初中物理凸透镜成像规律练习题

初中物理凸透镜成像规律练习题同学们在学习凸透镜成像规律时，常常会觉得知识点繁多，应用起来也容易混淆。别担心，通过有针对性的练习，我们可以更好地掌握这部分内容。下面，我将结合一些典型例题，帮助大家巩固和深化对凸透镜成像规律的理解。请大家在做题时，先回顾一下凸透镜成像的基本规律，再尝试独立解答，最后对照解析进行反思。一、核心规律回顾在开始练习之前，我们先简要回顾一下凸透镜成像的几条核心规律，这是解决所有问题的基础：*当物距（u）大于二倍焦距（2f）时，成倒立、缩小的实像，像距（v）在一倍焦距（f）和二倍焦距（2f）之间。应用：照相机。*当物距（u）等于二倍焦距（2f）时，成倒立、等大的实像，像距（v）也等于二倍焦距（2f）。这是测量凸透镜焦距的一种方法。*当物距（u）大于一倍焦距（f）小于二倍焦距（2f）时，成倒立、放大的实像，像距（v）大于二倍焦距（2f）。应用：投影仪、幻灯机。*当物距（u）等于一倍焦距（f）时，不成像，此时物体发出的光经凸透镜折射后平行射出。*当物距（u）小于一倍焦距（f）时，成正立、放大的虚像，像与物在凸透镜的同侧。应用：放大镜。请务必理解并记住这些规律，它们是我们解题的“钥匙”。二、典型例题解析（一）概念辨析与基础应用例题1：一个凸透镜的焦距为10厘米。当物体放在距离凸透镜15厘米处时，在透镜的另一侧光屏上会得到一个什么样的像？若将物体向透镜方向移动5厘米，此时像的性质又如何变化？提示与解析：首先，明确焦距f=10厘米。第一问，物距u=15厘米。我们需要判断u与f、2f的关系。因为f=10cm，2f=20cm。u=15cm处于f和2f之间，即f<u<2f。根据规律，此时成倒立、放大的实像。第二问，物体向透镜方向移动5厘米，新的物距u'=15cm-5cm=10cm。此时u'=f。根据规律，当物距等于焦距时，不成像。参考答案：倒立、放大的实像；不成像。例题2：小明用一个凸透镜观察书上的字，他发现字被放大了，而且是正立的。此时，字到凸透镜的距离可能是下列哪个选项？A.大于透镜的二倍焦距B.等于透镜的二倍焦距C.大于透镜的一倍焦距小于二倍焦距D.小于透镜的一倍焦距提示与解析：题目中描述的现象是“正立、放大”的像。回顾凸透镜成像规律，只有当物距小于一倍焦距时，才能成正立、放大的虚像。其他情况，成实像时都是倒立的，无论放大还是缩小。所以，正确答案应该是D。参考答案：D（二）动态分析与规律应用例题3：某同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，请你分析可能的原因（至少写出两条）。提示与解析：这是一个开放性问题，需要结合实验操作和成像规律来思考。不能在光屏上得到像，可能的原因有很多：1.物距小于焦距（u<f）：此时成虚像，虚像不能呈现在光屏上。2.烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度：导致像无法成在光屏上。3.物距等于焦距（u=f）：此时不成像。4.蜡烛放在了凸透镜的焦点上或焦点以内，而误认为在焦点以外。5.光具座的长度不够，当物距较小时，像距会很大，光屏无法移到相应位置。参考答案：可能的原因有：①蜡烛到凸透镜的距离小于一倍焦距；②烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度；③蜡烛刚好放在凸透镜的焦点上。（写出两条即可）例题4：用焦距为10厘米的凸透镜观察烛焰的成像情况。当蜡烛从距离透镜30厘米处逐渐向透镜靠近时，光屏上的像会如何变化？当蜡烛移动到距离透镜15厘米处时，像的性质是什么？继续移动，当蜡烛距离透镜5厘米时，如何观察到像？提示与解析：首先明确f=10cm，2f=20cm。当蜡烛从30cm（u>2f）向透镜靠近时，在到达2f之前，物距减小，像距增大，像变大。此时成倒立、缩小的实像，且像逐渐变大。当蜡烛移动到15cm处时，u=15cm，处于f和2f之间（f<u<2f），此时成倒立、放大的实像。当蜡烛距离透镜5cm时，u=5cm<f，此时成正立、放大的虚像，虚像与物同侧，所以应从光屏一侧（即透镜的另一侧，与蜡烛同侧）透过透镜观察。参考答案：光屏上的像会逐渐变大；倒立、放大的实像；从凸透镜的另一侧（与蜡烛同侧）透过透镜观察。（三）综合应用与拓展例题5：如图所示（此处假设有一个简单示意图：凸透镜左侧有一蜡烛，右侧有一光屏，光屏上成清晰的像），在“探究凸透镜成像规律”的实验中，光屏上得到了烛焰清晰的像。若保持凸透镜的位置不变，将蜡烛向右移动一小段距离，为了在光屏上再次得到清晰的像，光屏应向哪个方向移动？此时像的大小与原来相比有何变化？提示与解析：这是一个典型的动态问题。根据“物近像远像变大”的规律（在成实像的前提下），当蜡烛向右移动（靠近凸透镜，物距减小），则像距应变大，像也变大。因此，光屏应向右移动，像比原来大。这里的“物近像远像变大”是一个非常实用的口诀，但要注意其适用条件是成实像时。参考答案：光屏应向右移动；像比原来变大。例题6：一个物体通过凸透镜在光屏上成了一个倒立、缩小的实像。如果将物体和光屏的位置互换，那么在光屏上会成一个什么样的像？提示与解析：这涉及到光路可逆原理。假设最初物体在二倍焦距以外（u>2f），像在一倍焦距和二倍焦距之间（f<v<2f），成倒立、缩小的实像。当物体和光屏互换位置后，此时物距变为原来的像距（f<u'<2f），像距变为原来的物距（v'>2f）。根据规律，此时应成倒立、放大的实像。参考答案：倒立、放大的实像。三、总结与学习建议凸透镜成像规律确实是初中物理光学部分的一个重点和难点。要真正掌握它，仅仅记住规律是不够的，更重要的是理解规律的来源，并通过大量练习来灵活运用。*画图辅助：在解题时，尝试画出凸透镜成像的光路图，能帮助你更直观地理解像的位置和性质。*理解口诀：像“物近像远像变大，物远像近像变小”（实像时），“一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小”等口诀，可以帮助你快速记忆和判断，但要注意其适用条件。*联系实际：了解照相机、投影仪、放大镜等光学仪器