中考复习:凸透镜成像规律(一题含所有考点)

四季读书网 2026-03-11 22:35:38 2 0

一、核心考点清单

（一）实验器材与调试

1. 器材作用：凸透镜（对光线有会聚作用，焦距是关键参数）、光具座（精准测量物距、像距，单位通常为cm）、蜡烛（提供光源，模拟物体）、光屏（承接实像，需能呈现清晰光斑）、火柴/打火机。

2. 实验调试：将凸透镜、蜡烛、光屏依次安装在光具座上，调整三者中心在同一高度（或同一水平直线上），目的是使像成在光屏的中央位置，便于观察和测量。

3. 焦距测量： - 平行光聚焦法：让平行光（如太阳光）正对凸透镜，在另一侧移动光屏，直到出现最小最亮的光斑，光斑到凸透镜的距离即为焦距。 - 等大实像法：当蜡烛通过凸透镜成倒立、等大的实像时，物距等于2倍焦距（u=2f），此时可通过测量物距计算焦距。

（二）成像规律探究

1. 物距与像距的定义：

物距u是物体到凸透镜光心的距离；

像距v是像到凸透镜光心的距离。

2. 凸透镜成像规律表格：

3. 动态规律：

- 物远像近像变小：

当物体远离凸透镜（u增大），像会靠近凸透镜（v减小），像的大小变小；

反之，物近像远像变大。

- 实像倒立，虚像正立；

实像与物异侧，虚像与物同侧；

实像可呈现在光屏上，虚像需透过凸透镜观察，无法用光屏承接。

（三）实验误差与特殊情况分析

1. 光屏找不到像的原因：

- 物体在焦点上（u=f），不成像；

- 物体在1倍焦距以内（u < f），成虚像，无法用光屏承接；

-三者中心不在同一高度，像未成在光屏上；

- 光具座长度不足，当u 接近f时，像距v需要大于2f，若光具座太短，光屏无法移动到合适位置。

2. 像不清晰的处理：缓慢移动光屏，直到光屏上的像最清晰，此时记录物距和像距；

若用发光二极管代替蜡烛，像更稳定，便于观察。

3. 凸透镜遮挡问题：用不透明物体遮挡凸透镜一部分，光屏上的像依然完整，但亮度变暗（因为透过凸透镜的光线减少，像的亮度由光线多少决定）。

4. 换用不同焦距的凸透镜：当保持物距不变，换用焦距更大的凸透镜，相当于物体靠近了透镜（相对焦距而言），像会远离透镜，像距变大，像也变大。

（四）拓展与生活应用

1. 近视眼与远视眼的矫正：近视眼成因是晶状体太厚，折光能力太强，像成在视网膜前方，需戴凹透镜矫正；远视眼成因是晶状体太薄，折光能力太弱，像成在视网膜后方，需戴凸透镜矫正。

2. 眼镜片焦距的测量：可通过平行光聚焦法测量眼镜片的焦距，区分凸透镜（远视镜）和凹透镜（近视镜）。

3. 生活中的成像现象：如手机摄像头成像（u > 2f，倒立缩小实像）、放大镜看报纸（u < f，正立放大虚像）。

二、综合实验题设计

实验题：探究凸透镜成像规律某物理兴趣小组利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等器材探究凸透镜成像规律，实验装置如图所示。

（一）实验准备

1. 安装器材时，应调整凸透镜、蜡烛、光屏的中心在_____________，目的是___________________。

2. 为了测量凸透镜的焦距，小明将凸透镜正对太阳光，在透镜另一侧移动光屏，得到一个最小、最亮的光斑，如图所示，由此可知该凸透镜的焦距f=______cm。

（二）成像规律探究

3. 当蜡烛、凸透镜和光屏的位置（蜡烛在20cm刻度线处，凸透镜在50cm刻度线处，光屏在65cm刻度线处），此时物距u=______cm，像距v=______cm，光屏上成一个______、______的实像，生活中______（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像规律工作的。

4. 保持凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动到10cm刻度线处，为了在光屏上再次得到清晰的像，应将光屏向______（选填“左”或“右”）移动，此时像的大小会______（选填“变大”“变小”或“不变”），这一现象可以说明______（选填“物远像近像变小”或“物近像远像变大”）。

5. 保持凸透镜位置不变，将蜡烛向右移动到45cm刻度线处，此时物距u=______cm，在光屏上______（选填“能”或“不能”）承接到像，若想看到像，应______（选填“透过凸透镜向左看”或“透过凸透镜向右看”），此时成一个______、______的虚像。

（三）特殊情况分析

6. 实验过程中，蜡烛燃烧逐渐变短，光屏上的像会向______（选填“上”或“下”）移动，为了使像重新成在光屏中央，可将凸透镜向______（选填“上”或“下”）移动，或向______（选填“上”或“下”）移动蜡烛。

7. 若用不透明的硬纸板将凸透镜上半部分挡住，光屏上的像会______（选填“消失”“完整但变暗”或“不完整”），原因是______。

8. 小明将凸透镜换成一个焦距更大的凸透镜，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，为了在光屏上得到清晰的像，光屏应向______（选填“左”或“右”）移动，这相当于模拟了______（选填“近视眼”或“远视眼”）的成因及矫正。

（四）拓展应用

9. 兴趣小组想利用此凸透镜和蜡烛制作一个简易投影仪，在光屏上成清晰的放大实像时，蜡烛应放在______（选填“大于20cm”“10cm到20cm之间”或“小于10cm”）的位置，此时若想让像更大一些，应将蜡烛向______（选填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动，同时将光屏向______（选填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动。

10. 小华同学用该凸透镜观察自己的指纹，看到指纹成正立、放大的虚像，此时指纹到凸透镜的距离应______（选填“大于10cm”“等于10cm”或“小于10cm”），若想让指纹的像更大一些，应将凸透镜向______（选填“靠近”或“远离”）指纹的方向移动。

实验题答案与解析

1. 同一高度，使像成在光屏的中央：确保像能呈现在光屏的可见范围内，便于观察和测量。

2. 10.0：平行光聚焦法得到的最小最亮光斑到透镜的距离即为焦距。

3. 30（u=50cm-20cm=30cm）；15（v=65cm-50cm=15cm）；倒立、缩小；照相机：此时u=30cm>2f=20cm，满足u>2f时的成像规律。

4. 左；变小；物远像近像变小：蜡烛向左移动，物距增大，像距减小，像变小，符合动态规律。

5. 5（u=50cm-45cm=5cm）；不能；透过凸透镜向右看；正立、放大：u=5cm

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