初中物理竞赛凸透镜成像物理竞赛辅导
国中学生物理竞赛实验指导书思考题参考答案-光学资料
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)。
凸透镜成像及应用
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》
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11讲凸透镜成像规律专题精练全国初中物理竞赛试题精编(八年级上)(原卷版)
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。
初中物理竞赛凸透镜成像物理竞赛辅导
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。
竞赛辅导-光学习题解答
物理竞赛辅导——光学一、干涉 ◆杨氏双缝1、P858-11如图的洛埃镜镜长cm .B 005=，幕与镜的右端相距m .C 005=，点光源高出镜面距离为mm .d 5000=，与镜左端的水平距离cm .A 002=，光波波长nm 600=λ.（1）试求幕上干涉条纹的间距，（2）试问幕上总共能出现多少条干涉条纹。
（3）λ∆有何要求？(1)条纹间距m dCB A x 31004.32-⨯=++=∆λ (2)干涉条纹数()()294.29XH H N m 1093.8BA dC A d C B tg C tg C B H H 1221212≈=∆-=⨯=+⋅-+θ⋅-θ+=-- (3)忽略半波损失，在叠加区最大光程差：2m 1055.2Ad 2A d d 2CB H A d ,tg d 222m ⨯==⋅=+=θ⋅=∆看清全部条纹的条件是：nm 1044.1)(L 822C m -⨯=∆λ≤λ∆∴λ∆λ=≤∆m相干长度2、P859-12间距为d 的双孔1S 和2S 后放置一会聚透镜，透镜后焦平面上放一屏幕。
上述干涉装置正对遥远的双星S 和S '，在幕上观察双星产生的干涉条纹。
当d 从小连续变大时，干涉条纹的反衬度将作周期性变化。
（1）试解释此现象；（2）若星光的平均波长为nm 550，当d 变到mm .02时，条纹第一次变模糊，试求双星的角间距。
(1) 设双星角距离为θ入射光S 在P 点光程差为：P S P S NS 122-+=∆ 入射光S '在P 点光程差为：P S S N P S 112-'-=∆'d 2d2NS 2S N NS 212θ=θ≈='+=∆'-∆∴两套条纹级次差为λθ=λ∆'-∆=∆∴dk 当...3,2,1k =∆∴两套条纹的极大值重合，条纹最清晰 当 (2)5,23,21k =∆∴两套条纹的极大与极小重合，条纹最模糊 当d 从零开始增大时，使21k =∆∴时，条纹第一次出现模糊， 此时θλ=∴2d （2）双星角间距rad 104.10.22105.5d 244--⨯=⨯⨯=λ=θ 3、竞1届：波长为λ的两相干的单色平行光束1、2，分别以入射角ϕθ,入射在屏幕面MN 上，求屏幕上干涉条纹的间距。
物理第3节凸透镜成像的规律精品ppt课件
物距与像距的测量
学生使用测量工具，分别测量物体到凸透镜的距 离（物距）和像到凸透镜的距离（像距），并记 录数据。
成像规律的探究
学生改变物体到凸透镜的距离，观察并记录像的 虚实、大小、正倒等变化，探究成像规律。
小组讨论与问题解答
光线传播路径及特点
光线传播路径
平行于凸透镜主轴的光线经过凸透镜 后会聚于一点，这个点叫做凸透镜的 焦点。
特点
凸透镜对光线有会聚作用，即折射光 线比入射光线更靠近主轴。
焦距、物距和像距概念
01
02
03
焦距（f）
凸透镜光心的距离 称为物距。
像距（v）
像到凸透镜光心的距离称 为像距。
像，目镜负责将像放大到人眼可以观察的大小。
03
其他仪器原理
如摄影镜头、投影仪等，都是利用凸透镜成像规律以及复杂光学系统的
原理，实现特定的成像功能。
现代光学技术发展趋势
微型化
随着微纳加工技术的发展，现代光学 系统正朝着微型化方向发展，实现更 小的体积和更轻的重量。
多功能化
现代光学系统正朝着多功能化方向发 展，实现多种成像功能的集成，如同 时实现拍照、录像、测距等功能。
02
凸透镜成像规律探究
实验器材与步骤介绍
• 实验器材：凸透镜、光源、光屏、尺子等
实验器材与步骤介绍
实验步骤
1. 将光源、凸透镜和光屏依次放置在光具座上，并调整它们的高度，使它们的中心 大致在同一高度。
2. 将光源移动到凸透镜的2倍焦距以外，调整光屏位置，直到在光屏上得到清晰的 像。
实验器材与步骤介绍
显微镜、望远镜等仪器原理剖析
物理竞赛培训07（透镜成像及其规律）
物理竞赛培训07（透镜成像及其规律）第七讲透镜及其成像规律的探究第 1 页共 6 页第七讲透镜及其成像规律的探究【知识补充】1、当物距⼤于2倍焦距时，则像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒⽴、缩⼩的实像。
此时像距⼩于物距，像⽐物⼩，物像异侧。
应⽤：照相机、摄像机。
2、当物距等于2倍焦距时，则像距也在2倍焦距，成倒⽴、等⼤的实像。
此时物距等于像距，像与物⼤⼩相等，物像异侧。
3、当物距⼩于2倍焦距、⼤于1倍焦距时，则像距⼤于2倍焦距，成倒⽴、放⼤的实像。
此时像距⼤于物距，像⽐物⼤，物像异侧。
应⽤：投影仪、幻灯机、电影放映机。
4、当物距等于1倍焦距时，则不成像，成平⾏光射出。
减⼩⽽减⼩。
5、当物距⼩于1倍焦距时，则成正⽴、放⼤的虚像。
此时像距⼤于物距，像⽐物⼤，物像同侧。
应⽤：放⼤镜。
第七讲透镜及其成像规律的探究第 2 页共 6 页6、透镜成像规律公式：vu f 111+= 【热⾝训练】例⼀：在做“研究凸透镜成像规律”的实验中，当烛焰、凸透镜及光屏处在如图所⽰的位置时，恰能在光屏上得到⼀个清晰的像。
由此可以判断，他所使⽤凸透镜的焦距【】A ．⼀定⼩于8cmB ．⼀定在8cm 到10cm 之间C ．⼀定⼤于20cmD ．⼀定在10cm 到16cm 之间【解析】若在光屏上得到清晰的像是放⼤的像，说明烛焰处于焦点和2倍焦距位置之间，焦距⼩于10cm ；若在光屏上得到清晰的像是缩⼩的像，说明烛焰处于2倍焦距位置之外(物距⼤于2倍焦距)，成像在焦点与2倍焦距位置之间，焦距⼤于8cm ；所以他所使⽤凸透镜的焦距⼀定在8cm 到10cm 之间，选项B 正确。
例⼆：在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当凸透镜、光屏和蜡烛⽕焰的位置如图所⽰时，光屏上能成⼀个清晰地像，则【】A.所成的像是正⽴缩⼩的实像B.所成的像是倒⽴缩⼩的实像C.把蜡烛向左移动少许，光屏适当向左移动可得到更⼤的实像D.把蜡烛向右移动少许，光屏适当向右移动可得到更⼤的实像【解析】根据凸透镜成像规律，由图可知，蜡烛⽕焰位于焦点和2倍焦距位置之间，所成的像是倒⽴放⼤的实像，选项AB 错误；把蜡烛向左移动少许，光屏适当向左移动可得到减⼩的实像，选项C 错误；把蜡烛向右移动少许，光屏适当向右移动可得到更⼤的实像，选项D 正确。
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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的折射光线与主轴都相交
B、P和S的折射光线与主轴都不相交
C、P的折射光线与主轴相交，S的折射光
线与主轴不相交
D、P的折射光线与主轴不相交，S的折射
光线与主轴相交
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，比较焦距与像距的大小时应比较绝对值的大小。
（2）凸凹透镜成像时，像与物的大小比等于像距与物距的大小比。
（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。
f
v u 1
11=+
8、用一个直径为10cm的凸透镜正对着阳光方向，在透镜另一侧7.5cm处有一垂直于主光轴的光屏，此光屏上呈现一直径为5cm的光斑，求该透镜的焦距
9、如图，把一个凹透镜A放在一个凸透镜B的前10cm处，能使一束平行于主光轴的光能过这两个透镜后，会聚在P上的一点S；已知光屏距透镜30cm，现保持光屏和凸透镜的位置不动，把凹透镜拿走，将一点光源C放在凸透镜的主光轴上距凸透镜30cm处，也能使C点的像成在光屏上的S点，则凹透镜的焦距是，凸透镜的焦距是cm 。
10、老师利用投影仪把课前写好的投影片放到投影仪上经调节后在屏幕上得到清晰的像，再把一本厚书放到投影仪上想投影该书第3页的文字时发现屏幕上的像不清晰，这里他应向移动投影仪的镜头
11、做透镜成像实验时，若像成在光屏的下边缘，如果不改变烛焰和光屏的高度，应将透镜向移
12、一物体从离凸透镜二倍焦距处沿主光轴移到距凸透镜6倍焦距处，在此过程中，物体和它的像之间的距离的变化情况是（）
A、逐渐变大
B、先变大后变小
C、逐渐变小
D、先变小后变大
13、用一架镜头焦距一定的照相机给一个人照了一张2寸的全身像后，再用它给这个人照一张2寸的半身像，应该采取的措施是（）
A、使相机与人的距离变大，且将相机的暗箱的长度调短
B、使相机与人的距离变大，且将相机的暗箱的长度调长
C、使相机与人的距离变小，且将相机的暗箱的长度调短
D、使相机与人的距离变小，且将相机的暗箱的长度调长
14、小明的爷爷和爸爸都是老花眼，爷爷的老花眼更重一些，小明的妈妈则是近视眼。
他们的三付眼镜都放在报纸上，如图。
现
在爸爸要看书，让小明把眼镜递给他，小明应
该拿图__ ___中的那一付。
15、如图，甲、乙、丙、丁是镜头焦距不同的四架相机，它们所用的底片规格是相同的。
分别用它们在同一地点拍摄同一景物。
我们可以判定，在图中，照片______是用相机甲拍摄的，照片___ _是用乙拍摄的，照片_ ______是用丙拍摄的，照片___ __是用丁拍摄的。
A B C D
16、地球周围有绵延数千米的大气层，在“后羿射日”的神话里，如果那神箭飞行的路线笔直的，那么后羿为了射中某个太阳，必须朝着该太阳的（“偏上”、“偏下”或“正中”）
17、将筷子竖直插入装水的玻璃杯内，从俯视图中的P点沿水平方向看到的应该是下面哪个图中的情形？[ ]。