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10.“凸透镜成像实验”重难点突破及题型归类
实验考点1.高度问题
1.实验前应将烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致调整到同一高度，即烛焰和光屏的中心应在凸透
镜的主光轴上，目的是使像成在光屏正中央。
2.如果燃烧过程中蜡烛变短，光屏上的像会偏高，若想让像重新回到光屏中央，则应：将蜡烛向上
移动或将透镜向下移动或将光屏向上移动。
技巧：物像跷跷板，高低都相反。
实验考点2.测焦距
方法1.平行光测焦距
突破口：最小最亮的光斑
例1.将平行光正对凸透镜，移动光屏，直到光屏上形成一个最小最亮的光斑，如图所示，则该凸透
镜的焦距为 10. 0 cm。
即焦点所在位置
注意：刻度尺要估读！
方法2.二倍焦距法测焦距
突破口：图像特殊点u=υ=2f
例2.如图所示，小明根据实验记录，绘制了物体离凸透镜的距离u与实像到凸透镜的距离υ之间的
关系，则凸透镜的焦距为 5 cm。
特殊点P：u=υ=2f=10cm
∴ f=5cm
注意：记得÷2
方法3.解不等式确定焦距范围
突破口：根据题目信息，列出u或υ与f之间的关系，解不等式。
关键信息通常是：1. u、υ大小关系；
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2.成像特点。
不等式结果取值原则：同大取大，同小取小。
例3.如图所示，当光屏、透镜以及烛焰的相对位置如图所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的像，
由此判断，该凸透镜的焦距： 8c m ＜ f ＜ 10c m 。
解析：由图可知，u=20cm，υ=16cm，u＞υ
根据u、υ大小关系可确定此题属于凸透镜成像规律：
20cm＞2f 两边同时2 f＜10cm①
同小取小
f＜16cm＜2f 左
右
边
边
②
③
直
时
接
抄
2
f＜16cm②
② ③ f＞8cm③
联立①②③得：8cm＜f＜10cm
例4.物体从距凸透镜12cm处移到距凸透镜18cm处的过程中，调整光屏的位置，总能在光屏上得到
倒立、放大的像，则此凸透镜的焦距： 9c m ＜ f ＜ 12c m 。
解析：光屏上得到倒立、放大的像—→f＜u＜2f
f＜12cm①
f＜12cm＜2f 左①直接抄
右②两边同2 f＞6cm②
① ②
f＜18cm③
f＜18cm＜2f 左③直接抄
右④两边同2 f＞9cm④
③ ④
联立①②③④，①和③“同小取小”，②和④“同大取大”，于是得：9cm＜f＜12cm
实验考点3.透镜遮挡问题
结论：透镜被遮挡一部分后，成像特点是：仍成完整的像，但像会变暗。
原因：遮住透镜只是减小了凸透镜的透光面积，并没有改变它的结构和球面性质，它的成像功能没
有受到影响，所以仍可成完整的像，但因到达像点的光线变少了，所以像会变暗。
实验考点4.何为“倒立”
倒立的像：上下左右都相反。
例5.一个“上”字型的光源经过凸透镜后，在光屏上成了一个倒立的像，则像是（ C ）
实验考点5.观察u、υ大小判断成像特点
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例6.某同学用如图所示的器材探究凸透镜成像规律，此时光屏上成清晰的像，下列说法正确的是（
A ）
A.光屏上成倒立、放大的实像 B.光屏上成倒立、缩小的实像
C.光屏上居正立、放大的实像 D.光屏上成倒立、缩小的虚像
解析：由图知：u＜υ，故成倒立、放大实验。
实验考点6.动态分析
技巧：成实像时：物近像远像变大（反之亦然）
成虚像时：物近像近像变小（很少考）
例7.在做凸透镜成像实验时，将点燃的蜡烛沿着光具座，从凸透镜二倍焦距之外的某位置向焦点移
动，在此过程中，像距会变 大 ，像会变 大 。 物近像远像变大
解析：物体靠近凸透镜，像会远离凸透镜，同时像会变大。
实验考点7.物像换位问题
技巧：物像换位，光路可逆，u、υ互换，成像清晰。
例8.小华利用图示装置探究凸透镜成像规律，保持蜡烛和光屏在 10cm处和55cm处不动，要再次在
光屏上呈现清晰的像，应将凸透镜移到 4 0 cm刻度处。
解析：原来：u=15cm，υ=30cm
光路可逆，u、υ互换
移后：u′=30cm，υ′=15cm
凸透镜应在40cm处
实验考点8.光屏上看不到像的原因
1.蜡烛在一倍焦距处，此时u=f不成像；
2.蜡烛在一倍焦距内，此时u2f，f<υ<2f
物体的路程：无穷远到二倍焦距处
像的路程：一倍焦距到二倍焦距之间
相同时间内，s >s ，故：υ >υ
物 像 物 像
2.当物体位于一、二倍焦距之间时：f< u <2f，υ>2f
物体的路程：二倍焦距到一倍焦距之间
像的路程：二倍焦距处到无穷远
相同时间内，s
