一、凸透镜成像
1.物距:物体到
2.像距:
1.物距:物体到
光心
的距离,用符号u
表示。2.像距:
像
到光心的距离,用符号v
表示。答案
1. 光心 u 2. 像 v
解析
【分析】本题考查凸透镜成像中物距与像距的基本定义,解题时需准确回忆物理教材中关于物距、像距的定义内容,明确对应的物理量符号,直接依据定义填写答案即可。
【解析】1. 物距是物体到凸透镜光心的距离,对应的符号为u;2. 像距是像到凸透镜光心的距离,对应的符号为v。
【答案】1. 光心 u 2. 像 v
【知识点】凸透镜成像基本概念
【点评】本题属于凸透镜成像的基础概念识记题,难度较低,是学习凸透镜成像规律的必备基础,主要考查学生对基本物理量定义的掌握程度。
【难度系数】0.8
【解析】1. 物距是物体到凸透镜光心的距离,对应的符号为u;2. 像距是像到凸透镜光心的距离,对应的符号为v。
【答案】1. 光心 u 2. 像 v
【知识点】凸透镜成像基本概念
【点评】本题属于凸透镜成像的基础概念识记题,难度较低,是学习凸透镜成像规律的必备基础,主要考查学生对基本物理量定义的掌握程度。
【难度系数】0.8
二、凸透镜成像规律

物距 像的特点 像距 像与物的位置
$u>2f$ 成
续表

物距 像的特点 像距 像与物的位置
$u=2f$ 成
$f<u<2f$ 成
$u=f$ 平行光,不能成像
$u<f$ 成
物距 像的特点 像距 像与物的位置
$u>2f$ 成
缩小
、倒立
的实
像 $f<v<2f$ 异侧续表
物距 像的特点 像距 像与物的位置
$u=2f$ 成
等大
、倒立的实
像 $v=2f$ 异侧$f<u<2f$ 成
放大
、倒立的实
像 $v>2f$ 异侧$u=f$ 平行光,不能成像
$u<f$ 成
放大
、正立
的虚
像 $v>u$ 同侧答案
缩小 倒立 实 等大 实 放大 实 放大 正立 虚
解析
【分析】本题考查凸透镜成像规律,解题时需牢记不同物距(u)与焦距(f)的关系对应的成像特点,包括像的正倒、大小、虚实,像距(v)及像与物的位置关系,逐一对应填空即可。
【解析】根据凸透镜成像规律:
1. 当$u>2f$时,成倒立、缩小的实像,像距$f<v<2f$,像与物异侧;
2. 当$u=2f$时,成倒立、等大的实像,像距$v=2f$,像与物异侧;
3. 当$f<u<2f$时,成倒立、放大的实像,像距$v>2f$,像与物异侧;
4. 当$u<f$时,成正立、放大的虚像,像距$v>u$,像与物同侧。
【答案】缩小 倒立 实 等大 实 放大 实 放大 正立 虚
【知识点】凸透镜成像规律
【点评】本题为初中物理光学基础题,直接考查凸透镜成像的核心规律,属于需准确记忆的知识点,难度较低。
【难度系数】0.3
【解析】根据凸透镜成像规律:
1. 当$u>2f$时,成倒立、缩小的实像,像距$f<v<2f$,像与物异侧;
2. 当$u=2f$时,成倒立、等大的实像,像距$v=2f$,像与物异侧;
3. 当$f<u<2f$时,成倒立、放大的实像,像距$v>2f$,像与物异侧;
4. 当$u<f$时,成正立、放大的虚像,像距$v>u$,像与物同侧。
【答案】缩小 倒立 实 等大 实 放大 实 放大 正立 虚
【知识点】凸透镜成像规律
【点评】本题为初中物理光学基础题,直接考查凸透镜成像的核心规律,属于需准确记忆的知识点,难度较低。
【难度系数】0.3
[典例]某小组在“探究凸透镜成像的规律”的实验中。

(1)实验前,要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在
(2)通过调整,恰好在光屏上得到烛焰等大的像,如图所示,则所用凸透镜的焦距是
(3)在图中,把蜡烛向左移动15 cm,凸透镜的位置不变,应把光屏向
(4)在探究凸透镜成实像的过程中,他们又尝试用白纸遮挡住凸透镜的一半,发现在光屏上
(1)实验前,要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在
同一高度
。(2)通过调整,恰好在光屏上得到烛焰等大的像,如图所示,则所用凸透镜的焦距是
10.0
cm。(3)在图中,把蜡烛向左移动15 cm,凸透镜的位置不变,应把光屏向
左
(选填“左”或“右”)适当调节,才能在光屏上得到烛焰清晰倒立、缩小
(选填“放大”“缩小”或“不变”)的实像。接下来改用焦距为15 cm的凸透镜继续进行实验,如果不改变蜡烛和凸透镜的位置,要在光屏上成清晰的像,应把光屏向右
(选填“左”或“右”)适当调节。(4)在探究凸透镜成实像的过程中,他们又尝试用白纸遮挡住凸透镜的一半,发现在光屏上
仍能
(选填“仍能”或“不能”)成烛焰完整的像。答案
(1) 同一高度
(2) 10.0
(3) 左 缩小 右
(4) 仍能
(2) 10.0
(3) 左 缩小 右
(4) 仍能
解析
【分析】
首先,实验前调整烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一高度,目的是让像成在光屏中央,便于观察。当光屏上成等大的像时,根据凸透镜成像规律,物距等于2倍焦距,据此可计算焦距。蜡烛移动后,根据“物远像近像变小”的规律判断光屏移动方向和像的性质;更换焦距更大的凸透镜时,物距相对变小,像距会变大,需调整光屏位置;遮挡凸透镜一半时,每个部分仍能折射光线,因此仍能成完整的像,仅亮度变暗。
【解析】
(1) 实验前,需调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度,确保烛焰的像能成在光屏的中央,便于观察实验现象。
(2) 由图可知,蜡烛在30.0 cm刻度处,凸透镜在50.0 cm刻度处,物距$ u = 50.0\ \mathrm{cm} - 30.0\ \mathrm{cm} = 20.0\ \mathrm{cm} $。当光屏上成等大的像时,根据凸透镜成像规律$ u = 2f $,可得$ 2f = 20.0\ \mathrm{cm} $,解得$ f = 10.0\ \mathrm{cm} $。
(3) 蜡烛向左移动15 cm后,蜡烛位置为$ 30.0\ \mathrm{cm} - 15\ \mathrm{cm} = 15.0\ \mathrm{cm} $,此时物距$ u' = 50.0\ \mathrm{cm} - 15.0\ \mathrm{cm} = 35.0\ \mathrm{cm} $,大于$ 2f = 20.0\ \mathrm{cm} $,根据“物远像近像变小”,像距变小,应把光屏向左调节,成倒立、缩小的实像。改用焦距为15 cm的凸透镜后,物距仍为35.0 cm,新焦距$ f' = 15\ \mathrm{cm} $,$ 2f' = 30\ \mathrm{cm} $,物距$ u'' = 35\ \mathrm{cm} > 2f' $,像距应在$ f' $和$ 2f' $之间,比原来的像距大,因此光屏应向右调节。
(4) 用白纸遮挡凸透镜一半,凸透镜的另一半仍能折射烛焰的光线,因此光屏上仍能成烛焰完整的像,只是亮度变暗。
【答案】
(1) 同一高度
(2) 10.0
(3) 左;缩小;右
(4) 仍能
【知识点】
凸透镜成像规律;实验操作注意事项
【点评】
本题围绕“探究凸透镜成像规律”的实验展开,考查实验操作要求、焦距计算、成像规律应用及凸透镜遮挡后的成像特点,属于基础实验题,需牢记核心规律即可解答。
【难度系数】
0.5
首先,实验前调整烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一高度,目的是让像成在光屏中央,便于观察。当光屏上成等大的像时,根据凸透镜成像规律,物距等于2倍焦距,据此可计算焦距。蜡烛移动后,根据“物远像近像变小”的规律判断光屏移动方向和像的性质;更换焦距更大的凸透镜时,物距相对变小,像距会变大,需调整光屏位置;遮挡凸透镜一半时,每个部分仍能折射光线,因此仍能成完整的像,仅亮度变暗。
【解析】
(1) 实验前,需调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度,确保烛焰的像能成在光屏的中央,便于观察实验现象。
(2) 由图可知,蜡烛在30.0 cm刻度处,凸透镜在50.0 cm刻度处,物距$ u = 50.0\ \mathrm{cm} - 30.0\ \mathrm{cm} = 20.0\ \mathrm{cm} $。当光屏上成等大的像时,根据凸透镜成像规律$ u = 2f $,可得$ 2f = 20.0\ \mathrm{cm} $,解得$ f = 10.0\ \mathrm{cm} $。
(3) 蜡烛向左移动15 cm后,蜡烛位置为$ 30.0\ \mathrm{cm} - 15\ \mathrm{cm} = 15.0\ \mathrm{cm} $,此时物距$ u' = 50.0\ \mathrm{cm} - 15.0\ \mathrm{cm} = 35.0\ \mathrm{cm} $,大于$ 2f = 20.0\ \mathrm{cm} $,根据“物远像近像变小”,像距变小,应把光屏向左调节,成倒立、缩小的实像。改用焦距为15 cm的凸透镜后,物距仍为35.0 cm,新焦距$ f' = 15\ \mathrm{cm} $,$ 2f' = 30\ \mathrm{cm} $,物距$ u'' = 35\ \mathrm{cm} > 2f' $,像距应在$ f' $和$ 2f' $之间,比原来的像距大,因此光屏应向右调节。
(4) 用白纸遮挡凸透镜一半,凸透镜的另一半仍能折射烛焰的光线,因此光屏上仍能成烛焰完整的像,只是亮度变暗。
【答案】
(1) 同一高度
(2) 10.0
(3) 左;缩小;右
(4) 仍能
【知识点】
凸透镜成像规律;实验操作注意事项
【点评】
本题围绕“探究凸透镜成像规律”的实验展开,考查实验操作要求、焦距计算、成像规律应用及凸透镜遮挡后的成像特点,属于基础实验题,需牢记核心规律即可解答。
【难度系数】
0.5
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