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中考物理：光學(xué)重難點(diǎn)凸透鏡考點(diǎn)
初中階段的光學(xué)知識(shí)總體來(lái)說(shuō)是三類(lèi)：光的直線傳播，如影子的形成;光的反射，如平面鏡成像;光的折射，如凸透鏡成像。這三類(lèi)光學(xué)知識(shí)尤以光的折射知識(shí)在考試中出現(xiàn)的最為頻繁，而凸透鏡成像就是其中的重中之重了，另外還有很多同學(xué)覺(jué)得凸透鏡成像也是一個(gè)難點(diǎn)。
物理老師通過(guò)對(duì)一些經(jīng)典例題的分析，對(duì)凸透鏡成像的知識(shí)做一個(gè)全面的總結(jié)和歸納，希望能給同學(xué)們?cè)诮窈蟮目荚囉龅竭@類(lèi)知識(shí)的題有所幫助。
知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
在分析凸透鏡成像的考點(diǎn)之前，我們必須熟練凸透鏡成像的特點(diǎn)，因?yàn)樗鼈儾攀钦嬲鲱}的基礎(chǔ)。這些特點(diǎn)我們都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出的：
①物體到凸透鏡距離(物距)大于2倍焦距時(shí)(或說(shuō)2倍焦距以外)，能成倒立的縮小的實(shí)像。
②物體到凸透鏡距離大于焦距而小于2倍焦距時(shí)(2倍焦距和焦距之間)，能成倒立的放大的實(shí)像。
③物體到凸透鏡距離小于焦距時(shí)(焦距以?xún)?nèi))，能成正立的放大的虛像
其實(shí)我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中還能得出這些結(jié)論：
④成實(shí)像時(shí)，像和物在凸透鏡兩側(cè);成虛像時(shí)，像和物在凸透鏡同側(cè)
⑤當(dāng)物距大于2倍焦距時(shí)，像到凸透鏡的距離(像距)在2倍焦距和焦距之間;當(dāng)物距在2倍焦距和焦距之間時(shí)，像距在2倍焦距以外。
⑥做實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果用紙擋住凸透鏡的一部分，光屏上的像仍然是完整的，只不過(guò)像變暗了些。
另外，從凸透鏡成像特點(diǎn)①②③中還可進(jìn)一步分析得出這樣的結(jié)論，焦距以?xún)?nèi)成虛像，焦距以外成實(shí)像;2倍焦距以?xún)?nèi)成放大的像，2倍焦距以外成縮小的像;簡(jiǎn)單地說(shuō)成：
⑦一倍焦距分虛實(shí)，二倍焦距分大小。
根據(jù)2倍焦距分大小這樣一個(gè)結(jié)論，我們又可以推出：成實(shí)像時(shí)，當(dāng)物體離凸透鏡越近，像就會(huì)越大，像距就會(huì)越大;當(dāng)物體離凸透鏡越遠(yuǎn)，像就會(huì)越小，像距就會(huì)越小。為了便于記憶，我們可以簡(jiǎn)單地記成：
⑧實(shí)像像大像距大物距小，像小像距小物距大。
找到凸透鏡成像的這八個(gè)規(guī)律之后，不管出現(xiàn)什么樣的題型，我們都能輕松應(yīng)對(duì)，不信?我們舉例來(lái)說(shuō)明吧。
例題區(qū)
例1 凸透鏡焦距f等于15cm，當(dāng)把物體放在主光軸上距光心31cm時(shí)，所成的像一定是( )
A.縮小倒立的實(shí)像
B.放大倒立的虛像
C.縮小正立的實(shí)像
D.放大正立的虛像
分析：這是直接套用知識(shí)點(diǎn)的題型，物距31cm，大于2倍焦距，成倒立縮小的實(shí)像，答案為A
例2 做凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)，當(dāng)蠟燭距透鏡15cm時(shí)，在光屏上成放大的像，當(dāng)蠟燭距透鏡18cm時(shí)，所成的像( )
A.一定成放大的實(shí)像
B.一定成縮小的實(shí)像
C.可能成縮小的實(shí)像
D.可能成放大的虛像
分析：物距是15cm時(shí)在光屏上成放大的像，說(shuō)明15cm是在2倍焦距和焦距之間，我們把它寫(xiě)成f
例3 在做“凸透鏡成像”時(shí)，若將蠟燭放在離凸透鏡15cm的地方，在距透鏡30cm的光屏上能得到一個(gè)清晰的像，此像是________，__________的實(shí)像。
分析：在這里我們知道了物距和像距，根據(jù)總結(jié)出的知識(shí)點(diǎn)⑤，物體在2倍焦距以外時(shí)，像在2倍焦距和焦距之間;物體在2倍焦距和焦距之間時(shí)，像在2倍焦距以外。15cm小于30cm，15cm應(yīng)該是2倍焦距和焦距之間，30cm應(yīng)該在2倍焦距以外，所以成倒立放大的實(shí)像。
這種類(lèi)型的題目在考試中還比較多，但都是可以用我們總結(jié)歸納出的知識(shí)來(lái)解決。根據(jù)凸透鏡成像特點(diǎn)，我們發(fā)明了很多諸如照相機(jī)之類(lèi)的光學(xué)元件。
照相機(jī)就是利用凸透鏡成倒立縮小的實(shí)像的特點(diǎn)，那么被拍照的景物就應(yīng)該在照相機(jī)鏡頭的2倍焦距以外。
幻燈機(jī)、投影儀，利用凸透鏡成倒立放大的實(shí)像的特點(diǎn)，這時(shí)幻燈片，膠片就要放在2倍焦距和焦距之間，又因?yàn)榇藭r(shí)所成的像是倒立的，所以為了看到正立的像，幻燈片就要倒放在幻燈架上。
放大鏡，利用凸透鏡成放大的虛像的特點(diǎn)，這時(shí)被觀測(cè)的物體必須放在焦距以?xún)?nèi)。
結(jié)合凸透鏡成像的特點(diǎn)，對(duì)這些光學(xué)元件的考察在中考中也是經(jīng)常出現(xiàn)的。
例4 用照相機(jī)照相時(shí)，物體在膠卷上形成( )
A.縮小的倒立的實(shí)像
B.放大的正立的實(shí)像
C.縮小的正立的實(shí)像
D.縮小的倒立的實(shí)像
分析：這種題相對(duì)簡(jiǎn)單，照相機(jī)就是成倒立的縮小的實(shí)像，答案選D
例5 把凸透鏡正對(duì)太陽(yáng)光，可在距凸透鏡10 cm處得到一個(gè)最小最亮的光斑。若用此透鏡來(lái)觀察郵票上較小的圖案，則郵票到透鏡的距離應(yīng)( )
A.大于10 cm
B.小于10cm
C.大于20cm
D.在10cm和20cm之間
分析：凸透鏡正對(duì)太陽(yáng)光，在10cm遠(yuǎn)處得到一個(gè)最小最亮的光斑，說(shuō)明些透鏡的焦距為10cm。用它來(lái)觀察較小的物體，就是說(shuō)把它當(dāng)成放大鏡使用，放大鏡的成像特點(diǎn)是，物體在凸透鏡焦距以?xún)?nèi)成正立放大的虛像，所以答案是B。
對(duì)于這種直接套用凸透鏡成像原理對(duì)這些元件考察的，我們不再舉例分析，還有一些稍微復(fù)雜的，需要我們結(jié)合我們所歸納出的知識(shí)來(lái)推理。
例6 班里組織春游，一位同學(xué)拿著相機(jī)為另一位同學(xué)拍照時(shí)，由于疏忽，鏡頭蓋恰好遮擋了相機(jī)鏡頭的一半，那么這張照片洗出來(lái)后( )
A.照片上沒(méi)有景物
B.照片上的景物只有一半
C.照片上的景物半明半暗
D.照片的全部景物都比正常拍攝的暗些
分析：根據(jù)知識(shí)點(diǎn)⑥，我們知道，擋住進(jìn)入鏡頭的部分光后，會(huì)使像變暗一些，因此答案為D。
還有更復(fù)雜的一些題型，如：
例7 放映幻燈片的時(shí)候，銀幕上的像太小，想讓像變大些，可以采取的辦法是( )
A.將幻燈機(jī)移近銀幕，同時(shí)使幻燈片遠(yuǎn)離鏡頭
B.將幻燈機(jī)遠(yuǎn)離銀幕，同時(shí)使幻燈片遠(yuǎn)離鏡頭
C.將幻燈機(jī)移近銀幕，同時(shí)使幻燈片移近鏡頭
D.將幻燈機(jī)遠(yuǎn)離銀幕，同時(shí)使幻燈片移近鏡頭
分析：做這道題時(shí)首先要明確：銀幕到幻燈機(jī)鏡頭的距離是像距，幻燈片到鏡頭的距離是物距。當(dāng)像有些小而想使像變大一些，根據(jù)我們推出的知識(shí)點(diǎn)⑧：像大像距大，物距小，可知，要使像變大一點(diǎn)，要減小物距而增大像距?；脽羝拷R頭而幻燈機(jī)遠(yuǎn)離銀幕，答案選D。
在這里對(duì)知識(shí)點(diǎn)⑧一定要很熟練，如果知識(shí)點(diǎn)都不熟練，就談不上去分析了。我們?cè)倥e一例來(lái)對(duì)這一知識(shí)點(diǎn)加以理解吧。
例8 用鏡頭焦距不變的照相機(jī)給同學(xué)拍照，底片上成一清晰的全身像，若要改拍半身像，則應(yīng)該( )
A.照相機(jī)靠近該同學(xué)，鏡頭向前調(diào)節(jié)
B.照相機(jī)遠(yuǎn)離該同學(xué)，鏡頭向后調(diào)節(jié)
C.照相機(jī)遠(yuǎn)離該同學(xué)，鏡頭向前調(diào)節(jié)
D.照相機(jī)靠近該同學(xué)，鏡頭向后調(diào)節(jié)
分析：先拍的是全身像，又拍了半身像，同樣大的底片上，半身像相對(duì)于全身像來(lái)說(shuō)，像是變大了，根據(jù)知識(shí)點(diǎn)⑧：像變大時(shí)像距變大，鏡頭向前調(diào)節(jié)，遠(yuǎn)離底片。物距變小，照相機(jī)靠近該同學(xué)。所以答案應(yīng)是A。
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