初中物理竞赛凸透镜成像物理竞赛辅导

初二物理教案：凸透镜成像解析及答疑一、教学目标：为了让学生更加深入地了解凸透镜成像的原理，能够运用所学知识解析凸透镜成像过程中的一些问题，顺利地完成本节课的教学任务，我们制定了本次教学的目标和任务。

1. 知识目标通过本节课的学习，学生应该能够：① 理解凸透镜成像的基本原理，包括光线追踪法和符号代数法。

② 熟练地运用符号代数法来解析凸透镜成像过程中的各种问题，包括物距、像距、焦距等。

2. 能力目标① 提高学生的观察能力和逻辑思维能力，能够对凸透镜成像过程进行正确的分析和解释。

② 培养学生的自主学习和思考能力，能够根据自己的学习情况进行调整和完善，提高学习效果。

3. 情感目标① 引导学生积极参与到本次教学过程中，感受物理学科的魅力和实用性。

② 培养学生良好的学习态度和学习习惯，促使他们在未来的学习中能够更加出色。

二、教学重难点：1. 教学重点① 理解凸透镜成像的基本原理。

② 熟练运用符号代数法解析凸透镜成像过程中的各种问题。

2. 教学难点① 有效激发学生的学习兴趣和积极性。

② 解析凸透镜成像问题过程中对符号代数法的灵活运用。

三、教学过程及方法：1. 意识准备老师可以通过几个问题来引导学生积极思考凸透镜成像的问题：① 什么是凸透镜？② 凸透镜有哪些性质？③ 凸透镜的成像原理是什么？④ 如何确定凸透镜的焦距？2. 基础知识讲解在学生作答完上述问题之后，老师可以根据学生的答案进行相关知识的讲解，这里仅列出其中几个重点：(1) 凸透镜的成像原理凸透镜成像的原理主要有光线追踪法和符号代数法两种。

光线追踪法指的是利用光线的传播特性，追踪光线的路径，在凸透镜上产生的像点，从而确定物体的实际成像位置。

符号代数法指的是根据凸透镜的性质，利用物距、像距、焦距之间的数量关系和公式进行计算，从而确定物体的实际成像位置。

(2) 凸透镜的符号表示法在进行凸透镜成像的计算过程中，需要使用到一些符号，这里列出一些重要的符号及其表示含义：P：光线的射线方向；F：凸透镜的焦点位置；d0：物距；di：像距；f：凸透镜的焦距。

凸透镜成像的规律（基础）【学习目标】1.理解凸透镜成像规律；2.知道凸透镜成像倒立、缩小（或放大）实像的条件及应用；3.知道凸透镜成正立、放大虚像的条件；4.掌握探究凸透镜成像的过程。

能在探究活动中，初步获得提出问题的能力，通过探究活动，体验科学探究的全过程和方法，学习从物理现象中归纳科学规律的方法。

【要点梳理】知识点一、探究凸透镜成像规律1、 实验目的：观察凸透镜成各种像的条件2、 实验器材：凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴3、实验步骤：（1）共轴调节,把蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上。

点燃蜡烛，调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。

（2）把蜡烛放在较远处，使2u f >，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。

观察这个像是倒立的还是正立的，是放大的还是缩小。

测量像距和物距。

（3）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离等于2f ，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。

观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。

测量像距和物距。

（4）把蜡烛再靠近凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在2f u f >>，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。

观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。

测量像距和物距。

（5）把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛在凸透镜的焦点上，移动光屏，看是否能够成像 （6）把蜡烛移动到凸透镜的焦点以内，移动光屏，在光屏上还能看到烛焰的像吗?要点诠释：1、测量凸透镜的焦距：利用平行光源或太阳光粗测凸透镜的焦距。

（实验室提供的凸透镜的焦距有5cm 、10cm 和30cm ，我们所选的透镜最好在10cm —20cm 之间，太大或太小都不方便）。

2、操作过程中，应固定好蜡烛、凸透镜，然后移动光屏，直到在光屏上得到一个清晰的像为止，读出物距与像距的大小。

3、当物距小于焦距时，无论怎样移动光屏，在光屏上也找不到物体的像。

此时应去掉光屏，透过凸透镜观察火焰的成像情况。

全国初中物理竞赛试题精编第11讲—凸透镜成像规律专题精练1．如图所示，1F、2F是凸透镜的两个焦点，S是距凸透镜前距离大于2倍焦距的点光源，S 是S经凸透镜所成的像。

当点光源S沿平行于主光轴方向向右匀速运动靠近透镜时，像S 的移动情况（）A．像S 沿平行于主光轴方向靠近凸透镜方向匀速运动B．像S 沿O与S 连线方向远离凸透镜方向移动，速度逐渐变小C．像S 沿平行于主光轴方向远离凸透镜方向移动，速度逐渐变大D．像S 沿2F与S 连线方向远离平面镜方向移动，速度逐渐变大2．如图所示，为凸透镜成像的另一拓展规律在照相问题中的运用．即用可变焦距的光学照相机把远处的景物“拉近”进行拍摄，就是说，虽然被拍摄的物体与照相机镜头之间的距离基本不变，但仍可以使底片上所成的像变大．关于这个过程，下列说法中正确的是（）A．焦距变大，像距也变大B．焦距变小，像距也变小C．焦距变大，像距变小D．焦距变小，像距变大3．小明同学在做凸透镜成像实验时，移动光屏，在光屏上呈现清晰放大的像，同时他也看到透镜表面有两个像，其中一个是正立的，一个是倒立的，对于透镜表面的两个像，下列说法正确的是（）A．透镜表面的两个像，正立的是光的反射形成的，倒立的是光的折射形成的B．透镜表面的两个像，都是光照到透镜表面反射形成的虚像C．透镜表面的两个像，都是光照到透镜表面折射形成的实像D．透镜表面的两个像，倒立的是实像，正立的是虚像4．某种变焦镜头的变焦范围为15mm~85mm，用这个镜头对着远处的某一栋楼房拍照。

当使用焦距15mm 拍照时，显示屏上所成的清晰像的高度为h1；当使用焦距85mm拍照时，显示屏上所成的清晰像的高度为h2，则h1与h2的比值约为（）A．3∶17B．17∶3C．289∶9D．9∶2895．物体的高度为12cm，与凸透镜的主光轴垂直放置，经凸透镜成高度为6cm的缩小像。

若将物体朝透镜方向靠近24cm，经凸透镜成高度为30cm的放大像，则此凸透镜的焦距大小可能为（）A．10cm B．15cm C．20cm D．25cm6．在探究凸透镜成像规律的实验中，蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，下列说法正确的是（）A．该凸透镜的焦距是30cmB．换成焦距为10cm的凸透镜，在蜡烛和光屏不动的情况下，凸透镜从紧靠蜡烛向光屏移动，在光屏上可以得到两次清晰倒立的像C．在凸透镜左侧放一凹透镜，将光屏向右移动还能接收到清晰的像D．凸透镜与蜡烛不动，去掉光屏，人眼在100cm处能看到蜡烛的像7．某同学利用图示装置来研究凸透镜成像．（1）如图所示，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，成的是________（正立/倒立）的像．蜡烛燃烧一段时间后，烛焰的像将位于光屏中心的________方；（2）在保持（1）中蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向右移到B处（图中未标出），光屏上再次成清晰的像，成的是________（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像；（3）在上述探究活动中，若已知蜡烛与光屏间的距离为L0，与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L，如图所示，则该透镜焦距f________L（选填“＞”、“＜”或“=”），透镜先后两次所在位置A、B之间的距离S=________（用L0、L表示）．（4）当光屏上呈现清晰的像时，保持发光体“F”和凸透镜位置不变，取一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜，替代原来的凸透镜再次实验，所成的像与原来的像相比，你可观察到的现象有________．8．小明同学做“探究凸透镜成像规律”的实验，他根据收集的数据作出如图甲所示的图像：(1)由图像可知，小明同学使用的凸透镜的焦距为___________cm．(2)当蜡烛放置在光具座上的45cm刻度处时，小明应该如何观察烛焰的像？_________________________．(3)实验过程中，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，调皮的明明把近视眼镜放在凸透镜和蜡烛之间，如图乙所示，小明发现光屏上烛焰的像变模糊了，此时他应该把光屏向_______(选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动，才能得到清晰的烛焰的像．9．学习小组用图甲所示的圆柱形纸质套筒做“探究小孔成像规律”的实验，发现像的大小不同，亮度也不一样。

实验二十八 测定玻璃的折射率【思考题参考答案】1．视深法和光路法测量时，玻璃砖两个界面的平行度对测量结果有什么影响？为什么？答：玻璃砖两个界面的平行度对光路法测量结果没有影响。

这是因为如果两个界面不平行，可以看成三棱镜，出射线偏向厚度增加方向（相当于底部），只要用光路法找到入射线、出射线和两个界面，都能确定对应的入射角和折射角，从而按折射定律计算折射率。

对视深法测量结果是否影响，请自己根据测量原理思考。

2．视深法和光路法测量时，玻璃砖厚些还是薄些好？为什么？答：厚些好。

在视深法中，玻璃砖越厚h '越大，这样由于像的位置不准引起的相对误差越小。

在光路法中，玻璃砖越厚，由于ABCD 位置定的不准，引起入射角和折射角的误差越小，折射率的相对测量误差越小。

3．光路法测量时，为什么入射角不能过大或过小？答：折射率决定于两个角度的正弦比，入射角太小时，角度误差引起正弦函数的误差变大，入射角和折射角测量误差对测量结果的误差影响变大。

入射角太大时，折射角也变大，折射能量太小，同时由于色散严重，出射光束径迹不清晰（或在利用大头针显示光路时，大头针虚像模糊）折射角不易定准。

4．光路法测量时，若所画直线ab 和cd 的间距大于玻璃砖的真实厚度，那么，折射率的测量值偏大还是偏小？为什么？答：折射率的测量值偏小。

如果所画直线ab 和cd 的间距大于玻璃砖的真实厚度，如图所示。

实际折射线如图中虚线，而作图的折射线为图中实线，测量的折射角大于实际折射角，折射率r i n sin =，测量折射率值偏小。

间距小于玻璃砖的真实厚度的问题，自己回答。

实验二十九 测定薄透镜的焦距【思考题参考答案】1．作光学实验为何要调节共轴？共轴调节的基本步骤是什么？对多透镜系统如何处理？答：光学实验中经常要用一个或多个透镜成像。

由于透镜在傍轴光线（即近轴光线）下成像质量好，基本无像差，可以减小测量误差，必须使各个透镜的主光轴重合(即共轴)。

八年级物理竞赛专题七凸透镜成像及应用【知识要点】1 .凸透镜成像规律 凸透镜的成像规律如下表所示:物距u 和焦 距f 的关系像的性质 像的位置像距v 大小 变化规律 应用举例 u > 2 f f V v v 2 f u 增大，v ___ ， 像变 ____ u = 2 f v = 2 f f V u v 2 f v > 2 fu = f不成像 u v fv > u u 增大，v ___ ， 像 _____凸透镜成像公式：一+ - == u v f2.眼睛、眼镜和照相机眼睛与照相机的比较如下:眼睛 照相机 结构角膜和晶状体（相当于一个凸透镜） 镜头（相当于一个凸透镜） 瞳孔 光圈 视网膜（有感光细胞） 底片（有感光材料） 成像缩小、倒立、实像 缩小、倒立、实像 调节作用 像距不变，当物距减小（或增大）时，增大（或减小）晶 状体的曲率以减小（或增大）焦距，使物体在视网膜成清 晰的像焦距不变，当物距增大（或减小） 时，减小（或增大）镜头到底片的 距离，使物体在底片上成清晰的像近视眼利用凹透镜来矫正，远视眼利用凸透镜来矫正。

透镜焦距的倒数叫做透镜焦度，眼镜的度数就是镜片的透镜焦度乘100的值。

【典例分析】 土例1、一种手电筒上所有的聚光小电珠如图所示，其前端相当于一个玻璃制成的凸透镜， 灯丝（可看作一个点光源）发出的光通过它出射时，出射光束（图中实线所示）比无此 亍 透镜时的光束（图中虚线所示）要窄，即它可减小光束的发散，有聚光功能。

在这种小电珠中，灯丝应位于（ ）A. 凸透镜的焦点以内。

B .凸透镜的一倍焦距和两倍焦距之间。

C .凸透镜的焦点处。

D .凸透镜的两倍焦距处。

例2.在儿童乐园，摄影师给卡通人照相，在对焦时，发现毛玻璃上卡通人像的位置如图1甲所示。

为了使毛玻璃上卡通人像的位置如图1乙所示，摄影师应当将镜头适当地A. 向下并且向左移 B .向下并且向右移C .向上并且向左移D .向上并且向右移例3.如图2所示，有一个圆柱体PQ ，放在凸透镜前图示位置，它所成像的形状应该如图3中的（ ）在光屏上得到一个清晰的像。

初中物理竞赛辅导《光学作图》1．如图甲所示，是凹透镜的三条特殊光线画法。

实际上凹透镜也可以成像，物体经凹透镜所成的像是正立缩小的虚像。

如图乙所示，MN是主光轴，A'B'是物体AB通过凹透镜所成的像，请你根据凹透镜的三条特殊光线，在乙图中画出凹透镜的位置并标出其中一个焦点的位置。

（保留作图痕迹）2．有一点光源S，它在平面镜中的像与凸透镜的焦点F重合，S发出的一条光线经平面镜反射后，反射光线为a，如图所示，并且光线a经凸透镜折射后的折射光线与凸透镜的光轴平行。

请在图中画出：（1）凸透镜的焦点F；（2）点光源S的位置。

3．已知暗箱内有一只凹透镜和一只平面镜。

请在暗箱内画出完整的光路图，填上光学仪器，并注明凹透镜虚焦点F的位置。

4．承德避暑山庄湖景如画，如图甲所示。

小玉同学在岸边，通过平静的湖面，既可看到建筑物的倒影，又可看到水中的鲤鱼。

图乙中，A点代表建筑物的顶点，B点代表小玉看到的鱼，C点代表小玉的眼睛。

请在图乙中画出：（1）A点在水中的像A'；（2）小玉看到A'的光路；（3）鱼的大致位置B'并完成看到B'的光路图。

5．平静水面上方的小鸟和水中的小鱼，某时刻的实际位置A、B如图所示，C点的人恰好看到它们在水中的像A′、B′重合，请画出小鸟在水中像的位置和人眼看到小鱼的光路图。

6．如图是小猫和小聪能够通过平面镜互相看到对方，请在图中用光学作图法画出平面镜，并且画出箭头表示小猫看到小聪的光路。

7．鱼在水下A点看岸上的物体蜻蜓，图中B、C两点，有一点是蜻蜓，有一点是鱼在水下看到蜻蜓的像点，请在图中作出其光路图（保留作图痕迹）。

8．小明想通过垂直井道把太阳光引到地铁车站的M点，请你帮他解决这一问题。

你需要什么器材？请在图中画出光路图。

9．一束光照射到半球形玻璃砖上，如图，请你在图中画出光线经两次折射后，射出半球形玻璃砖的光路图。

10．如图所示，点S为光源，点S＇为S通过平面镜所成的像，在光源发出的光线中，有一条经平面镜反射后经过点A，S、A、S＇恰好位于一等腰直角三角形的三个顶点。

第五章透镜及其应用（原卷版）课时5.3 凸透镜成像的规律2022年课程标准物理素养2.3.5 了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。

探究并了解凸透镜成像的规律。

了解凸透镜成像规律的应用。

物理观念：凸透镜成像规律，凸透镜成像规律的应用。

科学思维：通过实验探究，知道凸透镜成像的规律。

科学探究：探究凸透镜成像的规律。

科学态度与责任：经历探究过程，提升对证据的分析和论证能力。

通过探究活动，体会实验探究活动对认识事物过程中的重要意义。

知识点一、凸透镜成像规律问题通过前面的学习，我们已经看到了形形色色的凸透镜成像情况。

凸透镜成像究竟有什么规律呢?1.探究凸透镜成像的规律（1）相关概念①物距u：物体到透镜光心的距离。

如图所示，物距为30cm；②像距v：像到透镜光心的距离。

如图所示，像距为60cm；③焦距f：焦点到凸透镜光心的距离。

（2）实验-探究凸透镜成像的规律提出问题照相机和投影仪都成倒立的实像，所不同的是:物体通常离照相机的镜头比较远，成缩小的实像;物体离投影仪的镜头比较近，成放小的实像。

物体离放小镜比较近，成放小、正立的虚像。

可见，像的虚实、小小、正倒与物体离凸透镜的距离(物距)有关系。

像的虚实、小小、正倒与物距有怎样的关系呢?实验思路为探究凸透镜成像的规律，我们可以把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐移近(图5.3-1)，把每次观察到的物距以及像的虚实、小小、正倒等情况都记录在表格中，比较实验数据，看看像的虚实、小小、正倒与物距有什么关系，寻找其中的规律。

实验器材光具座、发光二极管、凸透镜、光屏等实验过程与收集证据用发光二极管作为发光物体，一块白色的硬纸板作为光屏，调节发光物体、透镜和光屏，使它们的中心高度相同，研究发光物体的成像情况(图5.3-2)。

把发光物体放在较远处，移动光屏，使光屏上呈现清晰的实像。

观察实像的小小和正倒，测出物距和像距(像到凸透镜的距离)。

把发光物体向凸透镜移近几厘米，放好后重复以上操作。

光学凸透镜成像竞赛题整理1、如图，从凸透镜主光轴上S点发出的光经凸透镜折射后交于主光轴上S1点，现有一点P发出一束光平行于从S点发出的光射向凸透镜，则在透镜的另一侧的折射光线将（）A、和主轴不相交B、和主轴相交，交点仍在S1点C、和主轴相交，交点在S1的左侧D、和主轴相交，交点在S1的右侧2、如图，F是凸透镜的的焦点，从主光轴上的P和S两点发出两束相互平行的光射向凸透镜，经凸透镜折射后在另一侧的光路是（）A、P和S的折射光线及主轴都相交B、P和S的折射光线及主轴都不相交C、P的折射光线及主轴相交，S的折射光线及主轴不相交D、P的折射光线及主轴不相交，S的折射光线及主轴相交3、下图中，S为发光点，S1为发光点S经凸透镜所成的像，其中正确的是（ D ）4、如图，一正方形ABCD的中心正好落在凸透镜的2f点，请在图中的适当位置画出正方形的像的形状并标出对应的字母5、实验中有时需要将一束粗平行光变成细平行光，这可以利用两块透镜的组合来解决。

请在图的两个方框中各画出一种组合方式（要在图中画清光束粗细的变化），分别写出两块透镜间的距离s跟两块透镜到各自焦点的距离f1、f2的关系。

6、（1）凸透镜有两个实焦点，凹透镜有两个虚焦点；凸透镜的焦距为正数，凹透镜的焦距为负数；凸凹透镜成像时，物距总为正数，像距为正数时像是实像，像距为负数时，像为虚像；凸凹透镜的像距和焦距为负数时，负号的含义仅表示“虚”的意思，比较焦距及像距的大小时应比较绝对值的大小。

（2）凸凹透镜成像时，像及物的大小比等于像距及物距的大小比。

（3）凸凹透镜成像时满足公式：请利用以上知识完成下列问题：（1）说明凹透镜总成虚像的道理（2）若一只蜡烛点燃时，烛焰的长度约为2cm ，放在一只焦距为20cm 的凸透镜前，距凸透镜的距离为15cm 时，①计算烛焰的像的位置和长度②画出成像光路图并利用光路图应用几何知识证明出计算的结果。

V=﹣60cm ，像长8cm淮安外国语学校初二物理竞赛辅导资料透镜及其应用（2）7、如图，用一束宽度为2cm 的平行光沿凹透镜的主光轴照到一只凹透镜上，在距凹透镜30cm 的光屏上形成一高度为8cm 的光斑，请据此现象求出该凹透镜的焦距。

初中物理凸透镜成像规律知识点总结初中物理凸透镜成像规律知识点总结（通用6篇）在日复一日的学习中, 大家都背过不少知识点, 肯定对知识点非常熟悉吧！知识点就是掌握某个问题/知识的学习要点。

相信很多人都在为知识点发愁, 下面是店铺收集整理的初中物理凸透镜成像规律知识点总结, 仅供参考, 大家一起来看看吧。

初中物理凸透镜成像规律知识点总结 1探究凸透镜成像规律实验: 从左向右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏。

1.调整它们的位置, 使三者在同一直线（光具座不用）；2、调整它们, 使烛焰的中心、凸透镜的中心、光屏的中心在同一高度。

凸透镜成像规律:物距（u）像距（υ ）像的性质应用u > 2f f<υ<2f 倒立缩小实像照相机u = 2f υ= 2f 倒立等大实像（实像大小转折）f< u<2f>2f 倒立放大实像幻灯机u = f 不成像（像的虚实转折点）u < f υ> u 正立放大虚像放大镜凸透镜成像规律口决记忆法口决一: "一焦（点）分虚实, 二焦（距）分大小；虚像同侧正；实像异侧倒, 物远像变小"。

口决二:物远实像小而近, 物近实像大而远,如果物放焦点内, 正立放大虚像现；幻灯放像像好大, 物处一焦二焦间,相机缩你小不点, 物处二倍焦距远。

口决三: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；一条规律记在心, 物近像远像变大。

注1：为了使幕上的像"正立"（朝上）, 幻灯片要倒着插。

注2：照相机的镜头相当于一个凸透镜, 暗箱中的胶片相当于光屏, 我们调节调焦环, 并非调焦距, 而是调镜头到胶片的距离, 物离镜头越远, 胶片就应靠近镜头。

初中物理凸透镜成像规律知识点总结 2本知识点重点掌握的知识为: 凸透镜成像规律与照相机、幻灯机和放大镜的原理。

对于规律我们可以如此记忆“一倍焦距不成像, 内虚外实分界明；二倍焦距物像等, 外小内大实像成, 物近像远像变大, 物远像近像变小；实像倒立虚像正, 照、投、放大对应明常见考法本知识主要以实验探究的形式考查凸透镜成像规律, 题目的难度较大；照相机、幻灯机和放大镜的原理常以选择题的形式来考查。