善總結、巧應用凸透鏡的成像規律

原題再現

例 （2023·北京）在探究凸透鏡所成實像的高度與物距、焦距的關系時，三個小組的同學用高度相同的發光體以及焦距不同的凸透鏡等器材進行了實驗，部分實驗數據如表1至表3所示。

（1）由表中數據可知：物體高度、凸透鏡焦距一定時，物距變大，所成實像高度的變化情況是： ；物體高度、物距一定時，凸透鏡焦距變大，所成實像的高度變化情況是： 。

（2）講臺上有一發光體，同學們利用凸透鏡和光屏觀察發光體在各自光屏上所成的像，小京所用凸透鏡離發光體較近，小強所用凸透鏡離發光體較遠，發現兩人光屏上呈現的像的高度相等，則小京所用凸透鏡的焦距 （選填“大于”“等于”或“小于”）小強所用凸透鏡的焦距。

破解策略

（1）“物遠像近像變小”。以表1為例，隨著物距由11 cm增大至40 cm，所成實像的高度由5 cm減小至0.9 cm。所以當物體高度、凸透鏡焦距一定時，物距變大，所成實像高度變小。

由3個表中最后一組數據可知，當物距都是40 cm時，從表1到表3像的高度由0.9 cm增大至2 cm。所以當物體高度、物距一定時，凸透鏡焦距變大，所成實像的高度變大。

（2）小京所用凸透鏡離發光體較近，小強所用凸透鏡離發光體較遠，說明小京的物距小于小強的物距，若凸透鏡焦距相同，由“物近像遠像變大”得出小京的實像更大。但兩人光屏上呈現的像的高度相等，再根據“物距一定時，凸透鏡焦距變小，所成實像的高度變小”可知，小京所用凸透鏡的焦距小于小強所用凸透鏡的焦距。

答案：（1）變小 變大 （2）小于

總結提升

一、凸透鏡成像的靜態規律，如表4

二、凸透鏡成像的動態規律，如表5

三、凸透鏡的焦距變化的成像規律，如表6

四、特殊光線定上下，如表7

拓展訓練

1.如圖1，在裝有水的杯子里，小紅將一支鉛筆分別緊貼杯壁內外豎直放置，兩次都觀察到鉛筆放大的像，俯視圖如圖2、圖3所示。下列說法正確的是（ ）。

A. 圖2中鉛筆向前移，像一直變小

B. 圖2中鉛筆向前移，像先變小后變大

C. 圖3中鉛筆向后移，像一直變大

D. 圖3中鉛筆向后移，像先變小后變大

2.小明利用如圖4所示的裝置“探究凸透鏡成像的規律”。

（1）實驗前應調節燭焰、凸透鏡、光屏，使它們的中心在同一水平高度，這樣做的目的是 ；

（2）當蠟燭與凸透鏡的位置如圖所示時，在光屏上可得到燭焰清晰的倒立、

（選填“放大”或“縮小”）的像，生活中利用此成像規律制成的光學儀器是

（選填“放大鏡”“投影儀”或“照相機”）；

（3）保持蠟燭與凸透鏡位置不變，用另一個凸透鏡替換原透鏡，發現需將光屏向右移動才能在光屏上重新得到清晰的像，此時像與原來的像相比 （選填“變大”或“變小”），新換用的凸透鏡的焦距 （選填“大于”或“小于”）原凸透鏡的焦距；

（4）如果小明只將圖中的凸透鏡換成薄玻璃板，前后移動光屏，他 （選填“能”或“不能”）在光屏上直接觀察到燭焰。

答案：1. A

2. （1）使像成在光屏中央

（2）縮小 照相機

（3）變大 大于

（4）不能