初中物理常考习题考法与解法：专题二 透镜问题的考法与解法研究

专题二  透镜问题的考法与解法研究

通过对全国各省市中考物理试卷的分析研究，发现对涉及透镜方面的试题，考查的知识点有透镜的作用、凸透镜成像规律的探究及其应用。考查的题型有选择题、填空题、探究题。下面针对透镜问题的考法与解法做出总结，为毕业班教师学生复习时参考。

一、透镜对光的作用考法与解法

【例题1】根据光的传播路径，在图中的虚线框内，填入符合要求的透镜．

分析：凸透镜能使光线会聚，凹透镜能使光线发散；通过图中光线的折射情况来确定是什么透镜．

解法：第一个图中入射光线是平行的，而折射光线远离主光轴，即透镜有发散作用，所以是凹透镜；第二个图中折射光线平行于主光轴，折射光线相对于入射光线靠近了主光轴，即透镜有会聚作用，所以是凸透镜．

答案如图所示。

．

点评：透镜作图题经常出现，给出透镜和入射光线，标出折射后的光线，本题是给出入射光线和经过透镜折射后的光线，画出透镜。紧紧抓住三条特殊光线经过透镜作用后的出射光线特点就可以容易完成本题作答。

二、对凸透镜成像规律应用的考法与解法

【例题2】小红用一个焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，他将蜡烛和凸透镜固定在光具座上如图所示的位置，只移动光屏，在光屏上成一个清晰的像，利用这一成像规律可以制成　　（选填“放大镜”“照相机”或“投影仪”）．实验后，好奇的小红取下自己所带的眼镜放在蜡烛与凸透镜之间靠近透镜的位置，原来光屏上清晰的像变模糊了，他将光屏向靠近透镜方向移动一段距离后，原来模糊的像又变清晰了，则小红所戴眼镜的镜片是　　透镜．

分析：理解记住凸透镜成像规律就能快速解决问题。

解法：（1）凸透镜成像的规律是：当物距大于二倍焦距时，物体成倒立的缩小的实像，像距小于二倍焦距，根据这种情况制成了照相机；当物距小于二倍焦距大于一倍焦距时，成倒立放大的实像，据此制成了投影仪、幻灯机；

（2）凸透镜对光线具有会聚作用；凹透镜对光线有发散作用．

由图可知，此时物距为30cm，焦距为10cm，物距大于二倍焦距，所以成的是倒立、缩小的实像；其应用是照相机；

小红取下自己所带的眼镜放在蜡烛与凸透镜之间靠近透镜的位置，原来光屏上清晰的像变模糊了，他将光屏向靠近透镜方向移动一段距离后，此时的物距是减小的，说明该眼镜对关系具有会聚作用，故是凸透镜．本题答案为：照相机；凸．

点评：本题考查凸透镜成像规律及其应用，属于常考类型的问题。难度不大。

三、探究凸透镜成像规律实验的考法与解法

【例题3】小宇利用如图所示实验器材探究“凸透镜成像规律”。

⑴实验时，应使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在_________________。

⑵如果在实验中将蜡烛和透镜的位置固定后，无论怎样移动光屏都得不到像，其原因可能是___________________________（回答一种情况即可）

⑶如果实验中发现光屏上的像如图乙所示，在不移动光屏和透镜的情况下，应将蜡烛向左和向_____（填“上”或“下”）移动可使像成在光屏中间。

⑷所用凸透镜的焦距为10cm，某同学的实验数据如下表。

分析实验数据可知                             。

分析：（1）实验时，应使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。（2）不能成像涉及很多原因，只要答出一种即可。（3）根据成倒立实像的特点，物向上移动，像就向下移动。（4）当物距u ＞2f 时，物体在光屏上成倒立的、缩小的实像，  像距满足 f ＜v ＜2f ；当物距u=2f 时，物体在光屏上成倒立的、等大的实像，  像距满足 v=2f ；当物距f＜u＜2f时， 物体在光屏上成倒立的、放大的实像， 像距满足v＞2f 。

解法：（1）目的是让像成在光屏的中心，容易观察。

（2）当物体物距小于凸透镜焦距时，在光屏上不能成像。

（3）当物体向下移动时，在光屏上成的像向上移动。

（4）当物距u ＞f 时，物体在光屏上成倒立的实像。

故答案为：（1）同一高度。

（2）可能原因是蜡烛和透镜之间的距离小于透镜的焦距。

（3）下

（4）当物距u ＞f 时，物体在光屏上成倒立的实像。

点评：本题要掌握实验过程的操作要领外，主要考查分析数据总结归纳结论的能力。这时贯彻探究精神的具体体现。

四、用凸透镜成像规律判断物距、像距变化情况

【例题4】一凸透镜的焦距为15cm，将点燃的蜡烛从离凸透镜20cm处移到40cm处的过程中，像的大小和像距的变化情况是（　　）

A．像变大，像距变大    B．像变小，像距变小

C．像变大，像距变小    D．像变小，像距变大

分析：掌握凸透镜成像的三种情况：

U＞2f，成倒立、缩小的实像．

2f＞U＞f，成倒立、放大的实像．

U＜f，成正立、放大的虚像．

凸透镜成实像时，物体离凸透镜越近，像离凸透镜越远，像也越大．

解法：凸透镜的焦距是15cm，将点燃的蜡烛从离凸透镜20cm处移到40cm处的过程中，物距始终大于焦距，因此凸透镜成实像，由于物距增大，则像距减小，像变小．

综上分析可得，选项B正确．

点评：用凸透镜成像规律可以解决判断物距、像距变化情况。判断像的性质。判断凸透镜焦距的大小等。

  总之，对透镜问题的考法多种多样，一个知识点可以用选择题题型来考查，也可以用填空题题型来考查，还可以用实验探究题型来考查，不同的题型解法不同，需要根据题中说明及要求来完成。对于透镜问题希望老师们设计简答题、阅读题、计算题等题型，这样对于全方位考查知识点就思路宽广了，指导学生复习方法也就多样化了。比如对于凸透镜焦距大小问题，就可以命制填空题、选择题、作图题、设计性实验题和探究性实验，还可命制简答题等。通过多类型考题研究一个知识点问题，让学生融会贯通，举一反三，对培养学生综合素质大有益处。

五、透镜问题训练题

1.张强同学在光具座上做“研究凸透镜成像”的实验中，当光屏、透镜及烛焰的相对位置如图所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的像．由此判断，他所用凸透镜的焦距（    ）

A．一定大于20cm

B．一定在10cm到16cm之间

C．一定小于8cm

D．一定在8cm到10cm之间

答案：D

2.如图是眼睛的成像光路，下列说法正确的是（    ）

A．甲是近视眼，应戴凸透镜眼镜

B．甲是远视眼，应戴凹透镜眼镜

C．乙是近视眼，应戴凹透镜眼镜

D．乙是远视眼．应带凸透镜眼镜

答案：D

3.在探究凸透镜成像规律的实验中，小聪选用了焦距为10cm的凸透镜。他将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上35cm刻度线处，当光屏移动到如图所示刻度线处时，在光屏上恰好呈现出烛焰清晰的像。如果将蜡烛从图中位置移动，关于该实验下列说法正确的是（    ）

A．蜡烛向左移动2cm，光屏应向右移动到适当位置才能呈现烛焰清晰的像

B．蜡烛向右移动10cm，光屏应向右移动到适当位置才能呈现烛焰清晰的像

C．蜡烛向右移动2cm，光屏应向右移动到适当位置才能呈现烛焰清晰的像

D．蜡烛移到20cm刻度线处，光屏应移动到70cm刻度线处才能呈现烛焰清晰的像

答案：C

4.如图甲所示的装置可测出凸透镜的焦距，用该透镜“探究凸透镜成像规律”，当蜡烛、透镜位置如图乙时，移动光屏可成清晰的的实像．则      （    ）

A. 凸透镜的焦距为10cm

B. 凸透镜的焦距为20cm

C. 透镜位置如图乙时，移动光屏可成清晰的倒立、放大的实像

D. 透镜位置如图乙时，移动光屏可成清晰的倒立、缩小的实像

答案：AC． 

5.如图所示的光路图，F是透镜的焦点。其中正确的光路图是   （   ）

答案：C

6.万里同学用一束平行于主光轴的光线照射凸透镜，在光屏上形成了一个清晰的光斑（如图所示）。取下平行光源，保持凸透镜的位置不变，把点燃的蜡烛放在光具座26cm处，并移动光屏到合适位置，在光屏上得到像的性质是（    ）

A.倒立的缩小的实像     B.倒立的放大的实像

C.倒立的等大的实像     D.正立的放大的虚像

答案：A

7.探究凸透镜成像的规律时，将焦距为10cm的凸透镜放置在光具座上50cm处，如图，在蜡烛从10cm处逐渐移至45cm处的过程中，烛焰成像的变化情况是 （   ）

答案：C

8.如图所示，一束平行光经过凸透镜后，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。由此可知，凸透镜对光有__________作用，它的焦距是__________cm。

答案：会聚   11.0

9.王军在房间里用焦距为15cm的凸透镜将明亮的窗户成像在一张作业本的空白纸上。根据王军的实验情况，可推测窗户距凸透镜的距离范围为________，所成的像是__________（填成像的性质）

答案：大于30cm   倒立、缩小的实像

10.探究“凸透镜成像规律”实验中：

（1）小明用蜡烛、凸透镜和光屏做实验（如图），要使蜡烛的像能成在光屏的中央，应将蜡烛向________调整。

（2）当物距小于焦距时，小明左右移动光屏均接收不到像，接下来他应该________（填字母代号）

A．上下移动光屏去接收

B．将光屏放到凸透镜左侧去接收

C．取走光屏，直接通过凸透镜观察

（3）通过实验，小明总结的三个实验结论如下表，其中正确的实验序号是_______。

（4）小明又做了一次实验，首先在光屏上恰好得到一个清晰的像，然后，小明把自己的近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间且靠近凸透镜的位置，结果光屏上原来清晰的像变模糊了，若不改变蜡烛和凸透镜的位置，应将光屏向________凸透镜的方向移动（填“远离”或“靠近”），才能使蜡烛的像变清晰。

答案：（1）下   （2）C   （3）1、2   （4）远离