初二物理凸透镜成像专题练习

初二物理凸透镜成像专题练习同学们在学习凸透镜成像规律时，是不是常常感到有些困惑？那些“倒立、放大的实像”、“正立、放大的虚像”总是在脑海里打架，物距、像距的变化关系也让人头疼。别担心，本专题将通过清晰的规律梳理、典型例题的细致剖析以及针对性的练习题，帮助你彻底攻克这个难点，让凸透镜成像规律变得清晰明了，运用自如。一、核心规律回顾与梳理在开始练习之前，我们先来系统回顾一下凸透镜成像的基本规律。这是解决一切问题的基础，务必做到烂熟于心。1.几个关键概念：*焦点（F）：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚于主光轴上的一点。*焦距（f）：焦点到凸透镜光心的距离。*物距（u）：物体到凸透镜光心的距离。*像距（v）：像到凸透镜光心的距离。*实像：由实际光线会聚而成，能呈现在光屏上，且都是倒立的。*虚像：由实际光线的反向延长线相交而成，不能呈现在光屏上，只能用眼睛观察，且都是正立的。2.凸透镜成像规律表：物距(u)像距(v)像的性质(正倒、大小、虚实)应用举例:-------------:-------------:-----------------------:-----------------u>2ff<v<2f倒立、缩小的实像照相机、摄像机u=2fv=2f倒立、等大的实像测焦距f<u<2fv>2f倒立、放大的实像投影仪、幻灯机u=f不成像(v→∞)平行光探照灯（获得平行光）u<fv>u(与物同侧)正立、放大的虚像放大镜3.重要动态规律：*成实像时（u>f）：物近像远像变大；物远像近像变小。（即物体靠近凸透镜，像远离凸透镜，像变大；反之亦然）*成虚像时（u<f）：物近像近像变小；物远像远像变大。（即物体靠近凸透镜，像也靠近凸透镜，像变小；反之亦然）*实像都是倒立的，与物体分居凸透镜两侧；虚像都是正立的，与物体在凸透镜同侧。*焦点是成实像和虚像的分界点（u=f不成像）；二倍焦距处是成放大实像和缩小实像的分界点（u=2f成等大实像）。二、典型例题精析与方法指导掌握了基本规律，我们来看看如何运用它们解决实际问题。例题1：小明同学用一个焦距为10cm的凸透镜观察书上的字，他应将凸透镜放在距离书本多远的位置？看到的像有什么特点？如果他想看到更大的字，应该如何调节凸透镜与书本的距离？分析与解答：这道题考查的是凸透镜成虚像的条件和规律。*用凸透镜观察书上的字，目的是将字放大，这是放大镜的应用。根据规律，放大镜成正立、放大的虚像，此时物距u<f。*已知焦距f=10cm，所以书本（物体）到凸透镜的距离应小于10cm。*看到的像是正立、放大的虚像。*成虚像时，物远像远像变大。因此，要看到更大的字，小明应将凸透镜适当远离书本一些（但仍需保持u<f）。例题2：某同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，所用凸透镜的焦距为15cm。当把烛焰放在距离凸透镜35cm处时，在透镜的另一侧移动光屏，会在光屏上得到一个什么样的像？像距的范围是多少？如果将烛焰向凸透镜方向移动10cm，此时光屏应如何移动才能再次得到清晰的像？像的大小如何变化？分析与解答：这道题综合考查了实像的成像规律及动态变化。*已知f=15cm，物距u=35cm。因为35cm>2f（30cm），根据规律，此时成倒立、缩小的实像，像距f<v<2f，即15cm<v<30cm。*将烛焰向凸透镜方向移动10cm后，新的物距u'=35cm-10cm=25cm。此时，f（15cm）<u'（25cm）<2f（30cm），根据规律，成倒立、放大的实像，像距v'>2f（30cm）。*原来的像距在15cm到30cm之间，现在的像距要大于30cm，所以光屏应向远离凸透镜的方向移动。*根据“物近像远像变大”的规律（因为是成实像的情况），物体靠近凸透镜，像远离凸透镜，像变大。所以第二次的像比第一次的像大。方法小结：解决凸透镜成像问题，首先要明确已知条件（如焦距、物距或像距），然后根据物距与焦距的关系（u>2f、u=2f、f<u<2f、u=f、u<f）判断成像的性质和像距范围。涉及动态变化时，要牢记“物近像远像变大（实像）”和“物远像远像变大（虚像）”的规律。三、专题练习题接下来，请同学们独立完成以下练习题，检验一下自己的掌握程度。选择题(单选或多选)1.关于凸透镜成像，下列说法正确的是（）A.实像一定是倒立的，虚像一定是正立的B.实像和虚像都能呈现在光屏上C.物体靠近凸透镜，所成的像一定变大D.物体在凸透镜的焦点上时，成等大的实像2.某凸透镜焦距为10cm，当物体放在离凸透镜15cm处时，在透镜的另一侧光屏上能得到（）A.倒立、缩小的实像B.倒立、放大的实像C.正立、放大的虚像D.正立、缩小的虚像3.用一架焦距不变的照相机，给一个人照了一张全身像，若要再给这个人照一张半身像，应该（）A.照相机与人的距离增大，同时镜头向后缩B.照相机与人的距离增大，同时镜头向前伸C.照相机与人的距离减小，同时镜头向后缩D.照相机与人的距离减小，同时镜头向前伸填空题4.当物体通过凸透镜成实像时，若将物体向凸透镜移近，像将向______凸透镜的方向移动（选填“靠近”或“远离”），像的大小将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。5.小明将蜡烛放在一个凸透镜前某一位置时，在透镜另一侧离透镜10cm的光屏上得到一个倒立、缩小的像。当他把蜡烛移到距离透镜10cm处时，所成的像是______、______的______像。实验与简答题6.在“探究凸透镜成像规律”的实验中：(1)实验前，应调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，目的是什么？(2)若所用凸透镜的焦距为10cm，当烛焰放在离凸透镜8cm处时，移动光屏，光屏上能否得到清晰的像？为什么？此时应怎样观察才能看到烛焰的像？看到的像有什么特点？7.为什么用放大镜观察物体时，要将物体放在放大镜的一倍焦距以内？如果物体放在放大镜的一倍焦距和二倍焦距之间，还能起到放大作用吗？为什么？四、练习题参考答案与提示选择题1.A（提示：实像倒立，能成在光屏上；虚像正立，不能成在光屏上。C选项未说明成实像还是虚像，若成虚像，物近像近像变小。D选项u=f时不成像。）2.B（提示：u=15cm，f=10cm，f<u<2f。）3.D（提示：半身像比全身像大，根据“物近像远像变大”，要减小物距，增大像距，即镜头向前伸。）填空题4.远离，变大（提示：成实像时，物近像远像变大。）5.倒立、放大、实（提示：第一次成像u>2f，v在f<v<2f，即像距10cm在f和2f之间，可推知f<10cm<2f，所以f<10cm。当蜡烛移到10cm处，此时u=10cm>f，且因为f<10cm，所以此时f<u<2f，故成倒立、放大的实像。）实验与简答题6.(1)目的是使烛焰的像能成在光屏的中央。(2)不能。因为此时u=8cm<f=10cm，成虚像，虚像不能呈现在光屏上。应在光屏一侧（即透镜的另一侧，与物体同侧）通过凸透镜观察。看到的像是正立、放大的虚像。7.因为物体放在放大镜（凸透镜）的一倍焦距以内时，成正立、放大的虚像，这才是放大镜的工作原理。如果物体放在一倍焦距和二倍焦距之间，能成倒立