初中物理凸透镜成像规律专题练习

初中物理凸透镜成像规律专题练习凸透镜成像规律，作为初中物理光学部分的核心与难点，不仅是历次考试的常客，更是理解透镜应用、乃至后续光学学习的基石。其看似繁复的成像特点，实则蕴含着清晰的逻辑与规律。本次专题练习，旨在帮助同学们系统梳理知识点，深化理解，提升应用能力，最终做到举一反三，游刃有余。一、知识梳理与回顾：温故而知新在踏入练习之前，让我们先一同回顾凸透镜成像的基本规律，这是解决所有问题的前提。1.基本概念辨析：*凸透镜：中间厚、边缘薄，对光线有会聚作用。*光心（O）：透镜的中心，通过光心的光线传播方向不改变。*主光轴：通过光心和两个焦点的直线。*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。凸透镜有两个实焦点。*焦距（f）：焦点到光心的距离。*物距（u）：物体到光心的距离。*像距（v）：像到光心的距离。2.成像规律表格总结：（请同学们在此处尝试默写，然后对照）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、实像照相机、摄像机u=2fv=2f倒立、等大、实像测焦距f<u<2fv>2f倒立、放大、实像投影仪、幻灯机u=f不成像（平行光）探照灯、平行光源u<fv>u正立、放大、虚像放大镜3.重要规律与口诀：*一倍焦距分虚实：u=f是成实像与虚像的分界点。物距大于焦距成实像，小于焦距成虚像，等于焦距不成像。*二倍焦距分大小：u=2f是成放大实像与缩小实像的分界点。物距大于二倍焦距成缩小实像，小于二倍焦距（大于一倍焦距）成放大实像，等于二倍焦距成等大实像。*实像皆倒立，虚像皆正立：实像总是倒立的，能呈现在光屏上；虚像总是正立的，不能呈现在光屏上，只能用眼睛直接观察。*物近像远像变大，物远像近像变小（针对实像）：当物体在一倍焦距以外（成实像）时，物体靠近凸透镜，像就远离凸透镜，像的大小也随之变大；反之亦然。*物近像近像变小，物远像远像变大（针对虚像）：当物体在一倍焦距以内（成虚像）时，物体靠近凸透镜，像也靠近凸透镜，像的大小变小；物体远离凸透镜，像也远离凸透镜，像的大小变大。二、专题练习：层层递进，学以致用（一）理解辨析题1.判断下列说法的正误，并简述理由。(1)凸透镜只能成实像，不能成虚像。(2)实像都能用光屏承接，虚像都不能用光屏承接。(3)物体通过凸透镜成放大的像，这个像一定是虚像。(4)当物体靠近凸透镜时，像一定远离凸透镜且变大。2.小明同学在探究凸透镜成像规律时，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，调整三者中心在同一高度。当烛焰距离凸透镜30cm时，在光屏上得到一个清晰、倒立、缩小的像。由此可知，该凸透镜的焦距可能是（）A.10cmB.15cmC.20cmD.30cm（二）作图与实验题3.如图所示，MN为凸透镜的主光轴，F为焦点，A点为烛焰上的一点。请画出A点发出的一条光线（平行于主光轴）经凸透镜折射后的光线，以及A点经凸透镜所成的像点A’。（*此处应有示意图：凸透镜，主光轴MN，左侧焦点F，烛焰上一点A在2f以外*）4.在“探究凸透镜成像的规律”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，目的是为了。(2)当蜡烛在凸透镜左侧距凸透镜20cm处时，在光屏上得到一个倒立、等大的实像，则该凸透镜的焦距是cm。若将蜡烛向凸透镜方向移动5cm，则此时成的像是倒立、的实像，生活中的（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这个成像原理工作的。(3)若在实验中，无论怎样移动光屏，都无法在光屏上得到清晰的像，可能的原因有哪些？（至少写出两条）（三）规律应用与计算题5.一个焦距为10cm的凸透镜，当物体沿主光轴从距离透镜30cm处向15cm处移动时，光屏上像的大小如何变化？像距如何变化？像的倒正情况是否改变？6.用一个焦距为15cm的放大镜观察细小的物体，要使看到的虚像最大且清晰，物体应放在离凸透镜多远的位置？此时像的性质如何？7.某同学用照相机（镜头相当于一个凸透镜）拍摄远处的景物时，发现底片上的像太小。若他想使底片上的像大一些，他应该怎样调节照相机？（假设镜头焦距可调）（四）综合拓展题8.小明用焦距为10cm的凸透镜观察邮票上的细微图案。(1)他应将邮票放在凸透镜的什么位置？(2)若小明不慎将凸透镜摔掉了一小块，用剩余部分观察邮票，还能看到完整的像吗？像的亮度会有什么变化？9.在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，将蜡烛放在凸透镜前某一位置，在光屏上得到一个清晰的像。现将一块不透明的纸板遮住凸透镜的上半部分，则光屏上的像会（）A.像的上半部分消失B.像的下半部分消失C.像变得不完整，但仍能看到完整的像的轮廓D.像的大小不变，亮度变暗三、参考答案与解析：拨云见日，豁然开朗（一）理解辨析题1.(1)错误。凸透镜既能成实像（物距大于焦距时），也能成虚像（物距小于焦距时）。(2)正确。实像是实际光线会聚而成，故可用光屏承接；虚像是光线的反向延长线相交而成，不能用光屏承接。(3)错误。物体在一倍焦距和二倍焦距之间时，通过凸透镜成倒立、放大的实像。(4)错误。此规律仅适用于成实像的情况（物距大于焦距）。若物体在一倍焦距以内（成虚像），物体靠近凸透镜，像会变小且靠近凸透镜。2.A。解析：当u=30cm时，成倒立、缩小的实像，说明u>2f，即30cm>2f，解得f<15cm。选项中只有A（10cm）符合条件。（二）作图与实验题3.作图要点：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过另一侧焦点。A点发出的过光心的光线传播方向不变。两条折射光线（或其反向延长线）的交点即为像点A’。（*此处应有对应的正确作图*）4.(1)使像能成在光屏的中央。(2)10；放大；投影仪。解析：u=20cm时成等大实像，故u=2f，f=10cm。蜡烛移动后u=15cm，处于f和2f之间，成倒立放大实像，应用为投影仪。(3)可能原因：①蜡烛放在了凸透镜的一倍焦距以内（成虚像，光屏接收不到）；②蜡烛放在了凸透镜的焦点上（不成像）；③烛焰、凸透镜、光屏三者中心不在同一高度，导致像成在光屏之外；④光具座长度不够，当物距较小时，像距过大，光屏无法移到相应位置。（三）规律应用与计算题5.像逐渐变大，像距逐渐变大，像始终倒立。解析：物体从30cm（u>2f）向15cm（f<u<2f）移动，均成实像。根据“物近像远像变大”的规律，像会逐渐变大，像距逐渐变大。实像始终倒立。6.物体应放在凸透镜的焦点以内，且尽量靠近焦点的位置。此时成正立、放大的虚像。解析：放大镜利用u<f时成正立放大虚像的原理。在u<f的范围内，物体越靠近焦点，像越大。7.他应该减小物距（使照相机靠近景物），同时增大像距（将镜头向前伸，即增大镜头到底片的距离，或增大镜头焦距）。解析：拍摄远处景物，像太小，要使像变大，根据“物近像远像变大”，需减小物距，增大像距。若焦距可调，增大焦距也能使像变大。（四）综合拓展题8.(1)应将邮票放在凸透镜的焦点以内（即距离凸透镜小于10cm的位置）。(2)能看到完整的像，但像的亮度会变暗。解析：凸透镜成像是光的折射现象，摔掉一小块后，剩余部分仍能使光线折射成像，只是折射的光线减少了，故像的亮度变暗，但像依然完整。9.D。解析：遮住凸透镜的上半部分，只是挡住了部分折射光线，剩余的下半部分仍能折射光线成像，故像的大小不变，但亮度会变暗。四、总结与反思：温故知新，不断精进凸透镜成像规律的掌握，并非一蹴而就，需要在理解概念的基础上，通过反复练习、细致观察实验现象、深入思考规律内