易錯點05掌握透鏡的成像問題

目錄

01易錯陷阱

易錯點一、透鏡對光的作用理解不透徹

易錯點二、凸透鏡的成像規律運用不熟練

易錯點三、凸透鏡成像的變焦問題分析不到位

易錯點四、凸透鏡的動態成像情景分析不熟練

易錯點五、凸透鏡所成像與物的關系，不僅上下顛倒，而且左右顛倒（實像）

易錯點六、凸透鏡的應用之眼睛與眼鏡，佩戴眼鏡后的各種變化理解不透徹

02舉一反三—易錯題型

題型一■.透鏡

題型二.透鏡成像性質的判斷

題型三.透鏡成像的規律

題型四.凸透鏡成像的動態變化

03易錯題通關

易錯點一、透鏡對光的作用理解不透徹

【鏈接知識】

知識點一、透鏡

一、透鏡的概念

1.透鏡是用透明物質制成的表面為球面一部分的光學元件,透鏡是根據光的折射現象制成的。

II甲）1［乙（

二、透鏡三條特殊（主要）光線

1.透鏡的三條特殊(主要)光線

(1)過光心的光線：經透鏡折射后傳播方向丕改變，如圖所示

jAFjF

CFB^CCFO^.C

過光心的光線

(2)平行于主光軸的光線：經凸透鏡折射后經過另一側焦點;經凹透鏡折射后向外發散，但其

反向延長線過同側焦點,所示。

平行于主軸的光線

(3)經過或射向焦點的光線：經過凸透鏡焦點的光線經凸透鏡折射后平行于主光軸；射向異側

焦點的光線經凹透鏡折射后平行于主光軸,所示。

C

過焦點的光線

知識點二、實像和虛像的區別

類別定義表現實例

實際光線會聚

能用光屏承1

實像而成接，能被眼睛

觀察小孔」金像投影儀成像

反射(或折射)不能用光屏承

虛像光線的反向延接，能被眼睛

平面修成像

長線相交而成觀察“受事”1長大僮成像

【陷阱分析】

一、透鏡基本概念理解誤區

1、凸透鏡與凹透鏡特點混淆：凸透鏡中間厚、邊緣薄，對光線有會聚作用；凹透鏡中間薄、邊緣厚,

對光線有發散作用。

2、會聚與發散概念誤判：有些同學對會聚和發散的概念理解不清晰，認為經過凸透鏡的光線就一定

是會聚光線，經過凹透鏡的光線就一定是發散光線。實際上，會聚作用是指光線經透鏡折射后，比

原來更靠近主光軸；發散作用是指光線經透鏡折射后，比原來更遠離主光軸。

二、特殊光線折射路徑易錯點

1、平行于主光軸光線折射錯誤：平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后，會聚于焦點；經凹透鏡折射

后，其折射光線的反向延長線通過焦點。

2、過光心光線理解偏差：過光心的光線傳播方向不變，這是透鏡的一個重要特性。

三、實際應用場景判斷失誤

1、生活中透鏡應用原理混淆：在生活中，有很多透鏡的應用場景，如放大鏡、近視眼鏡、遠視眼鏡

等。

2、復雜光學系統分析錯誤：在分析投影儀、顯微鏡、望遠鏡等復雜光學系統時，涉及多個透鏡對光

線的作用，部分同學不能清晰梳理光線傳播路徑和成像原理。

【解題技巧】

一、快速判斷透鏡類型與作用

1、依據結構判斷類型：遇到判斷透鏡類型的題目，第一時間觀察透鏡的結構。若中間厚、邊緣薄，

那就是凸透鏡；若中間薄、邊緣厚，則為凹透鏡。

2、理解會聚與發散本質：分析光線經透鏡折射后的傳播方向時，緊扣會聚和發散的本質含義。

二、準確繪制特殊光線折射路徑

1、平行光折射技巧：繪制平行于主光軸光線的折射光路時，若是凸透鏡，折射光線直接會聚于焦點；

若是凹透鏡，折射光線的反向延長線通過焦點。

2、過光心光線處理：在任何復雜的光路分析中，只要光線過光心，其傳播方向就一定不變。

易錯點二、凸透鏡的成像規律運用不熟練

易錯點三、凸透鏡成像的變焦問題分析不到位

易錯點四、凸透鏡的動態成像情景分析不熟練

易錯點五、凸透鏡所成像與物的關系，不僅上下顛倒，而且左右顛倒（實

像）

易錯點六、凸透鏡的應用之眼晴與眼鏡，佩戴眼鏡后的各種變化理解不透

徹

【鏈接知識】

知識點三、透鏡成像的規律

1.凸透鏡成像規律

如圖是常見凸透鏡成像規律光路圖，詳見下表

成像條件物距（U）成像的性質像距（V）應用

u>2f倒立、縮小的實像f<v〈2f照相機（圖a）

u=2f倒立、等大的實像v=2f圖d

f<u<2f倒立、放大的實像v>2f投影儀（圖b）

u=f不成像射出的是平行光線

0<u<f正立、放大的虛像v>f放大鏡（圖C）

4-------]

a.u>2fb.f<u<2f

1.

或像

m________1________X

實際日帳-1------L

1

c.O<u<fd.u=2f

2.凸透鏡成像的規律口訣

規律1:當物距大于2倍焦距時，則像距在1倍焦距和2倍焦距之間，成倒立、縮小的實像。此

時像距小于物距，像比物小，物像異側。應用:照相機、攝像機。

規律2:當物距等于2倍焦距時，則像距也在2倍焦距，成倒立、等大的實像。此時物距等于

像距，像與物大小相等，物像異側。應用:測焦距。

規律3:當物距小于2倍焦距、大于1倍焦距時，則像距大于2倍焦距，成倒立、放大的實

像。此時像距大于物距，像比物大，物像異側。應用:投影儀、幻燈機、電影放映機。

規律4:當物距等于1倍焦距時，則不成像，成平行光射出。

規律5:當物距小于1倍焦距時，則成正立、放大的虛像。此時像距大于物距，像比物大，物像

同側。應用:放大鏡。

【陷阱分析】

一、成像特點理解誤區

1、凸透鏡成像規律混淆：凸透鏡成像時，物距不同，成像特點也不同。當物距大于二倍焦距時，成

倒立、縮小的實像；物距在一倍焦距和二倍焦距之間時，成倒立、放大的實像；物距小于一倍焦距

時，成正立、放大的虛像。

2、實像與虛像區分不清：實像是由實際光線會聚而成的，可以用光屏承接；虛像是由反射光線或折

射光線的反向延長線相交而成的，不能用光屏承接。

3、像的倒正理解偏差：凸透鏡成實像時，像都是倒立的，這里的倒立是指上下、左右都顛倒。

二、實際應用場景判斷失誤

1、生活中透鏡應用原理誤解：在生活中，很多光學儀器都利用了透鏡成像規律，如照相機、投影儀、

放大鏡等。

2、動態成像問題分析錯誤：當物體或透鏡的位置發生變化時，像的大小、位置也會隨之改變。

【解題技巧】

1、制作記憶口訣：為了更好地記住凸透鏡成像規律，可制作簡單易記的口訣，如“一倍焦距分虛

實，二倍焦距分大小；物近像遠像變大，物遠像近像變小”。

2、對比實像與虛像：在判斷像的虛實問題上，緊抓實像和虛像的本質區別。實像能呈現在光屏上,

由實際光線會聚而成；虛像不能用光屏承接，是光線反向延長線相交形成。

3、理解“倒立”含義：針對凸透鏡實像的倒立特點，通過畫圖或實際舉例加深理解。

，宓

題型一.透鏡

1.如圖表示的是兩條光線經過凸透鏡和凹透鏡的光路圖，其中畫法正確的是（）

2.如圖所示，平面鏡垂直于凸透鏡主光軸且在凸透鏡一側焦點上，請把光路補充完整。

3.近年來全球氣候變暖，森林防火人人有責。某學校開展了“森林防火”主題班會活動，其中有

同學提到不能將礦泉水瓶隨意丟棄在森林，這是因為有水的礦泉水瓶相當于一個（選填

“凸”或“凹”）透鏡，對太陽光有作用，從而點燃枯葉引發火災。

4.如圖，一束光射向凸透鏡經折射后，折射光線射到一個平面鏡上。請在圖中畫出射向凸透鏡這

束入射光和經平面鏡反射的反射光線。

題型二.透鏡成像性質的判斷

5.（多選）某班同學在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中，記錄并繪制了物體到凸透鏡的距離u跟

像到凸透鏡的距離v之間關系的圖象，如圖，下列判斷正確的是（）

■v/cm

B.當u=15cm時，在光屏上能得到一個放大的像

C.當u=25cm時成放大的像，投影儀就是根據這一原理制成的

D.把物體從距凸透鏡10cm處移動到30cm處的過程中，像逐漸變小

6.小明在老師指導下，利用自制水透鏡探究凸透鏡成像規律，如圖甲所示，利用記錄的實驗數據,

繪制了如圖乙所示的像距v和物距u的關系圖，實驗過程中下列說法正確的是（）

■v/cm

甲乙

A.該水透鏡的焦距是20cm

B.若要在光屏上成清晰放大的像，物體應放在距透鏡20cm之外

C.在光屏上找到清晰縮小的像后，若在水透鏡和物體之間放一凹透鏡，光屏應靠近水透鏡才能

再次找到清晰的像

D.實驗后，若利用注射器向水透鏡內注水，光屏應該靠近水透鏡才能再次找到清晰的像

題型三.透鏡成像的規律

7.如圖，探究凸透鏡成像規律的實驗中，在光屏上得到了燭焰清晰的像，若透鏡焦距為10cm,則

下列說法正確的是（）

|川||川甲|川川甲|川川甲|川川||川|||川|川|||川|||川川|||川||川|||川|川

0cm102()304()5()60708()90100

A.如果此時撤掉光屏，就沒有像了

B.當蠟燭因燃燒逐漸變短，光屏上的像會逐漸向下移動

C.若遮擋凸透鏡的一部分，光屏上將得不到完整的像

D.若在蠟燭和凸透鏡之間放一個近視眼鏡片，為了讓屏上的像清晰，可將光屏向右移動

8.在“探究凸透鏡成像規律的實驗”中凸透鏡的焦距f=12cm,蠟燭、凸透鏡、光屏在光具座上的

位置如圖所示，此時蠟燭在光屏上成清晰的像。下列判斷正確的是（）

透鏡/

〃OcmlO203040（060708090100、

A.透鏡位置不變，把蠟燭向左移動，向右移動光屏，光屏上會再次得到清晰的像

B.圖中成像的特點與投影儀成像特點相同

C.保持透鏡位置不變，把蠟燭移動到45cm處，向右移動光屏，光屏上會再次得到清晰的像

D.保持透鏡位置不變，把蠟燭移動到30cm處，向右移動光屏，光屏上會再次得到清晰的像

9.如圖是利用無人機拍攝的甘肅省隴南市禮縣四角坪遺址考古發掘現場，下列說法正確的是（

A.我們能看到考古人，是因為人吸收了各種顏色的光

B.無人機鏡頭拍攝成的是正立、縮小的實像

C.拍照成像利用了光的反射

D.要想將現場拍得大一些，無人機位置不變，應增大鏡頭的焦距

題型四.凸透鏡成像的動態變化

10.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

11.圖甲是城市很多路口安裝的監控攝像頭，它可以拍攝違章行駛或發生交通事故時的現場照片。

攝像頭的鏡頭相當于一個凸透鏡，圖乙和丙是一輛汽車經過路口時與一輛自行車相撞后拍攝的

兩張照片，由圖可以看出汽車所成的像變小，則汽車在（選填“靠近”或“遠離”）

攝像頭。

甲乙丙

1.如圖所示，一束光射向凸透鏡經折射后射到水面上，請在圖中畫出射向凸透鏡的入射光線、以

及進入水中的折射光線的大致方向。

2.在探究凸透鏡成像規律實驗中，當燭焰位于距離凸透鏡一倍焦距內時，人眼觀察到燭焰成像的

情形是圖中的（）

3.小明在探究凸透鏡成像規律時，利用刻度尺測量光屏上像的高度并結合光具座上讀取的像距大

小，繪制了如圖所示的圖像，己知物體高h=6cm,則下列說法正確的是（）。

▲像的高度/cm

6一/

_Z-J______?

01020像距/cm

A.該凸透鏡的焦距是20cm

B.當物距等于20cm時，像的高度大于6cm

C.當物距大于20cm時，像的高度小于6cm

D.當物距小于10cm時，其成像原理與投影儀相同

《如圖所示,燭焰在光屏上剛好成清晰

|iiii|iiii|ini|ii|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

)3040SO60708090100

的像。透鏡不動，將蠟燭移至30cm刻度處，移動光屏，在光屏上能觀察到（）

A.倒立、縮小的實像B.倒立、放大的實像

C.正立、放大的實像D.光屏上不能呈現像

5.小金同學在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中，記錄并繪制了像到凸透鏡的距離v跟物體到凸

透鏡的距離u之間關系的圖象，如圖所示，下列判斷正確的是（）

A.該凸透鏡的焦距是16cm

B.當u=12cm時，在光屏上能得到一個縮小的像

C.當u=20cm時成縮小的像，照相機就是根據這一原理制成的

D.物體從距凸透鏡12cm處移動到24cm處的過程中，物像間距逐漸變小

6.（多選）某班同學在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中，記錄并繪制了像到凸透鏡的距離v跟

物體到凸透鏡的距離u之間關系的圖象，如圖所示，下列判斷中正確的是（）

B.當u=12cm時，在光屏上能得到一個放大的像

C.當u=20cm時，成放大的像，投影儀就是根據這一原理制成的

D.把物體從距凸透鏡12cm處移動到24cm處的過程中，像逐漸變小

7.眼睛是人類心靈的窗戶，眼球好像一架照相機，晶狀體和角膜的共同作用相當于凸透鏡。如圖

所示，小白同學利用注射器和水膜模擬眼睛看物體的情景。下列描述錯誤的是（）

A.此時“水凸透鏡”成像特點與照相機相同

B.若用注射器向水膜里注入適量的水，水透鏡對光的偏折能力變強，此時屏上的像變得模糊,

為得到清晰的像，可將光屏慢慢靠近水透鏡

C.小白分析，當晶狀體變厚時，像成在視網膜前，需要佩戴一個合適的凸透鏡，才能使像成在

視網膜上

D.隨著蠟燭燃燒變短，光屏上燭焰的像將會向上移動

8.在做“探究凸透鏡成像的規律”的實驗中，小明組裝的裝置如圖甲所示，他保持凸透鏡的位置

不變,不斷地移動蠟燭位置，觀察到四種燭焰的清晰像，如圖乙所示。已知凸透鏡的焦距為10cm,

按蠟燭到凸透鏡距離由近到遠所得到的像進行排序，正確順序為（）

A.④③②①B.③②①④C.①②③④

9.在“探究凸透鏡成像的規律”實驗中，某學習小組用如圖甲所示的方法測量凸透鏡的焦距。正

確安裝并調節實驗裝置后,在光屏上得到一個清晰的像，如圖乙所示。下列說法正確的是（）

A.由圖甲可知，該凸透鏡的焦距是10cm

B.照相機成像特點與圖乙中燭焰的成像特點相同

C.圖乙中的燭焰向遠離凸透鏡方向移動，所成的像逐漸變小

D.若在蠟燭和凸透鏡之間放置一個遠視鏡，為得到清晰的像光屏應向右移動

10.在探究凸透鏡成像規律的實驗中，將蠟燭，凸透鏡、光屏移動到如圖所示的位置時，在光屏上

得到一個清晰的實像（圖中未畫出）。下列說法中正確的是（）

①投影儀是利用這一成像原理工作的

②若將蠟燭遠離凸透鏡，為了在光屏上得到清晰的像，應將光屏適當靠近凸透鏡

③若保持蠟燭和光屏位置不動，只移動凸透鏡，光屏上能得到放大清晰的燭焰像

④若保持蠟燭和透鏡位置不動，在透鏡左側靠近透鏡放置一副遠視眼鏡，則應將光屏適當遠離凸

透鏡，光屏上能再次得到清晰的燭焰像

5|川||川平川||川||川||川|||加|甲|』川平川|||前川|川|舟|||平川||川「叫叫K

劫6cm1()2'()金)4()5()607()>()9010()限

A.只有①④B.只有②③C.只有②④D.只有③④

11.將物體放在距凸透鏡10cm處時，可在凸透鏡另一側的光屏上成一個倒立、放大的清晰像。現將

該物體向凸透鏡移近2cm,關于凸透鏡的焦距以及再次成像，以下說法正確的是()

①凸透鏡的焦距可能為7cm；

②凸透鏡的焦距可能為12cm；

③將光屏遠離透鏡移動適當距離，一定能再次成倒立、放大的清晰像；

④將光屏遠離透鏡移動適當距離，可能在光屏上不能再次成像

A.①③B.②④C.①④D.②③

12.在探究凸透鏡成像規律的實驗中，當蠟燭、凸透鏡、光屏一定位置時，燭焰在光屏上呈現一個

清晰縮小的像。要使燭焰在光屏上呈現一個清晰放大的像，調節的方法是()

A.透鏡不動，蠟燭遠離透鏡，光屏遠離透鏡

B.透鏡不動，蠟燭靠近透鏡，光屏