作图题剖析.doc

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透镜作图题剖析
一、作图分析可帮助我们记忆、理解和应用透镜成像规律
例1 让一束平行光经过一透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑（如图1所示），小明用此透镜做“探究透镜成像规律”的实验。下列说法不正确的是（ ）
图1
40
cm
30

A．当物体距透镜5cm时，成正立的像
B．当物体距透镜15cm时，成倒立、放大的实像
C．当物体从距透镜20cm处向远离透镜的方向移动时，所成的像逐渐变小
D．当物体从距透镜20cm处向透镜的方向移动时，要得到清晰的像，应使光屏靠近透镜
解析 由图可知，凸透镜的焦距为10cm。当物体距透镜5cm时，可设AB为蜡烛并放置在一倍焦距以内，再利用蜡烛上的A点画出三条特殊光线中的平行于凸透镜主光轴的光线、过光心的光线这两条光线，它们通过透镜后不能相交于同一点，故光屏上不可得到清晰的像点，不过，这两条发散光线的反向延长线却能相交于与A同侧的A1点。如图2所示，比较像与物易知，蜡烛成正立的虚像。
B
A
图2
F
F
A1

O
B1

图3
B1
A1
A
B
F
F
O

当物体距透镜15cm时，类似地可作出蜡烛AB的像，如图3所示。比较像与物可知，蜡烛成倒立、放大的实像。
当物体从距透镜20cm处向远离透镜的方向移动时，蜡烛所成的像由A1B1变成A2B2，成像光路图如图4所示，由图易知所成像变小。
图4
B2
A2
A
B
F
F
O
A
B
A1
B1

图5
B2
A2
F
A
F
O
A
B
A1
B1
B

当物体从
距透镜20cm处向透镜的方向移动时，蜡烛所成的像由A1B1变成A2B2，成像光路图如图5所示。由图易知所成像向右移动且变大，故要得到清晰的像，应使光屏远离透镜。
综上所述，选项D错。
答案 D。
二、作图分析可指导我们正确进行实验操作
例2 在探究“凸透镜成像的规律”实验中，由于蜡烛燃烧变短，使烛焰的像成在了光屏中心的上方，要使像重新成在光屏的中心，如果只调凸透镜，应将凸透镜向_____调。
图6
O

A1
A
B
F
F

C
C1
O1
光屏
解析 利用三条特殊光线并根据题意作出如图6
所示的成像光路图。由图知，当蜡烛AB变短为CB
时，烛焰的像相应由A1（光屏中心）点移至C1点，
要使像重新成在光屏的中心，根据通过光心的光线
传播方向不变，可连接CA1，易知光心新的位置O1
在原位置O的下方即应将凸透镜向下移。
答案 下
三、作图分析可帮助解释某些现象
例3 在用焦距为10cm的凸透镜来探究凸透镜成像规律的实验中，小刚将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光柱座上，如图7所示。若遮住凸透镜的下半部分，则蜡烛在光屏上的成像情况是 （选填“完整的像”、“一半的像”或“无法成像”）。
A1
B1
F
F
O
A
B
图8
图7
40
30
30
20
10
0
10
20

解析 利用三条特殊光线并根据题意作出如图8所示成像光路图。若遮住凸透镜的下半部分，同样可作出如图9所示成像光路图。比较图8和图9可知，蜡烛在光屏上依然成完整的像，只是会聚成像的光线减少，因而像变暗一些。
A1
B1
F
O
A
B
F
图9
答案 完整的像。
20
0
cm
30
10

20
0
cm
30
10