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凸透镜成像问题是光学的一个难点,也是历年中招考试的一个重要考点,在各地中招试题中出现的频率很高,考查的知识点主要有像的成因、像的性质、像的动态变化,对实验数据的分析论证,成像规律的应用等,其中“像的动态变化”较为复杂,每年中招考试都有很多同学在成像问题上严重失分,现结合2010年考题,对各个易错点进行剖析,希望对同学们的学习有所帮助。
误区一:不清楚像的成因
像的成因主要有:(1)光的直线传播,如小孔成像等;(2)光的反射成像,如水中倒影、平面镜成像等;(3)光的折射成像,如斜插入水中的筷子“折断”、海市蜃楼、岸上看水中的物体变浅、凸透镜成像等,
这一考点大都考查生活中的一些简单光现象的成因,属于基本概念的考查,一般难度不太大,但有一部分同学因分不清成像的原理而出现错误。
例1 (2010年广州白云区)下列叙述中的“影”,属于光的反射现象的是( )。
A 立竿见“影”
B 毕业合“影”
C 湖光倒“影”
D 形“影”不离
错选:A、B、D
错选原因:不会运用光的直线传播、光的反射、光的折射等原理分析物体形成的像,将“影”的成因混淆。
解析:立竿见“影”和形“影”不离的“影”是由于光的直线传播形成的影子,故选项A、D错,毕业合“影”属于光的折射现象,是凸透镜成的实像,故B错,湖光倒“影”属于光的反射现象,故C正确。
正确答案:C
点拨:“倒影”不是影子,而是水面成的虚像,“电影”也不是影子,而是凸透镜成的实像,“立竿见影”才是真正的影子。
误区二:不明白像的性质
像的性质主要是指像的实与虚、倒与正、放大与缩小(或等大)。
(1)实像与虚像:实像是由于物体发出的光经光学器件后会聚形成的,实像不仅能用眼睛看见,而且还能用光屏接收,虚像是物体发出的光经反射或折射后的反向延长线相交而成的,故只能看到,不能用光屏接收。
(2)倒与正:“倒立”是像相对于成像物体来说的,如果物体原来是正立的,成的像就是倒立的:若成像物体本身是倒立的,那它的像就是正立的。
(3)放大与缩小(或等大):是物体成的像与物体的大小比较而言的。
考试中有关凸透镜成像性质的考查形式多样,常将像的性质与物体的位置相连,难度较大,部分同学因理不清像的性质或像距与物距的关系而出现错误,
例2 (2010年蚌埠市)烛焰通过凸透镜恰好在光屏上得到一个缩小、倒立的像,若保持透镜位置不变,把烛焰与光屏的位置对调一下,则( )。
A 光屏上仍能呈现出一个缩小的像
B 光屏上将能呈现出一个放大的像
C 光屏上不能呈现出像,但眼睛透过透镜能看到像
D 光屏上没有像,需调节光屏的位置像才能呈现出来
错选:A、C、D
错选原因:把烛焰与光屏的位置对调一下后,物距和像距都发生了变化,部分同学因不清楚像的性质与物距的关系,找不到解答问题的方法而出现错误。
解析:本题可采用“逆向思维”法,烛焰通过凸透镜恰好在光屏上得到一个缩小、倒立的像,说明物距大于像距,把烛焰与光屏的位置对调后,根据“在折射现象中,光路是可逆的”可以判定,原来的像距变成物距,即物距小于像距,所以光屏上将呈现出一个倒立、放大的实像,故选项B正确。
正确答案:B
误区三:不理解像的动态变化
当物体相对凸透镜运动时,所成像的大小、像离凸透镜的距离都有相应的改变。
物体向焦点运动,所成的像变大,同时像离透镜更远。
例3 (2010年烟台市)在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)我们需要让蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一高度,这样做的目的是______。
(2)其中一次实验情景如图1,凸透镜的焦距是15cm,为了得到清晰的像,光屏应向______(填“远离”或“靠近”)透镜的方向移动。
错解:(2)靠近
错解原因:不理解凸透镜所成的实像随物距变化的规律,不会运用“物近、像远、像变大”来解答实际问题,
解析:(1)让蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一高度,这样做的目的是使像成在光屏的中心,(2)凸透镜的焦距是15 cm,从图1中可以看出,蜡烛到凸透镜的距离大于一倍焦距而小于二倍焦距,所以光屏到凸透镜的距离应大于二倍焦距,因此光屏应向远离透镜的方向移动。
正确答案:(1)使像成在光屏的中心(2)远离
误区四:弄不清物距、像距区域
例4 (2010年广州花都区)把高2 cm的发光棒立于焦距为5 cm凸透镜前,在凸透镜后的光屏上成了4 cm高的像,物体离凸透镜的距离可能是( ),A,7.5 cm B,12.5 cm C 4.5 cm D 10 cm
错选:B、C、D
错选原因:不会根据像的性质来判定物距、像距区域。
解析:把高2 cm的发光棒立于焦距为5 cm凸透镜前,在凸透镜后的光屏上成了4 cm高的像,说明发光棒在光屏上的像是倒立、放大的实像,因此物距应大于一倍焦距(5 cm)而小于二倍焦距(10 cm),选项A正确。
正确答案:A
温馨提示:由以上例题可见,只有准确把握凸透镜的成像规律及特点,然后根据题目中所提供的信息,如物距、焦距、像距的相互间关系,以及像的正立与倒立,放大与缩小,虚与实等,才能熟练准确快捷地解题。
练习
1 图2是张敏同学拍摄的安溪凤城铁索桥风景相片,下面说法正确的是( )。
A 要使铁索桥的像更大些,张敏应向铁索桥靠近些,再拍摄
B 铁索桥在湖中的倒影是由于光的直线传播形成的
C 铁索桥在湖中的倒影是由于光的折射形成的
D 拍摄时底片上的像是倒立放大的虚像
2 小光在探究凸透镜成像规律时,保持凸透镜的位置不变,先后把蜡烛放在a、6、c、d四点并分别调整光屏的位置,如图3所示,探究后他总结出下列说法,其中正确的是( )。
A 照相机是利用蜡烛放在a点的成像特点制成的
B 放大镜是利用蜡烛放在b点的成像特点制成的
C 幻灯机是利用蜡烛放在d点的成像特点制成的
D 蜡烛放在6点成的像比它放在c点成的像大
参考答案:1 A 2 A
责任编辑 蔡华杰
误区一:不清楚像的成因
像的成因主要有:(1)光的直线传播,如小孔成像等;(2)光的反射成像,如水中倒影、平面镜成像等;(3)光的折射成像,如斜插入水中的筷子“折断”、海市蜃楼、岸上看水中的物体变浅、凸透镜成像等,
这一考点大都考查生活中的一些简单光现象的成因,属于基本概念的考查,一般难度不太大,但有一部分同学因分不清成像的原理而出现错误。
例1 (2010年广州白云区)下列叙述中的“影”,属于光的反射现象的是( )。
A 立竿见“影”
B 毕业合“影”
C 湖光倒“影”
D 形“影”不离
错选:A、B、D
错选原因:不会运用光的直线传播、光的反射、光的折射等原理分析物体形成的像,将“影”的成因混淆。
解析:立竿见“影”和形“影”不离的“影”是由于光的直线传播形成的影子,故选项A、D错,毕业合“影”属于光的折射现象,是凸透镜成的实像,故B错,湖光倒“影”属于光的反射现象,故C正确。
正确答案:C
点拨:“倒影”不是影子,而是水面成的虚像,“电影”也不是影子,而是凸透镜成的实像,“立竿见影”才是真正的影子。
误区二:不明白像的性质
像的性质主要是指像的实与虚、倒与正、放大与缩小(或等大)。
(1)实像与虚像:实像是由于物体发出的光经光学器件后会聚形成的,实像不仅能用眼睛看见,而且还能用光屏接收,虚像是物体发出的光经反射或折射后的反向延长线相交而成的,故只能看到,不能用光屏接收。
(2)倒与正:“倒立”是像相对于成像物体来说的,如果物体原来是正立的,成的像就是倒立的:若成像物体本身是倒立的,那它的像就是正立的。
(3)放大与缩小(或等大):是物体成的像与物体的大小比较而言的。
考试中有关凸透镜成像性质的考查形式多样,常将像的性质与物体的位置相连,难度较大,部分同学因理不清像的性质或像距与物距的关系而出现错误,
例2 (2010年蚌埠市)烛焰通过凸透镜恰好在光屏上得到一个缩小、倒立的像,若保持透镜位置不变,把烛焰与光屏的位置对调一下,则( )。
A 光屏上仍能呈现出一个缩小的像
B 光屏上将能呈现出一个放大的像
C 光屏上不能呈现出像,但眼睛透过透镜能看到像
D 光屏上没有像,需调节光屏的位置像才能呈现出来
错选:A、C、D
错选原因:把烛焰与光屏的位置对调一下后,物距和像距都发生了变化,部分同学因不清楚像的性质与物距的关系,找不到解答问题的方法而出现错误。
解析:本题可采用“逆向思维”法,烛焰通过凸透镜恰好在光屏上得到一个缩小、倒立的像,说明物距大于像距,把烛焰与光屏的位置对调后,根据“在折射现象中,光路是可逆的”可以判定,原来的像距变成物距,即物距小于像距,所以光屏上将呈现出一个倒立、放大的实像,故选项B正确。
正确答案:B
误区三:不理解像的动态变化
当物体相对凸透镜运动时,所成像的大小、像离凸透镜的距离都有相应的改变。
物体向焦点运动,所成的像变大,同时像离透镜更远。
例3 (2010年烟台市)在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)我们需要让蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一高度,这样做的目的是______。
(2)其中一次实验情景如图1,凸透镜的焦距是15cm,为了得到清晰的像,光屏应向______(填“远离”或“靠近”)透镜的方向移动。
错解:(2)靠近
错解原因:不理解凸透镜所成的实像随物距变化的规律,不会运用“物近、像远、像变大”来解答实际问题,
解析:(1)让蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一高度,这样做的目的是使像成在光屏的中心,(2)凸透镜的焦距是15 cm,从图1中可以看出,蜡烛到凸透镜的距离大于一倍焦距而小于二倍焦距,所以光屏到凸透镜的距离应大于二倍焦距,因此光屏应向远离透镜的方向移动。
正确答案:(1)使像成在光屏的中心(2)远离
误区四:弄不清物距、像距区域
例4 (2010年广州花都区)把高2 cm的发光棒立于焦距为5 cm凸透镜前,在凸透镜后的光屏上成了4 cm高的像,物体离凸透镜的距离可能是( ),A,7.5 cm B,12.5 cm C 4.5 cm D 10 cm
错选:B、C、D
错选原因:不会根据像的性质来判定物距、像距区域。
解析:把高2 cm的发光棒立于焦距为5 cm凸透镜前,在凸透镜后的光屏上成了4 cm高的像,说明发光棒在光屏上的像是倒立、放大的实像,因此物距应大于一倍焦距(5 cm)而小于二倍焦距(10 cm),选项A正确。
正确答案:A
温馨提示:由以上例题可见,只有准确把握凸透镜的成像规律及特点,然后根据题目中所提供的信息,如物距、焦距、像距的相互间关系,以及像的正立与倒立,放大与缩小,虚与实等,才能熟练准确快捷地解题。
练习
1 图2是张敏同学拍摄的安溪凤城铁索桥风景相片,下面说法正确的是( )。
A 要使铁索桥的像更大些,张敏应向铁索桥靠近些,再拍摄
B 铁索桥在湖中的倒影是由于光的直线传播形成的
C 铁索桥在湖中的倒影是由于光的折射形成的
D 拍摄时底片上的像是倒立放大的虚像
2 小光在探究凸透镜成像规律时,保持凸透镜的位置不变,先后把蜡烛放在a、6、c、d四点并分别调整光屏的位置,如图3所示,探究后他总结出下列说法,其中正确的是( )。
A 照相机是利用蜡烛放在a点的成像特点制成的
B 放大镜是利用蜡烛放在b点的成像特点制成的
C 幻灯机是利用蜡烛放在d点的成像特点制成的
D 蜡烛放在6点成的像比它放在c点成的像大
参考答案:1 A 2 A
责任编辑 蔡华杰