体位于1倍焦距和2倍焦距之间,则所成的像为倒立、放大的实像。(本题也可利用光路可逆的原理进行解答)
答案
解 倒立 放大 实
策略提炼 根据凸透镜成像的规律,知道物距和像距之间的关系是解题的关键。
策略提炼 根据凸透镜成像的规律,知道物距和像距之间的关系是解题的关键。
举一反三 如图4-14所示,一蜡烛放在凸透镜一侧的某个位置,在另一侧的光屏上得到了一个清晰的像。若将蜡烛与光屏的位置对调,则在光屏上能得到一个


倒立
、放大
的实
像。答案
由题意可知,原来像距$v = 16cm$,物距$u = 20cm$,此时成倒立、缩小的实像。
若将蜡烛与光屏的位置对调,根据光路可逆可知,此时物距$u'= 16cm$,像距$v' = 20cm$,因为$f\lt u'\lt2f$时,成倒立、放大的实像,所以光屏上能得到一个倒立、放大的实像。
故答案为:倒立;放大;实。
若将蜡烛与光屏的位置对调,根据光路可逆可知,此时物距$u'= 16cm$,像距$v' = 20cm$,因为$f\lt u'\lt2f$时,成倒立、放大的实像,所以光屏上能得到一个倒立、放大的实像。
故答案为:倒立;放大;实。
例题2 如图4-15所示,$A$、$B$均为凸透镜主光轴上的点,光线$AC$经透镜折射后过$B$点。已知$AO$为12cm,$OB$为16cm,则该凸透镜的焦距可能是(
A.6cm
B.7cm
C.8cm
D.9cm
分析 由题可知,$AO<OB$,$A$点成像在$B$点,则像距大于物距,满足$f<u<2f$,成倒立、放大的实像。物距$AO$为12cm,即$f<12cm<2f$,可得$6cm<f<12cm$;像距$OB$为16cm,且$v>2f$,即$16cm>2f$,可得$f<8cm$。综上可得$6cm<f<8cm$。
解 B
策略提炼 找出物距和像距之间的关系,根据凸透镜成像的规律即可找到解题突破点。
B
)。A.6cm
B.7cm
C.8cm
D.9cm
分析 由题可知,$AO<OB$,$A$点成像在$B$点,则像距大于物距,满足$f<u<2f$,成倒立、放大的实像。物距$AO$为12cm,即$f<12cm<2f$,可得$6cm<f<12cm$;像距$OB$为16cm,且$v>2f$,即$16cm>2f$,可得$f<8cm$。综上可得$6cm<f<8cm$。
解 B
策略提炼 找出物距和像距之间的关系,根据凸透镜成像的规律即可找到解题突破点。
答案
B
解析
由题意知,物距$u = AO = 12\,cm$,像距$v = OB = 16\,cm$,且$u < v$。根据凸透镜成像规律,当$f < u < 2f$时,成倒立、放大的实像,此时像距$v > 2f$。
由$f < u < 2f$($u = 12\,cm$),得$f < 12\,cm < 2f$,解得$6\,cm < f < 12\,cm$;
由$v > 2f$($v = 16\,cm$),得$16\,cm > 2f$,解得$f < 8\,cm$。
综合得$6\,cm < f < 8\,cm$,选项中只有$7\,cm$符合。
由$f < u < 2f$($u = 12\,cm$),得$f < 12\,cm < 2f$,解得$6\,cm < f < 12\,cm$;
由$v > 2f$($v = 16\,cm$),得$16\,cm > 2f$,解得$f < 8\,cm$。
综合得$6\,cm < f < 8\,cm$,选项中只有$7\,cm$符合。
举一反三 某同学在研究凸透镜成像的规律时做了如下记录:当物距为30cm时,光屏上出现倒立、缩小的像;当物距为20cm时,光屏上出现倒立、放大的像;当物距为10cm时,光屏上始终得不到像。由此可判断该凸透镜焦距$f$的大小为(
A.$20cm<f$
B.$15cm<f<20cm$
C.$f<10cm$
D.$10cm<f<15cm$
D
)。A.$20cm<f$
B.$15cm<f<20cm$
C.$f<10cm$
D.$10cm<f<15cm$
答案
D
解析
根据凸透镜成像规律分析如下:
1.当物距$u_1=30cm$时,光屏上得到倒立、缩小的实像,则$u_1\gt 2f$,即$30cm \gt 2f$,可得$f\lt15cm$。
2.当物距$u_2=20cm$时,光屏上得到倒立、放大的实像,则$f\lt u_2\lt 2f$,即$f\lt 20cm\lt 2f$,由$20cm\lt 2f$可得$f\gt 10cm$。
3.当物距$u_3=10cm$时,光屏上始终得不到像,则$u_3\lt f$,即$10cm\lt f$。
综合以上三个条件:$10cm\lt f\lt 15cm$。
1.当物距$u_1=30cm$时,光屏上得到倒立、缩小的实像,则$u_1\gt 2f$,即$30cm \gt 2f$,可得$f\lt15cm$。
2.当物距$u_2=20cm$时,光屏上得到倒立、放大的实像,则$f\lt u_2\lt 2f$,即$f\lt 20cm\lt 2f$,由$20cm\lt 2f$可得$f\gt 10cm$。
3.当物距$u_3=10cm$时,光屏上始终得不到像,则$u_3\lt f$,即$10cm\lt f$。
综合以上三个条件:$10cm\lt f\lt 15cm$。
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