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填空题
如图为一组透镜，其中为凸透镜（填序号），凸透镜对光有作用。有一个焦距为10㎝的凸透镜，要想用它得到缩小的实像，物体到凸透镜的距离为㎝，要想用它得到放大的实像，物体到凸透镜的距离为㎝。

本题信息：2011年月考题物理填空题难度一般来源:牛青丹
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本试题 “如图为一组透镜，其中为凸透镜（填序号），凸透镜对光有作用。有一个焦距为10㎝的凸透镜，要想用它得到缩小的实像，物体到凸透镜的距离为㎝，要想用它得到...” 主要考查您对
凸透镜成像的规律

辨别凸透镜和凹透镜的方法

凸透镜对光的作用
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凸透镜成像的规律
辨别凸透镜和凹透镜的方法
凸透镜对光的作用

凸透镜成像时几个名词：

名称	概念	说明
物距	物体到凸透镜的距离	用u来表示
像距	像到凸透镜的距离	用v来表示
焦距	焦点到凸透镜光心的距离	用f来表示
正立或倒立	像和物体上下、左右均一致为正立的像；像和物体上下颠倒、左右互换为倒立的像	相对于物体而言，虚像总是正立的，实像总是倒立的
放大或缩小	像的大小大于物体大小的为放大的像；等于物体大小的为等大的像；小于物体大小的为缩小的像	可以通过比较像距和物距来判断：若像距大于物距，则是放大的像；若像距等于物距，则是等大的像；若像距小于物距，则是缩小的像
实像或虚像	实像是由实际光线相交而成的像，虚像是由实际光线的反向延长线相交而成	实像既能用光屏承接，又可以用眼睛看到，虚像只能用眼睛看到，不能用光屏承接；实像总是倒立的，虚像总是正立的

凸透镜成像的规律

物距u	像的特点				像距v	应用
物距u	与物位置	倒正	大小	虚实	像距v	应用
u>2f	异侧	倒立	缩小	实像	f<v<2f	照相机
u=2f	异侧	倒立	等大	实像	v=2f	/
f<u<2f	异侧	倒立	放大	实像	v>2f	投影仪
u=f	/	/	/	/	/	探照灯
U<f	同侧	正立	放大	虚像	不能确定	放大镜

成像图

说明：
(1)凸透镜所成的实像必倒立，且物与像分居透镜的两侧，可以是放大的、等大的或缩小的；成虚像必正立，且物与像位于透镜的同侧，一定是放大的。
(2)物体沿主光轴移动，像也沿主光轴移动。对于实像来说，物体向靠近镜的方向移，像向远离镜的方向移，且像越来越大。对虚像来说，物向镜移，像也向镜移，且像越来越小。
(3)物体的物距一定，垂直主光轴向上、向下或向左、向右移动时，虚像的移动方向跟物体移动方向是一致的，但实像的移动方向跟物体移动方向恰好相反。即物向上移，像要向下移；物向左移，像要向右移。
(4)透镜一部分被遮挡，这部分不透光，其余仍透光，仍生成完整的像，只不过像变暗些。透镜破裂后去掉一部分，就相当于遮挡了一部分，像大小、位置不变，只是变暗些。

凸透镜成像的实验；
①实验时点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏中央。
②若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏上都得不到像，可能的原因有：a.蜡烛在焦点以内，b.烛焰在焦点上c.烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度d.蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置

凸透镜成像实验中要注意的几个问题
（1）实验中蜡烛、凸透镜、光屏应依次放置这是能在光屏上观察到像的前提。能在光屏上显示的像是实像，l而凸透镜成实像时，像与物体在透镜的异侧．因此必须使蜡烛和光屏分居凸透镜的两侧。
（2）实验中蜡烛、凸透镜、光屏应该在同一直线上这是像成在光屏上的前提。如果做这个实验时用的是光具座，在调节时只要按程序操作，很容易完成共线调节；但是如果你在做这个实验时没有用光具座就要特别注意这个问题。
（3）实验中凸透镜的镜面、光屏面应大致平行这也是保证像成在光屏上的条件。因为若镜面和光屏面不平行，如镜面倾斜，根据凸透镜成像原因，像将成在光屏的一边而不会成在光屏上。
（4）实验中烛焰、凸透镜、光屏三者的中心应该大致在同一高度这是保证像成在光屏中央的条件。有些同学认为，只要这三者的中心在一条直线上就可以了。事实上，如果三者的高度不同，则在光屏上所成的像或在光屏的上方，或在光屏的下方，不利于像的观察。
（5）实验中要注意凸透镜的定位由于物体在2倍焦距之外时像在1倍焦距和2倍焦距之间，而物体在1倍焦距和2倍焦距之间时像在2 倍焦距之外。所以实验时应给物距和像距留大致相同的调节空间。即凸透镜应该固定在光具座的中间。
（6）要在像最清晰时观察一般情况下，凸透镜成像时，若光屏在一定的范围内移动，屏上都能够得到像，但是我们要找到最清晰的像．如果将光屏向任何一个方向移动，像都比你最先得到的像模糊，则那个位置的像就是最清晰的像了。
（7）要注意物距适当在观察物距在1倍焦距与2倍焦距之间的成像时，要注意物距适当，不能使物体靠近焦点，否则像离凸透镜太远，像也太大，可能光屏接收不到。

透镜成像的作图方法
透镜中有三条特殊光线：
①经过光心的光线传播方向不改变；
②平行于主光轴的光线经折射后过焦点(对凹透镜，它的焦点是虚焦点，是折射光线的反向延长线经过的点)；
③过焦点的光线经过折射后平行于主光轴(对凹透镜来说是虚焦点，是入射光线的正向延长线经过的点)。
（1）物体处于2倍焦距以外时，如图所示。

（2）物体处于2倍焦距和1倍焦距之间时，如图所示

（3）物体处于焦点以内时，如图：

口诀法巧记凸透镜成像规律：
（1）口诀一：一焦分虚实，二焦分大小；虚像同侧正，实像异侧倒；成实像，物近像远像变大；成虚像，物近像近像变小口诀二：三物距、三界限，成像随着物距变；物远实像小而近，物远虚像大而远：口诀三：凸透镜，本领大，照相、幻灯和放大；二倍焦外倒实小，二倍焦内倒实大；若是物放焦点内，像物同侧虚像大；物远实像近又小，物远虚像远又大，

（2）口诀法的理解：“物近像远像变大，二倍焦距分大小，一倍焦距分虚实”。我们可以结合图加深理解。

由此我们可以得出以下两个性质：
①焦点分界：2f是成放大实像与缩小实像的分界点，厂是成实像与虚像的分界点。
②动态特性：物体沿主光轴移动时，物像关于凸透镜移动方向一致，即物距(物体到凸透镜的距离)减小(增大)，像距(像到凸透镜的距离)增大(减小)，且像变大（小）。

辨别凹透镜和凸透镜的方法：
“一摸二看三照”：
一、是从这两种透镜的外形特征着眼，通过比较透镜中央和边缘的厚薄加以辨别（即用“摸”的方法）；

二、是从透镜的成像特点着眼，通过透镜去观察近处物体（如书上的文字），看它是成正立、放大的像，还是正立、缩小的像，从而加以辨别（即用“看”的方法）；

三、是从透镜对光线的作用入手加以辨别，看它能否使平行光（太阳光）会聚在一点加以辨别（即用“照”的方法）。

四、除此以外，还有其他的方法。例如：用“晃”的方法：通过透镜观察距透镜较近书上的文字，晃动透镜，若发现像的移动方向总与透镜相同，则该透镜是凹透镜；若发现像的移动方向总与透镜相反，则该透镜是凸透镜。用“叠合”的方法：例如，可先通过一个凸透镜（或凹透镜）观察它对光线的作用或成像的情况，然后将未知透镜与它叠合在一起，再观察对光线作用或成像情况的变化，从而判断该透镜是凸透镜还是凹透镜。至于哪种判断方法好，要视具体情况而定。例如，如果待辨别透镜的中央与边缘的厚薄差异不明显，就不能用“摸”的方法（况且光学镜面一般是不允许用手直接去摸的）；在有太阳光与没有太阳光的场合，所选的方法可能不同。
总之，一种好方法，应该简便、易行、有效，但它是随场合变化而变化的，不宜一概而论。

光学黑箱子题的解法
如下图：每个方框中放着一个光学元件，请在方框内填入合适的“镜”。

分析
(1)从光路图上观察所用镜是让光线发生反射还是折射，以此为依据判断用面镜还是透镜，上述十一个图中，有四个图E、F、G、H中的镜让光线发生了反射，应填面镜；其余图中光线均发生折射，光透过了镜，应填透镜。

(2)确定了使用面镜还是透镜后，再观察所用镜对光线起何种作用：发散、会聚、镜面反射。

(3)具体分析：E图，光平行射人，又平行射出，在镜上发生了镜面反射，故E图应填平面镜；F图，面镜使平行光线会聚于焦点，应填凹面镜；G图，面镜使平行光线变得发散，应填凸面镜；H图，面镜使发散的入射光线不再发散，而变成平行光线，对光线有会聚作用，与F图构成光路可逆，也应填凹面镜。其余七图都应填透镜，透镜分两种：凸透镜对光线有会聚作用；凹透镜对光线有发散作用。凸透镜能使平行光线会聚于焦点，故A图应填凸透镜；凹透镜能使平行于主光轴的光线变得发散，故B图应填凹透镜；c图与B图看起来差不多，实际截然相反，c图入射光线单箭头在上，双箭头在下，而折射光线却变成双箭头在上，单箭头在下，表明它们是交叉(会聚)以后才发散的，只不过会聚部分未画出来，只看到发散部分，此题极容易错误地填凹透镜，仔细看来应填有会聚作用的凸透镜；D图，透镜让发散的人射光线变得平行，对光线有会聚作用，与 A图构成光路可逆，符合从焦点发出的光线经凸透镜折射后平行于主光轴的规律，应填凸透镜；剩下的I图和J图是此题的难点，I图易错填为凸透镜，J图则易错填为凹透镜，这两种填法错误的原因是对教材内容理解有误，认为“会聚了的光线一定是经过凸透镜折射”、 “发散了的光线一定是经过凹透镜折射”。以凸透镜为例，它对光线有会聚作用，有此作用却不一定会聚，如 D图，凸透镜对两条发散的入射光线有会聚作用，使其不再发散而平行，就没有会聚到一点。若这两条发散入射光线的光源更靠近凸透镜，在焦距以内，凸透镜对两条光线虽有会聚作用，将它们拉向主光轴，但却不能让折射光线平行射出，仍然是发散的，只不过与入射光线相比较，没有那么散罢了。凹透镜对光线的发散作用也可作类似分析。假设没有透镜在中间起折射作用，光在同种均匀介质中应沿直线传播，画出这种假想沿直线传播的光线，为与实际相区别，用虚线表示。I 图应填凹透镜；J图透镜让发散很大的光线靠近一点，折射光线没那么散了，起会聚作用，应填凸透镜；K图中光线经折射后变得发散，故为凹透镜。

(4)根据判断，填入合适的元件。
总结：镜的作用与镜的类型对应如下：
镜面反射(平行射入，平行射出)——平面镜；
反射后起会聚作用——凹面镜(凹镜)；
反射后起发散作用——凸面镜(凸镜)；
折射后起会聚作用——凸透镜；
折射后起发散作用——凹透镜。

会聚作用：
1. 让一束跟主光轴平行的光射向凸透镜，观察到折射光线为会聚光束(如图甲所示)，即凸透镜对光有会聚作用。

2. 会聚作用是指凸透镜对光线的作用。通过凸透镜的折射光线相对入射光线而言，是会聚了一些或发散程度减小了一些，如图甲。凸透镜不仅对平行光束有会聚作用，对发散光束也有会聚作用。“会聚作用”并不等于通过凸透镜后的折射光线都是会聚光束。

三条特殊的光线：
①平行主光轴的光线经透镜折射后通过焦点
②过光心的光线经透镜折射后方向不变
③过焦点的光线经透镜折射后平行于主光轴

凸透镜对光线的作用：
凸透镜对光线的作用可用棱镜对光线的偏折作用说明：如图

光束：
1．平行光束
平行光束是指截面积不发生变化的光束。平行光束由平行光线组成，由于太阳离我们非常远，所以太阳光发出的射到地球的光束我们认为是平行光束(如图所示)：

2. 会聚光束
会聚光束是指光束的截面积不断减小的光束。会聚光束由会聚光线组成(如图所示)。

3．发散光束
发散光束是指光束的截面积不断扩大的光束。发散光束由发散光线组成。由一个点光源产生的一束光就是发散光束(如图所示)。

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