初二物理透鏡部分習題與解析透鏡是初中物理光學部分的核心內容，也是同學們學習的重點和難點。它不僅涉及到基本的概念辨析，還需要大家理解光線的傳播規(guī)律，并能運用這些規(guī)律解決實際問題，解釋生活中的光學現(xiàn)象。下面，我們將通過一些典型習題的解析，幫助大家鞏固所學知識，提升解題能力。一、透鏡的基本概念與對光線的作用例題1：關于凸透鏡和凹透鏡，下列說法正確的是（）A.凸透鏡對光線有發(fā)散作用，所以也叫發(fā)散透鏡B.凹透鏡對光線有會聚作用，所以也叫會聚透鏡C.凸透鏡有兩個實焦點，凹透鏡有兩個虛焦點D.過凸透鏡光心的光線，傳播方向會發(fā)生改變解析：這道題主要考察透鏡的基本定義和對光線的作用。我們一個個來看選項。A選項，凸透鏡對光線應該是會聚作用，所以叫會聚透鏡，A錯。B選項正好說反了，凹透鏡對光線是發(fā)散作用，叫發(fā)散透鏡，B也錯。C選項，凸透鏡的焦點是實際光線會聚而成的，是實焦點，有兩個，分居透鏡兩側；凹透鏡的焦點是折射光線的反向延長線相交形成的，是虛焦點，同樣有兩個，也分居透鏡兩側，所以C正確。D選項，過光心的光線，傳播方向是不改變的，這是光心的一個重要特點，所以D錯誤。因此，這道題的正確答案是C。理解焦點的虛實和光心的性質，是區(qū)分透鏡類型和掌握其光學特性的基礎。例題2：請畫出圖中兩條入射光線經(jīng)過凸透鏡后的折射光線。（假設給出的是平行于主光軸的光線和過焦點的光線）解析：畫透鏡的光路圖，關鍵在于掌握幾條特殊光線的傳播規(guī)律。對于凸透鏡而言，有三條特殊光線需要牢記：1.平行于主光軸的入射光線，經(jīng)過凸透鏡折射后，折射光線會過凸透鏡另一側的焦點。2.過凸透鏡焦點的入射光線，經(jīng)過凸透鏡折射后，折射光線會平行于主光軸。3.過凸透鏡光心的入射光線，經(jīng)過凸透鏡后，傳播方向不改變。那么針對題目中的兩條光線，我們就可以直接應用上述規(guī)律。平行于主光軸的那條，折射后過焦點；過焦點的那條，折射后平行于主光軸。在作圖時，要注意使用直尺，光線用帶箭頭的實線表示，并且要標注出箭頭方向，表示光的傳播方向。如果涉及到虛焦點，比如凹透鏡的情況，反向延長線要用虛線。二、凸透鏡成像規(guī)律及其應用凸透鏡成像規(guī)律是這部分的重中之重，需要同學們不僅記住結論，更要理解其形成原因，并能靈活應用于解釋現(xiàn)象和解決問題。例題3：當物體位于凸透鏡的2倍焦距以外時，在透鏡的另一側能成一個什么樣的像？生活中哪些光學儀器利用了這一成像原理？解析：這道題考察的是凸透鏡成像的第一種典型情況：物距（u）大于2倍焦距（f），即u>2f。根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，此時成的像是倒立、縮小的實像，像距（v）在f和2f之間，即f<v<2f。生活中利用這一原理的光學儀器很多，最常見的就是照相機。照相機的鏡頭相當于一個凸透鏡，被拍攝的景物距離鏡頭較遠，通常遠大于2倍焦距，所以在膠片（或感光元件）上成一個倒立、縮小的實像。還有我們用的監(jiān)控攝像頭，其成像原理也是如此。例題4：小明同學用一個焦距為10厘米的凸透鏡觀察書上的字，他應將書放在凸透鏡的什么位置才能看到一個正立、放大的像？此時看到的像是實像還是虛像？解析：要看到正立、放大的像，這是我們使用放大鏡時的情景。放大鏡是凸透鏡成像的另一種典型應用。根據(jù)規(guī)律，當物體位于凸透鏡的1倍焦距以內時，即u<f，成的像是正立、放大的虛像，像與物在凸透鏡的同側。題目中給出凸透鏡的焦距f是10厘米，所以小明應將書放在距離凸透鏡小于10厘米的位置。此時成的像是虛像，因為這個像不是由實際光線會聚而成的，而是由折射光線的反向延長線相交形成的，只能用眼睛透過透鏡觀察到，不能呈現(xiàn)在光屏上。例題5：在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，當蠟燭、凸透鏡和光屏的位置如圖所示時（假設此時光屏上得到一個清晰的像），下列說法正確的是（）A.光屏上的像是倒立、放大的實像B.此成像原理與投影儀的原理相同C.若將蠟燭向右移動少許，光屏應向左移動才能再次得到清晰的像D.若將蠟燭向左移動少許，光屏上的像會變大解析：這類實驗題需要我們根據(jù)實驗裝置圖中物距和像距的關系來判斷成像情況。首先我們要明確，圖中雖然沒給出具體數(shù)據(jù)，但我們可以根據(jù)蠟燭、透鏡、光屏的相對位置來大致判斷u和v的關系，以及u與f的關系（雖然f未知，但可以根據(jù)成像情況反推）。假設我們觀察到光屏上成的是清晰的像，那么首先可以判斷這是實像，因為虛像不能呈現(xiàn)在光屏上。實像都是倒立的。如果此時像距v大于物距u，那么根據(jù)規(guī)律，此時應該是f<u<2f，v>2f，成倒立、放大的實像，這是投影儀的成像原理，所以A和B選項如果符合這個假設就是正確的。C選項，若將蠟燭向右移動少許，即物距u減小。根據(jù)“物近像遠像變大”的動態(tài)規(guī)律（對于實像而言），物距減小，像距應該增大，像也變大。所以光屏應向右移動才能再次得到清晰的像，C選項說向左移動是錯誤的。D選項，若將蠟燭向左移動少許，即物距u增大，那么像距會減小，像會變小，所以D選項說像會變大是錯誤的。因此，這道題的正確答案需要結合具體的圖示來判斷u和v的大小關系。如果題目圖示中光屏上的像比物體大，或者像距大于物距，那么A和B就是正確的。例題6：某同學在做凸透鏡成像實驗時，無論怎樣移動光屏，都不能在光屏上得到清晰的像，可能的原因是什么？（至少寫出兩條）解析：這是一道實驗故障分析題，考察大家對實驗過程的理解和對成像條件的掌握。不能在光屏上得到清晰像的原因有很多，我們可以從以下幾個方面考慮：1.蠟燭、凸透鏡、光屏的中心沒有在同一高度（或同一直線）上。這樣即使成了實像，像也可能成在光屏的上方、下方、左側或右側，導致光屏上接收不到。2.物體位于凸透鏡的1倍焦距以內（u<f）。此時成的是虛像，虛像不能呈現(xiàn)在光屏上，只能用眼睛透過透鏡觀察。3.物體剛好位于凸透鏡的焦點上（u=f）。此時經(jīng)過凸透鏡的光線會平行射出，無法會聚成像，光屏上會得到一個模糊的光斑。4.凸透鏡的焦距過大，而光具座的長度不夠。例如，當物體在2f以外時，像距在f和2f之間，如果光具座太短，光屏可能無法移動到像距對應的位置。5.透鏡或光屏被遮擋，或者蠟燭火焰太小、太暗，導致像的亮度不夠，難以觀察。同學們在遇到這類問題時，要系統(tǒng)地排查可能的原因，培養(yǎng)自己分析問題和解決問題的能力。三、透鏡的綜合應用與拓展例題7：遠視眼（老花眼）患者看不清近處的物體，需要佩戴什么樣的透鏡來矯正？請簡述其矯正原理。解析：這道題將透鏡知識與生活中的視力矯正聯(lián)系起來。遠視眼的成因是由于晶狀體太薄，或者眼球在前后方向上太短，使得來自近處物體的光線經(jīng)過晶狀體等折射后，所成的像落在了視網(wǎng)膜的后方，所以看不清近處物體。要矯正遠視眼，需要佩戴一個對光線有會聚作用的透鏡，即凸透鏡。佩戴凸透鏡后，來自近處物體的光線在經(jīng)過凸透鏡會聚一次后，再經(jīng)過眼睛的晶狀體等折射，就能使像準確地成在視網(wǎng)膜上，從而看清物體。與之相對的，近視眼需要佩戴凹透鏡來矯正，因為凹透鏡對光線有發(fā)散作用，可以將原本成像在視網(wǎng)膜前方的像，向后移到視網(wǎng)膜上。例題8：如圖所示，小明將凸透鏡正對太陽光，在透鏡另一側距離透鏡某一距離處的白紙上形成了一個最小、最亮的光斑。由此可知，該凸透鏡的焦距是多少？若將一個物體放在距離該透鏡15厘米處，在透鏡另一側移動光屏，能得到一個什么樣的像？解析：這是一種測量凸透鏡焦距的常用方法，叫做“太陽光聚焦法”。因為太陽距離地球非常遙遠，所以太陽光可以近似看作平行光。平行于主光軸的光經(jīng)過凸透鏡后會會聚于焦點，所以這個最小、最亮的光斑所在的位置就是凸透鏡的焦點。光斑到透鏡光心的距離就是該凸透鏡的焦距。題目中說“距離透鏡某一距離”，假設這個距離是10厘米（具體數(shù)值需根據(jù)實際測量），那么焦距f就是10厘米。知道了焦距f=10厘米，當物體放在距離透鏡15厘米處時，物距u=15厘米。此時，f<u<2f（10cm<15cm<20cm）。根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，此時成的像是倒立、放大的實像，像距v>2f。這正是我們投影儀或幻燈機的成像原理?？偨Y與學習建議透鏡部分的知識，概念性強，規(guī)律性也強。學習時，首先要準確理解基本概念，如凸透鏡、凹透鏡、主光軸、光心、焦點、焦距等。其次，要熟練掌握凸透鏡對光線的會聚作用和凹透鏡對光線的發(fā)散作用，并能正確畫出光路圖。凸透鏡的成像規(guī)律是核心，建議同學們通過親手做實驗來感知和理解，而不是死記硬背?？梢越Y合“物距—像距—像的性質”關系表，或者畫成像光路圖來輔助理解和記憶。同時，要密切聯(lián)系生