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“凸透镜成像规律选用”难点问题解析凸透镜成像的规律,归纳了各范围物距u对应的像距v以及像的正倒、大小等。还需要注意,当物体(经凸透镜)成虚像时,除表现有像与物是位居透镜的同侧,还由图1知道,虚像到透镜的距离大于物体到透镜的距离。凸透镜成像规律运用中的疑难问题较多,让许多同学颇感困惑。这里帮助同学们解析几则问题,旨在增进对凸透镜成像规律的理解,提高分析问题时的科学推理的能力。例1在光具座上固定一个凸透镜,使烛焰中心在凸透镜主轴MN上,如图2所示,当烛焰在A点时,成像在B点;当烛焰在B点时,成像在C点,则凸透镜位于()(A)A点的左侧(B)AB之间(C)BC之间(D)C点的右侧推理:假设凸透镜位于AB之间,因为题意“烛焰在A点时,成像在B点”,所以有像距vB>f,那么当烛焰在B点时,就有物距uB′>f,那么物与像就分居透镜的两侧,这与题意“当烛焰在B点时成像在C点”就发生冲突了,故凸透镜不可能是在AB之间。假设凸透镜位于BC之间,由图1的物、像位置看,是不可能有“烛焰在A点成像在B点”的。如果凸透镜位于C点右侧,同样根据图1来判断,不可能有“烛焰在A点成像在B点,烛焰在B点成像在C点”。而当凸透镜位于A点左侧时,只要uA<f(uB′<f),对照图1是可能出现如题意的结果的,故应选择(A)。例2画出在图3中置于凸透镜主光轴上的均匀直棒AB的像。(提示:需注意像的位置、粗细、长度)解析:本题结果如图4所示。关键是画A、B两端的像,由凸透镜成像规律:①确定位置,A端的像在A′,B端的像在B′;②确定大小,A′端与A端应粗细相等,而B端因为成放大实像,所以B′端比B端来得粗;③确定长度,因为当时,,所以有像移动的速度大于物体移动的速度(注意理解),故长度。例3如图5表示分别从凸透镜的两倍焦距和一倍焦距处射向透镜的光线。请在图中画出它们通过透镜后的光路(P是与透镜距离等于2倍焦距的位置)。解析:过焦点F的入射光线其折射光线平行于主轴,这是很容易知道的。关键是经过P点的入射光线,可能会有老师通过补充焦平面、副光轴的知识画出折射光线,这不仅花费了功夫,而且对大多数学生仍是只知其然,而不知其所以然。如果我们补充一束光线PO,因为经过透镜光心其传播方向不变,再运用凸透镜成像规律,当u=2f时,v=2f,求得透镜左侧P点一定成像于透镜右侧P点,于是很快画出了折射光线如图6。例4如图7所示,S是凸透镜主光轴上一个发光点,Sa是它发出的一束光线,经凸透镜折射后,折射光线正确的是()(A)ab(B)ac(C)ad(D)ae解析:本题相比例3,仅是答题的表示方式做了一些改变,因为当f<u<2f时,能够成实像,故排除了折射光线为ae的可能,因为像距v>2f,所以折射光线应为ab。选(A)。例5如图8所示,a、b是从一点光源S射向凸透镜的两条光线。下列说法中正确的是()(A)点光源S经凸透镜所成的像一定是实像(B)点光源S经凸透镜所成的像一定是虚像(C)a、b两条光线经过凸透镜后的交点可能在主轴上(D)a、b两条光线经过凸透镜后可能不相交于一点解析:因为点光源的位置使物距u可能大于f,也可能小于f,即不能做出唯一确定,所以认为一定成实像、一定成虚像的(A)、(B)选项应予排除。对于(C)选项,可以设想有一条从点光源射向透镜光心的光线,通过透镜其传播方向不变,无论是成实像折射光线相交于一点,还是成虚像折射光线的反向延长线相交于一点,都不可能在主轴上相交,故选项(C)也应予排除。而(D)选项,如果点光源位置,使物距u<f,则成虚像,a、b两条光线经过凸透镜后就不相交于一点,而是其反向延长线在透镜左侧相交,故选项(D)正确。