“凸透鏡成像規律”實驗探究
常考易錯知識點匯總
01凸透鏡成像規律
規律一：成虛像時，物近像遠像變大；物距小，像距大，像大。
規律二：成實像時，物近像近像變小；物距小，像距小，像小。
規律三：成虛像實像時，像距大，像大；像距小，像小。
02凸透鏡被擋一部份
例01：在“探究凸透鏡成像”的實驗中，小明用拇指擋住了凸透鏡的左半部份，則光屏上蠟燭的像變暗。（選填“變暗”、“變亮”、“少一半”或“不變”），能（選填“能”或“不能”）成完整的像。
【解析】
若擋住凸透鏡的左半部份，則凸透鏡的右半部份仍能折射光線，成燭焰完整的像；因為凸透鏡折射光線比原先降低凸透鏡成像規律動態規律，所以像比原先變暗。
例02：當燭焰通過凸透鏡在光屏上成虛像時，假若透鏡上有一只蟲子在爬動，則光屏上的像的大小將不變（選填“變大”、“變小”或“不變”）凸透鏡成像規律動態規律，像的疏密將變暗（選填“變亮”、“變暗”或“不變”）。
【解析】
凸透鏡成虛像時，所有透過透鏡的光會聚到光屏上成像，蟲子落在透鏡上后，整個物體發出的光雖非一小部份被封住，但總會有一部份光通過凸透鏡而會聚成像，為此，像與原先相同，大小不變；因為透鏡的一小部份被擋住，因而折射出的光線與原先相比降低了，故色溫會變暗。
03“凸透鏡成像規律”實驗探究---動態問題
（1）三“中心”，兩“同一”
燭焰中心、凸透鏡中心、光屏中心在同一高度、同仍然線上。
三中心在同一高度，同仍然線上的目的：使燭焰的像成在光屏的中央。
（2）無論如何聯通光屏，光屏上不能得到像
A.u
B.u=f,不成像
C.燭焰中心、凸透鏡中心、光屏中心,不在同一高度、同仍然線上。成像在光屏的上方或則下方
（3）動態剖析(以右圖為例)
類型一：凸透鏡中心、光屏中心在同一高度
A.燭焰中心偏低，成像在光屏的下方
B.燃燒過程中，燭焰變短，成像在光屏上方
類型二：燭焰中心、光屏中心在同一高度
C.凸透鏡中心偏低，成像在光屏的上方
D.凸透鏡中心過高，成像在光屏下方
類型三：燭焰中心、凸透鏡中心在同一高度
E.光屏中心偏低，光屏上不能得到像
F.光屏中心過高，光屏上不能得到像
……
【方法指導】
判定成像在光屏上方或則下方：從燭焰中心引入一條過光心的光線與光屏所在豎直平面的交點，觀察判定。
例03：在某次探究凸透鏡成像規律的實驗中：
（1）小鈴想曉得實驗中凸透鏡的焦距，做了圖甲所示的實驗，鏡面垂直于陽光，在凸透鏡下邊放上白紙（白紙與透鏡平行），測出透鏡與白紙寬度（s/cm）與對應的白紙被燒焦的時間（t/min），繪出圖乙所示的圖像，可判定該凸透鏡的焦距f=10cm；
（2）假如實驗中固定好該凸透鏡和蠟燭后，發覺無論怎樣聯通光屏，光屏上只有一個與透鏡大小幾乎相同的光斑，其緣由可能是將蠟燭放在焦點處；
（3）小鈴將蠟燭從如圖丙中位置漸漸緊靠凸透鏡的過程中，調節光屏的位置，觀察到如圖丁所示四個不同的像，則四個像出現的先后次序是DACB（填符號）；
（4）實驗過程中，隨著蠟燭的寬度漸漸變短，光屏上燭焰的像將上移（填“上移”或“下移”）；
（5）實驗過程中，當蠟燭與凸透鏡的距離如圖丙所示時，在光屏上可得到一個清晰的倒立的虛像，若保持蠟燭和光屏位置不變，聯通透鏡至35cm刻度線處，光屏上能再度呈現清晰的虛像。
【解析】
（1）由圖乙可知，當透鏡與白紙寬度s=10cm時，白紙被燒焦的時間t=4min，所用的時間最短，說明太陽光經過凸透鏡會聚后該點的氣溫最高，這個點就是凸透鏡的焦點，則測出透鏡與白紙寬度即為焦距f=10cm；
（2）光屏上只有一個與透鏡大小幾乎相同的光斑，這說明光平行于主光軸射出，則可能將蠟燭放在焦點處了；
（3）由圖可知，當前物距超過2倍焦距，成D所示的倒立、縮小的虛像；將蠟燭漸漸緊靠凸透鏡，當物距等于2倍焦距時，成C所示的倒立、等大的虛像；當物距大于2倍焦距、大于1倍焦距時，成A所示的倒立、放大的虛像；當物距大于1倍焦距時，成B所示的正立、放大的實像。則四個像出現的先后次序是DACB；
（4）凸透鏡成虛像時，燃燒的蠟燭逐步變短，按照經過光心的光線的傳播方向不變可知，燭焰下移像將上移，光屏上的像位置將急劇上移；
（5）當蠟燭與凸透鏡的距離如圖丙所示時，物距為30.0cm，像距為15.0cm，按照折射光路可逆性可知，保持蠟燭和光屏位置不變，聯通透鏡使物距達到13.0cm刻度線時，光屏上能再度呈現清晰的虛像。
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