高考數(shù)學(xué)| 探索凸透鏡成像規(guī)律專(zhuān)題講解+實(shí)例分析，復(fù)習(xí)必備
凸透鏡成像是高考中重要的高頻考點(diǎn)，也是高考光學(xué)部分的重點(diǎn)內(nèi)容之一。 題型涵蓋廣泛，包括選擇題、填空題、繪圖題、實(shí)驗(yàn)題等。 考察的方法不僅是考察凸透鏡成像規(guī)律，結(jié)合生活實(shí)際考察凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)際應(yīng)用也越來(lái)越普遍。
隨著高考難度的增加，近年來(lái)對(duì)凸透鏡的考察更傾向于結(jié)合生活中的事例，運(yùn)用凸透鏡成像規(guī)律進(jìn)行綜合考察。 因此，在復(fù)習(xí)階段，朋友們不僅要對(duì)凸透鏡成像規(guī)律有清晰的認(rèn)識(shí)，還必須對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中涉及凸透鏡成像規(guī)律特點(diǎn)的案例進(jìn)行詳細(xì)的考察。 將精確的分析過(guò)程與成像規(guī)律聯(lián)系起來(lái)，是對(duì)凸透鏡成像規(guī)律實(shí)際應(yīng)用的完美把握。 下面這些凸透鏡成像的規(guī)律相信大家已經(jīng)很熟悉了。
下面唐老師就帶大家一起看看近幾年高考凸透鏡成像法的考點(diǎn)主要有哪些？
1、測(cè)量凸透鏡的焦距：借助平行光源或太陽(yáng)光粗略測(cè)量凸透鏡的焦距。 （實(shí)驗(yàn)室提供的凸透鏡的焦距有5cm、10cm、30cm，我們選擇的透鏡最好在10cm到20cm之間，太大或者太小都不方便）。 其中，利用太陽(yáng)光找焦點(diǎn)時(shí)，必須是：讓太陽(yáng)光正對(duì)鏡頭（使光線與鏡頭的主光軸平行）。 解決這個(gè)測(cè)試點(diǎn)，只需要連接凸透鏡成像定律實(shí)驗(yàn)中蠟燭的高度應(yīng)與透鏡和光屏在同一水平線上的知識(shí)點(diǎn)即可。
2、操作時(shí)，應(yīng)固定好蠟燭和凸透鏡，然后接上光屏，直至在光屏上得到清晰的圖像，并讀出物距和像距。
3、當(dāng)物距大于焦距時(shí)，無(wú)論光屏怎么接，光屏上都看不到物體的像。 此時(shí)正確的操作是取下光幕，通過(guò)凸透鏡觀察火焰的成像。
4、光屏上沒(méi)有圖像原因：（這是近幾年高考數(shù)學(xué)考的最多的考點(diǎn)之一，只要牢記以下四個(gè)誘因，基本不會(huì)太很難解決這類(lèi)問(wèn)題。）
① 將蠟燭放置在兩倍焦距范圍內(nèi)；
②焦距過(guò)大，像在光具座外。
③ 將蠟燭置于焦距的兩倍處。
④ 三心不在同一高度。
5. 如果圖像在光屏的左上角，您可以將①蠟燭向上移動(dòng)到左邊； ②鏡頭向右下移。
6、實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)時(shí)，點(diǎn)燃一支蠟燭，使蠟燭火焰中心、凸透鏡光線中心、光屏中心（即火焰中心、光，和光屏的中心）大致在同一高度。 目的是使蠟燭火焰的圖像位于光屏的中心。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)蠟燭的影像在光屏的上半部分。 使圖像出現(xiàn)在光屏中央，操作方法：①向上接光屏②向上接蠟燭③向下接凸透鏡。
7. 燃燒的蠟燭越來(lái)越短，光屏上的圖像向下連接。 為了使圖像出現(xiàn)在光屏的中央，應(yīng)將光屏向下連接或?qū)⑾灎T向下連接或?qū)⑼雇哥R向上連接。
8、用不透明紙帶蓋住鏡頭上部，光幕上的圖像仍然完整探究凸透鏡成像規(guī)律實(shí)驗(yàn)，但會(huì)變暗。
下面我們將通過(guò)經(jīng)典實(shí)例分析，向大家展示如何利用凸透鏡成像定律解決實(shí)際應(yīng)用中的問(wèn)題。 其中，題目條件的分析過(guò)程以及如何在每道題的分析方法上有所突破，是大家在學(xué)習(xí)過(guò)程中應(yīng)該注意的重點(diǎn)。
【分析】：
(1) 將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上。 點(diǎn)燃蠟燭后探究凸透鏡成像規(guī)律實(shí)驗(yàn)，調(diào)整凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心與蠟燭火焰的中心大致在同一水平線上。 其目的是使圖像位于光幕中央；
(2) 從圖中可以看出，此時(shí)的物距等于像距，也就是20cm，所以形成了一個(gè)倒置的、大小相等的虛像。 若u=2f，則焦距為f=10cm；
(3)將鏡頭移到60cm刻度線上，此時(shí)u>2f，倒置縮小的虛像，2f>v>f，即光幕與凸透鏡的距離在10cm-20cm之間，所以光屏應(yīng)該連接到右邊；
(4)圖中定焦鏡頭位置不變，將蠟燭移動(dòng)到45cm刻度線。 此時(shí)物距為5cm，大于焦距，形成直立放大的實(shí)像，無(wú)法在光幕上呈現(xiàn)；
(5)圖中，在透鏡和蠟燭火焰之間放置了一個(gè)深色透鏡，光屏上的圖像變得模糊，光屏向左連接，表明像距變小，光收斂，即凸透鏡的凝聚能力變強(qiáng)，所以放置了凸透鏡； 凸透鏡可以矯正近視。
(6) 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的實(shí)驗(yàn)，蠟燭變短了，因?yàn)橥雇哥R形成了倒置的虛像，所以形成的像會(huì)連到光屏的上方。 根據(jù)成像規(guī)律，光幕可以向下接，蠟燭可以向下接，凸透鏡可以向上接。
(7)蠟燭的火焰可以看作是無(wú)數(shù)個(gè)發(fā)光點(diǎn)，每個(gè)發(fā)光點(diǎn)都會(huì)發(fā)出無(wú)數(shù)道光線，總有一部分光線會(huì)被透鏡折射，會(huì)聚在光幕上，形成影像； 遮擋住鏡頭的一部分后，通過(guò)鏡頭折射的光線會(huì)變少，光幕上的影像會(huì)變暗。
【分析】：
(1)由圖A可知，凸透鏡的焦距為f=10cm。 從圖B可知，凸透鏡成的像是虛像，物距u=15cm，像距v=30cm，u
(2)當(dāng)凸透鏡移動(dòng)到55cm刻度線時(shí)，u=20cm，則u=2f，所以v=2f=20cm，所以將光屏接在75cm刻度線上。
(3) 斜視太陽(yáng)鏡的鏡框是凹透鏡，對(duì)光線有發(fā)散作用，會(huì)在原來(lái)位置的左邊形成像，所以光幕要接在右邊才能得到再次清晰的圖像。
(4)當(dāng)用一根塑料吸管指向A點(diǎn)，沿與紙垂直的方向連續(xù)吹氣時(shí)，蠟燭火焰兩側(cè)的氣流速度增加，浮力減小，火焰向左偏轉(zhuǎn)，火焰到凸透鏡的距離會(huì)變長(zhǎng)。 形成的虛像與凸透鏡之間的距離變短，因此要將光屏連接到左側(cè)才能重新接收到清晰的圖像。
通過(guò)以上兩個(gè)例子的分析，詳細(xì)分析了分析的方法和尋找突破口的途徑。 詳細(xì)分析了如何使用和識(shí)別凸透鏡成像的規(guī)律。 以下是唐老師為大家規(guī)劃的三道經(jīng)典題型。 小伙伴們可以通過(guò)以上的講解和分析方法進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練。 在學(xué)習(xí)和備考過(guò)程中，在技巧和技巧的運(yùn)用上有什么偏差，要及時(shí)改正。
事實(shí)上，高考數(shù)學(xué)中凸透鏡成像規(guī)律的考察主要集中在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和實(shí)驗(yàn)的推理上。 主要涉及八個(gè)重要的測(cè)試點(diǎn)。 朋友們只需要按照這八個(gè)測(cè)試點(diǎn)結(jié)合實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行準(zhǔn)備，相信凸透鏡成像定律的應(yīng)用可以很好的解決。